JP2013210336A - Channel structure, channel chip and analyzer - Google Patents
Channel structure, channel chip and analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013210336A JP2013210336A JP2012081946A JP2012081946A JP2013210336A JP 2013210336 A JP2013210336 A JP 2013210336A JP 2012081946 A JP2012081946 A JP 2012081946A JP 2012081946 A JP2012081946 A JP 2012081946A JP 2013210336 A JP2013210336 A JP 2013210336A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- analysis
- flow path
- force
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、液体の分析、または液体に含まれる成分の分析を行うことを可能にする流路構造等に関する。 The present invention relates to a flow channel structure or the like that enables analysis of a liquid or analysis of components contained in a liquid.
医療診断のための検査において、患者の血液中の成分を多項目にわたり分析することにより、患者の病状の把握や、患者への投与に対する効果の判断などを行うことが可能となる。例えば、生活習慣病に関する検査において、上記の把握や判断を行うためには、その生活習慣病と関連性の深い、中性脂肪、コレステロール、血糖値などを同時に測定する必要がある。 In the examination for medical diagnosis, it is possible to grasp the patient's medical condition and judge the effect on the administration to the patient by analyzing the components in the patient's blood over many items. For example, in the examination related to lifestyle-related diseases, it is necessary to simultaneously measure triglycerides, cholesterol, blood glucose levels, etc., which are closely related to the lifestyle-related diseases, in order to perform the above grasp and judgment.
近年、病院のベッドサイドや家庭内など、患者に近いところで実施される臨床検査POCT(Point Of Care Testing)に対する関心が高まっている。POCTであれば、血液に対する検査結果を迅速に患者の治療に活かすことができるとともに、質の高い治療を患者に提供することができる。このPOCTを実施するためには、簡便な操作によって迅速な血液の成分分析を行うことが可能な小型の分析装置が必要となる。 In recent years, there has been an increasing interest in clinical testing POCT (Point Of Care Testing) performed near a patient, such as in a hospital bedside or at home. If it is POCT, while the test result with respect to blood can be rapidly utilized for a patient's treatment, a high quality treatment can be provided to a patient. In order to carry out this POCT, a small analyzer capable of performing rapid blood component analysis by a simple operation is required.
ここで、医療分野、生化学分野、アレルゲンなどの分析を行う必要がある分野等において広く使用される成分分析方法として、免疫分析法がある。従来の免疫分析法では、成分分析を実施するために大型の分析装置が必要であり、また、成分分析のための操作が煩雑であるため、当該分析に1日以上の時間を要していた。このため、従来の免疫分析法をPOCTに適用することはできなかった。 Here, there is an immunoassay method as a component analysis method widely used in the medical field, biochemical field, fields where allergens need to be analyzed, and the like. In the conventional immunoassay, a large analyzer is required to perform component analysis, and since the operation for component analysis is complicated, the analysis requires more than one day. . For this reason, the conventional immunoassay method could not be applied to POCT.
そこで、POCTの実施のための上記小型の分析装置として、近年、基板中に横断面の小さな流路(例えば、当該横断面の一辺がマイクロメートルオーダー)が形成され、当該流路内に抗体等を固定化したチップ(例えば、マイクロ分析チップ)が開発され、実用化されつつある。このチップでは、検体等を含む液体を、抗体等が固定化され、当該検体との反応が生じる反応領域(または、当該反応を検出可能な検出領域)まで導入し、その反応領域の下流側へと導く必要がある。このようなチップは、例えば特許文献1〜3に開示されている。 Therefore, in recent years, as a small-sized analyzer for performing POCT, a channel having a small cross section (for example, one side of the cross section is on the order of micrometers) is formed in a substrate, and an antibody or the like is formed in the channel. A chip (for example, a micro analysis chip) in which is immobilized is being developed and put into practical use. In this chip, a liquid containing a sample or the like is introduced to a reaction region (or a detection region where the reaction can be detected) in which an antibody or the like is immobilized and a reaction with the sample is performed, and downstream of the reaction region It is necessary to lead. Such a chip is disclosed in Patent Documents 1 to 3, for example.
特許文献1には、導入された試料液が、酸化還元酵素および電子メディエータを含む試薬部に到達する時間を互いに異なるように構成されたセンサユニットを複数備えたバイオセンサが開示されている。この構成によれば、複数の特定物質の濃度を測定することができる。 Patent Document 1 discloses a biosensor including a plurality of sensor units that are configured so that the time taken for an introduced sample solution to reach a reagent unit including an oxidoreductase and an electron mediator is different from each other. According to this configuration, the concentration of a plurality of specific substances can be measured.
特許文献2には、2本以上の独立した流路と、全ての流路の上端側と繋がる1つの血液導入保持部とを備え、各流路の下流端に各々吸引用開口を設けたセンサカードが開示されている。センサカードは、各々独立して吸引することができるように構成されたポンプを有する測定装置にセットされることにより、各流路が備える、測定すべき測定成分に対する反応試薬が設けられた測定部において、それぞれ任意の成分の測定を行うことができる。 Patent Document 2 includes a sensor having two or more independent flow paths and one blood introduction / holding part connected to the upper end sides of all the flow paths, each having a suction opening at the downstream end of each flow path. A card is disclosed. The sensor card is set in a measuring device having a pump configured to be able to suck each independently, whereby a measuring unit provided with a reaction reagent for a measuring component to be measured, provided in each flow path In any of the above, any component can be measured.
特許文献3には、複数の分析流路を備えたチップを含む微小流体システムが開示されている。このチップの各分析流路には、試薬や緩衝液などの試料の送液を制御する流体ポンプが設けられている。これにより、使用者が、効率的な生物学的免疫分析を行うことを可能にしている。 Patent Document 3 discloses a microfluidic system including a chip having a plurality of analysis flow paths. Each analysis channel of the chip is provided with a fluid pump that controls the feeding of a sample such as a reagent or a buffer solution. This allows the user to perform an efficient biological immunoassay.
ここで、分析対象となる血液等の液体が、複数の分岐した流路ごとに設けられた反応領域まで導入される場合、各流路内の液体には、ほぼ均一の推進力が印加されていることが好ましい。例えば1つの導入口から反応領域までの長さが各流路でほぼ同じである場合には、液体が反応領域に到達するまでの時間をほぼ同じにすることができる。これは、各流路での反応の検知を、当該反応に必要な時間以上の時間を要することなく、短時間で行うことを可能にする。 Here, when a liquid such as blood to be analyzed is introduced to a reaction region provided for each of a plurality of branched flow paths, a substantially uniform driving force is applied to the liquid in each flow path. Preferably it is. For example, when the length from one inlet to the reaction region is substantially the same in each channel, the time until the liquid reaches the reaction region can be made substantially the same. This makes it possible to detect the reaction in each channel in a short time without requiring a time longer than the time required for the reaction.
一方、流路内の液体に対する吸収、吸引等により上記推進力が変化する場合には、流路ごとに、その推進力の大きさが異なってしまう可能性がある。これは、例えば、ある流路内の液体に対して吸収力または吸引力が作用した場合、当該液体に対して印加されていた力が当該吸収力または吸引力によって変動し、当該変動した力が、他の流路内の液体へと伝播されてしまうことにより生じる。この場合、その変動した力により、当該他の流路内の液体が停止または逆流し、当該他の流路が備える反応領域への導入を妨げてしまい、当該反応領域における短時間での検知ができないか、最悪の場合には、当該検知すらできない可能性が生じてしまう。 On the other hand, when the propulsive force changes due to absorption, suction, or the like with respect to the liquid in the flow channel, the magnitude of the propulsive force may be different for each flow channel. This is because, for example, when an absorption force or a suction force is applied to a liquid in a certain flow path, the force applied to the liquid fluctuates depending on the absorption force or the suction force. This is caused by being propagated to the liquid in another flow path. In this case, the liquid in the other flow path stops or backflows due to the fluctuating force, preventing introduction into the reaction area included in the other flow path, and detection in the reaction area in a short time. In the worst case, there is a possibility that the detection cannot be performed.
例えば、図12に示すような流路チップ100の場合を考える。この流路チップ100は、液体導入部101と、導入用流路102と、分析用流路103a、103bと、開口部104a、104bと、送液機構105とを備えている。送液機構105は、開口部104aにのみ接続され、開口部104bには接続されていない。
For example, consider the case of a
図13の(a)のように、液体導入部101から導入された液体Lを、開口部104a、104bまで到達させることができれば、分析用流路103a、103bまたは開口部104a、104bにおいて、液体Lまたはその成分の分析が可能となる。
As shown in FIG. 13A, if the liquid L introduced from the
しかし、送液機構105が開口部104aにのみ接続されているので、図13の(b)に示すように、送液機構105の吸引力により、分析用流路103a内の液体Lに印加されている力に変動が生じ、その変動した力が、分析用流路103b内の液体Lに伝播する。その結果、分析用流路103b内の液体Lには、分析用流路103a側へ向かう力が作用するため、当該液体Lが停止または逆流してしまい、開口部104bまで到達しない可能性がある。つまり、流路チップ100では、上記のように、短時間にかつ確実に液体の成分分析を行うための工夫が一切なされていなかった。
However, since the
そして、特許文献1〜3においても、各流路に設置された吸収体(試薬、フィルタなど)、および/または、各流路に設置または接続されたポンプによって生じる、各流路内の液体(試料液、血液など)に対する力の変動を制御して、短時間にかつ確実に液体の成分分析を行うための工夫については、一切開示されていない。 And also in patent documents 1-3, the liquid (reagent, a filter, etc.) installed in each flow path and / or the liquid in each flow path produced by the pump installed or connected to each flow path ( There is no disclosure of any device for controlling the fluctuation of the force on the sample liquid, blood, etc.) to perform the liquid component analysis in a short time and surely.
特に、特許文献1の技術は、各流路が備える試薬部に試料液が到達する時間を異ならせるようにするものであり、各試薬部に試料液がほぼ同時に到達させることを目的としていない。また、特許文献2および3では、各流路に対して独立に機能するポンプが接続また
は設置されているため、上記の力の変動を制御するためには、各ポンプに対する制御が必要となり繁雑となってしまう。また、その制御のための機構(例えばバルブなど)や、機構制御部(例えばセンサ、制御回路)などを外部に設ける必要がある。
In particular, the technique disclosed in Patent Document 1 is to vary the time required for the sample liquid to reach the reagent part included in each flow path, and is not intended to allow the sample liquid to reach each reagent part almost simultaneously. Further, in Patent Documents 2 and 3, since pumps that function independently are connected to or installed in each flow path, in order to control the fluctuation of the above-mentioned force, it is necessary to control each pump. turn into. Further, it is necessary to provide a mechanism (for example, a valve) for the control, a mechanism control unit (for example, a sensor, a control circuit), and the like for the outside.
それゆえ、特許文献1〜3の技術から、各流路が連通するように接続された簡易な流路構造において、上記の力の変動が生じた場合に、簡易な機構により、各流路における液体の成分に対する様々な分析を、短時間にかつ確実に行うことを想到することはできなかった。 Therefore, from the techniques of Patent Documents 1 to 3, in the simple flow channel structure connected so that the flow channels communicate with each other, when the above-described fluctuations in force occur, It was impossible to conceive that various analyzes of liquid components were performed in a short time and reliably.
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の分析用流路での液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を、簡易な機構により効率よく行うことが可能にする流路構造、流路チップおよび分析装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to efficiently analyze a liquid in a plurality of analysis flow paths and analyze components contained in the liquid by a simple mechanism. An object of the present invention is to provide a flow channel structure, a flow channel chip, and an analysis device that can be performed.
本発明に係る流路構造は、上記課題を解決するために、液体が導入されることにより、該液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を可能とする複数の分析用流路と、上記複数の分析用流路のうち、少なくとも1つの分析用流路内の上記液体に印加されている力を変動させる力変動機構と、上記力変動機構が変動させた力の、上記1つの分析用流路とは異なる他の分析用流路内の上記液体への伝播を緩和する力緩和機構と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the flow channel structure according to the present invention includes a plurality of analysis flow channels that enable analysis of the liquid and analysis of components contained in the liquid by introducing the liquid. The force variation mechanism for varying the force applied to the liquid in at least one analysis channel among the plurality of analysis channels, and the one of the force varied by the force variation mechanism And a force relaxation mechanism for relaxing propagation to the liquid in another analysis flow channel different from the analysis flow channel.
上記構成によれば、力緩和機構により、1つの分析用流路内の液体に印加されている力の、力変動機構による変動が、他の分析用流路に伝播することを緩和できる。それゆえ、複数の分析用流路のそれぞれにおいて、導入された液体の流れを維持することができ、複数の分析用流路のそれぞれが有する液体の分析、および液体に含まれる成分の分析を、簡易な機構により効率よく行うことを可能にする。 According to the above configuration, the force relaxation mechanism can reduce the propagation of the force applied to the liquid in one analysis flow channel by the force variation mechanism to another analysis flow channel. Therefore, the flow of the introduced liquid can be maintained in each of the plurality of analysis flow paths, and the analysis of the liquid included in each of the plurality of analysis flow paths and the analysis of the components contained in the liquid can be performed. A simple mechanism enables efficient operation.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記力緩和機構は、気体が格納されている気体格納部であることが好ましい。 Furthermore, in the flow path structure according to the present invention, it is preferable that the force relaxation mechanism is a gas storage portion in which a gas is stored.
上記構成によれば、力緩和機構が気体格納部によって実現されることにより、気体の圧縮性を利用して、力変動機構が変動させた力の液体への伝播を緩和できる。 According to the above configuration, since the force relaxation mechanism is realized by the gas storage unit, the propagation of the force changed by the force fluctuation mechanism to the liquid can be relaxed using the compressibility of the gas.
また、力緩和機構として大気に開放された通気路を形成する場合に比べ、容易に形成することができる。さらに、上記通気路に比べ、気体格納部に滞留する液体の量を少なくすることができるゆえ、分析に必要となる液体の容量を少なくすることができる。 Moreover, it can form easily compared with the case where the ventilation path open | released to air | atmosphere is formed as a force relaxation mechanism. Furthermore, since the amount of liquid staying in the gas storage portion can be reduced as compared with the air passage, the volume of liquid required for analysis can be reduced.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記気体格納部の送液方向と垂直な断面における、該気体格納部の底部に対して垂直方向の距離である第1距離は、上記1つの分析用流路の送液方向と垂直な断面における、該1つの分析用流路の底部に対して垂直方向の距離である第2距離よりも長いことが好ましい。 Furthermore, in the flow path structure according to the present invention, the first distance, which is the distance in the direction perpendicular to the bottom of the gas storage section, in the cross section perpendicular to the liquid feeding direction of the gas storage section is the one for analysis. It is preferable that the cross section perpendicular to the liquid feeding direction of the flow path is longer than the second distance that is the distance in the vertical direction with respect to the bottom of the one analytical flow path.
上記構成によれば、第1距離が第2距離よりも長いので、気体格納部は、分析用流路よりも、底部に対して垂直方向(厚み方向)に広がりを有している。すなわち、力緩和機構として、厚み方向に広がりをもつ気体格納部を形成することができる。 According to the above configuration, since the first distance is longer than the second distance, the gas storage portion extends in the direction perpendicular to the bottom (thickness direction) relative to the analysis channel. That is, as a force relaxation mechanism, a gas storage portion having a spread in the thickness direction can be formed.
なお、上記第2距離を有する「1つの分析用流路」は、複数の分析用流路のうちのいずれであってもよい。 The “one analysis channel” having the second distance may be any of a plurality of analysis channels.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記第1距離は、上記第2距離の1.5倍以上で
あることが好ましい。
Furthermore, in the flow channel structure according to the present invention, the first distance is preferably 1.5 times or more the second distance.
上記構成によれば、第1距離を第2距離の1.5倍以上とすることにより、力変動機構が変動させた力が、他の分析用流路内の液体への伝播することを、十分に緩和できるだけの気体を、気体格納部内に収容することができる。 According to the above configuration, by making the first distance 1.5 times or more the second distance, the force changed by the force fluctuation mechanism is propagated to the liquid in the other analysis flow path. A gas that can be sufficiently relaxed can be accommodated in the gas storage portion.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記気体格納部の送液方向と垂直な断面における、該気体格納部の底部に対して水平方向の距離である第3距離は、上記1つの分析用流路の、送液方向と垂直な断面における、該1つの分析用流路の底部に対して水平方向の距離である第4距離よりも長いことが好ましい。 Furthermore, in the flow path structure according to the present invention, the third distance, which is the distance in the horizontal direction with respect to the bottom of the gas storage section, in the cross section perpendicular to the liquid feeding direction of the gas storage section is the one for analysis. It is preferable that the flow path is longer than a fourth distance which is a distance in the horizontal direction with respect to the bottom of the one analysis flow path in a cross section perpendicular to the liquid feeding direction.
上記構成によれば、第3距離が第4距離よりも長いので、気体格納部は、分析用流路よりも、底部に対して水平方向に広がりを有している。すなわち、力緩和機構として、水平方向に広がりをもつ気体格納部を形成することができる。また、厚み方向に広がりを有する気体格納部を形成する場合に比べ、容易に形成することができる。 According to the said structure, since 3rd distance is longer than 4th distance, the gas storage part has a breadth in the horizontal direction with respect to the bottom part rather than the flow path for analysis. That is, as the force relaxation mechanism, a gas storage portion having a spread in the horizontal direction can be formed. Moreover, it can form easily compared with the case where the gas storage part which spreads in the thickness direction is formed.
なお、上記第4距離を有する「1つの分析用流路」は、複数の分析用流路のうちのいずれであってもよい。 The “one analysis channel” having the fourth distance may be any of a plurality of analysis channels.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記力緩和機構は、大気に開放された通気路であることが好ましい。 Furthermore, in the flow path structure according to the present invention, it is preferable that the force relaxation mechanism is a vent path opened to the atmosphere.
上記構成によれば、力緩和機構が大気に開放された通気路にて実現できるので、その空間が閉じられている気体格納部である場合よりも、強い力緩和効果を得ることができる。 According to the above configuration, since the force relaxation mechanism can be realized by an air passage that is open to the atmosphere, a stronger force relaxation effect can be obtained than in the case of the gas storage portion in which the space is closed.
さらに、本発明に係る流路構造は、上記複数の分析用流路に上記液体を導入する液体導入部を備え、上記液体導入部は、上記力緩和機構として機能することが好ましい。 Furthermore, the flow channel structure according to the present invention preferably includes a liquid introduction part that introduces the liquid into the plurality of analysis flow paths, and the liquid introduction part functions as the force relaxation mechanism.
上記構成によれば、液体を導入するために必要となる部材にて力緩和機構を実現できる。 According to the said structure, a force relaxation mechanism is realizable with the member required in order to introduce | transduce a liquid.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記力緩和機構は、上記複数の分析用流路の全てに接続されていることが好ましい。 Furthermore, in the flow channel structure according to the present invention, it is preferable that the force relaxation mechanism is connected to all of the plurality of analysis flow channels.
上記構成によれば、力変動機構が変動させた力の伝播を、1つの力緩和機構によって緩和できる。 According to the said structure, propagation of the force which the force fluctuation mechanism fluctuated can be relieved by one force relaxation mechanism.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記複数の分析用流路のそれぞれは、上記液体を送液する動力として毛細管力を生じさせる構造を有することが好ましい。 Furthermore, in the flow channel structure according to the present invention, each of the plurality of analysis flow channels preferably has a structure that generates a capillary force as power for feeding the liquid.
上記構成によれば、分析用流路以外の機構によって発生させた動力を必要とせずに、該分析用流路内の液体を一方向に流すことができる。 According to the above configuration, the liquid in the analysis flow channel can flow in one direction without the need for power generated by a mechanism other than the analysis flow channel.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記力変動機構は、上記液体を吸収する吸収体であることが好ましい。 Furthermore, in the flow channel structure according to the present invention, the force fluctuation mechanism is preferably an absorber that absorbs the liquid.
上記構成によれば、吸収体のサイズ等により液体の吸収量を調節できるため、分析のために必要となる液体量を任意に設定することが可能となる。そのため、当該分析に対する利便性を向上させることができる。 According to the above configuration, since the amount of liquid absorption can be adjusted by the size of the absorber, the amount of liquid required for analysis can be arbitrarily set. Therefore, convenience for the analysis can be improved.
一方、吸収体が液体を吸収することにより、当該液体に印加されている力を変動させたとしても、力緩和機構を備えているので、当該変動した力の液体への伝播を緩和できる。それゆえ、複数の分析用流路を用いた液体またはその成分の分析において、利便性および効率の向上を図ることができる。 On the other hand, even if the force applied to the liquid is changed by absorbing the liquid by the absorber, since the force relaxation mechanism is provided, propagation of the changed force to the liquid can be reduced. Therefore, convenience and efficiency can be improved in the analysis of the liquid or its components using a plurality of analysis channels.
さらに、本発明に係る流路構造は、上記吸収体には、吸収した上記液体中の分析対象となる上記成分と反応することにより、該液体の特性を変化させる試薬が固定されていることが好ましい。 Furthermore, in the flow channel structure according to the present invention, a reagent that changes the characteristics of the liquid by reacting with the component to be analyzed in the absorbed liquid is fixed to the absorber. preferable.
上記構成によれば、吸収体に試薬が固定されていることにより、吸収体が存在する位置において、液体中の分析対象となる成分の濃度を測定することができる。 According to the above configuration, since the reagent is fixed to the absorber, the concentration of the component to be analyzed in the liquid can be measured at the position where the absorber is present.
さらに、本発明に係る流路構造は、上記液体に含まれる、少なくとも分析対象となる上記成分以外の特定成分を通過させないフィルタを備えていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the flow path structure according to the present invention includes a filter that does not allow at least a specific component other than the component to be analyzed included in the liquid to pass therethrough.
上記構成によれば、特定成分を通過させない、すなわち、主に分析対象となる成分を通過させることができるゆえ、分析用流路での分析精度を向上させることができる。 According to the above configuration, since the specific component is not allowed to pass, that is, the component to be analyzed can be mainly passed, the analysis accuracy in the analysis channel can be improved.
さらに、本発明に係る流路構造は、上記課題を解決するために、液体が導入されることにより、該液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を可能とする複数の分析用流路と、上記複数の分析用流路のうち、少なくとも1つの分析用流路内の上記液体に印加されている力が変動したときに、該変動した力の、該1つの分析用流路とは異なる他の分析用流路内の上記液体への伝播を緩和する力緩和機構と、を備え、上記液体に印加されている力を変動させる力変動機構が、上記1つの分析用流路に接続されていることを特徴としている。 Furthermore, in order to solve the above-described problems, the flow channel structure according to the present invention has a plurality of analytical streams that enable analysis of the liquid and analysis of components contained in the liquid by introducing the liquid. And when the force applied to the liquid in at least one analysis flow path among the plurality of analysis flow paths fluctuates, A force relaxation mechanism that relaxes propagation to the liquid in another different analysis flow path, and a force fluctuation mechanism that varies the force applied to the liquid is provided in the one analysis flow path. It is characterized by being connected.
上記構成によれば、流路構造が備える分析用流路の少なくとも1つに、力変動機構が接続されているので、当該力変動機構により、当該分析用流路内の液体に印加されている力が変動する。しかし、力緩和機構により、その変動した力が、他の分析用流路に伝播することを緩和できる。それゆえ、複数の分析用流路のそれぞれにおいて、導入された液体の流れを維持することができ、複数の分析用流路での液体の分析、および液体に含まれる成分の分析を、簡易な機構により効率よく行うことを可能にする。 According to the above configuration, since the force fluctuation mechanism is connected to at least one of the analysis flow paths included in the flow path structure, the force fluctuation mechanism applies the liquid to the liquid in the analysis flow path. The power fluctuates. However, the force relaxation mechanism can alleviate propagation of the varied force to other analysis channels. Therefore, the flow of the introduced liquid can be maintained in each of the plurality of analysis flow paths, and the analysis of the liquid in the plurality of analysis flow paths and the analysis of the components contained in the liquid can be simplified. The mechanism makes it possible to perform efficiently.
さらに、本発明に係る流路構造では、上記力変動機構は、上記1つの分析用流路内を流れる液体を吸引する吸引器であることが好ましい。 Furthermore, in the flow channel structure according to the present invention, the force fluctuation mechanism is preferably an aspirator that sucks the liquid flowing in the one analytical flow channel.
上記構成によれば、吸引器の吸引力の制御により液体の送液量を調節できるため、分析のために必要となる液体量を任意に設定することが可能となる。そのため、当該分析に対する利便性を向上させることができる。 According to the above configuration, the amount of liquid fed can be adjusted by controlling the suction force of the aspirator, so that the amount of liquid required for analysis can be set arbitrarily. Therefore, convenience for the analysis can be improved.
一方、吸引器が液体を吸引することにより、当該液体に印加されている力を変動させたとしても、力緩和機構を備えているので、当該変動した力の液体への伝播を緩和できる。それゆえ、複数の分析用流路を用いた液体またはその成分の分析において、利便性および効率の向上を図ることができる。 On the other hand, even if the force applied to the liquid is changed by the suction device sucking the liquid, the force relaxation mechanism is provided, so that the propagation of the changed force to the liquid can be reduced. Therefore, convenience and efficiency can be improved in the analysis of the liquid or its components using a plurality of analysis channels.
さらに、本発明に係る流路チップは、上記に記載の流路構造を備えていることが好ましい。 Furthermore, the channel chip according to the present invention preferably includes the channel structure described above.
上記構成によれば、流路チップは、上記流路構造を備えているので、当該流路構造と同様、複数の分析用流路のそれぞれが有する液体の分析、および液体に含まれる成分の分析
を、簡易な機構により効率よく行うことを可能にする。
According to the above configuration, since the flow channel chip includes the flow channel structure, the analysis of the liquid included in each of the plurality of analysis flow channels and the analysis of the components contained in the liquid are performed as in the flow channel structure. Can be efficiently performed by a simple mechanism.
さらに、本発明に係る分析装置は、上記に記載の流路チップを備え、上記液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を行うことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the analyzer according to the present invention includes the flow channel chip described above, and performs analysis of the liquid and components contained in the liquid.
上記構成によれば、分析装置は、上記流路チップを備えているので、当該流路チップと同様、複数の分析用流路のそれぞれが有する液体の分析、および液体に含まれる成分の分析を効率よく行うことができる。 According to the above configuration, since the analysis apparatus includes the flow channel chip, similarly to the flow channel chip, the analysis of the liquid included in each of the plurality of analysis flow channels and the analysis of the components contained in the liquid are performed. It can be done efficiently.
本発明に係る流路構造は、以上のように、液体が導入されることにより、該液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を可能とする複数の分析用流路と、上記複数の分析用流路のうち、少なくとも1つの分析用流路内の上記液体に印加されている力を変動させる力変動機構と、上記力変動機構が変動させた力の、上記1つの分析用流路とは異なる他の分析用流路内の上記液体への伝播を緩和する力緩和機構と、を備えている構成である。 As described above, the flow channel structure according to the present invention includes a plurality of analysis flow channels that enable analysis of the liquid and analysis of components contained in the liquid by introducing the liquid, and the plurality of the flow channels. Among the analysis channels, a force variation mechanism that varies the force applied to the liquid in at least one analysis channel, and the one analysis flow that includes the force varied by the force variation mechanism. And a force relaxation mechanism that relaxes propagation to the liquid in another analysis flow path different from the path.
さらに、本発明に係る流路構造は、以上のように、液体が導入されることにより、該液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を可能とする複数の分析用流路と、上記複数の分析用流路のうち、少なくとも1つの分析用流路内の上記液体に印加されている力が変動したときに、該変動した力の、上記1つの分析用流路とは異なる他の分析用流路内の上記液体への伝播を緩和する力緩和機構と、を備え、上記液体に印加されている力を変動させる力変動機構が、上記1つの分析用流路に接続されている構成である。 Furthermore, the flow path structure according to the present invention, as described above, a plurality of analysis flow paths that enable analysis of the liquid and analysis of components contained in the liquid by introducing the liquid; Among the plurality of analysis channels, when the force applied to the liquid in at least one analysis channel changes, the changed force differs from the one analysis channel. A force relaxation mechanism that relaxes propagation to the liquid in the analysis flow channel, and a force variation mechanism that varies the force applied to the liquid is connected to the one analysis flow channel. It is the composition which is.
それゆえ、本発明の流路構造は、複数の分析用流路での液体の分析、および液体に含まれる成分の分析を、簡易な機構により効率よく行うことを可能にするという効果を奏する。 Therefore, the flow channel structure of the present invention has an effect of enabling efficient analysis of liquid in a plurality of analysis flow channels and analysis of components contained in the liquid by a simple mechanism.
以下に、本発明の実施の各形態について説明するが、本発明は、これらの形態に限定されるものではない。なお、各実施の形態に導入される液体(サンプル)としては、例えば、水溶液、血液、尿などの液体試料、アルコール等の有機溶媒などを含む溶媒試料、ゲルなどの高分子溶液試料が挙げられる。 Each embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments. The liquid (sample) introduced into each embodiment includes, for example, an aqueous solution, a liquid sample such as blood and urine, a solvent sample containing an organic solvent such as alcohol, and a polymer solution sample such as a gel. .
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
<流路チップ1の全体構造>
まず、本実施の形態に係る流路チップ1について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成の一例を示す図であり、(a)は、流路チップ1の概略構成の一例を示す上面図であり、(b)は、(a)に示す流路チップを、A−A´線で切ったときの概略構成の一例を示す断面図である。本実施の形態に係る流路チップ1は、少なくとも、複数の分析用流路13と、メンブレン21と、第1開口部11とによって形成される流路構造を備えた構成である。
<Overall structure of flow channel chip 1>
First, the flow path chip 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a flow channel chip 1 according to the present embodiment, (a) is a top view showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1, and (b) It is sectional drawing which shows an example of schematic structure when the flow-path chip | tip shown to (a) is cut | disconnected by the AA 'line. The channel chip 1 according to the present embodiment has a configuration including at least a channel structure formed by a plurality of analysis channels 13, a
本実施の形態に係る流路チップ1は、流路チップ1内に導入された液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を行うことを可能とするものである。例えば、これらの分析は、流路チップ1が分析装置50(図3参照)に挿入されることにより行われる。流路チップ1は、その分析を実現するために、図1に示すように、第1開口部(力緩和機構、通気路、液体導入部)11と、分析用流路13a、13bと、第2開口部14a、14b(力変動機構)と、メンブレン21(力変動機構、吸収体)と、基板41と、流路形成基板42とを備えている。なお、各実施の形態の説明において、流路チップ1が備える複数の分析用流路の符号を「13」、複数の第2開口部の符号を「14」として説明する場合もある。
The flow channel chip 1 according to the present embodiment enables analysis of a liquid introduced into the flow channel chip 1 and analysis of components contained in the liquid. For example, these analyzes are performed by inserting the channel chip 1 into the analyzer 50 (see FIG. 3). In order to realize the analysis, the flow channel chip 1 includes a first opening (force relaxation mechanism, air passage, liquid introduction unit) 11,
第1開口部11は、分析用流路13a、13bに接続されており、分析対象となる液体を分析用流路13a、13bに導入するものである。また、第1開口部11は、大気に開放された構造となっている。例えば、第1開口部11は、その形状が円柱であり、その内径R(図1の(a)に示すxy平面上における長さ)が0.5〜10mm程度、その高さ(厚み、図1の(b)に示すz方向)Hが0.1〜10mm程度である。
The
分析用流路13a、13bは、第1開口部11から導入された液体の分析、および該液体に含まれる成分の分析を可能とするものであり、それぞれの一端が第1開口部11に、それぞれの他端が第2開口部14a、14bに接続されている。分析用流路13a、13bは、それぞれ第1開口部11を介して連通していることにより、分析用流路13a、13bのそれぞれに同一の液体が同じタイミングで導入される。ただし、分析用流路13a、13bに導入された液体は、それぞれ独立に(分析用流路13a、13bごとに)、例
えば分析装置50の分析対象となる。
The
分析用流路13a、13bの幅wは、1〜5000μm、好ましくは100〜2000μmであり、その深さは1〜1000μm、好ましくは10〜300μmである。このように、分析用流路13a、13bのそれぞれは、上記のような大きさ(マイクロメートルオーダー)で形成されることにより、当該分析用流路13a、13bのそれぞれに導入された液体を送液する動力として毛細管力を生じさせる構造を有しているといえる。この場合、分析用流路13a、13b以外の機構によって発生させた動力を必要とせずに、該分析用流路13a、13b内に導入された液体をそれぞれ一方向に流すことができる。
The width w of the
第2開口部14a、14bは、第1開口部11と同様、大気に開放されており、第1開口部11から導入された液体の第2開口部14a、14b側への送液を促進する。また、第2開口部14a、14bの底部(基板41で形成された領域)には、分析用流路13a、13bに導入された液体または液体の成分の分析を行うために、当該液体と試薬等を反応させる反応部(後述)が設けられてもよい。
The
メンブレン21は、図1の(b)に示すように、分析用流路13aに導入された液体を吸収する吸収体のひとつであり、例えば、分析用流路13aに接続された第2開口部14aの底部に載置されている。これにより、第2開口部14aと同様、第1開口部11から導入された液体の第2開口部14a側への送液が促進される。メンブレン21としては、例えば、高分子性膜、コラーゲン膜、セルロース系繊維、ガラス繊維、高分子系繊維、多孔質体などの吸収性を有するものが用いられる。
As shown in FIG. 1B, the
メンブレン21のサイズ、ポア(穴)径、材料の種類等を調整して載置することにより、少なくとも分析用流路13a内の液体の吸収量を調節できるため、分析のために必要となる液体量(サンプル量)を任意に設定することが可能となる。そのため、当該分析に対する利便性を向上させることができる。
By adjusting the size, pore (hole) diameter, material type, etc. of the
なお、液体またはその成分の分析を行うことを可能とする領域(上記の反応部など)まで当該液体を流すことができればよい。そのため、メンブレン21は、第2開口部14aの底部に設けられている必要は必ずしもなく、例えば当該領域が分析用流路13aの途中に存在する場合には、分析用流路13a内の、送液方向に対してその領域よりも後方に設けられていてもよい。
In addition, the liquid should just be able to flow to the area | regions (above-mentioned reaction part etc.) which can analyze a liquid or its component. For this reason, the
基板41は、流路チップ1の台座として、また、第1開口部11、分析用流路13a、13b、第2開口部14a、14bの底部として機能するものであり、ガラスや樹脂などからなる。また、流路形成基板42は、流路チップ1に形成される各部材の形状を形成するものであり、具体的には、第1開口部11、第2開口部14a、14bの側面および開口、分析用流路13a、13bの側面および上部(底部に対向する領域)を形成する。流路形成基板42も、基板41と同様、ガラスや樹脂などからなる。
The
<第1開口部11の機能>
第1開口部11から導入された液体は、当該第1開口部11の底部に到達した後、例えば毛細管力によって分析用流路13a、13bにそれぞれ導入される。
<Function of the
The liquid introduced from the
ここで、本実施の形態において、第1開口部11が大気に開放されていない場合を考える。この場合、第2開口部14aの底部には、吸収性を有するメンブレン21が載置されているので、分析用流路13a内の液体に印加されている毛細管力のほかに、メンブレン21の吸収力が印加され、第2開口部14a側への推進力が強まる。一方、第2開口部14bの底部にはメンブレン21が載置されていないので、分析用流路13b内の液体に印
加されている力とは逆方向(第1開口部11に戻る方向)の力が印加され、第2開口部14b側への推進力が弱まる。
Here, in this Embodiment, the case where the
つまり、メンブレン21は、複数の分析用流路13a、13bのうち、少なくとも1つの分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させる力変動機構として機能する。そして、メンブレン21が変動させた力が分析用流路13b内の液体へと伝播することにより、図12および図13を用いて説明したように、分析用流路13b内の液体が停止または逆流してしまい、第2開口部14b(分析用流路13bの末端部)まで到達しない可能性が生じてしまう。
That is, the
しかし、本実施の形態では、大気に開放された第1開口部11を備えているので、その開放により、メンブレン21が変動させた力の、分析用流路13aとは異なる他の分析用流路13b内の液体への伝播を緩和できる。これは、気体の圧縮性が液体の圧縮性よりも高く、また、第1開口部11の空間が分析用流路13bの空間よりも広いため、分析用流路13a内の液体から伝播した力は、分析用流路13bではなく、第1開口部11の上方(底部から遠ざかる方向、図1の(b)に示すz方向)へと導かれやすくなるためである。
However, in the present embodiment, since the
すなわち、メンブレン21がその吸収力によって分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させたとしても、その変動した力は、分析用流路13b内の液体に伝播する前に、力緩和機構として機能する第1開口部11内の気体(例えば空気)に伝播し、大気へと逃がされる。したがって、複数の分析用流路13a、13b内の液体に印加されている力を一定に維持できるので、複数の分析用流路13a、13bのそれぞれにおいて、導入された液体の流れを維持することができる。それゆえ、複数の分析用流路13a、13bでの液体の分析、および液体に含まれる成分の分析を、簡易な機構により効率よく行うことを可能にする。
That is, even if the
また、力緩和機構を大気に開放された第1開口部11にて実現できるので、力緩和機構として機能する、流路チップ1内に形成された閉空間である気体格納部32、33(後述)よりも強い力緩和効果を得ることができる。
Further, since the force relaxation mechanism can be realized by the
また、本実施の形態では、複数の分析用流路13a、13bに液体を導入する第1開口部11が力緩和機構としても機能するため、液体を導入するために必要となる部材にて力緩和機構を実現できる。すなわち、力緩和機構を別途形成するといった、流路チップ1の製造上の手間を回避できる。
In the present embodiment, since the
なお、上記では、メンブレン21を力変動機構として説明したが、これに限られない。例えば、第2開口部14a、14bの容積、断面積、壁面の表面状態等が異なる場合には、第2開口部14a、14bのそれぞれに接続された分析用流路13a、13b内の液体に印加される力が異なる。この場合、その送液方向に印加される力を強く作用させる第2開口部14a、14bのいずれかが、力変動機構として機能することになる。また、メンブレン21が第2開口部14a、14bの両方の底部に載置されている場合であっても、各底部に載置されたメンブレン21の吸収力に差がある場合には、吸収力の強い方のメンブレン21が力変動機構として作用することになる。
In the above description, the
<ポンプ23>
次に、図2を用いて、流路チップ1の第2開口部14a側に、ポンプ23の吸引口(不図示)が接続された場合の概略構成について説明する。図2は、流路チップ1が外部のポンプ23に接続されたときの概略構成の一例を示す図である。この場合、流路チップ1は、少なくとも、複数の分析用流路13と、第1開口部11とによって形成される流路構造
を備えた構成である。
<Pump 23>
Next, a schematic configuration when the suction port (not shown) of the
ポンプ23は、その吸引口を介して、第1開口部11から導入された液体を吸引するものであり、主として分析用流路13a側の液体を、流路チップ1の外部へと吸い出す装置である。換言すれば、ポンプ23は、少なくとも1つの分析用流路13a内を流れる液体を吸引する吸引器(力変動機構)である。ポンプ23を用いることによって、分析用流路13a内の液体に対する吸引力および送液速度を一定に維持することができる。
The
また、その吸引力の制御により、少なくとも分析用流路13a内の液体の送液量を調節できるため、分析のために必要となる液体量を任意に設定することが可能となる。そのため、当該分析に対する利便性を向上させることができる。
In addition, by controlling the suction force, at least the amount of liquid fed in the
なお、図2には、メンブレン21が第2開口部14aの底部に載置され、かつ、第2開口部14aにポンプ23の吸引口が接続された構成が示されているが、これに限らず、第2開口部14a、14bのいずれの底部にもメンブレン21が載置されていない構成であってもよい。すなわち、図2では、流路チップ1が、分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させる力変動機構を備えておらず、当該力変動機構(ポンプ23)が、流路チップ1の外部に存在し、分析用流路13aに接続されていてもよい。
FIG. 2 shows a configuration in which the
<ポンプ23に接続されているときの第1開口部11の機能>
上記のように、ポンプ23が、分析用流路13a内の液体に対する吸引力および送液速度を一定に維持し、液体またはその成分の分析に対する利便性を向上させることができる一方で、ポンプ23による、分析用流路13a内の液体に対する吸引力により、当該液体に印加されていた力に変動が生じる。すなわち、ポンプ23は、メンブレン21と同様、少なくとも1つの分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させる力変動機構としての機能を有する。
<Function of
As described above, the
しかし、図2に示す流路チップ1は、少なくとも1つの分析用流路13a内の液体に印加されている力が変動したときに、該変動した力の、1つの分析用流路13aとは異なる他の分析用流路13b内の液体への伝播を緩和する第1開口部11を備えている。そのため、ポンプ23が、その吸引力によって分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させたとしても、その変動した力は、分析用流路13b内の液体に伝播する前に、第1開口部11内の気体に伝播し、大気へと逃がされる。それゆえ、図1の場合と同様、ポンプ23が変動させた力の、分析用流路13aとは異なる他の分析用流路13b内の液体への伝播を緩和できる。
However, when the force applied to the liquid in at least one
なお、特許文献1のバイオセンサにおいては、各センサユニットに対してポンプ等の送液機構を備えたり、接続することができない。これは、各センサユニットへの液体の流れを制御できなくなるためである。そのため、特許文献1には、バイオセンサに、ポンプ等の送液機構が変動させた力の伝播を緩和する力緩和機構を備えるといった動機がない。 In the biosensor disclosed in Patent Document 1, a liquid feeding mechanism such as a pump cannot be provided or connected to each sensor unit. This is because the flow of the liquid to each sensor unit cannot be controlled. For this reason, Patent Document 1 does not have a motive for providing the biosensor with a force relaxation mechanism that relieves propagation of force changed by a liquid delivery mechanism such as a pump.
<分析装置50>
次に、図3を用いて、流路チップ1が挿入される分析装置50の概略構成について説明する。図3の(a)〜(c)は、流路チップ1が挿入される分析装置50の概略構成の一例を示す図である。図3の(a)および(b)では、発光素子51から出射され、流路チップ1で反射または散乱した光を、受光素子52で受光する分析装置50の一例を示している。一方、図3の(c)では、発光素子51から出射され、流路チップ1を透過した光を、受光素子52で受光する分析装置50の一例を示している。
<
Next, the schematic configuration of the
分析装置50は、流路チップ1の分析用流路13a、13bのそれぞれに導入された液
体の分析、または液体に含まれる成分の分析を行うものであり、図3の(a)〜(c)に示すように、例えば発光素子51、受光素子52および分析部53を備えている。この発光素子51および受光素子52は、分析装置50の光学系を形成している。
The
なお、図3では、流路チップ1の分析用流路13aにメンブレン21が載置され、かつ、第2開口部14aにポンプ23が接続された構成を示しているが、上述のように、複数の分析用流路13の少なくとも1つにメンブレン21およびポンプ23のいずれかが載置あるいは接続されている構成であってもよい。
FIG. 3 shows a configuration in which the
発光素子51は、例えばLEDなどで構成され、分析用流路13a、13b(各分析用流路13または各第2開口部14に反応部(例えば、後述の反応部22)が設けられている場合には、各反応部)に、光を照射するものである。
The
受光素子52は、挿入された流路チップ1に照射された結果、当該流路チップ1にて反射あるいは散乱した光、または、当該流路チップ1を透過した光を受光するものである。また、受光素子52は、その受光量を分析部53に送信する。
The
例えば、受光素子52は、図3の(a)および(b)に示すように、挿入された流路チップ1(流体チップ1が挿入される挿入部(不図示))に対して発光素子51と同じ側に設けられ、上記の反射光または散乱光を受光する。図3の(a)では、発光素子51および受光素子52が流体チップ1(上記挿入部)の上部側に設けられており、図3の(b)では、流体チップ1(上記挿入部)の下部側に設けられている一例を示している。
For example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
一般に、反応部はメンブレン21や試薬などから形成されるので、発光素子51から出射された光は、当該反応部を透過せずに、反射または散乱する。そのため、流路チップ1に反応部が設けられている場合、その反応部における液体またはその成分の反応は、反応部において反射または散乱した光を受光素子52にて受光することにより測定(分析)される。すなわち、図3の(a)および(b)に示す分析装置50は、特に、流路チップ1に反応部が設けられており、その反応部による液体またはその成分の反応測定(当該反応の分析)を、反射光または散乱光に基づいて行う場合に、有効に利用できる構成である。
In general, since the reaction part is formed of the
一方、図3の(c)の場合、受光素子52は、挿入された流路チップ1(上記挿入部)を挟んで発光素子51と対向する位置に設けられ、分析用流路13a、13bを透過した光を受光する。この構成は、特に、流路チップ1に上記反応部が設けられておらず、分析用流路13a、13b内の液体またはその成分の反応測定を、透過光に基づいて行う場合に、有効に利用できる構成である。
On the other hand, in the case of FIG. 3C, the
分析部53は、各分析用流路13a、13b内の液体、またはその液体に含まれる成分の分析を行うものである。例えば、分析部53は、発光素子51および受光素子52を流路チップ1に沿って移動させ、受光素子52から送信された受光量に基づいて上記の分析を行う。また、反応部が存在する場合には、その受光量から、例えばその反応部における発色状態を解析することにより、液体中の成分の濃度を求める。
The
このように、分析装置50に流路チップ1が挿入されることにより、複数の分析用流路13のそれぞれが有する液体またはその成分の分析を効率よく行うことができる。
In this manner, by inserting the flow channel chip 1 into the
〔実施の形態2〕
次に、本発明の実施の別形態について図4に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図4は、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成を示すものであり、(a)は、当該流路チップ1の概略構成の一例を示す上面図であり、(b)は、(a)に示す流路チップ1を、A−A´線で切ったときの概略構成の一例を示す断面図である。本実施形態に係る流路チップ1は、少なくとも、複数の分析用流路13と、メンブレン21と、第3開口部31とによって形成される流路構造を備えた構成である。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the flow channel chip 1 according to the present embodiment, (a) is a top view showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1, and (b) It is sectional drawing which shows an example of schematic structure when the flow-path chip | tip 1 shown to (a) is cut | disconnected by the AA 'line. The channel chip 1 according to the present embodiment has a configuration including at least a channel structure formed by a plurality of analysis channels 13, a
本実施の形態に係る流路チップ1は、図4に示すように、力緩和機構として第3開口部(通気路)31が備えられ、第1開口部11と第3開口部31とが導入用流路12で接続されている点で、実施の形態1に係る流路チップ1とは異なる。第1開口部11の液体導入部としての機能は同一であるため、ここではその説明を省略する。なお、本実施の形態において、第1開口部11も第3開口部31と同様、力緩和機構として機能してもよく、この場合、力緩和効果が高まる。
As shown in FIG. 4, the flow path chip 1 according to the present embodiment includes a third opening (air passage) 31 as a force relaxation mechanism, and the
導入用流路12は、図4の(a)に示すように、第1開口部11および第3開口部31に接続されており、第1開口部11から導入された液体を、第3開口部31を介して、分析用流路13a、13bに送液するものである。導入用流路12の形状、大きさは、分析用流路13a、13bと同様であってよく、この場合、導入された液体を、毛細管力によって第3開口部31まで送液することが可能となる。
As shown in FIG. 4A, the
第3開口部31は、分析用流路13a、13bのそれぞれと接続されており、また、図4の(b)に示すように大気に開放された通気路であるため、実施の形態1の第1開口部11と同様、力緩和機構として機能する。それゆえ、第2開口部14aの底部に設けられたメンブレン21の吸収力によって、分析用流路13a内の液体に印加されている力の変動が生じたとしても、その変動した力が分析用流路13bに伝播することを緩和できる。
The
また、第3開口部31は、導入用流路12と分析用流路13a、13bとの間に接続されている。そのため、メンブレン21の吸収力による力の変動だけでなく、導入用流路12から導入される液体に印加されている推進力(加圧力)によって、1つの分析用流路13内の液体に印加されている力の変動が生じ、その変動した力が、他の分析用流路13に伝播することを抑制することができる。
The
また、本実施の形態の構成によれば、第3開口部31は、分析用流路13a、13bのそれぞれに直接接続されているゆえ、第3開口部31に接続された導入用流路12の構造などに依存することなく、力緩和機構としての機能を発揮できる。
Further, according to the configuration of the present embodiment, the
〔実施の形態3〕
次に、本発明の実施の更なる別形態について図5および図6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1、2と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 as follows. In addition, about the member similar to Embodiment 1, 2, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図5は、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成を示すものであり、(a)は、当該流路チップ1の概略構成の一例を示す断面図であり、(b)は、(a)に示す流路チップ1に液体が導入されたときの様子の一例を示す図である。また、図6は、図5に示す流路チップ1が備える気体格納部32付近の概略構成の一例を示す斜視図である。本実施形態に係る流路チップ1は、少なくとも、複数の分析用流路13と、メンブレン21と、気体格納部32とによって形成される流路構造を備えた構成である。
FIG. 5 shows a schematic configuration of the flow channel chip 1 according to the present embodiment, (a) is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1, and (b) It is a figure which shows an example of a mode when a liquid is introduce | transduced into the flow-path chip | tip 1 shown to (a). FIG. 6 is a perspective view showing an example of a schematic configuration in the vicinity of the
本実施の形態に係る流路チップ1は、力緩和機構として、第3開口部31の代わりに、気体格納部32が設けられた点で、実施の形態2に係る流路チップ1とは異なる。なお、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成を示す上面図は、図4の(a)において、第
3開口部31が気体格納部32に置換された図となる。すなわち、図5は、第3開口部31を気体格納部32に置換した図4の(a)において、流路チップ1を、A−A´線で切ったときの概略構成を示す断面図である。
The flow path chip 1 according to the present embodiment differs from the flow path chip 1 according to the second embodiment in that a
気体格納部32は、図5の(a)に示すように、導入用流路12と分析用流路13aとの間に設けられており、分析用流路13bにも接続されている。また、気体格納部32には、図5の(b)に示すように、気体が格納されている。すなわち、液体Lが導入された状態であっても、気体によって形成される空間Aを少なくともその一部に有している。そのため、分析用流路13a、13b間にこの気体格納部32が備えられることにより、導入用流路12から気体格納部32に液体Lが導入されたときに、気体格納部32に気体の空間Aを残すことが可能となる。そして、空間Aに含まれる気体は圧縮性を有するため、分析用流路13aに載置されたメンブレン21の吸収力によって、分析用流路13a内の液体Lに印加されている力の変動が生じたとしても、その変動した力を当該気体に吸収させることができる。それゆえ、気体格納部32に形成される気体の空間Aによって、上記変動した力が分析用流路13bに伝播することを緩和できる。すなわち、気体格納部32は、力緩和機構として機能する。
As shown in FIG. 5A, the
また、気体格納部32を形成する場合には、大気に開放された第1開口部11または第3開口部31のように、分析用流路13a、13bの形成工程とは別に、流路形成基板42に開放穴を形成する必要がない。すなわち、気体格納部32は、分析用流路13a、13bとともに形成することが可能である。それゆえ、気体格納部32は、力緩和機構としての第1開口部11または第3開口部31を形成する場合に比べ、容易に形成できる。さらに、第1開口部11および第3開口部31に比べ、気体格納部32に滞留する液体Lの量を少なくすることができるゆえ、分析に必要となる液体Lの容量を少なくすることができる。
When the
また、気体格納部32は、図6に示すように、気体格納部32の送液方向(図6のx方向)と垂直な断面における、気体格納部32の底部(図5の(a)に示す基板41)に対して垂直方向の距離である第1距離(気体格納部32の高さ)h1は、分析用流路13aの送液方向(図6のx方向)と垂直な断面における、分析用流路13aの底部(図5の(a)に示す基板41)に対して垂直方向の距離である第2距離(分析用流路13aの高さ)h2よりも長い。すなわち、気体格納部32は、分析用流路13の高さ方向に断面積が増大している構成といえる。
Further, as shown in FIG. 6, the
これにより、その垂直方向(厚み方向)に広がりを有している気体格納部32を形成することができる。そして、図5の(b)に示すように、気体格納部32に液体Lが導入されたときに、分析用流路13a、13bには形成されない気体の空間Aを、気体格納部32の少なくとも一部に確実に形成することができる。
Thereby, the
また、気体格納部32の高さh1は、分析用流路13aの高さh2の1.5倍以上であることが好ましい。この場合、分析用流路13aに載置されたメンブレン21の吸収力によって、分析用流路13a内の液体Lに印加されている力の変動が生じたとしても、その変動した力が分析用流路13bに伝播することを十分に緩和できるだけの気体を、気体格納部32内に収容することができる。この力緩和効果をより高めるには、気体格納部32の高さh1は、分析用流路13aの高さh2の10倍以上であることがなお好ましい。本実施の形態では、気体格納部32は、分析用流路13aへの送液方向の長さが2mm、幅が300μm、高さh1が500μmの直方体であるが、この大きさ、形状に限られたものではない。
Moreover, it is preferable that the height h1 of the
また、気体格納部32の容積が、分析用流路13aの容積の1.5倍以上、好ましくは
10倍以上であっても、上記と同様、十分な力緩和効果を得ることができる。
Further, even if the volume of the
なお、気体格納部32の高さh1が、分析用流路13aの高さh2の1.5倍未満であっても、気体格納部32の容積が、分析用流路13aの容積の1.5倍未満であっても、気体格納部32に気体の空間Aを形成することは可能である。しかし、その気体量が少なくなるために、力緩和効果が弱まってしまう可能性がある。また、気体格納部32に気体の空間Aが形成されず、液体Lで満たされた状況であっても、気体格納部32の高さh1および容積は、分析用流路13aの高さh2および容積よりも大きいので、気体格納部32に広がった液体Lによって、多少の力緩和効果を得ることはできる。
Even if the height h1 of the
また、上記では、気体格納部32の大きさ(高さまたは容積)を、メンブレン21を設けた第2開口部14aと直接接続されている分析用流路13aの大きさに基づいて規定しているが、これに限らず、分析用流路13bの大きさに基づいて規定してもよい。すなわち、気体格納部32の大きさを、流路チップ1が備える複数の分析用流路13のうち、いずれの分析用流路13の大きさに基づいて規定してもよい。
In the above description, the size (height or volume) of the
また、上記の気体格納部32の第1距離h1および分析用流路13aの第2距離h2は、それぞれの「高さ」だけでなく、それぞれの「深さ」を含む概念である。
In addition, the first distance h1 of the
〔実施の形態4〕
次に、本発明の実施の更なる別形態について図7および図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1〜3と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 as follows. In addition, about the member similar to Embodiment 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図7は、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成を示すものであり、(a)は、当該流路チップ1の概略構成の一例を示す上面図であり、(b)は、(a)に示す流路チップ1に液体が導入されたときの様子の一例を示す図である。また、図8は、図7に示す流路チップ1が備える気体格納部33付近の概略構成の一例を示す斜視図である。本実施形態に係る流路チップ1は、少なくとも、複数の分析用流路13と、メンブレン21と、気体格納部33とによって形成される流路構造を備えた構成である。
FIG. 7 shows a schematic configuration of the flow channel chip 1 according to the present embodiment, (a) is a top view showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1, and (b) It is a figure which shows an example of a mode when a liquid is introduce | transduced into the flow-path chip | tip 1 shown to (a). FIG. 8 is a perspective view showing an example of a schematic configuration in the vicinity of the
本実施の形態に係る流路チップ1は、力緩和機構として、気体格納部32の代わりに、気体格納部33が設けられた点で、実施の形態3に係る流路チップ1とは異なる。
The channel chip 1 according to the present embodiment is different from the channel chip 1 according to the third embodiment in that a
気体格納部33は、図7の(a)に示すように、気体格納部32と同様、導入用流路12と、分析用流路13a、13bとに接続されている。また、気体格納部33には、図7の(b)に示すように、気体が格納されている。すなわち、液体Lが導入された状態であっても、気体によって形成される空間Aを少なくともその一部に有している。そのため、分析用流路13a、13b間にこの気体格納部33が備えられることにより、導入用流路12から気体格納部33に液体Lが導入されたときに、気体格納部33に気体の空間Aを残すことが可能となる。そして、空間Aに含まれる気体は圧縮性を有するため、分析用流路13aに載置されたメンブレン21の吸収力によって、分析用流路13a内の液体に印加されている力の変動が生じたとしても、その変動した力を当該気体に吸収させることができる。それゆえ、気体格納部33に形成される気体の空間Aによって、上記変動した力が分析用流路13bに伝播することを緩和できる。すなわち、気体格納部33もまた、力緩和機構として機能する。
As shown in FIG. 7A, the
また、実施の形態3と同様、分析用流路13a、13bの形成工程とは別に、流路形成基板42に、力緩和機構としての開放孔(第1開口部11または第3開口部31)を形成する必要がない。それゆえ、気体格納部33は、第1開口部11または第3開口部31を
形成する場合に比べ、容易に形成できる。また、第1開口部11または第3開口部31に比べ、気体格納部33に滞留する液体Lの量を少なくすることができるゆえ、分析に必要となる液体Lの容量を少なくすることができる。さらに、気体格納部33は、気体格納部32の形成とは異なり、流路形成基板42の厚み方向への加工が不要であるため、気体格納部32よりも容易に形成することができる。
Further, as in the third embodiment, apart from the process of forming the
また、気体格納部33は、図8に示すように、気体格納部33の送液方向(図8のx方向)と垂直な断面における、気体格納部33の底部に対して水平方向の距離である第3距離(気体格納部33の幅)w1は、分析用流路13aの、送液方向と垂直な断面における、分析用流路13aの底部に対して水平方向の距離である第4距離(分析用流路13aの幅)wよりも長い。すなわち、気体格納部33は、分析用流路13の水平面内方向に断面積が増大している構成といえる。
Further, as shown in FIG. 8, the
これにより、その水平方向に広がりを有している気体格納部33を形成することができる。そして、図7の(b)に示すように、気体格納部33に液体Lが導入されたときに、分析用流路13a、13bには形成されない気体の空間Aを、気体格納部33の少なくとも一部に確実に形成することができる。本実施の形態では、気体格納部33は、分析用流路13aへの送液方向の長さが1mm、幅w1が2mm、高さが50μmの直方体であるが、この大きさ、形状に限られたものではない。
Thereby, the
また、気体格納部33は、その一部に気体の空間Aが形成されるように、導入用流路12の側壁から延伸する直線に対して所定の角度(流路拡大角度)αを有して形成されることが好ましい。具体的には、図7の(a)の場合、気体格納部33は、その所定の角度αが90度となるように形成されている。
Further, the
一般に、液体は、その進行方向にテーパ状に広がって進むという性質がある。つまり、導入用流路12の側壁に沿って流れてきた液体Lは、気体格納部33において、テーパ状に、ある程度の広がりをもって進むことになる。そのため、所定の角度αが小さい(例えば0°≦α<45°)場合、導入用流路12の側壁を沿って流れてきた液体Lは、気体格納部33に導入された後も、気体格納部33の側壁を沿って流れる可能性が高くなる。この場合、気体格納部33において、気体の空間Aを形成することができないか、またはその空間Aが非常に小さく、力緩和効果を十分に得ることができない可能性がある。
In general, the liquid has a property of spreading in a taper shape in the traveling direction. That is, the liquid L that has flowed along the side wall of the
一方、所定の角度αが大きい(例えばα≧45°)場合には、図7の(b)に示すように、導入用流路12から導入された液体Lのうち、気体格納部33の側壁に沿って流れる液体Lを少なくし、その多くを、本来の進行方向である分析用流路13a、13bに流すことが可能となる。そのため、気体格納部33内に、力緩和効果を十分に得ることができる気体の空間Aを形成することができる。
On the other hand, when the predetermined angle α is large (for example, α ≧ 45 °), as shown in FIG. 7B, the side wall of the
上記力緩和効果を十分に得ることを考慮すれば、所定の角度αは、45°以上、好ましくは90度以上であることが好ましい。すなわち、所定の角度αが大きいほど、気体の空間Aを大きくすることができる。しかしながら、その効果の強弱を考慮しなければ、上記角度αが45°未満であってもよい。 In consideration of sufficiently obtaining the above-described force relaxation effect, the predetermined angle α is preferably 45 ° or more, and preferably 90 ° or more. That is, the larger the predetermined angle α, the larger the gas space A can be. However, if the strength of the effect is not taken into consideration, the angle α may be less than 45 °.
なお、気体格納部33の容積は、十分な力緩和効果を得るために、分析用流路13aの容積の1.5倍以上、好ましくは10倍以上であることが好ましいが、気体格納部32と同様、力緩和効果の強弱を考慮しなければ、分析用流路13aの容積の1.5倍未満であってもよい。また、気体格納部32と同様、気体格納部33の容積の規定は、分析用流路13aでなく、複数の分析用流路13のいずれであってもよい。
In addition, in order to obtain a sufficient force relaxation effect, the volume of the
また、気体の空間Aを効率よく形成するためには、図7の(b)に示すように、気体格納部33は、導入用流路12の気体格納部33との接続領域と、分析用流路13a、13bのそれぞれの気体格納部33との接続領域とを結ぶ直線から離れた位置に形成されることが好ましい。
Further, in order to efficiently form the gas space A, as shown in FIG. 7B, the
さらに、気体格納部32はその高さ方向、気体格納部33はその幅方向にそれぞれ広がりを有する構成となっているが、その両方向に広がりを有する気体格納部が形成されてもよい。この場合、気体によって形成される空間Aをより増大させることが可能となる。
Furthermore, although the
〔実施の形態5〕
次に、本発明の実施の更なる別形態について図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1〜4と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図9は、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成の一例を示す上面図である。なお、図9における矢印は、第1開口部11から液体が導入されたときの、当該液体の進行方向である。
[Embodiment 5]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the member similar to Embodiment 1-4, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. FIG. 9 is a top view illustrating an example of a schematic configuration of the flow path chip 1 according to the present embodiment. In addition, the arrow in FIG. 9 is the advancing direction of the liquid when the liquid is introduced from the
図9に示すように、本実施の形態に係る流路チップ1は、複数の分析用流路13として、分析用流路13a〜13dを備え、分析用流路13a〜13dのそれぞれが、力緩和機構としての第3開口部31を介して、導入用流路12に接続されている。すなわち、第3開口部31は、複数の分析用流路13a〜13dの全てに接続されている。
As shown in FIG. 9, the channel chip 1 according to the present embodiment includes
この場合、第2開口部14aに載置されたメンブレン21が、その吸収力により、分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させたときに、その変動した力が、他の分析用流路13b〜13d内の液体に伝播することを、1つの第3開口部31によって緩和することができる。
In this case, when the
なお、分析用流路13a〜13dのそれぞれは、第3開口部31の接続領域とは異なる末端部において、第2開口部14a〜14dと接続されている。また、分析用流路13c、13dは、分析用流路13a、13bと同様の機能、形状、大きさを有し、第2開口部14c、14dは、第2開口部14a、14bと同様の機能、形状、大きさを有する。
Note that each of the
また、本実施の形態では、力緩和機構として第3開口部31を備えた場合について説明しているが、第3開口部31の代わりに、気体格納部32または気体格納部33を備えてもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、第1開口部11が、導入用流路12を介して分析用流路13a〜13dに接続されていなくてもよい。この場合、実施の形態1に示すように、第1開口部11が力緩和機構として機能し、第1開口部11に分析用流路13a〜13dが直接接続される構成となる。
In addition, the
また、本実施の形態では、分析用流路13が4つである場合を例示しているが、これに限らず、2以上の分析用流路13を備えていればよい。なお、分析用流路13が2つの場合について説明したものが、実施の形態1〜4である。 Moreover, although the case where the number of the analysis flow paths 13 is four is illustrated in the present embodiment, the present invention is not limited thereto, and two or more analysis flow paths 13 may be provided. In addition, what demonstrated the case where the flow path 13 for analysis was two is Embodiment 1-4.
〔実施の形態6〕
次に、本発明の実施の更なる別形態について図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1〜5と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図10は、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成の一例を示す図であり、(a)は、当該流路チップ1の概略構成の一例を示す上面図であり、(b)は、(a)に示す流路チップ1を、A−A´線で切ったときの概略構成の一例を示す断面図である
。
[Embodiment 6]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the member similar to Embodiment 1-5, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1 according to the present embodiment, (a) is a top view showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1, and (b) These are sectional drawings which show an example of schematic structure when the flow-path chip | tip 1 shown to (a) is cut | disconnected by the AA 'line.
本実施の形態に係る流路チップ1は、第2開口部14a、14bの両方の底部に反応部22が設けられている。それ以外は、実施の形態1と同様の構造となっている。なお、反応部22は、第2開口部14a、14bの底部ではなく、分析用流路13a、13bの途中に設けられてもよい。
In the channel chip 1 according to the present embodiment, the
反応部22は、分析用流路13a、13b内の液体を吸収するメンブレン21と、メンブレン21が吸収した液体、または当該液体中の分析対象となる成分と反応することにより、その液体の特性を変化させる試薬とを含むものである。本実施の形態では、メンブレン21に、液体に含まれる一部の成分と反応する試薬が、乾燥させた状態で固定されている。この試薬としては、例えば、液体が血液であり、コレステロールの測定を行う場合には、コレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼ、ペルオキシダーゼ、3,5-ジメトキシ-N-エチル-N-(2-ハイドロキシ-3-スルホプロピル)-アニリンナトリウム、4-アミノアンチピリン、アスコルビン酸オキシダーゼを主成分とする発色剤などが挙げられる。また、尿酸値の測定を行う場合には、ウリカーゼ、ペルオキシダーゼ、4-アミノアンチピリンリポプロテインリパーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼを主成分とする発色剤などが挙げられる。
The
反応部22では、メンブレン21に吸収された液体が、メンブレン21に固定された試薬と反応し、発色(または呈色)する。すなわち、当該液体は、試薬により、発色反応(または呈色反応)を起こす。そして、発色反応後の流路チップ1を、例えば分析装置50に挿入することにより、反応部22における、液体に含まれる一部の成分の色の変化を検出し、解析することにより、当該成分の濃度を求める(測定する)ことができる。
In the
このように、反応部22が設けられた位置(図10の(a)では、第2開口部14a、14bそれぞれの底部)において、液体中の分析対象となる成分の濃度を測定することができる。また、分析用流路13a、13bそれぞれに接続された反応部22に含まれる試薬として、それぞれ、導入される液体中の互いに異なる成分と反応するものを選択した場合には、液体中の異なる成分の濃度測定を、1つの流路チップ1においてほぼ同時に行うことができる。
Thus, the concentration of the component to be analyzed in the liquid can be measured at the position where the
また、反応部22が第2開口部14a、14bの底部に設けられる場合、メンブレン21への試薬の固定は、分析用流路13a、13b外で行うことが可能である。それゆえ、試薬ごとにメンブレン21に固定化する条件が異なっている場合であっても、その条件を気にすることなく、各メンブレン21へ試薬を固定できる。
Moreover, when the
また、第2開口部14a、14bに載置されたメンブレン21の吸収力が異なる場合、吸収力の強いメンブレン21が、分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させることになる。しかし、力緩和機構としての第1開口部11を備えているので、その変動した力が、他の分析用流路13b内の液体に伝播することを緩和できる。
Further, when the absorption power of the
なお、本実施の形態に係る流路チップ1は、実施の形態1に係る流路チップ1と同様の構造となっている。すなわち、本実施の形態に係る流路チップ1は、実施の形態1に係る流路チップ1の第2開口部14a、14bの底部すべてに、反応部22を設けた構成となっている。しかし、これに限らず、実施の形態2〜5に係る流路チップ1において、第2開口部14の底部すべてに反応部22を設けても、上記と同様の効果を奏する。
The channel chip 1 according to the present embodiment has the same structure as the channel chip 1 according to the first embodiment. That is, the flow channel chip 1 according to the present embodiment has a configuration in which the
〔実施の形態7〕
次に、本発明の実施の更なる別形態について図11に基づいて説明すれば、以下のとお
りである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。図11は、本実施の形態に係る流路チップ1の概略構成の一例を示す図であり、(a)は、当該流路チップ1の概略構成の一例を示す上面図であり、(b)は、(a)に示す流路チップ1を、A−A´線で切ったときの概略構成の一例を示す断面図である。
[Embodiment 7]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. FIG. 11 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1 according to the present embodiment, (a) is a top view showing an example of a schematic configuration of the flow channel chip 1, and (b) These are sectional drawings which show an example of schematic structure when the flow-path chip | tip 1 shown to (a) is cut | disconnected by the AA 'line.
本実施の形態に係る流路チップ1は、図11に示すように、フィルタ61を備えている。フィルタ61は、分析用流路13a、13bに接続された各反応部22が分析対象としている成分以外の共通の特定成分を通過させない機能を有する。すなわち、フィルタ61は、導入される液体に含まれる、少なくとも分析対象となる成分以外の特定成分を通過させないものである。フィルタ61としては、例えば、液体が血液であって、血液中の血球を除去して、コレステロール値の測定等を行う場合には、1〜10μmの孔径を有するポリスルフォン膜が挙げられる。
The flow path chip 1 according to the present embodiment includes a
このフィルタ61を備えることにより、流路チップ1において分析対象としない特定成分を通過させず、主に分析対象となる成分だけを通過させることができる。すなわち、液体中の不要な成分(粒子、細胞等)をフィルタ61にてトラップし、必要な成分だけを分析用流路13a、13bに導入することができる。それゆえ、分析用流路13a、13bに接続された各反応部22での分析精度を向上させることができる。
By providing this
本実施の形態では、フィルタ61は、図11に示すように、第1開口部11の内部に備えられているが、これに限らず、第1開口部11から反応部22までの空間(例えば、導入用流路12、分析用流路13a、13b)に備えられていてもよい。ただし、反応部22ではなく、分析用流路13a、13b内の液体またはその成分を用いて分析が行われる場合には、第1開口部11または導入用流路12に備えられることが好ましい。また、流路チップ1の製造の容易性を考慮すれば、第1開口部11に設けることが好ましい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the
また、各反応部22での分析精度を高めるためにフィルタ61を備えた場合には、メンブレン21の吸収力に負荷がかかり、フィルタ61を備えない場合に比べ、メンブレン21が吸収できる液体の量が減少する。このため、フィルタ61の存在により、メンブレン21が液体の吸収を安定して行うことができなくなる可能性がある。
Further, when the
しかし、本実施の形態では、第3開口部31を備えているため、フィルタ61を通過した液体を、一旦第3開口部31に滞留させることが可能となる。この場合、メンブレン21は、その滞留している液体を吸収することになる。それゆえ、メンブレン21は、フィルタ61が液体に与える抵抗に関係なく(上記負荷の影響を受けることなく)、当該液体を吸収することができる。
However, in the present embodiment, since the
また、第2開口部14a、14bに載置されたメンブレン21の吸収力が異なる場合、吸収力の強いメンブレン21が、分析用流路13a内の液体に印加されている力を変動させることになる。しかし、力緩和機構としての第3開口部31を備えているので、その変動した力が、他の分析用流路13b内の液体に伝播することを緩和できる。
Further, when the absorption power of the
なお、第3開口部31は、気体格納部32または気体格納部33であってもよい。また、実施の形態2〜5に係る流路チップ1(すなわち、反応部22が第2開口部14aの底部だけに設けられた流路チップ1)にフィルタ61を設けても、上記と同様の効果を奏する。
The
〔流路チップ1の製造方法〕
上記各実施の形態に係る流路チップ1は、例えば、流路形成基板42に、第1開口部11と、導入用流路12と、分析用流路13と、第2開口部14と、第3開口部31、気体
格納部32および/または気体格納部33とを加工した後、当該加工後の流路形成基板42を基板41に貼りあわせることにより作製される。流路形成基板42に形成される各部は、ウエットエッチング/ドライエッチングや金型による成型、機械加工等により形成される。
[Method for Manufacturing Channel Chip 1]
The flow path chip 1 according to each of the above embodiments includes, for example, a flow
〔本発明の別の表現〕
本発明は、液体試料中の多項目の成分を分析するための複数の分析部(分析用流路、反応部)への送液方法、多項目検査用マイクロチップ、及び分析装置に関するものであって、以下のようにも表現できる。
[Another expression of the present invention]
The present invention relates to a liquid feeding method to a plurality of analysis units (analysis flow path, reaction unit) for analyzing multi-item components in a liquid sample, a multi-item inspection microchip, and an analysis apparatus. Can be expressed as follows.
すなわち、本発明の送液方法は、2つ以上の分岐した流路と、上記流路の少なくとも1つの流路の一端に液体の送液機構とを備えた流路構造において、上記送液機構を備えた流路に圧力調整用の流路(圧力調整流路)が接続されていることにより実現される。 That is, the liquid feeding method of the present invention includes a liquid feeding mechanism in which the liquid feeding mechanism includes two or more branched flow paths and a liquid feeding mechanism at one end of at least one of the flow paths. This is realized by connecting a pressure adjusting flow path (pressure adjusting flow path) to the flow path provided with.
さらに、上記圧力調整流路に液体が導入された後に、当該流路の内部に気体の空間が設けられることが好ましい。さらに、上記圧力調整流路が大気に開放された流路であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that a gas space is provided inside the flow channel after the liquid is introduced into the pressure control channel. Furthermore, the pressure adjusting channel is preferably a channel opened to the atmosphere.
さらに、本発明の流路構造は、2つ以上の流路と一方の流路である第1の流路の端部に液体の吸引力を発生させる部位を備えた流路構造において、第1の流路と圧力調整流路を介してその他の流路が接続されている。 Furthermore, the flow path structure of the present invention includes a flow path structure including a portion that generates two or more flow paths and a first flow path that is one of the flow paths to generate a liquid suction force. The other channels are connected to each other through the pressure adjusting channel.
また、本発明の流路構造は、2つ以上の流路と一方の流路である第1の流路の端部に液体の吸引力を発生させる部位を備えた流路構造において、圧力調整流路を備え、第1の流路と圧力調整流路が接続されている。 Further, the flow path structure of the present invention is a flow path structure provided with a portion for generating a liquid suction force at the end of the first flow path that is two or more flow paths and one of the flow paths. A flow path is provided, and the first flow path and the pressure adjustment flow path are connected.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、流路チップ1に備えられる分析用流路13の数、大きさ、形状、配置位置などは、上記に限られたものではなく、例えば分析対象となる液体によって適宜変更されてよい。また、分析用流路13の大きさ、形状なども互いに同様である必要はなく、例えば分析対象となる液体の成分によって分析用流路13ごとに異なっていてもよい。 For example, the number, size, shape, arrangement position, and the like of the analysis flow path 13 provided in the flow path chip 1 are not limited to the above, and may be appropriately changed depending on, for example, the liquid to be analyzed. Further, the size and shape of the analysis channel 13 do not have to be the same as each other, and may be different for each analysis channel 13 depending on the component of the liquid to be analyzed, for example.
また、分析装置50は、流路チップ1内での液体またはその成分の分析を、発光素子51および受光素子52からなる光学系による光学的な検知によって行っているが、これに限らず、電気的な検知によって行ってもよい。この場合、上記分析は、流路チップ1の各分析用流路13または各第2開口部14の底部に測定用電極が備えられ、その測定用電極に電圧を印加することによって行われる。
Further, the
また、流路チップ1内での液体またはその成分の分析は、分析装置50を用いて行われることを前提としているが、これに限らず、例えばその色の変化などを目視によって確認し、その変化状態による分析(例えば、所定の成分の有無判定)が行われてもよい。すなわち、上記分析は、分析装置50による分析に限られない。
In addition, the analysis of the liquid or its components in the flow channel chip 1 is premised on the fact that it is performed using the
また、実施の形態1〜5では、分析用流路13aに接続された第2開口部14aの底部にメンブレン21が載置されるか、ポンプ23が接続される構成について説明した。しかし、分析用流路13b〜13d(第2開口部14b〜14d)のいずれかに、メンブレン
21が載置、またはポンプ23が接続されていてもよい。各実施の形態において、複数の分析用流路13の少なくともいずれかに、メンブレン21(または反応部22)が載置、またはポンプ23が接続されていてもよい。
In the first to fifth embodiments, the configuration in which the
本発明に係る流路構造は、複数の分析用流路での液体の分析、および液体に含まれる成分の分析を効率よく行うことを可能にするものであり、例えば、臨床検査POCTにおいて用いられる使い捨て型の検査チップとして、好適に利用することができる。 The flow channel structure according to the present invention enables efficient analysis of a liquid in a plurality of flow channels for analysis and analysis of components contained in the liquid, and is used in, for example, a clinical test POCT. It can be suitably used as a disposable inspection chip.
1 流路チップ(流路構造)
11 第1開口部(力緩和機構、通気路、液体導入部)
13、13a〜13d 分析用流路
14、14a〜14d 第2開口部(力変動機構)
21 メンブレン(力変動機構、吸収体)
23 ポンプ(力変動機構、吸引器)
31 第3開口部(力緩和機構、通気路)
32 気体格納部(力緩和機構)
33 気体格納部(力緩和機構)
50 分析装置
61 フィルタ
A 気体の空間(気体によって形成される空間)
L 液体
h1 気体格納部の高さ(第1距離)
h2 分析用流路の高さ(第2距離)
w1 気体格納部の幅(第3距離)
w 分析用流路の幅(第4距離)
1 Channel chip (channel structure)
11 1st opening part (force relaxation mechanism, ventilation path, liquid introduction part)
13, 13a to 13d
21 Membrane (force fluctuation mechanism, absorber)
23 Pump (force fluctuation mechanism, aspirator)
31 3rd opening (force relaxation mechanism, ventilation path)
32 Gas storage (force relaxation mechanism)
33 Gas storage (force relaxation mechanism)
50
L Liquid h1 Height of gas storage (first distance)
h2 Height of analysis channel (second distance)
w1 Width of gas storage (third distance)
w Analysis channel width (4th distance)
Claims (16)
上記複数の分析用流路のうち、少なくとも1つの分析用流路内の上記液体に印加されている力を変動させる力変動機構と、
上記力変動機構が変動させた力の、上記1つの分析用流路とは異なる他の分析用流路内の上記液体への伝播を緩和する力緩和機構と、を備えていることを特徴とする流路構造。 A plurality of flow paths for analysis that enable analysis of the liquid and analysis of components contained in the liquid by introducing the liquid;
A force fluctuation mechanism that fluctuates a force applied to the liquid in at least one analysis flow path among the plurality of analysis flow paths;
A force mitigation mechanism for mitigating propagation of the force varied by the force variation mechanism to the liquid in another analysis flow channel different from the one analysis flow channel. The flow path structure.
上記液体導入部は、上記力緩和機構として機能することを特徴とする請求項6に記載の流路構造。 A liquid introduction part for introducing the liquid into the plurality of flow paths for analysis;
The flow path structure according to claim 6, wherein the liquid introduction part functions as the force relaxation mechanism.
能とする複数の分析用流路と、
上記複数の分析用流路のうち、少なくとも1つの分析用流路内の上記液体に印加されている力が変動したときに、該変動した力の、該1つの分析用流路とは異なる他の分析用流路内の上記液体への伝播を緩和する力緩和機構と、を備え、
上記液体に印加されている力を変動させる力変動機構が、上記1つの分析用流路に接続されていることを特徴とする流路構造。 A plurality of flow paths for analysis that enable analysis of the liquid and analysis of components contained in the liquid by introducing the liquid;
Among the plurality of analysis channels, when the force applied to the liquid in at least one analysis channel changes, the changed force is different from the one analysis channel. A force relaxation mechanism for relaxing propagation to the liquid in the analysis flow path,
A flow path structure, wherein a force variation mechanism for varying the force applied to the liquid is connected to the one analysis flow path.
An analyzer comprising the flow channel chip according to claim 15, wherein the liquid is analyzed and components contained in the liquid are analyzed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012081946A JP2013210336A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Channel structure, channel chip and analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012081946A JP2013210336A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Channel structure, channel chip and analyzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013210336A true JP2013210336A (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=49528284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012081946A Pending JP2013210336A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Channel structure, channel chip and analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013210336A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015132473A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-23 | 株式会社森永生科学研究所 | Detection device utilizing liquid absorbing power of liquid absorbing material |
JP2019211439A (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 株式会社島津製作所 | Method of manufacturing fluidic device, and fluidic device |
JP2021063831A (en) * | 2015-09-04 | 2021-04-22 | ノース カロライナ ステート ユニバーシティ | Passive pumps for microfluidic devices |
JP7491136B2 (en) | 2020-08-20 | 2024-05-28 | 大日本印刷株式会社 | Microchannel structure, method for producing the microchannel structure, and microchannel device |
-
2012
- 2012-03-30 JP JP2012081946A patent/JP2013210336A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015132473A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-23 | 株式会社森永生科学研究所 | Detection device utilizing liquid absorbing power of liquid absorbing material |
JP2021063831A (en) * | 2015-09-04 | 2021-04-22 | ノース カロライナ ステート ユニバーシティ | Passive pumps for microfluidic devices |
JP2019211439A (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 株式会社島津製作所 | Method of manufacturing fluidic device, and fluidic device |
JP7206645B2 (en) | 2018-06-08 | 2023-01-18 | 株式会社島津製作所 | Fluidic device manufacturing method and fluidic device |
JP7491136B2 (en) | 2020-08-20 | 2024-05-28 | 大日本印刷株式会社 | Microchannel structure, method for producing the microchannel structure, and microchannel device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5726167B2 (en) | Microfluidic clinical analyzer | |
US20190128902A1 (en) | Methods for the Detection of Analytes in Small-Volume Blood Samples | |
JP5413916B2 (en) | Liquid storage for integrated testing | |
EP2745779B1 (en) | Capillary microcuvette having double collection means | |
ES2706546T3 (en) | Immunoassay kit and kit | |
KR101474699B1 (en) | Reducing optical interference in a fluidic device | |
JP2003207454A (en) | Transmission light-detecting apparatus | |
JP4811267B2 (en) | Microchip and analytical device using the same | |
JP2005230816A (en) | Platform microstructured to process liquid and using method of the same | |
WO2009125998A2 (en) | Micro-nano fluidic biochip for assaying biological sample | |
JP2013521773A (en) | Blood cell separation chip | |
JP2013210336A (en) | Channel structure, channel chip and analyzer | |
JP2014232023A (en) | Analysis chip | |
JP2013504055A (en) | Fluid sample collection device | |
TWI498166B (en) | Porous membrane based autonormous handling process microfluidic device for surface plasmon resonance quantitative analysis | |
JP2008134126A (en) | Microchip and analysis device using it | |
JP5137007B2 (en) | Microchip | |
JP2009287971A (en) | Microchip | |
WO2009110089A1 (en) | Instrument for analyzing body fluid | |
WO2018068377A1 (en) | Liquid sample guiding device and test apparatus comprising same | |
JP4579867B2 (en) | Chemical substance detection chip | |
KR20110110191A (en) | System and method for analyzing a body fluid | |
WO2014045811A1 (en) | Chip, analysis device and analysis system | |
JP2009174891A (en) | Microchip | |
JP2009276320A (en) | Blood plasma component analysis sensor chip and specimen liquid extracting method |