JP2014006084A - Microchip and analyzer using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロチップおよびマイクロチップを用いた分析装置に関する。 The present invention relates to a microchip and an analyzer using the microchip.
近年、様々な粒子に光を照射したときに発生する散乱光に基づいた各種測定装置の開発が盛んに行われている。 In recent years, various measuring devices based on scattered light generated when various particles are irradiated with light have been actively developed.
例えば、散乱光に基づいた測定装置として、濁度計およびラテックス凝集反応測定装置などを挙げることができる(例えば、特許文献1および特許文献2など参照)。
For example, as a measuring device based on scattered light, a turbidimeter, a latex agglutination reaction measuring device, and the like can be cited (for example, see
上述した様々な装置は、基本的に同じ原理に基づいて設計されている。上述した各種測定装置の原理を、図9を用いて説明する。 The various devices described above are basically designed on the same principle. The principle of the various measuring apparatuses described above will be described with reference to FIG.
図9に示すように、従来技術では、基板101と基板102との間の空間内に粒子103が導入される。なお、光を透過させる必要があるために、上記基板101および基板102は、共に光透過性基板によって形成されている。
As shown in FIG. 9, in the prior art,
光源(図示せず)から粒子103に対して光が照射され、その結果、粒子103から、異なる方向へ向かう後方散乱光および前方散乱光が発生する。
Light is irradiated to the
上記後方散乱光は、基板101を通過して、基板に挟まれた空間の外側へ散乱する。一方、上記前方散乱光は、基板102を通過して、基板に挟まれた空間の外側であって、かつ後方散乱光が散乱する方向とは逆側へ散乱する。
The backscattered light passes through the
そして、従来技術では、後方散乱光または前方散乱光の何れか一方を検出器(図示せず)にて検出している。 In the prior art, either one of the back scattered light and the forward scattered light is detected by a detector (not shown).
しかしながら、上述のような従来技術は、特にマイクロチップスケールでの検出を考えた場合、散乱光の検出感度および検出精度が低いという問題点を有している。 However, the conventional techniques as described above have a problem that the detection sensitivity and detection accuracy of scattered light are low, particularly when detection on a microchip scale is considered.
図9に示したように、従来技術では、後方散乱光または前方散乱光の何れか一方を検出するので、検出し得る散乱光の量が少ない。それ故に、従来技術では、散乱光の検出感度および検出精度が低いという問題点を有している。 As shown in FIG. 9, in the prior art, either back-scattered light or forward-scattered light is detected, so the amount of scattered light that can be detected is small. Therefore, the conventional technique has a problem that the detection sensitivity and detection accuracy of scattered light are low.
また、図9に示したように、従来技術では、光源からの光が流路内を通過する距離が極めて短い。具体的には、従来技術では、光源からの光は、基板101を通過してから基板102へ至るまでの距離しか、基板間の空間を通過しない。その結果、当該光が照射される粒子の総数が少なくなる。それ故に、従来技術では、発生する散乱光の総量が少ないので、散乱光の検出感度および検出精度が低いという問題点を有している。
Moreover, as shown in FIG. 9, in the prior art, the distance that the light from the light source passes through the flow path is extremely short. Specifically, in the prior art, the light from the light source passes through the space between the substrates only for the distance from the
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、散乱光の検出感度および検出精度が高いマイクロチップ、および、当該マイクロチップを用いた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-described conventional problems, and an object thereof is to provide a microchip with high detection sensitivity and detection accuracy of scattered light, and an analysis apparatus using the microchip. is there.
本発明のマイクロチップは、上記課題を解決するために、微粒子を収容するためのチャンバーを備えているマイクロチップであって、上記チャンバーは、少なくとも、光透過性を有する第1基板と、上記第1基板を介して上記チャンバー内へ入射した光の少なくとも一部を上記チャンバーの内側へ向かって反射させる第2基板と、によって形成されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the microchip of the present invention is a microchip provided with a chamber for containing fine particles, and the chamber includes at least a first substrate having optical transparency and the first substrate. And a second substrate that reflects at least part of the light incident into the chamber through the one substrate toward the inside of the chamber.
上記構成によれば、第1基板を介してチャンバー内へ入射した光が、第1基板から第2基板に向かって進む過程において、チャンバー内の微粒子に対して照射される。そして、このとき、当該微粒子から第1基板の側へ向かって後方散乱光が発生する。また、上記構成によれば、第1基板を介してチャンバー内へ入射した光の少なくとも一部は、第2基板によってチャンバーの内側へ反射され、当該反射光が、チャンバー内の微粒子に対して照射される。そして、このとき、当該微粒子から第1基板の側へ向かって前方散乱光が発生する。つまり、上記構成によれば、同じ側に向かって、後方散乱光と前方散乱光とを発生させることができる。そして、当該後方散乱光と前方散乱光とを同時に測定することによって、散乱光の検出感度および検出精度を飛躍的に向上させることができる。 According to the above configuration, light entering the chamber through the first substrate is irradiated to the fine particles in the chamber in the process of traveling from the first substrate toward the second substrate. At this time, backscattered light is generated from the fine particles toward the first substrate. Further, according to the above configuration, at least a part of the light incident into the chamber through the first substrate is reflected to the inside of the chamber by the second substrate, and the reflected light is irradiated to the fine particles in the chamber. Is done. At this time, forward scattered light is generated from the fine particles toward the first substrate. That is, according to the said structure, backscattered light and forward scattered light can be generated toward the same side. Then, by simultaneously measuring the back scattered light and the forward scattered light, it is possible to dramatically improve the detection sensitivity and detection accuracy of the scattered light.
本発明のマイクロチップでは、上記第2基板は、光透過率よりも光反射率の方が大きいものであることが好ましい。 In the microchip of the present invention, it is preferable that the second substrate has a light reflectance greater than a light transmittance.
上記構成によれば、第2基板によってチャンバーの内側へ反射される光を増すことができるので、その結果、微粒子から発生する前方散乱光を増すことができる。 According to the above configuration, the light reflected to the inside of the chamber by the second substrate can be increased, and as a result, the forward scattered light generated from the fine particles can be increased.
本発明のマイクロチップでは、上記第2基板は、散乱光量よりも正反射光量の方が大きいものであることが好ましい。 In the microchip of the present invention, it is preferable that the second substrate has a specularly reflected light amount larger than a scattered light amount.
上記構成によれば、微粒子からの散乱光の測定においてバックグラウンドとなる、第2基板の散乱光量が小さくなるので、微粒子からの散乱光の検出感度を上げることができる。 According to the above configuration, the amount of scattered light from the second substrate, which becomes a background in the measurement of scattered light from the fine particles, is reduced, so that the detection sensitivity of the scattered light from the fine particles can be increased.
本発明のマイクロチップでは、上記第2基板は、ベース基板と、上記ベース基板の表面のうちの上記チャンバーの内側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されていることが好ましい。 In the microchip of the present invention, the second substrate includes a base substrate and a light reflection layer provided on a surface of the surface of the base substrate that is disposed toward the inside of the chamber. Preferably it is formed.
光反射層がチャンバーの内側の空間に近い方がより効果的に前方散乱光を検出することができるので、当該条件を満たす上記構成によれば、信号値(検出器等によって散乱光を検出したときの信号値)のダイナミックレンジを大きくすることができる。 Since the light reflection layer closer to the space inside the chamber can detect forward scattered light more effectively, according to the above configuration that satisfies the condition, the signal value (detected scattered light by a detector or the like) Signal range) can be increased.
本発明のマイクロチップでは、上記第2基板は、ベース基板と、上記ベース基板の表面のうちの上記チャンバーの外側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されており、上記ベース基板は、光透過性基板であることが好ましい。 In the microchip of the present invention, the second substrate includes a base substrate and a light reflection layer provided on a surface of the surface of the base substrate that is disposed toward the outside of the chamber. Preferably, the base substrate is a light transmissive substrate.
上記構成によれば、ベース基板がチャンバーの内側の空間に向かって配置されている。つまり、チャンバーの内側の空間と光反射層との間にはベース基板が配置されている。それ故に、上記構成であれば、光反射層を保護(例えば、表面の酸化防止や、汚れの防止や、劣化の防止など)することができるので、当該光反射層によってより効率よく光を反射させて、微粒子から発生する前方散乱光を増すことができる。なお、ベース基板が光透過性基板であるので、ベース基板内を光を通過させることができるとともに、ベース基板内を通過した後の光を、光反射層によって効率よく反射することができる。 According to the said structure, the base substrate is arrange | positioned toward the space inside a chamber. That is, the base substrate is disposed between the space inside the chamber and the light reflecting layer. Therefore, with the above configuration, the light reflection layer can be protected (for example, surface oxidation prevention, contamination prevention, deterioration prevention, etc.), and thus the light reflection layer can more efficiently reflect light. Thus, the forward scattered light generated from the fine particles can be increased. Note that since the base substrate is a light-transmitting substrate, light can pass through the base substrate, and light after passing through the base substrate can be efficiently reflected by the light reflecting layer.
本発明のマイクロチップでは、上記第1基板は、光透過性基板によって形成されていることが好ましい。 In the microchip of the present invention, the first substrate is preferably formed of a light transmissive substrate.
上記構成によれば、第1基板を通過する際の光のロスを小さくすることができるため、信号値を大きくすることができる。 According to the above configuration, the loss of light when passing through the first substrate can be reduced, so that the signal value can be increased.
本発明のマイクロチップでは、上記第2基板は、正反射方向への光の反射率が10%以上100%未満であり、上記正反射方向への光の強度は、正反射方向以外へ反射される光の強度よりも大きいことが好ましい。 In the microchip of the present invention, the second substrate has a light reflectance in the regular reflection direction of 10% or more and less than 100%, and the intensity of the light in the regular reflection direction is reflected in a direction other than the regular reflection direction. It is preferable that the intensity of light is greater than the intensity of light.
上記構成によれば、簡易かつ効率よく、第2基板(更に具体的には、第2基板の光反射層)を作製することができる。 According to the above configuration, the second substrate (more specifically, the light reflecting layer of the second substrate) can be easily and efficiently produced.
本発明のマイクロチップでは、上記第2基板の光反射面は、少なくとも金属によって形成されていることが好ましい。 In the microchip of the present invention, it is preferable that the light reflecting surface of the second substrate is formed of at least a metal.
更に、本発明のマイクロチップでは、上記金属は、チタン、クロム、銅、アルミ、アルミ合金、銀、白金および金からなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましい。 Furthermore, in the microchip of the present invention, the metal is preferably at least one selected from the group consisting of titanium, chromium, copper, aluminum, aluminum alloy, silver, platinum, and gold.
上記構成によれば、第2基板によってチャンバーの内側へ反射される光を増すことができ、その結果、微粒子から発生する前方散乱光を増すことができる。また、上記構成によれば、第2基板を簡単に作製することができる。 According to the above configuration, the light reflected toward the inside of the chamber by the second substrate can be increased, and as a result, the forward scattered light generated from the fine particles can be increased. Moreover, according to the said structure, a 2nd board | substrate can be produced easily.
本発明のマイクロチップでは、上記第2基板の光反射面は、少なくとも誘電体膜によって形成されていることが好ましい。 In the microchip of the present invention, it is preferable that the light reflecting surface of the second substrate is formed of at least a dielectric film.
上記構成によれば、第2基板の光の反射率を上げることができる。 According to the above configuration, the light reflectance of the second substrate can be increased.
本発明のマイクロチップでは、上記チャンバーの内側の空間へ試料を注入するための、上記チャンバーに連通している孔が設けられていることが好ましい。 In the microchip of the present invention, it is preferable that a hole communicating with the chamber for injecting a sample into the space inside the chamber is provided.
上記構成によれば、上記孔を介して、微粒子などを含む様々な試料を容易にチャンバー内へ注入することができる。それ故に、様々な試料を用いた所望の測定を、容易に行うことができる。 According to the above configuration, various samples including fine particles can be easily injected into the chamber through the holes. Therefore, a desired measurement using various samples can be easily performed.
本発明のマイクロチップでは、上記孔は、上記チャンバー内へ、上記微粒子としてラテックス粒子を導入するためのものであることが好ましい。 In the microchip of the present invention, the holes are preferably for introducing latex particles as the fine particles into the chamber.
上記構成によれば、本発明のマイクロチップを、ラテックス凝集免疫比濁法を実施するためのマイクロチップ(ラテックス凝集免疫比濁法用マイクロチップ)として用いることができる。 According to the said structure, the microchip of this invention can be used as a microchip (microchip for latex aggregation immunoturbidimetry) for implementing a latex agglutination immunoturbidimetry.
本発明のマイクロチップでは、上記チャンバーは、マイクロチャネルと連結しており、上記チャンバーの、送液方向に直行する断面の形状と、上記マイクロチャネルの、送液方向に直行する断面の形状とは、同じ形状であることが好ましい。 In the microchip of the present invention, the chamber is connected to the microchannel, and the shape of the cross section of the chamber perpendicular to the liquid feeding direction and the shape of the cross section of the microchannel perpendicular to the liquid feeding direction are: The same shape is preferred.
上記構成によれば、マイクロチップの形状を簡易なものにすることができるとともに、サンプルの送液を容易に行うことができる。 According to the said structure, while being able to make the shape of a microchip simple, liquid feeding of a sample can be performed easily.
本発明の分析装置は、上記課題を解決するために、本発明のマイクロチップの上記第1基板へ光を照射するための光源と、上記チャンバーに収容された上記微粒子から発生した散乱光を検出するための検出器と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the analyzer of the present invention detects a light source for irradiating the first substrate of the microchip of the present invention with light and scattered light generated from the fine particles contained in the chamber. And a detector for doing so.
上記構成によれば、光源によって第1基板へ光を照射し、当該光が、第1基板を介してチャンバー内へ入射する。そして、当該チャンバー内へ入射した光によって発生する前方散乱光と後方散乱光とが検出器によって検出される。それ故に、上記構成によれば、本発明のマイクロチップを用いた高感度および高精度の分析装置を、簡単な構成にて実現することができる。 According to the said structure, light is irradiated to a 1st board | substrate with a light source, and the said light injects into a chamber through a 1st board | substrate. Then, the forward scattered light and the back scattered light generated by the light incident into the chamber are detected by the detector. Therefore, according to the above configuration, a highly sensitive and highly accurate analyzer using the microchip of the present invention can be realized with a simple configuration.
本発明の分析装置では、上記検出器は、上記マイクロチップの上記第1基板を境として、上記光源と同じ側に配置されていることが好ましい。 In the analyzer of the present invention, it is preferable that the detector is disposed on the same side as the light source with the first substrate of the microchip as a boundary.
上記構成によれば、チャンバー内へ入射した光によって発生する前方散乱光と後方散乱光とを、少ない数の検出器(例えば、1つ)によって検出することができる。 According to the above configuration, the forward scattered light and the back scattered light generated by the light incident on the chamber can be detected by a small number of detectors (for example, one).
本発明の分析装置は、上記微粒子から発生した散乱光を上記第2基板の側へ反射する反射鏡を備え、上記検出器は、上記マイクロチップの上記第1基板を境として、上記光源と反対側に配置されていることが好ましい。 The analyzer according to the present invention includes a reflecting mirror that reflects scattered light generated from the fine particles toward the second substrate, and the detector is opposite to the light source with the first substrate of the microchip as a boundary. It is preferable to arrange on the side.
上記構成によれば、本発明のマイクロチップを用いた高感度および高精度の分析装置を、簡単な構成にて実現することができる。 According to the said structure, the highly sensitive and highly accurate analyzer using the microchip of this invention is realizable by simple structure.
本発明の分析装置は、上記光源と、上記マイクロチップの上記第1基板と、の間に配置される光学スリットおよび集光レンズの少なくとも一方を備えていることが好ましい。 The analyzer according to the present invention preferably includes at least one of an optical slit and a condensing lens disposed between the light source and the first substrate of the microchip.
上記構成によれば、チャンバー内の微粒子に対して効率よく光を照射することができるので、その結果、散乱光の検出感度および検出精度を更に向上させることができる。 According to the above configuration, light can be efficiently applied to the fine particles in the chamber, and as a result, the detection sensitivity and detection accuracy of the scattered light can be further improved.
本発明の分析装置では、上記検出器は、上記光源から上記マイクロチップに対して照射される光のうち、上記マイクロチップの上記第2基板の正反射方向への光を受光しない位置に設けられていることが好ましい。 In the analyzer of the present invention, the detector is provided at a position that does not receive light in the regular reflection direction of the second substrate of the microchip out of the light emitted from the light source to the microchip. It is preferable.
上記構成によれば、検出器が、微粒子から発生する前方散乱光および後方散乱光以外の光を検出することを防ぐことができる。つまり、測定時のバックグラウンドを低く抑えることができる。その結果、散乱光の検出感度および検出精度を更に向上させることができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the detector from detecting light other than the forward scattered light and the back scattered light generated from the fine particles. That is, the background during measurement can be kept low. As a result, the detection sensitivity and detection accuracy of scattered light can be further improved.
本発明の分析装置は、上記検出器によって上記微粒子を収容していない上記マイクロチップの散乱光を検出したときに、検出値が、上記光源が上記第1基板に向かって照射する光の強度の5%以下になっているか否かを判定する判定部を備えていることが好ましい。 In the analyzer of the present invention, when the scattered light of the microchip that does not contain the fine particles is detected by the detector, the detection value is the intensity of light that the light source irradiates toward the first substrate. It is preferable that a determination unit for determining whether or not it is 5% or less is provided.
上記構成によれば、測定時のバックグラウンドが低いか否か、換言すれば、検出感度および検出精度が高い状態にて測定を行うことが可能か否か、を判定することができる。具体的には、検出器によって、微粒子を収容していないマイクロチップの散乱光を検出したときに、検出値が、光源が第1基板に向かって照射する光の強度の5%以下になっていれば、測定時のバックグラウンドが低い(換言すれば、検出感度および検出精度が高い状態にて測定を行うことが可能)と判断することができる。測定時のバックグラウンドを上げる要因としては、例えば、検出器の位置や、マイクロチップの品質などを挙げることができる。それ故に、判定部が、測定時のバックグラウンドが高いと判断した場合には、検出器の位置を調節したり、測定に用いるマイクロチップを交換することが可能である。 According to the above configuration, it is possible to determine whether or not the background during measurement is low, in other words, whether or not measurement can be performed with high detection sensitivity and high detection accuracy. Specifically, when the scattered light of the microchip that does not contain the fine particles is detected by the detector, the detection value is 5% or less of the intensity of the light emitted from the light source toward the first substrate. Therefore, it can be determined that the background during measurement is low (in other words, measurement can be performed with high detection sensitivity and high detection accuracy). Examples of factors that increase the background during measurement include the position of the detector and the quality of the microchip. Therefore, when the determination unit determines that the background during measurement is high, it is possible to adjust the position of the detector and replace the microchip used for measurement.
本発明の分析装置では、上記光源は、上記チャンバー内へ入射した光の、送液方向に直行する方向における照射エリアが、上記第1基板および上記第2基板以外の壁面と重ならないものであることが好ましい。 In the analyzer of the present invention, the light source is such that the irradiation area of the light incident into the chamber in a direction perpendicular to the liquid feeding direction does not overlap with the wall surfaces other than the first substrate and the second substrate. It is preferable.
上記構成によれば、第1基板を介してチャンバー内へ入射した光は、第2基板以外の構成によって反射されることがない。つまり、上記構成によれば、チャンバー内に入射した光が反射する方向を制御する(例えば、1つの方向へ限定する)ことが容易になる。その結果、検出器が、微粒子から発生する前方散乱光および後方散乱光以外の光を検出することによって発生する測定時のバックグラウンドを、低く抑えることができる。 According to the said structure, the light which injected into the chamber through the 1st board | substrate is not reflected by structures other than a 2nd board | substrate. That is, according to the above configuration, it is easy to control the direction in which light incident in the chamber is reflected (for example, limited to one direction). As a result, the background at the time of measurement generated by the detector detecting light other than the forward scattered light and the back scattered light generated from the fine particles can be kept low.
本発明は、マイクロチップを用いた散乱光の検出を可能にするので、より簡便かつ安価に散乱光を測定することができる。 Since the present invention enables detection of scattered light using a microchip, the scattered light can be measured more easily and inexpensively.
本発明は、前方散乱と後方散乱とを同時に検出することができるため、散乱光の検出感度および検出精度を向上させることができる。 Since the present invention can simultaneously detect forward scattering and backscattering, it is possible to improve the detection sensitivity and detection accuracy of scattered light.
本発明は、マイクロチップを小型化(例えば、薄型化)したとしても、マイクロチップ内を通過する光の光路長を長く維持することができる。つまり、本発明は、散乱光の高い検出感度および検出精度を維持したままで、マイクロチップを小型化(例えば、薄型化)することができる。 The present invention can maintain a long optical path length of light passing through a microchip even if the microchip is miniaturized (for example, thinned). That is, according to the present invention, the microchip can be reduced in size (for example, reduced in thickness) while maintaining high detection sensitivity and detection accuracy of scattered light.
本発明は、様々な測定法(例えば、ラテックス凝集免疫比濁法、濁度計、パーティクルカウンタなど)に基づいた、マイクロチップによる簡便な測定を実現することができる。 The present invention can realize simple measurement with a microchip based on various measurement methods (for example, latex agglutination immunoturbidimetry, turbidimeter, particle counter, etc.).
本発明の一実施形態について図1〜図8を用いて以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8, but the present invention is not limited to this.
〔1.マイクロチップ〕
〔1−1.マイクロチップの作用・効果〕
まず、図1を用いて、本実施の形態のマイクロチップの作用・効果について説明する。
[1. Microchip)
[1-1. Action and effect of microchip)
First, the operation and effect of the microchip of the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態のマイクロチップは、第1基板1と第2基板2とによって形成されたチャンバー5を有しており、当該チャンバー5内に、様々な微粒子3を収容することができる。
The microchip of the present embodiment has a
光源(図示せず)からの光は、第1基板1を介して、チャンバー5内へ入射する。そして、微粒子3に対して、チャンバー5内へ入射した直後の光(換言すれば、第1基板1側から第2基板2側へ向かう光)と、チャンバー5内へ入射した後に第2基板2によって反射された光(換言すれば、第2基板2側から第1基板1側へ向かう光)と、が照射されることになる。
Light from a light source (not shown) enters the
上記微粒子3に対して、チャンバー5内へ入射した直後の光が照射された場合には、第1基板1の方向へ向かう後方散乱光が発生する。一方、上記微粒子3に対して、チャンバー5内へ入射した後に第2基板2によって反射された光が照射された場合には、第1基板1の方向へ向かう前方散乱光が発生する。
When the
本実施の形態のマイクロチップは、同じ方向へ向かう後方散乱光と前方散乱光とを同時に発生させることができるので、これらの散乱光を例えば1つの検出器によって検出することによって、散乱光の検出感度および検出精度を飛躍的に上昇させることができる。 Since the microchip of the present embodiment can generate back scattered light and forward scattered light traveling in the same direction at the same time, the scattered light can be detected by detecting the scattered light using, for example, one detector. Sensitivity and detection accuracy can be dramatically increased.
また、図1に示すように、本実施の形態のマイクロチップでは、第2基板2によって光が反射されるので、光がチャンバー5内を通過する距離を長くすることができる。この場合、光は、第1基板1を通過してから第2基板2へ至るまでの間、後方散乱光を発生させ、反射して第2基板2から第1基板へ至るまでの間、前方散乱光を発生させることになる。つまり、本実施の形態のマイクロチップは、従来技術と比較して、同じ強度の光によって発生させる散乱光の総量を飛躍的に増加させることができる。そして、これによっても、本実施の形態のマイクロチップであれば、散乱光の検出感度および検出精度を飛躍的に上昇させることができる。
Further, as shown in FIG. 1, in the microchip of the present embodiment, since the light is reflected by the
以下に、各構成について、詳細に説明することにする。 Hereinafter, each configuration will be described in detail.
〔1−2.マイクロチップの構成〕
本実施の形態のマイクロチップは、微粒子3を収容するためのチャンバー5を備えている。
[1-2. Microchip configuration)
The microchip according to the present embodiment includes a
上記微粒子3は、光が照射された時に散乱光を発生させ得るものであればよく、その構成は特に限定されない。例えば、上記微粒子3は、人工的に作製された微粒子(例えば、金属ビーズ、ラテックスビーズ、ミセルなど)であってもよいし、自然界に存在する天然の微粒子(例えば、アレルゲン物質となる埃や塵、微生物など)であってもよい。また、微粒子3は同一の微粒子の集合体であってもよいし、異なる微粒子の集合体であってもよい。
The
上述したように、微粒子3として、ラテックスビーズを用いることも可能である。また、微粒子3として、表面が所望の抗体によって覆われているラテックスビーズを用いることも可能である。上記構成によれば、本実施の形態のマイクロチップを、ラテックス凝集免疫比濁法を実施するためのマイクロチップをして利用することができる。
As described above, latex beads can be used as the
上記チャンバー5は、少なくとも、光透過性を有する第1基板1と、第1基板1を介してチャンバー5内へ入射した光の少なくとも一部をチャンバー5の内側へ向かって反射させる第2基板2と、によって形成されている。
The
上記第1基板1および第2基板2の各々の表面(例えば、互いに対向しあう表面)の形状は特に限定されず、平面であってもよいし、曲面であってもよいし、凹凸を有する平面または曲面であってもよいし、これらの任意の組み合わせであってもよい。
The shape of each surface (for example, surfaces facing each other) of the
第1基板1と第2基板2との位置関係は特に限定されず、第1基板1を介してチャンバー内へ入射した光が照射され得る位置に、第2基板2を設ければよい。
The positional relationship between the
例えば、第1基板1と第2基板2とが対向するように、両者を設けることも可能である。更に具体的には、第1基板1と第2基板2とが平行して向かい合うように、両者を設けることも可能である。第1基板1と第2基板2とが平行して向かい合うように、両者を設ける場合には、更に具体的には、第1基板1および第2基板2の互いに対向しあう表面が互いに平行になるようにすればよい。勿論、本発明は、このような第1基板1および第2基板2の配置関係に限定されない。
For example, it is also possible to provide both so that the
上記チャンバー5の空間は、第1基板1と第2基板2との間の空間として形成され得る。例えば、第1基板1と第2基板2との間に別の部材(例えば、第3基板および第4基板など)を挟み、当該別の部材を介して第1基板1と第2基板2とを接着させることによって、チャンバー5の空間を形成することも可能である。上記別の部材としては、両面接着が可能なテープ等が好ましい。また、射出成形による一体加工や、マイクロチャネルパターン付きの第1基板1と第2基板2とを直接接着させることによって、チャンバー5の空間を形成することも可能である。
The space of the
上記第1基板1は、光源などから第1基板1に対して照射された光の少なくとも一部をチャンバー5内へ入射させ得る基板(光透過性基板)であればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
The
例えば、上記第1基板1は、光源から第1基板1に対して照射された光の少なくとも50%、好ましくは少なくとも60%、更に好ましくは少なくとも70%、更に好ましくは少なくとも80%、最も好ましくは少なくとも90%をチャンバー5内へ入射させ得る基板であり得る。
For example, the
更に具体的には、上記第1基板1として、ガラス基板または光透過性樹脂(例えば、PMMA(Poly Methyl Methacrylate)、PET(Poly Ethylene Terephthalate)、COC(Cyclo Olefin Copolymer)など)などを用いることが可能である。
More specifically, as the
上記第2基板2は、第1基板1を介してチャンバー5内へ入射した光の少なくとも一部をチャンバー5の内側へ向かって反射させ得る基板であればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
The
ここで、まず、図2を用いて、第2基板2に対して照射された光がどのように分解・吸収されるかについて説明する。
Here, first, how the light applied to the
図2に示すように、第2基板2に対して照射された光は、正反射光、散乱光(散乱反射)および透過光にわかれ、その一部は、第2基板2によって吸収される。
As shown in FIG. 2, the light applied to the
第2基板2に対して照射される光の強度を「I照射」とし、第2基板2によって反射される光の強度を「I反射」とし、第2基板2にて発生する散乱光の強度を「I散乱」とし、第2基板2を透過する光の強度を「I透過」とし、第2基板2によって吸収される光の強度を「I吸収」としたときに、以下の関係式1が成り立つ。つまり、
I照射=I反射+I散乱+I透過+I吸収 ・・・・(関係式1)。
The intensity of light emitted to the
I irradiation = I reflection + I scattering + I transmission + I absorption (Relational formula 1).
第2基板2の具体的な構成は、上述した各パラメータおよび関係式1に基づいて決定することができる。その一例を、以下に示す。
The specific configuration of the
例えば、上記第2基板2は、光透過率よりも光反射率の方が大きいものであり得る。換言すれば、上記第2基板2は、「I透過<I反射」の条件を満たす基板であり得る。
For example, the
また、上記第2基板2は、散乱光量よりも正反射光量の方が大きいものであり得る。換言すれば、上記第2基板2は、「I散乱<I反射」の条件を満たす基板であり得る。
In addition, the
また、上記第2基板2は、正反射方向への光の反射率が10%以上100%未満であり、正反射方向への光の強度は、正反射方向以外へ反射される光の強度よりも大きいものであり得る。換言すれば、上記第2基板2は、「0.1×I照射≦I反射<1.0×I照射」および「I散乱+I透過+I吸収<I反射」の条件を満たす基板であり得る。
The
上記構成であれば、何れも第2基板によって反射される光の量を増すことができる。そして、その結果、当該反射光がチャンバー内の微粒子に照射された結果生じる前方散乱光を増すことができる。 Any of the above configurations can increase the amount of light reflected by the second substrate. As a result, it is possible to increase the forward scattered light generated as a result of the reflected light being applied to the fine particles in the chamber.
上述したような条件を満たす基板は、周知の光学装置(例えば、日立ハイテクノロジーズ社の分光光度計)によって各パラメータを実測することによって、容易に選択することができる。また、本願出願時において、上述した各パラメータのデータは、周知である(例えば、化学便覧(日本化学会編)参照)。したがって、当該文献に基づいて、上述したような条件を満たす基板を選択することも可能である。 A substrate that satisfies the above-described conditions can be easily selected by measuring each parameter with a known optical device (for example, a spectrophotometer manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). In addition, at the time of filing this application, the data of each parameter described above is well known (see, for example, Chemical Handbook (edited by the Chemical Society of Japan)). Therefore, it is possible to select a substrate that satisfies the above-described conditions based on the document.
上記第2基板2は、1つの構成によって形成されていてもよいし、複数の構成によって形成されていてもよい。
The said 2nd board |
上記第2基板2が複数の構成によって形成される場合には、例えば、第2基板2は、ベース基板と、ベース基板の表面のうちのチャンバー5の内側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されていてもよい。なお、当該構成の場合、第1基板1を介してチャンバー5内へ入射した光の少なくとも一部は、上記光反射層によって、チャンバー5の内側へ向かって反射することになる。
When the
上記ベース基板の構成としては特に限定されず、適宜、所望の構成を用いることが可能である。ベース基板として、例えば、光透過性基板を用いることも可能であるし、光非透過性基板を用いることも可能である。本実施の形態の場合、光反射層がチャンバー5の内側の空間に向かって配置されており、当該光反射層によって効率よく光を反射できるので、ベース基板の具体的な構成は特に限定されない。
The structure of the base substrate is not particularly limited, and a desired structure can be used as appropriate. As the base substrate, for example, a light transmissive substrate can be used, and a light non-transmissive substrate can also be used. In the case of the present embodiment, the light reflecting layer is arranged toward the space inside the
また、上記第2基板2が複数の構成によって形成される場合には、例えば、第2基板2は、ベース基板と、ベース基板の表面のうちのチャンバーの外側に向かって配置されている表面の上に設けられている光反射層と、によって形成されており、かつ、上記ベース基板は、光透過性基板であってもよい。なお、当該構成の場合、第1基板1を介してチャンバー5内へ入射した光の少なくとも一部は、上記光反射層によって、チャンバー5の内側へ向かって反射することになる。
Further, when the
この場合、ベース基板を通過した後の光を光反射層によって反射するので、ベース基板は光透過性基板である必要がある。当該光透過性基板の具体的な構成としては特に限定されないが、例えば、上述した第1基板1と同様に、ガラス基板または光透過性樹脂(例えば、PMMA、PET、COCなど)などを用いることが可能である。
In this case, since the light after passing through the base substrate is reflected by the light reflection layer, the base substrate needs to be a light transmissive substrate. The specific configuration of the light transmissive substrate is not particularly limited. For example, a glass substrate or a light transmissive resin (for example, PMMA, PET, COC, or the like) is used in the same manner as the
上記第2基板2が1つの構成によって形成される場合には、その具体的な構成は特に限定されないが、例えば、上述した光反射層を形成する材料を基板状に加工したものを第2基板2として用いることが可能である。
In the case where the
上記第2基板2の光反射面(例えば、第2基板2の表面や、上述した光反射層など)は、誘電体膜(例えば、誘電体多層膜)および/または金属膜によって形成され得る。上記金属膜を構成する金属としては特に限定されないが、例えば、チタン、クロム、銅、アルミ、アルミ合金、銀、白金および金からなる群から選択される少なくとも1つであり得る。勿論、本発明は、これらに限定されない。
The light reflecting surface of the second substrate 2 (for example, the surface of the
上記金属膜上に、増反射膜として誘電体膜をコーティングすることも可能である。上記構成によれば、光の反射率を上げることができる。当該誘電体膜の材料としては特に限定されないが、例えば、TiO2、Ta2O3、Si2またはMgF2を挙げることができる。
It is also possible to coat a dielectric film as a reflection-enhancing film on the metal film. According to the above configuration, the reflectance of light can be increased. The No particular limitation is imposed on the material of the dielectric film, for example, a TiO 2, Ta 2 O 3,
例えば、周知の方法(蒸着またはスパッタ)によって、上述した金属を用いて第2基板2を形成したり、上述した金属によって第2基板2の表面の少なくとも一部をコーティングすることによって、光反射面を形成することが可能である。
For example, the
本実施の形態のマイクロチップは、チャンバー5内の空間へ試料を注入するために、チャンバー5に連通している孔が設けられていてもよい。
The microchip of the present embodiment may be provided with a hole communicating with the
更に具体的には、本実施の形態のマイクロチップには1つまたは複数のマイクロチャネルが設けられているとともに、当該マイクロチャネルの少なくとも1つは、その一端がチャンバー5に繋がり、別の一端が上記孔に繋がっていてもよい。
More specifically, the microchip of this embodiment is provided with one or a plurality of microchannels, and at least one of the microchannels has one end connected to the
上記構成であれば、上記孔を介して、微粒子(例えば、ラテックス粒子)などを含む様々な試料を容易にチャンバー5内へ注入することができる。それ故に、様々な試料を用いた所望の測定を、簡便に行うことができる。
If it is the said structure, the various samples containing microparticles | fine-particles (for example, latex particle) etc. can be easily inject | poured in the
本実施の形態のマイクロチップに複数のマイクロチャネルを設ける場合、当該マイクロチャネルの少なくとも1つは、その一端がチャンバー5に繋がり、別の一端が上述した孔とは別の孔に繋がっていてもよい。当該構成であれば、当該別の孔を、試料をチャンバー5の外へ放出するための孔として利用することができる。
In the case where a plurality of microchannels are provided in the microchip of this embodiment, at least one of the microchannels may have one end connected to the
チャンバー5内の空間へ試料を注入するための孔と、試料をチャンバー外へ放出するための孔との両方を備えていれば、本実施の形態のマイクロチップを用いて、連続的に試料を測定することができる。
If both the hole for injecting the sample into the space in the
上記チャンバー5と上記マイクロチャネルとは、送液方向に直行する方向における断面の形状が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The
図3(a)に、チャンバー5およびマイクロチャネル6の送液方向(図3(a)の紙面において左から右へ向かう方向)に直行する方向における断面の形状が異なる場合のマイクロチップ10を、上から見たときの様子の一例を示す。
3A, the
図3(a)に示すマイクロチップ10は、チャンバー5の送液方向に直行する方向における断面の面積が、マイクロチャネル6の送液方向に直行する方向における断面の面積よりも大きくなるように形成されている。なお、図示してはいないが、チャンバー5の送液方向に直行する方向における断面の面積が、マイクロチャネル6の送液方向に直行する方向における断面の面積よりも小さくなるようにマイクロチップ10を形成することも可能である。
The
図3(b)に、チャンバー5およびマイクロチャネル6の送液方向(図3(b)の紙面において左から右へ向かう方向)に直行する方向における断面の形状が同じ場合のマイクロチップ10を、上から見たときの様子の一例を示している。この場合、マイクロチャネル6の一部の領域がチャンバー5として機能することになる。
In FIG. 3B, the
上記構成によれば、マイクロチップ10の構成の複雑さが低減するので、簡便かつ低コストにてマイクロチップ10を作製することができる。
According to the above configuration, since the complexity of the configuration of the
なお、図3(a)および図3(b)では、チャンバー5とマイクロチャネル6とを別々の構成として記載しているが、これらの構成を単一の構成として形成することも可能である。例えば、図3(b)に記載のマイクロチャネル6とチャンバー5とを、単一のチャンバー5として構成し、当該チャンバー5に、チャンバーとしての機能とマイクロチャネルとしての機能との両方を担わせることも可能である。この場合、図3(b)のマイクロチャネル6およびチャンバー5の上側全体を第1基板とし、図3(b)のマイクロチャネル6およびチャンバー5の下側全体を第2基板としてもよい。図3(a)に記載のマイクロチャネル6とチャンバー5とについても同様であり得る。
In FIGS. 3A and 3B, the
〔2.分析装置〕
本実施の形態の分析装置は、本発明のマイクロチップの第1基板へ光を照射するための光源と、本発明のマイクロチップのチャンバーに収容された微粒子から発生した散乱光を検出するための検出器と、を備えている。
[2. Analysis equipment〕
The analyzer of the present embodiment is a light source for irradiating light to the first substrate of the microchip of the present invention, and for detecting scattered light generated from fine particles contained in the chamber of the microchip of the present invention. And a detector.
本発明のマイクロチップについては既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。 Since the microchip of the present invention has already been described, the description thereof is omitted here.
図4(a)および図4(b)に示すように、本実施の形態の分析装置20は、マイクロチップ10を挿入するための挿入部15を備え得る。なお、当該挿入部15は、分析装置20に対して1つ設けてもよいし、複数設けてもよい。
As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, the
上記挿入部15は、マイクロチップ10を分析装置20に対して装着および脱着し得るものであることが好ましい。上記構成によれば、所望の試料を簡便かつ迅速に測定することができる。特に試料が複数の場合には、測定時間を飛躍的に短縮することができる。また、上記構成によれば、劣化等によってマイクロチップ10が所望の性能を失ったときに、容易にマイクロチップ10を交換することができるので、測定の検出感度および検出精度を高く維持することができる。
It is preferable that the
上記光源の具体的な構成は特に限定されず、適宜、周知の光源を用いることが可能である。また、本実施の形態の分析装置に設けられる光源の数は特に限定されず、1つであってもよいし、複数であってもよい。 A specific configuration of the light source is not particularly limited, and a known light source can be used as appropriate. In addition, the number of light sources provided in the analyzer according to the present embodiment is not particularly limited, and may be one or plural.
本実施の形態の分析装置は、光源と、マイクロチップの第1基板と、の間に配置される光学スリットおよび集光レンズの少なくとも一方を備え得る。 The analyzer according to the present embodiment may include at least one of an optical slit and a condenser lens arranged between the light source and the first substrate of the microchip.
上記構成によれば、強度が高い光をマイクロチップに対して照射することが可能であるので、微粒子からより強い散乱光を発生させることができる。その結果、散乱光の検出感度および検出精度を向上させることができる。 According to the above configuration, it is possible to irradiate the microchip with light having high intensity, and thus it is possible to generate stronger scattered light from the fine particles. As a result, the detection sensitivity and detection accuracy of scattered light can be improved.
また、上記構成によれば、マイクロチップの局所へ光を照射することができる。更に具体的には、チャンバーのみに光を照射することができる。そして、第2基板以外による反射光の発生を抑えることができるので、その結果、反射光が直接検出器によって検出されることを防止し易くなる。その結果、散乱光の検出感度および検出精度を向上させることができる。 Moreover, according to the said structure, light can be irradiated to the local of a microchip. More specifically, only the chamber can be irradiated with light. And since generation | occurrence | production of the reflected light other than a 2nd board | substrate can be suppressed, as a result, it becomes easy to prevent that reflected light is directly detected by a detector. As a result, the detection sensitivity and detection accuracy of scattered light can be improved.
上記光学スリットおよび集光レンズの構成としては特に限定されず、適宜、周知の光学スリットおよび集光レンズを用いることが可能である。 The configuration of the optical slit and the condensing lens is not particularly limited, and a known optical slit and condensing lens can be used as appropriate.
図5に、本実施形態の分析装置における、光学スリット16および集光レンズ17の配置の一例を示すが、本発明は、これに限定されない。
Although an example of arrangement | positioning of the optical slit 16 and the condensing
図5に示すように、本実施形態の分析装置では、光源18とマイクロチップ(チャンバー5)との間に、光学スリット16および集光レンズ17が配置されている。更に具体的に、光源18に近い方に光学スリット16が配置され、マイクロチップに近い方に集光レンズ17が配置されている。光源18からの光は、光学スリット16を通過した後、集光レンズ17へ入射する。そして、当該集光レンズ17を通過した光はマイクロチップ(チャンバー5)へ照射され、それによって、微粒子から多くの散乱光(後方散乱光および前方散乱光)が発せられる。
As shown in FIG. 5, in the analyzer of this embodiment, an optical slit 16 and a
上記集光レンズ17によって集光された光の焦点の位置は特に限定されず、チャンバー5内の空間内であればよい。但し、毎回ピント位置を一定にする必要がある。その理由はピント位置により照射光の反射の効果が変わるため信号値が増減するためである。例えば、焦点の位置は、チャンバー5内の第1基板表面またはチャンバー5内の第2基板表面である。これらの焦点の中では、第2基板表面が好ましい。その理由は反射面とピント位置が近い方がより効果が大きいためである。
The position of the focal point of the light condensed by the condensing
上記光源18は、チャンバー5内へ入射した光の、送液方向(図5に示すマイクロチップ(チャンバー5およびマイクロチャネル6にて示す)において、紙面左から右へ向かう方向)に直行する方向における照射エリアが、チャンバー5の第1基板および第2基板以外の壁面と重ならないものであることが好ましい。
The
また、図6に示すように、上記光源18は、光源18から照射される光の水平方向成分と、マイクロチャネル6の伸長方向(換言すれば、送液方向)とが略平行であることが好ましい。なお、図6において、上記水平方向成分を方向Aにて示し、マイクロチャネル6の伸長方向を方向Bにて示す。この場合、更に、光源18によって照射される光の光路幅が、チャンバー5の幅よりも短いことが好ましい。
Further, as shown in FIG. 6, in the
上記構成によれば、チャンバー5の第2基板以外の構成によって光が反射されることを防止することができる。
According to the said structure, it can prevent that light is reflected by structures other than the 2nd board | substrate of the
上記検出器は散乱光を検出することができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。上記検出器としては、適宜、周知の検出器を用いればよい。 The detector is not particularly limited as long as it can detect scattered light. As the detector, a known detector may be used as appropriate.
上記検出器は、上記マイクロチップの第1基板を境として、光源と同じ側に配置され得る。なお、上記検出器の位置は、マイクロチップの第1基板を境として、光源と同じ側であればよく、その具体的な位置は特に限定されない。勿論、上記検出器は、上記マイクロチップの第1基板を境として、光源と反対側に配置されていてもよい。この場合には、例えば、光源と同じ側に反射鏡を配置し、光源と反対側に、当該反射鏡の光を検出する検出器を配置すればよい。 The detector may be disposed on the same side as the light source with the first substrate of the microchip as a boundary. The position of the detector may be on the same side as the light source with the first substrate of the microchip as a boundary, and the specific position is not particularly limited. Of course, the detector may be arranged on the opposite side of the light source with the first substrate of the microchip as a boundary. In this case, for example, a reflecting mirror may be disposed on the same side as the light source, and a detector that detects light from the reflecting mirror may be disposed on the opposite side of the light source.
上記構成によれば、チャンバー内へ入射した光によって発生する前方散乱光と後方散乱光とを、少ない数の検出器(例えば、1つ)によって同時に検出することができる。つまり、上記構成によれば、本実施の形態の分析装置の構成を簡略化することができる。 According to the above configuration, the forward scattered light and the back scattered light generated by the light incident on the chamber can be detected simultaneously by a small number of detectors (for example, one). That is, according to the above configuration, the configuration of the analyzer according to the present embodiment can be simplified.
上記検出器は、光源からマイクロチップに対して照射される光のうち、マイクロチップの第2基板の正反射方向への光を受光しない位置に設けられ得る。一般的には、光源の光線とチャンバー内の照射面との間の角度をθとすると、検出器の位置は、180−θ以外の角度を取ることができる。 The detector may be provided at a position that does not receive light in the specular reflection direction of the second substrate of the microchip out of the light emitted from the light source to the microchip. Generally, when the angle between the light beam of the light source and the irradiation surface in the chamber is θ, the position of the detector can take an angle other than 180−θ.
上述した位置に検出器が設けられているか否かは、例えば、微粒子を収容していないマイクロチップの散乱光を検出器によって検出したときに、検出値が、光源が第1基板に向かって照射する光の強度の5%以下、更に好ましくは3%以下、更に好ましくは1%以下、最も好ましくは0%になっているか否かを判定することによって確認することができる。 Whether or not the detector is provided at the above-described position is determined by, for example, detecting the scattered light of the microchip that does not contain the fine particles by the detector, and the detection value is emitted from the light source toward the first substrate. It can be confirmed by determining whether or not the light intensity is 5% or less, more preferably 3% or less, more preferably 1% or less, and most preferably 0%.
つまり、微粒子を収容していないマイクロチップの散乱光を検出器によって検出したときに、検出値が、光源が第1基板に向かって照射する光の強度の5%以下、更に好ましくは3%以下、更に好ましくは1%以下、最も好ましくは0%になっていれば、上述した位置に検出器が設けられていると判定することができる。 In other words, when the scattered light of the microchip that does not contain the fine particles is detected by the detector, the detection value is 5% or less, more preferably 3% or less, of the intensity of the light emitted from the light source toward the first substrate. If it is more preferably 1% or less, most preferably 0%, it can be determined that the detector is provided at the position described above.
それ故に、本実施の形態の分析装置は、検出器によって上記微粒子を収容していない上記マイクロチップの散乱光を検出したときに、検出値が、上記光源が上記第1基板に向かって照射する光の強度の5%以下になっているか否か、3%以下になっているか否か、1%以下になっているか否か、または、0%になっているか否か、を判定する判定部を備えていることが好ましい。 Therefore, in the analyzer of the present embodiment, when the scattered light of the microchip that does not contain the fine particles is detected by the detector, the detected value is emitted from the light source toward the first substrate. A determination unit for determining whether the light intensity is 5% or less, 3% or less, 1% or less, or 0%. It is preferable to provide.
上記判定部の構成としては特に限定されず、適宜、周知の構成を用いることが可能である。また、判定部と検出器とを、同じ一つの構成とすることも可能である。 The configuration of the determination unit is not particularly limited, and a known configuration can be used as appropriate. Further, the determination unit and the detector can have the same configuration.
<1.チップの作製(実施例)>
チップ基板(第2基板に対応)として、(1)鏡面仕上げのシリコン基板、(2)スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したTi薄膜(50nm)基板、(3)スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したTi(50nm)−Au(100nm)薄膜(表面は金)基板、(4)スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したTi(50nm)−Pt(100nm)薄膜(表面は白金)基板、(5)スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したTi(50nm)−Al(100nm)薄膜(表面はアルミ)基板、(6)スパッタリングによってガラス基板上に薄膜を形成したTi(50nm)−Ag(100nm)薄膜(表面は銀)基板を用いた。なお、上記(2)Ti薄膜基板は、20%の光透過率であったが、その他の基板は、光を透過しなかった。
<1. Production of Chip (Example)>
As a chip substrate (corresponding to the second substrate), (1) a mirror-finished silicon substrate, (2) a Ti thin film (50 nm) substrate formed on a glass substrate by sputtering, and (3) a thin film on the glass substrate by sputtering. Ti (50 nm) -Au (100 nm) thin film (surface is gold) substrate, (4) Ti (50 nm) -Pt (100 nm) thin film (surface is platinum) substrate formed on a glass substrate by sputtering, (5) Ti (50 nm) -Al (100 nm) thin film (surface is aluminum) substrate formed thin film on glass substrate by sputtering, (6) Ti (50 nm) -Ag (thin film formed on glass substrate by sputtering) A 100 nm) thin film (surface is silver) substrate was used. The (2) Ti thin film substrate had a light transmittance of 20%, but the other substrates did not transmit light.
更に、レーザー加工機(GCC社製)でI字(長さ2cm、幅600μm)に切り抜いた両面テープ(厚さ50μm)を上述した各基板に貼り、当該基板に対して上記両面テープを介して1.5cm角のガラス基板(第1基板に対応)を図1のように貼り合わせて、チップ基板とガラス基板との間に流路が形成されたチップを作製した。
Further, a double-sided tape (thickness 50 μm) cut into an I-shape (
<2.チップの作製(比較例)>
チップ基板(第2基板に対応)として、(0)ガラス基板を用いた。実施例と同様に、レーザー加工機(GCC社製)でI字(長さ2cm、幅600μm)に切り抜いた両面テープ(厚さ50μm)を上記ガラス基板に貼り、更に1.5cm角の別のガラス基板(第1基板に対応)を図のように貼り合わせることによって、ガラス基板とガラス基板との間に流路が形成されたチップを作製した。
<2. Chip Fabrication (Comparative Example)>
A (0) glass substrate was used as the chip substrate (corresponding to the second substrate). As in the example, a double-sided tape (thickness 50 μm) cut into an I-shape (
<3.評価方法>
抗CRPモノクローナル抗体にて修飾したラテックスビーズ(φ0.1μm)の懸濁液と、CRP溶液(0mg/dL、または、3.5mg/dL)とを、1:1のボリューム比で混合した。
<3. Evaluation method>
A suspension of latex beads (φ0.1 μm) modified with an anti-CRP monoclonal antibody and a CRP solution (0 mg / dL or 3.5 mg / dL) were mixed at a volume ratio of 1: 1.
混合した溶液を作製したチップ内に注入し、混合後3分後に暗視野像を撮影した。撮影した暗視野像の輝度情報はラテックス粒子の散乱光の大きさに依存するため、各チップの輝度情報を比較した。 The mixed solution was injected into the prepared chip, and a dark field image was taken 3 minutes after mixing. Since the luminance information of the captured dark field image depends on the size of the scattered light of the latex particles, the luminance information of each chip was compared.
なお、上述した暗視野像の撮影は、暗視野顕微鏡(オリンパス社)を用いて行った。ただし、流路壁に当たる光はマスクをすることでカットしている。照射光の波長は550±50nmを用いた(ただし、試験結果は、照射光の波長に左右されるものではない)。 The above-described dark field image was captured using a dark field microscope (Olympus). However, the light hitting the flow path wall is cut by masking. The wavelength of the irradiation light was 550 ± 50 nm (however, the test result is not influenced by the wavelength of the irradiation light).
<4.結果>
図7に、0mg/dLCRP濃度の場合の試験結果を示し、図8に、3.5mg/dLCRP濃度の場合の試験結果を示す。実際の感度(=(3.5mg/dLのときの輝度)−(0mg/dLのときの輝度))を導出すると、チップ基板がシリコン基板の場合には40倍も感度が上昇し、チップ基板がTi薄膜基板の場合には42倍も感度が上昇し、チップ基板がTi−Au薄膜基板の場合には100倍も感度が上昇し、チップ基板がTi−Pt薄膜基板の場合には180倍も感度が上昇し、チップ基板がTi−Al薄膜基板の場合には290倍も感度が上昇し、チップ基板がTi−Ag薄膜基板の場合には300倍も感度が向上した。
<4. Result>
FIG. 7 shows the test results in the case of 0 mg / dLCRP concentration, and FIG. 8 shows the test results in the case of 3.5 mg / dLCRP concentration. When the actual sensitivity (= (luminance at 3.5 mg / dL) − (luminance at 0 mg / dL)) is derived, the sensitivity increases by a factor of 40 when the chip substrate is a silicon substrate. When the Ti substrate is a Ti thin film substrate, the sensitivity is increased 42 times, when the chip substrate is a Ti—Au thin film substrate, the sensitivity is increased 100 times, and when the chip substrate is a Ti—Pt thin film substrate, the sensitivity is increased 180 times. The sensitivity increased by 290 times when the chip substrate was a Ti—Al thin film substrate, and the sensitivity improved by 300 times when the chip substrate was a Ti—Ag thin film substrate.
本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the configurations described above, and various modifications can be made within the scope of the claims, and technical means disclosed in different embodiments and examples are appropriately used. Embodiments and examples obtained in combination are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、様々な測定法(例えば、ラテックス凝集免疫比濁法、濁度計またはパーティクルカウンタなど)を実施するためのマイクロチップに利用することができる。更に具体的に、本発明は、濁度計またはパーティクルカウンタなどに利用することができる。 The present invention can be used for a microchip for performing various measurement methods (for example, latex agglutination immunoturbidimetry, turbidimeter, particle counter, etc.). More specifically, the present invention can be used for a turbidimeter or a particle counter.
1 第1基板
2 第2基板
3 微粒子
5 チャンバー
6 マイクロチャネル
10 マイクロチップ
15 挿入部
16 光学スリット
17 集光レンズ
18 光源
20 分析装置
30 検出器
40 判定部
50 移動装置
DESCRIPTION OF
Claims (20)
上記チャンバーは、少なくとも、光透過性を有する第1基板と、上記第1基板を介して上記チャンバー内へ入射した光の少なくとも一部を上記チャンバーの内側へ向かって反射させる第2基板と、によって形成されていることを特徴とするマイクロチップ。 A microchip having a chamber for containing fine particles,
The chamber includes at least a first substrate having optical transparency, and a second substrate that reflects at least part of light incident into the chamber through the first substrate toward the inside of the chamber. A microchip characterized by being formed.
上記ベース基板は、光透過性基板であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のマイクロチップ。 The second substrate is formed by a base substrate and a light reflecting layer provided on a surface of the surface of the base substrate that is disposed toward the outside of the chamber.
The microchip according to claim 1, wherein the base substrate is a light transmissive substrate.
上記正反射方向への光の強度は、正反射方向以外へ反射される光の強度よりも大きいことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のマイクロチップ。 The second substrate has a reflectance of light in the regular reflection direction of 10% or more and less than 100%,
The microchip according to claim 1, wherein the intensity of light in the regular reflection direction is greater than the intensity of light reflected in other than the regular reflection direction.
上記チャンバーの、送液方向に直行する断面の形状と、上記マイクロチャネルの、送液方向に直行する断面の形状とは、同じ形状であることを特徴とする請求項1〜12に記載のマイクロチップ。 The chamber is connected to a microchannel,
13. The micro of claim 1, wherein the shape of the cross section of the chamber perpendicular to the liquid feeding direction and the shape of the cross section of the microchannel perpendicular to the liquid feeding direction are the same shape. Chip.
上記チャンバーに収容された上記微粒子から発生した散乱光を検出するための検出器と、を備えていることを特徴とする分析装置。 A light source for irradiating light to the first substrate of the microchip according to any one of claims 1 to 13,
And a detector for detecting scattered light generated from the fine particles contained in the chamber.
上記検出器は、上記マイクロチップの上記第1基板を境として、上記光源と反対側に配置されていることを特徴とする請求項14に記載の分析装置。 A reflecting mirror for reflecting scattered light generated from the fine particles toward the second substrate;
The analyzer according to claim 14, wherein the detector is disposed on the opposite side of the light source with the first substrate of the microchip as a boundary.
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