JP2015031643A - Inspection chip - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、検査対象となる物質に対して化学的、医学的、生物学的な検査を行うための検査チップに関する。 The present invention relates to a test chip for performing chemical, medical, and biological tests on a substance to be tested.
近年、医療、健康、食品、創薬などの分野でDNA(Deoxyribo Nucleic Acid)、あるいは酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルス、細胞などの生体物質、または化学物質を検知、検出あるいは定量する重要性が増している。それら生体物質や化学物質などを簡便に測定できる様々なバイオチップおよびマイクロ化学チップなどのマイクロチップとよばれる検査チップが提案されている。 In recent years, the importance of detecting, detecting or quantifying DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) or biological substances such as enzymes, antigens, antibodies, proteins, viruses, cells, or chemical substances in the fields of medicine, health, food, drug discovery, etc. Is increasing. Test chips called microchips such as various biochips and microchemical chips that can easily measure such biological substances and chemical substances have been proposed.
マイクロチップは、内部に流体回路を有している。流体回路は、たとえば、液体試薬を保持する液体試薬保持部、検査、または分析の対象となる血液などの検体あるいは検体中の特定成分、液体試薬を計量するための計量部、検体または検体中の特定成分と、液体試薬とを混合する混合部、および混合液について検査、または分析をおこなうための検出部などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な経路とから構成されている。 The microchip has a fluid circuit inside. The fluid circuit includes, for example, a liquid reagent holding unit that holds a liquid reagent, a sample such as blood to be tested or analyzed, a specific component in the sample, a measuring unit for measuring the liquid reagent, a sample in the sample or the sample Each unit includes a mixing unit that mixes a specific component and a liquid reagent, a detection unit that performs inspection or analysis on the mixed solution, and a fine path that appropriately connects these units.
たとえば、マイクロチップでは血液中の血漿成分などを用いて各種検査がおこなわれることがある。特許文献1では、流体経路内に注入された血液から遠心分離などによって血漿成分が分離、および抽出され、計量がおこなわれる。計量された血漿と、液体試薬とが混合部へ移動し混合される。混合された検体が検出部へ移動し、光学計測がおこなわれるマイクロチップが開示されている。
For example, in a microchip, various tests may be performed using plasma components in blood. In
しかしながら、上述した特許文献1に記載の技術では、マイクロチップに付与された遠心力によって検体が検出部へ導入され、検出部に光が照射される。混合部から検出部までの経路は、検体または試薬が通過することによって濡れるため、検体と、マイクロチップとの親和性によって、検出部において光が照射されている間に検体または試薬が混合部へ逆流してしまうことがあるという問題が一例として挙げられる。検体が検出部から流出してしまうと、測定対象となる検体の分析を正確に実施できないこととなる。
However, in the technique described in
この開示は、上述した問題を解決するためになされたものであり、検査液体を測定する際、検査液体が前工程側へ逆流することを防ぎ、適切な検査をおこなうことができる検査チップを提供することを目的とする。 This disclosure has been made in order to solve the above-described problem, and provides a test chip capable of preventing the test liquid from flowing back to the previous process side and performing an appropriate test when measuring the test liquid. The purpose is to do.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1の開示の検査チップは、検査液体を含む液体を定量するための定量部と、前記定量部と余剰流路を介して形成され、前記定量部において余剰とされた検査液体を保持するための余剰部と、前記定量部の下流に測定流路を介して形成され、前記検査液体を含む液体を光学測定するための測定部と、前記測定流路に形成された段差壁面、または凹部と、を備え、前記段差壁面、または前記凹部は、前記定量部と前記測定流路との第1接続部から前記定量部と前記余剰流路との第2接続部へ向かう第1方向側の前記測定流路に形成されることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the inspection chip according to
請求項2の開示の検査対象受体は、上記開示において、前記第1方向の反対側に開口した前記凹部が形成され、前記第1方向側の前記測定流路の壁面と第3接続部において接続される前記凹部の壁面は、前記定量部の前記第1方向と反対側の壁面に平行な方向に対し、前記第1方向側に延設されることを特徴とする。
The inspection object receiver according to
請求項3の開示の検査対象受体は、上記開示において、前記検査チップの厚み方向の前記凹部の深さは、前記厚み方向の前記測定流路の深さよりも浅いことを特徴とする。 The inspection object receptacle according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the above disclosure, the depth of the recess in the thickness direction of the test chip is shallower than the depth of the measurement channel in the thickness direction.
請求項4の開示の検査対象受体は、上記開示において、前記凹部は、前記測定流路の延設方向に沿って延設される領域を含むことを特徴とする。 The inspection object receptacle according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the above disclosure, the concave portion includes a region extending along an extending direction of the measurement flow channel.
請求項5の開示の検査対象受体は、上記開示において、前記検査液体を含む液体と混合される試薬を定量するための試薬定量部を備え、前記測定部は、前記定量部の体積と前記試薬定量部との体積の和以下の体積を有し、前記検査チップの厚み方向の前記測定部の深さは、前記測定流路の前記厚み方向の深さよりも浅いことを特徴とする。
A test target receptacle according to a disclosure of
請求項6の開示の検査対象受体は、上記開示において、前記第1方向側の前記測定部の壁面は、前記第1方向側の前記測定流路の壁面よりも前記第1方向側に形成されることを特徴とする。 The inspection object receiver according to claim 6 is the above-described disclosure, wherein the wall surface of the measurement unit on the first direction side is formed closer to the first direction side than the wall surface of the measurement channel on the first direction side. It is characterized by being.
請求項1に記載の開示によれば、第1方向側の測定流路に、段差壁面、または凹部を備える構成であるため、測定部で検査液体の測定をおこなう際に、検査液体が測定流路を逆流することを低減することができる。特に、検査チップと、親和性の高い検査液体の測定をおこなう場合であっても、逆流することが低減される。したがって、正確な測定を実施できるため、適切な検査をおこなうことができる。 According to the disclosure of the first aspect, since the measurement flow path on the first direction side includes the stepped wall surface or the concave portion, the measurement liquid is measured when the measurement liquid is measured in the measurement unit. It is possible to reduce the reverse flow of the road. In particular, backflow is reduced even when measuring a test liquid having a high affinity with the test chip. Therefore, since an accurate measurement can be performed, an appropriate inspection can be performed.
請求項2に記載の開示によれば、第3接続部において接続される凹部の壁面は、定量部の第1方向と反対方向の壁面に平行な方向に対し、第1方向側に延設されるので、測定流路を介して流入した検査液体を含む液体が、凹部の壁面をつたって、逆流しづらくなる。よって。検査液体が測定流路を逆流することをさらに低減することができる。
According to the disclosure of
請求項3に記載の開示によれば、凹部の検査チップの厚み方向の深さは、測定流路の厚み方向の深さよりも浅い。これにより、凹部に検査液体を含む液体が流入した場合、毛管力により、検査液体が凹部に保持される。この結果、検査液体が測定流路を逆流することをさらに低減することができる。 According to the disclosure of claim 3, the depth in the thickness direction of the test chip in the recess is shallower than the depth in the thickness direction of the measurement channel. Thereby, when the liquid containing a test | inspection liquid flows into a recessed part, a test | inspection liquid is hold | maintained at a recessed part with capillary force. As a result, it is possible to further reduce the backflow of the test liquid through the measurement channel.
請求項4に記載の開示によれば、凹部は測定流路の延設方向に沿って延設される領域を含む。この領域により、凹部に検査液体を含む液体が流入した場合、この液体が凹部から逆流するには、延設方向とは反対方向の外力が必要になり、さらに逆流しづらくなる。この結果、検査液体が測定流路を逆流することをさらに低減することができる。 According to the disclosure of claim 4, the recess includes a region extending along the extending direction of the measurement flow channel. Due to this region, when a liquid containing the inspection liquid flows into the recess, an external force in the direction opposite to the extending direction is required for the liquid to flow backward from the recess, and it becomes difficult to flow backward. As a result, it is possible to further reduce the backflow of the test liquid through the measurement channel.
請求項5に記載の開示によれば、測定部の厚み方向の深さは、測定流路の厚み方向の深さよりも浅い。この結果、測定部に毛管力が働きやすくなり、測定部に流入した検査液体を含む液体が、流出するのを低減することが出来る。この結果、検査液体が測定流路を逆流することをさらに低減することができる。
According to the disclosure of
請求項6に記載の開示によれば、第1方向側の測定部の壁面は、第1方向側の測定流路の壁面よりも第1方向側に形成される。この結果、測定部に流入した検査液体を含む液体が測定部の壁面から測定流路の壁面につたいづらくなり、検査液体が測定流路を逆流することをさらに低減することができる。 According to the disclosure of claim 6, the wall surface of the measurement unit on the first direction side is formed closer to the first direction side than the wall surface of the measurement flow path on the first direction side. As a result, the liquid containing the test liquid that has flowed into the measurement unit becomes difficult to adhere from the wall surface of the measurement unit to the wall surface of the measurement flow channel, and the backflow of the test liquid through the measurement flow channel can be further reduced.
以下に添付図面を参照して、この開示にかかる検査チップの好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an inspection chip according to the present disclosure will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
<1.検査システム3の概略構造>
本開示の実施形態を説明する。図1を参照して、検査システム3の概略構造について説明する。本実施形態の検査システム3は、液体である検体及び試薬を収容可能な検査チップ2と、検査チップ2を用いて検査を行う検査装置1とを含む。検査装置1が検査チップ2から離間した垂直軸心A1を中心として検査チップ2を回転させると、遠心力が検査チップ2に作用する。検査装置1が水平軸心A2を中心に検査チップ2を回転させると、検査チップ2に作用する遠心力の方向である遠心方向が切り替えられる。すなわち、検査チップ2は、内部に収容された液体に遠心力を作用可能な検査装置1に装着される。本実施形態の検査システム3及び検査装置1は、特開2012−78107号公報に記載されているように公知の構造であるので、以下の説明では、検査装置1の構造の概略について説明する。
<1. Schematic structure of inspection system 3>
An embodiment of the present disclosure will be described. A schematic structure of the inspection system 3 will be described with reference to FIG. The inspection system 3 of the present embodiment includes an
<2.検査装置1の構造>
図1を参照して、検査装置1の構造について説明する。以下の説明では、図1の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、及び紙面奥側を、それぞれ、検査装置1の前方、後方、右方、左方、上方、及び下方とする。本実施形態では、垂直軸心A1の方向は検査装置1の上下方向であり、水平軸心A2の方向は、検査チップ2が垂直軸心A1を中心として回転される際の速度の方向である。図1は検査装置1の上部筐体30の天板が取り除かれた状態を示す。
<2. Structure of the
The structure of the
図1に示すように、検査装置1は、上部筐体30、下部筐体31、上板32、ターンテーブル33、角度変更機構34、及び制御装置90を備える。ターンテーブル33は、後述する上板32の上側に回転可能に設けられた円盤である。2つの検査チップ2は、ターンテーブル33の上方に保持される。角度変更機構34は、ターンテーブル33に設けられた駆動機構である。この角度変更機構34は、水平軸心A2を中心に検査チップ2を各々回転させる。上部筐体30は、後述する上板32に固定されており、検査チップ2に対して光学測定を行う測定部7が上部筐体30の内部に設けられている。制御装置90は、検査装置1の各種処理を制御するコントローラである。
As shown in FIG. 1, the
下部筐体31の概略構造を説明する。下部筐体31は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有する。下部筐体31の上面には、長方形の板材である上板32が設けられている。下部筐体31の内部には、垂直軸心A1を中心にターンテーブル33を回転させる駆動機構が、次のように設けられている。
A schematic structure of the
下部筐体31内の左方寄りに、ターンテーブル33を回転させるための駆動力を供給する主軸モータ35が設置されている。主軸モータ35の軸36は、上方に突出しており、プーリ37が軸36に固定されている。下部筐体31の中央部には、下部筐体31の内部から上方に延びる垂直な主軸57が設けられている。主軸57は、上板32を貫通して、下部筐体31の上側に突出している。主軸57の上端部は、ターンテーブル33の中央部に接続されている。
A
主軸57は、上板32の直下に設けられた図示しない支持部材により、回転自在に保持されている。支持部材の下側では、主軸57にプーリ38が固定されている。プーリ37とプーリ38とに亘って、ベルト39が掛け渡されている。主軸モータ35が軸36を回転させると、プーリ37、ベルト39、及びプーリ38を介して駆動力が主軸57に伝達される。このとき、主軸57の回転に連動して、ターンテーブル33が主軸57を中心に回転する。
The main shaft 57 is rotatably held by a support member (not shown) provided immediately below the
下部筐体31内の右方寄りに、下部筐体31の内部において上下方向に延びる図示しないガイドレールが設けられている。図示しないT型プレートは、ガイドレールに沿って下部筐体31内において上下方向に移動可能である。
A guide rail (not shown) extending in the vertical direction inside the
主軸57は、内部が中空の筒状体である。図示しない内軸は、主軸57の内部において上下方向に移動可能な軸である。内軸の上端部は、主軸57内を貫通してラックギア43に接続されている。T型プレートの左端部には、図示しない軸受が設けられている。軸受の内部では、内軸の下端部が回転自在に保持される。
The main shaft 57 is a cylindrical body having a hollow inside. An inner shaft (not shown) is a shaft that can move in the vertical direction inside the main shaft 57. The upper end portion of the inner shaft passes through the main shaft 57 and is connected to the
T型プレートの前方には、T型プレートを上下動させるための水平モータ51が固定されている。水平モータ51の軸58は後方、すなわち図1では下方側に向けて突出している。軸58の先端には、図示しない円盤状のカム板が固定されている。カム板の後側の面には、図示しない円柱状の突起が設けられている。突起の先端部は、図示しない溝部に挿入されている。突起は、溝部内を摺動可能である。水平モータ51が軸58を回転させると、カム板の回転に連動して突起が上下動する。このとき、溝部に挿入されている突起に連動して、T型プレートがガイドレールに沿って上下動する。主軸モータ35、および水平モータ51は、ステッピングモータ、サーボモータ、DCモータなどの周知のモータでよい。
A
角度変更機構34の詳細構造を説明する。角度変更機構34は、ターンテーブル33の上面に固定された一対のL型プレート60を有する。各L型プレート60は、ターンテーブル33の中心近傍に固定された基部から上方に延び、且つ、その上端部がターンテーブル33の径方向外側に向けて延びている。一対のL型プレート60の間には、内軸に固定されたラックギア43が設けられている。ラックギア43は、上下方向に長い金属製の板状部材であり、両端面にギアが各々刻まれている。
The detailed structure of the
各L型プレート60の延設方向の先端側では、ギア45を有する水平な支軸46が回転自在に軸支されている。支軸46はホルダ100を固定する。このため、ギア45の回転に連動して、ホルダ100に保持された検査チップ2も支軸46を中心に回転する。ギア45とラックギア43との間には、L型プレート60により前後方向の軸心を中心に回転自在に支持されたピニオンギア44が介在している。ピニオンギア44は、ギア45及びラックギア43にそれぞれ噛合している。ラックギア43の上下動に連動して、ピニオンギア44、及びギア45がそれぞれ従動回転し、検査チップ2が支軸46を中心に回転する。
On the front end side in the extending direction of each L-shaped
本実施形態では、主軸モータ35がターンテーブル33を回転駆動するのに伴って、検査チップ2が垂直軸である主軸57を中心に回転して、検査チップ2に遠心力が作用される。検査チップ2の垂直軸心A1を中心とした回転を、公転と呼ぶ。一方、後述する水平モータ51が内軸を上下動させるのに伴って、検査チップ2が水平軸である支軸46を中心に回転して、検査チップ2に作用する遠心力の方向が相対変化する。検査チップ2の水平軸心A2を中心とした回転を、自転と呼ぶ。本実施形態の検査チップ2は、図1に示すように、垂直軸心A1に平行に配置され、公転される。これに限らず、検査チップ2は、任意の角度に配置されればよく、例えば垂直軸心A1に垂直に配置され、公転されてもよい。
In the present embodiment, as the
T型プレートが可動範囲の最下端まで下降した状態では、ラックギア43も可動範囲の最下端まで下降する。このとき、検査チップ2は、自転角度が0度の定常状態になる。また、T型プレートが可動範囲の最上端まで上昇した状態では、ラックギア43も可動範囲の最上端まで上昇する。このとき、検査チップ2は、定常状態から水平軸心A2を中心に90度回転した状態になる。つまり、本実施形態では検査チップ2が自転可能な角度幅は、自転角度0度〜90度である。自転角度0度は、図2に示す検査チップ2の状態を示し、自転角度90度は、0度から反時計回りに90度回転した状態を示す。
In a state where the T-shaped plate is lowered to the lowermost end of the movable range, the
上部筐体30の詳細構造を説明する。図1に示すように、上部筐体30は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有し、上板32の左部上側に設置されている。より詳細には、上部筐体30は、ターンテーブル33の回転中心にある主軸57からみて、検査チップ2が回転される範囲の外側に設けられている。
The detailed structure of the
上部筐体30の内部に設けられた測定部7は、測定光を発光する光源71と、光源71から発せられた測定光を検出する光センサ72とを有する。光源71及び光センサ72は、検査チップ2の回転範囲の外側において、ターンテーブル33の前後両側に配置されている。本実施形態では、検査チップ2の公転可能範囲のうちで主軸57の左側位置が、検査チップ2に測定光が照射される測定位置である。検査チップ2が測定位置にある場合、光源71と光センサ72とを結ぶ測定光が、検査チップ2の前面及び後面に対して略垂直に交差する。
The measurement unit 7 provided inside the
<3.制御装置90の電気的構成>
図1を参照して、制御装置90の電気的構成について説明する。制御装置90は、検査装置1の主制御を司るCPU91と、各種データを一時的に記憶するRAM92と、制御プログラムを記憶したROM93とを有する。CPU91には、ユーザが制御装置90に対する指示を入力するための操作部94と、各種データ、及びプログラムを記憶するハードディスク装置95と、各種情報を表示するディスプレイ96とが接続されている。制御装置90としては、パーソナルコンピュータを用いてもよいし、専用の制御装置を用いてもよい。
<3. Electrical configuration of
The electrical configuration of the
CPU91には、公転コントローラ97、自転コントローラ98、及び測定コントローラ99が接続されている。公転コントローラ97は、主軸モータ35を回転駆動させる制御信号を主軸モータ35に送信することによって、検査チップ2の公転を制御する。自転コントローラ98は、水平モータ51を回転駆動させる制御信号を水平モータ51に送信することによって、検査チップ2の自転を制御する。測定コントローラ99は、測定部7を駆動することによって、検査チップ2の光学測定を実行する。詳細には、測定コントローラ99は、光源71の発光、及び光センサ72の光検出を実行させる制御信号を、光源71及び光センサ72に送信する。CPU91が公転コントローラ97、自転コントローラ98及び測定コントローラ99を制御する。
A
<4.検査チップ2の構造>
図2、および図3を参照して、第1実施形態の検査チップ2の詳細構造を説明する。以下の説明では、図2の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、及び紙面奥側を、それぞれ検査チップ2の上方、下方、右方、左方、前方、及び後方とする。
<4. Structure of
With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the detailed structure of the test |
図2に示すように、検査チップ2は一例として前方から見た場合に正方形状であり、所定の厚みを有する透明な合成樹脂の板材20を主体とする。前方を開口して液体流路21が板材20に形成されている。すなわち、液体流路21は、所定深さに形成された凹部であり、板材20の厚み方向である前後方向と直交する方向に延びる。液体流路21は、検査チップ2に注入された検体が流動可能な流路である。板材20の前面は、透明の合成樹脂の薄板から構成された図示されないシートによって封止されている。液体流路21は前面、および後面が開口することにより板材20に形成され、液体流路の21の前面、および後面がシートによって封止されることで形成されてもよい。
As shown in FIG. 2, the
液体流路21は、検体注入口221、分離部222、検体第1余剰部223、検体定量部224、検体第2余剰部225、混合部226を含む。検体注入口221は、検査チップ2の左上に形成され、図示しないキャピラリが挿入される開口部である。すなわち、検体注入口221は、検体が検査チップ2に注入される部位である。検体は、例えば血液、骨髄、尿、膣組織、上皮組織、腫瘍、精液、唾液、食料品などの成分を含む液体である。検体は、本発明の検査液体の一例である。
The
分離部222が、検体注入口221の下流に形成される。分離部222から左方に形成される流路に接続されて検体第1余剰部223が形成され、右方に形成される流路に接続されて検体定量部224が形成される。分離部222において、検査装置1の公転による遠心力により、検体に含まれる成分が分離される。この分離の際、分離部222から溢れた検体は、検体第1余剰部223に流入される。検査チップ2が自転されることにより、測定に必要な成分を含む検体が、検体定量部224に流入される。
A
検体定量部224は、分離部222の下流に形成される。検体定量部224から左方に形成される流路に接続されて検体第2余剰部225が形成され、右方に形成される流路に接続されて混合部226が形成される。検体定量部224において公転による遠心力により、測定に必要な量の、測定に必要な成分を含む検体が定量される。この定量の際、検体定量部224から溢れた検体は、検体第2余剰部225に流入される。検査チップ2が自転されることにより、測定に必要な成分を含み、定量された検体が、混合部226に流入される。
The
液体流路21は、第1試薬注入口231、第1試薬定量部232、第1試薬余剰部233を含む。第1試薬注入口231は、検体注入口221の右側に形成され、図示しないキャピラリが挿入される開口部である。すなわち、第1試薬注入口231は、第1試薬が検査チップ2に注入される部位である。第1試薬は、検体を検査するための試薬である。第1試薬は本発明の検査液体の一例である。
The
第1試薬定量部232は、第1試薬注入口231の下流に形成される。第1試薬定量部232から左方に形成される流路に接続されて第1試薬余剰部233が形成され、右方に形成される流路は、混合部226に接続する。第1試薬定量部232において、公転による遠心力により、測定に必要な量の第1試薬が定量される。この定量の際、第1試薬定量部232から溢れた検体は、第1試薬余剰部233に流入される。検査チップ2が自転されることにより、定量された第1試薬が、混合部226に流入される。
The first reagent
混合部226は、検体定量部224、および第1試薬定量部232の下流に形成される。混合部226において、分離、および定量された検体と第1試薬とが混合される。混合された混合液は、検査チップ2が自転されることにより、混合液定量部241に流入する。
The
混合液定量部241は混合部226の下流に形成される。混合液定量部241において、公転による遠心力により、測定に必要な量の混合液が定量される。この定量の際、混合液定量部241から溢れた混合液は、余剰流路241Aを介して混合液余剰部242に流入される。検査チップ2が自転されることにより、定量された混合液が、測定流路241Bを介して測定部251に流入される。測定部251の詳細は後述する。混合液定量部241が本発明の定量部の一例である。混合液余剰部242が本発明の余剰部の一例である。
The mixed
液体流路21は、第2試薬注入口261、第2試薬定量部262、第2試薬余剰部263を含む。第2試薬注入口261は、第1試薬注入口231の右側に形成され、図示しないキャピラリが挿入される開口部である。すなわち、第2試薬注入口261は、第2試薬が検査チップ2に注入される部位である。第2試薬は検体を検査するための試薬である。第2試薬は、本発明の検査液体の一例である。
The
第2試薬定量部262は、第2試薬注入口261の下流に形成される。第2試薬定量部262から左方に形成される流路に接続されて第2試薬余剰部263が形成され、右方に形成される流路は、測定部251に接続する。第2試薬定量部262において、公転による遠心力により、測定に必要な量の第2試薬が定量される。この定量の際、第2試薬定量部262から溢れた第2試薬は、第2試薬余剰部263に流入される。検査チップ2が自転されることにより、定量された第2試薬が、測定部251に流入される。
The second reagent
<測定部付近>
図3〜図5を参照して、測定部251を説明する。第1実施形態の検査チップ2は、測定部251に流入した検体、第1試薬、および第2試薬が、測定部251から逆流し、測定に必要な、検体、第1試薬、および第2試薬の量の不足による測定精度の低下を低減することができる。以下、詳細に説明する。
<Near measuring part>
The
図3は、検体と第1試薬との混合液が、混合液定量部241に流入し、第2試薬が測定部251に流入した状態の図である。図3に示すように、混合液が混合液定量部241において定量される際、検査装置1による遠心力Fr1は下方向に向く。混合液定量部241と測定流路241Bとの第1接続部2412から混合液定量部241と余剰流路241Aとの第2接続部2411に向かう方向は左方向である。第1接続部2412から第2接続部2411に向かう方向が本発明の第1方向である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the mixed solution of the specimen and the first reagent flows into the mixed
混合液定量部241において混合液が定量されている時、第2試薬は、測定部251に保持される。混合液の定量が終了すると、検査チップ2が自転され、定量された混合液が測定部251に流入するように、遠心力の方向Frが制御される。すなわち、図4に示すように、遠心力の方向Frが、下方向から右方向に変化される過程において、遠心力の方向Fr2が、混合液定量部241の右壁面243が延びる方向に対して直交、または鋭角をなす場合、混合液が混合液定量部241に残らず、測定部251、および測定流路241Bの右壁面に保持される。遠心力の方向Fr2が、混合液定量部241の右壁面243が延びる方向に対して直交、または鋭角をなす場合に、右壁面243に接続される壁面244も、遠心力の方向Fr2に対して直交、または鋭角をなすように形成される。右壁面243が本発明の定量部の第1方向と反対側の壁面の一例である。
The second reagent is held in the
混合液が測定部251に向かって流入する際、壁面244の端点245から遠心力の方向Fr2に沿って流入する。端点245を介して壁面244と接続される壁面246は、下方向に延びて形成されている。この結果、遠心力の方向Frが、下方向から右方向に変化される過程において、壁面246は、遠心力の方向Fr2と鋭角、または直交する。従って、壁面246に混合液が接触しづらい。また、測定部251に流入された第2試薬は、測定部251に接続する流路の右壁面に保持される。この結果、混合液と混合され、検体、第1試薬、および第2試薬が混合した測定液となる。この測定液も、遠心力の方向Frが、下方向から右方向に変化される過程において、壁面246に混合液が接触しづらい。
When the mixed liquid flows in toward the
図4に示すように、右方向に開口した凹部である測定液保持部254が測定流路241Bの左壁面に形成される。この測定液保持部254の上壁面2541は、第3接続部2461において壁面246に接続される。この上壁面2541は、右壁面243の延設方向に平行な方向に対し、左方向側に延設される。
As shown in FIG. 4, a measurement
遠心力の方向が制御され、図5に示すように、遠心力の方向Fr3が下方向に向けられ、測定液が測定部251に保持される。測定液が測定部251に保持されると、公転が停止され、測定コントローラ99による検査チップ2の光学測定を実行する。この際、遠心力が測定液に印加されておらず、重力のみで保持されているので、測定液が重力に逆らい、測定部251を形成する壁面をつたって流出する場合がある。
The direction of the centrifugal force is controlled, and as shown in FIG. 5, the direction of centrifugal force Fr3 is directed downward, and the measurement liquid is held in the
測定部251に稜線252が設けられる。測定部251から測定液が流出しないように、稜線252より下部は、上部よりも前後方向に浅く形成される。すなわち、稜線252の上部よりも下部の方が断面積が小さくなるので、測定部251は、毛管力により測定液を保持する。検体、第1試薬、および第2試薬が検査チップ2内で定量されるように流路21が形成されるので、測定部251に流入する検体、第1試薬、および第2試薬の総量は、予め定められる。従って、測定液の液面の位置する箇所に稜線252が形成可能である。この結果、測定部251から測定液が流出しづらくなる。
A
測定部251の左壁面253は、壁面246よりも左方に形成される。左壁面253と壁面246との間の長さL1は、例えば、0.8mm程度である。左壁面253は、壁面246よりも左方に形成されるので、測定液が左壁面253に接触する可能性を低減できる。この結果、左壁面253には測定液が接触していない領域が生じ、測定中に測定液が測定部251から流出しづらくなる。
The
左壁面253と壁面246との間に測定液保持部254が形成される。測定液が左壁面253をつたって逆流した場合に、測定液保持部254は測定液を保持する。この結果、測定液が測定流路241Bを逆流することを低減することができる。特に、検査チップ2と、親和性の高い検査液体の測定をおこなう場合であっても、逆流することが低減される。したがって、正確な測定を実施できるため、適切な検査をおこなうことができる。また、流入した測定液を毛管力により保持できるように、前後方向において稜線255より左方の測定液保持部254は右方よりも浅く形成される。この稜線255の位置は、測定液保持部の内部であれば、任意の個所でよい。
A measurement
左壁面253と接続する測定液保持部254の壁面256は、稜線252よりも長さL2高い位置に形成される。測定部251からの測定液の逆流を防止するために、高さL2は、高ければよいが、一例として、4mm程度である。
The
第1実施形態では、測定液保持部254が形成されたことにより、図5に示す壁面246に混合液が付着し、混合液が遠心力の方向Fr3や重力方向に垂れたとしても測定部251の左側面253に付着しない。これにより、左壁面253と測定液との親和性が弱まり、逆流を低減することができる。これに限らず、壁面246に混合液が付着したとしても、測定液保持部253の上側の壁面をつたい、測定液保持部253に保持されるので、左側面253に混合液が付着しない。これにより、左壁面253と測定液、または混合液との親和性が弱まり、逆流を低減することができる。
In the first embodiment, since the measurement
本開示の第2実施形態について、図6を参照して説明する。第2実施形態の検査チップ4は、第1実施形態と異なり、検体注入口441が、検査チップの右上に形成され、測定部451と、検体定量部443との間に、第1試薬、および第2試薬が流入するための試薬流路433が形成される。以下、詳細に説明する。
A second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. Unlike the first embodiment, the test chip 4 of the second embodiment has a
液体流路400は、第1試薬注入口421、第1試薬定量部422、および保持部423を含む。第1試薬注入口421は、検査チップ2の左上に形成され、図示しないキャピラリが挿入される開口部である。第1試薬定量部422は、第1試薬注入口421の下流に形成される。第1試薬定量部422において、検査装置1の公転による遠心力により、測定に必要な量の第1試薬が定量される。検査チップ2が自転されることにより、定量された第1試薬が、保持部423に流入される。
The
液体流路400は、第2試薬注入口431、および第2試薬定量部432を含む。第2試薬注入口431は、第1試薬注入口421の右側に形成され、図示しないキャピラリが挿入される開口部である。第2試薬定量部432は、第2試薬注入口431の下流に形成される。第1試薬定量部432において、公転による遠心力により、測定に必要な量の第2試薬が定量される。検査チップ2が自転されることにより、定量された第2試薬が、図7に示す保持部423の右壁面4231の上部を経由して433を通り測定部451に流入される。
The
液体流路400は、検体注入口441、分離部442、および検体定量部443を含む。検体注入口221は、検査チップ2の右上に形成され、図示しないキャピラリが挿入される開口部である。分離部442が、検体注入口441の下流に形成される。分離部442の右方に形成される流路に接続されて検体定量部443が形成される。検体定量部443において公転による遠心力により、測定に必要な量の測定に必要な成分を含む検体が定量される。この定量の際、検体定量部443から溢れた混合液は、余剰流路443Aを介して検体余剰部444に流入される。検査チップ2が自転されることにより、定量された液体が、測定流路443Bを介して測定部451に流入される。検体定量部443が本発明の定量部の一例である。検体余剰部444が本発明の余剰部の一例である。
The
<測定部付近>
図7を参照して、測定部451を説明する。第2実施形態の検査チップ4は、測定部451に流入した検体、第1試薬、および第2試薬が、測定部451から逆流し、測定に必要な、検体、第1試薬、および第2試薬の量の不足による測定精度の低下を低減することができる。以下、詳細に説明する。
<Near measuring part>
The
第1実施形態と同様、遠心力の方向Frが制御され、検体定量部443において定量された検体が測定部451に流入する。同様に、第2試薬、第1試薬の順に、第1試薬、および第2試薬も測定部に流入する。この第1試薬、および第2試薬が測定部451に流入する際、遠心力の方向は、下方向から右方向に変化される。遠心力の方向が、下方向から右方向に変化される過程において、遠心力の方向が、保持部423の右壁面4231が延びる方向に対して直交、または鋭角をなす場合、保持部423に保持された第1試薬、および第2試薬は、試薬流路433を介して測定流路443Bに流入する。この際、測定流路443Bの左側に形成された凹部である測定液保持部452に第1試薬、および第2試薬は流入しない。これは、測定液保持部452の上側の第3接続部4232が、後述する点P1よりも右側に延設されるからである。
As in the first embodiment, the direction Fr of the centrifugal force is controlled, and the sample quantified by the
測定液保持部452は、第1実施形態と同様、稜線455よりも下の領域の厚みが、測定流路443Bの厚みよりも薄い。
As in the first embodiment, the measurement
図7に、測定部451の壁の形状を示す点P1〜P4を示し、測定部451に測定液が流入した状態を示す。また、測定部451に測定液が流入した状態の図7において遠心力の方向Fr4は下向きである。点P1は測定液保持部452の上端である。点P2は、凹状に形成された測定部451の左側の上端である。点P3は、凹状に形成された測定部451の最下端である。点P4は、凹状に形成された測定部451の右側の上端である。
FIG. 7 shows points P1 to P4 indicating the shape of the wall of the
点P1から点P2へ向かう壁の延びる方向は、右下方向が望ましい。延びる方向が左下方向である場合、第2試薬が測定部451に流入する際に、測定液保持部452への流入を防ぐために、測定液保持部452の第3接続部4232から左上方向に延びる壁4233を長くする必要がある。この壁4233を長くすると、壁4233に付着する可能性がある液量が増加し、濡れる面積が増大する。従って、測定液と壁4233との親和性が高くなり、測定液が逆流しやすくなる。これに対し、点P1から点P2へ向かう壁の延びる方向が右下方向であると、濡れる面積が減少し、測定液の逆流を低減することができる。また、点P1から点P2へ向かう壁の延びる方向が左下方向である場合に比べて、液面の拡がりを低減できる。
The direction in which the wall extending from the point P1 to the point P2 extends is preferably the lower right direction. When the extending direction is the lower left direction, the second reagent extends in the upper left direction from the
点P3から点P4に向かう方向は、右上方向が望ましい。P3から点P4に向かう方向が左上方向である場合に比べて、点P3から点P4までの壁面と第3接続部4232との距離が大きくなる。この結果、測定液の逆流の低減、および液面の拡がりを低減できる。
The direction from point P3 to point P4 is preferably the upper right direction. Compared with the case where the direction from P3 to point P4 is the upper left direction, the distance between the wall surface from point P3 to point P4 and the
第2実施形態では、図7に示す壁4233に混合液が付着し、混合液が遠心力の方向Fr4や重力方向に垂れたとしても、測定液保持部452が形成されたことにより、測定液、または混合液は測定液保持部452の左側の壁面と壁4233とにおいて接触しない。これにより、測定液保持部452の左側の壁面、および壁4233と測定液との親和性が弱まり、逆流を低減することができる。
In the second embodiment, even if the mixed solution adheres to the
第1実施形態、および第2実施形態では、測定液保持部254、452が検査チップ2、4に設けられたが、この測定液保持部254、452は設けられなくてもよい。図8に変形例の検査チップ5の測定部501付近の拡大図を示す。図8において、第1実施例と同じ構成は同じ図番を付して説明する。
In the first embodiment and the second embodiment, the measurement
測定部501、および測定流路501Bの左壁面502は、上方向に延び、壁面246の下端から左下方向に延びる壁503と接続する。すなわち、測定流路501Bに段差壁面である壁503が形成される。左壁面502と壁面246との距離、すなわち壁503の左右方向の長さは、第1実施形態と同様に、例えば、0.8mm程度である。この壁503により、測定部501で検査液体の測定をおこなう際に、検査液体が測定流路501Bを逆流することを低減することができる。特に、検査チップと、親和性の高い検査液体の測定をおこなう場合であっても、逆流することが低減される。したがって、正確な測定を実施できるため、適切な検査をおこなうことができる。
The
1 検査装置
2、4、5 検査チップ
20 板材
21 液体流路
241 混合液定量部
2411 第2接続部
2412 第1接続部
241B 測定流路
242 混合液余剰部
251 測定部
443 検体定量部
444 検体余剰部
451 測定部
501 測定部
503 段差壁面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記定量部と余剰流路を介して形成され、前記定量部において余剰とされた検査液体を保持するための余剰部と、
前記定量部の下流に測定流路を介して形成され、前記検査液体を含む液体を光学測定するための測定部と、
前記測定流路に形成された段差壁面、または凹部と、
を備え、
前記段差壁面、または前記凹部は、前記定量部と前記測定流路との第1接続部から前記定量部と前記余剰流路との第2接続部へ向かう第1方向側の前記測定流路に形成されること
を特徴とする検査チップ。 A quantification unit for quantifying a liquid containing a test liquid;
A surplus part for holding the test liquid formed in the quantification part and surplus in the quantification part;
A measurement unit for optically measuring a liquid containing the test liquid, which is formed downstream of the quantitative unit through a measurement channel;
A stepped wall or a recess formed in the measurement channel;
With
The stepped wall surface or the concave portion is provided on the measurement flow channel on the first direction side from the first connection portion between the quantification portion and the measurement flow channel to the second connection portion between the quantification portion and the excess flow channel. An inspection chip formed.
前記第1方向側の前記測定流路の壁面と第3接続部において接続される前記凹部の壁面は、前記定量部の前記第1方向と反対側の壁面に平行な方向に対し、前記第1方向側に延設されること
を特徴とする請求項1記載の検査チップ。 The recess formed on the opposite side of the first direction is formed;
The wall surface of the concave portion connected to the wall surface of the measurement channel on the first direction side at the third connecting portion is parallel to the wall surface on the opposite side to the first direction of the quantifying portion. The test chip according to claim 1, wherein the test chip extends in a direction side.
を特徴とする請求項2記載の検査チップ。 The depth of the said recessed part of the thickness direction of the said test chip is shallower than the depth of the said measurement flow path of the said thickness direction, The test | inspection chip of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
を特徴とする請求項2、または3記載の検査チップ。 The inspection chip according to claim 2, wherein the recess includes a region extending along an extending direction of the measurement channel.
前記測定部は、前記定量部の体積と前記試薬定量部との体積の和以下の体積を有し、前記検査チップの厚み方向の前記測定部の深さは、前記測定流路の前記厚み方向の深さよりも浅いこと
を特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の検査チップ。 A reagent quantification unit for quantifying a reagent mixed with the liquid containing the test liquid,
The measurement unit has a volume equal to or less than the sum of the volume of the quantification unit and the reagent quantification unit, and the depth of the measurement unit in the thickness direction of the test chip is the thickness direction of the measurement channel The inspection chip according to claim 1, wherein the inspection chip is shallower than the depth of the inspection chip.
を特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の検査チップ。 The wall surface of the measurement unit on the first direction side is formed closer to the first direction side than the wall surface of the measurement channel on the first direction side. Inspection chip.
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