JP2015054319A - キャピラリーチップ、及びキャピラリースポイト - Google Patents

Abstract

【課題】細い管状の吸引部（キャピラリー）を液体に接触させるだけで、毛細管現象で、特定量の液体をメモリに頼らず定量吸引することができ、さらに毒性を考慮したキャピラリーチップ、キャピラリースポイトを提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明は、樹脂を成形してなるキャピラリーチップであって、一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げる吸引部と、前記吸引部と内部の空洞が連通し一体に成形されるとともに他端に開口を備え前記吸引部より拡張され毛細管現象を発現しない拡張部と、からなり、前記吸引部に親水剤を含浸させたことを特徴とするキャピラリーチップの構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、細い管状の吸引部（キャピラリー）を液体に接触させるだけで、毛細管現象で、特定量の液体を定量吸引することができるキャピラリーチップ、キャピラリースポイトに関する。

毛細管現象を利用して液体を微量採取する技術として、特許文献１の溶血式測定方法及びそれに使用する微量採血管が公開されている。採血の際には内径１ｍｍφ前後の毛細管を使用すると毛細管現象により自然に血液が吸い上げられるので、毛細管に目盛をつけておくことにより容易に必要量採血することができる、というものである。

毛細管現象を利用した液体採取において、毛細管部内面を親水処理したものとして、特許文献１のキャピラリー採血具、特許文献２の微量試料採血管公開されている。これらの内面は、界面活性剤などで親水処理されている。

また、特許文献３には、毛細管現象を利用したスポイトが公開されている。そして、管路１３の内壁面に対してプラズマ処理や化学処理などを施して、管路１３の内壁面を親水化することで、管路１３の表面の液体との接触角を増加させて、液体の浸入量を増加させても良い、というものである。

しかしながら、毛細管現象と定量性を考慮した吸引部を備えるキャピラリーチップ及びスポイト等は知られていない。また、従来技術で採用される親水剤は、いずれも表面塗布であり、溶出による生体物に影響を及ぼすことが懸念されていた。

特開平１０−２２１３３４号公報 特開２００５−３４２１９８号公報 特開２００８−１５７７８３号公報 特開２００８−０２０２５５号公報

そこで、本発明は、細い管状の吸引部（キャピラリー）を液体に接触させるだけで、毛細管現象で、特定量の液体をメモリに頼らず定量吸引することができ、さらに生体物の影響を考慮したキャピラリーチップ、キャピラリースポイトを提供することを目的とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するために、
（１）
樹脂を成形してなるキャピラリーチップであって、
一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げる吸引部と、前記吸引部と内部の空洞が連通し一体に成形されるとともに他端に開口を備え前記吸引部より拡張され毛細管現象を発現しない拡張部と、からなり、
前記吸引部に親水剤を含浸させたことを特徴とするキャピラリーチップの構成とした。
（２）
樹脂を成形してなるキャピラリーチップであって、
一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げる吸引部と、前記吸引部と内部の空洞が連通し一体に成形されるとともに他端に開口を備え前記吸引部より拡張され毛細管現象を発現しない拡張部と、からなり、
前記樹脂に成形前に親水剤を混合したことを特徴とするキャピラリーチップの構成とした。
（３）
前記親水剤が、樹脂表面に親水性を付与し、蛋白質の変性が起こりにくく、かつ親水性が強い界面活性剤であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のキャピラリーチップの構成とした。
（４）
前記吸引部が、吸引吐出方向に溝を備えることを特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載のキャピラリーチップの構成とした。
（５）
前記溝が、横断面視で、多角形状又は複数の弧からなることを特徴とする（４）に記載のキャピラリーチップの構成とした。
（６）
前記開口を塞ぐとともに前記拡張部を押圧すること、又は前記開口を塞いだ上で前記拡張部の内部の空洞に空気を送ることによって、吸引した採取液体の吐出させることを特徴とする（１）〜（５）の何れかに記載のキャピラリーチップの構成とした。
（７）
樹脂を成形してなるキャピラリースポイトであって、
一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げる吸引部及び前記吸引部と内部の空洞が連通一体に成形されるとともに他端に開口を備え前記吸引部より拡張され毛細管現象を発現しない拡張部を備え第１のキャピラリーチップと、
一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げ前記吸引部と吸引容量の異なる第２の吸引部及び前記第２の吸引部と内部が一体に成形されるとともに他端に開口を備え毛細管現象を発現しない第２の拡張部を備える第２のキャピラリーチップと、
両端が開口するとともに隔壁で第一、第二区画に区分けされ、それぞれの区画には内部と外部を貫通する穴が穿設され、両端にそれぞれ前記第１及び第２のキャピラリーチップを着脱する筒状で、可撓性がある胴部と、
からなり、
前記吸引部に親水剤を含浸させたこと、又は前記吸引部の樹脂に成形前に親水剤を混合したことを特徴とするキャピラリースポイトの構成とした。

本発明は、上記構成であるので、樹脂に親水剤を塗布でなく、含浸又は混合したことにより、吸引部の毛細管現象が増大し、定量スペースへの侵入量を増加させることができ、塗布した場合とことなり、採取した液体への親水剤の脱離が低減される。

毛細管現象を発現する吸引部は、毛細管現象を発現しない拡張部と段差部を介して連通するため、吸引部の定量スペースの容積を特定することで、微量の液体をメモリに頼らず、定量採取することができる。定量スペースの内周面の面積を広くさせる各種溝を採用することで、毛細管現象を増大させ、吸引部での液体の採取量を多くすることも可能になる。

親水剤は、タンパク質の変性作用が弱いとされている非イオン性界面活性を用いることで、生態系や各種反応系への影響を無くすことができる。併せて親水性が高い親水剤を用いることで、樹脂への混合、分散性を向上させることができる。親水性が高い親水剤としては、好ましくはＨＬＢ１０以上、より好ましくはＨＬＢ１０−１７、さらに好ましくはＨＬＢ１５−１７である。

また、胴部の両端に容積の異なる吸引部を備えるキャピラリーチップを嵌着させたキャピラリースポイトであれば、異なる量を定量することが容易になる。また、長い試験管底部などに位置するサンプルから微量採取することも容易になる。サインプル位置までの距離に応じて胴部の長さを適宜選択すればよい。

本発明の一例であるキャピラリーチップの模式図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ‘断面図である。左右側面、背面図は、正面図と同一である。 （Ｃ）は図１（Ａ）の平面図、（Ｄ）は図１（Ａ）の底面図である。 吸引部の横断面拡大模式図である。（Ａ）は図１のＢ−Ｂ‘断面拡大模式図、（Ｂ）〜（Ｅ）は、吸引部の他の形態の（Ａ）と同位置での横断面拡大模式図である。 図１において、液体の吸引及び吐出の原理を説明する図である。 本発明の一例であるキャピラリースポイトの説明図（縦断面模式図）である。

以下、本願発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。

図１、２に示すように、本発明であるキャピラリーチップ１は、吸引部２と、拡張部３とからなる樹脂成形品で、微量液体の特定量をメモリに頼ることなく、再現性良く定量採取することができる。

吸引部２は、図３に示すように、一端に吸引口２ａを備え、液体１８に接触すると毛細管現象で内部の定量スペース２ｂに液体を吸い上げる。

拡張部３は、吸引部２と内部の空洞３ｂが連通し一体に成形されるとともに、他端に開口３ａを備え、吸引部２より拡張され毛細管現象を発現しない。拡張部３の開口３ａは鍔３ｄで肉厚となっており、開口をピストン、ピペットなどに連結する際強度を確保している。

吸引部２と拡張部３は略水平な段差部３ｃを介して、連設されることで、段差部３ｃを境界に、拡張部３では液体１８に毛細管現象が作用せず、液体１８は段差部３ｃより上に自然に吸引されない。

したがって、定量スペース２ｂを所望の容積とすることで、メモリなどに頼ることなく、微量な液体１８の特徴量を、再現性よく定量採取することができる。所望の容積の定量スペース２ｂのキャピラリーチップ１を複数種用意すれば、使い勝手が極めてよい。

吸引部２の樹脂に親水剤を含浸すること、又は成形前の樹脂に親水剤を混合することで、毛細管現象が増進され、吸引される液体量を増加させることができる。即ち、吸引部の長さを一層長くすることができる。

樹脂としては、ＰＭＭＡ、ＰＥなど可撓性があり、吸引した液体１８を押圧によって吐出させることができ、好適である。その他、樹脂であってもよい。

親水剤としては、界面活性剤が例示できる。界面活性剤は、含浸、混合しても、親水作用を十分発揮し、さらに、生体物への影響や反応阻害性が低く、安全性が高い。例えば、Ｔｗｅｅｎ２０（ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート）がある。

次に、図３を参照し、吸引部２の内周面（定量スペース２ｂ）の形状について、説明する。

図１の吸引部２の内周面は、図３（Ａ）に示すように、断面円形である。定量スペースに吸引する液体１８を一層増やすために、液体１８と内周面の接触面積を増やし毛細管現象を増強した、その他の形態を図３の（Ｂ）〜（Ｅ）に例示した。

図３（Ｂ）の吸引部１２は、吸引部１２の内周面に、液体１８の吸引吐出方向において、断面円形のスペースの外側に四角形の溝１２ａを有する定量スペース１２ｂを備える形状である。図３（Ｃ）の吸引部１３は、吸引部１３の内周面に、液体１８の吸引吐出方向において、断面円形のスペースの外側に四角形を吐出させ、さらに四角形の外側に三角形の溝１３ａを有する定量スペース１３ｂを備える形状である。このように、多角形の溝を備えることで、液体１８との積極面積を増やし、吸引量を増加させることができる。

図３（Ｃ）の吸引部１４は、吸引部１４の内周面に、液体１８の吸引吐出方向において、断面三角形の溝１４ａを連続配置した定量スペース１４ｂを備える形状である。図３（Ｄ）の吸引部１５は、図３（Ｃ）において、内側端部の角を円弧状にした複数の弧からなる溝１５ａを有する定量スペース１５ｂを備える形状である。図３（Ｅ）の吸引部１６は、図３（Ｃ）において、外側端部の角を弧状にした複数の弧からなる溝１６ａを有する定量スペース１６ｂを備える形状である。図３（Ｆ）の吸引部１７は、図３（Ｃ）において、内外両端部の角を弧状にした複数の弧からなる溝１７ａを有する定量スペース１７ｂを備える形状である。このような形状の溝を備えることでも、液体１８との積極面積を増やし、吸引量を増加させることができる。

定量スペースの断面形状は、樹脂成形時の金型からの抜き易さなどの生産性、採取量など考慮して、適時選択すればよい。

次に、図４を参照して、毛細管現象による液体１８の定量採取について説明する。図４（Ａ）に示すように、キャピラリーチップ１の吸引部２の開口２ａを、液体１８に接触させることで、極細の定量スペース２ｂに、毛細管現象によって、液体１８が、吸引部２と毛細管現象を発現しない幅の拡張部３と境界の段差部３ｃまで、自然上昇する。拡張部３は、毛細管現象を発現しないため、吸引された液体１８は、段差部３ｃで上昇が止まる。その結果、定量スペース２ｂが、既知の容積であれば、液体１８を定量することができる。

次に、図４（Ｂ）に示すように、開口３ａを塞ぎ可撓性を有する拡張部３を押圧（一点鎖線矢印方向）することで、拡張部３の内部の空洞３ｂに圧を与え、吸引した採取液体１８ａを吸引口２ａから所望の場所に吐出させることができる。

また、開口３ａを塞いだ上で、拡張部３の内部の空洞３ｂに空気を送ることによっても、
吸引した採取液体１８の吐出させることができる。

次に、本発明の他の実施形態の一例であるキャピラリースポイト２０について、図５を参照して説明する。キャピラリースポイト２０は、第１のキャピラリーチップ１と、第２のキャピラリーチップ２１と、胴部２４と、からなる。

第１のキャピラリーチップ１は、実施例１に説明のキャピラリーチップ１と同じである。第２のキャピラリーチップ２１は、実施例１のキャピラリーチップ１の吸引部２を短い第２の吸引部２２とした他同じである。例えば、第１の吸引部２の定量スペース２ｂの容積は１０μｌ、第２の吸引部２２の定量スペース２２ｂの容積は５μｌなどとすれば、使い勝手がよい。

胴部２４は、可撓性がある筒状で、両端が開口するとともに隔壁２４ａで第一区画２４ｂ、第二区画２４ｄに区分けされる。それぞれの区画には内部と外部を貫通する穴２４ｃ、２４ｅが穿設される。両端にそれぞれ第１のキャピラリーチップ１及び第２のキャピラリーチップ２１を着脱可能に嵌着させる。

図５（Ｂ）に示すように、試験管２５の底部に溜まった液体１８に、吸引部２の吸引口２ａを接触させることで、定量（１０μｌ）の採取液体１８ａが、定量スペース２ｂに採取される。液体１８内に点線で示した枠は、被採取液体部１８ｂである。便宜上、白抜きとした。このように、キャピラリーチップ１、２１を胴部２４の両端に嵌着させくことで、試験管２５の底部のような位置からも、微量の液体１８をメモリ、ピペッティングに頼ることなく、毛細管現象で採取することができる。採取液体１８ａの吐出は、穴２４ｃを塞ぎ胴部２４を押圧すればよい。

１ キャピラリーチップ
２ 吸引部
２ａ 吸引口
２ｂ 定量スペース
３ 拡張部
３ａ 開口
３ｂ 空洞
３ｃ 段差部
３ｄ 鍔
１２ 吸引部
１２ａ 溝
１２ｂ 定量スペース
１３ 吸引部
１３ａ 溝
１３ｂ 定量スペース
１４ 吸引部
１４ａ 溝
１４ｂ 定量スペース
１５ 吸引部
１５ａ 溝
１５ｂ 定量スペース
１６ 吸引部
１６ａ 溝
１６ｂ 定量スペース
１７ 吸引部
１７ａ 溝
１７ｂ 定量スペース
１８ 液体
１８ａ 採取液体
１８ｂ 被採取液体部
２０ キャピラリースポイト
２１ 第２のキャピラリーチップ
２２ 第２の吸引部
２２ａ 吸引口
２２ｂ 定量スペース
２３ 第２の拡張部
２３ａ 開口
２３ｂ 空洞
２３ｃ 段差部
２３ｄ 鍔
２４ 胴部
２４ａ 隔壁
２４ｂ 第一区画
２４ｃ 穴
２４ｄ 第二区画
２４ｅ 穴
２５ 試験管

Claims (7)

1. 樹脂を成形してなるキャピラリーチップであって、
   一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げる吸引部と、前記吸引部と内部の空洞が連通し一体に成形されるとともに他端に開口を備え前記吸引部より拡張され毛細管現象を発現しない拡張部と、からなり、
   前記吸引部に親水剤を含浸させたことを特徴とするキャピラリーチップ。
2. 樹脂を成形してなるキャピラリーチップであって、
   一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げる吸引部と、前記吸引部と内部の空洞が連通し一体に成形されるとともに他端に開口を備え前記吸引部より拡張され毛細管現象を発現しない拡張部と、からなり、
   前記樹脂に成形前に親水剤を混合したことを特徴とするキャピラリーチップ。
3. 前記親水剤が、樹脂表面に親水性を付与し、蛋白質の変性が起こりにくく、かつ親水性が強い界面活性剤であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャピラリーチップ。
4. 前記吸引部が、吸引吐出方向に溝を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のキャピラリーチップ。
5. 前記溝が、横断面視で、多角形状又は複数の弧からなることを特徴とする請求項４に記載のキャピラリーチップ。
6. 前記開口を塞ぐとともに前記拡張部を押圧すること、又は前記開口を塞いだ上で前記拡張部の内部の空洞に空気を送ることによって、吸引した採取液体の吐出させることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のキャピラリーチップ。
7. 樹脂を成形してなるキャピラリースポイトであって、
   一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げる吸引部及び前記吸引部と内部の空洞が連通一体に成形されるとともに他端に開口を備え前記吸引部より拡張され毛細管現象を発現しない拡張部を備え第１のキャピラリーチップと、
   一端に吸引口を備え液体に接触すると毛細管現象で内部の定量スペースに液体を吸い上げ前記吸引部と吸引容量の異なる第２の吸引部及び前記第２の吸引部と内部が一体に成形されるとともに他端に開口を備え毛細管現象を発現しない第２の拡張部を備える第２のキャピラリーチップと、
   両端が開口するとともに隔壁で第一、第二区画に区分けされ、それぞれの区画には内部と外部を貫通する穴が穿設され、両端にそれぞれ前記第１及び第２のキャピラリーチップを着脱する筒状で、可撓性がある胴部と、
   からなり、
   前記吸引部に親水剤を含浸させたこと、又は前記吸引部の樹脂に成形前に親水剤を混合したことを特徴とするキャピラリースポイト。

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