JP2016109537A - Liquid feeding method - Google Patents

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Osamu Nukaga
理 額賀
幸平 松丸
Kohei Matsumaru
幸平 松丸
達也 塩入
Tatsuya SHIOIRI
達也 塩入
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid feeding method capable of easily controlling inflow and outflow of a liquid in a minute reaction field.SOLUTION: A liquid feeding method is configured so that: a micro fluid device is used, in which the micro fluid device comprises a main body part 4 comprising a first inner wall face w1 forming a first space part S1, a second inner wall face w2 forming a second space part S2, and an inside face Y having one or more minute penetration holes T having a first opening Ta and a second opening Tb, and spatially connecting the first space part S1 and the second space part S2; a liquid Q is introduced to the first space part S1, then part of the liquid Q is flown from the first opening Ta into the minute penetration holes T; then, the liquid Q is discharged from the first space part S1 for forming a membrane M formed of the liquid Q on the first inner wall face w1; then, the part of the liquid Q is flown from the first openings Ta of the minute penetration hole T to the first space part S1, by tension of the membrane M and the part of the liquid Q which remains temporarily in the minute penetration holes T, following to a drying step of the membrane M.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、微細貫通孔を備えたマイクロ流体デバイスにおける送液方法に関する。   The present invention relates to a liquid feeding method in a microfluidic device having fine through holes.

近年、マイクロスケールからナノスケールの微小な反応場において、抗原抗体反応を利用した免疫学的測定、化学反応、細胞培養等を行うためのマイクロTAS、マイクロ流体デバイス、マイクロミキサ等が注目されている。在宅医療、ポイント・オブ・ケア(POC)、臨床検査、細胞培養等を迅速に少ない試料で行うためには、これらのデバイスの小型化が重要である。   In recent years, micro-TAS, microfluidic devices, micromixers, etc. for performing immunological measurement, chemical reaction, cell culture, etc. using antigen-antibody reaction in microscale to nanoscale micro reaction fields have attracted attention. . In order to perform home medical care, point-of-care (POC), clinical examination, cell culture, etc. quickly with a small number of samples, downsizing of these devices is important.

従来のマイクロ流体デバイスとして、流路の途中に細胞培養可能な空間を備え、その下流に細胞が流出しないように堰き止め部を有する流路チップが開示されている(特許文献1)。この堰き止め部の上部には微細な流路が形成されており、細胞は通過し難く、培養液のみが流出し易い構造を有する。培養空間及び流路は透明なプラスチック基板で形成されているため、培養した細胞に対して所望の薬剤を投与し、その反応を光学的に観察することができる。   As a conventional microfluidic device, there has been disclosed a flow channel chip having a space in which cells can be cultured in the middle of a flow channel and having a blocking portion so that cells do not flow out downstream (Patent Document 1). A fine flow path is formed in the upper part of the damming portion, so that cells do not easily pass through and only the culture solution is likely to flow out. Since the culture space and the channel are formed of a transparent plastic substrate, a desired drug can be administered to the cultured cells and the reaction can be optically observed.

特開2012−185008号公報JP 2012-185008 A

マイクロ流体デバイスに設けられた反応場に目的の物質が含まれた液体を流入させたり、該反応場から液体を流出させたりする送液方法として、シリンジポンプが一般的に使用されている。しかしながら、近年のマイクロ流体デバイスにおいては、流路だけでなく、流路に接続された反応場の微小化(微細化)が進んでいるため、ポンプ操作のみで微小な反応場の内外に液体を送液する場合には、精密な圧力制御を行い得る高価なポンプが必要である。このため、マイクロ流体デバイスを使用するための全体コストが高騰する、という問題がある。さらに、マイクロ流体デバイスを構成する流路には、液体だけでなく空気が流入することが一般的であるが、このような気液混合系の流路内における送液をポンプのみで精密に制御することは難しい、という問題がある。   A syringe pump is generally used as a liquid feeding method for allowing a liquid containing a target substance to flow into a reaction field provided in a microfluidic device or for flowing a liquid from the reaction field. However, in recent microfluidic devices, not only the flow path but also the reaction field connected to the flow path has been miniaturized (miniaturization). In the case of liquid feeding, an expensive pump capable of precise pressure control is required. For this reason, there exists a problem that the whole cost for using a microfluidic device rises. Furthermore, it is common for air as well as liquid to flow into the flow path that constitutes the microfluidic device. However, liquid feeding in the flow path of such a gas-liquid mixing system is precisely controlled only by a pump. There is a problem that it is difficult to do.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、微小な反応場における液体の流入及び流出を容易に制御することが可能な送液方法の提供を課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the liquid feeding method which can control easily the inflow and outflow of the liquid in a micro reaction field.

(1)マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、第1空間部を構成する第1内壁面と、第2空間部を構成する第2内壁面と、前記第1内壁面に開口する第一の開口部及び前記第2内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する内側面と、を含む本体部を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、前記第1空間部に液体を導入し、前記第一の開口部から、前記1本以上の微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第1内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記1本以上の微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記1本以上の微細貫通孔の前記第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。 (1) A method for delivering a liquid in a microfluidic device, wherein a first inner wall surface constituting a first space portion, a second inner wall surface constituting a second space portion, and an opening in the first inner wall surface And having at least one fine through hole that spatially connects the first space portion and the second space portion. Using a microfluidic device including a main body portion including an inner surface, and introducing the liquid into the first space portion, and the liquid from the first opening into the one or more fine through holes. After the flow of a part of the film, the liquid is discharged from the first space portion to form a film made of the liquid on the first inner wall surface, and subsequently, the film accompanying the drying process of the film And the tension of the liquid partially remaining in the one or more fine through holes. Te, feeding method, characterized in that said part of the liquid, to flow out into the first space portion from said first opening of said one or more micro through holes.

上記(1)の送液方法によれば、微小な反応場として利用可能な微細貫通孔の内部に液体を流入させるために、微細貫通孔が本来的に有する毛細管力(毛細管現象)を利用している。また、微細貫通孔内から液体を流出させるために、前記膜と微細貫通孔内の液体との張力差、及びその張力差が前記膜の乾燥に伴って変化することを利用している。よって、ポンプで発生した高圧力を微細貫通孔に負荷する必要がないため、穏やか且つ確実に微細貫通孔内へ所望の液体を流入及び流出させることができる。   According to the liquid feeding method of (1) above, the capillary force (capillary phenomenon) inherently possessed by the fine through-hole is used to allow the liquid to flow into the fine through-hole that can be used as a minute reaction field. ing. Further, in order to allow the liquid to flow out from the inside of the fine through hole, the difference in tension between the film and the liquid in the fine through hole and the fact that the tension difference changes as the film is dried are utilized. Therefore, since it is not necessary to apply high pressure generated by the pump to the fine through hole, a desired liquid can be gently and surely flowed into and out of the fine through hole.

(2)マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、第1空間部を構成する第1内壁面及び第2空間部を構成する第2内壁面を含む本体部と、前記第1空間部に面して開口する第一の開口部及び前記第2空間部に面して開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する内側面を含む副本体部と、を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、前記第1空間部に液体を導入し、前記第一の開口部から、前記1本以上の微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第1内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記1本以上の微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記1本以上の微細貫通孔の前記第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。 (2) A method for feeding a liquid in a microfluidic device, the main body including a first inner wall surface constituting a first space and a second inner wall constituting a second space, and the first space A first opening that faces the portion and a second opening that opens to face the second space, and spatially connects the first space and the second space. Using a microfluidic device comprising a sub-body part including an inner surface constituting one or more fine through-holes, and introducing a liquid into the first space part, Forming a film made of the liquid on the first inner wall surface by discharging a part of the liquid into the fine through-holes and then discharging the liquid from the first space; Temporarily remained in the film and the one or more fine through-holes during the drying process of the film. Serial by the tension of the part of the liquid, feeding method, characterized in that said part of the liquid, to flow out into the first space portion from said first opening of said one or more micro through holes.

上記(2)の送液方法によれば、上記(1)の場合と同様に、微小な反応場として利用可能な微細貫通孔の内部に液体を流入させるために、微細貫通孔が本来的に有する毛細管力(毛細管現象)を利用している。また、微細貫通孔内から液体を流出させるために、前記膜と微細貫通孔内の液体との張力差、及びその張力差が前記膜の乾燥に伴って変化することを利用している。よって、ポンプで発生した高圧力を微細貫通孔に負荷する必要がないため、穏やか且つ確実に微細貫通孔内へ所望の液体を流入及び流出させることができる。
また、上記(2)の送液方法において使用するマイクロ流体デバイスにおいては、微細貫通孔が副本体部に備えられている。このため、副本体部の形態が本体部から取り外し可能な形態であれば、上記の送液方法を実施した後で、本体部から副本体部を取り外して、新しい副本体部を取り付けることにより、マイクロ流体デバイスの本体部を再利用して、再び上記送液方法を実施することができる。
According to the liquid feeding method of the above (2), as in the case of the above (1), in order to allow the liquid to flow into the fine through holes that can be used as a minute reaction field, Capillary force (capillary phenomenon) is used. Further, in order to allow the liquid to flow out from the inside of the fine through hole, the difference in tension between the film and the liquid in the fine through hole and the fact that the tension difference changes as the film is dried are utilized. Therefore, since it is not necessary to apply high pressure generated by the pump to the fine through hole, a desired liquid can be gently and surely flowed into and out of the fine through hole.
Further, in the microfluidic device used in the liquid feeding method of (2) above, the fine through hole is provided in the sub-main body portion. For this reason, if the form of the sub body part is a form that can be removed from the main body part, after carrying out the liquid feeding method, by removing the sub body part from the body part and attaching a new sub body part, The liquid feeding method can be carried out again by reusing the main part of the microfluidic device.

(3)マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、第1空間部を構成する第1内壁面及び第2空間部を構成する第2内壁面を含む本体部と、前記第1空間部を構成する第1副内壁面及び前記第2空間部を構成する第2副内壁面を含み、更に、前記第1副内壁面に開口する第一の開口部及び前記第2副内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する内側面を含む副本体部と、を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、前記第1内壁面及び第1副内壁面によって構成される第1空間部に液体を導入し、前記第一の開口部から、毛細管現象により前記1本以上の微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第1内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記1本以上の微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記1本以上の微細貫通孔の前記第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。 (3) A method for delivering a liquid in a microfluidic device, the main body including a first inner wall surface constituting a first space portion and a second inner wall surface constituting a second space portion, and the first space A first sub-inner wall surface that constitutes a portion and a second sub-inner wall surface that constitutes the second space, and further includes a first opening that opens in the first sub-inner wall surface and a second sub-inner wall surface. A micro main body having a second opening that opens, and a sub-body portion including an inner surface that constitutes one or more fine through holes that spatially connect the first space and the second space. Using a fluid device, a liquid is introduced into a first space portion constituted by the first inner wall surface and the first sub inner wall surface, and the one or more fine penetrations are caused by capillary action from the first opening portion. After flowing a part of the liquid into the hole, the liquid is discharged from the first space portion. In this way, a film made of the liquid is formed on the first inner wall surface, and then the part of the film temporarily remaining in the film and the one or more fine through-holes during the drying process of the film. The liquid feeding method, wherein the part of the liquid is caused to flow out from the first opening of the one or more fine through holes to the first space by tension with the liquid.

上記(3)の送液方法によれば、上記(1)の場合と同様に、微小な反応場として利用可能な微細貫通孔の内部に液体を流入させるために、微細貫通孔が本来的に有する毛細管力(毛細管現象)を利用している。また、微細貫通孔内から液体を流出させるために、前記膜と微細貫通孔内の液体との張力差、及びその張力差が前記膜の乾燥に伴って変化することを利用している。よって、ポンプで発生した高圧力を微細貫通孔に負荷する必要がないため、穏やか且つ確実に微細貫通孔内へ所望の液体を流入及び流出させることができる。また、上記(3)の送液方法において使用するマイクロ流体デバイスにおいては、上記(2)の場合と同様に、微細貫通孔が副本体部に備えられている。このため、副本体部の形態が本体部から取り外し可能な形態であれば、上記送液方法を実施した後で、本体部から副本体部を取り外して、新しい副本体部を取り付けることにより、マイクロ流体デバイスの本体部を再利用して、再び上記送液方法を実施することができる。   According to the liquid feeding method of (3) above, as in the case of (1) above, in order to allow the liquid to flow into the fine through holes that can be used as a minute reaction field, Capillary force (capillary phenomenon) is used. Further, in order to allow the liquid to flow out from the inside of the fine through hole, the difference in tension between the film and the liquid in the fine through hole and the fact that the tension difference changes as the film is dried are utilized. Therefore, since it is not necessary to apply high pressure generated by the pump to the fine through hole, a desired liquid can be gently and surely flowed into and out of the fine through hole. Further, in the microfluidic device used in the liquid feeding method of (3) above, a fine through hole is provided in the sub-main body as in the case of (2) above. For this reason, if the form of the sub-main part is removable from the main part, after carrying out the liquid feeding method, the sub-main part is detached from the main part and a new sub-main part is attached. The liquid feeding method can be performed again by reusing the main body of the fluidic device.

(4)マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、第1空間部を構成する第1内壁面と、第2空間部を構成する第2内壁面と、・・・第n空間部(nは3以上の整数を表す。)を構成する第n内壁面、を含むn個の内壁面と、前記第1内壁面に開口する第一の開口部及び前記第2内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する第1内側面と、・・・前記第1内壁面に開口する第一の開口部及び前記第n内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第n空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する第(n−1)内側面、を含む(n−1)個の内側面と、を含む本体部を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、前記第1空間部に液体を導入し、前記(n−1)個の内側面によって構成される各微細貫通孔の各々が有する前記第一の開口部から、各微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第n個の内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記各微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記各微細貫通孔の前記第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。 (4) A method for delivering a liquid in a microfluidic device, the first inner wall surface constituting the first space portion, the second inner wall surface constituting the second space portion, and the nth space portion. (N represents an integer greater than or equal to 3) n inner wall surfaces including the first inner wall surface, the first opening portion opening in the first inner wall surface, and the second inner wall surface. A first inner surface having a second opening and constituting one or more fine through-holes spatially connecting the first space and the second space; and the first inner wall surface One or more fine through holes that spatially connect the first space portion and the n-th space portion, having a first opening portion that opens to the second wall portion and a second opening portion that opens to the n-th inner wall surface. Using a microfluidic device comprising a body portion comprising (n-1) inner side surfaces, and (n-1) inner side surfaces comprising A liquid is introduced into the first space portion, and the liquid is introduced into each fine through-hole from the first opening provided in each fine through-hole constituted by the (n-1) inner side surfaces. A film made of the liquid is formed on the n-th inner wall surface by discharging the liquid from the first space portion, and then the film is dried along with the film drying process. And the part of the liquid temporarily remaining in each fine through hole, the part of the liquid flows out from the first opening of the fine through hole to the first space part. A liquid feeding method characterized by causing the liquid to flow.

上記(4)の送液方法によれば、上記(1)の場合と同様に、微小な反応場として利用可能な複数の微細貫通孔の各々の内部に液体を流入させるために、各微細貫通孔が本来的に有する毛細管力(毛細管現象)を利用している。また、微細貫通孔内から液体を流出させるために、前記膜と微細貫通孔内の液体との張力差、及びその張力差が前記膜の乾燥に伴って変化することを利用している。よって、ポンプで発生した高圧力を各微細貫通孔に負荷する必要がないため、穏やか且つ確実に、各微細貫通孔内へ所望の液体を流入及び流出させることができる。   According to the liquid feeding method of (4) above, in the same manner as in (1) above, in order to allow liquid to flow into each of a plurality of fine through holes that can be used as a minute reaction field, Capillary force inherent in the pores (capillary phenomenon) is used. Further, in order to allow the liquid to flow out from the inside of the fine through hole, the difference in tension between the film and the liquid in the fine through hole and the fact that the tension difference changes as the film is dried are utilized. Therefore, since it is not necessary to apply high pressure generated by the pump to each fine through-hole, a desired liquid can be flowed into and out of each fine through-hole gently and reliably.

本発明の送液方法によれば、マイクロ流体デバイスが備える第1空間部に所望の液体を導入すると、毛細管力によって、第1空間部に開口する一つ以上の微細貫通孔の各々の内部に穏やか且つ確実に前記液体の一部を流入させることができる。次いで、第1空間部から前記液体を排出すると、その排出の際に各微細貫通孔内に前記一部の液体が一時的に残留し、続いて自動的に、各微細貫通孔内の前記一部の液体を第1空間部に流出させることができる。このように、第一空間部における液体の流入及び流出を制御するだけで、第1空間部に開口する各微細貫通孔における液体の流入及び流出を制御できるため、安価なポンプを使用するか又は手動でシリンジ使用することによって、本発明にかかる送液方法を容易に実施することができる。   According to the liquid feeding method of the present invention, when a desired liquid is introduced into the first space part included in the microfluidic device, the capillary force causes each of the one or more fine through-holes opened in the first space part. A part of the liquid can be allowed to flow gently and reliably. Next, when the liquid is discharged from the first space portion, the part of the liquid temporarily remains in each fine through hole at the time of the discharge, and then automatically the one liquid in each fine through hole. The liquid in the part can flow out to the first space part. In this way, since it is possible to control the inflow and outflow of the liquid in each fine through-hole opened in the first space by simply controlling the inflow and outflow of the liquid in the first space, use an inexpensive pump or By using the syringe manually, the liquid feeding method according to the present invention can be easily carried out.

また、本発明で使用するマイクロ流体デバイスに備えられた微細貫通孔を微小な反応場として利用することにより、反応物質(反応分子)同士の物質間距離(分子間距離)を飛躍的に短くすることができる。このため、例えば、従来方法では数時間を要していたELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)を十数分から数十分程度で実施することが可能である。
したがって、本発明の送液方法は、在宅医療、ポイント・オブ・ケア、臨床検査、食品検査等の用途に好適である。
In addition, by using the fine through-holes provided in the microfluidic device used in the present invention as a minute reaction field, the inter-substance distance (intermolecular distance) between the reactants (reactive molecules) is dramatically shortened. be able to. For this reason, for example, it is possible to carry out ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), which required several hours in the conventional method, in about ten minutes to several tens of minutes.
Therefore, the liquid feeding method of the present invention is suitable for uses such as home medical care, point-of-care, clinical examination, and food inspection.

本発明の送液方法において使用可能なマイクロ流体デバイス10の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the microfluidic device 10 which can be used in the liquid feeding method of this invention. 図1の要部を示す図であり、マイクロ流体デバイス10における送液の様子を示した模式図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of FIG. 1 and a schematic diagram illustrating a state of liquid feeding in a microfluidic device 10. 図1の要部を示す図であり、マイクロ流体デバイス10における送液の様子を示した模式図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of FIG. 1 and a schematic diagram illustrating a state of liquid feeding in a microfluidic device 10. 図1の要部を示す図であり、マイクロ流体デバイス10における送液の様子を示した模式図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of FIG. 1 and a schematic diagram illustrating a state of liquid feeding in a microfluidic device 10. マイクロ流体デバイスに備えられた、第1空間部、第2空間部及び複数の微細貫通孔を表す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing showing the 1st space part, the 2nd space part, and several fine through-holes with which the microfluidic device was equipped. 図5Aのマイクロ流体デバイスにおける複数の微細貫通孔をA−A’方向で切断した時の各微細貫通孔の断面形状の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the cross-sectional shape of each micro through-hole when the some micro through-hole in the microfluidic device of FIG. 5A is cut | disconnected by A-A 'direction. 図5Aのマイクロ流体デバイスにおける複数の微細貫通孔をA−A’方向で切断した時の各微細貫通孔の断面形状の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the cross-sectional shape of each micro through-hole when the some micro through-hole in the microfluidic device of FIG. 5A is cut | disconnected by A-A 'direction. 図5Aのマイクロ流体デバイスにおける複数の微細貫通孔をA−A’方向で切断した時の各微細貫通孔の断面形状の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the cross-sectional shape of each micro through-hole when the some micro through-hole in the microfluidic device of FIG. 5A is cut | disconnected by A-A 'direction. 図5Aのマイクロ流体デバイスにおける複数の微細貫通孔をA−A’方向で切断した時の各微細貫通孔の断面形状の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the cross-sectional shape of each micro through-hole when the some micro through-hole in the microfluidic device of FIG. 5A is cut | disconnected by A-A 'direction. 本発明の送液方法において使用可能なマイクロ流体デバイス20の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the microfluidic device 20 which can be used in the liquid feeding method of this invention. 本発明の送液方法において使用可能なマイクロ流体デバイス30の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the microfluidic device 30 which can be used in the liquid feeding method of this invention. 本発明の送液方法において使用可能なマイクロ流体デバイス40の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the microfluidic device 40 which can be used in the liquid feeding method of this invention. マイクロ流体デバイスを構成する第一基板及び第二基板の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the 1st board | substrate and 2nd board | substrate which comprise a microfluidic device. マイクロ流体デバイスを構成する第一基板及び第二基板の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the 1st board | substrate and 2nd board | substrate which comprise a microfluidic device. マイクロ流体デバイスの微細貫通孔Tを含む要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part containing the fine through-hole T of a microfluidic device. マイクロ流体デバイスの微細貫通孔Tを含む要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part containing the fine through-hole T of a microfluidic device. マイクロ流体デバイスの微細貫通孔Tを含む要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part containing the fine through-hole T of a microfluidic device. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed. 本発明の送液方法を利用した生化学検査の一例を行う様子を示した、マイクロ流体デバイスの要部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the principal part of a microfluidic device which showed a mode that an example of the biochemical test | inspection using the liquid feeding method of this invention was performed.

《送液方法》
図1に示すマイクロ流体デバイス10は、本発明にかかる送液方法の第一実施形態において使用可能なマイクロ流体デバイスの一例である。図1はマイクロ流体デバイス10の模式的な断面図を示している。
《Liquid feeding method》
A microfluidic device 10 shown in FIG. 1 is an example of a microfluidic device that can be used in the first embodiment of the liquid feeding method according to the present invention. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a microfluidic device 10.

マイクロ流体デバイス10は、第1空間部S1を構成する第1内壁面w1と、第2空間部S2を構成する第2内壁面w2と、第1内壁面w1に開口する第一の開口部Ta及び第2内壁面w2に開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第2空間部S2を空間的に連結する一つ以上の微細貫通孔Tを構成する内側面Yと、を含む本体部4を少なくとも備えている。マイクロ流体デバイス10において、本体部4に内在される第1空間部S1及び第2空間部S2は、複数の微細貫通孔Tによって互いに空間的に連結している(連通している)。   The microfluidic device 10 includes a first inner wall surface w1 constituting the first space portion S1, a second inner wall surface w2 constituting the second space portion S2, and a first opening portion Ta opened to the first inner wall surface w1. And an inner side surface Y that forms one or more fine through holes T that spatially connect the first space S1 and the second space S2 with a second opening Tb that opens to the second inner wall surface w2. And at least a main body portion 4 including: In the microfluidic device 10, the first space portion S <b> 1 and the second space portion S <b> 2 included in the main body portion 4 are spatially connected (communicated) with each other by a plurality of fine through holes T.

第一実施形態の送液方法は、第1空間部S1に任意の液体を導入し、第一の開口部Taから、毛細管現象(毛細管力)により各微細貫通孔T内に前記液体の一部を流入させた後、第1空間部S1から前記液体を排出し、続いて、前記液体の排出の際に各微細貫通孔T内に一時的に残留した前記一部の液体を、各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから第1空間部S1へ自動的に流出させる送液方法である。   In the liquid feeding method of the first embodiment, an arbitrary liquid is introduced into the first space S1, and a part of the liquid is introduced into each fine through hole T from the first opening Ta by a capillary phenomenon (capillary force). The liquid is discharged from the first space S1, and then the liquid partially temporarily left in the fine through holes T when the liquid is discharged. In this method, the liquid is automatically discharged from the first opening Ta of the hole T to the first space S1.

第一実施形態の送液方法の説明は、流入ステップ、排出ステップ、流出ステップの3ステップに分けられる。   The description of the liquid feeding method of the first embodiment is divided into three steps of an inflow step, a discharge step, and an outflow step.

流入ステップは、第1空間部S1に任意の液体を導入するとともに、第1空間部S1に開口する各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから、毛細管現象により各微細貫通孔T内に前記液体の一部を流入させるステップである。
排出ステップは、各微細貫通孔T内に流入された前記一部の液体を残したまま、第1空間部S1から前記液体を排出するステップである。
流出ステップは、前記排出の後、各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから、各微細貫通孔T内に残留された前記液体を第1空間部S1へ自動的に流出させるステップである。
以下、各ステップを順に説明する。
In the inflow step, an arbitrary liquid is introduced into the first space portion S1, and from the first opening portion Ta of each fine through hole T that opens to the first space portion S1, into each fine through hole T by capillary action. A step of allowing a part of the liquid to flow in;
The discharging step is a step of discharging the liquid from the first space portion S1 while leaving the part of the liquid flowing into each fine through hole T.
The outflow step is a step of automatically flowing out the liquid remaining in each fine through hole T from the first opening Ta of each fine through hole T to the first space S1 after the discharge. .
Hereinafter, each step will be described in order.

(流入ステップ)
図2に示す様に、マイクロ流体デバイス10を構成する本体部4の表面に開口する開口部から第1空間部S1へ液体Qを導入すると、第1空間部S1に開口する各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから、毛細管現象(毛細管力)により各微細貫通孔T内に液体Qの一部が流入する。この際、各微細貫通孔T内の空気は第2空間部S2へ自然に押し出される。
(Inflow step)
As shown in FIG. 2, when the liquid Q is introduced into the first space S1 from the opening opened on the surface of the main body 4 constituting the microfluidic device 10, each fine through hole T opened in the first space S1. Part of the liquid Q flows into each fine through hole T from the first opening Ta by capillary action (capillary force). At this time, the air in each fine through hole T is naturally pushed out to the second space S2.

微細貫通孔Tの孔径(長手方向に直交する断面の直径又は短径)は、上記毛細管現象が起きる範囲であれば特に制限されず、使用する液体Qの表面張力や粘度等にもよるが、通常200nm〜10μmの範囲であることが好ましい。   The hole diameter of the fine through hole T (the diameter or the short diameter of the cross section perpendicular to the longitudinal direction) is not particularly limited as long as the capillary phenomenon occurs, and depends on the surface tension and viscosity of the liquid Q used, Usually, it is preferably in the range of 200 nm to 10 μm.

微細貫通孔Tの第一の開口部Taから流入して進む液体Qの先端部は、第2空間部S2に開口する第二の開口部Tbに達してもよいし、達しなくてもよい。第二の開口部Tbに達した場合、その先端部を構成する液体Qの一部が第二の開口部Tbから流出しても構わないが、基本的には第二の開口部Tbから流出せずに、第二の開口部Tbで液体Qの先端部の進行が止まる。この理由は、毛細管力が液体Qを微細貫通孔T内に留めるため、及び第二の開口部Tbにおいて液体Qの先端部に働く表面張力が液体Qを微細貫通孔T内に留めるためである。   The tip of the liquid Q that flows in from the first opening Ta of the fine through hole T may or may not reach the second opening Tb that opens in the second space S2. When the second opening Tb is reached, part of the liquid Q constituting the tip may flow out of the second opening Tb, but basically flows out of the second opening Tb. Instead, the progress of the tip of the liquid Q stops at the second opening Tb. This is because the capillary force keeps the liquid Q in the fine through-hole T and the surface tension acting on the tip of the liquid Q in the second opening Tb keeps the liquid Q in the fine through-hole T. .

第1空間部S1に液体Qが充分に導入されると、各微細貫通孔Tの内部も液体Qの一部によって満たされる(図3参照)。この際、第1空間部S1に継続して液体Qを導入し続けてもよいし、第1空間部S1の液体Qの流通を止めて、第1空間部S1を液体Qで満たした状態を保ってもよい。   When the liquid Q is sufficiently introduced into the first space S1, the inside of each fine through hole T is also filled with a part of the liquid Q (see FIG. 3). At this time, the liquid Q may be continuously introduced into the first space S1, or the liquid Q in the first space S1 is stopped and the first space S1 is filled with the liquid Q. May be kept.

(排出ステップ)
次に、図4に示す様に、各微細貫通孔T内に流入された前記一部の液体Qを残したまま、第1空間部S1から液体Qを排出する。排出方法は特に制限されず、重力を利用した自然排出であってもよいし、シリンジポンプ、ペリスターポンプ等を利用した強制排出であってもよい。排出速度は特に制限されず、第1空間部S1が陰圧になる程に勢いよく排出しても構わないが、通常、より穏やかに排出することが好ましい。すなわち、液体Qの排出によって、第1空間部S1が陰圧や陽圧になってもよいし、ならなくてもよい。
(Discharge step)
Next, as shown in FIG. 4, the liquid Q is discharged from the first space S <b> 1 while leaving the part of the liquid Q flowing into each fine through hole T. The discharge method is not particularly limited, and may be natural discharge using gravity, or forced discharge using a syringe pump, a peristaltic pump, or the like. The discharge speed is not particularly limited, and the first space part S1 may be discharged with a negative pressure. However, it is usually preferable to discharge more gently. That is, by discharging the liquid Q, the first space S1 may or may not be a negative pressure or a positive pressure.

(流出ステップ)
第1空間部S1から液体Qを排出すると、液体Qが排出されて第1空間部S1に空気が流入し、この空気に接した順に、各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから、各微細貫通孔T内に残されていた液体Qが自動的に第1空間部S1へ流出する。
(Outflow step)
When the liquid Q is discharged from the first space portion S1, the liquid Q is discharged and air flows into the first space portion S1, and in order of contact with the air, from the first opening portion Ta of each fine through hole T, The liquid Q remaining in each fine through hole T automatically flows out to the first space S1.

この自動的な流出が発生する要因の一つとして、第1空間部S1から液体Qを排出した直後に、各微細貫通孔Tの第一の開口部Taが開口する第1空間部S1の第1内壁面w1に、液体Qからなる薄い膜Mが形成されることが挙げられる。この膜Mが第1空間部S1に流入した空気によって徐々に乾燥し、その膜Mの厚みが徐々に薄くなり、最終的には膜Mが無くなる。この乾燥過程に伴って、各微細貫通孔T内の液体Qと膜Mの間に張力が働き続け、各微細貫通孔T内の液体Qが膜Mの方向に引き寄せられて第一の開口部Taから流出する、というメカニズムが働いている。このメカニズムにより、空気に触れる順番が速い第一の開口部Taを有する微細貫通孔Tから順に(図4においては、紙面の上から下に並んだ複数の微細貫通孔Tのうち、上側の微細貫通孔Tから順に)、ある程度の時間差を伴って、各々の微細貫通孔Tの内部に残された液体Qが第1空間部S1へ自動的に流出する。   As one of the factors that cause this automatic outflow, immediately after the liquid Q is discharged from the first space portion S1, the first space portion S1 of the first space portion S1 in which the first opening portion Ta of each fine through-hole T opens. A thin film M made of the liquid Q is formed on the inner wall surface w1. The film M is gradually dried by the air flowing into the first space S1, and the thickness of the film M is gradually reduced, and finally the film M disappears. Along with this drying process, tension continues to work between the liquid Q in each fine through hole T and the film M, and the liquid Q in each fine through hole T is drawn in the direction of the film M, so that the first opening The mechanism of outflow from Ta works. By this mechanism, in order from the fine through hole T having the first opening Ta that is fast in contact with air (in FIG. 4, among the multiple fine through holes T arranged from the top to the bottom of the paper, In order from the through-hole T), the liquid Q remaining inside each fine through-hole T automatically flows out into the first space S1 with a certain time difference.

以上の各ステップにより、第1空間部S1に導入した液体Qの一部を各微細貫通孔T内に流入させ、所望に応じてその状態を保持し、続いて、第1空間部S1から液体Qを排出することにより、前記液体Qの排出時に一時的に各微細貫通孔T内に残された液体Qの一部を第1空間部S1へ流出させることができる。   Through each of the above steps, a part of the liquid Q introduced into the first space portion S1 is caused to flow into each fine through hole T, and the state is maintained as desired. Subsequently, the liquid is discharged from the first space portion S1. By discharging Q, a part of the liquid Q that is temporarily left in each fine through hole T when the liquid Q is discharged can flow out to the first space S1.

以上の説明においては、第1空間部S1に液体Qを導入する場合を説明したが、この場合と同様に第2空間部S2に液体Qを導入すれば、第2空間部S2に開口する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbから各微細貫通孔T内に液体Qの一部を流入させることができる。次いで、第2空間部S2内の液体Qを排出することにより、各微細貫通孔T内の液体Qを第二の開口部Tbから第2空間部S2へ流出させることができる。第1空間部S1と第2空間部S2の構造及び構成は互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。   In the above description, the case where the liquid Q is introduced into the first space portion S1 has been described. However, if the liquid Q is introduced into the second space portion S2 in the same manner as this case, each opening to the second space portion S2 is performed. A part of the liquid Q can be caused to flow into each fine through hole T from the second opening Tb of the fine through hole T. Next, by discharging the liquid Q in the second space portion S2, the liquid Q in each fine through hole T can flow out from the second opening portion Tb to the second space portion S2. The structures and configurations of the first space portion S1 and the second space portion S2 may be the same or different from each other.

マイクロ流体デバイス10を使用して本発明にかかる送液方法を実施することにより、各微細貫通孔Tを物理、化学、生物学(バイオテクノロジー)に関する反応場として利用することができる。具体的には、例えば、免疫化学反応を利用した生化学的検査デバイスとして、マイクロ流体デバイス10を使用することができる。   By implementing the liquid feeding method according to the present invention using the microfluidic device 10, each fine through hole T can be used as a reaction field relating to physics, chemistry, and biology (biotechnology). Specifically, for example, the microfluidic device 10 can be used as a biochemical test device using an immunochemical reaction.

《マイクロ流体デバイス》
マイクロ流体デバイス10を構成する複数の微細貫通孔Tは、それぞれ第1空間部S1を構成する第1内壁面w1に開口する第一の開口部Taと、第2空間部S2を構成する第2内壁面w2に開口する第二の開口部Tbとを有する。各微細貫通孔Tは、マイクロ流体デバイス10を構成する本体部4に内在して第一の流路を形成する第1空間部S1と、本体部4に内在して第二の流路を形成する第2空間部S2とを空間的に連結している(連通している)。つまり、各微細貫通孔Tの第一の端部が第一の開口部Taを構成し、各微細貫通孔Tの第二の端部が第二の開口部Tbを構成している。
<Microfluidic device>
The plurality of fine through-holes T constituting the microfluidic device 10 respectively include a first opening Ta that opens to the first inner wall surface w1 that forms the first space S1, and a second that forms the second space S2. And a second opening Tb that opens to the inner wall surface w2. Each fine through hole T is in the main body 4 constituting the microfluidic device 10 and forms a first flow path S1 and a second flow path in the main body 4 The second space portion S2 to be connected is spatially connected (communicated). That is, the first end of each fine through hole T constitutes a first opening Ta, and the second end of each fine through hole T constitutes a second opening Tb.

本体部4に内在する第1空間部S1は、本体部4が有する第1内壁面w1によって形成されている。第1空間部S1は本体部4の表面の任意の箇所に少なくとも1つの開口部を有する。何れかの開口部から任意の液体Qを注入すると、第1空間部S1内に液体Qが導入される。その後、所望のタイミングで第1空間部S1内の液体Qを何れかの開口部から排出する。第1空間部S1における液体Qの導入及び排出を制御するために、マイクロ流体デバイス10にポンプ又はバルブが取り付けられてもよい。   The first space S <b> 1 inherent in the main body 4 is formed by a first inner wall surface w <b> 1 included in the main body 4. The first space S <b> 1 has at least one opening at an arbitrary location on the surface of the main body 4. When any liquid Q is injected from any of the openings, the liquid Q is introduced into the first space S1. Thereafter, the liquid Q in the first space S1 is discharged from any opening at a desired timing. A pump or valve may be attached to the microfluidic device 10 in order to control the introduction and discharge of the liquid Q in the first space S1.

第1空間部S1の形状は、第一の開口部Taが開口する第1内壁面w1を有する形状であれば特に限定されず、例えば、公知の流体デバイスを構成する流路と同じ形状であってもよいし、立方体、直方体、球、回転楕円体等の任意の立体形状であってもよい。第1空間部S1の形状が長手方向を有する形状である場合、その長手方向に直交する断面の形状は矩形、円形、楕円形等の任意の形状でよい。前記断面の断面積は特に限定されず、例えば、1mm〜400mm程度が好ましい。この範囲であると、第1空間部S1に開口する各微細貫通孔T内に対して、穏やか且つ確実に、液体Qが流入及び流出し得る。 The shape of the first space portion S1 is not particularly limited as long as it has the first inner wall surface w1 in which the first opening portion Ta is opened. For example, the shape of the first space portion S1 is the same shape as the flow path that configures a known fluid device. Alternatively, any solid shape such as a cube, a rectangular parallelepiped, a sphere, and a spheroid may be used. When the shape of the first space S1 is a shape having a longitudinal direction, the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction may be an arbitrary shape such as a rectangle, a circle, or an ellipse. The cross-sectional area of the cross section is not particularly limited, for example, preferably 1mm 2 ~400mm 2 about. Within this range, the liquid Q can flow in and out gently and reliably into each fine through-hole T opened in the first space S1.

第2空間部S2の形状及びサイズは、第1空間部S1と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第2空間部S2が構成する第二の流路の経路と、第1空間部S1が構成する第一の流路の経路とは互いに異なるが、両方の経路の一部が重複したり交差したりしても構わない。各流路における液体Qの流れの制御は、公知方法で行えばよく、例えば流路上に設けられたバルブ又はポンプ(不図示)によって制御することができる。その他の第2空間部S2に関する説明は、上記の第1空間部S1の説明と同様であるため省略する。   The shape and size of the second space S2 may be the same as or different from the first space S1. The path of the second flow path formed by the second space part S2 and the path of the first flow path formed by the first space part S1 are different from each other, but some of both paths overlap or intersect. It does not matter. Control of the flow of the liquid Q in each flow path may be performed by a known method, and can be controlled by, for example, a valve or a pump (not shown) provided on the flow path. Since the description regarding other 2nd space part S2 is the same as that of said 1st space part S1, it abbreviate | omits.

微細貫通孔Tの孔径、すなわち微細貫通孔Tの長手方向に直交する断面の直径又は短径(最小径)は、上記毛細管力による液体Qの流入及び上記自動的な液体Qの流出が容易になるため、第一の開口部Taから第二の開口部Tbまで均一であることが好ましい。前記孔径は、前述した様に200nm〜10μm程度の範囲であることが好ましい。この範囲であると、上記毛細管力による液体Qの流入及び上記自動的な液体Qの流出が、穏やか且つ確実に行われ得る。   The hole diameter of the fine through hole T, that is, the diameter or the short diameter (minimum diameter) of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fine through hole T facilitates the inflow of the liquid Q and the automatic outflow of the liquid Q by the capillary force. Therefore, it is preferable that the first opening Ta is uniform from the second opening Tb. As described above, the pore diameter is preferably in the range of about 200 nm to 10 μm. Within this range, the inflow of the liquid Q by the capillary force and the automatic outflow of the liquid Q can be performed gently and reliably.

微細貫通孔Tの第一の開口部Ta及び第二の開口部Tbの形状(微細貫通孔Tの両端部が第1内壁面w1及び第2内壁面w2にそれぞれ形成する縁の輪郭)は、上記毛細管力による液体Qの流入及び上記自動的な液体Qの流出が起こることを妨げる形状でなければ特に制限されない。上記流入及び流出がより容易に起きるため、第一の開口部Ta及び第二の開口部Tbの形状は、これら開口部Ta,Tbを両端に有する微細貫通孔Tの長手方向に直交する断面の形状と同じであることが好ましい。   The shapes of the first opening Ta and the second opening Tb of the fine through-hole T (the contours of the edges formed by the both ends of the fine through-hole T on the first inner wall surface w1 and the second inner wall surface w2, respectively) are as follows: The shape is not particularly limited as long as it does not prevent the inflow of the liquid Q by the capillary force and the automatic outflow of the liquid Q. Since the inflow and outflow occur more easily, the shape of the first opening Ta and the second opening Tb is a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fine through hole T having the openings Ta and Tb at both ends. The shape is preferably the same.

微細貫通孔Tの第一の開口部Taと第二の開口部Tbの形状は互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、マイクロ流体デバイス10の様に、微細貫通孔Tがデバイス内に複数備えられている場合には、各微細貫通孔Tの長手方向に直交する断面の形状、及び各微細貫通孔Tの開口部Ta、Tbの形状は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。   The shapes of the first opening Ta and the second opening Tb of the fine through hole T may be the same or different from each other. Further, when a plurality of fine through holes T are provided in the device as in the microfluidic device 10, the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of each fine through hole T and the opening of each fine through hole T are provided. The shapes of the parts Ta and Tb may be the same or different from each other.

マイクロ流体デバイスが有する複数の微細貫通孔Tを図5AのA−A’方向で切断したときの各微細貫通孔Tの断面形状の具体例を次に示す。図5Bは楕円形状の断面を有する複数の微細貫通孔Tが直線的に配列された例であり、図5Cは矩形状の断面を有する複数の微細貫通孔Tが直線的に配列された例であり、図5Dは楕円形状の断面を有する複数の微細貫通孔Tが三本の直線状に配列された例であり、図5Eは図5Bよりも扁平で長径の方向が異なる楕円形状の断面を有する複数の微細貫通孔Tが直線的に配列された例である。マイクロ流体デバイスに備えられた複数の微細貫通孔Tは、互いに同じ断面形状を有していてもよいし、異なる断面形状を有していてもよい。   A specific example of the cross-sectional shape of each micro through-hole T when the micro through-hole T included in the microfluidic device is cut in the A-A ′ direction of FIG. 5A is shown below. FIG. 5B is an example in which a plurality of fine through holes T having an elliptical cross section are linearly arranged, and FIG. 5C is an example in which a plurality of fine through holes T having a rectangular cross section are linearly arranged. 5D is an example in which a plurality of fine through-holes T having an elliptical cross section are arranged in three straight lines, and FIG. 5E is an elliptical cross section that is flatter than that of FIG. 5B and has a different major axis direction. This is an example in which a plurality of fine through holes T are linearly arranged. The plurality of fine through holes T provided in the microfluidic device may have the same cross-sectional shape as each other, or may have different cross-sectional shapes.

微細貫通孔Tの長手方向の長さは、上記毛細管力による液体Qの流入及び上記自動的な液体Qの流出が起こる長さであれば特に制限されず、例えば、0.5mm〜15mm程度が好ましい。この範囲であると、微細貫通孔Tにおける液体Qの流入及び流出を、穏やか且つ確実に起こすことができる。前記長さは、微細貫通孔T内の液体Qの流入又は流出を光学的に検知することが可能な長さであることが好ましい。   The length in the longitudinal direction of the fine through-hole T is not particularly limited as long as the liquid Q flows in and the automatic liquid Q flows out due to the capillary force. For example, the length is about 0.5 mm to 15 mm. preferable. Within this range, the inflow and outflow of the liquid Q in the fine through hole T can be caused gently and reliably. The length is preferably a length capable of optically detecting the inflow or outflow of the liquid Q in the fine through hole T.

マイクロ流体デバイス10に備えられた微細貫通孔Tが複数である場合、各微細貫通孔T同士の距離(離間距離)及び各微細貫通孔Tの開口部Ta,Tb同士の距離(離間距離)は特に制限されず、例えば1μm〜100μm程度が好ましい。各微細貫通孔Tの長手方向に沿う中心軸線の方向(中心軸が指す方向)は、互いに平行であってもよいし、非平行であってもよい。   When there are a plurality of fine through holes T provided in the microfluidic device 10, the distance between the fine through holes T (separation distance) and the distance between the openings Ta and Tb of each fine through hole T (separation distance) are It does not restrict | limit in particular, For example, about 1 micrometer-100 micrometers are preferable. The direction of the central axis along the longitudinal direction of each fine through hole T (the direction indicated by the central axis) may be parallel to each other or non-parallel.

マイクロ流体デバイス10の本体部4において、微細貫通孔Tが連通する第1空間部S1及び第2空間部S2は、二つの平行な流路を形成している。各流路において、微細貫通孔Tの長手方向に沿う中心軸線が各流路を通過する方向の流路径は特に限定されないが、各流路から微細貫通孔T内へ液体が流入し易くなる観点から、例えば0.5mm〜20mm程度が好ましい。   In the main body 4 of the microfluidic device 10, the first space S <b> 1 and the second space S <b> 2 with which the fine through-hole T communicates form two parallel flow paths. In each flow path, the diameter of the flow path in the direction in which the central axis along the longitudinal direction of the fine through hole T passes through each flow path is not particularly limited, but the viewpoint that the liquid easily flows into the fine through hole T from each flow path. Therefore, for example, about 0.5 mm to 20 mm is preferable.

前記各流路の長手方向に沿う中心軸線と、各微細貫通孔Tの長手方向に沿う中心軸線との「なす角」は特に制限されず、90度であってもよいし、鈍角であってもよいし、鋭角であってもよい。前記なす角が特に制限されない理由は、各微細貫通孔Tにおける液体Qの流入及び流出に対して支配的な力は、上記毛細管力、及び、各第一の開口部Ta周辺の第1空間部S1を構成する第1内壁面w1において形成される液体Qからなる膜Mの移動(乾燥)の際に発生する張力であり、上記なす角の寄与は小さいからである。   The “angle formed” between the central axis along the longitudinal direction of each flow path and the central axis along the longitudinal direction of each fine through hole T is not particularly limited, and may be 90 degrees or an obtuse angle. Or an acute angle. The reason why the angle formed is not particularly limited is that the force dominant to the inflow and outflow of the liquid Q in each fine through hole T is the capillary force and the first space portion around each first opening Ta. This is the tension generated when the film M made of the liquid Q formed on the first inner wall surface w1 constituting S1 moves (drys), and the contribution of the angle made is small.

マイクロ流体デバイス10においては、第1空間部S1及び第2空間部S2を構成する第1内壁面w1及び第2内壁面w2、並びに複数の微細貫通孔Tを構成する内側面Yが、本体部4を構成する基材(基板)に含まれている。   In the microfluidic device 10, the first inner wall surface w1 and the second inner wall surface w2 constituting the first space portion S1 and the second space portion S2, and the inner side surface Y constituting the plurality of fine through holes T are the main body portion. 4 included in the base material (substrate).

次に、マイクロ流体デバイス10の変形例として、マイクロ流体デバイス20(図6参照)、マイクロ流体デバイス30(図7参照)を説明する。
マイクロ流体デバイス20,30を使用して、前述したマイクロ流体デバイス10と同様に、流入ステップ、排出ステップ及び流出ステップによって送液することができる。
Next, as a modification of the microfluidic device 10, a microfluidic device 20 (see FIG. 6) and a microfluidic device 30 (see FIG. 7) will be described.
The microfluidic devices 20 and 30 can be used to send liquid by the inflow step, the discharge step, and the outflow step, as in the microfluidic device 10 described above.

図6に示すマイクロ流体デバイス20は、第1空間部S1を構成する第1内壁面w1及び第2空間部S2を構成する第2内壁面w2を含む本体部4と、第1空間部S1に面して開口する第一の開口部Ta及び第2空間部S2に面して開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第2空間部S2を空間的に連結する(連通する)一つ以上の微細貫通孔Tを構成する内側面Yを含む副本体部5(チップ)と、を備えている。   The microfluidic device 20 shown in FIG. 6 includes a main body portion 4 including a first inner wall surface w1 constituting the first space portion S1 and a second inner wall surface w2 constituting the second space portion S2, and the first space portion S1. The first opening portion Ta that faces and the second opening portion Tb that opens facing the second space portion S2 and spatially connects the first space portion S1 and the second space portion S2. And a sub main body portion 5 (chip) including an inner surface Y constituting one or more fine through holes T (in communication).

マイクロ流体デバイス20においては、副本体部5が本体部4の内部に設置されている。副本体部5の第一の表面5uは、本体部4の第1内壁面w1と一体化して第1空間部S1を構成している。副本体部5に含まれる各微細貫通孔Tの第一の開口部Taは、第1空間部S1に面するように第一の表面5uに開口している。同様に、副本体部5の第二の表面5vは、本体部4の第2内壁面w2と一体化して第2空間部S2を構成している。副本体部5に含まれる各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbは、第2空間部S2に面するように第二の表面5vに開口している。   In the microfluidic device 20, the sub body 5 is installed inside the body 4. The first surface 5u of the sub main body 5 is integrated with the first inner wall surface w1 of the main body 4 to constitute the first space S1. The first opening Ta of each fine through-hole T included in the sub-main body 5 is open to the first surface 5u so as to face the first space S1. Similarly, the second surface 5v of the sub main body 5 is integrated with the second inner wall surface w2 of the main body 4 to constitute a second space S2. The second opening Tb of each fine through-hole T included in the sub-main body 5 is open to the second surface 5v so as to face the second space S2.

図7に示すマイクロ流体デバイス30は、第1空間部S1を構成する第1内壁面w1及び第2空間部S2を構成する第2内壁面w2を含む本体部4と、第1空間部S1を構成する第1副内壁面ww1及び第2空間部S2を構成する第2副内壁面ww2を含み、更に、第1副内壁面ww1に開口する第一の開口部Ta及び第2副内壁面ww2に開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第2空間部S2を空間的に連結する(連通する)一つ以上の微細貫通孔Tを構成する内側面Yを含む副本体部5(チップ)と、を備えている。   The microfluidic device 30 shown in FIG. 7 includes a main body portion 4 including a first inner wall surface w1 constituting the first space portion S1 and a second inner wall surface w2 constituting the second space portion S2, and the first space portion S1. The first auxiliary inner wall surface ww1 and the second auxiliary inner wall surface ww2 forming the second space S2 are included, and the first opening Ta and the second auxiliary inner wall surface ww2 that open to the first auxiliary inner wall surface ww1 are included. And includes an inner surface Y that constitutes one or more fine through holes T that spatially connect (communicate) the first space S1 and the second space S2. A sub main body 5 (chip).

マイクロ流体デバイス30においては、副本体部5が本体部4の内部に設置されている。副本体部5の第1副内壁面ww1は、本体部4の第1内壁面w1に接続されて、全体として一つの第1空間部S1を形成している。副本体部5に含まれる各微細貫通孔Tの第一の開口部Taは、第1空間部S1に面するように第1副内壁面ww1に開口している。同様に、副本体部5の第2副内壁面ww2は、本体部4の第1内壁面w2に接続されて、全体として一つの第2空間部S2を形成している。副本体部5に含まれる各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbは、第2空間部S2に面するように第2副内壁面ww2に開口している。   In the microfluidic device 30, the sub main body 5 is installed inside the main body 4. The first sub inner wall surface ww1 of the sub main body 5 is connected to the first inner wall surface w1 of the main body 4 to form one first space S1 as a whole. The first opening portion Ta of each fine through hole T included in the sub body portion 5 opens to the first sub inner wall surface ww1 so as to face the first space portion S1. Similarly, the second sub inner wall surface ww2 of the sub main body portion 5 is connected to the first inner wall surface w2 of the main body portion 4 to form one second space portion S2 as a whole. The second opening Tb of each fine through-hole T included in the sub main body 5 opens to the second sub inner wall surface ww2 so as to face the second space S2.

マイクロ流体デバイス20,30を構成する副本体部5(チップ)は、本体部4から取り外すこと及び本体部4に取り付けることが可能なように設置されていてもよいし、本体部4から取り外すことができないように接着又は接合された状態で設置されていてもよい。   The sub main body 5 (chip) constituting the microfluidic devices 20 and 30 may be installed so that it can be detached from the main body 4 and attached to the main body 4 or removed from the main body 4. It may be installed in a state where it is bonded or bonded so that it is not possible.

副本体部5を構成する基体の形状は、本体部4に設置可能な形状であれば特に限定されない。前記基体の形状としては、例えば直方体、立方体等の箱型形状(チップ形状)が挙げられる。前記基体の材料は特に限定されず、本体部4を構成する基体の材料と同じ材料が適用可能である。   The shape of the base constituting the sub main body 5 is not particularly limited as long as it can be installed on the main body 4. Examples of the shape of the substrate include a box shape (chip shape) such as a rectangular parallelepiped and a cube. The material of the substrate is not particularly limited, and the same material as the material of the substrate constituting the main body 4 can be applied.

本体部4又は副本体部5を構成する基体に、微細貫通孔T、第1空間部S1及び第2空間部S2を形成する方法は特に限定されず、公知の微細加工技術を適用できる。マイクロ流体デバイス10の製造方法を代表例として、後で詳述する。   A method for forming the fine through hole T, the first space portion S1, and the second space portion S2 in the base body constituting the main body portion 4 or the sub main body portion 5 is not particularly limited, and a known fine processing technique can be applied. A manufacturing method of the microfluidic device 10 will be described in detail later as a representative example.

以上で説明したマイクロ流体デバイス10,20,30は、2つの空間部S1、S2を備えたデバイスである。
以下に、複数の空間部を備えたマイクロ流体デバイス40を、図8を参照して例示する。
The microfluidic devices 10, 20, and 30 described above are devices including two space portions S1 and S2.
Hereinafter, a microfluidic device 40 having a plurality of spaces will be exemplified with reference to FIG.

マイクロ流体デバイス40は、第1空間部S1を構成する第1内壁面w1と、第2空間部S2を構成する第2内壁面w2と、・・・第n空間部Snを構成する第n内壁面wnと、の合計n個の内壁面を含む。を含む。前記「n」は3以上の整数(序数)を表す。   The microfluidic device 40 includes a first inner wall surface w1 constituting the first space portion S1, a second inner wall surface w2 constituting the second space portion S2, and an nth inner portion constituting the nth space portion Sn. A total of n inner wall surfaces including the wall surface wn are included. including. The “n” represents an integer (ordinal number) of 3 or more.

さらに、マイクロ流体デバイス40は、第1内壁面w1に開口する第一の開口部Ta及び第2内壁面w2に開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第2空間部S2を空間的に連結する一つ以上の微細貫通孔Tを構成する第1内側面Y1と、・・・第1内壁面w1に開口する第一の開口部Ta及び第n内壁面wnに開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第n空間部Snを空間的に連結する(連通する)一つ以上の微細貫通孔Tを構成する第(n−1)内側面Y(n−1)と、の合計(n−1)個の内側面を含む。1つの内側面は1本以上の微細貫通孔を構成する。を含む。前記「n」は3以上の整数(序数)を表す。   Furthermore, the microfluidic device 40 has a first opening Ta that opens to the first inner wall surface w1 and a second opening Tb that opens to the second inner wall surface w2, and includes the first space S1 and the second space. A first inner surface Y1 constituting one or more fine through-holes T that spatially connect the portion S2, and a first opening Ta and an nth inner wall surface wn that open to the first inner wall surface w1. The (n−1) th (n−1) th one or more fine through holes T having a second opening Tb that opens and spatially connect (communicate) the first space S1 and the nth space Sn. A total of (n−1) inner surfaces including the inner surface Y (n−1) are included. One inner surface constitutes one or more fine through holes. including. The “n” represents an integer (ordinal number) of 3 or more.

ここで、「第1空間部S1を構成する第1内壁面w1と、第2空間部S2を構成する第2内壁面w2と、・・・第n空間部Snを構成する第n内壁面wn」の表記における「・・・」は、第3空間部S3を構成する第3内壁面w3、第4空間部S4を構成する第4内壁面w4、第5空間部S5を構成する第5内壁面w5、・・・の順序で、任意のn個の空間部が繰り返されることを表す。前記「n」は3以上の整数(序数)を表し、図8においてはn=5の場合を例示している。   Here, “a first inner wall surface w1 constituting the first space portion S1, a second inner wall surface w2 constituting the second space portion S2, and an nth inner wall surface wn constituting the nth space portion Sn. "..." in the notation of "is the third inner wall surface w3 constituting the third space portion S3, the fourth inner wall surface w4 constituting the fourth space portion S4, and the fifth inner portion constituting the fifth space portion S5. It represents that any n number of space portions are repeated in the order of the wall surfaces w5,. The “n” represents an integer (ordinal number) of 3 or more, and FIG. 8 illustrates the case of n = 5.

同様に、「・・・第1内壁面w1に開口する第一の開口部Ta及び第n内壁面に開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第n空間部Snを空間的に連結する(連通する)一つ以上の微細貫通孔Tを構成する第(n−1)内側面Y(n−1)と、」の表記における「・・・」は、
第1内壁面w1に開口する第一の開口部Ta及び第3内壁面に開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第3空間部S3を空間的に連結する(連通する)一つ以上の微細貫通孔Tを構成する第2内側面Y2と、
第1内壁面w1に開口する第一の開口部Ta及び第4内壁面に開口する第二の開口部Tbを有し、第1空間部S1と第4空間部S4を空間的に連結する(連通する)一つ以上の微細貫通孔Tを構成する第3内側面Y3と、・・・
の順序で、任意の(n−1)個の内側面が繰り返されることを表す。前記「n」は3以上の整数(序数)を表し、第n空間部Snにおける「n」と同一の整数である。よって、図8においてはn=5の場合を例示している。
Similarly, “... Has a first opening Ta that opens to the first inner wall surface w1 and a second opening Tb that opens to the nth inner wall surface, and the first space portion S1 and the nth space portion Sn. "..." in the notation of the (n-1) th inner surface Y (n-1) constituting one or more fine through-holes T that spatially connect (communicate) with each other,
It has a first opening Ta that opens to the first inner wall surface w1 and a second opening Tb that opens to the third inner wall surface, and spatially connects the first space portion S1 and the third space portion S3 ( A second inner surface Y2 constituting one or more fine through-holes T (in communication);
The first opening portion Ta has a first opening portion Ta that opens on the first inner wall surface w1 and a second opening portion Tb that opens on the fourth inner wall surface, and spatially connects the first space portion S1 and the fourth space portion S4 ( A third inner surface Y3 constituting one or more fine through-holes T (in communication);
In this order, any (n-1) inner surfaces are repeated. The “n” represents an integer (ordinal number) of 3 or more, and is the same integer as “n” in the nth space portion Sn. Therefore, FIG. 8 illustrates the case where n = 5.

マイクロ流体デバイス40は、第1空間部S1と第2空間部S2を連通する一つ以上の微細貫通孔Tからなる第1微小空間群G1、第1空間部S1と第3空間部S3を連通する一つ以上の微細貫通孔Tからなる第2微小空間群G2、・・・第1空間部S1と第n空間部Snを連通する一つ以上の微細貫通孔Tの第(n−1)微小空間群G(n−1)を有する。ここでも、「・・・」の表記は前述と同様の順序で、任意の(n−1)個の微小空間群が繰り返されることを表す。前記「n」は3以上の整数(序数)を表し、第n空間部Snにおける「n」と同一の整数である。よって、図8においてはn=5の場合を例示している。   The microfluidic device 40 communicates the first micro space group G1 composed of one or more micro through holes T communicating the first space portion S1 and the second space portion S2, and the first space portion S1 and the third space portion S3. A second micro space group G2 composed of one or more micro through holes T, (n-1) of one or more micro through holes T communicating the first space portion S1 and the n th space portion Sn. It has a minute space group G (n-1). Here, the notation “...” Represents that any (n−1) minute space groups are repeated in the same order as described above. The “n” represents an integer (ordinal number) of 3 or more, and is the same integer as “n” in the nth space portion Sn. Therefore, FIG. 8 illustrates the case where n = 5.

マイクロ流体デバイス40における第一の送液方法は、前述したマイクロ流体デバイス10等と同様に、流入ステップ、排出ステップ及び流出ステップによって実施することができる。   The first liquid feeding method in the microfluidic device 40 can be performed by the inflow step, the discharge step, and the outflow step, similarly to the microfluidic device 10 and the like described above.

第一の送液方法において、流入ステップは、第1空間部S1に液体Qを導入するとともに、第1空間部S1に開口し、第1微小空間群G1を構成する各微細貫通孔Tの第一の開口部Ta、・・・及び第1空間部S1に開口し、第(n−1)微小空間群G(n−1)を構成する各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから、毛細管現象により各微細貫通孔T内に液体Qの一部をそれぞれ流入させるステップである。排出ステップは、各微細貫通孔T内に流入された前記一部の液体Qを残したまま、第1空間部S1から液体Qを排出するステップである。流出ステップは、前記排出後、各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから、各微細貫通孔T内の液体Qを第1空間部S1へ自動的に流出させるステップである。なお、nは3以上の整数(序数)を表す。   In the first liquid feeding method, the inflow step introduces the liquid Q into the first space S1, and opens to the first space S1, and the first through holes T of the fine through holes T constituting the first minute space group G1. From the first opening Ta of each fine through hole T that opens into the first opening Ta,... And the first space S1, and constitutes the (n−1) th minute space group G (n−1). In this step, a part of the liquid Q is caused to flow into each fine through hole T by capillary action. The discharging step is a step of discharging the liquid Q from the first space portion S1 while leaving the part of the liquid Q flowing into each fine through hole T. The outflow step is a step of automatically flowing out the liquid Q in each fine through hole T from the first opening Ta of each fine through hole T to the first space S1 after the discharge. Note that n represents an integer (ordinal number) of 3 or more.

前述の第一の送液方法においては、マイクロ流体デバイス40が有する第1微小空間群〜第(n−1)微小空間群を構成する各微細貫通孔Tの第一の開口部Taが共通に開口している第1空間部S1に、液体Qを導入することによって、第1微小空間群〜第(n−1)微小空間群の各微細貫通孔Tに同一の液体Qを流入し、その後流出させている。この第一の送液方法とは異なる第二の送液方法として、第1微小空間群〜第(n−1)微小空間群のそれぞれの群に対して、異なる液体を流入及び流出させることも可能である。   In the first liquid feeding method described above, the first opening Ta of each micro through hole T constituting the first micro space group to the (n-1) micro space group of the microfluidic device 40 is commonly used. By introducing the liquid Q into the open first space S1, the same liquid Q flows into the fine through holes T of the first to (n-1) th minute space groups, and then Leaked. As a second liquid feeding method different from the first liquid feeding method, it is also possible to cause different liquids to flow into and out of each of the first micro space group to the (n-1) micro space group. Is possible.

マイクロ流体デバイス40を使用した第二の送液方法においては、第1微小空間群〜第(n−1)微小空間群の各群が独立に、流入ステップ、排出ステップ及び流出ステップを行う。その流入ステップにおいては、各群を構成する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbが群ごとに個別に開口する、第2空間部S2〜第n空間部Snのそれぞれに対して所望の液体を導入する。   In the second liquid feeding method using the microfluidic device 40, each of the first microspace group to the (n-1) th microspace group independently performs an inflow step, an exhaust step, and an outflow step. In the inflow step, the second opening Tb of each fine through hole T constituting each group is individually opened for each group, and each of the second space part S2 to the nth space part Sn is desired. Introduce liquid.

第1微小空間群G1を構成する各微細貫通孔Tに所定の液体Aを流入及び流出させる際には、第2空間部S2において液体Aを導入及び排出すればよい。この第1微小空間群G1における液体Aの流入及び流出とは独立に、第(n−1)微小空間群G(n−1)に液体Bを流入及び流出させる際には、第n空間部Snに液体Bを導入し、その後排出すればよい。   When the predetermined liquid A is allowed to flow into and out of each fine through-hole T constituting the first minute space group G1, the liquid A may be introduced and discharged in the second space portion S2. Independently of the inflow and outflow of the liquid A in the first microspace group G1, the nth space portion is used when the liquid B flows in and out of the (n-1) th microspace group G (n-1). The liquid B may be introduced into Sn and then discharged.

第2空間部S2に導入された液体Aの一部は、第1微小空間群G1を構成する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbから各微細貫通孔T内に流入する。次いで、第2空間部S2から液体Aを排出すると、第1微小空間群G1を構成する各微細貫通孔T内に一時的に残留した液体Aの一部が第二の開口部Tbから第2空間部S2へ流出する。
第n空間部Snに導入された液体Bの、第(n−1)微小空間群G(n−1)における流入及び流出についても、第2空間部S2に導入された液体Aの場合と同様である。
A part of the liquid A introduced into the second space S2 flows into the fine through holes T from the second openings Tb of the fine through holes T constituting the first minute space group G1. Next, when the liquid A is discharged from the second space portion S2, a part of the liquid A temporarily remaining in each minute through hole T constituting the first minute space group G1 is second from the second opening portion Tb. It flows out to space part S2.
The inflow and outflow of the liquid B introduced into the nth space portion Sn into the (n-1) th minute space group G (n-1) are the same as in the case of the liquid A introduced into the second space portion S2. It is.

したがって、第二の送液方法は、本体部4と、本体部4に内在する第1空間部S1、第2空間部S2、・・・及び第n空間部Sn(nは3以上の整数を表す。)と、本体部4に内在し、第1空間部S1と第2空間部S2を連通する一本以上の微細貫通孔Tからなる第1群G1、・・・及び第1空間部S1と第n空間部Snを連通する一本以上の微細貫通孔Tからなる第(n−1)群G(n−1)と、を備えたマイクロ流体デバイス40を使用して、以下で説明するように、第1微小空間群G1における送液、・・・、第(n−1)微小空間群G(n−1)における送液をそれぞれ独立に行う送液方法である。   Therefore, the second liquid feeding method includes the main body part 4, the first space part S1, the second space part S2,... And the nth space part Sn (n is an integer of 3 or more). And the first group G1 composed of one or more fine through-holes T that are inherent in the main body part 4 and communicate with the first space part S1 and the second space part S2. And a microfluidic device 40 including the (n-1) th group G (n-1) composed of one or more fine through holes T communicating with the nth space Sn. Thus, the liquid feeding method in which the liquid feeding in the first micro space group G1,..., The liquid feeding in the (n-1) th micro space group G (n-1) is performed independently.

ここでも、「・・・」の表記は前述と同様の順序で、任意の(n−1)個の微小空間群が繰り返されることを表す。前記「n」は3以上の整数(序数)を表し、第n空間部Snにおける「n」と同一の整数である。よって、図8においてはn=5の場合を例示している。   Here, the notation “...” Represents that any (n−1) minute space groups are repeated in the same order as described above. The “n” represents an integer (ordinal number) of 3 or more, and is the same integer as “n” in the nth space portion Sn. Therefore, FIG. 8 illustrates the case where n = 5.

第1微小空間群G1における送液は、第2空間部S2に第1の液体を導入するとともに、第2空間部S2に開口する第1微小空間群G1を構成する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbから、毛細管現象により各微細貫通孔T内に前記液体の一部を流入させる流入ステップと、第1微小空間群G1を構成する各微細貫通孔T内に流入された前記一部の液体を残したまま、第2空間部S2から前記液体を排出する排出ステップと、前記排出後、第1微小空間群G1を構成する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbから、各微細貫通孔T内の液体を第2空間部S2へ自動的に流出させる流出ステップと、を有する。   The liquid feeding in the first micro space group G1 introduces the first liquid into the second space portion S2, and at the same time the first through holes T constituting the first micro space group G1 opening in the second space portion S2. From the second opening Tb, an inflow step for allowing a part of the liquid to flow into each fine through hole T by capillary action, and the one that has flowed into each fine through hole T constituting the first micro space group G1. A discharge step of discharging the liquid from the second space portion S2 while leaving the liquid of the portion, and after the discharge, from the second opening Tb of each fine through hole T constituting the first minute space group G1, An outflow step for automatically outflowing the liquid in each fine through hole T to the second space S2.

第(n−1)微小空間群G(n−1)における送液は、第n空間部Snに第(n−1)の液体を導入するとともに、第n空間部Snに開口する第(n−1)微小空間群G(n−1)を構成する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbから、毛細管現象により各微細貫通孔T内に前記液体の一部を流入させる流入ステップと、第(n−1)微小空間群G(n−1)を構成する各微細貫通孔T内に流入された前記一部の液体を残したまま、第n空間部Snから前記液体を排出する排出ステップと、前記排出後、第(n−1)微小空間群G(n−1)を構成する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbから、各微細貫通孔T内の液体を第n空間部Snへ自動的に流出させる流出ステップと、を有する。   In the (n−1) th minute space group G (n−1), liquid feeding introduces the (n−1) th liquid into the nth space portion Sn and opens the (n−1) th space portion Sn. -1) an inflow step for allowing a part of the liquid to flow into each micro through hole T by capillary action from the second opening Tb of each micro through hole T constituting the micro space group G (n-1); The liquid is discharged from the nth space portion Sn while leaving the part of the liquid flowing into each fine through hole T constituting the (n-1) th minute space group G (n-1). After the discharge step, and after the discharge, the liquid in each fine through hole T is supplied from the second opening Tb of each fine through hole T constituting the (n-1) th minute space group G (n-1). an outflow step for automatically flowing out into the n space portion Sn.

マイクロ流体デバイス40を使用した第二の送液方法においては、各群に対してそれぞれ独立に、同一の液体を送液してもよいし、異なる液体を送液してもよい。例えば、各群において異なる抗原を検出するELISAを実施することができる。各群におけるELISAは独立に行うことができるため、複数のELISAを同時並行で実施することも可能である。
一方、前述した第一の送液方法においては、第1空間部S1に開口する微細貫通孔Tを有する全ての群に対して、一括して同一の液体を送液することができる。
In the second liquid feeding method using the microfluidic device 40, the same liquid may be fed to each group independently, or different liquids may be fed. For example, an ELISA that detects different antigens in each group can be performed. Since ELISA in each group can be performed independently, a plurality of ELISAs can be performed simultaneously.
On the other hand, in the first liquid feeding method described above, the same liquid can be fed all at once to all the groups having the fine through holes T opened in the first space S1.

マイクロ流体デバイス40の使用において、第二の送液方法と第一の送液方法を組み合わせた送液方法を実施してもよい。この送液方法により、各群の独立性を活かして、効率の良い送液を実現することができる。一例として次のような使用方法が挙げられる。   In the use of the microfluidic device 40, a liquid feeding method combining the second liquid feeding method and the first liquid feeding method may be performed. By this liquid feeding method, it is possible to realize efficient liquid feeding utilizing the independence of each group. The following usage method is mentioned as an example.

まず、第一の送液方法によって、全ての群に対して一括してプロテインAを含む溶液を送液して、全ての群を構成する各微細貫通孔Tの内側面にプロテインAを吸着させた後、さらにスキムミルクが含まれた溶液を送液して、全ての群を構成する各微細貫通孔Tの内壁面をブロッキングする。
次に、第二の送液方法によって、各群に対して独立に、所望の抗原特異性を有する個別の一次抗体を含む溶液を送液して、各群が有する微細貫通孔Tの内壁面に個別の一次抗体を配置する。
続いて、第一の送液方法によって、全ての群に対して一括して洗浄液を送液した後、全ての群に対して一括して検査対象の試料液を送液し、さらに、全ての群に対して一括して標識物質が結合された二次抗体を含む溶液を送液することにより、各群においてそれぞれ独立したELISAを実施することができる。
First, by the first liquid feeding method, a solution containing protein A is fed to all groups at once, and protein A is adsorbed to the inner surface of each fine through hole T constituting all groups. After that, a solution containing skim milk is further fed to block the inner wall surfaces of the fine through holes T constituting all the groups.
Next, by the second liquid feeding method, a solution containing individual primary antibodies having a desired antigen specificity is fed independently to each group, and the inner wall surface of the fine through hole T included in each group Place an individual primary antibody in
Subsequently, the first liquid feeding method is used to send the cleaning liquid to all groups at once, and then the sample liquid to be inspected is sent to all groups at once. Independent ELISA can be performed in each group by sending a solution containing a secondary antibody to which a labeling substance is bound to the group in a lump.

《マイクロ流体デバイスの製造方法》
前述したマイクロ流体デバイスは公知の微細加工技術を適用することにより製造することができる。
マイクロ流体デバイスの本体部4の材料は特に制限されず、例えば、ガラス、プラスチック(樹脂)、半導体、金属、セラミックス等が挙げられる。本体部4の形状は特に制限されず、本体部4を他のデバイス(例えばポンプ、試薬瓶、廃液溜め等)に接続したり、設置したりすることが容易になるため、立方体、直方体等の箱型の形状であることが好ましい。このような形状の本体部4を「基板」と称する。以下、本体部4が基板によって構成されている場合のマイクロ流体デバイスの製造方法を説明するが、本体部4が基板以外の形状であっても同様に製造することができる。
<< Method for Manufacturing Microfluidic Device >>
The above-described microfluidic device can be manufactured by applying a known microfabrication technique.
The material in particular of the main-body part 4 of a microfluidic device is not restrict | limited, For example, glass, a plastic (resin), a semiconductor, a metal, ceramics etc. are mentioned. The shape of the main body 4 is not particularly limited, and it is easy to connect and install the main body 4 to other devices (for example, pumps, reagent bottles, waste liquid reservoirs, etc.). A box shape is preferable. The main body 4 having such a shape is referred to as a “substrate”. Hereinafter, although the manufacturing method of the microfluidic device when the main-body part 4 is comprised with the board | substrate is demonstrated, even if the main-body part 4 is shapes other than a board | substrate, it can manufacture similarly.

基板(本体部4)に内在する微細貫通孔Tを形成する方法として、例えば、第一の形成方法と第二の形成方法の2つの形成方法が例示できる。   As a method for forming the fine through hole T inherent in the substrate (main body portion 4), for example, two formation methods, a first formation method and a second formation method, can be exemplified.

(第一の形成方法)
第一の形成方法は、図9及び図10に示す様に、第一基板4Aの表面に溝Ya(凹部)を形成し、その表面に第二基板4Bを接合して、溝Yaに天井を形成することにより微細貫通孔Tを形成する方法である。
(First forming method)
As shown in FIGS. 9 and 10, the first forming method is to form a groove Ya (concave portion) on the surface of the first substrate 4A, join the second substrate 4B to the surface, and place a ceiling in the groove Ya. In this method, fine through holes T are formed.

図9及び図10は、本体部4の微細貫通孔Tを含む要部を拡大した模式的な断面図である。本体部4は、第一基板4Aと第二基板4Bを接合してなる。微細貫通孔Tは、両基板の界面に形成されている。図9の場合は、断面が矩形状の微細貫通孔Tを1つ形成した場合である。図10の場合は、断面が矩形状の微細貫通孔Tを複数形成した場合である。   9 and 10 are schematic cross-sectional views in which main parts including the fine through hole T of the main body 4 are enlarged. The main body 4 is formed by joining the first substrate 4A and the second substrate 4B. The fine through hole T is formed at the interface between the two substrates. In the case of FIG. 9, one fine through hole T having a rectangular cross section is formed. In the case of FIG. 10, a plurality of fine through holes T having a rectangular cross section are formed.

図10に示す様に、溝Yaの高さH1が、隣接する微細貫通孔T同士の離間距離L2よりも大きい場合(H1>L2の場合)、各微細貫通孔Tの表面積(微細貫通孔を構成する内側面の面積)の合計は、図9に示した一つの大きな微細貫通孔Tの表面積(微細貫通孔を構成する内側面の面積)よりも大きくなる。したがって、本体部4に内在される微細貫通孔Tが有する表面積、すなわち液体Qと微細貫通孔Tを構成する内側面との接触面積、を増やしたい場合は、図10の様に微細貫通孔Tを複数形成すればよい。前記表面積(接触面積)を更に増やすためには、各微細貫通孔Tのアスペクト比(高さH1/底辺L1)を1より大きくすればよい。アスペクト比を大きくする程、前記表面積を増やすことができる。   As shown in FIG. 10, when the height H1 of the groove Ya is larger than the distance L2 between the adjacent fine through holes T (when H1> L2), the surface area of each fine through hole T (the fine through holes are The sum of the areas of the inner side surfaces to be formed is larger than the surface area of one large fine through hole T shown in FIG. 9 (the area of the inner side surface constituting the fine through holes). Therefore, when it is desired to increase the surface area of the fine through hole T in the main body 4, that is, the contact area between the liquid Q and the inner surface constituting the fine through hole T, the fine through hole T as shown in FIG. A plurality of layers may be formed. In order to further increase the surface area (contact area), the aspect ratio (height H1 / base L1) of each fine through hole T may be made larger than 1. The surface area can be increased as the aspect ratio is increased.

第一基板4Aに溝Yaを形成する方法として、第一基板4Aの材料に応じて種々の公知方法が挙げられる。   As a method of forming the groove Ya in the first substrate 4A, various known methods can be cited depending on the material of the first substrate 4A.

第一基板4Aとして樹脂基板を使用する場合には、例えば、ソフトリソグラフィ技術によって作製した微細なパターンを転写して形成するモールディング、ナノインプリント、射出成形などの公知方法を適宜組み合わせる形成方法が挙げられる。   In the case of using a resin substrate as the first substrate 4A, for example, a forming method in which known methods such as molding, nanoimprinting, injection molding, and the like for transferring and forming a fine pattern produced by a soft lithography technique are appropriately combined.

第一基板4Aとしてガラス基板を使用する場合には、例えば、フォトリソグラフィ、レーザー加工、機械加工、ドライエッチング、ウェットエッチングなどの公知方法を適宜組み合わせる方法が挙げられる。ナノスケールの溝Yaを形成する場合には、短パルスレーザー加工による基板改質とウェットエッチングの組み合わせが好ましい。   When a glass substrate is used as the first substrate 4A, for example, a method of appropriately combining known methods such as photolithography, laser processing, machining, dry etching, and wet etching can be used. In the case of forming the nanoscale groove Ya, a combination of substrate modification by short pulse laser processing and wet etching is preferable.

第一基板4Aと第二基板4Bとを接合する方法としては、例えば、接着剤によって接着する方法、陽極接合法、自己溶着法、表面改質を併用した低温圧着法等の公知方法が挙げられる。   Examples of a method for bonding the first substrate 4A and the second substrate 4B include known methods such as a method of bonding with an adhesive, an anodic bonding method, a self-welding method, and a low-temperature pressure bonding method using surface modification. .

第一基板4Aと第二基板4Bの材質は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。具体的には、両基板ともガラス基板であってもよいし、ガラス基板とシリコン基板との組み合わせであってもよいし、ガラス基板とプラスチック基板との組み合わせであってもよいし、両基板とも樹脂基板であってもよい。   The materials of the first substrate 4A and the second substrate 4B may be the same or different from each other. Specifically, both substrates may be glass substrates, a combination of a glass substrate and a silicon substrate, a combination of a glass substrate and a plastic substrate, or both substrates. It may be a resin substrate.

プラスチック基板の種類は特に限定されず、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PS(ポリスチレン)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、AS(アクリロニトリルスチレン)樹脂、PC(ポリカーボネート)、PLA(ポリ乳酸)等が挙げられる。ガラス基板を構成するガラスの種類も特に限定されず、例えば、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス等が挙げられる。   The kind of plastic substrate is not particularly limited. For example, PET (polyethylene terephthalate), PS (polystyrene), PMMA (polymethyl methacrylate), PDMS (polydimethylsiloxane), AS (acrylonitrile styrene) resin, PC (polycarbonate), PLA (Polylactic acid) and the like. The kind of glass which comprises a glass substrate is not specifically limited, For example, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, etc. are mentioned.

(第二の形成方法)
第二の形成方法は、図11、図12及び図13に示す様に、第一基板4Cの内部に微細貫通孔Tを直接的に形成する方法である。基板の内部に短パルスレーザー光の焦点(集光部)を結び、基板内に微細貫通孔Tを形成する部位を走査することにより、その走査した部位(改質部)のエッチング耐性を弱める様に改質する。その後、ウェットエッチングによって基板内から改質部を除去することにより、基板内部に微細貫通孔Tを形成することができる。
(Second forming method)
The second forming method is a method of directly forming the fine through hole T in the first substrate 4C as shown in FIGS. By connecting the focal point (condensing part) of short pulse laser light inside the substrate and scanning the part where the fine through hole T is formed in the substrate, the etching resistance of the scanned part (modified part) is weakened. To reform. Thereafter, the modified through hole T can be formed in the substrate by removing the modified portion from the substrate by wet etching.

図11、図12及び図13は、本体部4に形成された複数の微細貫通孔Tを含む要部の模式的な断面図である。本体部4は、単一の基板4Cによって構成されている。微細貫通孔Tは、基板4Cの内部に形成されている。   11, 12, and 13 are schematic cross-sectional views of a main part including a plurality of fine through holes T formed in the main body 4. The main body 4 is constituted by a single substrate 4C. The fine through hole T is formed inside the substrate 4C.

図11の場合は、複数の楕円状の断面を有する微細貫通孔Tが、基板厚さ方向Kと直交する方向(基板の平面方向)に一列で配列した場合である。前記楕円の長径は基板厚さ方向Kに沿っているため、前記断面が真円である場合よりも、基板の平面方向における微細貫通孔4の集積密度を高めることができる。集積密度を高めることにより、単位体積当たりの計測サンプル数が増加するため、測定精度が向上し得る。   In the case of FIG. 11, the fine through holes T having a plurality of elliptical cross sections are arranged in a line in a direction (plane direction of the substrate) orthogonal to the substrate thickness direction K. Since the major axis of the ellipse is along the substrate thickness direction K, the integration density of the fine through holes 4 in the plane direction of the substrate can be increased as compared with the case where the cross section is a perfect circle. By increasing the integration density, the number of measurement samples per unit volume increases, so that measurement accuracy can be improved.

図12の場合は、複数の楕円状の断面を有する微細貫通孔Tが、基板厚さ方向Kと直交する方向(基板の平面方向)に二列で配列した場合である。図において上段に配列された微細貫通孔Tと下段に配列された微細貫通孔Tとは、基板の厚み方向Kに見て互いに重ならない様に配列している。このように配列することにより、各微細貫通孔Tを基板厚さ方向Kに観察する際の容易さを損なうことなく、複数の微細貫通孔Tの集積密度を高めることができる。   The case of FIG. 12 is a case where the fine through holes T having a plurality of elliptical cross sections are arranged in two rows in a direction orthogonal to the substrate thickness direction K (plane direction of the substrate). In the drawing, the fine through holes T arranged in the upper stage and the fine through holes T arranged in the lower stage are arranged so as not to overlap each other when viewed in the thickness direction K of the substrate. By arranging in this way, the integration density of the plurality of fine through holes T can be increased without impairing the ease of observing each fine through hole T in the substrate thickness direction K.

図13の場合は、複数の楕円状の断面を有する微細貫通孔Tが、基板厚さ方向Kに一列で配列した場合である。このように配列すると、微細貫通孔Tの長径が基板平面方向に沿っている(微細貫通孔Tの短径が基板厚さ方向Kに沿っている)ため、基板厚み方向Kに沿って光(例えば、励起光、内部を観察するためのバックライト等)を微細貫通孔Tに照射した際、その照射光が屈折され難く、照射光を透過させ易い。したがって、微細貫通孔Tの内部に光を照射し易く、微細貫通孔T内部における発光を基板の厚み方向Kから観察し易い。   In the case of FIG. 13, the fine through holes T having a plurality of elliptical cross sections are arranged in a line in the substrate thickness direction K. When arranged in this way, since the major axis of the fine through hole T is along the substrate plane direction (the minor axis of the minute through hole T is along the substrate thickness direction K), light ( For example, when the fine through-hole T is irradiated with excitation light, a backlight for observing the inside, or the like, the irradiation light is hardly refracted and the irradiation light is easily transmitted. Therefore, it is easy to irradiate light inside the fine through hole T, and light emission inside the fine through hole T can be easily observed from the thickness direction K of the substrate.

(第二の形成方法の具体例)
本具体例においては、フェムト秒レーザーであるチタンサファイアレーザー光を発生する装置を使用するが、他の種類のレーザー光を発生する装置を使用しても構わない。
まず、精密ステージに設置した石英ガラス基板の第一面からレーザー光を基板内部に入射させ、レーザー光の焦点を基板内部の所定位置に結び、レーザー光の伝搬方向(光軸)に対して垂直の方向にレーザー光の焦点を走査する。この際、走査方向に対してレーザー偏波が垂直であると、ナノオーダー(例えば10nm〜500nm程度)の短径を有する微細貫通孔Tを容易に形成することができる。また、レーザー光の照射強度は、加工下限閾値以上且つ加工上限閾値未満に設定されることが好ましい。最適な照射強度は、予め同じ種類の石英ガラス基板を用いて調べておくことが好ましい。
一例として、例えば以下の照射条件が挙げられる。
(Specific example of the second forming method)
In this specific example, an apparatus that generates a titanium sapphire laser beam, which is a femtosecond laser, is used, but an apparatus that generates another type of laser beam may be used.
First, laser light is incident on the first surface of a quartz glass substrate placed on a precision stage, the laser light is focused on a predetermined position inside the substrate, and perpendicular to the propagation direction (optical axis) of the laser light. The focal point of the laser beam is scanned in the direction of. At this time, if the laser polarization is perpendicular to the scanning direction, it is possible to easily form the fine through hole T having a minor diameter of nano order (for example, about 10 nm to 500 nm). Moreover, it is preferable that the irradiation intensity of a laser beam is set to be equal to or higher than the processing lower limit threshold and lower than the processing upper limit threshold. The optimum irradiation intensity is preferably examined in advance using the same type of quartz glass substrate.
As an example, the following irradiation conditions are mentioned, for example.

・波長(中心波長)=800nm、スペクトル幅=10nm(±5nm)、パルス時間幅=〜250fs、対物レンズの開口数(N.A.)=0.5、偏波=直線偏波、光軸と走査方向とのなす角度=約90度
・ピーク強度(1パルス当りのレーザーフルエンス/パルス時間幅)=9TW/cm
・走査速度(μm/sec)=1,000μm/sec、繰り返し周波数(kHz)=200kHz
・1パルス毎の焦点が重なるようにシフトさせながら一定の速度で走査
Wavelength (center wavelength) = 800 nm, spectrum width = 10 nm (± 5 nm), pulse time width = ˜250 fs, numerical aperture (NA) of objective lens = 0.5, polarization = linear polarization, optical axis and scanning direction Angle of about 90 degrees / peak intensity (laser fluence per pulse / pulse time width) = 9 TW / cm 2
・ Scanning speed (μm / sec) = 1,000 μm / sec, repetition frequency (kHz) = 200 kHz
・ Scan at a constant speed while shifting so that the focus of each pulse overlaps.

上記のように石英基板に対してレーザー光を照射することにより、レーザー光の焦点及びその周辺を含む集光部が走査した領域に、エッチング耐性が低下した改質部が形成される。例えば、基板表面に対して略平行に延在し、その延在する方向に対して直交方向の断面の形状が楕円形(略矩形)である改質部を形成することができる。一例として、長径(縦の長さ)(基板厚み方向Kの長さ)が約5μmであり、短径(横の長さ)(基板平面方向の長さ)が約30nmである改質部を形成することができる。このようなレーザー加工によって、互いに平行に並んだ複数の改質部を形成することができる。   By irradiating the quartz substrate with laser light as described above, a modified portion with reduced etching resistance is formed in the region scanned by the light collecting portion including the focal point of the laser light and its periphery. For example, it is possible to form a modified portion that extends substantially parallel to the substrate surface and has an elliptical (substantially rectangular) cross-sectional shape perpendicular to the extending direction. As an example, a modified portion having a long diameter (vertical length) (length in the substrate thickness direction K) of about 5 μm and a short diameter (horizontal length) (length in the substrate plane direction) of about 30 nm. Can be formed. By such laser processing, it is possible to form a plurality of modified portions arranged in parallel to each other.

次に、各改質部の両端が表面に露出した石英基板を、フッ酸又は水酸化カリウム水溶液に浸漬してエッチングを行う。このエッチングにおいて、各改質部の両端から各改質部の内部にエッチング溶液が浸透し、各改質部が石英基板内から除去される。この結果、石英基板を貫通する複数の微細貫通孔Tを形成することができる。一例として、両端部が石英基板の表面に開口し、長手方向に対して直交する方向の断面の形状が楕円形(略矩形)であり、長径(縦の長さ)(基板厚み方向Kの長さ)が約5.5μmであり、短径(横の長さ)(基板平面方向の長さ)が約300nmである微細貫通孔を形成することができる。   Next, the quartz substrate with both ends of each modified portion exposed on the surface is immersed in hydrofluoric acid or an aqueous potassium hydroxide solution for etching. In this etching, the etching solution permeates into each modified portion from both ends of each modified portion, and each modified portion is removed from the quartz substrate. As a result, a plurality of fine through holes T penetrating the quartz substrate can be formed. As an example, both end portions are open on the surface of the quartz substrate, the cross-sectional shape in a direction orthogonal to the longitudinal direction is an ellipse (substantially rectangular), and a long diameter (vertical length) (length in the substrate thickness direction K) ) Is about 5.5 μm, and a fine through hole having a short diameter (horizontal length) (length in the substrate plane direction) of about 300 nm can be formed.

石英基板に改質部を形成した際に、その改質部の両端部が基板表面に露出していない場合には、エッチングの前に、フォトリソグラフ、研削、研磨等の方法により、改質部の両端部が基板表面に露出するように予備加工すればよい。   When the modified portion is formed on the quartz substrate, if both ends of the modified portion are not exposed on the surface of the substrate, the modified portion can be formed by a method such as photolithography, grinding, polishing, etc. before etching. What is necessary is just to pre-process so that the both ends of may be exposed to the substrate surface.

前述したレーザー加工法は、ポリスチレン、アクリル(PMMA)、PDMS等の樹脂材料の加工にも用いることができる。樹脂材料に対するフェムト秒レーザー加工はレーザーの集光照射のみによって微細孔を形成させることが可能であるため、エッチングによる前記改質部の除去作業は一般的に不要となる。   The laser processing method described above can also be used for processing resin materials such as polystyrene, acrylic (PMMA), and PDMS. Since femtosecond laser processing of a resin material can form fine holes only by laser focused irradiation, the removal of the modified portion by etching is generally unnecessary.

《マイクロ流体デバイスの使用》
マイクロ流体デバイスの用途は、前述した送液方法が適用可能であれば特に制限されず、例えば、抗体を利用した生化学検査デバイスとしての使用が挙げられる。
<Use of microfluidic device>
The use of the microfluidic device is not particularly limited as long as the above-described liquid feeding method can be applied, and examples thereof include use as a biochemical test device using an antibody.

以下、図14A〜図14Iを参照して、マイクロ流体デバイス10を生化学検査デバイスとして使用した例における、液体Q1〜液体Q3の流れを例示する。   Hereinafter, with reference to FIGS. 14A to 14I, the flow of the liquid Q1 to the liquid Q3 in an example in which the microfluidic device 10 is used as a biochemical test device is illustrated.

まず、一次抗体Ab1を含む第一の液体Q1が第1空間部S1に導入されると、液体Q1が第1空間部S1を徐々に満たすとともに、毛細管力によって各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから内部へ液体Q1が流入する(図14A)。各微細貫通孔Tに流入した液体Q1に含まれる一次抗体Ab1は、各微細貫通孔Tの内側面Yに吸着する。   First, when the first liquid Q1 containing the primary antibody Ab1 is introduced into the first space part S1, the liquid Q1 gradually fills the first space part S1, and the first through the fine through holes T by capillary force. The liquid Q1 flows into the inside from the opening Ta (FIG. 14A). The primary antibody Ab1 contained in the liquid Q1 flowing into each fine through hole T is adsorbed on the inner side surface Y of each fine through hole T.

全ての微細貫通孔T内に液体Q1が満たされた後、第1空間部S1から液体Q1を排出すると、第1空間部S1に空気が流入する。第1空間部S1に開口する各微細貫通孔Tの第一の開口部Taのうち、空気に接触した順序が速い第一の開口部Taから順に、各微細貫通孔Tの内部に残された液体Q1が第1空間部S1へ流出する(図14B)。この際、各微細貫通孔Tの内側面Yに吸着した一次抗体Ab1は、内側面Yに吸着した状態を維持する。各微細貫通孔Tの内部の液体Q1が全て排出された後においても、一次抗体Ab1は各微細貫通孔Tの内側面Yに吸着した状態を維持している(図14C)。   After the liquid Q1 is filled in all the fine through holes T, when the liquid Q1 is discharged from the first space S1, air flows into the first space S1. Among the first openings Ta of the fine through holes T that open to the first space S1, the first openings Ta that are in the order of contact with air are sequentially left in the fine through holes T in order. The liquid Q1 flows out to the first space S1 (FIG. 14B). At this time, the primary antibody Ab1 adsorbed on the inner side surface Y of each fine through hole T maintains the state adsorbed on the inner side surface Y. Even after all the liquid Q1 inside each fine through-hole T has been discharged, the primary antibody Ab1 remains adsorbed on the inner surface Y of each fine through-hole T (FIG. 14C).

続いて、抗原Agを含む第二の液体Q2が第1空間部S1に導入されると、液体Q2が第1空間部S1を徐々に満たすとともに、毛細管力によって各微細貫通孔Tの第一の開口部Taから内部へ液体Q2が流入する(図14D)。各微細貫通孔Tに流入した液体Q2に含まれる抗原Agは、各微細貫通孔Tの内側面Yに吸着された一次抗体Ab1に対する抗原抗体反応によって結合する。なお、一次抗体Ab1には、抗原Agに対する結合性が予め付与されている。   Subsequently, when the second liquid Q2 containing the antigen Ag is introduced into the first space portion S1, the liquid Q2 gradually fills the first space portion S1, and the first through the fine through-holes T by the capillary force. The liquid Q2 flows into the inside from the opening Ta (FIG. 14D). The antigen Ag contained in the liquid Q2 flowing into each fine through hole T is bound by an antigen-antibody reaction against the primary antibody Ab1 adsorbed on the inner surface Y of each fine through hole T. The primary antibody Ab1 is preliminarily provided with a binding property to the antigen Ag.

全ての微細貫通孔T内に液体Q2が満たされた後、第1空間部S1から液体Q2を排出すると、第1空間部S1に空気が流入する。第1空間部S1に開口する各微細貫通孔Tの第一の開口部Taのうち、空気に接触した順序が速い第一の開口部Taから順に、各微細貫通孔Tの内部に残された液体Q2が第1空間部S1へ流出する(図14E)。この際、各微細貫通孔Tの内側面Yに吸着した一次抗体Ab1は抗原Agを結合した状態を維持する。各微細貫通孔Tの内部の液体Q2が全て排出された後においても、一次抗体Ab1は抗原Agを結合した状態を維持している(図14F)。   After the liquid Q2 is filled in all the fine through holes T, when the liquid Q2 is discharged from the first space S1, air flows into the first space S1. Among the first openings Ta of the fine through holes T that open to the first space S1, the first openings Ta that are in the order of contact with air are sequentially left in the fine through holes T in order. The liquid Q2 flows out to the first space S1 (FIG. 14E). At this time, the primary antibody Ab1 adsorbed on the inner surface Y of each fine through-hole T maintains a state in which the antigen Ag is bound. Even after all the liquid Q2 inside each fine through-hole T has been discharged, the primary antibody Ab1 maintains a state in which the antigen Ag is bound (FIG. 14F).

ここで、抗原Agとは異なる夾雑物質、すなわち一次抗体Ab1に結合しない物質が液体Q2に含まれている場合には、微細貫通孔Tから液体Q2が流出する際に、液体Q2とともに微細貫通孔Tから夾雑物質が除外される。つまり、B/F分離(一次抗体に結合した物質(抗原)と結合しなかった物質(夾雑物質)の分離)が効率的に行われる。   Here, when the liquid Q2 contains a foreign substance different from the antigen Ag, that is, a substance that does not bind to the primary antibody Ab1, when the liquid Q2 flows out of the fine through hole T, the fine through hole is formed together with the liquid Q2. Contaminants are excluded from T. That is, B / F separation (separation of a substance (antigen) bound to the primary antibody and a substance (contaminant) not bound) is efficiently performed.

次に、抗原Agに対する結合性が予め付与された二次抗体Ab2を含む第三の液体Q3が第2空間部S2に導入されると、液体Q3が第2空間部S2を徐々に満たすとともに、毛細管力によって各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbから内部へ液体Q3が流入する(図14G)。各微細貫通孔Tに流入した液体Q3に含まれる二次抗体Ab2は、各微細貫通孔Tの内側面Yにおいて一次抗体Ab1に結合した抗原Agを認識して結合し、一次抗体−抗原−二次抗体からなる三者複合体Comp.を形成する。   Next, when the third liquid Q3 containing the secondary antibody Ab2 to which the binding property to the antigen Ag is previously imparted is introduced into the second space S2, the liquid Q3 gradually fills the second space S2, The liquid Q3 flows into the inside from the second opening Tb of each fine through hole T by the capillary force (FIG. 14G). The secondary antibody Ab2 contained in the liquid Q3 flowing into each fine through-hole T recognizes and binds to the antigen Ag bound to the primary antibody Ab1 on the inner surface Y of each fine through-hole T, and the primary antibody-antigen-2 A ternary complex Comp. Form.

全ての微細貫通孔T内に液体Q3が満たされた後、第2空間部S2から液体Q3を排出すると、第2空間部S2に空気が流入する。第2空間部S2に開口する各微細貫通孔Tの第二の開口部Tbのうち、空気に接触した順序が速い第二の開口部Tbから順に、各微細貫通孔Tの内部に残された液体Q3が第2空間部S2へ流出する(図14H)。この際、各微細貫通孔Tの内側面Yにおいて形成された三者複合体Comp.は、一次抗体Ab1を介して内側面Yに結合された状態を維持する。各微細貫通孔Tの内部の液体Q3が全て排出された後においても、三者複合体Comp.は、一次抗体Ab1を介して内側面Yに結合した状態を維持している(図14I)。   After the liquid Q3 is filled in all the fine through holes T, when the liquid Q3 is discharged from the second space S2, air flows into the second space S2. Among the second openings Tb of the fine through holes T that open to the second space S2, the second openings Tb that are in the order of contact with air are sequentially left in the fine through holes T in order. The liquid Q3 flows out to the second space S2 (FIG. 14H). At this time, the ternary complex Comp. Maintains a state of being bound to the inner surface Y via the primary antibody Ab1. Even after all the liquid Q3 inside each fine through hole T is discharged, the three-component complex Comp. Maintains the state of binding to the inner surface Y via the primary antibody Ab1 (FIG. 14I).

二次抗体Ab2には、予め発光性標識物質が結合(コンジュゲート)されているため、例えば、微細貫通孔Tに励起光を照射すると、微細貫通孔Tの内側面Yに形成された三者複合体Comp.に含まれる発光性標識物質が蛍光を発する。この蛍光の発光量は三者複合体Comp.の存在量に依存する。したがって、蛍光の発光量を測定することにより、液体Q2に含まれていた抗原Agの含有量を定量することができる。ただし、微細貫通孔Tの内側面Yに吸着した一次抗体Ab1の量及び微細貫通孔Tに流入させた二次抗体Ab2の量がそれぞれ、抗原Agの量よりも充分に多いという前提がある。   Since the luminescent labeling substance is bound (conjugate) in advance to the secondary antibody Ab2, for example, when the fine through-hole T is irradiated with excitation light, the three antibodies formed on the inner surface Y of the fine through-hole T Complex Comp. The luminescent labeling substance contained in fluoresces. The emission amount of this fluorescence is determined by the tripartite complex Comp. Depends on the abundance of Therefore, the content of the antigen Ag contained in the liquid Q2 can be quantified by measuring the fluorescence emission amount. However, there is a premise that the amount of the primary antibody Ab1 adsorbed on the inner surface Y of the fine through hole T and the amount of the secondary antibody Ab2 introduced into the fine through hole T are sufficiently larger than the amount of the antigen Ag.

励起光照射による蛍光測定を実施する前に、微細貫通孔Tの内側面Y又は一次抗体Ab1に対して非特異的に吸着した二次抗体Ab2を洗浄する目的で、洗浄液を微細貫通孔T内に流入した後、流出させてもよい。   Before performing the fluorescence measurement by the excitation light irradiation, the cleaning liquid is placed in the fine through-hole T for the purpose of washing the inner surface Y of the fine through-hole T or the secondary antibody Ab2 adsorbed non-specifically to the primary antibody Ab1. After flowing in, it may be discharged.

通常、微細貫通孔T内の洗浄は、次の何れか1つ以上の段階で行われることが好ましい。
・一次抗体Ab1を含む液体Q1が微細貫通孔Tに流入及び流出した後
・抗原Agを含む液体Q2が微細貫通孔Tに流入及び流出した後
・二次抗体Ab2を含む液体Q3が微細貫通孔Tに流入及び流出した後
In general, it is preferable that the inside of the fine through hole T is cleaned at any one or more of the following stages.
After the liquid Q1 containing the primary antibody Ab1 flows into and out of the fine through-hole T After the liquid Q2 containing the antigen Ag flows into and out of the fine through-hole T The liquid Q3 containing the secondary antibody Ab2 is fine through-hole After flowing into and out of T

二次抗体Ab2が結合する発光性標識物質としては、外部からの光照射を受けて励起された発光性標識物質自身が蛍光を発する蛍光物質であってもよいし、他の基質を化学発光する発光物質に変換する触媒物質であってもよい。   As the luminescent labeling substance to which the secondary antibody Ab2 binds, the luminescent labeling substance excited by receiving external light irradiation may be a fluorescent substance that emits fluorescence, or chemiluminescent to other substrates. It may be a catalytic substance that converts to a luminescent substance.

前記蛍光物質としては、例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)、量子ドット等が挙げられる。前記触媒物質としては、例えば、ELISAで使用される公知の酵素が適用可能であり、具体例として、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼ、イクオリン等の酵素が挙げられる。この酵素の基質としては、例えば、3−(p−ハイドロオキシフェノール)プロピオン酸及びその類似体、ルシフェリン及びルシフェリン類似体、セレンテラジン及びセレンテラジン類似体等が挙げられる。   Examples of the fluorescent substance include green fluorescent protein (GFP) and quantum dots. As the catalytic substance, for example, known enzymes used in ELISA can be applied, and specific examples include enzymes such as peroxidase, luciferase, and aequorin. Examples of substrates for this enzyme include 3- (p-hydroxyphenol) propionic acid and its analogs, luciferin and luciferin analogs, coelenterazine and coelenterazine analogs, and the like.

1種類の発光性標識物質が単独で使用されてもよいし、2種類以上の発光性物質が併用されてもよい。2種類以上の蛍光物質が併用されてもよいし、2種類以上の酵素及び基質が併用されてもよいし、1種類以上の蛍光物質と、1種類以上の酵素及び基質とが併用されてもよい。二次抗体Ab2に種々の発光性標識物質を結合させる方法は特に限定されず、公知方法が適用可能である。   One kind of luminescent labeling substance may be used alone, or two or more kinds of luminescent substances may be used in combination. Two or more kinds of fluorescent substances may be used in combination, two or more kinds of enzymes and substrates may be used in combination, or one or more kinds of fluorescent substances may be used in combination with one or more kinds of enzymes and substrates. Good. The method for binding various luminescent labeling substances to the secondary antibody Ab2 is not particularly limited, and known methods can be applied.

微細貫通孔T内に存在する物質をトレースするための標識物質は、上記の様に発光性標識物質であってもよいし、非発光性標識物質であってもよい。非発光性標識物質としては、例えば、公知のラジオイムノアッセイ法で使用される様な放射性標識物質が挙げられる。   The labeling substance for tracing the substance present in the fine through-hole T may be a luminescent labeling substance as described above or a non-luminescent labeling substance. Examples of non-luminescent labeling substances include radioactive labeling substances as used in known radioimmunoassay methods.

抗原Agの種類は特に制限されず、生化学検査の目的に応じて適宜選定される。抗原Agの具体例としては例えば、風邪、肝炎、後天的免疫不全等を惹起するウイルス、細菌等の病原体に由来するタンパク質、ペプチド、核酸、脂質、糖鎖等が挙げられる。   The type of antigen Ag is not particularly limited and is appropriately selected according to the purpose of biochemical examination. Specific examples of the antigen Ag include proteins, peptides, nucleic acids, lipids, sugar chains and the like derived from pathogens such as viruses, bacteria, and the like that cause colds, hepatitis, acquired immune deficiency, and the like.

微細貫通孔T内において抗原Agを捕捉する物質としては、微細貫通孔T内に配置された状態で抗原Agを捕捉できる物質であれば特に限定されず、抗体(一次抗体Ab1及び二次抗体Ab2)に代わる他の物質を使用してもよい。このような物質としては、例えば、ペプチド(ペプチドアプタマー)、DNAアプタマー、RNAアプタマー、糖鎖等が挙げられる。これらの物質の中でも、抗原Agに対する特異性が高い(抗原Agを特異的に認識可能な)物質が好ましい。   The substance that captures the antigen Ag in the fine through-hole T is not particularly limited as long as it is a substance that can capture the antigen Ag in the state of being disposed in the fine through-hole T. The antibody (primary antibody Ab1 and secondary antibody Ab2 Other substances may be used instead of Examples of such substances include peptides (peptide aptamers), DNA aptamers, RNA aptamers, sugar chains, and the like. Among these substances, a substance having high specificity for antigen Ag (which can specifically recognize antigen Ag) is preferable.

以上で説明した実施形態は、検査対象である液体Q2中に抗原Agが含有されるか否かを定性的に分析すること、又は液体Q2中に含まれる抗原Agの含有量を定量的に分析することを目的として、一般にサンドイッチイムノアッセイと呼ばれる形式を採用している。このため、抗原Agに対して特異的又は非特異的に結合する一次抗体Ab1及び二次抗体Ab2を予め準備しておく必要がある。このような抗体は公知方法により取得される。   The embodiment described above qualitatively analyzes whether or not the antigen Ag is contained in the liquid Q2 to be examined, or quantitatively analyzes the content of the antigen Ag contained in the liquid Q2. For this purpose, a format generally called a sandwich immunoassay is adopted. For this reason, it is necessary to prepare in advance the primary antibody Ab1 and the secondary antibody Ab2 that specifically or non-specifically bind to the antigen Ag. Such antibodies are obtained by known methods.

本発明にかかるマイクロ流体デバイスを使用した生化学検査においては、上記のサンドイッチイムノアッセイ形式に代えて、間接抗体イムノアッセイ形式、ブリッジングイムノアッセイ形式、競合形式等の他の公知のイムノアッセイ形式を採用してもよい。また、抗体及び抗原の少なくとも何れか一方を利用しない、他の分子間相互作用を利用した生化学検査を実施してもよい。これらのイムノアッセイ形式及びその他の分子間相互作用を利用した生化学検査の基本的な方法は何れも公知であるため、ここでは簡単な説明に留める。   In the biochemical test using the microfluidic device according to the present invention, other known immunoassay formats such as indirect antibody immunoassay format, bridging immunoassay format, competitive format, etc. may be adopted instead of the above sandwich immunoassay format. Good. Moreover, you may implement the biochemical test | inspection using the interaction between other molecules which does not utilize at least any one of an antibody and an antigen. Since these basic methods of biochemical testing using these immunoassay formats and other intermolecular interactions are known, only a brief description will be given here.

間接抗体イムノアッセイ形式を採用する場合は、抗原Agが微細貫通孔Tの内側面Yに吸着した後、一次抗体Ab1、二次抗体Ab2が順に微細貫通孔T内に導入される。この形式によれば、検査対象である試料液体中に一次抗体Ab1が含有されている可能性が有る場合に、その一次抗体Ab1の含有の有無又は含有量を分析することができる。   When the indirect antibody immunoassay format is employed, the primary antibody Ab1 and the secondary antibody Ab2 are sequentially introduced into the fine through-hole T after the antigen Ag is adsorbed on the inner surface Y of the fine through-hole T. According to this format, when there is a possibility that the primary antibody Ab1 is contained in the sample liquid to be examined, it is possible to analyze whether or not the primary antibody Ab1 is contained or contained.

ブリッジングイムノアッセイ形式を採用する場合は、抗原Agが微細貫通孔Tの内側面Yに吸着した後、一次抗体Ab1、標識物質を有する抗原Agが順に微細貫通孔T内に導入される。この形式によれば、検査対象である液体中の一次抗体Ab1の有無又は含有量を分析することができる。   When the bridging immunoassay format is adopted, after the antigen Ag is adsorbed on the inner surface Y of the fine through-hole T, the primary antibody Ab1 and the antigen Ag having a labeling substance are sequentially introduced into the fine through-hole T. According to this format, the presence or content of the primary antibody Ab1 in the liquid to be examined can be analyzed.

微細貫通孔T内に抗体、抗原、及びその他のタンパク質、ペプチド、核酸、脂質、糖鎖等のアンカー物質を固定する方法は公知方法が適用可能である。例えば、任意の抗原Agが含まれた溶液を清浄な内側面Yを有する微細貫通孔Tに流入させると、抗原Agを内側面Yに吸着させることができる。その後、必要に応じて、非特異的な吸着を防ぐためのブロッキング処理を内側面Yに施すことが好ましい。また、抗原Agを吸着させたくない箇所が流路内にある場合には、当該箇所の撥水性を高めるコーティング等の表面処理を予め施しておくことにより、不要な吸着を防ぐことができる。   Known methods can be applied to the method of immobilizing anchor substances such as antibodies, antigens, and other proteins, peptides, nucleic acids, lipids, sugar chains, etc. in the fine through-holes T. For example, when a solution containing an arbitrary antigen Ag is caused to flow into the fine through hole T having a clean inner surface Y, the antigen Ag can be adsorbed to the inner surface Y. Then, it is preferable to perform the blocking process for preventing nonspecific adsorption | suction to the inner surface Y as needed. In addition, when there is a portion in the flow path where the antigen Ag is not desired to be adsorbed, unnecessary adsorption can be prevented by performing a surface treatment such as a coating for improving the water repellency of the portion in advance.

抗体、抗原及び前記アンカー物質の使用においては、それぞれ1種類が単独で使用されてもよいし、それぞれ2種類以上が併用されてもよい。   In the use of the antibody, the antigen and the anchor substance, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。   The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited by each embodiment, and is limited only by the scope of the claims.

本発明にかかるマイクロ流体デバイスは、医療検査、食品検査の分野等に広く利用することができる。   The microfluidic device according to the present invention can be widely used in the fields of medical inspection, food inspection, and the like.

10,20,30,40…マイクロ流体デバイス、S1…第1空間部、S2…第2空間部、S3…第3空間部、S4…第4空間部、S5…第5空間部、w1…第1内壁面、w2…第2内壁面、w3…第3内壁面、w4…第4内壁面、w5…第5内壁面、Ta…第一の開口部、Tb…第二の開口部、T…微細貫通孔、Y…内側面、4…本体部、5…副本体部、M…液体からなる膜、G1…第1微小空間群、G2…第2微小空間群、G3…第3微小空間群、G4…第4微小空間群、Q…液体、Q1…第一の液体、Q2…第二の液体、Q3…第三の液体、Ab1…一次抗体、Ab2…二次抗体、Ag…抗原、Comp.…三者複合体 10, 20, 30, 40 ... microfluidic device, S1 ... first space, S2 ... second space, S3 ... third space, S4 ... fourth space, S5 ... fifth space, w1 ... first 1 inner wall surface, w2 ... second inner wall surface, w3 ... third inner wall surface, w4 ... fourth inner wall surface, w5 ... fifth inner wall surface, Ta ... first opening, Tb ... second opening, T ... Fine through-hole, Y ... inside surface, 4 ... main body part, 5 ... sub-main body part, M ... film made of liquid, G1 ... first minute space group, G2 ... second minute space group, G3 ... third minute space group G4 ... fourth micro space group, Q ... liquid, Q1 ... first liquid, Q2 ... second liquid, Q3 ... third liquid, Ab1 ... primary antibody, Ab2 ... secondary antibody, Ag ... antigen, Comp . ... Tripartite complex

Claims (4)

マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、
第1空間部を構成する第1内壁面と、第2空間部を構成する第2内壁面と、
前記第1内壁面に開口する第一の開口部及び前記第2内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する内側面と、を含む本体部を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、
前記第1空間部に液体を導入し、前記第一の開口部から、前記1本以上の微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、
前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第1内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記1本以上の微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記1本以上の微細貫通孔の前記第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。
A method for delivering a liquid in a microfluidic device, comprising:
A first inner wall surface constituting the first space portion, a second inner wall surface constituting the second space portion,
One having a first opening opening in the first inner wall surface and a second opening opening in the second inner wall surface, and spatially connecting the first space portion and the second space portion. Using a microfluidic device comprising a main body portion including the inner side surface constituting the fine through hole,
After introducing a liquid into the first space, and flowing a part of the liquid into the one or more fine through holes from the first opening,
A film made of the liquid is formed on the first inner wall surface by discharging the liquid from the first space, and then the film and the one or more fine through-holes accompanying the drying process of the film The partial liquid is caused to flow out from the first opening of the one or more fine through-holes to the first space by a tension with the partial liquid temporarily remaining in the first through-hole. A characteristic liquid delivery method.
マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、
第1空間部を構成する第1内壁面及び第2空間部を構成する第2内壁面を含む本体部と、
前記第1空間部に面して開口する第一の開口部及び前記第2空間部に面して開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する内側面を含む副本体部と、を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、
前記第1空間部に液体を導入し、前記第一の開口部から、前記1本以上の微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、
前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第1内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記1本以上の微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記1本以上の微細貫通孔の前記第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。
A method for delivering a liquid in a microfluidic device, comprising:
A main body portion including a first inner wall surface constituting the first space portion and a second inner wall surface constituting the second space portion;
A first opening that opens to face the first space and a second opening that opens to face the second space, the first space and the second space being a space; A microfluidic device comprising: a sub-body portion including an inner surface that constitutes one or more fine through-holes to be connected to each other;
After introducing a liquid into the first space, and flowing a part of the liquid into the one or more fine through holes from the first opening,
A film made of the liquid is formed on the first inner wall surface by discharging the liquid from the first space, and then the film and the one or more fine through-holes accompanying the drying process of the film The partial liquid is caused to flow out from the first opening of the one or more fine through-holes to the first space by a tension with the partial liquid temporarily remaining in the first through-hole. A characteristic liquid delivery method.
マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、
第1空間部を構成する第1内壁面及び第2空間部を構成する第2内壁面を含む本体部と、
前記第1空間部を構成する第1副内壁面及び前記第2空間部を構成する第2副内壁面を含み、更に、前記第1副内壁面に開口する第一の開口部及び前記第2副内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する内側面を含む副本体部と、を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、
前記第1内壁面及び第1副内壁面によって構成される第1空間部に液体を導入し、前記第一の開口部から、前記1本以上の微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、
前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第1内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記1本以上の微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記1本以上の微細貫通孔の前記第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。
A method for delivering a liquid in a microfluidic device, comprising:
A main body portion including a first inner wall surface constituting the first space portion and a second inner wall surface constituting the second space portion;
A first sub-inner wall surface constituting the first space portion; a second sub-inner wall surface constituting the second space portion; and a first opening and a second opening opening in the first sub-inner wall surface. A sub-main body portion including a second opening portion that opens in the sub-inner wall surface and including an inner surface that forms one or more fine through holes that spatially connect the first space portion and the second space portion; Using a microfluidic device comprising
A liquid is introduced into a first space formed by the first inner wall surface and the first sub inner wall surface, and a part of the liquid flows into the one or more fine through holes from the first opening. After letting
A film made of the liquid is formed on the first inner wall surface by discharging the liquid from the first space, and then the film and the one or more fine through-holes accompanying the drying process of the film The partial liquid is caused to flow out from the first opening of the one or more fine through-holes to the first space by a tension with the partial liquid temporarily remaining in the first through-hole. A characteristic liquid delivery method.
マイクロ流体デバイスにおいて液体を送液する方法であって、
第1空間部を構成する第1内壁面と、第2空間部を構成する第2内壁面と、・・・第n空間部(nは3以上の整数を表す。)を構成する第n内壁面、を含むn個の内壁面と、
前記第1内壁面に開口する第一の開口部及び前記第2内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第2空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する第1内側面と、・・・
前記第1内壁面に開口する第一の開口部及び前記第n内壁面に開口する第二の開口部を有し、前記第1空間部と前記第n空間部を空間的に連結する1本以上の微細貫通孔を構成する第(n−1)内側面、を含む(n−1)個の内側面と、
を含む本体部を備えるマイクロ流体デバイスを使用して、
前記第1空間部に液体を導入し、前記(n−1)個の内側面によって構成される各微細貫通孔の各々が有する第一の開口部から、各微細貫通孔内に前記液体の一部を流入させた後、
前記第1空間部から前記液体を排出することによって前記第n個の内壁面に前記液体からなる膜を形成し、続いて、前記膜の乾燥過程に伴う、前記膜と前記各微細貫通孔内に一時的に残留した前記一部の液体との張力によって、前記一部の液体を、前記各微細貫通孔の第一の開口部から前記第1空間部へ流出させることを特徴とする送液方法。
A method for delivering a liquid in a microfluidic device, comprising:
A first inner wall surface constituting the first space portion, a second inner wall surface constituting the second space portion,... Nth space constituting the nth space portion (n represents an integer of 3 or more). N inner wall surfaces including a wall surface;
One having a first opening opening in the first inner wall surface and a second opening opening in the second inner wall surface, and spatially connecting the first space portion and the second space portion. A first inner surface constituting the fine through hole, and
One that has a first opening that opens in the first inner wall surface and a second opening that opens in the nth inner wall surface, and spatially connects the first space portion and the nth space portion. (N-1) inner side surfaces including the (n-1) th inner side surface constituting the fine through hole, and
Using a microfluidic device comprising a body comprising
A liquid is introduced into the first space portion, and one liquid is introduced into each fine through-hole from a first opening included in each fine through-hole constituted by the (n-1) inner surfaces. After flowing the part
By discharging the liquid from the first space portion, a film made of the liquid is formed on the nth inner wall surfaces, and subsequently, in the film and each fine through-hole in the drying process of the film The partial liquid is caused to flow out from the first opening of each fine through-hole to the first space due to the tension with the partial liquid temporarily remaining in the liquid. Method.
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