JP2017223532A - Microchannel chip and analyte concentration measurement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microchannel chip capable of separating a specific component from a minute amount of analyte and letting a required amount of the specific component fill a measurement section in a short period of time without using externally added kinematic effect such as centrifugal force, and to provide an analyte concentration measurement device capable of efficiently measuring concentration of the specific component in the analyte.SOLUTION: A microchannel chip comprises a tabular body having therein: a first flow channel 20 for letting a liquid analyte flow; second flow channels 25 branching off from the first flow channel 20, each second flow channel having a width that allows a specific component to be separated from the analyte flowing through the first flow channel 20 and being in communication with the first flow channel 20; and a measurement section 30 connected to the second flow channels 25 and configured to be filled with the specific component separated from the analyte. At least a portion of a space defining the measurement section 30 is wedge-shaped such that a void thereof gradually decreases toward one direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、マイクロ流路チップおよび当該マイクロ流路チップを用いた検体濃度測定装置に関する。更に詳しくは、血液などの検体から血漿成分などの特定の成分を分離することが可能なマイクロ流路チップおよび分離された特定の成分の濃度を測定する検体濃度測定装置に関する。   The present invention relates to a microchannel chip and a sample concentration measuring apparatus using the microchannel chip. More specifically, the present invention relates to a microchannel chip capable of separating a specific component such as a plasma component from a sample such as blood and a sample concentration measuring apparatus for measuring the concentration of the separated specific component.

医療分野においては、検体(例えば血液)から微小サイズの成分(例えば血漿成分)を抽出し、得られた抽出成分または当該抽出成分に含まれる検査対象物の濃度を測定することが行われている。
従来、血液から血漿成分を抽出する方法としては、毛細管内に封入した血液を、遠心分離処理することにより、血液中の血漿成分と血球成分とを分離する方法が知られている(例えば特許文献1参照。)。
In the medical field, a minute-sized component (for example, plasma component) is extracted from a sample (for example, blood), and the concentration of the obtained extracted component or a test object contained in the extracted component is measured. .
Conventionally, as a method for extracting a plasma component from blood, a method of separating blood plasma component and blood cell component in blood by centrifuging the blood sealed in a capillary tube is known (for example, Patent Documents). 1).

特開平6−43158号公報JP-A-6-43158

しかしながら、血液から血漿を抽出するために遠心分離を利用する場合には、比較的多量の血液が必要とされ、また、遠心分離機を使用するため、大型の装置を構成することが必要となる、という問題がある。このため、遠心分離を利用せずに、微量の血液から血漿成分を分離することができる手段が望まれている。   However, when centrifugal separation is used to extract plasma from blood, a relatively large amount of blood is required, and since a centrifugal separator is used, it is necessary to configure a large apparatus. There is a problem. Therefore, a means that can separate plasma components from a very small amount of blood without using centrifugation is desired.

そこで、本発明の目的は、外部から遠心力などの運動学的作用を加えることなしに、微量の検体から特定の成分を分離することができると共に、必要量の特定成分が測定部に充填された状態を短時間で得ることのできるマイクロ流路チップを提供することにある。
本発明の他の目的は、上記のマイクロ流路チップを用いて検体における特定の成分の濃度を効率よく測定することのできる検体濃度測定装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to separate a specific component from a very small amount of sample without applying a kinematic action such as centrifugal force from the outside, and a measurement unit is filled with a necessary amount of the specific component. An object of the present invention is to provide a microchannel chip capable of obtaining the above state in a short time.
Another object of the present invention is to provide a sample concentration measuring apparatus capable of efficiently measuring the concentration of a specific component in a sample using the microchannel chip.

本発明のマイクロ流路チップは、液状の検体を流通させる第一流路と、この第一流路から分岐して形成された、前記第一流路を流通する検体から特定の成分を分離することが可能な幅を有する当該第一流路に連通する第二流路と、当該第二流路に接続された、前記検体から分離された特定の成分が充填される測定部とを内部に有する板状体よりなり、
前記測定部を形成する空間の少なくとも一部が、一方向に向かうに従って徐々に隙間が小さくなるくさび状空間により形成されていることを特徴とする。
The microchannel chip of the present invention is capable of separating a specific component from a first channel that circulates a liquid sample and a sample that is branched from the first channel and circulates through the first channel. A plate-like body having a second flow channel communicating with the first flow channel having a certain width and a measurement unit connected to the second flow channel and filled with a specific component separated from the specimen More
At least a part of the space forming the measurement part is formed by a wedge-shaped space in which the gap gradually decreases toward one direction.

本発明のマイクロ流路チップにおいては、前記一方向をx方向とするxyz直交座標を想定したとき、
前記くさび状空間は、y方向からの平面視にて表わされるz方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有する構成とすることができる。
このような構成のものにおいては、前記測定部は、前記くさび状空間に連続する、yz断面の断面形状が矩形状とされた定容積空間を有しており、
当該定容積空間のyz断面において表わされる連続する2つの定容積空間形成面がなす角をγ、前記くさび状空間のy方向からの平面視にて表わされる前記一対のくさび状空間形成面がなす角をαとしたとき、前記くさび状空間は、α<γの関係を満足する空間形状を有することが好ましい。
In the microchannel chip of the present invention, when xyz orthogonal coordinates with the one direction as the x direction are assumed,
The wedge-shaped space may have a configuration in which a pair of wedge-shaped space forming surfaces opposed to each other in the z direction represented by a plan view from the y direction has a wedge shape.
In such a configuration, the measurement unit has a constant volume space in which the cross-sectional shape of the yz section is a rectangular shape that is continuous with the wedge-shaped space.
An angle formed by two continuous constant volume space forming surfaces represented in the yz section of the constant volume space is γ, and the pair of wedge space forming surfaces represented by a plan view from the y direction of the wedge space is formed. When the angle is α, the wedge-shaped space preferably has a space shape that satisfies the relationship α <γ.

また、本発明のマイクロ流路チップにおいては、前記くさび状空間は、z方向からの平面視にて表わされるy方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有する構成とすることができる。
このような構成のものにおいては、前記くさび状空間のz方向からの平面視にて表わされる前記一対のくさび状空間形成面がなす角をβとしたとき、前記くさび状空間は、β<γの関係を満足する空間形状を有することが好ましい。
Moreover, in the microchannel chip of the present invention, the wedge-shaped space has a configuration in which a pair of wedge-shaped space forming surfaces facing each other in the y direction represented by a plan view from the z direction has a wedge-shaped portion. It can be.
In such a configuration, when the angle formed by the pair of wedge-shaped space forming surfaces represented in a plan view from the z direction of the wedge-shaped space is β, the wedge-shaped space is expressed as β <γ. It is preferable to have a space shape that satisfies this relationship.

さらにまた、本発明のマイクロ流路チップにおいては、前記くさび状空間は、y方向の寸法またはz方向の寸法が一定の大きさとされた測定用領域を有することが好ましい。   Furthermore, in the microchannel chip of the present invention, it is preferable that the wedge-shaped space has a measurement region in which the dimension in the y direction or the dimension in the z direction is a constant size.

本発明の検体濃度測定装置は、上記のくさび状空間がy方向またはz方向の幅が一定の大きさとされた測定用領域を有するマイクロ流路チップと、
このマイクロ流路チップにおける前記測定用領域に光を照射する光源と、
前記マイクロ流路チップにおける測定領域を含む領域の画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって取得された画像データに基づいて前記特定の成分の濃度を算出する機能を有する制御機構と
を備えてなることを特徴とする。
The analyte concentration measuring apparatus of the present invention includes a microchannel chip having a measurement region in which the wedge-shaped space has a constant width in the y direction or the z direction,
A light source for irradiating the measurement area in the microchannel chip with light;
Imaging means for capturing an image of a region including a measurement region in the microchannel chip;
And a control mechanism having a function of calculating the density of the specific component based on the image data acquired by the imaging means.

本発明のマイクロ流路チップによれば、第二流路は、第一流路を流通する検体から特定の成分を分離することが可能な幅を有するため、外部から遠心力などの運動学的作用を加えることなしに、検体から特定の成分を分離することができる。しかも、第二流路によって分離されて測定部に流入される特定の成分を、くさび状空間による毛細管力によって当該くさび状空間の狭小方向に集中させることができるので、必要量の特定の成分が測定部に充填された状態を短時間で得ることができる。   According to the microchannel chip of the present invention, the second channel has a width capable of separating a specific component from the sample flowing through the first channel, so that a kinematic action such as centrifugal force is externally applied. Specific components can be separated from the specimen without adding. In addition, the specific component that is separated by the second flow path and flows into the measurement unit can be concentrated in the narrow direction of the wedge-shaped space by the capillary force due to the wedge-shaped space, so that the necessary amount of the specific component is The state filled in the measurement unit can be obtained in a short time.

上記のマイクロ流路チップを用いた本発明の検体濃度測定装置によれば、マイクロ流路チップにおいて検体から分離される必要量の特定の成分を効率よく測定領域に貯留(充填)させることができるので、高い検査効率を得ることができる。また、光源からの光が照射されるマイクロ流路チップの測定領域は、厚みが一定の大きさとされているため、光路長を一定にすることができて特定の成分の濃度を高い信頼性で測定することができる。   According to the sample concentration measuring apparatus of the present invention using the above microchannel chip, a necessary amount of a specific component separated from the sample can be efficiently stored (filled) in the measurement region in the microchannel chip. Therefore, high inspection efficiency can be obtained. In addition, since the measurement area of the microchannel chip irradiated with light from the light source has a constant thickness, the optical path length can be constant and the concentration of a specific component can be reliably achieved. Can be measured.

本発明のマイクロ流路チップの一例における構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in an example of the microchannel chip | tip of this invention. 図1における二点鎖線で囲まれた領域を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is explanatory drawing which shows the area | region enclosed with the dashed-two dotted line in FIG. 1, (a) is a top view, (b) is a side view. 図2(a)におけるA−A断面端面図である。It is an AA cross section end view in Drawing 2 (a). 図2(a)におけるB−B断面端面図である。It is a BB cross section end view in Drawing 2 (a). 測定部の空間形状を概略的に示す説明図であって、(a)斜視図、(b)z方向から見た平面図、(c)定容積空間のyz平面による断面図、(d)y方向から見た側面図である。It is explanatory drawing which shows the spatial shape of a measurement part roughly, Comprising: (a) Perspective view, (b) The top view seen from z direction, (c) Sectional drawing by yz plane of constant volume space, (d) y It is the side view seen from the direction. 検体から分離された特定の成分が測定部に充填されてゆく状態を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the state by which the specific component isolate | separated from the test substance is filled into a measurement part. 本発明のマイクロ流路チップの他の例における要部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the principal part in the other example of the microchannel chip | tip of this invention. 本発明のマイクロ流路チップのさらに他の例における構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in the further another example of the microchannel chip | tip of this invention. 本発明の検体濃度測定装置の一例における構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the structure in an example of the sample density | concentration measuring apparatus of this invention. 本発明の検体濃度測定装置の他の例における構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the structure in the other example of the specimen concentration measuring apparatus of this invention. 実施例1および比較例1において作製した各々のマイクロ流路チップについての、試験用流体の測定部に対する貯留長の経時的変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the storage length with respect to the measurement part of the test fluid about each microchannel chip produced in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

以下、本発明のマイクロ流路チップの実施の形態について説明する。
図1は、本発明のマイクロ流路チップの一例における構成を示す平面図である。図2は、図1における二点鎖線で囲まれた領域を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。図3は、図2(a)におけるA−A断面端面図、図4は、図2(a)におけるB−B断面端面図である。
このマイクロ流路チップ10は、液状の検体を流通させるための第一流路20と、第一流路20を流通される検体から特定の成分を分離抽出するための複数の第二流路25と、検体から分離された特定の成分が充填される測定部30とを内部に有する板状体よりなるチップ基体11を有する。
Hereinafter, embodiments of the microchannel chip of the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of an example of the microchannel chip of the present invention. 2A and 2B are explanatory views showing a region surrounded by a two-dot chain line in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a side view. 3 is an end view taken along the line AA in FIG. 2A, and FIG. 4 is an end view taken along the line BB in FIG.
The microchannel chip 10 includes a first channel 20 for circulating a liquid sample, a plurality of second channels 25 for separating and extracting specific components from the sample flowing through the first channel 20, It has a chip substrate 11 made of a plate-like body having a measuring unit 30 filled with a specific component separated from a specimen.

図示の例では、チップ基体11は、第一基板12と第二基板15とが接合されて構成されており、第一流路20、第2流路25および測定部30は、チップ基体11の厚み方向に垂直な平面に沿って二次元的に形成されている。
測定部30は、チップ基体11の厚み方向に垂直な面方向の一方向に伸びる状態で形成されており、第三流路27を介して第二排出部28に接続されている。
第一流路20は、測定部30を挟んだ両側の位置において測定部30に沿って伸びる直線状流路部分20a,20bを有している。第一流路20における検体流通方向の上流側端は、検体導入部21から導入された検体を貯留する検体貯留部22に接続されている。第一流路20における検体流通方向の下流側端は、第一排出部23に接続されている。
複数の第二流路25の各々は、第一流路20から分岐して当該第一流路20に対して垂直方向に伸びるよう形成されている。第二流路25における検体流通方向の上流側端は、第一流路20における直線状流路部分20a,20bに連通し、検体流通方向の下流側端が測定部30を構成する空間に連通している。図示の例では、複数の第二流路25の各々は、測定部30の当該測定部30が伸びる方向の全域にわたって等間隔で離間して配列された状態で形成されている。
第一基板12および第二基板15の各々の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば0.1mm以上5.0mm以下である。
In the illustrated example, the chip base 11 is configured by bonding a first substrate 12 and a second substrate 15, and the first flow path 20, the second flow path 25, and the measurement unit 30 are the thickness of the chip base 11. It is formed two-dimensionally along a plane perpendicular to the direction.
The measurement unit 30 is formed so as to extend in one direction in the plane direction perpendicular to the thickness direction of the chip base 11, and is connected to the second discharge unit 28 via the third flow path 27.
The first flow path 20 includes linear flow path portions 20 a and 20 b that extend along the measurement unit 30 at positions on both sides of the measurement unit 30. The upstream end in the sample flow direction in the first flow path 20 is connected to a sample storage unit 22 that stores the sample introduced from the sample introduction unit 21. The downstream end of the first flow path 20 in the specimen flow direction is connected to the first discharge part 23.
Each of the plurality of second flow paths 25 is formed to branch from the first flow path 20 and extend in a direction perpendicular to the first flow path 20. The upstream end in the sample flow direction in the second flow path 25 communicates with the linear flow path portions 20 a and 20 b in the first flow path 20, and the downstream end in the sample flow direction communicates with the space constituting the measurement unit 30. ing. In the illustrated example, each of the plurality of second flow paths 25 is formed in a state of being spaced apart at equal intervals over the entire region of the measurement unit 30 in the direction in which the measurement unit 30 extends.
Although the thickness of each of the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 15 is not specifically limited, For example, they are 0.1 mm or more and 5.0 mm or less.

図示の例では、第一流路20は、第一基板12に形成された第一流路用溝13aの内壁面と、第二基板15とによって区画されることにより形成されている。また、第二流路25は、第二基板15に形成された第二流路用溝16の内壁面と、第一基板12とによって区画されることにより形成されている。また、測定部30は、第一基板12に形成された測定部用凹所13bの内壁面と、第二基板15とによって区画されることにより形成されている。なお、第一流路用溝13a、第二流路用溝16および測定部用凹所13bの全てが、第一基板12および第二基板15のいずれか一方に形成されていてもよい。
第一流路20、第二流路25および測定部30の各々の内壁面には、親水化処理が施されていることが好ましい。具体的には、第一流路20、第二流路25および測定部30の各々の内壁面における水の接触角が90°未満であることが好ましく、より好ましくは50°以下である。
In the illustrated example, the first flow path 20 is formed by being partitioned by an inner wall surface of the first flow path groove 13 a formed in the first substrate 12 and the second substrate 15. The second flow path 25 is formed by being partitioned by the first substrate 12 and the inner wall surface of the second flow path groove 16 formed in the second substrate 15. The measurement unit 30 is formed by being partitioned by the inner wall surface of the measurement unit recess 13 b formed in the first substrate 12 and the second substrate 15. Note that all of the first flow path groove 13 a, the second flow path groove 16, and the measurement portion recess 13 b may be formed in one of the first substrate 12 and the second substrate 15.
It is preferable that the inner wall surfaces of the first flow path 20, the second flow path 25, and the measurement unit 30 are subjected to a hydrophilic treatment. Specifically, the contact angle of water on the inner wall surface of each of the first flow path 20, the second flow path 25, and the measurement unit 30 is preferably less than 90 °, and more preferably 50 ° or less.

第一流路20は、液状の検体(例えば血液)を流通させることが可能な幅を有する。本発明において、流路の「幅」とは、流路における当該流路が伸びる方向に垂直な断面において、当該流路の最も小さい幅を意味する。図示の例の第一流路20および第二流路25においては、マイクロ流路チップ10の厚み方向の幅が最も小さい幅である。
このような第一流路20の幅は、10μm以上1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは50μm以上100μm以下である。第一流路20の幅が過小である場合には、第一流路20において、流路抵抗が大きくなることによって検体の流量が低下し、第二流路25への特定の成分(例えば血漿成分)の供給量が不足する虞がある。一方、第一流路20の幅が過大である場合には、要求される検体の量が増大する虞がある。また毛細管力が小さくなるため、第一流路20を流れる検体の流速が小さくなり、特定の成分が測定部30に到達するのに相当に長い時間を要する虞がある。
また、第一流路20の上流側端から第二流路25との分岐点までの長さは、特に限定されるものではないが、例えば10mm以上100mm以下である。
The first flow path 20 has a width that allows a liquid specimen (for example, blood) to circulate. In the present invention, the “width” of the flow channel means the smallest width of the flow channel in a cross section perpendicular to the direction in which the flow channel extends. In the first channel 20 and the second channel 25 in the illustrated example, the width in the thickness direction of the microchannel chip 10 is the smallest width.
The width of the first flow path 20 is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less, and more preferably 50 μm or more and 100 μm or less. When the width of the first channel 20 is too small, the flow rate of the specimen decreases due to an increase in channel resistance in the first channel 20, and a specific component (for example, a plasma component) to the second channel 25 is reduced. There is a risk that the supply amount of the product will be insufficient. On the other hand, when the width of the first flow path 20 is excessive, there is a possibility that the amount of the sample required increases. Further, since the capillary force is reduced, the flow rate of the specimen flowing through the first flow path 20 is reduced, and it may take a considerably long time for a specific component to reach the measurement unit 30.
Further, the length from the upstream end of the first flow path 20 to the branch point with the second flow path 25 is not particularly limited, but is, for example, 10 mm or more and 100 mm or less.

第二流路25は、第一流路20を流通する検体(例えば血液)から特定の成分(例えば血漿成分)を分離することが可能な幅を有する。
このような第二流路25の幅は、0.1μm以上5μm以下であることが好ましく、より好ましくは1.0μm以上3.0μm以下である。第二流路25の幅が過小である場合には、測定部30に供給することができる特定の成分の量が少なくなり、特定の成分の抽出に相当に長い時間を要する虞がある。一方、第二流路25の幅が過大である場合には、検体中における特定の成分以外の成分(例えば赤血球などの血球成分)が混入してしまい分離機能を示さない虞がある。
また、第二流路25の長さは、特に限定されるものではないが、例えば0.1mm以上1mm以下である。
また、第二流路25の数は、例えば100本以上10000本以下である。
The second channel 25 has a width capable of separating a specific component (for example, plasma component) from a specimen (for example, blood) flowing through the first channel 20.
The width of the second flow path 25 is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less, and more preferably 1.0 μm or more and 3.0 μm or less. If the width of the second flow path 25 is too small, the amount of the specific component that can be supplied to the measurement unit 30 is reduced, and it may take a considerably long time to extract the specific component. On the other hand, if the width of the second flow path 25 is excessive, components other than specific components (for example, blood cell components such as red blood cells) in the sample may be mixed, and the separation function may not be exhibited.
Further, the length of the second flow path 25 is not particularly limited, but is, for example, 0.1 mm or more and 1 mm or less.
Moreover, the number of the 2nd flow paths 25 is 100 or more and 10,000 or less, for example.

測定部30は、当該測定部30を形成する空間の少なくとも一部が、一方向に向かうに従って徐々に隙間が小さくなるくさび状空間により形成されている。   In the measurement unit 30, at least a part of the space forming the measurement unit 30 is formed by a wedge-shaped space in which the gap gradually decreases in one direction.

図示の例では、測定部30における当該測定部30が伸びる方向の一端部分がくさび状空間により形成されている。すなわち、測定部30は、図5にも示すように、くさび状空間35と、くさび状空間35に連続する定容積空間31とにより構成されている。
以下においては、くさび状空間35(測定部30)が伸びる方向を「x方向」、チップ基体11の厚み方向を「z方向」とするxyz直交座標を定義して、測定部30の空間形状について具体的に説明する。
In the illustrated example, one end portion of the measurement unit 30 in the direction in which the measurement unit 30 extends is formed by a wedge-shaped space. That is, as shown in FIG. 5, the measurement unit 30 includes a wedge-shaped space 35 and a constant volume space 31 that is continuous with the wedge-shaped space 35.
In the following description, xyz orthogonal coordinates are defined in which the direction in which the wedge-shaped space 35 (measurement unit 30) extends is “x direction” and the thickness direction of the chip substrate 11 is “z direction”, and the spatial shape of the measurement unit 30 is defined. This will be specifically described.

測定部30における定容積空間31は、x方向においてほぼ同一の空間形状を有しており、yz断面の断面形状が矩形状とされている。定容積空間31のyz断面において表わされる連続する2つの定容積空間形成面がなす角γは、いずれも例えば45°以上90°以下である。
図示の例では、定容積空間31は、各々xy平面に沿って伸びる上底面30aおよび下底面30bと、下底面30bに対して傾斜する一対の定容積空間形成面32a,32bとにより形成されており、yz断面における断面形状が台形状とされた空間形状を有する。そして、定容積空間31のyz断面において表わされるy方向において互いに対向する一対の定容積空間形成面32a,32bがxy平面に沿った下底面30bに対してなす角γ1,γ2が、例えば45°以上90°以下とされている。γ1,γ2は、互いに同一の大きさであっても異なる大きさであってもよい。
The constant volume space 31 in the measurement unit 30 has substantially the same space shape in the x direction, and the cross-sectional shape of the yz section is rectangular. The angle γ formed by two continuous constant volume space forming surfaces represented in the yz section of the constant volume space 31 is, for example, not less than 45 ° and not more than 90 °.
In the illustrated example, the constant volume space 31 is formed by an upper bottom surface 30a and a lower bottom surface 30b extending along the xy plane, and a pair of constant volume space forming surfaces 32a and 32b inclined with respect to the lower bottom surface 30b. And has a space shape in which the cross-sectional shape in the yz cross-section is a trapezoidal shape. Then, the angles γ1 and γ2 formed by the pair of constant volume space forming surfaces 32a and 32b facing each other in the y direction represented in the yz section of the constant volume space 31 with respect to the lower bottom surface 30b along the xy plane are 45 °, for example. The angle is set to 90 ° or less. γ1 and γ2 may be the same size or different sizes.

くさび状空間35は、y方向からの平面視にて表わされるz方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有すると共に、z方向からの平面視にて表わされるy方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有する空間形状とされていることが好ましい。
具体的には、y方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面がなす角(以下、「くさび状空間の先端傾斜角」という。)をαとしたとき、くさび状空間35は、α<γ1、α<γ2の関係を満足する空間形状を有することが好ましい。また、z方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面がなす角(以下、「くさび状空間の開き角」という。)をβとしたとき、くさび状空間35は、β<γ1、β<γ2の関係を満足する空間形状を有する空間形状を有することが好ましい。
The wedge-shaped space 35 has a wedge-shaped portion formed by a pair of wedge-shaped space forming surfaces facing each other in the z direction represented by a plan view from the y direction, and y represented by a plan view from the z direction. It is preferable that the pair of wedge-shaped space forming surfaces facing each other in the direction have a space shape having a wedge-shaped portion.
Specifically, when the angle formed by a pair of wedge-shaped space forming surfaces expressed in a plan view from the y direction (hereinafter referred to as “wedge tip inclination angle”) is α, the wedge-shaped space 35 is formed. Preferably has a spatial shape satisfying the relationship of α <γ1 and α <γ2. In addition, when the angle formed by a pair of wedge-shaped space forming surfaces expressed in a plan view from the z direction (hereinafter referred to as “open angle of the wedge-shaped space”) is β, the wedge-shaped space 35 has β < It is preferable to have a space shape having a space shape that satisfies the relationship of γ1, β <γ2.

図示の例では、くさび状空間35は、xy平面に沿った上底面30aおよび下底面30bと、x方向一端側に向かって互いに接近する、下底面30bに対して傾斜する一対のくさび状空間形成面36a,36bとによって形成されている。
そして、図5(d)に示すように、y方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面36a,36bの稜線Cと下底面30bとがなすくさび状空間35の先端傾斜角αが、定容積空間形成面32a,32bの下底面30bに対する傾斜角γ1、γ2より小さい状態とされている。また、図5(b)に示すように、z方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面36a,36bがなすくさび状空間35の開き角βが、定容積空間形成面32a,32bの下底面30bに対する傾斜角γ1、γ2より小さい状態とされている。
なお、くさび状空間35の空間形状は、例えば四角錐状であってもよい。
In the illustrated example, the wedge-shaped space 35 is formed with a pair of wedge-shaped spaces inclined toward the lower bottom surface 30b and approaching each other toward the one end side in the x direction, and the upper bottom surface 30a and the lower bottom surface 30b along the xy plane. The surfaces 36a and 36b are formed.
And as shown in FIG.5 (d), the front-end | tip inclination angle of the wedge-shaped space 35 which the ridgeline C and the lower bottom face 30b of a pair of wedge-shaped space formation surfaces 36a and 36b represented by planar view from ay direction form α is smaller than the inclination angles γ1 and γ2 with respect to the lower bottom surface 30b of the constant volume space forming surfaces 32a and 32b. Further, as shown in FIG. 5B, the opening angle β of the wedge-shaped space 35 formed by the pair of wedge-shaped space forming surfaces 36a and 36b represented in a plan view from the z direction is the constant volume space forming surface 32a. , 32b are smaller than the inclination angles γ1, γ2 with respect to the lower bottom surface 30b.
The space shape of the wedge-shaped space 35 may be a quadrangular pyramid, for example.

くさび状空間35の開き角αは、例えば15°以上45°以下であることが好ましい。また、くさび状空間35の先端傾斜角βは、例えば5°以上45°以下であることが好ましい。
くさび状空間35による毛細管力Pは、表面張力をF、液体の接触角をθ、液面の曲率半径をRとしたとき、P=2Fcosα+(θ/R)、もしくは、P=2Fcosβ+(θ/R)により算出される。従って、くさび状空間の開き角αの大きさ、もしくは、くさび状空間の先端傾斜角βの大きさによって毛細管力Pが決定されることとなる。
くさび状空間35が上記のような空間形状を有することにより、第二流路25によって分離されて測定部30に流入される特定の成分を確実にくさび状空間35の狭小方向に優先的に貯留させることができる。
The opening angle α of the wedge-shaped space 35 is preferably 15 ° or more and 45 ° or less, for example. Moreover, it is preferable that the front-end | tip inclination angle (beta) of the wedge-shaped space 35 is 5 degrees or more and 45 degrees or less, for example.
The capillary force P due to the wedge-shaped space 35 is P = 2Fcosα + (θ / R) or P = 2Fcosβ + (θ / R) where F is the surface tension, θ is the contact angle of the liquid, and R is the radius of curvature of the liquid surface. R). Accordingly, the capillary force P is determined by the size of the opening angle α of the wedge-shaped space or the size of the tip inclination angle β of the wedge-shaped space.
Since the wedge-shaped space 35 has the above-described space shape, a specific component that is separated by the second flow path 25 and flows into the measuring unit 30 is surely preferentially stored in the narrow direction of the wedge-shaped space 35. Can be made.

また、くさび状空間35は、y方向またはz方向における寸法が一定の大きさとされた測定領域を有する構成とされていることが好ましい。
図示の例では、z方向における寸法(厚み)が一定の大きさとされた測定領域38がくさび状空間35におけるx方向他端側部分に形成されている。
このような構成とされていることにより、後述する特定の成分の吸光度に基づく濃度測定において、光路長を一定の大きさとすることができるため、検体における特定の成分について信頼性の高い濃度測定を行うことができる。
In addition, the wedge-shaped space 35 is preferably configured to have a measurement region in which the dimension in the y direction or the z direction is constant.
In the illustrated example, a measurement region 38 having a constant dimension (thickness) in the z direction is formed in the other end portion in the x direction of the wedge-shaped space 35.
With such a configuration, in the concentration measurement based on the absorbance of a specific component, which will be described later, the optical path length can be set to a constant size, so that a highly reliable concentration measurement can be performed for the specific component in the specimen. It can be carried out.

以上において、測定部30の定容積空間31およびくさび状空間35の測定領域38におけるz方向の寸法Dは、例えば10μm以上1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは100μm以上500μm以下である。当該寸法Dが過小である場合には、後述する吸光度測定において必要とされる大きさの光路長を確保することができないため、特定の成分の濃度測定を行うことができなくなる。一方、当該寸法Dが過大である場合には、要求される検体の量が増大する虞がある。また毛細管力が小さくなるため、特定の成分が測定部30に到達するのに相当に長い時間を要する虞がある。
また、測定部30の定容積空間31における面方向(y方向)の寸法W1は、100μmm以上1000μm以下であることが好ましい。
In the above, the dimension D in the z direction in the constant volume space 31 of the measurement unit 30 and the measurement region 38 of the wedge-shaped space 35 is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less, and more preferably 100 μm or more and 500 μm or less. If the dimension D is too small, the optical path length of the size required in the absorbance measurement described later cannot be ensured, so that the concentration measurement of a specific component cannot be performed. On the other hand, when the dimension D is excessive, there is a possibility that the required amount of specimen increases. In addition, since the capillary force is small, it may take a long time for a specific component to reach the measurement unit 30.
Moreover, it is preferable that the dimension W1 of the surface direction (y direction) in the constant volume space 31 of the measurement part 30 is 100 micrometers or more and 1000 micrometers or less.

〈チップ基体の構成材料〉
チップ基体11(第一基板12および第二基板15)を構成する材料としては、後述する検体濃度測定装置における光源部からの光を透過し得るもの、例えば樹脂材料を用いることができる。
樹脂材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、COP樹脂(シクロオレフィンポリマー樹脂)などを用いることができるが、以下に示す樹脂組成物を用いることが好ましい。
<Constituent material of chip base>
As a material constituting the chip base 11 (the first substrate 12 and the second substrate 15), a material that can transmit light from the light source unit in the specimen concentration measuring apparatus described later, for example, a resin material can be used.
As the resin material, for example, an acrylic resin, a polystyrene resin, a COP resin (cycloolefin polymer resin), or the like can be used, but it is preferable to use a resin composition shown below.

チップ基体11の構成材料として用いられる樹脂組成物は、荷重たわみ温度が40℃以上100℃以下、ガラス転移温度が−40℃以上−20℃以下であるものであることが好ましい。
ここで、樹脂組成物の荷重たわみ温度およびガラス転移温度は、JIS K7191およびJIS K7121に規定される方法で測定されるものをいう。
The resin composition used as the constituent material of the chip substrate 11 preferably has a deflection temperature under load of 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower and a glass transition temperature of −40 ° C. or higher and −20 ° C. or lower.
Here, the deflection temperature under load and the glass transition temperature of the resin composition refer to those measured by the methods defined in JIS K7191 and JIS K7121.

このような樹脂組成物としては、ポリプロピレン系樹脂と、ポリプロピレン系樹脂に相溶しないポリマーブロックX(以下、単に「ポリマーブロックX」という。)および共役ジエンによるエラストマー性のポリマーブロックY(以下、単に「ポリマーブロックY」という。)よりなるブロックコポリマー(以下、「特定のブロックコポリマー」という。)の水素添加誘導体(以下、「特定の水素添加誘導体」という。)とを含有してなる、自己融着性を示す樹脂組成物(以下、「特定の樹脂組成物」という。)を用いることが好ましい。   Examples of such a resin composition include a polypropylene resin, a polymer block X that is incompatible with the polypropylene resin (hereinafter simply referred to as “polymer block X”), and an elastomeric polymer block Y (hereinafter simply referred to as “polymer block X”). A hydrogenated derivative (hereinafter referred to as “specific hydrogenated derivative”) of a block copolymer (hereinafter referred to as “specific block copolymer”) comprising “polymer block Y”). It is preferable to use a resin composition exhibiting adhesiveness (hereinafter referred to as “specific resin composition”).

〈ポリプロピレン系樹脂〉
ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンのホモポリマーや、プロピレンと、エチレン、またはブテン−1、ヘキセン−1などのプロピレン以外のα―オレフィンとのランダムコポリマーを用いることができる。具体的には例えば、市販の「マイクロレシコ」(登録商標)(株式会社リッチェル製)などを用いることができる。
<Polypropylene resin>
As the polypropylene resin, a homopolymer of propylene or a random copolymer of propylene and an α-olefin other than propylene such as ethylene or butene-1 or hexene-1 can be used. Specifically, for example, commercially available “Micro Resico” (registered trademark) (manufactured by Richell Co., Ltd.) can be used.

〈特定のブロックコポリマー〉
特定のブロックコポリマーは、それぞれ1つ以上、好ましくは1つ以上5つ以下のポリマーブロックXおよびポリマーブロックYを有するものであればよく、具体的な構造は、(X−Y)n (但し、n=1〜5)で表される構造、X−Y−Xで表される構造、Y−X−Yで表される構造などのいずれであってもよい。
<Specific block copolymer>
The specific block copolymer may have at least one, preferably at least one and at most five polymer blocks X and Y, and the specific structure is (XY) n (wherein Any of a structure represented by n = 1 to 5), a structure represented by X—Y—X, a structure represented by Y—X—Y, and the like may be used.

〈ポリマーブロックX〉
特定のブロックコポリマーにおいて、ポリマーブロックXとしては、ポリプロピレン系樹脂に相溶しないものであれば特に限定されず、例えばビニル芳香族モノマー(例えばスチレン)、エチレンまたはメタクリレート(例えばメチルメタクリレート)等を重合して得られるポリマーブロックを用いることができる。具体的なポリマーブロックXの例としては、ポリスチレン系のものや、ポリオレフィン系のものが挙げられる。
<Polymer block X>
In the specific block copolymer, the polymer block X is not particularly limited as long as it is incompatible with the polypropylene resin. For example, a vinyl aromatic monomer (for example, styrene), ethylene or methacrylate (for example, methyl methacrylate) is polymerized. The polymer block obtained can be used. Specific examples of the polymer block X include polystyrene type and polyolefin type.

ポリスチレン系のポリマーブロックXの例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンから選択された1種または2種以上のビニル芳香族化合物を重合して得られるポリマーブロックが挙げられる。   Examples of the polystyrene-based polymer block X include 1 selected from styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, vinylnaphthalene, and vinylanthracene. Examples thereof include polymer blocks obtained by polymerizing seeds or two or more kinds of vinyl aromatic compounds.

また、ポリオレフィン系のポリマーブロックXの他の例としては、エチレンと炭素数3〜10のα−オレフィンとを共重合して得られるポリマーブロックが挙げられる。このポリマーブロックには、非共役ジエンが共役重合されていてもよい。
前記α−オレフィンの具体例としては、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、1−オクテン、1−デセンなどが挙げられる。
前記非共役ジエンの具体例としては、1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボネル、5−ブチリデン−2−ノルボネル、2−イソプロペニル−5−ネルボルネンなどが挙げられる。
ポリオレフィン系のポリマーブロックXの具体例としては、エチレン−プロピレン共重合体ブロック、エチレン−1−ブテン共重合体ブロック、エチレン−1−オクテン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン−1,4−ヘキサジエン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ブロックなどが挙げられる。
Another example of the polyolefin-based polymer block X is a polymer block obtained by copolymerizing ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms. This polymer block may be conjugated polymerized with a non-conjugated diene.
Specific examples of the α-olefin include propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-pentene, 1-octene, 1-octene, Examples include decene.
Specific examples of the non-conjugated diene include 1,4-hexadiene, 5-methyl-1,5-hexadiene, 1,4-octadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, cyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbonel, Examples include 5-butylidene-2-norbornel and 2-isopropenyl-5-nerbornene.
Specific examples of the polyolefin-based polymer block X include an ethylene-propylene copolymer block, an ethylene-1-butene copolymer block, an ethylene-1-octene copolymer block, and an ethylene-propylene-1,4-hexadiene copolymer. Examples thereof include a polymer block and an ethylene-propylene-5-ethylidene-2-norbornene copolymer block.

特定のブロックコポリマーにおいて、ポリマーブロックXの含有率は、例えば10質量%以上20質量%以下である。   In the specific block copolymer, the content of the polymer block X is, for example, 10% by mass or more and 20% by mass or less.

〈ポリマーブロックY〉
ポリマーブロックYとしては、水素添加前のものとして、2−ブテン−1,4−ジイル基およびビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも1種の基よりなる構造単位によって構成されるポリブタジエンブロック、2−メチル−2−ブテン−1,4−ジイル基、イソプロペニルエチレン基および1−メチル−1−ビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも1種の基よりなる構造単位によって構成されるポリイソプレンブロックが挙げられる。
更に、水素添加前のポリマーブロックYとして、イソプレン単位が2−メチル−2−ブテン−1,4−ジイル基、イソプロペニルエチレン基および1−メチル−1−ビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも1種の基よりなる構造単位であり、ブタジエン単位が2−ブテン−1,4−ジイル基および/またはビニルエチレン基よりなる構造単位によって構成されるイソプレン/ブタジエン共重合体ブロックなどが挙げられる。イソプレン/ブタジエン共重合体ブロックにおけるイソプレンに由来の構造単位とブタジエンに由来の構造単位との配置は、ランダム状、ブロック状、テーパブロック状のいずれの形態であってもよい。
<Polymer block Y>
As the polymer block Y, a polybutadiene block constituted by a structural unit composed of at least one group selected from the group consisting of a 2-butene-1,4-diyl group and a vinylethylene group, as one before hydrogenation, Poly constituted by a structural unit comprising at least one group selected from the group consisting of 2-methyl-2-butene-1,4-diyl group, isopropenylethylene group and 1-methyl-1-vinylethylene group An isoprene block is mentioned.
Further, as the polymer block Y before hydrogenation, the isoprene unit is selected from the group consisting of 2-methyl-2-butene-1,4-diyl group, isopropenylethylene group and 1-methyl-1-vinylethylene group. An isoprene / butadiene copolymer block which is a structural unit composed of at least one group, and in which the butadiene unit is composed of a structural unit composed of a 2-butene-1,4-diyl group and / or a vinylethylene group. . The arrangement of the structural unit derived from isoprene and the structural unit derived from butadiene in the isoprene / butadiene copolymer block may be any of random, block, and tapered block.

また、ポリマーブロックYは、ビニル芳香族化合物が共重合されてなるものであってもよい。このようなポリマーブロックYとしては、ビニル芳香族化合物に由来の単位が、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンのうちから選択された1種のモノマー単位であり、共役ジエン単位が、2−ブテン1,4−ジイル基および/またはビニルエチレン基である共重合体ブロックを用いることができる。また、ビニル芳香族化合物に由来の構造単位と共役ジエン由来の構造単位の配置は、ランダム状、ブロック状、テーパブロック状のいずれの形態であってもよい。   Moreover, the polymer block Y may be formed by copolymerizing a vinyl aromatic compound. As such a polymer block Y, units derived from vinyl aromatic compounds are styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, vinylnaphthalene. A copolymer block which is a monomer unit selected from vinyl anthracene and the conjugated diene unit is a 2-butene 1,4-diyl group and / or a vinyl ethylene group can be used. Further, the arrangement of the structural unit derived from the vinyl aromatic compound and the structural unit derived from the conjugated diene may be any of random, block, and tapered block shapes.

〈特定の水素添加誘導体〉
特定の水素添加誘導体は、上記の特定のブロックコポリマーを水素添加することによって得られる。特定の水素添加誘導体における水素添加の状態は、部分水素添加であっても、また完全水素添加であってもよい。
このような特定の水素添加誘導体としては、水素添加する前の特定のブロックコポリマーにおいて、ポリマーブロックXがポリスチレンブロックであり、ポリマーブロックYが、1,2結合、3,4結合および/または1,4結合のポリイソプレンブロックであるもの、或いは、ポリマーブロックXがポリスチレンブロックであり、ポリマーブロックYが、1,2結合および/または1,4結合のポリブタジエンブロックであるものが、容易に入手可能である。
また、ポリスチレンブロックは、ポリプロピレン系樹脂との相溶しにくいため、ポリスチレンブロックの割合が高い特定の水素添加誘導体を用いる場合には、特定の樹脂組成物の調製(特定の水素添加誘導体とポリプロピレン系樹脂と混合)に長い時間を要するので、マスターバッチ化することなどによって、予め十分に混合しておくことが好ましい。
<Specific hydrogenated derivatives>
Specific hydrogenated derivatives are obtained by hydrogenating the specific block copolymers described above. The state of hydrogenation in a specific hydrogenated derivative may be partial hydrogenation or complete hydrogenation.
As such a specific hydrogenated derivative, in a specific block copolymer before hydrogenation, the polymer block X is a polystyrene block, and the polymer block Y is a 1,2-bond, 3,4-bond and / or 1, Those that are 4-bond polyisoprene blocks, or those in which the polymer block X is a polystyrene block and the polymer block Y is a 1,2-bond and / or 1,4-bond polybutadiene block are readily available. is there.
In addition, since polystyrene blocks are difficult to be compatible with polypropylene resins, when a specific hydrogenated derivative having a high ratio of polystyrene blocks is used, a specific resin composition is prepared (a specific hydrogenated derivative and a polypropylene resin). Since a long time is required for mixing with the resin, it is preferable that the mixture be sufficiently mixed in advance by making a master batch.

〈特定の樹脂組成物の調製〉
特定の樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂と特定の水素添加誘導体とを、加熱溶融した状態で混合(混練)することによって得られる。このような特定の樹脂組成物においては、ポリプロピレン系樹脂とポリマーブロックXとは、互いに相溶していない状態である。
<Preparation of specific resin composition>
The specific resin composition can be obtained by mixing (kneading) a polypropylene resin and a specific hydrogenated derivative in a heated and melted state. In such a specific resin composition, the polypropylene resin and the polymer block X are not compatible with each other.

ここで、特定の樹脂組成物においてポリプロピレン系樹脂とポリマーブロックXとが相溶しているか否かは、以下のようにして確認することができる。
ポリマーブロックXがポリプロピレン系樹脂に相溶しないものである場合には、特定の樹脂組成物において、ポリマーブロックXはその慣性半径程度のサイズを有するミクロドメインを形成する。このようなミクロドメインは透過型電子顕微鏡で観察したり、小角X線散乱により孤立ドメインの散乱パターンを測定・解析したりすることにより確認することができる。
また、ポリマーブロックXがポリプロピレン系樹脂に相溶しないものである場合には、ポリマーブロックXのガラス転移温度は、ポリプロピレン系樹脂と混合されても変化することがない。このようなポリマーブロックXのガラス転移温度の変化の有無は、示差走査熱量測定(DSC)や動的粘弾性測定などにより確認することができる。
Here, whether or not the polypropylene resin and the polymer block X are compatible with each other in the specific resin composition can be confirmed as follows.
When the polymer block X is incompatible with the polypropylene-based resin, in the specific resin composition, the polymer block X forms a microdomain having a size on the order of its inertia radius. Such microdomains can be confirmed by observing with a transmission electron microscope or by measuring and analyzing the scattering pattern of isolated domains by small-angle X-ray scattering.
When the polymer block X is incompatible with the polypropylene resin, the glass transition temperature of the polymer block X does not change even when mixed with the polypropylene resin. The presence or absence of such a change in the glass transition temperature of the polymer block X can be confirmed by differential scanning calorimetry (DSC) or dynamic viscoelasticity measurement.

ポリマーブロックYがポリプロピレン系樹脂に相溶するものである場合には、ポリマーブロックYのガラス転移温度およびポリプロピレンのガラス転移温度の各々が変化して、これらの間の温度に新たなガラス転移温度が現れる。
このようなガラス転移温度の変化の有無は、動的粘弾性測定などにより確認することができる。
When the polymer block Y is compatible with the polypropylene resin, each of the glass transition temperature of the polymer block Y and the glass transition temperature of the polypropylene changes, and a new glass transition temperature is set between these temperatures. appear.
The presence or absence of such a change in glass transition temperature can be confirmed by dynamic viscoelasticity measurement or the like.

ポリマーブロックXおよびポリマーブロックの両方がポリプロピレン系樹脂に相溶しない場合には、特定の樹脂組成物において、形態的には特定のブロックコポリマーによるポリマー相(ポリマーブロックXの相とポリマーブロックYの相とからなるミクロドメイン構造による相)と、ポリプロピレン系樹脂によるポリマー相とに分離する。一方、ポリマーブロックYがポリプロピレン系樹脂に相溶するものである場合には、特定の樹脂組成物において、ポリマーブロックXのミクロドメイン同士の間隔が大きくなったり、ポリマーブロックXのミクロドメインがポリプロピレン系樹脂中に均一に分散したりするようになる。
このようなポリマーブロックYがポリプロピレン系樹脂に相溶するときの形態的変化は、透過型電子顕微鏡によりミクロドメインの相互位置を観察したり、小角X線散乱によりミクロドメイン間距離を解析したりすることにより確認することができる。
When both the polymer block X and the polymer block are incompatible with the polypropylene-based resin, in a specific resin composition, a morphological polymer phase (a phase of the polymer block X and a phase of the polymer block Y is morphologically). And a polymer phase made of a polypropylene resin. On the other hand, when the polymer block Y is compatible with the polypropylene resin, in a specific resin composition, the interval between the micro domains of the polymer block X is increased, or the micro domain of the polymer block X is polypropylene. Or evenly dispersed in the resin.
The morphological change when such a polymer block Y is compatible with the polypropylene resin is such that the mutual positions of the microdomains are observed by a transmission electron microscope, or the distance between the microdomains is analyzed by small-angle X-ray scattering. This can be confirmed.

特定の樹脂組成物において、特定の水素添加誘導体の割合は、ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して40質量部以上50質量部以下となる割合であることが好ましい。   In the specific resin composition, the ratio of the specific hydrogenated derivative is preferably a ratio of 40 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypropylene resin.

特定の樹脂組成物には、必要に応じて種々の添加剤、例えばポリプロピレン系樹脂用の造核剤などが含有されていてもよい。かかる造核剤としては、核化効果によって物性や透明性を向上させる金属塩型(リン酸金属塩、カルボン酸金属塩)の造核剤や、ネットワーク形成によって透明性を付与するベンジリデンソルビトール型の造核剤を用いることができる。ベンジリデンソルビトール型の造核剤は、ベンズアルデヒドとソルビトールとの縮合物よりなり、分子中に水酸基を有するものである。   The specific resin composition may contain various additives, for example, a nucleating agent for polypropylene resins, as necessary. Such nucleating agents include metal salt type (phosphate metal salts, carboxylic acid metal salt) nucleating agents that improve physical properties and transparency by nucleation effect, and benzylidene sorbitol type that imparts transparency by forming a network. A nucleating agent can be used. The benzylidene sorbitol type nucleating agent is a condensate of benzaldehyde and sorbitol, and has a hydroxyl group in the molecule.

〈マイクロ流路チップの製造方法〉
上記のマイクロ流路チップ10は、例えば以下の第1の方法または第2の方法によって製造することができる。
<Manufacturing method of microchannel chip>
The microchannel chip 10 can be manufactured by, for example, the following first method or second method.

《第1の方法》
先ず、第一流路20を形成するための第一流路用溝13aおよび測定部30を形成するための測定部用凹所13bが形成された第一基板12、並びに、第二流路25を形成するための第二流路用溝16が形成された第二基板15を作製する。
第一基板12および第二基板15は、例えば、マイクロ流路チップ製造用金型を製造し、このマイクロ流路チップ製造用金型を用い、例えば上記の樹脂材料を射出成形法によって成形することにより、作製することができる。マイクロ流路チップ製造用金型は、例えば、シリコンウエハを異方性エッチング加工することにより、もしくは感光性樹脂の傾斜露光や多段プロセスにより得られたものに対して電鋳処理を行うことにより製造することができる。また、第一基板12および第二基板15は、基板材料に対して機械加工を行うことにより第一流路用溝13a、測定部用凹所13b、第二流路用溝16を形成することにより作製することもできる。
<First Method>
First, the first substrate 12 on which the first channel groove 13a for forming the first channel 20 and the measurement unit recess 13b for forming the measurement unit 30 are formed, and the second channel 25 are formed. A second substrate 15 having a second flow path groove 16 is formed.
For example, the first substrate 12 and the second substrate 15 are manufactured by manufacturing a mold for manufacturing a microchannel chip, and using the mold for manufacturing the microchannel chip, for example, molding the above resin material by an injection molding method. Can be produced. Micro-channel chip manufacturing molds are manufactured, for example, by anisotropic etching of silicon wafers, or by electroforming the one obtained by tilt exposure of photosensitive resin or multistage processes can do. Further, the first substrate 12 and the second substrate 15 are formed by forming the first flow path groove 13a, the measurement portion recess 13b, and the second flow path groove 16 by machining the substrate material. It can also be produced.

第1の方法においては、第一基板12における第一流路用溝13aおよび測定部用凹所13bの表面を含む接合面、並びに第二基板15における第二流路用溝16を含む接合面に対して、表面活性化処理を施すことが好ましい。表面活性化処理の方法としては、親水剤をコーティングする方法、真空紫外線を照射することによって表面処理する方法、プラズマによって表面処理する方法などを利用することができ、これらの中では、真空紫外線を照射することによって表面処理する方法が好ましい。このような表面活性化処理を行うことにより、第一基板12と第二基板15とをより強固に且つ短時間で接合することができる。
真空紫外線を照射することによって表面活性化処理を行う場合において、真空紫外線の照射条件の具体的な例を挙げると、紫外線光源としてキセノンガスを封入したエキシマランプを用い、波長172nmの真空紫外線を照度30mW/cm2 の条件で10分間照射する。
In the first method, the bonding surface including the surfaces of the first flow path groove 13 a and the measurement portion recess 13 b in the first substrate 12 and the bonding surface including the second flow path groove 16 in the second substrate 15 are provided. On the other hand, it is preferable to perform a surface activation treatment. As a method for surface activation treatment, a method of coating a hydrophilic agent, a method of surface treatment by irradiating vacuum ultraviolet rays, a method of surface treatment by plasma, etc. can be used. A method of surface treatment by irradiation is preferred. By performing such surface activation treatment, the first substrate 12 and the second substrate 15 can be bonded more firmly and in a short time.
In the case of performing surface activation treatment by irradiating vacuum ultraviolet rays, specific examples of vacuum ultraviolet irradiation conditions include an excimer lamp enclosing xenon gas as an ultraviolet light source, and irradiating vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm. Irradiate for 10 minutes under the condition of 30 mW / cm 2 .

その後、第二基板15の接合面に、第一基板12を位置合わせした状態で重ね合わせて接触させる。
そして、第一基板12および第二基板15を同時に加熱することにより、第一基板12と第二基板15とを自己融着性を利用して接合する。
Thereafter, the first substrate 12 is placed in contact with the bonding surface of the second substrate 15 in an aligned state.
And the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 15 are joined using a self-fusion property by heating the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 15 simultaneously.

また、第一基板12および第二基板15の加熱温度は、第一基板12および第二基板15の構成材料の融点よりも低い温度で、かつ第一基板12および第二基板15の構成材料のガラス転移温度よりも高い温度とされる。特に、加熱温度は、当該構成材料の融点よりも80℃以上低い温度で、かつ当該構成材料のガラス転移温度よりも60℃以上高い温度の範囲から選択されることが好ましい。
第一基板12および第二基板15の具体的な加熱温度を示すと、例えば50℃以上70℃以下である。また、第一基板12および第二基板15の具体的な加熱時間を示すと、加熱温度が60℃である場合において例えば1時間以上2時間以下である。
The heating temperature of the first substrate 12 and the second substrate 15 is lower than the melting point of the constituent materials of the first substrate 12 and the second substrate 15, and the constituent materials of the first substrate 12 and the second substrate 15 are the same. The temperature is higher than the glass transition temperature. In particular, the heating temperature is preferably selected from a temperature range that is 80 ° C. or more lower than the melting point of the constituent material and 60 ° C. or more higher than the glass transition temperature of the constituent material.
A specific heating temperature of the first substrate 12 and the second substrate 15 is, for example, 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. Moreover, when the specific heating time of the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 15 is shown, when heating temperature is 60 degreeC, it is 1 hour or more and 2 hours or less, for example.

《第2の方法》
先ず、第1の方法と同様にして、第一基板12および第二基板15を作製する。
次いで、第一基板12における第一流路用溝13aおよび測定部用凹所13bの表面を含む接合面、並びに第二基板15における第二流路用溝16を含む接合面に対して、真空紫外線を照射することによって表面活性化処理が施される。
表面活性化処理における真空紫外線の照射条件の具体的な例を挙げると、紫外線光源としてキセノンガスを封入したエキシマランプを用い、波長172nmの真空紫外線を照度30mW/cm2 の条件で10分間照射する。
<Second method>
First, the first substrate 12 and the second substrate 15 are produced in the same manner as in the first method.
Next, vacuum ultraviolet rays are applied to the bonding surface including the surfaces of the first flow path groove 13 a and the measurement portion recess 13 b in the first substrate 12 and the bonding surface including the second flow path groove 16 in the second substrate 15. The surface activation treatment is performed by irradiating.
As a specific example of the irradiation conditions of vacuum ultraviolet rays in the surface activation treatment, an excimer lamp enclosing xenon gas is used as an ultraviolet light source, and vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm are irradiated for 10 minutes under an illuminance of 30 mW / cm 2. .

そして、第二基板15の接合面に、第一基板12を位置合わせした状態で重ね合わせて接触させ、加熱することなしに常温で放置することにより、第一基板12と第二基板15とを接合する。   Then, the first substrate 12 and the second substrate 15 are brought into contact with the bonding surface of the second substrate 15 in a state where the first substrate 12 is aligned and left at room temperature without being heated. Join.

このような第1の方法または第2の方法によれば、第一基板12および第二基板15を、これらの構成材料の融点よりも低い温度で接合するため、接合する際の加熱によって、第一基板12および第二基板15が変形することがない。従って、製造すべきマイクロ流路チップが、例えば幅5μm以下の微細な第二流路25を有するものであっても、所期のマイクロ流路チップ10を確実に製造することができる。
また、第一基板12および第二基板15を、これらの構成材料の融点未満の温度で接合可能であるため、第一基板12および第二基板15を接合する際に、第一基板12および第二基板15を比較的低温の加熱で接合することができる。このため、第二基板15に形成された微細な第二流路用溝16が熱変形して潰れることが防止される。
According to such a first method or a second method, the first substrate 12 and the second substrate 15 are bonded at a temperature lower than the melting point of these constituent materials. The one substrate 12 and the second substrate 15 are not deformed. Therefore, even if the microchannel chip to be manufactured has the fine second channel 25 having a width of 5 μm or less, for example, the desired microchannel chip 10 can be reliably manufactured.
Further, since the first substrate 12 and the second substrate 15 can be bonded at a temperature lower than the melting point of these constituent materials, the first substrate 12 and the second substrate 15 are bonded when the first substrate 12 and the second substrate 15 are bonded. The two substrates 15 can be joined by heating at a relatively low temperature. For this reason, the fine second flow path grooves 16 formed in the second substrate 15 are prevented from being deformed by heat deformation.

上記のマイクロ流路チップ10においては、液状の検体例えば血液が検体導入部21から導入されることにより、当該検体が検体貯留部22に貯留される。検体貯留部22に貯留された検体は、毛細管現象によって第一流路20を流通し、第二流路25との分岐点に到達する。そして、この分岐点においては、検体中における第二流路25の幅より大きいサイズの成分、例えば血球成分は、第二流路25に進入することができないため、第一流路20を下流側に向かって流通する。一方、検体中における第二流路25の幅より小さいサイズの特定の成分、例えば血漿成分は、第二流路25に進入することができるため、第二流路25を流通し、測定部30に流入する。図6に示すように、測定部30に流入した特定の成分PLは、測定部30におけるくさび状空間35による毛細管力によって、チップ基体11における測定部30を形成する内壁面に沿ってくさび状空間35の狭小方向に流れる。このため、特定の成分PLはくさび状空間35内に集中してくさび状空間35から優先的に充填されることとなる。   In the microchannel chip 10 described above, a liquid sample, for example, blood is introduced from the sample introduction unit 21, so that the sample is stored in the sample storage unit 22. The sample stored in the sample storage unit 22 flows through the first flow path 20 by capillary action and reaches a branch point with the second flow path 25. At this branch point, a component having a size larger than the width of the second flow channel 25 in the sample, for example, a blood cell component, cannot enter the second flow channel 25, so that the first flow channel 20 is moved downstream. It circulates toward. On the other hand, a specific component having a size smaller than the width of the second flow path 25 in the sample, for example, a plasma component, can enter the second flow path 25, and thus flows through the second flow path 25 to measure the measurement unit 30. Flow into. As shown in FIG. 6, the specific component PL that has flowed into the measurement unit 30 is wedge-shaped along the inner wall surface of the chip base 11 that forms the measurement unit 30 due to the capillary force generated by the wedge-shaped space 35 in the measurement unit 30. Flows in 35 narrow directions. For this reason, the specific component PL concentrates in the wedge-shaped space 35 and is preferentially filled from the wedge-shaped space 35.

以上のように、上記のマイクロ流路チップ10によれば、基本的には、第二流路25は、第一流路20を流通する検体から特定の成分を分離することが可能な幅を有するため、外部から遠心力などの運動学的作用を加えることなしに、微量の検体から特定の成分を分離することができる。
しかも、上記のマイクロ流路チップ10によれば、第二流路25によって分離されて測定部30に流入される特定の成分を、くさび状空間35による毛細管力によって当該くさび状空間35の狭小方向に集中させることができる。すなわち、測定部30の空間形状が例えば角柱状である構成のものにおいては、測定部30に流入した特定の成分は、連続する2つの測定部形成面(例えば底面と側壁面)の境界部分において生じる毛細管力によって、測定部形成面近傍位置において保持される。つまり、特定の成分は、測定部形成面近傍位置から徐々に充填されていくこととなるため、例えば濃度測定において必要とされる量の特定成分を充填するために、特定の成分の抽出量が膨大となり、長時間の時間を要する。また、特定の成分は、測定部形成面を伝って排出部(第二排出部28)にも到達し、測定部30内の空気の排出を阻害する。
然るに、測定部30を形成する空間の一部がくさび状空間35により形成されていることにより、上記のマイクロ流路チップ10によれば、必要量の特定の成分を効率よく検体から抽出することができ、後述する吸光度に基づく濃度測定において必要とされる光路長(測定部30に充填された特定の成分の厚みが例えば100μm)が確保される状態を短時間で得ることができる。
As described above, according to the microchannel chip 10 described above, basically, the second channel 25 has a width capable of separating a specific component from the sample flowing through the first channel 20. Therefore, a specific component can be separated from a very small amount of specimen without applying a kinematic action such as centrifugal force from the outside.
In addition, according to the microchannel chip 10 described above, the specific component that is separated by the second channel 25 and flows into the measurement unit 30 is narrowed in the wedge-shaped space 35 by the capillary force of the wedge-shaped space 35. Can focus on. That is, in the configuration in which the spatial shape of the measurement unit 30 is, for example, a prismatic shape, the specific component that has flowed into the measurement unit 30 is at the boundary between two consecutive measurement unit formation surfaces (for example, the bottom surface and the side wall surface). It is held at a position in the vicinity of the measurement unit forming surface by the generated capillary force. In other words, the specific component is gradually filled from the position near the measurement unit formation surface. For example, in order to fill the specific component in an amount necessary for concentration measurement, the extraction amount of the specific component is It becomes enormous and takes a long time. In addition, the specific component reaches the discharge part (second discharge part 28) along the measurement part forming surface and inhibits the discharge of air in the measurement part 30.
However, since a part of the space forming the measurement unit 30 is formed by the wedge-shaped space 35, the microchannel chip 10 can efficiently extract a necessary amount of a specific component from the specimen. Thus, it is possible to obtain in a short time a state in which an optical path length (a thickness of a specific component filled in the measuring unit 30 is 100 μm, for example) required for concentration measurement based on absorbance described later is ensured.

以上、本発明のマイクロ流路チップの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、上記のマイクロ流路チップにおいては、第二流路は、測定部における当該測定部が伸びる方向の全域にわたって形成されている必要はなく、例えば図7(a)および図7(b)に示すように、測定部30における定容積空間31の部分のみに形成された構成とされていてもよい。このような構成によっても、測定部30に流入した特定の成分をくさび状空間35の狭小方向に集中させることができる。また、チップ基体におけるくさび状空間を形成する内壁面(くさび状空間形成面)は、平坦面である必要はなく、図7(b)に示すように、内面形状が階段状に形成されていてもよい。さらにまた、図8に示すように、第二流路25は、面方向における測定部30の一側のみに形成された構成、すなわち、第一流路20における検体流通方向上流側に位置される直線状流路部分20aと測定部30とを連通させる第二流路25のみが形成された構成とされていてもよい。
さらにまた、上記のマイクロ流路チップにおいては、チップ基体の面方向に伸びる測定部の一端部分にくさび状空間が形成された構成とされているが、測定部の空間形状は、特に限定されるものではなく、くさび状空間は、例えば、面方向のいずれの方向に伸びるよう形成されていてもよく、また厚み方向に伸びるよう形成されていてもよい。
さらにまた、チップ基体は、複数の基板が接合されて構成され、第一流路、第2流路および測定部が三次元的に形成された構成とされていてもよい。
While the embodiments of the microchannel chip of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
For example, in the microchannel chip described above, the second channel does not need to be formed over the entire region of the measurement unit in the direction in which the measurement unit extends, for example, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). As shown, it may be configured to be formed only in a portion of the constant volume space 31 in the measurement unit 30. Even with such a configuration, the specific component flowing into the measurement unit 30 can be concentrated in the narrow direction of the wedge-shaped space 35. Further, the inner wall surface (the wedge-shaped space forming surface) forming the wedge-shaped space in the chip base does not need to be a flat surface, and the inner surface shape is formed in a stepped shape as shown in FIG. Also good. Furthermore, as shown in FIG. 8, the second flow path 25 is configured to be formed only on one side of the measurement unit 30 in the surface direction, that is, a straight line positioned upstream of the sample flow direction in the first flow path 20. Only the second flow path 25 that allows the flow path portion 20a and the measurement unit 30 to communicate with each other may be formed.
Furthermore, in the above microchannel chip, a wedge-shaped space is formed at one end portion of the measurement unit extending in the surface direction of the chip base, but the spatial shape of the measurement unit is particularly limited. For example, the wedge-shaped space may be formed so as to extend in any direction of the surface direction, or may be formed so as to extend in the thickness direction.
Furthermore, the chip substrate may be configured by bonding a plurality of substrates, and the first channel, the second channel, and the measurement unit may be formed in a three-dimensional manner.

以下、上記のマイクロ流路チップを備えてなる本発明の検体濃度測定装置について説明する。
図9は、本発明の検体濃度測定装置の一例における構成を示す説明図である。
この検体濃度測定装置は、例えば、液状の検体である血液から検査対象成分であるビリルビンを含む血漿を分離してビリルビンの濃度を測定するものである。
Hereinafter, the sample concentration measuring apparatus of the present invention provided with the above microchannel chip will be described.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration in an example of the sample concentration measuring apparatus of the present invention.
This sample concentration measuring apparatus measures the concentration of bilirubin by separating plasma containing bilirubin, which is a test target component, from blood, which is a liquid sample, for example.

図9に示す検査対象測定装置は、図1乃至図5に示す構成のマイクロ流路チップ10と、このマイクロ流路チップ10の測定部30における測定領域38に対して当該マイクロ流路チップ10の厚み方向に光を照射する光源40と、マイクロ流路チップ10における測定部30を含む領域の画像を撮像する撮像手段50と、撮像手段50によって撮像された画像に係る画像データに基づいて検査対象成分の濃度を算出する機能を有する制御機構60とを備えてなる。   9 includes the microchannel chip 10 having the configuration illustrated in FIGS. 1 to 5 and the measurement region 38 in the measurement unit 30 of the microchannel chip 10. A light source 40 that emits light in the thickness direction, an imaging unit 50 that captures an image of an area including the measurement unit 30 in the microchannel chip 10, and an inspection object based on image data relating to the image captured by the imaging unit 50 And a control mechanism 60 having a function of calculating the concentration of the component.

光源40とマイクロ流路チップ10との間の光路上には、透過する光の波長域を制限する光学フィルタ45が配置されている。光学フィルタ45とマイクロ流路チップ10との間には、入射される光を平行化するレンズ48が配置されている。マイクロ流路チップ10と撮像手段50との間には、光源40から放射された光よりなる光像を拡大して撮像手段50に投影するレンズ51が配置されている。また、光源40は、当該光源40に電気を供給する電源41に電気的に接続されている。この電源41は、制御機構60に電気的に接続されている。   On the optical path between the light source 40 and the microchannel chip 10, an optical filter 45 that restricts the wavelength range of transmitted light is disposed. Between the optical filter 45 and the microchannel chip 10, a lens 48 for collimating incident light is disposed. Between the microchannel chip 10 and the image pickup means 50, a lens 51 for magnifying and projecting a light image made of light emitted from the light source 40 onto the image pickup means 50 is disposed. The light source 40 is electrically connected to a power source 41 that supplies electricity to the light source 40. The power supply 41 is electrically connected to the control mechanism 60.

光源40としては、検査対象成分の濃度を測定するために必要な波長域を含む光を放射するものが用いられている。この例においては、血漿に含まれるビリルビンの濃度を測定するために必要な455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域を含む光を放射する光源40が用いられている。
このような光源40の具体例としては、互いに異なる波長域の光を放射する2種のLED素子、例えばピーク発光波長450nmのLED素子とピーク発光波長570nmのLED素子とにより構成されたものが挙げられる。
As the light source 40, a light source that emits light including a wavelength region necessary for measuring the concentration of the component to be inspected is used. In this example, a light source 40 that emits light including a wavelength region near 455 nm and a wavelength region near 575 nm necessary for measuring the concentration of bilirubin contained in plasma is used.
Specific examples of such a light source 40 include two types of LED elements that emit light in different wavelength ranges, such as an LED element having a peak emission wavelength of 450 nm and an LED element having a peak emission wavelength of 570 nm. It is done.

光学フィルタ45としては、透過する光の波長域を、検査対象成分の濃度を測定するために必要な波長域に制限するバンドパスフィルタが用いられている。この例においては、光学フィルタ45として、透過する光の波長域を、血漿に含まれるビリルビンの濃度を測定するために必要な455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域に制限するマルチバンドパスフィルタが用いられている。光学フィルタ45を透過する455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域のバンド幅は、それぞれ半値幅で10nm以上15nm以下である。   As the optical filter 45, a band-pass filter that limits the wavelength range of transmitted light to a wavelength range necessary for measuring the concentration of the component to be inspected is used. In this example, the optical filter 45 is a multiband pass filter that limits the wavelength range of transmitted light to a wavelength range near 455 nm and a wavelength range near 575 nm necessary for measuring the concentration of bilirubin contained in plasma. Is used. The bandwidths of the wavelength region near 455 nm and the wavelength region near 575 nm that pass through the optical filter 45 are 10 nm or more and 15 nm or less in half width.

撮像手段50としては、マイクロ流路チップ10における測定部30を含む領域を撮像視野とする撮像素子を具備したものが用いられる。具体的には、撮像手段50の撮像素子の撮像視野は、マイクロ流路チップ10の撮像素子と対向する他面における、測定部30が位置する領域およびその周辺領域である。図示の例では、測定部30と共に第一流路20における直線状流路部分20a,20bの一部および複数の第二流路25の各々を含む領域が撮像素子の撮像視野とされており、この撮像視野を構成する領域の全域に、光源40からの光が放射される。
撮像手段50としては、例えばCMOS撮像素子を具備したCMOSカメラが用いられている。このCMOSカメラのCMOS撮像素子の撮像視野、すなわちCMOSカメラにおいて得られる画像サイズは、640×480ピクセル(マイクロ流路チップ10における縦横寸法1090×820μmの領域に相当)である。
レンズ51としては、例えばアクロマートレンズが用いられており、当該レンズ51による光像の拡大倍率は、例えば5倍である。
As the image pickup means 50, an image pickup device including an image pickup element having an area including the measurement unit 30 in the microchannel chip 10 as an image pickup field is used. Specifically, the imaging field of the imaging device of the imaging means 50 is a region where the measurement unit 30 is located and its peripheral region on the other surface facing the imaging device of the microchannel chip 10. In the illustrated example, an area including a part of the linear flow path portions 20a and 20b in the first flow path 20 and each of the plurality of second flow paths 25 together with the measurement unit 30 is an imaging field of view of the image sensor. The light from the light source 40 is radiated to the entire region constituting the imaging field.
As the image pickup means 50, for example, a CMOS camera equipped with a CMOS image pickup element is used. The imaging field of view of the CMOS image sensor of this CMOS camera, that is, the image size obtained in the CMOS camera is 640 × 480 pixels (corresponding to an area of 1090 × 820 μm in vertical and horizontal dimensions in the microchannel chip 10).
For example, an achromatic lens is used as the lens 51, and the magnification of the optical image by the lens 51 is, for example, 5 times.

制御機構60は、撮像手段50の撮像素子によって撮像された画像に係る画像データを画像処理することによって、画像中の測定部30の位置(画素位置)の輝度を測定して血漿成分の吸光度を算出する機能を有する。また、光源40に電気を供給する電源41を制御する機能を有する。
この例においては、撮像手段50によって撮像された画像を画像処理することにより得られた画像データの青色の輝度値に基づいて波長455nmにおける吸光度A455 が算出されると共に、当該画像データの緑色の輝度値に基づいて波長575nmにおける吸光度A575 が算出される。ここで、吸光度A455 は、波長455nmにおけるビリルビンの吸光度および溶血ヘモグロビンの吸光度の和とみなすことができる。一方、A575 は、波長575nmにおける溶血ヘモグロビンの吸光度とみなすことができる。そして、波長575nmにおける溶血ヘモグロビンの吸光度は、波長455nmにおける溶血ヘモグロビンの吸光度に近似した値であることから、吸光度A455 から吸光度A575 を減じた値(A455 −A575 )を、波長455nmにおけるビリルビンの吸光度とみなすことができる。そして、吸光度と濃度とが比例関係にあること(ランベルト−ベールの法則)を利用して、予め取得した検量線とA455 −A575 の値とから、ビリルビンの濃度が算出される。
The control mechanism 60 performs image processing on the image data relating to the image captured by the imaging device of the imaging unit 50, thereby measuring the luminance at the position (pixel position) of the measurement unit 30 in the image and calculating the absorbance of the plasma component. Has a function to calculate. Further, it has a function of controlling a power source 41 that supplies electricity to the light source 40.
In this example, the absorbance A 455 at a wavelength of 455 nm is calculated based on the blue luminance value of the image data obtained by performing image processing on the image captured by the imaging means 50, and the green color of the image data is calculated. Based on the luminance value, an absorbance A 575 at a wavelength of 575 nm is calculated. Here, the absorbance A 455 can be regarded as the sum of the absorbance of bilirubin and the absorbance of hemolyzed hemoglobin at a wavelength of 455 nm. On the other hand, A 575 can be regarded as the absorbance of hemolyzed hemoglobin at a wavelength of 575 nm. Then, the absorbance of hemolysis hemoglobin at a wavelength of 575nm, since a value approximating to the absorbance of hemolysis hemoglobin at a wavelength of 455nm, a value obtained by subtracting the absorbance A 575 from the absorbance A 455 a (A 455 -A 575), at a wavelength of 455nm It can be regarded as the absorbance of bilirubin. Then, the concentration of bilirubin is calculated from the calibration curve obtained in advance and the value of A 455 -A 575 using the proportionality between absorbance and concentration (Lambert-Beer law).

このような検体濃度測定装置においては、上述したように、マイクロ流路チップ10における測定部30(くさび状空間35)に、液状の検体(この例では血液)から分離された特定の成分(この例では検査対象成分であるビリルビンを含む血漿)が充填される。
そして、マイクロ流路チップ10の測定部30に特定の成分が充填された状態において、光源40から放射された光が、光学フィルタ45およびレンズ48を介して、マイクロ流路チップ10における測定領域38に照射される。光学フィルタ45を透過する光、すなわちマイクロ流路チップ10における測定領域38に照射される光の波長域は、当該光学フィルタ45によって455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域に制限される。その後、マイクロ流路チップ10における測定領域38を透過した光による光像が、撮像手段50によって撮像される。そして、撮像手段50によって得られた画像データに基づいて検査対象成分であるビリルビンの濃度が演算される。
In such a sample concentration measuring apparatus, as described above, a specific component (this is separated from the liquid sample (blood in this example) in the measurement unit 30 (wedge-like space 35) in the microchannel chip 10. In the example, plasma containing bilirubin, which is a component to be examined, is filled.
Then, in a state where the measurement unit 30 of the microchannel chip 10 is filled with a specific component, the light emitted from the light source 40 passes through the optical filter 45 and the lens 48 and the measurement region 38 in the microchannel chip 10. Is irradiated. The wavelength range of the light transmitted through the optical filter 45, that is, the light irradiated to the measurement region 38 in the microchannel chip 10 is limited by the optical filter 45 to a wavelength region near 455 nm and a wavelength region near 575 nm. Thereafter, an optical image of light transmitted through the measurement region 38 in the microchannel chip 10 is captured by the imaging unit 50. Based on the image data obtained by the imaging means 50, the concentration of bilirubin, which is a component to be examined, is calculated.

上記の検体濃度測定装置によれば、マイクロ流路チップ10において検体から分離される必要量の特定の成分を、くさび状空間35による毛細管力によって、効率よく測定部30における測定領域38に貯留(充填)させることができるので、高い検査効率を得ることができる。また、光源40からの光が照射されるマイクロ流路チップ10の測定領域38は、厚みが一定の大きさとされているため、光路長を一定にすることができて特定の成分の濃度を高い信頼性で測定することができる。   According to the sample concentration measuring apparatus, a necessary amount of a specific component separated from the sample in the microchannel chip 10 is efficiently stored in the measurement region 38 in the measurement unit 30 by the capillary force of the wedge-shaped space 35 ( High inspection efficiency can be obtained. Moreover, since the measurement region 38 of the microchannel chip 10 irradiated with light from the light source 40 has a constant thickness, the optical path length can be made constant and the concentration of a specific component is high. It can be measured with reliability.

本発明の検体濃度測定装置は、上記構成のものに限定されるものではなく、図10に示されるように、例えばピーク発光波長450nmの光を放射するLED素子を備えた第一の光源40aと、例えばピーク発光波長570nmの光を放射するLED素子を備えた第二の光源40bとが別個に設けられた構成とされていてもよい。この検体濃度測定装置においては、第一の光源40aは、マイクロ流路チップ10における測定部30に対向するよう配置され、第二の光源40bは、第一の光源40aからの光の光路に対して垂直な方向に向いた状態で配置されている。第一の光源40aおよび第二の光源40bは、電源41に電気的に接続されている。第一の光源40aからの光の光路と第二の光源40bからの光の光路との交点位置には、第一の光源40aからの光を透過すると共に第二の光源40bからの光を反射するダイクロイックミラー42が、第一の光源40aからの光の光路および第二の光源40bからの光の光路の各々に対して45°に傾斜した状態で配置されている。   The analyte concentration measuring apparatus of the present invention is not limited to the one having the above configuration, and as shown in FIG. 10, for example, a first light source 40a including an LED element that emits light having a peak emission wavelength of 450 nm; For example, the second light source 40b including an LED element that emits light having a peak emission wavelength of 570 nm may be separately provided. In this sample concentration measuring apparatus, the first light source 40a is disposed so as to face the measuring unit 30 in the microchannel chip 10, and the second light source 40b is connected to the optical path of light from the first light source 40a. It is arranged in a state that faces in a vertical direction. The first light source 40 a and the second light source 40 b are electrically connected to the power source 41. The light from the first light source 40a is transmitted and the light from the second light source 40b is reflected at the intersection of the light path from the first light source 40a and the light path from the second light source 40b. The dichroic mirror 42 is arranged in a state inclined at 45 ° with respect to each of the optical path of the light from the first light source 40a and the optical path of the light from the second light source 40b.

第一の光源40aとダイクロイックミラー42との間の光路上には、透過する光の波長域を制限する第一の光学フィルタ46aが配置されている。第一の光学フィルタ46aとダイクロイックミラー42との間には、入射される光を平行化するレンズ49aが配置されている。第二の光源40bとダイクロイックミラー42との間の光路上には、透過する光の波長域を制限する第二の光学フィルタ46bが配置されている。第二の光学フィルタ46bとダイクロイックミラー42との間には、入射される光を平行化するレンズ49bが配置されている。図10に示す検体濃度測定装置におけるその他の構成は、図9に示す検体濃度測定装置における構成と同様である。   On the optical path between the first light source 40a and the dichroic mirror 42, a first optical filter 46a that restricts the wavelength range of transmitted light is disposed. Between the first optical filter 46a and the dichroic mirror 42, a lens 49a for collimating incident light is disposed. On the optical path between the second light source 40b and the dichroic mirror 42, a second optical filter 46b for limiting the wavelength range of transmitted light is disposed. Between the second optical filter 46b and the dichroic mirror 42, a lens 49b for collimating incident light is disposed. Other configurations in the sample concentration measuring apparatus shown in FIG. 10 are the same as those in the sample concentration measuring apparatus shown in FIG.

この検体濃度測定装置においては、マイクロ流路チップ10の測定部30に対して、第一の光源40aから光を照射する動作および第二の光源40bから光を照射する動作は、同時に行われてもよいが、いずれか一方の動作が行われた後、他方の動作が行われてもよい。   In this sample concentration measuring apparatus, the operation of irradiating light from the first light source 40a and the operation of irradiating light from the second light source 40b to the measurement unit 30 of the microchannel chip 10 are performed simultaneously. However, after one of the operations is performed, the other operation may be performed.

〈実施例1〉
(1)第一基板および第二基板の製造
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ(株)社製「ノバック(R)PP」)50質量部と、水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合物((株)クラレ社製「ハイブラー7311」,ポリスチレンブロックの含有率=12質量%)50質量部とを、加熱混練することにより、特定の樹脂組成物を調製した。得られた特定の樹脂組成物の融点は、142℃、荷重たわみ温度は、43℃、ガラス転移温度は−35℃であった。
次いで、調製した特定の樹脂組成物を射出成形することにより、表面に第一流路用溝および測定部用凹所が形成された第一基板、並びに表面に第二流路用溝が形成された第二基板を製造した。
得られた第一基板において、第一流路用溝は、検体導入部(21)から第一排出部(23)までの全長が50mm(図1参照)、第一基板の厚み方向の幅(深さ)が100μm、第一基板の面方向の幅が300μmである。
測定部用凹所は、図2乃至図4を参照すると、全長(複数の第二流路が形成される部分の長さ)が15mm、くさび状空間(35)の長さ(L1)が1mm、測定領域の長さ(L2)が0.5mmである。また、定容積空間(31)を形成する部分における第一基板の厚み方向の寸法(D)が100μm、開口端面における第一基板の面方向の寸法(W1)が200μm、定容積形成空間を形成する一対の定容積空間形成面(32a,32b)が測定部用凹所の底面に対してなす角(γ1,γ2)は、85°である。また、くさび状空間(35)の先端傾斜角(α)が45°、くさび状空間(35)の開き角(β)が11.4°、測定領域の長さ方向の一端位置での、開口端面における第一基板の面方向の寸法(W2)が20μmである。
また、得られた第二基板において、第二流路用溝は、長さが0.5mm、第二基板の厚み方向の幅(深さ)が2μm、第二基板の面方向の幅が50μmであり、第二流路用溝の数は300である。隣接する第二流路用溝間の間隔は同一の大きさ(等間隔)である。
<Example 1>
(1) Production of first substrate and second substrate 50 parts by mass of a polypropylene resin (“NOBAK® PP” manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.) and hydrogenated styrene / isoprene / butadiene block copolymer (Co., Ltd.) A specific resin composition was prepared by heating and kneading 50 parts by mass of “Hibler 7311” manufactured by Kuraray Co., Ltd., polystyrene block content = 12% by mass). The specific resin composition obtained had a melting point of 142 ° C., a deflection temperature under load of 43 ° C., and a glass transition temperature of −35 ° C.
Next, by injection molding the prepared specific resin composition, a first substrate having a first flow channel groove and a measurement portion recess formed on the surface, and a second flow channel groove formed on the surface. A second substrate was manufactured.
In the obtained first substrate, the first channel groove has a total length of 50 mm (see FIG. 1) from the sample introduction part (21) to the first discharge part (23), and the width (depth) of the first substrate. And the width in the surface direction of the first substrate is 300 μm.
With reference to FIGS. 2 to 4, the measurement portion recess has a total length (the length of the portion where the plurality of second flow paths are formed) of 15 mm, and the wedge-shaped space (35) has a length (L 1) of 1 mm. The length (L2) of the measurement region is 0.5 mm. Further, the dimension (D) in the thickness direction of the first substrate in the portion forming the constant volume space (31) is 100 μm, the dimension (W1) in the surface direction of the first substrate at the opening end surface is 200 μm, and a constant volume forming space is formed. The angles (γ1, γ2) formed by the pair of constant volume space forming surfaces (32a, 32b) with respect to the bottom surface of the measurement portion recess are 85 °. Further, the opening angle (α) of the wedge-shaped space (35) is 45 °, the opening angle (β) of the wedge-shaped space (35) is 11.4 °, and the opening at one end position in the length direction of the measurement region is opened. The dimension (W2) in the surface direction of the first substrate at the end face is 20 μm.
Further, in the obtained second substrate, the second channel groove has a length of 0.5 mm, a width (depth) in the thickness direction of the second substrate of 2 μm, and a width in the surface direction of the second substrate of 50 μm. And the number of grooves for the second flow path is 300. The intervals between adjacent second flow path grooves are the same size (equal intervals).

(2)第一基板および第二基板の表面活性化処理
得られた第一基板における第一流路用溝および測定部用凹所の表面を含む接合面、並びに第二基板における第二流路用溝を含む接合面に対して、真空紫外線を照射することによって、表面活性化処理を行った。表面活性化処理が施された表面について、水の接触角を測定したところ、45°であった。
以上において、真空紫外線の照射による表面活性化処理は、紫外線光源としてキセノンガスを封入したエキシマランプを用い、波長172nmの真空紫外線を照度30mW/cm2 の条件で10分間照射することにより行った。
(2) Surface activation treatment of the first substrate and the second substrate The bonding surface including the surface of the first channel groove and the measurement portion recess in the obtained first substrate, and the second substrate for the second channel A surface activation treatment was performed by irradiating the bonding surface including the groove with vacuum ultraviolet rays. With respect to the surface subjected to the surface activation treatment, the contact angle of water was measured and found to be 45 °.
In the above, the surface activation treatment by irradiation with vacuum ultraviolet rays was performed by irradiating vacuum ultraviolet rays with a wavelength of 172 nm for 10 minutes under the condition of an illuminance of 30 mW / cm 2 using an excimer lamp enclosing xenon gas as an ultraviolet light source.

(3)マイクロ流路チップの製造
第二基板の接合面上に、第一基板を位置合わせした状態で重ね合わせて接触させた。そして、第一基板および第二基板を60℃で加熱することにより、第一基板と第二基板とを自己融着性を利用して接合し、以て、マイクロ流路チップを製造した。
得られたマイクロ流路チップにおいて、第一流路の上流側端から、当該第一流路の最も上流側において分岐した第二流路との分岐点までの長さは、5mmである。
また、得られたマイクロ流路チップの第二流路を顕微鏡によって観察したところ、変形等の異常は認められなかった。
(3) Manufacture of microchannel chip The first substrate was placed in contact with the bonding surface of the second substrate in an aligned state. Then, by heating the first substrate and the second substrate at 60 ° C., the first substrate and the second substrate were joined using the self-bonding property, and thus the microchannel chip was manufactured.
In the obtained microchannel chip, the length from the upstream end of the first channel to the branch point with the second channel branched at the most upstream side of the first channel is 5 mm.
Further, when the second channel of the obtained microchannel chip was observed with a microscope, no abnormality such as deformation was observed.

(4)試験
上記のマイクロ流路チップに、水を試験用流体として導入し、経過時間に対する測定部への試験用流体の充填量(貯留長)を調べた。結果を、図11において曲線a(四角印のプロット)で示す。ここに、測定部における試験用流体の貯留長とは、くさび状空間と定容積空間との境界位置からの測定部の伸びる方向における長さをいう。
(4) Test Water was introduced as a test fluid into the above microchannel chip, and the amount of the test fluid charged into the measurement unit with respect to elapsed time (reservation length) was examined. The results are shown by curve a (square mark plot) in FIG. Here, the storage length of the test fluid in the measurement unit refers to the length in the direction in which the measurement unit extends from the boundary position between the wedge-shaped space and the constant volume space.

〈比較例1〉
長さ方向においてほぼ一定の空間形状を有する測定部用凹所(くさび状空間を有さず、定容積空間のみからなる測定部用凹所)を形成したことの他は、実施例1において作製したものと同一の構成を有する比較用の第一基板を作製した。この比較用の第一基板における測定部用凹所は、全長(複数の第二流路が形成される部分の長さ)が20mm、第一基板の厚み方向の寸法が100μm、開口端面における第一基板の面方向の寸法が200μm、一対の測定部形成面が測定部用凹所の底面に対してなす角は、85°である。
この比較用の第一基板を用いたことの他は、実施例1と同様にして、比較用のマイクロ流路チップを作製し、マイクロ流路チップに、水を試験用流体として導入し、経過時間に対する測定部への試験用流体の充填量(貯留長)を調べた。結果を図11において曲線b(丸印のプロット)で示す。
<Comparative example 1>
Produced in Example 1 except that a recess for a measurement part having a substantially constant space shape in the length direction (a recess for a measurement part having only a constant volume space without a wedge-shaped space) is formed. A comparative first substrate having the same configuration as the above was prepared. The recess for the measurement section in the first substrate for comparison has a total length (the length of the portion where the plurality of second flow paths are formed) of 20 mm, the thickness in the thickness direction of the first substrate is 100 μm, and the first end on the opening end surface. The dimension of one substrate in the surface direction is 200 μm, and the angle formed by the pair of measurement part formation surfaces with respect to the bottom surface of the measurement part recess is 85 °.
A microchannel chip for comparison was produced in the same manner as in Example 1 except that this first substrate for comparison was used, and water was introduced as a test fluid into the microchannel chip. The filling amount (retention length) of the test fluid into the measurement part with respect to time was examined. The results are shown by curve b (circled plot) in FIG.

以上の結果より、実施例1に係るマイクロ流路チップによれば、試験用流体を効率よく測定部に充填することができることが確認された。従って、実際の検体濃度測定において必要とされる量の検査対象成分を、検体から短時間で抽出することができることが期待される。   From the above results, it was confirmed that the microfluidic chip according to Example 1 can efficiently fill the measurement unit with the test fluid. Therefore, it is expected that the amount of the test target component required for actual sample concentration measurement can be extracted from the sample in a short time.

また、実施例1において作製したマイクロ流路チップに、ヒトの血液5μLを導入し、10分間放置した後、マイクロ流路チップの測定部に充填された液体の分光吸収スペクトルを測定したところ、測定部に充填された液体は血漿成分であり、血液から血漿成分が分離されていることが確認された。   Further, 5 μL of human blood was introduced into the microchannel chip produced in Example 1 and allowed to stand for 10 minutes, and then the spectral absorption spectrum of the liquid filled in the measurement part of the microchannel chip was measured. The liquid filled in the part was a plasma component, and it was confirmed that the plasma component was separated from the blood.

10 マイクロ流路チップ
11 チップ基体
12 第一基板
13a 第一流路用溝
13b 測定部用凹所
15 第二基板
16 第二流路用溝
20 第一流路
20a 直線状流路部分
20b 直線状流路部分
21 検体導入部
22 検体貯留部
23 第一排出部
25 第二流路
27 第三流路
28 第二排出部
30 測定部
30a 上底面
30b 下底面
31 定容積空間
32a 定容積空間形成面
32b 定容積空間形成面
35 くさび状空間
36a くさび状空間形成面
36b くさび状空間形成面
38 測定領域
40 光源
40a 第一の光源
40b 第二の光源
41 電源
42 ダイクロイックミラー
45 光学フィルタ
46a 第一の光学フィルタ
46b 第二の光学フィルタ
48 レンズ
49a レンズ
49b レンズ
50 撮像手段
51 レンズ
60 制御機構
C 稜線
PL 特定の成分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Micro flow path chip | tip 11 Chip base | substrate 12 1st board | substrate 13a 1st groove | channel for channel 13b Recessed part for measurement part 15 2nd board | substrate 16 2nd groove | channel for groove 20 First flow path 20a Linear flow path part 20b Linear flow path Part 21 Specimen introduction part 22 Specimen storage part 23 First discharge part 25 Second flow path 27 Third flow path 28 Second discharge part 30 Measurement part 30a Upper bottom face 30b Lower bottom face 31 Constant volume space 32a Constant volume space formation surface 32b Constant Volume space forming surface 35 Wedge-like space 36a Wedge-like space forming surface 36b Wedge-like space forming surface 38 Measurement region 40 Light source 40a First light source 40b Second light source 41 Power source 42 Dichroic mirror 45 Optical filter 46a First optical filter 46b Second optical filter 48 Lens 49a Lens 49b Lens 50 Imaging means 51 Lens 60 Controller Structure C Ridge line PL Specific component

Claims (7)

液状の検体を流通させる第一流路と、この第一流路から分岐して形成された、前記第一流路を流通する検体から特定の成分を分離することが可能な幅を有する当該第一流路に連通する第二流路と、当該第二流路に接続された、前記検体から分離された特定の成分が充填される測定部とを内部に有する板状体よりなり、
前記測定部を形成する空間の少なくとも一部が、一方向に向かうに従って徐々に隙間が小さくなるくさび状空間により形成されていることを特徴とするマイクロ流路チップ。
A first channel through which a liquid sample flows, and a first channel formed by branching from the first channel and having a width capable of separating a specific component from the sample flowing through the first channel. A plate-like body having a second flow channel communicating therewith and a measurement unit connected to the second flow channel and filled with a specific component separated from the specimen;
A microchannel chip, wherein at least a part of a space forming the measurement part is formed by a wedge-shaped space in which a gap gradually decreases in one direction.
前記一方向をx方向とするxyz直交座標を想定したとき、
前記くさび状空間は、y方向からの平面視にて表わされるz方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有することを特徴とする請求項1に記載のマイクロ流路チップ。
Assuming xyz orthogonal coordinates with the one direction as the x direction,
2. The micro-flow according to claim 1, wherein the wedge-shaped space has a wedge-shaped portion formed by a pair of wedge-shaped space forming surfaces facing each other in the z direction represented by a plan view from the y direction. Road chip.
前記測定部は、前記くさび状空間に連続する、yz断面の断面形状が矩形状とされた定容積空間を有しており、
当該定容積空間のyz断面において表わされる連続する2つの定容積空間形成面がなす角をγ、前記くさび状空間のy方向からの平面視にて表わされる前記一対のくさび状空間形成面がなす角をαとしたとき、前記くさび状空間は、α<γの関係を満足する空間形状を有することを特徴とする請求項2に記載のマイクロ流路チップ。
The measurement unit has a constant volume space that is continuous with the wedge-shaped space and has a rectangular cross-sectional shape of a yz section;
An angle formed by two continuous constant volume space forming surfaces represented in the yz section of the constant volume space is γ, and the pair of wedge space forming surfaces represented by a plan view from the y direction of the wedge space is formed. 3. The microchannel chip according to claim 2, wherein when the angle is α, the wedge-shaped space has a space shape satisfying a relationship of α <γ.
前記くさび状空間は、z方向からの平面視にて表わされるy方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有することを特徴とする請求項3に記載のマイクロ流路チップ。   The micro flow according to claim 3, wherein the wedge-shaped space has a wedge-shaped portion formed by a pair of wedge-shaped space forming surfaces facing each other in the y direction represented in plan view from the z direction. Road chip. 前記くさび状空間のz方向からの平面視にて表わされる前記一対のくさび状空間形成面がなす角をβとしたとき、前記くさび状空間は、β<γの関係を満足する空間形状を有することを特徴とする請求項4に記載のマイクロ流路チップ。   When the angle formed by the pair of wedge-shaped space forming surfaces expressed in a plan view from the z direction of the wedge-shaped space is β, the wedge-shaped space has a space shape that satisfies the relationship β <γ. The microchannel chip according to claim 4, wherein: 前記くさび状空間は、y方向の寸法またはz方向の寸法が一定の大きさとされた測定用領域を有することを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれかに記載のマイクロ流路チップ。   6. The microchannel chip according to claim 2, wherein the wedge-shaped space has a measurement region in which a dimension in the y direction or a dimension in the z direction is constant. 請求項6に記載のマイクロ流路チップと、
このマイクロ流路チップにおける前記測定用領域に光を照射する光源と、
前記マイクロ流路チップにおける測定領域を含む領域の画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって取得された画像データに基づいて前記特定の成分の濃度を算出する機能を有する制御機構と
を備えてなることを特徴とする検体濃度測定装置。
The microchannel chip according to claim 6,
A light source for irradiating the measurement area in the microchannel chip with light;
Imaging means for capturing an image of a region including a measurement region in the microchannel chip;
A specimen concentration measuring apparatus comprising: a control mechanism having a function of calculating the concentration of the specific component based on image data acquired by the imaging means.
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