JP2019070661A - Microchip - Google Patents

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Abstract

To provide a microchip capable of confirming inner pressure before introducing a sample solution.SOLUTION: A microchip including an area whose inside is negative pressure against atmospheric pressure and a pressure indication part for presenting an atmospheric state in the area is provided. By the microchip, the atmospheric state in the microchip can be viewed from the outside of the microchip, and before introducing a sample solution into the microchip, the inner atmospheric state can be easily confirmed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本技術は、マイクロチップに関する。より詳しくは、マイクロチップに配設された領域内に溶液を導入し、該溶液に含まれる物質あるいは該物質の反応生成物の分析を行うためのマイクロチップに関する。   The present technology relates to a microchip. More particularly, the present invention relates to a microchip for introducing a solution into a region provided in a microchip and analyzing a substance contained in the solution or a reaction product of the substance.

近年、半導体産業における微細加工技術を応用し、シリコーン製やガラス製の基板上に化学的分析又は生物学的分析を行うためのウェルや流路を設けたマイクロチップが開発されている。マイクロチップは、少量の試料で分析が可能で、ディスポーザブルユーズ(使い捨て)が可能であるため、貴重な微量試料や多数の検体を扱う生物学的分析に特に利用されている。   In recent years, microchips provided with wells and channels for chemical analysis or biological analysis on substrates made of silicone or glass have been developed by applying microfabrication techniques in the semiconductor industry. Since microchips can be analyzed with a small amount of sample and can be disposable (disposable), they are particularly used for biological analysis that deals with valuable trace samples and a large number of samples.

利用例の一つとして、マイクロチップに配設された複数の領域内に物質を導入し、該物質、あるいはその反応生成物を光学的に検出する光学検出装置がある。このような光学検出装置としては、マイクロチップの流路内で複数の物質を電気泳動により分離し、分離された各物質を光学的に検出する電気泳動装置や、マイクロチップのウェル内で複数の物質間の反応を進行させ、生成する物質を光学的に検出する反応装置(例えば、核酸増幅装置)などがある。   One example of application is an optical detection device which introduces a substance into a plurality of regions disposed in a microchip and optically detects the substance or a reaction product thereof. As such an optical detection device, an electrophoresis device that separates a plurality of substances by electrophoresis in a flow path of a microchip and optically detects each separated substance, and a plurality of holes in a microchip well There is a reaction device (for example, a nucleic acid amplification device) which advances a reaction between substances and optically detects a substance to be generated.

マイクロチップを用いた分析では、試料が微量であるがゆえに、ウェルや流路内への試料溶液の導入が難しく、ウェル等内部に存在する空気によって試料溶液の導入が阻害されたり、導入に時間がかかったりする場合があった。また、試料溶液の導入の際に、ウェル等の内部に気泡が生じ、各ウェル等に導入された試料溶液の量がばらつき、分析の精度が低下するという問題があった。また、試料の加熱を伴う分析では、ウェル等の内部に残存した気泡が膨張し、試料溶液を移動させたり、反応を阻害したりすることがあり、分析の精度及び効率を低下させる要因となっていた。   In analysis using a microchip, it is difficult to introduce the sample solution into the wells or flow channels because the amount of sample is small, and the air existing inside the wells may inhibit the introduction of the sample solution or the time for the introduction. There was a case where it took In addition, when introducing the sample solution, air bubbles are generated inside the wells and the like, the amount of the sample solution introduced into each well varies, and the accuracy of analysis decreases. In addition, in the analysis involving heating of the sample, the bubbles remaining in the well or the like may expand to move the sample solution or inhibit the reaction, which causes the accuracy and efficiency of the analysis to be lowered. It was

マイクロチップにおける試料溶液の導入を容易にするために、特許文献1には、「溶液が導入される領域が、内部を大気圧に対して負圧とされて配設されたマイクロチップ」が開示されている。このマイクロチップでは、内部が負圧とされた領域内にニードルを用いて試料溶液を注入することで、陰圧によって試料溶液を領域内に吸引し、短時間で容易に導入することができる。   In order to facilitate the introduction of a sample solution in a microchip, Patent Document 1 discloses “a microchip in which a region into which the solution is introduced is disposed with a negative pressure inside with respect to the atmospheric pressure”. It is done. In this microchip, the sample solution can be sucked into the region by the negative pressure and easily introduced in a short time by injecting the sample solution into the region where the inside is negative pressure using a needle.

特開2011−163984号公報JP, 2011-163984, A

上記のマイクロチップでは、大気中に長期間保管されることによって、内部に空気が浸透し、内部と外部との間の圧力の差が減じ、試料溶液の導入に十分な吸引力が失われるおそれがある。そこで本技術は、内部の圧について試料溶液導入前に確認可能なマイクロチップを提供することを主な目的とする。   In the above-mentioned microchip, by being stored in the atmosphere for a long time, air may permeate into the inside, the pressure difference between the inside and the outside may be reduced, and a suction force sufficient for the introduction of the sample solution may be lost. There is. Therefore, the main object of the present technology is to provide a microchip capable of confirming the internal pressure before introducing a sample solution.

上記課題解決のため、本技術は、
内部が大気圧に対して負圧とされた領域と、該領域内の気圧の状態を提示する圧表示部と、が設けられたマイクロチップを提供する。
前記領域は、弾性変形による自己封止性を備える基板層を含んで形成されていることが好ましい。
前記圧表示部はまた、前記基板層を含んで形成されていても良い。
前記圧表示部は、気体が封入され、外圧の変化により膨張又は収縮する弾性部材を備えていることができる。
前記圧表示部はまた、ガス及び/又は湿度の変化により色が変化する材料を有することができる。
前記圧表示部は、前記マイクロチップの外面に設けられていても良い。
また、前記領域内に加えられた熱の履歴を提示する熱履歴表示部が設けられていても良い。
In order to solve the above problems, the present technology
Provided is a microchip provided with a region in which the inside is a negative pressure with respect to the atmospheric pressure, and a pressure display unit that indicates the state of the pressure in the region.
The region is preferably formed to include a substrate layer having a self-sealing property by elastic deformation.
The pressure display unit may also be formed to include the substrate layer.
The pressure display unit may include an elastic member that is sealed with gas and that expands or contracts due to a change in external pressure.
The pressure indicator may also comprise a material that changes color due to changes in gas and / or humidity.
The pressure display unit may be provided on the outer surface of the microchip.
Further, a heat history display unit may be provided to present a history of heat applied to the area.

本技術により、内部の圧の状態を視認可能とする表示部を備えたマイクロチップが提供される。   According to the present technology, there is provided a microchip provided with a display that enables visual recognition of the internal pressure state.

本技術の第一実施形態に係るマイクロチップ1aの構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining composition of microchip 1a concerning a first embodiment of this art. マイクロチップ1aにおける試料溶液の導入方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the introduction method of the sample solution in the microchip 1a. マイクロチップ1aの圧表示部5における圧の状態の表示方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the display method of the state of the pressure in the pressure display part 5 of the microchip 1a. 本技術の第二実施形態に係るマイクロチップ1bの構成を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the structure of the microchip 1b which concerns on 2nd embodiment of this technique. 本技術の第三実施形態に係るマイクロチップ1cの構成を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the structure of the microchip 1c which concerns on 3rd embodiment of this technique. 本技術の第四実施形態に係るマイクロチップ1dの構成を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the structure of microchip 1d which concerns on 4th embodiment of this technique. マイクロチップ1dの変形実施形態の構成を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the structure of modification embodiment of microchip 1d. マイクロチップ1dの熱履歴表示部6における熱履歴の表示方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the display method of the heat history in the heat history display part 6 of microchip 1d. マイクロチップ1dの熱履歴表示部6における、リアルタイムに熱履歴の表示方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the display method of heat history in real time in the heat history display part 6 of microchip 1d.

以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。

1.第一実施形態に係るマイクロチップ
(1)マイクロチップ1aの構成
(2)マイクロチップ1aへの試料溶液の導入方法
(3)マイクロチップ1aの圧表示部5における表示方法
2.第二実施形態に係るマイクロチップ
(1)マイクロチップ1bの構成
(2)マイクロチップ1bの圧表示部5における表示方法
3.第三実施形態に係るマイクロチップ
4.第四実施形態に係るマイクロチップ
(1)マイクロチップ1dの構成
(2)マイクロチップ1eの構成
(3)熱履歴表示部6における表示方法
Hereinafter, preferred embodiments for implementing the present technology will be described. The embodiments described below show representative embodiments of the present technology, and the scope of the present technology is not narrowly interpreted. The description will be made in the following order.

1. Microchip (1) Configuration of microchip 1a according to first embodiment (2) Method of introducing sample solution to microchip 1a (3) Display method in pressure display unit 5 of microchip 1a Microchip (1) Configuration of Microchip 1b According to Second Embodiment (2) Display Method in Pressure Display Unit 5 of Microchip 1b 4. Microchip according to third embodiment The microchip (1) according to the fourth embodiment (1) the structure of the microchip 1d (2) the structure of the microchip 1e (3) a display method in the heat history display unit 6

1.第一実施形態に係るマイクロチップ
(1)マイクロチップ1aの構成
図1は、本技術の第一実施形態に係るマイクロチップ1aの構成を説明する模式図である。図1(A)は、上面模式図であり、(B)は、(A)のP−P断面に対応する断面模式図である。
1. Microchip (1) according to First Embodiment Configuration of Microchip 1a FIG. 1 is a schematic view illustrating the configuration of a microchip 1a according to a first embodiment of the present technology. FIG. 1A is a schematic top view, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view corresponding to the PP cross section of FIG.

図1(A)に示すように、マイクロチップ1aには、試料溶液に含まれる物質、又は該物質の反応生成物の分析場となるウェル41,42,43,44,45が配設されている。各ウェルは、流路31,32,33,34,又は35を介して導入部2に連通されている。また、マイクロチップ1aには、気体封入体51が収容された圧表示部5が設けられている。なお、以下、マイクロチップ1aの説明においては、流路31により試料溶液が供給される5つのウェルを全てウェル41とし、同様に流路32,33,34,35により試料溶液の供給を受ける各々の5つのウェルを、ウェル42,43,44,45とする。   As shown in FIG. 1 (A), the microchip 1a is provided with wells 41, 42, 43, 44 and 45 which become analysis fields of substances contained in the sample solution or reaction products of the substances. There is. Each well is in communication with the introducing unit 2 through the flow channels 31, 32, 33, 34, or 35. Moreover, the pressure display part 5 in which the gas enclosure 51 was accommodated is provided in the microchip 1a. In the following, in the description of the microchip 1a, all five wells to which the sample solution is supplied by the flow channel 31 are the wells 41, and similarly, the sample solutions are supplied by the flow channels 32, 33, 34, and 35, respectively. The five wells are the wells 42, 43, 44 and 45, respectively.

本実施形態のマイクロチップ1aに導入する試料溶液とは、分析対象物、又は他の物質と反応して分析対象物を生成する物質を含む溶液を指す。分析対象物としては、DNAやRNA等の核酸、ペプチド、抗体等を含めたタンパク質など、を挙げることができる。また血液等、前記の分析対象物を含んだ生体試料自体、又はその希釈溶液を、マイクロチップ1aに導入する試料溶液としても良い。また、マイクロチップ1aを用いる分析手法としては、例えば、温度サイクルを実施する従来のPCR(Polymerase Chain Reaction)法や温度サイクルを伴わない各種等温増幅法等の、核酸増幅反応を利用した分析手法が含まれる。   The sample solution introduced into the microchip 1a of the present embodiment refers to a solution containing a substance that reacts with an analyte or another substance to generate an analyte. Examples of the analyte include nucleic acids such as DNA and RNA, and proteins including peptides and antibodies. Further, a biological sample itself containing the above-mentioned analyte such as blood or a diluted solution thereof may be used as a sample solution introduced into the microchip 1a. Further, as an analysis method using the microchip 1a, for example, an analysis method using a nucleic acid amplification reaction such as conventional PCR (Polymerase Chain Reaction) method performing temperature cycling or various isothermal amplification methods not involving temperature cycling is used. included.

マイクロチップ1aは、3つの基板層11,12,13から構成される(図1(B)参照)。基板層12には、図1(B)の断面模式図に例示されるように、前述の導入部2、流路31,32,33,34,35、ウェル41,42,43,44,45が設けられている。これらの試料溶液が通流される領域を「反応領域R」とする。   The microchip 1a is composed of three substrate layers 11, 12, and 13 (see FIG. 1 (B)). As illustrated in the schematic cross-sectional view of FIG. 1B, the substrate layer 12 includes the introduction portion 2 described above, the flow paths 31, 32, 33, 34, 35, and the wells 41, 42, 43, 44, 45. Is provided. A region through which these sample solutions flow is referred to as a “reaction region R”.

基板層12にはまた、圧表示部5が設けられている。本技術に係るマイクロチップにおいて、圧表示部5とは、反応領域Rの気圧の変化を反映して変化する検出部材等と、該検出部材等を収容する容器、又は内包する材料とを合わせたものを指す。圧表示部5の構成については、(2)において詳述する。本実施形態に係るマイクロチップ1aにおいては、検出部材としては、気体封入体51が用いられ、基板層12の一部が、気体封入体51を収容する容器として構成されている。マイクロチップ1aにおいて、反応領域Rと圧表示部5とは連通されておらず、各々、マイクロチップ1a内で独立して設けられている。   The pressure display unit 5 is also provided on the substrate layer 12. In the microchip according to the present technology, the pressure display unit 5 is a combination of a detection member or the like that changes in response to a change in atmospheric pressure in the reaction region R, and a container for containing the detection member or the like, or a material to be contained therein. Point to something. The configuration of the pressure display unit 5 will be described in detail in (2). In the microchip 1a according to the present embodiment, a gas enclosure 51 is used as a detection member, and a part of the substrate layer 12 is configured as a container for accommodating the gas enclosure 51. In the microchip 1a, the reaction region R and the pressure display unit 5 are not in communication with each other, and are independently provided in the microchip 1a.

基板層13には、試料溶液をマイクロチップ1a内へ導入するために、導入口21が設けられている。一方、基板層11の導入口21と対向する面には、開口部分が設けられていない。このため、マイクロチップ1aの反応領域Rと外部とは、連通されていない。   The substrate layer 13 is provided with an inlet 21 for introducing the sample solution into the microchip 1a. On the other hand, no opening is provided on the surface of the substrate layer 11 facing the inlet 21. Therefore, the reaction region R of the microchip 1a and the outside are not in communication with each other.

基板層11,12,13の材質は、ガラスや各種プラスチック類とできる。好ましくは、基板層11を弾性を有する材料とし、基板層12,13をガス不透過性を備える材料とする。基板層11をポリジメチルシロキサン(PDMS)等の弾性を有する材料とすることで、後述する試料溶液の導入方法によって、試料溶液を容易に導入部2へ導入できる。一方、基板層12,13をポリカーボネート(PC)などのガス不透過性を備える材料とすることで、ウェル41,42,43,44,45内に導入された試料溶液が加熱によって気化し、基板層11を透過して消失(液抜け)するのを防止できる。なお、本技術に係るマイクロチップ1aの各ウェルに保持された物質を、光学的に分析する場合においては、各基板層の材質は、光透過性を有し自家蛍光が少なく波長分散が小さいことで光学誤差の少ない材料を選択することが好ましい。   The material of the substrate layers 11, 12, 13 can be glass or various plastics. Preferably, the substrate layer 11 is a material having elasticity, and the substrate layers 12 and 13 are a material having gas impermeability. By making the substrate layer 11 a material having elasticity, such as polydimethylsiloxane (PDMS), the sample solution can be easily introduced into the introduction portion 2 by the method of introducing the sample solution described later. On the other hand, when the substrate layers 12 and 13 are made of a material having gas impermeability such as polycarbonate (PC), the sample solution introduced into the wells 41, 42, 43, 44 and 45 is vaporized by heating and the substrate It can be prevented from penetrating (permeating) through the layer 11. In the case of optically analyzing the substance held in each well of the microchip 1a according to the present technology, the material of each substrate layer is light transmissive and less in self fluorescence and less in wavelength dispersion. It is preferable to select a material with less optical error.

弾性を有する基板層の材料としては、ポリジメチルシロキサン(PDMS)等のシリコーン系エラストマーの他、アクリル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、フッ素系エラストマー、スチレン系エラストマー、エポキシ系エラストマー、天然ゴムなどが挙げられる。   Examples of the material of the substrate layer having elasticity include acrylic elastomers, urethane elastomers, fluoroelastomers, styrene elastomers, epoxy elastomers, natural rubbers and the like in addition to silicone elastomers such as polydimethylsiloxane (PDMS). .

ガス不透過性を備える基板層の材料は、ガラス、プラスチック類、金属類及びセラミック類などが採用できる。プラスチック類としては、PMMA(ポリメチルメタアクリレート:アクリル樹脂)、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、SAN樹脂(スチレン−アクリロニトリル共重合体)、MS樹脂(MMA−スチレン共重合体)、TPX(ポリ(4−メチルペンテン−1))、ポリオレフィン、SiMA(シロキサニルメタクリレートモノマー)−MMA共重合体、SiMA−フッ素含有モノマー共重合体、シリコーンマクロマー(A)−HFBuMA(ヘプタフルオロブチルメタクリレート)−MMA3元共重合体、ジ置換ポリアセチレン系ポリマー等が挙げられる。金属類としては、アルミニウム、銅、ステンレス(SUS)、ケイ素、チタン、タングステン等が挙げられる。セラミック類としては、アルミナ(Al)、窒化アルミ(AlN)、炭化ケイ素(SiC)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、石英等が挙げられる。 The material of the substrate layer having gas impermeability can be glass, plastics, metals and ceramics. Plastics include PMMA (polymethyl methacrylate: acrylic resin), PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PP (polypropylene), PE (polyethylene), PET (polyethylene terephthalate), diethylene glycol bis allyl carbonate, SAN resin ( Styrene-acrylonitrile copolymer), MS resin (MMA-styrene copolymer), TPX (poly (4-methylpentene-1)), polyolefin, SiMA (siloxanyl methacrylate monomer) -MMA copolymer, SiMA- A fluorine-containing monomer copolymer, silicone macromer (A) -HFBuMA (heptafluorobutyl methacrylate) -MMA ternary copolymer, a disubstituted polyacetylene type polymer etc. are mentioned. As metals, aluminum, copper, stainless steel (SUS), silicon, titanium, tungsten etc. are mentioned. Examples of the ceramic include alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), quartz and the like.

基板層12への導入部2、流路31,32,33,34,35、及びウェル41,42,43,44,45の成形は、公知の手法によって行うことができる。例えば、ガラス製基板層のウェットエッチング又はドライエッチングによって、あるいは、プラスチック製基板層のナノインプリント、射出成型、又は切削加工である。また、導入部2等は基板層11に成形されても良い。   The formation of the introduction portion 2 to the substrate layer 12, the flow paths 31, 32, 33, 34, 35, and the wells 41, 42, 43, 44, 45 can be performed by a known method. For example, wet etching or dry etching of a glass substrate layer, or nanoimprinting, injection molding, or cutting of a plastic substrate layer. Furthermore, the introduction portion 2 and the like may be formed in the substrate layer 11.

基板層11,12,13の貼り合わせは、例えば、熱融着、接着剤、陽極接合、粘着シートを用いた接合、プラズマ活性化結合、超音波接合等の公知の手法により行うことができる。また、基板層11,12,13の貼り合わせを、大気圧に対して負圧下で行うことにより、反応領域Rを大気圧に対して負圧(例えば1/100気圧)とすることができる。基板層11に、PDMS等の弾性に加えてガス透過性を有する材料を用いた場合には、基板層11,12を貼り合わせた後、負圧(真空)下に静置すれば、反応領域Rの空気が基板層11を透過して排出されるため、反応領域Rを大気圧に対して負圧(真空)にできる。また、マイクロチップ1aにおいては、気体封入体51を収容する圧表示部5内も、反応領域Rと同様に大気圧に対して負圧にできる。   Bonding of the substrate layers 11, 12 and 13 can be performed by known methods such as heat fusion, adhesive, anodic bonding, bonding using a pressure-sensitive adhesive sheet, plasma activation bonding, ultrasonic bonding and the like. In addition, by bonding the substrate layers 11, 12, and 13 under a negative pressure with respect to the atmospheric pressure, the reaction region R can be made negative pressure (for example, 1/100 atm) with respect to the atmospheric pressure. When a material having gas permeability as well as elasticity such as PDMS is used for the substrate layer 11, after the substrate layers 11 and 12 are attached to each other, the reaction region can be obtained by leaving it under a negative pressure (vacuum). Since the air of R is discharged through the substrate layer 11, the reaction region R can be made negative pressure (vacuum) with respect to the atmospheric pressure. Further, in the microchip 1a, the pressure display unit 5 containing the gas enclosure 51 can also be made negative with respect to the atmospheric pressure as in the reaction region R.

(2)マイクロチップ1aへの試料溶液の導入方法
マイクロチップ1aにおいて、弾性を有する材料からなる基板層11を用いた場合、試料溶液を、先端に針などが装着できるシリンジ等を用いて、マイクロチップ1a内に導入することが可能である。図2(A)及び(B)は、図1(B)に示す導入部2付近を拡大して、マイクロチップ1aへの試料溶液の導入方法を示した図である。
(2) Method of introducing the sample solution to the microchip 1a In the microchip 1a, in the case of using the substrate layer 11 made of a material having elasticity, the sample solution can be micro tubed using a syringe etc. It is possible to introduce into the chip 1a. FIGS. 2A and 2B are views showing a method of introducing a sample solution to the microchip 1a by enlarging the vicinity of the introducing portion 2 shown in FIG. 1B.

試料溶液の導入には、先ず、試料溶液が収容されたシリンジに装着された針Nの先端を、導入口21を看過して、基板層11に穿通させる(図2(A)参照)。針Nの一部が導
入部2に到達すると、マイクロチップ1aの内部と外部(シリンジ内部)との間の圧力差によって、シリンジ内の試料溶液は針Nの管空を通って、導入部2へ吸引される。導入部2に導入された試料溶液は、流路33を通流し、分析場であるウェル43へ達する(ウェル43は、不図示)。このように、反応領域Rが大気圧に対し負圧とされ、穿刺可能な材料の基板層で封止されることによって、試料溶液を容易にマイクロチップ1a内に導入することが可能となる。
For the introduction of the sample solution, first, the tip of the needle N attached to the syringe containing the sample solution is penetrated through the substrate layer 11 while looking through the introduction port 21 (see FIG. 2A). When a part of the needle N reaches the introducing part 2, the sample solution in the syringe passes through the tube empty of the needle N by the pressure difference between the inside of the microchip 1a and the outside (inside the syringe) of the introducing part 2 Is sucked into. The sample solution introduced into the introduction unit 2 flows through the flow path 33 and reaches the well 43 which is an analysis site (the well 43 is not shown). Thus, the reaction solution R can be introduced into the microchip 1a easily by the reaction region R being a negative pressure with respect to the atmospheric pressure and being sealed with the substrate layer of the puncturable material.

試料溶液の導入後、針Nをマイクロチップ1aから引き抜く(図2(B)矢印Y参照)。この時、基板層11が弾性変形による自己封止性を備える材料で構成されていると、針Nの穿通によって基板層11に設けられた貫通孔Pは弾性変形によって自然に封止されるようにできる。本技術においては、基板層11の弾性変形による貫通孔Pの自然封止を、基板層の「自己封止性」と定義する。貫通孔Pが封止されることによって、マイクロチップ1aの反応領域Rへの空気の混入が防止される。   After the introduction of the sample solution, the needle N is pulled out of the microchip 1a (see arrow Y in FIG. 2 (B)). At this time, when the substrate layer 11 is made of a material having a self-sealing property by elastic deformation, the through holes P provided in the substrate layer 11 by the penetration of the needle N are naturally sealed by elastic deformation. You can In the present technology, natural sealing of the through holes P by elastic deformation of the substrate layer 11 is defined as “self-sealing property” of the substrate layer. By sealing the through hole P, mixing of air into the reaction region R of the microchip 1a is prevented.

(3)マイクロチップ1aの圧表示部5における表示方法
上述したように、マイクロチップ1aは、基板層11,12,13を負圧下で貼り合わせるなどして、内部を大気圧に対して負圧とすることができる。しかし、試料溶液を穿刺によって導入するなどの理由で、ガス不透過性の材料からなる基板層12,13でマイクロチップ1aの外面全体を覆うことは難しく、導入口21や、側面Sにおいては、基板層11が外部に露出している(図1(B)参照)。このため、作製後のマイクロチップ1aを大気圧下に保管した場合、基板層11を介して空気がマイクロチップ1aの反応領域Rに浸透し、経時的にマイクロチップ1a内の気圧が上昇して、試料溶液の導入に十分な吸引力が得られないおそれがある。そこで、このような反応領域Rの気圧の変化を反映して、気圧の状態を提示する圧表示部5が、マイクロチップ1aに設けられている。図3(A)及び(B)を参照しながら、圧表示部5について詳しく説明する。
(3) Display method in the pressure display unit 5 of the microchip 1a As described above, the microchip 1a has a negative pressure relative to the atmospheric pressure by bonding the substrate layers 11, 12 and 13 under a negative pressure, or the like. It can be done. However, it is difficult to cover the entire outer surface of the microchip 1a with the substrate layers 12 and 13 made of a gas impermeable material because the sample solution is introduced by puncturing, and in the inlet 21 and the side S, The substrate layer 11 is exposed to the outside (see FIG. 1 (B)). Therefore, when the manufactured microchip 1a is stored under atmospheric pressure, air penetrates through the substrate layer 11 into the reaction region R of the microchip 1a, and the pressure in the microchip 1a increases with time. There is a risk that sufficient suction can not be obtained for the introduction of the sample solution. Therefore, a pressure display unit 5 is provided on the microchip 1a to present the state of the air pressure by reflecting such a change in the air pressure of the reaction region R. The pressure display unit 5 will be described in detail with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B).

図3(A)及び(B)は、マイクロチップ1aの上面模式図である。(A)は、マイクロチップ1a内の反応領域Rが大気圧に対し負圧とされている時の圧表示部5の状態を示す。圧表示部5内には、反応領域Rの気圧の変化を反映して変化する検出部材として、気体封入体51が収容されている。気体封入体51とは、空気、或いは窒素等の気体が、天然ゴム、或いは合成ゴム等の弾性を有する部材に封入されているものである。また、気体封入体51の一部は、圧表示部底面52(図1(B)参照))に固定されていても良い。気体封入体51には、反応領域Rが大気圧に対して負圧の状態において、圧表示部底面52を覆うだけの体積となるよう、気体が封入されている。   FIGS. 3A and 3B are schematic top views of the microchip 1a. (A) shows the state of the pressure display unit 5 when the reaction region R in the microchip 1a is at a negative pressure with respect to the atmospheric pressure. A gas enclosure 51 is accommodated in the pressure display unit 5 as a detection member that changes in response to a change in the pressure in the reaction region R. The gas enclosure 51 is one in which a gas such as air or nitrogen is enclosed in an elastic member such as natural rubber or synthetic rubber. In addition, a part of the gas enclosure 51 may be fixed to the pressure display unit bottom surface 52 (see FIG. 1B). A gas is enclosed in the gas enclosure 51 so that the reaction region R has a volume that only covers the bottom surface 52 of the pressure display portion in the state of a negative pressure with respect to the atmospheric pressure.

図3(B)は、マイクロチップ1aの反応領域Rに空気が浸透し、反応領域Rの気圧が大気圧に近づいた状態を示す。反応領域Rへの空気の浸透は、基板層11を介して起きるため、図1(B)に示すように、一部が基板層11によって封止されるように構成されている圧表示部5においても、反応領域Rと同じように空気が浸透する。圧表示部5へ空気が浸透すると、気体封入体51の周囲では気圧が上昇する。そのため反応領域R及び圧表示部5が大気圧に対して負圧の状態では、圧表示部底面52を覆っていた気体封入体51が、周囲との圧力差に応じ、内部に封入された気体の体積が減少して、収縮する(図3(B)参照)。この気体封入体51の収縮は、圧表示部5の気圧の変化を反映したものである。反応領域Rと圧表示部5は、共に、空気が透過可能な基板層11を少なくとも一部に含んで構成されている。このため、気体封入体51の体積の減少は、圧表示部5と同じように基板層11を経て浸透した空気による反応領域Rの気圧の変化をも反映している。   FIG. 3 (B) shows a state in which air permeates into the reaction area R of the microchip 1a, and the pressure in the reaction area R approaches the atmospheric pressure. Since penetration of air into the reaction region R occurs through the substrate layer 11, as shown in FIG. 1 (B), the pressure display unit 5 is configured such that a portion is sealed by the substrate layer 11. In the same manner as in the reaction zone R, air permeates in the same manner. When air penetrates the pressure display unit 5, the pressure increases around the gas inclusion 51. Therefore, when the reaction area R and the pressure display unit 5 are under negative pressure with respect to the atmospheric pressure, the gas inclusion 51 covering the pressure display unit bottom surface 52 is a gas sealed therein according to the pressure difference from the surrounding. Volume decreases and contracts (see FIG. 3 (B)). The contraction of the gas enclosure 51 reflects a change in the pressure of the pressure display unit 5. The reaction area R and the pressure display unit 5 both include at least a part of the substrate layer 11 through which air can pass. For this reason, the reduction of the volume of the gas inclusions 51 also reflects the change of the pressure of the reaction region R due to the air that has permeated through the substrate layer 11 in the same manner as the pressure display unit 5.

マイクロチップ1aを構成する基板層11,12,13が光透過性を有する材料からなる場合、マイクロチップ1aの外部から圧表示部5に収容された気体封入体51や圧表示部底面52を視認することが可能である。例えば、図3(B)に示すように、圧表示部底
面52に、基準線53を描いておく。基準線53は、図3(A)に示すように、反応領域Rが大気圧に対して負圧であり、マイクロチップ1aの外部に対し試料溶液の導入に十分な圧力差がある状態においては、気体封入体51に覆われていて視認されない。一方、図3(B)に示すように、反応領域Rの気圧が試料溶液の導入に不適切な状態まで上昇して気体封入体51が収縮すると、基準線53が現れる。このようにして、マイクロチップ1aにおいて圧表示部5では、反応領域Rの気圧の変化が反映され、反応領域Rの気圧の状態が提示される。圧表示部5によって表示される気圧の状態とは、すなわち、マイクロチップ1aの反応領域Rの負圧の維持度である。
When the substrate layers 11, 12, and 13 constituting the microchip 1a are made of a light transmitting material, the gas inclusion 51 and the pressure display portion bottom surface 52 accommodated in the pressure display unit 5 are viewed from the outside of the microchip 1a. It is possible. For example, as shown in FIG. 3 (B), a reference line 53 is drawn on the pressure display portion bottom surface 52. As shown in FIG. 3A, in the case where the reaction region R has a negative pressure with respect to the atmospheric pressure and there is a sufficient pressure difference for the introduction of the sample solution to the outside of the microchip 1a as shown in FIG. , Being covered by the gas inclusion 51 and not visible. On the other hand, as shown in FIG. 3 (B), when the pressure in the reaction region R rises to a state unsuitable for the introduction of the sample solution and the gas inclusion body 51 contracts, a reference line 53 appears. Thus, in the microchip 1a, the pressure display unit 5 reflects the change of the pressure in the reaction area R, and the state of the pressure in the reaction area R is presented. The pressure state indicated by the pressure display unit 5 is, in other words, the degree of maintenance of the negative pressure in the reaction area R of the microchip 1a.

基準線53を圧表示部底面52に設ける方法の他に、例えば、気体封入体51に着色を施し、気体封入体51自体の体積を視認して、反応領域Rにおける気圧の目安としても良い。また、圧表示部底面52に「使用不可」等の文字を印字し、基準線53の代わりに用いても良い。圧表示部底面52に描かれる基準線53や文字の大きさや印字する位置、又は気体封入体51の体積の目安は、予め反応領域Rの気圧と気体封入体51の体積との相関を算出して、決めれば良い。   Instead of providing the reference line 53 on the bottom surface 52 of the pressure display portion, for example, the gas enclosure 51 may be colored, and the volume of the gas enclosure 51 itself may be visually recognized as a measure of the air pressure in the reaction region R. Also, characters such as “unusable” may be printed on the pressure display portion bottom surface 52 and used instead of the reference line 53. The correlation between the pressure of the reaction area R and the volume of the gas inclusion 51 is calculated in advance based on the reference line 53 drawn on the pressure display portion bottom surface 52 and the size and position of the characters and the position of the characters. You just have to decide.

マイクロチップ1aにおける圧表示部5の設置位置は、図1(A)及び(B)に示される位置には限定されない。圧表示部5は、マイクロチップ1a内に設けられ、少なくとも一の面が、基板層11のような弾性を有する材料からなる基板層によって構成されていれば良い。反応領域Rへの空気の透過経路である基板層11を圧表示部5にも設けることによって、圧表示部5へ浸透する空気の量が、反応領域Rに浸透する空気の量と近似する。このため、圧表示部5における気体封入体51の体積変化は、反応領域Rの気圧を反映したものとなる。   The installation position of the pressure display unit 5 in the microchip 1a is not limited to the position shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B). The pressure display unit 5 may be provided in the microchip 1 a, and at least one surface of the pressure display unit 5 may be formed of a substrate layer made of an elastic material such as the substrate layer 11. By providing the substrate layer 11 which is a permeation path of air to the reaction area R also in the pressure display unit 5, the amount of air permeating the pressure display unit 5 approximates the amount of air permeating the reaction region R. Therefore, the volume change of the gas enclosure 51 in the pressure display unit 5 reflects the pressure in the reaction region R.

なお、マイクロチップ1aに設けられた圧表示部5は、反応領域Rに空気が浸透して外部との圧力差が減じたマイクロチップ1aを負圧下に保管し、再度、試料溶液の導入が可能な状態まで脱気させる場合にも、反応領域Rの気圧を判断する目安として使用することができる。   The pressure display unit 5 provided on the microchip 1a stores the microchip 1a, in which air penetrates into the reaction region R and the pressure difference with the outside is reduced, under negative pressure, and the sample solution can be introduced again. Even when degassing to such a state, it can be used as a standard for determining the pressure in the reaction region R.

本実施形態に係るマイクロチップ1aにおいては、反応領域Rと同様に、弾性を有する基板層で少なくとも一の面が構成された圧表示部5が設けられることにより、反応領域Rに空気が浸透して生じた圧の変化と近似の変化が、圧表示部5においても生じる。このため、圧表示部5は、反応領域Rの気圧の状態を反映し、圧表示部5によって領域Rの気圧の状態が視認可能となる。マイクロチップ1aにおいては、圧表示部5によって容易に反応領域Rの気圧を知ることができ、マイクロチップ1aが分析に適当であるか判断できる。試料溶液の導入前にマイクロチップ1aの状態を確認できることによって、貴重な試料を誤って消費することが防止される。   In the microchip 1a according to the present embodiment, as in the reaction region R, air is permeated into the reaction region R by providing the pressure display unit 5 in which at least one surface is formed of the elastic substrate layer. The change in pressure and the change in approximation thus occur also in the pressure display unit 5. Therefore, the pressure display unit 5 reflects the pressure state of the reaction region R, and the pressure display unit 5 can visually recognize the pressure state of the region R. In the microchip 1a, the pressure in the reaction region R can be easily known by the pressure display unit 5, and it can be judged whether the microchip 1a is suitable for analysis. By confirming the state of the microchip 1a before the introduction of the sample solution, it is possible to prevent the accidental consumption of a valuable sample.

2.第二実施形態に係るマイクロチップ
(1)マイクロチップ1bの構成
図4は、本技術の第二実施形態に係るマイクロチップ1bの構成を説明する断面模式図である。マイクロチップ1bは、圧表示部5の設置位置及び圧表示部5に収容される検出部材以外の構成については、第一実施形態と同一である。第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ1bを構成する基板層11,12,13の材料は、マイクロチップ1aにおいて同一の符号を付した基板層と同じである。
2. Configuration of Microchip (1) Microchip 1b According to Second Embodiment FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a microchip 1b according to a second embodiment of the present technology. The microchip 1 b is the same as the first embodiment in the installation position of the pressure display unit 5 and the configuration other than the detection member accommodated in the pressure display unit 5. About the same composition as a first embodiment, the same numerals are attached and it omits about explanation. Further, the material of the substrate layers 11, 12, 13 constituting the microchip 1b is the same as the substrate layer to which the same reference numeral is attached in the microchip 1a.

マイクロチップ1bにおける圧表示部5は、基板層13に設けられており、マイクロチップ1bの外面を構成している。圧表示部5には、第一実施形態で説明した気体封入体51の代わりに、検出材料54が収容されている。検出材料54は、酸素等のガスや湿度に
反応して色が変化する材料である。例えば、検出材料54としては、酸化して色を変えるロイコ染料や吸湿して変色するシリカゲル等が用いられ得る。また、これらの検出材料54は、合成樹脂等に練り込まれてマイクロチップ1b外面に固着されていても良く、フィルム等に塗布され、マイクロチップ1b外面に接着されていても良い。又は、空気及び光を透過する合成樹脂製等の容器に検出材料54が内包され、その容器がマイクロチップ1b外面に固着されても良い。
The pressure display unit 5 in the microchip 1b is provided on the substrate layer 13 and constitutes the outer surface of the microchip 1b. The pressure display unit 5 contains a detection material 54 instead of the gas inclusion 51 described in the first embodiment. The detection material 54 is a material that changes color in response to a gas such as oxygen or humidity. For example, as the detection material 54, a leuco dye that is oxidized to change color, a silica gel that is absorbed to change color, or the like may be used. Further, these detection materials 54 may be kneaded in a synthetic resin or the like and fixed to the outer surface of the microchip 1b, or may be coated on a film or the like and adhered to the outer surface of the microchip 1b. Alternatively, the detection material 54 may be enclosed in a container made of synthetic resin or the like that transmits air and light, and the container may be fixed to the outer surface of the microchip 1 b.

(2)マイクロチップ1bの圧表示部5における表示方法
マイクロチップ1bは、大気圧に対して負圧下で基板層11,12,13を貼り合わせるなどして、反応領域Rが大気圧に対して負圧とされている。この状態にあるマイクロチップ1bは、金属等の材料からなる保存容器に保持することで、反応領域Rの気密性を保持し易くすることができる。しかし、保存容器を大気下に置けば、保存容器への空気の浸透は徐々に進むため、やがてマイクロチップ1bの内部へも空気が浸透する。そこで、マイクロチップ1bには、保存容器内へ浸透する空気、又は湿気を感知する圧表示部5が設けられている。圧表示部5における、検出材料54を用いたマイクロチップ1bの反応領域Rの気圧の変化を反映して気圧の状態を提示する表示方法について、酸化還元色素を検出材料54として使用する場合を例に説明する。
(2) Display method in the pressure display unit 5 of the microchip 1b The microchip 1b bonds the substrate layers 11, 12, 13 under a negative pressure to the atmospheric pressure, etc. It is considered negative pressure. By holding the microchip 1b in this state in a storage container made of a material such as metal, the airtightness of the reaction region R can be easily maintained. However, if the storage container is placed under the atmosphere, the penetration of the air into the storage container gradually proceeds, so that the air also penetrates the inside of the microchip 1b. Therefore, the microchip 1 b is provided with a pressure display unit 5 that senses air or moisture that permeates into the storage container. Regarding the display method of presenting the state of atmospheric pressure reflecting the change in atmospheric pressure of the reaction area R of the microchip 1b using the detection material 54 in the pressure display unit 5, an example of using a redox dye as the detection material 54 Explain to.

酸化還元色素には、酸化反応を受けて色を変える色素が含まれている。このため、空気が保存容器内に浸透し圧表示部5に達すると、検出材料54に含まれる酸化還元色素が変色する。一方、酸化還元色素には、還元剤が含まれているため、脱気状態の下では、色素の酸化反応が停止して、内在する還元剤の働きによって色素は還元された色を示す。検出材料54は圧表示部5に収容され、検出材料54の色の変化がマイクロチップ1bの外部から視認可能であるため、マイクロチップ1bを保存容器から取り出した時点で、圧表示部5における色の変化を見て、マイクロチップ内の気圧の変化を判断することが可能となる。   Redox dyes include dyes that change color upon undergoing an oxidation reaction. Therefore, when air penetrates into the storage container and reaches the pressure display unit 5, the redox dye contained in the detection material 54 is discolored. On the other hand, since the redox dye contains a reducing agent, the oxidation reaction of the dye is stopped under the degassing state, and the dye exhibits a reduced color by the function of the inherent reducing agent. Since the detection material 54 is accommodated in the pressure display unit 5 and the change in color of the detection material 54 is visible from the outside of the microchip 1b, the color in the pressure display unit 5 is obtained when the microchip 1b is removed from the storage container. It is possible to determine the change in air pressure in the microchip by observing the change in.

マイクロチップ1bの圧表示部5は、第一実施形態に設けられた圧表示部5と異なり、マイクロチップ1bの外部の空気に反応して変化する。しかし、マイクロチップ1bは保存容器に保管されているため、マイクロチップ1bの内部に浸透する空気とは、先ず、保存容器内に浸透した空気であり、保存容器内における空気の検出は、マイクロチップ1bの反応領域R内への空気の浸透を反映するものである。検出材料54における色の変化とマイクロチップ1bの反応領域Rの気圧との相関を予め算出しておくことによって、マイクロチップ1bにおける圧表示部5は、反応領域Rの気圧の変化を反映して、反応領域Rの気圧の状態を提示することが可能となる。なお、圧表示部5に酸化還元色素を用いて「使用不可」等の文字を印字するなどして、色の変化の代わりに文字の出現等によって、反応領域Rの負圧の維持度を圧表示部5に提示しても良い。   Unlike the pressure display unit 5 provided in the first embodiment, the pressure display unit 5 of the microchip 1b changes in response to air outside the microchip 1b. However, since the microchip 1b is stored in the storage container, the air that permeates the inside of the microchip 1b is the air that first permeated into the storage container, and the detection of air in the storage container is the microchip It reflects the permeation of air into the reaction zone R of 1b. The pressure display unit 5 in the microchip 1b reflects the change in the pressure in the reaction area R by calculating in advance the correlation between the change in color in the detection material 54 and the pressure in the reaction area R in the microchip 1b. It is possible to present the state of the pressure in the reaction zone R. In addition, characters such as “not usable” are printed on the pressure display unit 5 using a redox dye, etc., and the negative pressure maintenance degree of the reaction area R is pressured by appearance of characters instead of color change. It may be presented on the display unit 5.

上述した圧表示部5の、マイクロチップ1bにおける設置位置は、図4に示す位置には限定されないが、基板層12,13のようなマイクロチップの外面を構成する基板層において、マイクロチップ1bの外部に露出する状態となるように設けることが好ましい。このような位置に圧表示部5を設けることによって、圧表示部5は、マイクロチップ1bが収容されている保存容器内への空気の浸透を検知することが可能となる。   The installation position of the pressure display unit 5 in the microchip 1b is not limited to the position shown in FIG. 4, but in the substrate layer constituting the outer surface of the microchip like the substrate layers 12 and 13, the microchip 1b is It is preferable to provide so as to be exposed to the outside. By providing the pressure display unit 5 at such a position, the pressure display unit 5 can detect the penetration of air into the storage container in which the microchip 1 b is stored.

本実施例に係るマイクロチップ1bでは、保存容器に保管された後、保存容器から取り出された時点で、圧表示部5によって、試料溶液を導入可能な程度に反応領域Rが大気圧に対し負圧であるか、判断することができる。このため、マイクロチップ1b内の負圧の維持度が試料溶液導入前に確認でき、貴重な試料を誤って消費することが防止される。   In the microchip 1b according to the present embodiment, after being stored in the storage container, when removed from the storage container, the pressure display unit 5 causes the reaction region R to be negative with respect to the atmospheric pressure to such an extent that the sample solution can be introduced. It can be judged whether it is pressure. For this reason, the degree of maintenance of the negative pressure in the microchip 1b can be confirmed before the introduction of the sample solution, and the erroneous consumption of the valuable sample can be prevented.

3.第三実施形態に係るマイクロチップ
図5は、本技術の第三実施形態に係るマイクロチップ1cの構成を説明する断面模式図である。マイクロチップ1cは、圧表示部5の設置位置以外の構成については、第一実施形態及び第二実施形態と同一である。第一実施形態及び第二実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し説明については、省略する。また、マイクロチップ1cを構成する基板層11,12,13の材料は、マイクロチップ1aにおいて同一の符号を付した基板層と同じである。
3. Microchip According to Third Embodiment FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a microchip 1c according to a third embodiment of the present technology. The microchip 1c is the same as the first embodiment and the second embodiment in the configuration other than the installation position of the pressure display unit 5. About the same composition as a first embodiment and a second embodiment, the same numerals are attached and explanation is omitted about explanation. Further, the material of the substrate layers 11, 12, and 13 constituting the microchip 1c is the same as the substrate layer to which the same reference numeral is attached in the microchip 1a.

図5に示すように、マイクロチップ1cにおいて圧表示部5は2カ所に設けられている。一の圧表示部5は、弾性を有する基板層11とマイクロチップ1cの外面を構成する基板層12との間に位置している。すなわち、第一実施形態において説明した圧表示部5と同じ位置に設けられている。マイクロチップ1cの内部に設けられた圧表示部5には、検出材料54が収容されており、第二実施形態において説明した圧表示部5の検出材料54と同じく、空気に反応して色を変化させる。   As shown in FIG. 5, the pressure display unit 5 is provided at two places in the microchip 1c. One pressure display unit 5 is located between the elastic substrate layer 11 and the substrate layer 12 constituting the outer surface of the microchip 1 c. That is, it is provided at the same position as the pressure display unit 5 described in the first embodiment. The pressure display unit 5 provided inside the microchip 1c contains the detection material 54, and in the same manner as the detection material 54 of the pressure display unit 5 described in the second embodiment, it reacts with air to make a color Change.

一方、もう一の圧表示部5は、基板層13に設けられ、マイクロチップ1cの外面を構成している。すなわち、第二実施形態において説明した圧表示部5と同じ位置に設けられている。圧表示部5には、気体封入体51が収容されており、第一実施形態において説明した圧表示部5と同様に、気体封入体51の体積は、周囲の圧の変化に応じて変化する。   On the other hand, the other pressure display unit 5 is provided on the substrate layer 13 and constitutes the outer surface of the microchip 1c. That is, it is provided at the same position as the pressure display unit 5 described in the second embodiment. In the pressure display unit 5, the gas enclosure 51 is accommodated, and the volume of the gas enclosure 51 changes in accordance with the change in the surrounding pressure, as in the pressure display unit 5 described in the first embodiment. .

2カ所の圧表示部5に収容され圧の変化や空気を感知する部材又は材料は、図5に示す組み合わせに限定されず、全て気体封入体51であっても、全て検出材料54であっても良い。また、マイクロチップ1cの外部に設ける圧表示部5に検出材料54を収容して、内部に設ける圧表示部5に気体封入体51を収容しても良い。   The members or materials contained in the two pressure display portions 5 for sensing pressure changes and air are not limited to the combinations shown in FIG. 5, and all gas inclusions 51 are all detection materials 54. Also good. Alternatively, the detection material 54 may be accommodated in the pressure display unit 5 provided outside the microchip 1 c, and the gas enclosure 51 may be accommodated in the pressure display unit 5 provided therein.

2つの圧表示部5の設置位置は、マイクロチップ1cにおいて図5に示す位置に限定されないが、好ましくは、各々、第一実施形態と第二実施形態で説明した、マイクロチップ1cの内部及び外部における圧表示部5の設置位置である。また、本実施形態におけるマイクロチップ1cにおいて、設置する圧表示部5の数は限定されない。   The installation positions of the two pressure display units 5 are not limited to the positions shown in FIG. 5 in the microchip 1c, but preferably, the inside and outside of the microchip 1c described in the first embodiment and the second embodiment, respectively. The installation position of the pressure display unit 5 in FIG. Further, in the microchip 1c in the present embodiment, the number of pressure display units 5 to be installed is not limited.

本実施形態に係るマイクロチップ1cにおいては、内部と外部の異なる二カ所に圧表示部5が設けられることによって、マイクロチップ1cを大気下で保管した場合であっても、保存容器内に保管した場合であっても、圧表示部5によって、試料溶液の導入前に、反応領域Rの気圧が試料溶液の導入に十分な範囲にあるか、容易に判断できる。   In the microchip 1c according to the present embodiment, the pressure display portions 5 are provided at two different places, inside and outside, so that even when the microchip 1c is stored under the atmosphere, it is stored in the storage container Even in this case, the pressure display unit 5 can easily determine whether the pressure in the reaction region R is in a range sufficient for the introduction of the sample solution before the introduction of the sample solution.

4.第四実施形態に係るマイクロチップ
(1)マイクロチップ1dの構成
図6は、本技術の第四実施形態に係るマイクロチップ1dの構成を説明する断面模式図である。マイクロチップ1dは、熱履歴表示部6が設けられてる点以外の構成については、第一実施形態と同一である。第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ1dを構成する基板層11,12,13の材料は、マイクロチップ1aにおいて同一の符号を付した基板層と同じである。
4. Configuration of Microchip (1) Microchip 1d According to Fourth Embodiment FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a microchip 1d according to a fourth embodiment of the present technology. The configuration of the microchip 1d is the same as that of the first embodiment except for the point that the heat history display unit 6 is provided. About the same composition as a first embodiment, the same numerals are attached and it omits about explanation. Further, the material of the substrate layers 11, 12, 13 constituting the microchip 1d is the same as the substrate layer to which the same reference numeral is attached in the microchip 1a.

図6に示すように、マイクロチップ1dの熱履歴表示部6は、基板層13に設けられており、マイクロチップ1dの外面を構成している。熱履歴表示部6は、加熱や冷却等の温度変化を検出する検出材料61を有している。温度変化を感知する材料としては、例えば、後述する、酸化還元反応によって変色可能なロイコ染料等が挙げられる。その他の例としては、金属塩の熱分解、金属錯塩の結晶転移、液晶の分子配向の変化があり、これらは温度の変化に対して色を変えるため、検出材料61として利用が可能である。   As shown in FIG. 6, the heat history display unit 6 of the microchip 1 d is provided on the substrate layer 13 and constitutes the outer surface of the microchip 1 d. The heat history display unit 6 includes a detection material 61 that detects a temperature change such as heating or cooling. Examples of the material that senses a temperature change include a leuco dye that can be discolored by a redox reaction, which will be described later. Other examples include thermal decomposition of metal salts, crystal transition of metal complex salts, and changes in molecular orientation of liquid crystals, which can be used as detection material 61 because they change color in response to changes in temperature.

検出材料61は、合成樹脂等からなる容器に収容され、マイクロチップ1d外面に設けられても良く、他の材料に練り合わせたり、フィルム等の表面に塗布してから、マイクロチップ1dの表面に設けても良い。また検出材料61は、インクジェット方式を用いてマイクロチップ1d外面に設けても良い。   The detection material 61 is accommodated in a container made of synthetic resin or the like, and may be provided on the outer surface of the microchip 1d, and is provided on the surface of the microchip 1d after being mixed with other materials or applied on a surface such as a film. It is good. The detection material 61 may be provided on the outer surface of the microchip 1 d using an inkjet method.

マイクロチップ1dをPCR等の加熱手順を伴う分析に用いた場合、熱履歴表示部6において、検出材料61に含まれる色素等が変色し、マイクロチップ1dが加熱状態に置かれていた履歴が表示される。マイクロチップ1dを加熱する場合、内部に設けられたウェル43等を均一に加熱するために、マイクロチップ1dを基板層11,12,13に対して垂直の方向から挟み込んで加熱する加熱装置が用いられ得る。この場合、熱履歴表示部6と加熱装置が接触する。加熱装置の熱履歴表示部6との接触面に凹凸を設けたヒーターを設置すると、凸部のみが熱履歴表示部6に触れ、凸部に当たる部分のみの色相が変化する。このように、加熱装置のヒーターを利用して、熱履歴表示部6に文字、数字、記号等のキャラクター、シンボル、一次元や二次元のバーコード・シンボルや、模様等を設けても良い。   When the microchip 1d is used for analysis involving a heating procedure such as PCR, the dye etc. contained in the detection material 61 is discolored in the thermal history display section 6, and the history that the microchip 1d has been heated is displayed Be done. In the case of heating the microchip 1d, in order to uniformly heat the well 43 and the like provided in the inside, a heating device is used which heats the microchip 1d by sandwiching the microchip 1d in a direction perpendicular to the substrate layers 11, 12, and 13. Can be In this case, the heat history display unit 6 and the heating device are in contact with each other. When a heater provided with asperities on the contact surface of the heating device with the heat history display portion 6 is installed, only the convex portion touches the heat history display portion 6, and the hue of only the portion corresponding to the convex portion changes. As described above, the heat history display unit 6 may be provided with characters, characters such as letters, numerals, symbols, symbols, one-dimensional or two-dimensional bar code symbols, patterns, or the like using the heater of the heating device.

マイクロチップ1dに設けられる熱履歴表示部6の数は限定されず、複数の熱履歴表示部6をマイクロチップ1d表面の異なる位置に設け、マイクロチップ1dにおける加熱が均一に行われているかを確認することも可能である。   The number of heat history display parts 6 provided on the microchip 1d is not limited, and a plurality of heat history display parts 6 are provided at different positions on the surface of the microchip 1d to check whether heating in the microchip 1d is uniformly performed. It is also possible.

(2)マイクロチップ1eの構成
図7は、マイクロチップ1dの変形実施形態であるマイクロチップ1eの構成を説明する断面模式図である。マイクロチップ1eは、熱履歴表示部6の設置位置以外の構成については、マイクロチップ1dと同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、説明については省略する。また、マイクロチップ1eを構成する基板層11,12,13の材料は、マイクロチップ1aにおいて同一の符号を付した基板層と同じである。
(2) Configuration of Microchip 1e FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a microchip 1e which is a modified embodiment of the microchip 1d. The microchip 1e is the same as the microchip 1d in the configuration other than the installation position of the heat history display unit 6, the same configuration is given the same reference numeral, and the description is omitted. Further, the material of the substrate layers 11, 12, 13 constituting the microchip 1e is the same as the substrate layer to which the same reference numeral is attached in the microchip 1a.

図7に示すマイクロチップ1eにおいては、熱履歴表示部6は、マイクロチップ1d内に導入された試料溶液の分析場であるウェルと同じ基板層12に設けられている。熱履歴表示部6は、加熱又は冷却等の温度変化に応じて色を変えるロイコ染料等の検出材料61を有し、基板層12の一部が検出材料61を収容する容器として構成されている。このため、マイクロチップ1eにおける熱履歴表示部6は、ウェル43等の分析場の温度変化を反映して熱履歴を表示することが可能である。   In the microchip 1e shown in FIG. 7, the thermal history display unit 6 is provided on the same substrate layer 12 as the well which is an analysis field of the sample solution introduced into the microchip 1d. The heat history display unit 6 has a detection material 61 such as leuco dye that changes color according to temperature change such as heating or cooling, and a part of the substrate layer 12 is configured as a container for containing the detection material 61. . For this reason, the heat history display unit 6 in the microchip 1 e can display the heat history by reflecting the temperature change of the analysis site such as the well 43 or the like.

熱履歴表示部6の設置位置は、図7に示される位置に限定されないが、試料溶液に含まれる分析対象物の分析場となるウェル43等に近接して、ウェル43等と同一の基板層12に設けられることが好ましい。なお、本技術に係る熱履歴とは、加熱の有無や加熱の回数等の履歴の他に、リアルタイムでのマイクロチップ1eの温度状態も含めたものと定義する。   The installation position of the thermal history display unit 6 is not limited to the position shown in FIG. 7, but the same substrate layer as the well 43 etc. is in proximity to the well 43 etc. Preferably, it is provided at 12. The heat history according to the present technology is defined as the temperature state of the microchip 1 e in real time, in addition to the history of the presence or absence of heating and the number of times of heating.

マイクロチップ1eに設けられた熱履歴表示部6に収容される検出材料61には、応答温度が異なる複数の色素であっても良く、複数の色素は熱履歴表示部6内に並べても混合しても良い。検出材料61をマイクロカプセル化した場合、多種の検出材料61を混合しやすくなる。例えば,5℃以上で色相が赤色に変化するものと40℃以上で色相が黒色に変化するものを混合することもできる。これにより、熱履歴表示部6は低温に保存している時には無色であり、マイクロチップ1eの保存状態を確認でき、熱履歴表示部6が赤色になればマイクロチップ1eが室温に達したことを確認できる。また、その後、マイクロチップ1eを加熱装置にかけ、熱履歴表示部6が黒色に変化することでマイクロチップ1eの温度が上昇したことも確認できる。例えば、分析のためにマイクロチップ1eを60℃に加熱する工程がある場合、検出材料61として設ける色素の応答温度を、室温から60℃までの間に設計し調整しておけば、マイクロチップ1eが加熱後のものであるか不明な場合でも、その色素の色から、使用済みであることを目視で判別できる。   The detection material 61 contained in the heat history display portion 6 provided in the microchip 1 e may be a plurality of dyes having different response temperatures, and the plurality of dyes may be arranged in the heat history display portion 6 or mixed. It is good. When the detection material 61 is microencapsulated, mixing of various detection materials 61 becomes easy. For example, one in which the hue changes to red at 5 ° C. or more and one in which the hue changes to black at 40 ° C. or more can be mixed. Thereby, the heat history display portion 6 is colorless when stored at low temperature, and the storage state of the microchip 1 e can be confirmed, and when the heat history display portion 6 turns red, the micro chip 1 e has reached room temperature It can confirm. Further, after that, the microchip 1e is put on a heating device, and the heat history display portion 6 turns black, which also confirms that the temperature of the microchip 1e has risen. For example, when there is a step of heating the microchip 1e to 60 ° C. for analysis, if the response temperature of the dye provided as the detection material 61 is designed and adjusted between room temperature and 60 ° C., the microchip 1e Even when it is unclear whether or not the heating is after heating, it can be visually judged from the color of the dye that it has been used.

熱履歴表示部6における検出材料61の色の変化は、目視で判断しても良いが、光学的分析装置に備えられている分光光度計等を使用して、色相の変化を数値化し、温度や「使用済み」等の単語に変換して表示しても良い。   The change in color of the detection material 61 in the heat history display section 6 may be judged visually, but the change in hue is quantified using a spectrophotometer or the like provided in the optical analysis device to obtain the temperature It may be converted into words such as “used” or the like and displayed.

(3)熱履歴表示部6における表示方法
マイクロチップ1d、又はその変形実施形態であるマイクロチップ1eの熱履歴表示部6において、内部の温度の変化を感知して熱履歴を提示する方法について、ロイコ染料Lを例に、図8及び図9を参照しながら詳しく説明する。図8及び図9は、熱履歴表示部6に収容されている検出材料61を模式的に示す。
(3) Display Method in Thermal History Display Unit 6 In the thermal history display unit 6 of the microchip 1 d or the microchip 1 e which is a modification thereof, a method of detecting a change in internal temperature and presenting a thermal history, The leuco dye L will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9 as an example. FIGS. 8 and 9 schematically show the detection material 61 accommodated in the heat history display section 6.

ロイコ染料Lは、酸化により色相が変化するため、ロイコ染料Lを酸化させるための薬剤を顕色剤Dとして、ロイコ染料Lと共に用いる。図8(A)は、マイクロチップ1d,1eの加熱前の状態である。ロイコ染料Lと顕色剤Dとは、固化した状態にある相転移材料B(バインダー)に内包され、分散された状態に保持されている。(B)は、マイクロチップ1d,1eの加熱後の状態である。加熱によって相転移材料Bが相転移温度に達すると、相転移が起こり固体状であった相転移材料Bは融解する。このため、相転移材料Bに内包されているロイコ染料Lと顕色剤Dとは結合が容易となり、顕色剤Dとの結合によってロイコ染料Lは酸化され、色相が変わる。(C)は(B)における加熱の後、マイクロチップ1d,1eが再び常温まで冷却された状態である。相転移材料Bは再び固化し、ロイコ染料Lと顕色剤Dの分離が妨げられるため、ロイコ染料Lの色相は、加熱後と同じである。   Since the leuco dye L changes its color upon oxidation, a chemical for oxidizing the leuco dye L is used as a developer D together with the leuco dye L. FIG. 8A shows a state before heating the microchips 1d and 1e. The leuco dye L and the developer D are contained in the phase change material B (binder) in a solidified state and held in a dispersed state. (B) is the state after heating of microchip 1d, 1e. When the phase transition material B reaches the phase transition temperature by heating, the phase transition occurs and the phase transition material B which has been solid melts. Therefore, the leuco dye L contained in the phase change material B and the developer D are easily combined, and the leuco dye L is oxidized by the combination with the developer D to change the hue. In (C), after heating in (B), the microchips 1d and 1e are cooled again to room temperature. The color of the leuco dye L is the same as after heating because the phase change material B solidifies again and prevents the separation of the leuco dye L and the developer D.

図8(A)から(C)に示すように、ロイコ染料Lを含む材料を熱履歴表示部6に収容することによって、マイクロチップ1d,1eが使用後のものであるか、加熱時と加熱後に確認することができる。   As shown in FIGS. 8A to 8C, by accommodating the material containing the leuco dye L in the heat history display portion 6, it is possible to use the microchips 1d and 1e after use or during heating. It can be confirmed later.

ロイコ染料Lとしては、例えば、クリスタルバイオレット([4-{ビス(4-ジメチルアミ
ノフェニル)メチレン}-2,5-シクロヘキサジエン-1-イリデン]ジメチルアンモニウムクロ
リド)が挙げられる。クリスタルバイオレットは固体酸性物質によってラクトン環が切れ、プロトン化され、無色から紫色に変化する。その他、ラクトン環を持つロイコ染料としては、フェノールフタレインやチモールフタレインが挙げられる。フェノールフタレインは中性で無色、アルカリ性で紅色を呈し、チモールフタレインは中性で無色、アルカリ性で青色を呈す。
As the leuco dye L, for example, crystal violet ([4- {bis (4-dimethylaminophenyl) methylene} -2,5-cyclohexadiene-1-ylidene] dimethyl ammonium chloride) can be mentioned. Crystal violet breaks the lactone ring by a solid acidic substance, is protonated, and changes from colorless to purple. Other leuco dyes having a lactone ring include phenolphthalein and thymolphthalein. Phenolphthalein is neutral, colorless, alkaline and crimson, and thymolphthalein is neutral, colorless, alkaline and blue.

また、顕色剤Dの例としては、例えば、ロイコ染料を発色させる固体酸性物質である、ビスフェノールA(2,2-ビス(p-ヒドロキシフェニル)プロパン)が挙げられる。相転移材料Bの例としては、ジブチルフェノール(2,6-di-tert-butylphenol)が挙げられる。   Further, as an example of the developer D, for example, bisphenol A (2,2-bis (p-hydroxyphenyl) propane), which is a solid acidic substance that causes leuco dyes to be colored, can be mentioned. An example of the phase change material B is dibutylphenol (2,6-di-tert-butylphenol).

相転移材料B等は、マイクロチップ1d,1eの使用方法に合わせ、適切な相転移温度を有するものを選択すれば良い。相転移材料Bの例としては、ジブチルフェノール(2,6-di-tert-butylphenol)が挙げられる。相転移材料Bの相転移温度は、構成する材料の種
類によって変えることができる。相転移材料Bは、相転移温度以上で融解するため、検出材料61の応答温度を制御できる。相転移材料Bの種類を選ぶことによって、ロイコ染料Lと顕色剤Dを結合した状態で固化させたり、その両方を分散した状態で固化させることができる。
The phase transition material B or the like may be selected to have an appropriate phase transition temperature in accordance with the usage of the microchips 1d and 1e. An example of the phase change material B is dibutylphenol (2,6-di-tert-butylphenol). The phase transition temperature of the phase transition material B can be changed according to the type of material to be configured. Since the phase transition material B melts at or above the phase transition temperature, the response temperature of the detection material 61 can be controlled. By selecting the type of the phase change material B, the leuco dye L and the developer D can be solidified in a combined state, or both can be solidified in a dispersed state.

例えば、ジブチルフェノールを融解した状態に、還元状態のクリスタルバイオレットとビスフェノールAを分散させて混入後、基材上に塗布し、冷却し固化させることで検出材
料61に用いる色素を調製できる。ジブチルフェノールは融点が35〜38℃であるため、40℃まで加熱されると、調製した固化物は融解する。クリスタルバイオレットとビスフェノールAが相互作用し、クリスタルバイオレットは酸化され、呈色する。これを冷却するとクリスタルバイオレットは酸化状態が保たれ、呈色が保存される。
For example, the dye used for the detection material 61 can be prepared by dispersing and mixing crystal violet and bisphenol A in a reduced state in a melted state of dibutylphenol, coating it on a substrate, and cooling and solidifying it. Since dibutyl phenol has a melting point of 35 to 38 ° C., the prepared solidified material melts when heated to 40 ° C. Crystal violet and bisphenol A interact, and crystal violet is oxidized and colored. When cooled, the crystal violet is kept in the oxidized state and the color is preserved.

図8(D)は、ロイコ染料Lと顕色剤Dとが予め結合されている状態の検出材料61を示す。(E)は、マイクロチップ1d,1eの加熱後の状態である。加熱によって相転移材料Bが相転移温度に達すると、相転移が起きて固体状であった相転移材料Bは融解する。ロイコ染料Lと顕色剤Dが結合した状態で固化していた場合には、加熱により、両者は分離しやすくなる。分離すると顕色剤Dの作用は弱まり、ロイコ染料Lは還元状態となる。加熱後、冷却されると、ロイコ染料Lと顕色剤Dが加熱時と同様な状態で固定されるため、ロイコ染料Lは発色していない状態が保持される(図8(F))。   FIG. 8D shows the detection material 61 in a state in which the leuco dye L and the developer D are previously combined. (E) is a state after the heating of the microchips 1d and 1e. When the phase transition material B reaches the phase transition temperature by heating, phase transition occurs and the solid phase transition material B melts. When the leuco dye L and the developer D are solidified in a bound state, the two are easily separated by heating. When separated, the action of the developer D is weakened and the leuco dye L is in a reduced state. After the heating, when cooled, the leuco dye L and the developer D are fixed in the same state as in the heating, so that the leuco dye L is kept in the non-colored state (FIG. 8 (F)).

一方、相転移材料Bの相転移温度よりも融点が高い顕色剤Dを用いて、ロイコ染料Lの色相の変化を可逆的に表示することも可能である。図9(A)は、マイクロチップ1d,1eの加熱前の状態である。ロイコ染料Lと結晶化した顕色剤Dとは、固化した状態にある相転移材料Bに内包され、分散された状態に保たれている。(B)は、マイクロチップ1d,1eの加熱後の状態である。顕色剤Dの融点まで温度が上昇すると、固体状であった相転移材料Bは融解し、結晶化していた顕色剤Dも融解し、ロイコ染料Lと結合可能となり、ロイコ染料Lは酸化されて色相が変わる。(C)は、(B)における加熱の後、マイクロチップ1dが再び常温まで冷却された状態である。冷却過程で、先ず顕色剤Dが再結晶化し、ロイコ染料Lとの相互作用が失われロイコ染料Lの色相は再び変化する。その後、相転移材料Bが固化する。   On the other hand, it is also possible to reversibly display the change in the hue of the leuco dye L by using a developer D whose melting point is higher than the phase transition temperature of the phase transition material B. FIG. 9A shows a state before heating the microchips 1d and 1e. The leuco dye L and the crystallized developer D are contained in the phase change material B in a solidified state and kept in a dispersed state. (B) is the state after heating of microchip 1d, 1e. When the temperature rises to the melting point of the developer D, the solid phase transition material B melts, and the crystallized developer D also melts and becomes capable of binding to the leuco dye L, and the leuco dye L is oxidized And the hue changes. In (C), after heating in (B), the microchip 1 d is in a state of being cooled again to room temperature. In the cooling process, the developer D first recrystallizes, the interaction with the leuco dye L is lost, and the color of the leuco dye L changes again. Thereafter, the phase change material B solidifies.

例えば、相転移材料Bとして長鎖アルキル基のような疎水性の残基を結合させたセルロースを用いても良い。相転移材料Bを相転移温度において、親水性と疎水性を転移させることができる。相転移温度より高温時には、相転移材料Bの融解により、セルロースがばらけ、ロイコ染料Lと顕色剤Dには親水的な環境となることで色が変化する。低温時にはセルロースの結晶化により、その疎水性残基の作用で相転移材料B内は疎水的な環境となり、ロイコ染料Lと顕色剤Dの相互作用が失われ、色が可逆的に変化する。   For example, as phase transfer material B, cellulose to which a hydrophobic residue such as a long chain alkyl group is bonded may be used. The phase transition material B can be transformed between hydrophilicity and hydrophobicity at the phase transition temperature. When the temperature is higher than the phase transition temperature, melting of the phase transition material B causes the cellulose to be separated, and the leuco dye L and the developer D have a hydrophilic environment to change the color. At low temperatures, due to the crystallization of cellulose, the hydrophobic residue acts as a hydrophobic environment in phase change material B, the interaction between leuco dye L and developer D is lost, and the color changes reversibly .

消色剤Qを検出材料61に付与することによって色を可逆的に変化させることも可能である。図9(D)に示すように、相転移材料Bの相転移温度より低温時にロイコ染料Lと顕色剤Dを結合させておき、相転移温度より高温時に分散した消色剤Qがロイコ染料Lと顕色剤Dを分散させ、色を変化させる(図9(E))。そして、再び相転移温度より低温時には消色剤Qが結晶化するため、ロイコ染料Lと顕色剤Dが再結合し、色が可逆的に変化する(図9(F))。消色剤Qとしては、アゾメチン結合を持つ有機物(R-CH=N-R'、R,R'は種々の有機基)が知られる。   It is also possible to reversibly change the color by applying the decolorizing agent Q to the detection material 61. As shown in FIG. 9 (D), the decoloring agent Q, which has been made to combine leuco dye L and developer D at a temperature lower than the phase transition temperature of phase change material B and dispersed at a temperature higher than the phase transition temperature, is leuco dye. L and developer D are dispersed to change the color (FIG. 9E). Then, since the decoloring agent Q crystallizes again at a temperature lower than the phase transition temperature, the leuco dye L and the developer D recombine, and the color reversibly changes (FIG. 9 (F)). As the decoloring agent Q, an organic substance having an azomethine bond (R-CH = N-R ', R and R' are various organic groups) is known.

図9に示すように、可逆的に色相が変化するようなロイコ染料Lを含む材料を熱履歴表示部6に収容することによって、マイクロチップ1d,1e内部の温度変化を、リアルタイムに視認することもできる。   As shown in FIG. 9, the temperature change inside the microchips 1 d and 1 e can be visually recognized in real time by housing the material containing the leuco dye L whose color changes reversibly in the heat history display section 6. You can also.

熱履歴表示部6は、加熱以外でも、例えば加熱装置によるマイクロチップ1d,1eへの圧力を用いて、色を変化させても良い。例えば、ロイコ染料Lが収容されたマイクロカプセルと、顕色剤Dが収容されたマイクロカプセルを並べて配置した熱履歴表示部6をマイクロチップ1d外面に設け、加圧によって熱履歴表示部6内の各々のマイクロカプセルが壊れることで、ロイコ染料Lと顕色剤Dの混合が生じ,色の変化が生じる。   The heat history display unit 6 may change the color other than heating, for example, using the pressure on the microchips 1 d and 1 e by the heating device. For example, a heat history display section 6 in which microcapsules containing leuco dye L and microcapsules containing developer D are arranged side by side is provided on the outer surface of the microchip 1d, and the inside of the heat history display section 6 is pressurized. Breaking of each microcapsule causes mixing of leuco dye L and developer D, resulting in a color change.

本実施形態に係るマイクロチップ1dとその変形実施形態であるマイクロチップ1eに
おいては、前述のマイクロチップ内の圧の変化に加えて、熱履歴についても確認することが可能である。基板層等を加工して作製されるマイクロチップは、微細な内部構造を有するため、導入された試料溶液などを目視するとは困難である。マイクロチップ1d,1eでは、熱履歴表示部6が設けられていることによって、使用後のものであるか否か容易に判断できる。また、ウェル43等の各ウェルと同じ基板層に、熱履歴部6を設けることによって、分析場の温度変化をリアルタイムで確認することも可能である。
In the microchip 1d according to the present embodiment and the microchip 1e which is the modified embodiment, it is possible to confirm the heat history as well as the change in pressure in the microchip described above. Since a microchip produced by processing a substrate layer or the like has a fine internal structure, it is difficult to visually inspect the introduced sample solution or the like. In the microchips 1d and 1e, by providing the heat history display unit 6, it can be easily judged whether or not it is after use. Moreover, it is also possible to confirm the temperature change of an analysis place in real time by providing the heat history part 6 in the same substrate layer as each well such as the well 43 and the like.

なお、熱履歴表示部6は、内部を大気圧に対して負圧としたマイクロチップへの設置に限定されず、内部と外部が等圧のマイクロチップに設けても良い。   The heat history display unit 6 is not limited to the installation on the microchip in which the inside is a negative pressure with respect to the atmospheric pressure, and the heat history display unit 6 may be provided in a microchip whose inside and outside are equal pressure.

本技術は、以下のような構成もとることができる。
(1)内部が大気圧に対して負圧とされた領域と、該領域内の気圧の状態を提示する圧表示部と、が設けられたマイクロチップ。
(2)前記領域は、弾性変形による自己封止性を備える基板層を含んで形成されている、上記(1)記載のマイクロチップ。
(3)前記圧表示部は、前記基板層を含んで形成されている、上記(2)記載のマイクロチップ。
(4)前記圧表示部は、気体が封入され、外圧の変化により膨張又は収縮する弾性部材を備える、上記(1)から(3)の何れかに記載のマイクロチップ。
(5)前記圧表示部は、ガス及び/又は湿度の変化により色が変化する材料を有する、上記(1)から(3)の何れかに記載のマイクロチップ。
(6)前記圧表示部は、前記マイクロチップの外面に設けられている、上記(1)又は(2)記載のマイクロチップ。
(7)前記領域内に加えられた熱の履歴を提示する熱履歴表示部が設けられた、上記(1)から(6)の何れかに記載のマイクロチップ。
The present technology can also be configured as follows.
(1) A microchip provided with a region in which the inside is a negative pressure with respect to the atmospheric pressure, and a pressure display unit that indicates the state of the pressure in the region.
(2) The microchip according to (1), wherein the region includes a substrate layer having a self-sealing property by elastic deformation.
(3) The microchip according to (2), wherein the pressure display unit is formed to include the substrate layer.
(4) The microchip according to any one of (1) to (3), wherein the pressure display unit includes an elastic member that is sealed with gas and that expands or contracts due to a change in external pressure.
(5) The microchip according to any one of (1) to (3), wherein the pressure display unit includes a material whose color changes due to a change in gas and / or humidity.
(6) The microchip according to (1) or (2), wherein the pressure display unit is provided on the outer surface of the microchip.
(7) The microchip according to any one of (1) to (6), further including a heat history display unit for presenting a history of heat applied to the area.

本技術に係るマイクロチップによれば、試料溶液の導入前に、マイクロチップ内の圧の状態の確認が容易に可能となる。従って、本技術に係るマイクロチップは、核酸増幅反応など、微量試料を用いて加熱手順を含む分析などに好適に用いられ得る。   According to the microchip according to the present technology, it is possible to easily confirm the state of pressure in the microchip before introducing the sample solution. Therefore, the microchip according to the present technology can be suitably used for analysis including a heating procedure using a small amount of sample, such as a nucleic acid amplification reaction.

B:相転移材料、D:顕色剤、L:ロイコ染料、N:針、P:貫通孔、Q:消色剤、R:反応領域、S:側面、1a,1b,1c,1d,1e:マイクロチップ、11,12,13:基板層、2:導入部、21:導入口、31,32,33,34,35:流路、41,42,43,44,45:ウェル、5:圧表示部、51:気体封入体、52:圧表示部底面、53:基準線、54:検出材料、6:熱履歴表示部、61:検出材料
B: phase change material, D: developer, L: leuco dye, N: needle, P: through hole, Q: decoloring agent, R: reaction area, S: side surface, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e : Microchip, 11, 12, 13: substrate layer, 2: introduction part, 21: introduction port, 31, 32, 33, 34, 35: flow path, 41, 42, 43, 44, 45: well, 5: Pressure display unit 51: Gas inclusion body 52: Pressure display unit bottom surface 53: reference line 54: detection material 6: heat history display unit 61: detection material

Claims (9)

試料溶液に含まれる物質又は前記物質の反応生成物の分析を行うためのマイクロチップであり、
前記試料溶液が導入される導入部と、前記試料溶液が通流する流路と、前記試料溶液が導入されるウェルと、を有し、ガス不透過性を有する材料で形成された第一の基板層を含み、内部が大気圧に対して負圧とされた反応領域と、
前記反応領域内の気圧の状態を提示する圧表示部と、を備え、
前記反応領域と前記圧表示部とが互いに独立して設けられているマイクロチップ。
A microchip for analyzing a substance contained in a sample solution or a reaction product of the substance,
A first member formed of a gas-impermeable material, having an introduction part into which the sample solution is introduced, a flow path through which the sample solution flows, and a well into which the sample solution is introduced. A reaction zone including a substrate layer, the inside of which is negative with respect to the atmospheric pressure,
A pressure display unit for displaying the state of the pressure in the reaction area;
The microchip in which the said reaction area | region and the said pressure display part are mutually independently provided.
前記圧表示部が、
前記反応領域内の気圧の状態を検出する検出部材と、
前記検出部材を収容する容器と、を備える請求項1に記載のマイクロチップ。
The pressure display unit
A detection member for detecting a state of atmospheric pressure in the reaction area;
The container which accommodates the said detection member, The microchip of Claim 1.
前記第一の基板層に第二の基板層が貼り合わされることで、前記反応領域と前記圧表示部とが形成されている請求項1又は2に記載のマイクロチップ。   The microchip according to claim 1 or 2, wherein the reaction region and the pressure display unit are formed by bonding a second substrate layer to the first substrate layer. 前記第二の基板層が弾性変形による自己封止性を備える請求項3に記載のマイクロチップ。   The microchip according to claim 3, wherein the second substrate layer is self-sealing by elastic deformation. 前記第一の基板層及び/又は前記第二の基板層が光透過性を有する請求項3又は4に記載のマイクロチップ。   The microchip according to claim 3, wherein the first substrate layer and / or the second substrate layer has light transparency. 前記検出部材は、色が変化し、且つ前記色の変化が前記反応領域内の気圧の変化と相関がある材料を有し、前記色の変化に応じて前記反応領域内の気圧の状態を提示する請求項2に記載のマイクロチップ。   The detection member comprises a material that changes in color, and the change in color is correlated with the change in air pressure in the reaction area, and indicates the state of the air pressure in the reaction area in response to the change in color. The microchip according to claim 2. 前記色が変化する材料が色素を含む請求項6に記載のマイクロチップ。   7. The microchip of claim 6, wherein the color changing material comprises a dye. 前記反応領域内に加えられた熱の履歴を提示する熱履歴表示部が設けられた請求項1〜7のいずれか一項に記載のマイクロチップ。   The microchip as described in any one of Claims 1-7 provided with the thermal history display part which shows the log | history of the heat | fever added in the said reaction area | region. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のマイクロチップを用いた核酸増幅方法。
The nucleic acid amplification method using the microchip as described in any one of Claims 1-8.
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