JP2020094808A - Microsampling chip - Google Patents
Microsampling chip Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020094808A JP2020094808A JP2018230506A JP2018230506A JP2020094808A JP 2020094808 A JP2020094808 A JP 2020094808A JP 2018230506 A JP2018230506 A JP 2018230506A JP 2018230506 A JP2018230506 A JP 2018230506A JP 2020094808 A JP2020094808 A JP 2020094808A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- chip
- storage space
- microsampling
- sample storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
本発明は、重金属測定に代表される環境検査、尿試験紙を利用することを代表とする生化学検査、臨床検査、残留農薬を検出することに代表される食物検査などの検査を行なうためのマイクロサンプリングチップに関する。 The present invention is for performing tests such as environmental tests typified by heavy metal measurements, biochemical tests typified by using urine test strips, clinical tests, and food tests typified by detecting residual pesticides. Regarding a micro sampling chip.
カドミウム、コバルト、水銀、銅、亜鉛、鉛、ヒ素、マグネシウムといった重金属は多くを摂取すると人体に有害であり、水や土壌、食物、野菜、米、飲料水に含まれる重金属量を体内に摂取する前に把握することは非常に重要である。重金属の測定方法として種々の方法が提案され、実施もなされている（特許文献１、２参照。）。また、穀物、野菜、果実などの食物へ農薬を散布することによる残留農薬の問題は深刻であり、２０１３年にはインドでモノクロトホスが野菜に残留していたことによって、２３人の児童が死亡するといった重大な事件が起こっている。 Heavy metals such as cadmium, cobalt, mercury, copper, zinc, lead, arsenic, and magnesium are harmful to the human body when ingested in large amounts, and ingest the amount of heavy metals contained in water, soil, food, vegetables, rice, and drinking water into the body. It is very important to know before. Various methods have been proposed and implemented as methods for measuring heavy metals (see Patent Documents 1 and 2). In addition, the problem of residual pesticides caused by spraying pesticides on foods such as grains, vegetables, and fruits is serious, and 23 children died in 2013 because monocrotophos remained on vegetables in India. There is a serious incident happening.
また、医療や食品検査の現場において、その場で的確に必要な検査をできることは、その後の診断や治療方針、予防、安心を保障することにおいて重要である。その場で検査を数分のうちに検出でき、その疾患や食品の安全、残留農薬の有無を測定できることによって、患者にはできるだけ早い診断、投薬が実現し、飲料水や食品については、飲食前の安全を保障できる。さらに、尿検査に代表される非侵襲の生化学臨床検査を、家庭、老人ホーム、介護施設などの現場で行うことができれば、容易に日々の健康状態を知り、日々の行動に反映することができ、健康被害のリスクを軽減してより健康な生活を保障できる。 In addition, it is important for medical and food inspection sites to be able to make necessary and appropriate inspections on the spot in order to ensure subsequent diagnosis, treatment policy, prevention, and security. By being able to detect the test on the spot within a few minutes and measuring the disease, food safety, and the presence or absence of residual pesticides, patients can be diagnosed and administered as quickly as possible. Can guarantee the safety of. Furthermore, if non-invasive biochemical clinical tests such as urinalysis can be performed at the site of homes, nursing homes, nursing homes, etc., it is easy to know the daily health condition and reflect it in daily activities. This can reduce the risk of health damage and guarantee a healthier life.
電気化学測定のための高感度センサを利用し、現場において、複数種類の重金属を一斉にｐｐｂレベルの濃度までを安定して測定することができる技術、具体的には、１ｋｇ以下の装置で短時間（例えば、２０分以内程度）に、例えば河川のそばや田んぼの畦などで測定することができる技術は確立されていない。ろ紙などの紙媒体に発色試薬を固定した試験紙を利用した、ヒトの尿中や血中における特定物質を検査、イムノアッセイ、残留農薬の検査、土壌汚染の検査が一般的に行なわれている。しかし、試験紙を使用して一斉に行うことのできる、さらに現場において簡易迅速に検査を行なうことのできる技術は確立されていない。 Utilizing a high-sensitivity sensor for electrochemical measurement, it is possible to measure multiple types of heavy metals at the same time in a stable manner up to ppb level concentration. No technique has been established that can be measured in time (for example, within about 20 minutes), for example, near a river or in a ridge of a rice field. BACKGROUND ART Test papers in which a coloring reagent is fixed to a paper medium such as filter paper are used to test specific substances in human urine and blood, immunoassays, pesticide residue tests, and soil pollution tests. However, no technique has been established that can be performed all at once using a test strip, and that can perform a simple and quick inspection on site.
電気化学測定や試験紙等を用いて行なう検査は、サンプルを測定用電極や試験紙といったセンサ部分に接触させて行なわれるが、センサ部分に接触させるサンプル量の定量性は検査結果の正確性や再現性にとって重要な要素である。そのため、ピペットを用いて一定量のサンプルを採取して検査に供することが一般的である。つまり、定量のサンプル量を保障することで正確な濃度が決定できる。また、内部センサには表面に特殊試薬や酵素を固定化した状態で測定する場合があり、より正確に定量性を求められる場合には滴下されるサンプルの量が正確であればあるほどよい。また、試験紙などについても、その表面へ湿潤することでその量が定量されるとはいえ、滴下若しくは導入されるサンプルの量は正確であるほど内部成分の定量を正確に行なうことができる。さらに、測定する際に検査技師などの測定者への感染を防ぎ、また、サンプル同士のコンタミネーションを防ぐためにも電極を含む検査部分（チップ）を使い捨てにすることが求められる。 Electrochemical measurements and tests performed using test strips are performed by bringing the sample into contact with the sensor part such as the measuring electrode or test strip. This is an important factor for reproducibility. Therefore, it is common to use a pipette to collect a certain amount of sample for testing. That is, an accurate concentration can be determined by guaranteeing a fixed amount of sample. In addition, the internal sensor may be measured in a state where a special reagent or enzyme is immobilized on the surface, and the more accurately the quantitative amount is required, the more accurate the amount of the dropped sample is. Although the amount of test paper or the like can be quantified by wetting the surface thereof, the more accurate the amount of sample dropped or introduced, the more accurate the internal components can be quantified. Further, it is required to dispose an inspection portion (chip) including electrodes in order to prevent infection of a measurement person such as an inspection technician at the time of measurement and to prevent contamination between samples.
ここで、サンプルの検査を容易迅速に行なうことができるように、ピペット自体にサンプルの測定機能をもたせることが考えられる。そのようなピペット型の検査装置は、ピペットの先端に取り付けられたチップを介してサンプルを吸入するためのポンプ機構を具備する必要がある。また、そのようなピペット型の検査装置では、コンタミネーションの防止の観点から、ピペットにサンプルが付着しないようにチップの取り扱いを注意する必要がある。例えば、チップ内にサンプルを採取した状態でピペットを横向きにすると、チップ内のサンプルがピペットの先端に付着してしまうため、チップ内にサンプルを採取した後はチップの先端が下方を向いた状態で維持しておく必要があり、取扱いが容易であるとはいえない。特に、従来のピペットの構造では、検査装置の本体側にポンプ機構を設ける必要があり、吸入されたサンプルが本体側に微量ながらも蓄積され、複数回、吸入や排出を繰り返すことによって、本体内部に設けられているポンプが汚染されることが多くあった。これは、特に、サンプルを吸入する際に、手動でポンプ機構を急激に駆動すると、サンプルが急激に吸われることで、サンプルが筐体内部のポンプまで到達してしまうこともあった。 Here, it is conceivable that the pipette itself has a sample measuring function so that the sample inspection can be performed easily and quickly. Such a pipette type inspection device needs to include a pump mechanism for inhaling a sample through a tip attached to the tip of the pipette. Further, in such a pipette type inspection device, from the viewpoint of preventing contamination, it is necessary to handle the tip with care so that the sample does not adhere to the pipette. For example, when the pipette is turned sideways with the sample collected in the tip, the sample in the tip adheres to the tip of the pipette, so the tip of the tip faces downward after collecting the sample in the tip. It is not easy to handle because it needs to be maintained. Especially, in the structure of the conventional pipette, it is necessary to provide a pump mechanism on the main body side of the inspection device, and a small amount of the inhaled sample is accumulated on the main body side. There were many cases where the pump installed in the plant was contaminated. This is because, in particular, when the pump mechanism is rapidly driven manually when inhaling the sample, the sample may be abruptly sucked, and the sample may reach the pump inside the housing.
そこで、本発明は、マイクロサンプリングチップの先端からのサンプルの吸入とサンプルを吸入した後のマイクロサンプリングチップの取扱いを容易にすることを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to facilitate the inhalation of a sample from the tip of the microsampling chip and the handling of the microsampling chip after inhaling the sample.
本発明に係るマイクロサンプリングチップは、液状のサンプルを吸入するための吸入口を先端に有するとともに、前記吸入口から吸入されたサンプルを収容するためのサンプル収容空間が前記吸入口を介してのみ外部と流体的に連通するように内部に設けられているマイクロサンプリングチップである。当該マイクロサンプリングチップの内部には、前記サンプル収容空間とは隔壁によって仕切られた密閉空間が設けられており、前記密閉空間の内部の圧力が大気圧よりも低い圧力に減圧されている。そして、当該マイクロサンプリングチップの所定位置が外部から押圧されたときに前記隔壁が破断するように構成され、前記吸入口がサンプルに浸された状態で前記隔壁が破断したときに、所定量のサンプルが前記サンプル収容空間内に吸入されるように構成されている。 The micro-sampling chip according to the present invention has a suction port at the tip for sucking a liquid sample, and a sample storage space for storing the sample sucked from the suction port is external only through the suction port. The micro sampling chip is provided inside so as to be in fluid communication with the micro sampling chip. Inside the micro-sampling chip, a closed space that is separated from the sample storage space by a partition is provided, and the pressure inside the closed space is reduced to a pressure lower than atmospheric pressure. Then, the partition wall is configured to break when a predetermined position of the microsampling chip is pressed from the outside, and when the partition wall breaks in a state where the suction port is immersed in the sample, a predetermined amount of the sample Are configured to be sucked into the sample storage space.
すなわち、本発明に係るマイクロサンプリングチップでは、内部の圧力が大気圧よりも低い圧力に減圧された密閉空間がサンプル収容空間と隔壁によって仕切られており、吸入口をサンプルに浸した状態で隔壁を破断させるだけで、所定量のサンプルがサンプル収容空間内に吸入されるようになっているので、ポンプ機構を用いることなくサンプル収容空間へのサンプルの吸入を行なうことができる。さらに、吸入口から吸入されたサンプルを収容するサンプル収容空間が吸入口を介してのみ外部と流体的に連通しているため、吸入口からサンプル収容空間内に吸入されたサンプルが吸入口以外の箇所から漏出することがなく、当該マイクロサンプリングチップの取扱いが容易になる。当該マイクロサンプリングチップを用いる検査装置側に、サンプルを吸入するためのポンプ機構を設ける必要がないので、マイクロサンプリングチップ内に吸入されるサンプルが検査装置側へ到達することなくマイクロサンプリングチップ内に留まり、マイクロサンプリングチップの外部、特に、検査装置の本体を汚染することが防止される。 That is, in the micro-sampling chip according to the present invention, the sealed space whose internal pressure is reduced to a pressure lower than the atmospheric pressure is partitioned by the sample storage space and the partition wall, and the partition wall is formed while the suction port is immersed in the sample. A predetermined amount of the sample is sucked into the sample storage space simply by breaking it, so that the sample can be sucked into the sample storage space without using a pump mechanism. Further, since the sample storage space for storing the sample sucked from the suction port is in fluid communication with the outside only through the suction port, the sample sucked from the suction port into the sample storage space is not the suction port. The microsampling chip is easy to handle without leaking from any part. Since it is not necessary to provide a pump mechanism for inhaling the sample on the inspection device side using the microsampling chip, the sample sucked into the microsampling chip stays in the microsampling chip without reaching the inspection device side. Contamination of the outside of the microsampling chip, especially the body of the inspection device, is prevented.
本発明に係るマイクロサンプリングチップは、基端部を検査装置に保持させることを想定している。そのため、前記所定位置は、前記マイクロサンプリングチップの基端側の壁面の一部であってよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップの基端部を保持する検査装置にマイクロサンプリングチップの基端面を押圧する機構を設けて、サンプル収容空間と密閉空間との間の隔壁を自動的に破断させることが容易になる。 The microsampling chip according to the present invention is supposed to hold the base end portion in the inspection device. Therefore, the predetermined position may be a part of the wall surface of the micro sampling chip on the base end side. By doing so, a mechanism for pressing the base end face of the microsampling chip is provided in the inspection device that holds the base end part of the microsampling chip, and the partition between the sample storage space and the closed space can be automatically broken. It will be easier.
前記サンプル収容空間内には、前記サンプル収容空間内に所定量のサンプルが吸入されたときに前記サンプルと接して前記サンプルの測定を行なうためのセンサ部が収容されていてもよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップ内にサンプルが吸入されたと同時にサンプルの測定を行なうことができる。マイクロサンプリングチップの内側に設置されたセンサ部としては、圧力や温度を検出できる物理センサ、イムノアッセイを含む生化学反応や電気化学的な反応を検出できるセンサでもよい。 A sensor unit may be housed in the sample housing space for contacting the sample and measuring the sample when a predetermined amount of the sample is sucked into the sample housing space. Then, the sample can be measured at the same time when the sample is sucked into the micro sampling chip. The sensor unit installed inside the micro sampling chip may be a physical sensor capable of detecting pressure or temperature, or a sensor capable of detecting biochemical reaction or electrochemical reaction including immunoassay.
上記センサ部はサンプルの電気化学測定を行なうための測定用電極とすることができる。その場合、前記マイクロサンプリングチップの基端側の外部から前記測定用電極に対して電気的接続をとるために、前記測定用電極が前記サンプル収容空間を画する壁面を貫通して前記マイクロサンプリングチップの基端側へ接続端子として引き出されていてもよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップに設けられた測定用電極への電気的アクセスが容易になる。 The sensor unit may be a measuring electrode for performing electrochemical measurement of the sample. In that case, in order to make an electrical connection to the measurement electrode from the outside of the base end side of the microsampling chip, the measurement electrode penetrates the wall surface defining the sample storage space and the microsampling chip. May be drawn out to the base end side of as a connection terminal. This facilitates electrical access to the measurement electrodes provided on the microsampling chip.
また、前記サンプル収容空間内には、前記サンプル収容空間内に所定量のサンプルが吸入されたときに前記サンプルと接し、前記サンプル中の特定成分量に応じた発色反応を示す発色体が収容されていてもよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップを用いて種々の発色試薬を用いた尿検査等の検査を行なうことができる。 Further, in the sample storage space, there is stored a color-forming body that comes into contact with the sample when a predetermined amount of the sample is sucked into the sample storage space and exhibits a color-forming reaction according to the amount of a specific component in the sample. May be. By doing so, tests such as urinalysis using various color-developing reagents can be performed using the microsampling chip.
上記の場合、前記マイクロサンプリングチップの基端側の外部から前記発色体の発色を測定できるように、前記サンプル収容空間を画する壁面のうち少なくとも前記マイクロサンプリングチップの基端側の壁面が透明であってもよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップの基端部を保持する検査装置に発色体の発色を光学的に検出する光学素子を設けて、マイクロサンプリングチップ内の発色体の発色度を自動的に測定することができる。透明とは、橙色、青色など発色体から発せられる特定波長域の光を透過させる性質を有することを意味し、完全な無色透明のみを意味するものではない。 In the above case, at least the wall surface on the base end side of the microsampling chip is transparent among the wall surfaces defining the sample storage space so that the color development of the color former can be measured from the outside of the base end side of the microsampling chip. It may be. By doing so, an optical device that optically detects the color development of the color-developing body is installed in the inspection device that holds the base end of the micro-sampling chip, and the degree of coloring of the color-developing body in the micro-sampling chip is automatically measured. You can The term "transparent" means that it has a property of transmitting light in a specific wavelength range emitted from a color-developing body such as orange and blue, and does not mean only completely colorless and transparent.
前記発色体は、前記サンプル収容空間内に複数収容され、前記マイクロサンプリングチップの基端側からすべての前記発色体を測定できるように、複数の前記発色体が同一平面内に配置されていてもよい。 A plurality of the chromophores are arranged in the same plane so that a plurality of the chromophores are accommodated in the sample accommodating space so that all the chromophores can be measured from the base end side of the microsampling chip. Good.
また、前記発色体は、前記サンプル収容空間の内壁面に塗布された試験液であってもよい。そうすれば、試験液を浸み込ませた濾紙等の固体をサンプル収容空間内に固定しておく構造が不要になるので、マイクロサンプリングチップの構造が簡単になり、コストの低減を図ることができる。 Further, the color former may be a test liquid applied to the inner wall surface of the sample storage space. This eliminates the need for a structure for fixing solids such as filter paper impregnated with the test solution in the sample storage space, thus simplifying the structure of the microsampling chip and reducing costs. it can.
また、前記密閉空間の内部容量は５００μＬ以下であってよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップ内に吸入されるサンプルの最大量が５００μＬ以下に規定されるので、微少量のサンプルの採取に適応させることができる。 The internal volume of the closed space may be 500 μL or less. Then, the maximum amount of the sample inhaled into the microsampling chip is regulated to 500 μL or less, which makes it possible to adapt to the collection of a very small amount of sample.
本発明に係るマイクロサンプリングチップでは、内部の圧力が大気圧よりも低い圧力に減圧された密閉空間が隔壁によってサンプル収容空間と仕切られており、吸入口をサンプルに浸した状態で隔壁を破断させたときに所定量のサンプルがサンプル収容空間内に吸入されるようになっているので、マイクロサンプリングチップを装着した検査装置にポンプ機構を設けなくても、サンプル収容空間へのサンプルの吸入を行なうことができる。さらに、吸入口から吸入されたサンプルを収容するサンプル収容空間が吸入口を介してのみ外部と流体的に連通しているため、吸入口からサンプル収容空間内に吸入されたサンプルが吸入口以外の箇所から漏出することがなく、当該マイクロサンプリングチップの取扱いが容易になる。また、サンプル収容空間と減圧された密閉空間との間を仕切っている隔壁は、マイクロサンプリングチップの外部から物理的に破断させることができるので、サンプルの吸入のタイミングを制御することができる。 In the microsampling chip according to the present invention, the sealed space whose internal pressure is reduced to a pressure lower than atmospheric pressure is partitioned from the sample storage space by the partition wall, and the partition wall is broken while the suction port is immersed in the sample. Since a predetermined amount of sample is sucked into the sample holding space when the sample is held, the sample can be sucked into the sample holding space without providing a pump mechanism in the inspection device equipped with the micro sampling chip. be able to. Furthermore, since the sample storage space for storing the sample sucked from the suction port is in fluid communication with the outside only through the suction port, the sample sucked from the suction port into the sample storage space is not the suction port. The microsampling chip is easy to handle without leaking from the location. Further, since the partition wall that partitions the sample storage space and the depressurized closed space can be physically broken from the outside of the microsampling chip, the timing of inhaling the sample can be controlled.
以下に、本発明に係るマイクロサンプリングチップの実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of a microsampling chip according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１に示されているように、以下に説明する実施例のマイクロサンプリングチップ１（以下、単にチップ１という。）は、検査装置１００の先端に着脱可能に取り付けられて使用される使い捨てのチップである。 As shown in FIG. 1, a microsampling chip 1 (hereinafter, simply referred to as chip 1) of an embodiment described below is a disposable chip that is detachably attached to the tip of an inspection apparatus 100 for use. Is.
チップ１の構造については後述するが、チップ１は自らがポンプ機能を備えている。そのため、チップ１の先端の吸入口６（図１等を参照）を介してサンプルを吸入するためのポンプ機構を検査装置１００に設ける必要がない。さらには、チップ１にポンプ機能が設けられているため、チップ１の内部空間と検査装置１００とを流体的に連通させる必要がない。したがって、チップ１の内部の空間は、先端の吸入口６を介してのみチップ１の外部と流体的に連通し、検査装置１００とは流体的に遮断される。このため、チップ１内に吸入されたサンプルが検査装置１００に付着することがない。 Although the structure of the chip 1 will be described later, the chip 1 itself has a pump function. Therefore, it is not necessary to provide the inspection device 100 with a pump mechanism for sucking the sample through the suction port 6 (see FIG. 1 and the like) at the tip of the chip 1. Furthermore, since the chip 1 is provided with the pump function, it is not necessary to fluidly connect the internal space of the chip 1 and the inspection apparatus 100. Therefore, the space inside the chip 1 is in fluid communication with the outside of the chip 1 only through the suction port 6 at the tip, and is fluidly shut off from the inspection device 100. Therefore, the sample sucked into the chip 1 does not adhere to the inspection device 100.
また、チップ１には、電気化学測定のためのセンサ部である測定用電極１６（図２、図５を参照）、又はサンプル中の特定成分（生化学物質、化学物質）と反応して発色反応を示す発色体２２，２４（図３、図４を参照）が設けられている。検査装置１００は、マイクロサンプリングチップ１に設けられた測定用電極１６を介してサンプルの電気化学測定を行なうための回路基板、又はマイクロサンプリングチップ１に設けられた発色体２２，２４の発色度を検出するための光センサとその光センサで得られた信号を解析する回路基板を内部に備えている。 In addition, the chip 1 reacts with a measuring electrode 16 (see FIGS. 2 and 5) which is a sensor unit for electrochemical measurement, or a specific component (biochemical substance, chemical substance) in the sample to develop a color. Chromophores 22 and 24 (see FIG. 3 and FIG. 4) showing a reaction are provided. The inspection apparatus 100 measures the degree of color development of the color substrate 22, 24 provided on the microsampling chip 1 or the circuit board for electrochemical measurement of the sample via the measurement electrode 16 provided on the microsampling chip 1. An optical sensor for detecting and a circuit board for analyzing a signal obtained by the optical sensor are provided inside.
図２にチップ１の一実施例を示す。 FIG. 2 shows an embodiment of the chip 1.
チップ１は先端側に比べて幅広に形成された基端部２をもち、その基端面に検査装置１００の先端部を嵌め込むための窪み４が設けられている。チップ１の基端面の窪み４に検査装置１００の先端部が嵌め込まれることにより、検査装置１００の先端部の外周面と窪み４の内周面との摩擦力によって検査装置１００の先端にチップ１が装着される。 The chip 1 has a base end portion 2 formed wider than the tip end side, and a recess 4 for fitting the tip end portion of the inspection device 100 is provided in the base end surface thereof. The tip portion of the inspection device 100 is fitted into the depression 4 of the base end surface of the chip 1, so that the tip 1 of the inspection device 100 is attached to the tip end of the inspection device 100 by the frictional force between the outer peripheral surface of the tip portion of the inspection device 100 and the inner peripheral surface of the depression 4. Is installed.
なお、チップ１を検査装置１００の先端に装着するための構造は上記のものに限定されるものではなく、いかなる構造であってもよい。例えば、チップ１が検査装置１００の先端に設けられた窪みと嵌合する突起を備え、その突起が検査装置１００の先端に嵌め込まれることによってチップ１が検査装置１００の先端に装着されるようになっていてもよい。 The structure for mounting the tip 1 on the tip of the inspection apparatus 100 is not limited to the above, and any structure may be used. For example, the chip 1 includes a protrusion that fits into a recess provided at the tip of the inspection apparatus 100, and the protrusion is fitted into the tip of the inspection apparatus 100 so that the chip 1 is mounted on the tip of the inspection apparatus 100. It may be.
チップ１の先端にサンプルを吸入するための吸入口６が設けられている。チップ１の基端部２の内部には、吸入口６と流路１０を介して流体的に連通するサンプル収容空間７、及びサンプル収容空間７とは隔壁１４によって仕切られた空間８が設けられている。サンプル収容空間７及び空間８の基端面（図において上端面）は壁面２０によって封止されている。これにより、サンプル収容空間７は吸入口６を介してのみチップ１の外部と流体的に連通しており、空間８は密閉空間となっている。空間８は、例えばチップ１の作成時から予め減圧されている。 A suction port 6 for sucking a sample is provided at the tip of the chip 1. Inside the base end portion 2 of the chip 1, a sample storage space 7 that is in fluid communication with the suction port 6 via a flow path 10 and a space 8 partitioned from the sample storage space 7 by a partition wall 14 are provided. ing. Base end surfaces (upper end surfaces in the drawing) of the sample storage space 7 and the space 8 are sealed by a wall surface 20. As a result, the sample storage space 7 is in fluid communication with the outside of the chip 1 only through the suction port 6, and the space 8 is a closed space. The space 8 has been depressurized in advance since the chip 1 was created, for example.
サンプル収容空間７の基端側端部（図において上端部）と密閉空間８の基端側端部（図において上端部）との間に細い流路１２が設けられており、流路１２が隔壁１４によって閉鎖されている。隔壁１４は、例えば薄い（例えば、０．０２ｍｍ程度の厚さ）ガラス板からなるものであり、チップ１の所定位置、例えば壁面２０の隔壁１４の近傍の位置が外部から押圧されると破断するように設けられている。隔壁１４の表面にはポリマーコーティングが施されていてもよい。隔壁１４の表面にポリマーコーティングが施されていることで、隔壁１４を破断させる際に破断方向を制御できるとともに、隔壁１４をなすガラスが裁割されることを防ぐことができる。また、さらに成形の際の隔壁１４のインサートが容易である。チップ１は樹脂成形により作成することができる。その場合、隔壁１４は、インサート成形によって流路１２に設けることができる。チップ１の材質として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）が挙げられる。 A thin channel 12 is provided between the proximal end (upper end in the figure) of the sample storage space 7 and the proximal end (upper end in the figure) of the closed space 8. It is closed by a partition wall 14. The partition wall 14 is made of, for example, a thin glass plate (for example, a thickness of about 0.02 mm), and breaks when a predetermined position of the chip 1, for example, a position on the wall surface 20 near the partition wall 14 is pressed from the outside. Is provided. A polymer coating may be applied to the surface of the partition wall 14. Since the surface of the partition wall 14 is coated with the polymer, the breaking direction can be controlled when the partition wall 14 is broken, and the glass forming the partition wall 14 can be prevented from being cut. Further, the partition wall 14 can be easily inserted during molding. The chip 1 can be made by resin molding. In that case, the partition wall 14 can be provided in the flow path 12 by insert molding. Examples of the material of the chip 1 include polypropylene (PP) and polyethylene (PE).
空間８内の圧力は大気圧よりも低い圧力に予め減圧されている。減圧された空間８を形成する方法としては、減圧条件下でチップ１を成形する方法、チップ１を成形した後に空間８を画する壁面に設けた孔から空間８内の空気を吸入して減圧し、その後、空間８の壁面の孔を溶着する方法などが挙げられる。 The pressure in the space 8 is previously reduced to a pressure lower than atmospheric pressure. As the method of forming the depressurized space 8, a method of molding the chip 1 under a depressurized condition, and a method of molding the chip 1 and sucking air in the space 8 through a hole provided in a wall surface defining the space 8 Then, a method of welding the holes on the wall surface of the space 8 and the like can be cited.
サンプル収容空間７と空間８との間を仕切っている隔壁１４が破断すると、サンプル収容空間７内の空気が減圧された空間８へ引き込まれ、サンプル収容空間７内が減圧される。このため、吸入口６をサンプルに浸した状態で隔壁１４を破断させると、サンプルが吸入口６からサンプル収容空間７内に吸入される。サンプル収容空間７内へのサンプルの吸入量は、空間８の内部容量や減圧度によって調整することができる。空間８の内部容量は５００μＬ以下とすることができる。これにより、チップ１内に吸入されるサンプルの最大量を５００μＬ以下に規定することができるので、微小量のサンプルの取扱いに適応させることができる。 When the partition wall 14 that divides the sample storage space 7 and the space 8 is broken, the air in the sample storage space 7 is drawn into the space 8 where the pressure is reduced, and the inside of the sample storage space 7 is reduced in pressure. Therefore, when the partition wall 14 is broken while the suction port 6 is immersed in the sample, the sample is sucked into the sample accommodation space 7 from the suction port 6. The amount of sample sucked into the sample storage space 7 can be adjusted by the internal volume of the space 8 and the degree of pressure reduction. The internal volume of the space 8 can be 500 μL or less. As a result, the maximum amount of the sample sucked into the chip 1 can be regulated to 500 μL or less, so that it can be adapted to the handling of a minute amount of sample.
サンプル収容空間７内には、サンプル収容空間７内に吸入されたサンプルの測定を行なうためのセンサ部である測定用電極１６が設けられている。測定用電極１６は、サンプルに直接的に接触して当該サンプルの電気化学測定を行なうためのものである。測定用電極１６は、サンプル収容空間７の基端側の壁面２０を貫通して窪み４内に接続端子１８として引き出されている。接続端子１８は、検査装置１００が測定用電極１６と電気的な接触をとるためのものである。 In the sample storage space 7, a measurement electrode 16 which is a sensor unit for measuring the sample sucked into the sample storage space 7 is provided. The measurement electrode 16 is for making direct electrochemical contact with the sample to perform electrochemical measurement of the sample. The measurement electrode 16 penetrates the wall surface 20 on the base end side of the sample housing space 7 and is drawn out as the connection terminal 18 into the recess 4. The connection terminal 18 is used by the inspection apparatus 100 to make electrical contact with the measurement electrode 16.
また、チップ１のサンプル収容空間７には、測定用電極１６などのセンサ部に代えて、サンプル中の特定成分（生化学物質、化学物質）と反応して発色反応を示す発色体を設けることができる。 Further, in the sample storage space 7 of the chip 1, instead of the sensor part such as the measuring electrode 16, a color-forming body which reacts with a specific component (biochemical substance, chemical substance) in the sample and exhibits a color-forming reaction is provided. You can
図３及び図４は、サンプル収容空間７内に発色体が設けられたチップ１の内部構造の例をそれぞれ示している。 3 and 4 respectively show examples of the internal structure of the chip 1 in which the color-developing body is provided in the sample storage space 7.
図３の例では、サンプル収容空間７の内壁面に、サンプル中の特定成分と反応して発色反応を示す性質を有する試験液２２が発色体として塗布されている。隔壁１４を破断させてサンプル収容空間７内にサンプルを吸入させると、サンプルが試験液２２に接し、それによって試験液２２がサンプル中の特定成分濃度に応じて特定色に発色する。サンプル収容空間７の基端側の壁面２０は、試験液２２から発せられる光を透過させる透明の材質：例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）樹脂、ＡＳ樹脂（アクリロニトリルとスチレンの共重合化合物））で構成されており、チップ１を先端に保持する検査装置１００に搭載された光センサによって試験液２２の発色を検出することができる。また、橙色や青色などのプラスチック素材を光学フィルタ（特定波長範囲の光を透過させるバンドパスフィルタ、特定波長よりも長い波長範囲の光を通すロングパスフィルタ）として使用することもできる。 In the example of FIG. 3, the test liquid 22 having a property of reacting with a specific component in the sample and exhibiting a color-developing reaction is applied to the inner wall surface of the sample-accommodating space 7 as a color-forming material. When the partition wall 14 is broken and the sample is sucked into the sample storage space 7, the sample comes into contact with the test liquid 22, and thereby the test liquid 22 develops a specific color according to the concentration of the specific component in the sample. The wall 20 on the base end side of the sample storage space 7 is made of a transparent material that transmits the light emitted from the test liquid 22. For example, polymethylmethacrylate (PMMA) resin, polycarbonate (PC) resin, general-purpose polystyrene (GPPS) resin. , AS resin (copolymerization compound of acrylonitrile and styrene), and the color development of the test liquid 22 can be detected by an optical sensor mounted on the inspection device 100 holding the chip 1 at the tip. Alternatively, a plastic material such as orange or blue can be used as an optical filter (a bandpass filter that transmits light in a specific wavelength range, a longpass filter that transmits light in a wavelength range longer than a specific wavelength).
サンプル収容空間７の内壁面には、複数種類の試験液２２を塗布しておくことができる。それにより、サンプルに対する複数項目の試験を同時に実施することができる。なお、サンプル収容空間７の内壁面に試験液２２を塗布する方法としては、成形金型に予め試験液２２を塗布しておく方法などが挙げられる。 A plurality of types of test liquids 22 can be applied to the inner wall surface of the sample storage space 7. As a result, it is possible to simultaneously perform a plurality of tests on the sample. As a method of applying the test liquid 22 to the inner wall surface of the sample storage space 7, there is a method of applying the test liquid 22 to a molding die in advance.
また、図４の例では、互いに異なる種類の検査試薬が浸み込まされた複数の球体２４（例えば濾紙を丸めたもの）がサンプル収容空間７内において同一平面上に設けられている。各球体２４は板状（例えば円盤状）の保持部材２６の基端側の面（図において上面）に保持されている。保持部材２６は、隔壁１４が破断したときに吸入口６からサンプル収容空間７へのサンプルの吸入を妨げないように、流体を通過させるための貫通孔２８を有する。球体２４を保持した保持部材２６は、例えばインサート成形によって、サンプル収容空間７内に設けることができる。 In the example of FIG. 4, a plurality of spheres 24 (for example, rolled filter paper) in which different types of test reagents are soaked are provided on the same plane in the sample storage space 7. Each sphere 24 is held on a surface (upper surface in the drawing) on the base end side of a plate-shaped (for example, disk-shaped) holding member 26. The holding member 26 has a through hole 28 for allowing a fluid to pass therethrough so as not to prevent the sample from being sucked into the sample storage space 7 from the suction port 6 when the partition wall 14 is broken. The holding member 26 holding the sphere 24 can be provided in the sample storage space 7 by insert molding, for example.
隔壁１４を破断させてサンプル収容空間７内にサンプルを吸入させると、サンプルが発色体である球体２４に接し、それによって球体２４がサンプル中の特定成分濃度に応じて特定色に発色する。球体２４の発色は、チップ１を先端に保持する検査装置１００に搭載された光センサによって検出することができる。なお、発色体としての球体２４は、必ずしもサンプル収容空間７内に複数設けられている必要はないが、互いに異なる発色反応を示す複数の球体２４をサンプル収容空間７内に設けておくことで、サンプルに対する複数項目の試験を同時に実施することができる。そして、複数の球体２４がチップ１の基端側から同時に観察できるように同一平面上に設けておくことで、ＣＣＤカメラ等の撮像装置によって複数の球体２４の発色度を同時に画像として撮像することができ、その画像を解析して複数の球体２４の発色度を同時に数値化することが可能となる。 When the partition wall 14 is broken and the sample is sucked into the sample storage space 7, the sample comes into contact with the sphere 24 that is a color-forming body, whereby the sphere 24 develops a specific color according to the concentration of the specific component in the sample. The color of the sphere 24 can be detected by an optical sensor mounted on the inspection device 100 that holds the chip 1 at the tip. It should be noted that the spheres 24 as color-developing bodies do not necessarily have to be provided in the sample storage space 7 in a plurality, but by providing a plurality of spheres 24 exhibiting different color development reactions in the sample storage space 7, Multiple tests on a sample can be conducted simultaneously. By providing a plurality of spheres 24 on the same plane so that they can be observed simultaneously from the base end side of the chip 1, it is possible to simultaneously capture the chromaticity of the plurality of spheres 24 as an image by an imaging device such as a CCD camera. Therefore, it is possible to analyze the image and digitize the color development degree of the plurality of spheres 24 at the same time.
以上において説明した実施例では、サンプル収容空間７と減圧された空間８とを仕切る隔壁１４が流路１２を閉鎖するように設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図５に示されているように、空間８の基端側面（図において上面）を封止するように、隔壁１４’を設けてもよい。この場合、隔壁１４’の直上の壁面をゴムなどの弾性材料からなる板材３０で構成しておくことで、壁面３０を窪み４側から押圧して隔壁１４’を破断させることができる。板材３０は、例えばインサート成形によって設けることができる。 In the embodiment described above, the partition wall 14 that partitions the sample storage space 7 and the depressurized space 8 is provided so as to close the flow path 12, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, the partition wall 14 ′ may be provided so as to seal the base side surface (top surface in the figure) of the space 8. In this case, by forming the wall surface directly above the partition wall 14' with the plate member 30 made of an elastic material such as rubber, the wall surface 30 can be pressed from the recess 4 side to break the partition wall 14'. The plate material 30 can be provided by insert molding, for example.
なお、図５は、サンプル収容空間７に測定用端子１６が設けられている例を示しているが、図３及び図４のようにサンプル収容空間７内に発色体が設けられている構造に対して、図５の隔壁１４’の構造を適用することもできる。 Note that FIG. 5 shows an example in which the measurement terminals 16 are provided in the sample storage space 7, but in the structure in which the color developing body is provided in the sample storage space 7 as in FIGS. 3 and 4. On the other hand, the structure of the partition wall 14′ shown in FIG. 5 can be applied.
１ マイクロサンプリングチップ
２ 基端部
４ 窪み
６ 吸入口
７ サンプル収容空間
８ 空間（密閉空間）
１０，１２ 流路
１４，１４’ 隔壁
１６ 測定用電極
１８ 接続端子
２０ 壁面
２２ 試験液（発色体）
２４ 球体（発色体）
２６ 保持部材
２８ 貫通孔
３０ 板材
１００ 検査装置
1 Micro Sampling Chip 2 Base End 4 Cavity 6 Suction Port 7 Sample Storage Space 8 Space (closed space)
10, 12 flow path 14, 14' partition wall 16 measurement electrode 18 connection terminal 20 wall surface 22 test solution (color former)
24 spheres (color formers)
26 holding member 28 through hole 30 plate material 100 inspection device
Claims (9)
前記マイクロサンプリングチップの内部に、前記サンプル収容空間とは隔壁によって仕切られた密閉空間が設けられており、前記密閉空間の内部の圧力が大気圧よりも低い圧力に減圧されており、
所定位置が前記マイクロサンプリングチップの外部から押圧されたときに前記隔壁が破断するように構成され、
前記吸入口がサンプルに浸された状態で前記隔壁が破断したときに、所定量のサンプルが前記サンプル収容空間内に吸入されるように構成されている、マイクロサンプリングチップ。 It has a suction port at its tip for sucking a liquid sample, and has a sample storage space for storing the sample sucked from the suction port such that the sample storage space is in fluid communication with the outside only through the suction port. A microsampling chip provided in
Inside the micro-sampling chip, a closed space partitioned from the sample storage space by a partition is provided, and the pressure inside the closed space is reduced to a pressure lower than atmospheric pressure,
The partition is configured to break when a predetermined position is pressed from the outside of the micro sampling chip,
A micro-sampling chip configured to suck a predetermined amount of sample into the sample storage space when the partition wall is broken while the suction port is immersed in the sample.
前記マイクロサンプリングチップの基端側の外部から前記測定用電極に対して電気的接続をとるために、前記測定用電極が前記サンプル収容空間を画する壁面を貫通して前記マイクロサンプリングチップの基端側へ接続端子として引き出されている、請求項３に記載のマイクロサンプリングチップ。 The sensor unit is a measurement electrode for performing an electrochemical measurement of the sample,
The base end of the microsampling chip penetrates through the wall surface defining the sample storage space so that the measurement electrode is electrically connected to the measurement electrode from the outside on the base end side of the microsampling chip. The micro-sampling chip according to claim 3, which is drawn out to the side as a connection terminal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018230506A JP7064069B2 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Micro sampling chip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018230506A JP7064069B2 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Micro sampling chip |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020094808A true JP2020094808A (en) | 2020-06-18 |
| JP7064069B2 JP7064069B2 (en) | 2022-05-10 |
Family
ID=71084926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018230506A Active JP7064069B2 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Micro sampling chip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7064069B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10132712A (en) * | 1996-04-26 | 1998-05-22 | Kdk Corp | Specimen analyzing tool and method and instrument for analyzing specimen using it |
| JPH1156821A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-02 | Kdk Corp | Pulling pressure generator and examinee analyzer using it |
| JP2012002508A (en) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Sony Corp | Sample solution supply container, sample solution supply container set, and microchip set |
| JP2012208105A (en) * | 2011-03-16 | 2012-10-25 | National Institute For Materials Science | Portable detecting method for underwater harmful ion and instrument therefor |
| JP2019211212A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 佳則 山口 | Micro sampling chip and inspection device using the micro sampling chip |
-
2018
- 2018-12-10 JP JP2018230506A patent/JP7064069B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10132712A (en) * | 1996-04-26 | 1998-05-22 | Kdk Corp | Specimen analyzing tool and method and instrument for analyzing specimen using it |
| JPH1156821A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-02 | Kdk Corp | Pulling pressure generator and examinee analyzer using it |
| JP2012002508A (en) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Sony Corp | Sample solution supply container, sample solution supply container set, and microchip set |
| JP2012208105A (en) * | 2011-03-16 | 2012-10-25 | National Institute For Materials Science | Portable detecting method for underwater harmful ion and instrument therefor |
| JP2019211212A (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 佳則 山口 | Micro sampling chip and inspection device using the micro sampling chip |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7064069B2 (en) | 2022-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0143558B1 (en) | Disposable sensing device for real time fluid analysis | |
| EP1942332B1 (en) | Measuring device, measuring apparatus and method of measuring | |
| US9011657B2 (en) | Combination of breathalyser and electrochemical saliva drug test | |
| CN106662573B (en) | For determining the container of urinary precipitation in analyte and/or chemico-physical parameter and determining urine in urine；And the method for using the container carrying out full urinalysis | |
| JP7184879B2 (en) | Smart pellets for sample testing | |
| JP2015503104A (en) | Arrangement for detection of hemolysis | |
| JPH09506284A (en) | Measuring device for fluid analysis | |
| CN108508006A (en) | A kind of portable detector | |
| JP7345057B2 (en) | Devices and methods for evaluating fluid samples with disposable multi-analyte consumables | |
| CA2769455C (en) | Analysis device with transducer stiffening elements | |
| US11493474B2 (en) | Mobile hand-held device with reusable biosensor cartridge | |
| JP6677273B2 (en) | Micro-sampling chip and inspection device using the micro-sampling chip | |
| JP7064069B2 (en) | Micro sampling chip | |
| KR20130030867A (en) | Module type biosensor | |
| WO2020105175A1 (en) | Microsampling tip inspection device | |
| WO2019073622A1 (en) | Pipette tip for inspection and pipette-type inspection device using said pipette tip for inspection | |
| JP7174741B2 (en) | Micro-sampling chip and inspection device using the micro-sampling chip | |
| WO2020152794A1 (en) | Microsampling tip inspection device | |
| KR20240056606A (en) | Systems and methods for on-site measurement of analyte concentration in body fluids and collection of samples | |
| CN110554030A (en) | Chip device for detecting trace sample | |
| EP3351304A1 (en) | Test cup for analysing a fluid specimen, device for analysing a fluid specimen,kit of parts, and method | |
| CN117043599A (en) | Immunochromatography detection apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210218 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220111 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20220117 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220118 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220117 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220228 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220228 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7064069 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |