JP3142126U - 液滴収容デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】別途の送液装置なしで、試料液滴を反応室へ移送することができる液滴収容デバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】液滴収容デバイスは、凹形の収容室７を備えたベース基板２と、カバー基板１と、収容空間と容器外部とを連通させる連通路（貫通穴５＋溝３）を備えている。前記連通路内には、被収容液滴９が導入され、その後には試料液滴駆動用の液体８（例えばミネラルオイルとオイルの混合液）が導入されている。駆動用液体８は、自己の毛細管現象による流路内移動力によって流路内に拡張し、結果として被収容液滴９を押し、被収容液滴９を液滴収容デバイスの収容空間へと導入することができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、液滴収容デバイスに関し、特に内容積が微少である液滴収容デバイスに好適に適用され、極微量の試料や試薬を取り扱う臨床検査や生化学反応に用いられるデバイスとして有用である。

生化学的分析や通常の化学分析に使用する小型の反応装置としてのマイクロマルチチャンバ装置が使用されている。そのような装置としては、例えば平板状の基板表面に反応液滴収容デバイスとしての複数のウエルが形成されたマイクロタイタープレートなどのマイクロウエル反応容器が用いられている（特許文献１参照）。

特開２００５−１７７７４９号公報

こうした反応容器は個々に試料や試薬等が収容されるが、マイクロリットルオーダーの極微量液滴の取り扱いであり、一般にはマイクロピペット等を用いて手作業で収容作業を行うが、緻密な作業であり、また被検体数が大量である場合も多く、液滴収容の自動化が望まれている。しかし、極微量液滴の収容を公用の自動送液手段を用いて行うには、高性能のマイクロシリンジポンプ等が必要となり、デバイスの大型化、高額化を招き、また故障等もあり不具合の要因ともなる。

また、マイクロリットルオーダーの極微量の液滴を移送する際、気化しやすいものである場合、気化による容量変動や濃縮が問題となることもある。

本考案は、液滴を移送するためのマイクロシリンジポンプ等の移送手段が不要で簡易に液滴を収容することができる液滴収容デバイスを提供することを目的とする。

本考案に係る液滴収容デバイスは、凹形の収容空間を備えた容器と、蓋と、前記収容空間と容器外部とを連通させる連通路を備えた液滴収容デバイスであって、
該連通路から導入される被収容液滴の流路内後方位置に駆動用液滴を備えてなる。この駆動用液滴は、流路内壁に対する接触角が被収容液滴よりも小さい液体（請求項２）、または被収容液滴よりも膨張率が大きい液体（請求項３）、被収容液滴よりも沸点が高い液体（請求項４）であることが望ましい。
流路内壁に対する接触角が被収容液滴よりも小さい液体は、キャピラリーフォース（毛細管現象による流路内移動力）が大きいため、流路内拡張によって結果として被収容液滴を押し、被収容液滴を液滴収容デバイスの収容空間へ導入することができる。被収容液滴よりも膨張率が大きい液体もまた加温による流路内膨張によって結果として被収容液滴を押し、被収容液滴を液滴収容デバイスの収容空間へ導入することができる。被収容液滴よりも沸点が高い液体である場合は、被収容液滴の気化による悪影響を抑制することができる。
以下に本考案にかかる液滴収容デバイスの好ましい実施形態について一例を説明する。

図１は本考案に係る液滴収容デバイスの一構成例であって、遺伝子増幅反応を行う液滴収容デバイスを例示している。 図３は平面図を示しており、図１は図３のＡ−Ａ‘断面図に相当する。ベース基板２は、例えば樹脂製の板材であって、その一表面にμＴＡＳ技術等によって例えば内径３ｍｍ、深さ１０ｍｍの凹形（円柱型）の収容室７が形成されている。反応室の内径および深さは特に限定されるものではない。ここでは反応室内に遺伝子増幅反応用の試薬１０が予め収容されている。

ベース基板２の材質は特に限定されるものではないが、液滴収容デバイスを使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材であることが好ましい。そのような素材としては、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材が好ましい。反応室７内の物質の検出を吸光度、蛍光、化学発光又は生物発光などにより行う場合には、底面側から光学的な検出ができるようにするために光透過性の樹脂で形成されていることが好ましい。特に蛍光検出を行う場合には、ベース基板２の材質として低自蛍光性（それ自身からの蛍光発生が少ない性質のこと）で光透過性の樹脂、例えばポリカーボネートなどの素材で形成されていることが好ましく、厚さも薄い方が好ましい。

ベース基板２を覆ってカバー基板１が配置されている。カバー基板１は例えばポリジメチルシルオキサン（ＰＤＭＳ）やシリコーンゴムなどの素材からなるものであり、厚みは例えば１.０〜５.０ｍｍである。

カバー基板１はベース基板２との接合面に溝３，４を備えている。溝３、４の幅及び深さは、例えば１ｍｍ以下である。溝３の一端は液体の導入に利用される貫通穴５に接続され、他端は反応室７に接続されている。また、溝４の一端はエアーの排出に利用される貫通穴６に接続され、他端は溝３が接続する位置とは別の位置で反応室７に接続されている。
貫通穴５にはシリンジポンプなどが接続されて液体試料が導入され、貫通穴６にはドレインが接続されてエアーが排出される。この実施例では、溝３，４や貫通穴５、６はカバー基板１側に形成されているが、ベース基板２側に形成されていてもよいし、両方の基板に形成されていてもよい。前記溝３と貫通穴５、溝４と貫通穴６によって、それぞれ収容空間と容器外部とを連通させる連通路を構成している。

いま、図１に示すように、試料導入側の連通路（溝３）内に、導入しようとする試料液滴９（例えばＤＮＡを含む水など）が注入されており、その後ろに試料液滴駆動用の液体８（例えばミネラルオイルとオイルの混合液）が導入されている。駆動用液体８は、自己の毛細管現象による流路内移動力によって流路内に拡張し、結果として被収容液滴９を押し、被収容液滴９を液滴収容デバイスの収容空間へと導入することができる（図２）。
駆動用液体８として被収容液滴よりも膨張率が大きい液体を採用した場合には、好ましくは別途の加温手段によって加温することによって流路内にて膨張し、結果として被収容液滴９を押し、被収容液滴９を液滴収容デバイスの収容空間へ導入することができる。
さらに駆動用液体８として被収容液滴よりも沸点が高い液体を採用した場合には、被収容液滴の気化による悪影響をも抑制することができる。

（開示範囲に包含される方法発明）
凹形の収容空間を備えた容器と、蓋と、前記収容空間と容器外部とを連通させる連通路を備えた液滴収容デバイスにおいて、前記連通路に導入される被収容液滴の流路内後方位置に駆動用液滴を導入し、該駆動用液滴が前記流路内を自己の移動力によって移動する力によって被収容液滴を前記収容空間へ移動させる液滴収容方法。

本発明に係る液滴収容デバイスは、微小量の試料で有機物を合成する有機化学やＰＣＲ(Polymerase Chain Reaction)法などを行う生化学分野で有用に利用される。特に、液体の成分を分析する機能や前処理機能等を集積したマイクロチップにおける反応処理において特に有用である。

本考案に係る液滴収容デバイスの構成例を示す図である。 本考案に係る液滴収容デバイスの液滴収容時の状態を示す図である 本考案に係る液滴収容デバイスの構成例を示す平面図である。

符号の説明

１・・・カバー基板（蓋部）
２・・・ベース基板（収容部）
３、４・・・溝
５，６・・・貫通穴
７・・・収容室
８・・・駆動用液体

Claims (5)

1. 凹形の収容空間を備えた容器と、蓋と、
   前記収容空間と容器外部とを連通させる連通路を備えた液滴収容デバイスであって、
   該連通路から導入される被収容液滴の流路内後方位置に駆動用液滴を備えてなる液滴収容デバイス。
2. 前記駆動用液滴は、流路内壁に対する接触角が被収容液滴よりも小さい液体からなる請求項１記載の液滴収容デバイス。
3. 前記駆動用液滴は、被収容液滴よりも膨張率が大きい液体からなる請求項１記載の液滴収容デバイス。
4. 前記駆動用液滴は、被収容液滴よりも沸点が高い液体からなる請求項１記載の液滴収容デバイス。
5. 前記流路の加温手段を備えてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴収容デバイス。

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