JP4277785B2 - Fluid fluidity measuring method and measuring apparatus used therefor - Google Patents

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Description

本発明は、ヒトないし動物の抗凝固処置した全血液試料、調製血液試料などの有形成分を含む流体試料の流動性を測定する流体流動性測定方法、およびそれに用いる流体流動性測定装置に関する。   The present invention relates to a fluid fluidity measuring method for measuring fluidity of a fluid sample containing a formed component such as a whole blood sample or a prepared blood sample of an anticoagulation treatment of a human or animal, and a fluid fluidity measuring device used therefor.

有形成分を含む流体の流動性は、有形成分がしばしば流路障害の原因になる場合があるため、管ないし流路の径が有形成分の径に近づくほど重要になる。その典型例が血液の流動性である。血液循環の役割を担う毛細血管では、多くの場合、血管径が赤血球の径や白血球の径より小さいという逆転した関係が存在し、血液の流動性、より正確には、血液細胞の流動性が血流量を左右する極めて重要な因子になる。また、近年の研究によれば、血液の流動性が、食事、運動、ストレス、気温などの環境要因により変化することが明らかになっている。このため、血液の流動性の変化から生じる毛細血管血流の良否は、組織の代謝、活動状態に直接影響し、健康と疾患に対する関わりは極めて大きいといえる。従って、健康状態の評価、疾患の予防、疾患の早期診断等の目的で血液の流動性の簡便で再現性のある測定が求められている。   The fluidity of the fluid containing the formed component becomes more important as the diameter of the tube or the channel approaches the formed component diameter because the formed component may often cause a channel failure. A typical example is blood fluidity. In capillaries that play a role in blood circulation, in many cases there is an inverted relationship that the blood vessel diameter is smaller than the red blood cell diameter or the white blood cell diameter, and the blood fluidity, more precisely, the blood cell fluidity It is an extremely important factor that affects blood flow. Recent studies have shown that blood fluidity changes with environmental factors such as diet, exercise, stress, and temperature. For this reason, the quality of capillary blood flow resulting from changes in blood fluidity directly affects the metabolism and activity of tissues, and it can be said that the relationship between health and disease is extremely large. Accordingly, there is a need for simple and reproducible measurement of blood fluidity for purposes such as health assessment, disease prevention, and early diagnosis of disease.

従来、血液の流動性の測定は、種々の粘度計を用いて行われてきたが、粘度計の測定結果には、毛細血管での血液の流動性を規定する主因子である「赤血球変形能」、「白血球変形能」及びそれらの「粘着能」、あるいは「血小板凝集能」等が十分に反映されないという問題があった。このため、健康診断や臨床の場で、血液の流動性を粘度計で測定することは、実際に行われることは殆どなかった。   Conventionally, blood fluidity has been measured using various viscometers. However, the results of viscometers indicate that “red blood cell deformability is a main factor that regulates blood fluidity in capillaries. ”,“ Leukocyte deformability ”and their“ adhesive ability ”or“ platelet aggregation ability ”are not sufficiently reflected. For this reason, measuring blood fluidity with a viscometer in a medical examination or clinical setting has hardly been actually performed.

また、血液以外の有形成分を含む流体の流動性の測定も種々の粘度計で行われてきたが、血液の場合と同様に、有形成分のサイズが微小でかつ流路も微小である場合には、有形成分の挙動が流体の流動性に直接的な影響を及ぼさないような測定条件で測定されてきたというのが実情であった。   In addition, the fluidity of fluids containing a component other than blood has been measured with various viscometers, but the size of the component and the flow path are minute as in the case of blood. In some cases, the actual condition is that the behavior of the formed component has been measured under measurement conditions that do not directly affect the fluidity of the fluid.

このため、相対向する基板間に微細な流路をアレイ状に形成した血液フィルタもしくは血流回路(以下、マイクロチャネルアレイと称する)に、有形成分を含む流体を流し、その流動性を測定することが提案されている(特許文献1および2参照)。具体的には、マイクロチャネルアレイに抗凝固処置した全血を流し、全血通過時間から流動性を測定するものであるが、マイクロチャネルの径が毛細血管の径にほぼ等しいため、毛細血管における血液の流動性と全血通過時間との間に高い相関関係が成立する。更に、マイクロチャネルアレイを通過する血液細胞の挙動を、顕微鏡画像により極めて鮮明に観察することができる。このため、血液の流動性の測定を、前述したようなマイクロチャネルアレイを用いて行う方法が、現在医学・医療界に普及しつつある。また、このような方法では、測定条件を選択することにより、赤血球変形能、白血球変形能および粘着能、血小板凝集能のより直接的な測定も可能となる。また、このようなマイクロチャネルアレイをエマルジョンの製造に利用する際に、ホルダーに装着してその取り扱い性を高めることも提案されている(特許文献3)。   For this reason, a fluid containing a formed component is allowed to flow through a blood filter or blood flow circuit (hereinafter referred to as a microchannel array) in which minute flow paths are formed in an array between opposing substrates, and the fluidity is measured. It has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). Specifically, the anti-coagulated whole blood is flowed through the microchannel array, and the fluidity is measured from the whole blood passage time. However, since the diameter of the microchannel is approximately equal to the diameter of the capillary, A high correlation is established between blood fluidity and whole blood passage time. Furthermore, the behavior of blood cells passing through the microchannel array can be observed very clearly from a microscopic image. For this reason, a method of measuring blood fluidity using a microchannel array as described above is currently spreading in the medical and medical fields. Further, in such a method, it is possible to more directly measure erythrocyte deformability, leukocyte deformability and adhesion ability, and platelet aggregation ability by selecting measurement conditions. In addition, when such a microchannel array is used for producing an emulsion, it has also been proposed to mount the microchannel array on a holder to improve its handling (Patent Document 3).

特開平2−130471号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP-A-2-130471 (Claims, Examples, etc.) 特開平3−257366号公報(特許請求の範囲、実施例等JP-A-3-257366 (Claims, Examples, etc.) 特開平11−165062号公報(段落0016、図3等)JP-A-11-165062 (paragraph 0016, FIG. 3 etc.)

ところで、マイクロチャネルアレイのマイクロチャネルの径と毛細血管の径とをほぼ等しくするという測定条件を有効なものとするには、赤血球変形能、白血球変形能および粘着能、血小板凝集能が血液内外の物理化学的因子などの他の測定条件因子の変化に影響を受けやすいことから、それらの測定条件因子の厳密な制御を必要とする。例えば、実際の測定の場面においては、測定前の全血液試料採取・注入の際に使用する採取・注入管について、管径や長さが相違するものを何気なく使用しているため、使用する採取・注入管によって測定結果が異なるという問題が生じる。また、同じ全血液試料と同じ装置とを用いた場合であっても、全血液試料の測定操作の際に、測定者が特に意識することなく行う操作条件(例えば、撹拌回数や撹拌速度)については、それらの測定条件が測定者間で相違するために、測定者によって測定結果が場合により著しく相違するという問題もある。   By the way, in order to make effective the measurement condition that the diameter of the microchannel of the microchannel array is substantially equal to the diameter of the capillary vessel, the erythrocyte deformability, leukocyte deformability and adhesion ability, and platelet aggregation ability are inside and outside the blood. Since it is susceptible to changes in other measurement condition factors such as physicochemical factors, it requires strict control of those measurement condition factors. For example, in actual measurement situations, the collection and injection tubes used for collecting and injecting whole blood samples before measurement are casually used with different tube diameters and lengths.・ A problem arises in that the measurement results differ depending on the injection tube. In addition, even when the same whole blood sample and the same apparatus are used, the operation conditions (for example, the number of stirrings and the stirring speed) to be performed without particular awareness of the measurer during the measurement operation of the whole blood sample However, since the measurement conditions are different among the measurers, there is also a problem that the measurement results vary significantly depending on the measurer.

このような全血液試料の流動性の測定における問題は、マイクロチャネルアレイを用いて血液以外の組織液や尿、あるいは他の有形成分を含有する流体の流動性を測定する際にも生ずる。   Such a problem in measuring the fluidity of a whole blood sample also occurs when the fluidity of a fluid containing tissue fluid other than blood, urine, or other tangible components is measured using a microchannel array.

本発明は、以上の問題を解決しようとするものであり、測定者によらず、全血液試料のような有形成分含有流体の流動性を簡便で良好な再現性で測定できるようにすることを目的とする。   The present invention is intended to solve the above problems, and enables the fluidity of a fluid containing a component such as a whole blood sample to be measured with a simple and good reproducibility regardless of a measurer. With the goal.

このような状況の中で、本発明者らは、抗凝固処置した全血液試料をマイクロチャネルアレイに流し、全血液通過時間から流動性を測定する上述したような方法において、全血液試料を採血管から採取してマイクロチャネルアレイホルダーの流入口ないしそれに接続された試料容器に注入する際には、細管を含む採取・注入器具を使用するが、そのような器具としてマイクロピペット及びピペットチップを使用した場合と注射器及び針を使用した場合とで、全血通過時間が異なる(即ち、流動性が変化する)という現象に着目した。そして、本発明者らは、この現象の主原因が、器具の種類、その器具による血液の採取速度や注入速度が測定者によって相違しているために、採取・注入操作毎に全血液試料に異なる大きさのずり応力が印加されている点、及び全血液試料に印加されるずり応力の差が血小板凝集能の差(換言すれば、血小板凝集能のずり応力感受性の差)となってその流動性を変化させた点、にあることを見出した。   Under such circumstances, the present inventors collected the whole blood sample in the method as described above in which the anti-coagulation-treated whole blood sample was passed through the microchannel array and the fluidity was measured from the whole blood passage time. When collecting from a blood vessel and injecting it into the inlet of a microchannel array holder or a sample container connected thereto, a collection / injection device including a thin tube is used, and such a device uses a micropipette and a pipette tip. We paid attention to the phenomenon that the whole blood passage time is different (that is, the fluidity is changed) between the case of using a syringe and a needle. The main reason for this phenomenon is that the type of instrument and the blood sampling speed and injection speed of the instrument differ depending on the measurer. The difference in shear stress applied to the whole blood sample is the difference in the platelet aggregation ability (in other words, the difference in shear stress sensitivity of platelet aggregation ability). It was found that the fluidity was changed.

本発明者ら、この新たに見出した知見に基づき、有形成分を含む流体試料をマイクロチャネルアレイに流す前に、予め流体試料に所定範囲のずり応力を印加しておくことにより、上述の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。   Based on this newly found knowledge, the inventors have previously applied a predetermined range of shear stress to the fluid sample before flowing the fluid sample containing the formed component to the microchannel array, thereby achieving the above-described problem. The present invention has been completed.

即ち、表面に微細な溝のアレイを備えたベース基板に対して透明基板を密着させることにより該溝のアレイに対応して形成されたマイクロチャネルアレイに、有形成分を含む流体試料を通過させることにより、流体試料の流動性を測定する流体流動性測定方法であって、予め流体試料に所期のずり応力を印加した後に、その流体試料を該マイクロチャネルアレイに通過させることを特徴とする流体流動性測定方法を提供する。   In other words, a transparent substrate is brought into close contact with a base substrate having an array of fine grooves on the surface, thereby allowing a fluid sample containing a formed component to pass through a microchannel array formed corresponding to the array of grooves. A fluid fluidity measuring method for measuring fluidity of a fluid sample by applying a desired shear stress to the fluid sample in advance and then allowing the fluid sample to pass through the microchannel array. A method for measuring fluid flowability is provided.

また、本発明は、(イ)表面に微細な溝のアレイを備えたベース基板と該ベース基板に密着した透明基板とからなり、それらの間に該溝のアレイに対応して形成されたマイクロチャネルアレイ;
(ロ)マイクロチャネルアレイに流入させる前の液体試料にずり応力を印加するためのずり応力印加部;
(ハ)ずり応力が印加された液体試料をマイクロチャネルアレイの流入口に誘導する液体試料流入ライン;、
(ニ)マイクロチャネルアレイの流出口から流出する液体試料を回収する回収部;
(ホ)マイクロチャネルアレイの流出口から流出した液体試料を回収部に誘導する液体試料回収ライン;及び
(ヘ)マイクロチャネルアレイを移動する液体試料の流動性を測定するための測定部
を有する流体流動性測定装置を提供する。
The present invention also comprises (a) a base substrate provided with an array of fine grooves on the surface and a transparent substrate in close contact with the base substrate, and a micro-chip formed between them corresponding to the array of grooves. Channel array;
(B) a shear stress application unit for applying shear stress to the liquid sample before flowing into the microchannel array;
(C) a liquid sample inflow line for guiding the liquid sample to which shear stress is applied to the inlet of the microchannel array;
(D) a collection unit for collecting the liquid sample flowing out from the outlet of the microchannel array;
(E) a liquid sample collection line for guiding the liquid sample flowing out from the outlet of the microchannel array to the collection unit; and (f) a fluid having a measurement unit for measuring the fluidity of the liquid sample moving through the microchannel array. A fluidity measuring device is provided.

本発明の流体流動性測定方法およびそれに用いる測定装置によれば、有形成分を含有する流体試料をマイクロチャネルアレイに通過させる前に、予め流体試料に所期のずり応力を印加する。結果的に、マイクロチャネルアレイを通過させる流体試料のずり応力履歴を、通過前に予め制御することになる。従って、測定者によらず、再現性の良好な流体の流動性の測定結果が得られる。   According to the fluid fluidity measuring method of the present invention and the measuring apparatus used therefor, a desired shear stress is applied to the fluid sample in advance before the fluid sample containing the formed component is passed through the microchannel array. As a result, the shear stress history of the fluid sample passing through the microchannel array is controlled in advance before passing. Therefore, a fluid flow measurement result with good reproducibility can be obtained regardless of the measurer.

特に、液体試料として血小板を含有する血液試料を用いた場合、血小板は体内を循環している際に血管の狭小部があればそこで強いずり応力を受けることになる。このずり応力による血小板凝集は血栓の原因になるので、血液試料に印加されるずり応力の差が血小板凝集能の差(換言すれば、血小板凝集能のずり応力感受性の差)を測定することは、全血液試料の流動性を評価する上で極めて重要である。また、血小板のずり応力感受性は体内でどれだけのずり応力を受けたかで変わるので、体内の血管の狭小化の程度を評価することが可能となる。本発明においては、前述したように、マイクロチャネルアレイを通過させる流体試料のずり応力履歴を、通過前に予め制御することになるので、全血液試料の血小板凝集能のずり応力感受性が測定可能となる。   In particular, when a blood sample containing platelets is used as the liquid sample, platelets are subjected to a strong shear stress if there is a narrow portion of the blood vessel when circulating in the body. Since platelet aggregation due to this shear stress causes a thrombus, the difference in shear stress applied to a blood sample is a difference in platelet aggregation ability (in other words, the difference in shear stress sensitivity of platelet aggregation ability) It is extremely important in evaluating the fluidity of whole blood samples. In addition, since the shear stress sensitivity of platelets changes depending on how much shear stress is received in the body, it becomes possible to evaluate the degree of narrowing of blood vessels in the body. In the present invention, as described above, since the shear stress history of the fluid sample passing through the microchannel array is controlled in advance before passing, it is possible to measure the shear stress sensitivity of the platelet aggregation ability of the whole blood sample. Become.

また、血小板凝集は、すでに凝集した血小板の塊がある所で進みやすい性質があり、体内ではその効果が重要である。本発明においては、ずり応力履歴がコントロールされた試料を用いるので、マイクロチャネル内に血小板が凝集した塊があるときの血小板凝集を評価可能となる。同様の理由で、本発明の流体流動性測定方法およびそれに用いる測定装置は、流体試料中の有形成分の凝集・解離に関する安定性を評価できる。たとえば、細胞組織含有試料の場合には、測定前にずり応力をかけることで、その活性度を測定することが可能となる。高分子ポリマー粒子含有エマルジョン試料の場合には、測定前にずり応力をかけることで、粒子間の架橋度や凝集力を測定することが可能となる。   In addition, platelet aggregation tends to proceed where there is an aggregated platelet mass, and its effect is important in the body. In the present invention, since a sample with controlled shear stress history is used, platelet aggregation can be evaluated when there is an aggregate of platelets in the microchannel. For the same reason, the fluid fluidity measuring method of the present invention and the measuring apparatus used therefor can evaluate the stability of the agglomeration / dissociation of the component in the fluid sample. For example, in the case of a cell tissue-containing sample, it is possible to measure its activity by applying shear stress before measurement. In the case of an emulsion sample containing polymer particles, it is possible to measure the degree of crosslinking and cohesion between particles by applying shear stress before measurement.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の流体流動性測定方法では、表面に微細な溝のアレイを備えたベース基板に対して透明基板を密着させることにより該溝のアレイに対応して形成されたマイクロチャネルアレイを使用し、そのマイクロチャネルアレイに、有形成分を含む流体試料を通過させることにより、流体試料の流動性を測定する流体流動性測定方法であって、予め流体試料に所期のずり応力を印加した後に、その流体試料を該マイクロチャネルアレイに通過させることを特徴とする。   In the fluid fluidity measurement method of the present invention, a microchannel array formed corresponding to the groove array is used by bringing a transparent substrate into close contact with a base substrate having an array of fine grooves on the surface, A fluid fluidity measurement method for measuring fluidity of a fluid sample by passing a fluid sample containing a formed component through the microchannel array, and after applying a desired shear stress to the fluid sample in advance, The fluid sample is passed through the microchannel array.

本発明の測定の対象となる流体は、有形成分を含有するものであり、ヒトないし動物の抗凝固処置した全血液試料または調製血液試料、細胞組織(粒子)含有液体試料、高分子ポリマー粒子含有エマルジョン試料などが該当する。   The fluid to be measured according to the present invention contains a tangible component, and is a whole blood sample or a prepared blood sample subjected to anticoagulation treatment for humans or animals, a liquid sample containing cellular tissue (particles), or a polymer particle. Containing emulsion sample.

本発明で使用するマイクロチャネルアレイとは、シリコン等の金属板、アルミナ等のセラミック板、熱可塑性樹脂板の表面にミクロンサイズの複数の溝がアレイ状に形成されたベース基板に、ガラスや透明樹脂(アクリル系樹脂等)からなる透明基板を密着させ、両基板間にベース基板に形成された溝に対応したマイクロチャネルアレイを構成するものである。ここで、ミクロンサイズとは、測定対象等に応じて適宜設定されるものであるが、一般には幅が1〜50μm、深さが1〜50μm、長さが2〜1000μmであり、好ましくは幅が2〜20μm、深さが2〜20μm、長さが5〜500μmである。因みに、測定対象が全血液試料である場合には、幅が2〜15μm、深さが2〜15μm、長さが5〜200μmであることが好ましい。   The microchannel array used in the present invention is a base plate in which a plurality of micron-sized grooves are formed in an array on the surface of a metal plate such as silicon, a ceramic plate such as alumina, or a thermoplastic resin plate. A transparent substrate made of a resin (acrylic resin or the like) is brought into close contact, and a microchannel array corresponding to a groove formed in the base substrate is formed between the two substrates. Here, the micron size is appropriately set according to the object to be measured, but generally the width is 1 to 50 μm, the depth is 1 to 50 μm, and the length is 2 to 1000 μm, preferably the width. Is 2 to 20 μm, the depth is 2 to 20 μm, and the length is 5 to 500 μm. Incidentally, when the measurement object is a whole blood sample, it is preferable that the width is 2 to 15 μm, the depth is 2 to 15 μm, and the length is 5 to 200 μm.

溝の形成は、ベース基板の材料や溝のサイズ等に応じて、公知の手法、例えば、精密機械切削、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザー加工、放電加工等の手法を適宜利用して行うことができる。また、熱可塑性樹脂板を、射出成形、プレス成形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト成形、ホットエンボス成形、押出成形によるロール転写等により作製する際に、同時に溝を形成することもできる。例えば、フォトレジストパターンから起こしたNi電鋳を用いて、射出成形することで微細な溝のアレイを表面に有するプラスチックス材料からなるベース基板を作製できる。このベース基板を、透明基板で漏れのないように覆えば、マイクロチャネルアレイを実現することができる。また、微細な溝のアレイを加工する基板にシリコン単結晶基板を用い、密着させる透明基板にガラス基板を用いることで精度の高いマイクロチャネルアレイを実現することもできる。すなわち、フォトリソグラフィーやエッチングの技法を用いることでシリコン単結晶基板表面にミクロンサイズの溝のアレイをサブミクロン精度で加工できる。   The groove may be formed by appropriately using a known method such as precision mechanical cutting, wet etching, dry etching, laser processing, electric discharge machining, etc., depending on the material of the base substrate and the size of the groove. it can. Further, when the thermoplastic resin plate is produced by injection molding, press molding, monomer cast molding, solvent cast molding, hot emboss molding, roll transfer by extrusion molding, or the like, grooves can be formed at the same time. For example, a base substrate made of a plastic material having an array of fine grooves on its surface can be manufactured by injection molding using Ni electroforming generated from a photoresist pattern. If this base substrate is covered with a transparent substrate so as not to leak, a microchannel array can be realized. In addition, a highly accurate microchannel array can be realized by using a silicon single crystal substrate as a substrate for processing an array of fine grooves and using a glass substrate as a transparent substrate to be adhered. In other words, an array of micron-sized grooves can be processed on the surface of a silicon single crystal substrate with submicron accuracy by using a photolithography or etching technique.

また、ベース基板と透明基板との密着は、それぞれの素材の種類に応じて公知の密着法から選択して行うことができる。例えば、ベース基板がシリコン単結晶基板であり、透明基板がガラス基板である場合には、陽極接合法で溶着することができる。ベース基板と透明基板が共にプラスチック基板である場合には、熱溶着法やエキシマ光照射溶着法等の溶着法により密着させることができる。なお、両基板の対向面が、通常、光学研磨面であるため、圧着法だけでも、流体の漏れが生じないレベルで密着させることができる。特に、気泡の障害を防ぐことや洗浄などのためにはマイクロチャネルアレイの分解組立が可能な圧着の方が優れている。   Further, the close contact between the base substrate and the transparent substrate can be performed by selecting from known contact methods according to the type of each material. For example, when the base substrate is a silicon single crystal substrate and the transparent substrate is a glass substrate, it can be welded by an anodic bonding method. When both the base substrate and the transparent substrate are plastic substrates, they can be adhered by a welding method such as a thermal welding method or an excimer light irradiation welding method. In addition, since the opposing surfaces of both substrates are usually optically polished surfaces, they can be brought into close contact with each other at a level that does not cause fluid leakage even by the pressure bonding method alone. In particular, in order to prevent bubbles from being obstructed or to perform cleaning, crimping that allows disassembly and assembly of the microchannel array is superior.

なお、ベース基板の熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、スチレン系樹脂、アクリル・スチレン系共重合樹脂(MS樹脂)、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン・ビニルアルコール系共重合樹脂、スチレン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂、酢酸ビニル系樹脂(商品名:エクセバール)、ポリビニルブチラール系樹脂等を使用することができる。また、これらの中で透明なものを、透明基板の材料として使用することができる。   In addition, as the thermoplastic resin for the base substrate, acrylic resins, polylactic acid, polyglycolic acid, styrene resins, acrylic / styrene copolymer resins (MS resins), polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate, Polyvinyl alcohol resins, ethylene / vinyl alcohol copolymer resins, thermoplastic elastomers such as styrene elastomers, vinyl chloride resins, silicone resins such as polydimethylsiloxane, vinyl acetate resins (trade name: EXEVAL), polyvinyl butyral resins Resin or the like can be used. Moreover, a transparent thing can be used as a material of a transparent substrate among these.

本発明において、マイクロチャネルアレイに、有形成分を含む流体試料を通過させるには、マイクロチャネルアレイの流入口と流出口との間に流出側が低くなるような圧力差を設定すればよく、流体液面に差をつけることや、流出側を強制的に減圧すること、流入側を強制的に加圧することなどにより行うことできる。   In the present invention, in order to allow a fluid sample containing a formed component to pass through the microchannel array, a pressure difference that lowers the outflow side may be set between the inflow port and the outflow port of the microchannel array. It can be performed by making a difference in the liquid level, forcibly depressurizing the outflow side, forcibly pressurizing the inflow side, or the like.

本発明において、流体試料に予め印加するずり応力は、所期の大きさにコントロールすることが肝要であり、その大きさの範囲としては、低すぎたり高すぎたりすると流動性の差異が判別しにくくなるので、好ましくは10dyn/cm2〜10,000dyn/cm2の範囲、より好ましくは20dyn/cm2〜5,000dyn/cm2の範囲、特に好ましくは500dyn/cm2〜3,000 dyn/cm2の範囲である。 In the present invention, it is important to control the shear stress to be applied to the fluid sample in advance to the desired magnitude. If the shear stress is too low or too high, a difference in fluidity is discriminated. since Nikuku, preferably from 10dyn / cm 2 ~10,000dyn / cm 2 , more preferably 20dyn / cm 2 ~5,000dyn / cm 2 range, particularly preferably 500dyn / cm 2 ~3,000 dyn / it is in the range of cm 2.

流体試料にずり応力を印加する方法としては、丸底瓶に液体試料を入れ、その内径よりも僅かに小さい直径の円筒体を瓶に押し込む方法、流体試料を2枚の平板の間に挟み、平板を互いにずらす方法、流体試料を細管中に通過させる方法等が挙げられる。中でも、ずり応力の制御が容易な点から、ガラス管、樹脂管、金属管等の細管中に液体試料を通過させる方法が好ましい。この場合、ずり応力の大きさは、細管の内径、細管の内壁の材質や平滑度、流体試料が細管中を移動する速度等を適宜選択することによりコントロールすることができる。特に、細管の内径および/または細管中の流体試料の流速を調整することが、管理の容易性から好ましい。例えば、内径0.6mmの管を用いた場合、血小板凝集が起こらず、0.4mmの管を用いた場合に血小板凝集が発生するといった被験者の健康状態に応じたずり応力に対する凝集の挙動を正確に測定することが可能となる。   As a method of applying shear stress to a fluid sample, a liquid sample is put in a round bottom bottle, a cylindrical body having a diameter slightly smaller than the inner diameter is pushed into the bottle, a fluid sample is sandwiched between two flat plates, Examples thereof include a method of shifting the flat plates from each other, a method of passing a fluid sample through a narrow tube, and the like. Among these, a method of allowing a liquid sample to pass through a thin tube such as a glass tube, a resin tube, or a metal tube is preferable from the viewpoint of easy control of shear stress. In this case, the magnitude of the shear stress can be controlled by appropriately selecting the inner diameter of the narrow tube, the material and smoothness of the inner wall of the narrow tube, the speed at which the fluid sample moves through the narrow tube, and the like. In particular, it is preferable from the viewpoint of ease of management to adjust the inner diameter of the narrow tube and / or the flow rate of the fluid sample in the narrow tube. For example, when a tube with an inner diameter of 0.6 mm is used, platelet aggregation does not occur, and when a tube with 0.4 mm is used, platelet aggregation occurs accurately. It becomes possible to measure.

また、血小板凝集は、すでに凝集した血小板の塊がある所で進みやすい性質があり、体内ではその効果が重要である。本発明においては、ずり応力履歴がコントロールされた試料を用いるので、マイクロチャネル内に血小板が凝集した塊があるときの血小板凝集を評価可能となる。同様の理由で、本発明の流体流動性測定方法は、全血液試料をはじめとする流体試料中の有形成分の凝集・解離に関する安定性を評価できる。   In addition, platelet aggregation tends to proceed where there is an aggregated platelet mass, and its effect is important in the body. In the present invention, since a sample with controlled shear stress history is used, platelet aggregation can be evaluated when there is an aggregate of platelets in the microchannel. For the same reason, the fluid fluidity measurement method of the present invention can evaluate the stability related to the aggregation / dissociation of the formed component in the fluid sample including the whole blood sample.

また、本発明において、印加されたずり応力の大きさが互いに異なる複数の流体試料を、ずり応力の大きさ毎に別体のマイクロチャネルアレイに通過させることや、一つのマイクロチャネルアレイに連続的に通過させることにより、大きさの異なるずり応力に対応した流動性の変化を測定することになる。これらのように測定することにより、マイクロチャネル内に血小板が凝集した塊があるときの血小板凝集をより再現性良く評価可能となる。同様に、流体試料中の有形成分の凝集・解離に関する安定性をより再現よく評価可能となる。特に、前者のように測定することは、微小循環における閉塞の度合いの測定結果による疾病の発生可能性の評価に適しており、後者のように測定することは、架橋度等の有形成分の性状の評価に適している。   In the present invention, a plurality of fluid samples having different applied shear stress levels may be passed through separate microchannel arrays for each shear stress level, or continuously in one microchannel array. The change in fluidity corresponding to the shear stress of different sizes is measured by passing the sample through. By measuring as described above, platelet aggregation can be evaluated with higher reproducibility when there is an aggregate of platelets in the microchannel. Similarly, it becomes possible to evaluate the stability related to the aggregation / dissociation of the component in the fluid sample more reproducibly. In particular, the measurement as in the former is suitable for the evaluation of the possibility of disease occurrence based on the measurement result of the degree of occlusion in the microcirculation, and the measurement as in the latter is suitable for the formation of components such as the degree of crosslinking. Suitable for property evaluation.

本発明において、流体試料の流動性の測定は、例えば、マイクロチャネルアレイを流体試料が通過する速度、通過時間等を測定する方法、通過中の流体試料の特定光吸収量や特定波長光の発光量を測定する光学的方法、酵素、FETセンサ等を使用した電気化学検出方法、超音波を照射する方法、表面プラズモン共鳴測定方法等により行うことができる。なお、この測定の際には、ずり応力を印加してから測定までの時間を一定に保つことが、測定結果の良好な再現性にとって好ましい。また、人手が入らない自動化装置を使用して所定のずり応力をかけることが望ましい。   In the present invention, the fluidity of the fluid sample can be measured by, for example, a method for measuring the speed and time of passage of the fluid sample through the microchannel array, the specific light absorption amount of the fluid sample being passed, or the emission of specific wavelength light. It can be performed by an optical method for measuring the amount, an electrochemical detection method using an enzyme, an FET sensor or the like, a method of irradiating ultrasonic waves, a surface plasmon resonance measurement method, or the like. In this measurement, it is preferable for the good reproducibility of the measurement result to keep the time from the application of the shear stress to the measurement constant. It is also desirable to apply a predetermined shear stress using an automated device that does not require human intervention.

次に、本発明の流体流動性測定装置について説明する。図1に毛細血管床のモデルとなりうるマイクロチャネルアレイの一例の部分の下面図Xとその側面図Yとを示す。また、図2に流体流動性測定装置一例の概略図を示す。   Next, the fluid fluidity measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 shows a bottom view X and a side view Y of an example of a microchannel array that can be a model of a capillary bed. Moreover, the schematic of an example of a fluid fluidity | liquidity measuring apparatus is shown in FIG.

本発明の流体流動性測定装置は、図1に示すようなマイクロチャネルアレイを使用する。このマイクロチャネルアレイ10は、表面に微細な溝土手1aが形成され、隣接する溝土手1aに挟まれた窪みが溝(1b)となり、そのような複数の溝(1b)がアレイ状に形成されたベース基板1と、これに密着した透明基板2とからなるものである。そして、両基板の間にはアレイ状に配された溝(1b)(即ち、溝アレイ)に対応してアレイ状に配されたマイクロチャネル3(即ち、マイクロチャネルアレイ)が形成される。また、マイクロチャネルの流入口3a側には平坦な流入テラス部1cが形成され、流出口3b側には平坦な流出テラス部1dが形成されている。また、流入テラス部1cにつながる大きな空間は流入路1eを構成し、流出テラス部1dにつながる大きな空間は流出路1fを構成する。このマイクロチャネルアレイに赤血球4が通過する様子を図1に示す。赤血球4は、流入路1eから流入テラス1cに入り込み、更に、変形してマイクロチャネル3を通過し、流出テラス部1dから流出路1fへと移動する。   The fluid fluidity measuring apparatus of the present invention uses a microchannel array as shown in FIG. The microchannel array 10 has a fine groove bank 1a formed on the surface, and a depression sandwiched between adjacent groove banks 1a becomes a groove (1b), and a plurality of such grooves (1b) are formed in an array. The base substrate 1 and the transparent substrate 2 in close contact with the base substrate 1 are provided. Between the two substrates, microchannels 3 (that is, microchannel arrays) arranged in an array corresponding to the grooves (1b) (that is, the groove array) arranged in an array are formed. Further, a flat inflow terrace portion 1c is formed on the inflow port 3a side of the microchannel, and a flat outflow terrace portion 1d is formed on the outflow port 3b side. The large space connected to the inflow terrace portion 1c constitutes the inflow passage 1e, and the large space connected to the outflow terrace portion 1d constitutes the outflow passage 1f. FIG. 1 shows how the red blood cells 4 pass through this microchannel array. The red blood cells 4 enter the inflow terrace 1c from the inflow path 1e, further deform and pass through the microchannel 3, and move from the outflow terrace portion 1d to the outflow path 1f.

本発明の流体流動性測定装置は、このような(イ)マイクロチャネルアレイ、(ロ)マイクロチャネルアレイに流入させる前の液体試料にずり応力を印加するためのずり応力印加部、(ハ)ずり応力が印加された液体試料をマイクロチャネルアレイの流入口に誘導する液体試料流入ライン、(ニ)マイクロチャネルアレイの流出口から流出する液体試料を回収する回収部、(ホ)マイクロチャネルアレイの流出口から流出した液体試料を回収部に誘導する液体試料回収ライン、及び(ヘ)マイクロチャネルアレイを移動する液体試料の流動性を測定するための測定部を有する。   The fluid fluidity measuring apparatus of the present invention comprises (a) a microchannel array, (b) a shear stress application unit for applying shear stress to a liquid sample before flowing into the microchannel array, and (c) shear. A liquid sample inflow line for guiding a stressed liquid sample to the inlet of the microchannel array, (d) a recovery unit for recovering the liquid sample flowing out from the outlet of the microchannel array, and (e) a flow of the microchannel array. A liquid sample recovery line for guiding the liquid sample flowing out from the outlet to the recovery unit; and (f) a measurement unit for measuring the fluidity of the liquid sample moving through the microchannel array.

(ロ)ずり応力印可部としては、ガラス細管、金属細管、プラスチックチューブ等が挙げられる。これらの細管には、その中へ液体試料を通過させるためのシリンジやポンプ等を接続することができる。   (B) Examples of the shear stress applying portion include a glass thin tube, a metal thin tube, and a plastic tube. These thin tubes can be connected to a syringe, a pump, or the like for allowing the liquid sample to pass therethrough.

(ハ)液体試料流入ラインとしては、液体試料にずり応力があまりかからないある程度径の太い管、内壁をフッ素加工処理した細管などを例示することができるが、(ロ)ずり応力印加部に、(ハ)液体試料流入ラインを兼ねさせることが好ましい。また、(ロ)ずり応力印加部に、液体試料を採取する機能を持たせてもよい。また、(ホ)液体試料回収ラインに、流体試料の流量を制御するバルブを設けてもよい。   (C) The liquid sample inflow line can be exemplified by a tube having a large diameter that does not apply a shear stress to the liquid sample, a thin tube having an inner wall treated with fluorine, and the like. C) It is preferable to also serve as a liquid sample inflow line. Further, (b) the shear stress applying unit may have a function of collecting a liquid sample. Further, (e) a valve for controlling the flow rate of the fluid sample may be provided in the liquid sample recovery line.

液体試料をマイクロチャネルアレイに通過させるためには、すでに説明したように、マイクロチャネルアレイの流入口と流出口との間に流出側が低くなるような圧力差を設定すればよい。具体的には、マイクロチャネルアレイの流出口よりも液体試料回収ラインの出口が低位置になるようにすればよい。この高低差を可変とすることが好ましい。   In order to pass the liquid sample through the microchannel array, as described above, a pressure difference that lowers the outflow side may be set between the inflow port and the outflow port of the microchannel array. Specifically, the outlet of the liquid sample recovery line may be positioned lower than the outlet of the microchannel array. This height difference is preferably variable.

(ヘ)測定部としては、マイクロチャネルアレイを流体試料が通過する速度、通過時間等を測定する方法、通過中の流体試料の特定光吸収量や特定波長光の発光量を測定する光学的方法、酵素、FETセンサ等を使用した電気化学検出方法、超音波を照射する方法、表面プラズモン共鳴測定方法等により行うための装置を挙げることができる。   (F) As a measurement unit, a method for measuring the speed and time of passage of a fluid sample through a microchannel array, an optical method for measuring a specific light absorption amount and a light emission amount of a specific wavelength light of the fluid sample being passed And an apparatus for performing an electrochemical detection method using an enzyme, an FET sensor or the like, a method of irradiating ultrasonic waves, a surface plasmon resonance measurement method, or the like.

本発明の流体流動性測定装置は、マイクロチャネルアレイを使い捨てとする場合には、更に(ト)マイクロチャネルアレイを保持するホルダー部を有することが好ましい。このような態様において、一つのベース基板に、流入路→マイクロチャネルアレイ→流出路という経路が独立した複数のマイクロチャネルアレイを設けたものを使用することが測定コストの低減という点から好ましい。これは、ベース基板の製造コストがほぼ基板の面積に比例するので、一つのベース基板に複数のマイクロチャネルアレイを組み込むことができると、一つあたりのマイクロチャネルの製造コストが大きく減少するからであり、それに伴うホルダー部への加工コストの増大があまり大きくないからである。   When the microfluidic fluid measuring device of the present invention is a disposable microchannel array, it is preferable to further have (g) a holder portion for holding the microchannel array. In such an embodiment, it is preferable from the viewpoint of reduction in measurement cost to use a single base substrate provided with a plurality of microchannel arrays with independent paths of inflow path → microchannel array → outflow path. This is because the manufacturing cost of the base substrate is almost proportional to the area of the substrate, and if a plurality of microchannel arrays can be incorporated in one base substrate, the manufacturing cost of each microchannel is greatly reduced. This is because the accompanying increase in the processing cost of the holder part is not so great.

また、本発明の流体流動性測定装置には、更に生理食塩水注入装置、制御装置を有する圧力発生装置等の装置を、測定対象に応じて適宜設けてもよい。   In addition, the fluid fluidity measurement device of the present invention may be further provided with devices such as a physiological saline injection device and a pressure generator having a control device, depending on the measurement target.

本発明の流体流動性測定装置の好ましい一態様のより具体的な構成を図2に示す。流体流動性測定装置20は、試料管24から試料を採取するための採取・注入管23を有し、駆動装置25によって試料管24から試料を採取したり、チップホルダー22へ試料を注入する。採取・注入管24の管径は、試料にずり応力をかけるために、所望の管径とすることができる。図2では、2種類の管径の採取・注入管23を使用する。マイクロチャネルチップ21を保持するチップホルダー22に注入された試料は、回収ライン26に設けられた遮断・流量可変手段の1種であるバルブ27が開となることにより、落差圧で回収容器28に導かれる。落差圧は、マイクロチャネルアレイチップ21の流出口と回収ライン28の出口との高低差を調整することで、任意に設定できる。高低差の調節により、マイクロチャネルアレイチップ21のマイクロチャネルアレイを通過する試料の観察を、より緻密に行うことが可能となる。その高低差は、通常、1〜50cm、好ましくは3〜30cmである。マイクロチャネルアレイチップ21のマイクロチャネルを通過する試料の様子は、光源29、顕微鏡30及びハーフミラー31を備えたCCDカメラ32で、マイクロチャネルアレイの透明基板側から観察することができる。観察結果はリアルタイムでディスプレイ33に表示することが好ましい。なお、チップホルダー22の上部、または回収ライン26に液面計、または光による変位量測定を行うことにより、所定の血液量に対する通過時間を測定することも可能となる   A more specific configuration of a preferred embodiment of the fluid fluidity measuring apparatus of the present invention is shown in FIG. The fluid fluidity measuring device 20 includes a sampling / injection tube 23 for collecting a sample from the sample tube 24, and a sample is collected from the sample tube 24 by the driving device 25 or injected into the chip holder 22. The tube diameter of the collection / injection tube 24 can be set to a desired tube diameter in order to apply shear stress to the sample. In FIG. 2, two types of tube diameter sampling / injection tubes 23 are used. The sample injected into the chip holder 22 that holds the microchannel chip 21 is opened to the collection container 28 with a drop pressure by opening a valve 27 that is one type of blocking / flow rate varying means provided in the collection line 26. Led. The drop pressure can be arbitrarily set by adjusting the height difference between the outlet of the microchannel array chip 21 and the outlet of the recovery line 28. By adjusting the height difference, the sample passing through the microchannel array of the microchannel array chip 21 can be observed more precisely. The height difference is usually 1 to 50 cm, preferably 3 to 30 cm. The state of the sample passing through the microchannel of the microchannel array chip 21 can be observed from the transparent substrate side of the microchannel array by the CCD camera 32 including the light source 29, the microscope 30, and the half mirror 31. The observation result is preferably displayed on the display 33 in real time. In addition, it is also possible to measure the passage time for a predetermined blood volume by measuring the displacement amount with a liquid level gauge or light on the upper part of the chip holder 22 or the recovery line 26.

以下、本発明の実施例を、全血液試料を測定する場合を例にとり、具体的に説明する。   Hereinafter, examples of the present invention will be specifically described by taking the case of measuring a whole blood sample as an example.

フォトレジストパターンから起こしたNi電鋳を用いて、射出成形することで微細な溝のアレイを表面に有するプラスチック基板を作製する。このプラスチック基板をガラス透明基板で漏れのないように覆うことより、図1に示す構造のマイクロチャネルアレイを作製する。この場合、マイクロチャネルのサイズは、血液成分における血球成分のサイズと同等か、それより小さいことが好ましいから、マイクロチャネルの幅、深さを好ましくは2〜15μmの範囲、より好ましくは3〜12μmの範囲とする。このマイクロチャネルアレイ素子を用いて、図2の流体流動性装置に組み上げる。ここで、赤血球などの有形成分のサイズを考慮して、マイクロチャネルの底面とテラス面をガラス透明基板面から4.5μm前後の距離にとる。   A plastic substrate having an array of fine grooves on its surface is manufactured by injection molding using Ni electroforming generated from a photoresist pattern. By covering the plastic substrate with a glass transparent substrate so as not to leak, the microchannel array having the structure shown in FIG. 1 is manufactured. In this case, since the size of the microchannel is preferably equal to or smaller than the size of the blood cell component in the blood component, the width and depth of the microchannel are preferably in the range of 2 to 15 μm, more preferably 3 to 12 μm. The range. This microchannel array element is used to assemble the fluid fluidity device of FIG. Here, in consideration of the size of formed components such as red blood cells, the bottom surface and the terrace surface of the microchannel are set at a distance of about 4.5 μm from the glass transparent substrate surface.

次に、血液試料を、通常人の肘静脈から真空採血管を用いて採取し、例えば、ヘパリン抗凝固処理を施した後に、流体流動性装置の試料管に入れ、採取・注入管で所定量をサンプリングすることによりずり応力を印可する。そして、この全血液試料を、採取・注入管からチップホルダー中のマイクロチャネルアレイに移動させる。図2に示す装置では採取管(注入管)の太さを2種類用いているが、管径と採取速度(注入速度)で決まる平均ずり応力を全血液試料に印加することができる。径の違うマイクロピペットチップを用いてもよい。   Next, a blood sample is collected from a normal human elbow vein using a vacuum blood collection tube. For example, after a heparin anticoagulation treatment is performed, the blood sample is placed in a sample tube of a fluid fluidity device, and a predetermined amount is collected with a collection / infusion tube. The shear stress is applied by sampling. Then, the whole blood sample is moved from the collection / injection tube to the microchannel array in the chip holder. The apparatus shown in FIG. 2 uses two types of thickness of the collection tube (injection tube), but an average shear stress determined by the tube diameter and the collection rate (injection rate) can be applied to the whole blood sample. Micropipette tips with different diameters may be used.

図3に径が相違する2種類のマイクロピペットチップを用いた時に実際に同一全血液試料のマイクロチャネルアレイ通過時間が異なることを示す。   FIG. 3 shows that when two types of micropipette tips having different diameters are used, the same whole blood sample actually passes through the microchannel array.

ところで、管内の平均流速vと管の半径rから管壁のずり速度は4v/rで与えられる。内径0.6mmおよび0.4mmの管を用いて200μm/secの採取速度あるいは注入速度で全血液試料を採取あるいは注入すると、管壁でのずり応力はそれぞれ3.68×102dyn/cm2、1.11×103dyn/cm2になる。 By the way, the shear rate of the tube wall is given by 4 v / r from the average flow velocity v in the tube and the radius r of the tube. When whole blood samples are collected or injected using a tube having an inner diameter of 0.6 mm and 0.4 mm at a collection rate or injection rate of 200 μm / sec, the shear stress at the tube wall is 3.68 × 10 2 dyn / cm 2, respectively. 1.11 × 10 3 dyn / cm 2 .

ちなみに毛細血管の管径を6μm、その中の流速を1mm/secとすると管壁のずり応力は4.66×10dyn/cmになる。この値の10倍程度のずり応力が働くと血小板凝集が起きはじめることが知られている。例えば、内径0.6mmの管を用いると血小板凝集が起きたり起きなかったりし、一方、内径0.4mmの管を用いると多くの場合血小板凝集が起きる。 Incidentally, when the capillary diameter is 6 μm and the flow velocity is 1 mm / sec, the shear stress of the tube wall is 4.66 × 10 dyn / cm 2 . It is known that platelet shear begins to occur when a shear stress of about 10 times this value acts. For example, platelet aggregation occurs or does not occur when a 0.6 mm inner diameter tube is used, while platelet aggregation often occurs when a 0.4 mm inner diameter tube is used.

従って、2種類の管を用いて測定すれば血小板凝集能のずり応力感受性の指標を得ることができる。管の径をさらに増やせばそれだけ詳細なデータを得ることができる。採取速度あるいは注入速度を変えても同様である。   Therefore, if measurement is performed using two kinds of tubes, an index of shear stress sensitivity of platelet aggregation ability can be obtained. If the diameter of the tube is further increased, more detailed data can be obtained. The same applies even if the sampling rate or the injection rate is changed.

なお、内径2.4mmのチューブ管を用い、5.16dyn/cm2のずり応力で採取した全血液試料では、血小板凝集が発生せず、ずり応力に対する血小板凝集を測定することはできない。また、内径0.18mmの針を用い、1.22×104dyn/cm2のずり応力で採取した全血液試料の場合にも、どの試料に対しても血小板凝集が発生してしまうため、ずり応力に対する血小板凝集を測定することはできない。 In addition, platelet aggregation does not occur in a whole blood sample collected with a shear stress of 5.16 dyn / cm 2 using a tube tube having an inner diameter of 2.4 mm, and platelet aggregation relative to the shear stress cannot be measured. In addition, in the case of a whole blood sample collected with a shear stress of 1.22 × 10 4 dyn / cm 2 using a needle having an inner diameter of 0.18 mm, platelet aggregation occurs for any sample. Platelet aggregation against shear stress cannot be measured.

また、通常、1測定毎にマイクロチャネルアレイチップを新品に交換するか、もしくは洗浄して再使用するが、それに対して、マイクロチャネルアレイチップを新品に交換しないで、もしくは洗浄しないで連続して使用すれば、前の測定でできた血小板凝集塊が残っている状態でのずり応力印加の影響を評価することができる。その場合、印加するずり応力の小さい順に測定するのがよい。   In addition, the microchannel array chip is usually replaced with a new one for each measurement or reused after washing, but in contrast, the microchannel array chip is not replaced with a new one or continuously without washing. If used, it is possible to evaluate the effect of shear stress application in the state where the platelet aggregate formed by the previous measurement remains. In that case, it is better to measure in order of increasing shear stress.

なお、1測定毎に使い捨てのマイクロチャネルアレイチップを新品に代えていると、測定コストの増大が著しくなるので、図4に示すように、一つのベース基板に2つのマイクロチャネルアレイ素子を有するマイクロチャネルアレイチップ41をホルダー50(図5)に装着すれば、1個のチップとホルダーで2回の独立した測定が可能になる。この場合、マイクロチャネルアレイ素子の流入口41aと流出口41bとには、ホルダー50の流入路51aと流出路51bとがそれぞれ接続され、マイクロチャネルアレイ素子の流入口42aと流出口42bとには、ホルダー50の流入路52aと流出路52bとがそれぞれ接続される。ここで、ホルダー50は、下受け部50aと押さえ部50bとキャップ部50cとから構成することができる。   In addition, if the disposable microchannel array chip is replaced with a new one for each measurement, the measurement cost increases remarkably. Therefore, as shown in FIG. 4, a micro having two microchannel array elements on one base substrate. If the channel array chip 41 is attached to the holder 50 (FIG. 5), two independent measurements can be performed with one chip and the holder. In this case, the inflow path 51a and the outflow path 51b of the holder 50 are connected to the inlet 41a and the outlet 41b of the microchannel array element, respectively, and the inlet 42a and the outlet 42b of the microchannel array element are connected to The inflow path 52a and the outflow path 52b of the holder 50 are connected to each other. Here, the holder 50 can be comprised from the receiving part 50a, the holding | suppressing part 50b, and the cap part 50c.

本発明の流体流動性測定方法およびそれに用いる測定装置によれば、有形成分を含有する流体試料をマイクロチャネルアレイに通過させる前に、予め流体試料に所期のずり応力を印加する。結果的に、マイクロチャネルアレイを通過させる流体試料のずり応力履歴を、通過前に予めコントロールすることになる。従って、測定者によらず、簡便で再現性の良好な流体の流動性の測定結果が得られる。   According to the fluid fluidity measuring method of the present invention and the measuring apparatus used therefor, a desired shear stress is applied to the fluid sample in advance before the fluid sample containing the formed component is passed through the microchannel array. As a result, the shear stress history of the fluid sample passing through the microchannel array is controlled in advance before passing. Accordingly, a fluid flow measurement result that is simple and has good reproducibility can be obtained regardless of the measurer.

本発明で使用するマイクロチャネルアレイの構造模式図である。It is a structure schematic diagram of the microchannel array used by this invention. 本発明の流体流動測定装置の概略図である。It is the schematic of the fluid flow measuring apparatus of this invention. 異なるマイクロピペットチップを用いた時の全血通過時間の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the whole blood passage time when using a different micropipette tip. 本発明で用いるマイクロチャネルアレイ2個を含むマイクロチャネルアレイチップの一実施態様を示す図である。It is a figure which shows one embodiment of the microchannel array chip | tip containing two microchannel arrays used by this invention. マイクロチャネルアレイ2個を含むマイクロチャネルアレイチップ用のホルダーの一実施態様を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing one embodiment of a holder for a microchannel array chip including two microchannel arrays.

符号の説明Explanation of symbols

1a 溝土手
1b 溝
1c 流入テラス部
1d 流出テラス部
1e 流入路
1f 流出路
10 マイクロチャネルアレイ
1 ベース基板
2 透明基板
3 マイクロチャネル
4 赤血球
20 流体流動性測定装置
21、41 マイクロチャネルアレイチップ
22 チップホルダー
23 採取・注入管
24 試料管
25 駆動装置
26 回収ライン
27 バルブ
28 回収容器
29 光源
30 顕微鏡
31 ハーフミラー
32 CCDカメラ
33 ディスプレイ
50 ホルダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Groove bank 1b Groove 1c Inflow terrace part 1d Outflow terrace part 1e Inflow path 1f Outflow path 10 Microchannel array 1 Base substrate 2 Transparent substrate 3 Microchannel 4 Red blood cell 20 Fluid flow property measuring apparatus 21, 41 Microchannel array chip 22 Chip holder 23 Collection / Injection Tube 24 Sample Tube 25 Drive Device 26 Recovery Line 27 Valve 28 Recovery Container 29 Light Source 30 Microscope 31 Half Mirror 32 CCD Camera 33 Display 50 Holder

Claims (5)

表面に微細な溝のアレイを備えたベース基板に対して透明基板を密着させることにより該溝のアレイに対応して形成されたマイクロチャネルアレイに、有形成分を含む流体試料を通過させることにより、流体試料の流動性を測定する流体流動性測定方法であって、予め流体試料に所期のずり応力を印加した後に、その流体試料を該マイクロチャネルアレイに通過させる際に、印加されたずり応力の大きさが互いに異なる複数の流体試料を、ずり応力の大きさ毎に別体のマイクロチャネルアレイに通過させることにより、または一つのマイクロチャネルアレイに連続的に通過させることにより、大きさの異なるずり応力に対応した流動性の変化を測定することを特徴とする流体流動性測定方法。 By allowing a transparent substrate to adhere to a base substrate having an array of fine grooves on the surface and passing a fluid sample containing a formed component through a microchannel array formed corresponding to the groove array. , a fluid flow measuring method for measuring the fluidity of the fluid sample, after applying the desired shear stress in advance fluid sample, the fluid sample when passing through a said microchannel array, applied shear By passing a plurality of fluid samples of different stress magnitudes through separate microchannel arrays for each magnitude of shear stress, or by continuously passing through a single microchannel array A fluid fluidity measuring method characterized by measuring a change in fluidity corresponding to different shear stresses . 所期のずり応力が、10dyn/cm2〜10,000dyn/cm2の範囲である請求項1記載の流体流動性測定方法。 The fluid fluidity measuring method according to claim 1, wherein the desired shear stress is in the range of 10 dyn / cm 2 to 10,000 dyn / cm 2 . 流体試料が、ヒトないし動物の抗凝固処置した全血液試料または調製血液試料である請求項1または2記載の流体流動性測定方法。 The fluid fluidity measuring method according to claim 1 or 2, wherein the fluid sample is a whole blood sample or a prepared blood sample subjected to anticoagulation treatment of human or animal. 流体試料を細管に通過させることにより、流体試料にずり応力を印加する請求項1〜のいずれかに記載の流体流動性測定方法。 By passing the fluid sample onto a capillary, fluid flow measuring method according to any one of claims 1 to 3, applying a shear stress to the fluid sample. 細管の内径および/または細管中の流体試料の流速を調整することにより、流体試料に印加されるずり応力の大きさを調整する請求項記載の流体流動性測定方法。 5. The fluid fluidity measuring method according to claim 4, wherein the magnitude of the shear stress applied to the fluid sample is adjusted by adjusting the inner diameter of the capillary tube and / or the flow rate of the fluid sample in the capillary tube.
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