JP4869205B2 - Microfluidic device and microfluidic device apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、多段階的な反応を順次進めることのできるマイクロ流体デバイスに関する。   The present invention relates to a microfluidic device capable of sequentially proceeding with a multistage reaction.

近年、生化学分野においては、マイクロ化技術を利用したマイクロ流体デバイス技術が急速に発展している。マイクロ流体デバイスは、ガラスやプラスチック等からなる1枚の基板上に半導体製造で培われた微細加工技術を利用して、検体を含む溶液を流すことのできる微小な流路を形成し、流路の途中に反応領域を設けたものであるが、このものを用いると、微量な試料溶液を用いて目的物質の量を簡便に検出することができる。   In recent years, in the field of biochemistry, microfluidic device technology using micro technology has been rapidly developed. A microfluidic device uses a microfabrication technology cultivated in semiconductor manufacturing on a single substrate made of glass, plastic, or the like to form a microchannel that can flow a solution containing a specimen. However, if this is used, the amount of the target substance can be easily detected using a small amount of sample solution.

このようなマイクロ流体デバイス技術は、例えば以下の文献に開示されている。   Such microfluidic device technology is disclosed in, for example, the following documents.

特開2001−4628号公報(要約)JP 2001-4628 A (summary) 特表2001−502793号公報(請求項1など)JP-T-2001-502793 (Claim 1 etc.) 特開2006-110523号公報(要約)JP 2006-110523 A (summary)

特許文献1には、ガラスビーズやプラスチックビーズなどの固体微粒子の表面に反応物質を固定したものを反応固相とする免疫分析装置および免疫分析方法に関する技術が提案されている。この技術は、微粒子表面を反応固相とするので、下記(1)−(3)の利点を有しており、近年大きな注目を集めている。   Patent Document 1 proposes a technique relating to an immunoassay apparatus and an immunoassay method in which a reaction substance is immobilized on a surface of solid fine particles such as glass beads and plastic beads. This technique has the following advantages (1) to (3) because the surface of the fine particles is used as a reaction solid phase, and has attracted much attention in recent years.

(1)反応後にビーズを取り出し、未反応のビーズを再度充填するという単純な操作で装置を再利用できる。
(2)ビーズを用いる方法であると、チップ外でビーズに反応物質を固定化できるので、流路内に形成した反応部に直接反応物質を固定化する方法に比較し反応物質の固定化操作が容易である。
(3)ビーズを密に充填することにより、反応表面積を大きくできるので、高感度かつ短時間の分析が可能となる。
(1) The apparatus can be reused by a simple operation of taking out the beads after the reaction and filling the unreacted beads again.
(2) In the method using beads, the reactant can be immobilized on the beads outside the chip, so that the reactant is immobilized compared to the method of immobilizing the reactant directly in the reaction part formed in the flow path. Is easy.
(3) Since the reaction surface area can be increased by densely packing the beads, analysis with high sensitivity and short time becomes possible.

このように特許文献1の技術は有用であるが、次のような課題を有している。抗原の量を測定する方法としては、ELISA(Enzyme−linked ImmunoSorbent Assay)があるが、この方法を用いる場合、一次抗体と抗原との反応、一次抗体−抗原複合体と酵素標識付き二次抗体との反応、酵素基質反応等、複数の工程を順次行う必要があり、操作が煩雑となる。このため、測定の簡略化、短時間化を図る上で、この一連の工程を一回の操作で行うことが望まれるが、マイクロ流体デバイス用いた分析においては、一連の工程を一回の操作で行うことが困難である。この理由を説明する。   Thus, although the technique of patent document 1 is useful, it has the following problems. As a method for measuring the amount of antigen, there is ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay). When this method is used, the reaction between the primary antibody and the antigen, the primary antibody-antigen complex, the enzyme-labeled secondary antibody, It is necessary to sequentially perform a plurality of steps such as this reaction and enzyme substrate reaction, and the operation becomes complicated. Therefore, in order to simplify and shorten the measurement, it is desirable to perform this series of steps in a single operation. However, in analysis using a microfluidic device, the series of steps is performed in a single operation. Is difficult to do. The reason for this will be explained.

マイクロ流体デバイスは、流路やチャンバー等がマイクロメートルスケールで形成されたものである。マイクロメートルスケールの微小な流路は、慣性力と粘性力の比を表すレイノルズ数が非常に小さい。よって、通常、流路内の流れは層流になり、乱流による攪拌現象がほとんど起こらないので、ビーズ表面に固定された反応物質と試料溶液に含まれる目的物質との会合機会が少なくなる。それゆえ、反応速度や測定感度を不十分に高め難く、反応速度や測定感度を高めるためには、外部動力を用いて測定溶液をマイクロ流体デバイス内に強力に送液して、乱流を発生させる必要がある。   In the microfluidic device, a flow path, a chamber, and the like are formed on a micrometer scale. A micrometer-scale minute flow path has a very small Reynolds number that represents the ratio of inertial force to viscous force. Therefore, normally, the flow in the flow path becomes a laminar flow, and the stirring phenomenon due to the turbulent flow hardly occurs, so that the chances of association between the reactive substance fixed on the bead surface and the target substance contained in the sample solution are reduced. Therefore, it is difficult to sufficiently increase the reaction rate and measurement sensitivity. To increase the reaction rate and measurement sensitivity, the measurement solution is strongly fed into the microfluidic device using external power to generate turbulence. It is necessary to let

しかし、それぞれ種類の異なる溶液を用いて、一次抗体と抗原との反応、一次抗体−抗原複合体と酵素標識付き二次抗体との反応、酵素基質反応等を行う必要があるために、一連の工程を一回の操作で行うことはできない。   However, since it is necessary to perform a reaction between the primary antibody and the antigen, a reaction between the primary antibody-antigen complex and the secondary antibody with an enzyme label, an enzyme substrate reaction, etc., using different types of solutions. The process cannot be performed in a single operation.

特許文献2には、化学分析用装置であって、反応チャンバーが中に設けられている部材を含んで成り、当該部材は少なくとも1個の分析用セル、少なくとも1個のリザーバー及び少なくとも1個の遠心チャンバーと流体連絡しており、当該少なくとも1個の遠心チャンバーは入口ポートを介してサンプルを受容するように仕上げられており、従って使用の際、当該部材が第一配向に置かれている場合当該サンプルは当該遠心チャンバーを通って当該反応チャンバーに流れ込み;当該部材が第二配向に置かれている場合当該サンプルは当該反応チャンバーから第一リザーバーに流れ込み;当該部材が第三配向に置かれている場合当該サンプルは当該リザーバーから当該反応チャンバーに流れ込み;そして当該部材が第四配向に置かれている場合当該サンプルは当該反応セルから少なくとも1個の分析セルに流れ込む装置が提案されている。   Patent Document 2 includes a chemical analysis apparatus including a member in which a reaction chamber is provided, the member including at least one analysis cell, at least one reservoir, and at least one reservoir. In fluid communication with the centrifuge chamber, wherein the at least one centrifuge chamber is finished to receive the sample via the inlet port and, therefore, when in use, the member is in a first orientation The sample flows through the centrifuge chamber into the reaction chamber; if the member is placed in the second orientation, the sample flows from the reaction chamber into the first reservoir; the member is placed in the third orientation The sample flows from the reservoir into the reaction chamber; and the member is in a fourth orientation. The sample device to flow into the at least one analysis cell from the reaction cell has been proposed.

この装置では、分析セルを回転可能なディスクに載置し、遠心力で例えば血清から血球を分離等すると共に、分析セルを重力が作用する位置にまで回動させ、重力により反応後の溶液を移動させる。この装置では、段階的な化学反応を行うため、各段階で、回転を止め溶液を移動させたり、分析セルに新たな試薬を注入するなどの操作を行う必要がある。よって、第一段階の反応工程から次段階の反応工程への移行を連続的に行うことかできない。   In this apparatus, the analysis cell is placed on a rotatable disk, and blood cells are separated from serum, for example, by centrifugal force, and the analysis cell is rotated to a position where gravity acts, and the solution after the reaction is caused by gravity. Move. Since this apparatus performs stepwise chemical reactions, it is necessary to perform operations such as stopping rotation and moving the solution or injecting a new reagent into the analysis cell at each step. Therefore, the transition from the first stage reaction process to the next stage reaction process cannot be performed continuously.

また、特許文献2の装置では、流路内にビーズを配置した場合、ビーズが流去しないようにするために、堰き止め部を設ける必要があるが、堰き止め部は液の流れを障害する要因になるので、当該部分に大きな流圧がかかると共に、ビーズに作用する遠心力により堰き止め部近傍に負荷が掛かる等のため破損の恐れが生じる。また、堰き止め部は、流れを障害し流速を低下させるので、分析時間が長くなる。   Further, in the apparatus of Patent Document 2, when beads are arranged in the flow path, it is necessary to provide a damming portion in order to prevent the beads from flowing out, but the damming portion obstructs the flow of the liquid. As a result, a large fluid pressure is applied to the portion, and a load is applied in the vicinity of the damming portion due to the centrifugal force acting on the beads. In addition, the damming unit obstructs the flow and lowers the flow velocity, so that the analysis time becomes long.

特許文献3には、回転できる基盤の中心以外の位置に化学反応デバイスを支持し、回転による遠心力で送液し、基盤とは独立に流路の向きを逆転させる機構を設置した化学反応装置が記載されている。この装置は、遠心力を利用することにより、複数の化学反応デバイス(ビーズアレイデバイス)に対して溶液の往復送液を同時に行うことを可能にしており、この装置によると、分析操作時間の短縮や操作コストの削減が図れるとされる。   Patent Document 3 discloses a chemical reaction apparatus in which a chemical reaction device is supported at a position other than the center of a rotatable base, and a mechanism for reversing the direction of the flow path independently of the base is sent by centrifugal force due to rotation. Is described. This device makes it possible to send and receive solutions to and from multiple chemical reaction devices (bead array devices) at the same time by utilizing centrifugal force. It is said that the operation cost can be reduced.

しかし、特許文献3のこの装置においては、基盤の回転と、流路の向きを逆転させる位置変えのための回転という少なくとも2種類の回転が必要であり、この装置で上記一連の反応を行うには、多数回の操作が不可欠である。   However, this apparatus of Patent Document 3 requires at least two kinds of rotations, that is, the rotation of the substrate and the rotation for changing the position that reverses the direction of the flow path. Many operations are essential.

本発明は、上記各技術の課題を解消するためになされたものであり、本発明の目的は、抗原の捕捉から検出までの一連の工程を自動的・連続的に行うことができるマイクロ流体デバイスを提供することであり、更にまた、一連の工程を自動的・連続的に行うことができ、かつ非特異的吸着による検出ノイズの発生を防止することのできるマイクロ流体デバイス構造を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the respective technologies, and an object of the present invention is to provide a microfluidic device capable of automatically and continuously performing a series of steps from antigen capture to detection. Furthermore, by providing a microfluidic device structure capable of performing a series of steps automatically and continuously and preventing generation of detection noise due to nonspecific adsorption. is there.

上記課題を解決するためのマイクロ流体デバイスにかかる本発明は次のように構成されている。
試料液よりも密度が小さい微粒子であって前記試料液中に含まれる目的物質と反応する第1反応物質が粒子表面に固定化された反応性微粒子と、
前記反応性微粒子が収容された中空容器であって、前記試料液を導入する試料液導入口と、試料液により浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第1チャンバー出口とを有する第1チャンバーと、
前記第1チャンバーよりも下流側に位置し、前記反応性微粒子の表面に反応固定された前記目的物質と反応する標識付き第2反応物質を含む第2反応溶液が収容される中空容器であって、前記第1チャンバーから移動してくる反応性微粒子を受け入れる第2チャンバー入口と、前記第2反応溶液に浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第2チャンバー出口とを有する第2チャンバーと、
前記第1チャンバー出口と前記第2チャンバー入口とを連結する第1連結流路と、を少なくとも備え、前記第1チャンバー及び第2チャンバーは、それぞれ遠心上面とこれに対向する遠心底面とを有し、前記第1チャンバーの遠心上面から遠心底面に向かう方向を遠心方向と定義するとき、前記第1チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向上方に設けられ、前記第2チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向下方に設けられ、かつ前記第2チャンバー出口は前記第2チャンバー入口よりも遠心方向下方に設けられ、前記第1連結流路は、遠心方向に傾斜していることを特徴とする構造のマイクロ流体デバイス。
The present invention relating to a microfluidic device for solving the above problems is configured as follows.
Reactive fine particles having a density smaller than that of the sample liquid and having a first reactive substance that reacts with a target substance contained in the sample liquid immobilized on the particle surface;
A hollow container containing the reactive fine particles, the first chamber having a sample liquid introduction port for introducing the sample liquid and a first chamber outlet for moving the reactive fine particles floated by the sample liquid downstream. When,
A hollow container that is located downstream of the first chamber and contains a second reaction solution containing a labeled second reactant that reacts with the target substance reactively immobilized on the surface of the reactive fine particles. A second chamber having a second chamber inlet for receiving the reactive fine particles moving from the first chamber, and a second chamber outlet for moving the reactive fine particles floating in the second reaction solution to the downstream side;
At least a first connection channel that connects the first chamber outlet and the second chamber inlet, and each of the first chamber and the second chamber has a centrifuge top surface and a centrifuge bottom surface facing the centrifuge top surface. When the direction from the centrifuge top surface to the centrifuge bottom surface of the first chamber is defined as the centrifuge direction, the first chamber inlet is provided above the first chamber outlet in the centrifuge direction, and the second chamber inlet is the first chamber. It is provided that the second chamber outlet is provided below the second chamber inlet in the centrifugal direction below the one chamber outlet, and the first connection channel is inclined in the centrifugal direction. A microfluidic device having a characteristic structure.

この構成では、反応性微粒子の密度が試料液の密度よりも低いため、遠心力等の外力が加えられると、試料液が遠心力方向に移動する作用と、反応性微粒子が遠心力とは逆方向の浮力により浮上する作用とがあいまって、反応性微粒子が十分に撹拌される。このため、試料液に含まれる目的物質と反応性微粒子との会合機会が増大し、反応性微粒子と目的物質との反応効率及び反応速度が向上する。   In this configuration, since the density of the reactive fine particles is lower than the density of the sample liquid, when an external force such as a centrifugal force is applied, the action of the sample liquid moving in the centrifugal force direction and the reactive fine particles are opposite to the centrifugal force. Combined with the action of floating by the buoyancy in the direction, the reactive fine particles are sufficiently stirred. For this reason, the opportunity of association between the target substance and the reactive fine particles contained in the sample liquid is increased, and the reaction efficiency and reaction rate between the reactive fine particles and the target substance are improved.

また、このデバイスに遠心力等の外力が加えられると、第1チャンバーに試料液が導入され、第1チャンバー内で撹拌された後、浮力により浮上した反応性微粒子が第1連結流路を通って第2チャンバーに移動し、第2チャンバー内で目的物質を捕捉した反応性微粒子と第2反応溶液に含まれる標識付き第2反応物質とが反応して複合体を形成する。この標識の量を測定することにより目的物質の量を知ることができる。すなわち、遠心力等の外力を加えるという一つの操作で、目的物質の量を測定することができる。   When an external force such as centrifugal force is applied to the device, the sample liquid is introduced into the first chamber and stirred in the first chamber, and then the reactive fine particles that have floated due to buoyancy pass through the first connection channel. The reactive fine particles having captured the target substance in the second chamber react with the labeled second reactive substance contained in the second reaction solution to form a complex. By measuring the amount of the label, the amount of the target substance can be known. That is, the amount of the target substance can be measured by one operation of applying an external force such as a centrifugal force.

この構成の意義を、1枚の基板に作り込まれたマイクロ流体デバイスを例として更に説明する。上記構成では、試料液よりも密度が低い反応性微粒子を用いるので、例えばこの反応性微粒子が試料液の入った第1チャンバー内に入ると、浮力により試料液中に反応性微粒子が浮かぶ(基板に垂直方向の上側に位置する)。ここで、第1チャンバーの遠心底面の方向(基板に平行な方向)に遠心力等の外力を作用させると、試料液が遠心底面方向(遠心力方向)に移動し、反応性微粒子が遠心力とは逆方向に移動する。この移動の過程で反応性微粒子が試料液中の目的物質に強制的に会合させられ、目的物質と反応するので、反応性微粒子に固定された第1反応物質と目的物質との反応が、迅速かつ効率よく進む。   The significance of this configuration will be further described by taking a microfluidic device built on one substrate as an example. In the above configuration, reactive fine particles having a density lower than that of the sample liquid are used. For example, when the reactive fine particles enter the first chamber containing the sample liquid, the reactive fine particles float in the sample liquid due to buoyancy (substrate). At the top of the vertical direction). Here, when an external force such as a centrifugal force is applied in the direction of the centrifugal bottom surface of the first chamber (direction parallel to the substrate), the sample liquid moves in the centrifugal bottom surface direction (centrifugal force direction), and the reactive fine particles become centrifugal force. Move in the opposite direction. During this movement, the reactive fine particles are forcibly associated with the target substance in the sample solution and react with the target substance, so that the reaction between the first reactive substance immobilized on the reactive fine particles and the target substance is rapid. And proceed efficiently.

目的物質と反応させられつつ浮上した反応性微粒子は、第1チャンバー出口の位置まで遠心浮上した段階で、次の反応過程に移る。すなわち、この段階で反応性微粒子は、第1チャンバー出口から第1連結流路(遠心方向に傾斜)と第2チャンバー入口(前記第1チャンバー出口よりも遠心方向下方に設けられている)を通って、標識付き第2反応物質を含む第2反応溶液が入っている第2チャンバーに自動的に移動する。ここで、第1チャンバーにおけると同様な原理により、反応性微粒子は標識付き第2反応物質と反応させられる。このようにして、自動的に反応が進む。よって、上記構成のマイクロ流体デバイスを用いると、抗原の捕捉から検出までの一連の工程を自動的・連続的に行うことができる。   The reactive fine particles that have been levitated while reacting with the target substance move to the next reaction process at the stage where they have been centrifugally levitated to the position of the first chamber outlet. That is, at this stage, the reactive fine particles pass from the first chamber outlet through the first connecting channel (inclined in the centrifugal direction) and the second chamber inlet (provided below the first chamber outlet in the centrifugal direction). To the second chamber containing the second reaction solution containing the labeled second reactant. Here, the reactive fine particles are reacted with the labeled second reactant by the same principle as in the first chamber. In this way, the reaction automatically proceeds. Therefore, when the microfluidic device having the above-described configuration is used, a series of steps from antigen capture to detection can be performed automatically and continuously.

上記構成において、前記マイクロ流体デバイスは、更に前記第2チャンバー出口に連結された流路であって前記遠心方向に対し下方に傾斜する洗浄流路を備え、当該洗浄流路には、前記第2チャンバー出口から出てくる反応性微粒子を洗浄する洗浄液導入路が連結されている構成とすることができる。   In the above-described configuration, the microfluidic device further includes a cleaning channel that is connected to the outlet of the second chamber and is inclined downward with respect to the centrifugal direction. A cleaning liquid introduction path for cleaning reactive fine particles coming out from the chamber outlet may be connected.

目的物質の一部は、反応性微粒子表面の第1反応物質と結合せずに、反応性微粒子に非特異的に吸着され、捕捉されてしまうことがある。このような非特異的吸着が起こると、正確に目的物質の量を知ることができない。この構成では、洗浄流路が設けてあるので、反応性微粒子に非特異的に吸着した目的物質を洗浄液によって洗浄除去することができる。これにより、目的物質の量を正確に測定することが可能になる。   A part of the target substance may not be bound to the first reactive substance on the surface of the reactive fine particles and may be adsorbed and captured non-specifically by the reactive fine particles. When such nonspecific adsorption occurs, the amount of the target substance cannot be accurately determined. In this configuration, since the cleaning channel is provided, the target substance adsorbed non-specifically on the reactive fine particles can be cleaned and removed by the cleaning liquid. This makes it possible to accurately measure the amount of the target substance.

上記構成において、前記洗浄液導入路は、上流から下流に向かって流路が多段階に分枝した分枝流路であり、当該分枝流路の複数の出口が前記洗浄流路にそれぞれ連結されている構成とすることができる。   In the above-described configuration, the cleaning liquid introduction path is a branched flow path in which the flow path branches in multiple stages from upstream to downstream, and a plurality of outlets of the branched flow paths are connected to the cleaning flow path, respectively. It can be set as the structure which has.

この構成を採用すると、最小限の洗浄液で効率よく反応性微粒子に非特異的に吸着した目的物質を洗浄除去できる。   By adopting this configuration, the target substance adsorbed non-specifically to the reactive fine particles can be efficiently removed with a minimum amount of washing liquid.

上記構成において、前記標識が酵素であり、前記マイクロ流体デバイスは、更に前記洗浄流路で洗浄された反応性微粒子に基質を含む第3溶液を収容する第3チャンバーを備え、当該第3チャンバーの入口は前記洗浄流路の出口に連結され、当該第3チャンバーの入口は、前記洗浄流路の出口よりも遠心方向下方に位置する構成とすることができる。   In the above configuration, the label is an enzyme, and the microfluidic device further includes a third chamber containing a third solution containing a substrate in the reactive fine particles washed in the washing flow path. The inlet may be connected to the outlet of the cleaning channel, and the inlet of the third chamber may be positioned below the outlet of the cleaning channel in the centrifugal direction.

この構成によると、遠心力等の外力によって反応性微粒子が第3チャンバーに送られるので、一回の操作で酵素基質反応までを行うことができる。この構成における標識として、酵素を用いる。標識としては、蛍光色素、放射性同位体、金コロイド、酵素等を用いることができるが、酵素を用いる方法は検出感度に優れるので、好ましい。   According to this configuration, since the reactive fine particles are sent to the third chamber by an external force such as centrifugal force, the enzyme substrate reaction can be performed by a single operation. An enzyme is used as a label in this configuration. As the label, a fluorescent dye, a radioisotope, a gold colloid, an enzyme, or the like can be used. However, a method using an enzyme is preferable because it has excellent detection sensitivity.

上記構成において、前記マイクロ流体デバイスは、更に前記第1チャンバーの上流側に、前記第1チャンバーに試料液を供給する試料液供給チャンバーを備え、前記第1チャンバー入口は当該試料液供給チャンバー出口よりも遠心方向下方に位置し、当該試料液供給チャンバー出口と前記第1チャンバー入口とは、断面積が9μm2以上、300μm2以下の試料液導入用微小流路で連結されている構成とすることができる。 In the above configuration, the microfluidic device further includes a sample solution supply chamber that supplies a sample solution to the first chamber on the upstream side of the first chamber, and the first chamber inlet is connected to the sample solution supply chamber outlet. The sample solution supply chamber outlet and the first chamber inlet are also connected to each other through a sample solution introduction microchannel having a cross-sectional area of 9 μm 2 or more and 300 μm 2 or less. it can.

この構成によると、試料液供給チャンバーがマイクロ流体デバイスに組み込まれているため、遠心力等の外力によって試料液が第1チャンバーに自動的に送られる。試料液導入用微小流路の断面積が300μm2よりも大きくなると、外力を加えなくとも試料液が第1チャンバー内に移動し易くなるので好ましくない。他方、断面積を9μm2未満にすると、遠心力を作用させても十分な液量を移動させられないので好ましくない。 According to this configuration, since the sample solution supply chamber is incorporated in the microfluidic device, the sample solution is automatically sent to the first chamber by an external force such as a centrifugal force. If the cross-sectional area of the microfluidic channel for introducing the sample liquid is larger than 300 μm 2, it is not preferable because the sample liquid can easily move into the first chamber without applying an external force. On the other hand, if the cross-sectional area is less than 9 μm 2 , it is not preferable because a sufficient amount of liquid cannot be moved even if centrifugal force is applied.

上記構成において、前記第1乃至第3のチャンバー、前記第1連結流路、前記洗浄流路及び前記洗浄液導入路は、同一基板に形成されている構成とすることができる。   In the above configuration, the first to third chambers, the first connection channel, the cleaning channel, and the cleaning liquid introduction channel may be formed on the same substrate.

同一基板にこれらの要素が全て形成されていると、一つのチップで必要な一連の反応工程を賄うことができ、遠心力等の外力を作用させ易いなど、取り扱い性が格段に向上する。   When all of these elements are formed on the same substrate, a series of necessary reaction steps can be covered with a single chip, and handleability is greatly improved, for example, an external force such as a centrifugal force can be easily applied.

上記構成において、前記目的物質がタンパク質であり、前記第1反応物質が前記目的物質と特異的に反応する抗体であり、前記第2反応物質が前記目的物質と反応する第2抗体である構成とすることができる。   In the above configuration, the target substance is a protein, the first reactive substance is an antibody that specifically reacts with the target substance, and the second reactive substance is a second antibody that reacts with the target substance; can do.

上記本発明は、目的物質をタンパク質とし、第2反応物質を第2抗体とする場合に顕著な効果が得られる。   In the present invention, a remarkable effect can be obtained when the target substance is a protein and the second reactive substance is a second antibody.

上記構成において、前記第1及び第2のチャンバーの前記遠心方向における中心軸は、前記基板面と平行である構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The center axis | shaft in the said centrifugal direction of the said 1st and 2nd chamber can be set as the structure parallel to the said substrate surface.

この構成によると、効率よく試料液を移動させることができる。また、この構成であると、基板面を垂直方向に掘って中空を形成し、これを第1、第2のチャンバーとする場合に、中空の形成が容易であるという利点がある。なお、この構成のマイクロ流体デバイスは、第1と第2のチャンバー(中空容器)とが、基板の深さ方向ではなく、基板の横方向(遠心方向)に配列されているので、前記遠心上面、遠心底面は基板面の上面と底面ではなく、基板面に直交する面(基板面に直交する中空容器の側面)になる。よって、この構成のデバイスは、基板面に平行な方向に遠心力を作用させて使用することになる。   According to this configuration, the sample liquid can be moved efficiently. In addition, this configuration has an advantage that the formation of the hollow is easy when the substrate surface is dug in the vertical direction to form a hollow, which is used as the first and second chambers. In the microfluidic device having this configuration, the first and second chambers (hollow containers) are arranged not in the depth direction of the substrate but in the lateral direction (centrifugal direction) of the substrate. The centrifugal bottom surface is not the top surface and bottom surface of the substrate surface, but is a surface orthogonal to the substrate surface (a side surface of the hollow container orthogonal to the substrate surface). Therefore, the device having this configuration is used by applying a centrifugal force in a direction parallel to the substrate surface.

上記課題を解決するためのマイクロ流体デバイス装置にかかる本発明は、上記マイクロ流体デバイスと、当該マイクロ流体デバイスを回転させ、前記遠心方向に向かう遠心力を発生させる遠心力発生装置とを備えた装置である。   The present invention according to a microfluidic device for solving the above-described problems is an apparatus comprising the microfluidic device and a centrifugal force generator that rotates the microfluidic device and generates a centrifugal force in the centrifugal direction. It is.

この構成によると、遠心力発生装置によりマイクロ流体デバイスに遠心力を加えることができ、試料液や反応性微粒子を自動的に次反応領域に順次移動させることができる装置を提供することができる。   According to this configuration, it is possible to provide a device that can apply a centrifugal force to the microfluidic device by the centrifugal force generator and can automatically move the sample solution and the reactive fine particles sequentially to the next reaction region.

上記に説明したように本発明によると、反応性微粒子と試料液とが移動の過程で自動的に撹拌されるので、反応効率や反応速度、反応時間を飛躍的に高めることができる。また、本発明によると、目的物質と反応性微粒子との反応、目的物質付き反応性微粒子と標識付き第2反応物質との反応、非特異的吸着した目的物質及び第2反応物質の洗浄、酵素基質反応などの一連の反応を、同一の外力(遠心力等の外力)を作用させるだけで自動的連続的に進行させることができる。また、本発明によると、非特異的吸着による検出ノイズの発生を抑制できるので、信頼性の高い分析結果を得ることができる。   As described above, according to the present invention, the reactive fine particles and the sample liquid are automatically stirred in the course of movement, so that the reaction efficiency, reaction rate, and reaction time can be dramatically increased. Further, according to the present invention, the reaction between the target substance and the reactive fine particles, the reaction between the reactive fine particles with the target substance and the labeled second reactive substance, the non-specifically adsorbed target substance and the second reactive substance, the enzyme A series of reactions such as a substrate reaction can be automatically and continuously progressed only by applying the same external force (external force such as centrifugal force). In addition, according to the present invention, since the generation of detection noise due to nonspecific adsorption can be suppressed, a highly reliable analysis result can be obtained.

本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
実施の形態1にかかるマイクロ流体デバイスの構造を、図1に示す。マイクロ流体デバイスは、第1チャンバー6と、第2チャンバー8と、試料液供給チャンバー4と、試料液供給チャンバー4と第1チャンバーとを繋ぐ試料液導入用微小流路5と、第1チャンバー6と第2チャンバー8とを繋ぐ第1連結流路7と、第2チャンバー8の遠心方向下方に設けられた排出流路9と、を備えている。
(Embodiment 1)
The structure of the microfluidic device according to the first embodiment is shown in FIG. The microfluidic device includes a first chamber 6, a second chamber 8, a sample solution supply chamber 4, a sample solution introduction microchannel 5 that connects the sample solution supply chamber 4 and the first chamber, and a first chamber 6. And a first connecting channel 7 that connects the second chamber 8 and a discharge channel 9 provided below the second chamber 8 in the centrifugal direction.

また、第1チャンバー6の内部には、試料液よりも比重の小さい反応性微粒子(表面に第1反応物質が固定された微粒子)30が収容されている。また、第2チャンバー8には、第2反応物質を含む液を導入するための第2反応物質注入路15が接続されている。また、デバイス内部に試料液を注入するための第1注入孔23、デバイス内部に第2反応物質を含む液を注入するための第2注入孔24、デバイス内からデバイス外へ液を排出する排出孔26が設けられている。   The first chamber 6 accommodates reactive fine particles (fine particles having a first reactive substance fixed on the surface) 30 having a specific gravity smaller than that of the sample solution. The second chamber 8 is connected to a second reactant injection path 15 for introducing a liquid containing the second reactant. Also, a first injection hole 23 for injecting a sample liquid into the device, a second injection hole 24 for injecting a liquid containing a second reactant into the device, and an exhaust for discharging the liquid from the inside of the device to the outside of the device. A hole 26 is provided.

ここで、試料液導入用微小流路5と第1チャンバー6との接続部分が、試料液導入口であり、第1チャンバー6と第1連結流路7との接続部分が、第1チャンバー出口であり、第1連結流路7と第2チャンバー8との接続部分が、第2チャンバー入口であり、第2チャンバー8と排出流路9との接続部分が、第2チャンバー出口である。なお、第1チャンバー入口及び出口、第2チャンバーの入口及び出口は、重力方向底面から離れた位置(重力方向上面側)に取り付けるのが好ましい。   Here, the connecting part between the sample liquid introducing micro-channel 5 and the first chamber 6 is a sample liquid introducing port, and the connecting part between the first chamber 6 and the first connecting channel 7 is the first chamber outlet. The connecting portion between the first connecting channel 7 and the second chamber 8 is the second chamber inlet, and the connecting portion between the second chamber 8 and the discharge channel 9 is the second chamber outlet. The first chamber inlet and outlet and the second chamber inlet and outlet are preferably attached at positions away from the gravitational bottom surface (upper gravitational direction side).

第1注入孔23、及び第2注入孔24の直径は、通常、0.1〜5mmとする。   The diameter of the 1st injection hole 23 and the 2nd injection hole 24 shall be 0.1-5 mm normally.

また、マイクロ流体デバイス本体は、通常、縦0.5cm〜10cm、横0.5cm〜10cm、厚さ0.5mm〜10mmの範囲とする。   In addition, the microfluidic device body is usually in the range of 0.5 cm to 10 cm in length, 0.5 cm to 10 cm in width, and 0.5 mm to 10 mm in thickness.

試料液供給チャンバー4は、通常、縦0.5mm〜10mm、横0.5mm〜10mm、第1チャンバー6及び第2チャンバー8は、通常、縦0.5mm〜5mm、横0.5mm〜10mmとする。   The sample solution supply chamber 4 is usually 0.5 mm to 10 mm in length and 0.5 mm to 10 mm in width, and the first chamber 6 and the second chamber 8 are usually 0.5 mm to 5 mm in length and 0.5 mm to 10 mm in width. To do.

また、第1連結流路7の流路径は、反応性微粒子の直径よりも大きく、より好ましくは、0.01〜1mmとする。また、試料液導入用微小流路5の流路径は、通常、0.01〜1mmとする。   Moreover, the flow path diameter of the 1st connection flow path 7 is larger than the diameter of a reactive fine particle, More preferably, you may be 0.01-1 mm. The channel diameter of the sample solution introduction microchannel 5 is normally set to 0.01 to 1 mm.

試料液供給チャンバー4の容量は、第1チャンバー6の容量と第2チャンバー8の容量の合計以上になるよう設計することが好ましく、このように設定することにより、試料液供給チャンバー4内の試料液を用いて、第1チャンバー6にある反応性微粒子30を第2チャンバー8まで移動させることができる。   The capacity of the sample liquid supply chamber 4 is preferably designed to be equal to or greater than the sum of the capacity of the first chamber 6 and the capacity of the second chamber 8. By setting in this way, the sample in the sample liquid supply chamber 4 is set. The reactive fine particles 30 in the first chamber 6 can be moved to the second chamber 8 using the liquid.

このようなマイクロ流体デバイスは、流路やチャンバー用の凹部を形成した主基板と、主基板に蓋をする、孔が設けられた蓋基板と、とで形成することができる。   Such a microfluidic device can be formed by a main substrate having a recess for a channel or a chamber, and a lid substrate having a hole that covers the main substrate.

上記主基板及び蓋基板には、試料液が浸透せず、試料液と反応性しない材質であって、加工しやすい材料を使用する。   For the main substrate and the lid substrate, a material that does not penetrate the sample solution and does not react with the sample solution and is easy to process is used.

検出手段として化学発光を用いる場合には、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリスチレン、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−アクリルコポリマー、アクリルオニトリルブタジエンスチレン、セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン等の、プラスチック材料を用いる。   When chemiluminescence is used as the detection means, for example, polycarbonate, acrylic, polystyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-acrylic copolymer, acrylonitrile butadiene styrene, cellulose, polyvinyl chloride, polysulfone, etc. Use plastic material.

マイクロ流体デバイス内に電極を形成し、電気化学的に検出を行う手段を採用する場合には、基板または蓋基板のどちらか一方または両方の材料として、例えば、ガラスやシリコン等を用いる。また、主基板の厚みは0.1〜10mmであればよく、蓋基板の厚みは、0.01〜10mm程度とする。   In the case where an electrode is formed in the microfluidic device and a means for electrochemical detection is adopted, for example, glass or silicon is used as one or both of the substrate and the lid substrate. The thickness of the main substrate may be 0.1 to 10 mm, and the thickness of the lid substrate is about 0.01 to 10 mm.

基板材料としてプラスチック材を用いる場合、溝や孔、チャンバーは、機械加工法やレーザー加工法、更には金型を用いた射出成型法、プレス成型法などの方法で形成することができる。このうち金型を用いる射出成型法は、量産性に優れ、形状の再現性に優れるので好ましい。   When a plastic material is used as the substrate material, the grooves, holes, and chambers can be formed by a machining method, a laser processing method, an injection molding method using a mold, or a press molding method. Among these, the injection molding method using a mold is preferable because it is excellent in mass productivity and excellent in shape reproducibility.

基板材料としてシリコン基板やガラス基板を用いる場合には、フォトリソグラフィ法や化学エッチング法などを用いることができる。   When a silicon substrate or a glass substrate is used as the substrate material, a photolithography method, a chemical etching method, or the like can be used.

反応性微粒子の形状は制限されないので、球状、楕円状、多面状等のものを用いることができるが、通常、反応面積が広くなる球状の反応性微粒子を用いる。反応性微粒子の大きさは、通常、0.01〜100μmである。微粒子に第1反応物質を固定化する方法は、公知の方法を採用することができる。   Since the shape of the reactive fine particles is not limited, spherical, elliptical, polyhedral, and the like can be used. Usually, spherical reactive fine particles with a wide reaction area are used. The size of the reactive fine particles is usually 0.01 to 100 μm. As a method for immobilizing the first reactant on the fine particles, a known method can be adopted.

反応性微粒子の比重は、試料液以下であり、通常、微粒子自体の比重を0.9以下とすることが好ましい。このような微粒子は、公知の方法(例えば特開2001−299340に記載の方法)を利用し作製することができる。   The specific gravity of the reactive fine particles is not more than the sample solution, and it is usually preferable that the specific gravity of the fine particles themselves be 0.9 or less. Such fine particles can be produced using a known method (for example, a method described in JP-A-2001-299340).

次に、このデバイスを用いた測定方法について説明する。   Next, a measurement method using this device will be described.

まず、試料液供給チャンバー4に孔23から目的物質を含む試料液を注入する。   First, a sample liquid containing a target substance is injected from the hole 23 into the sample liquid supply chamber 4.

図1に示す矢印方向に遠心力が加えられるように、このデバイスを回転させる。これにより、試料液に遠心力が加わるため、試料液は押し出され試料液注入用微小流路5を通って第1チャンバー6に移動する。   The device is rotated so that centrifugal force is applied in the direction of the arrow shown in FIG. Thereby, since centrifugal force is applied to the sample solution, the sample solution is pushed out and moves to the first chamber 6 through the sample solution injection microchannel 5.

第1チャンバー6では、試料液が遠心力により遠心方向に移動する作用と、試料液よりも比重の軽い反応性微粒子30が浮力により遠心方向とは逆方向に浮上する作用とが相まって、反応性微粒子30が撹拌される。このため、反応性微粒子と目的物質との反応効率や反応速度が向上する。   In the first chamber 6, the action of the sample liquid moving in the centrifugal direction by the centrifugal force and the action of the reactive fine particles 30 having a specific gravity lighter than that of the sample liquid floating in the direction opposite to the centrifugal direction by the buoyancy are combined. The fine particles 30 are agitated. For this reason, the reaction efficiency and reaction rate between the reactive fine particles and the target substance are improved.

目的物質と反応した反応性微粒子30は、第1チャンバー内において浮力によって遠心方向とは逆方向に浮上し、第1チャンバー6の遠心方向上流側に設けられ、遠心方向に傾斜した第1連結流路7から、試料液とともに第2チャンバー8に入る。   The reactive fine particles 30 that have reacted with the target substance float in the direction opposite to the centrifugal direction due to buoyancy in the first chamber, and are provided on the upstream side in the centrifugal direction of the first chamber 6, and are connected to the first connected flow inclined in the centrifugal direction. From the path 7, the sample chamber enters the second chamber 8 together with the sample liquid.

このとき、第2反応物質注入路15に、孔24から標識付き第2反応物質を含む液を注入する。第2反応物質を含む液は、遠心力によって第2チャンバー8に移動する。   At this time, a liquid containing the labeled second reactant is injected from the hole 24 into the second reactant injection path 15. The liquid containing the second reactant moves to the second chamber 8 by centrifugal force.

ここで、デバイス内部に第2反応物質溶液を入れるチャンバーを別個に設け、デバイスに加えられる遠心力により、自動的に第2反応物質を含む液を第2チャンバーに送り込む構成としてもよい。この構成を採用すると、操作がより一層簡便化する。   Here, a chamber may be separately provided in which the second reactant solution is placed inside the device, and a liquid containing the second reactant may be automatically fed into the second chamber by a centrifugal force applied to the device. Employing this configuration further simplifies the operation.

第2チャンバー8では、第2反応物質を含む液が遠心力により遠心方向に移動する作用と、反応性微粒子30が浮力により遠心方向の逆方向に浮上する作用とがあいまって、反応性微粒子30が撹拌される。このため、目的物質付き反応性微粒子と第2反応物質との反応効率や反応速度が向上する。   In the second chamber 8, the action of the liquid containing the second reactive substance moving in the centrifugal direction by centrifugal force and the action of the reactive fine particles 30 floating in the reverse direction of the centrifugal direction by buoyancy are combined. Is stirred. For this reason, the reaction efficiency and reaction rate of the reactive fine particles with the target substance and the second reactive substance are improved.

以上から、実施の形態1のマイクロ流体デバイスによると、デバイスを回転させるという単純な運動を加えるこにより、試料液に含まれる目的物質と反応性微粒子との反応及び目的物質付き反応性微粒子と第2反応物質との反応を自動的、連続的に行うことができる。   From the above, according to the microfluidic device of the first embodiment, by applying a simple motion of rotating the device, the reaction between the target substance and the reactive fine particles contained in the sample liquid and the reactive fine particles with the target substance The reaction with the two reactants can be carried out automatically and continuously.

この後、反応性微粒子に捕捉された第2反応物質に結合した標識(例えば、蛍光色素)の量を測定することにより、目的物質の量を知ることができる。   Thereafter, the amount of the target substance can be known by measuring the amount of the label (for example, fluorescent dye) bound to the second reactant captured by the reactive fine particles.

(実施の形態2)
実施の形態2にかかるマイクロ流体デバイスの構造を図2に示す。本実施の形態に係るマイクロ流体デバイスは、第1チャンバー6と、第2チャンバー8と、第2チャンバー8の下流側に設けられた遠心方向に対し下方に傾斜する洗浄流路18と、洗浄流路18の下流側に設けられた検出部17と、試料液供給チャンバー4と、洗浄液供給チャンバー10と、試料液供給チャンバー4と第1チャンバー6とを繋ぐ試料液導入用微小流路5と、第1チャンバー6と第2チャンバー8とを繋ぐ第1連結流路7と、第2チャンバー8と洗浄流路18とを繋ぐ第2連結流路16と、洗浄流路18と検出部17とを繋ぐ第3連結流路と、検出部17の遠心方向下方に設けられた排出流路9と、洗浄液供給チャンバー10と洗浄流路18とを繋ぐ多段階(図においては3段階)に分岐した洗浄液導入流路12と、を備えている。また、第1チャンバー6内部には、試料液よりも比重の小さい反応性微粒子30が収容されている。
(Embodiment 2)
The structure of the microfluidic device according to the second embodiment is shown in FIG. The microfluidic device according to the present embodiment includes a first chamber 6, a second chamber 8, a cleaning channel 18 provided on the downstream side of the second chamber 8, which is inclined downward with respect to the centrifugal direction, and a cleaning flow A detection unit 17 provided downstream of the channel 18, a sample solution supply chamber 4, a cleaning solution supply chamber 10, a sample solution introduction microchannel 5 that connects the sample solution supply chamber 4 and the first chamber 6, The first connection channel 7 that connects the first chamber 6 and the second chamber 8, the second connection channel 16 that connects the second chamber 8 and the cleaning channel 18, the cleaning channel 18 and the detection unit 17. A cleaning liquid branched in multiple stages (three stages in the figure) connecting the third connecting flow path, the discharge flow path 9 provided below the detection unit 17 in the centrifugal direction, and the cleaning liquid supply chamber 10 and the cleaning flow path 18. An introduction channel 12; That. The first chamber 6 contains reactive fine particles 30 having a specific gravity smaller than that of the sample solution.

また、第2チャンバー8には、第2反応物質を含む液を導入するための第2反応物質注入路15が接続されている。また、洗浄流路18の遠心方向下方には、廃液溜め13が設けられ、廃液溜め13と洗浄流路18の境界には、反応性微粒子が廃液溜め13に移動することを防止するための堰き止め部29が設けられている。この堰き止め部29は、図2では網目状構造となっているが、反応性微粒子の通過を防止できればどのような構造であってもよく、例えば、反応性微粒子の粒径よりも間隔の狭い複数本の柱状構造物や、フィルター、網目状構造物等を用いることができる。   The second chamber 8 is connected to a second reactant injection path 15 for introducing a liquid containing the second reactant. Further, a waste liquid reservoir 13 is provided below the cleaning flow path 18 in the centrifugal direction, and a dam for preventing the reactive fine particles from moving to the waste liquid reservoir 13 at the boundary between the waste liquid reservoir 13 and the cleaning flow path 18. A stop 29 is provided. The damming portion 29 has a network structure in FIG. 2, but may have any structure as long as it can prevent the passage of reactive fine particles. For example, the interval is smaller than the particle size of the reactive fine particles. A plurality of columnar structures, filters, mesh structures, and the like can be used.

また、微粒子注入孔22と、微粒子注入路14とが設けられ、反応性微粒子注入路14と第1チャンバー6とが繋がれている。この構造を採用することにより、デバイス内部への反応性微粒子の注入が容易となる。また、デバイス内部に試料液を注入するための第1注入孔23、デバイス内部に第2反応物質を含む液を注入するための第2注入孔24、デバイス内部に洗浄液を注入するための洗浄液注入孔25、デバイス内からデバイス外へ液を排出する排出孔26が設けられている。   In addition, a fine particle injection hole 22 and a fine particle injection path 14 are provided, and the reactive fine particle injection path 14 and the first chamber 6 are connected. By adopting this structure, it becomes easy to inject reactive fine particles into the device. In addition, a first injection hole 23 for injecting a sample liquid into the device, a second injection hole 24 for injecting a liquid containing a second reactant into the device, and a cleaning liquid injection for injecting a cleaning liquid into the device A hole 25 and a discharge hole 26 for discharging the liquid from the inside of the device to the outside of the device are provided.

この実施の形態は、洗浄流路18、検出部17、洗浄液供給チャンバー10、洗浄液導入流路12、廃液溜め13、堰き止め部29、微粒子注入孔22、微粒子注入路14を設けた点以外は、上記実施の形態1と同様であり、デバイスの材料、大きさ、反応性微粒子、チャンバーの大きさ、流路径等は、上記実施の形態1と同様でよい。   In this embodiment, except that a cleaning flow path 18, a detection section 17, a cleaning liquid supply chamber 10, a cleaning liquid introduction flow path 12, a waste liquid reservoir 13, a damming section 29, a fine particle injection hole 22, and a fine particle injection path 14 are provided. The device material, size, reactive fine particles, chamber size, flow path diameter, and the like may be the same as those in the first embodiment.

このデバイスを用いた測定方法について説明する。   A measurement method using this device will be described.

まず、試料液供給チャンバー4に孔23から試料液を注入する。   First, the sample solution is injected from the hole 23 into the sample solution supply chamber 4.

図2に示す矢印方向に遠心力が加えられるように、このデバイスを回転させる。すると、試料液は遠心力によって試料液注入用微小流路5を通って第1チャンバー6に移動する。   The device is rotated so that centrifugal force is applied in the direction of the arrow shown in FIG. Then, the sample solution moves to the first chamber 6 through the sample solution injection microchannel 5 by centrifugal force.

第1チャンバー6では、試料液が遠心力により遠心方向に移動する作用と、試料液よりも比重の小さい反応性微粒子30が浮力により遠心方向の逆方向に浮上する作用とがあいまって、反応性微粒子30が撹拌される。このため、反応性微粒子と目的物質との反応効率や反応速度が向上する。   In the first chamber 6, the action of the sample liquid moving in the centrifugal direction by centrifugal force and the action of the reactive fine particles 30 having a specific gravity smaller than that of the sample liquid floating in the reverse direction of the centrifugal direction by buoyancy are combined. The fine particles 30 are agitated. For this reason, the reaction efficiency and reaction rate between the reactive fine particles and the target substance are improved.

目的物質と反応した反応性微粒子30は、浮力によって遠心方向とは逆方向に移動し、第1チャンバー6の遠心方向上流側に設けられた第1連結流路7から、試料液とともに第2チャンバー8に入る。   The reactive fine particles 30 that have reacted with the target substance move in the direction opposite to the centrifugal direction due to buoyancy, and the second chamber together with the sample solution is supplied from the first connection channel 7 provided upstream of the first chamber 6 in the centrifugal direction. Enter 8.

このとき、第2反応物質注入路15に、孔24から標識付き第2反応物質を含む液を注入する。これにより、第2反応物質を含む液は、遠心力によって第2チャンバー8に移動する。   At this time, a liquid containing the labeled second reactant is injected from the hole 24 into the second reactant injection path 15. As a result, the liquid containing the second reactant moves to the second chamber 8 by centrifugal force.

第2チャンバー8では、第2反応物質を含む液が遠心力により遠心方向に移動する作用と、反応性微粒子30が浮力により遠心方向とは逆方向に浮上する作用とがあいまって、反応性微粒子30が撹拌される。このため、目的物質付き反応性微粒子と第2反応物質との反応効率や反応速度が向上する。   In the second chamber 8, the action of the liquid containing the second reactant moving in the centrifugal direction due to the centrifugal force and the action of the reactive fine particles 30 floating in the direction opposite to the centrifugal direction due to the buoyancy are combined. 30 is stirred. For this reason, the reaction efficiency and reaction rate of the reactive fine particles with the target substance and the second reactive substance are improved.

第2反応物質と反応した反応性微粒子30は、浮力によって第2チャンバー8の遠心方向とは逆方向に移動し、第2チャンバー8の遠心方向上流側に設けられた第2連結流路16から、試料液とともに洗浄流路18に入る。   The reactive fine particles 30 that have reacted with the second reactant move in the direction opposite to the centrifugal direction of the second chamber 8 due to buoyancy, and from the second connection channel 16 provided upstream in the centrifugal direction of the second chamber 8. , Enters the cleaning flow path 18 together with the sample solution.

また、遠心力が加えられることにより、洗浄液供給チャンバー10から、多段階(図では3段階)に分岐した洗浄液導入流路12を通って洗浄液が洗浄流路18に入る。   Further, when the centrifugal force is applied, the cleaning liquid enters the cleaning flow path 18 from the cleaning liquid supply chamber 10 through the cleaning liquid introduction flow path 12 branched in multiple stages (three stages in the figure).

このとき、洗浄流路18において、洗浄液が均一に反応性微粒子30に対して接触し、図3に示すように反応性微粒子30の表面に直接、非特異的に吸着した目的物質31が、洗浄液により洗浄される。非特異的吸着による目的物質を洗い流した後の洗浄液は、堰き止め部29の間の空隙を通過して、廃液溜め13に入る。   At this time, in the cleaning flow path 18, the cleaning liquid uniformly contacts the reactive fine particles 30, and the target substance 31 adsorbed non-specifically directly on the surface of the reactive fine particles 30 as shown in FIG. It is washed by. The washing liquid after washing away the target substance by non-specific adsorption passes through the gap between the damming portions 29 and enters the waste liquid reservoir 13.

この後、非特異的吸着による目的物質が洗浄された反応性微粒子が、遠心力により検出部17に移動する。検出部17で反応性微粒子に捕捉された標識(例えば、蛍光色素)の量を測定することにより、目的物質の量を正確に知ることができる。   Thereafter, the reactive fine particles from which the target substance by non-specific adsorption has been washed move to the detection unit 17 by centrifugal force. By measuring the amount of the label (for example, fluorescent dye) trapped in the reactive fine particles by the detection unit 17, the amount of the target substance can be accurately known.

以上に説明したように、デバイスを回転させて遠心力作用させるという単純な操作で、試料液に含まれる目的物質と反応性微粒子との反応及び目的物質付き反応性微粒子と第2反応物質との反応、非特異的吸着した目的物質の洗浄を一度に行うことができる。   As described above, the reaction between the target substance and the reactive fine particles contained in the sample liquid and the reactive fine particles with the target substance and the second reactive substance can be performed by a simple operation of rotating the device and applying a centrifugal force. The target substance that has been reacted and non-specifically adsorbed can be washed at once.

なお、洗浄液導入流路12の形状を、多段階の分岐流路(図2)に代えて、図4や図5に示すような構造としてもよい。ここで、反応性微粒子が洗浄液導入流路12に侵入(逆流)することを確実に防止するため、洗浄液導入流路12の流路幅を反応性微粒子の直径よりも小さくしたり、図5に示すように堰き止め構造32を設けることが好ましい。   Note that the shape of the cleaning liquid introduction channel 12 may be a structure as shown in FIGS. 4 and 5 instead of the multi-stage branch channel (FIG. 2). Here, in order to reliably prevent the reactive fine particles from entering (reversely flowing) into the cleaning liquid introduction flow path 12, the flow width of the cleaning liquid introduction flow path 12 is made smaller than the diameter of the reactive fine particles, as shown in FIG. A damming structure 32 is preferably provided as shown.

(実施の形態3)
実施の形態3にかかるマイクロ流体デバイスの構造を図6に示す。本実施の形態に係るマイクロ流体デバイスは、第1チャンバー6と、第2チャンバー8と、第2チャンバーの下流側に設けられた洗浄流路18と、洗浄流路の下流側に設けられた第3チャンバー19と、検出部の下流側に設けられた検出部17と、試料液供給チャンバー4と、洗浄液供給チャンバー10と、基質溶液チャンバー11と、試料液供給チャンバーと第1チャンバーとを繋ぐ試料液導入用微小流路5と、第1チャンバーと第2チャンバーとを繋ぐ第1連結流路7と、第2チャンバーと洗浄流路とを繋ぐ第2連結流路16と、洗浄流路と第3チャンバーとを繋ぐ第3連結流路20と、第3チャンバーと検出部とを繋ぐ第4連結流路21と、排出流路9と、洗浄液導入流路12と、基質溶液導入流路27と、を備えている。また、第1チャンバー6内部には、試料液よりも比重の小さい反応性微粒子30が収容されている。
(Embodiment 3)
The structure of the microfluidic device according to the third embodiment is shown in FIG. The microfluidic device according to the present embodiment includes a first chamber 6, a second chamber 8, a cleaning channel 18 provided on the downstream side of the second chamber, and a first channel provided on the downstream side of the cleaning channel. A sample connecting three chambers 19, a detection unit 17 provided downstream of the detection unit, a sample solution supply chamber 4, a cleaning solution supply chamber 10, a substrate solution chamber 11, a sample solution supply chamber, and a first chamber. The liquid introduction microchannel 5, the first connection channel 7 connecting the first chamber and the second chamber, the second connection channel 16 connecting the second chamber and the cleaning channel, the cleaning channel and the first channel A third connection channel 20 that connects the three chambers, a fourth connection channel 21 that connects the third chamber and the detection unit, a discharge channel 9, a cleaning solution introduction channel 12, and a substrate solution introduction channel 27. It is equipped with. The first chamber 6 contains reactive fine particles 30 having a specific gravity smaller than that of the sample solution.

また、第2チャンバー8には、第2反応物質を含む液を導入するための第2反応物質注入路15が接続されている。また、洗浄流路18の遠心方向下方には、廃液溜め13が設けられ、廃液溜め13と洗浄流路18の境界には、反応性微粒子が廃液溜めに移動することを防止するための堰き止め部29が設けられている。また、このデバイスには反応性微粒子注入孔22と、反応性微粒子注入路14とが設けられている。   The second chamber 8 is connected to a second reactant injection path 15 for introducing a liquid containing the second reactant. Further, a waste liquid reservoir 13 is provided below the cleaning flow path 18 in the centrifugal direction, and a dam for preventing the reactive fine particles from moving to the waste liquid reservoir at the boundary between the waste liquid reservoir 13 and the cleaning flow path 18. A portion 29 is provided. Further, this device is provided with a reactive fine particle injection hole 22 and a reactive fine particle injection path 14.

また、デバイス内部に試料液を注入するための第1注入孔23、デバイス内部に第2反応物質を含む液を注入するための第2注入孔24、デバイス内部に洗浄液を注入するための洗浄液注入孔25、デバイス内部に基質溶液を注入する基質溶液注入孔27、デバイス内からデバイス外へ液を排出する排出孔26が設けられている。   In addition, a first injection hole 23 for injecting a sample liquid into the device, a second injection hole 24 for injecting a liquid containing a second reactant into the device, and a cleaning liquid injection for injecting a cleaning liquid into the device A hole 25, a substrate solution injection hole 27 for injecting the substrate solution into the device, and a discharge hole 26 for discharging the liquid from the inside of the device to the outside of the device are provided.

この実施の形態は、第3チャンバー19、基質溶液チャンバー11、基質溶液導入流路27、第4連結流路21、基質溶液注入孔28、基質溶液導入流路27を設けた点以外は、上記実施の形態2と同様であり、デバイスの材料、大きさ、反応性微粒子等は、上記実施の形態2と同様でよい。   This embodiment is the same as that described above except that the third chamber 19, the substrate solution chamber 11, the substrate solution introduction channel 27, the fourth connection channel 21, the substrate solution injection hole 28, and the substrate solution introduction channel 27 are provided. As in the second embodiment, the device material, size, reactive fine particles, and the like may be the same as those in the second embodiment.

次に、このデバイスを用いた測定方法について説明する。   Next, a measurement method using this device will be described.

まず、試料液供給チャンバー4に孔23から試料液を注入する。   First, the sample solution is injected from the hole 23 into the sample solution supply chamber 4.

このデバイスに遠心力を加える。すると、試料液は遠心力によって試料液注入用微小流路5を通って第1チャンバー6に移動する。   Centrifugal force is applied to the device. Then, the sample solution moves to the first chamber 6 through the sample solution injection microchannel 5 by centrifugal force.

第1チャンバー6では、試料液が遠心力により遠心方向に移動する作用と、反応性微粒子30が浮力により遠心方向の逆方向に浮上する作用とがあいまって、反応性微粒子30が撹拌される。このため、反応性微粒子と目的物質との反応効率や反応速度が向上する。   In the first chamber 6, the action of the sample liquid moving in the centrifugal direction by the centrifugal force and the action of the reactive fine particles 30 floating in the direction opposite to the centrifugal direction by the buoyancy are combined to stir the reactive fine particles 30. For this reason, the reaction efficiency and reaction rate between the reactive fine particles and the target substance are improved.

試料液と反応した反応性微粒子30は、浮力によって第1チャンバー6の遠心方向とは逆方向に移動し、第1連結流路を通って試料液とともに第2チャンバー8に入る。   The reactive fine particles 30 that have reacted with the sample liquid move in a direction opposite to the centrifugal direction of the first chamber 6 by buoyancy, and enter the second chamber 8 together with the sample liquid through the first connection channel.

このとき、第2反応物質注入路15に、孔24から酵素標識付き第2反応物質を含む液を注入する。すると、酵素標識付き第2反応物質を含む液は、遠心力によって第2チャンバー8に移動する。   At this time, a liquid containing the enzyme-labeled second reactant is injected into the second reactant injection channel 15 from the hole 24. Then, the liquid containing the enzyme-labeled second reactant moves to the second chamber 8 by centrifugal force.

第2チャンバー8では、酵素標識付き第2反応物質を含む液が遠心力により遠心方向に移動する作用と、反応性微粒子30が浮力により遠心方向の逆方向に浮上する作用とがあいまって、反応性微粒子30が撹拌される。このため、反応性微粒子と第2反応物質との反応効率や反応速度が向上する。   In the second chamber 8, the action in which the liquid containing the enzyme-labeled second reactant moves in the centrifugal direction by centrifugal force and the action in which the reactive fine particles 30 float in the reverse direction of the centrifugal direction by buoyancy are combined. The fine particles 30 are agitated. For this reason, the reaction efficiency and reaction rate of the reactive fine particles and the second reactant are improved.

酵素標識付き第2反応物質と反応した反応性微粒子30は、浮力によって第2チャンバー8の遠心方向とは逆方向に移動し、第2連結流路16を通って洗浄流路18に入る。   The reactive fine particles 30 that have reacted with the enzyme-labeled second reactant move in the direction opposite to the centrifugal direction of the second chamber 8 due to buoyancy, and enter the cleaning channel 18 through the second connection channel 16.

また、遠心力が加えられることにより、洗浄液供給チャンバー10から、多段階(図では3段階)に分岐した洗浄液導入流路12を通って洗浄液が洗浄流路18に入る。   Further, when the centrifugal force is applied, the cleaning liquid enters the cleaning flow path 18 from the cleaning liquid supply chamber 10 through the cleaning liquid introduction flow path 12 branched in multiple stages (three stages in the figure).

洗浄流路18において、洗浄液が均一に反応性微粒子に対して接触し、反応性微粒子表面に直接、非特異的に吸着した目的物質が、洗浄液により洗浄される。   In the cleaning channel 18, the cleaning liquid uniformly contacts the reactive fine particles, and the target substance adsorbed nonspecifically directly on the surface of the reactive fine particles is cleaned by the cleaning liquid.

この後、反応性微粒子30は、浮力によって第2チャンバー8の遠心方向とは逆方向に移動し、第3連結流路20を通って第3チャンバー19に入る。   Thereafter, the reactive fine particles 30 move in the direction opposite to the centrifugal direction of the second chamber 8 due to buoyancy, and enter the third chamber 19 through the third connection channel 20.

また、遠心力により、基質溶液供給チャンバー11から基質溶液導入流路27を通って第3チャンバー19に入る。この第3チャンバー19において酵素基質反応が生じ、検出可能な物質(例えば、電極活性物質)が生じる。この物質の量を検出部17で測定することにより、目的物質の量を知ることができる。   Further, the substrate enters the third chamber 19 from the substrate solution supply chamber 11 through the substrate solution introduction channel 27 by centrifugal force. In this third chamber 19, an enzyme substrate reaction occurs, and a detectable substance (for example, an electrode active substance) is generated. By measuring the amount of this substance with the detection unit 17, the amount of the target substance can be known.

以上に説明したように、デバイスを回転させて遠心力作用させるという単純な操作で、試料液に含まれる目的物質と反応性微粒子との反応及び目的物質付き反応性微粒子と第2反応物質との反応、非特異的吸着した目的物質の洗浄、酵素基質反応を一度に行うことができる。   As described above, the reaction between the target substance and the reactive fine particles contained in the sample liquid and the reactive fine particles with the target substance and the second reactive substance can be performed by a simple operation of rotating the device and applying a centrifugal force. Reaction, washing of non-specifically adsorbed target substance, and enzyme substrate reaction can be performed at once.

(実施の形態4)
本実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの要部立体図を図7に示す。図7に示すように、第1連結流路7及び第2連結流路16が重力方向にも傾斜している。この構造は、マイクロ流体デバイスの重力方向の厚みが大きくなるが、反応性微粒子の連結流路内での移動がよりスムーズになるという利点がある。
(Embodiment 4)
FIG. 7 shows a three-dimensional view of the main part of the microfluidic device according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the first connection channel 7 and the second connection channel 16 are also inclined in the direction of gravity. Although this structure increases the thickness of the microfluidic device in the direction of gravity, there is an advantage that the movement of the reactive fine particles in the connecting channel becomes smoother.

この構造を採用する場合には、チャンバーや流路容積の増大を防止するために、主基板に形成したそれぞれの構造物に対応させて蓋基板の内側面に凸凹を形成し、第1チャンバー、第2チャンバーの重力方向高さ(深さ)、第1連結流路及び第2連結流路の重力方向高さ(溝深さ)を一致させる構造を採用することが好ましい。   In the case of adopting this structure, in order to prevent an increase in the volume of the chamber and the flow path, an unevenness is formed on the inner surface of the lid substrate corresponding to each structure formed on the main substrate, and the first chamber, It is preferable to employ a structure in which the height (depth) in the gravity direction of the second chamber and the height in the gravity direction (groove depth) of the first connection channel and the second connection channel are matched.

(実施の形態5)
図8に、本実施の形態に係るマイクロ流体デバイス装置を示す。回転軸1を有する回転盤2上に、マイクロ流体デバイス3が設置されている。このマイクロ流体デバイスは、上記実施の形態1〜4のものを用いることができる。
(Embodiment 5)
FIG. 8 shows a microfluidic device device according to the present embodiment. A microfluidic device 3 is installed on a rotating disk 2 having a rotating shaft 1. As the microfluidic device, the ones in Embodiments 1 to 4 can be used.

回転軸1を中心とした直径5cm〜30cmの回転盤2上に縦0.5cm〜10cm、横0.5cm〜10cmのマイクロ流体デバイス3を着脱可能に設置する。回転盤2が回転軸1を中心に回転することによって生じる遠心力が、マイクロ流体デバイス3内の液体及び反応性微粒子に作用し、マイクロ流体デバイス3の中で溶液の送液、反応性微粒子の撹拌及び反応性微粒子の移動が行われる。この際、回転速度および回転軸1からマイクロ流体デバイス3の距離を調整することによってマイクロ流体デバイス3に働く遠心力を調整することができる。   A microfluidic device 3 having a length of 0.5 cm to 10 cm and a width of 0.5 cm to 10 cm is detachably installed on a rotating disk 2 having a diameter of 5 cm to 30 cm around the rotating shaft 1. Centrifugal force generated by the rotation of the rotating disk 2 about the rotation axis 1 acts on the liquid and the reactive fine particles in the microfluidic device 3, and the solution is fed in the microfluidic device 3. Agitation and movement of reactive particulates are performed. At this time, the centrifugal force acting on the microfluidic device 3 can be adjusted by adjusting the rotation speed and the distance from the rotary shaft 1 to the microfluidic device 3.

図9に化学反応デバイスの回転機構を示した模式図を示す。回転盤2はモーター40及び回転制御装置(図示せず)によって回転される。回転制御装置にはタイマーと回転回数をあらかじめプログラミングしておきモーター40を制御する。   FIG. 9 is a schematic diagram showing the rotation mechanism of the chemical reaction device. The turntable 2 is rotated by a motor 40 and a rotation control device (not shown). A timer and the number of rotations are programmed in advance in the rotation control device to control the motor 40.

図8においてはマイクロ流体デバイスを1個回転盤2に設置したが、図10に示すように複数個設置してもよい。これにより複数のサンプルの同時検出が可能となる。   In FIG. 8, one microfluidic device is installed on the turntable 2, but a plurality of microfluidic devices may be installed as shown in FIG. Thereby, a plurality of samples can be detected simultaneously.

また、マイクロ流体デバイス3は回転盤2と着脱可能であり、使用済みのマイクロ流体デバイスを取り替えることにより、マイクロ流体デバイス装置を再利用できる。   Further, the microfluidic device 3 can be attached to and detached from the turntable 2, and the microfluidic device device can be reused by replacing the used microfluidic device.

以上説明したように、本発明によると、目的物質の捕捉から標識付き反応物質との結合までの反応を、遠心力を加えるという簡便な操作で実現できる。また、非特異的吸着による検出ノイズの発生を抑制できる。よって、産業上の意義は大きい。   As described above, according to the present invention, the reaction from the capture of the target substance to the binding with the labeled reactant can be realized by a simple operation of applying a centrifugal force. Moreover, generation | occurrence | production of the detection noise by nonspecific adsorption | suction can be suppressed. Therefore, the industrial significance is great.

実施の形態1にかかるマイクロ流体デバイスを示す平面図である。1 is a plan view showing a microfluidic device according to a first embodiment. 実施の形態2にかかるマイクロ流体デバイスを示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a microfluidic device according to a second embodiment. 実施の形態2にかかるマイクロ流体デバイスの洗浄流路の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a cleaning flow path of the microfluidic device according to the second exemplary embodiment. 洗浄流路の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a washing | cleaning flow path. 洗浄流路の他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of a washing | cleaning flow path. 実施の形態3にかかるマイクロ流体デバイスを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a microfluidic device according to a third embodiment. 実施の形態4にかかるマイクロ流体デバイスを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a microfluidic device according to a fourth embodiment. 実施の形態5にかかるマイクロ流体デバイス装置を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a microfluidic device device according to a fifth embodiment. 実施の形態5にかかるマイクロ流体デバイス装置を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing a microfluidic device device according to a fifth embodiment. マイクロ流体デバイスの変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of a microfluidic device.

符号の説明Explanation of symbols

1:回転軸
2:回転盤
3:マイクロ流体デバイス
4:試料液供給チャンバー
5:試料液導入用微小流路
6:第1チャンバー
7:第1連結流路
8:第2チャンバー
9:排出流路
10:洗浄液供給チャンバー
11:基質溶液供給チャンバー
12:洗浄液導入路
13:廃液溜め
14:反応性微粒子注入路
15:第2反応物質注入路
16:第2連結流路
17:検出部
18:洗浄流路
19:第3チャンバー
22:孔
23:孔
24:孔
25:孔
26:孔
27:基質溶液注入路
28:孔
29:堰き止め部
30:反応性微粒子
31:非特異的に吸着した目的物質
32:堰き止め構造
1: rotating shaft 2: rotating disk 3: microfluidic device 4: sample solution supply chamber 5: microchannel for introducing sample solution 6: first chamber 7: first connecting channel 8: second chamber 9: discharge channel 10: Cleaning liquid supply chamber 11: Substrate solution supply chamber 12: Cleaning liquid introduction path 13: Waste liquid reservoir 14: Reactive fine particle injection path 15: Second reactant injection path 16: Second connection flow path 17: Detection unit 18: Cleaning flow Path 19: Third chamber 22: Hole 23: Hole 24: Hole 25: Hole 26: Hole 27: Substrate solution injection path 28: Hole 29: Damping section 30: Reactive fine particles 31: Nonspecifically adsorbed target substance 32: Damping structure

Claims (9)

試料液よりも密度が小さい微粒子であって前記試料液中に含まれる目的物質と反応する第1反応物質が粒子表面に固定化された反応性微粒子と、
前記反応性微粒子が収容された中空容器であって、前記試料液を導入する試料液導入口と、試料液により浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第1チャンバー出口とを有する第1チャンバーと、
前記第1チャンバーよりも下流側に位置し、前記反応性微粒子の表面に反応固定された前記目的物質と反応する標識付き第2反応物質を含む第2反応溶液が収容される中空容器であって、前記第1チャンバーから移動してくる反応性微粒子を受け入れる第2チャンバー入口と、前記第2反応溶液に浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第2チャンバー出口とを有する第2チャンバーと、
前記第1チャンバー出口と前記第2チャンバー入口とを連結する第1連結流路と、
を少なくとも備え、
前記第1チャンバー及び第2チャンバーは、それぞれ遠心上面とこれに対向する遠心底面とを有し、
前記第1チャンバーの遠心上面から遠心底面に向かう方向を遠心方向と定義するとき、
前記第1チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向上方に設けられ、
前記第2チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向下方に設けられ、
前記第2チャンバー出口は前記第2チャンバー入口よりも遠心方向下方に設けられ、
前記第1連結流路が、遠心方向に傾斜している、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
Reactive fine particles having a density smaller than that of the sample liquid and having a first reactive substance that reacts with a target substance contained in the sample liquid immobilized on the particle surface;
A hollow container containing the reactive fine particles, the first chamber having a sample liquid introduction port for introducing the sample liquid and a first chamber outlet for moving the reactive fine particles floated by the sample liquid downstream. When,
A hollow container that is located downstream of the first chamber and contains a second reaction solution containing a labeled second reactant that reacts with the target substance reactively immobilized on the surface of the reactive fine particles. A second chamber having a second chamber inlet for receiving the reactive fine particles moving from the first chamber, and a second chamber outlet for moving the reactive fine particles floating in the second reaction solution to the downstream side;
A first connecting flow path connecting the first chamber outlet and the second chamber inlet;
Comprising at least
Each of the first chamber and the second chamber has a centrifuge top surface and a centrifuge bottom surface facing the centrifuge top surface,
When defining the direction from the centrifugal top surface of the first chamber toward the centrifugal bottom surface as the centrifugal direction,
The first chamber inlet is provided above the first chamber outlet in the centrifugal direction,
The second chamber inlet is provided below the first chamber outlet in the centrifugal direction,
The second chamber outlet is provided below the inlet of the second chamber in the centrifugal direction,
The first connection channel is inclined in the centrifugal direction;
A microfluidic device characterized by that.
請求項1に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記マイクロ流体デバイスは、更に前記第2チャンバー出口に連結された流路であって前記遠心方向に対し下方に傾斜する洗浄流路を備え、当該洗浄流路には、前記第2チャンバー出口から出てくる反応性微粒子を洗浄する洗浄液導入路が連結されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
The microfluidic device of claim 1, wherein
The microfluidic device further includes a cleaning channel that is connected to the outlet of the second chamber and is inclined downward with respect to the centrifugal direction, and the cleaning channel is provided at the outlet of the second chamber. A cleaning liquid introduction path for cleaning the reactive fine particles coming in is connected.
A microfluidic device characterized by that.
請求項2に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記洗浄液導入路は、上流から下流に向かって流路が多段階に分枝した分枝流路であり、当該分枝流路の複数の出口が前記洗浄流路にそれぞれ連結されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
The microfluidic device according to claim 2,
The cleaning liquid introduction path is a branched flow path where the flow path is branched in multiple stages from upstream to downstream, and a plurality of outlets of the branched flow paths are connected to the cleaning flow path, respectively.
A microfluidic device characterized by that.
請求項2または3に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記標識が酵素であり、
前記マイクロ流体デバイスは、前記洗浄流路で洗浄された反応性微粒子に基質を含む第3溶液を収容する第3チャンバーを更に備え、
当該第3チャンバーの入口は、前記洗浄流路の出口に連結され、当該第3チャンバーの入口は、前記洗浄流路の出口よりも遠心方向下方に位置する、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
The microfluidic device according to claim 2 or 3,
The label is an enzyme;
The microfluidic device further includes a third chamber that contains a third solution containing a substrate in the reactive fine particles washed in the washing channel,
The inlet of the third chamber is connected to the outlet of the cleaning channel, and the inlet of the third chamber is located below the outlet of the cleaning channel in the centrifugal direction;
A microfluidic device characterized by that.
請求項1乃至4の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記マイクロ流体デバイスは、前記第1チャンバーの上流側に、前記第1チャンバーに試料液を供給する試料液供給チャンバーを更に備え、前記第1チャンバー入口は、当該試料液供給チャンバー出口よりも遠心方向下方に位置し、当該試料液供給チャンバー出口と前記第1チャンバー入口とは、断面積が9μm2以上、300μm2以下の試料液導入用微小流路で連結されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
The microfluidic device according to any one of claims 1 to 4,
The microfluidic device further includes a sample solution supply chamber for supplying a sample solution to the first chamber on the upstream side of the first chamber, and the first chamber inlet is in a centrifugal direction with respect to the sample solution supply chamber outlet. The sample solution supply chamber outlet and the first chamber inlet located below are connected by a microfluidic channel for introducing a sample solution having a cross-sectional area of 9 μm 2 or more and 300 μm 2 or less.
A microfluidic device characterized by that.
請求項1ないし5の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記第1乃至第3のチャンバー、前記第1連結流路、前記洗浄流路及び前記洗浄液導入路は、同一基板に形成されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
The microfluidic device according to any one of claims 1 to 5,
The first to third chambers, the first connection channel, the cleaning channel, and the cleaning liquid introduction channel are formed on the same substrate.
A microfluidic device characterized by that.
請求項1ないし3の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記目的物質がタンパク質であり、前記第1反応物質が前記目的物質と特異的に反応する抗体であり、前記第2反応物質が前記目的物質と反応する第2抗体である、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
The microfluidic device according to any one of claims 1 to 3,
The target substance is a protein, the first reactive substance is an antibody that specifically reacts with the target substance, and the second reactive substance is a second antibody that reacts with the target substance;
A microfluidic device characterized by that.
請求項1乃至7の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記第1及び第2のチャンバーの前記遠心方向における中心軸は、前記基板面と平行である、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
The microfluidic device according to any one of claims 1 to 7,
A central axis in the centrifugal direction of the first and second chambers is parallel to the substrate surface.
A microfluidic device characterized by that.
請求項1乃至8の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスと、
当該マイクロ流体デバイスを回転させ、前記遠心方向に向かう遠心力を発生させる遠心力発生装置と、
を備えたマイクロ流体デバイス装置。
The microfluidic device according to any one of claims 1 to 8,
A centrifugal force generator that rotates the microfluidic device to generate a centrifugal force in the centrifugal direction;
A microfluidic device device comprising:
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