JP4888394B2 - マイクロリアクタおよびそれを用いた送液方法 - Google Patents
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- Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
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Description
試薬が収容される収容室と、駆動液を前記収容室に注入するための注入口と、注入された駆動液により前記収容室から試薬が押し出される出口と、を有する試薬収容部と、
前記試薬収容部に連通し前記試薬収容部から試薬が送出される試薬送出流路と、
前記試薬収容部の前記注入口に流路を介して連通し、駆動液を送出する外部ポンプを前記チップに接続することによって前記外部ポンプと連通される開口と、
前記開口と前記注入口とを連通させる流路から、前記注入口の位置における分岐部で分岐した分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ末端が外部へ開放された空気抜き用流路と、が設けられており、
前記空気抜き用流路に液体が流れるときの流路抵抗が、前記分岐部を起点とする前記試薬収容部から前記試薬送出流路までの流路に液体が流れるときの流路抵抗より大きいことを特徴とする。
前記試薬収容部側の流路と、その下流側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい送液制御通路を有し、送液圧力が所定圧に達するまで試薬の通過を遮断し、所定圧以上の送液圧力が加わることにより試薬を通過させる撥水バルブが設けられた、上記のマイクロリアクタを用いて、
前記撥水バルブが試薬を通過させる圧力P、前記空気抜き用流路に空気が流れるときの流路抵抗RA、前記空気抜き用流路に駆動液が流れるときの流路抵抗RL、および前記開口から前記分岐部に流れ込む駆動液の流量Qが、下記の関係:
P/RL≦Q≦P/RA
を満足するように駆動液を送液することを特徴とする。
前記試薬収容部側の流路と、その下流側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい送液制御通路を有し、送液圧力が所定圧に達するまで試薬の通過を遮断し、所定圧以上の送液圧力が加わることにより試薬を通過させる撥水バルブが設けられ、
前記撥水バルブが試薬を通過させる圧力P、前記空気抜き用流路に空気が流れるときの流路抵抗RA、前記空気抜き用流路に液体が流れるときの流路抵抗RL、および前記開口から前記分岐部に流れ込む液体の流量Qが、下記の関係:
P/RL≦Q≦P/RA
を満足するような流量Qで前記液体を送液することが可能であることが好ましい。
前記空気抜き用流路のそれぞれにおける、前記空気抜き用流路に液体が流れるときの流路抵抗の比率が、前記分岐部を起点とする前記試薬収容部から前記試薬送出流路までの流路のそれぞれにおける、前記分岐部を起点とする前記試薬収容部から前記試薬送出流路までの流路に液体が流れるときの流路抵抗の比率と等しいことが好ましい。
前記開口と前記貯留部との間に、
前記貯留部側の流路と、前記開口側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい送液制御通路を有し、液圧が所定圧を超えない限り前記開口側への駆動液の通過を遮断する撥水バルブが設けられていることが好ましい。
2 マイクロ総合分析システム
3 システム本体
11 マイクロポンプユニット
12 マイクロポンプ
13 チップ接続部
14、15、15a、15b、15c 開口
16a、16b 貫通孔
17、18、19 基板
20 流路
21 圧電素子
22 加圧室
23 第1流路
24 第2流路
25 第1液室
26 第2液室
31 ポンプ接続部
32、32a〜32k 開口
33、33a、33b、33c 試薬収容部
34a 収容室
34b 注入口
34c 出口
35 合流部
36 試薬混合流路
37 試料受容部
38 合流部
39 反応部
40 検出部
41 合流部
42 貯留部
43、43a、43b、43c 試薬送出流路
44、44a、44b 分岐点から先の流路
45 流路
45a 分岐流路
46、46a、46b 空気抜き用流路
47 水性試薬
48 油性液(封止剤)
49 水性液
50 駆動液
51、51a、51b、51c 撥水バルブ
52 送液制御通路
53a、53b 流路
54 液
55 分岐点
56 開口
57、57a、57b 試薬
61 駆動液タンク
62 収納体
63 挿入口
64 表示部
65 搬送トレイ
66 ペルチェ素子
67 ヒーター
68 光源
69 検出器
70 気泡
(i)試薬が収容される収容室と、駆動液を収容室に注入するための注入口と、注入された駆動液により収容室から試薬が押し出される出口と、を有する複数の試薬収容部。
(ii)前記複数の試薬収容部から送出される複数の試薬を混合して混合試薬を生成する試薬混合部。
(iii)外部から試料を注入するための注入口を有する試料受容部。
(iv)前記試薬混合部から送出される混合試薬と、前記試薬受容部から送出される試料とを混合して反応させる反応部。
R=∫[32×η/(S×φ2)]dL
で表される。ここで、ηは流路を流れる流体の粘度、Sは流路の断面積、φは流路の等価直径、Lは流路の長さである。なお、流路の断面形状が矩形である場合には、流路の幅をa、高さをbとすると、等価直径φは、下記式:
φ=(a×b)/[(a+b)/2]
で表される。
P/RL≦Q≦P/RA
を満足するように駆動液50を送液することが好ましい。
検体もしくは検体から抽出したアナライト(例えば、DNA、RNA、遺伝子)が注入される試料受容部と、
検体の前処理を行う検体前処理部と、
プローブ結合反応、検出反応(遺伝子増幅反応または抗原抗体反応なども含む)などに用いる試薬が収容される試薬収容部と、
ポジティブコントロールが収容されるポジティブコントロール収容部と、
ネガティブコントロールが収容されるネガティブコントロール収容部と、
プローブ(例えば、遺伝子増幅反応により増幅された検出対象の遺伝子にハイブリダイズさせるプローブ)が収容されるプローブ収容部と、
これらの各収容部に連通する微細流路と、
前記各収容部および流路内の液体を送液する別途のマイクロポンプに接続可能なポンプ接続部と、が設けられている。
(1a) 検体もしくは検体から抽出したDNA、あるいは検体もしくは検体から抽出したRNAから逆転写反応により合成したcDNAと、5’位置でビオチン修飾したプライマーとを、これらの収容部から下流の微細流路へ送液する。
(1b) 検体に存在する抗原、代謝物質、ホルモンなどのアナライトに対する特異的な抗体、好ましくはモノクローナル抗体を含有する試薬を検体と混合する。その場合、抗体は、ビオチンおよびFITCで標識されている。したがって抗原抗体反応により得られる生成物は、ビオチンおよびFITCを有する。これをビオチン親和性タンパク質(好ましくはストレプトアビジン)を吸着させた微細流路内の検出部位に送液し、ビオチン親和性タンパク質とビオチンとの結合を介して該検出部位に固定化する。
(2) 上記微細流路内にFITCに特異的に結合する抗FITC抗体で表面を修飾した金コロイド液を流し、これにより固定化したアナライト・抗体反応物のFITCに、あるいは遺伝子にハイブリダイズしたFITC修飾プローブに、その金コロイドを吸着させる。
(3) 上記微細流路の金コロイドの濃度を光学的に測定する。
Claims (8)
- 板状のチップ内に、
試薬が収容される収容室と、駆動液を前記収容室に注入するための注入口と、注入された駆動液により前記収容室から試薬が押し出される出口と、を有する試薬収容部と、
前記試薬収容部に連通し前記試薬収容部から試薬が送出される試薬送出流路と、
前記試薬収容部の前記注入口に流路を介して連通し、駆動液を送出する外部ポンプを前記チップに接続することによって前記外部ポンプと連通される開口と、
前記開口と前記注入口とを連通させる流路から、前記注入口の位置における分岐部で分岐した分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ末端が外部へ開放された空気抜き用流路と、が設けられており、
前記空気抜き用流路に液体が流れるときの流路抵抗が、前記分岐部を起点とする前記試薬収容部から前記試薬送出流路までの流路に液体が流れるときの流路抵抗より大きいことを特徴とするマイクロリアクタ。 - 前記空気抜き用流路に液体が流れるときの流路抵抗が、前記分岐部を起点とする前記試薬収容部から前記試薬送出流路までの流路に液体が流れるときの流路抵抗の10倍以上であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のマイクロリアクタ。
- 前記空気抜き用流路に空気が流れるときの流路抵抗が、前記分岐部を起点とする前記試薬収容部から前記試薬送出流路までの流路に液体が流れるときの流路抵抗よりも小さいことを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載のマイクロリアクタ。
- 前記試薬収容部の出口に、
前記試薬収容部側の流路と、その下流側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい送液制御通路を有し、送液圧力が所定圧に達するまで試薬の通過を遮断し、所定圧以上の送液圧力が加わることにより試薬を通過させる撥水バルブが設けられ、
前記撥水バルブが試薬を通過させる圧力P、前記空気抜き用流路に空気が流れるときの流路抵抗RA、前記空気抜き用流路に液体が流れるときの流路抵抗RL、および前記開口から前記分岐部に流れ込む液体の流量Qが、下記の関係:
P/RL≦Q≦P/RA
を満足するような流量Qで前記液体を送液することが可能であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載のマイクロリアクタ。 - 複数の前記試薬収容部および前記試薬送出流路と、それぞれの前記試薬送出流路が下流側で合流する合流部と、が設けられ、
前記空気抜き用流路のそれぞれにおける、空気抜き用流路に液体が流れるときの流路抵抗の比率が、前記分岐部を起点とする試薬収容部から試薬送出流路までの流路のそれぞれにおける、前記分岐部を起点とする試薬収容部から試薬送出流路までの流路に液体が流れるときの流路抵抗の比率と等しいことを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載のマイクロリアクタ。 - 前記空気抜き用流路の出口側に、前記空気抜き用流路を通って送出された駆動液を貯留する貯留部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第5項のいずれか1項に記載のマイクロリアクタ。
- 前記貯留部に連通し末端が大気に開放された開口が設けられ、
前記開口と前記貯留部との間に、
前記貯留部側の流路と、前記開口側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい送液制御通路を有し、液圧が所定圧を超えない限り前記開口側への駆動液の通過を遮断する撥水バルブが設けられていることを特徴とする請求の範囲第6項に記載のマイクロリアクタ。 - 前記試薬収容部の前記出口に、
前記試薬収容部側の流路と、その下流側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい送液制御通路を有し、送液圧力が所定圧に達するまで試薬の通過を遮断し、所定圧以上の送液圧力が加わることにより試薬を通過させる撥水バルブが設けられた、請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載のマイクロリアクタを用いて、
前記撥水バルブが試薬を通過させる圧力P、前記空気抜き用流路に空気が流れるときの流路抵抗RA、前記空気抜き用流路に駆動液が流れるときの流路抵抗RL、および前記開口から前記分岐部に流れ込む駆動液の流量Qが、下記の関係:
P/RL≦Q≦P/RA
を満足するように駆動液を送液することを特徴とするマイクロリアクタを用いた送液方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007542325A JP4888394B2 (ja) | 2005-11-07 | 2006-10-18 | マイクロリアクタおよびそれを用いた送液方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005322507 | 2005-11-07 | ||
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Publications (2)
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