JP4915072B2 - Microreactor - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、遺伝子増幅反応、抗原抗体反応などによる生体物質の検査・分析、その他の化学物質の検査・分析、有機合成等による目的化合物の化学合成などに用いられるマイクロリアクタに関するものであり、特に、複数の試薬を混合した混合試薬と試料とを混合して反応させる際に、安定した混合比率の混合試薬を後続する工程へ送出する技術の改良に関する。 The present invention relates to a microreactor used for, for example, biological substance inspection / analysis by gene amplification reaction, antigen-antibody reaction, etc., inspection / analysis of other chemical substances, chemical synthesis of target compounds by organic synthesis, etc. In particular, the present invention relates to an improvement in technology for sending a mixed reagent having a stable mixing ratio to a subsequent process when a mixed reagent obtained by mixing a plurality of reagents and a sample are mixed and reacted.
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段(例えばポンプ、バルブ、流路、セ
ンサーなど)を微細化して1チップ上に集積化したシステムが開発されている(特許文献
1)。これは、μ−TAS(Micro total Analysis System)、バイオリアクタ、ラブ・
オン・チップ(Lab-on-chips)、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。
In recent years, by making full use of micromachine technology and ultrafine processing technology, devices and means (for example, pumps, valves, flow paths, sensors, etc.) for performing conventional sample preparation, chemical analysis, chemical synthesis, etc. have been miniaturized. A system integrated on a chip has been developed (Patent Document 1). This is a micro-TAS (Micro total Analysis System), bioreactor, love
It is also called “Lab-on-chips” or biochip, and its application is expected in the medical examination / diagnosis field, environmental measurement field, and agricultural production field. In reality, as seen in genetic testing, automated, faster, and simplified microanalysis systems are costly and necessary when complex processes, skilled techniques, and equipment operations are required. It can be said that not only the amount of sample and the time required, but also the benefits of enabling analysis at any time and place are great.
各種の分析、検査ではこれらの分析用チップにおける分析の定量性、解析の精度、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液システムを確立することが課題である。精度が高く、信頼性に優れるマイクロ流体制御素子が求められている。これに好適なマイクロポンプシステムおよびその制御方法を本発明者らはすでに提案している(特許文献2〜4)。
In various types of analysis and inspection, importance is attached to the quantitativeness of analysis, the accuracy of analysis, and the economic efficiency of these analysis chips. For that purpose, it is a problem to establish a highly reliable liquid feeding system with a simple configuration. There is a need for a microfluidic control element with high accuracy and excellent reliability. The present inventors have already proposed a micropump system and a control method thereof suitable for this (
微細流路内で各成分の反応を行う上記のような分析用チップでは、微細流路内でこれらの成分を合流させて混合する工程が必要となる(特許文献5)。例えば、分析対象の試料と反応させる試薬が複数である場合には、予め複数の試薬を微細流路内で合流させて混合試薬を得る必要がある。
しかし、複数の試薬を合流させて混合する際に、マイクロポンプによって各試薬を合流部へ同じタイミングで送り出したとしても、タイミングが高精度に合っていない限り、液の先頭部分では各試薬の混合比率を安定させることが難しい。この先頭部分の初期混合試薬を下流において試料と合流させて反応を行うと、この先頭部分では混合比率が安定していないので不具合が生じる場合が多い。 However, when mixing and mixing multiple reagents, even if each reagent is sent to the junction by the micro pump at the same timing, as long as the timing is not accurate, It is difficult to stabilize the ratio. When the initial mixed reagent at the head part is combined with the sample downstream to carry out the reaction, problems often occur because the mixing ratio is not stable at the head part.
本発明は、マイクロポンプによって複数の試薬をそれぞれの試薬収容部から下流側へ送出し、これらの試薬を合流させて混合し、得られた混合試薬をそのさらに下流において試料と合流させて反応部で反応を行う際に、混合比率が安定した混合試薬のみを後続する工程へ送出可能なマイクロリアクタを提供することを目的としている。 The present invention uses a micropump to send a plurality of reagents downstream from each reagent storage unit, join these reagents together, mix them, and join the obtained mixed reagents with the sample further downstream to react with the reaction unit It is an object of the present invention to provide a microreactor capable of delivering only a mixed reagent having a stable mixing ratio to a subsequent step when performing a reaction.
本発明のマイクロリアクタは、板状のチップと、
複数の試薬が個別に収容される収容室からなる複数の試薬収容部と、
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と、
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と、
前記試薬混合部から送出される混合試薬と、前記試料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と、を備え、
前記複数の試薬収容部、試薬混合部、試料受容部および反応部は、前記チップ内に組み込まれて流路により互いに連通され、
前記試薬混合部において生成された混合試薬のうち、初期に混合された初期混合試薬を前記反応部に送出することを防止する送出防止機構を備えることを特徴とする。
The microreactor of the present invention comprises a plate-shaped chip,
A plurality of reagent storage sections each including a storage chamber in which a plurality of reagents are individually stored;
A reagent mixing unit that mixes a plurality of reagents delivered from the plurality of reagent storage units to generate a mixed reagent; and
A sample receiver having an inlet for injecting a sample from the outside;
A mixed reagent sent from the reagent mixing part and a reaction part for mixing and reacting the sample sent from the sample receiving part,
The plurality of reagent storage units, the reagent mixing unit, the sample receiving unit, and the reaction unit are incorporated in the chip and communicated with each other through a flow path,
It comprises a delivery prevention mechanism for preventing the initial mixed reagent mixed in the initial stage from among the mixed reagents generated in the reagent mixing section.
上記の発明における好ましい態様では、前記試薬混合部は、前記複数の試薬を混合する流路であって混合試薬の流れが停止される下流末端が設けられた混合流路からなり、
該混合流路の中間部において、前記反応部へ混合試薬を送出する送出流路が分岐され、
前記送出防止機構は、前記混合流路と送出流路とから構成されており、
前記初期混合試薬は、前記混合流路の中間部と下流末端との間に収容されて前記送出流路から前記反応部への送出が防止される。
In a preferred aspect of the above invention, the reagent mixing section is a flow path for mixing the plurality of reagents, and is a mixing flow path provided with a downstream end where the flow of the mixed reagent is stopped,
In the middle part of the mixing channel, a delivery channel for sending the mixed reagent to the reaction unit is branched,
The delivery prevention mechanism is composed of the mixing channel and the delivery channel,
The initial mixed reagent is accommodated between the intermediate portion and the downstream end of the mixing channel, and is prevented from being sent from the sending channel to the reaction unit.
この場合、前記送出防止機構は、前記混合流路と送出流路との接続部に、混合流路内の圧力が所定圧以上となった際に送出流路へ混合試薬を送出する送液制御部を備えることが好ましい。 In this case, the delivery preventing mechanism sends a mixed reagent to the delivery channel when the pressure in the mixing channel becomes a predetermined pressure or higher at the connection portion between the mixing channel and the delivery channel. It is preferable to provide a part.
このような送液制御部は、前記混合流路と送出流路との接続部における送出流路側に設けられた、送出流路の断面積よりも小さい断面積を有する細流路で構成することができる。 Such a liquid feeding control unit may be formed of a narrow channel having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the delivery channel, provided on the delivery channel side in the connection portion between the mixing channel and the delivery channel. it can.
上記の発明では、混合当初の初期混合試薬を混合流路の下流末端側へトラップして切り捨てるようにしたので、試薬同士の合流のタイミングが多少ずれていても、混合比率が安定した混合試薬のみを後続する工程へ送り出すことができる。 In the above invention, since the initial mixed reagent at the beginning of mixing is trapped and discarded to the downstream end side of the mixing flow path, even if the timing of merging of the reagents is slightly shifted, only the mixed reagent with a stable mixing ratio is used. Can be sent to a subsequent process.
本発明によれば、試薬同士の合流のタイミングが多少ずれていても、混合比率が安定した混合試薬のみを後続する工程へ送り出すことができる。 According to the present invention, even if the timing of merging of the reagents is slightly shifted, only the mixed reagent with a stable mixing ratio can be sent to the subsequent process.
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。本発明のマイクロリアクタは、板状のチップ内に設けられた微細流路または構造部において、各種の検査、化学分析、化学合成、試料の処理・分離などの目的で試料と試薬との反応を行うものである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The microreactor according to the present invention performs a reaction between a sample and a reagent for various inspections, chemical analysis, chemical synthesis, sample processing / separation, etc., in a fine channel or structure provided in a plate-shaped chip. Is.
本発明のマイクロリアクタの用途には、例えば、遺伝子増幅反応、抗原抗体反応などによる生体物質の検査・分析、その他の化学物質の検査・分析、有機合成などによる目的化合物の化学合成、薬効スクリーニング、薬品抽出、金属錯体の形成・分離などが含まれる。 Applications of the microreactor of the present invention include, for example, biological substance inspection / analysis by gene amplification reaction, antigen-antibody reaction, etc., inspection / analysis of other chemical substances, chemical synthesis of target compounds by organic synthesis, drug efficacy screening, chemicals, etc. Extraction, formation and separation of metal complexes are included.
本発明のマイクロリアクタは、板状のチップ内に、
(i)複数の試薬が個別に収容される収容室からな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
を備えている。
The microreactor of the present invention is in a plate-shaped chip,
(I) A plurality of reagent storage units each including a storage chamber in which a plurality of reagents are individually stored (ii) A reagent mixing unit that generates a mixed reagent by mixing a plurality of reagents delivered from the plurality of reagent storage units ( iii) Sample receiving part having an inlet for injecting a sample from outside (iv) A reaction part for mixing and reacting the mixed reagent sent from the reagent mixing part and the sample sent from the reagent receiving part It has.
前記複数の試薬収容部、試薬混合部、試料受容部および反応部は、前記チップ内に組み込まれて流路により互いに連通されている。
上記の各部の他、チップ内には、必要に応じて、各種の機能をもつ構造部が設けられる。このような構造部の具体例としては、送液を制御するための部位、試料および試薬以外の処理液を収容するための収容部、生体試料等に含まれる不要成分を除去するために試薬との反応に先立って前処理を行うための前処理部、反応後の液に含まれる標的物質等を検出するための検出部、廃液を貯留するための廃液貯留部、液を送出するためのマイクロポンプなどが挙げられる。
The plurality of reagent storage units, the reagent mixing unit, the sample receiving unit, and the reaction unit are incorporated in the chip and communicated with each other through a flow path.
In addition to the above-described parts, structural parts having various functions are provided in the chip as needed. Specific examples of such a structural part include a part for controlling liquid feeding, a storage part for storing a processing liquid other than the sample and the reagent, a reagent for removing unnecessary components contained in a biological sample, etc. A pre-processing unit for pre-processing prior to the reaction, a detection unit for detecting a target substance contained in the liquid after the reaction, a waste liquid storage unit for storing the waste liquid, a micro for sending the liquid Examples include pumps.
送液を制御するための部位の具体例としては、逆止弁、能動弁のような弁部などが挙げられる。
各処理液を収容するための収容部の具体例としては、流路壁、ビーズ等の担体などに必要物質を吸着させた状態で洗浄を行うための洗浄液の収容部、試薬と試料との反応を停止させる反応停止液の収容部、反応生成物を検出に適するように変性させるための変性処理液の収容部、光学的検出のために反応生成物を蛍光物質等で標識するための標識用試薬の収容部、その他、抽出液、溶離液、溶菌試薬、溶血試薬等の収容部などが挙げられる。
Specific examples of the part for controlling the liquid feeding include a check valve, a valve part such as an active valve, and the like.
Specific examples of the storage section for storing each processing liquid include a cleaning liquid storage section for cleaning with a necessary substance adsorbed on a channel wall, a carrier such as a bead, and a reaction between the reagent and the sample. For stopping reaction, for storing reaction product for denaturing reaction products to be suitable for detection, and for labeling reaction products with fluorescent substances for optical detection Examples include a reagent storage part, and other parts such as an extraction liquid, an eluent, a lysis reagent, and a hemolysis reagent.
検出部は、マイクロリアクタ内における反応生成物を光学的に検出する場合には、例えば、光透過性の部材を用いて形成された流路部位または液溜状の部位から構成される。
前処理部は、試料に含まれる分析対象物の濃縮、分離、溶菌等を行う部位であり、例えば、生体試料に含まれるタンパク質やイオン性物質等の除去が行われる。このような処理は、例えば、フィルター、ビーズ、ゲル、メンブレンなどの担体を流路内に配置し、この担体に生体物質等を吸着させて該流路内に溶菌試薬、溶血試薬等を流し、次いで洗浄液を流すことにより行うことができる。
In the case of optically detecting the reaction product in the microreactor, the detection unit is composed of, for example, a flow path part or a liquid reservoir part formed using a light transmissive member.
The pretreatment unit is a part that concentrates, separates, lyses, and the like of the analysis target contained in the sample. For example, protein, ionic substances, and the like contained in the biological sample are removed. Such a process is performed by, for example, arranging a carrier such as a filter, a bead, a gel, or a membrane in a flow path, adsorbing a biological substance or the like on the carrier, and flowing a lysis reagent, a hemolysis reagent, or the like in the flow path, Subsequently, it can carry out by flowing a washing | cleaning liquid.
廃液貯留部は、例えば、所要の大きさをもつ凹部が形成された基材を、流路用の基材の下部側に貼り合わせることによって設けられた、流路と連通する空間により構成される。必要に応じて、該空間にはスポンジ等の廃液吸収用の多孔体が収納される。 The waste liquid storage part is configured by a space that communicates with the flow path, which is provided, for example, by bonding a base material in which a recess having a required size is formed to the lower side of the base material for the flow path. . If necessary, the space contains a porous body for absorbing a waste liquid such as a sponge.
マイクロポンプは、試薬収容部に収容された各試薬、他の収容部に収容された液などの各液を流路下流側へ送出する。マイクロポンプは通常、送出すべき液に対応して複数個が設置され、それぞれのマイクロポンプは水性または油性の駆動液を下流側へ送出し、試料や試薬等の液を駆動液で下流側へ押し出して送液を行う。 The micropump sends out each liquid, such as each reagent stored in the reagent storage section and a liquid stored in another storage section, to the downstream side of the flow path. In general, a plurality of micropumps are installed corresponding to the liquid to be delivered, and each micropump delivers an aqueous or oily driving liquid to the downstream side, and liquids such as samples and reagents are downstream with the driving liquid. Extrude and feed.
マイクロポンプは、マイクロリアクタに直接形成する場合もあるが、マイクロリアクタとは別途に、すなわち板状のチップとは独立して設置することができる。例えば、マイクロポンプおよびその制御装置、反応検出用の光学検出装置、温度制御装置、駆動液を収容した駆動液タンクなどを備えた装置本体と、予め試薬を封入したマイクロリアクタと、から試料検査装置を構成する場合が挙げられる。 Although the micropump may be formed directly in the microreactor, it can be installed separately from the microreactor, that is, independently of the plate-like chip. For example, a sample inspection device is composed of a micropump and its control device, an optical detection device for reaction detection, a temperature control device, a device main body including a driving liquid tank containing a driving liquid, and a microreactor in which a reagent is sealed in advance. The case where it comprises is mentioned.
この場合、マイクロリアクタの試料受容部に試料を注入した後、このマイクロリアクタを装置本体に装着して、装置本体側の複数のマイクロポンプと、これらのマイクロポンプに対応するマイクロリアクタの各流路とを連通させる。この状態で、駆動液タンクからの駆動液をマイクロポンプによりマイクロリアクタの流路へ送り出し、これによって流路内の液、例えば試薬収容部の試薬、試料受容部の試料などを下流側へ押し出して試薬同士の
混合、試薬と試料との混合などを行う。
In this case, after injecting the sample into the sample receiving portion of the microreactor, the microreactor is attached to the apparatus main body, and the plurality of micropumps on the apparatus main body side and the flow paths of the microreactors corresponding to these micropumps are communicated. Let In this state, the driving liquid from the driving liquid tank is sent out to the flow path of the microreactor by the micropump, thereby pushing out the liquid in the flow path, for example, the reagent in the reagent storage unit and the sample in the sample receiving unit to the downstream side. Mixing each other, mixing a reagent and a sample, and the like.
マイクロポンプは、フォトリソグラフィ技術などにより作製され、特開2001−322099号公報、特開2004−108285号公報に記載されたピエゾ素子により駆動するマイクロポンプ、アクチュエータを設けた弁室の流出入孔に逆止弁を設けた逆止弁型のマイクロポンプなど各種のものが使用できる。なお、上記のピエゾ素子により駆動するマイクロポンプは、流路抵抗が差圧に応じて変化する第1流路と、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が第1流路よりも小さい第2流路と、第1流路および第2流路に接続された加圧室と、該加圧室の内部圧力を変化させるピエゾアクチュエータとを備えており、このアクチュエータを別途の制御装置により電圧で駆動することにより正逆方向への送液ができるようになっている。 The micropump is manufactured by a photolithography technique or the like, and is inserted into an inlet / outlet hole of a valve chamber provided with an actuator and a micropump driven by a piezo element described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-322099 and 2004-108285. Various types such as a check valve type micro pump provided with a check valve can be used. Note that the micropump driven by the piezo element has a first flow path in which the flow path resistance changes according to the differential pressure, and a change rate of the flow path resistance with respect to the change in the differential pressure is smaller than that of the first flow path. Two flow paths, a pressure chamber connected to the first flow path and the second flow path, and a piezo actuator that changes the internal pressure of the pressure chamber. The liquid can be fed in the forward and reverse directions by driving with.
マイクロリアクタは、板状の基材を用いて、フォトリソグラフィ技術などの微細加工技術を適用して作製される。通常は、流路および構造部となる凹部を1または2以上の基材に形成した後、複数枚の基材を貼り合わせることによってマイクロリアクタを作製する。 The microreactor is manufactured by applying a fine processing technique such as a photolithography technique using a plate-like substrate. Usually, a microreactor is manufactured by forming a channel and a concave portion to be a structure portion on one or more base materials and then bonding a plurality of base materials together.
マイクロリアクタを構成する基材の材料には、目的に応じて各種のものが使用される。その具体例としては、ポリスチレンなどのプラスチック樹脂、ポリジメチルシロキサンなどのゴム系材料、各種の無機ガラス、シリコン、セラミックス、金属などが挙げられる。また、流路壁面に対して、目的に応じて疎水化処理、親水化処理などの各種の表面処理を行ってもよい。 Various materials are used for the base material constituting the microreactor depending on the purpose. Specific examples thereof include plastic resins such as polystyrene, rubber-based materials such as polydimethylsiloxane, various inorganic glasses, silicon, ceramics, and metals. Moreover, you may perform various surface treatments, such as a hydrophobization process and a hydrophilic treatment, with respect to the flow-path wall surface according to the objective.
マイクロリアクタにおける流路幅のサイズは、マイクロスケール空間の利点、流路抵抗などを考慮して適宜に設計されるが、例えば、幅が数十〜数百μm、好ましくは50〜200μmであり、深さが25〜300μm、好ましくは50〜100μmである。マイクロリアクタのチップ全体の縦横サイズは、用途等にもよるが、典型的には数十mm、その高さは典型的には数mm程度である。 The size of the channel width in the microreactor is appropriately designed in consideration of the advantages of the microscale space, the channel resistance, etc. For example, the width is several tens to several hundreds μm, preferably 50 to 200 μm, and the depth Is 25 to 300 μm, preferably 50 to 100 μm. The vertical and horizontal sizes of the entire chip of the microreactor are typically several tens of mm and the height is typically several millimeters although it depends on the application.
本発明のマイクロリアクタにおける試料受容部は、試料を一時収容する収容室と、外部から収容室へ試料を注入するための注入口とを備えている。この収容室は、流路形状、液溜形状など各種の形状であってよい。 The sample receiving portion in the microreactor of the present invention includes a storage chamber for temporarily storing a sample and an injection port for injecting the sample from the outside into the storage chamber. The storage chamber may have various shapes such as a flow channel shape and a liquid reservoir shape.
試料受容部の注入口は、例えば、チップ上面から微量試料を注入できるように構成されている。外部への漏失、汚染、生体試料を使用する場合の感染などを防ぎ、密封性を確保するために、ゴム状材質などの弾性体からなる栓が注入口に形成されているか、あるいはポリジメチルシロキサンなどのゴム材、強化フィルム等で注入口が覆われていることが望ましい。例えば、ゴム材質の栓に突き刺したニードルまたは蓋付き細孔に通したニードルでシリンジ内の試料を注入する。前者の場合、ニードルを抜くとその針穴が直ちに塞がることが好ましい。また、これら以外の試料注入機構を設置してもよい。 The injection port of the sample receiving unit is configured so that a small amount of sample can be injected from the upper surface of the chip, for example. In order to prevent external leakage, contamination, infection when using a biological sample, etc., and to ensure sealing performance, a plug made of an elastic material such as a rubber-like material is formed at the injection port, or polydimethylsiloxane It is desirable that the injection port is covered with a rubber material such as reinforced film. For example, a sample in a syringe is injected with a needle pierced with a rubber stopper or a needle passed through a pore with a lid. In the former case, it is preferable that the needle hole is immediately closed when the needle is pulled out. Further, a sample injection mechanism other than these may be installed.
試料受容部の上流側は、マイクロポンプに連通される流路に連通し、その下流側は、試薬との混合部に連通している。試料受容部に注入された試料は、マイクロポンプによって供給された駆動液により下流側へ押し出され、必要に応じて前処理された後、試薬と混合される。 The upstream side of the sample receiving part communicates with a flow path communicating with the micropump, and the downstream side communicates with a mixing part with the reagent. The sample injected into the sample receiving part is pushed downstream by the driving liquid supplied by the micropump, pretreated as necessary, and then mixed with the reagent.
試料受容部に注入される試料は、目的に応じて各種のものが対象となる。例えば、生体物質の検査・分析を行う場合には、生体由来のアナライト含有試料、例えば全血、血漿、血清、バフィーコート、尿、糞便、唾液、喀痰などが挙げられる。遺伝子検査の場合、増幅反応の鋳型となる核酸として遺伝子、DNAまたはRNAがアナライトである。また、このような核酸を含む可能性のある試料から調製または単離したものを試料としてもよい
。他のアナライトとしては、各種の代謝物質、ホルモン、タンパク質(酵素、抗原なども含む)などが挙げられる。
Various samples can be injected into the sample receiving portion depending on the purpose. For example, in the case of examining / analyzing biological substances, analyte-containing samples derived from living organisms such as whole blood, plasma, serum, buffy coat, urine, feces, saliva, sputum and the like can be mentioned. In the case of genetic testing, a gene, DNA, or RNA is an analyte as a nucleic acid that serves as a template for an amplification reaction. A sample prepared or isolated from a sample possibly containing such a nucleic acid may be used. Other analytes include various metabolites, hormones, proteins (including enzymes and antigens), and the like.
その他、化学合成を目的とする場合には、試薬と反応させる原料化合物が試料となり、薬効スクリーニング、薬品抽出、金属錯体の形成・分離などを目的とする場合には、それらを行うために試薬と反応させる対象が試料となる。 In addition, for the purpose of chemical synthesis, the raw material compound to be reacted with the reagent becomes a sample, and in the case of drug screening, drug extraction, metal complex formation / separation, etc. The object to be reacted is a sample.
本発明のマイクロリアクタにおける試薬収容部は、試薬を収容する収容室から構成されている。この収容室は、流路形状、液溜形状など各種の形状であってよい。試薬収容部の上流側は、マイクロポンプに連通される流路に連通し、その下流側は、他の試薬との混合部に連通している。試薬収容部に収容された試薬は、マイクロポンプによって供給された駆動液により下流側へ押し出され、他の試薬と合流して混合される。 The reagent storage unit in the microreactor of the present invention is composed of a storage chamber for storing the reagent. The storage chamber may have various shapes such as a flow channel shape and a liquid reservoir shape. The upstream side of the reagent storage unit communicates with a flow path that communicates with the micropump, and the downstream side communicates with a mixing unit with other reagents. The reagent stored in the reagent storage unit is pushed downstream by the driving liquid supplied by the micropump, and merges and mixes with other reagents.
試薬は、目的に応じて各種のものが対象となる。例えば、PCR法により検体中に含まれる遺伝子を増幅する場合における試薬には、少なくとも2'−デオキシヌクレオシド5'−三リン酸のほか、Taq DNAポリメラーゼ、Vent DNAポリメラーゼまたはPfu DN
Aポリメラーゼが含まれる。
Various types of reagents are targeted depending on the purpose. For example, reagents for amplifying a gene contained in a specimen by PCR include at least 2′-deoxynucleoside 5′-triphosphate, Taq DNA polymerase, Vent DNA polymerase, or Pfu DN.
A polymerase is included.
また、特許第3433929号に記載されたICAN(Isothermal chimera primer initiated nucleic acid amplification )法により検体中に含まれる遺伝子を増幅する場
合における試薬には、少なくとも2'−デオキシヌクレオシド5'−三リン酸、検出したい遺伝子に特異的にハイブリダイゼーションできるキメラプライマー、鎖置換活性を有するDNAポリメラーゼ、エンドヌクレアーゼのRNaseが含まれる。
In addition, a reagent for amplifying a gene contained in a specimen by the ICAN (Isothermal chimera primer initiated nucleic acid amplification) method described in Japanese Patent No. 3433929 includes at least 2′-deoxynucleoside 5′-triphosphate, A chimeric primer capable of specifically hybridizing to a gene to be detected, a DNA polymerase having strand displacement activity, and an RNase of endonuclease are included.
その他、化学合成を目的とする場合には、試料と反応させる原料化合物などが試薬となり、薬効スクリーニング、薬品抽出、金属錯体の形成・分離などを目的とする場合には、それらを行うために試料と反応させる物質などが試薬となる。 In addition, when chemical synthesis is intended, the raw material compound that reacts with the sample serves as a reagent, and when the purpose is drug screening, drug extraction, metal complex formation / separation, etc. Substances to be reacted with are reagents.
遺伝子検査などの用途では、場所や時間を問わず迅速に検査ができるように、試薬収容部に予め試薬が収容されていることが望ましい。この場合、内蔵される試薬の蒸発、漏失、気泡の混入、汚染、変性などを防止するため、試薬収容部の上流側および下流側を封止することが好ましい。 In applications such as genetic testing, it is desirable that the reagent is previously stored in the reagent storage unit so that the test can be performed quickly regardless of location or time. In this case, it is preferable to seal the upstream side and the downstream side of the reagent storage unit in order to prevent evaporation, leakage, bubble mixing, contamination, and denaturation of the built-in reagent.
試薬収容部の封止は、封止剤により行うことができる。この封止剤は、使用前にマイクロリアクタが保管される冷蔵条件下では、固化もしくはゲル化しており、使用時、室温にすると融解し流動状態となるものである。例えば、油脂、ゼラチンの水溶液などを使用することができる。 The reagent container can be sealed with a sealant. This sealant is solidified or gelled under refrigerated conditions in which the microreactor is stored before use, and melts and becomes fluidized at room temperature during use. For example, oils and fats, aqueous solutions of gelatin, and the like can be used.
また、試薬収容部の収容室の上流側端部または下流側端部、あるいはこれらの両方に、後述する図4の撥水バルブを設けてもよい。これによって、マイクロリアクタの保管時における試薬の外部への流出を有効に防止できると共に、使用時には、マイクロポンプによって容易に試薬を外部へ押し出すことができる。 Moreover, you may provide the water-repellent valve | bulb of FIG. 4 mentioned later in the upstream edge part of the storage chamber of a reagent storage part, a downstream edge part, or both of these. Accordingly, the reagent can be effectively prevented from flowing out during storage of the microreactor, and at the time of use, the reagent can be easily pushed out by the micropump.
反応部では、試料と混合試薬との混合液が導入された後、例えば、昇温などにより反応が開始される。反応部は、液溜形状、流路形状など各種の形状であってよく、例えば試料と混合試薬とを液溜に貯留して反応を行う態様、試料と混合試薬とを微細流路内に合流させて、合流液の送液方向をマイクロポンプにより切り替えて、合流液を微細流路内で繰り返し前後動させながら反応させる態様など、試料と試薬の種類等に応じて適宜の反応形態とすることができる。 In the reaction part, after the liquid mixture of the sample and the mixed reagent is introduced, the reaction is started by, for example, raising the temperature. The reaction section may have various shapes such as a liquid reservoir shape and a flow channel shape. For example, an embodiment in which a sample and a mixed reagent are stored in the liquid reservoir to perform a reaction, and the sample and the mixed reagent are combined in a fine flow channel. The reaction direction of the combined liquid is changed by a micropump, and the reaction form is changed appropriately according to the type of the sample and the reagent, such as an aspect in which the combined liquid is repeatedly moved back and forth in the fine channel. Can do.
以上に説明したマイクロリアクタにおいて、マイクロポンプによって複数の試薬をそれぞれの試薬収容部から下流側へ送出し、これらの試薬を合流させて混合し、得られた混合試薬をそのさらに下流において試料と合流させて反応部で反応を行うのであるが、複数の試薬を合流させて混合する際に、各試薬を合流部へ同じタイミングで送り出したとしても、タイミングが高精度に合っていない限り、液の先頭部分では各試薬の混合比率を安定させることが難しい。この先頭部分の初期混合試薬を下流において試料と合流させて反応を行うと、この先頭部分では混合比率が安定していないので不具合が生じる場合が多い。そのため、混合比率が安定してから混合試薬を次工程へ送り出すことが望ましい。 In the microreactor described above, a plurality of reagents are sent from each reagent container to the downstream side by a micropump, and these reagents are merged and mixed, and the obtained mixed reagent is merged with the sample further downstream. The reaction is performed in the reaction section, and when mixing and mixing multiple reagents, even if each reagent is sent to the merge section at the same timing, the top of the liquid will be used unless the timing is accurate. In the part, it is difficult to stabilize the mixing ratio of each reagent. When the initial mixed reagent at the head part is combined with the sample downstream to carry out the reaction, problems often occur because the mixing ratio is not stable at the head part. Therefore, it is desirable to send the mixed reagent to the next step after the mixing ratio is stabilized.
そこで本発明では、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において生成された混合試薬のうち、初期に混合された初期混合試薬を前記反応部に送出することを防止する送出防止機構を備えている。以下、図1〜図3および図5〜図7を参照しながら初期混合試薬の送出防止機構について説明する。 Therefore, in the present invention, among the mixed reagents generated in the reagent mixing section that generates a mixed reagent by mixing a plurality of reagents delivered from a plurality of reagent storage sections, an initial mixed reagent that is initially mixed is the reaction section. A transmission prevention mechanism is provided for preventing transmission to the camera. Hereinafter, the mechanism for preventing delivery of the initial mixed reagent will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 5 to 7.
図1は、本発明の一実施例におけるマイクロリアクタが備える、初期混合試薬の送出防止機構の構成を示した図である。本実施例では、試薬7aと試薬7bとの2種類の試薬により混合試薬7cを得る場合を示している。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an initial mixed reagent delivery preventing mechanism included in a microreactor according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case where the
同図において、5aは試薬7aが送出される流路であり、その上流側は、試薬7aが収容される試薬収容部(図示せず)に連通している。
5bは、試薬7bが送出される流路であり、その上流側は、試薬7bが収容される試薬収容部(図示せず)に連通している。
In the figure,
5cは、試薬7aと試薬7bとを混合して混合試薬7cを生成する混合流路(試薬混合部)であり、流路5aと流路5bとの合流部6から、混合試薬7cの流れが停止される下流末端8までの流路で構成されている。
5c is a mixing channel (reagent mixing unit) that mixes the
混合流路5cの中間部では、下流の反応部(図示せず)へ混合試薬7cを送出する送出流路5dが分岐されている。送出流路5dは、混合流路5cとの分岐点から先の流路で構成されている。
In the middle part of the mixing
混合流路5cと送出流路5dとの接続部における送出流路5d側には、撥水バルブ51aが設けられている。この撥水バルブ(送液制御部)は、図4に示した構造を備えている。同図の撥水バルブ51は、細径の送液制御通路52を備えている。送液制御通路52は、その断面積(流路に対して垂直な断面の断面積)が、上流側の流路53aおよび下流側の流路53bの断面積よりも小さい細流路である。
A
流路壁がプラスチック樹脂などの疎水性の材質で形成されている場合には、送液制御通路52に接する液54は、流路壁との表面張力の差によって、下流側の流路53bへ通過することが規制される。
When the flow path wall is formed of a hydrophobic material such as plastic resin, the liquid 54 in contact with the liquid
下流側の流路53bへ液54を流出させる際には、マイクロポンプによって所定圧以上の送液圧力を加え、これによって表面張力に抗して液54を送液制御通路52から下流側の流路53bへ押し出す。液54が流路53bへ流出した後は、液54の先端部を下流側の流路53bへ押し出すのに要する送液圧力を維持せずとも液が下流側の流路53bへ流れていく。すなわち、上流側から下流側への正方向への送液圧力が所定圧力に達するまで送液制御通路52から先への液の通過が遮断され、所定圧以上の送液圧力が加わることにより液54は送液制御通路52を通過する。
When the liquid 54 flows out to the
流路壁がガラスなどの親水性の材質で形成されている場合には、少なくとも送液制御通
路52の内面に、撥水性のコーティング、例えばフッ素系のコーティングを施す必要がある。
When the flow path wall is formed of a hydrophilic material such as glass, it is necessary to apply a water-repellent coating, for example, a fluorine-based coating, to at least the inner surface of the liquid
図1において、初期混合試薬7dは、以下に説明する作用により、混合流路5cの送出流路5dとの分岐点において、下流末端8側へ選択的に送り出され、混合流路5cの下流側にトラップされる。これにより、初期混合試薬7dが送出流路5d側へ流出することが防止される。
In FIG. 1, the initial
図1に示したように、マイクロポンプにより試薬収容部から流路5aへ送り出された試薬7aと、別途のマイクロポンプにより他の試薬収容部から流路5bへ送り出された試薬7bとは、合流部6で合流し、混合流路5cで混合される。
As shown in FIG. 1, the
この際、マイクロポンプによる混合試薬7cの送液圧力を、初期混合試薬7dおよび混合試薬7cが撥水バルブ51aを通過可能な圧力よりも小さな圧力として混合流路5c内の混合試薬7cを送液する。これにより、図2に示したように、混合流路5cと送出流路5dとの接続部において、初期混合試薬7dは送出流路5d側には流出せずに混合流路5cの下流末端8側へ送り出される。
At this time, the feeding pressure of the
そして、初期混合試薬7dが混合流路5cの下流末端8に達した後、マイクロポンプによる混合試薬7cの送液圧力を、混合試薬7cが撥水バルブ51aを通過可能な圧力以上の圧力とする。これにより、図3に示したように、混合流路5c内の混合試薬7cは、撥水バルブ51aを通過し、混合試薬7cは送出流路5dに流出する。
Then, after the initial
以上のようにマイクロポンプによる送液圧力を制御することで、初期混合試薬7dは混合流路5cの中間部と下流末端8との間に収容され、送出流路5dには、初期混合試薬7dが切り捨てられた混合試薬7cのみが送出される。すなわち、混合比率が安定した混合試薬だけを後続する工程へ供給することができる。
By controlling the liquid feeding pressure by the micropump as described above, the initial
なお、本実施例では、混合流路5cの下流末端8にも撥水バルブ51bを設けている。この撥水バルブ51bは、初期混合試薬7dが下流側の流路へ通過可能な送液圧力が、撥水バルブ51aにおいて混合試薬7cが送出流路5d側へ通過可能な送液圧力よりも大きい撥水バルブである。
In this embodiment, a
したがって、初期混合試薬7dが混合流路5cの下流末端8に達した後、マイクロポンプによる混合試薬7cの送液圧力を、混合試薬7cが撥水バルブ51aを通過可能であり、且つ、初期混合試薬7dが撥水バルブ51bを通過できない圧力とすることで、図3に示したように、混合試薬7cを撥水バルブ51aの先へ通過させると共に、混合流路5cの下流末端8において初期混合試薬7dが撥水バルブ51bの先へ通過することを防止できる。
Therefore, after the initial
例えば、撥水バルブ51aにおける送液制御通路(図4の符号52)の断面積を、撥水バルブ51bにおける送液制御通路の断面積よりも大きくすることによって、これらの送液制御通路を液が通過可能な送液圧力に差をもたせることができる。この他、場合によっては、撥水バルブ51aと撥水バルブ51bとの間で、液と送液制御通路の流路壁との表面張力差を相違させることで、液が通過可能な送液圧力に差をもたせることも考えられる。
For example, the liquid feed control passages (
例えば、撥水バルブ51bよりも先の流路は、廃液貯留部に連通される。この場合、全ての反応、検出工程を終えた後などの適切な時期に、混合流路5cの中間部と下流末端8との間に収容された初期混合試薬7dおよび混合試薬7cを、マイクロポンプの送液圧力
を上げることによって撥水バルブ51bよりも先の流路へ押し出し、その先の廃液貯留部に収容する。
For example, the flow path ahead of the
なお、本実施例では混合流路5cの下流末端8にこのような撥水バルブ51bを設けたが、下流末端8に撥水バルブ51bを設けずに、下流末端8完全に封止する構造としてもよい。
In this embodiment, the
図5は、本発明の他の実施例におけるマイクロリアクタが備える、初期混合試薬の送出防止機構の構成を示した図である。なお、図1〜図3と対応する構成要素は同一の符号で示しその詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an initial mixed reagent delivery preventing mechanism provided in a microreactor according to another embodiment of the present invention. Components corresponding to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施例では、基本的な構成は上述した実施例と同様であるが、混合流路5cと送出流路5dとの接続部における送出流路5d側に、能動弁9が設けられている。初期混合試薬7dは、以下に説明する作用によって、混合流路5cの送出流路5dとの分岐点において、選択的に下流末端8側へ送り出され、混合流路5cの下流側にトラップされる。これにより、初期混合試薬7dが送出流路5d側へ流出することが防止される。
In this embodiment, the basic configuration is the same as that of the above-described embodiment, but an active valve 9 is provided on the
図5に示したように、マイクロポンプにより試薬収容部から流路5aへ送り出された試薬7aと、別途のマイクロポンプにより他の試薬収容部から流路5bへ送り出された試薬7bとは、合流部6で合流し、混合流路5cで混合される。
As shown in FIG. 5, the
この際、能動弁9は閉止した状態になっており、図6に示したように、混合流路5cと送出流路5dとの接続部において、初期混合試薬7dは送出流路5d側には流出せずに混合流路5cの下流末端8側へ送り出される。
At this time, the active valve 9 is in a closed state, and as shown in FIG. 6, the initial
そして、初期混合試薬7dが混合流路5cと送出流路5dとの分岐点を通過した後、能動弁9を開放する。これにより、図7に示したように、混合流路5c内の混合試薬7cは、能動弁9を通過し、混合試薬7cは送出流路5dに流出する。
Then, after the initial
以上のように能動弁9を制御することで、初期混合試薬7dは混合流路5cの中間部と下流末端8との間に収容され、送出流路5dには、初期混合試薬7dが切り捨てられた混合試薬7cのみが送出される。すなわち、混合比率が安定した混合試薬だけを後続する工程へ供給することができる。
By controlling the active valve 9 as described above, the initial
なお、能動弁9として、公知である各種の構造のものをマイクロリアクタに形成することができる。例えば、空気圧ピストン、油圧ピストン、水圧ピストン、圧電アクチュエータ、形状記憶合金アクチュエータなどにより、柔軟な材質からなる基材を上方から押圧して、この基材の下方に配置された開口を覆って流路を塞ぐ構造の能動弁、弁体としてバイメタルを使用し、通電加熱により弁体を変形させて流路を塞ぐ構造の能動弁、弁体として形状記憶合金を使用し、通電加熱により弁体を変形させて流路を塞ぐ構造の能動弁などが使用できる。弁の開閉制御は、外部の制御装置による電圧駆動などによって行う。 As the active valve 9, various known structures can be formed in the microreactor. For example, a base material made of a flexible material is pressed from above by a pneumatic piston, a hydraulic piston, a hydraulic piston, a piezoelectric actuator, a shape memory alloy actuator, etc., and an opening disposed below the base material is covered. An active valve with a structure that closes the valve, bimetal is used as the valve body, and the valve body is deformed by energization heating and the flow path is blocked by using a shape memory alloy as the valve body, and the valve body is deformed by energization heating. An active valve having a structure for closing the flow path can be used. Valve opening / closing control is performed by voltage drive or the like by an external control device.
以上に説明した、本発明のマイクロリアクタが備える初期混合試薬の送出防止機構は、混合流路と送出流路とから構成されており、初期混合試薬は、混合流路の中間部と下流末端との間に収容されて送出流路から反応部への送出が防止される。 The initial mixed reagent delivery prevention mechanism provided in the microreactor of the present invention described above is composed of a mixing flow path and a delivery flow path, and the initial mixed reagent is composed of an intermediate portion and a downstream end of the mixing flow path. It is accommodated in between, and the delivery from the delivery channel to the reaction part is prevented.
このような初期混合試薬の送出防止機構を備えた2つの実施例について説明したが、この他、例えば混合流路の断面積と、送出流路の断面積とを相違させることにより、毛細管力によって初期混合試薬を選択的に混合流路の流路末端側へ導くことで、初期混合試薬の送出流路側への送出を防止できる。 Two embodiments having such an initial mixed reagent delivery prevention mechanism have been described. In addition, for example, by making the cross-sectional area of the mixing channel different from the cross-sectional area of the delivery channel, the capillary force By selectively introducing the initial mixed reagent to the channel end side of the mixing channel, it is possible to prevent the initial mixed reagent from being sent to the sending channel side.
あるいは、混合流路の流路壁の表面張力と、送出流路の流路壁の表面張力とを、流路材質または流路壁の表面処理等により相違させ、表面張力によって初期混合試薬を選択的に混合流路の流路末端側へ導くことで、初期混合試薬の送出流路側への送出を防止できる。 Alternatively, the surface tension of the channel wall of the mixing channel and the surface tension of the channel wall of the delivery channel are made different depending on the channel material or surface treatment of the channel wall, and the initial mixed reagent is selected based on the surface tension. In particular, by guiding to the channel end side of the mixing channel, it is possible to prevent the initial mixed reagent from being sent to the sending channel side.
図8は、本発明の他の実施例におけるマイクロリアクタの流路構成を示した図であり、試料との混合部よりも上流側の流路構成を示している。
3種類の各試薬は、試薬収容部33h、33i、33jのそれぞれに収容され、各試薬収容部の上流側には、マイクロリアクタとは別途の装置に内蔵されたマイクロポンプ12h,12i,12jがポンプ接続部31で接続され、各試薬収容部から下流側の混合流路5cへこれらのマイクロポンプにより試薬が送液される。
FIG. 8 is a diagram showing the channel configuration of a microreactor according to another embodiment of the present invention, and shows the channel configuration on the upstream side of the mixing portion with the sample.
Each of the three types of reagents is stored in each of the
混合流路5cと、混合流路5cから分岐した送出流路5dと、撥水バルブ51a、51bは、図1と同様な初期混合試薬の送出防止機構を構成しており、試薬収容部33h、33i、33jから送出され混合流路5cで合流した各試薬の混合液の先端部を切り捨て、混合状態が安定した後に混合試薬を次工程へ送出するようにしている。
The mixing
図9は、本発明のマイクロリアクタの他の実施例を示した平面図である。本実施例のマイクロリアクタ1には、試薬の収容室である流路状の試薬収容部33a、33b、33cのそれぞれに3種類の試薬が収容されている。これらの試薬収容部の両端部(試薬収容部33aでは上流側の端部34aおよび下流側の端部34b)には、図4に示した構造の撥水バルブが設けられ、これらの撥水バルブの間の流路に試薬が封入されている。
FIG. 9 is a plan view showing another embodiment of the microreactor of the present invention. In the microreactor 1 of this embodiment, three types of reagents are accommodated in each of the flow path-shaped reagent
なお、詳細な説明は省略するが、図9のマイクロリアクタ1の微細流路には、試薬収容部33a〜33cの両端部以外の位置にも図4の撥水バルブが設けられており、例えば、混合試薬と試料との合流部38における混合試薬の入口と試料の入口などにも上記の撥水バルブが設けられており、この撥水バルブによってその先の流路への送液開始のタイミングが制御される。
Although not described in detail, the water repellent valve in FIG. 4 is provided in positions other than both ends of the
図9の試薬収容部33a〜33cの上流側には、マイクロリアクタ1の一方の面から外部へ開放された開口32c〜32eが設けられている。これらの開口32c〜32eは、マイクロリアクタ1を後述するマイクロポンプユニットに重ね合わせて接続した際に、マイクロポンプユニットの接続面に設けられた流路開口と位置合わせされてマイクロポンプに連通される。
なお、開口32a,32bおよび32f〜32kも同様に、マイクロリアクタ1とマイクロポンプユニットとの接続によってマイクロポンプに連通される。これらの開口32a〜32kを含むチップ面によってポンプ接続部が構成され、ポンプ接続部をマイクロポンプユニットの接続面に密着させることによってマイクロリアクタ1とマイクロポンプユニットとが接続される。
Similarly, the
このポンプ接続部は、必要なシール性を確保して駆動液の漏出を防止するために、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン樹脂などの柔軟性(弾性、形状追随性)をもつ樹脂によって密着面が形成されることが好ましい。このような柔軟性を有する密着面は、例えばマイクロリアクタの構成基材自体によるものであってもよく、また、ポンプ接続部における流路開口の周囲に貼着された柔軟性を有する別途の部材によるものであってもよい。 In order to ensure the necessary sealing performance and prevent leakage of the driving fluid, this pump connection part is formed with an adhesive surface made of a flexible (elastic, shape following) resin such as polytetrafluoroethylene or silicone resin. It is preferred that The close contact surface having such flexibility may be, for example, due to the constituent substrate itself of the microreactor, or by a separate member having flexibility attached around the flow path opening in the pump connection portion. It may be a thing.
試薬収容部33a〜33cに収容された試薬は、開口32c〜32eに連通するそれぞれ別途のマイクロポンプによって、試薬収容部33a〜33cの下流側端部に設けられた撥水バルブ(図示せず)を通過して合流部35へ流れ込み、その先に続く流路である混合
流路5c(試薬混合部36)で3種類の各試薬が混合される。
Reagents stored in the
なお、この混合流路5cと、送出流路5dとを含む流路系によって、図1または図5の実施例に示したような初期混合試薬の送出防止機構が構成されており、初期混合試薬を混合流路5cの流路末端8にトラップするようにしている。
The flow path system including the mixing
混合流路5cで混合され送出流路5dに送り出された混合試薬は、試料受容部37に収容された試料と合流部38で合流する。なお、混合試薬は開口32bに連通したマイクロポンプによって駆動液で下流へ押し出され、試料は開口32aに連通したマイクロポンプによって駆動液で下流へ押し出される。混合試薬と試料との混合液は、反応部39へ収容され加熱等によって反応が開始される。
The mixed reagent mixed in the mixing
反応後の液は、検出部40へ送液され、例えば光学的な検出方法などによって標的物質が検出される。なお、開口32f〜32jに連通するそれぞれ別途のマイクロポンプによって、これらの開口から先の流路に予め収容された各試薬(例えば混合試薬と試料との反応を停止させる液、検出対象の物質に対して標識などの必要な処理を行うための液、洗浄液など)を所定のタイミングで下流へ押し出して送液するようにしている。
The liquid after the reaction is sent to the
図10は、図9のマイクロリアクタに使用されるマイクロポンプユニットの斜視図、図11は、その断面図である。このマイクロポンプユニット11は、シリコン製の基板17と、その上のガラス製の基板18と、その上のガラス製の基板19との3つの基板から構成されている。基板17と基板18、および基板18と基板19はそれぞれ、陽極接合によって接合されている。
10 is a perspective view of a micropump unit used in the microreactor of FIG. 9, and FIG. 11 is a sectional view thereof. The
シリコン製の基板17と、その上に陽極接合によって貼り合わされたガラス製の基板18との間の内部空間によってマイクロポンプ12(ピエゾポンプ)が構成されている。
基板17は、シリコンウエハをフォトリソグラフィ技術により所定の形状に加工したものである。例えば、シリコン基板面への酸化膜の形成、レジスト塗布、レジストの露光および現像、酸化膜のエッチング、ICP(高周波誘導結合型プラズマ、Inductively Coupled Plasma)などによるシリコンのエッチング等を含む微細加工によって、加圧室22、第1流路23、第1液室25、第2流路24、および第2液室26が形成されている。
A micro pump 12 (piezo pump) is constituted by an internal space between the
The
加圧室22の位置では、シリコン基板がダイヤフラムに加工され、その外側表面には、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)セラミックスなどからなる圧電素子21が貼着されている。
At the position of the pressurizing
このマイクロポンプ12は、圧電素子21への制御電圧によって次のように駆動される。印加された所定波形の電圧により圧電素子21が振動すると共に、加圧室22の位置におけるシリコンダイヤフラムが振動し、これによって加圧室22の体積が増減する。第1流路23と第2流路24とは、幅および深さが同じで、長さが第1流路23よりも第2流路24の方が長くなっている。第1流路23では、差圧が大きくなると、流路内で乱流が発生し、流路抵抗が増加する。一方、第2流路24では、流路幅が長いので差圧が大きくなっても層流になり易く、第1流路23に比べて差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合が小さくなる。
The
例えば、圧電素子21に対する制御電圧を調整することにより、加圧室22の内部へ向かう方向へ素早くシリコンダイヤフラムを変位させて大きい差圧を与えながら加圧室22の体積を減少させ、次いで加圧室22からその外側へ向かう方向へゆっくりシリコンダイヤフラムを変位させて小さい差圧を与えながら加圧室22の体積を増加させると、駆動液は図11において左から右へ向かう方向へ正方向に送液される。
For example, by adjusting the control voltage for the
これとは反対に、加圧室22からその外側へ向かう方向へ素早くシリコンダイヤフラムを変位させて大きい差圧を与えながら加圧室22の体積を増加させ、次いで加圧室22の内部へ向かう方向へゆっくりシリコンダイヤフラムを変位させて小さい差圧を与えながら加圧室22の体積を減少させると、駆動液は図11の右から左へ逆方向に送液される。
On the contrary, the volume of the pressurizing
なお、第1流路23と第2流路24における、差圧の変化に対する流路抵抗の変化割合の相違は、必ずしも流路の長さの違いによる必要はなく、他の形状的な相違に基づくものであってもよい。
Note that the difference in flow rate resistance change ratio with respect to the change in differential pressure between the
マイクロポンプ12による流量の制御は、圧電素子21に印加する電圧を調整することにより行うことができる。
基板19には、流路20がパターニングされている。一例として、流路20の寸法および形状は、幅が150μm程度、深さが300μm程度の断面矩形状である。流路20の下流側には、図9のマイクロリアクタの開口32a〜32kに位置合わせすることによりマイクロポンプ12を検査チップの微細流路に連通させるための開口15が設けられている。
Control of the flow rate by the
A
流路20の上流側は、基板18の貫通孔16bを介して、基板17に設けられた流路を通りマイクロポンプ12に連通されている。また、マイクロポンプ12の上流側は、基板17に設けられた流路から基板18の貫通孔16aを介して、ガラス製の基板19に設けられた開口14に連通されている。この開口14は不図示の駆動液タンクに接続されている。開口14は、例えば、PDMS(ポリジメチルシロキサン)のパッキンを介して駆動液タンクに接続される。
The upstream side of the
開口15a,15b,15cはそれぞれ、図9のマイクロリアクタの開口32c,32d,32eと連通される(なお、図10ではマイクロポンプユニット全体のうち一部分のみ示している)。マイクロポンプ12によって、流路20、開口15a、開口32cを通じて駆動液を送液して試薬収容部33aに収容された試薬を下流へ押し出し、流路20、開口15b、開口32dを通じて駆動液を送液して試薬収容部33bに収容された試薬を下流へ押し出し、流路20、開口15c、開口32eを通じて駆動液を送液して試薬収容部33cに収容された試薬を下流へ押し出す。
Each of the
マイクロリアクタは、例えば、別途のシステム本体に装着することにより反応と分析が行われる。このシステム本体とマイクロリアクタとによりマイクロ総合分析システムが構成される。このマイクロ総合分析システムの一例を以下に説明する。図12は、マイクロ総合分析システムの一例を示した斜視図、図13は、このマイクロ総合分析システムにおけるシステム本体の内部構成を示した図である。 For example, the microreactor is subjected to reaction and analysis by being mounted on a separate system body. The system main body and the microreactor constitute a micro total analysis system. An example of this micro total analysis system will be described below. FIG. 12 is a perspective view showing an example of a micro total analysis system, and FIG. 13 is a diagram showing an internal configuration of a system main body in the micro total analysis system.
このマイクロ総合分析システム2のシステム本体3は、分析のための各装置を収納する筺体状の収納体62を備えている。この収納体62の内部には、マイクロリアクタ1に連通させるための流路開口を有するチップ接続部13と、複数のマイクロポンプ(図示せず)とが設けられたマイクロポンプユニット11が配置されている。
The system main body 3 of the micro
さらに収納体62の内部には、マイクロリアクタ1における反応を検出するための検出処理装置(LED、光電子増倍菅、CCDカメラ等の光源68および、可視分光法、蛍光測光法などによる光学的な検出を行う検出器69)と、この検出処理装置とマイクロポンプユニット11とを制御する制御装置(図示せず)とが設けられている。この制御装置によって、マイクロポンプによる送液の制御、光学的手段等によりマイクロリアクタ1における反応を検出する検出処理装置の制御の他、後述する加熱・冷却ユニットによるマイク
ロリアクタ1の温度制御、マイクロリアクタ1における反応の制御、データの収集(測定)および処理等を行う。マイクロポンプの制御は、予め送液順序、流量、タイミングなどに関する諸条件が設定されたプログラムに従って、それに応じた駆動電圧をマイクロポンプに印加することによって行う。
Further, inside the
このマイクロ総合分析システム2では、マイクロリアクタ1の微細流路の上流側(例えば試薬収容部、試料受容部などの上流側)に設けられた流路開口およびその周囲のチップ面からなるポンプ接続部31と、マイクロポンプユニット11のチップ接続部13とを液密に密着させた状態でマイクロリアクタ1を収納体62の内部に装着した後、マイクロリアクタ1において検体中の標的物質が分析される。マイクロリアクタ1は、搬送トレイ65に載置されて挿入口63から収納体62の内部に導入される。しかし、マイクロリアクタがマイクロポンプユニットに対して加圧された状態でマイクロリアクタを収納体62の内部に固定できるのであれば、必ずしも搬送トレイを用いる必要はない。
In the micro
収納体62の内部には、所定位置に装着されたマイクロリアクタ1を局所的に加熱もしくは冷却するための加熱・冷却ユニット(ペルチェ素子66、ヒーター67)が設けられている。例えば、マイクロリアクタ1における試薬収容部の領域にペルチェ素子66を圧接することにより試薬収容部を選択的に冷却し、これによって試薬の変質等を防止するとともに、反応部を構成する流路の領域にヒーター67を圧接することにより反応部を選択的に加熱し、これによって反応部を反応に適した温度にする。
Inside the
マイクロポンプユニット11は1つの駆動液タンク61に接続され、マイクロポンプの上流側はこの駆動液タンク61に連通している。一方、マイクロポンプの下流側は、マイクロポンプユニット11の片面に設けられた流路開口に連通されており、それぞれのマイクロポンプに連通したそれぞれの流路開口と、マイクロリアクタ1のポンプ接続部31に設けられたそれぞれの流路開口とが連結するようにマイクロリアクタ1がマイクロポンプユニット11に対して接続される。
The
マイクロポンプによって、駆動液タンク61に収容された鉱物油などのオイル系あるいは水系の駆動液を、ポンプ接続部31を経由してマイクロリアクタ1における各液の収容部に送り出し、駆動液によって各収容部の液をマイクロリアクタ1の下流側へ押し出して送液する。
An oil-based or water-based driving liquid such as mineral oil stored in the driving
測定試料である検体の前処理、反応および検出の一連の分析工程は、マイクロポンプ、検出処理装置および制御装置が一体化されたシステム本体2に、マイクロリアクタ1を装着した状態で行なわれる。好ましくは、試料および試薬の送液、前処理、混合に基づく所定の反応および光学的測定が、一連の連続的工程として自動的に実施され、測定データが、必要な条件、記録事項とともにファイル内に格納される。図12では、分析の結果が収納体62の表示部64に表示されるようになっている。
A series of analysis steps of pretreatment, reaction, and detection of a sample as a measurement sample is performed in a state where the microreactor 1 is mounted on a
以下に、本発明のマイクロリアクタを用いた試料(検体)と試薬との反応およびその検出の具体的な例を示す。マイクロリアクタの好ましい一態様では、一つのチップ内において、
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。
Specific examples of the reaction between the sample (specimen) and the reagent using the microreactor of the present invention and the detection thereof will be shown below. In a preferred embodiment of the microreactor, in one chip,
A sample receiving part into which a sample or an analyte extracted from the sample (for example, DNA, RNA, gene) is injected;
A sample pretreatment unit for preprocessing the sample;
A reagent container for storing reagents used for probe binding reaction, detection reaction (including gene amplification reaction or antigen-antibody reaction);
A positive control accommodating part for accommodating a positive control;
A negative control accommodating portion for accommodating a negative control;
A probe accommodating portion that accommodates a probe (for example, a probe that hybridizes to a gene to be detected amplified by a gene amplification reaction);
A fine flow path communicating with each of these accommodating portions,
A pump connection portion that can be connected to each of the accommodating portions and a separate micropump for feeding the liquid in the flow path is provided.
このマイクロリアクタには、ポンプ接続部を介してマイクロポンプが接続され、試料受容部に注入された検体もしくは検体から抽出した生体物質(例えばDNAまたはそれ以外の生体物質)と、試薬収容部に収容された試薬とを下流の流路へ送液し、微細流路の反応部、例えば遺伝子増幅反応(タンパク質の場合、抗原抗体反応など)を行う反応部で混合して反応させる。次いで、その下流側流路にある検出部へ、この反応液を処理した処理液と、プローブ収容部に収容されたプローブとを送液し、流路内で混合してプローブと結合(またはハイブリダイゼーション)させ、この反応生成物に基づいて生体物質の検出を行う。 A micropump is connected to the microreactor via a pump connection unit, and the sample is injected into the sample receiving unit or a biological material extracted from the sample (for example, DNA or other biological material) and stored in the reagent storage unit. The reagent is fed to the downstream flow path, and mixed and reacted in a reaction section of the fine flow path, for example, a reaction section that performs a gene amplification reaction (such as an antigen-antibody reaction in the case of protein). Next, the processing solution obtained by treating this reaction solution and the probe accommodated in the probe accommodating portion are sent to the detection portion in the downstream flow channel, mixed in the flow channel, and combined with the probe (or high). A biological substance is detected based on the reaction product.
また、ポジティブコントロール収容部に収容されたポジティブコントロールおよびネガティブコントロール収容部に収容されたネガティブコントロールについても同様に上記反応および検出を行う。 In addition, the above reaction and detection are performed in the same manner for the positive control housed in the positive control housing section and the negative control housed in the negative control housing section .
試料受容部に注入された検体は、必要に応じて、試薬との混合前に、予め流路に設けられた検体前処理部にて、例えば検体と処理液とを混合することによって前処理される。この検体前処理部は、分離フィルター、吸着用樹脂、ビーズなどを含んでいてもよい。好ましい検体前処理としては、アナライトの分離または濃縮、除タンパクなどが挙げられる。例えば、1%SDS混合液などの溶菌剤を用いて溶菌処理・DNA抽出処理を行なう。この過程では、細胞内部からDNAが放出され、ビーズまたはフィルターの膜面に吸着する。 The sample injected into the sample receiving unit is pretreated, for example, by mixing the sample and the treatment liquid in a sample pretreatment unit provided in advance in the flow path before mixing with the reagent, if necessary. The The specimen pretreatment unit may include a separation filter, an adsorption resin, beads, and the like. Preferable sample pretreatment includes separation or concentration of analyte, deproteinization, and the like. For example, lysis treatment and DNA extraction treatment are performed using a lysis agent such as a 1% SDS mixed solution. In this process, DNA is released from the inside of the cell and adsorbed on the membrane surface of the bead or filter.
マイクロリアクタの試薬収容部には、必要な試薬が予め所定の量だけ封入されている。したがって使用時にその都度試薬を必要量充填する必要はなく、即使用可能の状態になっている。検体中の生体物質を分析する場合、測定に必要な試薬類は、通常それぞれ公知である。例えば、検体に存在する抗原を分析する場合、それに対する抗体、好ましくはモノクローナル抗体を含有する試薬が使用される。抗体は、好ましくはビオチンおよびFITCで標識されている。 A predetermined amount of a necessary reagent is sealed in advance in the reagent storage section of the microreactor. Therefore, it is not necessary to fill a necessary amount of the reagent each time it is used, and it is ready for use. When analyzing a biological substance in a specimen, reagents necessary for the measurement are generally known. For example, when analyzing an antigen present in a specimen, a reagent containing an antibody against it, preferably a monoclonal antibody, is used. The antibody is preferably labeled with biotin and FITC.
遺伝子検査用のマイクロリアクタに予め収容される試薬類には、遺伝子増幅に用いられる各種試薬の他、検出に使用されるプローブ類、発色試薬、前記の検体前処理に使用する前処理試薬などがある。 In addition to various reagents used for gene amplification, reagents stored in the microreactor for genetic testing include probes used for detection, coloring reagents, pretreatment reagents used for the sample pretreatment, and the like. .
マイクロポンプから駆動液を供給することにより、各試薬収容部から試薬を押し出してこれらを合流させることによって、混合試薬を生成する。この際、図1〜図3などに示した初期混合試薬の送出機構によって初期混合試薬を切り捨て、混合比率が安定した混合試薬のみを下流へ送り出す。 By supplying the driving liquid from the micropump, the reagent is pushed out from each reagent container and joined together to generate a mixed reagent. At this time, the initial mixed reagent is discarded by the initial mixed reagent delivery mechanism shown in FIGS. 1 to 3 and the like, and only the mixed reagent having a stable mixing ratio is sent downstream.
その後、マイクロポンプから駆動液を供給することにより、試料受容部から検体を押し出し、混合比率が安定した混合試薬と合流させることによって、反応部にて、遺伝子増幅反応、アナライトのトラップまたは抗原抗体反応といった分析に必要な反応が開始される。 After that, by supplying the driving liquid from the micropump, the specimen is pushed out from the sample receiving part and merged with the mixed reagent having a stable mixing ratio, so that in the reaction part, gene amplification reaction, analyte trap or antigen antibody Reactions required for analysis such as reactions are started.
DNA増幅方法としては、改良点も含めて各種文献などに記載され、多方面で盛んに利用されているPCR増幅法を使用することができる。PCR増幅法においては、3つの温
度間で昇降させる温度管理が必要になるが、マイクロチップに好適な温度制御を可能とする流路デバイスが、すでに本発明者らにより提案されている(特開2004−108285号)。このデバイスシステムを本発明のチップの増幅用流路に適用すればよい。これにより、熱サイクルが高速に切り替えられ、微細流路を熱容量の小さいマイクロ反応セルとしているため、DNA増幅は、手作業で行う従来の方式よりはるかに短時間で行うことができる。
As a DNA amplification method, a PCR amplification method described in various documents including improvements and actively used in various fields can be used. In the PCR amplification method, it is necessary to manage the temperature by raising and lowering between three temperatures. However, a channel device that enables temperature control suitable for a microchip has already been proposed by the present inventors (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-318867). 2004-108285). This device system may be applied to the amplification channel of the chip of the present invention. As a result, the heat cycle can be switched at high speed, and the micro flow path is a micro reaction cell with a small heat capacity. Therefore, DNA amplification can be performed in a much shorter time than the conventional method that is performed manually.
最近開発されたICAN(Isothermal chimera primer initiated nucleic acid
amplification)法は、50〜65℃における任意の一定温度の下にDNA増幅を短時間で実施できるため(特許第3433929号)、本発明システムにおいても好適な増幅技術である。手作業では、1時間かかる本法は、本発明のシステムにおいては、10〜20分、好ましくは15分で解析まで終わる。
Recently developed ICAN (Isothermal chimera primer initiated nucleic acid
The amplification method is a suitable amplification technique even in the system of the present invention because DNA amplification can be performed in a short time at an arbitrary constant temperature of 50 to 65 ° C. (Japanese Patent No. 3343929). By hand, the method, which takes one hour, ends in 10-20 minutes, preferably 15 minutes, in the system of the present invention.
マイクロリアクタの微細流路における反応部よりも下流側には、アナライト、例えば増幅された遺伝子を検出するための検出部が設けられている。少なくともその検出部分は、光学的測定を可能とするために透明な材質、好ましくは透明なプラスチックとなっている。 A detection unit for detecting an analyte, for example, an amplified gene, is provided downstream of the reaction unit in the microchannel of the microreactor. At least the detection part is made of a transparent material, preferably a transparent plastic, in order to enable optical measurement.
微細流路上の検出部に吸着されたビオチン親和性タンパク質(アビジン、ストレプトアビジン)は、プローブ物質に標識されたビオチン、または遺伝子増幅反応に使用されるプライマーの5’末端に標識されたビオチンと特異的に結合する。これにより、ビオチンで標識されたプローブまたは増幅された遺伝子が本検出部位でトラップされる。 The biotin-affinity protein (avidin, streptavidin) adsorbed on the detection section on the microchannel is specific to biotin labeled on the probe substance or biotin labeled on the 5 'end of the primer used in the gene amplification reaction. Join. Thereby, the probe labeled with biotin or the amplified gene is trapped at the detection site.
分離されたアナライトまたは増幅された目的遺伝子のDNAを検出する方法は特に限定されないが、好ましい態様として基本的には以下の工程で行われる。
(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。
A method for detecting the separated analyte or the amplified DNA of the target gene is not particularly limited, but as a preferred embodiment, it is basically performed in the following steps.
(1a) Fine flow channel downstream from the containing portion of a sample or DNA extracted from the sample or cDNA synthesized by reverse transcription reaction from RNA extracted from the sample or sample and a biotin-modified primer at the 5 ′ position To liquid.
反応部の微細流路内で遺伝子増幅反応を行った後、微細流路内で増幅された遺伝子を含む増幅反応液と変性液とを混合して、増幅された遺伝子を変性処理により一本鎖にし、これと末端をFITC(fluorescein isothiocyanate)で蛍光標識したプローブDNAと
をハイブリダイズさせる。
After performing the gene amplification reaction in the microchannel of the reaction section, the amplification reaction solution containing the gene amplified in the microchannel and the denaturing solution are mixed, and the amplified gene is single-stranded by denaturation treatment. This is hybridized with a probe DNA fluorescently labeled with FITC (fluorescein isothiocyanate) at the end.
次いで、ビオチン親和性タンパク質を吸着させた微細流路内の検出部位に送液し、前記増幅遺伝子を微細流路内の検出部位にトラップする(増幅遺伝子を検出部位でトラップした後に蛍光標識したプローブDNAとをハイブリダイズさせてもよい。)。
(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。
Next, the solution is sent to the detection site in the microchannel to which the biotin-affinity protein is adsorbed, and the amplified gene is trapped in the detection site in the microchannel (the probe labeled with the fluorescence after trapping the amplified gene at the detection site) It may be hybridized with DNA.)
(1b) A reagent containing an antibody, preferably a monoclonal antibody, specific to an analyte such as an antigen, metabolite or hormone present in the sample is mixed with the sample. In that case, the antibody is labeled with biotin and FITC. Therefore, the product obtained by the antigen-antibody reaction has biotin and FITC. This is sent to a detection site in a microchannel to which a biotin affinity protein (preferably streptavidin) is adsorbed, and is immobilized on the detection site through the binding of biotin affinity protein and biotin.
(2) A colloidal gold solution whose surface has been modified with an anti-FITC antibody that specifically binds to FITC flows through the fine channel, and this hybridizes to the immobilized FITC of the analyte / antibody reaction product or to the gene. The gold colloid is adsorbed to the FITC-modified probe.
(3) Optically measure the concentration of colloidal gold in the fine channel.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定される
ことはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変形、変更が可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, In the range which does not deviate from the summary, various deformation | transformation and change are possible.
1 マイクロリアクタ
2 マイクロ総合分析システム
3 システム本体
5a 流路
5b 流路
5c 混合流路
5d 送出流路
6 合流部
7a 試薬
7b 試薬
7c 混合試薬
7d 初期混合試薬
8 下流末端
9 能動弁
11 マイクロポンプユニット
12,12h〜12j マイクロポンプ
13 チップ接続部
14 開口
15,15a〜15c 開口
16a 貫通孔
16b 貫通孔
17 基板
18 基板
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
32a〜32k 開口
33a〜33c,33h〜33j 試薬収容部
34a,34b 端部
35 合流部
36 試薬混合部
37 試料受容部
38 合流部
39 反応部
40 検出部
51,51a〜51e 撥水バルブ
52 送液制御通路
53a,53b 流路
54 液
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
複数の試薬が個別に収容される収容室からなる複数の試薬収容部と、
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と、
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と、
前記試薬混合部から送出される混合試薬と、前記試料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と、を備え、
前記複数の試薬収容部、試薬混合部、試料受容部および反応部は、前記チップ内に組み込まれて流路により互いに連通され、
前記試薬混合部において生成された混合試薬のうち、初期に混合された初期混合試薬を前記反応部に送出することを防止する送出防止機構を備えることを特徴とするマイクロリアクタ。 A plate-shaped chip;
A plurality of reagent storage sections each including a storage chamber in which a plurality of reagents are individually stored;
A reagent mixing unit that mixes a plurality of reagents delivered from the plurality of reagent storage units to generate a mixed reagent; and
A sample receiver having an inlet for injecting a sample from the outside;
A mixed reagent sent from the reagent mixing part and a reaction part for mixing and reacting the sample sent from the sample receiving part,
The plurality of reagent storage units, the reagent mixing unit, the sample receiving unit, and the reaction unit are incorporated in the chip and communicated with each other through a flow path,
A microreactor comprising a delivery preventing mechanism for preventing an initial mixed reagent mixed in the initial stage from among the mixed reagents generated in the reagent mixing unit from being sent to the reaction unit.
該混合流路の中間部において、前記反応部へ混合試薬を送出する送出流路が分岐され、
前記送出防止機構は、前記混合流路と送出流路とから構成されており、
前記初期混合試薬は、前記混合流路の中間部と下流末端との間に収容されて前記送出流路から前記反応部への送出が防止されることを特徴とする請求項1に記載のマイクロリアクタ。 The reagent mixing part is a flow path for mixing the plurality of reagents, and includes a mixing flow path provided with a downstream end where the flow of the mixed reagent is stopped,
In the middle part of the mixing channel, a delivery channel for sending the mixed reagent to the reaction unit is branched,
The delivery prevention mechanism is composed of the mixing channel and the delivery channel,
2. The microreactor according to claim 1, wherein the initial mixed reagent is accommodated between an intermediate portion and a downstream end of the mixing channel, and is prevented from being sent from the sending channel to the reaction unit. .
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