JP4978892B2 - 生体物質検出装置、反応用チップ、および生体物質検出方法 - Google Patents
生体物質検出装置、反応用チップ、および生体物質検出方法 Download PDFInfo
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Description
ガラス基板等に微細流路が設けられたマイクロ流体デバイス中でハイブリダイゼーションを行う方法は、特に試料や試薬の量が少なくてすむため、広い分野での利用が期待されている。
これにより、回転基板に印加する回転加速度を制御するだけで、反応用チップを前記第1の固定部と前記第2の固定部の間で移動させることができるので、回転基板上で反応用チップを移動させるための駆動機構が不要であり、より簡易な機構で流路内の検体液の往復送液を行うことができる。
これにより、回転中の反応用チップの位置が回転基板上で等間隔になり、回転バランスを保つことができる。また、レールを介して繋がっている第1の固定部と第2の固定部は、回転中心を通る直線に対して対称の位置にあるため、流路内での検体液の移動速度が往路と復路で等しくなり、反応の均一性を高めることができる。
これにより、回転基板の回転中に検体液が外にこぼれ出る心配がない。このため回転速度を高め、大きな遠心力で検体液の移動を行うことができるので、送液時間を短縮することができる。また、気液分離膜を通して空気が外部に排出されるため、気泡が流路内に入って流路内での反応ばらつきが出るのを防ぐことができる。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による核酸検出装置(生体物質検出装置)10の概略構成を示す上面図である。また、図2は核酸検出装置10の概略構成を示す側面図である。核酸検出装置10は、回転基板101、DNAチップ固定部102〜105、レール106、回転軸107、回転基板101の回転制御モータ108を備えている。
検体液を供給した後、液溜204,205を気液分離膜206,207で覆い、DNAチップ20を核酸検出装置10のDNAチップ固定部102およびDNAチップ固定部104に取り付ける。
DNAチップ20が固定部からもう一方の固定部へ移動するためには、回転加速による慣性力がDNAチップ20にかかる遠心力よりも大きくなければならない。図5に示すように、回転基板101上のDNAチップ20の重心位置Mとし、回転基板101の中心と重心Mを通る直線線とレール106とのなす角度をθ、回転基板101の中心と固定部103にあるDNAチップの重心Mを通る直線線とレール106とのなす角度をθ0とすると、DNAチップ20にかかる遠心力F1と回転加速による慣性力F2は以下のように表すことができる。
図9、図10は、本実施形態の変形例を示す図である。
上記の実施の形態1では、DNAチップ固定部102〜105を、正4角形の頂点に対応する位置に配置したが、正4角形の他にも、正n角形(nは4以上の偶数)の頂点に対応する位置にDNAチップ固定部を設ける構成にしてもよい。
図11(A)は、本発明の実施の形態2による核酸検出装置(生体物質検出装置)10の概略構成を示す上面図である。また、図2は核酸検出装置10の概略構成を示す側面図である。図に示すように、実施の形態2では、核酸検出装置10は、磁石が組み込まれた移動用ロッド115と移動用ロッド115の駆動機構116を備えている。また、DNAチップ20には磁石208が組み込まれている。
駆動機構116は、移動用ロッド115を移動させて、DNAチップ20の磁石208に近づけ、DNAチップ20を磁力によって引き寄せる。次に、駆動機構116はDNAチップ20を引き寄せたままの状態で移動用ロッド115を移動し、DNAチップ20をレール106に沿って他方のDNAチップ固定部まで移動させる。
Claims (5)
- 回転基板と、
前記回転基板の回転の方向及び速度を制御する回転制御部と、
前記回転基板上の、回転中心と重ならない位置に設けられ、反応用チップを固定することが可能な第1の固定部および第2の固定部と、
前記反応用チップを前記第1の固定部と前記第2の固定部の間で移動させるための移動手段を備え、
前記反応用チップは、複数の反応領域を備えた流路と、前記流路の一端に接続された第1の液溜と、前記流路の他方の端部に接続された第2の液溜と、を備え、
前記反応用チップが前記第1の固定部に固定されたときの、前記第1の液溜と前記回転中心との距離をa1、前記第2の液溜と前記回転中心との距離をa2、前記反応用チップが前記第2の固定部に固定されたときの、前記第1の液溜と前記回転中心との距離をb1、前記第2の液溜と前記回転中心との距離をb2、とすると、
a1>a2かつb1<b2、または、a1<a2かつb1>b2
であることを特徴とする生体物質検出装置。 - 前記移動手段は、前記第1の固定部と前記第2の固定部を接続するレールであり、
前記回転制御部によって前記回転基板に印加する回転加速度を制御することにより、慣性力を利用して、前記反応用チップを前記レールに沿って前記第1の固定部と前記第2の固定部の間で移動させることを特徴とする請求項1に記載の生体物質検出装置。 - 前記第1の固定部と前記第2の固定部は、前記回転中心を重心とする正n角形(nは4以上の偶数)の頂点に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の生体物質検出装置。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載の生体物質検出装置で用いられる反応用チップであって、
前記第1の液溜及び前記第2の液溜の上部の開口部が気液分離膜で覆われていることを特徴とする反応用チップ。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の生体物質検出装置を用いた生体物質検出方法であって、
前記反応用チップに検体液を供給する工程と、
前記反応用チップを前記第1の固定部に固定する工程と、
前記回転基板を回転させることにより、前記流路内の検体液を移動させる工程と、
前記回転制御部によって、前記回転基板の回転の方向または速度の少なくとも一方を制御することにより、慣性力を利用して前記反応用チップを前記第1の固定部から前記第2の固定部へ移動させる工程と、
前記回転基板を回転させることにより、前記反応用チップの流路内の検体液を前記第1の固定部に固定していたときとは逆の方向に移動させる工程と、を備えていることを特徴とする生体物質検出方法。
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