JP5156839B2 - 溶液リザーバ−ポンプチャンバを有するマイクロ流体カートリッジ - Google Patents
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Description
前記チャネル−チャンバ層に、廃棄物リザーバ、反応−検出チャンバ、少なくとも1つの溶液リザーバ−ポンプチャンバ、及び、少なくとも1つのマイクロチャネルが設けられ、前記廃棄物リザーバは、廃棄物出口を有し、且つ前記反応−検出チャンバに前記マイクロチャネルを介して連通し、前記反応−検出チャンバの他方のポートは前記溶液リザーバ−ポンプチャンバ及び前記流体入口に、前記マイクロチャネルを介して連通しており、
前記溶液リザーバ−ポンプチャンバは、試料リザーバ及び試薬リザーバを含み、前記リザーバの各々が、円筒状チャンバ、並びに前記円筒状チャンバ内の液体のシール(密封)及び汲み出しのために用いられる弾性要素からなり、
前記シール層と前記チャネル−チャンバ層とは、前記廃棄物リザーバ、前記反応−検出チャンバ、前記シール(密封)可能な溶液入口、前記溶液リザーバ−ポンプチャンバ、及び前記マイクロチャネルを完全に形成するように位置合わせ及びシール(密封)され、
チップウィンドウが、前記チャネル−チャンバ層内の前記反応−検出チャンバの位置に対応する、前記シール層の位置に形成され、前記チップウィンドウは、前記反応−検出チャンバと、前記プリント回路基板上の前記磁気抵抗バイオチップとの間で位置合わせ及びシール(密封)されて、前記磁気抵抗バイオチップの表面を反応及び検出面とする完全な反応−検出チャンバを形成し、
前記磁気抵抗チップの前記面が、バイオチップを形成するように生体機能を有し、前記バイオチップは、前記マイクロ流体カートリッジの外部の検査装置に、前記プリント回路基板上の複数の導電ラインにより接続される。
図1、図2A、図2B、図3、図4A、図4B、図5及び図6を参照する。マイクロ流体カートリッジは、チャネル−チャンバ層10、チャネル−チャンバ層のためのシール層20、及びプリント回路基板30を備えている。
図4Cを参照する。実施形態1と比較すると、実施形態2は、構造的に異なる溶液リザーバ−ポンプチャンバ11を有し、溶液のシール及び汲み出しのために用いられる弾性シリンダ133及び弾性シリンダ134を有する。溶液リザーバ−ポンプチャンバ11は、円筒状チャンバと、弾性シリンダ133及び弾性シリンダ134とを含む。弾性シリンダ133は、シール弁及びポンプ弁の両方の機能を果たし、一方、弾性シリンダ134はシールをするためだけに存在する。円筒状チャンバ11は2つの異なる構造を有することができる。一方は、直径の異なる突き合わされた2つの円筒状チャンバを有し、他方は、直径の異なる3つの円筒状チャンバを有する。上部121の直径は中間部122及び下部123の直径よりも大きい。中間部122の直径は下部123の直径よりもわずかに小さい。弾性シリンダ133は、円筒状チャンバの上部121の直径よりもわずかに大きい直径を有する。そして、弾性シリンダ134の直径は、中間部122の直径よりもわずかに大きいが、下部123の直径よりは小さい。最初に弾性シリンダ133がチャンバ11の上部をシールするために上部121に挿入される。試料又は溶液が、図1に示されている入口103を通してチャンバ11内に注入される。次いで、弾性シリンダ134がチャンバ11の中間部122に、チャンバをシールするために配置される。弾性シリンダ133が円筒状チャンバの下部に向って駆動されると、溶液が弾性シリンダ134を、弾性シリンダ134のシール効果が消失する部分123内に押し込み、溶液は円筒状チャンバから流出し、マイクロチャネル104を通って反応−検出チャンバ105内に入る。
図7を参照する。実施形態1と比較すると、実施形態3のチャネル−チャンバ層10の溶液リザーバ−ポンプチャンバ11は、溶液入口102と同じマイクロチャネルの上に配置されている。実施形態1と同様に、実施形態3のマイクロ流体カートリッジは、図7に示されているチャネル及びチャンバ層10、図2A及び2Bに示されているシール層20、及び、図3に示されている、磁気抵抗バイオチップ及び導電ラインを有するプリント回路基板30を含む。チャネル−チャンバ層10は、基板101、溶液入口102、溶液リザーバ−ポンプチャンバ11、部分的に構築されたマイクロチャネル104、部分的に構築された反応−検出チャンバ105、及び、廃棄物出口107を有する部分的に構築された廃棄物リザーバ106からなる。廃棄物リザーバ106は、反応−検出チャンバ105の出口端部と、マイクロチャネル104を介して流体連通している。そして、反応−検出チャンバ105の他端は、溶液入口102と流体連通している溶液リザーバ−ポンプチャンバ11と流体連通している。溶液リザーバ−ポンプチャンバ11の構造は、実施形態1にて詳細に記載した、図4Aに示されている構造であっても良いし、或いは、実施形態2にて詳細に記載した、図4Cに示されている構造であっても良く、これらの構造をここで再び記載しない。同様に、シール層及びプリント基板に関しても実施形態1にて詳細に記載しており、これらを実施形態3に関して繰り返し記載しない。
11 溶液リザーバ−ポンプチャンバ
12 円筒状チャンバ
121 円筒状チャンバの上部
122 円筒状チャンバ中間部
123 円筒状チャンバの下部
13 弾性要素
131,132 弾性回転楕円体
133,134 弾性シリンダ
101 基板
102 シール可能な溶液入口
103 溶液リザーバの入口
104 マイクロチャネル
105 反応−検出チャンバ
106 廃棄物リザーバ
107 廃棄物出口
20 チャネル−チャンバ層のためのシール層
21 シール層の上面
22 シール層の下面
201 チップウィンドウ
203 バイオチップの接着ワイヤを収容するためのスペース
30 バイオチップに接合されたプリント回路基板
301 磁気抵抗バイオチップ
302 プリント回路板
303 導電ライン
40 溶液インジェクタ
Claims (5)
- チャネル−チャンバ層と、前記チャネル−チャンバ層のためのシール層と、磁気抵抗バイオチップに接合されたプリント回路基板と、少なくとも1つの流体入口とを含む、溶液リザーバ−ポンプチャンバを有するマイクロ流体カートリッジにおいて、
前記チャネル−チャンバ層に、廃棄物リザーバ、反応−検出チャンバ、少なくとも1つの溶液リザーバ−ポンプチャンバ及び少なくとも1つのマイクロチャネルが設けられ、前記廃棄物リザーバが廃棄物出口を有し、且つ、前記反応−検出チャンバに前記マイクロチャネルを介して連通し、前記反応−検出チャンバの他方のポートが前記溶液リザーバ−ポンプチャンバ及び前記溶液リザーバ−ポンプチャンバの前記流体入口に、前記マイクロチャネルを介して連通し、
前記溶液リザーバ−ポンプチャンバが、試料リザーバ及び試薬リザーバを含み、前記試料リザーバ及び前記試薬リザーバの各々が、円筒状チャンバと、前記円筒状チャンバ内の液体のシール及び汲み出しのために用いられる2つの弾性要素とを有し、
前記円筒状チャンバが、上部、中間部、及び下部を含み、前記下部が前記マイクロチャネルと流体連通しており、前記上部の直径が前記中間部及び下部の直径よりも大きく、且つ、前記下部の直径が前記中間部の直径以上であり、
前記2つの弾性要素の一方が前記上部の前記直径よりも大きい直径を有し、前記2つの弾性要素の他方が前記中間部の前記直径よりも大きく、前記下部よりも小さい直径を有し、
前記2つの弾性要素は、外部のアクチュエータにより推進された前記2つの弾性要素の一方によって圧力をかけられた前記液体によって前記2つの弾性要素の他方が前記下部内に追い込まれるときに、前記溶液リザーバ−ポンプチャンバ内の前記液体が前記下部を通って流出するように前記円筒状チャンバ内に配置されており、
前記シール層と前記チャネル−チャンバ層とが、前記廃棄物リザーバ、前記反応−検出チャンバ、前記シール可能な溶液入口、前記溶液リザーバ−ポンプチャンバ、及び前記マイクロチャネルを完全に形成するように位置合わせ及びシールされ、
チップウィンドウが、前記チャネル−チャンバ層内の前記反応−検出チャンバの位置に対応する、前記シール層の位置に形成され、前記チップウィンドウが、前記反応−検出チャンバと、前記プリント回路基板上の前記磁気抵抗バイオチップとの間で位置合わせ及びシールされて、前記磁気抵抗バイオチップの表面を反応及び検出面とする完全な反応−検出チャンバを形成し、
前記磁気抵抗バイオチップの前記反応及び検出面が、バイオチップを形成するように生体機能を有し、前記バイオチップが、前記マイクロ流体カートリッジの外部の検査装置に前記プリント回路基板上の複数の導電ラインにより接続されることを特徴とするマイクロ流体カートリッジ。 - 前記弾性要素が弾性回転楕円体又は弾性シリンダである請求項1に記載のマイクロ流体カートリッジ。
- 前記弾性回転楕円体が前記円筒状チャンバの直径よりもわずかに大きい直径を有し、前記弾性回転楕円体がアクチュエータにより駆動されるとき、前記円筒状チャンバ内の前記液体を押し出して前記円筒状チャンバをシールする請求項2に記載のマイクロ流体カートリッジ。
- 磁気抵抗バイオチップに接合された前記プリント回路基板が、プリント回路基板、磁気抵抗バイオチップ、及び、前記バイオチップを外部テスタに接続する導電ラインを含む請求項1に記載のマイクロ流体カートリッジ。
- 前記シール可能な溶液入口の表面がシール材料によりシールされている請求項1に記載のマイクロ流体カートリッジ。
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