JP5182099B2 - マイクロチップ、およびマイクロチップ検査システム - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロチップ、およびマイクロチップ検査システムに関する。
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（例えば、特許文献１参照）。
これは、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ：マイクロ総合分析システム）、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。
本出願人は、試薬などを封入したマイクロチップに、血液などの検体を注入し、マイクロポンプによってマイクロチップの微細流路に液体を注入して検体などを移動させて順次反応させ、結果を測定することができる反応検出装置を提案している（例えば、特許文献２参照）。このようなマイクロチップへの検体の注入は、検査担当者がスポイトやピペットなどを用いて検体をマイクロチップの検体注入口に注入しておこなっていた。
特開２００４−２８５８９号公報
特開２００６−１４９３７９号公報
しかしながら、スポイトやピペットを用いて直径数ｍｍ程度の検体注入口に、検体を注入することは困難であり、熟練が必要である。そのため、検査担当者が必要量以上をスポイトやピペットから押し出して検体をチップからあふれさせ、他のチップや周囲を汚染することがあった。また、スポイトやピペットを用いて注入すると、注入した検体に空気が入ることがあり、反応検出装置が注入した検体を正常に送液することができないことがあった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な操作で検体に気泡を残さずに一定量の検体をマイクロチップに注入することができるマイクロチップ、およびマイクロチップ検査システムを提供することを目的とする。
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
１．
検体を注入する検体注入口を備えたマイクロチップにおいて、
前記検体注入口を密閉する蓋と、
前記蓋を保持する蓋保持部と、
を有し、
前記蓋保持部は、前記検体注入口からあふれた前記検体を溜める検体溜め部を備えることを特徴とするマイクロチップ。
検体を注入する検体注入口を備えたマイクロチップにおいて、
前記検体注入口を密閉する蓋と、
前記蓋を保持する蓋保持部と、
を有し、
前記蓋保持部は、前記検体注入口からあふれた前記検体を溜める検体溜め部を備えることを特徴とするマイクロチップ。
２．
前記蓋は、前記蓋を前記蓋保持部に取り付ける際に形成される空間内の空気を大気中に排出する空気抜き口を備えることを特徴とする１に記載のマイクロチップ。
前記蓋は、前記蓋を前記蓋保持部に取り付ける際に形成される空間内の空気を大気中に排出する空気抜き口を備えることを特徴とする１に記載のマイクロチップ。
３．
前記蓋の材質は弾性部材であり、前記蓋を前記検体注入口の方向に押圧することにより前記検体注入口を密閉することを特徴とする１または２に記載のマイクロチップ。
前記蓋の材質は弾性部材であり、前記蓋を前記検体注入口の方向に押圧することにより前記検体注入口を密閉することを特徴とする１または２に記載のマイクロチップ。
４．
前記蓋は、前記蓋保持部に取り付けられるためのネジ部を有し、
前記蓋保持部は、前記蓋に設けられたネジ部と螺合するネジ部を有し、
前記蓋を螺嵌することにより前記検体注入口を密閉することを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載のマイクロチップ。
前記蓋は、前記蓋保持部に取り付けられるためのネジ部を有し、
前記蓋保持部は、前記蓋に設けられたネジ部と螺合するネジ部を有し、
前記蓋を螺嵌することにより前記検体注入口を密閉することを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載のマイクロチップ。
５．
前記蓋は、先端が前記検体注入口の直径より小さい突起部を有し、
前記検体注入口を密閉する際に前記突起部が前記検体注入口に挿入されることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載のマイクロチップ。
前記蓋は、先端が前記検体注入口の直径より小さい突起部を有し、
前記検体注入口を密閉する際に前記突起部が前記検体注入口に挿入されることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載のマイクロチップ。
６．
前記突起部は、前記検体注入口の中の検体を排出する検体抜き部を有することを特徴とする５に記載のマイクロチップ。
前記突起部は、前記検体注入口の中の検体を排出する検体抜き部を有することを特徴とする５に記載のマイクロチップ。
７．
前記検体注入口は、前記突起部が前記検体注入口に挿入されたときに前記検体注入口の中の検体を排出する検体抜き部を有することを特徴とする５または６に記載のマイクロチップ。
前記検体注入口は、前記突起部が前記検体注入口に挿入されたときに前記検体注入口の中の検体を排出する検体抜き部を有することを特徴とする５または６に記載のマイクロチップ。
８．
前記蓋保持部は、前記マイクロチップの少なくとも２つの端面であり、前記蓋は該端面に係合して保持されることを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載のマイクロチップ。
前記蓋保持部は、前記マイクロチップの少なくとも２つの端面であり、前記蓋は該端面に係合して保持されることを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載のマイクロチップ。
９．
検体が注入される検体注入口を備えたマイクロチップにおいて、
前記マイクロチップに注入する検体を貯留する検体貯留部と該検体貯留部からあふれた検体を溜める検体溜め部とを備えた検体溜めチップと、
前記検体注入口を密閉するように前記検体溜めチップを保持する検体溜めチップ保持部と、
を有することを特徴とするマイクロチップ。
検体が注入される検体注入口を備えたマイクロチップにおいて、
前記マイクロチップに注入する検体を貯留する検体貯留部と該検体貯留部からあふれた検体を溜める検体溜め部とを備えた検体溜めチップと、
前記検体注入口を密閉するように前記検体溜めチップを保持する検体溜めチップ保持部と、
を有することを特徴とするマイクロチップ。
１０．
前記検体溜めチップは、前記検体溜めチップを前記検体溜めチップ保持部に取り付ける際に形成される空間内の空気を大気中に排出する空気抜き口を備えることを特徴とする９に記載のマイクロチップ。
前記検体溜めチップは、前記検体溜めチップを前記検体溜めチップ保持部に取り付ける際に形成される空間内の空気を大気中に排出する空気抜き口を備えることを特徴とする９に記載のマイクロチップ。
１１．
１乃至１０の何れか１項に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップに検体を注入する検体注入部材と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
１乃至１０の何れか１項に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップに検体を注入する検体注入部材と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
本発明によれば、検体注入口に検体を注入後、検体注入口に蓋をすることにより余分な検体をあふれさせ気泡を追い出すので、簡単な操作で検体に気泡を残さずに一定量の検体をマイクロチップに注入することができる。
１ マイクロチップ
７ 検体
８０ マイクロチップ検査システム
８２ 反応検出装置
８３ 挿入口
８４ 表示部
１０８ 溝形成基板
１０９ 被覆基板
２１３ 検体注入口
２５０ 流路空気抜き口
２８０ 流路
３０１ 蓋
３０２ 蓋留め
３０３ 空気抜き口
３０４ 凸部
３０６ 突起部
３０７ 検体抜き部
３５０ 検体注入部材
３５１ 検体排出口
３５２ 検体排出部
４００ 蓋保持部
４０６ 検体溜め部
７ 検体
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２５０ 流路空気抜き口
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３０４ 凸部
３０６ 突起部
３０７ 検体抜き部
３５０ 検体注入部材
３５１ 検体排出口
３５２ 検体排出部
４００ 蓋保持部
４０６ 検体溜め部
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるマイクロチップ検査システム８０の外観図である。
本発明のマイクロチップ検査システム８０は、反応検出装置８２とマイクロチップ１と検体注入部材３５０から構成される。反応検出装置８２は、マイクロチップ１に検体注入部材３５０を用いて予め注入された図示せぬ検体７と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部８４に結果を表示する装置である。反応検出装置８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで反応検出装置８２の内部にセットするようになっている。
なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に接触しないように、マイクロチップ１の厚みより十分高さがある。８５はメモリカードスロット、８６はプリント出力口、８７は操作パネル、８８は入出力端子である。検体注入部材３５０は、例えばスポイトやピペットなどである。
検査担当者は、検体注入部材３５０を用いて検体７を注入したマイクロチップ１を、図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。反応検出装置８２の内部では、制御手段の指令により図示せぬマイクロポンプユニットがマイクロチップ１に駆動液等の液体を注入し、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われる。検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。
検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。
次に、図２を用いて本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例について説明する。以下、同一機能の機能要素には同番号を付し、説明を省略する。
図２（ａ）、図２（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、反応検出装置８２にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の上面となる面を図示している。図２（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
図２（ａ）の検出部の窓１１１ａと検出部の流路１１１ｂは図示せぬ検体７と試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅは内部の微細流路に連通する駆動液注入部であり、各駆動液注入部１１０から駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。２１３はマイクロチップ１に図示せぬ検体７を注入する本発明の検体注入口、３０１は本発明の蓋、４００は本発明の蓋保持部である。検査担当者は、検体注入部材３５０を用いて検体注入口２１３から検体７を注入した後、蓋３０１を蓋保持部４００に保持させて検体注入口２１３を密閉する。検体注入口２１３、蓋３０１、蓋保持部４００については後に詳しく説明する。
図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。次に、マイクロチップ１を構成する溝形成基板１０８と被覆基板１０９に用いる材料について説明する。
マイクロチップ１は、加工成形性、非吸水性、耐薬品性、耐候性、コストなどに優れていることが望まれており、マイクロチップ１の構造、用途、検出方法などを考慮して、マイクロチップ１の材料を選択する。その材料としては従来公知の様々なものが使用可能であり、個々の材料特性に応じて通常は１以上の材料を適宜組み合わせて、基板および流路エレメントが成形される。
特に、多数の測定検体、とりわけ汚染、感染のリスクのある臨床検体を対象とするチップは、ディスポーサブルタイプであることが望ましい。そのため、量産可能であり、軽量で衝撃に強く、焼却廃棄が容易なプラスチック樹脂、例えば、透明性、機械的特性および成型性に優れて微細加工がしやすいポリスチレンが好ましい。また、例えば分析においてチップを１００℃近くまで加熱する必要がある場合には、耐熱性に優れる樹脂（例えばポリカーボネートなど）を用いることが好ましい。また、タンパク質の吸着が問題となる場合にはポリプロピレンを用いることが好ましい。樹脂やガラスなどは熱伝導率が小さく、マイクロチップの局所的に加熱される領域に、これらの材料を用いることにより、面方向への熱伝導が抑制され、加熱領域のみ選択的に加熱することができる。
検出部１１１において、呈色反応の生成物や蛍光物質などの検出を光学的に行う場合は、少なくともこの部位の基板は光透過性の材料（例えばアルカリガラス、石英ガラス、透明プラスチック類）を用い、光が透過するようにする必要がある。本実施形態においては、検出部の窓１１１ａと、少なくとも検出部の流路１１１ｂを形成する溝形成基板１０８は、光透過性の材料が用いられていて、検出部１１１を光が透過するようになっている。
本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路（微細流路）および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。本実施形態では、これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ１内で行われる特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理の一例を図２（ｃ）を用いて説明する。なお、本発明の適用は図２（ｃ）で説明するマイクロチップ１の例に限定されるものでは無く、様々な用途のマイクロチップ１に適用できる。
図２（ｃ）はマイクロチップ１内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部２２１、試薬類を収容する試薬収容部２２０などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部２２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部２２０、検体収容部２２１および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。
マイクロチップ１は、微細流路を形成した溝形成基板１０８と溝状の流路を覆う被覆基板１０９から構成されている。微細流路はマイクロメーターオーダーで形成されており、例えば幅は数μｍ〜数百μｍ、好ましくは１０〜２００μｍで、深さは２５〜５００μｍ程度、好ましくは２５〜２５０μｍである。
少なくともマイクロチップ１の溝形成基板１０８には、上記の微細流路が形成されている。被覆基板１０９は、少なくとも溝形成基板の微細流路を密着して覆う必要があり、溝形成基板の全面を覆っていても良い。なお、マイクロチップ１の微細流路には、例えば、図示せぬ送液制御部、逆流防止部（逆止弁、能動弁など）などの送液を制御するための部位が設けられ、逆流を防止し、所定の手順で送液が行われるようになっている。
検体注入口２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入部１１０はマイクロチップ１に駆動液を注入するための注入部である。マイクロチップ１による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入口２１３から検体注入部材３５０を用いて注入する。図２（ｃ）に示すように、検体注入口２１３から注入された検体７は、連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容される。
次に、駆動液注入部１１０ａから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容されている検体７を押し出し、増幅部２２２に検体７を送り込む。
一方、駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ａに収容されている試薬ａを押し出す。試薬収容部２２０ａから押し出された試薬ａは増幅部２２２に駆動液によって送り込まれる。このときの反応条件によっては、増幅部２２２の部分を所定の温度にする必要があり、後で説明するように反応検出装置８２の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
所定の反応時間の後、さらに駆動液により増幅部２２２から送り出された反応後の検体７を含む溶液は、検出部１１１に注入される。注入された溶液は検出部１１１の流路壁に担持されている反応物質と反応し流路壁に固定化する。
次に、駆動液注入部１１０ｃから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｂに収容されている試薬ｂを押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
同様に、駆動液注入部１１０ｄから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｃに収容されている試薬を押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
最後に、駆動液注入部１１０ｅから駆動液を注入して、洗浄液収容部２２３から洗浄液を押しだし、検出部１１１に注入する。洗浄液によって検出部１１１内に残留している未反応の溶液を洗浄する。
洗浄後、検出部１１１の流路壁に吸着した反応物の濃度を光学的に測定することによって、増幅した遺伝子など被検出物を検出する。このように、駆動液注入部１１０から駆動液を順次注入することにより、マイクロチップ１の内部で所定の処理が行われる。
図３は、本発明の第１の実施形態のマイクロチップ１における検体注入口２１３、蓋３０１、蓋保持部４００の構成の一例を示す断面図、図４は蓋３０１に設けられた突起部３０６の外観図である。
図３（ａ）は、検体７を注入する前におけるマイクロチップ１の検体注入口２１３周辺の断面図、図３（ｂ）は検体注入部材３５０から検体注入口２１３に検体７を滴下している状態の断面図である。図３（ｃ）は検体注入口２１３から検体７があふれている状態の断面図、図３（ｄ）は蓋３０１によって検体注入口２１３を密閉した状態の断面図である。
図３（ａ）のように、マイクロチップ１は、溝形成基板１０８と溝状の流路２８０を覆う被覆基板１０９から構成され、溝形成基板１０８に検体注入口２１３が設けられている。溝形成基板１０８の上には検体注入口２１３と連通する穴を有する蓋保持部４００が接着等により設けられている。蓋３０１は蓋留め３０２により蓋保持部４００と連結され外れないようになっている。蓋３０１には凸部３０４が、蓋保持部４００には凹部４０５が互いにかみ合うように設けられている。また、蓋３０１の突起部３０６は先端が検体注入口２１３の直径より小さく、蓋３０６によって検体注入口２１３を密閉するとき、図３（ｄ）のように突起部３０６が検体注入口２１３に挿入されるよう蓋３０１に配設されている。蓋保持部４００の検体溜め部４０６は、検体注入口２１３からあふれた検体７をマイクロチップ１から流出しないように溜める機能を持っている。突起部３０６は本発明の突起部、検体溜め部４０６は本発明の検体溜め部である。
また、図４のように突起部３０６には検体注入口２１３に突起部３０６を挿入したとき、検体注入口２１３に注入されている検体７ａを検体溜め部４０６に排出するために検体抜き部３０７の溝が設けられている。検体抜き部３０７は本発明の検体抜き部である。
蓋３０１に設けられた空気抜き口３０３は、図３（ｄ）のように蓋３０１を蓋保持部４００に押し込んで、検体注入口２１３を密閉したとき、蓋３０６と蓋保持部４００が形成する空間と外気を連通する。空気抜き口３０３は、本発明の空気抜き口３０３である。
図３（ｄ）のように蓋３０１を蓋保持部４００に押し込んで、検体注入口２１３を密閉すると、空気抜き口３０３は、蓋保持部材４００の面により穴がふさがれる。そのため、検体７b、７cが空気抜き口３０３から外に漏れ出すことが無くなる。
図３（ｄ）のように蓋３０１を蓋保持部４００に押し込んで、検体注入口２１３を密閉すると、空気抜き口３０３は、蓋保持部材４００の面により穴がふさがれる。そのため、検体７b、７cが空気抜き口３０３から外に漏れ出すことが無くなる。
図３（ｂ）のように、検体注入部材３５０から検体注入口２１３に検体７を滴下すると、流路２８０ｂに検体７ａが徐々に溜まっていく。検体注入部材３５０の検体排出口３５１は、検体注入口２１３の直径より小さいことが望ましい。このようにすると、検体排出口３５１から滴下される液滴の直径が検体注入口２１３より小さくなり、検体７を容易に検体注入口２１３に滴下できる。
滴下した検体７ａは、流路２８０ｂと隣接する流路２８０ａ、流路２８０ｃとの間には壁２６０ａ、２６０ｂがあるので、流路２８０ａ、流路２８０ｃには流れず、図３（ｃ）のように検体注入口２１３に溜まり、ついには検体注入口２１３からあふれる。あふれた検体７ｂ、検体７ｃは図３（ｃ）のように検体溜め部４０６に溜まる。このように検体注入部材３５０から検体注入口２１３に検体７を滴下すると、検体注入口２１３の内部の検体７ａに気泡８が残ることがある。気泡８があると後の工程で駆動液によって検体７ａを駆動できないことがあるので、除去することが望ましい。
また、図３（ｄ）のように蓋３０１を蓋保持部４００に押し込んだとき、空気抜き口３０３を設けない場合は気圧の変化により検体７ａが所定の流路２８０ｂ以外に流出することがある。そのため、後の工程で反応検査に必要な所定量の検体７ａを駆動できないことがある。
本発明では、図３（ｄ）のように、蓋３０１によって検体注入口２１３を密閉すると、突起部３０６が検体注入口２１３に挿入され、あふれた検体７ｂ、７ｃが検体溜め部４０６に溜まるように構成されている。このように検体注入口２１３から検体７ａをあふれさせると、突起部３０６の検体抜き部３０７から余分な検体７ｂ、７ｃとともに気泡８を除去することができる。
また、本発明では、空気抜き口３０３から空気が逃げるので、蓋３０６と蓋保持部４００が形成する空間の気圧の変化が少なく、蓋３０１を閉める際に流路２８０ｂと隣接する流路２８０ａ、流路２８０ｃに検体７ａが流出することはない。このように、検体７ａを検体溜め部４０６にあふれるまで検体注入口２１３に滴下した後、蓋３０１を閉じて検体注入口２１３を密閉することにより、毎回一定量の検体７ａを気泡８を残さずにマイクロチップ１に注入することができる。
なお、検体抜き部３０７は図１１のように蓋保持部４００の検体注入口２１３に設けても良い。
図５は、本発明の第２の実施形態のマイクロチップ１における検体注入口２１３、蓋３０１、蓋保持部４００の構成の一例を示す断面図である。
図５（ａ）は、第１の実施形態と同様に、検体注入部材３５０から検体注入口２１３に検体７を検体溜め部４０６にあふれるまで滴下し、蓋保持部４００に蓋３０１を取り付けた状態である。第２の実施形態の蓋３０１は、ゴムなどの弾性部材で形成されており、蓋保持部４００に蓋３０１を取り付けた状態では図５（ａ）のように検体注入口２１３は密閉されていない。検査担当者はこの状態で反応検出装置８２の挿入口８３にマイクロチップ１を挿入し検査を行う。５００は反応検出装置８２内に設けられた押圧部材であり、図示せぬ制御部の指示により図５の矢印の方向に一定の速度で蓋３０１を押圧する。
図５（ｂ）は、押圧部材５００が矢印の方向に下降して蓋３０１を押圧し、蓋３０１が検体注入口２１３を密閉した状態である。蓋３０１には空気抜き口３０３が設けられており、蓋３０１と蓋保持部４００の形成する空間の気圧変化が少なくなるようにしている。
このように一定の速度で下降する押圧部材５００によって、蓋３０１が検体注入口２１３を密閉するので、蓋３０６と蓋保持部４００が形成する空間の気圧の変化が少なく、流路２８０ｂと隣接する流路２８０ａ、流路２８０ｃに検体７ａが流出することがない。また、低速度で蓋３０１を下降させることにより、検体７ａから気泡８を逃すことができる。なお、本実施形態では突起部３０６を設けていないが、第１の実施形態と同様に蓋３０１に突起部３０６を設けても良い。
図６は、本発明の第３の実施形態のマイクロチップ１における検体注入口２１３、蓋３０１の構成の一例を示す断面図である。第３の実施形態のマイクロチップ１は、マイクロチップ１の端面４０８が蓋保持部４００の機能を持ち、蓋３０１はマイクロチップ１の端面４０８に係合して保持される。
図６（ａ）は、蓋３０１をマイクロチップ１に取り付けた状態を示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の矢印Ａ−Ａの断面図である。
図６（ｂ）は検体注入口２１３の周辺の断面図であり、検体注入部材３５０から検体注入口２１３に検体７を検体溜め部４０６にあふれるまで滴下した後、マイクロチップ１に蓋３０１を取り付けた状態である。
このようにすると、マイクロチップ１の端面が蓋保持部４００の機能を持つので、部品点数を削減することができる。なお、本実施形態では突起部３０６を設けていないが、第１の実施形態と同様に蓋３０１に突起部３０６を設けても良い。
図７は、本発明の第４の実施形態のマイクロチップ１における検体注入口２１３、蓋３０１、蓋保持部４００の構成の一例を示す断面図である。図７（ａ）は、蓋３０１と蓋保持部４００をマイクロチップ１に取り付けた状態を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の矢印Ｂ−Ｂの断面図である。
第４の実施形態のマイクロチップ１は、蓋保持部４００がマイクロチップ１を囲むように取り付けられており、蓋保持部４００の検体注入口２１３に対応する部分にネジ穴３１０が設けられている。蓋３０１はネジ穴３１０と螺合するネジ部３０９を有し、蓋３０１を回すことにより蓋３０１が検体注入口２１３を密閉するように構成されている。
図７（ｂ）は検体注入部材３５０から検体注入口２１３に検体７を滴下した後、蓋３０１をネジ穴３１０に取り付けた状態である。このようにすると、蓋３０１を回すことにより蓋３０１が検体注入口２１３を密閉する方向に下降するので、蓋３０１が下降する速度は遅く、蓋３０１と蓋保持部４００が形成する空間の気圧変化が少ない。また、蓋３０１が検体注入口２１３を密閉するまでに、流路２８０ｂから気泡８を逃すことができる。なお、本実施形態では突起部３０６を設けていないが、第１の実施形態と同様に蓋３０１に突起部３０６を設けても良い。
図８は、本発明の第５の実施形態のマイクロチップ１における検体注入口２１３、検体溜めチップ６００の構成の一例を示す断面図である。
図８（ａ）は、検体溜めチップ６００の断面図、図８（ｂ）は図示せぬ検体注入部材３５０から検体溜めチップ６００に検体７ａを滴下した状態の断面図である。
第５の実施形態では、今までの実施形態とは異なり、検体注入部材３５０から検体溜めチップ６００の検体貯留部６０２に検体７ａを滴下して図８（ｂ）のように検体７ａをあふれるまで溜める。あふれた検体７ｂ、７ｃは検体溜め部６０１に溜まる。その後、検体溜めチップ６００をマイクロチップ１の検体溜めチップ取り付け部６３０に挿入してマイクロチップ１と検体溜めチップ６００を一体化し、マイクロチップ１に検体を注入する。検体溜めチップ６００は本発明の検体溜めチップ、検体貯留部６０２は本発明の検体貯留部である。
図８（ｃ）は、マイクロチップ１に設けられた検体溜めチップ取り付け部６３０に検体溜めチップ６００を挿入する状態を説明する断面図である。
マイクロチップ１の検体注入口２１３の外周に設けられた検体溜めチップ取り付け部６３０は、検体溜めチップ取り付け部６３０の内側に検体溜めチップ６００が嵌合するように形成されている。マイクロチップ１と検体溜めチップ６００が形成する空間は、検体溜めチップ６００に設けられた空気抜き口３０３によって外気と連通しているので、検体溜めチップ６００を挿入しても気圧の変化が少ない。検体溜めチップ６００の凸部６３２と、検体溜めチップ取り付け部６３０の凹部６３１は、検体溜めチップ６００を検体注入口２１３を密閉する位置まで挿入すると嵌合するようにそれぞれ設けられている。
図８（ｄ）は、マイクロチップ１に設けられた検体溜めチップ取り付け部６３０に検体溜めチップ６００を挿入し、一体となった状態を説明する断面図である。
検体溜めチップ６００を挿入すると図８（ｄ）のように凸部６３２と凹部６３１が嵌合し、検体注入口２１３は検体溜めチップ６００によって密閉される。検体貯留部６０２の検体７ａは、検体注入口２１３からマイクロチップ１内に流入し、流路２８０ｂ内を満たす。検体貯留部６０２は、マイクロチップ１の溝形成基板１０８と被覆基板１０９との間で流路２８０ｂの一部を形成する。
このように、検体７を滴下した検体溜めチップ６００をマイクロチップ１に挿入して検体７を注入すると、検体貯留部６０２が大きいので検体７の滴下が容易であり、作業性が良い。また、検体溜めチップ６００によって検体注入口２１３を密閉すると、検体注入口２１３からあふれた検体７ａが検体溜め部６０１に溜まる。このときあふれた検体７ａとともに気泡８を除去することができる。このように、検体７ａを検体貯留部６０２からあふれるまで滴下した後、検体溜めチップ６００をマイクロチップ１に挿入して検体注入口２１３を密閉することにより、毎回一定量の検体７ａを気泡８を残さずにマイクロチップ１に注入することができる。
図９は、本発明の第６の実施形態のマイクロチップ１における検体注入口２１３、流路空気抜き口２５０の構成の一例を示す断面図、図１０は第６の実施形態のマイクロチップ１の平面図である。
図１０に示すように、マイクロチップ１の検体注入口２１３の近傍には流路空気抜き口２５０が設けられており、検体注入口２１３と流路空気抜き口２５０を囲むように検体溜め壁２５１が設けられている。図９（ａ）は図１０に示すマイクロチップ１の矢印Ｃ−Ｃで示す部分の断面図である。図９（ａ）に示すように検体注入口２１３と連通する流路２８０ｂには、流路２８０ｂと連通し外気と連通する流路空気抜き口２５０が設けられている。
図９（ｂ）は検体注入口２１３に検体注入部材３５０の検体排出部３５２を挿入し、検体排出口３５１から検体７の滴下を開始した状態である。検体排出部３５２は例えば錐体形状であり、先端に検体を排出する検体排出口３５１を備えている。検体排出口３５１は検体注入口２１３に挿入可能な大きさである。
流路空気抜き口２５０は本発明の流路空気抜き口、検体排出部３５２は本発明の検体排出部、検体排出口３５１は本発明の検体排出口である。
図９（ｃ）は検体注入部材３５０から滴下した検体７ａによって流路２８０ｂ内が充填され、検体７ａの一部が気泡８とともに流路空気抜き口２５０から排出された状態を示している。流路空気抜き口２５０から排出された検体７ｂ、検体７ｃは、図９（ｃ）のように検体溜め壁２５１の内側に溜まり外部に流出することは無い。
このように、検体注入部材３５０の検体排出部３５２を検体注入口２１３に挿入して検体７ａを注入すると、注入作業が容易であり簡単な操作で気泡８を残さずに検体７ａをマイクロチップ１に注入できる。
以上このように、本発明によれば、簡単な操作で検体に気泡を残さずに一定量の検体をマイクロチップに注入することができるマイクロチップ、およびマイクロチップ検査システムを提供することができる。
Claims (11)
- 検体を注入する検体注入口を備えたマイクロチップにおいて、
前記検体注入口を密閉する蓋と、
前記蓋を保持する蓋保持部と、
を有し、
前記蓋保持部は、前記検体注入口からあふれた前記検体を溜める検体溜め部を備えることを特徴とするマイクロチップ。 - 前記蓋は、前記蓋を前記蓋保持部に取り付ける際に形成される空間内の空気を大気中に排出する空気抜き口を備えることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
- 前記蓋の材質は弾性部材であり、前記蓋を前記検体注入口の方向に押圧することにより前記検体注入口を密閉することを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ。
- 前記蓋は、前記蓋保持部に取り付けられるためのネジ部を有し、
前記蓋保持部は、前記蓋に設けられたネジ部と螺合するネジ部を有し、
前記蓋を螺嵌することにより前記検体注入口を密閉することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のマイクロチップ。 - 前記蓋は、先端が前記検体注入口の直径より小さい突起部を有し、
前記検体注入口を密閉する際に前記突起部が前記検体注入口に挿入されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のマイクロチップ。 - 前記突起部は、前記検体注入口の中の検体を排出する検体抜き部を有することを特徴とする請求項５に記載のマイクロチップ。
- 前記検体注入口は、前記突起部が前記検体注入口に挿入されたときに前記検体注入口の中の検体を排出する検体抜き部を有することを特徴とする請求項５または６に記載のマイクロチップ。
- 前記蓋保持部は、前記マイクロチップの少なくとも２つの端面であり、前記蓋は該端面に係合して保持されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のマイクロチップ。
- 検体が注入される検体注入口を備えたマイクロチップにおいて、
前記マイクロチップに注入する検体を貯留する検体貯留部と該検体貯留部からあふれた検体を溜める検体溜め部とを備えた検体溜めチップと、
前記検体注入口を密閉するように前記検体溜めチップを保持する検体溜めチップ保持部と、
を有することを特徴とするマイクロチップ。 - 前記検体溜めチップは、前記検体溜めチップを前記検体溜めチップ保持部に取り付ける際に形成される空間内の空気を大気中に排出する空気抜き口を備えることを特徴とする請求項９に記載のマイクロチップ。
- 請求項１乃至１０の何れか１項に記載のマイクロチップと、
前記マイクロチップに検体を注入する検体注入部材と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
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