JP5888530B2 - 被検液の充填装置及びバイオチップ - Google Patents
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第1ウェルと、前記第1ウェルと分離した、試薬を含む複数の第2ウェルとを基板の第1の面に備えたバイオチップの前記第1ウェルに被検液を供給する工程と、
前記第1ウェル及び前記第2ウェルが被覆部材で覆われるように、前記基板上に被覆部材が配置された状態で、前記被覆部材と前記基板との接合面のうち前記第1ウェル及び前記第2ウェルを取り囲むループ状の領域において前記被覆部材と前記基板とを密着させる工程と、
前記第2ウェルから回転軸までの距離が前記第1ウェルから前記回転軸までの距離よりも長くなるように前記バイオチップが配置された状態で、前記回転軸を中心として前記バイオチップを回転させることにより、遠心力を利用して、前記ループ状の領域より内側の領域において前記被覆部材と前記基板との間に形成された空間を介して前記被検液を前記第1ウェルから前記第2ウェルに移動させる工程と、
前記被覆部材を前記基板に密着させて、前記第1ウェル及び前記第2ウェルを密閉する工程と、
を含む。
異物の混入を防止して、低コストで精度良くかつ確実に前記被検液を分注することができる。
図1〜図3及び図5〜図9は、本発明の第1実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図である(図1、図2、図5、図7及び図9において上図は平面図、下図は上図に対応する断面図である)。図4は、図3に示される加圧部材を模式的に示す斜視図である。
本実施形態に係る被検液の検査方法で用いられるバイオチップ100は、図1に示されるように、第1ウェル12と、第1ウェル12と分離した、試薬を含む複数の第2ウェル14とを基板10の第1の面10aに備えている。図1に示されるように、第1ウェル12及び第2ウェル14は、基板10に設けられた凹部(くぼみ)であり、これらの凹部は基板10を貫通しない。また、基板10において、第1ウェル12は、複数の第2ウェル14から独立して設けられており、第1ウェル12と第2ウェル14とは流路等を介して接続されていない。
本実施形態において、第1の面10aとは、基板10において第1ウェル12及び第2ウェル14が設けられている面である。
被覆部材16の材質は特に限定されないが、被覆部材16は、被検液20に含まれる成分にダメージを及ぼさない材質からなることが好ましく、後述するバイオチップ100を回転させる工程(図6参照)において、空間17を確実に発生させるためには、被覆部材16は弾性変形する性質を有することがより好ましい。このような被覆部材16としては
例えば樹脂やゴムが挙げられる。
図2に示されるように、被検液20は第1ウェル12に供給される。被検液20は例えば、人手(例えばピペットを用いて)または機械によって第1ウェル12に収容させることができる。バイオチップ100が例えばPCRに用いられる場合、被検液20は、標的核酸を含み得る検体、標的核酸を増幅するためのプライマー、増幅産物量を測定するための蛍光試薬(例えばSYBR GREEN(商標))、およびPCRマスターミックスをそれぞれ適度な濃度含むものであることができる。
次に、図3に示されるように、バイオチップ100の上に被覆部材16を配置して、第1ウェル12及び第2ウェル14を被覆部材16で覆う。この状態にて、基板10と被覆部材16とが接する状態で、バイオチップ100において第1ウェル12及び第2ウェル14を取り囲むループ状の領域18(図5において斜線で示した領域)を加圧して、領域18において基板10と被覆部材16とを密着(接着)させる。
するループ状の端面44とを有する。加圧部材40の端面44が被覆部材16と接する状態で、加圧部材40をバイオチップ100に加圧する。すなわち、被覆部材16が端面44と接した状態で図3の矢印の方向に加圧することにより、被覆部材16が基板10と接着して、ループ状の領域18が形成される。
次いで、図6に示されるように、第2ウェル14から回転軸Aまでの距離が第1ウェル12から回転軸Aまでの距離よりも長くなるようにバイオチップ100が配置された状態で、回転軸Aを中心としてバイオチップ100を回転させることにより、図7に示されるように、遠心力を利用して、ループ状の領域18より内側の領域において被覆部材16と基板10との間に形成された空間17を介して被検液20を第1ウェル12から第2ウェル14に移動させる。これにより、第2ウェル14に被検液20が充填される。ここで、第1ウェル12(第2ウェル14)から回転軸Aまでの距離とは、図6に示されるように、バイオチップ100の回転状態において第1ウェル12(第2ウェル14)の上端部d1(d2)から回転軸Aまでの距離をいう。回転軸Aを中心としてバイオチップ100を回転させる装置としては、例えば市販の遠心分離装置を用いることができる。
次いで、被覆部材16を基板10に密着させて、第1ウェル12及び第2ウェル14を密閉する。これにより、基板10と被覆部材16との接合面がすべて接着される(図9参照)。
材16との間の空間17に存在する被検液20が第1ウェル12に移動するとともに、被覆部材16と基板10との接合面が接着される。この結果、第1ウェル12及び第2ウェル14が被覆部材16によって密閉される。なお、ローラー30の代わりにブレード(図示せず)を用いて同様の加圧操作を行ってもよい。
本実施形態に係る被検液の検査方法によって、第2ウェル14に被検液20が充填されたバイオチップ100に対して各種の検査を行うことができる。このバイオチップ100を用いてPCRを行う場合、第2ウェル14に被検液20が充填されたバイオチップ100を、平坦なヒートブロック(図示せず)を備えたサーマルサイクラー(図示せず)にセットして、PCRを行うことができる。
本実施形態に係る被検液の検査方法によれば、第1ウェル12と、第1ウェル12と分離した、試薬を含む複数の第2ウェル14とを基板10の第1の面10aに備えたバイオチップ100の第1ウェル12に被検液20を供給する工程と、第1ウェル12及び第2ウェル14が被覆部材16で覆われるように、第1の面10a上に被覆部材16が配置された状態で、被覆部材16と基板10との接合面のうち第1ウェル12及び第2ウェル14を取り囲むループ状の領域18において被覆部材16と基板10とを密着させる工程と、第2ウェル14から回転軸Aまでの距離が第1ウェル12から回転軸Aまでの距離よりも長くなるようにバイオチップ100が配置された状態で、回転軸Aを中心としてバイオチップ100を回転させることにより、遠心力を利用して、ループ状の領域18より内側の領域において被覆部材16と基板10との間に設けられた空間17を介して被検液20を第1ウェル12から第2ウェル14に移動させる工程と、被覆部材16をバイオチップ100に密着させて、第1ウェル12及び第2ウェル14を密閉する工程と、を含むことにより、第1ウェル12に供給された被検液20を、遠心という簡便な方法にて第2ウェル14に充填させることができる。その際、第1ウェル12及び第2ウェル14を囲むループ状の領域18について被覆部材16と基板10とが密着しているため、被検液20を第2ウェル14に充填するにあたって、外部から異物が混入することがない。さらに、被覆部材16と基板10との間の空間17を介して被検液20を第1ウェル12から第2ウェル14に移動させることができるため、第1ウェル12と第2ウェル14とを接続する流路を基板10に製造する必要がなく、低コストで精度良くかつ確実に被検液20を簡便な方法にて分注することができる。
程を大幅に削減することができ、例えば自動分注装置のような高価な設備を用いる必要がないため、低コストにて被検液を分注することができる。
図10、図11及び図13は、本発明の第2実施形態に係る被検液の検査方法の一工程を説明する図である(図10、図11及び図13において上図は平面図、下図は上図に対応する断面図である)。図12は、図10に示されるバイオチップ200と被覆部材26とを超音波溶着装置300を用いて溶着させる工程を説明する図であり、図14は、図11に示されるバイオチップ200と被覆部材26とを超音波溶着装置300を用いて密着(溶着)させる工程を説明する図である。
の第1ウェル22及び第2ウェル24は、第1実施形態のバイオチップ100の第1ウェル12及び第2ウェル14と同様の構成及び機能を有する。
超音波が集中して放出される。その結果、端面306と接する領域28(図11参照)に超音波が集中的に照射されて摩擦熱が発生し、領域28にて基板110及び被覆部材26が溶融して基板110と被覆部材26とが密着(溶着)する。
…第1ウェル、14,24…第2ウェル、24a…上端部、16,26…被覆部材、16a…表面、17…空間、18,28…領域、20…被検液、30…ローラー、40…加圧部材、42,305…空洞部、44,306…端面、100,200…バイオチップ、300…超音波溶着装置、302,303…ホーン、304…超音波振動子、307…端面、A…回転軸
Claims (4)
- 被検液を配置した第1ウェルと、前記第1ウェルと分離した、試薬を配置した複数の第2ウェルと、を第1面に備えた基板と、
回転軸と、
前記基板を回転軸の周りに回転させる回転機構と、
前記基板の第1面が前記回転軸と対向し、前記回転軸に垂直な方向に配置された前記第2ウェルから前記回転軸までの距離が、前記回転軸に垂直な方向に配置された前記1ウェルから前記回転軸までの距離より長くなるように前記基板が配置された基板装着部と、を備え、
前記基板は、前記第1ウェルと前記第2ウェルとを覆う被覆部材を備え、
前記被覆部材は、弾性変形する性質を有する樹脂またはゴムであって、
前記基板と前記被覆部材の接合構造は、前記被覆部材と前記基板との接合面のうち前記第1ウェル及び複数の前記第2ウェルを取り囲むループ状の領域では前記基板と前記被覆部材とが接着され、前記ループ状の領域より内側の領域では前記基板と前記被覆部材とが接着されておらず、前記基板を前記回転軸の回りに回転させて得られる遠心力によって、前記内側の領域では前記基板と前記被覆部材との間に被検液が入り込むことで前記第1ウェルから前記第2ウェルに前記被検液を充填するように構成された、被検液の充填装置。 - 請求項1において、
前記基板の第1面に凸部を有した、被検液の充填装置。 - 基板と、
前記基板の第1面に配置され、被検液を配置した第1ウェルと、
前記基板の第1面に配置され、前記第1ウェルと分離した試薬を配置した複数の第2ウェルと、
前記基板の第1面に、前記第1ウェルと前記第2ウェルとが覆われるように配置された被覆部材と、
を備え、
前記被覆部材は、弾性変形する性質を有する樹脂またはゴムであって、
前記基板と前記被覆部材の接合構造は、前記被覆部材と前記基板との接合面のうち前記第1ウェル及び複数の前記第2ウェルを取り囲むループ状の領域では前記基板と前記被覆部材とが接着され、前記ループ状の領域より内側の領域では前記基板と前記被覆部材とが接着されておらず、回転軸に垂直な方向に配置された前記第1ウェルから前記回転軸までの距離より前記回転軸に垂直な方向に配置された前記第2ウェルから前記回転軸までの距離が長くなるように、かつ、前記第1面が前記回転軸と対向するように前記基板を配置して前記基板を回転させて得られる遠心力によって、前記内側の領域では前記基板と前記被覆部材との間に被検液が入り込むことで前記第1ウェルから前記第2ウェルに前記被検液を充填するように構成された、バイオチップ。 - 請求項3において、
前記基板の第1面に凸部を有する、バイオチップ。
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