JP5951219B2 - 液体試薬内蔵型マイクロチップ - Google Patents
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Description
本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップは、各種化学合成、検査または分析等を、それが内部に有する流体回路(内部に形成された空間)を用いて行なうチップであり、流体回路内の液体(検体、検体中の特定成分、液体試薬、および、これらのうちの2種以上の混合物など)を遠心力の印加により流体回路内の所定の位置(部位)に移動させることにより、該液体に対して適切な流体処理を行なうことができるものである。このために流体回路は、適切な位置に配置された種々の部位(室)を備えており、これらの部位は微細な流路を介して適切に接続されている。
本発明に係る液体試薬内蔵型マイクロチップおよびこれを構成する基板の例を図1〜図8に示す。これらの図面によって示される液体試薬内蔵型マイクロチップ100は、透明基板である第1の基板1、流体回路を形成する溝を両表面に有する黒色基板である第2の基板2、および、透明基板である第3の基板3をこの順で積層、貼合してなる。
第1の基板1の検体導入口105から全血を導入し、ついで図2における略下向きに遠心力を印加する。これにより全血は、領域10を通って収容部801に導入される(図2参照)。また、この略下向きの遠心力印加により、試薬保持部201a、211a内の液体試薬は、それぞれ試薬排出路202a、212aを通って試薬計量部301a、311aに至り、計量される(図3参照)。各試薬計量部から溢れた液体試薬は、それぞれ貫通穴20、30を通って、廃液溜め部701、710に収容される(図2参照)。
次に、図2における略左向きに遠心力を印加した後、略下向きに遠心力を印加して、収容部801内の全血を、貫通穴40を通して分離部501に導入する。そして引き続き略下向きに遠心力を印加することにより分離部501にて遠心分離を行ない、血漿成分(上層)と血球成分(下層)とに分離する。
次に、図3における略右向きの遠心力を印加する。これにより、分離部501において分離された血漿成分は、検体計量部401に導入され(同時に他の5つの検体計量部にも導入される)、計量される(図3参照)。検体計量部から溢れた血漿成分は、貫通穴50を通って第1の流体回路に移動する(図2および図3参照)。この略右向きの遠心力により、試薬計量部301a内の液体試薬は、混合部901に移動し、試薬計量部311a内の液体試薬は、流路11に移動する。
次に、図3における略下向きの遠心力を印加する。これにより、計量された液体試薬(試薬保持部201aに保持されていた液体試薬)と、検体計量部401にて計量された血漿成分とが、試薬計量部301aにおいて混合される(第1混合工程第1ステップ、図3参照)。次に、図3における略右向きの遠心力を印加することにより、混合液は、混合部901に残存していた液体試薬とさらに混合される(第1混合工程第2ステップ、図3参照)。これら第1ステップおよび第2ステップを必要に応じて複数回行ない、確実に混合を行なう。
次に、図3における略上向きの遠心力を印加する。これにより、混合部900内の混合液は、貫通穴60を通って混合部910に至り、計量されたもう一方の液体試薬(試薬保持部211a内に保持されていた液体試薬)もまた、貫通穴60を通って混合部910に至り、これらが混合される(第2混合工程第1ステップ、図2および図3参照)。次に、図2における略右向きの遠心力を印加することにより、混合液を混合部910内で移動させ、混合を促進させる(第2混合工程第2ステップ、図2参照)。これら第1ステップおよび第2ステップを必要に応じて複数回行ない、確実に混合を行なう。
最後に、図2における略下向きの遠心力を印加する。これにより、混合部910内の混合液は検出部601に導入される。検出部601に充填された混合液は、光学測定に供され、検体(血漿成分)の検査・分析が行なわれる。たとえば、マイクロチップ表面に対して略垂直な方向から光を照射し、その透過光を測定することにより、混合液中の特定成分の検出等がなされる。他の検出部に導入された混合液についても同様である。
図9は、本実施形態に係る液体試薬内蔵型マイクロチップの一部を拡大して示す、図7と同様の上面図である。図9においても、マイクロチップ表面の構造および流体回路の構造を明確に把握できるよう封止層4を割愛している。
図10および11は、本実施形態に係る液体試薬内蔵型マイクロチップの一部を拡大して示す、図7と同様の上面図である。図10および11においても、マイクロチップ表面の構造および流体回路の構造を明確に把握できるよう封止層4を割愛している。
図12は、本実施形態に係る液体試薬内蔵型マイクロチップの一部を拡大して示す、図7と同様の上面図である。図12においても、マイクロチップ表面の構造および流体回路の構造を明確に把握できるよう封止層4を割愛している。
図13は、本実施形態に係る液体試薬内蔵型マイクロチップの一部を拡大して模式的に示す斜視図である。図13においても封止層4は割愛されている。上記第1〜第4の実施形態では、第1の基板1の外側表面に空気導入路が形成されている一方、本実施形態は、空気導入路101を、試薬排出路202aと同様、第2の基板2の厚み方向に延びる貫通穴として構成している点に特徴を有する。
Claims (7)
- 第1の基板と、少なくとも一方の表面に溝を備える第2の基板とを含み、
前記第1の基板は、前記第2の基板の前記表面上に積層されており、
内部に形成された空間からなる流体回路を備えており、遠心力の印加により前記流体回路内に存在する液体を前記流体回路内の所望の位置に移動させるマイクロチップであって、
前記流体回路は、前記溝と前記第1の基板における前記第2の基板に対向する側の表面とから構成される内部空間からなり、
前記流体回路は、液体試薬を収容する試薬保持部を含み、
前記試薬保持部に連結される、前記液体試薬を排出するための試薬排出路と、
前記試薬保持部に連結される、前記試薬排出路とは異なる流路であって、前記試薬保持部内に空気を導入するための空気導入路と、
を備え、
前記試薬排出路の末端における断面積φ1と前記空気導入路の末端における断面積φ2とが、φ1<φ2の関係を満たし、
前記空気導入路は、前記第1の基板の外側表面に設けられた第1溝部を含み、
前記試薬保持部と前記試薬排出路との連結部と、前記空気導入路とを連通させる流路をさらに備え、
前記連結部と前記空気導入路とを連通させる前記流路は、
前記連結部の直上に設けられ、前記第1の基板を厚み方向に貫通する第1貫通穴と、
前記第1貫通穴から延びる、前記第1の基板の外側表面に設けられた第2溝部と
を含む液体試薬内蔵型マイクロチップ。 - 前記試薬保持部と前記空気導入路との連結部が、前記液体試薬を前記試薬排出路から排出させるための所定方向の遠心力を印加したときに前記液体試薬の全量が形成する液面を基準に、前記試薬保持部と前記試薬排出路との連結部とは反対側に位置している請求項1に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。
- 前記空気導入路の末端が、前記液体試薬を前記試薬排出路から排出させるための所定方向の遠心力を印加したときに前記液体試薬の全量が形成する液面を基準に、前記試薬保持部と前記試薬排出路との連結部とは反対側に位置している請求項1に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。
- 前記空気導入路は、前記試薬保持部と前記試薬排出路との連結部の直上に設けられ、かつ、前記第1の基板を厚み方向に貫通する第2貫通穴を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。
- 前記空気導入路における前記第2貫通穴とは反対側の末端が、前記液体試薬を前記試薬排出路から排出させるための所定方向の遠心力を印加したときに前記液体試薬の全量が形成する液面を基準に、前記試薬保持部と前記試薬排出路との連結部とは反対側に位置している請求項4に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。
- 前記空気導入路は、前記第1溝部の一端に接続される第3貫通穴をさらに含み、該第3貫通穴は、前記試薬保持部に接続され、かつ、前記第1の基板を厚み方向に貫通している請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。
- 前記流体回路は、前記液体試薬を計量するための計量部、および前記液体試薬を計量する際に前記計量部からオーバーフローする廃液を収容するための廃液溜め部をさらに含み、
前記空気導入路は、前記第1溝部の他端に接続される第4貫通穴をさらに含み、該第4貫通穴は、前記廃液溜め部またはこれに接続される流路の直上に設けられ、かつ、前記第1の基板を厚み方向に貫通している請求項6に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。
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