JP6677273B2 - Micro-sampling chip and inspection device using the micro-sampling chip - Google Patents
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Description
本発明は、重金属測定に代表される環境検査、尿試験紙を利用することを代表とする生化学検査、臨床検査、残留農薬を検出することに代表される食物検査などの検査を行なうためのマイクロサンプリングチップ及びその検査装置に関する。 The present invention is an environmental test typified by heavy metal measurement, a biochemical test typified by using a urine test strip, a clinical test, and a test such as a food test typified by detecting residual pesticides. The present invention relates to a micro-sampling chip and an inspection device therefor.
カドミウム、コバルト、水銀、銅、亜鉛、鉛といった重金属は人体に有害であり、水や土壌に含まれる重金属量を把握することは非常に重要である。重金属の測定方法として種々の方法が提案され、実施もなされている（特許文献１、２参照。）。また、穀物、野菜、果実など食物へ農薬を散布することによる残留農薬の問題は深刻であり、２０１３年にはインドでモノクロトホスが野菜に残留していたことによって、２３人の児童が志望するといった重大な事件が起こっている。 Heavy metals such as cadmium, cobalt, mercury, copper, zinc and lead are harmful to the human body, and it is very important to know the amount of heavy metals contained in water and soil. Various methods have been proposed and implemented as methods for measuring heavy metals (see Patent Documents 1 and 2). In addition, the problem of pesticide residues due to the application of pesticides to foods such as cereals, vegetables, and fruits is serious, and 23 children aspired because monocrotophos remained in vegetables in India in 2013. Such a serious incident has occurred.
また、医療や食品検査の現場において、その場で的確に必要な検査をできることは、その後の診断や予防、安心を保障することにおいて重要である。その場で検査を数分のうちに検出でき、その疾患や食品の安全、残留農薬の有無を測定できることによって、患者にはできるだけ早い診断、投薬が実現し、飲料水や食品については、飲食前の安全を保障できる。 In addition, in the field of medical and food inspection, it is important to be able to carry out necessary tests accurately on the spot in order to ensure subsequent diagnosis, prevention, and security. By being able to detect tests in minutes and detect the disease and food safety and the presence of pesticide residues, patients can be diagnosed and administered as quickly as possible. Can guarantee the safety of
ろ紙などの紙媒体に発色試薬を固定した試験紙を利用した、ヒトの尿中や血中における特定物質の検査、イムノアッセイ、残留農薬の検査、土壌汚染の検査が一般的に行なわれている。しかし、試験紙を使用して現場において簡易迅速に検査を行なうことのできる技術は確立されていない。 2. Description of the Related Art Inspection of specific substances in human urine or blood, immunoassay, examination of residual agricultural chemicals, and examination of soil contamination are generally performed using test paper in which a coloring reagent is fixed on a paper medium such as filter paper. However, no technology has been established that can perform a simple and quick inspection on site using a test paper.
電気化学測定や試験紙等を用いて行なう検査は、サンプルを測定用電極や試験紙といったセンサー部分に接触させて行なわれるが、センサー部分に接触させるサンプル量の定量性は検査結果の正確性や再現性にとって重要な要素である。そのため、サンプル量の制御を高精度に行なう必要がある。特に、数十μＬといった少量のサンプルを用いる場合には、０．１μＬ単位の精度が必要であり、安価なピペットではそのような高精度のサンプル量の制御は困難である。空気中に露出した電極や試験紙に少量のサンプルを滴下する検査方法では、サンプルの空気中への蒸発によって検査中にサンプル濃度が変化する場合がある。 Electrochemical measurements and inspections using test papers are performed by bringing the sample into contact with the sensor part, such as measurement electrodes and test papers. It is an important factor for reproducibility. Therefore, it is necessary to control the sample amount with high accuracy. In particular, when a small amount of sample such as several tens of μL is used, an accuracy of 0.1 μL is required, and it is difficult to control such a highly accurate sample amount with an inexpensive pipette. In an inspection method in which a small amount of a sample is dropped on an electrode or test paper exposed to the air, the sample concentration may change during the inspection due to evaporation of the sample into the air.
また、一定量のサンプルを検査に供するために用いられるピペットの先端には、コンタミネーションを防止するために使い捨てのチップが装着されるが、サンプルを吸入する際に勢いでサンプルがピペットの本体側に付着してしまう場合があり、コンタミネーションが確実に防止されているとはいえない。一方で、容器に入れられたサンプルにセンサー部分を浸して測定する検査方法では、センサーに接触するサンプル量の定量性が得られない。センサー部分の表面での電荷や熱の影響で拡散が起こり、その影響でサンプルの表面濃度が変化して測定値の再現性が低下するという問題がある。 In addition, a disposable tip is attached to the tip of the pipette used to provide a certain amount of sample for inspection, to prevent contamination. In some cases, and it cannot be said that contamination is reliably prevented. On the other hand, in an inspection method in which a sensor portion is immersed in a sample placed in a container for measurement, the quantitativeness of the amount of the sample that comes into contact with the sensor cannot be obtained. Diffusion occurs due to the influence of electric charge and heat on the surface of the sensor portion, which causes a problem that the surface concentration of the sample changes and the reproducibility of the measured value decreases.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、検査のセンサー部分に接触させるサンプルの定量性を向上させるとともにコンタミネーションを確実に防止することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to improve the quantitativeness of a sample to be brought into contact with a sensor part of an inspection and to surely prevent contamination.
本発明に係るマイクロサンプリングチップは、サンプルを吸入するための吸入口と、前記吸入口と連通し、前記吸入口から吸入されたサンプルを貯留するための検査用空間と、前記検査用空間と連通した内部空間を有し、前記内部空間を形成する１つの壁面が弾力性を有する弾性材料からなる弾性壁面となっているポンプ部を備え、前記ポンプ部の前記弾性壁面を弾性変形させることによって、前記吸入口を介してサンプルが前記検査用空間内に吸入されるように構成されている。すなわち、本発明に係るマイクロサンプリングチップは独自にポンプ機能をもち、そのポンプ機能をもつポンプ部の弾力性のある弾性材料を外部から押圧することによってチップ内流路の全体空間の体積を減少させ、その後、サンプルに吸入口を浸した状態で弾性部分の押圧を解除することで、吸入口から検査用空間内にサンプルが吸入されるようになっている。 The microsampling chip according to the present invention includes a suction port for sucking a sample, a test space communicating with the suction port, and storing a sample sucked from the suction port, and a communication with the test space. A pump portion having an internal space, wherein one wall surface forming the internal space is an elastic wall surface made of an elastic material having elasticity, and by elastically deforming the elastic wall surface of the pump portion, The sample is configured to be sucked into the test space via the suction port. That is, the microsampling chip according to the present invention has a unique pump function, and reduces the volume of the whole space of the flow path in the chip by pressing the elastic material of the pump part having the pump function from the outside. Then, the sample is sucked into the inspection space from the suction port by releasing the pressing of the elastic portion while the suction port is immersed in the sample.
好ましい実施形態では、前記マイクロサンプリングチップは先端と基端をもち、前記先端に前記吸入口が設けられ、前記基端が検査装置に保持されるようになっており、前記基端側の内部に前記検査用空間が設けられている。 In a preferred embodiment, the micro-sampling chip has a distal end and a proximal end, the inlet is provided at the distal end, and the proximal end is held by an inspection device. The inspection space is provided.
さらに好ましい実施形態では、前記吸入口と前記検査用空間は微細流路を介して連通しており、前記ポンプ部の前記内部空間は、前記微細流路及び前記検査用空間の合計容量よりも大きい容量を有し、前記吸入口から吸入されたサンプルのうちの所定量が前記検査用空間に導入されるように構成されている。このような構成にすることで、測定用電極又は検査用媒体に常に一定量のサンプルが接触するため、検査結果の再現性が向上する。 In a further preferred embodiment, the suction port and the inspection space communicate with each other via a fine channel, and the internal space of the pump unit is larger than a total capacity of the fine channel and the inspection space. It has a capacity, and is configured such that a predetermined amount of the sample sucked from the suction port is introduced into the test space. With such a configuration, a constant amount of the sample is always in contact with the measurement electrode or the test medium, and thus the reproducibility of the test result is improved.
前記検査用空間の内部にサンプルの電気化学測定を行なうための測定用電極を設け、前記検査用空間内に所定量のサンプルが貯留されたときに当該サンプルと前記測定用電極とが接触するように構成されていてもよい。 A measurement electrode for performing an electrochemical measurement of a sample is provided inside the inspection space, and the sample and the measurement electrode come into contact when a predetermined amount of the sample is stored in the inspection space. May be configured.
また、前記検査用空間の内部に、サンプルと触れたときにそのサンプル中に含まれる成分由来の発色反応を示す性質をもつ発色体を含む検査用媒体が設けられており、前記検査用空間内に所定量のサンプルが貯留されたときに当該サンプルと前記検査用媒体とが接触するように構成されていてもよい。 Further, inside the test space, a test medium including a color body having a property of exhibiting a color reaction derived from a component contained in the sample when touched with the sample is provided, and the test space is provided inside the test space. When a predetermined amount of sample is stored in the sample, the sample may contact the test medium.
前記検査用空間内に前記検査用媒体が設けられている場合、前記基端を保持する前記検査装置が前記検査用媒体の色調を光学的に検出できるように、前記検査用空間を形成する壁面のうち前記基端側の壁面が透明材料により構成されていることが好ましい。 When the inspection medium is provided in the inspection space, a wall forming the inspection space so that the inspection device holding the base end can optically detect the color tone of the inspection medium. Of the above, it is preferable that the wall surface on the base end side is made of a transparent material.
前記発色体として、サンプルの性質に応じた発色反応を示す発色試薬が紙媒体に保持されたものを挙げることができる。そのような発色体は、例えば従来から尿検査などに用いられている試験紙によって実現することができる。 Examples of the color former include those in which a color reagent exhibiting a color reaction corresponding to the properties of a sample is held on a paper medium. Such a colored body can be realized by, for example, a test paper conventionally used for urinalysis and the like.
また、前記検査用媒体は、前記発色反応を示す成分が互いに異なる複数の発色体を含んでいてもよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップ内にサンプルが吸引されたときに、そのサンプルについて複数項目の検査を同時に実施することができる。 Further, the inspection medium may include a plurality of color formers having different components exhibiting the color development reaction. Then, when a sample is sucked into the micro-sampling chip, a plurality of inspections can be simultaneously performed on the sample.
ところで、サンプル自体が色をもっている場合には、サンプルに触れた発色体がサンプルの色で着色されてしまい、発色体の発色を正しく測定することができなくなって検査結果に影響を与えることも考えられる。そこで、前記検査用媒体は、前記発色反応を示す性質をもたない参照体も含むことが好ましい。そうすれば、発色体と参照体の両方をサンプルに接触させたときの両者の色調の差によって発色体の発色を正しく測定することができる。 By the way, if the sample itself has a color, the color body touching the sample will be colored with the color of the sample, making it impossible to measure the color of the color body correctly, which may affect the inspection result. Can be Therefore, it is preferable that the test medium also includes a reference body having no property indicating the color-forming reaction. Then, when both the color former and the reference body are brought into contact with the sample, the color development of the color former can be correctly measured based on the difference in the color tone between the two.
前記検査用空間に前記測定用電極が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置は、前記マイクロサンプリングチップを保持するチップ保持部と、前記チップ保持部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記測定用電極と電気的接触をとるための端子と、前記端子を介して前記測定用電極と電気的に接続され、サンプルの電気化学測定を行なうための測定回路と、を備えている。 An inspection apparatus of the present invention using a micro-sampling chip in which the measurement electrode is provided in the inspection space includes a chip holding unit that holds the micro-sampling chip, A terminal for making electrical contact with the measurement electrode; and a measurement circuit electrically connected to the measurement electrode via the terminal for performing an electrochemical measurement of the sample.
前記検査用空間に前記検査用媒体が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置は、前記マイクロサンプリングチップを保持するためのチップ保持部と、前記チップ装着部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記検査用媒体の色調を光学的に検出するための検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて前記検査用媒体の発色体の発色反応を測定する測定回路と、を備えている。 The inspection apparatus of the present invention using the micro sampling chip in which the inspection medium is provided in the inspection space includes a chip holding unit for holding the micro sampling chip, and the micro sampling held by the chip mounting unit. A detection unit for optically detecting the color tone of the test medium of the chip; and a measurement circuit for measuring a color development reaction of a color body of the test medium based on a detection result by the detection unit. .
上記の場合、前記検出部としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光の強度をそれぞれ個別に検出するための受光素子を含むものを用いることができる。その場合、前記測定回路は、前記検出部により得られた赤色、緑色、青色の光のそれぞれの強度を数値化し、それらの数値に基づいて前記検査用媒体の色調を検出するように構成されている。そうすれば、検査用媒体の色調の検出が容易である。この場合、前記測定回路は、前記検出部により得られた赤色、緑色、青色の光のそれぞれの強度を数値化し、それらの数値に基づいて前記検査用媒体の色調を検出するように構成されていることが好ましい。 In the above case, the detection section may include a light receiving element for individually detecting the intensity of red (R), green (G), and blue (B) light. In that case, the measurement circuit is configured to digitize the intensity of each of the red, green, and blue light obtained by the detection unit, and to detect the color tone of the test medium based on those numerical values. I have. Then, it is easy to detect the color tone of the test medium. In this case, the measurement circuit is configured to digitize the intensity of each of the red, green, and blue light obtained by the detection unit, and to detect the color tone of the test medium based on those numerical values. Is preferred.
また、Ｒ・Ｇ・Ｂの強度として数値化された検査用媒体の色調データは、ＷｉＦｉなどの無線装置を利用して、携帯電話やその他の通信機能を持つ装置に転送されてもよい。 Further, the color tone data of the inspection medium quantified as the R, G, and B intensities may be transferred to a mobile phone or another device having a communication function using a wireless device such as WiFi.
また、本発明の検査装置は、前記チップ保持部に保持された前記マイクロサンプリングチップの前記吸入口から一定量のサンプルが吸入されるように、前記マイクロサンプリングチップの前記ポンプ部の前記弾性壁面の押圧とその解除を行なう押圧機構を備えていることが好ましい。そうすれば、検査用空間へのサンプルの吸入も自動的に行なうことができる。 In addition, the inspection device of the present invention may be configured such that a predetermined amount of sample is sucked from the suction port of the micro-sampling chip held by the chip holding unit, It is preferable to have a pressing mechanism for pressing and releasing the pressing. Then, the sample can be automatically sucked into the inspection space.
本発明のマイクロサンプリングチップでは、測定用電極又は検査用媒体が内部に設けられた検査用空間と、その検査用空間と連通した内部空間を有し、前記内部空間を形成する１つの壁面が弾力性を有する弾性材料からなる弾性壁面となっているポンプ部を備えており、前記ポンプ部の前記弾性壁面を弾性変形させることによってサンプルが前記検査用空間内に吸入されるようになっているので、測定用電極や検査用媒体といった検査のセンサー部分を検査用空間内に配置しておけば、そのようなセンサー部分にサンプルを滴下させるといった作業を行なうことなく、検査用媒体をサンプルに確実に接触させることができる。さらに、ポンプ部もマイクロサンプリングチップに内蔵されているため、ピペットを用いることなくサンプルを測定用電極や検査用媒体に接触させることが可能となり、コンタミネーションの防止を図ることができる。当該マイクロサンプリングチップを使い捨てにすることで、サンプルごとに新品のマイクロサンプリングチップを使用することができ、コンタミネーションや作業者への感染といった問題を解消することができる。 The microsampling chip of the present invention has an inspection space in which a measurement electrode or an inspection medium is provided, and an internal space communicating with the inspection space, and one wall surface forming the internal space has elasticity. A pump unit having an elastic wall surface made of an elastic material having elasticity, and the sample is sucked into the inspection space by elastically deforming the elastic wall surface of the pump unit. If the sensor part of the test, such as the measuring electrode and the test medium, is placed in the test space, the test medium can be reliably applied to the sample without performing the work of dropping the sample on such a sensor part. Can be contacted. Further, since the pump section is also incorporated in the micro-sampling chip, the sample can be brought into contact with the measurement electrode and the test medium without using a pipette, thereby preventing contamination. By disposing the microsampling chip in a disposable manner, a new microsampling chip can be used for each sample, and problems such as contamination and infection to workers can be solved.
検査用空間に測定用電極が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置では、マイクロサンプリングチップの測定用電極と電気的接触をとってサンプルの電気化学測定を行なうように構成されているので、サンプルの電気化学測定を再現性よく簡易かつ迅速に行なうことができる。 In the inspection apparatus of the present invention using the micro-sampling chip in which the measurement electrode is provided in the inspection space, an electrochemical measurement of the sample is performed by making electrical contact with the measurement electrode of the micro-sampling chip. Therefore, the electrochemical measurement of the sample can be performed easily and quickly with good reproducibility.
検査用空間に検査用媒体が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置では、マイクロサンプリングチップの検査用媒体の色調を光学的に検出して検査用媒体の発色体の発色反応を測定するように構成されているので、試験紙などの発色体を用いたサンプルの検査を再現性よく簡易かつ迅速に行なうことができる。 In the inspection apparatus of the present invention using the micro-sampling chip in which the inspection medium is provided in the inspection space, the color tone of the inspection medium of the micro-sampling chip is optically detected and the color reaction of the color forming body of the inspection medium is detected. Since it is configured to perform measurement, it is possible to easily and quickly inspect a sample using a coloring material such as a test paper with good reproducibility.
以下に、本発明に係るマイクロサンプリングチップと検査装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of a microsampling chip and an inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
マイクロサンプリングチップの一実施例について、図１から図４を用いて説明する。 One embodiment of the micro-sampling chip will be described with reference to FIGS.
この実施例のマイクロサンプリングチップ１は、後述する検査装置２０（図５参照）の先端に装着して使用するものである。マイクロサンプリングチップ１は、吸入口２が先端に設けられているとともに、吸入口２を介してサンプルを吸入するためのポンプ部８を基端側に備えている。マイクロサンプリングチップ１の内部には、先端の吸入口２から基端側へ延びた微細流路６、微細流路６を介して吸入口２と連通する検査用空間４、ポンプ部８の内部空間９、及び検査用空間４と内部空間９との間を連通させる微細流路１０が設けられている。 The microsampling chip 1 of this embodiment is used by being attached to the tip of an inspection device 20 (see FIG. 5) described later. The microsampling chip 1 has a suction port 2 provided at the distal end, and a pump section 8 for sucking a sample through the suction port 2 at a base end side. Inside the micro-sampling chip 1, a fine channel 6 extending from the suction port 2 at the distal end to the proximal side, an inspection space 4 communicating with the suction port 2 via the fine channel 6, and an internal space of the pump unit 8 9 and a fine flow path 10 for communicating between the inspection space 4 and the internal space 9.
ポンプ部８の内部空間９はマイクロサンプリングチップ１の基端面に設けられた凹部の開口が、例えば硬質シリコンゴムやエラストマー樹脂などの弾性材料からなる弾性シート１６によって密閉されて形成されている。すなわち、内部空間９を形成する１つの壁面は弾性材料からなる弾性壁面となっている。弾性材料からなる弾性シート１６は外部からの応力によって弾性変形するため、外部からの応力によってポンプ部８の内部空間９の内部容量を弾性的に変化させることができる。 The internal space 9 of the pump section 8 is formed by sealing an opening of a concave portion provided on the base end surface of the microsampling chip 1 with an elastic sheet 16 made of an elastic material such as hard silicon rubber or an elastomer resin. That is, one wall surface forming the internal space 9 is an elastic wall surface made of an elastic material. Since the elastic sheet 16 made of an elastic material is elastically deformed by an external stress, the internal capacity of the internal space 9 of the pump unit 8 can be elastically changed by the external stress.
ポンプ部８の弾性壁面（すなわち、弾性シート１６）を外力から押圧して内部空間９を押し潰した後、その押圧を解除すると、弾性シート１６の復元力によって内部空間９の内部容量が元の大きさに戻ろうとして、内部空間９と連通している微細流路１０、検査用空間４、微細流路６内が減圧される。このとき、吸入口２をサンプルに浸していることで、吸入口２から微細流路６を介して検査用空間４内にサンプルが吸入される。 After the internal space 9 is crushed by pressing the elastic wall surface (that is, the elastic sheet 16) of the pump unit 8 from an external force and then crushing the internal space 9, the internal capacity of the internal space 9 is restored by the restoring force of the elastic sheet 16. In order to return to the size, the pressure in the fine flow path 10, the test space 4, and the fine flow path 6 communicating with the internal space 9 is reduced. At this time, since the suction port 2 is immersed in the sample, the sample is sucked from the suction port 2 into the inspection space 4 via the fine channel 6.
ポンプ部８の内部空間９は、検査用空間４と微細流路６の合計の内部容量よりも大きな内部容量をもつように形成されており、ポンプ部８を駆動してサンプルの吸入を行なったときに、検査用空間４内に所定量のサンプルが確実に導入されるようになっている。例えば、検査用空間４の内部容量が１００μＬ程度、微細流路６の内部容量が１５μＬ程度の場合、ポンプ部８の内部空間９の内部容量を１０ｍＬ程度とすることで、検査用空間４内に所定量のサンプルを確実に導入することができる。 The internal space 9 of the pump section 8 is formed so as to have an internal capacity larger than the total internal capacity of the test space 4 and the fine channel 6, and the pump section 8 was driven to suck the sample. Occasionally, a predetermined amount of sample is reliably introduced into the inspection space 4. For example, when the internal capacity of the test space 4 is about 100 μL and the internal capacity of the microchannel 6 is about 15 μL, the internal capacity of the internal space 9 of the pump unit 8 is set to about 10 mL, so that A predetermined amount of sample can be reliably introduced.
検査用空間４内には、サンプルの電気化学測定を行なうための測定用電極１２が設けられている。測定用電極１２は、検査用空間４内に所定量のサンプルが導入されたときに、電極部分が確実にサンプルと接触するように設けられている。マイクロサンプリングチップ１の基端面には、後述する検査装置２０の先端部２２（図５参照）が挿入される窪み１４が設けられている。窪み１４は隔壁１５を隔てて検査用空間４と隣接している。測定用電極１２は窪み１４側から隔壁１５を貫通するようにして検査用空間４内に挿入されている。測定用電極１２のうち窪み１４側に配置されている部分１２ａは、検査装置２０の端子２４と電気的に接触させるための端子である。 In the inspection space 4, a measurement electrode 12 for performing an electrochemical measurement of the sample is provided. The measurement electrode 12 is provided such that when a predetermined amount of sample is introduced into the inspection space 4, the electrode portion surely comes into contact with the sample. The base 14 of the micro-sampling chip 1 is provided with a depression 14 into which a distal end 22 (see FIG. 5) of an inspection device 20 described later is inserted. The depression 14 is adjacent to the inspection space 4 with a partition wall 15 therebetween. The measurement electrode 12 is inserted into the inspection space 4 so as to penetrate the partition 15 from the recess 14 side. The portion 12 a of the measurement electrode 12 which is arranged on the side of the depression 14 is a terminal for making electrical contact with the terminal 24 of the inspection device 20.
隔壁１５は検査用空間４と窪み１４とを空間的に完全に遮断しており、検査用空間４内に導入されたサンプルが窪み１４側へ侵入することはない。そのため、吸入口２から吸入されたサンプルがマイクロサンプリングチップ１を用いる検査装置２０（図５参照）に付着することがない。 The partition wall 15 completely completely blocks the inspection space 4 and the dent 14 spatially, so that the sample introduced into the inspection space 4 does not enter the dent 14 side. Therefore, the sample sucked from the suction port 2 does not adhere to the inspection device 20 (see FIG. 5) using the microsampling chip 1.
ここで、測定用電極１２として、電極部分がプラスチック内部にインサート成形されたものを用いることができる。そのような測定用電極１２を用いることで、電極表面の経時的な酸化を抑制することができる。 Here, as the measurement electrode 12, an electrode part whose electrode part is insert-molded inside plastic can be used. By using such a measurement electrode 12, it is possible to suppress oxidization of the electrode surface over time.
上記実施例では、ポンプ部８の弾性シート１６からなる弾性壁面がマイクロサンプリングチップ１の基端面に設けられている。これにより、検査装置２０の押圧機構３２（図５参照）によってポンプ部８の弾性壁面を押圧し、ポンプ部８を駆動することができる。なお、マイクロサンプリングチップ１のポンプ部８を手動で駆動してもよく、作業者の手指でポンプ部８の弾性壁面を押圧しやすいように、ポンプ部８の弾性壁面が別の位置、例えば検査用空間４が設けられている平面と同一平面に設けられていてもよい。 In the above embodiment, the elastic wall surface made of the elastic sheet 16 of the pump unit 8 is provided on the base end surface of the micro sampling chip 1. Thus, the elastic wall of the pump unit 8 can be pressed by the pressing mechanism 32 (see FIG. 5) of the inspection device 20, and the pump unit 8 can be driven. Note that the pump section 8 of the micro-sampling chip 1 may be manually driven, and the elastic wall surface of the pump section 8 may be moved to another position, for example, an inspection so that the elastic wall surface of the pump section 8 can be easily pressed by a finger of an operator. It may be provided on the same plane as the plane on which the space 4 is provided.
マイクロサンプリングチップ１を用いる検査装置の一実施例について、図５を用いて説明する。 One embodiment of an inspection apparatus using the microsampling chip 1 will be described with reference to FIG.
検査装置２０は、マイクロサンプリングチップ１の基端面に設けられている窪み１４と嵌合する形状の先端部２２を備え、先端部２２の内部にマイクロサンプリングチップ１の端子１２ａと電気的な接触をとるための端子２４が設けられている。サンプルの電気化学測定を実施する際は、検査装置２０の先端部２２をマイクロサンプリングチップ１の基端面の窪み１４に嵌め込むことにより、マイクロサンプリングチップ１を検査装置２０に装着する。マイクロサンプリングチップ１の先端部２２はマイクロサンプリングチップ１を保持するためのチップ保持部を構成している。 The inspection device 20 includes a distal end portion 22 having a shape that fits into the depression 14 provided on the base end surface of the microsampling chip 1, and establishes electrical contact with the terminal 12 a of the microsampling chip 1 inside the distal end portion 22. A terminal 24 is provided. When the electrochemical measurement of the sample is performed, the microsampling chip 1 is mounted on the inspection device 20 by fitting the distal end portion 22 of the inspection device 20 into the depression 14 on the base end surface of the microsampling chip 1. The tip 22 of the microsampling chip 1 constitutes a chip holding unit for holding the microsampling chip 1.
検査装置２０の内部には、サンプルの電気化学測定を行なうための測定回路２６が設けられている。測定回路２６は端子２４と電気的に接続されている。検査装置２０の外面には、測定回路２６による測定結果を表示するための表示部２８が設けられている。検査装置２０はさらに、マイクロサンプリングチップ１の基端面のポンプ部８の弾性壁面（弾性シート１６）を押圧するための押圧機構３２を備えている。押圧機構３２は、弾性シート１６に対して垂直に設けられた押圧棒３０をその軸方向（図５において矢印の方向）へ駆動することによって、検査装置２０に装着されたマイクロサンプリングチップ１のポンプ部８の弾性壁面の押圧とその押圧の解除を行なうように構成されたものである。図示は省略されているが、検査装置２０の外面には、押圧機構３２の駆動の動機となる信号を生成するためのスイッチが設けられており、作業者がそのスイッチを押すことで押圧機構３２が駆動され、マイクロサンプリングチップ１のポンプ部８が駆動される。 A measuring circuit 26 for performing an electrochemical measurement of a sample is provided inside the inspection device 20. The measurement circuit 26 is electrically connected to the terminal 24. On the outer surface of the inspection device 20, a display unit 28 for displaying a measurement result by the measurement circuit 26 is provided. The inspection device 20 further includes a pressing mechanism 32 for pressing the elastic wall surface (elastic sheet 16) of the pump section 8 at the base end surface of the micro sampling chip 1. The pressing mechanism 32 drives the pressing rod 30 provided perpendicular to the elastic sheet 16 in the axial direction (the direction of the arrow in FIG. 5), so that the pump of the microsampling chip 1 mounted on the inspection device 20 is pumped. It is configured to press the elastic wall surface of the portion 8 and release the press. Although not shown, a switch is provided on the outer surface of the inspection device 20 for generating a signal for motivating the driving of the pressing mechanism 32, and when the operator presses the switch, the pressing mechanism 32 is pressed. Is driven, and the pump section 8 of the micro-sampling chip 1 is driven.
この実施例では、押圧機構３２として電動式のものを想定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、押圧棒３０を手動で、すなわち作業者が検査装置２０に設けられたレバー等を動かすことによって押圧棒３０が動作するように構成されていてもよい。また、マイクロサンプリングチップ１のポンプ部８の弾性壁面を作業者が手指で押圧できるようになっているのであれば、必ずしも検査装置２０に押圧機構３２が設けられている必要はない。 In this embodiment, it is assumed that the pressing mechanism 32 is of an electric type. However, the present invention is not limited to this, and the pressing rod 30 is manually provided, that is, the operator is provided to the inspection device 20. The pressing rod 30 may be configured to operate by moving a lever or the like. Further, if the elastic wall surface of the pump section 8 of the micro-sampling chip 1 can be pressed by an operator with a finger, the inspection device 20 does not necessarily need to be provided with the pressing mechanism 32.
また、押圧機構３２に、マイクロサンプリングチップ１を検査装置２０から自動的に取り外すための取外し機能、すなわち、ポンプ部８を駆動する際よりも大きく駆動棒３０を駆動させる機能をもたせるようにしてもよい。 Further, the pressing mechanism 32 may have a detachment function for automatically removing the microsampling chip 1 from the inspection device 20, that is, a function of driving the drive rod 30 larger than when the pump unit 8 is driven. Good.
次に、マイクロサンプリングチップの他の実施例について、図６から図８を用いて説明する。 Next, another embodiment of the micro-sampling chip will be described with reference to FIGS.
この実施例のマイクロサンプリングチップ１００は、後述する検査装置１２０（図９参照）の先端に装着して使用するものである。マイクロサンプリングチップ１００は、吸入口１０２が先端に設けられているとともに、吸入口１０２を介してサンプルを吸入するためのポンプ部１０８を基端側に備えている。マイクロサンプリングチップ１００の内部には、先端の吸入口１０２から基端側へ延びた微細流路１０６、微細流路１０６を介して吸入口１０２と連通する検査用空間１０４、ポンプ部１０８の内部空間１０９、及び検査用空間１０４と内部空間１０９との間を連通させる微細流路１１０が設けられている。また、マイクロサンプリングチップ１００の基端面には、検査装置１２０が当該マイクロサンプリングチップ１００を保持するための突起１１４が設けられている。 The microsampling chip 100 of this embodiment is used by being attached to the tip of an inspection device 120 (see FIG. 9) described later. The microsampling chip 100 has a suction port 102 at the distal end and a pump section 108 for sucking a sample through the suction port 102 at the base end side. Inside the micro-sampling chip 100, a fine channel 106 extending from the suction port 102 at the distal end to the proximal side, an inspection space 104 communicating with the suction port 102 via the fine channel 106, and an internal space of the pump unit 108 109, and a fine channel 110 for communicating between the inspection space 104 and the internal space 109 are provided. In addition, a projection 114 for the inspection device 120 to hold the microsampling chip 100 is provided on a base end surface of the microsampling chip 100.
検査用空間１０４は、マイクロサンプリングチップ１００の基端面に設けられた凹部の開口が透明シート１１３によって封止されて構成されている。すなわち、マイクロサンプリングチップ１００の基端面に面する検査用空間１０４の壁面が透明材料により構成されている。透明シート１１３の材質として、例えば透明アクリルシートが挙げられる。 The inspection space 104 is configured such that an opening of a concave portion provided on the base end surface of the microsampling chip 100 is sealed with a transparent sheet 113. That is, the wall surface of the inspection space 104 facing the base end surface of the micro sampling chip 100 is made of a transparent material. Examples of the material of the transparent sheet 113 include a transparent acrylic sheet.
ポンプ部１０８の内部空間１０９はマイクロサンプリングチップ１００の基端面に設けられた凹部の開口が、例えば硬質シリコンゴム又はエラストマー樹脂などの弾性材料からなる弾性シート１１６によって密閉されて形成されている。すなわち、内部空間１０９を形成する１つの壁面は弾性材料からなる弾性壁面となっている。弾性材料からなる弾性シート１１６は外部からの応力によって弾性変形するため、外部からの応力によってポンプ部１０８の内部空間１０９の内部容量を弾性的に変化させることができる。 The internal space 109 of the pump unit 108 is formed by sealing an opening of a concave portion provided on the base end surface of the micro sampling chip 100 with an elastic sheet 116 made of an elastic material such as hard silicon rubber or an elastomer resin. That is, one wall surface forming the internal space 109 is an elastic wall surface made of an elastic material. Since the elastic sheet 116 made of an elastic material is elastically deformed by an external stress, the internal capacity of the internal space 109 of the pump unit 108 can be elastically changed by the external stress.
ポンプ部１０８の弾性壁面（すなわち、弾性シート１１６）を外力から押圧して内部空間１０９を押し潰した後、その押圧を解除すると、弾性シート１１６の復元力によって内部空間１０９の内部容量が元の大きさに戻ろうとして、内部空間９と連通している微細流路１１０、検査用空間１０４、微細流路１０６内が減圧される。このとき、吸入口１０２をサンプルに浸していることで、吸入口１０２から微細流路１０６を介して検査用空間１０４内にサンプルが吸入される。 After the internal space 109 is crushed by pressing the elastic wall surface (that is, the elastic sheet 116) of the pump unit 108 from an external force and the internal space 109 is released, the internal capacity of the internal space 109 is restored by the restoring force of the elastic sheet 116. In order to return to the size, the pressure in the fine channel 110, the inspection space 104, and the fine channel 106 communicating with the internal space 9 is reduced. At this time, since the suction port 102 is immersed in the sample, the sample is sucked from the suction port 102 into the inspection space 104 via the fine channel 106.
ポンプ部１０８の内部空間１０９は、検査用空間１０４と微細流路１０６の合計の内部容量よりも大きな内部容量をもつように形成されており、ポンプ部１０８を駆動してサンプルの吸入を行なったときに、検査用空間１０４内に所定量のサンプルが確実に導入されるようになっている。例えば、検査用空間１０４の内部容量が１００μＬ程度、微細流路１０６の内部容量が１５μＬ程度の場合、ポンプ部１０８の内部空間１０９の内部容量を１０ｍＬ程度とすることで、検査用空間１０４内に所定量のサンプルを確実に導入することができる。 The internal space 109 of the pump unit 108 is formed so as to have an internal capacity larger than the total internal capacity of the test space 104 and the fine channel 106, and the pump unit 108 is driven to suck the sample. Sometimes, a predetermined amount of sample is reliably introduced into the inspection space 104. For example, when the internal capacity of the inspection space 104 is about 100 μL and the internal capacity of the fine channel 106 is about 15 μL, the internal capacity of the internal space 109 of the pump unit 108 is set to about 10 mL, so that A predetermined amount of sample can be reliably introduced.
検査用空間１０４内には、略球状、略角柱又は略円柱状の検査用媒体１１２を嵌め込んで保持するための台座１１１が設けられており（図８参照）、台座１１１に検査用媒体１１２が嵌め込まれて検査用空間１０４内に固定されている。検査用媒体１１２とは、サンプルに含まれる特定成分に由来する発色反応を示す発色試薬を保持する発色体を含むものである。検査用媒体１１２を略球状、略角柱又は略円柱状にすることで、サンプルが検査用媒体１１２と接触したときに検査用媒体１１２にサンプルが均一に吸収されやすくなり、検査用媒体１１２に適切な発色を促すことができる。検査用試薬を保持して検査用媒体１１２をなすための素材として綿球、ろ紙、スポンジなどが挙げられる。検査用媒体１１２は、所定量のサンプルが検査用空間１０４内に導入されたときにサンプルに確実に接触するように設けられている。 In the inspection space 104, a pedestal 111 for fitting and holding a substantially spherical, substantially prismatic or substantially columnar inspection medium 112 is provided (see FIG. 8). Is fixed in the inspection space 104. The test medium 112 includes a coloring material that holds a coloring reagent that exhibits a coloring reaction derived from a specific component contained in the sample. By making the test medium 112 substantially spherical, substantially prismatic, or substantially cylindrical, the sample is easily absorbed uniformly into the test medium 112 when the sample comes into contact with the test medium 112, and is suitable for the test medium 112. Color development can be promoted. As a material for holding the test reagent and forming the test medium 112, a cotton ball, a filter paper, a sponge, or the like can be given. The test medium 112 is provided so as to reliably contact the sample when a predetermined amount of the sample is introduced into the test space 104.
検査用媒体１１２は、比色法に利用することができるものであれば、いかなるものも含む。比色法とは、発色体にサンプルを浸潤させたときの発色度（色の濃さ）をその検査項目（濃度やｐＨなど）の数値が既知である同発色試薬の発色度と比較することにより、サンプルの検査項目を定量する方法である。測定物質、例えばウロビリノーゲンなどそれ自身に色がある場合だけでなく、測定物質自身に色が無い場合でも、化学反応によって発色試薬を発色させ、その発色度によって定量することができる。比色法は食品分析、環境分析、生化学分析などの多くの場面で使用されている分析方法である。 The inspection medium 112 includes any medium that can be used for the colorimetric method. The colorimetric method is to compare the degree of color development (color density) when a sample is infiltrated into a color body with the degree of color development of the same color reagent whose numerical value of the test item (concentration, pH, etc.) is known. Is a method for quantifying the test items of the sample. Not only when the substance to be measured, for example, urobilinogen itself has a color, but also when the substance to be measured has no color, the coloring reagent can be colored by a chemical reaction and quantified by the degree of coloring. The colorimetric method is an analytical method used in many situations such as food analysis, environmental analysis, and biochemical analysis.
検査用媒体１１２としては、Ｐｈ試験紙、尿試験紙、サンドイッチイムノアッセイ、環境分析用試験紙、農薬試験紙、残留塩素定量試験紙、界面活性剤定量試験紙などが挙げられる。 Examples of the test medium 112 include Ph test paper, urine test paper, sandwich immunoassay, environmental analysis test paper, pesticide test paper, residual chlorine quantitative test paper, surfactant quantitative test paper, and the like.
ｐＨは、サンプルの水素イオン濃度に応じた発色度を示す、例えばブロモチモールブルー（ＢＴＢ）などの発色試薬を用いることで定量することができる。ＢＴＢは、サンプルがアルカリ性であれば青色に発色し、サンプルが酸性であれば赤色に発色する。 The pH can be quantified by using a coloring reagent, such as bromothymol blue (BTB), which exhibits a coloring degree corresponding to the hydrogen ion concentration of the sample. BTB develops a blue color when the sample is alkaline, and a red color when the sample is acidic.
尿試験の検査項目には、主として、白血球濃度、ウロビリノーゲン濃度、タンパク質濃度、ｐＨ、潜血、比重、ケトン体量、ブドウ糖濃度があり、それぞれの検査項目に対する発色試薬が存在する。 The test items of the urine test mainly include leukocyte concentration, urobilinogen concentration, protein concentration, pH, occult blood, specific gravity, ketone body mass, and glucose concentration, and a coloring reagent exists for each test item.
本発明を利用することによって、複数の工程が必要である測定についても簡便に行うことが出来る。例えば、サンドイッチイムノアッセイでは、あらかじめ抗体を固定化した試験紙試薬ろ紙に測定対象の抗原を含むサンプルを浸潤させた後、サンプル溶液を排出し、洗浄用試薬で洗浄し、その後、発色試薬を含む溶液を反応させ、洗浄し、その後の発色を測定する。発色試薬は例えばＤＡＰＩなどが挙げられる。 By utilizing the present invention, measurement requiring a plurality of steps can be easily performed. For example, in a sandwich immunoassay, after a sample containing an antigen to be measured is infiltrated into a test paper reagent filter paper on which antibodies are immobilized in advance, a sample solution is discharged, washed with a washing reagent, and then a solution containing a coloring reagent. Is reacted, washed, and the subsequent color development is measured. Examples of the coloring reagent include DAPI.
環境分析では、フェノール類、溶存酸素、フッ素化合物、シアン化合物などの濃度を定量する。フェノール類は、４−アミノアンチピリンとヘキサシアノ鉄（III）を加えたときに生じる赤色物質（アンチピリン色素）の濃度をその発色度により定量することができる。溶存酸素は、酒石酸カリウムー水酸化ナトリウム溶液とメチレンブルー溶液を加えたときの発色度を測定することで定量することができる。フッ素化合物は、Ｌａ(III)とアリザリンコンプレキソンとの錯体がフッ素イオンと反応して生じる青色の錯体をその発色度から検出することで定量することができる。シアン化合物は、ピリジン-ピアゾロン吸光度を測定することにより定量することができる。 In environmental analysis, the concentrations of phenols, dissolved oxygen, fluorine compounds, cyanide compounds, and the like are quantified. For phenols, the concentration of a red substance (antipyrine dye) generated when 4-aminoantipyrine and hexacyanoiron (III) are added can be quantified based on the degree of color development. Dissolved oxygen can be quantified by measuring the degree of color development when a potassium tartrate-sodium hydroxide solution and a methylene blue solution are added. The fluorine compound can be quantified by detecting a blue complex produced by the reaction of La (III) and alizarin complexone with a fluorine ion from the degree of color development. Cyan compounds can be quantified by measuring pyridine-piazolone absorbance.
残留農薬の定量方法の一例として、アセチルコリンをコリンエステラーゼで酵素分解させた際に発生する分解物であるコリンにコリン酸化酵素、ペルオキシダーゼを共役させ、アミノアンチピリンとフェノール、及び酸化酵素から発生した過酸化水素を利用してキノンイミン色素の赤色発色度を測定する方法が挙げられる。 As an example of a method for quantifying pesticide residues, choline oxidase and peroxidase are conjugated to choline, which is a degradation product generated when acetylcholine is enzymatically decomposed with cholinesterase, and amino peroxide and phenol, and hydrogen peroxide generated from oxidase And a method of measuring the degree of red coloration of the quinone imine dye using the above method.
残留農薬の定量方法としては、アセチルコリンエステラーゼの阻害を定量する方法もある。その場合には、酵素反応によって発生した水素イオン濃度を測定する。この場合、検査用媒体１１２としては、試験紙ろ紙の表側にｐＨ反応液をしみこませ、裏側にアセチルコリンエステラーゼの乾燥体とアセチルコリン乾燥体を固定したものを用いることができる。マイクロサンプリングチップ１００の検査用空間１０４内にサンプルが導入されて検査用媒体１１２にサンプルが浸潤すると、アセチルコリエステラーゼとアセチルコリンが反応して水素イオンを発生する。そのときのｐＨを検査用媒体１１２のｐＨ反応液の発色の程度によって定量する。ｐＨ反応液はｐＨ８．５で青色を呈するのでその色あいを定量する。具体的にはＲ．Ｇ．Ｂのそれぞれのデジタル化された値（８ビットであればそれぞれ最大値２５５）について計算し値を出す。例えば、バックグランドがＲ＝５０、Ｇ＝３０、Ｂ＝４０、測定時がＲ＝６０、Ｇ＝４５、Ｂ＝１５０の場合には青と評価する。後述する検査装置１２０の検出部１２４側には、Ｒ．Ｇ．Ｂのフィルタ（最低でも３つの受光素子の前にＲ．Ｇ．Ｂのフィルタ）が設置されており、検出部１２４で得られた検出信号のデータ処理によって検査用媒体１１２の発色の程度を検出する。 As a method for quantifying pesticide residues, there is also a method for quantifying inhibition of acetylcholinesterase. In that case, the concentration of hydrogen ions generated by the enzymatic reaction is measured. In this case, as the test medium 112, a medium in which a pH reaction solution is impregnated on the front side of a test paper filter paper and a dried acetylcholinesterase and an acetylcholine dried body are fixed on the back side can be used. When a sample is introduced into the test space 104 of the micro-sampling chip 100 and the sample infiltrates the test medium 112, acetylcholinesterase and acetylcholine react to generate hydrogen ions. The pH at that time is quantified based on the degree of color development of the pH reaction solution of the test medium 112. Since the pH of the pH reaction solution is blue at pH 8.5, the color is quantified. Specifically, R. G. FIG. For each digitized value of B (the maximum value is 255 for 8 bits), a value is calculated. For example, if the background is R = 50, G = 30, B = 40 and the measurement time is R = 60, G = 45, B = 150, the evaluation is blue. An R.R. G. FIG. A B filter (R, G, B filter in front of at least three light receiving elements) is provided, and the degree of color development of the test medium 112 is detected by data processing of a detection signal obtained by the detection unit 124. I do.
残留塩素は、ジエチル-p-フェニレンジアンモニウム（ＤＰＤ）の比色試薬を行ない、桃色から桃赤色への色調変化の度合いを測定することにより定量することができる。 Residual chlorine can be quantified by performing a colorimetric reagent of diethyl-p-phenylenediammonium (DPD) and measuring the degree of color change from pink to pink red.
界面活性剤は、エチルバイオレッドとの化学反応で生成されるイオンを、トルエン抽出を行なうことによって発せられる６１１ｎｍの光量を測定することにより定量することができる。 The surfactant can be quantified by measuring the amount of ions generated by a chemical reaction with ethyl violet and measuring the amount of light at 611 nm emitted by performing toluene extraction.
複数の検査用媒体１１２がマイクロサンプリングチップ１００の基端面と平行な平面内に配列されている。複数の検査用媒体１１２は、それぞれ互いに異なる種類の発色体、すなわち互いに異なる成分に由来する発色反応を示す性質をもつ発色体である。これにより、サンプルの一度の吸入で複数項目の測定を同時に行なうことができる。 The plurality of inspection media 112 are arranged in a plane parallel to the base end surface of the micro sampling chip 100. Each of the plurality of inspection media 112 is a color body of a different type, that is, a color body having a property of exhibiting a color reaction derived from a different component. Thereby, measurement of a plurality of items can be performed simultaneously by one inhalation of the sample.
また、複数の検査用媒体１１２のうちの１つは、そのような発色反応を示す性質をもたない、すなわち発色試薬の浸潤していない参照体であってもよい。複数の検査用媒体１１２のうちの１つを参照体とすることで、サンプルが色をもっている場合でも、サンプルの色による検査用媒体１１２の着色具合を参照体によって測定することができ、参照体の着色具合を発色体の色調変化量から差し引くことで、発色体の発色度を正確に測定することができる。 In addition, one of the plurality of test media 112 may be a reference body that does not have the property of exhibiting such a coloring reaction, that is, does not infiltrate the coloring reagent. By using one of the plurality of test media 112 as a reference body, even if the sample has a color, the degree of coloring of the test medium 112 by the color of the sample can be measured by the reference body. By subtracting the coloring degree from the color tone change amount of the color body, the degree of color development of the color body can be accurately measured.
なお、検査用空間１０４内には、必ずしも複数の検査用媒体１１２が設けられている必要はなく、発色体からなる検査用媒体１１２が１つのみ設けられていてもよい。 It should be noted that a plurality of test media 112 does not necessarily need to be provided in the test space 104, and only one test media 112 made of a coloring material may be provided.
マイクロサンプリングチップ１００を用いる検査装置の一実施例について、図９を用いて説明する。 One embodiment of an inspection apparatus using the micro-sampling chip 100 will be described with reference to FIG.
検査装置１２０はマイクロサンプリングチップ１００の基端面に設けられている突起１１４と嵌合する形状の穴１２２を備えており、マイクロサンプリングチップ１００の突起１１４を穴１２２に嵌め込ませることでマイクロサンプリングチップ１００を保持する。すなわち、穴１１４はマイクロサンプリングチップ１００を保持するためのチップ保持部を構成する。 The inspection device 120 includes a hole 122 having a shape that fits with a protrusion 114 provided on the base end surface of the microsampling chip 100. The protrusion 114 of the microsampling chip 100 is Hold. That is, the hole 114 forms a chip holding portion for holding the micro sampling chip 100.
検査装置１２０は、マイクロサンプリングチップ１００の検査用空間１０４内の検査用媒体１１２の色調を光学的に検出するための検出部１２４を備えている。検出部１２４は、例えばＣＣＤカメラなどの撮像装置によって実現することができる。検査装置１２０はさらに、検出部１２４からの検出信号に基づいて検査用媒体１１２の色調変化を測定するように構成された測定回路１２６を備えている。測定回路１２６は、検出部１２４からの検出信号に基づき、検査用媒体１１２での赤色成分、緑色成分、青色成分の減衰量（吸光度）を測定する。赤色成分、緑色成分、青色成分の光の減衰量を測定すれば、検査用媒体１１２の色調を数値として測定することができる。このような測定を、検査用媒体１１２にサンプルを接触させる前後において行ない、それらの色調の差分をとることで、サンプル中の特定成分に由来した発色反応による検査用媒体１１２の色調変化を測定することができる。 The inspection device 120 includes a detection unit 124 for optically detecting the color tone of the inspection medium 112 in the inspection space 104 of the micro-sampling chip 100. The detection unit 124 can be realized by, for example, an imaging device such as a CCD camera. The inspection device 120 further includes a measurement circuit 126 configured to measure a change in color tone of the inspection medium 112 based on a detection signal from the detection unit 124. The measurement circuit 126 measures the attenuation (absorbance) of the red, green, and blue components in the test medium 112 based on the detection signal from the detection unit 124. By measuring the attenuation of the red, green, and blue light components, the color tone of the test medium 112 can be measured as a numerical value. Such a measurement is performed before and after the sample is brought into contact with the test medium 112, and a difference between the colors is obtained, thereby measuring a change in the color tone of the test medium 112 due to a color development reaction derived from a specific component in the sample. be able to.
具体的には、サンプルをマイクロサンプリングチップ１００内に吸入する前、例えば、マイクロサンプリングチップ１００を検査装置１２０に装着した際にバックグランドの測定を行なう。この操作は、発色を呈する波長域が可視光の場合に限らず、すべての場合について必要である。その後、サンプルを吸入口１０２から吸入して検査用空間１０４内に導入し、検査項目についての発色試薬が固定された検査用媒体１１２にサンプルを浸潤させ、その後、数秒の後に検査項目についての発色の程度を定量する。検査用媒体１１２へのサンプルの浸潤については、マイクロサンプリングチップ１００内にサンプルを吸入し、検査用媒体１１２にサンプルを浸潤させた後、すぐにサンプルを排出して検査用媒体１１２の発色を確認するほうがよい場合も存在する。 Specifically, the background is measured before the sample is sucked into the microsampling chip 100, for example, when the microsampling chip 100 is mounted on the inspection device 120. This operation is necessary not only for the case where the wavelength range in which the color is developed is visible light, but for all cases. Thereafter, the sample is sucked from the suction port 102 and introduced into the test space 104, and the sample is infiltrated into the test medium 112 on which the coloring reagent for the test item is fixed. After a few seconds, the color of the test item is developed. Quantify the extent of Regarding the infiltration of the sample into the test medium 112, the sample is sucked into the micro-sampling chip 100, the sample is infiltrated into the test medium 112, and the sample is immediately discharged to confirm the color development of the test medium 112. There are cases where it is better to do so.
検査装置１２０の外面には、測定回路１２６による測定結果を表示するための表示部１２８が設けられている。検査装置１２０はさらに、マイクロサンプリングチップ１００の基端面のポンプ部８の弾性壁面（弾性シート１１６）を押圧するための押圧機構１３２を備えている。押圧機構１３２は、弾性シート１１６に対して垂直に設けられた押圧棒１３０をその軸方向（図９において矢印の方向）へ駆動することによって、検査装置１２０に装着されたマイクロサンプリングチップ１００のポンプ部１０８の弾性壁面の押圧とその押圧の解除を行なうように構成されたものである。図示は省略されているが、検査装置１２０の外面には、押圧機構１３２の駆動の動機となる信号を生成するためのスイッチが設けられており、作業者がそのスイッチを押すことで押圧機構１３２が駆動され、マイクロサンプリングチップ１００のポンプ部１０８が駆動される。 On the outer surface of the inspection device 120, a display unit 128 for displaying a measurement result by the measurement circuit 126 is provided. The inspection device 120 further includes a pressing mechanism 132 for pressing the elastic wall surface (elastic sheet 116) of the pump section 8 at the base end surface of the micro sampling chip 100. The pressing mechanism 132 drives the pressing rod 130 provided perpendicular to the elastic sheet 116 in the axial direction (the direction of the arrow in FIG. 9), so that the pump of the micro-sampling chip 100 mounted on the inspection device 120 is pumped. It is configured to press the elastic wall surface of the portion 108 and release the press. Although not shown, a switch is provided on the outer surface of the inspection device 120 for generating a signal that serves as a motive for driving the pressing mechanism 132, and when the operator presses the switch, the pressing mechanism 132 is pressed. Is driven, and the pump unit 108 of the micro sampling chip 100 is driven.
この実施例においても、押圧機構１３２として電動式のものを想定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、押圧棒１３０を手動で、すなわち作業者が検査装置１２０に設けられたレバー等を動かすことによって押圧棒１３０が動作するように構成されていてもよい。また、マイクロサンプリングチップ１００のポンプ部８の弾性壁面を作業者が手指で押圧できるようになっているのであれば、必ずしも検査装置１２０に押圧機構１３２が設けられている必要はない。 Also in this embodiment, an electric type is assumed as the pressing mechanism 132, but the present invention is not limited to this, and the pressing rod 130 is manually provided, that is, when the operator is provided to the inspection device 120. The pressing rod 130 may be configured to operate by moving a lever or the like. If the elastic wall surface of the pump section 8 of the micro-sampling chip 100 can be pressed by the operator with his / her finger, the inspection device 120 does not necessarily need to be provided with the pressing mechanism 132.
また、押圧機構１３２に、マイクロサンプリングチップ１００を検査装置１２０から自動的に取り外すための取外し機能、すなわち、ポンプ部１０８を駆動する際よりも大きく駆動棒１３０を駆動させる機能をもたせるようにしてもよい。 Further, the pressing mechanism 132 may have a detaching function for automatically removing the microsampling chip 100 from the inspection device 120, that is, a function of driving the drive rod 130 larger than when the pump unit 108 is driven. Good.
図１０のグラフは、図１から図４を用いて説明したマイクロサンプリングチップ１内に濃度１ｐｐｍの鉛溶液を吸入し、図５の検査装置２０を用いて電気化学測定を行なったときの測定データである。測定方法は微分パルスボルタメトリー（ＤＰＶ）であり、グラフは−１５００ｍＶから２５０ｍＶまで掃引したものである。このグラフにおいて、鉛のＤＰＶピークが現れており、鉛を適切に検出できていることがわかる。 The graph of FIG. 10 shows measurement data obtained when a lead solution having a concentration of 1 ppm was sucked into the micro-sampling chip 1 described with reference to FIGS. 1 to 4 and electrochemical measurement was performed using the inspection device 20 of FIG. It is. The measuring method is differential pulse voltammetry (DPV), and the graph is obtained by sweeping from -1500 mV to 250 mV. In this graph, the DPV peak of lead appears, and it can be seen that lead has been properly detected.
図１１に示された表は、図９の検査装置１２０による測定データの一例である。この測定は、マイクロサンプリングチップ１００の検査用空間１０４内に１〜１１の検査項目用の試薬を浸み込ませた検査用媒体１１２を配置し、各検査項目の数値を以下のとおりに調整したサンプルを検査用ピペットチップ２内に吸引して実施した。
（１）ウロビリノーゲン ２．０ｍｇｌ／ｄＬ
（２）潜血 ２０個／μＬ
（３）タンパク質 １００ｍｇ／ｄＬ
（４）ブドウ糖 ２５０ｍｇ／ｄＬ
（５）ケトン体 ３０ｍｇ／ｄＬ
（６）ビリルビン １．０ｍｇ／ｄＬ
（７）アルブミン １００ｍｇ／ｄＬ
（８）比重 １．０３
（９）白血球 １００個／ｄＬ
（１０）ｐＨ ｐＨ７
（１１）クレアチニン １５０ｍｇ／ｄＬ
The table shown in FIG. 11 is an example of data measured by the inspection device 120 in FIG. In this measurement, a test medium 112 in which reagents for test items 1 to 11 were immersed in the test space 104 of the micro-sampling chip 100, and the numerical value of each test item was adjusted as follows. The sample was sucked into the test pipette tip 2 and performed.
(1) Urobilinogen 2.0 mgl / dL
(2) Occult blood 20 / μL
(3) Protein 100mg / dL
(4) glucose 250mg / dL
(5) Ketone body 30mg / dL
(6) Bilirubin 1.0 mg / dL
(7) Albumin 100mg / dL
(8) Specific gravity 1.03
(9) 100 white blood cells / dL
(10) pH pH 7
(11) Creatinine 150 mg / dL
図１１のＲ、Ｇ、Ｂは各検査項目用の検査用媒体１１２の色調について画像解析により得られた赤色成分、緑色成分、青色成分の強度である。「測定前」とは、サンプルを検査用媒体１１２に接触させる前のことを意味し、「測定後」とは、サンプルを検査用媒体１１２に接触させた後のことを意味する。この測定データからわかるように、「測定前」と「測定後」で各検査用媒体８の色調が種々に変化していることが数値によって示されており、複数の検査項目を同時に測定できていることがわかる。上記のようにＲ・Ｂ・Ｇによって数値化されたデータは、その特性上、通信機能を持つ携帯電話やその他の機器に転送して評価することも可能である。 R, G, and B in FIG. 11 are the intensities of the red, green, and blue components obtained by image analysis of the color of the test medium 112 for each test item. “Before measurement” means before the sample is brought into contact with the test medium 112, and “after measurement” means after the sample is brought into contact with the test medium 112. As can be seen from the measurement data, numerical values indicate that the color tone of each test medium 8 changes variously between “before measurement” and “after measurement”, and a plurality of test items can be measured simultaneously. You can see that there is. The data quantified by R, B, and G as described above can be transferred to a mobile phone or other device having a communication function and evaluated, due to its characteristics.
１，１００ マイクロサンプリングチップ
２，１０２ 吸入口
４，１０４ 検査用空間
６，１０，１０６，１１０ 微細流路
８，１０８ ポンプ部
９，１０９ ポンプ部の内部空間
１２ 測定用電極
１２ａ 端子（マイクロサンプリングチップ側）
１４ 窪み
１５ 隔壁
１６，１１６ 弾性シート（弾性壁面）
２０，１２０ 検査装置
２２ 先端部（チップ保持部）
２４ 端子（検査装置側）
２６，１２６ 測定回路
２８，１２８ 表示部
３０，１３０ 押圧棒
３２，１３２ 押圧機構
１１２ 検査用媒体
１１３ 透明シート
１１４ 突起
１２２ 穴（チップ保持部）
１２４ 検出部
1,100 Micro sampling chip 2,102 Inlet 4,104 Inspection space 6,10,106,110 Micro flow path 8,108 Pump section 9,109 Internal space of pump section 12 Measurement electrode 12a Terminal (micro sampling chip side)
14 dent 15 partition 16, 116 elastic sheet (elastic wall surface)
20, 120 Inspection device 22 Tip (tip holding part)
24 terminals (inspection device side)
26, 126 Measurement circuit 28, 128 Display unit 30, 130 Press bar 32, 132 Press mechanism 112 Inspection medium 113 Transparent sheet 114 Projection 122 Hole (chip holding unit)
124 detector
Claims (12)
前記吸入口に通じ、前記先端から前記基端へ向かって延びる第１の微細流路と、
前記検査装置が当該マイクロサンプリングチップの前記基端側からアクセスすることができるように前記基端側の内部に設けられ、前記第１の微細流路を介して前記吸入口と連通し、前記吸入口から吸入されたサンプルを貯留するための検査用空間と、
前記基端側に設けられ、前記第１の微細流路と交差する方向へ延びる第２の微細流路を介して前記検査用空間と連通する内部空間を有し、前記内部空間を形成する１つの壁面が弾力性を有する弾性材料からなる弾性壁面となっており、前記弾性壁面が前記マイクロサンプリングチップの基端面に面しているポンプ部と、を備え、
前記ポンプ部の前記弾性壁面を前記基端側から弾性変形させることによって、前記吸入口を介してサンプルが前記検査用空間内に吸入されるように構成されているマイクロサンプリングチップ。 A micro-sampling chip having a distal end and a proximal end located on a side opposite to the distal end, a suction port provided at the distal end, and the proximal end held by an inspection device,
A first fine channel that communicates with the suction port and extends from the distal end toward the proximal end;
The inspection apparatus is provided inside the base end side so as to be accessible from the base end side of the microsampling chip, communicates with the suction port through the first micro flow path, and A test space for storing samples inhaled from the mouth,
An inner space provided on the base end side and communicating with the inspection space via a second fine flow path extending in a direction intersecting with the first fine flow path; One wall surface is an elastic wall surface made of an elastic material having elasticity, and the elastic wall surface includes a pump portion facing the base end surface of the micro-sampling chip,
A micro-sampling chip configured to cause a sample to be sucked into the inspection space via the suction port by elastically deforming the elastic wall surface of the pump unit from the base end side.
前記チップ保持部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記測定用電極に対して前記マイクロサンプリングチップの前記基端側から電気的接触をとるための端子と、
前記端子を介して前記測定用電極と電気的に接続され、サンプルの電気化学測定を行なうための測定回路と、を備えた検査装置。 A chip holding unit that holds a base end of the microsampling chip according to claim 3,
A terminal for making electrical contact from the base end side of the microsampling chip to the measurement electrode of the microsampling chip held by the chip holding unit,
A measurement circuit that is electrically connected to the measurement electrode via the terminal and performs an electrochemical measurement of the sample.
前記チップ保持部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記検査用媒体の色調を前記マイクロサンプリングチップの前記基端側から光学的に検出するための検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記検査用媒体の発色体の発色反応を測定する測定回路と、を備えた検査装置。 A chip holding unit for holding a base end of the microsampling chip according to any one of claims 4 to 8,
A detection unit for optically detecting the color tone of the test medium of the microsampling chip held by the chip holding unit from the base end side of the microsampling chip,
A measuring circuit for measuring a coloring reaction of a coloring body of the test medium based on a detection result by the detection unit.
前記測定回路は、前記検出部により得られた赤色、緑色、青色の光のそれぞれの強度を数値化し、それらの数値に基づいて前記検査用媒体の色調を検出するように構成されている、請求項１０に記載の検査装置。 The detection unit includes a light receiving element for individually detecting the intensity of red, green, and blue light,
The measurement circuit is configured to digitize the intensity of each of the red, green, and blue light obtained by the detection unit, and to detect the color tone of the test medium based on the numerical values. Item 11. The inspection device according to Item 10.
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