JP6729027B2 - Micro channel chip - Google Patents
Micro channel chip Download PDFInfo
- Publication number
- JP6729027B2 JP6729027B2 JP2016118766A JP2016118766A JP6729027B2 JP 6729027 B2 JP6729027 B2 JP 6729027B2 JP 2016118766 A JP2016118766 A JP 2016118766A JP 2016118766 A JP2016118766 A JP 2016118766A JP 6729027 B2 JP6729027 B2 JP 6729027B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- channel
- wedge
- flow path
- shaped space
- space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502746—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0829—Multi-well plates; Microtitration plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/0883—Serpentine channels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0887—Laminated structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/16—Surface properties and coatings
- B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
- B01L2300/165—Specific details about hydrophobic, oleophobic surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
Description
本発明は、マイクロ流路チップに関する。更に詳しくは、血液などの検体から血漿成分などの特定の成分を分離することが可能なマイクロ流路チップに関する。 The present invention relates to a microchannel chip. More specifically, it relates to a microchannel chip capable of separating a specific component such as a plasma component from a sample such as blood.
血清(血漿)の色の主体成分であるビリルビンは、主に赤血球内のヘモグロビンの崩壊によって生じる。このビリルビンが体内で増加すると、体全体の皮膚が黄染して黄疸となる。一般に、新生児期に現れる黄疸(新生児の90%程度)の多くは、生理的な症状であり、生後3〜5日で自然に消失する。しかし、生理的黄疸の範囲を超える病的黄疸(黄疸が現れた新生児の20%程度)は、中枢神経障害をもたらす「核黄疸」に進行し、脳性まひ、難聴、知的障害等の重篤な後遺症に帰結する可能性があり、死亡につながる場合がある。これを未然に防ぐために、NICU(新生児集中治療室)や産科では、黄疸が現れた新生児について、血中のビリルビンを定量的に測定して総ビリルビン濃度によってスクリーニングを行い、総ビリルビン濃度の高い新生児に対しては、光線治療が行われている。そして、ビリルビンを定量的に測定する方法としては、主に比色法が採用されている。 Bilirubin, which is the main component of the color of serum (plasma), is produced mainly by the breakdown of hemoglobin in red blood cells. When this bilirubin increases in the body, the skin of the whole body becomes yellow and becomes jaundice. In general, most jaundice (about 90% of newborns) that appear in the neonatal period are physiological symptoms and disappear spontaneously in 3 to 5 days after birth. However, pathological jaundice that exceeds the range of physiological jaundice (about 20% of newborns with jaundice) progresses to “nuclear jaundice” that causes central nervous system disorders, and causes severe cerebral palsy, deafness, intellectual disability, etc. It may result in serious aftereffects and may lead to death. In order to prevent this, NICU (neonatal intensive care unit) and obstetrics screen newborns with jaundice by quantitatively measuring blood bilirubin and screening them based on total bilirubin concentration. For that, phototherapy is performed. A colorimetric method is mainly adopted as a method for quantitatively measuring bilirubin.
比色法によるビリルビンの定量測定方法としては、血漿について、互いに異なる2つの波長における光の吸光度を測定することによって、血漿中に含まれるビリルビンの濃度を測定する、2波長測光による方法が知られている(例えば非特許文献1参照。)。
この2波長測光によるビリルビンの定量測定方法について、具体的に説明すると、以下の通りである。
As a method for quantitatively measuring bilirubin by a colorimetric method, a two-wavelength photometric method is known in which the concentration of bilirubin contained in plasma is measured by measuring the absorbance of light at two different wavelengths in plasma. (See, for example, Non-Patent Document 1).
The method for quantitatively measuring bilirubin by the two-wavelength photometry will be specifically described as follows.
血液から抽出された血漿中には、ビリルビンの他に、溶血ヘモグロビン(損傷した赤血球内部より漏出したヘモグロビン)が含まれる場合がある。このような場合には、血漿の分光吸収曲線を測定すると、図15に示すように、血漿の吸収曲線は、ビリルビンの吸収曲線と溶血ヘモグロビンと吸収曲線とが合成された吸収曲線となる。図15において、実線は、抽出された血漿の吸収曲線、破線はビリルビンの吸収曲線、一点鎖線は溶血ヘモグロビンの吸収曲線である。 Plasma extracted from blood may contain hemolyzed hemoglobin (hemoglobin leaked from damaged red blood cells) in addition to bilirubin. In such a case, when the spectral absorption curve of plasma is measured, as shown in FIG. 15, the absorption curve of plasma becomes an absorption curve in which the absorption curve of bilirubin, hemolytic hemoglobin and the absorption curve are combined. In FIG. 15, the solid line is the absorption curve of extracted plasma, the broken line is the absorption curve of bilirubin, and the dashed-dotted line is the absorption curve of hemolyzed hemoglobin.
図15から理解されるように、ビリルビンによる吸収ピークは波長455nmである。しかしながら、波長455nmにおける血漿による吸収には、ビリルビンによる吸収の他に、溶血ヘモグロビンによる吸収が含まれており、従って、波長455nmにおける血漿の吸光度B1 は、ビリルビンの吸光度B2 と溶血ヘモグロビンの吸光度H2 との和である。このため、吸光度B1 のみからビリルビンの濃度を求めることができない。
一方、血漿の吸収曲線において、ビリルビンによる吸収がなく、溶血ヘモグロビンによる吸収のみがある波長575nmに着目すると、血漿の吸光度H1 の値は、波長455nmにおける溶血ヘモグロビンの吸光度H2 の値と近似している。
そこで、波長455nmにおける吸光度B1 の値から、波長575nmにおける吸光度H1 の値を減じることにより、ビリルビンの吸光度B2 の値に近似した値が得られ、この値から、ビリルビンの濃度を求めることが可能となる。
As can be understood from FIG. 15, the absorption peak due to bilirubin is a wavelength of 455 nm. However, the absorption by plasma at a wavelength of 455 nm includes the absorption by hemolyzed hemoglobin in addition to the absorption by bilirubin. Therefore, the absorbance B 1 of plasma at a wavelength of 455 nm is the absorbance B 2 of bilirubin and the absorbance of hemolyzed hemoglobin. It is the sum of H 2 . Therefore, the concentration of bilirubin cannot be calculated from the absorbance B 1 alone.
On the other hand, in the absorption curve of plasma, focusing on a wavelength of 575 nm in which there is no absorption by bilirubin but only absorption by hemolyzed hemoglobin, the value of absorbance H 1 of plasma is similar to the value of absorbance H 2 of hemolyzed hemoglobin at a wavelength of 455 nm. ing.
Therefore, by subtracting the value of the absorbance H 1 at the wavelength of 575 nm from the value of the absorbance B 1 at the wavelength of 455 nm, a value close to the value of the absorbance B 2 of bilirubin is obtained, and the concentration of bilirubin is determined from this value. Is possible.
また、血液中のビリルビンの濃度を測定するためには、血液からビリルビンを含む血漿を抽出することが必要である。血液から血漿を抽出する方法としては、毛細管内に封入した血液を、遠心分離処理することにより、血液中の血漿と血球とを分離する方法が知られている(例えば特許文献1参照。)。 Further, in order to measure the concentration of bilirubin in blood, it is necessary to extract plasma containing bilirubin from blood. As a method of extracting plasma from blood, there is known a method of separating plasma and blood cells in blood by centrifuging blood enclosed in a capillary tube (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、血液から血漿を分離するために遠心分離を利用する場合には、比較的多量の血液が必要とされ、また、遠心分離機を使用するため、大型の装置を構成することが必要となる、という問題がある。このため、遠心分離を利用せずに、微量の血液から血漿成分を分離することができる手段が望まれている。 However, when centrifugation is used to separate plasma from blood, a relatively large amount of blood is required, and since a centrifuge is used, it is necessary to construct a large device. , There is a problem. Therefore, there is a demand for means capable of separating plasma components from a trace amount of blood without using centrifugation.
そこで、本発明の目的は、外部から遠心力などの運動学的作用を加えることなしに、微量の検体から特定の成分を分離することができ、必要量の特定成分が測定部に充填された状態を短時間で得ることのできるマイクロ流路チップを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to separate a specific component from a trace amount of a sample without adding a kinematic action such as a centrifugal force from the outside, and a necessary amount of the specific component was filled in a measurement unit. It is to provide a microchannel chip that can obtain the state in a short time.
本発明のマイクロ流路チップは、液状の検体を流通させるための第一流路と、当該第一流路を流通する検体から特定の成分を分離するための複数の第二流路と、前記検体から分離された特定の成分が充填される測定部とを内部に有する板状体よりなり、
前記複数の第二流路の各々は、前記第一流路を形成する流路形成面に開口して当該第一流路と連通されると共に前記測定部に接続された、検体中の排除すべき成分の当該第二流路に対する進入を阻止することが可能な寸法の幅を有する溝からなり、
前記測定部は、面方向の一方向に向かうに従って徐々に隙間が小さくなるくさび状空間と、当該くさび状空間と連続する前記一方向においてほぼ同一の空間形状を有する定容積空間とを有しており、
前記定容積空間の前記一方向に垂直な断面において表わされる互いに連続する2つの定容積空間形成面がなす角をγ、前記くさび状空間の面方向からの側面視にて表わされる互いに対向する一対のくさび状空間形成面がなす角をαとしたとき、前記くさび状空間は、α<γの関係を満足する空間形状を有することを特徴とする。
The microchannel chip of the present invention comprises a first channel for circulating a liquid sample, a plurality of second channels for separating a specific component from the sample flowing through the first channel, and from the sample. Consisting of a plate-shaped body having a measuring part filled with the separated specific component therein,
Each of the plurality of second flow paths is a component to be excluded from the sample, which is opened in the flow path forming surface forming the first flow path and communicates with the first flow path and is connected to the measurement unit. Do a groove having a width of dimension capable of blocking the entry for the second channel Ri,
The measurement unit has a wedge-shaped space in which the gap gradually decreases in one direction of the surface direction, and a constant volume space having substantially the same spatial shape in the one direction continuous with the wedge-shaped space. Cage,
An angle formed by two continuous constant volume space forming surfaces that are represented in a cross section perpendicular to the one direction of the constant volume space is γ, and a pair of mutually facing sides that are represented in a side view from the surface direction of the wedge-shaped space. When the angle formed by the wedge-shaped space forming surface is α, the wedge-shaped space has a space shape that satisfies the relationship of α<γ .
また、本発明のマイクロ流路チップにおいては、前記くさび状空間の厚み方向からの平面視にて表わされる互いに対向する一対のくさび状空間形成面がなす角をβとしたとき、前記くさび状空間は、β<γの関係を満足する空間形状を有することが好ましい。 Further, in the microchannel chip of the present invention, when the angle formed by a pair of wedge-shaped space forming surfaces opposed to each other when viewed in a plan view from the thickness direction of the wedge-shaped space is β, the wedge-shaped space Preferably has a spatial shape that satisfies the relationship β<γ.
さらにまた、本発明のマイクロ流路チップにおいては、前記第一流路の幅が10μm以上1000μm以下であり、前記第二流路の幅が0.1μm以上1.2μm以下であることが好ましい。
また、前記測定部には、厚み方向における寸法が一定の大きさとされた測定領域を有しており、当該測定領域の厚み方向における寸法が10〜1000μmであることが好ましい。
Furthermore, in the microchannel chip of the present invention, it is preferable that the width of the first channel is 10 μm or more and 1000 μm or less and the width of the second channel is 0.1 μm or more and 1.2 μm or less.
Further, it is preferable that the measurement section has a measurement region having a constant dimension in the thickness direction, and the dimension in the thickness direction of the measurement region is 10 to 1000 μm.
さらにまた、本発明のマイクロ流路チップにおいては、前記第二流路を形成する流路形成面の親水性が、前記第一流路を形成する流路形成面の親水性より低いことが好ましい。 Furthermore, in the microchannel chip of the present invention, it is preferable that the hydrophilicity of the channel forming surface forming the second channel is lower than the hydrophilicity of the channel forming surface forming the first channel.
本発明のマイクロ流路チップによれば、第二流路は、第一流路を流通する検体における排除すべき成分の当該第二流路に対する進入を阻害することが可能な幅を有するため、外部から遠心力などの運動学的作用を加えることなしに、検体から特定の成分を分離することができる。 According to the micro-channel chip of the present invention, the second channel has a width capable of inhibiting the invasion of the components to be excluded in the sample flowing through the first channel into the second channel, It is possible to separate a specific component from a specimen without applying a kinematic effect such as centrifugal force.
また、測定部の一部が特定の空間形状を有するくさび状空間により形成された構成とされていることにより、第二流路によって分離されて測定部に流入される特定の成分を、くさび状空間による毛細管力によって当該くさび状空間の狭小方向に集中させることができる。このため、必要量の特定の成分が測定部に充填された状態を短時間で得ることができる。 In addition, since a part of the measurement unit is formed by a wedge-shaped space having a specific space shape, a specific component that is separated by the second flow channel and flows into the measurement unit is wedge-shaped. It is possible to concentrate in the narrow direction of the wedge-shaped space by the capillary force of the space. Therefore, it is possible to obtain a state in which the required amount of the specific component is filled in the measurement unit in a short time.
さらにまた、第二流路を形成する流路形成面の親水性が、第一流路を形成する流路形成面の親水性より低い構成とされていることにより、第二流路による毛細管力が高くなりすぎることを抑制することができる。このため、検体が血液である場合において、排除すべき成分である血球が溶血することを確実に回避することができる。 Furthermore, since the hydrophilicity of the flow path forming surface forming the second flow path is lower than the hydrophilicity of the flow path forming surface forming the first flow path, the capillary force of the second flow path is reduced. It can be prevented from becoming too high. Therefore, when the sample is blood, it is possible to reliably avoid hemolysis of blood cells, which is a component to be excluded.
以下、本発明のマイクロ流路チップの実施の形態について説明する。
図1は、本発明のマイクロ流路チップの一例における構成を示す平面図である。図2は、図1における二点鎖線で囲まれた領域を示す説明図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。図3は、図2(a)におけるA−A断面端面図、図4は、図2(a)におけるB−B断面端面図である。
このマイクロ流路チップ10は、液状の検体を流通させるための第一流路20と、第一流路20を流通される検体から特定の成分を分離抽出するための複数の第二流路25と、検体から分離された特定の成分が充填される測定部30とを内部に有する板状体よりなるチップ基体11を有する。
Hereinafter, embodiments of the microchannel chip of the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of an example of the microchannel chip of the present invention. 2A and 2B are explanatory views showing a region surrounded by an alternate long and two short dashes line in FIG. 1, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a side view. 3 is an end view of the AA cross section in FIG. 2A, and FIG. 4 is an end view of the BB cross section in FIG. 2A.
The
図示の例では、チップ基体11は、第一基板12と第二基板15とが接合されて構成されており、第一流路20、第二流路25および測定部30は、チップ基体11の厚み方向に垂直な平面に沿って二次元的に形成されている。
測定部30は、チップ基体11の厚み方向に垂直な面方向の一方向に伸びる状態で形成されており、第三流路27を介して第二排出部28に接続されている。
第一流路20は、測定部30を挟んだ両側の位置において測定部30に沿って伸びる直線状流路部分20a,20bを有している。第一流路20における検体流通方向の上流側端は、検体導入部21から導入された検体を貯留する検体貯留部22に接続されている。第一流路20における検体流通方向の下流側端は、第一排出部23に接続されている。
複数の第二流路25の各々は、第一流路20を形成する流路形成面に開口して当該第一流路20と連通されると共に測定部30を構成する空間に接続された、第一流路20に対して垂直方向に伸びる溝からなる。第二流路25は、上流端側が第一流路20の底壁面20cに開口しており、第二流路25の開口は、例えば第一流路20の幅方向の全域にわって伸びるよう形成されている。
第一基板12および第二基板15の各々の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば0.1mm以上5.0mm以下である。
In the illustrated example, the
The measuring
The
Each of the plurality of
The thickness of each of the
図示の例では、第一流路20は、第一基板12に形成された第一流路用溝13aの内壁面と、第二基板15とによって区画されることにより形成されている。また、第二流路25は、第二基板15に形成された第二流路用溝16の内壁面と、第一基板12とによって区画されることにより形成されている。また、測定部30は、第一基板12に形成された測定部用凹所13bの内壁面と、第二基板15とによって区画されることにより形成されている。なお、第一流路用溝13a、第二流路用溝16および測定部用凹所13bの全てが、第一基板12および第二基板15のいずれか一方に形成されていてもよい。
In the illustrated example, the
第一流路20は、液状の検体(例えば血液)を流通させることが可能な幅を有する。本発明において、流路の「幅」とは、流路における当該流路が伸びる方向に垂直な断面において、当該流路の最も小さい幅を意味する。図示の例の第一流路20および第二流路25においては、マイクロ流路チップ10の厚み方向の幅が最も小さい幅である。
このような第一流路20の幅は、10μm以上1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは50μm以上100μm以下である。第一流路20の幅が過小である場合には、第一流路20において、流路抵抗が大きくなることによって検体の流量が低下し、第二流路25への特定の成分(例えば血漿成分)の供給量が不足する虞がある。一方、第一流路20の幅が過大である場合には、要求される検体の量が増大する虞がある。また毛細管力が小さくなるため、第一流路20を流れる検体の流速が小さくなり、特定の成分が測定部30に到達するのに相当に長い時間を要する虞がある。
また、第一流路20の上流側端から第二流路25との分岐点までの長さは、特に限定されるものではないが、例えば10mm以上100mm以下である。
The
The width of such a
The length from the upstream end of the
第二流路25は、第一流路20を流通する検体(例えば血液)から特定の成分(例えば血漿成分)を分離して排除すべき成分(例えば血球)の当該第二流路25に対する導入を阻止することが可能な寸法の幅を有する。
このような第二流路25の幅は、0.1μm以上1.2μm以下であることが好ましく、より好ましくは1μm以上1.2μm以下である。第二流路25の幅が過小である場合には、測定部30に供給することができる特定の成分の量が少なくなり、特定の成分の抽出に相当に長い時間を要する虞がある。一方、第二流路25の幅が過大である場合には、検体中における特定の成分以外の成分(例えば赤血球などの血球成分)が混入してしまい分離機能を示さない虞がある。
また、第二流路25の長さは、特に限定されるものではないが、例えば0.1mm以上1mm以下である。
また、第二流路25の数は、例えば100本以上10000本以下である。
The
The width of such a
The length of the
Further, the number of the
測定部30は、当該測定部30を形成する空間の少なくとも一部が、一方向に向かうに従って徐々に隙間が小さくなるくさび状空間により形成されている。
In the
図示の例では、測定部30における当該測定部30が伸びる方向の一端部分がくさび状空間により形成されている。すなわち、測定部30は、図5にも示すように、くさび状空間35と、くさび状空間35に連続する定容積空間31とにより構成されている。
以下においては、くさび状空間35(測定部30)が伸びる方向を「x方向」、チップ基体11の厚み方向を「z方向」とするxyz直交座標を定義して、測定部30の空間形状について具体的に説明する。
In the illustrated example, one end portion of the measuring
In the following, the spatial shape of the
測定部30における定容積空間31は、x方向においてほぼ同一の空間形状を有しており、yz断面の断面形状が矩形状とされている。定容積空間31のyz断面において表わされる連続する2つの定容積空間形成面がなす角γは、いずれも例えば45°以上90°以下である。
図示の例では、定容積空間31は、各々xy平面に沿って伸びる上底面30aおよび下底面30bと、下底面30bに対して傾斜する一対の定容積空間形成面32a,32bとにより形成されており、yz断面における断面形状が台形状とされた空間形状を有する。そして、定容積空間31のyz断面において表わされるy方向において互いに対向する一対の定容積空間形成面32a,32bがxy平面に沿った下底面30bに対してなす角γ1,γ2が、例えば45°以上90°以下とされている。γ1,γ2は、互いに同一の大きさであっても異なる大きさであってもよい。
The
In the illustrated example, the
くさび状空間35は、y方向からの平面視にて表わされるz方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有すると共に、z方向からの平面視にて表わされるy方向において互いに対向する一対のくさび状空間形成面がくさび状をなす部分を有する空間形状とされていることが好ましい。
具体的には、y方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面がなす角(以下、「くさび状空間の先端傾斜角」という。)をαとしたとき、くさび状空間35は、α<γ1、α<γ2の関係を満足する空間形状を有することが好ましい。また、z方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面がなす角(以下、「くさび状空間の開き角」という。)をβとしたとき、くさび状空間35は、β<γ1、β<γ2の関係を満足する空間形状を有する空間形状を有することが好ましい。
The wedge-shaped
Specifically, when the angle formed by the pair of wedge-shaped space forming surfaces in plan view from the y direction (hereinafter referred to as the “tip inclination angle of the wedge-shaped space”) is α, the wedge-shaped
図示の例では、くさび状空間35は、xy平面に沿った上底面30aおよび下底面30bと、x方向一端側に向かって互いに接近する、下底面30bに対して傾斜する一対のくさび状空間形成面36a,36bとによって形成されている。
そして、図5(d)に示すように、y方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面36a,36bの稜線Cと下底面30bとがなすくさび状空間35の先端傾斜角αが、定容積空間形成面32a,32bの下底面30bに対する傾斜角γ1、γ2より小さい状態とされている。また、図5(b)に示すように、z方向からの平面視にて表わされる一対のくさび状空間形成面36a,36bがなすくさび状空間35の開き角βが、定容積空間形成面32a,32bの下底面30bに対する傾斜角γ1、γ2より小さい状態とされている。
なお、くさび状空間35の空間形状は、例えば四角錐状であってもよい。
In the illustrated example, the wedge-shaped
Then, as shown in FIG. 5D, the tip inclination angle of the wedge-shaped
The space shape of the wedge-shaped
くさび状空間35の開き角αは、例えば15°以上45°以下であることが好ましい。また、くさび状空間35の先端傾斜角βは、例えば5°以上45°以下であることが好ましい。
くさび状空間35による毛細管力Pは、表面張力をF、液体の接触角をθ、液面の曲率半径をRとしたとき、P=2Fcosα+(θ/R)、もしくは、P=2Fcosβ+(θ/R)により算出される。従って、くさび状空間の開き角αの大きさ、もしくは、くさび状空間の先端傾斜角βの大きさによって毛細管力Pが決定されることとなる。
くさび状空間35が上記のような空間形状を有することにより、第二流路25によって分離されて測定部30に流入される特定の成分を確実にくさび状空間35の狭小方向に優先的に貯留させることができる。
The opening angle α of the wedge-shaped
The capillary force P due to the wedge-shaped
Since the wedge-shaped
また、くさび状空間35は、y方向またはz方向における寸法が一定の大きさとされた測定領域を有する構成とされていることが好ましい。
図示の例では、z方向における寸法(厚み)が一定の大きさとされた測定領域38がくさび状空間35におけるx方向他端側部分に形成されている。
このような構成とされていることにより、後述する特定の成分の吸光度に基づく濃度測定において、光路長を一定の大きさとすることができるため、検体における特定の成分について信頼性の高い濃度測定を行うことができる。
Further, it is preferable that the wedge-shaped
In the illustrated example, the
With such a configuration, in the concentration measurement based on the absorbance of the specific component to be described later, the optical path length can be set to a certain size, and thus the highly reliable concentration measurement of the specific component in the sample can be performed. It can be carried out.
以上において、測定部30の定容積空間31およびくさび状空間35の測定領域38におけるz方向の寸法Dは、例えば10μm以上1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは100μm以上500μm以下である。当該寸法Dが過小である場合には、後述する吸光度測定において必要とされる大きさの光路長を確保することができないため、特定の成分の濃度測定を行うことができなくなる。一方、当該寸法Dが過大である場合には、要求される検体の量が増大する虞がある。また毛細管力が小さくなるため、特定の成分が測定部30に到達するのに相当に長い時間を要する虞がある。
また、測定部30の定容積空間31における面方向(y方向)の寸法W1は、100μmm以上1000μm以下であることが好ましい。
In the above, the dimension D in the z direction in the
Further, the dimension W1 in the surface direction (y direction) in the
而して、上記のマイクロ流路チップ10においては、第一流路20を形成する流路形成面(内壁面)および第二流路25の各々を形成する流路形成面(内壁面)並びに測定部30を形成する測定部形成面(測定部30の内壁面)には、親水化処理が施されていることが好ましい。具体的には、第一流路20、第二流路25および測定部30の各々の内壁面における水の接触角が90°未満であることが好ましく、より好ましくは50°以下である。
また、第二流路25を形成する流路形成面の親水性が、第一流路20を形成する流路形成面の親水性より低いことが好ましい。具体的には、第二流路25を形成する流路形成面における水の接触角は、70°以上90°未満であること(弱親水性)が好ましく、第一流路20を形成する流路形成面における水の接触角は、10°以下であること(強親水性)が好ましい。第二流路25の内壁面における親水性が高い場合には、第二流路25の幅が狭いことから、後述する実施例の結果に示されるように、第二流路25による毛細管力が大きくなりすぎるため、検体が血液である場合には、排除すべき成分である血球が容易に溶血しやすくなる。
Thus, in the above-described
Moreover, it is preferable that the hydrophilicity of the flow path forming surface forming the
親水化処理の方法としては、例えば、親水性薄膜を形成する方法、真空紫外線を照射することによって表面処理する方法などを利用することができる。
親水性薄膜としては、例えば貴金属薄膜と、この貴金属薄膜上に形成された親水性分子による自己組織化単分子膜(SAM)とよりなる積層膜により構成することができる。貴金属薄膜としては、例えば白金膜などを挙げることができる。また、親水性分子としては、例えばスルホン酸チオールなどを挙げることができる。親水性の調整は、貴金属薄膜の厚みにより制御することができる。すなわち、第二流路25における内壁面に形成される貴金属薄膜の厚みを第一流路20における内壁面に形成される貴金属薄膜の厚みより小さくすることにより、第二流路25の内壁面における親水性を低くすることができる。
また、真空紫外線を照射することによって表面活性化処理を行う場合においては、紫外線光源としては、例えば中心波長が172nmの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプを用いることができる。例えば、第一基板12における第一流路用溝13aの内壁面と、当該内壁面と共に第一流路20を形成する第二基板15の表面に対する紫外線照射条件の一例を示すと、紫外線照度が30mW/cm2 、照射時間が10分間である。また、第二基板15に形成された第二流路用溝16の内壁面と、当該内壁面と共に第二流路25を形成する第一基板12の表面に対する紫外線照射条件の一例を示すと、紫外線照度が30mW/cm2 、照射時間が1分間である。
なお、第二流路25を形成するx方向において互いに対向する一対の内壁面の、xy平面に沿って延びる底壁面に対する傾斜角を、部分的に変化させることによっても、第二流路25の親水性を調整することもできる。
As the method of hydrophilic treatment, for example, a method of forming a hydrophilic thin film, a method of surface treatment by irradiating vacuum ultraviolet rays, and the like can be used.
The hydrophilic thin film can be composed of, for example, a laminated film including a noble metal thin film and a self-assembled monomolecular film (SAM) formed of hydrophilic molecules on the noble metal thin film. Examples of the noble metal thin film include a platinum film and the like. Further, examples of the hydrophilic molecule include thiol thiol. The adjustment of hydrophilicity can be controlled by the thickness of the noble metal thin film. That is, by making the thickness of the noble metal thin film formed on the inner wall surface of the
In the case where the surface activation treatment is performed by irradiating vacuum ultraviolet rays, a xenon excimer lamp that emits vacuum ultraviolet rays having a central wavelength of 172 nm can be used as the ultraviolet light source. For example, when an example of the UV irradiation conditions for the inner wall surface of the first
Note that the inclination angle of the pair of inner wall surfaces facing each other in the x direction forming the
〈チップ基体の構成材料〉
チップ基体11(第一基板12および第二基板15)を構成する材料としては、後述する検体濃度測定装置における光源部からの光を透過し得るもの、例えば樹脂材料を用いることができる。
樹脂材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、COP樹脂(シクロオレフィンポリマー樹脂)などを用いることができるが、以下に示す樹脂組成物を用いることが好ましい。
<Constituent material of chip substrate>
As a material forming the chip substrate 11 (
As the resin material, for example, acrylic resin, polystyrene resin, COP resin (cycloolefin polymer resin) or the like can be used, but it is preferable to use the resin composition shown below.
チップ基体11の構成材料として用いられる樹脂組成物は、荷重たわみ温度が40℃以上100℃以下、ガラス転移温度が−40℃以上−20℃以下であるものであることが好ましい。
ここで、樹脂組成物の荷重たわみ温度およびガラス転移温度は、JIS K7191およびJIS K7121に規定される方法で測定されるものをいう。
It is preferable that the resin composition used as the constituent material of the
Here, the deflection temperature under load and the glass transition temperature of the resin composition are those measured by the methods specified in JIS K7191 and JIS K7121.
このような樹脂組成物としては、ポリプロピレン系樹脂と、ポリプロピレン系樹脂に相溶しないポリマーブロックX(以下、単に「ポリマーブロックX」という。)および共役ジエンによるエラストマー性のポリマーブロックY(以下、単に「ポリマーブロックY」という。)よりなるブロックコポリマー(以下、「特定のブロックコポリマー」という。)の水素添加誘導体(以下、「特定の水素添加誘導体」という。)とを含有してなる、自己融着性を示す樹脂組成物(以下、「特定の樹脂組成物」という。)を用いることが好ましい。 Examples of such a resin composition include a polypropylene resin, a polymer block X which is incompatible with the polypropylene resin (hereinafter, simply referred to as “polymer block X”), and an elastomeric polymer block Y (hereinafter, simply referred to as “polymer block X”) containing a conjugated diene. A self-melting composition containing a hydrogenated derivative (hereinafter, referred to as "specific hydrogenated derivative") of a block copolymer (hereinafter, referred to as "specific block copolymer") composed of "polymer block Y"). It is preferable to use a resin composition having adhesiveness (hereinafter, referred to as “specific resin composition”).
〈ポリプロピレン系樹脂〉
ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンのホモポリマーや、プロピレンと、エチレン、またはブテン−1、ヘキセン−1などのプロピレン以外のα―オレフィンとのランダムコポリマーを用いることができる。具体的には例えば、市販の「マイクロレシコ」(登録商標)(株式会社リッチェル製)などを用いることができる。
<Polypropylene resin>
As the polypropylene resin, a homopolymer of propylene or a random copolymer of propylene and ethylene or an α-olefin other than propylene such as butene-1, hexene-1 can be used. Specifically, for example, commercially available "Microresico" (registered trademark) (manufactured by Richell Co., Ltd.) and the like can be used.
〈特定のブロックコポリマー〉
特定のブロックコポリマーは、それぞれ1つ以上、好ましくは1つ以上5つ以下のポリマーブロックXおよびポリマーブロックYを有するものであればよく、具体的な構造は、(X−Y)n (但し、n=1〜5)で表される構造、X−Y−Xで表される構造、Y−X−Yで表される構造などのいずれであってもよい。
<Specific block copolymer>
The specific block copolymer may have one or more, preferably one or more and five or less polymer blocks X and polymer blocks Y, and a specific structure thereof is (XY) n (however, n=1 to 5), a structure represented by X-Y-X, a structure represented by Y-X-Y, and the like.
〈ポリマーブロックX〉
特定のブロックコポリマーにおいて、ポリマーブロックXとしては、ポリプロピレン系樹脂に相溶しないものであれば特に限定されず、例えばビニル芳香族モノマー(例えばスチレン)、エチレンまたはメタクリレート(例えばメチルメタクリレート)等を重合して得られるポリマーブロックを用いることができる。具体的なポリマーブロックXの例としては、ポリスチレン系のものや、ポリオレフィン系のものが挙げられる。
<Polymer block X>
In the specific block copolymer, the polymer block X is not particularly limited as long as it is incompatible with the polypropylene resin, and for example, vinyl aromatic monomer (for example, styrene), ethylene or methacrylate (for example, methyl methacrylate) is polymerized. The polymer block thus obtained can be used. Specific examples of the polymer block X include polystyrene type and polyolefin type.
ポリスチレン系のポリマーブロックXの例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンから選択された1種または2種以上のビニル芳香族化合物を重合して得られるポリマーブロックが挙げられる。 Examples of the polystyrene-based polymer block X include 1 selected from styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, vinylnaphthalene, and vinylanthracene. Examples thereof include polymer blocks obtained by polymerizing one or more vinyl aromatic compounds.
また、ポリオレフィン系のポリマーブロックXの他の例としては、エチレンと炭素数3〜10のα−オレフィンとを共重合して得られるポリマーブロックが挙げられる。このポリマーブロックには、非共役ジエンが共役重合されていてもよい。
前記α−オレフィンの具体例としては、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、1−オクテン、1−デセンなどが挙げられる。
前記非共役ジエンの具体例としては、1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボネル、5−ブチリデン−2−ノルボネル、2−イソプロペニル−5−ネルボルネンなどが挙げられる。
ポリオレフィン系のポリマーブロックXの具体例としては、エチレン−プロピレン共重合体ブロック、エチレン−1−ブテン共重合体ブロック、エチレン−1−オクテン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン−1,4−ヘキサジエン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン−5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体ブロックなどが挙げられる。
Another example of the polyolefin-based polymer block X is a polymer block obtained by copolymerizing ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms. A non-conjugated diene may be conjugated and polymerized in this polymer block.
Specific examples of the α-olefin include propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-pentene, 1-octene, 1-. For example, decene.
Specific examples of the non-conjugated diene include 1,4-hexadiene, 5-methyl-1,5-hexadiene, 1,4-octadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, cyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbonel, 5-butylidene-2-norbonel, 2-isopropenyl-5-nerbornene and the like can be mentioned.
Specific examples of the polyolefin-based polymer block X include ethylene-propylene copolymer block, ethylene-1-butene copolymer block, ethylene-1-octene copolymer block, and ethylene-propylene-1,4-hexadiene copolymer block. Examples thereof include a polymer block and an ethylene-propylene-5-ethylidene-2-norbornene copolymer block.
特定のブロックコポリマーにおいて、ポリマーブロックXの含有率は、例えば10質量%以上20質量%以下である。 In the specific block copolymer, the content rate of the polymer block X is, for example, 10% by mass or more and 20% by mass or less.
〈ポリマーブロックY〉
ポリマーブロックYとしては、水素添加前のものとして、2−ブテン−1,4−ジイル基およびビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも1種の基よりなる構造単位によって構成されるポリブタジエンブロック、2−メチル−2−ブテン−1,4−ジイル基、イソプロペニルエチレン基および1−メチル−1−ビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも1種の基よりなる構造単位によって構成されるポリイソプレンブロックが挙げられる。
更に、水素添加前のポリマーブロックYとして、イソプレン単位が2−メチル−2−ブテン−1,4−ジイル基、イソプロペニルエチレン基および1−メチル−1−ビニルエチレン基からなる群から選択される少なくとも1種の基よりなる構造単位であり、ブタジエン単位が2−ブテン−1,4−ジイル基および/またはビニルエチレン基よりなる構造単位によって構成されるイソプレン/ブタジエン共重合体ブロックなどが挙げられる。イソプレン/ブタジエン共重合体ブロックにおけるイソプレンに由来の構造単位とブタジエンに由来の構造単位との配置は、ランダム状、ブロック状、テーパブロック状のいずれの形態であってもよい。
<Polymer block Y>
As the polymer block Y, as before hydrogenation, a polybutadiene block composed of a structural unit comprising at least one group selected from the group consisting of a 2-butene-1,4-diyl group and a vinylethylene group, Poly constituted by a structural unit composed of at least one group selected from the group consisting of a 2-methyl-2-butene-1,4-diyl group, an isopropenylethylene group and a 1-methyl-1-vinylethylene group. An isoprene block is mentioned.
Further, as the polymer block Y before hydrogenation, the isoprene unit is selected from the group consisting of a 2-methyl-2-butene-1,4-diyl group, an isopropenylethylene group and a 1-methyl-1-vinylethylene group. Examples thereof include an isoprene/butadiene copolymer block which is a structural unit composed of at least one kind of group, and a butadiene unit composed of a structural unit composed of a 2-butene-1,4-diyl group and/or a vinylethylene group. .. The arrangement of the isoprene-derived structural unit and the butadiene-derived structural unit in the isoprene/butadiene copolymer block may be any of random, block, and tapered block configurations.
また、ポリマーブロックYは、ビニル芳香族化合物が共重合されてなるものであってもよい。このようなポリマーブロックYとしては、ビニル芳香族化合物に由来の単位が、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンのうちから選択された1種のモノマー単位であり、共役ジエン単位が、2−ブテン1,4−ジイル基および/またはビニルエチレン基である共重合体ブロックを用いることができる。また、ビニル芳香族化合物に由来の構造単位と共役ジエン由来の構造単位の配置は、ランダム状、ブロック状、テーパブロック状のいずれの形態であってもよい。 Further, the polymer block Y may be formed by copolymerizing a vinyl aromatic compound. As such a polymer block Y, units derived from a vinyl aromatic compound are styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, vinylnaphthalene. , A copolymer block in which the conjugated diene unit is a 2-butene-1,4-diyl group and/or a vinylethylene group, which is one kind of monomer unit selected from vinylanthracene and vinylanthracene. The arrangement of the structural unit derived from the vinyl aromatic compound and the structural unit derived from the conjugated diene may be any of random, block, and tapered block shapes.
〈特定の水素添加誘導体〉
特定の水素添加誘導体は、上記の特定のブロックコポリマーを水素添加することによって得られる。特定の水素添加誘導体における水素添加の状態は、部分水素添加であっても、また完全水素添加であってもよい。
このような特定の水素添加誘導体としては、水素添加する前の特定のブロックコポリマーにおいて、ポリマーブロックXがポリスチレンブロックであり、ポリマーブロックYが、1,2結合、3,4結合および/または1,4結合のポリイソプレンブロックであるもの、或いは、ポリマーブロックXがポリスチレンブロックであり、ポリマーブロックYが、1,2結合および/または1,4結合のポリブタジエンブロックであるものが、容易に入手可能である。
また、ポリスチレンブロックは、ポリプロピレン系樹脂との相溶しにくいため、ポリスチレンブロックの割合が高い特定の水素添加誘導体を用いる場合には、特定の樹脂組成物の調製(特定の水素添加誘導体とポリプロピレン系樹脂と混合)に長い時間を要するので、マスターバッチ化することなどによって、予め十分に混合しておくことが好ましい。
<Specific hydrogenated derivative>
The specific hydrogenated derivative is obtained by hydrogenating the specific block copolymer described above. The state of hydrogenation in the specific hydrogenated derivative may be partial hydrogenation or complete hydrogenation.
As such a specific hydrogenated derivative, in the specific block copolymer before hydrogenation, the polymer block X is a polystyrene block and the polymer block Y is 1, 2 bonds, 3, 4 bonds and/or 1, Those which are 4-bond polyisoprene blocks, or those in which the polymer block X is a polystyrene block and the polymer block Y is a 1,2-bond and/or 1,4-bond polybutadiene block are readily available. is there.
Further, since the polystyrene block is hard to be compatible with the polypropylene resin, when a specific hydrogenated derivative having a high polystyrene block ratio is used, preparation of a specific resin composition (specific hydrogenated derivative and polypropylene type resin) is performed. Since it takes a long time to mix with the resin), it is preferable to sufficiently mix them in advance by making them into a master batch.
上記のマイクロ流路チップ10は、例えば、第一流路20を形成するための第一流路用溝13aおよび測定部30を形成するための測定部用凹所13bが形成された第一基板12、並びに、第二流路25を形成するための第二流路用溝16が形成された第二基板15を作製し、第一基板および第二基板を接合することにより製造することができる。
第一基板12および第二基板15は、例えば、マイクロ流路チップ製造用金型を製造し、このマイクロ流路チップ製造用金型を用い、例えば上記の樹脂材料を射出成形法によって成形することにより、作製することができる。マイクロ流路チップ製造用金型は、例えば、シリコンウエハを異方性エッチング加工することにより、もしくは感光性樹脂の傾斜露光や多段プロセスにより得られたものに対して電鋳処理を行うことにより製造することができる。
The above-described
For the
上記のマイクロ流路チップ10においては、液状の検体例えば血液が検体導入部21から導入されることにより、当該検体が検体貯留部22に貯留される。検体貯留部22に貯留された検体は、毛細管現象によって第一流路20を流通し、第二流路25との分岐点に到達する。そして、この分岐点においては、図6に示すように、検体(図6において斜線を付した矢印で示す。)中における第二流路25の幅より大きいサイズの成分、例えば血球成分BCは、第二流路25に対する進入が阻害されるため、第一流路20を下流側に向かって流通する(図6において塗りつぶした矢印で示す。)。一方、検体中における第二流路25の幅より小さいサイズの特定の成分、例えば血漿成分(図6において白抜きの矢印で示す。)PLは、第二流路25に進入することができるため、第二流路25による毛細管力によって第二流路25を流通し、測定部30に流入する。図7に示すように、測定部30に流入した特定の成分PLは、測定部30におけるくさび状空間35による毛細管力によって、チップ基体11における測定部30を形成する内壁面に沿ってくさび状空間35の狭小方向に流れる。このため、特定の成分PLはくさび状空間35内に集中してくさび状空間35から優先的に充填されることとなる。
In the
以上のように、上記のマイクロ流路チップ10によれば、第二流路25は、第一流路20を流通する検体(例えば血液)から特定の成分(例えば血漿成分PL)を分離して排除すべき成分(例えば血球BC)の当該第二流路25に対する進入を阻止することが可能な寸法の幅を有するため、外部から遠心力などの運動学的作用を加えることなしに、微量の検体から特定の成分を分離することができる。
As described above, according to the
また、上記のマイクロ流路チップ10によれば、第二流路25によって分離されて測定部30に流入される特定の成分を、くさび状空間35による毛細管力によって当該くさび状空間35の狭小方向に集中させることができる。すなわち、測定部30の空間形状が例えば角柱状である構成のものにおいては、測定部30に流入した特定の成分は、連続する2つの測定部形成面(例えば底面と側壁面)の境界部分において生じる毛細管力によって、測定部形成面近傍位置において保持される。つまり、特定の成分は、測定部形成面近傍位置から徐々に充填されていくこととなるため、例えば濃度測定において必要とされる量の特定成分を充填するために、特定の成分の抽出量が膨大となり、長時間の時間を要する。また、特定の成分は、測定部形成面を伝って排出部(第二排出部28)にも到達し、測定部30内の空気の排出を阻害する。
然るに、測定部30を形成する空間の一部がくさび状空間35により形成されていることにより、上記のマイクロ流路チップ10によれば、必要量の特定の成分を効率よく検体から抽出することができ、後述する吸光度に基づく濃度測定において必要とされる光路長(測定部30に充填された特定の成分の厚みが例えば100μm)が確保される状態を短時間で得ることができる。
Further, according to the
However, since the part of the space forming the
さらにまた、上記のマイクロ流路チップ10によれば、第二流路25を形成する流路形成面の親水性が第一流路20を形成する流路形成面の親水性より低いことにより、第二流路25による毛細管力によって、排除すべき成分である血球が溶血することを回避することができる。
Furthermore, according to the above-described
以上、本発明のマイクロ流路チップの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、上記のマイクロ流路チップにおいては、第二流路は、測定部における当該測定部が伸びる方向の全域にわたって形成されている必要はなく、例えば図8(a)および図8(b)に示すように、測定部30における定容積空間31の部分のみに形成された構成とされていてもよい。このような構成によっても、測定部30に流入した特定の成分をくさび状空間35の狭小方向に集中させることができる。また、チップ基体におけるくさび状空間を形成する内壁面(くさび状空間形成面)は、平坦面である必要はなく、図8(b)に示すように、内面形状が階段状に形成されていてもよい。さらにまた、図9に示すように、第二流路25は、面方向における測定部30の一側のみに形成された構成、すなわち、第一流路20における検体流通方向上流側に位置される直線状流路部分20aと測定部30とを連通させる第二流路25のみが形成された構成とされていてもよい。さらにまた、第二流路は、第一流路を形成するいずれの流路形成面(内壁面)に開口していてもよく、例えば図10に示すように、第二流路25は、第一流路20を形成する側壁面に開口していてもよい。
さらにまた、上記のマイクロ流路チップにおいては、チップ基体の面方向に伸びる測定部の一端部分にくさび状空間が形成された構成とされているが、測定部の空間形状は、特に限定されるものではなく、くさび状空間は、例えば、面方向のいずれの方向に伸びるよう形成されていてもよく、また厚み方向に伸びるよう形成されていてもよい。
さらにまた、チップ基体は、複数の基板が接合されて構成され、第一流路、第二流路および測定部が三次元的に形成された構成とされていてもよい。
Although the embodiments of the microchannel chip of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be added.
For example, in the above-described microchannel chip, the second channel does not need to be formed over the entire area of the measuring section in the direction in which the measuring section extends, and for example, as shown in FIGS. 8(a) and 8(b). As shown, it may be configured to be formed only in the
Furthermore, in the above-mentioned micro-channel chip, a wedge-shaped space is formed at one end portion of the measuring portion extending in the surface direction of the chip substrate, but the spatial shape of the measuring portion is not particularly limited. However, the wedge-shaped space may be formed so as to extend in any direction of the plane direction, or may be formed so as to extend in the thickness direction.
Furthermore, the chip base body may be configured by bonding a plurality of substrates, and may be configured by three-dimensionally forming the first flow path, the second flow path, and the measurement unit.
以下、本発明のマイクロ流路チップを用いた検体濃度測定装置について説明する。
図11は、本発明のマイクロ流路チップを用いた検体濃度測定装置の一例における構成を示す説明図である。
この検体濃度測定装置は、例えば、液状の検体である血液から検査対象成分であるビリルビンを含む血漿を分離してビリルビンの濃度を測定するものである。
Hereinafter, a sample concentration measuring device using the microchannel chip of the present invention will be described.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of an example of a sample concentration measuring device using the microchannel chip of the present invention.
This sample concentration measuring device is for measuring the concentration of bilirubin by separating plasma containing bilirubin, which is a test target component, from blood which is a liquid sample.
図11に示す検査対象測定装置は、図1乃至図5に示す構成のマイクロ流路チップ10と、このマイクロ流路チップ10の測定部30における測定領域38に対して当該マイクロ流路チップ10の厚み方向に光を照射する光源40と、マイクロ流路チップ10における測定部30を含む領域の画像を撮像する撮像手段50と、撮像手段50によって撮像された画像に係る画像データに基づいて検査対象成分の濃度を算出する機能を有する制御機構60とを備えてなる。
The inspection object measuring apparatus shown in FIG. 11 has the
光源40とマイクロ流路チップ10との間の光路上には、透過する光の波長域を制限する光学フィルタ45が配置されている。光学フィルタ45とマイクロ流路チップ10との間には、入射される光を平行化するレンズ48が配置されている。マイクロ流路チップ10と撮像手段50との間には、光源40から放射された光よりなる光像を拡大して撮像手段50に投影するレンズ51が配置されている。また、光源40は、当該光源40に電気を供給する電源41に電気的に接続されている。この電源41は、制御機構60に電気的に接続されている。
On the optical path between the
光源40としては、検査対象成分の濃度を測定するために必要な波長域を含む光を放射するものが用いられている。この例においては、血漿に含まれるビリルビンの濃度を測定するために必要な455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域を含む光を放射する光源40が用いられている。
このような光源40の具体例としては、互いに異なる波長域の光を放射する2種のLED素子、例えばピーク発光波長450nmのLED素子とピーク発光波長570nmのLED素子とにより構成されたものが挙げられる。
As the
As a specific example of such a
光学フィルタ45としては、透過する光の波長域を、検査対象成分の濃度を測定するために必要な波長域に制限するバンドパスフィルタが用いられている。この例においては、光学フィルタ45として、透過する光の波長域を、血漿に含まれるビリルビンの濃度を測定するために必要な455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域に制限するマルチバンドパスフィルタが用いられている。光学フィルタ45を透過する455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域のバンド幅は、それぞれ半値幅で10nm以上15nm以下である。
As the
撮像手段50としては、マイクロ流路チップ10における測定部30を含む領域を撮像視野とする撮像素子を具備したものが用いられる。具体的には、撮像手段50の撮像素子の撮像視野は、マイクロ流路チップ10の撮像素子と対向する他面における、測定部30が位置する領域およびその周辺領域である。図示の例では、測定部30と共に第一流路20における直線状流路部分20a,20bの一部および複数の第二流路25の各々を含む領域が撮像素子の撮像視野とされており、この撮像視野を構成する領域の全域に、光源40からの光が放射される。
撮像手段50としては、例えばCMOS撮像素子を具備したCMOSカメラが用いられている。このCMOSカメラのCMOS撮像素子の撮像視野、すなわちCMOSカメラにおいて得られる画像サイズは、640×480ピクセル(マイクロ流路チップ10における縦横寸法1090×820μmの領域に相当)である。
レンズ51としては、例えばアクロマートレンズが用いられており、当該レンズ51による光像の拡大倍率は、例えば5倍である。
As the image pickup means 50, one provided with an image pickup element having an image pickup field in an area including the
As the image pickup means 50, for example, a CMOS camera equipped with a CMOS image pickup element is used. The imaging field of view of the CMOS image sensor of this CMOS camera, that is, the image size obtained by the CMOS camera is 640×480 pixels (corresponding to the region of the vertical and horizontal dimensions of the
For example, an achromatic lens is used as the
制御機構60は、撮像手段50の撮像素子によって撮像された画像に係る画像データを画像処理することによって、画像中の測定部30の位置(画素位置)の輝度を測定して血漿成分の吸光度を算出する機能を有する。また、光源40に電気を供給する電源41を制御する機能を有する。
この例においては、撮像手段50によって撮像された画像を画像処理することにより得られた画像データの青色の輝度値に基づいて波長455nmにおける吸光度A455 が算出されると共に、当該画像データの緑色の輝度値に基づいて波長575nmにおける吸光度A575 が算出される。ここで、吸光度A455 は、波長455nmにおけるビリルビンの吸光度および溶血ヘモグロビンの吸光度の和とみなすことができる。一方、吸光度A575 は、波長575nmにおける溶血ヘモグロビンの吸光度とみなすことができる。そして、波長575nmにおける溶血ヘモグロビンの吸光度は、波長455nmにおける溶血ヘモグロビンの吸光度に近似した値であることから、吸光度A455 から吸光度A575 を減じた値(A455 −A575 )を、波長455nmにおけるビリルビンの吸光度とみなすことができる。そして、吸光度と濃度とが比例関係にあること(ランベルト−ベールの法則)を利用して、予め取得した検量線とA455 −A575 の値とから、ビリルビンの濃度が算出される。
The control mechanism 60 performs image processing on the image data of the image taken by the image pickup device of the image pickup means 50 to measure the luminance at the position (pixel position) of the
In this example, the absorbance A 455 at the wavelength of 455 nm is calculated based on the blue luminance value of the image data obtained by image-processing the image captured by the image capturing means 50, and the green color of the image data is calculated. The absorbance A 575 at a wavelength of 575 nm is calculated based on the brightness value. Here, the absorbance A 455 can be regarded as the sum of the absorbance of bilirubin and the absorbance of hemolyzed hemoglobin at a wavelength of 455 nm. On the other hand, the absorbance A 575 can be regarded as the absorbance of hemolyzed hemoglobin at a wavelength of 575 nm. Then, the absorbance of hemolysis hemoglobin at a wavelength of 575nm, since a value approximating to the absorbance of hemolysis hemoglobin at a wavelength of 455nm, a value obtained by subtracting the absorbance A 575 from the absorbance A 455 a (A 455 -A 575), at a wavelength of 455nm It can be regarded as the absorbance of bilirubin. The bilirubin concentration is calculated from the calibration curve obtained in advance and the value of A 455 -A 575 by utilizing the fact that the absorbance and the concentration have a proportional relationship (Lambert-Beer's law).
このような検体濃度測定装置においては、上述したように、マイクロ流路チップ10における測定部30(くさび状空間35)に、液状の検体(この例では血液)から分離された特定の成分(この例では検査対象成分であるビリルビンを含む血漿)が充填される。
そして、マイクロ流路チップ10の測定部30に特定の成分が充填された状態において、光源40から放射された光が、光学フィルタ45およびレンズ48を介して、マイクロ流路チップ10における測定領域38に照射される。光学フィルタ45を透過する光、すなわちマイクロ流路チップ10における測定領域38に照射される光の波長域は、当該光学フィルタ45によって455nm近傍の波長域および575nm近傍の波長域に制限される。その後、マイクロ流路チップ10における測定領域38を透過した光による光像が、撮像手段50によって撮像される。そして、撮像手段50によって得られた画像データに基づいて検査対象成分であるビリルビンの濃度が演算される。
In such a sample concentration measuring apparatus, as described above, the specific component (this sample) separated from the liquid sample (blood in this example) is added to the measuring section 30 (wedge-shaped space 35) of the
Then, in a state in which the specific component is filled in the
上記の検体濃度測定装置によれば、マイクロ流路チップ10において検体から分離される必要量の特定の成分を、くさび状空間35による毛細管力によって、効率よく測定部30における測定領域38に貯留(充填)させることができるので、高い検査効率を得ることができる。また、光源40からの光が照射されるマイクロ流路チップ10の測定領域38は、厚みが一定の大きさとされているため、光路長を一定にすることができて特定の成分の濃度を高い信頼性で測定することができる。
According to the above-described sample concentration measuring device, the required amount of the specific component separated from the sample in the
検体濃度測定装置は、上記構成のものに限定されるものではなく、図12に示すように、例えばピーク発光波長450nmの光を放射するLED素子を備えた第一の光源40aと、例えばピーク発光波長570nmの光を放射するLED素子を備えた第二の光源40bとが別個に設けられた構成とされていてもよい。この検体濃度測定装置においては、第一の光源40aは、マイクロ流路チップ10における測定部30に対向するよう配置され、第二の光源40bは、第一の光源40aからの光の光路に対して垂直な方向に向いた状態で配置されている。第一の光源40aおよび第二の光源40bは、電源41に電気的に接続されている。第一の光源40aからの光の光路と第二の光源40bからの光の光路との交点位置には、第一の光源40aからの光を透過すると共に第二の光源40bからの光を反射するダイクロイックミラー42が、第一の光源40aからの光の光路および第二の光源40bからの光の光路の各々に対して45°に傾斜した状態で配置されている。
The sample concentration measuring apparatus is not limited to the one having the above-described configuration, and as shown in FIG. 12, for example, a first
第一の光源40aとダイクロイックミラー42との間の光路上には、透過する光の波長域を制限する第一の光学フィルタ46aが配置されている。第一の光学フィルタ46aとダイクロイックミラー42との間には、入射される光を平行化するレンズ49aが配置されている。第二の光源40bとダイクロイックミラー42との間の光路上には、透過する光の波長域を制限する第二の光学フィルタ46bが配置されている。第二の光学フィルタ46bとダイクロイックミラー42との間には、入射される光を平行化するレンズ49bが配置されている。図12に示す検体濃度測定装置におけるその他の構成は、図11に示す検体濃度測定装置における構成と同様である。
On the optical path between the first
この検体濃度測定装置においては、マイクロ流路チップ10の測定部30に対して、第一の光源40aから光を照射する動作および第二の光源40bから光を照射する動作は、同時に行われてもよいが、いずれか一方の動作が行われた後、他方の動作が行われてもよい。
In this sample concentration measuring apparatus, the operation of irradiating the
〔マイクロ流路チップの製造例1〕
(1)第一基板および第二基板の製造
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ(株)社製「ノバック(R)PP」)50質量部と、水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合物((株)クラレ社製「ハイブラー7311」,ポリスチレンブロックの含有率=12質量%)50質量部とを、加熱混練することにより、特定の樹脂組成物を調製した。得られた特定の樹脂組成物の融点は、142℃、荷重たわみ温度は、43℃、ガラス転移温度は−35℃であった。
次いで、調製した特定の樹脂組成物を射出成形することにより、表面に第一流路用溝および測定部用凹所が形成された第一基板、並びに表面に第二流路用溝が形成された第二基板を製造した。
得られた第一基板において、第一流路用溝は、検体導入部(21)から第一排出部(23)までの全長が50mm(図1参照)、第一基板の厚み方向の幅(深さ)が100μm、第一基板の面方向の幅が300μmである。
測定部用凹所は、図2乃至図4を参照すると、全長(複数の第二流路が形成される部分の長さ)が15mm、くさび状空間(35)の長さ(L1)が1mm、測定領域の長さ(L2)が0.5mmである。また、定容積空間(31)を形成する部分における第一基板の厚み方向の寸法(D)が100μm、開口端面における第一基板の面方向の寸法(W1)が200μm、定容積形成空間を形成する一対の定容積空間形成面(32a,32b)が測定部用凹所の底面に対してなす角(γ1,γ2)は、85°である。また、くさび状空間(35)の先端傾斜角(α)が45°、くさび状空間(35)の開き角(β)が11.4°、測定領域の長さ方向の一端位置での、開口端面における第一基板の面方向の寸法(W2)が20μmである。
また、得られた第二基板において、第二流路用溝は、長さが0.5mm、第二基板の厚み方向の幅(深さ)が2μm、第二基板の面方向の幅(W3)が50μmであり、第二流路用溝の数は300である。隣接する第二流路用溝間の間隔は同一の大きさ(等間隔)である。
[Production Example 1 of microchannel chip]
(1) Production of First Substrate and
Then, by injection molding the prepared specific resin composition, the first substrate having the groove for the first flow path and the recess for the measurement portion formed on the surface, and the groove for the second flow path was formed on the surface. A second substrate was manufactured.
In the obtained first substrate, the first channel groove has a total length of 50 mm from the sample introducing part (21) to the first discharging part (23) (see FIG. 1) and a width (depth) in the thickness direction of the first substrate. Is 100 μm, and the width in the surface direction of the first substrate is 300 μm.
2 to 4, the measuring portion recess has a total length (length of a portion where a plurality of second flow paths are formed) of 15 mm, and a wedge-shaped space (35) has a length (L1) of 1 mm. The length (L2) of the measurement area is 0.5 mm. Further, the dimension (D) in the thickness direction of the first substrate in the portion forming the constant volume space (31) is 100 μm, the dimension (W1) in the surface direction of the first substrate at the opening end face is 200 μm, and the constant volume formation space is formed. The angle (γ1, γ2) formed by the pair of constant volume space forming surfaces (32a, 32b) with respect to the bottom surface of the measurement portion recess is 85°. In addition, the tip inclination angle (α) of the wedge-shaped space (35) is 45°, the opening angle (β) of the wedge-shaped space (35) is 11.4°, and the opening at one end position in the longitudinal direction of the measurement region The dimension (W2) of the end face in the surface direction of the first substrate is 20 μm.
In the obtained second substrate, the second flow path groove had a length of 0.5 mm, a width (depth) in the thickness direction of the second substrate of 2 μm, and a width (W3 in the plane direction of the second substrate. ) Is 50 μm, and the number of grooves for the second flow path is 300. The intervals between the adjacent second channel grooves are the same size (equal intervals).
(2)第一基板および第二基板の親水化処理
白金スパッタを用い、得られた第一基板における第一流路用溝および測定部用凹所の各々の内壁面、並びに第二基板との接合面に対して、所定の条件で成膜した。さらに、スルホン酸チオール水溶液に浸漬し、風乾することによって、第一流路用溝および測定部用凹所の親水化処理を行った。親水化処理が施された表面について、水の接触角を測定したところ、14°であった。
また、白金スパッタを用い、得られた第二基板における第二流路用溝の内壁面に対して、所定の条件で成膜した。さらに、スルホン酸チオール溶液水溶液に浸漬し、風乾することによって、第一流路用溝および測定部用凹所の親水化処理を行った。親水化処理が施された表面について、水の接触角を測定したところ、86°であった。
(2) Hydrophilization treatment of the first substrate and the second substrate Using platinum sputtering, the inner walls of the first flow path groove and the measurement portion recess in the obtained first substrate, and the bonding to the second substrate A film was formed on the surface under predetermined conditions. Further, the groove for the first flow path and the recess for the measurement section were made hydrophilic by immersing in an aqueous thiol sulfonate solution and air-drying. The contact angle of water on the surface subjected to the hydrophilic treatment was 14°.
Further, using platinum sputtering, a film was formed on the inner wall surface of the second flow path groove in the obtained second substrate under predetermined conditions. Furthermore, the groove for the first flow path and the recess for the measurement portion were hydrophilized by immersing in a sulfonic acid thiol solution aqueous solution and air-drying. The contact angle of water on the surface subjected to the hydrophilic treatment was 86°.
(3)マイクロ流路チップの製造
第二基板の接合面上に、第一基板を位置合わせした状態で重ね合わせて接触させた。そして、第一基板および第二基板を60℃で加熱することにより、第一基板と第二基板とを自己融着性を利用して接合し、以て、マイクロ流路チップ(以下、「マイクロ流路チップA」という。)を製造した。
得られたマイクロ流路チップにおいて、第一流路の上流側端から、当該第一流路の最も上流側において分岐した第二流路との分岐点までの長さは、5mmである。
また、得られたマイクロ流路チップの第二流路を顕微鏡によって観察したところ、変形等の異常は認められなかった。
(3) Manufacture of Micro Channel Chip The first substrate was aligned and brought into contact with the bonding surface of the second substrate. Then, the first substrate and the second substrate are heated at 60° C. to bond the first substrate and the second substrate by utilizing the self-bonding property, and thus, the micro channel chip (hereinafter, referred to as “micro Flow channel chip A”) was manufactured.
In the obtained microchannel chip, the length from the upstream end of the first channel to the branch point with the second channel branched on the most upstream side of the first channel is 5 mm.
When the second channel of the obtained microchannel chip was observed with a microscope, no abnormality such as deformation was observed.
〔マイクロ流路チップの製造例2〜製造例4〕
第二基板の親水化処理を、白金スパッタの成膜条件を適宜変更したことの他は、マイクロ流路チップの製造例1と同様にしてマイクロ流路チップ(以下、「マイクロ流路チップB」〜「マイクロ流路チップD」)を製造した。マイクロ流路チップBにおける第二流路の内壁面についての水の接触角は51°、マイクロ流路チップCにおける第二流路の内壁面についての水の接触角は24°、マイクロ流路チップDにおける第二流路の内壁面についての水の接触角は14°である。
[Production Examples 2 to 4 of Micro Channel Chip]
A microchannel chip (hereinafter referred to as "microchannel chip B") was prepared in the same manner as in Microchannel chip manufacturing example 1 except that the film forming conditions for platinum sputtering were changed as appropriate for the hydrophilic treatment of the second substrate. -"Microchannel chip D") was manufactured. The contact angle of water on the inner wall surface of the second channel in the micro channel chip B is 51°, the contact angle of water on the inner wall surface of the second channel in the micro channel chip C is 24°, and the micro channel chip The contact angle of water on the inner wall surface of the second flow path in D is 14°.
〔マイクロ流路チップの比較製造例1〕
長さ方向においてほぼ一定の空間形状を有する測定部用凹所(くさび状空間を有さず、定容積空間のみからなる測定部用凹所)を形成したことの他は、マイクロ流路チップの製造例1において作製したものと同一の構成を有する比較用の第一基板を作製した。この比較用の第一基板における測定部用凹所は、全長(複数の第二流路が形成される部分の長さ)が20mm、第一基板の厚み方向の寸法が100μm、開口端面における第一基板の面方向の寸法が200μm、一対の測定部形成面が測定部用凹所の底面に対してなす角は、85°である。
この比較用の第一基板を用いたことの他は、マイクロ流路チップの製造例1と同様にして、比較用のマイクロ流路チップを作製した。
[Comparative Production Example 1 of Micro Channel Chip]
In addition to forming a measuring part recess having a substantially constant space shape in the length direction (a measuring part recess that does not have a wedge-shaped space but only a constant volume space), A comparative first substrate having the same structure as that manufactured in Manufacturing Example 1 was manufactured. The measuring portion recess in the first substrate for comparison has a total length (the length of the portion where the plurality of second flow paths are formed) of 20 mm, the thickness direction dimension of the first substrate is 100 μm, and The dimension of one substrate in the surface direction is 200 μm, and the angle formed by the pair of measurement portion formation surfaces with respect to the bottom surface of the measurement portion recess is 85°.
A microchannel chip for comparison was produced in the same manner as in Production Example 1 of microchannel chip except that this first substrate for comparison was used.
〈実施例1〉
上記のマイクロ流路チップA〜Dの各々について、ヒトの血液を導入し、10分間放置した後、マイクロ流路チップの測定部に充填された液体における溶血ヘモグロビンの吸光度(溶血強度)を測定した。結果を図13に示す。マイクロ流路チップAにおいては、溶血は生じていないことが確認された。また、第二流路の内壁面における水の接触角が小さくなるに従って、溶血の程度が大きくなることが確認され、水の接触角が70°以上、90°未満であれば、実用上問題のない程度まで、溶血が生じることを防止することができることが確認された。
<Example 1>
For each of the above-described microchannel chips A to D, human blood was introduced and allowed to stand for 10 minutes, and then the absorbance of hemolyzed hemoglobin (hemolytic intensity) in the liquid filled in the measurement part of the microchannel chip was measured. .. Results are shown in FIG. It was confirmed that hemolysis did not occur in the microchannel chip A. Further, it was confirmed that the degree of hemolysis increases as the contact angle of water on the inner wall surface of the second flow channel decreases, and if the contact angle of water is 70° or more and less than 90°, there is a practical problem. It was confirmed that hemolysis can be prevented to the extent that it does not occur.
〈実施例2〉
上記マイクロ流路チップAおよび比較用のマイクロ流路チップの各々に、水を試験用流体として導入し、経過時間に対する測定部への試験用流体の充填量(貯留長)を調べた。結果を図14に示す。図14において、曲線a(四角印のプロット)は、マイクロ流路チップAについての結果であり、曲線b(丸印のプロット)は、比較用のマイクロ流路チップの結果である。ここに、マイクロ流路チップAにおいて、測定部における試験用流体の貯留長とは、くさび状空間と定容積空間との境界位置からの測定部の伸びる方向における長さをいう。
以上の結果より、本発明に係るマイクロ流路チップAによれば、検査対象成分を短時間で測定部に充填することができることが確認された。
<Example 2>
Water was introduced as a test fluid into each of the microchannel chip A and the microchannel chip for comparison, and the filling amount (storage length) of the test fluid in the measuring portion with respect to the elapsed time was examined. The results are shown in Fig. 14. In FIG. 14, a curve a (square plot) is the result for the microchannel chip A, and a curve b (circle plot) is the result for the microchannel chip for comparison. Here, in the microchannel chip A, the storage length of the test fluid in the measurement section refers to the length in the extending direction of the measurement section from the boundary position between the wedge-shaped space and the constant volume space.
From the above results, it was confirmed that, according to the microchannel chip A of the present invention, the component to be inspected can be filled in the measurement portion in a short time.
10 マイクロ流路チップ
11 チップ基体
12 第一基板
13a 第一流路用溝
13b 測定部用凹所
15 第二基板
16 第二流路用溝
20 第一流路
20a 直線状流路部分
20b 直線状流路部分
20c 底壁面
21 検体導入部
22 検体貯留部
23 第一排出部
25 第二流路
27 第三流路
28 第二排出部
30 測定部
30a 上底面
30b 下底面
31 定容積空間
32a 定容積空間形成面
32b 定容積空間形成面
35 くさび状空間
36a くさび状空間形成面
36b くさび状空間形成面
38 測定領域
40 光源
40a 第一の光源
40b 第二の光源
41 電源
42 ダイクロイックミラー
45 光学フィルタ
46a 第一の光学フィルタ
46b 第二の光学フィルタ
48 レンズ
49a レンズ
49b レンズ
50 撮像手段
51 レンズ
60 制御機構
BC 血球成分
C 稜線
PL 血漿成分(特定の成分)
10
Claims (5)
前記複数の第二流路の各々は、前記第一流路を形成する流路形成面に開口して当該第一流路と連通されると共に前記測定部に接続された、検体中の排除すべき成分の当該第二流路に対する進入を阻止することが可能な寸法の幅を有する溝からなり、
前記測定部は、面方向の一方向に向かうに従って徐々に隙間が小さくなるくさび状空間と、当該くさび状空間と連続する前記一方向においてほぼ同一の空間形状を有する定容積空間とを有しており、
前記定容積空間の前記一方向に垂直な断面において表わされる互いに連続する2つの定容積空間形成面がなす角をγ、前記くさび状空間の面方向からの側面視にて表わされる互いに対向する一対のくさび状空間形成面がなす角をαとしたとき、前記くさび状空間は、α<γの関係を満足する空間形状を有することを特徴とするマイクロ流路チップ。 A first channel for circulating a liquid sample, a plurality of second channels for separating a specific component from the sample flowing through the first channel, and a specific component separated from the sample are filled. It consists of a plate-shaped body with a measuring part inside,
Each of the plurality of second flow paths is a component to be excluded from the sample, which is opened in the flow path forming surface forming the first flow path and communicates with the first flow path and is connected to the measurement unit. Do a groove having a width of dimension capable of blocking the entry for the second channel Ri,
The measurement unit has a wedge-shaped space in which the gap gradually decreases in one direction of the surface direction, and a constant volume space having substantially the same spatial shape in the one direction continuous with the wedge-shaped space. Cage,
An angle formed by two continuous constant volume space forming surfaces that are represented in a cross section perpendicular to the one direction of the constant volume space is γ, and a pair of mutually facing sides that are represented in a side view from the surface direction of the wedge-shaped space. The micro flow channel chip is characterized in that the wedge-shaped space has a space shape that satisfies a relationship of α<γ, where α is an angle formed by the wedge-shaped space forming surface.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016118766A JP6729027B2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Micro channel chip |
CN201710450852.4A CN107519957B (en) | 2016-06-15 | 2017-06-15 | Micro flow path chip |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016118766A JP6729027B2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Micro channel chip |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017223533A JP2017223533A (en) | 2017-12-21 |
JP6729027B2 true JP6729027B2 (en) | 2020-07-22 |
Family
ID=60687956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016118766A Active JP6729027B2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Micro channel chip |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6729027B2 (en) |
CN (1) | CN107519957B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200340915A1 (en) * | 2018-01-19 | 2020-10-29 | Nitto Denko Corporation | Flow path, measurement tape, and measurement device |
CN112076806B (en) * | 2019-06-14 | 2022-12-30 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | Centrifugal enrichment microfluidic chip for low-concentration liquid sample |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2898665B2 (en) * | 1989-09-28 | 1999-06-02 | テルモ株式会社 | Plasma separation membrane and plasma separator using the same |
US6149787A (en) * | 1998-10-14 | 2000-11-21 | Caliper Technologies Corp. | External material accession systems and methods |
JP2004042012A (en) * | 2001-10-26 | 2004-02-12 | Nec Corp | Separation apparatus, analysis system, separating method, and method of manufacturing the apparatus |
JP2006058280A (en) * | 2004-03-16 | 2006-03-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Assay chip |
TW200702292A (en) * | 2005-02-28 | 2007-01-16 | Careside Medical Llc | A micro-fluidic fluid separation device and method |
EP2020598A4 (en) * | 2006-05-24 | 2012-12-19 | Univ Kyoto | Microchannel for separating blood plasma |
TWI338134B (en) * | 2007-07-17 | 2011-03-01 | Univ Nat Chunghsing | Series-type dam-like plasma-blood-separation chip and the fabrication method |
US20090155125A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-06-18 | Rohm Co., Ltd. | Microchip |
JP2010071857A (en) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Sekisui Chem Co Ltd | Plasma separation device |
WO2011003689A2 (en) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh | Plasma separation reservoir |
KR20110005963A (en) * | 2009-07-13 | 2011-01-20 | 주식회사 나노엔텍 | A microfluidic chip for separating plasma or serum from blood |
US20110312567A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Geneasys Pty Ltd | Loc device for electrochemiluminescent detection of target nucleic acid sequences using hybridization chamber array and negative control chamber without probes |
-
2016
- 2016-06-15 JP JP2016118766A patent/JP6729027B2/en active Active
-
2017
- 2017-06-15 CN CN201710450852.4A patent/CN107519957B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107519957B (en) | 2021-09-03 |
CN107519957A (en) | 2017-12-29 |
JP2017223533A (en) | 2017-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100742783B1 (en) | Cell separation chip | |
CN106716116B (en) | Integrated system and method for microfluidic tear collection and lateral flow analysis of analytes of interest | |
KR100746431B1 (en) | Cell sorter chip | |
JP6729027B2 (en) | Micro channel chip | |
WO2021033750A1 (en) | Cell analyzer system and cell analysis method | |
JP6729026B2 (en) | Micro channel chip and sample concentration measuring device | |
US6359683B1 (en) | Method for determining the volume of particles suspended in liquids | |
JP2009100698A (en) | Fine particle-fractionating device, substrate for fractionating fine particles, and method for fractionating the fine particles | |
US10532357B1 (en) | Single-sheath microfluidic chip | |
KR20050010709A (en) | Device for counting micro particles | |
KR101138904B1 (en) | Particle separating unit and particle separating system using the same | |
JP2009128229A (en) | Microchip | |
WO2012079103A2 (en) | Device for photometrically or spectrometrically examining a liquid sample | |
KR20170127637A (en) | Apparatus of Detecting Circulating Tumor Cell Clusters And Method there-of | |
JP6439693B2 (en) | Cell detection method and cell detection apparatus | |
DE60022363T2 (en) | SYSTEM FOR IMPLEMENTING THERMOCYCLES ON FLUIDS IN CARTRIDGES | |
EP3528946B1 (en) | Method and device for exciting optically a plurality of analytes in an array of reaction vessels and for measuring the fluorescence from said analytes | |
JP6172021B2 (en) | Cell alignment chip, manufacturing method thereof, target cell detection method, target cell detection device, and cell capture defect region detection method | |
TW201829768A (en) | Cell chip and dynamic dialysis staining for cells | |
JP6620504B2 (en) | Absorbance measuring apparatus and absorbance measuring method | |
KR20030032809A (en) | Apparatus for diagnosing disease by detecting properties of red blood cells and diagnosing method thereof | |
JPH0618275Y2 (en) | Flow cell | |
WO2020011193A1 (en) | Automatic microfluidic system for continuous and quantitive collection of droplets | |
US9778248B2 (en) | Method for measurement of thrombocyte function | |
JP5929915B2 (en) | Cell plane deployment device and cell deployment method using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20190131 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190312 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200128 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200407 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200615 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6729027 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |