JP7330358B2 - フローセル及びそれを適用する生化学物質反応装置 - Google Patents
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Description
(1)一方向流の設計のチップでは円形ウエハが十分に利用できず、チップアスペクト比が大きすぎて、高精細イメージングスキャンステージのサイズへの要求が高く、負圧吸引の速度が遅い。
(2)従来のシーケンシング装置は、光機システムのスライドステージのサイズや重量負荷の制限から、1セットの光機システムが、最大で2枚のシーケンシング試料担持フローセルの流体ステージを同時に合わせて作業し、超高スループットのシーケンシングシステムの複数のフローセルによる同時のシーケンシングに不利であり、また、フローセルのキヤリアステージの熱的効果によって、複数のフローセル動作状態の完全なデカップリングを実現できない、すなわち、複数のフローセルのシーケンサアップまたはコンビネーションアップを実現することができない。
(3)RFIDモジュールと光学識別タグ(二次元コード)とが分離しており、高コストでありながらミスマッチのリスクがある。
(4)現在のシーケンシング試料担持フローセルの試薬の入・出は、キャリアステージとフローセルの入・出液孔の嵌合とシールを、キャリアステージに固定されたシールリングによって実現される。シールリングがフローセルに複数回対接する必要があるため、使用回数の増加につれてシール効果の信頼性が低下する場合があり、あるシステムにおけるフローセルの光学ステージと流体ステージが離れてしまい、フローセルを複数回転移させる必要があり、シールリングの密閉効果は使用中に大きく見積もられる。同時に、入・出液口の試薬溢れ出しもシステムの潜在リスクポイントである。シールリングは、入液モジュール端で位置ズレし易く入液に影響して、液漏れのリスクを招き、シールリングの劣化により定期的に取り替える必要があり、作業者の手間が増えるとともに作業に対する要求が高く、シールリングの隙間の配合は転移中に隙間で液漏れを避けることができず、接合部における試薬の結晶化によって密封効果に影響を与る。
前記フローセル本体は、フレームと、フレーム内に設けられた流動室とを備え、
前記流動室内は、流体の通過を許容する反応領域を備え、
前記フレームには、入液孔と、出液孔と、排気孔とが前記流動室を連通するように開孔され、
前記入液孔から入った流体は、前記フローセルの反応領域を通過して前記出液孔から送出させ、
前記排気孔は、前記反応領域を流体が流れる過程で空気溜まりを排出する。
(1)円形のウェハを十分に利用して、縦横サイズが近い場合に、試薬の迅速、効率的な展開を実現する。
(2)ステージ間の転送構造を提供して、異なるステージの高精度の反復自動的な位置決めを保証し、光機ステージと生化学反応ステージとをデカップリングして、マルチシーケンシャルフローセルのシーケンサアップまたはコンビネーションアップを実現する。
(3)フローセルRFIDモジュールと光学識別タグとを統一する。
(4)シールリングとフローセルとを隙間なく一体化して装着する。
2 フローセル本体
3 外枠
11 正面側
13 背面側
4 シールリング
20 枠
21 ベース
23 カバーシート
25 流動室
26 ゲル
251 ゲル支持点
252 入液孔
253 出液孔
254a 入口側排気孔
254b 出口側排気孔
255a 入口導流溝
255b 出口導流溝
2551a、2551b 底面
2552a、2553a、2552b、2553b 側壁
2554a、2554b 開口
31 固定部
32 位置決め部
321 掴み構造
322 角部領域
323 位置決め構造
33 電子タグ
331 機器非接触識別子
332 機械感応認識素子
333 文字識別符号
34 溝
5 シールリング固定手段
51 固定構造
512 固定孔
41 リング体
42 貫通孔
411 係合構造
411a ボス
513 嵌合構造
513a 凹部
514 位置決めボス
421 出液弁膜装置
422 弁膜
422a 根元部
422b 頂部
7 流体ステージ
71 流路
72 収容溝
423 常閉膜
25a 入口端
25b 出口端
8 生化物質反応装置
Claims (25)
- フローセル本体を備えるフローセルであって、
前記フローセル本体は、フレームと、フレーム内に設けられた流動室とを備え、
前記流動室内は、流体の通過を許容する反応領域を備え、
前記フレームには、入液孔と、出液孔と、排気孔とが前記流動室を連通するように開孔され、
前記入液孔から入った流体は、前記フローセルの反応領域を通過して前記出液孔から送出させ、
前記排気孔は、前記反応領域を流体が流れる過程で空気溜まりを排出し、
前記フレームには、前記入液孔を接続する入口導流溝がさらに設置されており、
前記入口導流溝は、底面と、前記底面に対向する開口とを有し、
前記入口導流溝の前記開口は、前記入口導流溝と前記流動室とを連通しており、
前記入口導流溝は、前記底面と前記開口とを接続する2つの側壁をさらに有し、
前記2つの側壁は、前記フローセルの中央領域に近い第1側壁と、前記フローセルの中央領域から遠い第2側壁とを有し、
前記第1側壁は、傾斜面であり、又は前記中央領域に向かって傾斜する傾斜面であることを特徴とするフローセル。 - 前記フローセル本体は、入口端及び出口端を備え、
前記排気孔は、入口側排気孔と出口側排気孔とを備え、
前記入液孔と前記入口側排気孔とが一定の距離をあけて前記入口端に設けられ、
前記出液孔と前記出口側排気孔とが一定の距離をあけて前記出口端に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のフローセル。 - 前記入口側排気孔および前記出口側排気孔は、それぞれ、前記入液孔と前記出液孔との結線の両側に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のフローセル。
- 前記フローセルは、矩形または四角形であり、
前記入液孔および前記出液孔は、前記フローセルの一方の対角線にある位置に対応して設けられ、
前記入口側排気孔および前記出口側排気孔は、それぞれ、前記対角線の両側に配置され、または、前記入口側排気孔および前記出口側排気孔は、前記フローセルの他方の対角線にある位置に対応して設けられていることを特徴とする請求項2に記載のフローセル。 - 前記入口導流溝は、前記入液孔と前記入口側排気孔とを接続することを特徴とする請求項2に記載のフローセル。
- 前記フレームには、前記出液孔と前記出口側排気孔とを接続する出口導流溝がさらに設置されており、
前記出口導流溝は、底面と、前記底面に対向する開口とを有し、前記出口導流溝の前記開口は、前記出口導流溝と前記流動室とを連通していることを特徴とする請求項5に記載のフローセル。 - 前記第1側壁は、前記入口導流溝の開口に丸角で設けられることを特徴とする請求項1に記載のフローセル。
- 前記流動室を支持して前記フローセルの強度を補強する支持点が前記フローセル内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のフローセル。
- 前記支持点は複数であり、前記複数の支持点が離間して配列されることを特徴とする請求項8に記載のフローセル。
- 前記支持点は、所定サイズの微粒子又は微球が混合されて、前記流動室を支持するゲル支持点であることを特徴とする請求項8又は9に記載のフローセル。
- 前記フレームは、ベースと、カバーシートと、前記ベースと前記カバーシートとを接続・封止するシールフェンスとを含み、前記流動室は、前記ベースと、前記カバーシートと、前記シールフェンスとの間に形成されることを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載のフローセル。
- 前記シールフェンスは、特定サイズの微粒子又は微球を混ぜ合わせたゲルを用い、前記ベースと前記カバーシートとを所定距離で離間して前記フローセルを形成することを特徴とする請求項11に記載のフローセル。
- フローセル本体の外側に固定され、移動装置が前記フローセルを移動させるための外枠をさらに備える請求項1~12のいずれか1項に記載のフローセル。
- 前記外枠には、移動装置によりフローセルを掴んで移動させるための掴み構造が設けられ、および/または
前記掴み構造は、前記外枠に開孔された孔部であり、および/または
前記外枠には、前記移動装置による前記フローセルの移動及び前記フローセルの載置台への載置の位置決めに用いられる位置決め構造が設けられ、および/または
前記位置決め構造は、前記外枠に開孔された孔部であることを特徴とする請求項13に記載のフローセル。 - 前記外枠は、前記フローセル本体に固定される固定部と、前記固定部の外側に設けられる位置決め部とを備え、
前記位置決め部は、前記移動装置が前記フローセルを移動させるためのものであり、および/または
前記位置決め部は、前記移動装置が前記フローセルを移動する際に前記フローセルを位置決めするためのものであり、および/または
前記位置決め部は、前記移動装置により前記フローセルの載置台への載置の位置決めに用いられ、および/または
前記位置決め部は、前記フローセル本体の外側に挿設されて前記フローセル本体を保護することを特徴とする請求項13に記載のフローセル。 - 前記フローセルは、正面側と、前記正面側と背向する背面側とを備え、
前記入液孔、前記出液孔、及び前記排気孔は、前記背面側に設置され、
前記外枠は、固定部と、前記固定部の外側に設けられた位置決め部とを備え、
前記固定部が前記正面側に固定されているか、又は前記固定部が前記正面側の周辺領域に貼り付けられていることを特徴とする請求項13に記載のフローセル。 - 前記固定部の前記正面側から背面側に沿う厚みは、前記位置決め部の前記正面側から背面側に沿う厚みよりも薄いことを特徴とする請求項16に記載のフローセル。
- 前記外枠には、電子タグが設けられているか、又は、電子タグを収容する溝が設けられていることを特徴とする請求項13に記載のフローセル。
- 前記入液孔、前記出液孔および前記排気孔にそれぞれ対応して設けられた複数のシールリングを備える請求項1~18のいずれか1項に記載のフローセル。
- 前記各シールリングは、固定構造で前記フローセルに固定されるか、又は、固定孔により前記フローセルに固定されることを特徴とする請求項19に記載のフローセル。
- 前記フローセルは、正面側と、前記正面側と背向する背面側とを備え、
前記入液孔、前記出液孔、及び前記排気孔は、前記背面側に設置され、
前記固定構造または前記固定孔が、前記背面側に固定または貼り付けられるシールリング固定手段に設置されることを特徴とする請求項20に記載のフローセル。 - それぞれが対応するシールリングの外側に挿設され、対応する前記固定構造又は前記固定孔に固定して接続される複数の位置決めボスをさらに備える請求項21に記載のフローセル。
- 前記各シールリングには、一方向密閉装置、常閉膜及び/又は弁膜装置が設けられていることを特徴とする請求項19に記載のフローセル。
- 請求項1から23のいずれか一項に記載のフローセルを搭載し、前記フローセルに反応物質を導入して、前記フローセル内の試料を反応させるか、又は、前記反応後の試料を検出して、前記試料の生物的特徴を反映する信号を得る生化物質反応装置。
- 遺伝子シーケンサー、液体クロマトグラフ、生化学分析計または医療機器である請求項24に記載の生化物質反応装置。
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