JPWO2007069586A1 - マイクロチップおよびこれを用いた分析方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Hong J W et al., Electrophoresis、vol。22、328-33(2001) Ken Tseng, et a., Part of the SPIE Conference on Micro- and Nanofabricated Structures and Devices for Biomedical Environmental Applications 2, SPIE Vol. 3606, 137-148 (1999)
前記基板部は上面に溝状の流路と前記流路に連結する基板リザーバ部とを具備し、
前記蓋部は前記流路上面を密封するとともに前記基板部から着脱可能とされ、前記基板リザーバ部に対応する位置に形成された貫通穴と、該貫通穴の内側に形成され、前記蓋部が前記流路上面を密封した状態のときに導入された液体を保持する蓋リザーバ部と、前記蓋リザーバ部の底面に形成された隔壁部とを具備し、
前記隔壁部の開口部面積は、前記隔壁部の上部の前記蓋リザーバ部の開口部面積より小さいことを特徴とする。
この融解したリザーバ液は、壁面に覆われてエネルギー的により安定になる前記流路・前記基板リザーバ部内に移動するために、前記流路内の溶液を乾燥した流路部分に向けて押し出し、移動させる。よって、前記流路の分析サンプル中の分析対象物質の分離状態は大きく乱される。
前記基板部は上面に溝状の流路と前記流路に連結する基板リザーバ部とを具備し、
前記蓋部は前記流路上面を密封するとともに前記基板部から着脱可能とされ、前記基板リザーバ部に対応する位置に形成され、前記蓋部が前記流路上面を密封した状態のときに導入された液体を保持する蓋リザーバ部とを具備し、
前記マイクロチップを用いた分析サンプルの分離工程と、分析サンプルとリザーバ液を凍結させる前記基板部の冷却工程と、前記蓋部の剥離工程を実施するために用いられ、
前記蓋部の剥離工程で、凍結したリザーバ液を前記蓋リザーバ部の底面で破断させ、前記蓋部と共に前記基板部から離脱させる機構を、前記蓋リザーバ部の底面に有することを特徴とする。
前記基板部は上面に溝状の流路と前記流路に連結する基板リザーバ部とを具備し、
前記蓋部は前記流路上面を密封するとともに前記基板部から着脱可能とされ、前記基板リザーバ部に対応する位置に形成された貫通穴と、該貫通穴の内側に形成され、前記蓋部が前記流路上面を密封した状態のときに導入された液体を保持する蓋リザーバ部とを具備し、
前記基板リザーバ部に、前記隔壁部の前記基板部に接する面の面積を減少させる突起構造が形成されていることを特徴とする。
分析対象物質を含んだ分析サンプルを、前記流路を利用して、所望の電気泳動等で分離した後、前記基板部を冷却し、分析サンプルの氷点以下の所定の低温度条件を達成し、該流路内に保持されている電気泳動等の分離済みの分析サンプルとリザーバ液を凍結させる操作を施す冷却工程と、
前記基板部を前記所定の低温度に冷却保持して、電気泳動等の分離済みの分析サンプルは凍結状態を保持した状態を維持しつつ、該流路内に付着している状態で、かつ蓋リザーバ部内の凍結したリザーバ液は、該蓋部に付着させて該流路内から離脱させるため、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している接着力を開放する操作を施すため、基板部の上面から蓋部の下面を剥離するため、蓋部の端部に外力を印加し、基板部から蓋部を剥離・除去する操作を実施する蓋部剥離工程と、
前記剥離工程を終了した後、前記基板部を加熱し、該流路内に保持され、かつ、露出されている電気泳動等の分離済みの分析サンプルに対して、含まれる溶媒を乾燥させる操作を施す加熱工程を有し、これら一連の工程を実施することを特徴とする。
102 蓋部
103 蓋リザーバ部
104 隔壁部
105 流路
106 基板リザーバ部
107 マイクロチップ
108 分析サンプル・リザーバ液
110 突起構造
図2(a)は本実施の形態のマイクロチップの構成部品を示す上面図、図2(b)は図3のB−B’切断面における本実施の形態のマイクロチップの構成部品を示す上面図である。図3は図2(a)に示された本実施形態のマイクロチップのA−A’間の断面を示す断面図である。図4は本実施形態のマイクロチップの蓋リザーバ部周辺の断面を拡大して示す断面図である。図5は本実施形態のマイクロチップを用いた分析の動作を段階的に示す断面図である。
図6は、本実施形態に係るマイクロチップの蓋リザーバ部103周辺の断面を拡大して示した断面図である。本実施形態に係るマイクロチップは第一の実施の形態と同じマイクロチップ構成であるが、唯一隔壁部104の構成が異なる。本実施形態の隔壁部104は、蓋リザーバ部103の内径方向に突き出した凸型構造である。
図7は本実施形態に係るマイクロチップの断面図である。図8は本実施の形態のマイクロチップの構成部品を示す上面図である。図7は図8(a)中のA−A’間の蓋リザーバ部周辺の断面を拡大して示し、図8(a)は基板部101と蓋部102が組み合わされた状態を示し、図8(b)は図7中のB−B’を結ぶ切断面(蓋部102の上面図)を示す。
図9(a)および図9(b)のそれぞれは本実施形態に係るマイクロチップの流路を拡大して示した上面図および斜視図である。
本実施形態に係るマイクロチップの蓋部の構造は、第一ないし第三の実施の形態と同じマイクロチップ構成であるが、本実施形態における流路105は流体がジグザグ形状に移動するように形成されている(以下、ジグザグ形状と呼ぶ)。図9で示されるように、流路105中には突起構造110が流路幅方向の列として配置され、隣接する突起構造110の列は流路幅方向にずらされた位置に配置されている。
蓋部102の上に、蓋リザーバ部103に対応する位置に貫通穴が開けられた厚み0.5mmの矩形状の合成石英平板を載せた。マイクロチップは、冷却・加熱機構を有するペルチェ台の上に載せられて分析される。蓋部102上の合成石英平板から基板部の底面に向けて固定具を用いて加圧し、流路の密閉状態を実現する。PDMSは接着力が強くない材料であるため、この固定具を除去すれば容易に蓋部102も除去可能である。
Claims (13)
- 基板部と蓋部からなるマイクロチップであって、
前記基板部は上面に溝状の流路と前記流路に連結する基板リザーバ部とを具備し、
前記蓋部は前記流路上面を密封するとともに前記基板部から着脱可能とされ、前記基板リザーバ部に対応する位置に形成された貫通穴と、該貫通穴の内側に形成され、前記蓋部が前記流路上面を密封した状態のときに導入された液体を保持する蓋リザーバ部と、前記蓋リザーバ部の底面に形成された隔壁部とを具備し、
前記隔壁部の開口部面積は、前記隔壁部の上部の前記蓋リザーバ部の開口部面積より小さいことを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項1に記載のマイクロチップにおいて、
前記貫通穴は前記蓋リザーバ部を兼ねていることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項1または請求項2に記載のマイクロチップにおいて、
前記蓋リザーバ部と前記隔壁部が同素材であることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記隔壁部が、前記蓋リザーバ部の内径方向に突き出した凸型構造であることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記隔壁部が、イオンが透過可能な微細な貫通穴あるいは空隙を有する膜であることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記基板リザーバ部に、前記隔壁部の前記基板部に接する面の面積を減少させる突起構造が形成されていることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記流路中に親水性表面を有する突起構造が形成されていることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項7に記載のマイクロチップにおいて、
前記流路中の前記突起構造が流路幅方向の列として配置され、隣接する前記突起構造の列が流路幅方向にずれた位置に配置されていることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項7または請求項8に記載のマイクロチップにおいて、
前記流路中の前記突起構造が、前記流路を移動する流体がジグザグ形状に移動するように形成されていることを特徴とするマイクロチップ。 - 基板部と蓋部からなるマイクロチップであって、
前記基板部は上面に溝状の流路と前記流路に連結する基板リザーバ部とを具備し、
前記蓋部は前記流路上面を密封するとともに前記基板部から着脱可能とされ、前記基板リザーバ部に対応する位置に形成され、前記蓋部が前記流路上面を密封した状態のときに導入された液体を保持する蓋リザーバ部とを具備し、
前記マイクロチップを用いた分析サンプルの分離工程と、分析サンプルとリザーバ液を凍結させる前記基板部の冷却工程と、前記蓋部の剥離工程を実施するために用いられ、
前記蓋部の剥離工程で、凍結したリザーバ液を前記蓋リザーバ部の底面で破断させ、前記蓋部と共に前記基板部から離脱させる機構を、前記蓋リザーバ部の底面に有することを特徴とするマイクロチップ。 - 基板部と蓋部からなるマイクロチップであって、
前記基板部は上面に溝状の流路と前記流路に連結する基板リザーバ部とを具備し、
前記蓋部は前記流路上面を密封するとともに前記基板部から着脱可能とされ、前記基板リザーバ部に対応する位置に形成された貫通穴と、該貫通穴の内側に形成され、前記蓋部が前記流路上面を密封した状態のときに導入された液体を保持する蓋リザーバ部とを具備し、
前記基板リザーバ部に、前記隔壁部の前記基板部に接する面の面積を減少させる突起構造が形成されていることを特徴とするマイクロチップ。 - 請求項1から11のいずれかに記載のマイクロチップを用いたサンプル分析方法であって、
分析対象物質を含んだ分析サンプルを、前記流路を利用して、所望の電気泳動等で分離した後、前記基板部を冷却し、分析サンプルの氷点以下の所定の低温度条件を達成し、該流路内に保持されている電気泳動等の分離済みの分析サンプルとリザーバ液を凍結させる操作を施す冷却工程と、
前記基板部を前記所定の低温度に冷却保持して、電気泳動等の分離済みの分析サンプルは凍結状態を保持した状態を維持しつつ、該流路内に付着している状態で、かつ蓋リザーバ部内の凍結したリザーバ液は、該蓋部に付着させて該流路内から離脱させるため、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している接着力を開放する操作を施すため、基板部の上面から蓋部の下面を剥離するため、蓋部の端部に外力を印加し、基板部から蓋部を剥離・除去する操作を実施する蓋部剥離工程と、
前記剥離工程を終了した後、前記基板部を加熱し、該流路内に保持され、かつ、露出されている電気泳動等の分離済みの分析サンプルに対して、含まれる溶媒を乾燥させる操作を施す加熱工程を有し、これら一連の工程を実施することを特徴とするサンプル分析方法。 - 請求項12に記載のサンプル分析方法において、
蓋部剥離工程が乾燥ガス雰囲気中で前記基板部から前記蓋部を剥離・除去する操作を実施する工程であることを特徴とするサンプル分析方法。
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