TWI343994B - - Google Patents

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1343994 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 關於爲了藉由吸光光度法而進行血液分析而使用的微 晶片。特別是關於在爲了測定：在診斷人體的肝機能上爲 必要的 GTP( Glutamyl transpeptidase 轉胺基胜肽酶）、 r 一 GTP等的酵素量而使用的微晶片 φ 【先前技術】 近年’注目於應用微機械技術，將化學分析等，以比 先前的裝置細微化而進行的# — TAS ( μ — Total Analysis System微全分析系統）。在使用# — TAS於醫療領域的情 況’有（1 )例如以如血液的檢體的量變少，可減輕患者 的負擔、（2)減少試藥量，可降低檢査的成本、（3)因 爲裝置爲小型，可簡易的進行檢查，等有利點。活用如此 的有利點’硏討：將使用了微晶片的血液分析裝置作爲家 0 庭用規格，在家內以患者自己的手進行血液分析。 如藉由使用了微晶片的吸光光度法之分析，由進行（ 1 )由無痛針而將已採血的血液引入晶片內、（2 )對晶片 內的血液’施以離心分離處理而分離爲血漿與血球、（3 )將血漿和試藥藉由混合機而使其均勻的混合而作爲測定 液、（4 )由吸引幫浦將測定液引入檢出部、（5 )對已引 ' 入檢出部的測定液’照射由光源的光，測定特定波長的光 之衰減量’之一貫的作業，可測定包含於血漿中的所希望 之酵素的濃度。在診斷肝機能上爲必要，例如關於分析如 -4- (2) 1343994 ' GTP或r 一 GTP等的包含於血液中的酵素濃度的手法，例 如：開示於日本特開2 0 0 4 - 1 0 9 0 9 9號公報。 在上述公報，表示：將由發光二極體等的光源放射1 由晶片的上面入射，例如以塡充如血漿的分析檢體的晶片 '內的微小流路全反射，而由晶片上面出來的光，藉由矽光 二極體（silicon photodiode)等的檢出器而檢出的方法。 但是，因爲由發光二極體放射的光爲發散光，將入射 # 於晶片內的光之全部，在微小流路內使其全反射爲非常困 難’有不能精度佳的測定吸光度的問題。亦即，如上述公 報，在微晶片的上面配置光源和檢出器的兩方而測定吸光 度之情事，係因爲成爲產生測定誤差的原因，所以不理想 〇 在其一方，使由光源之光從微晶片一方的側面入射， 藉由塡充於微晶片內的微小流路的檢體而使光吸收，檢出 由他方的側面出來的透過光的方法，例如：記載於日本特 # 開2004-77305號公報。認爲於此方法，作爲檢體如使用 血液，則可精度佳的測定吸光度。 〔專利文獻1〕日本特開2004 -丨09099號 〔專利文獻2〕日本特開2004-77305號 【發明內容】 微晶片係爲小型，具有以往的課題。亦即，因爲在吸 光度的測定需要適切的吸光長，在檢體及試藥的量抑制在 微量係在檢出部的光入射面及光出射面的面積作爲微小> ⑧ (3) 1343994 '以外沒有。 若如此的檢出部爲非常細長的形狀，則光入射面及光 出射面的狀態係帶給在檢出部的透過率的影響變大。微晶 片係通常因爲由高分子材料所構成，所以在向吸光度測定 裝置設定時，與周邊機器接觸了的情況，容易產生傷痕， 另外，有因使用者空手處理而在光入射面等附著如皮脂的 不純物的情況。在如此的情況，產生因對光入射面的凹凸 φ 狀態帶來不良影響’因爲不能正確的測定吸光度，所以不 能正確的進行包含於測定檢體中的酵素成分的定量的問題 〇 如以上的’本發明其目的爲提供：藉由對檢出部的光 入射面等，帶來不良影響的疑慮少，能正確的測定吸光度 的微晶片。 本發明係具備：由板構件所構成，引入檢體的檢體引 入部、和與該檢體反應的試藥、和使該試藥與前述檢體混 # 合而產生測定液的混合部、和爲了塡充該測定液的檢出部 的微晶片’其特徵爲：則述檢出部係在光的進行方向的至 少一方的端部，形成具有光入射面或光出射面的凹處。 如藉由本發明的微晶片，則於塡充了測定液的檢出部 的長邊方向的至少一方的端部，由形成具有光入射面或光 出射面的凹處，因爲可適實的防止在檢出部的光入射端面 有傷痕、附著不純物的不適合，例如：在被包含於血液等 的測定檢體中的所希望的酵素成分的定量値，不產生誤差 ，可期待能得到正確的分析結果。 -6- (4) 1343994 【實施方式】 第1圖係爲了說明關於本發明的微晶片的構造的槪略 圖。 微晶片1係例如將2片的板構件黏合而構成。在黏合 面的一面事先形成溝，以黏合將溝形成空洞。具體的爲， 在各個的板構件之間，具有檢體積蓄3、試藥積蓄4、混 • 合部5、測定液塡充部6。另外微晶片1係在一方之面具 有檢體引入部2及吸引機構連接部7，形成凸狀的檢出部 8 ° ° 檢體引入部2係，例如爲了引入如血液的檢體，設置 於板構件的一方之面的孔。 檢體積蓄3係由第1檢體積蓄31及第2檢體積蓄32 所構成。第1檢體積蓄31係藉由流路11而通往檢體引入 部2’而且藉由流路12而通往第2檢體積蓄32。 Φ 試藥積蓄4係由爲了塡充基質液的第1試藥積蓄41 與爲了塡充緩衝液的第2試藥積蓄42所構成。 、混合部5係爲了混合基質液、緩衝液及檢體而作爲測 定液’藉由流路13' 14' 15，各個通往第2檢體積蓄32 、第1試藥積蓄41及第2試藥積蓄42。 塡充於混合部5的測定液係在流路1 6內充分的攪拌 而向測定液塡充部6填充。 吸引機構連接部7係爲了藉由吸引測定液而導向測定 液塡充部ό ’爲連接無圖示的吸引幫浦的處所，藉由排出 (5) 1343994 流路1 7而連接於測定液塡充部6。 檢出部8係具有爲了在形成於板構件的凸部分的內部 塡充測定液的測定液塡充部6，例如係爲了使由放電燈等 的光源的光透過，藉由吸光光度法而進行包含於測定液中 ’之所希望的成分的濃度測定之處所。 第2圖爲表示於第1圖的X部分的放大圖。 檢出部8係由形成於板構件的凸部分所構成，具有方 φ 形體形狀’其長邊方向軸爲與光軸略一致。然後，於一方 的端面81形成凹處82，在此凹處82形成光入射面83。 在他方的端面84形成凹處85，在此凹處85形成光出射面 86。然後凹處82與凹處85係在光軸方向相對。 在此，以下說明在板構件的凸部分設置檢出部的有利 點。檢出路徑的長度（光路徑長）係各個使用的試藥的種 類而相異，例如：在使用吸收量大的試藥的情況，變短光 路徑長爲必要。因此，按照使用的試藥的種類而有選擇具 # 有適當的長度的檢出部的微晶片的必要時，若爲如關於本 發明的微晶片的構造，則可按照試藥的種類而適宜調整檢 出部的長度。 在其一方，將應使用吸收量大的試藥而全長短的檢出 部，在作爲例如：設置於如表示於第3圖的板構件的中央 部附近的構造的情況，產生：由從後述的光源的光爲藉由 板構件而吸收或散亂，不能精度佳的測定吸光度的問題。 第4圖係爲了說明本發明的微晶片用的吸光度測定單 元的槪略圖。第4 ( a )圖係表示將微晶片1插入晶片夾具 -8， ⑧ (6) 1343994 1 0的狀態。第4 ( b )圖係表示第4 ( a )圖的A — A 剖面 圖。 晶片夾具1 0係由二個分離的構件所構成，在一方的 內面形成直線狀的溝’藉由合上2個構件，變爲形成毛細 管（Capillary)部1】。如此’藉由合上2個構件，可將毛 細管部1 1簡便的形成於晶片夾具1 0內。毛細管部1】的 開口徑係成爲比對檢出部8垂直的剖面的徑窄的徑。若舉 ^ 一例，毛細管部11的開口徑爲0.3mm平方，對檢出部8 的光軸垂直的剖面的徑爲〇, 7mm平方。有設置相關的毛細 管部1 1的必要，依關於本發明的微晶片1係如上述的， 具有：在形成於板構件的凸部分設置檢出部的特殊構造 在晶片夾具1 〇，如於光入射面8 3對向毛細管部1 1的 端部的插入微晶片1。爲了檢出透過檢出部8內的測定液 塡充部6的光之由砂光二極體（silicon photodiode)所構 成的受光元件14，爲相對於光出射面86而配置。 ® 入射毛細管部1 1的光爲由光源1 3放射而以帶通濾光 片（Band-pass Filter ) 12選別的光，通過毛細管部！ ！而 進入檢出部8，透檢出部8內的測定液塡充部6後，在受 光元件14受光。通過毛細管部】1而入射檢出部8的光係 平行光成分多，使吸光度的測定精度提高。 光源13係在發光管內封入了作爲發光物質之氙的氙 氣'燈°氙氣燈係由具有接近點光源、能效率佳的取出平行 # @放射特性，適於作爲要求在如後述的微小範圍（檢出 ^ 8 } ’入射由光源之光的微晶片用的光源，另外，具有 -9- ⑧ (7) 1343994 :藉由在由紫外線範圍至可見光範圍放射寬頻帶的光，因 爲能利用按照分析檢體的波長的光，所以無每個分析檢體 交換光源的必要之有利點。而且，因爲不使用作爲發光物 質之水銀’所以對環境的負荷亦小。 在此’說明於關於本發明的微晶片，說明測定包含於 血液中的酵素的濃度的程序的一例。以下說明關於作爲— 例之7 — GTP的濃度測定方法。 〔試藥〕

基質液：GluCANA(L_r —麩胺醯基一3 —羰基一4 — 硝基乙醯苯胺（L — 7 — glutamyl — 3 — carboxy _ 4 — nitroanilide)) 3 1 mmo 1/L 緩衝液：胺基乙酸基胺基乙酸（glycylglycine) 1 93mmol/L pH7.9(3 0〇C ) # 〔測定程序〕 (1)由尖端非常銳利的無痛針而將已採血的血液，由檢 體引入部2引入微晶片1的內部。 (2 )藉由對微晶片1施以6000轉的離心分離處理而分離 的血漿，充滿第1檢體積蓄31。 (3 )再藉由對微晶片1施以6000轉的離心分離處理而適 當量的血漿充滿第2檢體積蓄32。 (4 )藉由使微晶片1向逆時針旋轉方向旋轉90 °，使充 滿第2檢體積蓄32的血漿、充滿第1試藥積蓄41 -10- ⑧ (8) (8)1343994 的基質液及充滿第2試藥積蓄4 2的緩衝液流入混 合部5而進行混合，作爲測定液。在血漿一使上述 的基質液及緩衝液作用，如第5圖所示的，由血漿 中的r— GTP的作用，基質L_r —麩胺醯基—3 — 撰基一 4 一硝基乙醯苯胺的r 一麩胺醯基轉移至胺 基乙醯基胺基乙酸，在測定液中，與產生L—7 — 麩胺醯基胺基乙醯基胺基乙酸同時，遊離5—胺 基一 2 —硝基安息香酸。 (5 )在測定液塡充部6，使測定液塡充。塡充作業係將吸 引幫浦連接於吸引機構連接部7，藉由將測定液塡 充部6成爲負壓而進行。 (6)在檢出部8使由光源的光透過，檢出上述5—胺基一 2—硝基安息香酸具有吸收的波長405nm的吸收量 ，根據此檢出結果，藉由吸光光度法而求出5—胺 基一 2—硝基安息香酸的濃度。然後，藉由5—胺 基一 2—硝基安息香酸的產生量，求出測定液的中 的r 一 GTP的濃度。 如藉由以上的本發明的微晶片，由在檢出部8形成凹 ^ 82及凹處85，因爲可確實的防止發生在光入射面產生 傷傲 、 與或附著不純物的不適合，所以並無例如：對包含於血 #的測定檢體中的所希望的酵素成分的定量値產生誤差 1胃事，可期待得到正確的分析結果。然後，在將微晶片 1竣酸於晶片夾具1 0時，並無如應該不在光出射面產生傷 -11- (9) 1343994 痕地’使用過多的神經的必要，另外，因爲亦成爲能空手 處理，所以作業性提高。 對此’認爲：若藉由如先前的微晶片之在檢出部不具 有凹處的構造’則因在光入射面產生傷痕或附著不純物， 因爲於定量値產生誤差，所以不能得到正確的分析結果。 然後’若作到避免產生有關的測定誤差，則在將微晶片設 於吸光度測定裝置時’應防止例如：在像晶片夾具的周邊 隹機器’接觸光入射面而在光入射面附上傷痕、或在光入射 面等附著不純物之情事，產生使用過多的神經的必要，在 作業性的面不理想。 以下’說明關於爲了確認本發明的作用效果而進行的 實驗。 〔實施例〕 依表示於第1圖的構造，製作了關於本發明的微晶片 0 1。此微晶片1的構成爲依照以下所示。 構成微晶片1的板構件係由聚乙烯對苯二甲酸酯所構 成，縱（包含檢出部 8 )爲 25mm、橫爲 25mm、厚爲 2 m m ° 關於檢出部的數値例，參照第2圖而詳細的說明。檢 出部8係縱（Y軸）爲2.5mm、橫（X軸）12.0mm、厚 2mm。第1凹處82係深度（X軸）爲lmm。光入射面83 係縱（Z軸）爲1mm，橫（Y軸）爲2mm。第2凹處85 係深度（X軸）爲1 m m。光出射面8 6係縱（Z軸）爲 -12- ⑧ (10) 1343994 1 ill m ’ 橫（Y 軸）爲 2 m m。 測定檢體爲〗〜2 v L (微升）的血液。 試藥係按照記載於上述的[試藥〕，以2 · ] 4 L的 GUCANA作爲基質液，以8.4 ^ l的胺基乙醯基胺基乙酸 (glycylglycine )作爲緩衝液而使用。 〔比較例〕 φ 除了在檢出部的兩端面不具有凹處，以外的構造，係 製作與關於實施例的微晶片1同樣的微晶片。 使用關於已製作的實施例的微晶片及關於比較例的微 晶片而構成表示於第4圖的吸光度測定單元，對各個的單 元’使由75W的氙氣燈放射的光，通過毛細管—部分而 入射至檢出部’透過了測定液塡充部的光，藉由受光元件 而檢出，硏究關於波長爲405nm的光的透過率。而且此實 驗係在不進行記載於前述的測定程序的（1 )〜（5 )的程 ^ 序的狀態’亦即’測定液塡充部爲以空的狀態進行。在表 1表示其結果。在表1係將比較例1、2' 3及4的光透過 率’以關於實施例的微晶片的光透過率作爲1 〇 0 %之相對 値而表示。 -13 (11)1343994

〔表I〕 透過率（％ ) 實施例 1 00 比較例1 95.7 比較例2 9 1 .4 比較例3 142.3 比較例4 12 1.9 依照表1所示，關於比較例丨及比較例2的微晶片， 比起關於貫施例的微晶片’判明其光透過率下降。推測· 此係關於比較例1及比較例2的微晶片，對其光入射面， 設向吸光度測定裝置時，例如：附上起因於如與晶片夾具 的周邊機器接觸的傷痕而產生影響。而且，關於比較例3 及比較例4的微晶片，比起關於實施例的微晶片，判明其 ® 光透過率增加。認爲：此係關於比較例3及比較例4的微 晶片’由對檢出部的兩端面’附著皮脂等的不純物，已埋 於存在於檢出部的兩端面的凹凸（微晶片製造係形成稍微 的凹凸）。 由以上’若藉由關於比較例的微晶片，起因於在檢出 部的光入射面等產生的傷痕、或附著皮脂等的不純物，因 爲在波長爲4 0 5 n m的光的透過率產生誤差，所以不能得到 正確的分析結果’可確認具有如本發明的檢出部的端部之 凹處的構造之有效性。 ⑧ (12) 1343994 【圖式簡單說明】 〔第1圖〕係爲了 δ兌明本發明的微晶片的槪略圖。 〔第2圖〕爲第1圖的X部分的擴大圖。 ' 〔第3圖〕係爲了說明將全長短的檢出部設於板構件 的中央附近的微晶片的槪略圏1 ° 〔第4圖〕係爲了說明本發明的微晶片用的吸光度測 • 定單元的槪略圖。 〔第5圖〕係爲了說明在測定液中的化學反應的圖。 【主要元件符號說明】 1 :微晶片 2 :檢體引入部 . 3 :檢體積蓄 4 :試藥積蓄 • 5 :混合部 6 :測定液塡充部 7 :吸引機構連接部 8 :檢出部 1 0 :晶片夾具 1 1 :毛細管部 1 2 :帶通濾光片 1 3 :光源 1 4 :受光元件 (13) (13)1343994

8 2 :凹處 8 3 :光入射面 8 5 :凹處 8 6 :光出射面 -16

Claims (1)

1343994 1C# 修(更)」 ；·替读

第094121661號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年1月25日修正 十、申請專利範圍 1.—種微晶片’係具備：由板構件所構成，引入檢 體的檢體引入部、和與該檢體反應的試藥、和使該試藥與 目IJ述檢體混合而產生測疋液的混合部 '和具有塡充該測定 液的測定液塡充部之檢出部；其特徵爲： 前述檢出部，係利用板構件的凸部分來形成，其長邊 方向軸乃相對於光軸配置成一致； 於前述檢出部的長邊方向之兩端面中的各個端面上， 形成了具有將光導入到前述測定液塡充部的光入射面之凹 處，以及具有將已透過前述測定液塡充部的光予以出射的 光出射面之凹處。