WO2006112498A1 - 検体を分析するための検査チップおよびマイクロ分析システム - Google Patents

検体を分析するための検査チップおよびマイクロ分析システム Download PDF

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WO2006112498A1
WO2006112498A1 PCT/JP2006/308273 JP2006308273W WO2006112498A1 WO 2006112498 A1 WO2006112498 A1 WO 2006112498A1 JP 2006308273 W JP2006308273 W JP 2006308273W WO 2006112498 A1 WO2006112498 A1 WO 2006112498A1
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reagent
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aqueous
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PCT/JP2006/308273
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Akihisa Nakajima
Kusunoki Higashino
Yasuhiro Sando
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Konica Minolta Medical & Graphic, Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a test chip for analyzing a target substance in a sample, which is provided with a series of fine flow paths for mixing and reacting a sample and a reaction reagent, and detecting the reaction, and
  • the present invention relates to a micro-analysis system using the test chip, and more particularly to improvement of a technique for sealing an aqueous reagent in a reagent container of the test chip.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-28589
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-32099
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-108285
  • Patent Document 4 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-270537 Disclosure of the invention
  • reagent storage that communicates with the micro-channel formed in the test chip for analysis is performed in order to perform quick analysis and inspection when necessary. It is desirable that a predetermined amount of reagent is sealed in the part in advance.
  • the reagent when the reagent is sealed in the test chip in advance, it prevents the reagent from evaporating during storage before use, and leaks the reagent from the reagent container to the external flow path during storage before use. In use, it is required that the reagent can easily flow out from the reagent container to the subsequent flow path.
  • the present invention prevents the reagent previously enclosed in the reagent container from being altered by transpiration or the like during storage, or leaking to the external flow path, and further from the reagent container to the subsequent flow path during use. It is an object of the present invention to provide a test chip for analyzing a target substance in a specimen and a microanalysis system using the same.
  • the present invention has an object to provide a test chip capable of appropriately supplying a reagent to a subsequent process and a microanalysis system using the test chip.
  • the test chip according to the first aspect of the present invention is a test chip for analyzing a specimen.
  • a reagent storage unit for storing an aqueous reagent in advance
  • the liquid feeding control unit has a channel cross-sectional area smaller than the outlet channel of the reagent storage unit and the inlet of the mixing reaction channel, and has a fine channel
  • each liquid is arranged in the order of an aqueous reagent, an oily liquid, a surface tension larger than that of the aqueous reagent, and an aqueous liquid facing the outlet channel, and the aqueous liquid is supplied to the liquid feeding control unit. Is housed in contact,
  • the aqueous liquid passes through the fine passage of the liquid supply control unit by applying a liquid supply pressure equal to or higher than a predetermined pressure to the reagent storage unit.
  • the test chip according to the second aspect of the present invention includes a first flow path in which the test chip according to the first aspect is directed toward the downstream side of the reagent container force;
  • a first liquid feeding control unit and a second liquid feeding control unit A first liquid feeding control unit and a second liquid feeding control unit
  • the first liquid supply control unit is disposed at a position ahead of a branch point of the first flow path with the second flow path;
  • the second liquid feeding control unit is disposed in the vicinity of a branch point of the second channel with the first channel;
  • Each of the first and second liquid supply control units includes a fine passage that communicates an upstream flow path and a downstream flow path, and has a smaller cross-sectional area than these flow paths. Blocks the passage of the liquid until the liquid supply pressure near the entrance of the micro passage reaches a predetermined pressure, and allows the liquid to pass by applying a liquid supply pressure higher than the predetermined pressure,
  • the liquid feeding pressure through which the liquid can pass is smaller in the second liquid feeding control unit than in the first liquid feeding control unit.
  • a micro-analysis system includes:
  • test chip according to the first or second aspect, a system main body, and a powerful micro-analysis system
  • the system body is
  • a micropump unit provided with a chip connection part having a channel opening for communicating with the microchannel of the inspection chip, and a plurality of micropumps;
  • a detection processing device for detecting a reaction in the inspection chip;
  • a control device for controlling the micropump unit and the detection processing device, and the inspection chip is provided with a pump connection portion having a flow path opening for communicating with the micropump.
  • test chip is mounted in the system main body in a state where the pump connection part of the test chip and the chip connection part of the micro pump unit are in close contact with each other, and then the specimen in the test chip is analyzed.
  • the reagent previously enclosed in the reagent storage section does not change due to transpiration or the like during storage or leaks to the external flow path, and further follows from the reagent storage section during use.
  • the reagent can be easily flowed out to the channel.
  • the reagent can be appropriately supplied to the subsequent process.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the periphery of a downstream end of a reagent container of a test chip according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a reagent container showing an example of a storage form of an aqueous reagent, an oily liquid, and an aqueous liquid in the reagent container.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration in which a micropump is connected to an upstream side of a reagent storage part of a test chip.
  • FIG. 4 is a view showing a configuration of a fine flow path of the test chip of the present invention on the downstream side of the reagent storage unit.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the flow path configuration of the test chip according to the present invention, showing the flow path configuration from the reagent container to the flow path for analysis.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of a micro analysis system.
  • FIG. 7 is a diagram showing an internal configuration of the system main body in the micro analysis system of FIG.
  • the present invention includes the following configurations.
  • a test chip for analyzing a target substance in a sample provided with a micro flow path for performing a series of operations for mixing and reacting a sample and a reaction reagent and detecting the reaction,
  • the flow path is provided with a reagent storage part in which an aqueous reagent is stored in advance, At the downstream end of the reagent container,
  • a liquid feed control unit is provided that blocks the passage of liquid until the liquid feed pressure in the direction reaches a predetermined pressure and allows the liquid to pass by applying a liquid feed pressure that is equal to or higher than the predetermined pressure.
  • each liquid is stored in the order of an aqueous reagent, an oily liquid, and an aqueous liquid in the downstream direction, and the aqueous liquid is in contact with the liquid feeding control unit.
  • the test chip of Configuration 1 is directed to the downstream side of the reagent container force, the first flow path, the second flow path branched from the first flow path, and sends the aqueous reagent to the next process;
  • the upstream channel and the downstream channel communicate with each other, and the channel cross-sectional area is smaller than these channels.
  • the first liquid feeding control unit that blocks the passage of the liquid until the liquid pressure reaches a predetermined pressure and allows the liquid to pass by applying a liquid feeding pressure equal to or higher than the predetermined pressure.
  • a second liquid feeding control unit smaller than the first liquid feeding control unit,
  • the first liquid supply control unit is disposed at a position ahead of a branch point of the first flow path with the second flow path;
  • the second liquid feeding control unit is arranged near the branch point of the second channel with the first channel.
  • a micro-analysis system is configured together with the test chip force system body of configuration 1 or 2 above.
  • the system body of this micro analysis system is
  • a base body A base body,
  • a micropump unit provided in the base body and provided with a chip connection part having a channel opening for communicating with a microchannel of the inspection chip, and a plurality of micropumps;
  • the inspection chip of the present invention is used as a microreactor for chemical analysis, various inspections, sample processing / separation, chemical synthesis, and the like, so that each flow path element or structure is functionally positioned appropriately. Arranged by microfabrication technology.
  • the test chip is provided with a plurality of reagent storage units for storing each reagent, and the reagent storage unit stores reagents, a cleaning solution, a denaturing solution, and the like used for a predetermined reaction. This is because it is desirable that the reagent is stored in advance so that the examination can be performed quickly regardless of the place and time.
  • the inspection chip can be manufactured using, for example, a groove-shaped substrate in which grooves for forming a flow path and the like are formed in advance on the substrate surface, and a coated substrate that is in close contact with the groove-formed substrate. .
  • the groove forming substrate is formed with each structure portion and a flow path for communicating these structure portions.
  • Specific examples of such a structural part include a pump connection part, a liquid storage part such as each storage part (reagent storage part, sample storage part, etc.) and a waste liquid storage part, a valve base part, a liquid feed control part (described later).
  • a pump connection part a liquid storage part such as each storage part (reagent storage part, sample storage part, etc.) and a waste liquid storage part, a valve base part, a liquid feed control part (described later).
  • backflow prevention parts check valves, active valves, etc.
  • reagent quantification parts mixing parts, etc.
  • Such a structure and a flow path are also formed on the coated substrate.
  • An inspection chip is configured by covering the structure portion and the flow path by adhering a covering substrate to the groove forming substrate. When optically detecting a reaction in the inspection chip, at least the detection unit of the above-described structural units needs to be covered with a light-transmitting coated substrate.
  • the inspection chip is usually produced by appropriately combining one or more molding materials.
  • the molding material for the inspection chip include plastic resin, various inorganic glasses, silicon, ceramics, and metals.
  • the chip is intended for a large number of measurement specimens, particularly clinical specimens that are at risk of contamination or infection, and it is more versatile and capable of mass production.
  • plastic resin as the molding material for the inspection chip.
  • a substrate for forming and processing a channel such as a groove forming substrate
  • hydrophobic and water repellent so that a very small amount of sample liquid that is difficult to cause deformation of the channel due to water absorption can be sent without loss in the middle.
  • Plastics are preferred.
  • Such materials include polystyrene, polyethylene, and polypropylene. Examples thereof include resins such as lene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene butyl alcohol, polycarbonate, polymethylpentene, fluorocarbon, and saturated cyclic polyolefin.
  • polystyrene is preferred as a material for forming a grooved substrate that has excellent transparency, mechanical properties, and moldability and is finely processed.
  • a resin having excellent heat resistance such as polycarbonate, polyimide, polyetherimide, polybenzimidazole, polyetheretherketone, etc. is used as a substrate material. Used as.
  • a predetermined portion of the flow path of the microreactor or a reaction site is often heated to a desired temperature.
  • the heating temperature in the heating area is usually up to about 100 ° C.
  • a light-transmitting member is disposed on at least a portion of the inspection chip surface covering the detection portion of the fine channel.
  • a transparent material such as alkali glass, quartz glass, or transparent plastic is used as a material for the coated substrate that covers the detection site. Note that such a light-transmitting coated substrate may cover the entire top surface of the inspection chip.
  • the flow path of the inspection chip as the microreactor is formed on the substrate according to the flow path arrangement designed in advance according to the purpose.
  • the flow path through which the liquid flows is, for example, a micrometer formed with a width of several tens to several hundreds / zm, preferably 50 to: LOO ⁇ m, and a depth force of 25 to 400 ⁇ m, preferably 50 to 300 ⁇ m. It is a microchannel with an order width. If the channel width is narrowed, the channel resistance increases, which may cause problems with liquid delivery. If the flow path width is too wide, the advantage of the microscale space is diminished.
  • the vertical and horizontal size of the entire inspection chip is typically several tens of mm, and its height is several millimeters.
  • Each structural part and flow path of the substrate can be formed by a conventional microfabrication technique.
  • a pattern that models the constituent elements of the inspection chip is produced by photolithography technology, and this pattern is transferred to a resin.
  • the basic substrate material that forms the microreactor channel of the microreactor is preferably a plastic resin that can accurately transfer a submicron structure and has good mechanical properties. Among them, polystyrene and polydimethylsiloxane are excellent in shape transferability. If necessary, processing for forming each structural portion and flow path of the substrate by injection molding, extrusion molding, or the like may be performed.
  • a pump connection unit for connection to a separate micropump is provided on the upstream side of the micro flow path of the test chip.
  • the pump connection portion is provided with a flow passage opening communicating with the above-described storage portion, and the flow rate of the flow passage is supplied by the micropump, and the liquid in each storage portion is pushed downstream.
  • Micropump is a force that can be installed on the inspection chip Normally, a system that incorporates a unit that controls liquid feeding in the fine flow path of the inspection chip, temperature control of the inspection chip, detection of reaction, etc. Installed on the main body.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the periphery of the downstream end of the reagent storage part of the test chip of the present invention.
  • the aqueous liquid 23 accommodated on the most downstream side of the reagent accommodating portion 18 is in contact with the small-diameter liquid feed control passage 16, and the outflow to the flow passage 15 ⁇ beyond that is suppressed.
  • the liquid feeding control passage 16 communicates the flow path 15m constituting the reagent container 18 with the downstream flow path 15 ⁇ , and has a cross-sectional area (cross-sectional area perpendicular to the flow path). The cross-sectional area of the channel 15m and the channel 15n is smaller.
  • the flow path wall of a series of flow paths from the flow path 15m to the flow path 15 ⁇ via the liquid feed control path 16 is formed of a hydrophobic material such as plastic resin, the flow path 15 ⁇ Water in contact with The passing through the flow path 15 ⁇ is restricted due to the difference in surface tension with the flow path wall.
  • the size of the flow path 15m, the liquid feeding control path 16, and the flow path 15 ⁇ is not particularly limited as long as the passage of the liquid to the flow path 15 ⁇ can be restricted in this way, but as an example, the vertical and horizontal directions are 150 / ⁇ ⁇ ⁇
  • the liquid feed control passage 16 is formed so that the longitudinal and lateral forces are about 5 m X 25 m with respect to the flow paths 15m and 15 ⁇ of 30 O / zm.
  • the upstream side of the reagent storage unit 18 communicates with the micropump 11 connected via the pump connection unit 12 of the test chip.
  • a liquid feeding pressure equal to or higher than a predetermined pressure is applied by the micropump 11, thereby causing the aqueous liquid 23 to resist the surface tension.
  • Liquid feed control Push out from passage 16 to passage 15 ⁇ . After the aqueous liquid 23 flows out into the flow path 15 ⁇ , the liquid stored in the reagent storage section 18 does not flow into the flow path 15 ⁇ without maintaining the liquid feeding pressure required to push the tip of the aqueous liquid 23 into the flow path 15 ⁇ . It will flow.
  • the downstream end of the flow path 15m constituting the reagent storage unit 18, the liquid supply control path 16, and the upstream end of the flow path 15 ⁇ The liquid supply control unit 13 blocks the passage of the liquid stored in the reagent storage unit 18 until the liquid supply pressure in the direction reaches a predetermined pressure, and allows the liquid to pass by applying a liquid supply pressure force S of a predetermined pressure or higher. Is configured.
  • the liquid feeding control unit is provided at the downstream end of the reagent containing unit, the content liquid in the reagent containing unit is moved forward from the liquid feeding control passage when storing the test chip.
  • the content liquid in the reagent storage unit is pushed out to the subsequent flow path by applying a liquid feed pressure of a predetermined pressure or more by a microphone pump connected to the upstream side of the reagent storage unit. Therefore, the aqueous reagent can be easily discharged to the subsequent flow path.
  • the flow path walls of a series of flow paths from the flow path 15m to the flow path 15 ⁇ via the liquid feed control path 16 are formed of a hydrophilic material such as glass, at least the liquid feed It is necessary to apply a water-repellent coating, for example, a fluorine-based coating, to the inner surface of the control passage 16
  • a water-repellent coating for example, a fluorine-based coating
  • the aqueous liquid 23 for example, a buffer liquid having a normal composition can be used. Force difference between the surface tension of the liquid feed control passage 16 and the inner surface of the liquid feed control passage 16.
  • the aqueous liquid 23 passes through the liquid feed control passage 16. It is necessary to be a hydrophilic liquid large enough to suppress the pressure to a desired pressure.
  • the capacity of the aqueous liquid 23 in the reagent container 18 is also determined according to this purpose.
  • the oily liquid 22 is for preventing the aqueous reagent 21 from evaporating (and leaking, mixing with bubbles, contamination, denaturation, etc.) during storage of the test chip.
  • the amount to be stored is also determined according to this purpose.
  • the oily liquid 22 is similarly stored in contact with the aqueous reagent 21 on the upstream side of the reagent storage unit 18.
  • the aqueous reagent 21 accommodated in the reagent accommodating portion 18 is completely sealed with the oily liquid 22 at both ends.
  • the oil-containing liquid that seals the aqueous reagent is stored in the reagent storage portion in this way, evaporation of the reagent during storage is prevented. Further, since the aqueous liquid having a large difference in surface tension with the hydrophobic flow path wall surface is accommodated on the downstream side of the oily liquid, the water repellent action in the liquid feeding control unit functions and the liquid feeding Outflow of aqueous liquid from the control passage is blocked. Therefore, the aqueous reagent does not leak into the downstream channel during storage.
  • each liquid in the reagent storage unit 18 is accommodated in the order of the aqueous liquid 23, the oily liquid 22, the aqueous reagent 21, the oily liquid 22, and the aqueous liquid 23 from the upstream side to the downstream side of the reagent containing unit 18.
  • Force required to provide the liquid supply control passage 16 of FIG. 1 at the downstream end of the reagent storage unit 18 As shown in FIG. 2, the aqueous liquid 23 is stored upstream of the reagent storage unit 18 and the reagent storage unit 18 Similarly, the liquid feeding control passage 16 may be provided at the upstream end of the liquid.
  • At least one of the reagent containing parts containing various aqueous reagents has the configuration described above.
  • Aqueous reagents are mixed with the sample and reacted.
  • a typical example is a reagent (eg, a reagent such as a primer in a PCR method), but is not limited thereto, and other reagents contained in a test chip, for example, a sample for pretreatment It may be a reagent or a reagent for performing each treatment on the liquid after the reaction after the reaction between the sample and the reaction reagent.
  • a denaturing solution that denatures the gene amplified by the reaction with the reaction reagent, a solution of probe DNA that hybridizes with the amplified gene, and the like.
  • the shape of the reagent container may be various shapes such as an elongated channel shape and a wide liquid reservoir shape as long as the liquid feeding control unit 13 can be configured at least at the downstream end thereof. Further, the reagent storage unit 18 may be provided with a reservoir-like storage unit for storing the oily liquid 22 and the aqueous liquid 23 individually.
  • the reagent storage unit that stores the aqueous reagent has the above-described configuration, and the downstream flow path has the following configuration.
  • the flow channel configuration will be described below by taking as an example a case where an aqueous reagent is a reagent for reacting with a specimen.
  • FIG. 4 is a diagram showing a flow path configuration on the downstream side of the reagent container in the test chip of the present invention
  • FIG. 5 is a flow path for mixing a plurality of reagents and sending the mixed reagent to the analysis flow path on the downstream side.
  • a first flow path 15g is provided downstream of the reagent storage unit 18a from the reagent storage unit 18a toward the downstream side.
  • the second flow path 15h for sending the reagent to the next step is the first flow path. Branching from 15g.
  • the first liquid supply control unit 13b provided with the liquid supply control passage 16 described above is arranged at a position ahead of the branch point of the first flow path 15g with the second flow path 15h. ing.
  • the second liquid supply control unit 13c is disposed in the vicinity of the branch point of the second flow path 15h with the first flow path 15g.
  • a liquid feed provided at the downstream end of the reagent container 18a by applying a liquid feed pressure of a predetermined pressure or higher by a micropump (not shown) connected to the upstream side of the reagent container 18a.
  • a micropump (not shown) connected to the upstream side of the reagent container 18a.
  • the liquid feeding pressure that allows passage of the aqueous reagent 21 in the second liquid feeding control unit 13c is smaller than the liquid feeding pressure that allows passage of the aqueous liquid 23 in the first liquid feeding control unit 13b.
  • these liquid supply control passages are performed. It is possible to make a difference in the liquid feeding pressure at which the liquid can pass through the path 16.
  • the difference in surface tension between the liquid and the flow path wall of the liquid supply control passage 16 may be made different between the first liquid supply control unit 13b and the second liquid supply control unit 13c. Therefore, it is not possible to consider making a difference in the liquid feeding pressure through which the liquid can pass.
  • the leading end portion of the internal liquid pushed out by the micropump in this way has a branch point between the first flow path and the second flow path at the first flow path side. And the movement is blocked by the first liquid supply control unit. After that, the micropump blocks the outflow of the liquid in the first liquid supply control unit, and the second liquid supply control unit force. The aqueous reagent flows out first and is sent to the subsequent process.
  • the liquid feeding pressure is further increased by the micropump, and the aqueous reagent 21 passes through the second liquid feeding control unit 13c.
  • the aqueous reagent 21 is passed through the second liquid feeding control unit 13c of the second flow path 15h first, and thereby the aqueous liquid 23 and the oily liquid 22 are passed through the second liquid feeding control part 13c. Only the aqueous reagent 21 is sent to the next process from the second flow path 15h, leaving the first flow path 15g.
  • the aqueous liquid 23 and the oily liquid 22 are prevented from being sent out to the flow path that continues to the next process, so that the aqueous liquid 23 and the oily liquid 22 go to the flow path that continues to the next process. It can avoid the harmful effects of being sent out.
  • Aqueous liquid 23 and oily liquid 22 At a certain time, the liquid feeding pressure of the micropump is increased and pushed out from the first liquid feeding control unit 13b, and stored in, for example, a waste liquid reservoir provided in the inspection chip.
  • the aqueous reagent contains a surfactant
  • the difference in surface tension with the flow path wall becomes small, and the second liquid feeding control unit 13c may not function.
  • FIG. 5 shows the flow channel configuration of FIG. 4 only in the downstream flow channel from the reagent storage unit 18a, and the flow channel downstream of the other reagent storage units 18b and 18c is shown in FIG. Force of omitting the flow path configuration
  • FIG. 5 shows the flow channel configuration of FIG. 4 only in the downstream flow channel from the reagent storage unit 18a, and the flow channel downstream of the other reagent storage units 18b and 18c is shown in FIG. Force of omitting the flow path configuration
  • each aqueous reagent in the reagent storage units 18a to 18c led to the liquid supply control unit 13c has a predetermined liquid supply pressure by the micropump 11 connected to the upstream side of the reagent storage units 18a to 18c. By raising the pressure above the pressure, it is introduced into the flow path 15a ahead and merged and mixed. Also in the flow path 15a for mixing each reagent, in order to prevent the leading portion of the mixed reagent whose mixing ratio is unstable from being sent to the next process, the liquid feeding control unit 13d (first liquid feeding control in FIG. 4). 4) and the liquid feed control unit 13e (corresponding to the second liquid feed control unit 13c in FIG. 4), the flow path configuration is the same as in FIG. 4, and the tip of the mixed reagent is the liquid feed control unit 13d. Crawling to trap.
  • the reagent mixed in the flow path 15a is sent to the flow paths 15b, 15c and 15d for analysis.
  • mixing, reaction, and detection of the mixed reagent and the specimen are performed in these flow paths.
  • simultaneous analysis such as simultaneous multi-item analysis, positive control, and negative control is performed.
  • the test chip of the present invention described above is subjected to reaction and analysis, for example, by being attached to a separate system body.
  • This system body and test chip constitute a micro analysis system.
  • An example of this micro analysis system will be described below.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of a micro analysis system
  • FIG. 7 is a view showing an internal configuration of a system main body in the micro analysis system.
  • the system main body 3 of the micro-analysis system 1 includes a housing-like base main body 31 that houses each device for analysis. Inside the base body 31, a micro pump unit 37 provided with a chip connecting portion 38 having a channel opening for communicating with the test chip 2 and a plurality of micro pumps 11 is disposed.
  • a detection processing device (LED, photomultiplier, light source 39 such as a CCD camera, and the like, a visible spectroscopic method, a fluorescence photometric method, etc. for detecting a reaction in the test chip 2 are provided.
  • a control device (not shown) for controlling the detection processing device and the microphone port pump unit 37 are provided.
  • the micro pump 37 is controlled by applying a driving voltage according to the program in which various conditions relating to the liquid feeding sequence, flow rate, timing, etc. are set in advance to the microphone port pump 11.
  • the opening of the flow path provided on the upstream side of the fine flow path of the test chip 2 (for example, the upstream side of the reagent storage unit, the specimen storage unit, etc.) and the chip surface force around it are also provided.
  • the target substance in the sample is analyzed in the test chip 2 Is done.
  • the inspection chip 2 is placed on the transport tray 34 and introduced into the base body 31 from the chip insertion port 32.
  • a heating / cooling unit for locally heating or cooling the inspection chip 2 mounted at a predetermined position.
  • the reagent container 18 is selectively cooled by pressing the Peltier element 35 against the region of the reagent container 18 (FIGS. 1 and 2) in the test chip 2 to thereby change the quality of the reagent.
  • the heater 4 is pressed against the region of the flow path that constitutes the reaction section to selectively heat the reaction section, thereby bringing the reaction section to a temperature suitable for the reaction.
  • the micropump unit 37 for example, silicon by photolithography technology, A substrate in which a plurality of pump parts are formed on a substrate such as glass or resin and the substrate surface on which the pump parts are formed is covered with another substrate or the like can be used.
  • the micropump unit 37 is connected to the driving fluid tank 10, and the upstream side of the micropump 11 communicates with the driving fluid tank 10.
  • the downstream side of the micropump 11 communicates with the channel opening provided on one side of the micropump unit 37.
  • Each channel opening communicated with each micropump 11 and the pump connection of the inspection chip 2
  • the test chip 2 is connected to the micropump unit 37 so that the respective channel openings provided in the section 12 are connected.
  • the chip connection part 38 is connected to the port of the pump connection part 12 by superimposing the pump connection part 12 of the inspection chip 2 and the chip connection part 38 of the micro pump unit 37 on each other.
  • a flow path from the micro pump 11 to the fine flow path of the test chip 2 is formed.
  • Oil-based or water-based driving fluid such as mineral oil stored in the driving fluid tank 24 is transferred by the micropump 11 to the storage portion of each fluid in the inspection chip 2 via the pump connection portion 12.
  • the liquid in each container is pumped out by the driving liquid and is pumped to the downstream side of the inspection chip 2 and fed.
  • a pump driven by a piezo element described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-322099 and 2004-108285 can be used.
  • the microphone pump includes a first flow path in which the flow path resistance changes in accordance with the differential pressure, a second flow path in which the change rate of the flow path resistance with respect to the change in the differential pressure is smaller than the first flow path, A pressurizing chamber connected to the flow path and the second flow path, and an actuator for changing the internal pressure of the pressurizing chamber.
  • the actuator is driven in a reverse direction by driving the actuator with a separate driving device.
  • the liquid can be fed in the direction.
  • a series of analysis steps of pretreatment, reaction, and detection of a specimen as a measurement sample is performed with a test chip 2 mounted on a system body 1 in which a micro pump, a detection processing device, and a control device are integrated. Done.
  • the prescribed reaction and optical measurement based on the feeding, pretreatment, and mixing of samples and reagents are automatically performed as a series of continuous steps, and the measurement data is recorded under the necessary conditions and recorded items. And stored in the file.
  • the result of the analysis is displayed on the display unit 33 of the base body 31.
  • Specific examples of the reaction between the specimen and the reagent using the test chip of the present invention and the detection thereof are shown below.
  • a sample container into which a sample or an analyte extracted from the sample for example, DNA, RNA, gene
  • a sample pretreatment unit for preprocessing the sample for preprocessing the sample
  • a reagent storage section for storing reagents used in probe binding reactions, detection reactions (including gene amplification reactions or antigen-antibody reactions);
  • a probe housing part that houses a probe (for example, a probe that is hybridized to a gene to be detected amplified by a gene amplification reaction);
  • a pump connection portion that can be connected to a separate micropump for feeding the liquid in the storage portions and the flow paths.
  • a micropump is connected to the test chip via a pump connection section, and the specimen or specimen force extracted biological material (for example, DNA or other biological substance) contained in the specimen storage section and the reagent
  • the reagent contained in the container is sent to a downstream channel, and mixed and reacted at a reaction site of the fine channel, for example, a site where a gene amplification reaction (such as an antigen-antibody reaction in the case of protein) is performed.
  • a gene amplification reaction such as an antigen-antibody reaction in the case of protein
  • the processing solution obtained by processing this reaction solution and the probe stored in the probe storage unit are sent to the detection unit in the downstream channel, mixed in the channel, and combined (or hybridized) with the probe.
  • the biological material is detected based on the reaction product.
  • the sample storage unit in the test chip communicates with the sample injection unit, and temporarily stores the sample and supplies the sample to the mixing unit.
  • the specimen injection part that injects the specimen from the upper surface of the specimen storage part is made of a rubber-like material to prevent leakage, infection and contamination to the outside, and to ensure sealing. It is desirable that a plug made of any elastic material is formed and covered with a resin, a reinforced film such as polydimethylsiloxane (PDMS).
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the specimen in the syringe is injected with a rubber stopper inserted through a dollar or through a pore with a lid. In the former case, it is preferable that the needle hole is immediately closed when the needle is pulled out. Or you may install another specimen injection mechanism.
  • sample injected into the sample storage unit is mixed with, for example, the sample and the treatment liquid in the sample pretreatment unit provided in advance in the flow path before mixing with the reagent, if necessary.
  • a specimen pretreatment section may include a separation filter, an adsorption resin, beads and the like.
  • Preferred sample pretreatments include analyte separation or concentration, deproteinization, and the like.
  • a lysis agent such as a 1% SDS mixture, perform lysis treatment 'DNA extraction treatment. In this process, DNA is released from inside the cell and adsorbed on the membrane surface of the bead or filter.
  • a predetermined amount of necessary reagents are sealed in the reagent container of the test chip in advance. Therefore, it is not necessary to fill the required amount of reagent each time it is used.
  • reagents necessary for the measurement are generally known.
  • a reagent containing an antibody against it preferably a monoclonal antibody, is used.
  • the antibody is preferably labeled with piotin and FITC!
  • Reagents for gene testing include various reagents used for gene amplification, probes used for detection, and coloring reagents, as well as pretreatment reagents used for the specimen pretreatment if necessary. Also good.
  • Micropump force Reaction capacity required for analysis such as gene amplification reaction, analyte trap, or antigen-antibody reaction by supplying the driving solution and pushing the sample solution and reagent solution together. Is started.
  • a PCR amplification method described in various documents including improved points and actively used in various fields can be used.
  • a channel device that enables temperature control suitable for a microchip has already been proposed by the present inventors. Open 2004 108285).
  • This device system may be applied to the amplification channel of the chip of the present invention.
  • the heat cycle can be switched at high speed, and the microchannel is used as a micro-mouth reaction cell with a small heat capacity, so that DNA amplification can be performed in a much shorter time than the conventional method that is performed manually.
  • the amplification method is a suitable amplification technique in the system of the present invention because DNA amplification can be carried out in a short time at an arbitrary constant temperature of 50 to 65 ° C (Patent No. 3433929).
  • the method which works for one hour, is completed in 10 to 20 minutes, preferably 15 minutes, in the system of the present invention.
  • a detection site for detecting an analyte for example, an amplified gene
  • At least the detection part is made of a transparent material, preferably a transparent plastic, in order to enable optical measurement.
  • Piotin-affinity protein (avidin, streptavidin) adsorbed at the detection site on the microchannel is labeled at the 5 'end of the primer used in the gene amplification reaction, or on the biotin labeled with the probe substance. It binds specifically with piotin. This traps the probe labeled with piotin or the amplified gene at the detection site.
  • the method for detecting the separated analyte or the amplified DNA of the target gene is not particularly limited, but as a preferred embodiment, it is basically carried out in the following steps.
  • the amplification reaction solution containing the gene amplified in the microchannel and the denaturing solution are mixed, and the amplified gene is subjected to denaturation treatment. It is hybridized with the probe DNA that is made into a single strand and fluorescently labeled with FITC (fluorescein isothiocyanate).
  • the solution is sent to the detection site in the microchannel to which the piotin affinity protein is adsorbed.
  • the amplified gene is trapped at a detection site in the microchannel (the amplified gene may be trapped at the detection site, and then fluorescently labeled probe DNA may be neutralized.)
  • a reagent containing a specific antibody against an analyte such as a metabolite or hormone, preferably a monoclonal antibody, is mixed with the sample. In that case, the antibody is labeled with piotin and FITC. Therefore, the product obtained by the antigen-antibody reaction has piotin and FITC.
  • This is sent to a detection site in a microchannel adsorbed with a phytin affinity protein (preferably streptavidin), and fixed to the detection site through the binding of the biotin affinity protein and piotine.
  • a phytin affinity protein preferably streptavidin
  • a gold colloid solution whose surface has been modified with an anti-FITC antibody that specifically binds to FITC is allowed to flow into the microchannel, and the immobilized analyte 'antibody reaction product FITC or genetic
  • the colloidal gold is adsorbed to the FITC-modified probe hybridized to the child.

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Abstract

　検体を分析するための検査チップが、（１）予め水性試薬を収容する試薬収容部と、（２）検体と水性試薬とを混合して反応させ、該反応を検出する一連の動作を行うための混合反応流路と、（３）前記試薬収容部の出口流路と前記混合反応流路の入口間に設けられた送液制御部とを有し、前記送液制御部は前記試薬収容部の出口流路及び前記混合反応流路の入口よりも流路断面積が小さい微細通路を有し、前記試薬収容部には出口流路に向かって水性試薬、油性液、水性試薬よりも表面張力の大きい水性液の順で各液が配置され、該水性液が前記送液制御部に接するよう収容されていて、前記試薬収容部に所定圧力以上の送液圧力を加えることにより前記水性液が前記送液制御部の前記微細通路を通過する。

Description

明 細 書
検体を分析するための検査チップおよびマイクロ分析システム
技術分野
[0001] 本発明は、検体と反応試薬とを混合して反応させ、該反応を検出するための一連 の微細流路が設けられた、検体中の標的物質を分析するための検査チップ、および この検査チップを用いたマイクロ分析システムに関するものであり、特に、検査チップ の試薬収容部に水性試薬を封止する技術の改良に関する。
背景技術
[0002] 近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試 料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段 (例えばポンプ、バルブ、 流路、センサーなど)を微細化して 1チップ上に集積ィ匕したシステムが開発されている (特許文献 1)。これは、 μ -TAS (Micro total Analysis System)、バイオリアクタ、ラ ブ'オン 'チップ (Lab-on-chips)、バイオチップとも呼ばれ、医療検査 '診断分野、環 境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に 見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には 、自動化、高速ィ匕および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試料量、 所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵 は多大と言える。
[0003] 各種の分析、検査ではこれらの分析用チップにおける分析の定量性、解析の精度 、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液 システムを確立することが課題である。精度が高ぐ信頼性に優れるマイクロ流体制 御素子が求められて 、る。これに好適なマイクロポンプシステムおよびその制御方法 を本発明者らはすでに提案して 、る（特許文献 2〜4)。
特許文献 1：特開 2004— 28589号公報
特許文献 2：特開 2001— 322099号公報
特許文献 3 :特開 2004— 108285号公報
特許文献 4：特開 2004— 270537号公報 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記のミクロ化分析システムを用いる分析においては、必要が生じた際に、迅速に 分析、検査を行うために、分析用の検査チップに形成された微細流路に連通する試 薬収容部に予め所定量の試薬が封入されて 、ることが望ま 、。
[0005] しかし、検査チップに予め試薬を封入する場合、使用前の保管時における試薬の 蒸散等を防止すること、使用前の保管時において試薬収容部から外部流路への試 薬の漏れ出しを防止すること、使用時には試薬収容部から後続する流路へ試薬を簡 便に流出させることができることなどが要求される。
[0006] 一方、後続する流路において試薬が他の液と適切に混合され、後続する工程が適 切に行われることが必須とされ、上記の要求を満たすためにこれらが阻害されること は避けなければならな 、。
[0007] 本発明は、試薬収容部に予め封入した試薬が保管時に蒸散等によって変質したり 、外部流路へ漏れ出したりすることがなぐさらに、使用時には試薬収容部から後続 する流路へ試薬を簡便に流出させることができる、検体中の標的物質を分析するた めの検査チップおよびそれを用いたマイクロ分析システムを提供することを目的とし ている。
[0008] また本発明は、上記の目的に加えて、試薬を後続する工程へ適切に供給すること ができる検査チップおよびそれを用いたマイクロ分析システムを提供することを目的と している。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明の第 1の態様による検査チップは、検体を分析するための検査チップであって
(1)予め水性試薬を収容する試薬収容部と、
(2)検体と水性試薬とを混合して反応させ、該反応を検出する一連の動作を行うた めの混合反応流路と、
(3)前記試薬収容部の出口流路と前記混合反応流路の入口間に設けられた送液 制御部とを有し、 前記送液制御部は前記試薬収容部の出口流路及び前記混合反応流路の入口より も流路断面積が小さ!/、微細通路を有し、
前記試薬収容部には出口流路に向カゝつて水性試薬、油性液、水性試薬よりも表面 張力の大き 、水性液の順で各液が配置され、該水性液が前記送液制御部に接する よう収容されていて、
前記試薬収容部に所定圧力以上の送液圧力を加えることにより前記水性液が前記 送液制御部の前記微細通路を通過することを特徴とする。
[0010] 本発明の第 2の態様における検査チップは、第 1の態様における検査チップが、 前記試薬収容部力 下流へ向力う第 1の流路と、
第 1の流路から分岐し、水性試薬を次工程へ送る第 2の流路と、
第 1の送液制御部と第 2の送液制御部と、を備え、
前記第 1の送液制御部が、前記第 1の流路における第 2の流路との分岐点よりも先 の位置に配置され、
前記第 2の送液制御部が、前記第 2の流路における第 1の流路との分岐点の近傍位 置に配置され、
前記第 1および第 2送液制御部の各々は、上流側の流路と、その下流側の流路とを 連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい微細通路を備え、該微細通路の入 口付近の送液圧力が所定圧力に達するまで液体の通過を遮断し、所定圧以上の送 液圧力が加わることにより液体を通過させ、
液体が通過可能な送液圧力が前記第 1の送液制御部よりも前記第 2の送液制御部 にお 、て小さ 、ことを特徴とする。
[0011] 本発明の第 3の態様におけるマイクロ分析システムは、
前記第 1または第 2の態様に記載の検査チップと、システム本体と、力 なるマイクロ 分析システムであって、
該システム本体は、
検査チップの微細流路に連通させるための流路開口を有するチップ接続部と、複 数のマイクロポンプと、が設けられたマイクロポンプユニットと、
前記検査チップにおける反応を検出する検出処理装置と、 マイクロポンプユニットと検出処理装置とを制御する制御装置と、を備え、 前記検査チップには、前記マイクロポンプに連通させるための流路開口を有するポ ンプ接続部が設けられており、
検査チップのポンプ接続部とマイクロポンプユニットのチップ接続部とを液密に密着 させた状態で検査チップをシステム本体内に装着した後、検査チップ中の検体を分 析することを特徴とする。
発明の効果
[0012] 本発明によれば、試薬収容部に予め封入した試薬が保管時に蒸散等によって変 質したり、外部流路へ漏れ出したりすることがなぐさらに、使用時には試薬収容部か ら後続する流路へ試薬を簡便に流出させることができる。
[0013] また、本発明によれば、試薬を後続する工程へ適切に供給することができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の検査チップの試薬収容部における下流側端部の周辺を示した断面図 である。
[図 2]試薬収容部における水性試薬、油性液、および水性液の収容形態の一例を示 した試薬収容部の断面図である。
[図 3]検査チップの試薬収容部の上流側にマイクロポンプを接続する構成を説明する 図である。
[図 4]試薬収容部の下流側における本発明の検査チップの微細流路の構成を示した 図である。
[図 5]本発明の検査チップの流路構成の一例を説明する図であり、試薬収容部から 分析用の流路までの流路構成を示して!/、る。
[図 6]マイクロ分析システムの一例を示した斜視図である。
[図 7]図 6のマイクロ分析システムにおけるシステム本体の内部構成を示した図である
符号の説明
1 マイクロ分析システム
2 検査チップ 3 システム本体
11 マイクロポンプ
12 ポンプ接続部
13, 13a〜13e 送液制御部
15, 15a〜15d, 15g, 15h, 15m, 15n 流路
16 送液制御通路
18, 18a〜18c 試薬収容部
21 水性試薬
22 油性液
23 水性液
24 駆動液タンク
26 空気抜き用流路
31 ベース本体
32 チップ挿入口
33 表示部
34 搬送トレィ
35 ぺノレチ 素子
36 ヒーター
37 マイクロポンプユニット
38 チップ接続部
39 光源
40 検出器
発明を実施するための最良の形態
本発明は、以下の構成を含む。
(構成 1)
検体と反応試薬とを混合して反応させ、該反応を検出する一連の動作を行うための 微細流路が設けられた、検体中の標的物質を分析するための検査チップであって、 前記微細流路に、予め水性試薬が収容された試薬収容部が設けられ、 該試薬収容部の下流側端部に、
試薬収容部側の流路と、その下流側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断 面積が小さ!/、送液制御通路を備え、上流側から下流側への正方向への送液圧力が 所定圧力に達するまで液体の通過を遮断し、所定圧以上の送液圧力が加わることに より液体を通過させる送液制御部が設けられており、
試薬収容部において、下流側に向力つて水性試薬、油性液、水性液の順で各液が 収容されており、該水性液が前記送液制御部に接していることを特徴とする。
(構成 2)
構成 1の検査チップが、前記試薬収容部力 下流へ向力 第 1の流路と、 第 1の流路から分岐し、水性試薬を次工程へ送る第 2の流路と、
上流側の流路と、その下流側の流路とを連通し、これらの流路よりも流路断面積が 小さ ヽ送液制御通路を備え、上流側から下流側への正方向への送液圧力が所定圧 力に達するまで液体の通過を遮断し、所定圧以上の送液圧力が加わることにより液 体を通過させる第 1の送液制御部および、液体が通過可能な送液圧力が第 1の送液 制御部よりも小さい第 2の送液制御部と、が設けられ、
前記第 1の送液制御部が、前記第 1の流路における第 2の流路との分岐点よりも先 の位置に配置され、
前記第 2の送液制御部が、前記第 2の流路における第 1の流路との分岐点の近傍 位置に配置されて ヽることを特徴とする。
(構成 3)
上記構成 1または 2の検査チップ力 システム本体とともにマイクロ分析システムを 構成する。このマイクロ分析システムのシステム本体は、
ベース本体と、
該ベース本体内に配置され、検査チップの微細流路に連通させるための流路開口 を有するチップ接続部と、複数のマイクロポンプと、が設けられたマイクロポンプュ- ッ卜と、
前記検査チップにおける反応を検出する検出処理装置と、
マイクロポンプユニットと検出処理装置とを制御する制御装置と、を備えている。 [0017] 本発明の検査チップは、マイクロリアクタとして化学分析、各種検査、試料の処理' 分離、化学合成などに利用されるように、各流路エレメントまたは構造部が、機能的 に適当な位置に微細加工技術により配設されている。
[0018] 検査チップには、各試薬を収容するための複数の試薬収容部が設けられ、この試 薬収容部には所定の反応に用いる試薬類、洗浄液、変性処理液などが収容される。 これは、場所や時間を問わず迅速に検査ができるように、予め試薬が収容されている ことが望ましいためである。
[0019] 検査チップは、例えば、流路等を構成するための溝を予め基板面に形成した溝形 成基板と、この溝形成基板と密着される被覆基板とを用いて作製することができる。 溝形成基板には、各構造部と、これらの構造部を連通させる流路が形成されている。 このような構造部の具体例としては、ポンプ接続部と、各収容部 (試薬収容部、検体 収容部など)および廃液貯留部などの液溜部と、弁基部、送液制御部 (後述する図 1 に示したもの）、逆流防止部 (逆止弁、能動弁など)、試薬定量部、混合部などの送液 を制御するための部位と、反応部と、検出部と、を挙げることができる。被覆基板にも このような構造部および流路が形成されて 、てもよ 、。溝形成基板に被覆基板を密 着させてこれらの構造部および流路を覆うことにより検査チップが構成される。なお、 検査チップ内における反応を光学的に検出する場合には、上記の構造部のうち少な くとも検出部は光透過性の被覆基板を密着させて覆う必要がある。
[0020] 検査チップは、通常は 1以上の成形材料を適宜に組み合わせて作製される。検査 チップの成形材料としては、例えば、プラスチック榭脂、各種の無機ガラス、シリコン、 セラミックス、金属などが挙げられる。
[0021] 中でも、多数の測定検体、とりわけ汚染、感染のリスクのある臨床検体を対象とする チップに対しては、デイスポーサブルであることが望まれ、さらに多用途対応性、量産 性などを具えることが望ま U、点から、検査チップの成形材料としてプラスチック榭脂 を用いることが好ましい。
[0022] 溝形成基板など流路を形成加工する基板では、吸水による流路の変形などが起こ りにくぐ微量の検体液が途中でロスすることなく送液されるように疎水性、撥水性の プラスチックが好ましい。このような材質には、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピ レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンビュルアル コール、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、フルォロカーボン、飽和環状ポリオレ フィンなどの樹脂が例示される。中でもポリスチレンは、透明性、機械的特性および 成型性に優れて微細加工がしゃすぐ溝形成基板の形成材料として好まし ヽ。
[0023] 分析の都合により 100°C近くに加熱する必要がある場合には、耐熱性に優れる榭 脂、例えばポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンツイミダゾール、 ポリエーテルエーテルケトンなどが基板の材料として使用される。
[0024] アナライトの検出を行う反応を進行させるために、マイクロリアクタの流路の所定箇 所または反応部位を所望する温度まで加熱することが多!、。加熱領域にお!、て局所 的に加熱する温度は、通常 100°C程度までである。他方、高温では不安定になる検 体、試薬類を冷却する必要に迫られることもある。チップ内のそうした局所的な温度 の昇降を考慮して、適切な熱伝導率の材料を選択することが望ましい。このような材 質としては、榭脂材、ガラス材などを挙げることができ、熱伝導率が小さい材質でこれ らの領域を形成することにより、面方向への熱伝導が抑制され、加熱領域のみ選択 的に加熱することができる。
[0025] 蛍光物質または呈色反応の生成物などを光学的に検出するために、検査チップ表 面のうち少なくとも微細流路の検出部位を覆う部分には、光透過性の部材を配置す る必要がある。したがって、検出部位を覆う被覆基板の材料として、透明な材料、例 えばアルカリガラス、石英ガラス、透明プラスチック類などが使用される。なお、このよ うな光透過性の被覆基板が検査チップの上面全体を覆う形態であってもよい。
[0026] マイクロリアクタとしての検査チップの流路は、基板上に目的に応じて予め設計され た流路配置に従って形成される。液が流れる流路は、例えば、幅が数十〜数百/ z m 、好ましくは 50〜： LOO μ m、深さ力 25〜400 μ m、好ましくは 50〜300 μ mに形成さ れるマイクロメーターオーダー幅の微細流路である。流路幅が狭まると流路抵抗が増 大し、液の送出等に不具合が生じることがある。流路幅をあまり広くするとマイクロスケ ール空間の利点が薄まる。検査チップ全体の縦横のサイズは典型的には数十 mm、 その高さは数 mm程度である。
[0027] 基板の各構造部および流路は、従来の微細加工技術によって形成することができ る。典型的にはフォトリソグラフィ技術による感光性榭脂による微細構造の転写が好 適であり、その転写構造を利用して、不要部分の除去、必要部分の付加、形状の転 写が行われる。例えば、検査チップの構成要素を型どるパターンをフォトリソグラフィ 技術により作製し、このパターンを榭脂に転写成形する。マイクロリアクタの微細流路 を形成する基本的基板の材料には、サブミクロンの構造も正確に転写でき、機械的 特性の良好なプラスチック榭脂が好ましく用いられる。中でもポリスチレン、ポリジメチ ルシロキサンなどは形状転写性に優れる。必要であれば、射出成形、押し出し成形 などによって基板の各構造部および流路を形成する加工も行ってもよい。
[0028] 検査チップの微細流路における上流側、例えば試薬、検体等の各液を収容する収 容部の上流側には、別途のマイクロポンプに接続するためのポンプ接続部が設けら れる。ポンプ接続部には、上記の収容部に連通する流路開口が設けられており、この 流路開口力 マイクロポンプによって駆動液が供給され、各収容部の液が下流側へ 押し出される。マイクロポンプは、検査チップに設けることも可能である力 通常は、検 查チップの微細流路における送液の制御、検査チップの温度制御、反応の検出等を 行うユニットが一体に組み込まれたシステム本体に設置される。
[0029] 本発明の検査チップでは、各種の水性試薬を収容した試薬収容部が以下に説明 する構成を備えている。図 1は、本発明の検査チップの試薬収容部における下流側 端部の周辺を示した断面図である。
[0030] 図示したように、水性試薬 21が収容された試薬収容部 18には、その下流側に、水 性試薬 21に界面で接する油性液 22と、油性液 22に界面で接する水性液 23とがこ の順に収容されている。
[0031] 試薬収容部 18の最も下流側に収容された水性液 23は、細径の送液制御通路 16 に接しており、その先の流路 15ηへの流出が抑えられている。送液制御通路 16は、 試薬収容部 18を構成する流路 15mと、その下流側の流路 15ηとを連通し、その断面 積 (流路に対して垂直な断面の断面積）が、これらの流路 15mおよび流路 15nの断 面積よりも小さくなつている。
[0032] 流路 15mから送液制御通路 16を経由して流路 15ηに至る一連の流路の流路壁は 、プラスチック榭脂などの疎水性の材質で形成されているので、流路 15ηに接する水 性液 23は、流路壁との表面張力の差によって、流路 15ηへ通過することが規制され る。
[0033] 流路 15m、送液制御通路 16、および流路 15ηのサイズは、このように流路 15ηへ の液の通過を規制できれば特に限定されないが、一例として、縦横が 150 /ζ πι Χ 30 O /z mの流路 15m, 15ηに対して、縦横力 5 m X 25 m程度となるように送液制 御通路 16が形成される。
[0034] 試薬収容部 18の上流側は、図 3の概略図に示したように、検査チップのポンプ接 続部 12を介して接続されたマイクロポンプ 11に連通されて ヽる。試薬収容部 18から 下流側の流路 15ηへ水性試薬 21を流出させる際には、マイクロポンプ 11によって所 定圧以上の送液圧力を加え、これによつて表面張力に抗して水性液 23を送液制御 通路 16から流路 15ηへ押し出す。水性液 23が流路 15ηへ流出した後は、水性液 23 の先端部を流路 15ηへ押し出すのに要する送液圧力を維持せずとも試薬収容部 18 に収容された液が流路 15ηへ流れていく。
[0035] このように、試薬収容部 18を構成する流路 15mの下流側端部と、送液制御通路 16 と、流路 15ηの上流側端部とによって、上流側から下流側への正方向への送液圧力 が所定圧力に達するまで試薬収容部 18内に収容された液の通過を遮断し、所定圧 以上の送液圧力力 S加わることにより当該液を通過させる送液制御部 13が構成されて いる。
[0036] 上記のように本発明では、試薬収容部の下流側端部に上記の送液制御部を設け ているので、検査チップの保管時には送液制御通路から先へ試薬収容部の内容液 が漏出することがなぐさらに、使用時には試薬収容部の上流側に連結されたマイク 口ポンプによって所定圧以上の送液圧力を加えることで、試薬収容部の内容液を後 続する流路へ押し出すことができるので、後続する流路へ水性試薬を簡便に流出さ せることができる。
[0037] 流路 15mから送液制御通路 16を経由して流路 15ηに至る一連の流路の流路壁が 、ガラスなどの親水性の材質で形成されている場合には、少なくとも送液制御通路 1 6の内面に、撥水性のコーティング、例えばフッ素系のコーティングを施す必要がある [0038] 水性液 23として、例えば、通常の組成を有するバッファー液などを用いることができ る力 送液制御通路 16の内面との表面張力の差力 水性液 23が送液制御通路 16 を通過することを所望の圧力まで抑止できる程度に大きい親水性の液体である必要 がある。試薬収容部 18における水性液 23の収容量も、この目的に沿って決められる
[0039] 油性液 22は、検査チップの保管時等における水性試薬 21の蒸散 (および漏失、気 泡の混入、汚染、変性など）を防止するためのものであり、その試薬収容部 18におけ る収容量も、この目的に沿って決められる。油性液 22として、例えば、検査チップの 保管時における冷蔵条件下において固化し、使用時に検査チップを室温にすると融 解し流動状態となるものなどを使用できる。具体的には、水に対する溶解度が 1%以 下の油脂などを挙げることができる。
[0040] 図 1には示していないが、試薬収容部 18の上流側にも同様に、水性試薬 21に接し て油性液 22が収容されている。これによつて、試薬収容部 18に収容された水性試薬 21をその両端側力も油性液 22で完全に封止している。
[0041] 本発明では、このように試薬収容部において、水性試薬を封止する油性液を収容 しているので、保管時における試薬の蒸散等が防止される。さらに、この油性液の下 流側に、疎水性の流路壁面との表面張力の差が大きい水性液を収容しているので、 上記の送液制御部における撥水作用が機能し、送液制御通路から先への水性液の 流出が遮断される。したがって、保管時において下流側の流路へ水性試薬が漏出す ることがない。
[0042] 試薬収容部 18における各液の収容形態の一例を図 2に示した。この例では、試薬 収容部 18の上流側から下流側へ、水性液 23、油性液 22、水性試薬 21、油性液 22 、水性液 23の順で各液が収容されている。試薬収容部 18の下流側端部には、図 1 の送液制御通路 16を設ける必要がある力 図 2のように試薬収容部 18の上流側に 水性液 23を収容し、試薬収容部 18の上流側端部にも同様にこの送液制御通路 16 を設けるようにしてもよい。
[0043] 本発明の検査チップでは、各種の水性試薬を収容した試薬収容部のうち少なくとも 一つが上記に説明した構成を備えている。水性試薬としては、検体と混合して反応さ せるための試薬 (例えば PCR法におけるプライマー等の試薬類）が典型的な例として 挙げられるが、これに限定されず、検査チップに収容される他の試薬、例えば検体の 前処理を行うための試薬や、検体と反応試薬との反応後において、反応後の液に対 して各処理を行うための試薬などであってもよい。具体的には、例えば、反応試薬と の反応により増幅された遺伝子を変性する変性液、増幅された遺伝子とハイブリダィ ゼーシヨンさせるプローブ DNAの溶液などが挙げられる。
[0044] 試薬収容部の形状は、その少なくとも下流側端部において送液制御部 13が構成 できれば、細長の流路形状、幅広の液溜状など各種の形状であってよい。また、試 薬収容部 18において、油性液 22や水性液 23を個別に貯留する液溜め状の貯留部 を設けてもよい。
[0045] 本発明の検査チップにおける好ま 、態様では、水性試薬を収容した試薬収容部 が上記に説明した構成を備えているとともに、その下流側の流路が次の構成を備え ている。水性試薬が検体と反応させるための試薬である場合を例として、この流路構 成を以下に説明する。図 4は、本発明の検査チップにおける試薬収容部の下流側の 流路構成を示した図、図 5は、複数の試薬を混合し、その下流側の分析流路へ混合 試薬を送る流路の構成を示した図である。
[0046] 図 4に示したように、試薬収容部 18aの下流には、試薬収容部 18aから下流へ向か う第 1の流路 15gが設けられている。第 1の流路 15gの途中において、試薬を次工程 (この実施形態では図 5の流路 15aにおいて複数の試薬を混合する工程)へ送るた めの第 2の流路 15hが第 1の流路 15gから分岐している。
[0047] 第 1の流路 15gにおける第 2の流路 15hとの分岐点よりも先の位置には、前述した 送液制御通路 16が設けられた第 1の送液制御部 13bが配置されている。また、第 2 の流路 15hにおける第 1の流路 15gとの分岐点の近傍位置には、第 2の送液制御部 13cが配置されている。
[0048] 試薬収容部 18aの上流側に連結されたマイクロポンプ（図示せず）によって、所定 圧以上の送液圧力を与えることにより、試薬収容部 18aの下流側端部に設けられた 送液制御部 13aの送液制御通路 16から試薬収容部 18aの内容液を第 1の流路 15g に押し出すと、その先端部にある水性液 23および油性液 22 (図 1を参照）は第 2の流 路 15hとの分岐点を通過して第 1の送液制御部 13bに達する。
[0049] 第 2の送液制御部 13cにおける水性試薬 21が通過可能な送液圧力は、第 1の送液 制御部 13bにおける水性液 23が通過可能な送液圧力よりも小さくなつている。具体 的には、例えば、第 2の送液制御部 13cにおける送液制御通路 16の断面積を、第 1 の送液制御部 13bにおける断面積よりも大きくすることによって、これらの送液制御通 路 16を液が通過可能な送液圧力に差をもたせることができる。この他、場合によって は、第 1の送液制御部 13bと第 2の送液制御部 13cとの間で、液と送液制御通路 16 の流路壁との表面張力差を相違させることで、液が通過可能な送液圧力に差をもた せることち考免られる。
[0050] 本実施形態では、このようにマイクロポンプによって試薬収容部力 押し出された内 容液の先端部は、第 1の流路と第 2の流路との分岐点を第 1の流路側へ通過し、第 1 の送液制御部でその移動が遮断される。その後、マイクロポンプによって、第 1の送 液制御部において液の流出が遮断され第 2の送液制御部力 水性試薬を通過させ る送液圧力を加えることにより、第 2の送液制御部力 先へ水性試薬が流出し、後続 する工程へ送られる。
[0051] このため、試薬収容部力 押し出された内容液の先端側にある上記の油性液およ び水性液は、第 1の送液制御部にトラップされて第 2の流路へは流出せず、水性試 薬のみが第 2の流路へ送られる。
[0052] したがって、後続する工程が行われる流路へ水性試薬以外の液が送られることによ る不具合を回避することができる。
[0053] 水性液 23の先端部が第 1の送液制御部 13bに達した後、さらにマイクロポンプによ つて送液圧力を上げて、第 2の送液制御部 13cを水性試薬 21が通過可能な送液圧 力とすることにより、第 2の流路 15hの第 2の送液制御部 13cから先へ水性試薬 21を 通過させ、これによつて、水性液 23と油性液 22を第 1の流路 15gに残して水性試薬 21だけを第 2の流路 15hから次工程へ送液する。
[0054] このようにすることで、水性液 23および油性液 22が次工程へ続く流路へ送出され ることが防止されるので、水性液 23および油性液 22が次工程へ続く流路へ送出され ること〖こよる弊害を回避することができる。なお、水性液 23および油性液 22は、適切 な時期にマイクロポンプの送液圧力を上げて第 1の送液制御部 13bから先へ押し出 し、例えば、検査チップに設けられた廃液溜めに収容される。
[0055] 水性試薬が界面活性剤を含有している場合には、流路壁との表面張力の差が小さ くなるので第 2の送液制御部 13cが機能しなくなることがある。このような場合には、送 液制御部 13cの部分に能動弁を設けることにより上記と同様の制御をすることが可能 となる。
[0056] 図 5では、試薬収容部 18aから下流側の流路のみ図 4の流路構成を図示し、他の 試薬収容部 18b, 18cの下流側の流路においては便宜的に図 4の流路構成を省略 している力 勿論これらの流路部位においても同様に図 4の流路構成とすることがで きる。
[0057] 図 5において、送液制御部 13cまで導かれた試薬収容部 18a〜 18cの各水性試薬 は、試薬収容部 18a〜18cの上流側に連結されたマイクロポンプ 11による送液圧力 を所定圧以上に上げることにより、その先の流路 15aに導入され、合流して混合され る。この各試薬を混合する流路 15aにおいても、混合比率が安定しない混合試薬の 先端部を次工程へ送ることを防止するために、送液制御部 13d (図 4の第 1の送液制 御部 13bに対応する）および送液制御部 13e (図 4の第 2の送液制御部 13cに対応 する）によって図 4と同様の流路構成とし、混合試薬の先端部を送液制御部 13dにト ラップするよう〖こして 、る。
[0058] 図 5に示したように、流路 15aで混合された試薬は、分析用の流路 15b, 15cおよび 15dへ送られる。図示しないが、これらの流路では混合試薬と検体との混合、反応お よびその検出が行われる。複数の分析用流路 15b〜15dを設けることによって、例え ば、同時多項目分析、ポジティブコントロール、ネガティブコントロール等の同時分析 が行われる。
[0059] 以上に説明した本発明の検査チップは、例えば、別途のシステム本体に装着する ことにより反応と分析が行われる。このシステム本体と検査チップとによりマイクロ分析 システムが構成される。このマイクロ分析システムの一例を以下に説明する。図 6は、 マイクロ分析システムの一例を示した斜視図、図 7は、このマイクロ分析システムにお けるシステム本体の内部構成を示した図である。 [0060] このマイクロ分析システム 1のシステム本体 3は、分析のための各装置を収納する筐 体状のベース本体 31を備えている。このベース本体 31の内部には、検査チップ 2に 連通させるための流路開口を有するチップ接続部 38と、複数のマイクロポンプ 11と が設けられたマイクロポンプユニット 37が配置されている。
[0061] さらにベース本体 31の内部には、検査チップ 2における反応を検出するための検 出処理装置 (LED、光電子増倍菅、 CCDカメラ等の光源 39および、可視分光法、 蛍光測光法などによる光学的な検出を行う検出器 40)と、この検出処理装置とマイク 口ポンプユニット 37とを制御する制御装置（図示せず）とが設けられている。この制御 装置によって、マイクロポンプ 37による送液の制御、光学的手段等により検査チップ 2における反応を検出する検出処理装置の制御の他、後述する加熱'冷却ユニットに よる検査チップ 2の温度制御、検査チップ 2における反応の制御、データの収集 (測 定)および処理等を行う。マイクロポンプ 37の制御は、予め送液順序、流量、タイミン グなどに関する諸条件が設定されたプログラムに従って、それに応じた駆動電圧をマ イク口ポンプ 11に印加することによって行う。
[0062] このマイクロ分析システム 1では、検査チップ 2の微細流路の上流側（例えば試薬収 容部、検体収容部などの上流側）に設けられた流路開口およびその周囲のチップ面 力もなるポンプ接続部 12と、マイクロポンプユニット 37のチップ接続部 38とを液密に 密着させた状態で検査チップ 2をベース本体 31の内部に装着した後、検査チップ 2 において検体中の標的物質が分析される。検査チップ 2は、搬送トレィ 34に載置され てチップ挿入口 32からベース本体 31の内部に導入される。
[0063] ベース本体 31の内部には、所定位置に装着された検査チップ 2を局所的に加熱も しくは冷却するための加熱.冷却ユニット（ペルチヱ素子 35、ヒーター 36)が設けられ ている。例えば、検査チップ 2における試薬収容部 18 (図 1および図 2)の領域にペル チェ素子 35を圧接することにより試薬収容部 18を選択的に冷却し、これによつて試 薬の変質等を防止するとともに、反応部を構成する流路の領域にヒーター 4を圧接す ることにより反応部を選択的に加熱し、これによつて反応部を反応に適した温度にす る。
[0064] マイクロポンプユニット 37として、例えば、フォトリソグラフィ技術等によってシリコン、 ガラス、榭脂等の基板に複数のポンプ部を形成し、ポンプ部を形成した基板面を他 の基板等で覆ったものを用いることができる。マイクロポンプユニット 37は駆動液タン ク 10に接続され、マイクロポンプ 11の上流側はこの駆動液タンク 10に連通して!/、る。 一方、マイクロポンプ 11の下流側は、マイクロポンプユニット 37の片面に設けられた 流路開口に連通されており、それぞれのマイクロポンプ 11に連通したそれぞれの流 路開口と、検査チップ 2のポンプ接続部 12に設けられたそれぞれの流路開口とが連 結するように検査チップ 2がマイクロポンプユニット 37に対して接続される。
[0065] 具体的には、例えば、検査チップ 2のポンプ接続部 12と、マイクロポンプユニット 37 のチップ接続部 38とを面同士で重ね合わせることにより、ポンプ接続部 12のポートに チップ接続部 38のポートを接続し、これによつてマイクロポンプ 11から検査チップ 2 の微細流路へ続く流路が形成される。
[0066] マイクロポンプ 11によって、駆動液タンク 24に収容された鉱物油などのオイル系あ るいは水系の駆動液を、ポンプ接続部 12を経由して検査チップ 2における各液の収 容部に送り出し、駆動液によって各収容部の液を検査チップ 2の下流側へ押し出し て送液する。
[0067] マイクロポンプ 11として、特開 2001— 322099号公報、特開 2004— 108285号 公報に記載されたピエゾ素子により駆動するポンプを用いることができる。このマイク 口ポンプは、流路抵抗が差圧に応じて変化する第 1流路と、差圧の変化に対する流 路抵抗の変化割合が第 1流路よりも小さい第 2流路と、第 1流路および第 2流路に接 続された加圧室と、該加圧室の内部圧力を変化させるァクチユエ一タとを備えており 、このァクチユエータを別途の駆動装置で駆動することにより正逆方向への送液がで きるようになつている。
[0068] 測定試料である検体の前処理、反応および検出の一連の分析工程は、マイクロポ ンプ、検出処理装置および制御装置とが一体化されたシステム本体 1に、検査チップ 2を装着した状態で行なわれる。好ましくは、試料および試薬類の送液、前処理、混 合に基づく所定の反応および光学的測定が、一連の連続的工程として自動的に実 施され、測定データが、必要な条件、記録事項とともにファイル内に格納される。図 6 では、分析の結果がベース本体 31の表示部 33に表示されるようになっている。 [0069] 以下に、本発明の検査チップを用いた検体と試薬との反応およびその検出の具体 的な例を示す。検査チップの好ましい一態様では、一つのチップ内において、 検体もしくは検体カゝら抽出したアナライト（例えば、 DNA、 RNA、遺伝子）が注入さ れる検体収容部と、
検体の前処理を行う検体前処理部と、
プローブ結合反応、検出反応 (遺伝子増幅反応または抗原抗体反応なども含む） などに用いる試薬が収容される試薬収容部と、
ポジティブコントロールが収容されるポジティブコントロール収容部と、
ネガティブコントロールが収容されるネガティブコントロール収容部と、
プローブ (例えば、遺伝子増幅反応により増幅された検出対象の遺伝子にハイプリ ダイズさせるプローブ）が収容されるプローブ収容部と、
これらの各収容部に連通する微細流路と、
前記各収容部および流路内の液体を送液する別途のマイクロポンプに接続可能な ポンプ接続部と、が設けられている。
[0070] この検査チップには、ポンプ接続部を介してマイクロポンプが接続され、検体収容 部に収容された検体もしくは検体力 抽出した生体物質 (例えば DNAまたはそれ以 外の生体物質）と、試薬収容部に収容された試薬とを下流の流路へ送液し、微細流 路の反応部位、例えば遺伝子増幅反応 (タンパク質の場合、抗原抗体反応など)を 行う部位で混合して反応させる。次いで、その下流側流路にある検出部へ、この反応 液を処理した処理液と、プローブ収容部に収容されたプローブとを送液し、流路内で 混合してプローブと結合 (またはハイブリダィゼーシヨン)させ、この反応生成物に基 づいて生体物質の検出を行う。
[0071] また、ポジティブコントロール収容部に収容されたポジティブコントロールおよびネ ガティブコントロールに収容されたネガティブコントロールについても同様に上記反応 および検出を行う。
[0072] 検査チップにおける検体収容部は、検体注入部に連通し、検体の一時収容および 混合部への検体供給を行う。検体収容部の上面から検体を注入する検体注入部は 、外部への漏失、感染および汚染を防ぎ、密封性を確保するために、ゴム状材質な どの弾性体からなる栓が形成されて 、る力、あるいはポリジメチルシロキサン（PDMS )などの榭脂、強化フィルムで覆われていることが望ましい。例えば、当該ゴム材質の 栓を突き刺した-一ドルまたは蓋付き細孔を通した-一ドルでシリンジ内の検体を注 入する。前者の場合、ニードルを抜くとその針穴が直ちに塞がることが好ましい。ある いは他の検体注入機構を設置してもよ ヽ。
[0073] 検体収容部に注入された検体は、必要に応じて、試薬との混合前に、予め流路に 設けられた検体前処理部にて、例えば検体と処理液とを混合することによって前処 理される。そのような検体前処理部は、分離フィルター、吸着用榭脂、ビーズなどを含 んでもよい。好ましい検体前処理として、アナライトの分離または濃縮、除タンパクな どが含まれる。例えば 1%SDS混合液などの溶菌剤を用いて溶菌処理 'DNA抽出 処理を行なう。この過程では、細胞内部から DNAが放出され、ビーズまたはフィルタ 一の膜面に吸着する。
[0074] 検査チップの試薬収容部には、必要な試薬類が予め所定の量だけ封入されている 。したがって使用時にその都度試薬を必要量充填する必要はなぐ即使用可能の状 態になっている。検体中の生体物質を分析する場合、測定に必要な試薬類は、通常 それぞれ公知である。例えば、検体に存在する抗原を分析する場合、それに対する 抗体、好ましくはモノクローナル抗体を含有する試薬が使用される。抗体は、好ましく はピオチンおよび FITCで標識されて!、る。
[0075] 遺伝子検査用の試薬類には、遺伝子増幅に用いられる各種試薬、検出に使用さ れるプローブ類、発色試薬とともに、必要であれば前記の検体前処理に使用する前 処理試薬も含めてもよい。
[0076] マイクロポンプ力 駆動液を供給することにより各収容部力 検体液および試薬液 を押し出してこれらを合流させることによって、遺伝子増幅反応、アナライトのトラップ または抗原抗体反応といった分析に必要な反応が開始される。
[0077] DNA増幅方法としては、改良点も含めて各種文献などに記載され、多方面で盛ん に利用されている PCR増幅法を使用することができる。 PCR増幅法においては、 3 つの温度間で昇降させる温度管理が必要になるが、マイクロチップに好適な温度制 御を可能とする流路デバイスが、すでに本発明者らにより提案されている (特開 2004 108285号)。このデバイスシステムを本発明のチップの増幅用流路に適用すれ ばよい。これにより、熱サイクルが高速に切り替えられ、微細流路を熱容量の小さいマ イク口反応セルとしているため、 DNA増幅は、手作業で行う従来の方式よりはるかに 短時間で行うことができる。
[0078] 最近開発されァこ ICAN (Isotnermal chimera primer initiated nucleic acid
amplification)法は、 50〜65°Cにおける任意の一定温度の下に DNA増幅を短時間 で実施できるため（特許第 3433929号）、本発明システムにおいても好適な増幅技 術である。手作業では、 1時間力かる本法は、本発明のシステムにおいては、 10〜2 0分、好ましくは 15分で解析まで終わる。
[0079] 検査チップの微細流路における反応部位よりも下流側には、アナライト、例えば増 幅された遺伝子を検出するための検出部位が設けられている。少なくともその検出部 分は、光学的測定を可能とするために透明な材質、好ましくは透明なプラスチックと なっている。
[0080] 微細流路上の検出部位に吸着されたピオチン親和性タンパク質 (アビジン、ストレ ブトアビジン）は、プローブ物質に標識されたピオチン、または遺伝子増幅反応に使 用されるプライマーの 5 '末端に標識されたピオチンと特異的に結合する。これにより 、ピオチンで標識されたプローブまたは増幅された遺伝子が本検出部位でトラップさ れる。
[0081] 分離されたアナライトまたは増幅された目的遺伝子の DNAを検出する方法は特に 限定されないが、好ましい態様として基本的には以下の工程で行われる。（la) 検 体もしくは検体力 抽出した DNA、あるいは検体もしくは検体力 抽出した RNAから 逆転写反応により合成した cDNAと、 5 '位置でピオチン修飾したプライマーとを、こ れらの収容部から下流の微細流路へ送液する。
[0082] 反応部位の微細流路内で遺伝子増幅反応を行った後、微細流路内で増幅された 遺伝子を含む増幅反応液と変性液とを混合して、増幅された遺伝子を変性処理によ り一本鎖にし、これと末端を FITC (fluorescein isothiocyanate)で蛍光標識したプロ ーブ DNAとをハイブリダィズさせる。
[0083] 次いで、ピオチン親和性タンパク質を吸着させた微細流路内の検出部位に送液し 、前記増幅遺伝子を微細流路内の検出部位にトラップする（増幅遺伝子を検出部位 でトラップした後に蛍光標識したプローブ DNAとをノヽイブリダィズさせてもよい。 )0 ( lb) 検体に存在する抗原、代謝物質、ホルモンなどのアナライトに対する特異的な 抗体、好ましくはモノクローナル抗体を含有する試薬を検体と混合する。その場合、 抗体は、ピオチンおよび FITCで標識されている。したがって抗原抗体反応により得 られる生成物は、ピオチンおよび FITCを有する。これをピオチン親和性タンパク質（ 好ましくはストレプトアビジン)を吸着させた微細流路内の検出部位に送液し、ビォチ ン親和性タンパク質とピオチンとの結合を介して該検出部位に固定ィ匕する。 (2) 上 記微細流路内に FITCに特異的に結合する抗 FITC抗体で表面を修飾した金コロイ ド液を流し、これにより固定ィ匕したアナライト'抗体反応物の FITCに、あるいは遺伝 子にハイブリダィズした FITC修飾プローブに、その金コロイドを吸着させる。 (3) 上 記微細流路の金コロイドの濃度を光学的に測定する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定 されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更が可能で ある。

Claims

請求の範囲 [1] 検体を分析するための検査チップであって、
(1)予め水性試薬を収容する試薬収容部と、
(2)検体と水性試薬とを混合して反応させ、該反応を検出する一連の動作を行うた めの混合反応流路と、
(3)前記試薬収容部の出口流路と前記混合反応流路の入口間に設けられた送液 制御部とを有し、
前記送液制御部は前記試薬収容部の出口流路及び前記混合反応流路の入口より も流路断面積が小さ!/、微細通路を有し、
前記試薬収容部には出口流路に向カゝつて水性試薬、油性液、水性試薬よりも表面 張力の大き 、水性液の順で各液が配置され、該水性液が前記送液制御部に接する よう収容されていて、
前記試薬収容部に所定圧力以上の送液圧力を加えることにより前記水性液が前記 送液制御部の前記微細通路を通過することを特徴とする検査チップ。
[2] 前記試薬収容部から下流へ向かう第 1の流路と、
第 1の流路から分岐し、水性試薬を次工程へ送る第 2の流路と、
第 1の送液制御部と第 2の送液制御部と、を備え、
前記第 1の送液制御部が、前記第 1の流路における第 2の流路との分岐点よりも先 の位置に配置され、
前記第 2の送液制御部が、前記第 2の流路における第 1の流路との分岐点の近傍 位置に配置され、
前記第 1および第 2送液制御部の各々は、上流側の流路と、その下流側の流路とを 連通し、これらの流路よりも流路断面積が小さい微細通路を備え、該微細通路の入 口付近の送液圧力が所定圧力に達するまで液体の通過を遮断し、所定圧以上の送 液圧力が加わることにより液体を通過させ、
液体が通過可能な送液圧力が前記第 1の送液制御部よりも前記第 2の送液制御部 にお 、て小さ!/、ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の検査チップ。
[3] 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の検査チップと、システム本体と、からなるマ イク口分析システムであって、
該システム本体は、
検査チップの微細流路に連通させるための流路開口を有するチップ接続部と、複 数のマイクロポンプと、が設けられたマイクロポンプユニットと、
前記検査チップにおける反応を検出する検出処理装置と、
マイクロポンプユニットと検出処理装置とを制御する制御装置と、を備え、 前記検査チップには、前記マイクロポンプに連通させるための流路開口を有するポ ンプ接続部が設けられており、
検査チップのポンプ接続部とマイクロポンプユニットのチップ接続部とを液密に密着 させた状態で検査チップをシステム本体内に装着した後、検査チップ中の検体を分 析することを特徴とするマイクロ分析システム。
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