WO2014083622A1 - 液体搬送デバイス及び液体分析装置 - Google Patents

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WO2014083622A1
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sample
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liquid
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PCT/JP2012/080669
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原田　邦男
足立　作一郎
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株式会社日立製作所
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    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis

Definitions

  • the present invention relates to a device for operating and moving a liquid on a substrate, and an analysis apparatus using the device.
  • the sample solution which is the measurement object in a reaction vessel, is irradiated with white light from a halogen lamp or the like, and the light transmitted through the sample solution is diffraction grating
  • Spectroscopic analyzers that measure the amount of a target component by spectroscopically determining the absorbance at a target wavelength are widely used.
  • a biochemical automatic analyzer can be mentioned.
  • a reagent corresponding to the measurement object is added to form a sample solution, and the amount of reagent used reflects the analysis cost. Therefore, there is a demand for an apparatus that can reduce the amount of reagent and perform analysis with a smaller amount of sample solution.
  • the sample solution is not put into the reaction vessel, but moved in the form of droplets in a device consisting of two substrates kept parallel at regular intervals.
  • Patent Document 1 JP-A-2006-125900
  • EWOD ElectroWetting On Dielectric
  • DEP Dielectrophoresis
  • EWOD or DEP electrodes are formed on two substrates constituting a device for moving droplets on the side where the droplets are sandwiched, and the electrodes on one substrate are electrodes that match the size of the droplets. Are arranged so as to form a droplet movement path, and the other opposing electrode is formed as a common electrode covering the plurality of electrodes arranged so as to form the droplet movement path. The surfaces of both electrodes are covered with an insulating film, and a water repellent film is formed on the droplet side of the two substrates. Then, the droplet is moved by changing the timing of applying the voltage to each of the plurality of electrodes arranged so as to form the movement path of the droplet.
  • the EWOD or DEP device is being used for a small apparatus called POCT (Point Of Care Testing), a cell transfer apparatus, and the like in addition to the biochemical automatic analyzer.
  • POCT Point Of Care Testing
  • the droplet is moved by applying an electrostatic force to the droplet in the device, for example, by applying a voltage to the droplet.
  • the absorbance is calculated from the light that has been irradiated and transmitted.
  • the device needs to have optical transparency, and the electrode to which a voltage is applied in order to apply an electrostatic force to the droplets in the device must also have optical transparency at least in the measurement unit. Therefore, ITO (indium tin oxide), which is a light-transmitting conductive material, is used as an electrode material.
  • ITO indium tin oxide
  • the device it is desirable for the device to be light transmissive so that the inside can be seen for reasons such as to know the position of the droplet in the device, and one of the two substrates constituting the device.
  • a light-transmitting material such as glass is used for the substrate, and a light-transmitting conductive material such as ITO is formed on the entire surface of the glass substrate close to the droplets.
  • the device As a device configuration for moving droplets by EWOD or DEP, in addition to the method using two substrates as described above, the device is configured as disclosed in US 2004/0007377 (Patent Document 2). There is also a method in which one of the substrates is replaced with a catenary line.
  • ITO which is a conductive material having optical transparency
  • ITO has a weak adhesive force with glass as a substrate, and it is difficult to form an insulating film on ITO. For this reason, the insulating film becomes very weak, and the durability of the device is lowered.
  • the insulating film becomes very weak, and the durability of the device is lowered.
  • a first substrate in which a plurality of first electrodes to which a voltage is independently applied is provided in a liquid transport device;
  • a highly durable liquid transport device and a liquid transport apparatus including the liquid transport device can be manufactured.
  • FIG. 6 is a perspective view partially showing a state when the adjustment sample is sandwiched as a droplet in the sample transport device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of the apparatus
  • FIG. 2 is a sectional view of the apparatus.
  • the liquid analysis system 100 in the present embodiment mainly includes a sample adjustment unit 110 and a sample transport measurement unit 150.
  • the sample adjustment unit 110 includes a sample cassette loading / conveying unit 111, a sample cassette 112, a stirring mechanism 113, a sample dispenser cleaning mechanism 114, a sample dispenser 115, a sample adjustment disk 116, a sample adjustment agent tank 117, and a sample adjustment agent dispenser 118. , And a sample adjustment disk cleaning mechanism 119.
  • the sample transport measurement unit 150 includes an adjustment sample input dispenser 151, an adjustment sample input dispenser cleaning mechanism 152, a sample transfer device 200, a reagent input unit 153, a measurement unit 154, A reagent charging unit 153 ′, a measuring unit 154 ′, and a waste liquid collecting unit 155 are included.
  • a plurality of sample tubes 121 containing the sample 120 are set in the sample cassette 112, and similarly, a plurality of sample adjustment tubes 122 are set on the sample adjustment disk 116.
  • the sample adjusting agent tank 117 contains a sample adjusting agent 123, and the sample 120 and the sample adjusting agent 123 are mixed and stirred in the sample adjusting tube 122 to become an adjusted sample 124.
  • reagents 156 and 156 ′ that are added to and mixed with the adjusted sample 124 and cause a specific reaction for measurement are placed in the reagent charging portions 153 and 153 ′.
  • the reagent 156 is discharged from the reagent introduction port 210 to the adjusted sample 124 introduced from the sample introduction port 209 into the sample transport device, and mixed to measure the reaction liquid 125.
  • Unit 154 measures. Thereafter, the reagent 156 ′ is discharged from the reagent introduction port 210 ′ to the reaction liquid 125 through the reagent introduction part 153 ′, mixed to become the reaction liquid 125, and measured by the measuring unit 154 ′.
  • FIG. 4 is a diagram in which only the sample transport device 200 is extracted, and a plan view is partially shown in section.
  • FIG. 5 is a sectional view of FIG. 4 as viewed from the front.
  • the sample transport device 200 includes a first substrate 201 made of transparent glass, ceramic, or resin, and a second material made of a similar material arranged in parallel with the first substrate 201.
  • the substrate 202 is composed of a spacer 203 that keeps the first substrate 201 and the second substrate 202 parallel and at a constant distance. Between the first substrate 201 and the second substrate 202, a silicon or fluorine-based carrier medium is used. Filled with oil 204.
  • the configuration of the sample transport device 200 will be described with reference to FIG.
  • a plurality of first electrodes 205 made of a conductive thin film are arranged on the side facing the second substrate 202 so as to be a plurality of transport paths for the adjustment sample 124 and the reagents 156, 156 ′.
  • the surface of the first electrode 205 is covered with an insulating film 206, and a water repellent film 207 is formed on the surface facing the second substrate 202.
  • the insulating film 206 is formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) using, for example, silicon dioxide (SiO2).
  • the first electrode 205 and the insulating film 206 are very thin and cannot be written even when enlarged, and therefore, in the drawings of the present application, the thickness direction is exaggerated as shown in FIG. Further, since the water repellent film 207 is very thin and is confused with the insulating film 206, it is not shown except for FIG. FIG. 9 exaggerates the thickness direction of the water-repellent film 207 in order to show an equivalent circuit and the like which will be described later, and in order to easily explain the structure.
  • Each of the first electrodes 205 is wired by an AC rectangular wave power source 251 and a switch 250 as will be described later with reference to FIG.
  • the second electrode 208 is disposed on almost the entire surface on the side facing the first substrate 201 or in a range covering at least a portion facing the first electrode 205.
  • a water-repellent film 207 ′ is formed on the surface that is covered with the insulating film 206 ′ and faces the first substrate 201.
  • the second electrode 208 is desirably made of a light-transmitting conductive material such as ITO so that the inside of the sample transport device 200 can be observed.
  • the sample introduction port 209 for introducing the adjustment sample 124 into the sample transport measurement unit 150, the reagent introduction ports 210 and 210 ′ for introducing the reagents 156 and 156 ′, and the sample for which analysis has been completed are used as waste liquid.
  • the sample introduction port 209, the reagent introduction ports 210 and 210 ', and the waste liquid collection port 211 are arranged at a position overlapping the first electrode 205 when viewed from the plane.
  • the reagent 156 is discharged from the reagent introduction port 210 to the adjusted sample 124 introduced from the sample introduction port 209 into the sample conveyance device, and mixed.
  • the reaction liquid 125 is measured by the measuring unit 154. Thereafter, the reagent introduction unit 153 ′ discharges the reagent 156 ′ from the reagent introduction port 210 ′ to the reaction solution 125 measured by the measurement unit 154 and mixes it as the reaction solution 125 to perform further measurement by the measurement unit 154 ′. .
  • the spacer 203 has a structure for keeping the first substrate 201 and the second substrate 202 in parallel and at a constant distance as described above. Furthermore, it is possible to seal between the first substrate 201 and the second substrate 202 and hold the oil 204 in the space between them. In that case, any one of the sample introduction port 209, the reagent introduction ports 210 and 210 ', and the waste liquid collection port 211 is used as an oil introduction unit, and air is pushed out from another port and filled with oil. It is desirable that the oil contact portion be subjected to water repellent treatment in preparation for an unexpected situation such as the sample or reagent coming off the transport path.
  • the method of filling the oil 204 between the first substrate 201 and the second substrate 202 can be performed by immersing the first substrate 201 and the second substrate 202 in a tank filled with the oil 204 without sealing with the spacer 203. is there.
  • the gap between the first substrate 201 and the second substrate 202 becomes an oil introduction part, and air is pushed out from any of the sample introduction port 209, the reagent introduction ports 210 and 210 ′, and the waste liquid collection port 211, and the oil It is filled.
  • a sample 120 to be measured is placed in a sample tube 121, a plurality of samples 120 are loaded into different sample tubes 121, and stored in a sample cassette 112, and then the main sample is loaded as shown in FIG.
  • the sample is loaded into the sample cassette loading / conveying section 111 of the liquid analysis system.
  • the sample cassette 112 is moved by the sample cassette loading / conveying unit 111 to a position where the sample dispenser 115 can suck the desired sample 120.
  • the sample dispenser 115 sucks the sample 120 and discharges a predetermined amount of the sample 120 to one of the plurality of sample adjustment tubes 122 in the sample adjustment disk 116.
  • the sample adjusting disk 116 is rotated so that the sample adjusting tube 122 from which the sample 120 has been discharged is moved to a position accessible by the sample adjusting agent dispenser 118, and as shown in FIGS. 1 and 2, the sample adjusting agent dispenser 118 is rotated.
  • the sample adjusting agent 123 in the sample adjusting agent tank 117 sucked by a predetermined amount is discharged into the sample adjusting tube 122.
  • the sample adjusting disk 116 is rotated to stir the sample 120 and the sample adjusting agent 123 discharged to a predetermined amount into the sample adjusting tube 122, and the sample adjusting tube 122 is moved to the position of the stirring mechanism 113.
  • the sample 120 and the sample adjusting agent 123 are stirred by the stirring mechanism 113 to obtain the adjusted sample 124, and then the sample adjusting disk 116 is rotated to pass to the sample transport measuring unit 150, and the adjusted sample loading dispenser 151 can be accessed.
  • the sample adjusting tube 122 is moved to a proper position.
  • the stirring mechanism 113 is cleaned by a cleaning mechanism provided therein for each stirring, and the sample dispenser 115 is cleaned by the sample dispenser cleaning mechanism 114 for each suction and discharge.
  • the sample adjustment tube 122 is also cleaned by the cleaning mechanism 14 as necessary.
  • the reason for cleaning the sample adjusting tube 122 as needed without cleaning it every time is that the amount of the adjusted sample 124 in the sample adjusting tube 122 is adjusted for a plurality of analyses. Cleaning is performed when the analysis of the above, the required number of times of analysis, or the re-examination of the unexpected situation are completed.
  • FIG. 6A to 6E are partial cross-sectional views of the sample transport device 200, and FIGS. 6A to 6E show the movement of the adjustment sample 124 and the reagent 156 in time series.
  • the first electrode 205 is wired by an AC rectangular wave power source 251 and a switch 250 as shown in FIG.
  • FIG. 6A shows a state in which the adjusted sample 124 is discharged from the sample inlet 209 by the adjusted sample charging dispenser 151 and the reagent 156 is discharged from the reagent inlet 210 by the reagent inlet 153.
  • a voltage 250 is applied to the electrode 205 below the reagent inlet 210 to hold the reagent 156, and the switch 250 on the adjustment sample 124 side is connected to the next electrode 205. In this state, the adjustment sample 124 is moved.
  • FIG. 6C shows a state where the switch 250 is similarly switched to further move the adjustment sample 124 and unite with the reagent 156.
  • 6D shows a state in which only the electrode 36 under the reagent 156 is turned ON and the adjustment sample 124 and the reagent 156 are mixed to form the reaction liquid 125.
  • FIG. 6 (e) shows a state where the switch 250 is further switched to move the reaction solution 125.
  • a voltage from an AC rectangular wave power source 251 can be applied between each of the first electrode 205 and the second electrode 208 of the sample transport device 200 via the switch 250.
  • the adjustment sample 124 discharged inside is attracted by electrostatic force onto the first electrode 205 to which a voltage is applied.
  • the suction force due to the electrostatic force works only when the adjustment sample 124 in the form of a droplet is placed on the first electrode 205 to which a voltage is applied, so that the adjustment sample 124 is slightly removed from the first electrode 205.
  • the capacitance is adjusted so that it protrudes from the adjacent first electrode 205. Therefore, the adjustment sample 124 can move on a plurality of conveyance paths in which the first electrodes 205 are arranged and formed by switching each switch 250 corresponding to the first electrode 205.
  • the reagent 156, 156 ′ and the reagent 156, 156 ′ can be mixed with the adjusted sample 124.
  • the subsequent droplets can move in the same manner.
  • an AC rectangular wave as a voltage to be applied to the first electrode 205
  • charging is performed with an insulating film or a water repellent treatment agent on the surface of the first electrode 205 or the second electrode 208 by continuously applying a DC voltage.
  • the AC rectangular wave can provide a larger driving force than the AC sine wave.
  • the reaction liquid 125 moved to the measuring units 154 and 154 ' is analyzed for the amount of components in the state shown in FIG. That is, the measuring units 154 and 154 ′ include a light source 158 that outputs light 157 having one or two specific wavelengths, and a light receiving unit 159 that receives the light 157 that has passed through the reaction liquid 125 and converts it into an electrical signal. Has been placed. Although details are omitted, the reaction liquid 125 mixed with the reagents 156 and 156 ′ reacts according to the amount of a specific component contained therein and absorbs light of a specific wavelength. The amount of a specific component contained in the reaction liquid 125 can be determined from the amount.
  • the wavelengths of the reagents 156, 156 ′ and the light 157 are different depending on the type of component to be determined, they are assigned to each of the plurality of transport paths described in the description of the first electrode 205 at the beginning of the sentence, and the sample introduction port 209
  • the introduced adjustment sample 124 can be sent to a conveyance path for a desired component analysis.
  • a combination of a plurality of light sources 158 and a light receiving unit 159 is arranged as shown in FIG. 7, and after the reaction between the adjustment sample 124 and the reagent 156 or the reagent 156 ′, Multiple measurements or measurements at different wavelengths are possible.
  • the light 157 having one or two kinds of wavelengths is transmitted through the reaction liquid 125 and converted into an electric signal by the light receiving unit 159.
  • a method may be used in which light is split and light of one specific type or two types of wavelengths is converted into an electrical signal.
  • the combination of the plurality of light sources 158 and the light receiving unit 159 in the measuring unit 154 is arranged such that the light 157 from the light source 158 passes through the center of the first electrode 205 and the light receiving unit 159 can receive the light. Accordingly, at least the first electrode 205 and the second electrode 208 in the measurement unit 154 are required to have a structure through which the light 157 can pass.
  • the structure is such that a conductive material having optical transparency such as ITO is used as the electrode material of the first electrode 205 and the second electrode 208, or the first electrode 205 and the second electrode 208 are used. And providing a window through which the light 157 can pass. Even when a light-transmitting conductive material such as ITO is used, it may be better to process the window due to the wavelength transmission characteristics of ITO.
  • the operation is configured to be performed twice in one transport path. That is, after the component amount is analyzed by the measurement unit 154, the adjustment sample 124 is further moved by electrostatic force, and the reagent 156 'is mixed and reacted, and then measured by the measurement unit 154'. This is because the reaction and measurement are performed twice for the purpose of eliminating the influence of impurities.
  • the reaction liquid 125 that has been measured by the measuring unit 154 ′ becomes the waste liquid 126, further moves by electrostatic force, and is recovered by the waste liquid recovery unit 155.
  • an electrode having a plurality of such openings is referred to as a mesh electrode.
  • the first substrate 201 constituting the sample transport device 200 of the sample transport measurement unit 150 includes the second substrate 202 and A plurality of first electrodes 205 made of a conductive thin film are arranged on opposite sides so as to be a plurality of transport paths for the adjustment sample 124 and the reagents 156 and 156 ′, and the second substrate 202 includes the first substrate 201. It has been described that the second electrode 208 is disposed on the entire surface on the side facing the first electrode 205 or in a range covering at least the portion facing the first electrode 205.
  • a conductive material having optical transparency such as ITO is used as the electrode material of the first electrode 205 and the second electrode 208, or the first electrode It has been described that the first electrode 205 and the second electrode 208 are required to have a structure through which the light 157 can pass by providing a window through which the light 157 can pass through the 205 and the second electrode 208.
  • a mesh-like conductive material having a plurality of hexagonal fine openings is used for the second electrode 208.
  • the insulating film is in a state of being bonded to the second substrate 202 provided with the second electrode 208 having an opening through the opening.
  • the electrode material can be seen through even if an opaque metal or semimetal is used instead of a transparent conductive material such as ITO, so that internal observation and optical measurement are possible. Therefore, it is not necessary to use rare metals such as indium.
  • the material used is a highly corrosion-resistant material, considering the cost resulting from the unit price of the material and the ease of manufacturing, Cr, Ti, W, Al, Cu, often used in semiconductor manufacturing and surface treatment Examples thereof include Ni, Zn, and alloys thereof, oxides and nitrides, and semimetals such as Si and C.
  • the second advantage is that a highly durable device can be configured.
  • ITO deposited on the surface of the second substrate 202 made of glass or the like has a weaker adhesive strength with glass than that of metal or the like. Since the insulating film 206 ′ formed on the ITO film after the ITO film is formed is also glassy, the adhesive force to the ITO is weak. Therefore, the adhesive strength of the insulating film 206 'to the second substrate 202 is very weak and easily peeled off, and the device resistance is lowered.
  • a mesh-like conductive material is used for the second electrode 208, an opaque metal can be used for the conductive material, and the metal is used for the second substrate 202 and the insulating film 206 ′. But the adhesive strength is strong.
  • the adhesive force does not depend on the material of the conductive material, and the second substrate 202 and the insulating film 206 ′. Are substantially the same material and have a very strong adhesive force, and the second substrate 202 and the insulating film 206 ′ are bonded to each other in the opening portion of about 90.3% mesh in this embodiment.
  • the insulating film 206 ′ is very firmly formed on the second substrate 202, and can form a highly resistant device.
  • FIG. 8 shows an example of a cross section of the second substrate 202 constituting the sample transport device 200 when the mesh electrode is used as the second electrode 208.
  • the thickness of the second electrode 208, the insulating film 206 ', and the water repellent film 207' is on the order of submicrons, so that the dimensions in the thickness direction are exaggerated.
  • the second electrode 208 formed on the surface of the second substrate 202 (the lower side surface in the figure) and patterned into a hexagonal fine mesh shape will be described later in detail on the mesh, but the cross-sectional line width is 0.005 mm.
  • the pitch of the hexagonal dihedral width direction is 0.1 mm.
  • the second substrate 202 and the insulating film 206 ′ having a strong adhesive force are bonded to each other with an opening of 0.095 mm except for the line width of 0.005 mm, so that the insulating film 206 ′ becomes a strong film,
  • the second electrode 208 that is embedded between the second substrate 202 and the insulating film 206 ′ is firmly held.
  • FIG. 9 is a schematic diagram and an equivalent circuit in which a cross section of a part of the sample transport device 200 is enlarged.
  • the adjustment sample 124 introduced between the two is sandwiched as droplets.
  • a rough equivalent circuit when the power source 251 is connected between the first electrode 205 and the second electrode 208 is shown on the left side, superimposed on the enlarged view of FIG.
  • FIG. 11 shows the result of calculating the current flowing in the droplet (pure water).
  • FIG. 11A shows a current flowing in the droplet when the second electrode 208 has a mesh shape described later in this embodiment
  • FIG. 11B shows the second electrode 208 without opening. In this case, the current flowing through the droplet is shown.
  • the value of the current flowing in the droplet can be reduced to about 1/10 by making the conductive material of the electrode according to the present invention into a mesh shape. I understand.
  • the fourth advantage is that the electrochemical value exerted on the droplet can be reduced by reducing the value of the current flowing in the droplet. Further, when a droplet containing cells is transported by EWOD or DEP, damage to the cells can be reduced. Furthermore, the lifetime of the device can be expected to be shortened by reducing the current flowing through the electrode.
  • the resistance to electrode damage is higher than when a catenary line (overhead wire) is used instead of the second electrode 208 as shown in Patent Document 2. That is, the catenary line can observe the inside as in the present invention, and also has the effect of reducing the current. However, if a catenary line is cut at one place, all of the lines cannot be used. On the other hand, the mesh-like electrode according to the present invention does not become unusable when several places are cut. . Further, as described above, since the first substrate 201 and the second substrate 202 are held in parallel and at a constant distance by the spacer 203, the reaction liquid 125 which is a droplet is the sample transport device 200 similarly to the adjustment sample 124.
  • the length of passage of the light 157 that is sandwiched between and irradiated by the measuring units 154 and 154 ′ is kept constant. Therefore, in a spectroscopic analyzer or the like that measures the target component amount by calculating the absorbance, the analysis accuracy Can be kept.
  • the above is an advantage obtained by making the conductive material of the electrode into a mesh shape.
  • indium which is a component of ITO, is a rare metal, and since it is used in large quantities in liquid crystal displays and the like, there is a problem that it may become depleted and difficult to obtain, A device or an apparatus can be manufactured without using such a rare metal.
  • FIG. 12 is an overall view
  • FIG. 13 is an enlarged view from A to I shown in FIG. 12, and FIG. It is shown enlarged.
  • FIG. 12 since the mesh cannot be represented directly on the paper as described above, the overall view of FIG. 12 shows the meshes of the sample introduction port 209, the reagent introduction ports 210 and 210 ′, and the waste liquid collection port 211. Only the opening 212 and the window 213 through which the light 157 of the measuring units 154 and 154 ′ can pass are shown.
  • FIG. 13 A to I in FIG. 12 are enlarged and arranged side by side according to the original positional relationship.
  • the periphery of the second electrode 208 is bordered with a width of 0.1 mm for manufacturing convenience.
  • FIG. 14 further expands I of FIG. 13 and shows the mesh shape in detail.
  • the hexagonal openings forming the mesh have a pitch of 0.1 mm in the dihedral width direction
  • the hexagonal openings have a dihedral width of 0.095 mm
  • the line width between the openings is 0.1 mm. 005 mm.
  • the reason why the pitch of the hexagonal openings in the two-plane width direction is 0.1 mm is that the adjustment sample 124 or the like that needs to be moved by the electrostatic force in the sample transport device 200 is dropped into the sample transport device 200 as a droplet.
  • the diameter in the planar direction when discharged and sandwiched between the first substrate 201 and the second substrate 202 constituting the sample transport device 200 is about ⁇ 1 mm at the minimum, partial damage to the conductive portion, etc. This is because it is considered necessary that at least about 10 conductive portions overlap each other.
  • the reason why the hexagonal opening width is 0.095 mm and the line width between the openings is 0.005 mm is that it is necessary to secure an opening ratio of 90% or more in order to observe the inside through the mesh.
  • the measurement unit 154 measures through a mesh, it is considered that a light transmittance of 90% or more is necessary.
  • the aperture ratio in this embodiment is about 90.3%, and the aperture ratio is the same when the apertures are square with the same pitch and the same line width. Moreover, the manufacturing cost of a mesh is mentioned as a reason which made the line
  • the reason why the shape of the opening is hexagonal rather than quadrilateral is that both the X direction and the Y direction of the plane or one (one row) when tension is applied in the surface direction of the mesh due to thermal expansion or bending of the second substrate 202. This is because it is considered that the strength is higher than the combination of quadrilaterals in which the straight portions are included in each of the positions.
  • FIG. 15 shows a part extracted from the sample transport device 200 and is shown in a perspective view.
  • a plurality of first electrodes 205 are arranged on the side facing the second substrate 202 so as to serve as a droplet transport path.
  • FIG. 15 shows a part of the transport path for two rows and droplets.
  • a second electrode 208 in which hexagonal openings are arranged is disposed on almost the entire surface facing the first substrate 201.
  • the surface of the first electrode 205 is covered with an insulating film 206, and further a water repellent film 207 is formed.
  • the surface of the second electrode 208 is covered with an insulating film 206 ′, and further, the water repellent film 207 is formed.
  • the adjustment sample 124 that is a supplied droplet is sandwiched between the first substrate 201 and the second substrate 202.
  • Each adjustment sample 124 is configured by switching the electrode 205 to which a voltage is applied from among the plurality of first electrodes 205 with a switch 250 (not shown) and applying a voltage between the second electrode 208. Then, it moves on the plurality of first electrodes 205 arranged so as to form a transport path.
  • the first electrode 205 may be configured as a mesh electrode (for easy understanding of the state of the first electrode 205, FIG. (The second substrate 202 having the mesh-like second electrode is not shown). Furthermore, it is possible to adopt a configuration in which only the first electrode 205 is a mesh electrode.
  • a metal thin film is formed on almost the entire surface of the second substrate 202 facing the first substrate 201, and a mesh is formed by etching.
  • the window 213 is post-processed after the mesh molding, but may be processed simultaneously after the mesh molding.
  • the waste liquid collection opening 212 is processed at the same time when the sample introduction port 209, the reagent introduction ports 210 and 210 ', and the waste liquid collection port 211 are processed in the second substrate 202.
  • FIGS. 16 and 17 show windows for allowing the light 157 to pass through the reaction solution 125 for measurement.
  • FIG. 16 shows a window 213 opened in the second electrode 208 of the second substrate 202 in order to allow the light 157 to pass through the reaction solution 125 in the sample transport device 200, and the other hexagonal openings are the openings of the openings. The shape is different and the opening is larger than the other openings.
  • FIG. 17 is a window 214 opened in the first electrode 205 of the first substrate 201 in order to allow the light 157 to pass through the reaction liquid 125 in the sample transport device 200.
  • the first electrode 205 is processed into a first electrode 205 ′ located below the window 213. Note that a plurality of windows 213 and 214 are processed at the positions shown in FIG. The light 157 passes through the reaction liquid 125 that has moved to the position of the window 213 of the measuring units 154 and 154 ′, and the target component amount is measured.
  • the window 213 is not necessarily required. If the light 157 has a light amount necessary for the target measurement, the second electrode 208 passes through the mesh opening. Measurement is possible, but by placing a window with an opening larger than the other openings, such as the window 213, at a position facing the measurement units 154 and 154 ', the light 157 can be easily transmitted, and the measurement accuracy is improved. Can be made. The same applies to the first electrode 205. If the first electrode 205 has a mesh structure like the second electrode 208, measurement through the mesh opening is possible without processing the window 214. .
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Liquid analysis system, 110 ... Sample preparation part, 111 ... Sample cassette insertion conveyance part, 112 ... Sample cassette, 113 ... Agitation mechanism, 114 ... Sample dispenser washing mechanism, 115 ... Sample dispenser, 116 ... Sample adjustment disk, 117: Sample adjusting agent tank, 118 ... Sample adjusting agent dispenser, 119 ... Sample adjusting disk cleaning mechanism, 120 ... Sample, 121 ... Sample tube, 122 ... Sample adjusting tube, 123 ... Sample adjusting agent, 124 ... Adjusted sample, 125 ... reaction liquid, 126 ... waste liquid, 150 ... sample conveyance measuring section, 151 ... adjusted sample loading dispenser, 152 ...

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Abstract

　従来技術では、電極材料として光透過性を持つ導電材料であるＩＴＯを用いる場合が多い。ＩＴＯは基板となるガラスとの接着力が弱い上、ＩＴＯ上への絶縁膜の成膜も難しい。そのため、絶縁膜が非常に弱いものになってしまい、デバイスの耐性が低下してしまう。そこで、液体搬送デバイスに、各々独立して電圧が印加される複数の第１の電極が設けられた第１の基板と、第１の基板に対して隙間をあけて対向配置され、第１の電極に対向する第２の電極が設けられた第２の基板と、を備え、第１の電極と第２の電極の少なくとも一方が開口部を有し、絶縁膜が、開口部を有する電極が設けられた基板と、開口部を介して接着している構成とした。

Description

液体搬送デバイス及び液体分析装置
　本発明は、基板上で液体を操作して移動させるデバイス、及びそのデバイスを用いた分析装置に関する。
　測定対象物中に含まれる成分量を検出する分析装置として、ハロゲンランプ等からの白色光を反応容器に入れた測定対象物である試料溶液に照射し、試料溶液を透過してきた光を回折格子で分光して、目的の波長の吸光度を割り出すことで目的の成分量を測定する分光分析装置が広く用いられている。具体的には生化学自動分析装置が挙げられる。このような分析装置では、測定対象物に対応した試薬を加えて試料溶液にしており、使用する試薬量が分析コストに反映する。そのため試薬量を低減し、より少ない試料溶液で分析が可能な装置が求められている。
　より少ない試料溶液で分析することを目的に、試料溶液を反応容器に入れず、一定の間隔で平行に保たれた２枚の基板からなるデバイス内を液滴の状態で移動し、一連の分析動作を実行する方法として、特開２００６－１２５９００（特許文献１）に開示される技術がある。これはＥＷＯＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＷｅｔｔｉｎｇ　Ｏｎ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）と呼ばれる技術を用いて静電力により液滴を移動する方法であり、ＤＥＰ（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）と呼ばれる場合もある。
　ＥＷＯＤもしくはＤＥＰでは、液滴を移動するためのデバイスを構成する２枚の基板の、液滴を挟み込む側に電極が形成されており、一方の基板の電極は液滴の大きさに合わせた電極を液滴の移動経路をなすように複数配置し、対向するもう一方の電極は前記液滴の移動経路を形成するように複数配置された電極を網羅する共通の電極として形成されている。また、両方の電極の表面は絶縁膜で覆われ、かつ、前記２枚の基板の液滴側には撥水膜が形成されている。そして、前記液滴の移動経路をなすように複数配置された電極毎に電圧を印加するタイミングを変えることで液滴を移動する。ＥＷＯＤもしくはＤＥＰデバイスは、前記生化学自動分析装置以外にＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ　Ｏｆ　Ｃａｒｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ）と呼ばれる小型装置や、細胞搬送装置などに用途が広がりつつある。
　これらの場合、デバイス内の液滴に電圧を印加する等して液滴に静電力を及ぼすことで液滴を移動し、試料溶液である液滴の分析時には、外部から液滴に測定光を照射し、透過してきた光から吸光度を割り出す。そのため、デバイスは光透過性を持つことが必要であり、デバイス内の液滴に静電力を及ぼすために電圧を印加する電極も、少なくとも計測部で光透過性を持つことが必要である。そこで電極材料として光透過性を持つ導電材料であるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等が用いられている。また、計測部以外でも、デバイス内の液滴の位置を知るため等の理由から内部が見えるように、デバイスは光透過性を持つ方が望ましく、デバイスを構成する前記２枚の基板の内一方の基板にガラス等の光透過性材料を用い、ガラス基板の液滴に近い側の全面にＩＴＯ等の光透過性を持つ導電材料を成膜して用いている。
　ＥＷＯＤやＤＥＰにより液滴を移動するためのデバイスの構成として、前述のように２枚の基板を用いる方法以外に、ＵＳ２００４/０００７３７７（特許文献２）に開示されるように、デバイスを構成する２枚の基板の内一方をカテナリーライン（架線）に置き換えた方法もある。
特開２００６－１２５９００号公報 ＵＳ２００４/０００７３７７号公報
　従来技術では、電極材料として光透過性を持つ導電材料であるＩＴＯを用いる場合が多い。しかし、ＩＴＯは基板となるガラスとの接着力が弱い上、ＩＴＯ上への絶縁膜の成膜も難しい。そのため、絶縁膜が非常に弱いものになってしまい、デバイスの耐性が低下してしまう。また、カテナリーラインを用いた液滴の移動によるデバイスでは、カテナリーラインが切断されるなどのダメージを受けると、そのライン上全ての電極が使用できなくなるという課題がある。
　上述した課題の少なくとも一の課題を解決するための本発明の一態様として、液体搬送デバイスに、各々独立して電圧が印加される複数の第１の電極が設けられた第１の基板と、第１の基板に対して隙間をあけて対向配置され、第１の電極に対向する第２の電極が設けられた第２の基板と、を備え、第１の電極と第２の電極の少なくとも一方が開口部を有し、絶縁膜が、開口部を有する電極が設けられた基板と、開口部を介して接着している構成とした。
　本発明により、耐久性の高い液体搬送デバイス、及び当該液体搬送デバイスを備えた液体搬送装置を作製することができる。
本発明の実施例による液体分析システムの構成における装置平面図である。 本発明の実施例による液体分析システムの構成における装置断面図である。 本発明の実施例による試料カセット部の断面図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスで、部分的に断面した場合の平面図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスで、部分的に断面した場合の正面図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスの部分断面図で、調整試料と試薬の移動を時系列に表したものである。 本発明の実施例による計測部領域の部分断面図である。 試料搬送デバイスを構成する第２基板の断面図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイス部分断面の拡大略図と等価回路である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスの等価回路である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスで、液滴に流れる電流を計算した結果を表すグラフである。 本発明の実施例による試料搬送デバイスから第２の電極を抜き出して表す構成図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスから第２の電極を部分的に拡大して表す構成図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスから第２の電極を部分的に拡大して表す構成図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスに調整試料が液滴となって挟み込まれた時の状態を一部断面した透視図である。 本発明の実施例による第２の電極に加工した、開口の形状と大きさが異なる窓の形状を表す構成図である。 本発明の実施例による第１の電極に加工した、窓の形状を表す構成図である。 本発明の実施例による試料搬送デバイスに調整試料が液滴となって挟み込まれた時の状態を一部断面した透視図であえる。
　図１から図１５を用い、本発明による液体分析システムと前記液体分析システムを構成する主要部品であるデバイスについて説明する。図１、及び、図２は液体分析システムの構成を示す略図であり、図１は装置の平面図、図２は装置の断面図を示す。
　本実施例での液体分析システム１００は主に試料調整部１１０と試料搬送計測部１５０から構成されている。試料調整部１１０は、試料カセット投入搬送部１１１、試料カセット１１２、攪拌機構１１３、試料用ディスペンサ洗浄機構１１４、試料用ディスペンサ１１５、試料調整ディスク１１６、試料調整剤タンク１１７、試料調整剤用ディスペンサ１１８、及び、試料調整ディスク洗浄機構１１９から構成されており、試料搬送計測部１５０は、調整試料投入ディスペンサ１５１、調整試料投入ディスペンサ洗浄機構１５２、試料搬送デバイス２００、試薬投入部１５３、計測部１５４、試薬投入部１５３’、計測部１５４’、及び、廃液回収部１５５から構成されている。
　試料カセット１１２には、図３に示すように試料１２０を入れた試料チューブ１２１が複数本セットされており、同様に試料調整ディスク１１６には試料調整チューブ１２２が複数本セットされている。試料調整剤タンク１１７には試料調整剤１２３が入れてあり、試料１２０と試料調整剤１２３は試料調整チューブ１２２内で混合、撹拌され、調整試料１２４となる。同様に試薬投入部１５３及び１５３’には、調整試料１２４に添加混合し測定のために特定の反応を起こす試薬１５６、１５６’が入れてある。
　本実施例では、試料搬送デバイス内に試料導入口２０９から導入された調整試料１２４に、試薬投入部１５３により試薬導入口２１０から試薬１５６を吐出し、混合して反応液１２５なった物を計測部１５４で計測する。その後、反応液１２５に試薬投入部１５３’により試薬導入口２１０’から試薬１５６’を吐出し、混合して反応液１２５になり、計測部１５４’で計測する。
　次に試料搬送計測部１５０について、主な構成要素である試料搬送デバイス２００を図４、図５により詳細に説明する。図４は試料搬送デバイス２００のみを抜き出した図で、平面図を部分的に断面して示す。図５は図４を正面から見た断面図で示す。
　図４、及び、図５に示すように、試料搬送デバイス２００は、透明なガラス、セラミック、若しくは樹脂製の第１基板２０１、第１基板２０１と並行に配置された同様の材質からなる第２基板２０２、第１基板２０１と第２基板２０２を並行かつ一定距離に保つスペーサ２０３から構成されており、第１基板２０１と第２基板２０２との間には、搬送媒体としてシリコーン若しくはフッ素系のオイル２０４で満たされている。
　図５を用いて試料搬送デバイス２００の構成を述べる。第１基板２０１には、第２基板２０２と向かい合う側に導電薄膜による複数の第１の電極２０５が、調整試料１２４や試薬１５６、１５６’の複数の搬送路となるように配列されており、第１の電極２０５の表面は絶縁膜２０６で覆われ、更に、第２基板２０２と向かい合う側の表面には撥水膜２０７が成膜されている。絶縁膜２０６は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を用い、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）で成膜する。
　なお、第１の電極２０５と絶縁膜２０６は非常に薄く、拡大しても書き表せないため、本願の図面においては、必要に応じて図６のように厚さ方向を誇張して表す。また撥水膜２０７も非常に薄く、絶縁膜２０６と混同してしまうため、図９以外には図示していない。図９は後述の等価回路等を示すためと、構造をわかりやすく説明するために撥水膜２０７の厚さ方向を誇張して表している。第１の電極２０５それぞれは、図６で後述するように交流矩形波の電源２５１とスイッチ２５０で配線されている。
　第２基板２０２には、第１基板２０１と向かい合う側のほぼ全面に、若しくは少なくとも第１の電極２０５と向かい合う部分をカバーする範囲に第２の電極２０８が配置されており、第１の電極２０５同様に絶縁膜２０６’で覆われ、更に、第１基板２０１と向かい合う側の表面には撥水膜２０７’が成膜されている。また、第２の電極２０８は、試料搬送デバイス２００の内部が観察可能なようにＩＴＯ等の光透過性を持つ導電材料を用いることが望ましい。
　第２基板２０２には、試料搬送計測部１５０内に調整試料１２４を導入する試料導入口２０９、試薬１５６、１５６’を導入する試薬導入口２１０、２１０’、及び、分析が終了した試料を廃液として取り出す廃液回収口２１１が設けられている。試料導入口２０９、試薬導入口２１０、２１０’、廃液回収口２１１は、平面から見た時に第１の電極２０５と重なる位置に配置されている。当該構造における試料搬送から計測までの処理の例としては、試料搬送デバイス内に試料導入口２０９から導入された調整試料１２４に、試薬投入部１５３により試薬導入口２１０から試薬１５６を吐出し、混合して反応液１２５なった物を計測部１５４で計測する。その後、計測部１５４で計測された反応液１２５に試薬投入部１５３’により試薬導入口２１０’から試薬１５６’を吐出し、混合して反応液１２５として、計測部１５４’で更なる計測を行う。
　スペーサ２０３は、前述のように第１基板２０１と第２基板２０２を並行かつ一定距離に保つ構造である。さらに、第１基板２０１と第２基板２０２との間をシールし、その間のスペースにオイル２０４を保持することも可能である。その場合、試料導入口２０９、試薬導入口２１０、２１０’、廃液回収口２１１のいずれかの口をオイル導入部とし、別の口から空気が押し出され、オイルで満たされる。オイルが接触する部分は、試料や試薬が搬送路から外れる等の不測の事態に備え、撥水処理しておくのが望ましい。第１基板２０１と第２基板２０２との間にオイル２０４を満たす方法は、スペーサ２０３でシールせず、第１基板２０１と第２基板２０２をオイル２０４で満たされた槽に浸すことでも可能である。その場合、第１基板２０１と第２基板２０２の隙間がオイル導入部となり、試料導入口２０９、試薬導入口２１０、２１０’、廃液回収口２１１のいずれかの口から空気が押し出され、オイルで満たされる。この場合も、試料や試薬が搬送路から外れる等の不測の事態に備え、オイルが接触する部分を撥水処理しておくのが望ましい。このようにオイルを満たすことで、微少量の液体を搬送する場合にその途中で水系の液体が蒸発して体積が変化することを防止することが可能となる。
　次に、本液体分析システムにて分析を行う際の各部の動作を説明する。第１に試料調整部１１０における動作、第２に試料搬送計測部１５０での動作等を説明する。
　まず、試料調整部１１０の動作について説明する。はじめに、図３に示すように測定対象である試料１２０を試料チューブ１２１に入れ、複数の試料１２０をそれぞれ異なる試料チューブ１２１に装填し、試料カセット１１２に収めた上で、図１のように本液体分析システムの試料カセット投入搬送部１１１に装填する。図１において、試料カセット１１２を試料カセット投入搬送部１１１により、試料用ディスペンサ１１５が所望の試料１２０を吸引可能な位置に移動する。試料用ディスペンサ１１５が試料１２０を吸引し、試料調整ディスク１１６内に複数ある試料調整チューブ１２２の内の１本に一定量の試料１２０を吐出する。
　次に試料１２０を吐出した試料調整チューブ１２２を試料調整剤用ディスペンサ１１８がアクセス可能な位置に移動するよう試料調整ディスク１１６を回転し、図１及び図２に示すように試料調整剤用ディスペンサ１１８で一定量吸引した試料調整剤タンク１１７内の試料調整剤１２３を前記試料調整チューブ１２２内に吐出する。
　つづいて、試料調整チューブ１２２に一定量吐出された試料１２０と試料調整剤１２３を撹拌するために試料調整ディスク１１６を回転し、前記試料調整チューブ１２２を攪拌機構１１３の位置まで移動する。この位置で攪拌機構１１３により試料１２０と試料調整剤１２３を撹拌し、調整試料１２４とした後、試料搬送計測部１５０に渡すために試料調整ディスク１１６を回転し、調整試料投入ディスペンサ１５１がアクセス可能な位置に前記試料調整チューブ１２２を移動する。攪拌機構１１３は、１回の撹拌毎に内部に持つ洗浄機構によって洗浄され、試料用ディスペンサ１１５は、１回の吸引吐出毎に、試料用ディスペンサ洗浄機構１１４にて洗浄する。また、試料調整チューブ１２２も必要に応じて洗浄機構１４で洗浄される。試料調整チューブ１２２を毎回洗浄せず必要に応じて洗浄する理由は、試料調整チューブ１２２内にある調整試料１２４は複数回の分析に必要な量が調整されているためであり、必要な項目数の分析、必要な回数の分析、あるいは不測の事態の再検査等が終了した時点で洗浄が行われる。
　次に、図６を用いて試料搬送計測部１５０での動作等を説明する。図６の（ａ）から（ｅ）は、試料搬送デバイス２００の部分断面図であり、（ａ）から（ｅ）で調整試料１２４と試薬１５６の移動の様子を時系列に表している。また、第１の電極２０５は、図６で示すように交流矩形波の電源２５１とスイッチ２５０で配線されている。
　図６の（ａ）では、調整試料投入ディスペンサ１５１により試料導入口２０９から調整試料１２４を、試薬投入部１５３により試薬導入口２１０から試薬１５６を吐出している状態を表している。この時、スイッチ２５０の番号を表しているスイッチ２５０のみＯＮになっており、試料導入口２０９と試薬導入口２１０の下の電極２０５に電圧が印加されているため、導入された調整試料１２４と試薬１５６がその場で保持されている。
　図６の（ｂ）では、試薬導入口２１０の下の電極２０５に電圧を印加して試薬１５６を保持したまま、調整試料１２４側のスイッチ２５０を一つ隣の電極２０５に接続されている側に切り替え、調整試料１２４を移動する状態を表している。
　図６の（ｃ）では、同様にスイッチ２５０を切り替えて調整試料１２４を更に移動し、試薬１５６と合体する状態を表している。
　図６の（ｄ）では、スイッチ２５０を試薬１５６の下にある電極３６のみＯＮにし、調整試料１２４と試薬１５６を混合し、反応液１２５とした状態を表している。
　図６の（ｅ）では、更にスイッチ２５０を切り替え、反応液１２５を移動している状態を表している。
　試料搬送デバイス２００の第１の電極２０５それぞれと第２の電極２０８の間には、交流矩形波の電源２５１からの電圧を、スイッチ２５０を介して印加出来るようになっており、試料搬送デバイス２００内部に吐出された調整試料１２４は、電圧が印加された第１の電極２０５上に静電力により吸引される。静電力による吸引力は、液滴状になった調整試料１２４等が、電圧が印加された第１の電極２０５上に掛っているところでのみ働くため、調整試料１２４は第１の電極２０５からわずかにはみ出し、隣の第１の電極２０５に掛るように容量が調整されている。そのため調整試料１２４は、第１の電極２０５に対応するそれぞれのスイッチ２５０を切り替えることで、第１の電極２０５が配列され形成された複数の搬送路上を移動することが出来る。
　また、第１の電極２０５の大きさを液滴の大きさに合わせて調整してあるため、試薬１５６、１５６’や、試薬１５６、１５６’と調整試料１２４の混合も可能であり、混合された後の液滴についても、同様に移動することが出来る。
　ここで第１の電極２０５に印加する電圧に交流矩形波を用いることで、直流電圧を印加し続けることにより第１の電極２０５や第２の電極２０８表面の絶縁膜や撥水処理剤で帯電が起こり、静電力による搬送ができなくなることを交流電圧を印加することにより防止できる。さらに、交流正弦波よりも交流矩形波の方が大きな駆動力が得られる。
　次に、図７の部分断面図を用いて、試料搬送計測部１５０の、計測部１５４、１５４’領域の構成について説明する。
　計測部１５４、１５４’に移動した反応液１２５は、図７に示される状態でその成分量を分析される。すなわち、計測部１５４、１５４’には特定の１種類、若しくは２種類の波長の光１５７を出力する光源１５８と、反応液１２５を透過した光１５７を受光し電気信号に変換する受光部１５９が配置されている。詳細は割愛するが、試薬１５６、１５６’と混ぜ合わされた反応液１２５は、そこに含まれる特定の成分量に応じて反応し、特定の波長の光を吸収するため、受光部１５９での受光量から反応液１２５に含まれる特定の成分量を割り出すことができる。割り出したい成分の種類により、試薬１５６、１５６’、及び、光１５７の波長が違うため、文頭の第１の電極２０５の説明で述べた複数の搬送路各々にそれらを割り当て、試料導入口２０９から導入した調整試料１２４を希望する成分分析のための搬送路に送ることができるようになっている。
　計測部１５４、及び、計測部１５４’には、図７のように複数の光源１５８と受光部１５９の組合せが配置されており、調整試料１２４と試薬１５６、若しくは試薬１５６’との反応後、複数回の計測、若しくは異なった波長での計測が可能になっている。また、１種類、若しくは２種類の波長の光１５７を反応液１２５に透過し受光部１５９で電気信号に変換すると述べたが、白色光を反応液１２５に透過し、透過後回折格子やフィルタで分光し、特定の１種類、若しくは２種類の波長の光を電気信号に変換する方法でも良い。
　計測部１５４内の複数の光源１５８と受光部１５９の組み合わせは、それぞれ第１の電極２０５の中心を光源１５８からの光１５７が通過し受光部１５９が受光出来るように配置されている。それに合わせて、少なくとも計測部１５４における第１の電極２０５及び第２の電極２０８には、光１５７が通過出来る構造が求められる。その構造は、第１の電極２０５、及び、第２の電極２０８の電極材料としてＩＴＯ等の光透過性を持つ導電材料を用いること、もしくは、第１の電極２０５、及び、第２の電極２０８に光１５７が通過可能な窓を設けることである。ＩＴＯ等の光透過性を持つ導電材料を用いた場合でも、ＩＴＯの波長透過特性により、窓を加工する方が良い場合もある。
　本実施例では、調整試料１２４を試料搬送計測部１５０へ導入してからここまでの動作、つまり、調整試料１２４と試薬１５６を混ぜ合わせて反応し、計測部１５４で成分量を分析するまでの動作を、一つの搬送路で２回行うような構成になっている。すなわち、計測部１５４で成分量を分析した後、調整試料１２４を静電力により更に移動し、試薬１５６’を混ぜ合わせて反応させた後、計測部１５４’で計測する。これは、夾雑物の影響を排除する等の目的で、反応と計測を２度行うためである。計測部１５４’で計測が終了した反応液１２５は廃液１２６となり、静電力により更に移動し、廃液回収部１５５で回収される。
　以上が本実施例での液体分析システムの構成と、液体分析システムを用いた分析方法についての説明である。
　次に、以下にて、電極に六角形、四角形等の細かい開口を複数持つ導電材料を用いたデバイス構成について説明する。なお、以下では、このような開口を複数持つ電極をメッシュ電極と呼ぶ。
　先に説明した本実施例での液体分析システムの構成と液体分析システムを用いた分析方法では、試料搬送計測部１５０の試料搬送デバイス２００を構成する第１基板２０１には、第２基板２０２と向かい合う側に導電薄膜による複数の第１の電極２０５が、調整試料１２４や試薬１５６、１５６’の複数の搬送路となるように配列されていること、第２基板２０２には、第１基板２０１と向かい合う側の全面に、若しくは少なくとも第１の電極２０５と向かい合う部分をカバーする範囲に第２の電極２０８が配置されていることを述べた。また、試料搬送デバイス２００の計測部１５４においては、第１の電極２０５、及び、第２の電極２０８の電極材料としてＩＴＯ等の光透過性を持つ導電材料を用いること、もしくは、第１の電極２０５、及び、第２の電極２０８に光１５７が通過可能な窓を設けることにより第１の電極２０５及び第２の電極２０８には、光１５７が通過出来る構造が求められると述べた。
　本実施例では、例えば図１３に示すように、第２の電極２０８に六角形の細かい開口を複数持つメッシュ状の導電材料を用いている。また、絶縁膜は、開口部を有する第２の電極２０８が設けられた第２基板２０２と、開口部を介して接着している状態である。電極の導電材料をメッシュ状にすることで次のような利点がある。
　一つ目として、電極材料にＩＴＯ等の透明な導電材料ではなく、不透明な金属や半金属を用いても透けて見えるため、内部の観察や光計測が可能であることが挙げられる。そのため、希少金属であるインジウム等を使わずに済む。具体的に使用する材料としては、耐蝕性の高い材料で、材料単価や製造のし易さから来るコストを考慮すると、半導体製造や表面処理に良く用いられるＣｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、及び、それらの合金、酸化物や窒化物、また、Ｓｉ、Ｃ等の半金属が挙げられる。
　二つ目の利点として、耐性の高いデバイスを構成できることが挙げられる。ガラス等からなる第２基板２０２の表面に成膜したＩＴＯは、ガラスとの接着力が金属等に比べて弱い。ＩＴＯの成膜後に更にその上に成膜する絶縁膜２０６’もガラス質であるため、ＩＴＯへの接着力は弱い。したがって、第２基板２０２に対する絶縁膜２０６’の接着強度は非常に弱く剥がれ易くなってしまい、デバイスの耐性が低くなってしまう。それに対し、第２の電極２０８にメッシュ状の導電材料を用いた場合、導電材料に不透明な金属を用いることが可能であり、金属は第２基板２０２に対しても絶縁膜２０６’に対しても接着力は強い。更に、絶縁膜は第２基板２０２と第２の電極２０８の開口部を介して直に接着しているため、接着力は導電材料の材質に依らないこと、第２基板２０２と絶縁膜２０６’は略同じ材質であり接着力は非常に強固であること、及び、本実施例での約９０．３％のメッシュの開口部分全てで第２基板２０２と絶縁膜２０６’が接着されることから、絶縁膜２０６’は非常に強固に第２基板２０２に成膜され、耐性の高いデバイスを構成することができる。
　図８に、第２の電極２０８として当該メッシュ電極を用いた場合の試料搬送デバイス２００を構成する第２基板２０２の断面の一例を示す。尚、第２の電極２０８、絶縁膜２０６’、及び、撥水膜２０７’は、その厚さがサブミクロンオーダーであるため、厚さ方向は寸法を誇張して図示している。第２基板２０２の表面（図下側面）に成膜し、六角形の細かいメッシュ状にパターンニングされた第２の電極２０８は、メッシュの詳細で後述するが、断面の線幅は０．００５ｍｍであり、六角形の２面幅方向のピッチは０．１ｍｍである。そのため、接着力の強い第２基板２０２と絶縁膜２０６’は、線幅０．００５ｍｍを除いた０．０９５ｍｍの開口部全てで接着されるため、絶縁膜２０６’は強固な膜となり、また、第２基板２０２と絶縁膜２０６’との間に埋め込まれた形になる第２の電極２０８は、しっかりと保持される。
　三つ目の利点として、液滴に流れる電流を低減することが挙げられる。図９は試料搬送デバイス２００の一部の断面を拡大した略図と等価回路である。第１基板２０１に成形されている第１の電極２０５、絶縁膜２０６、及び、撥水膜２０７と、第２基板２０２に成形されている第２の電極２０８、及び、撥水膜２０７’との間に導入された調整試料１２４が液滴となって挟み込まれている。この状態で第１の電極２０５と第２の電極２０８間に電源２５１を接続したときの大まかな等価回路を図９の拡大図に重ねて左側に示している。
　この等価回路をより厳密にし、図１０に示す。この図１０の等価回路を基に、電極サイズを２ｍｍ×２ｍｍ、電源２５１の電圧を±３０Ｖに設定し、更に、絶縁膜２０６に含まれる欠陥等を考慮したうえで、周波数を可変して液滴（純水）に流れる電流を計算した結果を図１１に示す。図１１（ａ）は、第２の電極２０８を本実施例の後述するメッシュ形状にした場合に液滴に流れる電流を表し、図１１（ｂ）は、第２の電極２０８を開口無しにした場合に液滴に流れる電流を表している。図１１（ａ）と図１１（ｂ）を比較してわかるように、本発明による電極の導電材料をメッシュ状にすることで、液滴に流れる電流値がおよそ１０分の１に低減できることが分かる。
　四つ目の利点として、液滴に流れる電流値を低減できることで、液滴に及ぼす電気化学反応を低減できると言う効果が挙げられる。また、ＥＷＯＤやＤＥＰにより細胞を含んだ液滴を搬送する場合などには、細胞に与えるダメージを低減することが出来る。更には、電極に流れる電流が低減することでデバイスの長寿命化が期待できる。
　五つ目の利点として、特許文献２に示すような第２の電極２０８に代えてカテナリーライン（架線）を用いた場合に比べ、電極の損傷に対する耐性が高いことが挙げられる。すなわち、カテナリーラインは本発明と同様に内部の観察が可能である上、電流低減の効果も同様に持っている。しかし、カテナリーラインは１ヶ所切断すればそのラインは全て使用不可能となるのに対し、本発明によるメッシュ状の電極であれば、数か所が切断されたところで使用不可能になることは無い。また、前述のように、第１基板２０１と第２基板２０２はスペーサ２０３により並行かつ一定距離に保たれているため、液滴である反応液１２５は、調整試料１２４と同様に試料搬送デバイス２００の中に挟み込まれ、計測部１５４、１５４’において照射される光１５７が通過する長さが一定に保たれるため、吸光度を割り出すことで目的の成分量を測定する分光分析装置等では分析精度を保つことが出来る。以上が電極の導電材料をメッシュ状にすることで得られる利点である。
　さらに、六つ目の利点として、ＩＴＯの成分であるインジウムは希少金属であり、液晶ディスプレイ等で大量に使用されるため枯渇や入手困難になる可能性があると言う課題があったが、このような希少金属を用いずにデバイスや装置を作製ができることが挙げられる。
　次に、本実施例による第２の電極２０８であるメッシュ状電極の詳細を説明する。図１２、図１３、図１４は、試料搬送デバイス２００に配置されている第２の電極２０８を抜き出して示したものでる。メッシュはピッチが０．１ｍｍであり、紙面では直接表せないため、図１２には全体図、図１３には図１２に示すＡからＩを拡大して示し、図１４で図１３のＩを更に拡大して示している。
　図１２において、前述のようにメッシュを紙面で直接表すことが出来ないため、図１２の全体図には、試料導入口２０９、試薬導入口２１０、２１０’、及び、廃液回収口２１１のメッシュの開口部２１２と、計測部１５４、１５４’の光１５７が通過可能な窓２１３のみが表されている。図１３では、図１２のＡからＩを拡大し、元の位置関係通りに並べて示している。第２の電極２０８の周囲は、製造上の都合により０．１ｍｍ幅で縁取りしてある。
　図１４は、図１３のＩを更に拡大し、メッシュの形状を詳細に表わしている。図１４に示すように、メッシュを形成する六角形の開口の２面幅方向のピッチは０．１ｍｍ、六角形の開口の２面幅は０．０９５ｍｍ、そして開口部間の線幅は０．００５ｍｍである。六角形の開口の２面幅方向のピッチを０．１ｍｍにした理由は、試料搬送デバイス２００内で静電力により移動することが必要な調整試料１２４等が、試料搬送デバイス２００内に液滴として吐出され、試料搬送デバイス２００内構成する第１基板２０１と第２基板２０２で挟まれた状態になった時の平面方向の直径が最小φ１ｍｍ程度であるため、部分的な導電部の破損等をも考慮し、その中に最低でも１０本程度の導電部が重なっていることが必要と考えたためである。六角形の開口の２面幅を０．０９５ｍｍ、開口部間の線幅を０．００５ｍｍにした理由は、メッシュを通して内部を観察するためには開口率を９０％以上確保することが必要と考えたこと、また、計測部１５４においてメッシュを通して計測することになった場合、やはり９０％以上の光透過率が必要と考えたためである。尚、本実施例での開口率は約９０．３％であり、同じピッチ、同じ線幅で開口部を四角形にした場合も開口率は同じである。また、開口部間の線幅を０．００５ｍｍにした理由として、メッシュの製造コストが挙げられる。本実施例の第１の電極２０５、及び、第２の電極２０８の厚さは１００ｎｍから２００ｎｍであるため、０．００５ｍｍであればウェットエッチングにより安価に製造することが可能である。
　開口の形状を四角形ではなく六角形にしたのは、第２基板２０２の熱膨張や曲げ等でメッシュの面方向に張力が掛った場合に、平面のＸ方向、Ｙ方向両方、もしくは一方（一列ごとにずらして配置）に直線部分が含まれる四角形の組み合わせよりも強度が高いと考えたためである。因みに、同一形状の正多角形で平面を埋められる開口形状として正三角形があるが、同じピッチ、同じ線幅で開口部を正三角形にした場合の開口率は約８３．４％である。
　図１５に試料搬送デバイス２００から一部分を抜き出し、透視図で示す。第１基板２０１には、第２基板２０２と向かい合う側に複数の第１の電極２０５が液滴の搬送路となるように配列されている。図１５では、２列分の搬送路の一部と液滴を示している。第２基板２０２には、第１基板２０１と向かい合う側のほぼ全面に、六角形の開口を配列した第２の電極２０８が配置されている。第１の電極２０５の表面は絶縁膜２０６で覆われ、更に、撥水膜２０７が成膜されており、第２の電極２０８の表面は絶縁膜２０６’で覆われ、更に、撥水膜２０７’が成膜されているが、絶縁膜２０６、２０６’、撥水膜２０７、２０７’の膜厚は共に１μｍ以下であるため、図示していない。
　第１基板２０１と第２基板２０２の間には、供給された液滴である調整試料１２４が挟み込まれている。それぞれの調整試料１２４は、複数の第１の電極２０５の中から電圧を印加する電極２０５をスイッチ２５０（図示せず。）で切り替え、第２の電極２０８との間に電圧を印加することで、搬送路となるように配列された複数の第１の電極２０５上を移動する。また、図１８に示すように、第２の電極に加え、第１の電極２０５をメッシュ電極とした構成にすることも可能である（第１の電極２０５の状態が分かり易いように、図１８では、メッシュ状の第２の電極を持つ第２基板２０２は表示していない）。さらに、第１の電極２０５のみをメッシュ電極とした構成にすることも可能である。
　本実施例では、第２基板２０２の第１基板２０１と向かい合う側のほぼ全面に金属薄膜を成膜し、エッチングによりメッシュを成型している。窓２１３はメッシュ成型後に後加工しているが、メッシュ成型時後に同時に加工しても良い。また、廃液回収開口部２１２は、第２基板２０２に試料導入口２０９、試薬導入口２１０、２１０’、及び、廃液回収口２１１を加工する時に同時に加工している。
　図１６、図１７に計測のために反応液１２５に光１５７を通過するための窓を示す。図１６は、試料搬送デバイス２００内の反応液１２５に光１５７を通過するために、第２基板２０２の第２の電極２０８に開けた窓２１３であり、他の六角形の開口とは開口の形状が異なり、他の開口よりも開口が大きい。
　図１７は、同じく試料搬送デバイス２００内の反応液１２５に光１５７を通過するために、第１基板２０１の第１の電極２０５に開けた窓２１４であり、第１基板２０１の複数の第１の電極２０５の内、窓２１３の下に位置する第１の電極２０５’に加工されている。尚、窓２１３、窓２１４は、平面方向から見ると図１２の位置に複数加工されている。計測部１５４、１５４’の窓２１３の位置に移動してきた反応液１２５に光１５７が通過し、目的の成分量が計測される。
　この時、前述のように第２の電極２０８は開口率が９０％以上あるため、必ずしも窓２１３は必要なく、光１５７が目的の計測に必要な光量を持っていればメッシュの開口を通した計測も可能であるが、窓２１３のように他の開口より大きい開口を有する窓を計測部１５４、１５４’と対向する位置に配置することで光１５７を透過しやすくし、計測の精度を向上させることができる。また、第１の電極２０５においても同様であり、第１の電極２０５が第２の電極２０８のようなメッシュ構造であれば窓２１４を加工せずともメッシュの開口を通した計測が可能である。
　１００…液体分析システム、１１０…試料調整部、１１１…試料カセット投入搬送部、１１２…試料カセット、１１３…攪拌機構、１１４…試料用ディスペンサ洗浄機構、１１５…試料用ディスペンサ、１１６…試料調整ディスク、１１７…試料調整剤タンク、１１８…試料調整剤用ディスペンサ、１１９…試料調整ディスク洗浄機構、１２０…試料、１２１…試料チューブ、１２２…試料調整チューブ、１２３…試料調整剤、１２４…調整試料、１２５…反応液、１２６…廃液、１５０…試料搬送計測部、１５１…調整試料投入ディスペンサ、１５２…調整試料投入ディスペンサ洗浄機構、１５３…試薬投入部、１５３’…試薬投入部、１５４…計測部、１５４’…計測部、１５５…廃液回収部、１５６…試薬、１５６’…試薬、１５７…光、１５８…光源、１５９…受光部、２００…試料搬送デバイス、２０１…第１基板、２０２…第２基板、２０３…スペーサ、２０４…オイル、２０５…第１の電極、２０５’…第１の電極、２０６…絶縁膜、２０６’…絶縁膜、２０７…撥水膜、２０７’…撥水膜、２０８…第２の電極、２０９…試料導入口、２１０…試薬導入口、２１０’…試薬導入口、２１１…廃液回収口、２１２…廃液回収開口部、２１３…窓、２１４…窓、２５０…スイッチ、２５１…電源。

Claims (15)

  1. 　各々独立して電圧が印加される複数の第１の電極が設けられた第１の基板と、
    　前記第１の基板に対して隙間をあけて対向配置され、前記第１の電極に対向する第２の電極が設けられた第２の基板と、
    　前記第１の基板と前記第２の基板の間の隙間に試料を導入する試料導入口と、
    　前記第１の電極と、前記第２の電極と、の間に電圧を印加する電圧制御部と、
    　測定光を発生する光源と、
    　前記試料を通過した前記測定光を検出する検出部と、を備え、
    　前記第１の電極と前記第２の電極の少なくとも一方が、絶縁膜によって被膜され、開口部を有しており、
    　前記絶縁膜は、前記開口部を有する電極が設けられた基板と、前記開口部を介して接着している、ことを特徴とする液体分析装置。
  2. 　請求項１に記載の液体分析装置であって、
    　前記開口部を有する電極は、網目構造を有する電極である、ことを特徴とする液体分析装置。
  3. 　請求項１に記載の液体分析装置であって、
    　前記開口部を有する電極が設けられた基板は光透過性の基板である、ことを特徴とする液体分析装置。
  4. 　請求項１に記載の液体分析装置であって、
    　前記電圧制御部は、
    　複数の前記第１の電極の中の一部と、前記第２の電極と、の間に交流電圧を印加する、ことを特徴とする液体分析装置。
  5. 　請求項４に記載の液体分析装置であって、
    　前記電圧制御部は、
    　複数の前記第１の電極の中の一部と、前記第２の電極と、の間に印加する交流電圧として交流矩形波を用いる、ことを特徴とする液体分析装置。
  6. 　請求項１に記載の液体分析装置であって、
    　前記開口部の形状が四角形もしくは六角形である、ことを特徴とする液体分析装置。
  7. 　請求項１に記載の液体分析装置であって、
    　前記開口部の大きさが、前記隙間内に導入された試料液滴の、前記開口部を有する電極が設けられた基板の平面方向に投影される面積より小さいことを特徴とする液体分析装置。
  8. 　請求項１に記載の液体分析装置であって、
    　前記開口部を有する電極は、他の開口部と比して形状と大きさの少なくとも一方が異なる開口部を、前記光源と前記検出部との間に有する、ことを特徴とする液体分析装置。
  9. 　請求項１に記載の液体分析装置であって、
    　前記開口部を有する電極は、メッシュ電極である、ことを特徴とする液体分析装置。
  10. 　各々独立して電圧が印加される複数の第１の電極が設けられた第１の基板と、
    　前記第１の基板に対して隙間をあけて対向配置され、前記第１の電極に対向する第２の電極が設けられた第２の基板と、
    　前記第１の基板と前記第２の基板の間の隙間に試料を導入する試料導入口と、を備え、
    　前記第１の電極と前記第２の電極の少なくとも一方が、絶縁膜によって被膜され、開口部を有しており、
    　前記絶縁膜は、前記開口部を有する電極が設けられた基板と、前記開口部を介して接着している、ことを特徴とする液体搬送デバイス。
  11. 　請求項１０に記載の液体搬送デバイスであって、
    　前記開口部を有する電極は、網目構造を有する電極である、ことを特徴とする液体搬送デバイス。
  12. 　請求項１０に記載の液体搬送デバイスであって、
    　前記開口部を有する電極が設けられた基板は光透過性の基板である、ことを特徴とする液体搬送デバイス。
  13. 　請求項１０に記載の液体搬送デバイスであって、
    　前記開口部の形状が四角形もしくは六角形である、ことを特徴とする液体搬送デバイス。
  14. 　請求項９に記載の液体搬送デバイスであって、
    　前記開口部の大きさが、前記隙間内に導入された試料液滴の、前記メッシュ電極が設けられた基板の平面方向に投影される面積より小さいことを特徴とする液体搬送デバイス。
  15. 　請求項１０に記載の液体搬送デバイスであって、
    　前記開口部を有する電極は、メッシュ電極である、ことを特徴とする液体搬送デバイス。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020079834A1 (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 生化学用カートリッジ及び生化学分析装置
JP2020532723A (ja) * 2017-09-01 2020-11-12 ミロキュラス インコーポレイテッド デジタルマイクロ流体デバイスおよびその使用方法
US20210348097A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cell culture chip
US11738345B2 (en) 2019-04-08 2023-08-29 Miroculus Inc. Multi-cartridge digital microfluidics apparatuses and methods of use
US11772093B2 (en) 2022-01-12 2023-10-03 Miroculus Inc. Methods of mechanical microfluidic manipulation
US11833516B2 (en) 2016-12-28 2023-12-05 Miroculus Inc. Digital microfluidic devices and methods
US11857969B2 (en) 2017-07-24 2024-01-02 Miroculus Inc. Digital microfluidics systems and methods with integrated plasma collection device
US11890617B2 (en) 2015-06-05 2024-02-06 Miroculus Inc. Evaporation management in digital microfluidic devices
US11944974B2 (en) 2015-06-05 2024-04-02 Miroculus Inc. Air-matrix digital microfluidics apparatuses and methods for limiting evaporation and surface fouling
US11992842B2 (en) 2018-05-23 2024-05-28 Miroculus Inc. Control of evaporation in digital microfluidics

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08152406A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Shimadzu Corp 蛍光分析装置
JP2006196694A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Sony Corp 半導体発光素子
JP2006317365A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Hitachi High-Technologies Corp 化学分析装置
JP2008275412A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Hitachi High-Technologies Corp 試料分析システム及び試料搬送方法
JP2012230105A (ja) * 2011-04-22 2012-11-22 Sharp Corp アクティブマトリクス装置およびその駆動方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08152406A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Shimadzu Corp 蛍光分析装置
JP2006196694A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Sony Corp 半導体発光素子
US20060169997A1 (en) * 2005-01-13 2006-08-03 Jun Suzuki Semiconductor light-emitting device
JP2006317365A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Hitachi High-Technologies Corp 化学分析装置
JP2008275412A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Hitachi High-Technologies Corp 試料分析システム及び試料搬送方法
JP2012230105A (ja) * 2011-04-22 2012-11-22 Sharp Corp アクティブマトリクス装置およびその駆動方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11944974B2 (en) 2015-06-05 2024-04-02 Miroculus Inc. Air-matrix digital microfluidics apparatuses and methods for limiting evaporation and surface fouling
US11890617B2 (en) 2015-06-05 2024-02-06 Miroculus Inc. Evaporation management in digital microfluidic devices
US11833516B2 (en) 2016-12-28 2023-12-05 Miroculus Inc. Digital microfluidic devices and methods
US11857969B2 (en) 2017-07-24 2024-01-02 Miroculus Inc. Digital microfluidics systems and methods with integrated plasma collection device
JP7341124B2 (ja) 2017-09-01 2023-09-08 ミロキュラス インコーポレイテッド デジタルマイクロ流体デバイスおよびその使用方法
JP2020532723A (ja) * 2017-09-01 2020-11-12 ミロキュラス インコーポレイテッド デジタルマイクロ流体デバイスおよびその使用方法
US11992842B2 (en) 2018-05-23 2024-05-28 Miroculus Inc. Control of evaporation in digital microfluidics
JPWO2020079834A1 (ja) * 2018-10-19 2021-09-09 株式会社日立ハイテク 生化学用カートリッジ及び生化学分析装置
GB2591370B (en) * 2018-10-19 2022-09-21 Hitachi High Tech Corp Biochemical cartridge and biochemical analysis device
JP7022845B2 (ja) 2018-10-19 2022-02-18 株式会社日立ハイテク 生化学用カートリッジ及び生化学分析装置
WO2020079834A1 (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 生化学用カートリッジ及び生化学分析装置
GB2591370A (en) * 2018-10-19 2021-07-28 Hitachi High Tech Corp Biochemical cartridge and biochemical analysis device
CN112585474A (zh) * 2018-10-19 2021-03-30 株式会社日立高新技术 生物化学用盒和生物化学分析装置
US12064767B2 (en) 2018-10-19 2024-08-20 Hitachi High-Tech Corporation Biochemical cartridge and biochemical analysis device
US11738345B2 (en) 2019-04-08 2023-08-29 Miroculus Inc. Multi-cartridge digital microfluidics apparatuses and methods of use
US20210348097A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cell culture chip
US11772093B2 (en) 2022-01-12 2023-10-03 Miroculus Inc. Methods of mechanical microfluidic manipulation
US11857961B2 (en) 2022-01-12 2024-01-02 Miroculus Inc. Sequencing by synthesis using mechanical compression

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