WO2016143377A1 - Microchip, microchip well, analysis device using microchip, and analysis method using microchip - Google Patents
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Abstract
Provided is a microchip in which the occurrence of a void in a well when a liquid has flowed in is inhibited. This microchip into which a liquid flows has one or more wells, with a flow-in passage and a flow-out passage being disposed in the side surface of the well, the flow-in passage being arranged at an angle of 0 to 45° with respect to a tangential direction of the outer edge or a side direction of the well, and the liquid flow-out port at the upstream end part of the flow-out passage being arranged at a position with an angle of 240 to 315° to the flow direction of a liquid from a line segment connecting the liquid flow-in port at the downstream end part of the flow-in passage and the center of the well.
Description
本発明は、液体が流入されるマイクロチップ、マイクロチップのウェル、マイクロチップを用いた分析装置及びマイクロチップを用いた分析方法に関する。
The present invention relates to a microchip into which a liquid flows, a microchip well, an analysis apparatus using the microchip, and an analysis method using the microchip.
バイオテクノロジー分野で用いられるマイクロチップにはウェルを有しているものが多く、該ウェルで、試薬の混合、秤量、蛍光等の光検出、培養等が行われる。
しかし、ウェルは微小空間からなり、試薬や試料、培養液等の液体をウェルに流入させたとき等に空隙が生じやすい。空隙があると、秤量はもとより、試薬や試料等の混合においてもその混合比に誤差が生じる。また、光検出においても、空隙と試薬とでは、屈折率差が大きい（おおよそ0.3～0.4）ため、レンズ効果を起こし、錯乱、屈折等により集光効率が低下することがある。更には、空隙があるウェルに隣接するウェルがあった場合、クロストークの原因にもなり得る。すなわち、ウェル内の空隙は、マイクロチップの性能低下を招く要因となる。 Many microchips used in the biotechnology field have wells, and reagent mixing, weighing, light detection such as fluorescence, culture, and the like are performed in the wells.
However, the well consists of a minute space, and voids are likely to occur when a liquid such as a reagent, sample, or culture solution is flowed into the well. When there is a gap, an error occurs in the mixing ratio in mixing of reagents and samples as well as in weighing. Also in light detection, the gap between the reagent and the reagent has a large difference in refractive index (approximately 0.3 to 0.4), which may cause a lens effect and reduce the light collection efficiency due to confusion, refraction, and the like. Furthermore, if there is a well adjacent to a well with a void, it can also cause crosstalk. That is, the void in the well becomes a factor that causes the performance of the microchip to deteriorate.
しかし、ウェルは微小空間からなり、試薬や試料、培養液等の液体をウェルに流入させたとき等に空隙が生じやすい。空隙があると、秤量はもとより、試薬や試料等の混合においてもその混合比に誤差が生じる。また、光検出においても、空隙と試薬とでは、屈折率差が大きい（おおよそ0.3～0.4）ため、レンズ効果を起こし、錯乱、屈折等により集光効率が低下することがある。更には、空隙があるウェルに隣接するウェルがあった場合、クロストークの原因にもなり得る。すなわち、ウェル内の空隙は、マイクロチップの性能低下を招く要因となる。 Many microchips used in the biotechnology field have wells, and reagent mixing, weighing, light detection such as fluorescence, culture, and the like are performed in the wells.
However, the well consists of a minute space, and voids are likely to occur when a liquid such as a reagent, sample, or culture solution is flowed into the well. When there is a gap, an error occurs in the mixing ratio in mixing of reagents and samples as well as in weighing. Also in light detection, the gap between the reagent and the reagent has a large difference in refractive index (approximately 0.3 to 0.4), which may cause a lens effect and reduce the light collection efficiency due to confusion, refraction, and the like. Furthermore, if there is a well adjacent to a well with a void, it can also cause crosstalk. That is, the void in the well becomes a factor that causes the performance of the microchip to deteriorate.
通常、ウェルの流入口と流出口は一直線上に配置される場合が多い。試薬等の液体が狭い流入口から広い空間のウェルに注入されるとき、注入速度が速いと、液体が滴となり飛び出していく現象がみられる。この滴は、そのまま流出流路に当たり、滴の一部は流出口を通り、一部はウェルに残る。これを繰り返すことによって、ウェル中央部には液体が溜まらず、空隙のある状態となる。
Usually, the well inlet and outlet are often arranged in a straight line. When a liquid such as a reagent is injected from a narrow inlet into a well in a wide space, if the injection speed is high, there is a phenomenon that the liquid jumps out as a droplet. The droplet hits the outflow channel as it is, a part of the droplet passes through the outlet and a part remains in the well. By repeating this, liquid does not accumulate in the center of the well, and there is a gap.
このようにして生じた空隙を除去するため、例えば、特許文献１に記載されたマイクロチップ反応装置が開発されている。
該マイクロチップ反応装置は、液体を透過させず気体を透過させるガス透過性壁面により別の空間と隔てられた内部空間を有するマイクロチップと、所定溶液で満たされた前記内部空間内の圧力を前記別の空間の圧力よりも高くすることにより前記内部空間内の気泡を前記別の空間へ移動させる気泡除去手段と、を備えたものである。
特許文献１によれば、当該マイクロチップ反応装置は、マイクロチップ内に設けられた内部空間が液体を透過させず気体を透過させるガス透過性壁面により別の空間と隔てられており、該内部空間内の圧力を別の空間よりも高くして内部空間内の気泡を別の空間へ移動させる気泡除去手段を備えているので、溶液で満たされた微小空間内に気泡が存在しても、その気泡を微小空間から除去することができる、としている。 In order to remove the voids generated in this way, for example, a microchip reactor described inPatent Document 1 has been developed.
The microchip reaction apparatus includes a microchip having an internal space separated from another space by a gas-permeable wall that does not transmit liquid but allows gas to pass through, and pressure in the internal space filled with a predetermined solution. Bubble removing means for moving bubbles in the internal space to the another space by making the pressure higher than that in the other space.
According toPatent Document 1, in the microchip reaction apparatus, an internal space provided in the microchip is separated from another space by a gas-permeable wall that does not transmit liquid but transmits gas. Since it is equipped with a bubble removal means that moves the bubbles in the internal space to another space by raising the pressure in the other space, even if bubbles exist in the micro space filled with the solution, It is said that the bubbles can be removed from the minute space.
該マイクロチップ反応装置は、液体を透過させず気体を透過させるガス透過性壁面により別の空間と隔てられた内部空間を有するマイクロチップと、所定溶液で満たされた前記内部空間内の圧力を前記別の空間の圧力よりも高くすることにより前記内部空間内の気泡を前記別の空間へ移動させる気泡除去手段と、を備えたものである。
特許文献１によれば、当該マイクロチップ反応装置は、マイクロチップ内に設けられた内部空間が液体を透過させず気体を透過させるガス透過性壁面により別の空間と隔てられており、該内部空間内の圧力を別の空間よりも高くして内部空間内の気泡を別の空間へ移動させる気泡除去手段を備えているので、溶液で満たされた微小空間内に気泡が存在しても、その気泡を微小空間から除去することができる、としている。 In order to remove the voids generated in this way, for example, a microchip reactor described in
The microchip reaction apparatus includes a microchip having an internal space separated from another space by a gas-permeable wall that does not transmit liquid but allows gas to pass through, and pressure in the internal space filled with a predetermined solution. Bubble removing means for moving bubbles in the internal space to the another space by making the pressure higher than that in the other space.
According to
しかし、特許文献１に記載のマイクロチップ反応装置のような気泡除去手段を用いなくても、ウェルの空隙は、液体を、毛管力等を用いてゆっくり送ることで緩和できる。
このような毛管現象を用いた液体導入における気泡対策として、流入口及び流出口周辺に、ウェルより浅いデッキを設ける方法がある。ただし、毛管力によってウェルへ液体を充填するには時間がかかり、全体のタクトタイムを遅くしてしまう問題がある。 However, even without using bubble removing means such as the microchip reactor described inPatent Document 1, the voids in the well can be relaxed by slowly feeding the liquid using capillary force or the like.
As a countermeasure against bubbles in liquid introduction using such a capillary phenomenon, there is a method of providing a deck shallower than the well around the inlet and the outlet. However, it takes time to fill the well with the liquid by capillary force, and there is a problem that the overall tact time is delayed.
このような毛管現象を用いた液体導入における気泡対策として、流入口及び流出口周辺に、ウェルより浅いデッキを設ける方法がある。ただし、毛管力によってウェルへ液体を充填するには時間がかかり、全体のタクトタイムを遅くしてしまう問題がある。 However, even without using bubble removing means such as the microchip reactor described in
As a countermeasure against bubbles in liquid introduction using such a capillary phenomenon, there is a method of providing a deck shallower than the well around the inlet and the outlet. However, it takes time to fill the well with the liquid by capillary force, and there is a problem that the overall tact time is delayed.
本技術では、ウェルの構造を工夫することにより、液体が流入したときに、ウェル内に空隙が生じることを抑えたマイクロチップを提供することを主な目的とする。
This technology mainly aims to provide a microchip that suppresses the generation of voids in the well when the liquid flows by devising the well structure.
上記課題解決のため、本技術は、液体が流入されるマイクロチップであって、１個又は２個以上のウェルを有し、前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、マイクロチップを提供する。
前記ウェルは、閉曲線又は閉多角形の外形にすることができる。
前記流入通路は、該流入通路の開口部の開口面積が下流側に向かって広がるように形成することができる。
前記流入通路は、該流入通路の下流端部の液体流入口下辺と前記ウェルの底面とが連続するように設置することができる。
前記流出通路は、前記ウェル中の液体の流れ方向と反対の接線方向側又は辺方向側に配置することができる。
前記ウェルは、天面を有し、前記流出通路は、該流出通路の上流端部の液体流出口上辺と前記ウェルの天面とが連続するように設置することができる。
前記ウェルの中心は、前記閉曲線又は閉多角形の外形の重心とすることができる。
前記ウェルは円形とすることもできる。 In order to solve the above problem, the present technology is a microchip into which a liquid flows, and has one or more wells, and an inflow passage and an outflow passage are disposed on a side surface of the well, The inflow passage is disposed at an angle of 0 to 45 degrees with respect to the tangential direction or side direction of the outer edge of the well, and the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is the liquid at the downstream end of the inflow passage A microchip is provided which is disposed at a position of an angle of 240 to 315 degrees in a liquid flow direction from a line segment connecting an inlet and a center of a well.
The well may have a closed curve or a closed polygon outline.
The inflow passage may be formed such that the opening area of the opening portion of the inflow passage widens toward the downstream side.
The inflow passage can be installed so that the lower side of the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the bottom surface of the well are continuous.
The outflow passage may be disposed on the tangential side or the side direction side opposite to the flow direction of the liquid in the well.
The well has a top surface, and the outflow passage can be installed such that the upper side of the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage and the top surface of the well are continuous.
The center of the well may be the center of gravity of the closed curve or the outer shape of the closed polygon.
The well may be circular.
前記ウェルは、閉曲線又は閉多角形の外形にすることができる。
前記流入通路は、該流入通路の開口部の開口面積が下流側に向かって広がるように形成することができる。
前記流入通路は、該流入通路の下流端部の液体流入口下辺と前記ウェルの底面とが連続するように設置することができる。
前記流出通路は、前記ウェル中の液体の流れ方向と反対の接線方向側又は辺方向側に配置することができる。
前記ウェルは、天面を有し、前記流出通路は、該流出通路の上流端部の液体流出口上辺と前記ウェルの天面とが連続するように設置することができる。
前記ウェルの中心は、前記閉曲線又は閉多角形の外形の重心とすることができる。
前記ウェルは円形とすることもできる。 In order to solve the above problem, the present technology is a microchip into which a liquid flows, and has one or more wells, and an inflow passage and an outflow passage are disposed on a side surface of the well, The inflow passage is disposed at an angle of 0 to 45 degrees with respect to the tangential direction or side direction of the outer edge of the well, and the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is the liquid at the downstream end of the inflow passage A microchip is provided which is disposed at a position of an angle of 240 to 315 degrees in a liquid flow direction from a line segment connecting an inlet and a center of a well.
The well may have a closed curve or a closed polygon outline.
The inflow passage may be formed such that the opening area of the opening portion of the inflow passage widens toward the downstream side.
The inflow passage can be installed so that the lower side of the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the bottom surface of the well are continuous.
The outflow passage may be disposed on the tangential side or the side direction side opposite to the flow direction of the liquid in the well.
The well has a top surface, and the outflow passage can be installed such that the upper side of the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage and the top surface of the well are continuous.
The center of the well may be the center of gravity of the closed curve or the outer shape of the closed polygon.
The well may be circular.
また、本技術は、液体が流入されるマイクロチップに備えられたウェルであって、前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置されるウェルを提供することができる。
Further, the present technology is a well provided in a microchip into which a liquid is introduced, and an inflow passage and an outflow passage are disposed on a side surface of the well, and the inflow passage is in a tangential direction of an outer edge of the well Alternatively, the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is arranged at an angle of 0 ° to 45 ° with respect to the side direction, and the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well Wells can be provided that are positioned at an angle of 240 to 315 degrees from the minute to the liquid flow direction.
また、本技術は、マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する装置であって、前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される分析装置を提供することができる。
The present technology is an apparatus for analyzing a liquid sample using a microchip, the microchip has one or more wells, and an inflow passage and an outflow are formed on a side surface of the well. And the inflow passage is disposed at an angle of 0 ° to 45 ° with respect to the tangential direction or the side direction of the outer edge of the well, and the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage It is possible to provide an analyzer that is disposed at an angle of 240 degrees to 315 degrees in the sample flow direction from a line segment connecting the liquid inlet at the downstream end of the passage and the center of the well.
更に、本技術は、マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する方法であって、前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、前記流出通路の上流端部の液体流入口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される分析方法を提供することができる。
Furthermore, the present technology is a method for analyzing a liquid sample using a microchip, and the microchip has one or more wells, and an inflow passage and an outflow are formed on a side surface of the well. And the inflow passage is disposed at an angle of 0 ° to 45 ° with respect to the tangential direction or the side direction of the outer edge of the well, and the liquid inlet at the upstream end of the outflow passage is the inflow An analysis method can be provided in which a line segment connecting the liquid inlet at the downstream end of the passage and the center of the well is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the sample flow direction.
本技術によれば、ウェルに液体を流入させたときに、空隙を作ることなく液体を満たすことができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 According to the present technology, when a liquid is allowed to flow into a well, the liquid can be filled without creating a void.
Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 According to the present technology, when a liquid is allowed to flow into a well, the liquid can be filled without creating a void.
Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。
１．マイクロチップのウェルの構造
２．マイクロチップのウェルの第１実施態様
３．マイクロチップのウェルの第２実施態様
４．マイクロチップの製造方法
５．マイクロチップを用いた分析装置及び分析方法
６．マイクロチップの実施例 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present technology will be described. In addition, embodiment described below shows typical embodiment of this technique, and, thereby, the range of this technique is not interpreted narrowly. The description will be made in the following order.
1. 1. Microchip well structure 2. First embodiment of microchip well 2. Second embodiment ofmicrochip wells 4. Microchip manufacturing method 5. Analysis device and analysis method using microchip Example of microchip
１．マイクロチップのウェルの構造
２．マイクロチップのウェルの第１実施態様
３．マイクロチップのウェルの第２実施態様
４．マイクロチップの製造方法
５．マイクロチップを用いた分析装置及び分析方法
６．マイクロチップの実施例 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present technology will be described. In addition, embodiment described below shows typical embodiment of this technique, and, thereby, the range of this technique is not interpreted narrowly. The description will be made in the following order.
1. 1. Microchip well structure 2. First embodiment of microchip well 2. Second embodiment of
＜１．マイクロチップウェルの構造＞
本技術のマイクロチップは、１個又は２個以上のウェル、液体がウェルに流入する流入通路、及び液体がウェルから流出する流出通路を有する。
ウェルに液体を満たし、該ウェルで、例えば試薬混合、秤量、蛍光等の光検出、培養等を行う。
本技術において液体とは、液状のものであればよい。液体としては、例えば、蒸留水、細胞培養液、生理食塩水、プライマーや抗体等を含む液体、化学反応に用いる各種試薬が溶解した液体、又は血液、血清、血漿、骨髄液、尿等の液状の生体試料が挙げられる。また、液体には、ゲル等のような粘性を持った液体であって、マイクロチップに流入可能なものも含まれる。 <1. Microchip well structure>
The microchip of the present technology has one or more wells, an inflow passage through which liquid flows into the well, and an outflow passage through which liquid flows out of the well.
The well is filled with a liquid, and in the well, for example, reagent mixing, weighing, light detection such as fluorescence, culture, and the like are performed.
In the present technology, the liquid may be liquid. Examples of the liquid include distilled water, cell culture solution, physiological saline, a liquid containing primers and antibodies, a liquid in which various reagents used for chemical reaction are dissolved, or a liquid such as blood, serum, plasma, bone marrow fluid, urine, and the like. Biological samples of In addition, the liquid includes a liquid having viscosity such as a gel that can flow into the microchip.
本技術のマイクロチップは、１個又は２個以上のウェル、液体がウェルに流入する流入通路、及び液体がウェルから流出する流出通路を有する。
ウェルに液体を満たし、該ウェルで、例えば試薬混合、秤量、蛍光等の光検出、培養等を行う。
本技術において液体とは、液状のものであればよい。液体としては、例えば、蒸留水、細胞培養液、生理食塩水、プライマーや抗体等を含む液体、化学反応に用いる各種試薬が溶解した液体、又は血液、血清、血漿、骨髄液、尿等の液状の生体試料が挙げられる。また、液体には、ゲル等のような粘性を持った液体であって、マイクロチップに流入可能なものも含まれる。 <1. Microchip well structure>
The microchip of the present technology has one or more wells, an inflow passage through which liquid flows into the well, and an outflow passage through which liquid flows out of the well.
The well is filled with a liquid, and in the well, for example, reagent mixing, weighing, light detection such as fluorescence, culture, and the like are performed.
In the present technology, the liquid may be liquid. Examples of the liquid include distilled water, cell culture solution, physiological saline, a liquid containing primers and antibodies, a liquid in which various reagents used for chemical reaction are dissolved, or a liquid such as blood, serum, plasma, bone marrow fluid, urine, and the like. Biological samples of In addition, the liquid includes a liquid having viscosity such as a gel that can flow into the microchip.
本技術のマイクロチップのウェルは、閉曲線又は閉多角形の外形を有する。閉曲線の外形としては、例えば、円形、楕円形、アメーバ状、一部に直線を含む閉曲線の外形等が挙げられる。閉多角形の外形としては、例えば、ｎが３以上のｎ角形、正ｎ角形が挙げられる。好ましくは、例えば、五角形、正五角形、六角形、正六角形、七角形、正七角形、八角形、正八角形等が挙げられる。本技術において、後述する例では円形のウェルが用いられるが、これに限定されるものではない。
ウェルは、マイクロチップの立体形状が、例えばプレート状であれば、そのプレート形状に合わせた形状にすればよい。マイクロチップがプレート状の場合、ウェルの形状は、プレートの厚さに応じた高さを有する円柱、円錐台、逆円錐台、楕円柱、楕円台、逆楕円錐台、テーパー状、逆テーパー状、ｎ角柱、ｎ角錐台、逆ｎ角錘台、ｎ角胴テーパー状、逆ｎ角胴テーパー状等になり得る。
ウェルは底面を有し、天面も有することができる。底面及び／又は天面には、溝、段、斜面等があってもよい。
図１にウェルの構造の一例を示す。円柱状のウェル１は、天面と底面を有する。 The well of the microchip of the present technology has a closed curve or closed polygonal outline. Examples of the outer shape of the closed curve include a circle, an ellipse, an amoeba shape, and an outer shape of a closed curve partially including a straight line. Examples of the outer shape of the closed polygon include an n-gonal shape and an n-square shape whose n is 3 or more. Preferably, for example, a pentagon, a regular pentagon, a hexagon, a regular hexagon, a heptagon, a regular heptagon, an octagon, a regular octagon, and the like can be given. In the present technology, a circular well is used in an example described later, but the present invention is not limited to this.
If the three-dimensional shape of the microchip is, for example, a plate shape, the well may be shaped according to the plate shape. When the microchip has a plate shape, the shape of the well is a cylinder having a height corresponding to the thickness of the plate, a truncated cone, an inverted truncated cone, an elliptical cylinder, an elliptical cone, an inverted elliptical truncated cone, a tapered shape, an inverted tapered shape , An n prism, an n truncated pyramid, an inverted n truncated pyramid, an n rectangular barrel taper, an inverted n rectangular barrel taper, and the like.
The well has a bottom surface and can also have a top surface. The bottom surface and / or top surface may have grooves, steps, slopes, and the like.
FIG. 1 shows an example of a well structure. Thecolumnar well 1 has a top surface and a bottom surface.
ウェルは、マイクロチップの立体形状が、例えばプレート状であれば、そのプレート形状に合わせた形状にすればよい。マイクロチップがプレート状の場合、ウェルの形状は、プレートの厚さに応じた高さを有する円柱、円錐台、逆円錐台、楕円柱、楕円台、逆楕円錐台、テーパー状、逆テーパー状、ｎ角柱、ｎ角錐台、逆ｎ角錘台、ｎ角胴テーパー状、逆ｎ角胴テーパー状等になり得る。
ウェルは底面を有し、天面も有することができる。底面及び／又は天面には、溝、段、斜面等があってもよい。
図１にウェルの構造の一例を示す。円柱状のウェル１は、天面と底面を有する。 The well of the microchip of the present technology has a closed curve or closed polygonal outline. Examples of the outer shape of the closed curve include a circle, an ellipse, an amoeba shape, and an outer shape of a closed curve partially including a straight line. Examples of the outer shape of the closed polygon include an n-gonal shape and an n-square shape whose n is 3 or more. Preferably, for example, a pentagon, a regular pentagon, a hexagon, a regular hexagon, a heptagon, a regular heptagon, an octagon, a regular octagon, and the like can be given. In the present technology, a circular well is used in an example described later, but the present invention is not limited to this.
If the three-dimensional shape of the microchip is, for example, a plate shape, the well may be shaped according to the plate shape. When the microchip has a plate shape, the shape of the well is a cylinder having a height corresponding to the thickness of the plate, a truncated cone, an inverted truncated cone, an elliptical cylinder, an elliptical cone, an inverted elliptical truncated cone, a tapered shape, an inverted tapered shape , An n prism, an n truncated pyramid, an inverted n truncated pyramid, an n rectangular barrel taper, an inverted n rectangular barrel taper, and the like.
The well has a bottom surface and can also have a top surface. The bottom surface and / or top surface may have grooves, steps, slopes, and the like.
FIG. 1 shows an example of a well structure. The
ウェルの側面には、液体が流入する流入通路２１と流出通路３１が備えられる。ウェルの側面に流入通路の下流端部が接する面が、液体流入口２２であり、ウェルの側面に流出通路の上流端部が接する面が、液体流出口３２である。
The side of the well is provided with an inflow passage 21 and an outflow passage 31 through which liquid flows. The surface where the downstream end portion of the inflow passage contacts the side surface of the well is the liquid inflow port 22, and the surface where the upstream end portion of the outflow passage contacts the side surface of the well is the liquid outflow port 32.
流入通路は、マイクロチップを真上から見たときのウェルの形状の外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置される。言い換えれば、ウェルが閉曲線の外形を有する場合、液体流入口又は液体流入口の中心を接点とし、接点から延びる接線を０度とし、接点を中心としてウェルの外縁から離れる方向へ４５度までの角度内に、流入通路が、接点（液体流入口）から延びるように配置される。ウェルが閉多角形の外形を有する場合、液体流入口から伸びる又は液体流入口を通る辺を０度とし、液体流入口を中心としてウェルの外縁から離れる方向へ４５度までの角度内に、流入通路が配置される。
この角度をとることによって、液体が滴となり液体流入口からウェル内に飛び出しても、後述の液体流出口や流出流路に当ったりすることがなく、液体がウェルの側面に沿ってウェル内に流れやすくなる。 The inflow passage is arranged at an angle of 0 to 45 degrees with respect to the tangential direction or the side direction of the outer edge of the well shape when the microchip is viewed from directly above. In other words, if the well has a closed contour, the liquid inlet or the center of the liquid inlet is the contact, the tangent extending from the contact is 0 degrees, and the angle is 45 degrees in the direction away from the outer edge of the well with the contact as the center. Inside, the inflow passage is arranged to extend from the contact (liquid inlet). If the well has a closed polygonal profile, the edge extending from the liquid inlet or passing through the liquid inlet is 0 degree, and the inflow is at an angle of up to 45 degrees about the liquid inlet and away from the outer edge of the well. A passage is arranged.
By taking this angle, even if the liquid becomes droplets and jumps out of the liquid inlet into the well, the liquid does not hit the liquid outlet or outlet channel described later, but the liquid enters the well along the side of the well. It becomes easy to flow.
この角度をとることによって、液体が滴となり液体流入口からウェル内に飛び出しても、後述の液体流出口や流出流路に当ったりすることがなく、液体がウェルの側面に沿ってウェル内に流れやすくなる。 The inflow passage is arranged at an angle of 0 to 45 degrees with respect to the tangential direction or the side direction of the outer edge of the well shape when the microchip is viewed from directly above. In other words, if the well has a closed contour, the liquid inlet or the center of the liquid inlet is the contact, the tangent extending from the contact is 0 degrees, and the angle is 45 degrees in the direction away from the outer edge of the well with the contact as the center. Inside, the inflow passage is arranged to extend from the contact (liquid inlet). If the well has a closed polygonal profile, the edge extending from the liquid inlet or passing through the liquid inlet is 0 degree, and the inflow is at an angle of up to 45 degrees about the liquid inlet and away from the outer edge of the well. A passage is arranged.
By taking this angle, even if the liquid becomes droplets and jumps out of the liquid inlet into the well, the liquid does not hit the liquid outlet or outlet channel described later, but the liquid enters the well along the side of the well. It becomes easy to flow.
流出通路の上流端部がウェル側面と接した位置、すなわち液体流出口の位置は、マイクロチップを真上から見たとき、液体流入口又は液体流入口の中心と、ウェルの中心とを結んだ線分から、液体流入口から入ってくる液体の流れ方向に、２４０度～３１５度の位置で、ウェル側面に配置される。ここで、ウェルの中心は、ウェルの外形の重心とすることができ、例えばウェルが円形であれば、円の中心となる。
液体は、液体流入口から、ウェルの側面に沿って２４０度以上流れて液体流出口に到達する。また、液体は、ウェル側面に沿うようにウェル内を１周以上して、液体流出口に到達してもよい。このとき、液体は、ウェル側面に沿いながら底面を流れ、後から流入する液体に押されながらウェル内の上方へと渦を巻くように流れるようにすることもできる。 The position where the upstream end of the outflow passage is in contact with the side of the well, that is, the position of the liquid outlet, connects the center of the liquid inlet or the liquid inlet and the center of the well when the microchip is viewed from directly above. From the line segment, it is disposed on the side surface of the well at a position of 240 to 315 degrees in the flow direction of the liquid entering from the liquid inlet. Here, the center of the well can be the center of gravity of the outer shape of the well. For example, if the well is circular, it becomes the center of the circle.
From the liquid inlet, the liquid flows more than 240 degrees along the side of the well and reaches the liquid outlet. Further, the liquid may reach the liquid outlet after making one or more rounds in the well along the side surface of the well. At this time, the liquid may flow along the side of the well while flowing along the side of the well so as to swirl upward in the well while being pushed by the liquid flowing in later.
液体は、液体流入口から、ウェルの側面に沿って２４０度以上流れて液体流出口に到達する。また、液体は、ウェル側面に沿うようにウェル内を１周以上して、液体流出口に到達してもよい。このとき、液体は、ウェル側面に沿いながら底面を流れ、後から流入する液体に押されながらウェル内の上方へと渦を巻くように流れるようにすることもできる。 The position where the upstream end of the outflow passage is in contact with the side of the well, that is, the position of the liquid outlet, connects the center of the liquid inlet or the liquid inlet and the center of the well when the microchip is viewed from directly above. From the line segment, it is disposed on the side surface of the well at a position of 240 to 315 degrees in the flow direction of the liquid entering from the liquid inlet. Here, the center of the well can be the center of gravity of the outer shape of the well. For example, if the well is circular, it becomes the center of the circle.
From the liquid inlet, the liquid flows more than 240 degrees along the side of the well and reaches the liquid outlet. Further, the liquid may reach the liquid outlet after making one or more rounds in the well along the side surface of the well. At this time, the liquid may flow along the side of the well while flowing along the side of the well so as to swirl upward in the well while being pushed by the liquid flowing in later.
流入通路は、該流入通路の開口部の開口面積が、下流側すなわち液体流入口に向かって広がるように形成することができる。ここで、開口面積とは、マイクロチップを真上から見たとき、流入通路を真上から垂直に切ったときの断面の面積をいう。
流入通路において、上流側の開口面積を狭くし、下流側に向かって連続的に開口面積を広くすることによって、液体がウェル内に流入するときに滴を形成することや飛び散ることを防ぐことができる。 The inflow passage can be formed such that the opening area of the opening portion of the inflow passage extends toward the downstream side, that is, the liquid inlet. Here, the opening area refers to an area of a cross section when the microchip is viewed from directly above and the inflow passage is cut vertically from above.
In the inflow passage, by narrowing the opening area on the upstream side and continuously widening the opening area toward the downstream side, it is possible to prevent droplets from forming or splashing when the liquid flows into the well. it can.
流入通路において、上流側の開口面積を狭くし、下流側に向かって連続的に開口面積を広くすることによって、液体がウェル内に流入するときに滴を形成することや飛び散ることを防ぐことができる。 The inflow passage can be formed such that the opening area of the opening portion of the inflow passage extends toward the downstream side, that is, the liquid inlet. Here, the opening area refers to an area of a cross section when the microchip is viewed from directly above and the inflow passage is cut vertically from above.
In the inflow passage, by narrowing the opening area on the upstream side and continuously widening the opening area toward the downstream side, it is possible to prevent droplets from forming or splashing when the liquid flows into the well. it can.
また、流入通路は、該流入通路の下流端部の液体流入口の下辺と、ウェルの底面とが連続するように設置することができる。液体流入口の下辺がウェルの底面と段差が無いように連続することによって、液体がウェル内に流入するときに滴を形成することや飛び散ることを防ぐことができる。
なお、液体流入口の上辺は、ウェル天面と連続してもよいし、ウェル天面よりも低く、連続せずに段差等があってもよく、特に限定されない。 The inflow passage can be installed so that the lower side of the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the bottom surface of the well are continuous. When the lower side of the liquid inflow port is continuous with the bottom surface of the well so that there is no step, it is possible to prevent the liquid from being formed or scattered when flowing into the well.
The upper side of the liquid inlet may be continuous with the well top surface, lower than the well top surface, and may be stepped without being continuous, and is not particularly limited.
なお、液体流入口の上辺は、ウェル天面と連続してもよいし、ウェル天面よりも低く、連続せずに段差等があってもよく、特に限定されない。 The inflow passage can be installed so that the lower side of the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the bottom surface of the well are continuous. When the lower side of the liquid inflow port is continuous with the bottom surface of the well so that there is no step, it is possible to prevent the liquid from being formed or scattered when flowing into the well.
The upper side of the liquid inlet may be continuous with the well top surface, lower than the well top surface, and may be stepped without being continuous, and is not particularly limited.
流出通路は、液体の流れ方向と逆の方向に配置することが好ましい。
流出通路の下流側には、吸引等により液体を積極的に導入する構成要素を付加することができる。例えば、液体を通さず気体のみ通過する機能膜を配置する。気体は流出通路から機能膜を通って吸引されて、ウェル内に液体を導くことができる。
ここで、従来の形状を有するウェルに当該機能膜を適用すると、流入通路からの液体がウェルの液体流入口で滴となり流出通路に飛び出して機能膜を濡らすことがある。機能膜が濡れると、これ以上液体充填が進まず、ウェル内にほとんど液体がない状況になる。
そこで、前述した本技術に係るウェルを適用すれば、液体が滴になることや飛び出すことがないので機能膜を濡らすことがなく、ウェル内に空隙を作らずに、速やかに液体を充填することができる。 The outflow passage is preferably arranged in a direction opposite to the liquid flow direction.
A component that actively introduces liquid by suction or the like can be added to the downstream side of the outflow passage. For example, a functional film that passes only gas without passing liquid is disposed. The gas can be aspirated from the outflow passage through the functional membrane to direct the liquid into the well.
Here, when the functional film is applied to a well having a conventional shape, the liquid from the inflow passage may become droplets at the liquid inflow port of the well and jump out to the outflow passage to wet the functional film. When the functional film gets wet, liquid filling does not proceed any more and there is almost no liquid in the well.
Therefore, if the well according to the present technology described above is applied, the liquid does not become droplets or jump out, so that the functional film is not wetted, and the liquid is quickly filled without creating a void in the well. Can do.
流出通路の下流側には、吸引等により液体を積極的に導入する構成要素を付加することができる。例えば、液体を通さず気体のみ通過する機能膜を配置する。気体は流出通路から機能膜を通って吸引されて、ウェル内に液体を導くことができる。
ここで、従来の形状を有するウェルに当該機能膜を適用すると、流入通路からの液体がウェルの液体流入口で滴となり流出通路に飛び出して機能膜を濡らすことがある。機能膜が濡れると、これ以上液体充填が進まず、ウェル内にほとんど液体がない状況になる。
そこで、前述した本技術に係るウェルを適用すれば、液体が滴になることや飛び出すことがないので機能膜を濡らすことがなく、ウェル内に空隙を作らずに、速やかに液体を充填することができる。 The outflow passage is preferably arranged in a direction opposite to the liquid flow direction.
A component that actively introduces liquid by suction or the like can be added to the downstream side of the outflow passage. For example, a functional film that passes only gas without passing liquid is disposed. The gas can be aspirated from the outflow passage through the functional membrane to direct the liquid into the well.
Here, when the functional film is applied to a well having a conventional shape, the liquid from the inflow passage may become droplets at the liquid inflow port of the well and jump out to the outflow passage to wet the functional film. When the functional film gets wet, liquid filling does not proceed any more and there is almost no liquid in the well.
Therefore, if the well according to the present technology described above is applied, the liquid does not become droplets or jump out, so that the functional film is not wetted, and the liquid is quickly filled without creating a void in the well. Can do.
＜２．マイクロチップのウェルの第１実施態様＞
本技術に係るマイクロチップのウェルの第１実施形態を図２に示す。
ウェルを鉛直方向からみたときに、図２において、液体は、流入通路２１から流入してウェル１の側面に沿ってほぼ１周して流出通路３１へと流れるようになっている。ウェル１の形状が円柱状としたとき、流入通路２１と流出通路３１の配置は、ウェル１の中心と液体流入口２２とを結んだ線分から、液体の流れ方向に２４０度～３１５度の範囲にある。流入通路２１及び流出通路３１のそれぞれの接線とそれぞれの流路のなす角は、０度～４５度の範囲にある。流出通路３１は、流入通路２１から流入しウェル１を周回している液体の方向５１及び５２と逆方向に伸びているものとすることができる。 <2. First Embodiment of Microchip Well>
A first embodiment of a microchip well according to the present technology is shown in FIG.
When the well is viewed from the vertical direction, in FIG. 2, the liquid flows in from theinflow passage 21 and flows around the side of the well 1 to the outflow passage 31. When the shape of the well 1 is a cylindrical shape, the arrangement of the inflow passage 21 and the outflow passage 31 is in the range of 240 ° to 315 ° in the liquid flow direction from the line segment connecting the center of the well 1 and the liquid inlet 22. It is in. The angles formed between the respective tangents of the inflow passage 21 and the outflow passage 31 and the respective flow paths are in the range of 0 degree to 45 degrees. The outflow passage 31 may extend in a direction opposite to the directions 51 and 52 of the liquid flowing in from the inflow passage 21 and circulating around the well 1.
本技術に係るマイクロチップのウェルの第１実施形態を図２に示す。
ウェルを鉛直方向からみたときに、図２において、液体は、流入通路２１から流入してウェル１の側面に沿ってほぼ１周して流出通路３１へと流れるようになっている。ウェル１の形状が円柱状としたとき、流入通路２１と流出通路３１の配置は、ウェル１の中心と液体流入口２２とを結んだ線分から、液体の流れ方向に２４０度～３１５度の範囲にある。流入通路２１及び流出通路３１のそれぞれの接線とそれぞれの流路のなす角は、０度～４５度の範囲にある。流出通路３１は、流入通路２１から流入しウェル１を周回している液体の方向５１及び５２と逆方向に伸びているものとすることができる。 <2. First Embodiment of Microchip Well>
A first embodiment of a microchip well according to the present technology is shown in FIG.
When the well is viewed from the vertical direction, in FIG. 2, the liquid flows in from the
＜３．マイクロチップのウェルの第２実施態様＞
本技術に係るマイクロチップのウェルの第２実施形態を図３に示す。
ウェルを水平方向からみたときに、図３において、流入通路２１の下流端部の液体流入口２２の下辺は、ウェル１の底面に接しており、流出通路の上流端部の液体流出口３２は、ウェル天面に接している形状を有する。流入通路２１からウェル１へ液が突入するとき流入通路２１を滑り落ちるように、かつ流入通路２１の開口面積が徐々に大きくなるように、流入通路２１の底面２３が傾斜している。この構造により、液が、滴にならずにウェル１の底面から注がれ、ウェル１の上面に配置された流出通路３１から気体が排出される。流入通路２１の底面２３の傾斜角度は、例えば２０度～４５度の範囲にすることができる。 <3. Second Embodiment of Microchip Well>
FIG. 3 shows a second embodiment of a microchip well according to the present technology.
When the well is viewed from the horizontal direction, in FIG. 3, the lower side of theliquid inlet 22 at the downstream end of the inflow passage 21 is in contact with the bottom surface of the well 1, and the liquid outlet 32 at the upstream end of the outflow passage is , Having a shape in contact with the top surface of the well. The bottom surface 23 of the inflow passage 21 is inclined so as to slide down the inflow passage 21 when liquid enters the well 1 from the inflow passage 21 and so that the opening area of the inflow passage 21 gradually increases. With this structure, the liquid is poured from the bottom surface of the well 1 without becoming droplets, and the gas is discharged from the outflow passage 31 disposed on the top surface of the well 1. The inclination angle of the bottom surface 23 of the inflow passage 21 can be set in the range of 20 degrees to 45 degrees, for example.
本技術に係るマイクロチップのウェルの第２実施形態を図３に示す。
ウェルを水平方向からみたときに、図３において、流入通路２１の下流端部の液体流入口２２の下辺は、ウェル１の底面に接しており、流出通路の上流端部の液体流出口３２は、ウェル天面に接している形状を有する。流入通路２１からウェル１へ液が突入するとき流入通路２１を滑り落ちるように、かつ流入通路２１の開口面積が徐々に大きくなるように、流入通路２１の底面２３が傾斜している。この構造により、液が、滴にならずにウェル１の底面から注がれ、ウェル１の上面に配置された流出通路３１から気体が排出される。流入通路２１の底面２３の傾斜角度は、例えば２０度～４５度の範囲にすることができる。 <3. Second Embodiment of Microchip Well>
FIG. 3 shows a second embodiment of a microchip well according to the present technology.
When the well is viewed from the horizontal direction, in FIG. 3, the lower side of the
＜４．マイクロチップの製造方法＞
マイクロチップの材質は、ガラスや各種プラスチック（ＰＰ，ＰＣ，ＣＯＰ、ＰＤＭＳ）とすることができ、特に限定されない。マイクロチップを用いた分析を光学的に行う場合には、光透過性を有し、自家蛍光が少なく、波長分散が小さいために光学誤差の少ない材質を選択する。 <4. Microchip manufacturing method>
The material of the microchip can be glass or various plastics (PP, PC, COP, PDMS), and is not particularly limited. When the analysis using a microchip is performed optically, a material having optical transparency, low self-fluorescence, and low wavelength dispersion is selected.
マイクロチップの材質は、ガラスや各種プラスチック（ＰＰ，ＰＣ，ＣＯＰ、ＰＤＭＳ）とすることができ、特に限定されない。マイクロチップを用いた分析を光学的に行う場合には、光透過性を有し、自家蛍光が少なく、波長分散が小さいために光学誤差の少ない材質を選択する。 <4. Microchip manufacturing method>
The material of the microchip can be glass or various plastics (PP, PC, COP, PDMS), and is not particularly limited. When the analysis using a microchip is performed optically, a material having optical transparency, low self-fluorescence, and low wavelength dispersion is selected.
マイクロチップには、ハードコート層を付することもできる。ハードコート層は、通常使用されるハードコート剤を用いて製膜でき、例えば、フッ素系又はシリコン系防汚添加剤等の指紋付着防止剤を添加したUV硬化型ハードコート剤等を使用して製膜できる。特開2003-157579号公報には、ハードコート剤として、活性エネルギ線によって重合しうる重合性官能基を２個以上有する多官能性化合物（Ａ）、メルカプト基を有する有機基と加水分解性基または水酸基とがケイ素原子に結合しているメルカプトシラン化合物で表面修飾された平均粒径１～２００ｎｍの修飾コロイド状シリカ（Ｂ）、および、光重合開始剤（Ｃ）を含む活性エネルギ線硬化性組成物（Ｐ）が開示されている。
A hard coat layer can be attached to the microchip. The hard coat layer can be formed using a commonly used hard coat agent, for example, using a UV curable hard coat agent to which a fingerprint adhesion preventing agent such as a fluorine-based or silicon-based antifouling additive is added. Film can be formed. JP 2003-157579 A discloses a polyfunctional compound (A) having two or more polymerizable functional groups capable of being polymerized by active energy rays, an organic group having a mercapto group, and a hydrolyzable group as a hard coat agent. Alternatively, active energy ray-curing property comprising a modified colloidal silica (B) having an average particle diameter of 1 to 200 nm, which is surface-modified with a mercaptosilane compound in which a hydroxyl group is bonded to a silicon atom, and a photopolymerization initiator (C). Composition (P) is disclosed.
マイクロチップに配置されるウェル１、流入通路２１、流出通路３１等の成形は、ガラス製基板層のウェットエッチングやドライエッチングによって、またプラスチック製基板層のナノインプリントや射出成型、切削加工によって行うことができる。そして、ウェル１、流入通路２１、流出通路３１等を成形した基板層を、同じ材質又は異なる材質の基板層でカバーシールすることで、マイクロチップを形成することができる。
The well 1, the inflow passage 21, the outflow passage 31 and the like arranged on the microchip can be formed by wet etching or dry etching of a glass substrate layer, or by nanoimprinting, injection molding, or cutting of a plastic substrate layer. it can. A microchip can be formed by covering and sealing the substrate layer formed with the well 1, the inflow passage 21, the outflow passage 31 and the like with a substrate layer of the same material or a different material.
＜５．マイクロチップを用いた分析装置及び分析方法＞
本技術に係るマイクロチップは、マイクロチップを用いる各種分析装置に適用することができる。分析装置は、ウェルに充填された試料等を化学的、光学的、電気的又は磁気的に、微小粒子等の特性を分析することができる。液体試料等は、前記マイクロチップのウェルに空隙を有することなく充填され、分析の対象となる。
分析対象として、例えば、微小粒子が挙げられ、具体的には、動物細胞、植物細胞、微生物、リボソーム、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ、核酸、タンパク質等の生体関連微粒子、ラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子等を含む試料、有機高分子材料、無機高分子材料、金属等の粒子を含む試料等が挙げられる。 <5. Analysis device and analysis method using microchip>
The microchip according to the present technology can be applied to various analyzers using the microchip. The analysis apparatus can analyze the characteristics of microparticles, etc., chemically, optically, electrically, or magnetically in a sample or the like filled in a well. A liquid sample or the like is filled in the well of the microchip without having a gap and becomes an object of analysis.
Analyzes include, for example, microparticles. Specifically, animal cells, plant cells, microorganisms, ribosomes, liposomes, mitochondria, organelles, nucleic acids, proteins and other biologically related fine particles, latex particles and gel particles, industrial use Examples include samples containing synthetic particles such as particles, samples containing organic polymer materials, inorganic polymer materials, metals, and the like.
本技術に係るマイクロチップは、マイクロチップを用いる各種分析装置に適用することができる。分析装置は、ウェルに充填された試料等を化学的、光学的、電気的又は磁気的に、微小粒子等の特性を分析することができる。液体試料等は、前記マイクロチップのウェルに空隙を有することなく充填され、分析の対象となる。
分析対象として、例えば、微小粒子が挙げられ、具体的には、動物細胞、植物細胞、微生物、リボソーム、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ、核酸、タンパク質等の生体関連微粒子、ラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子等を含む試料、有機高分子材料、無機高分子材料、金属等の粒子を含む試料等が挙げられる。 <5. Analysis device and analysis method using microchip>
The microchip according to the present technology can be applied to various analyzers using the microchip. The analysis apparatus can analyze the characteristics of microparticles, etc., chemically, optically, electrically, or magnetically in a sample or the like filled in a well. A liquid sample or the like is filled in the well of the microchip without having a gap and becomes an object of analysis.
Analyzes include, for example, microparticles. Specifically, animal cells, plant cells, microorganisms, ribosomes, liposomes, mitochondria, organelles, nucleic acids, proteins and other biologically related fine particles, latex particles and gel particles, industrial use Examples include samples containing synthetic particles such as particles, samples containing organic polymer materials, inorganic polymer materials, metals, and the like.
本技術に係る分析装置は、例えば、試料の光学的分析を行う装置であれば、マイクロチップのウェルに充填された試料に対して波長選択された光を出射する光源と、試料に含まれる粒子から発せられた光を波長分離する分光光学系と、前記分光光学系により分離された光を検出する光検出器とを備えることができる。
If the analysis apparatus according to the present technology is an apparatus that performs optical analysis of a sample, for example, a light source that emits light having a wavelength selected with respect to the sample filled in the well of the microchip, and particles included in the sample And a photodetector for detecting the light separated by the spectroscopic optical system.
また、本技術に係る分析方法は、例えば、試料を光学的に分析するのであれば、マイクロチップのウェルに充填された試料に向かって波長選択された光を出射し、該光をウェルに照射し、ウェル中の試料に含まれる微小粒子等から発せられた光を波長分離し、光検出器により分離された光を検出することにより、行うことができる。
In addition, in the analysis method according to the present technology, for example, when a sample is optically analyzed, the wavelength-selected light is emitted toward the sample filled in the well of the microchip, and the well is irradiated with the light. The light emitted from the microparticles contained in the sample in the well can be wavelength-separated, and the light separated by the photodetector can be detected.
＜６．マイクロチップの実施例＞
図４に、本技術に係るマイクロチップの実施例における、ウェル部分を中心とした図面代用写真を示す。
ウェルの直径は３．２ｍｍ、深さ１．４ｍｍとし、流入通路及び流出通路の主な部位の幅は０．４ｍｍ、深さ０．１５ｍｍとした。
流出通路３１の下流に機能膜４を設置した。一方、流入通路２１を、底面２３を有するように形成し、ウェル１の底面と液体流入口２２の下辺とを連続させた。液体を流入通路２１の上流の開口部に接触させると、機能膜４が気体のみを通過させることにより液体が吸引される力が働き、液体がウェル１に流れ込んだ。このとき、空隙の原因となる滴の形成や飛び散り等の現象は見られなかった。ウェル１内の液体は、ウェル１の側面に沿って流れ、液体が液体流出口３２の高さまで達し、液体がウェル１に空隙を形成することなく充填された。 <6. Example of Microchip>
FIG. 4 shows a photograph substituted for a drawing centering on a well portion in an example of a microchip according to the present technology.
The diameter of the well was 3.2 mm, the depth was 1.4 mm, the width of the main part of the inflow passage and the outflow passage was 0.4 mm, and the depth was 0.15 mm.
Thefunctional membrane 4 was installed downstream of the outflow passage 31. On the other hand, the inflow passage 21 was formed to have a bottom surface 23, and the bottom surface of the well 1 and the lower side of the liquid inlet 22 were made continuous. When the liquid was brought into contact with the upstream opening of the inflow passage 21, the functional film 4 allowed only the gas to pass therethrough, so that the liquid was sucked and the liquid flowed into the well 1. At this time, no phenomenon such as formation of droplets or scattering that caused voids was observed. The liquid in the well 1 flowed along the side surface of the well 1, the liquid reached the height of the liquid outlet 32, and the liquid was filled without forming a void in the well 1.
図４に、本技術に係るマイクロチップの実施例における、ウェル部分を中心とした図面代用写真を示す。
ウェルの直径は３．２ｍｍ、深さ１．４ｍｍとし、流入通路及び流出通路の主な部位の幅は０．４ｍｍ、深さ０．１５ｍｍとした。
流出通路３１の下流に機能膜４を設置した。一方、流入通路２１を、底面２３を有するように形成し、ウェル１の底面と液体流入口２２の下辺とを連続させた。液体を流入通路２１の上流の開口部に接触させると、機能膜４が気体のみを通過させることにより液体が吸引される力が働き、液体がウェル１に流れ込んだ。このとき、空隙の原因となる滴の形成や飛び散り等の現象は見られなかった。ウェル１内の液体は、ウェル１の側面に沿って流れ、液体が液体流出口３２の高さまで達し、液体がウェル１に空隙を形成することなく充填された。 <6. Example of Microchip>
FIG. 4 shows a photograph substituted for a drawing centering on a well portion in an example of a microchip according to the present technology.
The diameter of the well was 3.2 mm, the depth was 1.4 mm, the width of the main part of the inflow passage and the outflow passage was 0.4 mm, and the depth was 0.15 mm.
The
なお、本技術は、以下のような構成も採ることができる。
〔１〕 液体が流入されるマイクロチップであって、
１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
マイクロチップ。
〔２〕 前記ウェルは、閉曲線又は閉多角形の外形を有する、前記〔１〕に記載のマイクロチップ。
〔３〕 前記流入通路は、該流入通路の開口部の開口面積が下流側に向かって広がるように形成される、前記〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロチップ。
〔４〕 前記流入通路は、該流入通路の下流端部の液体流入口下辺と前記ウェルの底面とが連続するように設置される、前記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔５〕 前記流出通路は、前記ウェル中の液体の流れ方向と反対の接線方向側又は辺方向側に配置される、前記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔６〕 前記ウェルは、天面を有し、
前記流出通路は、該流出通路の上流端部の液体流出口上辺と前記ウェルの天面とが連続するように設置される、前記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔７〕 前記ウェルの中心は、前記閉曲線又は閉多角形の外形の重心である、前記〔２〕～〔６〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔８〕 前記ウェルは円形である、前記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔９〕 液体が流入されるマイクロチップに備えられたウェルであって、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
ウェル。
〔１０〕 マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する装置であって、
前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
分析装置。
〔１１〕 マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する方法であって、
前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
分析方法。 In addition, this technique can also take the following structures.
[1] A microchip into which liquid is introduced,
Have one or more wells,
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the liquid flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Microchip.
[2] The microchip according to [1], wherein the well has a closed curve or a closed polygonal outer shape.
[3] The microchip according to [1] or [2], wherein the inflow passage is formed so that an opening area of an opening portion of the inflow passage expands toward a downstream side.
[4] The micro flow channel according to any one of [1] to [3], wherein the inflow passage is installed so that a lower side of a liquid inlet at a downstream end of the inflow passage and a bottom surface of the well are continuous. Chip.
[5] The microchip according to any one of [1] to [4], wherein the outflow passage is disposed on a tangential side or a side direction opposite to a flow direction of the liquid in the well.
[6] The well has a top surface,
The microchip according to any one of [1] to [5], wherein the outflow passage is installed so that the upper side of the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage and the top surface of the well are continuous.
[7] The microchip according to any one of [2] to [6], wherein the center of the well is a center of gravity of the outer shape of the closed curve or the closed polygon.
[8] The microchip according to any one of [1] to [7], wherein the well is circular.
[9] A well provided in a microchip into which liquid is introduced,
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the liquid flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Well.
[10] An apparatus for analyzing a liquid sample using a microchip,
The microchip has one or more wells;
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the sample flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Analysis equipment.
[11] A method for analyzing a liquid sample using a microchip,
The microchip has one or more wells;
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the sample flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Analysis method.
〔１〕 液体が流入されるマイクロチップであって、
１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
マイクロチップ。
〔２〕 前記ウェルは、閉曲線又は閉多角形の外形を有する、前記〔１〕に記載のマイクロチップ。
〔３〕 前記流入通路は、該流入通路の開口部の開口面積が下流側に向かって広がるように形成される、前記〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロチップ。
〔４〕 前記流入通路は、該流入通路の下流端部の液体流入口下辺と前記ウェルの底面とが連続するように設置される、前記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔５〕 前記流出通路は、前記ウェル中の液体の流れ方向と反対の接線方向側又は辺方向側に配置される、前記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔６〕 前記ウェルは、天面を有し、
前記流出通路は、該流出通路の上流端部の液体流出口上辺と前記ウェルの天面とが連続するように設置される、前記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔７〕 前記ウェルの中心は、前記閉曲線又は閉多角形の外形の重心である、前記〔２〕～〔６〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔８〕 前記ウェルは円形である、前記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔９〕 液体が流入されるマイクロチップに備えられたウェルであって、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
ウェル。
〔１０〕 マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する装置であって、
前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
分析装置。
〔１１〕 マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する方法であって、
前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
分析方法。 In addition, this technique can also take the following structures.
[1] A microchip into which liquid is introduced,
Have one or more wells,
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the liquid flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Microchip.
[2] The microchip according to [1], wherein the well has a closed curve or a closed polygonal outer shape.
[3] The microchip according to [1] or [2], wherein the inflow passage is formed so that an opening area of an opening portion of the inflow passage expands toward a downstream side.
[4] The micro flow channel according to any one of [1] to [3], wherein the inflow passage is installed so that a lower side of a liquid inlet at a downstream end of the inflow passage and a bottom surface of the well are continuous. Chip.
[5] The microchip according to any one of [1] to [4], wherein the outflow passage is disposed on a tangential side or a side direction opposite to a flow direction of the liquid in the well.
[6] The well has a top surface,
The microchip according to any one of [1] to [5], wherein the outflow passage is installed so that the upper side of the liquid outlet at the upstream end of the outflow passage and the top surface of the well are continuous.
[7] The microchip according to any one of [2] to [6], wherein the center of the well is a center of gravity of the outer shape of the closed curve or the closed polygon.
[8] The microchip according to any one of [1] to [7], wherein the well is circular.
[9] A well provided in a microchip into which liquid is introduced,
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the liquid flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Well.
[10] An apparatus for analyzing a liquid sample using a microchip,
The microchip has one or more wells;
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the sample flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Analysis equipment.
[11] A method for analyzing a liquid sample using a microchip,
The microchip has one or more wells;
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the sample flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Analysis method.
１ ウェル
２１ 流入通路
２２ 液体流入口
２３ 底面
３１ 流出通路
３２ 液体流出口
４ 機能膜
５１、５２ 液体の方向 DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Well 21 Inflow passage 22 Liquid inflow port 23 Bottom 31 Outflow passage 32 Liquid outflow port 4 Functional films 51 and 52 Direction of liquid
２１ 流入通路
２２ 液体流入口
２３ 底面
３１ 流出通路
３２ 液体流出口
４ 機能膜
５１、５２ 液体の方向 DESCRIPTION OF
Claims (11)
- 液体が流入されるマイクロチップであって、
１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
マイクロチップ。 A microchip into which a liquid flows,
Have one or more wells,
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the liquid flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Microchip. - 前記ウェルは、閉曲線又は閉多角形の外形を有する、請求項１に記載のマイクロチップ。 The microchip according to claim 1, wherein the well has a closed curve or a closed polygonal outline.
- 前記流入通路は、該流入通路の開口部の開口面積が下流側に向かって広がるように形成される、請求項１に記載のマイクロチップ。 The microchip according to claim 1, wherein the inflow passage is formed such that an opening area of an opening portion of the inflow passage expands toward a downstream side.
- 前記流入通路は、該流入通路の下流端部の液体流入口下辺と前記ウェルの底面とが連続するように設置される、請求項１に記載のマイクロチップ。 2. The microchip according to claim 1, wherein the inflow passage is installed so that a lower side of a liquid inlet at a downstream end of the inflow passage and a bottom surface of the well are continuous.
- 前記流出通路は、前記ウェル中の液体の流れ方向と反対の接線方向側又は辺方向側に配置される、請求項１に記載のマイクロチップ。 The microchip according to claim 1, wherein the outflow passage is arranged on a tangential side or a side direction side opposite to a flow direction of the liquid in the well.
- 前記ウェルは、天面を有し、
前記流出通路は、該流出通路の上流端部の液体流出口上辺と前記ウェルの天面とが連続するように設置される、請求項１に記載のマイクロチップ。 The well has a top surface;
2. The microchip according to claim 1, wherein the outflow passage is installed so that the upper side of the liquid outflow outlet at the upstream end of the outflow passage and the top surface of the well are continuous. - 前記ウェルの中心は、前記閉曲線又は閉多角形の外形の重心である、請求項２に記載のマイクロチップ。 3. The microchip according to claim 2, wherein the center of the well is a center of gravity of the outer shape of the closed curve or the closed polygon.
- 前記ウェルは円形である、請求項１に記載のマイクロチップ。 The microchip according to claim 1, wherein the well has a circular shape.
- 液体が流入されるマイクロチップに備えられたウェルであって、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から液体の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
ウェル。 A well provided in a microchip into which liquid is introduced,
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the liquid flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Well. - マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する装置であって、
前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
分析装置。 An apparatus for analyzing a liquid sample using a microchip,
The microchip has one or more wells;
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the sample flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Analysis equipment. - マイクロチップを用いて液体状の試料を分析する方法であって、
前記マイクロチップは、１個又は２個以上のウェルを有し、
前記ウェルの側面に、流入通路と流出通路とが配置され、
前記流入通路は、前記ウェルの外縁の接線方向又は辺方向に対して０度～４５度の角度で配置され、
前記流出通路の上流端部の液体流出口は、前記流入通路の下流端部の液体流入口とウェルの中心とを結んだ線分から試料の流れ方向に２４０度～３１５度の角度の位置に配置される、
分析方法。 A method of analyzing a liquid sample using a microchip,
The microchip has one or more wells;
An inflow passage and an outflow passage are disposed on the side surface of the well,
The inflow passage is disposed at an angle of 0 degree to 45 degrees with respect to a tangential direction or a side direction of the outer edge of the well,
The liquid outlet at the upstream end of the outflow passage is disposed at an angle of 240 ° to 315 ° in the sample flow direction from the line connecting the liquid inlet at the downstream end of the inflow passage and the center of the well. To be
Analysis method.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015-045510 | 2015-03-09 | ||
| JP2015045510 | 2015-03-09 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=56880234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/050912 WO2016143377A1 (en) | 2015-03-09 | 2016-01-14 | Microchip, microchip well, analysis device using microchip, and analysis method using microchip |
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|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070280857A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Applera Corporation | Devices and Methods for Positioning Dried Reagent In Microfluidic Devices |
| JP2012523829A (en) * | 2009-04-15 | 2012-10-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Fluid chamber without gas |
| JP2014030411A (en) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Sony Corp | Microchip for nucleic acid amplification reaction |
-
2016
- 2016-01-14 WO PCT/JP2016/050912 patent/WO2016143377A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070280857A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Applera Corporation | Devices and Methods for Positioning Dried Reagent In Microfluidic Devices |
| JP2012523829A (en) * | 2009-04-15 | 2012-10-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Fluid chamber without gas |
| JP2014030411A (en) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Sony Corp | Microchip for nucleic acid amplification reaction |
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