WO2016043196A1 - Sample analysis chip - Google Patents
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Definitions
- Patent Document 1 requires a mechanism for crushing the flow path, and is difficult to automate.
- the centrifugal liquid feeding is performed from the central liquid reservoir to the surrounding wells as in the conventional centrifugal liquid feeding chip, the liquid feeding amount to each well varies.
- Patent Document 2 requires a complicated mechanism and space for the tip to rotate and revolve, and when a plurality of treatments are to be added to the sample liquid, as shown in FIG. If a plurality of processes are performed after the distribution is performed, variations in each reaction well overlap and stable processes cannot be performed.
- the flow path from the radially inner side (position closer to the circle C1) to the radially outer side (position closer to the circle C2) is folded back approximately 180 degrees (including the case of 180 degrees) to the radially inner side. It is the flow path which has U shape provided so that it might return.
- the first straight flow path 10B is connected to the folded flow path 10A, and is a flow path that is directed radially inward along a direction inclined with respect to the radial direction of the circle C2 (a direction toward a position shifted from the center of the circle C2). It is.
- the groove width of the first straight channel 10B decreases as it goes inward in the radial direction.
- the sample liquid (first reaction solution) in the first reaction chamber 10 is injected into the measuring chamber 13.
- the pressure for injecting air, oil, or the like is such that the sample liquid (first reaction liquid) does not flow into the branch path 13F. That is, the air pressure and the sample liquid (which are hereinafter referred to as “measuring channel side space”) held in the space of the branch path 13F, the transfer path 2k, the second reaction chamber 12, the branch path 2m, and the excess liquid storage chamber 14
- the pressure should not exceed a resistance pressure derived from the surface tension of the first reaction solution. For this reason, for example, by setting the size of the vent hole 3b to an appropriate size, the resistance of the discharged fluid in the discharge channel of the measuring chamber 13 is made sufficiently lower than the resistance pressure. .
- the radially inner end of the starting end 30a of the first reaction chamber 30 communicates with the introduction path 2h extending to the circle C11.
- the radially inner end of the end portion 30b of the first reaction chamber 30 communicates with the end portion 34a of the sample mixing chamber 34 disposed between the start end portion 30a and the end portion 30b in the vicinity of the circle C11. Yes.
- the groove depth of the first reaction chamber 30 is h10 similar to that of the first embodiment.
- the groove width of the first reaction chamber 30 may be different depending on the part, but in the present embodiment, as an example, all of them have the same groove width.
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Abstract
This sample analysis chip is provided with: a substrate having a plate-shaped section sandwiched by a first surface and a second surface; a first reaction chamber provided to the plate-shaped section to store a sample liquid and cause a first reaction to occur in the entire sample liquid; a measurement chamber communicated with the first reaction chamber and formed in the plate-shaped section, the measurement chamber having a plurality of branching paths for measuring out a first reaction liquid obtained by the first reaction occurring in the sample liquid in the first reaction chamber; and a second reaction chamber group having a plurality of second reaction chambers communicated with the plurality of branching paths and formed in the plate-shaped section in order to individually cause a second reaction in the first reaction liquid moved through the plurality of branching paths; any one chamber among the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber group being provided to the first surface, and the chambers not provided to the first surface among the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber group being provided to the second surface.
Description
本発明は、試料分析チップに関する。例えば、生化学反応の検出や分析等に用いられ、複数の処理が可能な試料分析チップに関する。
本願は、2014年9月16日に、日本に出願された特願2014-188124号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。 The present invention relates to a sample analysis chip. For example, the present invention relates to a sample analysis chip that is used for detection and analysis of biochemical reactions and can perform a plurality of processes.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-188124 filed in Japan on September 16, 2014, the contents of which are incorporated herein by reference.
本願は、2014年9月16日に、日本に出願された特願2014-188124号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。 The present invention relates to a sample analysis chip. For example, the present invention relates to a sample analysis chip that is used for detection and analysis of biochemical reactions and can perform a plurality of processes.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-188124 filed in Japan on September 16, 2014, the contents of which are incorporated herein by reference.
従来、例えばDNA反応、たんぱく質反応等の生化学反応の分野において、微量のサンプル溶液を処理する反応装置として、μ-TAS(Total Analysis System)やLab-on-Chipと呼ばれる技術が知られている。これは、1個のチップやカートリッジに複数の反応室(以下、ウェル)や流路を供えた反応装置であり、複数の検体の解析、あるいは複数の反応を行うことができる。これらの技術はチップ及びカートリッジを小型化することで扱う薬品を少量にすることが可能であり、様々なメリットがあるとされてきた。
Conventionally, in the field of biochemical reactions such as DNA reactions and protein reactions, techniques called μ-TAS (Total Analysis System) and Lab-on-Chip are known as reaction apparatuses for processing a small amount of sample solution. . This is a reaction apparatus provided with a plurality of reaction chambers (hereinafter referred to as wells) and flow paths in one chip or cartridge, and can analyze a plurality of specimens or perform a plurality of reactions. These techniques have been considered to have various merits by reducing the amount of chemicals handled by reducing the size of the chip and cartridge.
そのメリットとは例えば従来使用していた強酸や強アルカリ薬品の分量が微量化することで人体への影響や環境への影響が格段に低くなること、また、生化学反応等に用いられる高額な試薬類の消費量が微量化することで分析、反応に費やすコストを低減できること、などが挙げられる。
The benefits include, for example, the fact that the amount of strong acids and strong alkaline chemicals that have been used in the past has been reduced to a much lower level, and the impact on the human body and the environment will be significantly reduced. For example, the amount of reagents consumed can be reduced so that the cost of analysis and reaction can be reduced.
チップやカートリッジを用いて生化学反応を最も効率よく行うためには、複数のウェルにそれぞれ異なる種類の薬品や検体、酵素等の反応試薬を配置し、これら薬品や検体、酵素と反応を起こす試薬を一本ないし数本の主導管からまとめてウェルに流し入れ、異なった複数の反応を生じさせる必要がある。
上記のような反応装置を用いれば、複数種の検体を同じ試薬で同時に処理をしたり、また逆に一種類の検体に同時に複数の処理を施したりすることができる。そのため、従来かかっていた時間や手間を大幅に減らすことが可能である。 In order to perform biochemical reactions most efficiently using chips and cartridges, reagent reagents that react with different chemicals, specimens, and enzymes are placed in multiple wells and react with these chemicals, specimens, and enzymes. Must flow from one or several main conduits into the well to produce different reactions.
By using the reaction apparatus as described above, a plurality of types of specimens can be simultaneously processed with the same reagent, and conversely, a single type of specimen can be simultaneously subjected to a plurality of processes. For this reason, it is possible to greatly reduce the time and labor required in the past.
上記のような反応装置を用いれば、複数種の検体を同じ試薬で同時に処理をしたり、また逆に一種類の検体に同時に複数の処理を施したりすることができる。そのため、従来かかっていた時間や手間を大幅に減らすことが可能である。 In order to perform biochemical reactions most efficiently using chips and cartridges, reagent reagents that react with different chemicals, specimens, and enzymes are placed in multiple wells and react with these chemicals, specimens, and enzymes. Must flow from one or several main conduits into the well to produce different reactions.
By using the reaction apparatus as described above, a plurality of types of specimens can be simultaneously processed with the same reagent, and conversely, a single type of specimen can be simultaneously subjected to a plurality of processes. For this reason, it is possible to greatly reduce the time and labor required in the past.
しかし、この際に流し入れるサンプルには高価、貴重なサンプルが多く、まず幾つかの生化学反応処理を行う事が多い。そのため、1度事前に処理をしたサンプルを使用してウェル内で反応を行う使用方法が少なくない。
However, the samples poured at this time are often expensive and valuable samples, and some biochemical reaction processes are often performed first. For this reason, there are many usage methods in which a reaction is performed in a well using a sample that has been processed once in advance.
つまりこの種の反応装置を用いる際、最初にサンプル全体に処理を行う技術と、その後複数の反応場に等量のサンプルを送液する技術と、送液後に各ウェルの中身が混ざり合わないようにする3つの技術が重要となる。このようなウェルへの送液を行うチップについての先行技術としては以下の先行技術が挙げられる。
In other words, when using this type of reaction device, the technology that processes the entire sample first, the technology that sends the same amount of sample to multiple reaction fields, and the contents of each well after feeding are not mixed. Three technologies to make are important. The following prior arts can be cited as prior arts for chips that perform liquid feeding to such wells.
特許文献1には、液溜めから遠心力を用いてウェルへの送液を行うチップにおいて、ウェルを独立させるために流路を変形、密封する技術が記載されている。
特許文献2には、遠心力を作用させる際、自転と公転とを織り交ぜることで各ウェルへの送液量にばらつきを低減する技術が記載されている。
特許文献3には、液体貯留部と遠心方向に伸びる流路を有するウェルを複数連結させた分析用媒体が記載されているが、液の配液性などには注視しておらず、逆にウェルに詰まった空気と液との押し合いで流体を制御している。
特許文献4には、マイクロチャネル内に予め充填しておいた熱溶融性物質を、ヒーターで粘度制御しつつ、入り口からの空圧により移動させて、マイクロチャネル内での流体制御を行なう、という方法が記載されている。Patent Document 1 describes a technique for deforming and sealing a flow path in order to make a well independent in a chip that sends liquid from a liquid reservoir to a well using centrifugal force.
Patent Document 2 describes a technique of reducing variation in the amount of liquid fed to each well by interweaving rotation and revolution when a centrifugal force is applied.
Patent Document 3 describes an analysis medium in which a plurality of wells each having a liquid storage part and a channel extending in the centrifugal direction are connected. However, the liquid distribution property of the liquid is not closely watched. The fluid is controlled by pressing the air and liquid clogged in the well.
According toPatent Document 4, a heat-meltable substance that has been preliminarily filled in a microchannel is moved by air pressure from the inlet while controlling the viscosity with a heater, and fluid control in the microchannel is performed. A method is described.
特許文献2には、遠心力を作用させる際、自転と公転とを織り交ぜることで各ウェルへの送液量にばらつきを低減する技術が記載されている。
特許文献3には、液体貯留部と遠心方向に伸びる流路を有するウェルを複数連結させた分析用媒体が記載されているが、液の配液性などには注視しておらず、逆にウェルに詰まった空気と液との押し合いで流体を制御している。
特許文献4には、マイクロチャネル内に予め充填しておいた熱溶融性物質を、ヒーターで粘度制御しつつ、入り口からの空圧により移動させて、マイクロチャネル内での流体制御を行なう、という方法が記載されている。
According to
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、流路を押しつぶす機構が必要であり、自動化が困難である。また、従来の遠心送液チップのように中央の液溜りから周囲のウェルに遠心送液を行うと、各ウェルへの送液量にばらつきが生じてしまう。
特許文献2に記載の技術では、チップが自転と公転とを行うための複雑な機構とスペースが必要となり、またサンプル液に複数の処理を加えようとした場合、特許文献2の図2の様に分配を行った後に複数の処理を行ってしまうと、反応ウェル毎のバラつきが重なっていって安定した処理が行えない。
特許文献3に記載の技術では、液体貯留部と液体貯留部の間の流路の液体は送液されない上、各ウェルに送液される液量は大きくバラつき、反応のたびに結果に差異が生じてしまう。
特許文献4に記載の技術では、空圧制御機構が必要であり、一度に多くの反応を行なう溶液処理チップにおいては、熱溶融性物質の移動を制御するための形状や機構が複雑になってしまう。 However, the prior art as described above has the following problems.
The technique described inPatent Document 1 requires a mechanism for crushing the flow path, and is difficult to automate. In addition, when the centrifugal liquid feeding is performed from the central liquid reservoir to the surrounding wells as in the conventional centrifugal liquid feeding chip, the liquid feeding amount to each well varies.
The technique described inPatent Document 2 requires a complicated mechanism and space for the tip to rotate and revolve, and when a plurality of treatments are to be added to the sample liquid, as shown in FIG. If a plurality of processes are performed after the distribution is performed, variations in each reaction well overlap and stable processes cannot be performed.
In the technique described inPatent Document 3, the liquid in the flow path between the liquid storage part and the liquid storage part is not supplied, and the amount of liquid supplied to each well varies greatly. It will occur.
In the technique described inPatent Document 4, an air pressure control mechanism is necessary, and in a solution processing chip that performs many reactions at once, the shape and mechanism for controlling the movement of the hot-melt material are complicated. End up.
特許文献1に記載の技術では、流路を押しつぶす機構が必要であり、自動化が困難である。また、従来の遠心送液チップのように中央の液溜りから周囲のウェルに遠心送液を行うと、各ウェルへの送液量にばらつきが生じてしまう。
特許文献2に記載の技術では、チップが自転と公転とを行うための複雑な機構とスペースが必要となり、またサンプル液に複数の処理を加えようとした場合、特許文献2の図2の様に分配を行った後に複数の処理を行ってしまうと、反応ウェル毎のバラつきが重なっていって安定した処理が行えない。
特許文献3に記載の技術では、液体貯留部と液体貯留部の間の流路の液体は送液されない上、各ウェルに送液される液量は大きくバラつき、反応のたびに結果に差異が生じてしまう。
特許文献4に記載の技術では、空圧制御機構が必要であり、一度に多くの反応を行なう溶液処理チップにおいては、熱溶融性物質の移動を制御するための形状や機構が複雑になってしまう。 However, the prior art as described above has the following problems.
The technique described in
The technique described in
In the technique described in
In the technique described in
また、一般的に酵素反応を行なう際、反応開始温度になる前に酵素と基質が接触すると、望んでいない副反応や反応阻害が起こり、反応効率が低下するという問題が発生する場合がある。チップ上での酵素反応においても、例えば酵素を各反応チャンバに充填しておき、試料溶液として基質を送液する場合、送液が完了した時点で酵素と基質が接触し、副反応や反応阻害が起きてしまう可能性がある。
さらに、生化学反応をチップ上で行う際、試料溶液分配後、反応チャンバ内を加熱して反応を行なう場合が多い。そのため、試料溶液の蒸発を防ぐために、さらにミネラルオイルなどの蒸発防止材をチップに注入したり、チップの物理的な封止を行なったりしなければならないことがあり、作業工程が多くなるという問題がある。 In general, when an enzyme reaction is performed, if the enzyme and the substrate come into contact before reaching the reaction start temperature, an undesirable side reaction or reaction inhibition may occur, resulting in a problem that the reaction efficiency is lowered. In the enzyme reaction on the chip, for example, when each reaction chamber is filled with the enzyme and the substrate is fed as a sample solution, the enzyme and the substrate come into contact with each other when the liquid feeding is completed, and side reactions and reaction inhibition occur. May happen.
Furthermore, when performing a biochemical reaction on a chip, the reaction is often performed by heating the inside of the reaction chamber after distributing the sample solution. Therefore, in order to prevent the sample solution from evaporating, it is sometimes necessary to inject an evaporation preventing material such as mineral oil into the chip or to physically seal the chip, which increases the number of work steps. There is.
さらに、生化学反応をチップ上で行う際、試料溶液分配後、反応チャンバ内を加熱して反応を行なう場合が多い。そのため、試料溶液の蒸発を防ぐために、さらにミネラルオイルなどの蒸発防止材をチップに注入したり、チップの物理的な封止を行なったりしなければならないことがあり、作業工程が多くなるという問題がある。 In general, when an enzyme reaction is performed, if the enzyme and the substrate come into contact before reaching the reaction start temperature, an undesirable side reaction or reaction inhibition may occur, resulting in a problem that the reaction efficiency is lowered. In the enzyme reaction on the chip, for example, when each reaction chamber is filled with the enzyme and the substrate is fed as a sample solution, the enzyme and the substrate come into contact with each other when the liquid feeding is completed, and side reactions and reaction inhibition occur. May happen.
Furthermore, when performing a biochemical reaction on a chip, the reaction is often performed by heating the inside of the reaction chamber after distributing the sample solution. Therefore, in order to prevent the sample solution from evaporating, it is sometimes necessary to inject an evaporation preventing material such as mineral oil into the chip or to physically seal the chip, which increases the number of work steps. There is.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、分析対象のサンプル液の送液、計量が容易であり、コンパクトな構成であっても複数種類の生化学反応を行うことができる試料分析チップを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems as described above, and can easily send and measure a sample liquid to be analyzed, and can perform a plurality of types of biochemical reactions even in a compact configuration. An object of the present invention is to provide a sample analysis chip that can be used.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る試料分析チップは、第1表面と第2表面とに挟まれた板状部を有する基材と、サンプル液を貯留し、前記サンプル液の全体に対して第1反応を生じさせるため前記板状部に設けられた第1反応室と、前記第1反応室と連通し、前記第1反応室において前記サンプル液に前記第1反応が生じることにより得られた第1反応液を量り取るため複数の分岐路を有し、前記板状部に形成された計量室と、前記複数の分岐路に連通し、前記複数の分岐路を通して移動された前記第1反応液に対して個別に第2反応を生じさせるために前記板状部に形成された複数の第2反応室を有する第2反応室グループと、を備え、前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうち、いずれか一つの室が前記第1表面に設けられ、前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうち、前記第1表面に設けられなかった室が前記第2表面に設けられている。
In order to solve the above problems, a sample analysis chip according to one aspect of the present invention stores a base material having a plate-like portion sandwiched between a first surface and a second surface, a sample liquid, and the sample A first reaction chamber provided in the plate-like portion for causing a first reaction to the whole liquid, and communicates with the first reaction chamber, and the first reaction is performed on the sample liquid in the first reaction chamber. A plurality of branch passages for measuring the first reaction liquid obtained by the occurrence of the above, a measuring chamber formed in the plate-like portion, communicated with the plurality of branch passages, and through the plurality of branch passages A second reaction chamber group having a plurality of second reaction chambers formed in the plate-like portion in order to cause a second reaction individually to the moved first reaction liquid, and One of the reaction chamber, the measuring chamber, and the second reaction chamber group Two chambers are provided on the first surface, and among the first reaction chamber, the weighing chamber, and the second reaction chamber group, a chamber that is not provided on the first surface is provided on the second surface. Yes.
前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうち、前記第1表面に設けられた室と、前記第2表面に設けられた室とは、少なくとも一部が前記板状部の板厚方向において重なり合うように配置されていてもよい。
Of the first reaction chamber, the weighing chamber, and the second reaction chamber group, at least a part of the chamber provided on the first surface and the chamber provided on the second surface are plate-shaped. You may arrange | position so that it may overlap in the plate | board thickness direction of a part.
前記計量室は、前記第1表面に設けられ、前記第1反応室は、前記第2表面に設けられていてもよい。
The measuring chamber may be provided on the first surface, and the first reaction chamber may be provided on the second surface.
前記複数の第2反応室は、前記第2表面に設けられていてもよい。
The plurality of second reaction chambers may be provided on the second surface.
前記計量室に設けられた前記複数の分岐路の各々の流路は、前記板状部の板厚方向に延在する複数の縦孔によって、前記複数の第2反応室の各々の室と一対一に連通されていてもよい。
Each flow path of the plurality of branch paths provided in the measurement chamber is paired with each chamber of the plurality of second reaction chambers by a plurality of vertical holes extending in the plate thickness direction of the plate-like portion. You may be connected to one.
前記第1反応室は、円環状の領域内で周方向に対して蛇行し、かつ、細長い形状を有する溝部を備えていてもよい。
The first reaction chamber may have a groove portion meandering in the circumferential direction in an annular region and having an elongated shape.
前記第1反応室および前記計量室と連通し、前記第1反応室から送液された前記第1反応液を前記計量室に送液する前に貯留して、前記第1反応液の成分の混合を促進するための試料混合室を備えていてもよい。
The first reaction solution communicated with the first reaction chamber and the measurement chamber, and stored before the first reaction solution sent from the first reaction chamber is sent to the measurement chamber, the components of the first reaction solution A sample mixing chamber for promoting mixing may be provided.
前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループに取り囲まれた中心領域を有し、前記中心領域に、前記サンプル液を前記第1反応室に送液するためのサンプル注入口と、前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうちのいずれかから溢れた余剰の液体を収容する余剰液体収容室と、が設けられていてもよい。
A sample inlet having a central region surrounded by the first reaction chamber, the metering chamber, and the second reaction chamber group, and for feeding the sample liquid to the first reaction chamber in the central region And a surplus liquid storage chamber for storing surplus liquid overflowing from any of the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber group.
前記中心領域において前記板状部から突出する突出方向に沿って径が減少する円錐台状の外形を有する凸部を備え、前記凸部の中心部に、前記凸部の突出方向と反対方向に径が減少し、分注器具が支持可能とされたテーパ孔部を有する前記サンプル注入口が設けられ、前記凸部の突出方向と反対方向において前記凸部内に形成された凹所によって、前記余剰液体収容室が形成されていてもよい。
A convex portion having a frustoconical outer shape whose diameter decreases along a protruding direction protruding from the plate-shaped portion in the central region, and in a central direction of the convex portion in a direction opposite to the protruding direction of the convex portion; The sample injection port having a tapered hole portion having a reduced diameter and capable of supporting a dispensing device is provided, and the surplus is formed by a recess formed in the convex portion in a direction opposite to the protruding direction of the convex portion. A liquid storage chamber may be formed.
前記余剰液体収容室は、外部に開口する通気路を備えていてもよい。
The surplus liquid storage chamber may be provided with an air passage that opens to the outside.
前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのそれぞれを覆うように、前記板状部の表面に貼り付けられた複数の蓋材を備えていてもよい。
A plurality of lid members attached to the surface of the plate-like portion may be provided so as to cover each of the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber group.
前記複数の蓋材は、金属製のシート状部材を備えた金属蓋材を含んでいてもよい。
The plurality of lid members may include a metal lid member provided with a metal sheet-like member.
前記複数の蓋材は、金属と樹脂フィルムとの複合材料を備えた複合蓋材を含んでいてもよい。
The plurality of lid members may include a composite lid member provided with a composite material of a metal and a resin film.
金属シートと前記樹脂フィルムとの間に光吸収性材料を含み、前記光吸収性材料を介して前記金属シートと前記樹脂フィルムとが接合された前記蓋材を含んでいてもよい。
A light-absorbing material may be included between the metal sheet and the resin film, and the lid member in which the metal sheet and the resin film are bonded via the light-absorbing material may be included.
前記板状部は、樹脂材料によって形成されていてもよい。
The plate-like portion may be made of a resin material.
本発明の一態様に係る試料分析チップによれば、板状部の第1表面と第2表面とに分かれて(分離的に)、第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)を備えるため、分析対象のサンプル液の送液、計量が容易であり、コンパクトな構成であっても複数種類の生化学反応を行うことができるという効果を奏する。
According to the sample analysis chip according to one aspect of the present invention, the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (first) are separated into the first surface and the second surface of the plate-like portion (separately). 2 reaction chamber groups), it is easy to send and measure the sample liquid to be analyzed, and it is possible to perform a plurality of types of biochemical reactions even with a compact configuration.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップについて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な正面図である。図2Aは、図1における試料分析チップをA方向から視た平面図である。図2Bは、図1における試料分析チップをB方向から視た平面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な裏面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な平面図である。図5は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの注入口近傍の模式的な断面図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの第1反応室と計量室との接続部における模式的な断面図である。図7は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の裏面図の部分拡大図である。図8は、図7に示すC-C線における断面図である。図9は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの通気孔近傍の模式的な断面図である。図10は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の平面図の部分拡大図である。図11は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの計量室と第2反応室との接続部における模式的な断面図である。 [First Embodiment]
A sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing the configuration of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 1 viewed from the A direction. FIG. 2B is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 1 viewed from the B direction. FIG. 3 is a schematic back view of a base material used for the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic plan view of a substrate used for the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view in the vicinity of the inlet of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the connection portion between the first reaction chamber and the measurement chamber of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partially enlarged view of a back view of the base material used in the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the vent hole of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partially enlarged view of a plan view of a base material used in the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a connection portion between the measurement chamber and the second reaction chamber of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention.
本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップについて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な正面図である。図2Aは、図1における試料分析チップをA方向から視た平面図である。図2Bは、図1における試料分析チップをB方向から視た平面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な裏面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な平面図である。図5は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの注入口近傍の模式的な断面図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの第1反応室と計量室との接続部における模式的な断面図である。図7は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の裏面図の部分拡大図である。図8は、図7に示すC-C線における断面図である。図9は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの通気孔近傍の模式的な断面図である。図10は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の平面図の部分拡大図である。図11は、本発明の第1の実施形態に係る試料分析チップの計量室と第2反応室との接続部における模式的な断面図である。 [First Embodiment]
A sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing the configuration of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 1 viewed from the A direction. FIG. 2B is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 1 viewed from the B direction. FIG. 3 is a schematic back view of a base material used for the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic plan view of a substrate used for the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view in the vicinity of the inlet of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the connection portion between the first reaction chamber and the measurement chamber of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partially enlarged view of a back view of the base material used in the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the vent hole of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partially enlarged view of a plan view of a base material used in the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a connection portion between the measurement chamber and the second reaction chamber of the sample analysis chip according to the first embodiment of the present invention.
図1~3に示すように、本実施形態に係る試料分析チップ1は、生化学分析の分析対象のサンプル液(図示略)を注入し、このサンプル液に対して、内部で第1反応および第2反応を行うために用いる略円板状の装置である。サンプル液、第1反応、および第2反応の例は、まとめて後述する。
試料分析チップ1を用いた分析では、サンプル液の移動に関して、圧送と遠心力を利用した移動とを用いることが可能である。このため、試料分析チップ1は、図示略の分析装置において、外形の中心と分析装置の回転中心とが一致するように配置される。
図1に示すように、試料分析チップ1は、チップ本体2(基材、板状部)、上蓋3(蓋材)、および下蓋4(蓋材)からなる。 As shown in FIGS. 1 to 3, thesample analysis chip 1 according to the present embodiment injects a sample liquid (not shown) to be analyzed in the biochemical analysis, and the first reaction and internal reaction are performed on the sample liquid. It is a substantially disk-shaped device used for performing the second reaction. Examples of the sample solution, the first reaction, and the second reaction will be described later.
In the analysis using thesample analysis chip 1, it is possible to use pressure feeding and movement using centrifugal force with respect to movement of the sample liquid. For this reason, the sample analysis chip 1 is arranged in an analysis device (not shown) such that the center of the outer shape coincides with the rotation center of the analysis device.
As shown in FIG. 1, thesample analysis chip 1 includes a chip body 2 (base material, plate-like portion), an upper lid 3 (lid material), and a lower lid 4 (lid material).
試料分析チップ1を用いた分析では、サンプル液の移動に関して、圧送と遠心力を利用した移動とを用いることが可能である。このため、試料分析チップ1は、図示略の分析装置において、外形の中心と分析装置の回転中心とが一致するように配置される。
図1に示すように、試料分析チップ1は、チップ本体2(基材、板状部)、上蓋3(蓋材)、および下蓋4(蓋材)からなる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the
In the analysis using the
As shown in FIG. 1, the
チップ本体2は、第1表面2fと第2表面2gとに挟まれた板状部材(第1表面2fと第2表面2gとを有する板状部材)からなる。チップ本体2の平面視の外形は円形である。
チップ本体2の表面および内部には、サンプル液を導入したり、移動したりするため、互いに連通する溝、凹部、孔部などによる流路構造が形成されている。 Thechip body 2 is composed of a plate-like member (a plate-like member having the first surface 2f and the second surface 2g) sandwiched between the first surface 2f and the second surface 2g. The outer shape of the chip body 2 in plan view is circular.
On the surface and inside of thechip body 2, in order to introduce or move the sample liquid, a flow path structure is formed by grooves, recesses, holes and the like communicating with each other.
チップ本体2の表面および内部には、サンプル液を導入したり、移動したりするため、互いに連通する溝、凹部、孔部などによる流路構造が形成されている。 The
On the surface and inside of the
チップ本体2の材質としては、後述する流路構造を形成することができ、サンプル液等の試料に影響を与えない材質であれば特に制限はない。
チップ本体2の材質としては、例えば、樹脂材料や金属材料を用いることができる。
チップ本体2の製造方法としては、樹脂材料の場合には、射出成形、真空成形等の各種樹脂成形法や、機械切削などを用いることができる。安価に製造するには、成形型を用いた樹脂成形品を用いることが好ましい。また、流路構造の断面寸法が、サブミリオーダー程度以上の大きさであれば、押し出し成形なども用いることができる。
金属材料の場合には、厚手の基材を用いた研削加工やエッチング、薄手の金属シート(シート状部材)にプレス加工や絞り加工を施すことで形成することができる。 The material of thechip body 2 is not particularly limited as long as it can form a flow channel structure described later and does not affect the sample such as a sample liquid.
As a material of thechip body 2, for example, a resin material or a metal material can be used.
As a manufacturing method of thechip body 2, in the case of a resin material, various resin molding methods such as injection molding and vacuum molding, mechanical cutting, and the like can be used. In order to manufacture at low cost, it is preferable to use a resin molded product using a mold. Further, if the cross-sectional dimension of the flow channel structure is about a sub-millimeter order, extrusion molding or the like can be used.
In the case of a metal material, it can be formed by grinding or etching using a thick base material, or pressing or drawing a thin metal sheet (sheet-like member).
チップ本体2の材質としては、例えば、樹脂材料や金属材料を用いることができる。
チップ本体2の製造方法としては、樹脂材料の場合には、射出成形、真空成形等の各種樹脂成形法や、機械切削などを用いることができる。安価に製造するには、成形型を用いた樹脂成形品を用いることが好ましい。また、流路構造の断面寸法が、サブミリオーダー程度以上の大きさであれば、押し出し成形なども用いることができる。
金属材料の場合には、厚手の基材を用いた研削加工やエッチング、薄手の金属シート(シート状部材)にプレス加工や絞り加工を施すことで形成することができる。 The material of the
As a material of the
As a manufacturing method of the
In the case of a metal material, it can be formed by grinding or etching using a thick base material, or pressing or drawing a thin metal sheet (sheet-like member).
チップ本体2に用いることができる樹脂材料の例としては、製造し易さ、量産性等を考慮すると、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の合成樹脂を挙げることができる。
Examples of resin materials that can be used for the chip body 2 include, for example, synthetic resins such as polypropylene resin, polycarbonate resin, acrylic resin, silicon resin, and fluororesin in consideration of ease of manufacture and mass productivity. Can do.
特にポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂のいずれかを含む樹脂材料を用いることにより、良好な可視光透過性を確保することができる。このため、第1反応や第2反応における反応の検出に光学的な検出方法を用いることが可能である。
なお、本明細書では、「透明」及び「光透過性」とは、検出光の波長領域での平均透過率が70%以上であることを意味する。
検出光の波長範囲は、可視光領域(波長350~780nm)には限定されない。チップ本体2として、可視光領域で光透過性を有する材料を用いれば、チップ内の試料状態の視認が容易となる。検出器として、可視光領域以外の検出光に感度を有する検知器を用いる場合には、その検出光の波長領域のみの透過率が良好であればよい。 In particular, by using a resin material containing any of a polypropylene resin, a polycarbonate resin, and an acrylic resin, good visible light permeability can be ensured. For this reason, it is possible to use an optical detection method for the detection of the reaction in the first reaction or the second reaction.
In the present specification, “transparent” and “light transmittance” mean that the average transmittance in the wavelength region of the detection light is 70% or more.
The wavelength range of the detection light is not limited to the visible light region (wavelength 350 to 780 nm). If a material having optical transparency in the visible light region is used as thechip body 2, the sample state in the chip can be easily viewed. When a detector having sensitivity to detection light other than the visible light region is used as the detector, it is sufficient that the transmittance of only the wavelength region of the detection light is good.
なお、本明細書では、「透明」及び「光透過性」とは、検出光の波長領域での平均透過率が70%以上であることを意味する。
検出光の波長範囲は、可視光領域(波長350~780nm)には限定されない。チップ本体2として、可視光領域で光透過性を有する材料を用いれば、チップ内の試料状態の視認が容易となる。検出器として、可視光領域以外の検出光に感度を有する検知器を用いる場合には、その検出光の波長領域のみの透過率が良好であればよい。 In particular, by using a resin material containing any of a polypropylene resin, a polycarbonate resin, and an acrylic resin, good visible light permeability can be ensured. For this reason, it is possible to use an optical detection method for the detection of the reaction in the first reaction or the second reaction.
In the present specification, “transparent” and “light transmittance” mean that the average transmittance in the wavelength region of the detection light is 70% or more.
The wavelength range of the detection light is not limited to the visible light region (wavelength 350 to 780 nm). If a material having optical transparency in the visible light region is used as the
ポリプロピレン樹脂としては、例えば、ホモポリプロピレンやポリプロピレンとポリエチレンとのランダム共重合体を使用することができる。
また、アクリル樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、または、メタクリル酸メチルとその他のメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレンなどのモノマーとの共重合体を使用することができる。
また、これらの樹脂材料を使用する場合、チップの耐熱性や強度を確保することもできる。 As the polypropylene resin, for example, homopolypropylene or a random copolymer of polypropylene and polyethylene can be used.
Moreover, as an acrylic resin, the copolymer of monomers, such as polymethyl methacrylate or methyl methacrylate, and other methacrylic acid ester, acrylic acid ester, styrene, can be used, for example.
Moreover, when using these resin materials, the heat resistance and intensity | strength of a chip | tip can also be ensured.
また、アクリル樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、または、メタクリル酸メチルとその他のメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレンなどのモノマーとの共重合体を使用することができる。
また、これらの樹脂材料を使用する場合、チップの耐熱性や強度を確保することもできる。 As the polypropylene resin, for example, homopolypropylene or a random copolymer of polypropylene and polyethylene can be used.
Moreover, as an acrylic resin, the copolymer of monomers, such as polymethyl methacrylate or methyl methacrylate, and other methacrylic acid ester, acrylic acid ester, styrene, can be used, for example.
Moreover, when using these resin materials, the heat resistance and intensity | strength of a chip | tip can also be ensured.
チップ本体2に用いることができる金属材料の例としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、ニッケル、真鍮等の金属材料を挙げることができる。
チップ本体2の材質として、金属材料を用いる場合、熱伝導率が良好となり、封止性能もより向上することができる。 Examples of the metal material that can be used for thechip body 2 include metal materials such as aluminum, copper, silver, nickel, and brass.
When a metal material is used as the material of thechip body 2, the thermal conductivity is good and the sealing performance can be further improved.
チップ本体2の材質として、金属材料を用いる場合、熱伝導率が良好となり、封止性能もより向上することができる。 Examples of the metal material that can be used for the
When a metal material is used as the material of the
本実施形態では、一例として、チップ本体2は、付加製造法を用いた紫外線硬化樹脂製の基材を用いている。
In the present embodiment, as an example, the chip body 2 uses a base material made of an ultraviolet curable resin using an additive manufacturing method.
上蓋3は、チップ本体2の第1表面2fに貼り付けられ、第1表面2f上に形成された流路構造を封止するための円板状の蓋材である。
ただし、図2Aに示すように、上蓋3の中心部には、チップ本体2にサンプル液を注入するための円孔からなる注入口3a(サンプル注入口)と、チップ本体2内の流路構造に導入された空気などの流体を排出するための円孔からなる通気孔3bと、が厚さ方向に貫通して設けられている。 Theupper lid 3 is a disc-shaped lid member that is attached to the first surface 2f of the chip body 2 and seals the flow path structure formed on the first surface 2f.
However, as shown in FIG. 2A, aninjection port 3a (sample injection port) composed of a circular hole for injecting a sample liquid into the chip body 2 and a flow channel structure in the chip body 2 are provided at the center of the upper lid 3. A vent hole 3b made of a circular hole for discharging a fluid such as air introduced into is provided so as to penetrate in the thickness direction.
ただし、図2Aに示すように、上蓋3の中心部には、チップ本体2にサンプル液を注入するための円孔からなる注入口3a(サンプル注入口)と、チップ本体2内の流路構造に導入された空気などの流体を排出するための円孔からなる通気孔3bと、が厚さ方向に貫通して設けられている。 The
However, as shown in FIG. 2A, an
下蓋4は、チップ本体2の第2表面2gに貼り付けられ、第2表面2g上に形成された流路構造を封止するための円板状の蓋材である。下蓋4は、チップ本体2の外形よりも小径の円板状の部材からなる。
The lower lid 4 is a disc-shaped lid member that is attached to the second surface 2g of the chip body 2 and seals the flow path structure formed on the second surface 2g. The lower lid 4 is made of a disk-shaped member having a smaller diameter than the outer shape of the chip body 2.
上蓋3および下蓋4の材質は、チップ本体2の表面に密着して貼り付け可能であって、チップ本体2の流路構造に導入されるサンプル液等の流体を封止できる材質であれば、適宜の材質を用いることができる。
例えば、上蓋3、下蓋4として、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属シート(金属製のシート、金属蓋材)を用いることができる。上蓋3、下蓋4のチップ本体2への貼り付け方法は、例えば、接着、溶着などを用いることができる。
このように、上蓋3、下蓋4として金属シートを用いた場合、上蓋3、下蓋4が樹脂材料などである場合に比べて熱伝導性が良好になる。そのため、流路構造内のサンプル液の反応を制御するため、試料分析チップ1の加熱や冷却を行う場合に、迅速かつ高精度に加熱、冷却を行うことができる。 The material of theupper lid 3 and the lower lid 4 may be any material that can be attached in close contact with the surface of the chip body 2 and can seal a fluid such as a sample solution introduced into the channel structure of the chip body 2. Any suitable material can be used.
For example, as theupper lid 3 and the lower lid 4, for example, a metal sheet (metal sheet, metal lid member) such as aluminum or stainless steel can be used. As a method of attaching the upper lid 3 and the lower lid 4 to the chip body 2, for example, adhesion, welding, or the like can be used.
Thus, when a metal sheet is used as theupper lid 3 and the lower lid 4, the thermal conductivity is better than when the upper lid 3 and the lower lid 4 are made of a resin material or the like. Therefore, in order to control the reaction of the sample liquid in the flow channel structure, when the sample analysis chip 1 is heated or cooled, it can be quickly and accurately heated and cooled.
例えば、上蓋3、下蓋4として、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属シート(金属製のシート、金属蓋材)を用いることができる。上蓋3、下蓋4のチップ本体2への貼り付け方法は、例えば、接着、溶着などを用いることができる。
このように、上蓋3、下蓋4として金属シートを用いた場合、上蓋3、下蓋4が樹脂材料などである場合に比べて熱伝導性が良好になる。そのため、流路構造内のサンプル液の反応を制御するため、試料分析チップ1の加熱や冷却を行う場合に、迅速かつ高精度に加熱、冷却を行うことができる。 The material of the
For example, as the
Thus, when a metal sheet is used as the
また、上蓋3、下蓋4として、金属と樹脂フィルムとの複合材料からなる複合蓋材を用いることも可能である。例えば、チップ本体2が樹脂製の場合に、上蓋3、下蓋4を金属シートと樹脂フィルムとの積層体で構成したり、樹脂フィルムの表面に金属層を蒸着したり、金属シートに樹脂層を塗布したりすることが可能である。
この場合、樹脂フィルムの材料として、チップ本体2の材料の融点が近い樹脂材料を選択することにより、樹脂フィルムをチップ本体2に密着させて熱伝導性の良い金属の側(面)から熱を加えて熱溶着するなどして、上蓋3および下蓋4を簡単にチップ本体2に貼り付けることができる。
また、金属シートと樹脂フィルムの間に、カーボンの粉や、赤外線吸収剤の様な任意の光波長を吸収する材料(光吸収性材料)を塗布して貼り付けた後に、レーザ照射を行うレーザ溶着によって(光吸収性材料を介して)金属シートと樹脂フィルムとを固定することも可能である。
この場合、光吸収性材料の波長を適宜選択することにより、生化学反応の分析時に観察すべき波長光以外の波長光を吸収させることができる。このようにすれば、分析時の測定感度を向上させることができる。 Further, as theupper lid 3 and the lower lid 4, a composite lid material made of a composite material of a metal and a resin film can be used. For example, when the chip body 2 is made of a resin, the upper lid 3 and the lower lid 4 are constituted by a laminate of a metal sheet and a resin film, a metal layer is deposited on the surface of the resin film, or a resin layer is applied to the metal sheet. It is possible to apply.
In this case, by selecting a resin material having a melting point close to that of the material of thechip body 2 as the material of the resin film, the resin film is brought into close contact with the chip body 2 and heat is applied from the metal side (surface) having good thermal conductivity. In addition, the upper lid 3 and the lower lid 4 can be easily attached to the chip body 2 by heat welding or the like.
Also, a laser that performs laser irradiation after applying and adhering a material that absorbs an arbitrary light wavelength (light absorbing material) such as carbon powder or an infrared absorber between a metal sheet and a resin film It is also possible to fix the metal sheet and the resin film by welding (via a light absorbing material).
In this case, by appropriately selecting the wavelength of the light-absorbing material, it is possible to absorb light having a wavelength other than that to be observed when analyzing the biochemical reaction. In this way, measurement sensitivity during analysis can be improved.
この場合、樹脂フィルムの材料として、チップ本体2の材料の融点が近い樹脂材料を選択することにより、樹脂フィルムをチップ本体2に密着させて熱伝導性の良い金属の側(面)から熱を加えて熱溶着するなどして、上蓋3および下蓋4を簡単にチップ本体2に貼り付けることができる。
また、金属シートと樹脂フィルムの間に、カーボンの粉や、赤外線吸収剤の様な任意の光波長を吸収する材料(光吸収性材料)を塗布して貼り付けた後に、レーザ照射を行うレーザ溶着によって(光吸収性材料を介して)金属シートと樹脂フィルムとを固定することも可能である。
この場合、光吸収性材料の波長を適宜選択することにより、生化学反応の分析時に観察すべき波長光以外の波長光を吸収させることができる。このようにすれば、分析時の測定感度を向上させることができる。 Further, as the
In this case, by selecting a resin material having a melting point close to that of the material of the
Also, a laser that performs laser irradiation after applying and adhering a material that absorbs an arbitrary light wavelength (light absorbing material) such as carbon powder or an infrared absorber between a metal sheet and a resin film It is also possible to fix the metal sheet and the resin film by welding (via a light absorbing material).
In this case, by appropriately selecting the wavelength of the light-absorbing material, it is possible to absorb light having a wavelength other than that to be observed when analyzing the biochemical reaction. In this way, measurement sensitivity during analysis can be improved.
上蓋3、下蓋4の材質は、同一でもよいし、必要に応じて異なる材質を用いることも可能である。
例えば、本実施形態では、後述するように、下蓋4がチップ本体2を覆う部分において、加熱が必要な反応が行われる。このため、下蓋4は、金属シートまたは金属を含む材質を用いることが好ましい。この場合、金属シートまたは金属を含む材質は、下蓋4の全面に設けることは必須ではなく、加熱を行う部分のみに設けることが可能である。
一方、本実施形態では上蓋3でチップ本体2を覆う部分では、加熱は必要とされない。そのため、上蓋3には、より安価な樹脂フィルムのみからなる構成を用いることができる。 The materials of theupper lid 3 and the lower lid 4 may be the same, or different materials may be used as necessary.
For example, in this embodiment, as described later, a reaction that requires heating is performed in a portion where thelower lid 4 covers the chip body 2. For this reason, the lower lid 4 is preferably made of a metal sheet or a material containing metal. In this case, it is not essential to provide the metal sheet or the metal-containing material on the entire surface of the lower lid 4, and it can be provided only on the portion to be heated.
On the other hand, in the present embodiment, heating is not required in the portion covering thechip body 2 with the upper lid 3. For this reason, the upper lid 3 can be composed of only a less expensive resin film.
例えば、本実施形態では、後述するように、下蓋4がチップ本体2を覆う部分において、加熱が必要な反応が行われる。このため、下蓋4は、金属シートまたは金属を含む材質を用いることが好ましい。この場合、金属シートまたは金属を含む材質は、下蓋4の全面に設けることは必須ではなく、加熱を行う部分のみに設けることが可能である。
一方、本実施形態では上蓋3でチップ本体2を覆う部分では、加熱は必要とされない。そのため、上蓋3には、より安価な樹脂フィルムのみからなる構成を用いることができる。 The materials of the
For example, in this embodiment, as described later, a reaction that requires heating is performed in a portion where the
On the other hand, in the present embodiment, heating is not required in the portion covering the
また、上蓋3、下蓋4の材質や形状は、試料分析チップ1の熱変形を考慮して選択することも可能である。
生化学反応を促進するため、試料分析チップ1の一部が加熱されると、試料分析チップ1に反りや歪みが発生する可能性がある。しかし、本実施形態では、チップ本体2の第1表面2f、第2表面2gにそれぞれ上蓋3、下蓋4を貼り付ける。そのため、それぞれの部材の剛性や熱変形特性を適宜設定することで、試料分析チップ1の反りや歪みを低減することができる。 Further, the material and shape of theupper lid 3 and the lower lid 4 can be selected in consideration of thermal deformation of the sample analysis chip 1.
If a part of thesample analysis chip 1 is heated to promote the biochemical reaction, the sample analysis chip 1 may be warped or distorted. However, in the present embodiment, the upper lid 3 and the lower lid 4 are attached to the first surface 2f and the second surface 2g of the chip body 2, respectively. Therefore, the curvature and distortion of the sample analysis chip 1 can be reduced by appropriately setting the rigidity and thermal deformation characteristics of each member.
生化学反応を促進するため、試料分析チップ1の一部が加熱されると、試料分析チップ1に反りや歪みが発生する可能性がある。しかし、本実施形態では、チップ本体2の第1表面2f、第2表面2gにそれぞれ上蓋3、下蓋4を貼り付ける。そのため、それぞれの部材の剛性や熱変形特性を適宜設定することで、試料分析チップ1の反りや歪みを低減することができる。 Further, the material and shape of the
If a part of the
本実施形態では、一例として、上蓋3および下蓋4ともに、材質として、アルミニウムとポリプロピレンとの貼り合わせ材(厚さ150μm)を用いている。
また、本実施形態では、下蓋4を介して試料分析チップ1の加熱を行うため、下蓋4からの熱が試料分析チップ1において必要な範囲のみに伝わるように、下蓋4の外径は上蓋3よりも小径としている。 In the present embodiment, as an example, both theupper lid 3 and the lower lid 4 use a bonding material (thickness 150 μm) of aluminum and polypropylene as a material.
In this embodiment, since thesample analysis chip 1 is heated via the lower lid 4, the outer diameter of the lower lid 4 is transmitted so that heat from the lower lid 4 is transmitted only to a necessary range in the sample analysis chip 1. Is smaller than the upper lid 3.
また、本実施形態では、下蓋4を介して試料分析チップ1の加熱を行うため、下蓋4からの熱が試料分析チップ1において必要な範囲のみに伝わるように、下蓋4の外径は上蓋3よりも小径としている。 In the present embodiment, as an example, both the
In this embodiment, since the
次に、チップ本体2の流路構造について説明する。
図3~5に示すように、チップ本体2の外形の中心には、上蓋3の注入口3aと連通するように、注入孔2aが板厚方向に貫通するように設けられている。注入孔2aの内径は、注入口3aの内径と同一でも異なっていてもよい。本実施形態では、一例として、注入孔2aの内径と注入口3aの内径とは同一である。
図3に示すように、第2表面2g上には、第1反応室10、第2反応室12、および通気路11が形成されている。
図4に示すように、第1表面2f上には、計量室13が形成されている。 Next, the flow path structure of thechip body 2 will be described.
As shown in FIGS. 3 to 5, aninjection hole 2a is provided at the center of the outer shape of the chip body 2 so as to penetrate the injection hole 3a of the upper lid 3 in the thickness direction. The inner diameter of the injection hole 2a may be the same as or different from the inner diameter of the injection hole 3a. In the present embodiment, as an example, the inner diameter of the injection hole 2a and the inner diameter of the injection port 3a are the same.
As shown in FIG. 3, afirst reaction chamber 10, a second reaction chamber 12, and an air passage 11 are formed on the second surface 2 g.
As shown in FIG. 4, a measuringchamber 13 is formed on the first surface 2f.
図3~5に示すように、チップ本体2の外形の中心には、上蓋3の注入口3aと連通するように、注入孔2aが板厚方向に貫通するように設けられている。注入孔2aの内径は、注入口3aの内径と同一でも異なっていてもよい。本実施形態では、一例として、注入孔2aの内径と注入口3aの内径とは同一である。
図3に示すように、第2表面2g上には、第1反応室10、第2反応室12、および通気路11が形成されている。
図4に示すように、第1表面2f上には、計量室13が形成されている。 Next, the flow path structure of the
As shown in FIGS. 3 to 5, an
As shown in FIG. 3, a
As shown in FIG. 4, a measuring
図3に示すように、第1反応室10は、サンプル液を貯留し、このサンプル液の全体に対して第1反応を生じさせるために第2表面2g上に形成された細長い溝部である。
第1反応室10の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、単位面積当たりの貯留量を大きくすることができるように、注入孔2aを中心とする仮想的な同心円である円C1と、円C1よりも大径の円C2とで挟まれた円環状の領域に設けられ、その周方向(円環状の領域の周方向)に対して蛇行する形状を有している。以下では、円C1は、第1反応室10が形成された領域の内接円になっており、円C2は、第1反応室10が形成された領域の外接円になっているとして説明する。 As shown in FIG. 3, thefirst reaction chamber 10 is an elongated groove formed on the second surface 2g in order to store the sample liquid and cause the first reaction to occur in the entire sample liquid.
The shape of thefirst reaction chamber 10 is not particularly limited, but in the present embodiment, a circle C1 that is a virtual concentric circle centering on the injection hole 2a and the storage volume per unit area can be increased. Are provided in an annular region sandwiched between circles C2 having a larger diameter than the circle C1, and have a shape meandering in the circumferential direction (circumferential direction of the annular region). In the following description, it is assumed that the circle C1 is an inscribed circle of the region where the first reaction chamber 10 is formed, and the circle C2 is an circumscribed circle of the region where the first reaction chamber 10 is formed. .
第1反応室10の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、単位面積当たりの貯留量を大きくすることができるように、注入孔2aを中心とする仮想的な同心円である円C1と、円C1よりも大径の円C2とで挟まれた円環状の領域に設けられ、その周方向(円環状の領域の周方向)に対して蛇行する形状を有している。以下では、円C1は、第1反応室10が形成された領域の内接円になっており、円C2は、第1反応室10が形成された領域の外接円になっているとして説明する。 As shown in FIG. 3, the
The shape of the
以下では、形状および配置の説明において、説明する形状や配置に関連する円が特定される場合、この円が実体であるか仮想円であるかを問わず、円の直径に沿う方向を径方向と称する。また、径方向の相対位置に関して、円の中心寄りの位置(円の中心に近い位置)を径方向内側と称し、円の外周寄りの位置(円の外周に近い位置)を径方向外側と称する。また、円において、径方向に直交して周回する方向を周方向と称する。
なお、説明を簡素化するため、誤解のおそれがない場合には径方向を規定する円の記載を省略する場合がある。 In the following, in the description of the shape and arrangement, when a circle related to the shape or arrangement to be described is specified, the direction along the diameter of the circle is the radial direction regardless of whether the circle is a substance or a virtual circle. Called. Regarding the relative position in the radial direction, a position closer to the center of the circle (position close to the center of the circle) is referred to as the radially inner side, and a position closer to the outer periphery of the circle (position closer to the outer periphery of the circle) is referred to as the radially outer side. . Further, in the circle, a direction that circulates perpendicularly to the radial direction is referred to as a circumferential direction.
In addition, in order to simplify description, description of the circle which prescribes | regulates a radial direction may be abbreviate | omitted when there is no possibility of misunderstanding.
なお、説明を簡素化するため、誤解のおそれがない場合には径方向を規定する円の記載を省略する場合がある。 In the following, in the description of the shape and arrangement, when a circle related to the shape or arrangement to be described is specified, the direction along the diameter of the circle is the radial direction regardless of whether the circle is a substance or a virtual circle. Called. Regarding the relative position in the radial direction, a position closer to the center of the circle (position close to the center of the circle) is referred to as the radially inner side, and a position closer to the outer periphery of the circle (position closer to the outer periphery of the circle) is referred to as the radially outer side. . Further, in the circle, a direction that circulates perpendicularly to the radial direction is referred to as a circumferential direction.
In addition, in order to simplify description, description of the circle which prescribes | regulates a radial direction may be abbreviate | omitted when there is no possibility of misunderstanding.
第1反応室10の始端部10aは、円C1からその径方向に沿って円C2まで延在する直線状の溝部である。また、第1反応室10の始端部10aは、注入孔2aから径方向に沿って、径方向外側(円C1、C2の中心から外周に向かう方)に延在する導入路2hと連通している。
図5に示すように、始端部10aおよび導入路2hの深さは、深さh10で共通である。深さh10は、例えば、チップ本体2の板厚をh2と定義すると、h10<h2の関係を有する。
図3に示すように、第1反応室10の終端部10bは、始端部10aと周方向に隣り合う位置に形成されている。また、第1反応室10の終端部10bは、円C1の内側においてチップ本体2の板厚方向に貫通するように設けられた縦孔2cから円C2までの間に設けられている。さらに、第1反応室10の終端部10bは、縦孔2cの中心を通り、かつ、円C2の直径に対して傾斜して延在するように設けられた直線状の溝部である。
図6に示すように、終端部10bは、縦孔2cに連通している。また、第2表面2gから終端部10bまでの深さは、始端部10aと同様、深さh10である。 The startingend portion 10a of the first reaction chamber 10 is a linear groove extending from the circle C1 to the circle C2 along the radial direction thereof. Further, the starting end portion 10a of the first reaction chamber 10 communicates with an introduction path 2h extending radially outward (from the center of the circles C1 and C2 toward the outer periphery) along the radial direction from the injection hole 2a. Yes.
As shown in FIG. 5, the depth of thestart end portion 10a and the introduction path 2h is the same as the depth h10. The depth h10 has a relationship of h10 <h2, for example, when the thickness of the chip body 2 is defined as h2.
As shown in FIG. 3, theterminal portion 10b of the first reaction chamber 10 is formed at a position adjacent to the starting end portion 10a in the circumferential direction. Further, the terminal portion 10b of the first reaction chamber 10 is provided between the vertical hole 2c provided to penetrate the chip body 2 in the thickness direction inside the circle C1 and the circle C2. Furthermore, the terminal portion 10b of the first reaction chamber 10 is a linear groove portion that is provided so as to pass through the center of the vertical hole 2c and to be inclined with respect to the diameter of the circle C2.
As shown in FIG. 6, theterminal portion 10b communicates with the vertical hole 2c. Moreover, the depth from the 2nd surface 2g to the termination | terminus part 10b is the depth h10 like the start end part 10a.
図5に示すように、始端部10aおよび導入路2hの深さは、深さh10で共通である。深さh10は、例えば、チップ本体2の板厚をh2と定義すると、h10<h2の関係を有する。
図3に示すように、第1反応室10の終端部10bは、始端部10aと周方向に隣り合う位置に形成されている。また、第1反応室10の終端部10bは、円C1の内側においてチップ本体2の板厚方向に貫通するように設けられた縦孔2cから円C2までの間に設けられている。さらに、第1反応室10の終端部10bは、縦孔2cの中心を通り、かつ、円C2の直径に対して傾斜して延在するように設けられた直線状の溝部である。
図6に示すように、終端部10bは、縦孔2cに連通している。また、第2表面2gから終端部10bまでの深さは、始端部10aと同様、深さh10である。 The starting
As shown in FIG. 5, the depth of the
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 6, the
始端部10aおよび終端部10bの間に挟まれた第1反応室10の中間部は、図7に示すように、注入孔2aを中心として時計回りに、折り返し流路10A、第1直線流路10B、折り返し流路10C、および第2直線流路10Dがこの順に繰り返す蛇行形状を有している。
なお、これら、折り返し流路10A、第1直線流路10B、折り返し流路10C、および第2直線流路10Dの溝深さは、いずれも深さh10である。 As shown in FIG. 7, an intermediate portion of thefirst reaction chamber 10 sandwiched between the start end portion 10a and the end end portion 10b is a folded flow passage 10A, a first straight flow passage, clockwise around the injection hole 2a. 10B, the return channel 10C, and the second straight channel 10D have a meandering shape that repeats in this order.
Note that the groove depths of the foldedchannel 10A, the first straight channel 10B, the folded channel 10C, and the second straight channel 10D are all the depth h10.
なお、これら、折り返し流路10A、第1直線流路10B、折り返し流路10C、および第2直線流路10Dの溝深さは、いずれも深さh10である。 As shown in FIG. 7, an intermediate portion of the
Note that the groove depths of the folded
折り返し流路10Aは、径方向内側(円C1寄りの位置)から径方向外側(円C2寄りの位置)に向かう流路が略180度(180度の場合を含む)折り返されて径方向内側に折り返されるように設けられたU字状を有する流路である。
第1直線流路10Bは、折り返し流路10Aと接続され、円C2の径方向に対して傾斜する方向(円C2の中心からずれた位置に向かう方向)に沿って径方向内側に向かう流路である。第1直線流路10Bの溝幅は、径方向内側に向かうにつれて小さくなっている。
第1直線流路10Bの傾斜方向は、一定の方向に傾斜していれば、傾斜方向は特に限定されない。本実施形態では一例として、径方向外側から径方向内側に向かうにつれて、図3において図示したように、第1直線流路10Bは時計回りに進むように傾斜している。 In the foldedflow path 10A, the flow path from the radially inner side (position closer to the circle C1) to the radially outer side (position closer to the circle C2) is folded back approximately 180 degrees (including the case of 180 degrees) to the radially inner side. It is the flow path which has U shape provided so that it might return.
The firststraight flow path 10B is connected to the folded flow path 10A, and is a flow path that is directed radially inward along a direction inclined with respect to the radial direction of the circle C2 (a direction toward a position shifted from the center of the circle C2). It is. The groove width of the first straight channel 10B decreases as it goes inward in the radial direction.
The inclination direction of the firststraight channel 10B is not particularly limited as long as it is inclined in a certain direction. In the present embodiment, as an example, as illustrated in FIG. 3, the first linear flow path 10 </ b> B is inclined so as to proceed in the clockwise direction from the radially outer side toward the radially inner side.
第1直線流路10Bは、折り返し流路10Aと接続され、円C2の径方向に対して傾斜する方向(円C2の中心からずれた位置に向かう方向)に沿って径方向内側に向かう流路である。第1直線流路10Bの溝幅は、径方向内側に向かうにつれて小さくなっている。
第1直線流路10Bの傾斜方向は、一定の方向に傾斜していれば、傾斜方向は特に限定されない。本実施形態では一例として、径方向外側から径方向内側に向かうにつれて、図3において図示したように、第1直線流路10Bは時計回りに進むように傾斜している。 In the folded
The first
The inclination direction of the first
折り返し流路10Cは、第1直線流路10Bが略180度(180度の場合を含む)折り返されて円C2側に折り返されるように設けられたU字状を有する流路である。
折り返し流路10Cの溝幅は、折り返し流路10Cと第1直線流路10Bとの接続部における溝幅と略同じであり、折り返し流路10Aの溝幅よりも細い。
第2直線流路10Dは、折り返し流路10Cで折り返される第1直線流路10Bと略同方向に傾斜して並行し、円C2に向かう直線状の流路である。第2直線流路10Dの溝幅は、径方向外側に向かうにつれて大きくなっている。
第2直線流路10Dの径方向外側の端部は、隣り合う他の折り返し流路10Aに接続されている。 The folded flow path 10C is a flow path having a U-shape provided so that the firststraight flow path 10B is folded by approximately 180 degrees (including the case of 180 degrees) and folded to the circle C2 side.
The groove width of the return channel 10C is substantially the same as the groove width at the connection portion between the return channel 10C and the firststraight channel 10B, and is narrower than the groove width of the return channel 10A.
The secondstraight channel 10D is a straight channel that is inclined in parallel with the first straight channel 10B folded back by the folded channel 10C and is parallel to the circle C2. The groove width of the second straight channel 10D increases as it goes outward in the radial direction.
The radially outer end of the secondstraight channel 10D is connected to another adjacent folded channel 10A.
折り返し流路10Cの溝幅は、折り返し流路10Cと第1直線流路10Bとの接続部における溝幅と略同じであり、折り返し流路10Aの溝幅よりも細い。
第2直線流路10Dは、折り返し流路10Cで折り返される第1直線流路10Bと略同方向に傾斜して並行し、円C2に向かう直線状の流路である。第2直線流路10Dの溝幅は、径方向外側に向かうにつれて大きくなっている。
第2直線流路10Dの径方向外側の端部は、隣り合う他の折り返し流路10Aに接続されている。 The folded flow path 10C is a flow path having a U-shape provided so that the first
The groove width of the return channel 10C is substantially the same as the groove width at the connection portion between the return channel 10C and the first
The second
The radially outer end of the second
第1反応室10の中間部は、このような蛇行した流路構造が繰り返されることで、第1直線流路10Bと第2直線流路10Dとは、略等幅(等幅の場合を含む)の隙間を有して並列されている。すなわち、第1直線流路10Bと第2直線流路10Dとの間には、略一定の壁厚を有する高さh10の凸部2j、2iで仕切られている。
凸部2j、2iの壁厚は、第1反応室10内で、サンプル液を圧送する際に必要な強度、凸部2j、2i上における下蓋4の貼り付け強度、第1反応室10の加工性を考慮して、適宜の寸法に設定することができる。
これらの条件の範囲内で、凸部2j、2iの壁厚を薄くしていけば、円C1、C2の領域における第1反応室10の面積を極大化することができる。
本実施形態では、凸部2j、2iを径方向に対して斜め方向に延在するように設けている。これにより、第1直線流路10Bと第2直線流路10Dの面積を大きくしつつ、流路幅の変化を抑制することができる。流路幅の変化が抑制されることで、蛇行する第1反応室10におけるサンプル液の流れが良好になる。
凸部2j、2iを径方向に沿って延在するように設け、第1直線流路10Bと第2直線流路10Dの面積を同様の大きさにすると、それぞれの流路における径方向内側の流路幅と外側の流路幅の差がより大きくなる。このため、蛇行する第1反応室10におけるサンプル液の流れが悪くなり、サンプル液を良好に充填できなくなるおそれがある。 In the intermediate part of thefirst reaction chamber 10, such a meandering flow path structure is repeated, so that the first straight flow path 10B and the second straight flow path 10D have substantially the same width (including the case of the same width). ) In parallel with a gap. That is, the first straight flow path 10B and the second straight flow path 10D are partitioned by the convex portions 2j and 2i having a substantially constant wall thickness and a height h10.
The wall thicknesses of the convex portions 2j and 2i are the strength necessary for pumping the sample liquid in the first reaction chamber 10, the adhesive strength of the lower lid 4 on the convex portions 2j and 2i, In consideration of workability, it can be set to an appropriate size.
Within the range of these conditions, if the wall thickness of the convex portions 2j and 2i is reduced, the area of the first reaction chamber 10 in the regions of the circles C1 and C2 can be maximized.
In the present embodiment, the convex portions 2j and 2i are provided so as to extend obliquely with respect to the radial direction. Thereby, the change of a channel width | variety can be suppressed, enlarging the area of the 1st linear flow path 10B and the 2nd linear flow path 10D. By suppressing the change in the channel width, the flow of the sample liquid in the meandering first reaction chamber 10 becomes good.
When the convex portions 2j and 2i are provided so as to extend along the radial direction, and the areas of the first linear flow channel 10B and the second linear flow channel 10D are made to have the same size, the radially inner side in each flow channel The difference between the channel width and the outer channel width becomes larger. For this reason, the flow of the sample liquid in the meandering first reaction chamber 10 is deteriorated, and the sample liquid may not be satisfactorily filled.
凸部2j、2iの壁厚は、第1反応室10内で、サンプル液を圧送する際に必要な強度、凸部2j、2i上における下蓋4の貼り付け強度、第1反応室10の加工性を考慮して、適宜の寸法に設定することができる。
これらの条件の範囲内で、凸部2j、2iの壁厚を薄くしていけば、円C1、C2の領域における第1反応室10の面積を極大化することができる。
本実施形態では、凸部2j、2iを径方向に対して斜め方向に延在するように設けている。これにより、第1直線流路10Bと第2直線流路10Dの面積を大きくしつつ、流路幅の変化を抑制することができる。流路幅の変化が抑制されることで、蛇行する第1反応室10におけるサンプル液の流れが良好になる。
凸部2j、2iを径方向に沿って延在するように設け、第1直線流路10Bと第2直線流路10Dの面積を同様の大きさにすると、それぞれの流路における径方向内側の流路幅と外側の流路幅の差がより大きくなる。このため、蛇行する第1反応室10におけるサンプル液の流れが悪くなり、サンプル液を良好に充填できなくなるおそれがある。 In the intermediate part of the
The wall thicknesses of the
Within the range of these conditions, if the wall thickness of the
In the present embodiment, the
When the
図3に示すように、第2反応室12は、後述する計量室13によって量り取られたサンプル液(第1反応液)を導入して、量り取られたサンプル液に対して個別に第2反応を生じさせるための溝部である。
第2反応室12は、第1反応室10が設けられた領域の外側(円C2よりも外側)の第2表面2g上において、円C2の周方向に沿って複数個が等ピッチ(等間隔)で設けられている(複数の第2反応室12を有する第2反応室グループが設けられている)。
各第2反応室12の構造はいずれも共通であり、図7に示すように、平面視の形状が、円C2の径方向に沿って長手軸を有して延在する長円状を有する溝部である。 As shown in FIG. 3, thesecond reaction chamber 12 introduces the sample liquid (first reaction liquid) weighed by the measuring chamber 13 described later, and the second reaction chamber 12 individually receives the second sample liquid from the weighed sample liquid. It is a groove for causing a reaction.
On thesecond surface 2g outside the region where the first reaction chamber 10 is provided (outside the circle C2), a plurality of the second reaction chambers 12 are arranged along the circumferential direction of the circle C2 at an equal pitch (equally spaced). ) (A second reaction chamber group having a plurality of second reaction chambers 12 is provided).
The structures of thesecond reaction chambers 12 are the same, and as shown in FIG. 7, the shape in plan view has an oval shape extending along the radial direction of the circle C2 with a longitudinal axis. It is a groove.
第2反応室12は、第1反応室10が設けられた領域の外側(円C2よりも外側)の第2表面2g上において、円C2の周方向に沿って複数個が等ピッチ(等間隔)で設けられている(複数の第2反応室12を有する第2反応室グループが設けられている)。
各第2反応室12の構造はいずれも共通であり、図7に示すように、平面視の形状が、円C2の径方向に沿って長手軸を有して延在する長円状を有する溝部である。 As shown in FIG. 3, the
On the
The structures of the
各第2反応室12の径方向内側の端部には、計量室13からサンプル液(第1反応液)を移送するため、第2反応室12よりも浅く、幅も狭い溝部である移送路2kが接続されている。
図8に示すように、第2反応室12の深さはh12(ただし、h12<h2)であり、移送路2kの深さはh2k(ただし、h2k<h12)である。
第2反応室12の平面視における面積および深さh12は、第2反応を行うために必要なサンプル液(第1反応液)の体積に基づいて適宜設定する。 In order to transfer the sample liquid (first reaction liquid) from themeasurement chamber 13 to the radially inner end of each second reaction chamber 12, a transfer path that is a shallower and narrower groove than the second reaction chamber 12. 2k are connected.
As shown in FIG. 8, the depth of thesecond reaction chamber 12 is h12 (where h12 <h2), and the depth of the transfer path 2k is h2k (where h2k <h12).
The area and depth h12 in plan view of thesecond reaction chamber 12 are appropriately set based on the volume of the sample liquid (first reaction liquid) necessary for performing the second reaction.
図8に示すように、第2反応室12の深さはh12(ただし、h12<h2)であり、移送路2kの深さはh2k(ただし、h2k<h12)である。
第2反応室12の平面視における面積および深さh12は、第2反応を行うために必要なサンプル液(第1反応液)の体積に基づいて適宜設定する。 In order to transfer the sample liquid (first reaction liquid) from the
As shown in FIG. 8, the depth of the
The area and depth h12 in plan view of the
移送路2kは、図7に示すように、第2反応室12の径方向内側の端部から径方向に沿って延在した後、径方向に交差するように斜め方向に延在している。また、移送路2kにおいて、径方向内側の端部がチップ本体2の板厚方向に貫通する縦孔2eと連通している。
As shown in FIG. 7, the transfer path 2 k extends from the radially inner end of the second reaction chamber 12 along the radial direction, and then extends in an oblique direction so as to intersect the radial direction. . Further, in the transfer path 2 k, the radially inner end communicates with the vertical hole 2 e that penetrates in the thickness direction of the chip body 2.
移送路2kの中間部における屈曲部から、移送路2kの径方向内側の延在方向と反対側に、移送路2kと溝深さが共通の分岐路2mが形成されている。
分岐路2mは、円C2の周方向に略沿って延在し、第2反応室12と周方向に隣り合って配置された余剰液体収容室14と連通している。 Abranch path 2m having a common groove depth with the transfer path 2k is formed on the side opposite to the extending direction on the radially inner side of the transfer path 2k from the bent portion in the intermediate portion of the transfer path 2k.
Thebranch path 2m extends substantially along the circumferential direction of the circle C2, and communicates with the excess liquid storage chamber 14 disposed adjacent to the second reaction chamber 12 in the circumferential direction.
分岐路2mは、円C2の周方向に略沿って延在し、第2反応室12と周方向に隣り合って配置された余剰液体収容室14と連通している。 A
The
余剰液体収容室14は、第2反応室12から溢れた余剰の液体を収容するため、第2表面2gに形成された溝部である。
余剰の液体としては、例えば、サンプル液と、後述する蓋溶液等のサンプル液以外に第2反応室12に導入される液体とを挙げることができる。
余剰液体収容室14の形状は、計量室13から移送されるサンプル液(第1反応液)等の液体の量のバラツキを考慮して、余剰の液体をすべて収容できる容積が得られる形状とする。
本実施形態では、一例として、余剰液体収容室14の平面視の形状は、円C2の径方向に沿って延在し、周方向の幅が径方向内側から外側に向かって径が増加する放射状あるいは洋梨状に形成された溝部である。余剰液体収容室14の深さは、一例として、h12である。 The surplusliquid storage chamber 14 is a groove formed in the second surface 2 g in order to store surplus liquid overflowing from the second reaction chamber 12.
Examples of the excess liquid include a sample liquid and a liquid introduced into thesecond reaction chamber 12 in addition to a sample liquid such as a lid solution described later.
The shape of the surplusliquid storage chamber 14 is set so that a volume capable of storing all the surplus liquid is obtained in consideration of variation in the amount of liquid such as the sample liquid (first reaction liquid) transferred from the measuring chamber 13. .
In the present embodiment, as an example, the shape of the surplusliquid storage chamber 14 in plan view is a radial shape that extends along the radial direction of the circle C2 and whose circumferential width increases from the radially inner side to the outer side. Or it is a groove part formed in pear shape. The depth of the excess liquid storage chamber 14 is, for example, h12.
余剰の液体としては、例えば、サンプル液と、後述する蓋溶液等のサンプル液以外に第2反応室12に導入される液体とを挙げることができる。
余剰液体収容室14の形状は、計量室13から移送されるサンプル液(第1反応液)等の液体の量のバラツキを考慮して、余剰の液体をすべて収容できる容積が得られる形状とする。
本実施形態では、一例として、余剰液体収容室14の平面視の形状は、円C2の径方向に沿って延在し、周方向の幅が径方向内側から外側に向かって径が増加する放射状あるいは洋梨状に形成された溝部である。余剰液体収容室14の深さは、一例として、h12である。 The surplus
Examples of the excess liquid include a sample liquid and a liquid introduced into the
The shape of the surplus
In the present embodiment, as an example, the shape of the surplus
図3に示すように、通気路11は、後述する計量室13の内部の空気などの流体を外部に排出する流路を構成するため、円C1の内側の第2表面2g上に形成された溝部である。
通気路11において、円C1の近傍に設けられた端部(第1端部)は、チップ本体2の板厚方向に貫通する縦孔2dと連通している。
通気路11の他端部(第2端部)は、上蓋3の通気孔3bと重なる位置に開口し、チップ本体2の板厚方向に貫通する縦孔2bと連通している。
通気路11の平面視の形状は、縦孔2d、2bの間に独立した流路を形成できれば、特に限定されない。本実施形態では、通気路11は、導入路2hの側方に設けられ、平面視においてS字状に形成されている。
図9に示すように、通気路11の深さは、h11(ただし、h11<h2)である。通気路11の深さh11は、計量室13内の流体を円滑に排出できる深さを有していればよい。 As shown in FIG. 3, theair passage 11 is formed on the second surface 2 g inside the circle C <b> 1 in order to constitute a flow path for discharging fluid such as air inside the measuring chamber 13 described later to the outside. It is a groove.
In theair passage 11, an end portion (first end portion) provided in the vicinity of the circle C <b> 1 communicates with a vertical hole 2 d penetrating in the thickness direction of the chip body 2.
The other end (second end) of theair passage 11 opens at a position overlapping the air hole 3b of the upper lid 3 and communicates with the vertical hole 2b penetrating in the thickness direction of the chip body 2.
The shape of theair passage 11 in plan view is not particularly limited as long as an independent flow path can be formed between the vertical holes 2d and 2b. In this embodiment, the ventilation path 11 is provided in the side of the introduction path 2h, and is formed in S shape in planar view.
As shown in FIG. 9, the depth of theventilation path 11 is h11 (however, h11 <h2). The depth h11 of the ventilation path 11 only needs to have a depth that allows the fluid in the measurement chamber 13 to be smoothly discharged.
通気路11において、円C1の近傍に設けられた端部(第1端部)は、チップ本体2の板厚方向に貫通する縦孔2dと連通している。
通気路11の他端部(第2端部)は、上蓋3の通気孔3bと重なる位置に開口し、チップ本体2の板厚方向に貫通する縦孔2bと連通している。
通気路11の平面視の形状は、縦孔2d、2bの間に独立した流路を形成できれば、特に限定されない。本実施形態では、通気路11は、導入路2hの側方に設けられ、平面視においてS字状に形成されている。
図9に示すように、通気路11の深さは、h11(ただし、h11<h2)である。通気路11の深さh11は、計量室13内の流体を円滑に排出できる深さを有していればよい。 As shown in FIG. 3, the
In the
The other end (second end) of the
The shape of the
As shown in FIG. 9, the depth of the
なお、通気路11には、余剰な空気のみならず、例えば、サンプル液、後述する蓋溶液等のように、計量室13に導入され計量室13から溢れる余剰な液体も導入することが可能である。このため、通気路11は、計量室13から溢れた余剰の液体を収容する余剰液体収容室であって、第1反応室10、計量室13、および第2反応室12(第2反応室グループ)に取り囲まれた中心領域(円C1、C3のうち小径の円の内側)に設けられた余剰液体収容室を構成している。
It is possible to introduce not only excess air but also excess liquid introduced into the measuring chamber 13 and overflowing from the measuring chamber 13, such as a sample solution and a lid solution described later, into the air passage 11. is there. Therefore, the air passage 11 is a surplus liquid storage chamber that stores surplus liquid overflowing from the measuring chamber 13, and includes the first reaction chamber 10, the measuring chamber 13, and the second reaction chamber 12 (second reaction chamber group). ) Is formed in a surplus liquid storage chamber provided in a central region (inside the small diameter circle of the circles C1 and C3).
図4に示すように、計量室13は、第1反応が生じたサンプル液(第1反応液)を量り取り、量り取られたサンプル液(第1反応液)を、遠心力を利用して、それぞれの第2反応室12に移動させるため、第1表面2f上に形成された溝部である。
計量室13は、サンプル液(第1反応液)を貯留して計量を行うための計量流路13bと、計量流路13bに貯留されたサンプル液(第1反応液)を遠心力によって径方向外側に取り出すための複数の分岐路13Fとを備える。
計量室13の溝深さは、いずれも深さh13(ただし、h13<h2)で一定である。 As shown in FIG. 4, themeasurement chamber 13 measures the sample liquid (first reaction liquid) in which the first reaction has occurred, and uses the centrifugal force to measure the sample liquid (first reaction liquid) that has been weighed. These are grooves formed on the first surface 2 f for moving to the respective second reaction chambers 12.
The measuringchamber 13 stores the sample liquid (first reaction liquid) in a measuring flow path 13b for measurement, and the sample liquid stored in the measurement flow path 13b (first reaction liquid) in the radial direction by centrifugal force. And a plurality of branch paths 13F for taking out to the outside.
The groove depth of the measuringchamber 13 is constant at the depth h13 (where h13 <h2).
計量室13は、サンプル液(第1反応液)を貯留して計量を行うための計量流路13bと、計量流路13bに貯留されたサンプル液(第1反応液)を遠心力によって径方向外側に取り出すための複数の分岐路13Fとを備える。
計量室13の溝深さは、いずれも深さh13(ただし、h13<h2)で一定である。 As shown in FIG. 4, the
The measuring
The groove depth of the measuring
計量流路13bは、注入孔2aを中心とする仮想的な同心円である円C3と、円C3よりも大径の円C4とで挟まれた円環状の領域にその周方向に対して蛇行する細長い流路から構成される。以下では、円C3は、計量流路13bが形成された領域の内接円であり、円C4は、計量流路13bが形成された領域の外接円であるとして説明する。
本実施形態では、円C3の直径は、円C1の直径よりも小さい。また、円C4の直径は、円C3の直径より大きく円C2の直径よりも小さい。
計量流路13bの始端部13aは、縦孔2cと連通している。
計量流路13bの終端部13cは、始端部13aと周方向に隣り合う位置に配置され、縦孔2dと連通している。
このため、図4に示すように、計量流路13bは、円C3、C4で挟まれた円環状の領域にて、始端部13aから反時計回りに略一周して終端部13cに到る流路を形成している。
このような配置により計量流路13bは、計量流路13bの一部が第1反応室10と、チップ本体2の板厚方向において重なる領域に位置する。 Themeasurement flow path 13b meanders in the circumferential direction in an annular region sandwiched between a circle C3, which is a virtual concentric circle centered on the injection hole 2a, and a circle C4 having a larger diameter than the circle C3. It is composed of an elongated channel. In the following description, it is assumed that the circle C3 is an inscribed circle of the area where the measuring flow path 13b is formed, and the circle C4 is a circumscribed circle of the area where the measuring flow path 13b is formed.
In the present embodiment, the diameter of the circle C3 is smaller than the diameter of the circle C1. The diameter of the circle C4 is larger than the diameter of the circle C3 and smaller than the diameter of the circle C2.
Thestart end portion 13a of the measurement channel 13b communicates with the vertical hole 2c.
Theend portion 13c of the measurement channel 13b is disposed at a position adjacent to the start end portion 13a in the circumferential direction, and communicates with the vertical hole 2d.
For this reason, as shown in FIG. 4, themeasurement flow path 13b flows in a circular region sandwiched between the circles C3 and C4 from the start end portion 13a substantially once in the counterclockwise direction to the end portion 13c. Forming a road.
With such an arrangement, themetering channel 13b is located in a region where a part of the metering channel 13b overlaps the first reaction chamber 10 in the thickness direction of the chip body 2.
本実施形態では、円C3の直径は、円C1の直径よりも小さい。また、円C4の直径は、円C3の直径より大きく円C2の直径よりも小さい。
計量流路13bの始端部13aは、縦孔2cと連通している。
計量流路13bの終端部13cは、始端部13aと周方向に隣り合う位置に配置され、縦孔2dと連通している。
このため、図4に示すように、計量流路13bは、円C3、C4で挟まれた円環状の領域にて、始端部13aから反時計回りに略一周して終端部13cに到る流路を形成している。
このような配置により計量流路13bは、計量流路13bの一部が第1反応室10と、チップ本体2の板厚方向において重なる領域に位置する。 The
In the present embodiment, the diameter of the circle C3 is smaller than the diameter of the circle C1. The diameter of the circle C4 is larger than the diameter of the circle C3 and smaller than the diameter of the circle C2.
The
The
For this reason, as shown in FIG. 4, the
With such an arrangement, the
図10に示すように、計量流路13bは、注入孔2aを中心とする反時計回りに、第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、第2直線流路13C、および内周側屈曲流路13Dがこの順に繰り返し形成された蛇行形状を有している。
なお、計量流路13bの始端部13aは、第1直線流路13Aであり、終端部13cは内周側屈曲流路13Dである。 As shown in FIG. 10, themetering flow path 13b includes the first straight flow path 13A, the outer peripheral bent flow path 13B, the second straight flow path 13C, and the inner peripheral side in the counterclockwise direction centering on the injection hole 2a. The bent channel 13D has a meandering shape formed repeatedly in this order.
In addition, the start endpart 13a of the measurement flow path 13b is the first straight flow path 13A, and the end part 13c is the inner circumferential side bent flow path 13D.
なお、計量流路13bの始端部13aは、第1直線流路13Aであり、終端部13cは内周側屈曲流路13Dである。 As shown in FIG. 10, the
In addition, the start end
第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cは、全体としてU字状の流路を構成しており、U字形の開口部が円C3に向くとともに、U字形の屈曲部である外周側屈曲流路13Bが円C4に内接するように配置されている。
後述するように、第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cに貯留されたサンプル液(第1反応液)は、まとまって一つの第2反応室12に移動される。このため、これら第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cの容積は、サンプル液の計量量に応じて適宜設定する。
第1直線流路13Aと第2直線流路13Cとは、外周側屈曲流路13Bの屈曲中心を通る円C4の直径Lと、それぞれ角度θ1、θ2(ただし、θ1、θ2は鋭角)を有するように交差している。角度θ1、θ2は、互いの大きさおよび傾斜方向は異なっていてもよい。
角度θ1、θ2はそれぞれ、0°以上60°以下であることが好ましい。
また、円C3、C4で挟まれる円環状の領域の面積に対する計量量の比率を大きくして、計量室13をコンパクトな大きさに収めるには、角度θ1、θ2の大きさを互いに一致させるとともに、傾斜方向をそろえることが好ましい。この場合、角度θ1、θ2は、上記の好ましい範囲内(0°以上60°以下)で大きくするほど、円環状の領域を狭くすることができる。
本実施形態では、一例として、θ1=θ2=25(°)と設定している。傾斜方向は、図10に示すように、第1直線流路13Aに沿って、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて、注入孔2aを中心として、反時計回りに移動する方向である。 13 A of 1st straight flow paths, the outer periphery side bendingflow path 13B, and the 2nd straight flow path 13C comprise the U-shaped flow path as a whole, and while U-shaped opening part faces the circle C3, U An outer peripheral side bent flow path 13B, which is a letter-shaped bent portion, is arranged so as to be inscribed in the circle C4.
As will be described later, the sample liquid (first reaction liquid) stored in the firststraight flow path 13A, the outer peripheral bent flow path 13B, and the second straight flow path 13C is collected in one second reaction chamber 12. Moved. For this reason, the volumes of the first straight flow path 13A, the outer peripheral bent flow path 13B, and the second straight flow path 13C are appropriately set according to the amount of sample liquid.
The firststraight flow path 13A and the second straight flow path 13C have a diameter L of a circle C4 passing through the bending center of the outer peripheral bent flow path 13B and angles θ1, θ2 (where θ1, θ2 are acute angles), respectively. So that they cross. The angles θ1 and θ2 may have different sizes and inclination directions.
The angles θ1 and θ2 are preferably 0 ° or more and 60 ° or less, respectively.
In addition, in order to increase the ratio of the measurement amount to the area of the annular region sandwiched between the circles C3 and C4 and to keep themeasurement chamber 13 in a compact size, the angles θ1 and θ2 are made to coincide with each other. It is preferable to align the inclination direction. In this case, as the angles θ1 and θ2 are increased within the above preferable range (0 ° to 60 °), the annular region can be narrowed.
In the present embodiment, as an example, θ1 = θ2 = 25 (°) is set. As shown in FIG. 10, the inclination direction is a direction that moves counterclockwise around theinjection hole 2a along the first linear flow path 13A from the radially inner side toward the radially outer side.
後述するように、第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cに貯留されたサンプル液(第1反応液)は、まとまって一つの第2反応室12に移動される。このため、これら第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cの容積は、サンプル液の計量量に応じて適宜設定する。
第1直線流路13Aと第2直線流路13Cとは、外周側屈曲流路13Bの屈曲中心を通る円C4の直径Lと、それぞれ角度θ1、θ2(ただし、θ1、θ2は鋭角)を有するように交差している。角度θ1、θ2は、互いの大きさおよび傾斜方向は異なっていてもよい。
角度θ1、θ2はそれぞれ、0°以上60°以下であることが好ましい。
また、円C3、C4で挟まれる円環状の領域の面積に対する計量量の比率を大きくして、計量室13をコンパクトな大きさに収めるには、角度θ1、θ2の大きさを互いに一致させるとともに、傾斜方向をそろえることが好ましい。この場合、角度θ1、θ2は、上記の好ましい範囲内(0°以上60°以下)で大きくするほど、円環状の領域を狭くすることができる。
本実施形態では、一例として、θ1=θ2=25(°)と設定している。傾斜方向は、図10に示すように、第1直線流路13Aに沿って、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて、注入孔2aを中心として、反時計回りに移動する方向である。 13 A of 1st straight flow paths, the outer periphery side bending
As will be described later, the sample liquid (first reaction liquid) stored in the first
The first
The angles θ1 and θ2 are preferably 0 ° or more and 60 ° or less, respectively.
In addition, in order to increase the ratio of the measurement amount to the area of the annular region sandwiched between the circles C3 and C4 and to keep the
In the present embodiment, as an example, θ1 = θ2 = 25 (°) is set. As shown in FIG. 10, the inclination direction is a direction that moves counterclockwise around the
第1直線流路13Aの溝幅は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて径が増加している。
第2直線流路13Cの溝幅は、一定であり、例えば、第1直線流路13Aの最小の溝幅と同程度の幅である。
外周側屈曲流路13Bは、このように、径方向外側で溝幅が異なる第1直線流路13Aと第2直線流路13Cとを滑らかにつなぐ円弧状を有する流路である。
外周側屈曲流路13Bは、径方向の最外周部において、溝幅が最大である。 The diameter of the groove width of the firststraight channel 13A increases from the radially inner side toward the radially outer side.
The groove width of the secondstraight channel 13C is constant, for example, the same width as the minimum groove width of the first straight channel 13A.
As described above, the outer peripheralbent flow path 13B is a flow path having an arc shape that smoothly connects the first straight flow path 13A and the second straight flow path 13C having different groove widths on the outer side in the radial direction.
The outerperipheral bending channel 13B has the largest groove width at the outermost peripheral portion in the radial direction.
第2直線流路13Cの溝幅は、一定であり、例えば、第1直線流路13Aの最小の溝幅と同程度の幅である。
外周側屈曲流路13Bは、このように、径方向外側で溝幅が異なる第1直線流路13Aと第2直線流路13Cとを滑らかにつなぐ円弧状を有する流路である。
外周側屈曲流路13Bは、径方向の最外周部において、溝幅が最大である。 The diameter of the groove width of the first
The groove width of the second
As described above, the outer peripheral
The outer
内周側屈曲流路13Dは、第1直線流路13A、U字状の外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cのうち、隣り合う流路である第2直線流路13Cと第1直線流路13Aとの径方向内側の端部を円弧状に連通させる溝部である。
内周側屈曲流路13Dの溝幅は、第2直線流路13Cと同程度の幅である。 The inner circumferential side curvedchannel 13D includes the first linear channel 13A, the U-shaped outer circumferential side curved channel 13B, and the second linear channel 13C, which is an adjacent channel among the second linear channel 13C. It is a groove part which makes the edge part inside radial direction with 13 A of 1st linear flow paths communicate in circular arc shape.
The groove width of the inner circumferential side bentflow path 13D is about the same as that of the second straight flow path 13C.
内周側屈曲流路13Dの溝幅は、第2直線流路13Cと同程度の幅である。 The inner circumferential side curved
The groove width of the inner circumferential side bent
分岐路13Fは、計量流路13bの最外周部を構成する外周側屈曲流路13Bの部位から径方向外方に延出された細長い溝部である。
分岐路13Fの溝幅は、例えば、移送路2kと同程度の溝幅であることが好ましい。
本実施形態では、外周側屈曲流路13Bから略径方向に沿って延出されてから、第1直線流路13Aの傾斜方向と反対方向に傾斜して延ばされている。
図11に示すように、各分岐路13Fの延出方向の端部は、それぞれ一つの移送路2kが接続された縦孔2eと連通している。このため、分岐路13Fは、移送路2kおよび縦孔2eを介して、第2反応室12と一対一に連通されている。
縦孔2eを介して連通された分岐路13Fと移送路2kとは、互いの延在方向が同一でも異なっていてもよい。本実施形態では、一例として、分岐路13Fと移送路2kとが同一の延在方向を示す例を用いている。このため、分岐路13Fと移送路2kとは、平面視で同一直線状に整列している。 Thebranch path 13F is an elongated groove extending outward in the radial direction from a portion of the outer peripheral bent flow path 13B constituting the outermost peripheral portion of the measurement flow path 13b.
The groove width of thebranch path 13F is preferably the same as that of the transfer path 2k, for example.
In this embodiment, after extending along the substantially radial direction from the outer periphery side bendingflow path 13B, it is inclined and extended in the direction opposite to the inclination direction of the first linear flow path 13A.
As shown in FIG. 11, the end of eachbranch path 13F in the extending direction communicates with a vertical hole 2e to which one transfer path 2k is connected. Therefore, the branch path 13F communicates with the second reaction chamber 12 on a one-to-one basis via the transfer path 2k and the vertical hole 2e.
Thebranch path 13F and the transfer path 2k communicated with each other through the vertical hole 2e may have the same or different extending directions. In the present embodiment, as an example, an example in which the branch path 13F and the transfer path 2k indicate the same extending direction is used. For this reason, the branch path 13F and the transfer path 2k are aligned in the same straight line in plan view.
分岐路13Fの溝幅は、例えば、移送路2kと同程度の溝幅であることが好ましい。
本実施形態では、外周側屈曲流路13Bから略径方向に沿って延出されてから、第1直線流路13Aの傾斜方向と反対方向に傾斜して延ばされている。
図11に示すように、各分岐路13Fの延出方向の端部は、それぞれ一つの移送路2kが接続された縦孔2eと連通している。このため、分岐路13Fは、移送路2kおよび縦孔2eを介して、第2反応室12と一対一に連通されている。
縦孔2eを介して連通された分岐路13Fと移送路2kとは、互いの延在方向が同一でも異なっていてもよい。本実施形態では、一例として、分岐路13Fと移送路2kとが同一の延在方向を示す例を用いている。このため、分岐路13Fと移送路2kとは、平面視で同一直線状に整列している。 The
The groove width of the
In this embodiment, after extending along the substantially radial direction from the outer periphery side bending
As shown in FIG. 11, the end of each
The
このような構成により、試料分析チップ1の内部には、複数系統の流路構造が形成されている。
例えば、注入口3aから流体を注入すると、流体は、注入孔2aを通って第2表面2g側に下降し、導入路2hを経由して、第1反応室10の始端部10aに入り、第1反応室10の中間部を経て、終端部10bに達する。
終端部10bに達した流体は、縦孔2cを通って第1表面2f側に上昇し、計量室13の始端部13aに達する。 With such a configuration, a plurality of channel structures are formed in thesample analysis chip 1.
For example, when a fluid is injected from theinjection port 3a, the fluid descends to the second surface 2g side through the injection hole 2a, enters the start end portion 10a of the first reaction chamber 10 via the introduction path 2h, One end of the reaction chamber 10 is reached through the middle portion of the reaction chamber 10.
The fluid that has reached theend portion 10 b rises to the first surface 2 f side through the vertical hole 2 c and reaches the start end portion 13 a of the measuring chamber 13.
例えば、注入口3aから流体を注入すると、流体は、注入孔2aを通って第2表面2g側に下降し、導入路2hを経由して、第1反応室10の始端部10aに入り、第1反応室10の中間部を経て、終端部10bに達する。
終端部10bに達した流体は、縦孔2cを通って第1表面2f側に上昇し、計量室13の始端部13aに達する。 With such a configuration, a plurality of channel structures are formed in the
For example, when a fluid is injected from the
The fluid that has reached the
計量室13の中では、計量流路13bの側方に分岐路13Fが形成され、計量室13の終端部13cには、縦孔2dを通って第2表面2g側に下降し通気路11に向かう流路(以下、「排出用流路」と称する)が形成されている。
各分岐路13Fに続く流路は、縦孔2eを通って第2表面2g側に下降し、移送路2kを通って第2反応室12に向かう流路と、移送路2kの途中から分岐路2mに分岐して余剰液体収容室14に向かう流路とに分かれる。
第2反応室12および余剰液体収容室14には、いずれも外部に連通する流路が接続されていないため、未使用の状態では、空気が閉じ込められている。このため、流体を分岐路13Fから移送路2kに移動するには、少なくともこの空気圧に抵抗する相応の外力を流体に作用させる必要がある。 In the measuringchamber 13, a branch path 13 </ b> F is formed on the side of the measuring channel 13 b, and the terminal portion 13 c of the measuring chamber 13 is lowered to the second surface 2 g side through the vertical hole 2 d and enters the vent path 11. An inward flow path (hereinafter referred to as “discharge flow path”) is formed.
The flow path following eachbranch path 13F descends to the second surface 2g side through the vertical hole 2e, and the flow path toward the second reaction chamber 12 through the transfer path 2k and the branch path from the middle of the transfer path 2k. It divides into 2 m and is divided into a flow path toward the surplus liquid storage chamber 14.
Since neither thesecond reaction chamber 12 nor the surplus liquid storage chamber 14 is connected to a flow path communicating with the outside, air is confined in an unused state. For this reason, in order to move the fluid from the branch path 13F to the transfer path 2k, it is necessary to apply at least a corresponding external force that resists the air pressure to the fluid.
各分岐路13Fに続く流路は、縦孔2eを通って第2表面2g側に下降し、移送路2kを通って第2反応室12に向かう流路と、移送路2kの途中から分岐路2mに分岐して余剰液体収容室14に向かう流路とに分かれる。
第2反応室12および余剰液体収容室14には、いずれも外部に連通する流路が接続されていないため、未使用の状態では、空気が閉じ込められている。このため、流体を分岐路13Fから移送路2kに移動するには、少なくともこの空気圧に抵抗する相応の外力を流体に作用させる必要がある。 In the measuring
The flow path following each
Since neither the
通気路11は、排気用流路を通して通気孔3bと連通しているため、計量流路13b内の流体は、計量流路13bから、分岐路13Fを通じて第2反応室12に向かうよりも、排出用流路を通して通気路11に流れる方が、格段に容易である。
通気路11に達した流体は、空気等の気体の場合、順次、通気孔3bを通して上方に排出される。また、通気路11に達した流体が、液体の場合には、通気孔3bから通気路11内の空気を排出しつつ、通気路11の内部に侵入し、通気路11の容積の範囲を限度として、通気路11内に貯留される。
このように、通気孔3bが試料分析チップ1の上部に設けられていることにより、液体の進入による通気孔3bの詰まりを防ぎ、かつ液体が外部に漏れ出しにくい構成になっている。 Since theair passage 11 communicates with the vent hole 3b through the exhaust passage, the fluid in the metering passage 13b is discharged from the metering passage 13b rather than going to the second reaction chamber 12 through the branch passage 13F. It is much easier to flow to the ventilation path 11 through the flow path.
In the case of a gas such as air, the fluid that has reached theair passage 11 is sequentially discharged upward through the air holes 3b. Further, when the fluid reaching the air passage 11 is a liquid, the air enters the air passage 11 while discharging the air in the air passage 11 from the air vent 3b, and the volume range of the air passage 11 is limited. Is stored in the air passage 11.
As described above, since thevent hole 3b is provided in the upper part of the sample analysis chip 1, the clogging of the vent hole 3b due to the ingress of liquid is prevented, and the liquid is not easily leaked to the outside.
通気路11に達した流体は、空気等の気体の場合、順次、通気孔3bを通して上方に排出される。また、通気路11に達した流体が、液体の場合には、通気孔3bから通気路11内の空気を排出しつつ、通気路11の内部に侵入し、通気路11の容積の範囲を限度として、通気路11内に貯留される。
このように、通気孔3bが試料分析チップ1の上部に設けられていることにより、液体の進入による通気孔3bの詰まりを防ぎ、かつ液体が外部に漏れ出しにくい構成になっている。 Since the
In the case of a gas such as air, the fluid that has reached the
As described above, since the
このような試料分析チップ1は、チップ本体2、上蓋3、下蓋4をそれぞれ製造して、貼り合わせることにより製造できる。
この貼り合わせを行う前には、各第2反応室12に第2反応を行うための反応用の試薬を固定する。
各第2反応室12では、同一の試薬を用いてもよいが、分析の目的によっては、複数種類の第2反応を行うため、異なる試薬を用いることもできる。
各第2反応室12に異なる試薬を固定する場合、1種類の検体(試料)に対して複数の処理を施すことができる。
また、反応を行うための試薬の一部を各第2反応室12に固定し、残りの試薬はサンプル液と一緒に導入するようにしてもよい。
同様に、第1反応室10において第1反応を起こすために使用する試薬は第1反応室10に固定してもよいし、サンプル液と一緒に導入してもよい。 Such asample analysis chip 1 can be manufactured by manufacturing the chip body 2, the upper lid 3, and the lower lid 4 and bonding them together.
Before performing this bonding, a reaction reagent for performing the second reaction is fixed in eachsecond reaction chamber 12.
In each of thesecond reaction chambers 12, the same reagent may be used. However, depending on the purpose of analysis, a plurality of types of second reactions may be performed, and thus different reagents may be used.
When different reagents are fixed in eachsecond reaction chamber 12, a plurality of processes can be performed on one type of specimen (sample).
Alternatively, a part of the reagent for performing the reaction may be fixed to eachsecond reaction chamber 12 and the remaining reagent may be introduced together with the sample solution.
Similarly, the reagent used for causing the first reaction in thefirst reaction chamber 10 may be fixed in the first reaction chamber 10 or introduced together with the sample solution.
この貼り合わせを行う前には、各第2反応室12に第2反応を行うための反応用の試薬を固定する。
各第2反応室12では、同一の試薬を用いてもよいが、分析の目的によっては、複数種類の第2反応を行うため、異なる試薬を用いることもできる。
各第2反応室12に異なる試薬を固定する場合、1種類の検体(試料)に対して複数の処理を施すことができる。
また、反応を行うための試薬の一部を各第2反応室12に固定し、残りの試薬はサンプル液と一緒に導入するようにしてもよい。
同様に、第1反応室10において第1反応を起こすために使用する試薬は第1反応室10に固定してもよいし、サンプル液と一緒に導入してもよい。 Such a
Before performing this bonding, a reaction reagent for performing the second reaction is fixed in each
In each of the
When different reagents are fixed in each
Alternatively, a part of the reagent for performing the reaction may be fixed to each
Similarly, the reagent used for causing the first reaction in the
試薬の固定方法の例としては、例えば、チップ本体2の第1反応室10、第2反応室12に液体試薬をピペット等で滴下し、チップ本体2を遠心装置で2000rpm~3000rpm、5分程度回転させてから乾燥させる方法を用いることができる。
この場合、回転による遠心力の作用により適量の液体試薬が液面を平坦な状態で残存するようにして、当該液体試薬を乾燥させることで、第1反応室10、第2反応室12に、層厚が一定となるように試薬を固定することができる。 As an example of the reagent fixing method, for example, a liquid reagent is dropped into thefirst reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12 of the chip body 2 with a pipette or the like, and the chip body 2 is centrifuged at 2000 rpm to 3000 rpm for about 5 minutes. A method of rotating and then drying can be used.
In this case, an appropriate amount of the liquid reagent remains in a flat state by the action of centrifugal force due to rotation, and the liquid reagent is dried, so that thefirst reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12 The reagent can be fixed so that the layer thickness is constant.
この場合、回転による遠心力の作用により適量の液体試薬が液面を平坦な状態で残存するようにして、当該液体試薬を乾燥させることで、第1反応室10、第2反応室12に、層厚が一定となるように試薬を固定することができる。 As an example of the reagent fixing method, for example, a liquid reagent is dropped into the
In this case, an appropriate amount of the liquid reagent remains in a flat state by the action of centrifugal force due to rotation, and the liquid reagent is dried, so that the
また、試薬の他の固定方法としては、熱溶融性物質を使用する方法も可能である。
例えば、チップ本体2の第1反応室10、第2反応室12に配置した試薬上に、溶融した熱溶融性物質を滴下することで、試薬を覆うように熱溶融性物質を配置する。熱溶融製物質が固化すると、試薬が固定される。 As another method for fixing the reagent, a method using a hot-melt material is also possible.
For example, the hot-melt material is disposed so as to cover the reagent by dropping a molten hot-melt material onto the reagent disposed in thefirst reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12 of the chip body 2. When the hot-melt material is solidified, the reagent is fixed.
例えば、チップ本体2の第1反応室10、第2反応室12に配置した試薬上に、溶融した熱溶融性物質を滴下することで、試薬を覆うように熱溶融性物質を配置する。熱溶融製物質が固化すると、試薬が固定される。 As another method for fixing the reagent, a method using a hot-melt material is also possible.
For example, the hot-melt material is disposed so as to cover the reagent by dropping a molten hot-melt material onto the reagent disposed in the
この固定方法に用いる熱溶融性物質としては、分析に使用する温度で固化-液化を起こすこと、反応や送液に悪影響を与えないこと、熱溶融性物質がサンプル液と入れ替わりを起こすことができること等の条件を満たす適宜の材料を用いることができる。
例えば、PCR(polymerase chain reaction、ポリメラーゼ連鎖反応)などの生化学反応を行う場合、生化学反応専用のワックスを利用することができる。
また、例えば、パラフィンワックスを使用することができる。この場合、溶融温度を変えるため、融点の異なる複数のワックスを混合して使用することもできる。 The heat-meltable substance used in this fixation method should be solidified and liquefied at the temperature used for the analysis, should not adversely affect the reaction and liquid transfer, and can be replaced with the sample liquid. Any appropriate material that satisfies the above conditions can be used.
For example, when performing a biochemical reaction such as PCR (polymerase chain reaction), a wax dedicated to the biochemical reaction can be used.
For example, paraffin wax can be used. In this case, in order to change the melting temperature, a plurality of waxes having different melting points can be mixed and used.
例えば、PCR(polymerase chain reaction、ポリメラーゼ連鎖反応)などの生化学反応を行う場合、生化学反応専用のワックスを利用することができる。
また、例えば、パラフィンワックスを使用することができる。この場合、溶融温度を変えるため、融点の異なる複数のワックスを混合して使用することもできる。 The heat-meltable substance used in this fixation method should be solidified and liquefied at the temperature used for the analysis, should not adversely affect the reaction and liquid transfer, and can be replaced with the sample liquid. Any appropriate material that satisfies the above conditions can be used.
For example, when performing a biochemical reaction such as PCR (polymerase chain reaction), a wax dedicated to the biochemical reaction can be used.
For example, paraffin wax can be used. In this case, in order to change the melting temperature, a plurality of waxes having different melting points can be mixed and used.
チップ本体2に上蓋3、下蓋4を貼り合わせる方法としては、接着剤等を使用する方法の他、互いに接着する部材の一方の表面に接着層として樹脂コーティング層を設け、当該樹脂コーティング層を溶融させることで、部材同士を接着する方法が挙げられる。
樹脂コーティング層を設ける場合は、熱伝導率の高い部材の方に樹脂コーティング層を設けて溶融接着することが好ましい。例えば、貼り合わせる部材が金属材料を含む部材と樹脂材料を備えた部材であれば、金属材料を含む部材に樹脂コーティング層を設けることが好ましい。
樹脂コーティング層の材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂の例を挙げることができる。 As a method of attaching theupper lid 3 and the lower lid 4 to the chip body 2, in addition to a method using an adhesive or the like, a resin coating layer is provided as an adhesive layer on one surface of members to be bonded to each other, and the resin coating layer is A method of adhering members by melting them is mentioned.
In the case of providing a resin coating layer, it is preferable to provide a resin coating layer on a member having high thermal conductivity and melt-bond it. For example, if the member to be bonded is a member including a metal material and a resin material, it is preferable to provide a resin coating layer on the member including the metal material.
Examples of the material for the resin coating layer include synthetic resins such as PET (polyethylene terephthalate) resin, polyacetal resin, polyester resin, and polypropylene resin.
樹脂コーティング層を設ける場合は、熱伝導率の高い部材の方に樹脂コーティング層を設けて溶融接着することが好ましい。例えば、貼り合わせる部材が金属材料を含む部材と樹脂材料を備えた部材であれば、金属材料を含む部材に樹脂コーティング層を設けることが好ましい。
樹脂コーティング層の材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂の例を挙げることができる。 As a method of attaching the
In the case of providing a resin coating layer, it is preferable to provide a resin coating layer on a member having high thermal conductivity and melt-bond it. For example, if the member to be bonded is a member including a metal material and a resin material, it is preferable to provide a resin coating layer on the member including the metal material.
Examples of the material for the resin coating layer include synthetic resins such as PET (polyethylene terephthalate) resin, polyacetal resin, polyester resin, and polypropylene resin.
また、樹脂コーティング層を形成する際、樹脂コーティング層の下地としてアンカー層を形成することによりレーザを用いた溶着が可能である。
アンカー層には、例えば、レーザ波長光を吸収するカーボンブラック(光吸収性材料)が練り込まれており、レーザ光を照射することにより発熱して樹脂コーティング層を溶融接着することができる。
あるいは、アンカー層にカーボンブラックを添加することに代えて、樹脂コーティング層にカーボンブラックを添加したり、樹脂コーティング層の表面を黒色に塗装したりしてもよい。例えば波長900nm程度の赤外レーザ光を照射することによっても樹脂コーティング層を効率良く溶融することができる。
レーザ溶着は、熱溶着と異なり、チップ本体2を広範囲に加熱する必要がないことから、チップ本体2や、チップ本体2に固定されている試薬に、加熱による影響を与えずに基材の貼り合わせを行うことができる。 Further, when the resin coating layer is formed, welding using a laser is possible by forming an anchor layer as a base of the resin coating layer.
For example, carbon black (light-absorbing material) that absorbs laser wavelength light is kneaded in the anchor layer, and the resin coating layer can be melted and bonded by irradiating laser light.
Alternatively, instead of adding carbon black to the anchor layer, carbon black may be added to the resin coating layer, or the surface of the resin coating layer may be painted black. For example, the resin coating layer can be efficiently melted by irradiating infrared laser light having a wavelength of about 900 nm.
Laser welding, unlike thermal welding, does not require heating thechip body 2 in a wide range, so that the base body 2 and the reagent fixed to the chip body 2 can be attached without affecting the heating. Can be combined.
アンカー層には、例えば、レーザ波長光を吸収するカーボンブラック(光吸収性材料)が練り込まれており、レーザ光を照射することにより発熱して樹脂コーティング層を溶融接着することができる。
あるいは、アンカー層にカーボンブラックを添加することに代えて、樹脂コーティング層にカーボンブラックを添加したり、樹脂コーティング層の表面を黒色に塗装したりしてもよい。例えば波長900nm程度の赤外レーザ光を照射することによっても樹脂コーティング層を効率良く溶融することができる。
レーザ溶着は、熱溶着と異なり、チップ本体2を広範囲に加熱する必要がないことから、チップ本体2や、チップ本体2に固定されている試薬に、加熱による影響を与えずに基材の貼り合わせを行うことができる。 Further, when the resin coating layer is formed, welding using a laser is possible by forming an anchor layer as a base of the resin coating layer.
For example, carbon black (light-absorbing material) that absorbs laser wavelength light is kneaded in the anchor layer, and the resin coating layer can be melted and bonded by irradiating laser light.
Alternatively, instead of adding carbon black to the anchor layer, carbon black may be added to the resin coating layer, or the surface of the resin coating layer may be painted black. For example, the resin coating layer can be efficiently melted by irradiating infrared laser light having a wavelength of about 900 nm.
Laser welding, unlike thermal welding, does not require heating the
次に、生化学分析における試料分析チップ1の作用について、試料分析チップ1を用いた試料分析方法を中心に説明する。
本実施形態に係る試料分析チップ1は、例えば、DNA、たんぱく質等の試料において生化学物質の検出や分析に用いることができる。
試料分析チップ1によって、これら生化学物質の検出や分析を行うには、サンプル液の蒸発やコンタミネーション(以下、コンタミ)を防止するために注入口3aから蓋溶液を流し込む。
このとき、蓋溶液としては、例えば、ミネラルオイル、シリコンオイルの様な安定した物質であり、後述する第1反応を阻害せず、かつ比重がサンプル液よりも小さい溶液が好ましい。 Next, the operation of thesample analysis chip 1 in biochemical analysis will be described focusing on the sample analysis method using the sample analysis chip 1.
Thesample analysis chip 1 according to this embodiment can be used for detection and analysis of biochemical substances in samples such as DNA and protein.
In order to detect and analyze these biochemical substances using thesample analysis chip 1, a lid solution is poured from the inlet 3a in order to prevent evaporation and contamination (hereinafter referred to as contamination) of the sample liquid.
At this time, the lid solution is preferably a stable substance such as mineral oil or silicone oil, and does not inhibit the first reaction described later and has a specific gravity smaller than that of the sample liquid.
本実施形態に係る試料分析チップ1は、例えば、DNA、たんぱく質等の試料において生化学物質の検出や分析に用いることができる。
試料分析チップ1によって、これら生化学物質の検出や分析を行うには、サンプル液の蒸発やコンタミネーション(以下、コンタミ)を防止するために注入口3aから蓋溶液を流し込む。
このとき、蓋溶液としては、例えば、ミネラルオイル、シリコンオイルの様な安定した物質であり、後述する第1反応を阻害せず、かつ比重がサンプル液よりも小さい溶液が好ましい。 Next, the operation of the
The
In order to detect and analyze these biochemical substances using the
At this time, the lid solution is preferably a stable substance such as mineral oil or silicone oil, and does not inhibit the first reaction described later and has a specific gravity smaller than that of the sample liquid.
試料分析チップ1によって分析を行う試料分析装置は、試料分析のための機構として、例えば、注入口3aに、後述する試薬、サンプル液、空気等の流体を注入する分注機構、試料分析チップ1を加熱する加熱機構と、試料分析チップ1を回転する回転機構と、試料分析チップ1における生化学反応を検出する検出機構あるいは生化学反応の測定を行う測定機構とを含むことが可能である。
検出機構あるいは測定機構は、生化学反応の検出、測定を行うことができれば、試料分析チップ1の周囲または表面のどこに配置されていてもよい。例えば、試料分析チップ1の下蓋4を介して各第2反応室12と対向する位置や、チップ本体2の側面などに配置することができる。
また検出機構あるいは測定機構を用いる際は、回転機構によって、試料分析チップ1の位置を回転させることにより、検出機構あるいは測定機構に対して、検出、測定を行う対象部位を移動して検出、測定を行うことが可能である。
これらの試料分析のための機構は、1つの装置にすべてが含まれていてもよいし、1以上の機構が、別の装置や別の器具で構成されていてもよい。 The sample analysis apparatus that performs analysis using thesample analysis chip 1 has, as a mechanism for sample analysis, for example, a dispensing mechanism that injects a fluid such as a reagent, sample liquid, and air described later into the injection port 3a, and the sample analysis chip 1. A heating mechanism for heating the sample analysis chip 1, a rotation mechanism for rotating the sample analysis chip 1, and a detection mechanism for detecting a biochemical reaction in the sample analysis chip 1 or a measurement mechanism for measuring the biochemical reaction.
The detection mechanism or the measurement mechanism may be arranged anywhere around thesample analysis chip 1 or on the surface as long as it can detect and measure a biochemical reaction. For example, it can be arranged at a position facing each second reaction chamber 12 through the lower lid 4 of the sample analysis chip 1 or on the side surface of the chip body 2.
When using the detection mechanism or the measurement mechanism, the position of thesample analysis chip 1 is rotated by the rotation mechanism, thereby moving the target part to be detected and measured with respect to the detection mechanism or the measurement mechanism. Can be done.
All of these mechanisms for sample analysis may be included in one apparatus, or one or more mechanisms may be constituted by another apparatus or another instrument.
検出機構あるいは測定機構は、生化学反応の検出、測定を行うことができれば、試料分析チップ1の周囲または表面のどこに配置されていてもよい。例えば、試料分析チップ1の下蓋4を介して各第2反応室12と対向する位置や、チップ本体2の側面などに配置することができる。
また検出機構あるいは測定機構を用いる際は、回転機構によって、試料分析チップ1の位置を回転させることにより、検出機構あるいは測定機構に対して、検出、測定を行う対象部位を移動して検出、測定を行うことが可能である。
これらの試料分析のための機構は、1つの装置にすべてが含まれていてもよいし、1以上の機構が、別の装置や別の器具で構成されていてもよい。 The sample analysis apparatus that performs analysis using the
The detection mechanism or the measurement mechanism may be arranged anywhere around the
When using the detection mechanism or the measurement mechanism, the position of the
All of these mechanisms for sample analysis may be included in one apparatus, or one or more mechanisms may be constituted by another apparatus or another instrument.
次に、分析を行うサンプル液を、分注機構または分注器具を用いて、注入口3aから注入する。サンプル液は、注入孔2a、導入路2hを経由して、第1反応室10に注入される。
第1反応室10に、分析に必要な量のサンプル液が注入されたら、再度サンプル液の蒸発やコンタミを防止するための蓋溶液を、注入口3aから流し込む。 Next, the sample liquid to be analyzed is injected from theinjection port 3a using a dispensing mechanism or a dispensing instrument. The sample liquid is injected into the first reaction chamber 10 via the injection hole 2a and the introduction path 2h.
When an amount of sample liquid necessary for analysis is injected into thefirst reaction chamber 10, a lid solution for preventing evaporation and contamination of the sample liquid is poured again from the injection port 3a.
第1反応室10に、分析に必要な量のサンプル液が注入されたら、再度サンプル液の蒸発やコンタミを防止するための蓋溶液を、注入口3aから流し込む。 Next, the sample liquid to be analyzed is injected from the
When an amount of sample liquid necessary for analysis is injected into the
次に、第1反応室10にて、サンプル液と第1反応室10に配置された試薬が混ざり合い第1反応を起こすが、サンプル液と試薬とを混合するだけでは、第1反応は生じない。例えば、第1反応として、PCR反応の様な生化学反応を実施する場合、熱処理などを第1反応室10内のサンプル液に対して実施する必要がある。
この熱処理を行うための加熱機構、加熱器具としては、例えば、カートリッジヒーター、電熱線、ペルチェ素子等を用いた機構、器具が挙げられる。
例えば、カートリッジヒーターによって、下蓋4を加熱することで、下蓋4が覆っている第1反応室10のサンプル液が熱処理される。これにより、第1反応室10内で、例えば、PCR反応のような熱処理を必要とする第1反応が起こる。
例えば、PCR反応では、試料のDNAが充分に増加したら、加熱を停止し、第1反応を終了させる。
このように、本実施形態における第1反応は、サンプル液の全体に対して行う生化学反応である。 Next, in thefirst reaction chamber 10, the sample solution and the reagent disposed in the first reaction chamber 10 are mixed to cause the first reaction. However, the first reaction occurs only by mixing the sample solution and the reagent. Absent. For example, when a biochemical reaction such as a PCR reaction is performed as the first reaction, heat treatment or the like needs to be performed on the sample solution in the first reaction chamber 10.
Examples of the heating mechanism and the heating tool for performing the heat treatment include a mechanism and a tool using a cartridge heater, a heating wire, a Peltier element, and the like.
For example, the sample liquid in thefirst reaction chamber 10 covered by the lower lid 4 is heat-treated by heating the lower lid 4 with a cartridge heater. Thereby, in the 1st reaction chamber 10, the 1st reaction which requires heat treatment like PCR reaction occurs, for example.
For example, in the PCR reaction, when the sample DNA increases sufficiently, the heating is stopped and the first reaction is terminated.
Thus, the 1st reaction in this embodiment is a biochemical reaction performed with respect to the whole sample liquid.
この熱処理を行うための加熱機構、加熱器具としては、例えば、カートリッジヒーター、電熱線、ペルチェ素子等を用いた機構、器具が挙げられる。
例えば、カートリッジヒーターによって、下蓋4を加熱することで、下蓋4が覆っている第1反応室10のサンプル液が熱処理される。これにより、第1反応室10内で、例えば、PCR反応のような熱処理を必要とする第1反応が起こる。
例えば、PCR反応では、試料のDNAが充分に増加したら、加熱を停止し、第1反応を終了させる。
このように、本実施形態における第1反応は、サンプル液の全体に対して行う生化学反応である。 Next, in the
Examples of the heating mechanism and the heating tool for performing the heat treatment include a mechanism and a tool using a cartridge heater, a heating wire, a Peltier element, and the like.
For example, the sample liquid in the
For example, in the PCR reaction, when the sample DNA increases sufficiently, the heating is stopped and the first reaction is terminated.
Thus, the 1st reaction in this embodiment is a biochemical reaction performed with respect to the whole sample liquid.
次に、第1反応を行ったサンプル液(第1反応液)を計量室13に移動する。
本実施形態では、第1反応室10のサンプル液(第1反応液)を、縦孔2cを経由して、第1表面2f側に上昇させ、計量室13の計量流路13b内に移動する。
この移動は、例えば、ピペットやシリンジ等を用いて、注入口3aから、空気、もしくはオイル等を注入することで、第1反応室10内のサンプル液(第1反応液)を縦孔2cから押し上げることによって行う。
すなわち、注入口3aから、第1反応室10の容積に対応する空気、もしくはオイル等を注入していくことで、第1反応室10内のサンプル液(第1反応液)を計量室13内に順次移動させることができる。
このとき、空気、もしくはオイル等を注入する圧力は、サンプル液(第1反応液)が分岐路13Fに流入しない圧力で行う。すなわち、分岐路13F、移送路2k、第2反応室12、分岐路2m、および余剰液体収容室14の空間(以下、「計量流路側方空間」と称する)に保持された空気圧とサンプル液(第1反応液)の表面張力とに由来する抵抗圧力を上回る圧力にならないようにする。
このため、例えば、通気孔3bの大きさを適宜の大きさに設定するなどして、計量室13の排出用流路における排出流体の抵抗が、上記抵抗圧力より充分に低くなるようにしておく。 Next, the sample liquid (first reaction liquid) subjected to the first reaction is moved to the measuringchamber 13.
In the present embodiment, the sample liquid (first reaction liquid) in thefirst reaction chamber 10 is raised to the first surface 2 f side via the vertical hole 2 c and moved into the measurement flow path 13 b of the measurement chamber 13. .
This movement is performed by, for example, injecting air or oil from theinjection port 3a using a pipette, a syringe, or the like, so that the sample liquid (first reaction liquid) in the first reaction chamber 10 is discharged from the vertical hole 2c. Do by pushing up.
That is, by injecting air, oil, or the like corresponding to the volume of thefirst reaction chamber 10 from the injection port 3a, the sample liquid (first reaction solution) in the first reaction chamber 10 is injected into the measuring chamber 13. Can be moved sequentially.
At this time, the pressure for injecting air, oil, or the like is such that the sample liquid (first reaction liquid) does not flow into thebranch path 13F. That is, the air pressure and the sample liquid (which are hereinafter referred to as “measuring channel side space”) held in the space of the branch path 13F, the transfer path 2k, the second reaction chamber 12, the branch path 2m, and the excess liquid storage chamber 14 The pressure should not exceed a resistance pressure derived from the surface tension of the first reaction solution.
For this reason, for example, by setting the size of thevent hole 3b to an appropriate size, the resistance of the discharged fluid in the discharge channel of the measuring chamber 13 is made sufficiently lower than the resistance pressure. .
本実施形態では、第1反応室10のサンプル液(第1反応液)を、縦孔2cを経由して、第1表面2f側に上昇させ、計量室13の計量流路13b内に移動する。
この移動は、例えば、ピペットやシリンジ等を用いて、注入口3aから、空気、もしくはオイル等を注入することで、第1反応室10内のサンプル液(第1反応液)を縦孔2cから押し上げることによって行う。
すなわち、注入口3aから、第1反応室10の容積に対応する空気、もしくはオイル等を注入していくことで、第1反応室10内のサンプル液(第1反応液)を計量室13内に順次移動させることができる。
このとき、空気、もしくはオイル等を注入する圧力は、サンプル液(第1反応液)が分岐路13Fに流入しない圧力で行う。すなわち、分岐路13F、移送路2k、第2反応室12、分岐路2m、および余剰液体収容室14の空間(以下、「計量流路側方空間」と称する)に保持された空気圧とサンプル液(第1反応液)の表面張力とに由来する抵抗圧力を上回る圧力にならないようにする。
このため、例えば、通気孔3bの大きさを適宜の大きさに設定するなどして、計量室13の排出用流路における排出流体の抵抗が、上記抵抗圧力より充分に低くなるようにしておく。 Next, the sample liquid (first reaction liquid) subjected to the first reaction is moved to the measuring
In the present embodiment, the sample liquid (first reaction liquid) in the
This movement is performed by, for example, injecting air or oil from the
That is, by injecting air, oil, or the like corresponding to the volume of the
At this time, the pressure for injecting air, oil, or the like is such that the sample liquid (first reaction liquid) does not flow into the
For this reason, for example, by setting the size of the
このようにして、縦孔2cを通して、計量室13に移動されるサンプル液(第1反応液)は、計量流路側方空間に進入することなく、計量流路13bを進んで行く。
サンプル液(第1反応液)の導入前に計量流路13b内に存在した流体は、サンプル液(第1反応液)によって、順次計量流路13b側に押し出され、排出用流路を通じて、通気路11に移動し、通気孔3bから外部に排出される。
このようにして、第1反応室10のサンプル液(第1反応液)を必要量だけ計量室13に移動したら、空気、もしくはオイル等の注入を終了する。 In this way, the sample liquid (first reaction liquid) moved to the measuringchamber 13 through the vertical hole 2c advances through the measuring channel 13b without entering the side space of the measuring channel.
The fluid existing in themetering channel 13b before the introduction of the sample solution (first reaction solution) is sequentially pushed out to the metering channel 13b side by the sample solution (first reaction solution), and aerated through the discharge channel. It moves to the path 11 and is discharged to the outside from the vent hole 3b.
In this way, when the sample liquid (first reaction liquid) in thefirst reaction chamber 10 is moved to the measuring chamber 13 by a necessary amount, the injection of air or oil is terminated.
サンプル液(第1反応液)の導入前に計量流路13b内に存在した流体は、サンプル液(第1反応液)によって、順次計量流路13b側に押し出され、排出用流路を通じて、通気路11に移動し、通気孔3bから外部に排出される。
このようにして、第1反応室10のサンプル液(第1反応液)を必要量だけ計量室13に移動したら、空気、もしくはオイル等の注入を終了する。 In this way, the sample liquid (first reaction liquid) moved to the measuring
The fluid existing in the
In this way, when the sample liquid (first reaction liquid) in the
次に、試料分析チップ1を、計量室13が配置された円C3、C4の中心を通り、チップ本体2の法線方向に延びる回転軸線回りに回転させて、サンプル液(第1反応液)の計量を行う。本実施形態では、円C3、C4の中心と、チップ本体2の外形の中心と、注入口3aの中心軸線とは、いずれも同軸である。
試料分析チップ1の回転は、試料分析チップ1を保持して、注入口3aの中心軸線回りに、試料分析チップ1を回転する回転機構を有する遠心装置等を用いて行うことができる。
回転機構の回転速度としては、計量流路13bにおけるサンプル液(第1反応液)に作用する遠心力が、計量流路側方空間の空気圧とサンプル液(第1反応液)自身の表面張力とを上回って、少なくとも第2反応室12に流入する回転速度が必要である。
このような回転速度は、流路構造の形状や寸法にもよるが、例えば、計量流路13bの平均半径が、15mmの場合には、1000rpm程度以上であれば、充分な遠心力が得られる。 Next, thesample analysis chip 1 is rotated around a rotation axis extending in the normal direction of the chip body 2 through the centers of the circles C3 and C4 in which the measurement chambers 13 are arranged, so that a sample liquid (first reaction liquid) is obtained. Weigh the amount. In the present embodiment, the centers of the circles C3 and C4, the center of the outer shape of the chip body 2, and the central axis of the injection port 3a are all coaxial.
Thesample analysis chip 1 can be rotated using a centrifuge or the like having a rotation mechanism that holds the sample analysis chip 1 and rotates the sample analysis chip 1 around the central axis of the injection port 3a.
As for the rotation speed of the rotation mechanism, the centrifugal force acting on the sample liquid (first reaction liquid) in themeasurement flow path 13b generates the air pressure in the side space of the measurement flow path and the surface tension of the sample liquid (first reaction liquid) itself. The rotational speed that flows into the second reaction chamber 12 at least is required.
Such a rotational speed depends on the shape and dimensions of the flow channel structure, but for example, when the average radius of themeasurement flow channel 13b is 15 mm, a sufficient centrifugal force can be obtained if it is about 1000 rpm or more. .
試料分析チップ1の回転は、試料分析チップ1を保持して、注入口3aの中心軸線回りに、試料分析チップ1を回転する回転機構を有する遠心装置等を用いて行うことができる。
回転機構の回転速度としては、計量流路13bにおけるサンプル液(第1反応液)に作用する遠心力が、計量流路側方空間の空気圧とサンプル液(第1反応液)自身の表面張力とを上回って、少なくとも第2反応室12に流入する回転速度が必要である。
このような回転速度は、流路構造の形状や寸法にもよるが、例えば、計量流路13bの平均半径が、15mmの場合には、1000rpm程度以上であれば、充分な遠心力が得られる。 Next, the
The
As for the rotation speed of the rotation mechanism, the centrifugal force acting on the sample liquid (first reaction liquid) in the
Such a rotational speed depends on the shape and dimensions of the flow channel structure, but for example, when the average radius of the
このような回転速度で、試料分析チップ1を回転すると、計量流路13bにおいて、第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cに位置するサンプル液(第1反応液)が、遠心力の作用により、径方向外方の分岐路13Fに移動する。
各内周側屈曲流路13Dを満たすサンプル液(第1反応液)は、円C3に接する内周側屈曲流路13Dの屈曲の頂部を境として、隣接する第1直線流路13Aおよび内周側屈曲流路13Dのいずれかに分かれて径方向外側に移動する。
このため、分岐路13Fには、分岐路13Fと連通した第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cから構成されるU字状の空間の範囲にサンプル液(第1反応液)が流れ込む。これにより、サンプル液(第1反応液)がこのU字状の空間の容積に応じて量り取られた状態で、第2反応室12に向かう。 When thesample analysis chip 1 is rotated at such a rotation speed, the sample liquid (first liquid crystal) located in the first straight flow path 13A, the outer circumferential bent flow path 13B, and the second straight flow path 13C in the measurement flow path 13b. The reaction solution) moves to the radially outer branch 13F by the action of centrifugal force.
The sample liquid (first reaction solution) that fills each inner peripheralbent channel 13D is adjacent to the first straight channel 13A and the inner periphery adjacent to the top of the bend of the inner peripheral bent channel 13D in contact with the circle C3. It is divided into any of the side bent flow paths 13D and moves radially outward.
For this reason, the sample liquid is included in thebranch path 13F within a U-shaped space formed by the first straight flow path 13A, the outer peripheral bent flow path 13B, and the second straight flow path 13C communicating with the branch path 13F. (First reaction liquid) flows in. As a result, the sample liquid (first reaction liquid) moves toward the second reaction chamber 12 in a state where the sample liquid (first reaction liquid) is weighed according to the volume of the U-shaped space.
各内周側屈曲流路13Dを満たすサンプル液(第1反応液)は、円C3に接する内周側屈曲流路13Dの屈曲の頂部を境として、隣接する第1直線流路13Aおよび内周側屈曲流路13Dのいずれかに分かれて径方向外側に移動する。
このため、分岐路13Fには、分岐路13Fと連通した第1直線流路13A、外周側屈曲流路13B、および第2直線流路13Cから構成されるU字状の空間の範囲にサンプル液(第1反応液)が流れ込む。これにより、サンプル液(第1反応液)がこのU字状の空間の容積に応じて量り取られた状態で、第2反応室12に向かう。 When the
The sample liquid (first reaction solution) that fills each inner peripheral
For this reason, the sample liquid is included in the
分岐路13Fに移動したサンプル液(第1反応液)は、縦孔2eを下降して移送路2kに移動する。
移送路2kは、分岐路2mに分岐しているが、遠心力は、径方向に沿って作用するため、サンプル液(第1反応液)は、周方向に沿う分岐路2mに流入することなく、移送路2k内を進んで第2反応室12に移動する。
第2反応室12の容積を上回るサンプル液(第1反応液)が流入しようとすると、第2反応室12から溢れたサンプル液(第1反応液)が、分岐路2mに分岐して、余剰液体収容室14に移動する。
このため、第2反応室12の容積に等しいサンプル液(第1反応液)が第2反応室12に残る。
これにより、本実施形態では、計量流路13bの各U字状の空間で量り取られたサンプル液(第1反応液)の体積にバラツキが生じたとしても、余剰のサンプル液(第1反応液)を余剰液体収容室14に排出することで、第2反応室12の容積に応じてより正確にサンプル液(第1反応液)の計量を行うことができる。
このようにして、計量流路13bのサンプル液(第1反応液)がすべて計量流路側方空間に移動したら、試料分析チップ1の回転を停止する。 The sample liquid (first reaction liquid) moved to thebranch path 13F moves down the vertical hole 2e and moves to the transfer path 2k.
Although thetransfer path 2k is branched into the branch path 2m, since the centrifugal force acts along the radial direction, the sample liquid (first reaction liquid) does not flow into the branch path 2m along the circumferential direction. Then, it moves through the transfer path 2k and moves to the second reaction chamber 12.
When the sample liquid (first reaction liquid) exceeding the volume of thesecond reaction chamber 12 tries to flow in, the sample liquid (first reaction liquid) overflowing from the second reaction chamber 12 branches to the branch path 2m, and surplus It moves to the liquid storage chamber 14.
For this reason, a sample liquid (first reaction liquid) equal to the volume of thesecond reaction chamber 12 remains in the second reaction chamber 12.
Thereby, in this embodiment, even if variation occurs in the volume of the sample liquid (first reaction liquid) measured in each U-shaped space of themeasurement flow path 13b, the excess sample liquid (first reaction) By discharging the liquid) to the excess liquid storage chamber 14, the sample liquid (first reaction liquid) can be measured more accurately according to the volume of the second reaction chamber 12.
In this way, when all of the sample liquid (first reaction liquid) in themeasurement channel 13b has moved to the side space of the measurement channel, the rotation of the sample analysis chip 1 is stopped.
移送路2kは、分岐路2mに分岐しているが、遠心力は、径方向に沿って作用するため、サンプル液(第1反応液)は、周方向に沿う分岐路2mに流入することなく、移送路2k内を進んで第2反応室12に移動する。
第2反応室12の容積を上回るサンプル液(第1反応液)が流入しようとすると、第2反応室12から溢れたサンプル液(第1反応液)が、分岐路2mに分岐して、余剰液体収容室14に移動する。
このため、第2反応室12の容積に等しいサンプル液(第1反応液)が第2反応室12に残る。
これにより、本実施形態では、計量流路13bの各U字状の空間で量り取られたサンプル液(第1反応液)の体積にバラツキが生じたとしても、余剰のサンプル液(第1反応液)を余剰液体収容室14に排出することで、第2反応室12の容積に応じてより正確にサンプル液(第1反応液)の計量を行うことができる。
このようにして、計量流路13bのサンプル液(第1反応液)がすべて計量流路側方空間に移動したら、試料分析チップ1の回転を停止する。 The sample liquid (first reaction liquid) moved to the
Although the
When the sample liquid (first reaction liquid) exceeding the volume of the
For this reason, a sample liquid (first reaction liquid) equal to the volume of the
Thereby, in this embodiment, even if variation occurs in the volume of the sample liquid (first reaction liquid) measured in each U-shaped space of the
In this way, when all of the sample liquid (first reaction liquid) in the
次に、第2反応室12に送液されたサンプル液(第1反応液)によって、第2反応としての生化学反応を行う。
すなわち、各第2反応室12に配置された試薬と送液されたサンプル液(第1反応液)とが混合することでそれぞれの試薬に応じた第2反応が行われる(第2反応液が得られる)。
第2反応の反応状態は、第2反応の種類に応じた検出機構あるいは測定機構によって、反応を検出、測定することができる。例えば、蛍光検出等の手法によって反応を検出することができる。
これにより、検出あるいは測定された反応状態に基づいてサンプルを分析することができる。 Next, a biochemical reaction as a second reaction is performed using the sample liquid (first reaction liquid) sent to thesecond reaction chamber 12.
That is, the second reaction corresponding to each reagent is performed by mixing the reagent arranged in eachsecond reaction chamber 12 and the sent sample liquid (first reaction liquid) (the second reaction liquid is changed). can get).
The reaction state of the second reaction can be detected and measured by a detection mechanism or a measurement mechanism corresponding to the type of the second reaction. For example, the reaction can be detected by a technique such as fluorescence detection.
Thereby, a sample can be analyzed based on the detected or measured reaction state.
すなわち、各第2反応室12に配置された試薬と送液されたサンプル液(第1反応液)とが混合することでそれぞれの試薬に応じた第2反応が行われる(第2反応液が得られる)。
第2反応の反応状態は、第2反応の種類に応じた検出機構あるいは測定機構によって、反応を検出、測定することができる。例えば、蛍光検出等の手法によって反応を検出することができる。
これにより、検出あるいは測定された反応状態に基づいてサンプルを分析することができる。 Next, a biochemical reaction as a second reaction is performed using the sample liquid (first reaction liquid) sent to the
That is, the second reaction corresponding to each reagent is performed by mixing the reagent arranged in each
The reaction state of the second reaction can be detected and measured by a detection mechanism or a measurement mechanism corresponding to the type of the second reaction. For example, the reaction can be detected by a technique such as fluorescence detection.
Thereby, a sample can be analyzed based on the detected or measured reaction state.
このように、本実施形態に係る試料分析チップ1によれば、内部に、第1反応室10と複数の第2反応室12(第2反応室グループ)とを備えるため、第1反応室10と複数の第2反応室12とのそれぞれに移動したサンプル液によって、複数種類の生化学反応を行うことができる。
その際、第1反応室10と第2反応室12との間に計量室13を有するため、計量室13に移動されたサンプル液(第1反応液)を、遠心力を利用して計量することができる。このため、計量されたサンプル液(第1反応液)をただちに第2反応室12に移動して第2反応を行うことができるため、反応を行うサンプル液量のムラが低減され(サンプル液量が均一になり)、高精度かつ迅速な試料分析を行うことができる。
また、本実施形態では、第1反応室10、第2反応室12(第2反応室グループ)は第2表面2g側に、計量室13は第1表面2f側に、それぞれチップ本体2の厚さ方向において離間して配置されており、第1反応室10と計量室13とは、チップ本体2の板厚方向における位置の一部が重なっている。
このため、省スペースが可能となり、サンプル液の収容量に比べて、試料分析チップ1の外径を低減したコンパクトな構成が可能である。 As described above, according to thesample analysis chip 1 according to the present embodiment, the first reaction chamber 10 includes the first reaction chamber 10 and the plurality of second reaction chambers 12 (second reaction chamber group). And a plurality of types of biochemical reactions can be performed by the sample liquid moved to each of the plurality of second reaction chambers 12.
At this time, since the measuringchamber 13 is provided between the first reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12, the sample liquid (first reaction liquid) moved to the measuring chamber 13 is measured using centrifugal force. be able to. For this reason, since the weighed sample liquid (first reaction liquid) can be immediately moved to the second reaction chamber 12 to perform the second reaction, unevenness in the amount of sample liquid to be reacted is reduced (sample liquid volume). The sample can be analyzed with high accuracy and speed.
Further, in this embodiment, thefirst reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12 (second reaction chamber group) are on the second surface 2g side, and the weighing chamber 13 is on the first surface 2f side. The first reaction chamber 10 and the measuring chamber 13 are partially spaced from each other in the thickness direction of the chip body 2.
For this reason, space saving is possible, and a compact configuration in which the outer diameter of thesample analysis chip 1 is reduced as compared with the amount of sample liquid accommodated is possible.
その際、第1反応室10と第2反応室12との間に計量室13を有するため、計量室13に移動されたサンプル液(第1反応液)を、遠心力を利用して計量することができる。このため、計量されたサンプル液(第1反応液)をただちに第2反応室12に移動して第2反応を行うことができるため、反応を行うサンプル液量のムラが低減され(サンプル液量が均一になり)、高精度かつ迅速な試料分析を行うことができる。
また、本実施形態では、第1反応室10、第2反応室12(第2反応室グループ)は第2表面2g側に、計量室13は第1表面2f側に、それぞれチップ本体2の厚さ方向において離間して配置されており、第1反応室10と計量室13とは、チップ本体2の板厚方向における位置の一部が重なっている。
このため、省スペースが可能となり、サンプル液の収容量に比べて、試料分析チップ1の外径を低減したコンパクトな構成が可能である。 As described above, according to the
At this time, since the measuring
Further, in this embodiment, the
For this reason, space saving is possible, and a compact configuration in which the outer diameter of the
計量室13と第1反応室10とは、板厚方向において離間して配置されているため、熱反応の必要ない計量室13と第1反応室10とを、熱的にも離間することが可能となる。このため、第1反応室10を加熱しても、計量室13には不要な熱が伝わりにくい構造が可能である。
Since the measurement chamber 13 and the first reaction chamber 10 are spaced apart from each other in the thickness direction, the measurement chamber 13 and the first reaction chamber 10 that do not require thermal reaction can be thermally separated from each other. It becomes possible. For this reason, even if the first reaction chamber 10 is heated, a structure in which unnecessary heat is hardly transmitted to the measuring chamber 13 is possible.
計量室13と第2反応室12(第2反応室グループ)とは、計量室13が上方、第2反応室12(第2反応室グループ)が下方に配置され、縦孔2eを介して板厚方向に連通している。
このため、第2反応室12において加熱反応時や化学反応時に生じる気泡を第2反応室12から上方に向けて逃がし易くしたり、蒸発、コンタミ防止用に送液されるオイル等の蓋溶液と反応液とを、板厚方向において分離し易くしたりすることが可能である。 The measuringchamber 13 and the second reaction chamber 12 (second reaction chamber group) are arranged such that the measuring chamber 13 is disposed above and the second reaction chamber 12 (second reaction chamber group) is disposed below, and the plate is disposed through the vertical hole 2e. It communicates in the thickness direction.
Therefore, in thesecond reaction chamber 12, bubbles generated at the time of the heating reaction or chemical reaction can be easily released upward from the second reaction chamber 12, or a lid solution such as oil sent to prevent evaporation and contamination. It is possible to easily separate the reaction solution in the thickness direction.
このため、第2反応室12において加熱反応時や化学反応時に生じる気泡を第2反応室12から上方に向けて逃がし易くしたり、蒸発、コンタミ防止用に送液されるオイル等の蓋溶液と反応液とを、板厚方向において分離し易くしたりすることが可能である。 The measuring
Therefore, in the
第1反応室10と第2反応室12(第2反応室グループ)とは、径方向に近接して隣り合う同心状の円環領域に形成され、下蓋4によって覆われている。このため、第1反応のために、下蓋4による加熱を行うと、第2反応室12も同時に加熱することができるため、第2反応室12の予熱が可能である。これにより、サンプル液(第1反応液)が第2反応室12に移動してから短時間で第2反応を行うことができる。
The first reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12 (second reaction chamber group) are formed in concentric annular regions adjacent to each other in the radial direction and covered with the lower lid 4. For this reason, when the heating by the lower lid 4 is performed for the first reaction, the second reaction chamber 12 can also be heated at the same time, so that the second reaction chamber 12 can be preheated. Thereby, the second reaction can be performed in a short time after the sample liquid (first reaction liquid) has moved to the second reaction chamber 12.
試料分析チップ1では、注入口3a、注入孔2a、通気路11、および通気孔3bが、第1反応室10、計量室13、および第2反応室12(第2反応室グループ)に取り囲まれた中心領域に設けられている。
すなわち、第1反応室10、計量室13、および第2反応室12(第2反応室グループ)の流路よりも遠心軸の中心点に近い位置に外気との開放口である注入口3a、通気孔3bが存在する。このため、試料分析チップ1が遠心回転された場合に、オイルやサンプル液の流路内から注入口3a、通気孔3bへの逆流を防ぎ、また余剰空気や気泡を基材から抜け易くすることができる。 In thesample analysis chip 1, the injection port 3a, the injection hole 2a, the ventilation path 11, and the ventilation hole 3b are surrounded by the first reaction chamber 10, the measurement chamber 13, and the second reaction chamber 12 (second reaction chamber group). In the central area.
That is, theinlet 3a, which is an opening to the outside air at a position closer to the center point of the centrifugal axis than the flow path of the first reaction chamber 10, the measurement chamber 13, and the second reaction chamber 12 (second reaction chamber group), There is a vent 3b. For this reason, when the sample analysis chip 1 is centrifugally rotated, the backflow of the oil or sample liquid from the flow path to the inlet 3a and the vent hole 3b is prevented, and excess air and bubbles are easily removed from the substrate. Can do.
すなわち、第1反応室10、計量室13、および第2反応室12(第2反応室グループ)の流路よりも遠心軸の中心点に近い位置に外気との開放口である注入口3a、通気孔3bが存在する。このため、試料分析チップ1が遠心回転された場合に、オイルやサンプル液の流路内から注入口3a、通気孔3bへの逆流を防ぎ、また余剰空気や気泡を基材から抜け易くすることができる。 In the
That is, the
以上説明したように、試料分析チップ1によれば、板状部の第1表面と第2表面と分かれて(分離的に)、第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)を備えるため、分析対象のサンプル液の送液、計量が容易であり、コンパクトな構成であっても複数種類の生化学反応を行うことができる。
例えば、1種類の検体に対して全体への処理と分割した状態への処理を段階的に施すことが出来る。そのため、サンプル液に含まれる貴重なDNA試料の増幅・保存・測定等を最初に行った後に、計量室によって分配したサンプル液に異なる処理を行うこともできる。
また、試料分析チップ1によれば、サンプル液に対して第1段階目の処理(第1反応)を行う際に、蒸発やコンタミを防止する事が出来る蓋代わりとなる溶液を入れることができる。この場合、蓋溶液の比重をサンプル液の比重より軽くなるように溶液を調整すれば、第1反応を実施した後、遠心力を作用させると、比重差により、下層にサンプル液(第1反応液)、上層に蓋溶液が分離する。この結果、第2反応以降でも蓋溶液が蓋の役割をし続け、サンプル液同士のコンタミや蒸発を防ぐことができる。 As described above, according to thesample analysis chip 1, the first surface and the second surface of the plate-like part are separated (separately) from the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (second Since the reaction chamber group is provided, it is easy to send and measure the sample liquid to be analyzed, and a plurality of types of biochemical reactions can be performed even with a compact configuration.
For example, the processing for the whole and the processing for the divided state can be performed in stages on one type of specimen. Therefore, after first performing amplification, storage, measurement, etc. of a valuable DNA sample contained in the sample solution, different processing can be performed on the sample solution distributed by the measurement chamber.
Moreover, according to thesample analysis chip 1, when the first stage process (first reaction) is performed on the sample solution, a solution serving as a lid that can prevent evaporation and contamination can be placed. . In this case, if the solution is adjusted so that the specific gravity of the lid solution is lighter than the specific gravity of the sample liquid, the centrifugal force is applied after the first reaction, and the sample liquid (first reaction) is caused by the difference in specific gravity. Liquid), the lid solution is separated into the upper layer. As a result, the lid solution continues to act as a lid even after the second reaction, and contamination and evaporation between the sample solutions can be prevented.
例えば、1種類の検体に対して全体への処理と分割した状態への処理を段階的に施すことが出来る。そのため、サンプル液に含まれる貴重なDNA試料の増幅・保存・測定等を最初に行った後に、計量室によって分配したサンプル液に異なる処理を行うこともできる。
また、試料分析チップ1によれば、サンプル液に対して第1段階目の処理(第1反応)を行う際に、蒸発やコンタミを防止する事が出来る蓋代わりとなる溶液を入れることができる。この場合、蓋溶液の比重をサンプル液の比重より軽くなるように溶液を調整すれば、第1反応を実施した後、遠心力を作用させると、比重差により、下層にサンプル液(第1反応液)、上層に蓋溶液が分離する。この結果、第2反応以降でも蓋溶液が蓋の役割をし続け、サンプル液同士のコンタミや蒸発を防ぐことができる。 As described above, according to the
For example, the processing for the whole and the processing for the divided state can be performed in stages on one type of specimen. Therefore, after first performing amplification, storage, measurement, etc. of a valuable DNA sample contained in the sample solution, different processing can be performed on the sample solution distributed by the measurement chamber.
Moreover, according to the
次に、本実施形態に係る試料分析チップ1が使用できる試料分析の例を説明する。
遺伝子解析における試料分析の一例としては、例えば体細胞変異の検出や、生殖細胞変異の検出が挙げられる。遺伝子型の違いによって、発現するタンパク質の種類等が異なるため、例えば薬の代謝酵素の働きの違いを生み、結果として薬の最適投与量や副作用の出やすさ等に個人差が生じる。この事を医療現場で利用し、各患者の「遺伝子型」を調べる事で、オーダーメイド医療を行うことが出来る。 Next, an example of sample analysis in which thesample analysis chip 1 according to this embodiment can be used will be described.
Examples of sample analysis in gene analysis include detection of somatic mutations and detection of germline mutations. Since the type of protein to be expressed differs depending on the genotype, for example, it causes a difference in the function of the metabolic enzyme of the drug, resulting in individual differences in the optimal dose of the drug and the likelihood of side effects. By making use of this in the medical field and examining the “genotype” of each patient, it is possible to provide tailor-made medical care.
遺伝子解析における試料分析の一例としては、例えば体細胞変異の検出や、生殖細胞変異の検出が挙げられる。遺伝子型の違いによって、発現するタンパク質の種類等が異なるため、例えば薬の代謝酵素の働きの違いを生み、結果として薬の最適投与量や副作用の出やすさ等に個人差が生じる。この事を医療現場で利用し、各患者の「遺伝子型」を調べる事で、オーダーメイド医療を行うことが出来る。 Next, an example of sample analysis in which the
Examples of sample analysis in gene analysis include detection of somatic mutations and detection of germline mutations. Since the type of protein to be expressed differs depending on the genotype, for example, it causes a difference in the function of the metabolic enzyme of the drug, resulting in individual differences in the optimal dose of the drug and the likelihood of side effects. By making use of this in the medical field and examining the “genotype” of each patient, it is possible to provide tailor-made medical care.
・SNPsの検出
ヒトゲノムの中には、その約0.1%に個人特有の塩基配列の違いが存在し、SNP(Single Nucleotide Polymorphism)と呼ばれおり、生殖細胞変異のひとつである。SNPの特定方法の一つとして、例えば蛍光を用いたPCR‐PHFA(PCR-Preferential Homoduplex Formation Assay)法が利用されている。PCR‐PHFA法は検出変異部位を増幅するPCR工程と、増幅断片と対応プローブによる競合的鎖置換反応工程と、から成り立っている。
当該方法によれば、第2反応においては、蛍光試薬の発光差によって変異を検出するが、本実施形態に係る試料分析チップ1を用いることで、各第2反応室12の配液バラツキが少ないため、正確なSNPs検出を行うことが出来る。
また上記以外のSNP検出方法としてインベーダー(登録商標)法、Taqman PCR法等についても同様に本実施形態に係る試料分析チップ1を用いることが可能である。 -Detection of SNPs About 0.1% of the human genome has a unique nucleotide sequence difference, which is called SNP (Single Nucleotide Polymorphism), and is one of germline mutations. As one of the SNP identification methods, for example, a PCR-PHFA (PCR-Preferences Modulation Formation Assay) method using fluorescence is used. The PCR-PHFA method includes a PCR process for amplifying a detection mutation site and a competitive strand displacement reaction process using an amplified fragment and a corresponding probe.
According to this method, in the second reaction, a mutation is detected by the difference in luminescence of the fluorescent reagent, but by using thesample analysis chip 1 according to the present embodiment, there is little variation in liquid distribution in each second reaction chamber 12. Therefore, accurate SNP detection can be performed.
Similarly, thesample analysis chip 1 according to this embodiment can be used for the Invader (registered trademark) method, the Taqman PCR method and the like as SNP detection methods other than those described above.
ヒトゲノムの中には、その約0.1%に個人特有の塩基配列の違いが存在し、SNP(Single Nucleotide Polymorphism)と呼ばれおり、生殖細胞変異のひとつである。SNPの特定方法の一つとして、例えば蛍光を用いたPCR‐PHFA(PCR-Preferential Homoduplex Formation Assay)法が利用されている。PCR‐PHFA法は検出変異部位を増幅するPCR工程と、増幅断片と対応プローブによる競合的鎖置換反応工程と、から成り立っている。
当該方法によれば、第2反応においては、蛍光試薬の発光差によって変異を検出するが、本実施形態に係る試料分析チップ1を用いることで、各第2反応室12の配液バラツキが少ないため、正確なSNPs検出を行うことが出来る。
また上記以外のSNP検出方法としてインベーダー(登録商標)法、Taqman PCR法等についても同様に本実施形態に係る試料分析チップ1を用いることが可能である。 -Detection of SNPs About 0.1% of the human genome has a unique nucleotide sequence difference, which is called SNP (Single Nucleotide Polymorphism), and is one of germline mutations. As one of the SNP identification methods, for example, a PCR-PHFA (PCR-Preferences Modulation Formation Assay) method using fluorescence is used. The PCR-PHFA method includes a PCR process for amplifying a detection mutation site and a competitive strand displacement reaction process using an amplified fragment and a corresponding probe.
According to this method, in the second reaction, a mutation is detected by the difference in luminescence of the fluorescent reagent, but by using the
Similarly, the
他の試料分析の例として、以下に、本実施形態に係る試料分析チップ1を用いてワルファリン(抗血液凝固剤。心臓病や高血圧用の薬として用いられる)に対する副作用に関与するSNPについてのPCR‐PHFA法を使った解析例を説明する。
As another example of sample analysis, PCR for SNPs involved in side effects on warfarin (anti-coagulant, used as a drug for heart disease and hypertension) using the sample analysis chip 1 according to the present embodiment will be described below. -An analysis example using the PHFA method will be described.
血液などから得られる検体核酸を精製して、溶液試料とする。この溶液試料をサンプル液として、試料分析チップ1に注入後、第1反応室10にて、PCRにより検体核酸の増幅(第1反応)を行う(第1反応液を得る)。
なお、ワルファリンに関与するSNPの検出にはVKORC1やCYP2C9内のSNPが議論されることが多く、CYP2C9*2やCYP2C9*3などが有名である。検体からこれらのSNPを含む遺伝子断片をマルチプレックスPCRにて増幅する。 A sample nucleic acid obtained from blood or the like is purified to obtain a solution sample. After injecting this solution sample into thesample analysis chip 1 as a sample solution, amplification of the sample nucleic acid (first reaction) is performed by PCR in the first reaction chamber 10 (a first reaction solution is obtained).
Note that SNPs in VKORC1 and CYP2C9 are often discussed for detection of SNPs involved in warfarin, and CYP2C9 * 2 and CYP2C9 * 3 are famous. Gene fragments containing these SNPs from the specimen are amplified by multiplex PCR.
なお、ワルファリンに関与するSNPの検出にはVKORC1やCYP2C9内のSNPが議論されることが多く、CYP2C9*2やCYP2C9*3などが有名である。検体からこれらのSNPを含む遺伝子断片をマルチプレックスPCRにて増幅する。 A sample nucleic acid obtained from blood or the like is purified to obtain a solution sample. After injecting this solution sample into the
Note that SNPs in VKORC1 and CYP2C9 are often discussed for detection of SNPs involved in warfarin, and CYP2C9 * 2 and CYP2C9 * 3 are famous. Gene fragments containing these SNPs from the specimen are amplified by multiplex PCR.
上記の検出方法では、一つのSNPを判定するために2つの検出用のウェルが必要となるので1検体試料につき、10個以上の第2反応室12が形成された試料分析チップ1を使用することが好ましい。それぞれの第2反応室12には競合的鎖置換反応を行うためのSNP検出用の試薬を固定する。
In the detection method described above, two detection wells are required to determine one SNP. Therefore, the sample analysis chip 1 in which 10 or more second reaction chambers 12 are formed is used for each sample. It is preferable. A reagent for SNP detection for performing competitive strand displacement reaction is fixed in each second reaction chamber 12.
上記PCRにより核酸が増幅された試料(第1反応液)を、計量室13による計量後、各第2反応室12に配液充填する。各第2反応室12の温度を調整し、各第2反応室12に固定された試薬に混入された蛍光試薬の発光差によって変異を検出する。
一つのSNPに対し2つの第2反応室12のうち一つのみ陽性反応ならばホモ、二つ陽性ならヘテロと判定することができる。 The sample (first reaction solution) obtained by amplifying the nucleic acid by the PCR is weighed in the weighingchamber 13 and then filled into each second reaction chamber 12. The temperature of each second reaction chamber 12 is adjusted, and a mutation is detected based on the difference in luminescence of the fluorescent reagent mixed in the reagent fixed in each second reaction chamber 12.
If only one of the twosecond reaction chambers 12 is positive for one SNP, it can be determined to be homo, and if two are positive, it can be determined to be hetero.
一つのSNPに対し2つの第2反応室12のうち一つのみ陽性反応ならばホモ、二つ陽性ならヘテロと判定することができる。 The sample (first reaction solution) obtained by amplifying the nucleic acid by the PCR is weighed in the weighing
If only one of the two
・K‐ras遺伝子変異の検出
上がん細胞に特徴的な変異、また分子標的薬に抵抗性を示す変異はそのほとんどが体細胞変異である。生殖細胞変異(SNPなど)の場合、どの細胞でも共通の変異が見られるのに対し、体細胞変異では変異を起こした細胞でのみ変異がみられ、変異を起こしていない細胞(通常は正常細胞)では変異は見られない。 -Detection of K-ras gene mutations Most of the mutations characteristic of upper cancer cells and the resistance to molecular target drugs are somatic mutations. In the case of germ cell mutations (SNP, etc.), a common mutation is seen in all cells, whereas in somatic mutations, cells are mutated only in the mutated cells, and cells that are not mutated (usually normal cells) ) Shows no mutation.
上がん細胞に特徴的な変異、また分子標的薬に抵抗性を示す変異はそのほとんどが体細胞変異である。生殖細胞変異(SNPなど)の場合、どの細胞でも共通の変異が見られるのに対し、体細胞変異では変異を起こした細胞でのみ変異がみられ、変異を起こしていない細胞(通常は正常細胞)では変異は見られない。 -Detection of K-ras gene mutations Most of the mutations characteristic of upper cancer cells and the resistance to molecular target drugs are somatic mutations. In the case of germ cell mutations (SNP, etc.), a common mutation is seen in all cells, whereas in somatic mutations, cells are mutated only in the mutated cells, and cells that are not mutated (usually normal cells) ) Shows no mutation.
つまり、サンプル液のうちの多くは正常細胞で一部変異細胞が含まれる場合、多くの正常な遺伝子中に存在するわずかな変異遺伝子を検出しなければならない。この点が生殖細胞における変異検出と体細胞における変異検出との異なる点であり、体細胞の遺伝子変異検出をより困難にしている点である。
In other words, when many of the sample liquids are normal cells and partially mutated cells are contained, a few mutated genes present in many normal genes must be detected. This is the difference between mutation detection in germ cells and mutation detection in somatic cells, which makes detection of genetic mutations in somatic cells more difficult.
K‐ras遺伝子は変異ががん細胞に存在すると分子標的薬がほとんどの患者群で効を奏しないことが示された遺伝子であり、この遺伝子を簡便、迅速、安価、高精度に検出することが希望されつつある。
The K-ras gene is a gene whose molecular target drug has been shown to be ineffective in most patient groups when mutations are present in cancer cells. This gene should be detected simply, quickly, inexpensively and with high accuracy. Is being hoped for.
以下に、試料分析の他の例として、K‐ras遺伝子のPCR‐PHFA法における解析例を説明する。
Hereinafter, as another example of sample analysis, an analysis example of the K-ras gene in the PCR-PHFA method will be described.
試料分析チップ1において、上記遺伝子変異の検出用の第2反応室12にはプローブ核酸を含む試薬が固定される。K‐ras遺伝子の検出においては、野生型と13種類の変異があるので、少なくとも14の第2反応室12が形成された試料分析チップ1を使用し、各第2反応室12には、K‐ras遺伝子の検出に対応した試薬が固定されていることが好ましい。
In the sample analysis chip 1, a reagent containing a probe nucleic acid is fixed in the second reaction chamber 12 for detecting the gene mutation. In detection of the K-ras gene, since there are 13 types of mutations with the wild type, the sample analysis chip 1 in which at least 14 second reaction chambers 12 are formed is used. -It is preferable that a reagent corresponding to detection of the ras gene is immobilized.
大腸癌などのがん細胞を採取し、検体核酸を精製して、サンプル溶液試料(サンプル液)とする。このサンプル液を、試料分析チップ1に注入後、まず、第1反応室10にて、PCRにより検体核酸の増幅(第1反応)を行う(第1反応液を得る)。
Collect cancer cells such as colorectal cancer and purify the sample nucleic acid to obtain a sample solution sample (sample solution). After injecting this sample solution into the sample analysis chip 1, first, a sample nucleic acid is amplified by PCR (first reaction) in the first reaction chamber 10 (a first reaction solution is obtained).
上記PCRにより核酸が増幅された試料(第1反応液)を、計量室13による計量後、各第2反応室12に配液充填する。第2反応室12の温度を調整し、第2反応室12に固定された試薬に混入された蛍光試薬の発光差によって変異を検出することができる。
The sample (first reaction solution) obtained by amplifying the nucleic acid by the PCR is weighed in the weighing chamber 13 and then filled in each second reaction chamber 12. By adjusting the temperature of the second reaction chamber 12, the mutation can be detected based on the difference in luminescence of the fluorescent reagent mixed in the reagent fixed in the second reaction chamber 12.
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップについて説明する。
図12Aは、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な平面図である。図12Bは、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な正面図である。図13は、図12Bにおける試料分析チップをD方向から視た平面図である。図14は、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な裏面図である。図15は、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な平面図である。図16は、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップの通気孔における模式的な断面図である。図17は、図12Aに示すE-E線における断面図である。 [Second Embodiment]
A sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12A is a schematic plan view showing the configuration of a sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12B is a schematic front view showing the configuration of the sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 13 is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 12B viewed from the D direction. FIG. 14 is a schematic back view of the base material used in the sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a schematic plan view of a substrate used for a sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the vent hole of the sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. 17 is a cross-sectional view taken along line EE shown in FIG. 12A.
本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップについて説明する。
図12Aは、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な平面図である。図12Bは、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な正面図である。図13は、図12Bにおける試料分析チップをD方向から視た平面図である。図14は、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な裏面図である。図15は、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な平面図である。図16は、本発明の第2の実施形態に係る試料分析チップの通気孔における模式的な断面図である。図17は、図12Aに示すE-E線における断面図である。 [Second Embodiment]
A sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12A is a schematic plan view showing the configuration of a sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12B is a schematic front view showing the configuration of the sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 13 is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 12B viewed from the D direction. FIG. 14 is a schematic back view of the base material used in the sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a schematic plan view of a substrate used for a sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the vent hole of the sample analysis chip according to the second embodiment of the present invention. 17 is a cross-sectional view taken along line EE shown in FIG. 12A.
図12A、図12B、図13に示すように、本実施形態に係る試料分析チップ21は、上記第1の実施形態に係る試料分析チップ1のチップ本体2、下蓋4に代えて、チップ本体22(基材、板状部)、下蓋24(蓋材)を備える。
以下、第2の実施形態おいて、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。 As shown in FIGS. 12A, 12B, and 13, asample analysis chip 21 according to the present embodiment is replaced with a chip body 2 instead of the chip body 2 and the lower lid 4 of the sample analysis chip 1 according to the first embodiment. 22 (base material, plate-like portion) and a lower lid 24 (lid material).
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
以下、第2の実施形態おいて、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。 As shown in FIGS. 12A, 12B, and 13, a
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
チップ本体22は、上記第1の実施形態に係るチップ本体2と同様、第1表面2fと第2表面2gとに挟まれた板状部材(第1表面2fと第2表面2gとを有する板状部材)から構成され、平面視の外形は円形である。
チップ本体22は、チップ本体22の表面および内部に形成された流路構造のみがチップ本体2と異なる。 Like thechip body 2 according to the first embodiment, the chip body 22 is a plate member (a plate having a first surface 2f and a second surface 2g sandwiched between a first surface 2f and a second surface 2g. The outer shape in plan view is circular.
Thechip body 22 is different from the chip body 2 only in the flow path structure formed on the surface and inside of the chip body 22.
チップ本体22は、チップ本体22の表面および内部に形成された流路構造のみがチップ本体2と異なる。 Like the
The
下蓋24は、チップ本体22の第2表面2gの全体を覆う円板状部材である点のみが上記第1の実施形態に係る下蓋4と異なる。
The lower lid 24 is different from the lower lid 4 according to the first embodiment only in that it is a disk-like member that covers the entire second surface 2g of the chip body 22.
次に、チップ本体22の流路構造について説明する。
図14に示すように、チップ本体22の第2表面2gにおける流路構造は、上記第1の実施形態に係る通気路11、余剰液体収容室14が除去され、上記第1の実施形態に係る第1反応室10、第2反応室12に代えて、第1反応室30、第2反応室32を備える。
図15に示すように、チップ本体22の第1表面2f上には、上記第1の実施形態に係る計量室13に代えて、計量室33を備える。
また、チップ本体22の板厚方向に貫通する流路としては、上記第1の実施形態に係る縦孔2bが除去され、試料混合室34が追加されている。 Next, the flow path structure of thechip body 22 will be described.
As shown in FIG. 14, the flow path structure on thesecond surface 2g of the chip body 22 is the same as that of the first embodiment, except that the air passage 11 and the excess liquid storage chamber 14 according to the first embodiment are removed. Instead of the first reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12, a first reaction chamber 30 and a second reaction chamber 32 are provided.
As shown in FIG. 15, on thefirst surface 2f of the chip body 22, a measuring chamber 33 is provided instead of the measuring chamber 13 according to the first embodiment.
Further, as a flow path penetrating in the plate thickness direction of thechip body 22, the vertical hole 2b according to the first embodiment is removed, and a sample mixing chamber 34 is added.
図14に示すように、チップ本体22の第2表面2gにおける流路構造は、上記第1の実施形態に係る通気路11、余剰液体収容室14が除去され、上記第1の実施形態に係る第1反応室10、第2反応室12に代えて、第1反応室30、第2反応室32を備える。
図15に示すように、チップ本体22の第1表面2f上には、上記第1の実施形態に係る計量室13に代えて、計量室33を備える。
また、チップ本体22の板厚方向に貫通する流路としては、上記第1の実施形態に係る縦孔2bが除去され、試料混合室34が追加されている。 Next, the flow path structure of the
As shown in FIG. 14, the flow path structure on the
As shown in FIG. 15, on the
Further, as a flow path penetrating in the plate thickness direction of the
第1反応室30は、細長い溝部が、円環状の領域において円環状の領域の周方向に対して蛇行していることは、上記第1の実施形態に係る第1反応室10と同様であるが、円環状の領域の配置と、蛇行した流路構造とが異なる。
第1反応室30が配置される円環状の領域は、注入孔2aを中心とする仮想的な同心円である円C11と、円C11よりも大径の円C12とで挟まれた領域である。円C11は、上記第1の実施形態に係る円C1と略同様の径を有するが、円C12は、上記第1の実施形態に係る円C2よりは大径である。
以下では、円C11は、第1反応室30が形成された領域の内接円になっており、円C12は、第1反応室30が形成された領域の外接円になっているとする。 Thefirst reaction chamber 30 is similar to the first reaction chamber 10 according to the first embodiment in that the elongated grooves meander in the annular region with respect to the circumferential direction of the annular region. However, the arrangement of the annular regions is different from the meandering channel structure.
The annular region in which thefirst reaction chamber 30 is disposed is a region sandwiched between a circle C11 that is a virtual concentric circle centering on the injection hole 2a and a circle C12 having a larger diameter than the circle C11. The circle C11 has substantially the same diameter as the circle C1 according to the first embodiment, but the circle C12 has a larger diameter than the circle C2 according to the first embodiment.
In the following, it is assumed that the circle C11 is an inscribed circle of the region where thefirst reaction chamber 30 is formed, and the circle C12 is a circumscribed circle of the region where the first reaction chamber 30 is formed.
第1反応室30が配置される円環状の領域は、注入孔2aを中心とする仮想的な同心円である円C11と、円C11よりも大径の円C12とで挟まれた領域である。円C11は、上記第1の実施形態に係る円C1と略同様の径を有するが、円C12は、上記第1の実施形態に係る円C2よりは大径である。
以下では、円C11は、第1反応室30が形成された領域の内接円になっており、円C12は、第1反応室30が形成された領域の外接円になっているとする。 The
The annular region in which the
In the following, it is assumed that the circle C11 is an inscribed circle of the region where the
蛇行した流路構造としては、円C12の近傍に屈曲部を有し、径方向内側に向かって幅が漸次増加するV字状の屈曲流路30Aが、周方向に隣り合って配置される。また、当該蛇行した流路構造は、各屈曲流路30Aの円C11の近傍の端部が円弧状の内周側屈曲流路30Bによって接続された繰り返し流路構造を有する。
屈曲流路30Aは、屈曲流路30Aの中心軸線が、円C11、C12の直径上に整列する線対称な形状を有する。このため、各屈曲流路30Aの2つの直線状の流路は、中心軸線O30に対して異なる方向に傾斜している。 As the meandering channel structure, a V-shapedbent channel 30A having a bent portion in the vicinity of the circle C12 and gradually increasing in width radially inward is disposed adjacent to the circumferential direction. Further, the meandering flow path structure has a repetitive flow path structure in which the end portions in the vicinity of the circle C11 of each bent flow path 30A are connected by an arcuate inner peripheral bent flow path 30B.
Thebent channel 30A has a line-symmetric shape in which the central axis of the bent channel 30A is aligned on the diameters of the circles C11 and C12. For this reason, the two linear flow paths of each bent flow path 30A are inclined in different directions with respect to the central axis O30.
屈曲流路30Aは、屈曲流路30Aの中心軸線が、円C11、C12の直径上に整列する線対称な形状を有する。このため、各屈曲流路30Aの2つの直線状の流路は、中心軸線O30に対して異なる方向に傾斜している。 As the meandering channel structure, a V-shaped
The
第1反応室30の始端部30aの径方向内側の端部は、円C11まで延びた導入路2hと連通している。
第1反応室30の終端部30bの径方向内側の端部は、始端部30aと終端部30bとの間に配置された試料混合室34の端部34aと、円C11の近傍で連通している。
第1反応室30の溝深さは、図5に示すように、上記第1の実施形態と同様のh10である。
また、第1反応室30の溝幅は、部位によって異なる溝幅も可能であるが、本実施形態では、一例として、すべて同一の溝幅にしている。 The radially inner end of the startingend 30a of the first reaction chamber 30 communicates with the introduction path 2h extending to the circle C11.
The radially inner end of theend portion 30b of the first reaction chamber 30 communicates with the end portion 34a of the sample mixing chamber 34 disposed between the start end portion 30a and the end portion 30b in the vicinity of the circle C11. Yes.
As shown in FIG. 5, the groove depth of thefirst reaction chamber 30 is h10 similar to that of the first embodiment.
In addition, the groove width of thefirst reaction chamber 30 may be different depending on the part, but in the present embodiment, as an example, all of them have the same groove width.
第1反応室30の終端部30bの径方向内側の端部は、始端部30aと終端部30bとの間に配置された試料混合室34の端部34aと、円C11の近傍で連通している。
第1反応室30の溝深さは、図5に示すように、上記第1の実施形態と同様のh10である。
また、第1反応室30の溝幅は、部位によって異なる溝幅も可能であるが、本実施形態では、一例として、すべて同一の溝幅にしている。 The radially inner end of the starting
The radially inner end of the
As shown in FIG. 5, the groove depth of the
In addition, the groove width of the
第2反応室32(第2反応室グループ)は、第1反応室30が設けられた領域の外側(円C12よりも外側)の第2表面2g上において、円C12の周方向に沿って複数個が、等ピッチ(等間隔)で設けられている。
各第2反応室32の構造はいずれも共通であり、平面視の形状が円形の溝部である。 A plurality of second reaction chambers 32 (second reaction chamber groups) are provided along the circumferential direction of the circle C12 on thesecond surface 2g outside the region where the first reaction chamber 30 is provided (outside the circle C12). The pieces are provided at equal pitches (equal intervals).
Each of thesecond reaction chambers 32 has a common structure, and is a groove having a circular shape in plan view.
各第2反応室32の構造はいずれも共通であり、平面視の形状が円形の溝部である。 A plurality of second reaction chambers 32 (second reaction chamber groups) are provided along the circumferential direction of the circle C12 on the
Each of the
第2反応室32の径方向内側の端部には、計量室33から第2反応室32にサンプル液(第1反応液)を移送するため、第2反応室32よりも浅く、幅も狭い溝部である移送路22kが接続されている。
本実施形態では、移送路22kは、第2反応室32と円C12との間に形成された縦孔2eから円C12の径方向に沿って延ばされている。
第2反応室32、移送路22kの溝深さは、それぞれ適宜設定することができるが、本実施形態では、一例として、上記第1の実施形態と同様に、第2反応室12の深さをh12に設定し、移送路2kの深さをh2kと設定している。 A sample solution (first reaction solution) is transferred from the measuringchamber 33 to the second reaction chamber 32 at the radially inner end of the second reaction chamber 32, so that it is shallower and narrower than the second reaction chamber 32. A transfer path 22k, which is a groove, is connected.
In this embodiment, thetransfer path 22k is extended along the radial direction of the circle C12 from the vertical hole 2e formed between the second reaction chamber 32 and the circle C12.
The groove depths of thesecond reaction chamber 32 and the transfer path 22k can be appropriately set. In this embodiment, as an example, the depth of the second reaction chamber 12 is the same as in the first embodiment. Is set to h12, and the depth of the transfer path 2k is set to h2k.
本実施形態では、移送路22kは、第2反応室32と円C12との間に形成された縦孔2eから円C12の径方向に沿って延ばされている。
第2反応室32、移送路22kの溝深さは、それぞれ適宜設定することができるが、本実施形態では、一例として、上記第1の実施形態と同様に、第2反応室12の深さをh12に設定し、移送路2kの深さをh2kと設定している。 A sample solution (first reaction solution) is transferred from the measuring
In this embodiment, the
The groove depths of the
図15に示すように、計量室33は、上記第1の実施形態に係る計量室13の計量流路13b、分岐路13Fに代えて、計量流路33b、分岐路33Fを備える。
計量室33の溝深さは、上記第1の実施形態に係る計量室13と同様、いずれも深さh13で一定である。 As shown in FIG. 15, the measuringchamber 33 includes a measuring channel 33b and a branch channel 33F instead of the measuring channel 13b and the branch channel 13F of the measuring chamber 13 according to the first embodiment.
The groove depth of the measuringchamber 33 is constant at the depth h13 in the same manner as the measuring chamber 13 according to the first embodiment.
計量室33の溝深さは、上記第1の実施形態に係る計量室13と同様、いずれも深さh13で一定である。 As shown in FIG. 15, the measuring
The groove depth of the measuring
計量流路33bは、細長い溝部が、円環状の領域において、円環状の領域の周方向に対して蛇行していることは、上記第1の実施形態に係る計量流路13bと同様であるが、円環状の領域の配置と、蛇行した流路構造とが異なる。
計量流路33bが配置される円環状の領域は、注入孔2aを中心とする仮想的な同心円である円C13と、円C13よりも大径の円C14とで挟まれた領域である。円C13、C14は、それぞれ円C11、C12と同径である。
以下では、円C13は、計量流路33bが形成された領域の内接円であり、円C14は、計量流路33bが形成された領域の外接円であるとする。 Themeasurement channel 33b is similar to the measurement channel 13b according to the first embodiment in that the elongated groove portion meanders in the annular region with respect to the circumferential direction of the annular region. The arrangement of the annular region is different from the meandering channel structure.
The annular region in which themeasurement flow path 33b is arranged is a region sandwiched between a circle C13 that is a virtual concentric circle centering on the injection hole 2a and a circle C14 having a larger diameter than the circle C13. The circles C13 and C14 have the same diameter as the circles C11 and C12, respectively.
In the following, it is assumed that the circle C13 is an inscribed circle of the area where the measuringflow path 33b is formed, and the circle C14 is a circumscribed circle of the area where the measuring flow path 33b is formed.
計量流路33bが配置される円環状の領域は、注入孔2aを中心とする仮想的な同心円である円C13と、円C13よりも大径の円C14とで挟まれた領域である。円C13、C14は、それぞれ円C11、C12と同径である。
以下では、円C13は、計量流路33bが形成された領域の内接円であり、円C14は、計量流路33bが形成された領域の外接円であるとする。 The
The annular region in which the
In the following, it is assumed that the circle C13 is an inscribed circle of the area where the measuring
計量流路33bの始端部33aは、試料混合室34の端部34bと、円C11の近傍で連通している。
計量流路33bの終端部33cは、図16に示すように、第1表面2f上から上蓋3の通気孔3bの直下の位置まで延在する通気路35と連通している。
このため、図15に示すように、計量流路33bは、円C13、C14で挟まれた円環状の領域にて、始端部33aから時計回りに略一周して、終端部33cに到る流路を形成している。
このような配置により計量流路33bは、計量流路33bの一部が第1反応室30と、チップ本体22の板厚方向において重なる領域に位置する。 Thestart end portion 33a of the measuring channel 33b communicates with the end portion 34b of the sample mixing chamber 34 in the vicinity of the circle C11.
As shown in FIG. 16, theend portion 33c of the measurement flow path 33b communicates with the air passage 35 extending from the first surface 2f to a position directly below the air hole 3b of the upper lid 3.
For this reason, as shown in FIG. 15, themetering flow path 33b flows substantially once in the clockwise direction from the start end portion 33a to the end portion 33c in an annular region sandwiched between the circles C13 and C14. Forming a road.
With such an arrangement, themetering channel 33b is located in a region where a part of the metering channel 33b overlaps the first reaction chamber 30 in the plate thickness direction of the chip body 22.
計量流路33bの終端部33cは、図16に示すように、第1表面2f上から上蓋3の通気孔3bの直下の位置まで延在する通気路35と連通している。
このため、図15に示すように、計量流路33bは、円C13、C14で挟まれた円環状の領域にて、始端部33aから時計回りに略一周して、終端部33cに到る流路を形成している。
このような配置により計量流路33bは、計量流路33bの一部が第1反応室30と、チップ本体22の板厚方向において重なる領域に位置する。 The
As shown in FIG. 16, the
For this reason, as shown in FIG. 15, the
With such an arrangement, the
計量流路33bは、始端部33aから終端部33cに向かって(図15における時計回り)、第1直線流路33A、外周側屈曲流路33B、第2直線流路33C、および内周側屈曲流路33Dがこの順に繰り返す蛇行形状を有している。
なお、計量流路33bの始端部33aは、第1直線流路33Aであり、終端部33cは内周側屈曲流路33Dである。 Themetering flow path 33b is directed from the start end portion 33a toward the end end portion 33c (clockwise in FIG. 15), the first straight flow path 33A, the outer peripheral side bent flow path 33B, the second straight flow path 33C, and the inner peripheral side bent. The flow path 33D has a meandering shape that repeats in this order.
In addition, the start endpart 33a of the measurement flow path 33b is the first straight flow path 33A, and the terminal end part 33c is the inner circumferential side bent flow path 33D.
なお、計量流路33bの始端部33aは、第1直線流路33Aであり、終端部33cは内周側屈曲流路33Dである。 The
In addition, the start end
第1直線流路33A、外周側屈曲流路33B、および第2直線流路33Cは、全体としてU字状の流路を構成しており、U字形の開口部が円C13に向くとともに、U字形の屈曲部である外周側屈曲流路33Bが円C14に内接して配置されている。
第1直線流路33A、外周側屈曲流路33B、および第2直線流路33Cに貯留されたサンプル液(第1反応液)は、まとまって一つの第2反応室32に移動されるため、これら第1直線流路33A、外周側屈曲流路33B、および第2直線流路33Cの容積は、サンプル液の計量量に応じて適宜設定する。
第1直線流路33Aと第2直線流路33Cとは、外周側屈曲流路33Bの屈曲中心と注入孔2aの中心とを通る中心軸線O33に関して線対称である。また、第1直線流路33Aと中心軸線O33との間に形成される角度、第2直線流路33Cと中心軸線O33との間に形成される角度は、それぞれφである。角度φは、0°以上60°以下であることが好ましい。 The firststraight flow path 33A, the outer peripheral bent flow path 33B, and the second straight flow path 33C constitute a U-shaped flow path as a whole, and the U-shaped opening is directed to the circle C13. An outer peripheral bent flow path 33B, which is a letter-shaped bent portion, is arranged inscribed in the circle C14.
Since the sample liquid (first reaction liquid) stored in the firststraight flow path 33A, the outer peripheral bent flow path 33B, and the second straight flow path 33C is collectively moved to one second reaction chamber 32, The volumes of the first straight flow path 33A, the outer peripheral side bent flow path 33B, and the second straight flow path 33C are appropriately set according to the measurement amount of the sample liquid.
The firststraight flow path 33A and the second straight flow path 33C are axisymmetric with respect to a central axis O33 passing through the bending center of the outer peripheral bending flow path 33B and the center of the injection hole 2a. Further, the angle formed between the first straight flow path 33A and the central axis O33 and the angle formed between the second straight flow path 33C and the central axis O33 are φ. The angle φ is preferably 0 ° or more and 60 ° or less.
第1直線流路33A、外周側屈曲流路33B、および第2直線流路33Cに貯留されたサンプル液(第1反応液)は、まとまって一つの第2反応室32に移動されるため、これら第1直線流路33A、外周側屈曲流路33B、および第2直線流路33Cの容積は、サンプル液の計量量に応じて適宜設定する。
第1直線流路33Aと第2直線流路33Cとは、外周側屈曲流路33Bの屈曲中心と注入孔2aの中心とを通る中心軸線O33に関して線対称である。また、第1直線流路33Aと中心軸線O33との間に形成される角度、第2直線流路33Cと中心軸線O33との間に形成される角度は、それぞれφである。角度φは、0°以上60°以下であることが好ましい。 The first
Since the sample liquid (first reaction liquid) stored in the first
The first
第1直線流路33A、第2直線流路33Cの溝幅は、径方向内側から径方向外側に向かうにつれて径が増加している。
外周側屈曲流路33Bは、第1直線流路33Aと第2直線流路33Cとを滑らかにつなぐ円弧状の流路である。
外周側屈曲流路13Bは、径方向の最外周部において、溝幅が最大である。 The groove widths of the firststraight channel 33A and the second straight channel 33C increase in diameter from the radially inner side toward the radially outer side.
The outer peripheralbent flow path 33B is an arc-shaped flow path that smoothly connects the first straight flow path 33A and the second straight flow path 33C.
The outerperipheral bending channel 13B has the largest groove width at the outermost peripheral portion in the radial direction.
外周側屈曲流路33Bは、第1直線流路33Aと第2直線流路33Cとを滑らかにつなぐ円弧状の流路である。
外周側屈曲流路13Bは、径方向の最外周部において、溝幅が最大である。 The groove widths of the first
The outer peripheral
The outer
内周側屈曲流路33Dは、このようなU字状の第1直線流路33A、外周側屈曲流路33B、および第2直線流路33Cのうち、隣り合う流路同士である第2直線流路33Cと第1直線流路33Aとの径方向内側の端部を、同様の溝幅で円弧状に連通させる溝部である。
The inner circumferential bent flow path 33D is a second straight line that is an adjacent flow path among the U-shaped first straight flow path 33A, the outer peripheral bent flow path 33B, and the second straight flow path 33C. It is a groove part which makes the edge part of the radial inside of the flow path 33C and the 1st linear flow path 33A communicate in circular arc shape with the same groove width.
分岐路33Fは、計量流路33bの最外周部を構成する外周側屈曲流路33Bの部位から径方向に沿って、径方向外方に延出された細長い溝部である。
分岐路33Fの溝幅は、例えば、移送路22kと同程度の溝幅であることが好ましい。
図11に示すように、各分岐路33Fの延出方向の端部は、移送路22kが接続された縦孔2eと連通している。
縦孔2eを介して連通した分岐路33Fと移送路22kとは、互いの延在方向が同一でも異なっていてもよい。本実施形態では、一例として、分岐路33Fと移送路22kとが径方向に沿って同一の延在方向を有する例を示している。このため、分岐路33Fと移送路22kとは、平面視で径方向に沿って同一直線状に整列している。 Thebranch path 33F is a long and narrow groove extending radially outward along the radial direction from the portion of the outer peripheral bent flow path 33B constituting the outermost peripheral portion of the measurement flow path 33b.
The groove width of thebranch path 33F is preferably the same as that of the transfer path 22k, for example.
As shown in FIG. 11, the end of eachbranch path 33F in the extending direction communicates with the vertical hole 2e to which the transfer path 22k is connected.
Thebranch path 33F and the transfer path 22k communicated via the vertical hole 2e may have the same or different extending directions. In the present embodiment, as an example, an example in which the branch path 33F and the transfer path 22k have the same extending direction along the radial direction is shown. For this reason, the branch path 33F and the transfer path 22k are aligned in the same straight line along the radial direction in plan view.
分岐路33Fの溝幅は、例えば、移送路22kと同程度の溝幅であることが好ましい。
図11に示すように、各分岐路33Fの延出方向の端部は、移送路22kが接続された縦孔2eと連通している。
縦孔2eを介して連通した分岐路33Fと移送路22kとは、互いの延在方向が同一でも異なっていてもよい。本実施形態では、一例として、分岐路33Fと移送路22kとが径方向に沿って同一の延在方向を有する例を示している。このため、分岐路33Fと移送路22kとは、平面視で径方向に沿って同一直線状に整列している。 The
The groove width of the
As shown in FIG. 11, the end of each
The
試料混合室34は、図14、15に示すように、平面視U字状を有し、チップ本体22の厚さ方向に貫通された孔部である。試料混合室34のU字形の開口部は円C11(C13)に向かって開口し、U字形の屈曲部は円C12(C14)の近傍に位置している。
図17に示すように、試料混合室34の端部34aには、第2表面2gにおいて第1反応室30の終端部30bが接続されている。試料混合室34の端部34bには、第1表面2fにおいて計量室33の始端部33aが接続されている。
試料混合室34は、第1反応室30と計量室33との間のバッファ空間として設けられている。このため、試料混合室34の容積は、少なくとも、第1反応室30に貯留されたサンプル液をすべて貯留できる大きさとする。
このような試料混合室34を設けることにより、第1反応室30から送液されたサンプル液(第1反応液)を計量室33に送液する前に、サンプル液(第1反応液)が試料混合室34に導入されると、終端部30bよりも格段に広い試料混合室34内の空間で、順次送液されるサンプル液(第1反応液)が混ざり合う。
これにより、第1反応室30内の第1反応(第1反応液)にムラ(ばらつき)が生じていたとしても、試料混合室34にサンプル液(第1反応液)を貯留することでサンプル液(第1反応液)の混合が促進されるため、サンプル液(第1反応液)の均一化が可能である。 As shown in FIGS. 14 and 15, thesample mixing chamber 34 is a hole having a U shape in plan view and penetrating in the thickness direction of the chip body 22. The U-shaped opening of the sample mixing chamber 34 opens toward the circle C11 (C13), and the U-shaped bent portion is positioned in the vicinity of the circle C12 (C14).
As shown in FIG. 17, theend portion 30b of the first reaction chamber 30 is connected to the end portion 34a of the sample mixing chamber 34 at the second surface 2g. The end 34b of the sample mixing chamber 34 is connected to the start end 33a of the measuring chamber 33 on the first surface 2f.
Thesample mixing chamber 34 is provided as a buffer space between the first reaction chamber 30 and the measuring chamber 33. For this reason, the volume of the sample mixing chamber 34 is at least large enough to store all the sample liquid stored in the first reaction chamber 30.
By providing such asample mixing chamber 34, the sample liquid (first reaction liquid) is supplied before the sample liquid (first reaction liquid) sent from the first reaction chamber 30 is sent to the measuring chamber 33. When introduced into the sample mixing chamber 34, the sample liquid (first reaction liquid) sequentially fed in the space in the sample mixing chamber 34 that is much wider than the end portion 30b is mixed.
Thereby, even if unevenness (variation) occurs in the first reaction (first reaction liquid) in thefirst reaction chamber 30, the sample liquid (first reaction liquid) is stored in the sample mixing chamber 34 to store the sample. Since the mixing of the liquid (first reaction liquid) is promoted, the sample liquid (first reaction liquid) can be made uniform.
図17に示すように、試料混合室34の端部34aには、第2表面2gにおいて第1反応室30の終端部30bが接続されている。試料混合室34の端部34bには、第1表面2fにおいて計量室33の始端部33aが接続されている。
試料混合室34は、第1反応室30と計量室33との間のバッファ空間として設けられている。このため、試料混合室34の容積は、少なくとも、第1反応室30に貯留されたサンプル液をすべて貯留できる大きさとする。
このような試料混合室34を設けることにより、第1反応室30から送液されたサンプル液(第1反応液)を計量室33に送液する前に、サンプル液(第1反応液)が試料混合室34に導入されると、終端部30bよりも格段に広い試料混合室34内の空間で、順次送液されるサンプル液(第1反応液)が混ざり合う。
これにより、第1反応室30内の第1反応(第1反応液)にムラ(ばらつき)が生じていたとしても、試料混合室34にサンプル液(第1反応液)を貯留することでサンプル液(第1反応液)の混合が促進されるため、サンプル液(第1反応液)の均一化が可能である。 As shown in FIGS. 14 and 15, the
As shown in FIG. 17, the
The
By providing such a
Thereby, even if unevenness (variation) occurs in the first reaction (first reaction liquid) in the
このような構成により、試料分析チップ21の内部には、上記第1の実施形態に係る試料分析チップ1と略同様な複数系統の流路構造が形成されている。
例えば、注入口3aから流体を注入すると、流体は、注入孔2aを通って第2表面2g側に下降し、導入路2hを経由して、第1反応室30の始端部30aに入り、第1反応室30の中間部を経て、終端部30bに達する。
終端部30bに達した流体は、試料混合室34に導入され、流体の量が試料混合室34を超えると、試料混合室34から溢れて、計量室33の始端部33aに達する。 With such a configuration, a plurality of flow channel structures that are substantially the same as thesample analysis chip 1 according to the first embodiment are formed inside the sample analysis chip 21.
For example, when a fluid is injected from theinjection port 3a, the fluid descends to the second surface 2g side through the injection hole 2a, enters the start end 30a of the first reaction chamber 30 via the introduction path 2h, The intermediate part of one reaction chamber 30 is reached and reaches the terminal part 30b.
The fluid reaching theend portion 30 b is introduced into the sample mixing chamber 34. When the amount of fluid exceeds the sample mixing chamber 34, the fluid overflows from the sample mixing chamber 34 and reaches the start end portion 33 a of the measuring chamber 33.
例えば、注入口3aから流体を注入すると、流体は、注入孔2aを通って第2表面2g側に下降し、導入路2hを経由して、第1反応室30の始端部30aに入り、第1反応室30の中間部を経て、終端部30bに達する。
終端部30bに達した流体は、試料混合室34に導入され、流体の量が試料混合室34を超えると、試料混合室34から溢れて、計量室33の始端部33aに達する。 With such a configuration, a plurality of flow channel structures that are substantially the same as the
For example, when a fluid is injected from the
The fluid reaching the
計量室33の中では、計量流路33bの側方に分岐路33Fが形成され、計量室33の終端部33cには通気路35が連通している。
各分岐路33Fに続く流路は、縦孔2eを通って第2表面2g側に下降し、移送路22kを通って第2反応室32に向かう流路である。
第2反応室32には、外部に連通する流路が接続されていないため、未使用の状態では、空気が閉じ込められている。このため、流体を分岐路33Fから移送路22kに移動するには、少なくともこの空気圧に抵抗する相応の外力を流体に作用させる必要がある。 In the measuringchamber 33, a branch path 33 </ b> F is formed on the side of the measuring flow path 33 b, and a vent path 35 is in communication with the end portion 33 c of the measuring chamber 33.
The flow path following eachbranch path 33F is a flow path that goes down to the second surface 2g side through the vertical hole 2e and goes to the second reaction chamber 32 through the transfer path 22k.
Since thesecond reaction chamber 32 is not connected to a flow path communicating with the outside, air is confined in an unused state. For this reason, in order to move the fluid from the branch path 33F to the transfer path 22k, at least a corresponding external force that resists the air pressure must be applied to the fluid.
各分岐路33Fに続く流路は、縦孔2eを通って第2表面2g側に下降し、移送路22kを通って第2反応室32に向かう流路である。
第2反応室32には、外部に連通する流路が接続されていないため、未使用の状態では、空気が閉じ込められている。このため、流体を分岐路33Fから移送路22kに移動するには、少なくともこの空気圧に抵抗する相応の外力を流体に作用させる必要がある。 In the measuring
The flow path following each
Since the
通気路35は、通気孔3bを通して外部に開放されているため、計量流路33b内の流体は、分岐路33Fを通じて第2反応室32に向かうよりも、通気路35に流れる方が、格段に容易である。通気路35に達した流体は、通気路35および通気孔3bを通して外部に排出される。
Since the air passage 35 is opened to the outside through the air holes 3b, the fluid in the metering flow path 33b is markedly more likely to flow through the air passage 35 than to the second reaction chamber 32 through the branch path 33F. Easy. The fluid reaching the ventilation path 35 is discharged to the outside through the ventilation path 35 and the ventilation hole 3b.
このような試料分析チップ21は、上記第1の実施形態と同様にして、チップ本体22、上蓋3、下蓋24をそれぞれ製造して、反応や分析に必要な試薬を適宜固定して、貼り合わせることにより製造できる。
Such a sample analysis chip 21 is manufactured by manufacturing the chip body 22, the upper lid 3, and the lower lid 24 in the same manner as in the first embodiment, and appropriately fixing and attaching reagents necessary for reaction and analysis. It can be manufactured by combining them.
このような試料分析チップ21によれば、計量室33で計量されたサンプル液(第1反応液)が、分岐路33Fおよび移送路22kに連通された第2反応室32に、それぞれすべて移動される点を除けば、上記第1の実施形態に係る試料分析チップ1と同様にして、サンプル液を用いた試料分析を行うことができる。
すなわち、試料分析チップ21によれば、板状部の第1表面と第2表面とに分かれて、第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)を備えるため、分析対象のサンプル液の送液、計量が容易であり、コンパクトな構成であっても複数種類の生化学反応を行うことができる。 According to such asample analysis chip 21, all of the sample liquid (first reaction liquid) measured in the measurement chamber 33 is moved to the second reaction chamber 32 communicated with the branch path 33F and the transfer path 22k. Except for this, sample analysis using a sample solution can be performed in the same manner as the sample analysis chip 1 according to the first embodiment.
That is, according to thesample analysis chip 21, the first and second surfaces of the plate-like portion are divided into the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (second reaction chamber group). It is easy to send and measure the sample liquid to be analyzed, and a plurality of types of biochemical reactions can be performed even with a compact configuration.
すなわち、試料分析チップ21によれば、板状部の第1表面と第2表面とに分かれて、第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)を備えるため、分析対象のサンプル液の送液、計量が容易であり、コンパクトな構成であっても複数種類の生化学反応を行うことができる。 According to such a
That is, according to the
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップについて説明する。
図18は、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な正面図である。図19は、図18における試料分析チップをF方向から視た平面図である。図20は、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップの模式的な分解斜視図である。図21Aは、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な平面図である。図21Bは、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な裏面図である。図22は、図21Aに示すG-G線における断面図である。 [Third Embodiment]
A sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 18 is a schematic front view showing the configuration of the sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention. FIG. 19 is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 18 viewed from the F direction. FIG. 20 is a schematic exploded perspective view of a sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention. FIG. 21A is a schematic plan view of a substrate used for a sample analysis chip according to a third embodiment of the present invention. FIG. 21B is a schematic back view of the base material used in the sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention. 22 is a cross-sectional view taken along the line GG shown in FIG. 21A.
本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップについて説明する。
図18は、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップの構成を示す模式的な正面図である。図19は、図18における試料分析チップをF方向から視た平面図である。図20は、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップの模式的な分解斜視図である。図21Aは、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な平面図である。図21Bは、本発明の第3の実施形態に係る試料分析チップに用いる基材の模式的な裏面図である。図22は、図21Aに示すG-G線における断面図である。 [Third Embodiment]
A sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 18 is a schematic front view showing the configuration of the sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention. FIG. 19 is a plan view of the sample analysis chip in FIG. 18 viewed from the F direction. FIG. 20 is a schematic exploded perspective view of a sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention. FIG. 21A is a schematic plan view of a substrate used for a sample analysis chip according to a third embodiment of the present invention. FIG. 21B is a schematic back view of the base material used in the sample analysis chip according to the third embodiment of the present invention. 22 is a cross-sectional view taken along the line GG shown in FIG. 21A.
図18、19、20に示すように、本実施形態に係る試料分析チップ41は、上記第1の実施形態に係る試料分析チップ1が円板状の外形を有していたのに対して、立体的な外形を備える点が異なる。
また、流路構造に関しては、本実施形態に係る試料分析チップ41は、外形の変更に応じて流路構造の一部が変更されている点と、同様の流路構造に関しても平面視の形状が、上記第1の実施形態における形状と、鏡像の関係にある点とが異なる。
以下、本発明の第3の実施形態と上記第1の実施形態とが異なる点を中心に説明する。特に、上記第1の実施形態に係る流路構造と鏡像の関係にある点のみが異なる流路構造は、上記第1の実施形態に係る符号に、「’」をつけて表し、詳細の形状の説明を省略する。また、このような鏡像の関係にある流路構造に連通する上記第1の実施形態と同様の形状を有する流路構造は、上記第1の実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。 As shown in FIGS. 18, 19, and 20, thesample analysis chip 41 according to this embodiment is different from the sample analysis chip 1 according to the first embodiment that has a disk-shaped outer shape. The difference is that it has a three-dimensional outer shape.
Regarding the flow channel structure, thesample analysis chip 41 according to the present embodiment has a shape in plan view with respect to a similar flow channel structure in that a part of the flow channel structure is changed according to a change in the outer shape. However, the shape in the first embodiment is different from the mirror image.
Hereinafter, the difference between the third embodiment of the present invention and the first embodiment will be mainly described. In particular, a flow path structure that differs only in the mirror image relationship with the flow path structure according to the first embodiment is represented by adding “′” to the reference numeral according to the first embodiment, and has a detailed shape. The description of is omitted. Further, the flow path structure having the same shape as that of the first embodiment communicating with the flow path structure having such a mirror image relationship is denoted by the same reference numeral as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted. To do.
また、流路構造に関しては、本実施形態に係る試料分析チップ41は、外形の変更に応じて流路構造の一部が変更されている点と、同様の流路構造に関しても平面視の形状が、上記第1の実施形態における形状と、鏡像の関係にある点とが異なる。
以下、本発明の第3の実施形態と上記第1の実施形態とが異なる点を中心に説明する。特に、上記第1の実施形態に係る流路構造と鏡像の関係にある点のみが異なる流路構造は、上記第1の実施形態に係る符号に、「’」をつけて表し、詳細の形状の説明を省略する。また、このような鏡像の関係にある流路構造に連通する上記第1の実施形態と同様の形状を有する流路構造は、上記第1の実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。 As shown in FIGS. 18, 19, and 20, the
Regarding the flow channel structure, the
Hereinafter, the difference between the third embodiment of the present invention and the first embodiment will be mainly described. In particular, a flow path structure that differs only in the mirror image relationship with the flow path structure according to the first embodiment is represented by adding “′” to the reference numeral according to the first embodiment, and has a detailed shape. The description of is omitted. Further, the flow path structure having the same shape as that of the first embodiment communicating with the flow path structure having such a mirror image relationship is denoted by the same reference numeral as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted. To do.
試料分析チップ41は、上記第1の実施形態に係る試料分析チップ1のチップ本体2、上蓋3、下蓋4に代えて、チップ本体42(基材)、上蓋43(蓋材)、下蓋44(蓋材)を備える。
The sample analysis chip 41 is replaced with the chip body 42 (base material), the upper lid 43 (lid material), and the lower lid instead of the chip body 2, the upper lid 3, and the lower lid 4 of the sample analysis chip 1 according to the first embodiment. 44 (cover material).
図21A、図21Bに示すように、チップ本体42は、上記第1の実施形態に係るチップ本体2と同様に外形が円形とされ、板厚方向の表面に第1表面2fと第2表面2gとを有する平板部52(板状部)を備える。
平板部52の第1表面2fにおいては、外周部に、第1表面2fから突出された円筒状の側壁部51が形成され、中心部に、第1表面2fから突出された円錐台状を有する凸部である分注器具保持台部54が形成されている。
分注器具保持台部54の円錐台状の外形の中心軸線O54は、側壁部51の内周面51aの中心軸線と同軸である。
また、平板部52の第1表面2fにおいて、内周面51aと分注器具保持台部54との間には、中心軸線O54を中心とする円環状の領域に、上記第1の実施形態に係る計量室13と鏡像の関係にある計量室13’および計量室13’に連通する上記第1の実施形態と同様の流路構造が形成されている。 As shown in FIGS. 21A and 21B, thechip body 42 has a circular outer shape similar to the chip body 2 according to the first embodiment, and the first surface 2f and the second surface 2g are formed on the surface in the plate thickness direction. And a flat plate portion 52 (plate-like portion).
In thefirst surface 2f of the flat plate portion 52, a cylindrical side wall portion 51 protruding from the first surface 2f is formed on the outer peripheral portion, and has a truncated cone shape protruding from the first surface 2f in the central portion. A dispensing instrument holding base portion 54 that is a convex portion is formed.
The central axis O54 of the truncated cone-shaped outer shape of the dispensinginstrument holding base 54 is coaxial with the central axis of the inner peripheral surface 51a of the side wall 51.
Further, in thefirst surface 2f of the flat plate portion 52, an annular region centering on the central axis O54 is provided between the inner peripheral surface 51a and the dispensing instrument holding base portion 54 in the first embodiment. A flow path structure similar to that of the first embodiment communicating with the measurement chamber 13 ′ and the measurement chamber 13 ′ in a mirror image relationship with the measurement chamber 13 is formed.
平板部52の第1表面2fにおいては、外周部に、第1表面2fから突出された円筒状の側壁部51が形成され、中心部に、第1表面2fから突出された円錐台状を有する凸部である分注器具保持台部54が形成されている。
分注器具保持台部54の円錐台状の外形の中心軸線O54は、側壁部51の内周面51aの中心軸線と同軸である。
また、平板部52の第1表面2fにおいて、内周面51aと分注器具保持台部54との間には、中心軸線O54を中心とする円環状の領域に、上記第1の実施形態に係る計量室13と鏡像の関係にある計量室13’および計量室13’に連通する上記第1の実施形態と同様の流路構造が形成されている。 As shown in FIGS. 21A and 21B, the
In the
The central axis O54 of the truncated cone-shaped outer shape of the dispensing
Further, in the
図22に示すように、側壁部51の突出方向の先端部には、径方向外側に平板部52と平行に延在するフランジであるつば部53が形成されている。
つば部53には、チップ本体42の保持、位置決め、位置検出などに用いることが可能であり、適宜の切り欠き、貫通孔、凹部、凸部、着色面、粗面などを形成することが可能である。
本実施形態では、図21A、図21Bに示すように、一例として、つば部53の周方向を3等分する位置に外周から半円状に切り欠かれた円弧状切り欠き部53aが形成されている。また、2箇所の円弧状切り欠き部53aの間に、チップ本体42の周方向の位置を検知するために外周から矩形状に切り欠かれた矩形状切り欠き部53bが形成されている。
また、つば部53と側壁部51の外周面との間には、周方向を三等分する三箇所にリブ53cが設けられている。 As shown in FIG. 22, aflange portion 53 that is a flange extending in parallel with the flat plate portion 52 is formed on the radially outer side at the distal end portion in the protruding direction of the side wall portion 51.
Thecollar portion 53 can be used for holding, positioning, position detection, etc. of the chip body 42, and can be formed with appropriate notches, through holes, concave portions, convex portions, colored surfaces, rough surfaces, etc. It is.
In the present embodiment, as shown in FIGS. 21A and 21B, as an example, an arc-shapedcutout portion 53a that is cut out in a semicircular shape from the outer periphery is formed at a position that divides the circumferential direction of the collar portion 53 into three equal parts. ing. Further, between the two arc-shaped cutout portions 53a, rectangular cutout portions 53b that are cut out in a rectangular shape from the outer periphery in order to detect the circumferential position of the chip body 42 are formed.
In addition,ribs 53 c are provided between the flange portion 53 and the outer peripheral surface of the side wall portion 51 at three locations that divide the circumferential direction into three equal parts.
つば部53には、チップ本体42の保持、位置決め、位置検出などに用いることが可能であり、適宜の切り欠き、貫通孔、凹部、凸部、着色面、粗面などを形成することが可能である。
本実施形態では、図21A、図21Bに示すように、一例として、つば部53の周方向を3等分する位置に外周から半円状に切り欠かれた円弧状切り欠き部53aが形成されている。また、2箇所の円弧状切り欠き部53aの間に、チップ本体42の周方向の位置を検知するために外周から矩形状に切り欠かれた矩形状切り欠き部53bが形成されている。
また、つば部53と側壁部51の外周面との間には、周方向を三等分する三箇所にリブ53cが設けられている。 As shown in FIG. 22, a
The
In the present embodiment, as shown in FIGS. 21A and 21B, as an example, an arc-shaped
In addition,
図22に示すように、分注器具保持台部54は、外周部にテーパ面54aを有し、突出方向の先端部に平板部52と平行な平板状の上面部54bが形成されている。
分注器具保持台部54の中心部には、上記第1の実施形態に係る注入孔2aと同様にサンプル液を注入するための注入孔54A(サンプル注入口)が貫通するように設けられている。
注入孔54Aは、上面部54b側から第2表面2gに向って、第1テーパ部54d(テーパ孔部)と、第2テーパ部54e(テーパ孔部)とがこの順に形成されている。 As shown in FIG. 22, the dispensing instrument holdingbase portion 54 has a tapered surface 54 a on the outer peripheral portion, and a flat upper surface portion 54 b that is parallel to the flat plate portion 52 is formed at the tip end portion in the protruding direction.
Aninjection hole 54A (sample injection port) for injecting a sample liquid is provided in the central part of the dispensing instrument holding base 54 so as to penetrate in the same manner as the injection hole 2a according to the first embodiment. Yes.
In theinjection hole 54A, a first taper portion 54d (taper hole portion) and a second taper portion 54e (taper hole portion) are formed in this order from the upper surface portion 54b toward the second surface 2g.
分注器具保持台部54の中心部には、上記第1の実施形態に係る注入孔2aと同様にサンプル液を注入するための注入孔54A(サンプル注入口)が貫通するように設けられている。
注入孔54Aは、上面部54b側から第2表面2gに向って、第1テーパ部54d(テーパ孔部)と、第2テーパ部54e(テーパ孔部)とがこの順に形成されている。 As shown in FIG. 22, the dispensing instrument holding
An
In the
第1テーパ部54dは、上面部54bの表面に開口し、第2表面2g側に向かうにつれて径が減少するテーパ状を有する孔部である。
第2テーパ部54eは、第1テーパ部54dの第2表面2g側の端部に接続され、第2表面2gに向かうにつれて、第1テーパ部54dよりも小さいテーパ角で径が減少するテーパ状を有する孔部である。 The first taperedportion 54d is a hole having a tapered shape that opens to the surface of the upper surface portion 54b and decreases in diameter toward the second surface 2g side.
Thesecond taper portion 54e is connected to the end portion on the second surface 2g side of the first taper portion 54d, and has a tapered shape whose diameter decreases with a taper angle smaller than that of the first taper portion 54d toward the second surface 2g. It is a hole which has.
第2テーパ部54eは、第1テーパ部54dの第2表面2g側の端部に接続され、第2表面2gに向かうにつれて、第1テーパ部54dよりも小さいテーパ角で径が減少するテーパ状を有する孔部である。 The first tapered
The
上面部54bから第1表面2fまでの高さ、第1テーパ部54dの長さと第2テーパ部54eの長さとの割合、およびそれぞれのテーパ角などの分注器具保持台部54の詳細形状は、必要に応じて適宜設定することができる。
例えば、試料分析チップ41へのサンプル液またはその他の流体の注入に用いるような図示略の分注器具の先端部を安定して保持しやすい適宜形状を用いることができる。
また、分注器具の挿入量も必要に応じて設定する。注入孔54Aにおいて、分注器具の挿入位置よりも移送路2k側(移送路2kに近い部位)は、注入される流体の流路を構成する。
本実施形態では、分注器具保持台部54における上面部54bから第1表面2fまでの高さは、注入孔54Aの長さを充分に確保できるように、つば部53の高さを上回る高さとしている。
第2テーパ部54eは、少なくとも第1テーパ部54d側の一部については、分注器具の側面に密着して保持できるように、分注器具の先端部の外形状に合わせることが好ましい。
第1テーパ部54dは、分注器具を挿入しやすいように、分注器具の先端部の外形よりも充分大きく開口する形状としたり、分注器具の側面が係止、あるいは密着できる形状としたりすることが可能である。
第2テーパ部54eおよび第1テーパ部54dのいずれかの形状を、分注器具の側面に密着する形状とする場合、分注器具によって注入する流体の外部への漏れを防止することができる。 The detailed shape of the dispensinginstrument holding base 54 such as the height from the upper surface 54b to the first surface 2f, the ratio of the length of the first taper 54d and the length of the second taper 54e, and the respective taper angles are as follows. , And can be set as necessary.
For example, an appropriate shape that can easily hold the tip of a dispensing device (not shown) that is used for injecting a sample liquid or other fluid into thesample analysis chip 41 can be used.
Moreover, the insertion amount of the dispensing device is also set as necessary. In theinjection hole 54A, the side of the transfer path 2k from the insertion position of the dispensing device (portion close to the transfer path 2k) constitutes a flow path of the fluid to be injected.
In this embodiment, the height from theupper surface part 54b to the first surface 2f of the dispensing instrument holding base part 54 is higher than the height of the collar part 53 so that the length of the injection hole 54A can be sufficiently secured. I am trying.
The secondtapered portion 54e is preferably matched to the outer shape of the distal end portion of the dispensing device so that at least a part on the first tapered portion 54d side can be held in close contact with the side surface of the dispensing device.
Thefirst taper portion 54d has a shape that opens sufficiently larger than the outer shape of the distal end portion of the dispensing instrument so that the dispensing instrument can be easily inserted, or a shape in which the side surface of the dispensing instrument can be locked or closely attached. Is possible.
When the shape of either thesecond taper portion 54e or the first taper portion 54d is a shape that is in close contact with the side surface of the dispensing device, leakage of fluid injected by the dispensing device to the outside can be prevented.
例えば、試料分析チップ41へのサンプル液またはその他の流体の注入に用いるような図示略の分注器具の先端部を安定して保持しやすい適宜形状を用いることができる。
また、分注器具の挿入量も必要に応じて設定する。注入孔54Aにおいて、分注器具の挿入位置よりも移送路2k側(移送路2kに近い部位)は、注入される流体の流路を構成する。
本実施形態では、分注器具保持台部54における上面部54bから第1表面2fまでの高さは、注入孔54Aの長さを充分に確保できるように、つば部53の高さを上回る高さとしている。
第2テーパ部54eは、少なくとも第1テーパ部54d側の一部については、分注器具の側面に密着して保持できるように、分注器具の先端部の外形状に合わせることが好ましい。
第1テーパ部54dは、分注器具を挿入しやすいように、分注器具の先端部の外形よりも充分大きく開口する形状としたり、分注器具の側面が係止、あるいは密着できる形状としたりすることが可能である。
第2テーパ部54eおよび第1テーパ部54dのいずれかの形状を、分注器具の側面に密着する形状とする場合、分注器具によって注入する流体の外部への漏れを防止することができる。 The detailed shape of the dispensing
For example, an appropriate shape that can easily hold the tip of a dispensing device (not shown) that is used for injecting a sample liquid or other fluid into the
Moreover, the insertion amount of the dispensing device is also set as necessary. In the
In this embodiment, the height from the
The second
The
When the shape of either the
第2テーパ部54eの先端部(図22の下端部)は、本実施形態では、図21Bに示すように、中心軸線O54と同軸に形成されている。
また、第2テーパ部54eは、チップ本体42の第2表面2gにおいて、中心軸線O54から径方向に沿って形成された上記第1の実施形態と同様の導入路2hに連通している。 In the present embodiment, the tip end portion (the lower end portion of FIG. 22) of thesecond taper portion 54e is formed coaxially with the central axis O54, as shown in FIG. 21B.
Further, the secondtapered portion 54e communicates with the introduction path 2h similar to that of the first embodiment formed along the radial direction from the central axis O54 on the second surface 2g of the chip body 42.
また、第2テーパ部54eは、チップ本体42の第2表面2gにおいて、中心軸線O54から径方向に沿って形成された上記第1の実施形態と同様の導入路2hに連通している。 In the present embodiment, the tip end portion (the lower end portion of FIG. 22) of the
Further, the second
図21Bに示すように、第2表面2gの中心部には、肉盗み(肉抜き)することにより第2表面2gに対する凹所として形成された余剰液体収容室54fが設けられている。
余剰液体収容室54fは、注入孔54Aを囲う範囲および導入路2hの裏面に、上面部54bの裏面から第2表面2gに近い位置まで延在する壁状部54gが形成されている点を除けば、第2表面2gから略円錐台状にくりぬかれた形状を有する凹所である。
図22に示すように、注入孔54Aの近傍には、上面部54bを貫通して余剰液体収容室54fと連通する孔部である通気孔54cが形成されている。 As shown in FIG. 21B, a surplusliquid storage chamber 54f formed as a recess with respect to the second surface 2g by stealing meat is provided at the center of the second surface 2g.
The surplusliquid storage chamber 54f, except that a wall-like portion 54g extending from the back surface of the upper surface portion 54b to a position close to the second surface 2g is formed in the range surrounding the injection hole 54A and on the back surface of the introduction path 2h. For example, it is a recess having a shape hollowed out from the second surface 2g into a substantially truncated cone shape.
As shown in FIG. 22, in the vicinity of theinjection hole 54A, a vent hole 54c, which is a hole penetrating the upper surface portion 54b and communicating with the surplus liquid storage chamber 54f, is formed.
余剰液体収容室54fは、注入孔54Aを囲う範囲および導入路2hの裏面に、上面部54bの裏面から第2表面2gに近い位置まで延在する壁状部54gが形成されている点を除けば、第2表面2gから略円錐台状にくりぬかれた形状を有する凹所である。
図22に示すように、注入孔54Aの近傍には、上面部54bを貫通して余剰液体収容室54fと連通する孔部である通気孔54cが形成されている。 As shown in FIG. 21B, a surplus
The surplus
As shown in FIG. 22, in the vicinity of the
チップ本体42の第2表面2gの最外周部には、第2表面2gから突出し、側壁部51の外周面に沿って延在する突条部55が形成されている。
突条部55は、後述する下蓋44の外周部を位置決めできる適宜形状を用いることができる。例えば、平面視形状が円形でもよいし、円弧状の突条部が複数設けられていてもよい。本実施形態では、一例として、径方向において、対向するように2箇所で離間配置された、略半円状の突条部55が一対設けられている。 On the outermost peripheral portion of thesecond surface 2 g of the chip body 42, a ridge portion 55 that protrudes from the second surface 2 g and extends along the outer peripheral surface of the side wall portion 51 is formed.
The protrudingportion 55 can have an appropriate shape that can position an outer peripheral portion of a lower lid 44 described later. For example, the planar view shape may be circular, or a plurality of arc-shaped protrusions may be provided. In the present embodiment, as an example, a pair of substantially semicircular ridge portions 55 are provided so as to be spaced apart from each other at two locations in the radial direction.
突条部55は、後述する下蓋44の外周部を位置決めできる適宜形状を用いることができる。例えば、平面視形状が円形でもよいし、円弧状の突条部が複数設けられていてもよい。本実施形態では、一例として、径方向において、対向するように2箇所で離間配置された、略半円状の突条部55が一対設けられている。 On the outermost peripheral portion of the
The protruding
余剰液体収容室54fと突条部55との間には、中心軸線O54を中心とする円環状の領域において、上記第1の実施形態に係る第1反応室10、第2反応室12(第1の実施形態における第2反応室グループ)、余剰液体収容室14、移送路2k、分岐路2mと鏡像の関係にある、第1反応室10’、第2反応室12’ (第3の実施形態における第2反応室グループ)、余剰液体収容室14’、移送路2k’、分岐路2m’と、これら第1反応室10’、第2反応室12’、余剰液体収容室14’、移送路2k’、分岐路2m’に連通する上記第1の実施形態と同様の流路構造が形成されている。
また、導入路2hの側方には、上記第1の実施形態に係る通気路11と鏡像の関係にある通気路11’が形成されている。通気路11’において、第2表面2gにおける外周寄りの(外周に近い位置における)端部は、平板部52に貫通して終端部13c’に連通する縦孔2dと連通している。
通気路11’の第2表面2gにおける内周寄り(内周に近い位置)の端部は、上記第1の実施形態とは異なり、余剰液体収容室54fに連通している。 Between the surplusliquid storage chamber 54f and the protrusion 55, in the annular region centered on the central axis O54, the first reaction chamber 10 and the second reaction chamber 12 (the second reaction chamber 12 according to the first embodiment). 1st reaction chamber 10 'and 2nd reaction chamber 12' (3rd implementation) which has the relationship of a mirror image with the 2nd reaction chamber group in 1 embodiment), the excess liquid storage chamber 14, the transfer path 2k, and the branch path 2m. Second reaction chamber group), surplus liquid storage chamber 14 ', transfer path 2k', branch path 2m ', and these first reaction chamber 10', second reaction chamber 12 ', surplus liquid storage chamber 14', transfer A flow path structure similar to that of the first embodiment communicating with the path 2k ′ and the branch path 2m ′ is formed.
Further, anair passage 11 ′ having a mirror image relationship with the air passage 11 according to the first embodiment is formed on the side of the introduction passage 2h. In the air passage 11 ′, the end of the second surface 2 g near the outer periphery (at a position close to the outer periphery) communicates with the vertical hole 2 d that penetrates the flat plate portion 52 and communicates with the terminal end portion 13 c ′.
Unlike the first embodiment, the end of theventilation path 11 ′ on the second surface 2g near the inner periphery (position close to the inner periphery) communicates with the excess liquid storage chamber 54f.
また、導入路2hの側方には、上記第1の実施形態に係る通気路11と鏡像の関係にある通気路11’が形成されている。通気路11’において、第2表面2gにおける外周寄りの(外周に近い位置における)端部は、平板部52に貫通して終端部13c’に連通する縦孔2dと連通している。
通気路11’の第2表面2gにおける内周寄り(内周に近い位置)の端部は、上記第1の実施形態とは異なり、余剰液体収容室54fに連通している。 Between the surplus
Further, an
Unlike the first embodiment, the end of the
このような構成のチップ本体42は、上記第1の実施形態に係るチップ本体2と同様の材質を用い、チップ本体2と同様の製造方法によって製造することができる。
The chip body 42 having such a configuration can be manufactured by using the same material as that of the chip body 2 according to the first embodiment and by the same manufacturing method as the chip body 2.
図20に示すように、上蓋43は、チップ本体42の第1表面2f上に形成された流路構造を封止するための円環状を有する蓋材であり、上記第1の実施形態に係る上蓋3と同様の材質で構成される。
上蓋43の外周部43bの外径は、側壁部51の内周面51aよりも小径である。上蓋43の中心に貫通された孔部43aは、分注器具保持台部54よりも大径の円孔である。
上蓋43は、上記第1の実施形態に係る上蓋3と同様にして第1表面2fに貼り付けられている。
このように、上蓋43を円環状に形成して、分注器具保持台部54が孔部43aを貫通する構造を有するように形成することにより、上蓋43に上記第1の実施形態のような注入孔2a、縦孔2bを省略できるため、各孔位置を合わせることなく容易に第1表面2fに貼り付けることができる。 As shown in FIG. 20, theupper lid 43 is a lid member having an annular shape for sealing the flow path structure formed on the first surface 2 f of the chip body 42, according to the first embodiment. It is comprised with the material similar to the upper cover 3. FIG.
The outer diameter of the outerperipheral portion 43 b of the upper lid 43 is smaller than the inner peripheral surface 51 a of the side wall portion 51. The hole 43 a penetrating through the center of the upper lid 43 is a circular hole having a diameter larger than that of the dispensing instrument holding base 54.
Theupper lid 43 is attached to the first surface 2f in the same manner as the upper lid 3 according to the first embodiment.
In this way, theupper lid 43 is formed in an annular shape so that the dispensing instrument holding base 54 has a structure that penetrates the hole 43a, so that the upper lid 43 has the same structure as in the first embodiment. Since the injection hole 2a and the vertical hole 2b can be omitted, they can be easily attached to the first surface 2f without matching the positions of the holes.
上蓋43の外周部43bの外径は、側壁部51の内周面51aよりも小径である。上蓋43の中心に貫通された孔部43aは、分注器具保持台部54よりも大径の円孔である。
上蓋43は、上記第1の実施形態に係る上蓋3と同様にして第1表面2fに貼り付けられている。
このように、上蓋43を円環状に形成して、分注器具保持台部54が孔部43aを貫通する構造を有するように形成することにより、上蓋43に上記第1の実施形態のような注入孔2a、縦孔2bを省略できるため、各孔位置を合わせることなく容易に第1表面2fに貼り付けることができる。 As shown in FIG. 20, the
The outer diameter of the outer
The
In this way, the
下蓋44は、チップ本体42の第2表面2gに貼り付けられ、第2表面2g上に形成された流路構造を封止するための円板状の蓋材であり、上記第1の実施形態に係る下蓋4と同様の材質で構成される。
下蓋44の外周部44bの外径は、突条部55の内側に挿入可能な内径を有する。
下蓋44は、上記第1の実施形態に係る下蓋4と同様にして第2表面2gに貼り付けられている。 Thelower lid 44 is a disk-shaped lid member that is attached to the second surface 2g of the chip body 42 and seals the flow path structure formed on the second surface 2g. It is comprised with the material similar to the lower cover 4 which concerns on a form.
The outer diameter of the outerperipheral portion 44 b of the lower lid 44 has an inner diameter that can be inserted inside the protrusion 55.
Thelower lid 44 is attached to the second surface 2g in the same manner as the lower lid 4 according to the first embodiment.
下蓋44の外周部44bの外径は、突条部55の内側に挿入可能な内径を有する。
下蓋44は、上記第1の実施形態に係る下蓋4と同様にして第2表面2gに貼り付けられている。 The
The outer diameter of the outer
The
このような構成の試料分析チップ41によれば、注入孔54Aに適宜の分注器具を挿入して、サンプル液等の流体を、試料分析チップ41の流路構造に導入することができる。
このため、第1テーパ部54dおよび第2テーパ部54eの形状を、分注器具が安定して保持できる形状に形成することで、サンプル液等の流体の分注が容易となり、流体の漏れ、空気漏れなどを抑制することができる。
特に、本実施形態では、分注器具保持台部54が、上面部54bの外周部から径方向外方に向かって傾斜するテーパ面54aによって支持された円錐台状の形状を有するため、頑強な支持構造が得られる。 According to thesample analysis chip 41 having such a configuration, an appropriate dispensing instrument can be inserted into the injection hole 54A, and a fluid such as a sample solution can be introduced into the flow path structure of the sample analysis chip 41.
For this reason, by forming the shape of thefirst taper portion 54d and the second taper portion 54e into a shape that can be stably held by the dispensing device, it becomes easy to dispense fluid such as sample liquid, Air leakage can be suppressed.
In particular, in the present embodiment, the dispensinginstrument holding base 54 has a truncated cone shape supported by the tapered surface 54a that is inclined radially outward from the outer peripheral portion of the upper surface portion 54b. A support structure is obtained.
このため、第1テーパ部54dおよび第2テーパ部54eの形状を、分注器具が安定して保持できる形状に形成することで、サンプル液等の流体の分注が容易となり、流体の漏れ、空気漏れなどを抑制することができる。
特に、本実施形態では、分注器具保持台部54が、上面部54bの外周部から径方向外方に向かって傾斜するテーパ面54aによって支持された円錐台状の形状を有するため、頑強な支持構造が得られる。 According to the
For this reason, by forming the shape of the
In particular, in the present embodiment, the dispensing
次に、試料分析チップ41に形成された流路構造について、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
例えば、注入孔54Aに挿入された図示略の分注器具から流体を注入すると、流体は、導入路2hを経由して、第1反応室10’の始端部10a’に入り、第1反応室10’の中間部を経て、終端部10b’に達する。その際、第1反応室10’は上記第1の実施形態に係る第1反応室10と鏡像の関係にあるため、流体の移動方向が鏡像であるいる点のみが上記第1の実施形態と異なる。
終端部10b’に達した流体は、縦孔2cを上昇して、計量室13’の始端部13a’に達する。
計量室13’の内部では、計量室13’が上記第1の実施形態に係る計量室13と鏡像の関係にあるため、流体の移動方向が鏡像の関係にある点のみが上記第1の実施形態と異なる。 Next, the flow path structure formed on thesample analysis chip 41 will be described focusing on differences from the first embodiment.
For example, when a fluid is injected from a dispensing tool (not shown) inserted into theinjection hole 54A, the fluid enters the start end portion 10a ′ of the first reaction chamber 10 ′ via the introduction path 2h, and enters the first reaction chamber. The terminal part 10b ′ is reached through the middle part 10 ′. At that time, since the first reaction chamber 10 ′ is in a mirror image relationship with the first reaction chamber 10 according to the first embodiment, only the point that the fluid moving direction is a mirror image is different from that in the first embodiment. Different.
The fluid that has reached theend portion 10b ′ moves up the vertical hole 2c and reaches the start end portion 13a ′ of the measuring chamber 13 ′.
Inside the measuringchamber 13 ′, the measuring chamber 13 ′ has a mirror image relationship with the measuring chamber 13 according to the first embodiment, and therefore only the point in which the fluid moving direction is a mirror image relationship is the first embodiment. Different from form.
例えば、注入孔54Aに挿入された図示略の分注器具から流体を注入すると、流体は、導入路2hを経由して、第1反応室10’の始端部10a’に入り、第1反応室10’の中間部を経て、終端部10b’に達する。その際、第1反応室10’は上記第1の実施形態に係る第1反応室10と鏡像の関係にあるため、流体の移動方向が鏡像であるいる点のみが上記第1の実施形態と異なる。
終端部10b’に達した流体は、縦孔2cを上昇して、計量室13’の始端部13a’に達する。
計量室13’の内部では、計量室13’が上記第1の実施形態に係る計量室13と鏡像の関係にあるため、流体の移動方向が鏡像の関係にある点のみが上記第1の実施形態と異なる。 Next, the flow path structure formed on the
For example, when a fluid is injected from a dispensing tool (not shown) inserted into the
The fluid that has reached the
Inside the measuring
通気路11’は、縦孔2dを介して、計量室13’の終端部13c’と連通するとともに、通気孔54cによって外部と連通する余剰液体収容室54fとも連通している。
このため、終端部13c’に達した流体は、さらに圧力が加わると、通気路11’を通して、余剰液体収容室54fに排出される。
余剰液体収容室54fに排出された空気は、通気孔54cを通して、分注器具保持台部54の上方に排出される。
また、余剰液体収容室54fには、余剰のサンプル液(第1反応液)等の液体を排出することも可能である。この場合、余剰液体収容室54f内に排出されたサンプル液(第1反応液)等の液体は、余剰液体収容室54fの容積を限度として、余剰液体収容室54f内に貯留される。
このため、予め、余剰液体収容室54fの容積を排出すべき液体の体積以上にすることで、余剰の液体をすべて貯留することが可能である。
このように、余剰液体収容室54fには、計量室13’から排出される液体が下方から貯留されていくため、通気孔54cの詰まりを防ぎ、かつ液体が外部に漏れ出しにくい構成になっている。 Theair passage 11 ′ communicates with the terminal portion 13c ′ of the measuring chamber 13 ′ through the vertical hole 2d, and also communicates with the surplus liquid storage chamber 54f that communicates with the outside through the air hole 54c.
For this reason, the fluid that has reached theend portion 13c ′ is discharged to the surplus liquid storage chamber 54f through the air passage 11 ′ when further pressure is applied.
The air discharged into the surplusliquid storage chamber 54f is discharged above the dispensing instrument holding base 54 through the vent hole 54c.
Moreover, it is also possible to discharge | emit liquids, such as an excess sample liquid (1st reaction liquid), to the excessliquid storage chamber 54f. In this case, the liquid such as the sample liquid (first reaction liquid) discharged into the surplus liquid storage chamber 54f is stored in the surplus liquid storage chamber 54f with the volume of the surplus liquid storage chamber 54f as a limit.
For this reason, it is possible to store all the excess liquid in advance by setting the volume of the excessliquid storage chamber 54f to be equal to or larger than the volume of the liquid to be discharged.
Thus, since the liquid discharged from themeasurement chamber 13 ′ is stored from below in the surplus liquid storage chamber 54f, the clogging of the vent hole 54c is prevented and the liquid is difficult to leak out. Yes.
このため、終端部13c’に達した流体は、さらに圧力が加わると、通気路11’を通して、余剰液体収容室54fに排出される。
余剰液体収容室54fに排出された空気は、通気孔54cを通して、分注器具保持台部54の上方に排出される。
また、余剰液体収容室54fには、余剰のサンプル液(第1反応液)等の液体を排出することも可能である。この場合、余剰液体収容室54f内に排出されたサンプル液(第1反応液)等の液体は、余剰液体収容室54fの容積を限度として、余剰液体収容室54f内に貯留される。
このため、予め、余剰液体収容室54fの容積を排出すべき液体の体積以上にすることで、余剰の液体をすべて貯留することが可能である。
このように、余剰液体収容室54fには、計量室13’から排出される液体が下方から貯留されていくため、通気孔54cの詰まりを防ぎ、かつ液体が外部に漏れ出しにくい構成になっている。 The
For this reason, the fluid that has reached the
The air discharged into the surplus
Moreover, it is also possible to discharge | emit liquids, such as an excess sample liquid (1st reaction liquid), to the excess
For this reason, it is possible to store all the excess liquid in advance by setting the volume of the excess
Thus, since the liquid discharged from the
また、余剰液体収容室54fを通気路11’の流路断面に対して十分に大きな空間とすることで、比重の違いにより蓋溶液とサンプル液(第1反応液)の上下関係の入れ替わりが生じ、余剰液体収容室54fの中でもサンプル液(第1反応液)の表面を蓋溶液が覆うこととなる。このため、蓋溶液等によるサンプル液(第1反応液)の蓋性能(被覆性能)を向上させる事が可能となり、サンプル液(第1反応液)が通気孔54cから溢れる現象を抑えることができる。蓋溶液とサンプル液(第1反応液)の入れ替わりが生じる容積は、溶液によって異なるが、サンプル液(第1反応液)がほぼ水の比重、蓋溶液がオイルのような比重0.8~0.9の溶液であった場合、例えば、10μL~500μL程度の幅を有する空間であっても入れ替わりが生じる。
Further, by making the surplus liquid storage chamber 54f a sufficiently large space with respect to the cross section of the air flow path 11 ′, the vertical relationship between the lid solution and the sample liquid (first reaction liquid) is changed due to the difference in specific gravity. The lid solution covers the surface of the sample liquid (first reaction liquid) in the surplus liquid storage chamber 54f. For this reason, it is possible to improve the lid performance (covering performance) of the sample liquid (first reaction liquid) with the lid solution or the like, and the phenomenon that the sample liquid (first reaction liquid) overflows from the vent hole 54c can be suppressed. . The volume at which the lid solution and sample solution (first reaction solution) are exchanged varies depending on the solution, but the sample solution (first reaction solution) has a specific gravity of approximately water, and the lid solution has a specific gravity of 0.8 to 0, such as oil. In the case of the solution of .9, replacement occurs even in a space having a width of about 10 μL to 500 μL.
余剰液体収容室54fは、第1表面2fから突出する分注器具保持台部54の裏面の凹所として形成されるとともに、第1反応室10’および計量室13’よりも内側の中心領域のスペースに形成されている。
このため、分注器具保持台部54の突出量や外径を適宜の大きさに設定することで、試料分析チップ41の外径を拡張することなく、余剰液体収容室54fの容積を種々の大きさに形成することができる。
これにより、試料分析装置への取り付け形状を試料分析チップ41の外周部に設けることで、分析に用いるサンプル液や薬液が異なり、排出量も異なる場合であっても、試料分析チップ41の外径を共通化することが容易となる。 The surplusliquid storage chamber 54f is formed as a recess on the back surface of the dispensing instrument holding base 54 protruding from the first surface 2f, and is located in the central region inside the first reaction chamber 10 'and the measurement chamber 13'. Formed in space.
For this reason, by setting the protruding amount and outer diameter of the dispensinginstrument holding base 54 to an appropriate size, the volume of the excess liquid storage chamber 54f can be variously changed without expanding the outer diameter of the sample analysis chip 41. Can be formed in size.
Thereby, the outer diameter of thesample analysis chip 41 is provided even when the sample liquid and the chemical liquid used for the analysis are different and the discharge amount is different by providing the mounting shape to the sample analysis device on the outer periphery of the sample analysis chip 41. Can be easily shared.
このため、分注器具保持台部54の突出量や外径を適宜の大きさに設定することで、試料分析チップ41の外径を拡張することなく、余剰液体収容室54fの容積を種々の大きさに形成することができる。
これにより、試料分析装置への取り付け形状を試料分析チップ41の外周部に設けることで、分析に用いるサンプル液や薬液が異なり、排出量も異なる場合であっても、試料分析チップ41の外径を共通化することが容易となる。 The surplus
For this reason, by setting the protruding amount and outer diameter of the dispensing
Thereby, the outer diameter of the
このように、試料分析チップ41では、サンプル注入口である注入孔54Aと、余剰液体収容室54fとが、第1反応室10’、計量室13’、および第2反応室12’(第2反応室グループ)に取り囲まれた中心領域に設けられている。
このため、上記第1の実施形態と同様に、第1反応室10’、計量室13’、および第2反応室12’(第2反応室グループ)の流路よりも遠心軸の中心点に近い位置に外気との開放口である注入孔54A、通気孔54cが存在する。このため、試料分析チップ41が遠心回転された場合に、オイルやサンプル液の流路内から注入孔54A、通気孔54cへの逆流を防ぎ、また余剰空気や気泡を基材から抜け易くすることができる。 As described above, in thesample analysis chip 41, the injection hole 54A that is the sample injection port and the surplus liquid storage chamber 54f include the first reaction chamber 10 ', the measurement chamber 13', and the second reaction chamber 12 '(second It is provided in the central area surrounded by the reaction chamber group.
For this reason, as in the first embodiment, the central axis of the centrifugal axis is more than the flow path of thefirst reaction chamber 10 ′, the measurement chamber 13 ′, and the second reaction chamber 12 ′ (second reaction chamber group). An injection hole 54A and a vent hole 54c, which are openings to the outside air, are present at close positions. For this reason, when the sample analysis chip 41 is centrifugally rotated, back flow from the oil or sample liquid flow path to the injection hole 54A and the vent hole 54c is prevented, and excess air and bubbles are easily removed from the substrate. Can do.
このため、上記第1の実施形態と同様に、第1反応室10’、計量室13’、および第2反応室12’(第2反応室グループ)の流路よりも遠心軸の中心点に近い位置に外気との開放口である注入孔54A、通気孔54cが存在する。このため、試料分析チップ41が遠心回転された場合に、オイルやサンプル液の流路内から注入孔54A、通気孔54cへの逆流を防ぎ、また余剰空気や気泡を基材から抜け易くすることができる。 As described above, in the
For this reason, as in the first embodiment, the central axis of the centrifugal axis is more than the flow path of the
このような試料分析チップ41は、上記第1の実施形態と同様にして、チップ本体42、上蓋43、下蓋44をそれぞれ製造して、反応や分析に必要な試薬を適宜固定して、貼り合わせることにより製造できる。
Such a sample analysis chip 41 is manufactured by manufacturing the chip body 42, the upper lid 43, and the lower lid 44 in the same manner as in the first embodiment, and appropriately fixing and attaching reagents necessary for reaction and analysis. It can be manufactured by combining them.
このような試料分析チップ41は、平板部52に形成された流路構造が平板部52の中心領域で異なる点と、第1反応室10’、計量室13’等の流路構造における流体の移動方向が、上記第1の実施形態に係る流路構造と鏡像の関係にある点とを除けば、上記第1の実施形態に係る試料分析チップ1と同様にして、サンプル液を用いた試料分析を行うことができる。
すなわち、試料分析チップ41によれば、板状部の第1表面と第2表面と分かれて(分離的に)、第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)を備えるため、分析対象のサンプル液の送液、計量が容易であり、コンパクトな構成であっても複数種類の生化学反応を行うことができる。 In such asample analysis chip 41, the flow path structure formed in the flat plate part 52 differs in the central region of the flat plate part 52, and the fluid in the flow path structure such as the first reaction chamber 10 ′ and the measurement chamber 13 ′. A sample using a sample solution in the same manner as the sample analysis chip 1 according to the first embodiment, except that the moving direction is in a mirror image relationship with the flow channel structure according to the first embodiment. Analysis can be performed.
That is, according to thesample analysis chip 41, the first surface and the second surface of the plate-like portion are separated (separately), the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (second reaction chamber group). Therefore, it is easy to send and measure the sample liquid to be analyzed, and a plurality of types of biochemical reactions can be performed even with a compact configuration.
すなわち、試料分析チップ41によれば、板状部の第1表面と第2表面と分かれて(分離的に)、第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)を備えるため、分析対象のサンプル液の送液、計量が容易であり、コンパクトな構成であっても複数種類の生化学反応を行うことができる。 In such a
That is, according to the
なお、上記各実施形態に係る説明では、板状部の第1表面に計量室が、第2表面に第1反応室および第2反応室(第2反応室グループ)が形成されている場合の例で説明したが、第1表面には、第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)のうちいずれか一つの室が形成され、第2表面には、その他の室(第1反応室、計量室、および第2反応室(第2反応室グループ)のうち第1表面に形成されなかった室)が形成されていればよい。
例えば、第1表面に第1反応室を、第2表面に計量室および第2反応室(第2反応室グループ)を形成することが可能である。また、第1表面に第2反応室(第2反応室グループ)を、第2表面に第1反応室および計量室を形成することが可能である。 In the description of each of the above embodiments, the measurement chamber is formed on the first surface of the plate-like portion, and the first reaction chamber and the second reaction chamber (second reaction chamber group) are formed on the second surface. As described in the example, any one of the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (second reaction chamber group) is formed on the first surface, and the other is formed on the second surface. (The first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (second reaction chamber group) that are not formed on the first surface) may be formed.
For example, it is possible to form a first reaction chamber on the first surface and a measuring chamber and a second reaction chamber (second reaction chamber group) on the second surface. In addition, it is possible to form a second reaction chamber (second reaction chamber group) on the first surface and a first reaction chamber and a measuring chamber on the second surface.
例えば、第1表面に第1反応室を、第2表面に計量室および第2反応室(第2反応室グループ)を形成することが可能である。また、第1表面に第2反応室(第2反応室グループ)を、第2表面に第1反応室および計量室を形成することが可能である。 In the description of each of the above embodiments, the measurement chamber is formed on the first surface of the plate-like portion, and the first reaction chamber and the second reaction chamber (second reaction chamber group) are formed on the second surface. As described in the example, any one of the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (second reaction chamber group) is formed on the first surface, and the other is formed on the second surface. (The first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber (second reaction chamber group) that are not formed on the first surface) may be formed.
For example, it is possible to form a first reaction chamber on the first surface and a measuring chamber and a second reaction chamber (second reaction chamber group) on the second surface. In addition, it is possible to form a second reaction chamber (second reaction chamber group) on the first surface and a first reaction chamber and a measuring chamber on the second surface.
上記各実施形態では、試料分析チップの板状部が水平に配置された状態で試料分析を行い、かつ第1表面が上向き、第2表面が下向きに配置されている場合の例で説明した。しかし、試料分析チップの配置は、板状部が水平面に対して傾斜した配置も可能である。また、第1表面、第2表面の向きも、上記各実施形態の向きには限定されない。
In each of the above-described embodiments, the sample analysis is performed in a state where the plate-like portion of the sample analysis chip is horizontally arranged, and the example in which the first surface is upward and the second surface is downward is described. However, the sample analysis chip may be arranged such that the plate-like portion is inclined with respect to the horizontal plane. Further, the orientations of the first surface and the second surface are not limited to the orientations of the above embodiments.
上記各実施形態に係る説明では、第1表面に設けられた流路構造と、第2表面に設けられた流路構造とが、縦穴によって連通されている場合の例で説明した。しかし、第1表面に設けられた流路構造と、第2表面に設けられた流路構造とを連通する流路は縦孔には限定されない。例えば、第1表面に設けられた流路構造と、第2表面に設けられた流路構造とは、板状部の板厚方向に対して傾斜する孔によって連通していてもよいし、板状部の板厚方向に対して折れ曲がった流路で連通していてもよい。
In the description according to each of the above-described embodiments, the flow path structure provided on the first surface and the flow path structure provided on the second surface are described as examples in the case where the vertical holes communicate with each other. However, the channel that connects the channel structure provided on the first surface and the channel structure provided on the second surface is not limited to a vertical hole. For example, the flow path structure provided on the first surface and the flow path structure provided on the second surface may be communicated by a hole inclined with respect to the plate thickness direction of the plate-like portion, You may communicate by the flow path bent with respect to the plate | board thickness direction of a shape part.
上記各実施形態に係る説明では、板状部の平面視形状が、円形または円環形(ドーナツ型)の場合の例で説明したが、板状部の形状が円形または円環形であることは必須ではない。
例えば、矩形状、楕円状、多角形状、不定形などの適宜の形状を採用することができる。
また、蓋材に関しても、平面視形状が、円形または円環形であることは必須ではない。
例えば、板状部の形状と同一あるいは相似の形状が可能である。
また、蓋材は、第1表面または第2表面に形成された溝部や孔部などから構成される流路構造を覆うことができる形状であれば、板状部の形状とは無関係な形状も可能である。 In the description according to each of the above embodiments, the planar shape of the plate-like portion is described as an example in the case of a circle or an annular shape (donut type), but it is essential that the shape of the plate-like portion is a circle or an annular shape. is not.
For example, an appropriate shape such as a rectangular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or an indefinite shape can be adopted.
Further, regarding the lid member, it is not essential that the shape in plan view is a circular shape or an annular shape.
For example, a shape that is the same as or similar to the shape of the plate-like portion is possible.
In addition, the lid member may have a shape unrelated to the shape of the plate-shaped portion as long as it can cover the flow path structure formed by the groove portion or the hole portion formed on the first surface or the second surface. Is possible.
例えば、矩形状、楕円状、多角形状、不定形などの適宜の形状を採用することができる。
また、蓋材に関しても、平面視形状が、円形または円環形であることは必須ではない。
例えば、板状部の形状と同一あるいは相似の形状が可能である。
また、蓋材は、第1表面または第2表面に形成された溝部や孔部などから構成される流路構造を覆うことができる形状であれば、板状部の形状とは無関係な形状も可能である。 In the description according to each of the above embodiments, the planar shape of the plate-like portion is described as an example in the case of a circle or an annular shape (donut type), but it is essential that the shape of the plate-like portion is a circle or an annular shape. is not.
For example, an appropriate shape such as a rectangular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or an indefinite shape can be adopted.
Further, regarding the lid member, it is not essential that the shape in plan view is a circular shape or an annular shape.
For example, a shape that is the same as or similar to the shape of the plate-like portion is possible.
In addition, the lid member may have a shape unrelated to the shape of the plate-shaped portion as long as it can cover the flow path structure formed by the groove portion or the hole portion formed on the first surface or the second surface. Is possible.
上記各実施形態に係る説明では、基材が、単一の部材から構成される場合の例で説明したが、基材は、複数の部材を接合したり、貼り合わせたりして形成することが可能である。また、ベース基材に、材料を付加して、基材の形状を形成してもよい。
In the description according to each of the embodiments described above, the base material is described as an example in the case where the base material is composed of a single member. However, the base material may be formed by joining or bonding a plurality of members. Is possible. Further, a material may be added to the base substrate to form the shape of the substrate.
上記第1、第3の実施形態に係る説明では、試料分析チップが、第2反応室から溢れた流体を貯留する余剰液体収容室を有する場合、計量室から溢れた流体を貯留する余剰液体収容室を有する場合の例を説明した。
しかし、余剰液体収容室は、第1反応室から溢れた余剰の流体を貯留するようにしてもよい。 In the description according to the first and third embodiments, when the sample analysis chip has an excess liquid storage chamber for storing the fluid overflowing from the second reaction chamber, the excess liquid storage for storing the fluid overflowing from the measurement chamber. An example in the case of having a chamber has been described.
However, the excess liquid storage chamber may store excess fluid overflowing from the first reaction chamber.
しかし、余剰液体収容室は、第1反応室から溢れた余剰の流体を貯留するようにしてもよい。 In the description according to the first and third embodiments, when the sample analysis chip has an excess liquid storage chamber for storing the fluid overflowing from the second reaction chamber, the excess liquid storage for storing the fluid overflowing from the measurement chamber. An example in the case of having a chamber has been described.
However, the excess liquid storage chamber may store excess fluid overflowing from the first reaction chamber.
上記各実施形態に係る説明では、一例として、基材が、同一材質で構成される場合の例で説明したが、基材は、複数種類の材質を複合した構成が可能である。
例えば、基材を樹脂材料と金属材料との複合材料で構成すれば、金属材料からなる部位と樹脂材料からなる部位との熱伝導率が異なるため、基材の部位ごとに温度特性を変えることが可能である。例えば、放熱や加熱を行う部位には、金属材料を用い、温度変化を低減したり、断熱したりすることが好ましい部位に樹脂材料を用いることが可能である。
材質が異なる部位は、板状部内に設けてもよいし、板状部と板状部以外の部位とで材質を変えてもよい。
例えば、上記第3の実施形態に係るチップ本体42において、側壁部51、つば部53、および分注器具保持台部54のうちの1以上の部位と、平板部52の部位との材質を変えた構成が可能である。
また、材質の選択は、強度や剛性などの相違に基づいて行うことも可能である。 In the description according to each of the above embodiments, as an example, the case where the base material is composed of the same material has been described. However, the base material can be configured by combining a plurality of types of materials.
For example, if the base material is composed of a composite material of a resin material and a metal material, the thermal conductivity of the part made of the metal material is different from the part made of the resin material, so that the temperature characteristics are changed for each part of the base material. Is possible. For example, it is possible to use a metal material for a portion where heat dissipation or heating is performed, and a resin material for a portion where it is preferable to reduce temperature change or to insulate.
The site | parts from which a material differs may be provided in a plate-shaped part, and a material may be changed with a site | part other than a plate-shaped part and a plate-shaped part.
For example, in thechip body 42 according to the third embodiment, the material of one or more portions of the side wall portion 51, the collar portion 53, and the dispensing instrument holding base portion 54 and the portion of the flat plate portion 52 is changed. Configuration is possible.
The material can also be selected based on differences in strength and rigidity.
例えば、基材を樹脂材料と金属材料との複合材料で構成すれば、金属材料からなる部位と樹脂材料からなる部位との熱伝導率が異なるため、基材の部位ごとに温度特性を変えることが可能である。例えば、放熱や加熱を行う部位には、金属材料を用い、温度変化を低減したり、断熱したりすることが好ましい部位に樹脂材料を用いることが可能である。
材質が異なる部位は、板状部内に設けてもよいし、板状部と板状部以外の部位とで材質を変えてもよい。
例えば、上記第3の実施形態に係るチップ本体42において、側壁部51、つば部53、および分注器具保持台部54のうちの1以上の部位と、平板部52の部位との材質を変えた構成が可能である。
また、材質の選択は、強度や剛性などの相違に基づいて行うことも可能である。 In the description according to each of the above embodiments, as an example, the case where the base material is composed of the same material has been described. However, the base material can be configured by combining a plurality of types of materials.
For example, if the base material is composed of a composite material of a resin material and a metal material, the thermal conductivity of the part made of the metal material is different from the part made of the resin material, so that the temperature characteristics are changed for each part of the base material. Is possible. For example, it is possible to use a metal material for a portion where heat dissipation or heating is performed, and a resin material for a portion where it is preferable to reduce temperature change or to insulate.
The site | parts from which a material differs may be provided in a plate-shaped part, and a material may be changed with a site | part other than a plate-shaped part and a plate-shaped part.
For example, in the
The material can also be selected based on differences in strength and rigidity.
上記各実施形態に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、除去したりして実施することができる。
例えば、第1の実施形態に例示したすべての試料分析においては、上記第2、第3の実施形態に係る試料分析チップを使用することが可能である。
例えば、上記第1および第3の実施形態において、上記第2の実施形態同様、余剰液体収容室14、分岐路2mを除去した構成が可能である。 All the components described in the above embodiments can be implemented by appropriately changing or removing combinations within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, in all sample analysis exemplified in the first embodiment, the sample analysis chip according to the second and third embodiments can be used.
For example, in the first and third embodiments, as in the second embodiment, a configuration in which the excessliquid storage chamber 14 and the branch path 2m are removed is possible.
例えば、第1の実施形態に例示したすべての試料分析においては、上記第2、第3の実施形態に係る試料分析チップを使用することが可能である。
例えば、上記第1および第3の実施形態において、上記第2の実施形態同様、余剰液体収容室14、分岐路2mを除去した構成が可能である。 All the components described in the above embodiments can be implemented by appropriately changing or removing combinations within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, in all sample analysis exemplified in the first embodiment, the sample analysis chip according to the second and third embodiments can be used.
For example, in the first and third embodiments, as in the second embodiment, a configuration in which the excess
本発明の試料分析チップは、例えば核酸等の試料において生化学物質の検出や分析に用いることができる。特にSNPの変異の検出から、がんなどの遺伝子、生殖細胞や体細胞遺伝子の変異を検出する手法まで幅広く利用することができる。また、複数の溶液を混合する容器、反応容器として利用することも可能である。
The sample analysis chip of the present invention can be used for detection and analysis of biochemical substances in samples such as nucleic acids. In particular, it can be widely used from detection of mutations in SNPs to techniques for detecting mutations in genes such as cancer, germ cells and somatic cells. It can also be used as a container for mixing a plurality of solutions or as a reaction container.
1、21、41 試料分析チップ
2、22 チップ本体(板状部、基材)
2a 注入孔
2b、2c、2d、2e 縦孔
2f 第1表面
2g 第2表面
2k、2k’、22k 移送路
3、43 上蓋(蓋材)
3a 注入口(サンプル注入口)
3b、54c 通気孔
4、24、44 下蓋(蓋材)
10、10’、30 第1反応室
10a、10a’、30a 始端部
10b、10b’、30b 終端部
11、11’、35 通気路
12、12’、32 第2反応室
13、13’、33 計量室
13F、33F 分岐路
13a、13a’、33a 始端部
13b、33b 計量流路
13c、13c’、33c 終端部
14、14’ 余剰液体収容室
34 試料混合室
42 チップ本体(基材)
52 平板部(板状部)
54 分注器具保持台部(凸部)
54a テーパ面
54A 注入孔(サンプル注入口)
54d 第1テーパ部(テーパ孔部)
54e 第2テーパ部(テーパ孔部)
54f 余剰液体収容室 1, 21, 41 Sample analysis chip 2, 22 Chip body (plate-like part, base material)
2a Injection hole 2b, 2c, 2d, 2e Vertical hole 2f First surface 2g Second surface 2k, 2k ', 22k Transfer path 3, 43 Upper lid (lid material)
3a Inlet (sample inlet)
3b, 54c Ventilation holes 4, 24, 44 Lower lid (lid material)
10, 10 ', 30 First reaction chamber 10a, 10a', 30a Start end portion 10b, 10b ', 30b End portion 11, 11', 35 Air passage 12, 12 ', 32 Second reaction chamber 13, 13', 33 Metering chambers 13F, 33F Branch channels 13a, 13a ′, 33a Start end portions 13b, 33b Metering channels 13c, 13c ′, 33c End portions 14, 14 ′ Surplus liquid storage chamber 34 Sample mixing chamber 42 Chip body (base material)
52 Flat part (plate part)
54 Dispensing instrument holder (convex)
54a Taperedsurface 54A Injection hole (sample injection port)
54d 1st taper part (taper hole part)
54e 2nd taper part (taper hole part)
54f Surplus liquid storage chamber
2、22 チップ本体(板状部、基材)
2a 注入孔
2b、2c、2d、2e 縦孔
2f 第1表面
2g 第2表面
2k、2k’、22k 移送路
3、43 上蓋(蓋材)
3a 注入口(サンプル注入口)
3b、54c 通気孔
4、24、44 下蓋(蓋材)
10、10’、30 第1反応室
10a、10a’、30a 始端部
10b、10b’、30b 終端部
11、11’、35 通気路
12、12’、32 第2反応室
13、13’、33 計量室
13F、33F 分岐路
13a、13a’、33a 始端部
13b、33b 計量流路
13c、13c’、33c 終端部
14、14’ 余剰液体収容室
34 試料混合室
42 チップ本体(基材)
52 平板部(板状部)
54 分注器具保持台部(凸部)
54a テーパ面
54A 注入孔(サンプル注入口)
54d 第1テーパ部(テーパ孔部)
54e 第2テーパ部(テーパ孔部)
54f 余剰液体収容室 1, 21, 41
3a Inlet (sample inlet)
3b,
10, 10 ', 30
52 Flat part (plate part)
54 Dispensing instrument holder (convex)
54a Tapered
54d 1st taper part (taper hole part)
54e 2nd taper part (taper hole part)
54f Surplus liquid storage chamber
Claims (15)
- 試料分析チップであって、
第1表面と第2表面とに挟まれた板状部を有する基材と、
サンプル液を貯留し、前記サンプル液の全体に対して第1反応を生じさせるため前記板状部に設けられた第1反応室と、
前記第1反応室と連通し、前記第1反応室において前記サンプル液に前記第1反応が生じることにより得られた第1反応液を量り取るため複数の分岐路を有し、前記板状部に形成された計量室と、
前記複数の分岐路に連通し、前記複数の分岐路を通して移動された前記第1反応液に対して個別に第2反応を生じさせるために前記板状部に形成された複数の第2反応室を有する第2反応室グループと、
を備え、
前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうち、いずれか一つの室が前記第1表面に設けられ、
前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうち、前記第1表面に設けられなかった室が前記第2表面に設けられている、
試料分析チップ。 A sample analysis chip,
A substrate having a plate-like portion sandwiched between a first surface and a second surface;
A first reaction chamber provided in the plate-like portion for storing the sample liquid and causing a first reaction to the whole of the sample liquid;
The plate-like portion communicates with the first reaction chamber, has a plurality of branch paths for measuring the first reaction liquid obtained by causing the first reaction to occur in the sample liquid in the first reaction chamber, A weighing chamber formed in
A plurality of second reaction chambers formed in the plate-like portion to communicate with the plurality of branch paths and to individually generate a second reaction with respect to the first reaction liquid moved through the plurality of branch paths. A second reaction chamber group having
With
One of the first reaction chamber, the weighing chamber, and the second reaction chamber group is provided on the first surface,
Of the first reaction chamber, the weighing chamber, and the second reaction chamber group, a chamber that is not provided on the first surface is provided on the second surface,
Sample analysis chip. - 前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうち、前記第1表面に設けられた室と、前記第2表面に設けられた室とは、少なくとも一部が前記板状部の板厚方向において重なり合うように配置されている
請求項1に記載の試料分析チップ。 Of the first reaction chamber, the weighing chamber, and the second reaction chamber group, at least a part of the chamber provided on the first surface and the chamber provided on the second surface are plate-shaped. The sample analysis chip according to claim 1, wherein the sample analysis chip is arranged so as to overlap in a plate thickness direction of the portion. - 前記計量室は、前記第1表面に設けられ、
前記第1反応室は、前記第2表面に設けられている
請求項1または2に記載の試料分析チップ。 The weighing chamber is provided on the first surface;
The sample analysis chip according to claim 1, wherein the first reaction chamber is provided on the second surface. - 前記複数の第2反応室は、前記第2表面に設けられている
請求項3に記載の試料分析チップ。 The sample analysis chip according to claim 3, wherein the plurality of second reaction chambers are provided on the second surface. - 前記計量室に設けられた前記複数の分岐路の各々の流路は、前記板状部の板厚方向に延在する複数の縦孔によって、前記複数の第2反応室の各々の室と一対一に連通されている
請求項4に記載の試料分析チップ。 Each flow path of the plurality of branch paths provided in the measurement chamber is paired with each chamber of the plurality of second reaction chambers by a plurality of vertical holes extending in the plate thickness direction of the plate-like portion. The sample analysis chip according to claim 4, wherein the sample analysis chip is in communication with one another. - 前記第1反応室は、
円環状の領域内で周方向に対して蛇行し、かつ、細長い形状を有する溝部を備える
請求項1~5のいずれか1項に記載の試料分析チップ。 The first reaction chamber includes
The sample analysis chip according to any one of claims 1 to 5, further comprising a groove portion meandering in a circumferential direction in an annular region and having an elongated shape. - 前記第1反応室および前記計量室と連通し、前記第1反応室から送液された前記第1反応液を前記計量室に送液する前に貯留して、前記第1反応液の成分の混合を促進するための試料混合室を備える
請求項1~6のいずれか1項に記載の試料分析チップ。 The first reaction liquid communicated with the first reaction chamber and the measurement chamber is stored before the first reaction liquid sent from the first reaction chamber is sent to the measurement chamber, and the components of the first reaction liquid are stored. The sample analysis chip according to any one of claims 1 to 6, further comprising a sample mixing chamber for promoting mixing. - 前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループに取り囲まれた中心領域を有し、
前記中心領域に、前記サンプル液を前記第1反応室に送液するためのサンプル注入口と、
前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのうちのいずれかから溢れた余剰の液体を収容する余剰液体収容室と、
が設けられた
請求項1~7のいずれか1項に記載の試料分析チップ。 A central region surrounded by the first reaction chamber, the metering chamber, and the second reaction chamber group;
A sample inlet for feeding the sample solution to the first reaction chamber in the central region;
An excess liquid storage chamber for storing excess liquid overflowing from any of the first reaction chamber, the metering chamber, and the second reaction chamber group;
The sample analysis chip according to any one of claims 1 to 7, further comprising: - 前記中心領域において前記板状部から突出する突出方向に沿って径が減少する円錐台状の外形を有する凸部を備え、
前記凸部の中心部に、前記凸部の突出方向と反対方向に径が減少し、分注器具が支持可能とされたテーパ孔部を有する前記サンプル注入口が設けられ、
前記凸部の突出方向と反対方向において前記凸部内に形成された凹所によって、前記余剰液体収容室が形成されている
請求項8に記載の試料分析チップ。 A convex portion having a frustoconical outer shape whose diameter decreases along a protruding direction protruding from the plate-like portion in the central region;
In the center of the convex portion, the sample injection port having a tapered hole portion whose diameter decreases in a direction opposite to the protruding direction of the convex portion and is capable of supporting a dispensing device is provided,
The sample analysis chip according to claim 8, wherein the excess liquid storage chamber is formed by a recess formed in the convex portion in a direction opposite to the protruding direction of the convex portion. - 前記余剰液体収容室は、外部に開口する通気路を備える
請求項8または9に記載の試料分析チップ。 The sample analysis chip according to claim 8 or 9, wherein the excess liquid storage chamber includes an air passage that opens to the outside. - 前記第1反応室、前記計量室、および前記第2反応室グループのそれぞれを覆うように、前記板状部の表面に貼り付けられた複数の蓋材を備える
請求項1~10のいずれか1項に記載の試料分析チップ。 A plurality of lid members attached to the surface of the plate-like portion so as to cover each of the first reaction chamber, the measurement chamber, and the second reaction chamber group. The sample analysis chip according to Item. - 前記複数の蓋材は、
金属製のシート状部材を備えた金属蓋材を含む
請求項11に記載の試料分析チップ。 The plurality of lid members are:
The sample analysis chip according to claim 11, comprising a metal lid member provided with a metal sheet-like member. - 前記複数の蓋材は、
金属と樹脂フィルムとの複合材料を備えた複合蓋材を含む
請求項11または12に記載の試料分析チップ。 The plurality of lid members are:
The sample analysis chip according to claim 11, comprising a composite lid member provided with a composite material of a metal and a resin film. - 金属シートと前記樹脂フィルムとの間に光吸収性材料を含み、前記光吸収性材料を介して前記金属シートと前記樹脂フィルムとが接合された前記複合蓋材を含む、
請求項13に記載の試料分析チップ。 Including a light-absorbing material between the metal sheet and the resin film, and including the composite lid material in which the metal sheet and the resin film are bonded via the light-absorbing material.
The sample analysis chip according to claim 13. - 前記板状部は、樹脂材料によって形成されている、
請求項1~14のいずれか1項に記載の試料分析チップ。 The plate-like portion is formed of a resin material,
The sample analysis chip according to any one of claims 1 to 14.
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