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JP2010025621A - Micro inspection chip, and liquid mixing sending method of micro inspection chip - Google Patents

Micro inspection chip, and liquid mixing sending method of micro inspection chip Download PDF

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JP2010025621A
JP2010025621A JP2008184719A JP2008184719A JP2010025621A JP 2010025621 A JP2010025621 A JP 2010025621A JP 2008184719 A JP2008184719 A JP 2008184719A JP 2008184719 A JP2008184719 A JP 2008184719A JP 2010025621 A JP2010025621 A JP 2010025621A
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JP
Japan
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liquid
micro
flow path
inspection chip
liquids
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008184719A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Santo
康博 山東
Akihisa Nakajima
彰久 中島
Kusunoki Higashino
楠 東野
Yoichi Aoki
洋一 青木
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Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Original Assignee
Konica Minolta Medical and Graphic Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a micro inspection chip and a liquid mixing sending method of the micro inspection chip, stably removing gas between a plurality of liquids, mixing easily the plurality of liquids, and sending the liquids downstream. <P>SOLUTION: This micro inspection chip is equipped with a channel for sending liquid therethrough, and a storage part for storing the liquid sent from the channel. The micro inspection chip capable of stably removing gas among the plurality of liquids, and mixing easily the plurality of liquids can be provided by forming irregular structure on the wall surface of the storage part. Further, the micro inspection chip capable of sending the mixed liquid to the downstream after mixing the plurality of liquids can be provided by reducing the capacity of the storage part furthermore than the total volume of the mixed liquid of the plurality of liquids. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロ検査チップおよびマイクロ検査チップの液体混合送液方法に関し、特に、遺伝子増幅反応、抗原抗体反応などによる生体物質の検査・分析、その他の化学物質の検査・分析、有機合成等による目的化合物の化学合成などに用いられるマイクロ検査チップおよびマイクロ検査チップの液体混合送液方法に関する。   The present invention relates to a micro test chip and a liquid mixing and feeding method of the micro test chip, and more particularly, testing and analysis of biological materials by gene amplification reaction, antigen-antibody reaction, etc., testing and analysis of other chemical substances, organic synthesis, etc. The present invention relates to a micro test chip used for chemical synthesis of a target compound and a liquid mixing and feeding method of the micro test chip.

近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段(例えばポンプ、バルブ、流路、センサーなど)を微細化して1チップ上に集積化した分析用チップ(以下、マイクロ検査チップと言う)が開発されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, by making full use of micromachine technology and ultrafine processing technology, devices and means (for example, pumps, valves, flow paths, sensors, etc.) for performing conventional sample preparation, chemical analysis, chemical synthesis, etc. have been miniaturized. An analysis chip (hereinafter referred to as a micro inspection chip) integrated on a chip has been developed (see, for example, Patent Document 1).

これは、μ−TAS(Micro Total Analysis System)、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ(Lab−on−chips)、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。特に、遺伝子検査に見られるように煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化に優れたマイクロ検査チップは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とするので、その恩恵は多大と言える。   This is also called μ-TAS (Micro Total Analysis System), bioreactor, Lab-on-chip, biochip, and it is used in the medical examination / diagnosis field, environmental measurement field, and agricultural production field. Application is expected. In particular, when complicated processes such as those found in genetic testing, skilled techniques, and operation of equipment are required, micro test chips that excel in automation, speed-up, and simplification are cost-effective and require sample volume. Because it enables analysis not only for the required time but also for any time and place, the benefits are great.

上記のようなマイクロ検査チップでは、検査に用いられる検体や試薬等の複数の液体を、必要に応じて正確に送液して混合することが重要である。検体や試薬等の複数の液体を精度良く送液して混合できないと、反応およびその検出結果に多大の影響が生ずる。そして、検体や試薬等の複数の液体を混合するためには、複数の液体間の空気や不活性ガス等の気体を除去する必要がある。   In the micro test chip as described above, it is important to feed and mix a plurality of liquids such as specimens and reagents used for the test accurately as necessary. If a plurality of liquids such as specimens and reagents cannot be accurately fed and mixed, the reaction and the detection result are greatly affected. In order to mix a plurality of liquids such as specimens and reagents, it is necessary to remove gas such as air and inert gas between the plurality of liquids.

そこで、従来からよく用いられている方法としては、Y字流路で合流のタイミングを合わせて気体を除去する方法がある。この場合、複数の液体の貯留部を並列に配置する必要があり、マイクロ検査チップが大きくなる方向である。また、送液用のポンプが沢山必要になる。さらに、Y字流路での混合の場合、合流後の流路内での送液は層流が主であるために、混合のための流路が長く必要であり、これもマイクロ検査チップが大きくなる方向である。   Therefore, as a method often used conventionally, there is a method of removing gas at the timing of merging in a Y-shaped flow path. In this case, it is necessary to arrange a plurality of liquid storage portions in parallel, which is a direction in which the micro inspection chip becomes larger. In addition, a lot of pumps for liquid feeding are required. Furthermore, in the case of mixing in the Y-shaped flow path, since the liquid flow in the flow path after the merge is mainly laminar flow, a long flow path for mixing is necessary. It is a direction to become larger.

これに対し、複数の液体の貯留部を直列に配置した場合、送液用のポンプは1つで済むが、液体間の気体を除去することが難しい。   On the other hand, when a plurality of liquid reservoirs are arranged in series, only one pump for liquid feeding is required, but it is difficult to remove the gas between the liquids.

そこで、特許文献2の図4には、2つの導管の間に細管を複数設け、細管の流路抵抗差により液体の侵入を防止することで、細管を通して複数の液体間の気体を除去して、複数の液体を混合する方法が開示されている。この方法によれば、複数の液体の塊に間の気体を除去して混合することが可能である。
特開2004−28589号公報 特開2000−27813号公報
Therefore, in FIG. 4 of Patent Document 2, a plurality of thin tubes are provided between the two conduits, and the liquid is prevented from entering by the flow resistance difference between the thin tubes, so that the gas between the plurality of liquids is removed through the thin tubes. A method of mixing a plurality of liquids is disclosed. According to this method, it is possible to remove and mix the gas between a plurality of liquid masses.
JP 2004-28589 A JP 2000-27813 A

しかしながら、特許文献2で提案された方法では、混合した液体をさらに下流に送液するためには、構成上、送液方向を切り替えるためのバルブが必須であり、マイクロ検査チップの構成が複雑となり、高価なものとなる。また送液制御も複雑となり、検査システム自体の複雑化、高価格化を招く要因となる。   However, in the method proposed in Patent Document 2, in order to send the mixed liquid further downstream, a valve for switching the liquid feeding direction is essential for the configuration, and the configuration of the micro inspection chip becomes complicated. It will be expensive. In addition, liquid feeding control is complicated, which causes the inspection system itself to become complicated and expensive.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、流路の構成の工夫のみで、複数の液体間の気体を安定して除去し、複数の液体を容易に混合し、さらに下流に送液することのできるマイクロ検査チップおよびマイクロ検査チップの液体混合送液方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by simply devising the configuration of the flow path, the gas between the plurality of liquids can be stably removed, the plurality of liquids can be easily mixed, and the liquid can be sent downstream. It is an object of the present invention to provide a micro test chip and a liquid mixing and feeding method for the micro test chip.

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。   The object of the present invention can be achieved by the following constitution.

1.液体を送液する流路と、
前記流路に連通され、前記流路から送液された前記液体を貯留する貯留部とを備えたマイクロ検査チップにおいて、
前記貯留部は、その壁面に凹凸構造が形成されたことを特徴とするマイクロ検査チップ。
1. A flow path for feeding liquid;
In a micro inspection chip comprising a reservoir that communicates with the flow path and stores the liquid fed from the flow path.
The micro inspection chip, wherein the storage portion has a concavo-convex structure formed on a wall surface thereof.

2.前記凹凸構造は、表面張力の作用により、その内部には前記液体が侵入できず、気体のみが侵入できる大きさおよび形状を有することを特徴とする前記1に記載のマイクロ検査チップ。   2. 2. The micro inspection chip according to 1 above, wherein the concavo-convex structure has a size and a shape that allows only the gas to enter without allowing the liquid to enter inside due to the action of surface tension.

3.前記凹凸構造は、前記壁面に配列された複数の柱状の突起であることを特徴とする前記1または2に記載のマイクロ検査チップ。   3. 3. The micro test chip according to 1 or 2, wherein the uneven structure is a plurality of columnar protrusions arranged on the wall surface.

4.前記柱状の突起は、多角形または円形の断面を有する柱状の突起であることを特徴とする前記3に記載のマイクロ検査チップ。   4). 4. The micro inspection chip according to 3 above, wherein the columnar protrusion is a columnar protrusion having a polygonal or circular cross section.

5.前記貯留部は、上流側の前記流路に連通する上流側連通部と下流側の前記流路に連通する下流側連通部とを有し、
前記凹凸構造は、前記上流側連通部と前記下流側連通部とを結んで前記壁面に設けられた1本または複数本の溝であることを特徴とする前記1または2に記載のマイクロ検査チップ。
5). The storage section has an upstream communication section communicating with the upstream flow path and a downstream communication section communicating with the downstream flow path,
3. The micro inspection chip according to 1 or 2, wherein the concavo-convex structure is one or a plurality of grooves provided on the wall surface connecting the upstream communication portion and the downstream communication portion. .

6.前記凹凸構造の先端は、シャープエッジであることを特徴とする前記3乃至5の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。   6). 6. The micro inspection chip according to any one of 3 to 5, wherein a tip of the concavo-convex structure is a sharp edge.

7.前記流路および前記貯留部を構成する溝が表面に形成された流路基板と、
前記流路基板に貼り合わされることで前記流路および前記貯留部の蓋として機能する天板とを備え
前記凹凸構造は、前記溝の壁面に形成されていることを特徴とする前記1乃至6の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。
7). A flow path substrate in which grooves constituting the flow path and the reservoir are formed on the surface;
1 to 6 characterized in that the concave-convex structure is formed on a wall surface of the groove, and is provided with a top plate functioning as a lid for the flow path and the storage section by being bonded to the flow path substrate. The micro inspection chip according to any one of the above.

8.前記凹凸構造は、撥液性を有することを特徴とする前記1乃至7の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。   8). 8. The micro inspection chip according to any one of 1 to 7, wherein the concavo-convex structure has liquid repellency.

9.前記貯留部には、間を気体で区切られた第1の液体から第nの液体(nは正の整数)が順次送液され、
前記貯留部の容積は、前記第1の液体から第(n−1)の液体の混合液の体積よりも大きいか等しく、前記第1の液体から第nの液体の混合液の体積よりも小さいことを特徴とする前記1乃至8の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。
9. From the first liquid that is partitioned by gas to the nth liquid (n is a positive integer) is sequentially sent to the reservoir,
The volume of the reservoir is greater than or equal to the volume of the liquid mixture of the (n-1) th liquid from the first liquid, and smaller than the volume of the liquid mixture of the first liquid to the nth liquid. 9. The micro test chip according to any one of 1 to 8, wherein the micro test chip is characterized in that:

10.前記貯留部は、複数の前記液体を混合する混合部であることを特徴とする前記1乃至9の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。   10. 10. The micro test chip according to any one of 1 to 9, wherein the storage unit is a mixing unit that mixes a plurality of the liquids.

11.前記貯留部は、複数の前記液体を混合し、混合された複数の前記液体の反応結果を検出する反応検出部であることを特徴とする前記1乃至9の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。   11. The micro inspection according to any one of 1 to 9, wherein the storage unit is a reaction detection unit that mixes a plurality of the liquids and detects a reaction result of the plurality of mixed liquids. Chip.

12.前記9に記載のマイクロ検査チップの液体混合送液方法であって、
間を気体で区切られた第1の液体から第nの液体(nは正の整数)が前記流路から前記貯留部に順次送液されて、前記貯留部で混合される混合工程と、
前記混合工程で混合された混合液が下流に送液される下流送液工程とを備えたことを特徴とするマイクロ検査チップの液体混合送液方法。
12 10. A liquid mixing and feeding method for a micro inspection chip according to 9 above,
A mixing step in which first to nth liquids (n is a positive integer) separated from each other by gas are sequentially sent from the flow path to the storage unit and mixed in the storage unit;
A liquid mixture feeding method for a micro inspection chip, comprising: a downstream liquid feeding step in which the mixed liquid mixed in the mixing step is fed downstream.

本発明によれば、液体を送液する流路と、流路から送液された液体を貯留する貯留部とを備え、貯留部の壁面に凹凸構造を形成することで、複数の液体間の気体を安定して除去し、複数の液体を容易に混合することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。さらに、貯留部の容積を複数の液体の混合液の総体積よりも小さくすることで、複数の液体の混合後に混合液を下流に送液することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。   According to the present invention, it is provided with a flow path for feeding liquid and a storage section for storing the liquid sent from the flow path, and by forming an uneven structure on the wall surface of the storage section, It is possible to provide a micro inspection chip capable of stably removing gas and easily mixing a plurality of liquids. Furthermore, the micro test | inspection chip which can send a liquid mixture downstream after mixing a some liquid can be provided by making the volume of a storage part smaller than the total volume of the liquid mixture of a some liquid.

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、本発明のマイクロ検査チップを用いた検査装置について、図1を用いて説明する。図1は、本発明のマイクロ検査チップを用いた検査装置の1例を示す模式図である。   First, an inspection apparatus using the micro inspection chip of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an example of an inspection apparatus using the micro inspection chip of the present invention.

図1において、検査装置1は、マイクロ検査チップ100、マイクロポンプユニット210、加熱冷却ユニット230、検出部250および駆動制御部270等で構成される。   In FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a micro inspection chip 100, a micro pump unit 210, a heating / cooling unit 230, a detection unit 250, a drive control unit 270, and the like.

マイクロ検査チップ100は、一般に分析チップ、マイクロリアクタチップなどとも称されるものと同等であり、例えば、樹脂、ガラス、シリコン、セラミックスなどを材料とし、その上に、微細加工技術により、幅および高さが数μm〜数百μmのレベルの微細な流路を形成したものである。マイクロ検査チップ100のサイズおよび形状は、通常、縦横が数十mm、厚さが数mm程度の板状である。   The micro inspection chip 100 is equivalent to what is generally called an analysis chip, a microreactor chip, and the like. For example, the micro inspection chip 100 is made of resin, glass, silicon, ceramics, and the like. Is formed with a fine flow path having a level of several μm to several hundred μm. The size and shape of the micro inspection chip 100 is usually a plate shape having a length and width of several tens of mm and a thickness of several mm.

ここでは、マイクロ検査チップ100は、検体や試薬等の液体を送液あるいは貯留するための溝状の流路が表面に形成された流路基板101と、流路基板101の流路が形成された面に接着され、流路基板101の溝状の流路の蓋として機能する天板103とで構成されているとする。また、天板103には、マイクロポンプユニット210とマイクロ検査チップ100との連通口等が設けられる。   Here, the micro test chip 100 has a channel substrate 101 on the surface of which a groove-like channel for feeding or storing a liquid such as a specimen or a reagent is formed, and a channel of the channel substrate 101 is formed. The top plate 103 is bonded to the surface and functions as a groove-shaped channel lid of the channel substrate 101. Further, the top plate 103 is provided with a communication port between the micro pump unit 210 and the micro test chip 100.

マイクロポンプユニット210は、マイクロ検査チップ100内の送液を行うためのポンプユニットで、マイクロポンプ211、チップ接続部213、駆動液タンク215および駆動液供給部217等で構成される。マイクロポンプユニット210は、1つあるいは複数のマイクロポンプ211を備えている。マイクロポンプ211は、マイクロ検査チップ100内に駆動液216を注入あるいは吸引することで、マイクロ検査チップ100内の送液を行う。チップ接続部213は、マイクロポンプ211とマイクロ検査チップ100とを接続する。   The micro pump unit 210 is a pump unit for performing liquid feeding in the micro test chip 100, and includes a micro pump 211, a chip connection unit 213, a driving liquid tank 215, a driving liquid supply unit 217, and the like. The micropump unit 210 includes one or a plurality of micropumps 211. The micropump 211 feeds the liquid in the micro test chip 100 by injecting or sucking the driving liquid 216 into the micro test chip 100. The chip connection unit 213 connects the micropump 211 and the micro inspection chip 100.

駆動液供給部217は、駆動液タンク215からマイクロポンプ211に駆動液216を供給する。駆動液タンク215は、駆動液216の補充のために駆動液供給部217から取り外して交換可能である。マイクロポンプ211上には1個または複数個のポンプが形成されており、複数個の場合は、各々独立にあるいは連動して駆動可能である。   The driving liquid supply unit 217 supplies the driving liquid 216 from the driving liquid tank 215 to the micropump 211. The driving liquid tank 215 can be removed and replaced from the driving liquid supply unit 217 to replenish the driving liquid 216. One or a plurality of pumps are formed on the micropump 211, and the plurality of pumps can be driven independently or in conjunction with each other.

マイクロ検査チップ100とマイクロポンプ211とはチップ接続部213で接続されて連通される。マイクロポンプ211が駆動されてマイクロポンプ211からチップ接続部213を介してマイクロ検査チップ100に注入あるいは吸引される駆動液216によって、マイクロ検査チップ100内の複数の収容部に収容されている検体や試薬等の液体が、マイクロ検査チップ100内で送液される。あるいは駆動液216に押された空気等の気体によって、マイクロ検査チップ100内の複数の収容部に収容されている検体や試薬等の液体が、マイクロ検査チップ100内で送液される。   The micro test chip 100 and the micropump 211 are connected by a chip connection part 213 and communicated with each other. Samples stored in a plurality of storage units in the micro test chip 100 are driven by the driving liquid 216 that is driven into the micro test chip 100 from the micro pump 211 via the chip connection unit 213 by the micro pump 211 being driven. A liquid such as a reagent is fed in the micro test chip 100. Alternatively, liquids such as specimens and reagents stored in a plurality of storage units in the micro test chip 100 are sent in the micro test chip 100 by a gas such as air pushed by the driving liquid 216.

加熱冷却ユニット230は、冷却部231および加熱部233等で構成され、マイクロ検査チップ100内の反応の促進および抑制のために、検体、試薬およびその混合液等の加熱および冷却を行う。冷却部231はペルチエ素子等で構成される。加熱部233は、ヒータ等で構成される。もちろん、加熱部233もペルチエ素子で構成してもよい。   The heating / cooling unit 230 includes a cooling unit 231, a heating unit 233, and the like, and heats and cools a specimen, a reagent, a mixed solution thereof, and the like in order to promote and suppress a reaction in the micro test chip 100. The cooling unit 231 includes a Peltier element or the like. The heating unit 233 includes a heater or the like. Of course, the heating unit 233 may also be composed of Peltier elements.

検出部250は、発光ダイオード(LED)やレーザ等の光源251と、フォトダイオード(PD)等の受光素子253等で構成され、マイクロ検査チップ100内の反応によって得られる生成液に含まれる標的物質を、マイクロ検査チップ100上の検出領域255の位置で光学的に検出する。ここでは、光源251と受光素子253とがマイクロ検査チップ100を挟んで対向する透過光型の検出部を例示しているが、これに限るものではなく、光源251と受光素子253とが並置された反射光型であってもよい。   The detection unit 250 includes a light source 251 such as a light emitting diode (LED) or a laser, a light receiving element 253 such as a photodiode (PD), and the like, and a target substance contained in a generated liquid obtained by a reaction in the micro inspection chip 100. Is detected optically at the position of the detection region 255 on the micro inspection chip 100. Here, a transmitted light type detection unit in which the light source 251 and the light receiving element 253 face each other with the micro inspection chip 100 interposed therebetween is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the light source 251 and the light receiving element 253 are juxtaposed. It may be a reflected light type.

駆動制御部270は、図示しないマイクロコンピュータやメモリ等で構成され、検査装置1内の各部の駆動、制御、検出等を行う。   The drive control unit 270 includes a microcomputer, a memory, and the like (not shown), and drives, controls, and detects each unit in the inspection apparatus 1.

ここでは、マイクロ検査チップ100内の送液用のポンプとして、駆動液216を注入あるいは吸引するマイクロポンプ211を用いる例を示したが、必要に応じて、空気等の気体を注入あるいは吸引する空気ポンプ等の他の方式のポンプに置き換えてもよい。   Here, an example in which the micropump 211 that injects or sucks the driving liquid 216 is used as a liquid-feeding pump in the micro test chip 100. However, air that injects or sucks a gas such as air as necessary is shown. It may be replaced with another type of pump such as a pump.

次に、本発明におけるマイクロ検査チップの全体構成の1例を、図2を用いて説明する。図2は、本発明におけるマイクロ検査チップの全体構成の1例を示す模式図である。上述したように、マイクロ検査チップ100は、検体や試薬等の液体を送液あるいは貯留するための溝状の流路が表面に形成された流路基板101と、流路基板101の流路が形成された面に接着され、流路基板101の溝状の流路の蓋として機能する天板103とで構成されているとする。   Next, an example of the entire configuration of the micro inspection chip according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the micro test chip according to the present invention. As described above, the micro test chip 100 includes the flow path substrate 101 having a groove-shaped flow path formed on the surface thereof for feeding or storing a liquid such as a specimen or a reagent, and the flow path of the flow path substrate 101. It is assumed that it is composed of a top plate 103 that is bonded to the formed surface and functions as a groove-shaped channel lid of the channel substrate 101.

図2(a)は、マイクロ検査チップ100の流路900の構成の1例を示す模式図で、流路900を天板103の側、即ち図2(b)の矢印B方向から見た平面図である。流路900は、試薬収容部901、検体収容部903、混合反応部905、ポンプ連通口907、排気口909および上述した各部を接続する微細流路等で構成される。   FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of the configuration of the flow channel 900 of the micro test chip 100, and is a plan view of the flow channel 900 viewed from the top plate 103 side, that is, from the direction of arrow B in FIG. FIG. The channel 900 includes a reagent storage unit 901, a sample storage unit 903, a mixing reaction unit 905, a pump communication port 907, an exhaust port 909, and a fine channel that connects the above-described units.

試薬収容部901には、試薬注入口901aが設けられ、試薬注入後、試薬注入口901aは封止部材901bで封止される。同様に、検体収容部903には、検体注入口903aが設けられ、検体注入後、検体注入口903aは封止部材903bで封止される。   The reagent container 901 is provided with a reagent injection port 901a. After the reagent is injected, the reagent injection port 901a is sealed with a sealing member 901b. Similarly, the sample storage portion 903 is provided with a sample injection port 903a. After sample injection, the sample injection port 903a is sealed with a sealing member 903b.

試薬収容部901に収容された試薬、および検体収容部903に収容された検体は、図示しないマイクロポンプによってポンプ連通口907から注入される駆動液に押されて、順次混合反応部905に送液されて混合される。試薬と検体とが混合された混合液は反応し、反応によって得られる標的物質が混合反応部905で検出される。ここに、混合反応部905は、本発明における貯留部、混合部および反応検出部として機能する。   The reagent stored in the reagent storage unit 901 and the sample stored in the sample storage unit 903 are pushed by the driving liquid injected from the pump communication port 907 by a micropump (not shown) and sequentially sent to the mixing reaction unit 905. To be mixed. The mixed solution in which the reagent and the sample are mixed reacts, and the target substance obtained by the reaction is detected by the mixing reaction unit 905. Here, the mixing reaction unit 905 functions as a storage unit, a mixing unit, and a reaction detection unit in the present invention.

図2(b)は、図2(a)のA−A’断面図である。流路基板101には、幅が狭く深さの浅い微細流路と、幅が広く深さが深い試薬収容部901、検体収容部903および混合反応部905等の各流路とを形成する溝が形成され、天板103で蓋がされて各流路が形成されている。天板103にはポンプ連通口907が設けられ、チップ接続部213を介して図示しないマイクロポンプと接続される。   FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. The channel substrate 101 is formed with grooves that form narrow and shallow fine channels and channels such as a reagent container 901, a sample container 903, and a mixture reaction unit 905 that are wide and deep. Each of the flow paths is formed by being covered with a top plate 103. The top plate 103 is provided with a pump communication port 907 and is connected to a micro pump (not shown) via a chip connection portion 213.

同様に、天板103には排気口909が設けられ、試薬および検体の送液時に、流路内の空気が排気口909から外部に排気される。さらに、天板103を介して混合反応部905に対向した位置に、検出部250が設けられる。図1では、検出部250は透過光型の例を示したが、ここでは、光源251と受光素子253とが天板103側に並置された反射光型を例示してある。   Similarly, the top plate 103 is provided with an exhaust port 909, and air in the flow path is exhausted from the exhaust port 909 to the outside when the reagent and the specimen are sent. Further, a detection unit 250 is provided at a position facing the mixing reaction unit 905 with the top plate 103 interposed therebetween. In FIG. 1, the detection unit 250 is an example of a transmitted light type, but here, a reflected light type in which a light source 251 and a light receiving element 253 are juxtaposed on the top plate 103 side is illustrated.

また、天板103には試薬注入口901aおよび検体注入口903aが設けられており、試薬および検体注入後は、試薬注入口901aおよび検体注入口903aは封止部材901bおよび封止部材903bで封止される。   The top plate 103 is provided with a reagent inlet 901a and a specimen inlet 903a. After the reagent and specimen are injected, the reagent inlet 901a and the specimen inlet 903a are sealed with a sealing member 901b and a sealing member 903b. Stopped.

本発明は、主として、上述した混合反応部905等の検体や試薬等の複数の液体を混合、反応させ、あるいは反応結果を検出するための流路である貯留部に用いられる。   The present invention is mainly used in a storage section that is a flow path for mixing and reacting a plurality of liquids such as the specimen and reagents such as the above-described mixing reaction section 905 or detecting a reaction result.

(第1の実施の形態)
次に、本発明におけるマイクロ検査チップの第1の実施の形態について、図3を用いて説明する。図3は、マイクロ検査チップ100の第1の実施の形態の構成を示す模式図で、図3(a)は流路基板101の表面に形成された貯留部111の構成を示す図3(b)の矢印B方向から見た平面図、図3(b)は図3(a)のC−C’断面図である。また、図3(c)は貯留部111の他の構成を示す図3(b)の矢印B方向から見た平面図である。ここに、矢印B方向は、図2(b)の矢印B方向と同じである。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the micro test chip according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the first embodiment of the micro test chip 100, and FIG. 3A shows the configuration of the storage portion 111 formed on the surface of the flow path substrate 101. 3) is a plan view seen from the direction of arrow B, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. Moreover, FIG.3 (c) is the top view seen from the arrow B direction of FIG.3 (b) which shows the other structure of the storage part 111. FIG. Here, the arrow B direction is the same as the arrow B direction of FIG.

図3(a)および(b)において、貯留部111は、上流流路113および下流流路115と連通している。そして、貯留部111の流路基板101側の内壁面には、四角柱状の突起112rが全面に配列されている。ここに、四角柱状の突起112rは、本発明における凹凸構造として機能する。   In FIGS. 3A and 3B, the reservoir 111 communicates with the upstream channel 113 and the downstream channel 115. Then, quadrangular columnar protrusions 112r are arranged on the entire inner wall surface of the reservoir 111 on the flow path substrate 101 side. Here, the quadrangular columnar projection 112r functions as a concavo-convex structure in the present invention.

図3(c)においては、貯留部111の流路基板101側の内壁面には、上述した四角柱状の突起112rに代えて、円柱状の突起112cが全面に配列されている。ここに、円柱状の突起112cも、本発明における凹凸構造として機能する。なお、図3(c)のC−C’断面は図3(b)と同じである。   In FIG. 3C, cylindrical projections 112c are arranged on the entire inner wall surface of the reservoir 111 on the flow path substrate 101 side, instead of the above-described square columnar projections 112r. Here, the columnar projection 112c also functions as the concavo-convex structure in the present invention. In addition, the C-C 'cross section of FIG.3 (c) is the same as FIG.3 (b).

上述した四角柱状の突起112rまたは円柱状の突起112c(以下、区別せずに、突起112と呼ぶ)の断面積、長さ、突起間の間隔等は、貯留部111に流入した液体が、その表面張力により、突起112の配列の間には侵入することができず、気体のみが突起112の配列の間に侵入することができるような微細な寸法に設定される。   The cross-sectional area, length, spacing between the protrusions, etc. of the above-described quadrangular columnar protrusion 112r or cylindrical protrusion 112c (hereinafter referred to as protrusion 112 without distinction) Due to the surface tension, it is set to such a fine dimension that it cannot enter between the projections 112 and only gas can enter between the projections 112.

表面張力の効果をより大きくするために、突起112の先端は、角が丸みを帯びておらず、所謂シャープエッジとなっていることが望ましい。また、突起112自体および突起部112の根本の貯留部111の流路基板101側の内壁面は、撥水性を有していることが望ましい。   In order to further increase the effect of the surface tension, it is desirable that the tip of the projection 112 has a rounded corner and is a so-called sharp edge. Moreover, it is desirable that the inner wall surface of the projection 112 itself and the storage portion 111 at the base of the projection 112 on the side of the flow path substrate 101 have water repellency.

撥水性を持たせるには、例えば流路基板101をポリプロピレン等の撥水性の樹脂材料で形成してもよいし、流路基板101に親水性の材料を用いる必要がある場合には、流路全体あるいは上述した撥水性が必要な部分をフッ素系の材料でコーティングする等の撥水処理を行ってもよい。   In order to provide water repellency, for example, the flow path substrate 101 may be formed of a water repellent resin material such as polypropylene, and when it is necessary to use a hydrophilic material for the flow path substrate 101, Water repellent treatment such as coating the whole or the above-described portion requiring water repellency with a fluorine-based material may be performed.

突起112を、貯留部111の天板103側の内壁面に配列することも考えられるが、天板103側に設けると、流路基板101と天板103との貼り合わせ状態のバラツキによって、突起112の撥水性にバラツキが生じる可能性があり、最悪の場合、液体が突起112の配列の間に侵入することも考えられる。流路基板101側に配列すれば、成型によって突起112の配列を形成できるので、安定した撥水性が得られる。   It is conceivable to arrange the protrusions 112 on the inner wall surface of the storage unit 111 on the top plate 103 side. However, if the protrusions 112 are provided on the top plate 103 side, the protrusions 112 are formed due to variations in the bonding state between the flow path substrate 101 and the top plate 103. There is a possibility that the water repellency of the 112 may vary, and in the worst case, the liquid may enter between the arrangement of the protrusions 112. If arranged on the flow path substrate 101 side, the arrangement of the protrusions 112 can be formed by molding, so that stable water repellency can be obtained.

続いて、第1の実施の形態における複数の液体の混合、送液方法について、図4を用いて説明する。図4は、第1の実施の形態における複数の液体の混合、送液方法を説明する模式図である。ここでは、図2の検体と試薬(試薬Aとする)に加えて、他の試薬(試薬Bとする)を含めた3液体を混合して下流へと送液する例について説明する。   Next, a method for mixing and feeding a plurality of liquids in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method of mixing and feeding a plurality of liquids in the first embodiment. Here, an example in which three liquids including another reagent (referred to as reagent B) in addition to the specimen and reagent (referred to as reagent A) in FIG. 2 are mixed and sent downstream will be described.

図4(a)において、貯留部111は、上流流路113および下流流路115と連通しており、貯留部111の流路基板101側の内壁面には、突起112が全面に配列されている。ここで、図示しないマイクロポンプから注入される駆動液216に押されて、第1の液体151(例えば検体)が、上流流路113から貯留部111に送液されてくる。ここで、貯留部111の容積は、送液されてくる第1の液体151の体積に比べて充分に大きく設定されている。   In FIG. 4A, the reservoir 111 communicates with the upstream flow path 113 and the downstream flow path 115, and protrusions 112 are arranged on the entire inner wall surface of the reservoir 111 on the flow path substrate 101 side. Yes. Here, the first liquid 151 (for example, the specimen) is sent from the upstream flow path 113 to the storage unit 111 by being pushed by the driving liquid 216 injected from a micro pump (not shown). Here, the volume of the reservoir 111 is set to be sufficiently larger than the volume of the first liquid 151 that is fed.

図4(b)において、第1の液体151の全量が貯留部111に流入すると、第1の液体151は、貯留部111内に停止し、滞留する。ただし、表面張力により、第1の液体151は突起112の配列の間には侵入できない。続いて、図示しないマイクロポンプから注入される駆動液216に押されて、第2の液体155(例えば試薬A)が上流流路113から貯留部111に送液されてくる。第1の液体151と第2の液体155との間には、流路に存在した空気や不活性ガス等の気体153が存在するが、気体153は突起112の配列の間に侵入できるため、第2の液体155の送液によって、気体153は、図示した矢印のように突起112の配列の間を通り抜け、第1の液体151を追い越して、下流流路115へと流出する。   In FIG. 4B, when the entire amount of the first liquid 151 flows into the storage unit 111, the first liquid 151 stops and stays in the storage unit 111. However, the first liquid 151 cannot penetrate between the arrangements of the protrusions 112 due to surface tension. Subsequently, the second liquid 155 (for example, reagent A) is pushed from the upstream flow path 113 to the reservoir 111 by being pushed by the driving liquid 216 injected from a micro pump (not shown). Between the first liquid 151 and the second liquid 155, there is a gas 153 such as air or an inert gas that exists in the flow path, but the gas 153 can enter between the arrangement of the protrusions 112. By feeding the second liquid 155, the gas 153 passes between the arrangement of the protrusions 112 as shown by the arrows, passes the first liquid 151, and flows out to the downstream flow path 115.

図4(c)において、第2の液体155の送液によって第1の液体151と第2の液体155との間の気体153が全て下流流路115へと流出すると、第1の液体151と第2の液体155とが合流し、混合されて第1の混合液156となる。ここで、貯留部111の容積は、第1の混合液156の体積に比べて充分に大きく設定されている。よって、第1の混合液156は、貯留部111内に停止し、滞留する。ただし、表面張力により、第1の混合液156は突起112の配列の間には侵入できない。   In FIG. 4C, when all of the gas 153 between the first liquid 151 and the second liquid 155 flows out to the downstream flow path 115 by the feeding of the second liquid 155, the first liquid 151 and The second liquid 155 merges and is mixed to become the first mixed liquid 156. Here, the volume of the reservoir 111 is set to be sufficiently larger than the volume of the first mixed liquid 156. Therefore, the first mixed liquid 156 stops and stays in the storage unit 111. However, the first mixed liquid 156 cannot enter between the arrangement of the protrusions 112 due to surface tension.

続いて、図示しないマイクロポンプから注入される駆動液216に押されて、第3の第3の液体157(例えば試薬B)が上流流路113から貯留部111に送液されてくる。第3の液体157の送液によって、第1の混合液156と第3の液体157との間の気体153も突起112の配列の間を通り抜け、第1の混合液156を追い越して、下流流路115へと流出する。   Subsequently, the third liquid 157 (for example, reagent B) is pushed from the upstream flow path 113 to the storage unit 111 by being pushed by the driving liquid 216 injected from a micro pump (not shown). By sending the third liquid 157, the gas 153 between the first liquid mixture 156 and the third liquid 157 also passes between the arrangements of the protrusions 112, overtakes the first liquid mixture 156, and flows downstream. It flows out to the road 115.

図4(d)において、第1の混合液156と第3の液体157との間の気体153が全て下流流路115へと流出すると、第1の混合液156と第3の液体157とが合流し、混合されて第2の混合液158となる。ここまでが本発明における混合工程である。   In FIG. 4D, when all the gas 153 between the first mixed liquid 156 and the third liquid 157 flows out to the downstream flow path 115, the first mixed liquid 156 and the third liquid 157 The two are mixed and mixed to become the second mixed liquid 158. This is the mixing step in the present invention.

図4(e)において、貯留部111の容積は、第2の混合液158の体積よりも少し小さく設定されている。第1の混合液156と第3の液体157とが混合された第2の混合液158の体積が貯留部111の容積を越えると、第2の混合液158と駆動液216との間の気体153が突起112の配列の間を通り抜けることができなくなる。よって、第2の混合液158は、上流流路113内の気体153を介して、図示しないマイクロポンプから注入される駆動液216に押されて、下流流路115へと流出を開始し、下流へと送液される。ここまでが本発明における下流送液工程である。   In FIG. 4 (e), the volume of the storage unit 111 is set slightly smaller than the volume of the second mixed liquid 158. When the volume of the second liquid mixture 158 in which the first liquid mixture 156 and the third liquid 157 are mixed exceeds the volume of the reservoir 111, the gas between the second liquid mixture 158 and the driving liquid 216 153 cannot pass through the array of protrusions 112. Therefore, the second mixed liquid 158 is pushed by the driving liquid 216 injected from a micro pump (not shown) via the gas 153 in the upstream flow path 113 and starts to flow out to the downstream flow path 115, The liquid is sent to. This is the downstream liquid feeding step in the present invention.

なお、第1の実施の形態では、突起112を四角柱状の突起112rまたは円柱状の突起112cとしたが、これに限るものではなく、例えば三角柱や六角柱等の多角形の断面を持つ柱状の突起であってもよい。   In the first embodiment, the projection 112 is a quadrangular columnar projection 112r or a columnar projection 112c. However, the present invention is not limited to this, and for example, a columnar projection having a polygonal cross section such as a triangular column or a hexagonal column is used. It may be a protrusion.

上述したように、第1の実施の形態によれば、貯留部の流路基板側の内壁面の全面に、撥水性を有する四角柱状または円柱状の突起を配列することで、気体だけが通過できる通路を確保できるので、複数の液体間の気体を安定して除去し、複数の液体を容易に混合することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。さらに、貯留部の容積を複数の液体の混合液の総体積よりも小さくすることで、複数の液体の混合後に混合液を下流に送液することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。   As described above, according to the first embodiment, only gas passes by arranging water-repellent rectangular columnar or columnar protrusions on the entire inner wall surface of the reservoir on the flow path substrate side. Since a possible passage can be secured, it is possible to provide a micro test chip capable of stably removing gases between a plurality of liquids and easily mixing the plurality of liquids. Furthermore, the micro test | inspection chip which can send a liquid mixture downstream after mixing a some liquid can be provided by making the volume of a storage part smaller than the total volume of the liquid mixture of a some liquid.

(第2の実施の形態)
次に、本発明におけるマイクロ検査チップの第2の実施の形態について、図5を用いて説明する。図5は、マイクロ検査チップ100の第2の実施の形態の構成を示す模式図で、図5(a)は流路基板101の表面に形成された貯留部111の構成を示す図5(b)の矢印B方向から見た平面図、図5(b)は図5(a)のD−D’断面図、図5(c)は図5(b)のE−E’断面図である。ここに、矢印B方向は、図2(b)の矢印B方向と同じである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the micro test chip according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the second embodiment of the micro test chip 100, and FIG. 5A shows the configuration of the reservoir 111 formed on the surface of the flow path substrate 101. ) Is a plan view seen from the direction of arrow B, FIG. 5B is a sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 5A, and FIG. 5C is a sectional view taken along the line EE ′ of FIG. . Here, the arrow B direction is the same as the arrow B direction of FIG.

図5(a)、(b)および(c)において、貯留部111は、上流流路113と上流側連通部111aで連通し、下流流路115と下流側連通部111bで連通している。そして、貯留部111の流路基板101側の内壁面には、上流側連通部111aと下流側連通部111bとを結ぶようにして1本の溝112sが設けられている。ここに、溝112sは、本発明における凹凸構造として機能する。   5A, 5B, and 5C, the reservoir 111 communicates with the upstream flow path 113 and the upstream communication part 111a, and communicates with the downstream flow path 115 and the downstream communication part 111b. A single groove 112s is provided on the inner wall surface of the reservoir 111 on the flow path substrate 101 side so as to connect the upstream communication portion 111a and the downstream communication portion 111b. Here, the groove 112s functions as a concavo-convex structure in the present invention.

上述した溝112sの幅、深さ等は、貯留部111に流入した液体が、その表面張力により、溝112sの内部には侵入することができず、気体のみが溝112sの内部に侵入することができるような微細な寸法に設定される。   The width, depth, and the like of the groove 112s described above are such that the liquid flowing into the storage part 111 cannot enter the groove 112s due to the surface tension, and only gas enters the groove 112s. Is set to such a fine dimension that can be

表面張力の効果をより大きくするために、溝112sの貯留部111への開口部は、角が丸みを帯びておらず、所謂シャープエッジとなっていることが望ましい。また、溝112sの内部は、撥水性を有していることが望ましい。   In order to increase the effect of the surface tension, it is desirable that the opening portion of the groove 112s to the storage portion 111 is not rounded but has a so-called sharp edge. Further, it is desirable that the inside of the groove 112s has water repellency.

撥水性を持たせるには、例えば流路基板101をポリプロピレン等の撥水性の樹脂材料で形成してもよいし、流路基板101に親水性の材料を用いる必要がある場合には、流路全体あるいは溝112sの内部をフッ素系の材料でコーティングする等の撥水処理を行ってもよい。   In order to provide water repellency, for example, the flow path substrate 101 may be formed of a water repellent resin material such as polypropylene, and when it is necessary to use a hydrophilic material for the flow path substrate 101, Water repellent treatment such as coating the whole or the inside of the groove 112s with a fluorine-based material may be performed.

溝112sを、貯留部111の天板103側の内壁面に形成することも考えられるが、天板103側に設けると、流路基板101と天板103との貼り合わせ状態のバラツキによって、溝112sの撥水性にバラツキが生じる可能性があり、最悪の場合、液体が溝112sの内部に侵入することも考えられる。流路基板101側に形成すれば、成型によって溝112sを形成できるので、安定した撥水性が得られる。   It is conceivable to form the groove 112 s on the inner wall surface of the storage unit 111 on the top plate 103 side. However, if the groove 112 s is provided on the top plate 103 side, the groove 112 s There is a possibility that the water repellency of 112s may vary, and in the worst case, the liquid may enter the groove 112s. If formed on the flow path substrate 101 side, the groove 112s can be formed by molding, so that stable water repellency can be obtained.

続いて、第2の実施の形態における複数の液体の混合、送液方法について、図6を用いて説明する。図6は、第2の実施の形態における複数の液体の混合、送液方法を説明する模式図である。ここでは、図2の検体と試薬を混合して下流へと送液する例について説明する。   Next, a method for mixing and feeding a plurality of liquids in the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of mixing and feeding a plurality of liquids in the second embodiment. Here, an example in which the specimen and the reagent in FIG. 2 are mixed and sent downstream is described.

図6(a)において、貯留部111は、上流流路113と上流側連通部111aで連通し、下流流路115と下流側連通部111bで連通している。そして、貯留部111の流路基板101側の内壁面には、上流側連通部111aと下流側連通部111bとを結ぶようにして1本の溝112sが設けられている。ここで、図示しないマイクロポンプから注入される駆動液216に押されて、第1の液体151(例えば検体)が、上流流路113から貯留部111に送液されてくる。   In FIG. 6A, the reservoir 111 communicates with the upstream flow path 113 and the upstream communication section 111a, and communicates with the downstream flow path 115 and the downstream communication section 111b. A single groove 112s is provided on the inner wall surface of the reservoir 111 on the flow path substrate 101 side so as to connect the upstream communication portion 111a and the downstream communication portion 111b. Here, the first liquid 151 (for example, the specimen) is sent from the upstream flow path 113 to the storage unit 111 by being pushed by the driving liquid 216 injected from a micro pump (not shown).

ここで、貯留部111の容積は、送液されてくる第1の液体151の体積に比べて充分に大きく設定されている。よって、第1の液体151の全量が貯留部111に流入すると、第1の液体151は、貯留部111内に停止し、滞留する。ただし、表面張力により、第1の液体151は溝112sには侵入できない。続いて、図示しないマイクロポンプから注入される駆動液216に押されて、第2の液体155(例えば試薬)が上流流路113から貯留部111に送液されてくる。   Here, the volume of the reservoir 111 is set to be sufficiently larger than the volume of the first liquid 151 that is fed. Therefore, when the entire amount of the first liquid 151 flows into the storage unit 111, the first liquid 151 stops in the storage unit 111 and stays there. However, the first liquid 151 cannot enter the groove 112s due to surface tension. Subsequently, the second liquid 155 (for example, a reagent) is pushed from the upstream flow channel 113 to the storage unit 111 by being pushed by the driving liquid 216 injected from a micro pump (not shown).

第1の液体151と第2の液体155との間には、流路に存在した空気や不活性ガス等の気体153が存在するが、気体153は溝112sに侵入できるため、第2の液体155の送液によって、気体153は、図示した矢印のように溝112sを通り抜け、第1の液体151を追い越して、下流流路115へと流出する。   Between the first liquid 151 and the second liquid 155, there is a gas 153 such as air or an inert gas existing in the flow path. However, since the gas 153 can enter the groove 112s, the second liquid As a result of the feeding of 155, the gas 153 passes through the groove 112s as shown by the arrow in the figure, passes the first liquid 151, and flows out to the downstream flow path 115.

図6(b)において、第2の液体155の送液によって第1の液体151と第2の液体155との間の気体153が全て下流流路115へと流出すると、第1の液体151と第2の液体155とが合流し、混合されて混合液156となる。ここまでが本発明における混合工程である。   In FIG. 6B, when all of the gas 153 between the first liquid 151 and the second liquid 155 flows out to the downstream flow path 115 by sending the second liquid 155, the first liquid 151 and The second liquid 155 merges and is mixed to become a mixed liquid 156. This is the mixing step in the present invention.

図6(c)において、貯留部111の容積は、混合液156の体積よりも少し小さく設定されている。第1の液体151と第2の液体155とが混合された混合液156の体積が貯留部111の容積を越えると、混合液156と駆動液216との間の気体153が溝112sを通り抜けることができなくなる。よって、混合液156は、上流流路113内の気体153を介して、図示しないマイクロポンプから注入される駆動液216に押されて、下流流路115へと流出を開始し、下流へと送液される。ここまでが本発明における下流送液工程である。   In FIG. 6C, the volume of the storage unit 111 is set slightly smaller than the volume of the mixed solution 156. When the volume of the liquid mixture 156 in which the first liquid 151 and the second liquid 155 are mixed exceeds the volume of the reservoir 111, the gas 153 between the liquid mixture 156 and the driving liquid 216 passes through the groove 112s. Can not be. Therefore, the liquid mixture 156 is pushed by the driving liquid 216 injected from a micro pump (not shown) via the gas 153 in the upstream flow path 113, starts to flow out to the downstream flow path 115, and is sent downstream. To be liquidated. This is the downstream liquid feeding step in the present invention.

なお、第2の実施の形態では、溝112sは1本としたが、これに限るものではなく、2本あるいはそれ以上の複数本の溝であってもよい。   In the second embodiment, the number of grooves 112s is one. However, the number of grooves is not limited to this, and two or more grooves may be used.

上述したように、第2の実施の形態によれば、貯留部の流路基板側の内壁面に、撥水性を有し、上流側流路と下流側流路とを結ぶようにして溝を設けることで、気体だけが通過できる通路を確保できるので、複数の液体間の気体を安定して除去し、複数の液体を容易に混合することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。さらに、貯留部の容積を複数の液体の混合液の総体積よりも小さくすることで、複数の液体の混合後に混合液を下流に送液することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。   As described above, according to the second embodiment, the inner wall surface on the flow path substrate side of the reservoir has water repellency, and the groove is formed so as to connect the upstream flow path and the downstream flow path. By providing, a passage through which only gas can pass can be secured, so that it is possible to provide a micro test chip capable of stably removing gas between a plurality of liquids and easily mixing the plurality of liquids. Furthermore, the micro test | inspection chip which can send a liquid mixture downstream after mixing a some liquid can be provided by making the volume of a storage part smaller than the total volume of the liquid mixture of a some liquid.

ここで、本発明における液体が侵入できず、気体のみが侵入できる突起112の配列あるいは溝112sの大きさについて説明する。例として、溝112sについて考えると、例えば図6(a)のように貯留部111に液体151が送液された場合、溝112sの幅をd、液体151の圧力をP、液体151の表面張力をγとすると、これらの関係は、
P=2×γ/d
で与えられる。
Here, the arrangement of the projections 112 or the size of the grooves 112s into which only the gas cannot enter and the liquid cannot enter will be described. As an example, considering the groove 112s, for example, when the liquid 151 is sent to the storage unit 111 as shown in FIG. 6A, the width of the groove 112s is d, the pressure of the liquid 151 is P, and the surface tension of the liquid 151 Where γ is
P = 2 × γ / d
Given in.

一例として、液体151の送液により1kPaの圧力が貯留部111の壁面に加えられているとして、液体151を水とすると、常温での水の表面張力は73×10−3N/mであるので、上式から、d=146μmとなる。つまり、溝112sの幅が146μm以下であれば、常温では液体151(この場合は水)は溝112s内には侵入できない、ということになる。表面張力は一般的には温度が上がると小さくなるので、実際には、実使用温度範囲を考慮して溝112sの幅を決定する必要がある。さらに、液体の種類、溝112sの撥水条件等も考慮される必要がある。 As an example, assuming that a pressure of 1 kPa is applied to the wall surface of the storage unit 111 by feeding the liquid 151, when the liquid 151 is water, the surface tension of water at room temperature is 73 × 10 −3 N / m. Therefore, from the above equation, d = 146 μm. That is, if the width of the groove 112s is 146 μm or less, the liquid 151 (water in this case) cannot enter the groove 112s at room temperature. Since the surface tension generally decreases as the temperature rises, it is actually necessary to determine the width of the groove 112s in consideration of the actual operating temperature range. Furthermore, it is necessary to consider the type of liquid, the water repellent condition of the groove 112s, and the like.

溝の深さについては、表面張力との関連では特に制限はないが、マイクロ検査チップを成形で作成する場合には、成形性の観点から幅dの数倍以下が好ましい。   The depth of the groove is not particularly limited in relation to the surface tension, but when the micro inspection chip is formed by molding, it is preferably several times the width d or less from the viewpoint of moldability.

以上から、溝112sの幅dは、10μm乃至200μm、深さは幅dの2乃至3倍程度が好ましい。例えば、幅d=50μm、深さ=100μmである。   From the above, the width d of the groove 112s is preferably 10 μm to 200 μm, and the depth is preferably about 2 to 3 times the width d. For example, the width d = 50 μm and the depth = 100 μm.

突起112の配列の場合もほぼ同様の考え方が適用できると考えられ、突起112の間隔は、10μm乃至200μmが好ましく、10μm乃至50μmがより好ましい。突起112の太さと高さについては特に制限はないが、溝112sと同様に成形性の観点から太さ(四角柱の場合は、一辺の長さ、円柱の場合は直径)は10μm乃至1mm、高さは太さの2乃至3倍程度が好ましい。例えば、太さ=100μm、高さ=200μm、間隔=50μmである。   It is considered that almost the same concept can be applied to the arrangement of the protrusions 112, and the interval between the protrusions 112 is preferably 10 μm to 200 μm, and more preferably 10 μm to 50 μm. The thickness and height of the protrusion 112 are not particularly limited, but the thickness (the length of one side in the case of a quadrangular column, the diameter in the case of a cylinder) is 10 μm to 1 mm from the viewpoint of formability as with the groove 112s. The height is preferably about 2 to 3 times the thickness. For example, thickness = 100 μm, height = 200 μm, and spacing = 50 μm.

以上に述べたように、本発明によれば、液体を送液する流路と、流路から送液された液体を貯留する貯留部とを備え、貯留部の壁面に凹凸構造を形成することで、複数の液体間の気体を安定して除去し、複数の液体を容易に混合することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。さらに、貯留部の容積を複数の液体の混合液の総体積よりも小さくすることで、複数の液体の混合後に混合液を下流に送液することのできるマイクロ検査チップを提供することができる。   As described above, according to the present invention, a flow path for feeding a liquid and a storage section for storing the liquid sent from the flow path are provided, and an uneven structure is formed on the wall surface of the storage section. Thus, it is possible to provide a micro test chip capable of stably removing gases between a plurality of liquids and easily mixing the plurality of liquids. Furthermore, the micro test | inspection chip which can send a liquid mixture downstream after mixing a some liquid can be provided by making the volume of a storage part smaller than the total volume of the liquid mixture of a some liquid.

なお、本発明に係るマイクロ検査チップおよびマイクロ検査チップの液体混合送液方法を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   It should be noted that the detailed configuration and detailed operation of each component constituting the micro test chip and the liquid mixing and feeding method of the micro test chip according to the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. .

本発明のマイクロ検査チップを用いた検査装置の1例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the test | inspection apparatus using the micro test | inspection chip of this invention. 本発明におけるマイクロ検査チップの全体構成の1例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one example of the whole structure of the micro test | inspection chip in this invention. マイクロ検査チップの第1の実施の形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 1st Embodiment of a micro test | inspection chip. 第1の実施の形態における複数の液体の混合、送液方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the mixing and liquid feeding method of the some liquid in 1st Embodiment. マイクロ検査チップの第2の実施の形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of a micro test | inspection chip. 第2の実施の形態における複数の液体の混合、送液方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the mixing and liquid feeding method of the some liquid in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 検査装置
100 マイクロ検査チップ
101 流路基板
103 天板
111 貯留部
111a 上流側連通部
111b 下流側連通部
112 突起
112c 円柱状の突起
112r 四角柱状の突起
112s 溝
113 上流流路
115 下流流路
151 第1の液体
153 気体
155 第2の液体
156 第1の混合液
157 第3の液体
158 第2の混合液
210 マイクロポンプユニット
211 マイクロポンプ
213 チップ接続部
215 駆動液タンク
216 駆動液
217 駆動液供給部
230 加熱冷却ユニット
231 冷却部
233 加熱部
250 検出部
251 光源
253 受光素子
255 検出領域
270 駆動制御部
900 流路
901 試薬収容部
901a 試薬注入口
901b 封止部材
903 検体収容部
903a 検体注入口
903b 封止部材
905 混合反応部
907 ポンプ連通口
909 排気口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus 100 Micro test | inspection chip 101 Flow path board | substrate 103 Top plate 111 Storage part 111a Upstream side communication part 111b Downstream side communication part 112 Protrusion 112c Cylindrical protrusion 112r Square columnar protrusion 112s Groove 113 Upstream flow path 115 Downstream flow path 151 1st liquid 153 Gas 155 2nd liquid 156 1st liquid mixture 157 3rd liquid 158 2nd liquid mixture 210 Micro pump unit 211 Micro pump 213 Chip connection part 215 Drive liquid tank 216 Drive liquid 217 Drive liquid supply Unit 230 heating / cooling unit 231 cooling unit 233 heating unit 250 detection unit 251 light source 253 light receiving element 255 detection region 270 drive control unit 900 channel 901 reagent storage unit 901a reagent injection port 901b sealing member 903 sample storage unit 903a sample injection port 03b sealing member 905 mixed reaction unit 907 pump communication port 909 outlet

Claims (12)

液体を送液する流路と、
前記流路に連通され、前記流路から送液された前記液体を貯留する貯留部とを備えたマイクロ検査チップにおいて、
前記貯留部は、その壁面に凹凸構造が形成されたことを特徴とするマイクロ検査チップ。
A flow path for feeding liquid;
In a micro inspection chip comprising a reservoir that communicates with the flow path and stores the liquid fed from the flow path.
The micro inspection chip, wherein the storage portion has a concavo-convex structure formed on a wall surface thereof.
前記凹凸構造は、表面張力の作用により、その内部には前記液体が侵入できず、気体のみが侵入できる大きさおよび形状を有することを特徴とする請求項1に記載のマイクロ検査チップ。 2. The micro test chip according to claim 1, wherein the concavo-convex structure has a size and a shape in which only the gas cannot enter the liquid due to the action of surface tension, and only the gas can enter. 前記凹凸構造は、前記壁面に配列された複数の柱状の突起であることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロ検査チップ。 3. The micro inspection chip according to claim 1, wherein the uneven structure is a plurality of columnar protrusions arranged on the wall surface. 前記柱状の突起は、多角形または円形の断面を有する柱状の突起であることを特徴とする請求項3に記載のマイクロ検査チップ。 4. The micro inspection chip according to claim 3, wherein the columnar protrusion is a columnar protrusion having a polygonal or circular cross section. 前記貯留部は、上流側の前記流路に連通する上流側連通部と下流側の前記流路に連通する下流側連通部とを有し、
前記凹凸構造は、前記上流側連通部と前記下流側連通部とを結んで前記壁面に設けられた1本または複数本の溝であることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロ検査チップ。
The storage section has an upstream communication section communicating with the upstream flow path and a downstream communication section communicating with the downstream flow path,
The micro-inspection according to claim 1 or 2, wherein the concavo-convex structure is one or a plurality of grooves provided in the wall surface that connects the upstream communication portion and the downstream communication portion. Chip.
前記凹凸構造の先端は、シャープエッジであることを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。 The micro inspection chip according to claim 3, wherein a tip of the concavo-convex structure is a sharp edge. 前記流路および前記貯留部を構成する溝が表面に形成された流路基板と、
前記流路基板に貼り合わされることで前記流路および前記貯留部の蓋として機能する天板とを備え
前記凹凸構造は、前記溝の壁面に形成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。
A flow path substrate in which grooves constituting the flow path and the reservoir are formed on the surface;
The concavo-convex structure is formed on a wall surface of the groove, and includes the top plate functioning as a lid of the channel and the storage unit by being bonded to the channel substrate. 7. The micro inspection chip according to any one of 6 above.
前記凹凸構造は、撥液性を有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。 The micro inspection chip according to claim 1, wherein the concavo-convex structure has liquid repellency. 前記貯留部には、間を気体で区切られた第1の液体から第nの液体(nは正の整数)が順次送液され、
前記貯留部の容積は、前記第1の液体から第(n−1)の液体の混合液の体積よりも大きいか等しく、前記第1の液体から第nの液体の混合液の体積よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。
From the first liquid that is partitioned by gas to the nth liquid (n is a positive integer) is sequentially sent to the reservoir,
The volume of the reservoir is greater than or equal to the volume of the liquid mixture of the (n-1) th liquid from the first liquid, and smaller than the volume of the liquid mixture of the first liquid to the nth liquid. The micro test chip according to claim 1, wherein the micro test chip is a micro test chip.
前記貯留部は、複数の前記液体を混合する混合部であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。 The micro test chip according to claim 1, wherein the storage unit is a mixing unit that mixes a plurality of the liquids. 前記貯留部は、複数の前記液体を混合し、混合された複数の前記液体の反応結果を検出する反応検出部であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載のマイクロ検査チップ。 The micro reservoir according to claim 1, wherein the storage unit is a reaction detection unit that mixes a plurality of the liquids and detects a reaction result of the plurality of mixed liquids. Inspection chip. 請求項9に記載のマイクロ検査チップの液体混合送液方法であって、
間を気体で区切られた第1の液体から第nの液体(nは正の整数)が前記流路から前記貯留部に順次送液されて、前記貯留部で混合される混合工程と、
前記混合工程で混合された混合液が下流に送液される下流送液工程とを備えたことを特徴とするマイクロ検査チップの液体混合送液方法。
It is a liquid mixing liquid feeding method of the micro inspection chip according to claim 9,
A mixing step in which first to nth liquids (n is a positive integer) separated from each other by gas are sequentially sent from the flow path to the storage unit and mixed in the storage unit;
A liquid mixture feeding method for a micro inspection chip, comprising: a downstream liquid feeding step in which the mixed liquid mixed in the mixing step is fed downstream.
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JP2017024170A (en) * 2016-10-18 2017-02-02 大日本印刷株式会社 Micro flow passage device

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