JP4673149B2 - Method of using microchip, microchannel, and microchip - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップに関し、生体物質を分離、混合、検出するために利用されるマイクロ流路及びこれを備えたマイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップに関する。 The present invention relates to a method of using a microchip, a microchannel, and a microchip, and relates to a microchannel used for separating, mixing, and detecting a biological material, a method of using a microchip including the same, a microchannel, and Related to microchip.
近年、医療等の分野で、血液などの生体物質を、数センチの大きさの基板上で分離、反応、混合、測定及び検出等するLab on Chipと呼ばれる技術が注目されている。このチップには数nmから数mmのマイクロ流路が設けられており、その流路内で、微量の試料の移動、反応及び測定などが実現される。よって、短時間で、簡便に、種々の測定、検出等を行うことができる。 2. Description of the Related Art In recent years, a technique called Lab on Chip, which separates, reacts, mixes, measures, and detects biological substances such as blood on a substrate having a size of several centimeters, has attracted attention in the field of medicine and the like. This chip is provided with a micro flow channel of several nm to several mm, and movement, reaction, measurement, and the like of a small amount of sample are realized in the flow channel. Therefore, various measurements and detections can be performed easily in a short time.
しかし、通常、試料にはタンパク質、油脂などが含まれているためマイクロ流路の壁面にこれらが付着することがある。また、試料の操作中の温度変化に起因して気泡が発生することがあり、この気泡により試料自体の流れを阻害したり、検出系を妨害するなどして、正確な測定を行うことができないという問題がある。 However, since the sample usually contains protein, fats and oils, these may adhere to the wall surface of the microchannel. In addition, bubbles may be generated due to temperature changes during sample operation, and this bubble cannot prevent accurate measurement by blocking the flow of the sample itself or obstructing the detection system. There is a problem.
これに対して、マイクロ流路の壁面を親水化処理する方法がある。例えば、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの表面処理、成形材料への親水性物質の練り込みがよく知られている。
しかし、表面処理では、親水化の程度が弱く、工程数の増加によってマイクロチップの生産性が低下する。また、親水性物質の練り込みでは、マイクロチップ自体が脆くなるなど物性が低下したり、マイクロチップから親水性物質が流失したり、部分的な親水化ができないなどの問題がある。
On the other hand, there is a method of hydrophilizing the wall surface of the microchannel. For example, surface treatment such as corona treatment, plasma treatment, and ultraviolet treatment, and kneading of a hydrophilic substance into a molding material are well known.
However, in the surface treatment, the degree of hydrophilization is weak, and the productivity of the microchip decreases due to an increase in the number of steps. In addition, the kneading of the hydrophilic substance has problems such as deterioration of physical properties such as the microchip itself becoming brittle, loss of the hydrophilic substance from the microchip, and partial hydrophilicity.
そこで、未硬化のエネルギー線硬化樹脂成形物の表面に親水性の重合性化合物をグラフト重合させ、表面を親水化させる方法が提案されている(例えば、特許文献1)。この方法では、マイクロ流路に親水性を付与するとともに、マイクロチップからの親水性物質の流失等を防止することを意図している。
しかし、このような親水化方法では、親水性重合性樹脂の塗布、硬化のためのエネルギー照射、未硬化樹脂の除去という工程を経なければならず、製造工程が煩雑化する。また、光を照射して樹脂を硬化させるため、マイクロ流路の側壁など、光照射しにくい部分への適用は困難である。 However, in such a hydrophilization method, steps such as application of a hydrophilic polymerizable resin, energy irradiation for curing, and removal of an uncured resin must be performed, and the manufacturing process becomes complicated. In addition, since the resin is cured by irradiating light, it is difficult to apply it to a portion that is difficult to irradiate light, such as a side wall of a microchannel.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、マイクロ流路の全表面にわたって、簡便な親水化などの適切な処理を行うことにより、試料の付着及び気泡の発生等を防止することができ、微量の試料で正確な分析を行うことができるマイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロ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 above problems, and by performing an appropriate treatment such as simple hydrophilization over the entire surface of the microchannel, it is possible to prevent adhesion of a sample and generation of bubbles. An object of the present invention is to provide a microchip usage method, a microchannel, and a microchip capable of performing an accurate analysis with a small amount of sample.
本発明のマイクロチップの使用方法は、試薬を保持する試薬保持部、混合槽、検出部及び前記混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路を少なくとも備えるマイクロチップの使用方法であって、(c)試料を前記検出部にて検出する前に、前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液によって前記検出部を濡らす工程を含むことを特徴とする。 Using the microchip of the present invention, the reagent holding part for holding a reagent, mixing tank, a detector and a method of using at least comprises a microchip micro flow path connecting the mixing tank and the detection unit, ( c) including a step of wetting the detection unit with a mixed solution of a reagent and a sample to be detected by the detection unit before the sample is detected by the detection unit.
このような構成により、従来のように、マイクロチップの製造時に、それ自体に特別な親水化処理を行う必要がなく、マイクロチップの生産性の低下を防止することができるとともに、親水化処置に伴うマイクロチップの物性を損なうことなく、処理に用いられた添加剤や処理剤等のマイクロチップ内又は測定対象となる試料又は試薬等への混入を防止することができる。また、マイクロチップに導入された試料又は試薬を検出部に通すことにより、検出部における濡れた状態で、試薬及び試料の混合液の接触角が0〜10°程度と非常に小さい接触角を確保することができ、検出部の形状や寸法による制限がなくなり、検出部の上面、側面、底面のすべての内表面を、同時に、均一かつ確実に親水化することができる。さらに、検出部のみに液体を流すことで、特定の部分にのみ親水化処理を行うことができるため、任意の部分で、親水性及び疎水性の仕分けが可能になる。また、上述したように接触角を小さくすることで、検出部表面へのタンパク質及び油脂等の物質の吸着を有効に抑えることができる。しかも、同時に、検出部表面での微細な凹凸によるエアーポケットの発生を抑制することができ、その結果、エアーポケットを成長核とする気泡の発生を抑えることができ、微量の試料でのより正確な分析を実現することができる。 With such a configuration, it is not necessary to perform a special hydrophilization process on the microchip itself as in the prior art, and it is possible to prevent the productivity of the microchip from being lowered, and for the hydrophilization treatment. Without impairing the accompanying physical properties of the microchip, it is possible to prevent the additives and processing agents used in the processing from being mixed into the microchip or the sample or reagent to be measured. In addition, by passing the sample or reagent introduced into the microchip through the detection unit, the contact angle of the mixed solution of the reagent and the sample is as small as about 0 to 10 ° while the detection unit is wet. It is possible to eliminate the limitation due to the shape and dimensions of the detection unit, and all the inner surfaces of the upper surface, the side surface, and the bottom surface of the detection unit can be made hydrophilic simultaneously and uniformly. Furthermore, since the hydrophilic treatment can be performed only on a specific portion by flowing the liquid only on the detection portion, it is possible to sort the hydrophilic portion and the hydrophobic portion at an arbitrary portion. In addition, by reducing the contact angle as described above, adsorption of substances such as proteins and oils and fats to the detection unit surface can be effectively suppressed. At the same time, the generation of air pockets due to fine irregularities on the surface of the detection unit can be suppressed, and as a result, the generation of bubbles with the air pockets as growth nuclei can be suppressed. Analysis can be realized.
本発明のマイクロチップの使用方法では、(1)マイクロチップが、さらに計量部を備えており、さらに、(a)試料を計量する工程、(b)計量された試料を試薬と混合する工程、(d)混合液を、(c)の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に導入して試料の検出を行う工程を含み、(c)の濡らす工程は、(b)工程の後(d)の工程前に行われる。これにより、上述した効果をより確実に実現することができる。
また、マイクロチップが、さらに試料導入口及び前記分離部において分離部を備えており、さらに、(aa)導入された試料を遠心分離する工程を含む。これにより、導入した試料中の測定対象物質のみを簡便に取り出して、測定することができ、より正確な検出を可能にする。
In the method of using the microchip of the present invention, (1) the microchip further includes a measuring unit, and further includes (a) a step of measuring a sample, (b) a step of mixing the measured sample with a reagent, (d) the mixture is introduced into the detection unit which has already wetted by the process of wetting the (c) viewed including the steps of detecting the sample, the step of wetting the (c), (b) after step (d) It is performed before the process . Thereby, the effect mentioned above can be realized more reliably.
Further, the microchip further includes a separation unit at the sample introduction port and the separation unit, and further includes (aa) a step of centrifuging the introduced sample. Thereby, only the substance to be measured in the introduced sample can be easily taken out and measured, thereby enabling more accurate detection.
さらに、(bb)試薬を、検出部に通して検出部を濡らす工程を含む。これにより、固形物等が含まれない試薬等で検出部を濡らすことができるために、試料中に固形物等が含有されている場合でも、より固形物等の検出部への付着等を防止するとともに、混合液の接触角をより低減することができる。
また、本発明のマイクロチップの使用方法では、少なくとも1つの工程を遠心力を利用して行う。これにより、上述したような検出部を濡らす工程を非常に簡便かつ迅速に、さらに確実に行うことができる。
Further, (bb) a step of passing the reagent through the detection unit to wet the detection unit is included. As a result, the detection unit can be wetted with a reagent that does not contain solids, etc., so even if the sample contains solids, it prevents more solids from adhering to the detection unit. In addition, the contact angle of the mixed liquid can be further reduced.
In the method of using the microchip of the present invention, at least one step is performed using centrifugal force. Thereby, the process of wetting the detection unit as described above can be performed very simply, quickly, and more reliably.
特に、(b)混合を、所定方向の力を利用して行い、(a)計量、(c)検出部の濡らし及び(d)検出部への導入を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行うか、あるいは、(b)混合、(c)検出部の濡らし及び(d)検出部への導入を、所定方向の力を利用して行い、(a)計量を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行うか、あるいは、さらに(aa)遠心分離を所定方向の力を利用して行うことが好ましい。これにより、検出部を濡らす工程と、他の工程とを、適切な時点において適切に行うことができる。 In particular, (b) mixing is performed using a force in a predetermined direction, and (a) weighing, (c) wetting of the detection unit, and (d) introduction into the detection unit are performed in a direction different from the predetermined direction. Or (b) mixing, (c) wetting of the detection unit and (d) introduction into the detection unit using a force in a predetermined direction, and (a) weighing is performed in the predetermined range. It is preferable to use a force in a direction different from the direction, or (aa) perform centrifugation using a force in a predetermined direction. Thereby, the process of wetting a detection part and another process can be performed appropriately at an appropriate time.
さらに、(a)計量と、(bb)試薬による検出部の濡らしとを同時に行うか、あるいは、(b)混合と、(bb)試薬による検出部の濡らしとを同時に行う。これにより、検出部を濡らすために別途の工程を行う必要がなく、より簡便かつ迅速に検出部の濡らしを実行することができる。
所定方向と異なる方向との間の角度θが0<θ<180°である場合、あるいは、マイクロチップが、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部をこの順で直列に連結して構成される場合には、使用するマイクロチップの設計が容易であり、一連工程をスムーズの行うことが可能となる。
また、マイクロチップが、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、少なくとも1つ試薬保持部を配置して構成される場合には、試薬と試料との混合を容易かつ確実に行いながら、適時に検出部の濡らし工程を実行することができ、有利である。
Further, (a) weighing and (bb) wetting of the detection unit with the reagent are performed simultaneously, or (b) mixing and (bb) wetting of the detection unit with the reagent are performed simultaneously. Thereby, it is not necessary to perform a separate process to wet the detection unit, and the detection unit can be wetted more easily and quickly.
When the angle θ between the predetermined direction and the different direction is 0 <θ <180 °, or the microchip is configured by connecting the measuring unit, the mixing tank, the micro flow channel, and the detecting unit in series in this order. In this case, the microchip to be used can be easily designed, and a series of processes can be performed smoothly.
In addition, when the microchip is configured by arranging at least one reagent holding part upstream of the mixing tank or in the mixing tank or downstream of the detection part, the reagent and the sample are easily and reliably mixed. However, it is possible to perform the wetting process of the detection unit in a timely manner, which is advantageous.
さらに、本発明のマイクロチップの使用方法においては、(1)マイクロチップが、所定方向の力によって、計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動し、所定方向とは異なる方向の力によって、試料及び/又は試薬が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、(2)マイクロチップが、さらに、第2混合槽を有しており、所定方向とは異なる方向の力により、計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動して混合液を構成し、所定方向の力により、混合液が第2混合槽に移動し、さらに所定方向とは異なる方向の力により、混合液が第2混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、第2混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、(3)マイクロチップが、さらに、計量部と混合槽との双方に連結され、前記試料を遠心分離する分離部を有しており、所定方向とは異なる方向の力により、試料が前記分離部から計量部に移動するが、混合槽には移動しないように、分離部、計量部及び混合槽が配置されて構成されるか、(4)マイクロチップが、所定方向の力によって、計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動し、所定方向とは異なる方向の力によって、試料及び/又は試薬が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されることで、混合槽が、計量部に対して所定方向に配置されて構成されるか、(5)検出部が、混合槽に対して所定方向に配置され、検出部が、混合槽に対して所定方向に配置され、検出部に連結されたマイクロ流路が、混合槽と検出部とを連結し、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、所定の方向に対して、−90°より大きく、+90°未満となるように配置されて構成される場合には、上述した効果をより確実に実現することができる。 Further, in the method of using the microchip of the present invention, (1) the microchip moves to the mixing vessel by the force in a predetermined direction, and the force in a direction different from the predetermined direction moves to the mixing tank. Or (2) a microchip, wherein the measuring section, the mixing tank, the microchannel, and the detection section are arranged so that the sample and / or reagent moves from the mixing tank to the detection section through the microchannel. However, it has a second mixing tank, and the measured sample and / or reagent moves to the mixing tank by a force in a direction different from the predetermined direction to form a mixed solution, and the force in the predetermined direction The metering unit, the mixing tank, so that the mixed liquid moves to the second mixing tank, and further, the mixed liquid moves from the second mixing tank to the detection unit through the microchannel by a force in a direction different from the predetermined direction. , 2nd mixing tank, micro flow path and Or detection portion is constituted is arranged, (3) the microchip is further coupled to both the mixing tank and the metering unit has a separating section you centrifugation the sample, and the predetermined direction or by different directions of the force, but the sample is moved to the metering unit from the separation unit, so as not to move in the mixing tank, the separation unit, the metering unit and the mixing vessel is constructed are arranged, (4) micro The chip moves the sample and / or reagent weighed to the mixing tank by a force in a predetermined direction, and the sample and / or reagent is detected from the mixing tank through the microchannel by a force in a direction different from the predetermined direction. The metering unit, the mixing tank, the microchannel, and the detection unit are arranged and configured to move to the unit, so that the mixing tank is configured to be arranged in a predetermined direction with respect to the metering unit. 5) The detection unit is arranged in a predetermined direction with respect to the mixing tank. Is, the detection unit is disposed in a predetermined direction relative to the mixing tank, microchannel connected to the detection section, and a mixing tank and a detection unit coupled to reach the detector from the mixing tank of the microchannel orientation However, in the case where the entire length of the microchannel is arranged and configured to be greater than −90 ° and less than + 90 ° with respect to a predetermined direction , the above-described effects can be more reliably realized. Can do.
特に、検出部が、混合槽に対して所定方向とは異なる方向に配置され、検出部に連結されたマイクロ流路が、混合槽と検出部とを連結し、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、所定方向とは異なる方向に対して、−90°より大きく、+90°未満となるように配置されてなる場合には、マイクロチップに一方向の力を負荷するという簡便な方法により、検出部全体を確実に濡らすことができる。
また、本発明のマイクロ流路は、マイクロチップに形成され、混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路であって、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、所定方向に対して、−90°より大きく、+90°未満となる形状に形成されてなり、(c)試料を前記検出部にて検出する前に、前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液によって前記検出部を濡らすことを特徴とする。
In particular, the detection unit is arranged in a direction different from the predetermined direction with respect to the mixing tank, and the microchannel connected to the detection unit connects the mixing tank and the detection unit and detects from the mixing tank of the microchannel. When the direction to reach the portion is arranged so that it is greater than −90 ° and less than + 90 ° with respect to a direction different from the predetermined direction in the entire length of the microchannel, it is one direction on the microchip. The entire detection unit can be reliably wetted by a simple method of loading the force.
The microchannel of the present invention is a microchannel that is formed on a microchip and connects the mixing tank and the detection unit, and the direction from the mixing tank to the detection unit of the microchannel is the microchannel. in the total length of, for a given direction, greater than -90 °, + 90 formed in ° below become shape Ri Na, prior to detecting by the detecting unit and (c) samples, detection by the detection unit The detection unit is wetted with a mixed solution of a target reagent and a sample .
このようなマイクロ流路を備えることにより、このマイクロ流路に所定の一方向の力を負荷するという簡便な手法を利用することにより、液体状の物質を混合槽から検出部にスムーズに移動させることができ、乾いた状態の検出部を濡らすことができ、液体状の物質の検出部内面への接触角を小さくすることが可能となる。その結果、検出部で液体状の物質を検出する場合に、気泡が発生したり、固形成分が検出部内面に付着することによる検出の妨害を防止して、正確な測定を行うことができる。さらに、異なる方向の力を負荷することにより、試料及び/又は試薬の検出部における往復を簡便に行うことができることにより、より有利である。 By providing such a microchannel, a liquid substance can be smoothly moved from the mixing tank to the detection unit by using a simple method of applying a predetermined unidirectional force to the microchannel. It is possible to wet the detection unit in a dry state, and the contact angle of the liquid substance to the inner surface of the detection unit can be reduced. As a result, when a liquid substance is detected by the detection unit, it is possible to prevent detection interference due to generation of bubbles or adhesion of solid components to the inner surface of the detection unit, and accurate measurement can be performed. Furthermore, by loading forces in different directions, it is more advantageous that the sample and / or reagent detection section can be easily reciprocated.
本発明のマイクロチップは、基板に形成された混合槽、検出部及び前記混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路を少なくとも備えるマイクロチップであって、前記検出部が混合槽に対して所定方向に配置され、かつ、前記マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、マイクロ流路の全長において、前記所定方向に対して、−90°より大きく、+90°未満となる形状に形成されてなり、(c)試料を前記検出部にて検出する前に、前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液によって前記検出部を濡らすことを特徴とする。
これにより、上述したように、マイクロチップに一方向の力を負荷するという簡便な方法により、検出部全体を確実に濡らすことができるとともに、さらに異なる方向の力を負荷することにより、試料及び/又は試薬の検出部における往復を簡便に行うことができることにより、より有利である。
The microchip of the present invention is a microchip including at least a mixing tank formed on a substrate, a detection unit, and a microchannel connecting the mixing tank and the detection unit, and the detection unit is predetermined with respect to the mixing tank. And the direction from the mixing tank of the microchannel to the detection unit is larger than −90 ° and less than + 90 ° with respect to the predetermined direction over the entire length of the microchannel. Ri Na is characterized by wetting said detector by a mixture of the reagent and the sample is (c) prior to detecting the sample by the detecting unit, detected in the detection unit.
Thereby, as described above, the entire detection unit can be reliably wetted by a simple method of applying a force in one direction to the microchip, and further, by applying a force in a different direction, the sample and / or Or it is more advantageous by being able to perform the reciprocation in the detection part of a reagent simply.
特に、マイクロチップが、(1)さらに計量部を有しており、
所定方向の力を負荷した際に、計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動し、
所定方向とは異なる方向の力を負荷した際に、試料及び/又は試薬が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、前記計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、(2)さらに、計量部及び第2混合槽を有しており、
所定方向の力を負荷した際、計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動し、
所定方向とは異なる方向の力を負荷した際、該移動した試料及び/又は試薬が第2混合槽に移動し、さらに
所定方向の力を負荷した際、試料及び/又は試薬が第2混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動するように、計量部、混合槽、第2混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されて構成されるか、(3)さらに、混合槽が計量部に対して、所定方向に配置され、かつ検出部が混合槽に対して所定方向とは異なる方向に配置されて構成されるか、(4)さらに、混合槽が計量部に対して所定方向に配置され、前記第2混合槽が混合槽に対して所定方向とは異なる方向に配置され、かつ検出部が第2混合槽に対して所定方向に配置されて構成されるか(5)マイクロチップが、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、少なくとも1つ試薬保持部が配置して構成されるか、(6)マイクロチップが、さらに、分離部を有しており、該分離部は、所定方向とは異なる方向へ力を負荷した際に、試料が前記分離部から計量部に移動するが、混合槽には移動しないように、計量部と混合槽との双方に連結されて構成される場合には、上述したマイクロチップの使用方法を確実に適用することができ、より正確かつ迅速な試料の検出を実現することができる。
In particular, the microchip (1) further has a weighing unit,
When a force in a predetermined direction is applied, the weighed sample and / or reagent moves to the mixing tank,
When the force in a direction different from the predetermined direction is applied, the measuring unit, the mixing tank, the microchannel, and the detection unit are configured so that the sample and / or the reagent move from the mixing tank to the detection unit through the microchannel. (2) Furthermore, it has a measuring section and a second mixing tank,
When a force in a predetermined direction is applied, the weighed sample and / or reagent moves to the mixing tank,
When a force in a direction different from the predetermined direction is loaded, the moved sample and / or reagent moves to the second mixing tank, and when a force in the predetermined direction is loaded, the sample and / or reagent is moved to the second mixing tank. The metering unit, the mixing tank, the second mixing tank, the microchannel and the detection unit are arranged so as to move to the detection unit through the microchannel, or (3) the mixing tank is further metered Or the detector is arranged in a direction different from the predetermined direction with respect to the mixing tank, or (4) the mixing tank is in a predetermined direction with respect to the measuring unit. (5) The second mixing tank is arranged in a direction different from a predetermined direction with respect to the mixing tank, and the detection unit is arranged in a predetermined direction with respect to the second mixing tank. There are few chips in the mixing tank or in the mixing tank or downstream of the detection unit. (6) The microchip further has a separation unit, and the separation unit is loaded with a force in a direction different from the predetermined direction. In addition, in the case where the sample is connected to both the weighing unit and the mixing vessel so that the sample moves from the separation unit to the weighing unit but not to the mixing vessel, the above-described microchip usage method is used. Can be reliably applied, and more accurate and quick sample detection can be realized.
本発明によれば、マイクロ流路の大きさにかかわらず、マイクロ流路の全表面にわたって、親水化などの適切な処理を行うことにより、微量のサンプル量であっても、試料の付着及び気泡の発生等を防止することができ、その結果、測定対象である試料の流れが乱されることなく、測定系に対して適切にサンプル導入することによって、正確な分析を行うことができるマイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップを提供することを目的とする。 According to the present invention, by performing an appropriate treatment such as hydrophilization over the entire surface of the microchannel regardless of the size of the microchannel, even if the amount of sample is small, sample adhesion and bubbles Can be prevented, and as a result, the flow of the sample to be measured is not disturbed, and the microchip can perform accurate analysis by introducing the sample appropriately into the measurement system. It is an object of the present invention to provide a method for using the above, a microchannel and a microchip.
(1)マイクロ流路
本発明のマイクロ流路は、マイクロチップに形成された混合槽と検出部とを連結するものであって、試料及び/又は試薬(好ましくは液体)の通過が可能であるように、二次元及び/又は三次元的に所望の形状で、マイクロチップに形成されている。このマイクロ流路は、混合槽から検出部に至る向きが、マイクロ流路の全長において、所定方向(つまり、予め定められた一方向)に対して、−90°より大きく、+90°未満となる(±90°の範囲内、ただし、−90°及び+90°は除外される、以下同義)形状に形成されてなる。言い換えると、所定方向に向かう力、例えば一方向への遠心力が負荷された場合に、混合槽に収容されている液体状態の物質のほぼ全てが、マイクロ流路を通って確実に検出部に移動されるような形状に形成されてなる。
(1) Micro-channel The micro-channel of the present invention connects a mixing tank formed on a microchip and a detection unit, and can pass a sample and / or a reagent (preferably a liquid). As described above, the microchip is formed in a desired shape two-dimensionally and / or three-dimensionally. In the microchannel, the direction from the mixing tank to the detection unit is greater than −90 ° and less than + 90 ° with respect to a predetermined direction (that is, a predetermined direction) over the entire length of the microchannel. (Within a range of ± 90 °, where −90 ° and + 90 ° are excluded, hereinafter the same meaning). In other words, when a force in a predetermined direction, for example, a centrifugal force in one direction, is applied, almost all of the liquid substance contained in the mixing tank is surely passed through the microchannel to the detection unit. It is formed in a shape that can be moved.
具体的には、図1(a)に示すようなマイクロチップ10において、混合槽2と検出部3とを連結するマイクロ流路4が、1本の直線形状で形成されている場合には、通常、その直線は、混合槽2と検出部3とを結ぶ最短距離で構成される。従って、所定方向が、図1(a)中、G1に示す方向であるとすると、上述の最短距離であって、かつ混合槽2から検出部3へ向かう方向が、G1に対して、±90°の範囲内であることを意味する。
また、2本以上の直線で形成されている場合には、例えば、図1(b)に示すように、マイクロ流路4の混合槽2から検出部3に至る向き(b1及びb2)が、マイクロ流路4の全長において、所定方向G1に対して、±90°の範囲内に形成されることを意味する。
Specifically, in the microchip 10 as shown in FIG. 1A, when the micro flow path 4 that connects the mixing tank 2 and the detection unit 3 is formed in one linear shape, Usually, the straight line is constituted by the shortest distance connecting the mixing tank 2 and the detection unit 3. Therefore, if the predetermined direction is the direction indicated by G1 in FIG. 1 (a), the shortest distance described above and the direction from the mixing tank 2 toward the detection unit 3 is ± 90 with respect to G1. It means within the range of °.
Further, when formed with two or more straight lines, for example, as shown in FIG. 1B, the direction (b1 and b2) from the mixing tank 2 of the microchannel 4 to the detection unit 3 is This means that the entire length of the microchannel 4 is formed within a range of ± 90 ° with respect to the predetermined direction G1.
さらに、図1(c)に示すように、混合槽2と検出部3とを連結するマイクロ流路4が、曲線によって形成されている場合には、混合槽2から検出部3に至るマイクロ流路4の向き(c1〜c4)、つまり、混合槽2から検出部3に至るマイクロ流路4の任意の点における接線が、マイクロ流路4の全長において、所定方向G1に対して、±90°の範囲内に形成されていることを意味する。 Furthermore, as shown in FIG. 1C, when the micro flow path 4 connecting the mixing tank 2 and the detection unit 3 is formed by a curve, the micro flow from the mixing tank 2 to the detection unit 3 The direction of the path 4 (c1 to c4), that is, the tangent at an arbitrary point of the microchannel 4 from the mixing tank 2 to the detection unit 3 is ± 90 with respect to the predetermined direction G1 over the entire length of the microchannel 4. It means that it is formed within the range of °.
このような形状のマイクロ流路、好ましくはこのマイクロ流路を含むマイクロチップにおいて、液体状の物質(試料及び/又は試薬)に、所定の一方向のみへの力を負荷することにより、混合槽から検出部への液体状物質の移動をスムーズに行うことができる。
なお、所定方向に対する力とは異なる任意の方向への力を負荷することにより、検出部に移動した液体物質を混合槽へもどすことができる。これにより、所定の二方向を選択し、順次これらの方向への力を負荷することにより、混合槽−検出部間で液体物質を往復運動させることが可能となる。ここでの任意の方向は、検出部から混合槽に至る向きが、マイクロ流路の全長において、任意の方向に対して、±90°の範囲内となるような方向を含む。
In a microchannel having such a shape, preferably a microchip including the microchannel, a liquid substance (sample and / or reagent) is loaded with a force in only one predetermined direction, thereby mixing tank The liquid substance can be smoothly moved from the sensor to the detection unit.
In addition, the liquid substance which moved to the detection part can be returned to a mixing tank by applying the force to the arbitrary directions different from the force with respect to a predetermined direction. Thereby, it becomes possible to reciprocate the liquid substance between the mixing tank and the detection unit by selecting two predetermined directions and sequentially applying a force in these directions. The arbitrary direction here includes a direction in which the direction from the detection unit to the mixing tank is within a range of ± 90 ° with respect to the arbitrary direction over the entire length of the microchannel.
このマイクロ流路の断面(流体の流れ方向に垂直に交わる断面)形状は、例えば、四角形、台形等の多角形及びこれらの角部分が丸みを帯びた形状、円形、だ円形、ドーム形状あるいは左右非対称の不均一形等どのような形状であってもよい。マイクロ流路は微量の液体試料を流すものであり、その目的を適切に果たすのであれば、その大きさ及び長さは特に限定されるものではなく、例えば、断面積が0.0001〜2mm2程度、長さが10〜100mm程度のものが挙げられる。特に、流路の断面積が小さくなるほど、マイクロ流路内での流体の流れ、さらに流体に発生する気泡の影響、固形物の付着等が大きくなるため、マイクロ流路の断面積として、0.0001〜1mm2程度のものに対して本発明は有利である。マイクロ流路は、全長にわたって同じ断面形状及び大きさであってもよいが、部分的に異なる形状及び大きさであってもよい。 The cross section of the microchannel (cross section perpendicular to the fluid flow direction) is, for example, a polygon such as a quadrangle or a trapezoid, and a shape with rounded corners, a circle, an ellipse, a dome, or a left and right Any shape such as an asymmetrical non-uniform shape may be used. The microchannel is for flowing a small amount of liquid sample, and its size and length are not particularly limited as long as the purpose is appropriately achieved. For example, the cross-sectional area is 0.0001 to 2 mm 2. Examples include those having a length of about 10 to 100 mm. In particular, the smaller the cross-sectional area of the channel, the greater the flow of fluid in the micro-channel, the influence of bubbles generated in the fluid, the adhesion of solids, and the like. The present invention is advantageous with respect to those of about 0001 to 1 mm 2 . The microchannels may have the same cross-sectional shape and size over the entire length, but may have partially different shapes and sizes.
マイクロ流路は、例えば、これらを製造する方法に応じて、PET(ポリエチレンテレフタレート、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、PC(ポリカーボネイト)、PP(ポリプロピレン)、PS(ポリスチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)、ポリシロキサン、アリルエステル樹脂、シクロオレフィンポリマー、Siゴムなどの有機化合物あるいは、Si、Si酸化膜、石英、ガラス、セラミック等の無機化合物等のいずれを用いて形成してもよい。また、これらの材料は、透明であってもよいし、カーボンブラック等の顔料等を混入させることにより、半透明、不透明又は遮光性としてもよい。 The microchannel may be, for example, PET (polyethylene terephthalate, PDMS (polydimethylsiloxane), PMMA (polymethylmethacrylate), PC (polycarbonate), PP (polypropylene), PS (polystyrene), depending on the method of producing them. It is formed using any of organic compounds such as PVC (polyvinyl chloride), polysiloxane, allyl ester resin, cycloolefin polymer, Si rubber, or inorganic compounds such as Si, Si oxide film, quartz, glass, and ceramic. These materials may be transparent, or may be translucent, opaque, or light-shielding by incorporating a pigment such as carbon black.
マイクロ流路は、当該分野で公知の方法を利用することにより、簡便に製造することができる。例えば、所望のマイクロチップ、マイクロ流路に対応する形状を有する金型を準備する。この金型は、機械的加工により形成することができる。次に、この金型に、PETをモールドしてマイクロ流路に対応するパターンが転写された基板を得る。最後に、この基板を、このパターン同士が対向するように、2枚張り合わせることにより、所望の位置にマイクロ流路を備えるマイクロチップを形成することができる。マイクロ流路に対応するパターンを有する基板を一方のみとし、他方を平板基板としてもよい。また、金型を用いたモールディングに代えて、射出成型法あるいはインプリント法等を利用してもよい。さらに、平板基板の一方又は双方に、フォトリソグラフィー工程、機械的加工等を直接施して、マイクロ流路に対応するパターンが転写された基板を得てもよい。 The microchannel can be easily produced by using a method known in the art. For example, a mold having a shape corresponding to a desired microchip and microchannel is prepared. This mold can be formed by mechanical processing. Next, PET is molded into this mold to obtain a substrate on which a pattern corresponding to the microchannel is transferred. Finally, by attaching two substrates to each other so that the patterns face each other, a microchip having a microchannel at a desired position can be formed. Only one substrate having a pattern corresponding to the microchannel may be used, and the other may be a flat substrate. Further, instead of molding using a mold, an injection molding method or an imprint method may be used. Furthermore, one or both of the flat substrates may be directly subjected to a photolithography process, mechanical processing, or the like to obtain a substrate on which a pattern corresponding to the microchannel is transferred.
(2)マイクロチップの構成
マイクロチップは、例えば、主として、一方又は双方に凹部による種々の形状のパターンを有する第1基板と第2基板とが、例えば、熱圧着、接着剤等によって、貼り合わせられて構成される。なお、これら基板は、上述した製造方法に準じて形成することができる。
(2) Microchip configuration For example, a microchip is mainly formed by bonding a first substrate and a second substrate having patterns of various shapes with concave portions on one or both sides, for example, by thermocompression bonding, an adhesive, or the like. Configured. Note that these substrates can be formed according to the manufacturing method described above.
このようなマイクロチップは、医療、食品、創薬等の種々の分野において、DNA、酵素、タンパク質、ウィルス、細胞などの種々の生体物質(試料、主に液体の状態)を、分析、検出、反応、測定等するための基板として利用されるものであり、例えば、臨床分析チップ、環境分析チップ、遺伝子分析チップ(DNAチップ)、たんぱく質分析チップ(プロテオームチップ)、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップ等と種々の呼び名で提供されている全てのチップを包含する。 Such microchips analyze and detect various biological materials (samples, mainly in a liquid state) such as DNA, enzymes, proteins, viruses and cells in various fields such as medicine, food, and drug discovery. It is used as a substrate for reaction, measurement, etc., for example, clinical analysis chip, environmental analysis chip, gene analysis chip (DNA chip), protein analysis chip (proteome chip), sugar chain chip, chromatographic chip, It includes all chips provided under various names such as cell analysis chips, pharmaceutical screening chips and the like.
このようなマイクロチップは、少なくとも、混合槽、検出部、上述したような混合槽と検出部とを連結するマイクロ流路を備えており、任意に、その用途に応じて、例えば、試料導入口、排出口及び/又は廃液溜、遠心分離部、計量部、混合槽、試薬保持部、ミキサー等が、それぞれ1つずつ又は複数、それら自体又はそれらを連結させる種々の二次元及び/又は三次元形状の直線的なあるいは屈曲又は湾曲したパターンを有する流路とともに配置されて構成されている。
特に、計量部、混合槽、マイクロ流路及び検出部は、この順で直列に連結して構成されることが好ましい。
Such a microchip includes at least a mixing tank, a detection unit, and a microchannel that connects the mixing tank and the detection unit as described above. , Discharge ports and / or waste liquid reservoirs, centrifuges, metering units, mixing tanks, reagent holding units, mixers, etc., each one or more, themselves or various two-dimensional and / or three-dimensional connections It is arranged with a flow path having a linear or bent or curved pattern.
In particular, it is preferable that the measuring unit, the mixing tank, the microchannel, and the detection unit are configured to be connected in series in this order.
混合槽は、通常、試料と試薬とを混合するための空間であって、その大きさは、特に限定されるものではなく、この目的を実現するために十分な大きさを有していることが必要であるが、これらの物質の種類、量などに応じて適宜設定することができる。例えば、10-2〜103mm3程度が挙げられる。また、混合槽の形状は混合目的に適切なものであれば特に限定されるものではなく、平面及び断面形状ともに、例えば、四角形、台形等の多角形及びこれらの角部分が丸みを帯びた形状、円形、だ円形、ドーム形状あるいは左右非対称の不均一形等どのような形状であってもよい。
なお、混合槽は、混合のみならず、その内部に試薬を保持することにより、上述した試薬保持部としての機能を有していてもよく、複数の混合槽が形成されていてもよい。
The mixing tank is usually a space for mixing a sample and a reagent, and the size thereof is not particularly limited, and has a size sufficient to realize this purpose. However, it can be appropriately set according to the type and amount of these substances. For example, about 10 <-2 > -10 < 3 > mm < 3 > is mentioned. In addition, the shape of the mixing tank is not particularly limited as long as it is suitable for the purpose of mixing. For example, both the plane and the cross-sectional shape are polygons such as a quadrangle and a trapezoid, and the corners are rounded. Any shape such as a circular shape, an oval shape, a dome shape, or an asymmetrical non-uniform shape may be used.
In addition, the mixing tank may have a function as the reagent holding unit described above by holding not only the mixing but also the reagent therein, and a plurality of mixing tanks may be formed.
検出部は、試料を検出するための空間であって、その大きさ及び形状は特に限定されず、例えば、検出方法(手法)、試料及び/又は試薬等の種類及び量等に応じて適宜設定することができる。具体的には、1〜103mm3程度が挙げられる。また、その形状は、混合槽と同様に、種々の形状に設定することができる。
特に、検出部は、光学的方法を用いて検出(分析、測定)することが好ましい。従って、検出部において、試料に光を照射し、その光の通過、反射及び散乱光等を検出し得るように、光の入出射が可能な所定長さの光路を確保することができる形状及び大きさであることが好ましい。検出部は、例えば、長さ1〜50mm程度で、断面積が0.1〜100mm2程度の一定形状を有しているものが利用される。
The detection unit is a space for detecting a sample, and its size and shape are not particularly limited. For example, the detection unit is appropriately set according to the detection method (method), the type and amount of the sample and / or reagent, and the like. can do. A specific example is approximately 1 to 10 3 mm 3. Moreover, the shape can be set to various shapes like a mixing tank.
In particular, the detection unit is preferably detected (analyzed and measured) using an optical method. Therefore, in the detection unit, a shape capable of ensuring a predetermined length of an optical path capable of entering and exiting light so that the sample can be irradiated with light and the passage, reflection, and scattered light of the light can be detected. The size is preferred. For example, a detector having a certain shape with a length of about 1 to 50 mm and a cross-sectional area of about 0.1 to 100 mm 2 is used.
計量部は、測定(検出)に用いるための試料の量、通常、容量を測定し、所定の量のみを抽出することができる機能を有しているものであり、その容量は、計量部を構成する空間を狭めるか広げることによって調整することができる。計量部での計量は、マイクロチップ内で所定方向に向かう力(例えば、遠心力等)を発生させることにより実行できるような形状に形成されている。
試料導入口、排出口、廃液溜、分離部、試薬保持部、ミキサー等は、当該分野で公知の形状及び機能を確保し得るものから、試料の種類、量、分析手法等に応じて適宜選択又は変更して用いることができる。
The measuring unit has a function of measuring the amount, usually the volume, of a sample to be used for measurement (detection), and extracting only a predetermined amount. It can be adjusted by narrowing or expanding the space to be constructed. The measurement by the measurement unit is formed in a shape that can be executed by generating a force (for example, centrifugal force) in a predetermined direction in the microchip.
Sample introduction port, discharge port, waste liquid reservoir, separation unit, reagent holding unit, mixer, etc. are appropriately selected according to the type, amount, analysis method, etc. of the sample from those that can ensure the shape and function known in the field Or it can change and use.
本発明のマイクロチップでは、検出部は、混合槽に対して所定方向に配置されている。ここで、「混合槽に対して所定方向に配置される」とは、混合槽から任意の方向に向かう直線に対して、±90°以内の範囲に検出部(全部又は一部であってもよい)が配置されることを意味する。言い換えると、混合槽に対して任意の方向に向かう力、例えば、遠心力が負荷された場合、混合槽に収容されていた液体状の物質の全てが、上述したマイクロ流路を通って検出部に移動するように配置されていることを意味する。 In the microchip of the present invention, the detection unit is arranged in a predetermined direction with respect to the mixing tank. Here, “arranged in a predetermined direction with respect to the mixing tank” means that the detection unit (even if all or part of it is within a range of ± 90 ° with respect to a straight line extending in an arbitrary direction from the mixing tank. Means good). In other words, when a force directed in an arbitrary direction with respect to the mixing tank, for example, a centrifugal force, is applied, all of the liquid substance contained in the mixing tank passes through the above-described microchannel and the detection unit. It is arranged to move to.
例えば、図2(c)に示すように、任意の方向に向かう直線をg1の方向とする場合には、検出部3は、混合槽2に対してg1方向又はその±90°以内に配置され、図4(d)に示すように、任意の方向に向かう直線をg2の方向とする場合には、検出部3は、混合槽2aに対してg2方向又はその±90°以内に配置される。 For example, as shown in FIG. 2 (c), when the straight line going in an arbitrary direction is the direction of g1, the detection unit 3 is arranged in the g1 direction with respect to the mixing tank 2 or within ± 90 ° thereof. As shown in FIG. 4 (d), when the straight line going in an arbitrary direction is the direction of g2, the detection unit 3 is arranged in the g2 direction or within ± 90 ° of the mixing tank 2a. .
計量部は、混合槽が計量部に対して所定方向に配置されるように設定されている。ここでの「所定方向に配置されている」とは、上述した意味と同様である。例えば、「所定方向」が図2(b)に示すように、g2の方向である場合には、混合槽2は計量部8のg2方向に配置される。ただし、この場合、上述した検出部3は、この場合の所定方向とは異なる方向(例えば、g1)に配置されていることが好ましい。いいかえると、第2方向(例えば、g2)への力を負荷した際に、計量された試料等が混合槽2に移動し、かつ、第1方向(例えば、g1)への力を負荷した際に、試料等が混合槽2からマイクロ流路4を通って検出部3に移動するように、計量部8、混合槽2、マイクロ流路4及び検出部3が配置されていることが好ましい。 The measuring unit is set so that the mixing tank is arranged in a predetermined direction with respect to the measuring unit. Here, “arranged in a predetermined direction” has the same meaning as described above. For example, when the “predetermined direction” is the g2 direction as shown in FIG. 2B, the mixing tank 2 is arranged in the g2 direction of the measuring unit 8. However, in this case, it is preferable that the detection unit 3 described above is arranged in a direction (for example, g1) different from the predetermined direction in this case. In other words, when a force in the second direction (for example, g2) is loaded, a weighed sample or the like moves to the mixing tank 2, and when a force in the first direction (for example, g1) is loaded. In addition, it is preferable that the measuring unit 8, the mixing tank 2, the microchannel 4, and the detection unit 3 are arranged so that the sample or the like moves from the mixing tank 2 through the microchannel 4 to the detection unit 3.
また、例えば、図4(b)に示すように、混合槽2、2aが2つ配置されている場合には、計量部8は、第1の混合槽2が計量部8に対して所定方向(例えば、図4(b)に示すg2方向)に配置され、かつ第2の混合槽2aが、第1の混合槽2に対して、所定方向とは異なる方向(例えば、g1)に配置されていることが好ましい。いいかえると、第2方向(例えば、g2)への力を負荷した際、計量された試料及び/又は試薬が混合槽2に移動し、かつ、第1方向(例えば、g1)への力を負荷した際、移動した試料及び/又は試薬が第2混合槽2aに移動し、さらに、第2方向の力を負荷した際、試料及び/又は試薬が第2混合槽2aからマイクロ流路4を通って検出部3に移動するように、計量部8、混合槽2、第2混合槽2a、マイクロ流路4及び検出部3が配置されていることが好ましい。 For example, as shown in FIG. 4B, when two mixing tanks 2, 2 a are arranged, the weighing unit 8 is configured so that the first mixing tank 2 is in a predetermined direction with respect to the weighing unit 8. (For example, g2 direction shown in FIG.4 (b)), and the 2nd mixing tank 2a is arrange | positioned with respect to the 1st mixing tank 2 in the direction (for example, g1) different from a predetermined direction. It is preferable. In other words, when a force in the second direction (for example, g2) is loaded, the weighed sample and / or reagent moves to the mixing tank 2, and a force in the first direction (for example, g1) is loaded. When the sample and / or reagent moved to the second mixing tank 2a, and when a force in the second direction is applied, the sample and / or reagent passes through the microchannel 4 from the second mixing tank 2a. The measuring unit 8, the mixing tank 2, the second mixing tank 2 a, the micro flow path 4, and the detecting unit 3 are preferably arranged so as to move to the detecting unit 3.
分離部は、試料を分離、好ましくは遠心分離して、比重の差異によって2つ以上に分離することを意図する部位であり、計量部が分離部に対して、第1方向(例えば、g1)側に配置するように設定されている。言い換えると、第1方向へ力を負荷した際に、試料が分離部から計量部に移動するように配置されている。ただし、この際、分離部は、試料が分離部から直接混合槽に移動しないように、計量部と混合槽との双方に連結されて構成されていることが好ましい。 The separation unit is a part intended to separate, preferably centrifuge, the sample and separate the sample into two or more according to the difference in specific gravity, and the weighing unit has a first direction (for example, g1) with respect to the separation unit. It is set to be placed on the side. In other words, the sample is arranged so as to move from the separation unit to the measurement unit when a force is applied in the first direction. However, at this time, the separation unit is preferably configured to be connected to both the weighing unit and the mixing vessel so that the sample does not move directly from the separation unit to the mixing vessel.
試薬保持部は、混合槽の上流もしくは混合槽内又は検出部の下流に、1つ又は2以上配置していることが好ましい。ここで、「上流」とは、マイクロチップに試料が導入され、試薬等と混合される等して、最終的に試料が検出(分析、測定)される一連の流れにおいて、より初期段階に近い方(つまり、より試料導入口に近い方)を意味する。 It is preferable that one or two or more reagent holding units are arranged upstream of the mixing tank, in the mixing tank, or downstream of the detection unit. Here, “upstream” is closer to the initial stage in a series of flows in which the sample is finally detected (analyzed, measured) by introducing the sample into the microchip and mixing with a reagent or the like. (That is, the one closer to the sample inlet).
(3)マイクロチップの使用方法
通常、マイクロチップは、微量の試料を、より短時間で迅速かつ正確に分析するために、使い捨ての態様で、かつ最小限の工程を行うことにより使用されるものであるが、本発明では、検出部における試料内のタンパク及び油脂等の固形成分の内表面への付着、気泡の発生等を防止するために、マイクロチップ内に導入した試料、試薬又はこれらの混合液を、検出部にて検出する前(好ましくは直前)に、一旦検出部に通して検出部の内表面を濡らし、このように濡れた状態で(完全に乾燥する前に)、再度検出部に被検試料を導入し、検出するというマイクロチップの使用方法である。
(3) How to use the microchip Normally, the microchip is used in a disposable manner and with minimal steps in order to analyze a small amount of sample quickly and accurately in a shorter time. However, in the present invention, in order to prevent the solid components such as proteins and oils and fats in the sample in the detection unit from adhering to the inner surface, the generation of bubbles, etc., the sample, reagent introduced into the microchip or these Before detecting (preferably immediately before) the liquid mixture in the detection unit, the detection unit is once passed through the detection unit to wet the inner surface of the detection unit, and in such a wet state (before complete drying), detection is performed again. This is a method of using a microchip in which a test sample is introduced into a part and detected.
本発明の使用方法に用いることができるマイクロチップは、上述したものを好適に使用することができる。
検出部に試料及び/又は試薬を予め通すための手段は、特に限定されず、例えば、ポンプによる吸引又は排出;遠心力;落下、振動又は動揺;等による少なくとも1方向への力等を利用することができる。なかでも、遠心力を用いることが好ましい。
なお、本発明においては、「・・・方向へ向かう力を負荷する」、「・・・方向の力を利用する」というフレーズは、マイクロチップ内に存在する液体を・・・方向へ移動させる力をこの液体に与えることを意味する。また、「遠心力を利用する」とは、「マイクロチップ内又は外に設定される所定の回転軸を中心にマイクロチップを回転させる」と言い換えることができる。
As the microchip that can be used in the method of use of the present invention, those described above can be preferably used.
The means for passing the sample and / or reagent in advance through the detection unit is not particularly limited, and uses, for example, suction or discharge by a pump; centrifugal force; force in at least one direction due to dropping, vibration or shaking; be able to. Among these, it is preferable to use centrifugal force.
In the present invention, the phrases “... loading a force in the direction” and “... using the force in the direction” move the liquid present in the microchip in the direction. It means giving force to this liquid. Further, “using a centrifugal force” can be rephrased as “rotating the microchip around a predetermined rotation axis set inside or outside the microchip”.
本発明においては、検出前に、液体状物質を検出部に通すものであるが、この液体状物質は、試料であってもよいし、試薬のみであってもよいし、試料と試薬との混合物であってもよい。また、検出部に通すことは、1回のみの往路又は復路としてもよいし、往復するように2回以上通してもよい。なお、液体状物質の検出部への1回の通過は、1回の工程でのみ行うことが適当である。つまり、1方向への力を負荷するという1つの工程により、液状物質の検出部全長にわたる濡れを実現することができる。また、同様に、1方向への力を負荷するという1つの工程により、試料の分離、計量、混合等をそれぞれ行うことができる。 In the present invention, a liquid substance is passed through the detection unit before detection, but this liquid substance may be a sample, may be a reagent alone, or may be a sample and a reagent. It may be a mixture. In addition, passing through the detection unit may be a one-time outbound path or a return path, or may be performed twice or more so as to reciprocate. It should be noted that it is appropriate to perform the passage of the liquid substance to the detection unit once only in one step. That is, wetting of the liquid substance over the entire length of the detection part can be realized by one step of applying a force in one direction. Similarly, the sample can be separated, weighed, mixed, etc. by one step of applying a force in one direction.
マイクロチップの使用方法の具体例としては、任意に、(aa)導入された試料を遠心分離する工程及び/又は(bb)試薬を、検出部に通して検出部を濡らす工程を含み、さらに、少なくとも(a)試料を計量する工程、(b)計量された試料を試薬と混合する工程、(c)試料を試薬との混合液を、検出部に通して検出部を濡らす工程、(d)混合液を、すでに濡れた検出部に導入して試料の検出する工程を含むが、このうち、(b)混合を、所定方向の力を利用して行い、(a)計量、(c)検出部の濡らし及び(d)検出部への導入を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行うことが好ましい。
あるいは、(b)混合、(c)検出部の濡らし及び(d)検出部への導入を、所定方向の力を利用して行い、(a)計量を、前記所定方向とは異なる方向の力を利用して行ってもよい。
Specific examples of methods of using the microchip optionally include (aa) centrifuging the introduced sample and / or (bb) passing the reagent through the detection section and wetting the detection section, At least (a) a step of weighing a sample, (b) a step of mixing the weighed sample with a reagent, (c) a step of wetting a liquid mixture of the sample with the reagent through the detection unit and wetting the detection unit, (d) This includes the step of detecting the sample by introducing the liquid mixture into the already wet detection unit. Among these steps, (b) mixing is performed using force in a predetermined direction, and (a) weighing and (c) detection. It is preferable that the wetting of the part and (d) introduction into the detection part is performed using a force in a direction different from the predetermined direction.
Alternatively, (b) mixing, (c) wetting of the detection unit, and (d) introduction into the detection unit are performed using a force in a predetermined direction, and (a) a force in a direction different from the predetermined direction is used. You may use it.
これらのいずれの場合にも、遠心分離を行う場合には、(aa)遠心分離を、所定方向の力を利用して行うことが好ましい。
また、上述した各工程において、(a)計量は、(bb)検出部の濡らしと同時に行ってもよいし、あるいは、(b)混合を、(bb)検出部の濡らしと同時に行ってもよい。
なお、所定方向と異なる方向との間の角度θは、0<θ<180°とすることができ、60≦θ≦120°程度であることが好ましい。
In any of these cases, when performing centrifugation, it is preferable to perform (aa) centrifugation using a force in a predetermined direction.
In each step described above, (a) measurement may be performed at the same time as (bb) wetting of the detection unit, or (b) mixing may be performed at the same time as (bb) wetting of the detection unit. .
The angle θ between the predetermined direction and the different direction can be 0 <θ <180 °, and preferably about 60 ≦ θ ≦ 120 °.
実施形態1
この実施形態では、図1(a)に示すマイクロチップ10を用いた使用方法を説明する。
まず、マイクロチップ10を準備する。このマイクロチップ10は、試料導入口6、流路9、混合槽2、マイクロ流路4及び検出部3を一連で連結して構成されている。検出部3は、混合槽2に対して、例えば、G1で表す矢印方向側に配置されており、さらに、混合槽2と検出部3とを連結するマイクロ流路4は、マイクロ流路4における全長において、g1方向に対して±90°の範囲内で交差するように、つまり、混合槽2から検出部3へ向かう向き(矢印X)で、θ°の角度の方向(例えば、G1方向の+50°の方向)に向かうように配置されている。
Embodiment 1
In this embodiment, a method of using the microchip 10 shown in FIG. 1A will be described.
First, the microchip 10 is prepared. The microchip 10 is configured by connecting a sample introduction port 6, a channel 9, a mixing tank 2, a microchannel 4, and a detection unit 3 in series. The detection unit 3 is arranged, for example, on the arrow direction side indicated by G1 with respect to the mixing tank 2, and the micro flow path 4 connecting the mixing tank 2 and the detection unit 3 is In the entire length, it intersects with the g1 direction within a range of ± 90 °, that is, in the direction (arrow X) from the mixing tank 2 toward the detection unit 3, the direction of the angle of θ ° (for example, in the G1 direction) + 50 ° direction).
次に、このマイクロチップ10に、被検物質を含む試料及び試薬を、順次、試料導入口6から導入し、流路9に通す。
その後、上述した所定方向とは異なる方向、例えば、所定方向に対して−90°の方向の遠心力(矢印G2)を負荷することにより、つまり、所定の回転軸(例えば、図1(a)中、点B)を中心に回転させることにより、試料及び試薬が流路9を通過して混合槽2に導入され、均一な混合液5aとなる。
Next, a sample and a reagent containing a test substance are sequentially introduced into the microchip 10 from the sample introduction port 6 and passed through the flow path 9.
Thereafter, by applying a centrifugal force (arrow G2) in a direction different from the above-described predetermined direction, for example, a direction of −90 ° with respect to the predetermined direction, that is, a predetermined rotation axis (for example, FIG. 1A). By rotating around the point B), the sample and the reagent pass through the flow path 9 and are introduced into the mixing tank 2 to form a uniform mixed solution 5a.
次いで、G1方向の遠心力により、混合液5aがマイクロ流路4を通過し、検出部3に入り、検出部3の全内表面を混合液5bで濡らす。
続いて、再度G2の方向の遠心力により、混合液5bが混合槽2に戻る。
最後に、再度G1の方向の遠心力により、混合液5aが検出部に導入され、検出を行うことができる。
Next, the liquid mixture 5a passes through the microchannel 4 by the centrifugal force in the G1 direction, enters the detection unit 3, and wets the entire inner surface of the detection unit 3 with the liquid mixture 5b.
Subsequently, the mixed solution 5b returns to the mixing tank 2 again by the centrifugal force in the direction of G2.
Finally, the mixed solution 5a is again introduced into the detection unit by the centrifugal force in the G1 direction, and detection can be performed.
このようなマイクロチップの使用方法により、遠心力の負荷またはマイクロチップの回転という簡便な方法により試料をマイクロチップ内で自由に移動、往復させることができる。また、乾いた状態ではなく、予め検出部を試料及び試薬の混合液によって濡らすために、検出時の混合液の導入時に、被検物質(混合液)の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができる。これにより、最初の混合液5bでの検出部3の全内表面の濡らし時には、視認できる約30個の気泡が発生したが、2回目以降の混合液5bの検出部3への導入時には、エアーポケットの発生を防止することができ、検出中に気泡の発生が起こらず、さらに固形成分の付着も起こらずに正確な測定を行うことができた。 By using such a microchip, the sample can be freely moved and reciprocated in the microchip by a simple method of applying a centrifugal force or rotating the microchip. In addition, since the detection unit is preliminarily wetted with the mixed solution of the sample and the reagent instead of being in a dry state, the wettability of the test substance (mixed solution) is increased and the contact angle is decreased when the mixed solution is introduced at the time of detection. be able to. As a result, about 30 bubbles that can be visually recognized were generated when the entire inner surface of the detection unit 3 was wetted with the first mixed solution 5b. However, when the mixed solution 5b was introduced into the detection unit 3 for the second time or later, air The generation of pockets could be prevented, and no bubbles were generated during detection, and further, accurate measurement could be performed without causing solid components to adhere.
なお、上記方法において、G1方向の遠心力により検出部3の全内表面を混合液で濡らした後、G2及びG1方向の遠心力の負荷を2サイクル以上行ってもよい。これにより、試料と試薬との混合をより均一に行うことができる。 In the above method, after the entire inner surface of the detection unit 3 is wetted with the mixed solution by the centrifugal force in the G1 direction, the centrifugal force in the G2 and G1 directions may be loaded for two cycles or more. Thereby, mixing of a sample and a reagent can be performed more uniformly.
実施形態2
まず、図2(a)に示すマイクロチップ20を準備する。このマイクロチップ20は、試料導入口6、分離部7、計量部8、試薬保持部11、第2試薬保持部12、流路9、混合槽2、マイクロ流路4及び検出部3を連結して構成されている。
検出部3は、混合槽2に対して、例えば、遠心力を負荷することを意図した第1方向(例えば、g1で表す矢印方向)側に配置されており、さらに、混合槽2と検出部3とを連結するマイクロ流路4は、マイクロ流路4における全長において、g1方向に対して±90°の範囲内でg1方向と交差するように、つまり、混合槽2から検出部3への向きで、例えば、g1方向の約+60°の方向に向かうように配置されている。
Embodiment 2
First, the microchip 20 shown in FIG. The microchip 20 connects the sample introduction port 6, the separation unit 7, the measurement unit 8, the reagent holding unit 11, the second reagent holding unit 12, the channel 9, the mixing tank 2, the microchannel 4, and the detection unit 3. Configured.
The detection unit 3 is arranged, for example, on the side of the mixing tank 2 in a first direction (for example, an arrow direction represented by g1) intended to load a centrifugal force, and further, the mixing tank 2 and the detection unit. 3 in the entire length of the microchannel 4 so as to intersect the g1 direction within a range of ± 90 ° with respect to the g1 direction, that is, from the mixing tank 2 to the detection unit 3. For example, it is arranged so as to face in the direction of about + 60 ° in the g1 direction.
混合槽2は、計量部8に対して、g2で表わす矢印方向(つまり、g1に対して−90°)側に配置されている。
計量部8は、分離部7に対して、g1で表わす矢印方向側に配置されている。計量部8の下流には廃液溜13が配置されている。
The mixing tank 2 is disposed on the side of the arrow indicated by g2 (that is, −90 ° with respect to g1) with respect to the measuring unit 8.
The measuring unit 8 is arranged on the arrow direction side indicated by g1 with respect to the separating unit 7. A waste liquid reservoir 13 is disposed downstream of the measuring unit 8.
分離部7は、試料注入口6に対して、g2で表わす矢印方向側に配置されている。また、分離部7は、g1方向への遠心力によって、分離された試料が分離部7から計量部8に移動するが、混合槽2には移動しないように、計量部8と混合槽2との双方に連結されている。
なお、試薬保持部11及び第2試薬保持部12には、それぞれ異なる試薬16a、第2試薬16bが保持されており、計量部8と混合槽2との間の流路9(つまり、混合槽2の上流)にそれぞれ別々に連結されている。
The separation unit 7 is arranged on the side of the arrow direction indicated by g2 with respect to the sample injection port 6. In addition, the separation unit 7 moves the separated sample from the separation unit 7 to the weighing unit 8 by centrifugal force in the g1 direction, but does not move to the mixing vessel 2. Are connected to both.
Note that the reagent holding unit 11 and the second reagent holding unit 12 hold different reagents 16a and second reagents 16b, respectively, and the flow path 9 (that is, the mixing tank) between the measuring unit 8 and the mixing tank 2 is retained. 2 upstream), respectively.
次に、図2(a)及び図7のステップ1に示すように、このマイクロチップ20に、被検物質を含む試料として血液14を、試料導入口6から導入する。
続いて、図2(b)及び図7のステップ2に示すように、g2方向の遠心力により、分離部7において、血液を血球14aと血漿14bとに遠心分離する。
その後、図2(c)及び図7のステップ3に示すように、分離された血漿14bを、g1方向の遠心力により、計量部8に導入する。この際、計量部8では、血漿14bの所定量が計量部8内に保持され、余分な血漿14bは、廃液溜13に集められ、その結果、血漿14bの所定量が計量される。
Next, as shown in Step 1 of FIG. 2A and FIG. 7, blood 14 is introduced into the microchip 20 as a sample containing the test substance from the sample introduction port 6.
Subsequently, as shown in step 2 of FIG. 2B and FIG. 7, the blood is centrifuged into blood cells 14 a and plasma 14 b in the separation unit 7 by the centrifugal force in the g2 direction.
Thereafter, as shown in Step 3 of FIG. 2C and FIG. 7, the separated plasma 14b is introduced into the measuring unit 8 by the centrifugal force in the g1 direction. At this time, in the measuring unit 8, a predetermined amount of plasma 14b is held in the measuring unit 8, and excess plasma 14b is collected in the waste liquid reservoir 13, and as a result, a predetermined amount of plasma 14b is measured.
次いで、図2(d)及び図7のステップ4に示すように、計量された所定量の血漿14bを、g2方向の遠心力により、混合槽2に導入する。また、これと同時に、試薬保持部11及び第2試薬保持部12に保持されていた試薬16a及び第2試薬16bもそれぞれ混合槽2に導入され、血漿14bと試薬16と第2試薬16bとの混合液15が与えられる。
その後、図2(e)及び図7のステップ5に示すように、g1方向の遠心力により、混合液15がマイクロ流路4を通過し、検出部3に入り、検出部3の全内表面を混合液15で濡らす。
Next, as shown in Step 4 of FIG. 2 (d) and FIG. 7, a predetermined amount of plasma 14b that has been measured is introduced into the mixing tank 2 by the centrifugal force in the g2 direction. At the same time, the reagent 16a and the second reagent 16b held in the reagent holding unit 11 and the second reagent holding unit 12 are also introduced into the mixing tank 2, respectively, and the plasma 14b, the reagent 16, and the second reagent 16b Mixture 15 is provided.
Thereafter, as shown in Step 5 of FIG. 2 (e) and FIG. 7, the mixed liquid 15 passes through the micro flow path 4 by the centrifugal force in the g <b> 1 direction and enters the detection unit 3. Is wetted with the mixture 15.
続いて、図2(f)及び図7のステップ6に示すように、再度のg2の方向の遠心力により、混合液15を混合槽2に戻す。
最後に、図2(g)及び図7のステップ7に示すように、再度のg1の方向の遠心力により、混合液15が検出部に導入される。その後、被検物質に光Lを照射し、その透過光を、例えばフォトダイオードのような受光素子によって検出することにより、試料を検出する。
Subsequently, as shown in Step 6 of FIG. 2 (f) and FIG. 7, the mixed solution 15 is returned to the mixing tank 2 by the centrifugal force in the direction of g 2 again.
Finally, as shown in step 7 of FIG. 2 (g) and FIG. 7, the mixed liquid 15 is introduced into the detection unit by the centrifugal force in the direction of g1 again. Thereafter, the sample is detected by irradiating the test substance with light L and detecting the transmitted light with a light receiving element such as a photodiode.
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態1と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。
なお、上記方法においても、実施形態1と同様に、図2(e)及び図7のステップ5のg1方向の遠心力による検出部の濡らし、図2(f)及び図7のステップ6の再度のg2の方向に遠心力による混合液15の戻しを、2サイクル以上行ってもよい。これにより、試料と試薬との混合をより均一に行うことができる。
By using such a microchip, as in Embodiment 1, the wettability of the detection unit can be increased, the contact angle can be reduced, the generation of bubbles during detection and the adhesion of solid components can be prevented, Accurate measurement can be performed.
Also in the above method, as in the first embodiment, the detection unit is wetted by the centrifugal force in the g1 direction in step 5 of FIGS. 2 (e) and 7, and step 6 in FIGS. 2 (f) and 7 is performed again. The mixture 15 may be returned by centrifugal force in the direction of g2 of two cycles or more. Thereby, mixing of a sample and a reagent can be performed more uniformly.
実施形態3
まず、図3(a)に示すマイクロチップ30を準備する。このマイクロチップ1は、試薬保持部11及び第2試薬保持部12の形状、混合槽2の上流の連結位置が若干異なる以外、図2(a)のマイクロチップ20と実質的に同様の構成である。
次に、図3(a)及び(b)ならびに図8のステップ1及び2に示すように、マイクロチップ20に、血液14を導入し、g2方向に遠心力を負荷して、分離部7において血漿14bを分離する。この際、試薬保持部11及び第2試薬保持部12に保持されていた各試薬16a、16bがそれぞれ混合槽2に移動し、混合されて混合試薬16を与える。
Embodiment 3
First, the microchip 30 shown in FIG. The microchip 1 has substantially the same configuration as the microchip 20 in FIG. 2A except that the shapes of the reagent holding unit 11 and the second reagent holding unit 12 and the connection position upstream of the mixing tank 2 are slightly different. is there.
Next, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) and steps 1 and 2 in FIG. 8, blood 14 is introduced into the microchip 20, and centrifugal force is applied in the g2 direction. Plasma 14b is separated. At this time, the respective reagents 16 a and 16 b held in the reagent holding unit 11 and the second reagent holding unit 12 move to the mixing tank 2 and are mixed to give the mixed reagent 16.
その後、図3(c)及び図8のステップ3に示すように、血漿14bを、g1方向に遠心力を負荷して、計量部8に導入して計量する。また、これと同時に、混合槽2の混合試薬16がマイクロ流路4を通過し、検出部3に入り、検出部3の全内表面を混合試薬16で濡らす。
次いで、図3(d)及び図8のステップ4、5に示すように、計量された所定量の血漿14bを、g2方向に遠心力を負荷することにより、混合槽2に導入する。また、これと同時に、混合試薬16が混合槽2に戻され、血漿14bと混合試薬16との混合液15が与えられる。
Thereafter, as shown in Step 3 of FIG. 3 (c) and FIG. 8, the plasma 14b is loaded with a centrifugal force in the direction g1 and introduced into the measuring unit 8 and weighed. At the same time, the mixed reagent 16 in the mixing tank 2 passes through the microchannel 4 and enters the detection unit 3, so that the entire inner surface of the detection unit 3 is wetted with the mixed reagent 16.
Next, as shown in steps 4 and 5 of FIG. 3 (d) and FIG. 8, a predetermined amount of the measured plasma 14b is introduced into the mixing tank 2 by applying a centrifugal force in the direction g2. At the same time, the mixed reagent 16 is returned to the mixing tank 2, and a mixed solution 15 of the plasma 14b and the mixed reagent 16 is given.
その後、図3(e)から(g)及び図8のステップ6から8に示すように、実施形態2と同様に、検出部の濡らし及びもどしを行って、試料の検出を行う。
このようなマイクロチップの使用方法によっても、実施形態1と同様の効果が得られる。
Thereafter, as shown in FIGS. 3E to 3G and steps 6 to 8 of FIG. 8, the detection unit is wetted and returned in the same manner as in the second embodiment to detect the sample.
The same effect as that of the first embodiment can be obtained by using such a microchip.
実施形態4
まず、図4(a)に示すマイクロチップ40を準備する。このマイクロチップ40は、試料導入口6、分離部7、計量部8、試薬保持部11、流路9、混合槽2、第2混合槽2a、マイクロ流路4及び検出部3を連結して構成されている。
検出部3は、第2混合槽2aに対して、遠心力を負荷することを意図した所定方向、例えば、g2で表す矢印方向側に配置されており、さらに、第2混合槽2aと検出部3とを連結するマイクロ流路4は、マイクロ流路4における全長において、g2方向に対して±90°の範囲内で交差するように、つまり、第2混合槽2aから検出部3への向きで、例えば、g2方向の−40°の方向に向かうように配置されている。
Embodiment 4
First, the microchip 40 shown in FIG. 4A is prepared. The microchip 40 includes a sample introduction port 6, a separation unit 7, a measurement unit 8, a reagent holding unit 11, a channel 9, a mixing tank 2, a second mixing tank 2 a, a microchannel 4, and a detection unit 3. It is configured.
The detection unit 3 is arranged in a predetermined direction intended to load a centrifugal force with respect to the second mixing tank 2a, for example, on the arrow direction side indicated by g2, and further, the second mixing tank 2a and the detection unit 3 in the entire length of the microchannel 4 so as to intersect within the range of ± 90 ° with respect to the g2 direction, that is, the direction from the second mixing tank 2a to the detection unit 3 For example, it is arranged so as to be directed in the direction of −40 ° in the g2 direction.
第2混合槽2aは、混合槽2に対して、g1で表わす矢印方向(つまり、g2に対して+90°)側に配置されている。また、混合槽2は、計量部8に対して、g2で表わす矢印方向側に配置されている。
計量部8は、分離部7に対して、g1で表わす矢印方向側に配置されている。計量部8の下流には廃液溜13が配置されている。
The 2nd mixing tank 2a is arrange | positioned with respect to the mixing tank 2 in the arrow direction (namely, +90 degrees with respect to g2) represented by g1. Moreover, the mixing tank 2 is arrange | positioned with respect to the measurement part 8 in the arrow direction side represented by g2.
The measuring unit 8 is arranged on the arrow direction side indicated by g1 with respect to the separating unit 7. A waste liquid reservoir 13 is disposed downstream of the measuring unit 8.
分離部7は、試料注入口6に対して、g2で表わす矢印方向側に配置されている。また、分離部7は、g1方向への遠心力が負荷された場合、分離された試料が分離部7から計量部8に移動するが、混合槽2には移動しないように、計量部8と混合槽2との双方に連結されている。
試薬保持部11及び第2混合槽2aには、それぞれ異なる試薬16a、第2試薬16bが保持されており、試料保持部11は、計量部8と混合槽2との間の流路9(つまり、混合槽の上流)に連結されている。
The separation unit 7 is arranged on the side of the arrow direction indicated by g2 with respect to the sample injection port 6. In addition, when the centrifugal force in the g1 direction is loaded, the separation unit 7 moves from the separation unit 7 to the measurement unit 8 but does not move to the mixing tank 2 so that the separation unit 7 moves to the mixing tank 2. It is connected to both the mixing tank 2.
Different reagent 16a and second reagent 16b are held in the reagent holding part 11 and the second mixing tank 2a, respectively, and the sample holding part 11 has a flow path 9 (that is, a flow path 9 between the measuring part 8 and the mixing tank 2 (that is, , Upstream of the mixing tank).
次に、図4(a)及び図9のステップ1に示すように、このマイクロチップ40に、血液14を導入する。
続いて、図4(b)及び図9のステップ2に示すように、g2方向に遠心力を負荷して、分離部7において、血液を血球14aと血漿14bとに遠心分離する。これと同時に、第2混合槽2aに保持されていた第2試薬16bがマイクロ流路4を通過し、検出部3に入り、検出部3の全内表面を第2試薬16bで濡らす。
Next, as shown in step 1 of FIG. 4A and FIG. 9, blood 14 is introduced into the microchip 40.
Subsequently, as shown in Step 2 of FIG. 4B and FIG. 9, a centrifugal force is applied in the g2 direction, and the blood is centrifuged into blood cells 14a and plasma 14b in the separation unit 7. At the same time, the second reagent 16b held in the second mixing tank 2a passes through the microchannel 4, enters the detection unit 3, and wets the entire inner surface of the detection unit 3 with the second reagent 16b.
その後、図4(c)及び図9のステップ3に示すように、分離された血漿14bを、g1方向に遠心力を負荷して、計量部8に導入する。これと同時に、第2試薬16bが検出部3から第2混合槽2aに戻る。
次いで、図4(d)及び図9のステップ4に示すように、計量された所定量の血漿14bを、g2方向に遠心力を負荷することにより、混合槽2に導入するとともに、試薬保持部11に保持されていた試薬16も混合槽2に導入され、第1の混合が行われて血漿14bと試薬16aとの第1の混合液15aが与えられる。また、これと同時に、第2混合槽2aに移動した第2試薬16bが、再度マイクロ流路9を通って、検出部3に移動し、検出部3の内表面を濡らす。
Thereafter, as shown in Step 3 of FIG. 4C and FIG. 9, the separated plasma 14 b is introduced into the measuring unit 8 with a centrifugal force applied in the g1 direction. At the same time, the second reagent 16b returns from the detection unit 3 to the second mixing tank 2a.
Next, as shown in step 4 of FIG. 4 (d) and FIG. 9, a predetermined amount of the measured plasma 14b is introduced into the mixing tank 2 by applying a centrifugal force in the direction g2, and a reagent holding unit. The reagent 16 held in 11 is also introduced into the mixing tank 2, and the first mixing is performed to give the first mixed solution 15a of the plasma 14b and the reagent 16a. At the same time, the second reagent 16b moved to the second mixing tank 2a passes through the microchannel 9 again to the detection unit 3 and wets the inner surface of the detection unit 3.
その後、図4(e)ならびに図9のステップ5及び6に示すように、g1方向の遠心力を負荷することにより、第2試薬16bが検出部3から第2混合槽2aに戻り、これと同時に、第1の混合液15aが混合槽2から第2混合槽2aに移動して第2の混合が行われ、混合液15を与える。
その後、図4(f)及び図9のステップ7に示すように、g2方向の遠心力を負荷することにより、混合液15がマイクロ流路4を通過し、検出部3に入り、検出部3の全内表面を混合液15で濡らす。
Thereafter, as shown in FIG. 4 (e) and steps 5 and 6 of FIG. 9, by applying a centrifugal force in the g1 direction, the second reagent 16b returns from the detection unit 3 to the second mixing tank 2a. At the same time, the first mixed liquid 15a moves from the mixing tank 2 to the second mixing tank 2a, and the second mixing is performed to give the mixed liquid 15.
Thereafter, as shown in Step 7 of FIG. 4 (f) and FIG. 9, by applying a centrifugal force in the g2 direction, the mixed solution 15 passes through the microchannel 4 and enters the detection unit 3, and then the detection unit 3. Wet the entire inner surface of the mixture with the mixture 15.
続いて、図4(g)及び図9のステップ8に示すように、再度g1の方向に遠心力を負荷することにより、混合液15を第2混合槽2aに戻す。
最後に、図4(h)及び図9のステップ9に示すように、再度g2の方向に遠心力を負荷することにより、混合液15が検出部3に導入され、検出を行う。
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態1と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。
Subsequently, as shown in Step 8 of FIG. 4 (g) and FIG. 9, the mixed liquid 15 is returned to the second mixing tank 2a by applying a centrifugal force again in the direction of g1.
Finally, as shown in step 9 of FIG. 4 (h) and FIG. 9, by applying a centrifugal force again in the direction of g2, the liquid mixture 15 is introduced into the detection unit 3 to perform detection.
By using such a microchip, as in Embodiment 1, the wettability of the detection unit can be increased, the contact angle can be reduced, the generation of bubbles during detection and the adhesion of solid components can be prevented, Accurate measurement can be performed.
実施形態5
まず、図5(a)に示すマイクロチップ50を準備する。このマイクロチップ50は、試料導入口6、分離部7、計量部8、流路9、混合槽2、マイクロ流路4、検出部3及び試薬保持部11を連結して構成されており、試薬保持部11の位置が異なる以外、試料導入口6、分離部7、計量部8、流路9、混合槽2、マイクロ流路4及び検出部3の配置関係は、実質的に実施形態2と同様である。
Embodiment 5
First, a microchip 50 shown in FIG. The microchip 50 is configured by connecting a sample introduction port 6, a separation unit 7, a measurement unit 8, a flow channel 9, a mixing tank 2, a microchannel 4, a detection unit 3, and a reagent holding unit 11. Except for the position of the holding unit 11 being different, the arrangement relationship of the sample introduction port 6, the separation unit 7, the measurement unit 8, the flow channel 9, the mixing tank 2, the micro flow channel 4 and the detection unit 3 is substantially the same as that of the second embodiment. It is the same.
試薬保持部11は、検出部3の下流であって、かつ、検出部3が試薬保持部11の、例えば、g2で表す矢印方向側に配置されている。
また、試薬保持部11と混合槽2には、それぞれ異なる試薬16a及び第2試薬16bが保持されている。
The reagent holding unit 11 is disposed downstream of the detection unit 3 and the detection unit 3 is disposed on the reagent holding unit 11 on the arrow direction side indicated by g2, for example.
Further, the reagent holding unit 11 and the mixing tank 2 hold different reagents 16a and second reagents 16b, respectively.
次に、図5(a)及び図10のステップ1に示すように、マイクロチップ20に、血液14を導入する。
続いて、図5(b)及び図10のステップ2に示すように、g2方向に遠心力を負荷して、分離部7において、血液を血球14aと血漿14bとに遠心分離する。これと同時に、試薬保持部11に保持されていた第2試薬16bが検出部3に導入され、検出部3を濡らし、さらにマイクロ流路4を通って、混合槽2に導入され、試薬16aとあわさって、混合試薬16を与える。
Next, as shown in Step 1 of FIG. 5A and FIG. 10, blood 14 is introduced into the microchip 20.
Subsequently, as shown in Step 2 of FIG. 5B and FIG. 10, a centrifugal force is applied in the g2 direction, and the blood is centrifuged into blood cells 14a and plasma 14b in the separation unit 7. At the same time, the second reagent 16b held in the reagent holding unit 11 is introduced into the detection unit 3, wets the detection unit 3, and is further introduced into the mixing tank 2 through the microchannel 4, and the reagent 16a and Quickly, mixed reagent 16 is provided.
その後、図5(c)及び図10のステップ3に示すように、分離された血漿14bを、g1方向に遠心力を負荷して、計量部8に導入する。これと同時に、混合槽2に導入された試薬16が、マイクロ流路4を通って、検出部3に導入され、検出部3を濡らす。
次いで、図5(d)及び図10のステップ4に示すように、計量された所定量の血漿14bを、g2方向に遠心力を負荷することにより、混合槽2に導入するとともに、検出部3を濡らした混合試薬16を混合槽2に導入し、血漿14bと試薬16と第2試薬16bとの混合液15が与えられる。
Thereafter, as shown in Step 3 of FIG. 5C and FIG. 10, the separated plasma 14 b is introduced into the measuring unit 8 with a centrifugal force applied in the g1 direction. At the same time, the reagent 16 introduced into the mixing tank 2 is introduced into the detection unit 3 through the microchannel 4 and wets the detection unit 3.
Next, as shown in Step 4 of FIG. 5 (d) and FIG. 10, a predetermined amount of the measured plasma 14b is introduced into the mixing tank 2 by applying a centrifugal force in the direction g2, and the detection unit 3 The mixed reagent 16 having been wetted is introduced into the mixing tank 2, and a mixed solution 15 of the plasma 14b, the reagent 16, and the second reagent 16b is provided.
その後、図5(e)から(g)及び図10のステップ5から7に示すように、実施形態2と同様に検出を行う。
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態2と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。
Thereafter, as shown in FIGS. 5E to 5G and steps 5 to 7 in FIG. 10, detection is performed in the same manner as in the second embodiment.
By using such a microchip, as in the second embodiment, the wettability of the detection unit can be increased, the contact angle can be reduced, the generation of bubbles during detection and the adhesion of solid components can be prevented, Accurate measurement can be performed.
実施形態6
まず、図6(a)に示すマイクロチップ60を準備する。このマイクロチップ60は、試料導入口6、分離部7、試薬保持部11、第2試薬保持部12、計量部8、流路9、混合槽2、ミキサー17及び検出部3を連結して構成されており、試料導入口6、分離部7、計量部8、試薬保持部11、第2試薬保持部12、流路9、混合槽2の位置関係は、実施形態2と実質的に同様である。
Embodiment 6
First, a microchip 60 shown in FIG. 6A is prepared. The microchip 60 is configured by connecting the sample introduction port 6, the separation unit 7, the reagent holding unit 11, the second reagent holding unit 12, the measuring unit 8, the flow path 9, the mixing tank 2, the mixer 17, and the detection unit 3. The positional relationship among the sample introduction port 6, the separation unit 7, the measurement unit 8, the reagent holding unit 11, the second reagent holding unit 12, the flow path 9, and the mixing tank 2 is substantially the same as in the second embodiment. is there.
検出部3は、混合槽2に対して、所定の方向、例えば、遠心力を負荷することを意図した第1方向、g1で表す矢印方向側に配置されているが、この位置関係でなくてもよい。混合槽2と検出部3とを連結する流路9は、その途中にH型のミキサー17が3つ直列に配置されている。
また、混合槽2の上流、検出部3の下流には、それぞれポンプを接続するためのポンプ孔18a、18bが形成されている。
The detection unit 3 is arranged in a predetermined direction with respect to the mixing tank 2, for example, a first direction intended to load a centrifugal force, the arrow direction side indicated by g1, but this positional relationship is not necessary. Also good. The flow path 9 connecting the mixing tank 2 and the detection unit 3 has three H-type mixers 17 arranged in series in the middle.
Pump holes 18a and 18b for connecting a pump are formed upstream of the mixing tank 2 and downstream of the detection unit 3, respectively.
次に、図6(a)及び図11のステップ1に示すように、マイクロチップ20に、血液14を導入する。
続いて、図6(b)及び図11のステップ2に示すように、g2方向に遠心力を負荷して、分離部7において、血液を血球14aと血漿14bとに遠心分離する。これと同時に、試薬保持部11、第2試薬保持部に保持されていた試薬16a及び第2試薬16bが、混合槽2に導入され、混合試薬16を与える。
Next, as shown in step 1 of FIG. 6A and FIG. 11, blood 14 is introduced into the microchip 20.
Subsequently, as shown in Step 2 of FIG. 6B and FIG. 11, a centrifugal force is applied in the g2 direction, and the blood is centrifuged into blood cells 14a and plasma 14b in the separation unit 7. At the same time, the reagent 16 a and the second reagent 16 b held in the reagent holding unit 11 and the second reagent holding unit are introduced into the mixing tank 2 to give the mixed reagent 16.
その後、図6(c)及び図10のステップ3に示すように、分離された血漿14bを、g1方向に遠心力を負荷して、計量部8に導入する。この際、混合槽2に保持されている試薬16は、H型ミキサー17の存在により、g1方向の遠心力のみによっては検出部3に導入されない。 Thereafter, as shown in Step 3 of FIG. 6C and FIG. 10, the separated plasma 14 b is introduced into the measuring unit 8 with a centrifugal force applied in the g1 direction. At this time, the reagent 16 held in the mixing tank 2 is not introduced into the detection unit 3 only by the centrifugal force in the g1 direction due to the presence of the H-type mixer 17.
次いで、図6(d)及び図10のステップ4に示すように、計量された所定量の血漿14bを、g2方向に遠心力を負荷することにより、混合槽2に導入するとともに、混合試薬16と混合され、血漿14bと試薬16aと第2試薬16bとの混合液15が与えられる。
その後、図6(e)及び図10のステップ5に示すように、ポンプ孔18aから吸引することにより、混合液15がH型ミキサー17によって十分混合され、さらに流路9aを通過し、検出部3に入り、検出部3の全内表面を混合液15で濡らす。
Next, as shown in Step 4 of FIG. 6 (d) and FIG. 10, a predetermined amount of the plasma 14b is introduced into the mixing tank 2 by applying a centrifugal force in the direction g2, and the mixed reagent 16 And a mixed solution 15 of plasma 14b, reagent 16a, and second reagent 16b is provided.
Thereafter, as shown in Step 5 of FIG. 6 (e) and FIG. 10, by sucking from the pump hole 18a, the mixed solution 15 is sufficiently mixed by the H-type mixer 17, and further passes through the flow path 9a, and the detection unit 3 and the entire inner surface of the detection unit 3 is wetted with the liquid mixture 15.
続いて、図6(f)及び図10のステップ6に示すように、ポンプ孔18bから吸引することにより、混合液15を混合槽2に戻す。
最後に、図6(g)及び図10のステップ7に示すように、再度ポンプ孔18bから吸引することにより、混合液15が検出部に導入され、検出を行う。
Subsequently, as shown in step 6 of FIG. 6 (f) and FIG. 10, the mixed solution 15 is returned to the mixing tank 2 by suction from the pump hole 18 b.
Finally, as shown in step 7 of FIG. 6 (g) and FIG. 10, by sucking again from the pump hole 18b, the liquid mixture 15 is introduced into the detection unit and detection is performed.
このようなマイクロチップの使用方法により、実施形態2と同様に、検出部の濡れ性を大きく、接触角を小さくすることができ、検出中の気泡の発生及び固形成分の付着を防止して、正確な測定を行うことができる。 By using such a microchip, as in the second embodiment, the wettability of the detection unit can be increased, the contact angle can be reduced, the generation of bubbles during detection and the adhesion of solid components can be prevented, Accurate measurement can be performed.
本発明は、医療、食品、創薬等の分野で使用される、臨床分析チップ、環境分析チップ、遺伝子分析チップ(DNAチップ)、たんぱく質分析チップ(プロテオームチップ)、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップなどと称される気体及び液体等に適用することができる種々の基板に利用することができる。 The present invention relates to a clinical analysis chip, an environmental analysis chip, a gene analysis chip (DNA chip), a protein analysis chip (proteome chip), a sugar chain chip, a chromatographic chip, used in the fields of medicine, food, drug discovery, etc. It can be used for various substrates that can be applied to gases and liquids called cell analysis chips and pharmaceutical screening chips.
10、20、30、40、50、60 マイクロチップ
2 混合槽
2a 第2混合槽
3 検出部
4 マイクロ流路
5a、5b 試料と試薬との混合液
6 試料導入口
7 遠心分離部
8 計量部
9、9a 流路
11 試料保持部
12 第2試料保持部
13 廃液溜
14 血液
14a 血球
14b 血漿
15 混合液
16 混合試薬
16a 試薬
16b 第2試薬
17 ミキサー
18a、18b ポンプ孔
10, 20, 30, 40, 50, 60 Microchip 2 Mixing tank 2a Second mixing tank 3 Detection section 4 Micro flow path 5a, 5b Mixed liquid of sample and reagent 6 Sample inlet 7 Centrifugal section 8 Measuring section 9 , 9a Channel 11 Sample holder 12 Second sample holder 13 Waste liquid reservoir 14 Blood 14a Blood cell 14b Plasma 15 Mixed liquid 16 Mixed reagent 16a Reagent 16b Second reagent 17 Mixer 18a, 18b Pump hole
Claims (24)
前記混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成され
るマイクロチップに、第1の方向及び前記第1の方向との間の角度θが0<θ<180°である第2の方向の遠心力を順次付加して前記マイクロチップを使用する方法であって、
(b)前記第2の方向の遠心力によって試料及び試薬を前記混合槽に導入し、前記混合槽において試料を試薬と混合する工程、
(c)試料を前記検出部にて検出する前に、前記第1の方向の遠心力によって前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液を前記検出部に導入して前記検出部を濡らす工程、
(c1)前記第2の方向の遠心力によって前記混合液を前記混合槽に戻す工程、
(d)前記(c)の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に、前記第1の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行う工程、
を含み、
前記第1の方向の遠心力によって、混合液が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第2の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って混合槽に移動する位置に、前記混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするマイクロチップを使用する方法。 A reagent holding unit for holding a reagent formed on the substrate, a mixing vessel, a detection unit, and at least a microchannel having the same cross-sectional area over the entire length by connecting the mixing vessel and the detection unit ,
The mixing tank, the microchannel, and the detection unit are connected in series in this order.
That the microchip method uses the first direction and the first angle theta is 0 between the direction of <theta <second direction the microchip centrifugal force added sequentially to a is 180 ° There,
(B) introducing the sample and the reagent into the mixing tank by centrifugal force in the second direction, and mixing the sample with the reagent in the mixing tank;
(C) Before detecting the sample by the detection unit, the detection liquid is introduced into the detection unit by introducing a mixed solution of the reagent and the sample to be detected by the detection unit by the centrifugal force in the first direction. The process of wetting the part,
(C1) returning the mixed liquid to the mixing tank by centrifugal force in the second direction;
(D) a step of detecting a sample in the detection unit by introducing a liquid mixture by centrifugal force in the first direction into the detection unit that has been wetted by the wetting step of (c);
Only including,
Due to the centrifugal force in the first direction, the mixed solution moves from the mixing tank to the detection unit through the micro flow channel, and the mixed solution moves from the detection unit to the micro flow channel by the centrifugal force in the second direction. A method of using a microchip , wherein the mixing tank, the microchannel, and the detection unit are disposed at a position where the mixing tank, the microchannel, and the detection unit are moved through .
さらに、(a)計量部において試料を計量する工程を含み、
(b)の工程では、(a)の工程で計量された試料を試薬と混合する、請求項1に記載の方法。 The microchip further includes a weighing unit,
Further comprising the step of weighing the sample in (a) weighing unit,
The method according to claim 1, wherein in the step (b) , the sample weighed in the step (a) is mixed with a reagent.
さらに、(aa)導入された試料を前記分離部において遠心分離する工程を含む請求項2に記載の方法。 The microchip further includes a sample inlet and a separation unit,
The method according to claim 2, further comprising (aa) centrifuging the introduced sample in the separation unit.
前記第2混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成されるマイクロチップに、第1の方向及び前記第1の方向との間の角度θが0<θ<180°である第2の方向の遠心力を順次付加して前記マイクロチップを使用する方法であって、
(b)前記第2の方向の遠心力によって、計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動して混合液を構成し、第1の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽に移動する工程、
(c)試料を前記検出部にて検出する前に、第2の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動して前記検出部を濡らす工程、
(c1)前記第1の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽に移動する工程、
(d)前記(c)の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に、前記第2の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行う工程、
を含み、
前記第2の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第1の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って第2混合槽に移動する位置に、前記第2混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするマイクロチップを使用する方法。 A reagent holding unit, a mixing tank, a second mixing tank, a detection unit, and a micro that has the same cross-sectional area over the entire length by connecting the second mixing tank and the detection unit to hold the reagent formed on the substrate Comprising at least a flow path,
An angle θ between the first direction and the first direction is 0 <θ in a microchip configured by connecting the second mixing tank, the microchannel, and the detection unit in series in this order. A method of using the microchip by sequentially applying a centrifugal force in the second direction of <180 °,
(B) the centrifugal force in the second direction Accordingly, metered sample and / or reagent constitutes the mixture was moved to the mixing tank, depending on the centrifugal force in the first direction, the liquid mixture a second Moving to the mixing tank,
(C) a sample prior to detecting by the detecting unit, depending on the centrifugal force in the second direction, wetting the detector liquid mixture moves to the detector through the microchannel from the second mixing tank Process,
(C1) the step of moving the mixed liquid to the second mixing tank by the centrifugal force in the first direction;
(D) a step of detecting a sample in the detection unit by introducing a liquid mixture by centrifugal force in the second direction into the detection unit that has been wetted by the step of wetting in (c);
Including
Due to the centrifugal force in the second direction, the liquid mixture moves from the second mixing tank through the micro flow path to the detection unit, and the liquid mixture moves from the detection unit to the micro by the centrifugal force in the first direction. A method of using a microchip, characterized in that the second mixing tank, the micro flow path, and the detection unit are arranged at a position where the second mixing tank moves to the second mixing tank .
前記マイクロチップに第1の方向及び前記第1の方向との間の角度θが0<θ<180°である第2の方向の遠心力を順次付加して回転させる回転手段と、を含むシステムであって、
前記混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部はこの順で直列に連結して構成されており、マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、該マイクロ流路の全長において、第1の方向に対して、−90°より大きく、+90°未満となる形状に形成されてなり、
前記回転手段により前記マイクロチップを回転することにより、
(b)前記第2の方向の遠心力によって試料及び試薬を前記混合槽に導入し、前記混合槽において試料を試薬と混合し、
(c)試料を前記検出部にて検出する前に、前記第1の方向の遠心力によって前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液を前記検出部に導入して前記検出部を濡らし、
(c1)前記第2の方向の遠心力によって前記混合液を前記混合槽に戻す工程、
(d)前記(c)によりすでに濡れた検出部に、前記第1の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行い、
前記第1の方向の遠心力によって、混合液が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第2の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って混合槽に移動する位置に、前記混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするシステム。 A microchannel formed on a microchip and having the same cross-sectional area over the entire length by connecting the mixing tank and the detection unit ;
A rotation means for sequentially rotating the microchip by applying a centrifugal force in a second direction in which an angle θ between the first direction and the first direction is 0 <θ <180 °. Because
The mixing tank, the microchannel, and the detection unit are configured to be connected in series in this order, and the direction from the mixing channel of the microchannel to the detection unit is the first in the entire length of the microchannel . Is formed in a shape larger than −90 ° and smaller than + 90 ° with respect to the direction of
By rotating the microchip by the rotating means,
(B) introducing the sample and the reagent into the mixing tank by centrifugal force in the second direction, mixing the sample with the reagent in the mixing tank,
(C) Before detecting the sample by the detection unit, the detection liquid is introduced into the detection unit by introducing a mixed solution of the reagent and the sample to be detected by the detection unit by the centrifugal force in the first direction. part to get wet et al.,
(C1) returning the mixed liquid to the mixing tank by centrifugal force in the second direction;
(D) Introducing the mixed liquid by the centrifugal force in the first direction to the detection unit already wetted by (c), and detecting the sample by the detection unit,
Due to the centrifugal force in the first direction, the mixed solution moves from the mixing tank to the detection unit through the micro flow channel, and the mixed solution moves from the detection unit to the micro flow channel by the centrifugal force in the second direction. The mixing tank, the microchannel, and the detection unit are arranged at a position where the mixing tank, the microchannel, and the detection unit are moved through the system .
前記マイクロチップに第1の方向及び前記第1の方向との間の角度θが0<θ<180°である第2の方向の遠心力を順次付加して回転させる回転手段と、を含むシステムであって、
前記混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成され、
前記マイクロ流路の混合槽から検出部に至る向きが、マイクロ流路の全長において、前記第1の方向に対して、−90°より大きく、+90°未満となる形状に形成されてなり、
前記回転手段により前記マイクロチップを回転することにより、
(b)第2の方向の遠心力によって試料及び試薬を前記混合槽に導入し、前記混合槽において試料を試薬と混合し、
(c)試料を前記検出部にて検出する前に、前記第1の方向の遠心力によって前記検出部での検出対象である試薬と試料との混合液を前記検出部に導入して前記検出部を濡らし、
(c1)前記第2の方向の遠心力によって前記混合液を前記混合槽に戻す工程、
(d)前記(c)によりすでに濡れた検出部に、前記第1の方向の遠心力によって混合液を導入して、前記検出部で試料の検出を行い、
前記第1の方向の遠心力によって、混合液が混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第2の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って混合槽に移動する位置に、前記混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするシステム。 A microchip comprising at least a microchannel having the same cross-sectional area over the entire length by connecting the mixing tank formed on the substrate, the detection section, and the mixing tank and the detection section ;
A rotation means for sequentially rotating the microchip by applying a centrifugal force in a second direction in which an angle θ between the first direction and the first direction is 0 <θ <180 °. Because
The mixing tank, the microchannel and the detection unit are connected in series in this order,
The direction from the mixing tank of the microchannel to the detection unit is formed in a shape that is greater than -90 ° and less than + 90 ° with respect to the first direction in the entire length of the microchannel,
By rotating the microchip by the rotating means,
(B) introducing the sample and the reagent into the mixing tank by centrifugal force in the second direction, mixing the sample with the reagent in the mixing tank,
(C) Before detecting the sample by the detection unit, the detection liquid is introduced into the detection unit by introducing a mixed solution of the reagent and the sample to be detected by the detection unit by the centrifugal force in the first direction. part to get wet et al.,
(C1) returning the mixed liquid to the mixing tank by centrifugal force in the second direction;
(D) Introducing the mixed liquid by the centrifugal force in the first direction to the detection unit already wetted by (c), and detecting the sample by the detection unit,
Due to the centrifugal force in the first direction, the mixed solution moves from the mixing tank to the detection unit through the micro flow channel, and the mixed solution moves from the detection unit to the micro flow channel by the centrifugal force in the second direction. The mixing tank, the microchannel, and the detection unit are arranged at a position where the mixing tank, the microchannel, and the detection unit are moved through the system .
第2の方向の遠心力を負荷した際に、計量部で計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動
する請求項18に記載のシステム。 The microchip further has a weighing unit,
When a centrifugal force in the second direction is applied, the sample and / or reagent weighed in the weighing unit moves to the mixing tank
The system of claim 18 you.
前記マイクロチップに、第1の方向及び前記第1の方向との間の角度θが0<θ<180°である第2の方向の遠心力を順次付加して前記マイクロチップを回転させる回転手段と、を含むシステムであって、
前記第2混合槽、前記マイクロ流路及び前記検出部をこの順で直列に連結して構成され、
前記回転手段により前記マイクロチップを回転することにより、
(b)前記第2の方向の遠心力によって、計量された試料及び/又は試薬が混合槽に移動して混合液を構成し、第1の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽に移動する工程、
(c)試料を前記検出部にて検出する前に、第2の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動して前記検出部を濡らす工程、
(c1)前記第1の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽に移動する工程、
(d)前記第2の方向の遠心力によって混合液を(c)の濡らす工程によりすでに濡れた検出部に導入して、前記検出部で試料の検出を行う工程、
を含み、
前記第2の方向の遠心力によって、混合液が第2混合槽からマイクロ流路を通って検出部に移動し、かつ、前記前記第1の方向の遠心力によって、混合液が検出部からマイクロ流路を通って第2混合槽に移動する位置に、前記第2混合槽、マイクロ流路及び検出部が配置されていることを特徴とするシステム。 At least a measurement unit, a mixing tank, a second mixing tank, a detection unit, and a microchannel having the same cross-sectional area over the entire length by connecting the second mixing tank and the detection unit formed on the substrate. Microchip,
Rotating means for rotating the microchip by sequentially applying a centrifugal force in a second direction in which an angle θ between the first direction and the first direction is 0 <θ <180 ° to the microchip. And a system including:
The second mixing tank, the microchannel and the detection unit are connected in series in this order,
By rotating the microchip by the rotating means,
(B) The measured sample and / or reagent moves to the mixing tank by the centrifugal force in the second direction to form a mixed liquid, and the mixed liquid becomes the second mixing tank by the centrifugal force in the first direction. The process of moving to,
(C) The step of wetting the detection unit by moving the mixed solution from the second mixing tank through the microchannel to the detection unit by centrifugal force in the second direction before the sample is detected by the detection unit. ,
(C1) the step of moving the mixed liquid to the second mixing tank by the centrifugal force in the first direction;
(D) introducing the mixed liquid into the already wetted detection unit by the step of wetting in (c) by the centrifugal force in the second direction, and detecting the sample by the detection unit;
Including
Due to the centrifugal force in the second direction, the liquid mixture moves from the second mixing tank through the micro flow path to the detection unit, and the liquid mixture moves from the detection unit to the micro by the centrifugal force in the first direction. system at a position moved to the second mixing tank through the channel, the second mixing vessel, characterized in that the microchannel and the detection unit is disposed.
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