JP2008249681A - Chip for channel forming - Google Patents

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Norifumi Ikeda
憲文 池田
Shota Miura
祥太 三浦
Nobuaki Tanaka
伸明 田中
Koichi Morita
公一 森田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chip for channel forming in which capturing means can easily be arranged, even if the channel is minute, so as to detect various capture targets. <P>SOLUTION: This chip for channel forming includes a platy substrate, a channel configuration member made from polydimethylsiloxane (PDMS) resin which is equipped with channel configuration groove composing the above channel and mounted on the above substrate so as to cover the above channel configuration groove to form the channel, a capturing means movably-arranged in the above channel to capture any capture target, and an arresting means for restraining movement of the above capturing means on the way of the above channel. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料を移送するための流路を備える流路形成チップに関する。   The present invention relates to a flow path forming chip including a flow path for transferring a sample.

近年、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞といった種々の生体試料等に対する生化学的な分析操作を行うにあたり、流路形成チップが広く利用されている。この流路形成チップは、基板と、基板上に載置され、微細流路パターンの溝が形成された流路構成部材と、流路構成部材上に載置される天板と、から構成される。このような流路形成チップの微細な溝は、半導体集積回路に用いられる微細加工技術等を利用して形成される。   In recent years, flow path forming chips have been widely used for performing biochemical analysis operations on various biological samples such as DNA, RNA, and cells. This flow path forming chip is composed of a substrate, a flow path component member placed on the substrate and formed with a groove of a fine flow path pattern, and a top plate placed on the flow path component member. The Such a fine groove of the flow path forming chip is formed by utilizing a fine processing technique or the like used in a semiconductor integrated circuit.

ところで、遺伝子の発現状況を調べる手法として、ＤＮＡプローブを種類毎に区分けして固定したＤＮＡプローブアレイが知られている。ＤＮＡプローブアレイは、異なる検査対象とそれぞれ結合可能なプローブを固定した粒子を、平板部材に設けられた溝に複数並べたものである（特許文献１参照）。粒子は、配列後に溝内に配置されるゲルに押し付けられることで固定され、溝内に試料を移送し、特定の生体物質を粒子に結合し捕獲する構成である。   By the way, as a technique for examining the expression status of genes, a DNA probe array in which DNA probes are classified and fixed for each type is known. The DNA probe array is a plurality of particles in which probes that can bind to different test objects are fixedly arranged in a groove provided in a flat plate member (see Patent Document 1). The particles are fixed by being pressed against a gel placed in the groove after arrangement, and a sample is transferred into the groove to bind and capture a specific biological substance to the particle.

また、硬質樹脂を用いたビーズアレイ作成用チップが知られている。ビーズアレイ作成用チップのキャピラリにビーズを注入・配列した後、ビーズアレイ作成用チップのビーズを注入する導入口とビーズアレイ作成用チップのキャピラリーとの境界に構造物を固定することで、ビーズアレイ作成用チップのキャピラリ内にビーズを固定する構成も提案されている（特許文献２参照）。そして、キャピラリ内に試料を移送し、特定の生体物質をビーズに結合し捕獲する構成である。
特開平１１−２４３９９７号公報 特開２００５−２０１８４９号公報 Further, a chip for making a bead array using a hard resin is known. After injecting and arranging beads into the capillary of the bead array creation chip, the structure is fixed at the boundary between the inlet for injecting the beads of the bead array creation chip and the capillary of the bead array creation chip. There has also been proposed a configuration in which beads are fixed in a capillary of a production chip (see Patent Document 2). And it is the structure which transfers a sample in a capillary, couple | bonds and capture | acquires a specific biological material to a bead.
JP-A-11-243997 JP 2005-201849 A

しかし、特許文献１のＤＮＡプローブアレイでは、多孔質粒子はゲルを用いて流路内に固定されるため、多孔質粒子の径の大きさの許容範囲もゲルの弾性変形の範囲内に限定される。さらに流路幅や多孔質粒子の寸法を微小にした場合には、多孔質粒子を所定位置に固定することが困難になるおそれがある。   However, in the DNA probe array of Patent Document 1, since the porous particles are fixed in the flow path using a gel, the allowable range of the diameter of the porous particles is also limited to the range of elastic deformation of the gel. The Further, when the flow path width and the size of the porous particles are made minute, it may be difficult to fix the porous particles at a predetermined position.

また、特許文献２のビーズアレイ作成用チップでは、粒状ビーズを固定するためのビーズ固定用の部材が必要であり、ビーズアレイ作成用チップの部品点数が増加する上に、流路や粒状ビーズの微小化により固定部品の製造や取り付ける工程が困難になるおそれがある。   Further, the chip for creating a bead array of Patent Document 2 requires a bead fixing member for fixing the granular beads, and the number of parts of the chip for preparing the bead array is increased. The miniaturization may make it difficult to manufacture and attach fixed parts.

そこで、本発明は、上述の課題を鑑みて、流路が微細であっても流路中に捕獲手段を容易に配置でき、種々の捕獲対象を検出できるとともに、作製の簡便な流路形成チップを提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above-described problems, the present invention can easily arrange capture means in a flow path even if the flow path is fine, can detect various capture targets, and can be easily manufactured as a flow path forming chip. The purpose is to provide.

上記課題を解決するための本発明の流路形成チップの第１の態様は、試料を移送する流路を備える流路形成チップであって、板状の基板と、前記流路を構成する流路構成溝が設けられ、前記流路構成溝を覆うように前記基板に装着されて前記流路を形成する流路構成部材と、前記流路において前記試料中の捕獲対象物を捕獲するための捕獲手段の移動を拘束するように前記流路の途中に設けられた拘束手段と、を備え、前記流路構成部材は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂から形成されている。   A first aspect of the flow path forming chip of the present invention for solving the above-described problem is a flow path forming chip including a flow path for transferring a sample, and includes a plate-shaped substrate and a flow forming the flow path. A channel-constituting groove, and a channel-constituting member that is mounted on the substrate so as to cover the channel-constituting groove to form the channel; and for capturing the capture target in the sample in the channel Restraining means provided in the middle of the flow path so as to restrain the movement of the capturing means, and the flow path constituting member is made of polydimethylsiloxane (PDMS) resin.

また、本発明の流路形成チップの第２の態様によれば、前記基板は、ガラス材から形成されている。さらに、本発明の流路形成チップの第３の態様によれば、前記拘束手段は、前記流路の側面から流路幅を狭くする方向に突出して形成される凸部であり、前記凸部における流路幅は、前記捕獲手段の径よりも小さい。また、本発明の流路形成チップの第４の態様によれば、前記捕獲手段は、多孔質粒子である。   Moreover, according to the 2nd aspect of the flow-path formation chip | tip of this invention, the said board | substrate is formed from the glass material. Furthermore, according to the third aspect of the flow path forming chip of the present invention, the restraining means is a convex portion that is formed to project from the side surface of the flow channel in the direction of narrowing the flow channel width, and the convex portion The flow path width in is smaller than the diameter of the capturing means. Moreover, according to the 4th aspect of the flow-path formation chip | tip of this invention, the said capture means is a porous particle.

本発明の流路形成チップの第５の態様によれば、前記多孔質粒子は、その孔部にプローブが装着されている。本発明の流路形成チップの第６の態様によれば、前記多孔質粒子は、シリカを主成分とする直径１００μｍ以下の球形ビーズである。   According to the 5th aspect of the flow-path formation chip | tip of this invention, the probe is mounted | worn with the said porous particle. According to the sixth aspect of the flow path forming chip of the present invention, the porous particles are spherical beads having a diameter of 100 μm or less mainly composed of silica.

本発明の流路形成チップの第７の態様によれば、前記流路の上流側及び下流側に前記試料を移送させるための電極を備える。本発明の流路形成チップの第８の態様によれば、前記拘束手段よりも上流側に前記試料に含まれる細胞を破砕する破砕手段を流路中に備える。本発明の流路形成チップの第９の態様によれば、前記流路を複数設け、前記複数の流路の各々に、前記拘束手段及び前記捕獲手段を設ける。   According to the 7th aspect of the flow-path formation chip | tip of this invention, the electrode for moving the said sample to the upstream and downstream of the said flow path is provided. According to the 8th aspect of the flow-path formation chip | tip of this invention, the crushing means which crushes the cell contained in the said sample upstream is provided in a flow path from the said restraint means. According to the ninth aspect of the flow path forming chip of the present invention, a plurality of the flow paths are provided, and the restraining means and the capturing means are provided in each of the plurality of flow paths.

本発明の流路形成チップの第１０の態様によれば、前記試料を移送させるために遠心装置に取り付けられて使用される。本発明の流路形成チップの第１１の態様によれば、前記遠心装置は、試料を収容した前記流路形成チップを取り付けて所定の回転軸を中心に回転する回転盤と、前記流路形成チップ内における試料の状態を目視により観察するための顕微鏡と、を具備し、前記流路形成チップ内の試料または試料中の物質に対して遠心力を作用させることで前記試料から所定の物質を分離または合成させる可視下遠心装置である。   According to the 10th aspect of the flow-path formation chip | tip of this invention, in order to transfer the said sample, it attaches and uses for a centrifuge. According to an eleventh aspect of the flow path forming chip of the present invention, the centrifuge includes a turntable that rotates around a predetermined rotation axis by attaching the flow path forming chip containing a sample, and the flow path formation A microscope for visually observing the state of the sample in the chip, and applying a centrifugal force to the sample in the flow path forming chip or the substance in the sample to remove a predetermined substance from the sample Visible centrifuge for separation or synthesis.

本発明の流路形成チップによれば、流路構成部材をＰＤＭＳから形成しているので、ＰＤＭＳが有する自己吸着性を利用して流路構成部材を基板に簡単に装着でき、このため、チップを簡便に作製することができる。さらに、ＰＤＭＳは、試料の劣化を起こさないといった生体適合性に優れるので、検出精度の信頼性を向上できる。   According to the flow path forming chip of the present invention, since the flow path constituent member is formed of PDMS, the flow path constituent member can be easily attached to the substrate by utilizing the self-adsorption property of PDMS. Can be easily prepared. Furthermore, since PDMS is excellent in biocompatibility so as not to cause sample deterioration, the reliability of detection accuracy can be improved.

また、流路構成溝を有しＰＤＭＳから形成された流路構成部材を基板に装着するという簡易な構成により流路の途中に捕獲手段の移動を拘束する拘束手段を設けることで、流路が微細であっても流路中に捕獲対象物の捕獲手段を容易に配置でき、種々の捕獲対象を検出できる。   Further, by providing a restraining means for restraining the movement of the capturing means in the middle of the flow path by a simple configuration in which a flow path constituting member having a flow path constituting groove and formed from PDMS is mounted on the substrate, the flow path is Even if it is fine, capturing means for capturing an object can be easily arranged in the flow path, and various capturing objects can be detected.

また、流路構成溝が形成された流路構成部材を、流路構成溝を覆うように基板に装着するので、流路を密閉できる。従って、検出作業中に流路内に不純物が混入したり、液体中の特定成分が揮発することを防止できる。結果として、検出条件を均一にし検出作業を行うことができる。さらに、流路が密閉されるので、サンプルが微量であっても捕獲対象物を確実に捕獲することができる。   Moreover, since the flow path component having the flow path configuration groove formed thereon is mounted on the substrate so as to cover the flow path configuration groove, the flow path can be sealed. Accordingly, it is possible to prevent impurities from being mixed into the flow path during the detection operation and the specific component in the liquid from volatilizing. As a result, the detection condition can be made uniform and the detection operation can be performed. Furthermore, since the flow path is sealed, the capture target can be reliably captured even if the amount of the sample is small.

さらに、流路形成チップを遠心装置に取り付けて回転させて遠心力を作用させることで流路形成チップにおいて試料溶液を流路内で流動させることができる。このため電気浸透流発生のための電界印加が不要となるので、電界印加による検出対象の物質への影響がない。   Furthermore, the sample solution can be flowed in the flow path in the flow path forming chip by attaching the flow path forming chip to the centrifuge and rotating it to apply centrifugal force. For this reason, it is not necessary to apply an electric field for generating an electroosmotic flow, so that there is no influence on the substance to be detected by the application of the electric field.

以下、本発明の細胞破砕用装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。各図面中、同一要素は同一符号で示してある。
（実施形態１） Hereinafter, embodiments of the device for cell disruption of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals.
(Embodiment 1)

本発明の実施形態１の流路形成チップについて、図１〜図３を参照しつつ説明する。図１Ａは、実施形態１に係る流路形成チップの平面図であり、図１Ｂは、図１Ａの線ＩＢ−ＩＢに沿った断面図であり、図２Ａは、捕獲手段が配置された流路部分を示す平面図であり、図２Ｂは、図１Ａの線ＩＩＢ−ＩＩＢに沿った断面図である。図３は、蛍光標識されたＤＮＡを吸着したシリカビーズの模式図である。なお、図２Ａでは、構成の理解を容易にするため、流路形成チップ内部に延在する流路等を実線で示す。   The flow path forming chip according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A is a plan view of a flow path forming chip according to Embodiment 1, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1A, and FIG. 2A is a flow path in which capturing means is disposed. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIB-IIB in FIG. 1A. FIG. 3 is a schematic diagram of silica beads adsorbing fluorescently labeled DNA. In FIG. 2A, in order to facilitate understanding of the configuration, the flow path and the like extending inside the flow path forming chip are indicated by solid lines.

実施形態１に係る流路形成チップ１は、基板１１と、基板１１上に基板１１を覆うように配置される流路構成部材１２と、を備える。さらに、本実施形態では、本発明の必須構成要素ではないが、生体試料を流路内で移送するための移送手段を設けている。なお、移送手段は、公知の電源等である電圧印加装置（不図示）と、電圧印加装置が接続される一対の膜状電極５１，５３と、を有する。   The flow path forming chip 1 according to the first embodiment includes a substrate 11 and a flow path constituting member 12 disposed on the substrate 11 so as to cover the substrate 11. Furthermore, in this embodiment, although not an essential component of the present invention, a transfer means for transferring the biological sample in the flow path is provided. The transfer means includes a voltage application device (not shown) which is a known power source and the like, and a pair of film electrodes 51 and 53 to which the voltage application device is connected.

流路構成部材１２は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂から作製される矩形状の薄板部材である。流路構成部材１２の下面１２ａには、複数の凹部２が並列して設けられており、後述するように複数の流路及び貯留槽を構成する。   The flow path component 12 is a rectangular thin plate member made of polydimethylsiloxane (PDMS) resin. A plurality of recesses 2 are provided in parallel on the lower surface 12a of the flow path component 12, and constitute a plurality of flow paths and storage tanks as will be described later.

基板１１は、膜状電極５１，５３や流路構成部材１２を支持する矩形状で板材の支持部材である。なお、本実施形態では、基板１１として市販の板状のほう珪酸ガラス（商品名：パイレックス（登録商標））を用い、その寸法は、例えば長さ２０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍである。   The substrate 11 is a rectangular plate member that supports the membrane electrodes 51 and 53 and the flow path component 12. In the present embodiment, a commercially available plate-like borosilicate glass (trade name: Pyrex (registered trademark)) is used as the substrate 11, and the dimensions thereof are, for example, 20 mm in length, 10 mm in width, and 1 mm in thickness.

一対の膜状電極５１，５３は、基板１１の上面１１ａ上に所定のパターンで形成されており、互いに離間して配置され、基板１１の一端部まで延びている。また、各電極５１、５３は、その端部で露出しており、駆動電圧印加装置と電気的に接続可能である。なお、図１Ａ中おいて、流路形成チップの構成の理解を容易にするために、直接は見えない電極５１、５３を破線及びハッチングで凹部２を破線で示す。   The pair of film electrodes 51 and 53 are formed in a predetermined pattern on the upper surface 11 a of the substrate 11, are spaced apart from each other, and extend to one end of the substrate 11. Further, the electrodes 51 and 53 are exposed at their end portions, and can be electrically connected to the drive voltage application device. In FIG. 1A, in order to facilitate understanding of the configuration of the flow path forming chip, the electrodes 51 and 53 that are not directly visible are indicated by broken lines and hatching, and the recess 2 is indicated by a broken line.

膜状電極５１、５３は、流路構成部材１２の下面１２ａと基板１１の上面１１ａとの間に位置する。本実施形態の膜状電極５１，５３は、基板１１の上面１１ａにレジスト等によるマスクパターンを形成した後、スパッタリングによりＴｉで成膜し、さらにＴｉをＰｔの反応保護膜で覆った２層構造である（図１Ｂ参照）。Ｔｉを用いることで基板１１との密着性を向上させることができる。また、Ｐｔで覆うことで、膜状電極と試料との間の電極反応を抑制できる。   The film electrodes 51 and 53 are located between the lower surface 12 a of the flow path component 12 and the upper surface 11 a of the substrate 11. The film electrodes 51 and 53 of the present embodiment are formed in a two-layer structure in which a mask pattern made of a resist or the like is formed on the upper surface 11a of the substrate 11, then formed by sputtering with Ti, and further Ti is covered with a Pt reaction protective film. (See FIG. 1B). Adhesion with the substrate 11 can be improved by using Ti. Moreover, the electrode reaction between a film-like electrode and a sample can be suppressed by covering with Pt.

流路構成部材１２の凹部２について説明する。図１Ａに示す凹部２は、図の縦方向に延びる流路構成溝２８と、流路構成溝２８が延在する方向に関し流路の両端部のそれぞれに接続する平面視略三角形状の貯留槽構成溝２７，２６と、を備える。流路構成部材１２は、基板１１の上面１１ａに対し凹部２の形成された下面１２ａが対向するように基板１１に装着される。これにより、流路構成溝２８と基板１１の上面１１ａとにより流路２３が画成され、貯留槽構成溝２７，２６と基板１１の上面１１ａとにより貯留槽２１，２２が画成される。   The recess 2 of the flow path component 12 will be described. The recess 2 shown in FIG. 1A has a channel-forming groove 28 extending in the vertical direction in the drawing, and a storage tank having a substantially triangular shape in plan view connected to both ends of the channel in the direction in which the channel-forming groove 28 extends. Configuration grooves 27 and 26. The flow path constituting member 12 is mounted on the substrate 11 so that the lower surface 12a in which the recess 2 is formed faces the upper surface 11a of the substrate 11. Accordingly, the flow path 23 is defined by the flow path constituting groove 28 and the upper surface 11 a of the substrate 11, and the storage tanks 21 and 22 are defined by the storage tank constituting grooves 27 and 26 and the upper surface 11 a of the substrate 11.

流路２３の途中には、試料内の捕獲対象物を捕獲するための捕獲手段である球状のシリカビーズ２５を流路２３中で拘束する拘束手段として拘束部２４が設けられている。シリカビーズ２５は、拘束部２４により流路２３中の所定位置に維持される。図２Ａに示されるように、拘束部２４は流路構成溝２８の側面が突き出るように形成された凸部から構成されている。すなわち、拘束部２４は、流路構成溝２８の側面から徐々に流路幅を狭くするように傾斜する傾斜面と、徐々に流路幅を広くするように傾斜する傾斜面と、から構成され、両傾斜面は最も流路を狭くする部分である最狭部２４ａで連結される。最狭部２４ａにおける流路幅は、シリカビーズ２５の外径よりも小さく設定される。   In the middle of the flow path 23, a restraining portion 24 is provided as a restraining means for restraining the spherical silica beads 25, which are capturing means for capturing the capture target in the sample, in the flow path 23. The silica beads 25 are maintained at a predetermined position in the flow path 23 by the restraining portion 24. As shown in FIG. 2A, the restraint portion 24 is composed of a convex portion formed so that the side surface of the flow path constituting groove 28 protrudes. In other words, the restraining portion 24 includes an inclined surface that is inclined so as to gradually narrow the flow path width from the side surface of the flow path constituting groove 28, and an inclined surface that is inclined so as to gradually widen the flow path width. Both inclined surfaces are connected by the narrowest portion 24a which is the portion that narrows the flow path most. The flow path width in the narrowest part 24 a is set smaller than the outer diameter of the silica beads 25.

なお、拘束部２４の部分を除き、流路２３の流路幅（図２Ａの上下方向）は一定である。さらに、流路２３の深さ（図２Ａの紙面の表裏方向）も、本実施形態では一定とした。したがって、拘束部２４の位置における流路幅及び流路深さは、シリカビーズの寸法に応じて適宜変更でき、拘束部２４を超えて、シリカビーズが上流側から下流側へ移送されないような寸法関係を有しさえすればよい。また、拘束部２４の傾斜面の勾配は、拘束手段に利用できるスペースの大きさにより決定される。さらに、流路２３の流路深さは、シリカビーズ２５が２個同時に通り抜けできないように設定される。   In addition, except the part of the restraint part 24, the flow path width (up-down direction of FIG. 2A) of the flow path 23 is constant. Furthermore, the depth of the flow path 23 (the front and back direction in FIG. 2A) is also constant in this embodiment. Therefore, the flow path width and the flow path depth at the position of the restraint portion 24 can be appropriately changed according to the size of the silica beads, and the dimensions are such that the silica beads are not transferred from the upstream side to the downstream side beyond the restraint portion 24. You only have to have a relationship. Further, the slope of the inclined surface of the restraining portion 24 is determined by the size of the space available for the restraining means. Further, the channel depth of the channel 23 is set so that two silica beads 25 cannot pass through at the same time.

シリカビーズ２５は、ＳｉＯ2（シリカ）を主成分とし、表面に無数の細孔を有する多孔質の球状ビーズであり、その表面は、他の物質の吸着、結合、又は表面で他の物質と反応する能力（反応性）を有するものである。 The silica beads 25 are porous spherical beads mainly composed of SiO 2 (silica) and having innumerable pores on the surface, and the surface thereof is adsorbed or bound to other substances, or has a surface different from other substances. It has the ability to react (reactivity).

シリカビーズ２５は、流路２３内において拘束部２４の最狭部２４ａよりも上流側に配置される。よって、上流側から下流側への流れがある場合には、拘束部２４の最狭部２４ａより下流側に移動することは無い。   The silica beads 25 are disposed upstream of the narrowest portion 24 a of the restricting portion 24 in the flow path 23. Therefore, when there is a flow from the upstream side to the downstream side, there is no movement downstream from the narrowest portion 24a of the restraint portion 24.

シリカビーズ２５は、その細孔に分子を吸着することができる。さらに、捕獲対象を絞る場合には、捕獲対象物と反応もしくは特異的に結合するプローブを担持させることも可能である。プローブ及び捕獲対象物質としては、タンパク分子等の抗原と抗体、基質とこれに反応する酵素、ＤＮＡやＲＮＡとその少なくとも一部に相補的な塩基配列を有するオリゴヌクレオチド等がある。プローブを担持させる方法としては、固相法によりシリカビーズ２５の表面にオリゴヌクレオチドやポリペプチドを合成する方法や、ビオチン及びアビジンの結合を利用する方法を利用できる。さらに、多孔質粒子は、シリカビーズの他に、活性炭、アルミナ、プラスチック微粒子など、一般的に固定相として用いられ、反応性を有する微粒子を用いることができる。   Silica beads 25 can adsorb molecules in their pores. Furthermore, when narrowing down the capture target, it is possible to carry a probe that reacts or specifically binds to the capture target. Examples of the probe and the substance to be captured include antigens and antibodies such as protein molecules, substrates and enzymes that react with them, DNA and RNA, and oligonucleotides having a base sequence complementary to at least a part thereof. As a method of supporting the probe, a method of synthesizing an oligonucleotide or a polypeptide on the surface of the silica beads 25 by a solid phase method, or a method of using the binding of biotin and avidin can be used. Furthermore, in addition to silica beads, the porous particles are generally used as a stationary phase such as activated carbon, alumina, and plastic fine particles, and reactive fine particles can be used.

流路形成チップ１の貯留槽２１，２２は、試料を投入又は回収するために用いられる。なお、図には示さないが、貯留槽２１，２２と流路形成チップ１の外部とは、不図示の貫通孔により連通しており、貫通孔を介して外部から試料を、試料投入槽である貯留槽２１に投入し、流路２３を介して回収槽である貯留槽２２に到達した試料は、貫通孔を介して排出される。   The storage tanks 21 and 22 of the flow path forming chip 1 are used for loading or collecting a sample. Although not shown in the figure, the storage tanks 21 and 22 and the outside of the flow path forming chip 1 communicate with each other through a through hole (not shown), and a sample is supplied from the outside through the through hole in the sample charging tank. A sample that has been put into a certain storage tank 21 and reaches the storage tank 22 that is a recovery tank via the flow path 23 is discharged through the through hole.

流路構成部材１２は、貯留槽構成溝２７，２６の形成領域に、一対の電極５１、５３がそれぞれ位置づけられるように基板１１に装着される。一対の電極５１、５３は、不図示の電圧印加装置からの電力供給を受けると、貯留槽２１から貯留槽２２への電気浸透流を発生させる。この電気浸透流により試料を含む液体は、貯留槽（試料投入槽）２１から流路２３を通り貯留槽（回収槽）２２へ流れる。なお、本実施形態では、４つの凹部２が設けられる構成であり、各凹部２には、試料投入槽２１、回収槽２２及び流路２３、拘束部２４が形成され、他の凹部も前述の凹部と同一寸法で同一形状である。   The flow path component 12 is mounted on the substrate 11 so that the pair of electrodes 51 and 53 are positioned in the formation regions of the storage tank configuration grooves 27 and 26, respectively. The pair of electrodes 51, 53 generates an electroosmotic flow from the storage tank 21 to the storage tank 22 when receiving power supply from a voltage application device (not shown). The liquid containing the sample by this electroosmotic flow flows from the storage tank (sample input tank) 21 to the storage tank (recovery tank) 22 through the flow path 23. In the present embodiment, four recesses 2 are provided. In each recess 2, a sample introduction tank 21, a recovery tank 22, a flow path 23, and a restraint part 24 are formed, and the other recesses are also described above. It has the same dimensions and shape as the recess.

次に、流路構成部材の作製方法について説明する。まず、例えば、縦２６ｍｍ、横７６ｍｍで所定厚さを有する、表面がほぼ平坦のガラス板を用意する。次に、ガラス板上に、縦１０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの矩形状のガラスチップを載置する。そして、厚さ１．５ｍｍのシリコンゴムを、ガラスチップの周囲を囲むようにガラス板上に載置する。なお、ガラスチップ上には、ネガレジスト（化薬マイクロケム株式会社製のＳＵ−８（商品名））などによって凹部２とは逆パターン（流路構成溝２８及び貯留槽構成溝２７，２６に対応する凸状部）が形成されている。また、逆パターンを形成する材料は、上記ＳＵ−８（商品名）に限らず、例えば、半導体基板のパッケージやフレキシブル基板材料として利用されている感光性のドライフィルムレジストを用いることができる。   Next, a method for producing the flow path component will be described. First, for example, a glass plate having a substantially flat surface and a predetermined thickness of 26 mm in length and 76 mm in width is prepared. Next, a rectangular glass chip having a length of 10 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 1 mm is placed on the glass plate. Then, silicon rubber having a thickness of 1.5 mm is placed on the glass plate so as to surround the periphery of the glass chip. On the glass chip, a negative resist (SU-8 (trade name) manufactured by Kayaku Microchem Co., Ltd.) or the like is used to form a pattern opposite to the concave portion 2 (the flow path constituting groove 28 and the storage tank constituting grooves 27 and 26 Corresponding convex portions) are formed. The material for forming the reverse pattern is not limited to SU-8 (trade name), and for example, a photosensitive dry film resist used as a semiconductor substrate package or a flexible substrate material can be used.

そして、シリコンゴムで囲まれた領域内にポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を流し込む。その後、６０°Ｃに調整されたオーブンで約６０分間焼成し、ガラスチップを剥がし、厚さ約０．５ｍｍのＰＤＭＳシートを得る。このＰＤＭＳシートには流路構成溝２８及び貯留槽構成溝２７，２６のパターンが転写されており、ＰＤＭＳシートが流路構成部材１２を構成する。   Then, polydimethylsiloxane (PDMS) is poured into a region surrounded by silicon rubber. Thereafter, it is baked in an oven adjusted to 60 ° C. for about 60 minutes, and the glass chip is peeled off to obtain a PDMS sheet having a thickness of about 0.5 mm. The PDMS sheet has a pattern of the flow path constituting groove 28 and the storage tank constituting grooves 27 and 26 transferred thereto, and the PDMS sheet constitutes the flow path constituting member 12.

このように作製された流路構成部材を洗浄したのち、流路構成溝が形成された面側がガラス基板等に接するように貼り付け、生体試料用流路形成チップが完成する。ＰＤＭＳシートからなる流路構成部材１２は自己吸着性を有するので、流路構成部材１２と基板１１との間に接着材を付与することなく両部材１１，１２を固定できる。このとき、流路及び貯留槽はほぼ密閉された状態である。また、ＰＤＭＳシートからなる流路構成部材１２は、特にガラスに対し自己吸着性がよいので、流路構成部材１２をガラス製の基板１１に接着材なしでよく密着させて装着できる。   After the flow path component thus prepared is washed, it is attached so that the surface side on which the flow path configuration groove is formed is in contact with a glass substrate or the like, thereby completing the flow path forming chip for biological samples. Since the flow path component 12 made of a PDMS sheet has self-adsorption, both the members 11 and 12 can be fixed without applying an adhesive between the flow path component 12 and the substrate 11. At this time, the flow path and the storage tank are almost sealed. Further, since the flow path component 12 made of a PDMS sheet has a particularly good self-adsorption property to glass, the flow path component 12 can be attached to the glass substrate 11 without any adhesive.

上記構成の流路形成チップの動作について図３を用いて説明する。まず、シリカビーズ２５を含む液体を不図示の貫通孔を介して投入槽である貯留槽２１内に導入する。そして、廃液槽である貯留槽２２に液体が流れると、シリカビーズ２５が流路２３の拘束部２４に係止され固定される。   The operation of the flow path forming chip configured as described above will be described with reference to FIG. First, a liquid containing silica beads 25 is introduced into a storage tank 21 that is a charging tank through a through hole (not shown). And if a liquid flows into the storage tank 22 which is a waste liquid tank, the silica bead 25 will be latched by the restraint part 24 of the flow path 23, and will be fixed.

次に、ＤＮＡ等の生体試料を含む液体を貯留槽２１に導入する。例えば、蛍光色素（例えば、フルオレインイソチオシアネート）によって蛍光標識されたＤＮＡ断片を含む液体を、異なる凹部に導入する。膜状電極５１，５３に貯留槽２１側が陽極、貯留槽２２が陰極として直流電圧を印加する。凹部２に満たした試料は貯留槽２１から貯留槽２２に向かう電気浸透流が発生し、貯留槽２１の液体が貯留槽２２に移送される。このとき、液体中のＤＮＡも電気浸透流により、貯留槽２２側に向かい移送され、シリカビーズ２５に至る。そして、シリカビーズ２５がＤＮＡを吸着する。   Next, a liquid containing a biological sample such as DNA is introduced into the storage tank 21. For example, a liquid containing a DNA fragment fluorescently labeled with a fluorescent dye (for example, fluorin isothiocyanate) is introduced into different recesses. A DC voltage is applied to the membrane electrodes 51 and 53 with the storage tank 21 side serving as an anode and the storage tank 22 serving as a cathode. The sample filled in the recess 2 generates an electroosmotic flow from the storage tank 21 toward the storage tank 22, and the liquid in the storage tank 21 is transferred to the storage tank 22. At this time, the DNA in the liquid is also transferred toward the storage tank 22 by the electroosmotic flow and reaches the silica beads 25. Then, the silica beads 25 adsorb DNA.

捕獲工程を開始してから所定時間を経過した後にシリカビーズ２５の蛍光強度を測定することにより、生体試料であるＤＮＡの有無や濃度、ＤＮＡのサイズを確認することができる。本実施形態では、流路構成部材１２として透明なＰＤＭＳを使用しているので、流路形成チップの外部から蛍光強度を測定することができる。   By measuring the fluorescence intensity of the silica beads 25 after a lapse of a predetermined time from the start of the capture step, the presence / absence and concentration of DNA, which is a biological sample, and the size of the DNA can be confirmed. In the present embodiment, since transparent PDMS is used as the flow path component 12, the fluorescence intensity can be measured from the outside of the flow path forming chip.

流路２３に拘束部２４を設けることにより、シリカビーズ２５を受けて係止するように構成したので、生体試料が流れる領域に、シリカビーズ２５を固定する手間を省くことができる。   Since the restriction part 24 is provided in the flow path 23 so that the silica beads 25 are received and locked, the labor of fixing the silica beads 25 in the region where the biological sample flows can be saved.

なお、上記実施形態では、最初にシリカビーズを含む液体を貯留槽２１，２２間を単に外部から流し込む構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、両電極５１、５３間に電圧を印加して電気浸透流を発生させて、シリカビーズを含む液体を、貯留槽２１から貯留槽２２へ流す構成にできるこは言うまでもない。   In the above-described embodiment, the liquid containing silica beads is first simply poured between the storage tanks 21 and 22 from the outside, but the present invention is not limited to this structure. For example, it goes without saying that a configuration in which a voltage is applied between the electrodes 51 and 53 to generate an electroosmotic flow and a liquid containing silica beads flows from the storage tank 21 to the storage tank 22 can be obtained.

さらに、シリカビーズにＤＮＡ等の生体試料を吸着し、ＤＮＡの有無等を確認するのみを目的とするのではなく、シリカビーズに吸着した物質を回収する目的とすることができる。また、本実施形態では、同一のシリカビーズを４つの凹部２に配置する構成としたが、それぞれサイズ、対象吸着物を異なるシリカビーズを配置することもできる。   Furthermore, it is possible not only to adsorb a biological sample such as DNA on silica beads and confirm the presence or absence of DNA, but also to collect substances adsorbed on silica beads. Further, in the present embodiment, the same silica beads are arranged in the four recesses 2, but silica beads having different sizes and target adsorbents can be arranged.

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。実施形態２に係る流路形成チップ１０１は、実施形態１と略同様の構成であり、流路１２３に、細胞を破砕する破砕手段である細胞破砕部１２６を設けた点が異なっている。以下、図４Ａ、４Ｂを参照し異なる部分を中心に説明する。図４Ａは、流路形成チップの凹部近傍のみを示す平面図であり、図４Ｂは、図４Ａの細胞破砕部の近傍を示す平面図である。 (Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. The flow path forming chip 101 according to the second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, except that a cell crushing portion 126 that is a crushing means for crushing cells is provided in the flow path 123. Hereinafter, different parts will be mainly described with reference to FIGS. 4A and 4B. 4A is a plan view showing only the vicinity of the concave portion of the flow path forming chip, and FIG. 4B is a plan view showing the vicinity of the cell crushing portion of FIG. 4A.

流路形成チップ１０１は、実施形態１と同様に、２つの貯留槽１２１、１２２と、貯留槽１２１、１２２を連通する流路１２３を備える。図中左側の貯留槽１２１と、右側の貯留槽１２２は、それぞれ平面視で円形状であり、右側の貯留槽１２２の径を大きく設定している。左側の貯留槽１２１は、試料投入槽として機能し、右側の貯留槽１２２は、廃液槽として機能する。また、両貯留槽１２１、１２２が形成されている領域には、平面視楕円形状の一対の膜状電極１１４、１１５が形成され、貯留槽内に導入される液体に接するように露出している。この電極間に電圧を印加することにより試料投入槽１２１から廃液槽１２２への電気浸透流を形成することができる。膜状電極は、実施形態１と同様に基板上に設けられる。流路１２３の途中には、実施形態１と同様の拘束部１２４が設けられており、シリカビーズ１２５等の細胞捕獲手段を係止し固定する。   Similarly to the first embodiment, the flow path forming chip 101 includes two storage tanks 121 and 122 and a flow path 123 that communicates the storage tanks 121 and 122. The storage tank 121 on the left side and the storage tank 122 on the right side in the figure are circular in plan view, and the diameter of the right storage tank 122 is set large. The left storage tank 121 functions as a sample charging tank, and the right storage tank 122 functions as a waste liquid tank. In addition, in a region where both the storage tanks 121 and 122 are formed, a pair of ellipsoidal film electrodes 114 and 115 having a plan view are formed and exposed so as to be in contact with the liquid introduced into the storage tank. . By applying a voltage between the electrodes, an electroosmotic flow from the sample charging tank 121 to the waste liquid tank 122 can be formed. The film electrode is provided on the substrate as in the first embodiment. In the middle of the flow path 123, a restraint portion 124 similar to that of the first embodiment is provided, and cell capturing means such as silica beads 125 are locked and fixed.

また、流路１２３の途中（拘束部１２４の上流側）には、細胞破砕部１２６が形成されている。図４Ｂに示されるように、細胞破砕部１２６は、対向する流路側面から幅方向中央に向かい突出する傾斜部１２６ａ、１２６ｃと、水平部１２６ｂと、から構成される。一方の傾斜部１２６ａは、流路から幅方向に向かい所定角度で突出し、他方の傾斜部１２６ｃは、流路中央から流路側面に向かい所定角度で傾斜し、水平部１２６ｂが両傾斜部１２６ａ、１２６ｃを接続する。対向する水平部１２６ｂ間の距離、すなわち細胞破砕部１２６における流路の最狭幅は、破砕対象となる細胞の径より小さく設定されている。   A cell crushing portion 126 is formed in the middle of the flow path 123 (upstream side of the restraining portion 124). As shown in FIG. 4B, the cell disruption part 126 is composed of inclined parts 126a and 126c that project from the side surfaces of the opposed flow channels toward the center in the width direction, and a horizontal part 126b. One inclined portion 126a protrudes from the flow path in the width direction at a predetermined angle, the other inclined portion 126c is inclined at a predetermined angle from the center of the flow path toward the side surface of the flow path, and the horizontal portion 126b has both inclined portions 126a, 126c is connected. The distance between the opposing horizontal portions 126b, that is, the narrowest width of the flow path in the cell crushing portion 126 is set to be smaller than the diameter of the cell to be crushed.

さらに、細胞破砕部１２６の上流側であって、流路１２３と交差する領域と、細胞破砕部１２６の水平部１２６ｂの領域とに、それぞれ薄膜電極１５１、１５３が配置されている。薄膜電極１５１、１５３は、流路を流れる液体に接触するように流路内に露出している。したがって、両電極間に、交流電圧（１ＭＨｚ）を印加すると、交流電界が形成されることにより細胞膜が通電破砕される。細胞膜が通電破砕されると、細胞の内容物が溶出し、下流側に配置された拘束部１２４で固定された細胞捕獲手段であるシリカビーズ１２５により所定の捕獲対象物が吸着される。   Furthermore, thin film electrodes 151 and 153 are arranged on the upstream side of the cell crushing part 126 and in a region intersecting the flow path 123 and a region of the horizontal part 126b of the cell crushing part 126, respectively. The thin film electrodes 151 and 153 are exposed in the flow path so as to be in contact with the liquid flowing in the flow path. Therefore, when an AC voltage (1 MHz) is applied between both electrodes, an AC electric field is formed, and the cell membrane is electrically crushed. When the cell membrane is electrically crushed, the contents of the cell are eluted, and a predetermined capture target is adsorbed by the silica beads 125 which are cell capture means fixed by the restraining portion 124 arranged on the downstream side.

本実施形態の流路形成チップは、細胞破砕部１２６やシリカビーズ１２５を固定する拘束部１２４を備えるので、同一の流路形成チップ上において、細胞破砕、そして生体試料の捕獲といった複数の処理を行うことができ、このため、生体試料解析の迅速化、簡便化を実現できる。   Since the flow path forming chip of this embodiment includes the cell crushing part 126 and the restraining part 124 that fixes the silica beads 125, a plurality of processes such as cell crushing and biological sample capture are performed on the same flow path forming chip. Therefore, the biological sample analysis can be speeded up and simplified.

また、実施形態１と同様に、本実施形態は、流路構成部材を基板に装着して、流路構成部材の凹部と基板表面とにより流路が形成される構成であるため、流路をほぼ密閉することができる。よって、流路中を流れる生体試料を有する液体の特定の成分が、蒸発してしまうことを防止できる。結果として、個々の細胞の発現解析といった微量の物質であっても、精度よく解析できる。   Further, similarly to the first embodiment, in this embodiment, the flow path component is mounted on the substrate, and the flow path is formed by the recess of the flow path component and the substrate surface. It can be almost sealed. Therefore, it can prevent that the specific component of the liquid which has the biological sample which flows through a flow path evaporates. As a result, even a very small amount of substance such as expression analysis of individual cells can be analyzed with high accuracy.

なお、本発明は、実施形態１及び実施形態２では、生体試料を含む液体を移送させるために、電気浸透流を利用したが、送圧ポンプにより試料溶液を流路内に導入する構成としてもよい。   In the first and second embodiments, the electroosmotic flow is used in the first and second embodiments to transfer the liquid containing the biological sample. However, the sample solution may be introduced into the flow path by a pressure pump. Good.

さらに、単一の流路に、流路の延在する方向に複数の捕獲手段を配置して、各捕獲手段が特定の対象物を捕獲するための多孔質粒子としてもよい。捕獲手段を所定位置に拘束するための拘束部２４を複数設けずに、プローブアレイのように試料溶液中の物質が反応した多孔質粒子の位置により捕獲対象物を特定することも可能である。   Furthermore, it is good also as a porous particle for each capture | acquisition means to capture | acquire a specific target object by arrange | positioning several capture | acquisition means in the direction where a flow path extends in a single flow path. Instead of providing a plurality of restraining portions 24 for restraining the capturing means at a predetermined position, it is also possible to specify the capturing object based on the position of the porous particles reacted with the substance in the sample solution, such as a probe array.

拘束部２４，１２４の形状は、単に流路幅を徐々に狭くする構成に限られず、流路の断面積を徐々に小さくする形状など、捕獲手段を所定位置に係止することができるような形状であればよいことは言うまでもない。   The shape of the restraining portions 24 and 124 is not limited to a configuration in which the flow path width is gradually narrowed, and the capture means can be locked at a predetermined position, such as a shape in which the cross-sectional area of the flow path is gradually reduced. Needless to say, the shape is sufficient.

なお、上記実施形態では、２つの電極を設ける構成としたが、３つ以上の電極を設け、交流電圧を印加し、不均一電界を形成する構成としてもよい。   In the above embodiment, two electrodes are provided, but three or more electrodes may be provided and an AC voltage may be applied to form a non-uniform electric field.

また、上記実施形態１、２では、一定の交流電圧を所定時間連続して印加する構成としたが、一定時間おきに高周波電圧を所定時間印加する方式（バースト波形）を繰り返す構成とすることができることは言うまでない。交流電界の印加期間、振幅、周波数を時間の経過と共に増減させる構成としてもよい。   In the first and second embodiments, a constant AC voltage is continuously applied for a predetermined time. However, a method (burst waveform) in which a high frequency voltage is applied for a predetermined time every predetermined time may be repeated. Needless to say, you can. It is good also as a structure which increases / decreases the application period, amplitude, and frequency of an alternating electric field with progress of time.

さらに、上記実施形態２では、大方の細胞を破砕するのに要する時間を予め実験等により求め、その時間の経過後に交流電界の印加を停止するが、細胞の状態を顕微鏡から常時観察し、画像処理技術を用いて細胞が破砕されたか否かを判別し、破砕を確認した後に印加を停止する構成としてもよい。   Furthermore, in Embodiment 2 above, the time required for disrupting most cells is obtained in advance by experiments or the like, and the application of the alternating electric field is stopped after the lapse of time. It may be configured to determine whether or not the cells have been crushed using a processing technique, and to stop application after confirming the crushing.

上記実施形態２は、流路の側壁から突出し、流路幅を狭める形状の破砕部材に限られず、流路の上面から下方に延びる形状の尖部を有する破砕部材を設ける構成とすることも可能である。   The second embodiment is not limited to a crushing member that protrudes from the side wall of the flow path and narrows the flow path width, and may be configured to have a crushing member that has a pointed portion that extends downward from the upper surface of the flow path. It is.

また、実施形態２では、流路内の破砕部材近傍に破砕電解を作用させる構成としたが、移送用電極１１４、１１５に交流電圧を印加し、流路の全長に対して破砕電解を作用させる構成としてもよい。   In the second embodiment, the crushing electrolysis is applied to the vicinity of the crushing member in the flow path. However, an alternating voltage is applied to the transfer electrodes 114 and 115 to cause the crushing electrolysis to act on the entire length of the flow path. It is good also as a structure.

さらに、細胞の移送方法は、電気浸透現象や誘電泳動力による構成に限らず、ポンプを用いるなど圧力流で細胞を移送する構成としてもよい。また、電極や不均一電界形成用電極は、膜状電極として基板に一体形成する構成に限られず、例えばワイヤ上の電極として、流路内に挿入して電圧を印加する構成としてもよい。   Furthermore, the cell transfer method is not limited to the configuration based on the electroosmosis phenomenon or the dielectrophoretic force, and may be configured to transfer the cells by a pressure flow such as using a pump. In addition, the electrode and the electrode for forming a non-uniform electric field are not limited to the configuration in which the electrode is formed integrally with the substrate as the film-like electrode.

本発明の流路や貯留槽の配置や構成は、図１Ａや図４Ａに示すものに限定されず、例えば、破砕後の内包物を分離する分離部を設けるものであってもよい。基板は、基板として必要な強度を有し、ＰＤＭＳの自己吸着性を発揮して固定できる材料であれば利用できる。例えば、ほう珪酸ガラス、石英ガラス等のガラスの他、セラミックスなどの各種無機材料、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリエステル等のプラスチック、ガラス繊維とプラスチックの複合材等が利用可能である。   The arrangement and configuration of the flow path and the storage tank of the present invention are not limited to those shown in FIGS. 1A and 4A, and for example, a separation unit that separates the inclusions after crushing may be provided. The substrate can be used as long as it has a necessary strength as a substrate and can exhibit a self-adsorption property of PDMS and can be fixed. For example, in addition to glass such as borosilicate glass and quartz glass, various inorganic materials such as ceramics, plastics such as polystyrene, polymethyl methacrylate, polysulfone, and polyester, a composite material of glass fiber and plastic, and the like can be used.

膜状電極は、上記実施形態の材料に限らず一般的な電極材料を用いることができるが、試料溶液に接する表面部分はＰｔ、Ａｕ、Ａｇ等の比較的標準電極電位の高い（正の値を持つ）材料で構成すると、試料溶液にさらした際の電解腐食を防止できるので好ましい。さらに、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極を用いると、流路形成チップ１の透明性が維持できるので、流路形成チップ１の光学的解析を行う場合等に好適である。また、スパッタリングにより形成すことで、基板との密着性を高めることができるが、化学蒸着、イオンプレーティング、その他の物理蒸着によって形成することもできる。   The membrane electrode is not limited to the material of the above embodiment, and a general electrode material can be used. However, the surface portion in contact with the sample solution has a relatively high standard electrode potential such as Pt, Au, Ag (positive value). It is preferable that the material is made of a material having an ()), since electrolytic corrosion when exposed to the sample solution can be prevented. Furthermore, if a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) is used, the transparency of the flow path forming chip 1 can be maintained, which is preferable when optical analysis of the flow path forming chip 1 is performed. Moreover, although it can improve adhesiveness with a board | substrate by forming by sputtering, it can also form by chemical vapor deposition, ion plating, and other physical vapor deposition.

（実施形態３）
実施形態３は、遠心力を用いて流路形成チップの流路で試料溶液を流し、その試料溶液で分離や合成を行う場合にその反応過程をモニタで観察可能にしたものである。 (Embodiment 3)
In the third embodiment, a sample solution is allowed to flow through a flow path of a flow path forming chip using centrifugal force, and the reaction process can be observed on a monitor when the sample solution is separated or synthesized.

図５は実施形態３に係る可視下遠心装置の全体構成例を示す斜視図である。図６は図５の固定部品の内部の構成を説明するための部分構成図である。図７は図５の可視下遠心装置の全体構成例を上から見た上面図である。図８は図５の回転盤に対してスピンドルユニットを装着させた状態の可視下遠心装置の縦断面図である。図９はスピンドルユニットとしてエアスピンドルユニット６２８を装着させた状態の可視下遠心装置の全体斜視図である。   FIG. 5 is a perspective view showing an example of the entire configuration of the visible centrifuge according to the third embodiment. FIG. 6 is a partial configuration diagram for explaining an internal configuration of the fixed component of FIG. FIG. 7 is a top view of an example of the overall configuration of the visible centrifuge shown in FIG. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the observable centrifugal apparatus in which the spindle unit is mounted on the rotating disk of FIG. FIG. 9 is an overall perspective view of the observable centrifugal apparatus with the air spindle unit 628 mounted as the spindle unit.

以下、実施形態３に係る可視下遠心装置について、添付図面を参照して説明する。図５〜図９には、本実施形態に係る可視下遠心装置(以下、単に「装置」ともいう)ＡＰが示されており、装置ＡＰには、所定の回転軸６０２を中心に回転する回転盤６０４と、回転盤６０４に配設され、サンプル（試料溶液）を収容して回転盤６０４とともに回転する反応用の流路形成チップ（以下、単に「チップ」とも言う。）１と、チップ１内におけるサンプルの状態を目視により観察するための顕微鏡６０８とが備えられている。そして、装置ＡＰは、チップ１内のサンプルに対して遠心力を作用させることで、サンプルから所定の物質(液体、固体および気体、若しくはこれらの混合体など)を分離、あるいは合成させている。   Hereinafter, the visible centrifuge according to the third embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. 5 to 9 show a visible centrifuge (hereinafter also simply referred to as “apparatus”) AP according to the present embodiment, and the apparatus AP rotates around a predetermined rotation axis 602. A plate 604, a reaction channel forming chip (hereinafter also simply referred to as “chip”) 1 that is arranged on the rotating plate 604, accommodates a sample (sample solution) and rotates together with the rotating plate 604, and the chip 1. A microscope 608 for visually observing the state of the sample inside is provided. The apparatus AP separates or synthesizes a predetermined substance (liquid, solid and gas, or a mixture thereof) from the sample by applying a centrifugal force to the sample in the chip 1.

なお、装置ＡＰの大きさや形状、具体的には、回転盤６０４の大きさや形状は、遠心分離あるいは遠心合成させるサンプルの性質や数などに応じて任意に設定すればよいが、本実施形態においては、回転盤６０４が直径２２０ｍｍの円盤として構成されている場合を、一例として想定する。   The size and shape of the device AP, specifically, the size and shape of the turntable 604 may be arbitrarily set according to the nature and number of samples to be centrifuged or centrifugally synthesized. Suppose that the rotating disk 604 is configured as a disk having a diameter of 220 mm as an example.

また、チップ１は、その内部に所定のサンプルを収容し、サンプルを遠心分離反応あるいは遠心合成反応させることが可能であり、図１Ａ〜図２Ｂと同様に構成され、平面に沿って流路２３が形成されている。チップ１は、内部にサンプルを収容した状態で、回転盤６０４に対して固定され、回転盤６０４とともに回転することで、遠心力により流路２３でサンプル（試料溶液）が移送可能である。   Further, the chip 1 can accommodate a predetermined sample therein, and can cause the sample to undergo a centrifugal separation reaction or a centrifugal synthesis reaction. The chip 1 is configured similarly to FIGS. 1A to 2B, and has a flow path 23 along a plane. Is formed. The chip 1 is fixed with respect to the turntable 604 in a state in which the sample is accommodated therein, and rotates with the turntable 604 so that the sample (sample solution) can be transferred through the flow path 23 by centrifugal force.

また、チップ１は、図４Ａ，図４Ｂのような構成であってもよい。また、図１Ａ〜図４Ｂのいずれの構成でも、試料溶液移送のために電極と遠心力を併用するようにしてもよく、また、個々のサンプルの特性に応じて電極と遠心力のいずれかを選択するようにしてもよい。さらに、試料溶液移送のための電極を省略してもよい。また、流路２３は単数であるが、複数でもよい。   Further, the chip 1 may be configured as shown in FIGS. 4A and 4B. 1A to 4B, the electrode and the centrifugal force may be used together for transferring the sample solution, and either the electrode or the centrifugal force is selected according to the characteristics of each sample. You may make it select. Further, the electrode for transferring the sample solution may be omitted. Moreover, although the flow path 23 is single, multiple may be sufficient.

装置ＡＰにおいて、顕微鏡６０８は、チップ１内におけるサンプルの状態を観察可能となるように回転盤６０４の所定位置へ固定されており、回転盤６０４には、顕微鏡６０８で捉えたチップ１内のサンプル状態の顕微鏡画像を撮影するための撮像デバイス６１０と、撮像デバイス６１０で撮影された顕微鏡画像の撮影像を、リアルタイムで動画として無線により伝送するための映像無線伝送デバイス６１２が取り付けられている。なお、本実施形態において、顕微鏡６０８は、一例として、チップ１内におけるサンプルの状態を捉える対物レンズ６０８ａと、対物レンズ６０８ａが捉えた顕微鏡画像を撮像デバイス６１０まで伝達するための光路が内部に形成された鏡筒６０８ｂとを備えて構成されている。また、撮像デバイス６１０には、顕微鏡６０８で捉えたチップ１内のサンプル状態の顕微鏡画像を撮影することが可能な各種の撮像装置を適用することができるが、本実施形態においては、撮像デバイス６１０としてＣＣＤカメラを適用した場合を一例として想定する。   In the apparatus AP, the microscope 608 is fixed to a predetermined position of the rotating disk 604 so that the state of the sample in the chip 1 can be observed. The rotating disk 604 includes a sample in the chip 1 captured by the microscope 608. An imaging device 610 for capturing a microscope image in a state and a wireless video transmission device 612 for wirelessly transmitting a captured image of the microscope image captured by the imaging device 610 as a moving image in real time are attached. In the present embodiment, as an example, the microscope 608 includes an objective lens 608a that captures the state of the sample in the chip 1 and an optical path for transmitting a microscope image captured by the objective lens 608a to the imaging device 610. And a lens barrel 608b. In addition, various imaging apparatuses capable of capturing a microscopic image of the sample state in the chip 1 captured by the microscope 608 can be applied to the imaging device 610. In the present embodiment, the imaging device 610 is applicable. As an example, a case where a CCD camera is applied is assumed.

この場合、顕微鏡６０８は、鏡筒６０８ｂ内において、顕微鏡６０８の光路が回転盤６０４の盤面(図８の上側の面)６０４ａに対して所定の角度で部分的に屈折されており、撮像デバイス(以下、ＣＣＤカメラという)１０は、前記所定角度で屈折された顕微鏡６０８の光路上で、上述した顕微鏡画像を撮影可能となるように、回転盤６０４の回転中心の近傍に位置付けられている。なお、以下の説明においては、上述した顕微鏡６０８の光路を観察光路と呼び、観察光路を進む光を観察光と呼ぶ。   In this case, in the microscope 608, the optical path of the microscope 608 is partially refracted at a predetermined angle with respect to the surface of the rotating plate 604 (upper surface in FIG. 8) 604a in the lens barrel 608b, and the imaging device ( The CCD camera (hereinafter referred to as a CCD camera) 10 is positioned in the vicinity of the rotation center of the turntable 604 so that the above-described microscope image can be taken on the optical path of the microscope 608 refracted at the predetermined angle. In the following description, the above-described optical path of the microscope 608 is referred to as an observation optical path, and light traveling along the observation optical path is referred to as observation light.

本実施形態においては、一例として、図８に示すように、顕微鏡６０８の鏡筒６０８ｂ内へミラー６１４を観察光路の屈折角に応じて任意に設定される所定角度だけ観察光路に対して傾斜して配設している。なお、図８に示す構成において、装置ＡＰは、顕微鏡６０８の対物レンズ６０８ａがチップ１内のサンプル状態を垂直方向(同図の上下方向)の上方から捉えるとともに、回転盤６０４の回転中心の近傍で回転盤６０４の盤面６０４ａに対して平行する方向(水平方向)から対物レンズ６０８ａが捉えた顕微鏡画像をＣＣＤカメラ６１０で撮影する構造を成している。このため、ミラー６１４を観察光の進入方向に対して約１３５°の角度で後傾させて顕微鏡６０８の鏡筒６０８ｂ内に配設することで、進入した観察光を約９０°だけ屈折させ、回転盤６０４の盤面６０４ａに対して平行となるようにさらに進行させている。なお、顕微鏡６０８は、その鏡筒６０８ｂを略直角に屈折させることで、鏡筒６０８ｂ内に略直角に屈折した観察光路を形成した構成とすればよい。   In this embodiment, as an example, as shown in FIG. 8, the mirror 614 is tilted with respect to the observation optical path by a predetermined angle arbitrarily set according to the refraction angle of the observation optical path into the lens barrel 608 b of the microscope 608. Arranged. In the configuration shown in FIG. 8, the apparatus AP is configured so that the objective lens 608a of the microscope 608 captures the sample state in the chip 1 from above in the vertical direction (vertical direction in FIG. 8), and in the vicinity of the rotation center of the turntable 604. Thus, the CCD camera 610 captures a microscope image captured by the objective lens 608a from a direction (horizontal direction) parallel to the surface 604a of the rotating disk 604. For this reason, the mirror 614 is tilted backward at an angle of about 135 ° with respect to the entrance direction of the observation light and disposed in the lens barrel 608b of the microscope 608 so that the entered observation light is refracted by about 90 °. It is further advanced so as to be parallel to the disk surface 604a of the rotating disk 604. Note that the microscope 608 may have a configuration in which an observation optical path refracted at a substantially right angle is formed in the lens barrel 608b by refracting the lens barrel 608b at a substantially right angle.

この場合、顕微鏡６０８を回転盤６０４の周縁部へ位置付けることで、垂直方向から進入した観察光がミラー６１４によって回転盤６０４の周方向から中心方向へ向けて回転盤６０４の盤面６０４ａと平行して屈折するように、その進行方向を変化させる構成とすることができる。この結果、顕微鏡６０８は、その観察光(すなわち、顕微鏡画像)が回転盤６０４の中心部、すなわち回転盤６０４の回転中心の方向へ向けて到達(収束)される構造となり、ＣＣＤカメラ６１０を観察光路の到達(収束)先へ位置付けることで、ＣＣＤカメラ６１０が回転盤６０４の回転中心の近傍で顕微鏡の観察光を捉えること、具体的には、顕微鏡画像を撮影することが可能な構成とすることができる。   In this case, by positioning the microscope 608 at the peripheral edge of the rotating disk 604, the observation light entering from the vertical direction is parallel to the surface 604a of the rotating disk 604 from the circumferential direction of the rotating disk 604 toward the center by the mirror 614. The traveling direction can be changed so as to be refracted. As a result, the microscope 608 has a structure in which the observation light (that is, the microscope image) reaches (converges) toward the center of the rotating disk 604, that is, the direction of the rotation center of the rotating disk 604, and observes the CCD camera 610. By positioning at the destination (convergence) of the optical path, the CCD camera 610 can capture the observation light of the microscope in the vicinity of the rotation center of the turntable 604. Specifically, the microscope image can be taken. be able to.

このため、ＣＣＤカメラ６１０を回転盤６０４の回転中心の近傍に位置付けることができ、回転盤６０４が回転することによって遠心力が生じた場合であっても、ＣＣＤカメラ６１０に対して作用する遠心力を軽減させることができ、遠心力によってＣＣＤカメラ６１０の性能が阻害されることや撮影時の顕微鏡画像がブレることがなく、ＣＣＤカメラ６１０において常に安定した顕微鏡画像の撮影を行うことが可能となる。   For this reason, the CCD camera 610 can be positioned in the vicinity of the rotation center of the turntable 604, and even if a centrifugal force is generated by the rotation of the turntable 604, the centrifugal force acting on the CCD camera 610 is achieved. The CCD camera 610 is not hindered by the centrifugal force and the microscope image at the time of shooting is not blurred, and the CCD camera 610 can always take a stable microscope image. Become.

また、上述したように顕微鏡６０８を観察光路がミラー６１４によって屈折される構造とすることで、顕微鏡６０８の鏡筒６０８ｂの高さ(図８の上下方向の距離)を抑えることができる。これにより、回転盤６０４が回転することで回転振動が発生した場合であっても、回転振動に対する顕微鏡６０８の剛性を高めることができ、顕微鏡６０８において常に安定したチップ１内におけるサンプル状態の観察を行うことが可能となる。ただし、鏡筒６０８ｂの高さを抑えるためには、顕微鏡６０８を観察光路の屈折角度が０°より大きく９０°以下となる構造とすることが好ましい。   Further, as described above, the microscope 608 has a structure in which the observation optical path is refracted by the mirror 614, whereby the height of the lens barrel 608b of the microscope 608 (the vertical distance in FIG. 8) can be suppressed. Thereby, even when rotational vibration is generated by rotating the rotating disk 604, the rigidity of the microscope 608 with respect to the rotational vibration can be increased, and the microscope 608 can constantly observe the sample state in the chip 1 stably. Can be done. However, in order to suppress the height of the lens barrel 608b, it is preferable that the microscope 608 has a structure in which the refraction angle of the observation optical path is greater than 0 ° and 90 ° or less.

なお、顕微鏡６０８は、その鏡筒６０８ｂがチップ１に対して垂直方向(鉛直方向(図８の上下方向))へ上下動可能な構造を成しており、このような構造を成すことにより、チップ１(具体的には、サンプル)と対物レンズ６０８ａとの間の距離(焦点距離)を調整することができるようになっている。この場合、回転盤６０４には、その盤面６０４ａに対して垂直方向へ所定の長さで延出したガイド(以下、Ｚ軸ガイドという)６２０が設けられており、鏡筒６０８ｂをＺ軸ガイド６２０に沿ってスライドさせることで、顕微鏡６０８は、サンプルと対物レンズ６０８ａとの焦点距離を調整する構造となっている。   The microscope 608 has a structure in which the lens barrel 608b can move up and down in the vertical direction (vertical direction (up and down direction in FIG. 8)) with respect to the chip 1. By forming such a structure, The distance (focal length) between the chip 1 (specifically, the sample) and the objective lens 608a can be adjusted. In this case, the rotating disk 604 is provided with a guide (hereinafter referred to as a Z-axis guide) 620 extending in a vertical direction with respect to the disk surface 604a, and the lens barrel 608b is attached to the Z-axis guide 620. The microscope 608 has a structure for adjusting the focal length between the sample and the objective lens 608a.

また、本実施形態においては、顕微鏡６０８の対物レンズ６０８ａとチップ１とを同一部品(以下、固定部品という)６１６の内部に収容するとともに、収容された対物レンズ６０８ａおよびチップ１を固定部品６１６と一体的に回転盤６０４へ固定することで、対物レンズ６０８ａとチップ１との間の外部振動(具体的には、回転盤６０４の回転によって生ずる回転振動)による相対変位を極小化させている。これにより、顕微鏡６０８は、常に安定してチップ１内のサンプル状態をブレのないクリアな画像として捉えることができ、分離過程あるいは合成過程におけるサンプルの状態を正確且つ確実に観察することが可能となる。   In the present embodiment, the objective lens 608a of the microscope 608 and the chip 1 are accommodated in the same component (hereinafter referred to as a fixed component) 616, and the objective lens 608a and the chip 1 accommodated therein are fixed to the fixed component 616. By integrally fixing to the turntable 604, relative displacement due to external vibration (specifically, rotational vibration generated by rotation of the turntable 604) between the objective lens 608a and the chip 1 is minimized. Thereby, the microscope 608 can always stably capture the sample state in the chip 1 as a clear image without blurring, and can accurately and reliably observe the sample state in the separation process or the synthesis process. Become.

この場合、固定部品６１６の内部には、図６に示すように、所定の照明装置(例えば、エッジ式のＬＥＤ(Light Emitting Diode)バックライト)６２２が設けられており、サンプルを顕微鏡６０８の対物レンズ６０８ａとは反対側から照明装置６２２で照らして透過させた状態で観察できるようにしている。これにより、チップ１内におけるサンプルの状態をより鮮明に観察することができ、対物レンズ６０８ａによってサンプル状態を、よりクリアな顕微鏡画像として捉えることができる。なお、照明装置(エッジ式のＬＥＤバックライト)２２の光源であるＬＥＤ２２ａは、上述したＣＣＤカメラ６１０と同様に、回転盤６０４の回転によって生じる遠心力の作用を軽減させるため、回転盤６０４の回転中心の近傍に位置付けられている。   In this case, as shown in FIG. 6, a predetermined illumination device (for example, an edge-type LED (Light Emitting Diode) backlight) 622 is provided inside the fixed component 616, and the sample is taken as an object of the microscope 608. Observation is possible with the illumination device 622 illuminating and transmitting from the side opposite to the lens 608a. Thereby, the state of the sample in the chip 1 can be observed more clearly, and the sample state can be captured as a clearer microscope image by the objective lens 608a. Note that the LED 22a, which is the light source of the illumination device (edge-type LED backlight) 22, rotates the rotating disk 604 in order to reduce the effect of centrifugal force generated by the rotation of the rotating disk 604, as with the CCD camera 610 described above. It is positioned near the center.

ここで、照明装置６２２は、サンプルを照らして透過させた状態で観察することが可能であれば、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、サンプルの性質や種類などに応じて、任意の照明装置を選択すればよく、一例として、本実施形態においては、株式会社モリテックス製のＬＥＤ照明(エッジ式バックライト)ＭＥＢＬ−ＣＷ２５を用いている。ただし、例えば、かかる照明装置６２２と同等、若しくはそれ以上の性能を有する照明装置であってもよい。   Here, the specific configuration of the lighting device 622 is not particularly limited as long as the lighting device 622 can observe the sample while illuminating and transmitting the sample. For example, an arbitrary illumination device may be selected according to the nature and type of the sample. As an example, in this embodiment, LED illumination (edge type backlight) MEBL-CW25 manufactured by Moritex Corporation is used. Yes. However, for example, a lighting device having performance equivalent to or higher than that of the lighting device 622 may be used.

また、固定部品６１６は、顕微鏡６０８の対物レンズ６０８ａとサンプルとの焦点距離を調整し、適正距離に設定された状態で、対物レンズ６０８ａとサンプルとの相対位置、具体的には、対物レンズ６０８ａのサンプルに対する高さを固定している。これにより、分離反応中あるいは合成反応中、サンプルに対する顕微鏡６０８の対物レンズ６０８ａの高さを一定に維持することができ、サンプルの状態を安定して観察することが可能となる。   The fixed component 616 adjusts the focal distance between the objective lens 608a of the microscope 608 and the sample, and is set to an appropriate distance, specifically, the relative position between the objective lens 608a and the sample, specifically, the objective lens 608a. The height of the sample is fixed. Accordingly, the height of the objective lens 608a of the microscope 608 relative to the sample can be kept constant during the separation reaction or the synthesis reaction, and the state of the sample can be observed stably.

また、本実施形態においては、回転盤６０４に対し、上述した顕微鏡画像を動画として撮影するＣＣＤカメラ６１０とともに、ＣＣＤカメラ６１０で撮影された顕微鏡画像のカメラ映像(撮影像)をリアルタイムで動画として無線伝送するための映像無線伝送デバイス６１２が取り付けられている。このように、ＣＣＤカメラ６１０で撮影された映像を外部受信機(図示しない)に対して伝送する方式として、有線方式ではなく無線方式を採用することで、回転盤６０４とともにＣＣＤカメラ６１０ならびに映像無線伝送デバイス６１２を回転させた場合であっても、これらから直接信号線を取り出す必要がなく、信号線の取り回しを考慮する必要が全くない。この結果、ＣＣＤカメラ６１０および映像無線伝送デバイス６１２の周辺構造を容易に簡略化させることができる。   In the present embodiment, the above-described microscope camera image is captured on the rotating disk 604 as a moving image, and the camera image (captured image) of the microscope image captured by the CCD camera 610 is wirelessly converted to a moving image in real time. A video wireless transmission device 612 for transmission is attached. As described above, by adopting a wireless system instead of a wired system as a system for transmitting an image captured by the CCD camera 610 to an external receiver (not shown), the CCD camera 610 and the video wireless system together with the turntable 604 are used. Even when the transmission device 612 is rotated, there is no need to take out signal lines directly from them, and there is no need to consider handling of signal lines. As a result, the peripheral structure of the CCD camera 610 and the wireless video transmission device 612 can be easily simplified.

また、信号線の取り回しを考慮する必要がないため、ＣＣＤカメラ６１０ならびに映像無線伝送デバイス６１２を回転盤６０４(具体的には、顕微鏡６０８およびチップ１内のサンプル)とともに回転させる構造とすることができ、回転盤６０４の回転数による制約を受けることなく、任意の高フレームレート(コマ数)でＣＣＤカメラ６１０によって顕微鏡画像を撮影することができ、撮影した顕微鏡画像のカメラ映像を外部の受信装置(図示しない)に対して伝送することができる。これにより、かかる外部受信装置として、例えば、液晶パネルやＣＲＴ(Cathode Ray Tube)ディスプレイなどの表示器を設けることで、上述したカメラ映像(すなわち、チップ１の内部におけるサンプルの状態)を、かかる表示器においてリアルタイムに確認しながらサンプルの分離反応あるいは合成反応を進行させることができる。また、パソコンなどを介して収録したカメラ映像を解析することにより、サンプル(具体的には、その内部物質や、分離物質あるいは合成物質など)の挙動をモニタし、回転盤６０４の最適な回転条件(別の捉え方をすれば、サンプルに作用させる遠心力の最適な大きさ)を推定するとともに、推定された最適条件(例えば、回転速度や回転時間など)で回転盤６０４を回転制御することも可能となる。   Further, since there is no need to consider the handling of the signal line, the CCD camera 610 and the wireless video transmission device 612 may be configured to rotate together with the turntable 604 (specifically, the microscope 608 and the sample in the chip 1). The microscope image can be taken by the CCD camera 610 at any high frame rate (number of frames) without being restricted by the number of rotations of the turntable 604, and the camera image of the taken microscope image is received by an external receiving device. (Not shown). Thus, for example, a display device such as a liquid crystal panel or a CRT (Cathode Ray Tube) display is provided as the external receiving device, so that the above-described camera image (that is, the state of the sample inside the chip 1) can be displayed. The sample separation reaction or synthesis reaction can be advanced while confirming in real time in the vessel. In addition, by analyzing the camera video recorded via a personal computer, the behavior of the sample (specifically, its internal substances, separated substances, synthetic substances, etc.) is monitored, and the optimum rotation conditions of the turntable 604 are monitored. (Another way of understanding is to estimate the optimum magnitude of the centrifugal force acting on the sample) and to control the rotation of the turntable 604 with the estimated optimum conditions (for example, rotation speed and rotation time). Is also possible.

この場合、映像無線伝送デバイス６１２は、上述したＣＣＤカメラ６１０と同様に、回転盤６０４の回転によって生じる遠心力の作用を軽減させるため、回転盤６０４の回転中心の近傍に位置付けられており、ＣＣＤカメラ６１０によって撮影されたカメラ映像の映像データを所定のアンテナ６１８から外部受信装置(受信機に接続された液晶パネルやＣＲＴディスプレイなどの表示器)に対して無線伝送している。また同様に、アンテナ６１８も回転盤６０４の回転によって生じる遠心力の作用を軽減させるため、回転盤６０４の回転中心の近傍、具体的には、回転盤６０４の回転中心の延長線上に立ち上がる構成としている。   In this case, similarly to the CCD camera 610 described above, the video wireless transmission device 612 is positioned in the vicinity of the rotation center of the turntable 604 in order to reduce the action of centrifugal force generated by the rotation of the turntable 604. Video data of a camera image taken by the camera 610 is wirelessly transmitted from a predetermined antenna 618 to an external receiver (a display device such as a liquid crystal panel or a CRT display connected to the receiver). Similarly, the antenna 618 is also configured to rise in the vicinity of the rotation center of the turntable 604, specifically, on an extension line of the rotation center of the turntable 604, in order to reduce the action of centrifugal force generated by the rotation of the turntable 604. Yes.

なお、映像無線伝送デバイス６１２がカメラ映像の映像データ(映像信号)を外部受信装置(図示しない)へ無線伝送する際、映像データの伝送速度(ビットレート)やデータ形式(周波数や圧縮・非圧縮の有無など)は、装置ＡＰの使用態様や使用条件などに応じて任意に設定すればよい。例えば、本実施形態においては、一例として、ＣＣＤカメラ６１０が撮影した顕微鏡画像のカメラ映像を、映像無線伝送デバイス６１２によって周波数が２．４ＧＨｚの非圧縮デジタル信号の映像データに変換し、映像データを外部受信装置に対して無線伝送している。これにより、映像無線伝送デバイスから送信された映像信号を欠落させることなく、外部受信装置に対して送信することができ、外部受信装置においてサンプル状態をクリアで安定した映像で確認しながら、分離反応あるいは合成反応を進行させることができる。ただし、映像無線伝送デバイス６１２から外部受信装置へ伝送する映像データは、上述した非圧縮のデジタル信号に代えて、圧縮信号であってもよいし、アナログ信号としてあってもよい。   When the video wireless transmission device 612 wirelessly transmits the video data (video signal) of the camera video to an external receiver (not shown), the video data transmission speed (bit rate) and data format (frequency, compression / non-compression) The presence or absence, etc.) may be arbitrarily set according to the usage mode and usage conditions of the device AP. For example, in the present embodiment, as an example, a camera image of a microscope image taken by the CCD camera 610 is converted into video data of an uncompressed digital signal having a frequency of 2.4 GHz by the video wireless transmission device 612, and the video data is converted into video data. Wireless transmission to an external receiver. As a result, the video signal transmitted from the video wireless transmission device can be transmitted to the external receiving apparatus without being lost, and the separation reaction can be performed while confirming the sample state with a clear and stable video in the external receiving apparatus. Alternatively, the synthesis reaction can proceed. However, the video data transmitted from the video wireless transmission device 612 to the external reception device may be a compressed signal or an analog signal instead of the above-described uncompressed digital signal.

ここで、ＣＣＤカメラ６１０は、顕微鏡６０８で捉えたチップ１内におけるサンプル状態の顕微鏡画像を撮影することが可能であれば、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、装置ＡＰの使用態様や使用条件などに応じて、任意のＣＣＤカメラを選択すればよく、一例として、本実施形態においては、株式会社モスウェル製のカラーボードカメラＭＳＣ−９０を用いている。ただし、例えば、かかるＣＣＤカメラ６１０と同等、若しくはそれ以上の性能を有するＣＣＤカメラであってもよい。   Here, the specific configuration of the CCD camera 610 is not particularly limited as long as it can capture a microscopic image of the sample state in the chip 1 captured by the microscope 608. For example, an arbitrary CCD camera may be selected in accordance with the usage mode and usage conditions of the apparatus AP. As an example, a color board camera MSC-90 manufactured by Moswell Co., Ltd. is used in the present embodiment. However, for example, a CCD camera having performance equivalent to or higher than that of the CCD camera 610 may be used.

また、映像無線伝送デバイス６１２は、ＣＣＤカメラ６１０が撮影した顕微鏡画像のカメラ映像を外部受信装置(図示しない)に対して無線伝送することが可能であれば、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、装置ＡＰの使用態様や使用条件などに応じて、任意の映像無線伝送デバイスを選択すればよく、一例として、本実施形態においては、株式会社アイデンビデオトロニクス製のＴＲＸ２４ｍｉｎｉを用いている。ただし、例えば、かかる映像無線伝送デバイス６１２と同等、若しくはそれ以上の性能を有する映像無線伝送デバイスであってもよい。   The specific configuration of the video wireless transmission device 612 is not particularly limited as long as it can wirelessly transmit a camera image of a microscope image taken by the CCD camera 610 to an external receiving device (not shown). . For example, any video wireless transmission device may be selected according to the usage mode or usage conditions of the apparatus AP. As an example, TRX24mini manufactured by Aiden Videotronics Co., Ltd. is used in this embodiment. However, for example, a video wireless transmission device having performance equivalent to or higher than that of the video wireless transmission device 612 may be used.

なお、上述したＣＣＤカメラ６１０、映像無線伝送デバイス６１２、ならびに照明装置６２２など、装置ＡＰに設けられた各種の電装部品は、図５および図７に示すように、所定の電源装置(例えば、バッテリー)６２４によって駆動されている。この場合、電源装置６２４は、かかる各種の電装部品(ＣＣＤカメラ６１０、映像無線伝送デバイス６１２、ならびに照明装置６２２など)を正常に動作させることが可能な電力を、サンプルに対する分離反応中あるいは合成反応中、安定して供給可能であれば、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、上述した各種の電装部品が要する電力の大きさなどに応じて、任意の電源装置を選択すればよく、一例として、本実施形態においては、ＵＬＴＲＡ ＬＩＦＥ株式会社製のバッテリーであるＵＢＢＰ０１(電圧３．７ｖ、バッテリー容量１．８Ａｈ)を用いている。ただし、例えば、かかる電源装置６２４と同等、若しくはそれ以上の性能を有する電源装置であってもよい。   Note that various electrical components provided in the apparatus AP such as the above-described CCD camera 610, video wireless transmission device 612, and illumination apparatus 622 are a predetermined power supply device (for example, a battery), as shown in FIGS. 624). In this case, the power supply device 624 supplies power capable of normally operating such various electrical components (such as the CCD camera 610, the video wireless transmission device 612, and the illumination device 622) during the separation reaction or the synthesis reaction for the sample. As long as it can be supplied stably, its specific configuration is not particularly limited. For example, an arbitrary power supply device may be selected according to the magnitude of power required for the various electrical components described above. As an example, in this embodiment, UBBP01 (voltage), which is a battery manufactured by ULTRA LIFE CO., LTD. 3.7v, battery capacity 1.8 Ah). However, for example, a power supply device having performance equivalent to or higher than that of the power supply device 624 may be used.

本実施形態においては、かかる電源装置(バッテリー)６２４を４個直列で使用し、これら４つのバッテリー６２４を、回転盤６０４の回転中心に対して対称となる位置へ(１８０°の位相差で)２つずつ均等に配置しているとともに、顕微鏡６０８、チップ１および固定部品６１６に対して９０°の位相差で配置している(図７参照)。この場合、バッテリー６２４は、一例として、回転盤６０４の盤面６０４ａを凹状に窪ませて成る取付部へ埋設され、板状部材６２６で固定されて回転盤６０４に対して取り付けられている。   In the present embodiment, four such power supply devices (batteries) 624 are used in series, and these four batteries 624 are moved to positions that are symmetric with respect to the rotation center of the turntable 604 (with a phase difference of 180 °). The two are evenly arranged, and are arranged with a phase difference of 90 ° with respect to the microscope 608, the chip 1 and the fixed component 616 (see FIG. 7). In this case, as an example, the battery 624 is embedded in a mounting portion formed by recessing the disk surface 604 a of the rotating disk 604, fixed by a plate-like member 626, and attached to the rotating disk 604.

ここで、かかる装置ＡＰにおいて、回転盤６０４の回転軸６０２は、図示しない所定の駆動装置(例えば、スピンドルモータなど)によって回転されているとともに、各種の軸受６２７によって回転自在に支持されており、図８には、一例として、転動体として玉を適用した転がり軸受６２７によって回転軸６０２を支持した構成が示されている。この場合、転がり軸受６２７は、転動体として玉を適用した各種の玉軸受の他、転動体として各種のころ(円筒ころ、円すいころおよび球面ころなど)を適用したころ軸受であってもよい。また、図８に示す構成においては、回転軸６０２を２つの軸受６２７で支持する構造としているが、回転軸６０２は、１つの軸受６２７で支持してもよいし、３つ以上の軸受６２７で支持してもよい。   Here, in the apparatus AP, the rotating shaft 602 of the turntable 604 is rotated by a predetermined driving device (for example, a spindle motor) (not shown) and is rotatably supported by various bearings 627. FIG. 8 shows, as an example, a configuration in which a rotating shaft 602 is supported by a rolling bearing 627 using balls as rolling elements. In this case, the rolling bearing 627 may be a roller bearing in which various rollers (cylindrical rollers, tapered rollers, spherical rollers, etc.) are applied as rolling elements, in addition to various ball bearings in which balls are applied as rolling elements. In the configuration shown in FIG. 8, the rotary shaft 602 is supported by two bearings 627. However, the rotary shaft 602 may be supported by one bearing 627, or three or more bearings 627. You may support.

なお、軸受６２７として、上述した各種の転がり軸受に代えてエア軸受を適用し、回転軸６０２をエア軸受によって回転自在に支持することで、回転盤６０４が回転する際に生ずる回転振動を格段に軽減させることができ、ひいては、顕微鏡６０８やＣＣＤカメラ６１０の回転振動を抑制させ、分離反応中あるいは合成反応中におけるサンプル状態の安定した観察ならびに撮影を行うことが可能となり、さらに好ましい。ここで、一例として、エア軸受は、回転軸６０２の外周面を全周に亘って覆うように位置付けられた筒状のハウジングによって回転軸６０２を回転自在に支持する構造を成し、ハウジングの内周面(回転軸６０２の外周面に対する対向面)に設けた複数の噴出口(噴出孔)から回転軸６０２の外周面へ向けてエアを吹き付け、ハウジングの内周面と回転軸６０２の外周面とを非接触状態に保つことで、回転軸６０２を非常に滑らかに回転させることができる。   Note that an air bearing is applied as the bearing 627 in place of the above-described various rolling bearings, and the rotary shaft 602 is rotatably supported by the air bearing, so that the rotational vibration generated when the rotating disk 604 rotates is remarkably increased. More preferably, the rotational vibration of the microscope 608 and the CCD camera 610 can be suppressed, and stable observation and photographing of the sample state during the separation reaction or the synthesis reaction can be performed. Here, as an example, the air bearing has a structure in which the rotary shaft 602 is rotatably supported by a cylindrical housing positioned so as to cover the outer peripheral surface of the rotary shaft 602 over the entire circumference. Air is blown toward the outer peripheral surface of the rotating shaft 602 from a plurality of outlets (spout holes) provided on the peripheral surface (the surface facing the outer peripheral surface of the rotating shaft 602), and the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the rotating shaft 602 Is kept in a non-contact state, the rotating shaft 602 can be rotated very smoothly.

また、本実施形態において、回転軸６０２および回転軸６０２を回転自在に支持する軸受６２７は、これらがハウジングとともに一体を成すスピンドルユニット６２８として構成されており、スピンドルユニット６２８が回転盤６０４に装着されることで、回転盤６０４が回転軸６０２を中心として回転される構造となっている。この場合、回転盤６０４には、その中央部が上側(顕微鏡６０８、チップ１、ＣＣＤカメラ６１０、および映像無線伝送デバイス６１２などが配設されている側)へ所定の大きさで凸状に突出し、回転盤６０４の下側(上述した各部品などが配設されている側とは反対側)を凸状に窪ませて形成されたスピンドルユニット取付部６０４ｂが設けられており、スピンドルユニット６２８は、回転盤６０４の下側からスピンドルユニット取付部６０４ｂへ挿入されて、回転盤６０４に対して取り付けられている。   Further, in the present embodiment, the rotary shaft 602 and the bearing 627 that rotatably supports the rotary shaft 602 are configured as a spindle unit 628 in which these are integrated with the housing, and the spindle unit 628 is mounted on the rotary disc 604. Thus, the rotating disk 604 is configured to be rotated about the rotating shaft 602. In this case, the central portion of the turntable 604 protrudes in a convex shape with a predetermined size toward the upper side (the side on which the microscope 608, the chip 1, the CCD camera 610, the video wireless transmission device 612, etc. are disposed). , A spindle unit mounting portion 604b formed by projecting the lower side of the rotating disk 604 (the side opposite to the side where the above-described components are disposed) is provided, and the spindle unit 628 is The rotating plate 604 is inserted into the spindle unit mounting portion 604b from the lower side and attached to the rotating plate 604.

このように、装置ＡＰをスピンドルユニット６２８に対して回転盤６０４が被さるような構造とすることで、顕微鏡６０８、チップ１、ＣＣＤカメラ６１０、および映像無線伝送デバイス６１２などが配設された回転盤６０４の回転時における回転重心と、回転軸６０２が軸受６２７によって回転自在に支持された軸支部分との距離を狭めることができ、軸支部分に生じる回転モーメントを有効に軽減させることができる。   In this way, the apparatus AP is structured such that the rotating disk 604 covers the spindle unit 628, so that the rotating disk in which the microscope 608, the chip 1, the CCD camera 610, the wireless video transmission device 612, and the like are disposed. The distance between the rotational center of gravity during the rotation of 604 and the shaft support portion in which the rotation shaft 602 is rotatably supported by the bearing 627 can be reduced, and the rotational moment generated in the shaft support portion can be effectively reduced.

なお、上述した本実施形態において、装置ＡＰの構成部材の材料については特に言及しなかったが、装置ＡＰの使用態様や使用目的などに応じて各種の素材を任意に選択して使用すればよい。一例として、本実施形態においては、回転盤６０４の材料、ならびに顕微鏡６０８、チップ１、ＣＣＤカメラ６１０、および映像無線伝送デバイス６１２などを回転盤６０４に対して取り付けるための各種の取付部材を高強度Ａｌ合金(A2017)製とすることで、回転時における剛性を十分に確保しながら、これらの部材の軽量化を図っている。   In addition, in this embodiment mentioned above, although it did not mention in particular about the material of the structural member of apparatus AP, what is necessary is just to select and use various raw materials arbitrarily according to the usage condition, purpose, etc. of apparatus AP. . As an example, in the present embodiment, the material of the turntable 604 and various attachment members for attaching the microscope 608, the chip 1, the CCD camera 610, the video wireless transmission device 612, and the like to the turntable 604 have high strength. By using Al alloy (A2017), the weight of these members is reduced while ensuring sufficient rigidity during rotation.

また、本実施形態においては、回転時における装置ＡＰの重量バランスを均等にし、回転時に生じるスピンドルユニット６２８に対する振れ回り応力を減少させるため、回転盤６０４に対し、顕微鏡６０８およびチップ１の配設位置と回転中心に対して略対称となる位置(回転中心に対して反対側)へ所定のバランスウェイト６３０を設けている。バランスウェイト６３０の重量、および配設位置は、回転盤６０４に配設された顕微鏡６０８、チップ１、ＣＣＤカメラ６１０、および映像無線伝送デバイス６１２などの各種の部材重量やそのバランス(重心)などに応じて、上述したスピンドルユニット６２８に対する振れ回り応力が小さくなるように調整すればよい。   Further, in the present embodiment, in order to make the weight balance of the apparatus AP during rotation uniform and reduce the run-out stress on the spindle unit 628 that occurs during rotation, the arrangement positions of the microscope 608 and the chip 1 with respect to the rotating plate 604 are arranged. A predetermined balance weight 630 is provided at a position that is substantially symmetrical with respect to the rotation center (on the opposite side to the rotation center). The weight of the balance weight 630 and the position of the balance weight 630 depend on the weight of various members such as the microscope 608, the chip 1, the CCD camera 610, and the video wireless transmission device 612 disposed on the turntable 604 and the balance (center of gravity) thereof. Accordingly, the above-described spindle unit 628 may be adjusted so that the whirling stress is reduced.

なお、装置ＡＰにおいて、より高精度にサンプルの分離反応あるいは合成反応を観察する場合、スピンドルユニット６２８として、回転軸６０２が上述したエア軸受によって回転自在に支持されたエアスピンドルユニットを回転盤６０４に対して装着する構成としてもよい。これにより、回転盤６０４が回転する際に生じる回転振動を格段に軽減させることができ、分離反応中あるいは合成反応中におけるサンプル状態をさらに安定した高画質のカメラ映像により観察することが可能となる。この場合、エアスピンドルユニットとしては、例えば、日本精工株式会社製のＧＢＳ１００Ｈなどを用いることができる。   In the apparatus AP, when the separation reaction or synthesis reaction of the sample is observed with higher accuracy, an air spindle unit in which the rotary shaft 602 is rotatably supported by the above-described air bearing is used as the rotary disk 604 as the spindle unit 628. It is good also as a structure with which it mounts | wears. As a result, the rotational vibration generated when the turntable 604 rotates can be remarkably reduced, and the sample state during the separation reaction or the synthesis reaction can be observed with a more stable high-quality camera image. . In this case, as the air spindle unit, for example, GBS100H manufactured by NSK Ltd. can be used.

次に、上述のようにチップ１を可視下遠心装置ＡＰに装着し回転させて発生する遠心力をサンプル（試料溶液）に作用させて流体を駆動し流動させることによる作用効果について説明する。   Next, a description will be given of the operational effects of driving and flowing the fluid by applying the centrifugal force generated by mounting and rotating the chip 1 to the visible centrifuge AP as described above to the sample (sample solution).

チップ１に外部機器との流体接続（流体駆動に例えばポンプを利用する場合）、及び、電気的接続（流体駆動に例えば図１Ａのように電気浸透流などを利用する場合）が不要となり、チップ１の構造が簡素化できる。この効果として、チップ１の取り扱いが容易となり、自動化しやすく、解析速度も向上する。また、チップ１をさらに小型化することができ、より微小サンプルでの解析が可能となる。この場合は、細胞は電気的に破砕することができないので、力学的な衝突によって破砕させる。   The chip 1 does not require fluid connection with an external device (for example, when a pump is used for fluid driving) and electrical connection (for example, when an electroosmotic flow is used for fluid driving as shown in FIG. 1A). The structure of 1 can be simplified. As an effect, the chip 1 can be easily handled, easily automated, and the analysis speed is improved. Further, the chip 1 can be further reduced in size, and analysis with a smaller sample becomes possible. In this case, since the cells cannot be crushed electrically, they are crushed by mechanical collision.

また、周辺機器も小型化できるため、測定系全体を小型化できる。   In addition, since the peripheral device can be reduced in size, the entire measurement system can be reduced in size.

また、サンプルの化学的な特性に影響されず、流体を駆動させることができる。特に、電界印加により電気分解し易い溶液を主体とするサンプルでも、駆動（解析）が可能である。また、電気的な刺激によって、変化する可能性のあるサンプルに対しても、これらの影響を気にせず利用でき、適用範囲が広がり好ましい。   Further, the fluid can be driven without being affected by the chemical characteristics of the sample. In particular, it is possible to drive (analyze) even a sample mainly composed of a solution that is easily electrolyzed by applying an electric field. Moreover, it can be used without worrying about these effects even for samples that may change due to electrical stimulation, and the application range is widened.

また、サンプルの遠心分離効果を同時に発生させることができ、サンプルの比重による分離が可能である。   In addition, the centrifugal effect of the sample can be generated at the same time, and separation by the specific gravity of the sample is possible.

さらに、本実施形態の可視下遠心装置を利用することによって、低回転数（低遠心力）の領域での反応であっても、情報が欠落（コマ落ち）することなく、検出状態を把握することができる。   Furthermore, by using the visible centrifuge of this embodiment, the detection state can be grasped without missing information (frame dropping) even in a reaction at a low rotational speed (low centrifugal force) region. be able to.

次に、図５〜図９の可視下遠心装置ＡＰにサンプルに対し上方から照明をあてる落射照明装置を付加した構成について図１０を参照して説明する。図１０は可視下遠心装置ＡＰに落射照明装置を付加した構成を示す図８と同様の縦断面図である。   Next, a configuration in which an epi-illumination device for illuminating a sample from above is added to the visible centrifuge AP of FIGS. 5 to 9 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a longitudinal sectional view similar to FIG. 8 showing a configuration in which an epi-illumination device is added to the visible centrifuge AP.

溶液中の細胞やガラスビーズなど、背景と光学的な透過率が同程度（透明）の物質を観察する場合、バックライトによる投下照明では、形状による陰影（コントラスト）が得難く、観察が困難である。この対策として、図１０のように、可視下遠心装置ＡＰに落射照明装置を設けた。   When observing a substance with the same optical transmittance as the background (transparent), such as cells and glass beads in solution, it is difficult to observe the contrast due to the shape with the backlight illumination. is there. As a countermeasure, an epi-illumination device is provided in the visible centrifuge AP as shown in FIG.

すなわち、対物レンズ６０８ａの上部のミラー６１４をハーフミラー６１４ａとし、ハーフミラー６１４ａの上方にＬＥＤ照明部６４０を設けることで同軸（落射）照明装置を構成した。ＬＥＤ照明部６４０からの照明光ｍがハーフミラー６１４ａを透過し対物レンズ６０８ａを通してチップ１内のサンプルを照射する。また、サンプルからの反射光ｎは対物レンズ６０８ａを通してハーフミラー６１４ａで反射しＣＣＤカメラ６１０へ到達する。   That is, the mirror (614) on the upper side of the objective lens (608a) is a half mirror (614a), and the LED illumination unit (640) is provided above the half mirror (614a) to constitute a coaxial (epi-illumination) illumination device. Illumination light m from the LED illumination unit 640 passes through the half mirror 614a and irradiates the sample in the chip 1 through the objective lens 608a. The reflected light n from the sample is reflected by the half mirror 614a through the objective lens 608a and reaches the CCD camera 610.

ＬＥＤ照明部６４０には、例えば、市販の高輝度緑色ＬＥＤ(OPTSOURCE社製 100047シリーズ、φ３ｍｍ、光度６８００mcd)を利用できるが、対象サンプルによって色調、輝度を選択することができる。また、遠心強度（回転数、時間）によってＬＥＤの破損が懸念される場合には、光源（ＬＥＤ）を回転中心付近に配置して光ファイバで顕微鏡に誘導することもできる。   For example, a commercially available high-brightness green LED (100047 series manufactured by OPTSOURCE, φ3 mm, luminous intensity 6800 mcd) can be used for the LED illumination unit 640, but the color tone and luminance can be selected depending on the target sample. In addition, when there is a concern about the breakage of the LED due to the centrifugal strength (number of rotations, time), a light source (LED) can be arranged near the rotation center and guided to the microscope with an optical fiber.

図１０の落射照明装置を付加した構成によれば、チップ１内のサンプルからの反射光を観察することによって、光学的透過率が背景と周程度でもサンプル表面の反射による陰影（コントラスト）を得ることができるので、サンプルの挙動を明瞭に観察することができる。   According to the configuration in which the epi-illumination device of FIG. 10 is added, by observing the reflected light from the sample in the chip 1, a shadow (contrast) due to reflection of the sample surface is obtained even if the optical transmittance is about the background and the circumference. The behavior of the sample can be clearly observed.

次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

本実施例は、上述の可視下遠心装置ＡＰをポリスチレンビーズのサイズ選別に利用したものである。すなわち、図１１のようなダンベル型流路（両端に円形の溶液槽を設け、溶液槽同士を直線流路で接続した形状の流路）を形成した流路形成チップを作製し、可視下遠心装置ＡＰに設置し、流路形成チップ内を溶液で満たした状態で反遠心側ヘサイズの異なるポリスチレンビーズ溶液を導入しビーズが遠心力によって流路内を通過する速度を測定した。   In this embodiment, the visible centrifuge AP is used for selecting the size of polystyrene beads. That is, a channel-forming chip formed with a dumbbell-shaped channel (a channel having a shape in which circular solution tanks are provided at both ends and the solution tanks are connected by a linear channel) as shown in FIG. A polystyrene bead solution having a different size from the anti-centrifugation side was introduced in a state where the channel formation chip was filled with the solution, and the speed at which the beads passed through the channel by centrifugal force was measured.

流路形成チップは、図１１のような微細流路パターンを形成したＰＤＭＳ樹脂をガラス基板上へ貼り付けた構造である。流路パターンは、直径３ｍｍの円形の溶液層を７００μｍ幅の直線流路で接続した形状で、深さ約１２０μｍである。溶液層の片側には溶液導入用の孔が空けてあり、ここからビーズ溶液を導入することができる。   The flow path forming chip has a structure in which a PDMS resin having a fine flow path pattern as shown in FIG. 11 is attached onto a glass substrate. The flow path pattern is a shape in which circular solution layers having a diameter of 3 mm are connected by a straight flow path having a width of 700 μm and has a depth of about 120 μm. A solution introduction hole is formed on one side of the solution layer, from which a bead solution can be introduced.

溶液導入用の孔を反遠心側にして直線流路部分の観察領域がＣＣＤカメラで観察できるように可視下遠心装置ＡＰに取り付ける。このとき、流路内はテスト溶液（０．１Ｍマンニトール水溶液）で満たされている。溶液導入孔からポリスチレン溶液を導入し、可視下遠心装置ＡＰを駆動すると、遠心力によってポリスチレンビーズが直線流路を介して遠心側の溶液槽へ移動する。可視下遠心装置ＡＰでは、ポリスチレンビーズが直線流路内を移動する速度を任意の回転数（遠心力）で測定できるため、ポリスチレンビーズの移動速度ｖを正確に測定することができる。   The solution introduction hole is set to the anti-centrifugation side and attached to the visible centrifuge AP so that the observation area of the straight channel portion can be observed with a CCD camera. At this time, the flow path is filled with a test solution (0.1 M mannitol aqueous solution). When the polystyrene solution is introduced from the solution introduction hole and the centrifuge under visible light AP is driven, the polystyrene beads are moved to the centrifugal solution tank through the linear flow path by the centrifugal force. The visible centrifuge AP can measure the moving speed v of the polystyrene beads accurately because the moving speed of the polystyrene beads can be measured at an arbitrary number of rotations (centrifugal force).

直径１０μｍと直径４０μｍのポリスチレンビーズ（モリテックス社製 ４０００シリーズ）をサンプルとして、各遠心力下における移動（沈降）速度ｖの違いを測定した。その測定結果を図１２に示す。図１２から理解されるように、直径の大きいビーズの方が移動速度が大きく、各ビーズの挙動を観察しながらサイズ選別が可能なことが実証された。   Using polystyrene beads having a diameter of 10 μm and a diameter of 40 μm (Mortex Corp. 4000 series) as samples, the difference in moving (sedimentation) speed v under each centrifugal force was measured. The measurement results are shown in FIG. As can be understood from FIG. 12, it was demonstrated that beads having a larger diameter have a higher moving speed and that size selection can be performed while observing the behavior of each bead.

以上のように、本発明を実施するための最良の形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であり、かかる変形例も本発明の範囲内である。   As described above, the best modes and examples for carrying out the present invention have been described, but the present invention is not limited to these, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Such modifications are also within the scope of the present invention.

実施形態１に係る流路形成チップの平面図である。3 is a plan view of a flow path forming chip according to Embodiment 1. FIG. 図１Ａの線ＩＢ−ＩＢに沿った断面図である。It is sectional drawing along line IB-IB of FIG. 1A. 図１Ａの流路部分の拡大平面図である。FIG. 1B is an enlarged plan view of the flow path portion of FIG. 1A. 図１Ｂは図１ＡのＩＩＢ−ＩＩＢに沿った断面図である。1B is a cross-sectional view taken along IIB-IIB in FIG. 1A. 蛍光標識されたＤＮＡを吸着したシリカビーズの模式図である。It is a schematic diagram of the silica bead which adsorb | sucked fluorescence-labeled DNA. 実施形態２に係る流路形成チップの凹部を示す平面図である。6 is a plan view showing a recess of a flow path forming chip according to Embodiment 2. FIG. 細胞破砕部を示す平面図である。It is a top view which shows a cell crushing part. 実施形態３に係る可視下遠心装置の全体構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of whole structure of the visible centrifuge which concerns on Embodiment 3. FIG. 図５の固定部品の内部の構成を説明するための部分構成図である。It is a partial block diagram for demonstrating the structure inside the fixed component of FIG. 図５の可視下遠心装置の全体構成例を上から見た上面図である。It is the top view which looked at the example of whole composition of the centrifuge under visible conditions of Drawing 5 from the top. 図５の回転盤に対してスピンドルユニットを装着させた状態の可視下遠心装置の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the observable centrifugal apparatus in a state where a spindle unit is mounted on the rotating disk of FIG. 5. スピンドルユニットとしてエアスピンドルユニット６２８を装着させた状態の可視下遠心装置の全体斜視図である。FIG. 2 is an overall perspective view of the observable centrifugal apparatus with an air spindle unit 628 mounted as a spindle unit. 可視下遠心装置ＡＰに落射照明装置を付加した構成を示す図８と同様の縦断面図である。It is the same longitudinal cross-sectional view as FIG. 8 which shows the structure which added the epi-illumination apparatus to visible centrifuge AP. 本実施例で使用した流路基板の流路パターンを概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the flow-path pattern of the flow-path board | substrate used in the present Example. 本実施例において直径の異なるポリスチレンビーズが直線流路内を移動するときの遠心加速度と移動速度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the centrifugal acceleration when a polystyrene bead from which a diameter differs in a present Example moves in a linear flow path, and a moving speed.

符号の説明Explanation of symbols

１ 流路形成チップ
２ 凹部
１１ 基板
１２ 流路構成部材
２１，２２ 貯留槽
２３ 流路
２４ 拘束部（拘束手段）
２５ シリカビーズ（捕獲手段）
１０１ 流路形成チップ
１２３ 流路
１２４ 拘束部（拘束手段）
１２５ シリカビーズ(細胞捕獲手段)
１２６ 細胞破砕部
ＡＰ 可視下遠心装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path formation chip 2 Recess 11 Substrate 12 Flow path component 21, 21 Reservoir 23 Flow path 24 Restraint part
25 Silica beads (capture means)
101 flow path forming chip 123 flow path 124 restraint part (restraint means)
125 silica beads (cell capture means)
126 Cell disruption section AP Visible centrifuge

Claims (11)

試料を移送する流路を備える流路形成チップであって、
板状の基板と、
前記流路を構成する流路構成溝が設けられ、前記流路構成溝を覆うように前記基板に装着されて前記流路を形成する流路構成部材と、
前記流路において前記試料中の捕獲対象物を捕獲するための捕獲手段の移動を拘束するように前記流路の途中に設けられた拘束手段と、を備え、
前記流路構成部材は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂から形成されている流路形成チップ。 A flow path forming chip including a flow path for transferring a sample,
A plate-like substrate;
A flow path constituting member provided with a flow path constituting groove constituting the flow path and mounted on the substrate so as to cover the flow path constituting groove;
A restraining means provided in the middle of the flow path so as to restrain the movement of the capture means for capturing the capture target in the sample in the flow path,
The flow path forming member is a flow path forming chip formed of a polydimethylsiloxane (PDMS) resin. 前記基板は、ガラス材から形成されている請求項１に記載の流路形成チップ。   The flow path forming chip according to claim 1, wherein the substrate is formed of a glass material. 前記拘束手段は、前記流路の側面から流路幅を狭くする方向に突出して形成される凸部から構成され、前記凸部における流路幅は、前記捕獲手段の径よりも小さい請求項１又は２に記載の流路形成チップ。   The said restraining means is comprised from the convex part which protrudes in the direction which narrows a flow path width from the side surface of the said flow path, and the flow path width in the said convex part is smaller than the diameter of the said capture means. Or the flow-path formation chip | tip of 2. 前記捕獲手段は、多孔質粒子である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流路形成チップ。   The flow path forming chip according to claim 1, wherein the capturing means is a porous particle. 前記多孔質粒子は、その孔部にプローブが装着されている請求項４に記載の流路形成チップ。   The flow path forming chip according to claim 4, wherein a probe is attached to a hole of the porous particle. 前記多孔質粒子は、シリカを主成分とする直径１００μｍ以下の球形ビーズである請求項４又は５に記載の流路形成チップ。   6. The flow path forming chip according to claim 4, wherein the porous particles are spherical beads having a diameter of 100 μm or less mainly composed of silica. 前記流路の上流側及び下流側に前記試料を移送させるための電極を備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流路形成チップ。   The flow path forming chip according to claim 1, further comprising an electrode for transferring the sample to an upstream side and a downstream side of the flow path. 前記拘束手段よりも上流側に前記試料に含まれる細胞を破砕する破砕手段を流路中に備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流路形成チップ。   The flow path forming chip according to any one of claims 1 to 7, wherein a crushing means for crushing cells contained in the sample is provided in the flow path upstream of the restraining means. 前記流路を複数設け、前記複数の流路の各々に、前記拘束手段を設ける請求項１乃至８のいずれか１項に流路形成チップ。   The flow path forming chip according to claim 1, wherein a plurality of the flow paths are provided, and the restraining means is provided in each of the plurality of flow paths. 前記試料を移送させるために遠心装置に取り付けられて使用される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の流路形成チップ。   The flow path forming chip according to claim 1, wherein the flow path forming chip is used by being attached to a centrifuge for transferring the sample. 前記遠心装置は、試料を収容した前記流路形成チップを取り付けて所定の回転軸を中心に回転する回転盤と、前記流路形成チップ内における試料の状態を目視により観察するための顕微鏡と、を具備し、前記流路形成チップ内の試料または試料中の物質に対して遠心力を作用させることで前記試料から所定の物質を分離または合成させる可視下遠心装置である請求項１０に記載の流路形成チップ。   The centrifuge includes a rotating disk that rotates around a predetermined rotation axis with the flow path forming chip containing the sample, a microscope for visually observing the state of the sample in the flow path forming chip, 11. A visible centrifuge that separates or synthesizes a predetermined substance from the sample by applying a centrifugal force to the sample in the channel forming chip or the substance in the sample. Channel forming chip.
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