JP2009085818A - Liquid reagent built-in type microchip - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid reagent built-in type microchip, capable of sealing a reagent injection port in a properly sealed state by a sealing label, even when the liquid reagent is adhered to the surface of the microchip by the leak of the injected liquid reagent from the reagent injection port and the scattering of the liquid reagent at injection, and capable of avoiding leakage of the liquid reagent, after sealing. <P>SOLUTION: The liquid reagent built-in type microchip has a liquid reagent holding part for holding the liquid reagent therein and also has the reagent injection port for injecting the liquid reagent in the liquid reagent holding part and the groove formed so as to surround the reagent injection port on its surface. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＤＮＡ、タンパク質、細胞、免疫および血液等の生化学検査、化学合成ならびに、環境分析などに好適に使用されるμ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などとして有用なマイクロチップに関し、より詳しくは、検査等の対象となるサンプルと混合するための液体試薬を、あらかじめマイクロチップ内に内蔵する液体試薬内蔵型マイクロチップに関する。   The present invention relates to a microchip useful as a micro-TAS (Micro Total Analysis System) suitably used for biochemical tests such as DNA, proteins, cells, immunity and blood, chemical synthesis, and environmental analysis. Specifically, the present invention relates to a liquid reagent built-in type microchip in which a liquid reagent for mixing with a sample to be tested is built in a microchip in advance.

近年、医療や健康、食品、創薬などの分野で、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルスおよび細胞などの生体物質、ならびに化学物質を検知、検出あるいは定量する重要性が増してきており、それらを簡便に測定できる様々なバイオチップおよびマイクロ化学チップ（以下、これらを総称してマイクロチップと称する。）が提案されている。   In recent years, the importance of detecting, detecting or quantifying biological substances such as DNA (Deoxyribo Nucleic Acid), enzymes, antigens, antibodies, proteins, viruses and cells, and chemical substances in fields such as medicine, health, food, and drug discovery There have been proposed various biochips and microchemical chips (hereinafter collectively referred to as microchips) that can be easily measured.

マイクロチップはその内部に流体回路を有しており、検査・分析の対象となるサンプル（たとえば、血液等）を処理するための、あるいは該サンプルと反応させるための液体試薬をあらかじめ内蔵する液体試薬内蔵型マイクロチップにあっては、該流体回路は、たとえば液体試薬を保持する液体試薬保持部、サンプルや液体試薬を計量する計量部、サンプルと液体試薬とを混合する混合部、混合液について分析および／または検査するための検出部などの各部と、これら各部を適切に接続する微細な流路（たとえば、数百μｍ程度の幅）とから主に構成される。   The microchip has a fluid circuit in the inside thereof, and a liquid reagent for processing a sample (for example, blood, etc.) to be examined / analyzed or reacting with the sample in advance. In the built-in type microchip, the fluid circuit analyzes, for example, a liquid reagent holding unit that holds a liquid reagent, a weighing unit that measures a sample or a liquid reagent, a mixing unit that mixes a sample and a liquid reagent, and a mixed liquid. And / or each part such as a detection part for inspection, and a fine flow path (for example, a width of about several hundred μm) appropriately connecting these parts.

このような流体回路を有するマイクロチップは、実験室で行なっている一連の実験・分析操作を、数ｃｍ角で厚さ数ｍｍ程度のチップ内で行なえることから、サンプルおよび試薬が微量で済み、コストが安く、反応速度が速く、ハイスループットな検査ができ、サンプルを採取した現場で直ちに検査結果を得ることができるなど多くの利点を有し、たとえば血液検査等の生化学検査用として好適に用いられている。   A microchip having such a fluid circuit can perform a series of experiments and analysis operations performed in a laboratory in a chip of several centimeters square and several millimeters in thickness. It has many advantages such as low cost, high reaction speed, high throughput testing, and the ability to obtain test results immediately at the site where the sample was taken, suitable for biochemical testing such as blood testing It is used for.

液体試薬内蔵型マイクロチップは、通常一方の表面に、液体試薬保持部内に液体試薬を注入するための、該液体試薬保持部に貫通する試薬注入口が１または２以上形成されている。該試薬注入口から液体試薬を注入した後、封止用ラベル（シール）をマイクロチップ表面に貼付することにより、液体試薬内蔵型マイクロチップが完成する。   A liquid reagent built-in type microchip usually has one or more reagent injection ports penetrating the liquid reagent holding part for injecting the liquid reagent into the liquid reagent holding part on one surface. After injecting the liquid reagent from the reagent injection port, a sealing label (seal) is attached to the surface of the microchip, thereby completing the microchip with a built-in liquid reagent.

図５は、従来の液体試薬内蔵型マイクロチップの一例を示す概略断面図である。図５に示される液体試薬内蔵型マイクロチップは、第１の基板５０１と第２の基板５０２とから構成されており、その内部に液体試薬保持部５０３を有している。第１の基板５０１には、液体試薬５０４を注入するための試薬注入口５０５が形成されている。液体試薬５０４が注入された後、試薬注入口５０５を封止するために、第１の基板５０１の表面上に封止用ラベル５０６が貼付される。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional liquid reagent containing microchip. The liquid reagent built-in type microchip shown in FIG. 5 includes a first substrate 501 and a second substrate 502, and has a liquid reagent holding portion 503 therein. A reagent injection port 505 for injecting a liquid reagent 504 is formed in the first substrate 501. After the liquid reagent 504 is injected, a sealing label 506 is affixed on the surface of the first substrate 501 in order to seal the reagent inlet 505.

ここで、液体試薬５０４を液体試薬保持部５０３に注入後、封止用ラベル５０６を貼付する際には、図６（ａ）に示されるように、注入された液体試薬５０４が試薬注入口５０５を逆流し、第１の基板５０１表面上に溢れ出す場合がある。また、図６（ｂ）に示されるように、液体試薬５０４を注入する際に液体試薬が一部飛散し、第１の基板５０１表面上に液体試薬の液滴５０４ａが付着する場合もある。このような場合に、封止ラベル５０６を用いて試薬注入口５０５を封止しようとしても、第１の基板５０１と封止用ラベル５０６との界面に、溢れ出したあるいは液滴５０４ａ由来の液体試薬が介在して良好な封止状態が確保できない恐れがある（図６（ｃ）参照）。   Here, when the sealing label 506 is affixed after injecting the liquid reagent 504 into the liquid reagent holding unit 503, the injected liquid reagent 504 is added to the reagent inlet 505 as shown in FIG. May flow backward and overflow on the surface of the first substrate 501. In addition, as shown in FIG. 6B, when the liquid reagent 504 is injected, a part of the liquid reagent scatters, and the liquid reagent droplet 504a may adhere to the surface of the first substrate 501. In such a case, even if an attempt is made to seal the reagent injection port 505 using the sealing label 506, the liquid overflowing from the interface between the first substrate 501 and the sealing label 506 or derived from the droplet 504a. There is a possibility that a good sealing state cannot be secured due to the presence of the reagent (see FIG. 6C).

なお、以上本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。   In addition, although the prior art about this invention was demonstrated based on the general technical information which the applicant acquired, the information which should be disclosed as prior art literature information before filing in the range which an applicant memorize | stores. Applicant does not have.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、注入した液体試薬が試薬注入口から漏れ出したり、注入時に液体試薬が飛散したりすることにより、マイクロチップ表面に液体試薬が付着していた場合であっても、封止用ラベルにより良好な封止状態で試薬注入口を封止することができ、封止後の液体試薬の漏れを回避することができる液体試薬内蔵型マイクロチップを提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to prevent the injected liquid reagent from leaking out from the reagent injection port, or to disperse the liquid reagent at the time of injection. Even when a liquid reagent is adhered to the reagent inlet, the reagent inlet can be sealed in a good sealed state by the sealing label, and leakage of the liquid reagent after sealing can be avoided. A liquid reagent built-in type microchip is provided.

本発明は、液体試薬を保持するための液体試薬保持部を内部に有し、表面上に、液体試薬保持部内に液体試薬を注入するための試薬注入口と、該試薬注入口を取り囲むように形成された溝とを有する液体試薬内蔵型マイクロチップである。   The present invention has a liquid reagent holding part for holding a liquid reagent inside, and on the surface, a reagent inlet for injecting the liquid reagent into the liquid reagent holding part, and surrounding the reagent inlet It is a microchip with a built-in liquid reagent having a groove formed.

本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップは、２以上の試薬注入口と、各試薬注入口を取り囲むように形成された溝とを有していてもよい。また、試薬注入口を封止するための封止用ラベルが該表面上に貼付されていてもよい。   The liquid reagent containing microchip of the present invention may have two or more reagent injection ports and a groove formed so as to surround each reagent injection port. Further, a sealing label for sealing the reagent inlet may be affixed on the surface.

本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップによれば、試薬注入口の周囲に溝が形成されているため、封止用ラベルで試薬注入口を封止する際、マイクロチップ表面上に付着した液体試薬は、この溝内に保持され、溝の外側には滲み出すことがない。したがって、本発明によれば、封止用ラベルを用いて、良好な封止状態で試薬注入口を封止することができ、封止後の液体試薬の漏れを回避することができる。   According to the microchip with a built-in liquid reagent of the present invention, since the groove is formed around the reagent inlet, the liquid reagent attached on the surface of the microchip when the reagent inlet is sealed with the sealing label Is held in the groove and does not ooze out of the groove. Therefore, according to the present invention, the reagent inlet can be sealed in a good sealed state using the sealing label, and leakage of the liquid reagent after sealing can be avoided.

本発明は、液体試薬内蔵型マイクロチップに関する。ここで、「液体試薬内蔵型マイクロチップ」とは、該マイクロチップを用いて行なわれる検査・分析の対象となるサンプル（以下、単にサンプルという。たとえば、血液等。）を処理する、あるいは該サンプルと反応させるための液体試薬をあらかじめチップ内部に保持しているマイクロチップである。マイクロチップの大きさは、特に限定されないが、たとえば縦横数ｃｍ程度、厚さ数ｍｍ〜１ｃｍ程度とすることができる。マイクロチップは、典型的には、これに遠心力を印加可能な装置に載置して使用される。すなわち、マイクロチップに適切な方向の遠心力を印加することにより、サンプルおよび液体試薬の計量、混合等が行なわれ、混合液中の特定成分の検出がなされる。   The present invention relates to a liquid reagent built-in microchip. Here, the “microchip with a built-in liquid reagent” is used to process a sample (hereinafter simply referred to as a sample, for example, blood or the like) to be tested or analyzed using the microchip, or the sample. Is a microchip in which a liquid reagent for reacting with is previously held in the chip. The size of the microchip is not particularly limited, but can be, for example, about several cm in length and width and about several mm to 1 cm in thickness. The microchip is typically used by being mounted on a device capable of applying a centrifugal force thereto. That is, by applying a centrifugal force in an appropriate direction to the microchip, the sample and the liquid reagent are weighed and mixed, and a specific component in the mixed solution is detected.

本発明に係る液体試薬内蔵型マイクロチップは、その内部にマイクロ流体回路構造を有する。該マイクロ流体回路は、特に限定されるものではないが、典型的には、液体試薬を保持するための液体試薬保持部、当該液体試薬および注入されたサンプルを計量するための各計量部、計量された液体試薬と試料とを混合させる混合部、ならびに得られた混合液について分析および／または検査するための検出部を備える。必要に応じてその他の部位が設けられる。   The liquid reagent containing microchip according to the present invention has a microfluidic circuit structure therein. The microfluidic circuit is not particularly limited. Typically, the microfluidic circuit typically includes a liquid reagent holding unit for holding a liquid reagent, each measuring unit for measuring the liquid reagent and the injected sample, and weighing. A mixing unit that mixes the liquid reagent and the sample, and a detection unit that analyzes and / or inspects the obtained mixed solution. Other parts are provided as necessary.

上記各部は、外部からの遠心力の印加により、サンプルや液体試薬の計量、サンプルと液体試薬との混合、混合液の検査・分析等が順次行なうことができるように、適切な位置に配置され、かつ微細な流路（以下、単に流路と称することがある。）を介して接続されている。なお、上記混合液の検査・分析（たとえば、混合液中の特定の対象成分の検出）は、通常、たとえば検出部に光を照射して、透過した光の強度などを検出する、検出部に保持された混合液についての吸収スペクトルを測定する等の光学的測定により行なわれるが、これに限定されるものではない。   The above parts are arranged at appropriate positions so that the application of centrifugal force from the outside allows the sample and liquid reagent to be weighed, the sample and liquid reagent are mixed, and the mixed liquid is inspected and analyzed. And are connected via a fine channel (hereinafter sometimes simply referred to as a channel). Note that the inspection / analysis of the liquid mixture (for example, detection of a specific target component in the liquid mixture) is usually performed by, for example, detecting the intensity of transmitted light by irradiating the detection part with light. The measurement is performed by optical measurement such as measuring the absorption spectrum of the retained mixed liquid, but is not limited thereto.

図１は、本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップの一例を示す概略図であり、図１（ａ）は本発明の特徴部分である試薬注入口周辺部を示す概略斜視図、図１（ｂ）は試薬注入口周辺部を示す概略断面図である。図１に示されるマイクロチップは、基本的に、第１の基板１０１と第２の基板１０２とから構成されており、その内部に液体試薬保持部１０３を有している。この液体試薬保持部１０３内に液体試薬１０４が保持される。第１の基板１０１には、液体試薬１０４を注入するための試薬注入口１０５が形成されている。そして、第１の基板１０１表面上の試薬注入口１０５の周囲には、溝１１０が設けられている。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a microchip with a built-in liquid reagent of the present invention, and FIG. 1 (a) is a schematic perspective view showing a peripheral portion of a reagent injection port, which is a characteristic part of the present invention. ) Is a schematic cross-sectional view showing the periphery of the reagent inlet. The microchip shown in FIG. 1 is basically composed of a first substrate 101 and a second substrate 102, and has a liquid reagent holding portion 103 therein. The liquid reagent 104 is held in the liquid reagent holding unit 103. A reagent injection port 105 for injecting the liquid reagent 104 is formed in the first substrate 101. A groove 110 is provided around the reagent inlet 105 on the surface of the first substrate 101.

液体試薬１０４を液体試薬保持部１０３に注入後、封止用ラベル１０６を貼付する際には、図２（ａ）に示されるように、注入された液体試薬１０４が表面張力によって封止用ラベル１０６と第１の基板１０１表面間に行き渡る場合がある。また、図２（ｂ）に示されるように、液体試薬１０４を注入する際に液体試薬が一部飛散し、第１の基板１０１表面上に液体試薬の液滴１０４ａが付着する場合もある。   When the sealing label 106 is pasted after injecting the liquid reagent 104 into the liquid reagent holding unit 103, the injected liquid reagent 104 is sealed by the surface tension as shown in FIG. In some cases, it may spread between the surface 106 and the surface of the first substrate 101. In addition, as shown in FIG. 2B, when the liquid reagent 104 is injected, a part of the liquid reagent may scatter and the liquid reagent droplet 104 a may adhere to the surface of the first substrate 101.

本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップによれば、上記の場合のように第１の基板１０１表面上に液体試薬が付着している状態で封止用ラベル１０６を貼り合わせた場合であっても、図３に示されるように、第１の基板１０１表面上に付着した液体試薬は、溝１１０内に保持され、溝１１０の外側に滲み出すことがない。よって、第１の基板１０１と封止用ラベル１０６とは、界面ＡおよびＣを介して、良好な密着性をもって貼合されているため、封止後の液体試薬の漏れを効果的に回避することができる。   According to the microchip with a built-in liquid reagent of the present invention, even when the sealing label 106 is bonded with the liquid reagent attached to the surface of the first substrate 101 as in the above case. As shown in FIG. 3, the liquid reagent attached on the surface of the first substrate 101 is held in the groove 110 and does not ooze out of the groove 110. Therefore, since the first substrate 101 and the sealing label 106 are bonded with good adhesion via the interfaces A and C, leakage of the liquid reagent after sealing is effectively avoided. be able to.

ここで、溝１１０の形状は、円形状に限定されるものではなく、たとえば楕円状、長方形状、正方形状、三角形状等適宜の形状とすることができる。溝の幅や深さも特に限定されるものではなく、マイクロチップ表面上に付着し得る液体試薬の量は、通常０．１〜５μｌ程度と考えられることから、この量を収容可能な幅および深さとすればよい、より具体的には、特に制限されないが、溝の幅および深さはそれぞれ１ｍｍ程度とすることができる。   Here, the shape of the groove 110 is not limited to a circular shape, and may be an appropriate shape such as an elliptical shape, a rectangular shape, a square shape, or a triangular shape. The width and depth of the groove are not particularly limited, and the amount of liquid reagent that can adhere to the microchip surface is normally considered to be about 0.1 to 5 μl. More specifically, although not particularly limited, the width and depth of the groove can be about 1 mm, respectively.

マイクロチップが複数の液体試薬を保持する場合、該マイクロチップは複数の試薬注入口を有することとなるが、この場合、それぞれの試薬注入口の周囲に溝を設けることが好ましい。当該複数の溝の形状は、同じであっても異なっていてもよい。   When the microchip holds a plurality of liquid reagents, the microchip has a plurality of reagent inlets. In this case, it is preferable to provide a groove around each reagent inlet. The shapes of the plurality of grooves may be the same or different.

また、試薬注入口の周囲だけでなく、それ以外のマイクロチップ表面上にも溝を形成することも好ましい。図４は、本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップの別の一例を示す概略上面図である。図４に示されるマイクロチップには、その表面上に２つの試薬注入口４０５ａ、４０５ｂを有するとともに、表面全体にわたって溝４１０が形成されている。このように表面全体にわたって溝を形成することにより、マイクロチップ表面上のいずれの箇所に液体試薬が付着していても密着性よく封止用ラベルを貼合させることができる。すなわち、たとえば図４におけるＯ点に液体試薬が付着しており、マイクロチップ表面と略同面積の封止用ラベルを用いて試薬注入口４０５ａ、４０５ｂを封止する場合、Ｏ点に周囲にも溝が形成されているため、Ｏ点近傍における封止用ラベルの密着性が阻害されることを防止できる。表面全体に溝を形成する場合において、溝の形状は特に限定されるものではない。また、試薬注入口の周囲だけでなく、それ以外のマイクロチップ表面上にも溝を形成する場合、当該溝は必ずしもマイクロチップ表面全体に形成する必要はない。   It is also preferable to form a groove not only around the reagent inlet but also on the other microchip surface. FIG. 4 is a schematic top view showing another example of the liquid reagent containing microchip of the present invention. The microchip shown in FIG. 4 has two reagent injection ports 405a and 405b on its surface, and a groove 410 is formed over the entire surface. By forming the groove over the entire surface in this manner, the sealing label can be bonded with good adhesion regardless of where the liquid reagent is attached on the surface of the microchip. That is, for example, when a liquid reagent adheres to the point O in FIG. 4 and the reagent inlets 405a and 405b are sealed using a sealing label having approximately the same area as the microchip surface, Since the groove is formed, the adhesion of the sealing label in the vicinity of the point O can be prevented from being hindered. In the case of forming a groove on the entire surface, the shape of the groove is not particularly limited. Further, when a groove is formed not only around the reagent inlet but also on the other microchip surface, the groove does not necessarily have to be formed on the entire microchip surface.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the liquid reagent built-in type microchip of this invention. 表面に液体試薬が付着した本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップに封止用ラベルを貼付する際の状態を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the state at the time of sticking the sealing label to the liquid reagent built-in type microchip of this invention with which the liquid reagent adhered to the surface. 表面に液体試薬が付着した本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップに封止用ラベルを貼付したときの状態を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining a state when the label for sealing is affixed on the liquid reagent built-in type microchip of this invention with which the liquid reagent adhered to the surface. 本発明の液体試薬内蔵型マイクロチップの別の一例を示す概略上面図である。It is a schematic top view which shows another example of the microchip with a built-in liquid reagent of this invention. 従来の液体試薬内蔵型マイクロチップの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the conventional liquid reagent built-in microchip. 表面に液体試薬が付着した従来の液体試薬内蔵型マイクロチップに封止用ラベルを貼付する際、および封止用ラベルを貼付したときの状態を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the state when a sealing label is affixed to the conventional liquid reagent built-in type microchip with which the liquid reagent adhered to the surface, and when a sealing label is affixed.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ 第１の基板、１０２ 第２の基板、１０３ 液体試薬保持部、１０４ 液体試薬、１０４ａ 液体試薬の液滴、１０５，４０５ａ，４０５ｂ 試薬注入口、１０６ 封止用ラベル、１１０，４１０ 溝。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 1st board | substrate, 102 2nd board | substrate, 103 Liquid reagent holding | maintenance part, 104 Liquid reagent, 104a Liquid reagent droplet, 105,405a, 405b Reagent inlet, 106 Sealing label, 110,410 Groove.

Claims (3)

液体試薬を保持するための液体試薬保持部を内部に有し、
表面上に、前記液体試薬保持部内に前記液体試薬を注入するための試薬注入口と、前記試薬注入口を取り囲むように形成された溝とを有する液体試薬内蔵型マイクロチップ。 Has a liquid reagent holding part for holding a liquid reagent inside,
A liquid reagent built-in microchip having a reagent inlet for injecting the liquid reagent into the liquid reagent holding part and a groove formed so as to surround the reagent inlet on the surface. ２以上の試薬注入口と、各試薬注入口を取り囲むように形成された溝とを有する請求項１に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。   The microchip with a built-in liquid reagent according to claim 1, comprising two or more reagent injection ports and a groove formed so as to surround each reagent injection port. 前記試薬注入口を封止するための封止用ラベルが前記表面上に貼付されている請求項１または２に記載の液体試薬内蔵型マイクロチップ。   The microchip with a built-in liquid reagent according to claim 1 or 2, wherein a sealing label for sealing the reagent inlet is affixed on the surface.
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