JP2009103575A - マイクロ流体デバイス及びマイクロ流体デバイス装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料液よりも密度が小さく試料液中の目的物質と反応する第1反応物質が固定化された反応性微粒子が収容され、試料液導入口と試料液に浮上した反応性微粒子を移動させる出口とを有する第1室と、該第1室よりも下流側に位置し、反応性微粒子に反応固定された目的物質と反応する標識付き第2反応物質を含む第2反応溶液が収容され、移動してくる反応性微粒子を受け入れる入口と、第2反応溶液に浮上した反応性微粒子を移動させる出口とを有する第2室と、両室を連結する第1連結流路と、を備え、第1室入口はその出口よりも遠心方向上方に設けられ、第2室入口は第1室出口よりも遠心方向下方に設けられ、第2室出口はその入口よりも遠心方向下方に設けられ、前記第1連結流路は遠心方向に傾斜しているマイクロ流体デバイス。
【選択図】図1
Description
(2)ビーズを用いる方法であると、チップ外でビーズに反応物質を固定化できるので、流路内に形成した反応部に直接反応物質を固定化する方法に比較し反応物質の固定化操作が容易である。
(3)ビーズを密に充填することにより、反応表面積を大きくできるので、高感度かつ短時間の分析が可能となる。
試料液よりも密度が小さい微粒子であって前記試料液中に含まれる目的物質と反応する第1反応物質が粒子表面に固定化された反応性微粒子と、
前記反応性微粒子が収容された中空容器であって、前記試料液を導入する試料液導入口と、試料液により浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第1チャンバー出口とを有する第1チャンバーと、
前記第1チャンバーよりも下流側に位置し、前記反応性微粒子の表面に反応固定された前記目的物質と反応する標識付き第2反応物質を含む第2反応溶液が収容される中空容器であって、前記第1チャンバーから移動してくる反応性微粒子を受け入れる第2チャンバー入口と、前記第2反応溶液に浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第2チャンバー出口とを有する第2チャンバーと、
前記第1チャンバー出口と前記第2チャンバー入口とを連結する第1連結流路と、を少なくとも備え、前記第1チャンバー及び第2チャンバーは、それぞれ遠心上面とこれに対向する遠心底面とを有し、前記第1チャンバーの遠心上面から遠心底面に向かう方向を遠心方向と定義するとき、前記第1チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向上方に設けられ、前記第2チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向下方に設けられ、かつ前記第2チャンバー出口は前記第2チャンバー入口よりも遠心方向下方に設けられ、前記第1連結流路は、遠心方向に傾斜していることを特徴とする構造のマイクロ流体デバイス。
実施の形態1にかかるマイクロ流体デバイスの構造を、図1に示す。マイクロ流体デバイスは、第1チャンバー6と、第2チャンバー8と、試料液供給チャンバー4と、試料液供給チャンバー4と第1チャンバーとを繋ぐ試料液導入用微小流路5と、第1チャンバー6と第2チャンバー8とを繋ぐ第1連結流路7と、第2チャンバー8の遠心方向下方に設けられた排出流路9と、を備えている。
実施の形態2にかかるマイクロ流体デバイスの構造を図2に示す。本実施の形態に係るマイクロ流体デバイスは、第1チャンバー6と、第2チャンバー8と、第2チャンバー8の下流側に設けられた遠心方向に対し下方に傾斜する洗浄流路18と、洗浄流路18の下流側に設けられた検出部17と、試料液供給チャンバー4と、洗浄液供給チャンバー10と、試料液供給チャンバー4と第1チャンバー6とを繋ぐ試料液導入用微小流路5と、第1チャンバー6と第2チャンバー8とを繋ぐ第1連結流路7と、第2チャンバー8と洗浄流路18とを繋ぐ第2連結流路16と、洗浄流路18と検出部17とを繋ぐ第3連結流路と、検出部17の遠心方向下方に設けられた排出流路9と、洗浄液供給チャンバー10と洗浄流路18とを繋ぐ多段階(図においては3段階)に分岐した洗浄液導入流路12と、を備えている。また、第1チャンバー6内部には、試料液よりも比重の小さい反応性微粒子30が収容されている。
実施の形態3にかかるマイクロ流体デバイスの構造を図6に示す。本実施の形態に係るマイクロ流体デバイスは、第1チャンバー6と、第2チャンバー8と、第2チャンバーの下流側に設けられた洗浄流路18と、洗浄流路の下流側に設けられた第3チャンバー19と、検出部の下流側に設けられた検出部17と、試料液供給チャンバー4と、洗浄液供給チャンバー10と、基質溶液チャンバー11と、試料液供給チャンバーと第1チャンバーとを繋ぐ試料液導入用微小流路5と、第1チャンバーと第2チャンバーとを繋ぐ第1連結流路7と、第2チャンバーと洗浄流路とを繋ぐ第2連結流路16と、洗浄流路と第3チャンバーとを繋ぐ第3連結流路20と、第3チャンバーと検出部とを繋ぐ第4連結流路21と、排出流路9と、洗浄液導入流路12と、基質溶液導入流路27と、を備えている。また、第1チャンバー6内部には、試料液よりも比重の小さい反応性微粒子30が収容されている。
本実施の形態に係るマイクロ流体デバイスの要部立体図を図7に示す。図7に示すように、第1連結流路7及び第2連結流路16が重力方向にも傾斜している。この構造は、マイクロ流体デバイスの重力方向の厚みが大きくなるが、反応性微粒子の連結流路内での移動がよりスムーズになるという利点がある。
図8に、本実施の形態に係るマイクロ流体デバイス装置を示す。回転軸1を有する回転盤2上に、マイクロ流体デバイス3が設置されている。このマイクロ流体デバイスは、上記実施の形態1〜4のものを用いることができる。
2:回転盤
3:マイクロ流体デバイス
4:試料液供給チャンバー
5:試料液導入用微小流路
6:第1チャンバー
7:第1連結流路
8:第2チャンバー
9:排出流路
10:洗浄液供給チャンバー
11:基質溶液供給チャンバー
12:洗浄液導入路
13:廃液溜め
14:反応性微粒子注入路
15:第2反応物質注入路
16:第2連結流路
17:検出部
18:洗浄流路
19:第3チャンバー
22:孔
23:孔
24:孔
25:孔
26:孔
27:基質溶液注入路
28:孔
29:堰き止め部
30:反応性微粒子
31:非特異的に吸着した目的物質
32:堰き止め構造
Claims (9)
- 試料液よりも密度が小さい微粒子であって前記試料液中に含まれる目的物質と反応する第1反応物質が粒子表面に固定化された反応性微粒子と、
前記反応性微粒子が収容された中空容器であって、前記試料液を導入する試料液導入口と、試料液により浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第1チャンバー出口とを有する第1チャンバーと、
前記第1チャンバーよりも下流側に位置し、前記反応性微粒子の表面に反応固定された前記目的物質と反応する標識付き第2反応物質を含む第2反応溶液が収容される中空容器であって、前記第1チャンバーから移動してくる反応性微粒子を受け入れる第2チャンバー入口と、前記第2反応溶液に浮上した反応性微粒子を下流側に移動させる第2チャンバー出口とを有する第2チャンバーと、
前記第1チャンバー出口と前記第2チャンバー入口とを連結する第1連結流路と、
を少なくとも備え、
前記第1チャンバー及び第2チャンバーは、それぞれ遠心上面とこれに対向する遠心底面とを有し、
前記第1チャンバーの遠心上面から遠心底面に向かう方向を遠心方向と定義するとき、
前記第1チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向上方に設けられ、
前記第2チャンバー入口は前記第1チャンバー出口よりも遠心方向下方に設けられ、
前記第2チャンバー出口は前記第2チャンバー入口よりも遠心方向下方に設けられ、
前記第1連結流路が、遠心方向に傾斜している、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項1に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記マイクロ流体デバイスは、更に前記第2チャンバー出口に連結された流路であって前記遠心方向に対し下方に傾斜する洗浄流路を備え、当該洗浄流路には、前記第2チャンバー出口から出てくる反応性微粒子を洗浄する洗浄液導入路が連結されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項2に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記洗浄液導入路は、上流から下流に向かって流路が多段階に分枝した分枝流路であり、当該分枝流路の複数の出口が前記洗浄流路にそれぞれ連結されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項2または3に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記標識が酵素であり、
前記マイクロ流体デバイスは、前記洗浄流路で洗浄された反応性微粒子に基質を含む第3溶液を収容する第3チャンバーを更に備え、
当該第3チャンバーの入口は、前記洗浄流路の出口に連結され、当該第3チャンバーの入口は、前記洗浄流路の出口よりも遠心方向下方に位置する、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項1乃至4の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記マイクロ流体デバイスは、前記第1チャンバーの上流側に、前記第1チャンバーに試料液を供給する試料液供給チャンバーを更に備え、前記第1チャンバー入口は、当該試料液供給チャンバー出口よりも遠心方向下方に位置し、当該試料液供給チャンバー出口と前記第1チャンバー入口とは、断面積が9μm2以上、300μm2以下の試料液導入用微小流路で連結されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項1ないし5の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記第1乃至第3のチャンバー、前記第1連結流路、前記洗浄流路及び前記洗浄液導入路は、同一基板に形成されている、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項1ないし3の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記目的物質がタンパク質であり、前記第1反応物質が前記目的物質と特異的に反応する抗体であり、前記第2反応物質が前記目的物質と反応する第2抗体である、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項1乃至7の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスにおいて、
前記第1及び第2のチャンバーの前記遠心方向における中心軸は、前記基板面と平行である、
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。 - 請求項1乃至8の何れか1項に記載のマイクロ流体デバイスと、
当該マイクロ流体デバイスを回転させ、前記遠心方向に向かう遠心力を発生させる遠心力発生装置と、
を備えたマイクロ流体デバイス装置。
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