JP2014092420A - Processing chip for biochemical reaction analysis - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、一塩基多型（ＳＮＰ）の検出、がん組織のような特異的な遺伝子変異の検出、様々な感染症を引き起こすバクテリアやウィルスの検出などを行う際に使用する生体化学分析用の処理チップに関するものである。 The present invention, for example, is used for detecting single nucleotide polymorphisms (SNPs), detecting specific gene mutations such as cancer tissue, and detecting bacteria and viruses that cause various infectious diseases. The present invention relates to a processing chip for analysis.
従来、この種の処理チップは、一般的に検体中に含まれる対象物の分析を行うに際して、核酸増幅反応を行う生体化学分析装置などに用いられている。そして、分析対象である検体が、試薬と反応する前に、大気中に存在しているウィルスなどによる汚染を低減するために、生体化学分析用の検体を注入する注入口を有する本体と、前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、を有する構成となっていた（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, this type of processing chip is generally used in a biochemical analyzer or the like that performs a nucleic acid amplification reaction when analyzing an object contained in a specimen. And a main body having an injection port for injecting a specimen for biochemical analysis in order to reduce contamination by a virus or the like present in the atmosphere before the specimen to be analyzed reacts with the reagent, In the body, the holding chamber for holding the injected specimen, the holding chamber and the dispensing chamber for dispensing the specimen, connected to the holding chamber and the first flow path, are connected to the dispensing chamber, A plurality of quantitative chambers for holding the dispensed specimen; and a plurality of measurement chambers connected to the quantitative chamber via a second flow path to react the specimen and a reagent for biochemical analysis. It became a structure (for example, refer patent document 1).
上記従来例の技術において、処理チップの本体を回転運動させることにより、保持チャンバに保持された検体に対して遠心力を加えることによって、検体を各定量チャンバに送り、それを測定チャンバへ送ることによって、測定を行うようにしていた。すなわち、各測定チャンバに送られる検体の量を一定とすることによって、適切な分析が行われるようにしていた。 In the technique of the above conventional example, by rotating the main body of the processing chip and applying centrifugal force to the specimen held in the holding chamber, the specimen is sent to each quantitative chamber and sent to the measuring chamber. According to the measurement. That is, appropriate analysis is performed by keeping the amount of specimen sent to each measurement chamber constant.
しかしながら、上記従来例の技術においては、各定量チャンバに一定の検体を流入させることが難しく、結論として適切な分析が行われないこともあった。
すなわち、各定量チャンバに一定の検体を流入させるために、分注チャンバに保持チャンバから第一の流路を介して流入させる検体の量は、この分注チャンバの容積よりも小さく、かつ、各定量チャンバに定量を流入させる程度の少ない量となっている。この点をさらに説明すると、保持チャンバから分注チャンバに流入させる検体の量が、分注チャンバを満杯にする程度の大量のものであった場合、各定量チャンバには、それぞれを満杯状態にすることはできるが、各定量チャンバの上方においては、隣接する定量チャンバとも、流通し得る検体が存在する状態となっており、この状態では、各定量チャンバに一定の検体を流入させたことにはならない。そこで、実際に保持チャンバから分注チャンバに流入させられる検体量は、複数の定量チャンバを満杯にしたものに少し余剰分を加えただけの少ないものとなる。ところが、このように少ない検体量であると、各定量チャンバに入った検体量にばらつきが発生することがあり、その結果として、上述のごとく適切な分析が行われなくなるのであった。
However, in the conventional technique, it is difficult to allow a certain specimen to flow into each quantitative chamber, and as a result, appropriate analysis may not be performed.
That is, in order to allow a certain sample to flow into each quantitative chamber, the amount of the sample flowing into the dispensing chamber from the holding chamber via the first flow path is smaller than the volume of the dispensing chamber, and each The amount is small enough to allow the fixed amount to flow into the fixed amount chamber. To further explain this, if the amount of specimen flowing from the holding chamber into the dispensing chamber is large enough to fill the dispensing chamber, each metering chamber will be filled with its own. However, above each quantitative chamber, there is a state in which there is a sample that can circulate in the adjacent quantitative chambers. In this state, a certain sample has flowed into each quantitative chamber. Don't be. Therefore, the amount of the sample that is actually allowed to flow from the holding chamber into the dispensing chamber is a small amount obtained by adding a little surplus to the filling of the plurality of quantitative chambers. However, with such a small amount of sample, the amount of sample entering each quantitative chamber may vary, and as a result, appropriate analysis cannot be performed as described above.
そこで本発明は、生体化学分析用の処理チップを用いて、適切な分析を行うことを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to perform an appropriate analysis using a processing chip for biochemical analysis.
そして、この目的を達成するために本発明の生体化学分析用の処理チップは、生体化学分析用の検体を注入する注入口を有する本体と、前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、を有し、前記本体が回転運動をする際に、前記複数の定量チャンバのうち、前記第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、前記第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、前記本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される構成とし、これにより、所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the processing chip for biochemical analysis of the present invention holds a main body having an inlet for injecting a specimen for biochemical analysis, and the injected specimen in the main body. A holding chamber, a dispensing chamber connected to the holding chamber via a first flow path and dispensing the sample, and a plurality of quantitative chambers connected to the dispensing chamber and holding the dispensed sample And a plurality of measurement chambers that are connected to the quantitative chamber through a second flow path and react the specimen and a reagent for biochemical analysis, and when the main body rotates, Among the plurality of quantitative chambers, the quantitative chamber located away from the first flow path is closer to the rotation center of the main body than the quantitative chamber located near the first flow path. Away A configuration formed in location, thereby, is to achieve the intended purpose.
以上のごとく、本発明の生体化学分析用の処理チップは、生体化学分析用の検体を注入する注入口を有する本体と、前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、を有し、前記本体が回転運動をする際に、前記複数の定量チャンバのうち、前記第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、前記第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、前記本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される構成としたため、この処理チップを用いて適切な分析を行うことができる。 As described above, the processing chip for biochemical analysis of the present invention includes a main body having an injection port for injecting a specimen for biochemical analysis, a holding chamber for holding the injected specimen in the main body, A dispensing chamber connected to a holding chamber via a first flow path and dispensing the specimen; a plurality of quantitative chambers connected to the dispensing chamber and holding the dispensed specimen; and the quantitative chamber And a plurality of measurement chambers that react with the specimen and a reagent for biochemical analysis, and when the main body rotates, the plurality of quantitative chambers Among these, the quantitative chamber at a position distant from the first flow path is located at a position farther from the center point of rotation in the rotational movement of the main body than the quantitative chamber at a position close to the first flow path. Structure formed Since was, it is possible to perform appropriate analysis using the processing chip.
すなわち、本発明の生体化学分析用の処理チップは、本体が回転運動をする際に、複数の定量チャンバのうち、第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成されるので、第一の流路側の定量チャンバが満杯となることによって、次の定量チャンバへと検体が次々に供給されることとなり、その結果として、複数の定量チャンバに定量の検体を流入させることができ、これにより、適切な分析が行われるようになるのである。 That is, when the main body rotates, the processing chip for biochemical analysis of the present invention has a quantitative chamber located at a position away from the first flow channel among the multiple quantitative chambers as the first flow channel. Since the distance from the center point of rotation in the rotational movement of the main body is farther than the quantitative chamber at the close position, when the quantitative chamber on the first flow path side becomes full, the next quantitative chamber is reached. Samples are supplied one after another, and as a result, a fixed amount of sample can be allowed to flow into a plurality of quantitative chambers, thereby performing an appropriate analysis.
また、本発明によれば、本体の回転運動時にオーバーフローチャンバからの各定量チャンバ側への逆流も発生せず、この結果からも適切な分析を行うことができるのである。つまり、本体を回転させることによって、検体を保持チャンバから分注チャンバ、定量チャンバを介して測定チャンバに供給するようになっているが、測定チャンバにおける試薬との反応を促進させるためには、この本体の回転スピードを可変することも行われるが、このときの回転スピードの変動に伴い、オーバーフローチャンバ内の検体が波立ち、それが定量チャンバ側へと逆流することもあるが、本発明のごとく、第一の流路と離れた位置の定量チャンバを、第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成すると、オーバーフローチャンバ内の検体の波立ちが発生したとしても、いわゆる下方の波が上方の岸に到達しにくい状態と同じ理由により、結論として逆流することがなくなるのである。その結果、各定量チャンバは一定の検体が流入させられた状態を保持でき、これによりそこから検体が供給される測定チャンバにおいては、適切な分析が行われるのである。 In addition, according to the present invention, no back flow from the overflow chamber to each quantitative chamber side occurs during the rotational movement of the main body, and appropriate analysis can be performed from this result. That is, by rotating the main body, the specimen is supplied from the holding chamber to the measurement chamber via the dispensing chamber and the quantitative chamber. In order to promote the reaction with the reagent in the measurement chamber, Although the rotation speed of the main body is also varied, the sample in the overflow chamber may undulate with the fluctuation of the rotation speed at this time, and it may flow back to the quantitation chamber side, but as in the present invention, When the quantitative chamber at a position away from the first flow path is formed at a position farther from the center of rotation in the rotational movement of the main body than the quantitative chamber at a position close to the first flow path, the overflow chamber Even if a wave of the sample in the inside occurs, it flows back as a conclusion for the same reason that the so-called lower wave is difficult to reach the upper shore. It is to be eliminated. As a result, each quantitative chamber can maintain a state in which a constant sample is introduced, and appropriate analysis is performed in the measurement chamber to which the sample is supplied.
以下に、本発明の実施の形態１における生体化学分析装置に用いる処理チップを、図面を用いて説明する。 Below, the processing chip used for the biochemical analyzer in Embodiment 1 of this invention is demonstrated using drawing.
（実施の形態１）
図１は、生体化学分析装置の一例であって、インフルエンザ検体を検出する生体化学分析装置である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an example of a biochemical analyzer, which is a biochemical analyzer that detects an influenza specimen.
図１において、１は、インフルエンザ検体が注入されている処理チップである。この処理チップ１を、生体化学分析装置の本体部２に形成されている開口部３から本体部２の内部へ挿入し、セットする。また、生体化学分析装置の本体部２には、開口部３を閉塞するための蓋部４と、検出結果を表示する表示部５とが設けられている。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a processing chip into which an influenza sample is injected. The processing chip 1 is inserted into the main body 2 through the opening 3 formed in the main body 2 of the biochemical analyzer and set. The main body 2 of the biochemical analyzer is provided with a lid 4 for closing the opening 3 and a display 5 for displaying the detection result.
つまり、処理チップ１が生体化学分析装置の本体部２の内部にセットされ、生体化学分析の結果が、表示部５に表示されるようになっている。 That is, the processing chip 1 is set inside the main body 2 of the biochemical analyzer, and the result of the biochemical analysis is displayed on the display unit 5.
また、生体化学分析を行う処理チップ１は、図２に示すように、処理チップ本体６と、処理チップ本体６の下方側に取付けられる下カバー７と、処理チップ本体６の上方側に取付けられ、生体化学分析用の検体を注入する注入口８が形成された上カバー９と、上カバー９に取付けられる付属カバー１０と、シール部材１１とにより、構成されている。 Further, as shown in FIG. 2, the processing chip 1 that performs biochemical analysis is attached to the processing chip body 6, a lower cover 7 that is attached to the lower side of the processing chip body 6, and an upper side of the processing chip body 6. The upper cover 9 is formed with an injection port 8 for injecting a specimen for biochemical analysis, the attached cover 10 is attached to the upper cover 9, and the seal member 11.
この処理チップ本体６は、図３に示すごとく、その内部において、注入された検体を保持する保持チャンバ１２と、その保持チャンバ１２と第一の流路１３を介して接続され、検体を分注する分注チャンバ１４と、その分注チャンバ１４と接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバ１５と、を有する。また、処理チップ本体６は、その内部において、第二の流路１６を介して定量チャンバ１５にそれぞれ接続され、検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバ１７を備える。ここで用いられる試薬は、あらかじめ測定チャンバ１７の内部に塗布される。また、図３に示すごとく、複数の定量チャンバ１５よりも第一の流路１３から離れた位置にオーバーフローチャンバ１８が形成され、このオーバーフローチャンバ１８は、定量チャンバ１５から漏れた検体を保持する。 As shown in FIG. 3, the processing chip body 6 is connected to the inside of the holding chamber 12 for holding the injected specimen and the holding chamber 12 via the first flow path 13 to dispense the specimen. And a plurality of quantitative chambers 15 connected to the dispensing chamber 14 and holding the dispensed specimen. In addition, the processing chip body 6 includes a plurality of measurement chambers 17 that are respectively connected to the quantification chamber 15 through the second flow path 16 to react the specimen and the reagent for biochemical analysis. The reagent used here is applied in advance to the inside of the measurement chamber 17. As shown in FIG. 3, an overflow chamber 18 is formed at a position farther from the first flow path 13 than the plurality of quantitative chambers 15, and the overflow chamber 18 holds a specimen leaked from the quantitative chamber 15.
ここで、本実施の形態で特徴的な事項としては、処理チップ本体６が回転運動をする際に、複数の定量チャンバ１５のうち、第一の流路１３と離れた位置の定量チャンバ１５は、第一の流路１３に近い位置の定量チャンバ１５よりも、処理チップ本体６の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される。より詳細には、図４において示されるように、処理チップ本体６の回転の中心点と複数の定量チャンバ１５とのそれぞれの距離（ｄ１〜ｄ４）において、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４というように、段階的に距離が離れている。例えば、図４のように、処理チップ本体６の回転中心点（円弧Ａの中心点）よりも、より第一の流路１３と離れており、かつ、円弧Ａに対して内側に位置する点を中心点とする円弧Ｂ上に複数の定量チャンバ１５を配置する。また、分注チャンバ１４の形状は、上面から見たときに略扇型の形状であり、その側部において、第一の流路１３に近い一端の長さが、第一の流路１３から離れた他端の長さよりも短い。 Here, as a characteristic matter in the present embodiment, when the processing chip body 6 rotates, the quantitative chamber 15 at a position away from the first flow path 13 among the multiple quantitative chambers 15 is The distance from the center point of rotation in the rotational movement of the processing chip body 6 is formed at a position farther than the quantitative chamber 15 at a position close to the first flow path 13. More specifically, as shown in FIG. 4, d1 <d2 <d3 <d4 at each distance (d1 to d4) between the center point of rotation of the processing chip body 6 and the plurality of metering chambers 15. The distance is gradually increased. For example, as shown in FIG. 4, a point that is further away from the first flow path 13 than the rotation center point (the center point of the arc A) of the processing chip body 6 and that is located inside the arc A. A plurality of quantitative chambers 15 are arranged on an arc B centered at. Moreover, the shape of the dispensing chamber 14 is a substantially fan-shaped shape when viewed from above, and the length of one end close to the first flow path 13 on the side thereof is from the first flow path 13. It is shorter than the length of the other end.
上述のように構成することにより、第一の流路１３に近い定量チャンバ１５が満杯となることによって、次の定量チャンバ１５へと検体が次々に供給されることとなり、その結果として、複数の定量チャンバ１５に定量の検体を流入させることができ、これにより、
適切な分析が行われるようになる。
By configuring as described above, when the quantitative chamber 15 close to the first flow path 13 becomes full, the specimen is supplied to the next quantitative chamber 15 one after another. A fixed amount of sample can be flowed into the fixed amount chamber 15,
Appropriate analysis will be performed.
また、オーバーフローチャンバ１８が設けられていることにより、本体の回転運動時にオーバーフローチャンバ１８からの各定量チャンバ１５側への逆流も発生せず、この結果からも適切な分析を行うことができるのである。つまり、処理チップ本体６を回転させることによって、検体を保持チャンバ１２から分注チャンバ１４、定量チャンバ１５を介して測定チャンバ１７に供給するようになっているが、測定チャンバ１７における試薬との反応を促進させるためには、この処理チップ本体６の回転スピードを可変することも行われるが、このときの回転スピード変動に伴い、オーバーフローチャンバ１８内の検体が波立ち、それが定量チャンバ１５への逆流することもあるが、本実施の形態のごとく、第一の流路１３と離れた位置の定量チャンバ１５を、第一の流路１３に近い位置の定量チャンバ１５よりも、処理チップ本体６の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成すると、オーバーフローチャンバ１８内の検体の波立ちが発生したとしても、いわゆる下方の波が上方の岸に到達しにくい状態と同じ理由により、結論として逆流することがなくなるのである。その結果、各定量チャンバ１５は一定の検体が流入させられた状態を保持でき、これによりそこから検体が供給される測定チャンバ１７においては、適切な分析が行われる。 Further, since the overflow chamber 18 is provided, no back flow from the overflow chamber 18 to each metering chamber 15 side occurs during the rotational movement of the main body, and appropriate analysis can be performed from this result. . That is, by rotating the processing chip body 6, the specimen is supplied from the holding chamber 12 to the measurement chamber 17 via the dispensing chamber 14 and the quantitative chamber 15, but the reaction with the reagent in the measurement chamber 17. In order to promote this, the rotational speed of the processing chip body 6 is also varied. However, the sample in the overflow chamber 18 undulates as the rotational speed fluctuates at this time, which flows back to the quantitative chamber 15. In some cases, however, as in the present embodiment, the quantitative chamber 15 at a position distant from the first flow path 13 is disposed in the processing chip body 6 more than the quantitative chamber 15 at a position close to the first flow path 13. If the distance from the center point of rotation in the rotational movement is formed at a position away from the center of the rotation chamber, the sample in the overflow chamber 18 is undulated. Also, for the same reason as the state in which the waves hardly reach above the shore of the so-called lower, it is the eliminating backflow conclusion. As a result, each quantitative chamber 15 can maintain a state in which a constant sample is introduced, and accordingly, an appropriate analysis is performed in the measurement chamber 17 to which the sample is supplied.
なお、処理チップ本体６の回転の中心点とオーバーフローチャンバ１８との距離ｄ５については、ｄ４＜ｄ５となるように、オーバーフローチャンバ１８をより離れた位置に形成すれば、その分、定量チャンバ１５から漏れた検体がオーバーフローチャンバ１８に、より安定して入り込むことになる。 Note that the distance d5 between the rotation center point of the processing chip body 6 and the overflow chamber 18 is such that if the overflow chamber 18 is formed at a more distant position so that d4 <d5, the distance from the quantitative chamber 15 is increased accordingly. The leaked specimen enters the overflow chamber 18 more stably.
上述のように、本発明の生体化学分析用の処理チップは、その分析を適切に行うことができるようになるものであるため、例えば、一塩基多型（ＳＮＰ）の検出、がん組織のような特異的な遺伝子変異の検出、様々な感染症を引き起こすバクテリアやウィルスの検出などを行う際に使用する生体化学分析用の処理チップとして有用である。 As described above, since the processing chip for biochemical analysis of the present invention can appropriately perform the analysis, for example, detection of single nucleotide polymorphism (SNP), cancer tissue It is useful as a processing chip for biochemical analysis used when detecting such specific gene mutations and bacteria and viruses that cause various infectious diseases.
１ 処理チップ
２ 本体部
３ 開口部
４ 蓋部
５ 表示部
６ 処理チップ本体
７ 下カバー
８ 注入口
９ 上カバー
１０ 付属カバー
１１ シール部材
１２ 保持チャンバ
１３ 第一の流路
１４ 分注チャンバ
１５ 定量チャンバ
１６ 第二の流路
１７ 測定チャンバ
１８ オーバーフローチャンバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chip 2 Main body part 3 Opening part 4 Cover part 5 Display part 6 Processing chip main body 7 Lower cover 8 Inlet 9 Upper cover 10 Attached cover 11 Sealing member 12 Holding chamber 13 First flow path 14 Dispensing chamber 15 Metering chamber 16 Second flow path 17 Measurement chamber 18 Overflow chamber
Claims (5)
前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、
前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、
前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、
を有し、
前記本体が回転運動をする際に、前記複数の定量チャンバのうち、前記第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、前記第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、前記本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される
生体化学分析用の処理チップ。 A main body having an inlet for injecting a specimen for biochemical analysis;
A holding chamber for holding the injected specimen in the body;
A dispensing chamber connected to the holding chamber via a first flow path and dispensing the sample; a plurality of quantitative chambers connected to the dispensing chamber and holding the dispensed sample;
A plurality of measurement chambers connected to the quantitative chamber via a second flow path and reacting the specimen with a reagent for biochemical analysis;
Have
When the main body rotates, among the plurality of quantitative chambers, the quantitative chamber at a position away from the first flow path is more than the quantitative chamber at a position close to the first flow path. The processing chip for biochemical analysis formed in the position where the distance from the center point of rotation in the rotational movement of this is separated.
請求項１に記載の生体化学分析用の処理チップ。 2. The processing chip for biochemical analysis according to claim 1, wherein the distance between the plurality of quantitative chambers and the center point of the rotational movement of the main body is stepwise separated for each quantitative chamber.
請求項１又は２に記載の生体化学分析用の処理チップ。 The dispensing chamber is substantially fan-shaped when viewed from above, and the length of one end close to the first flow path is the side of the other end away from the first flow path. The processing chip for biochemical analysis according to claim 1 or 2, wherein the processing chip is shorter than the length.
請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体化学分析用の処理チップ。 The processing chip for biochemical analysis according to any one of claims 1 to 3, further comprising an overflow chamber that is formed at a position farther from the first flow path than the plurality of quantitative chambers and holds the specimen. .
請求項４に記載の生体化学分析用の処理チップ。
5. The processing chip for biochemical analysis according to claim 4, wherein the overflow chamber is formed at a position farther from a rotation center point in the rotational movement of the main body than the plurality of quantitative chambers.
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