JP2016173330A - 検査デバイス - Google Patents
検査デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016173330A JP2016173330A JP2015054117A JP2015054117A JP2016173330A JP 2016173330 A JP2016173330 A JP 2016173330A JP 2015054117 A JP2015054117 A JP 2015054117A JP 2015054117 A JP2015054117 A JP 2015054117A JP 2016173330 A JP2016173330 A JP 2016173330A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- flow path
- channel
- capillary
- inspection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Abstract
【課題】ポンプを用いることなく、液体を送液することが可能な検査デバイスを提供する。
【解決手段】第1の流路3及び第2の流路4と、第1の流路3と第2の流路4との間を連結する少なくとも1つ又は複数の毛細管流路5と、第1の流路3と第2の流路4との何れかの一端側から液体を注入する液注入部8a,8bと、第1の流路3と第2の流路4との何れかの他端側に連続して設けられた毛細管送液流路10a,10bと、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】第1の流路3及び第2の流路4と、第1の流路3と第2の流路4との間を連結する少なくとも1つ又は複数の毛細管流路5と、第1の流路3と第2の流路4との何れかの一端側から液体を注入する液注入部8a,8bと、第1の流路3と第2の流路4との何れかの他端側に連続して設けられた毛細管送液流路10a,10bと、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、検査デバイスに関する。
抗体は、抗原となる特定のタンパク質や病原菌などの物質と特異的に結合する性質がある(抗原抗体反応という。)。免疫測定(イムノアッセイ)は、このような抗原抗体反応を利用して、例えば血液や尿などの試料(検体)に含まれる特定の抗原を検出する手法である。免疫測定は、例えばインフルエンザや肝炎、妊娠などの様々な検査・診断などに用いられている。
代表的な免疫測定法としては、イムノクロマトグラフィ法がある。この方法は、クロマトグラフィの一種であり、標識抗体、捕捉抗体、金属コロイドなどが固定されたメンブレン上に、抗原を含んだ検体を滴下する手法である。この手法の場合、捕捉抗体上に特定の抗原が捕捉され、標識抗体に付着した金属コロイドを観察することで、特定の抗原の有無を検出できる。この方法は、検査時間が数分〜十数分程度と比較的短く、検査手法も比較的簡便である。この方法は、例えば妊娠検査薬などの個人で使用する検査キットや、病院でのインフルエンザ等の迅速な診断などに広く利用されている。
また、上述した抗原の有無だけでなく、検体に含まれる抗原の量や濃度などを定量的に検出する手法の一つとして、酵素免疫測定(ELISA:Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)法がある。この方法は、先ず、反応場となるウェルなどに抗原を固定した後、抗原に特異的に吸着する一次抗体を吸着し、次に、酵素で標識した二次抗体を一次抗体に吸着させ、最後に、酵素と反応して発色又は発光する試薬を加える手法である。この手法の場合、発色・発光の強度を測定することで、検体中に含まれる抗原の量や濃度などを定量的に検出できる。この方法は、食品に含まれるアレルギー物質の検査や、微量のウイルスの検査などに利用されている。
ELISA法は、イムノクロマトグラフィ法よりも少ない検体での検査が可能である。一方、検査に非常に多くの時間を要するため、迅速な診断に用いることが難しい。そこで、検査時間を短縮できるELISA法として、表面に抗原や抗体を固相した磁性微粒子を用いた化学発光免疫測定装置が提案されている(特許文献1を参照。)。この免疫測定装置では、免疫測定に必要な試薬等を収容し、所定の反応処理を行わせるカートリッジ(検査デバイス)が用いられている。
しかしながら、この免疫測定装置では、カートリッジに試薬等を送液するためのポンプが用いられている。一般的にポンプを用いる場合は、装置が大型化するだけでなく、送液する液体の量や速度を制御しなければならず、装置が複雑化するといった問題が生じてしまう。
本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ポンプを用いることなく、液体を送液することが可能な検査デバイスを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様に係る検査デバイスは、第1の流路及び第2の流路と、前記第1の流路と前記第2の流路との間を連結する少なくとも1つ又は複数の毛細管流路と、前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの一端側から液体を注入する液注入部と、前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの他端側に連続して設けられた毛細管送液流路と、を備えることを特徴とする。
また、前記検査デバイスにおいて、前記第1の流路及び前記第2の流路は、少なくとも前記毛細管流路と連結される間の流路断面積が一端側から他端側に向かって連続的に小さくなるテーパー形状を有していてもよい。
また、前記検査デバイスにおいて、前記第1の流路及び前記第2の流路は、少なくとも前記毛細管流路と連結される間の流路断面積が一端側から他端側に向かって一定となる直線形状を有していてもよい。
また、前記検査デバイスは、前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの他端側と前記毛細管送液流路との間の流路の一部を拡大した液溜り部を備えていてもよい。
また、前記検査デバイスにおいて、前記第1の流路と前記第2の流路とが、互いに並んだ状態で配置され、前記毛細管流路が、互いに並列した状態で前記第1の流路と前記第2の流路との間を連結していてもよい。
また、前記検査デバイスにおいて、前記第1の流路が、1つ配置され、前記第2の流路が、複数並んで配置され、前記少なくとも1つ又は複数の毛細管流路が、前記第2の流路毎に前記第1の流路と前記第2の流路との間を連結していてもよい。
また、前記検査デバイスにおいて、前記毛細管流路の内壁面には、特定の物質と特異的に結合する高分子が固定されていてもよい。
以上のように、本発明の一つの態様によれば、ポンプを用いることなく、液体を送液することが可能な検査デバイスを提供することが可能である。また、本発明の一つの態様によれば、そのような検査デバイスを用いることによって、検査時間の短縮化及び装置の小型化を図ることが可能な検査方法及び検査装置を提供することが可能である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
(検査デバイス)
[第1の実施形態]
先ず、本発明の第1の実施形態として、例えば図1に示す検査デバイス1Aについて説明する。なお、図1は、検査デバイス1Aの構成を示す平面図であり、検査デバイス1Aを一面(以下、正面とする。)側から見た状態を示す。また、以下の説明では、XYZ直交座標系を設定し、X軸方向を検査デバイス1Aの長さ方向、Y軸方向を検査デバイス1Aの幅方向、Z軸方向を検査デバイス1Aの厚み方向として、各部の位置関係について説明するものとする。
[第1の実施形態]
先ず、本発明の第1の実施形態として、例えば図1に示す検査デバイス1Aについて説明する。なお、図1は、検査デバイス1Aの構成を示す平面図であり、検査デバイス1Aを一面(以下、正面とする。)側から見た状態を示す。また、以下の説明では、XYZ直交座標系を設定し、X軸方向を検査デバイス1Aの長さ方向、Y軸方向を検査デバイス1Aの幅方向、Z軸方向を検査デバイス1Aの厚み方向として、各部の位置関係について説明するものとする。
検査デバイス1Aは、図1に示すように、カートリッジ本体2を備えている。カートリッジ本体2は、図示を省略するものの、本体部(第1の基材)と、本体部の正面を覆うパネル部(第2の基材)とを有している。
本体部は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂や、ポリスチレン(PS)樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂、アクリロニトリルスチレン樹(AS)樹脂などの耐薬品性を有し且つ透明な樹脂材料又はガラス材料等を用いて、所定の厚みで略矩形平板状に形成されている。パネル部は、本体部と同様の樹脂材料又はガラス材料等からなる基板を用いて、本体部と略一致した外形形状を有して形成されている。カートリッジ本体2は、本体部の正面にパネル部を突き合わせた状態で接合一体化されている。
カートリッジ本体2は、第1の流路3及び第2の流路4と、これら第1の流路3と第2の流路4との間を連結する複数の毛細管流路5とを備えている。
第1の流路3及び第2の流路4は、カートリッジ本体2の内部で、毛細管流路5に液体を流入又は流出させるための流通空間を構成している。第1の流路3及び第2の流路4は、カートリッジ本体2の長さ方向に延長して設けられている。なお、第1の流路3及び第2の流路4は、それぞれカートリッジ本体2を構成する本体部の正面に形成された凹部とパネル部との間で、上記流通空間を構成している。
ここで、第1の流路3と第2の流路4とは、それぞれの液体を流通させる向きが複数の毛細管流路5に対して互いに逆向きとなっている。すなわち、第1の流路3と第2の流路4とは、それぞれの一端側(以下、上流側とする。)と他端側(以下、下流側とする。)とがカートリッジ本体2の長さ方向において反対側に位置している。
第1の流路3及び第2の流路4は、幅方向の流路断面積が上流側から下流側に向かって連続的に小さくなるテーパー形状を有している。また、第1の流路3及び第2の流路4は、複数の毛細管流路5と連結される側(以下、内側という。)の内壁面3a,4aの間隔が上流側から下流側に向かって一定となると共に、複数の毛細管流路5と連結される側とは反対側(以下、外側という。)の内壁面3b,4bの間隔が上流側から下流側に向かって連続的に小さくなる形状を有している。
複数の毛細管流路5は、カートリッジ本体2の内部で、後述する免疫測定の反応場となる微小空間を構成している。複数の毛細管流路5は、カートリッジ本体2の長さ方向に並列した状態で、カートリッジ本体2の幅方向に延長して設けられている。また、各毛細管流路5の流路断面積は、各々の延長方向においてほぼ一定となっている。また、複数の毛細管流路5は、互いに近接した状態で配置されることで、1つの毛細管流路群5Aを構成している。
各毛細管流路5の一端側開口部5aは、第1の流路3を形成する内側の内壁面3aに開口して設けられている。各毛細管流路5の他端側開口部5bは、第2の流路4を形成する内側の内壁面4aに開口して設けられている。これにより、第1の流路3により構成される流通空間と、第2の流路4により構成される流通空間とは、各毛細管流路5により構成される各微小空間と連通されている。
カートリッジ本体2は、図2(A)に示すように、本体部の正面に設けられたチップ装着部6Aと、このチップ装着部6Aに対して着脱自在に取り付けられるチップ部7Aとを備えている。なお、図2(A)は、チップ装着部6Aにチップ部7Aが装着された状態を示す平面図である。
チップ装着部6Aは、第1の流路3を構成する凹部と、第2の流路4を構成する凹部との間を連結する嵌合凹部6aからなる。チップ部7Aは、複数の毛細管流路5が形成された樹脂製又はガラス製の透明基材からなる。チップ部7Aは、チップ装着部6A(嵌合凹部6a)に嵌合された状態で、本体部とパネル部との間で保持される。
また、カートリッジ本体2は、図2(B)に示すように、本体部の正面に設けられたチップ装着部6Bと、このチップ装着部6Bに対して着脱自在に取り付けられるチップ部7Bとを備えた構成としてもよい。なお、図2(B)は、チップ装着部6Bにチップ部7Bが装着された状態を示す平面図である。
チップ装着部6Bは、第1の流路3を構成する凹部と、第2の流路4を構成する凹部との間を分断する嵌合凹部6bからなる。チップ部7Bは、複数の毛細管流路5と、第1の流路3及び第2の流路4を構成する一部の凹部とが形成された樹脂製又はガラス製の透明基材からなる。チップ部7Bは、チップ装着部6B(嵌合凹部6b)に嵌合された状態で、本体部とパネル部との間で保持される。
なお、カートリッジ本体2には、図示を省略するものの、本体部及びパネル部のチップ装着部6A,6Bと対向する位置を貫通する窓孔が設けられている。検査デバイス1Aでは、これらの窓孔から複数の毛細管流路5(毛細管流路群5A)が露出した状態となっている。
カートリッジ本体2は、図1に示すように、第1の流路3の上流側から液体を注入する第1の液注入部8aと、第2の流路4の上流側から液体を注入する第2の液注入部8bとを備えている。
第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bは、カートリッジ本体2の外部から液体を注入する注入口9a,9bをそれぞれ有している。注入口9a,9bは、カートリッジ本体2の正面(パネル部)側に形成された円形状の孔部からなる。注入口9a,9bは、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間よりも上流側に位置して設けられている。第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bでは、これらの注入口9a,9bから第1の流路3及び第2の流路4へと液体を注入することができる。
なお、第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bは、上述した注入口9a,9bにより構成された場合に限らず、予めカートリッジ本体2の内部に収容された液体を注入する注入源により構成することも可能である。
注入源としては、図示を省略するものの、液体を収容する液収容部と、液収容部と一体に構成されたダイヤフラムからなる液送部とを有して、液送部(ダイヤフラム)を押圧操作することによって、液収容部に収容された液体を外部へと圧送する構成を挙げることができる。また、注入源としては、液体を収容するバレルと、バレル内で摺動されるピストンとを有して、ピストンを押す操作によって、バレルに収容された液体を外部へと圧送する構成を挙げることができる。さらに、注入源としては、上述した構成に限らず、例えば、液収容部を包装し、液送部に外力を加えることによって、包装のシールの一部を開放し、液収容部から外部へと液体が流出する構成としてもよい。また、包装のシールの一部を開放する方法としては、包装を圧迫する、包装の蓋となるフィルムを引っ張ることで、包装の蓋を剥がすなどの方法を用いることができる。
カートリッジ本体2は、第1の流路3の下流側に連続して設けられた第1の毛細管送液流路10aと、第2の流路4の下流側に連続して設けられた第2の毛細管送液流路10bとを備えている。
第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bは、毛細管現象により液体が流入することを利用して、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体を流通させるための送液空間を構成している。第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bは、カートリッジ本体2の長さ方向に延長して設けられている。また、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bの下流側の端部は、カートリッジ本体2の長さ方向の端部において開口している。
カートリッジ本体2は、第1の流路3の下流側と第1の毛細管送液流路10aとの間の流路の一部を拡大した第1の液溜り部11aと、第2の流路4の下流側と第2の毛細管送液流路10bとの間の流路の一部を拡大した第2の液溜り部11bとを備えている。
第1の液溜り部11a及び第2の液溜り部11bは、カートリッジ本体2の内部で、バッファ空間をそれぞれ構成している。バッファ空間は、例えば、第1の流路3及び第2の流路4から流出した液体の逆流を防止したり、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10b内を流通する液体に気泡が混入することを防止したりする機能を有する。第1の液溜り部11a及び第2の液溜り部11bは、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間よりも下流側に位置して設けられている。第1の液溜り部11a及び第2の液溜り部11bは、それぞれカートリッジ本体2を構成する本体部の正面に形成された凹部とパネル部との間で、上記バッファ空間を構成している。
カートリッジ本体2は、第1の毛細管送液流路10aに流入した液体を回収する第1の液回収部12aと、第2の毛細管送液流路10bに流入した液体を回収する第2の液回収部12bとを備えている。
第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bは、液体を吸収する吸収材13をそれぞれ有している。吸収材13は、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bの中途部に設けられた回収口14a,14bの内側にそれぞれ配置されている。回収口14a,14bは、カートリッジ本体2の正面(パネル部)側に形成された円形状の孔部からなる。
吸収材13には、例えばスポンジや繊維、ポリマーなどを用いることができる。検査デバイス1Aでは、この吸収材13が液体を吸収することで、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bに流入した液体を第1の液回収部12a及び第2の液回収部12b内に安定的に保持することができる。したがって、この検査デバイス1Aを傾けたりした場合でも、第1の液回収部12a及び第2の液回収部12b内の液体が第1の流路3や第2の流路4に逆流したり、回収口14a,14bから漏れ出したりすることを防ぐことができる。また、吸収材13を設けることで、他の実施形態の場合(例えば、後述する第4の実施形態における蛇行した毛細管送液流路10a,10bを設けた場合)よりも、カートリッジ本体2を小型化することができる。
以上のような構成を有する検査デバイス1Aでは、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いることができる。毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる場合は、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかから第1の流路3と第2の流路4との何れかに液体を注入する。このとき、毛細管現象により第1の毛細管送液流路10aと第2の毛細管送液流路10bとの何れかに液体が流入することを利用して、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体を流通させることができる。
また、本実施形態の検査デバイス1Aでは、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体が流通される間に、液体の一部が毛細管現象により毛細管流路5の内部へと流入した後、毛細管流路5の内部に流入した液体が毛細管流路5の外部へと流出されることを利用して、毛細管流路5に対する送液操作を行うことができる。
具体的に、この検査デバイス1Aの毛細管流路5に対する送液操作について、図3(A),(B)を用いて説明する。なお、図3(A)は、第1の流路3から毛細管流路5に液体Lが流入した状態を示す平面図である。図3(B)は、毛細管流路5から第1の流路3に液体Lが流出した状態を示す平面図である。
検査デバイス1Aでは、図3(A)に示すように、第1の流路3の上流側から液体Lが流入されると、第1の流路3内を液体Lが満たしながら、第1の流路3の上流側から下流側へと液体Lが移動する。このとき、第1の流路3内の液体Lの一部は、各毛細管流路5の一端側開口部5aから毛細管流路5の内部へと侵入する。毛細管流路5内に侵入した液体Lは、毛細管現象により他端側開口部5bに向かって浸透(移動)していく。これにより、各毛細管流路5の一端側開口部5aから液体Lが流入することになる。
その後、図3(B)に示すように、第1の流路3内の液体Lが複数の毛細管流路5と連結される間を通過するのに伴って、毛細管流路5内の液体Lが一端側開口部5aに向かって移動する。これは、図3(B)中の囲み部分において模式的に示すように、第1の流路3の内壁面と一端側開口部5aとの境界付近に残留した液体Lの膜が乾燥する過程で、この膜に接する毛細管流路5内の液体Lが膜の張力により一端側開口部5aへと引き寄せられるためである。これにより、各毛細管流路5の一端側開口部5aから液体Lが流出することになる。
なお、本実施形態の検査デバイス1Aでは、上述した第1の流路3側から毛細管流路5に対して液体Lを送液する場合に限らず、第2の流路4側から毛細管流路5に対して液体Lを送液する場合も、同様の送液操作を行うことが可能である。
また、上述した毛細管流路5と第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bにおいて、毛細管力を発生させるための条件としては、以下の関係を満足することが好ましい。
すなわち、各流路の材質が同一であって、各流路の壁面の濡れ角が一定である場合は、
[毛細管路5の断面の内壁面周方向の長さ]/[断面積]
≧
[第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bの断面の内壁面周方向の長さ]/[断面積]
≧
[第1の流路(3,3A,3B)及び第2の流路(4,4A,4B)の断面の内壁面周方向の長さ]/[断面積]
の関係を満足することが好ましい。
すなわち、各流路の材質が同一であって、各流路の壁面の濡れ角が一定である場合は、
[毛細管路5の断面の内壁面周方向の長さ]/[断面積]
≧
[第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bの断面の内壁面周方向の長さ]/[断面積]
≧
[第1の流路(3,3A,3B)及び第2の流路(4,4A,4B)の断面の内壁面周方向の長さ]/[断面積]
の関係を満足することが好ましい。
一方、各流路の材質が異なる場合など、各流路の壁面の濡れ角が異なる場合には、以下の関係を満足することが好ましい。
[毛細管流路5のPc]
≧
[第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bのPc]
≧
[第1の流路(3,3A,3B)及び第2の流路(4,4A,4B)のPc]
[毛細管流路5のPc]
≧
[第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bのPc]
≧
[第1の流路(3,3A,3B)及び第2の流路(4,4A,4B)のPc]
ここで、Pcは、単位面積当たりの毛細管力であり、下記式により表される。なお、下記式中において、γ[mN/m]は、表面張力(交じり合わない2種類の溶液間に働く場合は界面張力)を示し、αb,αt,αr,αlは、それぞれ流路底面、上面、右側面、左側面の濡れ角を示し、dは流路の深さを示し、wは流路の幅を示す。
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Aでは、上述した送液操作によって、ポンプを用いることなく、毛細管流路5に対する液体の送液を行うことができる。また、毛細管流路5に対して送液される液体の量や速度についても、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積を制御することによって、容易に制御することが可能である。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態として、図4に示す検査デバイス1Bについて説明する。なお、図4は、検査デバイス1Bの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、本発明の第2の実施形態として、図4に示す検査デバイス1Bについて説明する。なお、図4は、検査デバイス1Bの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
検査デバイス1Bは、図4に示すように、第1の流路3と第2の流路4との液体を流通させる向きが複数の毛細管流路5に対して互いに同じ向きとなっている。すなわち、第1の流路3と第2の流路4とは、それぞれの上流側と下流側とがカートリッジ本体2の長さ方向において同じ側に位置している。それ以外は、上記検査デバイス1Aと基本的に同じ構成を有している。
以上のような構成を有する検査デバイス1Bでは、上記検査デバイス1Aの場合と同様に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いることができる。具体的に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる場合は、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかから第1の流路3と第2の流路4との何れかに液体を注入する。このとき、毛細管現象により第1の毛細管送液流路10aと第2の毛細管送液流路10bとの何れかに液体が流入することを利用して、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体を流通させることができる。
また、本実施形態の検査デバイス1Bでは、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体が流通される間に、液体の一部が毛細管現象により毛細管流路5の内部へと流入した後、毛細管流路5の内部に流入した液体が毛細管流路5の外部へと流出されることを利用して、毛細管流路5に対する送液操作を行うことができる。
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Bでは、上述した送液操作によって、ポンプを用いることなく、毛細管流路5に対する液体の送液を行うことができる。また、毛細管流路5に対して送液される液体の量や速度についても、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積を制御することによって、容易に制御することが可能である。
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態として、図5に示す検査デバイス1Cについて説明する。なお、図5は、検査デバイス1Cの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、本発明の第3の実施形態として、図5に示す検査デバイス1Cについて説明する。なお、図5は、検査デバイス1Cの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
検査デバイス1Cは、図5に示すように、複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積が上流側から下流側に向かって一定となる直線形状の第1の流路3A及び第2の流路4Aを備える以外は、上記検査デバイス1Aと基本的に同じ構成を有している。
以上のような構成を有する検査デバイス1Cでは、上記検査デバイス1Aの場合と同様に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いることができる。具体的に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる場合は、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかから第1の流路3Aと第2の流路4Aとの何れかに液体を注入する。このとき、毛細管現象により第1の毛細管送液流路10aと第2の毛細管送液流路10bとの何れかに液体が流入することを利用して、第1の流路3Aと第2の流路4Aとの何れかの上流側から下流側へと液体を流通させることができる。
また、本実施形態の検査デバイス1Cでは、第1の流路3Aと第2の流路4Aとの何れかの上流側から下流側へと液体が流通される間に、液体の一部が毛細管現象により毛細管流路5の内部へと流入した後、毛細管流路5の内部に流入した液体が毛細管流路5の外部へと流出されることを利用して、毛細管流路5に対する送液操作を行うことができる。
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Cでは、上述した送液操作によって、ポンプを用いることなく、毛細管流路5に対する液体の送液を行うことができる。また、毛細管流路5に対して送液される液体の量や速度についても、第1の流路3A及び第2の流路4Aの複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積を制御することによって、容易に制御することが可能である。
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態として、図6に示す検査デバイス1Dについて説明する。なお、図6は、検査デバイス1Dの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、本発明の第4の実施形態として、図6に示す検査デバイス1Dについて説明する。なお、図6は、検査デバイス1Dの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
検査デバイス1Dは、図6に示すように、上記第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bとして、蛇行により延長された第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bを備える以外は、上記検査デバイス1Aと基本的に同じ構成を有している。
この構成の場合、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bの蛇行部分10cに液体が流入することで、液体を回収することが可能である。また、上記第1の実施形態で示した吸収材13を用いずに、液回収部12bを構成することが可能となり、より簡便な構造の検査デバイス1Dを実現することができる。
以上のような構成を有する検査デバイス1Dでは、上記検査デバイス1Aの場合と同様に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いることができる。具体的に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる場合は、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかから第1の流路3と第2の流路4との何れかに液体を注入する。このとき、毛細管現象により第1の毛細管送液流路10aと第2の毛細管送液流路10bとの何れかに液体が流入することを利用して、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体を流通させることができる。
また、本実施形態の検査デバイス1Dでは、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体が流通される間に、液体の一部が毛細管現象により毛細管流路5の内部へと流入した後、毛細管流路5の内部に流入した液体が毛細管流路5の外部へと流出されることを利用して、毛細管流路5に対する送液操作を行うことができる。
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Dでは、上述した送液操作によって、ポンプを用いることなく、毛細管流路5に対する液体の送液を行うことができる。また、毛細管流路5に対して送液される液体の量や速度についても、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積を制御することによって、容易に制御することが可能である。なお、上記検査デバイス1Dの構成は、上記検査デバイス1Aの構成に限らず、上記検査デバイス1B,1Cの構成に適用することも可能である。
[第5の実施形態]
次に、本発明の第5の実施形態として、図7に示す検査デバイス1Eについて説明する。なお、図7は、検査デバイス1Eの構成を示す断面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、本発明の第5の実施形態として、図7に示す検査デバイス1Eについて説明する。なお、図7は、検査デバイス1Eの構成を示す断面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
検査デバイス1Eは、カートリッジ本体2を構成する第1のカートリッジ半体(第1の基材)2aと第2のカートリッジ半体(第2の基材)2bとを備えている。カートリッジ本体2は、第1のカートリッジ半体2aと第2のカートリッジ半体2bとの突合せ面を互いに突き合わせた状態で接合一体化されている。
第1のカートリッジ半体2aの第2のカートリッジ半体2bと対向する一面には、第1の流路3を構成する第1の凹部301と、第2の流路4を構成する第2の凹部401とが形成されている。第2のカートリッジ半体2bの内部には、複数の毛細管流路5が形成されている。また、各毛細管流路5の一端側開口部5aと他端側開口部5bとは、それぞれ第2のカートリッジ半体2bの第1のカートリッジ半体2aと対向する一面に開口して設けられている。すなわち、各毛細管流路5は、第2のカートリッジ半体2bの長さ方向に並列した状態で、第2のカートリッジ半体2bの幅方向に延長して設けられると共に、その幅方向の両側が一端側開口部5a及び他端側開口部5bに向かって屈曲して設けられている。
検査デバイス1Eでは、第1の凹部301と各毛細管流路5の一端側開口部5aが形成された面との間で第1の流路3と、第2の凹部401と各毛細管流路5の他端側開口部5bが形成された面との間で第2の流路4とが構成されている。それ以外は、上記検査デバイス1Aと基本的に同じ構成である。
以上のような構成を有する検査デバイス1Eでは、上記検査デバイス1Aの場合と同様に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いることができる。具体的に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる場合は、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかから第1の流路3と第2の流路4との何れかに液体を注入する。このとき、毛細管現象により第1の毛細管送液流路10aと第2の毛細管送液流路10bとの何れか(図7において図示せず。)に液体が流入することを利用して、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体を流通させることができる。
また、本実施形態の検査デバイス1Eでは、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体が流通される間に、液体の一部が毛細管現象により毛細管流路5の内部へと流入した後、毛細管流路5の内部に流入した液体が毛細管流路5の外部へと流出されることを利用して、毛細管流路5に対する送液操作を行うことができる。
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Eでは、上述した送液操作によって、ポンプを用いることなく、毛細管流路5に対する液体の送液を行うことができる。また、毛細管流路5に対して送液される液体の量や速度についても、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積を制御することによって、容易に制御することが可能である。なお、上記検査デバイス1Eの構成は、上記検査デバイス1Aの構成に限らず、上記検査デバイス1B〜1Dの構成に適用することも可能である。
なお、毛細管流路5が形成されるカートリッジ半体2bとしては、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂の基板を用いることができる。PMMAのような樹脂基板に毛細管流路5を形成する方法としては、インプリント技術を用いる方法やフェムト秒レーザーを用いる方法が可能である。
[第6の実施形態]
次に、本発明の第6の実施形態として、図8に示す検査デバイス1Fについて説明する。なお、図8は、検査デバイス1Fの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
次に、本発明の第6の実施形態として、図8に示す検査デバイス1Fについて説明する。なお、図8は、検査デバイス1Fの構成を示す平面図である。また、以下の説明では、上記検査デバイス1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
検査デバイス1Fは、図8に示すように、1つの第1の流路3Bと、複数の第2の流路4Bと、第2の流路4B毎に第1の流路3Bと第2の流路4Bとの間を連結する複数の毛細管流路5とを備えた構成である。
第1の流路3Bは、カートリッジ本体2の長さ方向において直線状に延長して設けられている。複数の第2の流路4Bは、カートリッジ本体2の長さ方向に並列した状態で設けられている。複数の毛細管流路5は、第1の流路3Bと各第2の流路4Bとの間を連結する複数の毛細管流路群5Aを構成している。それ以外は、上記検査デバイス1Aと基本的に同じ構成である。
以上のような構成を有する検査デバイス1Fでは、上記検査デバイス1Aの場合と同様に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いることができる。毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる場合は、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかから第1の流路3Bと第2の流路4Bとの何れかに液体を注入する。このとき、毛細管現象により第1の毛細管送液流路10aと第2の毛細管送液流路10bとの何れか(図8において図示せず。)に液体が流入することを利用して、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から下流側へと液体を流通させることができる。
また、本実施形態の検査デバイス1Fでは、第1の流路3Bと第2の流路4Bとの何れかの上流側から下流側へと液体が流通される間に、液体の一部が毛細管現象により毛細管流路5の内部へと流入した後、毛細管流路5の内部に流入した液体が毛細管流路5の外部へと流出されることを利用して、毛細管流路5に対する送液操作を行うことができる。
さらに、本実施形態の検査デバイス1Fでは、第1の液注入部8aから液体を注入することによって、複数の毛細管流路群5Aに対してまとめて送液操作を行うことができる。一方、本実施形態の検査デバイス1Fでは、複数の第2の液注入部8bの何れかから液体を注入することによって、複数の毛細管流路群5Aのうち何れかの毛細管流路群5Aに対して選択的に送液操作を行うことができる。これにより、毛細管流路群5A毎に異なる液体を送液することも可能である。
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Fでは、上述した送液操作によって、ポンプを用いることなく、毛細管流路5に対する液体Lの送液を行うことができる。また、毛細管流路5に対して送液される液体の量や速度についても、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積を制御することによって、容易に制御することが可能である。また、複数の検査対象を一括して測定することが可能である。
[その他の実施形態]
なお、本発明を適用した検査デバイスは、上記実施形態の構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
なお、本発明を適用した検査デバイスは、上記実施形態の構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bについては、例えば図9(A)〜(D)に示すような構成を挙げることができる。なお、図9(A)〜(D)は、第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bの変形例を示す断面図である。また、図9(A)〜(D)では、第1の液回収部12aと第2の液回収部12bとが同じ構成を有することから、第1の液回収部12a側のみを図示するものとする。
図9(A)に示す第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bは、回収口14a,14bの内側に配置された吸収材13と、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bとの間に、エア抜き用の隙間Sを設けた構成である。この構成の場合、エア抜き用の隙間Sを設けることで、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bにおける液体の流入を速やかに行わせることができる。
図9(B)に示す第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bは、上記図9(A)に示す構成に加えて、吸収材13の位置を規制する規制部材15が設けられた構成である。この規制部材15は、吸収材13による液体の吸収を妨げることがないように網目構造を有している。この構成の場合、規制部材15が回収口14a,14bの内側に配置された吸収材13の位置を規制することで、一定の隙間Sを確保することができる。
図9(C)に示す第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bは、上記回収口14a,14bを省略し、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10b内に吸収材13を配置した構成である。この構成の場合、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bに流入した液体を吸収材13が吸収することで、液体を回収することができる。
図9(D)に示す第1の液回収部12a及び第2の液回収部12bは、上記回収口14a,14bを省略し、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bの内壁面に沿って吸収材13を配置した構成である。この構成の場合、第1の毛細管送液流路10a及び第2の毛細管送液流路10bに流入した液体を吸収材13が吸収することで、液体を回収することができる。
また、毛細管流路5については、例えば図10(A)〜(D)に示すような構成が挙げられる。なお、図10(A)〜(D)は、図1中に示す線分X−X’による複数の毛細管流路5の断面図である。
図10(A)に示す複数の毛細管流路5は、矩形(長方形や正方形を含む。)の断面形状を有した構成である。図10(B)に示す複数の毛細管流路5は、円形(長円形や楕円形を含む。)の断面形状を有した構成である。なお、図10(A)及び図10(B)に示す各毛細管流路5は、カートリッジ本体2の厚み方向(Z軸方向)に長い形状を有しているが、カートリッジ本体2の長さ方向(X軸方向)に長い形状を有していてもよい。
図10(C)に示す複数の毛細管流路5の断面形状は、カートリッジ本体2の長さ方向(X軸方向)と厚み方向(Z軸方向)とに複数の毛細管流路5を並列した構成である。このように、複数の毛細管流路5を3次元的に配列することも可能である。
図10(D)に示す複数の毛細管流路5の断面形状は、カートリッジ本体2の厚み方向(Z軸方向)に延長された断面形状を有した構成である。
また、複数の毛細管流路5については、例えば図11に示すように、第1の流路3と第2の流路4との間で、複数の毛細管流路群5Aに分かれて配置された構成としてもよい。なお、図11は、上記検査デバイス1Aにおいて、複数の毛細管流路群5Aを配置した構成を示す平面図である。
また、上記検査デバイス1A〜1Fでは、第1の流路3と第2の流路4との間を複数の毛細管流路5(毛細管流路群5A)により連結した構成となっているが、第1の流路3と第2の流路4との間を1つの毛細管流路5によって連結した構成とすることも可能である。
また、上記検査デバイス1A〜1Fでは、第1の流路3側及び第2の流路4側に第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bが配置された構成となっているが、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れか一方のみが配置された構成とすることも可能である。また、第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れか一方のみを配置した場合、第1の毛細管送液流路10a及び第1の液回収部12aと、第2の毛細管送液流路10b及び第2の液回収部12bとの何れか一方のみを配置した構成とする。
(検査方法)
次に、本発明の一実施形態に係る検査方法について説明する。なお、本実施形態の検査方法では、上記検査デバイス1Aを用いた検査方法を例示するが、本発明を適用した検査デバイスであれば、上記何れの検査デバイスも同様に用いることが可能である。
次に、本発明の一実施形態に係る検査方法について説明する。なお、本実施形態の検査方法では、上記検査デバイス1Aを用いた検査方法を例示するが、本発明を適用した検査デバイスであれば、上記何れの検査デバイスも同様に用いることが可能である。
上記検査デバイス1Aを用いた検査方法では、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる。具体的に、毛細管流路5を免疫測定の反応場として用いる場合は、図12に模式的に示すように、毛細管流路5の内壁面に、特定の物質Mと特異的に結合する高分子Pを固定する。高分子Pの種類としては、例えば、抗体、ペプチド、DNAアプタマー、RNAアプタマー、糖鎖などを挙げることができる。
この場合、毛細管流路5内での物質Mと高分子Pとの間の距離が非常に短くなる。このため、通常のウェルなどを反応場として用いる免疫反応では、数時間〜数十時間程度かかる反応時間を、毛細管流路5内を反応場として用いる免疫反応では、数分〜数十分程度にまで短縮することが可能である。
また、上記検査デバイス1Aを用いた検査方法では、複数の毛細管流路5により検出サンプル数が増加するため、検出精度の向上を図ることができる。さらに、複数の免疫測定を並列して行うことが可能である。その場合、各毛細管流路5の内壁面に固定される高分子Pの種類を変えてもよい。これにより、更なる検査時間の短縮を図ると共に、検出対象の比較において有利となる。
また、上記検査デバイス1Aを用いた検査方法では、上述した第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかを操作することによって、第1の流路3と第2の流路4との何れかの上流側から液体を注入した後に、注入された液体を注入時と同じ流路の上流側から回収する操作を行う。
また、上記検査デバイス1Aを用いた検査方法では、上述した第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかの操作によって、液体Lの一部が毛細管現象により毛細管流路5の内部へと流入した後、毛細管流路5の内部に流入した液体Lが毛細管流路5の外部へと流出されることを利用して、毛細管流路5に対する送液操作を行う。
本実施形態の検査方法は、検査対象となる検体を含む液体(検体自体が液体である場合を含む。)を送液する工程と、検体内の特定の抗原と特異的に結合する一次抗体を含む液体を送液する工程と、ブロッキング剤を含む液体を送液する工程と、酵素又は発光物質で標識された二次抗体を含む液体を送液する工程と、酵素と反応して発色又は発光する試薬を含む液体を送液する工程とのうち、何れかの工程を含む。また、上記何れかの液体を送液した後に、流路内を洗浄する液体を送液する工程を含む。
本実施形態の検査方法では、上記何れの工程においても、ポンプを用いることなく、毛細管流路5に対する送液操作を行うことが可能である。
(免疫測定)
次に、上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定の一例について、図13〜図21を参照して説明する。なお、図13〜図21は、上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定の各工程を順に説明するための平面図である。
次に、上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定の一例について、図13〜図21を参照して説明する。なお、図13〜図21は、上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定の各工程を順に説明するための平面図である。
上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定では、先ず、図13に示すように、一次抗体Ab1を含む液体L1を第1の流路3側から送液する。これにより、第1の流路3内を液体L1が満たしながら、第1の流路3の上流側から下流側へと液体L1が流通される。また、液体L1が第1の流路3の上流側から下流側へと流通される間に、液体L1の一部が毛細管現象により各毛細管流路5の内部へと流入する。その後、図14に示すように、各毛細管流路5の内部に流入した液体L1が各毛細管流路5の外部へと流出される。この送液操作により、図15に示すように、液体L1に含まれる一次抗体Ab1が各毛細管流路5の内壁面に付着し固定される。
なお、上記液体L1を送液した後には、例えばスキムミルクやアルブミンなどのブロッキング剤を含む液体を送液し、一次抗体Ab1が固定された部分以外の毛細管流路5の内壁面にブロッキング剤を固定する工程(以下、ブロッキング工程という。)や、洗浄液を送液し、流路内を洗浄する工程(以下、洗浄工程という。)などが行われる。
次に、図16に示すように、検査対象となる検体を含む液体L2を第1の流路3側から送液する。なお、検体には、一次抗体Ab1と特異的に結合する抗原Agが含まれているものとする。これにより、第1の流路3内を液体L2が満たしながら、第1の流路3の上流側から下流側へと液体L2が流通される。また、液体L2が第1の流路3の上流側から下流側へと流通される間に、液体L2の一部が毛細管現象により各毛細管流路5の内部へと流入する。その後、図17に示すように、各毛細管流路5の内部に流入した液体L2が各毛細管流路5の外部へと流出される。この送液操作により、図18に示すように、液体L2中の検体に含まれる抗原Agが抗原抗体反応より一次抗体Ab1と結合し捕捉される。その後、洗浄工程により一次抗体Ab1と反応しなかった余分な抗原Agを洗い流す(B/F分離という。)。
次に、図19に示すように、蛍光発光物質で標識された二次抗体Ab2を含む液体L3を第2の流路4側から送液する。これにより、第2の流路4内を液体L3が満たしながら、第2の流路4の上流側から下流側へと液体L3が流通される。また、液体L3が第2の流路4の上流側から下流側へと流通される間に、液体L3の一部が毛細管現象により各毛細管流路5の内部へと流入する。その後、図20に示すように、各毛細管流路5の内部に流入した液体L1が各毛細管流路5の外部へと流出される。この送液操作により、図21に示すように、液体L3に含まれる二次抗体Ab2が抗原抗体反応より抗原Agと特異的に結合される。その後、洗浄工程により抗原Agと反応しなかった余分な二次抗体Ab2を洗い流す(B/F分離という。)。
二次抗体Ab2は、蛍光発光物質により予め標識されているため、例えば、毛細管流路5に対して励起光を照射すると、抗原Agに結合した二次抗体Ab2の蛍光発光物質が蛍光を発することになる。したがって、上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定では、毛細管流路5に励起光を照射したときの蛍光の発光強度を測定することで、検体に含まれる抗原Agの量や濃度などを定量的に検出することが可能である。
二次抗体Ab2としては、蛍光発光物質などの発光物質で標識されたものに限らず、酵素で標識された二次抗体Ab2を用いることができる。この場合、上記工程の後に、更に、毛細管流路5に対して二次抗体Ab2の酵素と反応して発色又は発光する基質(試薬)を含む液体を送液する工程を追加する。これにより、発色又は発光する基質の発光強度を測定することで、検体に含まれる抗原Agの量や濃度などを定量的に検出することが可能である。
発光物質としては、例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)、量子ドット等が挙げられる。一方、酵素としては、例えば、ペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼ、イクオリン等が挙げられる。また、酵素の基質としては、例えば、3−(p−ハイドロオキシフェノール)プロピオン酸及びその類似体、ルシフェリン及びルシフェリン類似体、セレンテラジン及びセレンテラジン類似体等が挙げられる。また、これらの標識物質の中から少なくとも1種又は2種以上を用いることができる。また、非発光性の標識物質としては、例えば、公知のラジオイムノアッセイ法で使用される様な放射性標識物質が挙げられる。なお、二次抗体Ab2に標識物質を結合させる方法については、特に限定されず、公知方法が適用可能である。
抗原Agの種類についは、特に制限されず、生化学検査の目的に応じて適宜選定される。抗原Agの具体例としては、例えば、風邪、肝炎、後天的免疫不全等を惹起するウイルス、細菌等の病原体に由来するタンパク質、ペプチド、核酸、脂質、糖鎖等が挙げられる。
一次抗体Ab1及び二次抗体Ab2については、特定の抗原Agに特異的に結合する検体を予め準備しておく必要があるが、このような抗体については従来より公知の中から適宜選択して用いることが可能である。
また、抗原Agや一次抗体Ab1、二次抗体Ab2等を吸着させたくない箇所が流路内にある場合には、当該箇所の撥水性を高めるコーティング等の表面処理を予め施しておくことにより、不要な吸着を防ぐことができる。
上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定では、検査対象となる検体内における抗原Agの有無を定性的に検出すること、並びに、検体に含まれる抗原Agの量や濃度などを定量的に検出することが可能である。
なお、上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定としては、例えば、サンドイッチイムノアッセイ法や、間接抗体イムノアッセイ法、ブリッジングイムノアッセイ法などの公知のイムノアッセイ法を採用することが可能であり、上述した方法に特に限定されるものではない。
(検査装置)
次に、本発明の一実施形態に係る検査装置について説明する。なお、本実施形態の検査装置では、上記検査デバイス1Aを用いた検査装置を例示するが、本発明を適用した検査デバイスであれば、上記何れの検査デバイスも同様に用いることが可能である。
次に、本発明の一実施形態に係る検査装置について説明する。なお、本実施形態の検査装置では、上記検査デバイス1Aを用いた検査装置を例示するが、本発明を適用した検査デバイスであれば、上記何れの検査デバイスも同様に用いることが可能である。
本実施形態の検査装置としては、例えば図22(A),(B)に示すような検査デバイス1Aを保持するデバイス保持部101と、検査デバイス1Aを検査するデバイス検査部102と、第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bからの液体の注入を操作する注入駆動部105とを備えた構成を挙げることができる。なお、図22(A)は、デバイス検査部102として、発光部103及び受光部104を備えた構成を示すブロック図である。図22(B)は、デバイス検査部102として、受光部104を備えた構成を示すブロック図である。
デバイス保持部101は、検査デバイス1Aを保持することによって、注入駆動部105に対する検査デバイス1Aの位置決めを行う。なお、検査デバイス1Aを保持する機構については、特に限定されるものではなく、従来より公知の機構を用いることができる。
注入駆動部105は、検査デバイス1Aの第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bに対して液体の注入操作を自動で行う。具体的には、注入口9a,9bから第1の流路3及び第4の流路4へと液体を滴下する操作を行う。なお、液体を滴下する機構については、特に限定されるものではなく、従来より公知の機構を用いることができる。
本実施形態の検査装置では、注入駆動部105が第1の液注入部8aと第2の液注入部8bとの何れかから液体を注入することによって、ポンプを用いることなく、上述した毛細管流路5に対する送液操作を行うことが可能である。また、この状態で、上述した検査デバイス1Aを用いた免疫測定を行うことが可能である。したがって、本実施形態の検査装置では、装置構成を簡略化し、装置全体の小型化を図ることが可能である。
図22(A)に示すデバイス検査部102では、発光部103が発する励起光を検査デバイス1Aの毛細管流路5に照射する。一方、毛細管流路5内で励起されて発光する発光物質からの光(以下、検出光という。)を受光部104が受光する。これにより、検出光の発光強度から、検体に含まれる抗原の有無を定性的に検出すると共に、抗原の量や濃度などを定量的に検出することが可能である。
一方、図22(B)に示すデバイス検査部102では、毛細管流路5内で自己発光する発光物質からの光(以下、検出光という。)を受光部104が受光する。これにより、検出光の発光強度から、検体に含まれる抗原の有無を定性的に検出すると共に、抗原の量や濃度などを定量的に検出することが可能である。
本実施形態の検査装置では、上記の構成以外にも、例えば、各部の駆動を制御する制御部や、電力を供給する電源供給部、デバイス検査部102が検出した結果に基づいて演算を行う演算部、演算部が演算した結果を信号として出力する出力部などを備えている。
[検出光学系]
次に、上記図22(A)に示すデバイス検査部102を構成する検出光学系の一例について、図23を参照して説明する。なお、図23は、検出光学系の構成を示す断面図である。
次に、上記図22(A)に示すデバイス検査部102を構成する検出光学系の一例について、図23を参照して説明する。なお、図23は、検出光学系の構成を示す断面図である。
図23に示す検出光学系では、デバイス保持部101に保持された検査デバイス1Aを挟んで発光部103と受光部104とが配置されている。発光部103には、検査デバイス1Aに向かって、発光素子107と、コリメートレンズ108とが、光軸AX1上に順に並んで配置されている。受光部104には、検査デバイス1Aとは反対側に向かって、コリメートレンズ109と、光学フィルタ110と、集光レンズ111と、受光素子112とが、光軸AX2上に順に並んで配置されている。
発光部103側の光軸AX1は、検査デバイス1Aの複数の毛細管流路5が並ぶ検出部(チップ部7A,7Bに相当する。)113の主面に対して傾斜した角度を有している。一方、受光部104側の光軸AX2は、検出部113の主面に対して垂直な角度を有している。すなわち、光軸AX1と光軸AX2とは、発光部103が発する励起光の光路と、受光部104が受光する検出光の光路とが一致しないように、検出部113において互いに交差している。
発光素子107は、例えば半導体レーザー等からなり、励起光を検出部113に向けて照射する。コリメートレンズ108は、励起光を検出部113に向けて平行化(コリメート)する。コリメートレンズ109は、検出光を受光素子112に向けて平行化(コリメート)する。また、コリメートレンズ109の代わりに、検出光を受光素子112に向けて集光するレンズを用いてもよい。光学フィルタ110は、検出光以外の光(励起光や外部からの光)をカットし、受光素子に入射する検出光のS/N比を向上させる。集光レンズ111は、検出光を受光素子112に向けて集光する。受光素子112は、例えば、光電子増倍管や、固体撮像素子(CCD)、アバランシェフォトダイオード、フォトダイオードなどからなり、検出光を受光する。
発光部103は、発光素子107と検出部113との間の光路を遮光する遮光路114を有している。これにより、励起光が外部に漏れ出さないように、また、外部の光が検出部113に入射しないように遮光することができる。
また、発光部103は、検査デバイス1Aを挟んだ反対側に、光軸AX1の延長上の光路を遮光する遮光路115を有している。これにより、励起光が受光部104側に入射しないように遮光することができる。
受光部104は、検出部113と受光素子112との間の光路を遮光する遮光路116を有している。これにより、検出光が外部に漏れ出さないように、また、外部の光が受光素子112に入射しないように遮光することができる。
デバイス保持部101には、励起光が通過する発光部103側の開口部101aと、検出光が通過する受光部104側の開口部101bとが設けられている。また、受光部104側の開口部101bは、絞りとして機能を有している。これにより、受光素子112で受光される検出光のスポットサイズを一定とし、受光部104で受光される検出光を定量化することができる。
なお、上記デバイス検査部102は、上述した検出光学系の構成に必ずしも限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能である。例えば、デバイス保持部101には、検査デバイス1Aを加温するヒータ(図示せず。)を設けた構成としてもよい。これにより、検査デバイス1Aを特定の温度に保持することができる。また、自己発光する発光物質からの光を検出する際には、上述した光軸AX1上に配置された発光部103の構成を省略することができる。
1A〜1F…検査デバイス 2…カートリッジ本体 2a…第1のカートリッジ半体 2b…第2のカートリッジ半体 3,3A,3B…第1の流路 4,4A,4B…第2の流路 5A…毛細管流路群 5…毛細管流路 5a…一端側開口部 5b…他端側開口部 6A,6B…チップ装着部 7A,7B…チップ部 8a…第1の液注入部 8b…第2の液注入部 9a,9b…注入口 10a…第1の毛細管送液流路 10b…第2の毛細管送液流路 11a…第1の液溜り部 11b…第2の液溜り部 12a…第1の液回収部 12b…第2の液回収部 13…吸収材 14a,14b…回収口 15…規制部材 101…デバイス保持部 102…デバイス検査部 103…発光部 104…受光部 105…注入駆動部 L,L1,L2,L3…液体 Ab1…一次抗体 Ab2…二次抗体 Ag…抗原
Claims (7)
- 第1の流路及び第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路との間を連結する少なくとも1つ又は複数の毛細管流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの一端側から液体を注入する液注入部と、
前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの他端側に連続して設けられた毛細管送液流路と、を備える検査デバイス。 - 前記第1の流路及び前記第2の流路は、少なくとも前記毛細管流路と連結される間の流路断面積が一端側から他端側に向かって連続的に小さくなるテーパー形状を有することを特徴とする請求項1に記載の検査デバイス。
- 前記第1の流路及び前記第2の流路は、少なくとも前記毛細管流路と連結される間の流路断面積が一端側から他端側に向かって一定となる直線形状を有することを特徴とする請求項1に記載の検査デバイス。
- 前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの他端側と前記毛細管送液流路との間の流路の一部を拡大した液溜り部を備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の検査デバイス。
- 前記第1の流路と前記第2の流路とが、互いに並んだ状態で配置され、
前記少なくとも1つ又は複数の毛細管流路が、前記第1の流路と前記第2の流路との間を連結していることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の検査デバイス。 - 前記第1の流路が、1つ配置され、
前記第2の流路が、複数並んで配置され、
前記少なくとも1つ又は複数の毛細管流路が、前記第2の流路毎に前記第1の流路と前記第2の流路との間を連結していることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の検査デバイス。 - 前記毛細管流路の内壁面には、特定の物質と特異的に結合する高分子が固定されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の検査デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015054117A JP2016173330A (ja) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | 検査デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015054117A JP2016173330A (ja) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | 検査デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016173330A true JP2016173330A (ja) | 2016-09-29 |
Family
ID=57008970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015054117A Pending JP2016173330A (ja) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | 検査デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016173330A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018066294A1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 株式会社日立製作所 | 試料分離デバイス、及び試料分離方法 |
JP2019174251A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | テルモ株式会社 | 検査用器具 |
JPWO2021038977A1 (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 |
-
2015
- 2015-03-18 JP JP2015054117A patent/JP2016173330A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018066294A1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 株式会社日立製作所 | 試料分離デバイス、及び試料分離方法 |
JP2018059758A (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 株式会社日立製作所 | 試料分離デバイス、及び試料分離方法 |
JP2019174251A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | テルモ株式会社 | 検査用器具 |
JPWO2021038977A1 (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | ||
WO2021038977A1 (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | Nok株式会社 | 粒子解析装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200078784A1 (en) | Assay Device and Reader | |
CN104081207B (zh) | 用于光学和电化学测定的检验装置 | |
JP6787850B2 (ja) | 流体装置における光学干渉の減少 | |
KR102114734B1 (ko) | 미세유체 분석 장치용 마이크로튜브 입자 및 제조방법 | |
CN104081210A (zh) | 具有气动式样本致动的光学测定装置 | |
US9547004B2 (en) | Rapid quantification of biomolecules in a selectively functionalized nanofluidic biosensor and method thereof | |
CN101754812A (zh) | 流体连接器和微流体*** | |
CN102387863A (zh) | 生物检验被分析物的一次性微流体测试盒 | |
KR20130086743A (ko) | 미세유동장치 및 그 제어방법 | |
US20130109106A1 (en) | System for selectively proceeding a sample | |
US20170285019A1 (en) | Target substance measurement kit, target substance measurement system, immunochromatography measurement kit, and immunochromatography measurement system | |
US8570518B2 (en) | Methods and materials for detection of target species | |
JP2016173330A (ja) | 検査デバイス | |
JP5137007B2 (ja) | マイクロチップ | |
JP6783154B2 (ja) | 分析装置 | |
JP2016180640A (ja) | 検査デバイス | |
JP2017090216A (ja) | 検査デバイス、検査方法及び検査装置 | |
JP6911318B2 (ja) | 血液検査用センサチップ、血液検査装置及び血液検査方法 | |
KR20190000851A (ko) | 랩온어칩, 랩온어칩 제조 방법 및 랩온어칩을 이용한 진단 방법 | |
JP2016130652A (ja) | 検査デバイス、検査方法及び検査装置 | |
JP2011095157A (ja) | 捕集器具及び捕集器具の使用方法 | |
JP2017083203A (ja) | 検査方法 | |
TWI785543B (zh) | 生物粒子檢測系統及檢測方法 | |
JP2017090217A (ja) | 検査デバイス、検査方法、及び検査装置 | |
JP2017083204A (ja) | 検査デバイス、検査方法、及び検査装置 |