JP4604834B2 - 検査用マイクロチップおよびそれを用いた検査装置 - Google Patents
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Description
、ラブ・オン・チップ(Lab-on-chips)、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野などでその応用が期待されている。
すなわち、特許文献3では、図示しないが、複数の試薬収容部から送液された試薬混合液は、図6に示したように、貯留部17aに充填されるようになっている。なお、貯留部17aの上流側の逆流防止部(逆止弁)16と、下流側の送液制御部13aとの間で、試薬充填流路が構成され、駆動液を送液するマイクロポンプ11に連通する分岐流路に設けられた送液制御部13bとともに、試薬定量部を構成している。
、送液制御部13aとの間の流路(試薬充填流路15a)には、所定量の試薬混合液が充填される。また、この試薬充填流路15aから分岐し、駆動液を送液するマイクロポンプ11に連通する分岐流路15bが設けられている。
検体を収容する検体収容部と、
試薬が収容される試薬収容部と、
前記検体収容部に収容された検体と、試薬収容部に収容された試薬とを合流させて、所定の反応処理を行う反応流路を有する反応部と、
前記反応部の反応で得られた反応処理物質に対して、所定の検査を行う検査流路を有する検査部とを備え、
これらの検体収容部と、試薬収容部と、反応部と、検査部とが一連の流路で、上流側から下流側に連続的に流路によって接続された検査用マイクロチップであって、
前記流路内に、流路内を流れる液体の供給流速を流路断面内で均一にするように、流路内の略中央部分に、流路の流れ方向に一定間隔離間して複数の制御板部材を設けたことを特徴とする。
従って、複数の制御板部材によって、流路内を流れる液体の供給流速を流路断面内で均一にすることができるので、マイクロポンプを用いて、駆動液によって目的の液体を圧送する場合に、流路内を流れる液体、例えば、試薬、検体などを、流路内において、供給流速を流路断面内で均一にすることができる。
また、このように、流路内の略中央部分に設けた制御板部材が、流路の流れ方向に一定間隔離間して形成することにとって、流路の長さが長くなっても、常に、流路内を流れる液体の供給流速を流路断面内で均一にすることができるので、マイクロポンプを用いて、駆動液によって目的の液体を圧送する場合に、流路内を流れる液体、例えば、試薬、検体などを、流路内において、供給流速を流路断面内で常に均一にすることができる。
このように構成することによって、複数の制御板部材によって、試薬供給流路内を流れる試薬の供給流速を流路断面内で均一にすることができるので、マイクロポンプを用いて、駆動液によって試薬収容部から試薬を供給する場合に、試薬供給流路内を流れる試薬を、試薬供給流路内において、供給流速を流路断面内で均一にすることができる。
このように構成することによって、複数の制御板部材によって、検体供給流路内を流れる検体の供給流速を流路断面内で均一にすることができるので、マイクロポンプを用いて、駆動液によって検体収容部から検体を供給する場合に、検体供給流路内を流れる検体を、検体供給流路内において、供給流速を流路断面内で均一にすることができる。
このように構成することによって、このような副制御板部材が存在しない場合には、流路内において、流路抵抗によって、流路内の略中央部分に設けた制御板部材と流路の側面との間の流路の略中央部分の流速が大きく、流路の側面、制御板部材にかけて流速が漸次小さくなるように分布するが、流速が大きい部分にこのような副制御板部材を設けることによって、これが流路抵抗となる。
このように構成することによって、例えば、分析対象物(アナライト)の分離または濃縮、除タンパクなどの検体に対して増幅反応に適した前処理を行うことができ、効率良く且つ迅速に、所定の検査を実施することが可能な検査用マイクロチップを提供することができる。
同じ場合)が流速分布が1番大きく、試薬に駆動液がいわゆるめり込んだ状態となる。
さらに、本発明の検査方法は、上記の検査用マイクロチップを用いて、検体の検査を行うことを特徴とする。
圧送する場合に、流路内を流れる液体、例えば、試薬、検体などを、流路内において、供給流速を流路断面内で均一にすることができる。
図1は、本発明の検査用マイクロチップと、検査用マイクロチップを脱着自在に装着する検査装置本体から構成される本発明の検査装置の実施例を示す斜視図、図2は、図1の検査用マイクロチップに形成された流路全体のみを示す上面図、図3は、図2の流路の試薬収容部を示す部分拡大図、図4は、図2の流路の試薬収容部から分岐した流路の全体を示す部分拡大図である。
なお、以下の説明については、遺伝子検査用の検査用マイクロチップ2を例にして、説明するが、もちろん、検査用マイクロチップ2は、これに限定されるものではなく、様々な検体を検査するために用いられるものである。また、以下に述べる流路構成については、その配置、形状、寸法、大きさなどは、検体の種類、検査項目などに応じて、種々変更可能である。
査用マイクロチップ2内で、血液もしくは喀痰から抽出した検体と、検出対象である遺伝子に特異的にハイブリダイゼーションするビオチン修飾したキメラプライマー、鎖置換活性を有するDNAポリメラーゼ、およびエンドヌクレアーゼを含む試薬とにより、遺伝子増幅反応を行うものである(特許第3433929号参照)。
次に、末端をフルオレセインイソチオシアネート(FITC)で修飾したプローブDNAと、固定化した遺伝子とをハイブリダイゼーションさせる。そして、FITC抗体で表面を修飾した金コロイドを、固定化した遺伝子にハイブリダイズしたプローブに吸着させ、金コロイドの濃度を光学的に測定することにより、増幅された遺伝子を検出するものである。
すなわち、図3に示したように、検出対象である遺伝子に特異的にハイブリダイゼーションするビオチン修飾したキメラプライマー、鎖置換活性を有するDNAポリメラーゼ、およびエンドヌクレアーゼなどの試薬が、試薬収容部18a、18b、18cに収容されている。
と、ダイヤフラム43と、第1流路46と、第1液室48と、第2流路47と、第2液室49が形成されている。第1液室48には、ポート72が、第2液室49には、ポート73がそれぞれ設けられ、このポートを介して検査用マイクロチップ2のポンプ接続部12と連通するように構成されている。
このように構成されるマイクロポンプ11によって、図3に示したように、試薬収容部18a、18b、18cから、送液制御部13を介して、下流側の流路15aへ試薬が送液され、流路15a内で混合状態が安定した後に、試薬混合液が、3本に分岐した流路15b、15c、15dへ送液されるようになっている。
流路15bに送液された試薬混合液は、図4に示したように、貯留部17aに充填される。なお、貯留部17aの上流側の逆流防止部(逆止弁)16と、下流側の送液制御部13aとの間で、試薬充填流路が構成され、駆動液を送液するマイクロポンプ11に連通する分岐流路に設けられた送液制御部13bとともに、試薬定量部を構成している。
なお、試薬充填流路15aに、大容積の貯留部17aを設けることによって、定量のバラツキが小さくなるようになっている。
、Y字流路を介して、流路15eに送液され、この流路15e内で混合およびICAN反応が行われる。
いようにするための境界線Aの後方に、使用できない試薬31の試薬部分31aが生じてしまうことになる。
このように構成することによって、図8の矢印Dで示したように、このような制御板部材51が存在しない部分では、試薬供給流路24内において、流路抵抗によって、試薬供給流路24内の略中央部分24aの流速が大きく、流路の側面24bにかけて流速が漸次小さくなるように分布するが、流速が大きい部分にこのような制御板部材51を設けることによって、これが流路抵抗となる。
このように、試薬供給流路24内の略中央部分24aに、流路の流れ方向に一定間隔離間して、複数の制御板部材52、52を設けることにとって、流路の長さが長くなっても、図9の矢印Fで示したように、常に、試薬供給流路24を流れる液体の供給流速を流路断面内で均一にすることができるので、マイクロポンプ11を用いて、駆動液25によって試薬収容部18から試薬を供給する場合に、試薬供給流路24内を流れる試薬31を、試薬供給流路24内において、供給流速を流路断面内で常に均一にすることができる。
反応停止液供給経路、変性液収容部21bの変性液を供給する変性液供給経路、ハイブリダイゼーションバッファー収容部21cに収容されたバッファー液を供給するバファー液供給経路に適用することが可能である。
従って、試薬に駆動液がいわゆるめり込んだ状態となるのを防止するためには、流速分布を小さくするのが良く、このためにはアスペクト比を大きくすれば良く、例えば、縦横比が1対∞や、∞対1の時が最も小さい流速分布となり理想的である。
て配置するのが望ましい。
2 検査用マイクロチップ
3 検査装置本体
11 マイクロポンプ
12 ポンプ接続部
13 送液制御部
13a 送液制御部
13b 送液制御部
15a〜15h 流路
16 逆流防止部
17a 貯留部
17b 貯留部
18 試薬収容部
18a 試薬収容部
20 検体収容部
21a 停止液収容部
21b 変性液収容部
21c ハイブリダイゼーションバッファー収容部
21d 洗浄液収容部
21e 金コロイド収容部
21f プローブDNA収容部
21g インターナルコントロール用プローブDNA収容部
21h ポジティブコントロール収容部
21i ネガティブコントロール収容部
22a 検出部
22b 検出部
23 廃液貯留部
24a 略中央部分
24b 側面
24c 略中央部分
25 駆動液
25a 駆動液部分
31 試薬
41 上側基板
42 基板
43 ダイヤフラム(振動板)
44 圧電素子
45 加圧室
46 第1流路
47 第2流路
48 第1液室
49 第2液室
50 流速制御手段
51 制御板部材
52 制御板部材
53 副制御板部材
54 副制御板部材
55 制御板部材
71 シリコン基板
72 ポート
73 ポート
Claims (8)
- 検体を収容する検体収容部と、
試薬が収容される試薬収容部と、
前記検体収容部に収容された検体と、試薬収容部に収容された試薬とを合流させて、所定の反応処理を行う反応流路を有する反応部と、
前記反応部の反応で得られた反応処理物質に対して、所定の検査を行う検査流路を有する検査部とを備え、
これらの検体収容部と、試薬収容部と、反応部と、検査部とが一連の流路で、上流側から下流側に連続的に流路によって接続された検査用マイクロチップであって、
前記流路内に、流路内を流れる液体の供給流速を流路断面内で均一にするように、流路内の略中央部分に、流路の流れ方向に一定間隔離間して複数の制御板部材を設けたことを特徴とする検査用マイクロチップ。 - 前記複数の制御板部材を設けた流路が、試薬収容部から試薬を供給する試薬供給流路であることを特徴とする請求項1に記載の検査用マイクロチップ。
- 前記複数の制御板部材を設けた流路が、検体収容部から検体を供給する検体供給流路であることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の検査用マイクロチップ。
- 前記複数の制御板部材と流路の側面との間の略中央部分に副制御板部材を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の検査用マイクロチップ。
- 前記検体収容部が、検体と検体前処理液を合流させて、検体前処理を行う検体前処理部を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の検査用マイクロチップ。
- 前記複数の制御板部材を設けた流路が、流路断面の流路断面寸法の縦横比であるアスペクト比が、1とならないように、前記複数の制御板部材を配置することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の検査用マイクロチップ。
- 請求項1から6のいずれかに記載の検査用マイクロチップを脱着自在に装着して、検査用マイクロチップの検査部における検査を実施するように構成したことを特徴とする検査装置。
- 請求項1から6のいずれかに記載の検査用マイクロチップを用いて、検体の検査を行うことを特徴とする検査方法。
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