JP6516761B2 - 微少流体チップ及びこれを用いたリアルタイム分析装置 - Google Patents
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Description
微少流体チップは、製薬、生物工学、医学などの分野においてコスト及び時間の節減効果を奏することができ、しかも、正確度、効率性及び信頼性を高めることができる。例えば、微少流体チップを用いることにより、タンパク質及びDNAの分析に用いられる高価な試薬の使用量を既存の方法よりも格段に低減させることができてかなりのコスト節減効果が得られる。なお、タンパク質サンプルや細胞サンプルもまた、既存の方法に比べて遥かに少ない量が用いられることから、サンプルの無駄使いを抑えることができる。
この理由から、微少流体チップのように反応容器の小型化を実現する場合において、光信号感度の減少及びバラツキによる問題を解消することにより、測定結果の信頼性を確保する方案が求められる。
本発明によれば、さらなる化学的な処理や、ポンプ駆動装置、超音波装置、メンブレインなどの付加的な装備なしにも、微少流体チップ内に形成された構造物だけで流体内の気泡を光測定領域の外に効果的に払い出すことができる。
明細書全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結」されているとしたとき、これは「直接的に連結」されている場合だけではなく、これらの間に他の素子を間に挟んで「電気的に接続」されている場合も含む。また、明細書全体に亘って、ある部分がある構成要素を「備える」としたとき、これは、特に断りのない限り、他の構成要素を排除するわけではなく、他の構成要素をさらに備えていてもよいことを意味する。
図2を参照すると、本発明の一実施形態による微少流体チップ200は、任意の反応が行われる反応チャンバー210及び微少流体チップ200の上部の内面から反応チャンバー210の内側に向かって突設される気泡除去部220を備えていてもよい。
このとき、反応チャンバー210は、実験目的に合う任意の反応を行うのに適するように実現されなければならず、特に、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)が行われる微少流体チップ200の場合、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の過程中に繰り返し的な加熱及び冷却に影響を受けないように実現されなければならない。このため、微少流体チップ200は、このような機能が維持できる限り、特定の形状及び/又は材質に制限されない。但し、本発明の一実施形態による微少流体チップ200は、反応産物のリアルタイムの光信号20の測定を前提とするため、少なくとも光測定領域212から発せられる光信号20の経路と重なり合う部分は、透光性材質により実現されることが好ましい。
気泡除去部220は、上述したように、流体30内の気泡10が光測定領域212内に位置することを防ぐことにより、光信号20の感度を増大させることができる。具体的に、本発明の一実施形態による微少流体チップ200の場合、所定の形状を有する気泡除去部220の少なくとも一部が流体30内に浸された状態で3光測定領域212に位置するため、流体30内に含まれている気泡10は、流体30の上部に上昇しようとする気泡10の浮力により、光測定領域212の周りの領域に押されて周りの空間に配置される。これにより、気泡10は、光測定領域212の上に存在する反応産物から発せられる光信号20の放出経路から離脱し、反応産物をリアルタイムで測定するための光信号20の感度に影響を及ぼさなくなる。
図3を参照すると、本発明の一実施形態による微少流体チップ200には、1以上の反応チャンバー210が配設されてもよい。図3には、2つの反応チャンバー210が示されているが、これは単なる例示的なものに過ぎず、反応チャンバー210は、本発明の一実施形態による微少流体チップ200の使用目的及び範囲に応じて2以上存在してもよい。一方、反応チャンバー210は、図3に示すように、中心領域が「U」字状に折れ曲がって、反応チャンバー210の両末端が同じ垂直線の上に位置するように実現されてもよい。このとき、気泡除去部220及び光測定領域212は、このような反応チャンバー210の折れ曲がった中心領域の上に位置してもよい。但し、図3に示す反応チャンバー210の形状及び反応チャンバー210上の気泡除去部220及び光測定領域212の位置は、単なる例示的なものに過ぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の実施形態に応じて、種々に変形されて適用されてもよい。
図4に示すように、本発明の一実施形態による微少流体チップ200の上には、同時に多数の反応産物を測定するように、複数の反応チャンバー210が実現されてもよい。また、それぞれの反応チャンバー210のある領域、好ましくは、反応チャンバー210の折れ曲がった中心領域には、光測定領域212及び光測定領域212の内部に配置された気泡除去部220がそれぞれ位置する。
図4によれば、それぞれの反応チャンバー210の光測定領域212に存在する気泡除去部220により、反応チャンバー210内部の気泡10が、それぞれの光測定領域212から効果的に除去されることが確認できる。すなわち、気泡10が、光測定領域212の周りに空間に移動されて配置されることにより、光測定領域212から発せられる光信号20が放出経路上から離脱されたことが確認できる。
このように、本発明の一実施形態による微少流体チップ200によれば、反応チャンバー210内に発生した気泡10による影響を排除することにより、反応産物に対する測定結果の信頼性を確保することができる。
具体的に、気泡除去手段を備えていない従来の微少流体チップ及び図3に従い実現された微少流体チップ200にそれぞれポリメラーゼ連鎖反応(PCR)用の試料及び試薬を注入し、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行い、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の遂行による核酸の増幅結果を光測定モジュールを用いて測定し、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の結果グラフ(X軸:サイクル数、Y軸:蛍光度)を用いて確認した。
Claims (6)
- 微少流体チップにおいて、
収容される流体に対してPCRが行われ、少なくとも一つの光測定領域を有する2つ以上の反応チャンバーと、
前記流体に含まれている気泡が前記光測定領域内に位置することを防ぐために、前記微少流体チップの上部の内面から前記反応チャンバーの内側に向かって突設される透光性材質の気泡除去部と、を備え、
前記微少流体チップは、平板状の第1の板と、前記第1の板の上部に配置されるものであり、前記反応チャンバーを有する第2の板と、前記第2の板の上部に配置されて、前記気泡除去部が形成される第3の板とを備え、
前記第3の板は、前記反応チャンバーの両末端と連結される流入部及び流出部が配設され、
前記気泡除去部は、前記反応チャンバーの底面から上向きに所定の間隔だけ離れた位置まで突出され、
前記反応チャンバーは、中心領域が「U」字状に折れ曲がって、前記反応チャンバーの両末端が同じ垂直線の上に位置し、前記気泡除去部及び光測定領域は、前記反応チャンバーの折れ曲がった中心領域の上部に配置され、
前記気泡は、前記PCRにより前記流体の加熱によって発生するものであり、
前記光測定領域は、前記PCRによる結果をリアルタイムで測定するために、反応産物から発せられる光信号を検出する前記反応チャンバー上の領域である
ことを特徴とする微少流体チップ。 - 前記気泡除去部は、前記気泡除去部の中央に配設される平坦面と、前記平坦面の周りから延びて前記微少流体チップの上部の内面につながる傾斜面と、からなる
請求項1に記載の微少流体チップ。 - 前記気泡除去部には、前記気泡除去部の下端面のうち少なくともある領域から凹んで形成される気泡捕集部が配設される
請求項1に記載の微少流体チップ。 - 前記気泡除去部の周りのうちの少なくとも一部に沿って前記微少流体チップの上部の内面から凹んで形成される気泡捕集部を備える
請求項1に記載の微少流体チップ。 - 前記微少流体チップは、
少なくとも一部が透光性を有するプラスチック材質により製作される
請求項1ないし4のいずれかに記載の微少流体チップ。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の微少流体チップと、
前記反応チャンバー内の反応産物をリアルタイムで測定するために、前記微少流体チップに光を照射して、前記光測定領域から発せられる光信号を検出するように実現された光検出モジュールと、を備える
ことを特徴とする分析装置。
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