JP7475050B2 - Assay Cartridge Device - Google Patents
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Description
本発明は、アッセイ用カートリッジデバイス、より詳細には、液体試料中の被検出物質をアッセイするために好適な測定領域と潅流用の流路を備えたカートリッジデバイスに関する。The present invention relates to an assay cartridge device, more specifically, to a cartridge device having a measurement area and a perfusion flow path suitable for assaying a substance to be detected in a liquid sample.
近年、μ－ＴＡＳ (Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ)技術を用いた微小な空間における生体応答測定や化学分析等の開発が盛んである。μ－ＴＡＳ技術は、マイクロメートルサイズの微小な流路を有するデバイス（マイクロ流路デバイス）に測定対象である液体サンプルを潅流しながら、その応答を蛍光発光等の光学的応答などによってリアルタイムで検出することを特徴とする。In recent years, there has been active development of biological response measurements and chemical analysis in small spaces using μ-TAS (Micro Total Analysis System) technology. μ-TAS technology is characterized by the fact that it detects the response in real time by optical responses such as fluorescence emission while perfusing the liquid sample to be measured through a device with tiny flow channels of micrometer size (microchannel device).
このようなマイクロ流路デバイスでは、通常の分析機器と比べて使用するサンプルの量を低容量化でき、マイクロリットルまたはピコリットルと極めて微量なサンプル量で測定を行うことができる。また、測定サンプルの微量化による反応時間の短縮が可能である。一方で、マイクロ流路デバイスへの液体サンプルの注入や交換の際に系内に気泡が混入する場合があり、かかる気泡の発生は、送液の不安定化や、応答ノイズまたは誤差の原因となるおそれがあった。 In such microfluidic devices, the amount of sample used can be reduced compared to conventional analytical equipment, and measurements can be performed with extremely small sample volumes of microliters or picoliters. Furthermore, the small amount of sample used can shorten reaction times. However, air bubbles may be mixed into the system when injecting or replacing a liquid sample into the microfluidic device, and the generation of such bubbles may cause unstable liquid delivery or result in response noise or errors.
これに対し、マイクロ流路デバイス中の流路をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のようなポリマー材料で構築し、種々の気泡除去構造を設けることが試みられているがＰＤＭＳ製のマイクロ流路は、フォトリソグラフィー技術に基づくため作製プロセスの時間的及び費用的コストが高いという課題があった。また、マイクロ流路デバイス内への液体の供給部に脱気機能を有する液体貯留部を設置し、これにより導入管を通す液体中に混在する気泡を捕捉し、マイクロ流路デバイス流路内に気泡が流入することを防ぐ技術も提案されているが（特許文献１）、液体貯留部で液量が増加し、液体サンプルが希釈される可能性があり、また、流路構造は単純な円筒のものに限定される等の課題があった。同様に、マイクロ流路内に気泡捕捉部を設ける構造とすることも提案されているが（特許文献２）、流路内の構造が複雑化するだけなく、必ずしもこれだけは気泡除去の機能が十分とはいえなかった。In response to this, attempts have been made to construct the flow channels in the microchannel device using polymer materials such as polydimethylsiloxane (PDMS) and provide various bubble removal structures, but the PDMS microchannels are based on photolithography technology, and therefore the time and cost involved in the fabrication process are high. A technology has also been proposed in which a liquid storage section with a degassing function is provided at the liquid supply section into the microchannel device, thereby capturing bubbles mixed in the liquid passing through the introduction tube and preventing bubbles from flowing into the microchannel device flow channel (Patent Document 1). However, there are problems such as the increase in the liquid volume in the liquid storage section, which may dilute the liquid sample, and the flow channel structure being limited to a simple cylindrical one. Similarly, a structure has been proposed in which a bubble capture section is provided in the microchannel (Patent Document 2), but not only does this complicate the structure in the flow channel, but this alone does not necessarily provide sufficient bubble removal functionality.
一方、本願発明者らは、臭気物質等の化学物質を検出対象とし、マイクロ流路デバイス内のチャンバー領域に検出対象と反応性を示す昆虫嗅覚受容体を発現した昆虫由来の培養細胞（センサ細胞）を固定化し、その反応を蛍光顕微鏡等の手段で応答を観測するアッセイシステムを開発している。しかしながら、蛍光顕微鏡等を用いるシステムでは、励起光の直上、直下、もしくは周辺を気泡が通過すると、測定結果に重大な影響を与え、測定が中断させる問題があり、さらに、気泡によってセンサ細胞が剥離する等の問題も発生する。Meanwhile, the inventors of the present application have developed an assay system in which chemical substances such as odorants are detected, cultured cells (sensor cells) derived from insects that express insect olfactory receptors that are reactive with the detection target are immobilized in a chamber area within a microfluidic device, and the reaction is observed using a fluorescence microscope or other such means. However, in systems that use a fluorescence microscope or the like, if air bubbles pass directly above, below, or around the excitation light, this can have a significant effect on the measurement results and cause the measurement to be interrupted, and further problems can occur such as the sensor cells being detached by the air bubbles.
特に、臭気物質のような低濃度の化学物質を検出対象とする場合には、意図的に臭気物質を含む液体サンプルの前後に気泡による空間を設けて臭気物質の拡散を抑制する必要があり、大きな気泡が繰り返し流路や細胞格納容器を通過するため、意図せぬ気泡の混入が大きな問題となっていた。 In particular, when detecting low-concentration chemical substances such as odorous substances, it is necessary to intentionally create spaces with air bubbles before and after the liquid sample containing the odorous substances to suppress the diffusion of the odorous substances. However, because large air bubbles repeatedly pass through the flow path and cell storage vessel, the unintentional introduction of air bubbles poses a major problem.
そこで、本発明は、アッセイに必要な測定領域と潅流用のマイクロ流路を備えた一体型カートリッジであって、別途脱気装置等を設けることなく、簡易に気泡侵入を防止可能な流路構造を有し、かつ高流量と均一な潅流を達成可能なアッセイ用カートリッジデバイスを提供することを課題とするものである。Therefore, the objective of the present invention is to provide an assay cartridge device which is an integrated cartridge equipped with a measurement area required for an assay and a microchannel for perfusion, has a channel structure that can easily prevent the intrusion of air bubbles without the need for a separate degassing device or the like, and can achieve a high flow rate and uniform perfusion.
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、測定領域であるチャンバー部と連結する流路をＬ字型様の屈曲構造とし、かつ流路の断面構造を角丸矩形又は長円とすることで、かかる課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。また、流路の径を漸次的に拡大又は拡張させる構造とすることで、さらに好ましい高流量と均一な潅流が得られることも見出した。As a result of intensive research into solving the above problems, the inventors discovered that such problems could be solved by making the flow path connecting to the chamber portion, which is the measurement area, an L-shaped bent structure and making the cross-sectional structure of the flow path a rounded rectangle or oval, thereby completing the present invention. They also discovered that a more preferable high flow rate and uniform perfusion could be obtained by gradually expanding or widening the diameter of the flow path.
すなわち、本発明は、一態様において、
＜１＞液体試料を注入するための注入開口部、特定量の液体試料を貯留するための検出用チャンバー部、液体試料を排出するための排出開口部、前記注入開口部と前記検出用チャンバー部を連結する第１流路、及び前記検出用チャンバー部と前記排出開口部を連結する第２流路、を備え、前記第１流路が、前記注入開口部からの前記液体試料の進行方向に対してＬ字型様の屈曲構造をなしており、前記第２流路が、前記検出用チャンバー部からの前記液体試料の進行方向に対して逆Ｌ字型様の屈曲構造をなしており、前記第１流路及び前記第２流路の横断面の形状が角丸矩形又は長円であることを特徴とするアッセイ用カートリッジデバイス；
＜２＞前記第１流路が、前記検出用チャンバー部に向かって径が拡径する拡径部を有する、上記＜１＞に記載のカートリッジデバイス；
＜３＞前記第１流路の拡径部が、前記Ｌ字型様の屈曲構造における前記カートリッジデバイスの長手方向に平行な領域に存在し、かつ前記検出用チャンバー部に向かって流路の左右幅が広くなる逆テーパー形状を有する、上記＜２＞に記載のカートリッジデバイス；
＜４＞前記第２流路が、前記排出開口部に向かって径が縮径する縮径部を有する、上記＜１＞～＜３＞のいずれかに記載のカートリッジデバイス；
＜５＞前記第２流路の縮径部が、前記逆Ｌ字型様の屈曲構造における前記カートリッジデバイスの長手方向に平行な領域に存在し、かつ前記検出用チャンバー部から離れる従って流路の左右幅が狭くなるテーパー形状を有する、上記＜４＞に記載のカートリッジデバイス；
＜６＞前記第１流路のＬ字型様の屈曲構造及び前記第２流路の逆Ｌ字型様の屈曲構造における内角が、それぞれ独立に９０～１６０度の範囲である、上記＜１＞～＜５＞のいずれかに記載のカートリッジデバイス；
＜７＞前記第１流路及び第２流路における高さ方向の径サイズが、直径０．６～１．５ｍｍの範囲である、上記＜１＞～＜６＞のいずれかに記載のカートリッジデバイス；
＜８＞前記検出用チャンバー部の底部に着脱可能な基板が接合されている、上記＜１＞～＜７＞のいずれかに記載のカートリッジデバイス；
＜９＞前記検出用チャンバー部の上方が開放又は密閉されている、上記＜１＞～＜８＞のいずれかに記載のカートリッジデバイス；及び
＜１０＞前記検出用チャンバー部の上方が板状部材により密閉されており、当該板状部材の下面に弾性部材が挿入されている、上記＜９＞に記載のカートリッジデバイス
に関する。
That is, in one aspect, the present invention provides
<1> An assay cartridge device comprising an injection opening for injecting a liquid sample, a detection chamber for storing a specific amount of the liquid sample, a discharge opening for discharging the liquid sample, a first flow path connecting the injection opening and the detection chamber, and a second flow path connecting the detection chamber and the discharge opening, wherein the first flow path has an L-shaped bent structure with respect to the proceeding direction of the liquid sample from the injection opening, the second flow path has an inverted L-shaped bent structure with respect to the proceeding direction of the liquid sample from the detection chamber, and the cross-sectional shapes of the first flow path and the second flow path are a rounded rectangle or an oval;
<2> The cartridge device according to the above <1>, wherein the first flow path has an expanding portion whose diameter expands toward the detection chamber portion;
<3> The cartridge device according to <2> above, wherein the expanded diameter portion of the first flow path is present in a region parallel to the longitudinal direction of the cartridge device in the L-shaped bent structure, and has a reverse tapered shape in which the left and right width of the flow path becomes wider toward the detection chamber portion;
<4> The cartridge device according to any one of <1> to <3> above, wherein the second flow path has a reduced diameter portion whose diameter is reduced toward the discharge opening portion;
<5> The cartridge device according to <4> above, wherein the reduced diameter portion of the second flow path is present in a region parallel to the longitudinal direction of the cartridge device in the inverted L-shaped bent structure, and has a tapered shape in which the left and right width of the flow path narrows as it moves away from the detection chamber portion;
<6> The cartridge device according to any one of <1> to <5> above, wherein the inner angles of the L-shaped bent structure of the first flow path and the inverted L-shaped bent structure of the second flow path are each independently in the range of 90 to 160 degrees;
<7> The cartridge device according to any one of <1> to <6> above, wherein the first flow path and the second flow path have a diameter in the height direction within a range of 0.6 to 1.5 mm;
<8> The cartridge device according to any one of <1> to <7> above, wherein a detachable substrate is joined to the bottom of the detection chamber portion;
<9> A cartridge device described in any one of <1> to <8> above, in which the upper part of the detection chamber portion is open or sealed; and <10> A cartridge device described in <9> above, in which the upper part of the detection chamber portion is sealed by a plate-shaped member and an elastic member is inserted into the underside of the plate-shaped member.
また、別の態様において、本発明は、
＜１１＞上記＜１＞～＜１０＞に記載のカートリッジデバイス、
前記カートリッジデバイスの注入開口部に接続された送液装置、
前記カートリッジデバイスの排出開口部に接続された排液手段、及び
前記カートリッジデバイスの検出用チャンバー部の上方に設けられた検出手段、
を備えるアッセイシステム；
＜１２＞前記カートリッジデバイスの注入開口部から注入される液体試料の流量が、０．１～５ｍｌ／ｍｉｎである、上記＜１１＞に記載のアッセイシステム；
＜１３＞前記カートリッジデバイスの検出用チャンバー部の底部に着脱可能な基板が接合されており、当該基板上に細胞又はタンパク質が修飾されている、上記＜１１＞又は＜１２＞のいずれかに記載のアッセイシステム；
＜１４＞前記カートリッジデバイスの注入開口部から供給される液体試料中に含まれる化学物質の存在を検出するための、上記＜１１＞～＜１３＞のいずれかに記載のアッセイシステム；及び
＜１５＞前記化学物質が臭気物質である、上記＜１４＞に記載のアッセイシステム
に関する。
In another aspect, the present invention provides a method for producing a method for manufacturing a pharmaceutical composition comprising the steps of:
<11> The cartridge device according to <1> to <10> above,
A liquid delivery device connected to an injection opening of the cartridge device;
a discharge means connected to an outlet opening of the cartridge device, and a detection means provided above a detection chamber portion of the cartridge device;
an assay system comprising:
<12> The assay system according to the above <11>, wherein the flow rate of the liquid sample injected from the injection opening of the cartridge device is 0.1 to 5 ml/min;
<13> The assay system according to any one of <11> or <12> above, wherein a detachable substrate is attached to the bottom of the detection chamber of the cartridge device, and cells or proteins are modified on the substrate;
<14> The assay system according to any one of <11> to <13> above, for detecting the presence of a chemical substance contained in a liquid sample supplied from an injection opening of the cartridge device; and <15> the assay system according to <14> above, wherein the chemical substance is an odorant.
本発明のカートリッジデバイスによれば、別途脱気装置等を設けることなく、簡易に気泡侵入を防止でき、かつ高流量と均一な潅流を達成できる。流路内の液体容積を変動させることなく気泡侵入を防止でき、送液が停止しても自動的に潅流が停止することができる。測定領域である検出用チャンバー部を閉鎖型及び開放型のいずれとした場合でも、蛍光を用いたアッセイが可能である点でも優れている。本発明のカートリッジデバイスを用いるアッセイシステムは、臭気物質のような低濃度の化学物質に対する生体応答検出に好適である。 The cartridge device of the present invention can easily prevent air bubbles from entering without the need for a separate degassing device or the like, and can achieve a high flow rate and uniform perfusion. Air bubbles can be prevented from entering without changing the liquid volume in the flow path, and perfusion can be automatically stopped when liquid delivery stops. It is also excellent in that it allows assays using fluorescence, whether the detection chamber portion, which is the measurement area, is of the closed or open type. An assay system using the cartridge device of the present invention is suitable for detecting biological responses to low concentrations of chemical substances such as odorous substances.
また、本発明のカートリッジデバイスは、従来のような半導体プロセス技術による流路作製によることなく、３Ｄプリンタ造形技術を用いて作製できるため、低コスト化及び短納期を実現できるという利点も有する。 In addition, the cartridge device of the present invention can be manufactured using 3D printer modeling technology, without using conventional semiconductor process technology to create flow paths, which has the advantage of achieving low costs and short delivery times.
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し実施することができる。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The scope of the present invention is not limited to these descriptions, and other than the following examples, the present invention can be modified and implemented as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
１．カートリッジデバイス
本発明のアッセイ用カートリッジデバイスは、注入された液体試料を潅流させるためのマイクロ流路を有し、その中央部に特定量の液体試料を貯留して光学的測定等を行うチャンバー部を有するものであり、いわゆるマイクロ流路デバイスにも属する。かかるカートリッジデバイスを用いることで、生体応答測定や化学分析等のμ－ＴＡＳアッセイシステムを構築することができる。ここで、マイクロ流路は、例えば、幅と深さがいずれも数ミリ以下程度のサイズの溝であることができ、流路内部の液体の流れは、乱流でも層流でもよいが、層流の場合には、溶液の望ましくない攪拌の発生等を防止することが可能となり、流路内での反応のコントロールの点で好ましい場合がある。
1. Cartridge Device The assay cartridge device of the present invention has a microchannel for perfusing an injected liquid sample, and a chamber for storing a specific amount of liquid sample in the center and performing optical measurement, etc., and also belongs to the so-called microchannel device. By using such a cartridge device, a μ-TAS assay system for biological response measurement, chemical analysis, etc. can be constructed. Here, the microchannel can be, for example, a groove with a width and depth of several millimeters or less, and the flow of liquid inside the channel can be turbulent or laminar, but in the case of laminar flow, it is possible to prevent undesirable stirring of the solution, etc., and it may be preferable in terms of controlling the reaction in the channel.
本発明のカートリッジデバイスの好ましい実施態様を図１～図４に示す。図１は、本発明の一実施態様に係るカートリッジデバイスの全体構造を示す斜視図である。図２は、このカートリッジデバイスを点線Ａで切断した縦断面図であり、図３は点線Ｂで切断した横断面図であり、図４は点線Ｃで切断した水平方向の断面図である。 A preferred embodiment of the cartridge device of the present invention is shown in Figures 1 to 4. Figure 1 is an oblique view showing the overall structure of a cartridge device according to one embodiment of the present invention. Figure 2 is a vertical cross-sectional view of this cartridge device taken along dotted line A, Figure 3 is a horizontal cross-sectional view taken along dotted line B, and Figure 4 is a horizontal cross-sectional view taken along dotted line C.
図１に示すように、本実施態様に係るカートリッジデバイス１には、内部に液体試料を注入するための注入開口部２が設けられている。注入開口部２から注入された液体は、内部のマイクロ流路（第１流路６）を経て、特定量の液体試料を貯留するための検出用チャンバー部３に流入する。そこからさらに、内部のマイクロ流路（第２流路７）を経て、液体試料を排出するための排出開口部４から排出される。典型的には、このような経路で液体試料を潅流させ、検出用チャンバー部３に溜まった液体試料をその上方に設けられた蛍光顕微鏡等の観測手段により観測することができる。As shown in FIG. 1, the cartridge device 1 according to this embodiment is provided with an injection opening 2 for injecting a liquid sample therein. The liquid injected from the injection opening 2 passes through an internal microchannel (first flow channel 6) and flows into a detection chamber section 3 for storing a specific amount of the liquid sample. From there, the liquid passes through an internal microchannel (second flow channel 7) and is discharged from a discharge opening 4 for discharging the liquid sample. Typically, the liquid sample is perfused through such a route, and the liquid sample accumulated in the detection chamber section 3 can be observed by an observation means such as a fluorescent microscope provided above it.
＜流路構造＞
図１の点線Ａにおける縦断面図である図２に示すように、カートリッジデバイス１の内部には、第１流路６と第２流路７の２つのマイクロ流路それぞれ設けられており、第１流路６は、注入開口部２と検出用チャンバー部３を連結する流路であり、第２流路７は、検出用チャンバー部３と排出開口部４を連結する流路である。
<Flow path structure>
As shown in Figure 2, which is a vertical cross-sectional view taken along dotted line A in Figure 1, two microflow paths, a first flow path 6 and a second flow path 7, are provided inside the cartridge device 1. The first flow path 6 is a flow path that connects the injection opening 2 and the detection chamber section 3, and the second flow path 7 is a flow path that connects the detection chamber section 3 and the discharge opening 4.
第１流路６は、図２に示すように、注入開口部２からの前記液体試料の進行方向（流れ方向）に対してＬ字型様の屈曲構造をなしていることを第１の特徴とする。ここで、「Ｌ字型様」とは、屈曲部２１の内角が、９０度（すなわち、直角）をなす場合だけでなく、９０度より大きい鈍角をなす場合、或いは、９０度より小さい鋭角をなす場合も包含される。屈曲構造の屈曲部２１における内角は、好ましくは９０～１６０度の範囲、より好ましくは１０５～１２５度の範囲である。第１流路６の屈曲部２１から検出用チャンバー部３に至る領域は、水平面に対して平行であることが好ましいため、当該屈曲構造の程度（内角の角度）は、第１流路６の注入開口部２から屈曲部２１までの領域における傾き具合によって調整することができる。なお、図２中の貯液部１１は、後述のように検出用チャンバー部３の下部領域であるため、図２では、貯液部１１が検出用チャンバー部３に相当するものとして理解されたい。 As shown in FIG. 2, the first flow path 6 has a first characteristic of forming an L-shaped bent structure with respect to the moving direction (flow direction) of the liquid sample from the injection opening 2. Here, "L-shaped" includes not only the case where the inner angle of the bent portion 21 is 90 degrees (i.e., a right angle), but also the case where the inner angle is an obtuse angle greater than 90 degrees, or an acute angle less than 90 degrees. The inner angle of the bent portion 21 of the bent structure is preferably in the range of 90 to 160 degrees, more preferably in the range of 105 to 125 degrees. Since the region from the bent portion 21 of the first flow path 6 to the detection chamber portion 3 is preferably parallel to the horizontal plane, the degree of the bent structure (the angle of the inner angle) can be adjusted by the degree of inclination of the region from the injection opening 2 to the bent portion 21 of the first flow path 6. Note that the liquid storage portion 11 in FIG. 2 is the lower region of the detection chamber portion 3 as described later, so in FIG. 2, the liquid storage portion 11 should be understood as corresponding to the detection chamber portion 3.
第２流路７は、第１流路６を対称にした同様の構造を有する。すなわち、図２に示すように、第２流路７は、図２に示すように、検出用チャンバー部３からの前記液体試料の進行方向（流れ方向）に対して逆Ｌ字型様の屈曲構造をなしていることを第１の特徴とする。ここで、「逆Ｌ字型様」とは、上記Ｌ字型様と同じく、屈曲部２２の内角が、９０度（すなわち、直角）をなす場合だけでなく、９０度より大きい鈍角をなす場合、或いは、９０度より小さい鋭角をなす場合も包含される。屈曲部２２における内角も、同様に、好ましくは９０～１６０度の範囲、より好ましくは１０５～１２５度の範囲である。第２流路７の検出用チャンバー部３から屈曲部２２に至る領域は、水平面に対して平行であることが好ましいため、当該屈曲構造の程度（内角の角度）は、屈曲部２２から排出開口部４までの領域における傾き具合によって調整することができる。屈曲部２１と２２における内角は、それぞれ独立に異なっていてもよいが、それらが同一の角度であることが好ましい。The second flow path 7 has a similar structure to the first flow path 6, but symmetrically. That is, as shown in FIG. 2, the first feature of the second flow path 7 is that it has an inverted L-shaped bent structure with respect to the moving direction (flow direction) of the liquid sample from the detection chamber 3. Here, the "inverted L-shaped" includes not only the case where the inner angle of the bent portion 22 is 90 degrees (i.e., a right angle) as in the above-mentioned L-shaped structure, but also the case where the inner angle is an obtuse angle greater than 90 degrees, or an acute angle less than 90 degrees. Similarly, the inner angle of the bent portion 22 is preferably in the range of 90 to 160 degrees, more preferably in the range of 105 to 125 degrees. Since the region of the second flow path 7 from the detection chamber 3 to the bent portion 22 is preferably parallel to the horizontal plane, the degree of the bent structure (the angle of the inner angle) can be adjusted by the degree of inclination in the region from the bent portion 22 to the discharge opening 4. The interior angles of the bent portions 21 and 22 may be different from each other, but it is preferable that they are the same angle.
また、第１流路６及び第２流路７の屈曲部２１及び２２の上端部を、丸みを帯びた構造とすることが、流路内の圧力損失を低減し、均一な潅流が得られる点で好ましい。In addition, it is preferable to make the upper ends of the bent portions 21 and 22 of the first flow path 6 and the second flow path 7 have a rounded structure, as this reduces pressure loss within the flow paths and provides uniform perfusion.
図３は、図１の点線Ｂで切断したカートリッジデバイス１の横断面図である。第１流路６は、径の横断面の形状が扁平状であることを第２の特徴とする。すなわち、第１流路６の横断面の形状は、図３に示すような角丸矩形であり、或いはこれに類する長円の形状であることもできる。ここで、長円には、その一形態として、各方向で直径が均一な正円（真円）も含まれる。第２流路７も同様に、横断面の形状が角丸矩形又は長円である。 Figure 3 is a cross-sectional view of the cartridge device 1 taken along dotted line B in Figure 1. The second characteristic of the first flow path 6 is that the cross-sectional shape is flat. That is, the cross-sectional shape of the first flow path 6 can be a rounded rectangle as shown in Figure 3, or a similar elliptical shape. Here, the ellipse also includes, as one form, a perfect circle (a perfect circle) with a uniform diameter in each direction. Similarly, the cross-sectional shape of the second flow path 7 is a rounded rectangle or an elliptical shape.
本発明のカートリッジデバイスの好ましい態様において、第１流路６は、検出用チャンバー部３に向かって径が拡径する拡径部を有することができる。より具体的には、図１の点線Ｃで切断したカートリッジデバイス１の断面図である図４に示すように、第１流路６の拡径部は、検出用チャンバー部３に向かって流路の左右幅が広くなる逆テーパー形状を有することが好ましい。当該拡径部は、上記Ｌ字型様の屈曲構造におけるカートリッジデバイスの長手方向に平行な領域、すなわち、第１流路６の屈曲部２１から検出用チャンバー部３に至る領域に存在することが好ましい。In a preferred embodiment of the cartridge device of the present invention, the first flow path 6 can have an expanded diameter portion whose diameter expands toward the detection chamber portion 3. More specifically, as shown in FIG. 4, which is a cross-sectional view of the cartridge device 1 cut along dotted line C in FIG. 1, the expanded diameter portion of the first flow path 6 preferably has an inverse tapered shape in which the left and right width of the flow path widens toward the detection chamber portion 3. The expanded diameter portion is preferably present in a region parallel to the longitudinal direction of the cartridge device in the above-mentioned L-shaped bent structure, i.e., in the region from the bent portion 21 of the first flow path 6 to the detection chamber portion 3.
本発明のカートリッジデバイスの好ましい態様において、第２流路７も同様に、第１流路６と対称的に流路の径が変化する構造を有することができる。すなわち、第２流路７は、排出開口部４に向かって径が縮径する縮径部を有することができる。より具体的には、図４に示すように、第２流路７の縮径部は、検出用チャンバー部３から離れる従って流路の左右幅が狭くなるテーパー形状を有することが好ましい。当該縮径部は、上記逆Ｌ字型様の屈曲構造におけるカートリッジデバイスの長手方向に平行な領域、すなわち、第２流路７の検出用チャンバー部３から屈曲部２２に至る領域に存在することが好ましい。In a preferred embodiment of the cartridge device of the present invention, the second flow path 7 can also have a structure in which the diameter of the flow path changes symmetrically to the first flow path 6. That is, the second flow path 7 can have a tapered portion whose diameter decreases toward the discharge opening 4. More specifically, as shown in FIG. 4, the tapered portion of the second flow path 7 preferably has a tapered shape in which the width of the flow path narrows as it moves away from the detection chamber portion 3. The tapered portion is preferably present in a region parallel to the longitudinal direction of the cartridge device in the inverted L-shaped bent structure, i.e., in the region from the detection chamber portion 3 to the bent portion 22 of the second flow path 7.
このような第１流路６及び第２流路７の好ましい態様によれば、いずれの流路においても、検出用チャンバー部３に近づくにつれて流路が広くなる構造を有する。これにより、高流量と均一な潅流の点でより好ましいだけでなく、後述するように、潅流中に液体試料の送液が何らかの理由で停止した場合でも、流路内の液量を維持することができるという効果にも寄与することができる。According to a preferred embodiment of the first flow path 6 and the second flow path 7, each of the flow paths has a structure in which the flow path becomes wider as it approaches the detection chamber portion 3. This is not only preferable in terms of a high flow rate and uniform perfusion, but also contributes to the effect of maintaining the amount of liquid in the flow path even if the delivery of the liquid sample stops for some reason during perfusion, as described below.
また、第１流路６及び第２流路７の寸法サイズは、液体試料の流量や溶媒等の所望の測定条件に応じて適宜調整することができるが、各流路の高さ方向の径サイズ（「流路厚さ」ともいう。）は、好ましくは、直径０．６～１．５ｍｍ（６００～１５００μｍ）の範囲である。上述のように、第１流路６及び第２流路７は横断面の形状を角丸矩形又は長円とした扁平状の構造を有するものであるため、流路の横方向の径サイズ（「流路幅」ともいう。）は、高さ方向の径サイズよりも大きくなる。例えば、横方向の径サイズは、直径５．０～９．０ｍｍ（５０００～９０００μｍ）の範囲であることができる。 The dimensions of the first flow path 6 and the second flow path 7 can be adjusted as appropriate depending on the desired measurement conditions, such as the flow rate of the liquid sample and the solvent, but the height-wise diameter size of each flow path (also referred to as "flow path thickness") is preferably in the range of 0.6 to 1.5 mm (600 to 1500 μm) in diameter. As described above, the first flow path 6 and the second flow path 7 have a flat structure with a cross-sectional shape of a rounded rectangle or oval, so the horizontal diameter size of the flow path (also referred to as "flow path width") is larger than the height-wise diameter size. For example, the horizontal diameter size can be in the range of 5.0 to 9.0 mm (5000 to 9000 μm) in diameter.
以上に述べたように、本発明のカートリッジデバイスは、マイクロ流路である第１流路６と第２流路７を（１）Ｌ字型様（逆Ｌ字型様）の屈曲構造、かつ、（２）それらの横断面の形状を角丸矩形又は長円とした構造、（３）好ましくは、検出用チャンバー部３に近づくにつれて流路が広くなるという特徴的な構造を採用することで、気泡侵入を簡易に防止でき、かつ高流量と均一な潅流を達成できる。As described above, the cartridge device of the present invention has a microchannel, the first channel 6 and the second channel 7, that (1) have an L-shaped (reverse L-shaped) bent structure, (2) have a cross-sectional shape that is a rounded rectangle or oval, and (3) preferably has a characteristic structure in which the channel becomes wider as it approaches the detection chamber portion 3, thereby easily preventing the intrusion of air bubbles and achieving a high flow rate and uniform perfusion.
さらに、かかる特徴的な構造を有することにより、流路の毛細管現象によって液体試料が流路内に残りやすくなり、仮に注入開口部２からの送液が停止した場合でも、自動的に潅流が停止することができる。これにより、潅流が停止した際には液体試料が流路内と検出用チャンバー部内に留まるため、検出用チャンバー部の下方のセンサ細胞等へのダメージはなく、潅流を再開することが容易となるという効果も奏する。さらに、本発明のカートリッジデバイスによれば、潅流が停止した場合でも、液体容積を変動させることなく液面が水平に維持し、気泡の侵入を抑制することができるため、除去できる気泡の大きさに特に制限はないという利点も有する。当該機構の模式図を図５に示す。 Furthermore, this characteristic structure makes it easier for the liquid sample to remain in the flow path due to the capillary phenomenon in the flow path, and even if the liquid supply from the injection opening 2 stops, the perfusion can be automatically stopped. As a result, when the perfusion stops, the liquid sample remains in the flow path and the detection chamber, so there is no damage to the sensor cells below the detection chamber, and it is easy to resume the perfusion. Furthermore, according to the cartridge device of the present invention, even if the perfusion stops, the liquid level is maintained horizontally without changing the liquid volume, and the intrusion of air bubbles can be suppressed, so there is also the advantage that there is no particular limit to the size of the air bubbles that can be removed. A schematic diagram of the mechanism is shown in Figure 5.
＜検出用チャンバー部＞
次に、検出用チャンバー部３の構造について説明する。図２に示すように、検出用チャンバー部３は、貯液部１１と、その上方に位置する観察開口部１２を設けることができる。貯液部１１は、第１流路６の出口と直接連結しており、特定量の液体試料が貯留される場所である。好ましい態様において、貯液部１１の底部に着脱可能な基板８が接合され、液体試料が保持される（後述のように底部を一体成型することも可能である）。当該基板８の表面上には、液体試料中に含まれる検出対象物質を選択的に捕捉或いは反応するセンサ物質を修飾することができ、併せて、かかる捕捉や反応を蛍光応答等として提示することができるインジケータ物質を修飾することもできる。そのようなセンサ物質やインジケータ物質は検出対象に応じて適宜選択することができるが、例えば、液体試料中の臭気物質を検出対象とするケースでは、センサ物質として臭気物質と特異的に反応し得る細胞であって、当該反応により蛍光発光を示すタンパク質遺伝子を導入した細胞を用いることができる。ただし、必ずしもこれらに限定されることはなく、目的とする生体応答や化学分析の対象に応じて、適宜修飾物質を選択して用いることができる。例えば、上述の細胞に変えて、センサ物質として特定の化学物質と結合し得るタンパク質等を用いることもできる。加えて、基板上に固定化した化学物質の反応系等として用いることもできる。
<Detection chamber>
Next, the structure of the detection chamber 3 will be described. As shown in FIG. 2, the detection chamber 3 can be provided with a liquid storage section 11 and an observation opening 12 located above the liquid storage section 11. The liquid storage section 11 is directly connected to the outlet of the first flow path 6, and is a place where a specific amount of liquid sample is stored. In a preferred embodiment, a removable substrate 8 is joined to the bottom of the liquid storage section 11 to hold the liquid sample (the bottom can also be molded as a single unit, as described below). The surface of the substrate 8 can be modified with a sensor substance that selectively captures or reacts with the detection target substance contained in the liquid sample, and can also be modified with an indicator substance that can present such capture or reaction as a fluorescent response or the like. Such sensor substances and indicator substances can be appropriately selected depending on the detection target, but for example, in the case where an odorant in a liquid sample is the detection target, a cell that can specifically react with an odorant and into which a protein gene that emits fluorescence due to the reaction can be used as the sensor substance. However, the present invention is not necessarily limited to these, and a modifying substance can be appropriately selected and used depending on the target biological response or chemical analysis target. For example, instead of the above-mentioned cells, a protein capable of binding to a specific chemical substance may be used as a sensor substance. In addition, the cell may be used as a reaction system for a chemical substance immobilized on a substrate.
検出用チャンバー部３の上部に設けられた観察開口部１２は、貯液部１１における生体応答等を検出するための検出手段を設置するための空間である。そのような検出手段としては、蛍光顕微鏡や光電子増倍管（フォトマル）、イメージセンサ等を例示することができる。例えば、蛍光顕微鏡における対物レンズは、２～２０倍の倍率のものを用いることができ、好ましくは、２～１０倍の対物レンズを用いることができる。当該検出手段による計測領域は、蛍光応答が好感度で検出できる範囲で可能な限り広範囲であることが好ましく、具体的には、１～２０ｍｍ２の範囲であることが好ましい。 The observation opening 12 provided at the top of the detection chamber 3 is a space for installing a detection means for detecting a biological response in the liquid storage section 11. Examples of such a detection means include a fluorescent microscope, a photomultiplier tube (photomultiplier), an image sensor, and the like. For example, an objective lens in a fluorescent microscope can have a magnification of 2 to 20 times, and preferably an objective lens with a magnification of 2 to 10 times. The measurement area by the detection means is preferably as wide as possible within a range in which the fluorescent response can be detected with good sensitivity, and specifically, is preferably in the range of 1 to 20 mm2.
本発明の一態様として、貯液部１１と観察開口部１２の間にスライドガラス等の板状部材を設け、検出用チャンバー部３の上方を密閉して用いることもできる（いわゆる「閉鎖型」チャンバー）。この場合、板状部材の下面にＯ－リング等の弾性部材を挿入することが好ましい。また、板状部材の上面にも同様にＯ－リング等の弾性部材を設置することもできる。一方で、水浸レンズのように液体試料に直接接触して検出が可能な検出手段を用いる場合には、貯液部１１の上方に板状部材等を設けることなく、開放した状態で用いることもできる（いわゆる「開放型」チャンバー）。なお、好ましい態様では、閉鎖型チャンバーの場合にであっても、スライドガラス等の上方にバッファー溶液の液滴を滴下し、対物レンズと当該液滴を接触させた水浸状態で用いることもできる。In one embodiment of the present invention, a plate-like member such as a glass slide is provided between the liquid storage section 11 and the observation opening 12, and the upper part of the detection chamber section 3 is sealed (so-called "closed type" chamber). In this case, it is preferable to insert an elastic member such as an O-ring on the lower surface of the plate-like member. Similarly, an elastic member such as an O-ring can be provided on the upper surface of the plate-like member. On the other hand, when a detection means capable of detecting a liquid sample by directly contacting it, such as a water immersion lens, is used, the liquid storage section 11 can be used in an open state without providing a plate-like member or the like above it (so-called "open type" chamber). In a preferred embodiment, even in the case of a closed type chamber, a droplet of a buffer solution can be dropped above a glass slide or the like, and the droplet can be brought into contact with the objective lens for use in a water-immersed state.
＜注入開口部及び排出開口部＞
注入開口部２及び排出開口部４は、送液ポンプやチューブ等による液体試料の注入・排出が可能である限り、特にその開口形状等は限定されない。しかしながら、上述のように、本発明のカートリッジデバイスにおける流路は横断面の形状が角丸矩形又は長円であるため、図１に示されている態様のように、流路の端部となる注入開口部２及び排出開口部４も同様に、角丸矩形又は長円の開口形状であることが好ましい。
Inlet and outlet openings
The injection opening 2 and the discharge opening 4 are not particularly limited in terms of their opening shape, etc., so long as they allow injection and discharge of a liquid sample using a liquid feed pump, a tube, etc. However, since the cross-sectional shape of the flow path in the cartridge device of the present invention is a rounded rectangle or oval as described above, it is preferable that the injection opening 2 and the discharge opening 4, which are the ends of the flow path, also have a rounded rectangular or oval opening shape, as in the embodiment shown in Figure 1.
＜作製方法及び材質＞
本発明のカートリッジデバイスは、典型的には、３Ｄプリンタ等の光造形技術を用いることが好適である。これにより、流路厚さが薄い角丸矩形又は長円の流路構造を有する高精度のカートリッジデバイスを簡易かつ短時間に大量生産することが可能である。また、３Ｄプリンタ等はカートリッジデバイスを一体成型できるため、流路の方向変化を直角エルボではなくベンドで形成可能であり、流路内の圧力損失を低減することができる。ただし、本発明にカートリッジデバイスの構造を実現できる限り、他の製造方法を用いることもできる。例えば、エッチング、機械加工又は金型成形等の製造技術を用いることも許容される。
<Production method and materials>
The cartridge device of the present invention is typically suitable for use with a photolithography technique such as a 3D printer. This allows for easy and rapid mass production of high-precision cartridge devices having a thin, rounded rectangular or elliptical flow path structure. In addition, since a 3D printer or the like can integrally mold a cartridge device, the direction change of the flow path can be formed with a bend rather than a right-angle elbow, and pressure loss in the flow path can be reduced. However, other manufacturing methods can also be used as long as the structure of the cartridge device of the present invention can be realized. For example, manufacturing techniques such as etching, machining, or mold molding can also be used.
本発明のカートリッジデバイスは、検出用チャンバー部３の底部を密閉した一体成型として作製することもできるし、上述のように、検出用チャンバー部３の底部に着脱可能な基板を設置できるように２つのパーツの分離型として作製することもできる。或いは、図１の点線Ｃのように流路の断面部分で接合可能となるような分離型とすることも可能である。これら分離型を採用する場合には、図１中に示した複数の固定穴５を設けることで、これらのパーツをネジ止め等により固定化することができる。The cartridge device of the present invention can be manufactured as a one-piece molded product with the bottom of the detection chamber 3 sealed, or as described above, it can be manufactured as a two-part separate type so that a removable substrate can be placed at the bottom of the detection chamber 3. Alternatively, it can be a separate type that can be joined at the cross-sectional portion of the flow path as shown by dotted line C in Figure 1. When using these separate types, the parts can be fixed by screws or the like by providing multiple fixing holes 5 as shown in Figure 1.
また、本発明のカートリッジデバイスの材質は、３Ｄプリンタ等の光造形技術を用いる観点からは、典型的には、光硬化性樹脂を用いることが好適である。そのような光硬化性樹脂の非限定的な例として、エポキシアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートなどの紫外線硬化性樹脂を挙げることができる。In addition, from the viewpoint of using photo-fabrication technology such as 3D printers, it is typically preferable to use a photocurable resin as the material for the cartridge device of the present invention. Non-limiting examples of such photocurable resins include ultraviolet-curable resins such as epoxy acrylate, acrylic resin acrylate, urethane acrylate, and polyester acrylate.
ただし、上述のように他の製造方法を用いることができる場合には、本発明のカートリッジデバイスの材質は、特に限定はされず、その他の高分子材料、ガラス、金属または無機化合物等を用いることができる。その他の高分子材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロンなどを用いることができる。使用される高分子材料は一種類でも構わないし、複数種を組み合わせて用いることも可能である。ガラスとしては、例えば石英ガラス、アルカリガラス、無アルカリガラスなどを用いることができる。無機化合物としては、アルミナ、ジルコニア及びシリカなどの金属酸化物並びにその混合物、並びに窒化ホウ素などのセラミック等を用いることができる。However, in the case where other manufacturing methods can be used as described above, the material of the cartridge device of the present invention is not particularly limited, and other polymeric materials, glass, metals, inorganic compounds, etc. can be used. As other polymeric materials, for example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, nylon, etc. can be used. One type of polymeric material may be used, or multiple types may be used in combination. As glass, for example, quartz glass, alkali glass, non-alkali glass, etc. can be used. As inorganic compounds, metal oxides such as alumina, zirconia, and silica, and mixtures thereof, as well as ceramics such as boron nitride, etc. can be used.
２．アッセイシステム
本発明は、別の態様において、上述のカートリッジデバイスを備えるアッセイシステムにも関する。具体的には、本発明のアッセイシステムは、
（ａ）上述のカートリッジデバイス、
（ｂ）カートリッジデバイスの注入開口部に接続された送液装置、
（ｃ）カートリッジデバイスの排出開口部に接続された排液手段、及び
（ｄ）カートリッジデバイスの検出用チャンバー部の上方に設けられた検出手段
を少なくとも備えることを特徴とする。
2. Assay System In another aspect, the present invention also relates to an assay system including the above-mentioned cartridge device. Specifically, the assay system of the present invention comprises:
(a) a cartridge device as described above;
(b) a liquid delivery device connected to the injection opening of the cartridge device;
The cartridge device is characterized by comprising at least (c) a discharge means connected to a discharge opening of the cartridge device, and (d) a detection means provided above the detection chamber portion of the cartridge device.
（ｂ）の送液装置は、カートリッジデバイスの注入開口部から液体試料を注入するための装置であり、例えば、当該技術分野において汎用される送液ポンプを用いることができる。送液装置と注入開口部との接続には、任意のチューブ状部材を用いることができるが、その際、当該接続用チューブ状部材の先端は、流路の入口付近（の壁面）に軽く接触する位置となるよう調整することが、この接続点における気泡侵入の発生を回避する観点から好ましい。接続用チューブ状部材の先端を流路内まで挿入させずに、流路の入口付近の位置とすることで、仮に接続用チューブ状部材の先端からの注入時に気泡が発生したとしても、気泡が流路外に抜けやすくなり流路内部に侵入することを防ぐことができる。かかる接続用チューブ状部材としては、金属、高分子材料、ゴム等の任意の材料を用いることができ、その長さや径サイズも所望に応じて適宜選択することができる。The liquid delivery device (b) is a device for injecting a liquid sample from the injection opening of the cartridge device, and can be, for example, a liquid delivery pump commonly used in the technical field. Any tubular member can be used to connect the liquid delivery device to the injection opening, but in this case, it is preferable to adjust the tip of the connecting tubular member so that it is in light contact with the (wall surface of) the vicinity of the inlet of the flow path from the viewpoint of avoiding the occurrence of air bubble intrusion at this connection point. By positioning the tip of the connecting tubular member near the inlet of the flow path without inserting it into the flow path, even if air bubbles are generated during injection from the tip of the connecting tubular member, the air bubbles can easily escape outside the flow path and can be prevented from intruding into the inside of the flow path. Any material such as metal, polymer material, rubber, etc. can be used as the connecting tubular member, and its length and diameter size can be appropriately selected as desired.
また、（ｃ）の排液手段は、排出開口部から液体溶液を排出し得るものであれば、任意の手段であることができ、例えば、チューブ状部材を用いることができる。当該チューブ状部材も、上記注入開口部の接続用チューブ状部材と同様に、金属、高分子材料、ゴム等の任意の材料を用いることができ、その長さや径流路の入口付近も所望に応じて適宜選択することができる。なお、（ｂ）の送液装置及び（ｃ）の排液手段は、任意の固定治具を用いることで、チューブ先端を所望の位置に固定することもできる。 The drainage means (c) may be any means capable of discharging the liquid solution from the discharge opening, and may be, for example, a tubular member. As with the tubular member for connecting the injection opening, the tubular member may be made of any material, such as metal, polymeric material, or rubber, and its length and diameter near the inlet of the flow path may be appropriately selected as desired. The liquid delivery device (b) and the drainage means (c) may be fixed at the tube tip in a desired position using any fixing tool.
（ｄ）の検出手段としては、典型的には、上述のように蛍光顕微鏡や光電子増倍管（フォトマル）、イメージセンサ等の手段を用いることができるが、検出対象の種類等の応じて他の公知の検出手段を用いることも可能である。As the detection means (d), typically, a fluorescence microscope, a photomultiplier tube (photomultiplier), an image sensor, etc. can be used as described above, but other known detection means can also be used depending on the type of object to be detected, etc.
送液装置によりカートリッジデバイスの注入開口部から注入される液体試料の流量は、好ましくは、０．１～５ｍｌ／ｍｉｎであることができる。The flow rate of the liquid sample injected from the injection opening of the cartridge device by the liquid delivery device can preferably be 0.1 to 5 ml/min.
本発明のアッセイシステムは、カートリッジデバイスの注入開口部から供給される液体試料中に含まれる化学物質の存在を検出するために好適に用いることができ、そのような化学物質としては臭気物質を挙げることができる。この場合、カートリッジデバイスの検出用チャンバー部の底部には、その表面上に臭気物質と選択的に反応し得るセンサ細胞等を修飾した着脱可能な基板を接合することができる。ただし、本発明のアッセイシステムは、気泡侵入を簡易に防止でき、かつ高流量と均一な潅流を達成できるという特徴から、かかる臭気物質の検出に限らず、広く生体応答や化学反応をアッセイするための用途において適用することができるものである。加えて、上述のように開放型及び閉鎖型のいずれの態様でも種々のアッセイを行うことが可能である。The assay system of the present invention can be suitably used to detect the presence of chemical substances contained in a liquid sample supplied from the injection opening of a cartridge device, and such chemical substances can include odorous substances. In this case, a removable substrate modified with sensor cells or the like that can selectively react with odorous substances on its surface can be attached to the bottom of the detection chamber of the cartridge device. However, since the assay system of the present invention has the characteristics of being able to easily prevent the intrusion of air bubbles and to achieve a high flow rate and uniform perfusion, it can be used not only for the detection of such odorous substances, but also for a wide range of applications for assaying biological responses and chemical reactions. In addition, various assays can be performed in both the open and closed modes as described above.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されるものではない。The present invention will now be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.
１．カートリッジデバイスの作製
超高精度３Ｄプリンタ（「ＰｒｏＪｅｔ（登録商標） MJP 3600 MAX」、3D Systems、SC、USA、最高積層ピッチ：１６μｍ）を用いて、図１～４に示す構造を有する本発明のカートリッジデバイスを作製した。紫外線硬化樹脂としてVisijet（登録商標） M3 Crystal（アクリル樹脂）を用いた。作製したカートリッジデバイスを図６(b)に示す。なお、マイクロ流路の流路厚さ（高さ方向の径サイズ）を、それぞれ０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、１．２ｍｍとした４種類のカートリッジデバイスを作製した。 1. Preparation of Cartridge Device Using an ultra-high precision 3D printer ("ProJet (registered trademark) MJP 3600 MAX", 3D Systems, SC, USA, maximum layer pitch: 16 μm), the cartridge device of the present invention having the structure shown in Figures 1 to 4 was prepared. Visijet (registered trademark) M3 Crystal (acrylic resin) was used as the ultraviolet curing resin. The prepared cartridge device is shown in Figure 6 (b). Four types of cartridge devices were prepared, with the channel thickness (diameter size in the height direction) of the microchannel being 0.5 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, and 1.2 mm, respectively.
２．流路厚さの検討
得られた４種類のカートリッジデバイスを用いて測定系を構築し（図７）、蛍光計測の実施と気泡抑制の面で比較を行った。検出対象として、臭気物質である１－オクテン－３－オールを含む液体試料と用いた。センサ細胞として、１－オクテン－３－オールと特異的に反応して蛍光応答を示すことが知られているキイロショウジョウバエの嗅覚受容体(Or13a)を発現したセンサ細胞であるＯｒ１３ａ発現細胞を用い、当該細胞を表面固定化したスライドガラスを検出用チャンバー部の底部に固定した。Ｏｒ１３ａ発現細胞は、文献（Mitsunoら、"Novel cell-based odorant sensor elements based on insect odorant receptors", Biosens. Bioelectron. 65, 287-294, 2015.）に基づいて作成した。蛍光応答は、検出用チャンバー部の上方に設置した蛍光顕微鏡（励起波長：460-480、蛍光波長：495-540）で計測した。蛍光顕微鏡は主に、顕微鏡（BX51WI、オリンパス）、蛍光ミラーユニット（U-MGFPHQ、オリンパス）、CCDカメラ(DU-897E、Andor Technology)で構成される。 2. Consideration of flow channel thickness A measurement system was constructed using the four types of cartridge devices obtained (Figure 7), and a comparison was made in terms of fluorescence measurement and bubble suppression. A liquid sample containing the odorant 1-octen-3-ol was used as the detection target. As the sensor cells, Or13a-expressing cells, which are sensor cells expressing the olfactory receptor (Or13a) of Drosophila melanogaster, which is known to react specifically with 1-octen-3-ol and show a fluorescent response, were used, and a slide glass with the cells immobilized on its surface was fixed to the bottom of the detection chamber. The Or13a-expressing cells were created based on the literature (Mitsuno et al., "Novel cell-based odorant sensor elements based on insect odorant receptors", Biosens. Bioelectron. 65, 287-294, 2015.). The fluorescent response was measured using a fluorescence microscope (excitation wavelength: 460-480, fluorescence wavelength: 495-540) installed above the detection chamber. The fluorescence microscope mainly consists of a microscope (BX51WI, Olympus), a fluorescence mirror unit (U-MGFPHQ, Olympus), and a CCD camera (DU-897E, Andor Technology).
測定条件は、以下のとおりである。
・ 対物レンズ：LUCPlanFLN 20x/0.45（オリンパス）
・ 流量：１．５ ｍｌ／ｍｉｎ
・ 潅流液：０．１% ＤＭＳＯリンガー
・ 送液ポンプ：ＭＰ－２０００Ａ（ＥＹＥＬＡ社）
・ チューブ（シリコン）：内径１ ｍｍ、 外径３ ｍｍ
・ センサ細胞：Ｏｒ１３ａ発現細胞
・ 臭気物質：１－オクテン－３－オール （シグマアルドリッチ、含量９８％）
The measurement conditions are as follows.
・ Objective lens: LUCPlanFLN 20x/0.45 (Olympus)
Flow rate: 1.5 ml/min
Perfusion solution: 0.1% DMSO Ringer Fluid delivery pump: MP-2000A (EYELA)
Tube (silicon): inner diameter 1 mm, outer diameter 3 mm
Sensor cells: Or13a expressing cells Odorant: 1-octen-3-ol (Sigma-Aldrich, content 98%)
上記で構築した測定系を用いて、臭気物質の各濃度に対して得られた蛍光応答を測定した。流路厚さ１．２ｍｍのカートリッジデバイスを用いた系における、臭気物質の各濃度に対して得られた蛍光応答のプロファイルと臭気物質による刺激前後の疑似カラー画像（３００ｎＭ、３０μＭ）を図８に示す。図８の結果から、本発明のカートリッジデバイスを用いることにより、気泡を抑制し、濃度依存的な蛍光強度変化を検出可能であり、特に、３００ｎＭの臭気物質を蛍光強度変化として検出できることを確認した。Using the measurement system constructed above, the fluorescence response obtained for each concentration of odorant was measured. Figure 8 shows the fluorescence response profile obtained for each concentration of odorant in a system using a cartridge device with a flow path thickness of 1.2 mm, and pseudocolor images (300 nM, 30 μM) before and after stimulation with the odorant. From the results in Figure 8, it was confirmed that by using the cartridge device of the present invention, it is possible to suppress air bubbles and detect concentration-dependent changes in fluorescence intensity, and in particular, it is possible to detect a change in fluorescence intensity of a 300 nM odorant.
流路厚さ１．２ｍｍと０．７ｍｍのカートリッジデバイスにおける蛍光強度変化の比較を図９に示す。図９における、ΔF/F0はベースラインからの蛍光強度変化である。各濃度の蛍光強度変化はN=3の平均値であり、エラーバーは標準誤差(SEM)である。１－オクテン－３－オールは、濃度0.1%のジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を溶媒としてアッセイバッファにより３０ｎＭ、１００ｎＭ、３００ｎＭ、１μＭ、３μＭ、１０μＭ、３０μＭに希釈してセンサ細胞を刺激した。アッセイバッファの組成は、１４０ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ、５．６ｍｍｏｌ／Ｌ ＫＣｌ、４．５ｍｍｏｌ／Ｌ ＣａＣｌ2、１１．２６ｍｍｏｌ／Ｌ ＭｇＣｌ2、１１．３２ｍｍｏｌ／Ｌ ＭｇＳＯ4、９．４ｍｍｏｌ／Ｌ Ｄ－ｇｌｕｃｏｓｅ、及び５ｍｍｏｌ／Ｌ ＨＥＰＥＳであり、アッセイバッファのｐＨは７．２であった。図９のＣｏｎｔｒｏｌ刺激は０.１％のＤＭＳＯを含むアッセイバッファである。潅流液は０.１％のＤＭＳＯを含むアッセイバッファである。結果として、流路厚さ０．７ｍｍのカートリッジデバイスを用いた系でも、流路厚さ１．２ｍｍのカートリッジデバイスと同様に気泡を抑制して濃度依存的な蛍光強度変化を検出可能であることを確認したが、１．２ｍｍの系と比べて応答ピークが小さかった。一方、流路厚さ０．５ｍｍのカートリッジデバイスを用いた系では、流路入口で溶液があふれてしまい潅流することができなかった。 A comparison of the fluorescence intensity changes in cartridge devices with channel thicknesses of 1.2 mm and 0.7 mm is shown in Figure 9. In Figure 9, ΔF/F 0 is the change in fluorescence intensity from the baseline. The fluorescence intensity change at each concentration is the average of N=3, and the error bars are the standard error (SEM). 1-octen-3-ol was diluted with assay buffer to 30 nM, 100 nM, 300 nM, 1 μM, 3 μM, 10 μM, and 30 μM using 0.1% dimethyl sulfoxide (DMSO) as the solvent, and the sensor cells were stimulated. The composition of the assay buffer was 140 mmol/L NaCl, 5.6 mmol/L KCl, 4.5 mmol/L CaCl 2 , 11.26 mmol/L MgCl 2 , 11.32 mmol/L MgSO 4 , 9.4 mmol/L D-glucose, and 5 mmol/L HEPES, and the pH of the assay buffer was 7.2. The control stimulus in FIG. 9 is an assay buffer containing 0.1% DMSO. The perfusion solution is an assay buffer containing 0.1% DMSO. As a result, it was confirmed that the system using the cartridge device with a flow path thickness of 0.7 mm was able to suppress bubbles and detect concentration-dependent changes in fluorescence intensity in the same way as the cartridge device with a flow path thickness of 1.2 mm, but the response peak was smaller than that of the 1.2 mm system. On the other hand, in the system using the cartridge device with a flow path thickness of 0.5 mm, the solution overflowed at the flow path inlet and perfusion was not possible.
３．流量の検討
上記２．と同様に、流路厚さ１．２ｍｍのカートリッジデバイスの測定系を用いて、気泡の抑制の流量依存性の検討を行った。測定条件は、以下のとおりである。
・ 流量：０．８ ｍｌ／ｍｉｎ, １.５ ｍｌ／ｍｉｎ, ３ ｍｌ／ｍｉｎ
・ 潅流液：０．１％ ＤＭＳＯリンガー
・ 送液ポンプ：ＭＰ－２０００Ａ（ＥＹＥＬＡ社）
・ チューブ（シリコン）：内径１ ｍｍ, 外径３ ｍｍ
・ 気泡刺激：１０回（３秒気泡導入＋１０秒潅流のインターバル） 3. Study of flow rate: As in 2. above, the flow rate dependency of bubble suppression was studied using a measurement system for a cartridge device with a flow channel thickness of 1.2 mm. The measurement conditions were as follows:
Flow rate: 0.8 ml/min, 1.5 ml/min, 3 ml/min
Perfusion solution: 0.1% DMSO Ringer Fluid delivery pump: MP-2000A (EYELA)
・ Tube (silicon): inner diameter 1 mm, outer diameter 3 mm
Bubble stimulation: 10 times (3-second bubble introduction + 10-second perfusion interval)
その結果、流量０．８ ～３ ｍｌ／ｍｉｎのいずれの場合でも、それぞれ３回の潅流実験において気泡の侵入が発生しないことが確認された。As a result, it was confirmed that no air bubbles entered the blood vessel in any of the three perfusion experiments performed at flow rates ranging from 0.8 to 3 ml/min.
同様の条件で、送液ポンプを変えて（ＡＣ－２１２０ ぺリスタ・バイオミニポンプ, ＡＴＴＯ社）、より高い流量を用いて実験を行った。その結果、４ ｍｌ／ｍｉｎ及び５ ｍｌ／ｍｉｎにおいても、３回の実験全てにおいて、安定して気泡の侵入を抑制できたことを確認した。なお、５ ｍｌ／ｍｉｎの場合には、チューブの設置位置によっては液漏れの発生が懸念された。 Experiments were conducted under similar conditions using a different liquid delivery pump (AC-2120 Peristaltic Bio Mini Pump, ATTO) and a higher flow rate. As a result, it was confirmed that air bubble intrusion could be stably suppressed in all three experiments, even at 4 ml/min and 5 ml/min. However, at 5 ml/min, there was concern that liquid leakage might occur depending on the position of the tube.
４．既存の開放型チャンバーとの比較
次に、本発明の閉鎖型カートリッジデバイス（流路厚さ０．８ｍｍ）の測定系と、既存の開放型チャンバーを用いた測定系の比較を行った。本発明の閉鎖型カートリッジデバイスでは、カートリッジデバイス上にアッセイバッファ（濃度０．１％のＤＭＳＯ）を滴下したうえ、２０倍水浸対物レンズ（UMPLFLN 20x/0.5（オリンパス））を用いた。なお、比較例の開放型チャンバーとしては、Warner Instruments社製より市販されている商品名「RC-48LP」を用いた。 4. Comparison with existing open chambers Next, a comparison was made between the measurement system of the closed cartridge device of the present invention (channel thickness 0.8 mm) and a measurement system using an existing open chamber. In the closed cartridge device of the present invention, an assay buffer (DMSO at a concentration of 0.1%) was dropped onto the cartridge device, and a 20x water immersion objective lens (UMPLFLN 20x/0.5 (Olympus)) was used. Note that, as the open chamber of the comparative example, a product name "RC-48LP" available from Warner Instruments was used.
本発明の閉鎖型カートリッジデバイス（流路厚さ０．８ ｍｍ）＋２０倍水浸対物レンズによる蛍光強度変化と、比較例の開放型チャンバーにおける蛍光強度変化の比較を図１０に示す。その結果、本発明の閉鎖型カートリッジデバイスの系では、気泡を抑制しながら、市販の開放型チャンバーと同程度の感度で、臭気物質に対する濃度依存的な蛍光強度変化を検出可能であることを確認した Figure 10 shows a comparison of the change in fluorescence intensity using the closed cartridge device of the present invention (channel thickness 0.8 mm) + 20x water immersion objective lens and the open chamber of the comparative example. As a result, it was confirmed that the closed cartridge device system of the present invention can detect the concentration-dependent change in fluorescence intensity for odorous substances with the same sensitivity as a commercially available open chamber while suppressing air bubbles.
また、臭気物質が１０μＭの濃度で刺激した際に、ベースラインの蛍光強度から５％以上蛍光強度が増加した細胞の割合を図１１に示す。その結果、本発明の閉鎖型カートリッジデバイス（流路厚さ１．２ｍｍのカートリッジデバイス+２０倍対物レンズ）の細胞応答割合は、市販の開放型チャンバーと有意差がないことが示された。 Figure 11 shows the percentage of cells whose fluorescence intensity increased by 5% or more from the baseline fluorescence intensity when stimulated with an odorant at a concentration of 10 μM. The results showed that the cell response rate of the closed cartridge device of the present invention (cartridge device with a flow channel thickness of 1.2 mm + 20x objective lens) was not significantly different from that of a commercially available open chamber.
さらに、臭気物質に対する蛍光応答時間を解析するため、臭気物質１０μＭ濃度に対して、本発明の閉鎖型カートリッジデバイスと市販の開放型チャンバーについて蛍光応答プロファイルを得た。用いた測定系は、カートリッジデバイス上にアッセイバッファ（濃度０．１％のＤＭＳＯ）を滴下した本発明の閉鎖型カートリッジデバイス（流路厚さ０．８ ｍｍのカートリッジデバイス＋２０倍水浸対物レンズ）、カートリッジデバイス上にアッセイバッファを滴下しない本発明の閉鎖型カートリッジデバイス（流路厚さ１．２ ｍｍのカートリッジデバイス＋２０倍対物レンズ）、及び市販の開放型チャンバーを用いた。Furthermore, to analyze the fluorescence response time to odorants, fluorescence response profiles were obtained for the closed cartridge device of the present invention and a commercially available open chamber for a concentration of 10 μM odorant. The measurement systems used were a closed cartridge device of the present invention with assay buffer (DMSO at a concentration of 0.1%) dropped onto the cartridge device (cartridge device with a flow path thickness of 0.8 mm + 20x water immersion objective lens), a closed cartridge device of the present invention without assay buffer dropped onto the cartridge device (cartridge device with a flow path thickness of 1.2 mm + 20x objective lens), and a commercially available open chamber.
それぞれの系について得られた蛍光応答のプロファイル、匂い刺激前/ピーク値/回復後の疑似カラー画像を図１２に示す。また、各系における蛍光応答の応答時間と回復時間の平均値を図１３に示す。その結果、本発明の閉鎖型カートリッジデバイスは、通常の対物レンズ、水浸対物レンズいずれを用いた場合も開放型チャンバーと同様のプロファイルを描き、応答時間と回復時間に有意差がないことが確認されたThe fluorescence response profile obtained for each system and pseudocolor images before odor stimulation/peak value/after recovery are shown in Figure 12. The average response time and recovery time of the fluorescence response for each system are shown in Figure 13. As a result, it was confirmed that the closed cartridge device of the present invention showed a profile similar to that of the open chamber, regardless of whether a normal objective lens or a water immersion objective lens was used, and there was no significant difference in response time and recovery time.
５．低倍率レンズによる応答計測
２．で用いた本発明のカートリッジデバイス（流路厚さ１．２ ｍｍ）の測定条件のうち、検出手段側の対物レンズを４倍のレンズに変えて蛍光応答を測定した。
ノーカバー水浸対物レンズ：LUCPlanFLN 4x/0.45（オリンパス） 5. Response measurement using a low magnification lens Among the measurement conditions for the cartridge device of the present invention (channel thickness 1.2 mm) used in 2, the objective lens on the detection means side was changed to a 4x lens to measure the fluorescence response.
No-cover water immersion objective lens: LUCPlanFLN 4x/0.45 (Olympus)
４倍の対物レンズを用いた系において、臭気物質の各濃度に対して得られた蛍光応答のプロファイルを図１４（ａ）に示す。 Figure 14(a) shows the fluorescence response profiles obtained for each odorant concentration in a system using a 4x objective lens.
また、蛍光強度変化を検出した際のデバイス内流れについても評価を行った。図１４（ｂ）は、潅流の流れ方向に対する明視野画像（左）、及び蛍光画像（右）である。図１４（ｂ）の蛍光画像におけるエリア１～４の各蛍光応答のプロファイルを示したものが、図１４（ｃ）である（エリアの1辺は４００μｍ）。エリア１とエリア２において、蛍光強度がベースラインから５％上昇するまでの時間の差を計算した結果、平均値が1秒となった（図１４（ｄ））。また、エリア３とエリア４も同様に計算した結果、平均値が0.25秒となった。この結果は、デバイス内の臭気物資の流れが上流から下流に向かって平行移動しており、細胞に均一な刺激が可能なデバイスであることを示している。We also evaluated the flow inside the device when changes in fluorescence intensity were detected. Figure 14(b) shows a bright-field image (left) and a fluorescence image (right) in the direction of perfusion flow. Figure 14(c) shows the profile of the fluorescence response of each of areas 1 to 4 in the fluorescence image of Figure 14(b) (each side of the area is 400 μm). The difference in time it took for the fluorescence intensity to increase by 5% from the baseline in areas 1 and 2 was calculated, and the average value was 1 second (Figure 14(d)). The same calculation was performed for areas 3 and 4, and the average value was 0.25 seconds. This result indicates that the flow of odor substances inside the device moves in parallel from upstream to downstream, and that the device is capable of uniformly stimulating cells.
４倍対物レンズを用いた臭気物質の各濃度に対して得られた蛍光計測の結果を図１５に示す。その結果、流路厚さ１．２ ｍｍの本発明のカートリッジデバイスを用いた系では、４倍対物レンズを用いることで検出感度が１００ｎＭとなり、従来の検出感度(３００ｎＭ)よりも感度が上昇する結果となった。検出感度上昇の理由として、広範囲の計測によって蛍光上昇の大きいセンサ細胞を逃さず検出しているためと考えられる。 Figure 15 shows the results of fluorescence measurements taken for each concentration of odorant using a 4x objective lens. As a result, in a system using the cartridge device of the present invention with a flow channel thickness of 1.2 mm, the use of a 4x objective lens resulted in a detection sensitivity of 100 nM, which is higher than the conventional detection sensitivity (300 nM). The reason for the increase in detection sensitivity is thought to be that the wide range of measurements allows sensor cells with large increases in fluorescence to be detected without missing them.
倍率を２０倍、４倍、２倍とした対物レンズを用いて、３μＭの臭気濃度を計測した際の各蛍光応答のプロファイルと平均値を示したグラフを図１６に示す。２倍の対物レンズは、PlanApoN 2x/0.08（オリンパス）を用いた。その結果、いずれの倍率でも蛍光強度変化を検出し、変化量に有意差がないことから、本発明のカートリッジデバイスを用いることで、幅広い倍率のレンズを用いた細胞応答計測に適用できることが分かった。 Figure 16 shows a graph showing the profile and average value of each fluorescence response when measuring an odor concentration of 3 μM using objective lenses with magnifications of 20x, 4x, and 2x. The 2x objective lens used was a PlanApoN 2x/0.08 (Olympus). As a result, changes in fluorescence intensity were detected at all magnifications, and there was no significant difference in the amount of change, indicating that the cartridge device of the present invention can be applied to cell response measurements using lenses with a wide range of magnifications.
６．開放型カートリッジへの応用
本発明のカートリッジデバイスを用いて、検出用チャンバー部における貯液部と観察開口部の間にスライドガラスを設けずに、水浸レンズにより直接貯液部を観察する開放型とした場合でも、蛍光応答を検出でき、アッセイシステムとして利用可能であることを確認した（図１７）。 6. Application to an open-type cartridge It was confirmed that the cartridge device of the present invention can detect a fluorescent response and can be used as an assay system even when an open-type cartridge is used in which the reservoir in the detection chamber is directly observed with a water immersion lens without a glass slide being provided between the reservoir and the observation opening ( FIG. 17 ).
７．タンパク質を用いた化学応答観測の適用例
本発明の別の態様として、基板上のセンサ物質として２．で用いたセンサ細胞（Ｏｒ１３ａ発現細胞）に変えて、タンパク質を修飾したカートリッジを作製した。具体的には、本発明のカートリッジを用いて、Coomassie G-250によるカバーガラス上にスポットしたタンパク質の色変化取得を行った。
7. Application Example of Chemical Response Observation Using Proteins As another embodiment of the present invention, a cartridge was prepared in which a protein was modified as the sensor substance on the substrate instead of the sensor cells (Or13a-expressing cells) used in 2. Specifically, the cartridge of the present invention was used to obtain color changes of proteins spotted on a cover glass using a Coomassie G-250.
実験条件
・ECL Prime blocking agent (GE Healthcare UK Ltd., UK): 50 mgをPBS: 1 mLに加えてボルテックスし、 18x18 mm2カバーガラスに2μLずつ3か所に滴下した。タンパク質スポット位置を明確にするため、スポットした面とは反対側に黒点を4か所記入した。
・カートリッジに入れてCoomassie G-250 (Bio-Safe Coomassie G-250 Stain; Bio-Rad Laboratories, Inc., CA, USA)の送液を開始した。
・潅流：リンガー液（DMSOなし）
・流量：0.2 mL/min
・Coomassie G-250送液時間：10分
・送液ポンプ、チューブは２．と同じである。 Experimental conditions : 50 mg of ECL Prime blocking agent (GE Healthcare UK Ltd., UK) was added to 1 mL of PBS, vortexed, and 2 μL of the solution was dropped onto three locations on an 18x18 mm2 cover glass. To clarify the protein spot locations, four black dots were drawn on the opposite side of the spotted surface.
- The cartridge was filled with Coomassie G-250 (Bio-Safe Coomassie G-250 Stain; Bio-Rad Laboratories, Inc., CA, USA) and the flow of the stain was started.
Perfusion: Ringer's solution (without DMSO)
Flow rate: 0.2 mL/min
・Coomassie G-250 delivery time: 10 minutes ・The delivery pump and tubing are the same as those in 2.
結果を図１８に示す。図１８(a)は、染色前のカバーガラス上のタンパク質スポット写真であり、図１８(b)は、染色後のカバーガラス上のタンパク質スポット写真であり、図１８(c)は、染色前の本発明カートリッジデバイス内のタンパク質スポット写真であり、図１８(d)は、染色後の本発明カートリッジデバイス内のタンパク質スポット写真である。図１８(e)は、染色前のタンパク質スポット上の輝度減少プロファイルであり、図１８(f)は、染色後のタンパク質スポット上の輝度減少プロファイルである。ImageJによる輝度変化分析の結果、染色後のタンパク質スポットから明確な輝度減少が確認され、カートリッジを用いた化学応答検出が可能であることを確認した。The results are shown in Figure 18. Figure 18(a) is a photograph of a protein spot on a cover glass before staining, Figure 18(b) is a photograph of a protein spot on a cover glass after staining, Figure 18(c) is a photograph of a protein spot in a cartridge device of the present invention before staining, and Figure 18(d) is a photograph of a protein spot in a cartridge device of the present invention after staining. Figure 18(e) is a profile of the decrease in brightness on the protein spot before staining, and Figure 18(f) is a profile of the decrease in brightness on the protein spot after staining. Analysis of the change in brightness using ImageJ confirmed a clear decrease in brightness from the protein spot after staining, confirming that chemical response detection is possible using the cartridge.
１ カートリッジデバイス
２ 注入開口部
３ 検出用チャンバー部
４ 排出開口部
５ 固定穴
６ 第１流路
７ 第２流路
８ 基板
１１ 貯液部
１２ 観察開口部
２１ 屈曲部
２２ 屈曲部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Cartridge device 2 Injection opening 3 Detection chamber 4 Discharge opening 5 Fixation hole 6 First flow path 7 Second flow path 8 Substrate 11 Reservoir 12 Observation opening 21 Bending portion 22 Bending portion
Claims (14)
特定量の液体試料を貯留するための検出用チャンバー部、
液体試料を排出するための排出開口部、
前記注入開口部と前記検出用チャンバー部を連結する第１流路、及び
前記検出用チャンバー部と前記排出開口部を連結する第２流路、
を備え、
前記第１流路が、前記注入開口部からの前記液体試料の進行方向に対してＬ字型様の屈曲構造をなしており、
前記第１流路が、前記検出用チャンバー部に向かって径が拡径する拡径部を有しており、
前記第２流路が、前記検出用チャンバー部からの前記液体試料の進行方向に対して逆Ｌ字型様の屈曲構造をなしており、
前記第１流路及び前記第２流路の横断面の形状が角丸矩形又は長円であること
を特徴とするアッセイ用カートリッジデバイス。 an injection opening for injecting a liquid sample;
a detection chamber for storing a specific amount of the liquid sample;
a discharge opening for discharging the liquid sample;
a first flow path connecting the injection opening and the detection chamber, and a second flow path connecting the detection chamber and the discharge opening;
Equipped with
the first flow path has an L-shaped bent structure with respect to a direction in which the liquid sample flows from the injection opening,
the first flow path has an expanding portion whose diameter expands toward the detection chamber portion,
the second flow path has an inverted L-shaped bent structure with respect to a traveling direction of the liquid sample from the detection chamber,
An assay cartridge device, characterized in that the cross-sectional shape of the first flow path and the second flow path is a rounded rectangle or an oval.
前記カートリッジデバイスの注入開口部に接続された送液装置、
前記カートリッジデバイスの排出開口部に接続された排液手段、及び
前記カートリッジデバイスの検出用チャンバー部の上方に設けられた検出手段、
を備えるアッセイシステム。 The cartridge device according to any one of claims 1 to 9 ,
A liquid delivery device connected to an injection opening of the cartridge device;
a discharge means connected to an outlet opening of the cartridge device, and a detection means provided above a detection chamber portion of the cartridge device;
An assay system comprising:
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