JP2016130652A - Inspection device, inspection method and inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査デバイス、検査方法及び検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection device, an inspection method, and an inspection apparatus.
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たものであり、測定対象となる抗原と特異的に結合する抗体を用いて、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。 An antibody has a property of specifically binding to a substance such as a specific protein or pathogen that becomes an antigen (referred to as an antigen-antibody reaction). Immunoassay (immunoassay) uses such an antigen-antibody reaction and uses an antibody that specifically binds to the antigen to be measured, for example, a specific substance contained in a sample (specimen) such as blood or urine. It is a technique for detecting the antigen of. Immunoassays are used for various tests and diagnoses such as influenza, hepatitis, and pregnancy.
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。 As a typical immunoassay, there is an immunochromatography method. This method is a kind of chromatography, and is a technique in which a specimen containing an antigen is dropped onto a membrane on which a labeled antibody, a capture antibody, a metal colloid, and the like are fixed. In the case of this technique, a specific antigen is captured on the capture antibody, and the presence or absence of the specific antigen can be detected by observing the metal colloid attached to the labeled antibody. This method has a relatively short inspection time of several minutes to several tens of minutes, and the inspection method is relatively simple. This method is widely used, for example, for test kits used by individuals such as pregnancy test drugs, and for quick diagnosis of influenza in hospitals.
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。 As one of methods for quantitatively detecting not only the presence / absence of the antigen described above but also the amount and concentration of the antigen contained in the specimen, there is an enzyme immunoassay (ELISA) method. In this method, first, an antigen is immobilized on a well serving as a reaction field, a primary antibody that specifically adsorbs to the antigen is adsorbed, and then a secondary antibody labeled with an enzyme is adsorbed to the primary antibody. In this method, a reagent that develops color or emits light by reacting with an enzyme is added. In the case of this method, the amount and concentration of the antigen contained in the specimen can be quantitatively detected by measuring the intensity of color development / luminescence. This method is used for testing allergens contained in foods, testing for trace amounts of viruses, and the like.
ELISA法や、EIA(Enzyme Immnoassay)法などの免疫測定法は、水洗などにより、抗体と結合した抗原と、抗体と結合していない抗原とを分離(B/F分離)しているため、先に示したイムノクロマト法よりも、濃度測定などにおいて、高い定量性が得られることが知られている。 Immunoassay methods such as ELISA and EIA (Enzyme Immunoassay) separate the antigen bound to the antibody and the antigen not bound to the antibody by washing with water (B / F separation). It is known that higher quantitativeness can be obtained in concentration measurement and the like than the immunochromatography method shown in 1.
また、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。)。 In addition, the ELISA method can test with fewer samples than the immunochromatography method. On the other hand, the examination takes a very long time and is difficult to use for quick diagnosis. Therefore, a chemiluminescence immunoassay device using magnetic fine particles having an antigen or antibody as a solid phase on the surface has been proposed as an ELISA method capable of shortening the examination time (see Patent Document 1).
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。また、カートリッジの反応場に試薬等を送液する手段としては、例えば機械制御による流量ポンプが用いられている。なお、流量ポンプの一例としては、Waters社製の加圧型固相抽出用流量ポンプ(Sep−PakコンセントレーターUni)が挙げられる。 In this immunoassay apparatus, a cartridge (test device) that contains reagents necessary for immunoassay and performs a predetermined reaction process is used. Further, as a means for feeding a reagent or the like to the reaction field of the cartridge, for example, a flow pump by mechanical control is used. In addition, as an example of a flow pump, the flow type pump (Sep-Pak concentrator Uni) for pressurized solid phase extraction made from Waters is mentioned.
従来の化学発光免疫測定装置では、カートリッジの反応場に送液する試薬の量や流速を高精度に制御するために、複雑な機構を備えた機械制御による流量ポンプを用いていた。しかしながら、複雑な機構を備えた機械制御による流量ポンプでは、化学発光免疫測定装置が大型化してしまい装置コストが増大する、複雑な装置構成であることによりメンテナンスが難しい、といった問題があった。 In the conventional chemiluminescence immunoassay device, a mechanically controlled flow pump equipped with a complicated mechanism has been used in order to control the amount and flow rate of the reagent fed to the reaction field of the cartridge with high accuracy. However, the mechanically controlled flow rate pump having a complicated mechanism has a problem that the chemiluminescence immunoassay apparatus is increased in size to increase the apparatus cost, and the maintenance is difficult due to the complicated apparatus configuration.
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、複雑な機構を備えたポンプを用いることなく、簡単な機構により液体の流量や流速を容易に制御して液体を送液することにより一定量の液体を再現性よく反応場に流入させ、より簡単にB/F分離を行うことを可能とした検査デバイス、並びに、そのような検査デバイスを用いた検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and without using a pump having a complicated mechanism, the liquid flow rate and flow velocity can be easily controlled by a simple mechanism to feed the liquid. An inspection device capable of allowing a certain amount of liquid to flow into the reaction field with high reproducibility by performing liquid and enabling easier B / F separation, and an inspection method and an inspection apparatus using such an inspection device The purpose is to provide.
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、互いに並んだ状態で一の方向に延長された第1の流路及び第2の流路と、前記一の方向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する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から流出した液体を回収する液回収部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an inspection device according to one aspect of the present invention includes a first flow path and a second flow path that are extended in one direction while being aligned with each other; One end side of any of a plurality of capillary channels that connect the first channel and the second channel in parallel, and the first channel and the second channel A liquid injecting unit for injecting a liquid from the liquid, and a liquid recovery unit for recovering the liquid flowing out from the other end of either the first channel or the second channel. .
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、少なくとも前記複数の毛細管流路と連結される間の流路断面積が前記一の方向において一定となる流路直線部を有していてもよい。 In the inspection device, the first channel and the second channel are channels in which a channel cross-sectional area is constant in the one direction while being connected to at least the plurality of capillary channels. You may have a straight part.
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、少なくとも前記複数の毛細管流路と連結される間の流路断面積が前記一の方向において変化する流路変化部を有していてもよい。 Further, in the inspection device, the first channel and the second channel have a channel change in which a channel cross-sectional area changes in the one direction while being connected to at least the plurality of capillary channels. May have a part.
また、前記検査デバイスにおいて、前記流路変化部は、前記一の方向において流路断面積が連続的に小さくなる又は大きくなるテーパー形状を有していてもよい。 In the inspection device, the flow path changing portion may have a tapered shape in which the flow path cross-sectional area continuously decreases or increases in the one direction.
また、前記検査デバイスにおいて、前記流路変化部は、前記一の方向において流路断面積が最小となる断面積最小部を挟んで、前記一の方向の一端側から前記断面積最小部に向かって流路断面積が連続的に小さくなると共に、前記断面積最小部から前記一の方向の他端側に向かって流路断面積が連続的に大きくなる括れ形状を有していてもよい。 In the inspection device, the flow path changing portion may be directed from one end side in the one direction toward the minimum cross-sectional area portion with a cross-sectional area minimum portion having a minimum flow path cross-sectional area in the one direction interposed therebetween. In addition, the cross-sectional area of the flow path may be continuously reduced, and the constriction shape may be such that the cross-sectional area of the flow path continuously increases from the minimum cross-sectional area portion toward the other end side in the one direction.
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液回収部との間の流路の一部を、前記一の方向の他端側から一端側に向かう方向へと折り返した流路トラップ部を備えていてもよい。 In addition, the inspection device may include a part of the flow path between the other end side of the first flow path and the second flow path and the liquid recovery unit in the other direction. You may provide the flow path trap part turned up in the direction which goes to an end side from an end side.
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一端側と前記液注入部との間の流路の一部を拡大した流路拡大部を備えていてもよい。 In addition, the inspection device includes a flow channel enlargement unit that enlarges a part of the flow channel between one end side of the first flow channel and the second flow channel and the liquid injection unit. It may be.
また、前記検査デバイスにおいて、前記液注入部は、予め内部に収容された液体を注入する注入源と、外部から液体を注入する注入口との何れかを含んでいてもよい。 In the inspection device, the liquid injection unit may include either an injection source for injecting a liquid stored in the interior in advance or an injection port for injecting a liquid from the outside.
また、前記検査デバイスにおいて、前記液回収部には、前記液体を吸収する吸収材が設けられていてもよい。 In the inspection device, the liquid recovery unit may be provided with an absorbing material that absorbs the liquid.
また、前記検査デバイスは、前記第1の流路を構成する第1の凹部と、前記第2の流路を構成する第2の凹部とが一面に形成された第1の基材と、前記複数の毛細管流路が形成されると共に、各毛細管流路の一端側開口部と他端側開口部とがそれぞれ一面に開口して設けられた第2の基材と、を備え、前記第1の基材の一面と前記第2の基材の一面とを互いに突き合わせることによって、前記第1の凹部と前記各毛細管流路の一端側開口部が形成された面との間で前記第1の流路と、前記第2の凹部と前記各毛細管流路の他端側開口部が形成された面との間で前記第2の流路とが構成されていてもよい。 In addition, the inspection device includes a first base material in which a first concave portion constituting the first flow path and a second concave portion constituting the second flow path are formed on one surface; A plurality of capillary channels, and a second base material provided with one end side opening and the other end side opening of each capillary channel opened on one surface, respectively, The first surface between the first recess and the surface on which the one end side opening of each capillary channel is formed by abutting the one surface of the base material and the one surface of the second base material with each other. The second channel may be configured between the second channel and the surface on which the second recess and the other-end opening of each capillary channel are formed.
また、前記検査デバイスは、前記複数の毛細管流路を少なくとも含むチップ部と、前記チップ部が着脱自在に取り付けられるチップ装着部が設けられた本体部と、を備えていてもよい。 The inspection device may include a tip portion including at least the plurality of capillary channels, and a main body portion provided with a tip mounting portion to which the tip portion is detachably attached.
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。 In the inspection device, a polymer that specifically binds to a specific substance may be fixed to the inner wall surface of the capillary channel.
また、本発明の一つの態様に係る検査方法は、前記何れかの検査デバイスを用いた検査方法であって、前記毛細管流路を免疫測定の反応場として用い、前記液注入部から前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの一端側へと液体を注入したときに、前記一の方向が重力に沿った方向となるように、前記検査デバイスを保持することを特徴とする。 Further, an inspection method according to one aspect of the present invention is an inspection method using any one of the above-described inspection devices, wherein the capillary channel is used as a reaction field for immunoassay, and the first through the liquid injection unit. The inspection device is held so that the one direction is a direction along gravity when a liquid is injected into one end side of any one of the second flow path and the second flow path. And
また、前記検査方法は、前記液体が重力によって前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの一端側から他端側へと流通される間に、前記液体の一部が毛細管現象により前記毛細管流路の内部へと流入した後、前記毛細管流路の内部に流入した液体が前記毛細管流路の外部へと流出されることを利用して、前記毛細管流路に対する送液操作を行ってもよい。 Further, in the inspection method, while the liquid is circulated from one end side to the other end side of either the first flow path or the second flow path by gravity, a part of the liquid is After flowing into the capillary channel due to a capillary phenomenon, the liquid flowing into the capillary channel is discharged to the outside of the capillary channel. An operation may be performed.
また、前記検査方法は、検査対象となる検体を含む液体を送液する工程と、前記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、発光物質又は酵素で標識された二次抗体を含む液体を送液する工程と、前記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、何れかの工程を含んでいてもよい。 Further, the testing method includes a step of feeding a liquid containing a specimen to be examined, a step of feeding a liquid containing a primary antibody that specifically binds to a specific antigen in the specimen, and a blocking agent. A step of feeding a liquid containing, a step of feeding a liquid containing a secondary antibody labeled with a luminescent substance or an enzyme, and a step of feeding a liquid containing a reagent that reacts with the enzyme to develop or emit light. Of these, any step may be included.
また、前記検査方法は、前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んでいてもよい。 Further, the inspection method may include a step of feeding a liquid for cleaning the inside of the flow channel after feeding any of the liquids.
また、本発明の一つの態様に係る検査装置は、前記何れかの検査デバイスを用いた検査装置であって、前記検査デバイスを保持するデバイス保持部を備え、前記デバイス保持部は、前記液注入部から前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの一端側へと液体を注入したときに、前記一の方向が重力に沿った方向となるように、前記検査デバイスを保持することを特徴とする。 An inspection apparatus according to an aspect of the present invention is an inspection apparatus using any one of the inspection devices, and includes a device holding unit that holds the inspection device, and the device holding unit includes the liquid injection The inspection device is arranged so that the one direction is a direction along gravity when a liquid is injected from one part to one end side of the first flow path and the second flow path. It is characterized by holding.
また、前記検査装置は、前記検査デバイスを検査するデバイス検査部を備えていてもよい。 The inspection apparatus may include a device inspection unit that inspects the inspection device.
また、前記検査装置は、前記液注入部からの液体の注入を操作する注入駆動部を備えていてもよい。 The inspection apparatus may further include an injection driving unit that operates to inject liquid from the liquid injection unit.
また、前記検査装置は、前記検査デバイスを移動操作するデバイス駆動部を備えていてもよい。 The inspection apparatus may include a device driving unit that moves and operates the inspection device.
以上のように、本発明によれば、複雑な機構を備えたポンプを用いることなく、簡単な機構により液体の流量や流速を容易に制御して液体を送液することにより一定量の液体を再現性よく反応場に流入させ、より簡単にB/F分離を行うことを可能とした検査デバイス、並びに、そのような検査デバイスを用いた検査方法及び検査装置を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, without using a pump having a complicated mechanism, it is possible to easily control a flow rate and a flow rate of a liquid by a simple mechanism, and to deliver a certain amount of liquid. It is possible to provide an inspection device that can flow into the reaction field with high reproducibility and perform B / F separation more easily, and an inspection method and an inspection apparatus using such an inspection device.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent. In addition, the materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are merely examples, and the present invention is not necessarily limited thereto, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention. .
(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、図2及び図3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る。図2は、検査デバイス1Aを一面(以下、前面とする。)側から見た透視斜視図である。図3は、検査デバイス1Aを他面(以下、後面とする。)側から見た透視斜視図である。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(上下方向)、Y軸方向を検査デバイス1Aの幅方向(左右方向)、Z軸方向を検査デバイス1Aの厚み方向(前後方向)として、各部の位置関係について説明するものとする。
(Inspection device)
[First Embodiment]
First, as a first embodiment of the present invention, for example, an
検査デバイス1Aは、図1、図2及び図3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、本体部(第1の基材)2aと、本体部2aの前面を覆うパネル部(第2の基材)2bとを有している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the inspection device 1 </ b> A includes a
本体部2a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2bは、本体部2a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2a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2aの前面にパネル部2bを突き合わせた状態で接合一体化されている。
The
カートリッジ本体2は、互いに平行に並ぶ第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。
The
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、一の方向となるカートリッジ本体2の長さ方向に延長して設けられている。また、第1の流路3及び第2の流路4の流路断面積は、延長方向(X軸方向)において一定となっている。
The
第1の流路3は、本体部2aの前面に形成された第1の凹部3aとパネル部2bとの間で、上記流通空間を構成している。第2の流路4は、本体部2aの前面に形成された第2の凹部4aとパネル部2bとの間で、上記流通空間を構成している。
The
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、延長方向(Y軸方向)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。
The plurality of
各毛細管流路5の一端側開口部5aは、上記第1の流路3の内壁面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、上記第2の流路4の内壁面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。
The one end side opening 5 a of each
カートリッジ本体2は、図4(A)に示すように、本体部2aの前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4(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。
As shown in FIG. 4A, the
チップ装着部6Aは、第1の凹部3aと第2の凹部4a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2aとパネル部2bとの間で保持される。
The
また、チップ装着部6Aには、図3に示すように、本体部2aを貫通した窓孔6bが設けられている。パネル部2bには、窓孔6bに対向する位置を貫通した窓孔6cが設けられている。検査デバイス1Aでは、これらの窓孔6b,6c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。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、カートリッジ本体2は、図4(B)に示すように、本体部2aの前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4(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。
Further, as shown in FIG. 4B, the cartridge
チップ装着部6Bは、第1の凹部3aと第2の凹部4aとの間を分断する嵌合凹部6dからなる。チップ部7Bは、複数の毛細管流路5と、第1の凹部3a及び第2の凹部4aの一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6d)に嵌合された状態で、本体部2aとパネル部2bとの間で保持される。
The
カートリッジ本体2は、図1、図2及び図3に示すように、第1の流路3の上端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の上端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。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bは、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9と、カートリッジ本体2の外部から液体を注入する注入口10との何れかを含む。
The first
本実施形態では、第1の液注入部8aが2つの注入源9により構成され、第2の液注入部8bが1つの注入源9及び1つの注入口10により構成されている。これら3つの注入源9及び1つの注入口10は、カートリッジ本体2の幅方向に並んで設けられている。
In the present embodiment, the first
注入源9は、液体を収容する液収容部11と、液収容部11に収容された液体を圧送する液送部12とを有している。液収容部11は、本体部2aの前面に形成された凹部11aとパネル部2bとの間で、カートリッジ本体2の長さ方向に延長された収容空間を構成している。
The
液収容部11の下端側には、出口流路13が連続して設けられている。出口流路13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。出口流路13は、本体部2aの前面に形成された凹部13aとパネル部2bとの間で、上記液収容部11の収容空間と連通される空間を構成している。
An
液送部12は、凹部11aの底面を貫通する孔部12aにダイヤフラム弁12bが取り付けられた構成である。液送部12は、液収容部11の上端側に偏倚して設けられている。液送部12では、本体部2aの後面側からダイヤフラム弁12bを押圧操作することによって、液収容部11に収容された液体を出口流路13へと圧送することができる。
The
また、注入源9は、上述した構成に限らず、例えば、液収容部11を包装し、液送部12の孔部12aから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11から出口流路13へと液体が流出され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。
The
注入口10は、液体が一旦収容される液収容部14を有している。液収容部14は、本体部2aの前面に形成された凹部14aとパネル部2bとの間で、カートリッジ本体2の長さ方向に延長された収容空間を構成している。また、凹部14aの上端側は、本体部2aの上端面において開口部14bを形成している。注入口10では、この開口部14bを通してカートリッジ本体2の外部から液収容部14へと液体を注入することができる。
The
液収容部14の下端側には、出口流路15が連続して設けられている。出口流路15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。出口流路15は、本体部2aの前面に形成された凹部15aとパネル部2bとの間で、上記液収容部14の収容空間と連通される空間を構成している。
An
カートリッジ本体2は、第1の流路3の上端側と第1の液注入部8aとの間の流路の一部を拡大した第1の流路拡大部16と、第2の流路4の上端側と第2の液注入部8bとの間の流路の一部を拡大した第2の流路拡大部17とを備えている。
The cartridge
第1の流路拡大部16及び第2の流路拡大部17は、カートリッジ本体2の内部でバッファ空間を構成している。バッファ空間は、例えば、第1の液注入部8a及び第2の液注入部8bから流出した液体の逆流を防止したり、第1の流路3及び第2の流路4内を流通する液体にエアが噛むことを防止したりする機能を有する。第1の流路拡大部16は、本体部2aの前面に形成された凹部16aとパネル部2bとの間で、上記バッファ空間を構成している。第2の流路拡大部17は、本体部2aの前面に形成された凹部17aとパネル部2bとの間で、上記バッファ空間を構成している。
The first flow
第1の流路拡大部16の上端側は、第1の液注入部8a、すなわち2つの注入源9,9の各出口流路13,13の下端側に連続して設けられている。第1の流路拡大部16の下端側は、第1の流路3の上端側に連続して設けられている。第1の流路拡大部16は、その上端部から長さ方向の中途部に向かって幅方向の流路断面積が拡大したまま一定となり、その中途部から下端部に向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなる形状を有している。また、第1の流路拡大部16は、第1の流路3の複数の毛細管流路5と連結される側(以下、内側という。)の内壁面に対して面一となる内側の内壁面と、第1の流路3の複数の毛細管流路5と連結される側とは反対側(以下、外側という。)の内壁面に対して傾斜した外側の内壁面とを有している。
The upper end side of the first flow
同様に、第2の流路拡大部17の上端側は、第2の液注入部8b、すなわち1つの注入源9及び1つの注入口10の各出口流路13,15の下端側に連続して設けられている。第2の流路拡大部17の下端側は、第2の流路4の上端側に連続して設けられている。第2の流路拡大部17は、その上端部から長さ方向の中途部に向かって幅方向の流路断面積が拡大したまま一定となり、その中途部から下端部に向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなる形状を有している。また、第2の流路拡大部17は、第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される側(以下、内側という。)の内壁面に対して面一となる内側の内壁面と、第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される側とは反対側(以下、外側という。)の内壁面に対して傾斜した外側の内壁面とを有している。
Similarly, the upper end side of the second flow
カートリッジ本体2は、第1の流路3及び第2の流路4の下端側から流出した液体を回収する液回収部18を備えている。液回収部18は、本体部2aの前面に形成された凹部18aとパネル部2bとの間で、上記第1の流路3の流通空間及び上記第2の流路4の流通空間と連通される回収空間を構成している。
The
液回収部18は、カートリッジ本体2の内部で、第1の流路3及び第2の流路4の下端部から長さ方向及び幅方向に拡大された下部空間を有している。また、液回収部18は、第1の流路3及び第2の流路4を挟んだ幅方向の両側に、第1の流路3及び第2の流路4の下端部よりも上方に位置する上部空間をそれぞれ有している。
The
液回収部18は、一方側の上部空間を構成する位置に、空気孔19と、防護壁20とを有している。空気孔19は、本体部2aを貫通して設けられている。検査デバイス1では、この空気孔19を通して液回収部18内の空気を外部へと脱気することができる。防護壁20は、空気孔19が設けられた上部空間と下部空間との間の一部を仕切るように、凹部18aの底面から突出して設けられている。検査デバイス1では、この防護壁20によって空気孔19から液体が漏れ出し難くなっている。なお、空気孔19及び防護壁20については、パネル部2b側に設けた構成としてもよい。
The
また、液回収部18の内部には、液体を吸収する吸収材21が設けられていてもよい。吸収材21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21が液体を吸収することで、第1の流路3及び第2の流路4の下端から流出した液体を液回収部18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、液回収部18内の液体が第1の流路3や第2の流路4に逆流したり、空気孔19から漏れ出したりすることを防ぐことができる。
Further, an
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。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、カートリッジ本体2の長さ方向(一の方向)が重力に沿った方向となるように、検査デバイス1Aを保持する。これにより、重力を利用して第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体を流通させることができる。
In the
ここで、重力に沿った方向に検査デバイス1Aを保持するとは、重力によって第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体が自然に流れる方向に、検査デバイス1Aを保持することを言う。したがって、本実施形態では、カートリッジ本体2の長さ方向と重力方向とが一致するように検査デバイス1Aを保持する場合に限らず、重力を利用して第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体を流すことができれば、重力方向に対して傾斜するように検査デバイス1Aを保持することも可能である。
Here, holding the
また、本実施形態の検査デバイス1Aでは、液体が重力によって第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと流通される間に、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。
Further, in the
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5(A),(B)を用いて説明する。なお、図5(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5(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。
Specifically, the liquid feeding operation for the
検査デバイス1Aでは、図5(A)に示すように、第1の流路3の上端側から液体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の上端側から下端側に向かって流れ落ちる。
In the
ここで、第1の流路3及び第4の流路4は、複数の毛細管流路5と連結される間の流路断面積がカートリッジ本体2の長さ方向において一定となる流路直線部3A,4Aを構成している。このため、第1の流路3内の液体Lは、複数の毛細管流路5と連結される間(流路直線部3A)でほぼ一定の流速で流れ落ちることになる。
Here, the
また、第1の流路3内を流れ落ちる液体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。
In addition, a part of the liquid L flowing down in the
その後、図5(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(流路直線部3A)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5(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。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, as the liquid L in the
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。
In the
ここで、上述した重力を利用した毛細管流路5に対する送液操作を行う場合、毛細管流路5に毛細管現象を発生させるため、毛細管流路5の最小口径は、nmオーダーからμmオーダーで設定されている。一方、第1の流路3及び第2の流路4の複数の毛細管流路5と連結される間の口径は、毛細管流路5の口径よりも十分に大きくする必要がある。第1の流路3及び第2の流路4の口径が小さすぎると、液体Lに作用する重力よりも液体Lに働く毛細管力(表面張力)の方が勝ることになる。
Here, when performing the liquid feeding operation on the
例えば、第1の流路3及び第2の流路4が半径d[m]の円管である場合、液体Lに働く表面張力をT[mN/m]とし、液体Lと円管との接触角をθ[rad]としたときに、液体を上方向に押し上げる力は、2πd×T・cosθ[N]となる。一方、液体Lが重力により下方向に流れ落ちようとする力は、液体の密度をρ[kg/m3]とし、液柱の高さをH[m]としたときに、重力加速度g[m/s2]を用いて、πd2×H×ρ×g[N]で表される。したがって、重力を利用して送液する場合は、πd2×H×ρ×g>2πd×T・cosθでなければならない。これにより、円管の半径dは、2T・cosθ/ρ・g・Hよりも大きくする必要がある。
For example, when the
また、液体Lの体積が大きいほど、重力により下方向に流れ落ちようとする力が大きくなる。一方、検査で使用される検体(例えば血液など。)の量は、少量に抑える必要がある。したがって、液体Lの体積は、0.1〜100[ml]の範囲とすることが好ましい。 In addition, the greater the volume of the liquid L, the greater the force that tends to flow downward due to gravity. On the other hand, the amount of the specimen (for example, blood) used in the examination needs to be suppressed to a small amount. Therefore, the volume of the liquid L is preferably in the range of 0.1 to 100 [ml].
また、重力により下方向に流れ落ちようとする液体Lの落下速度v[m/s]は、液体Lの粘土をη[Pa・s]としたときに、d2/8η×(ρ・g−2T/d・H)で表される。したがって、検査時間を短縮する(落下速度vを上げる)ためには、円管の半径dは大きい方が好ましい。 Further, the falling speed v of the liquid L to be Nagareochiyo downward by gravity [m / s] is the clay of the liquid L when the η [Pa · s], d 2 / 8η × (ρ · g- 2T / d · H). Therefore, in order to shorten the inspection time (increase the falling speed v), it is preferable that the radius d of the circular pipe is large.
また、送液する液体Lに微粒子が含まれる場合は、円管の半径dをcmオーダーで設定することにより、円管が微粒子により閉塞することなく、重力を利用して液体を送液することができるため、より好ましい。 In addition, when the liquid L to be fed contains fine particles, the radius d of the circular tube is set in the cm order so that the liquid is fed using gravity without the circular tube being blocked by the fine particles. Is more preferable.
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Aでは、上述した重力を利用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流速についても、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(口径)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。
As described above, in the
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態として、図6に示す検査デバイス1Bについて説明する。なお、図6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。
[Second Embodiment]
Next, an
検査デバイス1Bは、図6に示すように、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がカートリッジ本体2の長さ方向において変化する流路変化部3B,4Bを有している。流路変化部3B,4Bは、その上端部における幅方向の流路断面積が拡大し、その上端部から下端部に向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなるテーパー形状を有している。流路変化部3B,4Bは、内側の内壁面に対して外側の内壁面が傾斜している。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。
As shown in FIG. 6, the inspection device 1 </ b> B has a channel cross-sectional area between the
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、カートリッジ本体2の長さ方向(一の方向)が重力に沿った方向となるように、検査デバイス1Bを保持する。これにより、重力を利用して第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体を流通させることができる。
In the
また、本実施形態の検査デバイス1Bでは、液体が重力によって第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと流通される間に、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。
Further, in the
これにより、本実施形態の検査デバイス1Bでは、ポンプを用いることなく、重力を利用した毛細管流路5に対する送液操作を行うことが可能である。ここで、図7に示すように、テーパー形状の流路変化部3B内における液体Lの流れについて説明する。なお、図7は、流路変化部3B内における液体Lの状態を示す平面図である。
Thereby, in the test |
第1の流路3内を流れ落ちる液体Lは、図7に示すように、テーパー形状の流路変化部3B内に一旦貯留された状態となる。この場合、流路変化部3B内の液体Lは、上記流路直線部3A内を流れる場合よりも、複数の毛細管流路5と連結される間でより短い時間留まることになる。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が流入し、各毛細管流路5の一端側開口部5aから液体Lが流出されるまでの時間を短くすることができる。これに対して、上記流路直線部3A,4Aの場合は、テーパー形状の流路変化部3B,4Bの場合よりも、使用する液体Lの量が少なくて済むといった利点がある。
As shown in FIG. 7, the liquid L flowing down in the
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態として、図8に示す検査デバイス1Cについて説明する。なお、図8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。
[Third Embodiment]
Next, an
検査デバイス1Cは、図8に示すように、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がカートリッジ本体2の長さ方向において変化する流路変化部3C,4Cを有している。流路変化部3C,4Cは、流路断面積が最小となる断面積最小部31,41を挟んで、その上端部から断面積最小部31,41に向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなるテーパー部32,42と、断面積最小部31,41から下端部に向かって幅方向の流路断面積が連続的に大きくなる逆テーパー部33,43とが形成された括れ形状を有している。断面積最小部31,41は、長さ方向に並列した複数の毛細管流路5のほぼ中間に位置している。テーパー部32,42と逆テーパー部33,43とは、断面積最小部31,41を挟んで対称となる形状を有している。テーパー部32,42は、内側の内壁面に対して外側の内壁面が傾斜している。逆テーパー部33,43は、内側の内壁面に対して外側の内壁面が傾斜している。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。
As shown in FIG. 8, the inspection device 1 </ b> C has a channel cross-sectional area between the
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、カートリッジ本体2の長さ方向(一の方向)が重力に沿った方向となるように、検査デバイス1Cを保持する。これにより、重力を利用して第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体を流通させることができる。
In the
また、本実施形態の検査デバイス1Cでは、液体が重力によって第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと流通される間に、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。
Further, in the
これにより、本実施形態の検査デバイス1Cでは、ポンプを用いることなく、重力を利用した毛細管流路5に対する送液操作を行うことが可能である。ここで、図9に示すように、括れ形状の流路変化部3C内における液体Lの流れについて説明する。なお、図9は、流路変化部3C内における液体Lの状態を示す平面図である。
Thereby, in the test |
第1の流路3内を流れ落ちる液体Lは、図9に示すように、流路変化部3C内のテーパー部32に一旦貯留された後、断面積最小部31を通って逆テーパー部33から流出されることになる。この場合、流路変化部3C内の液体Lは、上記流路直線部3A内を流れる場合よりも、複数の毛細管流路5と連結される間で長時間留まることになる。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が流入し、各毛細管流路5の一端側開口部5aから液体Lが流出されるまでの時間を稼ぐことができる。一方、断面積最小部31を通過した液体Lは、逆テーパー部33を通して速やかに流れ落ちることになる。これにより、第1の流路3内を流れ落ちる液体Lが液回収部18に回収されるまでの時間を短縮することができる。
As shown in FIG. 9, the liquid L flowing down in the
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態として、図10及び図11に示す検査デバイス1D1と、図12に示す検査デバイス1D2について説明する。なお、図10は、検査デバイス1D1の構成を示す平面図である。図11は、検査デバイス1D1の構成を示す透視斜視図である。図12は、検査デバイス1D2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。
[Fourth Embodiment]
Next, as a fourth embodiment of the present invention, an inspection device 1D1 shown in FIGS. 10 and 11 and an inspection device 1D2 shown in FIG. 12 will be described. FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the inspection device 1D1. FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the inspection device 1D1. FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the inspection device 1D2. Moreover, in the following description, about the site | part equivalent to the said test |
検査デバイス1D1は、図10及び図11に示すように、第1の流路3の他端側と液回収部18との間に流路トラップ部50Aを備えている。流路トラップ部50Aは、第1の流路3の下端側と液回収部18との間の流路の一部を、カートリッジ本体2の下端側から上端側に向かう方向と、カートリッジ本体2の上端側から下端側に向かう方向とに順に折り返した形状を有している。
As illustrated in FIGS. 10 and 11, the inspection device 1 </ b> D <b> 1 includes a flow
具体的に、この流路トラップ部50Aは、第1の流路3の下端側から液回収部18側に向かって、第1の曲げ流路51と、上向流路52と、第2の曲げ流路53と、下向流路54とを順に有している。また、流路トラップ部50は、本体部2aの前面に形成された凹部50aとパネル部2bとの間で、第1の曲げ流路51と、上向流路52と、第2の曲げ流路53と、下向流路54とを含むトラップ空間を構成している。
Specifically, the
第1の曲げ流路51は、第1の流路3の下端部からカートリッジ本体2の外側斜め上方に向けて屈曲して設けられている。上向流路52は、第1の曲げ流路51と第2の曲げ流路53との間で斜め方向に延長して設けられている。第2の曲げ流路53は、上向き流路52の上端部からカートリッジ本体2の下方に向けて屈曲して設けられている。下向流路54は、第2の曲げ流路53と液回収部18との間でカートリッジ本体2の長さ方向に延長して設けられている。そして、下向流路54は、液回収部18の空気孔19が設けられた側とは反対側の上部空間と連通されている。それ以外は、検査デバイス1Aと基本的に同じ構成である。
The first
一方、図12に示す検査デバイス1D2は、第1の流路3の他端側と液回収部18との間に流路トラップ部50Aを備えている。流路トラップ部50Bを備えている。流路トラップ部50Bは、第1の流路3の下端部側と液回収部18との間の流路の一部を、カートリッジ本体2の下端側から上端側に向かう方向に折り返した形状を有している。
On the other hand, the inspection device 1D2 illustrated in FIG. 12 includes a flow
具体的に、この流路トラップ50Bは、第1の流路3の下端側から液回収部18に向かって、第1の曲げ流路51と、上向流路52とを有している。また、流路トラップ部50Bは、本体部2aの前面に形成された凹部50aとパネル部2bとの間で、第1の曲げ流路51と、上向流路52とを含むトラップ空間を構成している。
Specifically, the
第1の曲げ流路51は、第1の流路3の下端部からカートリッジ本体2の外側斜め上方に向けて屈曲して設けられている。上向流路52は、第1の曲げ流路51と第2の曲げ流路53との間で斜め方向に延長して設けられている。そして、上向流路52は、液回収部18の空気孔19が設けられた側とは反対側の上部空間と連通されている。それ以外は、検査デバイス1D1と基本的に同じ構成である。
The first
以上のような構成を有する検査デバイス1D1,1D2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、カートリッジ本体2の長さ方向(一の方向)が重力に沿った方向となるように、検査デバイス1Cを保持する。これにより、重力を利用して第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体を流通させることができる。
In the inspection devices 1D1 and 1D2 having the above-described configuration, the
また、本実施形態の検査デバイス1D1,1D2では、液体が重力によって第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと流通される間に、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。
Further, in the inspection devices 1D1 and 1D2 of the present embodiment, while the liquid is circulated from the upper end side to the lower end side of either the
これにより、本実施形態の検査デバイス1D1,1D2では、ポンプを用いることなく、重力を利用した毛細管流路5に対する送液操作を行うことが可能である。また、本実施形態の検査デバイス1D1,1D2では、流路トラップ部50A,50Bによって第1の流路3内に液体Lを滞留させることができる。
Thereby, in inspection device 1D1, 1D2 of this embodiment, it is possible to perform liquid feeding operation with respect to the
ここで、図13(A)〜(C)に示すように、流路トラップ部50A内における液体Lの流れと、図14(A)〜(C)に示すように、流路トラップ部50B内における液体Lの流れについて説明する。なお、図13(A)及び図14(A)は、重力に沿った方向に検査デバイス1Dを保持したときの流路トラップ部50A,50B内における液体Lの状態を示す平面図である。図13(B)及び図14(B)は、重力に沿った方向に対して検査デバイス1Dを一方側(Z軸に対して時計回り)に傾けたときの流路トラップ部50A,50B内における液体Lの状態を示す平面図である。図13(C)及び図14(C)は、重力に沿った方向に対して検査デバイス1Dを他方側(Z軸に対して反時計回り)に傾けたときの流路トラップ部50A,50B内における液体Lの状態を示す平面図である。
Here, as shown in FIGS. 13A to 13C, the flow of the liquid L in the flow
先ず、図13(A)及び図14(A)に示すように、重力に沿った方向に検査デバイス1Dを保持した場合、流路トラップ部50A,50B内の液体Lは、流入側の液面と流出側の液面とが同じ水平高さとなるように、この流路トラップ部50A,50B内に滞留する。このとき、流入側の液面は、複数の毛細管流路5よりも下方に位置している。なお、厳密には液回収部18へ液体Lが流出する際に加わる液体Lの張力によって、流入側の液面は、出口側の液面よりやや高くなる。
First, as shown in FIGS. 13A and 14A, when the
次に、図13(B)及び図14(B)に示すように、重力に沿った方向に対して検査デバイス1Dを一方側に傾けた場合、流路トラップ部50A,50B内の液体Lは、第1の流路3内の複数の毛細管流路5と連結される間(流路直線部3A)に流れ込む。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。したがって、図13(A)及び図14(A)に示す状態と、図13(B)及び図14(B)に示す状態とを繰り返すことで、毛細管流路5に対する送液操作を繰り返し行うことが可能である。
Next, as shown in FIGS. 13B and 14B, when the
次に、図13(C)及び図14(C)に示すように、重力に沿った方向に対して検査デバイス1Dを他方側に傾けた場合、流路トラップ部50A,50B内の液体Lは、液回収部18へと流れ込む。これにより、流路トラップ部50A,50B内に滞留した液体Lを液回収部18側に排出し回収することができる。
Next, as shown in FIGS. 13C and 14C, when the
以上のように、本実施形態の検査デバイス1Dでは、流路トラップ部50内に滞留する液体Lを用いて、毛細管流路5に対する送液操作を繰り返し行うことができる。また、毛細管流路5に対して送液される液体の量や流速を容易に制御することができる。
As described above, in the
なお、流路トラップ部50については、上述した第1の流路3側に配置された構成に限らず、第2の流路4側に配置された構成とすることも可能である。その場合、空気孔19は、流路トラップ部50と連通される上部空間とは反対側の上部空間に位置させることが好ましい。若しくは、流路トラップ部50から流出した液体Lが空気孔19に入り込まないように防護壁20で遮断すればよい。
In addition, about the flow-
また、流路トラップ部50は、上記検査デバイス1Aに追加した構成に限らず、上記検査デバイス1B,1Cに追加した構成とすることも可能である。さらに、流路トラップ部50の構造や複数の毛細管流路5の配置を適宜変更することで、図13(A)及び図14(A)のように重力に沿った方向に検査デバイス1Dを保持したときに、流入側の液面を、複数の毛細管流路5よりも上方とすることも可能である。
The flow
[第5の実施形態]
次に、本発明の第5の実施形態として、図15に示す検査デバイス1Eについて説明する。なお、図15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。
[Fifth Embodiment]
Next, an
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)2cと第2のカートリッジ半体(第2の基材)2d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2cと第2のカートリッジ半体2d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。
The
第1のカートリッジ半体2cの第2のカートリッジ半体2d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3aと、第2の流路4を構成する第2の凹部4aとが形成されている。第2のカートリッジ半体2d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2dの第1のカートリッジ半体2d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2dの長さ方向に並列した状態で、第2のカートリッジ半体2d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。
On one surface of the first cartridge half 2c that faces the
検査デバイス1Eでは、第1の凹部3a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4a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。
In the
また、検査デバイス1Eでは、図示を省略するものの、第1の液注入部8a及び第2の注入部8b(注入源9及び注入口10)、第1の流路拡大部16及び第2の流路拡大部17、液回収部18、空気孔19、防護壁20については、第1のカートリッジ半体2cと第2のカートリッジ半体2dとの何れか一方側又は両側を用いて形成することができる。さらに、検査デバイス1Eでは、第2のカートリッジ半体2dにチップ装着部を設け、このチップ装着部に複数の毛細管流路5が形成されたチップ部を着脱自在に取り付ける構成とすることも可能である。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。
Further, in the
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、カートリッジ本体2の長さ方向(一の方向)が重力に沿った方向となるように、検査デバイス1Bを保持する。これにより、重力を利用して第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体を流通させることができる。
In the
また、本実施形態の検査デバイス1Eでは、液体が重力によって第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと流通される間に、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。
In the
これにより、本実施形態の検査デバイス1Eでは、ポンプを用いることなく、重力を利用した毛細管流路5に対する送液操作を行うことが可能である。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。
Thereby, in the test |
[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。
[Other Embodiments]
The inspection device to which the present invention is applied is not necessarily limited to the configuration of the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
具体的に、毛細管流路5については、例えば図16(A)〜(D)に示すような構成が挙げられる。なお、図16(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。
Specifically, the
図16(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16(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16(A)及び図16(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。
The plurality of
図16(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。
The cross-sectional shape of the plurality of
図16(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。
The cross-sectional shape of the plurality of
第1の流路3及び第2の流路4については、例えば図17(A)〜(E)に示すような構成が挙げられる。なお、図17(A)〜(E)は、第1の流路3及び第2の流路4の変形例を示す平面図である。
About the
図17(A)に示す第1の流路3及び第2の流路4は、幅方向の流路断面積が最小となる流路直線部3A,4Aを挟んで、その上端部から流路直線部3A,4Aに向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなるテーパー部34,44を有した構成である。テーパー部34,44は、第1の流路3及び第2の流路4の内側の内壁面に対して傾斜した内側の内壁面34a,44aと、第1の流路3及び第2の流路4の外側の内壁面に対して傾斜した外側の内壁面34b,44bとを有している。
The
図17(B)に示す第1の流路3及び第2の流路4は、幅方向の流路断面積が最小となる流路直線部3A,4Aを挟んで、その上端部から流路直線部3A,4Aに向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなるテーパー部34,44と、流路直線部3A,4Aから下端部に向かって幅方向の流路断面積が連続的に大きくなる逆テーパー部35,45とを有した構成である。テーパー部34,44は、第1の流路3及び第2の流路4の内側の内壁面に対して傾斜した内側の内壁面34a,44aと、第1の流路3及び第2の流路4の外側の内壁面に対して傾斜した外側の内壁面34b,44bとを有している。逆テーパー部35,45は、第1の流路3及び第2の流路4の内側の内壁面に対して傾斜した内側の内壁面35a,45aと、第1の流路3及び第2の流路4の外側の内壁面に対して傾斜した外側の内壁面35b,45bとを有している。
The
図17(C)に示す第1の流路3及び第2の流路4は、幅方向の流路断面積が最小となる流路直線部3A,4Aを挟んで、その上端部から流路直線部3A,4Aに向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなるテーパー部36,46を有した構成である。テーパー部36,46は、第1の流路3及び第2の流路4の内側の内壁面に対して傾斜した内側の内壁面36a,46aと、第1の流路3及び第2の流路4の外側の内壁面に対して面一となる外側の内壁面36b,46bとを有している。
The
図17(D)に示す第1の流路3及び第2の流路4は、幅方向の流路断面積が最小となる流路直線部3A,4Aを挟んで、その上端部から流路直線部3A,4Aに向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなるテーパー部36,46と、流路直線部3A,4Aから下端部に向かって幅方向の流路断面積が連続的に大きくなる逆テーパー部37,47とを有した構成である。テーパー部36,46は、第1の流路3及び第2の流路4の内側の内壁面に対して傾斜した内側の内壁面36a,46aと、第1の流路3及び第2の流路4の外側の内壁面に対して面一となる外側の内壁面36b,46bとを有している。逆テーパー部37,47は、第1の流路3及び第2の流路4の内側の内壁面に対して傾斜した内側の内壁面37a,47aと、第1の流路3及び第2の流路4の外側の内壁面に対して面一となる外側の内壁面37b,47bとを有している。
The
図17(E)に示す第1の流路3及び第2の流路4は、その上端部から断面積最小部31,41に向かって幅方向の流路断面積が連続的に小さくなるテーパー部38,48と共に、断面積最小部31,41から下端部に向かって幅方向の流路断面積が連続的に大きくなる逆テーパー部39,49とを有した構成である。断面積最小部31,41は、長さ方向に並列した複数の毛細管流路5のほぼ中間に位置している。テーパー部38,48と逆テーパー部39,49とは、断面積最小部32,42を挟んで対称となる形状を有している。テーパー部38,48は、内側の内壁面38a,48aと外側の内壁面38b,48bとが傾斜している。逆テーパー部39,49は、内側の内壁面39a,49aと外側の内壁面39b,49bとが傾斜している。
The
また、複数の毛細管流路5については、例えば図18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18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。
The plurality of
また、複数の毛細管流路5については、例えば図19(A),(B)に示すように、第1の流路拡大部16と第2の流路拡大部17との間を連結する構成としてもよい。なお、図19(A)は、上記検査デバイス1Aにおける複数の毛細管流路5の位置を変更した平面図である。図19(B)は、上記検査デバイス1Dにおける複数の毛細管流路5の位置を変更した平面図である。
Moreover, about the some
図19(A),(B)に示す構成では、第1の流路拡大部16及び第2の流路拡大部17が第1の流路3及び第2の流路4として機能することで、第1の流路3及び第2の流路4の長さを短くすることができる。これにより、カートリッジ本体2の全長を短くし、検査デバイス1A,1Dの小型化を図ることが可能である。
In the configuration shown in FIGS. 19A and 19B, the first flow
本発明を適用した検査デバイスの作製については、上述した樹脂材料を用いた場合、例えば、射出成形法や、ソフトリソグラフィ技術を用いて作製した微細なパターンを転写して作製するモールディング法、インプリント法などを好適に用いることができる。一方、ガラス材料を用いた場合は、例えば、ドライエッチングやウェットエッチング、レーザードリル、機械加工などを用いて作製することができる。 For the production of an inspection device to which the present invention is applied, for example, when the above-described resin material is used, for example, an injection molding method, a molding method in which a fine pattern produced using a soft lithography technique is transferred, and an imprint The method etc. can be used suitably. On the other hand, when a glass material is used, it can be produced using, for example, dry etching, wet etching, laser drilling, machining, or the like.
また、ナノ(nm)スケールの微細加工を行う場合、極短パルスレーザーとウェットエッチングを組み合わせた加工を行うことが好ましい。例えば、フェムト秒レーザーなどの短パルスレーザーを集光させ、ガラス基板上の加工したい部分に焦点を結ぶと、その焦点部分が改質される。この改質部は、エッチング液に浸漬することで優先的に除去される。この原理を利用して、精密ステージなどで改質部の位置を制御しながら、微細な改質パターンを形成する。その後、フッ酸やKOHなどのエッチング液に任意の時間浸漬することで、上記毛細管流路5などの微細パターンを形成することができる。
Moreover, when performing nano (nm) scale fine processing, it is preferable to perform processing combining an ultra-short pulse laser and wet etching. For example, when a short pulse laser such as a femtosecond laser is focused and focused on a portion to be processed on the glass substrate, the focal portion is modified. The modified portion is preferentially removed by immersing in the etching solution. Using this principle, a fine modified pattern is formed while controlling the position of the modified portion with a precision stage or the like. Then, a fine pattern such as the
また、樹脂材料の内部に直接微細孔を形成する場合には、フェムト秒レーザーの集光照射が効果的である。フェムト秒レーザーを集光照射することで、集光部に空隙を設けることができる。また、空隙を連続的につなげることで、微細流路とすることが可能である。 In addition, when forming micropores directly inside the resin material, focused irradiation with a femtosecond laser is effective. By condensing and irradiating femtosecond laser, a gap can be provided in the condensing part. Moreover, it is possible to make a fine flow path by connecting gaps continuously.
(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。
(Inspection method)
Next, an inspection method according to an embodiment of the present invention will be described. In the inspection method of the present embodiment, the inspection method using the
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20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。
In the inspection method using the
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。
In this case, the distance between the substance M and the polymer P in the
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。
Further, in the inspection method using the
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したときに、カートリッジ本体2の長さ方向(一の方向)が重力に沿った方向となるように、検査デバイス1Aを保持する。これにより、重力を利用して第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと液体を流通させることができる。
Further, in the inspection method using the
また、上記検査デバイス1Aを用いた検査方法では、液体が重力によって第1の流路3と第2の流路4との何れかの上端側から下端側へと流通される間に、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、検査デバイス1Aの毛細管流路5に対する送液操作を行う。
In the inspection method using the
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。 The test method of the present embodiment includes a step of feeding a liquid containing a specimen to be examined (including a case where the specimen itself is a liquid), and a primary antibody that specifically binds to a specific antigen in the specimen. A step of feeding a liquid containing, a step of feeding a liquid containing a blocking agent, a step of feeding a liquid containing a secondary antibody labeled with an enzyme or a luminescent substance, and color development or luminescence by reacting with the enzyme One of the steps of feeding a liquid containing the reagent to be carried out. Further, the method includes a step of feeding a liquid for cleaning the inside of the flow channel after feeding any one of the above liquids.
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、重力を利用した毛細管流路5に対する送液操作を行うことが可能である。
In the inspection method of this embodiment, in any of the above steps, it is possible to perform a liquid feeding operation on the
[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21〜図29を参照して説明する。なお、図21〜図29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。
[Immunoassay]
Next, an example of immunoassay using the
上記検査デバイス1Aを用いた免疫測定では、先ず、図21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の上端側から下端側へと液体L1が流通される。また、液体L1が第1の流路3の上端側から下端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22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23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。
In the immunoassay using the
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。
After feeding the liquid L1, for example, a liquid containing a blocking agent such as skim milk or albumin is fed, and the blocking agent is fixed to the inner wall surface of the
次に、図24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の上端側から下端側へと液体L2が流通される。また、液体L2が第1の流路3の上端側から下端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25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26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。)。
Next, as shown in FIG. 24, the liquid L2 containing the specimen to be examined is fed from the
次に、図27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の上端側から下端側へと液体L3が流通される。また、液体L3が第2の流路4の上端側から下端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28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29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。)。
Next, as shown in FIG. 27, the liquid L3 containing the secondary antibody Ab2 labeled with the fluorescent substance is fed from the
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。
Since the secondary antibody Ab2 is pre-labeled with a fluorescent substance, for example, when the
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。
The secondary antibody Ab2 is not limited to one labeled with a luminescent substance such as a fluorescent luminescent substance, and a secondary antibody Ab2 labeled with an enzyme can be used. In this case, a step of feeding a liquid containing a substrate (reagent) that develops or emits light by reacting with the enzyme of the secondary antibody Ab2 is further added to the
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。 Examples of the luminescent substance include green fluorescent protein (GFP) and quantum dots. On the other hand, examples of the enzyme include peroxidase, luciferase, aequorin and the like. Examples of the enzyme substrate include 3- (p-hydroxyphenol) propionic acid and analogs thereof, luciferin and luciferin analogs, coelenterazine and coelenterazine analogs, and the like. Further, at least one or two or more of these labeling substances can be used. In addition, examples of the non-luminescent labeling substance include radioactive labeling substances used in known radioimmunoassay methods. The method for binding the labeling substance to the secondary antibody Ab2 is not particularly limited, and a known method can be applied.
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。 The type of antigen Ag is not particularly limited and is appropriately selected according to the purpose of biochemical examination. Specific examples of the antigen Ag include proteins, peptides, nucleic acids, lipids, sugar chains and the like derived from pathogens such as viruses and bacteria that cause colds, hepatitis, acquired immune deficiency, and the like.
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。 For the primary antibody Ab1 and the secondary antibody Ab2, it is necessary to prepare in advance a specimen that specifically binds to a specific antigen Ag. Such an antibody is appropriately selected from known ones and used. It is possible.
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。 In addition, when there is a place where it is not desired to adsorb the antigen Ag, the primary antibody Ab1, the secondary antibody Ab2, etc. in the flow path, by performing a surface treatment such as a coating for improving the water repellency of the place in advance, Unnecessary adsorption can be prevented.
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。
In the immunoassay using the
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。
In addition, as an immunoassay using the
(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。
(Inspection equipment)
Next, an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. In the inspection apparatus of the present embodiment, an inspection apparatus using the
本実施形態の検査装置としては、例えば図30(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とを備えた構成を挙げることができる。なお、図30(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30(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。
The inspection apparatus according to the present embodiment includes a
デバイス保持部101は、カートリッジ本体2の長さ方向(一の方向)が重力に沿った方向となるように、検査デバイス1Aを保持する。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。
The
本実施形態の検査装置では、この状態で、ポンプを用いることなく、上述した重力を利用した毛細管流路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、低コスト化、装置構成の簡略化によるメンテナンス性の向上を図ることが可能である。
In this state, the inspection apparatus according to the present embodiment can perform a liquid feeding operation on the
図30(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。
In the
一方、図30(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。
On the other hand, in the
また、本実施形態の検査装置では、例えば図31(A),(B)に示すような注入駆動部105を更に備えた構成としてもよい。なお、図31(A)は、図30(A)に示す構成に注入駆動部105を追加した構成を示すブロック図である。図31(B)は、図30(B)に示す構成に注入駆動部105を追加した構成を示すブロック図である。
In addition, the inspection apparatus according to the present embodiment may be configured to further include an
図30(A),(B)に示す構成では、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手動で行うのに対し、図31(A),(B)に示す構成では、注入駆動部105により注入操作を自動で行うことができる。
In the configuration shown in FIGS. 30A and 30B, the liquid injection operation is manually performed on the first
具体的に、注入駆動部105は、注入源9に対して本体部2aの後面側からダイヤフラム弁12bを押圧操作することによって、液収容部11に収容された液体を出口流路13へと圧送する。なお、ダイヤフラム弁12bを押圧操作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。また、液収容部11を包装した構成では、包装のシールの一部を開放する操作を行う構成としてもよい。
Specifically, the
注入駆動部105は、注入源9の数に合わせて複数の操作機構を設けた構成に限らず、1つの操作機構で位置を変更しながら、複数の注入源9を選択的に操作する構成としてもよい。なお、各注入源9を操作するタイミングについては、時間差を設ける必要がある。
The
また、本実施形態の検査装置では、例えば図32(A),(B)に示すような注入デバイス駆動部106を更に備えた構成としてもよい。なお、図32(A)は、図31(A)に示す構成にデバイス駆動部106を追加した構成を示すブロック図である。図32(B)は、図31(B)に示す構成にデバイス駆動部106を追加した構成を示すブロック図である。
In addition, the inspection apparatus according to the present embodiment may further include an injection
デバイス駆動部106は、上記検査デバイス1Aの代わりに、上記検査デバイス1Dを用いた検査装置に追加される構成である。具体的に、デバイス駆動部106では、検査デバイス1Dを保持するデバイス保持部101を移動操作することによって、重力に沿った方向に対して検査デバイス1Dを一方側(時計回り)に傾けたり、重力に沿った方向に対して検査デバイス1Dを他方側(時計回り)に傾けたりすることができる。なお、デバイス保持部101を移動操作する機構については、特に限定されるものでなく、例えばステッピングモータやサーボモータなどの駆動モータを用いた機構により移動操作することが可能である。
The
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。
In the inspection apparatus according to the present embodiment, in addition to the above configuration, for example, a calculation unit that performs a calculation based on a result detected by a control unit that controls driving of each unit, a power supply unit that supplies power, or the
[検出光学系]
次に、上記図30(A)、図31(A)及ぶ図32(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33を参照して説明する。なお、図33は、検出光学系の構成を示す断面図である。
[Detection optics]
Next, an example of the detection optical system constituting the
図33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。
In the detection optical system shown in FIG. 33, a
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。
The optical axis AX1 on the
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。
The
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。
The
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。
In addition, the
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。
The
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。
The
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。
The
1A〜1E…検査デバイス 2…カートリッジ本体 2a…本体部(第1の基材) 2b…パネル部(第2の基材) 2c…第1のカートリッジ半体 2d…第2のカートリッジ半体 3…第1の流路 3a…第1の凹部 3A…流路直線部 3B…流路変化部(テーパー形状) 3C…流路変化部(括れ形状) 4…第2の流路 4a…第2の凹部 4A…流路直線部 4B…流路変化部(テーパー形状) 4C…流路変化部(括れ形状) 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 9…注入源 10…注入口 11…液収容部 12…送液部 13…出口流路 14…液収容部 15…出口流路 16…第1の流路拡大部 17…第2の流路拡大部 18…液回収部 19…空気孔 20…防護壁 21…吸収材 31…断面積最小部 32…テーパー部 33…逆テーパー部 34…テーパー部 35…逆テーパー部 36…テーパー部 37…逆テーパー部 38…テーパー部 39…逆テーパー部 41…断面積最小部 42…テーパー部 43…逆テーパー部 44…テーパー部 45…逆テーパー部 46…テーパー部 47…テーパー部 48…テーパー部 49…逆テーパー部 50A,50B…流路トラップ部 51…第1の曲げ流路 52…上向流路 53…第2の曲げ流路 54…下向流路 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 106…デバイス駆動部 L,L1,L2,L3…液体 Ab1…一次抗体 Ab2…二次抗体 Ag…抗原
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記一の方向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する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から流出した液体を回収する液回収部と、を備える検査デバイス。 A first channel and a second channel extended in one direction in a state of being aligned with each other;
A plurality of capillary channels that connect between the first channel and the second channel in a state of being parallel to the one direction;
A liquid injection part for injecting liquid from one end side of either the first flow path or the second flow path;
An inspection device comprising: a liquid recovery unit that recovers liquid flowing out from the other end of either the first flow path or the second flow path.
前記複数の毛細管流路が形成されると共に、各毛細管流路の一端側開口部と他端側開口部とがそれぞれ一面に開口して設けられた第2の基材と、を備え、
前記第1の基材の一面と前記第2の基材の一面とを互いに突き合わせることによって、前記第1の凹部と前記各毛細管流路の一端側開口部が形成された面との間で前記第1の流路と、前記第2の凹部と前記各毛細管流路の他端側開口部が形成された面との間で前記第2の流路とが構成されていることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の検査デバイス。 A first base material in which a first recess that constitutes the first flow path and a second recess that constitutes the second flow path are formed on one surface;
A plurality of capillary channels are formed, and each capillary channel has a second base provided with one end side opening and the other end side opening opened on one surface, respectively,
By abutting one surface of the first base material and one surface of the second base material between each other, between the first recess and the surface where the one end side opening of each capillary channel is formed. The second flow path is configured between the first flow path, the second recess, and a surface on which the other end side opening of each capillary flow path is formed. The inspection device according to any one of claims 1 to 9.
前記チップ部が着脱自在に取り付けられるチップ装着部が設けられた本体部と、を備えることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の検査デバイス。 A tip portion including at least the plurality of capillary channels;
The inspection device according to claim 1, further comprising: a main body provided with a chip mounting portion to which the chip portion is detachably attached.
前記毛細管流路を免疫測定の反応場として用い、前記液注入部から前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの一端側へと液体を注入したときに、前記一の方向が重力に沿った方向となるように、前記検査デバイスを保持することを特徴とする検査方法。 An inspection method using the inspection device according to any one of claims 1 to 12,
When the capillary channel is used as a reaction field for immunoassay, when the liquid is injected from the liquid injection part to one end side of the first channel or the second channel, An inspection method, wherein the inspection device is held such that the direction is in a direction along gravity.
前記検査デバイスを保持するデバイス保持部を備え、
前記デバイス保持部は、前記液注入部から前記第1の流路と前記第2の流路との何れかの一端側へと液体を注入したときに、前記一の方向が重力に沿った方向となるように、前記検査デバイスを保持することを特徴とする検査装置。 An inspection apparatus using the inspection device according to any one of claims 1 to 12,
A device holding unit for holding the inspection device;
The device holding unit is configured such that when the liquid is injected from the liquid injection unit to one end side of the first flow path and the second flow path, the one direction is a direction along gravity. The inspection device is characterized by holding the inspection device.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019116476A1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 株式会社ニコン | Fluid device |
| JP2023054876A (en) * | 2021-10-05 | 2023-04-17 | 株式会社島津製作所 | Micro passage device |
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2015
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