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JP5224961B2 - Analytical devices and methods - Google Patents

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JP5224961B2
JP5224961B2 JP2008197121A JP2008197121A JP5224961B2 JP 5224961 B2 JP5224961 B2 JP 5224961B2 JP 2008197121 A JP2008197121 A JP 2008197121A JP 2008197121 A JP2008197121 A JP 2008197121A JP 5224961 B2 JP5224961 B2 JP 5224961B2
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Description

本発明は、回転駆動式の分析用デバイスに関するものであり、より詳細には、生物学的流体の測定に使用する分析用デバイスにおける生物学的流体の計量に関する。   The present invention relates to a rotationally driven analytical device, and more particularly to biological fluid metering in an analytical device used to measure biological fluids.

従来、生物学的流体を分析する方法として液体流路を形成したマイクロデバイスを用いて分析する方法が知られている。マイクロデバイスは回転装置を使って流体の制御をすることが可能であり、遠心力を利用して試料の計量、細胞質材料の分離、分離された流体の移送分配などを行うことができ、種々の生物化学的な分析を行うことができる。   Conventionally, as a method of analyzing a biological fluid, a method of analyzing using a microdevice having a liquid flow path is known. Microdevices can control fluids using a rotating device, and can use centrifugal force to measure samples, separate cytoplasmic materials, transfer and distribute separated fluids, etc. Biochemical analysis can be performed.

遠心力を利用して溶液を移送する特許文献1に記載の分析用デバイスは、図9(a)(b)に示すように注入口116からピペットなどの挿入器具によって試料液を流入路114へ注入し、分析用デバイスの回転によって、試料液を測定セル115へ移送し、回転の減速または停止によって試料液を流路117に働く毛細管力によって吸い上げ、再び回転を加速させることで試料液を測定セル115に戻して試料液と試薬118の攪拌ができるように構成されている。
特開2006−145451号公報
As shown in FIGS. 9A and 9B, the analytical device described in Patent Document 1 that uses centrifugal force to transfer a solution causes the sample liquid to flow into the inflow path 114 from the inlet 116 using an insertion instrument such as a pipette. The sample liquid is injected and transferred to the measurement cell 115 by the rotation of the analysis device, the sample liquid is sucked up by the capillary force acting on the flow path 117 by the rotation reduction or stop, and the rotation is accelerated again to measure the sample liquid. The sample liquid and the reagent 118 can be stirred by returning to the cell 115.
JP 2006-145451 A

しかしながら特許文献1では、測定セル115が遠心方向に対して直角に配置されているため、測定セル115内の試料液を光学的に測定する際に、測定セル115内を満たすための試料液が多く必要となり、試料液の微量化ができにくいという課題を有している。   However, in Patent Document 1, since the measurement cell 115 is arranged at a right angle to the centrifugal direction, when the sample liquid in the measurement cell 115 is optically measured, there is no sample liquid for filling the measurement cell 115. A large amount is required and it is difficult to reduce the amount of the sample solution.

また、測定セル115の試料液の量と流路117の体積ならびに流路117における試薬118の塗布位置とを正確に制御しなければ攪拌ムラが発生し、試薬の比重が大きい場合には測定セル115の外周側に試薬が沈殿するおそれがあって測定精度が低下する問題がある。   Further, if the amount of the sample solution in the measurement cell 115, the volume of the flow channel 117, and the application position of the reagent 118 in the flow channel 117 are not accurately controlled, uneven stirring occurs, and if the specific gravity of the reagent is large, the measurement cell There is a possibility that the reagent is precipitated on the outer peripheral side of 115 and the measurement accuracy is lowered.

また、試料液と試薬を攪拌するための流入路114、測定セル115、流路117で構成される攪拌機構の構成がU字形状であるため、流入路114と流路117の間に形成されるエリアが無駄なスペースとして形成され、分析用デバイスの小型化に適さないという課題を有している。   Further, since the configuration of the stirring mechanism including the inflow path 114 for stirring the sample solution and the reagent, the measurement cell 115, and the flow path 117 is U-shaped, it is formed between the inflow path 114 and the flow path 117. Area is formed as a useless space, and there is a problem that it is not suitable for downsizing of the analysis device.

本発明は、従来の課題を解決するもので、試料液の微量化ができ、試料液と試薬との攪拌ムラを解消でき、小型化に適した分析用デバイスを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the conventional problems, and to provide a device for analysis that can reduce the amount of a sample solution, eliminate uneven stirring between the sample solution and a reagent, and is suitable for downsizing.

本発明の請求項1記載の分析用デバイスは、回転駆動によって発生する遠心力によって試料液を測定スポットに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定スポットにおける反応液にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、前記遠心力によって移送される試料液を保持する第1の保持キャビティと、前記第1の保持キャビティに対して前記回転駆動の周方向に隣接して配置された操作キャビティと、前記第1の保持キャビティの側壁に設けられ前記第1の保持キャビティに保持された試料液を毛細管力で吸い上げて前記操作キャビティに移送する連結部と、前記操作キャビティに対して前記回転駆動の外周方向に配置され、前記操作キャビティの最外周位置と連結通路を介して連通し、前記操作キャビティから遠心力によって移送される試料液を保持する第2の保持キャビティとを備え、前記操作キャビティの連結部が、前記遠心力を発生させる回転軸心について前記第1の保持キャビティに保持された試料液の液面よりも外周方向に伸長して形成されていることを特徴とする。   The analysis device according to claim 1 of the present invention has a microchannel structure for transferring a sample solution toward a measurement spot by centrifugal force generated by rotation driving, and is used for reading to access a reaction solution at the measurement spot. A first holding cavity that holds the sample liquid transferred by the centrifugal force, and is arranged adjacent to the first holding cavity in the circumferential direction of the rotational drive. An operation cavity, a connecting portion that is provided on a side wall of the first holding cavity and sucks the sample liquid held by the first holding cavity by capillary force and transfers the sample liquid to the operation cavity; Arranged in the outer peripheral direction of the rotational drive, communicated with the outermost peripheral position of the operation cavity via a connecting passage, and the operation cavity And a second holding cavity for holding the sample liquid transferred by centrifugal force, and the connecting portion of the operation cavity is held in the first holding cavity with respect to the rotational axis that generates the centrifugal force. It is characterized by being formed to extend in the outer peripheral direction from the liquid surface of the liquid.

本発明の請求項2記載の分析用デバイスは、請求項1において、前記操作キャビティおよび前記連結部の厚み方向の断面寸法を毛細管力の作用する大きさに制限したことを特徴とする。   The analyzing device according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in claim 1, the cross-sectional dimensions in the thickness direction of the operation cavity and the connecting portion are limited to a size on which a capillary force acts.

本発明の請求項3記載の分析用デバイスは、請求項1において、前記操作キャビティの内周側の側方に、大気に開放されたキャビティを形成したことを特徴とする。
本発明の請求項4記載の分析用デバイスは、請求項3において、前記キャビティが前記第1の保持キャビティと連結して形成されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the analytical device according to the first aspect, wherein a cavity opened to the atmosphere is formed on the inner peripheral side of the operation cavity.
The analysis device according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in claim 3, the cavity is formed to be connected to the first holding cavity.

本発明の請求項5記載の分析用デバイスは、請求項1において、前記連結通路の厚み方向の断面寸法は、前記操作キャビティに作用する毛細管力よりも前記連結通路の毛細管力が大きくなるよう制限したことを特徴とする。   The analysis device according to claim 5 of the present invention is the analysis device according to claim 1, wherein the cross-sectional dimension in the thickness direction of the connection passage is limited so that the capillary force of the connection passage is larger than the capillary force acting on the operation cavity. It is characterized by that.

本発明の請求項6記載の分析用デバイスは、請求項1において、前記操作キャビティには、試薬が担持されており、前記試薬の周辺に半径方向に伸長する攪拌リブが形成されていることを特徴とする。   The analysis device according to claim 6 of the present invention is the analysis device according to claim 1, wherein a reagent is carried in the operation cavity, and a stirring rib extending in the radial direction is formed around the reagent. Features.

本発明の請求項7記載の分析方法は、回転駆動によって発生する遠心力によって試料液を分析用デバイスの測定スポットに向かって移送するに際し、毛細管力の作用する連絡通路を介して前記遠心力によって試料液を第1の保持キャビティに移送し、前記回転駆動を停止または減速して前記第1の保持キャビティの試料液を、第1の保持キャビティに対して前記回転駆動の周方向に隣接して配置された操作キャビティに、前記第1の保持キャビティの側壁に設けられた毛細管力の作用する連結部を介して移送して定量し、分析用デバイスを揺動させて前記操作キャビティの試料液を揺動攪拌して前記操作キャビティに配置された試薬を溶解し、前記試薬が溶解した前記操作キャビティの試料液を前記回転駆動によって発生する遠心力によって、前記操作キャビティに対して前記回転駆動の外周方向に配置された後段の測定スポットに向かって、毛細管力が作用する連結通路を介して移送することを特徴とする。   In the analysis method according to claim 7 of the present invention, when the sample liquid is transferred toward the measurement spot of the analytical device by the centrifugal force generated by the rotation drive, the centrifugal force is transmitted by the centrifugal force via the communication path on which the capillary force acts. The sample liquid is transferred to the first holding cavity, and the rotation drive is stopped or decelerated so that the sample liquid in the first holding cavity is adjacent to the first holding cavity in the circumferential direction of the rotation drive. The sample is transferred to the arranged operation cavity via a connecting portion on the side wall of the first holding cavity, on which capillary force acts, and is quantified. The reagent disposed in the operation cavity is dissolved by rocking and stirring, and the sample solution in the operation cavity in which the reagent is dissolved is generated by centrifugal force generated by the rotation drive. Towards the measurement spot in the subsequent stage arranged in the outer circumferential direction of the rotary drive with respect to the operating cavity, the capillary force and wherein the transferring via a connecting passage to act.

この構成によれば、回転駆動によって発生する遠心力を制御することにより、第1の保持キャビティと操作キャビティの間で連結部を介して微量の試料液であっても移動し、操作キャビティに担持されている試薬を、試料液と十分に攪拌することができる。この試薬と試料液との攪拌後の操作キャビティの試料液は、回転駆動によって発生する遠心力を制御することにより、連結通路を介して第2の保持キャビティに移送されてここで透過度を測定して分析できる。また、第1の保持キャビティと操作キャビティを周方向に配置することによって分析用デバイスの小型化が可能となる。   According to this configuration, by controlling the centrifugal force generated by the rotation drive, even a small amount of sample liquid moves between the first holding cavity and the operation cavity via the connecting portion, and is carried on the operation cavity. The reagent that has been added can be sufficiently stirred with the sample solution. The sample liquid in the operation cavity after stirring the reagent and the sample liquid is transferred to the second holding cavity through the connecting passage by controlling the centrifugal force generated by the rotation drive, and the permeability is measured here. Can be analyzed. Further, the analysis device can be miniaturized by arranging the first holding cavity and the operation cavity in the circumferential direction.

以下、本発明の各実施の形態を図1〜図8に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1〜図6は本発明の実施の形態1を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Embodiment 1)
1 to 6 show Embodiment 1 of the present invention.

この分析用デバイス100の外観形状は図3に示すように円盤状で、回転軸心Oを中心に回転駆動される。この回転駆動中の分析用デバイス100の姿勢は、水平に対して0°以上45°以下の所定角度だけ傾くように回転軸心Oが傾いている。所定角度は10°〜45°の範囲が好ましい。   The external shape of the analyzing device 100 is a disk shape as shown in FIG. 3, and is driven to rotate about the rotation axis O. The posture of the analytical device 100 during the rotation is such that the rotation axis O is inclined so as to be inclined at a predetermined angle of 0 ° to 45 ° with respect to the horizontal. The predetermined angle is preferably in the range of 10 ° to 45 °.

分析用デバイス100は図4に示すようにマイクロチャネルの液体収容室4,第1の保持キャビティ6,操作キャビティ9,第2の保持キャビティ17,18などを有するベース基板1と、ベース基板1の開口部を閉塞するカバー基板2とが接着層3によって貼り合わせて構成されている。   As shown in FIG. 4, the analysis device 100 includes a base substrate 1 having a microchannel liquid storage chamber 4, a first holding cavity 6, an operation cavity 9, second holding cavities 17 and 18, and the like. The cover substrate 2 that closes the opening is bonded to the adhesive layer 3.

図1はベース基板1の要部の斜視図を示し、図2はその平面図を示している。図5は図2におけるA−A断面図,B−B断面図,C−C断面図を示している。
回転中心Oとベース基板1の第1の保持キャビティ6の間には、液体収容室4が形成されている。液体収容室4には貫通孔7から試料液が注入される。液体収容室4と第1の保持キャビティ6とは、連絡通路5によって連結されている。連絡通路5のカバー基板2との隙は、図5(a)に示すように毛細管力の作用する隙に形成されている。
FIG. 1 shows a perspective view of the main part of the base substrate 1, and FIG. 2 shows a plan view thereof. FIG. 5 shows an AA sectional view, a BB sectional view, and a CC sectional view in FIG.
A liquid storage chamber 4 is formed between the rotation center O and the first holding cavity 6 of the base substrate 1. A sample solution is injected into the liquid storage chamber 4 from the through hole 7. The liquid storage chamber 4 and the first holding cavity 6 are connected by a communication passage 5. A gap between the communication passage 5 and the cover substrate 2 is formed in a gap where a capillary force acts as shown in FIG.

回転中心Oに対してベース基板1の第1の保持キャビティ6の周方向に隣接して操作キャビティ9が形成されている。操作キャビティ9のカバー基板2との隙は毛細管力の作用する隙に形成されており、第1の試薬10,11が担持されている。操作キャビティ9には、第1の試薬10,11の周辺で、具体的には第1の試薬10,11の間に半径方向に伸長した攪拌リブ12が形成されている。攪拌リブ12とカバー基板2との厚み方向の断面寸法は、操作キャビティ9のカバー基板2との厚み方向の断面寸法よりも小さい。操作キャビティ9の内周側の側方にはキャビティ13が形成されており、キャビティ13は第1の保持キャビティ6と連通部14で連結されている。キャビティ13のカバー基板2との隙は、毛細管力の作用しない隙に形成されている。またキャビティ13は、第1の保持キャビティ6に形成された貫通孔15を介して大気に連通している。   An operation cavity 9 is formed adjacent to the rotation center O in the circumferential direction of the first holding cavity 6 of the base substrate 1. A gap between the operation cavity 9 and the cover substrate 2 is formed in a gap where a capillary force acts, and the first reagents 10 and 11 are supported. In the operation cavity 9, a stirring rib 12 extending in the radial direction is formed around the first reagent 10, 11, specifically between the first reagent 10, 11. The cross-sectional dimension in the thickness direction of the stirring rib 12 and the cover substrate 2 is smaller than the cross-sectional dimension in the thickness direction of the operation cavity 9 with the cover substrate 2. A cavity 13 is formed on the inner peripheral side of the operation cavity 9, and the cavity 13 is connected to the first holding cavity 6 through the communication portion 14. A gap between the cavity 13 and the cover substrate 2 is formed in a gap where no capillary force acts. The cavity 13 communicates with the atmosphere via a through hole 15 formed in the first holding cavity 6.

第1の保持キャビティ6と操作キャビティ9とは、第1の保持キャビティ6の側壁から前記連通部14を通過して延びる連結部16を介して連結されている。図5(b)に示すように連結部16のカバー基板2との隙は、毛細管力の作用する隙に形成されている。ここでは連結部16の先端は、第1の保持キャビティ6に保持された試料液の液面よりも前記回転軸心について外周方向に伸長して形成されている。さらに具体的には、連結部16の先端は第1の保持キャビティ6の最も外周部分にまで延長されている。   The first holding cavity 6 and the operation cavity 9 are connected via a connecting part 16 that extends from the side wall of the first holding cavity 6 through the communication part 14. As shown in FIG. 5B, the gap between the connecting portion 16 and the cover substrate 2 is formed in a gap where a capillary force acts. Here, the distal end of the connecting portion 16 is formed so as to extend in the outer peripheral direction with respect to the rotation axis from the liquid surface of the sample liquid held in the first holding cavity 6. More specifically, the leading end of the connecting portion 16 extends to the outermost peripheral portion of the first holding cavity 6.

操作キャビティ9の外周側には、第2の保持キャビティ17,18が形成されている。
第2の保持キャビティ17,18のうちの内周側の第2の保持キャビティ17は、外周側の第2の保持キャビティ18よりも深く、第2の保持キャビティ17は連結通路19を介して接続されている。連結通路19のカバー基板2との間の厚み方向の断面寸法は、図5(c)に示すように毛細管力の作用する隙で、操作キャビティ9に作用する毛細管力よりも大きくなるよう制限されている。20は大気に連通した連通孔である。第2の保持キャビティ18には、第2の試薬21が担持されている。
On the outer peripheral side of the operation cavity 9, second holding cavities 17 and 18 are formed.
Of the second holding cavities 17, 18, the second holding cavity 17 on the inner peripheral side is deeper than the second holding cavity 18 on the outer peripheral side, and the second holding cavity 17 is connected via the connecting passage 19. Has been. The cross-sectional dimension in the thickness direction between the connecting passage 19 and the cover substrate 2 is limited to be larger than the capillary force acting on the operation cavity 9 in the gap where the capillary force acts as shown in FIG. ing. A communication hole 20 communicates with the atmosphere. A second reagent 21 is carried in the second holding cavity 18.

図6(a)〜(d)は試薬の移送の過程を示している。
図6(a)に示すように液体収容室4に試料液50を注入した後に、分析用デバイス100を回転軸心Oを中心に回転駆動すると、試料液50は遠心力によって連絡通路5を通過して第1の保持キャビティ6に移送される。
6A to 6D show the process of transferring the reagent.
After injecting the sample solution 50 into the liquid storage chamber 4 as shown in FIG. 6A, when the analysis device 100 is driven to rotate about the rotation axis O, the sample solution 50 passes through the communication passage 5 by centrifugal force. Then, it is transferred to the first holding cavity 6.

第1の保持キャビティ6に試料液50が移動した状態で、分析用デバイス100の回転駆動を減速、もしくは図6(b)に示すように第1の保持キャビティ6の最外周部を下側にした状態で分析用デバイス100を停止させると、第1の保持キャビティ6にある試料液50は、連結部16を介して毛細管力でこの連結部16よりも毛細管力の大きな操作キャビティ9に図6(c)に示すように移送される。なお、操作キャビティ9に試料液50が吸い上げられた状態では、操作キャビティ9には試料液50で満たされている空間と隙の大きさは同じであるけれども試料液50で満たされていない僅かな空間9aが残っている。   With the sample solution 50 moved to the first holding cavity 6, the rotational drive of the analyzing device 100 is decelerated, or the outermost peripheral portion of the first holding cavity 6 is directed downward as shown in FIG. 6B. When the analysis device 100 is stopped in this state, the sample solution 50 in the first holding cavity 6 is transferred to the operation cavity 9 having a capillary force larger than that of the connecting portion 16 via the connecting portion 16 by the capillary force. It is transferred as shown in (c). In the state where the sample liquid 50 is sucked into the operation cavity 9, the space filled with the sample liquid 50 and the size of the gap are the same in the operation cavity 9, but a little not filled with the sample liquid 50. Space 9a remains.

この図6(c)に示す状態では、試料液50と第1の試薬10,11とが接触して第1の試薬10,11が試料液に溶け出す。この状態で分析用デバイス100を回転軸心Oを中心に所定角度の揺動させると、操作キャビティ9の試料液50は前記空間9aがあるために操作キャビティ9の中で移動して、この攪拌の際に、攪拌リブ12に衝突してより確実に攪拌される。これによって、試薬の比重が大きい場合であっても試薬が沈殿させないようにより有効に作用している。   In the state shown in FIG. 6C, the sample solution 50 and the first reagents 10 and 11 come into contact with each other, and the first reagents 10 and 11 are dissolved in the sample solution. When the analyzing device 100 is swung by a predetermined angle around the rotation axis O in this state, the sample liquid 50 in the operation cavity 9 moves in the operation cavity 9 because of the space 9a, and this stirring is performed. At this time, it collides with the stirring rib 12 and is stirred more reliably. Thus, even when the specific gravity of the reagent is large, it acts more effectively so that the reagent does not precipitate.

図6(c)で十分な攪拌が行われた後に、分析用デバイス100を回転軸心Oを中心に回転駆動すると、操作キャビティ9の試料液が連結通路19を通過して第2の保持キャビティ17,18に流れ込み、図6(d)に示すように外周側の第2の保持キャビティ18に保持される。外周側の第2の保持キャビティ18には第2の試薬21が担持されているため、この図6(d)に示す状態で分析用デバイス100を回転軸心Oを中心に所定角度の揺動させると、第2の試薬21が更に試料液に溶け込む。   After sufficient stirring is performed in FIG. 6C, when the analytical device 100 is driven to rotate about the rotation axis O, the sample liquid in the operation cavity 9 passes through the connection passage 19 and passes through the second holding cavity. 17 and 18 and is held in the second holding cavity 18 on the outer peripheral side as shown in FIG. Since the second reagent 21 is carried in the second holding cavity 18 on the outer peripheral side, the analytical device 100 is swung at a predetermined angle around the rotation axis O in the state shown in FIG. Then, the second reagent 21 further dissolves in the sample solution.

第2の試薬21が完全に溶けた後に、分析用デバイス100を回転させながら図4に示すように外周側の測定スポットとしての第2の保持キャビティ18の試料液に光源22から投射した光23を通過させてフォトディテクタ24で読み取って分析を実行する。   After the second reagent 21 is completely dissolved, the light 23 projected from the light source 22 onto the sample liquid in the second holding cavity 18 as a measurement spot on the outer peripheral side as shown in FIG. And is read by the photodetector 24 to perform analysis.

このように構成したため、試料液が少量であっても、第1の保持キャビティ6と操作キャビティ9との間で試料液を確実に移動させて第1の試薬10,11を溶解させることができる。また、操作キャビティ7の試料液を第2の保持キャビティ17,18に移送して第2の試薬21を溶解して正確な測定を実現できる。   Since it comprised in this way, even if it is a small amount of sample solutions, a sample solution can be reliably moved between the 1st holding | maintenance cavity 6 and the operation cavity 9, and the 1st reagents 10 and 11 can be dissolved. . In addition, the sample solution in the operation cavity 7 is transferred to the second holding cavities 17 and 18 and the second reagent 21 is dissolved to realize accurate measurement.

(実施の形態2)
実施の形態1では、液体収容室2に試料液を注入して、試料液の移送の終端での第2の保持キャビティ18において検出する場合を例に挙げて説明したが、図6と図7に示す実施の形態2では、移送の途中に第1の保持キャビティ6,操作キャビティ9,第2の保持キャビティ17,18を設けた分析用デバイスを示している。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the sample liquid is injected into the liquid storage chamber 2 and detected in the second holding cavity 18 at the end of the transfer of the sample liquid has been described as an example. However, FIGS. Embodiment 2 shown in FIG. 1 shows an analysis device in which a first holding cavity 6, an operation cavity 9, and second holding cavities 17 and 18 are provided during transfer.

なお、実施の形態1と同様の作用を成すものには同一の符号を付けて説明する。
この実施の形態2の場合も実施の形態1の場合と同じようにベース基板1とカバー基板2との張り合わせによって構成されており、図7と図8は実施の形態2のベース基板1を示す。
In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to what comprises the effect | action similar to Embodiment 1. FIG.
In the case of the second embodiment, the base substrate 1 and the cover substrate 2 are bonded together as in the case of the first embodiment, and FIGS. 7 and 8 show the base substrate 1 of the second embodiment. .

この分析用デバイスは、血液点着部25に点着した試料液としての血液を、希釈液貯留部26にセットされた希釈液で希釈して、測定部27,28,29,30,31,32に移送し、光源22から各測定部27〜32を通過した光23を適宜にフォトディテクタ24で読み取って分析を実行するものである。   This analytical device dilutes blood as a sample liquid spotted on the blood spotting section 25 with a diluent set in the diluent storage section 26 to measure the measuring sections 27, 28, 29, 30, 31, The light 23 that has been transferred to the light source 22 and passed through the measuring units 27 to 32 from the light source 22 is appropriately read by the photodetector 24 to perform analysis.

血液点着部25に点着された血液は、カバー基板2との間に形成されたマイクロ流路33を介して血液保持部34に吸い上げられる。この状態で分析用デバイスを中心軸Oを中心に回転駆動すると、血液は血液分離部35を介して血液定量室36で定量される。余分な血液は血液排出部37に回収される。また、希釈液は希釈液定量室38で定量される。余分な希釈液は混合部39を介して排出部40に回収される。   The blood spotted on the blood spotting part 25 is sucked up by the blood holding part 34 via the microchannel 33 formed between the cover substrate 2 and the blood. In this state, when the analysis device is driven to rotate about the central axis O, the blood is quantified in the blood quantification chamber 36 via the blood separation unit 35. Excess blood is collected in the blood discharge unit 37. The diluent is quantified in the diluent quantification chamber 38. Excess diluted solution is collected in the discharge unit 40 via the mixing unit 39.

血液定量室36で定量された血液と希釈液定量室38で定量された希釈液は、混合部39で混合されて液体収容室4に向かって移送される。
液体収容室4に向かって移送される前記試料液としての希釈血液は、毛細管力の作用する希釈血液定量室41,42,43,44で定量される。
The blood quantified in the blood quantification chamber 36 and the diluent quantified in the diluent quantification chamber 38 are mixed in the mixing unit 39 and transferred toward the liquid storage chamber 4.
The diluted blood serving as the sample liquid transferred toward the liquid storage chamber 4 is quantified in the diluted blood quantification chambers 41, 42, 43, and 44 where the capillary force acts.

分析用デバイスを再度回転させることで、希釈血液定量室41〜44で定量された希釈血液は、測定部27〜30へ移送される。毛細管力の作用する液体収容室4で定量された希釈血液は、連結通路5を通過して第1の保持キャビティ6に移送される。第1の保持キャビティ6の希釈血液は、連結部16を介して操作キャビティ9に吸い上げられる。   By rotating the analysis device again, the diluted blood quantified in the diluted blood quantification chambers 41 to 44 is transferred to the measuring units 27 to 30. The diluted blood quantified in the liquid storage chamber 4 where the capillary force acts passes through the connecting passage 5 and is transferred to the first holding cavity 6. The diluted blood in the first holding cavity 6 is sucked into the operation cavity 9 through the connecting portion 16.

操作キャビティ9には図示されていないが実施の形態1と同様に試薬が担持されている。測定部27〜29,31にも試薬が担持されている。
この状態で分析用デバイスを揺動させることによって、攪拌されて各試薬が溶解し、分析用デバイスの回転中に吸光度が測定される。分析用デバイスを回転させることによって操作キャビティ9の希釈血液は、連結通路19を通過して第2の保持キャビティ17に移送される。第2の保持キャビティ17の希釈血液は一部が測定部31に移動し、またサイフォン形状の通路45を介して測定部32に移送され、分析用デバイスの回転中に吸光度が測定される。
Although not shown in the figure, the operation cavity 9 carries a reagent as in the first embodiment. Reagents are also carried on the measurement units 27 to 29 and 31.
By shaking the analytical device in this state, each reagent is dissolved by stirring, and the absorbance is measured while the analytical device is rotating. By rotating the analytical device, the diluted blood in the operation cavity 9 passes through the connecting passage 19 and is transferred to the second holding cavity 17. A part of the diluted blood in the second holding cavity 17 moves to the measurement unit 31 and is transferred to the measurement unit 32 through the siphon-shaped passage 45, and the absorbance is measured during the rotation of the analytical device.

本発明は、生物などから採取した液体の成分分析に使用する分析用デバイスの計量手段として有用である。   The present invention is useful as a weighing means for an analytical device used for component analysis of a liquid collected from a living organism or the like.

本発明の実施の形態1における分析用デバイスのベース基板のマイクロチャネル構成を示す要部斜視図FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the microchannel configuration of the base substrate of the analytical device according to the first embodiment of the present invention. 同実施の形態における分析用デバイスのベース基板のマイクロチャネル構成を示す要部平面図The principal part top view which shows the microchannel structure of the base substrate of the device for analysis in the embodiment 同実施の形態の分析用デバイスの平面図Plan view of the analyzing device of the embodiment 同実施の形態の分析用デバイスの要部の断面図Sectional drawing of the principal part of the analytical device of the embodiment 図2のA−A,B−B,C−C断面図AA, BB, CC sectional view of FIG. 同実施の形態の移送プロセスの工程図Process diagram of transfer process of the embodiment 本発明の実施の形態2における分析用デバイスのベース基板のマイクロチャネル構成を示す斜視図The perspective view which shows the microchannel structure of the base substrate of the device for analysis in Embodiment 2 of this invention 同実施の形態における分析用デバイスのベース基板のマイクロチャネル構成を示す平面図The top view which shows the microchannel structure of the base substrate of the device for analysis in the embodiment 従来例の平面図と断面図Plan view and sectional view of conventional example

符号の説明Explanation of symbols

100 分析用デバイス
O 回転軸心
1 ベース基板
2 カバー基板
3 接着層
4 液体収容室
5 連絡通路
6 第1の保持キャビティ
7 貫通孔
9 操作キャビティ
10,11 第1の試薬
12 攪拌リブ
13 キャビティ
14 連通部
16 連結部
19 連結通路
17,18 第2の保持キャビティ
21 第2の試薬
25 血液点着部
27〜30 測定部
33 マイクロ流路
34 血液保持部
35 血液分離部
36 血液定量室
37 血液排出部
38 希釈液定量室
39 混合部
41,42,43,44 希釈血液定量室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Analytical device O Rotational axis 1 Base substrate 2 Cover substrate 3 Adhesive layer 4 Liquid storage chamber 5 Communication passage 6 First holding cavity 7 Through hole 9 Operation cavity 10, 11 First reagent 12 Stirring rib 13 Cavity 14 Communication Unit 16 connection unit 19 connection channel 17, 18 second holding cavity 21 second reagent 25 blood spotting unit 27-30 measuring unit 33 microchannel 34 blood holding unit 35 blood separation unit 36 blood quantification chamber 37 blood discharge unit 38 Diluent determination chamber 39 Mixing section 41, 42, 43, 44 Dilution blood determination chamber

Claims (7)

回転駆動によって発生する遠心力によって試料液を測定スポットに向かって移送するマイクロチャネル構造を有し、前記測定スポットにおける反応液にアクセスする読み取りに使用される分析用デバイスであって、
前記遠心力によって移送される試料液を保持する第1の保持キャビティと、
前記第1の保持キャビティに対して前記回転駆動の周方向に隣接して配置された操作キャビティと、
前記第1の保持キャビティの側壁に設けられ前記第1の保持キャビティに保持された試料液を毛細管力で吸い上げて前記操作キャビティに移送する連結部と、
前記操作キャビティに対して前記回転駆動の外周方向に配置され、前記操作キャビティの最外周位置と連結通路を介して連通し、前記操作キャビティから遠心力によって移送される試料液を保持する第2の保持キャビティと
を備え、前記操作キャビティと第1の保持キャビティとの連結部が、前記遠心力を発生させる回転軸心について前記第1の保持キャビティに保持された試料液の液面よりも外周方向に伸長して形成されている
分析用デバイス。
An analytical device having a microchannel structure for transferring a sample solution toward a measurement spot by a centrifugal force generated by rotation driving, and used for reading to access a reaction solution at the measurement spot,
A first holding cavity for holding a sample liquid transferred by the centrifugal force;
An operation cavity disposed adjacent to the first holding cavity in the circumferential direction of the rotational drive;
A connecting portion that is provided on a side wall of the first holding cavity and sucks up the sample liquid held in the first holding cavity with a capillary force and transfers the sample liquid to the operation cavity;
A second arrangement is provided in the outer peripheral direction of the rotational drive with respect to the operation cavity, communicates with the outermost peripheral position of the operation cavity via a connection passage, and holds a sample liquid transferred from the operation cavity by centrifugal force. A holding cavity, and a connecting portion between the operation cavity and the first holding cavity is arranged in a more peripheral direction than a liquid surface of the sample liquid held in the first holding cavity with respect to a rotation axis that generates the centrifugal force. Analytical device that is formed by stretching.
前記操作キャビティおよび前記連結部の厚み方向の断面寸法を毛細管力の作用する大きさに制限した
請求項1記載の分析用デバイス。
The analytical device according to claim 1, wherein a cross-sectional dimension of the operation cavity and the connecting portion in a thickness direction is limited to a size on which a capillary force acts.
前記操作キャビティの内周側の側方に、大気に開放されたキャビティを形成した
請求項1記載の分析用デバイス。
The analytical device according to claim 1, wherein a cavity opened to the atmosphere is formed on a side of an inner peripheral side of the operation cavity.
前記キャビティが前記第1の保持キャビティと連結して形成されている
請求項3記載の分析用デバイス。
The analytical device according to claim 3, wherein the cavity is formed so as to be connected to the first holding cavity.
前記連結通路の厚み方向の断面寸法は、前記操作キャビティに作用する毛細管力よりも前記連結通路の毛細管力が大きくなるよう制限した
請求項1記載の分析用デバイス。
The analytical device according to claim 1, wherein a cross-sectional dimension in a thickness direction of the connection passage is limited so that a capillary force of the connection passage is larger than a capillary force acting on the operation cavity.
前記操作キャビティには、試薬が担持されており、前記試薬の周辺に半径方向に伸長する攪拌リブが形成されている
請求項1記載の分析用デバイス。
The analytical device according to claim 1, wherein a reagent is supported in the operation cavity, and a stirring rib extending in a radial direction is formed around the reagent.
回転駆動によって発生する遠心力によって試料液を分析用デバイスの測定スポットに向かって移送するに際し、
毛細管力の作用する連絡通路を介して前記遠心力によって試料液を第1の保持キャビティに移送し、
前記回転駆動を停止または減速して前記第1の保持キャビティの試料液を、第1の保持キャビティに対して前記回転駆動の周方向に隣接して配置された操作キャビティに、前記第1の保持キャビティの側壁に設けられた毛細管力の作用する連結部を介して移送して定量し、
分析用デバイスを揺動させて前記操作キャビティの試料液を揺動攪拌して前記操作キャビティに配置された試薬を溶解し、
前記試薬が溶解した前記操作キャビティの試料液を前記回転駆動によって発生する遠心力によって、前記操作キャビティに対して前記回転駆動の外周方向に配置された後段の測定スポットに向かって、毛細管力が作用する連結通路を介して移送する
分析方法。
When the sample liquid is transferred toward the measurement spot of the analytical device by the centrifugal force generated by the rotation drive,
The sample solution is transferred to the first holding cavity by the centrifugal force through the communication path on which the capillary force acts,
The rotary drive is stopped or decelerated, and the sample liquid in the first holding cavity is held in the operation cavity disposed adjacent to the first holding cavity in the circumferential direction of the rotary drive. Transfer through the connecting portion where the capillary force acts on the side wall of the cavity and quantify,
The analytical device is swung to agitate and stir the sample solution in the operation cavity to dissolve the reagent arranged in the operation cavity,
Capillary force acts toward the measurement spot at the subsequent stage arranged in the outer circumferential direction of the rotation drive with respect to the operation cavity by the centrifugal force generated by the rotation drive of the sample solution in the operation cavity in which the reagent is dissolved. Analysis method for transporting through a connecting passage.
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