JP5354947B2 - Bioanalytical device and sample quantitative stirring method using the same - Google Patents
Bioanalytical device and sample quantitative stirring method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5354947B2 JP5354947B2 JP2008113265A JP2008113265A JP5354947B2 JP 5354947 B2 JP5354947 B2 JP 5354947B2 JP 2008113265 A JP2008113265 A JP 2008113265A JP 2008113265 A JP2008113265 A JP 2008113265A JP 5354947 B2 JP5354947 B2 JP 5354947B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- capillary
- liquid
- bioanalytical device
- quantitative
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 title claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 97
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000005375 photometry Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 187
- 238000011002 quantification Methods 0.000 claims description 28
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims description 20
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 238000011953 bioanalysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 12
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 34
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 5
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000012207 quantitative assay Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、生物などから採取した検体の分析に使用する分析用デバイスと、これを使用する分析方法に関するものであり、より詳細には、分析用デバイス内における試料液の定量と試料液と試薬の攪拌技術に関する。 The present invention relates to an analysis device used for analyzing a sample collected from a living organism and the like, and an analysis method using the same, and more specifically, quantification of a sample solution and a sample solution and a reagent in the analysis device. This relates to the stirring technology.
従来、生物学的流体を光学的に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分析装置を使って流体を制御することが可能であり、遠心力を利用して試料の定量、細胞質材料の分離、分離された流体の移送や分配等を行うことができるため、種々の生物化学的な分析を行うことが可能である。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for optically analyzing a biological fluid, a method for analyzing using a microdevice having a liquid flow path is known. Microdevices can control fluids using a rotational analyzer, and can use centrifugal force to quantitate samples, separate cytoplasmic materials, transfer and distribute separated fluids, etc. Various biochemical analyzes can be performed.
遠心力と毛細管力を利用して試料の定量・試薬との反応・検出を行う分析方法として特許文献1を挙げることができる。
図7は特許文献1の技術を示している。
FIG. 7 shows the technique of
この分析用デバイスでは、遠心力源となる軸心に最も近い側から外周に向かって矢印15の方向に、注入口31aから検体としての全血(血液)45が注入される全血分離チャンバー31,分離チャンバー32,定量チャンバー33,反応・検出チャンバー34が設けられている。
In this analytical device, a whole
全血分離チャンバー31と分離チャンバー32の間は、流路35と試薬チャンバー36と流路37と攪拌部38および流路39を介して分離チャンバー32に連結されている。分離チャンバー32と定量チャンバー33の間は、流路40を介して連結されている。定量チャンバー33と反応・検出チャンバー34との間は、流路41を介して連結されている。
The whole
従来の分析方法では、全血分離チャンバー31と分離チャンバー32で生成された試料液を、分析用デバイスに遠心力を加えることによって定量チャンバー33に移送する。そして、定量チャンバー33に流入した試料液について、余分に流入した試料液は排出口33cから排出されることにより流入した試料液は定量チャンバー33の容積に応じた定量がなされる。
In the conventional analysis method, the sample liquid generated in the whole
次に前記遠心力を停止すると、試料液は毛細管力によって流出口41cまで満たされ表面張力により停止する。そして、分析用デバイスに遠心力が再度加わると、定量チャンバー33内の試料液の全てが反応・検出チャンバー34に移送される。反応・検出チャンバー34に移送された試料液は、反応試薬43に触れることにより反応し、反応した試料液の吸光度を光学的な方法で検出することで、試料液の分析を行うことができる。
しかしながら特許文献1では、試料液の定量と試薬反応及び検出を行うための、最低限必要な構成として、定量チャンバー33と反応・検出チャンバー34の2つのチャンバー構成が必要となり、試料液の定量・反応・検出を同じ部位で実施できない。
However, in
そこで、定量チャンバー33を毛細管力の働く深さとし、試料液の定量・反応・検出を同じ部位で構成した場合には、定量された試料液を定量チャンバー33に働く毛細管力によって試料が吸上げられる際に、排出口33cから試料液が排出されてしまい、試料液の定量性が保持できないという課題を有している。
Therefore, when the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、試料液の定量と試薬との反応を同じ部位で実現できる生体分析用デバイスおよびそれを用いた定量攪拌方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a bioanalytical device capable of realizing the quantification of the sample solution and the reaction with the reagent at the same site and a quantitative stirring method using the same.
本発明の請求項1記載の生体分析用デバイスは、回転中心の近傍から外周方向に向かってマイクロチャネルが形成され、前記回転中心の回りに回転駆動して前記マイクロチャネルの内部での液体の移送を制御する生体分析用デバイスであって、前記マイクロチャネルは、試料液が注入される試料保持部が、前記回転中心に向かって形成された毛細管サイフォンを介して、試料液の定量および試薬反応を行う試料定量毛細管における前記回転中心から見て内周側の一方の側壁側の接続口に連結され、前記試料定量毛細管の前記回転中心から見て外周側に試薬と反応した試料液の測定を行う試料測光部を設け、かつ回転駆動に伴って発生する遠心力によって前記試料定量毛細管から前記試料測光部に移送した液体を毛細管力によって吸い上げる前記試料定量毛細管を囲むように配置された第1の凹部を設け、前記試料定量毛細管には、前記接続口に近接する側壁に沿って形成された第2の凹部と、前記接続口から離れた側壁に沿って形成された凸部を設け、前記第2の凹部は前記試料定量毛細管より深いことを特徴とする。
In the biological analysis device according to
本発明の請求項2記載の生体分析用デバイスは、請求項1において、記試料定量毛細管には、試料液と反応させる試薬が担持されていることを特徴とする。
本発明の請求項3記載の生体分析用デバイスは、請求項1において、前記試料定量毛細管の前記回転駆動の外周端が、前記試料測光部の内部に突出して形成されていることを特徴とする。
The bioanalytical device according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in
According to a third aspect of the present invention, there is provided the bioanalytical device according to the first aspect, wherein an outer peripheral end of the rotational drive of the sample quantitative capillary is formed so as to protrude into the sample photometric unit. .
本発明の請求項4記載の生体分析用デバイスは、請求項3において、前記試料定量毛細管が、前記試料測光部の外周方向の側壁に連結されていることを特徴とする。
本発明の請求項5記載の生体分析用デバイスは、請求項1において、前記試料定量毛細管の深さは、前記毛細管サイフォンの深さと同じまたは前記毛細管サイフォンの深さよりも浅いことを特徴とする。
The bioanalytical device according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in claim 3 , the sample quantitative capillary is connected to a side wall in the outer peripheral direction of the sample photometry unit.
The bioanalytical device according to claim 5 of the present invention is characterized in that, in
本発明の請求項6記載の生体分析用デバイスは、請求項1において、前記毛細管サイフォンの前記回転駆動の外周端が、前記試料保持部の内部に突出して形成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the bioanalytical device according to the first aspect is characterized in that an outer peripheral end of the rotational drive of the capillary siphon protrudes into the sample holding portion.
本発明の請求項7記載の生体分析用デバイスは、請求項6において、前記毛細管サイフォンの前記回転駆動の外周端が、前記試料保持部の外周方向の底部から離間していることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the bioanalytical device according to the sixth aspect , the outer peripheral end of the rotational drive of the capillary siphon is separated from the bottom in the outer peripheral direction of the sample holder. .
本発明の請求項8記載の生体分析用デバイスは、請求項1において、前記試料定量毛細管と前記毛細管サイフォンの内壁の一部あるいは全面に親水処理が施されていることを特徴とする。 The bioanalytical device according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, a hydrophilic treatment is applied to a part or the whole of the inner wall of the sample fixed capillary and the capillary siphon.
本発明の請求項9記載の試料定量攪拌方法は、分析すべき試料液を請求項1に記載の生体分析用デバイスの試料保持部に注入し、前記生体分析用デバイスの回転と停止を繰り返して、前記生体分析用デバイスを回転させて発生する遠心力と生体分析用デバイスの試料定量毛細管での毛細管力により試料定量毛細管の内部で試料液と試薬とを混合攪拌することを特徴とする。
In the sample quantitative stirring method according to claim 9 of the present invention, the sample solution to be analyzed is injected into the sample holder of the bioanalytical device according to
本発明の請求項10記載の試料定量攪拌方法は、請求項9において、前記遠心力を発生させる回転数は、前記試料定量毛細管に移送された試料液にかかる遠心力が毛細管力よりも強くなる回転数であることを特徴とする。 In the sample fixed quantity stirring method according to claim 10 of the present invention, in claim 9 , the rotational speed for generating the centrifugal force is such that the centrifugal force applied to the sample liquid transferred to the sample fixed capillary is stronger than the capillary force. It is the number of revolutions.
本発明の構成によれば、試料液の定量と試薬との反応を同じ部位で行うことが可能となる。 According to the configuration of the present invention, it is possible to perform the determination of the sample solution and the reaction with the reagent at the same site.
以下、本発明の生体分析用デバイスおよびそれを用いた定量攪拌方法の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態における生体分析用デバイス101を示す。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a bioanalytical device and a quantitative stirring method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
生体分析用デバイス101は、円形のベース基板102と円形のカバー基板103を貼り合わせて構成されている。図2はベース基板102のカバー基板103との貼り合わせ面を示しており、図2のA−AA断面図を図3に示す。
The
ベース基板102のカバー基板103との貼り合わせ面には、深さの異なる複数の凹部が形成されて毛細管流路と貯留部と検査部などから形成されるマイクロチャネル114が形成されている。ベース基板102とカバー基板103は、何れも合成樹脂材料製であり、マイクロチャネル114は、ベース基板102の射出成形時、あるいはベース基板102を切削して形成されている。カバー基板103はこのベース基板102に形成された前記凹部を覆うようにベース基板102に接合されてマイクロチャネル114を形成している。
On the bonding surface of the
マイクロチャネル114を詳しく説明する。
図1に示すように、マイクロチャネル114は、回転中心104の近傍からベース基板102の外周方向に向かって形成されている。
The
As shown in FIG. 1, the
具体的には、回転中心104から離れた位置に配置された試料保持部105と、試料液118の定量ならびに試薬112との反応を行うための試料定量毛細管109と、試薬112と反応した試料液118を光学的に測定するための試料測光部106とで構成されており、試料保持部105と試料定量毛細管109は、回転中心104に最も接近した位置にサイフォン頂点108を持つ毛細管サイフォン107で連結されている。
Specifically, the
試料定量毛細管109の周りには、試料定量毛細管109の深さよりも深い第1の凹部110が形成されている。これは、毛細管定量部109の周りに空気の流れる通路を形成することによって、試料液118の遠心移送や毛細管移送の際に、気泡が混入することを防ぐためである。試料定量毛細管109と毛細管サイフォン107の深さの関係は、同じ深さで形成されているが、試料定量毛細管109の深さが、毛細管サイフォン107の深さよりも浅く形成していてもよい。
A
試料定量毛細管109は、試料保持部105と試料測光部106の内部に突出するように形成されている。さらに、試料保持部105内に突出した試料定量毛細管109は、試料保持部105の外周側の側壁に連結しないように形成されている。
The sample fixed
試料測光部106内に突出した試料定量毛細管109は、試料測光部106の外周側の側壁に連結するように形成されている。これは、試料保持部105では、試料保持部105内に移送された試料液118の液面が、試料定量毛細管109に届いたときにのみ試料定量毛細管109に移送されるようにすることによって、定量後の不要な試料液118が試料定量毛細管109に混入することを防ぐためである。また、試料測光部106では、試料液118と試薬112と反応性を向上させるために、定量された試料液118をすべて試料定量毛細管109に移送するためである。
The sample
更に、試料定量毛細管109には、毛細管サイフォン107の側に第2の凹部117を形成し、毛細管サイフォン107から離れた位置に凸部111を形成している。具体的には、接続口116に近接する側壁(109s)に沿って、かつこの側壁(109s)に接して第2の凹部117が形成されている。図3に示すように第2の凹部117は試料定量毛細管109より深く、凸部111はカバー基板103と接するように形成されている。
Further, in the sample fixed amount capillary 109, a second
このような構成にすることにより、試料液118を毛細管力で吸上げる際に、凹部110側では流速V1が、凸部111側の流速V2よりも遅くなり、毛細管サイフォン107から遠い側から試料液118を移送させることができ、試料液118が接続口116に接近するに従って試料液118に働く表面張力によって液面が縮小しようとするため、最終的に接続口116で試料液118を停止させることが可能となり、毛細管サイフォン107への逆流を防止することができる。
With such a configuration, when the
従来、このような第2の凹部117や凸部111の構成がない場合は、試料液118を毛細管で吸上げる際に、試料液118の液面の速度V1がV2よりも速いため、試料液118が、試料定量毛細管109を満たす前に毛細管サイフォン107へ流入してしまい、試料液118の定量性が保持できない。
Conventionally, when there is no such configuration of the second
試料定量毛細管109の表面には、試料液118の特性を測定するための試薬112が塗布されており、測定内容によって試薬112の種類を変更して配置することができる。
次に生体分析用デバイス101の構成について具体的に説明する。
A
Next, the configuration of the
本発明における生体分析用デバイス101はベース基板102とカバー基板103で構成されており、それぞれの基板は射出成型あるいは切削された基板で構成されている。ベース基板102とカバー基板103の厚みは、1mm〜5mmで形成しているが、特に制限は無く、マイクロチャネル114を形成可能な厚みであればよい。ベース基板102とカバー基板103の形状については、生体分析用デバイス101を単独で回転させる際には円形の形状が好ましいが、生体分析用デバイス101を外部のアタッチメントに装着するような構成にして回転させる場合は、特に限定する必要が無く、用途目的に応じた形状、例えば、四角形、三角形、扇形、その他複雑な形状の成形物などの形状が可能である。
The
ベース基板102とカバー基板103の材料として、易成形性、高生産性、低価格の面から合成樹脂を使用しているが、ガラス、シリコンウェハー、金属、セラミックなど接合できる材料であれば特に制限はない。
Synthetic resin is used as the material of the
ベース基板102とカバー基板103には、それぞれの基板に形成されるマイクロチャネル114内の粘性抵抗を減らし流体移動を促進するために壁面の一部或いは全ての壁面に親水性処理を行っているが、ガラス等の親水性材料を用いたり、成形時に界面活性剤、親水性ポリマー、シリカゲルの如き親性粉末などの親水化剤を添加させて材料表面に親水性を付与させたりしてもかまわない。親水性処理方法としては、プラズマ、コロナ、オゾン、フッ素等の活性ガスを用いた表面処理方法や界面活性剤による表面処理が挙げられる。ここで親水性とは、水との接触角が90°未満のことをいい、より好ましくは接触角40°未満である。少なくとも試料定量毛細管109と毛細管サイフォン107の内壁の一部あるいは全面に親水処理が施されていればよい。
The
この実施の形態ではベース基板102とカバー基板103を超音波溶着にて接合しているが、使用する材料に応じて粘着性接合シートや陽極接合やレーザー接合などの接合方法で接合してもかまわない。
In this embodiment, the
次に、試料液118の注入から移送および試料液118の成分の測定までのプロセスを詳しく説明する。
図5(a),図5(b),図5(c)は、試料液118の注入から定量分配までを説明するための概略図であり、図6(a),図6(b),図6(c),図6(d)は試料液118の毛細管移送状態の概略図である。
Next, a process from injection of the
5 (a), 5 (b), and 5 (c) are schematic diagrams for explaining from the injection of the
試料液118を、図5(a)に示すようにピペット501で注入口115から試料保持部105に注入する。注入された試料液118は、図5(b)に示すように試料保持部105を満たすとともに、毛細管サイフォン107で働く毛細管力502によって吸上げられ、試料定量毛細管109に移送される。さらに、注入を続けると試料定量毛細管109は試料液118で満たされる。その際に、第1,第2の凹部110,117には試料液118は移送されない。
As shown in FIG. 5A, the
これは、第1,第2の凹部110,117の深さが、試料定量毛細管109の深さよりも深く形成されていることにより、試料定量毛細管109と第1,第2の凹部110,117の接続部分で毛細管力502が遮断され、表面張力により試料液の界面が保持されることにより、第1,第2の凹部110,117に試料液が侵入するのを防いでいるためである。さらに、試料液118は、試料定量毛細管109に塗布された試薬112と接触することによって、試薬112が試料液118によって溶解されて反応が開始される。
This is because the depth of the first and second
ここで、毛細管力とは、一般的に細管の内径寸法が2.5mm以下である場合に影響力が大きくなると言われており、壁面と液体のなす接触角と気液界面の間に働く表面張力の間のバランスを保とうとする力によって毛細管内部の液体が移動する力である。 Here, it is said that the capillary force generally has a large influence when the inner diameter of the capillary is 2.5 mm or less, and the surface acting between the contact angle between the wall surface and the liquid and the gas-liquid interface. This is the force by which the liquid inside the capillary moves due to the force that tries to maintain the balance between the tensions.
次に、試料液118の定量を行うために、回転中心104を軸に生体分析用デバイス101を回転させることによって遠心力503を発生させる。
これによって試料液118は、図5(c)に示すように、遠心力503によって外周方向に配置された試料保持部105と試料測光部106に移送される。その際に、試料液118はサイフォン頂点108で分断されることにより、定量されるとともに試薬112を溶解し始めた試料液118は溶解した試薬112とともに試料測光部106に移送され、不要な試料液118は試料保持部105に移送される。
Next, in order to quantify the
As a result, the
より具体的には、このときの回転速度は、試料定量毛細管109に移送された試料液118にかかる力が500G以上になるように設定し、試料液118を確実に試料測光部106と試料保持部105に移送できるようにする。この実施の形態では、前記試料定量毛細管に移送された試料液にかかる遠心力が毛細管力よりも強くなる回転数である2500rpmとした。
More specifically, the rotational speed at this time is set so that the force applied to the
試料液118を確実に試料保持部105と試料測光部106に移送した後、回転を停止させることによって試料定量毛細管109の毛細管力が支配的になり、図6(a)に示すように試料測光部106に定量された試料液118は試料定量毛細管109に再度移送される。その際に、試料液118は凸部111を形成した側壁側の毛細管力に比べて、第2の凹部117が形成された側壁側の毛細管力が弱くなるため、凸部111まで到達した液面の速度V2と第2の凹部117に到達した液面の速度V1の間で、
V1 < V2
となるような速度差が生じる。さらにその状態で図6(b)のように、速度V2の液面が先に接続口116の近傍に接近する。さらに、図6(c)に示すように、速度V1の液面と速度V2の液面が接近すると、試料液118の液面の表面張力Stによって、液面の面積を小さくしようとする力が支配的になるため、最終的には図6(d)に示すように接続口116で液面は停止する。
After the
V1 <V2
A speed difference is generated. In this state, as shown in FIG. 6B, the liquid surface at the speed V2 approaches the vicinity of the
このような試料液118の流れのメカニズムを利用することで、試料液118を試料定量毛細管109に全て吸上げたときに接続口116に液面が到達するようにコントロールすることができ、試料液118がサイフォン頂点108を越えて毛細管サイフォン107に移送されることを防ぐことが可能となり、試料液118の定量性を保持することができる。
By utilizing such a flow mechanism of the
一方、試料保持部105に移送された不要な試料液118は、液面が毛細管に到達しないように、つまり、前記毛細管サイフォン107の前記回転駆動の外周端が、試料保持部105の外周方向の底部から離間しているため、試料保持部105に保持された状態になる。
On the other hand, the unnecessary sample liquid 118 transferred to the
試料液118が、試料定量毛細管109に全て移送された後、遠心力によって試料定量毛細管109に吸上げられた試料液118を試料測光部106に再度移送する。
このように、遠心力を発生させたり止めたりすることにより、試料液118を試料測光部106と試料定量毛細管109の間で交互に移送し、試料液118の界面が試薬112と何回も触れ合うことによって、試薬112の溶解および攪拌が促進され、試薬112を確実に溶解することが可能となる。
After all the
In this way, by generating or stopping the centrifugal force, the
この方法により試料液118と試薬112を混合攪拌した後、最後に遠心力を発生させて試料測光部106に移送する。
移送された試料液118と試薬112との混合液は、光学的な方法で測定することで分析を行うことができる。
After the
The mixed liquid of the transferred
この生体分析用デバイス101においては、このようなマイクロチャネル114を構成することで、試料液118の定量と試薬112との反応を同じ部位で実現することが可能となる。
In this
図4は分析装置401を示す。
この分析装置401は、生体分析用デバイス101を回転させるための回転駆動手段407と、生体分析用デバイス101内の溶液を光学的に測定する光学測定部402と、生体分析用デバイス101の回転速度や回転方向、および光学測定手段の測定タイミングなどを制御する制御手段408と、光学測定部402によって得られた信号を処理し測定結果を演算するための演算部404と、演算部404で得られた結果を表示するための表示部405とで構成される。光学測定部402には、レーザー光源406とフォトディテクタ403とを備えている。
FIG. 4 shows the
The
検査すべき試料液118と試薬112を反応させた後、試料測光部106にレーザー光源406から透過光を照射し、その反応状態をフォトディテクタ403で受光し、演算部404にて分析して表示部405で測定結果を表示する。
After the
この測定時には、試料測光部106に充填された反応液が、反応の割合で吸光度を変化させるため、レーザー光源406から試料測光部106に透過光を照射し、フォトディテクタ403にてその透過光の光量を測定することで、反応液を透過した光量の変化を測定して試料液118の成分を分析できる。
At the time of this measurement, since the reaction solution filled in the
本発明は、試料液の定量と試薬反応を同じ部位で実現できることから、診療所等で使用される小型の生体分析装置の普及に寄与できる。 The present invention can realize the quantification of the sample solution and the reagent reaction at the same site, and thus can contribute to the spread of a small-sized bioanalyzer used in a clinic or the like.
101 生体分析用デバイス
102 ベース基板
103 カバー基板
104 回転中心
105 試料保持部
106 試料測光部
107 毛細管サイフォン
108 サイフォン頂点
109 試料定量毛細管
110 第1の凹部
111 凸部
112 試薬
113 空気孔
114 マイクロチャネル
115 注入口
116 接続口
117 第2の凹部
118 試料液
401 分析装置
402 光学測定部
403 フォトディテクタ
404 演算部
405 表示部
406 レーザー光源
407 回転駆動手段
408 制御手段
502 毛細管力
503 遠心力
V1,V2 流速
St 表面張力
101
Claims (10)
前記マイクロチャネルは、
試料液が注入される試料保持部が、前記回転中心に向かって形成された毛細管サイフォンを介して、試料液の定量および試薬反応を行う試料定量毛細管における前記回転中心から見て内周側の一方の側壁側の接続口に連結され、
前記試料定量毛細管の前記回転中心から見て外周側に試薬と反応した試料液の測定を行う試料測光部を設け、
かつ回転駆動に伴って発生する遠心力によって前記試料定量毛細管から前記試料測光部に移送した液体を毛細管力によって吸い上げる前記試料定量毛細管を囲むように配置された第1の凹部を設け、
前記試料定量毛細管には、
前記接続口に近接する側壁に沿って形成された第2の凹部と、
前記接続口から離れた側壁に沿って形成された凸部を設け、
前記第2の凹部は前記試料定量毛細管より深い
生体分析用デバイス。 A device for bioanalysis in which a microchannel is formed from the vicinity of a rotation center toward an outer peripheral direction, and is driven to rotate around the rotation center to control liquid transfer inside the microchannel.
The microchannel is
A sample holding part into which the sample liquid is injected is connected to one of the inner peripheral sides as viewed from the rotation center in the sample quantification capillary that performs the quantification of the sample liquid and the reagent reaction via the capillary siphon formed toward the rotation center. Connected to the side wall side connection port ,
A sample photometry unit for measuring the sample solution that has reacted with the reagent on the outer peripheral side when viewed from the rotation center of the sample fixed capillary,
And a first recess arranged to surround the sample quantification capillary that sucks up the liquid transferred from the sample quantification capillary to the sample photometry unit by the capillary force generated by the rotational drive by the capillary force;
In the sample fixed capillary,
A second recess formed along the side wall proximate to the connection port;
Providing a convex portion formed along the side wall away from the connection port,
The second recess is a bioanalytical device deeper than the sample quantitative capillary.
請求項1に記載の生体分析用デバイス。 The bioanalytical device according to claim 1, wherein the sample quantification capillary carries a reagent that reacts with the sample solution.
請求項1に記載の生体分析用デバイス。 The bioanalytical device according to claim 1, wherein an outer peripheral end of the rotational drive of the sample fixed capillary is formed so as to protrude into the sample photometry unit.
請求項3に記載の生体分析用デバイス。 The bioanalytical device according to claim 3, wherein the sample quantification capillary is connected to a side wall in an outer peripheral direction of the sample photometry unit.
請求項1に記載の生体分析用デバイス。 The bioanalytical device according to claim 1, wherein a depth of the sample fixed capillary is the same as a depth of the capillary siphon or shallower than a depth of the capillary siphon.
請求項1に記載の生体分析用デバイス。 The bioanalytical device according to claim 1, wherein an outer peripheral end of the rotational drive of the capillary siphon is formed so as to protrude into the sample holding portion.
請求項6に記載の生体分析用デバイス。 The bioanalytical device according to claim 6, wherein an outer peripheral end of the rotational drive of the capillary siphon is separated from a bottom portion in an outer peripheral direction of the sample holding unit.
請求項1に記載の生体分析用デバイス。 The bioanalytical device according to claim 1, wherein a hydrophilic treatment is applied to a part of or the entire inner wall of the sample fixed capillary and the capillary siphon.
前記生体分析用デバイスの回転と停止を繰り返して、
前記生体分析用デバイスを回転させて発生する遠心力と生体分析用デバイスの試料定量毛細管での毛細管力により試料定量毛細管の内部で試料液と試薬とを混合攪拌する
試料定量攪拌方法。 The sample liquid to be analyzed is injected into the sample holder of the bioanalytical device according to claim 1,
Repeat the rotation and stop of the bioanalytical device,
A sample quantitative stirring method in which a sample liquid and a reagent are mixed and stirred inside a sample quantitative capillary by a centrifugal force generated by rotating the biological analytical device and a capillary force in the sample quantitative capillary of the biological analytical device.
請求項9に記載の試料定量攪拌方法。 The sample quantitative stirring method according to claim 9, wherein the rotational speed for generating the centrifugal force is a rotational speed at which the centrifugal force applied to the sample liquid transferred to the sample quantitative capillary is stronger than the capillary force.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008113265A JP5354947B2 (en) | 2008-04-24 | 2008-04-24 | Bioanalytical device and sample quantitative stirring method using the same |
US12/866,399 US8865472B2 (en) | 2008-02-05 | 2009-02-04 | Analyzing apparatus and method that use centrifugal force |
CN201310030092.3A CN103175782B (en) | 2008-02-05 | 2009-02-04 | Analyzing device and analyzing method using the device |
PCT/JP2009/000420 WO2009098866A1 (en) | 2008-02-05 | 2009-02-04 | Analyzing device, and analyzing apparatus and analyzing method using the device |
EP09708335.6A EP2256501B1 (en) | 2008-02-05 | 2009-02-04 | Analyzing device, and analyzing apparatus and analyzing method using the device |
CN2009801012751A CN101883985B (en) | 2008-02-05 | 2009-02-04 | Analyzing device, and analyzing apparatus and analyzing method using the device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008113265A JP5354947B2 (en) | 2008-04-24 | 2008-04-24 | Bioanalytical device and sample quantitative stirring method using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009264858A JP2009264858A (en) | 2009-11-12 |
JP5354947B2 true JP5354947B2 (en) | 2013-11-27 |
Family
ID=41390898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008113265A Active JP5354947B2 (en) | 2008-02-05 | 2008-04-24 | Bioanalytical device and sample quantitative stirring method using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5354947B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2686359T3 (en) | 2013-04-15 | 2018-10-17 | Becton, Dickinson And Company | Biological fluid collection device |
JP2015105889A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | ブラザー工業株式会社 | Inspection device, inspection method, and inspection program |
WO2019244888A1 (en) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Phcホールディングス株式会社 | Substrate for sample analysis |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69130986T2 (en) * | 1990-06-04 | 1999-09-30 | Abaxis, Inc. | Rotors for analysis and methods for the analysis of biological fluids |
JP4403954B2 (en) * | 2004-11-24 | 2010-01-27 | パナソニック株式会社 | Stirring apparatus and stirring method using the same |
JP4619224B2 (en) * | 2005-07-27 | 2011-01-26 | パナソニック株式会社 | Rotational analysis device |
-
2008
- 2008-04-24 JP JP2008113265A patent/JP5354947B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009264858A (en) | 2009-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101779129B (en) | Analyzing device, analyzing apparatus using the device, and analyzing method | |
JP5247460B2 (en) | Microchip | |
JP4802925B2 (en) | Analytical device and analytical apparatus using the same | |
JP5213432B2 (en) | Bioanalytical device and blood separation method using the same | |
JP5174723B2 (en) | Analytical device | |
US20160047794A1 (en) | Analyzing device | |
US7247487B2 (en) | Reducing working fluid dilution in liquid systems | |
JP4973800B2 (en) | Analytical device and analytical apparatus using the same | |
WO2003052427A1 (en) | Sample measuring device | |
EP2374540B1 (en) | Chip for analyzing fluids being moved without an outside power source | |
JP2007232673A (en) | Micro fluid chip | |
TWI484182B (en) | Reaction vessel, assay device, and measuring method | |
JP5408992B2 (en) | Analytical device and analytical method using this analytical device | |
JP2008064701A (en) | A device for rotational analysis, measurement method, and testing method | |
JP5361633B2 (en) | Analytical device | |
JP4619224B2 (en) | Rotational analysis device | |
JP5354947B2 (en) | Bioanalytical device and sample quantitative stirring method using the same | |
JP5224961B2 (en) | Analytical devices and methods | |
JP2012078115A (en) | Inspection object acceptor | |
JP5178224B2 (en) | Analytical device and analyzer using the same | |
JP2008185517A (en) | Microchannel and rotation analyzing device | |
JP5178223B2 (en) | Analytical device and analyzer using the same | |
JP2009109272A (en) | Microchip having cuvette for optical measurement and method for using same | |
JP2006145452A (en) | Chamber for liquid inspection, liquid analyzing apparatus using chamber for liquid inspection, and thickness measurement method of chamber for liquid inspection | |
JP2009288112A (en) | Channel forming method, and living body analyzing device using it |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130416 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130513 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130625 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130705 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130730 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130827 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5354947 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |