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JP5423200B2 - Analysis chip and sample analysis method - Google Patents

Analysis chip and sample analysis method Download PDF

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JP5423200B2
JP5423200B2 JP2009170146A JP2009170146A JP5423200B2 JP 5423200 B2 JP5423200 B2 JP 5423200B2 JP 2009170146 A JP2009170146 A JP 2009170146A JP 2009170146 A JP2009170146 A JP 2009170146A JP 5423200 B2 JP5423200 B2 JP 5423200B2
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紳吾 平松
健太郎 石井
佳奈 鈴木
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Description

本発明は、免疫学的測定を行うための分析チップおよび分析チップを用いる検体の分析方法に関する。   The present invention relates to an analysis chip for performing an immunological measurement and a specimen analysis method using the analysis chip.

従来、臨床診断や食品衛生、環境分析に関わる微量分子の分析の殆どは、試料を遠心分離器やガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー等を用いて分離した後、質量分析装置を用いて高精度な分析が行われている。これらの分析装置は高価で操作に専門知識が必要であることから、分析は臨床検査会社や分析会社で行われてきた。近年、世の中の流れとしてベッドサイドでの簡便・迅速診断や、食品の加工、輸入の各現場において分析・測定を行い、事故を未然に防ぐことや、河川や廃棄物中の有害物質の分析を河川や廃棄物処理場等の現場で行うことの重要性が注目されており、簡便、迅速、安価、高精度かつ高感度に測定が可能な検出法や分析装置の開発が重要視されている。   Conventionally, most of the analysis of trace molecules related to clinical diagnosis, food hygiene, and environmental analysis is performed using a mass spectrometer after separating a sample using a centrifuge, gas chromatography, liquid chromatography, etc. Analysis is being performed. Since these analyzers are expensive and require specialized knowledge to operate, analysis has been performed by clinical laboratory companies and analysis companies. In recent years, as a trend of the world, simple and quick diagnosis at the bedside, analysis and measurement at each site of food processing and import, to prevent accidents and analyze harmful substances in rivers and waste The importance of conducting on-site such as rivers and waste disposal sites has attracted attention, and the development of detection methods and analyzers that can be measured simply, quickly, inexpensively, with high accuracy and high sensitivity is emphasized. .

特に高齢化社会に伴い、がんや生活習慣病はますます深刻化しており、健康状態や疾患の状態の変化を手軽に図ることのできる手段として、血液検査はさらに重要性となってきた。そのため、医療関係者ばかりでなく、患者自身が血液を採取し、簡便、迅速に分析することが可能な方法が望まれている。   In particular, with the aging society, cancer and lifestyle-related diseases are becoming more serious, and blood tests have become more important as a means for easily changing the state of health and disease. Therefore, there is a demand for a method that allows not only medical personnel but also patients to collect blood and easily and quickly analyze the blood.

そこで近年、これらの課題を解決するために微細加工技術を応用し、数cmサイズのチップ上に微細な流路を形成配置して、そこに被験者の血液などの体液を極微量注入し、分析することができる新しいデバイスの開発が進められている。例えば特許文献1には、略水平面に配置された微細な流路を有するチップを回転させることにより血液から血球を分離し、回転停止後、外部吸引ポンプを用いて血漿成分を分取する手法が開示されている。また、特許文献2には、抗原又は抗体が結合した担体を収容可能な反応室を有する分析チップに、回転による遠心力を用いて血清や血漿などの検体を送液し、免疫学的分析を行うための分析チップが開示されている。また、抗原又は抗体が結合した担体を収容可能な反応室を有する分析チップを用いて、検体を送液するときの遠心力を制御することにより、高感度な測定や広範囲な測定結果を得るための分析方法が特許文献3に開示されている。   Therefore, in recent years, we applied microfabrication technology to solve these problems, formed and arranged a fine channel on a chip of several centimeters in size, injected a very small amount of body fluid such as blood of the subject, and analyzed it New devices that can do this are being developed. For example, Patent Document 1 discloses a technique in which blood cells are separated from blood by rotating a chip having a fine flow path arranged in a substantially horizontal plane, and after stopping the rotation, a plasma component is separated using an external suction pump. It is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses that an immunological analysis is performed by feeding a sample such as serum or plasma to an analysis chip having a reaction chamber capable of accommodating a carrier to which an antigen or an antibody is bound, using centrifugal force by rotation. An analysis chip for performing is disclosed. In addition, in order to obtain highly sensitive measurements and a wide range of measurement results by controlling the centrifugal force when a sample is fed using an analysis chip having a reaction chamber that can accommodate a carrier bound with an antigen or antibody. This analysis method is disclosed in Patent Document 3.

また、血液中の微量分子の検出・測定手段として、特異性が高く、高感度な免疫学的測定法が用いられてきたが、検体(とくに血漿)をサンプルとした場合、抗原抗体反応を速やかに行わせるために希釈等の前処理を行う必要があることが知られており、前処理技術が一体化したチップの開発が進められている。さらに、検体の前処理をチップ内で行えば、測定者が検体の前処理を別途行う必要が無いため、測定者が検体により汚染される確率を低下させるという利点もある。例えば、特許文献4には検体の前処理要素と多層乾式分析要素が一体化した分析チップが記載されており、前処理として溶血や酵素阻害剤を用いて検体中の酵素を阻害している。例えば、特許文献5には検体の前処理要素で攪拌できる手段が一体化した分析チップが記載されている。   In addition, highly specific and highly sensitive immunoassay has been used as a means of detecting and measuring trace molecules in blood. However, when a specimen (especially plasma) is used as a sample, an antigen-antibody reaction can be rapidly performed. Therefore, it is known that pretreatment such as dilution is necessary to perform the process, and development of a chip in which pretreatment technology is integrated is underway. Further, if the sample is pretreated in the chip, there is no need for the measurer to separately perform the sample pretreatment, and there is an advantage that the probability of the measurer being contaminated by the sample is reduced. For example, Patent Document 4 describes an analysis chip in which a sample pretreatment element and a multilayer dry analysis element are integrated, and as a pretreatment, hemolysis or an enzyme inhibitor is used to inhibit an enzyme in the sample. For example, Patent Document 5 describes an analysis chip in which means capable of stirring with a sample pretreatment element are integrated.

特許第3803078号公報Japanese Patent No. 3803078 特開2008−268194号公報JP 2008-268194 A 特開2008−241698号公報JP 2008-241698 A 特開2006−58280号公報JP 2006-58280 A 特開2007−71711号公報JP 2007-71711 A

血液中の微量分子の検出、測定手段として、特異性が高く、高感度な免疫学的測定法が用いられてきたが、血液をサンプルとした場合のバックグラウンドノイズが高いという問題点がある。バックグラウンドノイズの原因となる測定阻害物質としては生体試料溶液中の澱状の不溶物や浮遊性の凝集物、内因性ペルオキシダーゼ活性物質などの内因性酵素活性物質が吸着することが挙げられる。   A highly specific and highly sensitive immunological measurement method has been used as a means for detecting and measuring trace molecules in blood, but there is a problem that background noise is high when blood is used as a sample. Examples of measurement inhibitory substances that cause background noise include adsorption of endogenous enzyme active substances such as starch-insoluble substances, floating aggregates, and endogenous peroxidase active substances in biological sample solutions.

また、なんらかの疾患に罹患した患者の血清または血漿は、健常人と比較して不溶物の量が多く、粘度も高い傾向にあり、チップ状の微細な流路に送液されにくい等の問題もあり、さらに正確な測定が難しいという課題がある。   In addition, the serum or plasma of a patient suffering from some kind of disease has a problem that the amount of insoluble matter is large and the viscosity tends to be higher than that of a healthy person, and the liquid is difficult to be fed into a chip-like fine channel. There is a problem that more accurate measurement is difficult.

特に、高感度な免疫学的測定法を行うために、微少な担体を充填した反応室内で免疫測定法を行う場合、内因性の酵素活性物質などの測定阻害物質を予め除去した検体を反応室に供給する必要がある。この時、洗浄液や酵素基質を反応室に送液する際も、検体中の測定阻害物質を反応室に持ち込ませない機構が必要となる。   In particular, when performing an immunoassay in a reaction chamber filled with a minute carrier in order to perform a highly sensitive immunoassay, a specimen from which a measurement inhibitory substance such as an endogenous enzyme active substance has been removed in advance is removed from the reaction chamber. Need to supply. At this time, a mechanism that prevents the measurement-inhibiting substance in the sample from being brought into the reaction chamber is also required when the cleaning solution or the enzyme substrate is sent to the reaction chamber.

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、遠心力を用いて血漿または血清中のタンパク質等を含む検体(被検物質を含む液体または溶液)および試薬を送液する分析チップにおいて、検体中の澱状の不溶物、浮遊性の凝集物および内因性ペルオキシダーゼ様活性物質等の測定阻害物質を除去するためのプレカラムを反応室上流に設け、また、特定の試薬を試薬流路を介してプレカラムを通すことなく反応室に送液することにより、再現性、測定の精度を向上させた。   In view of such conventional problems, the present invention provides a sample (liquid or solution containing a test substance) containing a protein or the like in plasma or serum using a centrifugal force, and an analysis chip for feeding a reagent. A pre-column is provided upstream of the reaction chamber to remove measurement-inhibiting substances such as starch-insoluble substances, floating aggregates, and endogenous peroxidase-like active substances. By sending the solution to the reaction chamber without passing through the precolumn, reproducibility and measurement accuracy were improved.

本発明は、以下の[1]〜[17]を提供するものである。
[1]回転による遠心力を用いて検体および試薬を送液し、免疫学的測定を行うための分析チップであって、抗原または抗体が結合した担体を収容可能な反応室と検体中の測定阻害物質を除去するための担体を収容するプレカラムを反応室上流に有し、プレカラムと反応室との間に試薬が流入する試薬流路が接続している、分析チップ。
[2]前記試薬流路の少なくとも一部が、回転軸側から外周方向に延伸して、プレカラムと反応室との間に接続していることを特徴とする、[1]に記載の分析チップ。
[3]前記試薬流路が、対向する主面間を連通していることを特徴とする、[1]または[2]のいずれかに記載の分析チップ。
[4]前記分析チップが、プレカラムの外周側に、第1の回転速度による回転中にプレカラムを通過した検体を保持する第1の保持槽を有し、第1の保持槽と反応室とが連通していることを特徴とする、[1]から[3]のいずれかに記載の分析チップ。
[5]第1の保持槽の重力方向に位置し、第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度による回転もしくは回転停止時に第1の保持槽から重力の作用により移送された検体を保持する第2の保持槽をさらに有し、第1の保持槽が重力方向に延伸する流路Aにより第2の保持槽と接続し、第2の保持槽が反応室と連通している、[4]に記載の分析チップ。
[6]前記試薬流路が、前記第2の保持槽または流路Aに接続していることを特徴とする、[5]に記載の分析チップ。
[7]前記流路Aと前記第1の保持槽との接続部は、少なくともその一部が前記分析チップの前記第1の回転速度による回転時の前記第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」よりも、回転の内周側に位置する、[5]または[6]に記載の分析チップ。
[8]前記流路Aの少なくとも一部が、前記分析チップの前記第1の回転速度による回転時の前記第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」よりも、回転の内周側に延伸する、[5]から[7]のいずれか一項に記載の分析チップ。
[9]前記流路Aが、前記第2の回転速度による回転時または回転停止時の第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」よりも下方に位置する、[5]から[8]のいずれか一項に記載の分析チップ。
[10]前記流路Aが、流路途中で回転の外周側に屈曲している、[5]から[9]のいずれか一項に記載の分析チップ。
[11]前記第1の保持槽が、その内壁の少なくとも一部に疎水的な壁面を有しており、前記流路Aが、その内壁の少なくとも一部に親水的な壁面を有している、[5]から[10]のいずれか一項に記載の分析チップ。
[12]前記免疫学的測定が酵素免疫測定であって、測定阻害物質が内因性酵素活性物質であることを特徴とする、[1]から[11]のいずれか一項に記載の分析チップ。
[13]前記試薬が前記試薬流路接続部から反応室へ送液される際の動力の少なくとも一部が重力を利用することを特徴とする、[1]から[12]のいずれか一項に記載の分析チップ。
[14][1]から[13]のいずれか一項に記載の分析チップを用いる、検体の分析方法。
[15]前記分析チップに検体を導入した後、分析チップを回転装置に装着し、第1回転速度により回転させた後、第1回転速度よりも低速の第2回転速度による回転もしくは回転停止する工程を含む、[14]に記載の検体の分析方法。
[16]前記分析チップに検体を導入した後、分析チップを回転装置に装着し、第1回転速度による回転で検体にプレカラムを通過させることで検体中の測定阻害物質を除去し、かつプレカラムを通過した検体を第1の保持槽で保持し、第1回転速度よりも低速の第2回転速度による回転もしくは回転停止する工程で検体を第2の保持槽に重力の作用により移送し、第2回転速度よりも高速の第3の回転速度による回転で検体を反応室に送液し、抗原抗体反応を行う工程を含む、[14]に記載の検体の分析方法。
[17]前記第1の回転速度より、前記第3の回転速度が低いことを特徴とする、[16]に記載の検体の分析方法。
The present invention provides the following [1] to [17].
[1] An analysis chip for sending a specimen and a reagent using centrifugal force caused by rotation and performing immunological measurement, in a reaction chamber capable of accommodating a carrier bound with an antigen or an antibody, and measurement in the specimen An analysis chip having a pre-column containing a carrier for removing an inhibitory substance upstream of a reaction chamber, and a reagent flow path into which a reagent flows is connected between the pre-column and the reaction chamber.
[2] The analysis chip according to [1], wherein at least a part of the reagent channel extends from the rotating shaft side to the outer peripheral direction and is connected between the precolumn and the reaction chamber. .
[3] The analysis chip according to any one of [1] or [2], wherein the reagent flow path communicates between opposing main surfaces.
[4] The analysis chip includes a first holding tank that holds a sample that has passed through the precolumn during rotation at the first rotation speed on the outer peripheral side of the precolumn, and the first holding tank and the reaction chamber are The analysis chip according to any one of [1] to [3], wherein the analysis chip is in communication.
[5] A specimen that is located in the gravity direction of the first holding tank and is transferred from the first holding tank by the action of gravity when rotated or stopped at a second rotation speed lower than the first rotation speed. It further has a second holding tank to hold, the first holding tank is connected to the second holding tank by a flow path A extending in the direction of gravity, and the second holding tank is in communication with the reaction chamber. The analysis chip according to [4].
[6] The analysis chip according to [5], wherein the reagent channel is connected to the second holding tank or channel A.
[7] At least a part of the connection portion between the flow path A and the first holding tank is “the sample of the sample in the first holding tank when the analysis chip is rotated at the first rotation speed”. The analysis chip according to [5] or [6], which is located on the inner peripheral side of the rotation from the “plane including the liquid surface”.
[8] At least a part of the flow path A is more rotated than the “plane including the liquid level of the specimen” in the first holding tank when the analysis chip is rotated at the first rotation speed. The analysis chip according to any one of [5] to [7], which extends in a circumferential direction.
[9] From [5], the flow path A is positioned below the “plane including the liquid level of the specimen” in the first holding tank when rotating at the second rotation speed or when rotating. [8] The analysis chip according to any one of [8].
[10] The analysis chip according to any one of [5] to [9], wherein the flow path A is bent toward the outer periphery of the rotation in the middle of the flow path.
[11] The first holding tank has a hydrophobic wall surface on at least a part of its inner wall, and the flow path A has a hydrophilic wall surface on at least a part of its inner wall. The analysis chip according to any one of [5] to [10].
[12] The analysis chip according to any one of [1] to [11], wherein the immunological measurement is an enzyme immunoassay, and the measurement inhibitor is an endogenous enzyme active substance .
[13] Any one of [1] to [12], wherein at least part of the power when the reagent is fed from the reagent flow path connection portion to the reaction chamber uses gravity. Analysis chip as described in.
[14] A sample analysis method using the analysis chip according to any one of [1] to [13].
[15] After the sample is introduced into the analysis chip, the analysis chip is mounted on the rotation device, rotated at the first rotation speed, and then rotated or stopped at the second rotation speed lower than the first rotation speed. The method for analyzing a specimen according to [14], comprising a step.
[16] After the sample is introduced into the analysis chip, the analysis chip is attached to a rotating device, and the measurement inhibitory substance in the sample is removed by passing the precolumn through the sample by rotation at the first rotation speed, and the precolumn is removed. The passing specimen is held in the first holding tank, and the specimen is transferred to the second holding tank by the action of gravity in the step of rotating or stopping rotation at the second rotational speed lower than the first rotational speed, and the second The method for analyzing a specimen according to [14], comprising a step of feeding the specimen to the reaction chamber by rotation at a third rotational speed that is higher than the rotational speed and performing an antigen-antibody reaction.
[17] The specimen analysis method according to [16], wherein the third rotation speed is lower than the first rotation speed.

本発明の前処理プレカラムを有する分析チップによれば、検体(被検物質を含む液体または溶液)の免疫学的測定における再現性、精度、感度を向上させることが可能となる。   According to the analysis chip having the pretreatment precolumn of the present invention, it becomes possible to improve reproducibility, accuracy, and sensitivity in immunological measurement of a specimen (liquid or solution containing a test substance).

また、第1の保持槽を設けることで、回転による遠心力を用いてプレカラム部位にて検体中の澱状の不溶物、浮遊性の凝集物および内因性ペルオキシダーゼ様活性物質を除去したのちに、プレカラムへの送液に用いた回転速度と異なる回転速度での反応室への送液することを可能となり、反応室への検体の送液条件をプレカラムへの送液条件と独立して自在に選択可能となり、分析チップによる、より高感度な測定が可能となる。   In addition, by providing the first holding tank, after removing the starch-like insoluble matter, the floating aggregate and the endogenous peroxidase-like active substance in the specimen using the centrifugal force by rotation, It is possible to send the liquid to the reaction chamber at a rotational speed different from the rotational speed used to send the liquid to the pre-column, and the liquid feeding condition of the sample to the reaction chamber is independent of the liquid feeding condition to the pre-column. It becomes possible to select, and more sensitive measurement by the analysis chip is possible.

図1は、本発明における分析チップを構成する反応室の一例を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a reaction chamber constituting the analysis chip in the present invention. 図2は、本発明の分析チップの一例である、プレカラムの後段に第1の保持槽を有さない分析チップAの平面図である。FIG. 2 is a plan view of an analysis chip A which is an example of the analysis chip of the present invention and does not have a first holding tank in the subsequent stage of the precolumn. 図3は、本発明の分析チップの一例である分析チップBの正面図である。FIG. 3 is a front view of an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図4は、本発明の分析チップの一例である分析チップBの背面図である。FIG. 4 is a rear view of an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図5は、本発明の分析チップの一例である分析チップBの左側面図である。FIG. 5 is a left side view of an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図6は、本発明の分析チップの一例である分析チップBの右側面図である。FIG. 6 is a right side view of an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図7は、本発明の分析チップの一例である分析チップBの平面図である。FIG. 7 is a plan view of an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図8は、本発明の分析チップの一例である分析チップBの底面図である。FIG. 8 is a bottom view of an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図9は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図10は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図11は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a sample analysis method using an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図12は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using the analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図13は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図14は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using the analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図15は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図16は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図17は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using the analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図18は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using the analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図19は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 19 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図20は、本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法を説明する模式図である。FIG. 20 is a schematic diagram for explaining a sample analysis method using the analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention. 図21は、本発明の分析チップにおける流路Aの、第1の回転速度による回転中の、第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」に対する好ましい位置を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a preferred position with respect to the “plane including the liquid level of the specimen” in the first holding tank while the flow path A in the analysis chip of the present invention is rotating at the first rotation speed. . 図22は、本発明の分析チップにおける流路Aの、第2の回転速度による回転中もしくは回転停止時の、第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」に対する好ましい位置を示す説明図である。FIG. 22 shows a preferable position with respect to the “plane including the liquid level of the specimen” in the first holding tank when the flow path A in the analysis chip of the present invention is rotating at the second rotation speed or when the rotation is stopped. It is explanatory drawing.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の分析チップにおいては、測定阻害物質を除去する担体を収容するプレカラムおよび抗原もしくは抗体が結合した担体(免疫学的測定要素)を収容可能な反応室を具備し、前記分析チップ外の回転軸に対して公転させることにより、検体および試薬を送液して、遠心送液という簡便な操作のみで検体中の被検物質を分析することを特徴とする。   The analysis chip of the present invention comprises a pre-column containing a carrier for removing a measurement inhibitory substance and a reaction chamber capable of containing a carrier (immunological measurement element) bound to an antigen or an antibody, and is rotated outside the analysis chip. The specimen and the reagent are fed by revolving with respect to the shaft, and the test substance in the specimen is analyzed only by a simple operation of centrifugal feeding.

本発明の分析チップにおけるプレカラムは、免疫学的測定に先立って検体の前処理を行う一つ以上の小室であって、該小室内に測定阻害物質を除去する担体が充填される。プレカラムにはリザーバがあってもかまわない。   The precolumn in the analysis chip of the present invention is one or more chambers for pretreatment of a specimen prior to immunological measurement, and the chamber is filled with a carrier for removing a measurement inhibitor. The precolumn may have a reservoir.

本発明の分析チップにおいては、プレカラムへの検体や試薬の送液には、回転による遠心力を用いることが好ましい。遠心力を用いて送液することで検体や試薬がプレカラムを均一に流れ、プレカラム用担体に効率よく曝露される。さらに、遠心力を用いて送液することにより、検体や試薬がその溶液自体の自重によって送液されるため、ポンプによる圧力での送液や毛細管現象での送液と異なり、検体や試薬がプレカラム内に残存することを防止でき、他の送液方法よりも回収率が良い。そのため、免疫学的測定の効率がよく、ばらつきも小さくなる。プレカラム内に検体が残存すると、後段の反応室での測定時に検体が混入する場合があり、測定の阻害を引き起こすことがある。また、迅速にプレカラムを通過させることが可能となり、測定に必要な時間を短縮することができる。   In the analysis chip of the present invention, it is preferable to use a centrifugal force due to rotation for feeding the sample or reagent to the precolumn. By feeding using centrifugal force, the specimen and the reagent flow uniformly through the precolumn and are efficiently exposed to the precolumn support. Furthermore, since the specimen and reagent are fed by the weight of the solution itself by feeding using centrifugal force, the specimen and reagent are different from the liquid sent by the pressure of the pump or the capillary phenomenon. Remaining in the precolumn can be prevented, and the recovery rate is better than other liquid feeding methods. Therefore, the efficiency of immunological measurement is good and the variation is small. If the sample remains in the precolumn, the sample may be mixed during measurement in the subsequent reaction chamber, which may cause measurement inhibition. In addition, the pre-column can be quickly passed, and the time required for measurement can be shortened.

本発明の分析チップは、抗原もしくは抗体が結合した担体を収容可能な反応室を少なくとも一つ以上有する。反応室内に担体を充填し、反応表面積もしくは反応点を増加させることにより、測定感度の向上を実現することができる。   The analysis chip of the present invention has at least one reaction chamber capable of accommodating a carrier bound with an antigen or an antibody. Measurement sensitivity can be improved by filling the reaction chamber with a carrier and increasing the reaction surface area or reaction point.

本発明の分析チップにおいては、反応室への検体や試薬の送液には、回転による遠心力を用いることが好ましい。遠心力を用いて送液を行うことで検体や試薬が反応室を均一に流れ、反応室内に充填された、抗原もしくは抗体が結合した担体に効率よく曝露される。さらに、遠心力を用いることにより、検体や試薬が、その溶液自体の自重によって送液されるため、ポンプによる圧力での送液や、毛細管現象での送液と異なり、ノイズの原因となる検体や試薬が反応室内に残存するのを抑制できる。また、迅速に反応室を通過させることが可能となり、測定に必要な時間を短縮することができる。また、回転数を制御するだけで、送液速度を自在に制御することが可能になる。   In the analysis chip of the present invention, it is preferable to use a centrifugal force due to rotation for sending the sample or reagent to the reaction chamber. By carrying out liquid feeding using centrifugal force, the specimen or reagent flows uniformly in the reaction chamber, and is efficiently exposed to the carrier bound with the antigen or antibody filled in the reaction chamber. In addition, because the specimen and reagent are fed by the weight of the solution itself by using centrifugal force, the specimen that causes noise is different from the liquid feeding by the pressure by the pump or the capillary phenomenon. And the reagent can be prevented from remaining in the reaction chamber. In addition, the reaction chamber can be quickly passed, and the time required for measurement can be shortened. Further, it is possible to freely control the liquid feeding speed only by controlling the rotation speed.

本発明の分析チップにおいては、プレカラムが反応室の上流に位置する構成であることを特徴とする。プレカラムと反応室とは、直接接続していても、流路や槽を介して接続していてもまたは一体化していてもかまわない。プレカラムと反応室とは、流路や槽を介して接続していても良いし、直接連結していても良い、
さらに好ましくは、本発明の分析チップはプレカラムが反応室よりも内周側に位置する構造をとる。回転軸に対してプレカラムが反応室より内側に位置する構造は、省スペースであるとともに、同じ回転数のときに負荷する遠心力が内径側のプレカラムより外径側の反応室のほうが大きいため、プレカラムを通過した試料がより確実に反応室へ送液されるのでより好ましい。
The analysis chip of the present invention is characterized in that the precolumn is positioned upstream of the reaction chamber. The precolumn and the reaction chamber may be directly connected, connected via a flow path or a tank, or may be integrated. The precolumn and the reaction chamber may be connected via a flow path or a tank, or may be directly connected.
More preferably, the analysis chip of the present invention has a structure in which the precolumn is located on the inner peripheral side of the reaction chamber. The structure in which the precolumn is positioned inside the reaction chamber with respect to the rotation axis is space-saving, and the centrifugal force applied at the same rotation speed is larger in the reaction chamber on the outer diameter side than on the inner diameter side precolumn, It is more preferable because the sample that has passed through the precolumn is more reliably sent to the reaction chamber.

本発明における測定阻害物質とは、免疫学的測定の際の測光分析にバックグラウンドノイズを与えるとともに、正確で再現性のある免疫学的測定を妨げるような物質を意味する。例えば、検体が生体試料の場合は、生体試料中に含まれる内因性測定阻害物質を挙げることができる。内因性測定阻害物質には、生体試料溶液中の澱状の不溶物や浮遊性の凝集物、内因性酵素活性物質などが挙げられる。   The measurement inhibitory substance in the present invention means a substance that gives background noise to photometric analysis during immunological measurement and prevents accurate and reproducible immunological measurement. For example, when the specimen is a biological sample, an endogenous measurement inhibitor contained in the biological sample can be exemplified. Endogenous measurement-inhibiting substances include starch-like insoluble substances, floating aggregates, endogenous enzyme active substances, etc. in biological sample solutions.

本発明の分析チップは、プレカラム内の担体により内因性測定阻害物質を吸着作用により除去することが可能なため、バックグラウンドノイズを抑えることが可能である。   The analysis chip of the present invention can suppress the background noise because the endogenous measurement inhibitory substance can be removed by the adsorption action by the carrier in the precolumn.

内因性測定阻害物質のひとつである内因性酵素活性物質とは、免疫学的測定の中でも、酵素標識抗体を用いた酵素免疫測定法において使用される酵素標識抗体もしくは酵素標識抗原が有する酵素活性と同様の活性を持つ、検体中に内在する酵素活性物質を意味する。具体的には、ペルオキシダーゼ、フォスファターゼ、好ましくはアルカリフォスファターゼやペルオキシダーゼ、更に好ましくはペルオキシダーゼ活性を持つ酵素が挙げられる。これらの内因性酵素活性物質は、酵素免疫測定時に、分析対象物質の存在によらないシグナルを生じる可能性があるため、測定の精度が低下する。   An endogenous enzyme active substance, which is one of the endogenous measurement inhibitors, is an enzyme activity possessed by an enzyme-labeled antibody or enzyme-labeled antigen used in an enzyme immunoassay using an enzyme-labeled antibody, among immunological measurements. It means an enzyme active substance inherent in a specimen having the same activity. Specific examples include peroxidase and phosphatase, preferably alkaline phosphatase and peroxidase, and more preferably an enzyme having peroxidase activity. Since these endogenous enzyme active substances may generate a signal that does not depend on the presence of the substance to be analyzed at the time of enzyme immunoassay, the measurement accuracy is reduced.

内因性測定阻害物質のひとつである、生体試料溶液中の澱状の不溶物や浮遊性の凝集物は、反応室を通過する際、抗原もしくは抗体が結合した担体の閉塞や詰まりの原因となり、測定のばらつきを増大させる可能性がある。本発明の分析チップおけるプレカラムは、プレカラム内の担体によるろ過作用により、生体試料溶液中の澱状の不溶物や浮遊性の凝集物を除去し、反応室への送液時に閉塞や詰まりを防止する効果がある。生体試料溶液中の澱状の不溶物や浮遊性の凝集物の一例としては、細胞に由来する脂質成分や、変性したタンパク質を含む凝集塊が挙げられる。   One of the endogenous measurement inhibitors, insoluble starchy substances and floating aggregates in biological sample solutions cause clogging or clogging of the carrier to which antigens or antibodies are bound when passing through the reaction chamber, May increase measurement variability. The precolumn in the analysis chip of the present invention removes starch-like insoluble matter and floating aggregates in the biological sample solution by filtering with the carrier in the precolumn, and prevents clogging and clogging when the solution is sent to the reaction chamber. There is an effect to. As an example of the starch-like insoluble matter and the floating aggregate in the biological sample solution, a lipid component derived from a cell and an aggregate including a denatured protein can be mentioned.

生体試料溶液中の澱状の不溶物や浮遊性の凝集物に、内因性酵素活性物質が結合した複合体も、内因性測定阻害物質に含まれる。本発明の分析チップおけるプレカラムは、吸着やろ過により、該複合体も除去することが可能である。   A complex in which an endogenous enzyme active substance is bound to a starch-like insoluble substance or floating aggregate in a biological sample solution is also included in the endogenous measurement inhibitor. The precolumn in the analysis chip of the present invention can also remove the complex by adsorption or filtration.

また、検体は何らかの希釈液で希釈してから用いる場合が多く、さらに検体は検体中の分析対象物質と選択的に結合する物質を含む溶液との混合溶液を反応室に送液して反応させることが一般的である。例えば、検体と標識抗体および/または抗原の混合物を送液したり、希釈液で希釈した検体をを送液する場合がある。このとき、希釈や混合により塩が析出したり、タンパクが凝集したりすることなどにより生じる沈殿や凝集物も測定阻害物質であって、反応室への送液時に閉塞や詰まりを生じ、測定を阻害する可能性がある。本発明の分析チップおけるプレカラムは、プレカラム内の担体によるろ過作用により、希釈や混合により生じた沈殿や凝集物を除去し、反応室への送液時に閉塞や詰まりを防止する効果がある。   In many cases, the specimen is used after being diluted with some type of diluent, and the specimen is reacted by sending a mixed solution of the analyte and a solution containing a substance that selectively binds to the reaction chamber. It is common. For example, there are cases where a mixture of a specimen and a labeled antibody and / or an antigen is sent, or a specimen diluted with a diluent is sent. At this time, precipitates and aggregates caused by salt precipitation or protein aggregation due to dilution or mixing are also measurement-inhibiting substances, which cause clogging or clogging during liquid delivery to the reaction chamber. May interfere. The precolumn in the analysis chip of the present invention has an effect of removing clogging and clogging caused by dilution and mixing by the filtering action by the carrier in the precolumn and preventing clogging and clogging during liquid feeding to the reaction chamber.

以上のように、本発明の分析チップは、測定阻害物質をプレカラムにより除去した後に反応室に送液して免疫学的測定を行うことができるため、測定値のバラツキおよびバックグラウンドノイズを抑えることが可能である。   As described above, the analysis chip of the present invention can suppress measurement variation and background noise because the measurement inhibitor can be removed by the precolumn and then sent to the reaction chamber for immunological measurement. Is possible.

本発明の分析チップは、プレカラムと反応室の間に、プレカラムを通過させずに試薬等を反応室に流入させるための、試薬流路が連結されている。この試薬流路は、複数設けられていても良い。   In the analysis chip of the present invention, a reagent flow channel for allowing a reagent or the like to flow into the reaction chamber without passing through the precolumn is connected between the precolumn and the reaction chamber. A plurality of reagent channels may be provided.

試薬流路により、洗浄液および/または試薬をプレカラムを通さずに反応室へと供給できることからノイズを抑制することが可能である。とくに酵素基質を検体や他の試薬が通過していない別ルートから反応室へと供給できることは大幅なノイズ低減を可能にする。   The reagent flow path can supply the cleaning liquid and / or the reagent to the reaction chamber without passing through the precolumn, so that noise can be suppressed. In particular, the ability to supply the enzyme substrate to the reaction chamber from another route through which the sample and other reagents do not pass enables a significant noise reduction.

仮に試薬流路がない場合、反応室へ通す洗浄液および/または試薬は、先に検体が通過したプレカラムを通過することになるため、プレカラム内に存在する検体中から除去した測定阻害物質と接触することになり、反応室においてノイズが上昇する原因となりうる。   If there is no reagent flow path, the cleaning liquid and / or reagent that passes through the reaction chamber will pass through the precolumn through which the sample has passed, so that it will come into contact with the measurement inhibitor removed from the sample existing in the precolumn. As a result, noise may increase in the reaction chamber.

本発明の分析チップにおいて、試薬流路への試薬の送液には、少なくともその一部に回転による遠心力を用いることが好ましい。遠心力を動力として用いて送液することにより、流路内に試薬が残存することを防ぐことができる。   In the analysis chip of the present invention, it is preferable to use centrifugal force due to rotation for at least part of the reagent flow to the reagent flow path. By sending liquid using centrifugal force as power, it is possible to prevent the reagent from remaining in the flow path.

本発明の分析チップにおける試薬流路は、少なくともその一部が回転軸側から外周方向に延伸して、その延伸先においてプレカラムと反応室との間に接続していることが好ましい。これにより、遠心力によって試薬等を送液することができる。さらに、試薬流路の少なくとも一部は重力方向に延伸して位置し、試薬流路の接続部から反応室は重力方向に延伸して位置しており、動力の少なくとも一部に重力を利用して送液することができる。このように配置することにより、重力による送液が遠心力による送液の補助的な力となるとともに、回転を停止したときに重力方向に液を送液することが可能となる。このように回転と停止を繰り返すことで、回転時は遠心力方向へ、回転停止時は重力方向へと簡便な操作で送液を制御することが可能になる。   It is preferable that at least a part of the reagent flow path in the analysis chip of the present invention extends in the outer peripheral direction from the rotating shaft side and is connected between the precolumn and the reaction chamber at the extension destination. Thereby, a reagent etc. can be sent by centrifugal force. Furthermore, at least a part of the reagent channel is positioned extending in the direction of gravity, and the reaction chamber is positioned extending in the direction of gravity from the connection part of the reagent channel, and gravity is used for at least a part of the power. Can be sent. By arranging in this way, liquid feeding due to gravity becomes an auxiliary force of liquid feeding due to centrifugal force, and liquid can be fed in the direction of gravity when rotation is stopped. By repeating the rotation and stop in this way, it becomes possible to control the liquid feeding by a simple operation in the direction of centrifugal force when rotating and in the direction of gravity when stopping rotation.

本発明の分析チップは、遠心力による送液で試料または試薬をプレカラムに通液させる過程で、第1の回転速度による回転中にプレカラムを通過した溶液を保持できる第1の保持槽を有することが好ましい。第1の保持槽は、第1の回転速度による回転時に第1の保持槽内に溜められた溶液を、回転停止もしくは回転時に排出し、反応室に通過させる機能を有する。第1の保持槽を有することで、プレカラムと反応室とで与える遠心力を変えて、プレカラムへの送液速度と反応室への送液速度を独立に制御して最適な送液条件(速度)で送液することが可能になる。   The analysis chip of the present invention has a first holding tank capable of holding the solution that has passed through the precolumn during rotation at the first rotation speed in the process of passing the sample or reagent through the precolumn by liquid feeding by centrifugal force. Is preferred. The first holding tank has a function of discharging the solution stored in the first holding tank at the time of rotation at the first rotation speed, or discharging the solution at the time of rotation or passing it through the reaction chamber. By having the first holding tank, the centrifugal force applied between the pre-column and the reaction chamber is changed, and the liquid feeding speed to the pre-column and the liquid feeding speed to the reaction chamber are controlled independently, and the optimum liquid feeding conditions (speed) ).

プレカラムへ検体を含む溶液を送液をする際には、澱状の不溶物や浮遊性の凝集物によるプレカラムの閉塞を防止でき、また、内因性酵素活性物質を吸着除去できる送液を行うための遠心力が好ましく選択される。   When sending a solution containing a sample to the precolumn, it is possible to prevent the precolumn from being clogged with starchy insoluble matter or floating aggregates, and to carry out the adsorbent removal of endogenous enzyme active substances. The centrifugal force is preferably selected.

一方、抗原もしくは抗体が結合した担体上で抗原抗体反応が行われる反応室へ検体を含む溶液を送液するときには、抗原抗体反応の効率を高めたり、広範囲の濃度での測定を可能となるように、送液の速度を制御することが重要である。また、測定ばらつきの発生を抑えるために、検体が反応室を通過している間に回転速度を変化させたりするなど、反応室への送液に適した条件が選択される。このように、プレカラムへの送液速度と反応室への送液速度とは独立に制御されることが好ましいが、第1の保持槽を設けることでこの独立した制御が可能となる。   On the other hand, when a solution containing a specimen is sent to a reaction chamber in which an antigen-antibody reaction is carried out on a carrier to which an antigen or antibody is bound, the efficiency of the antigen-antibody reaction can be increased, and measurement in a wide range of concentrations is possible. In addition, it is important to control the liquid feeding speed. In addition, in order to suppress the occurrence of measurement variations, conditions suitable for liquid feeding to the reaction chamber, such as changing the rotation speed while the specimen passes through the reaction chamber, are selected. As described above, it is preferable that the liquid feeding speed to the pre-column and the liquid feeding speed to the reaction chamber are controlled independently, but this independent control is possible by providing the first holding tank.

例えば、検体の粘度や懸濁物の影響により、比較的送液し難い検体の場合には、プレカラムにつまりが生じないよう、強い遠心力をかけることが好ましい。一方、反応室に通液するときの遠心力が強いほど、検出感度は低下するので、反応室での送液においてもプレカラム同じ強い遠心力をかけなければならない構造の分析チップでは、感度が低下する恐れがある。これに対し、第1の保持槽を設けることで、プレカラムを強い遠心力で送液し、プレカラムを通過した検体を第1の保持槽で一旦保持した後、次いで反応室へ送液する時に検出感度が低下しないように弱い遠心力によって送液することが可能となる。   For example, it is preferable to apply a strong centrifugal force so that clogging does not occur in the precolumn in the case of a sample that is relatively difficult to send due to the viscosity of the sample or the suspension. On the other hand, the stronger the centrifugal force when passing through the reaction chamber, the lower the detection sensitivity. Therefore, the sensitivity of the analysis chip with a structure that requires the same strong centrifugal force as that of the pre-column in the reaction chamber is low. There is a fear. In contrast, by providing the first holding tank, the precolumn is fed with a strong centrifugal force, and the specimen that has passed through the precolumn is temporarily held in the first holding tank, and then detected when the liquid is sent to the reaction chamber. The liquid can be fed by a weak centrifugal force so that the sensitivity does not decrease.

また、第1の保持槽を設けることで、第1の保持槽内で保持する時間を自由に制御することが可能となるので、例えばインキュベーション時間の自由な選択が可能となり、感度向上に繋がる。また、プレカラム通過時に検体や試薬は混合されるので、反応効率が向上する。   Further, by providing the first holding tank, it is possible to freely control the holding time in the first holding tank, so that, for example, the incubation time can be freely selected, leading to an improvement in sensitivity. In addition, since the specimen and the reagent are mixed when passing through the precolumn, the reaction efficiency is improved.

第1の保持槽を設けることにより、検体や検体と試薬の混合溶液をプレカラムに通過させるときに、混合効率を上げることも可能である。プレカラム通過時に混合された検体や検体と試薬の混合溶液を、前記第1の保持槽で保持することにより、混合効率を上げ、抗原抗体反応の効率を高め、また測定のばらつきを低下させる効果が期待できる。   By providing the first holding tank, it is possible to increase the mixing efficiency when the sample or the mixed solution of the sample and the reagent is passed through the precolumn. By holding the sample or the mixed solution of the sample and the reagent when passing through the precolumn in the first holding tank, the mixing efficiency is increased, the efficiency of the antigen-antibody reaction is increased, and the variation in measurement is reduced. I can expect.

本発明の分析チップにおける第1の保持槽は、その内壁の少なくとも一部に疎水的な壁面を有していることが好ましい。これにより、第1の回転速度による回転中に、第1の保持槽内に保持された検体もしくは検体を含む溶液が、第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度による回転時もしくは回転停止時に、疎水的な壁面の撥水性により、検体もしくは検体を含む溶液が壁面から離れやすくなり、結果として流路Aもしくは第2の保持槽に移送されやすくなる。そのため、回収率よく、送液を短時間にかつ確実に行うことができる。   The first holding tank in the analysis chip of the present invention preferably has a hydrophobic wall surface on at least a part of its inner wall. Thereby, during the rotation at the first rotation speed, the sample or the solution containing the sample held in the first holding tank is rotated or rotated at the second rotation speed lower than the first rotation speed. At the time of stoppage, the water repellency of the hydrophobic wall surface makes it easier for the specimen or the solution containing the specimen to be separated from the wall face, and as a result, easily transferred to the flow path A or the second holding tank. Therefore, liquid feeding can be performed in a short time and reliably with a high recovery rate.

本発明における疎水的な表面とは、接触角が90度より大きい表面を意味する。疎水的な表面の形成には、フルオロカーボン系樹脂、シリコーン系樹脂などの撥水剤を表面に塗布すればよい。接触角の測定は、20℃、50%RHの条件下で、水に対する接触角を接触角計を用いて測定することで調べることができる。   The hydrophobic surface in the present invention means a surface having a contact angle larger than 90 degrees. In order to form a hydrophobic surface, a water repellent such as a fluorocarbon resin or a silicone resin may be applied to the surface. The contact angle can be measured by measuring the contact angle with respect to water using a contact angle meter under the conditions of 20 ° C. and 50% RH.

本発明の分析チップは、第1の回転速度よりも低速の、第2の回転速度もしくは回転停止時に、第1の保持槽から重力の作用により移送された検体を含む溶液を保持することが可能な第2の保持槽を、第1の保持槽の重力方向に有することがより好ましい。これにより、装置にポンプなどを必要とせず、回転数を低下させたり回転を停止させたりするだけで、検体を含む溶液を、重力の作用により第2の保持槽まで簡便に送液することができる。第1の回転速度による遠心送液によりプレカラムを通過した試料または試薬は、第1の保持槽に保持され、第2の回転速度による回転もしくは回転停止することで重力により第2の保持槽へと移送される。その後、第3の回転速度により回転させることで第2の保持槽から溶液を反応室へ送液することができる。回転、低速回転もしくは回転停止、回転という簡便なステップでプレカラムや反応室内への送液を独立に制御することが可能である。このような第1の保持槽と第2の保持槽の構成を、直列もしくは並列に並べたり、繰り返すことで、回転速度を制御するという簡便な作業で様々な制御が可能となる。   The analysis chip of the present invention is capable of holding a solution containing the specimen transferred by the action of gravity from the first holding tank at the second rotation speed or when the rotation is stopped, which is lower than the first rotation speed. It is more preferable to have such a second holding tank in the direction of gravity of the first holding tank. This makes it possible to simply send a solution containing the specimen to the second holding tank by the action of gravity by simply reducing the rotation speed or stopping the rotation without requiring a pump or the like in the apparatus. it can. The sample or reagent that has passed through the pre-column by centrifugal liquid feeding at the first rotation speed is held in the first holding tank, and is rotated or stopped at the second rotation speed to be moved to the second holding tank by gravity. Be transported. Thereafter, the solution can be fed from the second holding tank to the reaction chamber by rotating at the third rotation speed. It is possible to independently control liquid feeding into the precolumn and the reaction chamber by simple steps such as rotation, low-speed rotation, rotation stop, and rotation. By arranging or repeating the configuration of the first holding tank and the second holding tank in series or in parallel, various controls can be performed with a simple operation of controlling the rotation speed.

本発明の分析チップにおいて、第1の保持槽と第2の保持槽とは、重力方向に延伸する流路Aにより接続されている。流路Aは、第1の保持槽と第2の保持槽間を連通する流路である。第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度による回転時もしくは回転停止時に、重力の作用により流路Aを検体を含む溶液が流れ、第1の保持槽から第2の保持槽に送液される。流路Aは、第1の保持槽との接続部から重力方向に延伸し、第2の保持槽に接続している。これにより、分析チップの第1回転速度よりも低速の第2回転速度による回転時または回転停止時に、液体を第1の保持槽から第2の保持槽に、重力の作用により、送液することが可能となる。   In the analysis chip of the present invention, the first holding tank and the second holding tank are connected by a flow path A extending in the direction of gravity. The channel A is a channel that communicates between the first holding tank and the second holding tank. At the time of rotation at the second rotation speed lower than the first rotation speed or when the rotation is stopped, the solution containing the specimen flows through the flow path A by the action of gravity and is sent from the first holding tank to the second holding tank. To be liquidated. The flow path A extends in the direction of gravity from the connecting portion with the first holding tank and is connected to the second holding tank. Thereby, liquid is fed from the first holding tank to the second holding tank by the action of gravity at the time of rotation at the second rotation speed lower than the first rotation speed of the analysis chip or when the rotation is stopped. Is possible.

流路Aは、その第1の保持槽との接続部のうちの少なくとも一部が、第1回転速度における第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」よりも回転軸側(内周側)にあることが好ましい。第1回転速度で分析チップを回転させた際には、プレカラムを通過した検体の液体は、第1の保持槽において遠心力と重力の合力に略垂直な液面を形成する。この際に、流路Aと第1の保持槽との接続部の少なくとも一部を、この液面よりも回転軸側に位置させることにより、第1回転速度における回転中に液体を第1の保持槽により確実に保持することができる。   In the flow path A, at least a part of the connection portion with the first holding tank is on the rotation axis side of the “plane including the liquid level of the specimen” in the first holding tank at the first rotation speed ( It is preferable to be on the inner peripheral side. When the analysis chip is rotated at the first rotation speed, the liquid of the sample that has passed through the precolumn forms a liquid surface that is substantially perpendicular to the resultant force of centrifugal force and gravity in the first holding tank. At this time, by positioning at least a part of the connection portion between the flow path A and the first holding tank closer to the rotation axis side than the liquid surface, the liquid is first rotated during the rotation at the first rotation speed. It can hold | maintain reliably by a holding tank.

流路Aの形状やサイズは、流路全体が管形状であればよく、流路全体を通じて一定でなくともよい。また、流路Aは第1の保持槽と第2の保持槽とを直接連通する開口であってもよい。すなわち、流路Aが直接連通する開口である場合は、第1の保持槽と第2の保持槽は直接連結している。流路Aの横断面の形状は円、多角形等特に限定されない。横断面のサイズについても、およそ一定であればよく、検体・試薬が通過可能なサイズで適宜調整することができる。流路Aの断面積がプレカラムの断面積よりも大きいと、第1の保持槽内の液体を第2の保持槽に円滑に送液することができるので、好ましい。例えば、短径(円の場合は直径、多角形の場合は中心を通る最も短い径を意味するものとする。)は通常10μm〜5mm、好ましくは100μm〜3mmの範囲とすることができる。   The shape and size of the flow channel A may be any shape as long as the entire flow channel is tubular, and may not be constant throughout the entire flow channel. Further, the channel A may be an opening that directly communicates the first holding tank and the second holding tank. That is, when the channel A is an opening that directly communicates, the first holding tank and the second holding tank are directly connected. The shape of the cross section of the flow path A is not particularly limited, such as a circle or a polygon. The size of the cross section need only be approximately constant, and can be adjusted as appropriate so that the specimen / reagent can pass through. When the cross-sectional area of the flow path A is larger than the cross-sectional area of the precolumn, it is preferable because the liquid in the first holding tank can be smoothly fed to the second holding tank. For example, the short diameter (in the case of a circle, the diameter in the case of a polygon, and the shortest diameter passing through the center in the case of a polygon) is usually in the range of 10 μm to 5 mm, preferably 100 μm to 3 mm.

流路Aは、毛細管現象を利用した送液が可能な、第1の保持槽との接続部における流路断面積より小さな流路断面積となる部位を流路途中に有することが好ましい。これにより、送液速度を上げることができる。また、流路Aは、その全体または一部の流路断面積が下流に向かって連続的に小さくなっていてもよい。   It is preferable that the channel A has a portion in the middle of the channel that has a channel cross-sectional area smaller than the channel cross-sectional area at the connection portion with the first holding tank, capable of liquid feeding utilizing the capillary phenomenon. Thereby, the liquid feeding speed can be increased. In addition, the flow path A may have a whole or a partial flow path cross-sectional area that continuously decreases toward the downstream.

また、流路Aの断面積は、第2の保持槽に近づくほど小さくなっていることがさらに好ましい。これにより、第2の回転速度での回転時または回転停止時に、重力によって液体が第1の保持槽から第2の保持槽に送液される際に表面張力が作用し、さらに円滑に液体が第2の保持槽に向かって送液される。   Moreover, it is more preferable that the cross-sectional area of the flow path A becomes smaller as it approaches the second holding tank. As a result, when the liquid is fed from the first holding tank to the second holding tank by gravity during rotation at the second rotation speed or when the rotation is stopped, the surface tension acts, and the liquid flows more smoothly. The liquid is fed toward the second holding tank.

また、流路Aは、第1の保持槽から下方内周側に向けて延伸し、途中から下方外周側に向けて屈曲していてもよい。これにより、分析チップの第2の回転速度による回転時または回転停止時に検体が流路Aを通過する際に、流路Aの下部に液残りが生じても、次の第3の回転速度による回転時に、より確実に検体を反応室に送液することが可能になる。   The flow path A may extend from the first holding tank toward the lower inner peripheral side and bend from the middle toward the lower outer peripheral side. As a result, even when liquid remains in the lower part of the flow path A when the sample passes through the flow path A when the analysis chip is rotated at the second rotation speed or when the rotation is stopped, the next third rotation speed is applied. During rotation, the specimen can be more reliably sent to the reaction chamber.

本発明の分析チップにおける前記流路Aは、その内壁の少なくとも一部に親水的な表面を有していることが好ましい。ここで、親水的な表面とは、接触角が90度より小さい表面を意味する。これにより、第1の保持槽から第2の保持槽へ、検体もしくは検体を含む溶液を送液する際、重力に加えて毛細管現象を利用できるので、送液時間、すなわち測定時間の短縮と、測定精度の向上に繋がる。親水的な表面を形成するには、親水性樹脂を用いたり、親水性ポリマーなどを塗布、結合させてもよい。 The flow path A in the analysis chip of the present invention preferably has a hydrophilic surface on at least a part of its inner wall. Here, the hydrophilic surface means a surface having a contact angle smaller than 90 degrees. Thereby, when feeding a specimen or a solution containing a specimen from the first holding tank to the second holding tank, a capillary phenomenon can be used in addition to gravity, so that the liquid feeding time, that is, the measurement time is shortened, This leads to improved measurement accuracy. In order to form a hydrophilic surface, a hydrophilic resin may be used, or a hydrophilic polymer may be applied and bonded.

本発明における「検体の液面を含む平面」とは、検体の液面が平面の場合はそのまま液面を意味し、槽が細い管状で壁面との表面張力によって形成される左右の壁面のメニスカスがつながり、検体の液面が平面以外になる場合は、槽中央での液面の接線方向に延在する面を意味する。   In the present invention, the “plane including the liquid level of the specimen” means the liquid level as it is when the liquid level of the specimen is flat, and the meniscus of the left and right wall surfaces formed by the surface tension with the wall surface is a thin tank. When the liquid level of the specimen is other than a flat surface, it means a surface extending in the tangential direction of the liquid level at the center of the tank.

本発明において、流路Aと第1の保持槽との接続部は、少なくともその一部が分析チップの第1の回転速度による回転時の第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」よりも、回転の内周側に位置することが好ましい。「検体の液面を含む平面よりも回転の内周側に位置する」とは、例えば図21に示すように、第1の回転速度で分析チップを回転させているときに、第1の保持槽4−1中の検体10の液面を含む平面P1よりも流路Aと第1の保持槽4−1との接続点Qが少なくともその一部において内周側(P1で隔てられる2つの空間のうち回転軸側の空間)に位置することを意味する。   In the present invention, at least a part of the connection portion between the flow path A and the first holding tank includes “the liquid level of the sample in the first holding tank when the analysis chip is rotated at the first rotation speed”. It is preferable to be located on the inner peripheral side of the rotation than the “plane”. “Located on the inner peripheral side of rotation with respect to the plane including the liquid level of the specimen” means that the first holding is performed when the analysis chip is rotated at the first rotational speed, as shown in FIG. 21, for example. The connection point Q between the flow path A and the first holding tank 4-1 is at least partially on the inner peripheral side (two separated by P1) from the plane P1 including the liquid level of the specimen 10 in the tank 4-1. It means to be located in the space on the rotation axis side).

図21を例に説明すると、第1の回転速度で分析チップを回転させた際には、プレカラムを通過した検体は、第1の保持槽4−1において遠心力と重力の合力方向に略垂直な液面P1を形成する。この際に、流路Aと第1の保持槽との接続部Qのうちの少なくとも一部を、この検体の液面を含む平面よりも回転軸側に位置させることにより、第1の回転速度における回転中、検体を第1の保持槽4−1中に確実に保持し、他の槽や反応室に流出することを防止することができる。   Referring to FIG. 21 as an example, when the analysis chip is rotated at the first rotation speed, the specimen that has passed through the pre-column is substantially perpendicular to the resultant direction of centrifugal force and gravity in the first holding tank 4-1. A smooth liquid level P1 is formed. At this time, at least a part of the connection portion Q between the flow path A and the first holding tank is positioned closer to the rotation axis than the plane including the liquid level of the sample, thereby the first rotation speed. During rotation, the specimen can be reliably held in the first holding tank 4-1, and can be prevented from flowing out to other tanks or reaction chambers.

本発明における第1の保持槽4−1と流路Aとの接続部Qは、第1の保持槽4−1の下方(重力方向)に位置することが好ましい。これにより、第1の回転速度より低速の第2の回転速度での回転時もしくは回転停止時に、第1の保持槽4−1内で形成される検体の液面を含む平面よりも下方に位置することとなり、第1の保持槽4−1から流路Aを介して検体を第2の保持槽4−2に排出することが可能となる。   It is preferable that the connection part Q of the 1st holding tank 4-1 and the flow path A in this invention is located under the 1st holding tank 4-1 (gravity direction). Thereby, when rotating at the second rotational speed lower than the first rotational speed or when the rotation is stopped, the position is lower than the plane including the liquid level of the specimen formed in the first holding tank 4-1. Thus, the specimen can be discharged from the first holding tank 4-1 through the flow path A to the second holding tank 4-2.

本発明において、流路Aは、少なくともその一部が分析チップの第1の回転速度による回転時の第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」よりも、回転の内周側に延伸することが好ましい。   In the present invention, the flow path A is at least partly on the inner peripheral side of the rotation from the “plane including the liquid level of the sample” in the first holding tank when rotating at the first rotation speed of the analysis chip. It is preferable to stretch the film.

図21を例に説明すると、第1の回転速度で分析チップを回転させた際には、プレカラムを通過した検体は、第1の保持槽4−1において遠心力と重力の合力方向に略垂直な液面P1を形成する。この際に、流路Aは、その前半部分において、少なくとも一部を、この検体の液面を含む平面P1よりも、回転の内周側に延伸している。これにより、第1の回転速度における回転中、検体を第1の保持槽4−1中により確実に保持し、他の槽や反応室に流出することを防止することができる。   Referring to FIG. 21 as an example, when the analysis chip is rotated at the first rotation speed, the specimen that has passed through the pre-column is substantially perpendicular to the resultant direction of centrifugal force and gravity in the first holding tank 4-1. A smooth liquid level P1 is formed. At this time, the flow path A has at least a part of the first half portion extending toward the inner peripheral side of the rotation from the plane P1 including the liquid surface of the specimen. Thereby, during rotation at the first rotation speed, the specimen can be reliably held in the first holding tank 4-1, and can be prevented from flowing out to other tanks or reaction chambers.

本発明の分析チップにおける流路Aは、第2の回転速度による回転時もしくは回転停止時の第1の保持槽内の「検体の液面を含む平面」よりも下方に位置することが好ましい。これにより、第2の回転速度において、第1の保持槽から第2の保持槽への送液を、滞留なく効率よく行うことができる。「「検体の液面を含む平面」よりも下方に位置する」とは、例えば図22に示すように、第2の回転速度で分析チップを回転させているときあるいは回転を停止させているときには、第1の保持槽4−1中の検体10の液面を含む平面P2よりも流路Aが下方の空間(P2で隔てられる2つの空間のうち重力方向の空間)に位置することを意味する。   The flow path A in the analysis chip of the present invention is preferably positioned below the “plane including the liquid level of the sample” in the first holding tank when rotating at the second rotation speed or when rotating. Thereby, at the 2nd rotation speed, the liquid feeding from a 1st holding tank to a 2nd holding tank can be performed efficiently, without staying. “Located below the“ plane including the liquid surface of the specimen ”” means that, for example, as shown in FIG. 22, when the analysis chip is rotated at the second rotational speed or when the rotation is stopped. Meaning that the flow path A is located in a space below the plane P2 including the liquid level of the specimen 10 in the first holding tank 4-1 (the space in the gravity direction of the two spaces separated by P2). To do.

試薬流路は、反応室とプレカラムの間であれば、どこに接続していても構わないが、好ましくは、第2の保持槽または流路Aに接続している。または、第2の保持槽と反応室との間に接続しても良い。プレカラムを通過せずに反応室内へ洗浄液や基質などの試薬を送液することにより、バックグラウンドノイズの低減を可能にする。   The reagent flow path may be connected anywhere as long as it is between the reaction chamber and the precolumn, but is preferably connected to the second holding tank or flow path A. Alternatively, it may be connected between the second holding tank and the reaction chamber. Background noise can be reduced by feeding reagents such as washing liquid and substrate into the reaction chamber without passing through the precolumn.

本発明のプレカラムを有する分析チップにおいては、選択的結合性物質が結合した担体を収容した反応室にて免疫学的測定を行う。前記選択的結合性物質として被検成分(被験物質)と選択的に結合する物質のなかでも抗体を利用する分析方法で、代表的なものとしてELISA(Enzyme−Linked Immunosorbent Assay 固相酵素免疫測定法)、RIA(Radioimmuno assay 放射線免疫測定法)、FIA(Fluorescent immunoassay 蛍光免疫測定法)、FLISA(Fluorescence−linked immunosorbent assay 固相蛍光免疫検定法)等が挙げられるがこの限りではない。さらに、抗原抗体反応以外の被検成分と選択的に結合する物質を組み合わせて利用できる。被検成分と選択的に結合する物質は、抗原と抗体、糖とレクチン、リガンドやレセプター、アビジンとビオチンなどがあり、好ましくは抗原または抗体である。   In the analysis chip having the precolumn of the present invention, immunological measurement is performed in a reaction chamber containing a carrier bound with a selective binding substance. Among the substances that selectively bind to the test component (test substance) as the selective binding substance, an analysis method using an antibody, and representatively, ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay solid phase enzyme immunoassay method) ), RIA (Radioimmunoassay radioimmunoassay), FIA (Fluorescent immunoassay fluoroimmunoassay), FLISA (Fluorescence-linked immunosorbent immunoassay), etc., but not limited thereto. Further, a substance that selectively binds to a test component other than the antigen-antibody reaction can be used in combination. Examples of the substance that selectively binds to the test component include an antigen and an antibody, a sugar and a lectin, a ligand and a receptor, avidin and biotin, and preferably an antigen or an antibody.

本発明における好ましい免疫学的測定方法としては、例えば以下の(1)〜(5)の測定方法が挙げられる。
(1)標識した抗体により標的物質を直接認識して検出する直接法。
(2)標的とする物質を抗体により認識し、標的物質と結合した抗体を、標識した抗体により認識し検出する間接法。
(3)抗体と酵素で標識した一定量の標的物質を加えた試料を反応させて検出する競合法、もしくは、未標識抗体と標識抗体を競合的に標的物質に結合させて検出する競合法。
(4)標的とする物質を固相化した抗体により捕捉し、さらに別の抗体により検出するサンドイッチ法。
(5)標的とする物質を固相化した抗体により捕捉し、さらに別の抗体により標的とする物質を認識し、標的とする物質を認識した抗体を、標識した抗体により検出する三抗体サンドイッチ法。
Examples of preferable immunological measurement methods in the present invention include the following measurement methods (1) to (5).
(1) A direct method in which a target substance is directly recognized and detected by a labeled antibody.
(2) An indirect method in which a target substance is recognized by an antibody, and an antibody bound to the target substance is recognized and detected by a labeled antibody.
(3) A competitive method in which a sample to which a certain amount of target substance labeled with an antibody and an enzyme is added is reacted to detect, or a competitive method in which unlabeled antibody and labeled antibody are competitively bound to a target substance for detection.
(4) A sandwich method in which a target substance is captured by an immobilized antibody and further detected by another antibody.
(5) A three-antibody sandwich method in which a target substance is captured by an immobilized antibody, a target substance is recognized by another antibody, and an antibody that recognizes the target substance is detected by a labeled antibody. .

標的物質の捕捉に、糖とレクチンの結合や、リガンドとレセプターの結合などを利用してもかまわない。また、ABC法やLSAB法など、アビジン、ストレプトアビジンなどを用いて、被検物質を検出する手法を利用しても良い。   For capture of the target substance, binding of sugar and lectin or binding of ligand and receptor may be used. Further, a method of detecting a test substance using avidin, streptavidin, or the like, such as ABC method or LSAB method, may be used.

本発明の分析チップは種々の免疫学的測定に用いることができるが、特にアルカリフォスファターゼ、ペルオキシダーゼなどの酵素を利用した酵素免疫測定が好ましい。本チップは内因性ペルオキシダーゼ様活性物質を好ましく除去する効果を有するプレカラムを搭載しているため、酵素免疫測定、特に酵素としてペルオキシダーゼを利用する酵素免疫測定により好ましく用いることができる。さらに、前記ペルオキシダーゼのなかでも西洋ワサビペルオキシダーゼ(horseradish peroxidase:HRP)を利用する酵素免疫測定に最も好ましく用いることができる。   The analysis chip of the present invention can be used for various immunological measurements, and enzyme immunoassay using enzymes such as alkaline phosphatase and peroxidase is particularly preferable. Since this chip is equipped with a precolumn having an effect of preferably removing endogenous peroxidase-like active substances, it can be preferably used for enzyme immunoassay, particularly enzyme immunoassay using peroxidase as an enzyme. Furthermore, among the peroxidases, it can be most preferably used for enzyme immunoassay using horseradish peroxidase (HRP).

反応室内に収容する、選択的結合性物質(抗原もしくは抗体)が結合した担体の材料は抗原もしくは抗体が結合するものであれば特に限定されず、例えば、ガラス、セラミック(例えばイットリウム部分安定化ジルコニア)、金属(例えば金、白金、ステンレス)、樹脂(例えばナイロンやポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド)、アガロース等を用いることができる。これらの中でも樹脂、特にポリメチルメタクリレート(PMMA)もしくはポリスチレンが好ましく用いられる。   There are no particular limitations on the material of the carrier to which the selective binding substance (antigen or antibody) bound, which is accommodated in the reaction chamber, can be used as long as it binds to the antigen or antibody. For example, glass, ceramic (for example, yttrium partially stabilized zirconia) ), Metal (for example, gold, platinum, stainless steel), resin (for example, nylon, polystyrene, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylamide), agarose, or the like can be used. Among these, a resin, particularly polymethyl methacrylate (PMMA) or polystyrene is preferably used.

反応室内に収容する担体の形状は不織布や繊維、網などの多孔質体でもビーズなどの微粒子であっても、それらの組み合わせであっても良い。   The shape of the carrier accommodated in the reaction chamber may be a porous material such as nonwoven fabric, fiber, or net, fine particles such as beads, or a combination thereof.

反応室内に収容する担体は、反応表面積もしくは反応点を増加させることから、球状、楕円球状の粒子(ビーズ)のほか、円柱、多角柱などのいわゆるマイクロロッド、板状のマイクロプレートであってもよい。なかでも、球状の粒子が好ましい。担体のサイズは、短径が1〜1000μm、好ましくは10〜200μmの範囲であることが好ましい。さらに好ましくは球状で粒径20〜100μmの範囲のマイクロビーズであることが好ましい。   Since the support contained in the reaction chamber increases the reaction surface area or reaction point, in addition to spherical and ellipsoidal particles (beads), so-called microrods such as cylinders and polygonal columns, and plate-like microplates may be used. Good. Of these, spherical particles are preferred. The carrier has a minor axis in the range of 1 to 1000 μm, preferably 10 to 200 μm. More preferably, the microbeads are spherical and have a particle diameter in the range of 20 to 100 μm.

反応室に収容する担体に結合させる選択的結合性物質としては、種々の抗体、FabフラグメントやF(ab')2フラグメントのような抗体の抗原結合性断片、並びに種々の抗原などの中から、免疫学的測定における検体中の被検物質に特異的に結合する抗原や抗体を適宜選択することができる。反応室に収容する担体に結合させる選択的結合性物質は1種類であっても、また複数種類であってもよい。抗原や抗体の担体への結合密度、結合数、結合様式などに特に制限はない。他にも、担体に結合させる選択的結合性物質として選択的結合タンパク質であるアビジンやレクチンなどでも構わない。   As the selective binding substance to be bound to the carrier accommodated in the reaction chamber, various antibodies, antigen-binding fragments of antibodies such as Fab fragments and F (ab ′) 2 fragments, various antigens, etc. An antigen or antibody that specifically binds to a test substance in a sample in immunological measurement can be appropriately selected. The selective binding substance to be bound to the carrier accommodated in the reaction chamber may be one kind or plural kinds. There are no particular restrictions on the binding density, number of bindings, binding mode, etc. of the antigen or antibody to the carrier. In addition, a selective binding protein such as avidin or lectin may be used as the selective binding substance to be bound to the carrier.

反応室内に収容する担体に選択的結合性物質を結合させる方法としては、架橋剤を使って化学的に結合させる方法などを利用することができる。架橋剤には炭素鎖や親水性ポリマー(ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリスルホン酸ナトリウム等)を含んでも構わない。結合方法はこれらに限定されず、例えば担体と選択的結合性物質を緩衝液等の溶液中で混合し接触し結合させる方法も用いることができる。接触による結合は、通常1時間〜24時間(日)、低温、一般には4〜37℃の条件で、必要に応じて攪拌しながら実施することができる。得られた担体は、使用前に緩衝液、洗浄液等で洗浄してもよい。   As a method of binding the selective binding substance to the carrier accommodated in the reaction chamber, a method of chemically binding using a crosslinking agent can be used. The crosslinking agent may contain a carbon chain or a hydrophilic polymer (polyethyleneimine, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, sodium polysulfonate, etc.). The binding method is not limited to these, and for example, a method in which a carrier and a selective binding substance are mixed in a solution such as a buffer solution and contacted to bind can be used. Bonding by contact can be carried out usually under conditions of 1 hour to 24 hours (days) at a low temperature, generally 4 to 37 ° C., with stirring as necessary. The obtained carrier may be washed with a buffer solution, a washing solution or the like before use.

また、反応室に格納する担体のすべてに選択的結合性物質結合されている必要はなく、何も結合しない担体が一部含まれていてもよい。   Further, it is not necessary that all of the carriers stored in the reaction chamber be bonded to the selective binding substance, and a portion of the carrier that does not bind anything may be included.

プレカラムに収容する測定阻害物質を除去する担体(プレカラム用担体)としてはマイクロビーズが好ましく用いられる。プレカラムに用いる測定阻害物質を除去する担体(以下プレカラム用ビーズともいう)の材質としては、樹脂やガラス、セラミック、金属やそれらの複合体などが含まれるが、好ましくはタンパク質の吸着性が高く、非特異的に結合するタンパク質を吸着除去しやすい樹脂が用いられる。樹脂の具体例としては、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネートなどが挙げられるが、好ましくはPMMAが用いられる。なお、担体の製造方法は特に限定されないが、PMMAのビーズを担体として用いる場合は、「川瀬進,“ポリメチルメタクリレート粒子”,繊維学会誌,Vol.60,No.7, pp.P371−P375(2004)」に記載の方法によって作製することができる。   A microbead is preferably used as a carrier (precolumn carrier) for removing a measurement inhibitor contained in the precolumn. Examples of the material for the carrier for removing the measurement inhibitor used in the precolumn (hereinafter also referred to as precolumn beads) include resins, glass, ceramics, metals, and composites thereof, but preferably has high protein adsorptivity, A resin that easily adsorbs and removes non-specifically bound proteins is used. Specific examples of the resin include PMMA (polymethyl methacrylate), polystyrene, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polycarbonate, and the like. Preferably, PMMA is used. In addition, although the manufacturing method of a support | carrier is not specifically limited, When using the bead of PMMA as a support | carrier, Susumu Kawase, "Polymethylmethacrylate particle | grains", Journal of the Fiber Society, Vol.60, No.7, pp.P371-P375 (2004) ".

本発明においてプレカラム用の担体としてビーズを用いる場合、生体試料中の測定阻害物質除去能の観点からビーズの平均粒径は100μm以下が好ましい。また、プレカラム用ビーズの平均粒径が小さすぎるとプレカラムに目詰まりが生じるため、20μm以上が好ましい。より好ましいプレカラム用ビーズの平均粒径としては20−80μmであり、さらに好ましくは25−60μmである。   In the present invention, when beads are used as the carrier for the precolumn, the average particle diameter of the beads is preferably 100 μm or less from the viewpoint of the ability to remove measurement inhibitory substances in biological samples. In addition, if the average particle size of the precolumn beads is too small, the precolumn is clogged, and therefore, 20 μm or more is preferable. The average particle diameter of the precolumn beads is more preferably 20-80 μm, and further preferably 25-60 μm.

プレカラム用ビーズは、反応室内に収容する担体のサイズと比較して大きくても小さくても構わないが、反応室内に収容する担体のサイズと同じもしくは小さい方が好ましい。これにより、プレカラム処理された検体は反応室に詰まることなく確実に送液される効果が得られる。   The precolumn bead may be larger or smaller than the size of the carrier accommodated in the reaction chamber, but is preferably the same as or smaller than the size of the carrier accommodated in the reaction chamber. As a result, it is possible to obtain an effect that the sample subjected to the pre-column treatment is reliably fed without clogging the reaction chamber.

プレカラム用ビーズおよび反応室内に収容する抗原もしくは抗体が結合した担体としての反応室充填用ビーズの平均粒径の測定方法としては、コールターカウンター(米国コールターエレクトロニクス社製)COULTER MULTISIZER II型を用い、約3万個測定し、平均化することで求められる。   As a method for measuring the average particle size of beads for prechamber and reaction chamber filling as a carrier bound with an antigen or antibody accommodated in the reaction chamber, a Coulter counter (manufactured by Coulter Electronics, USA) COULTER MULTISIZER II type is used. It is obtained by measuring 30,000 and averaging.

本発明の分析チップの素材としては各種有機材料、無機材料をあげることができる。例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ABS樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコン等の樹脂、それらの高分子化合物を含む共重合体あるいは複合体;石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、ソーダガラス、ホウ酸ガラス、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス類、セラミックスおよびその複合体などが好ましく用いられる。樹脂は、ガラスなどと比較し、量産性に優れ、コスト、加工性においても優れることから好ましい。樹脂のうち、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンが特に好ましく用いられる。分析チップの反応室部位は光学分析を行うことや、外部から観察が容易になる観点から、少なくとも反応室の一部に透明材料を用いることが好ましい。測光分析におけるバックグラウンドノイズを抑制すべく、チップの一部に黒色の材料を用いることが好ましい。より好ましくは、自家蛍光の低い黒色材料が用いられ、黒色の着色方法は特に限定されないが、例えばカーボンブラックを添加することにより黒色に着色することができる。   Examples of the material of the analysis chip of the present invention include various organic materials and inorganic materials. For example, polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, polystyrene, polytetrafluoroethylene, ABS resin, polydimethylsiloxane, silicon and other copolymers, copolymers or composites containing these high molecular compounds Body: Quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, soda glass, borate glass, silicate glass, borosilicate glass and the like, ceramics and composites thereof are preferably used. Resins are preferable because they are superior in mass productivity and cost and processability as compared with glass and the like. Of the resins, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, polystyrene, polytetrafluoroethylene, and polypropylene are particularly preferably used. It is preferable to use a transparent material for at least a part of the reaction chamber from the viewpoint of performing optical analysis on the reaction chamber portion of the analysis chip and facilitating observation from the outside. In order to suppress background noise in photometric analysis, it is preferable to use a black material for a part of the chip. More preferably, a black material with low autofluorescence is used, and the black coloring method is not particularly limited. For example, it can be colored black by adding carbon black.

本発明の分析チップ製造方法としては、射出成形でも切削加工でもかまわないが、射出成形が特に好ましく用いられる。本発明の分析チップの製造方法としては、射出成形もしくは切削加工したチップの表面にフィルムを貼り付けて封じることで流路を形成する方法であっても良い。フィルムの材料は特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルや、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートおよびそれらに添加物を混入したものなどを用いることができる。また、フィルムは単層でも多層でも構わない。   The analysis chip manufacturing method of the present invention may be injection molding or cutting, but injection molding is particularly preferably used. The analytical chip manufacturing method of the present invention may be a method of forming a flow path by sticking a film on the surface of an injection molded or cut chip and sealing it. The material of the film is not particularly limited, and polyesters such as polyethylene terephthalate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, and those mixed with additives can be used. The film may be a single layer or a multilayer.

本発明の分析チップにおけるプレカラム用担体が充填される領域の容量は、測定阻害物質を除去できるに足りる容量であればよい。測定対象となる試料やその量に応じて調整することが好ましく、例えば、血清または血漿0.1mLに対してプレカラム用担体が充填される領域の容量は0.5μL程度で十分であり、血清または血漿10mLに対しては50μL程度で十分である。例えば、断面の短径が0.1mm〜30mm、流路長が0.2mm〜100mmの範囲にプレカラム用担体を充填し、プレカラムとして用いることができる。プレカラムの形状は、横断面が円、多角形など特に限定されないが、短径(円の場合は直径、多角形の場合は中心を通る最も短い径を意味する)より流路長のほうが長い方が好ましい。   The capacity of the region filled with the precolumn carrier in the analysis chip of the present invention may be a capacity sufficient to remove the measurement inhibitory substance. It is preferable to adjust according to the sample to be measured and the amount thereof. For example, about 0.5 μL is sufficient for the volume of the region filled with the precolumn carrier for 0.1 mL of serum or plasma. About 50 μL is sufficient for 10 mL of plasma. For example, the carrier for a precolumn can be filled in a range where the minor axis of the cross section is 0.1 mm to 30 mm and the flow path length is 0.2 mm to 100 mm and used as a precolumn. The shape of the precolumn is not particularly limited, such as a circle or polygonal cross section, but the channel length is longer than the short diameter (diameter in the case of a circle, the shortest diameter passing through the center in the case of a polygon). Is preferred.

本発明の分析チップを用いて分析する対象となる検体としては、環境分析に用いられる河川・湖沼・海水試料や土壌試料や、アレルゲンや食品衛生検査に用いられる食品試料や、臨床診断に用いられる生体試料などが挙げられる。   Samples to be analyzed using the analysis chip of the present invention include rivers, lakes, seawater samples and soil samples used for environmental analysis, food samples used for allergens and food hygiene tests, and clinical diagnostics. Examples include biological samples.

本発明の分析チップを用いて分析する生体試料としては、生体から採取されるあらゆる液体、例えば、血液、尿、唾液、汗、涙、精液、リンパ液、髄液、滑液、および細胞懸濁液などをそのまま用いることができる。また、生体試料中から細胞成分等を予め除去した試料であってもよい。   Examples of biological samples to be analyzed using the analysis chip of the present invention include all liquids collected from living bodies, such as blood, urine, saliva, sweat, tears, semen, lymph, cerebrospinal fluid, synovial fluid, and cell suspensions. Etc. can be used as they are. Moreover, the sample which removed the cell component etc. previously from the biological sample may be sufficient.

これらの生体試料のうち、血液が好ましく用いられる。この場合の血液は、無処理の状態のものでもよいが、予め血球成分を除去して得られる血漿もしくは血清であることが好ましい。血球成分の除去には、遠心力やフィルターを使用する方法を用いても良いが、遠心力を用いた分離方法が最も好ましい。この血球成分の遠心分離は、本発明の分析チップに供する前に予め行ってもよく、または後述するような血球成分を遠心分離して除去するための分離部を設けた本発明の分析チップを用いてもよい。分離部を設けた本発明の分析チップにおいては、回転による遠心力を利用して、不溶性成分保持槽に血球を保持し、分離液保持槽に血漿もしくは血清を回収することができる。   Of these biological samples, blood is preferably used. The blood in this case may be untreated, but is preferably plasma or serum obtained by removing blood cell components in advance. For removal of blood cell components, a method using centrifugal force or a filter may be used, but a separation method using centrifugal force is most preferable. The centrifugation of the blood cell component may be performed in advance before being applied to the analysis chip of the present invention, or the analysis chip of the present invention provided with a separation part for centrifuging and removing the blood cell component as described later. It may be used. In the analysis chip of the present invention provided with the separation unit, blood cells can be held in the insoluble component holding tank and plasma or serum can be collected in the separation liquid holding tank by utilizing the centrifugal force due to rotation.

分離部を有する本発明の分析チップにおいては、分離部で遠心力により比重で分離すると、血球や比重の大きい澱状の浮遊物が除去されるだけでなく、プレカラム部位で浮遊性の凝集物や内因性ペルオキシダーゼ様活性物質などの遠心分離が困難な測定阻害物質を除去することが可能である。特に、生体試料として血漿や血清を用いた場合、内因性のミエロペルオキシダーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ等の内因性ペルオキシダーゼ様活性物質がHRPを標識酵素として使用する酵素免疫測定法検出の精度を低下させることがしばしば問題となるが、本発明の分析チップによれば、生体試料中から内因性ペルオキシダーゼ様活性物質を好ましく取り除いた後に測定を実施することが可能である。しかも、遠心力により分離部において血球分離を行い、引き続き同じ動力である遠心力によりプレカラム、反応室に順次送液することが可能であるため、新たに別の動力を必要とせず、回転による送液のみで簡便に全血から血球分離して血漿または血清を調製し、測定目的物質の検出まで一体化した系を単一のチップ内で実施することができる。   In the analysis chip of the present invention having a separation part, when the separation part is separated by specific gravity by centrifugal force, not only blood cells and starchy suspended matters having a large specific gravity are removed, but also floating aggregates and It is possible to remove measurement-inhibiting substances that are difficult to centrifuge, such as endogenous peroxidase-like active substances. In particular, when plasma or serum is used as a biological sample, endogenous peroxidase-like active substances such as endogenous myeloperoxidase and glutathione peroxidase often reduce the accuracy of enzyme immunoassay detection using HRP as a labeling enzyme. Although it becomes a problem, according to the analysis chip of the present invention, it is possible to carry out the measurement after preferably removing the endogenous peroxidase-like active substance from the biological sample. In addition, blood cells can be separated in the separation section by centrifugal force, and subsequently sent to the pre-column and reaction chamber sequentially by centrifugal force with the same power. A system in which plasma or serum is prepared by simple blood cell separation from whole blood using only the liquid and integrated until the detection of the target substance can be performed in a single chip.

本発明の分析チップの分析対象としては、生体試料中のタンパク質やペプチド、糖、コレステロール、ビタミン、ステロイド、DNA、RNAなどをはじめとした内因性の物質および、生体に投与した化合物やその代謝物などが挙げられる。分離部を有する本発明分析チップは、免疫学的測定に先立って分離部やプレカラムにて検体を前処理できるため、界面活性剤や有機溶媒を用いた前処理と比較して被検物質への影響が小さいことを特徴としており、例えば熱や界面活性剤、有機溶媒などにより変性しやすいタンパク質を好ましく被検対象物質とすることができる。中でも、血液中のサイトカインや腫瘍マーカーなど疾患に関わるタンパク質を検出することにより好ましく用いられる。   Analysis objects of the analysis chip of the present invention include endogenous substances such as proteins and peptides, sugars, cholesterol, vitamins, steroids, DNA, RNA and the like in biological samples, and compounds administered to living bodies and their metabolites. Etc. Since the analysis chip of the present invention having a separation part can pre-process the specimen in the separation part or pre-column prior to immunological measurement, compared to the pre-treatment using a surfactant or an organic solvent, For example, a protein that is easily denatured by heat, a surfactant, an organic solvent, or the like can be preferably used as a test target substance. Among them, it is preferably used by detecting proteins involved in diseases such as cytokines and tumor markers in blood.

本発明の分析チップは、遠心力を利用して検体中の不溶成分(細胞成分など)を除去する機能を有する分離部を有していてもよい。   The analysis chip of the present invention may have a separation unit having a function of removing insoluble components (such as cell components) in the specimen using centrifugal force.

分離部はプレカラムの上流に位置する構成であることが好ましい。分離部は、回転による遠心力を用いて懸濁液から不溶性成分を分離し、分離液を分取する機能を有する。懸濁液とは細胞などの不溶性成分を含む溶液を意味し、分離液とは懸濁液から不溶性成分が除去された成分を意味する。検体が血液である場合は、分離部において、懸濁液(全血)から不溶性成分(血球成分など)が除去され、分離液(血清、血漿)が分取される。   It is preferable that the separation unit is located upstream of the precolumn. The separation unit has a function of separating insoluble components from the suspension using centrifugal force due to rotation and separating the separated solution. The suspension means a solution containing insoluble components such as cells, and the separation liquid means a component obtained by removing insoluble components from the suspension. When the sample is blood, in the separation unit, insoluble components (blood cell components and the like) are removed from the suspension (whole blood), and the separated solution (serum and plasma) is collected.

本発明の分析チップの一例である、図9に記載の分析チップBを例に、本発明における分離部の構成と機能を説明する。   The configuration and function of the separation unit according to the present invention will be described using the analysis chip B shown in FIG. 9 as an example of the analysis chip of the present invention as an example.

分離部5は、懸濁液保持槽5−1、分離液保持槽5−2、不溶性成分保持槽5−3を備え、回転時における内周側より懸濁液保持槽5−1、分離液保持槽5−2、不溶性成分保持槽5−3の順に配置されている。   The separation unit 5 includes a suspension holding tank 5-1, a separation liquid holding tank 5-2, and an insoluble component holding tank 5-3, and the suspension holding tank 5-1, separation liquid from the inner peripheral side during rotation. It arrange | positions in order of the holding tank 5-2 and the insoluble component holding tank 5-3.

懸濁液保持槽5−1は、懸濁液を保持可能な槽である。回転前もしくは回転停止時に、懸濁液は懸濁液保持槽5−1内に予め貯液される。   The suspension holding tank 5-1 is a tank capable of holding a suspension. The suspension is stored in advance in the suspension holding tank 5-1 before the rotation or when the rotation is stopped.

分離液保持槽5−2は、分析チップを回転させた時に、懸濁液保持槽5−1より送液された懸濁液が遠心分離された分離液を保持可能な槽である。分離液保持槽の形状は、分析チップを回転させた時に一時的に分離液を保持可能であれば良い。必ずしも槽構造をとる必要はなく、流路の壁面の一部分(例えば流路の湾曲部のくぼみ部分など)であっても構わない。   The separation liquid holding tank 5-2 is a tank capable of holding a separation liquid obtained by centrifuging the suspension sent from the suspension holding tank 5-1 when the analysis chip is rotated. The shape of the separation liquid holding tank is not limited as long as the separation liquid can be temporarily held when the analysis chip is rotated. The tank structure is not necessarily required, and may be a part of the wall surface of the flow path (for example, a recessed portion of a curved portion of the flow path).

不溶性成分保持槽5−3は、チップを回転させた時に、懸濁液保持槽5−1より送液された懸濁液中の不溶性成分を保持可能な槽である。   The insoluble component holding tank 5-3 is a tank capable of holding the insoluble component in the suspension fed from the suspension holding tank 5-1 when the chip is rotated.

プレカラムの上流に分離部を有する本発明の分析チップは、遠心力を利用する送液のみで、分離部で血球等の比重の重い測定阻害物質を除去することができ、また比重が軽い測定阻害物質はプレカラムで除去することができる。分離部を有する本発明の分析チップは、測定阻害物質の除去、検体および試薬の送液が、制御された回転による遠心力を利用する送液のみにより行うことが可能である。   The analysis chip of the present invention having a separation part upstream of the pre-column can remove measurement inhibitors having a high specific gravity such as blood cells in the separation part only by liquid feeding using centrifugal force, and measurement inhibition with a low specific gravity. The material can be removed with a pre-column. In the analysis chip of the present invention having the separation unit, the removal of the measurement inhibitory substance and the liquid supply of the specimen and the reagent can be performed only by liquid supply utilizing a centrifugal force by controlled rotation.

本発明の分析チップは、洗浄液や酵素基質、標識抗体、標識抗原などの試薬を貯液する試薬リザーバを有していても良い。試薬を試薬リザーバに貯液させて保管することで、試薬の安定性に優れた条件、すなわち温度や湿度、明暗といった条件下で保管することが可能となる。試薬リザーバは、分析チップに脱着可能な試薬リザーバユニットであってもよい。分析チップの使用時もしくは製造時に、複数の試薬リザーバが設けられた試薬リザーバユニットを分析チップに勘合もしくは接合することで、分析が可能となる。   The analysis chip of the present invention may have a reagent reservoir for storing reagents such as a washing solution, an enzyme substrate, a labeled antibody, and a labeled antigen. By storing the reagent in the reagent reservoir and storing it, it is possible to store the reagent under conditions excellent in reagent stability, that is, conditions such as temperature, humidity, and light and dark. The reagent reservoir may be a reagent reservoir unit that is detachable from the analysis chip. Analysis can be performed by fitting or joining a reagent reservoir unit having a plurality of reagent reservoirs to the analysis chip when the analysis chip is used or manufactured.

本発明の検体の分析方法は、本発明の分析チップを用いるものである。   The sample analysis method of the present invention uses the analysis chip of the present invention.

本発明の分析チップを用いた分析方法では、本発明の分析チップを回転装置に装着し、第1回転速度により回転させた後、第1回転速度よりも低速の第2回転速度による回転もしくは回転停止する工程を含む方法が好ましく用いられる。   In the analysis method using the analysis chip of the present invention, the analysis chip of the present invention is mounted on a rotating device, rotated at a first rotation speed, and then rotated or rotated at a second rotation speed lower than the first rotation speed. A method including a step of stopping is preferably used.

本発明の分析チップを用いた分析方法において、プレカラムに検体を通過させるための第1の回転速度は、反応室に検体を送液するための第3の回転速度と、同一の回転速度であっても、異なっていても良い。好ましくは、第1の回転速度は、第3の回転速度と比較して、速い回転速度(回転数)が選択されることが好ましい。これにより、プレカラム送液時により遠心力を大きくすることができることから、固形分や浮遊物を含有する検体であっても、プレカラムの閉塞を引き起こすことなく送液できる。また、反応室への送液時に、遠心力を小さくすることができることから、抗原抗体反応の時間が延長され、高感度な測定が可能となる。例えば、第1の回転速度より第3の回転速度が10%以上低くすることが好ましい。また、第1の回転速度と第3の回転速度による回転のそれぞれ最後の工程において、1分間程度の短時間、回転数を急上昇させるプロトコルが採用されても良い。この短時間の回転数上昇によって、検体や試薬を完全に振り切ることが可能となり、測定のばらつきを低減させることが可能となる。   In the analysis method using the analysis chip of the present invention, the first rotation speed for passing the specimen through the precolumn is the same as the third rotation speed for feeding the specimen to the reaction chamber. Or different. Preferably, as the first rotation speed, a higher rotation speed (number of rotations) than the third rotation speed is selected. As a result, the centrifugal force can be increased when the pre-column is fed, so that even a specimen containing a solid content or suspended matter can be fed without causing the pre-column to be blocked. Further, since the centrifugal force can be reduced when the solution is fed to the reaction chamber, the time for the antigen-antibody reaction is extended, and highly sensitive measurement is possible. For example, it is preferable that the third rotation speed be 10% or more lower than the first rotation speed. In addition, a protocol for rapidly increasing the rotation speed for a short time of about 1 minute may be employed in the last step of each rotation at the first rotation speed and the third rotation speed. By increasing the number of revolutions in a short time, it is possible to completely shake out the specimen and the reagent, and it is possible to reduce measurement variations.

図9から図20を用いて、本発明の分析チップを用いる検体の分析方法について説明する。   A sample analysis method using the analysis chip of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、図9は、本発明の分析チップの一例である分析チップBで示す図であって、二つの対向する主面Xおよび主面Y(主面Xと対向する主面)、および底面を示す図である。分析チップBは、抗原もしくは抗体が結合した担体を収容可能な反応室2を分析チップの底面に具備し、その上流にプレカラム1を底面に具備する。プレカラム1の外周側には、第1の保持槽4−1を具備し、第1の保持槽の重力方向に位置する第2の保持槽4−2と、第1の保持槽から重力方向に延伸し、第2の保持槽に連通する流路A 4−3とを具備する。第1の保持槽4−1は、その外周側の壁面が、フッ素処理により疎水的な表面となっている。流路A 4−3は、一端回転の内周側に延伸した後、流路途中で外周側に屈曲している。分析チップBは、分離部5をプレカラム1の上流に有しており、分離部5は、回転の内周側から、懸濁液保持槽5−1、分離液保持槽5−2、不溶性成分保持槽5−3により構成されている。分析チップBは、多段送液部6を具備する。多段送液部6は、複数設けられた試薬リザーバ(試薬リザーバユニット)7のうちの幾つかと、勘合により連通する。分離部5および多段送液部6の少なくとも一部が、互いに対向する2つの主面、主面Yと主面X寄りに、それぞれ互いに離間して設けられている。多段送液部から延伸する試薬流路3は、分析チップの主面Yから対向する主面Xへと、分析チップを連通する形で延伸し、第2の保持槽4−2に、外周側に開口して接続している。試薬流路を、対向する主面間を連通させることにより、分析チップの両面(2つの対向する主面)が利用可能になることから、分析チップおよび分析装置の小型化が可能となる。試薬流路が分析チップの対向する2つの主面間を連通することにより、分析チップを小型化することができる。   First, FIG. 9 is a view showing an analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention, and shows two opposing main surfaces X and Y (main surfaces facing the main surface X), and a bottom surface. FIG. The analysis chip B includes a reaction chamber 2 that can accommodate a carrier to which an antigen or an antibody is bound, on the bottom surface of the analysis chip, and a precolumn 1 on the bottom surface. A first holding tank 4-1 is provided on the outer peripheral side of the precolumn 1, a second holding tank 4-2 located in the gravity direction of the first holding tank, and the first holding tank in the direction of gravity. The flow path A 4-3 extends and communicates with the second holding tank. As for the 1st holding tank 4-1, the wall surface of the outer peripheral side becomes a hydrophobic surface by the fluorine treatment. The flow path A 4-3 extends to the inner peripheral side of the one-end rotation and then bends to the outer peripheral side in the middle of the flow path. The analysis chip B has a separation unit 5 upstream of the pre-column 1, and the separation unit 5 includes a suspension holding tank 5-1, a separation liquid holding tank 5-2, an insoluble component from the inner peripheral side of the rotation. It is comprised by the holding tank 5-3. The analysis chip B includes a multistage liquid feeding unit 6. The multistage liquid feeding section 6 communicates with some of a plurality of reagent reservoirs (reagent reservoir units) 7 provided by fitting. At least a part of the separation unit 5 and the multistage liquid feeding unit 6 are provided at two main surfaces facing each other, close to the main surface Y and the main surface X, and separated from each other. The reagent flow path 3 extending from the multistage liquid feeding section extends in such a manner that the analysis chip communicates from the main surface Y of the analysis chip to the opposing main surface X, and is connected to the second holding tank 4-2 on the outer peripheral side. Open and connect to. By connecting the reagent flow path between the opposing main surfaces, both surfaces (two opposing main surfaces) of the analysis chip can be used, and thus the analysis chip and the analyzer can be miniaturized. By connecting the reagent flow path between two opposing main surfaces of the analysis chip, the analysis chip can be reduced in size.

ここで、「主面」とは、分析チップを透過的に見た時に、分析チップのソリッドな厚み内に空間として設けられている槽および流路を観察できる側の面を意味する。例えば形状が多面体の、好ましくは立方体又は直方体の薄板状の、分析チップの場合、互いに対向する2つの面が主面となりうる。   Here, the “main surface” means a surface on the side where a tank and a channel provided as a space within the solid thickness of the analysis chip can be observed when the analysis chip is viewed transparently. For example, in the case of an analysis chip having a polyhedron shape, preferably a cubic or rectangular parallelepiped thin plate shape, two surfaces facing each other can be main surfaces.

次に、図10から図20を用いて、図9に示した本発明の分析チップの一例である分析チップBを用いる検体の分析方法について説明する。   Next, a sample analysis method using the analysis chip B which is an example of the analysis chip of the present invention shown in FIG. 9 will be described with reference to FIGS.

標識抗体101、洗浄液A 104、洗浄液B 105、基質A 102、基質B 103を導入した試薬リザーバ(試薬リザーバユニット)7を、分析チップ本体に装着する。分離部5の懸濁液保持5−1に血液(全血)200を注入し、回転装置(分析装置)に装着する(図10)。   A reagent reservoir (reagent reservoir unit) 7 into which the labeled antibody 101, the cleaning solution A 104, the cleaning solution B 105, the substrate A 102, and the substrate B 103 are introduced is mounted on the analysis chip body. Blood (whole blood) 200 is injected into the suspension holder 5-1 of the separation unit 5 and attached to a rotating device (analyzer) (FIG. 10).

分析チップBを回転させると、試薬リザーバ内の試薬は、分離部5と、多段送液部6と、反応室2にそれぞれ送液される。この時、洗浄液A 104はプレカラム1を通過することなく、試薬流路3を介して反応室2に送液され、反応室2内をプレ洗浄する。同時に、血液から血漿成分202(もしくは血清成分)が分離し、分離液保持槽5−2に保持される(図11)。   When the analysis chip B is rotated, the reagent in the reagent reservoir is sent to the separation unit 5, the multistage liquid feeding unit 6, and the reaction chamber 2, respectively. At this time, the cleaning liquid A 104 does not pass through the pre-column 1 but is sent to the reaction chamber 2 through the reagent flow path 3 to pre-clean the reaction chamber 2. At the same time, the plasma component 202 (or serum component) is separated from the blood and held in the separation liquid holding tank 5-2 (FIG. 11).

回転停止により、分離液保持槽5−2内の血漿成分202(もしくは血清成分)が、標識抗体101と混合されながら、重力により落下する。また、多段送液部6の試薬が重力により落下する(図12)。   By stopping the rotation, the plasma component 202 (or serum component) in the separation liquid holding tank 5-2 is dropped by gravity while being mixed with the labeled antibody 101. Moreover, the reagent of the multistage liquid feeding part 6 falls by gravity (FIG. 12).

次いで、第1の回転速度による回転を行うと、検体(本例では血漿成分202もしくは血清成分)と標識抗体101の混合液がプレカラム1を通過し、プレカラムの外周側に位置する第1の保持槽4−1に保持される。この時、検体中の測定阻害物質がプレカラム1により除去される。また、検体(血漿202)と標識抗体101とが、プレカラム通過時に混合されることから、反応効率が高まる。このように、プレカラム1を通過する溶液は、検体と標識抗体および/または抗原の混合液であることが好ましい。この時、多段送液部6では、試薬が一段ずつ送液される(図13)。   Next, when rotation is performed at the first rotation speed, the mixed solution of the sample (in this example, the plasma component 202 or the serum component) and the labeled antibody 101 passes through the precolumn 1, and the first holding located on the outer peripheral side of the precolumn. It is held in the tank 4-1. At this time, the measurement inhibitory substance in the sample is removed by the precolumn 1. In addition, since the specimen (plasma 202) and the labeled antibody 101 are mixed when passing through the precolumn, the reaction efficiency is increased. Thus, the solution passing through the precolumn 1 is preferably a mixed solution of the specimen, the labeled antibody and / or the antigen. At this time, the reagent is fed step by step in the multistage liquid feeding section 6 (FIG. 13).

次いで、回転停止させると、第1の保持槽4−1に保持されていた検体が、重力の作用により、流路A 4−3を通じて第2の保持槽4−2に送液される。多段送液部6内では試薬が重力の作用により落下する(図14)。   Next, when the rotation is stopped, the specimen held in the first holding tank 4-1 is fed to the second holding tank 4-2 through the channel A 4-3 by the action of gravity. In the multistage liquid feeding section 6, the reagent falls due to the action of gravity (FIG. 14).

次いで第3の回転速度による回転を行うと、検体(血漿202)と標識抗体101の混合液が反応室2に送液される。この時、抗原もしくは抗体が結合した担体表面上で、抗原抗体反応が行われる。多段送液部6内では、洗浄液B 105と基質A102、基質B 103が一段ずつ送液される(図15)。   Subsequently, when the rotation at the third rotation speed is performed, the mixed solution of the specimen (plasma 202) and the labeled antibody 101 is sent to the reaction chamber 2. At this time, the antigen-antibody reaction is carried out on the surface of the carrier to which the antigen or antibody is bound. In the multistage liquid feeding section 6, the cleaning liquid B105, the substrate A102, and the substrate B103 are fed one by one (FIG. 15).

次いで、回転停止させると、多段送液部6内では洗浄液B 105と基質A 102、基質B 103が重力の作用により落下する(図16)。   Next, when the rotation is stopped, the cleaning liquid B 105, the substrate A 102, and the substrate B 103 fall in the multistage liquid feeding section 6 due to the action of gravity (FIG. 16).

次いで、分析チップBを回転させると、洗浄液B 105はプレカラム1を通過することなく、多段送液部6から試薬流路3を介して反応室2に送液され、反応室2内を洗浄する。多段送液部6内では、基質A 102、基質B 103が一段ずつ送液される(図17)。   Next, when the analysis chip B is rotated, the cleaning liquid B 105 is fed from the multistage liquid feeding section 6 to the reaction chamber 2 via the reagent flow path 3 without passing through the precolumn 1 to wash the reaction chamber 2. . In the multistage liquid feeding section 6, the substrate A 102 and the substrate B 103 are fed one by one (FIG. 17).

次いで、回転停止させると、多段送液部6内では基質A 102、基質B 103が重力の作用により落下する(図18)。   Next, when the rotation is stopped, the substrate A 102 and the substrate B 103 fall by the action of gravity in the multistage liquid feeding section 6 (FIG. 18).

次いで、分析チップBを回転させると、基質A 102、基質B 103はプレカラム1を通過することなく、多段送液部6から試薬流路3を介して反応室2に送液され、反応室2内で標識抗体の酵素による酵素反応が進行する(図19)。   Next, when the analysis chip B is rotated, the substrate A 102 and the substrate B 103 do not pass through the pre-column 1 but are sent from the multistage liquid feeding unit 6 to the reaction chamber 2 via the reagent flow path 3, and the reaction chamber 2 The enzyme reaction of the labeled antibody with the enzyme proceeds (FIG. 19).

反応室2内での酵素反応により生じる蛍光、発光または吸光度などを測定することで、検体中の被検物質(測定対象物質)の濃度を得ることができる(図20)。   By measuring fluorescence, luminescence, absorbance, or the like generated by the enzyme reaction in the reaction chamber 2, the concentration of the test substance (measurement target substance) in the sample can be obtained (FIG. 20).

実施例1 分析チップAの作製
次のようにして、図2に示す分析チップ(分析チップA)を作製した。
Example 1 Production of Analysis Chip A An analysis chip (analysis chip A) shown in FIG. 2 was produced as follows.

反応室に充填する、抗原もしくは抗体を結合させた担体として、以下の手法により調製したビーズを用いた。PMMA(ポリメチルメタクリレート)からなるマイクロビーズ(早川ゴム株式会社製 平均粒径28.0マイクロメートル)を加水分解することにより、マイクロビーズ表面にカルボキシル基を露出させ、マイクロビーズ表面のカルボキシル基と、固相化用抗体抗IL−8抗体(PEPROTECH社製)のアミノ基を利用した脱水縮合反応を行い、アミド結合を形成させることにより、マイクロビーズ表面に抗体を結合させ、抗体固相化担体を作製した。   Beads prepared by the following method were used as a carrier to which an antigen or an antibody was bound to be filled in the reaction chamber. By hydrolyzing micro beads made of PMMA (polymethyl methacrylate) (average particle size 28.0 micrometers manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd.), the carboxyl groups are exposed on the surface of the micro beads, An anti-IL-8 antibody (manufactured by PEPROTECH) for immobilization is dehydrated using an amino group to form an amide bond, thereby binding the antibody to the microbead surface, Produced.

分析チップAを構成する反応室(図1)は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)を用いた射出成型品の貼りあわせにより作製し、反応室内には抗体固相化担体を充填した。   The reaction chamber (FIG. 1) constituting the analysis chip A was prepared by bonding injection molded products using PMMA (polymethyl methacrylate), and the reaction chamber was filled with an antibody-immobilized carrier.

分析チップAを構成する試薬リザーバユニット7は、ポリプロピレンを用いた射出成型により作製し、内部に試薬(標識抗体、基質、洗浄液)を充填した。標識抗体として、HRP標識抗IL−8抗体(鎌倉テクノサイエンス社製)を使用した。洗浄液として、0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液を使用した。基質として、過酸化水素水およびAmplexRed(Molecular Probe社製)を使用した。   The reagent reservoir unit 7 constituting the analysis chip A was produced by injection molding using polypropylene and filled with reagents (labeled antibody, substrate, washing solution). As a labeled antibody, an HRP-labeled anti-IL-8 antibody (manufactured by Kamakura Technoscience) was used. As a washing solution, a phosphate buffer containing 0.05% Tween 20 was used. As a substrate, hydrogen peroxide water and AmplexRed (Molecular Probe) were used.

分析チップAの反応室以外の部分については、ポリプロピレンを用いた射出成型により作製し、必要に応じて分離液保持槽の壁面の一部をフロロサーフFS1010−TH−2.0(フロロテクノロジー社製)を用いて疎水処理した。これにポリプロピレンフィルムを接合し、開口部8よりプレカラム用担体スラリーを注入し、5000rpm(プレカラム部位で約1800Gの遠心力を与える回転速度)にて2分間回転させることで、プレカラム部位にプレカラム用担体を充填し、充填後に開口部8はポリプロピレンフィルムでふさいた。プレカラム用担体として、0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液で洗浄したポリメチルメタクリレート(PMMA)ビーズ(早川ゴム株式会社製 平均粒径28.0マイクロメートル)を用い、これをPBSTに分散させてプレカラム用担体スラリーとした。   The parts other than the reaction chamber of the analysis chip A are produced by injection molding using polypropylene. If necessary, a part of the wall surface of the separation liquid holding tank is Fluorosurf FS1010-TH-2.0 (manufactured by Fluoro Technology). Was subjected to a hydrophobic treatment. A polypropylene film is bonded to this, a precolumn carrier slurry is injected from the opening 8, and rotated for 2 minutes at 5000 rpm (rotation speed giving a centrifugal force of about 1800 G at the precolumn part), so that the precolumn carrier is placed in the precolumn part. The opening 8 was covered with a polypropylene film after filling. Polymethylmethacrylate (PMMA) beads (average particle size: 28.0 micrometers, manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd.) washed with a phosphate buffer containing 0.05% Tween 20 were used as a precolumn carrier, and this was dispersed in PBST. Thus, a carrier slurry for precolumn was obtained.

さらに、試薬リザーバと抗体固相化担体を充填した反応室を勘合もしくは接合し、分析チップAを作製した。   Furthermore, the analysis chamber A was manufactured by fitting or joining the reagent reservoir and the reaction chamber filled with the antibody-immobilized carrier.

実施例2 全血中IL−8の測定
実施例1で作製した分析チップAを用いて、全血中に含まれるIL−8の測定を行った。
Example 2 Measurement of IL-8 in whole blood Using the analysis chip A prepared in Example 1, IL-8 contained in whole blood was measured.

実施例1で作製した分析チップAの懸濁液保持槽5−1に全血を導入した。送液装置(遠心装置)にチップを装着し、5000rpm(不溶性成分保持槽部位で約1500Gの遠心力を与える回転速度)にて2分間回転させた。この間、全血中の血球成分が不溶性成分保持槽5−3に沈降し、血漿が分離液保持槽5−2に保持された。試薬リザーバ7内の洗浄液の内、一部の洗浄液は試薬流路3を介して反応室2に送液され、反応室をプレ洗浄した。標識抗体は、分離液保持槽上部に設けられた槽にて保持された。基質および洗浄液の一部は多段送液部6に送液された。   Whole blood was introduced into the suspension holding tank 5-1 of the analysis chip A produced in Example 1. The chip was attached to a liquid feeding device (centrifugal device) and rotated at 5000 rpm (rotational speed giving a centrifugal force of about 1500 G at the insoluble component holding tank part) for 2 minutes. During this time, blood cell components in whole blood settled in the insoluble component holding tank 5-3, and plasma was held in the separation liquid holding tank 5-2. A part of the cleaning liquid in the reagent reservoir 7 was sent to the reaction chamber 2 via the reagent flow path 3 to pre-clean the reaction chamber. The labeled antibody was held in a tank provided in the upper part of the separation liquid holding tank. A part of the substrate and the washing solution was fed to the multistage feeding unit 6.

次いで回転を5分間停止させると、血漿を巻き込みながら標識抗体が重力により落下し、血漿中のIL−8と標識抗体との反応が開始した。多段送液部内の試薬は重力により落下した。   Next, when the rotation was stopped for 5 minutes, the labeled antibody dropped by gravity while entraining the plasma, and the reaction between IL-8 in plasma and the labeled antibody started. The reagent in the multistage liquid feeding part dropped due to gravity.

次いで、分析チップを5000rpm(反応室で約2000Gの遠心力を与える回転速度)にて5分間回転させた。これにより、血漿と標識抗体の混合液がプレカラムおよび反応室を通過した。プレカラムを通過することによって、血漿中の測定阻害物質である内因性酵素活性物質や澱状の浮遊物が吸着除去された。また、プレカラム通過時に標識抗体と血漿の混合液が攪拌され、抗原抗体反応の効率が向上した。続いて、反応室通過時に、血漿と標識抗体の混合液中で形成された、標識抗体と抗原(IL−8)との複合体と、反応室内に収容された担体表面上の抗IL−8抗体とが抗原抗体反応した。基質および洗浄液の一部は多段送液部に送液された。   Next, the analysis chip was rotated for 5 minutes at 5000 rpm (rotation speed giving a centrifugal force of about 2000 G in the reaction chamber). Thereby, the mixed solution of plasma and labeled antibody passed through the precolumn and the reaction chamber. By passing through the pre-column, endogenous enzyme active substances and starchy suspended substances, which are measurement-inhibiting substances in plasma, were adsorbed and removed. In addition, the mixture of the labeled antibody and plasma was agitated during passage through the precolumn, and the efficiency of the antigen-antibody reaction was improved. Subsequently, when passing through the reaction chamber, a complex of labeled antibody and antigen (IL-8) formed in a mixed solution of plasma and labeled antibody, and anti-IL-8 on the surface of the carrier housed in the reaction chamber Antigen reaction with the antibody. A part of the substrate and the washing solution was fed to the multistage feeding unit.

次いで回転を30秒間停止させると多段送液部内の試薬は、多段送液部内で重力の作用により落下した。   Next, when the rotation was stopped for 30 seconds, the reagent in the multistage liquid feeding section fell due to the action of gravity in the multistage liquid feeding section.

次いで、分析チップを5000rpm(反応室で約2000Gの遠心力を与える回転速度)にて2分間回転させた。これにより、多段送液部内の洗浄液が、プレカラムを通過することなく、試薬流路を介して反応室に送液され、反応室内を洗浄した。この間、多段送液部内の基質溶液は、多段送液部内で送液された。   Next, the analysis chip was rotated for 2 minutes at 5000 rpm (rotation speed giving a centrifugal force of about 2000 G in the reaction chamber). As a result, the cleaning liquid in the multistage liquid feeding section was fed to the reaction chamber via the reagent channel without passing through the precolumn, and the reaction chamber was washed. During this time, the substrate solution in the multistage liquid feeding section was fed in the multistage liquid feeding section.

次いで回転を30秒間停止させた。この間、多段送液部内の基質溶液は、多段送液部内で重力の作用により落下した。   The rotation was then stopped for 30 seconds. During this time, the substrate solution in the multistage liquid feeding section fell due to the action of gravity in the multistage liquid feeding section.

次いで、分析チップを5000rpm(反応室で約2000Gの遠心力を与える回転速度)にて15秒間回転させた。これにより、多段送液部内の基質溶液が、プレカラムを通過することなく、試薬流路を介して反応室に送液され、反応室内を満たした。標識抗体の酵素と、基質との酵素反応が開始された。   Next, the analysis chip was rotated for 15 seconds at 5000 rpm (rotational speed giving a centrifugal force of about 2000 G in the reaction chamber). As a result, the substrate solution in the multistage liquid feeding section was fed to the reaction chamber via the reagent channel without passing through the precolumn, and filled the reaction chamber. The enzymatic reaction between the labeled antibody enzyme and the substrate was initiated.

回転停止してから5分間静置した後に反応室部位で生じた蛍光を測定した。   After the rotation was stopped, the fluorescence generated at the reaction chamber was measured after standing for 5 minutes.

バックグラウンドの低い、高感度な測定が可能であった。   A highly sensitive measurement with a low background was possible.

実施例3 分析チップBの作製
次のようにして、図3から図8に示す分析チップ(分析チップB)を作製した。
Example 3 Production of Analysis Chip B The analysis chip (analysis chip B) shown in FIGS. 3 to 8 was produced as follows.

反応室に充填する、抗原もしくは抗体を結合させた担体として、以下の手法により調製したビーズを用いた。PMMA(ポリメチルメタクリレート)からなるマイクロビーズ(早川ゴム株式会社製 平均粒径28.0マイクロメートル)を加水分解することにより、マイクロビーズ表面にカルボキシル基を露出させ、マイクロビーズ表面のカルボキシル基と、固相化用抗体抗IL−8抗体(PEPROTECH社製)のアミノ基を利用した脱水縮合反応を行い、アミド結合を形成させることにより、マイクロビーズ表面に抗体を結合させ、抗体固相化担体を作製した。   Beads prepared by the following method were used as a carrier to which an antigen or an antibody was bound to be filled in the reaction chamber. By hydrolyzing micro beads made of PMMA (polymethyl methacrylate) (average particle size 28.0 micrometers manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd.), the carboxyl groups are exposed on the surface of the micro beads, An anti-IL-8 antibody (manufactured by PEPROTECH) for immobilization is dehydrated using an amino group to form an amide bond, thereby binding the antibody to the microbead surface, Produced.

反応室は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)を用いた射出成型品の貼りあわせにより作製し、反応室内には抗体固相化担体を充填した。   The reaction chamber was prepared by bonding injection molded products using PMMA (polymethylmethacrylate), and the reaction chamber was filled with an antibody-immobilized carrier.

プレカラム用担体として、0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液で洗浄したポリメチルメタクリレート(PMMA)ビーズ(早川ゴム株式会社製 平均粒径28.0マイクロメートル)を用いた。   Polymethylmethacrylate (PMMA) beads (average particle size: 28.0 micrometers manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd.) washed with a phosphate buffer containing 0.05% Tween 20 were used as the precolumn carrier.

プレカラム部は、反応室と同様に、PMMA(ポリメチルメタクリレート)を用いた射出成型品の貼りあわせにより作製し、プレカラム部内にはプレカラム用担体を充填した。   Similarly to the reaction chamber, the precolumn part was prepared by bonding injection-molded products using PMMA (polymethyl methacrylate), and the precolumn part was filled with a precolumn support.

試薬リザーバはポリプロピレンを用いた射出成型により作製し、内部に試薬(標識抗体、基質、洗浄液)を充填した。標識抗体として、HRP標識抗IL−8抗体(鎌倉テクノサイエンス社製)を使用した。洗浄液として、0.05%トゥイーン20含有リン酸緩衝液を使用した。基質として、過酸化水素水およびAmplexRed(Molecular Probe社製)を使用した。   The reagent reservoir was produced by injection molding using polypropylene and filled with reagents (labeled antibody, substrate, washing solution). As a labeled antibody, an HRP-labeled anti-IL-8 antibody (manufactured by Kamakura Technoscience) was used. As a washing solution, a phosphate buffer containing 0.05% Tween 20 was used. As a substrate, hydrogen peroxide water and AmplexRed (Molecular Probe) were used.

分析チップBの一部分、反応室とプレカラム、試薬リザーバ以外の部分については、ポリプロピレンを用いた射出成型により作製し、必要に応じて第1の保持槽の壁面の一部をフロロサーフFS1010−TH−2.0(フロロテクノロジー社製)を用いて疎水処理した。これにポリプロピレンフィルムを両面に接合した。さらに、抗体固相化担体を充填した反応室、プレカラム用担体を充填したプレカラム部を、接着剤により接着し、分析チップBを作製した。   A part of the analysis chip B, a part other than the reaction chamber and the precolumn, and the reagent reservoir are produced by injection molding using polypropylene, and a part of the wall of the first holding tank is made fluorofluorosurf FS1010-TH-2 as necessary. Hydrophobic treatment was carried out using 0.0 (Fluoro Technology). A polypropylene film was bonded to both sides. Further, the reaction chamber filled with the antibody-immobilized carrier and the precolumn part filled with the precolumn carrier were adhered with an adhesive to produce an analysis chip B.

実施例4 全血中IL−8の高感度測定
実施例3で作製した分析チップBを用いて、全血中に含まれるIL−8の測定を行った。
Example 4 High Sensitive Measurement of Whole Blood IL-8 Using the analysis chip B prepared in Example 3, IL-8 contained in whole blood was measured.

実施例3で作製した分析チップBに、試薬リザーバ7を装着し、懸濁液保持槽5−1に全血を導入した。送液装置(遠心装置)にチップを装着し、5000rpm(不溶性成分保持槽部位で約1500Gの遠心力を与える回転速度)にて2分間回転させた。この間、全血中の血球成分が不溶性成分保持槽5−3に沈降し、血漿が分離液保持槽5−2に保持された。試薬リザーバ内の洗浄液の内、一部の洗浄液は試薬流路3を介して反応室2に送液され、反応室をプレ洗浄した。標識抗体は、分離液保持槽上部に設けられた槽にて保持された。基質および洗浄液の一部は多段送液部6に送液された。   The reagent reservoir 7 was attached to the analysis chip B produced in Example 3, and whole blood was introduced into the suspension holding tank 5-1. The chip was attached to a liquid feeding device (centrifugal device) and rotated at 5000 rpm (rotational speed giving a centrifugal force of about 1500 G at the insoluble component holding tank part) for 2 minutes. During this time, blood cell components in whole blood settled in the insoluble component holding tank 5-3, and plasma was held in the separation liquid holding tank 5-2. Of the cleaning liquid in the reagent reservoir, a part of the cleaning liquid was sent to the reaction chamber 2 via the reagent flow path 3 to pre-clean the reaction chamber. The labeled antibody was held in a tank provided in the upper part of the separation liquid holding tank. A part of the substrate and the washing solution was fed to the multistage feeding unit 6.

次いで回転を30秒間停止させると、血漿を巻き込みながら標識抗体が重力により落下し、血漿中のIL−8と標識抗体との反応が開始した。多段送液部内の試薬は重力により落下した。   Next, when the rotation was stopped for 30 seconds, the labeled antibody dropped by gravity while entraining the plasma, and the reaction between IL-8 in plasma and the labeled antibody started. The reagent in the multistage liquid feeding part dropped due to gravity.

次いで、分析チップBを第1の回転速度により回転させた。具体的には、5000rpm(プレカラム部位で約2000Gの遠心力を与える回転速度)にて1分間回転させた。これにより、血漿中の測定阻害物質である内因性酵素活性物質や澱状の浮遊物がプレカラムにより吸着除去された。さらに、プレカラム通過時に標識抗体と血漿の混合液が攪拌され、抗原抗体反応の効率が向上した。プレカラムを通過した血漿と標識抗体の混合液は、第1の保持槽に保持された。この間、多段送液部内の試薬は、多段送液部内で送液された。   Next, the analysis chip B was rotated at the first rotation speed. Specifically, it was rotated for 1 minute at 5000 rpm (rotational speed giving a centrifugal force of about 2000 G at the pre-column part). As a result, endogenous enzyme active substances and starchy suspended substances, which are measurement-inhibiting substances in plasma, were adsorbed and removed by the precolumn. Furthermore, the mixed solution of labeled antibody and plasma was stirred during passage through the precolumn, and the efficiency of the antigen-antibody reaction was improved. The mixed solution of plasma and labeled antibody that passed through the precolumn was held in the first holding tank. During this time, the reagent in the multistage liquid feeding section was fed in the multistage liquid feeding section.

次いで回転を210秒間停止させると、第1の保持槽内の血漿と標識抗体の混合液は、流路Aを介して重力の作用により第2の保持槽に落下した。この間、多段送液部内の試薬は、多段送液部内で重力の作用により落下した。この落下の行程で、標識抗体と血漿の混合液が攪拌され、抗原抗体反応の効率がさらに向上した。   Then, when the rotation was stopped for 210 seconds, the mixed solution of plasma and labeled antibody in the first holding tank dropped into the second holding tank through the flow path A by the action of gravity. During this time, the reagent in the multistage liquid feeding section fell due to the action of gravity in the multistage liquid feeding section. In this dropping process, the mixture of labeled antibody and plasma was stirred, and the efficiency of the antigen-antibody reaction was further improved.

次いで、分析チップBを第3の回転速度により回転させた。具体的には、2000rpm(反応室部位で約300Gの遠心力を与える回転速度)にて4分間回転させた。これにより、血漿と標識抗体の混合液中で形成された、標識抗体と抗原(IL−8)との複合体と、反応室内に収容された担体表面上の抗IL−8抗体とが抗原抗体反応した。その後、5000rpmにて1分間回転させ、反応室内の血漿と標識抗体の混合液を完全に振り切った。この間、多段送液部内の試薬は、多段送液部内で送液された。   Next, the analysis chip B was rotated at the third rotation speed. Specifically, it was rotated for 4 minutes at 2000 rpm (rotational speed giving a centrifugal force of about 300 G at the reaction chamber site). Thereby, the complex of the labeled antibody and the antigen (IL-8) formed in the mixed solution of plasma and the labeled antibody, and the anti-IL-8 antibody on the surface of the carrier accommodated in the reaction chamber are converted into the antigen antibody. Reacted. Thereafter, the mixture was rotated at 5000 rpm for 1 minute, and the mixture of plasma and labeled antibody in the reaction chamber was completely shaken off. During this time, the reagent in the multistage liquid feeding section was fed in the multistage liquid feeding section.

次いで回転を30秒間停止させた。この間、多段送液部内の試薬は、多段送液部内で重力の作用により落下した。   The rotation was then stopped for 30 seconds. During this time, the reagent in the multistage liquid feeding section fell due to the action of gravity in the multistage liquid feeding section.

次いで、分析チップBを回転させた。具体的には、5000rpmにて1分間回転させた。これにより、多段送液部内の洗浄液が、プレカラムを通過することなく、試薬流路を介して反応室に送液され、反応室内を洗浄した。この間、多段送液部内の基質溶液は、多段送液部内で送液された。   Next, the analysis chip B was rotated. Specifically, it was rotated at 5000 rpm for 1 minute. As a result, the cleaning liquid in the multistage liquid feeding section was fed to the reaction chamber via the reagent channel without passing through the precolumn, and the reaction chamber was washed. During this time, the substrate solution in the multistage liquid feeding section was fed in the multistage liquid feeding section.

次いで回転を30秒間停止させた。この間、多段送液部内の基質溶液は、多段送液部内で重力の作用により落下した。   The rotation was then stopped for 30 seconds. During this time, the substrate solution in the multistage liquid feeding section fell due to the action of gravity in the multistage liquid feeding section.

次いで、分析チップBを回転させた。具体的には、5000rpmにて15秒間回転させた。これにより、多段送液部内の基質溶液が、プレカラムを通過することなく、試薬流路を介して反応室に送液され、反応室内を満たした。標識抗体の酵素と、基質との酵素反応が開始された。   Next, the analysis chip B was rotated. Specifically, it was rotated at 5000 rpm for 15 seconds. As a result, the substrate solution in the multistage liquid feeding section was fed to the reaction chamber via the reagent channel without passing through the precolumn, and filled the reaction chamber. The enzymatic reaction between the labeled antibody enzyme and the substrate was initiated.

次いで、5rpmで1〜15分間低速回転させながら、反応室部位で生じた蛍光を経時的に測定した。   Subsequently, the fluorescence generated in the reaction chamber was measured over time while rotating at a low speed of 5 rpm for 1 to 15 minutes.

バックグラウンドの低い、高感度な測定が可能であった。   A highly sensitive measurement with a low background was possible.

実施例5 全血中IL−8の高濃度範囲測定
実施例3で作製した分析チップBを用いて、全血中に含まれるIL−8の高濃度範囲における測定を行った。
Example 5 Measurement of high concentration range of IL-8 in whole blood Using the analysis chip B prepared in Example 3, measurement was performed in a high concentration range of IL-8 contained in whole blood.

第3の回転速度として、4000rpmを選択したこと以外は、実施例4と同様に行った。   The same operation as in Example 4 was performed except that 4000 rpm was selected as the third rotation speed.

第3の回転速度を高めることで、血液中のIL−8を実施例4よりも高濃度の範囲において測定可能であった。この結果から、分析チップBを用いることで、ワイドレンジな測定が可能であることがわかった。   By increasing the third rotation speed, IL-8 in the blood could be measured in a higher concentration range than in Example 4. From this result, it was found that a wide range measurement was possible by using the analysis chip B.

本発明の分析チップを用いれば、バックグラウンドが低く、感度、精度、再現性の高い免疫学的測定が可能である。本発明の分析チップは、臨床検査や食品、環境検査、バイオテクノロジー分野における研究などに利用できる。   By using the analysis chip of the present invention, immunological measurement with low background, high sensitivity, accuracy, and reproducibility is possible. The analysis chip of the present invention can be used for clinical tests, foods, environmental tests, research in the biotechnology field, and the like.

1 プレカラム
2 反応室
3 試薬流路
4−1 第1の保持槽
4−2 第2の保持槽
4−3 流路A
5 分離部
5−1 懸濁液保持槽
5―2 分離液保持槽
5−3 不溶性成分保持槽
6 多段送液部
7 試薬リザーバ(試薬リザーバユニット)
8 開口部
9 抗原もしくは抗体が結合した担体
10 検体
101 標識抗体
102 基質A
103 基質B
104 洗浄液A
105 洗浄液B
200 血液(全血)
201 血球成分
202 血漿成分(血清成分)
P1 第1の回転速度における回転中の、第1の保持槽内における検体の液面を含む平面
P2 第2の回転速度における回転中もしくは回転停止中の、第1の保持槽内における検体の液面を含む平面
Q 第1の保持槽と流路Aの接続点
X 主面X
Y 主面Xと対向する主面Y
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Precolumn 2 Reaction chamber 3 Reagent flow path 4-1 1st holding tank 4-2 2nd holding tank 4-3 Flow path A
5 Separation section 5-1 Suspension holding tank 5-2 Separation liquid holding tank 5-3 Insoluble component holding tank 6 Multistage liquid feeding section 7 Reagent reservoir (reagent reservoir unit)
8 Opening 9 Carrier to which antigen or antibody is bound 10 Specimen 101 Labeled antibody 102 Substrate A
103 Substrate B
104 Cleaning fluid A
105 Cleaning fluid B
200 blood (whole blood)
201 Blood cell component 202 Plasma component (serum component)
P1 A plane including the liquid level of the specimen in the first holding tank during rotation at the first rotation speed P2 The liquid of the specimen in the first holding tank during rotation or stoppage of rotation at the second rotation speed Plane including surface Q Connection point between first holding tank and channel A X Main surface X
Y Main surface Y facing main surface X

Claims (9)

分析チップ外に設けられた重力方向の回転軸に対して、回転による遠心力を用いて検体および試薬を送液し、免疫学的測定を行うための分析チップであって、
抗原または抗体が結合した担体を収容可能な反応室と検体中の測定阻害物質を除去するための担体を収容するプレカラムを反応室上流に有し、
プレカラムの外周側に、第1の回転速度による回転中にプレカラムを通過した検体を保持する第1の保持槽を有し、第1の保持槽と反応室とが連通しており、
第1の保持槽と反応室との間に試薬が流入する試薬流路が接続しており、
該試薬流路の少なくとも一部が回転軸側から外周方向に延伸している、
分析チップ。
An analysis chip for performing an immunological measurement by feeding a specimen and a reagent using a centrifugal force by rotation with respect to a rotation axis in the direction of gravity provided outside the analysis chip,
A reaction chamber that can accommodate a carrier to which an antigen or an antibody is bound and a precolumn that accommodates a carrier for removing measurement-inhibiting substances in the specimen upstream of the reaction chamber;
On the outer periphery of the precolumn, it has a first holding tank that holds the specimen that has passed through the precolumn during rotation at the first rotation speed, and the first holding tank and the reaction chamber communicate with each other.
A reagent flow channel into which the reagent flows is connected between the first holding tank and the reaction chamber;
At least a part of the reagent channel extends in the outer circumferential direction from the rotating shaft side,
Analysis chip.
第1の保持槽の重力方向に位置し、第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度による回転もしくは回転停止時に第1の保持槽から重力の作用により移送された検体を保持する第2の保持槽をさらに有し、第1の保持槽が重力方向に延伸する流路Aにより第2の保持槽と接続し、第2の保持槽が反応室と連通している、請求項に記載の分析チップ。
The first holding tank is located in the gravitational direction of the first holding tank and holds the specimen transferred by the action of gravity from the first holding tank when the rotation is stopped or stopped at the second rotation speed lower than the first rotation speed. further comprising a second holding tank, the flow path a of the first holding tank is extended in the direction of gravity and connects the second holding tank, the second holding tank in communication with the reaction chamber, according to claim 1 Analysis chip as described in.
前記試薬流路が、前記第2の保持槽または流路Aに接続していることを特徴とする、請求項に記載の分析チップ。 The analysis chip according to claim 2 , wherein the reagent channel is connected to the second holding tank or the channel A. 前記第1の保持槽が、その内壁の少なくとも一部に疎水的な壁面を有しており、前記流路Aが、その内壁の少なくとも一部に親水的な壁面を有している、請求項1からのいずれか一項に記載の分析チップ。 The first holding tank has a hydrophobic wall surface on at least a part of its inner wall, and the flow path A has a hydrophilic wall surface on at least a part of its inner wall. The analysis chip according to any one of 1 to 3 . 前記試薬流路が、対向する主面間を連通している、請求項1からのいずれか一項に記載の分析チップ。 The analysis chip according to any one of claims 1 to 4 , wherein the reagent flow path communicates between opposing main surfaces. 請求項1からのいずれか一項に記載の分析チップを用いる、検体の分析方法。 Using analysis chip according to claim 1, any one of 5, the sample analysis method. 前記分析チップに検体を導入した後、分析チップを回転装置に装着し、第1回転速度により回転させた後、第1回転速度よりも低速の第2回転速度による回転もしくは回転停止する工程を含む、請求項に記載の検体の分析方法。 After the sample is introduced into the analysis chip, the analysis chip is mounted on a rotation device, rotated at a first rotation speed, and then rotated or stopped at a second rotation speed lower than the first rotation speed. The method for analyzing a specimen according to claim 6 . 前記分析チップに検体を導入した後、分析チップを回転装置に装着し、第1回転速度による回転で検体にプレカラムを通過させることで検体中の測定阻害物質を除去し、かつプレカラムを通過した検体を第1の保持槽で保持し、第1回転速度よりも低速の第2回転速度による回転もしくは回転停止する工程で検体を第2の保持槽に重力の作用により移送し、第2回転速度よりも高速の第3の回転速度による回転で検体を反応室に送液し、抗原抗体反応を行う工程を含む、請求項に記載の検体の分析方法。 After introducing the sample into the analysis chip, the analysis chip is attached to the rotating device, the measurement inhibitory substance in the sample is removed by passing the precolumn through the sample by rotation at the first rotation speed, and the sample that has passed through the precolumn Is held in the first holding tank, and the specimen is transferred to the second holding tank by the action of gravity in the process of rotating or stopping rotation at the second rotation speed lower than the first rotation speed, and from the second rotation speed. The method for analyzing a specimen according to claim 6 , further comprising a step of feeding the specimen to the reaction chamber by rotation at a high third rotational speed and performing an antigen-antibody reaction. 前記第1の回転速度より、前記第3の回転速度が低いことを特徴とする、請求項に記載の検体の分析方法。
The sample analysis method according to claim 8 , wherein the third rotation speed is lower than the first rotation speed.
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