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WO2007043619A1 - 試験デバイス - Google Patents

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Publication number
WO2007043619A1
WO2007043619A1 PCT/JP2006/320403 JP2006320403W WO2007043619A1 WO 2007043619 A1 WO2007043619 A1 WO 2007043619A1 JP 2006320403 W JP2006320403 W JP 2006320403W WO 2007043619 A1 WO2007043619 A1 WO 2007043619A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction
chamber
sample
channel
liquid
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/320403
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshiomi Nishigaya
Ryuichi Endo
Original Assignee
Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd. filed Critical Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.
Priority to JP2007539983A priority Critical patent/JP4878601B2/ja
Priority to US12/089,925 priority patent/US8043580B2/en
Priority to EP06811691A priority patent/EP1936383A4/en
Publication of WO2007043619A1 publication Critical patent/WO2007043619A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • B01L2400/049—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0688—Valves, specific forms thereof surface tension valves, capillary stop, capillary break

Definitions

  • the present invention relates to a test device suitable for analysis of a liquid sample.
  • a microplate or the like is widely known as a test device having a plurality of reaction units, and usually, a sample is distributed to each reaction unit using a chip or the like. .
  • smaller test devices have been developed, using centrifugal force (see Patent Document 2), or by using negative pressure inside the device (see Patent Document 1), each reaction unit without using a chip or the like.
  • a system has been devised for dispensing liquids.
  • the distribution system using negative pressure has the advantage that it is easier to dispense and requires less time than the method using the tip, but the sample is distributed to each reaction section. Since the sample remains in the flow path for distribution and the reaction parts are in communication with the sample, it was impossible to form a complete independent system.
  • the method of distributing using negative pressure requires a special decompression device (container) for keeping the entire device under negative pressure.
  • An apparatus is required, and the operation is complicated in any case.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-196852
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 7-260774
  • a liquid sample can be distributed to a plurality of reaction units without using a chip for dispensing the sample to the reaction unit by a simple operation, and a liquid sample is provided between the reaction units.
  • the present invention relates to providing a test device that forms an independent reaction system without communication.
  • the present invention is for injecting and holding a liquid sample in a transparent molded body.
  • the storage chamber and the reaction chamber communicate with each other via a distribution channel, and the reaction chamber and the trap chamber Are connected to each other through a suction channel, and relate to a test device having a liquid stopper between the reaction chamber and the trap chamber.
  • the test device of the present invention includes bacteriological tests such as drug sensitivity and identification of microorganisms, biochemical 'immunological tests such as antibody and enzyme activity measurements, and genetic tests such as DNA and RNA detection. It is useful as a device for easily performing optical measurements (absorption measurements, fluorescence measurements, luminescence measurements, etc.) used in
  • FIG. 1 is a plan view of a test device of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the test device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the test device of the present invention (with a second trap chamber provided on the upper part of the distribution channel).
  • IV is a plan view of the test device of the present invention (with a new through channel connecting the distribution channel and the suction channel).
  • FIG. 5 is a plan view of the test device of the present invention (in which a distribution channel is branched).
  • FIG. 6 is a plan view of the test device of the present invention (two storage chambers and a filtration channel between them).
  • FIG. 7 is a plan view of the test device of the present invention (in which a distribution channel is divided into two and a total of 48 reaction chambers are provided).
  • FIG. 8 is a diagram showing a sample distribution procedure using the test device of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a state where a liquid is dispensed using the test device of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing measurement results (
  • FIG. 11 is a graph showing measurement results (MIC) of a culture test. Explanation of symbols
  • the test device of the present invention is used for injecting and trapping a liquid sample in a transparent molded body for injecting and holding a liquid sample, a reaction chamber for reacting the sample, and sucking and trapping the sample after the reaction.
  • a trap chamber, the storage chamber and the reaction chamber communicate with each other via a distribution channel
  • the reaction chamber and the trap chamber communicate with each other via a suction channel
  • a liquid stopper is provided between the reaction chamber and the trap chamber. It has.
  • the device also uses a suction loca provided in the trap chamber and a liquid suction means. For this purpose, the liquid sample is dispensed from the storage chamber to the reaction chamber by aspirating the sample.
  • 1 is a substrate
  • 2 and 16 are storage chambers
  • 3a to 3d are reaction chambers
  • 4 11 and 21 are trap chambers
  • 5 is a suction port
  • 6 is a distribution channel
  • 7 is a suction channel
  • 8 8a to 8d 9, 13, 14 and 19 are liquid stoppers
  • 10 is a film or a resin board
  • 15 is a through flow path
  • 17 is a filtration flow path
  • 18 is an air tank
  • 20 is a connection flow path.
  • FIG. 1 is a plan view showing a basic configuration example of a test device of the present invention.
  • the substrate 1 is a transparent structure for fixing and supporting the storage chamber, reaction chamber, distribution channel, and suction channel to form a molded body, but if the reaction chamber is in a state capable of external force optical measurement, The whole need not be transparent.
  • the material of the substrate is not particularly limited as long as optical measurement and temperature control are possible.
  • metal, glass, quartz glass, alumina, sapphire, false light silicon carbide, silicon oxide, nitride
  • Inorganic materials such as silicon or polyethylene, ethylene vinyl acetate copolymer resin, polypropylene, polystyrene (PS), AS resin, ABS resin, methacrylic resin, polyvinyl chloride, polyamide, polycarbonate (PC), polyethylene
  • organic materials such as terephthalate, polybutylene terephthalate, phenol resin, urea resin, epoxy resin, melamine resin, cycloolefin resin, and acrylic resin (PMMA).
  • the shape of the molded body (substrate) is not particularly limited, but is preferably a plate shape from the viewpoint of directly detecting the biochemical reaction in the reaction chamber from the outside.
  • the molded body is not necessarily integrally molded! As shown in Fig. 2 (side view), it corresponds to a storage chamber, reaction chamber, distribution channel, suction channel, etc.
  • the substrate may be coated with a transparent film, a resin plate, or the like on the plate substrate on which the groove to be formed is formed.
  • the film include silicone resin, polyethylene, ethylene vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl chloride, polyurethane, polybutyl butyral, polyvinyl alcohol, acetate resin, phenol resin, urea resin.
  • organic materials such as epoxy resin and melamine resin, but are not limited thereto.
  • the storage chamber 2 is a portion for injecting and holding a liquid sample, and is opened to the outside by an inlet for injecting the liquid sample.
  • the shape of the storage chamber is not particularly limited, but it is preferable to decrease the cross-sectional area as it goes in the direction of the distribution flow path from the viewpoint that the flow of the liquid can be made uniform.
  • Multiple storage chambers can be provided as required (see Fig. 6), and a flow path (filtration channel 17) having a filtration function can be provided between the storage chambers (see Fig. 6). .
  • the sample liquid is not particularly limited. Liquid samples used in clinical fields such as blood, cerebrospinal fluid, urine, etc .; environmental water, drinking water, food crushing suspensions, etc. Samples: microorganisms (bacteria, fungi, etc.), bacterial suspensions, liquid cultures, etc.
  • the liquid sample injected into the storage chamber 2 is sucked from the suction port 5 provided in the trap chamber 4 by using a suitable liquid suction means such as a syringe pump or a diaphragm pump. It is dispensed into the reaction chambers 3a to 3d via the distribution channel 6.
  • the distribution channel 6 is branched before each reaction chamber and led to the reaction chamber, thereby shortening the time for dispensing the sample into each reaction chamber (see FIGS. 5 to 7).
  • the reaction chambers 3a to 3d can be filled with, for example, a reagent in advance.
  • reagents include antigens, antibodies, medium components, substrates, nucleic acids and the like.
  • the number of reaction chambers is not limited, and the force can be limited to 48, 64, 80, 96, etc. depending on the size of the substrate (see Fig. 7).
  • the reaction result is measured by measuring the reactant in the reaction chamber using optical means.
  • liquid stoppers 8a to 8d are provided between the reaction chambers 3a to 3d and the trap chamber 4, this acts as a resistance, and all the reactions are performed before the liquid stopper is filled with the sample. Samples are distributed to the chambers, and the samples can be reliably distributed to multiple reaction chambers.
  • the structure of the liquid stopper should be designed so that the sample S is not filled with the sample before it is distributed to all the reaction chambers. What is necessary is just to adjust the thickness or depth of a flow path so that it may become smaller than a cross-sectional area.
  • FIG. 3 shows a device in which a second trap chamber 11 having a suction port 12 is newly provided in the upper part of the distribution channel 6. After the liquid sample is distributed to each reaction chamber as described above, the liquid sample remaining in the distribution flow path 6 is recovered into the trap chamber 11 by performing suction from the suction port 12 provided in the trap chamber 11. It becomes possible. As a result, each reaction chamber does not communicate with a liquid sample, and an independent reaction system can be formed.
  • FIG. 4 shows a device provided with a new through channel 15 that connects the distribution channel 6 and the suction channel 7.
  • the liquid sample remaining in the distribution channel 6 is guided to the trap chamber 4 through the through channel 15 if the suction is further continued. Is done.
  • the cross-sectional area of the through flow channel 15 is preferably larger than the cross-sectional area of the suction flow channel 7 and smaller than the cross-sectional area of the distribution flow channel 6.
  • the flow path is designed to selectively penetrate by providing a liquid stop (13, 14) or the like in the through flow path 15 and adjusting the cross-sectional area.
  • FIG. 5 shows a device in which the distribution channel 6 is branched so that the sample is simultaneously distributed to a plurality of reaction chambers.
  • the sample When sucked from the suction port 5 provided in the trap chamber 4, the sample is distributed to each of the eight reaction chambers via the distribution channel 6. When the suction is further continued, the sample in the distribution channel is guided to the trap chamber 4 through the central through channel 15.
  • the time required for distribution can be shortened by branching the distribution channel.
  • the distance between the reaction chambers can be reduced, the overall size can be reduced.
  • FIG. 6 (A) shows a device in which two storage chambers are provided and a filtration channel 17 is provided between them.
  • the sample added to the first storage chamber 2 is guided to the second storage chamber 16 through the filtration channel 17 by suction. Subsequently, the sample is sequentially distributed to the 16 reaction chambers via the distribution channel 6.
  • the distribution channel 6 By dividing the storage chamber into two and providing one or more filtration channels between them, dust in the sample can be filtered, thereby preventing the channels from becoming clogged and causing poor distribution.
  • Fig. 6 (B) is an enlarged view of the reaction chamber portion of the device, and 18 shows oxygen supplied to the reaction chamber.
  • An air tank 19 for supplying water is a liquid stopper (adjusting the thickness of the flow path).
  • the air tank 18 is structured not to be filled with a liquid sample, and an air layer remains even after the sample is distributed, so that oxygen can be supplied and a culture test requiring oxygen can be performed.
  • Fig. 7 (A) shows a device in which a distribution system having two branching distribution channels 6 and a pair of reaction chambers is repeated eight times, and further arranged in three rows to provide a total of 48 reaction chambers.
  • Fig. 7 (B) shows an enlarged view of the reaction chamber.
  • FIG. 8 shows a sample distribution procedure using the test device of the present invention, taking as an example a test device provided with a new through channel that connects the distribution channel and the suction channel.
  • the sample liquid (FIG. 8a) injected into the storage chamber 2 from the injection locuser is sucked by the liquid suction means from the suction port 5 provided in the trap chamber 4, and is passed through the distribution channel 6 to the reaction chamber 3a. It reaches ⁇ 3d and is distributed (Fig. 8b). At this time, the sample liquid temporarily stops due to resistance before the liquid stoppers 8a to 8d, and also stops immediately before the liquid stopper 14. Further, suction is continued to penetrate the flow path with the liquid stopper 14 (FIG. 8c). Continue suction and replace the sample in the distribution channel with air to make each reaction chamber independent (Fig. 8d). Finally, the upper part is sealed to form a closed system.
  • the fluorescent substrate 4-Methylumbellifery 7 ⁇ -D-galactoside 10 ⁇ g / well was dried and fixed in the reaction chamber of the device shown in FIG. E.coli ATCC25922 enriched with a non-selective medium in advance was suspended in sterile physiological saline, dispensed into the specimen tank, and then distributed to each reaction well by suction from the suction port. This was cultured using a commercially available plate reader, and fluorescence (excitation wavelength: 360 nm, fluorescence wavelength: 450 nm) was measured every 1 hour. As shown in FIG. 10, it was confirmed that the fluorescence intensity increased with the lapse of culture time, and it was confirmed that this strain possesses ⁇ -galatatosidase.
  • WST-1 (2- (4-Indophenyl) -3- (4-nitrophenyl) -5- (2,4-disulfophenyl) —2H-tetrazolium, monosodium salt) 130-200 ⁇ g / mL and amikacin (AMK) 0.125 ⁇ g / mL, 0.25 ⁇ g / mL, 0.5 ⁇ g / mL, 1 ⁇ g / mL, 2 ⁇ g / mL, 4 ⁇ g / mL, 8 ⁇ g / mL 16 g / mL and 32 g / mL were dry-fixed.
  • AMK amikacin
  • Ecoli ATCC25922 enriched with non-selective medium is suspended in sterile physiological saline, and diluted with MHB (Mueller Hinton liquid medium) is dispensed into the sample tank and then aspirated through the suction port. To each reaction well. This was cultured using a commercially available plate reader, and the absorbance at 440 nm was measured every 30 minutes.
  • MHB Mediaeller Hinton liquid medium

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Abstract

　チップを用いることなく、複数の反応部に対して簡便な操作で液体試料を分配させることができ、さらに各反応部間が液体試料で連通することなくそれぞれ独立な反応系を実現可能な試験デバイスを提供する。 　透明な成形体の内部に、液体試料を注入・保持するための貯蔵室と、試料を反応させるための反応室と、試料を吸引・トラップするためのトラップ室を具備し、前記貯蔵室と反応室が分配流路を介して連通し、反応室とトラップ室が吸引流路を介して連通し、前記反応室とトラップ室の間に液止め部を有してなる試験デバイス。

Description

明 細 書
試験デバイス
技術分野
[0001] 本発明は、液体試料の分析に適した試験デバイスに関する。
背景技術
[0002] 複数の反応部を有する試験デバイスとして、マイクロプレート等が広く知られており 、通常、試料の分配はチップ等を用いて 1つ 1つの反応部に分注する方法がとられて いる。近年、より小型の試験デバイスが開発され、遠心力を利用したり（特許文献 2参 照）、デバイス内を陰圧にすることで (特許文献 1参照）、チップ等を用いずに各反応 部へ液体を分配するシステムが考案されて 、る。
[0003] 陰圧にすることを利用して分配するシステムでは、チップを用いた方法に比べ、分 注が容易で時間を要さな 、と 、う利点があるが、各反応部へ試料を分配するための 流路には試料が残存してしまい、反応部間が試料で連通した状態となることから、完 全な独立系を形成させることは不可能であった。
[0004] また、陰圧にすることを利用して分配する方法では、デバイス全体を陰圧下におく ための特別な減圧装置 (容器)が必要であり、遠心力を利用する方法においても遠 心装置が必要であり、何れも操作が煩雑である。
特許文献 1：特開平 9— 196852号公報
特許文献 2：特開平 7 - 260774号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、反応部への試料の分注にチップを用いることなぐ複数の反応部に対し て簡便な操作で液体試料を分配させることができ、さらに各反応部間が液体試料で 連通することなぐそれぞれ独立した反応系を形成する試験デバイスを提供すること に関する。
課題を解決するための手段
[0006] すなわち、本発明は、透明な成形体の内部に、液体試料を注入'保持するための 貯蔵室と、試料を反応させるための反応室と、試料を吸引'トラップするためのトラッ プ室を具備し、前記貯蔵室と反応室が分配流路を介して連通し、反応室とトラップ室 が吸引流路を介して連通し、前記反応室とトラップ室の間に液止め部を有してなる試 験デバイスに係るものである。
発明の効果
[0007] 本発明の試験デバイスによれば、複数の反応部に対して簡便な操作で液体試料を 確実に分配させることができ、さらに各反応部間が液体試料で連通することなくそれ ぞれ独立した反応系を形成することが可能である。従って、本発明の試験デバイスは 、微生物の薬剤感受性及び同定等の細菌学的検査、抗体等の測定や酵素活性の 測定等の生化学'免疫学的検査、 DNAや RNA検出等の遺伝子検査等で用いられ る光学的測定 (吸光測定、蛍光測定、発光測定等)等を簡易に行うためのデバイスと して有用である。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明試験デバイスの平面図である。
[図 2]図 1に示す試験デバイスの側面図である。
[図 3]本発明試験デバイス (分配流路の上部に第 2のトラップ室を設けたもの）の平面 図である。
圆 4]本発明試験デバイス (分配流路と吸引流路を接続する新たな貫通流路を設け たもの）の平面図である。
[図 5]本発明試験デバイス (分配流路を分岐させたもの）の平面図である。
[図 6]本発明試験デバイス (貯蔵室を 2つ設け、その間にろ過流路を設けたもの）の平 面図である。
[図 7]本発明試験デバイス (分配流路を 2分岐させ、計 48の反応室を設けたもの）の 平面図である。
[図 8]本発明試験デバイスを用いたサンプルの分配手順を示した図である。
[図 9]本発明試験デバイスを用いて液体を分注した状態を示した図である。
[図 10]培養試験の測定結果（|8—ガラクトシダーゼ)を示したグラフである。
[図 11]培養試験の測定結果 (MIC)を示したグラフである。 符号の説明
1 基板
2 貯蔵室
3, 3a〜3d 反応室
4 トラップ室
5 吸引口
6 分配流路
7 吸引流路
8, 8a〜8d 液止め部
9 液止め部
10 フィルム又は榭脂板
11 トラップ室
12 吸引口
13 液止め部
14 液止め部
15 貫通流路
16 貯蔵室
17 ろ過流路
18 空気槽
19 液止め部
20 接 fe;流路
21 トラップ室
発明を実施するための最良の形態
本発明の試験デバイスは、透明な成形体の内部に、液体試料を注入'保持するた めの貯蔵室と、試料を反応させるための反応室と、反応後の試料を吸引'トラップす るためのトラップ室を具備し、前記貯蔵室と反応室が分配流路を介して連通し、反応 室とトラップ室が吸引流路を介して連通し、前記反応室とトラップ室の間に液止め部 を有してなる。当該デバイスは、トラップ室に設けられた吸引ロカも液体吸引手段を 用 、て試料を吸引することにより、液体試料を貯蔵室から反応室に分注するものであ る。
[0011] 以下に、本発明の実施態様を、図 1〜7を用いて説明する。
図中、 1は基板、 2、 16は貯蔵室、 3、 3a〜3dは反応室、 4、 11及び 21はトラップ室 、 5は吸引口、 6は分配流路、 7は吸引流路、 8、 8a〜8d、 9、 13、 14及び 19は液止 め部、 10はフィルム又は榭脂板、 15は貫通流路、 17はろ過流路、 18は空気槽、 20 は接続流路である。
[0012] 図 1は、本発明試験デバイスの基本的構成例を示した平面図である。
基板 1は、貯蔵室、反応室、分配流路、吸引流路を固定支持し成形体を構成する ための透明な構造体であるが、反応室が外部力 光学測定可能な状態にあれば、 全体が必ずしも透明である必要はな 、。
[0013] 基板の材質は、光学測定や温度制御が可能なものであれば特に限定されるもので はなぐ例えば金属、ガラス、石英ガラス、アルミナ、サフアイャ、フォルスライト、炭化 珪素、酸化珪素、窒化珪素等の無機材料、もしくは、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニ ル共重合榭脂、ポリプロピレン、ポリスチレン (PS)、 AS榭脂、 ABS榭脂、メタクリル 榭脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート（PC)、ポリエチレンテレフタレート 、ポリブチレンテレフタレート、フエノール榭脂、ユリア榭脂、エポキシ榭脂、メラミン榭 脂、シクロォレフイン榭脂、アクリル榭脂 (PMMA)等の有機材料が挙げられる。
[0014] 成形体 (基板)の形状は、特に限定されるものではないが、反応室における生化学 反応を外部から直接検出する点から、プレート形状であるのが好ましい。
[0015] また、成形体 (基板）は、必ずしも一体成形されて!、る必要はなぐ図 2 (側面図）に 示すように、貯蔵室、反応室、分配流路、吸引流路等に相当する溝を形成したプレ ート基板に対して、透明なフィルムや榭脂板等で当該基板を被覆加工することでもよ い。ここで、フィルムとしては、例えば、シリコーン榭脂、ポリエチレン、エチレン酢酸ビ -ル共重合榭脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリビュルブチラール、ポリビニルァ ルコール、酢酸ビュル榭脂、フエノール榭脂、ユリア榭脂、エポキシ榭脂、メラミン榭 脂等の有機材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、ポリ ォレフィンシート、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート等が挙げられる。 [0016] 貯蔵室 2は、液体試料を注入'保持する部位であり、液体試料を注入するための注 入口により外部に開口している。貯蔵室の形状は特に限定されるものではないが、液 体の流れを均一化できる点から、分配流路方向で先に行くに従って断面積を小さく するのが好ましい。貯蔵室は、必要に応じて複数設けることができ（図 6参照）、また、 その貯蔵室間には、ろ過機能を有する流路 (ろ過流路 17)を設けることができる（図 6 参照)。
[0017] 試料液は、特に限定されな ヽが、血液、髄液、尿等の臨床分野で使用される液性 サンプル;環境水、飲料水、食品破砕懸濁液等の環境'食品分野のサンプル;微生 物 (細菌、真菌等）、細菌懸濁液、液体培養物等の微生物'細胞分野のサンプル等 が挙げられる。
[0018] 貯蔵室 2に注入された液体試料は、トラップ室 4に設けられた吸引口 5から、適当な 液体吸引手段、例えばシリンジポンプ、ダイアフラムポンプ等を用いて試料を吸引す ることにより、分配流路 6を介して反応室 3a〜3dに分注される。尚、当該分配流路 6 は、各反応室の手前で分岐させて反応室へ導くことにより、各反応室への試料の分 注時間を短縮することができる（図 5〜7参照)。
[0019] 反応室 3a〜3dには、例えば試薬を予め充填しておくことができる。斯かる試薬とし ては、例えば抗原、抗体、培地成分、基質、核酸等が挙げられる。反応室の数は限 定されるものではなぐ基板の大きさによって制限はある力 48個、 64個、 80個、 96 個等も可能である（図 7参照)。
反応結果の測定は、反応室内部の反応物を光学的手段を用いて測定することによ り行われる。
[0020] 反応室 3a〜3dとトラップ室 4の間には液止め部 8a〜8dが設けられていることから、 これが抵抗となって、この液止め部が試料で満たされる前に全ての反応室に試料が 分配されることになり、複数の反応室に確実に試料を分配することができる。
液止め部の構造は、全ての反応室に試料が分配される前に、試料で満たされること 力 Sないように設計されていればよぐ例えば、吸引流路の断面積が分配流路の断面 積より小さくなるように、流路の太さ又は深さを調整すればよい。
また、トラップ室は、必要に応じて 2以上設けてもよい（図 3,図 7参照)。 [0021] 図 3に、分配流路 6の上部に新たに、吸引口 12を備えた第 2のトラップ室 11を設け たデバイスを示す。上述したように液体試料を各反応室に分配させた後、トラップ室 1 1に設けられた吸引口 12から吸引を行うことにより、分配流路 6に残存する液体試料 をトラップ室 11へ回収することが可能となる。このことにより各反応室は液体試料で連 通することがなくなり、それぞれ独立した反応系を形成することが可能となる。
[0022] 図 4に、分配流路 6と吸引流路 7を接続する新たな貫通流路 15を設けたデバイスを 示す。この場合は、吸引口 5から吸引を行うことにより各反応室に試料を分配した後、 さらに吸引を続けると分配流路 6に残存する液体試料は貫通流路 15を通ってトラップ 室 4へ誘導される。このとき、貫通流路 15の断面積は、吸引流路 7の断面積より大きく 、分配流路 6の断面積よりも小さいことが望ましい。具体的には、貫通流路 15に液止 め部（13, 14)等を設けて断面積を調整することにより、当該流路が選択的に貫通す るように設計される。このように、分配流路と吸引流路の間に新たな貫通流路を設け ることにより、反応室への分配と分配流路中の液体試料の廃棄を 1回の吸引操作で 実施することが可能となる。
[0023] 図 5に、分配流路 6を分岐させて複数の反応室に同時に試料が分配されるようにし たデバイスを示す。
トラップ室 4に設けられた吸引口 5から吸引すると、分配流路 6を介して 8個の各反 応室に試料が分配される。さらに吸引を続けると、分配流路中のサンプルは中央の 貫通流路 15を介してトラップ室 4に誘導される。
本デバイスによれば、分配流路を分岐させたことにより、分配に力かる時間を短縮 することができる。また、各反応室間の間隔を小さくできるため、全体サイズを縮小す ることがでさる。
[0024] 図 6 (A)に、貯蔵室を 2つ設け、その間にろ過流路 17を設けたデバイスを示す。
第 1の貯蔵室 2に添加された試料は、吸引によってろ過流路 17を介して第 2の貯蔵 室 16に誘導される。続いて、分配流路 6を介して 16個の反応室に順次試料が分配さ れる。貯蔵室を 2つに分け、その間に 1以上のろ過流路を設けることにより、試料中の ゴミ等をろ過でき、これにより流路が詰まり分配不良になることを防止できる。
図 6 (B)は、当該デバイスの反応室部分の拡大図であり、 18は、反応室へ酸素を供 給するための空気槽、 19は液止め部（流路の太さを調節）である。空気槽 18には液 体試料が充満しない構造となっており、試料分配後も空気の層が残るため酸素の供 給が可能となり、酸素を必要とする培養試験が可能となる。
[0025] 図 7 (A)に、分配流路 6を 2分岐させ一対の反応室を設けた分配系を 8段繰り返し、 さらにそれを 3列並べて合計 48の反応室を設けたデバイスを示す。また、図 7 (B)に 反応室部分の拡大図を示す。
本デバイスでは、一対の分配系ごとに貫通流路 15及び液止め部が設けられている ことから、各反応室へ確実に試料を分配することが可能である。
[0026] 図 8に、分配流路と吸引流路を接続する新たな貫通流路を設けた試験デバイスを 例に、本発明の試験デバイスを用いたサンプルの分配手順を示す。
すなわち、注入ロカゝら貯蔵室 2に注入された試料液体（図 8a)は、トラップ室 4に設 けられた吸引口 5から液体吸引手段により吸引され、分配流路 6を介して反応室 3a 〜3dに到達し分配される（図 8b)。この時、試料液体は、液止め部 8a〜8dの手前で 抵抗のため一時止まる、同じく液止め部 14の手前でも止まる。さらに吸引を続けて、 液止め部 14のある流路を貫通させる（図 8c)。さらに吸引を続け、分配流路中のサン プルを空気で置換し、各反応室を独立させる（図 8d)。最後に上部をシールし、密閉 系とする。
実施例
[0027] 実施例 1
図 9に示す試験デバイスを用い、精製水 100 Lを注入口に分注してから、吸引口 にシリンジポンプを装着し、吸引した。精製水は図 9に示すとおり、全ての反応室に到 達し、独立な反応系として分注できることが確認された。
[0028] 実施例 2 培養試験（1)
図 7に示すデバイスの反応室に、蛍光基質 4- Methylumbellifery卜 β - D- galactoside 10 μ g/ゥエルを乾燥固定した。あらかじめ非選択培地で増菌した E.coli ATCC25922 を滅菌生理食塩水に懸濁し、検体槽に分注した後、吸引口より吸引することにより各 反応ゥエルに分配した。これを市販のプレートリーダーを用いて培養し、 1時間おきに 蛍光 (励起波長： 360nm、蛍光波長： 450nm)を測定した。 図 10に示すように、培養時間の経過とともに蛍光強度が上昇することが確認され、 本株が β -ガラタトシダーゼを保有することが確認できた。
実施例 3 培養試験（2)
図 7に示すデバイスの反応室に、 WST-1 (2-(4-Indophenyl)-3-(4-nitrophenyl) - 5- ( 2,4— disulfophenyl)— 2H— tetrazolium, monosodium salt) 130〜200 μ g/mLとアミカシン（ AMK) 0.125 μ g/mL, 0.25 μ g/mL, 0.5 μ g/mL, 1 μ g/mL, 2 μ g/mL, 4 μ g/mL, 8 μ g/mL, 16 g/mL、 32 g/mLを乾燥固定した。あら力じめ非選択培地で増菌した E.c oli ATCC25922を滅菌生理食塩水に懸濁し、さらに MHB (ミュラーヒントン液体培地） で希釈したものを検体槽に分注した後、吸引口より吸引することにより各反応ゥエル に分配した。これを市販のプレートリーダーを用いて培養し、 30分おきに 440nmの吸 光度を測定した。
図 11に示すように、菌の増殖に伴い吸光度が上昇することが確認され、薬剤濃度 による増殖曲線の違いから最小発育阻止濃度 (MIC)を算出することができた。

Claims

請求の範囲
[1] 透明な成形体の内部に、液体試料を注入'保持するための貯蔵室と、試料を反応 させるための反応室と、試料を吸引'トラップするためのトラップ室を具備し、前記貯 蔵室と反応室が分配流路を介して連通し、反応室とトラップ室が吸引流路を介して連 通し、前記反応室とトラップ室の間に液止め部を有してなる試験デバイス。
[2] 反応室を複数有する請求項 1記載の試験デバイス。
[3] 反応室毎に液止め部を有する請求項 2記載の試験デバイス。
[4] 貯蔵室と反応室とを連通する分配流路に、吸引口を具備する第 2のトラップ室を連 通させてなる請求項 1〜3のいずれか 1項記載の試験デバイス。
[5] 分配流路と吸引流路の間に新たな貫通流路を設けてなる請求項 1〜4のいずれか
1項記載の試験デバイス。
[6] 分配流路を反応室の手前で分岐させてなる請求項 2〜5の！、ずれか 1項記載の試 験デバイス。
[7] 更に、反応室へ酸素を供給するための空気槽を設けてなる請求項 1〜6のいずれ カゝ 1項記載の試験デバイス。
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