JP2013113690A - Analysis element, analyzer and analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分析素子、分析装置および分析方法に関する。本発明は、特に、血液中に含まれている特定の成分(例えば抗原、抗体、酵素、基質、サイトカインなど)を検出および分析する分析素子(チップ)、分析装置、および上記成分を検出および分析する方法に関する。 The present invention relates to an analysis element, an analysis apparatus, and an analysis method. In particular, the present invention provides an analysis element (chip) for detecting and analyzing a specific component (for example, antigen, antibody, enzyme, substrate, cytokine, etc.) contained in blood, an analysis device, and detecting and analyzing the component. On how to do.
抗原抗体反応を用いた免疫分析法は、医療分野、生化学分野、またはアレルゲン等を測定する分野などにおける分析および計測に使用される方法として有用である。しかし、従来の免疫分析法は、分析に長時間を要する、操作が煩雑であるなどの問題を有している。 An immunoassay method using an antigen-antibody reaction is useful as a method used for analysis and measurement in the medical field, biochemical field, or the field of measuring allergens. However, the conventional immunoassay has problems such as a long time for the analysis and complicated operation.
近年、半導体の微細加工技術などを応用したマイクロ化技術(Micro Electro Mechanical System、MEMS)が開発されている。そして、タンパク質、遺伝子などの生化学分野における分析においては、抗原抗体反応を用いたマイクロ化技術(Micro Total Analytical System、μ−TAS)が急速に発展している。 In recent years, a micro technology (Micro Electro Mechanical System, MEMS) applying a micro processing technology of a semiconductor has been developed. In the biochemical analysis of proteins, genes, etc., micro technology using antigen-antibody reaction (Micro Total Analytical System, μ-TAS) is rapidly developing.
例えば、特許文献1には、幅がマイクロメートルオーダーの長さである微細流路(以下、「マイクロチャネル」ともいう。)が表面上に形成された基板を有するマイクロチャネル型の分析装置が開示されている。特許文献1に記載の分析装置は、マイクロチャネルに固定化された抗体または人工抗体などを用いて、抗原などの検出対象の物質(以下、「対象物質」ともいう。)を分析するというものであり、このような分析装置を用いて分析時間の短縮化または分析操作の簡略化を実現することが提案されている。 For example, Patent Document 1 discloses a microchannel-type analyzer having a substrate on a surface of which a microchannel (hereinafter also referred to as “microchannel”) having a width on the order of micrometers is formed. Has been. The analysis apparatus described in Patent Document 1 analyzes a substance to be detected such as an antigen (hereinafter also referred to as “target substance”) using an antibody or an artificial antibody immobilized on a microchannel. It has been proposed to shorten the analysis time or simplify the analysis operation using such an analysis apparatus.
特許文献1に開示された分析装置の構造を図7に示す。図7に示すように、このマイクロチャネル型分析装置は、ガラス、プラスチックなどの透光性材料からなる基板110の表面に、マイクロチャネル111、溶液をマイクロチャネル111に導入する導入孔112、溶液を溜める液溜め部113、および、溶液を分析装置から排出する排出孔114が形成されている。導入孔112および排出孔114は、それぞれマイクロチャネル111の両端に設けられており、排出孔114には液溜め部113が連結されている。マイクロチャネル111内には、抗体固定部115が設けられている。抗体固定部115には、溶液中の対象物質と特異的に結合する抗体が周知の固定化方法(例えば、物理的な吸着を用いて固定する方法、抗体が有するアミノ基と固定部の官能基との間に共有結合を形成して固定する方法など)によって固定化されている。なお、抗体とは、対象物質に対して特異的な親和性を有する物質である。 The structure of the analyzer disclosed in Patent Document 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 7, this microchannel type analyzer has a microchannel 111, an introduction hole 112 for introducing a solution into the microchannel 111, and a solution on the surface of a substrate 110 made of a light-transmitting material such as glass or plastic. A liquid storage part 113 for storing the liquid and a discharge hole 114 for discharging the solution from the analyzer are formed. The introduction hole 112 and the discharge hole 114 are respectively provided at both ends of the microchannel 111, and the liquid reservoir 113 is connected to the discharge hole 114. In the microchannel 111, an antibody fixing part 115 is provided. The antibody fixing part 115 has a well-known fixing method (for example, a method using physical adsorption to fix an antibody that specifically binds to a target substance in a solution, an amino group of the antibody, and a functional group of the fixing part. For example, a method of forming a covalent bond between them and fixing them. An antibody is a substance having specific affinity for a target substance.
図8は、図7に示す分析装置を使用した、対象物質の分析方法を説明するための図である。図8に示すように、対象物質120を含むサンプル溶液と、標識抗体123を含む溶液とを混合する。標識抗体123は、光学的に検出可能な標識物質121と、対象物質120に結合可能な抗体122とが結合して形成されたものである。この標識抗体123と対象物質120とが結合して、免疫複合体124(標識抗体123と対象物質120との反応によって生じた複合体)が形成される。 FIG. 8 is a diagram for explaining a method of analyzing a target substance using the analyzer shown in FIG. As shown in FIG. 8, the sample solution containing the target substance 120 and the solution containing the labeled antibody 123 are mixed. The labeled antibody 123 is formed by binding an optically detectable labeling substance 121 and an antibody 122 capable of binding to the target substance 120. The labeled antibody 123 and the target substance 120 are combined to form an immune complex 124 (a complex generated by the reaction between the labeled antibody 123 and the target substance 120).
次いで、この免疫複合体124を含む溶液を、図7に示す導入孔112から外部ポンプを用いて導入し、マイクロチャネル111内に流通させる。免疫複合体124を含む溶液が抗体固定部115に到達すると、図8に示すように、溶液中の免疫複合体124と、抗体固定部115に固定化された抗体125とが結合する。これにより、抗体固定部115において、「固定化された抗体125−対象物質120−標識抗体123」から構成される複合体126が形成される。 Next, the solution containing the immune complex 124 is introduced from the introduction hole 112 shown in FIG. When the solution containing the immune complex 124 reaches the antibody fixing part 115, as shown in FIG. 8, the immune complex 124 in the solution and the antibody 125 immobilized on the antibody fixing part 115 are combined. As a result, a complex 126 composed of “immobilized antibody 125—target substance 120—labeled antibody 123” is formed in the antibody fixing unit 115.
その後、抗体固定部115にて形成された複合体126中の標識抗体123に結合されている標識物質121を光学的に検出することによって、対象物質120を検出する。標識物質121の検出には、例えば、使用する標識物質121の種類に応じて、紫外可視分光分析、蛍光分析、化学発光分析、熱レンズ分析などの所定の分析機器が用いられて、標識物質121の光吸収、蛍光または発光などを検出することによって実施される。 Thereafter, the target substance 120 is detected by optically detecting the labeled substance 121 bound to the labeled antibody 123 in the complex 126 formed by the antibody fixing unit 115. For the detection of the labeling substance 121, for example, according to the type of the labeling substance 121 to be used, a predetermined analytical instrument such as an ultraviolet-visible spectroscopic analysis, a fluorescence analysis, a chemiluminescence analysis, or a thermal lens analysis is used. It is carried out by detecting light absorption, fluorescence or luminescence of the light.
濃度が既知の対象物質120を含む標準溶液に対して上述の対象物質の分析方法を適用して、対象物質120の濃度についての検量線を作製する。この検量線を用いて、対象物質120の濃度が不明の溶液における、対象物質120の濃度を測定することが可能となる。 A calibration curve for the concentration of the target substance 120 is created by applying the target substance analysis method described above to a standard solution containing the target substance 120 with a known concentration. Using this calibration curve, it is possible to measure the concentration of the target substance 120 in a solution whose concentration of the target substance 120 is unknown.
特許文献1に開示されたようなマイクロチャネルチップを用いて簡易な検査チップを作製した場合、チップ内に二次抗体及び基質を保存することで、ユーザーは試薬を装置にセットすることなく簡易に検査を行うことが可能となる。しかしながら、チップ製造後の保存状態、製造後から使用するまでの期間の差異、および/または、使用する環境(温度、湿度など)の差異により、測定結果の値が実際の値とは異なるものになる。そのためユーザーが、実際の値とは異なる値を正しい検査結果であると誤認してしまう危険性が生じる。保存状態、使用するまでの期間、使用環境に関しては、全てユーザー側に起因している条件であり、マイクロチャネルチップの製造者側が制御不可能な条件である。そのためマイクロチャネルチップの製造者は、正しい検査結果の値をユーザーに提供することが非常に困難であった。 When a simple test chip is manufactured using a microchannel chip as disclosed in Patent Document 1, the user can easily store a secondary antibody and a substrate in the chip without setting a reagent in the apparatus. Inspection can be performed. However, due to differences in the storage conditions after chip manufacture, the period from manufacture to use, and / or differences in the environment (temperature, humidity, etc.) used, the measurement results may differ from the actual values. Become. For this reason, there is a risk that the user mistakes a value different from the actual value as a correct test result. Regarding the storage state, the period until use, and the use environment, all conditions are attributed to the user side, and are the conditions that cannot be controlled by the manufacturer of the microchannel chip. Therefore, it has been very difficult for the manufacturer of the microchannel chip to provide the user with a correct value of the test result.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、試薬を保存したマイクロチャネルチップを使用する際、保存状態、使用するまでの期間、使用環境に関してユーザーが気にすることなく、正しい値を検出結果として提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to make the user aware of the storage state, the period until use, and the usage environment when using the microchannel chip storing the reagent. Without providing a correct value as a detection result.
本発明に係る分析素子は、上記課題を解決するために、流体、および、上記流体中の検出すべき物質を捕捉するとともに標識物質が結合している第一の捕捉物質、を流すための流路と、上記流路内に設けられているとともに、上記流体中の検出すべき物質を捕捉するための第二の捕捉物質が配置されている検出部と、上記流路内に設けられているとともに、上記第一の捕捉物質を捕捉するための第三の捕捉物質が配置されている参照検出部と、が設けられた分析素子であって、上記第三の捕捉物質は、飽和吸着にて上記第一の捕捉物質を捕捉することを特徴としている。換言すれば、上記構成では、上記第三の捕捉物質が、当該第三の捕捉物質が吸着し得る最大量の第一の捕捉物質を捕捉するように、上記流路に対して第一の捕捉物質が流されている。 In order to solve the above-described problems, an analytical element according to the present invention captures a fluid and a first capturing material that captures a substance to be detected in the fluid and has a labeling substance bound thereto. A channel, a detection unit in which a second capture substance for capturing the substance to be detected in the fluid is disposed, and a detection unit provided in the flow path. And a reference detection unit in which a third capture substance for capturing the first capture substance is disposed, wherein the third capture substance is obtained by saturated adsorption. The first capturing substance is captured. In other words, in the above-described configuration, the third capture substance captures the first capture substance with respect to the flow path so that the maximum amount of the first capture substance that can be adsorbed by the third capture substance is captured. Material is being washed away.
検出部の信号値は、サンプル中に含まれる対象物質(検出すべき物質)の濃度により値が上下する以外に、保存環境や使用環境により値が実際の信号値から差異を生じる。しかしながら、上記構成であれば、参照検出部の信号値は、必ず飽和吸着で捕捉された第一の捕捉物質の量(常に一定の量)に相当する信号値が検出されるため、参照検出部の信号値を参照することで上記要因の影響を排除することが可能になる。 The signal value of the detection unit varies depending on the concentration of the target substance (substance to be detected) contained in the sample, and the value differs from the actual signal value depending on the storage environment and use environment. However, with the above configuration, since the signal value of the reference detection unit always detects a signal value corresponding to the amount of the first capture substance captured by saturation adsorption (always a constant amount), the reference detection unit It is possible to eliminate the influence of the above factors by referring to the signal value.
例えば、第一の捕捉物質に結合している標識物質が発する信号(例えば、蛍光)は、様々な条件によって変化する。例えば、標識物質が古くなれば、当該標識物質が発する信号は、時間が経つのに伴って弱くなる。つまり、一定量の標識物質が発する信号は、常に一定であるわけではない。このとき、上記構成であれば、第三の捕捉物質が常に一定量の第一の捕捉物質を結合することができるので、たとえ標識物質が古くなっていたとしても、検出を行う時点における、一定量の第一の捕捉物質あたりの信号(例えば、蛍光の強度)を検出することができる。そして、当該信号(一定量の第一の捕捉物質あたりの信号)に基づいて、上記検出部にて検出される信号を補正することによって、上記検出部で捕捉されている第一の捕捉物質の量を正確に算出することができる。第一の捕捉物質は、流体中の検出すべき物質を捕捉するものなので、検出部に捕捉されている第一の捕捉物質の量を正確に算出することができれば、検出部に捕捉されている検出すべき物質の量も正確に算出することができる。 For example, the signal (for example, fluorescence) emitted from the labeling substance bound to the first capture substance varies depending on various conditions. For example, if the labeling substance becomes old, the signal emitted by the labeling substance becomes weaker with time. That is, the signal emitted by a certain amount of labeling substance is not always constant. At this time, with the above configuration, since the third capture substance can always bind a certain amount of the first capture substance, even if the labeling substance is old, it is constant at the time of detection. A signal (eg, fluorescence intensity) per amount of the first capture material can be detected. And based on the said signal (signal per fixed amount of 1st capture | acquisition substances), by correcting the signal detected by the said detection part, of the 1st capture | acquisition substance captured by the said detection part The amount can be calculated accurately. Since the first capture substance captures the substance to be detected in the fluid, if the amount of the first capture substance captured by the detection unit can be accurately calculated, the first capture substance is captured by the detection unit. The amount of substance to be detected can also be accurately calculated.
本発明に係る分析素子では、上記参照検出部は、上記検出部の下流側に設けられていることが好ましい。 In the analysis element according to the present invention, it is preferable that the reference detection unit is provided on the downstream side of the detection unit.
上記構成であれば、第一の捕捉物質は検出部を通過した後、参照検出部に送液されるため、検出部の反応(第二の捕捉物質による、検出すべき物質の捕捉)を優先させることが可能となる。また、対象物質も参照検出部を通過する前に検出部で反応させることができるため、参照検出部に対する非特異吸着などの影響を少なくすることができる。 If it is the said structure, since a 1st capture substance passes through a detection part and is sent to a reference detection part, it will give priority to reaction of a detection part (capturing of the substance which should be detected by a 2nd capture substance) It becomes possible to make it. In addition, since the target substance can also be reacted at the detection unit before passing through the reference detection unit, the influence of non-specific adsorption or the like on the reference detection unit can be reduced.
本発明に係る分析素子では、上記流路に流される上記第一の捕捉物質の量は、上記第二の捕捉物質の量と上記第三の捕捉物質の量との和以上の量であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the amount of the first capture substance flowing in the flow path is an amount equal to or greater than the sum of the amount of the second capture substance and the amount of the third capture substance. Is preferred.
上記構成であれば、第一の捕捉物質の量は、参照検出部において必ず飽和吸着になるように捕捉される条件が成り立つため、第一の捕捉物質の量の調整を簡易的に行うことができる。また、上記構成によれば、より正確に、対象物質を測定することができる。 With the above configuration, the amount of the first trapping substance can be easily adjusted because the amount of the first trapping substance is satisfied so that the reference detection unit always captures saturated adsorption. it can. Moreover, according to the said structure, a target substance can be measured more correctly.
本発明に係る分析素子では、上記流路は、分岐しており、上記分岐した流路の1つに、上記検出部が設けられており、上記分岐した流路とは別の流路に、上記参照検出部が設けられていることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the flow path is branched, and the detection unit is provided in one of the branched flow paths, and the flow path is different from the branched flow path. It is preferable that the reference detection unit is provided.
上記構成であれば、参照検出部と検出部とがそれぞれ独立して反応できるため、お互いに影響することなく検出することが可能となる。 If it is the said structure, since a reference detection part and a detection part can react independently, respectively, it becomes possible to detect without affecting each other.
本発明に係る分析素子では、上記流路に流される上記第一の捕捉物質の量は、上記検出部における上記第二の捕捉物質の量または上記参照検出部における上記第三の捕捉物質の量の2倍以上であることが好ましい。 In the analysis element according to the present invention, the amount of the first capture substance flowing in the flow path is the amount of the second capture substance in the detection unit or the amount of the third capture substance in the reference detection unit. It is preferable that it is 2 times or more.
上記構成であれば、第一の捕捉物質の量は参照検出部において必ず飽和吸着になるように捕捉される条件が成り立つため、第一の捕捉物質の量の調整を簡易的に行うことができる。また、上記構成によれば、より正確に、対象物質を測定することができる。 With the above configuration, the amount of the first capture substance can be easily adjusted because the amount of the first capture substance is satisfied so that the reference detection unit always captures the saturated adsorption. . Moreover, according to the said structure, a target substance can be measured more correctly.
本発明に係る分析素子は、上記第一の捕捉物質を保存するとともに、当該第一の捕捉物質を上記流路内へ導入するための第一の保存部が設けられていることが好ましい。 The analytical element according to the present invention preferably includes a first storage unit for storing the first capture substance and introducing the first capture substance into the flow path.
上記構成であれば、ユーザーは第一の捕捉物質を別に用意することなく検出を行うことができる。チップ内に第一の捕捉物質を保存することで、検出信号が分析素子製造後の時間経過や保存状態に依存することになるが、本発明の分析素子であれば参照検出部により、その影響を無視することが可能となる。 If it is the said structure, a user can detect, without preparing a 1st capture substance separately. By storing the first capture substance in the chip, the detection signal depends on the passage of time and the storage state after manufacturing the analytical element. Can be ignored.
本発明に係る分析素子は、上記標識物質と反応する化学物質を保存するとともに、当該化学物質を上記流路内へ導入するための第二の保存部が設けられていることが好ましい。 The analytical element according to the present invention is preferably provided with a second storage unit for storing a chemical substance that reacts with the labeling substance and for introducing the chemical substance into the flow path.
上記構成であれば、ユーザーは、標識物質と反応する化学物質を別に用意することなく検出を行うことができる。上記のように、検出信号は分析素子製造後の時間経過や保存状態などに依存するが、参照検出部により簡易に校正することが可能である。 If it is the said structure, a user can detect, without preparing the chemical substance which reacts with a labeling substance separately. As described above, the detection signal depends on the passage of time and the storage state after the analysis element is manufactured, but can be easily calibrated by the reference detection unit.
本発明に係る分析素子では、上記流体を受容するとともに、当該受容した流体を上記流路へ導入するための導入部が設けられていることが好ましい。 In the analysis element according to the present invention, it is preferable that an introduction portion for receiving the fluid and introducing the received fluid into the flow path is provided.
上記構成であれば、分析素子内に導入部が存在するため、容易に送液することが可能となる。 If it is the said structure, since an introducing | transducing part exists in an analysis element, it becomes possible to send liquid easily.
本発明に係る分析素子では、上記参照検出部および上記検出部は、同一の検出手段を備えていることが好ましい。 In the analysis element according to the present invention, it is preferable that the reference detection unit and the detection unit include the same detection means.
上記構成であれば、同一の検出手段で検出するため、例えば熱などの使用環境の変化により検出器自身が影響を受けても、その影響を排除することができる。 If it is the said structure, in order to detect by the same detection means, even if the detector itself is influenced by the change of use environments, such as heat, the influence can be excluded.
本発明に係る分析素子では、上記参照検出部および上記検出部は、それぞれ作用電極および参照電極を備えていることが好ましい。 In the analysis element according to the present invention, it is preferable that the reference detection unit and the detection unit each include a working electrode and a reference electrode.
上記構成を用いれば、検出部において、対象物質を電気化学的に検出することが可能となる。電気化学的に検出される対象物質は、それ自身が電気化学的に活性なものであってもよいし、電気化学的に活性な物質で修飾されたものであってもよい。対象物質を電気化学的に検出する方法としては、電気化学的に活性な物質から得られる電流値を検出電極にて測定すればよい。 If the said structure is used, it will become possible to detect a target substance electrochemically in a detection part. The target substance to be detected electrochemically may be one that is electrochemically active per se, or one that is modified with an electrochemically active substance. As a method for electrochemically detecting a target substance, a current value obtained from an electrochemically active substance may be measured with a detection electrode.
本発明に係る分析素子では、上記作用電極および上記参照電極は、大きさが同一であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, it is preferable that the working electrode and the reference electrode have the same size.
上記構成であれば、同一の大きさの電極を用いるので、電極界面に拡がる拡散層の大きさを考慮しなくとも、簡易に信号値同士を比較することが可能となる。 With the above configuration, since the electrodes having the same size are used, it is possible to easily compare the signal values without considering the size of the diffusion layer spreading on the electrode interface.
本発明に係る分析素子では、上記検出部および上記参照検出部は、光透過性を有する材料によって形成されていることが好ましい。 In the analysis element according to the present invention, it is preferable that the detection unit and the reference detection unit are formed of a light-transmitting material.
上記構成によれば、検出部において対象物質を光学的に検出することが可能となる。光学的に検出される対象物質は、自身が光学特性を有しているものであってもよいし、光学特性を有する物質で修飾されたものであってもよい。光学特性としては、例えば、吸光特性、発光特性および発色特性が挙げられる。なお、発光には蛍光が包含される。光学特性を有する物質としては、例えば、吸光色素、発光色素および発色色素が挙げられる。対象物質を光学的に検出する方法としては、上述の光学特性を検出する方法であればよい。このような方法としては、例えば、紫外可視分光分析法、蛍光分析法、化学発光分析法、または熱レンズ分析法などの従来公知の方法が挙げられる。光学特性を有している対象物質を用いれば、その光学特性を測定(化学発光量変化や蛍光変化、吸光度変化を測定)することによって定量的な測定が可能となる。 According to the above configuration, the target substance can be optically detected by the detection unit. The target substance to be detected optically may be one that has optical characteristics or may be modified with a substance that has optical characteristics. Examples of the optical characteristics include light absorption characteristics, light emission characteristics, and color development characteristics. Note that the emission includes fluorescence. Examples of the substance having optical characteristics include a light absorbing dye, a light emitting dye, and a coloring dye. As a method for optically detecting the target substance, any method can be used as long as it detects the above-described optical characteristics. Examples of such methods include conventionally known methods such as ultraviolet-visible spectroscopy, fluorescence analysis, chemiluminescence analysis, and thermal lens analysis. If a target substance having optical characteristics is used, quantitative measurement can be performed by measuring the optical characteristics (measurement of chemiluminescence amount change, fluorescence change, and absorbance change).
本発明に係る分析素子では、上記第一の捕捉物質が、上記検出すべき物質に対する抗体であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the first capture substance is preferably an antibody against the substance to be detected.
生化学的な分析に用いられるマイクロチャネル型の分析装置の検出対象となる物質は、生体内タンパク質であることが多い。変性しにくい抗体は、捕捉物質として使用するには最適な物質である。 A substance to be detected by a microchannel type analyzer used for biochemical analysis is often an in vivo protein. Antibodies that are difficult to denature are optimal substances for use as capture substances.
本発明に係る分析素子では、上記第二の捕捉物質が、上記検出すべき物質に対する抗体であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the second capture substance is preferably an antibody against the substance to be detected.
生化学的な分析に用いられるマイクロチャネル型の分析装置の検出対象となる物質は、生体内タンパク質であることが多い。変性しにくい抗体は、捕捉物質として使用するには最適な物質である。 A substance to be detected by a microchannel type analyzer used for biochemical analysis is often an in vivo protein. Antibodies that are difficult to denature are optimal substances for use as capture substances.
本発明に係る分析素子では、上記第三の捕捉物質が、上記第一の捕捉物質に対する抗体であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the third capture substance is preferably an antibody against the first capture substance.
生化学的な分析に用いられるマイクロチャネル型の分析装置の検出対象となる物質は、生体内タンパク質であることが多い。変性しにくい抗体は、捕捉物質として使用するには最適な物質である。 A substance to be detected by a microchannel type analyzer used for biochemical analysis is often an in vivo protein. Antibodies that are difficult to denature are optimal substances for use as capture substances.
本発明に係る分析素子では、上記標識物質が、酵素であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the labeling substance is preferably an enzyme.
上記構成であれば、酵素を標識物質として使用するため、第一の捕捉物質の量を酵素基質反応させることで簡便に検出することができる。 If it is the said structure, since an enzyme is used as a labeling substance, the quantity of the 1st capture | acquisition substance can be easily detected by carrying out an enzyme substrate reaction.
本発明に係る分析素子では、上記標識物質が、蛍光材料であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the labeling substance is preferably a fluorescent material.
上記構成であれば、蛍光材料を標識物質として使用するため、直接蛍光検出することで簡便に検出することが可能となる。 If it is the said structure, since a fluorescent material is used as a labeling substance, it becomes possible to detect simply by carrying out a direct fluorescence detection.
本発明に係る分析素子では、上記化学物質が、酵素と反応する基質であることが好ましい。 In the analytical element according to the present invention, the chemical substance is preferably a substrate that reacts with an enzyme.
上記構成であれば、対象物質を簡易的に、酵素基質反応により検出することが可能となる。 If it is the said structure, it becomes possible to detect a target substance simply by enzyme substrate reaction.
本発明に係る分析素子では、上記検出部の信号値および上記参照検出部の信号値から導出される検出信号値と、上記検出すべき物質の濃度との相関関係に関する情報が書き込まれたバーコードまたはICタグが設けられていることが好ましい。 In the analysis element according to the present invention, a barcode in which information relating to the correlation between the detection signal value derived from the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit and the concentration of the substance to be detected is written Alternatively, an IC tag is preferably provided.
上記構成であれば、チップに予め情報を書き込んでおくことができる。なお、製造時のロットや試薬のロットに応じ、書き込む情報を変えることが可能となる。 With the above configuration, information can be written in advance on the chip. The information to be written can be changed according to the lot at the time of manufacture and the lot of the reagent.
本発明に係る分析装置は、上記課題を解決するために、本発明に係る分析素子を備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an analysis apparatus according to the present invention is characterized by including the analysis element according to the present invention.
上記構成であれば、参照検出部の信号値は、必ず飽和吸着になるように捕捉された第一の捕捉物質に相当する値が検出されるため、参照検出部の信号値を参照することで、使用環境などの影響を排除することが可能となる。 If it is the said structure, since the value corresponding to the 1st capture | acquisition substance capture | acquired so that it may become saturation adsorption | suction is surely detected for the signal value of a reference detection part, by referring the signal value of a reference detection part, It becomes possible to eliminate the influence of the usage environment.
本発明に係る分析装置では、上記検出部の信号値と上記参照検出部の信号値とを比較した相対信号値から、上記検出すべき物質の濃度を算出することが好ましい。 In the analyzer according to the present invention, it is preferable to calculate the concentration of the substance to be detected from a relative signal value obtained by comparing the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit.
上記構成であれば、チップ製造後の時間経過や保存状態、使用環境による影響を、例えば参照検出部の信号値との比をとり相殺することで、対象物質の濃度に依存した信号値のみ得ることが可能となる。比の他にも差や補正係数を掛けるなど補正手段は問わない。 If it is the said structure, only the signal value depending on the density | concentration of a target substance will be obtained by offsetting the influence by the time passage after a chip manufacture, a preservation | save state, and a use environment, for example by taking a ratio with the signal value of a reference detection part. It becomes possible. In addition to the ratio, any correction means such as a difference or a correction coefficient may be used.
本発明に係る分析装置は、上記参照検出部の信号値が基準値以下の場合に、警告を発することが好ましい。 The analyzer according to the present invention preferably issues a warning when the signal value of the reference detection unit is equal to or less than a reference value.
上記構成であれば、信頼の無いデータをユーザーに表示することなく、警告を発することで、ユーザーに検出エラーが生じたことを伝えることができる。 With the above configuration, it is possible to notify the user that a detection error has occurred by issuing a warning without displaying unreliable data to the user.
本発明に係る分析装置は、上記検出部の信号値および上記参照検出部の信号値を検出する検出手段が同じであることが好ましい。 In the analysis apparatus according to the present invention, it is preferable that the detection means for detecting the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit are the same.
上記構成であれば、同一の検出手段を用いるため、上記検出部の信号値および上記参照検出部の信号値に対して、共通の検出器を用いることができ、分析装置の構成を簡易化することができる。 With the above configuration, since the same detection means is used, a common detector can be used for the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit, thereby simplifying the configuration of the analyzer. be able to.
本発明に係る分析装置は、バーコードまたはICタグ用のリーダーが設けられていることが好ましい。 The analyzer according to the present invention is preferably provided with a reader for barcode or IC tag.
上記構成であれば、分析素子に設けられたバーコードまたはICタグから情報を読み取ることが可能となる。そして、読み取った情報を校正などに使用できる。 If it is the said structure, it will become possible to read information from the barcode provided in the analysis element or the IC tag. The read information can be used for calibration.
本発明に係る分析方法は、上記課題を解決するために、本発明の分析素子を用い、上記参照検出部の信号値と上記検出部の信号値とを比較して、検出信号値を算出することを特徴としている。 The analysis method according to the present invention calculates the detection signal value by comparing the signal value of the reference detection unit and the signal value of the detection unit using the analysis element of the present invention in order to solve the above problem. It is characterized by that.
上記構成であれば、チップ製造後の時間経過や保存状態、使用環境による影響を、参照検出部の信号値と検出部の信号値との比などをとって相殺することで、対象物質の濃度に依存した信号値のみを得ることが可能となる。 With the above configuration, the concentration of the target substance can be determined by offsetting the influence of the elapsed time, storage state, and usage environment after chip manufacture by taking the ratio of the signal value of the reference detection unit to the signal value of the detection unit. It is possible to obtain only signal values depending on the.
本発明に係る分析方法では、上記検出信号値は、上記検出部の信号値と上記参照検出部の信号値との比から算出されることが好ましい。 In the analysis method according to the present invention, the detection signal value is preferably calculated from a ratio between the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit.
上記構成であれば、チップ製造後の時間経過や保存状態、使用環境による影響を、参照検出部の信号値と検出部の信号値との比をとり相殺することで、対象物質の濃度に依存した信号値のみ得ることが可能となる。 With the above configuration, it depends on the concentration of the target substance by offsetting the influence of the elapsed time, storage state, and usage environment after chip manufacture by taking the ratio of the signal value of the reference detector to the signal value of the detector. Only the obtained signal value can be obtained.
本発明に係る分析方法では、上記参照検出部の信号値が基準値以下である場合に、検出エラーと判断することが好ましい。 In the analysis method according to the present invention, it is preferable to determine a detection error when the signal value of the reference detection unit is equal to or less than a reference value.
上記構成であれば、信頼の無いデータをユーザーに表示することなく、ユーザーに検出エラーを伝えることができる。 If it is the said structure, a detection error can be conveyed to a user, without displaying unreliable data to a user.
発明に係る分析方法では、上記検出信号値と上記検出すべき物質の濃度との相関関係を予め上記分析素子へ入力し、上記検出信号値と上記相関関係とから、上記検出すべき物質の濃度を算出することが好ましい。 In the analysis method according to the invention, a correlation between the detection signal value and the concentration of the substance to be detected is input to the analysis element in advance, and the concentration of the substance to be detected is determined from the detection signal value and the correlation. Is preferably calculated.
上記構成であれば、参照検出部と検出部とを用いて検出信号値を算出するため、実際の値に近い値を出力とすることが可能となる。 If it is the said structure, since a detection signal value is calculated using a reference detection part and a detection part, it becomes possible to make a value close | similar to an actual value into an output.
本発明に係る分析方法では、上記分析素子の製造ロットおよび試薬ロットの少なくとも一方に関する情報に基づいて、上記相関関係を補正することが好ましい。 In the analysis method according to the present invention, it is preferable to correct the correlation based on information on at least one of the manufacturing lot and the reagent lot of the analytical element.
上記構成であれば、製造ロットおよび試薬ロットの差異により生じた上記相関関係の差異を補正することが可能となる。 If it is the said structure, it will become possible to correct | amend the said difference of the correlation produced by the difference of a manufacturing lot and a reagent lot.
本発明に係る分析方法では、上記情報を、上記分析素子に設けられたバーコードまたはICタグから読み取ることが好ましい。 In the analysis method according to the present invention, it is preferable that the information is read from a barcode or an IC tag provided on the analysis element.
上記構成であれば、ユーザーに手間をかけさせること無く、簡便に補正を行うことが可能となる。 If it is the said structure, it will become possible to correct | amend simply, without making a user trouble.
本発明によれば、マイクロチャネルチップを製造した後の保存状態、使用するまでの期間または使用環境に依存することなく、本来の正確な値を検出することができる。 According to the present invention, the original accurate value can be detected without depending on the storage state after manufacturing the microchannel chip, the period until use or the use environment.
本発明によれば、簡便な構成を有する素子または装置によって、本来の正確な値を検出することができる。 According to the present invention, an original accurate value can be detected by an element or device having a simple configuration.
以下、本発明に係る分析装置の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明は、これらに限定されない。なお、以下ではマイクロチャネル型の分析装置を例にして本発明を説明しているが、本発明に係る分析装置はマイクロチャネル型に限定されず、例えば、マイクロキャピラリ型の分析装置もまた本発明の範囲に含まれる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an analyzer according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these. In the following, the present invention is described by taking a microchannel type analyzer as an example. However, the analyzer according to the present invention is not limited to the microchannel type. For example, a microcapillary type analyzer is also included in the present invention. Included in the range.
本明細書において、用語「サンプル」とは、分析装置の導入部に導入される検体(被検物)をいい、検出の対象としている目的物質(対象物質)を含んでいても、いなくてもよい。 In this specification, the term “sample” refers to a specimen (test object) introduced into the introduction unit of the analyzer, and may include a target substance (target substance) to be detected. Also good.
本明細書において、用語「捕捉物質」とは、対象物質と特異的に相互作用することによって、この対象物質と共有結合または非共有結合を形成する物質をいう。捕捉物質は、具体的に、対象物質との間でホストとゲストとの関係を有する物質であり、捕捉物質としては、例えば、抗原、抗体、酵素、基質、リガンド、レセプター、DNA、糖、ペプチド、合成高分子(例えばモレキュラーインプリントポリマー)などが挙げられる。 In this specification, the term “capturing substance” refers to a substance that forms a covalent bond or a non-covalent bond with the target substance by specifically interacting with the target substance. The capture substance is specifically a substance having a relationship between a host and a guest with the target substance. Examples of the capture substance include antigens, antibodies, enzymes, substrates, ligands, receptors, DNA, sugars, peptides And synthetic polymers (for example, molecular imprint polymer).
本明細書において、用語「上流」および「下流」は、微小流路内における流体の流れを基準とした概念であり、液体が流れていく方向を「下流」、液体の流れと逆方向を上流と呼ぶ。特に説明を加えない限り、流路における導入部方向が「上流」である。 In this specification, the terms “upstream” and “downstream” are concepts based on the flow of fluid in the microchannel, and the direction in which the liquid flows is “downstream” and the direction opposite to the flow of the liquid is upstream. Call it. Unless otherwise specified, the introduction portion direction in the flow channel is “upstream”.
〔実施の形態1〕
図1に基づいて、本発明の実施の形態1について説明する。図1、図2および図3は、本発明の実施の形態1に係るマイクロチャネル型分析装置の平面図である。
[Embodiment 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, 2 and 3 are plan views of the microchannel type analyzer according to Embodiment 1 of the present invention.
<1.マイクロチャネル型分析装置>
本実施形態に係るマイクロチャネル型分析装置(マイクロチャネルチップ)は、基板100、および基板100と重ね合わせる蓋101(図示なし)を備えており、基板100の表面には、凹状の微細な溝(マイクロチャネル2)が形成されている。また、蓋101無しで、基板100に微細な貫通穴(マイクロチャネル2)を形成してもよい。なお、本明細書中において、「微細」とは、μmオーダーの径を有していることが意図され、具体的には、半導体の微細加工技術を用いて形成され得る程度のサイズが意図される。
<1. Microchannel analyzer>
The microchannel type analyzer (microchannel chip) according to this embodiment includes a substrate 100 and a lid 101 (not shown) that overlaps the substrate 100, and a concave fine groove (not shown) is formed on the surface of the substrate 100. A microchannel 2) is formed. Further, a fine through hole (microchannel 2) may be formed in the substrate 100 without the lid 101. In the present specification, “fine” is intended to have a diameter on the order of μm, and specifically, a size that can be formed using a semiconductor microfabrication technique. The
マイクロチャネル2は、本実施形態に係る分析装置の流路を規定する。基板100の表面には、導入すべき流体を受容する導入部1、および流路から流体を排出する排出部7がさらに形成されており、それぞれマイクロチャネル2の両端と連結している。すなわち、マイクロチャネル2は、導入部1と排出部7とを基板100の表面上にて接続している。導入部1は、マイクロチャネル2へ導入する流体を貯留する部位であり得、排出部7は、マイクロチャネル2から排出される流体を貯留する部位であり得る。なお、本明細書中では、必要に応じて、マイクロチャネル2と導入部1または排出部7との境界部を、導入孔または排出孔(図示せず)と称する。 The microchannel 2 defines the flow path of the analyzer according to the present embodiment. On the surface of the substrate 100, an introduction part 1 for receiving a fluid to be introduced and a discharge part 7 for discharging the fluid from the flow path are further formed, and are connected to both ends of the microchannel 2, respectively. That is, the microchannel 2 connects the introduction part 1 and the discharge part 7 on the surface of the substrate 100. The introduction part 1 may be a part that stores fluid introduced into the microchannel 2, and the discharge part 7 may be a part that stores fluid discharged from the microchannel 2. In the present specification, the boundary portion between the microchannel 2 and the introduction portion 1 or the discharge portion 7 is referred to as an introduction hole or a discharge hole (not shown) as necessary.
このような基板100に蓋101を重ね合わせることによって、マイクロチャネル2は、基板の外部から隔離される。ただし、基板100または蓋101を貫通する第1および第2の貫通孔(図示せず)が、それぞれ導入部1および排出部7と基板の外部とを連通する。これにより、基板の外部からマイクロチャネル2へ流体を供給したり、マイクロチャネル2から基板の外部へ流体を排出したりすることができる。 By overlaying the lid 101 on such a substrate 100, the microchannel 2 is isolated from the outside of the substrate. However, first and second through holes (not shown) penetrating the substrate 100 or the lid 101 communicate the introduction portion 1 and the discharge portion 7 with the outside of the substrate, respectively. Thereby, the fluid can be supplied to the microchannel 2 from the outside of the substrate, and the fluid can be discharged from the microchannel 2 to the outside of the substrate.
さらに、マイクロチャネル2内には、マイクロチャネル2内を流れる流体中の物質を検出するための検出部3が設けられている。この検出部3には、検出および分析の対象となる物質を捕捉する第二の捕捉物質4が固定化されている。さらに、マイクロチャネル2内には、分析装置内に保存された標識された第一の捕捉物質および化学物質の活性を評価するための参照検出部5が設けられている。この参照検出部5には、第一の捕捉物質を捕捉する第三の捕捉物質6が固定化されている。検出部3と参照検出部5とは、マイクロチャネル2内であれば何処に設けられても構わないが、好ましくは、導入部1側に検出部3、排出部7側に参照検出部5を設けることが反応性の観点から好ましい。 Further, a detection unit 3 for detecting a substance in the fluid flowing in the microchannel 2 is provided in the microchannel 2. A second capture substance 4 that captures a substance to be detected and analyzed is immobilized on the detection unit 3. Further, in the microchannel 2, a reference detection unit 5 for evaluating the activities of the labeled first capture substance and chemical substance stored in the analyzer is provided. A third capture substance 6 that captures the first capture substance is immobilized on the reference detection unit 5. The detection unit 3 and the reference detection unit 5 may be provided anywhere within the microchannel 2, but preferably, the detection unit 3 is provided on the introduction unit 1 side, and the reference detection unit 5 is provided on the discharge unit 7 side. It is preferable from the viewpoint of reactivity.
なお、図示していないが、本実施形態に係る分析装置は、マイクロチャネル2内の流体の、導入部1から排出部7への移動を促進する駆動手段が、導入部1および排出部7の少なくとも一方に連結されていてもよい。このような駆動手段としては、例えば、押出しポンプおよび吸引ポンプが挙げられる。押出しポンプを用いて流体をマイクロチャネル2内へ送り込む場合は、押出しポンプを導入部1に連結すればよく、吸引ポンプを用いて流体をマイクロチャネル2内から引き出す場合は、吸引ポンプを排出部7に連結すればよい。また、上述したようなポンプを用いる以外に、従来公知の方法(例えば、毛管現象を用いた方法、または、吸水物質を用いた方法)で溶液を流すこともできる。 Although not shown, in the analyzer according to the present embodiment, the driving means for promoting the movement of the fluid in the microchannel 2 from the introduction unit 1 to the discharge unit 7 is performed by the introduction unit 1 and the discharge unit 7. It may be connected to at least one. Examples of such driving means include an extrusion pump and a suction pump. When the fluid is fed into the microchannel 2 using the extrusion pump, the extrusion pump may be connected to the introduction unit 1. When the fluid is drawn out from the microchannel 2 using the suction pump, the suction pump is discharged to the discharge unit 7. Can be linked to. In addition to using the pump as described above, the solution can be flowed by a conventionally known method (for example, a method using a capillary phenomenon or a method using a water-absorbing substance).
本実施形態に係る分析装置に提供される流体は、気体であっても液体であってもよいが、マイクロ化技術による生化学的な分析に用いられる場合は、液体であることが好ましい。 The fluid provided to the analyzer according to the present embodiment may be a gas or a liquid, but is preferably a liquid when used for biochemical analysis by a micro technology.
以下、本実施形態に係る分析装置が備えている部材について詳細に説明する。 Hereinafter, members included in the analyzer according to the present embodiment will be described in detail.
<1.1 基板>
基板100および蓋101として、例えば、絶縁性を有する基板を用いることができる。絶縁性を有する基板としては、例えば、表面に酸化膜などの絶縁性材料が形成されたシリコン基板、石英基板、酸化アルミニウム基板、ガラス基板またはプラスチック基板などが挙げられる。
<1.1 Substrate>
As the substrate 100 and the lid 101, for example, an insulating substrate can be used. Examples of the substrate having an insulating property include a silicon substrate, a quartz substrate, an aluminum oxide substrate, a glass substrate, and a plastic substrate on which an insulating material such as an oxide film is formed.
物質を光学的に検出する場合には、光透過性の基板を基板100または蓋101として用いることができる。光透過性の基板としては、例えば、ガラス基板、石英基板または光透過性樹脂から作成された基板などが挙げられる。 In the case of optically detecting a substance, a light transmissive substrate can be used as the substrate 100 or the lid 101. Examples of the light transmissive substrate include a glass substrate, a quartz substrate, and a substrate made from a light transmissive resin.
また、化学発光を利用して物質を検出する場合には、自発蛍光が小さく且つ透明性のあるガラスまたはプラスチック材料(例えば、ポリイミド、ポリベンツイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホンまたはポリフェニレンサルファイトなど)を、基板100または蓋101として用いることもできる。 In addition, when a substance is detected using chemiluminescence, a glass or plastic material having low spontaneous fluorescence and transparency (for example, polyimide, polybenzimidazole, polyetheretherketone, polysulfone, polyetherimide, polysiloxane) Ethersulfone or polyphenylene sulfite can also be used as the substrate 100 or the lid 101.
なお、マイクロチャネル型の分析装置に用いるに好ましい、基板100の厚みは0.1〜5mm程度である。なお、蓋101は、基板100と同一の厚みを有していても、基板100よりも薄くてもよい。 Note that the thickness of the substrate 100, which is preferable for use in a microchannel analyzer, is about 0.1 to 5 mm. The lid 101 may have the same thickness as the substrate 100 or may be thinner than the substrate 100.
<1.2 マイクロチャネル>
基板100の表面上に形成されるマイクロチャネル2の深さは0.1〜1000μm程度であることが好ましく、幅は0.1〜1000μm程度であることが好ましいが、これらに限定されない。また、マイクロチャネル2の長さは、基板100の大きさに従って適宜設計可能であり、50〜800μm程度であることが好ましい。
<1.2 Microchannel>
The depth of the microchannel 2 formed on the surface of the substrate 100 is preferably about 0.1 to 1000 μm, and the width is preferably about 0.1 to 1000 μm, but is not limited thereto. The length of the microchannel 2 can be appropriately designed according to the size of the substrate 100, and is preferably about 50 to 800 μm.
マイクロチャネル2の流路は、流体が流れる方向に沿って、角柱形状であっても円柱形状であってもよい。すなわち、マイクロチャネル2の、流体が流れる方向に対して垂直な断面の形状は、矩形、台形または円形(半円形)であり得る。 The flow path of the microchannel 2 may have a prismatic shape or a cylindrical shape along the direction in which the fluid flows. That is, the shape of the cross section of the microchannel 2 perpendicular to the direction in which the fluid flows may be a rectangle, a trapezoid, or a circle (semicircle).
マイクロチャネル2は、例えば基板100上に凹凸を形成することによって作製することができる。例えば、基板100上に凹部を形成し、この凹部をマイクロチャネル2としてもよいし、基板100上に複数の凸部を形成し、これらの凸部で囲まれた領域をマイクロチャネル2としてもよい。また、凹部と凸部と形成し、凹部と凸部との組合せからマイクロチャネル2を作製してもよい。 The microchannel 2 can be manufactured by forming irregularities on the substrate 100, for example. For example, a recess may be formed on the substrate 100, and the recess may be the microchannel 2. Alternatively, a plurality of protrusions may be formed on the substrate 100, and a region surrounded by these protrusions may be the microchannel 2. . Alternatively, the microchannel 2 may be formed from a combination of a concave portion and a convex portion, and a combination of the concave portion and the convex portion.
基板100上に凹凸を形成する方法としては、例えば、直接加工する方法としての機械加工による方法、レーザー加工による方法、金型を用いた射出成型、プレス成型、および鋳造による方法などが挙げられる。金型を用いた射出成型は、量産性に優れ、形状の再現性が高いので、特に好適に利用される。また、基板100の材料がシリコンまたはガラス等である場合、基板100上のマイクロチャネル2のパターンを、フォトリソグラフィ法またはエッチング法により形成することができる。 Examples of the method for forming irregularities on the substrate 100 include a method by machining as a direct processing method, a method by laser processing, an injection molding using a mold, a press molding, and a casting method. Injection molding using a mold is particularly suitable because it is excellent in mass productivity and has high shape reproducibility. In addition, when the material of the substrate 100 is silicon, glass, or the like, the pattern of the microchannel 2 on the substrate 100 can be formed by a photolithography method or an etching method.
導入部1および排出部7は、予め基板100上に形成されている態様を図示したが、導入部1および排出部7を介してマイクロチャネル2と基板外部とを連絡する構成であれば限定されず、例えば、第1および第2の貫通孔として形成されてもよい。導入部1および排出部7の大きさは、マイクロチャネル2の大きさおよび形状に従って適宜変更可能であるが、本実施形態に係る分析装置をマイクロチャネル型の分析装置として用いるためには、径が10μm以上であることが好ましい。なお、基板100と別の部材として形成した導入部1および排出部7を基板の外部に配置して、それぞれを、第1の貫通孔および第2の貫通孔を介して導入孔および排出孔に連結させた態様であってもよい。 The introduction unit 1 and the discharge unit 7 are illustrated as previously formed on the substrate 100, but are limited as long as the microchannel 2 and the outside of the substrate are connected via the introduction unit 1 and the discharge unit 7. For example, you may form as a 1st and 2nd through-hole. The sizes of the introduction unit 1 and the discharge unit 7 can be appropriately changed according to the size and shape of the microchannel 2. However, in order to use the analyzer according to the present embodiment as a microchannel type analyzer, the diameter is small. It is preferable that it is 10 micrometers or more. The introduction part 1 and the discharge part 7 formed as separate members from the substrate 100 are arranged outside the substrate, and the introduction part 1 and the discharge part 7 are respectively connected to the introduction hole and the discharge hole through the first through hole and the second through hole. A connected mode may be used.
<1.3 検出部>
検出部3は、上述したように、マイクロチャネル2を流れる流体中の物質を検出する部位であり、図1に示すように、検出部3には、検出および分析の対象となる物質(以下、対象物質とも称する。)を捕捉する第二の捕捉物質4が固定化されている。第二の捕捉物質4は、対象物質とホスト−ゲストの関係にある物質(例えば、抗体、抗原、ペプチド、DNA、糖、合成高分子(例えばモレキュラーインプリントポリマー)、酵素、基質、リガンドまたはレセプターなど)であればよく、特に、抗体または合成高分子は、活性が安定しているので好ましい。また、第二の捕捉物質4を固定化する方法としては、物理的吸着法、化学結合法または共有結合法などの公知の方法が適宜採用され得る。
<1.3 Detection unit>
As described above, the detection unit 3 is a part that detects a substance in the fluid flowing through the microchannel 2. As shown in FIG. 1, the detection unit 3 includes a substance to be detected and analyzed (hereinafter referred to as a target for analysis). A second capture substance 4 that captures the target substance is immobilized. The second capture substance 4 is a substance (for example, an antibody, an antigen, a peptide, DNA, a sugar, a synthetic polymer (for example, a molecular imprint polymer), an enzyme, a substrate, a ligand, or a receptor that has a host-guest relationship with the target substance. In particular, an antibody or a synthetic polymer is preferable because its activity is stable. In addition, as a method for immobilizing the second capture substance 4, a known method such as a physical adsorption method, a chemical bonding method, or a covalent bonding method can be appropriately employed.
検出部3の構成は、特に限定されず、対象物質の検出方法によって適宜決定され得る。吸光度または発光(蛍光を含む)などに基づいて、対象物質を光学的に検出する場合、マイクロチャネル2の光透過性を有する部分を検出部3とすればよい。分析装置の製造を簡便にするためには、基板100全体または蓋101全体を、例えば、ガラス、石英または光透過性樹脂などの光透過性の材料にて形成することが好ましい。このような場合は、図示するように、検出部3として機能するマイクロチャネル2の一領域の内壁面上に、第二の捕捉物質4を固定化すればよい。 The structure of the detection part 3 is not specifically limited, It can determine suitably with the detection method of a target substance. When the target substance is optically detected based on absorbance or light emission (including fluorescence), the light-transmitting portion of the microchannel 2 may be used as the detection unit 3. In order to simplify the manufacture of the analyzer, it is preferable to form the entire substrate 100 or the entire lid 101 with a light transmissive material such as glass, quartz, or a light transmissive resin. In such a case, as shown in the figure, the second capture substance 4 may be immobilized on the inner wall surface of one region of the microchannel 2 that functions as the detection unit 3.
また、対象物質を電気化学的に検出する場合、検出部3は、マイクロチャネル2内に形成された検出電極を有する検出手段を備えていればよい。検出電極は、少なくとも参照電極および作用電極の2電極から構成されていればよいが、参照電極および作用電極に加えて対向電極を備えている3電極から構成されていることが好ましい。図1〜3には、検出部3として機能するマイクロチャネル2の一領域の内部壁面に第二の捕捉物質4が固定化されている構成を示しているが、検出電極を用いる場合には、第二の捕捉物質4が少なくとも作用電極上に固定化されていればよい。 In addition, when the target substance is detected electrochemically, the detection unit 3 may include a detection unit having a detection electrode formed in the microchannel 2. The detection electrode only needs to be composed of at least two electrodes, that is, a reference electrode and a working electrode, but is preferably composed of three electrodes provided with a counter electrode in addition to the reference electrode and the working electrode. 1 to 3 show a configuration in which the second capture substance 4 is immobilized on the inner wall surface of one region of the microchannel 2 that functions as the detection unit 3, but when a detection electrode is used, It is only necessary that the second capture substance 4 is immobilized on at least the working electrode.
参照電極、作用電極および対向電極は、従来のフォトリソグラフィ技術を利用した微細加工技術によってマイクロチャネル2に形成することができる。電極の導電性材料として、例えば金、白金、銀、クロム、チタン、イリジウム、銅またはカーボンなどを用いることができる。参照電極には、基準電位の安定性の観点から、銀/塩化銀電極を用いることが好ましい。 The reference electrode, the working electrode, and the counter electrode can be formed in the microchannel 2 by a microfabrication technique using a conventional photolithography technique. As the conductive material of the electrode, for example, gold, platinum, silver, chromium, titanium, iridium, copper, or carbon can be used. As the reference electrode, a silver / silver chloride electrode is preferably used from the viewpoint of stability of the standard potential.
<1.4 参照検出部>
参照検出部5は、上述したように、チップ内に保存された標識された第一の捕捉物質および化学物質の活性を評価する部位である。図1に示すように、検出部3と排出部7との間に設けられた参照検出部5には、第一の捕捉物質を捕捉するための第三の捕捉物質6が固定化されている。
<1.4 Reference detection unit>
As described above, the reference detection unit 5 is a site for evaluating the activities of the labeled first capture substance and chemical substance stored in the chip. As shown in FIG. 1, a third capture substance 6 for capturing the first capture substance is immobilized on the reference detection section 5 provided between the detection section 3 and the discharge section 7. .
第三の捕捉物質6は、第二の捕捉物質4と同様に、第一の捕捉物質とホスト−ゲストの関係にある物質(例えば、抗原、抗体、酵素、基質、リガンド、レセプター、DNA、糖、ペプチドまたは合成高分子(例えばモレキュラーインプリントポリマー)など)であればよく、特に、抗体または合成高分子は、活性が安定しているので好ましい。第三の捕捉物質6を固定化する方法もまた、物理的吸着法、化学結合法または共有結合法などの公知の方法が適宜採用され得る。 Similarly to the second capture substance 4, the third capture substance 6 is a substance having a host-guest relationship with the first capture substance (for example, antigen, antibody, enzyme, substrate, ligand, receptor, DNA, sugar , A peptide or a synthetic polymer (for example, a molecular imprint polymer), and the like. In particular, an antibody or a synthetic polymer is preferable because its activity is stable. As a method for immobilizing the third capture substance 6, a known method such as a physical adsorption method, a chemical bonding method, or a covalent bonding method can be appropriately employed.
参照検出部5の構成は検出部3と同様であって、特に限定されず、第一の捕捉物質の検出方法によって適宜決定され得る。吸光度または発光(蛍光を含む)などに基づいて、第一の捕捉物質を光学的に検出する場合、マイクロチャネル2の光透過性の部分を参照検出部5とすればよい。分析装置の製造を簡便にするために、基板100全体または蓋101全体を、例えば、ガラス、石英および光透過性樹脂などの光透過性の材料にすることが好ましい。このような場合は、図示するように、参照検出部5として機能するマイクロチャネル2の一領域の内壁面上に第三の捕捉物質6を固定化すればよい。また、第一の捕捉物質を電気化学的に検出する場合、参照検出部5は、マイクロチャネル2内に形成された検出電極を有する検出手段を備えていればよい。検出電極は、少なくとも参照電極および作用電極の2電極から構成されていればよいが、参照電極および作用電極に加えて対向電極を備えている3電極から構成されていることが好ましい。 The configuration of the reference detection unit 5 is the same as that of the detection unit 3, and is not particularly limited. The reference detection unit 5 can be appropriately determined depending on the detection method of the first capture substance. When the first capture substance is optically detected based on absorbance or light emission (including fluorescence), the light transmissive portion of the microchannel 2 may be used as the reference detection unit 5. In order to simplify the manufacture of the analyzer, the entire substrate 100 or the entire lid 101 is preferably made of a light-transmitting material such as glass, quartz, and a light-transmitting resin. In such a case, as shown in the drawing, the third capture substance 6 may be immobilized on the inner wall surface of one region of the microchannel 2 that functions as the reference detection unit 5. In addition, when the first capture substance is detected electrochemically, the reference detection unit 5 only needs to include detection means having a detection electrode formed in the microchannel 2. The detection electrode only needs to be composed of at least two electrodes, that is, a reference electrode and a working electrode, but is preferably composed of three electrodes provided with a counter electrode in addition to the reference electrode and the working electrode.
また、参照検出部5の構成は、好ましくは検出部3と同じ検出手段および/または検出構造を用いることが好ましい。同一の検出手段および/または検出構造であれば検出のバラつきの影響を無視することができる。また、検出信号値も温度により変動するため、検出手段および/または検出構造が同一であれば、変動幅も同一とみなすことが可能となる。 In addition, the configuration of the reference detection unit 5 is preferably the same detection means and / or detection structure as the detection unit 3. If the detection means and / or the detection structure are the same, the influence of detection variation can be ignored. Further, since the detection signal value also varies depending on the temperature, if the detection means and / or the detection structure are the same, the fluctuation range can be regarded as the same.
<1.5 標識された第一の捕捉物質>
流体中の物質を検出するための標識された第一の捕捉物質の標識物質は、色素、蛍光色素(または蛍光たんぱく質)、酵素または放射性物質など、ラベル化剤として使用できる物質であればよい。捕捉物質としては上記のように対象物質とホスト−ゲストの関係がある物質(例えば、抗原、抗体、酵素、基質、リガンド、レセプター、DNA、糖、ペプチドまたは合成高分子(例えばモレキュラーインプリントポリマー)など)であればよく、特に、抗体または合成高分子は、活性が安定しているので好ましい。
<1.5.1 標識された第一の捕捉物質の保存方法>
標識された第一の捕捉物質のチップ内での保存方法は液中保存、乾燥保存などいずれでもよく、適宜チップの形状や試薬の特性に応じて選択できる。また保存する場所(第一の保存部)は、導入部1から検出部3の間であればいずれでもよい。例えば、流路内、導入部1内または検出部3上などに保存部(第一の保存部)を設けてもよい。第一の捕捉物質の保存手順としてはチップ内の壁面にブロッキング剤で処理後または処理中に行うことが好ましい。ブロッキング方法としては既存の方法を使用することができる。例えば、流路基板自身がブロッキング能の高い材質であってもよいし、BSAなどのブロッキング溶液に浸漬することでブロッキング処理を行うことができる。
<1.5 Labeled first capture substance>
The labeling substance of the labeled first capture substance for detecting the substance in the fluid may be any substance that can be used as a labeling agent, such as a dye, a fluorescent dye (or fluorescent protein), an enzyme, or a radioactive substance. As a capture substance, a substance having a host-guest relationship as described above (for example, antigen, antibody, enzyme, substrate, ligand, receptor, DNA, sugar, peptide, or synthetic polymer (for example, molecular imprint polymer) In particular, an antibody or a synthetic polymer is preferable because its activity is stable.
<1.5.1 Storage Method of Labeled First Capture Substance>
The storage method of the labeled first capture substance in the chip may be any of storage in liquid and dry storage, and can be selected as appropriate according to the shape of the chip and the characteristics of the reagent. Further, the storage location (first storage unit) may be any portion between the introduction unit 1 and the detection unit 3. For example, a storage unit (first storage unit) may be provided in the flow path, in the introduction unit 1 or on the detection unit 3. The first capture substance is preferably stored after the treatment with a blocking agent on the wall surface in the chip or during the treatment. An existing method can be used as the blocking method. For example, the flow path substrate itself may be made of a material having a high blocking ability, or the blocking treatment can be performed by immersing in a blocking solution such as BSA.
<1.5.2 流路構造>
流路構造として、図2のようにマイクロチャネルに分岐流路を作製し、分岐した第一の捕捉物質用流路10内に、標識された第一の捕捉物質を保存してもよい。この構造であれば、サンプル液と第一の捕捉物質とがコンタミネーションすることなく、検出部3および参照検出部5に送液することが可能となる。また、第一の捕捉物質用流路10にバルブ9を設けることが好ましい。上記構成であれば、サンプル送液時のコンタミネーションをより良く防ぐことが可能となる。ただし、図2に記載したバルブ9の位置には特に限定されない。導入部1からサンプルが送液される際、分岐した第一の捕捉物質用流路10に液体が流れ込むのを防ぐ機能が発揮できればよい。例えば、第一の捕捉物質用流路10内の流体の流れを物理的に停止させる構造、第一の捕捉物質用流路10内の流体を切断する構造、第一の捕捉物質用流路10内の流体を分離する構造などを有し得、必要に応じて全ての機能を備えていてもよい。好ましいバルブ9の例としては、回転ねじ式バルブ、出し入れ自在の堰板、圧力による閉鎖または気体制御による液体の切断などが挙げられる。
<1.5.2 Channel structure>
As the flow channel structure, a branched flow channel may be prepared in the microchannel as shown in FIG. 2, and the labeled first capture substance may be stored in the branched first capture substance flow path 10. With this structure, the sample liquid and the first capture substance can be fed to the detection unit 3 and the reference detection unit 5 without contamination. Further, it is preferable to provide a valve 9 in the first capture substance flow path 10. If it is the said structure, it will become possible to prevent the contamination at the time of sample feeding better. However, the position of the valve 9 shown in FIG. 2 is not particularly limited. It is only necessary to exhibit a function of preventing the liquid from flowing into the branched first capture substance flow channel 10 when the sample is fed from the introduction unit 1. For example, a structure for physically stopping the flow of fluid in the first capture substance flow path 10, a structure for cutting the fluid in the first capture substance flow path 10, and the first capture substance flow path 10 It may have a structure for separating the fluid in the inside, and may have all functions as necessary. Examples of the preferable valve 9 include a rotary screw type valve, a detachable weir plate, closing by pressure, or cutting of liquid by gas control.
<1.5.3 標識された第一の捕捉物質の量>
標識された第一の捕捉物質の保存量は、検出部3で第一の捕捉物質が十分に反応する量であり、かつ、参照検出部5でほぼ飽和で反応できる量とする。
<1.5.3 Amount of labeled first capture substance>
The storage amount of the labeled first capture substance is an amount that allows the first capture substance to react sufficiently in the detection unit 3 and an amount that can be reacted in a substantially saturated manner in the reference detection unit 5.
具体的には、検出部3における第二の捕捉物質4の固定化量がデータとして得られている場合、第一の捕捉物質の量は、下記の式で表すことが可能である。 Specifically, when the immobilized amount of the second capture substance 4 in the detection unit 3 is obtained as data, the amount of the first capture substance can be expressed by the following equation.
(第一の捕捉物質の保存量)≧(第二の捕捉物質4の固定化量)+(第三の捕捉物質6の固定化量)
ただし、第一の捕捉物質としてポリクローナル抗体など1つの対象物質に対し多数のエピトープで捕捉する捕捉物質を用いる場合、上記式の3倍量程度標識された第一の捕捉物質を保存することが望ましい。
(Storage amount of the first capture substance) ≧ (immobilization amount of the second capture substance 4) + (immobilization amount of the third capture substance 6)
However, when a capture substance that captures a large number of epitopes with respect to one target substance such as a polyclonal antibody is used as the first capture substance, it is desirable to store the first capture substance labeled about three times as much as the above formula. .
(第一の捕捉物質の保存量)≧{(第二の捕捉物質4の固定化量)+(第三の捕捉物質6の固定化量)}×3
検出部3における第二の捕捉物質の固定化量データが得られていない場合、第一の捕捉物質は下記のように調製可能である。具体的な調製例を下記に示す。
(1)参照検出部5の確認
濃度既知の第一の捕捉物質(標準物質)を用いて、参照検出部5における第一の捕捉物質の検出範囲を調べる。得られた飽和濃度と送液した容量との積を導出することで、参照検出部5において第一の捕捉物質が飽和吸着するために必要な量を算出できる。
(2)検出部3の確認
濃度既知の対象物質(標準物質)を用いて、検出部3において必要な第一の捕捉物質の最大量を調べる。具体的には想定される対象物質の最大濃度で反応させた検出部3において、検出部3上に捕捉された対象物質に対し飽和吸着するために必要な第一の捕捉物質濃度を調べる。得られた飽和濃度と容量との積を導出することで、第一の捕捉物質が飽和吸着するために必要な量を算出できる。
(Stored amount of the first capture substance) ≧ {(immobilization amount of the second capture substance 4) + (immobilization amount of the third capture substance 6)} × 3
When the immobilized amount data of the second capture substance in the detection unit 3 is not obtained, the first capture substance can be prepared as follows. Specific preparation examples are shown below.
(1) Confirmation of Reference Detection Unit 5 Using the first capture substance (standard substance) whose concentration is known, the detection range of the first capture substance in the reference detection unit 5 is examined. By deriving the product of the obtained saturated concentration and the delivered volume, the reference detector 5 can calculate the amount necessary for the first trapping substance to be saturated and adsorbed.
(2) Confirmation of the detection unit 3 Using the target substance (standard material) whose concentration is known, the maximum amount of the first capture substance necessary in the detection unit 3 is examined. Specifically, in the detection unit 3 that is reacted at the assumed maximum concentration of the target substance, the first trapping substance concentration necessary for saturated adsorption with respect to the target substance trapped on the detection unit 3 is examined. By deriving the product of the obtained saturated concentration and capacity, the amount necessary for the first trapping substance to be saturated and adsorbed can be calculated.
以上、(1)、(2)から得られた第一の捕捉物質の量の和以上をマイクロチャネル内の保存部(第一の保存部)に保存する。 As mentioned above, more than the sum of the quantity of the 1st capture substance obtained from (1) and (2) is preserve | saved in the preservation | save part (1st preservation | save part) in a microchannel.
<1.6 分析方法>
本実施形態に係る分析チップを用いた分析方法の例を、以下に示す。なお、マイクロチャネル2内にて流体を流す駆動手段は、導入部1に連結した押出ポンプを用いる方法、排出部7に連結した吸引ポンプを用いる方法、毛管力および/または吸水物質を用いる方法のいずれでもよい。
<1.6 Analysis method>
An example of an analysis method using the analysis chip according to this embodiment is shown below. The driving means for flowing the fluid in the microchannel 2 includes a method using an extrusion pump connected to the introduction unit 1, a method using a suction pump connected to the discharge unit 7, and a method using capillary force and / or a water-absorbing substance. Either is acceptable.
(1)サンプルの導入と反応
1つ目の例として、図1に記載のマイクロチャネルチップにおいて、標識された第一の捕捉物質が保存された保存部(第一の保存部)を、導入部1中に設けたチップに関して分析例を説明する。サンプルを導入部1からマイクロチャネル2内に導入する。サンプル中の対象物質は、まず導入部1内に保存された第一の捕捉物質と反応しながら、検出部3に流れ込む。流れたサンプル中の対象物質は検出部3上の第二の捕捉物質4とも反応するため、結果として検出部3上の第二の捕捉物質4は第一の捕捉物質が結合した対象物質を捕捉することとなる。その一方で、参照検出部5に流れた過剰な第一の捕捉物質は、参照検出部5上の第三の捕捉物質6により捕捉される。
(1) Sample Introduction and Reaction As a first example, in the microchannel chip shown in FIG. 1, a storage unit (first storage unit) in which a labeled first capture substance is stored is used as an introduction unit. An analysis example regarding the chip provided in 1 will be described. A sample is introduced from the introduction unit 1 into the microchannel 2. The target substance in the sample first flows into the detection unit 3 while reacting with the first capture substance stored in the introduction unit 1. Since the target substance in the flowed sample also reacts with the second capture substance 4 on the detection unit 3, as a result, the second capture substance 4 on the detection unit 3 captures the target substance bound to the first capture substance. Will be. On the other hand, the excessive first capture substance that has flowed to the reference detection unit 5 is captured by the third capture substance 6 on the reference detection unit 5.
2つ目の例として、図2に記載のマイクロチャネルチップにおいて、第一の捕捉物質が保存された保存部(第一の保存部)を、第一の捕捉物質用流路10中に設けたチップに関して説明する。サンプルを導入部1からマイクロチャネル2内に導入する。検出部3に流れ込んだ対象物質は検出部3上の第二の捕捉物質4に捕捉される。この際、バルブ9は閉じておき、第一の捕捉物質用流路10内に液が流れないようにすることが好ましい。次にバルブ9を開け、導入部11からバッファーを送液し、第一の捕捉物質用流路10中に保存された第一の捕捉物質をマイクロチャネル2に送液する。送液された第一の捕捉物質は、検出部3上に捕捉された対象物質、および、参照検出部5上の第三の捕捉物質6と反応し、それぞれによって捕捉される。また、サンプル送液後と第一の捕捉物質を送液する前とに、マイクロチャネル2を洗浄するための洗浄操作を入れてもよい。マイクロチャネル2を洗浄するための洗浄操作では、マイクロチャネル2に対して、導入部1から洗浄液を送液してもよいし、新たに設けたマイクロチャネル2の分岐流路(図示せず)から洗浄液を送液してもよい。 As a second example, in the microchannel chip illustrated in FIG. 2, a storage unit (first storage unit) in which the first capture material is stored is provided in the first capture material channel 10. The chip will be described. A sample is introduced from the introduction unit 1 into the microchannel 2. The target substance that has flowed into the detection unit 3 is captured by the second capture material 4 on the detection unit 3. At this time, it is preferable that the valve 9 be closed so that the liquid does not flow into the first capture substance flow path 10. Next, the valve 9 is opened, the buffer is sent from the introduction part 11, and the first capture substance stored in the first capture substance flow path 10 is sent to the microchannel 2. The sent first capture substance reacts with the target substance captured on the detection unit 3 and the third capture substance 6 on the reference detection unit 5, and is captured by each. In addition, a washing operation for washing the microchannel 2 may be performed after feeding the sample and before feeding the first capture substance. In the cleaning operation for cleaning the microchannel 2, the cleaning liquid may be sent from the introduction unit 1 to the microchannel 2, or from a newly provided branch channel (not shown) of the microchannel 2. You may send a washing | cleaning liquid.
(2)対象物質の検出
第一の捕捉物質の標識物質が、蛍光色素などの、直接測定可能な標識物質である場合、第一の捕捉物質を導入後、当該標識物質を検出することが可能である。また、導入部1から洗浄液を送液した後、当該標識物質の検出を行ってもよい。上記と同様に、専用の洗浄流路(図示せず)から洗浄液を送液してもよい。
(2) Detection of target substance When the labeling substance of the first capture substance is a labeling substance that can be measured directly, such as a fluorescent dye, the labeling substance can be detected after the first capture substance is introduced. It is. Alternatively, the labeling substance may be detected after the cleaning liquid is fed from the introduction unit 1. Similarly to the above, the cleaning liquid may be sent from a dedicated cleaning channel (not shown).
第一の捕捉物質の標識物質が、酵素などの場合、検出するために化学物質(酵素の場合、基質に相当)との反応が必要な標識物質である。その場合、例えば図3に記載のマイクロチャネルチップにおいて、化学物質が保存された第二の保存部が設けられた化学物質用流路13から、化学物質を含む溶液を送液することで、検出するための反応を行うことが可能である。また、化学物質を含む溶液を送液する前に、洗浄操作を入れてもよい。例えば、第一の捕捉物質の標識物質がALP酵素であり、基質としてpAPPを用いる場合、酵素と基質との反応によりpAPPがpAPに変化する。なお、pAPは、電気化学的に活性な物質である。そして、基質が電気化学的に活性な物質に変化するため、電流値として信号値を取得可能となる。 When the labeling substance of the first capturing substance is an enzyme or the like, it is a labeling substance that requires a reaction with a chemical substance (corresponding to a substrate in the case of an enzyme) for detection. In that case, for example, in the microchannel chip shown in FIG. 3, detection is performed by sending a solution containing a chemical substance from the chemical substance flow path 13 provided with the second storage unit in which the chemical substance is stored. It is possible to carry out a reaction for Moreover, you may put in washing | cleaning operation before sending the solution containing a chemical substance. For example, when the labeling substance of the first capture substance is an ALP enzyme and pAPP is used as a substrate, pAPP changes to pAP by the reaction between the enzyme and the substrate. Note that pAP is an electrochemically active substance. Since the substrate changes to an electrochemically active substance, a signal value can be acquired as a current value.
検出は、検出部3および参照検出部5で行う。検出部3では検出部3上で捕捉された第一の捕捉物質の量(捕捉された対象物の量に相応)を検出し、参照検出部5では参照検出部5上で捕捉された第一の捕捉物質の量を検出する。
<1.7 信号値の補正>
従来のマイクロチャネルチップの場合、検出部3の信号値から検量を行う。検出信号値は下記のようにあらわされる。
The detection is performed by the detection unit 3 and the reference detection unit 5. The detection unit 3 detects the amount of the first captured substance captured on the detection unit 3 (corresponding to the amount of the captured object), and the reference detection unit 5 detects the first captured on the reference detection unit 5. Detect the amount of trapped material.
<1.7 Correction of signal value>
In the case of a conventional microchannel chip, calibration is performed from the signal value of the detection unit 3. The detection signal value is expressed as follows.
・検出信号∝捕捉物質(第二の捕捉物質)の固定化量×対象物質の反応率×標識された捕捉物質(第一の捕捉物質)の反応率×酵素基質反応率(酵素基質反応を利用する場合)×検出効率
固定化量、反応率、および検出効率は、(A)製造ロット(捕捉物質や標識物質など)、(B)固定化量または保存量、(C)使用環境(湿度、温度、製造後時間)により信号値が変化することがあり、実際の値と相違が生じる可能性がある。
・ Detected signal ∝ Immobilization amount of capture substance (second capture substance) x Reaction rate of target substance x Reaction rate of labeled capture substance (first capture substance) x Enzyme substrate reaction rate (Use enzyme substrate reaction) X detection efficiency Immobilization amount, reaction rate, and detection efficiency are as follows: (A) Production lot (capture substance, labeling substance, etc.), (B) Immobilization amount or storage amount, (C) Use environment (humidity, The signal value may change depending on the temperature and the time after manufacture, which may cause a difference from the actual value.
下記に具体的に信号値を変化させる要因の例を記す。 The example of the factor which changes a signal value concretely is described below.
上記の(A)、(B)に関しては製造上の条件によるため、予めマイクロチャネルチップを検出するための装置を補正することで対応できる。しかし、(C)使用環境に関しては、ユーザーに依存する条件であるため、マイクロチャネルチップの製造者は制御できない。 Since (A) and (B) above depend on manufacturing conditions, it can be dealt with by correcting the device for detecting the microchannel chip in advance. However, (C) the usage environment is a condition that depends on the user, so the manufacturer of the microchannel chip cannot control it.
検出部3の信号値は、上記要因の他に、サンプル中に含まれる対象物質の濃度によって信号値が上下するが、参照検出部5の信号値は、必ず飽和吸着に相当する信号値が検出されるため、上記要因の影響のみを考慮することが可能となる。具体的には参照検出部5の信号値は下記のように表され得る。 In addition to the above factors, the signal value of the detection unit 3 varies depending on the concentration of the target substance contained in the sample, but the signal value of the reference detection unit 5 is always detected by a signal value corresponding to saturated adsorption. Therefore, only the influence of the above factors can be considered. Specifically, the signal value of the reference detection unit 5 can be expressed as follows.
・参照検出部の信号値∝捕捉物質(第三の捕捉物質)の固定化量×標識された捕捉物質(第一の捕捉物質)の反応率×酵素基質反応率(酵素基質反応を利用する場合)×検出効率
上記の検出部3の信号値の式と比較すると使用環境に影響を受ける因子に関して相殺できるため、検出部3の信号値と参照検出部5の信号値とを比較することで、実際の値との相違を小さくすることが可能となる。補正の方法は、比をとることで可能であるが、その他、差や補正係数をかけるなど補正手段は問わない。
・ Signal value of the reference detector ∝ Amount of immobilized capture substance (third capture substance) × reaction rate of labeled capture substance (first capture substance) × enzyme substrate reaction rate (when using enzyme substrate reaction) ) × detection efficiency Compared with the signal value equation of the detection unit 3 described above, it is possible to cancel out the factors affected by the use environment, so by comparing the signal value of the detection unit 3 with the signal value of the reference detection unit 5 It is possible to reduce the difference from the actual value. The correction method can be performed by taking a ratio, but any other correction means such as applying a difference or a correction coefficient may be used.
例えば、保存時間により酵素活性が2割減少していた場合、検出部3の信号値は最大2割減少することが考えられるが、参照検出部5の信号値も同じく減少するため、信号値で比較した場合、酵素活性の影響は無視できる。 For example, when the enzyme activity is reduced by 20% due to the storage time, the signal value of the detection unit 3 may be reduced by a maximum of 20%, but the signal value of the reference detection unit 5 is also reduced. When compared, the effect of enzyme activity is negligible.
上記(A)、(B)の補正に関しては、製造チップのロットにより信号値が変化する可能性がある。そのため、ロット変更に伴い、ユーザーが、マイクロチャネルチップを検出するための装置またはソフトウェアに予め補正情報を入力しておくことで対応可能となる。また、チップにICタグやバーコードなどを付加することで情報をチップに埋設しておき、検出装置側で当該情報を読みとり、自動で補正を行うことが可能である。例えば、検量線やデータ情報などをあらかじめ装置側に入力しておくことで、検出結果として得られた検出信号値から検量することが可能となるが、製造時のロットの違いや試薬のロットの違いにより検量線が異なる可能性があるため、検量するための情報を手入力またはバーコードやICタグに入力しておくことができる。装置は、入力された情報を基に、検量線またはデータの補正を行うことが可能となる。装置によるバーコードやICタグの読み取り方法は、あらゆる周知の技術を用いることが可能である。 Regarding the corrections (A) and (B), there is a possibility that the signal value changes depending on the lot of the manufacturing chip. Therefore, when the lot is changed, the user can respond by inputting correction information in advance to an apparatus or software for detecting a microchannel chip. In addition, it is possible to embed information in the chip by adding an IC tag, a barcode, or the like to the chip, read the information on the detection device side, and automatically correct the information. For example, it is possible to perform calibration from the detection signal value obtained as a detection result by inputting a calibration curve, data information, etc. in advance on the device side. Since there is a possibility that the calibration curve differs depending on the difference, information for calibration can be input manually or in a bar code or IC tag. The apparatus can correct the calibration curve or data based on the input information. Any known technique can be used as a method of reading a barcode or IC tag by the apparatus.
<1.8 検出エラー>
参照検出部5は、マイクロチャネルチップでの検出が失敗していないか否か判定することにも使用可能である。参照検出部5では、標識された第一の捕捉物質が飽和吸着したときの信号値が検出されるが、当該信号値が所定の値以下で検出された際に、測定自身の信頼性が低いと判断することが可能である。当該所定の値を基準値とすることができる。検出時に参照検出部5の信号値が基準値を下回った場合、ユーザーに警告を発するとともに、検量値の表示を行わないようにすることで、ユーザーに誤った検量値を伝えることを防止することが可能になる。警告は光による警告でもよいし、音による警告であってもよく、従来周知の方法を用いることが可能である。ただし、検出部および参照検出部において、光による検出が行われる場合、それらに影響を及ぼさないように、音による警告が好ましい。
<1.8 Detection error>
The reference detection unit 5 can also be used to determine whether or not the detection by the microchannel chip has failed. The reference detection unit 5 detects a signal value when the labeled first capture substance is saturated and adsorbed, but when the signal value is detected below a predetermined value, the reliability of the measurement itself is low. It is possible to judge. The predetermined value can be used as a reference value. When the signal value of the reference detection unit 5 falls below the standard value at the time of detection, a warning is issued to the user and the calibration value is not displayed to prevent the user from telling the erroneous calibration value. Is possible. The warning may be a light warning or a sound warning, and a conventionally known method can be used. However, when detection by light is performed in the detection unit and the reference detection unit, a warning by sound is preferable so as not to affect them.
〔実施の形態2〕
図4、5および6に基づいて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1と同じ構成については、ここでは、その詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same structure as Embodiment 1, the detailed description is abbreviate | omitted here.
実施の形態1においては、参照検出部5と検出部3とは、同じマイクロチャネル内に直列に配置されるが、実施の形態2においては、図4のように、参照検出部5’と検出部3’とは、分岐したマイクロチャネル内に並列に配置される。並列に配置することで、「標識された第二の捕捉物質の保存量」の項目が実施の形態1とは異なるが、その他の項目に関しては実施の形態1に従う。例えば図5、図6に記載したように、第一の捕捉物質用流路10’、基質用流路13’、洗浄用流路(図示せず)など設けることができる。これらは、実施の形態1と同様の構成を用いることが可能である。 In the first embodiment, the reference detection unit 5 and the detection unit 3 are arranged in series in the same microchannel, but in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the reference detection unit 5 ′ and the detection unit 3 are detected. The unit 3 ′ is arranged in parallel in the branched microchannel. By arranging in parallel, the item of “amount of labeled second capture substance to be stored” is different from that in the first embodiment, but other items are the same as those in the first embodiment. For example, as described in FIGS. 5 and 6, a first capture substance flow path 10 ′, a substrate flow path 13 ′, a cleaning flow path (not shown), and the like can be provided. These can use the same structure as in the first embodiment.
図4〜6に示すように、マイクロチャネル2は、導入孔1’よりも下流側で、複数の流路に分岐する。当該分岐点の位置は特に限定されないが、第一の捕捉物質用流路10’および基質用流路13’の少なくとも1つが設けられている場合には、これらの流路がマイクロチャネル2へ接続される箇所よりも下流側に分岐点が存在することが好ましい。 As shown in FIGS. 4 to 6, the microchannel 2 branches into a plurality of flow paths on the downstream side of the introduction hole 1 ′. The position of the branch point is not particularly limited, but when at least one of the first capture substance flow path 10 ′ and the substrate flow path 13 ′ is provided, these flow paths are connected to the microchannel 2. It is preferable that a branch point exists on the downstream side of the portion to be formed.
1本のマイクロチャネル2が分岐する流路の数としては特に限定されず、適宜設定され得る。例えば、2本であってもよく、3本であってもよく、4本であってもよく、それよりも多くても良い。分岐する流路の数を2本よりも多くする場合には、例えば、流路の数を偶数個(例えば、4、6、8、・・・)にすることが可能である。分岐する流路の数を2本よりも多くする場合には、例えば、検出部3’が設けられた流路を複数設けると共に、参照検出部5’が設けられた流路を複数設けることが可能である。なお、この場合、各検出部3’と各参照検出部5’とが対をなすように、同じ数の検出部3’と参照検出部5’とを設けることが好ましい。上記構成によれば、1つのマイクロチャネルチップによって、複数種類の物質を同時に検出および分析することが可能になる。この場合、各検出部3’および参照検出部5’は、検出および分析したい物質に合わせた構成にすることが可能である。つまり、複数の検出部3’は、各々が同じ構成を有する検出部3’であっても良いが、各々が異なる構成を有する検出部3’であっても良い。同様に、複数の参照検出部5’は、各々が同じ構成を有する参照検出部5’であっても良いが、各々が異なる構成を有する参照検出部5’であっても良い。 The number of flow paths through which one microchannel 2 branches is not particularly limited and may be set as appropriate. For example, the number may be two, three, four, or more. When the number of branched flow paths is more than two, for example, the number of flow paths can be an even number (for example, 4, 6, 8,...). When the number of branched flow paths is more than two, for example, a plurality of flow paths provided with the detection unit 3 ′ and a plurality of flow paths provided with the reference detection unit 5 ′ may be provided. Is possible. In this case, it is preferable to provide the same number of detection units 3 ′ and reference detection units 5 ′ so that each detection unit 3 ′ and each reference detection unit 5 ′ make a pair. According to the above configuration, it is possible to simultaneously detect and analyze a plurality of types of substances with one microchannel chip. In this case, each detection unit 3 ′ and reference detection unit 5 ′ can be configured according to the substance to be detected and analyzed. That is, the plurality of detection units 3 ′ may be detection units 3 ′ having the same configuration, but may be detection units 3 ′ having different configurations. Similarly, the plurality of reference detection units 5 ′ may be reference detection units 5 ′ having the same configuration, but may be reference detection units 5 ′ having different configurations.
分岐した各々の流路の、流体が移動する方向に対して垂直な方向における断面の大きさおよび形状は特に限定されないが、同じ大きさおよび形状であることが好ましい。上記構成によれば、精度よく物質を検出および分析することが可能である。分岐した各流路の大きさ及び形状は、例えば、実施の形態1にて説明したマイクロチャネル2と同様にすることが可能である。 The size and shape of the cross section of each branched flow path in the direction perpendicular to the direction in which the fluid moves is not particularly limited, but is preferably the same size and shape. According to the above configuration, it is possible to detect and analyze a substance with high accuracy. The size and shape of each branched flow path can be the same as that of the microchannel 2 described in the first embodiment, for example.
また、流路の分岐点と参照検出部5’との間に、バルブ(図示せず)を設けることもできる。図4に示される導入孔1’にサンプルを導入した場合、サンプルは分岐した流路の両方に流れる。バルブを設けた場合、バルブを閉めた状態でサンプルを導入すれば、対象物質は参照検出部5’側に流れることなく検出部3’に流れ、第二の捕捉物質4’に捕捉される。その後、当該バルブを開いた状態で第一の捕捉物質を流路内に導入すれば、検出部3’上に捕捉された対象物質および参照検出部5’上の第三の捕捉物質6’と反応し、それぞれによって第一の捕捉物質が捕捉される。上記構成であれば、対象物質を確実に検出部3’で反応させることができる。 In addition, a valve (not shown) may be provided between the branch point of the flow path and the reference detection unit 5 '. When a sample is introduced into the introduction hole 1 ′ shown in FIG. 4, the sample flows into both branched flow paths. When the valve is provided and the sample is introduced with the valve closed, the target substance flows to the detection unit 3 ′ without flowing to the reference detection unit 5 ′, and is captured by the second capture substance 4 ′. Thereafter, if the first capture substance is introduced into the flow path with the valve opened, the target substance captured on the detection unit 3 ′ and the third capture substance 6 ′ on the reference detection unit 5 ′ Each reacts and the first capture material is captured. If it is the said structure, a target substance can be made to react reliably by the detection part 3 '.
<2.1 標識された第一の捕捉物質の量>
標識された第一の捕捉物質の保存量は、実施の形態1と同様に、検出部3’で第一の捕捉物質が十分反応する量であり、かつ、参照検出部5’でほぼ飽和で反応できる量とする。
<2.1 Amount of labeled first capture substance>
As in the first embodiment, the storage amount of the labeled first capture substance is an amount that allows the first capture substance to react sufficiently in the detection unit 3 ′, and is almost saturated in the reference detection unit 5 ′. The amount can be reacted.
具体的には、検出部3’における第二の捕捉物質4’の固定化量がデータとして得られている場合、第一の捕捉物質の量は下記の式で表すことが可能である。 Specifically, when the immobilized amount of the second capture substance 4 ′ in the detection unit 3 ′ is obtained as data, the amount of the first capture substance can be expressed by the following formula.
(第二の捕捉物質4’の固定化量)≧(第三の捕捉物質6’の固定化量)の場合
(第一の捕捉物質の保存量)≧(第二の捕捉物質4’の固定化量)×2
(第三の捕捉物質6’の固定化量)≧(第二の捕捉物質4’の固定化量)の場合
(第一の捕捉物質の保存量)≧(第三の捕捉物質6’の固定化量)×2
図4は2分岐流路であるためチップ全体として2倍保存する。n分岐の場合はn倍行う。
(Immobilization amount of second capture substance 4 ′) ≧ (immobilization amount of third capture substance 6 ′) (preservation quantity of first capture substance) ≧ (immobilization of second capture substance 4 ′) Amount) x 2
(Immobilization amount of third capture substance 6 ′) ≧ (immobilization amount of second capture substance 4 ′) (preservation amount of first capture substance) ≧ (fixation of third capture substance 6 ′) Amount) x 2
Since FIG. 4 shows a two-branch channel, the entire chip is stored twice. In case of n branches, n times are used.
ただし、第一の捕捉物質として、ポリクローナル抗体など1つの対象物質に対し多数のエピトープで捕捉する捕捉物質を用いる場合、上記式の3倍程度第一の捕捉物質を保存することが望ましい。 However, when a capture substance that captures a large number of epitopes for one target substance, such as a polyclonal antibody, is used as the first capture substance, it is desirable to store the first capture substance about three times the above formula.
検出部3’における第二の捕捉物質4’の固定化量データが得られていない場合、第一の捕捉物質は下記のように調製可能である。具体的な調製例を下記に示す。
(1)参照検出部5’の確認
濃度既知の第一の捕捉物質(標準物質)を用いて参照検出部5’における第一の捕捉物質の検出範囲を調べる。得られた飽和濃度から容量との積を導出することで、参照検出部5‘において第一の捕捉物質が飽和吸着するために必要な量を算出できる。
(2)検出部3’の確認
濃度既知の対象物質(標準物質)を用いて検出部3’において必要な第一の捕捉物質の最大量を調べる。具体的には想定される対象物質の最大濃度で反応させた検出部3’において、検出部3’上に捕捉された対象物質に対し飽和吸着するために必要な第一の捕捉物質濃度を調べる。得られた飽和濃度と容量との積を導出することで、第一の捕捉物質が飽和吸着するために必要な量を算出できる。
When the immobilized amount data of the second capture substance 4 ′ in the detection unit 3 ′ is not obtained, the first capture substance can be prepared as follows. Specific preparation examples are shown below.
(1) Confirmation of reference detection unit 5 ′ Using the first capture substance (standard substance) having a known concentration, the detection range of the first capture substance in the reference detection unit 5 ′ is examined. By deriving the product of the capacity from the obtained saturated concentration, the amount necessary for the first capture substance to be saturated and adsorbed in the reference detection unit 5 ′ can be calculated.
(2) Confirmation of detection part 3 'The maximum amount of the first capture substance required in the detection part 3' is examined using a target substance (standard substance) whose concentration is known. Specifically, in the detection unit 3 ′ reacted at the maximum concentration of the target substance assumed, the concentration of the first capture substance necessary for saturated adsorption to the target substance captured on the detection unit 3 ′ is examined. . By deriving the product of the obtained saturated concentration and capacity, the amount necessary for the first trapping substance to be saturated and adsorbed can be calculated.
以上、(1)、(2)から得られた第一の捕捉物質の量を比較し、多かった方の2倍量保存する。 As described above, the amount of the first capture substance obtained from (1) and (2) is compared, and the amount twice as large as the larger amount is stored.
本発明は、以下のように構成することも可能である。 The present invention can also be configured as follows.
本発明の分析素子は、流路中に流体中の物質を検出する検出部が設けられており、検出部には検出すべき物質を捕捉する第二の捕捉物質が配置され、検出すべき物質を捕捉し、かつ標識物質が結合した第一の捕捉物質を用いる分析素子において、流路中に上記第一の捕捉物質を検出する参照検出部が設けられており、参照検出部には、第一の捕捉物質を捕捉する第三の捕捉物質が配置され、参照検出部上の第三の捕捉物質に対し第一の捕捉物質が最大量捕捉されることを特徴としている。 The analysis element of the present invention is provided with a detection unit for detecting a substance in the fluid in the flow path, and the detection unit is provided with a second capture substance for capturing the substance to be detected. In the analysis element using the first capture substance to which the labeling substance is bound, a reference detection unit for detecting the first capture substance is provided in the flow path. A third capture substance that captures one capture substance is disposed, and a maximum amount of the first capture substance is captured with respect to the third capture substance on the reference detection unit.
本発明の分析素子では、上記参照検出部は、上記検出部の下流側にあることが好ましい。 In the analysis element of the present invention, it is preferable that the reference detection unit is on the downstream side of the detection unit.
本発明の分析素子では、上記第一の捕捉物質の必要量は、検出部における第二の捕捉物質の量と参照検出部における第三の捕捉物質の量の和以上であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the necessary amount of the first capture substance is preferably equal to or greater than the sum of the amount of the second capture substance in the detection unit and the amount of the third capture substance in the reference detection unit.
本発明の分析素子では、上記流路は、上記注入部の下流側で分岐しており、分岐した一方の流路に、上記検出部が設けられており、分岐したもう一方の流路に、上記参照検出部が設けられていることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the flow path is branched on the downstream side of the injection part, the detection part is provided in one branched flow path, and the other branched flow path is It is preferable that the reference detection unit is provided.
本発明の分析素子では、上記第一の捕捉物質の必要量は、検出部における第二の捕捉物質の量または参照検出部における第三の捕捉物質の量の2倍以上であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the required amount of the first capture substance is preferably at least twice the amount of the second capture substance in the detection unit or the third capture substance in the reference detection unit.
本発明の分析素子では、上記第一の捕捉物質が、チップ内に保存されていることが好ましい。 In the analysis element of the present invention, the first capture substance is preferably stored in the chip.
本発明の分析素子では、上記標識物質と反応する化学物質が、チップ内に保存されていることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the chemical substance that reacts with the labeling substance is preferably stored in the chip.
本発明の分析素子では、上記流路において注入すべき流体を受容する注入部を備えることが好ましい。 In the analysis element of the present invention, it is preferable to include an injection part that receives a fluid to be injected in the flow path.
本発明の分析素子では、上記参照検出部と上記検出部は、同一の検出手段で検出することが好ましい。 In the analysis element of the present invention, the reference detection unit and the detection unit are preferably detected by the same detection means.
本発明の分析素子では、上記検出部と上記参照検出部は、それぞれ作用電極と参照電極から構成されていることが好ましい。 In the analysis element of the present invention, it is preferable that the detection unit and the reference detection unit each include a working electrode and a reference electrode.
本発明の分析素子では、上記作用電極と参照電極の大きさが同一であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, it is preferable that the working electrode and the reference electrode have the same size.
本発明の分析素子では、上記検出部と上記参照検出部は、透過性のある材料から構成されていることが好ましい。 In the analysis element of the present invention, it is preferable that the detection unit and the reference detection unit are made of a permeable material.
本発明の分析素子では、上記第一の捕捉物質が、検出すべき物質に対する抗体であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the first capture substance is preferably an antibody against the substance to be detected.
本発明の分析素子では、上記第二の捕捉物質が、上記検出すべき物質に対する抗体であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the second capture substance is preferably an antibody against the substance to be detected.
本発明の分析素子では、上記第三の捕捉物質が、標識された捕捉物質に対する抗体であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the third capture substance is preferably an antibody against a labeled capture substance.
本発明の分析素子では、上記第一の捕捉物質に結合した標識物質が酵素であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, it is preferable that the labeling substance bonded to the first capture substance is an enzyme.
本発明の分析素子では、上記第一の捕捉物質に結合した標識物質が、蛍光材料であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the labeling substance bonded to the first capture substance is preferably a fluorescent material.
本発明の分析素子では、上記標化学物質が、酵素と反応する基質であることが好ましい。 In the analytical element of the present invention, the standard chemical substance is preferably a substrate that reacts with an enzyme.
本発明の分析素子では、検出部の信号値と参照検出部の信号値から導出した検出信号値と検出すべき物質の濃度との相関関係に関する情報が書き込まれたバーコードまたはICタグを設けることが好ましい。 In the analysis element of the present invention, a barcode or IC tag in which information relating to the correlation between the detection signal value derived from the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit and the concentration of the substance to be detected is written is provided. Is preferred.
本発明の分析装置は、本発明の分析素子を用いて、検出部の信号値と参照検出部の信号値を比較した相対信号値から検出すべき物質の濃度を算出することを特徴としている。 The analyzer of the present invention is characterized in that the concentration of a substance to be detected is calculated from a relative signal value obtained by comparing the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit, using the analysis element of the present invention.
本発明の分析装置は、本発明の分析素子を用いて、参照検出部の信号値が基準値以下の場合、警告を発することを特徴としている。 The analysis device of the present invention is characterized by issuing a warning when the signal value of the reference detection unit is equal to or less than a reference value using the analysis element of the present invention.
本発明の分析装置は、本発明の分析素子を検出するための分析装置であって、上記検出部と上記参照検出部を検出する検出手段が同じであることを特徴としている。 The analysis apparatus of the present invention is an analysis apparatus for detecting the analysis element of the present invention, and is characterized in that the detection means for detecting the detection unit and the reference detection unit are the same.
本発明の分析装置は、本発明の分析素子を用いて、バーコードまたはICタグ用のリーダーが設けられていることを特徴としている。 The analysis apparatus of the present invention is characterized in that a reader for barcode or IC tag is provided using the analysis element of the present invention.
本発明の分析方法は、本発明の分析素子を用いて、検出信号値を算出する際、参照検出部の信号値と検出部の信号値を比較することを特徴としている。 The analysis method of the present invention is characterized in that when the detection signal value is calculated using the analysis element of the present invention, the signal value of the reference detection unit and the signal value of the detection unit are compared.
本発明の分析方法では、検出信号値は、検出部の信号値と参照検出部の信号値との比から算出することが好ましい。 In the analysis method of the present invention, the detection signal value is preferably calculated from the ratio between the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit.
本発明の分析方法では、参照検出部の信号値が基準値以下の場合、検出エラーと判断することが好ましい。 In the analysis method of the present invention, it is preferable to determine a detection error when the signal value of the reference detection unit is equal to or less than the reference value.
本発明の分析方法では、検出部の信号値と参照検出部の信号値から算出した検出信号値と検出すべき物質の濃度との相関関係が予め入力されており、検出チップから得られた検出信号値から検出すべき物質の濃度を出力することが好ましい。 In the analysis method of the present invention, the correlation between the detection signal value calculated from the signal value of the detection unit and the signal value of the reference detection unit and the concentration of the substance to be detected is input in advance, and the detection obtained from the detection chip It is preferable to output the concentration of the substance to be detected from the signal value.
本発明の分析方法では、測定前にチップ情報を入力することで上記相関関係を補正することが好ましい。 In the analysis method of the present invention, it is preferable to correct the correlation by inputting chip information before measurement.
本発明の分析方法では、上記チップ情報をチップに設けられたバーコードまたはICタグから読み取ることで入力され、上記相関関係を補正することが好ましい。 In the analysis method of the present invention, it is preferable to input the chip information by reading it from a barcode or IC tag provided on the chip and correct the correlation.
なお本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the configurations described above, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments are appropriately combined. The obtained embodiment is also included in the technical scope of the present invention.
本発明の分析装置を用いれば、使用環境などの差異にかかわらず精度の良い測定結果をユーザーに表示することが可能となる。このため、本発明は、微小な化学物質などの検出に用いる化学マイクロデバイス(例えば、マイクロチャネルチップおよびマイクロリアクター)、およびバイオセンサー(例えば、アレルゲンセンサー)などの、μ−TAS技術を用いたマイクロチャネルチップを利用する分野に適用することができる。 By using the analyzer of the present invention, it becomes possible to display a highly accurate measurement result to the user regardless of differences in use environment and the like. For this reason, the present invention provides a micro-technology using μ-TAS technology, such as chemical microdevices (for example, microchannel chips and microreactors) used for detection of minute chemical substances, and biosensors (for example, allergen sensors). It can be applied to the field using channel chips.
1、1’ 導入孔
2、2’ マイクロチャネル
3、3’ 検出部
4、4’ 第二の捕捉物質
5、5’ 参照検出部
6、6’ 第三の捕捉物質
7、7’ 排出部
9、9’ バルブ
10、10’ 第一の捕捉物質用流路
11、11’ 導入孔
12、12’ バルブ
13、13’ 基質用流路
14、14’ 導入孔
100、100’ 基板
101 蓋
110 基板
111 マイクロチャネル
112 導入部
113 液溜め部
114 排出部
115 抗体固定部
120 対象物質
121 標識物質
122 抗体
123 標識抗体
124 免疫複合体
125 固定化された抗体
126 複合体
1, 1 'introduction hole 2, 2' microchannel 3, 3 'detection section 4, 4' second capture substance 5, 5 'reference detection section 6, 6' third capture substance 7, 7 'discharge section 9 , 9 'valve 10, 10' first capture substance flow path 11, 11 'introduction hole 12, 12' valve 13, 13 'substrate flow path 14, 14' introduction hole 100, 100 'substrate 101 lid 110 substrate 111 Microchannel 112 Introduction part 113 Liquid reservoir part 114 Discharge part 115 Antibody immobilization part 120 Target substance 121 Label substance 122 Antibody 123 Labeled antibody 124 Immune complex 125 Immobilized antibody 126 complex
Claims (30)
上記流路内に設けられているとともに、上記流体中の検出すべき物質を捕捉するための第二の捕捉物質が配置されている検出部と、
上記流路内に設けられているとともに、上記第一の捕捉物質を捕捉するための第三の捕捉物質が配置されている参照検出部と、が設けられた分析素子であって、
上記第三の捕捉物質は、飽和吸着にて上記第一の捕捉物質を捕捉することを特徴とする分析素子。 A flow path for flowing a fluid, and a first capture substance that captures the substance to be detected in the fluid and has a label substance bound thereto;
A detection unit that is provided in the flow path and in which a second capture substance for capturing the substance to be detected in the fluid is disposed;
A reference detection unit provided in the flow path and provided with a third capture substance for capturing the first capture substance, and an analysis element comprising:
The analytical element, wherein the third capture substance captures the first capture substance by saturated adsorption.
上記分岐した流路の1つに、上記検出部が設けられており、
上記分岐した流路とは別の流路に、上記参照検出部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の分析素子。 The flow path is branched,
The detection unit is provided in one of the branched flow paths,
The analysis element according to claim 1, wherein the reference detection unit is provided in a flow channel different from the branched flow channel.
上記参照検出部の信号値と上記検出部の信号値とを比較して、検出信号値を算出することを特徴とする分析方法。 Using the analytical element according to any one of claims 1 to 19,
An analysis method comprising: calculating a detection signal value by comparing a signal value of the reference detection unit with a signal value of the detection unit.
上記検出信号値と上記相関関係とから、上記検出すべき物質の濃度を算出することを特徴とする請求項25〜27の何れか1項に記載の分析方法。 The correlation between the detection signal value and the concentration of the substance to be detected is input in advance to the analysis element,
28. The analysis method according to claim 25, wherein the concentration of the substance to be detected is calculated from the detection signal value and the correlation.
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