JP2019211212A - Micro sampling chip and inspection device using the micro sampling chip - Google Patents
Micro sampling chip and inspection device using the micro sampling chip Download PDFInfo
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Abstract
【課題】検査のセンサー部分に接触させるサンプルの定量性を向上させるとともにコンタミネーションを確実に防止する。【解決手段】マイクロサンプリングチップ1は、サンプルを吸入するための吸入口2と、吸入口2と連通した空間であって、サンプルの電気化学測定を行なうための測定用電極12、又はサンプルと触れたときにそのサンプル中に含まれる成分由来の発色反応を示す性質をもつ発色体を含む検査用媒体が内部に設けられ、吸入口2から吸入されたサンプルを貯留して内部に設けられた測定用電極12又は検査用媒体に接触させるための検査用空間4と、検査用空間4と連通した内部空間9を有し、内部空間9を形成する1つの壁面が弾力性を有する弾性材料からなる弾性壁面16となっているポンプ部8と、を備え、ポンプ部8の弾性壁面16を弾性変形させることによって、吸入口2を介してサンプルが検査用空間4内に吸入されるように構成されている。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To improve quantitativeness of a sample brought into contact with a sensor part of an inspection and surely prevent contamination. A micro-sampling chip 1 is an inlet 2 for inhaling a sample, a space communicating with the inlet 2, and a measurement electrode 12 for performing an electrochemical measurement of the sample, or a sample. When a test medium containing a chromophore having the property of exhibiting a chromogenic reaction derived from the components contained in the sample is provided inside, the sample inhaled from the inlet 2 is stored and the measurement is provided inside The inspection space 4 for contacting the inspection electrode 12 or the inspection medium, and the internal space 9 communicating with the inspection space 4, and one wall surface forming the internal space 9 is made of an elastic material having elasticity. And a pump portion 8 which is an elastic wall surface 16. By elastically deforming the elastic wall surface 16 of the pump portion 8, the sample is sucked into the inspection space 4 through the suction port 2. ing. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、重金属測定に代表される環境検査、尿試験紙を利用することを代表とする生化学検査、臨床検査、残留農薬を検出することに代表される食物検査などの検査を行なうためのマイクロサンプリングチップ及びその検査装置に関する。 The present invention is for performing tests such as environmental tests represented by heavy metal measurement, biochemical tests represented by using urine test paper, clinical tests, food tests represented by detecting residual pesticides, and the like. The present invention relates to a microsampling chip and an inspection apparatus thereof.
カドミウム、コバルト、水銀、銅、亜鉛、鉛といった重金属は人体に有害であり、水や土壌に含まれる重金属量を把握することは非常に重要である。重金属の測定方法として種々の方法が提案され、実施もなされている(特許文献1、2参照。)。また、穀物、野菜、果実など食物へ農薬を散布することによる残留農薬の問題は深刻であり、2013年にはインドでモノクロトホスが野菜に残留していたことによって、23人の児童が志望するといった重大な事件が起こっている。 Heavy metals such as cadmium, cobalt, mercury, copper, zinc and lead are harmful to the human body, and it is very important to know the amount of heavy metals contained in water and soil. Various methods for measuring heavy metals have been proposed and implemented (see Patent Documents 1 and 2). In addition, the problem of residual pesticides caused by spraying pesticides on foods such as grains, vegetables, and fruits is serious. In 2013, monocrotophos remained in vegetables in India, and 23 children aspire. A serious incident has occurred.
また、医療や食品検査の現場において、その場で的確に必要な検査をできることは、その後の診断や予防、安心を保障することにおいて重要である。その場で検査を数分のうちに検出でき、その疾患や食品の安全、残留農薬の有無を測定できることによって、患者にはできるだけ早い診断、投薬が実現し、飲料水や食品については、飲食前の安全を保障できる。 In addition, being able to perform necessary tests accurately on the spot at medical and food inspection sites is important in ensuring subsequent diagnosis, prevention, and security. The ability to detect tests on the spot within minutes, and to measure the disease, food safety, and the presence or absence of residual pesticides enables patients to be diagnosed and administered as soon as possible. Can be ensured.
ろ紙などの紙媒体に発色試薬を固定した試験紙を利用した、ヒトの尿中や血中における特定物質の検査、イムノアッセイ、残留農薬の検査、土壌汚染の検査が一般的に行なわれている。しかし、試験紙を使用して現場において簡易迅速に検査を行なうことのできる技術は確立されていない。 Tests for specific substances in human urine and blood, immunoassays, pesticide residues, and soil contamination are generally performed using a test paper in which a color reagent is fixed on a paper medium such as filter paper. However, no technology has been established that enables simple and quick inspection at the site using test paper.
電気化学測定や試験紙等を用いて行なう検査は、サンプルを測定用電極や試験紙といったセンサー部分に接触させて行なわれるが、センサー部分に接触させるサンプル量の定量性は検査結果の正確性や再現性にとって重要な要素である。そのため、サンプル量の制御を高精度に行なう必要がある。特に、数十μLといった少量のサンプルを用いる場合には、0.1μL単位の精度が必要であり、安価なピペットではそのような高精度のサンプル量の制御は困難である。空気中に露出した電極や試験紙に少量のサンプルを滴下する検査方法では、サンプルの空気中への蒸発によって検査中にサンプル濃度が変化する場合がある。 Electrochemical measurements and inspections using test strips are performed by bringing the sample into contact with a sensor part such as a measurement electrode or test paper. This is an important factor for reproducibility. Therefore, it is necessary to control the sample amount with high accuracy. In particular, when a small amount of sample such as several tens of μL is used, an accuracy of 0.1 μL is necessary, and it is difficult to control such a highly accurate sample amount with an inexpensive pipette. In an inspection method in which a small amount of sample is dropped onto an electrode or test paper exposed in the air, the sample concentration may change during the inspection due to evaporation of the sample into the air.
また、一定量のサンプルを検査に供するために用いられるピペットの先端には、コンタミネーションを防止するために使い捨てのチップが装着されるが、サンプルを吸入する際に勢いでサンプルがピペットの本体側に付着してしまう場合があり、コンタミネーションが確実に防止されているとはいえない。一方で、容器に入れられたサンプルにセンサー部分を浸して測定する検査方法では、センサーに接触するサンプル量の定量性が得られない。センサー部分の表面での電荷や熱の影響で拡散が起こり、その影響でサンプルの表面濃度が変化して測定値の再現性が低下するという問題がある。 In addition, a disposable tip is attached to the tip of a pipette that is used to inspect a certain amount of sample for the purpose of preventing contamination. In some cases, contamination is not reliably prevented. On the other hand, in the inspection method in which the sensor portion is immersed in the sample placed in the container and measured, the quantitative amount of the sample amount in contact with the sensor cannot be obtained. There is a problem that diffusion occurs due to the influence of electric charge or heat on the surface of the sensor portion, and the influence of the influence changes the surface concentration of the sample to reduce the reproducibility of the measured value.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、検査のセンサー部分に接触させるサンプルの定量性を向上させるとともにコンタミネーションを確実に防止することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the quantitativeness of a sample brought into contact with a sensor portion of an inspection and to surely prevent contamination.
本発明に係るマイクロサンプリングチップは、サンプルを吸入するための吸入口と、前記吸入口と連通し、前記吸入口から吸入されたサンプルを貯留するための検査用空間と、前記検査用空間と連通した内部空間を有し、前記内部空間を形成する1つの壁面が弾力性を有する弾性材料からなる弾性壁面となっているポンプ部を備え、前記ポンプ部の前記弾性壁面を弾性変形させることによって、前記吸入口を介してサンプルが前記検査用空間内に吸入されるように構成されている。すなわち、本発明に係るマイクロサンプリングチップは独自にポンプ機能をもち、そのポンプ機能をもつポンプ部の弾力性のある弾性材料を外部から押圧することによってチップ内流路の全体空間の体積を減少させ、その後、サンプルに吸入口を浸した状態で弾性部分の押圧を解除することで、吸入口から検査用空間内にサンプルが吸入されるようになっている。 A microsampling chip according to the present invention communicates with an intake port for inhaling a sample, an inspection space for storing a sample sucked from the intake port, and an inspection space for storing the sample sucked from the intake port. An inner space, and one wall surface forming the inner space is provided with a pump portion that is an elastic wall surface made of an elastic material having elasticity, and elastically deforming the elastic wall surface of the pump portion, A sample is configured to be sucked into the test space through the suction port. That is, the microsampling chip according to the present invention has its own pump function, and by pressing the elastic elastic material of the pump part having the pump function from the outside, the volume of the entire space of the channel in the chip is reduced. Then, the sample is sucked into the test space from the suction port by releasing the pressing of the elastic portion while the suction port is immersed in the sample.
好ましい実施形態では、前記マイクロサンプリングチップは先端と基端をもち、前記先端に前記吸入口が設けられ、前記基端が検査装置に保持されるようになっており、前記基端側の内部に前記検査用空間が設けられている。 In a preferred embodiment, the micro-sampling chip has a distal end and a proximal end, the suction port is provided at the distal end, and the proximal end is held by an inspection device, and is disposed inside the proximal end side. The inspection space is provided.
さらに好ましい実施形態では、前記吸入口と前記検査用空間は微細流路を介して連通しており、前記ポンプ部の前記内部空間は、前記微細流路及び前記検査用空間の合計容量よりも大きい容量を有し、前記吸入口から吸入されたサンプルのうちの所定量が前記検査用空間に導入されるように構成されている。このような構成にすることで、測定用電極又は検査用媒体に常に一定量のサンプルが接触するため、検査結果の再現性が向上する。 In a further preferred embodiment, the suction port and the inspection space communicate with each other via a fine flow path, and the internal space of the pump unit is larger than a total capacity of the fine flow path and the inspection space. A predetermined volume of the sample sucked from the suction port is introduced into the examination space. With such a configuration, a certain amount of sample always comes into contact with the measurement electrode or the inspection medium, so that the reproducibility of the inspection result is improved.
前記検査用空間の内部にサンプルの電気化学測定を行なうための測定用電極を設け、前記検査用空間内に所定量のサンプルが貯留されたときに当該サンプルと前記測定用電極とが接触するように構成されていてもよい。 A measurement electrode for performing electrochemical measurement of a sample is provided inside the inspection space, and when a predetermined amount of sample is stored in the inspection space, the sample and the measurement electrode come into contact with each other. It may be configured.
また、前記検査用空間の内部に、サンプルと触れたときにそのサンプル中に含まれる成分由来の発色反応を示す性質をもつ発色体を含む検査用媒体が設けられており、前記検査用空間内に所定量のサンプルが貯留されたときに当該サンプルと前記検査用媒体とが接触するように構成されていてもよい。 In addition, an inspection medium including a coloring body having a property of exhibiting a coloring reaction derived from a component contained in the sample when the sample is brought into contact with the sample is provided in the inspection space. When a predetermined amount of sample is stored, the sample and the inspection medium may be in contact with each other.
前記検査用空間内に前記検査用媒体が設けられている場合、前記基端を保持する前記検査装置が前記検査用媒体の色調を光学的に検出できるように、前記検査用空間を形成する壁面のうち前記基端側の壁面が透明材料により構成されていることが好ましい。 When the inspection medium is provided in the inspection space, a wall surface that forms the inspection space so that the inspection device that holds the base end can optically detect the color tone of the inspection medium. Among these, it is preferable that the wall surface on the base end side is made of a transparent material.
前記発色体として、サンプルの性質に応じた発色反応を示す発色試薬が紙媒体に保持されたものを挙げることができる。そのような発色体は、例えば従来から尿検査などに用いられている試験紙によって実現することができる。 Examples of the color former include those in which a color reagent that exhibits a color reaction according to the properties of a sample is held on a paper medium. Such a color body can be realized by, for example, a test paper conventionally used for urinalysis or the like.
また、前記検査用媒体は、前記発色反応を示す成分が互いに異なる複数の発色体を含んでいてもよい。そうすれば、マイクロサンプリングチップ内にサンプルが吸引されたときに、そのサンプルについて複数項目の検査を同時に実施することができる。 The inspection medium may include a plurality of color formers having different components that exhibit the color development reaction. Then, when a sample is sucked into the microsampling chip, a plurality of items can be inspected simultaneously for the sample.
ところで、サンプル自体が色をもっている場合には、サンプルに触れた発色体がサンプルの色で着色されてしまい、発色体の発色を正しく測定することができなくなって検査結果に影響を与えることも考えられる。そこで、前記検査用媒体は、前記発色反応を示す性質をもたない参照体も含むことが好ましい。そうすれば、発色体と参照体の両方をサンプルに接触させたときの両者の色調の差によって発色体の発色を正しく測定することができる。 By the way, if the sample itself has a color, the colored body that touched the sample will be colored with the color of the sample, and the color development of the colored body cannot be measured correctly, which may affect the test results. It is done. Therefore, it is preferable that the inspection medium also includes a reference body having no property showing the color development reaction. By doing so, the color development of the color former can be correctly measured by the difference in color tone between the color former and the reference body when they are brought into contact with the sample.
前記検査用空間に前記測定用電極が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置は、前記マイクロサンプリングチップを保持するチップ保持部と、前記チップ保持部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記測定用電極と電気的接触をとるための端子と、前記端子を介して前記測定用電極と電気的に接続され、サンプルの電気化学測定を行なうための測定回路と、を備えている。 The inspection apparatus of the present invention using a microsampling chip in which the measurement electrode is provided in the inspection space includes a chip holding unit that holds the microsampling chip, and a microsampling chip that is held by the chip holding unit. A terminal for making electrical contact with the measurement electrode; and a measurement circuit electrically connected to the measurement electrode via the terminal and performing electrochemical measurement of the sample.
前記検査用空間に前記検査用媒体が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置は、前記マイクロサンプリングチップを保持するためのチップ保持部と、前記チップ装着部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記検査用媒体の色調を光学的に検出するための検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて前記検査用媒体の発色体の発色反応を測定する測定回路と、を備えている。 The inspection apparatus of the present invention using a microsampling chip in which the inspection medium is provided in the inspection space includes a chip holding unit for holding the microsampling chip and the microsampling held by the chip mounting unit. A detection unit for optically detecting the color tone of the inspection medium of the chip; and a measurement circuit for measuring a color development reaction of the color former of the inspection medium based on a detection result by the detection unit. .
上記の場合、前記検出部としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光の強度をそれぞれ個別に検出するための受光素子を含むものを用いることができる。その場合、前記測定回路は、前記検出部により得られた赤色、緑色、青色の光のそれぞれの強度を数値化し、それらの数値に基づいて前記検査用媒体の色調を検出するように構成されている。そうすれば、検査用媒体の色調の検出が容易である。この場合、前記測定回路は、前記検出部により得られた赤色、緑色、青色の光のそれぞれの強度を数値化し、それらの数値に基づいて前記検査用媒体の色調を検出するように構成されていることが好ましい。 In the above case, as the detection unit, a detector including a light receiving element for individually detecting red (R), green (G), and blue (B) light intensity can be used. In that case, the measurement circuit is configured to digitize the intensities of the red, green, and blue light obtained by the detection unit and detect the color tone of the inspection medium based on the numeric values. Yes. Then, the color tone of the inspection medium can be easily detected. In this case, the measurement circuit is configured to digitize the intensities of the red, green, and blue light obtained by the detection unit and detect the color tone of the inspection medium based on the numeric values. Preferably it is.
また、R・G・Bの強度として数値化された検査用媒体の色調データは、WiFiなどの無線装置を利用して、携帯電話やその他の通信機能を持つ装置に転送されてもよい。 Further, the color tone data of the inspection medium quantified as the intensity of R, G, and B may be transferred to a mobile phone or other device having a communication function using a wireless device such as WiFi.
また、本発明の検査装置は、前記チップ保持部に保持された前記マイクロサンプリングチップの前記吸入口から一定量のサンプルが吸入されるように、前記マイクロサンプリングチップの前記ポンプ部の前記弾性壁面の押圧とその解除を行なう押圧機構を備えていることが好ましい。そうすれば、検査用空間へのサンプルの吸入も自動的に行なうことができる。 Further, the inspection apparatus of the present invention is configured such that the elastic wall surface of the pump part of the microsampling chip is sucked from the suction port of the microsampling chip held by the chip holding part. It is preferable to provide a pressing mechanism that performs pressing and releasing. Then, the sample can be automatically sucked into the examination space.
本発明のマイクロサンプリングチップでは、測定用電極又は検査用媒体が内部に設けられた検査用空間と、その検査用空間と連通した内部空間を有し、前記内部空間を形成する1つの壁面が弾力性を有する弾性材料からなる弾性壁面となっているポンプ部を備えており、前記ポンプ部の前記弾性壁面を弾性変形させることによってサンプルが前記検査用空間内に吸入されるようになっているので、測定用電極や検査用媒体といった検査のセンサー部分を検査用空間内に配置しておけば、そのようなセンサー部分にサンプルを滴下させるといった作業を行なうことなく、検査用媒体をサンプルに確実に接触させることができる。さらに、ポンプ部もマイクロサンプリングチップに内蔵されているため、ピペットを用いることなくサンプルを測定用電極や検査用媒体に接触させることが可能となり、コンタミネーションの防止を図ることができる。当該マイクロサンプリングチップを使い捨てにすることで、サンプルごとに新品のマイクロサンプリングチップを使用することができ、コンタミネーションや作業者への感染といった問題を解消することができる。 In the microsampling chip of the present invention, there is an inspection space in which the measurement electrode or the inspection medium is provided and an internal space communicating with the inspection space, and one wall surface forming the internal space is elastic. Since the pump part which becomes the elastic wall surface which consists of an elastic material which has property is provided, and the sample is inhaled in the space for examination by elastically deforming the elastic wall surface of the pump part By placing inspection sensor parts such as measurement electrodes and inspection media in the inspection space, it is possible to ensure that the inspection medium is applied to the sample without having to drop the sample onto the sensor part. Can be contacted. Furthermore, since the pump part is also built in the microsampling chip, the sample can be brought into contact with the measurement electrode or the inspection medium without using a pipette, and contamination can be prevented. By making the microsampling chip disposable, a new microsampling chip can be used for each sample, and problems such as contamination and infection to workers can be solved.
検査用空間に測定用電極が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置では、マイクロサンプリングチップの測定用電極と電気的接触をとってサンプルの電気化学測定を行なうように構成されているので、サンプルの電気化学測定を再現性よく簡易かつ迅速に行なうことができる。 The inspection apparatus of the present invention using the microsampling chip in which the measurement electrode is provided in the inspection space is configured to perform electrochemical measurement of the sample by making electrical contact with the measurement electrode of the microsampling chip. Therefore, the electrochemical measurement of the sample can be performed easily and quickly with good reproducibility.
検査用空間に検査用媒体が設けられているマイクロサンプリングチップを用いる本発明の検査装置では、マイクロサンプリングチップの検査用媒体の色調を光学的に検出して検査用媒体の発色体の発色反応を測定するように構成されているので、試験紙などの発色体を用いたサンプルの検査を再現性よく簡易かつ迅速に行なうことができる。 In the inspection apparatus of the present invention using the micro sampling chip in which the inspection medium is provided in the inspection space, the color tone of the color medium of the inspection medium is detected by optically detecting the color tone of the inspection medium of the micro sampling chip. Since it is configured to measure, it is possible to easily and quickly inspect a sample using a colored body such as a test paper with good reproducibility.
以下に、本発明に係るマイクロサンプリングチップと検査装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of a microsampling chip and an inspection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
マイクロサンプリングチップの一実施例について、図1から図4を用いて説明する。 An embodiment of the microsampling chip will be described with reference to FIGS.
この実施例のマイクロサンプリングチップ1は、後述する検査装置20(図5参照)の先端に装着して使用するものである。マイクロサンプリングチップ1は、吸入口2が先端に設けられているとともに、吸入口2を介してサンプルを吸入するためのポンプ部8を基端側に備えている。マイクロサンプリングチップ1の内部には、先端の吸入口2から基端側へ延びた微細流路6、微細流路6を介して吸入口2と連通する検査用空間4、ポンプ部8の内部空間9、及び検査用空間4と内部空間9との間を連通させる微細流路10が設けられている。 The microsampling chip 1 of this embodiment is used by being attached to the tip of an inspection device 20 (see FIG. 5) described later. The microsampling chip 1 is provided with a suction port 2 at the distal end, and is provided with a pump unit 8 for sucking a sample through the suction port 2 on the proximal end side. Inside the micro-sampling chip 1, there are a micro flow channel 6 extending from the front suction port 2 to the base end side, a test space 4 communicating with the suction port 2 through the micro flow channel 6, and an internal space of the pump unit 8. 9 and a fine flow path 10 that allows the inspection space 4 and the internal space 9 to communicate with each other.
ポンプ部8の内部空間9はマイクロサンプリングチップ1の基端面に設けられた凹部の開口が、例えば硬質シリコンゴムやエラストマー樹脂などの弾性材料からなる弾性シート16によって密閉されて形成されている。すなわち、内部空間9を形成する1つの壁面は弾性材料からなる弾性壁面となっている。弾性材料からなる弾性シート16は外部からの応力によって弾性変形するため、外部からの応力によってポンプ部8の内部空間9の内部容量を弾性的に変化させることができる。 The internal space 9 of the pump unit 8 is formed by sealing an opening of a recess provided in the base end surface of the microsampling chip 1 with an elastic sheet 16 made of an elastic material such as hard silicon rubber or elastomer resin. That is, one wall surface forming the internal space 9 is an elastic wall surface made of an elastic material. Since the elastic sheet 16 made of an elastic material is elastically deformed by an external stress, the internal capacity of the internal space 9 of the pump unit 8 can be elastically changed by the external stress.
ポンプ部8の弾性壁面(すなわち、弾性シート16)を外力から押圧して内部空間9を押し潰した後、その押圧を解除すると、弾性シート16の復元力によって内部空間9の内部容量が元の大きさに戻ろうとして、内部空間9と連通している微細流路10、検査用空間4、微細流路6内が減圧される。このとき、吸入口2をサンプルに浸していることで、吸入口2から微細流路6を介して検査用空間4内にサンプルが吸入される。 After the internal wall 9 is crushed by pressing the elastic wall surface (that is, the elastic sheet 16) of the pump unit 8 from an external force, the internal capacity of the internal space 9 is restored to the original by the restoring force of the elastic sheet 16. In order to return to the size, the inside of the fine flow path 10, the inspection space 4, and the fine flow path 6 communicating with the internal space 9 is depressurized. At this time, since the suction port 2 is immersed in the sample, the sample is sucked into the test space 4 from the suction port 2 through the fine flow path 6.
ポンプ部8の内部空間9は、検査用空間4と微細流路6の合計の内部容量よりも大きな内部容量をもつように形成されており、ポンプ部8を駆動してサンプルの吸入を行なったときに、検査用空間4内に所定量のサンプルが確実に導入されるようになっている。例えば、検査用空間4の内部容量が100μL程度、微細流路6の内部容量が15μL程度の場合、ポンプ部8の内部空間9の内部容量を10mL程度とすることで、検査用空間4内に所定量のサンプルを確実に導入することができる。 The internal space 9 of the pump unit 8 is formed to have a larger internal capacity than the total internal capacity of the test space 4 and the fine flow path 6, and the pump unit 8 is driven to inhale the sample. Sometimes, a predetermined amount of sample is reliably introduced into the inspection space 4. For example, when the internal volume of the inspection space 4 is about 100 μL and the internal volume of the fine flow path 6 is about 15 μL, the internal volume of the internal space 9 of the pump unit 8 is about 10 mL, so A predetermined amount of sample can be reliably introduced.
検査用空間4内には、サンプルの電気化学測定を行なうための測定用電極12が設けられている。測定用電極12は、検査用空間4内に所定量のサンプルが導入されたときに、電極部分が確実にサンプルと接触するように設けられている。マイクロサンプリングチップ1の基端面には、後述する検査装置20の先端部22(図5参照)が挿入される窪み14が設けられている。窪み14は隔壁15を隔てて検査用空間4と隣接している。測定用電極12は窪み14側から隔壁15を貫通するようにして検査用空間4内に挿入されている。測定用電極12のうち窪み14側に配置されている部分12aは、検査装置20の端子24と電気的に接触させるための端子である。 In the inspection space 4, a measurement electrode 12 for performing electrochemical measurement of a sample is provided. The measurement electrode 12 is provided so that the electrode portion reliably contacts the sample when a predetermined amount of sample is introduced into the inspection space 4. A recess 14 into which a distal end portion 22 (see FIG. 5) of an inspection apparatus 20 described later is inserted is provided on the base end surface of the micro sampling chip 1. The recess 14 is adjacent to the inspection space 4 with the partition wall 15 therebetween. The measurement electrode 12 is inserted into the inspection space 4 so as to penetrate the partition wall 15 from the depression 14 side. A portion 12 a arranged on the depression 14 side of the measurement electrode 12 is a terminal for making electrical contact with the terminal 24 of the inspection apparatus 20.
隔壁15は検査用空間4と窪み14とを空間的に完全に遮断しており、検査用空間4内に導入されたサンプルが窪み14側へ侵入することはない。そのため、吸入口2から吸入されたサンプルがマイクロサンプリングチップ1を用いる検査装置20(図5参照)に付着することがない。 The partition 15 completely blocks the inspection space 4 and the depression 14 so that the sample introduced into the inspection space 4 does not enter the depression 14 side. Therefore, the sample sucked from the suction port 2 does not adhere to the inspection device 20 (see FIG. 5) using the microsampling chip 1.
ここで、測定用電極12として、電極部分がプラスチック内部にインサート成形されたものを用いることができる。そのような測定用電極12を用いることで、電極表面の経時的な酸化を抑制することができる。 Here, as the measurement electrode 12, one in which an electrode part is insert-molded inside a plastic can be used. By using such a measurement electrode 12, it is possible to suppress oxidation of the electrode surface over time.
上記実施例では、ポンプ部8の弾性シート16からなる弾性壁面がマイクロサンプリングチップ1の基端面に設けられている。これにより、検査装置20の押圧機構32(図5参照)によってポンプ部8の弾性壁面を押圧し、ポンプ部8を駆動することができる。なお、マイクロサンプリングチップ1のポンプ部8を手動で駆動してもよく、作業者の手指でポンプ部8の弾性壁面を押圧しやすいように、ポンプ部8の弾性壁面が別の位置、例えば検査用空間4が設けられている平面と同一平面に設けられていてもよい。 In the above embodiment, the elastic wall surface made of the elastic sheet 16 of the pump unit 8 is provided on the base end surface of the microsampling chip 1. Thereby, the elastic wall surface of the pump unit 8 can be pressed by the pressing mechanism 32 (see FIG. 5) of the inspection apparatus 20, and the pump unit 8 can be driven. In addition, the pump part 8 of the microsampling chip 1 may be driven manually, and the elastic wall surface of the pump part 8 is located at another position, for example, in order to easily press the elastic wall surface of the pump part 8 with an operator's finger. You may be provided in the same plane as the plane in which the work space 4 is provided.
マイクロサンプリングチップ1を用いる検査装置の一実施例について、図5を用いて説明する。 An embodiment of an inspection apparatus using the micro sampling chip 1 will be described with reference to FIG.
検査装置20は、マイクロサンプリングチップ1の基端面に設けられている窪み14と嵌合する形状の先端部22を備え、先端部22の内部にマイクロサンプリングチップ1の端子12aと電気的な接触をとるための端子24が設けられている。サンプルの電気化学測定を実施する際は、検査装置20の先端部22をマイクロサンプリングチップ1の基端面の窪み14に嵌め込むことにより、マイクロサンプリングチップ1を検査装置20に装着する。マイクロサンプリングチップ1の先端部22はマイクロサンプリングチップ1を保持するためのチップ保持部を構成している。 The inspection device 20 includes a distal end portion 22 shaped to fit with a recess 14 provided on the proximal end surface of the micro sampling chip 1, and makes electrical contact with the terminal 12 a of the micro sampling chip 1 inside the distal end portion 22. A terminal 24 for taking is provided. When the electrochemical measurement of the sample is performed, the microsampling chip 1 is mounted on the inspection apparatus 20 by fitting the distal end portion 22 of the inspection apparatus 20 into the recess 14 on the base end face of the microsampling chip 1. The tip portion 22 of the micro sampling chip 1 constitutes a chip holding portion for holding the micro sampling chip 1.
検査装置20の内部には、サンプルの電気化学測定を行なうための測定回路26が設けられている。測定回路26は端子24と電気的に接続されている。検査装置20の外面には、測定回路26による測定結果を表示するための表示部28が設けられている。検査装置20はさらに、マイクロサンプリングチップ1の基端面のポンプ部8の弾性壁面(弾性シート16)を押圧するための押圧機構32を備えている。押圧機構32は、弾性シート16に対して垂直に設けられた押圧棒30をその軸方向(図5において矢印の方向)へ駆動することによって、検査装置20に装着されたマイクロサンプリングチップ1のポンプ部8の弾性壁面の押圧とその押圧の解除を行なうように構成されたものである。図示は省略されているが、検査装置20の外面には、押圧機構32の駆動の動機となる信号を生成するためのスイッチが設けられており、作業者がそのスイッチを押すことで押圧機構32が駆動され、マイクロサンプリングチップ1のポンプ部8が駆動される。 Inside the inspection apparatus 20, a measurement circuit 26 for performing electrochemical measurement of the sample is provided. The measurement circuit 26 is electrically connected to the terminal 24. On the outer surface of the inspection apparatus 20, a display unit 28 for displaying a measurement result by the measurement circuit 26 is provided. The inspection apparatus 20 further includes a pressing mechanism 32 for pressing the elastic wall surface (elastic sheet 16) of the pump unit 8 on the base end surface of the micro sampling chip 1. The pressing mechanism 32 is a pump of the microsampling chip 1 mounted on the inspection device 20 by driving a pressing rod 30 provided perpendicular to the elastic sheet 16 in the axial direction (the direction of the arrow in FIG. 5). The elastic wall surface of the portion 8 is pressed and released. Although not shown, a switch for generating a signal for driving the pressing mechanism 32 is provided on the outer surface of the inspection device 20, and the pressing mechanism 32 is pressed by an operator by pressing the switch. Is driven, and the pump unit 8 of the microsampling chip 1 is driven.
この実施例では、押圧機構32として電動式のものを想定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、押圧棒30を手動で、すなわち作業者が検査装置20に設けられたレバー等を動かすことによって押圧棒30が動作するように構成されていてもよい。また、マイクロサンプリングチップ1のポンプ部8の弾性壁面を作業者が手指で押圧できるようになっているのであれば、必ずしも検査装置20に押圧機構32が設けられている必要はない。 In this embodiment, an electric type is assumed as the pressing mechanism 32, but the present invention is not limited to this, and the pressing rod 30 is manually provided, that is, an operator is provided in the inspection device 20. The pressing rod 30 may be configured to operate by moving a lever or the like. Further, if the operator can press the elastic wall surface of the pump unit 8 of the microsampling chip 1 with a finger, the pressing mechanism 32 is not necessarily provided in the inspection device 20.
また、押圧機構32に、マイクロサンプリングチップ1を検査装置20から自動的に取り外すための取外し機能、すなわち、ポンプ部8を駆動する際よりも大きく駆動棒30を駆動させる機能をもたせるようにしてもよい。 In addition, the pressing mechanism 32 may be provided with a removal function for automatically removing the microsampling chip 1 from the inspection apparatus 20, that is, a function of driving the drive rod 30 larger than when the pump unit 8 is driven. Good.
次に、マイクロサンプリングチップの他の実施例について、図6から図8を用いて説明する。 Next, another embodiment of the microsampling chip will be described with reference to FIGS.
この実施例のマイクロサンプリングチップ100は、後述する検査装置120(図9参照)の先端に装着して使用するものである。マイクロサンプリングチップ100は、吸入口102が先端に設けられているとともに、吸入口102を介してサンプルを吸入するためのポンプ部108を基端側に備えている。マイクロサンプリングチップ100の内部には、先端の吸入口102から基端側へ延びた微細流路106、微細流路106を介して吸入口102と連通する検査用空間104、ポンプ部108の内部空間109、及び検査用空間104と内部空間109との間を連通させる微細流路110が設けられている。また、マイクロサンプリングチップ100の基端面には、検査装置120が当該マイクロサンプリングチップ100を保持するための突起114が設けられている。 The microsampling chip 100 of this embodiment is used by being attached to the tip of an inspection apparatus 120 (see FIG. 9) described later. The micro-sampling chip 100 is provided with a suction port 102 at the distal end, and is provided with a pump unit 108 for sucking a sample through the suction port 102 on the proximal end side. Inside the microsampling chip 100, there are a fine flow channel 106 extending from the distal suction port 102 to the proximal end side, an inspection space 104 communicating with the suction port 102 via the fine flow channel 106, and an internal space of the pump unit 108. 109 and a fine flow path 110 that allows the inspection space 104 and the internal space 109 to communicate with each other. In addition, a protrusion 114 for the inspection device 120 to hold the micro sampling chip 100 is provided on the base end surface of the micro sampling chip 100.
検査用空間104は、マイクロサンプリングチップ100の基端面に設けられた凹部の開口が透明シート113によって封止されて構成されている。すなわち、マイクロサンプリングチップ100の基端面に面する検査用空間104の壁面が透明材料により構成されている。透明シート113の材質として、例えば透明アクリルシートが挙げられる。 The inspection space 104 is configured such that the opening of the recess provided in the base end surface of the microsampling chip 100 is sealed with a transparent sheet 113. That is, the wall surface of the inspection space 104 facing the base end surface of the microsampling chip 100 is made of a transparent material. Examples of the material of the transparent sheet 113 include a transparent acrylic sheet.
ポンプ部108の内部空間109はマイクロサンプリングチップ100の基端面に設けられた凹部の開口が、例えば硬質シリコンゴム又はエラストマー樹脂などの弾性材料からなる弾性シート116によって密閉されて形成されている。すなわち、内部空間109を形成する1つの壁面は弾性材料からなる弾性壁面となっている。弾性材料からなる弾性シート116は外部からの応力によって弾性変形するため、外部からの応力によってポンプ部108の内部空間109の内部容量を弾性的に変化させることができる。 The internal space 109 of the pump unit 108 is formed by sealing an opening of a recess provided in the base end surface of the microsampling chip 100 with an elastic sheet 116 made of an elastic material such as hard silicon rubber or elastomer resin. That is, one wall surface forming the internal space 109 is an elastic wall surface made of an elastic material. Since the elastic sheet 116 made of an elastic material is elastically deformed by an external stress, the internal capacity of the internal space 109 of the pump unit 108 can be elastically changed by the external stress.
ポンプ部108の弾性壁面(すなわち、弾性シート116)を外力から押圧して内部空間109を押し潰した後、その押圧を解除すると、弾性シート116の復元力によって内部空間109の内部容量が元の大きさに戻ろうとして、内部空間9と連通している微細流路110、検査用空間104、微細流路106内が減圧される。このとき、吸入口102をサンプルに浸していることで、吸入口102から微細流路106を介して検査用空間104内にサンプルが吸入される。 After the internal wall 109 is crushed by pressing the elastic wall surface (that is, the elastic sheet 116) of the pump unit 108 from an external force, the internal capacity of the internal space 109 is restored to the original by the restoring force of the elastic sheet 116. In order to return to the size, the inside of the fine flow path 110, the inspection space 104, and the fine flow path 106 communicating with the internal space 9 is decompressed. At this time, since the suction port 102 is immersed in the sample, the sample is sucked into the test space 104 from the suction port 102 through the fine flow path 106.
ポンプ部108の内部空間109は、検査用空間104と微細流路106の合計の内部容量よりも大きな内部容量をもつように形成されており、ポンプ部108を駆動してサンプルの吸入を行なったときに、検査用空間104内に所定量のサンプルが確実に導入されるようになっている。例えば、検査用空間104の内部容量が100μL程度、微細流路106の内部容量が15μL程度の場合、ポンプ部108の内部空間109の内部容量を10mL程度とすることで、検査用空間104内に所定量のサンプルを確実に導入することができる。 The internal space 109 of the pump unit 108 is formed to have a larger internal capacity than the total internal capacity of the test space 104 and the fine flow path 106, and the pump unit 108 is driven to inhale the sample. Sometimes, a predetermined amount of sample is reliably introduced into the inspection space 104. For example, when the internal volume of the inspection space 104 is about 100 μL and the internal volume of the microchannel 106 is about 15 μL, the internal volume of the internal space 109 of the pump unit 108 is set to about 10 mL, so that A predetermined amount of sample can be reliably introduced.
検査用空間104内には、略球状、略角柱又は略円柱状の検査用媒体112を嵌め込んで保持するための台座111が設けられており(図8参照)、台座111に検査用媒体112が嵌め込まれて検査用空間104内に固定されている。検査用媒体112とは、サンプルに含まれる特定成分に由来する発色反応を示す発色試薬を保持する発色体を含むものである。検査用媒体112を略球状、略角柱又は略円柱状にすることで、サンプルが検査用媒体112と接触したときに検査用媒体112にサンプルが均一に吸収されやすくなり、検査用媒体112に適切な発色を促すことができる。検査用試薬を保持して検査用媒体112をなすための素材として綿球、ろ紙、スポンジなどが挙げられる。検査用媒体112は、所定量のサンプルが検査用空間104内に導入されたときにサンプルに確実に接触するように設けられている。 In the inspection space 104, a base 111 for fitting and holding a substantially spherical, substantially prismatic or substantially cylindrical inspection medium 112 is provided (see FIG. 8), and the inspection medium 112 is provided on the base 111. Is fixed in the inspection space 104. The inspection medium 112 includes a color former that holds a color developing reagent that exhibits a color developing reaction derived from a specific component contained in a sample. By making the inspection medium 112 into a substantially spherical shape, a substantially prismatic shape, or a substantially cylindrical shape, when the sample comes into contact with the inspection medium 112, the sample is easily absorbed by the inspection medium 112, and is suitable for the inspection medium 112. It can promote proper color development. Examples of the material for holding the test reagent and forming the test medium 112 include cotton balls, filter paper, and sponges. The inspection medium 112 is provided so as to reliably contact the sample when a predetermined amount of the sample is introduced into the inspection space 104.
検査用媒体112は、比色法に利用することができるものであれば、いかなるものも含む。比色法とは、発色体にサンプルを浸潤させたときの発色度(色の濃さ)をその検査項目(濃度やpHなど)の数値が既知である同発色試薬の発色度と比較することにより、サンプルの検査項目を定量する方法である。測定物質、例えばウロビリノーゲンなどそれ自身に色がある場合だけでなく、測定物質自身に色が無い場合でも、化学反応によって発色試薬を発色させ、その発色度によって定量することができる。比色法は食品分析、環境分析、生化学分析などの多くの場面で使用されている分析方法である。 The inspection medium 112 includes any medium that can be used for the colorimetric method. The colorimetric method is to compare the degree of coloration (color density) when a sample is infiltrated into a color former with the coloration degree of the same color reagent whose numerical value of the inspection item (concentration, pH, etc.) is known. This is a method for quantifying the inspection items of a sample. Not only when the measurement substance such as urobilinogen itself has color, but also when the measurement substance itself does not have color, the coloring reagent can be colored by a chemical reaction and quantified by its degree of color development. The colorimetric method is an analytical method used in many scenes such as food analysis, environmental analysis, and biochemical analysis.
検査用媒体112としては、Ph試験紙、尿試験紙、サンドイッチイムノアッセイ、環境分析用試験紙、農薬試験紙、残留塩素定量試験紙、界面活性剤定量試験紙などが挙げられる。 Examples of the test medium 112 include Ph test paper, urine test paper, sandwich immunoassay, environmental analysis test paper, agricultural chemical test paper, residual chlorine quantitative test paper, and surfactant quantitative test paper.
pHは、サンプルの水素イオン濃度に応じた発色度を示す、例えばブロモチモールブルー(BTB)などの発色試薬を用いることで定量することができる。BTBは、サンプルがアルカリ性であれば青色に発色し、サンプルが酸性であれば赤色に発色する。 The pH can be quantified by using a coloring reagent such as bromothymol blue (BTB), which shows the degree of color development according to the hydrogen ion concentration of the sample. BTB develops blue when the sample is alkaline, and red when the sample is acidic.
尿試験の検査項目には、主として、白血球濃度、ウロビリノーゲン濃度、タンパク質濃度、pH、潜血、比重、ケトン体量、ブドウ糖濃度があり、それぞれの検査項目に対する発色試薬が存在する。 The examination items of the urine test mainly include white blood cell concentration, urobilinogen concentration, protein concentration, pH, occult blood, specific gravity, ketone body amount, and glucose concentration, and there are coloring reagents for the respective examination items.
本発明を利用することによって、複数の工程が必要である測定についても簡便に行うことが出来る。例えば、サンドイッチイムノアッセイでは、あらかじめ抗体を固定化した試験紙試薬ろ紙に測定対象の抗原を含むサンプルを浸潤させた後、サンプル溶液を排出し、洗浄用試薬で洗浄し、その後、発色試薬を含む溶液を反応させ、洗浄し、その後の発色を測定する。発色試薬は例えばDAPIなどが挙げられる。 By utilizing the present invention, measurement that requires a plurality of steps can be easily performed. For example, in the sandwich immunoassay, a sample containing the antigen to be measured is infiltrated into a test paper reagent filter paper on which an antibody is immobilized in advance, and then the sample solution is discharged, washed with a washing reagent, and then a solution containing a coloring reagent. Is reacted, washed, and the subsequent color development is measured. Examples of the coloring reagent include DAPI.
環境分析では、フェノール類、溶存酸素、フッ素化合物、シアン化合物などの濃度を定量する。フェノール類は、4−アミノアンチピリンとヘキサシアノ鉄(III)を加えたときに生じる赤色物質(アンチピリン色素)の濃度をその発色度により定量することができる。溶存酸素は、酒石酸カリウムー水酸化ナトリウム溶液とメチレンブルー溶液を加えたときの発色度を測定することで定量することができる。フッ素化合物は、La(III)とアリザリンコンプレキソンとの錯体がフッ素イオンと反応して生じる青色の錯体をその発色度から検出することで定量することができる。シアン化合物は、ピリジン-ピアゾロン吸光度を測定することにより定量することができる。 In environmental analysis, the concentration of phenols, dissolved oxygen, fluorine compounds, cyanides, etc. is quantified. For phenols, the concentration of a red substance (antipyrine dye) produced when 4-aminoantipyrine and hexacyanoiron (III) are added can be quantified based on the degree of color development. Dissolved oxygen can be quantified by measuring the degree of color development when a potassium tartrate-sodium hydroxide solution and a methylene blue solution are added. The fluorine compound can be quantified by detecting a blue complex formed by reacting a complex of La (III) and alizarin complexone with fluorine ions from the degree of color development. Cyanide compounds can be quantified by measuring pyridine-piazolone absorbance.
残留農薬の定量方法の一例として、アセチルコリンをコリンエステラーゼで酵素分解させた際に発生する分解物であるコリンにコリン酸化酵素、ペルオキシダーゼを共役させ、アミノアンチピリンとフェノール、及び酸化酵素から発生した過酸化水素を利用してキノンイミン色素の赤色発色度を測定する方法が挙げられる。 One example of a method for quantifying residual pesticides is hydrogen peroxide generated from aminoantipyrine, phenol, and oxidase by conjugating choline oxidase and peroxidase to choline, which is a degradation product generated by enzymatic degradation of acetylcholine with cholinesterase. A method of measuring the red color development degree of a quinoneimine dye by using a quinoneimine dye.
残留農薬の定量方法としては、アセチルコリンエステラーゼの阻害を定量する方法もある。その場合には、酵素反応によって発生した水素イオン濃度を測定する。この場合、検査用媒体112としては、試験紙ろ紙の表側にpH反応液をしみこませ、裏側にアセチルコリンエステラーゼの乾燥体とアセチルコリン乾燥体を固定したものを用いることができる。マイクロサンプリングチップ100の検査用空間104内にサンプルが導入されて検査用媒体112にサンプルが浸潤すると、アセチルコリエステラーゼとアセチルコリンが反応して水素イオンを発生する。そのときのpHを検査用媒体112のpH反応液の発色の程度によって定量する。pH反応液はpH8.5で青色を呈するのでその色あいを定量する。具体的にはR.G.Bのそれぞれのデジタル化された値(8ビットであればそれぞれ最大値255)について計算し値を出す。例えば、バックグランドがR=50、G=30、B=40、測定時がR=60、G=45、B=150の場合には青と評価する。後述する検査装置120の検出部124側には、R.G.Bのフィルタ(最低でも3つの受光素子の前にR.G.Bのフィルタ)が設置されており、検出部124で得られた検出信号のデータ処理によって検査用媒体112の発色の程度を検出する。 As a method for quantifying residual agricultural chemicals, there is a method for quantifying the inhibition of acetylcholinesterase. In that case, the hydrogen ion concentration generated by the enzyme reaction is measured. In this case, as the test medium 112, a medium in which a pH reaction solution is impregnated on the front side of the test paper filter paper and a dried body of acetylcholinesterase and a dried body of acetylcholine are fixed on the back side can be used. When a sample is introduced into the inspection space 104 of the microsampling chip 100 and the sample is infiltrated into the inspection medium 112, acetylcholinesterase and acetylcholine react to generate hydrogen ions. The pH at that time is quantified according to the degree of color development of the pH reaction solution of the test medium 112. Since the pH reaction solution is blue at pH 8.5, its color is quantified. Specifically, R.I. G. Calculate for each digitized value of B (maximum value 255 for 8 bits, respectively) and give the value. For example, if the background is R = 50, G = 30, B = 40, and the measurement time is R = 60, G = 45, and B = 150, it is evaluated as blue. An R.R. G. A B filter (RGB filter in front of at least three light receiving elements) is installed, and the color of the inspection medium 112 is detected by data processing of the detection signal obtained by the detection unit 124. To do.
残留塩素は、ジエチル-p-フェニレンジアンモニウム(DPD)の比色試薬を行ない、桃色から桃赤色への色調変化の度合いを測定することにより定量することができる。 Residual chlorine can be quantified by performing a colorimetric reagent of diethyl-p-phenylenediammonium (DPD) and measuring the degree of color change from pink to pink.
界面活性剤は、エチルバイオレッドとの化学反応で生成されるイオンを、トルエン抽出を行なうことによって発せられる611nmの光量を測定することにより定量することができる。 The surfactant can be quantified by measuring the amount of light of 611 nm emitted by toluene extraction of ions generated by a chemical reaction with ethyl bio red.
複数の検査用媒体112がマイクロサンプリングチップ100の基端面と平行な平面内に配列されている。複数の検査用媒体112は、それぞれ互いに異なる種類の発色体、すなわち互いに異なる成分に由来する発色反応を示す性質をもつ発色体である。これにより、サンプルの一度の吸入で複数項目の測定を同時に行なうことができる。 A plurality of inspection media 112 are arranged in a plane parallel to the base end surface of the microsampling chip 100. The plurality of test media 112 are different types of color formers, that is, color formers having a property of exhibiting a color reaction derived from different components. Thereby, measurement of a plurality of items can be performed simultaneously with a single inhalation of the sample.
また、複数の検査用媒体112のうちの1つは、そのような発色反応を示す性質をもたない、すなわち発色試薬の浸潤していない参照体であってもよい。複数の検査用媒体112のうちの1つを参照体とすることで、サンプルが色をもっている場合でも、サンプルの色による検査用媒体112の着色具合を参照体によって測定することができ、参照体の着色具合を発色体の色調変化量から差し引くことで、発色体の発色度を正確に測定することができる。 In addition, one of the plurality of test media 112 may be a reference body that does not have such a color-developing reaction property, that is, is not infiltrated with a color-developing reagent. By using one of the plurality of inspection media 112 as a reference body, even when the sample has a color, the color of the inspection medium 112 due to the color of the sample can be measured by the reference body. By subtracting the coloring condition from the color tone change amount of the color former, the color development degree of the color former can be accurately measured.
なお、検査用空間104内には、必ずしも複数の検査用媒体112が設けられている必要はなく、発色体からなる検査用媒体112が1つのみ設けられていてもよい。 Note that the inspection space 104 is not necessarily provided with a plurality of inspection media 112, and only one inspection medium 112 made of a color former may be provided.
マイクロサンプリングチップ100を用いる検査装置の一実施例について、図9を用いて説明する。 An example of an inspection apparatus using the micro sampling chip 100 will be described with reference to FIG.
検査装置120はマイクロサンプリングチップ100の基端面に設けられている突起114と嵌合する形状の穴122を備えており、マイクロサンプリングチップ100の突起114を穴122に嵌め込ませることでマイクロサンプリングチップ100を保持する。すなわち、穴114はマイクロサンプリングチップ100を保持するためのチップ保持部を構成する。 The inspection device 120 includes a hole 122 shaped to fit with a protrusion 114 provided on the base end surface of the microsampling chip 100, and the microsampling chip 100 is inserted into the hole 122 by fitting the protrusion 114 of the microsampling chip 100 into the hole 122. Hold. That is, the hole 114 constitutes a chip holding unit for holding the microsampling chip 100.
検査装置120は、マイクロサンプリングチップ100の検査用空間104内の検査用媒体112の色調を光学的に検出するための検出部124を備えている。検出部124は、例えばCCDカメラなどの撮像装置によって実現することができる。検査装置120はさらに、検出部124からの検出信号に基づいて検査用媒体112の色調変化を測定するように構成された測定回路126を備えている。測定回路126は、検出部124からの検出信号に基づき、検査用媒体112での赤色成分、緑色成分、青色成分の減衰量(吸光度)を測定する。赤色成分、緑色成分、青色成分の光の減衰量を測定すれば、検査用媒体112の色調を数値として測定することができる。このような測定を、検査用媒体112にサンプルを接触させる前後において行ない、それらの色調の差分をとることで、サンプル中の特定成分に由来した発色反応による検査用媒体112の色調変化を測定することができる。 The inspection apparatus 120 includes a detection unit 124 for optically detecting the color tone of the inspection medium 112 in the inspection space 104 of the micro sampling chip 100. The detection unit 124 can be realized by an imaging device such as a CCD camera. The inspection apparatus 120 further includes a measurement circuit 126 configured to measure a color tone change of the inspection medium 112 based on a detection signal from the detection unit 124. The measurement circuit 126 measures the attenuation amount (absorbance) of the red component, the green component, and the blue component in the inspection medium 112 based on the detection signal from the detection unit 124. If the attenuation of light of the red component, green component, and blue component is measured, the color tone of the inspection medium 112 can be measured as a numerical value. Such a measurement is performed before and after the sample is brought into contact with the inspection medium 112, and a difference in color tone is taken to measure a change in the color tone of the inspection medium 112 due to a color reaction derived from a specific component in the sample. be able to.
具体的には、サンプルをマイクロサンプリングチップ100内に吸入する前、例えば、マイクロサンプリングチップ100を検査装置120に装着した際にバックグランドの測定を行なう。この操作は、発色を呈する波長域が可視光の場合に限らず、すべての場合について必要である。その後、サンプルを吸入口102から吸入して検査用空間104内に導入し、検査項目についての発色試薬が固定された検査用媒体112にサンプルを浸潤させ、その後、数秒の後に検査項目についての発色の程度を定量する。検査用媒体112へのサンプルの浸潤については、マイクロサンプリングチップ100内にサンプルを吸入し、検査用媒体112にサンプルを浸潤させた後、すぐにサンプルを排出して検査用媒体112の発色を確認するほうがよい場合も存在する。 Specifically, the background is measured before the sample is inhaled into the microsampling chip 100, for example, when the microsampling chip 100 is attached to the inspection apparatus 120. This operation is necessary not only in the case where the wavelength range exhibiting color development is visible light but also in all cases. Thereafter, the sample is sucked from the suction port 102 and introduced into the inspection space 104, the sample is infiltrated into the inspection medium 112 on which the coloring reagent for the inspection item is fixed, and then the coloring for the inspection item is performed after several seconds. Quantify the degree of. Regarding the infiltration of the sample into the inspection medium 112, the sample is inhaled into the microsampling chip 100, and after the sample is infiltrated into the inspection medium 112, the sample is immediately discharged and the color of the inspection medium 112 is confirmed. There are cases where it is better to do this.
検査装置120の外面には、測定回路126による測定結果を表示するための表示部128が設けられている。検査装置120はさらに、マイクロサンプリングチップ100の基端面のポンプ部8の弾性壁面(弾性シート116)を押圧するための押圧機構132を備えている。押圧機構132は、弾性シート116に対して垂直に設けられた押圧棒130をその軸方向(図9において矢印の方向)へ駆動することによって、検査装置120に装着されたマイクロサンプリングチップ100のポンプ部108の弾性壁面の押圧とその押圧の解除を行なうように構成されたものである。図示は省略されているが、検査装置120の外面には、押圧機構132の駆動の動機となる信号を生成するためのスイッチが設けられており、作業者がそのスイッチを押すことで押圧機構132が駆動され、マイクロサンプリングチップ100のポンプ部108が駆動される。 On the outer surface of the inspection apparatus 120, a display unit 128 for displaying the measurement result by the measurement circuit 126 is provided. The inspection device 120 further includes a pressing mechanism 132 for pressing the elastic wall surface (elastic sheet 116) of the pump unit 8 on the base end surface of the microsampling chip 100. The pressing mechanism 132 is a pump for the microsampling chip 100 attached to the inspection device 120 by driving a pressing rod 130 provided perpendicular to the elastic sheet 116 in the axial direction (the direction of the arrow in FIG. 9). The elastic wall surface of the portion 108 is pressed and released. Although not shown, a switch for generating a signal for driving the pressing mechanism 132 is provided on the outer surface of the inspection device 120, and the pressing mechanism 132 is pressed by the operator by pressing the switch. Is driven, and the pump unit 108 of the micro-sampling chip 100 is driven.
この実施例においても、押圧機構132として電動式のものを想定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、押圧棒130を手動で、すなわち作業者が検査装置120に設けられたレバー等を動かすことによって押圧棒130が動作するように構成されていてもよい。また、マイクロサンプリングチップ100のポンプ部8の弾性壁面を作業者が手指で押圧できるようになっているのであれば、必ずしも検査装置120に押圧機構132が設けられている必要はない。 Also in this embodiment, an electric type is assumed as the pressing mechanism 132, but the present invention is not limited to this, and the pressing rod 130 is manually provided, that is, an operator is provided in the inspection device 120. The pressing rod 130 may be operated by moving a lever or the like. In addition, as long as the operator can press the elastic wall surface of the pump unit 8 of the microsampling chip 100 with a finger, the pressing mechanism 132 is not necessarily provided in the inspection device 120.
また、押圧機構132に、マイクロサンプリングチップ100を検査装置120から自動的に取り外すための取外し機能、すなわち、ポンプ部108を駆動する際よりも大きく駆動棒130を駆動させる機能をもたせるようにしてもよい。 Further, the pressing mechanism 132 may be provided with a removal function for automatically removing the microsampling chip 100 from the inspection device 120, that is, a function for driving the drive rod 130 larger than when the pump unit 108 is driven. Good.
図10のグラフは、図1から図4を用いて説明したマイクロサンプリングチップ1内に濃度1ppmの鉛溶液を吸入し、図5の検査装置20を用いて電気化学測定を行なったときの測定データである。測定方法は微分パルスボルタメトリー(DPV)であり、グラフは−1500mVから250mVまで掃引したものである。このグラフにおいて、鉛のDPVピークが現れており、鉛を適切に検出できていることがわかる。 The graph of FIG. 10 shows the measurement data obtained when the lead solution having a concentration of 1 ppm is inhaled into the microsampling chip 1 described with reference to FIGS. 1 to 4 and the electrochemical measurement is performed using the inspection apparatus 20 of FIG. It is. The measurement method is differential pulse voltammetry (DPV), and the graph is swept from −1500 mV to 250 mV. In this graph, the DPV peak of lead appears, and it can be seen that lead can be detected appropriately.
図11に示された表は、図9の検査装置120による測定データの一例である。この測定は、マイクロサンプリングチップ100の検査用空間104内に1〜11の検査項目用の試薬を浸み込ませた検査用媒体112を配置し、各検査項目の数値を以下のとおりに調整したサンプルを検査用ピペットチップ2内に吸引して実施した。
(1)ウロビリノーゲン 2.0mgl/dL
(2)潜血 20個/μL
(3)タンパク質 100mg/dL
(4)ブドウ糖 250mg/dL
(5)ケトン体 30mg/dL
(6)ビリルビン 1.0mg/dL
(7)アルブミン 100mg/dL
(8)比重 1.03
(9)白血球 100個/dL
(10)pH pH7
(11)クレアチニン 150mg/dL
The table shown in FIG. 11 is an example of measurement data obtained by the inspection apparatus 120 in FIG. In this measurement, a test medium 112 in which reagents for test items 1 to 11 are immersed in the test space 104 of the microsampling chip 100 is arranged, and the numerical values of the test items are adjusted as follows. The sample was aspirated into the test pipette tip 2 and performed.
(1) Urobilinogen 2.0 mgl / dL
(2) 20 occult blood / μL
(3) Protein 100 mg / dL
(4) Glucose 250mg / dL
(5) Ketone body 30mg / dL
(6) Bilirubin 1.0mg / dL
(7) Albumin 100 mg / dL
(8) Specific gravity 1.03
(9) Leukocytes 100 / dL
(10) pH pH 7
(11) Creatinine 150 mg / dL
図11のR、G、Bは各検査項目用の検査用媒体112の色調について画像解析により得られた赤色成分、緑色成分、青色成分の強度である。「測定前」とは、サンプルを検査用媒体112に接触させる前のことを意味し、「測定後」とは、サンプルを検査用媒体112に接触させた後のことを意味する。この測定データからわかるように、「測定前」と「測定後」で各検査用媒体8の色調が種々に変化していることが数値によって示されており、複数の検査項目を同時に測定できていることがわかる。上記のようにR・B・Gによって数値化されたデータは、その特性上、通信機能を持つ携帯電話やその他の機器に転送して評価することも可能である。 R, G, and B in FIG. 11 are the intensities of the red component, the green component, and the blue component obtained by image analysis for the color tone of the inspection medium 112 for each inspection item. “Before measurement” means before the sample is brought into contact with the inspection medium 112, and “after measurement” means after the sample is brought into contact with the inspection medium 112. As can be seen from the measurement data, the numerical values indicate that the color tone of each inspection medium 8 changes variously before and after the measurement, and a plurality of inspection items can be measured simultaneously. I understand that. As described above, the data digitized by R, B, and G can be transferred to a mobile phone or other device having a communication function for evaluation.
1,100 マイクロサンプリングチップ
2,102 吸入口
4,104 検査用空間
6,10,106,110 微細流路
8,108 ポンプ部
9,109 ポンプ部の内部空間
12 測定用電極
12a 端子(マイクロサンプリングチップ側)
14 窪み
15 隔壁
16,116 弾性シート(弾性壁面)
20,120 検査装置
22 先端部(チップ保持部)
24 端子(検査装置側)
26,126 測定回路
28,128 表示部
30,130 押圧棒
32,132 押圧機構
112 検査用媒体
113 透明シート
114 突起
122 穴(チップ保持部)
124 検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Microsampling chip 2,102 Suction port 4,104 Inspection space 6,10,106,110 Fine flow path 8,108 Pump part 9,109 Internal space of pump part 12 Measurement electrode 12a Terminal (microsampling chip side)
14 hollow 15 partition 16,116 elastic sheet (elastic wall surface)
20,120 Inspection device 22 Tip (chip holding part)
24 terminals (inspection device side)
26, 126 Measuring circuit 28, 128 Display unit 30, 130 Press rod 32, 132 Press mechanism 112 Inspection medium 113 Transparent sheet 114 Protrusion 122 Hole (chip holding unit)
124 detector
Claims (13)
前記吸入口と連通し、前記吸入口から吸入されたサンプルを貯留するための検査用空間と、
前記検査用空間と連通した内部空間を有し、前記内部空間を形成する1つの壁面が弾力性を有する弾性材料からなる弾性壁面となっているポンプ部と、を備え、
前記ポンプ部の前記弾性壁面を弾性変形させることによって、前記吸入口を介してサンプルが前記検査用空間内に吸入されるように構成されているマイクロサンプリングチップ。 An inlet for inhaling the sample;
A test space communicating with the suction port and storing a sample sucked from the suction port;
A pump section having an internal space communicating with the inspection space, and one wall surface forming the internal space being an elastic wall surface made of an elastic material having elasticity;
A micro-sampling chip configured such that a sample is sucked into the inspection space through the suction port by elastically deforming the elastic wall surface of the pump unit.
前記ポンプ部の前記内部空間は、前記微細流路及び前記検査用空間の合計容量よりも大きい容量を有し、前記吸入口から吸入されたサンプルのうちの所定量が前記検査用空間に導入されるように構成されている、請求項1又は2に記載のマイクロサンプリングチップ。 The suction port and the inspection space communicate with each other through a fine channel,
The internal space of the pump unit has a volume larger than the total volume of the fine flow path and the inspection space, and a predetermined amount of the sample sucked from the suction port is introduced into the inspection space. The microsampling chip according to claim 1 or 2, wherein the microsampling chip is configured to be configured as described above.
前記チップ保持部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記測定用電極と電気的接触をとるための端子と、
前記端子を介して前記測定用電極と電気的に接続され、サンプルの電気化学測定を行なうための測定回路と、を備えた検査装置。 A chip holding unit for holding the microsampling chip microsampling chip according to claim 3;
A terminal for making electrical contact with the measurement electrode of the microsampling chip held by the chip holding unit;
An inspection apparatus comprising: a measurement circuit that is electrically connected to the measurement electrode via the terminal and performs electrochemical measurement of a sample.
前記チップ保持部で保持した前記マイクロサンプリングチップの前記検査用媒体の色調を光学的に検出するための検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記検査用媒体の発色体の発色反応を測定する測定回路と、を備えた検査装置。 A chip holder for holding the microsampling chip according to any one of claims 5 to 9,
A detection unit for optically detecting the color tone of the inspection medium of the microsampling chip held by the chip holding unit;
An inspection apparatus comprising: a measurement circuit that measures a color development reaction of a color former of the inspection medium based on a detection result by the detection unit.
前記測定回路は、前記検出部により得られた赤色、緑色、青色の光のそれぞれの強度を数値化し、それらの数値に基づいて前記検査用媒体の色調を検出するように構成されている、請求項11に記載の検査装置。 The detection unit includes a light receiving element for individually detecting the intensity of red, green, and blue light,
The measurement circuit is configured to digitize the intensity of each of red, green, and blue light obtained by the detection unit and detect a color tone of the inspection medium based on the numeric values. Item 12. The inspection apparatus according to Item 11.
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