[go: up one dir, main page]

JP2024066765A - Reaction device, method for sealing flow channel, and chip - Google Patents

Reaction device, method for sealing flow channel, and chip Download PDF

Info

Publication number
JP2024066765A
JP2024066765A JP2022176433A JP2022176433A JP2024066765A JP 2024066765 A JP2024066765 A JP 2024066765A JP 2022176433 A JP2022176433 A JP 2022176433A JP 2022176433 A JP2022176433 A JP 2022176433A JP 2024066765 A JP2024066765 A JP 2024066765A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sealing member
opening
sealing
flow path
chip body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022176433A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
健人 荒木
Taketo Araki
隆昌 河野
Takamasa Kono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Sekisui Medical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Sekisui Medical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd, Sekisui Medical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2022176433A priority Critical patent/JP2024066765A/en
Publication of JP2024066765A publication Critical patent/JP2024066765A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

【課題】装置を大掛かりにせずとも、流路内の封止性を高めることができる、反応装置を提供する。【解決手段】少なくとも一端に開口部4が設けられている流路3を有する、チップ本体2と、開口部4を封止するための封止部材6と、熱源7とを備え、チップ本体2における、熱源7により加熱される加熱領域Aが、開口部4が設けられる領域Bを含んでおり、封止部材6の軟化点Tsが、加熱領域Aの最高到達温度Tmax以下である、反応装置10。【選択図】図1[Problem] To provide a reaction device that can improve the sealing performance inside a flow path without making the device large-scale. [Solution] A reaction device 10 comprising a chip body 2 having a flow path 3 with an opening 4 at at least one end, a sealing member 6 for sealing the opening 4, and a heat source 7, in which a heating region A in the chip body 2 that is heated by the heat source 7 includes a region B in which the opening 4 is provided, and the softening point Ts of the sealing member 6 is equal to or lower than the maximum temperature Tmax reached in the heating region A. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、熱反応が行われる反応装置、流路の封止方法、及びチップに関する。 The present invention relates to a reaction device in which a thermal reaction takes place, a method for sealing a flow path, and a chip.

従来、流体が送液される流路が設けられているチップを用いて、各種検体又は試料の送液や反応を制御することにより、血液検査や遺伝子検査などの検査が試みられている。このようなチップを備えた反応装置では、複数の試薬を別々の箇所に送るための流路切替手段として、バルブが用いられることがある。例えば、PCR(Polymerase Chain Reaction)等に用いる反応装置では、最終工程で行われる熱反応において、反応液の揮発を抑えるために熱反応部をバルブで密閉することがある。 Conventionally, tests such as blood tests and genetic tests have been attempted by controlling the delivery and reaction of various specimens or samples using a chip provided with a flow path through which fluid is delivered. In a reaction device equipped with such a chip, a valve may be used as a flow path switching means for delivering multiple reagents to different locations. For example, in a reaction device used for PCR (Polymerase Chain Reaction), the thermal reaction section may be sealed with a valve to suppress the evaporation of the reaction liquid during the thermal reaction carried out in the final step.

下記の特許文献1には、ロータリー部材を回転させることにより、ダイヤフラムを対応する隔壁と接触させたり、離したりすることにより、流路を開閉する方法が開示されている。 The following Patent Document 1 discloses a method for opening and closing a flow path by rotating a rotary member to bring a diaphragm into contact with or away from a corresponding partition wall.

また、下記の特許文献2には、マイクロ検査チップの開口部を、開口封止部材を用いて封止する方法が開示されている。特許文献2では、開口部の封止蓋と、封止蓋を開口部に粘着させるための第1の粘着層を有する、開口封止部材が用いられている。 In addition, the following Patent Document 2 discloses a method of sealing the opening of a microinspection chip using an opening sealing member. In Patent Document 2, an opening sealing member is used that has a sealing lid for the opening and a first adhesive layer for adhering the sealing lid to the opening.

特許第6981762号Patent No. 6981762 特開2009-156741号公報JP 2009-156741 A

しかしながら、特許文献1のような回転バルブを用いた反応装置において、バルブの成型時の寸法公差等も加味した上で、再現性高く密閉性を発現させるためには、バルブをチップに強く押さえつける必要がある。しかしながら、この場合、回転時のトルクが上がってしまい、装置が大型化してしまうという問題がある。また、熱反応のときのみバルブの上から荷重を掛ける方法が考えられるが、この場合においても装置が大型化してしまう問題がある。また、特許文献2のように、粘着層を有する開口封止部材を用いた場合、流路内の封止性を十分に高めることが難しいという問題がある。 However, in a reaction apparatus using a rotary valve as in Patent Document 1, in order to achieve highly reproducible airtightness while taking into account dimensional tolerances during molding of the valve, it is necessary to press the valve firmly against the chip. In this case, however, the torque during rotation increases, resulting in a problem of increased size of the apparatus. Another possible method is to apply a load from above the valve only during thermal reactions, but this also results in a problem of increased size of the apparatus. In addition, when an opening sealing member having an adhesive layer is used as in Patent Document 2, there is a problem that it is difficult to sufficiently increase the sealing property within the flow channel.

本発明の目的は、装置を大掛かりにせずとも、流路内の封止性を高めることができる、反応装置、流路の封止方法、及びチップを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a reaction device, a method for sealing a flow path, and a chip that can improve the sealing performance within the flow path without making the device large-scale.

本明細書において、以下の反応装置、流路の封止方法、及びチップを開示する。 This specification discloses the following reaction device, flow channel sealing method, and chip.

項1.少なくとも一端に開口部が設けられている流路を有する、チップ本体と、前記開口部を封止するための封止部材と、熱源とを備え、前記チップ本体における、前記熱源により加熱される加熱領域が、前記開口部が設けられる領域を含んでおり、前記封止部材の軟化点Tsが、前記加熱領域の最高到達温度Tmax以下である、反応装置。 Item 1. A reaction device comprising a chip body having a flow path with an opening at at least one end, a sealing member for sealing the opening, and a heat source, wherein a heating region in the chip body that is heated by the heat source includes a region in which the opening is provided, and the softening point Ts of the sealing member is equal to or lower than the maximum temperature Tmax of the heating region.

項2.前記チップ本体が、前記流路に接続されている反応チャンバーを有し、前記加熱領域が、前記反応チャンバーが設けられる領域を含んでいる、項1に記載の反応装置。 Item 2. The reaction device according to item 1, wherein the chip body has a reaction chamber connected to the flow channel, and the heating region includes a region in which the reaction chamber is provided.

項3.前記加熱領域の最高到達温度Tmaxと、前記封止部材の軟化点Tsとの差が、10℃以上、70℃以下である、項1又は2に記載の反応装置。 Item 3. The reaction device according to item 1 or 2, in which the difference between the maximum temperature Tmax of the heating region and the softening point Ts of the sealing member is 10°C or more and 70°C or less.

項4.平面視において、前記開口部と前記熱源とが重なっている部分を有する、項1~3のいずれか1項に記載の反応装置。 Item 4. The reaction device according to any one of items 1 to 3, having a portion where the opening and the heat source overlap in a plan view.

項5.前記チップ本体の厚みが、0.5mm以上、10.0mm以下である、項1~4のいずれか1項に記載の反応装置。 Item 5. The reaction device according to any one of items 1 to 4, wherein the thickness of the chip body is 0.5 mm or more and 10.0 mm or less.

項6.前記封止部材は、前記チップ本体と接する面に溝部を有し、前記封止部材の溝部が前記開口部に接続されている状態と、前記封止部材の溝部以外の部分により前記開口部が封止されている状態とを取り得るように配置されており、前記封止部材が、バルブを兼ねている、項1~5のいずれか1項に記載の反応装置。 Item 6. The reaction device according to any one of items 1 to 5, wherein the sealing member has a groove on the surface that contacts the chip body, and is arranged so that the sealing member can be in a state where the groove is connected to the opening and a state where the opening is sealed by a portion of the sealing member other than the groove, and the sealing member also serves as a valve.

項7.前記封止部材は、前記封止部材が回転軸周りに回転することにより、前記封止部材の溝部が前記開口部に接続されている状態と、前記封止部材の溝部以外の部分により前記開口部が封止されている状態とを取り得るように配置されており、前記封止部材が、回転バルブを兼ねている、項6に記載の反応装置。 Item 7. The reaction apparatus according to Item 6, in which the sealing member is arranged so that, by rotating around a rotation axis, the sealing member can assume a state in which the groove of the sealing member is connected to the opening and a state in which the opening is sealed by a portion of the sealing member other than the groove, and the sealing member also serves as a rotary valve.

項8.少なくとも一端に開口部が設けられている流路を有する、チップ本体と、前記開口部を封止するための封止部材とを備える、反応装置において、前記流路内を封止する、封止方法であって、前記チップ本体における前記開口部が設けられる領域を加熱する工程と、前記加熱により溶融した前記封止部材の一部を、前記開口部に流入させることにより、前記流路内を封止する工程とを備える、流路の封止方法。 Item 8. A method for sealing a flow channel in a reaction device comprising a chip body having a flow channel with an opening at at least one end and a sealing member for sealing the opening, the method comprising the steps of heating an area of the chip body where the opening is provided, and sealing the flow channel by allowing a portion of the sealing member melted by the heating to flow into the opening.

項9.少なくとも一端に開口部が設けられている流路を有する、チップ本体と、前記開口部を封止するための封止部材とを備え、前記封止部材の軟化点Tsが、100℃以下である、チップ。 Item 9. A chip comprising a chip body having a flow path with an opening at at least one end, and a sealing member for sealing the opening, the softening point Ts of the sealing member being 100°C or lower.

本発明によれば、装置を大掛かりにせずとも、流路内の封止性を高めることができる、反応装置、流路の封止方法、及びチップを提供することができる。 The present invention provides a reaction device, a method for sealing a flow channel, and a chip that can improve the sealing performance within the flow channel without making the device large-scale.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る反応装置を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a reaction apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は、図1の反応装置において、封止部材により流路内が封止された状態を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the inside of the flow channel is sealed by a sealing member in the reaction apparatus of FIG. 図3は、本発明の第1の実施形態に係るチップを示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a chip according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第2の実施形態に係る反応装置において、封止部材の溝部に流路の開口部が接続している状態を示す模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an opening of a flow channel is connected to a groove portion of a sealing member in a reaction device according to a second embodiment of the present invention. 図5は、図4の反応装置において、封止部材の溝部以外の部分により流路の開口部が閉じられている状態を示す模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the opening of the flow channel is closed by a portion of the sealing member other than the groove in the reaction device of FIG. 図6は、図4の反応装置において、封止部材により流路内が封止された状態を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the inside of the flow channel is sealed by a sealing member in the reaction device of FIG.

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 The present invention will be clarified below by explaining specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
(反応装置)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る反応装置を示す模式的断面図である。
[First embodiment]
(Reaction Apparatus)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a reaction apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、反応装置10は、チップ1と、熱源7とを備える。チップ1は、各種反応試験や検査を行うことができる検査チップである。また、チップ1は、チップ本体2と、封止部材6とを有する。 As shown in FIG. 1, the reaction device 10 includes a chip 1 and a heat source 7. The chip 1 is an inspection chip that can perform various reaction tests and inspections. The chip 1 also includes a chip body 2 and a sealing member 6.

チップ本体2は、矩形板状の形状を有する。チップ本体2は、対向している第1の主面2a及び第2の主面2bを有する。なお、チップ本体の形状は、矩形板状に限定されず、他の形状を有していてもよい。 The chip body 2 has a rectangular plate-like shape. The chip body 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b that face each other. Note that the shape of the chip body is not limited to a rectangular plate-like shape, and may have other shapes.

チップ本体2の内部には、流路3が設けられている。流路3の一端は、第1の主面2aに開口しており、第1の主面2aにおいて開口部4を形成している。また、流路3の他端は、反応チャンバー5に接続されている。 A flow channel 3 is provided inside the chip body 2. One end of the flow channel 3 opens to the first main surface 2a, and an opening 4 is formed in the first main surface 2a. The other end of the flow channel 3 is connected to a reaction chamber 5.

チップ本体2の第1の主面2a上には、封止部材6が設けられている。封止部材6は、流路3の開口部4を封止するための部材である。なお、図1においては、流路3の開口部4が、封止部材6により封止される前の状態を示している。 A sealing member 6 is provided on the first main surface 2a of the chip body 2. The sealing member 6 is a member for sealing the opening 4 of the flow channel 3. Note that FIG. 1 shows the state before the opening 4 of the flow channel 3 is sealed by the sealing member 6.

チップ本体2の第2の主面2b上には、熱源7が設けられている。チップ本体2における、熱源7により加熱される加熱領域Aは、開口部4が設けられる領域Bと、反応チャンバー5が設けられる領域Cとを含んでいる。従って、熱源7により、開口部4が設けられる領域Bと、反応チャンバー5が設けられる領域Cとを加熱することができる。 A heat source 7 is provided on the second main surface 2b of the chip body 2. The heating area A in the chip body 2 that is heated by the heat source 7 includes an area B in which the opening 4 is provided and an area C in which the reaction chamber 5 is provided. Therefore, the heat source 7 can heat the area B in which the opening 4 is provided and the area C in which the reaction chamber 5 is provided.

本実施形態では、封止部材6の軟化点Tsが、加熱領域Aの最高到達温度Tmax以下である。また、封止部材6が開口部4に接する部分は、開口部4が設けられる領域Bに含まれているので、熱源7により加熱領域Aを加熱すると、封止部材6が開口部4に接する部分も加熱されることとなる。このとき、封止部材6の軟化点Tsは、加熱領域Aの最高到達温度Tmax以下であるため、封止部材6が開口部4に接する部分が加熱されると、封止部材6の一部が溶融する。これにより、図2に示すように、加熱により溶融した封止部材6の一部を、開口部4から流路3内に流入させ、流路3内を封止することができる。 In this embodiment, the softening point Ts of the sealing member 6 is equal to or lower than the maximum temperature Tmax of the heating region A. In addition, the portion of the sealing member 6 in contact with the opening 4 is included in the region B in which the opening 4 is provided, so when the heating region A is heated by the heat source 7, the portion of the sealing member 6 in contact with the opening 4 is also heated. At this time, since the softening point Ts of the sealing member 6 is equal to or lower than the maximum temperature Tmax of the heating region A, when the portion of the sealing member 6 in contact with the opening 4 is heated, a portion of the sealing member 6 melts. As a result, as shown in FIG. 2, a portion of the sealing member 6 melted by heating can flow from the opening 4 into the flow path 3, sealing the inside of the flow path 3.

また、反応チャンバー5が設けられる領域Cも加熱領域Aに含まれているので、熱源7により加熱領域Aを加熱することにより、反応チャンバー5を加熱することもできる。これにより、反応チャンバー5において、PCR等の加熱を伴う反応を行うことができる。 In addition, since the region C in which the reaction chamber 5 is provided is also included in the heating region A, the reaction chamber 5 can also be heated by heating the heating region A with the heat source 7. This allows a reaction involving heating, such as PCR, to be carried out in the reaction chamber 5.

本実施形態の反応装置10では、反応チャンバー5を加熱するための熱を利用して、封止部材6の一部を溶融させることができ、それによって流路3に接続される反応チャンバー5内を封止することができる。このように、反応装置10では、流路3の一端に設けられる開口部4の上に封止部材6を設けるだけで、反応チャンバー5内を封止することができるので、封止のために大掛かりな装置を必要としない。また、反応装置10では、加熱により溶融した封止部材6の一部を開口部4から流路3内に流入させることにより、開口部4を封止するので、流路3内の封止性を高めることができる。よって、反応装置10によれば、装置を大掛かりにせずとも、流路3内の封止性を高めることができる。 In the reaction device 10 of this embodiment, the heat for heating the reaction chamber 5 can be used to melt a part of the sealing member 6, thereby sealing the inside of the reaction chamber 5 connected to the flow path 3. In this way, in the reaction device 10, the reaction chamber 5 can be sealed simply by providing the sealing member 6 on the opening 4 provided at one end of the flow path 3, so no large-scale device is required for sealing. In addition, in the reaction device 10, the opening 4 is sealed by causing a part of the sealing member 6 melted by heating to flow from the opening 4 into the flow path 3, so that the sealing property in the flow path 3 can be improved. Therefore, according to the reaction device 10, the sealing property in the flow path 3 can be improved without making the device large-scale.

本実施形態においては、加熱領域Aの最高到達温度Tmaxと、封止部材6の軟化点Tsとの差(Tmax-Ts)が、好ましくは10℃以上、より好ましくは15℃以上、さらに好ましくは30℃以上であり、好ましくは70℃以下、より好ましくは50℃以下である。差(Tmax-Ts)が上記下限値以上である場合、流路3内をより確実に封止することができる。また、差(Tmax-Ts)が上記上限値以下である場合、溶融した封止部材6が反応チャンバー5に混入することをより一層確実に防止することができる。 In this embodiment, the difference (Tmax-Ts) between the maximum temperature Tmax reached in the heating area A and the softening point Ts of the sealing member 6 is preferably 10°C or more, more preferably 15°C or more, even more preferably 30°C or more, and is preferably 70°C or less, more preferably 50°C or less. When the difference (Tmax-Ts) is equal to or greater than the lower limit, the inside of the flow path 3 can be sealed more reliably. When the difference (Tmax-Ts) is equal to or less than the upper limit, the molten sealing member 6 can be more reliably prevented from entering the reaction chamber 5.

加熱領域Aの最高到達温度Tmaxは、特に限定されないが、好ましくは90℃以上、より好ましくは95℃以上であり、好ましくは110℃以下、より好ましくは100℃以下である。加熱領域Aの最高到達温度Tmaxが上記下限値以上である場合、流路3内をより確実に封止することができる。また、加熱領域Aの最高到達温度Tmaxが上記上限値以下である場合、溶融した封止部材6が反応チャンバー5に混入することをより一層確実に防止することができる。もっとも、加熱領域Aの最高到達温度Tmaxは、反応チャンバー5内で行われる反応の種類により適宜設定することができる。 The maximum temperature Tmax of the heating area A is not particularly limited, but is preferably 90°C or higher, more preferably 95°C or higher, and preferably 110°C or lower, more preferably 100°C or lower. When the maximum temperature Tmax of the heating area A is equal to or higher than the lower limit, the inside of the flow path 3 can be sealed more reliably. When the maximum temperature Tmax of the heating area A is equal to or lower than the upper limit, the melted sealing member 6 can be more reliably prevented from being mixed into the reaction chamber 5. However, the maximum temperature Tmax of the heating area A can be appropriately set depending on the type of reaction to be performed in the reaction chamber 5.

熱源7により加熱されたときの開口部4が設けられる領域Bの温度は、特に限定されないが、好ましくは75℃以上、より好ましくは80℃以上であり、好ましくは110℃以下、より好ましくは95℃以下である。領域Bの温度が上記下限値以上である場合、流路3内をより確実に封止することができる。また、領域Bの温度が上記上限値以下である場合、溶融した封止部材6が反応チャンバー5に混入することをより一層確実に防止することができる。 The temperature of region B where the opening 4 is provided when heated by the heat source 7 is not particularly limited, but is preferably 75°C or higher, more preferably 80°C or higher, and preferably 110°C or lower, more preferably 95°C or lower. When the temperature of region B is equal to or higher than the lower limit, the inside of the flow path 3 can be sealed more reliably. When the temperature of region B is equal to or lower than the upper limit, the melted sealing member 6 can be more reliably prevented from entering the reaction chamber 5.

封止部材6の軟化点Tsは、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上であり、好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下、さらに好ましくは70℃以下である。封止部材6の軟化点Tsが上記下限値以上である場合、溶融した封止部材6が反応チャンバー5に混入することをより一層確実に防止することができる。また、封止部材6の軟化点Tsが上記上限値以下である場合、流路3内をより確実に封止することができる。 The softening point Ts of the sealing member 6 is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and preferably 100°C or lower, more preferably 80°C or lower, and even more preferably 70°C or lower. When the softening point Ts of the sealing member 6 is equal to or higher than the lower limit, the molten sealing member 6 can be more reliably prevented from being mixed into the reaction chamber 5. When the softening point Ts of the sealing member 6 is equal to or lower than the upper limit, the flow path 3 can be more reliably sealed.

本実施形態においては、平面視において、開口部4と熱源7とが重なっている。本実施形態のように、平面視において、開口部4と熱源7との少なくとも一部が重なっていることが好ましく、開口部4が熱源7に完全に重なっていることがより好ましい。この場合、加熱領域A内に開口部4が設けられる領域Bをより確実に包含させることができる。 In this embodiment, the opening 4 and the heat source 7 overlap in a plan view. As in this embodiment, it is preferable that the opening 4 and the heat source 7 at least partially overlap in a plan view, and it is more preferable that the opening 4 completely overlaps the heat source 7. In this case, the region B in which the opening 4 is provided can be more reliably included within the heating region A.

また、チップ本体2の厚みは、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは1.0mm以上であり、好ましくは10.0mm以下、より好ましくは5.0mm以下である。この場合においても、加熱領域A内に開口部4が設けられる領域Bをより確実に包含させることができる。 The thickness of the chip body 2 is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1.0 mm or more, and is preferably 10.0 mm or less, more preferably 5.0 mm or less. Even in this case, the region B in which the opening 4 is provided can be more reliably included within the heating region A.

以下、反応装置10を構成する各部材の詳細について説明する。 The following describes in detail each component that makes up the reaction device 10.

(チップ本体)
チップ本体2の材料は、特に限定されず、例えば、合成樹脂、ゴム、金属などを用いることができる。合成樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。なかでも、熱可塑性樹脂としては、例えば、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、又はポリプロピレンなどを用いることができる。
(Chip body)
The material of the chip body 2 is not particularly limited, and may be, for example, a synthetic resin, rubber, metal, etc. The synthetic resin is not particularly limited, but is preferably a thermoplastic resin. Among them, the thermoplastic resin may be, for example, a cycloolefin polymer, a cycloolefin copolymer, polycarbonate, polymethyl methacrylate, or polypropylene.

チップ本体2は、例えば、合成樹脂の射出成形体により構成することができる。また、チップ本体2は、複数枚の合成樹脂シートを積層することにより構成されていてもよく、その構造や材質は特に限定されない。 The chip body 2 can be made of, for example, an injection-molded synthetic resin. The chip body 2 may also be made by laminating multiple synthetic resin sheets, and there are no particular limitations on its structure or material.

チップ本体2の内部には、流路3が設けられている。流路3は、マイクロ流路であってもよい。マイクロ流路とは、流体の搬送に際し、マイクロ効果が生じるような微細な流路をいう。このようなマイクロ流路では、流体は、表面張力の影響を強く受け、通常の大寸法の流路を流れる流体とは異なる挙動を示す。 A flow channel 3 is provided inside the chip body 2. The flow channel 3 may be a micro flow channel. A micro flow channel is a minute flow channel in which a micro effect occurs when transporting a fluid. In such a micro flow channel, the fluid is strongly affected by surface tension and behaves differently from a fluid flowing through a normal large-dimension flow channel.

マイクロ流路の横断面形状及び大きさは、上記のマイクロ効果が生じる流路であれば特に限定はされない。例えば、マイクロ流路に流体を流す際、ポンプや重力を用いるときに、流路抵抗を低下させる観点から、マイクロ流路の横断面形状がおおむね長方形(正方形を含む)の場合には、小さい方の辺の寸法で、20μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましく、100μm以上がさらに好ましい。反応装置10をより一層小型化する観点から、小さい方の辺の寸法で、5mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、500μm以下がさらに好ましい。 The cross-sectional shape and size of the microchannel are not particularly limited as long as the micro-effect occurs. For example, from the viewpoint of reducing flow resistance when a pump or gravity is used to pass a fluid through the microchannel, if the cross-sectional shape of the microchannel is roughly rectangular (including square), the dimension of the smaller side is preferably 20 μm or more, more preferably 50 μm or more, and even more preferably 100 μm or more. From the viewpoint of further miniaturizing the reaction device 10, the dimension of the smaller side is preferably 5 mm or less, more preferably 1 mm or less, and even more preferably 500 μm or less.

また、マイクロ流路の横断面形状がおおむね円形の場合には、直径(楕円の場合には、短径)が、20μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましく、100μm以上がさらに好ましい。反応装置10をより一層小型化する観点から、直径(楕円の場合には、短径)は、5mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、500μm以下がさらに好ましい。 When the cross-sectional shape of the microchannel is approximately circular, the diameter (minor axis in the case of an ellipse) is preferably 20 μm or more, more preferably 50 μm or more, and even more preferably 100 μm or more. From the viewpoint of further miniaturizing the reaction device 10, the diameter (minor axis in the case of an ellipse) is preferably 5 mm or less, more preferably 1 mm or less, and even more preferably 500 μm or less.

一方、例えば、マイクロ流路に流体を流す際、毛細管現象を有効に活用する場合には、マイクロ流路の横断面形状がおおむね長方形(正方形を含む)の場合には、小さい方の辺の寸法で、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、20μm以上であることがさらに好ましい。また、小さい方の辺の寸法で、200μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましい。 On the other hand, for example, when flowing a fluid through a microchannel, in order to effectively utilize the capillary phenomenon, if the cross-sectional shape of the microchannel is roughly rectangular (including square), the dimension of the smaller side is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and even more preferably 20 μm or more. Also, the dimension of the smaller side is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less.

チップ本体2の内部には、反応チャンバー5が設けられている。反応チャンバー5の寸法は、特に限定されないが、例えば、長さ3mm~30mm、幅0.5mm~5mm、高さ0.05mm~2.0mmとすることができる。 A reaction chamber 5 is provided inside the chip body 2. The dimensions of the reaction chamber 5 are not particularly limited, but can be, for example, 3 mm to 30 mm in length, 0.5 mm to 5 mm in width, and 0.05 mm to 2.0 mm in height.

反応チャンバー5には、例えば、検体から抽出した核酸を含む回収液と、PCR反応試薬などの反応試薬との混合液が送液され、反応チャンバー5内においてPCR等の加熱を伴う反応を行うことができる。 A mixture of a recovery liquid containing nucleic acid extracted from a sample and a reaction reagent such as a PCR reaction reagent is sent to the reaction chamber 5, and a reaction involving heating such as PCR can be carried out in the reaction chamber 5.

(封止部材)
封止部材6の材料としては、特に限定されないが、例えば、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー等のエラストマーを用いることができる。これらのエラストマーの材料は、1種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。
(Sealing member)
The material of the sealing member 6 is not particularly limited, but may be, for example, an elastomer such as an olefin-based elastomer, a polyester-based elastomer, a styrene-based elastomer, or a urethane-based elastomer. These elastomer materials may be used alone or in combination.

封止部材6の形状は、開口部4を封止できる限りにおいて、特に限定されない。封止部材6の形状は、例えば、矩形板状又は円板状とすることができる。また、封止部材6の厚みも特に限定されず、例えば、1mm以上、10mm以下とすることができる。 The shape of the sealing member 6 is not particularly limited as long as it can seal the opening 4. The shape of the sealing member 6 can be, for example, a rectangular plate or a disk. The thickness of the sealing member 6 is also not particularly limited, and can be, for example, 1 mm or more and 10 mm or less.

(熱源)
熱源7としては、例えば、ペルチェヒーター、ランプヒーター等を用いることができる。また、温度の異なる複数のヒーターを順次接触させてもよい。
(Heat source)
For example, a Peltier heater, a lamp heater, etc. can be used as the heat source 7. Also, a plurality of heaters with different temperatures may be sequentially brought into contact with the substrate.

(流路の封止方法)
本実施形態の流路3の封止方法では、まず、上述した反応装置10を用意する。次に、反応装置10を構成するチップ本体2における開口部4が設けられる領域Bを加熱する。次に、開口部4が設けられる領域Bを加熱することにより、溶融した封止部材6の一部を開口部4に流入させることにより、開口部4を封止する。それによって、流路3内を封止することができる。
(Method of sealing the flow path)
In the method for sealing the flow channel 3 of this embodiment, first, the above-mentioned reaction device 10 is prepared. Next, the region B in which the opening 4 is provided in the chip body 2 constituting the reaction device 10 is heated. Next, by heating the region B in which the opening 4 is provided, a part of the molten sealing member 6 is caused to flow into the opening 4, thereby sealing the opening 4. This makes it possible to seal the inside of the flow channel 3.

本実施形態の流路3の封止方法では、流路3の一端に設けられる開口部4の上に封止部材6を設けるだけで、反応チャンバー5内を封止することができるので、封止のために大掛かりな装置を必要としない。また、流路3の封止方法では、加熱により溶融した封止部材6の一部を開口部4から流路3内に流入させることにより、開口部4を封止するので、流路3内の封止性を高めることができる。よって、本実施形態の流路3の封止方法によれば、装置を大掛かりにせずとも、流路3内の封止性を高めることができる。 In the method for sealing the flow path 3 of this embodiment, the reaction chamber 5 can be sealed simply by providing a sealing member 6 over the opening 4 at one end of the flow path 3, so no large-scale device is required for sealing. In addition, in the method for sealing the flow path 3, a part of the sealing member 6 melted by heating is caused to flow from the opening 4 into the flow path 3, thereby sealing the opening 4, so that the sealing ability within the flow path 3 can be improved. Therefore, according to the method for sealing the flow path 3 of this embodiment, the sealing ability within the flow path 3 can be improved without using a large-scale device.

(チップ)
図3は、本発明の第1の実施形態に係るチップを示す模式的断面図である。図3に示すチップ1は、例えば、各種反応試験や検査を行うことができる検査チップに用いることができる。
(Tip)
3 is a schematic cross-sectional view showing a chip according to the first embodiment of the present invention. The chip 1 shown in FIG. 3 can be used as, for example, an inspection chip capable of performing various reaction tests and inspections.

チップ1は、チップ本体2と、チップ本体2の第1の主面2a上に設けられている、封止部材6とを備える。なお、チップ本体2及び封止部材6は、反応装置10の欄で説明したものと同様のものを用いることができる。 The chip 1 comprises a chip body 2 and a sealing member 6 provided on the first main surface 2a of the chip body 2. The chip body 2 and the sealing member 6 may be the same as those described in the section on the reaction device 10.

本実施形態のチップ1では、封止部材6の軟化点Tsが、100℃以下である。そのため、反応装置10の熱源7によってチップ1を加熱することにより、封止部材6の一部を溶融させることができ、それによって流路3に接続される反応チャンバー5内を封止することができる。このように、チップ1では、流路3の一端に設けられる開口部4の上に封止部材6を設けるだけで、反応チャンバー5内を封止することができるので、封止のために大掛かりな装置を必要としない。また、チップ1では、加熱により溶融した封止部材6の一部を開口部4から流路3内に流入させることにより、開口部4を封止するので、流路3内の封止性を高めることができる。よって、チップ1によれば、装置を大掛かりにせずとも、流路3内の封止性を高めることができる。 In the chip 1 of this embodiment, the softening point Ts of the sealing member 6 is 100° C. or less. Therefore, by heating the chip 1 with the heat source 7 of the reaction device 10, a part of the sealing member 6 can be melted, and the inside of the reaction chamber 5 connected to the flow path 3 can be sealed. In this way, in the chip 1, the inside of the reaction chamber 5 can be sealed simply by providing the sealing member 6 on the opening 4 provided at one end of the flow path 3, so that a large-scale device is not required for sealing. In addition, in the chip 1, the opening 4 is sealed by causing a part of the sealing member 6 melted by heating to flow from the opening 4 into the flow path 3, so that the sealing property in the flow path 3 can be improved. Therefore, according to the chip 1, the sealing property in the flow path 3 can be improved without making the device large-scale.

[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態に係る反応装置において、封止部材の溝部に流路の開口部が接続している状態を示す模式的断面図である。図5は、図4の反応装置において、封止部材の溝部以外の部分により流路の開口部が閉じられている状態を示す模式的断面図である。また、図6は、図4の反応装置において、封止部材により流路内が封止された状態を示す模式的断面図である。
Second Embodiment
Fig. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where an opening of a flow channel is connected to a groove of a sealing member in a reaction device according to a second embodiment of the present invention. Fig. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state where an opening of a flow channel is closed by a part other than the groove of the sealing member in the reaction device of Fig. 4. Fig. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state where the inside of a flow channel is sealed by a sealing member in the reaction device of Fig. 4.

図4に示すように、反応装置20は、チップ21と、熱源7とを備える。チップ21は、チップ本体22と、封止部材26とを備える。チップ本体22の第1の主面22a上に、封止部材26が設けられている。また、チップ本体22の第2の主面22b上に、熱源7が設けられている。 As shown in FIG. 4, the reaction device 20 includes a chip 21 and a heat source 7. The chip 21 includes a chip body 22 and a sealing member 26. The sealing member 26 is provided on the first main surface 22a of the chip body 22. The heat source 7 is provided on the second main surface 22b of the chip body 22.

本実施形態では、封止部材26が回転バルブを兼ねている。封止部材26は、円板状の形状を有しており、回転軸Xの周りを回転可能にチップ本体22に取り付けられている。封止部材26のチップ本体22と接する面26aには、溝部28が設けられている。また、チップ本体22には、流路3とは異なる他の流路23が設けられている。なお、本実施形態において、他の流路23は、回転軸Xを含むように設けられている。このとき、他の流路23の中心軸は、回転軸Xに一致することが好ましい。また、封止部材26の形状は、特に限定されず、矩形板状等の形状を有していてもよい。 In this embodiment, the sealing member 26 also serves as a rotary valve. The sealing member 26 has a disk-like shape and is attached to the chip body 22 so as to be rotatable around the rotation axis X. A groove 28 is provided on the surface 26a of the sealing member 26 that contacts the chip body 22. The chip body 22 is also provided with another flow path 23 different from the flow path 3. In this embodiment, the other flow path 23 is provided so as to include the rotation axis X. In this case, it is preferable that the central axis of the other flow path 23 coincides with the rotation axis X. The shape of the sealing member 26 is not particularly limited, and may be a rectangular plate shape, etc.

図4に示すように、封止部材26の溝部28が開口部4に接続される際には、溝部28が、流路3と、他の流路23とを接続する接続流路を構成している。溝部28は、封止部材26の回転軸Xから、封止部材26の径方向外側に延ばされている。なお、本実施形態において、溝部28は、直線状であるが、曲線状、ミアンダ状またはL字状などの他の平面形状を有していてもよい。 As shown in FIG. 4, when the groove 28 of the sealing member 26 is connected to the opening 4, the groove 28 forms a connecting flow path that connects the flow path 3 and the other flow path 23. The groove 28 extends from the rotation axis X of the sealing member 26 to the radial outside of the sealing member 26. Note that in this embodiment, the groove 28 is linear, but it may have other planar shapes such as a curved shape, a meandering shape, or an L-shape.

図4の状態において、封止部材26を回転軸Xの周りに回転させることにより、図5に示すように、封止部材26の溝部以外の部分により流路3の開口部4を閉じられた状態とすることができる。この状態においては、流路3と、他の流路23とが溝部28を介して接続されていない。もっとも、他の流路23は、溝部28を介して、図示しない他の流路に接続されていてもよい。その他の点は、第1の実施形態と同様である。 In the state shown in FIG. 4, by rotating the sealing member 26 around the rotation axis X, the opening 4 of the flow path 3 can be closed by the portion of the sealing member 26 other than the groove portion, as shown in FIG. 5. In this state, the flow path 3 and the other flow paths 23 are not connected via the groove portion 28. However, the other flow paths 23 may be connected to other flow paths (not shown) via the groove portion 28. Other points are the same as those of the first embodiment.

第2の実施形態においても、封止部材26の軟化点Tsが、熱源7による加熱領域Aの最高到達温度Tmax以下である。また、封止部材26が開口部4に接する部分は、開口部4が設けられる領域Bに含まれているので、熱源7により加熱領域Aを加熱すると、封止部材26が開口部4に接する部分も加熱されることとなる。このとき、封止部材26の軟化点Tsが、加熱領域Aの最高到達温度Tmax以下であるため、封止部材26が開口部4に接する部分も加熱されると、封止部材26の一部が溶融する。これにより、図6に示すように、加熱により溶融した封止部材26の一部を、開口部4から流路3内に流入させ、流路3内を封止することができる。 In the second embodiment, the softening point Ts of the sealing member 26 is also equal to or lower than the maximum temperature Tmax of the heating region A by the heat source 7. In addition, the portion of the sealing member 26 that contacts the opening 4 is included in the region B in which the opening 4 is provided, so when the heating region A is heated by the heat source 7, the portion of the sealing member 26 that contacts the opening 4 is also heated. At this time, since the softening point Ts of the sealing member 26 is equal to or lower than the maximum temperature Tmax of the heating region A, when the portion of the sealing member 26 that contacts the opening 4 is also heated, a part of the sealing member 26 melts. As a result, as shown in FIG. 6, a part of the sealing member 26 that melts due to heating can flow from the opening 4 into the flow path 3, sealing the inside of the flow path 3.

第2の実施形態のように、封止部材26の溝部28が開口部4に接続されている状態と、封止部材26の溝部以外の部分により開口部4が封止されている状態とを取り得るように配置され、封止部材26が、バルブを兼ねていてもよい。もっとも、第2の実施形態のように、封止部材26が回転バルブを兼ねていることが好ましい。 As in the second embodiment, the sealing member 26 may be arranged so that it can assume a state in which the groove portion 28 of the sealing member 26 is connected to the opening 4 and a state in which the opening 4 is sealed by the portion of the sealing member 26 other than the groove portion, and the sealing member 26 may also function as a valve. However, as in the second embodiment, it is preferable that the sealing member 26 also functions as a rotary valve.

第2の実施形態の反応装置20においても、反応チャンバー5を加熱するための熱を利用して、封止部材26の一部を溶融させることができ、それによって流路3に接続される反応チャンバー5内を封止することができる。このように、反応装置20では、流路3の一端に設けられる開口部4の上に封止部材26を設けるだけで、反応チャンバー5内を封止することができるので、封止のために大掛かりな装置を必要としない。また、反応装置20では、加熱により溶融した封止部材26の一部を開口部4から流路3内に流入させることにより、開口部4を封止するので、流路3内の封止性を高めることができる。よって、反応装置20によれば、装置を大掛かりにせずとも、流路3内の封止性を高めることができる。 In the reaction device 20 of the second embodiment, the heat for heating the reaction chamber 5 can be used to melt a part of the sealing member 26, thereby sealing the reaction chamber 5 connected to the flow path 3. In this way, in the reaction device 20, the reaction chamber 5 can be sealed simply by providing the sealing member 26 on the opening 4 provided at one end of the flow path 3, so no large-scale device is required for sealing. In addition, in the reaction device 20, the opening 4 is sealed by causing a part of the sealing member 26 melted by heating to flow from the opening 4 into the flow path 3, so that the sealing property in the flow path 3 can be improved. Therefore, according to the reaction device 20, the sealing property in the flow path 3 can be improved without making the device large-scale.

1,21…チップ
2,22…チップ本体
2a,22a…第1の主面
2b,22b…第2の主面
3…流路
4…開口部
5…反応チャンバー
6,26…封止部材
7…熱源
10,20…反応装置
23…他の流路
26a…面
28…溝部
Reference Signs List 1, 21: Chip 2, 22: Chip body 2a, 22a: First main surface 2b, 22b: Second main surface 3: Flow path 4: Opening 5: Reaction chamber 6, 26: Sealing member 7: Heat source 10, 20: Reaction device 23: Another flow path 26a: Surface 28: Groove

Claims (9)

少なくとも一端に開口部が設けられている流路を有する、チップ本体と、
前記開口部を封止するための封止部材と、
熱源と、
を備え、
前記チップ本体における、前記熱源により加熱される加熱領域が、前記開口部が設けられる領域を含んでおり、
前記封止部材の軟化点Tsが、前記加熱領域の最高到達温度Tmax以下である、反応装置。
A chip body having a flow channel with an opening at at least one end;
a sealing member for sealing the opening;
A heat source;
Equipped with
a heating region of the tip body that is heated by the heat source includes a region in which the opening is provided;
A reaction apparatus, wherein the softening point Ts of the sealing member is equal to or lower than the maximum temperature Tmax of the heating region.
前記チップ本体が、前記流路に接続されている反応チャンバーを有し、
前記加熱領域が、前記反応チャンバーが設けられる領域を含んでいる、請求項1に記載の反応装置。
the chip body has a reaction chamber connected to the flow channel;
2. The reactor of claim 1, wherein the heating region comprises a region in which the reaction chamber is located.
前記加熱領域の最高到達温度Tmaxと、前記封止部材の軟化点Tsとの差が、10℃以上、70℃以下である、請求項1又は2に記載の反応装置。 The reaction device according to claim 1 or 2, wherein the difference between the maximum temperature Tmax of the heating region and the softening point Ts of the sealing member is 10°C or more and 70°C or less. 平面視において、前記開口部と前記熱源とが重なっている部分を有する、請求項1又は2に記載の反応装置。 The reaction device according to claim 1 or 2, wherein the opening and the heat source overlap in a plan view. 前記チップ本体の厚みが、0.5mm以上、10.0mm以下である、請求項1又は2に記載の反応装置。 The reaction device according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the chip body is 0.5 mm or more and 10.0 mm or less. 前記封止部材は、前記チップ本体と接する面に溝部を有し、前記封止部材の溝部が前記開口部に接続されている状態と、前記封止部材の溝部以外の部分により前記開口部が封止されている状態とを取り得るように配置されており、
前記封止部材が、バルブを兼ねている、請求項1又は2に記載の反応装置。
the sealing member has a groove on a surface that contacts the chip body, and is disposed so as to be capable of assuming a state in which the groove of the sealing member is connected to the opening and a state in which the opening is sealed by a portion of the sealing member other than the groove;
The reaction apparatus according to claim 1 or 2, wherein the sealing member also serves as a valve.
前記封止部材は、前記封止部材が回転軸周りに回転することにより、前記封止部材の溝部が前記開口部に接続されている状態と、前記封止部材の溝部以外の部分により前記開口部が封止されている状態とを取り得るように配置されており、
前記封止部材が、回転バルブを兼ねている、請求項6に記載の反応装置。
the sealing member is disposed such that, by rotating about a rotation axis, the sealing member can assume a state in which a groove portion of the sealing member is connected to the opening portion and a state in which the opening portion is sealed by a portion of the sealing member other than the groove portion;
7. The reaction apparatus according to claim 6, wherein the sealing member also serves as a rotary valve.
少なくとも一端に開口部が設けられている流路を有する、チップ本体と、前記開口部を封止するための封止部材とを備える、反応装置において、前記流路内を封止する、封止方法であって、
前記チップ本体における前記開口部が設けられる領域を加熱する工程と、
前記加熱により溶融した前記封止部材の一部を、前記開口部に流入させることにより、前記流路内を封止する工程と、
を備える、流路の封止方法。
1. A sealing method for sealing a flow channel in a reaction device, the method comprising: a chip body having a flow channel with an opening at at least one end; and a sealing member for sealing the opening, the method comprising the steps of:
heating a region of the chip body where the opening is provided;
a step of causing a part of the sealing member melted by the heating to flow into the opening, thereby sealing the inside of the flow path;
A method for sealing a flow path comprising:
少なくとも一端に開口部が設けられている流路を有する、チップ本体と、
前記開口部を封止するための封止部材と、
を備え、
前記封止部材の軟化点Tsが、100℃以下である、チップ。
A chip body having a flow channel with an opening at at least one end;
a sealing member for sealing the opening;
Equipped with
The softening point Ts of the sealing member is 100° C. or lower.
JP2022176433A 2022-11-02 2022-11-02 Reaction device, method for sealing flow channel, and chip Pending JP2024066765A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022176433A JP2024066765A (en) 2022-11-02 2022-11-02 Reaction device, method for sealing flow channel, and chip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022176433A JP2024066765A (en) 2022-11-02 2022-11-02 Reaction device, method for sealing flow channel, and chip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024066765A true JP2024066765A (en) 2024-05-16

Family

ID=91067643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022176433A Pending JP2024066765A (en) 2022-11-02 2022-11-02 Reaction device, method for sealing flow channel, and chip

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024066765A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7634508B2 (en) Fluid Testing Cassette
US6063589A (en) Devices and methods for using centripetal acceleration to drive fluid movement on a microfluidics system
KR101302253B1 (en) Compliant microfluidic sample processing disks
US8241891B2 (en) Micro valve apparatus using micro bead and method for controlling the same
AU756710B2 (en) Apparatus for, and method of, varying the rate of flow of fluid along a pathway
US8450101B2 (en) Reaction chip, reaction method, temperature controlling unit for gene treating apparatus and gene treating apparatus
AU2009299892B2 (en) Exchangeable carriers pre-loaded with reagent depots for digital microfluidics
EP2002895B1 (en) Microfluidic device for simultaneously conducting multiple analyses
US7790109B2 (en) Micro-fluid reaction vessel, method for manufacturing the same, and micro-fluid reaction method using the vessel
EP1587622B1 (en) Integrated sample processing devices
US20090143250A1 (en) Microfluidic device using microfluidic chip and microfluidic device using biomolecule microarray chip
KR20200015896A (en) Fluid test cassette
EP2295142B1 (en) Microfluidic apparatus having fluid container
CA2758973A1 (en) Devices and methods for interfacing microfluidic devices with macrofluidic devices
JP2024066765A (en) Reaction device, method for sealing flow channel, and chip
JP2006126011A (en) Microchip for specimen sample
CN111389474B (en) A microfluidic chip for sample dispersion and its preparation method and application
JP3793433B2 (en) Flow-type micro mixer, mixing apparatus, and liquid mixing method
JP2011203181A (en) Microfluid chip
JP5898635B2 (en) Method for producing nucleic acid analysis cartridge
CN116515617B (en) Centrifugal PCR-fluorescence multi-target detection chip
US20210299659A1 (en) Liquid handling device and liquid handling method
JP5009534B2 (en) Reaction vessel
CN120079456A (en) Microfluidic chips, nucleic acid detection cartridges and nucleic acid extraction cartridges
JP2020000227A (en) Analytical tools and analyzers