JP2011163993A - 試料分析チップ及び試料分析システム - Google Patents
試料分析チップ及び試料分析システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011163993A JP2011163993A JP2010028392A JP2010028392A JP2011163993A JP 2011163993 A JP2011163993 A JP 2011163993A JP 2010028392 A JP2010028392 A JP 2010028392A JP 2010028392 A JP2010028392 A JP 2010028392A JP 2011163993 A JP2011163993 A JP 2011163993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- sample analysis
- solution
- sample
- analysis chip
- 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
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
- G01N21/763—Bioluminescence
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
再現性のある測定値を得る。
【解決手段】 溶液系反応場とセンサの熱的に接触させた上で、溶液系反応場を微細流路として試料・試薬溶液を流動させることで、反応場、検出器そして試料・試薬溶液の温度を短時間で一定とし、迅速かつ高精度でターゲット分子を計測する。
【選択図】 図1
Description
ここで問題となるのが、POCTによる検出系および反応場における温度変動が原因となる測定値の変動である。まず検出系についてみると、単体のセンサ素子に加えて増幅器や制御回路を集積した集積化センサでは、電力供給によって発生するジュール熱が温度変動の原因となる。集積化センサへの電力供給手段は有線あるいは無線いずれでもよいが、無線による供給の一例を取り上げる。
(1)第1の基板と、第1の基板に設けられた検出器と、第1の基板上に設けられ、試料を含む溶液の導入口及び排出口を有し、導入される前記溶液が流動するように形成した流路と、導入される溶液と、検出器とが熱的に接触するよう配置されていることを特徴とする試料分析チップ。
(2)上記の試料分析チップは、検出器として、試料溶液の反応を検出する第1の検出器と、試料溶液の温度を検出する第2の検出器とを備え、第1の検出器の信号の温度依存性データに対し、第2の検出器で取得した温度測定値を用いて、第1の検出器が取得した溶液からの信号を補正する計算手段とを備えた試料分析システム。
光センサと無線機能を内蔵した集積化検出器の適用例を図4に示す。図4(a)のように、検出器への制御信号送信や検出器からのデータ受信は無線によって行う。無線通信の一般的分類として、検出器に電池と発振器を搭載して検出器自体が通信搬送波を発生する能動型と、外部リーダから無線で電力供給を受けて通信する受動型があるが、ここではいずれの方法を適用してもよい。
2個の集積化センサ54と55について他の組み合わせ例として、54は信号光検出用光センサを搭載した集積化検出器、55は温度センサを搭載した集積化検出器とすることで測定精度を向上することができる。温度変動による暗電流の変動は図5に示したように計測中も流路を流れる溶液に有無に応じて変動し、微細信号検出の場合にはこの温度変動を補償することが必須となる。予め取得しておいた光センサに固有の暗電流の温度依存性と54の温度センサによって得た温度計測値を用いて補正する補正手段とを備えた計測システムとすることで、測定系の温度変動が大きい場合でも暗電流変動分を除いた光信号に忠実な光センサ出力値が得ることができる。
流量制限構造59を設けた場合、例えば図13の63で示す部分に大気への開放口を設けておくことにより、流路内への気泡の滞留を防止することができる。
11: 光検出器
12: 試料・試薬溶液
13: 電位検出器
14: 光検出器の制御器
15: 光検出器に内蔵される光センサ
16: 流路
17: 光検出器に内蔵されるアナログ回路ブロック
18: 光検出器に内蔵される制御論理回路ブロック
19: 光検出器に内蔵されるインターフェース回路ブロック
21: 無線機能内蔵の光検出器
22: リーダコイル
23: リーダ
24: 制御器
25: 無線機能内蔵の電位検出器
26: ケーブル
31: 固定化抗体
32: 標識抗体
33: 抗原
41: プローブDNA
42: ターゲットDNA
43: 修飾酵素
51: 試料分析チップ基板
52: 流路形状規定構造と試料分析チップの接触面
54: 集積化検出器
55: 集積化検出器
56: プローブ固定領域
57: 検出器上流側の供給用溶液溜め
58: 検出器下流側のドレイン用溶液溜め
59: 流速制限構造
60: 流路の上部形状を規定する構造
61: 部分的に疎水化されたメンブレン
62: 検出器上流側の供給用溶液溜めを構成する凸部
63: 大気開放口
Claims (21)
- 第1の基板と、
前記第1の基板に設けられた検出器と、
前記第1の基板上に設けられ、試料を含む溶液の導入口及び排出口を有し、導入される前記溶液が流動するように形成した流路と、
導入される前記溶液と、前記検出器とが熱的に接触するよう配置されていることを特徴とする試料分析チップ。 - 前記検出器は、前記試料を含む溶液が反応して発せられる光を検出する光検出器であることを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記第1の基板は、前記光検出器への光に対して透明であることを特徴とする請求項2記載の試料分析チップ。
- 前記検出器は、前記試料を含む溶液が反応して変化する電位を検出する電位検出器であることを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記電位検出器は、前記溶液と接触するように前記第1の基板に設けられていることを特徴とする請求項4記載の試料分析チップ。
- 前記検出器は、信号検出部と信号処理部を有する集積化検出器であることを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記検出器は、無線通信部を有する集積化検出器であることを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記第1の基板の前記検出器上には、測定対象の抗原に対応する抗体が設けられ、導入される前記試料に含まれる前記抗原を測定することを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記第1の基板の前記検出器上には、測定対象の核酸をハイブリさせる核酸プローブが設けられ、導入される前記試料に含まれる核酸を測定することを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記検出器は光検出器であって、ハイブリした前記核酸に標識された酵素からの発光を検出することを特徴とする請求項9記載の試料分析チップ。
- 前記検出器は電位検出器であって、前記核酸のハイブリによる電位変化を測定することを特徴とする請求項9記載の試料分析チップ。
- 前記導入口及び前記排出口には、前記溶液の溶液溜めが備えられていることを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記溶液溜めの導入口側は、溶液が溜まるように凸上のガイドを有することを特徴とする請求項12記載の試料分析チップ。
- 前記導入口側又は/及び前記排出口側の前記溶液溜めと、前記流路との間に、前記溶液の流動速度を制御する流動速度制御手段を備えたことを特徴とする請求項12記載の試料分析チップ。
- 前記流動速度制御手段は、狭窄した流路、多孔室材料、又は疎水性加工部分の並列配置のいずれかであることを特徴とする請求項14記載の試料分析チップ。
- 前記排出口側に前記流動速度制御手段を有し、前記流動速度制御手段と前記流露との間に大気への開放口を備えたことを特徴とする請求項14記載の試料分析チップ。
- 前記検出器は、前記試料溶液の反応を検出する第1の検出器と、前記試料溶液の温度を検出する第2の検出器であることを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記第1の基板に対向して配置され、前記流路の上部を構成する第2の基板とを備えたことを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 前記第2の基板は、前記検出器と対向する面が、前記流路を形成するように凹状に形成されていることを特徴とする請求項14記載の試料分析チップ。
- 前記第1の基板は、前記検出器と対向する面が、前記流路を形成するように凹状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の試料分析チップ。
- 請求項1記載の試料分析チップと、
前記試料分析チップは、前記検出器として、前記試料溶液の反応を検出する第1の検出器と、前記試料溶液の温度を検出する第2の検出器とを備え、
前記第1の検出器の信号の温度依存性データに対し、前記第2の検出器で取得した温度測定値を用いて、前記第1の検出器が取得した前記溶液からの信号を補正する計算手段とを備えた試料分析システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010028392A JP2011163993A (ja) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | 試料分析チップ及び試料分析システム |
| PCT/JP2011/051805 WO2011099386A1 (ja) | 2010-02-12 | 2011-01-28 | 試料分析チップ及び試料分析システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010028392A JP2011163993A (ja) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | 試料分析チップ及び試料分析システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011163993A true JP2011163993A (ja) | 2011-08-25 |
Family
ID=44367664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010028392A Pending JP2011163993A (ja) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | 試料分析チップ及び試料分析システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011163993A (ja) |
| WO (1) | WO2011099386A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2020183948A1 (ja) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05240872A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-09-21 | Canon Inc | サンプル測定デバイス及びサンプル測定システム |
| JPH1010088A (ja) * | 1996-06-26 | 1998-01-16 | Hitachi Ltd | キャピラリ−電気泳動装置 |
| JP2004532396A (ja) * | 2001-03-09 | 2004-10-21 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 分析装置のためのモジュール、分析装置の交換部分としてのアプリケータおよび分析装置 |
| JP2006090910A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Kyocera Corp | マイクロ化学チップおよびその製造方法 |
| JP2007024551A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 中継基板、及びマイクロチップ搭載装置 |
| JP2007024656A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Yokogawa Electric Corp | 化学反応用カートリッジおよび情報管理装置 |
| WO2007052471A1 (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | マイクロリアクタおよびそれを用いた送液方法 |
| WO2008076406A2 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-26 | Ion Torrent Systems Incorporated | Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays |
| JP2008268107A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Yokogawa Electric Corp | センサユニット及びマイクロリアクタシステム |
| JP2008298598A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Canon Inc | 微小流体素子とその利用方法およびその製造方法 |
| JP2009008690A (ja) * | 2002-07-12 | 2009-01-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | 分析用チップ、分析用チップユニット及び分析装置ならびに分析用チップの作製方法 |
| JP2009175108A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 分析用マイクロ流路デバイス |
| JP2009288009A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Konica Minolta Holdings Inc | 流体判別装置 |
-
2010
- 2010-02-12 JP JP2010028392A patent/JP2011163993A/ja active Pending
-
2011
- 2011-01-28 WO PCT/JP2011/051805 patent/WO2011099386A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05240872A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-09-21 | Canon Inc | サンプル測定デバイス及びサンプル測定システム |
| JPH1010088A (ja) * | 1996-06-26 | 1998-01-16 | Hitachi Ltd | キャピラリ−電気泳動装置 |
| JP2004532396A (ja) * | 2001-03-09 | 2004-10-21 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 分析装置のためのモジュール、分析装置の交換部分としてのアプリケータおよび分析装置 |
| JP2009008690A (ja) * | 2002-07-12 | 2009-01-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | 分析用チップ、分析用チップユニット及び分析装置ならびに分析用チップの作製方法 |
| JP2006090910A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Kyocera Corp | マイクロ化学チップおよびその製造方法 |
| JP2007024551A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 中継基板、及びマイクロチップ搭載装置 |
| JP2007024656A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Yokogawa Electric Corp | 化学反応用カートリッジおよび情報管理装置 |
| WO2007052471A1 (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | マイクロリアクタおよびそれを用いた送液方法 |
| WO2008076406A2 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-26 | Ion Torrent Systems Incorporated | Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays |
| JP2010513869A (ja) * | 2006-12-14 | 2010-04-30 | イオン トーレント システムズ インコーポレーテッド | 大規模fetアレイを用いた分析物測定のための方法および装置 |
| JP2008268107A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Yokogawa Electric Corp | センサユニット及びマイクロリアクタシステム |
| JP2008298598A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Canon Inc | 微小流体素子とその利用方法およびその製造方法 |
| JP2009175108A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 分析用マイクロ流路デバイス |
| JP2009288009A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Konica Minolta Holdings Inc | 流体判別装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2020183948A1 (ja) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | ||
| JP7684213B2 (ja) | 2019-03-12 | 2025-05-27 | 富士フイルム株式会社 | インキュベータ及びマイクロ流体デバイスの稼働方法 |
| US12325845B2 (en) | 2019-03-12 | 2025-06-10 | Fujifilm Corporation | Incubator and method of operating microfluidic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011099386A1 (ja) | 2011-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Automatic smartphone-based microfluidic biosensor system at the point of care | |
| Rasmi et al. | Emerging point-of-care biosensors for rapid diagnosis of COVID-19: current progress, challenges, and future prospects | |
| Hernández‐Neuta et al. | Smartphone‐based clinical diagnostics: towards democratization of evidence‐based health care | |
| Li et al. | Lateral flow assay ruler for quantitative and rapid point-of-care testing | |
| Pires et al. | Integrated optical microfluidic biosensor using a polycarbazole photodetector for point-of-care detection of hormonal compounds | |
| KR20110080067A (ko) | 샘플분석 카트리지 및 샘플분석 카트리지 리더 | |
| CN102869974B (zh) | 化学传感器 | |
| Annese et al. | A monolithic single-chip point-of-care platform for metabolomic prostate cancer detection | |
| Gao et al. | Development of a portable and sensitive blood serum test system using LED-based absorption photometry and pump-free microfluidic technology | |
| US20240329037A9 (en) | Rapid And Ultrasensitive Analyte Detection For Screening In Community Settings | |
| US20250249452A1 (en) | Clinical spectrophotometer for general chemistry, immuno-assay and nucleic acid detection | |
| Nestorova et al. | Thermoelectric lab-on-a-chip ELISA | |
| Berner et al. | Laser-induced fluorescence detection platform for point-of-care testing | |
| Matson | ELISA-based biosensors | |
| Palekar et al. | Development of an optical detection-based universal biochemical blood analysis platform | |
| US20230118814A1 (en) | Metabolite detection apparatus and method of detecting metabolites | |
| JP2011163993A (ja) | 試料分析チップ及び試料分析システム | |
| Bernacka‐Wojcik et al. | Single nucleotide polymorphism detection using gold nanoprobes and bio‐microfluidic platform with embedded microlenses | |
| Li et al. | Ingenious microfluidic-microwave integrated biosensor for cell sorting and concentration detection of mixed white blood cells and yeasts solution | |
| Dehghandehnavi et al. | Surface-modified CMOS biosensors | |
| CN111157729B (zh) | 基于cmos图像传感的光波导微流体检测系统 | |
| CN212410623U (zh) | 检测芯片、检测设备、检测系统 | |
| CN114324180B (zh) | 一种光电集成生物传感系统 | |
| Nestorova et al. | Theoretical and experimental analysis of thermoelectric lab-on-a-chip ELISA | |
| Hsiao et al. | 20.3 An RFID-Inspired One-Step Packaged Multimode Bio-Analyzer with Vacuum Microfluidics for Point-of-Care Diagnostics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121127 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130312 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130513 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130730 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130927 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140304 |