JP6001418B2 - 生体化学分析用の処理チップ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、一塩基多型（ＳＮＰ）の検出、がん組織のような特異的な遺伝子変異の検出、様々な感染症を引き起こすバクテリアやウィルスの検出などを行う際に使用する生体化学分析用の処理チップに関するものである。

従来、この種の処理チップは、一般的に検体中に含まれる対象物の分析を行うに際して、核酸増幅反応を行う生体化学分析装置などに用いられている。そして、分析対象である検体が、試薬と反応する前に、大気中に存在しているウィルスなどによる汚染を低減するために、生体化学分析用の検体を注入する注入口を有する本体と、前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、を有する構成となっていた（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１０−５１９８９２号公報

上記従来例の技術において、処理チップの本体を回転運動させることにより、保持チャンバに保持された検体に対して遠心力を加えることによって、検体を各定量チャンバに送り、それを測定チャンバへ送ることによって、測定を行うようにしていた。すなわち、各測定チャンバに送られる検体の量を一定とすることによって、適切な分析が行われるようにしていた。

しかしながら、上記従来例の技術においては、各定量チャンバに一定の検体を流入させることが難しく、結論として適切な分析が行われないこともあった。
すなわち、各定量チャンバに一定の検体を流入させるために、分注チャンバに保持チャンバから第一の流路を介して流入させる検体の量は、この分注チャンバの容積よりも小さく、かつ、各定量チャンバに定量を流入させる程度の少ない量となっている。この点をさらに説明すると、保持チャンバから分注チャンバに流入させる検体の量が、分注チャンバを満杯にする程度の大量のものであった場合、各定量チャンバには、それぞれを満杯状態にすることはできるが、各定量チャンバの上方においては、隣接する定量チャンバとも、流通し得る検体が存在する状態となっており、この状態では、各定量チャンバに一定の検体を流入させたことにはならない。そこで、実際に保持チャンバから分注チャンバに流入させられる検体量は、複数の定量チャンバを満杯にしたものに少し余剰分を加えただけの少ないものとなる。ところが、このように少ない検体量であると、各定量チャンバに入った検体量にばらつきが発生することがあり、その結果として、上述のごとく適切な分析が行われなくなるのであった。

そこで本発明は、生体化学分析用の処理チップを用いて、適切な分析を行うことを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明の生体化学分析用の処理チップは、生体化学分析用の検体を注入する注入口を有する本体と、前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、を有し、前記本体が回転運動をする際に、前記複数の定量チャンバのうち、前記第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、前記第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、前記本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される構成とし、これにより、所期の目的を達成するものである。

以上のごとく、本発明の生体化学分析用の処理チップは、生体化学分析用の検体を注入する注入口を有する本体と、前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、を有し、前記本体が回転運動をする際に、前記複数の定量チャンバのうち、前記第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、前記第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、前記本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される構成としたため、この処理チップを用いて適切な分析を行うことができる。

すなわち、本発明の生体化学分析用の処理チップは、本体が回転運動をする際に、複数の定量チャンバのうち、第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成されるので、第一の流路側の定量チャンバが満杯となることによって、次の定量チャンバへと検体が次々に供給されることとなり、その結果として、複数の定量チャンバに定量の検体を流入させることができ、これにより、適切な分析が行われるようになるのである。

また、本発明によれば、本体の回転運動時にオーバーフローチャンバからの各定量チャンバ側への逆流も発生せず、この結果からも適切な分析を行うことができるのである。つまり、本体を回転させることによって、検体を保持チャンバから分注チャンバ、定量チャンバを介して測定チャンバに供給するようになっているが、測定チャンバにおける試薬との反応を促進させるためには、この本体の回転スピードを可変することも行われるが、このときの回転スピードの変動に伴い、オーバーフローチャンバ内の検体が波立ち、それが定量チャンバ側へと逆流することもあるが、本発明のごとく、第一の流路と離れた位置の定量チャンバを、第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成すると、オーバーフローチャンバ内の検体の波立ちが発生したとしても、いわゆる下方の波が上方の岸に到達しにくい状態と同じ理由により、結論として逆流することがなくなるのである。その結果、各定量チャンバは一定の検体が流入させられた状態を保持でき、これによりそこから検体が供給される測定チャンバにおいては、適切な分析が行われるのである。

本発明の実施の形態１における生体化学分析装置を示す斜視図 本発明の実施の形態１における生体化学分析用の処理チップの斜視図 本発明の実施の形態１における処理チップの平面図 本発明の実施の形態１における処理チップの平面図の補足図

以下に、本発明の実施の形態１における生体化学分析装置に用いる処理チップを、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、生体化学分析装置の一例であって、インフルエンザ検体を検出する生体化学分析装置である。

図１において、１は、インフルエンザ検体が注入されている処理チップである。この処理チップ１を、生体化学分析装置の本体部２に形成されている開口部３から本体部２の内部へ挿入し、セットする。また、生体化学分析装置の本体部２には、開口部３を閉塞するための蓋部４と、検出結果を表示する表示部５とが設けられている。

つまり、処理チップ１が生体化学分析装置の本体部２の内部にセットされ、生体化学分析の結果が、表示部５に表示されるようになっている。

また、生体化学分析を行う処理チップ１は、図２に示すように、処理チップ本体６と、処理チップ本体６の下方側に取付けられる下カバー７と、処理チップ本体６の上方側に取付けられ、生体化学分析用の検体を注入する注入口８が形成された上カバー９と、上カバー９に取付けられる付属カバー１０と、シール部材１１とにより、構成されている。

この処理チップ本体６は、図３に示すごとく、その内部において、注入された検体を保持する保持チャンバ１２と、その保持チャンバ１２と第一の流路１３を介して接続され、検体を分注する分注チャンバ１４と、その分注チャンバ１４と接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバ１５と、を有する。また、処理チップ本体６は、その内部において、第二の流路１６を介して定量チャンバ１５にそれぞれ接続され、検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバ１７を備える。ここで用いられる試薬は、あらかじめ測定チャンバ１７の内部に塗布される。また、図３に示すごとく、複数の定量チャンバ１５よりも第一の流路１３から離れた位置にオーバーフローチャンバ１８が形成され、このオーバーフローチャンバ１８は、定量チャンバ１５から漏れた検体を保持する。

ここで、本実施の形態で特徴的な事項としては、処理チップ本体６が回転運動をする際に、複数の定量チャンバ１５のうち、第一の流路１３と離れた位置の定量チャンバ１５は、第一の流路１３に近い位置の定量チャンバ１５よりも、処理チップ本体６の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される。より詳細には、図４において示されるように、処理チップ本体６の回転の中心点と複数の定量チャンバ１５とのそれぞれの距離（ｄ１〜ｄ４）において、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４というように、段階的に距離が離れている。例えば、図４のように、処理チップ本体６の回転中心点（円弧Ａの中心点）よりも、より第一の流路１３と離れており、かつ、円弧Ａに対して内側に位置する点を中心点とする円弧Ｂ上に複数の定量チャンバ１５を配置する。また、分注チャンバ１４の形状は、上面から見たときに略扇型の形状であり、その側部において、第一の流路１３に近い一端の長さが、第一の流路１３から離れた他端の長さよりも短い。

上述のように構成することにより、第一の流路１３に近い定量チャンバ１５が満杯となることによって、次の定量チャンバ１５へと検体が次々に供給されることとなり、その結果として、複数の定量チャンバ１５に定量の検体を流入させることができ、これにより、
適切な分析が行われるようになる。

また、オーバーフローチャンバ１８が設けられていることにより、本体の回転運動時にオーバーフローチャンバ１８からの各定量チャンバ１５側への逆流も発生せず、この結果からも適切な分析を行うことができるのである。つまり、処理チップ本体６を回転させることによって、検体を保持チャンバ１２から分注チャンバ１４、定量チャンバ１５を介して測定チャンバ１７に供給するようになっているが、測定チャンバ１７における試薬との反応を促進させるためには、この処理チップ本体６の回転スピードを可変することも行われるが、このときの回転スピード変動に伴い、オーバーフローチャンバ１８内の検体が波立ち、それが定量チャンバ１５への逆流することもあるが、本実施の形態のごとく、第一の流路１３と離れた位置の定量チャンバ１５を、第一の流路１３に近い位置の定量チャンバ１５よりも、処理チップ本体６の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成すると、オーバーフローチャンバ１８内の検体の波立ちが発生したとしても、いわゆる下方の波が上方の岸に到達しにくい状態と同じ理由により、結論として逆流することがなくなるのである。その結果、各定量チャンバ１５は一定の検体が流入させられた状態を保持でき、これによりそこから検体が供給される測定チャンバ１７においては、適切な分析が行われる。

なお、処理チップ本体６の回転の中心点とオーバーフローチャンバ１８との距離ｄ５については、ｄ４＜ｄ５となるように、オーバーフローチャンバ１８をより離れた位置に形成すれば、その分、定量チャンバ１５から漏れた検体がオーバーフローチャンバ１８に、より安定して入り込むことになる。

上述のように、本発明の生体化学分析用の処理チップは、その分析を適切に行うことができるようになるものであるため、例えば、一塩基多型（ＳＮＰ）の検出、がん組織のような特異的な遺伝子変異の検出、様々な感染症を引き起こすバクテリアやウィルスの検出などを行う際に使用する生体化学分析用の処理チップとして有用である。

１ 処理チップ
２ 本体部
３ 開口部
４ 蓋部
５ 表示部
６ 処理チップ本体
７ 下カバー
８ 注入口
９ 上カバー
１０ 付属カバー
１１ シール部材
１２ 保持チャンバ
１３ 第一の流路
１４ 分注チャンバ
１５ 定量チャンバ
１６ 第二の流路
１７ 測定チャンバ
１８ オーバーフローチャンバ

Claims (5)

1. 生体化学分析用の検体を注入する注入口を有する本体と、
   前記本体内において、注入された前記検体を保持する保持チャンバと、
   前記保持チャンバと第一の流路を介して接続され、前記検体を分注する分注チャンバと、
   前記分注チャンバと接続され、分注された検体を保持する複数の定量チャンバと、
   前記定量チャンバと第二の流路を介して接続され、前記検体と生体化学分析用の試薬とを反応させる複数の測定チャンバと、
   を有し、
   前記本体が回転運動をする際に、前記複数の定量チャンバのうち、前記第一の流路と離れた位置の定量チャンバは、前記第一の流路に近い位置の定量チャンバよりも、前記本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成されるとともに、
   前記分注チャンバは、その側部において、前記第一の流路に近い一端の長さが、前記第一の流路から離れた他端の長さよりも短い、
   生体化学分析用の処理チップ。
2. 前記複数の定量チャンバと、前記本体の回転運動の中心点との距離は、前記定量チャンバ毎に段階的に離れる、
   請求項１に記載の生体化学分析用の処理チップ。
3. 前記分注チャンバは上面から見たときに略扇型の形状である、
   請求項１又は２に記載の生体化学分析用の処理チップ。
4. 前記複数の定量チャンバよりも前記第一の流路から離れた位置に形成され、前記検体を保持するオーバーフローチャンバを備える、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体化学分析用の処理チップ。
5. 前記オーバーフローチャンバは、前記複数の定量チャンバよりも、前記本体の回転運動における回転の中心点からの距離が離れた位置に形成される、
   請求項４に記載の生体化学分析用の処理チップ。