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WO2016084381A1 - 微細液送構造体、及び分析装置 - Google Patents

微細液送構造体、及び分析装置 Download PDF

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WO2016084381A1
WO2016084381A1 PCT/JP2015/005904 JP2015005904W WO2016084381A1 WO 2016084381 A1 WO2016084381 A1 WO 2016084381A1 JP 2015005904 W JP2015005904 W JP 2015005904W WO 2016084381 A1 WO2016084381 A1 WO 2016084381A1
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WO
WIPO (PCT)
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liquid feed
flow resistance
liquid
fine
feed path
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/005904
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆司 大貫
正弘 國則
岩崎　力
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.)
Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Original Assignee
Toyo Seikan Group Holdings 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 Toyo Seikan Group Holdings Ltd filed Critical Toyo Seikan Group Holdings Ltd
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Priority to JP2016561253A priority patent/JP6601416B2/ja
Priority to EP15863839.5A priority patent/EP3226003A4/en
Priority to KR1020177014314A priority patent/KR101996078B1/ko
Publication of WO2016084381A1 publication Critical patent/WO2016084381A1/ja
Priority to US15/606,014 priority patent/US20170259259A1/en
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    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Definitions

  • the present invention relates to a fine liquid feed structure that uses capillary action as a driving force for transferring a liquid, and in particular, a fine liquid feed structure capable of arbitrarily controlling the liquid transfer direction, and such a fine liquid feed structure.
  • the present invention relates to an analyzer provided with a structure.
  • Patent Document 1 proposes a microstructure that constitutes a liquid flow system that uses a capillary phenomenon as a driving force for transferring liquid by arranging a plurality of fine protrusions at intervals that cause a capillary phenomenon. Yes.
  • Non-Patent Document 1 it is studied to control the fluidity of a liquid in a flow system (capillary pump) using such a capillary phenomenon.
  • FIG. 10 shows an example of how the liquid flows inside the capillary pump exemplified in Non-Patent Document 1, but in the flow system of Non-Patent Document 1, as shown in FIG.
  • the liquid feeding direction may be biased, and a similar diagram is shown in FIG. It is also shown in 4 (a).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a fine liquid feed structure in which a plurality of fine protrusions are arranged at intervals that cause capillary action, the flow of a liquid feed path formed between the fine protrusions It is an object of the present invention to provide a fine liquid feed structure in which the liquid feed direction can be arbitrarily controlled by making a difference in resistance, and an analysis device including such a fine liquid feed structure.
  • the fine liquid feeding structure according to the present invention is a fine liquid feeding structure in which a plurality of fine protrusions are arranged at intervals that cause capillary action, and the fine protrusions are arranged in a line and adjacent to each other.
  • Unit rows having a liquid feed path as a liquid feed path are periodically arranged, and for each unit row, at least one of the liquid feed paths is relatively reduced in flow resistance compared to other liquid feed paths.
  • the low flow resistance liquid feed path is arranged along the predetermined liquid feed direction.
  • the analyzer according to the present invention includes the fine liquid feeding structure as described above, and obtains a propulsive force from the fine liquid feeding structure to feed a preparation liquid containing an analysis target.
  • the liquid feeding direction is not generated without deviation in the liquid feeding direction. Can be arbitrarily controlled with high reproducibility.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an analyzer according to the present embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view thereof.
  • the analyzer 1 is configured as an influenza diagnostic kit by an immunochromatography method, impregnated with a substrate 2, a cover body 3 covering the surface of the substrate 2, and a colloidal gold labeled antibody that binds to the influenza antigen.
  • the conjugate pad 4 and the absorption pad 5 for absorbing the residual liquid after the analysis are provided.
  • a conjugate pad abutting portion 4a On the surface of the substrate 2, a conjugate pad abutting portion 4a, a first capillary pump portion 6a, a liquid feed channel portion 7, a detecting portion 8, a second capillary pump portion 6b, and an absorption pad abutting portion 5a are formed. ing.
  • the detection unit 8 has a test flow path 8a coated with a capture antibody that captures an influenza antigen bound to a colloidal gold labeled antibody, and a control flow coated with a capture antibody that captures a colloidal gold labeled antibody not bound with an influenza antigen.
  • a path 8b is provided.
  • the test flow path 8a is formed on a wide shallow bottom, and the capture antibody CA is applied to the bottom surface thereof, thereby facilitating capture of the influenza antigen LA bound to the gold colloid-labeled antibody. be able to.
  • the control flow path 8b can be the same.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the first capillary pump unit 6a and the second capillary pump unit 6b are configured by a fine liquid feed structure that uses a capillary phenomenon as a driving force for feeding a preparation liquid containing an analysis target.
  • the structure will be described later.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the substrate 2, and a fine liquid feeding structure is formed at a portion indicated by a halftone dot in the drawing.
  • the substrate 2 may be formed by cast molding using an ultraviolet curable, thermosetting or two-component curable resin such as polydimethylsiloxane as long as the fine shape can be transferred and formed well. Further, it may be molded by injection molding, nanoimprinting or the like using a thermoplastic resin such as polystyrene, polycarbonate, cycloolefin copolymer or cycloolefin polymer. Further, it may be formed by etching, ultraprecision machining or the like using glass or silicon.
  • the cover body 3 can be made of resin or glass, and is preferably transparent to such an extent that the detection unit 8 formed on the surface of the substrate 2 can be seen through.
  • the cover body 3 includes the first capillary pump unit 6a, the liquid feed channel unit 7, the detection while holding the conjugate pad 4 and the absorption pad 5 in the cutouts 4b and 5b formed on one end side.
  • the part 8 (the test flow path 8a and the control flow path 8b) and the second capillary pump part 6b are joined to the substrate 2 so as to be sealed.
  • the conjugate pad abutting portion 4a is formed on the bottom surface of the first capillary pump portion 6a so that the first capillary pump portion 6a sealed with the cover body 3 opens toward the conjugate pad abutting portion 4a. It is formed to be the same depth as or slightly deeper than that. Thus, the conjugate pad 4 and the first capillary pump unit 6a are connected via the opening.
  • the absorption pad contact portion 5a is the same as the bottom surface of the second capillary pump portion 6b so that the second capillary pump portion 6b sealed by the cover body 3 opens toward the absorption pad contact portion 5a. It is formed to be a little deeper than that. Thereby, the absorption pad 5 and the 2nd capillary pump part 6b are connected through the said opening.
  • a sample preparation solution containing a sample (analysis target) such as nasal discharge collected from the subject is used as the conjugate pad 4. Dripping into.
  • the specimen preparation liquid dropped on the conjugate pad 4 oozes out from the conjugate pad 4 and enters the first capillary pump unit 6a.
  • the specimen preparation liquid is fed to the liquid feed flow path section 7 by proceeding through the first capillary pump section 6a using the capillary phenomenon as a driving force.
  • the sample preparation liquid sent to the liquid feeding flow path section 7 flows in the liquid feeding flow path section 7 by capillary action and is sent to the detection section 8 formed on the flow path.
  • the second capillary pump unit 6b When the residual liquid of the sample preparation liquid that has passed through the detection unit 8 reaches the second capillary pump unit 6b, it proceeds in the second capillary pump unit 6b using the capillary phenomenon as a driving force. At this time, if the flow length of the sample preparation liquid increases, the flow resistance also increases accumulatively, and the liquid feed speed of the sample preparation liquid decreases, but the second capillary pump unit 6b spreads as shown in the figure. In the fine liquid feed structure to be described later, the number of liquid feed paths 61 formed between the fine protrusions 60 is increased along the flow direction so that the liquid feed speed due to the flow resistance is increased. The decrease can be suppressed.
  • the sample preparation liquid can be fed at a constant flow rate without using an external pump, and analysis (diagnosis) with high reproducibility becomes possible.
  • the residual liquid of the specimen preparation liquid is absorbed by the absorption pad 5 after traveling through the second capillary pump unit 6b.
  • the colloidal gold labeled antibody impregnated in the conjugate pad 4 is eluted into the sample preparation solution. If the patient is infected with influenza, the specimen preparation solution contains influenza antigen, and a part of the colloidal gold-labeled antibody eluted in the specimen preparation solution binds to the influenza antigen, and the influenza antigen binds. Together with the remaining gold colloid-labeled antibody, it is sent to the detection section 8 formed on the flow path of the liquid feed flow path section 7.
  • the detection unit 8 includes the test channel 8a coated with the capture antibody that captures the influenza antigen bound to the gold colloid-labeled antibody, and the capture antibody that captures the gold colloid-labeled antibody not bound to the influenza antigen.
  • coated is provided. Therefore, if the color of the gold colloid particles is visually recognized only in the control flow path 8b after the specimen preparation solution has passed through the detection unit 8, it can be diagnosed that the subject is not infected with influenza, and the test flow path 8a also has gold. If the color developed by the colloidal particles is visible, it can be diagnosed that the subject is infected with influenza.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an enlarged main part of an example of the fine liquid feeding structure according to the present embodiment.
  • a fine liquid feed structure a plurality of fine protrusions 60 are arranged in a line, and unit rows having a liquid feed path 61 as a gap between adjacent fine protrusions 60 are periodically arranged.
  • the interval between the protrusions 60 is an interval that causes capillary action (for example, the interval between adjacent fine protrusions 60 in one unit row is 1-1000 ⁇ m, and the interval between adjacent unit rows is 1-1000 ⁇ m).
  • the fine protrusions 60 are 120 ⁇ m in length, 30 ⁇ m in width, and 30 ⁇ m in height, the interval between adjacent fine protrusions 60 in one unit row is 30 ⁇ m, and the interval between adjacent unit rows is 60 ⁇ m. It was.
  • the height of the fine protrusion 60 corresponds to the depth of the bottom surface of the first capillary pump portion 6a and the second capillary pump portion 6b made of the fine liquid feed structure according to the present embodiment.
  • the tip of the protrusion 60 is in close contact with the cover body 3. Thereby, the space around the fine protrusion 60 is sealed by the cover body 3.
  • the liquid projection 61 formed in one unit row and the liquid feed passage 61 formed in the unit row adjacent to the unit row are finely projected so as to be alternately arranged as illustrated. 60 are evenly arranged.
  • the space between these unit rows is increased.
  • the liquid supply path of the liquid by a capillary phenomenon will be formed in a parallel circuit form, and flow resistance can be reduced compared with the case where a liquid supply path is formed in a series circuit form. Therefore, it is possible to efficiently obtain a driving force for liquid feeding utilizing the capillary phenomenon.
  • an edge portion 62 that exhibits a pinning effect is formed on the exit side of each liquid feed path 61 in the adjacent fine protrusion 60 that forms the liquid feed path 61.
  • the pinning effect means that when the liquid level that has traveled on the plane at the contact angle ⁇ reaches the edge portion (see FIG. 6A), the liquid level is flat and edged. This refers to a phenomenon in which the edge cannot be overcome until the contact angle becomes ⁇ + ( ⁇ ) (see FIG. 6B), where ⁇ is the angle formed with the outer surface of the portion.
  • the angle ⁇ formed by the plane at this time and the outer surface of the edge portion is defined as the pinning angle.
  • At least one of the liquid feed paths 61 is a low flow resistance liquid feed path 61a in which the flow resistance is relatively reduced as compared with the other liquid feed paths 61b.
  • the pinning angle of the edge portion 62b formed on the outlet side of the liquid feeding path 61b of the adjacent fine projections 60b and 60c by forming the other liquid feeding path 61b excluding the low flow resistance liquid feeding path 61a is reduced.
  • the flow resistance liquid supply path 61a By forming the flow resistance liquid supply path 61a and making it smaller than the pinning angle of the edge portion 62a formed on the outlet side of the low flow resistance liquid supply path 61a of the adjacent fine protrusions 60a, 60b, the low flow resistance liquid The flow resistance of the feed path 61a is relatively reduced as compared with the flow resistance of the other liquid feed paths 61a.
  • the fine protrusions 60a are rectangular and edge portions 62a having a pinning angle of 90 ° are formed at both ends.
  • the fine protrusion 60b has an edge portion 62a having a pinning angle of 90 ° formed at one end and an edge portion 62b having a pinning angle of 45 ° formed at the other end, and the fine protrusion 60c is pinned at both ends.
  • An edge portion 62b having a 45 ° angle is formed. You may attach R to the front-end
  • the liquid supply paths 61 has a low flow resistance liquid supply path 61a in which the flow resistance is relatively reduced as compared with the other liquid supply paths 61b.
  • the fine protrusions 60a, 60b, and 60c are arranged so that the low flow resistance liquid feeding path 61a is arranged along a predetermined liquid feeding direction.
  • the interval between adjacent unit rows is adjusted as appropriate (for example, the low flow resistance liquid feed path 61a is formed and widened in consideration of the interval between the adjacent fine protrusions 60a, 60b), etc.
  • the flow resistance of the inter-row liquid feed path 61c formed between the rows is relatively reduced than the flow resistance of the low flow resistance liquid feed path 61a.
  • the liquid preferentially passes through the low flow resistance liquid supply path 61a having a low flow resistance among the liquid supply paths 61 formed in one unit row (see FIG. 7).
  • the liquid spreads to the inter-row liquid feed path 61c formed between the next unit rows by capillary action (FIG. 7 (c)).
  • FIG. 7E See (e)), since the flow resistance of the inter-row liquid feed path 61c is the lowest, until the inter-row liquid feed path 61c is filled with the liquid, the tip of the liquid is the next unit row and the next unit row. It does not proceed to the inter-row liquid feed path 61c formed between the two (see FIG. 7E).
  • the first capillary pump section 6a and the second capillary pump section 6b are each formed in an isosceles triangle shape, and the low flow resistance liquid feeding section is formed along a perpendicular line extending from the top to the bottom.
  • the arrangement of the low flow resistance liquid feeding part 61a is in the desired liquid feeding direction. It can be set appropriately depending on the situation. For example, as shown in FIG. 8A, when it is desired to curve the liquid feeding direction, or when it is desired to branch the liquid feeding direction into two or more directions as shown in FIG. By disposing the low flow resistance liquid feeding unit 61a along the direction indicated by the dotted line, the liquid feeding direction can be guided in an arbitrary direction.
  • the liquid feeding direction is biased.
  • the liquid feeding direction can be arbitrarily controlled with good reproducibility.
  • the liquid feeding path 61 is used in order to reduce the flow resistance of the low flow resistance liquid feeding path 61a relative to the flow resistance of the other liquid feeding path 61b.
  • the flow resistance of the liquid feed path 61a is relatively reduced as compared with the flow resistance of the other liquid feed paths 61b, the present invention is not limited to this.
  • the following may be used.
  • An edge portion 62 that exhibits a pinning effect is formed on the outlet side of the liquid feeding path 61b only on the adjacent fine protrusion 60 by forming another liquid feeding path 61b, for example, a low flow resistance liquid feeding path
  • the shape of the outlet side of the liquid feed path 61a of the adjacent fine projection that forms 61a is an R shape that does not exhibit the pinning effect, so that the flow resistance of the low flow resistance liquid feed path 61a Relative to the flow resistance of the liquid feed path 61b.
  • the flow resistance of the low flow resistance liquid feed path 61a is increased by forming the other liquid feed path 61b and applying a hydrophobic treatment to a portion on the liquid feed path 61b side of the adjacent fine protrusion 60 to increase the flow resistance. Relative to the flow resistance of the other liquid delivery path 61b. 3) By increasing the cross-sectional area of the low flow resistance liquid feed path 61a, the flow resistance of the low flow resistance liquid feed path 61a is relatively reduced as compared with the flow resistance of the other liquid feed paths 61b.
  • the flow resistance of the inter-row liquid feed path 61c formed between the unit rows relative to the flow resistance of the low flow resistance liquid feed path 61a in the above-described embodiment, between the adjacent unit rows.
  • interval of this is given suitably, it is not limited to this.
  • the flow resistance of the inter-row liquid feed path 61c may be relatively reduced from the flow resistance of the low flow resistance liquid feed path 61a by using the methods shown in the above 1) to 3).
  • the shape of the fine protrusion 60 is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately designed as long as the effect of the present invention is not hindered.
  • test channel 8a and the control channel 8b provided in the detection unit 8 are formed in a wide shallow bottom and a capture antibody is applied to the bottom surface. It is not limited to this.
  • the above-described fine liquid feeding structure is also formed in the test flow path 8a and the control flow path 8b provided in the detection unit 8, and the specimen preparation passing through these flow paths 8a and 8b is prepared.
  • the liquid feeding direction of the liquid may be controlled.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • influenza diagnostic kit is described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to various analyzers that are required to use capillary action as a driving force for feeding a preparation liquid containing an analysis target.
  • Example 1 The same procedure as in Example 1 was performed except that a capillary pump in which all the fine protrusions were arranged as the same as the fine protrusions 60a in the example shown in FIG.
  • Example 1 was the same as Example 1 except that a capillary pump in which all the fine protrusions were arranged as the same as the fine protrusions 60c in the example shown in FIG.
  • the present invention is not limited to medical analyzers such as influenza diagnostic kits, but can be applied to analyzers in various fields.
  • Analyzing device 60 (60a, 60b, 60c) Fine projection 61 Liquid feeding path 61a Low flow resistance liquid feeding path 61b Other liquid feeding path 61c Inter-row liquid feeding path 62 (62a, 62b) Edge portion

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Abstract

　複数の微細突起６０が一列に並び、かつ、隣接する微細突起６０の間隙を液送路６１とする単位列が周期的に列設され、それぞれの微細突起６０の間隔が、毛細管現象を引き起こす間隔となるように配列し、単位列ごとに、液送路６１のうち少なくとも一つを、他の液送路６１ｂよりも流動抵抗を相対的に低減させた低流動抵抗液送路６１ａとするとともに、低流動抵抗液送路６１ａが所定の液送方向に沿って配置されるように、微細突起６０を配列する。これにより、液送方向に偏りが生じることなく、液送方向を再現性よく任意に制御することができる。

Description

微細液送構造体、及び分析装置
　本発明は、液体を移送する推進力として毛細管現象を利用する微細液送構造体に関し、特に、液体の移送方向を任意に制御することができる微細液送構造体、及びそのような微細液送構造体を備えた分析装置に関する。
　例えば、特許文献１には、毛細管現象を引き起こす間隔で複数の微細突起を配置して、毛細管現象を液体の移送のための推進力として利用する液体の流動システムを構成する微細構造が提案されている。
　また、非特許文献１では、このような毛細管現象を利用した流動システム（キャピラリポンプ）において、液体の流動性を制御することが検討されている。
特表２００５－５３２１５１号公報
Ｃａｐｉｌｌａｒｙ　ｐｕｍｐｓ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　ｃａｐｉｌｌａｒｙ　ｓｙｓｔｅｍｓ；Ｌａｂ　ｏｎ　ａ　Ｃｈｉｐ，２００７，７，１１９－１２５
　しかしながら、本発明者らが検証したところ、非特許文献１の流動システムにあっても液体の流動性を再現性よく制御するには不十分であった。例えば、非特許文献１に例示されたキャピラリポンプの内部を液体が流動していく様子の一例を図１０に示すが、非特許文献１の流動システムにあっては、図１０に示すように、液送方向に偏りが生じてしまうことがあり、同様の図が、非特許文献１のＦｉｇ．４（ａ）にも示されている。
　本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、このような液送方向の偏りが生じてしまうのは、隣接するそれぞれの微細突起の間を液体が流動するにあたり、その流動抵抗に差がなく、液送方向が定まらないことに起因するのではないかと考えるに至った。
　本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、毛細管現象を引き起こす間隔で複数の微細突起を配列してなる微細液送構造体において、微細突起の間に形成される液送路の流動抵抗に差をつけることによって、液送方向を任意に制御できるようにした微細液送構造体、及びそのような微細液送構造体を備えた分析デバイスの提供を目的とする。
　本発明に係る微細液送構造体は、毛細管現象を引き起こす間隔で複数の微細突起を配列してなる微細液送構造体であって、前記微細突起が一列に並び、かつ、隣接する前記微細突起の間隙を液送路とする単位列が周期的に列設され、前記単位列ごとに、前記液送路のうち少なくとも一つを、他の液送路よりも流動抵抗を相対的に低減させた低流動抵抗液送路とするとともに、前記低流動抵抗液送路を所定の液送方向に沿って配置した構成としてある。
　本発明に係る分析装置は、上記したような微細液送構造体を備え、前記微細液送構造体により推進力を得て分析対象を含む調製液を液送する構成としてある。
　本発明によれば、毛細管現象を引き起こす間隔で複数の微細突起を配列してなる微細液送構造体によって液送の推進力を得るにあたり、その液送方向に偏りが生じることなく、液送方向を再現性よく任意に制御することができる。
本発明の実施形態に係る分析装置の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る分析装置の一例を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る分析装置の一例における検出部の説明図である。 本発明の実施形態に係る分析装置の一例における基板の概略平面図である。 本発明の実施形態に係る微細液送構造体の一例について、その要部を拡大して示す概略平面図である。 ピン止め効果について説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る微細液送構造体の一例において、液体が流動していく様子を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る微細液送構造体の一例において、液送方向を任意に誘導する例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る分析装置の一例における検出部の他の例についての説明図である。 従来の微細液送構造体の一例において、液体が流動していく様子を示す説明図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
［分析装置］
　図１は、本実施形態に係る分析装置の一例を示す斜視図であり、図２は、その分解斜視図である。
　これらの図に示す例において、分析装置１は、イムノクロマトグラフィー法によるインフルエンザ診断キットとして構成され、基板２と、基板２の表面を覆うカバー体３と、インフルエンザ抗原と結合する金コロイド標識抗体を含浸させたコンジュゲートパッド４と、分析後の残液を吸収させる吸収パッド５とを備えている。
　基板２の表面には、コンジュゲートパッド当接部４ａ、第１キャピラリポンプ部６ａ、液送流路部７、検出部８、第２キャピラリポンプ部６ｂ、及び吸収パッド当接部５ａが形成されている。
　検出部８には、金コロイド標識抗体と結合したインフルエンザ抗原を捕捉する捕捉抗体を塗布したテスト流路８ａと、インフルエンザ抗原が結合していない金コロイド標識抗体を捕捉する捕捉抗体を塗布したコントロール流路８ｂが設けられている。テスト流路８ａは、例えば、図３に示すように、広幅浅底に形成して、その底面に捕捉抗体ＣＡを塗布することで、金コロイド標識抗体と結合したインフルエンザ抗原ＬＡを捕捉し易くすることができる。特に図示しないが、コントロール流路８ｂも同様とすることができる。
　なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。
　また、第１キャピラリポンプ部６ａと第２キャピラリポンプ部６ｂは、分析対象を含む調製液を液送する推進力として毛細管現象を利用する微細液送構造体によって構成されるが、かかる微細液送構造体については後述する。
　なお、図４は、基板２の概略平面図であり、図中網点で示されている部位に微細液送構造体が形成される。基板２は、微細形状を良好に転写形成することができれば、ポリジメチルシロキサン等の紫外線硬化性、熱硬化性又は二液硬化性樹脂を用いてキャスト成形により成形してもよく、ポリメチルメタアクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂を用いて射出成形、ナノインプリント等により成形してもよい。また、ガラスやシリコンを用いてエッチング、超精密機械加工等によって成形してもよい。
　カバー体３は、樹脂製又はガラス製とすることができ、基板２の表面に形成された検出部８を透視できる程度に透明であるのが好ましい。かかるカバー体３は、一端側に形成された切欠き部４ｂ，５ｂに、コンジュゲートパッド４と吸収パッド５のそれぞれを保持しつつ、第１キャピラリポンプ部６ａ、液送流路部７、検出部８（テスト流路８ａ及びコントロール流路８ｂ）、第２キャピラリポンプ部６ｂを封止するようにして基板２に接合される。
　このとき、カバー体３で封止された第１キャピラリポンプ部６ａが、コンジュゲートパッド当接部４ａ側に開口するように、コンジュゲートパッド当接部４ａは、第１キャピラリポンプ部６ａの底面と同じ深さか、それよりも若干深くなるように形成する。これにより、当該開口を介して、コンジュゲートパッド４と第１キャピラリポンプ部６ａとが接続される。
　同様に、吸収パッド当接部５ａは、カバー体３で封止された第２キャピラリポンプ部６ｂが、吸収パッド当接部５ａ側に開口するように、第２キャピラリポンプ部６ｂの底面と同じ深さか、それよりも若干深くなるように形成する。これにより、当該開口を介して、吸収パッド５と第２キャピラリポンプ部６ｂとが接続される。
　このような分析装置１を用いて、被験者がインフルエンザに感染しているか否かを診断するには、まず、被験者から採取した鼻汁などの検体（分析対象）を含む検体調製液をコンジュゲートパッド４に滴下する。
　コンジュゲートパッド４に滴下された検体調製液は、コンジュゲートパッド４から浸み出して第１キャピラリポンプ部６ａに浸入する。そして、検体調製液は、毛細管現象を推進力として第１キャピラリポンプ部６ａ内を進行して液送流路部７に送られる。液送流路部７に送られた検体調製液は、液送流路部７内を毛細管現象により流動して、その流路上に形成された検出部８に送られる。
　検出部８を通過した検体調製液の残液は、第２キャピラリポンプ部６ｂに達すると、その毛細管現象を推進力として第２キャピラリポンプ部６ｂ内を進行する。
　このとき、検体調製液の流動長が増加すると、これに伴って流動抵抗も累積的に増加して検体調製液の液送速度が低下するが、第２キャピラリポンプ部６ｂを図示するような末広がり状に形成し、後述する微細液送構造体において微細突起６０間に形成される液送路６１の数が流動方向に沿って増加していくようにすることで、流動抵抗による液送速度の低下を抑制することができる。このようにすることで、外部ポンプを使用することなく、検体調製液を一定の流量で液送することができ、再現性の高い分析（診断）が可能になる。
　検体調製液の残液は、第２キャピラリポンプ部６ｂ内を進行した後に吸収パッド５に吸収される。
　検体調製液をコンジュゲートパッド４に滴下すると、コンジュゲートパッド４に含浸された金コロイド標識抗体が検体調製液に溶出する。そして、患者がインフルエンザに感染していれば、検体調製液にはインフルエンザ抗原が含まれており、検体調製液に溶出した金コロイド標識抗体の一部がインフルエンザ抗原と結合し、インフルエンザ抗原が結合していない残りの金コロイド標識抗体とともに、液送流路部７の流路上に形成された検出部８に送られる。
　前述したように、検出部８には、金コロイド標識抗体と結合したインフルエンザ抗原を捕捉する捕捉抗体を塗布したテスト流路８ａと、インフルエンザ抗原が結合していない金コロイド標識抗体を捕捉する捕捉抗体を塗布したコントロール流路８ｂが設けられている。したがって、検体調製液が検出部８を通過した後に、コントロール流路８ｂにだけ金コロイド粒子による発色が視認されれば、被験者はインフルエンザに感染していないと診断でき、テスト流路８ａにも金コロイド粒子による発色が視認されれば、被験者はインフルエンザに感染していると診断できる。
［微細液送構造体］
　次に、前述した分析装置１において、液送の推進力として毛細管現象を利用して、分析対象を含む調製液を液送する微細液送構造体について説明する。
　図５は、本実施形態に係る微細液送構造体の一例について、その要部を拡大して示す概略平面図である。かかる微細液送構造体にあっては、複数の微細突起６０が一列に並び、かつ、隣接する微細突起６０の間隙を液送路６１とする単位列が周期的に列設され、それぞれの微細突起６０の間隔が、毛細管現象を引き起こす間隔（例えば、一つの単位列において隣接する微細突起６０の間の間隔が１～１０００μｍ、隣接する単位列間の間隔が１～１０００μｍ）となるように配列されている。
　なお、図５に示す例では、微細突起６０は縦１２０μｍ、横３０μｍ、高さ３０μｍとし、一つの単位列において隣接する微細突起６０の間の間隔を３０μｍ、隣接する単位列間の間隔を６０μｍとした。前述した分析装置１において、微細突起６０の高さは、本実施形態に係る微細液送構造体からなる第１キャピラリポンプ部６ａ、第２キャピラリポンプ部６ｂの底面の深さに相当し、微細突起６０の先端はカバー体３に密接する。これにより、微細突起６０の周囲の空間がカバー体３によって封止される。
　また、本実施形態では、一つの単位列に形成された液送路６１と、これに隣接する単位列に形成された液送路６１とが、図示するように互い違いに位置するように微細突起６０を均等に配列している。このようにすることで、一つの単位列に形成された液送路６１を毛細管現象によって液体が通過し、その液面が隣接する単位列の微細突起６０に接触すると、これらの単位列の間を毛細管現象によって液体が拡がっていくことを繰り返す。そして、上記配列とすることで、毛細管現象による液体の液送路は並列回路状に形成されることになり、液送路を直列回路状に形成した場合に比べて流動抵抗を低減することができるため、毛細管現象を利用した液送の推進力が効率よく得られるようになる。
　また、図５に示す例において、液送路６１を形成して隣接する微細突起６０には、それぞれの液送路６１の出口側に、ピン止め効果を発現するエッジ部６２を形成してある。
　ここで、ピン止め効果とは、図６に示すように、接触角θで平面を進行してきた液面がエッジ部に達すると（図６（ａ）参照）、当該液面は、平面とエッジ部の外側の面とのなす角をαとしたときに、接触角がθ+（π－α）となるまで（図６（ｂ）参照）、エッジ部を乗り越えられなくなる現象をいい、本実施形態では、このときの平面とエッジ部の外側の面とのなす角度αをピン止め角と定義する。
　図５に示す例にあっては、液送路６１の出口側に形成されたエッジ部６２のピン止め角を適宜設定することで、一つの単位列において、それぞれの微細突起６０の間に形成される液送路６１のうち少なくとも一つを、他の液送路６１ｂよりも流動抵抗を相対的に低減させた低流動抵抗液送路６１ａとしている。
　すなわち、低流動抵抗液送路６１ａを除く他の液送路６１ｂを形成して隣接する微細突起６０ｂ，６０ｃの当該液送路６１ｂの出口側に形成したエッジ部６２ｂのピン止め角を、低流動抵抗液送路６１ａを形成して隣接する微細突起６０ａ，６０ｂの当該低流動抵抗液送路６１ａの出口側に形成したエッジ部６２ａのピン止め角よりも小さくすることで、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗を、他の液送路６１ａの流動抵抗よりも相対的に低減させている。
　なお、図５に示す例では、微細突起６０ａを矩形状とし、両端にピン止め角９０°のエッジ部６２ａが形成されるようにした。また、微細突起６０ｂは、一端にピン止め角９０°のエッジ部６２ａが形成され、他端にピン止め角４５°のエッジ部６２ｂが形成されるようにし、微細突起６０ｃは、両端にピン止め角４５°のエッジ部６２ｂが形成されるようにした。エッジ部６２ａ，６２ｂの先端には、ピン止め効果の発現を妨げてしまわない程度にＲを付けてもよい。
　また、図５に示す例では、単位列ごとに、液送路６１のうち少なくとも一つを、他の液送路６１ｂよりも流動抵抗を相対的に低減させた低流動抵抗液送路６１ａとするとともに、低流動抵抗液送路６１ａが所定の液送方向に沿って配置されるように、微細突起６０ａ，６０ｂ，６０ｃを配列している。これとともに、隣接する単位列間の間隔を適宜調整する（例えば、低流動抵抗液送路６１ａを形成して隣接する微細突起６０ａ，６０ｂ間の間隔を考慮して広くする）などして、単位列間に形成される列間液送路６１ｃの流動抵抗を、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗よりも相対的に低減させている。
　このようにすることで、図７に示すように、一つの単位列に形成された液送路６１のうち、流動抵抗の低い低流動抵抗液送路６１ａを液体が優先的に通過し（図７（ａ）～（ｃ）参照）、これをきっかけにして、毛細管現象によって次の単位列との間に形成される列間液送路６１ｃに液体が広がっていくが（図７（ｃ）～（ｅ）参照）、列間液送路６１ｃの流動抵抗が最も低いため、列間液送路６１ｃが液体で満たされるまで、液体の先端は、次の単位列とその次の単位列との間に形成される列間液送路６１ｃには進行しない（図７（ｅ）参照）。そして、列間液送路６１ｃが液体で満たされると、次の単位列の低流動抵抗液送路６１ａを液体が優先的に通過し（図７（ｆ）参照）、この繰り返しによって液体が流動していく（図７（ｆ）～（ｈ）参照）。
　これにより、本実施形態によれば、液送方向に偏りが生じることなく、毛細管現象を利用して液送する際の流動性を再現性よく良好に制御することができる。
　また、前述した分析装置１では、第１キャピラリポンプ部６ａと第２キャピラリポンプ部６ｂを、それぞれ二等辺三角形状に形成し、その頂点から底辺に下した垂線に沿って低流動抵抗液送部６１ａを配置することにより、微細液送構造体による毛細管現象を利用した液送の推進力が効率よく得られるようにしてあるが、低流動抵抗液送部６１ａの配置は、所望の液送方向に応じて適宜設定することができる。
　例えば、図８（ａ）に示すように、液送方向をカーブさせたい場合や、図８（ｂ）に示すように、液送方向を二以上の方向に分岐させたい場合には、図中点線で示す方向に沿って低流動抵抗液送部６１ａを配置することで、液送方向を任意の方向に誘導することができる。
　このように、本実施形態によれば、毛細管現象を引き起こす間隔で複数の微細突起を配列してなる微細液送構造体によって液送の推進力を得るにあたり、その液送方向に偏りが生じることなく、液送方向を再現性よく任意に制御することができる。
　以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
　例えば、前述した微細液送構造体に係る実施形態では、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗を、他の液送路６１ｂの流動抵抗よりも相対的に低減させるために、液送路６１を形成して隣接する微細突起６０の当該液送路６１の出口側に、ピン止め効果を発現するエッジ部６２を形成し、エッジ部６２のピン止め角を適宜設定することで、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗を、他の液送路６１ｂの流動抵抗よりも相対的に低減させているが、これに限定されない。
　低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗を、他の液送路６１ｂの流動抵抗よりも相対的に低減させるには、例えば、次のようにしてもよい。
１）他の液送路６１ｂを形成して隣接する微細突起６０だけに、当該液送路６１ｂの出口側にピン止め効果を発現するエッジ部６２を形成し、例えば、低流動抵抗液送路６１ａを形成して隣接する微細突起の当該液送路６１ａの出口側の形状は、ピン止め効果を発現しないＲ形状とするなどして、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗を、他の液送路６１ｂの流動抵抗よりも相対的に低減させる。
２）他の液送路６１ｂを形成して隣接する微細突起６０の液送路６１ｂ側の部位に疎水処理を施して流動抵抗を高めることで、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗を、他の液送路６１ｂの流動抵抗よりも相対的に低減させる。
３）低流動抵抗液送路６１ａの断面積を大きくすることで、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗を、他の液送路６１ｂの流動抵抗よりも相対的に低減させる。
　また、単位列間に形成される列間液送路６１ｃの流動抵抗を、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗よりも相対的に低減させるにあたり、前述した実施形態では、隣接する単位列間の間隔を適宜調整する例を挙げているが、これに限定されない。上記１）～３）に示した手法などを用いて、列間液送路６１ｃの流動抵抗を、低流動抵抗液送路６１ａの流動抵抗よりも相対的に低減させてもよい。
　また、微細突起６０の形状は前述した実施形態に限定されず、本発明の効果を妨げない範囲で適宜設計できる。
　また、前述した分析装置に係る実施形態では、検出部８に設けたテスト流路８ａとコントロール流路８ｂを広幅浅底に形成して、その底面に捕捉抗体を塗布した例について説明したが、これに限定されない。図９に示すように、検出部８に設けたテスト流路８ａとコントロール流路８ｂにも前述したような微細液送構造体を形成して、これらの流路８ａ，８ｂを通過する検体調製液の液送方向を制御するようにしてもよい。このとき、微細突起６０にも捕捉抗体ＣＡを塗布しておくことで、例えば、テスト流路８ａにあっては、金コロイド標識抗体と結合したインフルエンザ抗原ＬＡをより捕捉し易くなるとともに、金コロイド標識抗体と結合したインフルエンザ抗原ＬＡが微細突起６０の高さ方向に沿っても捕捉されるため、金コロイド粒子による発色がより視認し易くなる。
　なお、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。
　また、前述した分析装置に係る実施形態では、インフルエンザ診断キットを一例に挙げて説明したが、これに限定されない。液送手段として外部ポンプを用いることなく、分析対象を含む調製液を液送するのに毛細管現象を推進力として利用することが求められる種々の分析装置に適用することができる。
　次に、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
［実施例］
　フォトリソグラフィー法により微細加工を施して作製したモールド型に、ポリジメチルシロキサン（東レ・ダウコーニング社製ＳＩＬＰＯＴ１８４；硬化剤との重量比１０：１）をキャスティングし、図５に示す例と同一の配列のキャピラリポンプ（微細液送構造体）が表面に転写形成された基板を成形した。このようにして得られた基板の表面に、カバー体として大型スライドガラス（松浪硝子工業社製）をポリジメチルシロキサンの自己吸着で密着させてキャピラリポンプを封止した。
［比較例１］
　全ての微細突起を、図５に示す例における微細突起６０ａと同じものとして配列されたキャピラリポンプを基板表面に転写形成した以外は、実施例１と同様にした。
［比較例２］
　全ての微細突起を、図５に示す例における微細突起６０ｃと同じものとして配列されたキャピラリポンプを基板表面に転写形成した以外は、実施例１と同様にした。
［評価］
　３％ＴＲＩＴＯＮ－Ｘ１００（ダウケミカル社製）を調整液に用いて、カバー体に設けた投入口から滴下量５μＬで滴下した。キャピラリポンプ内を毛管力で流動する調製液をデジタルマイクロスコープ（キーエンス社製ＶＨＫ－１０００）で撮影して、キャピラリポンプを調製液が通過する時間を測定し、流量のバラツキ（ＣＶ）を算出した。測定は５回行い、その平均値を表１に示す。上記ＣＶが５％以下である場合、安定した送液が可能な良好な微細液送構造体として評価を「○」とし、上記ＣＶが５％を超えるものの評価を「×」として表１に併せて示した。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明は、インフルエンザ診断キットなどの医療分野における分析装置に限らず、種々の分野における分析装置に適用して利用することができる。
　この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先権の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
　１　　　　　分析装置
　６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）　　　　　微細突起
　６１　　　　　液送路
　６１ａ　　　　　低流動抵抗液送路
　６１ｂ　　　　　他の液送路
　６１ｃ　　　　　列間液送路
　６２（６２ａ，６２ｂ）　　　　　エッジ部
 
 
 

Claims (7)

  1. 　毛細管現象を引き起こす間隔で複数の微細突起を配列してなる微細液送構造体であって、
    　前記微細突起が一列に並び、かつ、隣接する前記微細突起の間隙を液送路とする単位列が周期的に列設され、
    　前記単位列ごとに、前記液送路のうち少なくとも一つを、他の液送路よりも流動抵抗を相対的に低減させた低流動抵抗液送路とするとともに、
    　前記低流動抵抗液送路を所定の液送方向に沿って配置したことを特徴とする微細液送構造体。
  2. 　前記単位列間に形成される列間液送路の流動抵抗を、前記低流動抵抗液送路の流動抵抗よりも相対的に低減させたことを特徴とする請求項１に記載の微細液送構造体。
  3. 　前記低流動抵抗液送路を除く他の液送路を形成して隣接する前記微細突起の当該液送路の出口側に、ピン止め効果を発現するエッジ部を形成することで、
    　前記低流動抵抗液送路の流動抵抗を、他の液送路の流動抵抗よりも相対的に低減させた請求項１又は２に記載の微細液送構造体。
  4. 　前記液送路を形成して隣接する前記微細突起の前記液送路の出口側に、ピン止め効果を発現するエッジ部を形成し、
    　前記低流動抵抗液送路を除く他の液送路を形成して隣接する前記微細突起に形成した前記エッジ部のピン止め角を、
    　前記低流動抵抗液送路を形成して隣接する前記微細突起に形成した前記エッジ部のピン止め角よりも小さくすることで、
    　前記低流動抵抗液送路の流動抵抗を、他の液送路の流動抵抗よりも相対的に低減させた請求項１又は２に記載の微細液送構造体。
  5. 　前記低流動抵抗液送路を除く他の液送路を形成して隣接する前記微細突起の当該液送路側の部位に疎水処理を施すことで、
    　前記低流動抵抗液送路の流動抵抗を、他の液送路の流動抵抗よりも相対的に低減させた請求項１又は２に記載の微細液送構造体。
  6. 　前記低流動抵抗液送路の断面積を、
    　前記低流動抵抗液送路を除く他の液送路の断面積よりも大きくすることで、
    　前記低流動抵抗液送路の流動抵抗を、他の液送路の流動抵抗よりも相対的に低減させた請求項１又は２に記載の微細液送構造体。
  7. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の微細液送構造体を備え、前記微細液送構造体により推進力を得て分析対象を含む調製液を液送することを特徴とする分析装置。
     
     
     
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019521850A (ja) * 2016-06-27 2019-08-08 アバクシス， インコーポレイテッド 改変された導管を有する装置
WO2020230572A1 (ja) * 2019-05-15 2020-11-19 デンカ株式会社 膜担体及び検査キット

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6288319B1 (ja) * 2017-01-10 2018-03-07 栗田工業株式会社 水処理装置の運転方法
US10590967B2 (en) * 2018-03-26 2020-03-17 City University Of Hong Kong Unidirectional liquid transport systems and methods of manufacture thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005532151A (ja) * 2002-06-07 2005-10-27 オーミック・アクチボラゲット 微細流体構造
JP2014510925A (ja) * 2011-04-06 2014-05-01 オーソ−クリニカル・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッド 菱形の突起部を有するアッセイ装置
JP2014525569A (ja) * 2011-08-30 2014-09-29 ザ・ロイヤル・インスティテューション・フォア・ザ・アドバンスメント・オブ・ラーニング／マクギル・ユニヴァーシティ 予めプログラムされた自己出力型マイクロ流体回路のための方法およびシステム
US20150196909A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-16 Imec Vzw Microstructured Micropillar Arrays for Controllable Filling of a Capillary Pump

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4618476A (en) * 1984-02-10 1986-10-21 Eastman Kodak Company Capillary transport device having speed and meniscus control means
US6451264B1 (en) * 2000-01-28 2002-09-17 Roche Diagnostics Corporation Fluid flow control in curved capillary channels
DE10352535A1 (de) * 2003-11-07 2005-06-16 Steag Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Trennvorrichtung und Verfahren zum Abtrennen von flüssigen Bestandteilen aus einer Partikel enthaltenden Flüssigkeit
US20070059213A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-15 Lucent Technologies Inc. Heat-induced transitions on a structured surface
SE529978C2 (sv) * 2007-04-16 2008-01-22 Aamic Ab Analysanordning för vätskeformiga prov
EP2213364A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-04 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Phase guide patterns for liquid manipulation
CN102665847A (zh) * 2009-12-25 2012-09-12 学校法人常翔学园 具有固液分离功能的装置、μ-TAS设备及固液分离方法
US20140274814A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Lester Ludwig Removable fluidics structures for microarray, microplates, sensor arrays, and other removable media

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005532151A (ja) * 2002-06-07 2005-10-27 オーミック・アクチボラゲット 微細流体構造
JP2014510925A (ja) * 2011-04-06 2014-05-01 オーソ−クリニカル・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッド 菱形の突起部を有するアッセイ装置
JP2014525569A (ja) * 2011-08-30 2014-09-29 ザ・ロイヤル・インスティテューション・フォア・ザ・アドバンスメント・オブ・ラーニング／マクギル・ユニヴァーシティ 予めプログラムされた自己出力型マイクロ流体回路のための方法およびシステム
US20150196909A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-16 Imec Vzw Microstructured Micropillar Arrays for Controllable Filling of a Capillary Pump

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3226003A4 *
ZIMMERMANN MARTIN: "Capillary pumps for autonomous capillary systems", LAB CHIP, vol. 7, 2007, pages 119 - 125, XP055000156 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019521850A (ja) * 2016-06-27 2019-08-08 アバクシス， インコーポレイテッド 改変された導管を有する装置
JP7387430B2 (ja) 2016-06-27 2023-11-28 ゾエティス サービシズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 改変された導管を有する装置
WO2020230572A1 (ja) * 2019-05-15 2020-11-19 デンカ株式会社 膜担体及び検査キット
JPWO2020230572A1 (ja) * 2019-05-15 2020-11-19
JP7473539B2 (ja) 2019-05-15 2024-04-23 デンカ株式会社 膜担体及び検査キット

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