向微晶片供給試劑的方法、微晶片及向微晶片供給試劑的試劑供給裝置製造方法

2023-07-08 05:18:01

向微晶片供給試劑的方法、微晶片及向微晶片供給試劑的試劑供給裝置製造方法
【專利摘要】在具有固定厭氧性的抗體的試劑配置區域的微晶片中，能夠不與空氣接觸地穩定地向試劑配置區域供給厭氧性試劑。通過薄板部(11a)和具有自修復功能的由有機矽凝膠構成的自修復密封件(17)閉塞通向具有試劑配置區域的流路(14)的流入口(13a)、排出口(13b)。在向微晶片(10)供給試劑時，使前端部形成為針狀且具有成為流體放出口的開口(21a)的流體放出單元(21)、以及前端部形成為針狀且具有成為流體回收口的開口(22a)的流體回收單元(22)分別貫通上述薄板部(11a)和自修復密封件(17)而進入到具有上述試劑配置區域的空間。並且，從流體放出單元(21)注入試劑，並且從流體回收單元(22)排出注入完的試劑，從而將試劑供給到微晶片(10)的試劑配置區域的空間。
【專利說明】向微晶片供給試劑的方法、微晶片及向微晶片供給試劑的試劑供給裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及向微量的試劑的分離、合成、提取、分析等中所使用的微晶片供給試劑的方法、適用該方法的微晶片、以及用於向該微晶片供給試劑的試劑供給裝置。

【背景技術】
[0002]近年來，例如使用由在通過矽、有機矽、玻璃等構成的小的基板上通過半導體微加工技術形成了微觀分析用通道等的微晶片構成的微反應器，進行微量的試劑的分離、合成、提取、分析等(關於微晶片及其製造，例如參照專利文獻1、專利文獻2等)。
[0003]在微晶片中，在被稱為微通道的流路上設置配置有試劑的反應區域等具有各種功能的區域，從而能夠構成適合於各種用途的晶片。作為微晶片的用途，代表性的有基因分析、臨床診斷、藥物篩選等化學、生物化學、藥學、醫學、獸醫學的領域中的分析或化合物的合成、環境計測等。
[0004]上述微晶片在典型的情況下具有由一對基板對置地粘結而成的構造，在至少I個上述基板的表面上形成有微細的流路(例如，寬度為10?數100 μ m、深度為10?數100 μ m程度)。目前，由於玻璃基板容易製造，且還能夠進行光學檢測，因此微晶片主要使用玻璃基板。此外，最近正在研發使用輕量且與玻璃基板相比難以破損、並且廉價的樹脂基板的微晶片。
[0005]在醫學領域，在臨床檢查等中利用了免疫反應等分子間相互作用的測定(表面等離子共振(SPR)測定技術、石英晶體微天平(QCM)測定技術、使用了金的膠粒到超微顆粒的功能化表面的測定技術等)中所使用的微晶片中，例如，在流路內預先固定抗體。並且，與使包含抗原的試劑向流路內流通而產生的抗體抗原反應相關的測定中，使用該微晶片來進行。
[0006]圖9 (a)是微晶片10的不意圖。圖9 (b)是圖9 (a)的A-A截面圖。如圖9(a)所示，微晶片10是由一對基板(第I微晶片基板11、第2微晶片基板12)對置地接合而成的構造。在微晶片10上，形成有具有流入口 13a和排出口 13b且例如寬度為10?數100 μ m、深度為10?數100 μ m程度的微細的流路14。具體地說，如圖9 (b)所示，由第I微晶片基板11上所形成的微細的槽部和第2微晶片基板12表面構成上述流路14。在流路內設置金屬薄膜15。金屬薄膜15設置在流路內的第2微晶片基板12的表面(即，第I及第2微晶片基板11、12的接合面)上。金屬薄膜15具有在鉻(Cr)薄膜上層疊有金(Au)薄膜的構造。
[0007]抗體向微晶片的流路14內的固定是例如如下進行的。
[0008]如圖10(a)所示，在微晶片10的流入口 13a上設置試劑溶液注入管101。同樣，在微晶片10的排出口 13b上設置試劑溶液排出管102。在試劑溶液注入管101、試劑溶液排出管102的前端設置有接頭103，各接頭103與流入口 13a、排出口 13b連接。
[0009]從試劑溶液注入管101將磷酸鹽緩衝鹽水(Phosphate buffered saline,以下稱為PBS)注入到微晶片10的流路14，清潔該流路14。通過了流路14的PBS通過與流路14的排出口 13b連接的試劑溶液排出管102向外部排出。
[0010]接著，如圖10 (b)所示，從試劑溶液注入管101將SAM形成用液(例如，含硫醇溶液)注入到微晶片10的流路14。含硫醇溶液中的硫醇與上述的Au薄膜反應，在該Au薄膜上形成自組裝膜(Self-Assembled Monolayer:SAM膜16)。另外,對SAM膜的形成沒有做出貢獻的含硫醇溶液通過試劑溶液排出管102向外部排出。
[0011]接著，如圖10(c)所示，從試劑溶液注入管101將PBS注入到微晶片10的流路14，去除流路14中所殘留的含硫醇溶液。通過了流路14的PBS通過試劑溶液排出管102向外部排出。
[0012]接著，如圖11(d)所示，從試劑溶液注入管101將含抗體溶液注入到微晶片10的流路14。含抗體溶液中的抗體與硫醇的SAM膜16反應而進行化學結合，被固定在上述SAM膜16上。S卩，抗體Ig固定在金屬薄膜15上。
[0013]另外，會殘留SAM膜16上所固定的抗體Ig表面上未能固定的抗體，或者抗體殘留在流路14的SAM膜16以外的區域，因此如圖11 (e)所示，從試劑溶液注入管101將PBS注入到微晶片10的流路14，通過PBS清除這種殘留的抗體。包含殘留抗體的PBS通過與流路14的排出口 13b連接的試劑溶液排出管102向外部排出。
[0014]另外，抗體若與空氣接觸，則大多會失活。因此，為了避免與空氣接觸，在結束通過PBS清除了殘留抗體的流路14內，如圖11(f)所示填充PBS，用石蠟膜等密封件104密封微晶片10的流入口 13a、排出口 13b。
[0015]現有技術文獻
[0016]專利文獻
[0017]專利文獻1:日本特開2006-187730號公報
[0018]專利文獻2:日本專利第3714338號公報


【發明內容】

[0019]發明要解決的課題
[0020]如圖9(b)所示，微晶片10的流入口 13a、排出口 13b附近的流路形狀大多為直角形狀。若向這樣的流路14流通含抗體溶液，則在流路14中流動的含抗體溶液會成為紊流。由於該紊流的影響，如圖12所示，含抗體溶液中的抗體與硫醇的SAM膜16之間的接觸被擾舌L抗體與SAM膜16之間的反應收到阻礙，難以在SAM膜16上固定抗體。
[0021]此外，如圖13所示，在從微晶片10的流路14脫離試劑溶液注入管101、試劑溶液排出管102時，若從流入口 13a、排出口 13b去除設置在試劑溶液注入管101、試劑溶液排出管102的前端的接頭103，則容易在流入口 13a、排出口 13b產生氣泡。
[0022]同樣，在向固定在流路14內的抗體流通包含抗原的試劑之前去除密封微晶片10的流入口 13a、排出口 13b的石蠟膜等密封件104時，也如圖14所示容易在流入口 13a、排出口 13b產生氣泡。
[0023]此外，為了向流路14流通包含抗原的試劑而在微晶片流路14中安裝試劑溶液注入管101、試劑溶液排出管102時，在從流入口 13a、排出口 13b連接設置在試劑溶液注入管
101、試劑溶液排出管102的前端的接頭的情況下，也容易在流入口 13a、排出口 13b產生氣泡。
[0024]若在流路14內產生氣泡，且在從流路14排出試劑溶液等時上述氣泡在流路14內移動，則引起氣泡與抗體的接觸。在這種情況下，抗體與空氣接觸，因此抗體失活。
[0025]S卩，在使用現有的微晶片10在流路14內流通含抗體溶液而在該流路14內固定抗體的情況下，由於在流路14中產生的紊流的影響，產生難以在上述流路14內固定抗體的問題。
[0026]此外，在為了向流路14內流通試劑而裝卸試劑溶液注入管101、排出管102的情況、以及為了暫時保管微晶片10而去除密封流路14的流入口 13a、排出口 13b的密封件104時，容易在流路14內產生氣泡，在流路14內固定抗體的情況下，產生抗體失活的問題。
[0027]本發明是鑑於上述狀況而做出的，本發明的目的在於提供向微晶片供給試劑的方法及適用了該方法的微晶片，在具有固定厭氧性的抗體的試劑配置區域的微晶片中，能夠幾乎不使該試劑配置區域與空氣接觸且沒有偏差地穩定地供給厭氧性抗體等厭氧性試劑。
[0028]此外，提供向微晶片供給試劑的試劑供給裝置，能夠幾乎不與空氣接觸地向上述微晶片的試劑配置區域供給厭氧性抗體等厭氧性試劑。
[0029]用於解決課題的方案
[0030]為了解決上述課題，在本發明中，在內部形成有流路作為具有試劑配置區域的空間、並且具有與該流路連通的流入口和排出口的微晶片中，通過具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞流入口、排出口。
[0031]並且，使前端部形成為針狀且具有成為流體放出口的開口的流體放出單元、以及具有與該流體放出單元相同的形狀的流體回收單元分別貫通設置在上述流入口、排出口的有機矽凝膠而進入到具有上述試劑配置區域的空間，從上述流體放出單元的開口向上述試劑配置區域即流路供給厭氧性抗體等試劑，此外從上述流體放出單元的開口回收供給到該流路的試劑。
[0032]由此，能夠幾乎不與空氣接觸地將厭氧性抗體等試劑供給到試劑配置區域或從該區域回收試劑。
[0033]另外，有機矽凝膠難以通過模具來成型，因此如後文所述，例如也可以在流入口、排出口的周邊部等處形成凹部(臺階部)，使有機矽凝膠向該凹部(臺階部)流入而閉塞流入口、排出口。在這種情況下，在流入有機矽凝膠而閉塞流出口、排出口時，優選例如通過薄板的構件閉塞上述流入口、排出口，以防止有機矽凝膠流入上述流路內。
[0034]上述薄板的構件優選被設置成上述流體放出單元和流體回收單元能夠容易貫通的厚度，例如在形成上述流入口、排出口時還可以通過與構成微晶片的構件一體的薄板的構件覆蓋上述流入口、排出口。
[0035]此外，由上述流體放出單元、流體回收單元、以及使該流體放出單元和流體回收單元貫通具有上述自修復功能的有機矽凝膠而進入到具有試劑配置區域的空間且從該空間脫離的單元構成向上述微晶片供給試劑的試劑供給裝置。
[0036]通過將試劑供給裝置設置成上述結構，能夠幾乎不與空氣接觸且沒有偏差地穩定地將厭氧性抗體等試劑供給到上述微晶片的試劑配置區域，或從該區域回收。
[0037]S卩，本發明如下解決上述課題。
[0038](I)如下向微晶片供給試劑，該微晶片在內部形成有流路作為具有試劑配置區域的空間，並且具有作為流路的開口部的流入口、排出口，該流入口、排出口被具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞。
[0039]第I工序:使前端部形成為針狀且具有成為流體放出口的開口的流體放出單元、以及前端部形成為針狀且具有成為流體回收口的開口的流體回收單元分別貫通設置在上述流入口、排出口的有機矽凝膠而進入到具有上述試劑配置區域的空間，使上述流體放出單元和流體回收單元的上述開口與具有上述試劑配置區域的空間連通；
[0040]第2工序:通過從上述流體放出單元注入試劑，並且從上述流體回收單元排出試齊U，向上述試劑配置區域的空間供給試劑。
[0041]第3工序:在供給試劑之後，使上述流體放出單元和流體回收單元從上述有機矽凝膠脫離。
[0042](2)在上述(I)中，從上述流體放出單元向微晶片的具有試劑配置區域的流路依次注入多種試劑，通過上述流體回收單元將依次注入到上述流路中的試劑依次排出。
[0043]此外，上述多種試劑中包括固定到上述試劑配置區域的含厭氧性抗體溶液，上述試劑以使該試劑的液位成為完全浸潰固定到上述試劑配置區域的厭氧性抗體的高度的方式被注入。
[0044](3)如下構成通過上述⑴、(2)的方法被供給試劑的微晶片。
[0045]在內部形成流路作為具有試劑配置區域的空間，並且設置成為與該流路連通的流入口和排出口的開口，將作為上述流路的開口部的流入口、排出口均通過具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞。
[0046](4)如下構成向微晶片的流路供給試劑的試劑供給裝置，該微晶片在內部形成有流路作為具有試劑配置區域的空間，並且具有作為流路的開口部的流入口、排出口，該流入口、排出口被具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞。
[0047]設置有:流體放出單元，向上述流路放出試劑；和流體回收單元，排出上述流路中的試劑。上述流體放出單元及上述流體回收單元均由中空筒狀構件構成，該中空狀構件的前端部被閉鎖，該前端部形成為針狀，與上述中空筒狀構件的內部空洞連通的開口部被設置在上述中空筒狀構件的圓筒部側面上。
[0048]上述流體放出單元及上述流體回收單元分別構成為，貫通閉塞成為上述微晶片的流入口和排出口的開口的具有自修復功能的有機矽凝膠，以上述流體放出單元及上述流體回收單元各自的開口與上述空間連通的方式向上述空間進入，並且從該空間脫離。
[0049](5)在上述(4)中，上述流體回收單元從上述流入口向微晶片的具有試劑配置區域的流路依次注入多種試劑，上述流體回收單元將依次注入到上述流路中的試劑從上述排出口依次排出。
[0050]上述多種試劑中包括固定到上述試劑配置區域的含厭氧性抗體溶液，上述流體放出單元的開口部及流體回收單元的開口部被配置成彼此對置，上述流體回收單元的開口部的下端的位置被設定為，使得向上述流路供給的試劑的液位成為完全浸潰固定到上述試劑配置區域的厭氧性抗體的高度。
[0051]發明效果
[0052]在本發明中能夠得到以下效果。
[0053](I)在內部形成有流路作為具有試劑配置區域的空間、且具有與該流路連通的流入口、排出口的微晶片中，由於通過具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞了流入口、排出口，因此通過使前端部形成為針狀且具有成為流體放出口的開口的流體放出單元和流體回收單元分別貫通設置在上述流入口、排出口的有機矽凝膠而進入到具有上述試劑配置區域的空間，能夠幾乎不與空氣接觸地使厭氧性抗體等厭氧性試劑供給到試劑配置區域，或從該區域回收試劑。
[0054]此外，不需要像現有例那樣安裝試劑溶液注入管、試劑溶液排出管，因此能夠防止在流路內產生氣泡。
[0055](2)由於閉塞上述流入口、排出口的有機矽凝膠具有自修復功能，且具有施加力時變形、解除了力的施加時恢復成施加力之前的形狀的性質，因此即使在流體放出單元、流體回收單元貫通有機矽凝膠而進入到試劑配置區域的情況下，有機矽凝膠與流體放出單元、流體回收單元之間的接觸部的密接性也良好，能夠防止外部的空氣從該接觸部進入閉塞空間即試劑配置區域。
[0056](3)在向上述流路中依次注入的試劑中包含含厭氧性抗體溶液的情況下，以試劑的液位成為完全浸滯固定在試劑配置區域的厭氧性抗體的高度的方式進行注入，從而能夠防止上述厭氧性抗體接觸到空氣。
[0057](4)作為向成為流入口和排出口的開口被具有自修復功能的有機矽凝膠閉塞的微晶片供給試劑的試劑供給裝置，具有:流體放出單元，由中空筒狀構件構成，前端部被閉鎖，前端部形成為針狀，且與上述中空筒狀構件的內部空洞連通的開口部被設置在上述中空筒狀構件的圓筒部側面上；和流體回收單元，具有與該流體放出單元相同的形狀，該流體放出單元和流體回收單元構成為貫通上述有機矽凝膠而向微晶片的具有上述試劑配置區域的空間進入，且從該空間脫離，通過使用這樣的試劑供給裝置，能夠幾乎不與空氣接觸且沒有偏差地穩定地將厭氧性抗體等厭氧性試劑供給到上述微晶片的試劑配置區域，或從該區域回收試劑。
[0058](5)在上述(4)中，通過將上述流體放出單元的開口部及流體回收單元的開口部配置成彼此對置，從流體放出單元供給的試劑在微晶片內的流路中順暢地流動並從流體回收單兀的開口部回收，能夠抑制在流路中流動的試劑成為素流。
[0059]此外，通過將上述流體回收單元的開口部的下端的位置設定為，使得向上述流路供給的試劑的液位成為完全浸滯固定在上述試劑配置區域的厭氧性抗體的高度，能夠防止上述厭氧性抗體接觸到空氣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0060]圖1是表示本發明的實施例的微晶片的結構的圖。
[0061]圖2是說明本發明的實施例的微晶片的製造方法的第一圖。
[0062]圖3是說明本發明的實施例的微晶片的製造方法的第二圖。
[0063]圖4是表示向本發明的實施例的微晶片的流路內供給厭氧性試劑的試劑供給裝置的結構例的圖。
[0064]圖5是圖4所示的流體放出單元、流體回收單元的放大圖。
[0065]圖6是說明在本發明中向微晶片流路內固定抗體的步驟的第一圖。
[0066]圖7是說明在本發明中向微晶片流路內固定抗體的步驟的第二圖。
[0067]圖8是說明在本發明中向微晶片流路內固定抗體的步驟的第三圖。
[0068]圖9是表不微晶片的結構的不意圖及截面圖。
[0069]圖10是說明在現有的微晶片中向流路內固定抗體的步驟的第一圖。
[0070]圖11是說明在現有的微晶片中向流路內固定抗體的步驟的第二圖。
[0071]圖12是說明因紊流的影響而導致含抗體溶液中的抗體與SAM膜的接觸被擾亂的情況的圖。
[0072]圖13是說明使試劑溶液注入管、試劑溶液排出管脫離時產生氣泡的情況的圖。
[0073]圖14是說明在去除密封流入口、排出口的密封件時產生氣泡的情況的圖。

【具體實施方式】
[0074]圖1表示本發明的具有試劑配置區域的微晶片的結構例。
[0075]圖1 (a)是本發明的微晶片的外觀圖，圖1 (b)是圖1 (a)的A-A截面圖。
[0076]如圖1所示，本發明的微晶片10是一對基板(第I微晶片基板11、第2微晶片基板12)對置地接合而成的構造。第I微晶片基板11是例如由PDMS(聚二甲基矽氧烷:Polydimethylsiloxane)等構成的娃樹脂基板,第2微晶片基板12是玻璃基板。
[0077]在微晶片10上形成有具有流入口 13a和排出口 13b且例如寬度為10?數100 μ m、深度為10?數100 μ m程度的微細的流路14。具體地說，由形成在第I微晶片基板11上的微細的槽部和第2微晶片基板12表面構成上述流路14。在流路14內設置金屬薄膜15。金屬薄膜15設置在流路14內的第2微晶片基板12的表面(即，第I及第2微晶片基板11、12的接合面)上。金屬薄膜15具有在鉻(Cr)薄膜上層疊有金(Au)薄膜的構造。
[0078]本發明的微晶片還具有流路14的流入口 13a、排出口 13b被厚度100 μ m以下的薄板部Ila閉塞、進一步在第I微晶片基板11的上表面上設置有自修復密封件17的構造。作為自修復密封件17，使用被施加力時變形、解除了力的施加時回復成施加力之前的形狀的密封件。例如，採用作為粘結性凝膠的有機矽凝膠。
[0079]本說明書中，作為有機矽凝膠，使用信越U - — >社製造的有機矽粘結劑X-40-3331-2。另外，以下將流入口 13a、排出口 13b被上述自修復密封件17閉塞的構件稱為微晶片10。
[0080]以下，用圖2、圖3說明本發明的微晶片的製造例。
[0081]第I微晶片基板11是例如由信越'> V =一>社製造的矽樹脂X-32構成的矽樹脂基板，第2微晶片基板12是玻璃基板。
[0082]如圖2 (a)所示，首先矽樹脂(X-32)通過第I模具71及第2模具72被成型，形成第I微晶片基板11。
[0083]接著，如圖2(b)所示，在矽樹脂73固化之後，去除第2模具72。
[0084]接著，如圖2(c)所示，向矽樹脂73的上表面上所構成的臺階部Ilb流入粘結性凝膠(例如上述信越；')-一>社製造的X-40-3331-2) 17。之後，通過熱成型，粘結性凝膠17和矽樹脂73 (例如上述信越? -一 >社制X-32)被一體化。
[0085]粘結性凝膠的粘結性強，在使用模具的情況下，模具與粘結性凝膠粘結，無法去除該模具。即，難以進行使用了模具的注射成型。
[0086]因此，在本說明書中，代替模具，使用矽樹脂基板73其本身來成型出粘結性凝膠。
[0087]接著，如圖3 (d)所示，在粘結性凝膠17和矽樹脂73通過熱成型被一體化之後，去除第I模具71，得到在上部設置有由粘結性凝膠(有機矽凝膠)構成的自修復密封件17的第I微晶片基板11。
[0088]接著，如圖3(e)所示，接合在上部設置有自修復密封件17的第I微晶片基板11和玻璃基板即第2微晶片基板12，從而如圖3(f)(圖1(b))所示得到本發明的微晶片10。
[0089]第I微晶片基板11和第2微晶片基板12的接合是通過例如如專利文獻2所示那樣向兩個微晶片基板的接合面照射波長220nm以下的紫外線(例如，從氙準分子燈放出的中心波長為172nm的紫外線)，使被照射了紫外線的接合面彼此密接來進行的。
[0090]S卩，在形成有微細的槽部的第I微晶片基板11的上部上所設置的臺階部Ilb配置自修復密封件17並使其一體化，接合該一體化的第I微晶片基板11和第2微晶片基板12來形成在內部構成了流路14的微晶片10來得到本發明的微晶片。
[0091]另外，在圖1(b)所示的本發明的微晶片中，採用流路14的流入口 13a、排出口 13b被厚度ΙΟΟμπι以下的薄板部Ila閉塞的構造的原因在於，在圖2(c)中，向設置在矽樹脂表面的上表面上的臺階部Ilb流入粘結性凝膠(Χ-40-3331-2)時，若沒有薄板部11a，則粘結性凝膠(自修復密封件17)流入到流路14 (成為流路的空間)。
[0092]如後文所述，在使試劑供給裝置的注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元貫通自修復密封件17而進入試劑配置區域的情況下，由於薄板部Ila的厚度薄，是100 μ m以下，因此注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元能夠容易貫通薄板部。
[0093]在圖1所示的本發明的微晶片中，能夠配置厭氧性抗體等厭氧性試劑的試劑配置區域是流路內空間，更具體地說，設置在流路14內的是金屬薄膜15的區域。
[0094]如上所述，本發明的微晶片10是流路14的流入口 13a、排出口 13b被例如由有機矽凝膠構成的自修復密封件17密封的構造。即，本發明的微晶片10是通過自修復密封件17閉塞了試劑配置區域(流路內空間)的構造。因此，能夠防止空氣從外部向閉塞空間內流入。
[0095]此外，即使在後示的試劑供給裝置的注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元貫通微晶片的薄板部Ila和自修復密封件17向試劑配置區域進入的情況下，由於自修復密封件17具有被施加力時變形、解除了力的施加時恢復成施加力之前的形狀的性質，因此該自修復密封件17與注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元之間的接觸部的密接性也良好，外部的空氣幾乎不會從該接觸部向閉塞空間即試劑配置區域進入。
[0096]此外，即使在後示的試劑供給裝置的注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元貫通微晶片的薄板部IIa和自修復密封件17之後再次脫離，由於自修復密封件17具有被施加力時變形、解除了力的施加時恢復成施加力之前的形狀的性質，因此由於貫通並脫離上述自修復密封件17的注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元而在上述自修復密封件17上產生的孔也會被迅速閉塞。因此，在注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元脫離自修復密封件17之後，也能夠防止空氣從外部向閉塞空間即試劑配置區域流入。
[0097]因此，在使用後示的試劑供給裝置的注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元將厭氧性抗體等厭氧性試劑固定於試劑配置區域時，通過使用上述注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元將閉塞空間即試劑配置區域內部所殘留的空氣利用試劑溶液等進行清除，能夠幾乎不與空氣接觸地將厭氧性抗體等厭氧性試劑配置在試劑配置區域。
[0098]接著，說明用於幾乎不與空氣接觸地向本發明的微晶片10的試劑配置區域供給厭氧性抗體等厭氧性試劑的試劑供給裝置的實施例。
[0099]圖4、圖5表示向圖1 (a)的微晶片10的流路14內供給厭氧性試劑(在此以厭氧性抗體為例)的試劑供給裝置的結構框圖的例子。圖4所示的試劑供給裝置由試劑注入機構40、試樣保持機構20、試劑回收機構50及控制部60構成。圖5是用於容易理解後示的注射針狀流體放出單元21、注射針狀流體回收單元22的放大圖。
[0100]1.試劑注入機構
[0101]如圖4所示,試劑注入機構40中包括注射針狀流體放出單元21、流體放出單元驅動機構23、接頭28b、試劑溶液注入管26、接頭28a、溫度控制部31、控制閥42、試劑儲藏部41。
[0102]注射針狀流體放出單元21貫通微晶片10的流路14的流入口 13a上所設置的微晶片的薄板部IIa和自修復密封件17，將試劑放入微晶片10的流路14內。如圖5所示，注射針狀流體放出單元21由不鏽鋼製的中空筒狀構件構成。注射針狀流體放出單元21的前端部21b被閉鎖,前端部形狀成為針狀(例如像注射針那樣成為錐形狀(傾斜形狀))。與中空筒狀構件的內部空洞連通且將從內部空洞供給的試劑向流路14內放出的開口部21a被設置在中空筒狀構件的圓筒部側面上的儘可能靠近前端部21b的部位。以後，將注射針狀流體放出單元21簡稱為流體放出單元21。
[0103]即，流體放出單元21像注射針那樣，前端部21b成為錐形狀，因此能夠容易貫通微晶片的薄板部Ila和自修復密封件17。進一步，由於前端部21b被閉鎖，開口部21a設置在中空筒狀構件的圓筒部21c的側面，因此在流體放出單元21貫通自修復密封件17時，幾乎不產生自修復密封件17的切屑，此外，開口部21a也不會被自修復密封件17的切屑堵塞。
[0104]流體放出單元21通過流體放出單元驅動機構23在上下方向上被驅動。S卩，流體放出單元驅動機構23以使流體放出單元21的開口部21a貫通微晶片10的薄板部Ila和自修復密封件17而進入該微晶片10的流路14內的方式驅動流體放出單元21，或以使流體放出單元21經由微晶片10的薄板部Ila和自修復密封件17而完全脫離微晶片10的方式驅動流體放出單元21。
[0105]流體放出單元驅動機構23例如連結到將流體放出單元21和輸送試劑的試劑溶液注入管26連結的接頭28b。
[0106]試劑溶液注入管26如上所述，一方經由上述接頭28b與流體放出單元21連接，另一方連接到被用於控制從試劑儲藏部41送出來的試劑的溫度的溫度控制部31控制溫度的配管。另外，流體放出單元21及接頭28b被流體放出單元驅動機構23在上下方向上驅動，因此試劑溶液注入管26也由撓性管構成，以應對這些動作。
[0107]試劑儲藏部41儲藏用於向微晶片10的流路14內供給的試劑。在圖4所示的例子中，試劑儲藏部41由PBS儲藏部41a、含硫醇溶液儲藏部41b、含抗體溶液儲藏部41c、含抗原溶液儲藏部41d及溫度控制部33構成。
[0108]在此，抗體一般情況下以低溫狀態儲藏時是穩定的，因此含抗體溶液儲藏部41c被溫度控制部33控制溫度。抗體的保存溫度例如為4°C。
[0109]試劑儲藏部41的各儲藏部與由三通閥構成的控制閥42連接。在圖4所示的例子中，試劑儲藏部41由4個儲藏部構成，因此由試劑儲藏部41和控制閥42構成的配管系統是4個系統。作為控制閥42，採用三通電磁閥等。在圖4中，作為控制閥42的三通閥具有
a、b、c三個埠，在此切換a-c流路和b-c流路。各控制閥42以各自的b_c流路成為一根流路的方式被連接成歧管狀。另一方面，各控制閥42的a埠分別與試劑儲藏部41連接。此外，在與PBS儲藏部41a連接的控制閥42的b埠上連接有密封用的栓，在與含抗原溶液儲藏部41d連接的控制閥42的c埠上連接有被溫度控制部31控制溫度的配管。
[0110]S卩，如圖4所示，試劑儲藏部41的4個配管系統最終被整合為I個配管系統，連接到被溫度控制部31控制溫度的配管。通過控制各控制閥42的流路的切換，能夠切換經由溫度控制部31從流體放出單元21向微晶片10的流路14放出的試劑。
[0111]溫度控制部31用於控制抗體等試劑的溫度，具體地說，控制與來自上述被整合為I個配管系統的試劑儲藏部41的配管連接的配管的溫度。被溫度控制部31控制溫度的配管的一方如上所述與試劑儲藏部41連接，另一方通過接頭28a與試劑溶液注入管26連接。
[0112]I1.試樣保持機構
[0113]如圖4所示，試樣保持機構20由具備溫度控制部32的調溫臺34構成。調溫臺34能夠載置微晶片10，且具有調整微晶片10的溫度的功能。具體地說，通過溫度控制部32控制調溫臺34的溫度，調整調溫臺34上所載置的微晶片10的溫度。
[0114]II1.試劑回收機構
[0115]如圖4所示,試劑回收機構50中包括注射針狀流體回收單元22、流體回收單元驅動機構24、接頭28c、試劑溶液排出管27、泵51及廢液槽52。
[0116]注射針狀流體回收單元22貫通微晶片的流路14的排出口 13b上所設置的自修復密封件17，將微晶片的流路14內所殘留的試劑的至少一部分回收到廢液槽52。如圖5所示，注射針狀流體回收單元22與流體放出單元21同樣由不鏽鋼製的中空筒狀構件構成。流體回收單元22的前端部22b被閉鎖,前端部形狀成為針狀(例如像注射針那樣成為錐形狀(傾斜形狀))。與中空筒狀構件的內部空洞連通且將從內部空洞供給的試劑向流體內放出的開口部22a被設置在中空筒狀構件的圓筒部22c的側面上的儘可能靠近前端部22b的部位。以後，將注射針狀流體回收單元22簡稱為流體回收單元22。
[0117]S卩，流體回收單元22像注射針那樣，前端部22b成為錐形狀，因此能夠容易貫通微晶片的薄板部Ila和自修復密封件17。進一步，前端部22b被閉鎖，開口部22a設置在中空筒狀構件的圓筒部22c側面，因此在流體回收單元22貫通自修復密封件17時，幾乎不會產生自修復密封件17的切屑，此外開口部22a也不會被自修復密封件17的切屑堵塞。
[0118]流體回收單元22通過流體回收單元驅動機構24在上下方向上被驅動。即，流體回收單元驅動機構24以使流體回收單元22的開口部22a貫通微晶片10的薄板部Ila和自修復密封件17而進入該微晶片10的流路14內的方式驅動流體回收單元22，或以使流體回收單元22經由微晶片10的薄板部Ila和自修復密封件17而完全脫離微晶片10的方式驅動流體回收單元22。
[0119]流體回收單元驅動機構24例如連結到將流體回收單元22和向廢液槽52輸送流路14內的試劑的至少一部分的試劑溶液排出管27連結的接頭28c。
[0120]試劑溶液排出管27如上所述，一方經由上述接頭28c與流體回收單元22連接，另一方與泵51連接。另外，流體回收單元22及接頭28c被流體回收單元驅動機構24在上下方向上驅動，因此試劑溶液排出管27也由撓性管構成，以應對這些動作。
[0121]如上所述，泵51用於使試劑儲藏部41中所儲藏的試劑經由流體放出單元21向微晶片的流路14內供給，使流路14內的試劑的至少一部分向廢液槽52送出，從泵51送出的試劑(廢液)儲藏在廢液槽52中。
[0122]IV.控制部
[0123]控制部60控制屬於試劑注入機構40的流體放出單元驅動機構23、溫度控制部31、控制閥42、溫度控制部33、試樣保持機構20的溫度控制部32、屬於試劑回收機構50的流體回收單元驅動機構24及泵51的動作。
[0124]V.向微晶片流路內固定抗體的步驟
[0125]抗體向圖1所示的微晶片流路14內的固定是例如如下所示進行的。參照圖4、圖
5、圖6、圖7、圖8說明該固定步驟。
[0126](I)注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元在微晶片上的設置
[0127]試樣即微晶片10被載置在調溫臺34上。另外，微晶片10在調溫臺34上的載置既可以由作業者來進行，也可以使用省略了圖示的公知的傳送機構。另外，在使用傳送機構的情況下，傳送機構的控制還可以由上述控制部60來進行。
[0128]另外，在微晶片10載置到調溫臺34上之前，調溫臺34的溫度控制部32根據控制部60的指令，將調溫臺34的溫度控制為達到預定的溫度例如25?37°C。
[0129]同樣，根據控制部60的指令，圖4所示的溫度控制部31預先將溫度控制部31的配管的溫度控制為達到預定的溫度例如25?37°C。
[0130]根據控制部60的指令，流體放出單元驅動機構23將流體放出單元21 (注射針狀流體放出單元)向下側驅動到預定的位置。如圖6(a)所示,通過該驅動,流體放出單元21的開口部21a貫通設置在微晶片10的流入口 13a的自修復密封件17而進入該微晶片10的流路14內。另外，上述預定的位置是指，流體放出單元21的前端部不與微晶片10的第2微晶片基板12接觸的位置。
[0131]同樣，根據控制部60的指令，流體回收單元驅動機構24將流體回收單元22 (注射針狀流體回收單元)向下側驅動到預定的位置。如圖6(a)所示，通過該驅動，流體回收單元22的開口部22a貫通設置在微晶片10的排出口 13b的薄板部Ila和自修復密封件17而進入該微晶片的流路14內。另外，上述預定的位置是指，流體回收單元22的前端部不與微晶片10的第2微晶片基板12接觸的位置。
[0132]另外，控制部60將流體放出單元21、流體回收單元22設置成，流體回收單元22的開口部22a的下端的位置比流體放出單元21的開口部21a的上端的位置靠上側。
[0133]在此，流體放出單元21的開口部21a和流體回收單元22的開口部22a被設定為彼此對置。
[0134](2)基於PBS的流路內清潔
[0135]在圖4中，各控制閥42的流路被設定為b-c流路。
[0136]控制部60將多個控制閥42中屬於與PBS儲藏部41a連接的配管系統(以下稱為PBS配管系統)的控制閥42的流路切換為a-c流路。
[0137]接著，控制部60開始驅動泵51。由此，首先從流體回收單元22的開口部22a吸引微晶片10的流路14的空氣，之後，PBS儲藏部41a中所儲藏的PBS經由屬於PBS配管系統的控制閥42的a-c流路、其他控制閥42的b_c流路、溫度控制部31、試劑溶液注入管26，從流體放出單元21的開口部21a流入微晶片10的流路14內。若流入到流路14內的PBS的液面到達流體回收單元22的開口部22a，則PBD從流體回收單元22的開口部22a被吸弓I，經由試劑溶液排出管27向廢液槽52送出。
[0138]通過以上步驟，如圖6(b)所示，從流體放出單元21的開口部21a注入到微晶片的流路14的PBS —邊清潔流路14 一邊通過流路14，從流體回收單元22的開口部22a向流路外部排出而送到廢液槽52。即，在流路內產生用於清潔流路的PBS流動。
[0139]由於流體回收單元22的開口部22a的下端的位置被設置成比流體放出單元21的開口部21a上端的位置靠上側，因此如圖5所示，在流路14內流動的PBS的液位成為流體回收單元22的開口部22a的下端的位置。
[0140](3) SAM 膜形成
[0141]在進行了一定時間的清潔之後，控制部60將多個控制閥42中屬於PBS配管系統的控制閥42的流路切換為b-c流路，並且將屬於與儲藏SAM形成用溶液即含硫醇溶液的含硫醇溶液儲藏部41b連接的配管系統(以下稱為SAMs配管系統)的控制閥42的流路切換為a_c流路。
[0142]另外，PBS的清潔時間(上述的一定時間)、屬於PBS配管系統及SAMs配管系統的控制閥42的流路切替的定時預先被存儲在控制部60中。
[0143]通過這樣的流路切換，從流體回收單元22的開口部22a吸引微晶片的流路14內所殘留的PBS，並且含硫醇溶液儲藏部41b中所儲藏的含硫醇溶液經由屬於SAMs配管系統的控制閥42的a-c流路、屬於與抗體含有儲藏部41c連接的配管系統(以下稱為AB配管系統)及與含抗原溶液儲藏部41d連接的配管系統(以下稱為AC配管系統)的控制閥42的b-c流路、溫度控制部31、試劑溶液注入管26，從流體放出單元21的開口部21a流入微晶片10的流路14內。另外，由於在與PBS儲藏部41a連接的控制閥42的b埠上連接有密封用的栓，因此含硫醇溶液不向屬於PBS配管系統的控制閥42的b-c流路側流動。
[0144]通過以上步驟，如圖6(c)所示，從流體放出單元21的開口部21a注入到微晶片的流路14中的含硫醇溶液期初一邊與含硫醇溶液流入前殘留在流路14內的PBS混合，一邊通過流路14，從流體回收單元22的開口部22a向流路14的外部排出而送到廢液槽52。不久，PBS的濃度逐漸減小，最終在流路14內產生幾乎由含硫醇溶液構成的流動。含硫醇溶液中的硫醇與上述的Au薄膜反應,在該Au薄膜上形成自組裝膜(Self-AssembledMonolayer:SAM 膜)。
[0145]由於流體回收單元22的開口部22a的下端的位置被設置成比流體放出單元21的開口部21a的上端的位置靠上側，因此如圖5所示，在流路14內流動的含硫醇溶液的液位成為流體回收單元22的開口部22a的下端的位置。
[0146](4)基於PBS的流路內清潔
[0147]若經過某一定時間，在Au膜上形成SAM膜16之後，控制部60將多個控制閥42中屬於SAMs配管系統的控制閥42的流路切換為b-c流路，並且將屬於PBS配管系統的控制閥42的流路切換為a-c流路。
[0148]另外，在Au膜上形成SAM膜16為止含硫醇溶液在微晶片的流路14中流動的時間(上述的某一定時間)、屬於SAMs配管系統及PBS配管系統的控制閥42的流路切換的定時被預先存儲在控制部60中。
[0149]通過這樣的流路切換，從流體回收單元22的開口部22a吸引微晶片的流路14內所殘留的含硫醇溶液，並且PBS經由屬於PBS配管系統的控制閥42的a-c流路、其他控制閥42的b-c流路、溫度控制部31、試劑溶液注入管26，從流體放出單元21的開口部21a流入微晶片的流路14內。
[0150]通過以上步驟，如圖7(d)所示，從流體放出單元21的開口部21a注入到微晶片的流路14的PBS期初一邊與流路14內所殘留的含硫醇溶液混合，一邊通過流路14，從流體回收單元的開口部22a向流路14外部排出而送到廢液槽52。不久，含硫醇溶液的濃度逐漸減小，最終在流路14內產生幾乎由PBS構成的流動。即，沒有對SAM膜16的形成做出貢獻的含硫醇溶液和PBS —起通過試劑溶液排出管27向外部排出。
[0151]由於流體回收單元22的開口部22a的下端的位置被設置成比流體放出單元21的開口部21a的上端的位置靠上側，因此如圖5所示，在流路14內流動的PBS的液位成為流體回收單元22的開口部22a下端的位置。
[0152](5)抗體固定
[0153]在進行了一定時間的清潔之後，控制部60將多個控制閥42中屬於PBS配管系統的控制閥42的流路切換為b-c流路，並且將屬於與儲藏含抗體溶液的含抗體溶液儲藏部41c連接的配管系統(AB配管系統)的控制閥42的流路切換為a-c流路。
[0154]另外，PBS的清潔時間(上述的一定時間)、屬於PBS配管系統及AB配管系統的控制閥42的流路切換的定時預先被存儲在控制部60中。
[0155]通過這樣的流路切換，從流體回收單元22的開口部22a吸引微晶片的流路14內所殘留的PBS，並且含抗體溶液經由屬於AB配管系統的控制閥42的a-c流路、屬於與含抗原溶液儲藏部41c連接的配管系統(AB配管系統)的控制閥42的b-c流路、溫度控制部31、試劑溶液注入管26，從流體放出單元21的開口部21a流入微晶片的流路14內。
[0156]另外，由於在與PBS儲藏部41a連接的控制閥42的b埠上連接有密封用的栓，因此含抗體溶液不向屬於SAMs配管系統的控制閥42的b-c流路側及屬於PBS配管系統的控制閥42的b-c流路側流動。
[0157]另外，在含抗體溶液儲藏部41c中，例如以4°C的低溫狀態儲藏的含抗體溶液通過被圖4所示的溫度控制部31控制溫度的溫度控制部31的配管，從而例如被加熱到25?37。。。
[0158]如上所述，調溫臺34上所載置的微晶片10的溫度通過被溫度控制部32控制溫度的調溫臺34例如維持25?37°C，因此流入到微晶片的流路14內的含抗體溶液的溫度不會下降。
[0159]通過以上步驟，如圖7(e)所示，從流體放出單元21的開口部21a注入到微晶片的流路14中的含抗體溶液期初一邊與含抗體溶液流入前殘留在流路14內的PBS混合，一邊通過流路14，從流體回收單元22的開口部22a向流路14外部排出而送到廢液槽52。不久，PBS的濃度逐漸減小，最終在流路14內產生幾乎由含抗體溶液構成的流動。含抗體溶液中的抗體與硫醇的SAM膜16反應而化學結合，被固定在上述SAM膜16上。即，抗體Ig被固定在金屬薄膜15上。
[0160]由於流體回收單元22的開口部22a的下端的位置被設置成比流體放出單元21的開口部21a上端的位置靠上側，因此如圖5所示，在流路14內流動的含抗體溶液的液位成為流體回收單元22的開口部22a下端的位置。
[0161]在此，將流體回收單元22的開口部22a的下端的位置設定為，使得上述液位成為固定在SAM膜16上的抗體Ig被含抗體溶液完全浸潰的高度，由此SAM膜16上所固定的抗體Ig不會與空氣接觸。
[0162]此外，如上所述，流體放出單元21的開口部21a設置在中空筒狀構件的圓筒部側面，因此從流體放出單元21供給的試劑(在此為含抗體溶液)從開口部向與中空筒狀構件的軸方向正交的方向放出。即，試劑在圖5、圖6、圖7中向橫方向放出。
[0163]如上所述，流體放出單元21的開口部21a和流體回收單元22的開口部22a被設定為彼此對置，此外，將流體放出單元21的開口部21a的位置設定為，從開口部21a向橫方向放出的含抗體溶液不會直接碰撞到流路的角部，由此抑制了在流路14中流動的含抗體溶液成為紊流。
[0164]S卩，步驟(I)中的流體放出單元21、流體回收單元22的設置是以使流體回收單元22的開口部22a的下端的位置、流體放出單元21的開口部21a的位置被設定為上述位置的方式進行的。
[0165](6)基於PBS的流路內清潔
[0166]在經過某一定時間，在SAM膜16上固定抗體Ig之後，控制部60將多個控制閥42中屬於AB配管系統的控制閥42的流路切換為b-c流路，並且將屬於PBS配管系統的控制閥42的流路切換為a-c流路。
[0167]另外，在SAM膜16上固定抗體Ig為止含抗體溶液在微晶片的流路14中流動的時間(上述的某一定時間)、屬於AB配管系統及PBS配管系統的控制閥42的流路切換的定時被預先存儲在控制部60中。
[0168]通過這樣的流路切換，從流體回收單元22的開口部22a吸引微晶片的流路14內所殘留的含硫醇溶液，並且PBS經由屬於PBS配管系統的控制閥42的a-c流路、其他控制閥42的b-c流路、溫度控制部31、試劑溶液注入管26，從流體放出單元21的開口部21a向微晶片的流路14內流入。
[0169]通過以上步驟，如圖7(f)所示，SAM膜16上所固定的抗體Ig表面上所殘留的沒有被固定的抗體Ig及殘留在SAM膜16以外的區域的抗體Ig和PBS —起通過試劑溶液排出管27向外部排出。
[0170]由於流體回收單元22的開口部22a的下端的位置被設置成比流體放出單元21的開口部21a上端的位置靠上側，因此如圖5所示，在流路14內流動的PBS的液位成為流體回收單元22的開口部22a下端的位置。該液位是SAM膜16上所固定的抗體Ig被PBS完全浸潰的高度，因此SAM膜16上所固定的抗體Ig不會與空氣接觸。
[0171]通過上述(I)?(6)的步驟，抗體Ig固定在微晶片的流路14內的試劑配置區域(金屬薄膜15上的SAM膜形成區域)。
[0172]從上述的步驟可知，在步驟(2)中，流路14內被PBS清潔之後，金屬薄膜15始終被浸潰在PBS、SAM膜形成用溶液(上述的例子中為含硫醇溶液)、含抗體溶液中。步驟(3)中的SAM膜形成是在空氣不會接觸到金屬薄膜15的情況下進行的。並且，步驟(5)中的SAM膜16上的抗體固定是在SAM膜16上沒有殘留空氣的條件下，空氣不會接觸到抗體Ig的情況下進行的。進一步，步驟￠)中的SAM膜16上所固定的抗體Ig的排出也是在空氣不會接觸到SAM膜16上所固定的抗體Ig的情況下進行的。
[0173]這是因為，如上所述，流體回收單元22的開口部22a的下端的位置設定為，使得在流路14內流動的試劑的液位成為SAM膜16上所固定的抗體Ig被該試劑完全浸潰的高度。
[0174]S卩，使用本發明的微晶片10的試劑供給裝置能夠在不使空氣接觸到微晶片10的試劑配置區域的情況下，供給厭氧性抗體等厭氧性試劑。即，能夠不使厭氧性抗體失活地將厭氧性抗體固定到微晶片10的試劑配置區域。
[0175]此外，向微晶片10的流路14內的試劑的供給是由控制部60、試劑注入機構40、試劑回收機構50機械地實施的，因此能夠沒有偏差地穩定地向微晶片10的流路14供給試劑。
[0176]此外，通過將流體放出單元21的開口部21a和流體回收單元22的開口部22a設定為彼此對置，並且將流體放出單元21的開口部21a的位置設定為，從開口部向橫方向放出的含抗體溶液不會直接碰撞到流路14的角部，抑制了在流路14中流動的含抗體溶液成為紊流。因此，含抗體溶液中的抗體Ig與硫醇的SAM膜16的接觸幾乎不會被擾亂，抗體Ig與SAM膜16的反應良好地推進，能夠在SAM膜16上穩定地固定抗體Ig。
[0177]另外，作為微晶片10，使用了本發明的具有流路14的流入口 13a、排出口 13b被例如由有機矽凝膠構成的自修復密封件17密封的構造的微晶片，因此即使在本發明的試劑供給裝置的流體放出單元21、流體回收單元22貫通微晶片的薄板部Ila和自修復密封件17而進入到試劑配置區域的情況下，由於自修復密封件17具有被施加力時變形、解除了力的施加時恢復成施加力之前的形狀的性質，因此該自修復密封件17與流體放出單元21、流體回收單元22之間的接觸部的密接性也良好，外部的空氣幾乎不會從該接觸部向閉塞空間即試劑配置區域進入。
[0178]V1.微晶片流路內的抗體抗原反應的發生步驟
[0179]在上述的微晶片10中固定抗體之後接著向所固定的抗體Ig供給抗原來產生抗體抗原反應的情況下，例如實施以下步驟。
[0180](7)抗體抗原反應
[0181]在上述步驟￠)中，在進行了一定時間的清潔之後，控制部60將多個控制閥42中屬於PBS配管系統的控制閥42的流路切換為b-c流路，並且將屬於與儲藏含抗原溶液的含抗原溶液儲藏部41d連接的配管系統(AC配管系統)的控制閥42的流路切換為a-c流路。
[0182]另外，PBS的清潔時間(上述一定時間)、屬於PBS配管系統及AC配管系統的控制閥42的流路切換的定時被預先存儲在控制部60中。
[0183]通過這樣的流路切換，從流體回收單元22的開口部22a吸引微晶片10的流路內所殘留的PBS，並且含抗原溶液經由屬於AC配管系統的控制閥42的a-c流路、溫度控制部31及試劑溶液注入管26，從流體放出單元21的開口部21a向微晶片的流路14內流入。另夕卜，由於在與PBS儲藏部連接的控制閥42的b埠上連接有密封用的栓，因此含抗原溶液不會向屬於AB配管系統的控制閥42的b-c流路側、屬於SAMs配管系統的控制閥42的b_c流路側、及屬於PBS配管系統的控制閥42的b-c流路側流動。
[0184]另外，含抗原溶液通過被圖4所示的溫度控制部31控制溫度的溫度控制部31的配管，從而被加熱到例如25?37°C。
[0185]通過以上步驟，如圖8(g)所示，從流體放出單元21的開口部21a注入到微晶片的流路14中的含抗原溶液期初一邊與含抗原溶液流入之前殘留在流路14內的PBS混合，一邊通過流路14，從流體回收單元22的開口部22a向流路14外部排出而送到廢液槽52。不久，PBS的濃度逐漸減小，最終在流路14內產生幾乎由含抗原溶液構成的流動。含抗原溶液中的抗原與SAM膜16上所固定的抗體Ig進行抗體抗原反應而化學結合。另外，如上所述，通過步驟(I)中的流體放出單元21、流體回收單元22的設置，抗體抗原反應是在不存在空氣的含抗原溶液中進行的。
[0186]如上所述，調溫臺34上所載置的微晶片10的溫度通過被溫度控制部32控制溫度的調溫臺34維持在例如25?37°C，因此在微晶片的流路14內進行的抗體抗原反應是在25?37°C的溫度條件下進行的。該溫度條件符合人的體溫。
[0187](8)基於PBS的流路內清潔
[0188]在經過某一定時間，抗體抗原反應完成之後，控制部60將多個控制閥42中屬於AC配管系統的控制閥42的流路切換為b-c流路，並且將屬於PBS配管系統的控制閥42的流路切換為a_c流路。
[0189]另外，到抗體抗原反應完成為止含抗原溶液在微晶片的流路14中流動的時間(上述的某一定時間)、屬於AC配管系統及PBS配管系統的控制閥42的流路切換的定時被預先存儲在控制部60中。
[0190]通過這樣的流路切換，從流體回收單元22的開口部22a吸引微晶片的流路14內所殘留的含抗原溶液，並且PBS經由屬於PBS配管系統的控制閥42的a-c流路、其他控制閥42的b-c流路、溫度控制部31及試劑溶液注入管26，從流體放出單元21的開口部21a流入微晶片的流路14內。
[0191]通過以上步驟，如圖8(h)所示，流路內所殘留的沒有對抗體抗原反應做出貢獻的抗原和PBS —起通過試劑溶液排出管27向外部排出。
[0192]通過上述(7)?⑶的步驟，向微晶片的流路14內所固定的抗體Ig供給抗原，產生抗體抗原反應。
[0193]從上述步驟可知，步驟(7)中的抗體抗原反應的產生是在空氣不會與SAM膜16上所固定的抗體Ig接觸的情況下進行的。並且，步驟(8)中的流路內所殘留的沒有對抗體抗原反應做出貢獻的抗原的排出也是在空氣不會與抗體Ig接觸的情況下進行的。
[0194]這是因為，如上所述，流體回收單元的開口部的下端的位置被設定為，使得在流路內流動的試劑的液位成為SAM膜16上所固定的抗體Ig被含抗體溶液完全浸潰的高度。
[0195]即，使用本發明的微晶片10的試劑供給裝置能夠在不使空氣接觸到微晶片10的試劑配置區域的情況下供給抗原。因此，能夠不使固定在微晶片10的試劑配置區域的厭氧性抗體Ig失活地產生抗原抗體反應。
[0196]此外，向微晶片的流路14內的試劑的供給是由控制部60、試劑注入機構40、試劑回收機構50機械地實施的，因此能夠沒有偏差地穩定地向微晶片的流路14供給試劑。
[0197](9)注射針狀流體放出單元、注射針狀流體回收單元與微晶片的脫離
[0198]在進行了一定時間的清潔之後，控制部60將多個控制閥42中屬於PBS配管系統的控制閥42的流路14切換為b-c流路。另外，PBS的清潔時間(上述的一定時間)、屬於PBS配管系統的控制閥42的流路切換的定時被預先存儲在控制部60中。
[0199]接著，控制部60停止泵51的驅動。由此，微晶片的流路14內的幾乎由PBS構成的流動停止。如上所述，由於流體回收單元22 (注射針狀流體回收單元)的開口部的下端的位置被設置成比流體放出單元21 (注射針狀流體放出單元)的開口部上端的位置靠上側，因此如圖5所示，PBS的液位成為流體回收單元22的開口部22a下端的位置。
[0200]在此，由於流體回收單元22的開口部22a的下端的位置被設定為，使得上述液位成為SAM膜16上所固定的抗體Ig被PBS完全浸滯的高度，因此SAM膜16上所固定的完成了抗體抗原反應的抗體Ig不會接觸到空氣。
[0201]根據控制部60的指令，流體放出單元驅動機構23將流體放出單元21向上側驅動到預定的位置。如圖8(i)所示，通過該驅動，流體放出單元21的開口部21a脫離微晶片的流路14。另外，上述的預定的位置是指，流體放出單元21經由設置在微晶片10的注入口的薄板部Ila和自修復密封件17而完全從微晶片10脫離的位置。
[0202]同樣，供給控制部60的指令，流體回收單元驅動機構24將流體回收單元22向上側驅動到預定的位置。如圖8(i)所示，通過該驅動，流體回收單元22的開口部22a脫離微晶片的流路14。另外，上述的預定的位置是指，流體回收單元22經由設置在微晶片10的排出口 13b的薄板部Ila和自修復密封件17而完全從微晶片10脫離的位置。
[0203]另外，即使貫通微晶片10的薄板部Ila和自修復密封件17的流體放出單元21、流體回收單元22經由薄板部IIa和自修復密封件17而脫離，由於自修復密封件17具有施加力時變形、解除了力的施加時恢復成施加力之前的形狀的性質，因此雖然由於貫通並脫離上述薄板部Ila和自修復密封件17的流體放出單元21、流體回收單元22而在薄板部Ila上產生的孔被維持，但上述自修復密封件17上產生的孔被迅速閉塞。因此，在流體放出單元21、流體回收單元22脫離微晶片的薄板部Ila和自修復密封件17之後，也能夠防止空氣從外部向流路內流入。
[0204]調溫臺34上所載置的微晶片10被向用於測定抗體抗原反應的測定器搬出。另夕卜，微晶片10向上述測定器的搬出既可以由作業者進行，也可使用省略了圖示的公知的傳送機構。另外，在使用傳送機構的情況下，傳送機構的控制還可以由上述的控制部60進行。
[0205]接著，在不進行對下一個微晶片10的抗體固定等的情況下，調溫臺34的溫度控制部32根據控制部60的指令，停止調溫臺34的溫度控制。同樣，根據控制部60的指令，圖14所示的溫度控制部31停止溫度控制部31的配管的溫度控制。
[0206]另外，在上述說明中，說明了通過控制部60的控制自動進行向微晶片的試劑供給的情況，但也可以由人通過人工來進行上述步驟的操作的一部分或全部。
[0207]符號說明
[0208]10微晶片
[0209]11第I微晶片基板
[0210]Ila薄板部
[0211]Ilb臺階部
[0212]12第2微晶片基板
[0213]13a排出口
[0214]13b流入口
[0215]14流路
[0216]15金屬薄膜
[0217]16 SAM膜
[0218]17自修復密封件(粘結性凝膠)
[0219]20試樣保持機構
[0220]21注射針狀流體放出單元
[0221]21a,22a 開口部
[0222]2 lb、22b 前端部
[0223]21c,22c 圓筒部
[0224]22注射針狀流體回收單元
[0225]23流體放出單元驅動機構
[0226]24流體回收單元驅動機構
[0227]26試劑溶液注入管
[0228]27試劑溶液排出管
[0229]28a接頭
[0230]28b接頭
[0231]28c接頭
[0232]31溫度控制部
[0233]32溫度控制部
[0234]33溫度控制部
[0235]34調溫臺
[0236]40試劑注入機構
[0237]41試劑儲藏部
[0238]41a PBS 儲藏部
[0239]41b含硫醇溶液儲藏部
[0240]41c含抗體溶液儲藏部
[0241]41d含抗原溶液儲藏部
[0242]42控制閥
[0243]50試劑回收機構
[0244]51泵
[0245]52廢液槽
[0246]60控制部
[0247]71第I模具
[0248]72第2模具
[0249]73矽樹脂
[0250]Ig抗體
【權利要求】
1.一種向微晶片供給試劑的方法，該微晶片在內部形成有流路作為具有試劑配置區域的空間，並且具有作為流路的開口部的流入口、排出口，該流入口、排出口被具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞，上述向微晶片供給試劑的方法的特徵在於，包括: 第I工序，使前端部形成為針狀且具有成為流體放出口的開口的流體放出單元、以及前端部形成為針狀且具有成為流體回收口的開口的流體回收單元分別貫通在上述流入口、排出口上所設置的有機矽凝膠而進入到具有上述試劑配置區域的空間，使上述流體放出單元和流體回收單元的上述開口與具有上述試劑配置區域的空間連通； 第2工序，通過從上述流體放出單元注入試劑，並且從上述流體回收單元排出試劑，向上述試劑配置區域的空間供給試劑；以及 第3工序，在供給試劑之後，使上述流體放出單元和流體回收單元從上述有機矽凝膠脫離。
2.根據權利要求1所述的向微晶片供給試劑的方法，其特徵在於， 從上述流體放出單元向微晶片的具有試劑配置區域的流路依次注入多種試劑， 上述流體回收單元將依次注入到上述流路中的試劑依次排出， 上述多種試劑中包括固定到上述試劑配置區域的含厭氧性抗體溶液， 上述試劑以使該試劑的液位成為將固定到上述試劑配置區域的厭氧性抗體完全浸潰的高度的方式被注入。
3.—種微晶片，通過權利要求1或2所述的方法被供給試劑，其特徵在於， 上述微晶片在內部形成有流路作為具有試劑配置區域的空間，並且設置有成為與該流路連通的流入口和排出口的開口， 作為上述流路的開口部的流入口、排出口均被具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞。
4.一種向微晶片供給試劑的試劑供給裝置，該微晶片在內部形成有流路作為具有試劑配置區域的空間，並且具有作為流路的開口部的流入口、排出口，該流入口、排出口被具有自修復功能的有機矽凝膠氣密地閉塞，上述試劑供給裝置向該微晶片的上述流路供給試齊U，其特徵在於， 具備:流體放出單元，向上述流路放出試劑；和流體回收單元，排出上述流路中的試劑， 上述流體放出單元及上述流體回收單元均由中空筒狀構件構成，該中空狀構件的前端部被閉鎖，該前端部形成為針狀，與上述中空筒狀構件的內部空洞連通的開口部被設置在上述中空筒狀構件的圓筒部側面上， 上述流體放出單元及上述流體回收單元分別構成為，貫通對成為上述微晶片的流入口和排出口的開口進行閉塞的具有自修復功能的有機矽凝膠，以上述流體放出單元及上述流體回收單元各自的開口與上述空間連通的方式向上述空間進入，並且從該空間脫離。
5.根據權利要求4所述的向微晶片供給試劑的試劑供給裝置，其特徵在於， 上述流體回收單元從上述流入口向微晶片的具有試劑配置區域的流路依次注入多種試劑， 上述流體回收單元將依次注入到上述流路中的試劑從上述排出口依次排出， 上述多種試劑中包括固定到上述試劑配置區域的含厭氧性抗體溶液， 上述流體放出單元的開口部及流體回收單元的開口部被配置成彼此對置，上述流體回收單元的開口部的下端的位置被設定為，使得向上述流路供給的試劑的液位成為將固定到上述試劑配置區域的厭氧性抗體完全浸潰的高度。
【文檔編號】G01N35/10GK104246512SQ201380013928
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年5月14日 優先權日:2012年5月22日
【發明者】森田金市, 川口俊一, 島津克明 申請人:優志旺電機株式會社