(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロチャネルの使用及び容積を著しく減少できる、多反応性生物学的検出の為の流路設計及びその検出方法の提供。【解決手段】第１の一時タンク１１０と、第２の一時タンク１１２と、第１のマイクロチャネル１４０と、第２のマイクロチャネル１４２とを含み、第１の一時タンク１１０は、初期状態で第１の液体を一時的に貯蔵し、第２の一時タンクは初期状態で第２の液体を一時的に貯蔵し、第１のマイクロチャネル１４０を、第１の一時タンク１１０の上流に配置し、第２のマイクロチャネル１４２を第１の一時タンク１１０の下流に配置し、第１の一時タンク１１０に連結し、初期状態で、第１の液体の一部分第２のマイクロチャネル１４２に流入し、第１のマイクロチャネル１４０の出口端１４０ａは第１の液体により覆われ、第１のマイクロチャネル１４０の入口端１４０ｂは第２の液体により覆われる多反応性生物学的検出の為の流路設計１００。【選択図】図２Ａ
2018174907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多反応性生物学的検出のための流路設計であって、
初期状態において第１の液体を一時的に貯蔵するように構成された第１の一時タンクと、
前記初期状態において第２の液体を一時的に貯蔵するように構成された第２の一時タンクと、
前記第１の一時タンクの上流に配置され、前記第１の一時タンクおよび前記第２の一時タンクにそれぞれ連結する出口端および入口端を有する、第１のマイクロチャネルと、
前記第１の一時タンクの下流に配置され、前記第１の一時タンクに連結する第２のマイクロチャネルとを備え、
前記初期状態において、前記第１の液体の一部分が前記第２のマイクロチャネルに流入し、
前記初期状態において、前記第１のマイクロチャネルの前記出口端が、前記第１の液体によって覆われ、前記第１のマイクロチャネルの前記入口端が、前記第２の液体によって覆われる、流路設計。
【請求項２】
前記初期状態において、前記第２の液体が、前記第１のマイクロチャネルに流入することができない、請求項１に記載の流路設計。
【請求項３】
前記初期状態の後、前記第２の液体が前記第２の一時タンク内に置かれたままで、前記第１の液体が前記第２のマイクロチャネルを通って前記第１の一時タンクから排出されるように、前記流路設計が最初に回転される、請求項１に記載の流路設計。
【請求項４】
最初に回転された後、前記第２の液体の一部分が前記第１のマイクロチャネルに流入するように、前記流路設計が一定時間立った状態に保たれ、次いで、前記第２の液体が前記第１のマイクロチャネルを通って前記第２の一時タンクから排出され、前記第１の一時タンクに流入するように、前記流路設計が再度回転される、請求項１に記載の流路設計。
【請求項５】
さらに、反応タンクであって、前記第１の液体および前記第２の液体が、異なる時点で前記反応タンクに順次流入する、反応タンクを備える、請求項１に記載の流路設計。
【請求項６】
前記第１の液体および前記第２の液体のそれぞれが、試料、試薬、および洗浄液の１つである、請求項１に記載の流路設計。
【請求項７】
多反応性生物学的検出のための流路設計の検出方法であって、前記流路設計が、少なくとも、第１の一時タンクと、第２の一時タンクと、前記第１の一時タンクの上流に配置された第１のマイクロチャネルと、前記第１の一時タンクの下流に配置された第２のマイクロチャネルとを備え、
初期状態において、前記第１の一時タンク内に第１の液体を一時的に貯蔵し、前記第２の一時タンク内に第２の液体を一時的に貯蔵し、その際前記第１のマイクロチャネルは前記初期状態において、前記第１の一時タンクおよび前記第２の一時タンクにそれぞれ連結する出口端および入口端を備え、前記第１のマイクロチャネルの前記出口端が前記第１の液体によって覆われ、前記第１のマイクロチャネルの前記入口端が前記第２の液体によって覆われ、及び前記第１の液体の一部分が前記第２のマイクロチャネルに入り、
前記第２の液体が前記第２の一時タンク内に置かれたままで、前記第１の液体が前記第２のマイクロチャネルを通って前記第１の一時タンクから排出されるように、前記流路設計を最初に回転させる検出方法。
【請求項８】
前記初期状態において、前記第２の液体が、前記第１のマイクロチャネルに流入することができない、請求項７に記載の検出方法。
【請求項９】
さらに、前記第２の液体の一部分が前記第１のマイクロチャネルに流入するように、前記流路設計を一定時間立った状態に保ち、
前記第２の液体が前記第１のマイクロチャネルを通って前記第２の一時タンクから排出され、前記第１の一時タンクに流入するように、前記流路設計を再度回転させる、請求項７に記載の検出方法。
【請求項１０】
前記流路設計は、さらに、反応タンクを備え、前記第１の液体および前記第２の液体が、異なる時点で前記反応タンクに流入する、請求項７に記載の検出方法。
【請求項１１】
多反応性生物学的検出のための流路設計であって、
反応タンクであって、第１の液体および第２の液体が異なる時点で前記反応タンクに順次流入する、反応タンクと、
前記反応タンクの上流に配置された第１の一時タンクと、
前記第１の一時タンクの上流に配置された第２の一時タンクとを備え、
初期状態において、前記第１の液体および第２の液体が、前記第１の一時タンクおよび前記第２の一時タンク内にそれぞれ貯蔵され、前記第１の一時タンクと前記第２の一時タンクの間に空の一時タンクは配置されない、流路設計。
【請求項１２】
前記初期状態の後、前記第２の液体が前記第２の一時タンク内に置かれたままで、前記第１の液体が前記第１の一時タンクから排出されるように、前記流路設計が最初に回転される、請求項１１に記載の流路設計。
【請求項１３】
前記第１の液体および前記第２の液体のそれぞれが、試料、試薬、および洗浄液の１つである、請求項１１に記載の流路設計。
【請求項１４】
多反応性生物学的検出のための流路設計の検出方法であって、前記流路設計は、少なくとも、反応タンクと、前記反応タンクの上流に配置された第１の一時タンクと、前記第１の一時タンクの上流に配置された第２の一時タンクとを備え、第１の液体および第２の液体は、異なる時点で前記反応タンクに順次流入し、
初期状態において、前記第１の一時タンクと前記第２の一時タンクの間に空の一時タンクを配置しないで、前記第１の液体および前記第２の液体を前記第１の一時タンクおよび前記第２の一時タンク内にそれぞれ貯蔵し、
前記第２の液体が前記第２の一時タンク内に置かれたままで、前記第１の液体が前記第１の一時タンクから排出されるように、前記流路設計を最初に回転させる検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路設計および流路設計の検出方法に関し、特に、多反応性生物学的検出のための流路設計および多反応生物学的検出のための流路設計の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多反応性生物学的検出法では、反応の結果から必要な検出項目が検出される前に、検出すべき試料（血液など）を２種類以上の試薬と順次反応させる必要がある。また、２種類以上の試薬が必要であることに加えて、反応タンクを洗浄液で洗浄する必要があり、次の試薬と反応する前に余剰廃液を反応タンクから排出する必要がある。例えば、生体試料は、反応タンク内の第１試薬と反応し、反応に使用されない残りの生体試料は、反応が完了した後に排出される。次に、洗浄液を洗浄のために反応タンクに注入し、洗浄液を排出して反応に使用されない試料が反応タンク内に残らないことを確実にする。最後に、第２の試薬を反応タンクに注入して反応させ、反応の結果を検出装置で検出する。
【０００３】
反応タンクに種々の液体を順次注入し、次の液体を反応タンクに流入させる前に反応タンクから廃液を排出するためには、多反応性生物学的検出のための従来の流路設計では、概して、多くのタンクおよびマイクロチャネルが必要とされる。しかし、流路設計の構造全体を過剰に複雑にすることに加えて、非常に多くのタンクおよびマイクロチャネルの設計もまた、流路設計の容積を減少させようとする試みに対し課題をもたらし、製造上の困難性を増大させ、コストの上昇を招く。したがって、多反応性生物学的検出のための流路設計をいかに効果的に簡易化するかが、依然として課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、マイクロチャネルの使用および容積を著しく減少させることができる、多反応性生物学的検出のための流路設計および多反応性生物学的検出のための流路設計の検出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態による多反応性生物学的検出のための流路設計は、第１の一時タンクと、第２の一時タンクと、第１のマイクロチャネルと、第２のマイクロチャネルとを含む。第１の一時タンクは、初期状態において第１の液体を一時的に貯蔵するように構成される。第２の一時タンクは、初期状態において第２の液体を一時的に貯蔵するように構成される。第１のマイクロチャネルは、第１の一時タンクの上流に配置される。第１のマイクロチャネルは、第１の一時タンクおよび第２の一時タンクそれぞれに連結する出口端および入口端を有する。第２のマイクロチャネルは、第１の一時タンクの下流に配置され、第１の一時タンクに連結する。初期状態において、第１の液体の一部分が第２のマイクロチャネルに流入する。初期状態において、第１のマイクロチャネルの出口端は第１の液体によって覆われ、第１のマイクロチャネルの入口端は、第２の液体によって覆われる。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、初期状態において、第２の液体は、第１のマイクロチャネルに流入することができない。
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、初期状態の後、流路設計は最初に回転され、そのため、第２の液体は第２の一時タンク内に置かれたままで、第１の液体は第２のマイクロチャネルを通って第１の一時タンクから排出される。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、最初に回転された後、流路設計は一定時間立った状態に保たれ、そのため、第２の液体の一部分が第１のマイクロチャネルに流入する。次に、流路設計は再度回転され、そのため第２の液体は、第１のマイクロチャネルを通って第２の一時タンクから排出され、第１の一時タンクに流入する。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、流路設計は反応タンクをさらに含む。第１の液体および第２の液体は、異なる時点で反応タンクに順次流入する。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、第１の液体および第２の液体のそれぞれは、試料、試薬、および洗浄液の１つである。
【００１１】
本発明の一実施形態は、多反応性生物学的検出のための流路設計の検出方法を提供する。流路設計は、第１の一時タンクと、第２の一時タンクと、第１の一時タンクの上流に配置された第１のマイクロチャネルと、第１の一時タンクの下流に配置された第２のマイクロチャネルとを少なくとも含む。検出方法は、次のステップを含む：初期状態において、第１の液体が第１の一時タンク内に一時的に貯蔵され、第２の液体が第２の一時タンク内に一時的に貯蔵される。第１のマイクロチャネルは、第１の一時タンクおよび第２の一時タンクそれぞれに連結する出口端および入口端を有する。初期状態において、第１のマイクロチャネルの出口端は第１の液体によって覆われ、第１のマイクロチャネルの入口端は第２の液体によって覆われ、第１の液体の一部分は第２のマイクロチャネルに流入する。流路設計は最初に回転され、そのため、第２の液体は第２の一時タンク内に置かれたままで、第１の液体は第２のマイクロチャネルを通って第１の一時タンクから排出される。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、初期状態において、第２の液体は、第１のマイクロチャネルに流入することができない。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、検出方法は、さらに、第２の液体の一部分が第１のマイクロチャネルに流入するように一定時間にわたって流路設計を立った状態に保つステップと、第２の液体が第１のマイクロチャネルを通って第２の一時タンクから排出され第１の一時タンクに流入するように、流路設計を再度回転させるステップとを含む。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、流路設計は反応タンクをさらに含み、第１の液体および第２の液体は、異なる時点で反応タンクに流入する。
【発明の効果】
【００１５】
上記に基づき、多反応性生物学的検出のための流路設計および多反応性生物学的検出のための流路設計の検出方法では、一時タンク間に配置されたマイクロチャネルの入口端および出口端は、初期状態において一時タンク内に一時的に貯蔵された液体によって覆われて、毛細管現象の誘発を防止し、その結果、反応タンクから排出される液体のタイミングを制御する。上記の設計を通じて、本発明の実施形態による流路設計は、試料を段階的に流入させ、マイクロチャネルの使用を著しく減少させることができ、それによって容積を減少させ、製造を簡易化する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による多反応性生物学的検出のための流路設計を示す概略図である。
【図２Ａ】図１の流路設計による検出方法を示す概略図である。
【図２Ｂ】図１の流路設計による検出方法を示す概略図である。
【図２Ｃ】図１の流路設計による検出方法を示す概略図である。
【図２Ｄ】図１の流路設計による検出方法を示す概略図である。
【図２Ｅ】図１の流路設計による検出方法を示す概略図である。
【図２Ｆ】図１の流路設計による検出方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、本発明の好ましい実施形態を詳細に参照し、その例を添付図面に示す。可能な限り、同じ参照番号は、図面および明細書において同じまたは同様の部分を指すために使用される。
【００１８】
本発明の実施形態では、多反応性生物学的検出は、生物学的検出のための試料が少なくとも２種類の試薬と順次反応することが必要とされる生物学的検出として定義される。言い換えれば、多反応性生物学的検出の場合、多反応性生物学的検出を達成するために反応タンクに２種類以上の液体を注入する必要がある。液体は、試料、試薬、洗浄液等であってよい。液体の実際の種類および反応タンクへの液体の注入の順序は、実際の生物学的検出の多反応性プロセスに依存し得る。例えば、いくつかの生物学的検出において、試料はまず反応タンク内の第１の試薬と反応する必要がある。次に、反応タンクに洗浄液を注入する必要があり、反応に使用されない残りの試料と共に洗浄液は排出される。最後に、第２の試薬を反応タンクに注入し、反応タンク内の化学化合物と反応させることにより、反応結果が、検出装置で検出される。
【００１９】
限られた容積内で多反応性生物学的検出を達成するために、本発明の実施形態は、流路設計の複雑さを効果的に低減し、製造の困難性を低下させることができる多反応性生物学的検出のための流路設計を提供する。
【００２０】
説明を容易にするために、本発明の実施形態は、反応タンクに３種類の液体を連続的に注入する例を示している。しかし、実際には、反応タンクに注入される必要のある液体の数に基づいて、当業者は、それに対応して本発明の実施形態の枠組み内で一時タンクの数を調整してもよい。
【００２１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態による多反応性生物学的検出のための流路設計１００の概略図が、示されている。本実施形態の流路設計１００は、反応タンク１２０と、廃液タンク１３０と、複数の一時タンク１１０、１１２、および１１４とを含む。反応タンク１２０、廃液タンク１３０、および一時タンク１１０、１１２、１１４は、マイクロチャネルで連結されている。廃液タンク１３０は、反応タンク１２０の下流に配置され、一方で一時タンク１１０、１１２、および１１４は、反応タンク１２０の上流に配置され、液体の流れ方向に沿って直列に連続的に連結される。
【００２２】
本発明の実施形態では、反応タンクに注入される必要がある液体の数に基づき、一時タンクの数は、初期状態において反応タンクにそれぞれ注入される必要がある液体を一時的に貯蔵するために、反応タンクに注入される必要がある液体の数以上であってもよい。本実施形態では、液体１５２、１５４、および１５６を例にとると、一時タンクの数は３つ以上であってもよい。３つの一時タンクを例にとると、一時タンクは、図２Ａが示唆するように、初期状態において３つの液体１５２、１５４、および１５６をそれぞれ一時的に貯蔵するように構成された第１の一時タンク１１０、第２の一時タンク１１２、および第３の一時タンク１１４を含む。
【００２３】
具体的には、液体の流れ方向に沿って、第３の一時タンク１１４は、第４のマイクロチャネル１４６を介して第２の一時タンク１１２に連結し、第２の一時タンク１１２は、第１のマイクロチャネル１４０を介して第１の一時タンク１１０に連結し、第１の一時タンク１１０は、第２のマイクロチャネル１４２を介して反応タンク１２０に連結し、反応タンク１２０は、第３のマイクロチャネル１４４を介して廃液タンク１３０に連結する。
【００２４】
さらに、本実施形態の流路設計１００は、第１の一時タンク１１０、第２の一時タンク１１２、反応タンク１２０、廃液タンク１３０、および第３の一時タンク１１４にそれぞれ連結する複数のベント１７０、１７２、１７４、１７６、および１７８をさらに含んでもよく、そのため第１の一時タンク１１０、第２の一時タンク１１２、反応タンク１２０、廃液タンク１３０、および第３の一時タンク１１４は、外部に連結される。
【００２５】
図２Ａ〜図２Ｆは、図１の流路設計１００による検出方法を示す概略図である。図２Ａを参照すると、図２Ａは、検出を開始しようとしている図１の流路設計１００の初期状態を示す概略図である。初期状態において、３つの液体１５２、１５４、および１５６は、反応タンク１２０に注入される液体の順序および一時タンク１１０、１１２、および１１４が液体の流れ方向に沿って配置される順序にしたがって、対応する一時タンク１１０、１１２、および１１４に一時的に貯蔵される。具体的には、３つの液体１５２、１５４、および１５６がそれぞれ試料１５２、洗浄液１５４、および試薬１５６であり、まず試料１５２が反応タンク１２０に注入され、その後洗浄液１５４、次いで試薬１５６が注入されると想定すると、試料１５２は第１の一時タンク１１０内に一時的に貯蔵され、その後に注入される洗浄液１５４、および試薬１５６は、第１の一時タンク１１０から上流方向に沿って連続的に第２の一時タンク１１２、および第３の一時タンク１１４内にそれぞれ一時的に貯蔵される。
【００２６】
本発明の実施形態では、初期状態において、液体を一時的に貯蔵するための一時タンクは、順次互いに連結される。言い換えれば、初期状態において、液体を一時的に貯蔵するための一時タンク間に空の一時タンクは存在しない。図２Ａが示唆するように、初期状態において、試料１５２、洗浄液１５４、および試薬１５６それぞれを一時的に貯蔵する第１の一時タンク１１０、第２の一時タンク１１２、および第３の一時タンク１１４は、順次互いに連結され、第１の一時タンク１１０、第２の一時タンク１１２、および第３の一時タンク１１４間に空の一時タンクは存在しない。本発明の実施形態は、反応タンクに注入される液体がどのように一時タンクに入り、一時的に貯蔵されるかを限定することを意図するものではないことは注目すべきことである。液体は、一時タンクに予め供給されてもよいし、外部から回収し一時タンクに注入してもよい。あるいは、液体は、本発明の実施形態の流路設計のもの以外の他の貯蔵タンクを通って一時タンクに流入してもよい。
【００２７】
さらに、本発明の実施形態では、一時タンクの２つの隣接する一時タンクの間に配置されたマイクロチャネルは、上流に配置された一時タンクおよび下流に配置された一時タンクにそれぞれ連結する入口端および出口端を有する。一時タンク１１０と第２の一時タンク１１２との間に配置された第１のマイクロチャネル１４０を例にとると、第１のマイクロチャネル１４０は、出口端１４０ａおよび入口端１４０ｂとを有する。出口端１４０ａは、下流に配置された第１の一時タンク１１０に連結され、一方で入口端１４０ｂは、上流に配置された第２の一時タンク１１２に連結される。第２の一時タンク１１２と第３の一時タンク１１４との間に配置された第４のマイクロチャネル１４６を例にとると、第４のマイクロチャネル１４６は、出口端１４６ａおよび入口端１４６ｂとを有する。出口端１４６ａは、下流に配置された第２の一時タンク１１２に連結され、一方で入口端１４６ｂは、上流に配置された第３の一時タンク１１４に連結される。
【００２８】
本発明の実施形態では、初期状態において、一時タンクの２つの隣接する一時タンクの間に配置されたマイクロチャネルの入口端および出口端は、入口端および出口端に連結された一時タンク内の液体によって覆われる。図２Ａが示唆するように、第１の一時タンク１１０と第２の一時タンク１１２との間に配置された第１のマイクロチャネル１４０の出口端１４０ａおよび入口端１４０ｂは、第１の一時タンク１１０内の試料１５２および第２の一時タンク１１２内の洗浄液１５４によってそれぞれ覆われる。第２の一時タンク１１２と第３の一時タンク１１４との間に配置された第４のマイクロチャネル１４６の出口端１４６ａおよび入口端１４６ｂは、第２の一時タンク１１２内の洗浄液１５４および第３の一時タンク１１４内の試薬１５６によってそれぞれ覆われる。
【００２９】
本発明の実施形態で示される流路設計では、毛細管現象およびサイフォン現象により、各タンク内の液体は流れる。具体的には、本発明の実施形態による流路設計においては、流路設計が立った状態に保たれているとき、毛細管現象により、タンク内の液体はマイクロチャネル内へ流れる。次いで、液体に外力が加えられると、サイフォン現象によりマイクロチャネル内の液体は次のタンクへ流れる。
【００３０】
一実施形態では、本発明の実施形態に示す流路設計を回転させて、上述の外力として液体に遠心力を作用させてもよく、そうするとサイフォン現象が、マイクロチャネル内の液体に誘発される。図１が示唆するように、流路設計１００の回転中心として回転軸Ｘを採用し、流路設計１００を回転方向Ａに沿って回転させてもよく、そうすると流路設計１００内で液体に対する遠心力が発生する。
【００３１】
以下、本発明の実施形態による流路設計１００の検出方法のプロセスを詳述して、遠心力を外力として作用させる例を示す。
【００３２】
図２Ａを参照すると、初期状態において、反応タンク１２０に連続的に注入される試料１５２、洗浄液１５４、および試薬１５６は、第１の一時タンク１１０、第２の一時タンク１１２、および第３の一時タンク１１４内にそれぞれ一時的に貯蔵される。第１の一時タンク１１０、第２の一時タンク１１２、および第３の一時タンク１１４の間に配置された第１のマイクロチャネル１４０および第４のマイクロチャネル１４６の入口端１４０ｂ、１４６ｂ、および出口端１４０ａ、１４６ａは、第１の一時タンク１１０内の試料１５２、第２の一時タンク１１２内の洗浄液１５４、または第３の一時タンク１１４内の試薬１５６によってそれぞれ覆われる。
【００３３】
初期状態において、流路設計１００は一定時間立った状態に保たれる。この間、第１の一時タンク１１０内に一時的に貯蔵された試料１５２の一部分は、毛細管現象により第２のマイクロチャネル１４２に流入する。加えて、第１のマイクロチャネル１４０の入口端１４０ｂおよび出口端１４０ａは、洗浄液１５４および試料１５２によってそれぞれ覆われるので、洗浄液１５４は毛細管現象によって第１のマイクロチャネル１４０に流入することができない。同様の理由から、第４のマイクロチャネル１４６の入口端１４６ｂおよび出口端１４６ａは試薬１５６および洗浄液１５４それぞれによって覆われるので、試薬１５６は毛細管現象によって第４のマイクロチャネル１４６に流入することができない。
【００３４】
次に、流路設計１００を回転させて、マイクロチャネル内の液体に遠心力を作用させる。図２Ａに示すように流路設計１００が回転されると、第２のマイクロチャネル１４２内の試料１５２は遠心力を受け、サイフォン現象が誘発されて、第１の一時タンク１１０内の試料１５２は反応タンク１２０に流入する。また、第１のマイクロチャネル１４０および第４のマイクロチャネル１４６には液体が存在しないので、流路設計１００が回転されても、第２の一時タンク１１２内の洗浄液１５４および第３の一時タンク１１４内の試薬１５６は流れない。
【００３５】
図２Ｂに示唆するように、流路設計１００の回転後、試料１５２は反応タンク１２０に流入し、一方洗浄液１５４および試薬１５６は、第２の一時タンク１１２および第３の一時タンク１１４内にそれぞれ一時的に貯蔵されたままである。具体的には、試料１５２が反応タンク１２０内に流入した後、第１の一時タンク１１０はこのとき空であり、すなわち、第１のマイクロチャネル１４０の出口端１４０ａは覆われない。その結果、流路設計１００が一定時間立った状態に保たれると、第２の一時タンク１１２内の洗浄液１５４の一部分が毛細管現象により第１のマイクロチャネル１４０に流入する。一方、反応タンク１２０の試料１５２の一部分もまた、毛細管現象により第３のマイクロチャネル１４４に流入し得る。加えて、第４のマイクロチャネル１４６の入口端１４６ｂおよび出口端１４６ａは、依然として試薬１５６および洗浄液１５４それぞれによって覆われるので、試薬１５６は毛細管現象によって第４のマイクロチャネル１４６に流入することができないままである。
【００３６】
この段階では、第１の一時タンク１１０が空であるので、次の回転の間に反応タンク１２０内へと液体は流れない。したがって、次の回転は、反応タンク１２０内の余剰廃液を廃液タンク１３０内に排出する役割を果たし得る。
【００３７】
次に、流路設計１００を再び回転させて、マイクロチャネル内の液体に遠心力を作用させる。図２Ｂに示すように流路設計１００が回転されると、第１のマイクロチャネル１４０内の洗浄液１５４および第３のマイクロチャネル１４４内の試料１５２は遠心力を受け、サイフォン現象が誘発されて、第２の一時タンク１１２内の洗浄液１５４は第１の一時タンク１１０内へ流れ、また反応タンク１２０内の試料１５２は廃液タンク１３０内へとそれぞれ流れる。加えて、第４のマイクロチャネル１４６には液体は存在しないので、流路設計１００が回転されても、第３の一時タンク１１４内の試薬１５６は流れない。
【００３８】
図２Ｃが示唆するように、流路設計１００の回転後、試料１５２は廃液タンク１３０に流入し、洗浄液１５４は第１の一時タンク１１０に流入し、試薬１５６は、第３の一時タンク１１４内に一時的に貯蔵されたままである。具体的には、洗浄液１５４が第１の一時タンク１１０に流入後、第２の一時タンク１１２はこのとき空であり、すなわち、第４のマイクロチャネル１４６の出口端１４６ａは覆われない。その結果、流路設計１００が一定時間立った状態に保たれると、第３の一時タンク１１４内の試薬１５６の一部分が毛細管現象により第４のマイクロチャネル１４６に流入し得る。一方、第１の一時タンク１１０内の洗浄液１５４の一部分もまた、毛細管現象により第２のマイクロチャネル１４２に流入し得る。
【００３９】
次に、流路設計１００を再び回転させて、マイクロチャネル内の液体に遠心力を作用させる。図２Ｃに示すように流路設計１００が回転されると、第２のマイクロチャネル１４２内の洗浄液１５４および第４のマイクロチャネル１４６内の試薬１５６は、遠心力を受け、サイフォン現象が誘発されて、第１の一時タンク１１０内の洗浄液１５４は反応タンク１２０内へ流れ、第３の一時タンク１１４内の試薬１５６は第２の一時タンク１１２内へとそれぞれ流れる。
【００４０】
図２Ｄが示唆するように、流路設計１００の回転後、洗浄液１５４は反応タンク１２０に流入し、試薬１５６は第２の一時タンク１１２に流入する。具体的には、洗浄液１５４が反応タンク１２０に流入後、第１の一時タンク１１０はこのとき空であり、すなわち、第１のマイクロチャネル１４０の出口端１４０ａは覆われない。その結果、流路設計１００が一定時間立った状態に保たれると、第２の一時タンク１１２内の試薬１５６の一部分が、毛細管現象により第１のマイクロチャネル１４０に流入し得る。一方、反応タンク１２０内の洗浄液１５４の一部分もまた、毛細管現象により第３のマイクロチャネル１４４に流入し得る。
【００４１】
同様に、この段階では、第１の一時タンク１１０が空であるので、液体は、次の回転の間に、反応タンク１２０内へと流れない。したがって、次の回転は、反応タンク１２０内の余剰廃液を廃液タンク１３０内に排出する役割を果たし得る。
【００４２】
次に、流路設計１００を再び回転させて、マイクロチャネル内の液体に遠心力を作用させる。図２Ｄに示すように流路設計１００が回転されると、第３のマイクロチャネル１４４内の洗浄液１５４および第１のマイクロチャネル１４０内の試薬１５６が遠心力を受け、サイフォン現象が誘発されて、反応タンク１２０内の洗浄液１５４は廃液タンク１３０へ流れ、第２の一時タンク１１２内の試薬１５６は第１の一時タンク１１０内へとそれぞれ流れる。
【００４３】
図２Ｅに示唆するように、流路設計１００の回転後、洗浄液１５４は廃液タンク１３０に流入し、試薬１５６は第１の一時タンク１１０に流入する。同様に、流路設計１００が一定時間立った状態に保たれると、第１の一時タンク１１０内の試薬１５６の一部分が毛細管現象により第２のマイクロチャネル１４２に流入する。次に、流路設計１００を再び回転させて、マイクロチャネル内の液体に遠心力を作用させる。
【００４４】
図２Ｅに示すように流路設計１００が回転されると、図２Ｆが示唆するように、第２のマイクロチャネル１４２内の試薬１５６は遠心力を受け、サイフォン現象が誘発されて、第１の一時タンク１１０内の試薬１５６は反応タンク１２０へと流れる。
【００４５】
以上の検出プロセスにより、試料１５２、洗浄液１５４、および試薬１５６を反応タンク１２０に順次注入してもよく、そうすると試料１５２、洗浄液１５４、および試薬１５６を反応タンク１２０に注入する前に、反応タンク１２０内の余剰廃液が廃液タンク１３０に排出される。
【００４６】
以上を鑑みて、本発明の実施形態による多反応性生物学的検出のための流路設計および多反応性生物学的検出のための流路設計の検出方法では、一時タンクの間に配置されたマイクロチャネルの入口端および出口端は、初期状態において一時タンク内に一時的に貯蔵された液体によって覆われて毛細管現象が誘発されることを防止し、その結果、液体が注入され、また反応タンクから排出されるタイミングを制御する。上記の設計を通じて、本発明の実施形態による流路設計は、試料を段階的に流入させ、マイクロチャネルの使用を著しく減少させて、容積を減少させ、製造を簡易化することができる。
【００４７】
本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、本発明の構造に対してさまざまな改変および変形を加えることができることが、当業者には明らかであろう。以上を鑑みて、本発明は、本発明の改変および変形が、以下の特許請求の範囲およびその法的効力が及ぶ範囲内であれば、それらも本発明の一部とする。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の実施形態による流路設計は、試料を段階的に流入させ、マイクロチャネルの使用を著しく減少させることができ、それにより、容積を減少させ、製造を簡易化する。
【符号の説明】
【００４９】
１００  流路設計
１１０  一時タンク／第１の一時タンク
１１２  一時タンク／第２の一時タンク
１１４  一時タンク／第３の一時タンク
１２０  反応タンク
１３０  廃液タンク
１４０  第１のマイクロチャネル
１４０ａ  出口端
１４０ｂ  入口端
１４２  第２のマイクロチャネル
１４４  第３のマイクロチャネル
１４６  第４のマイクロチャネル
１４６ａ  出口端
１４６ｂ  入口端
１５２  液体／試料
１５４  液体／洗浄液
１５６  液体／試薬
１７０，１７２，１７４，１７６，１７８  ベント
Ａ  回転方向
Ｘ  回転軸
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【外国語明細書】
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