(57)【要約】【課題】遠心力を利用した磁性ビードパッキングユニット、それを備えた微細流動装置及び微細流動装置を利用した免疫学的検出方法を提供する。【解決手段】制御可能に回転する回転体１００と、回転体上に配置されたものであって、入口３１が回転の中心に近く配置され、出口３２は回転の中心から入口より遠く配置されて、遠心力により入口から出口まで流体が流れる流路を提供する微細流動チャンネル１３０と、微細流動チャンネルの一部区間であって、流路が回転の中心から遠い方に向かって進んでいて再び近い方に向かうように曲がった屈曲部１３５と、屈曲部に対応して配置され、微細流動チャンネルに沿って流れる流体に磁気力を及ぼす磁石４０と、を備える。【選択図】図１Ｂ
2008058302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御可能に回転する回転体と、
前記回転体上に配置されたものであって、入口が回転の中心に近く配置され、出口は前記回転の中心から前記入口より遠く配置されて、遠心力により前記入口から前記出口まで流体が流れる流路を提供する微細流動チャンネルと、
前記微細流動チャンネルの一部区間であって、前記流路が回転の中心から遠い方に向かって進んで再び近い方に向かうように曲がった屈曲部と、
前記屈曲部に対応して配置され、前記微細流動チャンネルに沿って流れる流体に磁気力を及ぼす磁石と、を備えることを特徴とする磁性ビードパッキングユニット。
【請求項２】
前記微細流動チャンネルは、前記屈曲部と近い位置に流路が狭くなるボトルネック部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁性ビードパッキングユニット。
【請求項３】
前記ボトルネック部は、前記屈曲部の出口側の後端に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の磁性ビードパッキングユニット。
【請求項４】
前記磁石は、前記屈曲部と隣接するように前記回転体に固定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁性ビードパッキングユニット。
【請求項５】
前記磁石は、前記回転体の外部に前記回転体の回転中心から前記屈曲部までの距離を半径とするリング状に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁性ビードパッキングユニット。
【請求項６】
前記屈曲部は、凸状の部分が回転中心から外側に向かうＵ字またはＶ字状になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁性ビードパッキングユニット。
【請求項７】
前記回転体は、コンパクトディスク型の回転板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁性ビードパッキングユニット。
【請求項８】
制御可能に回転し、回転の中心に近い方に配置された試料液チャンバーおよび、前記試料液チャンバーに比べて相対的に回転の中心から遠い方に配置されたウエストチャンバーを備える回転体と、
前記回転体上に配置されたものであって、入口が前記試料液チャンバーと連結され、出口は前記ウエストチャンバーに連結されて、遠心力により前記入口から前記出口まで流体が流れる流路を提供する微細流動チャンネルと、
前記微細流動チャンネルの一部区間であって、前記流路が回転の中心から遠い方に向かって進んで再び近い方に向かうように曲がった屈曲部と、
前記屈曲部に対応して配置され、前記微細流動チャンネルに沿って流れる流体に磁気力を及ぼす磁石と、を備えることを特徴とする微細流動装置。
【請求項９】
前記微細流動チャンネルは、前記屈曲部と近い位置に流路が狭くなるボトルネック部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の微細流動装置。
【請求項１０】
前記ボトルネック部は、前記屈曲部の出口側の後端に設けられたことを特徴とする請求項９に記載の微細流動装置。
【請求項１１】
前記磁石は、前記屈曲部と隣接するように前記回転体に固定されたことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の微細流動装置。
【請求項１２】
前記磁石は、前記回転体の外部に前記回転体の回転中心から前記屈曲部までの距離を半径とするリング状に設けられたことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の微細流動装置。
【請求項１３】
前記屈曲部は、凸状の部分が回転中心から外側に向かうＵ字またはＶ字状を有することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の微細流動装置。
【請求項１４】
前記回転体は、コンパクトディスク型の回転板であることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の微細流動装置。
【請求項１５】
前記試料液チャンバーと前記微細流動チャンネルの入口との間に流体の流れをコントロールする弁をさらに備えることを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載の微細流動装置。
【請求項１６】
請求項８に記載の微細流動装置を利用して免疫学的検出を行う方法において、
前記試料液チャンバー内に磁性ビードが混合された試料液を準備するステップと、
前記回転体の回転による遠心力により前記磁性ビードが混合された試料液を前記微細流動チャンネルに通過させることによって、前記屈曲部内に前記磁性ビードをパッキングするステップと、を含むことを特徴とする免疫学的検出方法。
【請求項１７】
前記磁性ビードは、その直径が１０ないし５０μｍであることを特徴とする請求項１６に記載の免疫学的検出方法。
【請求項１８】
前記磁性ビードは、磁性物質からなるコアと、前記コアを取り囲むものであって、非磁性物質からなるシェルと、を備えることを特徴とする請求項１６または１７に記載の免疫学的検出方法。
【請求項１９】
前記シェルは、生物学的に不活性の高分子物質からなり、前記シェルの表面は、生物学的に活性化されたことを特徴とする請求項１８に記載の免疫学的検出方法。
【請求項２０】
前記シェルは、スチレン、アガロース、デキストラン及びポリエチレングリコール（ＰＥＧ）からなるグループから選択されたいずれか一つの物質からなることを特徴とする請求項１９に記載の免疫学的検出方法。
【請求項２１】
前記シェルの表面は、所定の生体分子の特異的な付着が可能に改質されたことを特徴とする請求項１９または２０に記載の免疫学的検出方法。
【請求項２２】
前記シェルの表面は、抗体、抗原、ＤＮＡ、ビオチン、蛋白質、アミノ基（ＮＨ２−）及びカルボキシ基（ＣＯＯＨ−）からなるグループから選択された少なくとも一つのプローブを有することを特徴とする請求項２１に記載の免疫学的検出方法。
【請求項２３】
前記シェルの表面は、シリカからなることを特徴とする請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の免疫学的検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力を利用した磁性ビードパッキングユニット、それを備えた微細流動装置及び前記微細流動装置を利用した固体表面基盤の免疫学的検出方法に係り、特に生物学的に活性化された磁性ビードの表面を利用して免疫学的検出を行うとき、表面に抗原が付着された磁性ビードを効果的にパッキングできる微細流動装置、及びそれを利用した免疫学的検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、免疫学的検出とは、抗原及び抗体のいずれか一つまたは両方を放射性同位元素または化学蛍光物質などで表示し、抗原抗体反応により抗原または抗体の存在を確認することをいう。放射性同位元素を利用した方法を放射免疫測定法ともいい、化学蛍光物質を利用した方法を免疫蛍光法ともいう。
【０００３】
最近では、かかる免疫学的検出を、微細製造技術により作られたバイオチップ、バイオセンサーまたは微細流動装置などを利用して行おうとする研究が進められている。それらのうち微細流動装置内で、マイクロビードを利用した固体表面を基盤とする免疫学的検出を行うためには、試料溶液が流れるチャンネルまたはチャンバーのような所定の空間にビードをパッキングする必要がある。したがって、微細流動装置内に多量のビードを溜めて凝集させる構造物が必要になる。最近では、コンパクトディスク（ＣＤ）型の微細流動装置内で遠心力を利用して流体を移動させつつ色々な作業を行うための研究が進められている。ビードを利用した固体表面基盤の免疫学的検出をかかるＣＤ型の微細流動装置で行うためには、遠心力を利用してビードを効果的にパッキングできる装置が要求される。
【０００４】
一方、微細流動装置内にビードをパッキングするとき、従来の商用化された磁性ビードのようにビードの直径が小さすぎれば、ビードを溜めるための構造物を作り難いだけでなく、パッキングされたビードを通過しつつ微細流動装置内で流体の圧力損失が大きく発生するという問題がある。特に、ＣＤ型の微細流動装置の場合、かかる圧力損失は、流体移送のために装置の回転数を非常に増加させねばならないことを意味する。また、ビードの直径が大きすぎれば、かかる圧力損失を減らす代わりに、パッキングされたビード間の孔隙も大きくなって免疫学的反応の効率性が低下する問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、前記した問題点を改善するためのものであって、回転体上に設けられた微細流動構造物内で遠心力と磁気力とを利用して磁性ビードを効果的にパッキングできる磁性ビードパッキングユニット、及びそれを備えた微細流動装置を提供するところにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、前記微細流動装置とパッキングに適切なサイズを有する磁性ビードとを利用して効果的に免疫学的検出を行う方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による磁性ビードパッキングユニットは、制御可能に回転する回転体と、前記回転体上に配置されたものであって、入口が回転の中心に近く配置され、出口は前記回転の中心から前記入口より遠く配置されて、遠心力により前記入口から前記出口まで流体が流れる流路を提供する微細流動チャンネルと、前記微細流動チャンネルの一部区間であって、前記流路が回転の中心から遠い方に向かって進んで再び近い方に向かうように曲がった屈曲部と、前記屈曲部に対応して配置され、前記微細流動チャンネルに沿って流れる流体に磁気力を及ぼす磁石と、を備える。
【０００８】
前記微細流動チャンネルは、前記屈曲部と近い位置に流路が狭くなるボトルネック部をさらに備え、前記ボトルネック部は、前記屈曲部の出口側の後端に設けられる。前記磁石は、前記屈曲部と隣接するように前記回転体に固定されてもよく、これと異なり、前記回転体の外部に前記回転体の回転中心から前記屈曲部までの距離を半径とするリング状に設けられてもよい。前記屈曲部は、凸状の部分が回転中心から外側に向かうＵ字またはＶ字状を有しうる。前記回転体は、回転に適した多様な形状を有したものであり、一例としてＣＤ型の回転板でありうる。
【０００９】
本発明の一側面による微細流動装置は、制御可能に回転し、回転の中心に近い方に配置された試料液チャンバーおよび、前記試料液チャンバーに比べて相対的に回転の中心から遠い方に配置されたウエストチャンバーを備える回転体と、前記回転体上に配置されたものであって、入口が前記試料液チャンバーと連結され、出口は前記ウエストチャンバーに連結されて、遠心力により前記入口から前記出口まで流体が流れる流路を提供する微細流動チャンネルと、前記微細流動チャンネルの一部区間であって、前記流路が回転の中心から遠い方に向かって進んで再び近い方に向かうように曲がった屈曲部と、前記屈曲部に対応して配置され、前記微細流動チャンネルに沿って流れる流体に磁気力を及ぼす磁石と、を備える。
【００１０】
前述した磁性ビードパッキングユニットの場合と同様に、前記微細流動チャンネルは、前記屈曲部と近い位置に流路が狭くなるボトルネック部をさらに備え、前記ボトルネック部は、前記屈曲部の後端に設けられる。前記磁石は、前記屈曲部と隣接するように前記回転体に固定されてもよく、これと異なり、前記回転体の外部に前記回転体の回転中心から前記屈曲部までの距離を半径とするリング状に設けられてもよい。前記屈曲部は、凸状の部分が回転中心から外側に向かうＵ字またはＶ字状を有しうる。前記回転体は、回転に適した多様な形状を有したものであり、一例としてＣＤ型の回転板でありうる。
【００１１】
一方、本発明の他の側面によれば、前記微細流動装置を利用した免疫学的検出方法が提供される。本発明による免疫学的検出方法は、前記試料液チャンバー内に磁性ビードが混合された試料液を準備するステップと、前記回転体の回転による遠心力により前記磁性ビードが混合された試料液を前記微細流動チャンネルに通過させることによって、前記屈曲部内に前記磁性ビードをパッキングするステップと、を含む。
【００１２】
ここで、前記磁性ビードは、その直径が１０ないし５０μｍでありうる。また、前記磁性ビードは、磁性物質からなるコアと、前記コアを取り囲むものであって、非磁性物質からなるシェルと、を備える。前記シェルは、生物学的に不活性の高分子物質からなり、前記シェルの表面は、生物学的に活性化されうる。
【００１３】
さらに具体的に、前記シェルは、スチレン、アガロース、デキストラン及びポリエチレングリコール（ＰＥＧ）からなるグループから選択されたいずれか一つの物質からなりうる。前記シェルの表面は、所定の生体分子の特異的な付着が可能に改質されうる。この場合、前記シェルの表面は、抗体、抗原、ＤＮＡ、ビオチン、蛋白質、アミノ基（ＮＨ２−）及びカルボキシ基（ＣＯＯＨ−）からなるグループから選択された少なくとも一つのプローブを有することもできる。一方、前記シェルは、シリカからなることもある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、回転体上に設けられた微細流動構造物内で遠心力と磁気力とを利用して磁性ビードを効果的にパッキングできる。すなわち、本発明による磁性ビードパッキングユニット及びそれを備えた微細流動装置は、簡単な構成による装置の小型化に有利であり、駆動に必要な動力を減らし、高効率の免疫学的反応を引き出すことができる。
【００１５】
また、本発明による免疫学的検出方法は、本発明の微細流動装置と適切なサイズを有する磁性ビードとを利用して、少ない駆動エネルギーで簡便に免疫学的検出を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明による微細流動装置の実施形態を示す平面図であって、それぞれ磁性ビードのパッキング前と後の状態を示す。
【００１８】
本発明による磁性ビードパッキングユニット３０は、制御可能に回転する回転体の非制限的な例としての回転板１００上に配置される。微細流動チャンネル１３０は、入口３１と出口３２とを有し、前記入口３１と出口３２との圧力差により流体が流れる流路を提供する。前記入口３１は、前記回転板１００の回転中心に相対的に出口３２よりも近く配置され、前記出口３２は、相対的に入口３１よりも遠く配置されている。したがって、前記回転板１００の回転による遠心力により入口３１と出口３２との間に圧力差が発生する。
【００１９】
前記微細流動チャンネル１３０は、その一部の区間に前記流路が回転の中心から遠い方に向かって進んでいて再び近い方に向かうように曲がった屈曲部１３５を有する。一方、前記微細流動チャンネル１３０内には、前記屈曲部１３５と近い位置に流路の断面積が急激に狭くなるボトルネック部１３６がさらに設けられうる。前記ボトルネック部１３６は、磁性ビード１５が混合された試料液の流れを遅らせて磁性ビード１５を前記屈曲部１３５内に溜める補助をする。
【００２０】
そして、前記屈曲部１３５に隣接するように磁石４０が配置される。前記磁石４０は、前記屈曲部１３５の後端に設けられた前記ボトルネック部１３６の前方に隣接して配置されうる。前記磁石４０は、磁性ビードが混合された試料液１３から前記磁性ビード１５を前記屈曲部１３５内に溜めて凝集させる程度、すなわちパッキングできる程度の強度の磁気力を印加することが望ましい。
【００２１】
本発明の一側面による微細流動装置の実施形態を見れば、回転板１００上に、その回転軸から相対的に近い方に試料液チャンバー１１０が配置され、相対的に遠い方にウエストチャンバー１５０が配置される。そして、前記試料液チャンバー１１０と前記ウエストチャンバー１５０との間には、それらを連結する微細流動チャンネル１３０が配置される。前記微細流動チャンネル１３０は、その流路がＵ字またはＶ字状に曲がった屈曲部１３５を備えるが、前記屈曲部１３５は、凸状の部分が回転の中心から遠い方、すなわち前記回転板１００の外周縁に向かって配置される。前記屈曲部１３５は、前記試料液チャンバー１１０と連結された入口３１側流路１３１と、前記ウエストチャンバー１５０と連結された出口３２側流路１３２との間に配置され、前記屈曲部１３５の屈曲が終わる部分に流路の断面積が急激に狭くなるボトルネック部１３６が設けられうる。
【００２２】
磁石４０は、前記屈曲部１３５の上、下または上と下にいずれにも配置され、望ましくは、前記屈曲部１３５の下部に配置されうる。このように磁石４０が微細流動チャンネル１３０の下部に配置された構成は、前記微細流動チャンネル１３０内にパッキングされた磁性ビードの表面を観測するのに有利である。前記磁石４０は、永久磁石または電磁石でありうる。ただし、磁束密度が高く、かつサイズが小さくて携帯性の高い永久磁石を採用することが望ましい。一方、前記図１Ａ及び図１Ｂに示した実施形態と異なり、磁石は、前記回転板１００の回転中心から前記屈曲部１３５までの距離を半径とする円状を有するものであって、前記屈曲部１３５の回転軌跡に対応して前記回転板１００の外部に配置されることもある（図示せず）。
【００２３】
一方、前記微細流動チャンネル１３０の入口３１と前記試料液チャンバー１１０の出口との間には、流体の流れを制御する弁１２０が設けられうる。前記弁１２０としては、前記回転板１００の回転数調節により開閉可能な毛細管弁または疎水性弁をはじめとして、微細流動構造物内で流体の流れを制御できる多様な形態の弁が採用されうる。
【００２４】
本実施形態による微細流動装置の動作を通じて本発明の特徴を説明すれば、次の通りである。まず、磁性ビード１５が混合された試料液１３が前記試料液チャンバー１１０に注入される。前記弁１２０が開放された状態で前記回転板１００が回転すれば、遠心力により流体が集まる前記微細流動チャンネル１３０の入口３１側は圧力が高くなり、また、遠心力により内部の流体が流れ出る前記微細流動チャンネル１３０の出口３２側は圧力が低くなって、前記微細流動チャンネル１３０内に試料液の流れが形成される。
【００２５】
磁性ビード１５が混合された試料液１３が前記ボトルネック部１３６の入り口に設けられた前記屈曲部１３５に達したとき、磁性ビード１５は、前記ボトルネック部１３６によりその移動速度が遅くなり、結局、前記磁石４０の磁気力に引かれて前記屈曲部１３５内にパッキングされうる（図１Ｂを参照）。また、前記回転板１００の外周縁に向かって凸状に屈曲された前記屈曲部１３５の構造的特性は、前記磁性ビード１５が前記ボトルネック部１３６を通過して抜け出ないようにする役割を行う。磁性ビード１５は、試料液より密度が高くて遠心力の影響をさらに大きく受けるので、回転半径の大きい位置からさらに小さい位置に移動し難い。磁性ビードが混合された試料液１３から磁性ビード１５が分離されて残ったウエスト１４は、前記出口側流路１３２を通じてウエストチャンバー１５０に排出される。
【００２６】
図２は、図１Ａ及び図１Ｂに示した実施形態の構成についての理解を補助するための３次元イメージである。回転板１００の下板に試料液チャンバー１１０、微細流動チャンネル１３０及びウエストチャンバー１５０をなす構造物が陰刻されている。その上には、透明なカバー（図示せず）が覆われうる。図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。回転板の下板１０２、カバー１０１、前記下板１０２に陰刻して形成された入口側チャンネル１３１及びボトルネック部１３６などの構造物が示されている。ただし、本図面に示されたことは、一つの実施形態に過ぎず、本発明の構成は、前記構造物をカバー側に配置するなど多様な形態で実施されうる。
【００２７】
図４及び図５は、本発明の微細流動装置を利用した免疫学的検出の実行に使われる磁性ビードの例を示す顕微鏡写真である。図４は、約１０ないし２０μｍの直径を有する磁性ビードを示し、図５は、約２０ないし５０μｍの直径を有する磁性ビードを示す。磁性ビード１５（図１Ａの部分拡大図を参照）は、磁性体粒子であるコア１６と、前記コアを取り囲むコーティング層であるシェル１７と、を備え、その全体直径ｄは、前述したような理由により、１０ないし５０μｍの範囲内であることが望ましい。
【００２８】
前記磁性ビード１５は、従来に商用化された磁性ビードの直径がほとんど１０μｍ未満である点と比較して相対的にサイズが大きいという特徴を有する。前記磁性ビード１５の直径が小さすぎれば、パッキングされた磁性ビードの間を通過して流れる試料液の流れに大きい圧力損失が発生する。また、洗浄や基質付着などパッキングされた磁性ビード１５の表面に対する作業も効率性が低下する。一方、前記磁性ビード１５の直径が大きすぎれば、パッキングされた磁性ビード群の孔隙率が大きくなって、試料液に含まれて検出の目的となる生体分子の相当量が前記磁性ビード１５の表面に接触せずにそのまま通過して、免疫学的検出の実行に不適である。
【００２９】
前記磁性ビード１５のコア１６、すなわち磁性粒子は、従来に知られた磁性ビードと同様に、磁性を有し、直径が数十ｎｍないし数μｍレベルである粒子であれば、いずれでも問題ない。特に、強磁性体を有するＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒの金属及びそれらの酸化物からなる群から選択される一つ以上の物質を含むことが望ましい。
【００３０】
前記磁性ビード１５のシェル１７は、非磁性物質からなり、前記非磁性物質は、磁場を遮蔽しない物質であることが望ましい。また、前記シェル１７自体は、生物学的に不活性であることが望ましい。生物学的試料と接触する機会が多いため、不要な生化学的反応を未然に防止するためである。かかる要件を備えたシェル１７素材の例として、スチレン、アガロース、デキストランまたはＰＥＧなどが挙げられる。ただし、それらは非制限的な例に過ぎない。
【００３１】
前記シェル１７の表面は、生体分子との非特異的または特異的な結合が可能に生物学的に活性化されうる。前記生物学的な活性化は、化学的な表面改質を含む概念である。一例として、前記磁性ビード１５のシェル１７の表面に核酸を非特異的にバインディングさせるために、前記シェル１７の表面をシリカに改質しうる。かかる場合、細胞溶液とカオトロピック塩（ｃｈａｏｔｒｏｐｉｃ  ｓａｌｔ），ＮａＯＨ溶液などが混合された核酸抽出溶液から前記磁性ビード１５の表面に核酸をバインディングすることによって、核酸を抽出または精製できる。
【００３２】
一方、前記シェル１７の表面は、所定の生体分子の特異的な付着が可能に改質されることもある。前記シェル１７は、その表面に検出しようとする所定の生体分子と特異的結合が可能な抗体、抗原、ＤＮＡ、ビオチン、蛋白質、ＮＨ２−及びＣＯＯＨ−からなるグループから選択された少なくとも一つのプローブを有しうる。前記シェル１７は、生物学的に不活性物質からなるので、ここに前記プローブを形成するために、前記シェル１７の表面にエポキシまたはストレプトアビジンなどの物質を先にコーティングできる。前記磁性ビード１５が抗体に表面改質された場合、すなわち抗体からなるプローブを有する場合、抗体は、特定の抗原のみを選択的に捕獲できるため、少量の試料から低い濃度の抗原を検出しようとする場合にも有効である。
【００３３】
以下では、さらに具体的に免疫学的検出のために本発明の微細流動装置に使われる磁性ビードを製造する方法の一例を簡略に説明する。
【００３４】
−磁性ナノ粒子の製造
２０ｍｌの０．４Ｍ  ＦｅＣｌ２，０．２５Ｍ  ＦｅＣｌ３溶液を準備した後、常温で３０分間攪拌してよく混ぜる。これに２０ｍｌの５Ｍ  ＮａＯＨ溶液を徐々に添加しつつ１０分間攪拌し、磁性粒子を形成する。磁性粒子を蒸溜水で中性となるまで洗浄する。磁性粒子は、８０℃で完全に乾燥後、乾燥重量を決定する。
【００３５】
−磁性アガロースビードの製造
４ｇのアガロースを１００ｍｌの蒸溜水に入れた後、電子レンジで完全に溶かして４ｇの磁性粒子を添加した後、均一に混ぜるようによく攪拌する。５ｇのエチルセルロースを１００ｍｌのトルエンに溶かした後、６０℃で攪拌しつつ２時間以上で完全に溶かし、前記で準備したアガロース溶液を徐々に入れた後に３０分間攪拌する。温度を徐々に２５℃まで低め、１００％エチルアルコールで２回、７０％エチルアルコールで２回洗浄後、蒸溜水で数回洗浄する。
【００３６】
生成されたビードのサイズは、顕微鏡を利用して確認する。前記した方法で製造したアガロースのビードのサイズは、約１０ないし５０μｍの直径を有する。
【００３７】
−磁性アガロースビードのクロスリンキング及び活性化
１００ｍｌのアガロースビードを１００ｍｌの０．５Ｎ水酸化ナトリウムに入れ、ここに１０ｍｌの１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテルまたはエピクロルヒドリンを添加した後、２５℃で８時間攪拌して反応させる。５Ｌの蒸溜水で洗浄後、ビードに導入されたエポキシ基の分子数を３Ｍ  Ｎａ２Ｓ２Ｏ３溶液で解離されて生成されるエポキシ分子のＨＣｌ滴定法で確認して４℃に保管する。
【００３８】
−抗体のコンジュゲーション
前記方法で製造したエポキシ活性の磁性アガロースビードに抗体をコンジュゲーションする方法は、次の通りである。５０ｍＭ炭酸ナトリウムバッファ（ｐＨ９．０）に数回洗浄したビードに０．１ないし１ｍｇ／ｍｌ（５０ｍＭ炭酸ナトリウムバッファ）の濃度で希釈した抗体を混ぜた後、４℃で１６時間以上反応させる。ビードに結合した抗体の量は、反応溶液に残っている抗体の量をブラッドフォード方法で蛋白質定量を通じて求めた後に換算する。反応が終わったビードを５０ｍＭ炭酸ナトリウムバッファで数回洗浄した後、１Ｍグリシン溶液で１２時間処理して抗体がつかない未反応活性基を除去する。ビードをＰＢＳで数回洗浄して中性化した後、４℃で保管する。ビードに結合した抗体の活性は、抗原をコーティングしたプレートを利用してＥＬＩＳＡ方法で確認する。
【００３９】
図６は、本発明の実施形態によるＣＤ型微細流動装置を利用して磁性ビードをパッキングする過程を経時的に示す連続写真である。写真の右側は、本発明による磁性ビードパッキングユニットを備えた微細流動装置であり、左側は、本発明との比較のために磁石を除外させた装置である。各写真の最右上端に表示された数字は、経過された時間を秒単位で表示したものである。
【００４０】
まず、前記のように準備された磁性ビードと試料液とを試料液チャンバーに注入して混合する。ＣＤ型微細流動装置の回転板を回転させつつ、試料液チャンバーの出口と連結された弁を開放する。磁性ビードが混合された試料液は、微細流動チャンネルを通過する中で前記屈曲部に達し、ここで、磁性ビードは、磁気力及び遠心力により前記屈曲部内にパッキングされ、残りの試料液ウエストは、ウエストチャンバーに抜け出る。３秒以後に、磁石に隣接した前記屈曲部に磁性ビードがパッキングされている形態を明確に見ることができる。
【００４１】
図７は、本発明の実施形態によるＣＤ型微細流動装置を利用して免疫学的検出を行う過程を経時的に示す連続写真である。試料液チャンバーに抗原を含む試料液を注入し、ここに準備された磁性ビードを混合する（図７左上の３図参照）。混合作業は、微細流動装置の回転板を両方向に数回反復して回転させることによって行われうる。本実施形態では、１２０ｒｐｍの回転数で時計回り方向及び逆時計回り方向に１００秒間反復して回転させた。一方、試料液にあらかじめ前記磁性ビードを混合した状態で前記試料液チャンバーに注入することもできることはいうまでもない。
【００４２】
次いで、磁性ビードが混合された試料液を、微細流動チャンネルを通じて移動させる（図７右上の２図参照）。移動作業も、遠心力により行われうる。本実施形態では、いずれか一つの方向に９００ｒｐｍの回転数で１０秒間回転させた。磁性ビードが混合された試料液が図７に示したように、前記微細流動チャンネルを通過して移動し、その過程で屈曲部に磁性ビードがパッキングされる。
【００４３】
次いで、前記試料液チャンバーにバッファ液を入れ、前記のような方法でバッファ液を遠心力により移動させつつパッキングされた磁性ビードを洗浄できる（図７左下の図参照）。本実施形態では、回転板を６００ｒｐｍの回転数で回転させつつ、３０秒間１００μｌのバッファ液を利用して洗浄した。次いで、前記洗浄作業のような方法で免疫反応の検出のための基質２０μｌを入れてパッキングされた磁性ビードの表面に付着させうる（図７右下の図参照）。前記基質の種類に応じて蛍光、色素または放射性同位元素の測定などの方法で免疫反応を検出できる。免疫反応の定量的な検出も可能であることはいうまでもない。
【００４４】
以上、本発明による望ましい実施形態が説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、免疫学的検出関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明による微細流動装置の実施形態を示す平面図であって、磁性ビードパッキング前の状態を示す図面である。
【図１Ｂ】本発明による微細流動装置の実施形態を示す平面図であって、磁性ビードパッキング後の状態を示す図面である。
【図２】図１Ａ及び図１Ｂに示した構成についての理解を助けるための３次元イメージである。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】本発明の微細流動装置を利用した免疫学的検出の実行に使われる磁性ビードの例を示す顕微鏡写真である。
【図５】本発明の微細流動装置を利用した免疫学的検出の実行に使われる磁性ビードの例を示す顕微鏡写真である。
【図６】本発明の実施形態による微細流動装置を利用して磁性ビードをパッキングする過程を経時的に示す連続写真である。
【図７】本発明の実施形態による微細流動装置を利用して免疫学的検出を行う過程を経時的に示す連続写真である。
【符号の説明】
【００４７】
１４    ウエスト
１５    磁性ビード
３０    磁性ビードパッキングユニット
３１    入口
３２    出口
４０    磁石
１００    回転板
１１０    試料液チャンバー
１２０    弁
１３０    微細流動チャンネル
１３５    屈曲部
１３６    ボトルネック部
１５０    ウエストチャンバー
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2008058302.tif 000004
【図３】
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【図２】
2008058302.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008058302.tif 000008
【図６】
2008058302.tif 000009
【図７】
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