(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極に交流を印加する生物学的特異的反応物質測定チップであり、少なくとも２つの基板と、前記基板間に配置されるスペーサと、前記基板と前記スペーサにより構成される中空形状で両端に開口端を有した少なくとも１つの流路と、前記流路の一方の開口端に接続され、かつ、前記開口端とは独立した、試料を点着される試料点着部と、電場を印加するための対向電極とを備え、前記試料点着部が、四角形、円形、楕円形または扇形であることを特徴とする測定チップ。
【請求項２】
前記試料点着部において、前記試料点着部の一方の開放端と前記流路の一方の開口端が成す角度Ａが９０°＜Ａ≦１８０°であり、前記試料点着部の他方の開放端が成す角度Ｂが０°＜Ｂ＜９０°以下で規定されることを特徴とする請求項１記載の測定チップ。
【請求項３】
前記試料点着部の形状が四角形であり、開放部と流路とに接する対角を成すそれぞれの頂点が開放端であることを特徴とする請求項２記載の測定チップ。
【請求項４】
前記試料点着部の形状が円形であり、円と直線が交差する２点が開放端であることを特徴とする請求項２記載の測定チップ。
【請求項５】
前記試料点着部の形状が楕円形であり、楕円の外周と楕円の少なくとも長軸または短軸が交差する２点が開放端であることを特徴とする請求項２記載の測定チップ。
【請求項６】
前記試料点着部の形状が扇形であり、扇の２辺から成る頂点と、扇の円弧と扇の２辺から成る頂点を通る直線が前記扇の円弧と交差する点の２点が開放端であることを特徴とする請求項２記載の測定チップ。
【請求項７】
前記試料点着部において、前記流路と接続していない開放端の幅が連結されない、または前記流路の幅と前記試料点着部との幅が同じ幅とならないことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の測定チップ。
【請求項８】
前記スペーサは疎水性処理されていることを特徴とする請求項１記載の測定チップ。
【請求項９】
請求項１記載のデバイス構造が、１つのチップの中に１つ配置されていることを特徴とする請求項１記載の測定チップ。
【請求項１０】
請求項１に記載の測定チップを１つの測定チップの中に少なくもと２個以上備えることを特徴とする請求項１記載の測定チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料液中の生物学的特異的反応物質を、生物学的特異的凝集反応を用いて測定または検出する測定チップ、および測定チップの試料点着部の形状に関し、特に免疫凝集反応における、微小量の試料液を容易に、且つ正確に測定チップに点着することができ、さらに試料液の液流れを防ぐことができ、検体試料のコンタミネーションを防ぐことが可能な測定チップの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体試料中の被検査物質を検出するために、被検査物質に対して特異的に結合することが可能な抗体を利用する方法は従来、数多く考案されている。そのひとつに、抗原抗体反応によって生じた免疫凝集物を光学的に検出する方法がある。
【０００３】
この方法では、まず、被検査物質を含む液体試料に被検査物質に特異的に結合することが可能な抗体を一定量加えて、凝集物を形成させる。次に、凝集物に光を照射すると、光は凝集物に当たって散乱する為に、液体試料を透過する光量が変化する。光量の変化は、透過光、反射光、散乱光のいずれかを測定することにより知ることができる。
【０００４】
一般に透過光を測定する方法が免疫比濁法であり、散乱光を検出する方法が免疫比朧法として区別されているが、凝集物による光の散乱の影響を観察するという点では同じ検出原理であると言える。凝集物の量は、被検査物質の濃度に比例して変化するので、透過光、反射光、散乱光のいずれかを測定すれば、被検査物質の濃度を求めることが可能である。
【０００５】
この方法について感度をさらに向上させる方法がラテックス凝集法である。前述の方法において、抗体をラテックスに結合させておくと、被検査物質と抗体が結合することによって、ラテックス粒子の凝集物が形成される。ラテックス粒子の凝集物は、抗原抗体反応性物質の凝集物よりもはるかに光の散乱が大きいので、より高感度な検出が可能である。
【０００６】
ラテックス凝集法をさらに高感度化させる方法が、特許文献１により開示されている。図７から図１０を用いて、文献１に開示されている測定装置および測定方法について説明する。図７は、反応用チップの断面図、図８は、反応測定装置のブロック図、図９および図１０は、反応用チップの電極部分の拡大図である。スライドグラス１、２に、厚さ０．０２ｍｍの電極３、４が、電極間距離が０．５ｍｍになるように挟み込まれている。ラテックス粒子２０は、スライドグラス１、２および電極３、４で囲まれた流路１４に懸濁液として分散されている。電極３、４に、交流電源供給装置５を用いて交流電圧を印加し、上記反応系に電場を印加することによって、ラテックス粒子２０がパールチェーンと呼ばれる直線的に並ぶ現象を起こす（１９）。
【０００７】
その後、電場を停止すると直線的に並んでいたラテックス粒子２０は再び分散する。パールチェーン化の際に抗原抗体反応性物質が存在すると、電場を停止後もラテックス粒子２０の再分散が起こらず、パールチェーン化した粒子の存在がなおも認められる。したがって、電場を停止後も再分散しない、すなわち抗原抗体凝集反応に関与しているラテックス粒子２０を、顕微鏡７、ＣＣＤカメラ８、画像処理ボード９、パーソナルコンピュータ１０より成る画像処理装置により、ラテックス粒子２０の凝集状態を測定して、抗原抗体反応性物質の存在を検出又は測定する。
【特許文献１】特開平７−８３９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上述した測定チップでは、チップ構成として独立した試料点着構造がなく、基板となるスライドガラスの１辺と電極の開口端が揃って試料点着部が平滑構造を形成し、直接流路に試料液を点着することとなり、試料を点着することが困難であるという問題点がある。また、点着した試料液が点着部の壁を伝って流れ出すことによって、一定量の試料液が流路に流入しないこと、また電圧を印加したときに電極の開口端で試料液が反応を起こすことで発熱し測定に支障をきたすことなどの問題点もある。さらに、１つの測定チップに流路が複数ある場合では、点着した試料液が点着部の壁を伝って流れ出すことによって、隣り合う流路間で試料液のコンタミネーションが起こり、正確な測定が出来ない課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、試料液中の生物学的特異的反応物質を、生物学的特異的凝集反応を用いて測定または検出する測定チップ、および測定チップの試料点着部の形状に関し、特に免疫凝集反応を利用して、微小量の試料中の被検査物質を迅速、簡便かつ高精度に測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の測定チップは電極に交流を印加する生物学的特異的反応物質測定チップであり、少なくとも２つの基板と、前記基板間に配置されるスペーサと、前記基板と前記スペーサにより構成される中空形状で両端に開口端を有した少なくとも１つの流路と、前記流路の一方の開口端に接続され、かつ、前記開口端とは独立した、試料を点着される試料点着部と、電場を印加するための対向電極とを備え、前記試料点着部が、四角形、円形、楕円形または扇形である。
【００１１】
本構成により、免疫凝集反応における、微小量の試料液を容易に、且つ正確に測定チップに点着することができ、さらに試料液の液流れを防ぐことができ、検体試料のコンタミネーションを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、免疫凝集反応における、微小量の試料液を容易に、且つ正確に測定チップに点着することができ、さらに試料液の液流れを防ぐことができ、検体試料のコンタミネーションを防ぐことが可能な測定チップを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
まず、図１を用いて本発明の反応チップについて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す反応チップの断面図である。本発明の反応チップは、電極間距離〜５００μｍである対向電極１５が形成されたガラス基板１１ともう１つのガラス基板１２を、厚みが７〜１０μｍのスペーサ１３を挟んで対向させて配置し、試料液が流れる流路１４を形成している。流路１４の両端はどちらも開口端となっている。
【００１５】
対向電極１５の材料としては、導電性を有するものであれば特に指定されるものでなく、例えば金、銀、銅などの無機物質が挙げられる。ガラス基板１２上への対向電極１５の形成方法は、スパッタ法、印刷法、ディップコート法などが選択できるが、特に限定されるものではない。
【００１６】
対向電極１５は平行なパターンを有するものであれば良く、図２に示すように、外部装置と接続するための端子部が形成されていればよい。端子部は、外部装置と接続が可能な形状であれば良く、図２に示す形状に限定されるものではない。
【００１７】
スペーサ１３は、流路１４を形成し、かつ試料液を注入した場合に、試料液が漏れ出ることを防ぐことを目的とし、さらに図２に示すように、試料点着部１６を形成させることを目的としたもので、特に材料及び形成方法を限定されるものではないが、例えば、所定の形状に抜き取った粘着性の両面シートを挟み込むように、ガラス基板１１とガラス基板１２を張り合わせることによって形成される。
【００１８】
前記試料点着部分１６は、図２に示すように四角形の形状で、少なくとも２箇所の開放端を有し、片方の開放端が流路１４の片方の開口端と接続した構造を形成し、特に図２に示す四角形の形状に限定されるものではなく、試料点着部の形状は少なくとも四角形、または円形、または楕円形、または扇形の形状であることが好ましい。
【００１９】
従来の測定チップは図７、及び図８に示すようにチップ構成として独立した試料点着構造がなく、ガラス基板１、２の１辺と電極の開口端が揃って試料点着部が平滑構造を形成し、直接流路に試料液を点着することとなり、試料を点着することが困難であるという問題点がある。
【００２０】
また、点着した試料液が点着部の壁を伝って流れ出すことによって、一定量の試料液が流路に流入しないこと、また電圧を印加したときに電極の開口端で試料液が反応を起こすことで発熱し測定に支障をきたすことなどの問題点もある。さらに、１つの測定チップに流路が複数ある場合では、点着した試料液が点着部の壁を伝って流れ出すことによって、隣り合う流路間で試料液のコンタミネーションが起こり、正確な測定が出来ない課題がある。
【００２１】
これら上記の課題を解決するために、図３に生物学的特異的反応物質の測定チップの一形態を示す平面図を示す。図中の円破線を拡大したものを四角破線で示す枠内に記載した。枠内にそれぞれ角度Ａと角度Ｂとを記載した。
【００２２】
図３に示すように試料点着部１６のどちらか一方の開放端と接続される流路１４が成す２つの角度Ａ１７が９０°〜１８０°（９０°を含まない、つまり上カバーガラス基板１１とスペーサ１３とにより構成され、スペーサ１３に接する流路1４と点着部１６とが同じ位置につらあわせされている場合を除く）で、且つ試料点着部の片方の開口端が成す２つの角度Ｂ１８が９０°以下になるように、四角形の形状にスペーサを切り抜いて形成された構造となっている。
【００２３】
試料点着部１６の形状は、例えば、正方形、長方形、菱形、台形、平行四辺形でも良く、上記の角度Ａ１７と角度Ｂ１８によって規定される四角形であればどのような形でも良い。また、試料点着部１６と流路１４が接続していない試料点着部の開放端の幅は、点着部の開放端を成さない２つの頂点の対角線の長さを最大として、流路と接続していない開放端の幅は連結されない、または流路の幅と試料点着部との幅が同じ幅とならないこと、つまり０μｍ〜開放端を成さない２つの頂点の対角線長であることが好ましい。
【００２４】
上記形態のチップを用いて、ラテックス粒子を含む試料液を点着した結果、試料液はスペーサの壁を伝わることなく、流路に注入されることが確認できた。
【００２５】
（実施の形態２）
本実施の形態を表す測定チップの平面図を図４に示す。
【００２６】
図４は、チップの構成等は実施の形態１で示した図２とほぼ同じであるが、試料点着部１６の形状が異なっている。
【００２７】
図４に示すように試料点着部１６のどちらか一方の開放端と接続される流路１４が成す２つの角度Ａ１７が９０°から１８０°（９０°は含まない）、且つ試料点着部の片方の開口端が成す２つの角度Ｂ１８が９０°以下になるように、円形の形状にスペーサを切り抜いて形成された構造となっている。
【００２８】
試料点着部１６の形状は、上記の角度Ａ１７と角度Ｂ１８によって規定される円形であればどのような形でも良い。また、２つの開放端の位置関係は、円と円の直径が交差する２点を開放端とし、さらに試料点着部１６の流路１４と接続していない開放端の幅は、形成された試料点着部１６の円の直径の長さを最大として、０から円の直径長であることが好ましい。
【００２９】
上記形態のチップを用いて、ラテックス粒子を含む試料液を点着した結果、試料液はスペーサの壁を伝わることなく、流路に注入されることが確認できた。
【００３０】
（実施の形態３）
本実施の形態を表す測定チップの平面図を図５に示す。図５は、チップの構成等は実施の形態１で示した図２とほぼ同じであるが、試料点着部１６の形状が異なっている。
【００３１】
図５に示すように試料点着部１６のどちらか一方の開放端と接続される流路１４が成す２つの角度Ａ１７が９０°〜１８０°（９０°を含まない）、且つ試料点着部の片方の開口端が成す２つの角度Ｂ１８が９０度以下になるように、楕円形の形状にスペーサを切り抜いて形成された構造となっている。
【００３２】
試料点着部１６の形状は、上記の角度Ａ１７と角度Ｂ１８によって規定される楕円形であればどのような形でも良い。また、開放端の位置関係は、楕円と長軸、もしくは短軸が交差する２点を開放端とし、さらに試料点着部１６の流路１４と接続していない開放端の幅は、形成された点着部の楕円の長軸、もしくは短軸の長さを最大として、０から楕円の長軸長、又は０から楕円の短軸長であることが好ましい。
【００３３】
上記形態のチップを用いて、ラテックス粒子を含む試料液を点着した結果、試料液はスペーサの壁を伝わることなく、流路に注入されることが確認できた。
【００３４】
（実施の形態４）
本実施の形態を表す測定チップの平面図を図６に示す。
【００３５】
図６は、チップの構成等は実施の形態１で示した図１とほぼ同じであるが、試料点着部１６の形状が異なっている。図６に示すように試料点着部１６のどちらか一方の開放端と接続される流路１４が成す２つの角度Ａ１７が９０°〜１８０°（９０°を含まない）、且つ試料点着部の片方の開口端が成す２つの角度Ｂ１８が９０°以下になるように、扇形の形状にスペーサを切り抜いて形成された構造となっている。
【００３６】
試料点着部１６の形状は、上記の角度Ａ１７と角度Ｂ１８によって規定される扇形であればどのような形でも良い。また、開放端の位置関係は、扇の２辺から成る頂点と、扇の円弧と扇の２辺から成る頂点を通る直線が交差する点の２点を開放端とし、さらに試料点着部１６の流路１４と接続していない開放端の幅は、形成された点着部の扇の２辺と円弧が交わる２点間の長さを最大として、０μｍ〜扇の２辺と円弧が交わる２点間の長さであることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかる測定チップは、免疫凝集反応における、微小量の試料液を容易に、且つ正確に測定チップに点着することができ、さらに試料液の液流れを防ぐことができ、検体試料のコンタミネーションを防ぐことが可能となり、生物学的特異的凝集反応を用いて測定または検出する測定チップ、特に免疫凝集反応における、微小量の試料液を容易に、且つ正確に測定する測定チップ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施の形態１の生物学的特異的反応物質の測定チップの一形態を示す断面図
【図２】実施の形態１の生物学的特異的反応物質の測定チップの一形態を示す斜視図
【図３】実施の形態１の生物学的特異的反応物質の測定チップの一形態を示す平面図
【図４】実施の形態２の生物学的特異的反応物質の測定チップの一形態を示す平面図
【図５】実施の形態３の生物学的特異的反応物質の測定チップの一形態を示す平面図
【図６】実施の形態４の生物学的特異的反応物質の測定チップの一形態を示す平面図
【図７】従来例の生物学的特異的反応チップの断面図
【図８】来例の生物学的特異的反応物質の存在を検出又は測定するシステムのブロック図
【図９】従来例の電圧印加時の生物学的特異的反応チップ電極部分の拡大図
【図１０】従来例の電圧停止時の生物学的特異的反応チップ電極部分の拡大図
【符号の説明】
【００３９】
１，２    スライドグラス
３，４    電極
５    交流電源供給装置
６    オシロスコープ
７    蛍光顕微鏡
８    ＣＣＤカメラ
９    画像処理ボード
１０    パーソナルコンピュータ
１１    上カバーガラス基板
１２    ガラス基板
１３    スペーサ
１４    流路
１５    対向電極
１６    試料点着部
１７    角度Ａ
１８    角度Ｂ
１９    パールチェーン
２０    ラテックス粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004985347.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004985347.tif 000011