JPH06222060A - フローセル - Google Patents

フローセル

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JPH06222060A
JPH06222060A JP3133093A JP3133093A JPH06222060A JP H06222060 A JPH06222060 A JP H06222060A JP 3133093 A JP3133093 A JP 3133093A JP 3133093 A JP3133093 A JP 3133093A JP H06222060 A JPH06222060 A JP H06222060A
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JP
Japan
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carrier
liquid
flow
flow cell
liquid reservoir
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Pending
Application number
JP3133093A
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English (en)
Inventor
Toshiichi Onishi
敏一 大西
Takeshi Miyazaki
健 宮崎
Kazusane Tanaka
和實 田中
Matsuomi Nishimura
松臣 西村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流通部が閉塞することのないフローセルを提
供する。 【構成】 フローセル1は基板2、4と中間体3が接着
されて形成され、中間体3には一方の液溜部5aと除去
部6と流通部7が形成され、基板4には液溜部5aと連
通する液溜部5bが形成されている。除去部6の壁3a
と壁4aとの間隔は、液溜部5a側で最大、流通部7側
で最小となるように形成され、この間に流入した固形物
は捕捉されて担体のみが流通部7へ流れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料液中に含有される
分析対象物、特に核酸、抗原、抗体等の生体関連の微量
物質を、これらと選択的に結合する物質を坦持する担体
を用いて分析するフローセルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、生体関連の微量物質を分析するた
めには、例えば「検査と技術vol6 NO.7,1988」に開示さ
れているようなRIA(放射性免疫測定法)、EIA
(酵素免疫測定法)、FIA(蛍光免疫測定法)等が利
用されている。ここでは、試料液中の微量物質と選択的
に結合する試薬をフィルタやラテックス粒子、ガラスビ
ーズ等の固体材料に坦持させ、その試薬に微量物質を結
合させた結合体を放射性的、光学的、電気的に検出する
ようになっている。このような固体材料は一般に担体と
呼ばれ、微量物質を分析する速度や感度は、担体が微量
物質と結合する速さや量に左右される。従って、担体に
は反応面積つまり比表面積が大きく、反応時の運動能力
つまり撹伴が良好なラテックス粒子等が主に使用されて
いる。
【0003】このような結合体を検出するためには、微
細な流通部を有するフローセルが使用される。特に光学
的な検出では、検出用の光をフローセルに集光させるこ
とができるため、高い検出感度が得られる。なお、結合
体の検出に際しては酵素活性の検出、放射線量の検出、
吸収・発光等の光学的検出等のために放射性同位元素、
色素、酵素等で標識された試薬が使用されることによ
り、結合体が標識されて検出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例では、フローセルの流通部の内径よりも大きい固
形物、担体の凝集体等が試料液に含まれると、これらに
よって流通部が閉塞されて担体が流れなくなり、或いは
流通部内の流れが乱れて測定誤差が大きくなるという問
題がある。
【0005】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、流通部が閉塞することのないフローセルを提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係るフローセルは、試料液中の分析対象物
と結合する物質を坦持させた担体によって前記分析対象
物を検出するフローセルであって、前記試料液と前記担
体とを少なくとも含む反応液を受容する液溜部と、前記
担体を流す流通部とを有し、前記流通部の横断面の最大
内接円の直径よりも大きな直径を有する前記反応液中の
固形物を除去する除去手段を前記液溜部と前記流通部と
の間に設けたことを特徴とする。
【0007】
【作用】上述の構成を有する本発明に係るフローセル
は、反応液を受容する液溜部と、担体を流す流通部とを
有し、流通部の断面の最大内接円の直径よりも大きい固
形物を除去する除去手段を液溜部と流通部との間に設け
ることにより、反応液中の固形物を除去手段により除去
して担体のみを流通部へ流す。
【0008】
【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図1は第1の実施例の断面図であり、フローセル
1は最下層に基板2、中間層に中間体3、最上層に基板
4が接着されて成形されており、これらの基板2、中間
体3、基板4は透明材料によって製作されている。中間
体3には反応液を受容するための一方の液溜部5aと、
反応液中の固形物を除去するための除去部6と、担体を
流すための流通部7が順次に形成され、基板4には液溜
部5aと連通する液溜部5bが形成されている。このよ
うな液溜部5aと液溜部5bとにより、反応液を収容す
るための液溜部5が形成されている。流通部7の流出口
にはOリング8を介して吸引管9が取り付けられ、吸引
管9に図示しない吸引ポンプが接続されることにより、
担体が吸引ポンプにより吸引されて流通部7を流れるよ
うになっている。流通部7の上部には、例えば波長が4
88nmで出力が15mWのアルゴンレーザー装置10
がレンズ11を介して配置され、レーザー光が流通部7
に約15μmの径でスポット状に照射されるようになっ
ている。担体によって散乱された散乱光の進行方向には
レンズ12、干渉フィルタ13、光電子増倍管14が配
置されている。
【0009】レーザー光を流通部7に照射すると、担体
による散乱光はレンズ12で集光され、干渉フィルタ1
3でレーザー光が除去された後に、光電子増倍管14で
受光され、担体上の標識・色素から蛍光が測定されるよ
うになっている。
【0010】図2に示すように、中間体3は紫外線硬化
樹脂から圧縮成形法により形成され、除去部6の深さは
液溜部5a側で約500μm、流通部7側で約10μm
とされ、流通部7は中間体3の表面に形成されている。
基板2は厚さが2mmのガラスとされ、中間体3の下に
接着される。基板4は図3に示すように厚さが2mmの
ガラスとされ、中間体3の上に接着される。このように
形成された流通部7の断面の大きさは10μm角、長さ
は20mmとされ、液溜部5の広さは5mm角、深さは
約2.5mmとされ、容量はマイクロピぺット等で反応
液Lを扱うことができる0.1〜1000μリットル程
度とされている。
【0011】液溜部5は試料液、担体、標識試薬等を含
む反応液を受容するものであるが、試料液、担体等の反
応槽としての機能や、反応液の希釈槽としての機能を備
えることもでき、機能に応じては複数の液溜部5を備え
ることもできる。
【0012】除去部6は図4〜図6の原理説明図に示す
ように、一方の壁3aと他方の壁4aの間の間隔がA方
向からB方向へ一様に減少するように楔形に形成されて
いる。流通部7側の間隔DBは、担体Fの径Rよりも大き
く径Rの2倍よりも小さくされ、液溜部5側の間隔DAは
凝集体G、固形物H等が通ることができるように流通部
7側の間隔DBの数倍〜数100倍程度とされている。こ
のような除去部6に試料液や担体Fを含む反応液Lが方
向Aから方向Bに流されると、単一の担体Fは方向Bに
流れるが、凝集体Gや固形物Hはその大きさによって途
中で捕捉され、流通部7に流入することがなくなる。な
お、除去部6の両端部の開口の幅は、液溜部5側で流通
部7より狭くしても、或いはその逆にしてもよい。
【0013】流通部7は担体Fを流すための細長い流路
とされ、ここに流れる担体Fを流通部7の一部で光学的
に測定することにより、試料液中の分析対象物を検出で
きるようになっている。流通部7の断面形状は担体Fの
径Rにより異なるが、ここでは円形又は正方形としてい
る。流通部7の大きさは、固形物Hや凝集体Gが流入す
ることを防止するために、担体Fの径Rよりも大きく、
担体Fの径Rの2倍より小さくする必要がある。流通部
7の長さは短か過ぎると流出入口が近接して担体Fの流
れに乱れが生じて光学部材の配置が難しくなってしま
い、長過ぎると流通部7の内壁と反応液Lとの抵抗が大
きくなって、反応液Lを流すために大きな駆動力が必要
となる。従って、流通部7の長さは5〜50mm程度が
好適である。
【0014】このような構成によるフローセル1を用い
て分析対象物を分析するためには、例えばヒトCRP抗
体(IgG分画)を物理的に吸着させた径Rが7μmの
ポリスチレン粒子を担体Fとし、この分散液(粒子濃度
109 個/mリットル)100μリットルと分析対象物
を含む試料液500μリットルを5mリットルの容器内
で混合し、この混合液を37℃で30分間反応させる。
次に、反応液L中の担体Fを遠心分離法により沈降さ
せ、その上澄液を除去する。また、蛍光標識試薬である
FITC標識をヒトCRP抗体が0.2mg/mリット
ルの濃度になるように、pH7.2の燐酸塩緩衝液−生
理食塩水つまり洗浄液に溶融した試薬1mリットルを加
え、37℃で30分間撹拌反応させ、遠心分離法を用い
て上澄液のみ除去する。更に、洗浄工程として洗浄液を
4mリットル加えて撹拌し、再び遠心分離法を用いて上
澄を除去し、この洗浄工程を3度繰り返す。最後に、洗
浄液を500μリットル加えて担体Fを十分に分散させ
る。
【0015】このように適当に希釈した分散液を、液溜
部5に50μリットルだけ滴下し、流通部7を通過させ
て担体Fを測定すると、蛍光が観測できると共に、除去
部6の存在により流通部7が閉塞することがない。
【0016】図7は第2の実施例の斜視図であり、ここ
では第1の実施例の除去部6の壁面3aには段部3bが
数段階に形成されている。
【0017】上述した第1及び第2の実施例において、
フローセル1は流通部7で担体Fを光学的に測定でき、
かつ微細構造を容易に成形加工できるように無色透明な
ガラスや高分子材料等から形成しているが、特に熱可塑
性、熱硬化性、光硬化性等を有する種々の高分子材料か
ら射出成形、圧縮成形等を組合わせて形成すれば、低コ
ストで多量に形成することができる。また、シリコン等
の半導体材料の微細加工技術によっても形成でき、ガラ
スと高分子材料を組合わせても形成できる。また、反応
液Lの媒体と親和性の良い物質をフローセル1の内壁表
面に被覆すると、反応液Lがフローセル1内に侵入し易
くなる。このような被覆材には、例えば反応液Lの媒体
が水である場合には親水性物質、界面活性剤、メチルセ
ルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルア
ルコール、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子を用い
ることができる。更に、除去部6にはメッシュ、紙、或
いはガラスから成るフィルタ等を用いることもできる
が、本実施例では除去部6の壁3aと壁4aの間隔を液
溜部5側から流通部7側に向けて徐々に狭くすることに
よりそれらの役目を持たせている。このような除去部6
はフローセル1を作成する際に作り込むことができるた
め、作成した後にメッシュやフィルタのような除去部6
を装着する場合に比べて手間が少なく、コストが低くな
る。
【0018】なお、反応液Lを流通部7に流すための手
段として、実施例のように流通部7の流出口から反応液
Lを吸引するため吸引ポンプか、或いは液溜部5に注入
した反応液Lを加圧するための加圧ポンプが使用でき
る。また、例えば圧電素子を用いた電歪力や進行波を利
用して反応液Lを動かすような微小なポンプをフローセ
ル1内に内在させたり、流通部7の流入口の近傍に微小
なポンプを設けることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るフロー
セルは、除去手段によって試料液中の固形物を除去でき
るため、流通部が閉塞することがなくなり、担体が安定
して流れて、測定を良好に行うことができる。また、製
作する際に除去手段を同時に作り込めば、個別の除去手
段を装着する手間が不要になりコストが低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の断面図である。
【図2】拡大斜視図である。
【図3】拡大斜視図である。
【図4】除去手段の原理を説明図である。
【図5】除去手段の原理を説明図である。
【図6】除去手段の原理を説明図である。
【図7】第2の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
1 フローセル 2、4 基板 3 中間体 5、5a、5b 液溜部 6 除去部 7 流通部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 松臣 東京都大田区下丸子三丁目目30番2号 キ ヤノン株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料液中の分析対象物と結合する物質を
    坦持させた担体によって前記分析対象物を検出するフロ
    ーセルであって、前記試料液と前記担体とを少なくとも
    含む反応液を受容する液溜部と、前記担体を流す流通部
    とを有し、前記流通部の横断面の最大内接円の直径より
    も大きな直径を有する前記反応液中の固形物を除去する
    除去手段を前記液溜部と前記流通部との間に設けたこと
    を特徴とするフローセル。
  2. 【請求項2】 前記除去手段は前記液溜部側から前記流
    通部側に向けて一様又は段階的に縮径する空間とする請
    求項1に記載のフローセル。
JP3133093A 1993-01-27 1993-01-27 フローセル Pending JPH06222060A (ja)

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