JPH11223596A - Reagent mixing device - Google Patents

Reagent mixing device

Info

Publication number
JPH11223596A
JPH11223596A JP2419698A JP2419698A JPH11223596A JP H11223596 A JPH11223596 A JP H11223596A JP 2419698 A JP2419698 A JP 2419698A JP 2419698 A JP2419698 A JP 2419698A JP H11223596 A JPH11223596 A JP H11223596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
flow
cell
flow path
sectional area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2419698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Tomita
裕之 富田
Yuji Miyahara
裕二 宮原
Tomoharu Kajiyama
智晴 梶山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2419698A priority Critical patent/JPH11223596A/en
Publication of JPH11223596A publication Critical patent/JPH11223596A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】機械動作の複雑な分析装置、特に、並列処理型
分析装置の動作における無駄をなくして、装置動作の安
定性を向上させ、かつ、1サンプル時間を短縮するフロ
ースルーセル及びそれを含む流路系を提供する。 【解決手段】試料流路の一部の(1)内径を細くし、そ
の内径の細い部分を(2)枝分かれにし、(3)枝分か
れした一端を混合したい溶液、例えば洗浄液の格納容器
と結合する。この内径を細くする理由は、ベルヌーイの
法則を利用して、混合溶液を、試料流路に導入するため
である。
(57) [Summary] A flow for improving the stability of the operation of an analyzer with a complicated machine operation, particularly the parallel processing type analyzer, eliminating waste in the operation, and shortening one sample time. A through cell and a channel system including the same are provided. A part (1) of the sample flow path is made thinner, the narrow part of the inner diameter is made (2) branched, and (3) one end of the branched part is connected to a storage container of a solution to be mixed, for example, a washing liquid. . The reason for reducing the inner diameter is to introduce the mixed solution into the sample flow channel using Bernoulli's law.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は微細流路中の流体に
他の流体を混合する装置に係り、特に試料溶液中の極微
量物質を定量するためのフロースルーセル、及びこれを
用いた分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for mixing a fluid in a fine channel with another fluid, and more particularly to a flow-through cell for quantifying trace substances in a sample solution, and an analysis using the same. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】免疫分析の分野では、試料中の極微量
(10-14mol・dm-3以下)の測定対象の濃度を、発光ラ
ベルを利用して測定する分析法として、蛍光法,化学発
光法(Chemiluminescence法,CL法)、及び電気化学
発光法 (Electrochemiluminescenc
e法,ECL法)があり、広く利用されている。蛍光法
では光励起により試料から発する発光を検出し、CL法
では酸化剤等の触媒の存在下で試料から発する発光を検
出し、ECL法では試料の電圧を印加した時に試料から
発する発光を検出する。これらの各方法では、ホルモ
ン,腫瘍マーカー,薬剤,DNA分子等の測定対象物質
に抗原抗体反応により発光試薬を結合して、発光試薬に
由来する発光を定量するが、中でもECL法は原理的に
検出感度が高い。ECL法では、測定対象試料に電極を
接触させる必要があり、一般にフロースルーセル内に試
料を流しながら測定を行う。本願明細書の以下の記載で
は、このセルをECLフロースルーセルと呼び、ECL
フロースルーセルで測定する試料をECLサンプルと呼
ぶ。
2. Description of the Related Art In the field of immunoassay, a fluorescent method, a chemical method, and the like are used as analytical methods for measuring the concentration of a very small amount (10 −14 mol · dm −3 or less) of a sample in a sample using a luminescent label. Luminescence method (Chemiluminescence method, CL method) and electrochemiluminescence method (Electrochemiluminescenc)
e method and ECL method), which are widely used. The fluorescence method detects light emission from the sample due to light excitation, the CL method detects light emission from the sample in the presence of a catalyst such as an oxidizing agent, and the ECL method detects light emission from the sample when a voltage is applied to the sample. . In each of these methods, a luminescent reagent is bound to a substance to be measured such as a hormone, a tumor marker, a drug, or a DNA molecule by an antigen-antibody reaction, and the luminescence derived from the luminescent reagent is quantified. High detection sensitivity. In the ECL method, an electrode needs to be brought into contact with a sample to be measured, and measurement is generally performed while flowing the sample into a flow-through cell. In the following description of this specification, this cell is called an ECL flow-through cell,
The sample measured by the flow-through cell is called an ECL sample.

【0003】ECLフロースルーセルに関する公知例
は、例えば特開平7−209189 号,特開平7−248330 号に
記載されている。従来のECLフロースルーセルでは、
1つのECLサンプルの測定が終了するまで、次のEC
Lサンプルは、測定待ちの状態にある。本願明細書の以
下の記載では1つのECLサンプルの測定時間を、1サ
イクル時間と呼ぶ。
[0003] Known examples of the ECL flow-through cell are described in, for example, JP-A-7-209189 and JP-A-7-248330. In a conventional ECL flow-through cell,
Until the measurement of one ECL sample is completed, the next EC
The L sample is waiting for measurement. In the following description of the present specification, the measurement time of one ECL sample is referred to as one cycle time.

【0004】従来技術のフロースルーセル、特に、特開
平7−209189 号,特開平7−248330号に記載されている
ECLフロースルーセルでは、ECLフロースルーセル
内に(1)ECLサンプルを導入し、(2)ECLサン
プルに電圧印加して発光値を測定し、(3)次の測定に
備えてECLサンプルを排出しつつ、同時にフロースル
ーセル内部を洗浄している。1サイクル時間は、少なく
とも前述した(1)試料導入、(2)測定、(3)排出
洗浄の3部分よりなる時間を要する。
[0004] In the flow-through cell of the prior art, in particular, in the ECL flow-through cell described in JP-A-7-209189 and JP-A-7-248330, (1) an ECL sample is introduced into the ECL flow-through cell. (2) A voltage is applied to the ECL sample to measure the emission value, and (3) the inside of the flow-through cell is washed while discharging the ECL sample in preparation for the next measurement. One cycle time requires at least the above three parts of (1) sample introduction, (2) measurement, and (3) discharge cleaning.

【0005】従来のフロースルーセルでは、特開平7−2
48330 号の図1に記載されているように、セルにサンプ
ルを導入する流路は、枝分かれが無い一本のチューブで
構成されている。これは、枝分かれが無い方が、流れが
分岐点において滞ることが無いためである。もし流れに
滞りがあると、サンプル、特に血液を含むサンプルを流
路に導入した際に、血液中に含まれるサイズの大きい不
純物が、分岐点に留まりやすくなり、以後の測定の妨げ
となる可能性があるためである。
A conventional flow-through cell is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-2
As shown in FIG. 1 of No. 48330, the flow channel for introducing the sample into the cell is constituted by a single tube without branching. This is because the absence of branching prevents the flow from stagnating at the branch point. If there is a blockage in the flow, when a sample, especially a sample containing blood, is introduced into the flow channel, large impurities contained in the blood are likely to remain at the branch point and interfere with subsequent measurements. It is because there is.

【0006】枝分かれの無いチューブは流路としては最
も単純であり、現在までに広く用いられている。しかし
予め、血清成分のみを分離するなどの前処理をした装置
では、枝分かれチューブを用いている装置もある。別分
野の技術であるが、HPLC(高速液体クロマトグラフ
ィー)では、枝分かれした流路が数多く用いられてい
る。日本分析化学会関東支部編「高速液体クロマトグラ
フ分析」産業図書,1982年参照。そこで免疫分析装置で
も、血清成分を分離したサンプル等では、枝分かれチュ
ーブを用いることが可能である。
Unbranched tubes are the simplest channels and have been widely used to date. However, some apparatuses which have been subjected to pretreatment such as separation of only serum components in advance use a branched tube. As a technique in another field, in HPLC (High Performance Liquid Chromatography), many branched flow paths are used. See Japan Society for Analytical Chemistry, Kanto Chapter, "High Performance Liquid Chromatographic Analysis", Sangyo Tosho, 1982. Therefore, in an immunoanalyzer, a branched tube can be used for a sample from which a serum component is separated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】代表的な免疫分析装置
では、血清等のサンプルに対し、1種類以上の反応試薬
を混合する必要がある。特にフロースルーセルでは、1
サンプルの測定終了後、次のサンプルを測定する前に、
フロースルーセル内部を洗浄するため、別途、洗浄液を
フロースルーセル内部に導入する必要がある。
In a typical immunological analyzer, it is necessary to mix one or more kinds of reaction reagents with a sample such as serum. Especially for flow-through cells, 1
After measuring a sample, and before measuring the next sample,
In order to clean the inside of the flow-through cell, it is necessary to separately introduce a cleaning liquid into the flow-through cell.

【0008】従来の方法では、サンプル,反応試薬,洗
浄液といった別々の容器に格納された複数の液を、枝分
かれの無い1本のチューブで吸引することになる。その
ためチューブの吸引口を、それぞれの液を格納した容器
まで機械的に動作させる、吸引口移動機構と呼ばれる、
機構が必要があった。そして、サンプルと反応試薬は、
その混合比を厳密に制御しなくてはならないことが多い
ので、チューブの吸引量を厳密に制御するための分注機
構と呼ばれる機構が必要である。この分注機構とは、例
えば、シリンジ,弁,高精度モーターにより構成され
る。
In the conventional method, a plurality of liquids, such as a sample, a reaction reagent, and a washing liquid, stored in separate containers are aspirated by one unbranched tube. Therefore, the suction port of the tube is mechanically operated up to the container storing each liquid, called a suction port moving mechanism.
A mechanism was needed. And the sample and the reaction reagent
Since the mixing ratio must often be strictly controlled, a mechanism called a dispensing mechanism for strictly controlling the suction amount of the tube is required. The dispensing mechanism includes, for example, a syringe, a valve, and a high-precision motor.

【0009】しかし、全ての液を枝分かれの無い1本の
チューブで吸引する従来装置では、例えば洗浄液のよう
な吸引量を厳密に制御する必要の無い液までも、分注機
構を用いて吸引しなくてはならない。洗浄液を吸引する
ために、吸入口動作機構で、吸入口を洗浄液の格納容器
まで移動する動作に例えば1秒かかるとすると、千件の
サンプルを連続して測定する際には、十数分の差となっ
てしまう。この差は装置の高速化をはかる上で支障とな
る。特に、今後開発される、複数のサンプルの同時測定
をするシステム、例えば2個以上の吸入口動作機構を有
し、それらが同時に動作する並列処理型分析装置を実現
するためには、不必要な動作はできる限り避けなければ
ならない。なぜなら並列処理自体が複雑な動作を要求す
るので、不必要な動作を内包しておく余裕が小さくなる
ためである。
However, in the conventional apparatus in which all the liquids are suctioned by a single tube having no branch, even a liquid such as a cleaning liquid which does not require a strict control of the suction amount is suctioned using the dispensing mechanism. Must-have. If it takes, for example, one second for the suction port operation mechanism to move the suction port to the cleaning liquid storage container in order to aspirate the cleaning liquid, it takes more than ten minutes to continuously measure 1,000 samples. It will be a difference. This difference hinders an increase in the speed of the apparatus. In particular, in order to realize a parallel processing type analyzer that will be developed in the future and that performs simultaneous measurement of a plurality of samples, for example, a parallel processing type analyzer having two or more inlet operating mechanisms and operating simultaneously. Behavior should be avoided as much as possible. This is because the parallel processing itself requires a complicated operation, so that there is less room to include an unnecessary operation.

【0010】本発明の目的は、上記従来技術における問
題を解決して、装置の高速化、特に、並列処理型分析装
置の動作における無駄をなくして、装置動作の安定性を
向上させ、かつ、1サンプル時間を短縮するフロースル
ーセル及びそれを含む流路系を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, to increase the speed of the apparatus, in particular, to eliminate waste in the operation of the parallel processing type analyzer, improve the stability of the apparatus operation, and An object of the present invention is to provide a flow-through cell which shortens one sample time and a flow path system including the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の試薬混合装置
は、試料が流れる試料流路の一部の(1)内径を細く
し、その内径の細い部分を(2)枝分かれにし、(3)
枝分かれした一端を混合したい溶液、例えば洗浄液の格
納容器と結合することに特徴がある。この内径を細くす
る理由は、ベルヌーイの法則を利用して、混合溶液を、
試料流路に導入するためである。ベルヌーイの法則は、
流速をq、重力加速度をg、圧力をp、溶媒の密度を
ρ、位置エネルギーをzとして、数1で表される。
According to the reagent mixing apparatus of the present invention, (1) the inside diameter of a part of the sample flow path through which the sample flows is reduced, and the narrow part is divided into (2) branches, and (3)
It is characterized in that the branched one end is connected to a storage container for a solution to be mixed, for example, a cleaning solution. The reason for reducing the inner diameter is to use Bernoulli's law to mix the mixed solution,
This is for introduction into the sample channel. Bernoulli's law states that
The flow velocity is q, the gravitational acceleration is g, the pressure is p, the density of the solvent is ρ, and the potential energy is z.

【0012】[0012]

【数1】 q2/2g+p/ρg+z=const. …(1) 単位時間あたりの全流量が同一の場合、試料流路の一部
の内径を細くすることで、その部分の流速は早くなる
(qが増大する)。すると式(1)より、高さが一定
(zが一定)であれば、圧力が低下して(pが減少し
て)、枝分かれした側道から混合したい溶液、例えば洗
浄液が流入する。この枝分かれの箇所はECLフロース
ルーセル内部であっても、ECLフロースルーセルに試
料を導入するチューブの途中であってもよい。不要時に
は枝分かれした側道から溶液が供給されないように、枝
分かれの箇所にはバルブを設置することが必要となる。
[Number 1] q 2 / 2g + p / ρg + z = const. ... (1) If the total flow rate per unit time is the same, by narrowing a portion of the inner diameter of the sample flow path, the flow rate of the portion becomes faster ( q increases). Then, according to equation (1), if the height is constant (z is constant), the pressure decreases (p decreases), and the solution to be mixed, for example, the cleaning liquid, flows in from the branched side path. This branching point may be inside the ECL flow-through cell or in the middle of a tube for introducing a sample into the ECL flow-through cell. When unnecessary, it is necessary to install a valve at the branch point so that the solution is not supplied from the branched side path.

【0013】内径を細くしなくても、流路内の流速を高
めることで、洗浄液の格納容器と流路中の圧力差がで
き、洗浄液は流路内部に導入される。しかし流路内径を
細くしなければ、流路内部の流速が大きくなりすぎ、乱
流の形成が促進されるため、流路内径を細くするデザイ
ンがより優れている。
[0013] Even if the inner diameter is not reduced, the pressure difference between the storage container for the cleaning liquid and the flow path is generated by increasing the flow velocity in the flow path, and the cleaning liquid is introduced into the flow path. However, if the inner diameter of the flow path is not reduced, the flow velocity inside the flow path becomes too large, and the formation of turbulent flow is promoted.

【0014】枝分かれの箇所から、洗浄液だけでなく、
気泡を入れることができる。バルブを切り替えて、洗浄
液と空気とを交互に入れることで、気泡入りの洗浄液が
流路内部に導入される。すると(1)気泡が流路内部に
衝突することではじけて、洗浄効率が向上する。(2)
気泡が洗剤を積極的に泡立てるので、泡が早く消える。
(3)使用する液量が少なくても、気泡を入れない場合
と同等の洗浄効果を得ることができる。
From the branch point, not only the cleaning liquid,
Bubbles can be introduced. By switching the valve and alternately introducing the cleaning liquid and the air, the cleaning liquid containing bubbles is introduced into the flow channel. Then, (1) the bubble collides with the inside of the flow path, thereby improving the cleaning efficiency. (2)
Bubbles disappear quickly because bubbles actively foam detergent.
(3) Even if the amount of liquid used is small, the same cleaning effect as when no bubbles are introduced can be obtained.

【0015】このベルヌーイの法則を利用した混合溶液
の導入方法は、サイズがマイクロメートル程度の微小検
出器(マイクロマシン)においても用いることができ
る。現在のマイクロマシンでは、流路の太さは一定であ
り、反応溶液の混合はダイアフラムバルブを用いてい
る。流路内の混合部の内径を小さくすることで、流路中
の溶液速度を小さくしても反応溶液の混合が行える。そ
のため流路内での乱流の形成を抑えられ、混合の比率を
より高精度に制御できる。
The method of introducing a mixed solution utilizing Bernoulli's law can be used in a micro detector (micro machine) having a size of about micrometers. In the current micromachine, the thickness of the flow path is constant, and the mixing of the reaction solution uses a diaphragm valve. By reducing the inner diameter of the mixing section in the flow channel, the reaction solution can be mixed even if the solution speed in the flow channel is reduced. Therefore, the formation of turbulence in the flow channel can be suppressed, and the mixing ratio can be controlled with higher precision.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例のうち、
セル内部に混合点を有するECLフロースルーセルの構
成を表す一部断面を含む図である。ECLフロースルー
セルを用いて、ECL法によりホルモン,腫瘍マーカ
ー,薬物,酵素,サイトカイン,核酸等の試料を定量で
きる。ECLフロースルーセル1に試料を流しながら、
作用電極2に試料を接触させ、測定を行う。試料の検出
時には、作用電極2と作用電極2に対向する対向電極3
との間に、ECL分析に用いる標識物質の標準電極電位
以上の電位を印加する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
It is a figure including a partial section showing the composition of the ECL flow-through cell which has a mixing point inside the cell. Using an ECL flow-through cell, samples of hormones, tumor markers, drugs, enzymes, cytokines, nucleic acids, and the like can be quantified by the ECL method. While flowing the sample through the ECL flow-through cell 1,
The measurement is performed by bringing the sample into contact with the working electrode 2. When a sample is detected, the working electrode 2 and a counter electrode 3 facing the working electrode 2 are detected.
During this period, a potential higher than the standard electrode potential of the labeling substance used for ECL analysis is applied.

【0017】ECLフロースルーセル1は、測定対象物
を含む溶液を導入する試料流入口4と、排出する試料流
出口5を持つ。試料流入口4と作用電極2との間に、混
合液をECLフロースルーセル1に導入する混合点6を
設ける。混合点6では、混合液流入口7を通じて、洗浄
液等の混合液が導入される。ECLフロースルーセル1
内部の断面積は、ECLフロースルーセル1の試料流入
口4から混合点6に向かって連続的に小さくし、かつ混
合点6から試料流出口5に向かって連続的に大きくして
いく。
The ECL flow-through cell 1 has a sample inlet 4 for introducing a solution containing an object to be measured and a sample outlet 5 for discharging. A mixing point 6 is provided between the sample inlet 4 and the working electrode 2 for introducing the mixed solution into the ECL flow-through cell 1. At the mixing point 6, a mixed liquid such as a cleaning liquid is introduced through the mixed liquid inlet 7. ECL flow-through cell 1
The internal cross-sectional area decreases continuously from the sample inlet 4 to the mixing point 6 of the ECL flow-through cell 1 and increases continuously from the mixing point 6 toward the sample outlet 5.

【0018】混合点6近傍で断面積を急激に変化させた
場合、すなわち急拡大管,急縮小管を形成させた場合
は、混合点6近傍で乱流が発生して、圧力損失が大きく
なってしまうので、これは避けなくてはならない。
When the cross-sectional area is rapidly changed near the mixing point 6, that is, when a sudden expansion pipe and a sudden reduction pipe are formed, a turbulent flow occurs near the mixing point 6 and the pressure loss increases. This has to be avoided.

【0019】従来技術のECLフロースルーセルでは、
磁性ビーズ表面に、液中に存在する測定対象のホルモン
を抗原抗体反応により固定化し、その磁性ビーズを磁石
9により、作用電極2の表面に保持する。磁石9は本発
明では必須ではないが、磁性ビーズを用いる場合には必
須となる。磁石9は、電磁石または永久磁石である。磁
石の磁力によってECLフロースルーセル1の作用電極
2上に捕捉されている磁性ビーズは、分析終了後、電磁
石への通電を遮断して、又は永久磁石を機械的にECL
フロースルーセル1より遠ざけて磁力を弱めることで、
ECLフロースルーセル1から排出される。ECL反応
により、発光物質から発する光を検知する光検出器8を
作用電極2近傍に設けた。発光物質からの発光は、対向
電極3の間を通過して光検出器8で検出される。
In the prior art ECL flow-through cell,
The measurement target hormone existing in the liquid is immobilized on the surface of the magnetic beads by an antigen-antibody reaction, and the magnetic beads are held on the surface of the working electrode 2 by the magnet 9. The magnet 9 is not indispensable in the present invention, but is indispensable when magnetic beads are used. The magnet 9 is an electromagnet or a permanent magnet. The magnetic beads trapped on the working electrode 2 of the ECL flow-through cell 1 by the magnetic force of the magnet may cut off the current to the electromagnet after the analysis is completed, or may mechanically switch the permanent magnet to the ECL.
By decreasing the magnetic force away from the flow-through cell 1,
It is discharged from the ECL flow-through cell 1. A photodetector 8 for detecting light emitted from the luminescent material by the ECL reaction was provided near the working electrode 2. Light emitted from the luminescent substance passes through the space between the counter electrodes 3 and is detected by the photodetector 8.

【0020】図2は、セル内部に混合点を有するECL
フロースルーセルに、ECLサンプルを導入してから排
出するまでの流路系全体を含めた構成図である。
FIG. 2 shows an ECL having a mixing point inside the cell.
FIG. 2 is a configuration diagram including the entire flow path system from the introduction of an ECL sample to the discharge through a flow-through cell.

【0021】この構成では、特にサンプル液21および
反応試薬22の2種類の液を吸引口23より導入し、か
つ1種類の混合液25をセルに導入する構成となってい
る。サンプル液21と反応試薬22の両方を吸引するの
で、吸引口移動機構24を設けている。混合液、特に洗
浄液を混合液溜25に入れておく。吸引量の精度を高め
る必要がある場合は、モーターを用いず、シリンジ26
を用いるとよい。
In this configuration, two types of liquids, specifically, the sample liquid 21 and the reaction reagent 22, are introduced from the suction port 23, and one type of mixed liquid 25 is introduced into the cell. Since both the sample solution 21 and the reaction reagent 22 are sucked, a suction port moving mechanism 24 is provided. The mixed liquid, particularly the cleaning liquid, is put in the mixed liquid reservoir 25. If it is necessary to increase the accuracy of the suction amount, use a syringe 26 without using a motor.
It is good to use.

【0022】サンプル液21あるいは反応試薬22をE
CLフロースルーセルに導入する場合は、電磁弁A27
を開、電磁弁B28を閉、電磁弁C29を閉にする。更
に混合液溜25の液をECLフロースルーセルに導入す
る場合は電磁弁A27を開、電磁弁B28を閉、電磁弁
C29において混合液溜25との流路を開にする。また
気泡をECLフロースルーセルに導入する場合は電磁弁
A27を開、電磁弁B28を閉、電磁弁C29において
空気流入口201と接続する。洗浄液を混合液溜25に
入れてある場合は、吸入口23は反応試薬22を吸引す
る位置にしておく。すると反応試薬と洗浄液が混合した
液がECLフロースルーセル1に導入される。洗浄液の
濃度は、反応試薬22と混合されるので薄くなるが、混
合液溜25内の洗浄液の濃度、混合点6での断面積を調
節しておくことで、反応試薬と洗浄液との好適な混合比
を実現し、洗浄能力を維持することができる。
The sample solution 21 or the reaction reagent 22 is
When introducing into the CL flow-through cell, the solenoid valve A27
Is opened, the solenoid valve B28 is closed, and the solenoid valve C29 is closed. Further, when the liquid in the mixed liquid reservoir 25 is introduced into the ECL flow-through cell, the electromagnetic valve A27 is opened, the electromagnetic valve B28 is closed, and the flow path with the mixed liquid reservoir 25 is opened in the electromagnetic valve C29. When air bubbles are introduced into the ECL flow-through cell, the solenoid valve A27 is opened, the solenoid valve B28 is closed, and the solenoid valve C29 is connected to the air inlet 201. When the washing liquid is stored in the mixed liquid reservoir 25, the suction port 23 is set at a position where the reaction reagent 22 is sucked. Then, a liquid in which the reaction reagent and the washing liquid are mixed is introduced into the ECL flow-through cell 1. Although the concentration of the washing solution becomes thinner because it is mixed with the reaction reagent 22, the concentration of the washing solution in the mixed solution reservoir 25 and the cross-sectional area at the mixing point 6 are adjusted, so that the reaction solution and the washing solution can be suitably mixed. The mixing ratio can be realized and the cleaning ability can be maintained.

【0023】またECLフロースルーセルから液を排出
する場合は、排出液を電磁弁A27と電磁弁B28との
間に移動させて、電磁弁A27を閉、電磁弁B28を開
として、シリンジ動作を行う。特に、洗浄液をフロース
ルーセル1に導入する場合、混合液溜25と電磁弁C2
9との間に更に弁を設けて、混合液を吸引する以外に、
外界から空気流入口201より空気を吸引することがで
きるようにし、混合液吸引と空気吸引とを切り替えるこ
とができるようにすれば、空気と洗浄液とが適度に混合
するので洗浄効率を更に向上させることができる。
When the liquid is discharged from the ECL flow-through cell, the discharged liquid is moved between the solenoid valve A27 and the solenoid valve B28, the solenoid valve A27 is closed, the solenoid valve B28 is opened, and the syringe operation is performed. Do. In particular, when the cleaning liquid is introduced into the flow-through cell 1, the mixed liquid reservoir 25 and the solenoid valve C2
In addition to providing a valve between 9 and sucking the mixture,
If the air can be sucked from the outside through the air inlet 201 and switching between the mixed liquid suction and the air suction can be performed, the air and the cleaning liquid are appropriately mixed, so that the cleaning efficiency is further improved. be able to.

【0024】図3は、ECLフロースルーセル上流に混
合点を有する流路系の構成図である。混合点31をEC
Lフロースルーセルの上流に設けた以外は図2と同じ構
成である。この図3の混合点31での断面積を調節する
ことができれば、混合液溜25からの混合液の流入量を
能動的に制御することが可能である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a flow path system having a mixing point upstream of the ECL flow-through cell. EC of mixing point 31
It has the same configuration as FIG. 2 except that it is provided upstream of the L flow-through cell. If the cross-sectional area at the mixing point 31 in FIG. 3 can be adjusted, it is possible to actively control the inflow amount of the mixed liquid from the mixed liquid reservoir 25.

【0025】図4は、図3の実施例において、混合点3
1の流路断面積を能動的に制御する機構の概念図であ
る。太さ数mm以下のチューブの一断面図である。試料は
流入部41から混合点31に流入し、流出部42から排
出される。図4の(A)は流路断面積を大きくしたまま
にして、混合液流入44の量を小さくした様子である。
一方、図4の(B)は流路断面積を小さくして、混合液
流入44の量を大きくした様子である。
FIG. 4 is a diagram showing the mixing point 3 in the embodiment of FIG.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a mechanism for actively controlling the flow channel cross-sectional area of No. 1; FIG. 2 is a cross-sectional view of a tube having a thickness of several mm or less. The sample flows into the mixing point 31 from the inlet 41 and is discharged from the outlet 42. FIG. 4A shows a state in which the amount of the mixed solution inflow 44 is reduced while the flow path cross-sectional area is kept large.
On the other hand, FIG. 4B shows a state in which the flow path cross-sectional area is reduced and the amount of the mixed solution inflow 44 is increased.

【0026】混合点31での流路断面積が小さくなるこ
とで、液の流速が増大する。するとベルヌーイの法則よ
り混合点31での圧力が小さくなり、混合液流入44量
が大きくなる。この流路断面積の能動的制御は、混合点
31に設けた空胞43内に、外部から、空気あるいは
油,水等の液体を注入することで行う。空胞43を形成
する材料は伸び率の大きいポリウレタン繊維またはゴム
を用いる。ポリウレタン繊維は伸び率450〜800
%,強酸・アルカリ下で強度低下がほとんど見られない
ので材料として優れている。
As the cross-sectional area of the flow path at the mixing point 31 decreases, the flow velocity of the liquid increases. Then, the pressure at the mixing point 31 decreases according to Bernoulli's law, and the amount of the mixed solution inflow 44 increases. The active control of the flow path cross-sectional area is performed by injecting air or a liquid such as oil or water from the outside into the vacuoles 43 provided at the mixing point 31. The material forming the vacuoles 43 is a polyurethane fiber or rubber having a high elongation. Polyurethane fiber elongation 450-800
%, Strength is hardly reduced under strong acids and alkalis, so it is an excellent material.

【0027】またゴムとしてはクロロプレンゴム,ブチ
ルゴム,アクリルゴム,クロロスルホン化ポリエチレン
ゴム,シリコーンゴム,フッ素ゴム等が使用できる。空
胞43内に空気を注入する場合は、特に、空気保持力の
大きいブチルゴムを用いるのが望ましい。空胞43内に
油を注入する場合は、特に、耐油性のよいアクリルゴ
ム,フッ素ゴムを用いるのが望ましい。空胞43と、流
路とを隔てる壁材料は、流路の他の部分を形成している
テフロン等でよい。壁材料に伸縮性を持たせるために、
壁の厚さは流路の他の部分と比較して薄くするとよい。
この方法により、流路内の流速を乱流が形成されない速
度に保ちつつ、混合溶液の流入量を調節することができ
る。
As the rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, silicone rubber, fluorine rubber and the like can be used. When injecting air into the vacuole 43, it is particularly desirable to use butyl rubber having a large air holding power. When oil is injected into the vacuoles 43, it is particularly preferable to use acrylic rubber or fluoro rubber having good oil resistance. The wall material that separates the vacuole 43 from the flow path may be Teflon or the like forming another part of the flow path. In order to make the wall material elastic,
The thickness of the wall may be thinner than other parts of the flow path.
According to this method, the inflow amount of the mixed solution can be adjusted while maintaining the flow velocity in the flow channel at a speed at which turbulent flow is not formed.

【0028】前述のように、本方法を用いることで吸入
口動作機構の不必要な動作を減らすことができ、測定の
高速化に貢献できる。特に、並列処理型分析装置を実現
するためには、不必要な動作はできる限り避けなければ
ならないので有益である。
As described above, unnecessary operation of the suction port operation mechanism can be reduced by using this method, which can contribute to speeding up the measurement. In particular, in order to realize a parallel processing-type analyzer, unnecessary operations must be avoided as much as possible.

【0029】図5は、図1から図4までに示した例を、
微小流路系に実施した場合の概念図である。すなわち測
定対象サンプルに対し、複数の液を混合して生じる呈色
反応や、抗原抗体反応等の化学反応の結果を、検出器で
測定する分析装置を微小流路系で実現した場合の実施例
である。流路の太さはマイクロメートルから、ミリメー
トルのオーダーとする。この微小流路系は、例えば、シ
リコンを材料として、現在の半導体加工技術を用いて形
成することができる。1回の測定ごとに使い捨てる形式
のセンサーに適用することが多いと考えられる。
FIG. 5 shows the example shown in FIGS.
FIG. 4 is a conceptual diagram when the present invention is applied to a microchannel system. That is, an embodiment in which an analyzer for measuring the result of a chemical reaction such as a color reaction or an antigen-antibody reaction generated by mixing a plurality of liquids with a sample to be measured by a detector is realized by a microchannel system. It is. The thickness of the channel is in the order of micrometer to millimeter. The microchannel system can be formed, for example, using silicon as a material by using current semiconductor processing technology. It is considered that the present invention is often applied to a disposable sensor for each measurement.

【0030】図5(A)は、微小流路系のうち、混合液
を導入する混合点52を含む一部を抜き出した流路形状
図である。図5(B)は図5(A)の点線で囲まれた四
角形の部分のみを拡大して、3次元的に示した図であ
る。測定試料は、試料流入51から、混合点52を通過
して、試料流出口54から排出される。測定試料の流入
51の際の速度を決めて、混合点52と混合液流入路5
3の太さを調節しておくことで、混合液溜A55,混合
液溜B56,混合液溜C57の混合比をあらかじめ定め
た比率とすることができる。混合液流入後、混合液溜A
55,混合液溜B56,混合液溜C57からの更なる流
入を停止させるために、バルブ58を備える。この図5
の混合点52での断面積を調節することができれば、微
小流路系においても混合液溜55,56,57からの混
合液の流入量を能動的に制御することが可能である。
FIG. 5 (A) is a channel shape diagram in which a part including a mixing point 52 where a mixed solution is introduced is extracted from the micro channel system. FIG. 5B is a three-dimensional view in which only a rectangular portion surrounded by a dotted line in FIG. 5A is enlarged. The measurement sample passes from the sample inflow 51, passes through the mixing point 52, and is discharged from the sample outlet 54. The velocity at the time of the inflow 51 of the measurement sample is determined, and the mixing point 52 and the mixed liquid inflow path 5 are determined.
By adjusting the thickness of 3, the mixing ratio of the mixed liquid reservoir A55, the mixed liquid reservoir B56, and the mixed liquid reservoir C57 can be set to a predetermined ratio. After the mixed solution flows, the mixed solution reservoir A
A valve 58 is provided to stop further inflow from the mixed liquid reservoir B56 and the mixed liquid reservoir C57. This figure 5
If the cross-sectional area at the mixing point 52 can be adjusted, it is possible to actively control the inflow amount of the mixed liquid from the mixed liquid reservoirs 55, 56, and 57 even in the microchannel system.

【0031】図6は、図5の実施例において、混合点5
2の流路断面積を能動的に制御する機構の概念図であ
る。混合点52の壁の一部をピエゾ素子62で構成すれ
ば、電圧を配線63より印加することで、ピエゾ素子6
2が変形して混合点での断面積を変化させることができ
る。
FIG. 6 shows an example of the embodiment of FIG.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a mechanism for actively controlling a flow path cross-sectional area of No. 2; If a part of the wall of the mixing point 52 is constituted by the piezo element 62, a voltage is applied from the wiring 63 to the piezo element 6.
2 can be deformed to change the cross-sectional area at the mixing point.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の試薬混合装置では、試料が流れ
る試料流路の一部の(1)内径を細くし、その内径の細
い部分を(2)枝分かれにし、(3)枝分かれした一端
を混合したい溶液、例えば洗浄液の格納容器と結合す
る。試料流路の一部の内径を細くすることで、ベルヌー
イの法則を利用して、混合溶液を、試料流路に導入す
る。特に、複雑な機械動作を必要とする並列処理型分析
装置において、不必要な動作を少なくできるので、装置
動作の安定性を向上させ、かつ、1サンプル時間を短縮
するフロースルーセル及びそれを含む流路系を実現でき
る。
According to the reagent mixing apparatus of the present invention, (1) the inside diameter of a part of the sample flow path through which the sample flows is reduced, the narrow part is (2) branched, and (3) the branched one end is connected. It is combined with a storage container for the solution to be mixed, for example, a cleaning liquid. By reducing the inside diameter of a part of the sample flow path, the mixed solution is introduced into the sample flow path using Bernoulli's law. In particular, in a parallel processing type analyzer requiring complicated mechanical operations, unnecessary operations can be reduced, so that the stability of the device operation is improved, and a flow-through cell which shortens one sample time and the flow-through cell are included. A channel system can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の電気化学発光フロースルーセ
ルの部分断面図。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an electrochemiluminescent flow-through cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の電気化学発光フロースルーセ
ルの流路系の全体構成図。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a flow channel system of an electrochemiluminescence flow-through cell according to an example of the present invention.

【図3】本発明の実施例の電気化学発光フロースルーセ
ル流路系の全体構成図。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of an electrochemiluminescence flow-through cell flow path system according to an example of the present invention.

【図4】本発明の実施例において、混合点の流路断面積
を制御する機構の概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a mechanism for controlling a flow path cross-sectional area at a mixing point in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明を微小流路系に実施した場合の概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram when the present invention is applied to a microchannel system.

【図6】本発明を微小流路系に実施した場合の流路断面
積を制御する機構の概念図。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a mechanism for controlling a cross-sectional area of a channel when the present invention is applied to a microchannel system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電気化学発光フロースルーセル、2…作用電極、3
…対向電極、4…試料流入口、5…試料流出口、6…混
合点(セル内部)、7…混合液流入口、8…光検出器
(フォトマル,フォトダイオード等)、9…磁石、21
…サンプル液、22…反応試薬、23…サンプル吸引
口、24…吸引口移動機構、25…混合液溜、26…シ
リンジ、27…電磁弁A、28…電磁弁B、29…電磁
弁C、30…液排出口、31…混合点(セル上流)、4
1…試料流入、42…試料流出、43…空胞、44…混
合液流入、51…試料流入(微小流路)、52…混合点
(微小流路)、53…混合液流入路(微小流路)、54
…試料流出(微小流路)、55…混合液溜A、56…混合
液溜B、57…混合液溜C、58…バルブ、61…試料
流入(微小流路)、62…圧電素子(ピエゾ素子)、6
3…配線、64…試料流出(微小流路)、201…バル
ブ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrochemiluminescence flow-through cell 2 ... Working electrode 3
... Counter electrode, 4 ... Sample inlet, 5 ... Sample outlet, 6 ... Mixing point (inside cell), 7 ... Mixed liquid inlet, 8 ... Photodetector (photomultiplier, photodiode, etc.), 9 ... Magnet, 21
... sample liquid, 22 ... reaction reagent, 23 ... sample suction port, 24 ... suction port moving mechanism, 25 ... mixed liquid reservoir, 26 ... syringe, 27 ... solenoid valve A, 28 ... solenoid valve B, 29 ... solenoid valve C, 30 liquid outlet, 31 mixing point (upstream of cell), 4
Reference Signs List 1 ... sample inflow, 42 ... sample outflow, 43 ... vacuum, 44 ... mixture inflow, 51 ... sample inflow (micro flow path), 52 ... mixing point (micro flow path), 53 ... mixture liquid inflow path (micro flow) Road), 54
... sample outflow (micro flow path), 55 ... mixed liquid reservoir A, 56 ... mixed liquid reservoir B, 57 ... mixed liquid reservoir C, 58 ... valve, 61 ... sample inflow (micro flow path), 62 ... piezoelectric element (piezo) Element), 6
3. Wiring, 64: Sample outflow (micro flow path), 201: Valve.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料を吸引してから排出するまでの間に、
試料が流れる試料流路の一部の(1)内径を細くし、その
内径の細い部分を(2)分岐させ、(3)分岐させた一
端を混合したい溶液に結合し、ベルヌーイの法則を利用
して上記混合したい溶液を、試料流路に導入する試薬混
合装置。
1. The method according to claim 1, wherein the sample is sucked and discharged.
Part of the sample flow path where the sample flows, (1) narrow the inner diameter, (2) branch the narrower part, and (3) connect the branched end to the solution to be mixed, and use Bernoulli's law A reagent mixing device for introducing the solution to be mixed into the sample channel.
【請求項2】上記混合したい溶液と空気とを上記試料流
路に交互に導入する切り替え弁を備えた請求項1記載の
試薬混合装置。
2. The reagent mixing apparatus according to claim 1, further comprising a switching valve for alternately introducing the solution to be mixed and air into the sample flow path.
【請求項3】請求項1記載の試薬混合装置をフロースル
ーセル内に設け、フロースルーセルの断面積を、フロー
スルーセルの試料流入口から、請求項1記載の分岐点に
向かって連続的に小さくし、かつ請求項1記載の分岐点
からフロースルーセルの試料流出口に向かって連続的に
大きくしていく流路形状を有することを特徴とするフロ
ースルーセル。
3. The reagent mixing device according to claim 1 is provided in a flow-through cell, and the cross-sectional area of the flow-through cell is continuously changed from the sample inlet of the flow-through cell toward the branch point according to claim 1. 3. A flow-through cell having a flow path shape that is made smaller in size and continuously increases from the branch point according to claim 1 toward the sample outlet of the flow-through cell.
【請求項4】試料吸引口からフロースルーセルに至る途
中の流路内部に請求項1記載の試薬混合装置を設け、試
料吸引口から請求項1記載の分岐点に向かって流路断面
積を連続的に小さくし、かつ請求項1記載の分岐点から
フロースルーセルに向かって流路断面積を連続的に大き
くしていく流路形状を有することを特徴とする分析装
置。
4. The reagent mixing device according to claim 1 is provided inside the flow path on the way from the sample suction port to the flow-through cell, and the cross-sectional area of the flow path from the sample suction port toward the branch point according to claim 1 is increased. An analyzer having a flow path shape that is continuously reduced and the flow path cross-sectional area is continuously increased from the branch point to the flow-through cell according to claim 1.
【請求項5】分岐点の流路断面積を能動的に制御する手
段を設けたことを特徴とする請求項1記載の試薬混合装
置。
5. The reagent mixing device according to claim 1, further comprising means for actively controlling the cross-sectional area of the flow path at the branch point.
【請求項6】上記流路断面積の能動的制御を上記分岐部
に形成した空胞内に、外部から空気,油,水等の流体を
注入することで行う請求項5記載の試薬混合装置。
6. The reagent mixing apparatus according to claim 5, wherein the active control of the cross-sectional area of the flow path is performed by injecting a fluid such as air, oil, or water from the outside into the vacuole formed in the branch portion. .
【請求項7】請求項1記載の試薬混合装置を、シリコン
等で作成した幅数マイクロメートルの微小流路内に設
け、請求項1記載の分岐点の断面積を圧電素子を用い
て、外部からの電圧印加により制御する請求項1記載の
試薬混合装置。
7. The reagent mixing device according to claim 1 is provided in a microchannel having a width of several micrometers made of silicon or the like, and the cross-sectional area of the branch point according to claim 1 is externally determined by using a piezoelectric element. 2. The reagent mixing device according to claim 1, wherein control is performed by applying a voltage from the reagent.
JP2419698A 1998-02-05 1998-02-05 Reagent mixing device Pending JPH11223596A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2419698A JPH11223596A (en) 1998-02-05 1998-02-05 Reagent mixing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2419698A JPH11223596A (en) 1998-02-05 1998-02-05 Reagent mixing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11223596A true JPH11223596A (en) 1999-08-17

Family

ID=12131583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2419698A Pending JPH11223596A (en) 1998-02-05 1998-02-05 Reagent mixing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11223596A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020529585A (en) * 2017-08-01 2020-10-08 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft How to monitor the detection behavior of a sample in a liquid sample
CN115452734A (en) * 2022-09-15 2022-12-09 天眼(天津)高新科技有限公司佛山分公司 Sampling pretreatment method, spectral detection equipment and storage medium

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020529585A (en) * 2017-08-01 2020-10-08 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft How to monitor the detection behavior of a sample in a liquid sample
US11726044B2 (en) 2017-08-01 2023-08-15 Roche Diagnostics Operations, Inc. Method of monitoring an operation of detection of an analyte in a liquid sample
CN115452734A (en) * 2022-09-15 2022-12-09 天眼(天津)高新科技有限公司佛山分公司 Sampling pretreatment method, spectral detection equipment and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108535239B (en) Micro-fluidic chip and detection system based on micro-droplets
CN108704677B (en) Microfluidic chip and analytical instrument comprising same
CN108519373B (en) Chemiluminescence micro-fluidic chip and analysis instrument comprising same
JP3505689B2 (en) Capsule chemical sample liquid analyzer and analysis method
EP1946830B1 (en) Microreactor
EP2285491A1 (en) Flow control in microfluidic systems
JP2008526255A (en) Microfluidic diluted cell detection device
CN108761055B (en) Microfluidic chip and analytical instrument with same
US7661326B2 (en) Apparatus for aspirating and dispensing liquids in an automated analyzer
KR102651768B1 (en) Fluid systems for conducting analysis
CN104204772A (en) Mechanical washing and measuring devices for analysis
CA3080854A1 (en) Systems and methods for microfluidic interfaces
EP3779435A1 (en) Microfluidic chip and analytical instrument provided with microfluidic chip
US20150165435A1 (en) Autonomous and programmable sequential flow of solutions in capillary microfluidics
EP4012410A1 (en) Magnetic particle luminescence micro-fluidic chip for multi-marker detection, and detection device
CN108716938B (en) Liquid quantifying device and application thereof
JPS62228952A (en) Suction discharge method for automatic chemical analyzer
JP3507325B2 (en) Sample analyzer and sample analysis method
EP3985391A1 (en) Magnetic particle light-emitting double-layer micro-fluidic chip and detection system
EP4012411A1 (en) Magnetic particle luminescence micro-fluidic chip for multi-marker detection, and detection device
CN116583732A (en) Flow path cleaning method of automatic sampler and flow path cleaning device of automatic sampler
CN113039424B (en) Microfluidic sample preparation device providing high reproducibility
CN110369011A (en) Micro liquid transfer device, control equipment and control method based on hydraulic-driven
US20060078471A1 (en) Apparatus and method for a precision flow assay
CN106622408A (en) Micro-fluidic chip based on MHD control