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JP7464285B2 - Microfluidic Devices - Google Patents
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JP7464285B2 - Microfluidic Devices - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 令和3年6月6日、ロボティクス・メカトロニクス講演会2021 in Osaka(https://robomech2021.org)の予稿集、令和3年6月7日、ロボティクス・メカトロニクス講演会2021 in Osaka(https://robomech2021.org)において、福田敏男、志賀大雅が発明したマイクロ流体チップに関する研究について公開した。Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Research on the microfluidic chip invented by Toshio Fukuda and Taiga Shiga was published in the proceedings of the Robotics and Mechatronics Symposium 2021 in Osaka (https://robomech2021.org) on June 6, 2021, and at the Robotics and Mechatronics Symposium 2021 in Osaka (https://robomech2021.org) on June 7, 2021.

本発明はマイクロ流体デバイスに関するものである。 The present invention relates to a microfluidic device.

特許文献1は、線形動物、いわゆる線虫の走化性を利用した癌検出法が記載されている。線虫は、健常者の尿に対しては忌避行動を示し、癌患者の尿に対しては誘引行動を示すという走化性を有している。この癌検出法で利用されている線虫の走化性検出手法は以下の通りである。まず、シャーレの周縁に近い所定の場所にサンプルの尿を置く。次に、シャーレの中心に線虫を100匹おいて、1時間程度、線虫を自走させる。その後、シャーレの中心を境にしてサンプルの尿を置いた側、及びその反対側の線虫の個体数を数える。サンプルの尿を置いた側の線虫の個体数をN(+)、反対側の線虫の個体数をN(-)として、以下の計算式に当てはめる。
計算式:N(+)-N(-)/全個体数
計算式によって得られる値は、+1~-1の値を取る。計算式の値が正の値の場合、サンプルの尿に線虫が誘引されたと評価し、被験者は癌の可能性があると判定することができる。
Patent Document 1 describes a cancer detection method that utilizes the chemotaxis of nematodes, or nematodes. Nematodes have a chemotaxis that shows a repulsive behavior toward urine from healthy people and an attractive behavior toward urine from cancer patients. The chemotaxis detection method of nematodes used in this cancer detection method is as follows. First, a sample of urine is placed at a predetermined location near the periphery of a petri dish. Next, 100 nematodes are placed in the center of the petri dish and allowed to move on their own for about one hour. After that, the number of nematodes is counted on the side where the sample urine was placed and on the opposite side, with the center of the petri dish as the boundary. The number of nematodes on the side where the sample urine was placed is N(+), and the number of nematodes on the opposite side is N(-), and these are applied to the following calculation formula.
Calculation formula: N(+) - N(-) / total number of individuals The value obtained by the calculation formula ranges from +1 to -1. If the value of the calculation formula is positive, it is evaluated that nematodes have been attracted to the urine sample, and the subject can be determined to have the possibility of cancer.

特開2020-31649号公報JP 2020-31649 A

しかし、特許文献1に示される線虫の走化性検出手法は、走化性の検出に長い時間を要する。また、この走化性検出手法は、時間の経過とともにサンプルの尿が拡散する等によって、線虫の誘引行動が弱まり、正確性及び精度が劣るおそれがある。 However, the nematode chemotaxis detection method shown in Patent Document 1 takes a long time to detect chemotaxis. In addition, this chemotaxis detection method may be less accurate and precise because the nematode's attraction behavior may weaken over time due to the diffusion of the urine sample.

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができるマイクロ流体デバイスを提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional situation, and aims to provide a microfluidic device that can detect an attractant substance early by utilizing the chemotaxis of nematodes and obtain detection results with high accuracy and precision.

本発明のマイクロ流体デバイスは、
線形動物を配置する第1ポートと、
被検査物質を配置する第2ポートと、
前記第1ポートと前記第2ポートとを連通するチャネルと、
を備えており、
前記チャネルは、前記第1ポートから前記第2ポートに向けての前記線形動物の自走を許容し、前記第2ポートから前記第1ポートに向けての前記線形動物の自走を抑制する逆走抑制領域を有している。
The microfluidic device of the present invention comprises:
a first port for disposing the nematode;
a second port for disposing a substance to be tested;
a channel communicating between the first port and the second port;
Equipped with
The channel has a reverse motion suppression region that allows the nematode to move freely from the first port toward the second port and suppresses the nematode's movement freely from the second port toward the first port.

このマイクロ流体デバイスは、被検査物質に誘引され、第1ポートからチャネルを介して第2ポートに自走した線形動物が、チャネルの逆走抑制領域によって、第2ポートから第1ポートへ向けた逆走を抑制するため、被検査物質に誘引されて第2ポート内に移動した線形動物の個体数を正確に把握することができる。 In this microfluidic device, nematodes that are attracted to the substance being tested and move from the first port through the channel to the second port are prevented from moving back from the second port to the first port by the reverse migration inhibition region of the channel, so the number of nematodes that are attracted to the substance being tested and move into the second port can be accurately determined.

したがって、本発明のマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。 Therefore, the microfluidic device of the present invention can utilize the chemotaxis of nematodes to detect attractants early and obtain detection results with high accuracy and precision.

実施例1のマイクロ流体デバイスを示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a microfluidic device according to a first embodiment. 実施例1のマイクロ流体デバイスのチャネルを自走する線虫を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a nematode self-propelled in a channel of the microfluidic device of Example 1. 実施例1のマイクロ流体デバイスのチャネルを自走する線虫の軌跡例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a trajectory of a nematode self-propelled in a channel of the microfluidic device of Example 1. 比較例のマイクロ流体デバイスのチャネルを自走する線虫の軌跡例を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing an example of a trajectory of a nematode self-propelled in a channel of a microfluidic device of a comparative example. 実施例1の評価方法に利用する第1ライン及び第2ラインを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a first line and a second line used in the evaluation method of Example 1. (A)は第1連結部があるチャネルの第2ポート内の線虫の個体数の時間推移を示すグラフであり、(B)は第1連結部がないチャネルの第2ポート内の線虫の個体数の時間推移を示すグラフである。(A) is a graph showing the time progression of the nematode population in the second port of a channel having a first connection, and (B) is a graph showing the time progression of the nematode population in the second port of a channel not having a first connection. 癌患者の尿及び健常者の尿を含む被検査物質に対する線虫の走化性を確認する実験において、第2ポート内の線虫の個体数の時間推移を示すグラフであり、(A)は2回目の実験結果を示し、(B)は1回目の実験結果を示す。13 is a graph showing the time course of the number of nematodes in the second port in an experiment to confirm the chemotaxis of nematodes to test substances including the urine of cancer patients and the urine of healthy individuals, where (A) shows the results of the second experiment and (B) shows the results of the first experiment. 癌患者の尿及び健常者の尿を含む被検査物質に対する線虫の走化性を確認する実験において、第2ポート内の線虫の最大個体数を示すグラフである。13 is a graph showing the maximum number of nematodes in the second port in an experiment to confirm the chemotaxis of nematodes to test substances including urine of cancer patients and urine of healthy individuals. 癌患者の尿及び健常者の尿を含む被検査物質に対する線虫の走化性を確認する実験において、第2ポート内の線虫の最大個体数と、各時間における第2ポート内の線虫の個体数との割合を示すグラフである。This is a graph showing the ratio of the maximum number of nematodes in the second port to the number of nematodes in the second port at each time in an experiment to confirm the chemotaxis of nematodes to test substances including urine of cancer patients and urine of healthy individuals. 3つのポートを備えたマイクロ流体デバイスを示す平面図である。FIG. 1 shows a plan view of a three-port microfluidic device. 形状が異なる第1連結部を具備したマイクロ流体デバイスを示す平面図である。1A to 1C are plan views showing microfluidic devices having first connecting parts with different shapes.

本発明における好ましい実施の形態を説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described.

本発明のマイクロ流体デバイスのチャネルは、前記第1ポートから前記第2ポートに向けて線形動物の自走を援助する自走援助領域を有し得る。この場合、このマイクロ流体デバイスは、チャネル内を被検査物質に誘引された線形動物が第1ポートから第2ポートに向けて速やかに自走することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。 The channel of the microfluidic device of the present invention may have a self-propelling assistance region that assists the nematode in self-propelling from the first port to the second port. In this case, the microfluidic device allows the nematode attracted to the test substance to quickly self-propel from the first port to the second port within the channel. Therefore, the microfluidic device can detect the attractant substance early by utilizing the chemotaxis of the nematode.

本発明のマイクロ流体デバイスにおいて、前記逆走抑制領域は、前記自走援助領域よりも前記第2ポート側に配置され得る。この場合、このマイクロ流体デバイスは、チャネル内を被検査物質に誘引された線形動物が第1ポートから第2ポートに向けて速やかに自走することができるとともに、被検査物質に誘引された第2ポート内の線形動物の第1ポートに向けた逆走を抑制して第2ポート内の線虫の個体数を正確に把握することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。 In the microfluidic device of the present invention, the reverse migration suppression region may be disposed closer to the second port than the self-propelled assistance region. In this case, the microfluidic device allows the nematodes attracted to the substance to be tested within the channel to rapidly self-propel from the first port toward the second port, and can accurately grasp the number of nematodes in the second port by suppressing the reverse migration of the nematodes in the second port attracted to the substance to be tested toward the first port. Therefore, the microfluidic device can detect the attractant substance early by utilizing the chemotaxis of the nematodes, and can obtain detection results with good accuracy and precision.

本発明のマイクロ流体デバイスの前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、前記逆走抑制領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が各前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状において、前記第2ポート側の側面が凹んだ略円形状である複数の第1連結部を具備し得る。この場合、第1連結部の側面の凹んだ部分に、線形動物の頭部が入り込むと、この凹んだ部分から線形動物の頭部が抜け出しにくく、線形動物の第1ポートへ向けた逆走を抑制することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用した誘引物質の検出において、正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。 The channel of the microfluidic device of the present invention has a pair of side walls with flat side surfaces that extend in opposing directions, and the reverse migration suppression region may include a plurality of first connecting parts that are connected at both ends to the respective side surfaces, have a central axis perpendicular to the respective side surfaces, and have a substantially circular shape with a concave side surface on the second port side in a cross section cut by a virtual plane perpendicular to the central axis. In this case, when the head of the nematode enters the concave part of the side surface of the first connecting part, the head of the nematode is unlikely to escape from this concave part, and reverse migration of the nematode toward the first port can be suppressed. Therefore, this microfluidic device can obtain accurate and precise detection results in detecting an attractant that utilizes the chemotaxis of nematodes.

本発明のマイクロ流体デバイスの複数の前記第1連結部は、前記第1ポートから前記第2ポートに向けてまっすぐに延びる第1仮想直線に直交した複数の第2仮想直線上に等間隔に並んでおり、隣り合う前記第2仮想直線上に配置された各前記第1連結部は、前記第1仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なり得る。この場合、複数の第1連結部の配置によって、被検査物質に誘引された線形動物が第1ポートから第2ポートに向けて自走する際に線形動物の自走を援助することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。 The multiple first connectors of the microfluidic device of the present invention are arranged at equal intervals on multiple second virtual lines perpendicular to a first virtual line extending straight from the first port to the second port, and the first connectors arranged on adjacent second virtual lines may overlap with their central axes shifted when viewed along the first virtual line. In this case, the arrangement of the multiple first connectors can assist the nematode attracted to the substance to be tested in moving on its own from the first port to the second port. This microfluidic device can therefore utilize the chemotaxis of the nematode to detect an attractant substance at an early stage.

本発明のマイクロ流体デバイスの前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、前記自走援助領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状が円形状である複数の第2連結部を具備しており、複数の前記第2連結部は、前記第1ポートから前記第2ポートに向けてまっすぐに延びる第1仮想直線に直交した複数の第2仮想直線上に等間隔に並んでおり、隣り合う前記第2仮想直線上に配置された各前記第2連結部は、前記第1仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なり得る。この場合、複数の第2連結部の配置によって、被検査物質に誘引された線形動物が第1ポートから第2ポートに向けて自走する際に線形動物の自走を援助することができる。このため、このマイクロ流体デバイスは、線形動物の走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。ここでいう円形状は、真円でなくてもよく、まるい形であればよく、楕円形を含む形状である。 The channel of the microfluidic device of the present invention has a pair of side walls with flat side surfaces that extend in an opposing manner, and the self-propelled assistance region is provided with a plurality of second connecting parts, both ends of which are connected to the respective side surfaces, with a central axis perpendicular to the side surfaces, and a cross section cut by a virtual plane perpendicular to the central axis being circular, and the plurality of second connecting parts are arranged at equal intervals on a plurality of second virtual lines perpendicular to a first virtual line extending straight from the first port to the second port, and the second connecting parts arranged on adjacent second virtual lines may overlap with the central axis shifted when viewed along the first virtual line. In this case, the arrangement of the plurality of second connecting parts can assist the self-propelling of the nematode attracted to the test substance when the nematode self-propels from the first port to the second port. For this reason, this microfluidic device can detect the attractant substance early by utilizing the chemotaxis of the nematode. The circular shape referred to here does not have to be a perfect circle, but may be any round shape, including an elliptical shape.

次に、本発明のマイクロ流体デバイスを具体化した実施例1について、図面を参照しつつ説明する。 Next, we will explain Example 1, which embodies the microfluidic device of the present invention, with reference to the drawings.

<実施例1>
実施例1のマイクロ流体デバイス1は、図1に示すように、第1ポート10、第2ポート20、及びチャネル30を備えている。マイクロ流体デバイス1は、PDMS(ジメチルポリシロキサン)とガラスプレートとを接合して形成されており、透明である。第1ポート10、第2ポート20、及びチャネル30は、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部の間に形成されている。対向して広がる側面の夫々は、第1ポート10、第2ポート20、及びチャネル30の上面及び下面を構成し、その間隔は70μmである。
Example 1
As shown in Fig. 1, the microfluidic device 1 of the first embodiment includes a first port 10, a second port 20, and a channel 30. The microfluidic device 1 is formed by bonding PDMS (dimethylpolysiloxane) and a glass plate, and is transparent. The first port 10, the second port 20, and the channel 30 are formed between a pair of sidewall portions having planar side surfaces that extend in an opposing relationship. The opposing side surfaces respectively constitute the upper and lower surfaces of the first port 10, the second port 20, and the channel 30, and the distance between them is 70 µm.

第1ポート10は、線形動物、いわゆる線虫X(図2参照)の走化性を利用した試験を行う際、線虫Xを配置する。第2ポート20は、線虫Xの走化性を利用した試験を行う際、被検査物質を配置する。チャネル30は第1ポート10と第2ポート20とを連通している。チャネル30は、長さLが3200μmであり、幅Lが1880μmである。 The first port 10 is used to place a nematode X (see FIG. 2) when conducting a test utilizing the chemotaxis of a nematode X. The second port 20 is used to place a test substance when conducting a test utilizing the chemotaxis of the nematode X. The channel 30 communicates between the first port 10 and the second port 20. The channel 30 has a length L1 of 3200 μm and a width L2 of 1880 μm.

チャネル30は、複数の第1連結部310、及び複数の第2連結部320を具備している。各第1連結部310及び各第2連結部320は、チャネル30の上面及び下面に上下両端の夫々を連結している。各第1連結部310及び各第2連結部320の中心軸線はチャネル30の上面及び下面に対して直交している。 The channel 30 has a plurality of first connecting parts 310 and a plurality of second connecting parts 320. Each of the first connecting parts 310 and each of the second connecting parts 320 connects both upper and lower ends to the upper and lower surfaces of the channel 30. The central axis of each of the first connecting parts 310 and each of the second connecting parts 320 is perpendicular to the upper and lower surfaces of the channel 30.

各第1連結部310は、図1及び図5に示すように、第1ポート10から第2ポート20に向けてまっすぐに延びる第1仮想直線FLに直交して並んだ3本の第2仮想直線S1~S3上に等間隔に並んでいる。同じ第2仮想直線S1~S3上に並んだ第1連結部310の中心軸線の間隔Wは260μmである。各第2仮想直線S1~S3上に並んだ複数の第1連結部310は、チャネル30の幅方向の全体に亘って配置されている。 1 and 5, the first connecting parts 310 are arranged at equal intervals on three second imaginary straight lines S1 to S3 that are arranged perpendicular to a first imaginary straight line FL that extends straight from the first port 10 toward the second port 20. The interval W2 between the central axes of the first connecting parts 310 arranged on the same second imaginary straight lines S1 to S3 is 260 μm. The multiple first connecting parts 310 arranged on each of the second imaginary straight lines S1 to S3 are disposed across the entire width of the channel 30.

各第2連結部320は、第1仮想直線FLに直交して並んだ10本の第2仮想直線S4~S13上に等間隔に並んでいる。同じ第2仮想直線S4~S13上に並んだ第2連結部320の中心軸線の間隔Wは260μmである。各第2仮想直線S4~S13上に並んだ複数の第2連結部320は、チャネル30の幅方向の全体に亘って配置されている。 The second connecting parts 320 are arranged at equal intervals on ten second virtual straight lines S4 to S13 that are arranged perpendicular to the first virtual straight line FL. The interval W2 between the central axes of the second connecting parts 320 arranged on the same second virtual straight line S4 to S13 is 260 μm. The multiple second connecting parts 320 arranged on each of the second virtual straight lines S4 to S13 are disposed across the entire width of the channel 30.

複数の第1連結部310が並んだ3本の第2仮想直線S1~S3は、複数の第2連結部320が並んだ10本の第2仮想直線S4~S13よりも第2ポート20側に配置されている。複数の第1連結部310が並んだ3本の第2仮想直線S1~S3、及び複数の第2連結部320が並んだ10本の第2仮想直線S4~S13の合計13本の第2仮想直線S1~S13は、チャネル30の長さ方向の全体に渡って等間隔に並んでいる。1本置きの第2仮想直線S1~S13の間隔Wは500μmである。 The three second virtual straight lines S1 to S3 along which the multiple first connecting parts 310 are aligned are disposed closer to the second port 20 than the ten second virtual straight lines S4 to S13 along which the multiple second connecting parts 320 are aligned. The three second virtual straight lines S1 to S3 along which the multiple first connecting parts 310 are aligned and the ten second virtual straight lines S4 to S13 along which the multiple second connecting parts 320 are aligned, totaling thirteen second virtual straight lines S1 to S13, are aligned at equal intervals over the entire length direction of the channel 30. The interval W1 between every other second virtual straight line S1 to S13 is 500 μm.

第1連結部310の中心軸線に直交する仮想平面によって第1連結部310を切断した断面形状(以下、「第1連結部310の断面形状」という。)は、第2ポート20側の側面が凹んだ略円形状である。第1連結部310の断面形状は、直径が200μmの円形状に対して第2ポート20側の側面が長方形状に切欠かれている。つまり、各第1連結部310は、一対の側壁部の各側面に両端を連結しており、中心軸線が各側面に対して直交した略円柱形状であり、第2ポート20側の側面に中心軸線に沿って延びた溝311が形成されている。第1連結部310の断面形状において、切欠かれた部分の第2仮想直線S1~S3に平行に直線状に延びる底面部311Aの長さLは120μmであり、底面部311Aの両端から第1連結部310の周面に向けて直線状に延びる側面部311Bの長さLは50μmである。第1連結部310の断面形状において、底面部311Aと、底面部311Aの両端から延びる側面部311Bとによって形成される角部311Cの角度は、直角である。 The cross-sectional shape of the first connecting part 310 cut by a virtual plane perpendicular to the central axis of the first connecting part 310 (hereinafter referred to as the "cross-sectional shape of the first connecting part 310") is a substantially circular shape with a concave side surface on the second port 20 side. The cross-sectional shape of the first connecting part 310 is a circle with a diameter of 200 μm, with the side surface on the second port 20 side cut out in a rectangular shape. In other words, each first connecting part 310 has both ends connected to the respective side surfaces of the pair of side wall parts, is a substantially cylindrical shape with a central axis perpendicular to each side surface, and has a groove 311 extending along the central axis formed on the side surface on the second port 20 side. In the cross-sectional shape of first connecting portion 310, bottom surface portion 311A extending linearly parallel to second virtual straight lines S1-S3 of the notched portion has length L3 of 120 μm, and side surface portions 311B extending linearly from both ends of bottom surface portion 311A toward the circumferential surface of first connecting portion 310 has length L4 of 50 μm. In the cross-sectional shape of first connecting portion 310, corner portions 311C formed by bottom surface portion 311A and side surface portions 311B extending from both ends of bottom surface portion 311A are right angles.

第2ポート20側から1本目の第2仮想直線S1、及び3本目の第2仮想直線S3上には6個の第1連結部310が並んでいる。第2ポート20側から2本目の第2仮想直線S2上には7個の第1連結部310が並んでいる。第2ポート20側から1本面の第2仮想直線S1、及び3本目の第2仮想直線S3上に並んだ各第1連結部310は、第1仮想直線FLに沿って見た際に、各第1連結部310の中心軸線が一致し、完全に重なっている。 Six first connecting parts 310 are lined up on the first second virtual straight line S1 and the third second virtual straight line S3 from the second port 20 side. Seven first connecting parts 310 are lined up on the second second virtual straight line S2 from the second port 20 side. When viewed along the first virtual straight line FL, the central axes of the first connecting parts 310 lined up on the first second virtual straight line S1 and the third second virtual straight line S3 from the second port 20 side coincide and completely overlap.

隣り合う第2仮想直線S1~S3上に配置された各第1連結部310は、第1仮想直線FLに沿って見た際に、一方の第2仮想直線S1~S3上に配置された2個の第1連結部310の中心軸線の間の中央に、他方の第2仮想直線S1~S3上に配置された1個の第1連結部310の中心軸線が位置した状態で重なっている。チャネル30において、第2ポート20側から1本目の第2仮想直線S1~3本目の第2仮想直線S3上に並んだ複数の第1連結部310が配置されている領域が逆走抑制領域R1である。逆走抑制領域R1は、チャネル30の第2ポート20側の一端部に形成されている。 When viewed along the first virtual line FL, the first connecting parts 310 arranged on adjacent second virtual lines S1 to S3 overlap with the central axis of one first connecting part 310 arranged on the other second virtual line S1 to S3 being located in the center between the central axes of the two first connecting parts 310 arranged on one second virtual line S1 to S3. In the channel 30, the area where the multiple first connecting parts 310 arranged on the first second virtual line S1 to the third second virtual line S3 from the second port 20 side are arranged is the reverse running suppression area R1. The reverse running suppression area R1 is formed at one end of the channel 30 on the second port 20 side.

第2連結部320の中心軸線に直交する仮想平面によって第2連結部320を切断した断面形状は、直径が200μmの円形状である。つまり、各第2連結部320は、一対の側壁部の各側面に両端を連結しており、中心軸線が各側面に対して直交した円柱形状である。 The cross-sectional shape of the second connecting portion 320 cut by a virtual plane perpendicular to the central axis of the second connecting portion 320 is a circle with a diameter of 200 μm. In other words, each second connecting portion 320 is connected at both ends to each side surface of a pair of side wall portions, and has a cylindrical shape with a central axis perpendicular to each side surface.

第2ポート20側から4本目から13本目の第2仮想直線S4~S13において、偶数本目の第2仮想直線S4,S6,S8,S10,S12上には7個の第2連結部320が並んでいる。第2ポート20側から4本目から13本目の第2仮想直線S4~S13において、奇数本目の第2仮想直線S5,S7,S9,S11,S13上には6個の第2連結部320が並んでいる。第2ポート20側から4本目から13本目における偶数本目の第2仮想直線S4,S6,S8,S10,S12上に並んだ各第2連結部320は、第1仮想線に沿って見た際に、各第2連結部320の中心軸線が一致し、完全に重なっている。第2ポート20側から4本目から13本目における奇数本目の第2仮想直線S5,S7,S9,S11,S13上に並んだ各第2連結部320は、第1仮想線に沿って見た際に、各第2連結部320の中心軸線が一致し、完全に重なっている。 On the 4th to 13th second imaginary straight lines S4 to S13 from the second port 20 side, seven second coupling parts 320 are lined up on the even-numbered second imaginary straight lines S4, S6, S8, S10, S12. On the 4th to 13th second imaginary straight lines S4 to S13 from the second port 20 side, six second coupling parts 320 are lined up on the odd-numbered second imaginary straight lines S5, S7, S9, S11, S13. When viewed along the first imaginary line, the central axes of the second coupling parts 320 lined up on the even-numbered second imaginary straight lines S4, S6, S8, S10, S12 from the second port 20 side coincide with each other and completely overlap. The second connecting parts 320 arranged on the odd-numbered second virtual straight lines S5, S7, S9, S11, and S13 from the second port 20 side, which are the fourth to thirteenth lines, have the same central axis and completely overlap when viewed along the first virtual line.

隣り合う第2仮想直線S4~S13上に配置された各第2連結部320は、第1仮想直線FLに沿って見た際に、一方の第2仮想直線S4~S13上に配置された2個の第2連結部320の中心軸線の間の中央に他方の第2仮想直線S4~S13上に配置された1個の第2連結部320の中心軸線が位置した状態で重なっている。チャネル30において、第2ポート20側から4本目の第2仮想直線S4~13本目の第2仮想直線S13上に並んだ複数の第2連結部320が配置されている領域が自走援助領域R2である。 When viewed along the first virtual line FL, the second connecting parts 320 arranged on adjacent second virtual lines S4 to S13 overlap with the central axis of one second connecting part 320 arranged on one second virtual line S4 to S13 being located in the center between the central axes of the two second connecting parts 320 arranged on the other second virtual line S4 to S13. In the channel 30, the region where the multiple second connecting parts 320 arranged on the fourth second virtual line S4 to the thirteenth second virtual line S13 from the second port 20 side are arranged is the self-propelled assistance region R2.

各第1連結部310及び各第2連結部320の配置は、全長が500μm~600μmの線虫Xが平面上を移動する波状の軌跡に基づいて決定したものである。この軌跡の波長平均は、462±132μmであり、振幅平均は、158±54μmである。各第1連結部310及び各第2連結部320は、図2に示すように、被検査物質に誘引された線虫Xが第1ポート10から第2ポート20に向けて自走する際、線虫Xの引っ掛かりとなり、線虫Xがスムーズに自走することができる。 The arrangement of each first connecting portion 310 and each second connecting portion 320 was determined based on the wavy trajectory of the nematode X, which has a total length of 500 μm to 600 μm, moving on a plane. The average wavelength of this trajectory is 462±132 μm, and the average amplitude is 158±54 μm. As shown in FIG. 2, each first connecting portion 310 and each second connecting portion 320 serve as a catch for the nematode X when the nematode X, attracted by the substance to be tested, moves on its own from the first port 10 to the second port 20, allowing the nematode X to move on its own smoothly.

チャネル30の幅方向の両端縁は、図5に示すように、第2ポート20側から偶数本目の第2仮想直線S2、S4,S6,S8,S10,S12が横切る部分は、第1連結部310及び第2連結部320の外周縁に沿って外方向に湾曲して突出している。チャネル30の幅方向の両端縁は、第2ポート20側から奇数本目の第2仮想直線S1,S3,S5,S7,S9,S11,S13が横切る部分は、内方向に湾曲して凹んでいる。つまり、チャネル30の幅方向の両端縁は、湾曲した凹凸が交互に連続して延びている。 As shown in FIG. 5, both widthwise edges of the channel 30 are curved outward and protrude along the outer periphery of the first connecting portion 310 and the second connecting portion 320 at the portions where the even-numbered second virtual straight lines S2, S4, S6, S8, S10, and S12 cross from the second port 20 side. Both widthwise edges of the channel 30 are curved inward and recessed at the portions where the odd-numbered second virtual straight lines S1, S3, S5, S7, S9, S11, and S13 cross from the second port 20 side. In other words, both widthwise edges of the channel 30 have curved projections and recesses that extend alternately and continuously.

<走化性試験>
上述した実施例1のマイクロ流体デバイス1を利用して、線虫Xの走化性試験を以下に示すように行った。
先ず、マイクロ流体デバイス1の第1ポート10、第2ポート20、及びチャネル30を純水で満たす。次に、第1ポート10に線虫X入りのM9バッファーを2μl滴下し、略同時に第2ポート20に被検査物質の試液2μl滴下する。線虫Xは、C.elegans(Caenorhabditis elegans)である。試液は、線虫Xを誘引するブタノンである。試験映像を記録し、映像をもとに計測した。
<Chemotaxis test>
Using the microfluidic device 1 of Example 1 described above, a chemotaxis test of the nematode X was carried out as follows.
First, the first port 10, the second port 20, and the channel 30 of the microfluidic device 1 are filled with pure water. Next, 2 μl of M9 buffer containing nematode X is dropped into the first port 10, and 2 μl of a test solution of a test substance is dropped into the second port 20 at approximately the same time. The nematode X is C. elegans (Caenorhabditis elegans). The test solution is butanone that attracts nematode X. A test image was recorded, and measurements were made based on the image.

<線虫Xの軌跡例>
実施例1のマイクロ流体デバイス1を利用した場合の線虫Xの軌跡例を図3に示す。この場合、線虫Xは、初期位置P1から第2ポート20に向けて自走援助領域R2をスムーズに自走して第2ポート20に到達する。その後、線虫Xは、第1連結部310の側面の溝311に入り込むと、この溝311から線虫Xの頭部が抜け出しにくく、第1ポート10へ向けた逆走が抑制されて、約15秒後の位置P2に示すように、第2ポート20内に留まっていた。
<Example of nematode X trajectory>
An example of the trajectory of the nematode X when the microfluidic device 1 of Example 1 is used is shown in Fig. 3. In this case, the nematode X smoothly self-propels from the initial position P1 toward the second port 20 through the self-propelled assistance region R2 and reaches the second port 20. After that, when the nematode X enters the groove 311 on the side surface of the first connecting portion 310, the head of the nematode X is difficult to escape from this groove 311, and the nematode X is prevented from moving backward toward the first port 10, and remains in the second port 20 as shown at position P2 after about 15 seconds.

比較例として、第1連結部310がなく、チャネル30の全体に第2連結部320を配置したマイクロ流体デバイス2を用意し、それを利用した場合の線虫Xの軌跡例を図4に示す。マイクロ流体デバイス2は、チャネル30の全体に第2連結部320が配置されており、チャネル30の全体が自走援助領域R2である。この場合、線虫Xは、初期位置P1から第2ポート20に向けて自走援助領域R2をスムーズに自走して第2ポート20に到達する。その後、線虫Xは、第1ポート10へ向けて自走援助領域R2をスムーズに逆走し、約15秒後の位置P2に示すように、短時間で第1ポート10と第2ポート20とを行き来した。 As a comparative example, a microfluidic device 2 was prepared in which the first connecting portion 310 was not provided and the second connecting portion 320 was arranged over the entire channel 30, and an example of the trajectory of the nematode X when this device was used is shown in FIG. 4. In the microfluidic device 2, the second connecting portion 320 is arranged over the entire channel 30, and the entire channel 30 is the self-propelled assistance region R2. In this case, the nematode X smoothly self-propels from the initial position P1 toward the second port 20 through the self-propelled assistance region R2 and reaches the second port 20. The nematode X then smoothly reverses through the self-propelled assistance region R2 toward the first port 10, and travels back and forth between the first port 10 and the second port 20 in a short time, as shown at position P2 after about 15 seconds.

<評価方法>
図5に示すように、第1ラインL1よりも右側の第2ポート20内の線虫Xの個体数をNr、第1ラインL1を第2ポート20から第1ポート10に向けて逆走する線虫Xの個体数をNg、第2ラインL2を第2ポート20から第1ポート10に向けて逆走する線虫Xの個体数をNpとする。
<Evaluation method>
As shown in Figure 5, the number of nematodes X in the second port 20 to the right of the first line L1 is Nr, the number of nematodes X moving back along the first line L1 from the second port 20 toward the first port 10 is Ng, and the number of nematodes X moving back along the second line L2 from the second port 20 toward the first port 10 is Np.

第1の評価指標は、式1に示すように、第2ポート20内の線虫Xの個体数Eを表し、10秒ごとの第2ポート20内の個体数Eから走化性評価を行う。
E=Nr ・・・式1
The first evaluation index represents the number E of nematodes X in the second port 20 as shown in Equation 1, and chemotaxis evaluation is performed based on the number E of nematodes X in the second port 20 every 10 seconds.
E = Nr ... Formula 1

第2の評価指標は、式2に示すように、第1ラインL1及び第2ラインL2を逆走して通過した個体数Eから逆走阻止率Gを算出する。逆走阻止率Gは、第1ラインL1の通過数に対する第2ラインL2の非通過数の割合を表している。逆走阻止率Gの値が大きいほど、逆走阻止効果が強いといえる。
G=(Ng―Np)/Ng ・・・式2
第1連結部310がなく、チャネル30の全体に第2連結部320を配置した比較例のマイクロ流体デバイス2についても同様の評価を行った。
The second evaluation index is calculated as a reverse-running prevention rate G from the number of individuals E who passed the first line L1 and the second line L2 in the wrong direction, as shown in Equation 2. The reverse-running prevention rate G represents the ratio of the number of individuals who did not pass the second line L2 to the number of individuals who passed the first line L1. It can be said that the larger the value of the reverse-running prevention rate G, the stronger the reverse-running prevention effect.
G = (Ng - Np) / Ng ... formula 2
A similar evaluation was also performed on a microfluidic device 2 as a comparative example in which the first connecting portion 310 was not present and the second connecting portion 320 was disposed over the entire channel 30 .

図6(A)に示すように、実施例1のマイクロ流体デバイス1は、第1ポート10に線虫X入りのM9バッファーを2μl滴下し、略同時に第2ポート20に被検査物質であるブタノン2μl滴下した後の20秒~30秒までの間に線虫Xの強い誘引反応が示されている。滴下後約50秒以降、第2ポート20内の線虫Xの個体数Eはある程度維持し、滴下後180秒経過後でも第2ポート20内の線虫Xの個体数Eを維持できている。 As shown in FIG. 6(A), the microfluidic device 1 of Example 1 shows a strong attraction reaction of the nematode X within 20 to 30 seconds after 2 μl of M9 buffer containing the nematode X is dropped into the first port 10 and 2 μl of the test substance, butanone, is dropped into the second port 20 at approximately the same time. After about 50 seconds after the dropping, the population E of the nematode X in the second port 20 is maintained to a certain extent, and even 180 seconds after the dropping, the population E of the nematode X in the second port 20 is maintained.

図6(B)に示すように、比較例のマイクロ流体デバイス2は、第1ポート10に線虫X入りのM9バッファーを2μl滴下し、略同時に第2ポート20に被検査物質であるブタノン2μl滴下した後の20秒~30秒までの間に線虫Xの強い誘引反応が示されている。滴下後180秒経過すると、滴下したブタノンの濃度がマイクロ流体デバイス2内で均一になり、線虫Xの逆走が激しくなるため、第2ポート20内の線虫Xの個体数Eが減少している。 As shown in FIG. 6(B), the microfluidic device 2 of the comparative example shows a strong attraction reaction of the nematode X within 20 to 30 seconds after 2 μl of M9 buffer containing the nematode X is dropped into the first port 10 and 2 μl of the test substance butanone is dropped into the second port 20 at approximately the same time. 180 seconds after the dropping, the concentration of the dropped butanone becomes uniform within the microfluidic device 2, and the nematode X starts to move backwards violently, resulting in a decrease in the number E of nematode X in the second port 20.

実施例1の第1連結部310があるマイクロ流体デバイス1、及び比較例の第1連結部310がないマイクロ流体デバイス2の逆走阻止率Gを表1に示す。比較例のマイクロ流体デバイス2の逆走阻止率が約19%であったのに対して、実施例1のマイクロ流体デバイス1は、約58%まで逆走阻止率を高めることができた。 The reverse flow blocking rate G of the microfluidic device 1 having the first connecting portion 310 of Example 1 and the microfluidic device 2 having no first connecting portion 310 of the comparative example is shown in Table 1. While the reverse flow blocking rate of the microfluidic device 2 of the comparative example was about 19%, the microfluidic device 1 of Example 1 was able to increase the reverse flow blocking rate to about 58%.

Figure 0007464285000001
Figure 0007464285000001

第1及び第2の評価指標から、第1連結部310の形状、及び複数の第1連結部310を配置した逆走抑制領域R1は、線虫Xの逆走抑制に効果的であることが分かった。 The first and second evaluation indices revealed that the shape of the first connecting portion 310 and the reverse migration suppression region R1 in which multiple first connecting portions 310 are arranged are effective in suppressing reverse migration of the nematode X.

<尿に対する走化性>
次に、癌検査の実験として、癌患者の尿、及び健常者の尿を含む被検査物質に対して、線虫Xの走化性を確認した。嗅覚器官のみある線虫Xの変異体(odr-3)を利用した。純水36μlと、癌患者の尿、健常者の尿の夫々4μlとをシャーレ上に滴下し、純水と夫々の尿とを十分に混ぜ合わせて被検査物質とし、被検査物質2μlを第1ポート10に滴下した。夫々の尿を含む被検査物質に対して、10秒毎の第2ポート20内の線虫Xの個体数Eを2回計測した。
<Chemotaxis to urine>
Next, in a cancer testing experiment, the chemotaxis of nematode X was confirmed for test substances including urine of cancer patients and urine of healthy individuals. A mutant (odr-3) of nematode X with only olfactory organs was used. 36 μl of pure water, 4 μl each of urine of cancer patients and healthy individuals were dropped onto a petri dish, and the pure water and each urine were thoroughly mixed to prepare test substances, and 2 μl of the test substance was dropped into the first port 10. For each test substance including urine, the population E of nematode X in the second port 20 was counted twice every 10 seconds.

図7(A)(B)に示すように、2回行った実験の結果、健常者の尿を含む被検査物質に対して、定常状態となる時間が異なっている。第1ポート10に線虫X入りのM9バッファーを2μl滴下し、略同時に第2ポート20に被検査物質を滴下した後、30秒で癌患者の尿を含む被検査物質と健常者の尿を含む被検査物質との十分な有意差が確認できる。癌患者の尿を含む被検査物質に対しては、滴下から50秒の間に強い誘引反応が見られる。 As shown in Figures 7 (A) and (B), the results of two experiments showed that the time to reach a steady state differed for the test substance containing the urine of healthy subjects. After 2 μl of M9 buffer containing nematode X was dropped into the first port 10 and the test substance was dropped into the second port 20 at roughly the same time, a significant difference between the test substance containing the urine of cancer patients and the test substance containing the urine of healthy subjects was confirmed within 30 seconds. A strong attraction response was observed for the test substance containing the urine of cancer patients within 50 seconds of dropping.

第1回目の実験において、図8に示すように、癌患者の尿を含む被検査物質に対しては、滴下後180秒間で最大51匹の線虫Xが第2ポート20に移動した。第1回目の実験において、健常者の尿を含む被検査物質に対しては、滴下後180秒間で最大35匹の線虫Xが第2ポート20に移動した。 In the first experiment, as shown in FIG. 8, for the test substance containing the urine of a cancer patient, a maximum of 51 nematodes X migrated to the second port 20 within 180 seconds after the substance was dropped. In the first experiment, for the test substance containing the urine of a healthy subject, a maximum of 35 nematodes X migrated to the second port 20 within 180 seconds after the substance was dropped.

第1回目の実験において、第2ポート20内の線虫Xの最大個体数と、各時間における第2ポート20内の線虫Xの個体数Eとの割合を図9及び表2に示す。滴下後30秒~40秒において、線虫Xの移動数には明らかな差がある。癌患者の尿を含む被検査物質に対する誘因行動が、滴下後60秒経過でほとんど終えている。 In the first experiment, the maximum number of nematodes X in the second port 20 and the ratio of the number E of nematodes X in the second port 20 at each time are shown in Figure 9 and Table 2. There is a clear difference in the number of nematodes X moving between 30 and 40 seconds after dropping. The attraction behavior toward the test substance, which contains the urine of cancer patients, is almost over 60 seconds after dropping.

Figure 0007464285000002
Figure 0007464285000002

以上説明したように、実施例1のマイクロ流体デバイス1は、第1ポート10、第2ポート20、及びチャネル30を備えている。第1ポート10は線虫X入りのM9バッファーを滴下する。第2ポート20は被検査物質を滴下する。チャネル30は第1ポート10と第2ポート20とを連通する。チャネル30は、第1ポート10から第2ポート20に向けての線虫Xの自走を許容し、第2ポート20から第1ポート10に向けての線虫Xの逆走を抑制する逆走抑制領域R1を有している。 As described above, the microfluidic device 1 of Example 1 includes a first port 10, a second port 20, and a channel 30. The first port 10 drips M9 buffer containing nematode X. The second port 20 drips a test substance. The channel 30 connects the first port 10 to the second port 20. The channel 30 has a reverse migration inhibition region R1 that allows the nematode X to move independently from the first port 10 toward the second port 20 and inhibits the nematode X from moving in the reverse direction from the second port 20 toward the first port 10.

このマイクロ流体デバイス1は、被検査物質に誘引され、第1ポート10からチャネル30を介して第2ポート20に自走した線虫Xが、チャネル30の逆走抑制領域R1によって、第2ポート20から第1ポート10へ向けた逆走を抑制するため、被検査物質に誘引されて第2ポート20内に移動した線虫Xの個体数を正確に把握することができる。 In this microfluidic device 1, nematodes X are attracted to the substance to be tested and move from the first port 10 through the channel 30 to the second port 20 on their own. The reverse migration inhibition region R1 of the channel 30 inhibits reverse migration from the second port 20 to the first port 10, so that the number of nematodes X attracted to the substance to be tested and moved into the second port 20 can be accurately determined.

したがって、実施例1のマイクロ流体デバイス1は、線虫Xの走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。 Therefore, the microfluidic device 1 of Example 1 can utilize the chemotaxis of the nematode X to detect an attractant substance early and obtain detection results with high accuracy and precision.

実施例1のチャネル30は、第1ポート10から第2ポート20に向けて線虫Xの自走を援助する自走援助領域R2を有している。このため、このマイクロ流体デバイス1は、チャネル30内を被検査物質に誘引された線虫Xが第1ポート10から第2ポート20に向けて速やかに自走することができる。よって、このマイクロ流体デバイス1は、線虫Xの走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。 The channel 30 of Example 1 has a self-propelling assistance region R2 that assists the self-propelling of the nematode X from the first port 10 toward the second port 20. Therefore, in this microfluidic device 1, the nematode X attracted to the test substance within the channel 30 can quickly self-propel from the first port 10 toward the second port 20. Therefore, this microfluidic device 1 can detect the attractant substance early by utilizing the chemotaxis of the nematode X.

実施例1のマイクロ流体デバイス1において、逆走抑制領域R1は、自走援助領域R2よりも第2ポート20側に配置されている。このため、このマイクロ流体デバイス1は、チャネル30内を被検査物質に誘引された線虫Xが第1ポート10から第2ポート20に向けて速やかに自走することができるとともに、被検査物質に誘引された第2ポート20内の線虫Xの第1ポート10に向けた逆走を抑制して第2ポート20内の線虫Xの個体数を正確に把握することができる。よって、このマイクロ流体デバイス1は、線虫Xの走化性を利用して誘引物質を早期に検出し、かつ正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。 In the microfluidic device 1 of Example 1, the reverse migration suppression region R1 is disposed closer to the second port 20 than the self-propelled assistance region R2. Therefore, in this microfluidic device 1, the nematode X attracted to the substance to be tested in the channel 30 can quickly move on its own from the first port 10 toward the second port 20, and the number of nematodes X in the second port 20 attracted to the substance to be tested can be accurately grasped by suppressing reverse migration toward the first port 10 of the nematode X in the second port 20. Therefore, this microfluidic device 1 can detect the attractant substance early by utilizing the chemotaxis of the nematode X, and can obtain detection results with good accuracy and precision.

実施例1のチャネル30は、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有している。逆走抑制領域R1は、複数の第1連結部310を具備している。各第1連結部310は、両端を各側面に連結して中心軸線が各側面に対して直交している。各第1連結部310は、中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状において、第2ポート20側の側面が凹んだ略円形状である。このように逆走抑制領域R1は複数の第1連結部310を具備しているため、第1連結部310の側面の凹んだ部分に、線虫Xの頭部が入り込むと、この凹んだ部分から線虫Xの頭部が抜け出しにくく、線虫Xの第1ポート10へ向けた逆走を抑制することができる。よって、このマイクロ流体デバイス1は、線虫Xの走化性を利用した誘引物質の検出において、正確性及び精度の良い検出結果を得ることができる。 The channel 30 of the first embodiment has a pair of side walls whose flat side faces extend in an opposing manner. The reverse migration suppression region R1 has a plurality of first connecting parts 310. Each first connecting part 310 has both ends connected to each side and a central axis perpendicular to each side. Each first connecting part 310 has a substantially circular shape with a concave side on the second port 20 side in a cross section cut by a virtual plane perpendicular to the central axis. Since the reverse migration suppression region R1 has a plurality of first connecting parts 310, when the head of the nematode X enters the concave part of the side of the first connecting part 310, the head of the nematode X is unlikely to escape from the concave part, and reverse migration of the nematode X toward the first port 10 can be suppressed. Therefore, this microfluidic device 1 can obtain accurate and precise detection results in detecting an attractant using the chemotaxis of the nematode X.

実施例1の複数の第1連結部310は、第1ポート10から第2ポート20に向けてまっすぐに延びる第1仮想直線FLに直交した複数の第2仮想直線S1~S3上に等間隔に並んでいる。隣り合う第2仮想直線S1~S3上に配置された各第1連結部310は、第1仮想直線FLに沿って見た際に、中心軸線がずれた状態で重なっている。このような複数の第1連結部310の配置によって、被検査物質に誘引された線虫Xが第1ポート10から第2ポート20に向けて自走する際に線虫Xの自走を援助することができる。よって、このマイクロ流体デバイス1は、線虫Xの走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。 The first connecting parts 310 of the first embodiment are arranged at equal intervals on a plurality of second virtual straight lines S1 to S3 that are perpendicular to a first virtual straight line FL that extends straight from the first port 10 to the second port 20. The first connecting parts 310 arranged on adjacent second virtual straight lines S1 to S3 overlap with their central axes shifted when viewed along the first virtual straight line FL. This arrangement of the first connecting parts 310 can assist the self-propulsion of the nematode X attracted to the test substance when it moves from the first port 10 to the second port 20. Therefore, this microfluidic device 1 can detect the attractant substance at an early stage by utilizing the chemotaxis of the nematode X.

実施例1のチャネル30は、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有している。自走援助領域R2は、両端を各側面に連結して中心軸線が前記側面に対して直交しており、中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状が円形状である複数の第2連結部320を具備している。複数の第2連結部320は、第1ポート10から第2ポート20に向けてまっすぐに延びる第1仮想直線FLに直交した複数の第2仮想直線S4~S13上に等間隔に並んでいる。隣り合う第2仮想直線S4~S13上に配置された各第2連結部320は、第1仮想直線FLに沿って見た際に、中心軸線がずれた状態で重なっている。このような複数の第2連結部320の配置によって、被検査物質に誘引された線虫Xが第1ポート10から第2ポート20に向けて自走する際に線虫Xの自走を援助することができる。よって、このマイクロ流体デバイス1は、線虫Xの走化性を利用して誘引物質を早期に検出することができる。 The channel 30 of the first embodiment has a pair of side walls with flat side surfaces that extend in an opposing manner. The self-propelled assistance region R2 is provided with a plurality of second connecting parts 320, each of which has both ends connected to each side surface, a central axis perpendicular to the side surface, and a cross section cut by a virtual plane perpendicular to the central axis that is circular. The plurality of second connecting parts 320 are arranged at equal intervals on a plurality of second virtual straight lines S4 to S13 perpendicular to the first virtual straight line FL that extends straight from the first port 10 to the second port 20. The second connecting parts 320 arranged on adjacent second virtual straight lines S4 to S13 overlap with their central axes shifted when viewed along the first virtual straight line FL. Such an arrangement of the plurality of second connecting parts 320 can assist the self-propelled nematode X when the nematode X attracted to the test substance self-propels from the first port 10 to the second port 20. Therefore, this microfluidic device 1 can detect attractants at an early stage by utilizing the chemotaxis of nematode X.

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例1に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1のマイクロ流体デバイスは2個のポートを備えていたが、3個以上のポートを備えていてもよい。3個のポートを備える場合、図10に示すように、マイクロ流体デバイス3は、線虫を配置する第1ポート40と、被検査物質を配置する第2ポート50及び第3ポート60を備えるようにしてもよい。この場合、第2ポート50と第3ポート60とを連通する第1チャネル80の中央部に第1ポート40から延びる第2チャネル70を連通させる。第2ポート50及び第3ポート60の夫々に連続する第1チャネル80の両端部は複数の第1連結部310を配置し、第1チャネル80のその他の領域及び第2チャネル70は複数の第2連結部320を配置する。第1チャネル80の両端部は複数の第1連結部310によって、逆走抑制領域R1が形成されているため、第1ポート40に滴下した線虫が第2ポート50及び第3ポート60に到達すると、第2ポート50及び第3ポート60から線虫が逆走することを抑制することができる。
The present invention is not limited to the first embodiment described above with reference to the drawings, and the following embodiments are also included within the technical scope of the present invention.
(1) The microfluidic device of Example 1 has two ports, but may have three or more ports. When the microfluidic device has three ports, as shown in FIG. 10, the microfluidic device 3 may have a first port 40 in which a nematode is placed, and a second port 50 and a third port 60 in which a test substance is placed. In this case, the second channel 70 extending from the first port 40 is connected to the center of the first channel 80 that connects the second port 50 and the third port 60. A plurality of first connecting parts 310 are arranged at both ends of the first channel 80 that are continuous with the second port 50 and the third port 60, and a plurality of second connecting parts 320 are arranged in the other regions of the first channel 80 and the second channel 70. A reverse migration suppression region R1 is formed at both ends of the first channel 80 by multiple first connecting portions 310, so that when the nematodes dropped into the first port 40 reach the second port 50 and the third port 60, the nematodes can be prevented from migrating reversely from the second port 50 and the third port 60.

(2)実施例1のマイクロ流体デバイスの第1連結部は、断面形状において、長方形状に切欠かれていたが、第1連結部の切り欠き形状は、図11に示すように、円弧状等、その他の形状であってもよい。
(3)図11に示すように、断面形状の異なる第1連結部350を配置した逆走抑制領域R1を有するマイクロ流体デバイス4でもよい。
(4)実施例1の逆走抑制領域は、チャネルの第2ポート側の一端部に形成されているが、チャネルの一端部に限らず、中間部や、第1ポート側の他端部に形成してもよい。
(5)実施例1のチャネルは自走援助領域を有していたが、第2連結部を具備せずに自走援助領域を有さなくてもよい。
(6)実施例1のチャネルは、逆走抑制領域と自走援助領域を有していたが、チャネル全体が逆走抑制領域であってもよい。
(7)実施例1において、マイクロ流体デバイスを癌検査に利用することを説明したが、このマイクロ流体デバイスは、癌検査に限らず線虫の走化性を利用した検査に利用することができる。
(2) The first connecting portion of the microfluidic device of Example 1 was cut out in a rectangular shape in cross section, but the cutout shape of the first connecting portion may be other shapes, such as an arc shape, as shown in FIG. 11 .
(3) As shown in FIG. 11, the microfluidic device 4 may have a reverse flow suppression region R1 in which a first connecting portion 350 having a different cross-sectional shape is arranged.
(4) In Example 1, the reverse flow suppression area is formed at one end of the channel on the second port side. However, it may be formed not only at one end of the channel, but also in the middle part or the other end on the first port side.
(5) Although the channel in the first embodiment has a self-propelled assistance region, the channel may not have a self-propelled assistance region if it does not have a second connecting portion.
(6) The channel in the first embodiment has a reverse running suppression region and a free-running assistance region, but the entire channel may be the reverse running suppression region.
(7) In Example 1, the microfluidic device is used for cancer testing. However, this microfluidic device can be used for testing that utilizes the chemotaxis of nematodes, and is not limited to cancer testing.

1…マイクロ流体デバイス
10…第1ポート
20…第2ポート
30…チャネル
310…第1連結部
320…第2連結部
FL…第1仮想直線
R1…逆走抑制領域
R2…自走援助領域
S1~S13…第2仮想直線
X…線虫(線形動物)
1...Microfluidic device 10...First port 20...Second port 30...Channel 310...First connection part 320...Second connection part FL...First virtual straight line R1...Reverse motion suppression region R2...Self-propelled assistance region S1 to S13...Second virtual straight line X...Nematode (nematode)

Claims (5)

線形動物を配置する第1ポートと、
被検査物質を配置する第2ポートと、
前記第1ポートと前記第2ポートとを連通するチャネルと、
を備えており、
前記チャネルは、前記第1ポートから前記第2ポートに向けての前記線形動物の自走を許容し、前記第2ポートから前記第1ポートに向けての前記線形動物の自走を抑制する逆走抑制領域を有し
前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、
前記逆走抑制領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が各前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状において、前記第2ポート側の側面が凹んだ略円形状である複数の第1連結部を具備しているマイクロ流体デバイス。
a first port for disposing the nematode;
a second port for disposing a substance to be tested;
a channel communicating between the first port and the second port;
Equipped with
The channel has a reverse motion suppression region that allows the nematode to move freely from the first port to the second port and suppresses the nematode from moving freely from the second port to the first port ,
The channel has a pair of side walls with planar sides extending in opposite directions,
The reverse flow suppression region has both ends connected to each of the side surfaces, a central axis perpendicular to each of the side surfaces, and a cross-sectional shape cut by a virtual plane perpendicular to the central axis is approximately circular with a concave side surface on the second port side .
前記チャネルは、前記第1ポートから前記第2ポートに向けて線形動物の自走を援助する自走援助領域を有している請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。 The microfluidic device according to claim 1, wherein the channel has a self-propelling assistance region that assists the nematode in self-propelling from the first port to the second port. 前記逆走抑制領域は、前記自走援助領域よりも前記第2ポート側に配置されている請求項2に記載のマイクロ流体デバイス。 The microfluidic device according to claim 2, wherein the reverse motion suppression region is disposed closer to the second port than the self-propelled assistance region. 複数の前記第1連結部は、前記第1ポートから前記第2ポートに向けてまっすぐに延びる第1仮想直線に直交した複数の第2仮想直線上に等間隔に並んで配置され、隣り合う前記第2仮想直線上に配置された各前記第1連結部は、前記第1仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なっている請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。 4. The microfluidic device according to claim 1, wherein the first connecting portions are arranged at equal intervals on a plurality of second imaginary lines perpendicular to a first imaginary line extending straight from the first port toward the second port, and the first connecting portions arranged on adjacent second imaginary lines overlap with their central axes shifted when viewed along the first imaginary line. 前記チャネルは、平面状の側面が対向して広がる一対の側壁部を有しており、
前記自走援助領域は、両端を各前記側面に連結して中心軸線が前記側面に対して直交しており、前記中心軸線に直交する仮想平面によって切断した断面形状が円形状である複数の第2連結部を具備しており、
複数の前記第2連結部は、前記第1ポートから前記第2ポートに向けてまっすぐに延びる第1仮想直線に直交した複数の第2仮想直線上に等間隔に並んでおり、隣り合う前記第2仮想直線上に配置された各前記第2連結部は、前記第1仮想直線に沿って見た際に、前記中心軸線がずれた状態で重なっている請求項2及び請求項3のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
The channel has a pair of side walls having planar sides extending in opposite directions,
The self-propelled assistance region includes a plurality of second connecting parts, each of which is connected to each of the side surfaces at both ends, has a central axis perpendicular to the side surfaces, and has a cross-sectional shape cut by a virtual plane perpendicular to the central axis that is circular,
4. The microfluidic device according to claim 2, wherein the second connecting portions are arranged at equal intervals on a plurality of second imaginary lines perpendicular to a first imaginary line extending straight from the first port toward the second port, and the second connecting portions arranged on adjacent second imaginary lines overlap with the central axes shifted when viewed along the first imaginary line.
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