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公開番号2023163784
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-11-10
出願番号2022074918
出願日2022-04-28
発明の名称マイクロ流路デバイス
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 27/333 20060101AFI20231102BHJP(測定;試験)
要約【課題】薄くて、かつ安定した測定が可能なマイクロ流路デバイスを提供する。
【解決手段】多孔質基材を用いたマイクロ流路デバイスであって、
前記マイクロ流路デバイスは、多孔質を用いた流路領域を有し、
前記流路領域の一部に、多孔質基材内の孔にイオン選択性を有する成分が存在する領域Aを有し、前記領域Aにおいては、前記多孔質基材の一方の面X側の孔にイオン選択性を有する成分が存在し、他方の面Y側は、空孔が存在する流路となっており、
前記領域Aの前記面X側の表面には、少なくとも一部がイオン選択性を有する成分と重なるように作用電極が設けられており、
前記流路領域の前記領域A以外の領域Bに参照電極が設けられており、
前記領域Aと前記領域Bとが、同一の前記多孔質基材上に形成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
多孔質基材を用いたマイクロ流路デバイスであって、
前記マイクロ流路デバイスは、多孔質を用いた流路領域を有し、
前記流路領域の一部に、多孔質基材内の孔にイオン選択性を有する成分が存在する領域Aを有し、前記領域Aにおいては、前記多孔質基材の一方の面X側の孔にイオン選択性を有する成分が存在し、他方の面Y側は、空孔が存在する流路となっており、
前記領域Aの前記面X側の表面には、少なくとも一部がイオン選択性を有する成分と重なるように作用電極が設けられており、
前記流路領域の前記領域A以外の領域Bに参照電極が設けられており、
前記領域Aと前記領域Bとが、同一の前記多孔質基材上に形成されている、ことを特徴とするマイクロ流路デバイス。
続きを表示(約 410 文字)【請求項2】
前記作用電極は、前記領域A内の前記多孔質基材の面X側に対向する面において全域が前記イオン選択膜と接触している、請求項1に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項3】
前記領域Aは、前記面Xの表面において、多孔質を用いた流路となる部分と、多孔質が埋まることで流路として機能しない部分とを有し、
前記流路となる部分と、前記流路として機能しない部分と、に跨ってイオン選択性を有する成分が存在する請求項1または2に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項4】
前記の多孔質が埋まることで流路として機能しない部分が、多孔質が疎水性樹脂によって埋まることで流路として機能しない部分である請求項3に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項5】
前記領域Aと前記領域Bとが流路で繋がっている、ことを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロ流路デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、多孔質基材の流路を用いて電極を形成したマイクロ流路デバイスに関するものである。
続きを表示(約 2,200 文字)【背景技術】
【0002】
近年、マイクロサイズの微細流路を利用して、生化学における分析を1つのチップ内で効率的(微量、迅速、簡便)に行うことができるマイクロ流路デバイスの開発が、幅広い分野で注目されている。幅広い分野には、生化学の研究はもとより医療、創薬、ヘルスケア、環境、食品などが含まれる。その中でも紙をベースとしたペーパーマイクロ分析チップは、従来のデバイスと比べて軽量、低コスト、電源不要、高い廃棄性、といった多くの利点がある。そのため、医療設備の整っていない途上国や僻地ならびに災害現場での医療活動や、感染症の広がりを水際で食い止めなければならない空港等での検査デバイスとして期待されている。また、安価でかつ取り扱いが容易なことから、自身の健康状態を管理・モニタリングできるヘルスケアデバイスとしても注目を集めている。
【0003】
ペーパーマイクロ分析チップの一例として、特許文献1では、電極を表面に印刷した紙基材を2枚用いて、その間にイオン選択膜を挟み、各紙基材に所定の溶液を分注することで、内部液を有するイオン選択電極および参照電極と同等の構成を形成している。この構成によって、イオン電極法を行うことができ、検体のイオン濃度を測定することができる。
また、非特許文献1では、一つの紙基材上にイオン選択電極と参照電極を形成する方法が記載されており、イオン電極法を用いて検体のイオン濃度を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
米国特許出願公開第2016/033438号明細書
【非特許文献】
【0005】
Nipapan Ruecha, Orawon Chailapakul, Koji Suzuki and Daniel Chitterio『Fully Inkjet-Printed Paper-Based Potentiometric Ion-Sensing Devices』Analytical chemistry August 29, 2017 Published, 89, pp.10608-10616
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら特許文献1に記載の方法では、作用電極とイオン選択膜との間に多孔質基材の層があり、内部液の代わりとなる液を充填させる際に電極界面に気泡を形成することで測定値が不安定となる可能性がある。さらに2枚の紙基材でイオン選択膜を挟んだ構成であるため、分析チップの厚みとしては、電極やイオン選択膜以外に多孔質基材2枚分の厚みが必要となる。
また、非特許文献1に記載の方法では、イオン選択膜が形成された紙基材の領域には十分な量の検体が浸透できないことにより、検体とイオン選択膜との接触面積が十分取れず不安定となり、測定精度に影響を与える可能性があった。
本開示の一態様の目的は、作用電極とイオン選択膜とを接触させた構成による測定安定化、1枚の多孔質基材上に全電極を形成することによる小型化、電極面積を拡大せずにイオン選択膜と検体との接触面積を十分確保することによる測定安定化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様によれば、多孔質基材を用いたマイクロ流路デバイスであって、
前記マイクロ流路デバイスは、多孔質を用いた流路領域を有し、
前記流路領域の一部に、多孔質基材内の孔にイオン選択性を有する成分が存在する領域Aを有し、前記領域Aにおいては、前記多孔質基材の一方の面X側の孔にイオン選択性を有する成分が存在し、他方の面Y側は、空孔が存在する流路となっており、
前記領域Aの前記面X側の表面には、作用電極が設けられており、
前記流路領域の前記領域A以外の領域Bに参照電極が設けられており、
前記領域Aと前記領域Bとが、同一の前記多孔質基材上に形成されているマイクロ流路デバイスが提供される。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一態様によれば、小型かつ測定安定性の高いマイクロ流路デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
実施例1における流路壁11形成後のマイクロ流路デバイスM1の上面図である。
実施例1における各種電極形成後のマイクロ流路デバイスM1の概略図である。
実施例1のマイクロ流路デバイスM1における検体の浸透の概略説明図である。
実施例2における流路壁12形成後のマイクロ流路デバイスM2の概略図である。
実施例2における各種電極形成後のマイクロ流路デバイスM2の概略図である。
作用電極の周囲をイオン選択膜で覆う従来の構成例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
(【0011】以降は省略されています)

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