(57)【要約】  本発明は、マイクロポンプに空気が引き込まれるときに気泡が発生したり、ゴミなどが侵入したりして正確な送液を行うことができなくなるという問題が発生する。そこで吸引手段を設けることにより、駆動液を送液する流路に気泡やゴミなどを吸い込むので測定精度の良いマイクロチップ検査装置を提供できる。
2008093523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が流れる流路及び当該試料を流すための駆動液が注入される注入口を有するマイクロチップが収納可能なマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収納部に収納されたマイクロチップの注入口に向けて前記駆動液を送液する送液ポンプと、
前記マイクロチップ収納部に収納されたマイクロチップの注入口に当接し、前記送液ポンプにより送液される駆動液を前記注入口に供給する供給口を有する接続部と、
前記マイクロチップ収容部にマイクロチップが収容されていないときに、前記接続部の供給口から前記駆動液を吸引することが可能な吸引手段と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査装置。
【請求項２】
前記駆動液の送液状態を検知する液検知センサを有し、
前記吸引手段は、前記液検知センサの検知結果に基づいて吸引動作を行うことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のマイクロチップ検査装置。
【請求項３】
検査開始前に前記吸引手段による吸引動作が行うことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のマイクロチップ検査装置。
【請求項４】
前記吸引手段は、待機時に前記接続部の供給口を覆っていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１項に記載のマイクロチップ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段（例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど）を微細化して１チップ上に集積化したマイクロチップを用いたシステムが注目されている。これは、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）とも呼ばれ、マイクロチップ上で試薬と試料（例えば、検査を受ける被検者の尿、唾液、血液を処理して抽出したＤＮＡ処理した抽出溶液など）を合流させ、その反応を検出することにより試料の特性を調べるシステムである。【０００３】
マイクロチップを用いて試料の特性を調べる際は、検査装置にマイクロチップをセットし、検査装置に設けられた送液ポンプにより駆動液をマイクロチップの微細流路に送液する。これにより、マイクロチップ内に収容されている試薬や試料が駆動液により押し出され、試薬と試料とが反応して被検出部に導かれる。被検出部では、例えば光学的な検出方法によって目的物質の検出が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２６６９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マイクロチップは検体検査毎に検査装置に抜き差しして交換するが、そのとき作業環境中に浮遊しているゴミ等が、検査装置のマイクロチップとの接続部に付着する。あるいはマイクロポンプ内が負圧状態でマイクロチップを引き抜いたとき、マイクロポンプに空気が引き込まれ気泡が生じる。さらに検査装置をある期間使用していない場合にも、上記接続部からマイクロポンプ内に気泡やゴミなどが侵入してしまう。こうなると、マイクロポンプが正確な送液を行うことができなくなったり、マイクロチップ内に気泡やゴミが送り込まれて精度良い検出を行うことができなくなったりする。【０００５】
本発明の目的は、駆動液を送液する流路に気泡やゴミなどが混入しても、当該気泡やゴミを除去し、正確な送液や精度良い検出を行うことのできるマイクロチップ検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記構成により達成できる。【０００７】
１．試料が流れる流路及び当該試料を流すための駆動液が注入される注入口を有するマイクロチップが収納可能なマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収納部に収納されたマイクロチップの注入口に向けて前記駆動液を送液する送液ポンプと、
前記マイクロチップ収納部に収納されたマイクロチップの注入口に当接し、前記送液ポンプにより送液される駆動液を前記注入口に供給する供給口を有する接続部と、
前記マイクロチップ収容部にマイクロチップが収容されていないときに、前記接続部の供給口から前記駆動液を吸引することが可能な吸引手段と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査装置。【０００８】
２．前記駆動液の送液状態を検知する液検知センサを有し、
前記吸引手段は、前記液検知センサの検知結果に基づいて吸引動作を行うことを特徴とする１に記載のマイクロチップ検査装置。【０００９】
３．検査開始前に前記吸引手段による吸引動作が行うことを特徴とする１または２に記載のマイクロチップ検査装置。【００１０】
４．前記吸引手段は、待機時に前記接続部の供給口を覆っていることを特徴とする１乃至３の何れかに記載のマイクロチップ検査装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動液を送液する流路に気泡やゴミなどが混入しても、吸引手段により吸引することにより当該気泡やゴミを除去することができ、正確な送液や精度良い検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係るマイクロチップ検査装置の外観図である。
【図２】本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の構成図である。
【図３】第１の吸引の形態を示す断面図である。
【図４】図３のＡ方向から見た矢視図である。
【図５】第２の吸引の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  マイクロチップ
２  チップ押圧板
４  光検出部
５  マイクロポンプ
６  ポンプ接続部
７  吸引手段
８  駆動液開閉弁
１０  駆動液タンク
１１  駆動液
７１  吸引ポンプ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。【００１５】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
（装置構成）
図１は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の外観図である。検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体と試薬とを自動的に反応させ、反応結果を自動的に出力する装置である。【００１６】
検査装置８０の筐体８２には、マイクロチップ１を装置内部に挿入するための挿入口８３、表示部８４、メモリカードスロット８５、プリント出力口８６、操作パネル８７、外部入出力端子８８が設けられている。【００１７】
検査担当者は、図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８０の内部では、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶したりすることができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。検査終了後、検査担当者はマイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。【００１８】
図２は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の構成図である。図２においては、マイクロチップが図１に示す挿入口８３から挿入され、セットが完了している状態を示している。【００１９】
検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体及び試薬を送液するための駆動液１１を貯留する駆動液タンク１０、マイクロチップ１に駆動液１１を供給するための送液ポンプとしてのマイクロポンプ５を有している。さらにマイクロポンプ５とマイクロチップ１とを駆動液１１が漏れないように接続する供給口６１が設けられた接続部としてのポンプ接続部６がある。マイクロチップ１の必要部分を温調する温度調節ユニット３と、マイクロチップ１をずれないように温度調節ユニット３及びポンプ接続部６に密着させるためのチップ押圧板２を有している。さらにチップ押圧板２を昇降させるための押圧板駆動部２１と、マイクロチップ１をマイクロポンプ５に対して精度良く位置決めする規制部材２２と、マイクロチップ１内の検体と試薬との反応状態等を検出する光検出部４、等を備えている。【００２０】
チップ押圧板２は、初期状態においては、図２に示す位置より上方に退避している。これにより、マイクロチップ１は矢印Ｘ方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３（図１参照）から規制部材２２に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。その後、チップ押圧板２は、押圧板駆動部２１により下降してマイクロチップ１に当接し、マイクロチップ１の下面が温度調節ユニット３及びポンプ接続部６に密着される。これにより、ポンプ接続部６の供給口６１とマイクロチップ１の注入口１３が一致した状態でセットされる。尚、規制部材２２、押圧板２、温度調節ユニット３及びポンプ接続部６などで本発明のマイクロチップ収容部が構成される。【００２１】
温度調節ユニット３は、マイクロチップ１と対向する面にペルチェ素子３１及びヒータ３２を備え、マイクロチップ１が検査装置８０にセットされたときに、ペルチェ素子３１及びヒータ３２がマイクロチップ１に密着するようになっている。試薬が収容されている部分をペルチェ素子３１で冷却して試薬が変性しないようにしたり、検体と試薬とが反応する部分をヒータ３２で加熱して反応を促進させたりする。【００２２】
光検出部４は、発光部４ａ及び受光部４ｂから構成され、発光部４ａからの光をマイクロチップ１に照射し、マイクロチップ１を透過した光を受光部４ｂにより検出する。受光部４ｂはチップ押圧板２の内部に一体的に設けられている。発光部４ａ及び受光部４ｂは、マイクロチップ１の被検出部に対向するように設けられている。
（マイクロポンプ）
次に、マイクロポンプ５について説明する。【００２３】
マイクロポンプ５は、ポンプ室５２、ポンプ室５２の容積を変化させる圧電素子５１、ポンプ室５２のマイクロチップ１側に位置する第１絞り流路５３、ポンプ室の駆動液タンク１０側に位置する第２絞り流路５４、等から構成されている。第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４は絞られた狭い流路となっており、また、第１絞り流路５３は第２絞り流路５４よりも長い流路となっている。【００２４】
駆動液１１を順方向（マイクロチップ１に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を急激に減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第１絞り流路５３の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を緩やかに増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなり、ポンプ室５２内には第２絞り流路５４の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が順方向に送液されることになる。【００２５】
一方、駆動液１１を逆方向（駆動液タンク１０に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を緩やかに減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第２絞り流路５４の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を急激に増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内には第１絞り流路５３の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が逆方向に送液されることになる。
（吸引部）
次に、本発明に係る吸引手段７について説明する。
＜第１の形態＞
図３は、第１の吸引の形態を示す断面図である。また図４は、図３のＡ方向から見た矢視図である。図３は、ポンプ接続部６からマイクロチップ１が退避して、吸引接続部７０がポンプ接続部６に接続されているところを示している。【００２６】
吸引接続部７０は、必要なシール性を確保して駆動液の漏出を防止するために、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーン樹脂などの柔軟性（弾性、形状追随性）をもつ樹脂によって形成されることが好ましい。【００２７】
７１は駆動液を吸引する吸引ポンプであり、構造を分かり易くするために密閉蓋を外した状態で図示している。吸引ポンプ７１は、内壁７２に沿うように設けられたチューブ７３と、チューブ７３をしごくように押し付けながら回転するローター７４とから構成されている。ローター７４が図に示す方向に回転すると、チューブ７３は内壁７２の押し付けられ、チューブ７３内の空間が徐々に移動し、マイクロポンプ５内の液や空気が吸引される。吸引された液は、液溜め７５に排出される。ここでは、吸引ポンプ７１を、チューブを利用したチューブポンプを例に説明したが、必ずしもチューブポンプ方式である必要はなく、吸引可能なポンプであれば方式にはこだわらない。【００２８】
また、図４に示すように、マイクロポンプ５は複数の独立した流路を有し、それぞれの流路に対応してポンプ接続部６が設けられている。そして、それぞれのポンプ接続部６に対して吸引接続部７０が設けられている。【００２９】
マイクロポンプ５の上部には、複数の流路に対応した、駆動液１１の送液状態を検知する発光部と受光部から構成された液検知センサ７６が設けられている。マイクロポンプ５の基材は例えば、エラストマータイプのシリコーン樹脂であるＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの透明材料等を用いて作製されており、液検知センサ７６により流路内の駆動液の有無を検出することができる。これにより、マイクロポンプ５の各流路の送液状態を把握することができる。【００３０】
もし、マイクロポンプ５が送液を行っているにもかかわらず液検知センサ７６により流路内の駆動液の存在が検出されない場合には、検査装置８０は送液不良が発生したと判断し、不良が発生した流路に設けられている吸引手段７を駆動させる。この結果、送液不良の原因となっている気泡やゴミを取り除くことができる。【００３１】
また、例えば、検査開始前に、吸引手段７により吸引を行うことにより、先頭部分の空気に晒されて劣化を起こした駆動液１１や空気が溶解した駆動液１１を取り除くことができる。さらに、駆動液１１が蒸発してポンプ接続部６の供給口６１の先端まで駆動液１１が満たされていない場合でも、供給口６１の先端まで駆動液１１を満たすことができ、マイクロチップ１内に空気が送り込まれることが抑制される。検査装置８０が長時間動作しなかった場合にのみ吸引を行ってもよい。【００３２】
また、検査装置８０の待機時（電源オフ時も含む）には、吸引接続部７０をポンプ接続部６に位置させキャッピングすることが好ましい。これにより、ゴミや空気がポンプ接続部６から侵入することが抑制される。【００３３】
従って、本実施形態では、正確な送液を行うことができ、精度良い検出を行うことができる。
＜第２の形態＞
図５は、第２の吸引の形態を示す。第１の吸引形態と異なる部分について示す。図５に示すように、複数のポンプ接続部６の全体を覆うように１つの吸引接続部７０が設けられ、当該吸引接続部７００には１つの吸引ポンプ７１が繋がっている。このような吸引接続部７００を用いると、構造が単純になる。
（まとめ）
以上述べたように、上記実施形態によれば、駆動液を送液する流路に気泡やゴミなどが混入しても、吸引手段７により吸引することにより当該気泡やゴミを除去することができる。【００３４】
また、吸引手段７により吸引することにより、先頭部分の空気に晒されて劣化した駆動液や空気が溶解した駆動液を取り除くことができる。【００３５】
また、吸引手段７により吸引することにより、駆動液が蒸発してポンプ接続部６の供給口６１の先端まで駆動液が満たされていない場合でも、供給口６１の先端まで駆動液を満たすことができ、マイクロチップ１内に空気が送り込まれることが抑制される。【００３６】
また、検査装置８０の待機時には、吸引接続部７０をポンプ接続部６に位置させキャッピングすることにより、ゴミや空気がポンプ接続部６から侵入することを抑制することができる。【００３７】
これらの結果、正確な送液を行うことができ、精度良い検出を行うことができるようになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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