(57)【要約】少なくとも試料受容槽と反応槽及び試料受容槽と反応槽との間に接続された流路とを有し、試料に含まれる微細な成分の反応を行うためのマイクロチップに対して試料を充填する試料充填装置として、予め試料が充填された試料室を有するパッケージを使用し、パッケージをマイクロチップに装着することにより試料室内の試料を試料受容槽に充填する。
2009035062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも試料受容槽と反応槽及び試料受容槽と反応槽との間に接続された流路とを有し、試料に含まれる微細な成分の反応を行うためのマイクロチップに対して試料を充填する試料充填装置において、
予め試料が充填された試料室を有するパッケージをマイクロチップに装着することにより、試料室内の試料を試料受容槽に充填することを特徴とする試料充填装置。
【請求項２】
前記パッケージに設けられた前記試料室は凸状形状を成し、この試料室を前記マイクロチップに設けられた前記試料受容槽に挿入することにより、前記試料室内の試料を前記試料受容槽に充填することを特徴とする請求項１に記載の試料充填装置。
【請求項３】
前記試料室は上部が弾性体からなる被膜部で構成され、上部から媒体による圧力を印加することにより前記被膜部が撓み、前記試料室内の試料を前記試料室の外部に押出すようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料充填装置。
【請求項４】
前記試料室は上部から媒体による圧力を印加することにより可動可能な可動部を有し、この可動部を前記試料室内で可動させることにより、前記試料室内の試料を前記試料室の外部に押出すようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料充填装置。
【請求項５】
前記試料室は底部に被破壊部を有し、前記パッケージを前記マイクロチップに装着した際に加わる外部からの物理的な力により前記被破壊部が破壊され、前記試料室内の試料が前記マイクロチップに設けられた前記試料受容槽内に流出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の試料充填装置。
【請求項６】
前記試料室の底部には突起部が設けられており、前記パッケージを前記マイクロチップに装着した際に加わる外部からの物理的な力により前記突起部が前記被破壊部を破壊することを特徴とする請求項５に記載の試料充填装置。
【請求項７】
前記マイクロチップに設けられた前記試料受容槽の上面には、前記試料室の底部と当接するように突起部が設けられており、前記パッケージを前記マイクロチップに装着した際に加わる外部からの物理的な力により前記突起部が前記被破壊部を破壊することを特徴とする請求項５に記載の試料充填装置。
【請求項８】
前記パッケージの前記マイクロチップへの装着時には、前記試料室と前記試料受容槽との間に隙間部が形成形され、前記非破壊部の破壊により前記試料室内の試料が流出する際に、流出した試料の一部が毛細管現象により前記隙間部内に流入することにより前記被破壊部の近傍に混入した前記媒体を上方へ押出すことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の試料充填装置。
【請求項９】
前記試料室の上部の周囲に前記隙間部を密閉するようにシール部を設けることにより、前記試料室内の試料が前記試料受容槽内に流出する際に、前記試料が外部に漏洩するのを防止することを特徴とする請求項８に記載の試料充填装置。
【請求項１０】
前記シール部により、前記試料受容槽内の試料が前記媒体の混入なしに前記流路に流出することを特徴とする請求項９に記載の試料充填装置。
【請求項１１】
前記流路に流出した試料は、前記反応槽に導かれて前記試料に含まれる微細な成分の反応・分析が行われることを特徴とする請求項１０に記載の試料充填装置。
【請求項１２】
前記試料室と前記試料受容槽との間には、前記媒体を蓄積するための容器形状を成す空間部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか１項に記載の試料充填装置。
【請求項１３】
前記試料室は前記パッケージに複数個連接して設けられており、さらに、前記試料受容槽は前記マイクロチップに複数個連接して設けられており、前記パッケージに連接して設けられた試料室の間隔が、前記マイクロチップに設けられた試料受容槽の間隔と一致していることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の試料充填装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の試料充填装置が装着されることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のマイクロチップが搭載されることを特徴とするマイクロチップの試料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遺伝子分析等に用いられる複数の反応槽及び試料槽を有し、さらに反応槽及び試料槽間を微細な流路で接続したマイクロチップにおいて、試料をマイクロチップに注入するための試料充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、「生化学マイクロ化学分析システム」早稲田大学庄司習一（非特許文献１）、特開２００７−１０１２００号公報（特許文献２）に記載されているように、一枚のチップ上に充填容器や微細流路を設けたマイクロチップ、ラボオンチップ、マイクロリアクタ、流体素子チップ及び化学反応用カートリッジと称されるチップにおいて、サンプルや液体試料を制御し送液・反応させ、遺伝子分析を行う種々の送液機構や方法が研究されている。
上記非特許文献１によれば、「１枚の基板上に集積化されたシステムの概念図は、試料導入機構やキャリア溶液、サンプルの流れを制御するポンプおよび試薬との混合／反応器、成分分離部、センサ部からなっている。それぞれの要素をマイクロ化し、内部に流路を形成して基板に並べ、Ｏリングなどを介して接続するハイブリッド型システム」としてマイクロチップが提唱されている。さらに、分析に必要な試料のマイクロチップでの導入は、外部からマイクロポンプを介して行われている。
また、上記特許文献２によれば、「外力を加えた際の変形によって内容物を移送または封止することで化学反応を行わせる化学反応カートリッジにおいて、外部からサンプルを受け入れるサンプル収容部」として化学反応カートリッジが提案されている。さらに、上記特許文献２には、初期段階のサンプルを注入する工程で、「注射針等用いてサンプルが注入される」ことが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記非特許文献１で示される送液における従来技術は、試料をマイクロチップの外部より、マイクロポンプ等を用いマイクロチップ内の試料槽へ注入する手段を有している。その結果、マイクロチップの外部に高精度に制御された送液手段を必要とする。また、分析工程が変化した場合、送液手段全体を洗浄したり交換する作業が必要であった。さらに、微細なサンプルの分析には高精度な微量送液装置が必要となり、高価で設置スペースが大きいなどの問題があった。
また、上記特許文献２で示される化学反応カートリッジは、最初にサンプルや試料を注入する手段として、注射針等の手段を用いている。その結果、人為的ミスによる試料選択ミス、試料注入ミス、試薬量ミス、空気の混入等が発生する場合があると共に、試薬がたれ落ちコンタミネーションと言われる相互汚染が発生する可能性があった。
また、冷蔵保存を要求される試料瓶等は、その都度保存庫から取り出し、必要量を採取しまた保存庫に戻す作業を行う必要があり、温度変化に伴い試料に悪影響を及ぼす場合があった。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、作業者による誤注入、誤注入量、コンタミネーションの発生がなく、さらに適時に必要量だけ保存環境から取り出し注入できると共に、安価で小型化な簡便な機構である試料充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明では、少なくとも試料受容槽と反応槽及び試料受容槽と反応槽との間に接続された流路とを有し、試料に含まれる微細な成分の反応を行うためのマイクロチップに対して試料を充填する試料充填装置において、
予め試料が充填された試料室を有するパッケージをマイクロチップに装着することにより、試料室内の試料を試料受容槽に充填する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、作業者による試料種および試料量の誤操作を防止できると共に、作業が簡略化され作業者の負担が軽減されて生産性の向上が図れる。さらに、試料量の節減、管理状態の向上および移送量の高精度化による分析精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本発明の実施例におけるマイクロチップの試料移送機構の構成を示す断面斜視図である。
図２は、本発明の実施例におけるマイクロチップおよび試料パッケージの機構構成を示す斜視図である。
図３Ａは、本発明の実施例における試料パッケージの機構構成を示す断面図である。
図３Ｂは、本発明の実施例における試料パッケージの機構構成を示す平面図である。
図４Ａは、本発明の実施例における試料パッケージの動作を示す断面図である。
図４Ｂは、本発明の実施例における試料パッケージの動作を示す断面図である。
図４Ｃは、本発明の実施例における試料パッケージの動作を示す断面図である。
図５は、本発明における試料パッケージの他の実施例を示す断面図である。
図６は、本発明における試料パッケージのさらに他の実施例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明における試料充填装置（試薬導入機構）を用い、マイクロチップへ試料を導入し、試料を反応させる装置の構成を示す斜視図である。ここで、空気圧回路部はＪＩＳ論理記号で示してある。
機枠１にはテーブル３が支柱２を介し設けられ、さらに、テーブル３にはＯリング６に周囲をシールされた廃棄穴５が設けられている。廃棄穴５は、廃棄電磁弁７、チューブ７ａを介し機枠１上に設けられた廃棄槽８に接続されている。テーブル３の上面にはマイクロチップ５０に設けられたピン穴５５ａ、５５ｂと合致し所定の位置に案内するためのピン１０ａ、１０ｂが凸状に設置されている。さらに、テーブル３にはヒンジ９を介し、締結ネジ２５と、周囲をＯリング２６でシールされ貫通した加圧穴２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅおよび周囲をＯリング２７でシールされたシャッタ加圧穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆおよび同様にＯリング２７でシールされた空気供給穴２４を有するカバー２０が、Ａ及びＢ方向に回動可能に設けられている。さらに、テーブル３上の一端には締結ネジ２５と一致する位置にネジ穴４が設けられている。
カバー２０を貫通する状態で設けられた加圧穴２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅは、それぞれチューブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ，１７ｄ、１７ｅにより加圧電磁弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅの二次側に導接されている。さらに、シャッタ加圧穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆは、それぞれチューブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆによりシャッタ電磁弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆの二次側に、また空気供給穴２４はチューブ２９により空気供給電磁弁２８の二次側に接続されている。加圧電磁弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅおよびシャッタ電磁弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆおよび空気供給電磁弁２８の一次側は蓄圧器１１に接続されている。また、蓄圧器１１にはモータ１３により駆動されるポンプ１２と内部圧力を検出する圧力センサ１４が接続されている。テーブル３には、マイクロチップ５０の所定部を下面から所定の温度に制御する温度調整ユニット３０が設けられている。
一方、あらかじめ設定されたプログラムを実行するコントローラ１５には加圧電磁弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅおよび廃棄電磁弁７、シャッタ電磁弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆおよび空気供給電磁弁２８が動作制御可能に接続されている、さらに、コントローラ１５には蓄圧器１１内の圧力を所定圧に制御可能なようにポンプ１２を駆動するモータ１３および蓄圧器１１内の圧力を検出しフィードバックを行う圧力センサ１４が接続されている。以上の構成によりコントローラ１５からの指令により蓄圧器１１内の圧力は常に所定の圧力に保たれている。また、温度調整ユニット３０も同様にコントローラ１５に接続され、あらかじめプログラムされた温度制御を行う構成となっている。
また、試料パッケージ１００は凸状の試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃがマイクロチップ５０上の試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃに挿入され構成となっている。さらに、マイクロチップ５０はピン穴５５ａ、５５ｂがピン１０ａ、１０ｂに案内され、テーブル３上に搭載され締結ネジ２５によりカバー２０により挟持される構成となっている。
図２は本発明の形態を示す試料パッケージ１００とマイクロチップ５０の詳細を示す斜視図である。
マイクロチップ５０は多層構造を成し、それぞれ伸縮性樹脂からなるメインプレート５１ａ、第２プレート５１ｂ、第３プレート５１ｃ、第４プレート５１ｄを貼り合わせた構成となっている。
マイクロチップ５０上には、メインプレート５１ａ、第２プレート５１ｂを貫通し凹状を成し、試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよび空気供給口５４が設けられ、さらにメインプレート５１ａを貫通し凹状をなす反応槽５２ｄ、抽出槽５２ｅ、ＰＣＲ増幅槽５８ａ、５８ｂ、５８ｃが設けられている。また、マイクロチップ５０上には、メインプレート５１ａ、第２プレート５１ｂ、第３プレート５１ｃを貫通し凹状を成すシャッタ口５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆが設けられている。さらに、廃棄穴５６は第２プレート５１ｂ、第３プレート５１ｃ、第４プレート５１ｄを下方向に貫通するように設けられている。
また、図１で示すテーブル３上にマイクロチップ５０を搭載し、カバー２０をＢ方向へ回動し締結ネジ２５とネジ穴４によりマイクロチップ５０をテーブル３とカバー２０で挟持した際には、試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃは加圧穴２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、反応槽５２ｄは加圧穴２２ｄと、抽出槽５２ｅは加圧穴２２ｅと、シャッタ口５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆはシャッタ加圧穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆと合致した位置で搭載される構成となっている。
さらに、該試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５３ｃ、反応槽５２ｄ、抽出槽５２ｅ、ＰＣＲ増幅槽５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、空気供給口５４は、メインプレート５１ａと第２プレート５１ｂの間で構成される流路６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇ、６１ｈ、６１ｉで連接されている。また、シャッタ口５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆは、第２プレート５１ｂと第３プレート５２ｃの間で構成されるシャッタ流路６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆと連接されると共に、その先端は流路６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇ、６１ｈ、６１ｉと第３プレート５１ｃを仲介し交差するように設けられている。
また、該流路６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇ、６１ｈ、６１ｉは構成される第２プレート５１ｂと第３プレート５１ｃを接着する際に、流路となるべき部分を接着せず剥離可能な状態で構成されている。同様に、シャッタ流路６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆは、構成される第３プレート５１ｃと第４プレート５１ｄを接着する際に、流路となるべき部分を接着せず剥離可能な状態で構成されている。
また、反応槽５２ｄ及び抽出槽５２ｅの凹状容器内部の第２プレート５１ｂと第３プレート５１ｃ間も同様に接着はされておらず、流路６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇ、６１ｈ、６１ｉと連接される構成となっている。また、反応槽５２ｄ内部の第２プレート５１ｂと第３プレート５１ｃ間で構成される非接着部には、所望の微細な成分を抽出するための吸着部材６０が固相されている。
以上の構成により、コントローラ１５はあらかじめ設定されたプログラムに基づき、蓄圧器１１の圧縮空気を順次加圧電磁弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅおよび廃棄電磁弁７、シャッタ電磁弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆおよび空気供給電磁弁２８を介して、カバー２０の加圧穴２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよびシャッタ加圧穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆへ供給し、さらにマイクロチップ５０の試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５３ｃ、反応槽５２ｄ、抽出槽５２ｅ、ＰＣＲ増幅槽５８ａ、５８ｂ、５８ｃおよび空気供給口５４へ印加される。
その結果、圧縮空気はマイクロチップ５０の試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃに挿入された試料パッケージ１００の凸状の試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの上部へ供給され、内部の試料をマイクロチップ５０の流路６１ａ、６１ｄ、６１ｃへ移送する機構となっている。尚、詳細な制御動作は本発明の部位と直接の関連がないので、その説明は省略する。
図３Ａは試料パッケージ１００の断面図を示し、図３Ｂは図３Ａ中のＺ方向からの矢視図を示す。
まず、試料パッケージ１００の構成を図３Ａを参照して説明する。
試料パッケージ１００には本体板１０４に凸状の試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが設けられ、内部には試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが充填され、弾性体からなる被膜１０３で密閉されている。試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの底部には一部が薄肉状の被破壊部１０６と突起部１０５が設けられている。本体板１０４の試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの周囲には鋭利な刃物状のシール部１０７が設けられている。
次に、試料パッケージ１００の構成を図３Ｂを参照して説明する。ここで、図３Ｂは試料パッケージ１００の一部を示す。
試料パッケージ１００の本体板１０４に設けられたシール部１０７は、試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを回周する状態で設けられ、さらに、被破壊部１０６は突起部１０５の近傍の周囲にＵ字状に設けられている。また、外部から突起部１０５に物理力が加わると被破壊部１０６が試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ内部に押し込まれるように破割され、図３Ａで示す試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ内部に充填されていた試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが外部に開放される構造となっている。
次に、試料導入時の動きを図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明する。図４Ａはマイクロチップ５０がテーブル３上に搭載され、さらに試料パッケージ１００の試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃがマイクロチップ５０上の試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃに挿入された状態を示す。そのとき，試料パッケージ１００のシール部１０７及び突起部１０５はマイクロチップ５０の一端と当接している。
次に、試料導入時の動作を図４Ｂを参照して説明する。
図４Ａの状態からカバー２０を閉鎖すると試料パッケージ１００はカバー２０に設けられたＯリング２６によりＣ方向へ押し付けられる。また、試料パッケージ１００の突起部１０５もマイクロチップ５０の試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃもＣ方向へ押し付けられる。その結果、試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、さらに試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃに挿入されると共に、突起部１０５が非破壊部１０６を破壊する。その結果、被破壊部１０６を介し試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃに開放される。
また、シール部１０７も同様にマイクロチップ５０を構成する弾性部材からなるメインプレート５１ａに押し付けられ、刃物状のシール部１０７はメインプレート５１ａに食い込み、試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃと試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから構成される微細な隙間１０８を外部からシールする。試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃ内に開放された試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの一部は、毛細管現象により隙間１０８に流入し、試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃがマイクロチップ５０上の試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃに挿入されたときに被破壊部１０６近傍に混入した空気に代表される空間媒体を上方へ押し上げる。その結果、被破壊部１０６近傍は試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃで満たされる。
さらに、次の動作を図４Ｃを参照して説明する。
図４Ｃは図４Ｂの状態から、カバー２０に設けられた加圧穴２２ａ、２２ｂ、２２ｃより図１で説明した装置及び制御手段により圧縮空気がＤ方向に印加される。その結果、弾性体からなる被膜１０３を撓ませて、試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを被破壊部１０６を介し試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの外へ押出す。
また、マイクロチップ５０の構成をなす第２プレート５１ｂと第３プレート５１ｃの間に、一部を非接着状態で設けられた流路６１ａ、６１ｄ、６１ｅは図１で説明した装置及び制御手段により開放されている。さらに、試料受容槽５２ａ、５２ｂ、５２ｃと試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから構成される微細な隙間１０８は上部のシール部１０７によって密閉されている。すなわち、試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、唯一開放されている流路６１ａ、６１ｄ、６１ｅを介し、空気に代表される空間媒体を混入することなくマイクロチップ５０のＥ方向へ注入される。
次に、他の実施例を図５に示す。
図５は図３Ａで示した被膜１０３に変わって、試料室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの内壁をシールしたピストン状の可動体１０９を設けたものである。加圧穴２２ａ、２２ｂ、２２ｃから圧縮空気がＤ方向に印加されると、可動体１０９は試料１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを、被破壊部１０６を介して押出し前述と同様の効果を発する。このように、本発明では、試薬室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから押出す手段の種類は限定されない。
次に、さらに他の実施例を図６に示す。
図６は図３Ａで示す突起部１０５の代わりに、マイクロチップ５０の当接面に凸状突起部１１０を設けたものである。この凸状突起部１１０によっても同じ効果が得られる。このように、本発明では、凸状突起部の設置場所は限定されない。
また、上記実施例では、隙間部１０８は挿入隙間形状として説明したが、容積を有した容器形状でも同様の効果が得られる。すなわち、本発明では、隙間部１０８の形状は限定されない。
また、上記実施例の装置及び制御手段として圧縮空気を用い説明したが、他の加圧媒体（例えば、液体、ゲル、粉体）等でも同様の効果が得られる。このように、本発明では、圧縮媒体の種類は限定されない。
また、上記実施例では、被破壊部１０６を突起部１０５の近傍の周囲にＵ字状として説明したが、コの字形状、円形状など他の形状においても同様の効果が得られる。このように、本発明では、被破壊部１０６の形状は限定されない。
また、上記実施例では、図４Ａ〜図４Ｃにおいて鋭利な刃物状のシール部１０７を試料パッケージ１００に設けているが、マイクロチップ５０の当接面に設けても同様の効果が得られる。このように、本発明では、シール部１０７の設置場所は限定されない。
また、上記実施例では、被破壊部１０６の破壊手段としてカバー２０の閉鎖動作を用いたが、手操作や他の駆動手段により挿入しても同様の効果が得られる。このように、本発明では、本発明では、被破壊部１０６の破壊手段の方法は限定されない。
以上説明したように、本発明の実施例では、予め注入される試料が所定量充填された容器をパッケージ化することにより、マイクロチップ内での所定収納位置に搭載する簡単な作業で、作業者のミスを防止すると共に試料を効率良く使用でき、さらに必要以外の試料の保存状態を維持する構成とする。
また、パッケージの上面を弾性部材からなる被膜でシールし、装置搭載後に圧力媒体を加圧印加することにより、注入量の精度を向上させる構成とする。
また、パッケージの内部に可動可能な可動部（押圧部材）を設け、装置搭載後に圧力媒体を加圧印加することにより、可動部を可動せしめると共に内部の試料の注入量精度を向上させる構成とする。
また、パッケージの底部に材質または機械的な脆弱部からなる被破壊部を設けると共に、非破壊部の破壊を促進するためパッケージをなす容器下面またはマイクロチップのパッケージの受容部または双方に凸状の部位を設けマイクロチップに装着した際の物理力を集中して受けることにより、被破壊部が小力で破壊され試料を開放する構成とする。
また、パッケージがマイクロチップに装着された際の隙間部を微細な隙間構造とすることにより、装着時に隙間部に介在した空気に代表される媒体を、パッケージ底部の一部が破壊され漏出した試料が毛細管現象により上部へ押し上げ、マイクロチップの注入先である流路への混入を防止する構成とする。
また、パッケージとマイクロチップの間にシール部（パッキン部）を設け、パッケージに圧力媒体を加圧印加した際に、シール部が漏洩を防止することにより、マイクロチップへの注入精度を向上させる構成とする。
また、パッケージがマイクロチップに装着された際の隙間部を、装着時に介在していた空気に代表される媒体を蓄積可能なように容量を持たせる形態とすることにより、マイクロチップの流路への混入を防止すると共に注入精度を向上させる構成とする。
また、複数の試料室をパッケージ化することにより、マイクロチップへの装着作業を極度に簡便化して効率向上を図った構成とする。
このような構成を有することにより、本実施例では、作業者による試料種、試料量の誤操作を防止できると共に、作業が簡略化され作業者の負担が軽減され生産性が向上する。
さらに、試料ストック瓶等を冷蔵保存から取り出す必要がなく、試料の保管状態が改善される。
さらに、従来のように注射器やピペッタ等を媒介して注入していた際に発生していた余分な試料採取が不要となり、高価な試料の節減が可能となる。
さらに、パッケージ上部に圧力媒体が印加され、弾性体からなる被膜部を撓ませることにより、常時一定量の試料を移送することが可能で、作業者による試料の注入量のミスやばらつきを防止することができ分析精度が向上する。
さらに、パッケージ上部に圧力媒体が印加され、パッケージ内部の可動可能な可動部材（押圧部材）が試料を押出すことにより、常時一定量の試料を移送することが可能で、作業者による試料の注入量のミスやばらつきを防止することができ分析精度が向上する。
さらに、パッケージをマイクロチップに装着した際に行う固定手段動作等の動きをパッケージに伝達し、被破壊部を破壊し充填されていた試料を自動あるいは半自動的にマイクロチップ内部へ開放せしめることが可能となり、作業効率の向上や相互汚染を防止が図れる。
さらに、パッケージをマイクロチップに装着した際に残存した空気を、被破壊部が破壊され充填されていた試料が開放された際に、毛細管現象によりパッケージの外壁に沿って押し上げ、分析の妨げとなるマイクロチップの流路への混入を避けることが可能となり、これにより分析精度を向上させることができる。
さらに、パッケージとマイクロチップ間にシール部を設けることにより、パッケージ上部に圧力媒体が印加された際の圧力媒体の漏れを防止し、試料を効率良くマイクロチップへ移送できる。
さらに、パッケージとマイクロチップの間に残存した空気に代表される媒体を収納する空間部を設けることにより、被破壊部が破壊され充填されていた試料が開放された際に、毛細管現象によりパッケージの外壁に沿って押し上げやすくなり、分析の妨げとなる媒体のマイクロチップの流路への混入を避けることが可能となる。この結果、分析精度を向上させることができる。
さらに、複数の試料が充填され一つのパッケージとすることにより、作業者によるマイクロチップへの試料導入時間が大幅に短縮されると共に、試料のロスの防止、相互汚染の防止が可能となる。
以上のように、本発明では、少なくとも試料受容槽と反応槽及び試料受容槽と反応槽との間に接続された流路とを有し、試料に含まれる微細な成分の反応を行うためのマイクロチップに対して試料を充填する試料充填装置において、
予め試料が充填された試料室を有するパッケージをマイクロチップに装着することにより、試料室内の試料を試料受容槽に充填することを特徴とする。
好ましくは、前記パッケージに設けられた前記試料室は凸状形状を成し、この試料室を前記マイクロチップに設けられた前記試料受容槽に挿入することにより、前記試料室内の試料を前記試料受容槽に充填する。
好ましくは、前記試料室は上部が弾性体からなる被膜部で構成され、上部から媒体による圧力を印加することにより前記被膜部が撓み、前記試料室内の試料を前記試料室の外部に押出すようにする。
好ましくは、前記試料室は上部から媒体による圧力を印加することにより可動可能な可動部を有し、この可動部を前記試料室内で可動させることにより、前記試料室内の試料を前記試料室の外部に押出すようにする。
好ましくは、前記試料室は底部に被破壊部を有し、前記パッケージを前記マイクロチップに装着した際に加わる外部からの物理的な力により前記被破壊部が破壊され、前記試料室内の試料が前記マイクロチップに設けられた前記試料受容槽内に流出する。
好ましくは、前記試料室の底部には突起部が設けられており、前記パッケージを前記マイクロチップに装着した際に加わる外部からの物理的な力により前記突起部が前記被破壊部を破壊する。
好ましくは、前記マイクロチップに設けられた前記試料受容槽の上面には、前記試料室の底部と当接するように突起部が設けられており、前記パッケージを前記マイクロチップに装着した際に加わる外部からの物理的な力により前記突起部が前記被破壊部を破壊する。
好ましくは、前記パッケージの前記マイクロチップへの装着時には、前記試料室と前記試料受容槽との間に隙間部が形成形され、前記非破壊部の破壊により前記試料室内の試料が流出する際に、流出した試料の一部が毛細管現象により前記隙間部内に流入することにより前記被破壊部の近傍に混入した前記媒体を上方へ押出す。
好ましくは、前記試料室の上部の周囲に前記隙間部を密閉するようにシール部を設けることにより、前記試料室内の試料が前記試料受容槽内に流出する際に、前記試料が外部に漏洩するのを防止する。
好ましくは、前記シール部により、前記試料受容槽内の試料が前記媒体の混入なしに前記流路に流出する。
好ましくは、前記流路に流出した試料は、前記反応槽に導かれて前記試料に含まれる微細な成分の反応・分析が行われる。
好ましくは、前記試料室と前記試料受容槽との間には、前記媒体を蓄積するための容器形状を成す空間部が設けられている。
好ましくは、前記試料室は前記パッケージに複数個連接して設けられており、さらに、前記試料受容槽は前記マイクロチップに複数個連接して設けられており、前記パッケージに連接して設けられた試料室の間隔が、前記マイクロチップに設けられた試料受容槽の間隔と一致している。
以上、本発明の実施例に基づき本発明を具体的に説明したが、本発明は上述の実施例に制限されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができ、これらの変更例も本願に含まれることはいうまでもない。
本願は、２００７年９月１０日出願の日本国特許出願２００７−２３４１６３を基礎とするものであり、同特許出願の開示内容は全て本願に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2009035062.tif 000006
【図４Ａ】
2009035062.tif 000007
【図４Ｂ】
2009035062.tif 000008
【図４Ｃ】
2009035062.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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