(57)【要約】  ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、該マイクロポンプから液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定手段と、信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定手段と、マイクロポンプを駆動するポンプ駆動手段と、駆動手段を制御するポンプ駆動制御手段と、を有し、ポンプ駆動制御手段は、流量判定手段の判定結果に基づいてポンプ駆動手段を制御することを特徴とする検査装置。
2009069449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定手段と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定手段と、前記マイクロポンプを駆動するポンプ駆動手段と、前記ポンプ駆動手段を制御するポンプ駆動制御手段と、を有し、前記ポンプ駆動制御手段は、前記流量判定手段の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記ポンプ駆動制御手段は、前記ポンプ駆動手段が発生する前記アクチュエータを駆動する駆動電圧の周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方を変化させることにより前記流量を制御することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の検査装置。
【請求項３】
前記ポンプ駆動制御手段は、周期的に前記流量判定手段から前記判定結果を取得し、前記判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することにより前記流量を一定にすることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の検査装置。
【請求項４】
ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置の制御方法において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定工程と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定工程と、前記マイクロポンプを駆動する条件を設定するポンプ駆動工程と、を有し、前記流量判定工程の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動工程の前記条件を変更することを特徴とする検査装置の制御方法。
【請求項５】
前記条件は、前記マイクロポンプを駆動する周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の検査装置の制御方法。
【請求項６】
前記流量測定工程と、前記流量判定工程と、前記ポンプ駆動工程と、をこの順に周期的に繰り返すことにより前記流量を一定にすることを特徴とする請求の範囲第４項または第５項に記載の検査装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査装置の制御方法に関する。
【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システムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。これは、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ：マイクロ総合分析システム）、バイオリアクタ、ラボ・オン・チップ（Ｌａｂ−ｏｎ−ｃｈｉｐｓ）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。【０００３】
各種の分析、検査ではこれらの分析用チップ（マイクロチップ）における分析の定量性、解析の精度、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液システムを確立することが課題であり、精度が高く、信頼性に優れるマイクロ流体制御素子が求められている。本出願人はこのような用途に好適なマイクロポンプの動作原理と制御方法を例えば特許文献２に開示している。【０００４】
また、本出願人は、マイクロチップの微細流路内に試薬などを封入し、マイクロポンプによって微細流路に液体を注入して試薬などを移動させ、反応部を構成する流路、次いで検出部を構成する流路へ流すことにより、反応結果を測定することができる検査装置を提案している（例えば、特許文献３参照）。【０００５】
このような用途では、マイクロチップ内の流路に蓄えられた微少量の試薬や検体を精度良く送液する必要があり、マイクロポンプの送液制御を高精度に行う必要がある。しかしながら、マイクロポンプによって流体を流路に送出すると、流路抵抗値が変化するため目標の流量に制御することが難しい。【０００６】
このような問題を解決するため、本出願人はマイクロポンプの作動による流路中の流体の量の変化に基づく流路抵抗の変化の予測値に関する情報を取得し、取得した情報に基づいてマイクロポンプを駆動するための電気信号を制御する方法を提案している（特許文献４参照）。特許文献４では、マイクロポンプを駆動するための電気信号は一定周期で繰り返す台形波電圧であり、台形波電圧のピーク電圧を制御する方法を開示している。【０００７】
一方、一般的な手法として、流路毎に流量センサを配置して流量を測定し、マイクロポンプの制御にフィードバックする方法がある。【０００８】
流路毎に配置する流量センサとして、複数の流路が形成されているガラス基板の上に流路の蓋としてシリコン基板を形成し、その上に流体流量検出用の２つのヒータを形成し、上流側のヒータと下流側のヒータの抵抗比から流量を検出する熱式流量センサが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２２０９９号公報
【特許文献３】特開２００６−１４９３７９号公報
【特許文献４】特開２００４−２７０５３７号公報
【特許文献５】特開平７−１５９２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献５に開示されているような熱式流量センサの出力電圧は、キングの法則により流量の平方根の関数になるため出力電圧をそのままフィードバックするとマイクロポンプの制御が安定しない。【００１０】
そのため、熱式流量センサの出力電圧から流量の１次関数に比例する電圧に変換して、マイクロポンプを駆動する台形波電圧の例えばピーク電圧を制御する必要がある。このように熱式流量センサの出力電圧から流量の１次関数に比例する電圧に変換するには、例えば熱式流量センサの出力電圧をＡ／Ｄ変換し、ルックアップテーブルを用いて流量に比例する出力データに変換し、該出力データをＤ／Ａ変換して制御電圧を得る必要がある。このような方法を用いて高い制御精度でマイクロポンプを駆動するためには分解能の高いＡ／Ｄ変換器とＤ／Ａ変換器が必要であり、高価な部品が多い複雑な回路になってしまう。【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる検査装置、検査装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。【００１３】
１．
ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定手段と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定手段と、前記マイクロポンプを駆動するポンプ駆動手段と、前記ポンプ駆動手段を制御するポンプ駆動制御手段と、を有し、前記ポンプ駆動制御手段は、前記流量判定手段の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することを特徴とする検査装置。【００１４】
２．
前記ポンプ駆動制御手段は、前記ポンプ駆動手段が発生する前記アクチュエータを駆動する駆動電圧の周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方を変化させることにより前記流量を制御することを特徴とする１に記載の検査装置。【００１５】
３．
前記ポンプ駆動制御手段は、周期的に前記流量判定手段から前記判定結果を取得し、前記判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することにより前記流量を一定にすることを特徴とする１または２に記載の検査装置。【００１６】
４．
ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置の制御方法において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定工程と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定工程と、前記マイクロポンプを駆動する条件を設定するポンプ駆動工程と、を有し、前記流量判定工程の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動工程の前記条件を変更することを特徴とする検査装置の制御方法。【００１７】
５．
前記条件は、前記マイクロポンプを駆動する周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方であることを特徴とする４に記載の検査装置の制御方法。【００１８】
６．
前記流量測定工程と、前記流量判定工程と、前記ポンプ駆動工程と、をこの順に周期的に繰り返すことにより前記流量を一定にすることを特徴とする４または５に記載の検査装置の制御方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、流量測定手段の出力値を基準値と比較し、判定結果に基づいてポンプを駆動する駆動電圧の周波数および／またはデューティ比を変更するので、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態における検査装置８２の外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット５の一例についての説明図である。
【図３】アクチュエータ１１２に供給する駆動電圧Ｅと流量Ｑの関係を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例についての説明図である。
【図５】本発明のの実施形態における検査装置８２の内部構成の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における検査装置８２の回路ブロック図である。
【図７】タイミング信号発生部２１の発生するタイミング信号Ｓ１とアクチュエータ１１２に供給する駆動電圧Ｅの関係を示すタイミングチャートである。
【図８】駆動電圧Ｅの駆動周波数ｆとマイクロポンプＭＰの流量Ｑとの関係の一例を説明するためのグラフである。
【図９】駆動周波数ｆを変えて送液したときの、経過時間ｔと送液量Ｕの関係を示すグラフである。
【図１０】流量Ｑとアンプ３０６の出力電圧Ｅとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態における検査装置８２の回路ブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における反応検出装置８２の回路ブロック図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１  マイクロチップ
４  駆動液
５  マイクロポンプユニット
２１  タイミング信号発生部
２３  台形波発生部
２６  アンプ
８０  マイクロチップ検査システム
８２  検査装置
８３  挿入口
８４  表示部
９０  パッキン
９１  駆動液タンク
１１０  駆動液注入部
１１１  検出部
１１２  アクチュエータ
１５０ａ  発光部
１５０ｂ  受光部
２１３  検体注入部
４１０  流量判定部
４１２  ポンプ駆動制御部
５００  ポンプ駆動部
５１０  流量測定部
ＭＰ  マイクロポンプ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。【００２３】
図１は、本発明の実施形態における検査装置８２の外観図である。【００２４】
検査システム８０は検査装置８２とマイクロチップ１から構成される。検査装置８２はマイクロチップ１に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部８４に結果を表示する装置である。検査装置８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで検査装置８２の内部にセットするようになっている。【００２５】
なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に接触しないように、マイクロチップ１の厚みより十分高さがある。８５はメモリカードスロット、８６はプリント出力口、８７は操作パネル、８８は入出力端子である。【００２６】
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８２の内部では、制御手段の指令により図１には図示せぬマイクロポンプユニット５がマイクロチップ１に駆動液等の液体を注入し、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われる。検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部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。【００２７】
検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。【００２８】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット５の一例について、図２を用いて説明する。【００２９】
図２（ａ）は本発明に係わるマイクロポンプユニット５の平面図であり、図２（ｂ）は左側面図、図２（ｃ）は右側面図である。また、図２（ｄ）は図２（ａ）にＡ−Ａで示す部分の断面図である。【００３０】
図２に示すようにマイクロポンプユニット５は、第１の基板１１、第２の基板１２から成る。なお、図２（ａ）において、第１の基板１１に設けられた溝部を点線で図示している。【００３１】
図２（ａ）のＡ−Ａで示す部分が一つのマイクロポンプＭＰを構成しており、後に説明するマイクロポンプ機構によって、例えば入出力口１４５から吸入した液体を入出力口１４６から吐出する。あるいは、逆方向に入出力口１４６から吸入した液体を入出力口１４５から吐出することもできる。図２（ａ）の例では、第１の基板１１に８つのマイクロポンプＭＰが形成されている。これらのマイクロポンプＭＰは互いに同じ構造であるから、以下においては図２（ｄ）を用いてその構造を説明する。【００３２】
第１の基板１１は、例えば幅１７ｍｍ、奥行き３５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの大きさの長方形のシート状である。図２（ｄ）に示すように、第１の基板１１に形成された各マイクロポンプＭＰは、ポンプ室１２１、ダイヤフラム１２２、第１絞り流路１２３、第１流路１２４、第２絞り流路１２５、および第２流路１２６を有する。【００３３】
マイクロポンプユニット５は、上に述べたマイクロポンプＭＰの作動によって、一方の入出力口１４５から液体を吸い込み、他方の入出力口１４６から液体を吐出する。また、アクチュエータ１１２に印加する駆動電圧を制御することによって、液体の吸入と吐出の方向を逆にすることができる。なお、第１の基板１１それ自体の構造については、従来の技術の項で述べた特開２００１−３２２０９９号を参照することができる。【００３４】
次にマイクロポンプユニット５の動作原理について説明する。【００３５】
第２絞り流路１２５は、その流入側と流出側との差圧が零に近いときは流路抵抗が低いが、差圧が大きくなると流路抵抗が大きくなる。つまり圧力依存性が大きい。第１絞り流路１２３は、差圧が零に近いときの流路抵抗は第２絞り流路１２５の場合よりも大きいが、圧力依存性がほとんどなく、差圧が大きくなっても流路抵抗は余り変化せず、差圧が大きい場合に流路抵抗が第２絞り流路１２５よりも小さくなる。【００３６】
このような流路抵抗特性は、流路を流れる液体（流体）が、差圧の大きさに応じて乱流となるようにするか、または差圧にかかわりなく常に層流となるようにするか、によって得ることが可能である。具体的には、例えば、第２絞り流路１２５を流路長の短いオリフィスとし、第１絞り流路１２３を第２絞り流路１２５と内径が同じで流路長の長いノズルとすることによって実現することが可能である。【００３７】
第１絞り流路１２３と第２絞り流路１２５のこのような流路抵抗特性を利用して、ポンプ室１２１に圧力を発生させるとともに、その圧力の変化の割合を制御することによって、流路抵抗の低い方に液体を吐出するようなポンプ作用を実現することができる。【００３８】
つまり、ポンプ室１２１の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を大きくしておけば、差圧が大きくなって第２絞り流路１２５の流路抵抗の方が第１絞り流路１２３の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室１２１内の液体は第１絞り流路１２３から吐出する（吐出工程）。そして、ポンプ室１２１の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも大きくなり、第２絞り流路１２５からポンプ室１２１内に液体が流入する（吸入工程）。【００３９】
これとは逆に、ポンプ室１２１の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室１２１内の液体は第２絞り流路１２５から吐出する（吐出工程）。そして、ポンプ室１２１の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を大きくすれば、差圧が大きくなって第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも小さくなり、第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する（吸入工程）。【００４０】
このようなポンプ室１２１の圧力制御は、アクチュエータ１１２に供給する駆動電圧を制御し、ダイヤフラム１２２の変形の量およびタイミングを制御することによって実現される。【００４１】
図３はアクチュエータ１１２に供給する駆動電圧Ｅと流量Ｑの関係を示す説明図である。アクチュエータ１１２に高い駆動電圧を印加するとポンプ室１２１の圧力が高まるものとする。【００４２】
図３（ａ−１）に示す波形ではＴ１＜Ｔ３なので、ポンプ室１２１の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室１２１の圧力が下降するときの変化の割合より大きい。したがって、前述の様にポンプ室１２１内の液体は第１絞り流路１２３から吐出する。【００４３】
図３（ａ−２）は流路１２３から吐出された液体の、流路１２４における流量Ｑの一例を示している。Ｔ１の期間、ポンプ室１２１の圧力が急に上昇するので流路１２４を流れる流量Ｑも急に上昇する。Ｔ２の休止期間の後、Ｔ３の期間はポンプ室１２１の圧力が緩やかに下降すると、おもに第２絞り流路１２５からポンプ室１２１内に液体が流入し、一部が第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に流入する。そのため、流量Ｑは緩やかに減少する。しかし、Ｔ３の期間に減少する流量ＱはＴ１の期間に流入した流量Ｑより少なく、Ｔ４の休止期間においては、初期状態よりも流量Ｑが増加している。このようにＴ１からＴ４のサイクルを繰り返すことにより流量Ｑは増加していく。【００４４】
一方、図３（ｂ−１）に示す波形ではＴ７＜Ｔ５なので、ポンプ室１２１の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室１２１の圧力が下降するときの変化の割合より小さい。したがって、前述の様に第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する。【００４５】
図３（ｂ−２）は流路１２３から吸入された液体の、流路１２４における流量Ｑの一例を示している。Ｔ５の期間、ポンプ室１２１の圧力が緩やかに上昇すると、おもに第２絞り流路１２５から液体が吐出し、一部が第１絞り流路１２３から吐出する。そのため、流量Ｑは緩やかに増加する。一方、Ｔ６の休止期間の後、Ｔ７の期間においてポンプ室１２１の圧力が急に下降すると、第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する。そのため、流量Ｑは急に減少する。しかし、Ｔ５の期間に増加する流量ＱはＴ７の期間に吐出した流量Ｑより少なく、Ｔ８の休止期間においては、初期状態よりも流量Ｑが減少している。このようにＴ５からＴ８のサイクルを繰り返すことにより流量Ｑは減少していく。【００４６】
図３において、アクチュエータ１１２に印加する最大電圧ｅ１は、数ボルトから数十ボルト程度、最大で１００ボルト程度である。また、時間Ｔ１，Ｔ７は２０μｓ程度、時間Ｔ２，Ｔ６は０〜数μｓ程度、時間Ｔ３，Ｔ５は６０μｓ程度である。時間Ｔ４，Ｔ８は０であってもよい。駆動電圧Ｅの周波数は１１ｋＨｚ程度である。図３（ａ−１）および（ｂ−１）に示す駆動電圧Ｅによって、流路２３には、例えば図３（ａ−２）および図３（ｂ−２）に示すような流量が得られる。なお、図３（ａ−２）および図３（ｂ−２）における流量曲線は、ポンプ動作によって得られる流量を模式的に示したもので、実際には流体の慣性振動が重畳する。したがって、これら図に示された流量曲線に振動成分が重畳された曲線が実際に得られる流量を示すこととなる。【００４７】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例について、図４を用いて説明する。【００４８】
図４（ａ）、図４（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図４（ａ）において矢印は、後述する検査装置８２にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図４（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の上面となる面を図示している。図４（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。【００４９】
図４（ａ）の検出部の窓１１１ａと検出部の流路１１１ｂは検体と試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅは内部の微細流路に連通する駆動液注入部であり、各駆動液注入部１１０から駆動液５０を注入し内部の試薬等を駆動する。２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための検体注入部である。【００５０】
図４（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。次に、マイクロチップ１を構成する溝形成基板１０８と被覆基板１０９に用いる材料について説明する。【００５１】
マイクロチップ１は、加工成形性、非吸水性、耐薬品性、耐候性、コストなどに優れていることが望まれており、マイクロチップ１の構造、用途、検出方法などを考慮して、マイクロチップ１の材料を選択する。その材料としては従来公知の様々なものが使用可能であり、個々の材料特性に応じて通常は１以上の材料を適宜組み合わせて、基板および流路エレメントが成形される。【００５２】
特に、多数の測定検体、とりわけ汚染、感染のリスクのある臨床検体を対象とするチップは、ディスポーサブルタイプであることが望ましい。そのため、量産可能であり、軽量で衝撃に強く、焼却廃棄が容易なプラステック樹脂、例えば、透明性、機械的特性および成型性に優れて微細加工がしやすいポリスチレンが好ましい。また、例えば分析においてチップを１００℃近くまで加熱する必要がある場合には、耐熱性に優れる樹脂（例えばポリカーボネートなど）を用いることが好ましい。また、タンパク質の吸着が問題となる場合にはポリプロピレンを用いることが好ましい。樹脂やガラスなどは熱伝導率が小さく、マイクロチップの局所的に加熱される領域に、これらの材料を用いることにより、面方向への熱伝導が抑制され、加熱領域のみ選択的に加熱することができる。【００５３】
検出部１１１において、呈色反応の生成物や蛍光物質などの検出を光学的に行う場合は、少なくともこの部位の基板は光透過性の材料（例えばアルカリガラス、石英ガラス、透明プラスチック類）を用い、光が透過するようにする必要がある。本実施形態においては、検出部の窓１１１ａと、少なくとも検出部の流路１１１ｂを形成する溝形成基板は、光透過性の材料が用いられていて、検出部１１１を光が透過するようになっている。【００５４】
本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路（微細流路）および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。本実施形態では、これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ１内で行われる特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理の一例を図４（ｃ）を用いて説明する。なお、本発明の適用は図４（ｃ）で説明するマイクロチップ１の例に限定されるものでは無く、様々な用途のマイクロチップ１に適用できる。【００５５】
図４（ｃ）はマイクロチップ１内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。【００５６】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部２２１、試薬類を収容する試薬収容部２２０などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部２２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図４（ｃ）において、試薬収容部２２０、検体収容部２２１および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。【００５７】
マイクロチップ１は、微細流路を形成した溝形成基板１０８と溝状の流路を覆う被覆基板１０９から構成されている。微細流路はマイクロメーターオーダーで形成されており、例えば幅は数μｍ〜数百μｍ、好ましくは１０〜２００μｍで、深さは２５〜５００μｍ程度、好ましくは２５〜２５０μｍである。【００５８】
少なくともマイクロチップ１の溝形成基板１０８には、上記の微細流路が形成されている。被覆基板１０９は、少なくとも溝形成基板の微細流路を密着して覆う必要があり、溝形成基板の全面を覆っていても良い。なお、マイクロチップ１の微細流路には、例えば、図示せぬ送液制御部、逆流防止部（逆止弁、能動弁など）などの送液を制御するための部位が設けられ、逆流を防止し、所定の手順で送液が行われるようになっている。【００５９】
検体注入部２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入部１１０はマイクロチップ１に駆動液５０を注入するための注入部である。マイクロチップ１による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部２１３から注射器などを用いて注入する。図４（ｃ）に示すように、検体注入部２１３から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容される。【００６０】
次に、駆動液注入部１１０ａから駆動液５０を注入すると、駆動液５０は連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容されている検体を押し出し、増幅部２２２に検体を送り込む。【００６１】
一方、駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液５０は、連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ａに収容されている試薬ａを押し出す。試薬収容部２２０ａから押し出された試薬ａは増幅部２２２に駆動液５０によって送り込まれる。このときの反応条件によっては、増幅部２２２の部分を所定の温度にする必要があり、後で説明するように検査装置８２の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。【００６２】
所定の反応時間の後、さらに駆動液５０により増幅部２２２から送り出された反応後の検体を含む溶液は、検出部１１１に注入される。注入された溶液は検出部１１１の流路壁に担持されている反応物質と反応し流路壁に固定化する。【００６３】
次に、駆動液注入部１１０ｃから駆動液５０を注入すると、駆動液５０は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｂに収容されている試薬ｂを押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。【００６４】
同様に、駆動液注入部１１０ｄから駆動液５０を注入すると、駆動液５０は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｃに収容されている試薬を押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。【００６５】
最後に、駆動液注入部１１０ｅから駆動液５０を注入して、洗浄液収容部２２３から洗浄液を押しだし、検出部１１１に注入する。洗浄液によって検出部１１１内に残留している未反応の溶液４１を洗浄する。【００６６】
洗浄後、検出部１１１の流路壁に吸着した反応物の濃度を光学的に測定することによって、増幅した遺伝子など被検出物を検出する。このように、駆動液注入部１１０から駆動液５０を順次注入することにより、マイクロチップ１の内部で所定の処理が行われる。【００６７】
図５は、マイクロチップ１の上面を温度調節ユニット１５２とマイクロポンプユニット５に密着させている状態である。マイクロチップ１は図示せぬ駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。【００６８】
初期状態において、マイクロチップ１は図５の紙面左右方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。所定の位置までマイクロチップ１を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部９５がマイクロチップ１を検知し、オンになる。【００６９】
温度調節ユニット１５２は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ１を所定の温度に調整するユニットである。【００７０】
図示せぬ制御部が、チップ検知部９５がオンになった信号を受信すると、駆動部材によりマイクロチップ１を下降させて、マイクロチップ１の下面を温度調節ユニット１５２とパッキン９２を介して中間流路部１８０に押しつけて密着させる。【００７１】
マイクロチップ１の駆動液注入部１１０は、マイクロチップ１とパッキン９２を密着させたときに、中間流路部１８０に設けられた対応する開口１８５とそれぞれ連通する位置に設けられている。中間流路部１８０は、中間流路１８２の溝を設けた透明な第１基板１８４と、第１基板１８４を覆う透明な第２基板１８３から構成され、中間流路１８２の両端には開口１８５と開口１８６が設けられている。開口１８６はパッキン９０ｂを介してマイクロポンプユニット５の入出力口１４６と連通している。【００７２】
マイクロポンプユニット５の吸込側には、パッキン９０ａを介して駆動液タンク９１が接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液をパッキン９０ａを介して吸い込むようになっている。一方、マイクロポンプユニット５の吐出側の端面に設けられた入出力口１４６は中間流路１８２を介してマイクロチップ１の駆動液注入部１１０と連通しているので、マイクロポンプユニット５から送り出された駆動液は、マイクロチップ１の駆動液注入部１１０からマイクロチップ１内に形成された流路２５０に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット５から駆動液注入部１１０に駆動液を注入する。【００７３】
中間流路部１８０には中間流路１８２を流れる駆動液５０の流速を測定するため例えば液温参照抵抗体５９と発熱抵抗体５２が設けられている。【００７４】
第２基板１８３には例えばガラスエポキシ基板などをパターンニングして用いることもできるが、低温焼結セラミックスを用いると厚膜印刷により液温参照抵抗体５９と発熱抵抗体５２を形成できるので工程を簡略にすることができる。【００７５】
図５の流路１８２に沿った断面図のように、第２基板１８３に形成された液温参照抵抗体５９、発熱抵抗体５２は流路１８２に沿うように配置されており、流路１８２を流れる駆動液５０に接するようになっている。駆動液５０は開口１８６から注入し、流路１８２を通って開口１８５から吐出する。後で詳しく説明するように、上流側に設けられた液温参照抵抗体５９と、下流側に設けられた発熱抵抗体５２の抵抗値の変化をブリッジ回路で検出して流量に応じた電圧を出力する。【００７６】
なお、本実施形態では中間流路部１８０の流速を測定するように液温参照抵抗体５９と発熱抵抗体５２を設けているが、これらを設ける場所は中間流路部１８０に限定されるものではない。また、中間流路部１８０は必ずしも必要ではなく、例えば、マイクロポンプユニット５の第１流路１２４の流速を測定するように液温参照抵抗体５９と発熱抵抗体５２とを設けて良い。【００７７】
さらに、図２に図示したマイクロポンプユニット５の例ではマイクロポンプＭＰが８つ設けられているが、全てのマイクロポンプＭＰを使用する必要はない。図３に図示したマイクロチップ１の場合は、５つのマイクロポンプＭＰが連通するよう駆動液注入部１１０を配置すれば良い。【００７８】
マイクロチップ１の検出部１１１では、検体とマイクロチップ１内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、発光、蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では図４で説明したように、検出部１１１でおこる試薬の反応結果を光学的に検出する。発光部１５０ａと受光部１５０ｂは、マイクロチップ１の検出部１１１を透過する光を検出できるように配置されている。【００７９】
図６は、本発明の第１の実施形態における反応検出装置８２の回路ブロック図である。図７、図８、図９、図１０を参照しながら図６のブロック図を説明する。【００８０】
図７はタイミング信号発生部２１の発生するタイミング信号Ｓ１とアクチュエータ１１２に供給する駆動電圧Ｅの関係を示すタイミングチャートである。図８は駆動電圧Ｅの駆動周波数ｆ（ｋＨｚ）とマイクロポンプＭＰの流量Ｑとの関係の一例を説明するためのグラフ、図９は駆動周波数ｆを変えて送液したときの、経過時間ｔ（Ｓｅｃ）と送液量Ｕ（ｍｍ3）の関係を示すグラフである。図１０は、流量Ｑ（ｍｍ3／ｓ）とアンプ３０６の出力電圧Ｅ（Ｖ）との関係を示すグラフである。【００８１】
制御部９９は、ＣＰＵ９８（中央処理装置）とＲＡＭ９７（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＲＯＭ９６（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、不揮発性の記憶部であるＲＯＭ９６に記憶されているプログラムをＲＡＭ９７に読み出し、当該プログラムに従って反応検出装置８２の各部を集中制御する。【００８２】
以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。【００８３】
チップ検知部９５はマイクロチップ１が規制部材に当接すると検知信号をＣＰＵ９８に送信する。ＣＰＵ９８は検知信号を受信すると、機構駆動部３２に指令し所定の手順でマイクロチップ１を下降または上昇させる。【００８４】
ＣＰＵ９８は、流量判定部４１０とポンプ駆動制御部４１２を有している。【００８５】
ポンプ駆動部５００は各マイクロポンプＭＰのアクチュエータ１１２を駆動する駆動部である。ポンプ駆動部５００は、タイミング信号発生部２１、電源部２４、台形波発生部２３、アンプ２６から構成される。【００８６】
ポンプ駆動制御部４１２はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部５００を制御する。【００８７】
タイミング信号発生部２１は、ポンプ駆動制御部４１２が指令したタイミングパルスＳ１が‘Ｈ’の時間ＴHと、タイミングパルスＳ１が‘Ｌ’の時間ＴLに応じて、タイミングパルスＳ１を発生する。【００８８】
台形波発生部２３はタイミングパルスＳ１が‘Ｈ’のとき内部のコンデンサに定電流充電し、タイミングパルスＳ１が‘Ｌ’のとき内部のコンデンサを定電流放電し台形波を発生する。電源部２４は台形波発生部２３に台形波のピーク電圧ｅ１になる定電圧を供給する。アンプ２６は台形波発生部２３内部のコンデンサの電圧をインピーダンス変換し、アクチュエータ１１２を駆動する。【００８９】
このように、ポンプ駆動部５００はポンプ駆動制御部４１２の指令を受けて、図７に示すような波形の駆動電圧Ｅを発生してアクチュエータ１１２を駆動する。【００９０】
図７（ａ）、（ｃ）はタイミング信号発生器２１の出力するタイミング信号Ｓ１の波形、図７（ｂ）、（ｄ）はタイミング信号Ｓ１を入力された台形波発生部２３が発生する台形波を、アンプ３６を介してアクチュエータ１１２に供給する駆動電圧Ｅの波形である。【００９１】
タイミング信号Ｓ１は、図７（ａ）に示すＴLの期間’Ｌ’、ＴHの期間’Ｈ’になる矩形パルスである。ポンプ駆動制御部４１２は、図１０で説明したステップＳ１３でタイミング信号発生器２１にタイミング信号Ｓ１が’Ｌ’になる期間ＴLと’Ｈ’になる期間ＴHの初期値を設定する。タイミング信号発生器２１は、設定された時間間隔でタイミング信号Ｓ１のパルスを発生する。【００９２】
台形波発生部２３は、タイミング信号Ｓ１が入力されると、タイミング信号Ｓ１の立ち下がりからＴ１の期間、駆動電圧Ｅを電圧ｅ０から電圧ｅ１まで増加させる。電圧ｅ１は電源部２４から供給される一定の電圧である。Ｔ２の期間、駆動電圧Ｅは一定の電圧ｅ１である。台形波発生部２３は、タイミング信号Ｓ１の立ち上がりからＴ３の期間、駆動電圧Ｅを電圧ｅ１から電圧ｅ０まで減少させる。次にタイミング信号Ｓ１の立ち下がるまでの期間Ｔ４は駆動電圧Ｅは一定の電圧ｅ０である。Ｔ１、Ｔ３は台形波発生部２３の回路定数として予め設定されている。駆動電圧Ｅの周期はＴｗであり、駆動周波数ｆは１／Ｔｗである。また、デューティ比ＤＴは（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／Ｔｗである。【００９３】
次に、図７（ｃ）、（ｄ）を用いて、タイミング信号Ｓ１のＴHの時間を変えてマイクロポンプＭＰの流量Ｑを制御する例を説明する。【００９４】
図７（ｃ）のように、例えばポンプ駆動制御部４１２の指令により、タイミング信号発生器２１の出力するタイミング信号Ｓ１の’Ｈ’になる期間はΔＴ増えＴH’になる。すると、駆動電圧Ｅの休止期間Ｔ４は図７（ｄ）のようにΔＴだけ長くなりＴ４’となる。このときの駆動周波数ｆ’は１／Ｔｗ’であり、デューティ比ＤＴは（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／Ｔｗ’である。この例では駆動周波数ｆとデューティ比ＤＴが低下するが、ＴHの時間を短くすれば駆動周波数ｆとデューティ比ＤＴを高めることができる。【００９５】
なお、この例では、タイミング信号Ｓ１のＴHだけを変えているので、駆動周波数ｆおよびデューティ比ＤＴが変わっているが、タイミング信号Ｓ１のＴHとＴLの両方を変えることにより駆動周波数ｆまたはデューティ比ＤＴだけを可変にすることもできる。【００９６】
次に、アクチュエータ１１２に駆動周波数ｆ（ｋＨｚ）の駆動電圧Ｅを加えたときの、マイクロポンプＭＰの流量Ｑについて一例を説明する。【００９７】
図８のグラフのように、例えば駆動周波数ｆが９．６ＫＨｚ〜１０．８ＫＨｚの間は駆動周波数ｆとともに流量Ｑが増加し、図中Ｂで示す１０．８ＫＨｚから１１．２ＫＨｚの間で流量Ｑは約０．７（ｍｍ3／ｓ）と最大になる。【００９８】
従来は、駆動周波数ｆは流量Ｑが最大になるようＢの範囲の何れかの周波数に設定し、台形波のピーク電圧ｅ１を変化させることにより流量Ｑ制御していた。【００９９】
本発明では、図中Ａで示す駆動周波数ｆに比例して流量Ｑが増加する範囲、すなわち駆動周波数ｆを例えば１０．３ｋＨｚ±０．３ＫＨｚの範囲で可変することにより流量Ｑを制御する。このようにすると駆動周波数ｆの変化に対して流量Ｑがリニアに変化し、また変化量も少ないので目標流量に対して高精度な制御が可能である。【０１００】
図９の図中ｂで示す直線は、駆動周波数ｆが基準周波数の場合であり、図８の例では駆動周波数ｆは１０．３ｋＨｚである。図中ａで示す直線は、駆動周波数ｆが基準周波数より高い場合であり、例えば駆動周波数ｆは１０．６ｋＨｚである。図中ｃで示す直線は、駆動周波数ｆが基準周波数より低い場合であり、例えば駆動周波数ｆは１０．０ｋＨｚである。グラフからわかるように、周波数に応じた割合で送液量Ｕが時間に比例して増加し、何れの場合も安定して送液できる。【０１０１】
なお、駆動電圧Ｅのデューティ比ＤＴを可変にする場合も同様に流量Ｑがリニアに変化する領域があり、このような領域の中心値のデューティ比ＤＴを基準値に設定する。【０１０２】
図６に示す流量測定部５１０は、所定の発熱温度で平衡状態を保っている発熱抵抗体５２と温度補償用の液温参照抵抗体５９をそれぞれ抵抗Ｒ３、Ｒ４と接続したブリッジ回路、アンプ３０６、定電流源３０５から構成されている。流量測定部５１０は、本発明の流量測定手段である。ブリッジ回路のブリッジ抵抗の電圧差を、アンプ３０６によって差動増幅し、Ａ／Ｄ変換部３１０によりデジタル値に変換し制御部９９に入力される。【０１０３】
図１０に示すようにブリッジ回路の出力電圧Ｅは流量Ｑの平方根に比例して増加する。目標流量Ｑｏの付近の出力電圧Ｅｏの変化がリニアに近くなるように各定数を設定することが望ましい。なお、本実施形態の流量測定部５１０は一例であり、例えば発熱抵抗体５２の上流と下流の液温をサーミスタなどで検知し、その温度差から流量を求めても良い。【０１０４】
流量判定部４１０は、アンプ３０６の出力値と基準値を比較し結果を判定する。【０１０５】
図６に示すＣＰＵ９８は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をＲＡＭ９７に記憶する。検査結果は、操作部８７の操作によりメモリカード５０１に記憶したり、プリンタ５０３によってプリントすることができる。【０１０６】
図１１は本発明の実施形態において、マイクロチップ検査システム８０による検査の手順を説明するフローチャートである。【０１０７】
なお、温度調節ユニット１５２は反応検出装置８２の電源投入時に通電され、所定の温度になっているものとする。【０１０８】
Ｓ１１：マイクロチップ１を挿入するステップである。【０１０９】
検査担当者は、挿入口８３からマイクロチップ１を図示せぬ規制部材に当接するまで挿入する。【０１１０】
Ｓ１２：機構を下降させるステップである。【０１１１】
挿入口８３から挿入されたマイクロチップ１が図示せぬ規制部材に当接し、ＣＰＵ９８がチップ検知部９５から検知信号を検知すると、ＣＰＵ９８は機構駆動部３２を制御し、パッキン９２と温度調節ユニット１５２に適当な圧力で密着するまで下降させる。【０１１２】
Ｓ１３：駆動液をマイクロチップ１に注入するステップである。【０１１３】
ポンプ駆動制御部４１２は所定のシーケンスに従って、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰを駆動し、マイクロチップ１の駆動液注入部１１０に駆動液を順次注入する。【０１１４】
Ｓ１４：駆動液の流量を制御するステップである。【０１１５】
ＣＰＵ９８は後に詳しく述べる流量制御ルーチンをコールし、中間流路１８２を流れる駆動液の流量に基づいてポンプ駆動部５００を制御し、流量を一定にする。【０１１６】
Ｓ１５：駆動液を注入する時間が終了したか、否か判定するステップである。【０１１７】
注入された駆動液がマイクロチップ１の流路内の検体や試薬を所定のシーケンスで検出部１１１まで送り込み、反応させる所定の時間が経過したか、否か、を判定する。【０１１８】
注入する時間が終了していない場合、（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻る。【０１１９】
注入する時間が終了した場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進む。【０１２０】
Ｓ１６：検出部１１１の反応結果を検出するステップである。【０１２１】
所定の反応時間経過後、ＣＰＵ９８は、発光部１５０ａを発光させてマイクロチップ１の検出部１１１を照明し、検出部１１１を透過した透過光を受光した受光部１５０ｂからの入力信号をＣＰＵ９８に内蔵するＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換し、測光値を得る。【０１２２】
Ｓ１７：反応結果を表示するステップである。【０１２３】
ＣＰＵ９８は、光検出部１５０が測光した結果から演算し、反応結果を表示部８４に表示する。【０１２４】
以上で検査の手順は終了である。【０１２５】
次に、図１２を用いて流量制御ルーチンの手順を説明する。図１２は本発明の第１の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。【０１２６】
Ｓ１０１：流量のデータを取得するステップである。【０１２７】
流量判定部４１０は、流量測定部５１０の出力した信号電圧のデータＤｎを取得する。ステップＳ１０１は、本発明の流量測定工程である。【０１２８】
Ｓ１０２：基準流量のデータＤ0と比較、判定するステップである。【０１２９】
流量判定部４１０は、信号電圧のデータＤｎと基準流量のデータＤ0とを比較、判定する。ステップＳ１０２は、本発明の流量判定工程である。【０１３０】
Ｄｎ＞Ｄ0の場合、（ステップＳ１０２；Ｄｎ＞Ｄ0）、ステップＳ１０３に進む。【０１３１】
Ｓ１０３：ＴHn＝ＴHn-1＋ΔＴとするステップである。【０１３２】
ポンプ駆動制御部４１２は、タイミング信号Ｓ１が’Ｈ’になる期間ＴHnが前回設定した期間ＴHn-1＋ΔＴとなるようタイミング信号発生器２１を設定し、メインルーチンに戻る。【０１３３】
タイミング信号発生器２１の発生するタイミング信号は、図７（ｃ）のようにΔＴ増えて’Ｈ’になる期間がＴH’になる。すると、駆動電圧Ｅの休止期間Ｔ４は図１２（ｄ）のようにΔＴだけ長くなりＴ４’となる。このように流量測定部５１０の出力する信号電圧のデータＤｎが基準流量のデータＤ0より多い場合は、休止期間Ｔ４を長くして流量Ｑを減少させる。【０１３４】
Ｄｎ＝Ｄ0の場合、（ステップＳ１０２；Ｄｎ＝Ｄ0）、ステップＳ１０４に進む。【０１３５】
Ｓ１０４：ＴHn＝ＴHn-1とするステップである。【０１３６】
ポンプ駆動制御部４１２は、タイミング信号Ｓ１が’Ｈ’になる期間ＴHnが前回設定した期間ＴHn-1になるようタイミング信号発生器２１を設定しメインルーチンに戻る。【０１３７】
Ｄｎ＜Ｄ0の場合、（ステップＳ１０２；Ｄｎ＜Ｄ0）、ステップＳ１０５に進む。【０１３８】
Ｓ１０５：ＴHn＝ＴHn-1−ΔＴとするステップである。【０１３９】
ポンプ駆動制御部４１２は、タイミング信号Ｓ１が’Ｈ’になる期間がＴHn＝ＴHn-1−ΔＴとなるようタイミング信号発生器２１を設定する。すると、駆動電圧Ｅの休止期間Ｔ４は図７（ｄ）とは逆にΔＴだけ短くなる。このように流量測定部５１０の出力する信号電圧のデータＤｎが基準流量のデータＤ0より少ない場合は、休止期間Ｔ４を短くして流量Ｑを増加させ、メインルーチンに戻る。【０１４０】
ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５は本発明のポンプ駆動工程である。【０１４１】
流量制御ルーチンの説明は以上である。【０１４２】
このように、本発明では流量の判定結果に応じてマイクロポンプＭＰを駆動する駆動電圧Ｅを制御するので、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる。【０１４３】
なお、本実施形態では、駆動電圧Ｅの休止期間Ｔ４を変更して駆動電圧Ｅの周波数とデューティ比をともに変更しているが、周波数またはデューティ比だけを変更しても良い。また、立ち上がり期間Ｔ１や立ち下がり期間Ｔ３を変更しても良い。【０１４４】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。【０１４５】
第２の実施形態では、ポンプ駆動制御部４１２が駆動電圧Ｅの休止期間Ｔ４に加えてアクチュエータ１１２に印加する最大電圧ｅ１を制御することにより流量の制御範囲を広げている。【０１４６】
図１３は本発明の第２の実施形態における反応検出装置８２の回路ブロック図、図１４は本発明の第２の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。【０１４７】
図１３の回路ブロック図に示すように、第２の実施形態ではＤ／Ａ変換部２７の出力電圧をアンプ２８を介して台形波発生部２３に電源を供給している。ポンプ駆動制御部４１２はＤ／Ａ変換部２７に電圧データを出力し、アクチュエータ１１２に印加する最大電圧ｅ１を制御する。そのほかの構成要素は図６の第１の実施形態と同じであり、同番号を付し説明を省略する。【０１４８】
次に、図１４のフローチャートを説明する。第１の実施形態と同じ処理を行うステップには同番号を付し説明を省略する。【０１４９】
Ｓ１０１：流量のデータを取得するステップである。【０１５０】
流量判定部４１０は、流量測定部５１０の出力した信号電圧のデータＤｎを取得する。【０１５１】
Ｓ２０１：基準流量のデータＤ0と比較、判定するステップである。【０１５２】
流量判定部４１０は、信号電圧のデータＤｎと基準流量のデータＤ0とを比較、判定する。本ステップでは、信号電圧のデータＤｎと基準流量のデータＤ0の差が一定範囲以内か、否かを判定する。第２の実施形態では、基準流量との差が一定範囲より大きくなると、アクチュエータ１１２に印加する最大電圧ｅ１を変更し、基準流量に収束するまでの時間を早める。【０１５３】
Ｄｎ−Ｄ0＜−Ｄｘの場合、（ステップＳ２０１；Ｄｎ−Ｄ0＜−Ｄｘ）、ステップＳ２０２に進む。【０１５４】
Ｓ２０２：ｅ１n＝ｅ１n-1＋Δｅとするステップである。【０１５５】
ポンプ駆動制御部４１２は、最大電圧ｅ１nが前回設定したｅ１n-1＋ΔｅとなるようＤ／Ａ変換部３１０を設定し、メインルーチンに戻る。【０１５６】
｜Ｄｎ−Ｄ0｜≦Ｄｘの場合、（ステップＳ２０１；｜Ｄｎ−Ｄ0｜≦Ｄｘ）、ステップＳ２０３に進む。【０１５７】
Ｓ２０３：ｅ１n＝ｅ１n-1とするステップである。【０１５８】
ポンプ駆動制御部４１２は、最大電圧ｅ１nが前回設定したｅ１n-1となるようＤ／Ａ変換部３１０を設定し、ステップＳ１０２に進む。【０１５９】
Ｄｎ−Ｄ0＞Ｄｘの場合、（ステップＳ２０１；Ｄｎ−Ｄ0＞Ｄｘ）、ステップＳ２０４に進む。【０１６０】
Ｓ２０４：ｅ１n＝ｅ１n-1−Δｅとするステップである。【０１６１】
ポンプ駆動制御部４１２は、最大電圧ｅ１nが前回設定したｅ１n-1−ΔｅとなるようＤ／Ａ変換部３１０を設定し、メインルーチンに戻る。【０１６２】
Ｓ１０２：基準流量のデータＤ0と比較、判定するステップである。【０１６３】
流量判定部４１０は、信号電圧のデータＤｎと基準流量のデータＤ0とを比較、判定する。【０１６４】
Ｄｎ＞Ｄ0の場合、（ステップＳ１０２；Ｄｎ＞Ｄ0）、ステップＳ１０３に進む。【０１６５】
Ｓ１０３：ＴHn＝ＴHn-1＋ΔＴとするステップである。【０１６６】
ポンプ駆動制御部４１２は、タイミング信号Ｓ１が’Ｈ’になる期間ＴHnが前回設定した期間ＴHn-1＋ΔＴとなるようタイミング信号発生器２１を設定し、メインルーチンに戻る。【０１６７】
Ｄｎ＝Ｄ0の場合、（ステップＳ１０２；Ｄｎ＝Ｄ0）、ステップＳ１０４に進む。【０１６８】
Ｓ１０４：ＴHn＝ＴHn-1とするステップである。【０１６９】
ポンプ駆動制御部４１２は、タイミング信号Ｓ１が’Ｈ’になる期間ＴHnが前回設定した期間ＴHn-1になるようタイミング信号発生器２１を設定し、メインルーチンに戻る。【０１７０】
Ｄｎ＜Ｄ0の場合、（ステップＳ１０２；Ｄｎ＜Ｄ0）、ステップＳ１０５に進む。【０１７１】
Ｓ１０５：ＴHn＝ＴHn-1−ΔＴとするステップである。【０１７２】
ポンプ駆動制御部４１２は、タイミング信号Ｓ１が’Ｈ’になる期間がＴHn＝ＴHn-1−ΔＴとなるようタイミング信号発生器２１を設定し、メインルーチンに戻る。【０１７３】
第２の実施形態の流量制御ルーチンの説明は以上である。【０１７４】
このように、第２の実施形態では基準流量との差が一定範囲を越えると最大電圧ｅ１をΔｅ増減させて制御し基準流量との差が一定範囲内では流量の判定結果に応じてマイクロポンプＭＰを駆動する駆動周波数およびデューティ比を増減させて制御する。第２の実施形態ではＤ／Ａ変換部２７が必要になるが、最大電圧ｅ１の調整はあまり精度を必要としないので、例えばマイクロコンピュータに内蔵されているＤ／Ａ変換器を用いることもできる。このように、第２の実施形態では簡単な回路構成で第１の実施形態より広い制御範囲を精度良く送液制御を行うことができる。なお、基準流量との差が一定範囲内では流量の判定結果に応じてマイクロポンプＭＰを駆動する駆動周波数またはデューティ比を増減させて制御しても良い。【０１７５】
以上このように、本発明によれば、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる検査装置、検査装置の制御方法を提供することができる。
【図７】
2009069449.tif 000003
【図１２】
2009069449.tif 000004
【図１４】
2009069449.tif 000005
【図１】
2009069449.tif 000006
【図２】
2009069449.tif 000007
【図３】
2009069449.tif 000008
【図４】
2009069449.tif 000009
【図５】
2009069449.tif 000010
【図６】
2009069449.tif 000011
【図８】
2009069449.tif 000012
【図９】
2009069449.tif 000013
【図１０】
2009069449.tif 000014
【図１１】
2009069449.tif 000015
【図１３】
2009069449.tif 000016
【国際調査報告】
2009069449.tif 000017
2009069449.tif 000018
2009069449.tif 000019
2009069449.tif 000020