(57)【要約】  一方の開口から液体を注入する液体注入ポンプと、液体注入ポンプの駆動を制御する液体ポンプ駆動制御手段と、流路の他方の開口を封止する封止部材駆動手段と、封止部材駆動手段を制御する封止部材駆動制御手段と、を有し、封止部材駆動制御手段は、液体ポンプ駆動制御手段が液体注入ポンプを制御して混合液を検出部に移動させた後、封止部材駆動手段を制御して他方の開口を封止することを特徴とする検査装置。
2009139311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から液体を注入し、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
前記一方の開口から液体を注入する液体注入ポンプと、
前記液体注入ポンプの駆動を制御する液体ポンプ駆動制御手段と、
前記流路の他方の開口を封止する封止部材と、
前記封止部材を駆動する封止部材駆動手段と、
前記封止部材駆動手段を制御する封止部材駆動制御手段と、
を有し、
前記封止部材駆動制御手段は、
前記液体ポンプ駆動制御手段が前記液体注入ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記封止部材駆動手段を制御して前記他方の開口を封止することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から流路に加わる気圧を変化させて、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
前記一方の開口から気体を吸引または注入して前記流路に加わる気圧を変化させる気圧ポンプと、
前記気圧ポンプの駆動を制御する気圧ポンプ駆動制御手段と、
前記流路に加わる気圧を大気側に開放する圧力開放手段と、
前記圧力開放手段を制御する圧力開放制御手段と、
を有し、
前記圧力開放制御手段は、
前記気圧ポンプ駆動制御手段が前記気圧ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記圧力開放手段を開放して前記流路に加わる気圧を大気側と等しくすることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。特に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、μ−ＴＡＳを用いることによりコスト、必要試料量、所要時間を削減できる。【０００３】
例えば、液体導入口と、液体導入口に接続された流路と、流路に接続された空気穴と、を有するマイクロチップを用いて、液体状態の試薬Ｂを液体導入口から送液して流路内に保持されている試薬Ａと混合し、所定時間反応させた後、試薬混合液を蛍光検出部へ送液し蛍光強度を測定する方法が開示されている（特許文献２参照）。特許文献２に開示されている方法では、液体導入口に接続したシリンジポンプで試薬混合液を下流側の蛍光検出部へ送液し、混合液の全てが蛍光検出部に到達した後、シリンジポンプによる送液を停止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００７−４３９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示されている方法では、シリンジポンプによる送液を停止してもマイクロチップの周囲の温度や気圧が変動すると、流路内の液体が膨張または収縮し、蛍光検出部に到達した混合液が移動するおそれがある。混合液が移動すると、蛍光強度の測定値に誤差を生じ誤った判定を行う可能性がある。【０００６】
蛍光検出部に充填される混合液の量が多ければ、混合液が多少流路を移動しても蛍光強度の測定値に生じる誤差は少なくなるが、検体や試薬の量を増やす必要があり検査装置やマイクロチップの大型化とコストアップを招く。【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、マイクロチップの周囲の温度や気圧が変動しても精度よく検査することができる検査装置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】
【０００８】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。【０００９】
１．
流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から液体を注入し、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
前記一方の開口から液体を注入する液体注入ポンプと、
前記液体注入ポンプの駆動を制御する液体ポンプ駆動制御手段と、
前記流路の他方の開口を封止する封止部材と、
前記封止部材を駆動する封止部材駆動手段と、
前記封止部材駆動手段を制御する封止部材駆動制御手段と、
を有し、
前記封止部材駆動制御手段は、
前記液体ポンプ駆動制御手段が前記液体注入ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記封止部材駆動手段を制御して前記他方の開口を封止することを特徴とする検査装置。【００１０】
２．
流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から流路に加わる気圧を変化させて、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
前記一方の開口から気体を吸引または注入して前記流路に加わる気圧を変化させる気圧ポンプと、
前記気圧ポンプの駆動を制御する気圧ポンプ駆動制御手段と、
前記流路に加わる気圧を大気側に開放する圧力開放手段と、
前記圧力開放手段を制御する圧力開放制御手段と、
を有し、
前記圧力開放制御手段は、
前記気圧ポンプ駆動制御手段が前記気圧ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記圧力開放手段を開放して前記流路に加わる気圧を大気側と等しくすることを特徴とする検査装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、混合液を検出部に移動させた後、マイクロチップの流路の両端を大気開放または閉鎖することにより混合液の移動を防止し、マイクロチップの周囲の温度気圧が変動しても高精度の測定結果が得られる検査装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における検査装置８０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チップ１の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、検査装置８０が行う検査の手順を説明するフローチャートである。
【図７】反応測定ルーチンの手順を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係わる検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る気圧ポンプ１０と大気開放弁１１の断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態における検査装置８０の外観図である。
【００１５】
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。
【００１６】
検査装置８０の筐体８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで筐体８２の内部にセットするようになっている。なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に挿入口８３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。
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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２を用いて説明する。
【００２０】
図２は本発明の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。マイクロチップ１の説明は、図２に示す座標軸を基準に説明する。
【００２１】
図２（ａ）のマイクロチップ１の側面図に示すように、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。溝形成基板１０８と被覆基板１０９の基板材料は特に限定されるものではないが、少なくとも反応結果を光学的に検知する流路を覆う部分はガラスや樹脂などの透明な部材で構成する必要がある。
【００２２】
図２（ｂ）はマイクロチップ１の平面図であり、透明な被覆基板１０９を通して見える溝形成基板１０８の溝を図示している。溝形成基板１０８の溝を被覆基板１０９が覆うことにより流路２５０を形成している。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２５０（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。
【００２３】
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。
【００２４】
本実施形態では、特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理に用いるマイクロチップ１を例に説明する。
【００２５】
図２（ｂ）の注入口１１０ａ、１１０ｂは、マイクロチップ１内部の流路に連通する被覆基板１０９に形成された開口であり、各注入口１１０から駆動液を流路２５０に注入し内部の検体や試薬等を駆動する。本実施形態のマイクロチップ１では図２（ｂ）に示すように注入口１１０ａから始まる流路の構成と、注入口１１０ｂから始まる流路の構成は全く同じであり、以降ａチャンネル、ｂチャンネルと呼び区別する。また、各構成要素にはａ、ｂを付けて区別する。
【００２６】
１２１ａ、１２１ｂは検体を収容する検体収容部である。検体収容部１２１ａ、１２１ｂは所定量の検体を収容するために他の流路より溝が深くなっている。本実施形態では予め、検体収容部１２１ａ、１２１ｂには検体が収容されているものとして説明する。
【００２７】
１２０ａ、１２０ｂは第１の試薬を収容する試薬収容部、１２２ａ、１２２ｂは第２の試薬を収容する試薬収容部、１２３ａ、１２３ｂは第３の試薬を収容する試薬収容部である。
【００２８】
注入口１１０ａ、１１０ｂから流路２５０ａ、２５０ｂに駆動液を注入すると、検体収容部１２１ａ、１２１ｂに収容された検体は押し出されてそれぞれ下流の試薬収容部１２０ａ、１２０ｂに注入される。検体と試薬収容部１２０ａ、１２０ｂから押し出された第１の試薬は、それぞれ流路２５０を通って下流の試薬収容部１２２ａ、１２２ｂに注入される。検体と第１の試薬は第２の試薬を試薬収容部１２２ａ、１２２ｂから押し出す。
【００２９】
検体と第１の試薬と第２の試薬は、それぞれ流路２５０を通って下流の試薬収容部１２３ａ、１２３ｂに注入され第３の試薬を押し出す。
【００３０】
試薬収容部１２３ａ、１２３ｂのさらに下流には混合部１３０ａ、混合部１３０ｂと混合部１３１ａ、混合部１３１ｂが設けられており、流路２５０ａａ、流路２５０ｂａを流れてきた検体、第１の試薬、第２の試薬、第３の試薬は各混合部で混合される。
【００３１】
混合部１３０ａ、混合部１３０ｂと混合部１３１ａ、混合部１３１ｂで混合された検体、第１の試薬、第２の試薬、第３の試薬は検出部１１１ａ、１１１ｂに注入される。後に説明するように、マイクロチップ１を検査装置８０の内部の温調庫３１に収納し、マイクロチップ１全体を加熱または吸熱して所定の温度で検出部１１１ａ、１１１ｂの検体と試薬とを所定の時間反応させる。
【００３２】
検出部１１１ａ、１１１ｂは検体と試薬との反応を光学的に検出するために設けられ、所定量の検体と試薬の混合液を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
【００３３】
検出部１１１ａ、１１１ｂの下流に設けられた液溜部１４１ａ、１４１ｂは、検出部１１１ａ、１１１ｂよりも流路の溝が浅くなっており検出部１１１ａ、１１１ｂに所定量の検体と試薬の混合液が充填されると液溜部１４１ａ、１４１ｂにも混合液が流入するようになっている。後に説明するように、液溜部１４１ａ、１４１ｂに流入した混合液の有無を検出して、検出部１１１ａ、１１１ｂに所定量の検体と試薬の混合液が充填されたことを判定する。
【００３４】
排出口１５０ａ、１５０ｂは、流路と連通する溝形成基板１０８に形成された開口である。流路内の空気は試薬や混合液の先端が移動すると排出口１５０ａ、１５０ｂから押し出される。
【００３５】
このようにマイクロチップ１の流路の両端には開口である注入口１１０と排出口１５０が設けられている。
【００３６】
なお、本実施形態ではマイクロチップ１に２チャンネルの流路が設けられている例を説明するが、２チャンネルに限られるものではなく多数のチャンネルでも１つのチャンネルでも良い。また、注入口１１０と排出口１５０を形成する基板は特に限定されるものではなく、溝形成基板１０８または被覆基板１０９のいずれに形成しても良い。
【００３７】
さらに、今までの説明では注入口１１０ａ、１１０ｂから駆動液を注入する例を説明したが、後に説明するように空気など気体を注入または吸引して試薬や検体を移動させても良い。
【００３８】
図３は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を説明するための斜視図、図４は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。図３、図４に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸を基準に各部の説明を行う。
【００３９】
検査装置８０は、温度調節ユニット１５２、検出ユニット２２、マイクロポンプユニット７５、パッキン９０、駆動液タンク９１、封止部材１６０、封止部材駆動部１６１、送りネジ３０１、ジョイント３０２、検出ユニット駆動モータ６１などから構成される。図３、図４はマイクロチップ１をパッキン９０ｂに密着させている状態を示している。封止部材駆動部１６１は本発明の封止部材駆動手段である。
【００４０】
以下、図３、図４を用いて検査システム８０の内部構成の例を説明する。
【００４１】
封止部材駆動部１６１は、例えばモータと該モータの回転に連動するギア列などの機構部とから構成され、機構部と連結する封止部材１６０をＺ軸方向に移動させる。封止部材１６０のマイクロチップ１に接する面は、例えばゴムなどの弾性部材で構成されている。封止部材駆動部１６１が封止部材１６０をマイクロチップ１の面に押しつけると、弾性部材が封止部材１６０とマイクロチップ１との隙間を塞ぎ、排出口１５０ａ、１５０ｂを封止する。
【００４２】
温度調節ユニット１５２は、図示せぬ駆動部材により駆動され、Ｚ軸方向に移動可能である。
【００４３】
初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット１５２を、図３の状態からマイクロチップ１の厚み以上上昇させる。すると、マイクロチップ１はＸ軸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。
【００４４】
次に、駆動部材により温度調節ユニット１５２とマイクロチップ１を下降させて、マイクロチップ１を温度調節ユニット１５２とパッキン９０ｂに密着させる。
【００４５】
温度調節ユニット１５２は、ペルチェ素子、電源装置、温度センサなどを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ１の面を所定の温度に調節するユニットである。
【００４６】
マイクロポンプユニット７５からの送液終了後、封止部材駆動部１６１は封止部材１６０をＺ軸負方向に移動させ、図４のように封止部材１６０をマイクロチップ１の面に押しつけて排出口１５０ａ、１５０ｂを封止する。
【００４７】
なお、本実施形態では封止部材１６０をマイクロチップ１の面に押しつけて排出口１５０ａ、１５０ｂを封止する例を説明するが、封止部材１６０として粘着性のあるシール状の部材を用い、封止部材１６０をマイクロチップ１の面に貼り付けて、排出口１５０ａ、１５０ｂを封止しても良い。
【００４８】
検出ユニット２２は図示せぬ発光部と受光部から成り、検出部１１１に光を照射して検体と反応した試薬が発光する蛍光を、光学的に分離して受光部に受光するように構成されている。検出ユニット２２は送りネジ３０１と螺合するネジ部を有し、送りネジ３０１が回転することによりＹ軸方向に移動する。送りネジ３０１は直線Ｆと平行に配設されており、検出ユニット２２が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１１１ａ、１１１ｂのそれぞれの中心部に、検出ユニット２２のレンズ２３の光軸が一致するように配置されている。検出ユニット２２は、所定の位置に移動した後、検出部１１１ａ、１１１ｂにレンズ２３から順次励起光を照射し、蛍光物質が発光する蛍光を受光して電気信号を出力する。
【００４９】
送りネジ３０１は検出ユニット駆動モータ６１によりジョイント３０２を介して駆動される。検出ユニット駆動モータ６１は例えばパルスモータであり、パルスにより所定量回転する。位置センサ４１は検出ユニット２２の初期位置を検知するために設けられたフォトリフレクタなどのセンサまたはメカニカルスイッチなどである。
【００５０】
なお、検出ユニット２２には回転防止用に図３には図示せぬガイド穴が設けられており、ガイド穴を貫通するガイド棒に沿って移動する。ガイド棒は送りネジ３０１と平行に配設されている。
【００５１】
図４では、検出ユニット２２は検出部１１１（検出部１１１ａ、１１１ｂの何れか）でおこる試薬の反応結果を光学的に検出できる位置にある場合を図示している。
【００５２】
マイクロチップ１の注入口１１０は、マイクロチップ１をパッキン９０ｂを介してマイクロポンプ７５と密着させたときに、パッキン９０ｂに設けられた対応する開口とそれぞれ連通する位置に設けられている。
【００５３】
マイクロポンプユニット７５の吸入口１４５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、吐出口１４６はパッキン９０ｂを介してマイクロチップ１の注入口１１０と連通している。
【００５４】
圧電素子１１２を駆動することにより、マイクロポンプユニット７５から送り出された駆動液は、マイクロチップ１の注入口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７５から注入口１１０に駆動液を注入する。
【００５５】
マイクロポンプユニット７５には少なくとも一つのマイクロポンプが設けられている。図２に図示したマイクロチップ１を駆動する場合は、２つの注入口１１０ａ、１１０ｂに対応する２つのマイクロポンプが必要である。
【００５６】
図４に示す検知部２９は例えばフォトリフレクタであり、液溜部１４１に流入した液体を光学的に検知するために設けられている。
【００５７】
図５は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
【００５８】
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検査装置８０の各部を集中制御する。
【００５９】
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。
【００６０】
ＣＰＵ９８は液体ポンプ駆動制御部４１１、封止部材駆動制御部４１２、検出ユニット駆動制御部４１３を有する。封止部材駆動制御部４１２は本発明の封止部材駆動制御手段である。
【００６１】
封止部材駆動制御部４１２は、プログラムに基づいて封止部材駆動部１６１を制御し封止部材１６０を移動させる。
【００６２】
検出ユニット駆動制御部４１３は、プログラムに基づいて検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１を制御し検出ユニット２２を移動させる。
【００６３】
ポンプ駆動部５００は、各マイクロポンプの圧電素子１１２を駆動する駆動部である。液体ポンプ駆動制御部４１１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。ポンプ駆動部５００は液体ポンプ駆動制御部４１１の指令を受けて、駆動電圧を発生して圧電素子１１２を駆動する。
【００６４】
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。
【００６５】
図６は本発明の第１の実施形態において、検査装置８０が行う検査の手順を説明するフローチャートである。
【００６６】
フローチャートでは、検査担当者がマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させてからの手順を説明する。
【００６７】
Ｓ１０：送液を開始するステップである。
【００６８】
液体ポンプ駆動制御部４１１は、ポンプ駆動部５００を制御してマイクロポンプユニット７５のマイクロポンプを駆動し、駆動液を注入口１１０から注入する。
【００６９】
Ｓ１１：液溜部１４１に液体が到達したか、否か、を判定するステップである。
【００７０】
ＣＰＵ９８は、検知部２９の出力電圧から液溜部１４１に検体と試薬の混合液が到達したことを判定する。液溜部１４１に混合液が到達すると、検出部１１１には所定量の混合液が充填されている。
【００７１】
液溜部１４１に液体が到達していない場合、（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。
【００７２】
液溜部１４１に液体が到達した場合、（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に進む。
【００７３】
Ｓ１２：送液を停止するステップである。
【００７４】
液体ポンプ駆動制御部４１１は、マイクロポンプの駆動を停止する。
【００７５】
Ｓ１３：排出口１５０を封止するステップである。
【００７６】
封止部材駆動制御部４１２は、封止部材駆動部１６１に指令し封止部材１６０を移動させて排出口１５０を封止する。
【００７７】
Ｓ１４：遺伝子を増幅するステップである。
【００７８】
制御部９９は、温度調節ユニット１５２を所定の温度にし、検出部１１１に充填された検体と試薬の混合液を所定時間反応させて検体に含まれる遺伝子を増幅する。
【００７９】
Ｓ１５：反応結果を測定するステップである。
【００８０】
ＣＰＵ９８は、図７で説明する反応測定ルーチンをコールし、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【００８１】
このように検出部１１１に検体と試薬の混合液が所定量充填されると送液を停止し、封止部材１６０により排出口１５０を封止するので、遺伝子を増幅するステップで例えば検出部の温度が変化しても混合液が移動しない。したがって、温度や気圧等の変化にかかわらず一定量の混合液から反応結果を測定することができるので、正確な検査が可能になる。
【００８２】
検査の手順の説明は以上である。
【００８３】
次に、反応測定ルーチンについて図７のフローチャートの順に説明する。
【００８４】
Ｓ３０１：検出ユニット２２を移動するステップである。
【００８５】
検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図３の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２を移動させ、検出ユニット２２が検出部１１１ｂの反応結果を検出する位置に停止させる。
【００８６】
Ｓ３０２：反応結果を測定するステップである。
【００８７】
所定の時間経過後、ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【００８８】
Ｓ３０３：検出ユニット２２を移動するステップである。
【００８９】
検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図３の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２をさらに移動させ、検出部１１１ａの反応結果を検出する位置に停止させる。
【００９０】
Ｓ３０４：反応結果を測定するステップである。
【００９１】
ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【００９２】
以上検査を終了し、検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット２２を初期位置に戻す。
【００９３】
反応測定ルーチンの手順の説明は以上である。
【００９４】
次に、第２の実施形態の検査装置について説明する。
【００９５】
図８は、本発明の第２の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。図８に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸を基準に各部の説明を行う。なお、第１の実施形態と同じ構成要素については同番号を付し説明を省略する。
【００９６】
検査装置８０は、気圧ポンプ１０、大気開放弁１１、パッキン６、温度調節ユニット１５２などから構成される。１３、１４は連結部であり、２つの構成要素をネジなどの結合部分で互いに結合し、結合部分に設けられた開口と連通する管状の部分により２つの構成要素を連通させる。例えば、連結部１４は、気圧ポンプ１０とパッキン６を結合し、気圧ポンプ１０から送り込まれた空気は連結部１４の内部の流路を通ってマイクロチップ１内の流路２５０に送られる。なお、これまでに説明した構成要素と同一の構成要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００９７】
図８は、温度調節ユニット１５２がマイクロチップ１の上面を押圧し、マイクロチップ１をパッキン６に密着させている状態である。
【００９８】
初期状態において、温度調節ユニット１５２は退避しており、マイクロチップ１は図８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からマイクロチップ１を挿入する。マイクロチップ１が挿入されると、図示せぬ部材により温度調節ユニット１５２を下降させて、マイクロチップ１の面をパッキン６に密着させる。
【００９９】
次に、気圧ポンプ１０と大気開放弁１１の構造について図９を用いて説明する。図９は本発明の実施形態に係る気圧ポンプ１０と大気開放弁１１の断面図である。図９には、気圧ポンプ１０の筒状の部分を摺動するプランジャー１８を示している。プランジャー１８は、気圧ポンプ１０の断面部分に内蔵された図示せぬ電磁コイルにより、図９の矢印Ｓ方向または逆方向に駆動される。気圧ポンプ１０の先端部には２つの開口３３、３１が設けられている。気圧ポンプ１０には連結部１３を介して大気開放弁１１が結合されている。開口３１は連結部１３の流路３２と連通し、流路３２は大気開放弁１１の開口２６と連通している。
【０１００】
図９では、大気開放弁１１の大気側に開放された他端の開口２８との間に設けられた弁２７により、開口２６と開口２８の間の流路が閉鎖されている状態を示している。弁２７は大気開放弁１１に設けられた図示せぬ電磁コイルにより開閉可能であり、弁２７を開放すると、気圧ポンプ１０の開口３１は大気と連通する。大気開放弁１１は本発明の圧力開放手段である。
【０１０１】
気圧ポンプ１０の開口３３には連結部１４が結合されている。連結部１４の他端には図８のようにパッキン６が結合されている。
【０１０２】
なお、本実施形態では注入口１１０と気圧ポンプ１０を接続する例を説明するが、連結部１４を分岐させて複数の注入口１１０と気圧ポンプ１０を接続しても良い。また、複数の気圧ポンプ１０を用いて複数の注入口１１０にそれぞれ接続するようにしても良い。
【０１０３】
次に、気圧ポンプ１０がマイクロチップ１に空気を注入する場合について説明する。最初に大気開放弁１１の弁２７を開放し、開口３１を大気に開放してからプランジャー１８を図９の矢印Ｓと逆方向に駆動し空間３５に空気を吸入する。次に、大気開放弁１１の弁２７を閉じてから、プランジャー１８を図９の矢印Ｓ方向に駆動し、開口３３から連通する微細流路３０に空気を注入する。
【０１０４】
流路２５０に注入された空気は、マイクロチップ１内に収容された試薬と検体とを検出部１１１まで駆動する。
【０１０５】
図１０は、本発明の第２の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
【０１０６】
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。
【０１０７】
ＣＰＵ９８は気圧ポンプ駆動制御部４１４、圧力開放制御部４１５、検出ユニット駆動制御部４１３を有する。圧力開放制御部４１５は本発明の圧力開放制御手段、大気開放弁１１は本発明の圧力開放手段である。
【０１０８】
圧力開放制御部４１５は、プログラムに基づいて大気開放弁１１を大気側に開放させる。気圧ポンプ駆動制御部４１４はプログラムに基づいて、所定量の空気を注入または吸入するように気圧ポンプ１０を制御する。
【０１０９】
図１１は本発明の第２の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。図１１は、ポンプ１０から空気をマイクロチップ１に注入して、微細流路３０の液体を送液する例である。なお、マイクロチップ１は所定の位置まで挿入されているものとする。
【０１１０】
Ｓ２００：大気開放弁１１を開放するステップである。
【０１１１】
圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
【０１１２】
Ｓ２０１：空間３５に空気を吸引するステップである。
【０１１３】
気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図９の矢印Ｓと逆方向に移動させ大気開放弁１１から空間３５に空気を吸引させる。
【０１１４】
Ｓ２０２：大気開放弁１１を閉鎖するステップである。
【０１１５】
圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を閉鎖する信号を送り、大気開放弁１１を閉鎖する。
【０１１６】
Ｓ２０３：送液を開始するステップである。
【０１１７】
気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図９の矢印Ｓ方向に移動させ連通する注入口１１０に空気を注入する。注入された空気により流路２５０内の液体は送液される。
【０１１８】
Ｓ２０４：液溜部１４１に液体が到達したか、否か、を判定するステップである。
【０１１９】
ＣＰＵ９８は、検知部２９の出力電圧から液溜部１４１に検体と試薬の混合液が到達したことを判定する。液溜部１４１に混合液が到達すると、検出部１１１には所定量の混合液が充填されている。
【０１２０】
液溜部１４１に液体が到達していない場合、（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ステップＳ２０４に戻る。
【０１２１】
液溜部１４１に液体が到達した場合、（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に進む。
【０１２２】
Ｓ２０５：送液を停止するステップである。
【０１２３】
気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を制御し、プランジャー１８の移動を停止させる。
【０１２４】
Ｓ２０６：大気開放弁１１を開放するステップである。
【０１２５】
圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
【０１２６】
Ｓ１４：遺伝子を増幅するステップである。
【０１２７】
制御部９９は、温度調節ユニット１５２を所定の温度にし、検出部１１１に充填された検体と試薬の混合液を所定時間反応させて検体に含まれる遺伝子を増幅する。
【０１２８】
Ｓ１５：反応結果を測定するステップである。
【０１２９】
ＣＰＵ９８は、図７で説明した反応測定ルーチンをコールし、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【０１３０】
第２の実施形態の検査の手順の説明は以上である。
【０１３１】
次に、第３の実施形態の検査装置について説明する。
【０１３２】
図１２は、本発明の第３の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。なお、第２の実施形態と同じ構成要素については同番号を付し説明を省略する。
【０１３３】
第２の実施形態の検査装置８０との違いは気圧ポンプ１０が排出口１５０に接続されている点である。第３の実施形態では気圧ポンプ１０が排出口１５０から流路２５０内の空気を吸引し、マイクロチップ１に予め蓄えられている検体と試薬を移動させる。それ以外の構成は第２の実施形態と同じであり説明を省略する。また、回路構成も図１０で説明した第２の実施形態の回路ブロック図と同じである。
【０１３４】
図１３は本発明の第３の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。なお、マイクロチップ１は所定の位置まで挿入されているものとする。
【０１３５】
Ｓ１００：大気開放弁１１を開放するステップである。
【０１３６】
圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
【０１３７】
Ｓ１０１：空間３５から空気を排出するステップである。
【０１３８】
気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図９の矢印Ｓの方向に移動させ大気開放弁１１から空間３５内の空気を排出させる。
【０１３９】
Ｓ１０２：大気開放弁１１を閉鎖するステップである。
【０１４０】
圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を閉鎖する信号を送り、大気開放弁１１を閉鎖する。
【０１４１】
Ｓ１０３：送液を開始するステップである。
【０１４２】
気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図４の矢印Ｓと逆方向に移動させ連通する排気口１５０から空気を吸引する。空気を吸引することにより流路２５０内の液体は送液される。
【０１４３】
Ｓ１０４：液溜部１４１に液体が到達したか、否か、を判定するステップである。
【０１４４】
制御部９９は、検知部２９の出力電圧から液溜部１４１に検体と試薬の混合液が到達したことを判定する。液溜部１４１に混合液が到達すると、検出部１１１には所定量の混合液が充填されている。
【０１４５】
液溜部１４１に液体が到達していない場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０４に戻る。
【０１４６】
液溜部１４１に液体が到達した場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に進む。
【０１４７】
Ｓ１０５：送液を停止するステップである。
【０１４８】
気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８の移動を停止させる。
【０１４９】
Ｓ１０６：大気開放弁１１を開放するステップである。
【０１５０】
圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
【０１５１】
Ｓ１４：遺伝子を増幅するステップである。
【０１５２】
制御部９９は、温度調節ユニット１５２を所定の温度にし、検出部１１１に充填された検体と試薬の混合液を所定時間反応させて検体に含まれる遺伝子を増幅する。
【０１５３】
Ｓ１５：反応結果を測定するステップである。
【０１５４】
ＣＰＵ９８は、図７で説明した反応測定ルーチンをコールし、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【０１５５】
第３の実施形態の検査の手順の説明は以上である。
【０１５６】
このように第２、第３の実施形態では検出部１１１に検体と試薬の混合液が所定量充填されると送液を停止し、大気開放弁１１を開放するので注入口１１０から流路に加わる気圧と排出口１５０から流路に加わる気圧は等しくなる。したがって、遺伝子を増幅するステップで例えば検出部の温度が変化しても混合液が移動しない。
【０１５７】
以上このように本発明によれば、マイクロチップの周囲の温度や気圧が変動しても高精度の測定結果が得られる検査装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１５８】
１  マイクロチップ
６  パッキン
１０  気圧ポンプ
１１  大気開放弁
２２  検出ユニット
２９  検知部
８０  検査装置
８２  筐体
８３  挿入口
８４  表示部
９１  駆動液タンク
１１０  注入口
１４１  液溜部
１５０  排出口
１５２  温度調節ユニット
１６０  封止部材
１６１  封止部材駆動部
４１１  液体ポンプ駆動制御部
４１２  封止部材駆動制御部
４１３  検出ユニット駆動制御部
４１４  気圧ポンプ駆動制御部
４１５  圧力開放制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009139311.tif 000011
【図１０】
2009139311.tif 000012
【図１１】
2009139311.tif 000013
【図１２】
2009139311.tif 000014
【図１３】
2009139311.tif 000015
【国際調査報告】
2009139311.tif 000016
2009139311.tif 000017
2009139311.tif 000018
2009139311.tif 000019
2009139311.tif 000020
2009139311.tif 000021
2009139311.tif 000022