(57)【要約】【課題】マイクロチップ流路内への試薬注入量を毎回一定量にする技術を提供する。【解決手段】マイクロチップを設置する設置部と、前記マイクロチップ注入口へ試薬を注入するノズル部と、試薬を吐出・吸引させる試薬吐出部と、前記マイクロチップの注入液終端を検出する検出部と、前記検出部で得た情報を元に試薬吐出部に対して吐出・吸引量を制御する制御部を備え、前記マイクロチップへ試薬を注入した際、前記検出部にて検出したマイクロチップ主流路内の注入液終端位置が、適正位置より行き過ぎている場合は、前記試薬吐出部を減圧させて注入液を吸引し、注入液終端位置を適正位置まで戻し、逆に前記マイクロチップ流路内の注入液終端位置が適正位置に達していない場合は、前記試薬吐出部を追圧させて注入液を増加させ、注入液終端位置を適正位置に達するように制御する生化学分析装置及び方法を提供する。【選択図】図１
2015190855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロチップを設置する設置部と、前記マイクロチップ注入口へ試薬を注入するノズル部と、試薬を吐出・吸引させる試薬吐出部と、前記マイクロチップの注入液終端を検出する検出部と、前記検出部で得た情報を元に試薬吐出部に対して吐出・吸引量を制御する制御部を備え、
前記マイクロチップへ試薬を注入した際、前記検出部にて検出したマイクロチップ主流路内の注入液終端位置が、適正位置より行き過ぎている場合は、前記試薬吐出部を減圧させて注入液を吸引し、注入液終端位置を適正位置まで戻し、逆に前記マイクロチップ流路内の注入液終端位置が適正位置に達していない場合は、前記試薬吐出部を追圧して注入液を増加させ、注入液終端位置を適正位置に達するように制御することを特徴とする、生化学分析装置。
【請求項２】
マイクロチップを設置する設置部と、前記マイクロチップ注入口へ試薬を注入するノズル部と、試薬を吐出・吸引させる試薬吐出部と、前記マイクロチップの注入液終端を検出する検出部と、前記検出部で得た情報を元に試薬吐出部に対して吐出・吸引量を制御する制御部を備え、
前記マイクロチップへ試薬を注入した際、前記検出部にて検出したマイクロチップ主流路内の注入液終端位置が、適正位置より行き過ぎている場合は、前記試薬吐出部を減圧させて注入液を吸引し、注入液終端位置を適正位置まで戻し、逆に前記マイクロチップ流路内の注入液終端位置が適正位置に達していない場合は、前記試薬吐出部を追圧させて注入液を増加させ、注入液終端位置を適正位置に達するように制御することを特徴とする、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ試薬流路内へ最適な液量で試薬を注入するための装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のライフサイエンス分野において用いられている遺伝子解析操作において、あらかじめウェル（反応室）に反応試薬を塗布及び乾燥固化などの方法により固定化させたマイクロチップに検体試料を注入して、該マイクロチップウェル内においてＤＮＡの増幅反応及び検出を行う手段がよく用いられている。
【０００３】
このようなマイクロチップへの微細な流路に数μオーダーの試薬を規定量注入するのは注入する試薬の粘性などの特性、マイクロチップの流路形状及び表面抵抗、エアーシリンジ等の注入機構など多くの要因が影響し、注入量（分注量）を適正に制御するのが非常に困難である。
【０００４】
そのため、特許文献１のようにマイクロチップ微細流路を流れる液体の温度を変化させることで、流路抵抗を意図的に変化させて送液量を一定にする方法などが考えられている。
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１記載のようなマイクロチップは、マイクロチップの微細流路を覆うフィルム上に感熱抵抗体を形成する必要があり、ディスポ（使い捨て）となるようなマイクロチップにとって、そのような抵抗体を形成するコストや手間が問題となる。
【０００６】
また、前記特許文献１記載の流量制御方法であっても、微細流路に流れる液体への伝熱制御に高精度化が求められ、結局のところ流量の制御に代わって、今度は伝熱の制御に対して気を使う必要があり、装置的な負荷もかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はマイクロチップ流路内への流量制御をより簡便に実現することにより、マイクロチップ、マイクロチップウェルへの試薬注入量を適正化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、マイクロチップへの注入液量を適正化するために、マイクロチップを設置する設置部と、前記マイクロチップ注入口へ試薬を注入するノズル部と、試薬を吐出・吸引させる試薬吐出部と、前記マイクロチップの注入液終端を検出する検出部と、前記検出部で得た情報を元に試薬吐出部に対して吐出・吸引量を制御する制御部を備える試薬注入量制御装置と方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明におけるマイクロチップへの試薬注入制御装置及び方法によれば、マイクロチップ試薬流路内へ適量の試薬を注入することが可能であり、その結果、マイクロチップウェル内への試薬注入量の充填不足によるＤＮＡ増幅反応性の低下、及びマイクロチップ試薬注入口及び空気穴からの試薬突出の危険性を抑えることができる。
この結果、ＤＮＡ増幅反応性の低下、マイクロチップからの試薬の突出（溢流等）を防止し、適正な反応を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における装置構成概略図。
【図２】マイクロチップへの試薬注入液不足時の状態概要図。
【図３】マイクロチップへの試薬注入液過多時の状態概要図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明における装置構成概略図を図１に示す。
【００１４】
本発明におけるノズル部３は、例えば水平面と平行なＸ軸、Ｙ軸のどちらか一方または両方に駆動可能かつ、水平面と垂直なＺ軸に駆動可能なピペットアームを備え、そのピペットアーム部先端にディスポ式の分注ピペットチップを装着するような形が望ましい。
このほかに載置部１がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動する形態でもよい。さらに、ピペットアーム（ノズル部３）、載置部１の両方が任意の軸方向に移動する形態でもよい。
【００１５】
本発明における試薬吐出部５は、ノズル部３と配管で接続されエアーシリンジとそのシリンジを駆動させるステッピングモーターを備えるような形が望ましい。
本願の吐出部はエアーシリンジを用いた例である。エアーシリンジの圧力を増加（追圧）すると、試薬がエアーシリンジから吐出され、液をマイクロチップに追加する。
逆に、エアーシリンジの圧力を減少（減圧）させると、試薬がエアーシリンジに吸い込まれる（吸引される）ことでマイクロチップの液量を減じる。
【００１６】
本発明における検出部７は、ＣＣＤカメラを備え、カメラにて撮像した画像を元にマイクロチップ流路内の注入液終端位置を検出するような形が望ましい。
【００１７】
本発明における制御部９は、検出部７で検出した注入液終端位置が、予め記憶させておいたマイクロチップ注入液終端適正位置を行き過ぎている場合は、試薬吐出部５を微量減圧させ、注入液終端位置を適正位置まで戻し、検出した注入液終端位置が予め記憶させておいたマイクロチップ注入液終端適正位置に達していない場合は、試薬吐出部５を微量追圧させ、注入液終端位置を適正位置に達するよう制御するようなものが望ましい。
【００１８】
注入液の終端適正位置については、マイクロチップ１１の表面にマークを設けて、画像認識をしやすくしてもよい。マークはマイクロチップ表面から盛り上がる（チップ表面から突出）形態、マイクロチップ表面よりへこむ（凹型）形状、着色等、画像認識、目視のしやすい形態、色彩等にすることができる。
たとえば、適正終端位置マークを、流路を挟んで設けたり、流路の片側に設ける、流路の上部に設けることもできる、また着色することもできる。それらを組み合わせてもよい。
マークは、マイクロチップを樹脂で製造する場合、マイクロチップ製造時に同時に形成することが製造コスト等の面から好ましい。
【００１９】
マイクロチップの試薬注入口１７から主流路１２に注入された試薬は、その後に遠心力によって、分岐路１４を通り、マイクロチップウェル１３に送液される（以下、遠心動作ということがある）。
【００２０】
ここでは、円形マイクロチップを例として、マイクロチップ流路内への試薬注入量が不足している場合の状態の概要を図２に示す。
図２、図３では注入液終端位置を模式的に、点線で示した。
【００２１】
このような場合、注入した試薬を遠心力によってマイクロチップウェル１３に送った際に、一部または全てのマイクロチップウェル１３内が注入液で満たされず、その結果ＰＣＲ増幅反応性が低下する危険性がある。ＰＣＲ増幅反応性が低下することで、目的とする増幅反応が十分起こらず、反応が失敗することがある。
【００２２】
このような場合でも本発明によれば、検出部７により注入液終端位置１５を検出する工程があるので、その工程で、注入液終端位置１５が適正位置に達していないと判断し、制御部９から試薬吐出部５を微量追圧させ、注入液終端位置１５を適正位置に達するように試薬を終端適正位置まで注入するように制御することで、遠心動作によって試薬をマイクロチップウェル１３に送ったときにマイクロチップウェル１３内に試薬が不足するような事態を防ぐことができる。
【００２３】
同じように、円形マイクロチップを例として、マイクロチップ流路内への試薬注入量が過多の場合の状態の概要を図３に示す。
【００２４】
このような場合、ＰＣＲ増幅反応時にマイクロチップ１１に温度をかけることで、マイクロチップの主流路１２、分岐路１４に残った試薬が流路内で膨張し、その結果、マイクロチップ試薬注入口１７、または空気穴１９から試薬が漏れ出す（あふれ出す）危険性がある。このような場合、生化学的な分析装置においては装置内のコンタミネーションが発生し、反応系への影響が懸念されるため、このような状態になることはできるだけ避ける必要がある。
反応系への影響とは、あふれ出したマイクロチップの試薬が装置内に残ることで、別のマイクロチップで正しく反応が起こらない可能性があることを指す。
【００２５】
前記のような場合でも本発明によれば、検出部７により注入液終端位置１５を検出する工程があるので、その工程で、注入液終端位置１５が適正位置を行き過ぎていると判断し、制御部９から試薬吐出部５を微量減圧させ、注入液終端位置１５を適正位置に戻すように制御することで、ＰＣＲ増幅反応時にマイクロチップ流路内が膨張し、その結果マイクロチップ試薬注入口１７、または空気穴１９から試薬が漏れ出すような事態を防ぐことができる。
【００２６】
なお、マイクロチップ流路内への適正位置に関しては、使用するマイクロチップ流路形状及び容量、表面処理状態等により異なるため、適正位置に関しては予めマイクロチップの種類毎に検討し、その結果決定した適性位置を検出部７または、制御部９に記憶させておくようにするのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係るマイクロチップへの試薬注入量制御装置及び方法は、生化学分析装置においてマイクロチップへの試薬注入量を毎回一定量にするために利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  マイクロチップ設置部
３  ノズル部
５  試薬吐出部
７  検出部
９  制御部
１１  マイクロチップ
１２  主流路
１３  ウェル
１４  分岐路
１５  注入液終端位置
１７  試薬注入口
１９  空気穴
【図１】
2015190855.tif 000003
【図２】
2015190855.tif 000004
【図３】
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