(57)【要約】【課題】微細流動システムの制御装置と微細流動システムの制御方法、及び微細流動システムを提供する。【解決手段】微細流動システムに第１−第３の制御信号を出力する中央制御部７００と、回転板を回転させる回転手段と、中央制御部７００が出力した第１の制御信号によって回転手段の動作を制御する回転手段制御部７１０と、回転板上を移動する移動手段と、中央制御部７００の第２の制御信号によって移動手段の位置を制御する位置制御部７２０と、移動手段によって微細流動構造物上の所定の位置に移動される放射エネルギー源であって、微細流動構造物上の所定の位置に電磁気波を照射する放射エネルギー源と、中央制御部７００の第３制御信号によって前記放射エネルギー源から出力されるエネルギーを制御する放射エネルギー源制御部７３０と、を備える微細流動システムの制御装置である。【選択図】図７
2008061648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細流動構造物を回転対称に配置した回転板を有する微細流動システムの制御装置であって、
前記微細流動システムに第１−第３の制御信号を出力する中央制御部と、
前記回転板を回転させる回転手段と、
前記中央制御部が出力した第１の制御信号によって前記回転手段の動作を制御する回転手段制御部と、
前記回転板上を移動する移動手段と、
前記中央制御部が出力した第２の制御信号によって前記移動手段の位置を制御する位置制御部と、
前記移動手段によって微細流動構造物上の所定の位置に移動される放射エネルギー源であって、前記微細流動構造物上の所定の位置に電磁気波を照射する前記放射エネルギー源と、
前記中央制御部が出力した第３制御信号によって前記放射エネルギー源から出力されるエネルギーを制御する放射エネルギー源制御部と、
を備えることを特徴とする微細流動システムの制御装置。
【請求項２】
前記微細流動装置には、サンプル流体が流れ、
前記サンプル流体の反応に関する光学的情報、および、所定の位置から放出される波長情報をそれぞれ検出する検出手段と、
前記検出手段で検出した信号を前記中央制御部に出力する検出手段制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項３】
前記回転手段制御部は、
前記中央制御部が出力したパルス幅変調後の電圧信号から所定の周波数以上の信号を除去する低帯域フィルタと、
前記低帯域フィルタが出力した前記電圧信号第１パルス信号に変換する電圧／周波数変換器と、
前記電圧／周波数変換器が出力した第１パルス信号と前記中央制御部が出力した第２パルス信号とを多重化して出力するマルチプレクサと、
前記電圧／周波数変換器が出力した前記第１パルス信号によって前記回転手段の回転速度を制御し、前記電圧／周波数変換器が出力した前記第２パルス信号によって前記回転手段の位置を制御する回転手段制御器と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項４】
前記位置制御部は、
前記中央制御部が出力したパルス信号によって前記移動手段の動作を制御する位置制御器と、
前記検出手段で検出した波長情報によって前記パルス信号の出力を制限する制限信号を生成し前記中央制御部に前記制限信号を出力するリミットセンサーと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項５】
前記位置制御部は、
前記微細流動装置に磁力を発生させる磁石、前記放射エネルギー源および前記検出手段のそれぞれを移動させる、前記移動手段の前記回転板の半径方向への移動位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項６】
前記放射エネルギー源制御部は、
パルス信号を生成するスイッチと、
前記中央制御部が出力した基準信号と前記パルス信号とを比較して前記パルス信号のデューティ比を調節するパルス幅変調制御器と、
前記中央制御部が出力した遅延信号に相応するように前記スイッチが生成した前記パルス信号をスイッチングし、スイッチング後の信号を前記放射エネルギー源に提供する遅延スイッチと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項７】
前記放射エネルギー源制御部は、
前記スイッチと前記遅延スイッチとの間に前記パルス信号を一定に維持させるインダクタとキャパシタとが並列に連結されていることを特徴とする請求項６に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項８】
前記放射エネルギー源制御部は、
前記放射エネルギー源で発生する熱を外部に排出する冷却器をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項９】
前記検出手段制御部は、
前記検出手段で検出した信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された信号をデジタル信号に変換して前記中央制御部に出力するＡ／Ｄコンバータと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の微細流動システムの制御装置。
【請求項１０】
回転板と、前記回転板に回転対称に配置した二つ以上のユニットと、前記ユニットの間に配置された通路に沿ってサンプル流動を移動させる微細流動構造物と、を備え、前記微細流動構造物は、ユニットの外部から非接触にエネルギーを吸収して発熱する発熱粒子を備え、前記発熱粒子が放出する熱により活性化する熱活性ユニットを備える遠心力基盤の微細流動装置を備える微細流動システムであって、
請求項１に記載の微細流動システムの制御装置と、
前記回転板を回転させて前記微細流動構造物上の所定の位置に前記サンプル流体を移動させ、前記回転を通じて発生した遠心力を利用して前記サンプル流体を流す回転手段と、
前記サンプル流体の流れを調節するために、前記微細流動構造物上の所定の位置にある前記発熱粒子に非接触に電磁気波を照射し、前記サンプル流体を分析するために電磁気波を照射する放射エネルギー源と、
前記サンプル流体の反応に関する光学的情報を検出する検出手段と、
前記放射エネルギー源、前記検出手段及び前記サンプル流体を分析するために磁力を発生させる磁石を前記微細流動構造物上の所定の位置に移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする微細流動システム。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記発熱粒子に含まれる所定の粒子から放出される所定の波長の電磁気波を検出して前記制御装置に信号を出力し、
前記制御装置は、前記検出手段により検出された所定の波長の電磁気波に基づいて前記発熱粒子の位置を計算することを特徴とする請求項１０に記載の微細流動システム。
【請求項１２】
前記回転手段は、モータを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の微細流動システム。
【請求項１３】
前記移動手段は、モータを備え、
前記モータは、前記移動手段を前記回転板の半径方向に線形的に移動させることを特徴とする請求項１０に記載の微細流動システム。
【請求項１４】
前記放射エネルギー源は、レーザー光源、発光素子またはキセノンランプを備えることを特徴とする請求項１０に記載の微細流動システム。
【請求項１５】
前記レーザー光源は、少なくとも一つのレーザーダイオードを含み、
前記レーザー光源から照射されるレーザーは、４００ないし１３００ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項１４に記載の微細流動システム。
【請求項１６】
前記検出手段は、フォトダイオード、電荷結合素子、光電子増倍管またはカメラの少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項１０に記載の微細流動システム。
【請求項１７】
請求項１０に記載の微細流動システムを制御する方法であって、
（ａ）前記回転手段、移動手段及び前記放射エネルギー源を制御して前記サンプル流体を反応させるステップと、
（ｂ）前記検出手段を制御して前記サンプル流体の反応に関する光学的情報を検出するステップと、
（ｃ）前記検出手段で検出された前記光学的情報に基づいて前記サンプル流体を分析するステップと、
を含むことを特徴とする微細流動システムの制御方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１９】
回転板に微細流動構造物を配置した微細流動装置を備える微細流動システムにおいて前記微細流動構造物上の弁の動作を制御する方法であって、
（ａ）前記回転板を所定の角度回転させることで前記弁を所定の位置に移動させるステップと、
（ｂ）放射エネルギー源を所定の距離移動させることで前記放射エネルギー源を前記所定の位置に移動させるステップと、
（ｃ）前記弁に電磁気波を照射して前記弁を開放／閉鎖するステップと、
を含むことを特徴とする微細流動構造物上の弁の動作を制御する方法。
【請求項２０】
前記（ａ）ステップよりも前に、
（ａ０）前記弁の位置を自動で探索するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の微細流動構造物上の弁の動作を制御する方法。
【請求項２１】
前記（ａ０）ステップは、
（ａ０１）前記弁に第１波長の電磁気波が照射されたと仮定した場合に、前記第１波長に相応する第２波長の電磁気波を放出する材料を添加するステップと、
（ａ０２）前記放射エネルギー源を利用して前記弁に前記第１波長の電磁気波を照射するステップと、
（ａ０３）前記微細流動構造物をスキャニングするステップと、
（ａ０４）前記材料から放出された前記第２波長の電磁気波を検出し前記検出された波長に基づいて前記弁の位置を計算するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２０に記載の微細流動構造物上の弁の動作を制御する方法。
【請求項２２】
前記（ｃ）ステップよりも後に、
（ｄ）前記（ｃ）ステップで前記弁を開放した場合、前記回転板を回転させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の微細流動構造物上の弁の動作を制御する方法。
【請求項２３】
請求項１９ないし２２のうちいずれか一項に記載の微細流動構造物上の弁の動作を制御する方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細流動システムの制御装置及び制御方法に係り、特に生体試料から標的細胞またはウイルスのＤＮＡを抽出可能にするシステムとその制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、微細流動装置を構成する微細流動構造物には、少量の流体を溜めることができるチャンバーと、流体が流れるチャンネルと、流体の流れを調節する弁と、流体を受けて所定の機能を行える色々な機能性ユニットと、が備えられる。小型のチップ上で生化学的反応を含んだ試験を行えるように、チップ形態の基板にかかる微細流動構造物を配置した装置をバイオチップといい、特に複数ステップの処理及び操作を一つのチップで行えるように製作された装置をラブオンアチップ（ｌａｂ−ｏｎ−ａ  ｃｈｉｐ）という。
【０００３】
微細流動構造物内で流体を移送するためには、駆動圧力が必要であるが、駆動圧力として毛細管圧が利用されてもよく、別途のポンプによる圧力が利用されてもよい。最近では、コンパクトディスク形状の回転板に微細流動構造物を配置して遠心力を利用する微細流動装置が提案されている。これをラブオンアＣＤという。しかし、この場合は、フレームに固定されずに動く回転板の特性上、その内で流体の流れを制御するか、またはユニットの温度を制御するなどの操作が容易でない。
【特許文献１】ＷＯ  ９８／５３３１１号
【特許文献２】ＷＯ  ０１／０２３３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、遠心力基盤の核酸抽出用の微細流動システムに関するものであって、遠心力が作用する回転板に設けられた微細流動構造物に生体試料を注入すれば、前記微細流動構造物内で行われる一連の過程を通じて前記生体試料から特定セルを分離及び濃縮し、前記分離されたセルを溶解してＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）が可能なＤＮＡを提供可能に構成された微細流動装置を備える微細流動システムを提供するところにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、前述した微細流動システムで遠心力、磁力及び間接加熱を利用してシステムを制御する方法及び装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的を達成するために、微細流動構造物を回転対称に配置した回転板を有する微細流動装置であって、前記微細流動システムに第１−第３の制御信号を出力する中央制御部と、前記回転板を回転させる回転手段と、前記中央制御部が出力した第１制御信号によって前記回転手段の動作を制御する回転手段制御部と、前記回転板を移動する移動手段と、前記中央制御部が出力した第２制御信号によって前記移動手段の位置を制御する位置制御部と、前記移動手段によって微細流動構造物上の所定の位置に移動される放射エネルギー源であって、前記微細流動構造物上の所定の位置に電磁気波を照射する前記放射エネルギー源と、前記中央制御部が出力した第３制御信号によって前記放射エネルギー源から出力されるエネルギーを制御する放射エネルギー源制御部と、を備える。
【０００７】
本発明の目的を達成するために、回転板と、前記回転板に回転対象に配置した二つ以上のユニットと、前記ユニットの間に配置された通路に沿ってサンプル流動を移動させる微細流動構造物と、を備え、前記微細流動構造物は、ユニットの外部から非接触にエネルギーを吸収して発熱する発熱粒子を備え、前記発熱粒子が放出する熱により活性化する熱活性ユニットを備える遠心力基盤の微細流動装置を備える微細流動システムは、前記微細流動システムの制御装置と、前記回転板を回転させて前記微細流動構造物上の所定の位置に前記サンプル流体を移動させ、前記回転を通じて発生した遠心力を利用して前記サンプル流体を流す回転手段と、前記サンプル流体の流れを調節するために、前記微細流動構造物上の所定の位置にある前記発熱粒子に非接触に電磁気波を照射し、前記サンプル流体を分析するために電磁気波を照射する放射エネルギー源と、前記サンプル流体の反応に関する光学的情報を検出する検出手段と、前記放射エネルギー源、前記検出手段及び前記サンプル流体を分析するために磁力を発生させる磁石を前記回転板上の所定の位置に移動させる移動手段と、を備える。
【０００８】
本発明の他の目的を達成するために、微細流動システムを制御する方法は、前記回転手段、移動手段及び前記放射エネルギー源を制御して前記サンプル流体を反応させるステップと、前記検出手段を制御して前記サンプル流体の反応に関する光学的情報を検出するステップと、前記検出手段で検出された前記光学的情報に基づいて前記サンプル流体を分析するステップと、を含む。
【０００９】
本発明の他の目的を達成するために、回転板に微細流動構造物を配置した微細流動装置を備える微細流動システムにおいて前記微細流動構造物上の弁の動作を制御する方法は、前記回転板を所定の角度回転させることで前記弁を所定の位置に移動させるステップと、放射エネルギー源を所定の距離移動させることで前記放射エネルギー源を前記所定の位置に移動させるステップと、前記弁に電磁気波を照射して前記弁を開放／閉鎖するステップと、を含む。
【００１０】
本発明の他の目的を達成するために、前記方法は、コンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による核酸抽出用の微細流動装置を備える微細流動システムは、前記微細流動装置に試料を注入する一回の手作業のみで、前記微細流動構造物内で短時間内に行われる一連の過程を通じて前記生体試料から特定のセルを分離及び濃縮し、前記分離されたセルを溶解してＰＣＲが可能なＤＮＡを提供できる。したがって、熟練者の多くの手作業を必要とした従来のＤＮＡ抽出作業を非常に簡素化して時間と労力を大きく節約できる。また、少量の試料のみで標的セルのＤＮＡ抽出を可能にする。
【００１２】
また、本発明による微細流動システムの制御方法及び制御装置を使用することによって、小型の携帯用微細流動システムを効果的に制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による核酸抽出用の微細流動装置を概略的に示す平面図である。本実施形態による微細流動装置１０１は、対称的形状の一例であって、ディスク形状を有する回転板１００を備える。一つの回転板１００には、一つまたは複数の微細流動構造物が回転対象に設けられる。例えば、前記回転板１００を数個の扇状の領域に分け、各領域に微細流動構造物を設ける。図１は、複数の微細流動構造物が設けられた回転板１００の一部分を示す図面である。前記図面で、上側は、前記回転板１００の中心部を、下側は、前記回転板１００の外郭部を表す。
【００１５】
前記回転板１００に設けられた微細流動構造物は、複数のチャンバー、それらを連結する複数の通路（チャンネル）、及び前記複数の通路を通じた流体の流れを統制する複数の弁を備える。かかる構造物は、前記ディスク形状の回転板１００が互いに重なってなす二つのディスク、及び前記二つのディスクが対向する面のうちいずれか一つの面に形成された立体パターンにより提供される。前記二つのディスクのうち、上部ディスクは、流体の移動や反応に対して検知可能な材料であり、特に透明な材料で形成されることが望ましい。かかる微細流動構造物を製造する方法は、本発明の技術分野で周知のものである。
【００１６】
本実施形態による装置１０１で微細流動構造物の構成を説明すれば、次の通りである。前記微細流動構造物は、流体試料を収容する試料チャンバー１１と、バッファ液を溜めるバッファチャンバー１２と、を備える。前記試料チャンバー１１及び前記バッファチャンバー１２は、それぞれ注入口（図示せず）を備え、ユーザーは、前記注入口を通じて試料と適切なバッファ液とを注入できる。
【００１７】
前記回転板１００の中心部から前記二つの試料チャンバー１１とバッファチャンバー１２より遠い位置には、混合チャンバー１４が配置され、前記混合チャンバー１４は、前記試料チャンバー１１及び前記バッファチャンバー１２とそれぞれ流体移動通路であるチャンネル２１、２２を通じて連結される。各チャンネル２１、２２には、流体の流れを統制する弁３１、３２が設けられる。前記混合チャンバー１４は、前記回転板１００の中心から最も遠い側に出口を有し、前記混合チャンバー１４の出口には、弁３４が設けられる。前記混合チャンバー１４は、回転板の中心から近い部分より遠い部分の断面積が狭いことが望ましい。すなわち、前記混合チャンバー１４の出口の弁３４に近い部分の断面積が狭いことが望ましい。このために、前記混合チャンバー１４の出口の弁３４の内側の一部分がチャンネル形態に設けられることもある。一方、前記バッファチャンバー１２と前記混合チャンバー１４とを連結するチャンネル２２は、前記混合チャンバー１４の出口に隣接した部分に連結されうる。前記混合チャンバー１４は、あらかじめ注入された磁性ビードＭ１を溜め、前記試料チャンバー１１から試料を、前記バッファチャンバー１２からバッファ液を供給されうる。
【００１８】
前記回転板１００の中心から前記混合チャンバー１４より遠い位置には、第１廃棄チャンバー１５が配置される。前記第１廃棄チャンバー１５は、チャンネル２５を通じて前記混合チャンバー１４の出口の弁３４に近い部分、すなわち前述したように断面積の狭い部分に連結される。ただし、前記チャンネル２５の連結部と前記混合チャンバー１４の出口の弁３４との間には、前記混合チャンバー１４に収容された磁性ビードＭ１が集まる程度の空間が確保されることが望ましい。前記第１廃棄チャンバー１５で連結されたチャンネル２５にも、流体の流れを統制する弁３５、４５が設けられる。
【００１９】
一方、前記回転板１００の中心から前記混合チャンバー１４の出口３４より遠い位置に、細胞溶解チャンバー１６が配置される。前記細胞溶解チャンバー１６は、その入口がチャンネル２６を通じて前記混合チャンバー１４の出口と連結される。前記細胞溶解チャンバー１６の出口は、回転板の中心側に位置する。この場合、前記入口を通じて流入された磁性ビードＭ１を遠心力により前記細胞溶解チャンバー１６内に溜めることができる。前記細胞溶解チャンバー１６の出口は、チャンネル２７を通じて他の第２廃棄チャンバー１７に連結される。前記細胞溶解チャンバー１６の入口及び出口と連結されたそれぞれのチャンネル２６、２７には、それぞれ弁４６、４７が設けられて、前記細胞溶解チャンバー１６内に濃縮された磁性ビードＭ１が含まれた流体を閉じ込めることができる。
【００２０】
前述した二つの第１および第２廃棄チャンバー１５、１７には、流体の流入時に排気できる排気口２９がそれぞれ備えられ、かかる排気口２９は、前述した他のチャンバーにも備えられる。
【００２１】
前記細胞溶解チャンバー１６は、表面に標的細胞またはウイルスが捕集された磁性ビードＭ１を溜め、外部からのレーザービーム照射を伴うレーザーアブレーションにより細胞溶解作業を行う。レーザー及び磁性ビードを利用した迅速な細胞溶解は、液体培地で加熱及びレーザーアブレーションにより行われる。レーザーは、磁性ビードに放射エネルギーを供給して前記磁性ビードに付着された細胞に熱を供給すると共に、前記磁性ビードに物理的な衝撃および機械的な衝撃を加えることによって細胞を溶解させる。
【００２２】
磁性ビードとレーザーとを利用した細胞溶解の大きい長所のうちの一つは、核酸分離ステップを省くことができるということであるが、これは、レーザー及び磁性ビードを利用した細胞溶解が蛋白質変性を伴うためである。変性された蛋白質及び細胞かすは、磁性ビードに再び付着され、かかる磁性ビードは、重力、遠心力または磁力により核酸抽出溶液から分離されるためである。これは、標的セルを検出する能力を高め、核酸抽出ステップを一つ省くことによって核酸抽出時間を大幅短縮し、信号振幅を増大させることによってＰＣＲを通じた分析を顕著に改善する。レーザー及び磁性ビードを利用して細胞を破壊するのにかかる時間は、約４０秒である。
【００２３】
レーザーアブレーションとは、レーザービームにより露出された素材に発生する現象を総称する。レーザーアブレーションにより、素材表面の温度は、数百から数千℃まで急速に上昇し、素材表面の温度が蒸発点以上に上昇すれば、液体状態の材料の蒸発と共に表面での飽和蒸気圧も急速に上昇する。飽和蒸気圧は、Ｃｌａｕｓｉｕｓ−Ｃｌａｐｅｙｒｏｎ式により温度の関数で表され、高出力のパルスレーザー加工の場合、通常数十気圧以上まで上昇する。蒸気の噴出と共に蒸気により素材表面に作用する圧力を反発圧力といい、反発圧力の大きさは、蒸気圧をＰｓａｔとするとき、約０．５６Ｐｓａｔとなる。
【００２４】
衝撃波は、主にパルスレーザーのように瞬間強度が非常に高いレーザー加工で発生する。数ナノ秒または数十ナノ秒間の短時間に温度が蒸発点以上に加熱された材料表面で発生した蒸気は、圧力が数気圧から数十気圧まで上昇し、周辺の大気中に膨脹しつつ衝撃波を放つ。非常に高い圧力により膨脹する蒸気は、素材にも約０．５６Ｐｓ（ここで、Ｐｓは、表面での飽和蒸気圧である）の圧力が作用する。
【００２５】
前記レーザーは、パルスレーザーまたは連続波動レーザーを含みうる。非常に低いレーザー出力では、効率的にレーザーアブレーション作業を行えず、レーザー出力は、連続波動（ＣＷ）レーザーの場合、１０ｍＷ以上、パルスレーザーの場合、１ｍＪ／パルス以上を伝達せねばならない。望ましくは、前記パルスレーザーが３ｍＪ／パルス以上であり、連続波動レーザーが１００ｍＷ以上の出力を有する。これは、連続波動レーザーの場合、１０ｍＷ未満であり、パルスレーザーの場合、１ｍＪ／パルス未満であれば、細胞を破壊する十分なエネルギーが伝達されないという問題が発生するためである。
【００２６】
前記レーザーは、磁性ビードが吸収する特定の波長帯で発生せねばならない。前記レーザーは、４００ｎｍ以上の波長帯で発生することが望ましく、さらに望ましくは、前記レーザーは、７５０ｎｍないし１３００ｎｍの波長帯で発生することが望ましい。これは、４００ｎｍ未満の波長では、核酸の変性または損傷の問題が発生するためである。また、前記レーザーは、一つ以上の波長帯で発生しうる。すなわち、レーザーは、前記波長範囲内の一つの波長であってもよく、波長が相異なる二つ以上の波長であってもよい。
【００２７】
前記磁性ビードＭ１は、全血、唾液、小便などの生体試料から標的セル（細胞、ウイルスなどを含む）を捕集できるように、前記標的セルとの特異的結合が可能な表面を有する。前記磁性ビードＭ１の表面は、標的セルの細胞またはウイルスに親和性を有する抗体または金属酸化物で処理される。
【００２８】
前記抗体は、所望の特定細胞またはウイルスのみを選択的に捕集できるため、非常に低い濃度の細胞またはウイルスを検出しようとする場合に有用である。細胞またはウイルスに特異的に結合できる抗体が結合された磁性ビードは、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ｑｉａｇｅｎ社で市販しており、その例は、Ｄｙｎａｂｅａｄｓ(R)  Ｇｅｎｏｍｉｃ  ＤＮＡ  Ｂｌｏｏｄ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、Ｄｙｎａｂｅａｄｓ(R)  ａｎｔｉ−Ｅ．ｃｏｌｉ  Ｏ１５７（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、ＣＥＬＬｅｃｔｉｏｎＴＭ  Ｂｉｏｔｉｎ  Ｂｉｎｄｅｒ  Ｋｉｔ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）、ＭａｇＡｔｔｒａｃｔ  Ｖｉｒｕｓ  Ｍｉｎ  Ｍ４８  Ｋｉｔ（Ｑｉａｇｅｎ）などがある。前記特定の抗体が結合された磁性ビードを利用して、ジフテリア毒素、エンテロコッカスフェシウム、ヘリコバクターピロリ、ＨＢＶ、ＨＣＶ、ＨＩＶ、インフルエンザＡ、インフルエンザＢ、リステリア、マイコプラズマ肺炎、シュードモナス種、ルベラウイルス、ロタウイルスなどを分離できる。
【００２９】
前記金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４またはＨｆＯ２などであるが、これに限定されない。前記金属酸化物は、望ましくは、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２であり、さらに望ましくは、Ａｌ２Ｏ３である。前記金属酸化物の蒸着は、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ゾルゲル法などにより行われうる。磁性ビードの表面に金属酸化物を蒸着する方法は、公知の技術であって、一般的にＰＶＤ、ＡＬＤ、ゾルゲル法などにより行われうる。
【００３０】
前記磁性ビードＭ１のサイズは、５０ｎｍないし１，０００μｍであることが望ましく、さらに望ましくは、前記磁性ビードのサイズは、１μｍないし５０μｍである。また、前記磁性ビードＭ１は、二つ以上のサイズを有するビードで混合されたものでありうる。すなわち、前記磁性ビードＭ１は、同じサイズであってもよく、相異なるサイズを有する磁性ビードの混合物であってもよい。
【００３１】
前記磁性ビードＭ１の材料としては、磁性を有するものであればいずれも可能である。特に、強磁性を有するＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒの金属及びその酸化物からなる群から選択される一つ以上の物質を含みうる。
【００３２】
図２は、本発明による核酸抽出用の微細流動装置の第２実施形態を概略的に示す平面図である。本実施形態による微細流動装置１０２は、前記図１の実施形態による装置１０１とほとんど同一である。ただし、前記混合チャンバー１４より回転板１００の中心に近い位置に磁性ビードＭ１を収容する別途の磁性ビードチャンバー１３をさらに備え、前記磁性ビードチャンバー１３と前記混合チャンバー１４とを連結するチャンネル２３に設けられた弁３３を開放して、前記磁性ビードＭ１を前記混合チャンバー１４に供給する構成を有するという点で差がある。ここで、前記磁性ビードＭ１は、所定の流体に分散された形態で前記磁性ビードチャンバー１３に注入されることが望ましい。
【００３３】
図３Ａないし図３Ｃは、本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムを利用した核酸抽出動作を説明するフローチャートである。
【００３４】
図１及び図３Ａに示すように、血液サンプルを試料チャンバー１１にセットし、ディスクに装着した後、ディスクを回転させる。これにより、血液から血漿が分離される。次いで、弁３１の位置にディスクを回転させて停止させた後、弁３１の位置にレーザーを移動し、その後にレーザーを照射する。これにより、チャンネル２１が開放され、試料チャンバーから分離された血漿と混合チャンバー１４に溜まっている磁性ビードＭ１とが混合される。次いで、ディスクを左右に回転させれば、血漿と磁性ビードＭ１とが混ざる。弁３５の位置にディスクを回転させて停止させ、レーザーを移動させて照射すれば、チャンネル２５が開放されて血漿が第１廃棄チャンバー１５に移動する。
【００３５】
図１及び図３Ｂに示すように、弁４５の位置にディスクを回転させて停止させ、レーザーを照射すれば、弁４５を閉じる。そして、弁３２の位置にディスクを回転させて停止させ、レーザーを照射して、バッファチャンバー１２から洗浄液を混合チャンバー１４に移動させ、ディスクを回転させてビードを洗浄する。次いで、弁４６の位置にディスクを回転させてレーザーを照射して、ビード溶液を細胞溶解チャンバー１６に移動させる。
【００３６】
図１及び図３Ｃに示すように、弁４６の位置にディスクを回転させてレーザーを照射して弁を閉じる。次いで、弁４７の位置にレーザーを照射して弁を閉じ、核酸溶液を回収し、抽出位置にディスクを回転させてレーザーを照射して核酸を抽出する。
【００３７】
図４Ａないし図４Ｃは、本発明のさらに他の実施形態による微細流動構造物上の弁を制御する動作を説明する図面である。
【００３８】
図４Ａは、ディスク形態の回転板４００、放射エネルギー源４１０、サンプル流体を溜めている反応器Ａ４２０、空いている反応器Ｂ４３０、及び反応器Ａ４２０と反応器Ｂ４３０とを連結するチャンネル中間に配置された弁４４０を示す。ここで、反応器Ａ４２０、反応器Ｂ４３０、および弁４４０は、回転板４００と共に動くように回転板に配置され、放射エネルギー源４１０は、回転板４００の半径に沿って中心方向に動くように配置される。回転板の半径は、ｒ０であり、弁４４０は、距離ｒの位置に配置されている。また、回転板の中心から弁４４０と放射エネルギー源４１０が成す角度は、角度θである。図４Ａにおいて、回転板の特定の位置（ｒ，θ）にある弁の動作を制御するために、回転板４００を角度θ回転させ、放射エネルギー源４１０を距離ｒ０−ｒ回転板４００の中心に向かって半径方向に移動させる。
【００３９】
図４Ｂにおいて、回転板の特定の位置（ｒ，θ）にある弁に放射エネルギー源４１０が位置している。図４Ｂに示したように、放射エネルギー源４１０を弁の所定領域に向かわせて放射エネルギーを照射する。前記実施形態では、放射エネルギー源４１０としてレーザーを例示しているが、ここに限定されず、発光素子またはキセノンランプを含み、複数の光源が使われうる。特に、望ましくは、レーザー光源である場合、少なくとも一つのレーザーダイオードを含み、前記光源から照射されるレーザーは、４００ないし１３００ｎｍの波長を有する。特に、望ましくは、前記実施形態では、１．５Ｗのレーザーで８０８ｎｍ波長を有する電磁気波を１秒間照射する。次いで、電磁気波を照射された弁領域に含まれた発熱粒子が発熱しつつ溶融されて、反応器Ａ４２０と反応器Ｂ４３０とを連結するチャンネル中間に配置された弁４４０が開放される。
【００４０】
図４Ｃは、弁４４０が開放された状態で回転板４００を回転させれば、回転を通じて回転板の中心から外側に生じる遠心力により反応器Ａ４２０に含まれたサンプル流体が反応器Ｂ４３０側に移動する形態を示す。
【００４１】
また、かかる図４Ａないし図４Ｃのステップを反復して行うことによって、回転板のそれぞれの位置にある複数の弁の動作を順次に行う一括モード反応を行うこともできる。また、前記実施形態では、開放弁のみを例示したが、同様に放射エネルギー源の照射によりチャンネルを閉鎖させる閉鎖弁も行われうる。
【００４２】
図５は、図４の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【００４３】
図５に示すように、微細流動構造物上の反応器Ａにサンプルをセットし（Ｓ５００）、ディスクを微細流動システムに装着する（Ｓ５０２）。次いで、反応器ＡとＢとの間にある開放しようとする弁の位置がレーザーの移動する経路上に来るようにディスクを回転させて停止させる（Ｓ５０４）。次いで、反応器ＡとＢとの間の開放しようとする弁の位置にレーザーを移動させ（Ｓ５０６）、レーザーを照射する（Ｓ５０８）。レーザー照射により発生した熱によって弁が開放されれば、ディスクを回転させ（Ｓ５１０）、レーザーを再び元の位置に移動させる（Ｓ５１２）。次いで、ディスクを回転させれば、サンプルは、反応器Ａから反応器Ｂに移動する（Ｓ５１４）。かかる過程（Ｓ５０４ないしＳ５１４）を反復することによって、サンプル流体の物理的化学的反応を反復して行った後、ディスクを回転させて（Ｓ５１６）、検出部の位置で最終的なサンプルの分析を行う（Ｓ５１８）。
【００４４】
図６は、本発明のさらに他の実施形態による微細流動構造物上の弁の位置を自動で探索する方法を説明するフローチャートである。
【００４５】
図６に示すように、検出手段を利用してレーザーの照射する位置を自動で探索する方法を説明する。例示的に、本発明の望ましい実施形態において、弁に添加される発熱材料としてフェロワックスが使われるが、ここに蛍光タグ物質としてｃｙ３を添加する（Ｓ６００）。ここで、ｃｙ３は、５５０ｎｍ波長の電磁気波を吸収すれば、５７０ｎｍ波長の電磁気波を放出する物質である。次いで、フェロワックスとｃｙ３とを含んでいる弁に、レーザーダイオードなどの放射エネルギー源を利用して特定の波長の電磁気波を照射する（Ｓ６０２）。特定の波長の電磁気波を吸収した蛍光タグ物質は、特定の波長の電磁気波を放出するが、本発明で光検出モジュールを利用してスキャニングし（Ｓ６０４）、特定の波長の電磁気波を放出する弁を認識して、これに基づいて弁の位置を座標化、例えばディスク上の特定の位置（ｒ，θ）または（ｘ，ｙ）に座標化できる。かかる特定の弁の位置をあらかじめ検索して座標化することによって、以前の実施形態の弁の制御動作を効果的に行える。また、前述した技術的思想は、単に弁の位置だけでなく、他の微細流動装置の位置制御が必要な部分に応用できることはいうまでもない。
【００４６】
図７は、本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムを制御する装置を構成するブロック図である。
【００４７】
図７に示すように、微細流動システムの制御装置は、中央制御部７００、回転手段制御部７１０、位置制御部７２０、放射エネルギー源制御部７３０、検出手段制御部７４０、通信手段７５０及び保存手段７６０を備える。
【００４８】
中央制御部７００は、微細流動システムに制御信号を出力することで全体動作を制御する。すなわち、それぞれの制御部７１０ないし７４０、通信手段７５０及び保存手段７６０を制御する。例えば、中央制御部７００は、２０ＭＨｚの周波数で作動し、５ＭＩＰの処理能力を有する小型マイコンで形成されうる。また、中央制御部７００は、検出手段で検出したサンプル分析情報及び微細流動システム内での位置制御に必要な情報などを提供されて演算処理して位置座標を算出することもできる。
【００４９】
また、通信手段７５０は、外部処理装置とデータ通信を行える構成であって、例えば０．５Ｖのデジタル信号を標準ＲＳ２３２信号である±１５Ｖに変換してＲＳ２３２ポートへ伝送する。また、保存手段７６０は、微細流動システムがサンプル流体分析作業に必要な変数とデータとを保存していて、必要な場合、中央制御部７００を通じて提供する。例えば、保存手段７６０は、６４ｋｂｉｔ（８ＫＢ）の容量のＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）が使われうる。
【００５０】
回転手段制御部７１０は、中央制御部７００の制御信号によって回転板を回転させ、前記中央制御部が出力した制御信号によって、回転を通じて発生した遠心力を利用してサンプル流体を流す回転手段の動作を制御する。位置制御部７２０は、中央制御部７００の制御信号によって回転板上を移動する移動手段の位置を制御する。放射エネルギー源制御部７３０は、中央制御部の制御信号によって微細流動構造物上の位置に電磁気波を照射する放射エネルギー源から出力されるエネルギーを制御する。また、検出手段制御部７４０は、微細流動装置からサンプル流体の反応に関する光学的情報、及び特定の位置から放出される波長情報を検出する検出手段で検出した信号を中央制御部７００に出力するように制御する。それぞれの制御部の構成及び制御動作は、図８ないし図１１を参照して後述する。
【００５１】
図８は、図７の実施形態による回転手段制御部を構成するブロック図である。
【００５２】
図８には、中央制御部８００、点線で表示された回転手段制御部８１０ないし８４０、電圧変換器８５０、電源８６０及び回転手段８７０が示されている。
【００５３】
回転手段制御部は、低帯域フィルタ８１０、電圧／周波数変換器８２０、マルチプレクサ８３０、ステップモータ制御器８４０を備える。また、前記実施形態では、回転手段８７０としてステップモータを使用していることを例示的に図示しているが、これに限定されるものではない。以下、ステップモータの回転を制御する動作を説明する。
【００５４】
低帯域フィルタ８１０は、中央制御部８００からパルス幅変調後の（ＰＷＭ）電圧信号を入力されて１Ｈｚ以上の周波数信号を除去して、電圧／周波数変換器８２０に出力する。低帯域フィルタ８１０は、パルス信号をアナログ信号レベルに変換するために使われ、例えば抵抗とキャパシタとの組み合わせで形成される２次フィルタが使われうる。電圧／周波数変換器８２０は、低帯域フィルタ８１０から入力されたアナログ電圧を周波数パルスに変換し、ステップモータを高速回転させるために周波数を絶えず連続的に増加させるために使われる。マルチプレクサ８３０は、中央制御部８００からステップパルスを入力され、電圧／周波数変換器８３０から入力された周波数変換された信号を多重化してステップモータ制御器８４０に出力する。ステップモータ制御器８４０は、駆動電圧として、微細流動システムの電源８６０から主電源である７．２Ｖの電圧を２４Ｖの高電圧に電圧変換器８５０で変換して使用する。ステップモータ制御器８４０は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ドライバとマイクロステップテーブル（１／１〜１／８）とで形成されて小型化機器の製作に容易に使われる。また、ステップモータ制御器８４０は、中央制御部８００から入力されたステップパルス信号を利用してステップモータの精巧な位置制御を行い、低帯域フィルタ８１０から電圧／周波数変換器８２０を経て周波数変換された信号を利用してステップモータの高速回転を制御する。ステップモータ８７０は、高速ステップモータが望ましく、精巧な位置制御では１．８°の角度分解能、高速回転では例えば４０００ＲＰＭ回転が可能である。
【００５５】
図９は、図７の実施形態による位置制御部を構成するブロック図である。
【００５６】
図９には、中央制御部９００、点線で表示された位置制御部９１０、９４０、電源９２０及び線形ギアステップモータ９３０が示されている。また、前記実施形態では、移動手段８７０として線形ギアステップモータを使用していることを例示的に図示しているが、これに限定されるものではない。以下、線形ギアステップモータの回転を制御する動作を説明する。
【００５７】
ステップモータ制御器９１０は、中央制御部９００が出力したパルス信号を入力され、電源９２０から７．２Ｖのモータ駆動電圧を供給されて線形ギアステップモータを制御する。ここで、ステップモータ制御器９１０は、図８のステップモータ制御器と同様に、ＦＥＴドライバとマイクロステップテーブル（１／１〜１／８）とで形成されて小型化機器の製作に容易に使われる。リミットセンサー９４０は、移動手段から放出される特定の波長の電磁気波を感知して、パルス信号を制限する制限信号を生成して中央制御部９００に出力する。また、リミットセンサーは、光インタラプトを利用したものであって、例えば赤外線ＬＥＤとフォトトランジスタとを組み合わせて構成され、光を遮断すればセンシングする原理で作動する。中央制御部９００は、かかる制限信号に基づいて移動手段の位置制御信号を出力する。また、かかる線形ギアステップモータ９３０は、微細流動装置に磁気力を発生させる磁石、電磁気波を照射する放射エネルギー源及びサンプル流体の特定の反応を検出し、特定の波長を検出する検出手段を微細流動装置の半径方向に水平または垂直に移動させるのに使われる。
【００５８】
図１０は、図７の実施形態による放射エネルギー源制御部を構成するブロック図である。
【００５９】
図１０には、中央制御部１０００、点線で表示された放射エネルギー源制御部１０１０、１０３０、１０４０、放射エネルギー源１０５０、冷却器１０６０及び電源１０２０などが示されている。ここで、放射エネルギー源１０５０は、例示的にレーザーが利用され、かつレーザーダイオードを含むと図示しているが、これに限定されるものではなく、発光素子またはキセノンランプの光源を含み、望ましくは、４００ないし１３００ｎｍの波長の電磁気波を照射できるレーザーダイオード、最も望ましくは、２Ｗの８０８ｎｍの赤外線を放出できるレーザーダイオードが望まれる。
【００６０】
放射エネルギー源制御部は、ＰＷＭ制御器１０１０、スイッチ１０３０、遅延スイッチ１０４０及びダイオード、キャパシタ、インダクタなどの受動素子で構成されている。スイッチ１０３０は、電源１０２０から供給された電圧をパルス形態のパルス信号にスイッチングする。望ましくは、スイッチ１０３０は、ＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が使われうる。ＰＷＭ制御器１０１０は、中央制御部１０００が出力した基準信号を入力されて基準信号と、電源から入力されてスイッチングされた入力信号とを比較して、ＰＷＭパルスのデューティ比を調節する。次いで、接続されているダイオードは、入力信号の速い電流回復特性を保証する高速回復ダイオードが使われる。並列に接続されたインダクタとキャパシタとは、パルス形態の電圧信号を自力で保存し、電圧が加えられない時に放出する機能を行う。すなわち、一定な電流信号をレーザーダイオード１０５０に伝達する。遅延スイッチ１０４０は、中央制御部１０００が出力した遅延信号を入力されて外部から電流信号を加えるか、または切る作用を行って所望しない信号からレーザーダイオード１０５０を保護する機能を行う。レーザーダイオード１０５０に連結された冷却器１０６０は、レーザーダイオード１０５０で発生する熱を外部放熱器に伝達する熱ポンプの役割を行い、レーザーダイオード１０５０の出力低下を防止する。
【００６１】
図１１は、図７の実施形態による検出手段制御部を構成するブロック図である。
【００６２】
図１１には、中央制御部１１００、フォトセンサー１１１０、点線で表示された検出手段制御部１１２０、１１５０、電源１１４０及び電圧変換器１１３０が示されている。ここで、検出手段としてフォトセンサーが例示的に説明されているが、これに限定されるものではなく、電荷結合素子（ＣＣＤ）、光電増倍管またはカメラなどを備える光検出手段のうち一つである。フォトセンサー１１１０は、フォトダイオードと前処理増幅器とを備える構成であって、１０９Ｖ／Ａの増幅度を有する。
【００６３】
検出手段制御部は、増幅器１１２０及びＡ／Ｄ変換器１１５０を備える。増幅器１１２０は、精密ＯＰ−ＡＭＰであって、フォトダイオードから出る信号を１００倍増幅し、＋信号と−信号とを生成して伝送する差等増幅器である。これは、長距離の精密信号の伝送時に問題となるノイズを減少させる役割を行う。増幅器１１２０は、電源１１４０から供給される７．２Ｖの電圧を、電圧変換器１１３０で±１５Ｖの電圧に変換して駆動電圧として使用する。Ａ／Ｄ変換器１１５０は、フォトセンサーで検出した電圧信号をデジタル信号に変換してユーザーが取り扱い可能に変換する機能を行う。すなわち、図示した周辺装置用インターフェース１１６０（ＰＳＩ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）インターフェース）を通じて通信可能にする。また、デジタル信号に変換された検出信号を中央制御部１１００に出力して、微細流動システムでのサンプル流体の光学的反応に対する分析及び弁の位置などの計算を行う。
【００６４】
図１２は、本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムの概略図である。
【００６５】
本発明のさらに他の実施形態による微細流動システム１０５は、前記回転板１００に設けられたものであって、前述した多様な実施形態による微細流動装置、前記回転板１００を回転させる回転手段５０及び前記回転板１００の選択された領域にレーザービームを照射できる放射エネルギー源６０を備える。一方、前記微細流動装置でなる反応の中間産物または結果物を光学的に観測できる検出手段７０をさらに備えることもできる。
【００６６】
前記放射エネルギー源６０は、例えばレーザー光源を含み、前述したレーザーアブレーションに使われるものであって、少なくとも一つのレーザーダイオードを含み、前述した出力、波長などの条件を満足できるものであれば十分である。また、前記微細流動装置に磁性ビードなどの発熱粒子を含む相転移弁が採用された場合には、前記相転移弁を作動させるためにも使われ、また、弁の位置を自動で探索するために放射エネルギー源を照射するのに使われることもある。
【００６７】
前記微細流動システム１０５は、前記レーザー光源６０の位置または方向を調整して、これから照射されたレーザービームを前記回転板１００の所望の領域に、具体的には、前記微細流動装置に含まれた複数の相転移弁または細胞溶解チャンバーのうち選択されたものに該当する領域に集中的に照射することを可能にするレーザー光源調整手段（図示せず）を備える。
【００６８】
一方、前記微細流動システム１０５は、前記回転板１００を駆動する回転手段５０を備える。回転手段５０は、前記回転板１００を載置させ、回転力を伝達するための装置の一部分であり、図示していないが、前記回転板１００を定速で回転及び定位置に回転させるモータ及びそれと関連した部品を備えうる。
【００６９】
また、前記微細流動システム１０５は、図７ないし図１２を参照して説明した制御装置を備える。
【００７０】
本発明は、また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムにより読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ保存装置などがあり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。
【００７１】
以上、本発明の望ましい実施形態に基づいて説明されたが、当業者は、本発明が属する技術分野の技術的思想や必須的特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施されうるということを理解できるであろう。したがって、前述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的なものでないと理解されねばならない。本発明の範囲は、詳細な説明よりは特許請求の範囲により限定され、特許請求の範囲の意味及び範囲、その等価概念から導出されるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、微細流動システムの制御装置及び制御方法関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態による核酸抽出用の微細流動装置を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による核酸抽出用の微細流動装置を概略的に示す平面図である。
【図３Ａ】本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムを利用した核酸抽出動作を説明するフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムを利用した核酸抽出動作を説明するフローチャートである。
【図３Ｃ】本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムを利用した核酸抽出動作を説明するフローチャートである。
【図４Ａ】本発明のさらに他の実施形態による微細流動構造物上の弁を制御する動作を説明する図面である。
【図４Ｂ】本発明のさらに他の実施形態による微細流動構造物上の弁を制御する動作を説明する図面である。
【図４Ｃ】本発明のさらに他の実施形態による微細流動構造物上の弁を制御する動作を説明する図面である。
【図５】図４の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明のさらに他の実施形態による微細流動構造物上の弁の位置を自動で探索する方法を説明するフローチャートである。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムを制御する装置を構成するブロック図である。
【図８】図７の実施形態による回転手段制御部を構成するブロック図である。
【図９】図７の実施形態による移動手段制御部を構成するブロック図である。
【図１０】図７の実施形態による放射エネルギー源制御部を構成するブロック図である。
【図１１】図７の実施形態による検出手段制御部を構成するブロック図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態による微細流動システムの概略図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１    試料チャンバー、
１２    バッファチャンバー、
１３    磁性ビードチャンバー、
１４    混合チャンバー、
１５    第１廃棄チャンバー、
１７    第２廃棄チャンバー、
１６    細胞溶解チャンバー、
２０、２１、２２、２３、２５、２６、２７    チャンネル、
３０、３１、３２、３３、３４、３５    開放弁、
４０、４５、４６、４７    閉鎖弁、
５０    回転手段、
６０    放射エネルギー源、
７０    検出手段、
１００    回転板、
２３１    磁石、
７００    中央制御部、
７１０    回転手段制御部、
７２０    位置制御部、
７３０    放射エネルギー源制御部、
７４０    検出手段制御部、
７５０    通信手段、
７６０    保存手段。
【図１】
2008061648.tif 000003
【図２】
2008061648.tif 000004
【図３Ａ】
2008061648.tif 000005
【図３Ｂ】
2008061648.tif 000006
【図３Ｃ】
2008061648.tif 000007
【図４Ａ】
2008061648.tif 000008
【図４Ｂ】
2008061648.tif 000009
【図４Ｃ】
2008061648.tif 000010
【図５】
2008061648.tif 000011
【図６】
2008061648.tif 000012
【図７】
2008061648.tif 000013
【図８】
2008061648.tif 000014
【図９】
2008061648.tif 000015
【図１０】
2008061648.tif 000016
【図１１】
2008061648.tif 000017
【図１２】
2008061648.tif 000018