(57)【要約】【課題】安定してマイクロチップに送液し精度の良い検査ができる検査装置を提供する。【解決手段】中間流路の内部の駆動液を除去する除去手段と、除去手段の駆動を制御する除去駆動制御手段と、を有し、除去駆動制御手段は、ポンプからマイクロチップに駆動液を注入する前に除去手段を制御して中間流路の内部の駆動液を除去することを特徴とする検査装置。【選択図】図４
2009281804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプから送液接続部に形成された中間流路を介して駆動液をマイクロチップに注入し、反応結果を該マイクロチップから検出する検査装置において、
前記中間流路の内部の駆動液を除去する除去手段と、
前記除去手段の駆動を制御する除去駆動制御手段と、
を有し、
前記除去駆動制御手段は、
前記ポンプから前記マイクロチップに前記駆動液を注入する前に前記除去手段を制御して前記中間流路の内部の駆動液を除去することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記除去手段は真空ポンプであり、前記送液接続部の開口から前記中間流路の内部の駆動液を吸引して除去することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記ポンプまたは前記送液接続部を移動させて、前記ポンプの吐出口と前記送液接続部の開口とが連通する状態と、互いに開放状態になる状態との何れかにする第１の駆動手段と、
前記第１の駆動手段の駆動を制御する第１駆動制御手段と、
前記除去手段または前記送液接続部を移動させて、前記除去手段と前記送液接続部の開口とが連通する状態と、互いに開放状態になる状態との何れかにする第２の駆動手段と、
前記第２の駆動手段の駆動を制御する第２駆動制御手段と、
を有し、
前記第１駆動制御手段が前記第１の駆動手段を制御して前記送液接続部の一方の開口を開放状態にするとともに、前記第２駆動制御手段が前記第２の駆動手段を制御して前記除去手段と前記送液接続部の他方の開口とを連通させた後、
前記除去駆動制御手段は、前記除去手段を制御して前記中間流路に残留した前記駆動液を除去することを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記除去手段が前記中間流路に残留した前記駆動液を除去した後、
前記第１駆動制御手段は、
前記第１の駆動手段を制御して前記ポンプの吐出口と前記送液接続部の一方の開口とを連通させ、
前記除去駆動制御手段は、
前記除去手段を制御して前記中間流路に前記駆動液を充填することを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【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】
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、ポンプによって微細流路に駆動液を注入して試薬などを移動させ、反応部、次いで検出部へ流すことにより、血液など検体との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２参照）。
【０００４】
一方、微細流路を流れる液体に気泡が混入すると、微細流路を塞ぎ送液が不安定になる問題があり、混入した気泡を除去する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、第１の基板と第２の基板の間に、所定の流路を形成する、疎水性及び通気性を有する中間部材を設け、流路内に混入もしくは発生した気泡を中間部材から抜けるようにして気泡が流路内に留まらないようにしたマイクロチップが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９３７９号公報
【特許文献３】特開２００５−１８１０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に開示されているマイクロチップを用いても、流路内を流れる駆動液に混入もしくは発生した気泡が多ければ、全てを追い出すことはできない。そのため、駆動液をマイクロチップに注入する前に気泡を除去する必要がある。
【０００７】
近年、ポンプから中間流路を形成した送液接続部を介して駆動液をマイクロチップに注入するように構成し、検査装置の内部配置の自由度を増すことが行われている。また、中間流路に流量センサを設けて流量を計測することも行われている。
【０００８】
中間流路にはマイクロチップに駆動液を注入した後も多量の駆動液が残っている場合が多く、長時間経過すると残留した駆動液に溶解した酸素等が気泡となって析出しやすい。発生した気泡は流量センサによる流量測定の誤差要因になるとともに、マイクロチップに注入されると流路を塞ぎ送液が不安定になってしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、安定してマイクロチップに送液し精度の良い検査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】
【００１０】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１１】
１．ポンプから送液接続部に形成された中間流路を介して駆動液をマイクロチップに注入し、反応結果を該マイクロチップから検出する検査装置において、
前記中間流路の内部の駆動液を除去する除去手段と、
前記除去手段の駆動を制御する除去駆動制御手段と、
を有し、
前記除去駆動制御手段は、
前記ポンプから前記マイクロチップに前記駆動液を注入する前に前記除去手段を制御して前記中間流路の内部の駆動液を除去することを特徴とする検査装置。
【００１２】
２．前記除去手段は真空ポンプであり、前記送液接続部の開口から前記中間流路の内部の駆動液を吸引して除去することを特徴とする前記１に記載の検査装置。
【００１３】
３．前記ポンプまたは前記送液接続部を移動させて、前記ポンプの吐出口と前記送液接続部の開口とが連通する状態と、互いに開放状態になる状態との何れかにする第１の駆動手段と、
前記第１の駆動手段の駆動を制御する第１駆動制御手段と、
前記除去手段または前記送液接続部を移動させて、前記除去手段と前記送液接続部の開口とが連通する状態と、互いに開放状態になる状態との何れかにする第２の駆動手段と、
前記第２の駆動手段の駆動を制御する第２駆動制御手段と、
を有し、
前記第１駆動制御手段が前記第１の駆動手段を制御して前記送液接続部の一方の開口を開放状態にするとともに、前記第２駆動制御手段が前記第２の駆動手段を制御して前記除去手段と前記送液接続部の他方の開口とを連通させた後、
前記除去駆動制御手段は、前記除去手段を制御して前記中間流路に残留した前記駆動液を除去することを特徴とする前記１または２に記載の検査装置。
【００１４】
４．前記除去手段が前記中間流路に残留した前記駆動液を除去した後、
前記第１駆動制御手段は、
前記第１の駆動手段を制御して前記ポンプの吐出口と前記送液接続部の一方の開口とを連通させ、
前記除去駆動制御手段は、
前記除去手段を制御して前記中間流路に前記駆動液を充填することを特徴とする前記３に記載の検査装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、中間流路に残っている駆動液を除去した後、新たに駆動液を中間流路に充填してからマイクロチップに送液するので、安定してマイクロチップに送液し精度の良い検査ができる検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、８９は電源スイッチである。
【００２０】
検査担当者は電源スイッチ８９をオンにした後、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２（ａ）、図２（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、検査装置８０にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図２（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００２４】
図２（ａ）の検出部１１１の窓１１１ａと流路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から駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。１１３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。
【００２５】
図２（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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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ので、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。検出部１１１の窓１１１ａと、少なくとも検出部１１１の流路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を光を透過するようになっている。
【００２９】
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２（ｃ）を用いて説明する。
【００３０】
図２（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の一例を説明するための説明図である。
【００３１】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部１２１、試薬類を収容する試薬収容部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ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１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄには必要とされる試薬類があらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、検体収容部１２１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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
検体注入部１１３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１１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１１３から注射器などを用いて注入する。図２（ｃ）に示すように、検体注入部１１３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１２１に収容される。検体を注入後、検体注入部１１３はシール材などを貼り付けて塞ぐ。
【００３５】
次に、駆動液注入部１１０ａから駆動液を注入すると、駆動液１１は連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容されている検体を押し出し、増幅部１２２に検体を送り込む。
【００３６】
一方、駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部１２０ａに収容されている試薬を押し出す。試薬収容部１２０ａから押し出された試薬は増幅部１２２に駆動液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１２２の部分を所定の温度にする必要があり、検査装置８０の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
【００３７】
所定の反応時間の後、さらに駆動液１１により増幅部１２２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。続いて駆動液注入部１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅから駆動液１１を注入すると、駆動液１１は連通する微細流路を通って試薬収容部１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄに収容されている試薬を押し出し、検出部１１１に注入する。
【００３８】
検出部１１１に光を照射すると、検体と反応した試薬が例えば蛍光を発光するので蛍光の光量を測定することにより反応結果を計測することができる。
【００３９】
次に検査装置８０で用いるポンプユニット５について図３を用いて説明する。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態におけるポンプユニット５の構成の一例を示す説明図である。
【００４１】
このポンプユニット５は、シリコン製の基板６７と、その上のガラス製の基板６８と、その上のガラス製の基板６９との３つの基板から構成されている。基板６７と基板６８は陽極結合、基板６８と基板６９は接着や融着によって接合されている。
【００４２】
シリコン製の基板６７と、その上に陽極接合によって貼り合わされたガラス製の基板６８との間の内部空間によってマイクロポンプ６２（ピエゾポンプ）が構成されている。マイクロポンプ６２の駆動源は一例として圧電素子であり、内部の加圧室の体積を変化させることにより図３の左から右方向に送液する。
【００４３】
マイクロポンプ６２の上流側は基板６７に設けられた流路から基板６８の貫通孔６６ａを介して、ガラス製の基板に設けられた吸入口６４に連通されている。吸入口６４は、図３には図示せぬ配管１５を介して駆動液タンク１０に接続されていて、駆動液タンク１０に充填された駆動液１１を吸い込むようになっている。
【００４４】
基板６９には、流路７０がパターンニングされている。一例として、流路７０の寸法および形状は、幅が１５０μｍ程度、深さが３００μｍ程度の断面矩形状である。流路７０の下流側には開口６５が設けられ、駆動液１１がマイクロポンプ６２によって流路７０を通って送液される。
【００４５】
図４、図５、図６は、本発明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。
【００４６】
検査装置８０は、駆動液タンク１０、第１電磁バルブ１４、配管１５、少なくとも一つのマイクロポンプ６２からなるポンプユニット５、パッキン６、吸引ポンプ７、第２電磁バルブ１８、キャップ１７、送液接続部９、温度調節ユニット３などから構成される。
【００４７】
図４は、送液接続部９に形成された中間流路１８２に残留した駆動液１１を吸引ポンプ７で吸引して除去している状態である。
【００４８】
図５は、中間流路１８２に残留した駆動液１１を除去した後、送液接続部９をポンプユニット５と接続し、吸引ポンプ７で駆動液１１を吸引して中間流路１８２に駆動液１１を充填している状態である。
【００４９】
図６は、送液接続部９とマイクロチップ１を接続し、ポンプユニット５から送液接続部９を介してマイクロチップ１に駆動液１１を送液している状態である。
【００５０】
本発明の検査装置では、図４に示すように中間流路１８２に残留した駆動液１１を除去した後、図５に示すように中間流路１８２に新たな駆動液１１を充填し、図６に示すように中間流路１８２を介してマイクロチップ１に送液する。
【００５１】
最初に、図４の各部を説明する。
【００５２】
駆動液タンク１０は駆動液１１を貯蔵するタンクであり、タンク結合針１３から配管１５に駆動液１１を吐出する。駆動液タンク１０には、駆動液タンク１０に蓄積された駆動液１１の残量を検出する駆動液量センサ１９が取り付けられている。配管１５には第１電磁バルブ１４が設けられ、制御信号により流路を開閉することができる。
【００５３】
配管１５のマイクロポンプ６２側には駆動液に含まれる不溶性物質を取り除くフィルタ１２が取り付けられている。フィルタ１２は例えば金属または化学繊維から構成され、フィルタ１２に設けられた開口部は不溶性物質を通過させないように不溶性物質の最小径より小さい数〜数十ミクロンになっている。
【００５４】
配管１５はマイクロポンプ６２とポンプ液だまり部１６を介して結合し、マイクロポンプ６２の吸入口６４と連通している。
【００５５】
ポンプユニット５は、図３に示すように少なくとも一つのマイクロポンプ６２を有している。マイクロポンプ６２の吸入口６４は、駆動液タンク１０と連通するように配管１５と接続されおり、吸入口６４から配管１５に充填された駆動液１１を吸い込むことができる。ポンプ液だまり部１６にはゴムなどの弾性部材が取り付けられており、液漏れを防いでいる。
【００５６】
マイクロポンプ６２の吐出口６５にはパッキン６ａが取り付けられている。
【００５７】
第１駆動部４３は、ポンプユニット５を駆動液タンク１０と接続したまま移動させて、ポンプユニット５の吐出口６５と送液接続部９の開口１８６とが連通する状態と、互いに開放状態になる状態との何れかにする本発明の第１の駆動手段である。図４では、第１駆動部４３がポンプユニット５を矢印Ｓ１方向に移動させて、ポンプユニット５の吐出口６５と送液接続部９の開口１８６とを開放した状態を示している。
【００５８】
なお、本実施形態では第１駆動部４３がポンプユニット５を移動させる例を説明するが、送液接続部９を移動させても良い。送液接続部９の各部については後に詳しく説明する。
【００５９】
次に、吸引ポンプ７、第２電磁バルブ１８、キャップ１７、第２駆動部４４について説明する。
【００６０】
図４は検査装置８０にマイクロチップ１が挿入されていないとき、第２駆動部４４が吸引ポンプ７を矢印Ｆ１方向に移動させて、吸引ポンプ７に第２電磁バルブ１８を介して接続されたキャップ１７をパッキン６ｂに密着させた状態を示している。第２駆動部４４は、本発明の第２の駆動手段である。
【００６１】
なお、本実施形態では第２駆動部４４が吸引ポンプ７を移動させる例を説明するが、送液接続部９を移動させても良い。
【００６２】
キャップ１７と吸引ポンプ７の間に設けられた第２電磁バルブ１８は、制御信号により流路を開閉することができる。吸引ポンプ７は例えば真空ポンプであり、第２電磁バルブ１８を介してキャップ１７から駆動液１１を吸引し図示せぬ廃液溜めに吸引した駆動液１１を排出する。
【００６３】
パッキン６ｂに密着しパッキン６ｂの開口部を覆うキャップ１７は吸引ポンプ７と連通し、送液接続部９の一方の開口１８６は開放されているので、第２電磁バルブ１８を開き吸引ポンプ７を駆動することにより容易に送液接続部９の中間流路１８２に残留している駆動液１１や気泡を吸引して排出して除去することができる。吸引ポンプ７は本発明の除去手段である。
【００６４】
なお、本実施形態では吸引ポンプ７により中間流路１８２に残留している駆動液１１や気泡を吸引して除去する例を説明するが、例えばシリンジポンプなどを用いて中間流路１８２に空気を注入して駆動液１１や気泡を除去しても良い。
【００６５】
次に、図５について説明する。なお、以降同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。
【００６６】
図５では、第１駆動部４３がポンプユニット５を矢印Ｓ２方向に移動させて、ポンプユニット５の吐出口６５と送液接続部９の開口１８６とを連通した状態を示している。図４と同様にキャップ１７はパッキン６ｂに密着しパッキン６ｂの開口部を覆っているので、吸引ポンプ７を駆動することにより新たな駆動液１１をマイクロポンプ６２を介して駆動タンク１０から吸引し、送液接続部９の内部の中間流路１８２に駆動液１１を満たすことができる。このように吸引ポンプ７を用いると、短時間で中間流路１８２に駆動液１１を満たすことができる。
【００６７】
なお、時間はかかるがマイクロポンプ６２から送液して中間流路１８２に駆動液１１を満たしても良い。
【００６８】
次に、図６について説明する。
【００６９】
中間流路１８２に新たな駆動液１１充填した後、第２駆動部４４が吸引ポンプ７を矢印Ｆ２方向に移動させてキャップ１７をパッキン６ｂから離すとともに、温度調節ユニット３を、図６の状態からマイクロチップ１の厚み以上上昇させる。
【００７０】
この状態ではマイクロチップ１は図６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。
【００７１】
温度調節ユニット３とマイクロチップ１は、図示せぬ駆動機構により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。図６はマイクロチップ１を温度調節ユニット３とパッキン６ｂに密着させている状態である。
【００７２】
温度調節ユニット３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の面を所定の温度に調整するユニットである。
【００７３】
次に、駆動機構により温度調節ユニット３を下降させて、マイクロチップ１を温度調節ユニット３とパッキン６ｂに密着させる。
【００７４】
マイクロポンプ６２の吐出口６５には送液接続部９が接続されていて、吸い込んだ駆動液１１を、パッキン６ａ、送液接続部９、パッキン６ｂを介してマイクロチップ１の駆動液注入部１１０からマイクロチップ１内に形成された微細流路に注入する。
【００７５】
パッキン６ａはポンプユニット５と送液接続部９の間に挟まれ、マイクロポンプ６２の開口６５とパッキン６ａの開口部と開口１８６とは連通している。また、パッキン６ｂは開口１８５とマイクロチップ１の駆動液注入部１１０の間に挟まれ、流路１８２とパッキン６ｂの開口部と駆動液注入部１１０とは連通している。このように、マイクロポンプ６２から、連通しているパッキン６ａ、６ｂを介して駆動液注入部１１０より駆動液１１を注入する。
【００７６】
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。本実施形態では試薬の反応結果を測光するマイクロチップ１の検出部１１１を構成する溝形成基板１０８と被覆基板１０９は、光透過性の材料になっていて、試薬と検体の反応結果は、マイクロチップ１の検出部１１１を透過する光を測光または測色することで解析することができる。
【００７７】
発光部４ａと受光部４ｂ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。
【００７８】
図７は、送液接続部９の構成例を説明する図面である。
【００７９】
図７（ａ）は、センサ基板１８３に形成された流量センサ２８０の平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。以下、図面の説明では図７（ａ）、図７（ｂ）の紙面右側に示すＸＹＺの座標軸を用いる。
【００８０】
本実施形態では送液接続部９で流量を検出する方法の一例として熱移動方式の熱式流量センサを中間流路１８２に設けた例について説明する。
【００８１】
流量センサ２８０は、中間流路１８２に沿って配置された発熱抵抗体５２と、温度検出部材である第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１からなり駆動液の流量に対応する信号を出力する。流量センサ２８０は、図７に示すようにセンサ基板１８３の上に形成されている。
【００８２】
センサ基板１８３には、８つの溝状の中間流路１８２に沿ってそれぞれ発熱抵抗体５２、第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１、が設けられている。また、発熱抵抗体５２、第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１の両端には電極５４が設けられ、センサ基板１８３の図示せぬ配線パターンと配線されている。第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１として例えばサーミスタのように温度によって抵抗値が変化する素子を用いることができる。
【００８３】
流路基板１８４には８つの溝状の中間流路１８２を備え、溝状の中間流路１８２の両端には開口１８６、開口１８５がそれぞれ備えられている。流路基板１８４は、例えば樹脂材料からなり、中間流路１８２は幅数１００μｍ〜数ｍｍ、深さ数１００μｍである。
【００８４】
センサ基板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発熱抵抗体５２、第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１を形成できるので工程を簡略にすることができる。
【００８５】
センサ基板１８３は図７のように流路基板１８４に重ねて貼り合わされている。
【００８６】
センサ基板１８３に形成された発熱抵抗体５２、第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１は中間流路１８２に沿うように配置されており、中間流路１８２を流れる駆動液１１に接するようになっている。駆動液１１は開口１８６から注入し、中間流路１８２を通って開口１８５から吐出する。上流側に設けられた第１の温度センサ５３によって検出した駆動液１１の液温と、下流側に設けられた第２の温度センサ５１によって検出した発熱抵抗体５２によって加熱された駆動液１１の液温の温度差から中間流路１８２を流れる駆動液１１の流量を算出する。
【００８７】
スリット５０は、図６のようにセンサ基板１８３に中間流路１８２毎に配設された発熱抵抗体５２、第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１の間に設けられている。
【００８８】
このように、駆動液１１を発熱抵抗体５２で加熱したり、駆動液１１の液温を第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１で検出するので中間流路１８２の駆動液１１に気泡が発生すると誤差が生じ正しい流量値が得られない。なお、流量検出には熱移動方式の他、熱吸収方式や光学方式など、どのような方式を用いても良いが、中間流路１８２の駆動液１１に気泡が発生すると同様に検出した流量に誤差を生じる問題がおこる。
【００８９】
本発明の検査装置８０では中間流路１８２に残留した駆動液１１を除去した後、酸素含有量を減じた新たな駆動液１１を充填するので中間流路１８２に気泡が発生しない。したがって、正しい流量値が得られる。
【００９０】
図８は、本発明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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
ポンプ駆動部９１はマイクロポンプ６２の駆動源、例えば圧電素子を駆動する駆動部である。メモリカード９２は検査結果を記憶するために、プリンタ９３は検査結果をプリントするために用いられる。
【００９４】
電源部５００は商用電源に接続され、検査装置８０の各部に適した電圧を供給する電源回路である。商用電源が電源部５００に供給されると、電源部５００は制御部９９に電源を供給し、制御部９９からの制御信号に応じて各部に電源を供給するように構成されている。
【００９５】
ＣＰＵ９８は第１駆動制御部４１１、マイクロポンプ駆動制御部４１２、吸引ポンプ駆動制御部４１３、第２駆動制御部４１４を有する。
【００９６】
第１駆動制御部４１１はプログラムに基づいて、第１駆動部４３を制御する。第２駆動制御部４１４はプログラムに基づいて、第２駆動部４４を制御する。第１駆動制御部４１１は本発明の第１駆動制御手段、第２駆動制御部４１４は本発明の第２駆動制御手段である。
【００９７】
マイクロポンプ駆動制御部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９１を制御する。ポンプ駆動部９１は、マイクロポンプ駆動制御部４１２の指令を受けて、所定の駆動電圧を発生してマイクロポンプ９２が備える圧電素子を駆動する。
【００９８】
吸引ポンプ駆動制御部４１３は吸引ポンプ７の駆動を制御し、吸引ポンプ７による吸引を開始または停止する。吸引ポンプ駆動制御部４１３は、本発明の除去駆動制御手段である。
【００９９】
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によってプリントしたり、外部入出力端子８８より出力することができる。
【０１００】
液量センサ２８０は、例えば図７のように第１の温度センサ５３、第２の温度センサ５１、発熱抵抗体５２、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２から構成される。
【０１０１】
第１の温度センサ５３はセンサ基板１８３の図７には図示せぬ面に配置された抵抗Ｒ１と接続されている。発熱抵抗体５２には定電圧Ｖｃが印加され常に発熱している。
【０１０２】
第１の温度センサ５３の一端には定電圧Ｖｃが印加され、抵抗Ｒ１の一端は接地されている。第１の温度センサ５３と抵抗Ｒ１の分圧は第１Ａ／Ｄ変換器３１０によりデジタル値に変換され制御部９９に入力される。ＣＰＵ９８は、第１Ａ／Ｄ変換器３１０の出力値から第１の温度センサ５３の温度Ｔ１を算出する。
【０１０３】
第２の温度センサ５１も同様に抵抗Ｒ２と接続されている。また、第２の温度センサ５１の一端には定電圧Ｖｃが印加され、抵抗Ｒ２の一端は接地されている。第２の温度センサ５１と抵抗Ｒ２の分圧は第２Ａ／Ｄ変換器３２０によりデジタル値に変換され制御部９９に入力される。ＣＰＵ９８は、第２Ａ／Ｄ変換器３２０の出力値から第２の温度センサ５１の温度Ｔ２を算出する。第２の温度センサ５１は発熱抵抗体５２より下流側に設けられているので、温度Ｔ２は発熱抵抗体５２が発生した熱を吸収した流体の液温である。
【０１０４】
ＣＰＵ９８は、上流側の液温Ｔ１と、下流側の液温Ｔ２の温度差ΔＴを算出し、温度差ΔＴから流量を算出する。マイクロポンプ駆動制御部は算出された流量に基づいて、マイクロポンプ６２の駆動にフィードバックする。
【０１０５】
チップ検知部９５は規制部材に設けられていて、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。
【０１０６】
表示部８４は本発明の表示手段であり、検査装置８０の各種情報を表示する。
【０１０７】
駆動液量センサ１９は駆動液タンク１０に蓄えられた駆動液１１の残量が所定の残量以下になると警告信号を制御部９８に送信する。
【０１０８】
図９は本発明の実施形態において、検査の手順を説明するフローチャートである。
【０１０９】
以下、検査担当者が操作パネル８７を操作して検査モードを開始させてからの手順を説明する。
【０１１０】
Ｓ１０１：ポンプユニット５と送液接続部９とを離すステップである。
【０１１１】
第１駆動部４３は、ポンプユニット５を駆動液タンク１０と接続したまま移動させて、図４のようにポンプユニット５の吐出口６５と送液接続部９の開口１８６とが互いに開放状態になる状態にする。
【０１１２】
Ｓ１０２：送液接続部９の開口１８５と吸引ポンプ７とを連通させるステップである。
【０１１３】
第２駆動部４４は吸引ポンプ７を図４のように矢印Ｆ１方向に移動させて、吸引ポンプ７に第２電磁バルブ１８を介して接続されたキャップ１７をパッキン６ｂに密着させる。
【０１１４】
Ｓ１０３：駆動液を除去するステップである。
【０１１５】
吸引ポンプ駆動制御部４１３は、第２電磁バルブ１８を開放し、所定時間吸引ポンプ７を駆動して送液接続部９の中間流路１８２に残留している駆動液１１を吸引して除去する。
【０１１６】
Ｓ１０４：ポンプユニット５と送液接続部９とを接続するステップである。
【０１１７】
第１駆動部４３は、ポンプユニット５を図５のように矢印Ｓ２方向に移動させて、ポンプユニット５の吐出口６５と送液接続部９の開口１８６とを連通させる。
【０１１８】
Ｓ１０５：駆動液１１を吸引するステップである。
【０１１９】
吸引ポンプ駆動制御部４１３は、所定時間吸引ポンプ７を駆動して新たな駆動液１１をマイクロポンプ６２を介して駆動タンク１１から吸引する。
【０１２０】
Ｓ１０６：吸引ポンプ７を送液接続部９から離すステップである。
【０１２１】
第２駆動部４４が吸引ポンプ７を矢印Ｆ２方向に移動させてキャップ１７をパッキン６ｂから離すとともに、温度調節ユニット３を、図６の状態からマイクロチップ１の厚み以上上昇させる。
【０１２２】
Ｓ１０７：マイクロチップ１を挿入するステップである。
【０１２３】
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。
【０１２４】
Ｓ１０８：マイクロチップ１と送液接続部９とを接続するステップである。
【０１２５】
ＣＰＵ９８は、チップ検知部９５からマイクロチップ１を検知した信号を受信すると駆動機構部３２を駆動し、温度調節ユニット３を下降させて、マイクロチップ１を温度調節ユニット３とパッキン６ｂに密着させる。
【０１２６】
Ｓ１０９：マイクロポンプ６２を駆動するステップである。
【０１２７】
マイクロポンプ駆動制御部４１２は、所定の流量でマイクロチップ１の流路に駆動液１１を送液するように検査の手順に基づいてマイクロポンプ６２を順次駆動する。
【０１２８】
Ｓ１１０：マイクロポンプ６２を停止するステップである。
【０１２９】
マイクロポンプ駆動制御部４１２は、マイクロポンプ６２を停止する。
【０１３０】
Ｓ１１１：マイクロチップ１内で検体と試薬の反応を増幅し検出するステップである。
【０１３１】
ＣＰＵ９８は、マイクロチップ１内で行われる検体と試薬の反応が終わるまで所定の時間温度調整ユニット３で温度調整を行ってから、発光部４ａから発光した光が検出部１１１を透過する光を受光部４ｂで検出する。ＣＰＵ９８は、受光部４ｂが測光または測色した値を解析し、検査結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【０１３２】
検査ルーチンの説明は以上である。
【０１３３】
このように送液接続部９の中間流路１８２に残留した駆動液１１を除去した後、新たな駆動液１１を中間流路１８２に充填してマイクロチップ１に送液するので、中間流路１８２に気泡が発生しない。
【０１３４】
以上このように、本発明によれば、安定してマイクロチップに送液し精度の良い検査ができる検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【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】本発明の実施形態に係わるポンプユニット５の内部構成の一例を示す説明図である。
【図４】本発明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。（送液接続部９に形成された中間流路１８２に残留した駆動液１１を吸引ポンプ７で吸引して除去している状態）
【図５】本発明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。（中間流路１８２に残留した駆動液１１を除去した後、送液接続部９をポンプユニット５と接続し、吸引ポンプ７で駆動液１１を吸引して中間流路１８２に駆動液１１を充填している状態）
【図６】本発明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。（送液接続部９とマイクロチップ１を接続し、ポンプユニット５から送液接続部９を介してマイクロチップ１に駆動液１１を送液している状態）
【図７】送液接続部９の構成例の説明する図面である。
【図８】本発明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９】本発明の実施形態において、検査の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
１  マイクロチップ
３  温度調整ユニット
４  光検出部
５  ポンプユニット
６  パッキン
７  吸引ポンプ
９  中間流路
１０  駆動液タンク
１１  駆動液
１２  フィルタ
１４  第１電磁バルブ
１８  第２電磁バルブ
４３  第１駆動部
４４  第２駆動部
６４  吸引口
８０  検査装置
８２  筐体
８３  挿入口
８４  表示部
８９  電源スイッチ
１１１  検出部
４１１  第１駆動制御部
４１４  第２駆動制御部
【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】
2009281804.tif 000009
【図８】
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【図９】
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