JP2009019962A - Fluorescence detection unit, reaction detection device, and microchip inspection system - Google Patents

Fluorescence detection unit, reaction detection device, and microchip inspection system Download PDF

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孝裕 毛利
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized fluorescence detection unit, a reaction detection device and a microchip inspection system capable of receiving only the fluorescence, using a simple constitution. <P>SOLUTION: This fluorescence detection unit has a light-emitting part for irradiating an exciting light to a fluorescent material, an exciting light cut filter for blocking the exciting light and allowing transmission of fluorescence emitted from the fluorescent material, and a light-receiving part for receiving the fluorescence transmitted through the exciting light cut filter and converting it into an electrical signal. The light-emitting part is constituted so that the exciting light is irradiated from an angle, at which the exciting light regularly reflected by the fluorescent material does not enter the light-receiving part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、蛍光検出ユニット、反応検出装置、マイクロチップ検査システムに関する。   The present invention relates to a fluorescence detection unit, a reaction detection device, and a microchip inspection system.

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、ラブ・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。   In recent years, by making full use of micromachine technology and ultrafine processing technology, devices and means (for example, pumps, valves, flow paths, sensors, etc.) for performing conventional sample preparation, chemical analysis, chemical synthesis, etc. have been miniaturized. A system integrated on a chip has been developed (see, for example, Patent Document 1). This is also called μ-TAS (Micro total Analysis System), bioreactor, Lab-on-chip, biochip, medical examination / diagnosis field, environmental measurement field, Its application is expected in the field of agricultural production. In reality, as seen in genetic testing, automated, faster, and simplified microanalysis systems are costly and necessary when complex processes, skilled techniques, and equipment operations are required. It can be said that not only the amount of sample and the time required, but also the benefits of enabling analysis at any time and place are great.

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、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反応検出装置を提案している(例えば、特許文献2参照)。このような反応検出装置では、マイクロチップの検出部に蛍光検出ユニットの発光部から励起光を照射し、試薬に含まれる蛍光物質の発光する非常に微弱な蛍光を蛍光検出ユニットの受光部で検出するように構成されている。
特開2004−28589号公報 特開2006−149379号公報
In addition, the present applicant encloses a reagent or the like in the microchannel of the microchip, injects a liquid into the microchannel by a micropump, moves the reagent, and flows it to the reaction unit and then the detection unit, A reaction detection device capable of measuring a reaction result with a specimen such as blood has been proposed (for example, see Patent Document 2). In such a reaction detection device, excitation light is emitted from the light emission part of the fluorescence detection unit to the detection part of the microchip, and the very weak fluorescence emitted by the fluorescent substance contained in the reagent is detected by the light reception part of the fluorescence detection unit. Is configured to do.
JP 2004-28589 A JP 2006-149379 A

従来の蛍光検出ユニットの例を図10に示す。   An example of a conventional fluorescence detection unit is shown in FIG.

1はマイクロチップであり、検出部19で試薬と検体の反応結果を測定する。発光部160から照射される励起光は、スリット157を介してレンズ158に入射し、レンズ158で集光された励起光はダイクロイックミラー159で反射し、検出部19を照射する。検出部19で発生する蛍光は、ダイクロイックミラー159を透過してレンズ155に入射し、レンズ155で集光された光は励起光カットフィルタ156を介して受光部161に入射する。   Reference numeral 1 denotes a microchip, and the detection unit 19 measures the reaction result between the reagent and the sample. Excitation light emitted from the light emitting unit 160 enters the lens 158 via the slit 157, and the excitation light condensed by the lens 158 is reflected by the dichroic mirror 159 and irradiates the detection unit 19. The fluorescence generated by the detection unit 19 passes through the dichroic mirror 159 and enters the lens 155, and the light collected by the lens 155 enters the light receiving unit 161 via the excitation light cut filter 156.

このように、従来は励起光と蛍光が光学的に同軸に配置されていた。そのため、ダイクロイックミラー159を透過した光には励起光が多く含まれているので、励起光カットフィルタ156により励起光をカットし、蛍光のみを受光部161に入射するようにしていた。   Thus, conventionally, excitation light and fluorescence have been optically coaxially arranged. For this reason, since the light transmitted through the dichroic mirror 159 contains a lot of excitation light, the excitation light is cut by the excitation light cut filter 156 so that only the fluorescence is incident on the light receiving unit 161.

しかしながら、蛍光物質を励起する励起光と、蛍光の波長の差は数nm〜数10nmと非常に少ない。そのため、励起光カットフィルタ156は、励起光と蛍光を分離するために急峻な遮断特性を持つ必要がある。このようなフィルタは製造が困難なため大型で高価なうえ、受光部161に入射する励起光を完全に除去することは難しかった。   However, the difference between the excitation light for exciting the fluorescent material and the wavelength of the fluorescence is very small, from several nm to several tens of nm. Therefore, the excitation light cut filter 156 needs to have a steep cutoff characteristic in order to separate excitation light and fluorescence. Since such a filter is difficult to manufacture, it is large and expensive, and it is difficult to completely remove the excitation light incident on the light receiving unit 161.

また、蛍光検出ユニットは、マイクロチップの複数の検出部19を測定できるように小型の光学系が求められているが、ダイクロイックミラー159のため小型化が難しかった。   Further, the fluorescence detection unit is required to have a small optical system so that a plurality of detection units 19 of the microchip can be measured. However, since the dichroic mirror 159 is used, it is difficult to reduce the size.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で蛍光だけを受光することができる小型の蛍光検出ユニット、反応検出装置、マイクロチップ検査システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a small fluorescence detection unit, a reaction detection device, and a microchip inspection system that can receive only fluorescence with a simple configuration. .

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。   The object of the present invention can be achieved by the following constitution.

1.
蛍光物質に励起光を照射する発光部と、
前記蛍光物質の発光する蛍光を受光して電気信号に変換する受光部と、
を有する蛍光検出ユニットにおいて、
前記発光部は、前記蛍光物質で正反射した前記励起光が前記受光部に入射しない角度から前記励起光を照射するように構成されていることを特徴とする蛍光検出ユニット。
1.
A light emitting unit for irradiating the fluorescent material with excitation light;
A light receiving unit that receives the fluorescence emitted by the fluorescent material and converts it into an electrical signal;
In a fluorescence detection unit having
The fluorescence detecting unit, wherein the light emitting unit is configured to irradiate the excitation light from an angle at which the excitation light regularly reflected by the fluorescent material does not enter the light receiving unit.

2.
1に記載の蛍光検出ユニットを有し、
前記蛍光検出ユニットによって蛍光物質に励起光を照射し、受光した蛍光を変換した電気信号を測定することを特徴とする反応検出装置。
2.
Having the fluorescence detection unit according to 1;
A reaction detection apparatus characterized by irradiating a fluorescent substance with excitation light by the fluorescence detection unit and measuring an electrical signal obtained by converting the received fluorescence.

3.
蛍光物質を含む試薬と反応させた検体を光学的に検出可能な検出部を有するマイクロチップと、
2に記載の反応検出装置と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
3.
A microchip having a detection unit capable of optically detecting a specimen reacted with a reagent containing a fluorescent substance;
The reaction detection device according to 2, and
A microchip inspection system comprising:

4.
前記マイクロチップは複数の前記検出部を有し、
前記反応検出装置は、
前記蛍光検出ユニットを所定の位置に駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する位置制御手段と、
を有し、
前記位置制御手段は、前記蛍光検出ユニットが複数の前記検出部の一つに前記励起光を照射して前記蛍光物質の蛍光を受光できる位置に順次移動するよう前記駆動手段を制御することを特徴とする3に記載のマイクロチップ検査システム。
4).
The microchip has a plurality of the detection units,
The reaction detection device includes:
Driving means for driving the fluorescence detection unit to a predetermined position;
Position control means for controlling the driving means;
Have
The position control means controls the drive means so that the fluorescence detection unit sequentially moves to a position where one of the plurality of detection units can receive the excitation light and receive fluorescence of the fluorescent substance. 4. The microchip inspection system according to 3.

5.
前記蛍光を反射して前記受光部に入射させる蛍光反射板を配設したことを特徴とする3または4に記載のマイクロチップ検査システム。
5).
5. The microchip inspection system according to 3 or 4, further comprising a fluorescent reflector that reflects the fluorescent light and enters the light receiving unit.

6.
前記蛍光反射板は、
前記検出部の周辺付近に、端面がマイクロチップ1の表面に当接または略当接するように配設された第1蛍光反射板と、
前記発光部から照射する励起光を遮らない位置に第1蛍光反射板と対向して平行に配置された第2蛍光反射板と、
から構成されることを特徴とする5に記載のマイクロチップ検査システム。
6).
The fluorescent reflector is
A first fluorescent reflector disposed in the vicinity of the periphery of the detection unit so that an end surface thereof is in contact with or substantially in contact with the surface of the microchip 1;
A second fluorescent reflector disposed in parallel to face the first fluorescent reflector at a position that does not block excitation light emitted from the light emitting unit;
6. The microchip inspection system according to 5, wherein

本発明によれば、発光部は蛍光物質で正反射した励起光が受光部に入射しない角度から励起光を照射するので、簡単な構成で蛍光だけを受光することができる。   According to the present invention, the light emitting unit emits the excitation light from an angle at which the excitation light specularly reflected by the fluorescent material does not enter the light receiving unit, so that only the fluorescence can be received with a simple configuration.

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態における反応検出装置80の外観図である。   FIG. 1 is an external view of a reaction detection device 80 according to an embodiment of the present invention.

反応検出装置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。   The reaction detection device 80 is a device that automatically detects a reaction between a specimen previously injected into the microchip 1 and a reagent and displays the result on the display unit 84.

反応検出装置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。   The housing 82 of the reaction detection device 80 has an insertion port 83, and the microchip 1 is inserted into the insertion port 83 and set inside the housing 82. The insertion port 83 is sufficiently higher than the thickness of the microchip 1 so as not to contact the insertion port 83 when the microchip 1 is inserted. Reference numeral 85 denotes a memory card slot, 86 denotes a print output port, 87 denotes an operation panel, and 88 denotes an input / output terminal.

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。反応検出装置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。   The person in charge of inspection inserts the microchip 1 in the direction of the arrow in FIG. 1 and operates the operation panel 87 to start the inspection. Inside the reaction detector 80, the reaction in the microchip 1 is automatically inspected, and when the inspection is completed, the result is displayed on the display unit 84 constituted by a liquid crystal panel or the like. The inspection result can be output from the print output port 86 or stored in a memory card inserted into the memory card slot 85 by operating the operation panel 87. Further, data can be stored in the personal computer or the like from the external input / output terminal 88 using, for example, a LAN cable.

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。   The inspection person takes out the microchip 1 from the insertion port 83 after the inspection is completed.

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。   Next, an example of the microchip 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

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、後述する反応検出装置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。   2A and 2B are external views of the microchip 1. FIG. In FIG. 2A, an arrow indicates an insertion direction in which the microchip 1 is inserted into a reaction detection device 80 described later, and FIG. 2A illustrates a surface that becomes the lower surface of the microchip 1 when inserted. FIG. 2B is a side view of the microchip 1.

図2(a)の窓111はマイクロチップ1内部の検出部19で行われる検体と蛍光物質を含む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。   The window 111 in FIG. 2A is provided for optically detecting the reaction between the specimen and the reagent containing the fluorescent substance performed by the detection unit 19 inside the microchip 1, and is a transparent member such as glass or resin. It consists of Reference numerals 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e denote driving liquid injection units that communicate with the internal fine flow paths. The driving liquid injection units 110 inject driving liquids to drive internal reagents and the like. Reference numeral 113 denotes a sample injection unit for injecting a sample into the microchip 1.

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。   As shown in FIG. 2B, the microchip 1 includes a groove forming substrate 108 and a covering substrate 109 that covers the groove forming substrate 108.

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。   The materials used for the groove forming substrate 108 and the covering substrate 109 constituting the microchip 1 will be described.

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。   The microchip 1 is desired to be excellent in processability, non-water absorption, chemical resistance, weather resistance, cost and the like. In consideration of the structure, application, detection method, etc. of the microchip 1, The material of chip 1 is selected. Various known materials can be used as the material, and usually the substrate and the flow path element are formed by appropriately combining one or more materials in accordance with individual material characteristics.

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。   In particular, it is desirable that a chip intended for a large number of measurement specimens, particularly clinical specimens at risk of contamination and infection, be of a disposable type. Therefore, a plastic resin that can be mass-produced, is lightweight, is strong against impact, and can be easily disposed of by incineration, for example, polystyrene that is excellent in transparency, mechanical properties, and moldability and is easy to be finely processed is preferable. For example, when it is necessary to heat the chip to near 100 ° C. in analysis, it is preferable to use a resin having excellent heat resistance (for example, polycarbonate). In addition, when protein adsorption becomes a problem, it is preferable to use polypropylene. Resin and glass have low thermal conductivity, and by using these materials in the locally heated region of the microchip, heat conduction in the surface direction is suppressed, and only the heated region is selectively heated. Can do.

本実施形態では、検出部19において、蛍光物質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。本実施形態においては、検出部の窓111は光透過性の材料が用いられていて、窓111を光が透過するようになっている。   In the present embodiment, since the detection unit 19 optically detects the fluorescent substance, at least the substrate of this part uses a light transmissive material (for example, alkali glass, quartz glass, transparent plastics), and transmits light. It is necessary to do so. In the present embodiment, the window 111 of the detection unit is made of a light transmissive material so that light can pass through the window 111.

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2(c)を用いて説明する。なお、本発明の適用は図2(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。   In the microchip 1 according to the embodiment of the present invention, a minute groove-like flow path (fine flow path) and a functional component (flow path element) for performing inspection, sample processing, and the like correspond to applications. It is arranged in an appropriate manner. In the present embodiment, an example of a process for performing amplification and detection of a specific gene performed in the microchip 1 by using these microchannels and channel elements will be described with reference to FIG. The application of the present invention is not limited to the example of the microchip 1 described with reference to FIG. 2C, but can be applied to the microchip 1 for various uses.

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を説明するための説明図である。   FIG. 2C is an explanatory diagram for explaining the functions of the fine flow path and flow path element inside the microchip 1.

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120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120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2(c)において、試薬収容部120、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。   The fine channel is provided with, for example, a sample storage unit 121 that stores a sample liquid, a reagent storage unit 120 that stores reagents, and the like, so that the reagent storage unit 120 can be quickly tested regardless of location and time. Necessary reagents, washing solution, denaturing treatment solution and the like are stored in advance. In FIG. 2C, the reagent storage unit 120, the sample storage unit 121, and the flow path element are represented by squares, and the fine flow path therebetween is represented by a solid line and an arrow.

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。   The microchip 1 includes a groove forming substrate 108 in which a fine flow path is formed and a covering substrate 109 that covers the groove-shaped flow path. The fine channel is formed on the order of micrometers, for example, the width is several μm to several hundred μm, preferably 10 to 200 μm, and the depth is about 25 to 500 μm, preferably 25 to 250 μm.

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。   At least in the groove forming substrate 108 of the microchip 1, the fine flow path is formed. The coated substrate 109 needs to cover at least the fine flow path of the groove forming substrate in close contact, and may cover the entire surface of the groove forming substrate. Note that the microchannel 1 is provided with a part for controlling liquid feeding, such as a liquid feeding control unit (not shown), a backflow prevention unit (a check valve, an active valve, etc.), and the like. In this case, liquid feeding is performed according to a predetermined procedure.

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。   The sample injection unit 113 is an injection unit for injecting the sample into the microchip 1, and the driving liquid injection unit 110 is an injection unit for injecting the driving liquid 11 into the microchip 1. Prior to performing the test using the microchip 1, the tester injects the sample from the sample injection unit 113 using a syringe or the like. As shown in FIG. 2C, the sample injected from the sample injection unit 113 is stored in the sample storage unit 121 through the communicating fine channel.

次に、駆動液注入部110a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。   Next, when the driving liquid 11 is injected from the driving liquid injection unit 110 a, the driving liquid 11 pushes the sample stored in the sample storage unit 121 through the communicating fine flow path, and sends the sample to the amplification unit 122.

一方、駆動液注入部110bから注入された駆動液11は、連通する微細流路を通って試薬収容部120aに収容されている蛍光物質を含む試薬を押し出す。試薬収容部120aから押し出された蛍光物質を含む試薬は増幅部122に駆動液11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、後で説明するように反応検出装置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。   On the other hand, the driving liquid 11 injected from the driving liquid injection unit 110b pushes out the reagent containing the fluorescent substance stored in the reagent storage unit 120a through the communicating fine channel. The reagent containing the fluorescent material pushed out from the reagent storage unit 120 a is sent to the amplification unit 122 by the driving liquid 11. Depending on the reaction conditions at this time, it is necessary to set the amplifying unit 122 to a predetermined temperature, and as described later, the reaction is heated or absorbed in the reaction detector 80 and reacted at the predetermined temperature.

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19に注入される。窓111から検出部19に励起光を照射すると、検体と反応した試薬が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。   After a predetermined reaction time, a solution containing the sample after reaction sent out from the amplification unit 122 by the driving liquid 11 is injected into the detection unit 19. When the detection unit 19 is irradiated with excitation light from the window 111, the reagent that has reacted with the specimen emits fluorescence, so that the reaction result can be measured by measuring the amount of fluorescence.

図3は、本発明の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す斜視図、図4は、本発明の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す断面図、である。   FIG. 3 is a perspective view showing an example of the internal configuration of the reaction detection device 80 in the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the internal configuration of the reaction detection device 80 in the embodiment of the present invention. .

反応検出装置80は、温度調節ユニット152、蛍光検出ユニット15、駆動液ポンプ92、パッキン90、駆動液タンク91、送りネジ301、ジョイント302、モータ300などから構成される。図3、図4はマイクロチップ1を温度調節ユニット152とパッキン90bに密着させている状態である。以下、図3、図4を用いて実施形態を説明する。   The reaction detection device 80 includes a temperature adjustment unit 152, a fluorescence detection unit 15, a driving liquid pump 92, a packing 90, a driving liquid tank 91, a feed screw 301, a joint 302, a motor 300, and the like. 3 and 4 show a state in which the microchip 1 is in close contact with the temperature adjustment unit 152 and the packing 90b. Hereinafter, the embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

温度調節ユニット152とマイクロチップ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。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は図3の矢印A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。   The temperature adjustment unit 152 and the microchip 1 are driven by a driving member (not shown) and can move in the vertical direction on the paper surface. In the initial state, the temperature adjustment unit 152 is raised from the state of FIG. 3 by the thickness of the microchip 1 by the driving member. Then, the microchip 1 can be inserted / removed in the direction of the arrow A in FIG. 3, and the person inspecting inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it comes into contact with a regulating member (not shown). When the microchip 1 is inserted to a predetermined position, the chip detection unit 95 using a photo interrupter or the like detects the microchip 1 and is turned on.

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の面を所定の温度に調整するユニットである。   The temperature adjustment unit 152 is a unit that incorporates a Peltier element, a power supply device, a temperature control device, and the like and adjusts the surface of the microchip 1 to a predetermined temperature by generating heat or absorbing heat.

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。   Next, the temperature adjustment unit 152 and the microchip 1 are lowered by the driving member, and the microchip 1 is brought into close contact with the temperature adjustment unit 152 and the packing 90b.

マイクロチップ1の検出部19では、検体と前記マイクロチップ1内に貯蔵された蛍光物質を含む試薬が反応し、励起光を照射すると蛍光をおこす。本実施形態では検出部19でおこる試薬の反応結果を、窓111から光学的に検出する。   In the detection unit 19 of the microchip 1, the sample and the reagent containing the fluorescent substance stored in the microchip 1 react and emit fluorescence when irradiated with excitation light. In this embodiment, the reaction result of the reagent that occurs in the detection unit 19 is optically detected from the window 111.

図3に示すマイクロチップ1は、試薬の反応結果を測光する検出部19がマイクロチップ1の内部に4つ設けられている例である。   The microchip 1 shown in FIG. 3 is an example in which four detection units 19 that measure the reaction result of the reagent are provided inside the microchip 1.

4つの検出部19a、19b、19c、19dは、図3に示す直線Fに沿って配設されている。検出部19a、19b、19c、19dの図示せぬ窓111a、111b、111c、111dは被覆基板109の面にそれぞれ設けられており、窓111a、111b、111c、111dを介して反応結果を光学的に検出できる。   The four detection units 19a, 19b, 19c, and 19d are arranged along a straight line F shown in FIG. Windows 111a, 111b, 111c, 111d (not shown) of the detectors 19a, 19b, 19c, 19d are provided on the surface of the coated substrate 109, respectively, and the reaction results are optically transmitted through the windows 111a, 111b, 111c, 111d. Can be detected.

蛍光検出ユニット15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図3の矢印B方向または逆方向に移動する。送りネジ301は直線Fと平行に配設されており、蛍光検出ユニット15が送りネジ301によって移動すると、検出部19a、19b、19c、19dのそれぞれの中心部に、蛍光検出ユニット15の図示せぬ受光部161の光軸が一致するように配置されている。蛍光検出ユニット15は、所定の位置に移動した後、検出部19a、19b、19c、19dに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。   The fluorescence detection unit 15 has a threaded portion that is screwed with the feed screw 301, and moves in the direction of arrow B in FIG. The feed screw 301 is arranged in parallel with the straight line F. When the fluorescence detection unit 15 is moved by the feed screw 301, the fluorescence detection unit 15 is illustrated at the center of each of the detection units 19a, 19b, 19c, and 19d. The light receiving unit 161 is arranged so that the optical axes thereof coincide with each other. After moving to a predetermined position, the fluorescence detection unit 15 sequentially irradiates the detection units 19a, 19b, 19c, and 19d with excitation light, receives fluorescence emitted from the fluorescent material, and outputs an electrical signal.

送りネジ301はモータ300によりジョイント302を介して駆動される。モータ300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。モータ300は本発明の駆動手段である。   The feed screw 301 is driven by a motor 300 via a joint 302. The motor 300 is a pulse motor, for example, and rotates by a predetermined amount by a pulse. The motor 300 is the driving means of the present invention.

なお、蛍光検出ユニット15には回転防止用に図3には図示せぬガイド穴173が設けられており、ガイド穴173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。   The fluorescence detection unit 15 is provided with a guide hole 173 (not shown in FIG. 3) for preventing rotation, and moves along a guide rod that passes through the guide hole 173. The guide bar is disposed in parallel with the feed screw 301.

なお、本実施形態では検出部19が4つ設けられている場合について説明したが、検出部19の数は1つ以上であればいくつでも良い。検出部19の数が一つの場合は蛍光検出ユニット15を移動させる必要は無いので送りネジ301、モータ300等は不要である。   In the present embodiment, the case where four detection units 19 are provided has been described. However, the number of detection units 19 may be any number as long as it is one or more. When the number of detection units 19 is one, there is no need to move the fluorescence detection unit 15, and therefore the feed screw 301, the motor 300, and the like are unnecessary.

図4に示すように、駆動液ポンプ92の吸込側には、パッキン90cが接続され、駆動液タンク91に充填された駆動液を吸い込むようになっている。一方、駆動液ポンプ92の吐出側にはパッキン90bが接続されていて、パッキン90cから吸い込んだ駆動液を、パッキン90b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6に注入する。パッキン90bは駆動液ポンプ92とマイクロチップ1の間に挟まれ、駆動液ポンプ92の駆動液出口とパッキン90b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、駆動液ポンプ92から、連通しているパッキン90bを介して駆動液注入部110より駆動液を注入する。   As shown in FIG. 4, a packing 90 c is connected to the suction side of the driving fluid pump 92 so that the driving fluid filled in the driving fluid tank 91 is sucked. On the other hand, a packing 90b is connected to the discharge side of the driving liquid pump 92, and the driving liquid sucked from the packing 90c is formed in the microchip 1 from the driving liquid injection part 110 of the microchip 1 through the packing 90b. Into the fine flow path 6. The packing 90b is sandwiched between the driving liquid pump 92 and the microchip 1, and the driving liquid outlet of the driving liquid pump 92, the opening of the packing 90b, and the driving liquid injection section 110 communicate with each other. In this manner, the driving liquid is injected from the driving liquid injection section 110 from the driving liquid pump 92 through the packing 90b that is in communication.

図5は、本発明の実施形態における蛍光検出ユニット15の光学系を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an optical system of the fluorescence detection unit 15 in the embodiment of the present invention.

図10で説明した従来例と違いは、ダイクロイックミラー159を用いず、検出部19の光軸Lに対し、励起光を斜め方向から検出部19に照射する点である。   The difference from the conventional example described with reference to FIG. 10 is that the dichroic mirror 159 is not used and the detection unit 19 is irradiated with excitation light from an oblique direction with respect to the optical axis L of the detection unit 19.

図5に示すように、蛍光を集光するレンズ155、励起光を遮断し前記蛍光物質の発光する蛍光を透過する励起光カットフィルタ156と蛍光を電気信号に変換する受光部161はマイクロチップ1に鉛直な光軸Lに沿って配置されている。受光部161にはフォトダイオードなどが用いられる。   As shown in FIG. 5, a lens 155 that collects fluorescence, an excitation light cut filter 156 that blocks excitation light and transmits fluorescence emitted from the fluorescent material, and a light receiving unit 161 that converts fluorescence into an electrical signal are the microchip 1. The optical axis L is arranged along the vertical axis. A photodiode or the like is used for the light receiving unit 161.

一方、励起光を発光する発光部160、励起光の光束を制限するスリット157、励起光を集光するレンズ158は光軸Mに沿って配置されている。発光部160から照射される励起光は、スリット157を介してレンズ158に入射し、レンズ158で集光された励起光は斜めの角度から検出部19を照射する。検出部19の蛍光物質は励起光により蛍光を発光するが、蛍光物質で正反射した一部の励起光は図5の矢印R方向に向かう。励起光を照射する角度は、検出部19の蛍光物質で正反射した励起光が受光部161に入射しない角度であれば良い。本実施形態で用いる励起光カットフィルタ156は、正反射以外の角度で反射した弱い励起光を除去するために設けられており、一般的な性能の光学フィルタであれば十分励起光を除去することができる。   On the other hand, the light emitting unit 160 that emits the excitation light, the slit 157 that restricts the light beam of the excitation light, and the lens 158 that collects the excitation light are arranged along the optical axis M. Excitation light emitted from the light emitting unit 160 enters the lens 158 via the slit 157, and the excitation light collected by the lens 158 irradiates the detection unit 19 from an oblique angle. Although the fluorescent material of the detection unit 19 emits fluorescence by excitation light, a part of the excitation light specularly reflected by the fluorescent material goes in the direction of arrow R in FIG. The angle at which the excitation light is irradiated may be an angle at which the excitation light specularly reflected by the fluorescent material of the detection unit 19 does not enter the light receiving unit 161. The excitation light cut filter 156 used in this embodiment is provided to remove weak excitation light reflected at an angle other than regular reflection. If the optical filter has a general performance, the excitation light is sufficiently removed. Can do.

従来は受光部161の光軸Lと発光部160の光軸Mが一致していたため蛍光物質で正反射した強い励起光が受光部161に入射し、励起光カットフィルタ156で除去するのが難しかった。本発明では、正反射した励起光は受光部161には入射しないので簡単な構成で蛍光だけを受光することができる。   Conventionally, since the optical axis L of the light receiving unit 161 and the optical axis M of the light emitting unit 160 coincide with each other, strong excitation light regularly reflected by the fluorescent material enters the light receiving unit 161 and is difficult to be removed by the excitation light cut filter 156. It was. In the present invention, since the specularly reflected excitation light does not enter the light receiving portion 161, only fluorescence can be received with a simple configuration.

図6は、本発明の実施形態における蛍光検出ユニット15の鏡胴の一例を説明するための断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an example of a lens barrel of the fluorescence detection unit 15 in the embodiment of the present invention.

第1鏡胴170にはレンズ155、励起光カットフィルタ156、受光部161が保持されている。172はネジ穴であり、送りネジ301と螺合する。173はガイド穴であり送りネジ301と平行に設けられた図示せぬガイド棒が貫通する。第2鏡胴171にはレンズ158、スリット157、発光部160が保持されている。また、第2鏡胴171は第1鏡胴170に取り付けられ一体になっている。   The first lens barrel 170 holds a lens 155, an excitation light cut filter 156, and a light receiving unit 161. Reference numeral 172 denotes a screw hole, which is screwed with the feed screw 301. Reference numeral 173 denotes a guide hole through which a guide rod (not shown) provided in parallel with the feed screw 301 passes. The second lens barrel 171 holds a lens 158, a slit 157, and a light emitting unit 160. The second lens barrel 171 is attached to and integrated with the first lens barrel 170.

第2鏡胴171の光軸Mは第1鏡胴170の光軸Lに対し斜めになっており、検出部19で光軸Mと光軸Lが交差するように配置されている。   The optical axis M of the second lens barrel 171 is inclined with respect to the optical axis L of the first lens barrel 170, and is arranged in the detector 19 so that the optical axis M and the optical axis L intersect.

図7は、本発明の実施形態における蛍光反射板を設けた反応検出装置80を説明するための断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a reaction detection device 80 provided with a fluorescent reflector in an embodiment of the present invention.

検出部19で発光する蛍光は、受光部161の光軸L方向だけでなくほぼ180度に亘って射出する。図7に示す光学系では、このような点に着目し第1蛍光反射板301と第2蛍光反射板302を設けて、蛍光を光軸L方向に反射させて受光部161に入射する蛍光を増やすものである。   The fluorescence emitted from the detection unit 19 is emitted not only in the direction of the optical axis L of the light receiving unit 161 but also over approximately 180 degrees. In the optical system shown in FIG. 7, paying attention to such points, the first fluorescent reflection plate 301 and the second fluorescent reflection plate 302 are provided, and the fluorescence reflected in the direction of the optical axis L and incident on the light receiving unit 161 is reflected. It is to increase.

図7(a)、図7(b)は第1蛍光反射板301と第2蛍光反射板302を説明するための説明図である。   FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams for explaining the first fluorescent reflector 301 and the second fluorescent reflector 302. FIG.

図7(a)に示すように第1蛍光反射板301と第2蛍光反射板302は、光軸Lを挟んで平行に配置され、第1蛍光反射板301と第2蛍光反射板302の対向する面は蛍光を反射する反射板になっている。   As shown in FIG. 7A, the first fluorescent reflector 301 and the second fluorescent reflector 302 are arranged in parallel with the optical axis L in between, and the first fluorescent reflector 301 and the second fluorescent reflector 302 are opposed to each other. The surface to be used is a reflector that reflects fluorescence.

第1蛍光反射板301は、検出部19a、19b、19c、19dの周辺付近に沿って、端面がマイクロチップ1の表面に当接またはわずかに間隙を開けて平行になるよう配設されている。第2蛍光反射板302は、図7(a)に示すよう第2鏡胴171の発光部160から照射する励起光を遮らない位置に第1蛍光反射板301と対向して平行に配置されている。   The first fluorescent reflector 301 is disposed along the vicinity of the detection portions 19a, 19b, 19c, and 19d so that the end surfaces thereof are in contact with the surface of the microchip 1 or slightly parallel to each other. . As shown in FIG. 7A, the second fluorescent reflector 302 is disposed in parallel to face the first fluorescent reflector 301 at a position that does not block the excitation light emitted from the light emitting unit 160 of the second lens barrel 171. Yes.

このようにすると、検出部19から発光する蛍光のうちレンズ155では集光できなかった光束の一部を第1蛍光反射板301または第2蛍光反射板302で反射し、受光部161に導くことができる。   In this way, a part of the light flux that could not be collected by the lens 155 out of the fluorescence emitted from the detector 19 is reflected by the first fluorescent reflector 301 or the second fluorescent reflector 302 and guided to the light receiver 161. Can do.

図7(b)を用いて、蛍光検出ユニット15を移動させて検出部19a、19b、19c、19dをそれぞれ測定する場合を説明する。なお、図7(b)には第2蛍光反射板302と第2鏡胴171は図示していない。   The case where the fluorescence detection unit 15 is moved and the detection units 19a, 19b, 19c, and 19d are measured respectively will be described with reference to FIG. In FIG. 7B, the second fluorescent reflector 302 and the second lens barrel 171 are not shown.

図7(b)は、蛍光検出ユニット15の光軸Lが検出部19aの中心に略一致する位置に蛍光検出ユニット15を移動させた状態である。図中検出部19a、19b、19c、19dに対応する光軸LをLa、Lb、Lc、Ldと図示して区別する。検出部19aの測定が終了するとLbの位置まで蛍光検出ユニット15を移動させ測定を行う。このように順次4つの検出部19の測定を行う。   FIG. 7B shows a state in which the fluorescence detection unit 15 is moved to a position where the optical axis L of the fluorescence detection unit 15 substantially coincides with the center of the detection unit 19a. In the figure, the optical axes L corresponding to the detectors 19a, 19b, 19c, and 19d are illustrated and distinguished from La, Lb, Lc, and Ld. When the measurement of the detector 19a is completed, the fluorescence detection unit 15 is moved to the position Lb and measurement is performed. In this way, the four detectors 19 are sequentially measured.

第1蛍光反射板301と第2蛍光反射板302は蛍光検出ユニット15の移動方向と平行に設けられているので、検出部19a、19b、19c、19dの何れの測定においても光軸Lと大きく異なる方向に射出する蛍光をレンズ155に導くことができる。   Since the first fluorescent reflection plate 301 and the second fluorescent reflection plate 302 are provided in parallel with the moving direction of the fluorescence detection unit 15, the optical axis L is large in any measurement of the detection units 19a, 19b, 19c, and 19d. Fluorescence emanating in different directions can be directed to the lens 155.

ストッパ303は初期位置を検出するための検出部材であり、蛍光検出ユニット15が当接するとオンになるスイッチが内蔵されている。   The stopper 303 is a detection member for detecting the initial position, and has a built-in switch that is turned on when the fluorescence detection unit 15 contacts.

図8は、本発明の実施形態における反応検出装置80の回路ブロック図である。   FIG. 8 is a circuit block diagram of the reaction detection device 80 in the embodiment of the present invention.

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80の各部を集中制御する。   The control unit 99 includes a CPU 98 (central processing unit), a RAM 97 (Random Access Memory), a ROM 96 (Read Only Memory), and the like, and reads a program stored in the ROM 96 which is a nonvolatile storage unit to the RAM 97. Each part of the reaction detector 80 is centrally controlled according to the program.

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。   Hereinafter, functional blocks having the same functions as those described so far are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

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。   The chip detector 95 transmits a detection signal to the CPU 98 when the microchip 1 comes into contact with the regulating member. When the CPU 98 receives the detection signal, it instructs the mechanism driving unit 32 to lower or raise the microchip 1 according to a predetermined procedure.

ポンプ駆動部500は各マイクロポンプの圧電素子を駆動する駆動部である。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。ポンプ駆動部500はポンプ駆動制御部412の指令を受けて、圧電素子を駆動する。   The pump drive unit 500 is a drive unit that drives the piezoelectric element of each micropump. Based on the program, the pump drive control unit 412 controls the pump drive unit 500 to inject or suck a predetermined amount of drive fluid. The pump drive unit 500 receives the command from the pump drive control unit 412 and drives the piezoelectric element.

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。検出位置制御部411はモータ300を所定量回転させて、所定の検出部19を検査する位置まで蛍光検出ユニット15を移動させる。光量算出部410は受光部161の出力する電気信号から蛍光の光量を算出し検査結果とする。検出位置制御部411は本発明の位置制御手段である。   The CPU 98 performs inspections in a predetermined sequence and stores the inspection results in the RAM 97. The detection position control unit 411 rotates the motor 300 by a predetermined amount to move the fluorescence detection unit 15 to a position where the predetermined detection unit 19 is inspected. The light amount calculation unit 410 calculates the light amount of the fluorescence from the electrical signal output from the light receiving unit 161 and uses it as the inspection result. The detection position control unit 411 is position control means of the present invention.

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。   The inspection result can be stored in the memory card 501 by the operation of the operation unit 87 or printed by the printer 503.

図9は本発明の実施形態において、反応検出装置80による検査の手順を説明するフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the inspection procedure by the reaction detection device 80 in the embodiment of the present invention.

なお、温度調節ユニット152は反応検出装置80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。また、検査に先立って、パッキン90b上端まで駆動液11が充填されているものとする。   It is assumed that the temperature adjustment unit 152 is energized when the reaction detector 80 is turned on and has a predetermined temperature. Further, it is assumed that the driving liquid 11 is filled up to the upper end of the packing 90b prior to the inspection.

検査担当者は、最初に挿入口83からマイクロチップ1を図示せぬ規制部材(図示せず)に当接するまで挿入する。すると、CPU98がチップ検知部95から検知信号を検知して、機構駆動部32を制御し、図3、図4のようにパッキン90bと温度調節ユニット152がマイクロチップ1に密着する。本実施形態では、この状態からポンプ駆動制御部412が駆動液を各駆動液注入部110から所定の手順で注入し、マイクロチップ1内部の流路で所定の反応を行った後、試薬等と反応させた検体が検出部19に注入されているものとする。   The person in charge of the inspection first inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it abuts against a regulating member (not shown). Then, the CPU 98 detects a detection signal from the chip detection unit 95 and controls the mechanism driving unit 32, so that the packing 90b and the temperature adjustment unit 152 are in close contact with the microchip 1 as shown in FIGS. In this embodiment, from this state, the pump drive control unit 412 injects the driving liquid from each driving liquid injection unit 110 according to a predetermined procedure, performs a predetermined reaction in the flow path inside the microchip 1, It is assumed that the reacted specimen is injected into the detection unit 19.

この状態からCPU98が検査のために行う手順について説明する。本実施形態では図3、図7に示すマイクロチップ1のように複数の検出部19が一列に並んでいるものとする。   A procedure performed by the CPU 98 for inspection from this state will be described. In the present embodiment, it is assumed that a plurality of detectors 19 are arranged in a line as in the microchip 1 shown in FIGS.

S101:測定回数をn=0とする。   S101: The number of measurements is set to n = 0.

CPU98は、測定回数をn=0とする。   The CPU 98 sets the number of measurements to n = 0.

S102:蛍光検出ユニット15の位置を初期化するステップである。   S102: This is a step of initializing the position of the fluorescence detection unit 15.

検出位置制御部411は、蛍光検出ユニット15が図7の矢印Bと反対方向に移動するようモータ300を回転させるとともに、ストッパ303の状態を検知する。蛍光検出ユニット15がストッパ303に当接し、ストッパ303の備えるスイッチがオンになると検出位置制御部411はモータ300の回転を停止する。   The detection position control unit 411 detects the state of the stopper 303 while rotating the motor 300 so that the fluorescence detection unit 15 moves in the direction opposite to the arrow B in FIG. When the fluorescence detection unit 15 comes into contact with the stopper 303 and the switch provided in the stopper 303 is turned on, the detection position control unit 411 stops the rotation of the motor 300.

S103:蛍光検出ユニット15を所定量移動させる。   S103: The fluorescence detection unit 15 is moved by a predetermined amount.

検出位置制御部411は、第1鏡胴170の光軸Lが、これから測定する検出部19の中心に略一致する位置に移動するまで所定のパルスをモータ300に与えて移動させる。例えば、検出部19aを測定する場合は、初期位置から図7(b)の矢印B方向に移動するよう所定のパルスを与えてモータ300を回転させ、図7(b)に示す位置に停止させる。   The detection position control unit 411 applies a predetermined pulse to the motor 300 to move it until the optical axis L of the first lens barrel 170 moves to a position that substantially coincides with the center of the detection unit 19 to be measured. For example, when measuring the detector 19a, a predetermined pulse is applied so as to move from the initial position in the direction of arrow B in FIG. 7B, and the motor 300 is rotated to stop at the position shown in FIG. 7B. .

S104:光量を測定するステップである。   S104: This is a step of measuring the amount of light.

光量算出部410は、発光部160に発光を指令し、受光部161から出力される光量に比例した電気信号のデータをRAM97に一時記憶する。   The light amount calculation unit 410 instructs the light emitting unit 160 to emit light, and temporarily stores in the RAM 97 electrical signal data proportional to the light amount output from the light receiving unit 161.

S105:n=n+1とする。   S105: n = n + 1.

CPU98は、測定回数をn=n+1とする。   The CPU 98 sets the number of measurements to n = n + 1.

S106:n=Nか、否か、を判定するステップである。   S106: This is a step of determining whether or not n = N.

CPU98は、測定回数が所定の回数Nか、否かを判定する。例えば、検出部19の数が4つの場合はN=4である。   The CPU 98 determines whether or not the number of measurements is a predetermined number N. For example, when the number of detection units 19 is four, N = 4.

n=Nではない場合、(ステップS208;No)、ステップS103に戻る。   If n = N is not satisfied (step S208; No), the process returns to step S103.

n=Nの場合、(ステップS208;Yes)、処理を終了する。   If n = N (step S208; Yes), the process ends.

以上で、各検出部19の光量測定の手順は終了である。   This is the end of the procedure for measuring the light amount of each detector 19.

CPU98は、ステップS104で測定した光量のデータに基づいて、検査結果をプリンタ503や外部出力502に出力する。   The CPU 98 outputs the inspection result to the printer 503 and the external output 502 based on the light amount data measured in step S104.

以上このように、本発明によれば、簡単な構成で蛍光だけを受光することができる小型の蛍光検出ユニット、反応検出装置、マイクロチップ検査システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a small fluorescence detection unit, reaction detection device, and microchip inspection system that can receive only fluorescence with a simple configuration.

本発明の実施形態における反応検出装置80の外観図である。It is an external view of the reaction detection apparatus 80 in embodiment of this invention. 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。It is explanatory drawing of the microchip 1 concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the internal structure of the reaction detection apparatus 80 in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the internal structure of the reaction detection apparatus 80 in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における蛍光検出ユニット15の光学系を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the optical system of the fluorescence detection unit 15 in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における蛍光検出ユニット15の鏡胴を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the lens barrel of the fluorescence detection unit 15 in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における蛍光反射板を設けた反応検出装置80を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the reaction detection apparatus 80 which provided the fluorescence reflecting plate in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における反応検出装置80の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the reaction detection apparatus 80 in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態において、反応検出装置80による検査の手順を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a procedure for an inspection by a reaction detection device 80 in the embodiment of the present invention. 従来の蛍光検出ユニットの光学系の例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the example of the optical system of the conventional fluorescence detection unit.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロチップ
6 パッキン
15 蛍光検出ユニット
19 検出部
35 エアポンプ
37 電磁バルブ
62 マイクロポンプ
80 反応検出装置
82 筐体
83 挿入口
84 表示部
91 駆動液タンク
92 ポンプ
110 駆動液注入部
152 温度調節ユニット
160 発光部
161 受光部
300 モータ
301 送りネジ
302 ジョイント
303 ストッパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 6 Packing 15 Fluorescence detection unit 19 Detection part 35 Air pump 37 Electromagnetic valve 62 Micro pump 80 Reaction detection device 82 Case 83 Insertion port 84 Display part 91 Drive liquid tank 92 Pump 110 Drive liquid injection part 152 Temperature control unit 160 Light emission Part 161 light receiving part 300 motor 301 feed screw 302 joint 303 stopper

Claims (6)

蛍光物質に励起光を照射する発光部と、
前記蛍光物質の発光する蛍光を受光して電気信号に変換する受光部と、
を有する蛍光検出ユニットにおいて、
前記発光部は、前記蛍光物質で正反射した前記励起光が前記受光部に入射しない角度から前記励起光を照射するように構成されていることを特徴とする蛍光検出ユニット。
A light emitting unit for irradiating the fluorescent material with excitation light;
A light receiving unit that receives the fluorescence emitted by the fluorescent material and converts it into an electrical signal;
In a fluorescence detection unit having
The fluorescence detecting unit, wherein the light emitting unit is configured to irradiate the excitation light from an angle at which the excitation light regularly reflected by the fluorescent material does not enter the light receiving unit.
請求項1に記載の蛍光検出ユニットを有し、
前記蛍光検出ユニットによって蛍光物質に励起光を照射し、受光した蛍光を変換した電気信号を測定することを特徴とする反応検出装置。
The fluorescence detection unit according to claim 1,
A reaction detection apparatus characterized by irradiating a fluorescent substance with excitation light by the fluorescence detection unit and measuring an electrical signal obtained by converting the received fluorescence.
蛍光物質を含む試薬と反応させた検体を光学的に検出可能な検出部を有するマイクロチップと、
請求項2に記載の反応検出装置と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
A microchip having a detection unit capable of optically detecting a specimen reacted with a reagent containing a fluorescent substance;
A reaction detection device according to claim 2;
A microchip inspection system comprising:
前記マイクロチップは複数の前記検出部を有し、
前記反応検出装置は、
前記蛍光検出ユニットを所定の位置に駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する位置制御手段と、
を有し、
前記位置制御手段は、前記蛍光検出ユニットが複数の前記検出部の一つに前記励起光を照射して前記蛍光物質の蛍光を受光できる位置に順次移動するよう前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項3に記載のマイクロチップ検査システム。
The microchip has a plurality of the detection units,
The reaction detection device includes:
Driving means for driving the fluorescence detection unit to a predetermined position;
Position control means for controlling the driving means;
Have
The position control means controls the drive means so that the fluorescence detection unit sequentially moves to a position where one of the plurality of detection units can receive the excitation light and receive fluorescence of the fluorescent substance. The microchip inspection system according to claim 3.
前記蛍光を反射して前記受光部に入射させる蛍光反射板を配設したことを特徴とする請求項3または4に記載のマイクロチップ検査システム。 5. The microchip inspection system according to claim 3, further comprising a fluorescent reflector that reflects the fluorescent light and enters the light receiving unit. 前記蛍光反射板は、
前記検出部の周辺付近に、端面がマイクロチップ1の表面に当接または略当接するように配設された第1蛍光反射板と、
前記発光部から照射する励起光を遮らない位置に第1蛍光反射板と対向して平行に配置された第2蛍光反射板と、
から構成されることを特徴とする請求項5に記載のマイクロチップ検査システム。
The fluorescent reflector is
A first fluorescent reflector disposed in the vicinity of the periphery of the detection unit so that an end surface thereof is in contact with or substantially in contact with the surface of the microchip 1;
A second fluorescent reflector disposed in parallel to face the first fluorescent reflector at a position that does not block excitation light emitted from the light emitting unit;
The microchip inspection system according to claim 5, comprising:
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