CN101151535A - 微综合分析系统、检查用芯片及检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微综合分析系统，其特征在于，具有检查用芯片和系统本体，所述检查用芯片具有：具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部、通过使由微型泵注入的试样以及试剂混合并加热而进行反应处理的混合流路、对于在混合流路混合并反应处理的混合溶液进行规定检查的检查流路，所述系统本体具有：收容所述检查用芯片的收容部、注入试样以及试剂的微型泵、加热收容的检查用芯片的混合流路的加热部、在检查用芯片的检查流路进行混合溶液检查的检测部，所述检查用芯片和所述系统本体之中的至少一个具有隔热部，所述隔热部将与所述混合流路被加热的被加热流路的入口端和出口端的两端部连接的流路与来自加热部的热量隔离，从而防止温度上升。

Description

微综合分析系统、检查用芯片及检查方法

技术领域

本发明涉及，例如在基因检查等中，可作为微反应器使用的检查用微芯片及使用该微芯片的微综合分析系统以及检查方法。

背景技术

近年来，通过利用微电机技术及超精密加工技术，将现有的用于进行试样制备、化学分析、化学合成等装置、机构，例如泵、阀、流路、传感器等精密化，而开发了集成在一个芯片上的系统。

这样的系统也被称为μ-TAS(Micro total Analysis System：微全分析系统)、生物反应器、芯片实验室(Lab-on-chips)、生物芯片，有望应用于医疗检查/诊断领域、环境测定领域、农业制造领域等。

特别是，象基因检查那样，在需要复杂工序、熟练的手艺、各种器械的操作时，自动化、高速化以及简便化的微分析系统不仅能够降低成本、所需的试样量、所要时间等，而且可进行不需选择时间和场所的分析，其效果非常显著。

此时，在进行以临床检查为首的各种检查的现场，使用不选择场所、可迅速取得结果的芯片型微型反应器进行测定时，同样，注重其定量性、解析的精度等。

在各种分析、检查中，注重这些分析用芯片的分析的定量性、解析的精度、经济性等。因此，建立结构简单且可信度高的输送系统成为需要解决的课题。需要精度高、可信度优异的微流体控制元件。本发明的发明人已经提出了合适的微型泵系统及其控制方法(专利文献2～4)。

使用这样的微型泵，使检测体与试剂发生反应，以可使用一个芯片进行将反应生成物输送到检测部位并进行检测的方式，在该芯片内形成一连串的微流路时，有必要将由检测体及试剂的收容部、试剂的混合部、反应部、检测部以及连通它们的流路等结构的流路系统以及附带的功能元件，密集地集成并配置在有限空间内。

另外，在专利文献5((日本)特愿2004-138959号)中，本发明的发明人等已经提出了如下所述的检查用微芯片(微型反应器)，其具备：收容检测体的检测体收容部、收容试剂的试剂收容部、具有使收容在检测体收容部的检测体与收容在试剂收容部的试剂汇合并进行规定反应处理的反应流路的反应部、具有对于通过反应部的反应获取的反应处理物质进行规定检查的检查流路的检查部；这些检测体收容部、试剂收容部、反应部、检查部通过一连串的流路，从上游侧通过流路与下游侧连续地连接。

即，在专利文献5所示的现有检查用微芯片100中，如图12所示，具有：收容检测体102的检测体收容部104和预先封入试剂106的试剂收容部108。

另外，具有混合收容在试剂收容部108中的各试剂106的混合流路110。还具有反应流路112，其将在该混合流路110混合的混合试剂和来自检测体收容部104的检测体102经由Y字形流路汇合并混合，通过加热器116开始反应。

并且，在反应流路112与混合试剂发生反应的检测体被输送到下游的分析流路114，在设置在分析流路114的检测部位，反应被检测。

在如上所述的现有检查用微芯片中，例如，检查用微芯片100通过ICAN(Isothermal chimera primer initiated nucleic acid amplification：等温嵌合引物起始的核酸扩增)进行扩增反应时，在检测体收容部104收容从血液或咳痰中提取的检测体。

另一方面，试剂被收容在试剂收容部108中，所述试剂包含：与作为检测对象的基因进行特异性杂交的经生物素修饰的嵌合引物、具有链取代活性的DNA聚合酶、以及核酸内切酶。

因此，在混合流路110混合的混合试剂和来自检测体收容部104的检测体102经由Y字形流路汇合并在反应流路112混合后，为了促进基因扩增反应，例如，使用镍铬丝加热器、种加热器(シ一ズヒ一タ)、ITO膜、在基板上成膜金属薄膜(铬、金、铂等)的加热器等加热器116，在50～65℃，例如55℃控制加热，促进反应。

通过PCR(polymerase chain reaction：聚合酶链反应)法的扩增反应如示例所示，需要对构成反应部位的流路，必要时对于进行前处理的流路也要加热到规定温度。另一方面，由多个功能部位构成的一连串的微流路内，也存在不希望升温的区域。例如，检测体、试剂多数若被加热则容易变质，有必要冷却。在收容这些检测体、试剂的部位、或试剂类彼此混合的部位，必须有选择地散热或冷却。

如上所述，在将一连串的微流路集成在有限空间内的芯片中，靠近需要加热的反应部位配置不希望升温的流路时，或因不均匀的温度分布而对反应产生障碍时，有必要防止加热部位的热量传递到周围的流路。例如，加热流路内液体的一部分时，液体的弯液面(流路内的液体的顶端界面)位于加热区域内或其附近时，液体恐怕会因弯液面而气化并蒸发。这样会影响定量的精度，并且，是产生各种故障的原因。特别是在μTAS内，在加热部对液体进行完加热工序后，将液体输送到接下来的反应工序部时，因有必要将位于加热区域的液体在该部位停留一定时间，所以容易发生上述问题。

但是，通过这种加热器进行的加热，加热器的加热时间长，则导致在检测体和试剂的混合液中产生气泡，试剂，例如，作为检测对象的基因特异性杂交的经生物素修饰的嵌合引物和检测体，因该气泡的作用而阻碍它们的结合，在检测部恐怕不能实施期望的检查。

另外，通过这种加热器进行的加热，若加热时间长，则导致产生除检测体和试剂的反应之外的副反应、即因目标物质之外的各种物质而产生的副反应，这些扩增产物阻碍目标物质的扩增，难以进行通过期望目的的反应而进行分析，在检查部恐怕不能实施期望的检查。

另外，通过这种加热器进行的加热，即便中止加热，因加热器冷却需要一定的时间，所以，该余热时间长，则因余热温度的影响而导致上述气泡的产生、副反应的产生。

并且，收容在上述试剂收容部108的试剂106因具有由于温度的影响而变性的性质，所以，若加热时间、余热时间长，则导致收容在试剂收容部108的试剂106变性，在检查部恐怕不能实施期望的检查。

专利文献1：(日本)特开2004-28589号公报

专利文献2：(日本)特开2001-322099号公报

专利文献3：(日本)特开2004-108285号公报

专利文献4：(日本)特开2004-270537号公报

专利文献5：(日本)特开2004-138959号公报

非专利文献1：《DNA芯片技术及应用》、《蛋白质 核酸 酶》第43卷、第13期(1998)君冢房夫、加藤郁之进、共立出版(株)发行

发明内容

本发明是鉴于上述问题而开发的，其课题在于提供一种微综合分析系统及其方式，在μTAS、检查用芯片中，该微综合分析系统具有尽量抑制加热部位的余热传递到附近的流路，使芯片内温度分布尽可能鲜明的流路结构。

并且，本发明其课题在于提供一种检查用微芯片及使用它的微综合分析系统，在该检查用微芯片中，在汇合路混合的混合试剂和来自检测体收容部的检测体汇合并在混合反应流路混合时，可迅速加热到反应所必需的温度，并且，当达到必需的温度时，仅在反应所必需的时间内加热，并且可迅速冷却而不发生气泡或产生副反应，由此，可实施高精度、正确的检查，可靠性优异。

在本发明的一个实施例中，提供一种微综合分析系统，其特征在于，具有检查用芯片和系统本体，所述检查用芯片具有：具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部、通过使由微型泵注入的试样以及试剂混合并加热而使它们进行反应处理的混合流路、对于在混合流路混合并反应处理的混合溶液进行规定检查的检查流路，所述系统本体具有：收容所述检查用芯片的收容部、注入试样以及试剂的微型泵、加热收容的检查用芯片的混合流路的加热部、在检查用芯片的检查流路进行混合溶液的检查的检测部，所述检查用芯片和所述系统本体之中的至少一个具有隔热部，所述隔热部将与所述混合流路被加热的被加热流路的入口端和出口端的两端部连接的流路与来自加热部的热量隔离，从而防止温度上升。

在本发明的其它实施例中，上述实施例的所述微综合分析系统，其特征在于，试样和试剂在所述混合流路混合之后，所述加热部立即加热所述被加热流路的所述入口端，并进行所述被混合的混合液的反应处理，紧接该反应处理，所述隔热部冷却所述出口端。

本发明提供使用芯片的微综合分析系统，该芯片具有严格进行温度分布管理的微流路。

根据本发明的微综合分析系统，有选择地且均匀地仅加热或冷却芯片微流路的规定区域，可充分地防止相邻流路的加热或冷却。另外，极力防止加热部位的余热传递到附近的流路，在有选择地被加热的微流路的两端，通过尽可能将中间温度区域减小，可使芯片内的温度分布尽可能地鲜明。另外，可防止因存在这样的中间温度区域而导致的副反应的发生、或试剂类从流路损失。

并且，根据本发明，通过加热冷却机构，在紧接收容在检测体收容部的检测体和收容在试剂收容部的试剂在反应流路汇合之后，立即在反应部加热检测体和试剂的混合液并进行反应处理后，可马上进行冷却。

因此，在汇合路混合的混合试剂和来自检测体收容部的检测体汇合，并在混合反应流路混合后，可迅速加热到反应所必需的温度。

而且，当达到必需的温度时，仅在反应所必需的时间内加热，可迅速冷却而不发生气泡或产生副反应，，从而实施高精度、可信度优异的正确的检查，实施可信度优异的检查。

附图说明

图1是表示本发明的微综合分析系统的实施例的概略立体图；

图2是表示在图1的微综合分析系统的基体安装有检查用芯片的状态的装置本体内部的概略图；

图3是微综合分析系统一个实施例的检查用芯片的反应部流路和试剂混合流路的周围、及与芯片面抵接的加热部件、散热部件及冷却部件的剖面图；

图4是通过加热部件加热的芯片加热区域周围的俯视图；

图5是表示防止位于加热区域前方的液体弯液面的气化，并且使加热区域的液体内部不产生蒸气的对策；

图6是表示密封试剂收容部及其中的试剂的密封剂的图，该密封剂作为隔热用油而使用，相对加热部侧使加热部(例如反应部)流路的两端部隔热；

图7是表示将与所述加热部流路端部连接的微流路，相比前后流路结构更狭窄流路的图，本图仅表示检查用芯片流路系统的一部分；

图8(a)是表示压电泵的一实施例的剖面图，图8(b)是其俯视图，图8(c)是表示压电泵其它实施例的剖面图；

图9(a)及(b)是表示与芯片分体构成的压电泵时，芯片的泵连接部周围结构的图；

图10是表示图1的微综合分析系统的检查用微芯片的概略立体图；

图11是表示图1的微综合分析系统的检查用微芯片的其它实施例的概略立体图；

图12是现有的检查用微芯片的概略图。

附图标记说明

1    微综合分析系统    10  系统装置本体  13   疏水性阀

14   检查用芯片出入口  15  微流路        15a  加热部(反应部)流路

15b  流路狭窄部        19  显示部        22   芯片输送盘

24   驱动液收容部      26  微型泵组件    25   密封液收容部

27   排气用流路        28  泵控制装置    29   驱动液

30   驱动液槽          31  芯片          31a  芯片面

33   加热区域          34  非加热区域    35   加热部件

36   冷却部件          37  冷却区域      38   散热部件

39   试剂混合流路      41  上侧基板      42   基板

43   振动板            44  压电元件      45   加压室

46   第一流路          47  第二流路      48   第一液室

49   第二液室          50  检查用微芯片  51   泵流路

52   检测体收容部      53  检测体供给流路54   检测体

55   汇合部            56  试剂收容部    57   泵流路

58   试剂              60  反应流路      61   分析流路

64   泵连接部          66  芯片连接部    71   硅基板

72   端口              73  端口          102  检测体

104  检测体收容部      106 试剂          108  试剂收容部

110  混合流路          112 反应流路      114  分析流路

116  加热器            134 冷却装置      136  加热冷却机构

136A 加热装置          136B冷却装置      138  温度控制装置

140  LED               142 发光二极管    144  检测装置

具体实施方式

本发明包括以下结构及方法。

(结构1)

一种微综合分析系统，其特征在于，具有检查用芯片和系统本体，该检查用芯片设置有：具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部；微流路；包含在该微流路的温度调节区域，相对加热侧将有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的隔热机构，该系统本体至少具有：基体本体；配置在该基体本体内，具有用于与该检查用芯片连通的流路开口的芯片连接部；含有多个微型泵的微型泵组件；检测处理装置；至少控制该微型泵组件的功能和该检测处理装置的功能的控制装置，在使该检查用芯片的泵连接部和该微型泵组件的芯片连接部液密性紧密连接的状态下，将该检查用芯片安装在该基体本体内后，在该检查用芯片中分析检测体中的目标物质。

(结构2)

如结构1中记载的微综合分析系统，其特征在于，相对于加热部侧将所述有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的隔热机构是与该两端部抵接并冷却的部件。

(结构3)

如结构1中记载的微综合分析系统，其特征在于，相对于加热部侧将所述有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的隔热机构是在该两端部的流路内填充的隔热用油。

(结构4)

如结构1中记载的微综合分析系统，其特征在于，相对于加热部侧将所述有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的隔热机构是将该两端部的流路的截面积相比前后变小的狭窄流路。

(结构5)

如结构1～4中任一项记载的微综合分析系统，其特征在于，相对于加热部侧将所述有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的隔热机构至少由热传导率为10W/m·K以下的材质构成芯片的相应部位。

(结构6)

如结构1～5中任一项记载的微综合分析系统，其特征在于，所述检查用芯片是这样的芯片，即，其形成有一连串的微流路，在使该检查用芯片的泵连接部和所述微型泵组件的芯片连接部液密性紧密连接的状态下，将该检查用芯片安装在基体本体内之后，将收容在检测体收容部的检测体或在流路内处理该检测体之后的处理液中所含有的目标物质、和收容在试剂收容部的试剂，向构成反应部位的流路输送，使它们汇合并发生反应后，将获得的反应生成物质或其处理物质，向构成检测部位的流路输送，通过检测处理装置测定。

(结构7)

如结构1～6中任一项记载的微综合分析系统，其特征在于，包含在所述微流路的温度调节区域的、有选择地被加热的该微流路是使目标物质和试剂发生反应而构成反应部位的流路。

(结构8)

如结构6或7记载的微综合分析系统，其特征在于，在构成所述反应部位的流路中，进行基因扩增反应。

(结构9)

如结构1中记载的微综合分析系统，其特征在于，所述微型泵是这样的微型泵，具有：第一流路，其设置于所述微流路，流路阻力对应压力差而变化；第二流路，其设置于所述微流路，相对于压力差变化的流路阻力的变化比例比第一流路小；加压室，其设置于所述微流路，与第一流路及第二流路连接；调节器，其使该加压室的内部压力改变；驱动装置，其驱动该调节器。

(结构10)

一种检查装置，其特征在于，具有：

收容检测体的检测体收容部、

收容试剂的试剂收容部、

具有使收容在所述检测体收容部的检测体和收容在试剂收容部的试剂汇合，进行规定反应处理的反应流路的反应部、

具有对于通过所述反应部的反应获得的反应处理物质，进行规定检查的检查流路的检查部，

所述检查装置使用检查用微芯片，该检查用微芯片由检测体收容部、试剂收容部、反应部、检查部这些一连串的流路，从上游侧通过流路与下游侧连续地连接，

所述检查装置还具有加热冷却机构，该加热冷却机构在所述反应部，将收容在所述检测体收容部的检测体和收容在试剂收容部的试剂在反应流路汇合之后，立即加热检测体和试剂的混合液而进行反应处理后，马上进行冷却。

(结构11)

如结构11中记载的检查装置，其特征在于，所述加热冷却机构被控制为，加热检测体和试剂的混合液而进行反应处理后，在副反应发生之前进行冷却。

(结构12)

如结构10或11中记载的检查装置，其特征在于，所述加热冷却机构由通过电流的切换进行加热和冷却的珀尔帖元件(ペルチエ素子)构成。

(结构13)

如结构10～12中任一项记载的检查装置，其特征在于，所述加热冷却机构由加热机构和冷却机构构成。

(结构14)

如结构10～13中任一项记载的检查装置，其特征在于，在加热所述检测体和试剂的混合液而进行反应处理之前，一直冷却所述检测体和试剂的混合液。

(结构15)

一种检查用微芯片，其特征在于，具有收容检测体的检测体收容部、收容试剂的试剂收容部、具有使收容在检测体收容部的检测体与收容在试剂收容部的试剂汇合并进行规定的反应处理的反应流路的反应部、具有对通过所述反应部的反应获取的反应处理物质进行规定检查的检查流路的检查部；这些检测体收容部、试剂收容部、反应部、检查部通过一连串的流路，从上游侧通过流路与下游侧连续地连接，还具有加热冷却机构，该加热冷却机构在所述反应部中使收容在所述检测体收容部的检测体和收容在试剂收容部的试剂在反应流路汇合之后，立即加热检测体和试剂的混合液而进行反应处理后，马上进行冷却。

(结构16)

如结构15中记载的检查用微芯片，其特征在于，所述加热冷却机构被控制为，加热检测体和试剂的混合液而进行反应处理后，在副反应发生之前进行冷却。

(结构17)

如结构15或16中记载的检查用微芯片，其特征在于，所述加热冷却机构由通过电流的切换进行加热和冷却的珀尔帖元件构成。

(结构18)

如结构15～17中任一项记载的检查用微芯片，其特征在于，所述加热冷却机构由加热机构和冷却机构构成。

(结构19)

如结构15～18中任一项记载的检查用微芯片，其特征在于，具有冷却机构，所述冷却机构在加热所述检测体和试剂的混合液而进行反应处理之前，一直冷却所述检测体和试剂的混合液。

(结构20)

一种检查装置，其结构为，拆卸自如地安装结构15～19中任一项记载的检查用微芯片，对检查用微芯片的检查部实施检查。

(方法1)

一种隔热方法，将设置在用于分析检测体中目标物质的检查用芯片中的微流路中、有选择地被加热的微流路区域的两端部相对于加热侧隔热，其特征在于，使用下述任一种以上的方法，即，由热传导率为10W/m·K以下的材质至少构成芯片的所述两端部，或使用冷却部件抵接所述两端部并冷却，或在所述两端部的流路内填充隔热用油，或将所述两端部的流路的截面积设为比前后流路小的狭窄流路。

(方法2)

一种使用检查用微芯片的检查方法，所述检查用微芯片具有收容检测体的检测体收容部、收容试剂的试剂收容部、具有使收容在所述检测体收容部的检测体与收容在试剂收容部的试剂汇合并进行规定的反应处理的反应流路的反应部、具有对通过所述反应部的反应获取的反应处理物质进行规定检查的检查流路的检查部；这些检测体收容部、试剂收容部、反应部、检查部通过一连串的流路，从上游侧通过流路与下游侧连续地连接，其特征在于，在所述反应部，将收容在所述检测体收容部的检测体和收容在试剂收容部的试剂在反应流路汇合之后，立即加热检测体和试剂的混合液而进行反应处理后，马上进行冷却。

(方法3)

如方法2中记载的检查方法，其特征在于，所述加热冷却是以在加热检测体和试剂的混合液而进行反应处理后、在副反应发生之前进行冷却的方式进行。

(方法4)

如方法2或3中记载的检查方法，其特征在于，所述加热冷却由通过电流的切换进行加热和冷却的珀尔帖元件进行。

(方法5)

如方法2～4中任一项记载的检查方法，其特征在于，所述加热冷却通过由加热机构加热和由冷却机构冷却而进行。

(方法6)

如方法2～5中任一项记载的检查方法，其特征在于，在加热所述检测体和试剂的混合液而进行反应处理之前，一直冷却所述检测体和试剂的混合液。

以下，详细说明本发明的实施例。

在本说明书中，所谓的“流路元件”是设置在检查用芯片中的功能部件。“微流路”是形成在本发明的检查用芯片(微型反应器/芯片)中的微小沟槽状的流路。在试剂类等的收容部、反应部位或检测部位形成为容量大、幅度宽的液体贮留部状时，也将它们包含在内称为“微流路”。微流路内流动的流体，实际上多数为液体，具体地说，相当于各种试剂类、试样液、变性剂液、清洁液、驱动液等。所谓的“基因”虽然是指承载显现某些机能的遗传信息的DNA或RNA，但有时也单指作为化学实体的DNA、RNA。有时也将作为分析对象的目标物质称为“分析物”。

微综合分析系统

本发明的本实施例的微综合分析系统，其特征在于，具有检查用芯片和系统本体，所述检查用芯片设置有：具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部、微流路、包含在该微流路的温度调节区域且相对加热侧将有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的隔热机构，该系统本体至少具有：基体本体、配置在该基体本体内具有用于与该检查用芯片连通的流路开口的芯片连接部、含有多个微型泵的微型泵组件、检测处理装置、至少控制该微型泵组件的功能和该检测处理装置的功能的控制装置，在使该检查用芯片的泵连接部和该微型泵组件的芯片连接部液密性紧密连接的状态下，将该检查用芯片安装在该基体本体内后，在该检查用芯片中分析检测体中的目标物质。

本发明的各种实施例中，可以根据本发明的主旨进行任意变形、变更，它们都包含在本发明中。即，关于本发明的微综合分析系统的整体或一部分，其构造、结构、配置、形状形态、尺寸、材质、方式、方法等只要与本发明的主旨一致，可进行各种变更。

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式(实施例)。

图1是表示使用本发明的检查用微芯片的微综合分析系统的实施例的概略立体图，图2是表示在图1的微综合分析系统的基体本体安装检查用芯片的状态的装置本体内部的概略图，图10是表示图1的微综合分析系统的检查用微芯片的概略立体图。

在图1中，1以整体表示使用本发明的检查用微芯片的微综合分析系统(以下，也简称为“分析系统”)。

如图1所示，分析系统1设置有系统装置本体10，在系统装置本体10其正面部分设置有用于将检查用微芯片50送入内部的检查用芯片出入口14、和输出在系统装置本体10内进行的规定检查的结果的显示部19。

检查用微芯片50在装载到芯片输送盘22上后，从芯片出入口14送入系统装置本体10内并被安装。

如图2所示，系统装置本体10的内部设置有各种装置，用于控制装载在芯片输送盘22上的检查用微芯片50的输送、反应、检测等。

在本实施例中，具有：与检查用微芯片50的泵连接部64连接、并使检测体或处理液移动到规定部位的微型泵组件26，和进行微型泵组件26的输送控制的泵控制装置28。

图1是表示本发明的微综合分析系统一个实施例的结构的示意图。在该实施例中，与图中所示的检查用微芯片一起，还具有作为收容该芯片的装置的系统装置本体10，该系统装置本体10具有：用于反应的加热/冷却单元(珀尔帖元件134、加热器136)；具有输送用微型泵、驱动液槽30及芯片连接部的微型泵组件26；与该输送、温度、反应的各控制相关的控制装置(未图示)；含有光学检测系统(LED140、发光二极管142)，也负责数据收集(测定)及处理的检测处理装置(未图示)。

并且，本发明的本实施例的微综合分析系统其结构为，拆装自如地安装有上述检查用芯片，并实施检查用微芯片的检查部的检查。

根据这样的结构，仅仅将携带方便、易于处理的检查用微芯片安装到检查装置，不需要特别的技术、复杂而繁琐的操作，即可正确且迅速实施规定的检查。

检查用微芯片50与一般称为分析芯片、微反应器/芯片等芯片相同。检查用芯片，例如以树脂、玻璃、硅、陶瓷等为材料，通过精密加工技术在其上形成其宽度及高度尺寸大约是10μm～数百μm的微米级的微流路。其纵横尺寸通常大约为数十mm，高度大约为数mm。

在上述芯片中，各种试剂的收容部、检测体收容部等各收容部内的液体，通过上述微型泵被输送，该微型泵通过具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部64与这些各收容部连通。

关于除检查用微芯片50之外的结构要素，优选如下构成，即将它们作为一体化的系统装置本体10、在该装置本体可拆卸地安装检查用微芯片50。另外，虽然微型泵也可设置于检查用微芯片50，但是通常多个微型泵组装入装置本体。微型泵组件配置在本发明的系统本体的基体本体内，该微型泵组件包含这些多个微型泵、和具有用于与检查用芯片连通的流路开口的芯片连接部。如图所示，将检查用微芯片50安装在该装置本体，通过使两表面彼此重叠，将检查用微芯片50的泵连接部与位于装置本体的微型泵组件的芯片连接部的端口连接。

控制微型泵的电气控制系统的装置设定流量的目标值，并将与其对应的驱动电压供给到微型泵。关于负责以上控制的控制装置，也可如后所述组装入本发明的系统的装置本体，并使检查用芯片的泵连接部与装置本体的微型泵组件的芯片连接部连接时，进行工作控制。

作为负责光学检测、数据收集及处理的单元的检测处理装置，例如应用可视分光法、萤光测光法等方法时，作为该光学测定的机构虽然没有特别地限定，但是优选为LED、光电倍增管、发光二极管、CCD照相机等作为其结构要素适当设置在系统装置本体内。

至少控制所述微型泵组件的功能和检测处理装置的功能的控制装置，组装入本发明系统的装置本体。该控制装置可进一步将温度管理、测定数据的记录和处理等也包含在内地、统括地控制支配该系统。此时的控制装置预先将关于输送顺序、容量、时机等设定的各种条件，与微型泵及温度控制一并作为程序的内容编入搭载在分析系统中的软件。作为测定试样的检测体的前处理、反应及检测的一连串的分析工序，在将芯片安装在所述微型泵、检测处理装置及控制装置一体化的系统装置本体10的状态下进行。可在向安装的芯片注入试样后开始分析，也可将注入试样的芯片安装在装置本体后开始分析。优选为基于试样及试剂类的输送、前处理、混合的规定反应及光学测定，作为一连串的连续工序自动实施，测定数据与必要的条件、记录事项一并存储在文件内。

在现有的分析芯片中，进行不同的分析或合成等时，有必要随时构成与变更的内容对应的微流体装置。与此不同，本发明的微综合分析系统只要仅更换可拆卸的上述芯片即可。在各流路元件的控制变更也需要时，适当变更存储在装置本体的控制程序即可。

检查用芯片

本发明的系统中使用的检查用微芯片50，作为微型反应器用于化学分析、各种检查、试样的处理/分离、化学合成等，各流路元件或构造部通过精密加工技术配设在适当位置以使其发挥作用。检查用微芯片50除了作为液体收容部收容检测体溶液的检测体收容部之外，设置有用于收容各试剂的多个试剂收容部，该试剂收容部收容规定反应中所使用的试剂类、清洁液、变性处理液等。这是因为为了不管场所或时间而能够迅速检查，优选预先收容试剂。芯片内内藏的试剂类等，为了防止蒸发、泄漏、气泡的混入、污染、变性等，其试剂部的表面被密封处理。

本发明的检查用芯片的优选结构为使用由形成沟槽的基板及覆盖基板构成的基本的基板，其特征为，作为构造部，形成泵连接部、阀基部及贮液部(试剂收容部、检测体收容部等各收容部、废液贮留部)、输送控制部、逆流防止部、试剂定量部、混合部等构造部，并且流路至少在该形成沟槽的基板上形成，使覆盖基板与该形成沟槽的基板中的至少这些构造部、该流路及检测部紧密连接并覆盖，至少使光透过性的覆盖基板与检测部紧密连接并覆盖。

检测用芯片的基本结构通常可以适当组合1种以上的成型材料来制作，作为该成型材料，可以使用各种成型材料，并根据材料特性来使用。例如，聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等氟碳树脂、聚二甲基硅氧烷等聚硅氧烷类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等聚烯烃类聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯类聚合物、6-尼龙、6，6-尼龙等聚酰胺类聚合物、环状环烯烃树脂、聚芳酯树脂、醋酸纤维素或硝基纤维素这样的纤维素类聚合物、各种无机玻璃、硅、陶瓷、金属等。其中，优选聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷等聚硅氧烷类聚合物、硅、玻璃等。但本发明并不限定于这些例子。

这些材料的选择项虽然可使用范围广的各种材料，但是，优选为满足加工性、耐药品性、耐热性、廉价性的材料。因为没有满足所有这些要求的、优良的单一材料，所以，要求考虑芯片的结构、用途、检测方法等，适当地选择芯片材料。另外，也制成有使多种材料适当组合的芯片。相对多个测定检测体，特别是将存在污染、感染风险的临床检测体作为对象的芯片，优选为可处理，进一步优选为也具有多用途适应性、批量生产性

从以上观点出发，本发明的系统中使用的检查用芯片，其流路、流路元件及主体，为了将芯片设为制造容易的可处理型，使用可批量生产、轻量并耐冲击、燃烧废弃处理容易的塑料树脂形成。所使用的塑料树脂优选为加工成形性、非吸水性、耐药品性、耐热性、廉价性等特性良好的树脂。对形成沟槽的基板优选为聚苯乙烯类树脂。这是因为聚苯乙烯透明性、机械特性及成形性优良，易于精密加工。如果使用稍微具有更多这些材质特性的塑料，则构成芯片的部件的种类变少，加工制造的工序也不会复杂化。

根据分析的情况，需要加热到接近100℃，这种情况下，有必要改变为耐热性优异的树脂、例如，聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰胺、聚苯并咪唑、聚醚醚酮等。

为了使进行分析对象检测的反应进行，多数情况下将微型反应器流路的规定部位或反应部位加热到希望的温度。在加热区域局部地加热的温度通常达到100℃左右。另一方面，有时也有必要冷却在高温下不稳定的检测体、试剂类。考虑芯片内的这种局部的温度升降，优选为选择适当热传导率的材料。作为这样的材质，可列举树脂材质、玻璃材质等，通过使用热传导率小的材质形成这些区域，可抑制向表面方向的热传导，从而有选择地仅加热加热区域。

为了进行萤光物质或呈色反应的生成物等的光学检测，检查用芯片表面上的、至少覆盖微流路的检测部位的检测部分，有必要是光透过性的部件。因此，光透过性的覆盖基板可使用透明材料、碱性玻璃、石英玻璃、透明塑料类。该覆盖基板作为透明板覆盖该形成沟槽的基板上的至少这些构造部、该微流路及检测部，并与形成沟槽的基板粘接。另外，这样的覆盖基板也可以覆盖芯片上面的全部。

微流路

作为微型反应器的检查用芯片的流路，根据与目的相对应预先在基板上设计的流路配置而形成(图7、9A、9B)。流体流动的流路是，例如形成宽度为数十～数百μm、优选为50～100μm，深度为25～200μm左右、优选为50～100μm的微米数量级宽度的微流路。流路宽度不足50μm时，则流路阻力增大，不利于流体的送出及检测。在宽度超过50μm的流路中微小空间的有利点变弱。其形成方法根据现有的精密加工技术、典型地为根据光刻技术，通过感光性树脂进行精密构造的复制是合适的，利用该复制构造，进行不需要部分的除去、必要部分的附加、形状的复制。通过光刻技术制作成型芯片结构要素的构图，将该构图复制成形到树脂。因此，形成检查用芯片的微流路的基本的基板的材料，优选使用亚微米级构造也可正确地复制、机械特性良好的塑料。聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷等具有优良的形状复制性。如果有必要，也可使用通过注射成形、挤压成形等进行的加工。

对检查用芯片微流路的规定部位的温度控制

以下，参照图3及图4，关于本发明的微综合分析系统中芯片的微流路的温度控制，说明优选实施例。

将加热区域和冷却区域都设置于同一芯片上的形态，在活体物质分析用的芯片中并不少见。通常，优选为冷却检测体、试剂类等，是因为检测、反应时有必要是高温。作为包含在温度调节区域、有选择地被加热的微流路的一个例子，可举例使目标物质和试剂发生反应并构成反应部位的流路。作为构成反应部位的流路中反应的具体例子，可举例反应物和试剂的、通过PCR法进行的基因扩增反应。另外，作为包含在温度调节区域、有选择地被冷却的微流路的一个例子，可举例检测体收容部、试剂收容部及/或多种试剂汇合并混合的流路。此时，作为所述试剂的一个例子，可举例基因扩增反应用的试剂。

在本发明，使发热体或与发热体连接的热传导部件等，与形成一连串微流路的芯片中的、包含有选择地必须被加热的流路部位的加热区域的芯片表面抵接，加热该加热区域。或使冷却体或与冷却体连接的热传导部件等，与包含有选择地必须被冷却的流路部位的冷却区域的芯片表面抵接，使该冷却区域冷却。象这样的加热区域及冷却区域作为检查用芯片的温度调节区域，置于系统的温度管理下。

图3是与一个实施例的检查用芯片的反应部流路和试剂混合流路的周围及芯片表面抵接的加热部件、散热部件及冷却部件的抵接位置的剖面图。在本实施例，将与系统本体具有的控制部的温度控制相关的各部件，配置在功能不同的各微流路并有选择地进行各区域的选择性的加热、冷却及散热。即，将加热部件35按压在包含反应部流路60的加热区域33并加热到规定温度，将散热部件38按压在包含与其邻接的其它流路15的非加热区域34并维持常温，将冷却部件36按压在包含试剂类混合的试剂混合流路39的冷却区域37并冷却到规定温度。

在本实施例，将加热部件35按压在含有作为微流路的反应部流路60的加热区域33(虚线包围的芯片区域)的芯片表面31a，局部地加热该加热区域33(图4)，该微流路是进行检测体或从检测体提取的活体物质(例如，DNA或其之外的活体物质)和试剂之间的反应，例如基因扩增反应的流路。在加热区域33，芯片厚度T优选为芯片表面方向的宽度W的1/2以下。由此，来自加热部件35的热量充分地向加热区域33的厚度方向传递，在芯片厚度方向不产生温度梯度，可均匀地加热到规定温度。

图4中的加热部件35通过将检查用芯片安装在系统本体而按压在芯片表面31a。作为加热部件35，将热传导率高的部件、例如铝等金属部件，与通过通电使电阻发热，直接或经由电介质将热量传递的面状发热体(加热器)、加热器连接，并使该部件表面与芯片表面31a抵接，可举例珀尔帖元件。如果有必要用于使加热区域33均匀加热或迅速升温，加热部件35也可配置在芯片31的两表面。

加热部件35上设置有温度传感器，基于通过温度传感器计测的温度，控制向加热部件35的通电等。另外，温度传感器与具有存储与加热动作相关的控制程序的存储器的控制器连接，控制器根据该程序控制与加热部件35连接的电源电路。加热区域33的加热温度，例如是加热到100℃左右。

如此形成在检查用芯片中的一连串的微流路中的多个功能部位，其各自可进行有选择的且均匀的加热或冷却。

本实施例的结构优选应用于进行检测体或从检测体提取的活体物质的分析、特别是通过PCR法进行基因扩增反应的场合。在PCR的循环中，由于要求迅速升温，具体地说使温度从40℃左右急速升温到90℃左右，需要频繁地反复进行温度的升降，因此是优选的。

温度分布管理

在含有PCR法的生物鉴定及合成反应中，如果不严格地管理温度条件，往往或是影响反应的成败，或对反应的控制产生障碍。例如，在PCR中，要求不仅严格地管理温度条件，而且严格地管理其加热时间。在反应部流路存在中间温度区域，则作为副反应产生非特异性扩增，由此导致目标排列的扩增被阻碍。因而，有可能使目标扩增反应不能充分地发生。因此，进行基因扩增等的反应部流路和其两端之间的温度差优选为是鲜明的。这样从防止试样、检测体及它们的混合液体从流路损失的观点来看也存在有利点。微流路的液体因蒸发等而损失的原因在于，与芯片的系统本体紧密连接的紧密连接面所封入的空气膨胀，变为气泡而使流路内的流路压力上升，由此，挤出液体。并且，推测其原因还在于，空气在排出时，试剂等进入在紧密连接面产生的间隙，并从那里泄漏。另外，从加热区域内或其附近的液体内部形成上述气泡，也与流路内的液体的损失和因这样的气泡而产生的故障相关。

微流路的温度调节区域、特别是加热区域和其邻接区域，相对于加热侧，通过隔热机构有效隔断热传导，只要在两者之间不产生温度梯度，严格地被隔热，则在流路中存在的中间温度区域也变小。随着这样的温度调节，与规定的温度调节区域邻接的外侧的流路可充分地防止被加热。

本发明的微综合分析系统中，隔热机构的具体形态并没有特别地限定，但优选为以下的任一种或它们的组合。

作为相对加热侧将有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的隔热机构，首先举例冷却该两端部的部件。如图3所示，将相关的冷却部件向该两端部抵接。作为冷却部件36，优选为珀尔帖元件(图3)。珀尔帖元件上为了散热其热量也可接触配置散热器。另外，也可一并使用由热传导率高的部件，例如铝等金属部件构成的块。为了使冷却区域37均匀冷却或迅速降温，如果有必要冷却部件36也可配置在芯片31的两表面。

作为要求这样冷却的一个具体的部位，可以是加热流路内液体的一部分时的加热区域附近，特别是在前方具有的液体的弯液面。即，通过加热部完成液体的加热工序之后，将液体输送到接下来的反应工序部时，有必要将位于加热区域的液体在该部位停留一定时间。此时，如果不将流路内该液体的弯液面冷却到规定温度以下的温度，则导致液体从弯液面气化并蒸发，成为产生上述故障的原因。为了解决该问题，如图5所示在冷却域设置“疏水性阀”，优选为采用下述的对策。

(1)在隔热区域前方、或在冷却区域内存在疏水性的液体阻挡装置(疏水性阀)，在加热液体时弯液面通过该疏水性阀被阻挡。

(2)在(1)中，加热液体时，在液体不从疏水性阀泄漏的压力下，通过微型泵向液体施加压力。

作为相对加热侧将所述有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的机构的其它形态，存在通过填充在该两端部的微流路内的隔热用油而将来自加热侧的热传导隔断的形态(图6)。作为这样的隔热用油，优选为是与密封剂相同的油，该密封剂用于将反应试剂封入试剂收容部直到开始使用(图6)。密封剂虽然只要是相对于水具有难溶性的可塑性物质的任意物质都行，但特别优选为相对于水的溶解度为1％以下，且熔点为8℃～室温(大致为25℃)的油脂。之所以优选油脂是因为，在冷藏保管时以固体状态密封接试剂，在使用时变成流动状态从连通试剂收容部的流路可容易地送出(图6)。具体的脂类的例子如后面的表格所示。并且，优选为将同样的油在被输送的检测体溶液或检测体处理液之后流动。通过将这些密封剂作为隔热用油填充反应部的流路两端，可实现反应混合液(即检测体溶液和反应试剂)的均匀加热及隔断向附近的热传导的目的。隔热用油也可从油存储器供给。油存储器附属在系统本体，以在检查时向检查用芯片中的所述有选择地被加热的微流路区域、例如反应部的两端部微流路填充的方式，通过微型泵送出。

【表1】

化合物			化合物
						名称	熔点(℃)		名称	熔点(℃)
十五烷	9.9		十六烷	18.2
						十三烷基苯	10		棕榈酸丁酯	18.3
丙基苯基酮	11		11-甲基十四烷酸	18.5	19
						1-十七碳烯	11.2		乙酸十六烷基酯	18.5
乙酸十五烷基酯	11.4		十五酸甲酯	18.5
						肉豆蔻酸乙酯	12.3		肉豆蔻酸甲酯	18.5
壬酸	12.5		乙基苯基酮	19	20
						2-甲基十一烷酸	13		棕榈酸戊酯	19.4
己酸	14	15	油酸甲酯	19.9
						癸-2-酮	14		克斯莫实脂(クスム実脂)	20	23
十五烷酸乙酯	14		克斯莫脂(クスム脂)	20	30
						5-甲基十四烷酸	14.5	15	甘油	20
12-十三碳烯醇-1	15		十二烷-2-酮	20
						6-甲基十四烷酸	15	15.5	椰子油	20	28
十一烷-2-酮	15		棕榈酸丙酯	20.4
						7-甲基四癸烷酸	15.5	16	十三烷酸甲酯	20.5
十一烷-1-醇	15.9		甲基苯基酮	20.5
						二癸基醚	16		11-甲基十八烷酸	21
四癸基苯	16		月桂酸十二烷基酯	21
						反蓖麻酸乙酯	16		邻苯二甲酸单辛酯	21.5	22.5
己酸十五烷基酯	16.3		十七烷	21.9
						庚基苯基酮	16.4		巴巴苏核油	22	26
10-甲基十四烷酸	16.5	17	十五烷基苯	22
						邻苯二甲酸单庚酯	16.5	17.5	二十二酸甲酯	22
辛酸	16.7		棕榈酸辛酯	22.5
						十三烷-2-醇	17		庚烷-1，7-二醇	22.5
己基苯基酮	17		2-甲基十四烷酸	23	24
						1-十八碳烯	17.6		1-十九碳烯	23.4
2-庚基十一烷酸	18	19	十二烷-1-醇	24

科分核脂(コ一フン核脂)

18

24

乙酸十七烷基酯

24.6

将所述有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的机构的优选其它形态，是将该两端部微流路的截面积进一步变小的狭窄流路。具体地如图7所示，将有选择地被加热的微流路区域的入口和出口附近的微流路相比前后的微流路进一步变狭窄即可。狭窄的程度虽然可以是前后流路截面积的3/4以下、优选为2/3以下，但鉴于流路阻力，上述流路截面优选为宽度及深度都不低于50μm。更加详细地说，可以设为1/10～3/4、优选为1/3～2/3左右的流路截面积。另外，考虑到芯片内的配置、材质等而个别设计变狭窄的该流路的长度。由此，通过流路的热传导效率降低，可获得实质性的隔热效果。

作为有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的机构，可一并使用上述的各形态，或作为可单独使用的其它形态，这些两端部及与它们邻接的非加热区域34的至少一部分，优选为使用热传导率比较小的材质(热传导率为10W/m·K以下，优选为2W/m·K以下的材质)形成。作为这样的材质可举例树脂材料、玻璃材料等，通过使用热传导率小的材质形成这些区域，可抑制向表面方向的热传导，所以，有选择地仅加热规定的温度调节区域，可获得实质性的隔热效果。

本发明的方法是在微综合分析系统，相对于加热侧，将设置在用于分析检测体中目标物质的检查用芯片的微流路中的、有选择地被加热的微流路区域的两端部隔热的方法，是使用下述一个以上的方法，即，由热传导率为10W/m·K以下的材质至少构成芯片的该两端部，或通过冷却部件抵接该两端部并冷却，或在该两端部的流路内填充隔热用油，或设为相比前后流路将该两端部的流路的截面积变小的狭窄流路。

微型泵组件

本发明的系统装置本体10作为结构单位具有：将用于与该检查用芯片连通的流路开口的芯片连接部、和包含多个微型泵的微型泵组件。

微型泵，例如也可以作为通过光刻技术等形成多个微型泵的芯片状的微型泵组件组装入系统装置本体10。作为微型泵可以使用在设置作动器的阀室的流出流入孔，设置止回阀的止回阀型的泵等各种泵，但优选为使用压电泵。图8(a)是表示压电泵的一个例子的剖面图，图8(b)是其俯视图。该微型泵上设置有：形成有第一液室48、第一流路46、加压室45、第二流路47及第二液室49的基板42；在基板42上层压的上侧基板41；在上侧基板41上层压的振动板43；在振动板43的、与加压室45相对的一侧层压的压电元件44；用于驱动压电元件44的驱动部(未图示)。结构为，该驱动部和压电元件44表面上的2个电极通过由柔性电缆等配线而连接，通过相关的连接由该驱动部的驱动电路向压电元件44施加特定波形的电压。

在该实施例中，作为基板42使用厚度500μm的感光性玻璃基板，通过进行蚀刻直到达到100μm深度，从而形成第一液室48、第一流路46、加压室45、第二流路47及第二液室49。第一流路46其宽度为25μm，长度为20μm。另外，第二流路47其宽度为25μm，长度为150μm。

通过在基板42上层压为玻璃基板的上侧基板41，形成第一液室48、第一流路46、第二液室49及第二流路47。上侧基板41的、位于加压室45的上面的部分，通过蚀刻等被加工而贯通。

上侧基板41的上面层压由厚度为50μm的薄板玻璃构成的振动板43，振动板43之上层压例如厚度为50μm的钛酸锆酸铅(PZT)陶瓷等构成的压电元件44。

通过来自驱动部的驱动电压，压电元件44和被粘贴的振动板43振动，由此，加压室45的体积增减。第一流路46和第二流路47的宽度和深度相同，相比第一流路的长度、第二流路的长度更长，在第一流路46压力差变大，则在流路的出入口及其周围象卷起漩涡那样发生紊流，流路阻力增加。另一方面，在第二流路47，因流路的长度长，所以即便压力差变大，容易发生层流，与第一流路相比，相对压力差变化而产生的流路阻力的变化比例较小。

例如，通过对于压电元件44的驱动电压，快速使振动板43向加压室45的内方向位移而施加大的压力差，同时使加压室45的体积减小，接着使振动板43从加压室45向外方向缓慢位移而施加小的压力差，同时使加压室45的体积增大，则流体向同一图中的B方向输送。与之相反，快速使振动板43向加压室45的外方向位移而施加大的压力差，同时使加压室45的体积增大，接着使振动板43从加压室45向内方向缓慢位移而施加小的压力差，同时使加压室45的体积减小，则流体向同一图中的A方向输送。

另外，第一流路和第二流路中，相对压力差变化而产生的流路阻力的变化比例的不同，没有必要一定因流路的长度不同而引起，也可基于其它形状的不同而引起。

根据如上所述结构的压电泵，通过改变泵的驱动压力及频率，可以控制希望的流体输送方向、输送速度。在图8(a)、图8(b)中未图示，但第一液室48中设置有与驱动液槽30相连的端口72，该第一液室起到“贮存器”的作用，通过端口72接收来自驱动液槽30的驱动液的供给。第二液室49形成微型泵组件26的流路，该流路的前端具有芯片连接部的端口73，其与检查用芯片的“泵连接部”12相连。

图8(c)表示泵的其它示例。在该示例中，由硅基板71、压电元件44及未图示的柔性配线构成泵。硅基板71是通过光刻技术将硅晶片加工成规定形状的硅基板，通过蚀刻形成加压室45、隔膜43、第一流路46、第一液室48、第二流路47及第二液室49。分别在第一液室48设置端口72，在第二液室49设置芯片连接部的端口73，例如，将该压电泵与图1中的检查用微芯片50分体时，经由该端口73与检查用微芯片50的泵连接部64连通。例如，通过使端口72、73穿孔的基板74和检查用芯片的泵连接部附近在上下重叠，可将泵与检查用微芯片50连接。另外，如前所述，也可在一枚硅基板上形成多个泵。此时，希望在与检查用微芯片50连接的端口的相反侧的端口连接有驱动液槽30。当泵有多个时，这些端口也可与共通的驱动液槽连接。

以下说明上述的微型泵和图1中所示的本发明的系统之间的关系。在图1的示例中，微型泵作为与检查用微芯片50不同的其它装置附属在系统本体，并与驱动液槽连通。微型泵和检查用微芯片50，当两者相互以规定的形态接合时，位于微型泵组件26的芯片连接部的端口73，和具有位于检查用芯片、用于使其与微型泵连通的流路开口的泵连接部64连结并与检查用芯片的流路连通。

图9(a)、图9(b)表示将作为微型泵的压电泵与图1中的检查用微芯片50分体时，检查用微芯片50的泵连接部周围的结构。该图中，从与从微型泵的流体送出用端口向检查用芯片的流路连通的泵连接部64开始，下游的流路位于检查用芯片上。图9(a)表示输送驱动液的泵部的结构，图9(b)表示输送试剂的泵部的结构。在此，24是驱动液的收容部，相当于图1中的驱动液槽。驱动液可以是矿物油等油类或水类。25是密封预先收容的试剂的密封液的收容部。该密封液是用于防止因向微流路的泄漏而导致试剂发生反应等的密封液，使用前，在保管检查用芯片的冷藏条件下，固化或凝胶化，使用时，置于室温则溶解并成流动状态。密封液即可填充到微流路中，也可填充到设置为密封液用的贮留部。

另外，作为其它形态，也可将微型泵其本身组装入检查用芯片上。特别是当芯片上的流路比较简单，以反复使用为前提的目的或用途、例如化学合成反应用的检查用芯片/芯片时，可采用该形态。

检查用芯片的实施例

检查用芯片50是，例如50×76×3mm大小的矩形板状，优选为由具有自密封性的弹性材料构成，至少在检测部是透明或半透明的。这种具有自密封性的芯片仅通过将其载置在玻璃基板等表面，即可因自吸附而密封。作为相关的检查用芯片的材料，可以使用例如是硅橡胶的一种PDMS(Polydimethylsiloxane：聚二甲基硅氧烷)材料。

分析用或化学合成用的微流路在检查用芯片50上构图。例举的微流路的尺寸形状是宽度为100μm左右、深度为100μm左右的剖面为矩形的沟槽。检查用芯片内设置有泵连接部、微流路、检测体收容部、试剂收容部、输送控制部、反应部、检测部等，分别通过流路连接。并且，为了提高输送的精度，希望也配设逆流防止部、定量输送机构等。可采用上述之外的各种结构及材料。

分析的实施例

本发明的微综合分析系统所使用的所述检查用芯片是可进行以下处理的、形成有一连串微流路的芯片。

在使该检查用芯片的泵连接部和所述微型泵组件26的芯片连接部液密性紧密连接的状态下，将该检查用芯片安装在基体本体内后，使收容在检测体收容部的检测体或在流路内处理该检测体之后的处理液中含有的目标物质、和收容在试剂收容部的试剂向构成反应部位的流路输送并使其汇合，使它们反应后，将获得的反应生成物质或该处理物质向构成检测部位的流路输送，并通过所述检测处理装置进行检测。

检测体

本发明的成为测定对象的检测体是来自活体的含有分析对象的试样。试样本身虽然没有特别的限定，但例如，全血、血浆、血清、血沉棕黄层(buffy coat)、尿、粪便、唾液、咳痰等来自活体的大部分试样都是符合的。

基因检查时，作为扩增反应铸型的核酸，基因、DNA或RNA是分析对象。检测体可以是从有可能含有这样的核酸的试样中制备或分离出的物质。因此，除上述试样之外，对象可以是细胞培养物；病毒、细菌、霉、酵母、植物、动物等含有核酸的试样；有可能混入或含有微生物等的试样；有可能含有其它核酸的所有试样。从这样的试样中，制备基因、DNA或RNA的方法没有特别限定，可使用现有技术。本发明的微综合分析系统与使用现有装置进行手工作业的场合相比，所需的检测体量非常少。例如，仅在纵横长度为数cm的芯片中注入2～3μL左右的血液检测体即可。例如，当为基因时，作为DNA是0.001～100ng。因此，也包括仅可获得微量检测体的场合，根据本发明的系统的活体物质检测来自检测体方面的制约少，必然地仅使用少量的试剂类即可完成，从而降低检查成本。

基因检查

本发明的系统，特别可应用于基因或核酸(DNA、RNA)的检查。此时，检查用微芯片50的微流路构成为适合PCR扩增，但关于基因检查以外的活体物质，也可以说基本的流路结构大致相同。通常，只要变更检测体前处理部、试剂类、探针种类即可，此时，输送元件的配置、数量等可能会变化。如果是该技术领域的专业人员，例如，将免疫分析法所必需的试剂类等搭载在检查用微芯片50上，通过进行包括若干个流路元件的变更、规格变更在内的修改，可以容易地变更分析的种类。在这里所说的所谓基因之外的活体物质是指各种代谢物质、荷尔蒙、蛋白质(也包含酶、抗原等)等。

检查用微芯片50优选的一个形态，在一个芯片内设置有：检测体或从检测体提取的分析对象(例如，DNA、RNA、基因)注入的检测体收容部；进行检测体前处理的检测体前处理部；收容在探针结合反应、检测反应(也包含基因扩增反应或抗原抗体反应等)等中所使用的试剂的试剂收容部；收容阳性质控液的阳性质控液收容部；收容阴性质控液的阴性质控液收容部；收容探针(例如，与通过基因扩增反应扩增的检测对象的基因杂交的探针)的探针收容部；与这些收容部连通的微流路；可以与将所述各收容部及流路内的液体输送的其它微型泵连接的泵连接部。

另一方面，检查用微芯片50其结构是如图10概略所示的结构。

即，检查用微芯片50具有：收容检测体54的检测体收容部52、预先将试剂58封入检查用微芯片50的试剂收容部56。

试剂收容部56设置有多个，在其上游侧分别设置有经由泵流路51、用于与图2所示的微型泵连接的泵连接部64。另外，试剂收容部56经由Y字形流路的汇合部55，与下游侧的反应流路60连接。

另外，检测体收容部52在上游侧设置有经由泵流路57、用于与图2所示的微型泵连接的泵连接部64。这些检测体收容部52经由分支为多个流路的下游侧的检测体供给流路53，在下游侧分别经由Y字形流路的汇合部55，与下游侧的反应流路60、分析流路61连接。

另外，这些流路51、53、57、60等，将阀部等配置在合适的位置，从而进行例如输送量的定量、各液体的混合等控制。

另外，这样的检查用微芯片50优选为将塑料树脂、玻璃、硅、陶瓷等一种以上的部件适当组合而制成的一枚芯片。

另外，检查用微芯片50的微流路及主体优选为由加工容易且廉价、燃烧废弃处理容易的塑料树脂形成。

例如，聚乙烯树脂成型性优良，具有强的吸附链酶亲合素等的性质，可在微流路上容易地形成检测部位。微流路形成为宽度及深度例如大致为10μm～数百μm。

另外，为了光学性检测荧光物质或呈色反应的生成物等，覆盖检查用微芯片50表面中的、至少微流路的检测部位的部件为使该检测部分为透明的部件，优选为透明的塑料。

象这样收容在试剂收容部56的试剂58，经由Y字形流路的汇合部55，供给到下游侧的反应流路60。另一方面，收容在检测体收容部52的检测体54分别经由分支为多个流路的下游侧的检测体供给流路53、Y字形流路的汇合部55，供给到下游侧的反应流路60。

由此，在反应流路60，将检测体54和各试剂58混合，通过升温等反应开始。接着，在设置在反应流路60的下游侧的分析流路61设置的检测部位，通过由照射光的LED140和接受透过的光的发光二极管142构成的检测装置144，检测出反应。

另外，如图3所示，这些反应流路60、分析流路61分成多个流路，但它们构成阳性质控液的反应-检测系统、阴性质控液的反应-检测系统。

象这样结构的微综合分析系统可以如下所述地工作。

即，预先将检测体溶液注入封入有试剂58的检查用微芯片50的检测体收容部52，将该检查用微芯片50装载在芯片输送盘22上，该芯片输送盘以预先向系统装置本体10的检查用芯片出入口14的外部突出的方式移动。

由此，芯片输送盘22从检查用芯片出入口14送入系统装置本体10内并被安装。由此，安装在系统本体，成为用于使输送用微型泵工作的机械连结。因而，将检查用微芯片50安装在系统本体后，则检查用微芯片50变为工作状态。

即，微型泵组件26上，例如，在检测体收容部52、多个试剂收容部56、阳性质控液收容部、阴性质控液收容部等，与由来自上游侧的驱动液29挤压而需输送液体的部位的数量相对应设置有多个微型泵。

通过将检查用微芯片50安装在系统本体，经由检查用微芯片50的泵连接部64，向检查用微芯片50连接微型泵，作为微型泵起作用。

即，微型泵组件26设置有：多个微型泵；具有用于与检查用微芯片50连通的流路开口的芯片连接部66。

另一方面，检查用微芯片50上设置有具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部64，通过使检查用微芯片50的泵连接部64和微型泵组件26的芯片连接部66液密性紧密连接，可使微型泵与检查用微芯片50的泵流路51、57连通。

另外，检查用微芯片50的泵连接部64由用于与微型泵连通的流路开口和其周围的接触面构成，微型泵组件26的芯片连接部66由用于与检查用微芯片50连通的流路开口和其周围的接触面构成。

在检查用微芯片50的泵连接部64的流路开口和微型泵组件侧的流路开口吻合的状态下，通过使微型泵组件侧的接触面和检查用芯片侧的接触面紧密连接，从而将检查用微芯片50的泵连接部64的流路开口和微型泵组件侧的流路开口连接。

另外，该紧密连接，例如可以通过对检查用微芯片50和微型泵组件26加压来进行。另外，芯片连接部66、泵连接部64上，也可例如配置由特氟隆(注册商标)这样的软质树脂构成的密封部件，将该密封部件的密封面作为检查用微芯片50和微型泵组件26的接触面。

如图2所示，在这样的连接状态下，驱动液槽30中收容的、例如油或缓冲液等驱动液29通过由泵控制装置28驱动的微型泵而送出。

通过象这样供给来自微型泵的驱动液29，收容在试剂收容部56的试剂58，经由Y字形流路的汇合部55，供给到下游侧的反应流路60。另一方面，收容在检测体收容部52的检测体54分别经由分支为多个流路的下游侧的检测体供给流路53、Y字形流路的汇合部55，供给到下游侧的反应流路60。

由此，在反应流路60，将检测体54和各试剂58混合，通过升温等开始反应。接着，在设置在反应流路60的下游侧的分析流路61设置的检测部位，通过由照射光的LED140和接受透过的光的发光二极管142构成的检测装置144，检测出反应。

在检测用微芯片中，例如检查用微芯片50通过ICAN法(Isothermalchimera primer initiated nucleic acid amplification)进行扩增反应时，在检测体收容部52收容从血液或咳痰中提取的检测体。

另一方面，试剂被收容在试剂收容部56中，所述试剂包含：与作为检测对象的基因特异性杂交的经生物素修饰的嵌合引物、具有链取代活性的DNA聚合酶、以及核酸内切酶。

因此，来自试剂收容部56的试剂58和来自检测体收容部52的检测体54经由Y字形流路等汇合，在混合流路60混合时，为了促进基因扩增反应，有必要在50～65℃，例如55℃进行加热控制，促进反应。

但是，加热时间长，则导致在检测体和试剂的混合液中产生气泡，试剂，例如，与作为检测对象的基因特异性杂交的、经生物素修饰的嵌合引物和检测体，因该气泡的作用而阻碍它们的结合，在检测部恐怕不能实施期望的检查。。

另外，加热时间长，则导致产生除检测体和试剂的反应之外的副反应、即通过目标物质之外的各种物质而产生的副反应，这些扩增产物阻碍目标物质的扩增，难以进行通过期望目的的反应而进行的分析，在检查部恐怕不能实施期望的检查。

另外，通过加热器加热，即便中止加热，因加热器冷却需要一定的时间，所以，直到冷却的余热时间长，则因余热温度的影响而导致上述气泡的产生、副反应的发生。

并且，收容在试剂收容部56的试剂58因具有根据温度的影响而变性的性质，所以，这些加热时间、余热时间长，则导致收容在试剂收容部56的试剂58变性，在检查部恐怕不能实施期望的检查。

因此，如图2及图3所示，在本发明，具有与检查用芯片50接触并控制反应流路60的温度的加热冷却装置136。

该加热冷却装置136其结构为在反应部的反应流路60，在收容在检测体收容部52的检测体54、和收容在试剂收容部56的试剂58在反应流路60汇合之后，立即加热检测体54和试剂58的混合液并进行反应处理后，马上进行冷却，基于预先装入的程序通过温度控制装置138来控制。

因此，在汇合路混合的混合试剂和来自检测体收容部的检测体汇合，并在混合反应流路混合后，可迅速加热到反应所必需的温度。

而且，当达到必需的温度时，仅加热反应所必需的时间，，可迅速冷却，而不发生气泡的产生、副反应，从而实施高精度、可信度优异的正确的检查，实施可信度优异的检查。

这样，可以将加热时间成为促进反应所必需的时间，并且，可以迅速冷却，所以，在检测体和试剂的混合液中不会产生气泡，例如，与作为检测对象的基因特异性杂交的经生物素修饰的嵌合引物和检测体，不会因该气泡的作用而阻碍它们的结合，可以在检查部实施规定的检查。

此时，优选为，加热冷却是在加热检测体和试剂的混合液并进行反应处理之后，且在产生副反应之前进行冷却。

因此，此时，作为在规定的加热温度、例如55℃持续加热的时间，虽然因检测体54、试剂58的种类不同而不同，但为了不产生副反应、气泡，设定为10分钟～60分钟，优选为维持在15～30分钟的时间。

另外，如上所述，作为加热检测体54和试剂58的混合液并进行反应处理后的冷却速度(从开始冷却开始，大致下降到常温(环境温度)附近的时间)，虽然因检测体54、试剂58的种类不同而不同，但为了不产生副反应、气泡，设定为3分钟以下，优选为维持1分钟以下的冷却速度。

另外，可以将加热时间设为促进反应所必需的时间，并且，可以迅速冷却，所以不存在除检测体和试剂的反应之外产生副反应，即因目标物质之外的各种物质而产生的副反应的情况，不会因这些扩增产物阻碍目标物质的扩增，所以，可以进行通过设定目的的反应而进行的分析，在检查部实施期望的检查。

并且，如上所述，作为加热检测体54和试剂58的混合液的加热速度，为了防止副反应的发生和缩短扩增反应时间，优选为尽可能缩短用于使混合液扩增的加热速度(从加热开始到上升到希望的温度所需的时间)，该加热速度希望是5分钟以内，优选为2分钟以内。

作为这样的加热冷却装置136，优选为由通过电流的切换、进行加热和冷却的珀尔帖元件构成。

该珀尔帖元件是利用电物理效应的珀尔帖效应的元件，是利用接合异种金属，并向其两端施加电压，则接合部加热或冷却的原理。

使用如下原理，即，例如，使用以铋和碲为主要材料的合金制作的半导体，通过由铜电极将p型和n型热电半导体接合，从n型流过直流电流，则在一个方向发热，从p型反向流过电流，则在相反方向发热。

这样作为加热冷却机构通过使用珀尔帖元件，仅切换电流的流动方向，既可应用于加热又可应用于冷却，并且可高精度地温度控制加热和冷却，实现紧凑化。

因此，在反应部的反应流路60，在收容在检测体收容部52的检测体54和收容在试剂收容部56的试剂58汇合之后，立即加热检测体54和试剂58的混合液并进行反应处理后，可以马上进行冷却。

因此，收容在检测体收容部52的检测体54和收容在试剂收容部56的试剂58汇合，并在反应流路60混合时，通过珀尔帖元件可迅速加热到反应所必需的温度。

而且，当达到必需的温度时，仅加热反应所必需的时间，通过逆转珀尔帖元件的电流流动方向，可迅速冷却而不发生气泡的产生、副反应，从而可实施高精度、可信度优异的正确的检查，实施高可信度的检查。

这样，可以将加热时间设为促进反应所必需的时间，并且，可以迅速冷却，所以在检测体和试剂的混合液中不会产生气泡，例如，与作为检测对象的基因特异性杂交的经生物素修饰的嵌合引物和检测体，不会因该气泡的作用而阻碍它们的结合，可以在检查部实施规定的检查。

另外，可以将加热时间设为促进反应所必需的时间，并且，可以迅速冷却，所以不存在除检测体和试剂的反应之外产生副反应，即因目标物质之外的各种物质而产生副反应的情况，不会因这些扩增产物阻碍目标物质的扩增，所以，可以进行通过设定目的的反应而进行的分析，在检查部实施期望的检查。

相对于收容在试剂收容部的、具有由于温度的影响而变性的性质的试剂，可以防止因加热温度而产生的影响，维持试剂的试剂效果，在检查部实施期望的检查。

另外，在该实施例，作为加热冷却装置136，使用珀尔帖元件，以切换电流流动方向的方式控制，从而进行加热和冷却，但如图4所示，作为加热冷却装置136也可将加热装置136A和冷却装置136B作为一对邻接地配置。

根据这样的结构，通过加热装置136A，在反应部的反应流路60，在收容在检测体收容部52的检测体54和收容在试剂收容部56的试剂58汇合之后，立即通过冷却装置136B，在加热检测体54和试剂58的混合液而进行反应处理之后，可马上进行冷却，从而可实施高精度、可信度优异的正确的检查，实施高可信度的检查。

并且，因使用分别的加热机构和冷却机构的加热装置136A和冷却装置136B，所以，通过加热装置136A加热后，中止加热，通过由冷却装置136B实施冷却，可以由冷却机构将加热装置136A的余热迅速冷却。

作为这样的加热装置136A，没有特别的限定，例如，可使用珀尔帖元件、镍铬丝加热器、种加热器、ITO膜、热风加热加热器、在基板上成膜金属薄膜(铬、金、铂等)的加热器等加热器。

另外，作为冷却装置136B，没有特别的限定，例如，可使用珀尔帖元件、因水套而冷却的冷却装置等。

并且，作为冷却装置136B也可以是通过压缩机等，使氟利昂、替换氟利昂等的制冷剂压缩/膨胀从而夺去热量的方式。

另外，既可为直接将冷却装置按压在检查用微芯片50冷却部的结构，也可以是使被冷却的制冷剂输送到管内并送入芯片的冷却部附近，将热传导性优良的部件(铁、铜、铝、单晶硅等)桥接在冷却装置和芯片的冷却部之间，从而夺去热量的方法。

另外，在该实施例，设置有与检查用微芯片50上面接触并控制试剂等温度的冷却装置134，但该冷却装置134没有特别的限定，可以使用与上述冷却装置136B相同的冷却装置。

并且，在该实施例，将与检查用微芯片50上面接触并控制试剂等温度、特别是反应流路60的温度的冷却装置134和加热冷却装置136，设置在系统装置本体10侧，但也可将冷却装置134和加热冷却装置136，例如采用珀尔帖元件，设置在检查用微芯片50侧，将电流的供给源设置在系统装置本体10侧。

另外，在如上所述加热检测体54和试剂58的混合液而进行反应处理之前，也可将检测体54和试剂58的混合液冷却。例如，当是ICAN法时，优选为冷却到0～4℃。

这样，在进行反应处理之前的过程中，防止检测体和试剂的混合液、试剂、或必要的场合时检测体因热量而变性，从而可实施高精度、可信度优异的正确的检查，实施高可信度的检查。

这样，通过挤出来自各收容部的检测体溶液及试剂溶液并使它们汇合，进行分析所必需的所谓基因扩增反应、分析对象的捕获或抗原抗体反应等反应开始进行。接着，开始进行分析，则检测体及试剂类的输送、基于混合的基因扩增、分析对象和探针的结合等反应、反应物的检测及光学测定，作为一连串的连续的工序自动实施，测定数据与必要的条件、记录事项一起存储在文件内，活体物质的测定自动进行。

与输送、温度、反应的各控制相关的控制系统、负责光学检测、数据收集及处理的单元，与微型泵及光学装置一并构成系统本体。

该系统本体通过安装检查用微芯片50，相对各检测体样品可共通使用。

对于基因扩增等反应及其检测，输送顺序、容量、时间等作为预先设定的条件，与微型泵及温度的控制、光学检测的数据处理一并作为程序编入搭载在系统本体的软件。

检测检查用微芯片50的微流路内的反应的检测装置144，相对各检查项目的分析流路上的检测部位，例如，从LED等照射测定光，使用发光二极管、光电倍增管等光学检测机构检测透过光或反射光。

本发明的微综合分析系统1，因任意的器件都被小型化，成为移动方便的形态，所以，在使用场所及时间上没有制约，作业性、操作性良好。

另外，因不论场合、时间均可迅速测定，所以也可用于紧急医疗或家庭医疗的个人使用。

另外，因输送液体所使用的微型泵组件26组装入装置本体侧，所以，检查用微芯片50作为可处理型可适宜使用。

本发明的系统适用于特别是基因或核酸的检查。

此时，检查用微芯片50的微流路其结构适合PCR扩增，但关于基因检查之外的活体物质，基本的流路结构也可大致相同地构成。

通常，变更检测体前处理部、试剂类、探针类即可，此时，适当变更输送液体元件的配置、数量等而使用。

另外，如果是该技术领域的专业人员，例如，为了使用免疫分析法，将必要的试剂类等搭载在检查用微芯片50上，通过进行包括若干个流路元件的变更、规格的变更等修改，可以容易地变更分析的种类。

在这里所说的所谓基因之外的活体物质是指各种代谢物质、荷尔蒙、蛋白质(也包含酶、抗原等)等。

在检查用微芯片50优选的一个形态，在一个芯片内设置有：注入有检测体或从检测体提取的分析对象物质(例如，DNA)的检测体收容部；进行检测体前处理的检测体前处理部；收容探针结合反应、检测反应(也包含基因扩增反应或抗原抗体反应等)等所使用的试剂的试剂收容部；收容阳性质控液的阳性质控液收容部；收容阴性质控液的阴性质控液收容部；收容探针(例如，与通过基因扩增反应扩增的检测对象的基因杂交的探针)的探针收容部；与这些收容部连通的微流路；可以与将所述各收容部及流路内的液体输送的其它微型泵连接的泵连接部。

该检查用微芯片50经由泵连接部64连接有微型泵，将收容在检测体收容部52的检测体或从检测体提取的活体物质(例如，DNA或除此之外的活体物质)和收容在试剂收容部56的试剂58，向反应流路60输送。

接着，在微流路的反应部位、例如基因扩增反应(蛋白质时，为抗原抗体反应等)的部位进行混合并使它们反应后，将处理该反应液后的处理液62和收容在探针收容部的探针，向位于其下游侧流路的检测部输送。由此，形成在流路内混合并使其与探针结合(或杂交)，基于该反应生成物进行活体物质的检测的结构。

另外，关于收容在阳性质控液收容部的阳性质控液及收容在阴性质控液收容部的阴性质控液，也同样地进行上述反应及检测。

并且，检查用微芯片50的检测体收容部52与检测体注入部连通，进行检测体的临时收容及向混合部的检测体供给。

另外，从检测体收容部52的上面注入检测体的检测体注入部，为了防止向外部泄漏、感染及污染等，确保密封性，优选为形成由橡胶状材质等弹性体构成的栓，或使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)等树脂、强化薄膜覆盖。

例如，使用插入有这样的橡胶材质栓的针或穿过带盖的细孔的针，注入注射管内的检测体。

此时，当使用扎入橡胶材质的栓的针时，优选为将针拔出而直接堵塞针孔。另外，也可设置其它检测体注入机构。

检测体收容部52中注入的检测体54，根据必要性，在其与试剂58混合之前，在预先设置在流路60的检测体前处理部，例如，通过将检测体54和处理液62混合而被前处理。作为优选的检测体前处理，包括分析对象物(分析对象)的分离或浓缩、脱蛋白等。

因此，检测体前处理部也可包括分离过滤器、吸附用树脂、玻璃粉(ビ一ズ)等。

检查用微芯片50的试剂收容部56中，必需的试剂类预先以规定的量封入。因此，每次使用时，没有必要填充必需量的试剂58，立刻变为可使用的状态。

并且，分析检测体中的活体物质时，测定所必需的试剂类，通常分别为公知。例如，分析检测体中存在的抗原时，与此对应的抗体优选为含有单克隆抗体的试剂。抗体优选为使用生物素及FITC进行标识。

基因检查用的试剂类，包括基因扩增时使用的各种试剂、检测时使用的探针类、发色试剂，如果有必要也可包含在所述的检测体前处理时使用的前处理试剂。

通过供给从微型泵供给的驱动液29，通过挤出来自各收容部的检测体溶液及试剂溶液并使它们汇合，进行分析时必需的称为基因扩增反应、分析对象的捕获或抗原抗体反应等反应开始进行。

试剂和试剂的混合、及检测体和试剂的混合既可在单一的混合部以希望的比例进行混合，也可分成任一部分或两部分，设置多个汇合部，最终混合成希望的混合比例。

此时，反应部位的形态没有特别的限定，可以是各种形态及样式。

作为一个例子，在使含有试剂的2种以上的液体汇合的汇合部(流路分支点)的前方，设置各液体扩散混合的微流路，在该微流路的下游侧端部前方设置的、相比微流路由大空间构成的贮液部进行反应。

另外，作为DNA扩增方法，可使用在多方面广泛使用的PCR扩增法。详细地讨论用于实施该扩增技术的各条件，包括改进点也记载在各种文献中。

作为PCR的改良最近开发的ICAN(Isothermal chimera primer initiatednucleic acid amplification)法，具有在50～65℃范围的任意一定温度下可在短时间内实施DNA扩增的特征((日本)特许第3433929号)。

因此，ICAN法，在本发明的检查用微芯片50中，由于通过简单的温度管理即可完成，因此是合适的扩增技术。

在ICAN法中，通过手工作业，需要花费1小时左右的时间，但在使用本发明的检查用微芯片的微综合分析系统中，在10～20分钟内，优选为可在15分钟内结束从开始直到解析的操作。

在检查用微芯片50的微流路的反应部位的下游侧，设置有用于检测分析对象、例如被扩增的基因的检测部位。

至少该检测部位为了可进行光学测定，由透明的材质优选为透明的塑料构成。

并且，吸附在微流路上的检测部位的生物素亲和性蛋白质(亲合素、链酶亲合素、超亲合素(R)，优选为链酶亲合素)与探针物质上标识的生物素、或基因扩增反应所使用的引物的5’的末端上标识的生物素特异性结合。

由此，使用生物素标识的探针或扩增的基因在本检测部位被捕获。

另外，检测分离的分析对象或扩增的目标基因的DNA的方法没有特别的限定，但作为优选的形态，基本上在以下工序进行。即，(1a)由检测体或检测体提取的DNA、或检测体或从检测体提取的RNA，通过逆转录反应合成的cDNA和在5’位置生物素修饰的引物，从它们的收容部向下游的微流路输送。

在反应部位的微流路内，进行扩增基因的工序，将含有在微流路内被扩增的基因的扩增反应液和变性液混合，通过将被扩增的基因进行变性处理而单链化。接着，使其和使用FITC(fluorescein isothiocyanate：异硫化氰酸荧光素)荧光标识末端的探针DNA杂交。

接着，向使生物素亲和性蛋白质吸附的微流路内的检测部位输送，在微流路内的检测部位捕获扩增基因。另外，在检测部位捕获扩增基因后，也可使其与通过荧光标识探针DNA杂交。(1b)相对于检测体中存在的抗原、代谢物质、荷尔蒙等分析对象的特异性抗体，优选为将含有单克隆抗体的试剂与检测体混合。此时，抗体使用生物素及FITC标识。

因此，通过抗原抗体反应获得的生成物，具有生物素及FITC。

将其向使生物素亲和性蛋白质(优选为链霉亲合素)吸附的微流路内的检测部位输送，经由生物素亲和性蛋白质和生物素的结合，固定在检测部位。(2)上述微流路内流过由与FITC特异性结合的抗FITC抗体修饰表面的胶体金溶液，并使胶体金吸附在由此固定的分析对象/抗体反应物的FITC上，或在基因上杂交的FITC修饰探针上。

本发明提供使用具有温度分布管理严格的微流路的芯片的微综合分析系统。

根据本发明的微综合分析系统，有选择地且均匀地仅加热或冷却芯片微流路的规定区域，可充分地防止相邻流路的加热或冷却。另外，极力抑制加热部位的余热传递到附近的流路，在有选择地被加热的微流路的两端，通过尽可能将中间的温度区域减小，可使芯片内的温度分布尽可能地鲜明。另外，可防止因存在这样的中间温度区域而导致的副反应的发生、来自流路的试剂类的损失。

根据本发明，通过加热冷却机构，在反应部，收容在检测体收容部的检测体和收容在试剂收容部的试剂在反应流路汇合之后，立即加热检测体和试剂的混合液并进行反应处理后，可马上进行冷却。

因此，在汇合路混合的混合试剂和来自检测体收容部的检测体汇合，并在混合反应流路混合后，可迅速加热到反应所必需的温度。

而且，当达到必需的温度时，仅加热反应所必需的时间，，可迅速冷却而不发生气泡的产生、副反应，从而实施高精度、可信度优异的正确的检查，实施可信度优异的检查。

以上，虽然说明了本发明的优选实施例，但本发明并不限于此，例如，在上述实施例中，作为基因检查用的检查用微芯片说明了ICAN法，但其配置、形状、尺寸、大小等，根据检测体的种类、检查项目等可进行各种变更。

另外，在上述实施例，检查用微芯片50装载到芯片输送盘22上后，从检查用芯片出入口14送入系统装置本体10内并安装，但可以不设置芯片输送盘，如卡片输入机那样，直接将检查用微芯片50插入本体内的机构，或设置开关门，直接将检查用微芯片50放置在检查位置的方法等，在不脱离本发明的目的的范围内可进行各种变更。

Claims (28)

1.一种微综合分析系统，其特征在于，具有检查用芯片和系统本体，

所述检查用芯片具有：具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部、通过使由微型泵注入的试样以及试剂混合并加热而使它们进行反应处理的混合流路、相对于在混合流路混合并反应处理的混合溶液进行规定检查的检查流路；

所述系统本体具有：收容所述检查用芯片的收容部、注入试样以及试剂的微型泵、加热收容的检查用芯片的混合流路的加热部、在检查用芯片的检查流路进行混合溶液的检查的检测部；

所述检查用芯片和所述系统本体之中的至少一个具有隔热部，所述隔热部将与所述混合流路被加热的被加热流路的入口端和出口端的两端部连接的流路、相对来自加热部的热量隔离，从而防止温度上升。

2.如权利要求1所述的微综合分析系统，其特征在于，所述隔热部是以与所述检查用芯片的所述两端部抵接并冷却的方式设置在所述系统本体的冷却部件。

3.如权利要求1所述的微综合分析系统，其特征在于，所述隔热部是填充在所述检查用芯片的所述两端部的流路内的隔热用油。

4.如权利要求1所述的微综合分析系统，其特征在于，所述隔热部是相比所述检查用芯片的所述两端部的流路的截面积而截面积较小、且设置于所述检查用芯片内的所述两端部的狭窄流路。

5.如权利要求1～4中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，所述隔热部为在所述检查用芯片的所述两端部附近、由热传导率为10W/m·K以下的材质构成的所述检查用芯片的一部分。

6.如权利要求1～5中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，所述检查用芯片是这样的芯片，即，其形成有一连串的微流路，在使该检查用芯片的所述泵连接部、和包括所述微型泵在内的微型泵组件的芯片连接部液密性紧密连接的状态下，将该检查用芯片安装在所述基体本体之后，将收容在试样收容部的试样或在流路内处理该试样之后的处理液中所含有的目标物质、和收容在试剂收容部的试剂，向所述混合流路输送并混合，使它们发生反应后，将获得的反应生成物质或其处理物质，向所述检测流路输送，通过所述检测部测定。

7.如权利要求1～6中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，包含在所述混合流路的温度调节区域的、有选择地被加热的该混合流路是使目标物质和试剂发生反应并构成反应部位的流路。

8.如权利要求6或7所述的微综合分析系统，其特征在于，所述反应是基因扩增反应。

9.如权利要求1所述的微综合分析系统，其特征在于，所述微型泵是这样的微型泵，具有：

第一流路，其流路阻力对应压力差而变化；

第二流路，其相对于压力差变化的流路阻力的变化比例比第一流路小；

加压室，其与第一流路及第二流路连接；

调节器，其使该加压室的内部压力改变；

驱动装置，其驱动该调节器。

10.如权利要求1～9中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，在将试样和试剂在所述混合流路混合之后，所述加热部立即加热所述被加热流路的所述入口端并进行所述被混合的混合液的反应处理，该反应处理之后，所述隔热部立即冷却所述出口端。

11.如权利要求1～10中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，所述加热部被控制为，加热试样和试剂的混合液而进行反应处理后，在副反应发生之前，所述隔热部冷却所述出口端。

12.如权利要求1～11中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，所述加热部及隔热部由通过电流的切换进行加热和冷却的同一珀尔帖元件构成。

13.如权利要求1～12中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，所述加热部及隔热部分别设置。

14.如权利要求1～13中任一项所述的微综合分析系统，其特征在于，冷却所述试样和试剂的混合液直到加热所述试样和试剂的混合液而进行反应处理。

15.一种检查方法，其特征在于，利用检查用芯片和系统本体进行检查，所述检查用芯片具有：使试样及试剂混合并通过加热使它们进行反应处理的混合流路、和对于在所述混合流路混合、并反应处理的混合溶液进行规定检查的检查流路，使这些混合流路和检查流路通过一连串的流路连续地连接；所述系统本体安装在所述检查用芯片并进行所述检查，

将与所述混合流路被加热的被加热流路的入口端和出口端的两端部连接的流路相对来自加热部的热量隔热，从而防止温度上升。

16.如权利要求15所述的检查方法，其特征在于，隔热是使用下述任一个以上的方法进行：

由热传导率为10W/m·K以下的材质至少构成所述检查用芯片的该两端部，

或使用冷却部件抵接该两端部并冷却，

或在该两端部的流路内填充隔热用油，

或形成相比前后流路将该两端部的流路的截面积变小的狭窄流路。

17.如权利要求15或16所述的检查方法，其特征在于，将试样和试剂在所述混合流路混合之后，所述加热部立即加热所述混合流路加热的被加热流路的所述入口端并进行反应处理，该反应处理之后，立即迅速冷却所述出口端。

18.如权利要求15～17中任一项所述的检查方法，其特征在于，加热试样和试剂的混合液进行反应处理后，在副反应发生之前，冷却所述出口端。

19.如权利要求15～18中任一项所述的检查方法，其特征在于，通过由电流的切换进行加热和冷却的同一珀尔帖元件进行所述加热、隔热。

20.如权利要求15～19中任一项所述的检查方法，其特征在于，通过由加热机构加热和由冷却机构冷却而进行所述加热、隔热。

21.如权利要求15～20中任一项所述的检查方法，其特征在于，冷却所述试样和试剂的混合液直到加热所述试样和试剂的混合液并进行反应处理。

22.一种检查用芯片，其特征在于，具有：

具有用于与微型泵连通的流路开口的泵连接部、

通过使由微型泵注入的试样以及试剂混合并加热而使它们进行反应处理的混合流路、

对于在混合流路混合并反应处理的混合溶液进行规定检查的检查流路，

所述混合流路和检查流路通过一连串的流路连续地连接，

具有隔热部，该隔热部将与所述混合流路加热的被加热流路的入口端和出口端的两端部连接的流路，相对所述加热部隔热从而防止温度上升。

23.如权利要求22所述的检查用芯片，其特征在于，具有加热部，在将试样和试剂在所述混合流路混合之后，该加热部立即加热所述混合流路被加热的被加热流路的入口端并进行所述试样和试剂的反应处理，在进行所述反应处理之后，所述隔热部迅速冷却所述出口端。

24.如权利要求22或23所述的检查用芯片，其特征在于，所述隔热部被控制为，在所述加热部进行所述反应处理后，在副反应发生之前所述隔热部冷却所述出口端。

25.如权利要求22～24中任一项所述的检查用芯片，其特征在于，所述加热部及隔热部由通过电流切换进行加热和冷却的同一珀尔帖元件构成。

26.如权利要求22～25中任一项所述的检查用芯片，其特征在于，所述加热部及隔热部分别设置。

27.如权利要求22～26中任一项所述的检查用芯片，其特征在于，所述隔热部冷却所述入口端和出口端直到加热所述试样和试剂的混合液并进行反应处理。

28.一种微综合分析系统，其特征在于，将权利要求22～27中任一项所述的检查用芯片装卸自如地安装，以实施检查用芯片内的试样的检查。

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