CN101183104A - 微型芯片检查系统和微型芯片检查系统所使用的程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微型芯片检查系统和微型芯片检查系统所使用的程序，能校正温度的影响并高精度地进行液体输送控制。微型芯片检查系统包括：把驱动液从流路向微型芯片注入的微型泵、调节驱动液的液温的液温调节机构、检测流路的规定两个部位有无驱动液并输出检测信号的驱动液检测机构、根据从驱动液检测机构得到的检测信号来计算流速的流速计算机构、根据流速计算机构计算出的流速来控制液温调节机构的液温控制机构。

Description

微型芯片检查系统和微型芯片检查系统所使用的程序
技术领域
本发明涉及微型芯片检查系统和微型芯片检查系统所使用的程序。
背景技术
近年来，通过自如地运用微型机械技术和超精密加工技术，把现有的用于进行试剂调制、化学分析和化学合成等的装置、机构(例如泵、阀、流路、传感器等)精密化，并集成化在一个芯片上的系统被开发(例如参照专利文献1)。它们也被叫做μ-TAS(Micro total Analysis System：微型全分析系统)、生物反应器、芯片实验室(Lab-on-chips)、生物芯片，在医疗检查/诊断领域、环境测定领域、农业制造领域期待着其应用。而现实中如在基因检查中所看到的那样，需要繁杂的工序、熟练的技术和设备类的操作的情况下，自动化、高速化且简便的微型化分析系统不仅在成本、必要的样品量、需要的时间方面具有优势，而且由于不必选择时间和场地就能进行分析，由此获得的利益很大。
在各种分析、检查中这些分析用芯片(微型芯片)的分析定量性、解析精度和经济性等被重视。因此，以简单的结构来确立高可靠性的液体输送系统就成为课题。要求有精度高、可靠性优良的微型流体控制元件。本申请人例如在专利文献2中公开了适合该用途的微型泵的动作原理和控制方法。
另外，本申请人提出：在微型芯片的精密流路内封入试剂等，利用微型泵向精密流路注入液体并使试剂移动，使向构成反应部的流路并接着向构成检测部的流路流动，由此能测定反应结果的反应检测装置(例如参照专利文献3)。这种反应检测装置利用具有多个微型泵的微型泵单元把驱动液向微型芯片注入，并进行把液体向微型芯片内规定部位送出的时刻、液量、液量的变化率、送出方向等液体输送控制。
但由于液体的温度变化则液体的粘度就变化，所以随温度的不同而微型泵注入驱动液的时刻、液量、液量的变化率等液体输送控制就产生误差，有不能进行规定的液体输送的情况。
为了解决该问题，本申请人提案有如下方法：准备与各种温度对应的值的校正表，设置测定环境温度的传感器，根据传感器测定的温度来参照校正表，来控制驱动微型泵的电压(例如参照专利文献4)。
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2006-149379号公报
专利文献4：(日本)特开2004-270537号公报
但是，由于即使如专利文献4那样测定环境温度，测定的环境温度与微型泵内部驱动液的液温也不一致，所以产生误差。另一方面，微型泵内部是微小区域，难于直接测定微型泵内驱动液的液温。另外，由校正表进行校正的方法若不准备多个温度条件的校正表就不能充分校正由温度引起的液体粘度的变化。准备各种条件的校正表是困难的，且由于用于控制的处理时间变长，所以有时不能把微型泵的流量控制在规定的范围。因此，专利文献4所公开的方法由于温度而造成把液体向微型芯片内规定部位送出的时刻、液量、液量的变化率等液体输送控制中产生误差，有不能进行规定的液体输送的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题而提供一种微型芯片检查系统和微型芯片检查系统所使用的程序，能校正由液体粘度变化而引起的影响并高精度地进行液体输送控制。
因此，为了克服上述缺点，本发明的上述目的通过下面所示的微型芯片检查系统和微型芯片检查系统所使用的程序来达到。
本发明的目的通过下面结构能实现。
1、一种微型芯片检查系统，其特征在于，包括：把驱动液从流路向微型芯片注入的微型泵、调节所述驱动液的液温的液温调节机构、检测所述流路的规定两个部位有无驱动液并输出检测信号的驱动液检测机构、根据从所述驱动液检测机构得到的检测信号来计算流速的流速计算机构、根据所述流速计算机构计算出的流速来控制所述液温调节机构的液温控制机构。
2、在1记载的微型芯片检查系统中，具有贮藏配置有所述液温调节机构的所述驱动液的驱动液罐。
3、在1或2记载的微型芯片检查系统中，所述驱动液检测机构包括：从所述流路正交方向向所述流路照射光的发光部、接受透过所述流路的所述发光部的光、并根据光通量发生信号的受光部、把所述受光部的信号与规定值比较并输出检测信号的检测部。
4、在1或2记载的微型芯片检查系统中，所述驱动液检测机构具有：配置在所述流路内的两个电极、把在所述两个电极之间流动的电信号与规定值比较并输出检测信号的检测部。
5、一种微型芯片检查系统所使用的程序，包括：包括：在利用微型泵把驱动液向微型芯片注入的步骤之前，由配置在到达所述微型芯片的流路中规定的两个部位处的驱动液检测机构检测有无所述驱动液并输出检测信号的驱动液检测步骤、根据从所述驱动液检测步骤输出的检测信号，计算在所述流路流动的驱动液流速的流速计算步骤、根据所述流速计算步骤计算出的流速，控制调节所述驱动液液温的液温调节机构的液温控制步骤、把在所述液温控制步骤中通过控制所述液温调节机构而得到的、液温被调节的驱动液向所述微型芯片注入的驱动液注入步骤，把以上步骤由电脑实行。
附图说明
图1是本发明实施例中微型芯片检查系统80的外观图；
图2(a)～(d)是本发明实施例中微型泵单元5的一例的说明图；
图3(a-1)～(b-2)是表示向压电元件112供给的驱动电压E与流量Q关系的说明图；
图4(a)～(c)是本发明实施例的微型芯片1一例的说明图；
图5是表示第一实施例的微型芯片检查系统80中反应检测装置82内部结构的一例的剖面图；
图6是本发明第一实施例中反应检测装置80的回路框图；
图7是表示液温与流量关系的一例的曲线；
图8是说明微型芯片检查系统80检查顺序的流程图；
图9是说明流速测定顺序的流速测定程序指令的流程图；
图10(a)～(c)是说明流速测定时驱动液4动作的说明图；
图11是表示第二实施例的微型芯片检查系统80中驱动液检测机构190一例的剖面图；
图12是第二实施例中反应检测装置80的回路框图。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施例。
图1是本发明实施例的微型芯片检查系统80的外观图。
本发明的微型芯片检查系统80由反应检测装置82和微型芯片1构成。反应检测装置82是自动检测预先注入在微型芯片1中的被检体与试剂的反应，并在显示部84显示结果的装置。反应检测装置82有插入口83，把微型芯片1插入到插入口83中而被安装在反应检测装置82的内部。
为了在插入微型芯片1时不发生接触，插入口83具有比微型芯片1的厚度足够高的高度。85是存储卡口，86是打印输出口、87是操作板、88输入输出端子。
检查人员按图1的箭头方向把微型芯片1插入，操作操作板87而开始检查。在反应检测装置82内部，按照控制机构的指令图1中未图示的微型泵单元5把驱动液等液体向微型芯片1注入，自动进行对微型芯片1内反应的检查。当检查终了，由液晶屏等构成的显示部84显示结果。通过操作操作板87而能使检查结果从打印输出口86被打印输出，或是能存储在被插入到存储卡口85内的存储卡上。例如使用LAN电缆能从外部输入输出端子88把数据保存在电脑等中。
检查终了后，检查人员把微型芯片1从插入口83取出。
下面使用图2说明本发明实施例的微型泵单元5的一例。
图2(a)是本发明微型泵单元5的俯视图，图2(b)是左侧视图，图2(c)是右侧视图，图2(d)是图2(a)A-A表示部分的剖视图。
如图2所示，微型泵单元5由第一基板11和第二基板12构成。图2(a)中第一基板11所设置的槽部由虚线表示。
图2(a)A-A表示的部分构成一个微型泵MP，利用后面说明的微型泵机构，例如把从输入输出口145吸入的液体从输入输出口146吐出。或是能在相反方向上从输入输出口146吸入的液体从输入输出口145吐出。图2(a)的例中第一基板11形成有八个微型泵MP。由于这些微型泵MP是相互相同的结构，所以下面使用图2(d)说明其结构。
第一基板11例如是宽度17mm、进深35mm、厚度0.2mm大小的长方形片状。如图2(d)所示，第一基板11上形成的各微型泵MP具有：泵室121、膜片122、第一缩小流路123、第一流路124、第二缩小流路125和第二流路126。
第一基板11例如是由公知的光刻工序把硅晶片加工成规定形状而形成。即使用ICP干腐蚀装置把被构图的硅基板腐蚀到规定的深度。
腐蚀工序后进行切割，从硅晶片按规定的外形形状把第一基板11切出。第一基板11的厚度例如是0.2mm左右。
如图2(d)所示，在膜片122外侧的面上粘贴有压电元件112。用于驱动压电元件112的两个电极被向压电元件112两侧的表面引出，并与未图示的柔性配线连接。
第二基板12需要与第一基板11贴紧而把第一基板11上形成的各微型泵MP的流路等覆盖。因此，最好第二基板12的热膨胀率尽可能地与第一基板11接近。在第一基板11的材料是硅的情况下，例如能使用派热克斯(登录商标)玻璃(Pyres是Corning Glass  Warks公司的注册商标)、天巴克斯玻璃(Tempax是Schott Glaswerk公司的注册商标)等。它们的热膨胀率与硅基板大致相同。第二基板12的形状例如与第一基板11相同，是宽度17mm、进深35mm，而厚度是1mm。
然后使用超声波加工等方法在第二基板12上进行输入输出口145、输入输出口146的开孔加工。开孔加工后使第二基板12与第一基板11的两个边一致地进行位置对准，例如通过阳极接合进行接合。
这样则能制作微型泵单元5。微型泵单元5利用上述微型泵MP的动作而能从一个输入输出口145把液体吸入并从另一个输入输出口146把液体吐出。且通过控制向压电元件112施加的驱动电压则能把液体吸入和吐出的方向设定成相反。关于第一基板11自身的结构能参照特开2001-322099号在现有技术一项中的叙述。
下面说明微型泵单元5的动作原理。
第二缩小流路125在其流入侧与流出侧的压差接近于零时流路阻力小，但当压差变大时流路阻力变大。即压力依赖性大。第一缩小流路123在压差接近于零时的流路阻力比第二缩小流路125的情况大，但几乎没有压力依赖性，即使压差变大，流路阻力也不太变化，在压差大的情况下流路阻力变得比第二缩小流路125小。
这种流路阻力特性能够如下获得：即使在流路中流动的液体(流体)能根据压差的大小成为紊流、或是与压差无关地一直是层流。具体说就是，例如把第二缩小流路125设定成流路长度短的节流孔，把第一缩小流路123设定成与第二缩小流路125的内径相同而流路长度长的喷嘴，这样就能实现。
利用第一缩小流路123和第二缩小流路125的这种流路阻力特性，在使泵室121发生压力的同时控制其压力变化的比例，这样就能实现把液体向流路阻力低的一方吐出的泵的作用。
即在使泵室121的压力上升的同时，若增大其变化的比例，则压差变大而使第二缩小流路1 25的流路阻力变得比第一缩小流路123的流路阻力大，泵室121内的液体从第一缩小流路123吐出(吐出工序)。在使泵室121的压力下降的同时，只要缩小其变化比例并维持压差小，则变成第一缩小流路123的流路阻力比第二缩小流路125的流路阻力大，液体从第二缩小流路125向泵室121内流入(吸入工序)。
与此相反，在使泵室121的压力上升的同时，只要缩小其变化比例并维持压差小，则变成第一缩小流路123的流路阻力比第二缩小流路125的流路阻力大，泵室121内的液体从第二缩小流路125吐出(吐出工序)。在使泵室121压力下降的同时，只要增大其变化的比例，则压差变大而使第一缩小流路123的流路阻力变得比第二缩小流路125的流路阻力小，液体从第一缩小流路123向泵室121内流入(吸入工序)。
这种泵室121的压力控制能通过控制向压电元件112供给的驱动电压，以控制膜片122的变形量和时刻来实现。
图3是表示向压电元件112供给的驱动电压E与流量Q关系的说明图。当向压电元件112施加高的驱动电压时，泵室121的压力变高。
由于图3(a-1)所示的波形是T1＜T3，所以泵室121压力上升时的变化比例比泵室121的压力下降时的变化比例大。因此如前所述，泵室121内的液体从第一缩小流路123吐出。
图3(a-2)表示从流路123吐出的液体在流路124中流量Q的一例。在T1期间由于泵室121的压力急剧上升，所以流路124中流动的流量Q也急剧上升。在T2休止期间后的T3期间，泵室121的压力缓慢下降，液体主要从第二缩小流路125向泵室121内流入，而一部分从第一缩小流路123向泵室121内流入。因此流量Q缓慢地减少。但在T3期间减少的流量Q比在T1期间流入的流量Q少，在T4休止期间，流量Q比初始状态增加。通过这样反复从T1到T4的循环，流量Q不断增加。
另一方面，由于图3(b-1)所示的波形是T7＜T5，所以泵室121压力上升时的变化比例比泵室121的压力下降时的变化比例小。因此如前所述，液体从第一缩小流路123向泵室121内流入。
图3(b-2)表示从流路123吸入的液体在流路124中流量Q的一例。在T5期间泵室121的压力缓慢上升，液体主要从第二缩小流路125吐出，而一部分从第一缩小流路123吐出。因此流量Q缓慢地增加。另一方面，在T6休止期间后的T7期间，泵室121的压力急剧下降，液体从第一缩小流路123向泵室121内流入。因此流量Q急剧减少。但在T5期间增加的流量Q比在T7期间吐出的流量Q少，在T8休止期间，流量Q比初始状态减少。通过这样反复从T5到T8的循环，则流量Q不断减少。
图3中向压电元件112施加的最大电压c1是从数伏到数十伏左右，最大是100伏左右。时间T1、T7是20μs左右、时间T2、T6是0～数μs左右、时间T3、T5是60μs左右。时间T4、T8也可以是0。驱动电压E的频率是11kHz左右。利用图3(a-1)和图3(b-1)所示的驱动电压E，在流路23中例如能得到图3(a-2)和图3(b-2)所示的流量。图3(a-2)和图3(b-2)的流路曲线是示意表示由泵动作得到的流量，而实际上有流体惯性振动的重叠。因此，在这些图所示的流量曲线上重叠了振动成分的曲线表示实际得到的流量。
下面使用图4说明本发明实施例的微型芯片1的一例。
图4(a)、图4(b)是微型芯片1的外观图。图4(a)中的箭头是把微型芯片1向后述的反应检测装置82插入的插入方向，图4(a)表示插入时成为微型芯片1上面的面。图4(b)是微型芯片1的侧面图。
图4(a)的检测部的窗口111a和检测部的流路111b是用于光学检测被检体与试剂反应而设置，由玻璃或树脂等透明部件构成。110a、110b、110c、110d、110c是与内部精密流路连通的驱动液注入部，从各驱动液注入部110注入驱动液来驱动内部的试剂等。213是用于把被检体向微型芯片1注入的被检体注入部。
如图4(b)所示，微型芯片1由槽形成基板108和覆盖槽形成基板108的覆盖基板109构成。下面说明构成微型芯片1的槽形成基板108和覆盖基板109所使用的材料。
微型芯片1优选在加工成型性、不吸水性、耐药性、耐气候性、成本等方面优良，要考虑微型芯片1的结构、用途、检测方法等来选择微型芯片1的材料。作为其材料能使用现有公知的各种材料，通常是根据各个材料的特性来适当组合一种以上的材料，来成型基板和流路元件。
对于把多数测定被检体，特别是具有污染和感染危险的临床被检体作为对象的芯片来说，希望是可处理型的。因此，最好是能大量生产、重量轻且耐冲击、容易燃烧废弃的塑料树脂，例如透明性、机械特性和成型性优良且精密加工容易的聚苯乙烯。例如在分析中需要把芯片加热到100℃附近时，最好使用耐热性优良的树脂(例如聚碳酸酯)。在有蛋白质吸附的问题时最好使用聚丙烯。树脂或玻璃等导热率小，通过在微型芯片局部被加热的区域使用这些材料，能抑制向面方向的热传导，能有选择地仅对加热区域进行加热。
检测部111在对显色反应的生成物或荧光物质等进行光学检测时，至少该部位的基板使用光透过性材料(例如碱性玻璃、石英玻璃、透明塑料类)，需要透过光。本实施例中检测部的窗111a和至少形成检测部流路111b的槽形成基板使用光透过性材料，使光能透过检测部111。
本发明实施例的微型芯片1中用于进行检查、样品的处理等的微小的槽状流路(精密流路)和功能部件(流路元件)被根据用途以适当的方式配置。使用图4(c)说明本实施例中由这些精密流路和流路元件在微型芯片1内进行的特定基因放大和进行其检测处理的一例。本发明的应用并不限于图4(c)说明的微型芯片1的例，而是能适用各种用途的微型芯片1。
图4(c)是用于说明微型芯片1内部精密流路和流路元件功能的说明图。
精密流路中例如设置有收容被检体液的被检体收容部221和收容试剂类的试剂收容部220等，为了能不论场所、时间地迅速进行检查，试剂收容部220预先收容有必要的试剂类、洗净液、变性处理液等。图4(c)中把试剂收容部220、被检体收容部221和流路元件以四边形表示，其间的精密流路以实线和箭头表示。
微型芯片1由形成有精密流路的槽形成基板108和覆盖槽状流路的覆盖基板109构成。精密流路以微米级形成，例如宽度是数μm～数百μm，优选10～200μm，深度是25～500μm左右，优选25～250μm。
至少微型芯片1的槽形成基板108形成有上述精密流路。覆盖基板109至少需要紧密覆盖槽形成基板的精密流路，也可以把槽形成基板的整个面覆盖。微型芯片1的精密流路例如设置有未图示的液体输送控制部、防止逆流部(止回阀、能动阀等)等用于控制液体输送的部位，以防止逆流并按规定的次序进行液体输送。
被检体注入部213是用于把被检体向微型芯片1注入的注入部，驱动液注入部110是用于把驱动液向微型芯片1注入的注入部。在使用微型芯片1进行检查之前，检查人员使用注射器等把被检体从被检体注入部213进行注入。如图4(c)所示，从被检体注入部213注入的被检体通过连通的精密流路而被收容在被检体收容部221中。
然后当把驱动液从驱动液注入部110a注入，则驱动液通过连通的精密流路把被检体收容部221中收容的被检体挤出，并把被检体向放大部222送入。
另一方面，从驱动液注入部110b注入的驱动液通过连通的精密流路把试剂收容部220a收容的试剂a挤出。从试剂收容部220a挤出的试剂a被驱动液送入到放大部222。按照这时的反应条件需要把放大部222的局部变成规定温度，如后面说明的那样，在反应检测装置82的内部进行放热或吸热以使在规定的温度下进行反应。
在规定的反应时间后，再次利用驱动液把从放大部222送出的包含反应后被检体的溶液向检测部111注入。被注入的溶液与由检测部111的流路壁所承载的反应物质进行反应并被固定在流路壁上。
然后当把驱动液从驱动液注入部110c注入，则驱动液通过连通的精密流路把试剂收容部220b中收容的试剂b挤出，并从精密流路向检测部111注入。
同样地，当把驱动液从驱动液注入部110d注入，则驱动液通过连通的精密流路把试剂收容部220c中收容的试剂挤出，并从精密流路向检测部111注入。
最后从驱动液注入部110e注入驱动液，把洗净液从洗净液收容部123挤出并向检测部111注入。利用洗净液把检测部111内残留的未反应溶液4洗净。
洗净后，通过光学测定检测部111的流路壁上所附着的反应物浓度，来检测放大的基因等被检测物。这样，通过把驱动液顺次从驱动液注入部110注入来进行微型芯片1内部的规定处理。
图5是表示第一实施例微型芯片检查系统80中反应检测装置82内部结构一例的剖面图。反应检测装置82包括：温度调节单元152、光检测部150、中间流路部180、微型泵单元5、衬垫90a、90b、驱动液罐91和液温调节单元195等。以下对于与以前说明过的结构要素相同的结构要素付与相同符号而省略说明。
图5是把微型芯片1的上面与温度调节单元152和微型泵单元5紧密贴合的状态。微型芯片1通过未图示的驱动部件被驱动，能向纸面的上下方向移动。
初始状态时，微型芯片1能向图5的纸面左右方向插入拔出，检查人员从插入口83把微型芯片1插入到与未图示的限制部件接触。当把微型芯片1插入到规定位置，则使用了光电断路器等的芯片检测部95检测到微型芯片1而变成导通。
温度调节单元152内置有珀尔帖元件、电源装置、温度控制装置等，是进行放热或吸热来把微型芯片1的下面调整到规定温度的单元。
当接受到芯片检测部95变成导通的信号，则未图示的控制部利用驱动部件使微型芯片1下降，把微型芯片1的下面经由温度调节单元152和衬垫92而按压向中间流路部180并使贴紧。
微型芯片1的驱动液注入部110被设置在当把微型芯片1与衬垫92贴紧时分别与设置在中间流路部180上的对应开口185连通的位置。中间流路部180由设置了中间流路182的槽的透明第一基板184和覆盖第一基板184的透明第二基板183构成，中间流路182的两端设置有开口185和开口186。开口186经由衬垫90b与微型泵单元5的输入输出口146连通。
微型泵单元5的吸入侧经由衬垫90a连接有驱动液罐91，在驱动液罐91中填充的驱动液经由衬垫90a而被吸入。另一方面，设置在微型泵单元5吐出侧端面上的输入输出口146经由中间流路182与微型芯片1的驱动液注入部110连通，所以从微型泵单元5送出的驱动液从微型芯片1的驱动液注入部110向微型芯片1内形成的流路250注入。这样，就把驱动液从微型泵单元5向驱动液注入部110注入。
液温调节单元195内置有珀尔帖元件、电源装置、温度控制装置等，是进行放热或吸热来把驱动液罐91调整到规定温度的单元。本实施例中液温调节单元195与驱动液罐91紧密地安装，但并不限定于此，也可以把液温调节单元195设置在驱动液罐91内。
中间流路部180设置有用于测定在中间流路182中流动的驱动液流速的驱动液检测机构190。驱动液检测机构190包括：第一发光部193、第一受光部191、第二发光部194、第二受光部192和图5中未图示的第一检测部310和第二检测部320(参照图6)。
第一发光部193和第二发光部194是LED、灯等发光元件。第一受光部191和第二受光部192例如是光电二极管等受光元件，经由透明的中间流路部180接受从分别位于相对位置的第一发光部193和第二发光部194发出的光。当驱动液在中间流路部180流过，则透过中间流路182的光通量减少，第一受光部191和第二受光部192的信号电流也减少。
第一检测部310和第二检测部320由运算放大器等放大器、与规定值进行比较的比较仪和电源部等构成。第一检测部310和第二检测部320分别把第一受光部191和第二受光部192的信号电流变换成电压，并与规定电压进行比较而输出驱动液的检测信号。
如图5所示，第一发光部193、第一受光部191和第二发光部194、第二受光部192被配置在从中间流路182离开的位置。如后面详细说明的那样，图5中未图示的流速计算部410(参照图6)根据第一检测部310和第二检测部320产生检测信号时刻的时间差来计算驱动液的流速。
本实施例为了测定中间流路部180的流速而设置了驱动液检测机构190，但设置驱动液检测机构190的部位并不限定于中间流路部180。且中间流路部180也不一定需要，例如为了测定微型泵单元5的第一流路124的流速而设置驱动液检测机构190便可。
本实施例通过透过中间流路182的驱动液的透过光来进行检测，但并不限定于透过光，也可以利用反射光来检测驱动液。
在图2所示的微型泵单元5的例中设置了八个微型泵MP，但不需要使用全部的微型泵MP。在图3所示微型芯片1的情况下，只要使五个微型泵MP连通地配置驱动液注入部110便可。
在微型芯片1的检测部111，被检体与微型芯片1内贮藏的试剂进行反应，例如出现显色、发光、荧光、浑浊等。本实施中，例如图4说明的那样把检测部111出现的试剂反应结果进行光学检测。光检测部150由第三发光部150a和第三受光部150b构成，配置成能检测透过微型芯片1的检测部111的光。
图6是本发明第一实施例中反应检测装置80的回路框图。
控制部99由CPU98(中央处理器)、RAM97(Random AccessMemory：随机存储器)、ROM96(Read Only Memory：只读存储器)等构成，把存储在非易失性存储部ROM96中的程序在RAM97中读出，按照该程序来集中控制反应检测装置80的各部分。
下面，对与至此说明过的功能具有同一功能的功能方块付与相同符号而省略说明。
芯片检测部95在微型芯片1与限制部件接触时把检测信号向CPU98发送。当CPU98接收到检测信号，则指令机构驱动部32按规定的次序使微型芯片1下降或上升。
泵驱动部500是驱动各微型泵MP的压电元件112的驱动部。泵驱动控制部412根据程序来控制泵驱动部500以把规定量的驱动液注入或是吸入。泵驱动部500接受泵驱动控制部412的指令而产生图3所示那样波形的驱动电压E，驱动压电元件112。
CPU98按规定的序列进行检查，把检查结果存储在RAM97中。检查结果能通过操作部87的操作而存储在存储卡501中，或通过打印机503进行打印。
本实施例的驱动液检测机构190包括：第一发光部193、第一受光部191、第二发光部194、第二受光部192、第一检测部310和第二检测部320。第一发光部193和第二发光部194按照CPU98的指令发光。第一检测部310和第二检测部320检测由驱动液的通过所引起的光通量的变化并发出检测信号，向CPU98输入。流速计算部410根据从第一受光部191和第二受光部192输入检测信号的时间差t来计算流速V。流速计算部410是本发明的流速计算机构。
当把第一受光部191与第二受光部192之间的距离设定为x，则流速V由下面的式(1)来求出。中间流路182的截面积S是一定的。
V＝x/t    (1)
由于中间流路182的截面积S是一定的，所以流量Q由下面的式(2)来求。
Q＝V×S    (1)
液温控制部411在求出流量Q后，则参照液温-流量表301来求出目标液温，并指令液温调节单元195。液温控制部411是本发明的液温控制机构，液温调节单元195是本发明的液温调节机构。
图7是表示液温与流量关系一例的曲线。
是把液温作为参数以相同的驱动条件来驱动微型泵MP，测定的中间流路182的流量的结果。图7的横轴是液温(℃)，纵轴是流量Q(n1/s)。这样液温上升则驱动液粘度减少而流量Q增加。液温-流量表301是图7的曲线表示的液温与流量关系的表。
图8是本发明实施例中说明微型芯片检查系统80检查顺序的流程图。
温度调节单元152在反应检测装置80接通电源时被通电，并达到规定的温度。
S101：插入微型芯片1的步骤。
检查人员把微型芯片1从插入口83插入到与未图示的限制部件接触。
S102：使机构下降的步骤。
从插入口83插入的微型芯片1与未图示的限制部件接触，CPU98检测到来自芯片检测部95的检测信号，CPU98控制机构驱动部32使下降到以合适的压力与衬垫92和温度调节单元152贴紧。
S103：计算流速的步骤。
CPU98调用后面详细叙述的流速测定程序指令，根据在中间流路182流动的驱动液的检测信息来计算流速。
S104：是判断步骤S103测定的流速是否在规定范围的步骤。
规定的流速随微型泵MP规格的不同而不同，但只要例如是规定流速的±10％范围便可。
当流速在规定的范围外时(S104：No)则前进到步骤S105。
当流速在规定的范围内时(S104：Yes)则前进到步骤S107。
S105：进行液温调整的步骤。
液温控制部411根据步骤S103测定的流速来求流量Q，并参照液温-流量表301来把目标液温向液温调节单元195指示。
S106：待机的步骤。
液温控制部411预测液温达到目标液温的时间，在该期间待机。或是液温调节单元195具有发出通知达到目标液温信号的功能时，也可以待机直到接收到该信号。
本步骤终了后返回到步骤S103，再次测定流速。
S107：把驱动液向微型芯片1注入的步骤。
泵驱动控制部412按照规定的序列指示泵驱动部500来驱动微型泵MP，把驱动液顺次向微型芯片1的驱动液注入部110注入。被注入的驱动液按规定的序列把微型芯片1流路内的被检体或试剂送入到检测部111，使之反应。
S108：是检测检测部111反应结果的步骤。
在经过了规定的反应时间后，CPU98使发光部150a发光来对微型芯片1的检测部111进行照明，来自接受了透过检测部111的透过光的受光部150b的输入信号被CPU98内置的A/D变换器变换成数字值，得到测光值。
S109：显示反应结果的步骤。
CPU98根据光检测部150测光的结果进行运算，把反应结果在显示部84进行显示。
以上，检查顺序终了。
下面使用图9和图10说明流速测定程序指令的次序。图9是说明流速测定程序指令的流程图，图10是说明流速测定时驱动液4动作的说明图。图10是把中间流路部180的设置有驱动液检测机构190的部分放大的截面，表示中间流路182内驱动液4前端的位置。初始状态时驱动液4前端的位置在图10(a)所示的位置。
以下沿图9的流程图说明图10。
S204：向逆方向输送液体的步骤。
泵驱动控制部412指示泵驱动部500驱动微型泵MP，向逆方向输送液体。逆方向是与把驱动液4向微型芯片1注入的方向相反的方向，图10(b)中以箭头B表示。
S205：是判断第一检测部310是否检测到驱动液的步骤。
流速计算部410根据第一受光部接受的光通量来判断第一检测部310是否检测到了驱动液。
在检测到驱动液4的情况下(步骤S205：Yes)，则返回到步骤S205。
在没检测到驱动液4的情况下(步骤S205：No)，则前进到步骤S206。图10(b)表示在步骤S204把驱动液4向逆方向输送，直到第一检测部310检测不到驱动液4的输送状态。
S206：是停止泵驱动的步骤。
泵驱动控制部412指示泵驱动部500而停止驱动微型泵MP。
S207：向正方向液体输送的步骤。
泵驱动控制部412指示泵驱动部500驱动微型泵MP，向正方向液体输送。正方向是把驱动液4向微型芯片1注入的方向，图10(c)中以箭头F表示。
S208：是判断第一检测部310是否检测到驱动液的步骤。
流速计算部410判断第一检测部310是否检测到驱动液。
在没检测到驱动液4的情况下(步骤S208：No)，则返回到步骤S208。
在检测到驱动液4的情况下(步骤S208：Yes)，则前进到步骤S209。
S209：使计测时间的计数器开始的步骤。
流速计算部410把计测时间的内部计数器初始化，并开始计数。
在步骤S208由于驱动液4的前端通过第一受光部191的位置，所以由内部计数器开始时间的计量。
S210：是判断第二检测部320是否检测到驱动液的步骤。
流速计算部410判断第二检测部320是否检测到驱动液。
在没检测到驱动液4的情况下(步骤S210：No)，则返回到步骤S210。
在检测到驱动液4的情况下(步骤S210：Yes)，则前进到步骤S211。
如图10(c)所示，本步骤中驱动液4的前端通过第二受光部192的位置。
S211：使计测时间的计数器停止的步骤。
流速计算部410把计测时间的内部计数器停止。
在步骤S210由于驱动液4的前端通过第二受光部192的位置，所以停止内部计数器。
S212：停止泵驱动的步骤。
泵驱动控制部412指令泵驱动部500而停止驱动微型泵MP。
S213：计算流速的步骤。
流速计算部410根据计测时间的内部计数器的值来计算流速。
以上，辅助程序终了，返回到主程序。
这样，在微型泵MP把驱动液向微型芯片1注入的工序S107之前，在工序S103，由驱动液检测机构190检测在向微型芯片1注入驱动液的流路、即中间流路182中驱动液通过的信息。根据该信息流速计算部410计算流速，在工序S105由于控制驱动液的温度，所以向微型芯片1注入的驱动液的流速与液温与微型泵MP的特性偏差无关，而处于规定的范围内。这样，向微型芯片内规定部位送出液体的时刻、液量、液量的变化率等液体输送控制中不出现误差，能进行规定的液体输送。
下面使用图11、图12说明第二实施例的微型芯片检查系统80中驱动液检测机构190。图11是表示第二实施例微型芯片检查系统80中驱动液检测机构190一例的剖面图。图12是第二实施例中反应检测装置80的回路框图。以下对于至此说明过的相同结构要素上付与相同符号而省略说明。
本实施例的驱动液检测机构190包括：设置在中间流路182内壁上的两组电极；向电极之间施加电压，并根据驱动液4与电极之间接触时流过的电流变化来检测驱动液的第一检测部310和第二检测部320。第一检测部310内置有向电极311与电极312之间施加电压的电源和检测电极311与电极312之间电流的电路，当电流的流动在规定值以上时则输出检测信号。且同样地第二检测部320内置有向电极321与电极322之间施加电压的电源和检测电极321与电极322之间电流的电路，当由驱动液的通过而电流的流动在规定值以上时则输出检测信号。
第一检测部310和第二检测部320输出的检测信号如图12所示向CPU98输入。
反应检测装置80的检查次序与图8、图9、图10说明过的次序相同，根据第一检测部310和第二检测部320的检测信号进行各工序。
本实施例由于能在中间流路182的内壁上设置电极，所以配置的自由度大，即使对于不透明的流路也能适用。
如上，根据本发明能提供一种微型芯片检查系统和微型芯片检查系统所使用的程序，能校正液体的粘度变化而引起的影响，高精度地进行液体输送控制。
根据本发明，能校正液体的粘度变化而引起的影响，高精度地进行液体输送控制。

Claims (5)

1.一种微型芯片检查系统，其特征在于，包括：把驱动液从流路向微型芯片注入的微型泵、调节所述驱动液的液温的液温调节机构、检测所述流路的规定两个部位有无驱动液并输出检测信号的驱动液检测机构、根据从所述驱动液检测机构得到的检测信号来计算流速的流速计算机构、根据所述流速计算机构计算出的流速来控制所述液温调节机构的液温控制机构。
2.如权利要求1所述的微型芯片检查系统，其特征在于，具有贮藏配置有所述液温调节机构的所述驱动液的驱动液罐。
3.如权利要求1或2所述的微型芯片检查系统，其特征在于，所述驱动液检测机构包括：从所述流路正交方向向所述流路照射光的发光部、接受透过所述流路的所述发光部的光、并根据光通量发生信号的受光部、把所述受光部的信号与规定值比较并输出检测信号的检测部。
4.如权利要求1或2所述的微型芯片检查系统，其特征在于，所述驱动液检测机构具有：配置在所述流路内的两个电极、把在所述两个电极之间流动的电信号与规定值比较并输出检测信号的检测部。
5.一种微型芯片检查系统所使用的程序，其特征在于，包括：
在利用微型泵把驱动液向微型芯片注入的步骤之前，由配置在到达所述微型芯片的流路中规定的两个部位处的驱动液检测机构检测有无所述驱动液并输出检测信号的驱动液检测步骤、
根据从所述驱动液检测步骤输出的检测信号，计算在所述流路流动的驱动液流速的流速计算步骤、
根据所述流速计算步骤计算出的流速，控制调节所述驱动液液温的液温调节机构的液温控制步骤、
把在所述液温控制步骤中通过控制所述液温调节机构而得到的、液温被调节的驱动液向所述微型芯片注入的驱动液注入步骤，
把以上步骤由电脑实行。
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