DE112018007839T5

DE112018007839T5 - Instrument und vorrichtung zur probenverarbeitung

Info

Publication number: DE112018007839T5
Application number: DE112018007839.6T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Nagaoka; Wataru Sato; Shuhei Yamamoto; Taro Nakazawa; Michiru Fujioka; Ayaka Okuno
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2021-04-08
Also published as: GB2590829B; US20210316304A1; GB202101838D0; JPWO2020065803A1; CN112424610A; WO2020065803A1; GB2590829A; JP7092884B2

Abstract

Um ein Reagenz mit einer kleinen Menge an Restflüssigkeit einzuleiten und eine Fluidikmanipulation durch Verformung einer elastischen Folie zu ermöglichen, ist ein abgedichteter Typ eines Probenverarbeitungsinstruments konfiguriert mit einem Reagenzspeicher 80, der einen Verbindungsabschnitt umfasst, der eine obere Folie und eine untere Folie an einem Umfang eines Speicherraums verbindet, der ein Reagenz zwischen beiden Folien speichert, einem Analysechip 10, der einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, und einen Oberflächen-Fluidkanal umfasst, durch den die Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einer elastischen Folie 20, die die Unterflächenseite des Analysechips versiegelt. Mindestens ein Teil der unteren Folie des Reagenzspeichers 80 ist mit der Oberflächenseite des Analysechips verbunden, ein entfernter Abschnitt, in dem die untere Folie teilweise entfernt ist, ist in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals vorgesehen. Der Verbindungsabschnitt umfasst einen Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile. Beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals kommunizieren mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Instrument und eine Vorrichtung zur Probenverarbeitung, und insbesondere ein Instrument und eine Vorrichtung zur Probenverarbeitung zur Durchführung einer Fluidikmanipulation von Flüssigkeit durch Verformung einer elastischen Folie.
Technischer Hintergrund
Ein Mikrofluidiksystem und ein Verfahren sind in PTL 1 beschrieben. PTL 1 beschreibt das Mikrofluidiksystem, das ein herausnehmbares Mikrofluidikinstrument und ein Steuermittel umfasst. Das entfernbare Mikrofluidikinstrument umfasst eine starre Schicht, eine elastische Schicht und mindestens eine Fluidikkammer oder einen Fluidikkanal zwischen beiden Schichten. Das Steuermittel umfasst ein Mittel zum Verformen der elastischen Schicht durch Manipulieren eines Fluids in der Fluidikkammer oder dem Fluidkanal. PTL 2 beschreibt einen Speicherbehälter, eine Fluidikkartusche und einen Austragsmechanismus, in dem die Flüssigkeit beim Ausströmen der gespeicherten Flüssigkeit kaum zurückbleibt.
Zitierungsliste
Patentliteratur

PTL 1: WO 2010/073020
PTL 2: JP 2017-096819 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Das in PTL 1 beschriebene Mikrofluidikinstrument realisiert das Einströmen eines Fluids in die Fluidikkammer, an die der Fluidkanal angeschlossen ist, oder das Ausströmen des Fluids aus der Fluidikkammer durch Verformung der elastischen Schicht. Es gibt jedoch keine Beschreibung über eine Abdichtungsstruktur des Mikrofluidikinstruments. Aus diesem Grund ist in einem Fall, in dem sich die Einströmseite stromaufwärts oder die Ausströmseite stromabwärts des Fluids in einem offenen Zustand befindet, eine beabsichtigte Fluidikmanipulation möglich, aber in einem Fall, in dem das Instrument in einem abgedichteten Zustand verwendet wird, besteht der Nachteil, dass die Fluidikmanipulation unmöglich ist. Außerdem wird in der in PTL 2 beschriebenen Konfiguration ein Stift für Reagenz verwendet, was den Nachteil mit sich bringt, dass der Ausfluss einer geringen Flüssigkeitsmenge nicht einfach zu kontrollieren ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile zu beheben und ein Probenverarbeitungsinstrument und eine Probenverarbeitungsvorrichtung zur bereitzustellen, um ein Reagenz mit einer geringen Menge an Restflüssigkeit in ein Instrument in einem abgedichteten Zustand einzuleiten und eine Fluidikmanipulation durch Verformung einer elastischen Folie durchzuführen.
Lösung des Problems
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß der Erfindung ein Probenverarbeitungsinstrument bereitgestellt, umfassend: einen Reagenzspeicher; eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren; und eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei der Reagenzspeicher einen Speicherraum umfasst, der ein Reagenz zwischen einem oberen Element und der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der das obere Element und die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit an einem Umfang des Speicherraums und einem Umfang des Oberflächen-Fluidkanals verbindet, und der Verbindungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit umfasst, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem Oberflächen-Fluidkanal und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist erfindungsgemäß zusätzlich ein Probenverarbeitungsinstrument vorgesehen, umfassend: einen Reagenzspeicher; eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren; und eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei der Reagenzspeicher ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst, das untere Element einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfasst, und der Verbindungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit umfasst, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist erfindungsgemäß eine Probenverarbeitungsvorrichtung vorgesehen, umfassend: einen Reagenzspeicher; eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren; eine Antriebseinheit, die Luft steuert; eine elastische Folie, die zwischen der Verarbeitungseinheit und der Antriebseinheit angeordnet ist; und eine pneumatische Steuerung, die umschaltet, ob die elastische Folie an der Verarbeitungseinheit oder an der Antriebseinheit anhaftet, wobei der Reagenzspeicher ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst, zumindest ein Teil des unteren Elements mit der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit verbunden ist, und das untere Element einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfasst, und der Verbindungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit umfasst, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Probenverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Fluidikmanipulation durch Verformung einer elastischen Folie in einem Instrument in einem abgedichteten Zustand und Einleiten eines Reagenzes mit einer kleinen Menge an Restflüssigkeit durchzuführen. Es ist anzumerken, dass die Nachteile, Konfigurationen und Effekte, die von den oben beschriebenen abweichen, durch die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen nach und nach verdeutlicht werden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Probenverarbeitungsinstrument gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Reagenzspeicher gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Draufsicht auf eine Abdichtungsfolie gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Diagramm, das eine Oberfläche und eine Unterfläche eines Analysechips gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Diagramm, das eine Oberfläche und eine Seitenfläche einer Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Oberfläche und einen Seitenquerschnitt des Probenverarbeitungsinstruments und einer Antriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Systemdiagramm der Luftleitung zur Steuerung des Drucks der Antriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Manipulationsablauf der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Analysebetriebsablauf der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein erklärendes Diagramm eines Reagenzeinleitungsbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
11 ist ein erklärendes Diagramm des Reagenzeinleitungsbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
12 ist ein erklärendes Diagramm des Reagenzeinleitungsbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
13 ist ein Diagramm, das einen Reagenzfluidikbetriebsablauf der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
14A ist ein erklärendes Diagramm des Reagenzfluidikbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
14B ist ein erklärendes Diagramm eines nachfolgenden Reagenzfluidikbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
15 ist ein Diagramm, das einen Reagenzfluidikbetriebsablauf der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
16A ist ein erklärendes Diagramm des Reagenzfluidikbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
16B ist ein erklärendes Diagramm eines nachfolgenden Reagenzfluidikbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
17 ist ein Diagramm, das einen Probenfluidikbetriebsablauf der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
18A ist ein erklärendes Diagramm eines Probenfluidikbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
18B ist ein erklärendes Diagramm eines nachfolgenden Probenfluidikbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
19 ist ein Diagramm, das einen Mischbetriebsablauf in der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
20 ist ein erklärendes Diagramm eines Mischbetriebs der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
21 ist ein Diagramm, das einen Messbetriebsablauf der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
22 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Reagenzspeichers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
23 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Reagenzspeichers und eines Reagenzausstoßmechanismus der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
24 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Reagenzspeichers gemäß einer vierten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Konfiguration eines Instruments und einer Vorrichtung zur Probenverarbeitung in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nacheinander beschrieben. Es ist zu beachten, dass prinzipiell gleiche Objekte in mehreren Zeichnungen mit gleichen Nummern versehen sind. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet ein „abgedichtetes Instrument“ eine Kombination aus einer Verarbeitungseinheit, bei der eine Flüssigkeit und die Luft, die im Inneren zu verarbeiten sind, nicht mit der Außenseite in Kontakt sind, und einem Reagenzspeicher.
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine grundlegende Konfiguration eines Instruments und einer Vorrichtung zur Probenverarbeitung gemäß einer ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Ausführungsform einer Probenverarbeitungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Reagenzspeicher; eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren; eine Antriebseinheit, die Luft steuert; eine elastische Folie, die zwischen der Verarbeitungseinheit und der Antriebseinheit angeordnet ist; und eine pneumatische Steuerung umfasst, die umschaltet, ob die elastische Folie an der Verarbeitungseinheit oder an der Antriebseinheit anhaftet. Der Reagenzspeicher umfasst ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, wobei mindestens ein Teil des unteren Elements mit der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit verbunden ist. Das untere Element umfasst einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals. In dem Verbindungsabschnitt weist mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit auf als andere Teile.
In der vorliegenden Ausführungsform wird beispielhaft eine Probenverarbeitungsvorrichtung beschrieben, in der eine Probe, wie z. B. verflüssigtes Blut, Urin, Tupfer oder ähnliches, und ein Reagenz in einem bestimmten Volumenverhältnis verflüssigt und gemischt werden und optische Messungen, wie z. B. die Identifizierung und Quantifizierung von chemischen Substanzen, durchgeführt werden.
(A), (B), (C) und (D) von 1 zeigen eine Draufsicht, eine Seitenansicht, eine Ansicht von unten und eine Seitenquerschnittsansicht (BB-Querschnitt) eines Probenverarbeitungsinstruments 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
Ein Analysechip 10, der eine Verarbeitungseinheit des Probenverarbeitungsinstruments 1 ist, hat eine Oberfläche, mit der eine Abdichtungsfolie 21 verbunden ist, und Reagenzspeicher 80 und 85 sind mit der Abdichtungsfolie 21 verbunden. Eine Unterfläche des Analysechips 10 ist mit einer Membran 20 abgedichtet, die eine elastische Folie ist. Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Beschreibung eine Kombination aus dem Analysechip und dem Reagenzspeicher als abgedichtetes Instrument bezeichnet. Der Analysechip dient als Verarbeitungseinheit, auf der eine solche elastische Folie, die Abdichtungsfolie und dergleichen aufgeklebt sind und in der keine Flüssigkeit von außen ein- oder ausströmt.
(A) und (B) von 2 sind eine Draufsicht und eine Seitenquerschnittsansicht (BB-Querschnitt) der Reagenzspeicher 80 und 85 gemäß der ersten Ausführungsform.
Der Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher 80 umfasst eine obere Mehrflüssigkeitsfolie 81 und eine untere Mehrflüssigkeitsfolie 82. Verschiedene Reagenzien können jeweils in einer Kammer 810 für das erste Reagenz, einer Kammer 811 für das zweite Reagenz und einer Kammer 812 für das dritte Reagenz gehalten werden, die jeweils einen konvexen Abschnitt an der oberen Mehrflüssigkeitsfolie 80 bilden. Die untere Mehrflüssigkeitsfolie 82 umfasst eine entfernten Folienabschnitt 821 für das dritten Reagenz, von dem eine Folie entfernt ist und fehlt. In einem Zustand, in dem die jeweiligen Reagenzien gehalten werden, sind die Kontaktflächen des oberen Mehrflüssigkeitsfolie 81 und der unteren Mehrflüssigkeitsfolie 82 verbunden, um einen verbundenen Abschnitt zu bilden, mit Ausnahme eines Teils des entfernten Folienabschnitts 821 für das dritte Reagenz. Das heißt, der Verbindungsabschnitt ist ein Teil, an dem beide Folien an einem Umfang eines Speicherraums miteinander verbunden sind.
Ein Verbindungsabschnitt 831 mit geringer Festigkeit für das erste/zweite Reagenz, ein Verbindungsabschnitt 832 mit geringer Festigkeit für zweite/dritte Reagenz und ein Verbindungsabschnitt 833 mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz, die schraffiert sind, weisen eine geringere Verbindungsfestigkeit als andere Verbindungsabschnitte auf. Obwohl während des Transports oder der Lagerung kein Reagenz ausströmt, werden nur die Verbindungsabschnitte 831, 832 und 833 mit geringer Festigkeit durch eine Manipulation, wie z. B. das Quetschen der konvexen Abschnitte der oberen Mehrflüssigkeitsfolie 80 von oben, abgeschält, und es wird eine Verbindung zwischen den Reagenzkammern oder zwischen der Reagenzkammer und dem entfernten Folienabschnitt hergestellt, so dass die Reagenzien ausgetragen werden können.
Ein Einzelflüssigkeits-Reagenzspeicher 85 ist ähnlich aufgebaut und besteht aus einer oberen Einzelflüssigkeitsfolie 86 und einer unteren Einzelflüssigkeitsfolie 87. Ein Reagenz kann in einer Kammer 850 für das vierte Reagenz gehalten werden, die ein konvexer Abschnitt der oberen Einzelflüssigkeitsfolie 86 ist. Die untere Einzelflüssigkeitsfolie 87 umfasst einen entfernten Folienabschnitt 860 für das vierte Reagenz. In einem Zustand, in dem das Reagenz gehalten wird, sind die Kontaktflächen der oberen Einzelflüssigkeitsfolie 86 und der unteren Einzelflüssigkeitsfolie 87 verbunden, um einen verbundenen Abschnitt zu bilden, mit Ausnahme eines Teils des entfernten Folienabschnitts 860 für das vierte Reagenz. Nur ein schraffierter Verbindungsabschnitt 870 für das vierte Reagenz mit geringerer Festigkeit weist eine geringere Verbindungsfestigkeit als die anderen Verbindungsabschnitte auf. Obwohl während des Transports oder der Lagerung kein Reagenz ausströmt, wird nur der Verbindungsabschnitt 870 mit geringer Festigkeit durch eine Manipulation wie z. B. Quetschen des konvexen Abschnitts der oberen Einzelflüssigkeitsfolie 85 von oben abgeschält und eine Verbindung zwischen der Reagenzkammer und dem entfernten Folienabschnitt hergestellt, so dass das Reagenz ausgetragen werden kann.
Beispiele für ein Verfahren zum Verbinden der oben beschriebenen Verbindungsabschnitte sind das Heißcrimpen und die Verwendung eines Lösungsmittels oder eines Klebstoffs.
Beim Heißcrimpen können je nach Materialkombination die optimale Temperatur, der optimale Druck und die optimale Verarbeitungszeit der Verbindung berücksichtigt werden, wobei die Bedingungen einer geringen Temperatur, eines geringen Drucks und einer kurzen Zeitspanne für die Verbindungsabschnitte mit geringer Festigkeit gewählt werden. Alternativ kann, wie in (C) von 2 gezeigt, ein Verbindungsbereich begrenzt sein. (C) von 2 zeigt einen Verbindungszustand des Einzelflüssigkeits-Reagenzspeichers 85, und ein anderer Teil 876 als die Kammer 850 für das vierte Reagenz, der entfernte Folienabschnitt 860 für das vierte Reagenz und der Verbindungsabschnitt 870 für das vierte Reagenz mit geringer Festigkeit ist ein normaler Verbindungsabschnitt. Nur ein Bereich des Verbindungsabschnitts 870 mit geringer Festigkeit für das vierte Reagenz ist teilweise mit einem Nicht-Verbindungsbereich 875 versehen.
In einem Fall, in dem ein Lösungsmittel oder ein Klebstoff verwendet wird, kann ein Lösungsmittel oder ein Klebstoff mit schwacher Klebekraft für den Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit verwendet werden, oder ein Klebebereich kann verengt werden. Alternativ kann, wie in (C) von 2 gezeigt, der Nicht-Verbindungsbereich 875 vorgesehen sein, in dem teilweise kein Lösungsmittel oder Klebstoff verwendet wird.
Alternativ kann auch ein doppelseitiges Klebeband zwischen den oberen und unteren Elementen verwendet werden. In diesem Fall kann die Verbindungsfestigkeit nur in einem Bereich des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit geschwächt sein, oder es kann, wie in (C) von 2 gezeigt, der Nicht-Verbindungsbereich 875 dort, wo teilweise kein Klebstoff verwendet wird, vorgesehen sein.
3 ist eine Draufsicht auf die Abdichtungsfolie 21 des Analysechips 10 als die Verarbeitungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform. Die Abdichtungsfolie 21 umfasst drei Durchgangslöcher. Das heißt, ein Durchgangsloch 221 für das dritte Reagenz befindet sich an einer Position, die dem entfernten Folienabschnitt 821 für das dritte Reagenz des Mehrflüssigkeits-Reagenzspeichers 80 entspricht. Ein Durchgangsloch 260 für das vierte Reagenz befindet sich an einer Position, die dem entfernten Folienabschnitt 860 für das vierte Reagenz des Einzelflüssigkeits-Reagenzspeichers 85 entspricht. Ein Zuführungsloch 280 ist an einer Position vorgesehen, die einer Zuführungsfolie 23 entspricht.
(A) und (B) von 4 sind eine Ansicht von oben und eine Ansicht von unten auf den Analysechip 10. Auf der Oberflächenseite des Analysechips 10 sind die Wannen 11, 12 und 13 sowie eine später zu beschreibende Oberflächennut vorgesehen, auf der Unterflächenseite eine später zu beschreibende Unterflächennut.
(A) und (B) von 5 zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. In der in der Figur gezeigten Probenverarbeitungsvorrichtung werden die Abdichtungsfolie 21, der Analysechip 10 und die Membran 20 durch einen Deckel 50 gegen eine Antriebseinheit 40 gedrückt, und die Reagenzspeicher 80 und 85 sind auf der Abdichtungsfolie 21 montiert, um ein abgedichtetes Instrument zu bilden.
Der Deckel 50 ist drehbar um ein Drehlager 51 gelagert, und in (A) von 5 befindet sich der Deckel 50 in einem halbgeöffneten Zustand und zwei Analysechips 10 sind nebeneinander angeordnet. In (B) von 5 ist der Deckel 50 vollständig geschlossen und wird durch einen Arretiermechanismus 54 an einem Gehäuse 53 festgehalten. Der Deckel 50 ist mit Beobachtungsfenstern 52 zur Beobachtung der Analyseergebnisse versehen. Weiterhin ist der Deckel 50 mit Ausstoßmechanismen 55 und 57 versehen, die jeweils zum Austragen der Reagenzien aus den Reagenzspeichern 80 und 85 verwendet werden.
Unter dem Gehäuse 53 ist eine pneumatische Steuerung 60 zum Steuern des Luftdrucks in der Antriebseinheit 40 vorgesehen, und eine Luftleitung 70 ist von der Antriebseinheit 40 mit der pneumatischen Steuerung 60 verbunden. Der Betrieb der pneumatischen Steuerung 60 wird durch ein Signal von einer Manipulationseinheit 61, wie z. B. einem Steuerrechner außerhalb der Probenverarbeitungsvorrichtung, gesteuert.
(A), (B), (C) und (D) von 6 sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, eine Seitenquerschnittsansicht (AA-Querschnitt), eine Seitenquerschnittsansicht (BB-Querschnitt) und eine Seitenquerschnittsansicht (CC-Querschnitt) der Probenverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, die über die Membran 20 an die Antriebseinheit 40 geklebt ist. 6 zeigt einen Zustand, in dem das Probenverarbeitungsinstrument auf der Probenverarbeitungsvorrichtung von 5 montiert ist und auf die Antriebseinheit 40 durch den Deckel 50 über die Membran 20 Druck ausgeübt wird.
(A) von 6 ist eine Ansicht von der Oberflächenseite des Probenverarbeitungsinstruments aus gesehen, und die Wannen als Behälter auf der Oberflächenseite des Analysechips und eine Zirkulationsnut 901 als Luftzirkulations-Fluidkanal sind durch durchgezogene Linien angedeutet, und eine Nut 111 auf der Unterflächenseite des Analysechips und Ausnehmungen, die Ausnehmungen der Antriebseinheit 40 bilden, sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Es ist zu beachten, dass aus Gründen der Übersichtlichkeit der Figur die Reagenzspeicher 80 und 85 und die Abdichtungsfolie 21 in (A) von 6 weggelassen sind, aber in (C) von 6, das ein BB-Querschnitt ist, gezeigt sind. Alle Funktionen werden in (C) von 6 beschrieben. (B) von 6 ist ein AA-Querschnitt von (A) von 6, (C) von 6 ist ein BB-Querschnitt von (A) von 6, und (D) von 6 ist ein CC-Querschnitt von (A) von 6, bei dem das Probenverarbeitungsinstrument und die Antriebseinheit 40 über die Membran 20 miteinander in Kontakt stehen.
Auf der Oberflächenseite des Analysechips 10 sind als eine Vielzahl von Behältern, wie in (A) von 4 dargestellt, die Probenwanne 11, die Mischwanne 12, die Entsorgungswanne 13, vertikale Löcher 911 und 912 zum Einleiten von Reagenzien und Zirkulationsnuten 901, 902, 903, 904, 905, 906, 907 und 908 zum Einleiten und Zirkulieren der Luft sowie Luftreservoire 915 und 916 vorgesehen.
Andererseits ist auf der Unterflächenseite des Analysechips 10 eine Vielzahl von Nuten 111, 112, 113, 114, 115, 116, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 131, 132, 133, 134, 141, 142, 143, 144 und 145 vorgesehen, die in (B) von 4 gezeigt sind.
Die Membran 20 ist ein elastischer Körper aus einer Polymerverbindung wie Gummi oder einem Harz, der das Fluid bewegt, indem er pneumatisch verformt wird, und der das Fluid abdichtet, indem er an den jeweiligen Oberflächen des Analysechips 10 und der Antriebseinheit 40 haftet.
Die Antriebseinheit 40 ist mit Ausnehmungen 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 4A, 4B, 4C, 4D und 4E versehen, die eine Vielzahl von Ausnehmungen auf der Oberflächenseite bilden, die an die Membran 20 geklebt ist. Zwei Arten von Rohren von jeder Ausnehmung, nämlich Druckbeaufschlagungsrohre 411, 421, 431, 441, 451, 461, 471, 481, 491, 4A1, 4B1, 4C1, 4D1 und 4E1 und Druckentlastungsrohre 412, 422, 432, 442, 452, 462, 472, 482, 492, 4A2, 4B2, 4C2, 4D2 und 4E2 sind jeweils mit der in 5 gezeigten Luftleitung 70 verbunden.
7 ist ein Systemdiagramm der Luftleitungen zum Steuern des Drucks der Antriebseinheit 40 in der vorliegenden Ausführungsform, die in der pneumatischen Steuerung 60 installiert sind. Von der Druckbeaufschlagungspumpe 71 sind vierzehn Systeme abgezweigt, und weitere zwei Systeme sind jeweils über Druckbeaufschlagungs-Magnetventile 711, 721, 731, 741, 751, 761, 771, 781, 791, 7A1, 7B1, 7C1, 7D1 und 7E1 abgezweigt und sind jeweils mit den Druckbeaufschlagungsrohren der Antriebseinheit 40 verbunden. Der Grund, warum die beiden Systeme von einem Druckbeaufschlagungs-Magnetventil abgezweigt sind, ist, dass die beiden Analysechips 10 in der vorliegenden Ausführungsform wie in (A) von 5 gezeigt auf der Probenverarbeitungsvorrichtung montiert sind. Ebenso sind vierzehn Systeme von einer Druckentlastungspumpe 72 abgezweigt, und weitere zwei Systeme sind über Druckentlastungs-Magnetventile 712, 722, 732, 742, 752, 762, 772, 782, 792, 7A2, 7B2, 7C2, 7D2 und 7E2 abgezweigt und sind jeweils mit den Druckentlastungsrohren der Antriebseinheit 40 verbunden.
Wenn das Druckbeaufschlagungs-Magnetventil 711 und dergleichen erregt sind, kommuniziert die Luftleitung von der Pumpe 71 mit Antriebseinheit 40, und die Ausnehmung 41 und dergleichen der Antriebseinheit 40 sind mit Druck beaufschlagt. Andererseits ist, wenn das Druckbeaufschlagungs-Magnetventil 711 oder dergleichen nicht erregt ist, die Luftleitung auf der Seite der Pumpe 71 geschlossen, und ein Ausströmen aus der Luftleitung auf der Seite der Antriebseinheit 40 nach außen, d.h. zur Atmosphärenseite, ist ermöglicht. Ein Einströmen in die Luftleitung von außen ist jedoch nicht möglich.
Wenn das Druckentlastungs-Magnetventil 712 und dergleichen erregt sind, kommuniziert die Luftleitung von der Pumpe 72 mit der Antriebseinheit 40, und die Ausnehmungen 41 und dergleichen der Antriebseinheit 40 sind druckentlastet. Andererseits ist, wenn das Druckentlastungs-Magnetventil 712 und dergleichen nicht erregt ist, die Luftleitung auf der Seite der Pumpe 72 geschlossen und ein Einströmen von der Atmosphärenseite in die Luftleitung auf der Seite der Antriebseinheit 40 ist möglich. Ein Ausströmen nach außen aus der Luftleitung ist jedoch nicht möglich.
Nachfolgend wird eine Manipulation der Probenverarbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung eines Manipulationsablaufs von 8 beschrieben. Als Zustand vor dem Start der Manipulation ist die Antriebseinheit 40 in die Probenverarbeitungsvorrichtung eingebaut und die Luftleitung 70 angeschlossen. Bei der Instrumentmontage 301, die eine erste Manipulation des Manipulationsablaufs 301 bis 309 ist, bringt ein Bediener die Membran 20 am Analysechip 10 an, zieht die an der Abdichtungsfolie 21 angebrachte Zuführungsfolie 23 ab, führt eine Probe in die Probenwanne 11 ein und bringt die Zuführungsfolie 23 an, um das Probenverarbeitungsinstrument abzudichten, so dass ein abgedichtetes Instrument konfiguriert ist. Die wieder anzubringende Zuführungsfolie 23 muss nicht unbedingt die gleiche sein wie die ursprünglich angebrachte.
Das wie oben beschrieben konfigurierte abgedichtete Instrument wird mit der Membran 20 nach unten auf der Antriebseinheit 40 montiert und der Deckel 50 ist geschlossen. Dieser Zustand ist in (B) von 5 gezeigt. Es ist zu beachten, dass hier der Analysechip 10 und die Membran 20 getrennte Elemente sind und durch den Bediener befestigt werden, es können aber auch der Analysechip 10 und die Membran 20 verwendet werden, die vorher integriert und verpackt sind.
Beim nächsten Vorrichtungsbetriebsstart 302 wählt der Bediener ein Steuerungsverfahren gemäß einem Analyseinhalt durch die Manipulationseinheit 61 von (A) in 5 aus, und der Vorrichtungsbetrieb beginnt. Die Probenverarbeitungsvorrichtung startet einen Initialisierungsbetrieb 303 für einen Öffnungs- oder Schließbetrieb eines Magnetventils, eine Druckbeaufschlagungs- oder Druckentlastungsmanipulation durch eine Pumpe und eine Überprüfung des Drucks nach Bedarf. Dann, wenn die Druckbeaufschlagungspumpe 71 und die Druckentlastungspumpe 72 in Betrieb sind, werden alle Druckentlastungs-Magnetventile 712 und dergleichen geschlossen.
Als Nächstes gibt der Bediener einen Befehl zum Starten des Analysebetriebs 306 von der Manipulationseinheit 61 aus, und die Probenverarbeitungsvorrichtung führt einen Analysebetrieb 307 durch. Wenn die Analyse abgeschlossen ist, werden die Analyseergebnisse in einem Speicher in der Probenverarbeitungsvorrichtung gespeichert und bei Bedarf auf einem Display der Manipulationseinheit 61 oder dergleichen angezeigt.
Nach Beendigung des Analysebetriebs 307 entnimmt der Bediener bei der Instrumenteentnahme 308 das Probenverarbeitungsinstrument 1 und lagert oder entsorgt das Probenverarbeitungsinstrument 1. In einem Fall, in dem es eine nächste Analyse gibt, kehrt der Ablauf zur Instrumentemontage 301 zurück. Ein neues Probenverarbeitungsinstrument wird montiert und eine Analyse wird durchgeführt. In einem Fall, in dem keine Analyse mehr stattfindet, führt der Bediener eine Endmanipulation 309 an der Manipulationseinheit 61 durch, um den Betrieb der Vorrichtung zu stoppen.
Als Nächstes wird ein detailliertes Beispiel für den Analysebetrieb 307 der Probenverarbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Bei der Reagenzeinleitung 311 von 9 werden die in den Reagenzspeichern 80 und 85 gehaltenen Reagenzien in die Zirkulationsnut, die ein Oberflächen-Fluidkanal ist und auf der Oberflächenseite des Analysechips 10 vorgesehen ist, unter Verwendung der Ausstoßmechanismen 55 und 57 eingeleitet.
Nachfolgend werden Details der Reagenzeinleitung 311 beschrieben. Zunächst wird die Reagenzeinleitung aus dem Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher 80 unter Verwendung des Mehrflüssigkeits-Ausstoßmechanismus 55 unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist eine vergrößerte Seitenquerschnittsansicht eines Umfangs des Mehrflüssigkeits-Reagenzspeichers 80 des Probenverarbeitungsinstruments und veranschaulicht den Betrieb von sechs Druckbeaufschlagungsmechanismen, die den Mehrflüssigkeits-Ausstoßmechanismus 55 bilden.
(A) von 10 zeigt einen Ausgangszustand, bevor das Reagenz eingeleitet ist, und sechs Druckbeaufschlagungsmechanismen 552 bis 557 befinden sich über dem Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher 80.
Zunächst wird, wie in (B) von 10 gezeigt, durch Absenken eines ersten Reagenzkammer-Druckbeaufschlagungsmechanismus 552 die Kammer 810 für das erste Reagenz mit Druck beaufschlagt. Die Kammer 810 für das erste Reagenz wird gequetscht, und der Innendruck steigt an, um den Schweißabschnitt 831 für das erste-zweite Reagenz mit geringer Festigkeit zu öffnen, und ein erstes Reagenz im Inneren fließt zur Seite der Kammer 811 für das zweite Reagenz 811 aus.
Als nächstes wird, wie in (C) von 10 gezeigt, durch Absenken Druckbeaufschlagungsmechanismus 553 eines Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das erste-zweite Reagenz der Verbindungsabschnitt 831 mit geringer Festigkeit für das erste-zweite Reagenz mit Druck beaufschlagt.
Als nächstes wird, wie in (D) von 10 gezeigt, durch Absenken des Druckbeaufschlagungsmechanismus 554 der Kammer für das zweite Reagenz die Kammer 811 für das zweite Reagenz mit Druck beaufschlagt. Die Kammer 811 für das zweite Reagenz wird gequetscht, und der Innendruck steigt, um den Schweißabschnitt 832 für das zweite-dritte Reagenz zu öffnen, und das erste Reagenz und ein zweites Reagenz im Inneren strömen zur Seite der Kammer 812 für das dritte Reagenz heraus. In dieser Situation wird der Verbindungsabschnitt 831 für das erste und zweite Reagenz mit geringer Festigkeit nicht geöffnet, weil er durch den Druckbeaufschlagungsmechanismus 553 des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das erste und zweite Reagenz mit Druck beaufschlagt wird.
In ähnlicher Weise werden, wie in (E) von 10 gezeigt, durch Absenken jedes Druckbeaufschlagungsmechanismus in der Reihenfolge eines Druckbeaufschlagungsmechanismus 555 für den Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit für das zweite-dritte Reagenz, eines Druckbeaufschlagungsmechanismus 556 für die Kammer für das dritte Reagenz und eines Druckbeaufschlagungsmechanismus 557 für den Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz und durch sequentielle Druckbeaufschlagung des Verbindungsabschnitts 832 mit geringer Festigkeit für das zweite-dritte Reagenz, der Kammer 812 für das dritte Reagenz und des Verbindungsabschnitts 833 mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz alle Reagenzien von dem entfernten Folienabschnitt 821 für das dritte Reagenz in die Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz eingeführt.
Die Anzahl der Reagenzkammern im Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher 80 muss nicht unbedingt drei betragen, sondern kann auch vier oder mehr oder zwei sein. Alternativ kann auch eine leere Reagenzkammer verwendet werden, in der kein Reagenz gespeichert ist.
Der Zweck des Mehrflüssigkeits-Reagenzspeichers 80 ist das sequentielle Einleiten einer Vielzahl von Reagenzien. Darüber hinaus kann der Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher 80 für verschiedene Zwecke verwendet werden, z. B. zum Einleiten einer geringen Reagenzmenge und zum Einleiten eines getrockneten Reagenzes.
Beispielsweise wird das Volumen der Kammer 810 für das erste Reagenz größer gemacht als das Volumen der Kammer 811 für das zweite Reagenz, und eine große Menge des ersten Reagenzes in der Kammer 810 für das erste Reagenz wird in die Kammer 811 für das zweite Reagenz eingeleitet, die eine kleine Menge des zweiten Reagenzes umfasst, und wird dann in den Analysechip 10 eingeleitet. Dadurch kann eine Restflüssigkeitsmenge, einer kleinen Menge des zweiten Reagenzes, im Reagenzspeicher reduziert werden. Alternativ kann ein getrocknetes Reagenz in der Kammer 811 für das zweite Reagenz gespeichert und in den Analysechip 10 eingeleitet werden, nachdem es mit dem flüssigen Reagenz in der Kammer 810 für das erste Reagenz aufgelöst wurde.
Außerdem kann in einem Fall, in dem es notwendig ist, zwei Arten von Reagenzien zu mischen, bevor sie in den Analysechip 10 eingeleitet werden, eine in 11 gezeigte Mischmanipulation durchgeführt werden. Zum Beispiel wird nach der Manipulation von (D) von 10, wie in (A) von 11 gezeigt, durch Absenken des Mechanismus zur Druckbeaufschlagung des Verbindungsabschnitts 557 mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz, durch Druckbeaufschlagung des Verbindungsabschnitts 833 mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz und durch Anheben des Druckbeaufschlagungsmechanismus der Kammer 554 für das zweite Reagenz, des Druckbeaufschlagungsmechanismus des Verbindungsabschnitts 553 mit geringer Festigkeit für das erste-zweite Reagenz und des Druckbeaufschlagungsmechanismus der Kammer 552 für das erste Reagenz, die Druckbeaufschlagung der Kammer 811 für das zweite Reagenz, des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit 831 für das erste-zweite Reagenz und der Kammer 810 für das erste Reagenz gestoppt.
Anschließend werden, wie in (B) und (C) von 11 gezeigt, durch wiederholtes Absenken des Mechanismus 556 zur Druckbeaufschlagung der Kammer für das dritte Reagenz und Absenken des Mechanismus 552 zur Druckbeaufschlagung der Kammer für das erste Reagenz die Reagenzien zwischen der Kammer 810 für das erste Reagenz und der Kammer 812 für das dritte Reagenz fluidisiert, so dass die Reagenzien miteinander vermischt werden können. Schließlich werden die Reagenzien, nachdem sie zusammengemischt worden sind, durch Anheben des Druckbeaufschlagungsmechanismus 557 des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz und durch Absenken jedes Druckerzeugungsmechanismus in der Reihenfolge des Druckbeaufschlagungsmechanismus 552 der Kammer für das erste Reagenz, des Druckbeaufschlagungsmechanismus 553 des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das erste-zweite Reagenz, des Druckbeaufschlagungsmechanismus 554 der Kammer für das zweite Reagenz und des Druckbeaufschlagungsmechanismus 555 des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das zweite-dritte Reagenz, des Druckbeaufschlagungsmechanismus 556 der Kammer für das dritte Reagenz und des Druckbeaufschlagungsmechanismus 557 des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz von dem entfernten Folienabschnitt 821 für das dritte Reagenz in die Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz eingeleitet.
Bisher wurde die Reagenzeinleitung aus dem Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher 80 unter Verwendung des Mehrflüssigkeits-Ausstoßmechanismus 55 beschrieben.
Als nächstes wird die Reagenzeinleitung aus dem Einzelflüssigkeits-Reagenzspeicher 85 unter Verwendung des Einzelflüssigkeits-Ausstoßmechanismus 57 unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
12 ist eine vergrößerte Seitenquerschnittsansicht eines Umfangs des Einzelflüssigkeits-Reagenzspeichers 85 des Probenverarbeitungsinstruments und zeigt einen Betrieb von zwei Druckbeaufschlagungsmechanismen, die den Mehrflüssigkeits-Ausstoßmechanismus 57 bilden.
(A) von 12 zeigt einen Ausgangszustand, bevor ein Reagenz eingeleitet wird, und zwei Druckbeaufschlagungsmechanismen befinden sich über dem Einzelflüssigkeits-Reagenzspeicher 85.
Zunächst wird, wie in (B) von 12 gezeigt, durch Absenken eines Druckbeaufschlagungsmechanismus der Kammer 571 für das vierte Reagenz die Kammer 850 für das vierte Reagenz mit Druck beaufschlagt. Die Kammer 850 für das vierte Reagenz wird gequetscht und der Innendruck wird erhöht, um den Schweißabschnitt 870 mit geringer Festigkeit für das vierte Reagenz zu öffnen, und das vierte Reagenz im Inneren wird von einem Abschnitt 860 mit entfernter Folie für das vierte Reagenz in die zentrale Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 908 für das vierte Reagenz, die in (A) von 6 gezeigt sind, eingeleitet.
Schließlich kann, wie in (C) von 12 gezeigt, durch Absenken eines Druckbeaufschlagungsmechanismus des Verbindungsabschnitts 572 mit geringer Festigkeit für das vierte Reagenz und Druckbeaufschlagung des Schweißabschnitts 870 mit geringer Festigkeit für das vierten Reagenz das vierte Reagenz ohne Restflüssigkeit in den Analysechip 10 eingeleitet werden.
Bislang wurde die Reagenzeinleitung 311 aus dem Einzelflüssigkeits-Reagenzspeicher 85 unter Verwendung des Einzelflüssigkeits-Ausstoßmechanismus 57 beschrieben. Die obige Beschreibung der Reagenzeinleitung 311 in 9 ist gegeben worden.
Als nächstes wird die Reagenzfluidisierung 312 aus 9 beschrieben. Bei der Reagenzfluidisierung 312 wird das in die zentrale Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz eingeleitete Reagenz und das in die Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 908 für das vierte Reagenz eingeleitete Reagenz in der Mischwanne 12 fluidisiert.
Zunächst wird die Fluidisierung des Reagenzes, das in die zentrale Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz eingeleitete wurde, unter Bezugnahme auf die 13, 14A und 14B beschrieben.
13 ist ein Diagramm, das einen Reagenzfluidik-Betriebsablauf durch Steuern des Öffnens und Schließens von Druckbeaufschlagungs-Magnetventilen und Druckentlastungs-Magnetventilen der Probenverarbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt, und 14A und 14B sind erklärende Ansichten des Reagenzfluidikbetriebs.
Es ist zu beachten, dass die durchgezogenen Pfeile in 14A und 14B anzeigen, dass die Magnetventile, die den jeweiligen Druckbeaufschlagungsrohren und Druckentlastungsrohren entsprechen, geöffnet sind. Ein nach oben gerichteter durchgehender Pfeil zeigt an, dass eine Ausnehmung durch Öffnen eines Druckbeaufschlagungs-Magnetventils mit Druck beaufschlagt wird, und ein nach unten gerichteter durchgehender Pfeil zeigt an, dass eine Ausnehmung durch Öffnen eines Druckentlastungs-Magnetventils druckentlastet wird. Die Magnetventile sind geschlossen, wobei in der Beschreibung der referenzierten Zeichnungen kein durchgezogener Pfeil, sondern ein gestrichelter Pfeil verwendet wird, um insbesondere anzuzeigen, dass das Magnetventil geschlossen ist. Das heißt, ein nach oben gerichteter gestrichelter Pfeil zeigt an, dass das Druckbeaufschlagungs-Magnetventil von offen auf geschlossen geschaltet wurde, und ein nach unten gestrichelter Pfeil zeigt an, dass das Druckentlastungs-Magnetventil von offen auf geschlossen geschaltet wurde.
Weiterhin zeigen 14A und 14B einen Teil eines Querschnitts AA oder eines Querschnitts CC von 6. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch ein Teil der zentralen Zirkulationsnut 905 im Querschnitt BB durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Eine Fluidikrichtung der Luft in der zentralen Zirkulationsnut 905 ist durch einen horizontalen gestrichelten Pfeil gekennzeichnet.
(A) von 13 und (A) von 14A (Querschnitt AA) zeigen einen Zustand unmittelbar nach dem Einleiten eines Reagenzes 31 in die zentrale Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz in 6 aus dem Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher 80, der in 10 und 11 beschrieben wurde. In der Beschreibung der Reagenzeinleitung wurde die Steuerung der Magnetventile nicht beschrieben. Wenn das Reagenz eingeleitet wird, ist es jedoch vorteilhaft, dass durch Öffnen des Zirkulationsabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 721 die Luft aus dem Zirkulationsabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungsrohr 421 strömt und durch Druckbeaufschlagung der Zirkulationsabdichtungsausnehmung 42 die Membran 20 gegen den Analysechip 10 gepresst wird, um zu verhindern, dass das Reagenz aus dem vertikalen Loch 911 für das dritte Reagenz in die stromaufwärtige Zirkulationsabdichtungsausnehmung 111 strömt.
Durch Öffnen des Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 732 in (B) von 13 und (B) von 14A (Querschnitt AA) wird die Luft aus dem Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungsrohr 432 ausgetragen, um die Reagenzabdichtungsausnehmung 43 druckzuentlasten. Da die Membran 20 in dieser Situation zu einer Bodenfläche der Reagenzabdichtungsausnehmung 43 gezogen wird, wird ein Reagenzabdichtungsspalt 433 zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 erzeugt, um das Reagenz 31 aus der zentralen Zirkulationsnut 905 und der Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz durch das vertikale Loch 911 für das dritte Reagenz und die stromaufwärtige Reagenzabdichtungsnut 112 in den Reagenzabdichtungsabschnittsspalt 433 zu ziehen.
Da die Probe 31 in dieser Situation aus der zentralen Zirkulationsnut 905 und der Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz ausströmt, dehnt sich die Luft in der zentralen Zirkulationsnut 905 aus und der Druck nimmt tendenziell ab. Wie in (A) von 6 gezeigt, ist die zentrale Zirkulationsnut 905 jedoch über die Zirkulationsnuten 903, 904, 906, 907 und 908 mit den Wannen 11, 12 und 13 und den Luftreservoiren 915 und 916 verbunden. Daher strömt, wie durch einen gestrichelten Pfeil 921 in (B) von 14A angedeutet, die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Genau genommen dehnt sich die anfängliche Luft in den Wannen und den Zirkulationsnuten, die auf der Oberflächenseite des Analysechips 10 vorgesehen sind, um das Volumen aus, das der in die Reagenzabdichtungsausnehmung 43 oder dergleichen gesaugten Probe entspricht, aber die Menge der oben genannten anfänglichen Luft ist viel größer als die Menge der Ausdehnung, und ein Druckabfall ist gering. Insbesondere wird durch die Bereitstellung des Luftreservoirs 915 oder dergleichen das Volumen der anfänglichen Luft vergrößert (siehe (A) in 6), und ein Druckabfall in der Zirkulationsnut wird vernachlässigbar klein.
Als nächstes wird in (C) von 13 und (C) von 14A (Querschnitt AA) durch Öffnen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 742 die Luft aus dem Reagenzfluidikausnehmungs-Druckentlastungsrohr 442 ausgetragen und die Reagenzfluidikausnehmung 44 wird druckentlastet. Da die Membran 20 in dieser Situation an die Bodenfläche der Reagenzfluidikausnehmung 44 gezogen wird, wird ein Reagenzfluidikabschnittsspalt 443 zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 erzeugt, um das Reagenz 31 aus dem Reagenzabdichtungsabschnittsspalt 433 in den Reagenzfluidikabschnittsspalt 443 zu ziehen.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 921 in (C) von 14A angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (D) von 13 und (D) von 14B (Querschnitt AA und Querschnitt CC) durch Öffnen des Mischeinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 751 die Luft aus dem Mischeinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungsrohr 451 strömen gelassen. Durch Druckbeaufschlagung der Mischeinleitungsausnehmung 45 und durch Öffnen des Probenfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 7B1 wird die Luft aus dem Probenfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungsrohr 4B1 zur Druckbeaufschlagung der Probenfluidikausnehmung 4B geleitet. In dieser Situation wird die Membran 20 gegen die Seite des Analysechips 10 gedrückt, um die stromaufwärtige Mischeinleitungsnut 115 und die stromabwärige Probenfluidiknut 133 abzudichten. Anschließend wird durch Schließen des Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 732 das Ausströmen der Luft aus dem Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungsrohr 432 gestoppt. Durch Öffnen des Reagenzenabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 731 wird die Luft aus dem Reagenzabdichtungsausnehmungs- Druckbeaufschlagungsrohr 431 geleitet, um die Reagenzabdichtungsausnehmung 43 mit Druck zu beaufschlagen. In dieser Situation wird die Membran 20 gegen die Seite des Analysechips 10 gedrückt, um die Flüssigkeit im Spalt 433 des Reagenzabdichtungsabschnittsspalt zur Seite des vertikalen Lochs für das dritte Reagenz 911 zurückzuführen und um die stromabwärtige Reagenzabdichtungsnut 113 abzudichten.
In dieser Situation, wie durch einen gestrichelten Pfeil 922 in (D) von 14B angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (E) von 13 und (E) von 14B (Querschnitt AA und Querschnitt CC) durch Schließen des Mischeinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 751 das Einströmen der Luft aus dem Mischeinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungsrohr 451 gestoppt und die Druckbeaufschlagung der Membran 20 wird gestoppt. Durch Schließen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 742 wird das Ausströmen der Luft aus dem Reagenzfluidikausnehmungs-Druckentlastungsrohr 442 gestoppt. Durch Öffnen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 741 wird die Luft aus dem Reagenzströmungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungsrohr 441 geleitet, um die Reagenzfluidikausnehmung 44 unter Druck zu setzen. In dieser Situation wird die Membran 20 gegen die Seite des Analysechips 10 gedrückt, um das Reagenz 31 im Reagenzfluidikabschnittsspalt 443 herauszudrücken. Da in dieser Situation die Reagenzabdichtungsausnehmung 43 und die Probenfluidikausnehmung 4B mit Druck beaufschlagt sind, strömt das Reagenz 31 zur Seite der Mischeinleitungsausnehmung 45 heraus. Da die Mischeinleitungsausnehmung 45 weder druckbeaufschlagt noch drucklos ist, drückt und öffnet das Reagenz 31 den Mischeinleitungsabschnittsspalt 453, der ein Spalt zwischen dem Fluidikchip 10 und der Membran 20 ist, und strömt zur Mischwanne 12 aus.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 921 in (E) von 14B angedeutet ist, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Bislang wurde der Vorgang der Fluidisierung des Reagenzes, das in die zentrale Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 901 für das dritte Reagenz eingeleitet wurde, in der Mischwanne 12 beschrieben. Als Nächstes wird die Fluidisierung des Reagenzes, das in die zentrale Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 908 für das vierte Reagenz eingeleitet wird, unter Bezugnahme auf 15, 16A und 16B beschrieben.
15 ist ein Diagramm, das einen Reagenzfluidikbetriebsablauf durch Steuern des Öffnens und Schließens der Druckbeaufschlagungs-Magnetventile und der Druckentlastungs-Magnetventile der Probenverarbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt, und 16A und 16B sind erklärende Ansichten des Reagenzfluidikbetriebs.
(A) von 16A (Querschnitt CC) zeigt einen Zustand unmittelbar nach dem Einleiten eines Reagenzes 32 aus dem in 12 beschriebenen Einzelflüssigkeits-Reagenzspeicher 85 in die zentrale Zirkulationsnut 905 und die Zirkulationsnut 908 für das vierte Reagenz von 6. Nachfolgend wird die Flüssigkeit durch eine Schaltmanipulation des Magnetventils ähnlich wie unter Bezugnahme auf 13 und 14A und 14B beschrieben, fluidisiert.
Durch Öffnen des Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7E2 in (B) von 15 und (B) von 16A (Querschnitt CC) wird die Luft aus dem Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungsrohr 4E2 ausgetragen, um die Reagenzabdichtungsausnehmung 4E druckzuentlasten. In dieser Situation wird zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 ein Reagenzabdichtungsabschnittsspalt 4E3 erzeugt, um das Reagenz 32 abzuziehen. In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 922 in (B) von 16A angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (C) von 15 und (C) (Querschnitt AA) von 16A durch Öffnen des der Reagenzfluidikausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7D2 die Luft aus dem Druckentlastungsrohr 4D2 der Reagenzfluidikausnehmung ausgetragen, um den Druck in der Reagenzfluidikausnehmung 4D zu verringern. In dieser Situation wird ein Reagenzfluidikabschnitsspalt 4D3 zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 erzeugt, um das Reagenz 32 abzuziehen.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 922 in (C) von 16A angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (D) von 15 und (D) von 16B (Querschnitt AA und Querschnitt CC) durch Öffnen des Mischabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 761 die Mischabdichtungsausnehmung 46 mit Druck beaufschlagt. Durch Öffnen des Detektionseinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 771 wird die Detektionseinleitungsausnehmung 47 mit Druck beaufschlagt. In dieser Situation wird die Membran 20 gegen die Seite des Analysechips 10 gedrückt, um die stromabwärtige Mischabdichtungsnut 125 und die stromaufwärtige Detektionseinleitungsnut 141 abzudichten. Anschließend wird durch Schließen des Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7E2 und Öffnen des Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 7E1 die Reagenzabdichtungsausnehmung 4E mit Druck beaufschlagt. In dieser Situation kehrt das Fluid in dem Reagenzabdichtungsabschnittsspalt 4E3 zur Seite der vertikalen Lochs 912 für das vierte Reagenz zurück und dichtet auch die stromabwärtige Reagenzabdichtungsnut 122 ab.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 921 in (D) von 16B angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (E) von 15 und (E) von 16B (Querschnitt AA und Querschnitt CC) durch Schließen des Mischabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 761, Schließen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7D2 und Öffnen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 7D1 die Reagenzfluidikausnehmung 4D mit Druck beaufschlagt. In dieser Situation wird das Reagenz 32 in dem Reagenzfluidikausnehmungsspalt 4D3 ausgestoßen. Da in dieser Situation die Reagenzabdichtungsausnehmung 4E und die Detektionseinleitungsausnehmung 47 mit Druck beaufschlagt sind, strömt das Reagenz 32 zur Seite der Mischabdichtungsausnehmung 46 heraus. Da die Mischabdichtungsausnehmung 46 nicht mit Druck beaufschlagt ist, drückt und öffnet das Reagenz 32 den Mischabdichtungsabschnittsspalt 463, der ein Spalt zwischen dem Fluidikchip 10 und der Membran 20 ist, und strömt zur Mischwanne 12 heraus.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 922 in (E) von 16B gezeigt ist, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Bislang wurde der Betrieb der Fluidisierung des Reagenzes, das in die Zirkulationsnut 908 für das vierte Reagenz eingeleitet wurde, in der Mischwanne 12 beschrieben.
Bei der oben beschriebenen Reagenzfluidikmanipulation wird das Reagenz, das in die auf der Oberflächenseite des Analysechips 10 vorgesehene Zirkulationsnut eingeleitet wurde, in jede Nut 112 oder dergleichen und jeden Spalt 433 oder dergleichen auf der Unterflächenseite gesaugt. Die Zirkulationsnuten auf der Oberflächenseite kommunizieren mit den entsprechenden Nuten an beiden Enden, auf dem Weg und auf der Unterflächenseite, und es gibt kein totes Ende. Daher kann durch direktes Einleiten eines Reagenzes in die Zirkulationsnut auf der Oberflächenseite die gesamte Menge in die Nut auf der Unterflächenseite gesaugt werden. Insbesondere durch die Anordnung der entfernten Folienabschnitte 821 und 860 der Reagenzspeicher 80 und 85 auf oberen Teilen wie den Zirkulationsnuten und dergleichen auf der Oberflächenseite des Analysechips 10, wie in (E) von 10 bzw. (B) von 12 gezeigt, wird kein Totraum zwischen dem Reagenzspeicher und der Zirkulationsnut geschaffen, und eine geringe Menge an Reagenz kann ohne Restflüssigkeit fluidisiert werden.
Bislang wurde der Betrieb der Reagenzfluidisierung 312 in 9 beschrieben. Als nächstes wird die Probenfluidisierung 313 aus 9 unter Bezugnahme auf 17, 18A und 18B beschrieben.
17 ist ein Diagramm, das einen Probenfluidik-Betriebsablauf durch Steuern des Öffnens und Schließens der Druckbeaufschlagungs-Magnetventile und der Druckentlastungs-Magnetventile der Probenverarbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt, und 18A und 18B sind erklärende Ansichten des Probenfluidikbetriebs.
(A) von 18A (Querschnitt CC) zeigt einen Zustand, in dem eine Probe in die Probenwanne 11 gegeben und mit der Zuführungsfolie 23 abgedichtet wird. Nachfolgend wird die Flüssigkeit durch eine Schaltmanipulation des Magnetventils fluidisiert, ähnlich der Manipulation, die mit Bezug auf 13 und 14 beschrieben wurde.
Durch Öffnen des Probenabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7C2 in (B) von 17 und (B) von 18A (Querschnitt CC) wird die Probenabdichtungsausnehmung 4C druckentlastet. In dieser Situation wird zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 ein Probenabdichtungsabschnittsspalt 4C3 erzeugt, um die Probe 33 abzuziehen.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 922 in (B) von 18 angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (C) von 17 und (C) von 18A (Querschnitt CC) durch Öffnen des Probenfluidikausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7B2 die Probenfluidikausnehmung 4B druckentlastet. In dieser Situation wird zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 ein Probenfluidikspalt 4B3 erzeugt, um die Probe 33 abzuziehen.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 922 in (C) von 18A angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (D) von 17 und (D) von 18B (Querschnitt AA und Querschnitt CC) durch Öffnen des Reagenzabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 731 die Reagenzabdichtungsausnehmung 43 mit Druck beaufschlagt. Durch Öffnen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 741 wird die Reagenzfluidikausnehmung 44 mit Druck beaufschlagt. In dieser Situation wird die Membran 20 gegen die Seite des Analysechips 10 gedrückt, um die stromabwärtige Reagenzabdichtungsnut 113 und die stromaufwärtige Reagenzfluidiknut 114 abzudichten. Als nächstes wird durch Schließen des Probenabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7C2 und Öffnen des Probenabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 7C1 die Probenabdichtungsausnehmung 4C mit Druck beaufschlagt. In dieser Situation kehrt das Fluid in dem Probenabdichtungsabschnittsspalt 4C3 in die Probenwanne 11 zurück und dichtet die stromabwärtige Probenabdichtungsnut 132 ab.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 921 in (D) von 18B angedeutet, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Als nächstes wird in (E) von 17 und (E) von 18B (Querschnitt AA und Querschnitt CC) durch Schließen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 741, Schließen des Probenfluidikausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 7B2 und Öffnen des Probenfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 7B1 die Probenfluidikausnehmung 4B mit Druck beaufschlagt. In dieser Situation wird die Probe 33 in dem Probenfluidikabschnittsspalt 4B3 ausgestoßen. Da in dieser Situation die Probenabdichtungsausnehmung 4C und die Reagenzabdichtungsausnehmung 43 mit Druck beaufschlagt sind, strömt die Probe 33 zur Seite der Reagenzfluidikausnehmung 44 heraus. Da die Reagenzfluidikausnehmung 44 und die Mischeinleitungsausnehmung 45 nicht mit Druck beaufschlagt sind, drückt und öffnet die Probe 33 den Reagenzfluidikausnehmungsabschnittsspalt 443 und den Mischeinleitungsabschnittsspalt 453, die Spalte zwischen dem Fluidikchip 10 und der Membran 20 sind, und strömt zur Mischwanne 12 heraus.
In dieser Situation, wie durch den gestrichelten Pfeil 921 in (E) von 18B gezeigt ist, strömt die Luft in die zentrale Zirkulationsnut 905, und der Druck in der zentralen Zirkulationsnut 905 nimmt kaum ab.
Bislang wurde die Probenfluidisierung 313 in 9 beschrieben. Als nächstes wird das Mischen 314 von 9 unter Bezugnahme auf 19 und 20 beschrieben.
19 ist ein Diagramm, das einen Mischbetriebsablauf durch Steuern des Öffnens und Schließens der Druckbeaufschlagungs-Magnetventile und der Druckentlastungs-Magnetventile der Probenverarbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt, und 20 ist ein erklärendes Diagramm des Mischbetriebs.
In (A) von 19 und (A) von 20 (Querschnitt AA) werden in einem Zustand, in dem eine Probe, die eine Vielzahl von Flüssigkeiten enthält, und ein Reagenz, das in der Mischausnehmung 12 gemischt ist, gehalten werden, durch Öffnen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 741 und des Detektionseinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 771 die Ausschnittausnehmung 44 und die Detektionseinleitungsausnehmung 47 mit Druck beaufschlagt und abgedichtet.
In (B) von 19 und (B) von 20 (Querschnitt AA) wird durch Öffnen des Mischeinleitungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 752 die Mischeinleitungsausnehmung 45 druckentlastet, um die Flüssigkeit in den Mischeinleitungsabschnittsspalt 453, der ein Spalt ist, der zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 erzeugt wird, abzuziehen. In dieser Situation strömt die Luft, wie durch die gestrichelten Pfeile 921 und 922 angedeutet, durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen in die Mischwanne 12.
In (C) von 19 und (C) von 20 (Querschnitt AA) wird durch Öffnen des Mischabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 762 die Mischabdichtungsausnehmung 46 druckentlastet, um die Flüssigkeit in den Mischabdichtungsabschnittsspalt 463, der zwischen der Membran 20 und dem Analysechip 10 erzeugt wird, abzuziehen. In dieser Situation strömt die Luft, wie durch die gestrichelten Pfeile 921 und 922 angedeutet, durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen in die Mischwanne 12.
In (D) von 19 und (D) von 20 (Querschnitt AA) wird durch Schließen des Mischeinleitungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 752 und Öffnen des Mischeinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 751 die Mischeinleitungsausnehmung 45 mit Druck beaufschlagt, die Flüssigkeit in dem Mischeinleitungsabschnittsspalt 453 wird in die Mischwanne 12 zurückgeführt und das Mischeinleitungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventil 751 wird geschlossen. In dieser Situation strömt die Luft, wie durch die gestrichelten Pfeile 921 und 922 angedeutet, aus der Mischwanne 12 durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen heraus.
In (E) von 19 und (E) von 20 (Querschnitt AA) wird durch Schließen des Mischabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 762 und Öffnen des Mischabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 761 die Flüssigkeit in dem Mischabdichtungsabschnittsspalt 463 in die Mischwanne 12 zurückgeführt, und das Mischabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventil 761 wird geschlossen. In dieser Situation strömt die Luft, wie durch die gestrichelten Pfeile 921 und 922 angedeutet, aus der Mischwanne 12 durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen heraus.
Durch Wiederholung der obigen Manipulationen (B) bis (E) bewegt sich die Flüssigkeit in der Mischwanne 12 zur Mischeinleitungsausnehmung 45 und zur Mischabdichtungsausnehmung 46 und wird jedes Mal dann gemischt, wenn die Flüssigkeit wieder zurückkehrt. Bislang wurde der Betrieb des Mischers 314 in 9 beschrieben.
Als nächstes wird die Messung 315 von 9 unter Bezugnahme auf 21, 6 und 7 beschrieben. 21 ist ein Diagramm, das einen Messbetriebsablauf durch Steuern des Öffnens und Schließens der Druckbeaufschlagungs-Magnetventile und der Druckentlastungs-Magnetventile der Probenverarbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
In (A) von 21 wird durch Öffnen des Mischauslassausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 762 die Mischabdichtungsausnehmung 46 druckentlastet, und gemischte Flüssigkeiten, die nach Abschluss des Mischvorgangs in der Mischausnehmung 12 gehalten werden, werden aus der stromaufwärtigen Mischabdichtungsnut 126 gesaugt. In dieser Situation strömt die Luft durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen in die Mischwanne 12.
Als Nächstes wird in (B) von 21 durch Öffnen des Detektionseinleitungsabschnittsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 772 die Detektionsabschnittseinleitungsausnehmung 47 druckentlastet, und die gemischten Flüssigkeiten werden aus der stromabwärtigen Mischabdichtungsnut 141 gesaugt. Auch in dieser Situation strömt die Luft durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen in die Mischwanne 12.
Als nächstes wird in (C) von 21 durch Öffnen des Reagenzfluidikausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 7D1 die Reagenzfluidikausnehmung 4D mit Druck beaufschlagt und abgedichtet. Durch Schließen des Mischabdichtungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventils 762 und Öffnen des Mischabdichtungsausnehmungs-Druckbeaufschlagungs-Magnetventils 761 wird die Mischabdichtungsausnehmung 46 mit Druck beaufschlagt. In dieser Situation strömt die Luft aus der Mischwanne 12 durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen heraus.
Als Nächstes wird in (D) von 21 das Detektionsabschnitts-Einleitungsausnehmungs-Druckentlastungs-Magnetventil 772 geschlossen. In dieser Situation versucht die Membran 20 der Detektionsabschnittseinleitungsausnehmung 47 mit einer elastischen Kraft zur Unterflächenseite des Analysechips 10 zurückzukehren, und drückt die gemischten Flüssigkeiten heraus. Da die Mischabdichtungsausnehmung 46 und die Reagenzfluidikausnehmung 4D abgedichtet sind, bewegen sich die gemischten Flüssigkeiten, während sie die stromabwärtige Detektionsabschnitts-Einleitungsnut 142, die Detektionsnut 143 und die stromaufwärtige Entsorgungsnut 144 füllen, zur stromabwärtigen Entsorgungsnut 145, die einen Spalt zwischen dem Analysechip 10 und der Membran 20 der Entsorgungsausnehmung 48, die nicht mit Druck beaufschlagt ist, bildet, und überschüssige gemischte Flüssigkeiten werden zur Entsorgungswanne 13 herausgedrückt. In dieser Situation strömt die Luft aus der Entsorgungswanne 13 durch die zentrale Zirkulationsnut 905 und dergleichen heraus.
In diesem Zustand wird die Detektionsnut 143 mit Beobachtungslicht aus dem Beobachtungsfenster 52 von 5 bestrahlt, um Daten zu erfassen. Bislang wurde die Funktionsweise der Messung 315 in 9 beschrieben, und die Analysebetrieb 307 in 8 wird hier abgeschlossen.
Es ist anzumerken, dass die Detektionsnut 143 die Funktion hat, die Flüssigkeit in einem abgedichteten Raum zu halten, und in der ersten Ausführungsform, die oben im Detail beschrieben wurde, wurde ein Analysebetrieb beschrieben, bei dem die Detektionsnut 143 mit Beobachtungslicht aus dem Beobachtungsfenster 52 bestrahlt wird, um Daten zu erfassen. Die Prozesse in den Verarbeitungsnuten sind in der vorliegenden Ausführungsform jedoch nicht auf die Analyse oder Detektion beschränkt. Nach dem Mischen der beiden Flüssigkeiten mit dem Mischen 314 aus 9 können die beiden Flüssigkeiten z. B. durch Halten in der Detektionsnut 143 zur Reaktion gebracht und dann aus der Entsorgungswanne 13 gewonnen werden. Alternativ können die Flüssigkeiten in der Detektionsnut 143 gehalten werden, um einen anderen Prozess als optische Messungen durchzuführen, z. B. eine Temperaturkontrolle.
Zweite Ausführungsform
In der Probenverarbeitungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, ist der Reagenzspeicher, der unter Verwendung des Oberflächenelements und des Unterflächenelements konfiguriert ist, mit der Abdichtungsfolie des Analysechips verbunden. Bei einem Probenverarbeitungsinstrument in einer zweiten Ausführungsform ist der Reagenzspeicher jedoch dadurch gebildet, dass das obere Element des Reagenzspeichers direkt mit der Abdichtungsfolie des Analysechips verbunden ist, oder dass das obere Element des Reagenzspeichers auch als Abdichtungsfolie des Analysechips dient. Mit anderen Worten, die Abdichtungsfolie ist so konfiguriert, dass sie auch als Unterflächenelement dient oder die Rolle des Unterflächenelements hat.
Das heißt, die zweite Ausführungsform ist eine Ausführungsform eines Probenverarbeitungsinstruments, das so konfiguriert ist, dass es einen Reagenzspeicher, eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit an einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit an einer Unterflächenseite strömt, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren, und eine elastische Folie, der die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, umfasst. Der Reagenzspeicher umfasst einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen einem oberen Element und der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der das obere Element und die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit an einem Umfang des Speicherraums und einem Umfang des Oberflächen-Fluidkanals verbindet, und der Verbindungsabschnitt umfasst einen Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem Oberflächen-Fluidkanal und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
22 zeigt eine Konfiguration eines Reagenzeinleitungsabschnitts eines Analysechips, der in der vorliegenden Ausführungsform ein wesentlicher Teil des Probenverarbeitungsinstruments ist. In (A) von 22 wird die Reagenzkammer 850 bereitgestellt, indem das obere Element 86 des Reagenzspeichers 85 direkt mit der Abdichtungsfolie 21 des Analysechips 10 verbunden ist. Das heißt, die Abdichtungsfolie des Analysechips hat auch die Funktion des unteren Elements des Reagenzspeichers. Außerdem ist zwischen der Reagenzkammer 850 und einem entfernten Abschnitt 260 der Abdichtungsfolie 21 ein Verbindungsabschnitt 879 mit geringer Festigkeit vorgesehen.
Alternativ kann, wie in (B) von 22 gezeigt, die Reagenzkammer 850 zwischen der Abdichtungsfolie 21 des Analysechips 10 und dem Analysechip 10 vorgesehen sein. Das heißt, dass die Abdichtungsfolie des Analysechips auch die Funktion des oberen Elements des Reagenzspeichers übernimmt. Außerdem ist zwischen der Zirkulationsnut 905, die ein Oberflächen-Fluidkanal ist, der zwischen der Abdichtungsfolie 21 und dem Analysechip 10 vorgesehen ist, und der Reagenzkammer 850 ein Verbindungsabschnitt 878 mit geringer Festigkeit vorgesehen. Das heißt, der Reagenzspeicher ist mit der Reagenzkammer 850, die ein Speicherraum ist, der ein Reagenz zwischen dem oberen Element, das die Abdichtungsfolie 21 ist, und der Oberflächenseite des Analysechips 10, der die Verarbeitungseinheit ist, speichert, und dem Verbindungsabschnitt konfiguriert, der das obere Element und die Oberflächenseite des Analysechips an einem Umfang der Reagenzkammer 850 und einem Umfang der Zirkulationsnut 905, die der obere Fluidkanal ist, verbindet. Der Verbindungsabschnitt umfasst den Verbindungsabschnitt 878 mit geringer Festigkeit, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem Oberflächen-Fluidkanal und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
Auch in dem Probenverarbeitungsinstrument und der Probenverarbeitungsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben wurden, wird in einem abgedichteten Instrument, das eine Kombination aus einem Reagenzspeicher und der Verarbeitungseinheit umfasst, in der die Flüssigkeit und die zu verarbeitende Luft im Inneren nicht mit der Außenseite in Kontakt sind, eine Fluidikmanipulation durch Verformung der elastischen Folie ermöglicht, und das Reagenz kann mit einer geringen Menge an Restflüssigkeit in das Instrument eingeleitet werden.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform ist eine Ausführungsform einer Konfiguration eines Reagenzspeichers in einem Probenverarbeitungsinstrument und einer Probenverarbeitungsvorrichtung und eines Reagenzausstoßmechanismus. 23 zeigt ein Beispiel für den Reagenzspeicher und den Reagenzausstoßmechanismus in der dritten Ausführungsform.
In (A) von 23 haben ein oberes Element 881 und ein unteres Element 882, die beide eine Reagenzkammer 880 des Reagenzspeichers bilden, im Wesentlichen zueinander umgekehrte Formen, wobei das obere Element 881 eine konvexe Form auf der Oberflächenseite und das untere Element 882 eine konvexe Form auf der Unterflächenseite hat. Außerdem hat die Spitze eines Ausstoßmechanismus 883 ebenfalls eine konvexe Form, und die Oberflächenseite des Analysechips 10 hat eine konkave Form 884, um der konvexen Form des unteren Elements 882 zu entsprechen. In einem solchen Zustand, wenn der Ausstoßmechanismus 883 abgesenkt wird, um die Reagenzkammer 880 zu quetschen, wird das obere Element 881 umgedreht und haftet am unteren Element 882, und das Reagenz strömt ohne Restflüssigkeit aus.
In (B) von 23 haben ein oberes Element 886 oder ein unteres Element 887, die beide eine Reagenzkammer 885 bilden, keine einfache konvexe Form, sondern sind von den konvexen Abschnitten beider Elemente bis zu den Verbindungsflächen aus glatten Oberflächen gebildet. Die Spitze eines Ausstoßmechanismus 888 hat ein ähnliches Aussehen, und, wenn sie gequetscht wird, wird das obere Element 886 sanft umgedreht und haftet am unteren Element 887, und das Reagenz strömt ohne Restflüssigkeit aus.
In (C) von 23 ist ein Teil eines konvexen Abschnitts eines oberen Elements 890, das eine Reagenzkammer 889 bildet, eingedrückt, um einen eingedrückten Abschnitt 891 zu bilden. Dementsprechend wird das obere Element 890 beim Quetschen durch den Ausstoßmechanismus 888 umgedreht und haftet an dem unteren Element 887, das durch den eingedrückten Abschnitt 891 ausgelöst wird, und das Reagenz strömt ohne Restflüssigkeit aus. Ein solcher niedergedrückter Abschnitt 891 erzeugt einen Verformungsauslöser, wenn er gequetscht wird, und hat den Effekt, eine vorgespannte Verformung zu verhindern. Solange der gleiche Effekt erzielt werden kann, kann ein Teil zusätzlich zur eingedrückten Form auch flach gemacht oder die Krümmung verändert werden.
(D) von 23 zeigt einen Zustand, in dem die Reagenzkammer 892 ohne Spalt gequetscht ist. Es wird ein oberes Element 893 mit einer solchen Form hergestellt. Beim Halten des Reagenzes ist der Raum des oberen Elements erweitert, um das Reagenz zu speichern, und ist mit dem unteren Element verbunden. Wenn ein Ausstoßmechanismus 894 die Reagenzkammer 892 quetscht, entsteht durch das Quetschen kein Spalt. Daher strömt das Reagenz ohne Restflüssigkeit aus.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann die Fluidikmanipulation durch Verformung einer elastischen Folie in dem Probenverarbeitungsinstrument und ein Instrument in einem abgedichteten Zustand der Probenverarbeitungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden, und ein Reagenz kann in das Instrument mit einer geringeren Menge an Restflüssigkeit eingeleitet werden.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform ist eine Ausführungsform einer Konfiguration, die in der Lage ist, eine Reagenzkammer eines Instruments vom Kontakttyp zu schützen.
Wie in 24 dargestellt, sind Luftkammern 896 und 897 auf beiden Seiten einer Reagenzkammer 895 vorgesehen. In 24 sind die beiden Luftkammern 896 und 897 größer als die Reagenzkammer 895. Durch die Bereitstellung einer Schutzstruktur einschließlich der Luftkammern, die die Reagenzkammer auf diese Weise umgibt, schützen die Luftkammern 896 und 897 die Reagenzkammer auch in einem Fall, in dem ein Instrument vom Kontakttyp, das ein Reagenz aufnimmt, fallen gelassen wird. Daher strömt das Reagenz nicht aus der Reagenzkammer 895. Da eine solche Schutzstruktur den Zweck hat, die Reagenzkammer zu schützen, müssen die Formen der Luftkammern 896 und 897 nicht unbedingt halbkugelförmig sein, sondern können Rippen oder Vorsprünge sein. Das Innere kann jedes andere Material als die Luft enthalten oder keinen Raum im Inneren haben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, ähnlich wie bei den Probenverarbeitungsinstrumenten und Probenverarbeitungsvorrichtungen der ersten bis dritten Ausführungsform, ein Reagenz in eine Vorrichtung mit einer geringen Menge an Restflüssigkeit durch die Fluidikmanipulation durch Verformung einer elastischen Folie eingeleitet werden. Außerdem kann eine Reagenzkammer geschützt werden.
Die obigen Ausführungsformen wurden zum besseren Verständnis der Erfindung detailliert beschrieben und sind nicht notwendigerweise auf solche mit allen in der Beschreibung genannten Konfigurationen beschränkt. Des Weiteren ist es in einer Ausführungsform möglich, einen Teil der Konfiguration hinzuzufügen, zu löschen oder durch eine andere Konfiguration zu ersetzen. Zum Beispiel wurde das abgedichtete Instrument beschrieben, in dem eine Flüssigkeit und die Luft verarbeitet werden, aber ein Instrument, das ein anderes Gas als die Flüssigkeit und die Luft verarbeitet, kann auch anwendbar sein.
Erfindungsgemäß wird durch die pneumatische Verformung der Membran 20 die Luft durch die Zirkulationsnut zum Zirkulieren gebracht, wobei eine Manipulation wie Flüssigkeitszufuhr, Quantifizierung und Mischung durchgeführt wird. Dadurch wird eine Veränderung des Luftdrucks in einer Wanne gemildert und eine stabile Fluidikmanipulation ermöglicht.
Da zudem beide Enden der Zirkulationsnut auf der Oberflächenseite des Analysechips mit den entsprechenden Nuten auf der Unterflächenseite kommunizieren, gibt es es kein totes Ende. Durch direktes Einleiten des Reagenzes in die Zirkulationsnut auf der Oberflächenseite kann daher die gesamte Menge in die Nuten auf der Unterflächenseite gesaugt werden. Insbesondere durch die Anordnung des von dem entfernten Folienabschnitt des Reagenzspeichers auf einem oberen Teil der Zirkulationsnut oder dergleichen auf der Oberflächenseite des Analysechips gibt es keinen Totraum zwischen dem Reagenzspeicher und der Zirkulationsnut, und eine geringe Menge des Reagenzes kann mit einer kleinen Menge an Restflüssigkeit in den Analysechip eingeleitet und fluidisiert werden.
Die bisher in der Beschreibung ausführlich dargestellten Sachverhalte offenbaren nicht nur die Erfindungen gemäß den Ansprüchen, sondern auch verschiedene Erfindungen. Einige davon sind unten aufgeführt.
<Liste 1 >
Probenverarbeitungsinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

eine Verarbeitungseinheit, die einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, und einen Oberflächen-Fluidkanal,
durch den die Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, umfasst;
einen Reagenzspeicher mit einem Speicherraum, der ein Reagenz zwischen dem oberen Element und der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit speichert, und einem Verbindungsabschnitt, der das obere Element und die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit an einem Umfang des Speicherraums und einem Umfang des Oberflächen-Fluidkanals verbindet; und
eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem Oberflächen-Fluidkanal und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile, und
beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren.

<Liste 2>
Probenverarbeitungsinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

einen Reagenzspeicher, der ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen den beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst;
eine Verarbeitungseinheit, die einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, und einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, umfasst; und
eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei
mindestens ein Teil des unteren Elements des Reagenzspeichers mit der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit verbunden ist,
das untere Element einen entfernten Abschnitt umfasst, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals,
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile, und
beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren.

<Liste 3>
Probenverarbeitungsinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

einen Reagenzspeicher, der ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen den beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst;
eine Verarbeitungseinheit, die einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, und einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, umfasst;
ein Abdichtungselement, das die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet; und
eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei
mindestens ein Teil des unteren Elements des Reagenzspeichers mit dem Abdichtungselement verbunden ist,
das untere Element und das Abdichtungselement jeweils einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des oberen Oberflächenfluidkanals umfassen,
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile, und
beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren.

<Liste 4>
Probenverarbeitungsinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

einen Reagenzspeicher;
eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite fließt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren;
ein Abdichtungselement, das die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet; und
eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei
ein Reagenzspeicher ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt umfasst, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet,
mindestens ein Teil des unteren Elements mit dem Abdichtungselement verbunden ist und das untere Element und das Abdichtungselement jeweils einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfassen, und
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.

<Liste 5>
Probenverarbeitungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

eine Verarbeitungseinheit, die einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, und einen Oberflächen-Fluidkanal,
durch den die Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, umfasst;
einen Reagenzspeicher, der einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen dem oberen Element und der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit speichert, und einen Verbindungsabschnitt umfasst, der das obere Element und die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit an einem Umfang des Speicherraums und einem Umfang des Oberflächen-Fluidkanals verbindet;
eine Antriebseinheit, die Luft steuert;
eine elastische Folie, die zwischen der Verarbeitungseinheit und der Antriebseinheit angeordnet ist; und
eine pneumatische Steuerung, die umschaltet, ob die elastische Folie an der Verarbeitungseinheit oder der Antriebseinheit haftet, wobei
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem Oberflächen-Fluidkanal und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile, und
beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren.

<Liste 6>
Probenverarbeitungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

einen Reagenzspeicher, der ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen den beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst;
eine Verarbeitungseinheit, die einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, und einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, umfasst;
eine Antriebseinheit, die Luft steuert;
eine elastische Folie, die zwischen der Verarbeitungseinheit und der Antriebseinheit angeordnet ist; und
eine pneumatische Steuerung, die umschaltet, ob die elastische Folie an der Verarbeitungseinheit oder der Antriebseinheit haftet, wobei
mindestens ein Teil des unteren Elements des Reagenzspeichers mit der Oberflächenseite des Abdichtungselements verbunden ist,
das untere Element einen entfernten Abschnitt umfasst, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals,
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile, und
beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren.

<Liste 7>
Probenverarbeitungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

einen Reagenzspeicher, der ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen den beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst;
eine Verarbeitungseinheit, die einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, und einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, umfasst;
ein Abdichtungselement, das die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet;
eine Antriebseinheit, die Luft steuert;
eine elastische Folie, die zwischen der Verarbeitungseinheit und der Antriebseinheit angeordnet ist; und
eine pneumatische Steuerung, die umschaltet, ob die elastische Folie an der Verarbeitungseinheit oder der Antriebseinheit haftet, wobei
mindestens ein Teil des unteren Elements des Reagenzspeichers mit dem Abdichtungselement verbunden ist,
das untere Element und das Abdichtungselement jeweils einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfassen,
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile, und
beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren.

<Liste 8>
Probenverarbeitungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

einen Reagenzspeicher;
eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren;
ein Abdichtungselement, das die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet;
eine Antriebseinheit, die Luft steuert;
eine elastische Folie, die zwischen der Verarbeitungseinheit und der Antriebseinheit angeordnet ist; und
eine pneumatische Steuerung, die umschaltet, ob die elastische Folie an der Verarbeitungseinheit oder der Antriebseinheit haftet, wobei
der Reagenzspeicher ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst,
mindestens ein Teil des unteren Elements mit dem Abdichtungselement verbunden ist und das untere Element und das Abdichtungselement jeweils einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfassen, und
in dem Verbindungsabschnitt mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.

Bezugszeichenliste

1: Probenverarbereitungsinstrument
10: Analyse-Chip
11: Probenwanne
12: Mischwanne
13: Entsorgungswanne
111, 112, 113, 114, 115, 116, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 131, 132, 133, 134, 141, 142, 144, 145: Nut
143: Detektionsnut
20: Membran
21: Abdichtungsfolie
221: Durchgangsloch für ein drittes Reagenz
23: Zuführungsfolie
260: Durchgangsloch für ein viertes Reagenz
280: Zuführungsloch
40: Antriebseinheit
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E: Ausnehmung
411, 421, 431, 441, 451, 461, 471, 481, 491, 4A1, 4B1, 4C1, 4D1, 4E1: Druckbeaufschlagungsrohr
412, 422, 432, 442, 452, 462, 472, 482, 492, 4A2, 4B2, 4C2, 4D2, 4E2: Druckentlastungsrohr
50: Deckel
51: Drehlager
52: Beobachtungsfenster
53: Gehäuse
54: Arretiermechanismus
55: Mehrflüssigkeits-Ausstoßmechanismus
551: Druckbeaufschlagungsmechanismus des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das erste Reagenz
552: Druckbeaufschlagungsmechanismus der Kammer für das erste Reagenz
553: Druckbeaufschlagungsmechanismus des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das erste-zweite Reagenz
554: Druckbeaufschlagungsmechanismus der Kammer für das zweite Reagenz
555: Druckbeaufschlagungsmechanismus des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das zweite-dritte Reagenz
556: Druckbeaufschlagungsmechanismus der Kammer für das dritte Reagenz
557: Druckbeaufschlagungsmechanismus des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz
57: Einzelflüssigkeits-Ausstoßmechanismus
571: Druckbeaufschlagungsmechanismus der Kammer für das vierte Reagenz
572: Druckbeaufschlagungsmechanismus des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit für das vierte Reagenz
60: pneumatische Steuerung
61: Manipulationseinheit
70: Luftleitung
71: Druckbeaufschlagungspumpe
711, 721, 731, 741, 751, 761, 771, 781, 791, 7A1, 7B1, 7C1, 7D1, 7E1: Druckbeaufschlagungs-Magnetventil
72: Druckentlastungspumpe
712, 722, 732, 742, 752, 762, 772, 782, 792, 7A2, 7B2, 7C2, 7D2, 7E2: Druckentlastungs-Magnetventil
80: Mehrflüssigkeits-Reagenzspeicher
81: obere Mehrflüssigkeitsfolie
810: Kammer für das erste Reagenz
811: Kammer für das zweite Reagenz
812: Kammer für das dritte Reagenz
82: untere Mehrflüssigkeitsfolie
821: entfernter Folienabschnitt für das dritte Reagenz
831: Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit für das erste-zweite Reagenz
832: Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit für das zweite-dritte Reagenz
833: Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit für das dritte Reagenz
85: Einzelflüssigkeits-Reagenzspeicher
850: Kammer für das vierte Reagenz
86: obere Einzelfüssigkeitsfolie
860: entfernter Folienabschnitt für das vierter Reagenz
87 untere: Einzelfüssigkeitsfolie
870: Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit für das vierte Reagenz
875: Nicht-Verbindungsbereich
878, 879: Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit
880, 885, 889, 892, 895: Reagenzkammer
881, 886, 893: oberes Element
882, 887: unteres Element
883, 888, 894: Ausstoßmechanismus
896, 897: Luftkammer
901, 902, 903, 904, 905, 906, 907, 908: Zirkulationsnut
911: vertikales Loch für das dritte Reagenz
912: vertikales Loch für das vierte Reagenz
915, 916: Luftreservoir

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/073020 [0002]
JP 2017096819 A [0002]

Claims

Probenverarbeitungsinstrument, umfassend: einen Reagenzspeicher; eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren; und eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei einen Reagenzspeicher, der einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen einem oberen Element und der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit speichert, und einen Verbindungsabschnitt umfasst, der das obere Element und die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit an einem Umfang des Speicherraums und einem Umfang des Oberflächen-Fluidkanals verbindet, und der Verbindungsabschnitt den Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit umfasst, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem Oberflächen-Fluidkanal und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 1, wobei das obere Element aus einer Abdichtungsfolie besteht.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit einen Nicht-Verbindungsbereich umfasst, der ein Teil des Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit ist.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 1, wobei zwischen dem oberen Element und der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit eine Schutzstruktur vorgesehen ist, die den Speicherraum schützt.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 1, das ferner ein Abdichtungselement umfasst, das die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei der Speicherraum zwischen dem oberen Element und dem Abdichtungselement gebildet ist, der Verbindungsabschnitt das obere Element und das Abdichtungselement verbindet, und das Abdichtungselement einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfasst.
Probenverarbeitungsinstrument, umfassend: einen Reagenzspeicher; eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst, wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren; und eine elastische Folie, die die Unterflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei der Reagenzspeicher ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst, das untere Element einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfasst, und der Verbindungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit umfasst, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 6, wobei der Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit einen Nicht-Verbindungsbereich umfasst, der ein Teil des Verbindungsabschnitts mit geringer Festigkeit ist.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 6, wobei zwischen dem oberen Element und dem unteren Element eine Schutzstruktur vorgesehen ist, die den Speicherraum schützt.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 6, das ferner ein Abdichtungselement umfasst, das die Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit abdichtet, wobei in dem Abdichtungselement eine Position, die dem entfernten Abschnitt des unteren Elements entspricht, entfernt wird.
Probenverarbeitungsinstrument nach Anspruch 6, wobei das obere Element, das den Speicherraum bildet, eine konvexe Form auf einer Oberflächenseite aufweist und das untere Element eine konvexe Form auf einer Unterflächenseite aufweist.
Probenverarbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Reagenzspeicher; eine Verarbeitungseinheit, die einen Oberflächen-Fluidkanal, durch den eine Flüssigkeit auf einer Oberflächenseite strömt, und einen Unterflächen-Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit auf einer Unterflächenseite strömt, umfasst; wobei beide Enden des Oberflächen-Fluidkanals mit den Unterflächen-Fluidkanälen, die unterschiedlich sind, kommunizieren; eine Antriebseinheit, die Luft steuert; eine elastische Folie, die zwischen der Verarbeitungseinheit und der Antriebseinheit angeordnet ist; und eine pneumatische Steuerung, die umschaltet, ob die elastische Folie an der Verarbeitungseinheit oder der Antriebseinheit haftet, wobei der Reagenzspeicher ein oberes Element, ein unteres Element, einen Speicherraum, der ein Reagenz zwischen beiden Elementen speichert, und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Elemente an einem Umfang des Speicherraums verbindet, umfasst, mindestens ein Teil des unteren Elements mit der Oberflächenseite der Verarbeitungseinheit verbunden ist, und das untere Element einen entfernten Abschnitt, von dem ein Teil des unteren Elements entfernt wurde, in einem oberen Teil des Oberflächen-Fluidkanals umfasst, und der Verbindungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit umfasst, bei dem mindestens ein Teil zwischen dem entfernten Abschnitt und dem Speicherraum eine geringere Verbindungsfestigkeit aufweist als andere Teile.
Probenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Reagenzspeicher, die Verarbeitungseinheit und die elastische Folie ein abgedichtetes Instrument bilden.
Probenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12, die ferner einen Ausstoßmechanismus umfasst, der den Speicherraum und den Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit mit Druck beaufschlagt.
Probenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 13, die ferner eine Manipulationseinheit umfasst, wobei der Speicherraum und der Verbindungsabschnitt mit geringer Festigkeit durch den Ausstoßmechanismus mit Druck beaufschlagt werden, um ein Reagenz aus dem Reagenzspeicher in den Oberflächen-Fluidkanal basierend auf einer Anweisung von der Manipulationseinheit einzuleiten.
Probenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei das obere Element, das den Speicherraum bildet, eine konvexe Form auf einer Oberflächenseite aufweist und das untere Element eine konvexe Form auf einer Unterflächenseite aufweist, und der Ausstoßmechanismus, der den Speicherraum mit Druck beaufschlagt, eine konvexe Form mit einer Spitze an der Unterflächenseite aufweist.