JP2007003409A - Microchip inspection device - Google Patents

Microchip inspection device Download PDF

Info

Publication number
JP2007003409A
JP2007003409A JP2005185137A JP2005185137A JP2007003409A JP 2007003409 A JP2007003409 A JP 2007003409A JP 2005185137 A JP2005185137 A JP 2005185137A JP 2005185137 A JP2005185137 A JP 2005185137A JP 2007003409 A JP2007003409 A JP 2007003409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microchip
light
temperature
measurement
chip holder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005185137A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigenori Nozawa
繁典 野澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2005185137A priority Critical patent/JP2007003409A/en
Publication of JP2007003409A publication Critical patent/JP2007003409A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy saving type microchip inspection device. <P>SOLUTION: This microchip inspection device of emitting light to a microchip storing a specimen to carry out measurement has a casing, a light source part for irradiating the microchip with the light of a prescribed wavelength, a chip holder attached with the microchip, and a photoreception part for receiving light emitted from the microchip, the microchip inspection device is provided with a heat transfer means for transferring heat radiated from the light source part to the chip holder, and the microchip is brought thereby into a prescribed temperature, in the microchip inspection device. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸光光度測定あるいは蛍光測定などにより測定対象の液状の検体中における検出対象成分を同定し、その濃度を測定するためのマイクロチップ検査装置に関する。特に、人体の肝機能を診断する上で必要とされるGPT(グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ)やγ−GTP(γグルタミルトランスペプチターゼ)等の酵素活性を測定するために使用するマイクロチップ検査装置に関する。   The present invention relates to a microchip inspection apparatus for identifying a component to be detected in a liquid sample to be measured by absorptiometry or fluorescence measurement and measuring its concentration. In particular, the present invention relates to a microchip inspection apparatus used for measuring enzyme activities such as GPT (glutamate pyruvate transaminase) and γ-GTP (γ glutamyl transpeptidase) required for diagnosing liver function of the human body.

近年、マイクロマシン技術を応用して、化学分析等を従来の装置に比して微細化して行うμ−TAS(μ−ToTal Analysis System)や「Lab on a chip」と称されるマイクロチップをした分析方法が注目されている。特許文献1にはこの技術が開示されている。このようなマイクロチップを使用した分析システムは、マイクロマシン作製技術によって小さな基板上に形成された微細な流路の中において、試薬の混合、反応、分離、抽出及び検出等の分析全ての工程を行うことを目指したものであり、例えば、医療分野における血液の分析、超微量の蛋白質や核酸等の生体分子の分析等に用いられている。   In recent years, micromachine technology has been applied to perform microanalysis of chemical analysis, etc., in comparison with conventional devices, and analysis using microchips called microlabs (μ-ToTal Analysis System) and “Lab on a chip”. The method is drawing attention. Patent Document 1 discloses this technique. Such an analysis system using a microchip performs all analysis processes such as mixing, reaction, separation, extraction, and detection of reagents in a fine flow path formed on a small substrate by micromachine fabrication technology. For example, it is used for analysis of blood in the medical field, analysis of biomolecules such as ultra trace amounts of proteins and nucleic acids, and the like.

μ−TASでは、抽出物質や反応性生物などを定量するために吸光光度法や蛍光法などの光学的測定方法がよく用いられる。吸光光度法は、マイクロチップ内に形成された断面が約10〜500μm角と非常に小さい測定セル内に検体を充填し、測定光をその測定セルに入射し、測定セルを通過した通過光を受光しその通過光に基づいて液の吸光量を測定し、成分濃度を検出する方法である。蛍光法は同じくマイクロチップ内に形成された断面が約10〜500μm角程度の測定セル内に充填した検体に測定光を入射したときに試料から発する蛍光の波長や強度を測定して、成分濃度を検出する方法である。   In μ-TAS, an optical measurement method such as an absorptiometry or a fluorescence method is often used in order to quantify extracted substances or reactive organisms. In the absorptiometry, a specimen is filled in a very small measuring cell having a cross section of about 10 to 500 μm square formed in a microchip, the measuring light is incident on the measuring cell, and the passing light passing through the measuring cell is measured. This is a method for detecting the component concentration by measuring the amount of light absorption of the liquid based on the received light and the passing light. Similarly, the fluorescence method measures the wavelength and intensity of the fluorescence emitted from a sample when the measurement light is incident on a sample filled in a measurement cell having a cross-section of about 10 to 500 μm square formed in a microchip, and the concentration of the component It is a method of detecting.

μ−TASを利用した検査装置(以降マイクロチップ検査装置と呼称)において吸光光度測定や蛍光測定を行うための光源は、ハロゲンランプ等の連続光を放射する管球や単一波長の光を放射する高輝度LEDなどが用いられる。そして、生体物質の吸光光度法、蛍光法においては、試薬の反応時には生体の通常温度、例えば血液測定などでは人の体温近くの37℃付近に加温することが必要となる。   A light source for performing spectrophotometric measurement and fluorescence measurement in an inspection device (hereinafter referred to as a microchip inspection device) using μ-TAS emits a tube bulb that emits continuous light, such as a halogen lamp, or light of a single wavelength. A high brightness LED is used. In the absorptiometry and fluorescence methods of biological substances, it is necessary to warm the body at a normal temperature, for example, blood temperature, around 37 ° C., which is close to the human body temperature, when the reagent is reacted.

特許文献2には医療や化学工業を含む広範な分野に使用される部材中に微小な流路を有する板状の微小ケミカルデバイスを温度調節する装置とその方法について開示されている。しかしながら、この開示技術は微小ケミカルデバイスの表裏両外面に接する、設定希望温度±10℃の温度範囲に設定された温度調節ブロックを有するという技術である。その実施例において温度調節ブロックの加温には電気ヒータを用いている。また、特許文献2の中にはペルチェ素子による温調、温水、冷水、オイル等の液体を温度調節ブロック内に流す温調、赤外線やマイクロ波などの電磁波による温調について記載があるが、単に列記されての記載であり、具体的に電気ヒータ以外の手段でどのようにして温度調節ブロックの加温を行っているかは一切開示はされていない。
特開2004−109099号公報 特開2002−58470号公報
Patent Document 2 discloses an apparatus and method for adjusting the temperature of a plate-shaped microchemical device having a microchannel in a member used in a wide range of fields including medical and chemical industries. However, this disclosed technology is a technology having a temperature control block set in a temperature range of a desired setting temperature ± 10 ° C., which is in contact with both front and back outer surfaces of a micro chemical device. In the embodiment, an electric heater is used for heating the temperature control block. Further, Patent Document 2 describes temperature control using a Peltier element, temperature control for flowing a liquid such as hot water, cold water, and oil into a temperature control block, and temperature control using electromagnetic waves such as infrared rays and microwaves. There is no disclosure of how the temperature control block is heated by means other than the electric heater.
JP 2004-109099 A JP 2002-58470 A

検体を収納したマイクロチップに光を照射し吸光光度測定あるいは蛍光測定を行うマイクロチップ検査装置において、測定に使用するハロゲンランプ等の管球は、測定に必要な波長の光や可視光のほかにも熱エネルギーを放射もしている。また、高輝度LEDも放射光以外に熱エネルギーを放出する。
その熱エネルギーはいずれの光源を使う場合においても利用せずにマイクロチップ検査装置の外へ排出しており、エネルギー的に非効率であった。そこで本発明の目的は、測定用光源の熱エネルギーを利用してマイクロチップの温度を上昇させる省エネルギー型のマイクロチップ検査装置を提供することにある。
In a microchip inspection device that irradiates light to a microchip containing a specimen and performs spectrophotometric measurement or fluorescence measurement, the bulbs such as halogen lamps used for measurement are not only light with a wavelength necessary for measurement and visible light. Also emits thermal energy. In addition, high-brightness LEDs also emit thermal energy in addition to the emitted light.
The thermal energy was discharged outside the microchip inspection apparatus without using any light source, and was inefficient in terms of energy. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an energy-saving microchip inspection apparatus that raises the temperature of a microchip using thermal energy of a measurement light source.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、検体を収納したマイクロチップに光を照射し測定を行うマイクロチップ検査装置において、該マイクロチップ検査装置は、筐体と、該マイクロチップに光を照射する光源部と、該マイクロチップが組み込まれるチップホルダと、該マイクロチップより放出される光を受光する受光部とを有するものであって、該光源部から発する熱を該チップホルダに伝達する熱伝達手段を備え、該マイクロチップを所定の温度にすることを特徴とするマイクロチップ検査装置とする。   In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a microchip inspection apparatus that performs measurement by irradiating light to a microchip containing a specimen. The microchip inspection apparatus includes a housing, the microchip A light source unit that irradiates light to a chip, a chip holder in which the microchip is incorporated, and a light receiving unit that receives light emitted from the microchip, wherein the chip generates heat generated from the light source unit A microchip inspection apparatus comprising a heat transfer means for transmitting to a holder and setting the microchip to a predetermined temperature.

本発明によれば、光源部からマイクロチップへの熱伝達手段を備えたマイクロチップ検査装置とすることで、光源部の発する熱エネルギーを、マイクロチップを加温するための熱源として利用できる。また、マイクロチップを別の熱源により加熱する機構を設けなくてよくなるか、または別の熱源に供給するエネルギーを減少させられるため、省エネルギーとすることができる。   According to the present invention, by using the microchip inspection apparatus including the heat transfer means from the light source unit to the microchip, the heat energy generated by the light source unit can be used as a heat source for heating the microchip. Further, it is not necessary to provide a mechanism for heating the microchip with another heat source, or energy supplied to the other heat source can be reduced, so that energy can be saved.

本発明の実施の形態について図1〜図3を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態であり吸光光度測定用の装置であり、装置の概略の断面図として示す。本発明のマイクロチップ検査装置は、筐体1と、筐体1内に光源部2と、チップホルダ3と、受光部4とを有する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an apparatus for measuring absorptiometry, which is an embodiment of the present invention, and is shown as a schematic sectional view of the apparatus. The microchip inspection apparatus of the present invention includes a housing 1, a light source unit 2, a chip holder 3, and a light receiving unit 4 in the housing 1.

光源部2の光源はランプホルダ202に収納されたランプ201である。ランプ201としては、この実施形態では、ショートアークキセノンランプが使用されている。ランプホルダ202の開口部203からショートアークキセノンランプからの放射光は放射され、放射光は光学レンズ5を通過するときにほぼ平行光にされ、測定に必要な波長域の光を通過させるフィルタ6を通り、後述する樹脂製のマイクロチップ10の組み込まれた金属製のチップホルダ3に到達し、アパーチャ31を通り、例えば血液等からなる液体の検体の収容されたマイクロチップ10の測定セル11を通って、受光部4のフォトダイオードで受光する。   The light source of the light source unit 2 is a lamp 201 housed in a lamp holder 202. In this embodiment, a short arc xenon lamp is used as the lamp 201. Radiation light from the short arc xenon lamp is emitted from the opening 203 of the lamp holder 202, and the radiation light is made almost parallel light when passing through the optical lens 5, and passes through the light in the wavelength range necessary for measurement. And reaches a metal chip holder 3 in which a resin microchip 10 described later is incorporated, passes through an aperture 31, and passes through the measurement cell 11 of the microchip 10 in which a liquid specimen made of blood or the like is accommodated. The light is received by the photodiode of the light receiving unit 4.

ランプホルダ202とチップホルダ3は金属製の熱伝導部材30で接続されている。熱伝導部材30は基台となる板部材のベースプレート35から立設され樋状の溝を備えた部材30aに平板状の蓋部材30bを乗せたものとなっている。図1(b)はA−A´断面図を示す。樋状の溝を備えた部材30aと平板状の蓋部材30bの間に光路が形成されている。   The lamp holder 202 and the chip holder 3 are connected by a metal heat conduction member 30. The heat conducting member 30 is constructed by placing a flat lid member 30b on a member 30a provided with a bowl-shaped groove standing from a base plate 35 as a base plate member. FIG.1 (b) shows AA 'sectional drawing. An optical path is formed between the member 30a having a bowl-shaped groove and the flat lid member 30b.

ショートアークキセノンランプから放射される光の成分のうち、赤外領域の光はランプホルダ202を暖め、ランプホルダ202に接続された熱伝導部材30を伝わって、チップホルダ3に伝熱する。チップホルダ3は昇温し、目標の温度、例えば37℃に到達する。そして、チップホルダ3に組み込まれたマイクロチップ10の温度も37℃に到達する。   Of the light components emitted from the short arc xenon lamp, light in the infrared region warms the lamp holder 202, travels through the heat conducting member 30 connected to the lamp holder 202, and conducts heat to the chip holder 3. The chip holder 3 rises in temperature and reaches a target temperature, for example, 37 ° C. The temperature of the microchip 10 incorporated in the chip holder 3 also reaches 37 ° C.

本実施形態においては、吸光光度測定を開始する前にショートアークキセノンランプへの入力を増減してチップホルダの温度を37℃に調整する。なお、本実施形態では光源としてショートアークキセノンランプを用いる例を示したが、ハロゲンランプ等の白熱ランプであってもよい。   In the present embodiment, the temperature of the tip holder is adjusted to 37 ° C. by increasing / decreasing the input to the short arc xenon lamp before starting the absorbance measurement. In this embodiment, the short arc xenon lamp is used as the light source. However, an incandescent lamp such as a halogen lamp may be used.

図2は本発明の他の実施形態であり、概略の断面図として示す。筐体55と、筐体55内に光源部40と、チップホルダ43と、受光部45とを有する。筐体55には給排気用のスリット55a、55bを備える。光源部40としては指向性の発光ダイオード401とヒートシンク44の組み合わせたものが使用されている。指向性の発光ダイオードであるため、図1の実施形態とは異なり、別途光学レンズは不要である。なお、発光ダイオード401とヒートシンク44については便宜上、外観の図としており、断面図ではない。   FIG. 2 shows another embodiment of the present invention and is shown as a schematic cross-sectional view. The housing 55 has a light source unit 40, a chip holder 43, and a light receiving unit 45 in the housing 55. The housing 55 includes slits 55a and 55b for supplying and exhausting air. A combination of a directional light emitting diode 401 and a heat sink 44 is used as the light source unit 40. Since it is a directional light emitting diode, an optical lens is not required separately from the embodiment of FIG. Note that the light-emitting diode 401 and the heat sink 44 are external views for convenience and are not cross-sectional views.

発光ダイオード401の放射光は測定に必要な波長域の光であり、チップホルダ43に到達し、アパーチャ49を通り、マイクロチップ50の測定セル51を通って、受光部45のフォトダイオードで受光する。発光ダイオード401は発光時には50〜60℃になる。発光ダイオード401の発光面とは反対側の面にヒートシンク44が取り付けられ、送風ファン47の送風によって発光ダイオード401から発生した熱を蓄熱したヒートシンク44からの熱がチップホルダ43に向かい輸送される。   The light emitted from the light emitting diode 401 is light in the wavelength range necessary for measurement, reaches the chip holder 43, passes through the aperture 49, passes through the measurement cell 51 of the microchip 50, and is received by the photodiode of the light receiving unit 45. . The light emitting diode 401 has a temperature of 50 to 60 ° C. during light emission. The heat sink 44 is attached to the surface opposite to the light emitting surface of the light emitting diode 401, and the heat from the heat sink 44 that stores the heat generated from the light emitting diode 401 by the blower of the blower fan 47 is transported toward the chip holder 43.

チップホルダ43内にはマイクロチップ10の近傍に位置するように温度センサ46が配設されており、不図示であるが、温度の昇降温のデータを用いたフィードバック制御により送風ファン47の回転数を可変する機能を備え、チップホルダ43を所定の温度、例えば37℃に到達させる。   A temperature sensor 46 is disposed in the chip holder 43 so as to be positioned in the vicinity of the microchip 10, and although not shown, the rotational speed of the blower fan 47 is controlled by feedback control using temperature rise / fall data. The chip holder 43 is allowed to reach a predetermined temperature, for example, 37 ° C.

図3は本発明の他の実施形態であり、概略図として示す。筐体は省略してある。図1、図2と異なり、図3は光源部とチップホルダの配置を上方から見た図で描いてあり、図3(b)はB−B´断面を示す。
図3(b)にはベースプレート80を示したが、図3(a)ではベースプレート80は省略してある。本実施形態においては、チップホルダ63内に電気ヒータ75が組み込まれており、光源部300からの熱は付加的にマイクロチップ60の昇温に寄与する。光源部300としてはランプホルダ302に収納されたランプ301である。ランプ301としてはハロゲンランプが使用されている。ランプホルダ302の開口部303を通りランプ301からの放射光は放射され、光学レンズ65でほぼ平行光にされ、測定に必要な波長域の光を通過させるフィルタ66で選択された光が、チップホルダ63に到達し、アパーチャ69を通り、マイクロチップの測定セル61を通って、受光部64のフォトダイオードで受光する。ランプホルダ302とチップホルダ63間は純水等の熱媒体が充填されたヒートパイプ70で接続される。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention and is shown as a schematic diagram. The case is omitted. Unlike FIG. 1 and FIG. 2, FIG. 3 shows the arrangement of the light source unit and the chip holder as viewed from above, and FIG. 3B shows a BB ′ cross section.
Although FIG. 3B shows the base plate 80, the base plate 80 is omitted in FIG. In the present embodiment, an electric heater 75 is incorporated in the chip holder 63, and the heat from the light source unit 300 additionally contributes to the temperature increase of the microchip 60. The light source unit 300 is a lamp 301 housed in a lamp holder 302. A halogen lamp is used as the lamp 301. The light emitted from the lamp 301 is emitted through the opening 303 of the lamp holder 302, is made to be substantially parallel light by the optical lens 65, and the light selected by the filter 66 that transmits light in the wavelength region necessary for measurement is the chip. The light reaches the holder 63, passes through the aperture 69, passes through the microchip measurement cell 61, and is received by the photodiode of the light receiving unit 64. The lamp holder 302 and the chip holder 63 are connected by a heat pipe 70 filled with a heat medium such as pure water.

図4は本発明の実施の形態におけるヒートパイプによる熱の流れを示す。光源部300とチップホルダ63の間に配したヒートパイプ70のうちの1本を示したものである。ハロゲンランプからの排熱がヒートパイプ70内の熱媒体に伝熱し(図中の(イ))、ヒートパイプ内部で熱媒体の沸騰(図中の(ロ))から熱媒体蒸気の低温部への移動(図中の(ハ))となり、熱媒体の凝集(図中の(ニ))があって、熱の放出(図中の(ホ))が起きる。そして、毛細管現象による熱媒体の還流(図中の(ヘ))のサイクルが生じ、この間の潜熱のやり取りを通じて熱がチップホルダ63に輸送される。
なお、本実施形態では光源としてハロゲンランプを用いる例を示したが、ショートアークキセノンランプであってもよい。
FIG. 4 shows the flow of heat by the heat pipe in the embodiment of the present invention. One of the heat pipes 70 disposed between the light source unit 300 and the chip holder 63 is shown. Exhaust heat from the halogen lamp is transferred to the heat medium in the heat pipe 70 ((A) in the figure), and from the boiling of the heat medium ((B) in the figure) to the low temperature part of the heat medium vapor inside the heat pipe. Of the heat medium ((c) in the figure), there is agglomeration of the heat medium ((d) in the figure), and heat is released ((e) in the figure). Then, a cycle of recirculation of the heat medium ((F) in the figure) due to capillary action occurs, and heat is transported to the chip holder 63 through the exchange of latent heat during this period.
In the present embodiment, an example in which a halogen lamp is used as a light source has been described, but a short arc xenon lamp may be used.

なお、図1から図3で示したマイクロチップは1チップ内に検体を収納する1つの測定セルしか備えない1チップ単一測定セルの例を示したが、本発明はマイクロチップの温度を所定の温度にすることを可能にするものであり、適用されるマイクロチップは1チップ単一測定セルのものに限らず、1チップ内に異なった検体を収納する複数の測定セルを備え、複数の成分分析を1チップで行うことができる1チップ複数測定セルのマイクロチップに対しても当然に適用されるものである。   Although the microchip shown in FIGS. 1 to 3 shows an example of a single-chip single measurement cell having only one measurement cell for storing a sample in one chip, the present invention sets the temperature of the microchip to a predetermined value. The applied microchip is not limited to a single-chip single measurement cell, and includes a plurality of measurement cells containing different specimens in a single chip. Of course, the present invention can also be applied to a microchip of a single-chip multiple measurement cell capable of performing component analysis on a single chip.

図5に本発明のマイクロチップ検査装置に使用されるマイクロチップ10とチップホルダ6の一構成例を示す。マイクロチップ10はPMMA(ポリメタクリル酸メチル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等のプラスチック材料からなる。この例で示したマイクロチップ10は、2枚の板部材が貼り合わされてできている。貼りあわせ面の片面に予め溝が形成され、貼りあわせることで溝が空洞を形成する。そしてチップ外部と連通し分析液をチップに導入する分析液導入部14と分析液と反応させるための試薬を充填した試薬溜まり部15と分析液と試薬を混合する試薬混合部13と混合して出来た検査液に外部から光を通過させる測定セル11を備える。測定セル11は板部材の一端面に沿って直線状に配設されている。   FIG. 5 shows a configuration example of the microchip 10 and the chip holder 6 used in the microchip inspection apparatus of the present invention. The microchip 10 is made of a plastic material such as a thermoplastic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), or a thermosetting resin such as an epoxy resin. The microchip 10 shown in this example is formed by bonding two plate members. A groove is formed in advance on one side of the bonding surface, and the groove forms a cavity by bonding. Then, an analysis solution introduction unit 14 that communicates with the outside of the chip and introduces the analysis solution into the chip, a reagent reservoir unit 15 filled with a reagent for reacting with the analysis solution, and a reagent mixing unit 13 that mixes the analysis solution and the reagent are mixed. A measurement cell 11 is provided for allowing light to pass from the outside to the completed test solution. The measurement cell 11 is linearly arranged along one end surface of the plate member.

図1の装置構成における所定温度に維持する具体例を説明する。光源部2のランプは、ショートアークキセノンランプでありランプホルダ202内に装填し、65Wで点灯した。マイクロチップ10はたて32mm横30mm厚み2mmのPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂製であり、30mm角 t2mm チップホルダ3内にセットされる。光学系は、レンズ5はΦ15の平凸レンズ、フィルタ6は340nmのバンドパスフィルタ、アパーチャ31の径は0.3mmであり、受光器4はシリコンフォトダイオードである。   A specific example of maintaining a predetermined temperature in the apparatus configuration of FIG. 1 will be described. The lamp of the light source unit 2 was a short arc xenon lamp, loaded in the lamp holder 202, and lit at 65W. The microchip 10 is made of PET (polyethylene terephthalate) resin having a length of 32 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 2 mm, and is set in a 30 mm square t2 mm chip holder 3. In the optical system, the lens 5 is a plano-convex lens of Φ15, the filter 6 is a band-pass filter of 340 nm, the diameter of the aperture 31 is 0.3 mm, and the light receiver 4 is a silicon photodiode.

被測定物としては血液分析における酵素のGOT(Glutamic-oxaloacetic tramsminase)であり、マイクロチップの設定温度を37℃として測定時間は1チップあたり10分を要する。   The object to be measured is GOT (Glutamic-oxaloacetic tramsminase) of an enzyme in blood analysis, and the measurement time is 10 minutes per chip when the set temperature of the microchip is 37 ° C.

熱伝導部材30として、銅またはアルミニウムなどの熱伝導性のよい金属のブロックを加工して、中空の角柱状の部材とし、その中空部分を光路としてランプホルダとチップホルダの間に接続し配設した。図1(b)で示したように、樋状の溝を備えた部材30aと平板状の蓋部材30bの間に光路が形成されている。マイクロチップ検査装置を設計するにあたり、チップホルダ3および熱伝導部材30の寸法をその熱容量を計算し、マイクロチップ10の温度が37℃付近になるように決めた。特にチップホルダ3の寸法を大きくし、熱容量を大きくし、光学測定時にランプ電力を一定としたときにマクロチップの温度変化を低減させている。
吸光度測定を開始する前にショートアークキセノンランプへの入力を増減してチップホルダの温度を37℃に調整した。その際、ランプ点灯10分後に熱平衡に達した。光学測定時には、測定開始のとき36.8℃であり、10分後の測定終了時に37.2であった。このように、測定の間の10分間の温度変化は0.4egに収まり、GOTの測定に対して温度制御の精度は十分である。
As the heat conducting member 30, a metal block having good heat conductivity such as copper or aluminum is processed to form a hollow prismatic member, and the hollow portion is connected as an optical path between the lamp holder and the chip holder. did. As shown in FIG. 1B, an optical path is formed between the member 30a having a bowl-shaped groove and the flat lid member 30b. In designing the microchip inspection apparatus, the dimensions of the chip holder 3 and the heat conducting member 30 were calculated by calculating their heat capacities, and the temperature of the microchip 10 was determined to be around 37 ° C. In particular, when the size of the chip holder 3 is increased, the heat capacity is increased, and the lamp power is constant during optical measurement, the temperature change of the macro chip is reduced.
Before starting the absorbance measurement, the input to the short arc xenon lamp was increased or decreased to adjust the temperature of the tip holder to 37 ° C. At that time, thermal equilibrium was reached 10 minutes after the lamp was turned on. At the time of optical measurement, it was 36.8 ° C. at the start of measurement, and 37.2 at the end of measurement after 10 minutes. As described above, the temperature change during 10 minutes during the measurement is within 0.4 eg, and the accuracy of the temperature control is sufficient for the GOT measurement.

図2の装置構成における所定温度に維持する具体例を説明する。発光波長405nmの発光ダイオード401を6W点灯し、マイクロチップはたて32mm横30mm厚み2mmのPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂製であり、30mm角 厚み2mmのチップホルダ43内にセットされる。アパーチャ49の径は0.3mmであり、受光器45はシリコンフォトダイオードである。   A specific example of maintaining the predetermined temperature in the apparatus configuration of FIG. 2 will be described. The light-emitting diode 401 having an emission wavelength of 405 nm is turned on for 6 W, the microchip is made of PET (polyethylene terephthalate) resin having a length of 32 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 2 mm, and is set in a chip holder 43 having a 30 mm square and a thickness of 2 mm. The diameter of the aperture 49 is 0.3 mm, and the light receiver 45 is a silicon photodiode.

被測定物:γ−GTP(γ−Glutamyltranspeptidase)であり、マイクロチップ50の設定温度は37℃で測定時間は1チップあたり10分を要する。ベースプレート48上にヒートシンク付きの発光ダイオード401、送風ファン47、チップホルダ43を取り付けた。チップホルダ43の寸法は送風ファン47からの風を十分受けられるように決めた。筐体55の送風ファン47の背面、チップホルダ43の背面には筐体外部と通じるスリット55a,55bを設け、風がスムーズに流れるようにした。温度調節は送風ファン47の回転数を、チップホルダ43内に設置された温度センサからの温度データにより制御し風量を増減させることで実現した。発光ダイオード点灯25分後に熱平衡に達し、温度調節時の温度は37±0.2℃であった。光学測定時には測定開始のとき37.1℃10分後の測定終了時には36.8℃であった。このように、測定の間の10分間の温度変化は0.3degに収まり、γ−GTPの測定に対して温度制御の精度は十分である。   Object to be measured: γ-GTP (γ-Glutamyltranspeptidase), the set temperature of the microchip 50 is 37 ° C., and the measurement time is 10 minutes per chip. On the base plate 48, the light emitting diode 401 with a heat sink, the blower fan 47, and the chip holder 43 were attached. The dimensions of the chip holder 43 were determined so that the wind from the blower fan 47 could be received sufficiently. Slits 55a and 55b communicating with the outside of the housing are provided on the back surface of the blower fan 47 of the housing 55 and the back surface of the chip holder 43 so that the wind flows smoothly. The temperature adjustment was realized by controlling the number of rotations of the blower fan 47 with temperature data from a temperature sensor installed in the chip holder 43 to increase or decrease the air volume. Thermal equilibrium was reached 25 minutes after the light emitting diode was turned on, and the temperature during temperature adjustment was 37 ± 0.2 ° C. The optical measurement was 36.8 ° C. at the end of the measurement after 37.1 ° C. for 10 minutes at the start of the measurement. Thus, the temperature change for 10 minutes during the measurement is within 0.3 deg, and the accuracy of the temperature control is sufficient for the measurement of γ-GTP.

図3の装置構成における所定温度に維持する具体例を説明する。図3(a)は筐体を図示せず、装置を上方から見た図としている。図3(b)はB−B´断面図であり、図3(a)では省略されているベースプレート80を図示している。光源部300のランプ301はハロゲンランプでありランプホルダ302内に装填し、55Wで点灯した。マイクロチップ60はたて32mm横30mm厚み2mmのPET樹脂製であり、30mm角 厚み2mmのチップホルダ63内にセットされる。チップホルダ63内には5Wの電気ヒータ75が内装されている。光学系は、光学レンズ65はΦ15の平凸レンズ、フィルタ66は405nmのバンドパスフィルタ、アパーチャ69の径は0.3mmであり、受光器64はシリコンフォトダイオードである。   A specific example of maintaining the predetermined temperature in the apparatus configuration of FIG. 3 will be described. FIG. 3 (a) does not show the housing, but shows the device viewed from above. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB ′, and shows the base plate 80 omitted in FIG. The lamp 301 of the light source unit 300 is a halogen lamp, loaded in the lamp holder 302, and lit at 55W. The microchip 60 is made of PET resin having a length of 32 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 2 mm, and is set in a chip holder 63 having a 30 mm square and a thickness of 2 mm. A 5 W electric heater 75 is housed inside the chip holder 63. In the optical system, the optical lens 65 is a plano-convex lens of Φ15, the filter 66 is a 405 nm band-pass filter, the diameter of the aperture 69 is 0.3 mm, and the light receiver 64 is a silicon photodiode.

被測定物としてはγ−GTPであり、マイクロチップ60の設定温度は37℃で測定時間は1チップあたり10分を要する。ベースプレート80上にランプホルダ302、チップホルダ63、光学レンズ65、フィルタ66を取り付けた。ランプホルダ302とチップホルダ63の間において、ランプ301とアパーチャ69 を取り囲むようにヒートパイプ70を取り付けた。取り付けるヒートパイプ70の性能はマイクロチップ60の温度が設定値よりやや低くなるように実験して決められた。ハロゲンランプ点灯10分後に熱平衡に達し、電気ヒータ75がOFFのときの温度は35℃であった。電気ヒータ75をONとしチップホルダ内に設置した温度センサ67からの温度データにより電気ヒータ75に印加する電圧を制御することにより温度調節を行うと37±0.1℃であった。   The object to be measured is γ-GTP, the set temperature of the microchip 60 is 37 ° C., and the measurement time is 10 minutes per chip. On the base plate 80, the lamp holder 302, the chip holder 63, the optical lens 65, and the filter 66 were attached. A heat pipe 70 was attached between the lamp holder 302 and the chip holder 63 so as to surround the lamp 301 and the aperture 69. The performance of the heat pipe 70 to be attached was determined by experiment so that the temperature of the microchip 60 was slightly lower than the set value. Thermal equilibrium was reached 10 minutes after the halogen lamp was turned on, and the temperature when the electric heater 75 was OFF was 35 ° C. When the electric heater 75 was turned on and the temperature was adjusted by controlling the voltage applied to the electric heater 75 based on the temperature data from the temperature sensor 67 installed in the chip holder, the temperature was 37 ± 0.1 ° C.

なお、不図示ではあるが、ヒートパイプに替えて冷却液を充填した樹脂パイプをランプホルダとチップホルダとの間に接続して、ポンプで冷却液を循環させランプホルダからチップホルダに熱輸送する方法も採用できる。その場合は冷却液の循環速度を変えて温度調節する。   Although not shown, a resin pipe filled with a cooling liquid is connected between the lamp holder and the chip holder instead of the heat pipe, and the cooling liquid is circulated by a pump to be thermally transported from the lamp holder to the chip holder. A method can also be adopted. In that case, the temperature is adjusted by changing the circulation rate of the coolant.

本発明の実施の形態を示す。An embodiment of the present invention will be described. 本発明の他の実施の形態を示す。Another embodiment of the present invention will be described. 本発明の他の実施の形態を示す。Another embodiment of the present invention will be described. 本発明の実施の形態におけるヒートパイプによる熱の流れを示す。The heat flow by the heat pipe in embodiment of this invention is shown. 本発明のマイクロチップ検査装置に使用されるマイクロチップとチップホルダの一例を示す。An example of a microchip and a chip holder used in the microchip inspection apparatus of the present invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 筐体
2 光源部
201 ランプ
202 ランプホルダ
203 開口部
3 チップホルダ
4 受光部
5 光学レンズ
6 フィルタ
10 マイクロチップ
11 測定セル
12 アパーチャ部
13 試薬混合部
14 分析液導入部
15 試薬溜まり部
30 熱伝導部材
30a 樋状の溝を備えた部材
30b 蓋部材
31 アパーチャ
35 ベースプレート
40 光源部
401 発光ダイオード
43 チップホルダ
44 ヒートシンク
45 受光部
46 温度センサ
47 送風ファン
48 ベースプレート
49 アパーチャ
50 マイクロチップ
51 測定セル
55 筐体
55a、55b スリット
300 光源部
301 ランプ
302 ランプホルダ
303 開口部
60 マイクロチップ
61 測定セル
63 チップホルダ
64 受光部
65 レンズ
66 フィルタ
67 温度センサ
69 アパーチャ
70 ヒートパイプ
75 電気ヒータ
80 ベースプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Light source part 201 Lamp 202 Lamp holder 203 Opening part 3 Chip holder 4 Light receiving part 5 Optical lens 6 Filter 10 Microchip 11 Measurement cell 12 Aperture part 13 Reagent mixing part 14 Analyte introduction part 15 Reagent reservoir part 30 Thermal conduction Member 30a Member 30b with bowl-shaped groove Lid member 31 Aperture 35 Base plate 40 Light source unit 401 Light emitting diode 43 Chip holder 44 Heat sink 45 Light receiving unit 46 Temperature sensor 47 Blower fan 48 Base plate 49 Aperture 50 Microchip 51 Measurement cell 55 Housing 55a, 55b Slit 300 Light source 301 Lamp 302 Lamp holder 303 Opening 60 Microchip 61 Measurement cell 63 Chip holder 64 Light receiver 65 Lens 66 Filter 67 Temperature sensor 69 Aperture 70 Heat Toppipe 75 Electric heater 80 Base plate

Claims (1)

検体を収納したマイクロチップに光を照射し測定を行うマイクロチップ検査装置において、
該マイクロチップ検査装置は、筐体と、
該マイクロチップに光を照射する光源部と、
該マイクロチップが取り付けられるチップホルダと、
該マイクロチップより放出される光を受光する受光部とを有するものであって、
該光源部から発する熱を該チップホルダに伝達する熱伝達手段を備え、
該マイクロチップを所定の温度にすることを特徴とするマイクロチップ検査装置。

In a microchip inspection apparatus that performs measurement by irradiating light to a microchip containing a specimen,
The microchip inspection apparatus includes a housing,
A light source unit for irradiating the microchip with light;
A chip holder to which the microchip is attached;
A light receiving portion for receiving light emitted from the microchip,
Heat transfer means for transferring heat generated from the light source unit to the chip holder;
A microchip inspection apparatus characterized by bringing the microchip to a predetermined temperature.

JP2005185137A 2005-06-24 2005-06-24 Microchip inspection device Withdrawn JP2007003409A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005185137A JP2007003409A (en) 2005-06-24 2005-06-24 Microchip inspection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005185137A JP2007003409A (en) 2005-06-24 2005-06-24 Microchip inspection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007003409A true JP2007003409A (en) 2007-01-11

Family

ID=37689182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005185137A Withdrawn JP2007003409A (en) 2005-06-24 2005-06-24 Microchip inspection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007003409A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236568A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Ushio Inc Inspection apparatus
JP2010048644A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 Yazaki Corp Gas sample chamber and concentration measuring instrument equipped with it
CN111788666A (en) * 2018-03-05 2020-10-16 东京毅力科创株式会社 Inspection apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236568A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Ushio Inc Inspection apparatus
JP2010048644A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 Yazaki Corp Gas sample chamber and concentration measuring instrument equipped with it
CN111788666A (en) * 2018-03-05 2020-10-16 东京毅力科创株式会社 Inspection apparatus
CN111788666B (en) * 2018-03-05 2024-03-15 东京毅力科创株式会社 Inspection apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103421688B (en) Polymerase chain reaction device
JP5912034B2 (en) Liquid reflux type high-speed gene amplification device
JP2009542213A (en) System and method for rapid thermal cycling
US9370760B2 (en) Microreactor for photoreactions
US20080038163A1 (en) Systems and Methods for Cooling in Biological Analysis Instruments
CN107051598B (en) PCR microfluidic chip, preparation and use methods thereof and PCR equipment
JP6442543B2 (en) Equipment for thermal convection polymerase chain reaction
JP6027321B2 (en) High-speed gene amplification detector
US20170342360A1 (en) Pcr apparatus comprising repeated sliding means and pcr method using same
WO2015037620A1 (en) High-speed gene amplification/detection device
JP6754420B2 (en) Convection PCR device
KR100945556B1 (en) Portable analyzing apparatus based on PCR
JP2007003409A (en) Microchip inspection device
US20210023565A1 (en) Reaction apparatus and temperature control method
US20210053047A1 (en) Measuring arrangement for measuring the total nitrogen bound in a measuring liquid
WO2002090912A1 (en) Methods for measuring and controlling the temperature of liquid phase in micro passage of microchip, device for the methods, and microchip
TW201339308A (en) Detection device for nucleic acid amplification
JP4635728B2 (en) Microchip inspection device
US20210283614A1 (en) Heater For Apparatus For Detecting Molecule(s)
TW201730544A (en) Optical measuring device
CN111748463A (en) Amplification device applied to nucleic acid detection and detection method based on amplification device
CN212560271U (en) Amplification device applied to nucleic acid detection
US11732973B2 (en) Device for the thermal treatment of test samples
KR20210115144A (en) Polymerase chain reaction apparatus based on laser heating and induced fluorescence
JP6662010B2 (en) Optical measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080902