JP2009058256A - Fluorescence detection unit, reaction detector and microchip inspection system - Google Patents

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

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JP2009058256A JP2007223846A JP2007223846A JP2009058256A JP 2009058256 A JP2009058256 A JP 2009058256A JP 2007223846 A JP2007223846 A JP 2007223846A JP 2007223846 A JP2007223846 A JP 2007223846A JP 2009058256 A JP2009058256 A JP 2009058256A
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Takahiro Mori
孝裕 毛利
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact fluorescence detection unit capable of efficiently receiving fluorescence by a simple constitution, a reaction detector and a microchip inspection system. <P>SOLUTION: In the fluorescence detection unit having an emission part for irradiating a fluorescent substance with exciting light and a light receiving part for receiving the fluorescence emitted from a fluorescent substance to convert it into an electric signal, a reflection member having spectral reflecting characteristics reflecting fluorescence but not reflecting exciting light is provided to keep fluorescence reflected by the reflection member to be guided to the light receiving part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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

近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段(例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど)を微細化して1チップ上に集積化したシステムが開発されている(例えば、特許文献1参照)。これは、μ−TAS(Micro total Analysis System:マイクロ総合分析システム)、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ(Lab−on−chips)、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたマイクロ総合分析システムは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。   In recent years, by making full use of micromachine technology and ultrafine processing technology, devices and means (for example, pumps, valves, flow paths, sensors, etc.) for performing conventional sample preparation, chemical analysis, chemical synthesis, etc. have been miniaturized. A system integrated on a chip has been developed (see, for example, Patent Document 1). This is also called μ-TAS (Micro total Analysis System), bioreactor, Lab-on-chip, biochip, medical examination / diagnosis field, environmental measurement field, Its application is expected in the field of agricultural production. In reality, as seen in genetic testing, when complex processes, skilled techniques, and equipment operations are required, automated, high-speed and simplified micro comprehensive analysis systems are costly and necessary. It can be said that not only the amount of sample and the time required, but also the benefits of enabling analysis at any time and place are great.

また、本出願人は、マイクロチップの微細流路内に試薬などを封入し、マイクロポンプによって微細流路に液体を注入して試薬などを移動させ、反応部、次いで検出部へ流すことにより、血液など検体との反応結果を測定することができる反応検出装置を提案している(例えば、特許文献2参照)。このような反応検出装置では、マイクロチップの検出部に蛍光検出ユニットの発光部から励起光を照射し、試薬に含まれる蛍光物質の発光する非常に微弱な蛍光を蛍光検出ユニットの受光部で検出するように構成されている。
特開2004−28589号公報 特開2006−149379号公報
In addition, the present applicant encloses a reagent or the like in the microchannel of the microchip, injects a liquid into the microchannel by a micropump, moves the reagent, and flows it to the reaction unit and then the detection unit, A reaction detection device capable of measuring a reaction result with a specimen such as blood has been proposed (for example, see Patent Document 2). In such a reaction detection device, excitation light is emitted from the light emission part of the fluorescence detection unit to the detection part of the microchip, and the very weak fluorescence emitted by the fluorescent substance contained in the reagent is detected by the light reception part of the fluorescence detection unit. Is configured to do.
JP 2004-28589 A JP 2006-149379 A

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

1はマイクロチップであり、検出部19で試薬と検体の反応結果を測定する。発光部160から照射される励起光は、スリット157を介してレンズ155に入射し、レンズ155で集光された励起光は検出部19を照射する。検出部19で発生する蛍光は球状の配光分布を持ち、図10に矢印で示すように一部が受光部161に入射する。蛍光を受光部161に効率よく入射させるためにはできるだけ検出部19の近くに受光部161を配置する必要がある。   Reference numeral 1 denotes a microchip, and the detection unit 19 measures the reaction result between the reagent and the sample. Excitation light emitted from the light emitting unit 160 enters the lens 155 via the slit 157, and the excitation light condensed by the lens 155 irradiates the detection unit 19. The fluorescence generated in the detection unit 19 has a spherical light distribution, and a part of the fluorescence is incident on the light receiving unit 161 as indicated by an arrow in FIG. In order to make the fluorescence incident on the light receiving unit 161 efficiently, it is necessary to dispose the light receiving unit 161 as close to the detection unit 19 as possible.

しかしながら、蛍光物質を励起する励起光と、蛍光の波長の差は数nm〜数10nmと非常に小さい。そのため、励起光と蛍光を分離するために急峻な遮断特性を持つ励起光カットフィルタを受光部161と検出部19の間に配置する必要がある。このようなフィルタは製造が困難なため大型であり、検出部19の近くに受光部161を配置することができない。また、このようなフィルタを用いても受光部161に入射する励起光を完全に除去することは難しい。そのため、蛍光を効率よく受光部161に入射させることが難しかった。   However, the difference in wavelength between the excitation light for exciting the fluorescent material and the fluorescence is very small, from several nm to several tens of nm. Therefore, it is necessary to arrange an excitation light cut filter having a steep cutoff characteristic between the light receiving unit 161 and the detection unit 19 in order to separate excitation light and fluorescence. Such a filter is large because it is difficult to manufacture, and the light receiving unit 161 cannot be disposed near the detection unit 19. Even if such a filter is used, it is difficult to completely remove the excitation light incident on the light receiving unit 161. For this reason, it is difficult to efficiently cause the fluorescence to enter the light receiving unit 161.

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

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

1.
蛍光物質に励起光を照射する発光部と、
前記励起光を照射された前記蛍光物質の発光する蛍光を受光して電気信号に変換する受光部と、
を有する蛍光検出ユニットにおいて、
前記励起光の波長領域の反射率より前記蛍光の波長領域の反射率が高い分光反射特性を持つ反射部材を有し、
前記蛍光を前記反射部材に反射させて前記受光部に導光することを特徴とする蛍光検出ユニット。
1.
A light emitting unit for irradiating the fluorescent material with excitation light;
A light receiving unit that receives fluorescence emitted from the fluorescent material irradiated with the excitation light and converts it into an electrical signal;
In a fluorescence detection unit having
A reflection member having a spectral reflection characteristic in which the reflectance in the fluorescence wavelength region is higher than the reflectance in the wavelength region of the excitation light;
The fluorescence detection unit, wherein the fluorescence is reflected by the reflecting member and guided to the light receiving unit.

2.
前記発光部は、前記受光部の光軸に対し斜め方向から前記蛍光物質に励起光を照射するように配置されていることを特徴とする1に記載の蛍光検出ユニット。
2.
2. The fluorescence detection unit according to 1, wherein the light emitting unit is arranged to irradiate the fluorescent material with excitation light from an oblique direction with respect to an optical axis of the light receiving unit.

3.
前記発光部は、前記蛍光物質に対して前記受光部と同じ側に配置されていることを特徴とする1または2に記載の蛍光検出ユニット。
3.
The fluorescence detection unit according to 1 or 2, wherein the light emitting unit is disposed on the same side as the light receiving unit with respect to the fluorescent substance.

4.
前記発光部は、前記蛍光物質で正反射した前記励起光が前記反射部材に入射しない角度から前記励起光を照射するように構成されていることを特徴とする3に記載の蛍光検出ユニット。
4).
4. The fluorescence detection unit according to 3, wherein the light emitting unit is configured to irradiate the excitation light from an angle at which the excitation light specularly reflected by the fluorescent material does not enter the reflection member.

5.
前記蛍光検出ユニットは、前記蛍光物質で正反射した前記励起光を正反射する反射板を有し、前記反射板で正反射した前記励起光を前記蛍光物質に再度照射することを特徴とする3または4に記載の蛍光検出ユニット。
5).
The fluorescence detection unit includes a reflector that regularly reflects the excitation light that is regularly reflected by the fluorescent material, and irradiates the fluorescence material again with the excitation light that is regularly reflected by the reflection plate. Or the fluorescence detection unit of 4.

6.
前記発光部は、前記蛍光物質を挟んで前記受光部と反対側に配置されていることを特徴とする1または2に記載の蛍光検出ユニット。
6).
3. The fluorescence detection unit according to 1 or 2, wherein the light emitting unit is disposed on the opposite side of the light receiving unit with the fluorescent material interposed therebetween.

7.
前記発光部は、前記蛍光物質を透過した前記励起光が前記反射部材に入射しない角度から前記励起光を照射するように構成されていることを特徴とする6に記載の蛍光検出ユニット。
7).
7. The fluorescence detection unit according to claim 6, wherein the light emitting unit is configured to irradiate the excitation light from an angle at which the excitation light transmitted through the fluorescent material does not enter the reflecting member.

8.
前記蛍光検出ユニットは、前記蛍光物質を透過した前記励起光を正反射する反射板を有し、前記反射板で正反射した前記励起光を前記蛍光物質に再度照射することを特徴とする6または7に記載の蛍光検出ユニット。
8).
The fluorescence detection unit includes a reflector that specularly reflects the excitation light that has passed through the phosphor, and irradiates the phosphor again with the excitation light that is regularly reflected by the reflector. 8. The fluorescence detection unit according to 7.

9.
1乃至8の何れか1項に記載の蛍光検出ユニットを有し、
前記蛍光検出ユニットによって蛍光物質に励起光を照射し、前記蛍光物質が発光した蛍光を受光して測定することを特徴とする反応検出装置。
9.
The fluorescent detection unit according to any one of 1 to 8,
A reaction detection apparatus characterized in that the fluorescence detection unit irradiates a fluorescent material with excitation light and receives and measures the fluorescence emitted by the fluorescent material.

10.
9に記載の反応検出装置と、
蛍光物質を含む試薬と反応させた検体を前記蛍光検出ユニットにより測定可能なマイクロチップと、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
10.
A reaction detection device according to claim 9,
A microchip capable of measuring a sample reacted with a reagent containing a fluorescent substance by the fluorescence detection unit;
A microchip inspection system comprising:

本発明によれば、励起光を照射した蛍光物質から発生する蛍光を反射するとともに励起光は反射しない分光反射特性を持つ反射部材に反射させて受光部に導光するので、簡単な構成で蛍光だけを受光することができる。   According to the present invention, the fluorescence generated from the fluorescent material irradiated with the excitation light is reflected and reflected by the reflecting member having the spectral reflection characteristic that does not reflect the excitation light and guided to the light receiving unit. Can only receive light.

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

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

反応検出装置80はマイクロチップ1に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部84に結果を表示する装置である。   The reaction detection device 80 is a device that automatically detects a reaction between a specimen previously injected into the microchip 1 and a reagent and displays the result on the display unit 84.

反応検出装置80の筐体82には挿入口83があり、マイクロチップ1を挿入口83に差し込んで筐体82の内部にセットするようになっている。なお、挿入口83はマイクロチップ1を挿入時に挿入口83に接触しないように、マイクロチップ1の厚みより十分高さがある。85はメモリカードスロット、86はプリント出力口、87は操作パネル、88は入出力端子である。   The housing 82 of the reaction detection device 80 has an insertion port 83, and the microchip 1 is inserted into the insertion port 83 and set inside the housing 82. The insertion port 83 is sufficiently higher than the thickness of the microchip 1 so as not to contact the insertion port 83 when the microchip 1 is inserted. Reference numeral 85 denotes a memory card slot, 86 denotes a print output port, 87 denotes an operation panel, and 88 denotes an input / output terminal.

検査担当者は図1の矢印方向にマイクロチップ1を挿入し、操作パネル87を操作して検査を開始させる。反応検出装置80の内部では、マイクロチップ1内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部84に結果が表示される。検査結果は操作パネル87の操作により、プリント出力口86よりプリントを出力したり、メモリカードスロット85に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子88から例えばLANケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。   The person in charge of inspection inserts the microchip 1 in the direction of the arrow in FIG. 1 and operates the operation panel 87 to start the inspection. Inside the reaction detector 80, the reaction in the microchip 1 is automatically inspected, and when the inspection is completed, the result is displayed on the display unit 84 constituted by a liquid crystal panel or the like. The inspection result can be output from the print output port 86 or stored in a memory card inserted into the memory card slot 85 by operating the operation panel 87. Further, data can be stored in the personal computer or the like from the external input / output terminal 88 using, for example, a LAN cable.

検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ1を挿入口83から取り出す。   The inspection person takes out the microchip 1 from the insertion port 83 after the inspection is completed.

次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ1の一例について、図2を用いて説明する。   Next, an example of the microchip 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2(a)、図2(b)はマイクロチップ1の外観図である。図2(a)において矢印は、反応検出装置80にマイクロチップ1を挿入する挿入方向であり、図2(a)は挿入時にマイクロチップ1の下面となる面を図示している。図2(b)はマイクロチップ1の側面図である。   2A and 2B are external views of the microchip 1. FIG. In FIG. 2A, an arrow indicates an insertion direction in which the microchip 1 is inserted into the reaction detection device 80, and FIG. 2A illustrates a surface that becomes the lower surface of the microchip 1 when inserted. FIG. 2B is a side view of the microchip 1.

図2(a)の窓111はマイクロチップ1内部の検出部19で行われる検体と蛍光物質を含む試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。110a、110b、110c、110d、110eは内部の微細流路に連通する駆動液注入部であり、各駆動液注入部110から駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。113はマイクロチップ1に検体を注入するための検体注入部である。   The window 111 in FIG. 2A is provided for optically detecting the reaction between the specimen and the reagent containing the fluorescent substance performed by the detection unit 19 inside the microchip 1, and is a transparent member such as glass or resin. It consists of Reference numerals 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e denote driving liquid injection units that communicate with the internal fine flow paths. The driving liquid injection units 110 inject driving liquids to drive internal reagents and the like. Reference numeral 113 denotes a sample injection unit for injecting a sample into the microchip 1.

図2(b)に示すように、マイクロチップ1は溝形成基板108と、溝形成基板108を覆う被覆基板109から構成されている。   As shown in FIG. 2B, the microchip 1 includes a groove forming substrate 108 and a covering substrate 109 that covers the groove forming substrate 108.

マイクロチップ1を構成する溝形成基板108と被覆基板109に用いる材料について説明する。   The materials used for the groove forming substrate 108 and the covering substrate 109 constituting the microchip 1 will be described.

マイクロチップ1は、加工成形性、非吸水性、耐薬品性、耐候性、コストなどに優れていることが望まれており、マイクロチップ1の構造、用途、検出方法などを考慮して、マイクロチップ1の材料を選択する。その材料としては従来公知の様々なものが使用可能であり、個々の材料特性に応じて通常は1以上の材料を適宜組み合わせて、基板および流路エレメントが成形される。   The microchip 1 is desired to be excellent in processability, non-water absorption, chemical resistance, weather resistance, cost and the like. In consideration of the structure, application, detection method, etc. of the microchip 1, The material of chip 1 is selected. Various known materials can be used as the material, and usually the substrate and the flow path element are formed by appropriately combining one or more materials in accordance with individual material characteristics.

特に、多数の測定検体、とりわけ汚染、感染のリスクのある臨床検体を対象とするチップは、ディスポーザブルタイプであることが望ましい。そのため、量産可能であり、軽量で衝撃に強く、焼却廃棄が容易なプラステック樹脂、例えば、透明性、機械的特性および成型性に優れて微細加工がしやすいポリスチレンが好ましい。また、例えば分析においてチップを100℃近くまで加熱する必要がある場合には、耐熱性に優れる樹脂(例えばポリカーボネートなど)を用いることが好ましい。また、タンパク質の吸着が問題となる場合にはポリプロピレンを用いることが好ましい。樹脂やガラスなどは熱伝導率が小さく、マイクロチップの局所的に加熱される領域に、これらの材料を用いることにより、面方向への熱伝導が抑制され、加熱領域のみ選択的に加熱することができる。   In particular, it is desirable that a chip intended for a large number of measurement specimens, particularly clinical specimens at risk of contamination and infection, be a disposable type. Therefore, a plastic resin that can be mass-produced, is lightweight, is strong against impact, and can be easily disposed of by incineration, for example, polystyrene that is excellent in transparency, mechanical properties, and moldability and is easy to be finely processed is preferable. For example, when it is necessary to heat the chip to near 100 ° C. in analysis, it is preferable to use a resin having excellent heat resistance (for example, polycarbonate). In addition, when protein adsorption becomes a problem, it is preferable to use polypropylene. Resin and glass have low thermal conductivity, and by using these materials in the locally heated region of the microchip, heat conduction in the surface direction is suppressed, and only the heated region is selectively heated. Can do.

本実施形態では、検出部19において、蛍光物質の検出を光学的に行うので、少なくともこの部位の基板は光透過性の材料(例えばアルカリガラス、石英ガラス、透明プラスチック類)を用い、光が透過するようにする必要がある。本実施形態においては、検出部の窓111は光透過性の材料が用いられていて、窓111を光が透過するようになっている。   In the present embodiment, since the detection unit 19 optically detects the fluorescent substance, at least the substrate of this part uses a light transmissive material (for example, alkali glass, quartz glass, transparent plastics), and transmits light. It is necessary to do so. In the present embodiment, the window 111 of the detection unit is made of a light transmissive material so that light can pass through the window 111.

本発明の実施形態に係わるマイクロチップ1には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路(微細流路)および機能部品(流路エレメント)が、用途に応じた適当な態様で配設されている。本実施形態では、これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ1内で行われる特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理の一例を図2(c)を用いて説明する。なお、本発明の適用は図2(c)で説明するマイクロチップ1の例に限定されるものでは無く、様々な用途のマイクロチップ1に適用できる。   In the microchip 1 according to the embodiment of the present invention, a minute groove-like flow path (fine flow path) and a functional component (flow path element) for performing inspection, sample processing, and the like correspond to applications. It is arranged in an appropriate manner. In the present embodiment, an example of a process for performing amplification and detection of a specific gene performed in the microchip 1 by using these microchannels and channel elements will be described with reference to FIG. The application of the present invention is not limited to the example of the microchip 1 described with reference to FIG. 2C, but can be applied to the microchip 1 for various uses.

図2(c)はマイクロチップ1内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。   FIG. 2C is an explanatory diagram for explaining the functions of the fine flow path and flow path element inside the microchip 1.

微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部121、試薬類を収容する試薬収容部120などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部120には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図2(c)において、試薬収容部120、検体収容部121および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。   The fine channel is provided with, for example, a sample storage unit 121 that stores a sample liquid, a reagent storage unit 120 that stores reagents, and the like, so that the reagent storage unit 120 can be quickly tested regardless of location and time. Necessary reagents, washing solution, denaturing treatment solution and the like are stored in advance. In FIG. 2C, the reagent storage unit 120, the sample storage unit 121, and the flow path element are represented by squares, and the fine flow path therebetween is represented by a solid line and an arrow.

マイクロチップ1は、微細流路を形成した溝形成基板108と溝状の流路を覆う被覆基板109から構成されている。微細流路はマイクロメーターオーダーで形成されており、例えば幅は数μm〜数百μm、好ましくは10〜200μmで、深さは25〜500μm程度、好ましくは25〜250μmである。   The microchip 1 includes a groove forming substrate 108 in which a fine flow path is formed and a covering substrate 109 that covers the groove-shaped flow path. The fine channel is formed on the order of micrometers, for example, the width is several μm to several hundred μm, preferably 10 to 200 μm, and the depth is about 25 to 500 μm, preferably 25 to 250 μm.

少なくともマイクロチップ1の溝形成基板108には、上記の微細流路が形成されている。被覆基板109は、少なくとも溝形成基板の微細流路を密着して覆う必要があり、溝形成基板の全面を覆っていても良い。なお、マイクロチップ1の微細流路には、例えば、図示せぬ送液制御部、逆流防止部(逆止弁、能動弁など)などの送液を制御するための部位が設けられ、逆流を防止し、所定の手順で送液が行われるようになっている。   At least in the groove forming substrate 108 of the microchip 1, the fine flow path is formed. The coated substrate 109 needs to cover at least the fine flow path of the groove forming substrate in close contact, and may cover the entire surface of the groove forming substrate. Note that the microchannel 1 is provided with a part for controlling liquid feeding, such as a liquid feeding control unit (not shown), a backflow prevention unit (a check valve, an active valve, etc.), and the like. In this case, liquid feeding is performed according to a predetermined procedure.

検体注入部113はマイクロチップ1に検体を注入するための注入部、駆動液注入部110はマイクロチップ1に駆動液11を注入するための注入部である。マイクロチップ1による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部113から注射器などを用いて注入する。図2(c)に示すように、検体注入部113から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部121に収容される。   The sample injection unit 113 is an injection unit for injecting the sample into the microchip 1, and the driving liquid injection unit 110 is an injection unit for injecting the driving liquid 11 into the microchip 1. Prior to performing the test using the microchip 1, the tester injects the sample from the sample injection unit 113 using a syringe or the like. As shown in FIG. 2C, the sample injected from the sample injection unit 113 is stored in the sample storage unit 121 through the communicating fine channel.

次に、駆動液注入部110aから駆動液11を注入すると、駆動液11は連通する微細流路を通って検体収容部121に収容されている検体を押し出し、増幅部122に検体を送り込む。   Next, when the driving liquid 11 is injected from the driving liquid injection unit 110 a, the driving liquid 11 pushes the sample stored in the sample storage unit 121 through the communicating fine flow path, and sends the sample to the amplification unit 122.

一方、駆動液注入部110bから注入された駆動液11は、連通する微細流路を通って試薬収容部120aに収容されている蛍光物質を含む試薬を押し出す。試薬収容部120aから押し出された蛍光物質を含む試薬は増幅部122に駆動液11によって送り込まれる。このときの反応条件によっては、増幅部122の部分を所定の温度にする必要があり、後で説明するように反応検出装置80の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。   On the other hand, the driving liquid 11 injected from the driving liquid injection unit 110b pushes out the reagent containing the fluorescent substance stored in the reagent storage unit 120a through the communicating fine channel. The reagent containing the fluorescent material pushed out from the reagent storage unit 120 a is sent to the amplification unit 122 by the driving liquid 11. Depending on the reaction conditions at this time, it is necessary to set the amplifying unit 122 to a predetermined temperature, and as described later, the reaction is heated or absorbed in the reaction detector 80 and reacted at the predetermined temperature.

所定の反応時間の後、さらに駆動液11により増幅部122から送り出された反応後の検体を含む溶液は、検出部19に注入される。窓111から検出部19に励起光を照射すると、検体と反応した試薬が蛍光を発光するので蛍光の光量を測定することにより反応結果を計測することができる。   After a predetermined reaction time, a solution containing the sample after reaction sent out from the amplification unit 122 by the driving liquid 11 is injected into the detection unit 19. When the detection unit 19 is irradiated with excitation light from the window 111, the reagent that has reacted with the specimen emits fluorescence, so that the reaction result can be measured by measuring the amount of fluorescence.

図3は、本発明の第1の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す断面図、である。以下、同じ構成要素には同番号を付し、説明を省略する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the internal configuration of the reaction detection device 80 according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

反応検出装置80は、温度調節ユニット152、ポンプユニット92、パッキン96、パッキン97、流体タンク91などから構成される。図3はマイクロチップ1をそれぞれ温度調節ユニット152とパッキン97に密着させている状態である。図3に示すマイクロチップ1は、試薬の反応結果を測光する検出部19がマイクロチップ1の内部に1つ設けられている。   The reaction detection device 80 includes a temperature adjustment unit 152, a pump unit 92, a packing 96, a packing 97, a fluid tank 91, and the like. 3 shows a state in which the microchip 1 is in close contact with the temperature control unit 152 and the packing 97, respectively. In the microchip 1 shown in FIG. 3, one detection unit 19 that measures the reaction result of the reagent is provided inside the microchip 1.

温度調節ユニット152とマイクロチップ1は、モータ302、送りネジ301、トレイ300等からなる駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット152を、図3の状態からマイクロチップ1の厚み以上上昇させる。すると、マイクロチップ1は紙面左右方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口83からトレイ300の図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ1を挿入する。所定の位置までマイクロチップ1を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部95がマイクロチップ1を検知し、オンになる。   The temperature adjustment unit 152 and the microchip 1 are driven by a driving member including a motor 302, a feed screw 301, a tray 300, and the like, and can move in the vertical direction on the paper surface. In the initial state, the temperature adjustment unit 152 is raised from the state of FIG. 3 by the thickness of the microchip 1 by the driving member. Then, the microchip 1 can be inserted / removed in the left / right direction on the paper surface, and the person inspecting inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it comes into contact with a regulating member (not shown) of the tray 300. When the microchip 1 is inserted to a predetermined position, the chip detection unit 95 using a photo interrupter or the like detects the microchip 1 and is turned on.

温度調節ユニット152は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ1の面を所定の温度に調整するユニットである。   The temperature adjustment unit 152 is a unit that incorporates a Peltier element, a power supply device, a temperature control device, and the like and adjusts the surface of the microchip 1 to a predetermined temperature by generating heat or absorbing heat.

次に、駆動部材303により温度調節ユニット152とトレイ300を下降させて、マイクロチップ1を温度調節ユニット152とパッキン97に密着させる。   Next, the temperature adjustment unit 152 and the tray 300 are lowered by the driving member 303, and the microchip 1 is brought into close contact with the temperature adjustment unit 152 and the packing 97.

マイクロチップ1の検出部19では、検体とマイクロチップ1内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、発光、蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では試薬の反応結果を測光するマイクロチップ1の検出部19を構成する溝形成基板108と被覆基板109は、光透過性の材料になっていて、試薬と検体の反応結果は、マイクロチップ1の検出部19で発光する蛍光を測光または測色することで解析することができる。   In the detection unit 19 of the microchip 1, the specimen and the reagent stored in the microchip 1 react to cause, for example, coloration, light emission, fluorescence, turbidity, and the like. In this embodiment, the groove forming substrate 108 and the covering substrate 109 that constitute the detection unit 19 of the microchip 1 that measures the reaction result of the reagent are made of a light-transmitting material. The fluorescence emitted from the detection unit 19 of the chip 1 can be analyzed by photometry or colorimetry.

蛍光検出ユニット15は発光部160、受光部161、スリット157、レンズ155、反射筒191から成り、マイクロチップ1の検出部19で発生する蛍光を検出できるように配置されている。蛍光検出ユニット15については後に詳しく説明する。   The fluorescence detection unit 15 includes a light emitting unit 160, a light receiving unit 161, a slit 157, a lens 155, and a reflection cylinder 191, and is arranged so as to detect fluorescence generated by the detection unit 19 of the microchip 1. The fluorescence detection unit 15 will be described in detail later.

ポンプユニット92は少なくとも一つのポンプ62を有している。ポンプ62の吸込側には、パッキン96が接続され、流体タンク91に充填された流体を吸い込むようになっている。一方、ポンプ62の吐出側にはパッキン97が接続されていて、吸い込んだ流体を、パッキン97を介してマイクロチップ1の流体注入部110からマイクロチップ1内に形成された微細流路に注入する。パッキン97はポンプユニット92とマイクロチップ1の間に挟まれ、ポンプ62の流体出口とパッキン97の開口部と流体注入部110とは連通している。このように、ポンプ62から、連通しているパッキン97を介して流体注入部110より流体を注入する。   The pump unit 92 has at least one pump 62. A packing 96 is connected to the suction side of the pump 62 so that the fluid filled in the fluid tank 91 is sucked. On the other hand, a packing 97 is connected to the discharge side of the pump 62, and the sucked fluid is injected from the fluid injection part 110 of the microchip 1 into the microchannel formed in the microchip 1 via the packing 97. . The packing 97 is sandwiched between the pump unit 92 and the microchip 1, and the fluid outlet of the pump 62, the opening of the packing 97, and the fluid injection unit 110 communicate with each other. In this manner, the fluid is injected from the fluid injection unit 110 from the pump 62 through the packing 97 that communicates with the pump 62.

蛍光検出ユニット15の第1の実施形態について図4、図5を用いて説明する。図4は蛍光検出ユニット15の構成の第1の実施形態を示す断面図、図5は反射筒191の分光特性について説明するグラフである。   A first embodiment of the fluorescence detection unit 15 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the first embodiment of the configuration of the fluorescence detection unit 15, and FIG. 5 is a graph for explaining the spectral characteristics of the reflector 191.

図4は図3で説明した蛍光検出ユニット15を拡大し、光路を図示している。発光部160は検出部19を挟んで受光部161と反対側に配置されている。発光部160から照射される励起光は、スリット157を介してレンズ155に入射し、レンズ158で集光された励起光は検出部19を照射する。検出部19の蛍光物質を含む検体50は励起光により蛍光を発光する。   FIG. 4 is an enlarged view of the fluorescence detection unit 15 described in FIG. 3, and illustrates an optical path. The light emitting unit 160 is disposed on the opposite side of the light receiving unit 161 with the detection unit 19 interposed therebetween. Excitation light emitted from the light emitting unit 160 enters the lens 155 via the slit 157, and the excitation light collected by the lens 158 irradiates the detection unit 19. The specimen 50 including the fluorescent substance in the detection unit 19 emits fluorescence by excitation light.

蛍光はほぼ180度に亘って射出するので、受光部161に向けて図中矢印で示すように出射する。反射筒191の内壁に入射した蛍光は、反射して図4に示すように受光部161に入射する。反射筒191は本発明の反射部材である。   Since the fluorescence is emitted over approximately 180 degrees, it is emitted toward the light receiving unit 161 as indicated by an arrow in the figure. The fluorescence incident on the inner wall of the reflecting cylinder 191 is reflected and incident on the light receiving unit 161 as shown in FIG. The reflection cylinder 191 is a reflection member of the present invention.

図4(b)、図4(c)は反射筒191の光軸方向の断面形状の例であり、図4(b)のように円筒状、図4(c)のように角筒状など反射面が蛍光を受光部161に向けて反射するのであればどのような形状でも良い。   4B and 4C are examples of the cross-sectional shape of the reflecting cylinder 191 in the optical axis direction, such as a cylindrical shape as shown in FIG. 4B, a rectangular tube shape as shown in FIG. Any shape may be used as long as the reflecting surface reflects the fluorescence toward the light receiving unit 161.

図5(a)を用いて励起光と蛍光の分光特性について説明する。発光部160として例えば主波長555nmのLEDを用いたとき、励起光の分光特性は図5(a)に示すR1のようになる。このような励起光を蛍光物質(例えばTAMRA)に照射すると図5(a)にR2で示す分光特性の蛍光を発光する。蛍光の主波長は580nmであり、励起光との主波長の差であるストークスシフトλsは25nmである。検出部19から出射した光にはこのように蛍光と主波長の近い励起光が含まれている。本発明では、反射筒191の内壁に蛍光の波長領域を反射し励起光の波長領域では反射率が低い分光反射特性を持たせて蛍光だけが反射筒191の内壁に反射して受光部161に入射するようにしている。   The spectral characteristics of excitation light and fluorescence will be described with reference to FIG. When, for example, an LED having a dominant wavelength of 555 nm is used as the light emitting unit 160, the spectral characteristics of the excitation light are as indicated by R1 shown in FIG. When such excitation light is irradiated onto a fluorescent material (eg, TAMRA), fluorescence having spectral characteristics indicated by R2 in FIG. 5A is emitted. The dominant wavelength of the fluorescence is 580 nm, and the Stokes shift λs, which is the difference of the dominant wavelength from the excitation light, is 25 nm. Thus, the light emitted from the detector 19 includes excitation light having a wavelength close to that of the main wavelength. In the present invention, the fluorescent wavelength region is reflected on the inner wall of the reflecting cylinder 191, and the spectral reflection characteristic is low in the wavelength range of the excitation light, and only the fluorescence is reflected on the inner wall of the reflecting cylinder 191 and is reflected on the light receiving unit 161. Incident light is incident.

図5(b)は反射筒191の内壁の分光反射特性の例を示すグラフである。図中のF1が反射筒191の内壁の分光反射特性であり、蛍光の波長領域を反射する一方、550nm以下の波長をほとんど反射しない遮断特性を有している。本例は一例であり、使用する蛍光物質や励起光の波長に合わせて反射筒191の内壁の分光反射特性を決定すれば良い。   FIG. 5B is a graph showing an example of the spectral reflection characteristics of the inner wall of the reflecting cylinder 191. F1 in the figure is the spectral reflection characteristic of the inner wall of the reflecting cylinder 191, which has a cutoff characteristic that reflects the wavelength region of fluorescence and hardly reflects wavelengths of 550 nm or less. This example is merely an example, and the spectral reflection characteristics of the inner wall of the reflecting cylinder 191 may be determined in accordance with the fluorescent material to be used and the wavelength of the excitation light.

このように、蛍光だけが反射筒191の内壁に反射して受光部161に入射するので、効率よく蛍光を受光することができる。   In this way, only the fluorescence is reflected by the inner wall of the reflecting cylinder 191 and enters the light receiving unit 161, so that the fluorescence can be received efficiently.

次に、蛍光検出ユニット15の第2の実施形態について図6を用いて説明する。図6は蛍光検出ユニット15の構成の第2の実施形態を示す断面図である。   Next, a second embodiment of the fluorescence detection unit 15 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the configuration of the fluorescence detection unit 15.

第1の実施形態との違いは発光部160から検出部19に向けて斜め方向から励起光を照射し、検出部19を透過した励起光を反射する反射板192を設けた点である。   The difference from the first embodiment is that a reflection plate 192 that irradiates excitation light from the light emitting unit 160 toward the detection unit 19 in an oblique direction and reflects the excitation light transmitted through the detection unit 19 is provided.

発光部160は、受光部161の光軸Lに対し斜め方向から蛍光物質を含む検体50に励起光を照射する。θは発光部160の光軸Mと光軸Lのなす角度である。角度θは、検出部19を透過した励起光が反射筒191に入射しない角度に設定されている。反射板192は励起光の波長領域を反射し蛍光の波長領域では反射率が低い分光反射特性を持ち、検出部19を透過した励起光を正反射して再度検出部19を照射するように配置されている。   The light emitting unit 160 irradiates the specimen 50 containing a fluorescent material with excitation light from an oblique direction with respect to the optical axis L of the light receiving unit 161. θ is an angle formed by the optical axis M and the optical axis L of the light emitting unit 160. The angle θ is set to an angle at which the excitation light transmitted through the detection unit 19 does not enter the reflection cylinder 191. The reflection plate 192 has a spectral reflection characteristic that reflects the excitation light wavelength region and has a low reflectance in the fluorescence wavelength region, and is arranged so as to regularly reflect the excitation light transmitted through the detection unit 19 and irradiate the detection unit 19 again. Has been.

発光部160から照射される励起光は、検出部19を照射し、検出部19の蛍光物質を含む検体50は励起光により蛍光を発光する。蛍光はほぼ180度に亘って射出するので第1の実施形態と同様に、受光部161に向けて図中矢印で示すように出射する。反射筒191の内壁は第1の実施形態と同様に蛍光の波長領域を反射し励起光の波長領域では反射率が低い分光反射特性を有するので、蛍光だけが図6に示すように反射して受光部161に入射する。   The excitation light emitted from the light emitting unit 160 irradiates the detection unit 19, and the specimen 50 including the fluorescent material of the detection unit 19 emits fluorescence by the excitation light. Since the fluorescence is emitted over approximately 180 degrees, it is emitted toward the light receiving unit 161 as indicated by an arrow in the figure, as in the first embodiment. The inner wall of the reflecting cylinder 191 reflects the fluorescent wavelength region as in the first embodiment and has a spectral reflection characteristic with a low reflectance in the excitation light wavelength region, so that only the fluorescent light is reflected as shown in FIG. The light enters the light receiving unit 161.

このようにすると、検出部19に効率よく励起光を照射して励起される蛍光の量を増すとともに、受光部161に入射する励起光を減らすことができる。   In this way, the amount of fluorescence excited by efficiently irradiating the detection unit 19 with excitation light can be increased, and the excitation light incident on the light receiving unit 161 can be reduced.

次に、検出部19に対して受光部161と同じ側から光を照射する蛍光検出ユニット15を用いる第3の実施形態について説明する。   Next, a third embodiment using the fluorescence detection unit 15 that irradiates light from the same side as the light receiving unit 161 to the detection unit 19 will be described.

図7は、本発明の第3の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す斜視図、図8は、本発明の第3の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す断面図である。   FIG. 7 is a perspective view showing an example of the internal configuration of the reaction detection device 80 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows an example of the internal configuration of the reaction detection device 80 according to the third embodiment of the present invention. It is sectional drawing shown.

反応検出装置80は、温度調節ユニット152、蛍光検出ユニット15、駆動液ポンプ92、パッキン90、駆動液タンク91、送りネジ301、ジョイント302、モータ300などから構成される。図7、図8はマイクロチップ1を温度調節ユニット152とパッキン90bに密着させている状態である。以下、図7、図8を用いて実施形態を説明する。   The reaction detection device 80 includes a temperature adjustment unit 152, a fluorescence detection unit 15, a driving liquid pump 92, a packing 90, a driving liquid tank 91, a feed screw 301, a joint 302, a motor 300, and the like. 7 and 8 show a state in which the microchip 1 is in close contact with the temperature adjustment unit 152 and the packing 90b. Hereinafter, the embodiment will be described with reference to FIGS.

温度調節ユニット152とマイクロチップ1は、図示せぬ駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット152を、図7の状態からマイクロチップ1の厚み以上上昇させる。すると、マイクロチップ1は図7の矢印A方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口83から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ1を挿入する。所定の位置までマイクロチップ1を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部95がマイクロチップ1を検知し、オンになる。   The temperature adjustment unit 152 and the microchip 1 are driven by a driving member (not shown) and can move in the vertical direction on the paper surface. In the initial state, the temperature adjustment unit 152 is raised from the state of FIG. 7 by the thickness of the microchip 1 by the driving member. Then, the microchip 1 can be inserted / removed in the direction of the arrow A in FIG. 7, and the person inspecting inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it comes into contact with a regulating member (not shown). When the microchip 1 is inserted to a predetermined position, the chip detection unit 95 using a photo interrupter or the like detects the microchip 1 and is turned on.

温度調節ユニット152は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ1の面を所定の温度に調整するユニットである。   The temperature adjustment unit 152 is a unit that incorporates a Peltier element, a power supply device, a temperature control device, and the like and adjusts the surface of the microchip 1 to a predetermined temperature by generating heat or absorbing heat.

次に、駆動部材により温度調節ユニット152とマイクロチップ1を下降させて、マイクロチップ1を温度調節ユニット152とパッキン90bに密着させる。   Next, the temperature adjustment unit 152 and the microchip 1 are lowered by the driving member, and the microchip 1 is brought into close contact with the temperature adjustment unit 152 and the packing 90b.

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

図7に示すマイクロチップ1は、試薬の反応結果を測光する検出部19がマイクロチップ1の内部に4つ設けられている例である。   The microchip 1 shown in FIG. 7 is an example in which four detection units 19 that measure the reaction result of the reagent are provided inside the microchip 1.

4つの検出部19a、19b、19c、19dは、図7に示す直線Fに沿って配設されている。検出部19a、19b、19c、19dの図示せぬ窓111a、111b、111c、111dは被覆基板109の面にそれぞれ設けられており、窓111a、111b、111c、111dを介して反応結果を光学的に検出できる。   The four detection units 19a, 19b, 19c, and 19d are arranged along a straight line F shown in FIG. Windows 111a, 111b, 111c, 111d (not shown) of the detectors 19a, 19b, 19c, 19d are provided on the surface of the coated substrate 109, respectively, and the reaction results are optically transmitted through the windows 111a, 111b, 111c, 111d. Can be detected.

蛍光検出ユニット15は送りネジ301と螺合するネジ部を有し、送りネジ301が回転することにより図7の矢印B方向または逆方向に移動する。送りネジ301は直線Fと平行に配設されており、蛍光検出ユニット15が送りネジ301によって移動すると、検出部19a、19b、19c、19dのそれぞれの中心部に、蛍光検出ユニット15の図示せぬ受光部161の光軸が一致するように配置されている。蛍光検出ユニット15は、所定の位置に移動した後、検出部19a、19b、19c、19dに順次励起光を照射し、蛍光物質が発光する蛍光を受光して電気信号を出力する。   The fluorescence detection unit 15 has a screw portion that is screwed with the feed screw 301, and moves in the direction of arrow B in FIG. The feed screw 301 is arranged in parallel with the straight line F. When the fluorescence detection unit 15 is moved by the feed screw 301, the fluorescence detection unit 15 is illustrated at the center of each of the detection units 19a, 19b, 19c, and 19d. The light receiving unit 161 is arranged so that the optical axes thereof coincide with each other. After moving to a predetermined position, the fluorescence detection unit 15 sequentially irradiates the detection units 19a, 19b, 19c, and 19d with excitation light, receives fluorescence emitted from the fluorescent material, and outputs an electrical signal.

送りネジ301はモータ300によりジョイント302を介して駆動される。モータ300は例えばパルスモータであり、パルスにより所定量回転する。   The feed screw 301 is driven by a motor 300 via a joint 302. The motor 300 is a pulse motor, for example, and rotates by a predetermined amount by a pulse.

なお、蛍光検出ユニット15には回転防止用に図7には図示せぬガイド穴173が設けられており、ガイド穴173を貫通するガイド棒に沿って移動する。ガイド棒は送りネジ301と平行に配設されている。   The fluorescence detection unit 15 is provided with a guide hole 173 (not shown in FIG. 7) for preventing rotation, and moves along a guide rod that passes through the guide hole 173. The guide bar is disposed in parallel with the feed screw 301.

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

図8に示すように、駆動液ポンプ92の吸込側には、パッキン90cが接続され、駆動液タンク91に充填された駆動液を吸い込むようになっている。一方、駆動液ポンプ92の吐出側にはパッキン90bが接続されていて、パッキン90cから吸い込んだ駆動液を、パッキン90bを介してマイクロチップ1の駆動液注入部110からマイクロチップ1内に形成された微細流路6に注入する。パッキン90bは駆動液ポンプ92とマイクロチップ1の間に挟まれ、駆動液ポンプ92の駆動液出口とパッキン90bの開口部と駆動液注入部110とは連通している。このように、駆動液ポンプ92から、連通しているパッキン90bを介して駆動液注入部110より駆動液を注入する。   As shown in FIG. 8, a packing 90 c is connected to the suction side of the driving fluid pump 92 so that the driving fluid filled in the driving fluid tank 91 is sucked. On the other hand, a packing 90b is connected to the discharge side of the driving liquid pump 92, and the driving liquid sucked from the packing 90c is formed in the microchip 1 from the driving liquid injection part 110 of the microchip 1 through the packing 90b. Into the fine flow path 6. The packing 90b is sandwiched between the driving liquid pump 92 and the microchip 1, and the driving liquid outlet of the driving liquid pump 92, the opening of the packing 90b, and the driving liquid injection section 110 communicate with each other. In this manner, the driving liquid is injected from the driving liquid injection section 110 from the driving liquid pump 92 through the packing 90b that is in communication.

図9は、本発明の第3の実施形態における蛍光検出ユニット15の光学系を示す説明図である。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing an optical system of the fluorescence detection unit 15 according to the third embodiment of the present invention.

図6で説明した第2の実施形態と違いは、検出部19の蛍光物質を含む検体50に対して受光部161と同じ側から光を照射する点である。   The difference from the second embodiment described with reference to FIG. 6 is that the specimen 50 including the fluorescent material of the detection unit 19 is irradiated with light from the same side as the light receiving unit 161.

図9のように発光部160は、受光部161の光軸Lに対し斜め方向から蛍光物質を含む検体50に励起光を照射する。βは発光部160の光軸Nと光軸Lのなす角度である。角度βは、検出部19で正反射した励起光が反射筒191に入射しない角度に設定されている。反射板192は励起光を反射する分光反射特性を持ち、検出部19を透過した励起光を正反射して再度検出部19を照射する位置に配置されている。   As shown in FIG. 9, the light emitting unit 160 irradiates the specimen 50 containing the fluorescent material with excitation light from an oblique direction with respect to the optical axis L of the light receiving unit 161. β is an angle formed by the optical axis N of the light emitting unit 160 and the optical axis L. The angle β is set to an angle at which the excitation light regularly reflected by the detection unit 19 does not enter the reflecting cylinder 191. The reflection plate 192 has a spectral reflection characteristic that reflects the excitation light, and is disposed at a position where the excitation light transmitted through the detection unit 19 is regularly reflected to irradiate the detection unit 19 again.

発光部160から照射される励起光は、検出部19を照射し、検出部19の蛍光物質は励起光により蛍光を発光する。蛍光はほぼ180度に亘って射出するので第1の実施形態と同様に、受光部161に向けて図中矢印で示すように出射する。反射筒191の内壁は第1の実施形態と同様に蛍光を反射するとともに励起光はほとんど反射しない分光反射特性を有するので、蛍光だけ反射して図9に示すように受光部161に入射する。   The excitation light emitted from the light emitting unit 160 irradiates the detection unit 19, and the fluorescent material of the detection unit 19 emits fluorescence by the excitation light. Since the fluorescence is emitted over approximately 180 degrees, it is emitted toward the light receiving unit 161 as indicated by an arrow in the figure, as in the first embodiment. Since the inner wall of the reflecting cylinder 191 has a spectral reflection characteristic that reflects fluorescence and hardly reflects excitation light as in the first embodiment, it reflects only the fluorescence and enters the light receiving portion 161 as shown in FIG.

このようにすると、検出部19に効率よく励起光を照射して励起される蛍光の量を増すとともに、受光部161に入射する励起光を減らすことができる。また、受光部161と発光部160を検出部19のマイクロチップ1に対し同じ側に配置できるので、蛍光検出ユニット15を小型にすることができ、図7のように移動させることが容易になる。   In this way, the amount of fluorescence excited by efficiently irradiating the detection unit 19 with excitation light can be increased, and the excitation light incident on the light receiving unit 161 can be reduced. Further, since the light receiving unit 161 and the light emitting unit 160 can be arranged on the same side with respect to the microchip 1 of the detection unit 19, the fluorescence detection unit 15 can be reduced in size and can be easily moved as shown in FIG. .

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

本発明の第1の実施形態における反応検出装置80の外観図である。It is an external view of the reaction detection apparatus 80 in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係わるマイクロチップ1の説明図である。It is explanatory drawing of the microchip 1 concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the internal structure of the reaction detection apparatus 80 in the 1st Embodiment of this invention. 蛍光検出ユニット15の構成の第1の実施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a configuration of a fluorescence detection unit 15. FIG. 反射筒191の分光特性について説明するグラフである。It is a graph explaining the spectral characteristics of the reflection cylinder. 蛍光検出ユニット15の構成の第2の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of a structure of the fluorescence detection unit. 本発明の第3の実施形態における反応検出装置80の外観図である。It is an external view of the reaction detection apparatus 80 in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における反応検出装置80の内部構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the internal structure of the reaction detection apparatus 80 in the 3rd Embodiment of this invention. 蛍光検出ユニット15の構成の第3の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of a structure of the fluorescence detection unit. 従来の蛍光検出ユニットの光学系の例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the example of the optical system of the conventional fluorescence detection unit.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロチップ
6 パッキン
15 蛍光検出ユニット
19 検出部
35 エアポンプ
37 電磁バルブ
62 マイクロポンプ
80 反応検出装置
82 筐体
83 挿入口
84 表示部
91 駆動液タンク
92 ポンプ
110 駆動液注入部
152 温度調節ユニット
160 発光部
161 受光部
191 反射筒
192 反射板
300 モータ
301 送りネジ
302 ジョイント
303 ストッパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 6 Packing 15 Fluorescence detection unit 19 Detection part 35 Air pump 37 Electromagnetic valve 62 Micro pump 80 Reaction detection device 82 Case 83 Insertion port 84 Display part 91 Drive liquid tank 92 Pump 110 Drive liquid injection part 152 Temperature control unit 160 Light emission Part 161 Light-receiving part 191 Reflecting cylinder 192 Reflecting plate 300 Motor 301 Feed screw 302 Joint 303 Stopper

Claims (10)

蛍光物質に励起光を照射する発光部と、
前記励起光を照射された前記蛍光物質の発光する蛍光を受光して電気信号に変換する受光部と、
を有する蛍光検出ユニットにおいて、
前記励起光の波長領域の反射率より前記蛍光の波長領域の反射率が高い分光反射特性を持つ反射部材を有し、
前記蛍光を前記反射部材に反射させて前記受光部に導光することを特徴とする蛍光検出ユニット。
A light emitting unit for irradiating the fluorescent material with excitation light;
A light receiving unit that receives fluorescence emitted from the fluorescent material irradiated with the excitation light and converts it into an electrical signal;
In a fluorescence detection unit having
A reflection member having a spectral reflection characteristic in which the reflectance in the fluorescence wavelength region is higher than the reflectance in the wavelength region of the excitation light;
The fluorescence detection unit, wherein the fluorescence is reflected by the reflecting member and guided to the light receiving unit.
前記発光部は、前記受光部の光軸に対し斜め方向から前記蛍光物質に励起光を照射するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の蛍光検出ユニット。 The fluorescence detection unit according to claim 1, wherein the light emitting unit is arranged to irradiate the fluorescent material with excitation light from an oblique direction with respect to an optical axis of the light receiving unit. 前記発光部は、前記蛍光物質に対して前記受光部と同じ側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光検出ユニット。 The fluorescence detection unit according to claim 1, wherein the light emitting unit is disposed on the same side as the light receiving unit with respect to the fluorescent material. 前記発光部は、前記蛍光物質で正反射した前記励起光が前記反射部材に入射しない角度から前記励起光を照射するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の蛍光検出ユニット。 The fluorescence detection unit according to claim 3, wherein the light emitting unit is configured to irradiate the excitation light from an angle at which the excitation light specularly reflected by the fluorescent material does not enter the reflection member. . 前記蛍光検出ユニットは、前記蛍光物質で正反射した前記励起光を正反射する反射板を有し、前記反射板で正反射した前記励起光を前記蛍光物質に再度照射することを特徴とする請求項3または4に記載の蛍光検出ユニット。 The fluorescent detection unit includes a reflector that regularly reflects the excitation light that is regularly reflected by the fluorescent material, and irradiates the fluorescence material again with the excitation light that is regularly reflected by the reflector. Item 5. The fluorescence detection unit according to Item 3 or 4. 前記発光部は、前記蛍光物質を挟んで前記受光部と反対側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光検出ユニット。 The fluorescence detection unit according to claim 1, wherein the light emitting unit is disposed on the opposite side of the light receiving unit with the fluorescent material interposed therebetween. 前記発光部は、前記蛍光物質を透過した前記励起光が前記反射部材に入射しない角度から前記励起光を照射するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の蛍光検出ユニット。 The fluorescence detection unit according to claim 6, wherein the light emitting unit is configured to irradiate the excitation light from an angle at which the excitation light transmitted through the fluorescent material does not enter the reflection member. 前記蛍光検出ユニットは、前記蛍光物質を透過した前記励起光を正反射する反射板を有し、前記反射板で正反射した前記励起光を前記蛍光物質に再度照射することを特徴とする請求項6または7に記載の蛍光検出ユニット。 The said fluorescence detection unit has a reflecting plate which specularly reflects the said excitation light which permeate | transmitted the said fluorescent substance, The said excitation light specularly reflected by the said reflecting plate is again irradiated to the said fluorescent substance, It is characterized by the above-mentioned. The fluorescence detection unit according to 6 or 7. 請求項1乃至8の何れか1項に記載の蛍光検出ユニットを有し、
前記蛍光検出ユニットによって蛍光物質に励起光を照射し、前記蛍光物質が発光した蛍光を受光して測定することを特徴とする反応検出装置。
It has the fluorescence detection unit of any one of Claims 1 thru | or 8,
A reaction detection apparatus characterized in that the fluorescence detection unit irradiates a fluorescent material with excitation light and receives and measures the fluorescence emitted by the fluorescent material.
請求項9に記載の反応検出装置と、
蛍光物質を含む試薬と反応させた検体を前記蛍光検出ユニットにより測定可能なマイクロチップと、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
The reaction detection device according to claim 9,
A microchip capable of measuring a sample reacted with a reagent containing a fluorescent substance by the fluorescence detection unit;
A microchip inspection system comprising:
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