JP2009097953A - Examination apparatus - Google Patents

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Yasuo Haneai
康夫 羽合
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an examination apparatus capable of detecting, without contact, the presence or the absence of a small amount of specimen injected to a microchip, using a simple procedure. <P>SOLUTION: In the examination apparatus allows the specimen to be injected to the microchip for reacting to a reagent and measures the reaction result, a specimen detection means for detecting the specimen injected to the microchip without contacts is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus.

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、ラボ・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。特に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、μ−TASを用いることによりコスト、必要試料量、所要時間を削減できる。   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 test / diagnosis field, environmental measurement field, Its application is expected in the field of agricultural production. In particular, as seen in genetic testing, when complicated processes, skilled techniques, and operation of equipment are required, the cost, required sample amount, and required time can be reduced by using μ-TAS.

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駆動液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検査装置を提案している(例えば、特許文献2参照)。   The present applicant encloses a reagent or the like in the microchannel of the microchip, injects the driving liquid into the microchannel by a micropump, moves the reagent, etc., and flows it to the reaction unit and then to the detection unit, whereby blood Have proposed a test apparatus capable of measuring a reaction result with a specimen (see, for example, Patent Document 2).

このような検査装置では、予め検体を注入したマイクロチップを、検査装置が自動的に試薬等と反応させて反応結果を測定する。しかしながら、検査担当者がマイクロチップに検体を注入するのを忘れたり、誤操作により検体が注入されなかった場合も、検査装置は所定の手順で反応結果を測定するため、検査結果を誤判定することがあった。   In such an inspection apparatus, the inspection apparatus automatically reacts a microchip into which a specimen has been previously injected with a reagent or the like, and measures the reaction result. However, if the tester forgets to inject the sample into the microchip, or if the sample is not injected due to an erroneous operation, the test device measures the reaction result in a predetermined procedure, so the test result is misjudged. was there.

一方、着色物質または蛍光物質を含む試薬を用いることによって、各反応部に試薬を分注する際、試薬の存在を簡便に確認する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   On the other hand, by using a reagent containing a colored substance or a fluorescent substance, a method of simply confirming the presence of the reagent when dispensing the reagent into each reaction part has been proposed (for example, see Patent Document 3).

また、測定を開始する前に測定項目に対応する試薬ボトル内の試薬の残量を試薬残量検知手段によって検知し、検査装置に正確に認識させることによって、分析途中の試薬不足によるトラブルを回避する方法が開示されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2004−28589号公報 特開2006−149379号公報 特開2006−346613号公報 特開平6−66813号公報
Also, before starting the measurement, the remaining amount of reagent in the reagent bottle corresponding to the measurement item is detected by the reagent remaining amount detection means, and the inspection device accurately recognizes it, thereby avoiding problems due to reagent shortage during analysis Is disclosed (see, for example, Patent Document 4).
JP 2004-28589 A JP 2006-149379 A JP 2006-346613 A JP-A-6-66813

しかしながら、特許文献3に開示されているように、検体を着色したり蛍光させて目視により確認する場合は、予め検体に着色物質または蛍光物質を混合する工程と、目視による確認工程が必要であり、検査のための手順が多くなってしまう。   However, as disclosed in Patent Document 3, when a sample is colored or fluorescent and visually confirmed, a step of mixing a colored substance or a fluorescent material with the sample in advance and a visual confirmation step are required. , The procedure for inspection will increase.

また、特許文献4に開示されている方法では、試薬ボトル内の試薬の残量をノズルに設けたセンサで検知するため、マイクロチップの内部に注入された微小量の検体の有無を検知する場合には適用できない。   Further, in the method disclosed in Patent Document 4, since the remaining amount of the reagent in the reagent bottle is detected by a sensor provided in the nozzle, the presence / absence of a minute amount of sample injected into the microchip is detected. Not applicable to

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な手順でマイクロチップに注入された微小量の検体の有無を非接触で検知することができる検査装置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 test apparatus capable of detecting the presence or absence of a minute amount of sample injected into a microchip by a simple procedure in a non-contact manner. 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.
検体をマイクロチップに注入し、検体と試薬とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、
前記マイクロチップに注入された前記検体を非接触で検知する検体検知手段を有することを特徴とする検査装置。
1.
In an inspection device that injects a sample into a microchip, reacts the sample with a reagent, and measures the reaction result.
An inspection apparatus comprising: a sample detection means for detecting the sample injected into the microchip in a non-contact manner.

2.
前記検体検知手段の検知出力に基づいて前記検体の有無を判定する検体判定手段と、
前記検査装置を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記検体判定手段の判定に基づいて制御することを特徴とする1に記載の検査装置。
2.
Sample determination means for determining the presence or absence of the sample based on the detection output of the sample detection means;
Control means for controlling the inspection device;
Have
2. The inspection apparatus according to 1, wherein the control unit performs control based on determination by the specimen determination unit.

3.
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記検体判定手段の判定に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする2に記載の検査装置。
3.
Display means for displaying warning information;
3. The inspection apparatus according to 2, wherein the control unit displays the warning information on the display unit based on the determination of the sample determination unit.

本発明によれば、簡単な手順でマイクロチップに注入された微小量の検体の有無を非接触で検知することができる。   According to the present invention, it is possible to detect the presence or absence of a minute amount of sample injected into a microchip by a simple procedure without contact.

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検査装置80の外観図である。   FIG. 1 is an external view of an inspection apparatus 80 according to an embodiment of the present invention.

検査装置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 inspection device 80 is a device that automatically detects a reaction between a sample previously injected into the microchip 1 and a reagent and displays the result on the display unit 84.

検査装置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、89は電源スイッチである。   The housing 82 of the inspection apparatus 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, 88 denotes an input / output terminal, and 89 denotes a power switch.

検査担当者は電源スイッチ89をオンにした後、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。検査装置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。   After the inspection person turns on the power switch 89, the microchip 1 is inserted in the direction of the arrow in FIG. 1, and the operation panel 87 is operated to start the inspection. Inside the inspection device 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、検査装置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 inspection apparatus 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)の検出部111の窓111aと流路111bは検体と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。   The window 111a and the channel 111b of the detection unit 111 in FIG. 2A are provided for optically detecting the reaction between the specimen and the reagent, and are made of a transparent member such as glass or resin. 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.

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り、注射器などを用いて検体注入部113から血液などの検体を注入し、連通する検体収容部121に検体を収容する。   Reference numeral 113 denotes a sample injection unit for injecting a sample into the microchip 1. A sample such as blood is injected from the sample injection unit 113 by using a syringe or the like, and the sample is stored in the connected sample storage unit 121.

検体収容部121に収容されている検体を光学的に検出する場合は、図2(a)のように少なくとも検体収容部121の窓121aをガラスや樹脂などの透明な部材で構成する。検体収容部121を透過する光から検出する場合は、流路121bもガラスや樹脂などの透明な部材で構成する。
なお、超音波、電波などを用いて検体を検知する場合は、必ずしも透明な部材を用いる必要はない。
When optically detecting a sample stored in the sample storage unit 121, at least the window 121a of the sample storage unit 121 is formed of a transparent member such as glass or resin as shown in FIG. When detecting from the light transmitted through the specimen storage unit 121, the flow path 121b is also formed of a transparent member such as glass or resin.
Note that when a specimen is detected using ultrasonic waves, radio waves, or the like, it is not always necessary to use a transparent member.

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、ディスポーサ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 of 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.

検出部111において、呈色反応の生成物や蛍光物質など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。検出部111の窓111aと、少なくとも検出部111の流路を形成する溝形成基板は、光透過性の材料が用いられていて、検出部111を光を透過するようになっている。   Since the detection unit 111 optically detects a color reaction product, a fluorescent substance, and the like, at least the substrate of this part uses a light-transmitting material (for example, alkali glass, quartz glass, transparent plastics), It is necessary to transmit light. The window 111a of the detection unit 111 and at least the groove forming substrate that forms the flow path of the detection unit 111 are made of a light-transmitting material, and transmit light through the detection unit 111.

検体収容部121を光を透過するようして検体収容部121に収容されている検体を光学的に検出する場合は、検出部111と同様の光透過性の材料を用いて検体収容部121の窓121aと流路121bを形成する溝形成基板を形成する。   When optically detecting the sample stored in the sample storage unit 121 so as to transmit light through the sample storage unit 121, the same material as that of the detection unit 111 is used. A groove forming substrate for forming the window 121a and the channel 121b is formed.

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。   The microchip 1 is provided with minute groove-like channels (microchannels) and functional parts (channel elements) for performing inspection, sample processing, and the like in an appropriate manner according to the application. ing. 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.

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の一例を説明するための説明図である。   FIG. 2C is an explanatory diagram for explaining an example of the functions of the micro flow channel and the flow channel 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120a、120b、120c、120d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120a、120b、120c、120d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120a、120b、120c、120d、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。   For example, a sample storage unit 121 that stores a sample liquid, and reagent storage units 120a, 120b, 120c, and 120d that store reagents are provided in the microchannel, and can be quickly examined regardless of location or time. As described above, necessary reagents, a cleaning solution, a denaturing solution, and the like are stored in advance in the reagent storage units 120a, 120b, 120c, and 120d. In FIG. 2C, the reagent storage units 120a, 120b, 120c, and 120d, 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 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に収容されている試薬を押し出す。試薬収容部120aから押し出された試薬は増幅部122に駆動液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検査装置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 injected from the driving liquid injection unit 110b pushes out the reagent stored in the reagent storage unit 120a through the communicating fine channel. The reagent pushed out from the reagent storage unit 120a is sent to the amplification unit 122 by the driving liquid. Depending on the reaction conditions at this time, it is necessary to set the amplification unit 122 to a predetermined temperature, and as described later, the reaction is performed at a predetermined temperature by heating or absorbing heat inside the inspection device 80.

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111に注入される。続いて駆動液注入部110c、110d、110e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試薬収容部120b、120c、120dに収容されている試薬を押し出し、検出部111に注入する。   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 111. Subsequently, when the driving liquid 11 is injected from the driving liquid injection sections 110c, 110d, and 110e, the driving liquid 11 pushes out the reagent stored in the reagent storage sections 120b, 120c, and 120d through the communicating fine flow path, and detects the detection section. 111 is injected.

窓111から検出部111に光を照射すると、検体と反応した試薬が例えば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。検出部111で反応結果を計測後の溶液は廃液溜め部125に送液される。   When the detection unit 111 is irradiated with light from the window 111, the reagent that has reacted with the specimen emits, for example, fluorescence. Therefore, the reaction result can be measured by measuring the amount of fluorescence. The solution after the reaction result is measured by the detection unit 111 is sent to the waste liquid storage unit 125.

図3は、第1の実施形態の検査装置80の内部構成の一例を示す断面図である。検査装置80は温度調節ユニット152、光検出部150、検体検知部155、中間流路部180、マイクロポンプユニット75、パッキン90a、90b、チップ接続部8、駆動液タンク91などから構成される。以下、これまでに説明した構成要素と同一の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 inspection apparatus 80 according to the first embodiment. The inspection apparatus 80 includes a temperature adjustment unit 152, a light detection unit 150, a specimen detection unit 155, an intermediate flow path unit 180, a micro pump unit 75, packings 90a and 90b, a chip connection unit 8, a driving liquid tank 91, and the like. Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as those described so far, and description thereof will be omitted.

図3は、マイクロチップ1の下面をチップ接続部8に密着させ、駆動液注入口110とチップ接続部8の流路開口185とを連通している状態である。マイクロチップ1は、図3には図示せぬチップ搬送トレイに載置されており、チップ搬送トレイの移動に伴って紙面左右方向に移動する。駆動液注入口110と流路開口185が連通可能な位置にマイクロチップ1が移動すると、温度調整ユニット152が紙面下方向に下降し、マイクロチップ1の上面を押圧して駆動液注入口110と流路開口185を密着させる。   FIG. 3 shows a state in which the lower surface of the microchip 1 is brought into close contact with the chip connection portion 8 so that the driving liquid injection port 110 and the flow path opening 185 of the chip connection portion 8 communicate with each other. The microchip 1 is placed on a chip transport tray (not shown in FIG. 3), and moves in the left-right direction on the paper surface as the chip transport tray moves. When the microchip 1 moves to a position where the driving liquid injection port 110 and the flow path opening 185 can communicate with each other, the temperature adjustment unit 152 moves downward in the drawing and presses the upper surface of the microchip 1 to connect the driving liquid injection port 110 with the driving liquid injection port 110. The channel opening 185 is brought into close contact.

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の上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 upper surface of the microchip 1 to a predetermined temperature by generating heat or absorbing heat.

所定の位置にマイクロチップ1が搬送されると、検知部95はチップ搬送トレイ2を検知し、オンになる。   When the microchip 1 is transported to a predetermined position, the detection unit 95 detects the chip transport tray 2 and is turned on.

検体検知部155は、LEDやランプなどを用いた第2発光部155a、フォトダイオードなどの光電変換素子を用いた第2受光部155bから成り、マイクロチップ1の検体収容部121を透過する光を検出できるように配置されている。なお、本実施形態では検体収容部121を透過する光を検出する例を説明するが、検体収容部121を透過する超音波や電波を検知するようにしても良い。   The sample detection unit 155 includes a second light emitting unit 155a using an LED or a lamp, and a second light receiving unit 155b using a photoelectric conversion element such as a photodiode. The sample detection unit 155 transmits light transmitted through the sample storage unit 121 of the microchip 1. It is arranged so that it can be detected. In the present embodiment, an example in which light transmitted through the sample storage unit 121 is detected will be described. However, ultrasonic waves or radio waves transmitted through the sample storage unit 121 may be detected.

マイクロチップ1の駆動液注入口110は、マイクロチップ1とチップ接続部8を密着させたときに、チップ接続部8に設けられた対応する流路開口185とそれぞれ連通する位置に設けられている。中間流路部180は、中間流路182の溝を設けた透明な第1基板184と、第1基板184を覆う透明な第2基板183から構成され、中間流路182の一端は流路開口185と連通し、他端はパッキン90bの流路開口186と連通している。中間流路182は流路開口186を介してマイクロポンプユニット75の入出力口146と連通している。   The driving liquid injection port 110 of the microchip 1 is provided at a position that communicates with a corresponding flow path opening 185 provided in the chip connection portion 8 when the microchip 1 and the chip connection portion 8 are brought into close contact with each other. . The intermediate flow path portion 180 includes a transparent first substrate 184 provided with a groove of the intermediate flow path 182 and a transparent second substrate 183 that covers the first substrate 184. One end of the intermediate flow path 182 has a flow path opening. The other end communicates with the flow path opening 186 of the packing 90b. The intermediate flow path 182 communicates with the input / output port 146 of the micro pump unit 75 through the flow path opening 186.

マイクロポンプユニット75の吸込側には、パッキン90aを介して駆動液タンク91が接続され、駆動液タンク91に充填された駆動液をパッキン90aを介して吸い込むようになっている。一方、マイクロポンプユニット75の吐出側の端面に設けられた入出力口146は中間流路182を介してマイクロチップ1の駆動液注入口110と連通しているので、マイクロポンプユニット75から送り出された駆動液は、マイクロチップ1の駆動液注入口110からマイクロチップ1内に形成された流路250に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット75から駆動液注入口110に駆動液を注入する。   A driving liquid tank 91 is connected to the suction side of the micropump unit 75 via a packing 90a, and the driving liquid filled in the driving liquid tank 91 is sucked via the packing 90a. On the other hand, the input / output port 146 provided on the discharge-side end face of the micropump unit 75 communicates with the driving liquid injection port 110 of the microchip 1 via the intermediate flow path 182, and thus is sent out from the micropump unit 75. The driving liquid thus injected is injected from the driving liquid injection port 110 of the microchip 1 into the flow path 250 formed in the microchip 1. In this way, the driving liquid is injected from the micropump unit 75 into the driving liquid injection port 110.

マイクロポンプユニット75には少なくとも一つのマイクロポンプが設けられている。図2に図示したマイクロチップ1を駆動する場合は、5つの駆動液注入口110a、110b、110c、110d、110eに対応する5つのマイクロポンプが必要である。また、5つのマイクロポンプが5つの駆動液注入口110a、110b、110c、110d、110eにそれぞれ連通するように対応する5つの流路開口186、中間流路182、流路開口185が必要である。   The micropump unit 75 is provided with at least one micropump. When the microchip 1 illustrated in FIG. 2 is driven, five micropumps corresponding to the five driving liquid inlets 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e are necessary. In addition, corresponding five flow path openings 186, intermediate flow paths 182 and flow path openings 185 are required so that the five micropumps communicate with the five driving liquid inlets 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e, respectively. .

マイクロチップ1の検出部111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。本実施形態では図2で説明したように、検出部111でおこる試薬の反応結果を光学的に検出する。光検出部150は第1発光部150aと第1受光部150bから成り、マイクロチップ1の検出部111を透過する光を検出できるように配置されている。   In the detection unit 111 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 the present embodiment, as described with reference to FIG. 2, the reaction result of the reagent that occurs in the detection unit 111 is optically detected. The light detection unit 150 includes a first light emitting unit 150a and a first light receiving unit 150b, and is arranged so that light transmitted through the detection unit 111 of the microchip 1 can be detected.

図4は、本発明の実施形態における反応検出装置80の回路ブロック図である。   FIG. 4 is a circuit block diagram of the reaction detection device 80 in the embodiment of the present invention.

制御部99は、CPU98(中央処理装置)とRAM97(Random Access Memory),ROM96(Read Only Memory)等から構成され、不揮発性の記憶部であるROM96に記憶されているプログラムをRAM97に読み出し、当該プログラムに従って反応検出装置80の各部を集中制御する。   The control unit 99 includes a CPU 98 (central processing unit), a RAM 97 (Random Access Memory), a ROM 96 (Read Only Memory), and the like, and reads a program stored in the ROM 96 as a nonvolatile storage unit to the RAM 97. Each part of the reaction detector 80 is centrally controlled according to the program.

以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。   Hereinafter, functional blocks having the same functions as those described so far are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

CPU98はポンプ駆動制御部411、検体判定部412を有する。   The CPU 98 includes a pump drive control unit 411 and a sample determination unit 412.

検体判定部412は、第2発光部155aの発光する光が検体収容部121を透過した光を検出した第2受光部155bの出力信号を、所定の信号レベルと比較し結果を判定する。   The sample determination unit 412 determines the result by comparing the output signal of the second light receiving unit 155b, which detects the light transmitted through the sample storage unit 121 with the light emitted from the second light emitting unit 155a, with a predetermined signal level.

ポンプ駆動部500は、各マイクロポンプの圧電素子112を駆動する駆動部である。ポンプ駆動制御部411はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部500を制御する。ポンプ駆動部500はポンプ駆動制御部411の指令を受けて、駆動電圧を発生して圧電素子112を駆動する。   The pump drive unit 500 is a drive unit that drives the piezoelectric element 112 of each micropump. Based on the program, the pump drive control unit 411 controls the pump drive unit 500 to inject or suck a predetermined amount of drive fluid. The pump drive unit 500 receives a command from the pump drive control unit 411 and generates a drive voltage to drive the piezoelectric element 112.

CPU98は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をRAM97に記憶する。検査結果は、操作部87の操作によりメモリカード501に記憶したり、プリンタ503によってプリントすることができる。   The CPU 98 performs inspections in a predetermined sequence and stores the inspection results in the RAM 97. The inspection result can be stored in the memory card 501 by the operation of the operation unit 87 or printed by the printer 503.

図5は本発明の実施形態の検査装置80が検査を行う手順を説明するフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the procedure of the inspection performed by the inspection apparatus 80 according to the embodiment of the present invention.

マイクロチップ1は、図3のように検査が可能な位置にセットされ、操作ボタン87の操作によってCPUに検査の開始が指令されているものとする。   Assume that the microchip 1 is set at a position where inspection can be performed as shown in FIG. 3, and the CPU is instructed to start inspection by operating the operation button 87.

S101:検体が注入されているか、否か、を判定するステップである。   S101: This is a step of determining whether or not a sample has been injected.

検体判定部412は、第2発光部155aを発光させ、第2受光部155bの出力信号レベルが所定のレベル以上か、否か、判定する。判定のレベルとして、例えば検体の量が規定の量の90%のときの出力信号レベルを予め実測して求めた値をROM96に記憶している。   The specimen determination unit 412 causes the second light emitting unit 155a to emit light and determines whether or not the output signal level of the second light receiving unit 155b is equal to or higher than a predetermined level. As the determination level, for example, a value obtained by actually measuring the output signal level when the amount of the sample is 90% of the prescribed amount is stored in the ROM 96.

所定のレベル以下の場合、(ステップS101;No)、ステップS110に進む。   If it is below the predetermined level (step S101; No), the process proceeds to step S110.

S110:警告を表示するステップである。   S110: This is a step of displaying a warning.

CPU98は、表示部84に検体の量が不足しているという警告を表示し、検査装置80を停止するステップ104に進む。   The CPU 98 displays a warning that the amount of the sample is insufficient on the display unit 84, and proceeds to step 104 where the inspection apparatus 80 is stopped.

所定のレベル以上の場合、(ステップS101;Yes)、ステップS102に進む。   If the level is equal to or higher than the predetermined level (step S101; Yes), the process proceeds to step S102.

S102:送液を行うステップである。   S102: This is the step of feeding liquid.

ポンプ駆動制御部411は、ポンプ駆動部500に指令し、所定の順でマイクロポンプをからマイクロチップ1に送液を行う。   The pump drive control unit 411 instructs the pump drive unit 500 to send liquid from the micropump to the microchip 1 in a predetermined order.

S103:反応結果を測定するステップである。   S103: It is a step which measures a reaction result.

所定の時間経過後、CPU98は、第1発光部150aを発光させ、第1受光部150bの出力信号レベルを測定し、結果をRAM97に記憶する。   After a predetermined time has elapsed, the CPU 98 causes the first light emitting unit 150a to emit light, measures the output signal level of the first light receiving unit 150b, and stores the result in the RAM 97.

S104:検査装置80を停止するステップである。   S104: This is a step of stopping the inspection apparatus 80.

CPU98は、検査装置80の各部を停止する。   The CPU 98 stops each part of the inspection device 80.

図6は、第2の実施形態の検査装置80の内部構成の一例を示す断面図である。第1の実施形態と第2の実施形態との違いは、検体検知部156が検体収容部121から反射する光を検知する点である。検体検知部156には、フォトダイオードなどの光電変換素子やCCDなどの撮像素子を用いることができる。また、検体検知部156の側から検体収容部121を照明しても良い。検査装置80が検査を行う手順は、図5で説明した手順と全く同じである。   FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of the internal configuration of the inspection apparatus 80 according to the second embodiment. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the sample detection unit 156 detects light reflected from the sample storage unit 121. As the specimen detection unit 156, a photoelectric conversion element such as a photodiode or an imaging element such as a CCD can be used. Alternatively, the specimen storage unit 121 may be illuminated from the specimen detection unit 156 side. The procedure for the inspection apparatus 80 to perform the inspection is exactly the same as the procedure described in FIG.

そのほかの機能要素は全く同じであり、同番号を付し説明を省略する。   The other functional elements are exactly the same, and are given the same numbers and are not described here.

以上このように、本発明によれば、簡単な手順でマイクロチップに注入された微小量の検体の有無を非接触で検知することができる検査装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inspection apparatus capable of detecting the presence or absence of a minute amount of sample injected into a microchip by a simple procedure in a non-contact manner.

本発明の実施形態における検査装置80の外観図である。It is an external view of the test | inspection apparatus 80 in embodiment of this invention. 本発明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 embodiment of this invention. 第1の実施形態の検査装置80の内部構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an internal structure of the test | inspection apparatus 80 of 1st Embodiment. 本発明の第1の実施形態における検査装置80の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the inspection apparatus 80 in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の実施形態の検査の手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the procedure of the test | inspection of embodiment of this invention. 第1の実施形態の内部構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the internal structure of 1st Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロチップ
75 マイクロポンプユニット
80 検査装置
82 筐体
83 挿入口
84 表示部
87 操作ボタン
90 パッキン
110 駆動液注入口
111 検出部
121 検体収容部
121a 窓
121b 流路
150 光検出部
155、156 検体検知部
152 温度調整ユニット
180 中間流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 75 Micro pump unit 80 Inspection apparatus 82 Case 83 Insertion port 84 Display part 87 Operation button 90 Packing 110 Drive liquid injection port 111 Detection part 121 Specimen storage part 121a Window 121b Flow path 150 Photodetection part 155, 156 Specimen detection Part 152 Temperature adjustment unit 180 Intermediate flow path

Claims (3)

検体をマイクロチップに注入し、検体と試薬とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、
前記マイクロチップに注入された前記検体を非接触で検知する検体検知手段を有することを特徴とする検査装置。
In an inspection device that injects a sample into a microchip, reacts the sample with a reagent, and measures the reaction result.
An inspection apparatus comprising: a sample detection means for detecting the sample injected into the microchip in a non-contact manner.
前記検体検知手段の検知出力に基づいて前記検体の有無を判定する検体判定手段と、
前記検査装置を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記検体判定手段の判定に基づいて制御することを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
Sample determination means for determining the presence or absence of the sample based on the detection output of the sample detection means;
Control means for controlling the inspection device;
Have
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control based on determination by the specimen determination unit.
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記検体判定手段の判定に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする請求項2に記載の検査装置。
Display means for displaying warning information;
The inspection apparatus according to claim 2, wherein the control unit displays the warning information on the display unit based on the determination of the sample determination unit.
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