JP2009222479A - Inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査装置に関し、特に、遺伝子増幅反応、抗原抗体反応などによる生体物質の検査・分析、その他の化学物質の検査・分析、有機合成等による目的化合物の化学合成などに用いられるマイクロ検査チップを用いた検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus, and in particular, microinspection used for biological substance inspection / analysis by gene amplification reaction, antigen-antibody reaction, etc., inspection / analysis of other chemical substances, chemical synthesis of target compounds by organic synthesis, etc. The present invention relates to an inspection apparatus using a chip.
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、センサーなど)を微細化して1チップ上に集積化した分析用チップ(以下、マイクロ検査チップと言う)が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 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. An analysis chip (hereinafter referred to as a micro inspection chip) integrated on a chip has been developed (see, for example, Patent Document 1).
これは、μ−TAS(Micro Total Analysis System)、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。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、自動化、高速化および簡便化に優れたマイクロ検査チップは、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ので、その恩恵は多大と言える。 This is also called μ-TAS (Micro Total Analysis System), bioreactor, Lab-on-chip, biochip, and it is used in the medical examination / diagnosis field, environmental measurement field, and agricultural production field. Application is expected. In particular, when complicated processes such as those found in genetic testing, skilled techniques, and operation of equipment are required, micro test chips that excel in automation, speed-up, and simplification are cost-effective and require sample volume. Because it enables analysis not only for the required time but also for any time and place, the benefits are great.
本出願人は、試薬などを封入したマイクロ検査チップに血液などの検体を注入し、マイクロ検査チップの微細流路にマイクロポンプで駆動液を注入することで、検体などを移動させて順次反応させ、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)。 The present applicant injects a specimen such as blood into a micro test chip enclosing a reagent, etc., and injects a driving liquid with a micro pump into the micro flow path of the micro test chip, thereby moving the specimen and reacting sequentially. Have proposed a reaction detection device capable of measuring the results (see, for example, Patent Document 2).
マイクロ検査チップを用いて遺伝子診断を行うにあたっての遺伝子の増幅方法として、ポリメラーゼ連鎖反応法(以下、PCR法と言う)が知られている。PCR法では、増幅したい遺伝子を含む検体を、複数の温度条件(例えば、約95℃の熱変性温度、約55℃のアニーリング温度、約70℃の重合温度の3つの温度条件)サイクルで増幅反応させ、このサイクルを何度も繰り返すことで遺伝子を大量に増幅することができる。 A polymerase chain reaction method (hereinafter referred to as a PCR method) is known as a gene amplification method for gene diagnosis using a micro test chip. In the PCR method, a specimen containing a gene to be amplified is amplified under a plurality of temperature conditions (for example, three temperature conditions of about 95 ° C. heat denaturation temperature, about 55 ° C. annealing temperature, and about 70 ° C. polymerization temperature). The gene can be amplified in large quantities by repeating this cycle many times.
例えば、特許文献3には、(1)遺伝子を含む検体を入れた毛細管を3つの温度条件の温度槽に順次浸けることで温度サイクルを行ってPCR法による遺伝子増幅を行う方法、(2)1本の毛細管を折り曲げて3つの温度条件の温度槽に順次浸かるように構成し、毛細管に遺伝子を含む検体を流すことでPCR法による遺伝子増幅を行う方法、(3)3つの温度条件のヒートブロックを円筒状に組み合わせ、毛細管を円筒状の3つのヒートブロックに巻き付け、毛細管に遺伝子を含む検体を流すことでPCR法による遺伝子増幅を行う方法、が示されている。 For example, in Patent Document 3, (1) a method for performing gene amplification by PCR by performing a temperature cycle by sequentially immersing a capillary tube containing a specimen containing a gene in a temperature bath under three temperature conditions, (2) 1 A method of performing gene amplification by the PCR method by bending a capillary tube and sequentially immersing it in a temperature bath of three temperature conditions, and flowing a sample containing the gene through the capillary tube, and (3) a heat block of three temperature conditions A method of performing gene amplification by the PCR method by combining a cylindrical shape, winding a capillary around three cylindrical heat blocks, and flowing a sample containing the gene through the capillary is shown.
また、例えば特許文献4には、マイクロ検査チップに3つの温度領域を持たせ、その温度領域を連続的に液体が横断することでPCR法の温度サイクルを行う方法が示されている。
しかしながら、特許文献3の方法では、3つの温度槽を用いる方法では、温度槽に必要なスペースが大きく、検査装置が大型化してしまうし、ヒートブロックを用いる方法では、温度サイクルを繰り返すために長い毛細管が必要で、やはり検査装置が大型化してしまう。 However, in the method of Patent Document 3, the method using three temperature vessels requires a large space for the temperature vessel, and the inspection apparatus becomes large, and the method using a heat block is long because the temperature cycle is repeated. Capillary tubes are necessary, and the inspection apparatus is also enlarged.
また、特許文献4の方法でも、温度サイクルを繰り返すために、マイクロ検査チップ上に長い流路が必要で、マイクロ検査チップが大きくなってしまう。 Also, in the method of Patent Document 4, in order to repeat the temperature cycle, a long flow path is required on the micro test chip, and the micro test chip becomes large.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型のマイクロ検査チップを用いてPCR法による遺伝子増幅を行うことのできる検査装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the test | inspection apparatus which can perform gene amplification by PCR method using a small micro test | inspection chip.
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.マイクロ検査チップと、
前記マイクロ検査チップに接続され、前記マイクロ検査チップの内部で液体を送液するための送液部とを備えた検査装置において、
複数の温度領域を有する温度可変部と、
前記温度可変部と前記マイクロ検査チップとを相対移動させる移動部とを備えたことを特徴とする検査装置。
1. A micro inspection chip,
In an inspection apparatus that is connected to the micro inspection chip and includes a liquid supply unit for supplying a liquid inside the micro inspection chip,
A temperature variable section having a plurality of temperature regions;
An inspection apparatus comprising: a moving portion that relatively moves the temperature variable portion and the micro inspection chip.
2.前記送液部と前記マイクロ検査チップとを分離可能に接続する分離接続部を備えたことを特徴とする1に記載の検査装置。 2. 2. The inspection apparatus according to 1, further comprising a separation connecting portion that detachably connects the liquid feeding portion and the micro inspection chip.
3.前記送液部と前記マイクロ検査チップとの分離は、前記送液部を前記マイクロ検査チップの表面に垂直な方向に相対移動させて行われることを特徴とする2に記載の検査装置。 3. 3. The inspection apparatus according to 2, wherein the liquid feeding unit and the micro test chip are separated by relatively moving the liquid feeding unit in a direction perpendicular to the surface of the micro test chip.
4.前記移動部は、前記温度可変部と前記マイクロ検査チップとを、前記マイクロ検査チップの表面に平行な一方向に直進させて相対移動させることを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載の検査装置。 4). 4. The moving unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the moving unit moves the temperature variable unit and the micro test chip in a direction parallel to the surface of the micro test chip and relatively moves them. Inspection equipment.
5.前記移動部は、前記温度可変部と前記マイクロ検査チップとを、前記マイクロ検査チップの表面に垂直な軸の周りに回転させて相対移動させることを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載の検査装置。 5). 4. The moving unit according to any one of 1 to 3, wherein the moving unit rotates and relatively moves the temperature variable unit and the micro test chip about an axis perpendicular to the surface of the micro test chip. The inspection device described.
6.前記マイクロ検査チップの内部での反応結果を検出する検出部を備え、
前記移動部は、前記温度可変部と前記マイクロ検査チップとの相対移動と連動して、前記検出部を前記マイクロ検査チップに対して相対移動させることを特徴とする1乃至5の何れか1項に記載の検査装置。
6). A detection unit for detecting a reaction result inside the micro inspection chip;
6. The moving unit according to claim 1, wherein the moving unit moves the detecting unit relative to the micro test chip in conjunction with a relative movement between the temperature variable unit and the micro test chip. The inspection device described in 1.
7.前記送液部はマイクロポンプであることを特徴とする1乃至6の何れか1項に記載の検査装置。 7. 7. The inspection apparatus according to any one of 1 to 6, wherein the liquid feeding unit is a micro pump.
本発明によれば、マイクロ検査チップ内で液体を送液するための送液部を備え、複数の温度領域を有する温度可変部とマイクロ検査チップとを相対移動させることで、マイクロ検査チップ内で液体を停止させた状態で、温度サイクルを繰り返すことができる。これによって、マイクロ検査チップ上に長い流路を必要とせず、小型のマイクロ検査チップを用いてPCR法による遺伝子増幅を行うことのできる検査装置を提供することができる。 According to the present invention, the micro inspection chip is provided with a liquid supply section for supplying liquid in the micro inspection chip, and the temperature variable section having a plurality of temperature regions and the micro inspection chip are moved relative to each other. The temperature cycle can be repeated with the liquid stopped. Accordingly, it is possible to provide a test apparatus that can perform gene amplification by the PCR method using a small micro test chip without requiring a long channel on the micro test chip.
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
最初に、本発明の検査装置について、図1および図2を用いて説明する。図1は、検査装置1の一例を示す斜視図である。 First, the inspection apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view showing an example of an inspection apparatus 1.
図1において、検査装置1は、トレイ3、搬送口5、操作部7、表示部9等を備えている。予め検体や試薬等が注入されたマイクロ検査チップ100は、トレイ3上にセットされ、図示しないローディング機構により、搬送口5から検査装置1内に搬送され、検査が行われる。検査内容や検査対象のデータ等は、操作部7を用いて検査装置1に入力され、検査結果は表示部9に表示される。
In FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a tray 3, a transport port 5, an operation unit 7, a display unit 9, and the like. A
図2は、図1に示した検査装置1の内部構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the inspection apparatus 1 shown in FIG.
図2において、検査装置1は、送液部210、温度可変部230、検出部250、駆動制御部270、移動部280および分離接続部290等で構成される。マイクロ検査チップ100は、図示しないローディング機構により搬送口5から検査装置1内に搬送され、分離接続部290により送液部210と接続される。送液部210による送液により、マイクロ検査チップ100内の検体と試薬とが混合されて反応することで、目的物質の検出や病気の判定等の検査が行われる。
In FIG. 2, the inspection apparatus 1 includes a
マイクロ検査チップ100は、一般に分析チップ、マイクロリアクタチップなどとも称されるものと同等であり、例えば、樹脂、ガラス、シリコン、セラミックスなどを材料とし、その上に、微細加工技術により、幅および高さが数μm〜数百μmのレベルの微細な流路を形成したものである。マイクロ検査チップ100のサイズおよび形状は、通常、縦横が数十mm、厚さが数mm程度の板状である。マイクロ検査チップ100の構成の一例については、図3で詳述する。
The
送液部210は、マイクロ検査チップ100内の送液を行うためのユニットで、マイクロポンプ211、チップ接続部213、駆動液タンク215および駆動液供給部217等で構成される。送液部210は、1つあるいは複数のマイクロポンプ211を備えている。マイクロポンプ211は、マイクロ検査チップ100内に駆動液216を注入あるいは吸引することで、マイクロ検査チップ100内の送液を行う。チップ接続部213は、マイクロポンプ211とマイクロ検査チップ100とを接続する。
The
駆動液供給部217は、駆動液タンク215からマイクロポンプ211に駆動液216を供給する。駆動液タンク215は、駆動液216の補充のために駆動液供給部217から取り外して交換可能である。マイクロポンプ211上には1個または複数個のポンプが形成されており、複数個の場合は、各々独立にあるいは連動して駆動可能である。
The driving
マイクロ検査チップ100とマイクロポンプ211とはチップ接続部213で接続されて連通されている。マイクロポンプ211が駆動されると、マイクロポンプ211から、チップ接続部213を介して、駆動液216がマイクロ検査チップ100に注入あるいは吸引される。マイクロ検査チップ100内の複数の収容部に収容されている検体や試薬等は、駆動液216によってマイクロ検査チップ100内で送液される。
The
温度可変部230は、複数の温度領域(例えば、約95℃の熱変性温度、約55℃のアニーリング温度、約70℃の重合温度の3つの温度領域)を有し、PCR法による遺伝子増幅を行う。各温度領域は、ヒータやペルチエ素子等の通電によって温度を可変に制御できる素子等で構成される。
The
以下の説明では、温度可変部230は3つの温度領域を有するものとして説明するが、温度領域は3つに限るものではない。例えばシャトルPCR法のように2つの温度領域(例えば90℃と65℃)で遺伝子増幅を行う方法の場合には、温度可変部230は2つの温度領域を有するものであってよく、要するに、用いるPCR法に最適な温度領域を有するものと考えればよい。
In the following description, the
検出部250は、発光ダイオード(LED)やレーザ等の光源と、フォトダイオード(PD)等の受光部等で構成され、マイクロ検査チップ100内の反応によって得られる生成液に含まれる標的物質を、マイクロ検査チップ100上の検出領域の位置で光学的に検出する。光源と受光部との配置は透過型と反射型とがあり、必要に応じて決定されればよい。
The
駆動制御部270は、図示しないマイクロコンピュータやメモリ等で構成され、検査装置1内の各部の駆動、制御、検出等を行う。
The
移動部280は、温度可変部230とマイクロ検査チップ100とを当接あるいは接近させるとともに、温度可変部230とマイクロ検査チップ100とを相対移動させることで、温度可変部230の複数の温度領域によってマイクロ検査チップ100を温度変化させ、PCR法による遺伝子増幅を行う。移動部280については、図4乃至図7で詳述する。
The moving
分離接続部290は、送液部210あるいはマイクロ検査チップ100の一部または全部を移動させることで、送液部210とマイクロ検査チップ100とを分離あるいは接続する。分離接続部290については、図4、図6および図7で詳述する。
The
次に、マイクロ検査チップ100の構成の一例について、図3を用いて説明する。図3は、マイクロ検査チップ100の構成の一例を示す模式図で、図3(a)は側面図、図3(b)はマイクロ検査チップ100上の流路の構成の一例を示す上面図、図3(c)はマイクロ検査チップ100上の流路の構成の他の例を示す上面図である。
Next, an example of the configuration of the
図3(a)において、マイクロ検査チップ100は、例えばポリプロピレン等の撥水性の樹脂材料で形成されており、試薬や検体等の液体を貯留し送液するための溝状の流路110が表面に形成された流路基板101と、流路基板101の流路110が形成された面に接着され、流路基板101の流路110の蓋として機能する天板103とで構成されている。流路基板101および天板103には、マイクロポンプユニット210とマイクロ検査チップ100との接続口113や、検体を注入するための注入口123、空気抜き穴119等が設けられ、注入口123は封止部材105で封止されている。
In FIG. 3A, a
流路110は、接続口113に連通した駆動液注入部111、注入口123に連通し、検体Xを貯留する検体貯留部121、複数の試薬貯留部115、試薬と検体Xとを混合して反応を増幅させる複数の増幅部117、複数の試薬貯留部115と複数の増幅部117とを結ぶ送液流路107、検体貯留部121の検体Xを複数の増幅部117に送液して分割する検体分割路125等で構成される。
The
複数の増幅部117は、図示しない温度可変部230によって反応時に温度変化され、同じく図示しない検出部250で増幅結果を検出されるために、流路基板101の流路110が形成された面の裏面近くまで達する深い流路として形成される。また、複数の増幅部117は、検出部250による光学的な検出のために、少なくともその一部が光学的に透明に形成される。
The plurality of amplifying
図3(b)において、ここでは、検体Xを4種の試薬A〜Dと反応させ増幅する例を示す。4つの試薬貯留部115の各々には、予め試薬A、B、C、Dが貯留されている。検体Xは、例えばピペット等を用いて注入口123から検体貯留部121に注入され、貯留される。検体X注入後、注入口123は例えばシート状の封止部材105で封止される。
FIG. 3B shows an example in which the sample X is amplified by reacting with the four types of reagents A to D. Reagents A, B, C, and D are stored in advance in each of the four
4つの試薬貯留部115と検体貯留部121との各々には、5つの駆動液注入部111がそれぞれ連通している。4つの試薬貯留部115の各々は、4つの増幅部117に送液流路107を介して連通している。検体貯留部121は、4つの送液流路107に検体分割路125を介して連通している。
Each of the four
接続口113および駆動液注入部111を介して4つの試薬貯留部115と検体貯留部121とに接続されているマイクロポンプ211から、駆動液216が駆動液注入部111に注入される。これによって、検体Xが検体分割路125を通って4分割され、4つの送液流路107のそれぞれに送液される。同時に、4つの試薬貯留部115の各々に貯留されている試薬A、B、C、Dも、4つの送液流路107のそれぞれに送液される。これによって、4分割された検体Xと4つの試薬A、B、C、Dとは、4つの送液流路107内で混合されながら、4つの増幅部117のそれぞれに注入される。4つの増幅部117内の空気は、空気抜き穴119から外部に放出される。
The driving
このようにして、検体Xと試薬A〜Dとがそれぞれ混合され、4つの増幅部117のそれぞれで、検体Xと試薬A〜Dの増幅A〜Dが行われる。この時、図示しない温度可変部230によって検体Xと試薬A〜Dとの混合液の温度が変化され、増幅が促進される。増幅終了後、図示しない検出部250によって検体Xと試薬A〜Dとの反応結果が検出される。なお、本例では増幅部117を検出部250による検出にも使用する例を示したが、別途検出のための流路(反応検出部)を設けてもよい。この時には、増幅終了後、検体Xと試薬A〜Dとの混合液を増幅部117から反応検出部まで送液してから検出を行う。
In this way, the sample X and the reagents A to D are mixed, and the amplification A to D of the sample X and the reagents A to D are performed in each of the four
図3(c)において、ここでは、増幅部117を検体Xと4種の試薬A〜Dとの混合にも用いる例を示す。図3(b)の例と同様に、4つの試薬貯留部115の各々には、予め試薬A、B、C、Dが貯留されている。検体Xは、例えばピペット等を用いて注入口123から検体貯留部121に注入され、貯留される。検体X注入後、注入口123は例えばシート状の封止部材105で封止される。
FIG. 3C shows an example in which the
4つの試薬貯留部115と検体貯留部121との各々には、5つの駆動液注入部111がそれぞれ連通している。4つの試薬貯留部115の各々は、4つの増幅部117に送液流路107を介して連通している。検体貯留部121は、4つの増幅部117に検体分割路125を介して連通している。
Each of the four
最初に、接続口113および駆動液注入部111を介して検体貯留部121に接続されているマイクロポンプ211から、駆動液216が駆動液注入部111に注入されることで、検体Xが検体分割路125を通って4分割され、4つの増幅部117のそれぞれに注入される。4つの増幅部117内の空気は、空気抜き穴119から外部に放出される。
First, the driving
次に、接続口113および駆動液注入部111を介して4つの試薬貯留部115の各々に接続されているマイクロポンプ211から、駆動液216が4つの駆動液注入部111に注入されることで、試薬A〜Dが送液流路107を通って4つの増幅部117のそれぞれに注入される。4つの増幅部117内の空気は、空気抜き穴119から外部に放出される。
Next, the driving
このようにして、検体Xと試薬A〜Dとがそれぞれ混合され、4つの増幅部117のそれぞれで、検体Xと試薬A〜Dの増幅A〜Dが行われる。この時、図示しない温度可変部230によって検体Xと試薬A〜Dとの混合液の温度が変化され、増幅が促進される。増幅終了後、図示しない検出部250によって検体Xと試薬A〜Dとの反応結果が検出される。
In this way, the sample X and the reagents A to D are mixed, and the amplification A to D of the sample X and the reagents A to D are performed in each of the four
(第1の実施の形態)
次に、本発明における温度可変部230、移動部280および分離接続部290の第1の実施の形態について、図4および図5を用いて説明する。図4は、温度可変部230、移動部280および分離接続部290の第1の実施の形態を示す模式図で、図4(a)はマイクロ検査チップ100が検査装置1内に搬送された状態を、図4(b)は増幅部117の温度が変化されている状態を示す。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the
図4(a)において、マイクロ検査チップ100が図示しないローディング機構により検査装置1内に搬送されると、分離接続部290によってマイクロ検査チップ100が図の矢印A方向に持ち上げられ、チップ接続部213とマイクロ検査チップ100の接続口113とが接続される。チップ接続部213の接続口113と接する部分にはパッキン213aが設けられており、チップ接続部213と接続口113との接触部からの漏液を防止している。
In FIG. 4A, when the
次に、マイクロポンプ211から、チップ接続部213および接続口113を介して、マイクロ検査チップ100内に駆動液216が注入される。駆動液216によって検体Xおよび試薬A〜Dが送液されて、増幅部117で混合されたところで、マイクロポンプ211が停止される。
Next, the driving
移動部280はベルトコンベア状の搬送部280aを有しており、搬送部280a上に温度可変部230を搭載している。温度可変部230は、例えばPCR法に必要な複数の温度領域を有している。ここでは、温度可変部230は例えば3つの温度領域を有し、領域230aを約95℃の熱変性温度、領域230bを約55℃のアニーリング温度、領域230cを約70℃の重合温度とする。最初は温度可変部230には通電されておらず、3つの温度領域は所定の温度には設定されていない。
The moving
図4(b)において、温度可変部230に通電され、3つの温度領域がそれぞれ所定の温度に制御される。3つの温度領域がそれぞれ所定の温度に達した状態で、移動部280の搬送部280aが図の矢印B方向に持ち上げられ、温度可変部230の領域230aがマイクロ検査チップ100の増幅部117の流路形成面の裏面側に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近される。これによって、増幅部117内の検体と試薬との混合液が領域230aの温度に保持されて反応が促進される。
In FIG. 4B, the
所定時間経過後、移動部280が図の矢印C方向に回転移動され、温度可変部230の領域230bがマイクロ検査チップ100の流路基板101の流路形成面の裏面側に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近され、増幅部117内の検体と試薬との混合液が領域230bの温度に保持されて反応が促進される。
After a predetermined time has elapsed, the moving
同様にして、所定時間経過後、領域230cがマイクロ検査チップ100の流路基板101の流路形成面の裏面側に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近され、増幅部117内の検体と試薬との混合液が領域230cの温度に保持されて反応が促進される。PCR法による増幅終了まで、これが繰り返される。
Similarly, after elapse of a predetermined time, the
図5は、上述した第1の実施の形態の変形例を示す模式図で、図5(a)は移動部280を連続的に駆動する例を、図5(b)は移動部280上に検出部250を設けた例を示す。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a modification of the first embodiment described above. FIG. 5A shows an example in which the moving
図5(a)において、搬送部280a上に設けられた3つの領域230a、230bおよび230cは、それぞれ、PCR法で増幅部117が各温度に保持されるべき時間に比例した長さを持っている。これによって、搬送部280aを図の矢印C方向に連続的に一定の速度で回転させることで、PCR法に必要な温度サイクルが実現できる。
In FIG. 5A, each of the three
図5(b)において、搬送部280a上には、3つの領域230a、230bおよび230cに加えて、検出部250が設けられている。検出部250は例えば反射型の検出部で、同一基板上に光源と受光部とが設けられている。このような構成にすることで、第1の実施の形態と同様に増幅部117を3つの領域230a、230bおよび230cの温度に保持して反応を促進した後に、検出部250で反応の進捗をモニタし、更に反応を促進するといったように、リアルタイムで反応の進捗をモニタしながら増幅を行うことができる。
In FIG. 5B, a
上述したように、本第1の実施の形態によれば、移動部上に設けられた温度可変部を、マイクロ検査チップの増幅部に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近させた状態で、増幅部に対して間欠的にあるいは連続的に移動させることで、検体と試薬との混合液を増幅部に停止させた状態で温度サイクルを繰り返すことができる。これによって、マイクロ検査チップ上に長い流路を必要とせず、小型のマイクロ検査チップを用いてPCR法による遺伝子増幅を行うことのできる検査装置を提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, the temperature variable unit provided on the moving unit is in contact with the amplifying unit of the micro test chip or in a state of being close to the amplifier with a slight gap, By moving intermittently or continuously with respect to the amplification unit, the temperature cycle can be repeated in a state where the mixed solution of the specimen and the reagent is stopped in the amplification unit. Accordingly, it is possible to provide a test apparatus that can perform gene amplification by the PCR method using a small micro test chip without requiring a long channel on the micro test chip.
(第2の実施の形態)
次に、本発明における温度可変部230、移動部280および分離接続部290の第2の実施の形態について、図6を用いて説明する。図6は、温度可変部230、移動部280および分離接続部290の第2の実施の形態を示す模式図で、図6(a)はマイクロ検査チップ100の天板103側から見た上面図、図6(b)は側面図を示す。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the
図6(a)および(b)において、本第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、移動部280の搬送部280aがベルトコンベア状ではなく、円板状をしている点である。その他の点は第1の実施の形態と同じである。搬送部280aは、回転軸280bの周りに矢印D方向に回転移動可能であり、搬送部280a上に温度可変部230を搭載している。
6 (a) and 6 (b), the second embodiment is different from the first embodiment in that the
温度可変部230は、PCR法に必要な複数の温度領域を有している。ここでは、第1の実施の形態と同じく、温度可変部230は例えば3つの温度領域を有し、領域230aを約95℃の熱変性温度、領域230bを約55℃のアニーリング温度、領域230cを約70℃の重合温度とする。
The
本例では、図5(a)に示した例と同様に、3つの領域230a、230bおよび230cは、回転軸280bの周りの回転移動方向に、それぞれPCR法で増幅部117が各温度に保持されるべき時間に比例した長さを持っている。これによって、搬送部280aを図の矢印D方向に連続的に一定の速度で回転させることで、PCR法に必要な温度と時間のサイクルが実現できる。
In this example, similarly to the example shown in FIG. 5A, the three
もちろん、3つの領域230a、230bおよび230cは、図4および図5(b)に示した例と同様の構成であってもよい。
Of course, the three
次に、本第2の実施の形態の動作について説明する。図6(b)において、マイクロ検査チップ100が図示しないローディング機構により検査装置1内に搬送されると、分離接続部290によってマイクロ検査チップ100が図の矢印A方向に持ち上げられ、チップ接続部213とマイクロ検査チップ100の接続口113とが接続される。チップ接続部213の接続口113と接する部分にはパッキン213aが設けられており、チップ接続部213と接続口113との接触部からの漏液を防止している。
Next, the operation of the second embodiment will be described. In FIG. 6B, when the
次に、マイクロポンプ211から、チップ接続部213および接続口113を介して、マイクロ検査チップ100内に駆動液216が注入される。駆動液216によって検体Xおよび試薬A〜Dが送液されて、増幅部117で混合されたところで、マイクロポンプ211が停止される。
Next, the driving
移動部280は、上述したように円板状の搬送部280aを有しており、搬送部280a上に温度可変部230を搭載している。最初は温度可変部230には通電されておらず、3つの温度領域は所定の温度には設定されていない。
As described above, the moving
続いて、温度可変部230に通電され、3つの温度領域がそれぞれ所定の温度に制御される。3つの温度領域がそれぞれ所定の温度に達した状態で、移動部280が図の矢印B方向に持ち上げられ、温度可変部230の領域230aがマイクロ検査チップ100の増幅部117の流路形成面の裏面側に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近される。搬送部280aを図の矢印D方向に連続的に一定の速度で回転させることで、PCR法に必要な温度と時間のサイクルが実現できる。PCR法による増幅終了まで、これが繰り返される。
Subsequently, the
上述したように、本第2の実施の形態によれば、円板状の移動部上に設けられた温度可変部を、マイクロ検査チップの増幅部に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近させた状態で、増幅部に対して間欠的にあるいは連続的に移動させることで、検体と試薬との混合液を増幅部に停止させた状態で温度サイクルを繰り返すことができる。これによって、マイクロ検査チップ上に長い流路を必要とせず、小型のマイクロ検査チップを用いてPCR法による遺伝子増幅を行うことのできる検査装置を提供することができる。 As described above, according to the second embodiment, the temperature variable portion provided on the disk-shaped moving portion is brought into contact with the amplifying portion of the micro test chip or with a slight gap therebetween. In this state, the temperature cycle can be repeated in a state where the liquid mixture of the specimen and the reagent is stopped in the amplification unit by moving the amplification unit intermittently or continuously. Accordingly, it is possible to provide a test apparatus that can perform gene amplification by the PCR method using a small micro test chip without requiring a long channel on the micro test chip.
(第3の実施の形態)
次に、本発明における温度可変部230、移動部280および分離接続部290の第3の実施の形態について、図7を用いて説明する。図7は、温度可変部230、移動部280および分離接続部290の第3の実施の形態を示す模式図で、図7(a)はマイクロ検査チップ100の天板103側から見た上面図、図7(b)は図7(a)のE−E’断面図を示す。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the
図7(a)および(b)において、本第3の実施の形態が第1および第2の実施の形態と異なる点は、温度可変部230を移動させるのではなく、マイクロ検査チップ100を回転移動させる点である。
7A and 7B, the third embodiment is different from the first and second embodiments in that the
まず、本第3の実施の形態の動作について説明する。図7(b)において、初期状態では、分離接続部290によってチップ接続部213が図の矢印Aと逆方向に引き上げられ、マイクロポンプ211と分離されている。
First, the operation of the third embodiment will be described. In FIG. 7B, in the initial state, the
マイクロ検査チップ100が図示しないローディング機構により検査装置1内に搬送されると、分離接続部290によってチップ接続部213が図の矢印A方向に押し下げられる。これによって、チップ接続部213とマイクロ検査チップ100の接続口113、およびチップ接続部213とマイクロポンプ211とが接続される(図7(b)の破線の状態)。
When the
チップ接続部213の接続口113と接する部分およびマイクロポンプ211と接する部分にはパッキン213aが設けられており、チップ接続部213と接続口113との接触部およびチップ接続部213とマイクロポンプ211との接触部からの漏液を防止している。
Packing 213 a is provided in the portion of the
次に、マイクロポンプ211から、チップ接続部213および接続口113を介して、マイクロ検査チップ100内に駆動液216が注入される。駆動液216によって検体Xおよび試薬A〜Dが送液されて、増幅部117で混合されたところで、マイクロポンプ211が停止される。続いて、分離接続部290によってチップ接続部213が図の矢印Aと逆方向に引き上げられ、マイクロポンプ211およびマイクロ検査チップ100と分離される(図7(b)の実線の状態)。
Next, the driving
保持部300は、円板状をしており、その上に温度可変部230と検知部250とを搭載している。保持部300の中央近傍には、マイクロ検査チップ100を保持部300に対して回転移動させるための移動部280が設けられている。最初は温度可変部230には通電されておらず、3つの温度領域は所定の温度には設定されていない。
The holding
続いて、温度可変部230に通電され、3つの温度領域がそれぞれ所定の温度に制御される。3つの温度領域がそれぞれ所定の温度に達した状態で、移動部280と保持部300とが図の矢印B方向に持ち上げられる。これによって、移動部280がマイクロ検査チップ100の流路基板101に設けられた切り欠き101aに挿入されて、移動部280によってマイクロ検査チップ100が回転移動可能になされる。
Subsequently, the
また、温度可変部230の領域230aがマイクロ検査チップ100の増幅部117の流路形成面の裏面側に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近される。これによって、増幅部117内の検体と試薬との混合液が領域230aの温度に保持されて反応が促進される。
In addition, the
次に、所定時間経過後、移動部280によってマイクロ検査チップ100が図7(a)の矢印F方向に90°回転移動され、増幅部117の流路形成面の裏面が温度可変部230の領域230bに当接あるいはわずかな隙間をあけて接近される。これによって、増幅部117内の検体と試薬との混合液が領域230bの温度に保持されて反応が促進される。同様にして、所定時間経過後、移動部280によってマイクロ検査チップ100が図の矢印F方向に90°回転移動され、あるいはわずかな隙間をあけて接近される。これによって、増幅部117内の検体と試薬との混合液が領域230cの温度に保持されて反応が促進される。
Next, after a predetermined time has elapsed, the
次に、移動部280によってマイクロ検査チップ100が図の矢印F方向に90°回転移動され、増幅部117の流路形成面の裏面が検出部250に当接あるいはわずかな隙間をあけて接近される。検出部250は例えば反射型の検出部で、同一基板上に光源と受光部とが設けられている。このような構成にすることで、増幅部117を3つの領域230a、230bおよび230cの温度に保持して反応を促進した後に、検出部250で反応の進捗をモニタし、更に反応を促進するといったように、リアルタイムで反応の進捗をモニタしながら増幅を行うことができる。PCR法による増幅終了まで、これが繰り返される。
Next, the
なお、ここでは、チップ接続部213がマイクロポンプ211と分離されており、分離接続部290によって図の矢印A方向に上下するとして説明したが、これに限るものではなく、チップ接続部213とマイクロポンプ211とが一体化されており、分離接続部290によって、一緒に図の矢印A方向に上下してもよい。
Here, the
上述したように、本第3の実施の形態によれば、検体と試薬との混合液を増幅部に送液した後、マイクロ検査チップとマイクロポンプとを分離した状態で、マイクロ検査チップを温度可変部に対して回転移動させることで、検体と試薬との混合液を増幅部に停止させた状態で温度サイクルを繰り返すことができる。これによって、マイクロ検査チップ上に長い流路を必要とせず、小型のマイクロ検査チップを用いてPCR法による遺伝子増幅を行うことのできる検査装置を提供することができる。 As described above, according to the third embodiment, after the liquid mixture of the specimen and the reagent is fed to the amplifying unit, the micro test chip is kept at a temperature in a state where the micro test chip and the micro pump are separated. By rotating and moving with respect to the variable part, the temperature cycle can be repeated in a state where the mixed liquid of the specimen and the reagent is stopped in the amplification part. Accordingly, it is possible to provide a test apparatus that can perform gene amplification by the PCR method using a small micro test chip without requiring a long channel on the micro test chip.
以上に述べたように、本発明によれば、マイクロ検査チップ内で液体を送液するための送液部を備え、複数の温度領域を有する温度可変部とマイクロ検査チップとを相対移動させることで、マイクロ検査チップ内で液体を停止させた状態で、温度サイクルを繰り返すことができる。これによって、マイクロ検査チップ上に長い流路を必要とせず、小型のマイクロ検査チップを用いてPCR法による遺伝子増幅を行うことの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, the micro inspection chip is provided with a liquid supply section for supplying a liquid in the micro inspection chip, and the temperature variable section having a plurality of temperature regions and the micro inspection chip are relatively moved. Thus, the temperature cycle can be repeated with the liquid stopped in the micro test chip. Accordingly, it is possible to provide a test apparatus that can perform gene amplification by the PCR method using a small micro test chip without requiring a long channel on the micro test chip.
なお、本発明に係る検査装置を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 It should be noted that the detailed configuration and detailed operation of each component constituting the inspection apparatus according to the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 検査装置
3 トレイ
5 搬送口
7 操作部
9 表示部
100 マイクロ検査チップ
101 流路基板
103 天板
105 封止部材
107 送液流路
110 流路
111 駆動液注入部
113 接続口
115 試薬貯留部
117 増幅部
119 空気抜き穴
121 検体貯留部
123 注入口
125 検体分割路
210 送液部
211 マイクロポンプ
213 チップ接続部
213a パッキン
215 駆動液タンク
216 駆動液
217 駆動液供給部
230 温度可変部
230a 領域
230b 領域
230c 領域
250 検出部
270 駆動制御部
280 移動部
280a 搬送部
280b 回転軸
290 分離接続部
300 保持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus 3 Tray 5 Conveyance port 7 Operation part 9
Claims (7)
前記マイクロ検査チップに接続され、前記マイクロ検査チップの内部で液体を送液するための送液部とを備えた検査装置において、
複数の温度領域を有する温度可変部と、
前記温度可変部と前記マイクロ検査チップとを相対移動させる移動部とを備えたことを特徴とする検査装置。 A micro inspection chip,
In an inspection apparatus that is connected to the micro inspection chip and includes a liquid supply unit for supplying a liquid inside the micro inspection chip,
A temperature variable section having a plurality of temperature regions;
An inspection apparatus comprising: a moving portion that relatively moves the temperature variable portion and the micro inspection chip.
前記移動部は、前記温度可変部と前記マイクロ検査チップとの相対移動と連動して、前記検出部を前記マイクロ検査チップに対して相対移動させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の検査装置。 A detection unit for detecting a reaction result inside the micro inspection chip;
6. The moving unit according to claim 1, wherein the moving unit moves the detecting unit relative to the micro test chip in conjunction with a relative movement between the temperature variable unit and the micro test chip. The inspection apparatus according to item 1.
Priority Applications (1)
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JP2013545475A (en) * | 2010-11-30 | 2013-12-26 | クワンタムディーエックス・グループ・リミテッド | Design, manufacture and use of microfluidic multi-temperature flexible reaction devices |
-
2008
- 2008-03-14 JP JP2008065536A patent/JP2009222479A/en active Pending
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JP2013545475A (en) * | 2010-11-30 | 2013-12-26 | クワンタムディーエックス・グループ・リミテッド | Design, manufacture and use of microfluidic multi-temperature flexible reaction devices |
WO2012077357A1 (en) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Fujifilm Corporation | Assay chip |
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