JP2010044006A - Microdispenser - Google Patents

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忠大 長谷川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact microdispenser that can efficiently and accurately measure a minute amount of a sample inside a chip and transport it to a target chip. <P>SOLUTION: The microdispenser includes: a micro dispensing chip having a sample introduction tube for introducing a fluid sample, a sample dispensing tube for dispensing the sample, and a sampling and leading-out tube for introducing a predetermined amount of a sample through the sample introduction tube according to a reduced pressure and selectively leading out the introduced sample to any one of a plurality of sample dispensing tubes according to an applied pressure; a micro multi-directional switching valve chip having a selective release tube driven in a latching manner so as to selectively open one of the sample dispensing tubes to the atmosphere; and a pressure-switching micro-pump chip having a pump selecting tube driven in a latching manner so as to alternately connect the opening ends of a suction port and an exhaust port of a micro-pump with the sampling and leading-out tube. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロスケールの流動体を多分岐にマルチスケール(nL〜μL)に切り分けることができるマイクロ分注装置に関する。   The present invention relates to a micro-dispensing device capable of dividing a micro-scale fluid into multi-branches and multi-scales (nL to μL).

Micro Total Analysis System(以下、「μ−TAS」という)は欧米を中心に急速に発展し、1990年代にはDNAチップ、プロテインチップ、マイクロチップ電気泳動などが開発・市販され、オーダーメイド医療などに大きな期待を寄せられている。しかし、現時点では、反応場・分析場にマイクロ流路を利用しているのみであり、装置全体としては大きくなってしまっているのが現状である。また、分析にチップを利用したとしても、サンプル注入などに煩雑な工程を必要とするケースが多い。これらの問題が、μ−TASが幅広く普及していない原因の1つとなっている。そのため、パーソナルユースや病院、企業の研究所など向けの分析装置の開発のため、マイクロ流動体をハンドリングする小型の装置へのニーズは高い。   Micro Total Analysis System (hereinafter referred to as “μ-TAS”) developed rapidly mainly in Europe and the United States, and in the 1990s, DNA chips, protein chips, microchip electrophoresis, etc. were developed and marketed for custom-made medicine. There are great expectations. However, at present, only the micro flow path is used for the reaction field / analysis field, and the entire apparatus has become large as a whole. Even if a chip is used for analysis, there are many cases where complicated steps are required for sample injection or the like. These problems are one of the causes that μ-TAS is not widely used. For this reason, there is a great need for a small device for handling microfluids for the development of analytical devices for personal use, hospitals, corporate laboratories and the like.

当然、これまでもマイクロポンプやマイクロバルブ単体の研究開発例は数多く報告されている。しかし、それらの報告は、シーズオリエンティッドなものが多く、ニーズオリエンティッドに開発されたものが少ない。このため、マイクロスケールの流動体サンプルを一定量に切り取り、チップ内へ注入する用途に適していない。これに対して、サブマイクロリットル(μL)オーダーで注入可能な市販のマイクロインジェクターが知られている。しかし、前記マイクロインジェクターは、装置全体が大きくなる問題に加えて、流路導入の際のデッドボリュームという問題がある。そこで、チップ内で計量・輸送できるマイクロ流体制御装置のニーズが高い。   Naturally, many research and development examples of micropumps and microvalves alone have been reported so far. However, many of these reports are seed-oriented and few are developed in needs-oriented. For this reason, it is not suitable for the use which cuts out the microscale fluid sample into a fixed quantity, and injects it in a chip. On the other hand, commercially available microinjectors that can be injected in the order of submicroliters (μL) are known. However, the microinjector has a problem of dead volume at the time of introduction of the flow path in addition to the problem that the whole apparatus becomes large. Therefore, there is a great need for microfluidic control devices that can be measured and transported within the chip.

チップ内で試料導入する研究報告としては、十字型マイクロ流路を利用する方法などがある。しかし、当該手段の場合、流速分布や残余圧力の影響で再現性が低いという問題がある。また、分注毎に無駄になる試料の存在や、複数個のアクチュエータを並列に順次制御する問題もある。このような従来技術としては、特許文献1や特許文献2のようなものがある。
特開平11−271273 国際公開番号WO2005/033713
As a research report for introducing a sample in a chip, there is a method using a cross-shaped microchannel. However, in the case of this means, there is a problem that reproducibility is low due to the influence of flow velocity distribution and residual pressure. There are also problems such as the presence of a sample that is wasted for each dispensing and the sequential control of a plurality of actuators in parallel. As such a prior art, there exist a thing like patent document 1 and patent document 2. FIG.
JP-A-11-271273 International Publication Number WO2005 / 033713

そこで、本発明では、チップ内で微量な試料を無駄なく正確に計量し、分注できる小型のマイクロ分注装置を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a small micro-dispensing device that can accurately measure and dispense a small amount of sample in a chip without waste.

上記課題を解決するための手段として、以下のような発明などを提供する。   As means for solving the above problems, the following inventions are provided.

第一発明では、マイクロ多分岐切換バルブチップと、マイクロ分注チップと、加減圧切換マイクロポンプチップと、からなるマイクロ分注装置であって、マイクロ分注チップは、流動体のサンプルを導入するための導入口と逆止弁とを備えるサンプル導入管と、サンプルを分注するための複数の管からなるサンプル分注管と、サンプル導入管とサンプル分注管と加減圧切換マイクロポンプに連結し、加減圧切換マイクロポンプチップからの減圧に応じてサンプルを所定量分だけサンプル導入管から導き入れ、加減圧切換マイクロポンプチップからの加圧に応じて導き入れた所定量のサンプルをサンプル分注管の複数の管のいずれか一に選択的に押し出すためのサンプリング導出管を有し、マイクロ多分岐切換バルブチップは、前記サンプル分注管の複数の管の中の1つの管と選択的に連結するようラッチ駆動され、連結した管を介してサンプル分注管の管内を大気開放する選択開放管を有し、加減圧切換マイクロポンプチップは、逆止弁を備えた吸引口と逆止弁を備えた排出口を備え、外部動力源により駆動され吸引と排出を繰り返すマイクロポンプと、前記吸引口の開口端と前記排出口の開口端を、交互に前記サンプリング導出管と連結するためにラッチ駆動されるポンプ選択管を有するマイクロ分注装置を提供する。   The first aspect of the present invention is a micro-dispensing device comprising a micro multi-branch switching valve chip, a micro-dispensing chip, and a pressurizing / depressurizing switching micro-pump chip. Connected to a sample introduction tube having an introduction port and a check valve, a sample dispensing tube composed of a plurality of tubes for dispensing a sample, a sample introduction tube, a sample dispensing tube, and a pressure-reducing / switching micropump Then, a predetermined amount of sample is introduced from the sample introduction tube according to the reduced pressure from the pressure-increasing / decreasing switching micro pump chip, and a predetermined amount of sample introduced according to the pressurization from the increasing / decreasing switching micro-pump chip is sampled. A sampling outlet tube for selectively extruding to any one of the plurality of pipes of the injection tube; A micropump for switching pressure-increasing pressure, having a selective open pipe that is latch-driven to selectively connect with one of the plurality of pipes and opens the inside of the sample dispensing pipe through the connected pipe to the atmosphere. The chip has a suction port with a check valve and a discharge port with a check valve, is driven by an external power source and repeats suction and discharge, an opening end of the suction port, and an opening of the discharge port A micro-dispensing device is provided having a pump selection tube that is latch-driven to alternately connect an end with the sampling outlet tube.

第二発明では、第一発明を基本とし、さらに、前記サンプリング導出管の所定位置にサンプルが導入されたことを検知するためのサンプリング検知センサーと、サンプリング検知センサーでのサンプル導入の検知に応じて、加減圧切換マイクロポンプチップの前記ポンプ選択管をラッチ駆動する第一ポンプ選択管駆動部を有するマイクロ分注装置を提供する。   The second invention is based on the first invention, and further includes a sampling detection sensor for detecting that a sample has been introduced into a predetermined position of the sampling lead-out tube, and according to detection of sample introduction by the sampling detection sensor. A micro-dispensing device having a first pump selection pipe drive unit that latch-drives the pump selection pipe of the pressure-intensification switching micro pump chip is provided.

第三発明では、第一発明または第二発明を基本とし、さらに、サンプル分注管の所定位置にサンプルが分注されたことを検知するための分注検知センサーと、分注検知センサーでのサンプル分注の検知に応じて、加減圧切換マイクロポンプチップの前記ポンプ選択管をラッチ駆動する第二ポンプ選択管駆動部を有するマイクロ分注装置を提供する。   The third invention is based on the first invention or the second invention, and further includes a dispensing detection sensor for detecting that a sample has been dispensed at a predetermined position of the sample dispensing tube, and a dispensing detection sensor. Provided is a micro-dispensing device having a second pump selection pipe driving section that latch-drives the pump selection pipe of a pressure-intensification switching micro pump chip in response to detection of sample dispensing.

第四発明では、第一発明から第三発明のいずれか一を基本とし、さらに、マイクロ分注装置のマイクロ多分岐切換バルブチップと加減圧切換マイクロポンプチップとマイクロ分注チップは分離・組立可能に構成され、使用済マイクロ分注チップは新たなマイクロ分注チップと交換し、マイクロ多分岐切換バルブチップと加減圧切換マイクロポンプチップとは繰返し利用可能に構成されているマイクロ分注装置を提供する。   The fourth invention is based on any one of the first invention to the third invention, and the micro multi-branch switching valve chip, the pressurization / depressurization switching micro pump chip and the micro dispensing chip of the micro dispensing device can be separated and assembled. The used micro-dispensing tip is replaced with a new micro-dispensing tip, and the micro multi-branch switching valve tip and the pressurizing / depressurizing switching micro-pump tip can be used repeatedly. To do.

本発明のマイクロ分注装置により、微量な試料のみを用いて無駄なく正確にマイクロオーダーで計量し、分注することが可能となる。   With the micro-dispensing device of the present invention, it is possible to accurately measure and dispense in a micro order without waste using only a small amount of sample.

また、本装置は小型な装置であるので、携帯性に優れ、オンサイトでもリアルタイム分析が可能になり、μ−TASの応用範囲が飛躍的に拡大することが期待される。   Further, since this device is a small device, it is excellent in portability, enables real-time analysis even on site, and is expected to dramatically expand the application range of μ-TAS.

さらに、血液検査などの携帯用ヘルスケア装置や携帯用環境分析装置など、幅広い用途への応用が期待される。   Furthermore, it is expected to be applied to a wide range of applications such as portable health care devices such as blood tests and portable environmental analysis devices.

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施しうる。
<概要>
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these embodiment at all, and can be implemented with various aspects in the range which does not deviate from the summary.
<Overview>

本実施形態のマイクロ分注装置の概要図を図1に示す。図に示すように、本実施形態のマイクロ分注装置は、「マイクロ分注チップ」(0110)と、「マイクロ多分岐切換バルブチップ」(0120)と、「加減圧切換マイクロポンプチップ」(0130)と、から構成され、これらのチップを容易に分離・組立可能に構成されている。   A schematic diagram of the micro-dispensing device of the present embodiment is shown in FIG. As shown in the figure, the micro-dispensing device of this embodiment includes a “micro-dispensing chip” (0110), a “micro multi-branch switching valve chip” (0120), and a “pressure-intensification switching micro-pump chip” (0130). ), And these chips can be easily separated and assembled.

処理の流れの概要は以下の通りである。   The outline of the flow of processing is as follows.

まず、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のポンプ選択管(0131)がマイクロポンプ(0132)の吸引口(0133)に連結された状態で、マイクロポンプ(0132)をポンピングする。かかる状態でのポンピング動作は、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)と連結されたマイクロ分注チップ(0110)の管内を減圧する動作となる。   First, the micropump (0132) is pumped in a state where the pump selection pipe (0131) of the pressure-intensification switching micropump chip (0130) is connected to the suction port (0133) of the micropump (0132). The pumping operation in such a state is an operation for depressurizing the inside of the micro-dispensing tip (0110) connected to the pressurizing / depressurizing switching micro pump tip (0130).

すると、マイクロ分注チップ(0110)の導入口(0111)から、サンプル導入管(0112)内に流動体のサンプルが導入される。その後もマイクロポンプ(0132)のポンピングを継続すると、サンプル導入管(0112)内に導入された流動体サンプルは、サンプル導入管(0112)と繋がったサンプリング導出管(0113)内に移動していく。   Then, a fluid sample is introduced into the sample introduction tube (0112) from the introduction port (0111) of the micro-dispensing tip (0110). When the pumping of the micro pump (0132) is continued thereafter, the fluid sample introduced into the sample introduction pipe (0112) moves into the sampling outlet pipe (0113) connected to the sample introduction pipe (0112). .

そして、流動体サンプルが、サンプリング導出管(0113)内の所定の位置を通過したことを、サンプリング検知センサー(0141)が検知すると、それをトリガに、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のポンプ選択管(0131)は、マイクロポンプ(0132)の排出口(0134)と連結するようラッチ駆動される。当該切替により、マイクロポンプ(0132)のポンピング動作は、マイクロ分注チップ(0110)の管内を加圧する動作に切り替わる。   Then, when the sampling detection sensor (0141) detects that the fluid sample has passed a predetermined position in the sampling outlet pipe (0113), the pump of the pressure increasing / decreasing pressure switching micro pump chip (0130) is triggered by the detection. The selection tube (0131) is latch-driven so as to be connected to the discharge port (0134) of the micropump (0132). By the switching, the pumping operation of the micro pump (0132) is switched to an operation of pressurizing the inside of the micro dispensing tip (0110).

その後もマイクロポンプ(0132)のポンピングを継続すると、サンプリング導出管(0113)内に位置する流動体サンプルのみが、サンプル分注管(0114)の方向へ押し出される。この時、サンプル分注管(0114)の多岐に分かれた複数の管は、マイクロ多分岐切換バルブチップ(0120)により、1つの管(0114A)のみ大気開放され、他の管は閉止された状態となっている。よって、サンプル分注管(0114)の方向へ押し出された流動体サンプルは、大気開放されている管(0114A)内に選択的に移動していく。   When the pumping of the micro pump (0132) is continued thereafter, only the fluid sample located in the sampling outlet pipe (0113) is pushed out in the direction of the sample dispensing pipe (0114). At this time, a plurality of divided pipes of the sample dispensing pipe (0114) are opened to the atmosphere by the micro multi-branch switching valve chip (0120), and the other pipes are closed. It has become. Therefore, the fluid sample pushed in the direction of the sample dispensing pipe (0114) selectively moves into the pipe (0114A) that is open to the atmosphere.

その後、図示しない分注検知センサーなどが、サンプル分注管(0114)の所定位置に流動体サンプルが分注されたことを検知すると、それをトリガに、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のポンプ選択管(0131)は、マイクロポンプ(0132)の吸引口(0133)と連結するようラッチ駆動される。当該切替により、マイクロポンプ(0132)のポンピング動作は、マイクロ分注チップ(0110)の管内を減圧する動作に切り替わる。   Thereafter, when a dispensing detection sensor or the like (not shown) detects that the fluid sample has been dispensed at a predetermined position of the sample dispensing tube (0114), it is used as a trigger for the pressure-intensification switching micro pump chip (0130). The pump selection pipe (0131) is latch-driven so as to be connected to the suction port (0133) of the micropump (0132). By this switching, the pumping operation of the micropump (0132) is switched to an operation of depressurizing the inside of the microdispensing tip (0110).

その後もポンピング動作を継続すると、前記処理を繰り返す。   If the pumping operation is continued thereafter, the above process is repeated.

前記のような機能を有する本実施形態のマイクロ分注装置は小型にすることができるので、携帯性に優れ、オンサイトでもリアルタイム分析ができる。参考までに、本実施形態のマイクロ分注装置を利用するイメージを図17に示す。本実施形態のマイクロ分注装置は、図示する程度まで小型にすることが可能であるので、非常に利便性の高いものとなっている。なお、図17は、あくまで利用イメージであり、本実施形態のマイクロ分注装置の実現例が、図中のマイクロ分注装置の形状などに制限されるものではない。
<機能的構成>
Since the micro-dispensing device of the present embodiment having the functions as described above can be reduced in size, it is excellent in portability and can perform on-site real-time analysis. For reference, an image using the micro-dispensing device of the present embodiment is shown in FIG. The micro-dispensing device of the present embodiment can be downsized to the extent shown in the drawing, and thus is very convenient. In addition, FIG. 17 is a utilization image to the last, and the implementation example of the micro dispensing apparatus of the present embodiment is not limited to the shape of the micro dispensing apparatus in the drawing.
<Functional configuration>

本実施形態のマイクロ分注装置は図1に示すように、「マイクロ分注チップ」(0110)と、「マイクロ多分岐切換バルブチップ」(0120)と、「加減圧切換マイクロポンプチップ」(0130)と、から構成される。   As shown in FIG. 1, the micro-dispensing device of this embodiment includes a “micro-dispensing tip” (0110), a “micro multi-branch switching valve tip” (0120), and a “pressure-intensification switching micro-pump tip” (0130). ).

以下、それぞれの機能的構成について、詳細に説明する。なお、以下、これらの説明に利用する概要図における「マイクロ分注チップ」、「マイクロ多分岐切換バルブチップ」、「加減圧切換マイクロポンプチップ」、また、「それらの構成要素の管」、「ハウジング」などの形状、長さ、太さ、などについてはあくまで一例であり、特別な言及がない限り、図に示すものに制限されるものではない。
<<マイクロ分注チップ(0110)>>
Hereinafter, each functional configuration will be described in detail. In the following, the “micro pipetting tip”, “micro multi-branch switching valve chip”, “pressure-intensifying switching micro pump chip”, “tubes of those components”, “ The shape, length, thickness and the like of the “housing” are merely examples, and are not limited to those shown in the drawings unless otherwise specified.
<< Micro dispensing tip (0110) >>

「マイクロ分注チップ」は、図2に示すように、「サンプル導入管」(0212)と、「サンプル分注管」(0214)と、「サンプリング導出管」(0213)などを有する。
<<<サンプル導入管(0212)>>>
As shown in FIG. 2, the “micro dispensing tip” includes a “sample introduction tube” (0212), a “sample dispensing tube” (0214), a “sampling derivation tube” (0213), and the like.
<<< Sample introduction tube (0212) >>>

「サンプル導入管」(0212)は、流動体のサンプルを導入するための導入口(0211)と、逆止弁(0215)を備えるよう構成されている。   The “sample introduction pipe” (0212) is configured to include an introduction port (0211) for introducing a fluid sample and a check valve (0215).

導入口(0211)の構成(開口端の径、材料、など)としては特段制限されず、導入する流動体サンプルの種類・特性に応じて、従来技術を利用し、任意に設計することができる。   The configuration of the inlet (0211) (open end diameter, material, etc.) is not particularly limited, and can be arbitrarily designed using conventional techniques according to the type and characteristics of the fluid sample to be introduced. .

逆止弁(0215)の構成としても特段制限されないが、例えば、シリコンラバー単体で構成された、図3のようなハット帽子形状で、2分するように1つのスリット(0301)が入ったものであってもよい。このような逆止弁は、モールディング(型取り)を利用して製作することができる。   The check valve (0215) is not particularly limited in configuration. For example, it is formed of a silicon rubber alone, and has a hat-hat shape as shown in FIG. 3, and has one slit (0301) that divides into two. It may be. Such a check valve can be manufactured using molding.

図4(A)、(B)に、図3の逆止弁の動作の様子を示す。図4(A)、(B)は、管(0401)に逆止弁(0402)を埋め込んだ状態の断面図である。そして、図4(A)は、管(0401)内を、図中下から上に向かい、流動体が移動している様子を示すもので、図4(B)は、管(0401)内を、図中上から下に向かい、流動体が移動している様子を示すものである。図4(A)においては、図中下から上に移動してきた流動体が、逆止弁(0402)のスリットを開く方向に力を加える。一方、図4(B)においては、図中上から下に移動してきた流動体が、逆止弁(0402)のスリットを閉じる方向に力を加える。その結果、ハット帽子形状の逆止弁(0402)は、図4(A)、(B)に示すように動作して、一方向のみに流動体を通過させる。   4A and 4B show the operation of the check valve in FIG. 4A and 4B are cross-sectional views showing a state where the check valve (0402) is embedded in the pipe (0401). FIG. 4A shows a state in which the fluid is moving from the bottom to the top in the pipe (0401). FIG. 4B shows the inside of the pipe (0401). FIG. 3 shows a state in which the fluid is moving from top to bottom in the figure. In FIG. 4A, the fluid that has moved from the bottom to the top in the figure applies a force in the direction to open the slit of the check valve (0402). On the other hand, in FIG. 4B, the fluid that has moved from the top to the bottom in the drawing applies a force in the direction of closing the slit of the check valve (0402). As a result, the hat-hat-shaped check valve (0402) operates as shown in FIGS. 4A and 4B to allow the fluid to pass only in one direction.

ここで、参考までに、図3に示すような大きさ(高さ:1mm〜1.5mm程度)のハット帽子形状の逆止弁の開放圧は、平均3.0±0.4kPa程度である。また、耐圧性能は300kPa程度である。これらの数値は、逆止弁の高さの違いによる差はほとんとどなく、また、性能のばらつきもほとんどない。   Here, for reference, the opening pressure of a hat-hat-shaped check valve having a size as shown in FIG. 3 (height: about 1 mm to 1.5 mm) is about 3.0 ± 0.4 kPa on average. . The pressure resistance is about 300 kPa. These values are almost the same due to the difference in check valve height, and there is almost no performance variation.

なお、サンプル導入管(0212)に備えられる逆止弁(0215)は、図2に示すように、導入口(0211)からサンプリング導出管(0213)に向かう方向(図中、矢印で示す)のみに流動体を通過させるよう取り付けられる。
<<<サンプル分注管(0214)>>>
As shown in FIG. 2, the check valve (0215) provided in the sample introduction pipe (0212) is only in the direction from the introduction port (0211) to the sampling outlet pipe (0213) (indicated by an arrow in the figure). Attached to allow fluid to pass through.
<<< Sample dispensing tube (0214) >>>

「サンプル分注管」(0214)は、サンプルを分注するための、多岐に分かれた複数の管から構成される(多岐に分かれる管の数は任意の設計事項)。そして、サンプル分注管(0214)は、図2に示すように、サンプリング導出管(0213)と繋がっている。   The “sample dispensing tube” (0214) is composed of a plurality of divided tubes for dispensing a sample (the number of divided tubes is an arbitrary design matter). The sample dispensing tube (0214) is connected to the sampling derivation tube (0213) as shown in FIG.

ここで、サンプル分注管(0214)の複数の管の複数の開口端は、サンプリング導出管(0213)が加減圧切換マイクロポンプチップにより減圧されている際には、すべて閉止状態となり、サンプリング導出管(0213)が加減圧切換マイクロポンプチップにより加圧されている際には、1つの管の開口端のみが大気開放された状態となるよう構成されている。前記構成は、以下で説明する「マイクロ多分岐切換バルブチップ」により実現することができる。詳細については、以下で説明する。
<<<サンプリング導出管(0213)>>>
Here, the plurality of open ends of the plurality of sample dispensing tubes (0214) are all closed when the sampling outlet tube (0213) is depressurized by the pressure-increasing / decreasing pressure micropump chip, and sampling is derived. When the pipe (0213) is pressurized by the pressurization / depressurization switching micro pump chip, only the open end of one pipe is open to the atmosphere. The above configuration can be realized by a “micro multi-branch switching valve chip” described below. Details will be described below.
<<< Sampling tube (0213) >>>

「サンプリング導出管」(0213)は、サンプル導入管(0212)と、サンプル分注管(0214)と、加減圧切換マイクロポンプチップと、に連結されている。そして、加減圧切換マイクロポンプチップからの減圧に応じてサンプルを所定量分だけサンプル導入管(0212)から導き入れ、加減圧切換マイクロポンプチップからの加圧に応じて導き入れた所定量のサンプルをサンプル分注管(0214)の複数の管のいずれか一に選択的に押し出すよう構成されている。   The “sampling lead-out pipe” (0213) is connected to the sample introduction pipe (0212), the sample dispensing pipe (0214), and the pressure-intensification switching micro pump chip. Then, a predetermined amount of sample is introduced from the sample introduction pipe (0212) in accordance with the depressurization from the pressure increasing / decreasing switching micro pump chip, and the sample is introduced according to the pressurization from the increasing / decreasing pressure switching micro pump chip. Is selectively pushed out to any one of the plurality of tubes of the sample dispensing tube (0214).

ここで、図5(A)に、サンプリング導出管(0513)が、加減圧切換マイクロポンプチップにより減圧されている際(以下、「減圧状態」という)の、マイクロ分注チップの管内の吸引の流れを矢印で示す。   Here, in FIG. 5A, when the sampling outlet tube (0513) is depressurized by the pressurization switching micropump chip (hereinafter referred to as “depressurized state”), The flow is indicated by arrows.

減圧状態においては、前記の通り、サンプル分注管(0514)のすべての管の開口端は閉止状態となっている。よって、マイクロ分注チップの管内で、唯一大気開放されたサンプル導入管(0512)の導入口(0511)のみから大気を吸引し、図の矢印で示すような流れを生み出す。すなわち、減圧状態の際に、導入口(0511)から流動体のサンプルを吸引すると、図の矢印のような流れでサンプルが移動することとなる。なお、図中、逆止弁の横の点線矢印は、逆止弁が許容する通過方向を示している(他の図においても同様)。   In the reduced pressure state, as described above, the open ends of all the tubes of the sample dispensing tube (0514) are closed. Therefore, in the tube of the micro-dispensing tip, the atmosphere is sucked only from the inlet (0511) of the sample introduction tube (0512) that is open to the atmosphere, and a flow as indicated by the arrows in the figure is generated. That is, when a fluid sample is sucked from the inlet (0511) in a reduced pressure state, the sample moves in a flow as indicated by arrows in the figure. In the figure, the dotted arrow next to the check valve indicates the passing direction allowed by the check valve (the same applies to other drawings).

また、図5(B)に、サンプリング導出管(0513)が、加減圧切換マイクロポンプチップにより加圧されている際(以下、「加圧状態」という)の、マイクロ分注チップの管内の排出の流れを矢印で示す。   Further, in FIG. 5B, when the sampling outlet pipe (0513) is pressurized by the pressurization / depressurization switching micropump chip (hereinafter referred to as “pressurized state”), the microdispensing chip is discharged into the pipe. The flow is shown by arrows.

加圧状態においては、前記の通り、サンプル分注管(0514)の複数の管のうち、1つの管の開口端(0514A)のみが大気開放状態となり、他の管の開口端は閉止状態となっている。また、加圧状態においては、サンプル導入管(0512)の導入口(0511)は、逆止弁(0515)の働きにより、閉止状態となる。よって、マイクロ分注チップの管内で、唯一大気開放されたサンプル分注管(0514)の1つの管の開口端(0514A)のみから管内空気を排出し、図の矢印で示すような流れを生み出す。すなわち、加圧状態の際に、サンプリング導出管(0513)内に存在する流動体のサンプルは、矢印のような流れで移動することとなる。   In the pressurized state, as described above, among the plurality of tubes of the sample dispensing tube (0514), only the open end (0514A) of one tube is open to the atmosphere, and the open ends of the other tubes are closed. It has become. In the pressurized state, the inlet (0511) of the sample introduction pipe (0512) is closed by the action of the check valve (0515). Therefore, in the tube of the micro-dispensing chip, the air in the tube is exhausted only from the open end (0514A) of one tube of the sample dispensing tube (0514) that is open to the atmosphere, and a flow as shown by the arrow in the figure is generated. . That is, in the pressurized state, the fluid sample existing in the sampling outlet pipe (0513) moves in a flow as indicated by an arrow.

ここで、サンプリング導出管(0513)がサンプル導入管(0512)から、『所定量分』だけのサンプルを導入する手段については、例えば、「サンプリング検知センサー」(0541)と「第一ポンプ選択管駆動部」(図示せず)の機能的構成により実現することができる。詳細については、以下で説明する。   Here, as a means for the sampling lead-out pipe (0513) to introduce only a “predetermined amount” of sample from the sample introduction pipe (0512), for example, “sampling detection sensor” (0541) and “first pump selection pipe” It can be realized by a functional configuration of a “driving unit” (not shown). Details will be described below.

また、サンプリング導出管(0513)内の加圧状態と減圧状態の切替については、サンプリング導出管(0513)と連結された「加減圧切換マイクロポンプチップ」(図示せず)の機能的構成により実現することができる。詳細については、以下で説明する。   The switching between the pressurized state and the reduced pressure state in the sampling outlet pipe (0513) is realized by a functional configuration of a “pressurizing / depressurizing switching micropump chip” (not shown) connected to the sampling outlet pipe (0513). can do. Details will be described below.

<<マイクロ多分岐切換バルブチップ(0120)>>   << Micro multi-branch switching valve chip (0120) >>

マイクロ多分岐切換バルブチップ(図1参照:0120)は、選択開放管(0125)を有するよう構成されている。そして、選択開放管(0125)は、前記サンプル分注管(0114)の複数の管の中の1つの管(0114A)と選択的に連結するようラッチ駆動され、連結した管を介してサンプル分注管(0114A)の管内を大気開放するよう構成されている。   The micro multi-branch switching valve chip (see FIG. 1: 0120) is configured to have a selective open tube (0125). The selective open tube (0125) is latch-driven so as to be selectively connected to one of the plurality of tubes of the sample dispensing tube (0114) (0114A), and the sample distribution tube is connected via the connected tubes. The inside of the pipe (0114A) is open to the atmosphere.

図6に、マイクロ多分岐切換バルブチップの概念図を示す。マイクロ多分岐切換バルブチップは、図に示すように、ハウジング(0621)の八角形状部分(当該形状は、任意の設計事項)の略中央に1つの排気口(0622)が設けられ、その円周上に、サンプル分注管の複数の管と連結される連結口(0623)が設けられている(複数の連結口の数は、任意の設計事項)。そして、ハウジング(0621)の内部には、ロータ(0624)が組み込まれ、ロータ(0624)内には、前記排気口(0622)と、1つの連結口(0623)を選択的に連結する「選択開放管」(0625)が設けられている。また、ハウジング(0621)内には、前記ロータ(0624)を回転駆動させるためのソレノイド(0626)が設けられている。なお、図6は、容易に把握可能にするため、ロータ(0624)などを簡略的に示した概念図となっている。   FIG. 6 shows a conceptual diagram of a micro multi-branch switching valve chip. As shown in the figure, the micro multi-branch switching valve chip is provided with one exhaust port (0622) at the approximate center of the octagonal portion of the housing (0621). The connection port (0623) connected with the some pipe | tube of a sample dispensing pipe | tube is provided on the top (the number of some connection ports is arbitrary design matters). A rotor (0624) is incorporated in the housing (0621), and the exhaust port (0622) and one connection port (0623) are selectively connected in the rotor (0624). An "open tube" (0625) is provided. A solenoid (0626) for rotating the rotor (0624) is provided in the housing (0621). FIG. 6 is a conceptual diagram simply showing the rotor (0624) and the like so that it can be easily grasped.

次に、図7(A)、(B)に、ロータ(図6中、0624)の回転駆動を説明するための概念図を示す。図は、容易に把握可能にするため、マイクロ多分岐切換バルブチップの一部のみを抽出した透過図となっている。また、図8に、図7(A)、(B)のマイクロ多分岐切換バルブチップの断面図を示す。   Next, FIGS. 7A and 7B are conceptual diagrams for explaining the rotational drive of the rotor (0624 in FIG. 6). The figure is a transparent diagram in which only a part of the micro multi-branch switching valve chip is extracted for easy understanding. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the micro multi-branch switching valve chip of FIGS. 7 (A) and 7 (B).

図7(A)、(B)に示すように、マイクロ多分岐切換バルブチップは、ハウジング(0721)の略中央に1つの排気口(0722)、その円周上に複数の連結口(0723)が設けられている。そして、ハウジング(0721)内に組み込まれたロータ(0724)内には、前記排気口(0722)と、1つの連結口(0723)を選択的に連結する「選択開放管」(0725)が設けられている。すなわち、ロータ(0724)とハウジング(0721)の中心をそろえて、ロータ(0724)を回転させると、選択開放管(0725)が回転駆動し、排気口(0722)と連結される連結口(0723)が切り替わることとなる。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the micro multi-branch switching valve chip has one exhaust port (0722) in the approximate center of the housing (0721) and a plurality of connection ports (0723) on the circumference thereof. Is provided. The rotor (0724) incorporated in the housing (0721) is provided with a “selective open pipe” (0725) for selectively connecting the exhaust port (0722) and one connection port (0723). It has been. That is, when the rotor (0724) is rotated by aligning the centers of the rotor (0724) and the housing (0721), the selective open pipe (0725) is rotationally driven and connected to the exhaust port (0722) (0723). ) Will be switched.

ここで、前記ロータ(0724)の回転はソレノイドの押込動作により実現することができる。かかる場合、ロータ(0724)には、ソレノイドのプッシュロッド(0726)による押込力を効果的に受け取るようギア(0727)を設けるのが望ましい。また、ソレノイドのプッシュロッド(0726)の1回のストロークによるロータ(0724)の回転角度を一定にし、1回のストローク後、選択開放管(0725)の一端が、1つの連結口(0723)と連結可能な位置にくるよう、連結口に対応したギアとするのが望ましい。   Here, the rotation of the rotor (0724) can be realized by pushing the solenoid. In such a case, it is desirable to provide the rotor (0724) with a gear (0727) so as to effectively receive the pushing force of the solenoid push rod (0726). Further, the rotation angle of the rotor (0724) by one stroke of the push rod (0726) of the solenoid is made constant, and after one stroke, one end of the selective release pipe (0725) is connected to one connection port (0723). It is desirable to use a gear corresponding to the connection port so that it can be connected.

このように構成した場合、図7(A)に示すように、ソレノイドのプッシュロッド(0726)がギア(0727)の1つの歯を押し込み、ロータ(0724)が所定角度回転すると、図7(B)に示すように、ギア(0727)の押込まれている歯の次の歯が、プッシュロッド(0726)を図中上方向に押し込み、プッシュロッド(0726)がギア(0727)からはずれることとなる。当該構成により、ソレノイドによる押し込み量を制御しなくても、ソレノイドのプッシュロッド(0726)の1回のストロークによるロータ(0724)の回転角度は常に一定となり、ソレノイドのプッシュロッド(0726)の1回のストローク後、選択開放管(0725)の一端は連結口(0723)の一つと連結可能に位置することとなる。   When configured in this manner, as shown in FIG. 7A, when the push rod (0726) of the solenoid pushes one tooth of the gear (0727) and the rotor (0724) rotates by a predetermined angle, FIG. ), The tooth next to the tooth pushed in the gear (0727) pushes the push rod (0726) upward in the figure, and the push rod (0726) is disengaged from the gear (0727). . With this configuration, even if the pushing amount by the solenoid is not controlled, the rotation angle of the rotor (0724) by one stroke of the solenoid push rod (0726) is always constant, and the solenoid push rod (0726) is rotated once. After this stroke, one end of the selective open tube (0725) is positioned to be connectable with one of the connection ports (0723).

なお、ソレノイドのプッシュロッド(0726)の1回のストローク後における、選択開放管(0725)の一端の位置を、一つの連結口(0723)と連結可能な正確な位置に修正する位置決め機構を設けていてもよい。このような位置決め機構としては、例えば、図7、8に示すように、ロータ(0724、0824)に、スチールボール(0728、0828)を収納するための収納室を備えておく。そして、当該収納室に、ローター(0724、0824)の中心から外側に向かってスチールボール(0728、0828)が常に押されるように、シリコンラバースプリング(0729、0829)を配置してスチールボール(0728、0828)を収納する。また、ハウジング(0721、0821)に、スチールボール(0728、0828)がはまる溝(072A、082A)を所定間隔ごとに設けておく。当該溝(072A、082A)は、スチールボール(0728、0828)がはまった際に、選択開放管(0725、0825)の一端が、ちょうど連結口(0723、0823)の一つと連結する位置にくるよう設けられている。さらに、当該溝(072A、082A)の形状により、ロータ(0724、0824)がわずかに回転し過ぎた場合も、わずかに回転が足りなかった場合にも、適切に位置を修正することが可能となっている。   A positioning mechanism is provided that corrects the position of one end of the selective release pipe (0725) after one stroke of the solenoid push rod (0726) to an accurate position that can be connected to one connection port (0723). It may be. As such a positioning mechanism, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, a rotor (0724, 0824) is provided with a storage chamber for storing steel balls (0728, 0828). Then, silicon rubber springs (0729, 0829) are arranged in the storage chamber so that the steel balls (0728, 0828) are always pushed outward from the center of the rotor (0724, 0824). , 0828). Further, grooves (072A, 082A) into which the steel balls (0728, 0828) are fitted are provided in the housing (0721, 0821) at predetermined intervals. The groove (072A, 082A) comes to a position where one end of the selective release pipe (0725, 0825) is just connected to one of the connection ports (0723, 0823) when the steel ball (0728, 0828) is fitted. It is provided as follows. Further, the shape of the groove (072A, 082A) makes it possible to correct the position appropriately even when the rotor (0724, 0824) rotates slightly or not enough. It has become.

ここで、図8に示すように、ハウジング(0821)の排気口(0822)および連結口(0823)に、シール材としてシリコンラバー(082B)を埋め込み、また、ロータ(0824)上部に加圧用バネ(082C)を設けてロータ(0824)をハウジング(0821)に押し込む(図中、上から下方向)ことで、排気口(0822)および連結口(0823)と、ロータ(0824)に設けられた選択開放管(0825)との密着性を高めるようにしてもよい。これにより、液漏れを効果的に防止することができる。また、排気口(0822)と連結されてない他の連結口(0823)は、ロータ(0824)が押込まれることで、完全に閉止状態となる。   Here, as shown in FIG. 8, silicon rubber (082B) is embedded as a sealing material in the exhaust port (0822) and the connection port (0823) of the housing (0821), and a pressure spring is provided above the rotor (0824). (082C) is provided and the rotor (0824) is pushed into the housing (0821) (from the top to the bottom in the figure), so that the exhaust port (0822), the connection port (0823), and the rotor (0824) are provided. You may make it improve adhesiveness with a selective open pipe (0825). Thereby, a liquid leak can be prevented effectively. Further, the other connection port (0823) that is not connected to the exhaust port (0822) is completely closed when the rotor (0824) is pushed in.

なお、図8中、ハウジング(0821)とロータ(0824)の間に配置されたスチールボール(082D)は、ハウジング(0821)とロータ(0824)の中心位置を揃える機能を有する。   In FIG. 8, the steel ball (082D) disposed between the housing (0821) and the rotor (0824) has a function of aligning the center positions of the housing (0821) and the rotor (0824).

<<マイクロ分注チップ(0110)とマイクロ多分岐切換バルブチップ(0120)の関係>>   << Relationship between micro dispensing tip (0110) and micro multi-branch switching valve tip (0120) >>

マイクロ分注チップ(図2参照)のサンプル分注管(0214)の複数の管のそれぞれは、マイクロ多分岐切換バルブチップ(図6参照)のハウジング(0621)に設けられた複数の連結口(0623)のそれぞれと連結される。そして、マイクロ多分岐切換バルブチップ(図6参照)のハウジング(0621)に設けられた排気口(0622)は大気開放しておく。   Each of the plurality of tubes of the sample dispensing tube (0214) of the micro dispensing tip (see FIG. 2) has a plurality of connection ports (which are provided in the housing (0621) of the micro multi-branch switching valve chip (see FIG. 6)). 0623). And the exhaust port (0622) provided in the housing (0621) of the micro multi-branch switching valve chip (see FIG. 6) is open to the atmosphere.

当該構成により、マイクロ多分岐切換バルブチップ(図6参照)のロータ(0624)に設けられた選択開放管(0625)を介して、排気口(0622)と繋がった連結口(0623)に連結されているサンプル分注管(図2:0214)の一つの管は、大気開放された状態となる。この際、当然に、他の連結口(0623)は排気口(0622)と繋がっていないので、当該連結口(0623)に連結されている管の開口端は閉止状態となる。   With this configuration, the micro multi-branch switching valve chip (see FIG. 6) is connected to the connection port (0623) connected to the exhaust port (0622) via the selective open pipe (0625) provided in the rotor (0624). One of the sample dispensing tubes (FIG. 2: 0214) is open to the atmosphere. In this case, as a matter of course, the other connecting port (0623) is not connected to the exhaust port (0622), so that the open end of the pipe connected to the connecting port (0623) is closed.

なお、マイクロ多分岐切換バルブチップ(図6参照)のすべての連結口(0623)に、サンプル分注管(図2:0214)の複数の管を連結するのでなく、一つおきにサンプル分注管(図2:0214)の複数の管を連結するように構成してもよい。当該構成の概念図を、図15に示す。   In addition, instead of connecting a plurality of sample dispensing tubes (FIG. 2: 0214) to all the connection ports (0623) of the micro multi-branch switching valve chip (see FIG. 6), every other sample dispensing tube is connected. You may comprise so that the several pipe | tube (FIG. 2: 0214) may be connected. A conceptual diagram of this configuration is shown in FIG.

かかる場合、マイクロ多分岐切換バルブチップのロータの回転駆動により、選択開放管(1525)が所定角度ずつラッチ駆動すると、選択開放管(1525)は、マイクロ分注チップのサンプル分注管の「一つの管と連結」→「いずれとも連結しない」→「一つの管と連結」→「いずれとも連結しない」、を繰り返すような構成となる。   In such a case, when the selective open pipe (1525) is latch-driven by a predetermined angle by the rotational drive of the rotor of the micro multi-branch switching valve chip, the selective open pipe (1525) is “one of the sample pipes of the micro pipette tip. The configuration is such that “connect to one tube” → “not connect to any” → “connect to one tube” → “not connect to any”.

すなわち、マイクロ分注チップのサンプル分注管は、「すべての管の開口端が閉止状態」→「一つの管のみ大気開放」→「すべての管の開口端が閉止状態」→「一つの管のみ大気開放」、を繰り返すような構成となる。
<<加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)>>
In other words, the sample dispensing tube of the micro-dispensing tip is “all tubes open end closed” → “one tube open to the atmosphere” → “all tubes open end closed” → “one tube open” “Only open to the atmosphere” is repeated.
<< Pressurization switching micro pump chip (0130) >>

加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)は、図1に示すように、マイクロポンプ(0132)とポンプ選択管(0131)を有するよう構成されている。
<<<マイクロポンプ>>>
As shown in FIG. 1, the pressurization / depressurization switching micro pump chip (0130) is configured to have a micro pump (0132) and a pump selection pipe (0131).
<<< Micro pump >>>

「マイクロポンプ」は、図9の概念図に示すように、逆止弁(0935)を備えた吸引口(0933)と、逆止弁(0935)を備えた排出口(0934)を備え、外部動力源(図示せず)により駆動され吸引と排出を繰り返すよう構成されている。   As shown in the conceptual diagram of FIG. 9, the “micropump” includes a suction port (0933) having a check valve (0935) and a discharge port (0934) having a check valve (0935). It is driven by a power source (not shown) and configured to repeat suction and discharge.

ここで、逆止弁(0935)の構成としては特段制限されず、例えば、図3のようなハット帽子形状の逆止弁を利用してもよい。   Here, the configuration of the check valve (0935) is not particularly limited. For example, a hat-hat-shaped check valve as shown in FIG. 3 may be used.

また、外部動力源としても特段制限されないが、例えば、図16に示すような駆動ユニットで構成してもよい。図16の駆動ユニットは、利用者が指などでホイールを回転させると、その力が、「ウォーム」→「ウォームホイール」→「カム」と伝わり、「ピストンロッド」が上下運動するよう構成されている。そして、前記ピストンロッドの上下運動により、ゴムなどで構成された膜(図9中、0936)が上下運動し、マイクロポンプが吸引・排出を繰り返すこととなる。   Moreover, although it does not restrict | limit especially as an external power source, For example, you may comprise with a drive unit as shown in FIG. The drive unit of FIG. 16 is configured such that when the user rotates the wheel with a finger or the like, the force is transmitted from “worm” → “worm wheel” → “cam” and the “piston rod” moves up and down. Yes. Then, the vertical movement of the piston rod causes the membrane (0936 in FIG. 9) made of rubber or the like to move up and down, and the micropump repeats suction and discharge.

「ポンプ選択管」(0931)は、前記マイクロポンプの吸引口(0933)の開口端と排出口(0934)の開口端を、交互に、接続口(0938)と連結するようにラッチ駆動されるよう構成されている。ここで、前記接続口(0938)は、マイクロ分注チップのサンプリング導出管と繋がっている。すなわち、ポンプ選択管(0931)は、マイクロポンプの吸引口(0933)の開口端と排出口(0934)の開口端を、交互に、マイクロ分注チップのサンプリング導出管と繋ぐようラッチ駆動されているのと同等である。   The “pump selection pipe” (0931) is latch-driven so that the opening end of the suction port (0933) and the opening end of the discharge port (0934) of the micro pump are alternately connected to the connection port (0938). It is configured as follows. Here, the connection port (0938) is connected to the sampling outlet tube of the micro-dispensing tip. That is, the pump selection pipe (0931) is latch-driven so as to connect the opening end of the suction port (0933) of the micro pump and the opening end of the discharge port (0934) alternately with the sampling outlet pipe of the micro dispensing tip. Is equivalent to

当該構成は、前記で説明した「マイクロ多分岐切換バルブチップ」(図6参照)の構成を基本にし、ハウジング(0621)に設ける連結口(0623)の数(任意の設計事項)や、ロータ内に設ける「連結口(0623)と排気口(0622)をつなぐための管(0625)」の構成などを、適宜修正することで実現することができる。   The configuration is based on the configuration of the “micro multi-branch switching valve chip” (see FIG. 6) described above. The number of connection ports (0623) provided in the housing (0621) (arbitrary design matters) The configuration of the “pipe (0625) for connecting the connection port (0623) and the exhaust port (0622)” provided in the above can be realized by appropriately modifying.

具体的には、図9、10に示すように、ロータには、同心円状に配置された10個の連結口(0937、1037)が設けられる。当該連結口(0937、1037)は、マイクロポンプの吸引口(0933)、または、排出口(0934)と選択的に連結される。そして、10個の連結口(0937、1037)の中の5個の連結口(0937、1037)は、5本のポンプ選択管(0931、1031)のそれぞれにより、ロータ中心に設けられた接続口(0938、1038)と繋がっている。そして、残りの5個の連結口(0937)は、ロータを突き抜けるように設けられた管(1039)により、大気開放されている。   Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the rotor is provided with ten connecting ports (0937 and 1037) arranged concentrically. The connection ports (0937, 1037) are selectively connected to the suction port (0933) or the discharge port (0934) of the micropump. Of the 10 connecting ports (0937, 1037), 5 connecting ports (0937, 1037) are connected to the center of the rotor by 5 pump selection pipes (0931, 1031). (0938, 1038). The remaining five connection ports (0937) are opened to the atmosphere by a pipe (1039) provided so as to penetrate the rotor.

図10に示すように、前記10個の連結口(1037)は、交互に、接続口(0938)につながったものと、大気開放されたものとが並んでいる。その結果、図9のように、マイクロポンプの吸引口(0933)と排出口(0934)を、10個の連結口(0937)の中の隣り合う2つの連結口(0937)と繋ぐように構成している場合には、常に、マイクロポンプの吸引口(0933)と排出口(0934)のいずれかが大気開放され、いずれかがロータ中心に設けられた接続口(0938)と繋がることとなる。   As shown in FIG. 10, the ten connecting ports (1037) are alternately connected to the connecting port (0938) and opened to the atmosphere. As a result, as shown in FIG. 9, the suction port (0933) and the discharge port (0934) of the micro pump are connected to two adjacent connection ports (0937) in the 10 connection ports (0937). In this case, one of the suction port (0933) and the discharge port (0934) of the micro pump is always opened to the atmosphere, and one of them is connected to the connection port (0938) provided in the center of the rotor. .

参考までに、加減圧切換マイクロポンプチップの実現例を図11に示す。なお、加減圧切換マイクロポンプチップのラッチ駆動などの原理については、マイクロ多分岐切換バルブチップと同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
<<マイクロ分注チップ(0110)と加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)の関係>>
For reference, an example of realization of a pressurization / reduction switching micropump chip is shown in FIG. Note that the principle of latch driving of the pressure increase / decrease switching micropump chip is the same as that of the micro multi-branch switching valve chip, and a detailed description thereof will be omitted here.
<< Relationship between Micro Dispensing Tip (0110) and Pressurized / Depressurized Switching Micro Pump Tip (0130) >>

図1に示すように、加減圧マイクロポンプチップ(0130)のロータの中心に設けられた接続口(0138)は、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)に連結される。   As shown in FIG. 1, the connection port (0138) provided at the center of the rotor of the pressurization / decompression micropump chip (0130) is connected to the sampling outlet pipe (0113) of the micro-dispensing chip (0110).

よって、マイクロポンプ(0132)の吸引口(0133)がロータ中心の接続口(0138)と繋がっている状態でポンピングすると、マイクロ分注チップ(0110)の管内は減圧状態となる。   Therefore, when the pumping is performed in a state where the suction port (0133) of the micro pump (0132) is connected to the connection port (0138) at the center of the rotor, the inside of the tube of the micro dispensing tip (0110) is in a reduced pressure state.

一方、マイクロポンプ(0132)の排出口(0134)がロータ中心の接続口(0138)と繋がっている状態でポンピングすると、マイクロ分注チップ(0110)の管内は加圧状態となる。   On the other hand, when the pumping is performed in a state where the discharge port (0134) of the micropump (0132) is connected to the connection port (0138) at the center of the rotor, the inside of the microdispensing tip (0110) is pressurized.

すなわち、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のロータを回転し、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)と連結するマイクロポンプの口(吸引口、排出口)を切り替えることで、マイクロ分注チップ(0110)の管内の加圧状態・減圧状態を切り替えることができる。
<<サンプリング検知センサーと第一ポンプ選択管駆動部について>>
That is, by rotating the rotor of the pressurization switching micropump chip (0130) and switching the micropump ports (suction port, discharge port) connected to the sampling outlet tube (0113) of the micro-dispensing chip (0110), The pressurization state / depressurization state in the tube of the micro-dispensing tip (0110) can be switched.
<< Sampling detection sensor and first pump selection pipe drive >>

「サンプリング検知センサー」(0141)は、図1に示すように、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)の所定位置に設置され、サンプリング導出管(0113)の所定位置にサンプルが導入されたことを検知するよう構成されている。   As shown in FIG. 1, the “sampling detection sensor” (0141) is installed at a predetermined position of the sampling outlet tube (0113) of the micro-dispensing tip (0110), and the sample is placed at a predetermined position of the sampling outlet tube (0113). It is configured to detect that it has been installed.

なお、「マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)の所定位置に設置」とは、サンプリング検知センサー(0141)をマイクロ分注チップ(0110)の一部として構成することを意味したものではない。すなわち、サンプリング検知センサー(0141)とマイクロ分注チップ(0110)とは異なる構成要素であり、別々に分離し、組み立て可能な関係に構成されている。   The phrase “installed at a predetermined position of the sampling outlet tube (0113) of the micro dispensing tip (0110)” means that the sampling detection sensor (0141) is configured as a part of the micro dispensing tip (0110). It is not a thing. That is, the sampling detection sensor (0141) and the micro-dispensing chip (0110) are different components, and are configured to be separately separated and assembled.

ここで、サンプリング検知センサー(0141)が、流動体の導入を検知する手段としては特段制限されないが、本実施形態の場合には、微量な流動体の検知をも高感度で行える必要がある。よって、例えば、LEDとフォトダイオードを利用した以下のような手段であってもよい。   Here, the sampling detection sensor (0141) is not particularly limited as a means for detecting the introduction of fluid, but in the case of the present embodiment, it is necessary to detect a very small amount of fluid with high sensitivity. Therefore, for example, the following means using LEDs and photodiodes may be used.

具体的には、LEDの発する光をフォトダイオードで検知するよう構成するが、流動体が管内に存在する際の管表面の屈折率の変化を利用して検知する。   Specifically, the light emitted from the LED is detected by a photodiode, but detection is performed by using a change in the refractive index of the tube surface when a fluid is present in the tube.

図12に、マイクロ流動体検知実験用チップを示す。これは、製作が容易なPDMSを用いて制作したものであって、光ファイバを1辺が300μmの流路に対して45度の角度で埋め込んだ上部デバイスと、フォトダイオードを埋め込んだ下部デバイスから構成され、この2つを重ね合わせて使用する。   FIG. 12 shows a microfluidic detection experiment chip. This is manufactured using PDMS, which is easy to manufacture, and consists of an upper device in which an optical fiber is embedded at an angle of 45 degrees with respect to a channel having a side of 300 μm, and a lower device in which a photodiode is embedded. The two are used in a superimposed manner.

次に、検知実験結果を図13に示す。流路内に流動体が存在しない場合、フォトダイオードに光が照射されない位置に光ファイバを設置しているため、フォトダイオードは光を検知できず、出力波形は5Vを示している(図13(A))。一方、流路内に流動体が存在する場合には、流路表面の屈折率が変化し、光はフォトダイオードへ屈折して検知され、出力波形は0Vを示した(図13(B))。   Next, the detection experiment results are shown in FIG. When no fluid is present in the flow path, the photodiode cannot detect light because the optical fiber is installed at a position where the photodiode is not irradiated with light, and the output waveform indicates 5 V (FIG. 13 ( A)). On the other hand, when a fluid is present in the flow path, the refractive index of the flow path surface changes, the light is refracted and detected by the photodiode, and the output waveform shows 0 V (FIG. 13B). .

前記実験結果より、当該手段を利用することにより、微量の流動体をも高感度で検知できることがわかる。   From the experimental results, it can be seen that a trace amount of fluid can be detected with high sensitivity by using the means.

「第一ポンプ選択管駆動部」(図1参照:図示せず)は、サンプリング検知センサー(0141)でのサンプル導入の検知に応じて、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)の前記ポンプ選択管(0131)をラッチ駆動するよう構成されている。   The “first pump selection pipe drive unit” (see FIG. 1: not shown) is configured to select the pump selection pipe of the pressure-intensification switching micro pump chip (0130) in response to detection of sample introduction by the sampling detection sensor (0141). (0131) is latch-driven.

すなわち、第一ポンプ選択管駆動部は、サンプリング検知センサー(0141)がサンプル導入を検知すると、それをトリガに、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)の前記ポンプ選択管(0131)を、所定角度分ラッチ駆動する。具体的には、サンプリング検知センサーよりサンプル導入検知の信号を受信すると、それをトリガにソレノイドを制御し、ソレノイドのプッシュロッドを1回のストローク分だけ駆動させるように構成してもよい。   That is, when the sampling detection sensor (0141) detects the introduction of the sample, the first pump selection pipe driving unit triggers the pump selection pipe (0131) of the pressure increase / decrease switching micro pump chip (0130) at a predetermined angle. Latch drive. Specifically, when a sample introduction detection signal is received from the sampling detection sensor, the solenoid may be controlled by using the signal as a trigger, and the solenoid push rod may be driven for one stroke.

前記ラッチ駆動により、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)は、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のマイクロポンプの排出口(0134)と繋がるようにする。その結果、マイクロポンプのポンピングを継続すると、マイクロ分注チップ(0110)の管内は、減圧状態から加圧状態に切り替わる。当該切替により、マイクロ分注チップ(0110)内における、サンプル導入管(0112)からサンプリング導出管(0113)へのサンプルの移動がストップする。   The sampling drive pipe (0113) of the micro dispensing tip (0110) is connected to the discharge port (0134) of the micro pump of the pressurization / reduction switching micro pump tip (0130) by the latch driving. As a result, when the pumping of the micropump is continued, the inside of the micro dispensing tip (0110) is switched from the reduced pressure state to the pressurized state. By the switching, the movement of the sample from the sample introduction tube (0112) to the sampling outlet tube (0113) in the micro dispensing tip (0110) is stopped.

前記のような、「サンプリング検知センサー」と「第一ポンプ選択管駆動部」の機能的構成により、サンプリング導出管(0113)への『所定量分』だけのサンプル導入を実現することができる。   With the functional configuration of the “sampling detection sensor” and the “first pump selection pipe drive unit” as described above, it is possible to realize introduction of a sample of “predetermined amount” into the sampling lead-out pipe (0113).

なお、前記のようにしてサンプリング導出管(0113)へ導入された『所定量分』のサンプルは、その後のマイクロポンプのポンピングによりマイクロ分注チップ(0110)の管内が加圧状態になると、サンプル分注管(0114)の方に押し出されることとなる。   The “predetermined amount” sample introduced into the sampling lead-out tube (0113) as described above is sampled when the inside of the micro-dispensing tip (0110) is pressurized by pumping of the micropump thereafter. It will be pushed out toward the dispensing pipe (0114).

図14に前記処理の流れを表す概念図を示す。図14(A)のように、マイクロ分注チップの管内が減圧状態の際には、サンプル導入管からサンプリング導出管に流動体サンプルが移動する、そして、図14(B)に示すように、サンプリング導出管内に移動してきた流動体サンプルが、所定位置まで移動してきたのをセンサーが感知すると、それをトリガに、マイクロ分注チップのサンプリング導出管は、加減圧切換マイクロポンプチップのマイクロポンプの排出口と繋がるようになる。その結果、マイクロポンプのポンピングを継続すると、マイクロ分注チップの管内は、減圧状態から加圧状態に切り替わる。   FIG. 14 is a conceptual diagram showing the flow of the processing. As shown in FIG. 14 (A), when the inside of the micro-dispensing tip is in a reduced pressure state, the fluid sample moves from the sample introduction tube to the sampling outlet tube, and as shown in FIG. 14 (B), When the sensor senses that the fluid sample that has moved into the sampling outlet pipe has moved to a predetermined position, the sampling outlet pipe of the micro-dispensing chip is triggered by the sensor. It becomes connected with the discharge port. As a result, when the pumping of the micropump is continued, the inside of the pipe of the microdispensing tip is switched from the reduced pressure state to the pressurized state.

その後、マイクロ分注チップの管内が加圧状態になると、図14(C)に示すように、減圧状態から加圧状態に切り替わった際にサンプリング導出管内に存在していた所定量の流動体サンプルが、サンプル分注管の方へ押し出されることとなる。   Thereafter, when the inside of the tube of the micro-dispensing tip is in a pressurized state, as shown in FIG. 14C, a predetermined amount of fluid sample that was present in the sampling outlet tube when the pressure was changed from the reduced pressure state to the pressurized state. Will be pushed out towards the sample dispensing tube.

ここで、前記サンプリング検知センサー(0141)でのサンプル導入の検知に応じて、マイクロ多分岐切換バルブチップ(0120)の選択開放管(0125)をもラッチ駆動するよう構成してもよい。   Here, the selective open pipe (0125) of the micro multi-branch switching valve chip (0120) may be latch-driven in response to the detection of sample introduction by the sampling detection sensor (0141).

具体的には、選択開放管(0125)のラッチ駆動により、サンプル分注管(0114)は、「すべての管の開口端が閉止状態」→「一つの管のみ大気開放」→「すべての管の開口端が閉止状態」→「一つの管のみ大気開放」を繰り返す構成(図15参照)としておく。そして、前記サンプリング検知センサー(0141)でのサンプル導入の検知に応じて選択開放管(0125)をラッチ駆動し、サンプル分注管(0114)の「すべての管の開口端が閉止状態」から「一つの管のみ大気開放」するよう切り替える。   Specifically, the sample dispensing tube (0114) is driven by latch driving of the selective open tube (0125), so that “the open ends of all the tubes are closed” → “only one tube is open to the atmosphere” → “all the tubes The open end is closed ”→“ only one tube is opened to the atmosphere ”(see FIG. 15). Then, in response to detection of sample introduction by the sampling detection sensor (0141), the selective open pipe (0125) is latch-driven, and the sample dispensing pipe (0114) is changed from “the open ends of all the pipes are closed” to “ Switch to “open one tube to the atmosphere”.

かかる切り替え動作と、以下で説明する分注検知センサーの検知に応じた切り替え動作により、マイクロ分注チップ(0110)の管内が減圧状態の際には、サンプル分注管の「すべての管の開口端が閉止状態」となり、マイクロ分注チップ(0110)の管内が加圧状態の際には、サンプル分注管(0114)の「一つの管のみ大気開放」する構成とすることができる。
<<分注検知センサーと第二ポンプ選択管駆動部について>>
By such switching operation and switching operation according to the detection of the dispensing detection sensor described below, when the inside of the tube of the micro-dispensing tip (0110) is in a reduced pressure state, “open all tubes” of the sample dispensing tube. When the end is in the “closed state” and the inside of the tube of the micro-dispensing tip (0110) is in a pressurized state, the sample dispensing tube (0114) can be configured to be “open to the atmosphere”.
<< Dispensing detection sensor and second pump selection pipe drive section >>

「分注検知センサー」(図示せず)は、マイクロ分注チップ(0110)のサンプル分注管(0114)の所定位置にサンプルが分注されたことを検知するよう構成されている。その具体的構成は、前記「サンプリング検知センサー」と同様であり、配置する位置のみが異なる。なお、配置する位置は任意の設計事項であり、例えば、サンプル分注管(0114)の複数の管それぞれの略中心付近であってもよい。   The “dispensing detection sensor” (not shown) is configured to detect that a sample has been dispensed at a predetermined position of the sample dispensing tube (0114) of the micro dispensing tip (0110). The specific configuration is the same as that of the “sampling detection sensor”, and only the arrangement position is different. The position to be arranged is an arbitrary design matter, and may be, for example, near the approximate center of each of the plurality of tubes of the sample dispensing tube (0114).

「第二ポンプ選択管駆動部」(図示せず)は、分注検知センサーでのサンプル分注の検知に応じて、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)の前記ポンプ選択管(0131)をラッチ駆動するよう構成されている。   A “second pump selection pipe drive unit” (not shown) latches the pump selection pipe (0131) of the pressure-intensification switching micro pump chip (0130) in response to detection of sample dispensing by the dispensing detection sensor. It is configured to drive.

すなわち、第二ポンプ選択管駆動部は、分注検知センサーがサンプル分注を検知すると、それをトリガに、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)の前記ポンプ選択管(0131)を、所定角度分ラッチ駆動する。具体的には、分注検知センサーよりサンプル分注検知の信号を受信すると、それをトリガにソレノイドを制御し、ソレノイドのプッシュロッドを1回のストローク分だけ駆動させるように構成してもよい。   That is, when the dispensing detection sensor detects the dispensing of the sample, the second pump selection pipe drive unit triggers the pump selection pipe (0131) of the pressure-intensification switching micro pump chip (0130) by a predetermined angle. Latch drive. Specifically, when a sample dispensing detection signal is received from the dispensing detection sensor, the solenoid may be controlled by using the signal as a trigger, and the solenoid push rod may be driven for one stroke.

前記ラッチ駆動により、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)は、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のマイクロポンプの吸引口(0133)と繋がるようにする。その結果、マイクロポンプのポンピングを継続すると、マイクロ分注チップ(0110)の管内は、加圧状態から減圧状態に切り替わる。当該切替により、再び、マイクロ分注チップ(0110)内において、サンプル導入管(0112)からサンプリング導出管(0113)へのサンプル導入が開始される。   The sampling drive pipe (0113) of the micro dispensing tip (0110) is connected to the suction port (0133) of the micro pump of the pressurization / depressurization switching micro pump tip (0130) by the latch driving. As a result, when the pumping of the micropump is continued, the inside of the micro dispensing tip (0110) is switched from the pressurized state to the reduced pressure state. By this switching, sample introduction from the sample introduction tube (0112) to the sampling outlet tube (0113) is started again in the micro-dispensing tip (0110).

ここで、前記分注検知センサーでのサンプル分注の検知に応じて、マイクロ多分岐切換バルブチップ(0120)の選択開放管(0125)をラッチ駆動するよう構成してもよい。   Here, the selective open pipe (0125) of the micro multi-branch switching valve chip (0120) may be latch-driven in response to detection of sample dispensing by the dispensing detection sensor.

具体的には、選択開放管(0125)のラッチ駆動により、サンプル分注管(0114)は、「すべての管の開口端が閉止状態」→「一つの管のみ大気開放」→「すべての管の開口端が閉止状態」→「一つの管のみ大気開放」を繰り返す構成(図15参照)としておく。そして、前記分注検知センサーでのサンプル導入の検知に応じて選択開放管(0125)をラッチ駆動し、サンプル分注管(0114)の「一つの管のみ大気開放」している状態から、「すべての管の開口端が閉止状態」となるよう切り替える。   Specifically, the sample dispensing tube (0114) is driven by latch driving of the selective open tube (0125), so that “the open ends of all the tubes are closed” → “only one tube is open to the atmosphere” → “all the tubes The open end is closed ”→“ only one tube is opened to the atmosphere ”(see FIG. 15). Then, the selective open pipe (0125) is latch-driven in response to the detection of sample introduction by the dispensing detection sensor, and “only one pipe is opened to the atmosphere” of the sample dispensing pipe (0114), Switch so that the open ends of all tubes are in the closed state.

かかる切り替え動作と、前記サンプリング検知センサーの検知に応じた切り替え動作により、マイクロ分注チップ(0110)の管内が加圧状態の際には、サンプル分注管の「一つの管のみ大気開放」している状態となり、マイクロ分注チップ(0110)の管内が加圧状態の際には、サンプル分注管(0114)の「すべての管の開口端が閉止状態」となる構成とすることができる。   By such switching operation and switching operation according to the detection of the sampling detection sensor, when the inside of the micro dispensing tip (0110) is in a pressurized state, “only one tube is opened to the atmosphere” of the sample dispensing tube. When the inside of the tube of the micro-dispensing tip (0110) is in a pressurized state, the sample dispensing tube (0114) can be configured such that “the open ends of all the tubes are closed”. .

なお、本実施形態のマイクロ分注装置のマイクロ多分岐切換バルブチップと加減圧切換マイクロポンプチップとマイクロ分注チップとは分離・組立可能に構成されてもよい。また、サンプリング検知センサーと分注検知センサーを構成要素に含む場合には、これらも分離・組立可能に構成されてもよい。   Note that the micro multi-branch switching valve chip, the pressurization / depressurization switching micro pump chip, and the micro dispensing chip of the micro dispensing device of the present embodiment may be configured to be separable and assembled. Further, when the sampling detection sensor and the dispensing detection sensor are included in the constituent elements, these may be configured to be separable / assembleable.

このように構成することで、使用後には、流動体サンプルが導入された使用済みマイクロ分注チップのみを新しいものと交換し、マイクロ多分岐切換バルブチップと加減圧切換マイクロポンプチップ、サンプリング検知センサー、分注検知センサーは繰返し利用することが可能となる。   By configuring in this way, after use, only the used micro-dispensing chip into which the fluid sample has been introduced is replaced with a new one, a micro multi-branch switching valve chip, a pressure increasing / decreasing pressure switching micro pump chip, a sampling detection sensor The dispensing detection sensor can be used repeatedly.

ここで、本実施形態のマイクロ分注装置を構成する、「マイクロ分注チップ」、「マイクロ多分岐切換バルブチップ」、「加減圧切換マイクロポンプチップ」は、従来技術のマイクロ光造形法などを利用して製作することができる。
<処理の流れ>
Here, the “micro dispensing tip”, “micro multi-branch switching valve chip”, and “pressurization / depressurization switching micro pump chip” constituting the micro dispensing apparatus of the present embodiment are based on the conventional micro stereolithography method and the like. Can be produced using.
<Process flow>

以下、図1を利用して、本実施形態のマイクロ分注チップの詳細の処理の流れを説明する。   Hereinafter, the detailed processing flow of the micro-dispensing chip of this embodiment will be described with reference to FIG.

まず、マイクロ分注チップ(0110)のサンプル分注管(0114)のすべての管の開口端が閉止された状態で、かつ、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)が、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のマイクロポンプの吸引口(0133)と繋がった状態で、マイクロポンプ(0132)をポンピングする。   First, the open ends of all of the sample dispensing tubes (0114) of the micro dispensing tip (0110) are closed, and the sampling outlet tube (0113) of the micro dispensing tip (0110) is added. The micro pump (0132) is pumped in a state connected to the micro pump suction port (0133) of the reduced pressure switching micro pump chip (0130).

すると、マイクロ分注チップ(0110)の管内は減圧状態となり、サンプル導入管(0112)の導入口(0111)から流動体サンプルが吸引される。その後もマイクロポンプ(0132)のポンピングを継続すると、サンプル導入管(0112)内の流動体サンプルが、サンプリング導出管(0113)内に導かれる。   Then, the inside of the tube of the micro dispensing tip (0110) is in a reduced pressure state, and the fluid sample is sucked from the introduction port (0111) of the sample introduction tube (0112). When the pumping of the micro pump (0132) is continued thereafter, the fluid sample in the sample introduction pipe (0112) is guided into the sampling outlet pipe (0113).

そして、サンプリング導出管(0113)内の所定位置を流動体サンプルが通過したことを、サンプリング検知センサー(0141)が検知すると、それをトリガに、マイクロ多分岐切換バルブチップ(0120)の選択開放管(0125)と、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のポンプ選択管が、所定の角度だけラッチ駆動される。前記ラッチ駆動により、マイクロ分注チップ(0110)のサンプル分注管(0114)は、一つの管のみ大気開放した状態となる。また、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)は、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のマイクロポンプの排出口(0134)と繋がった状態となる。   Then, when the sampling detection sensor (0141) detects that the fluid sample has passed through a predetermined position in the sampling lead-out pipe (0113), it is used as a trigger to selectively open the micro multi-branch switching valve chip (0120). (0125) and the pump selection pipe of the pressure-intensification switching micro pump chip (0130) is latch-driven by a predetermined angle. By the latch driving, the sample dispensing tube (0114) of the micro dispensing tip (0110) is in a state where only one tube is opened to the atmosphere. In addition, the sampling lead-out tube (0113) of the micro-dispensing tip (0110) is connected to the discharge port (0134) of the micropump of the pressurization / reduction switching micropump tip (0130).

前記状態で、マイクロポンプ(0132)のポンピングを継続すると、マイクロ分注チップ(0110)の管内は加圧状態となり、サンプリング導出管(0113)内に導かれた所定量のサンプルが、サンプル分注管(0114)の大気開放となった管内に移動していく。そして、サンプル分注管(0114)内の所定位置を流動体サンプルが通過したことを、分注検知センサー(図示せず)が検知すると、それをトリガに、マイクロ多分岐切換バルブチップ(0120)の選択開放管(0125)と、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のポンプ選択管が、所定の角度だけラッチ駆動される。前記ラッチ駆動により、マイクロ分注チップ(0110)のサンプル分注管(0114)は、すべての管の開口端が閉止された状態となる。また、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)は、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)のマイクロポンプの吸引口(0134)と繋がった状態となる。   When the pumping of the micropump (0132) is continued in the above state, the inside of the pipe of the microdispensing tip (0110) is in a pressurized state, and a predetermined amount of sample introduced into the sampling outlet pipe (0113) The tube (0114) moves into the tube that is open to the atmosphere. Then, when a dispensing detection sensor (not shown) detects that the fluid sample has passed through a predetermined position in the sample dispensing tube (0114), the micro multi-branch switching valve chip (0120) is triggered by the detection. The selective open pipe (0125) and the pump selection pipe of the pressure-intensification switching micro pump chip (0130) are latch-driven by a predetermined angle. By the latch driving, the sample dispensing tubes (0114) of the micro dispensing tips (0110) are in a state where the open ends of all the tubes are closed. In addition, the sampling lead-out tube (0113) of the micro-dispensing tip (0110) is connected to the suction port (0134) of the micropump of the pressurization / reduction switching micropump tip (0130).

その後もマイクロポンプ(0132)のポンピングを継続すると、前記と同様の処理を繰り返し、サンプル分注管(0114)の前記と異なる管内に、所定量のサンプルが注入される。   After that, when the pumping of the micro pump (0132) is continued, the same processing as described above is repeated, and a predetermined amount of sample is injected into a different pipe of the sample dispensing pipe (0114).

なお、図1においては、マイクロ分注チップ(0110)のサンプリング導出管(0113)内に、「二股に分岐し、逆止弁を二つ設けた部分」(0116)が存在するが、これは、加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)と繋がるサンプリング導出管(0113)が長くなり(管の体積が大きくなり)、前記原理による分注の精度が落ちてしまうのを防止するため、逆止弁で、管の距離を短く分離したものである。   In FIG. 1, there is a “portion bifurcated and provided with two check valves” (0116) in the sampling outlet tube (0113) of the micro-dispensing tip (0110). In order to prevent the sampling lead pipe (0113) connected to the pressure-intensification switching micro pump chip (0130) from becoming long (the volume of the pipe becomes large) and the dispensing accuracy according to the above-described principle from decreasing, Thus, the distance between the tubes is short and separated.

よって、サンプリング導出管(0113)と加減圧切換マイクロポンプチップ(0130)との連結部分の距離を十分に短く構成した場合には、前記二股の部分(0116)は不要であり、単に、一本の管のみで構成してもよい。
<効果>
Therefore, when the distance of the connecting portion between the sampling outlet tube (0113) and the pressurization / reduction pressure switching micro pump chip (0130) is sufficiently short, the bifurcated portion (0116) is not necessary, and only one You may comprise only this pipe | tube.
<Effect>

本実施形態のマイクロ分注装置により、微量な試料のみを用いて無駄なく正確に計量し、目的のチップへサンプルを輸送することが可能となる。   The micro-dispensing device of this embodiment makes it possible to accurately measure without waste using only a small amount of sample and transport the sample to the target chip.

また、本装置は小型な装置であるので、携帯性に優れ、オンサイトでもリアルタイム分析が可能になり、μ−TASの応用範囲が飛躍的に拡大することが期待される。   Further, since this device is a small device, it is excellent in portability, enables real-time analysis even on site, and is expected to dramatically expand the application range of μ-TAS.

さらに、血液検査などの携帯用ヘルスケア装置や携帯用環境分析装置など、幅広い用途への応用が期待される。   Furthermore, it is expected to be applied to a wide range of applications such as portable health care devices such as blood tests and portable environmental analysis devices.

本発明のマイクロ分注装置の全体概念図Overall conceptual diagram of the micro-dispensing device of the present invention 本発明のマイクロ分注チップの概念図Conceptual diagram of the micro dispensing tip of the present invention ハット帽子形状の逆止弁の概念図Conceptual diagram of hat-shaped check valve ハット帽子形状の逆止弁の動作を説明する概念図Conceptual diagram explaining the operation of a hat-hat check valve 減圧状態におけるマイクロ分注チップを説明する概念図Conceptual diagram explaining the micro-dispensing tip in a reduced pressure state 加圧状態におけるマイクロ分注チップを説明する概念図Conceptual diagram explaining the micro-dispensing tip in the pressurized state マイクロ多分岐切換バルブチップの概念図Conceptual diagram of micro multi-branch switching valve chip マイクロ多分岐切換バルブチップの一部の概念図Conceptual diagram of a part of a micro multi-branch switching valve chip マイクロ多分岐切換バルブチップの一部の断面概念図Partial cross-sectional conceptual diagram of micro multi-branch switching valve chip 加減圧切換マイクロポンプチップの概念図Conceptual diagram of pressure-induction switching micro pump chip 加減圧切換マイクロポンプチップのロータの概念図Conceptual diagram of rotor of pressure-induction switching micropump chip 加減圧切換マイクロポンプチップの一例を示す図The figure which shows an example of a pressurization switching micropump chip マイクロ流動体検知実験用チップMicrofluidic detection experiment chip マイクロ流動体検知実験用チップを用いた検知実験の結果Results of detection experiments using microfluidic detection chips 所定量のサンプルを計量する様子を説明するための概念図Conceptual diagram for explaining how a predetermined amount of sample is weighed マイクロ多分岐切換バルブチップとサンプル分注管の連結関係を説明する概念図Conceptual diagram explaining the connection between the micro multi-branch switching valve chip and the sample pipe マイクロポンプ駆動ユニットの一例を示す図The figure which shows an example of a micro pump drive unit 本発明のマイクロ分注装置の利用イメージApplication image of the micro-dispensing device of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

0110 マイクロ分注チップ
0111 導入口
0112 サンプル導入管
0113 サンプリング導出管
0114 サンプル分注管
0115 逆止弁
0120 マイクロ多分岐切換バルブチップ
0125 選択開放管
0130 加減圧切換マイクロポンプチップ
0131 ポンプ選択管
0132 マイクロポンプ
0133 吸引口
0134 排出口
0138 接続口
0110 Micro dispensing tip 0111 Inlet port 0112 Sample introducing tube 0113 Sampling outlet tube 0114 Sample dispensing tube 0115 Check valve 0120 Micro multi-branch switching valve chip 0125 Select open tube 0130 Pressure-depressurization switching micro pump chip 0131 Pump selection tube 0132 Micro pump 0133 Suction port 0134 Discharge port 0138 Connection port

Claims (4)

マイクロ多分岐切換バルブチップと、マイクロ分注チップと、加減圧切換マイクロポンプチップと、からなるマイクロ分注装置であって、
マイクロ分注チップは、
流動体のサンプルを導入するための導入口と逆止弁とを備えるサンプル導入管と、
サンプルを分注するための複数の管からなるサンプル分注管と、
サンプル導入管とサンプル分注管と加減圧切換マイクロポンプに連結し、加減圧切換マイクロポンプチップからの減圧に応じてサンプルを所定量分だけサンプル導入管から導き入れ、加減圧切換マイクロポンプチップからの加圧に応じて導き入れた所定量のサンプルをサンプル分注管の複数の管のいずれか一に選択的に押し出すためのサンプリング導出管と、
を有し、
マイクロ多分岐切換バルブチップは、
前記サンプル分注管の複数の管の中の1つの管と選択的に連結するようラッチ駆動され、連結した管を介してサンプル分注管の管内を大気開放する選択開放管を有し、
加減圧切換マイクロポンプチップは、
逆止弁を備えた吸引口と逆止弁を備えた排出口を備え、外部動力源により駆動され吸引と排出を繰り返すマイクロポンプと、
前記吸引口の開口端と前記排出口の開口端を、交互に前記サンプリング導出管と連結するためにラッチ駆動されるポンプ選択管と、
を有するマイクロ分注装置。
A micro-dispensing device comprising a micro multi-branch switching valve chip, a micro-dispensing chip, and a pressurizing / depressurizing switching micro-pump chip,
Micro dispensing tips are
A sample introduction pipe provided with an inlet and a check valve for introducing a fluid sample;
A sample dispensing tube comprising a plurality of tubes for dispensing the sample;
Connected to the sample introduction tube, sample dispensing tube, and pressure-increasing / decreasing pressure switching micropump, and according to the pressure from the pressure-increasing / decreasing pressure switching micropump chip, a predetermined amount of sample is introduced from the sample introduction tube, A sampling derivation tube for selectively extruding a predetermined amount of sample introduced in response to the pressurization of the sample into one of the plurality of tubes of the sample dispensing tube;
Have
Micro multi-branch switching valve chip
A selective open pipe that is latch-driven to selectively connect with one of the plurality of pipes of the sample pipe, and opens the inside of the pipe of the sample pipe through the connected pipe.
Pressurized pressure switching micro pump chip
A micropump having a suction port with a check valve and a discharge port with a check valve, driven by an external power source and repeating suction and discharge;
A pump selection pipe that is latch-driven to alternately connect the open end of the suction port and the open end of the discharge port with the sampling outlet tube;
A micro-dispensing device.
前記サンプリング導出管の所定位置にサンプルが導入されたことを検知するためのサンプリング検知センサーと、
サンプリング検知センサーでのサンプル導入の検知に応じて、加減圧切換マイクロポンプチップの前記ポンプ選択管をラッチ駆動する第一ポンプ選択管駆動部と、
をさらに有する請求項1に記載のマイクロ分注装置。
A sampling detection sensor for detecting that a sample has been introduced into a predetermined position of the sampling outlet tube;
A first pump selection pipe drive unit that latch-drives the pump selection pipe of the pressure increase / decrease switching micropump chip in response to detection of sample introduction by the sampling detection sensor;
The microdispensing device according to claim 1, further comprising:
サンプル分注管の所定位置にサンプルが分注されたことを検知するための分注検知センサーと、
分注検知センサーでのサンプル分注の検知に応じて、加減圧切換マイクロポンプチップの前記ポンプ選択管をラッチ駆動する第二ポンプ選択管駆動部と、
をさらに有する請求項1または2に記載のマイクロ分注装置。
A dispensing detection sensor for detecting that a sample has been dispensed at a predetermined position of the sample dispensing tube;
A second pump selection pipe drive unit that latch-drives the pump selection pipe of the pressure-intensification switching micropump chip in response to detection of sample dispensing by the dispensing detection sensor;
The microdispensing device according to claim 1 or 2, further comprising:
マイクロ分注装置のマイクロ多分岐切換バルブチップと加減圧切換マイクロポンプチップとマイクロ分注チップは分離・組立可能に構成され、
使用済マイクロ分注チップは新たなマイクロ分注チップと交換し、マイクロ多分岐切換バルブチップと加減圧切換マイクロポンプチップとは繰返し利用可能に構成されている請求項1から3のいずれか一に記載のマイクロ分注装置。
The micro multi-branch switching valve chip, the pressure increase / decrease switching micro pump chip and the micro dispensing chip of the micro dispensing device are configured to be separable and assembled.
The used micro-dispensing tip is replaced with a new micro-dispensing tip, and the micro multi-branch switching valve tip and the pressurizing / depressurizing switching micro-pump tip are configured to be reusable. The micro-dispensing device described.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8925375B1 (en) * 2010-03-01 2015-01-06 Elemental Scientific, Inc. Multiple loop sample introduction apparatus
CN105158492A (en) * 2015-10-22 2015-12-16 东南大学 Automatic pipetting device
JP2016527494A (en) * 2013-07-05 2016-09-08 ユニバーシティ オブ ワシントン スルー イッツ センター フォー コマーシャライゼーション Methods, compositions and systems for microfluidic assays

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8925375B1 (en) * 2010-03-01 2015-01-06 Elemental Scientific, Inc. Multiple loop sample introduction apparatus
JP2016527494A (en) * 2013-07-05 2016-09-08 ユニバーシティ オブ ワシントン スルー イッツ センター フォー コマーシャライゼーション Methods, compositions and systems for microfluidic assays
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