JP2012247342A - 検査対象受体、その検査対象受体を備えた液体混合システム、及びその液体混合システムを用いる液体混合方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
マイクロチップ1の板部材2の流路形成面2Aには、検体投入部3と、第1流路21と、貯留槽16と、混合槽20と、第2流路22と、が形成されている。第1流路21は、マイクロチップ1が遠心力CFの向きに対して第1の回転角度30°以上に自転された際に、投入された検査対象の液体ELが液体投入部3から貯留槽16に流れるよう形成されている。第2流路22は、マイクロチップ1が遠心力CFの向きに対して第1の回転角度30°より大きな第2の回転角度60°以上に自転された際に、貯められた検査対象の液体ELが貯留槽16から混合槽20に流れるよう形成されている。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の第1の実施形態に係るマイクロチップ1と、複数の試薬を投入及び供給可能な構成部分を備える点でマイクロチップ1とは異なる別のマイクロチップ101と、両マイクロチップ1、101が自転可能に装着される遠心力付与装置30と、を備える液体混合システムについて説明する。
マイクロチップ1の構造について図1を参照して説明する。図1に示すように、マイクロチップ1は、板部材2と、カバー部材24と、を備える。
図5は、液体混合システムに使用され、複数の試薬を投入及び供給可能な構成部分を備える点でマイクロチップ1とは異なる別のマイクロチップ101の平面図である。マイクロチップ101の詳細な構成について図5を参照して説明する。
図6は、本実施形態に係るマイクロチップ1、101が装着される遠心力付与装置30の正面図である。図6を参照して、遠心力付与装置30について説明する。なお、図6に示す3つの矢印の方向は、図1に示す上下方向、左右方向、及び前後方向に相当する方向を表す。
遠心力付与装置30の公転機構について図6を用いて説明する。遠心力付与装置30の公転機構は、主軸モータ35と、軸36と、モータプーリ37と、主軸プーリ38と、ベルト39と、主軸57と、ターンテーブル33と、を含む。
遠心力付与装置30の自転機構について図6を用いて説明する。遠心力付与装置30の自転機構は、ステッピングモータ51と、軸58と、カム板59と、突起70と、T型プレート48と、ガイドレール56と、軸受41と、第2軸40と、ラックギア43と、ガイド部材42と、ピニオンギア44と、L型プレート60と、ギア45と、チップホルダ47L、47Rと、を含む。
図7を用いて、マイクロチップ1、101のチップホルダ47L、47Rへの装着方法について説明する。なお、図7のマイクロチップ1,101は、検体及び試薬が予め投入され、カバー部材24が予め貼られている。図2のマイクロチップ1の流路形成面2Aが図7のチップホルダ47Lの前側に向き、図2のマイクロチップ1の下側と図7のチップホルダ47Lの底面47LBとを対向させた状態とする。そして、マイクロチップ1は、図2のマイクロチップ1の下側と図7のチップホルダ47Lの底面47LBとが近づくように、図7の下向きにチップホルダ47Lに挿入され、チップホルダ47Lの蓋が閉じられる。このようにして、マイクロチップ1のチップホルダ47Lへの装着を完了する。
図8は、遠心力付与装置30の検査プログラム30aを示すフローチャートである。図8に示すフローチャートを参照して、本実施形態の遠心力付与装置30のCPUが実行する検査プログラム30aについて説明する。
図9は、チップホルダ47の回転角度αを変更してマイクロチップ1、101に異なる方向の遠心力CFを付加する処理のフローチャートである。角度変更プログラムS11について図9〜図25を用いて説明する。
マイクロチップ1,101を用いることにより、ステッピングモータ51の同一の自転駆動パターン、かつ1回の検査工程により、異なるタイミングで各マイクロチップ内の検体と試薬とを混合することができる。
図26は、本発明の第2の実施形態に係るマイクロチップ1Bの平面図である。本発明の第2の実施形態に係るマイクロチップ1Bについて図26を参照して説明する。図26に示す3つの矢印の方向は、遠心力付与装置30のチップホルダ47Lにマイクロチップ1Bを装着して所定の初期回転位置にある状態における、上下方向、左右方向、及び前後方向を表す。
本実施形態においては、マイクロチップ1は、流路形成面2Aに向かって、右側に検体投入部3、左側に試薬投入部6が設けられたが、左側に検体投入部3、右側に試薬投入部6、即ち流路及び槽の構成を左右対称に配置しても良い。ただし、図7において、チップホルダ47Lにマイクロチップの流路形成面を後ろ側に向けて挿入する必要がある。マイクロチップ101も同様に流路及び槽の構成を左右対称に配置してもよい。ただし、図7において、チップホルダ47Rに流路形成面を前側に向けて挿入する必要がある。
本実施形態においては、板部材2,102及びカバー部材24の材質は特に制限されず、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアリレート樹脂(PAR)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)、塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリメチルペンテン樹脂(PMP)、ポリブタジエン樹脂(PBD)、生分解性ポリマー(BP)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などの有機材料を用いることができる。また、シリコン、ガラス、石英等の無機材料を用いても良い。
本実施形態においては、チップホルダ47L、47Rは、マイクロチップ1の流路形成面2A、及びマイクロチップ101の流路形成面102Aがターンテーブル33の上面と直交する状態でマイクロチップ1、101を保持したが、チップホルダ47L、47Rは、マイクロチップの流路形成面がターンテーブルの上面と平行な状態でマイクロチップを保持してもよい。マイクロチップの流路形成面がターンテーブルの上面と平行な状態でマイクロチップを保持する遠心力付与装置は、例えば特開2008−8875号公報に記載されているように公知である。これに限らず、遠心力付与装置は、チップホルダに遠心力CFを付加し、チップホルダを所定の回転角度に変更できる構成であればよい。
2 板部材
2A 流路形成面
3 検体投入部
6 試薬投入部
7 検体供給路
10 試薬供給路
11 空間部
13 余剰側壁部
14 計量部
15 余剰槽
16 第1貯留槽
18 第2貯留槽
20 混合槽
21 第1流路
21A 第1壁部
22 第2流路
22A 第2壁部
23 第3流路
23A 第3壁部
24 カバー部材
Claims (7)
- 回転体と、
前記回転体上に設けられ、所定の流路形成面を有する検査対象受体を保持可能な保持体と、
前記回転体を回転させ、前記保持体により保持された前記検査対象受体の前記所定の流路形成面に平行な方向に遠心力を付与する公転駆動部と、
前記保持体により保持された前記検査対象受体の所定の流路形成面に直交する自転軸線を中心にして前記保持体を複数の所定の回転角度に変更する自転駆動部と、を備える遠心力付与装置に使用される検査対象受体であって、
前記検査対象受体の所定の流路形成面には、
検査対象の液体が投入される検体投入部と、
検査対象の液体が貯留可能に形成された貯留槽と、
前記検査対象受体が前記遠心力の向きに対して前記複数の所定の回転角度のうち第1の回転角度以上に自転された際に、前記検体投入部から供給される検査対象の液体が前記貯留槽へ流れるよう形成された第1流路と、
検査対象の液体と試薬とを混合する混合槽と、
前記検査対象受体が前記遠心力の向きに対して前記第1の回転角度より大きな第2の回転角度以上に自転された際に、前記貯留槽に貯められる検査対象の液体が前記混合槽へ流れるよう形成された第2流路と、
を備えることを特徴とする検査対象受体。 - 前記第1流路は、検査対象の液体が前記貯留槽へ流れるように第1延設方向に延びる第1壁部を有し、
前記第2流路は、検査対象の液体が前記混合槽へ流れるように第2延設方向に延びる第2壁部を有し、
前記検査対象受体が所定の自転方向に前記第1の回転角度に自転された際に、前記第1壁部は、前記所定の自転方向において前記遠心力の向きから前記第1延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成され、
前記検査対象受体が前記所定の自転方向に前記第2の回転角度に自転された際に、前記第2壁部は、前記所定の自転方向において前記遠心力の向きから前記第2延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の検査対象受体。 - 第1の検査対象受体としての請求項1又は2に記載の検査対象受体と、所定の流路形成面を有し、前記第1の検査対象受体とは異なる第2の検査対象受体と、遠心力付与装置と、を備える液体混合システムであって、
前記第2の検査対象受体の所定の流路形成面には、
検査対象の液体を投入する検体投入部と、
検査対象の液体と試薬とを混合する第1混合槽と、
前記第2の検査対象受体が前記遠心力の向きに対して前記第2の回転角度より小さい第3の回転角度に自転された際に、前記第2の検査対象受体の検体投入部から供給される検査対象の液体が前記第2の検査対象受体の第1混合槽へ流れるよう形成された第1流路と、を備え、
前記遠心力付与装置は、
回転体と、
前記回転体上に設けられ、前記第1及び第2の検査対象受体を含む複数の検査対象受体を装着可能に構成され、前記複数の検査対象受体をそれぞれ保持する複数の保持体と、
前記回転体を回転させ、前記複数の保持体に遠心力を付与する公転駆動部と、
前記複数の保持体によりそれぞれ保持された前記複数の検査対象受体の各検査対象受体の流路形成面に直交する自転軸線を中心にして前記複数の保持体の各々を前記複数の所定の回転角度に変更する自転駆動部と、
を備えることを特徴とする液体混合システム。 - 前記第1の検査対象受体の前記第1流路は、検査対象の液体が前記貯留槽へ流れるように第1延設方向に延びる第1壁部を有し、
前記第1の検査対象受体の前記第2流路は、検査対象の液体が前記混合槽へ流れるように第2延設方向に延びる第2壁部を有し、
前記第1の検査対象受体が所定の自転方向としての第1自転方向に前記第1の回転角度に自転された際に、前記第1壁部は、前記第1自転方向において前記遠心力の向きから前記第1延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成され、
前記第1の検査対象受体が前記第1自転方向に前記第2の回転角度に自転された際に、前記第2壁部は、前記第1自転方向において前記遠心力の向きから前記第2延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成され、
前記第2の検査対象受体の第1流路は、検査対象の液体が前記第2の検査対象受体の第1混合槽へ流れるように第3延設方向に延びる第1壁部を有し、
前記第2の検査対象受体が第2自転方向に前記第3の回転角度に自転された際に、前記第2の検査対象受体の第1壁部は、前記第2自転方向において前記遠心力の向きから前記第3延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成されることを特徴とする請求項3に記載の液体混合システム。 - 前記第2の検査対象受体の所定の流路形成面には、
前記第2の検査対象受体の第1混合槽にて混合された混合液体と試薬とを混合する第2混合槽と、
前記第2の検査対象受体が前記遠心力の向きに対して前記第2の回転角度に自転された際に、前記混合液体が前記第1混合槽から前記第2混合槽へ流れるよう形成された第2流路と、を備えることを特徴とする請求項3又は4に記載の液体混合システム。 - 前記第1の検査対象受体の第1流路は、検査対象の液体が前記貯留槽へ流れるように第1延設方向に延びる第1壁部を有し、
前記第1の検査対象受体の第2流路は、検査対象の液体が前記混合槽へ流れるように第2延設方向に延びる第2壁部を有し、
前記第1の検査対象受体が所定の自転方向としての第1自転方向に前記第1の回転角度に自転された際に、前記第1の検査対象受体の第1壁部は、前記第1自転方向において前記遠心力の向きから前記第1延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成され、
前記第1の検査対象受体が前記第1自転方向に前記第2の回転角度に自転された際に、前記第1の検査対象受体の第2壁部は、前記第1自転方向において前記遠心力の向きから前記第2延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成され、
前記第2の検査対象受体の第1流路は、検査対象の液体が前記第2の検査対象受体の第1混合槽へ流れるように第3延設方向に延びる第1壁部を有し、
前記第2の検査対象受体が第2自転方向に前記第3の回転角度に自転された際に、前記第2の検査対象受体の第1壁部は、前記第2自転方向において前記遠心力の向きから前記第3延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成され、
前記第2の検査対象受体の第2流路は、前記混合液体が前記第2の検査対象受体の第2混合槽へ流れるように第4延設方向に延びる第2壁部を有し、
前記第2の検査対象受体が前記第2自転方向に前記第2の回転角度に自転された際に、前記第2の検査対象受体の第2壁部は、前記第2自転方向において前記遠心力の向きから前記第4延設方向までの角度が直角又は鈍角となるように形成されることを特徴とする請求項5に記載の液体混合システム。 - 請求項3〜6のいずれかに記載の液体混合システムを用いる液体混合方法であって、
前記第1の検査対象受体及び前記第2の検査対象受体含む複数の検査対象受体を保持する複数の保持体に遠心力が付与されるよう回転体を回転させる回転工程と、
前記複数の保持体を同時に前記第1の回転角度に自転させる第1自転工程と、
前記複数の保持体を同時に前記第2の回転角度に自転させる第2自転工程と、
を有することを特徴とする液体混合方法。
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