JP5040422B2 - マイクロチップ電気泳動装置 - Google Patents
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Description
マイクロチップ電気泳動において、プローブを用いてマイクロチップの所定のリザーバでバッファ液の充填や排出、試料の分注を自動で行なうために、プローブを水平方向及び高さ方向で移動させるためのプローブ駆動機構を備えた装置が開発されている(特許文献1参照。)。
しかし、目視調整であるため、個人差による誤差や再現性誤差が大きいという問題があった。また、調整工数や作業者負担が大きいという問題もあった。
プローブ駆動機構によりプローブをターゲット上及びその周辺で移動させる。このとき、検知センサはターゲット上にプローブが配置されているか否かを検知する。検知センサの検知信号によりターゲットの周縁部の座標位置が分かる。位置補正演算部は検知センサの検知信号に基づいてターゲットの重心位置を算出する。
上記検知センサの他の例として、通電検出器を挙げることができる。
(1)上記プローブ駆動機構を動作させて上記プローブを上記ターゲット上に配置する工程、
(2)上記プローブを上記工程(1)で配置した位置から、水平方向を構成する1軸について正及び負方向に移動させて、正及び負方向のターゲット周縁部を検知する工程、
(3)上記工程(2)で得た正及び負方向のターゲット周縁部の中心位置を算出する工程、
(4)上記工程(3)で得た中心位置において、上記ターゲットの高さ位置を検知する工程、
(5)上記工程(4)で得た前記ターゲットを検知した位置を、上記ターゲットの重心位置とする工程。
(1)上記プローブ駆動機構を動作させて上記プローブを上記ターゲット上に配置する工程、
(2)上記プローブを上記工程(1)で配置した位置から、水平方向を構成する1軸について正及び負方向に移動させて、正及び負方向のターゲット周縁部を検知する工程、
(3)上記工程(2)で得た正及び負方向のターゲット周縁部の中心位置を算出する工程、
(4)上記工程(3)で得た中心位置から、上記プローブを、水平方向を構成しかつ上記1軸と直交する軸について正及び負方向に移動させて、正及び負方向のターゲット周縁部を検知する工程、
(5)上記工程(4)で得た正及び負方向のターゲット周縁部の中心位置を算出する工程、
(6)上記(5)で得た中心位置において、上記ターゲットの高さ位置を検知する工程、
(7)上記工程(6)で得た前記ターゲットを検知した位置を、前記ターゲットの重心位置とする工程。
例えば、プローブ駆動機構が水平方向を構成するX軸、及び、高さ方向への移動のみの場合、プローブをターゲット上に確実に配置したことを確認後、プローブのX軸方向への移動範囲はX軸の正及び負方向にターゲット周縁部までの範囲となり、従来のノズル先端位置検出及び補正法より短いプローブの移動距離で済むことになる。
プローブ駆動機構が水平方向を構成し互いに直交するXY軸、及び、高さ方向への移動の場合、プローブをターゲット上に確実に配置したことを確認後、XY軸方向への移動範囲は各々の軸の正及び負方向にターゲット周縁部までとなり、従来のノズル先端位置検出及び補正法より短い移動距離で済むことになる。
図3に示すように、マイクロチップ32は一対の透明基板(例えば石英ガラスその他のガラス基板や樹脂基板)38a,38bからなる。一方の基板38aの表面に、(B)に示すように、互いに交差する泳動用キャピラリ溝40,42が形成されている。他方の基板38bに、(C)に示すように、キャピラリ溝40,42の端部に対応する位置に貫通穴からなるリザーバ44が形成されている。(C)に示すように、両基板38a,38bが重ねられて接合され、例えばキャピラリ溝40により試料の電気泳動分離用の分離流路が形成され、キャピラリ溝42により分離流路に試料を導入するための試料導入流路が形成される。
図4はマイクロチップの他の例の平面図を示す。
各リザーバ44に電圧を印加するためにマイクロチップ32の表面に電極パターン46が形成されている。電極パターン46はリザーバ44ごとに設けられている。
空気供給口22の先端にはOリング等のシール22aが設けられている。空気供給口22はマイクロチップ32の1つのリザーバ44上に押し当てられることにより、マイクロチップ32の電気泳動流路に対して気密を保って取り付けられる。これにより空気供給口22からエアーを加圧して流路内に送り出すことができる。他のリザーバ44には吸引プローブ20が挿入され、流路から溢れ出した不用な分離バッファ液は吸入されて排出される。
(ステップS3)分注プローブ6を下降させる。このとき、静電容量式センサ12はターゲット34の検知動作を行なう。
(ステップS5)ステップS4で静電容量式センサ12がターゲット34を検知しなかったと判断した場合(いいえ)、位置補正演算部56はエラー処理を行なう。
(ステップS10)分注プローブ6を現在の分注プローブ座標位置からX軸(−)方向に所定距離だけ移動させた後に分注プローブ6を下降させる。
X軸中心座標=((Temp-X11)+(Temp-X12))/2
分注プローブ6をX軸中心座標に移動させる。
(ステップS15)位置補正演算部56は静電容量式センサ12の検知信号に基づき、ステップS14で静電容量式センサ12がターゲット34を検知したかどうかを判断する。静電容量式センサ12がターゲット34を検知したと判断した場合(はい)、ステップS14に戻る。
(ステップS18)分注プローブ6を現在の分注プローブ座標位置からY軸(−)方向に所定距離だけ移動させた後に分注プローブ6を下降させる。
Y軸中心座標=((Temp-Y11)+(Temp-Y12))/2
分注プローブ6をY軸中心座標に移動させる。これにより、ターゲット34のX軸中心座標及びY軸中心座標を得る。分注プローブ6はX軸中心座標及びY軸中心座標に配置される。
(ステップS23)位置補正演算部56はターゲット34上面のX軸中心座標、Y軸中心座標及びZ軸座標、すなわち、ターゲット34の重心位置座標(補正値)を記憶する。
(ステップS24)分注プローブ6をX軸座標、Y軸座標、Z軸座標について原点位置に復帰させて分注プローブティーチング動作を終了する。ターゲット34上面のX軸中心座標、Y軸中心座標及びZ軸座標に基づいて、マイクロタイタプレート28の凹部や分注プローブ洗浄部30、試薬用容器の位置を計算により求める。
(ステップS35)ステップS34で電圧・電流モニタ部52が吸引プローブ20を検知しなかったと判断した場合(いいえ)、位置補正演算部56はエラー処理を行なう。
(ステップS40)吸引プローブ20を現在の吸引プローブ座標位置からY軸(−)方向に所定距離だけ移動させた後に吸引プローブ20を下降させる。
Y軸中心座標=((Temp-Y21)+(Temp-Y22))/2
吸引プローブ20をY軸中心座標に移動させる。これにより、ターゲット50のY軸中心座標を得る。
(ステップS45)位置補正演算部56はターゲット50上面のY軸中心座標及びZ軸座標、すなわち、ターゲット56の重心位置座標(補正値)を記憶する。
(ステップS46)吸引プローブ20をY軸座標、Z軸座標について原点位置に復帰させて吸引プローブティーチング動作を終了する。
なお、マイクロチップ32のリザーバ44の位置は分注プローブ用ターゲット34の重心位置座標に基づいて算出することもできる。
例えば、上記分注プローブティーチングにおいて、X軸中心座標とY軸中心座標の算出順序は問わない。
また、上記分注プローブティーチングにおいて、例えば、X座標位置(Temp-X11)を求める際には、プローブのX方向へターゲットと接触移動させながら、静電容量検出器の検出値を測定し、検出値に変化が生じた位置を(Temp-X11)としてもよい。
また、ターゲット34,50の個数は実施例に限定されるものではなく、2つ以上の分注プローブ用ターゲットを備えていてもよいし、1つ又は3つ以上の吸引プローブ用ターゲットを備えていてもよい。
また、吸引プローブ用ターゲット50は着脱可能なものに限定されるものではなく、予め装置に固定されていてもよい。
4 分離バッファ充填・排出部
6 分注プローブ
12 静電容量式センサ
20 吸引プローブ
34 分注プローブ用ターゲット
50 吸引プローブ用ターゲット
52 電圧・電流モニタ部
56 位置補正演算部
Claims (4)
- 液体の吸引及び吐出の少なくともいずれか一方を行なうためのプローブと、そのプローブを水平方向及び高さ方向で移動させるためのプローブ駆動機構を備えたマイクロチップ電気泳動装置において、
液体の吸引、吐出又は洗浄のために前記プローブが下降されるプローブ下降位置に対して所定位置に配置された位置補正用の単一のターゲットと、
前記ターゲット上に前記プローブが配置されているか否かを検知するための各移動方向について共通の単一の検知センサと、
前記プローブ駆動機構を制御して、前記プローブを前記ターゲットに接触する高さまで下降させる動作を水平方向の位置を変えながら前記ターゲット上に前記プローブが配置されていることを前記検知センサが検知しなくなるまで繰返させ、前記検知センサが前記ターゲット上に前記プローブが配置されていることを検知しなくなるまでの水平方向の両端の位置の間の中心座標と、前記検知センサが前記ターゲット上に前記プローブが配置されていることを検知した高さ方向の座標とから前記ターゲットの重心位置を算出するための位置補正演算部と、を備えたことを特徴とするマイクロチップ電気泳動装置。 - 前記検知センサは静電容量式検出器もしくは通電検出器である請求項1に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
- 前記位置補正演算部に以下の工程(1)から(5)を実行させて前記ターゲットの重心位置の算出をさせるプログラムを備えた請求項1又は2に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
(1)前記プローブ駆動機構を動作させて前記プローブを前記ターゲット上に配置する工程、
(2)前記プローブを前記工程(1)で配置した位置から、水平方向を構成する1軸について正及び負方向に移動させて、正及び負方向のターゲット周縁部を検知する工程、
(3)前記工程(2)で得た正及び負方向のターゲット周縁部の中心位置を算出する工程、
(4)前記工程(3)で得た中心位置において、前記ターゲットの高さ位置を検知する工程、
(5)前記工程(4)で得た前記ターゲットを検知した位置を前記ターゲットの重心位置とする工程。 - 前記位置補正演算部に以下の工程(1)から(7)を実行させて前記ターゲットの重心位置の算出をさせるプログラムを備えた請求項1又は2に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
(1)前記プローブ駆動機構を動作させて前記プローブを前記ターゲット上に配置する工程、
(2)前記プローブを前記工程(1)で配置した位置から、水平方向を構成する1軸について正及び負方向に移動させて、正及び負方向のターゲット周縁部を検知する工程、
(3)前記工程(2)で得た正及び負方向のターゲット周縁部の中心位置を算出する工程、
(4)前記工程(3)で得た中心位置から、前記プローブを、水平方向を構成しかつ前記1軸と直交する軸について正及び負方向に移動させて、正及び負方向のターゲット周縁部を検知する工程、
(5)前記工程(4)で得た正及び負方向のターゲット周縁部の中心位置を算出する工程、
(6)前記工程(5)で得た中心位置において、前記ターゲットの高さ位置を検知する工程、
(7)前記工程(6)で得た前記ターゲットを検知した位置を、前記ターゲットの重心位置とする工程。
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