JP5176951B2 - マイクロチップを用いた検査装置および検査システム - Google Patents

Description

本発明は、マイクロチップを用いた検査装置および検査システムに関する。

近年、微細流路が集積加工されたマイクロチップ上において、複数の溶液を混合して反応させ、当該反応の状態を検出して分析を行うマイクロ総合分析システム（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ；μＴＡＳ）が注目されている。

μＴＡＳでは、試料の量が少ない、反応時間が短い、廃棄物が少ない等のメリットがある。医療分野に使用した場合、検体（血液、尿、拭い液等）の量を少なくすることで患者への負担を軽減でき、試薬の量を少なくすることで検査のコストを下げることができる。また、検体、試薬の量が少ないことから、反応時間が大幅に短縮され、検査の効率化が図れる。さらに、装置が小型であるため小さな医療機関にも設置することができ、場所を選ばず迅速に検査を行うことができる。

検査方法としては、例えば、マイクロチップ上の流路に設けられた検出位置において、検体と試薬が反応したときの濃度を高精度で検出して、検出された濃度と予め設定された濃度とを比較することにより、感染症などへの罹患の陰性または陽性等の判定を正確に、かつ短時間に行うことができるようにしている。

特許文献１には、マイクロチップを用いた生化学分析方法と生化学分析装置に関し、マイクロチップの微細流路内の試料液中の分析対象物質が特異的に結合する反応物質Ａと、分析対象物質並びにこの分析対象物質と特異的に結合する酵素が標識された反応物質Ｂとが反応して生成される複合体の濃度を測定する生化学分析方法において、反応性の低い基質と酵素の接触時間を確保して充分な反応を起こさせるために、溶液の送液を一定時間停止し、引き続き一定速度で基質溶液を送液するようにした検査方法が記載されている。
特開２００５−２２７２５０号公報

上記のように、特許文献１は、溶液の送液を一定時間停止し、引き続き一定速度で基質溶液を送液するように制御することで、反応性の低い基質と酵素を充分に反応させて適切な濃度を得ることができるようにしている。しかしながら、この特許文献１には、検査装置で濃度を検出中の状態において、溶液の送液等をどのように制御するかということに関しては特に記載されていない。

つまり、特許文献１では、反応が充分に行われ適切な濃度が得られたとしても、例えば、濃度を検出中の状態で、検査装置のマイクロチップ中の試薬などの流体を駆動させるためのポンプ等が作動していると、マイクロチップが振動してマイクロチップの微細流路内の溶液が揺れたり、あるいは、ポンプを駆動するための電気信号により検査装置の電気的なノイズ等が発生したりすることがある。このため、場合によっては、これらの要因に影響されて検出部で正確な濃度が検出できなくなるという問題が生じることが予想される。

したがって、マイクロチップを用いた検査装置では、試薬と検体等を充分に反応させて適切な濃度を得ることは重要であるが、この濃度を検出中の状態において、前述のような要因に影響されて正確な濃度が検出できなくなるという問題を防止することが、更に重要な課題である。

本発明は、上記問題に鑑み、制御が簡単で、高精度なデータの検出ができるマイクロチップを用いた検査装置および検査システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のマイクロチップを用いた検査装置は、第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記流体駆動部の駆動力を低減する制御部と、を有し、
前記流体駆動部は、複数の流体駆動部からなり、
前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記複数の流体駆動部のうち前記被検出部の流体の駆動に影響を与える部分の流体駆動部のみ駆動を停止することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明のマイクロチップを用いた検査装置は、第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記流体駆動部の駆動力を低減する制御部と、
前記検出部を駆動させる第１の電源部と、
前記流体駆動部を駆動させる第２の電源部と、
を有し、
前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記第２の電源部を遮断させることにより前記流体駆動部の駆動を停止することを特徴とする。

さらに、上記目的を達成するため、本発明のマイクロチップを用いた検査装置は、
第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記流体駆動部の駆動力を低減する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、流体が移動できないレベルで前記流体駆動部を駆動することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明のマイクロチップを用いた検査装置は、第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記被検出部の流路における流体を往復移動させるよう前記流体駆動部を駆動する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、複数回の検出を行い、得られた値を平均化して検出値を算出することを特徴とする。

また、上記目的を達成するため本発明のマイクロチップを用いた検査システムは、上記いずれかの検査装置を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、検査装置の検出部によりマイクロチップの被検出部を検出する際、制御部は、マイクロチップの流体を駆動する流体駆動部の駆動力を低減させるので、検査装置の機械的振動や電気的ノイズに起因する測定値のバラツキ・ノイズを低減させて、高精度なデータの検出ができる。

また、検査装置の検出部によりマイクロチップの被検出部を検出する際、制御部は、マイクロチップの被検出部の流体を往復移動させるよう流体駆動部を駆動させるので、被検出部での流体の濃度ムラを平均化させて、高精度なデータの検出ができる。

本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の外観図である。 本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の構成図である。 本実施形態に係るマイクロチップの構成図である。 本実施形態に係る検査装置の回路構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る検査装置の作動手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ マイクロチップ
２ チップ押圧板
３ 温度調整ユニット
４ 光検出部
５ ポンプ
６ パッキン
１０ 駆動液タンク
１１ 駆動液
８０ 検査装置
８２ 筐体
８３ 挿入口
８４ 表示部

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、各図面において、同一符号のものは同一の物を示すものとし、適宜、関連する他の図面を参照して、詳細に説明するものとする。

本実施形態では、一例として、検体と試薬とをマイクロチップ上で反応させる場合について示すが、これに限られず、少なくとも２種類の流体をマイクロチップ上で混合させる場合に適用することができる。

図１は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の外観図である。検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体と試薬とを自動的に反応させ、反応結果を自動的に出力する装置である。

検査装置８０の筐体８２には、マイクロチップ１を装置内部に挿入するための挿入口８３、表示部８４、メモリカードスロット８５、プリント出力口８６、操作パネル８７、外部入出力端子８８が設けられている。

検査担当者は、図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、検査装置８０内部のマイクロチップ収容部（図示せず）にマイクロチップ１を収容させた後、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８０の内部では、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶したりすることができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。検査終了後、検査担当者はマイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。

図２は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置８０の構成図である。図２においては、マイクロチップが図１に示す挿入口８３から挿入され、マイクロチップ収容部に収容されている状態を示している。

検査装置８０は、マイクロチップ１に予め注入された検体及び試薬を送液するための駆動液１１を貯留する駆動液タンク１０、マイクロチップ１に駆動液１１を供給するための流体駆動部としてのポンプ５、ポンプ５とマイクロチップ１とを漏れなく接続するパッキン６、マイクロチップ１の必要部分を温調する温度調節ユニット３、マイクロチップ１をずれないようにパッキン６に密着させるためのチップ押圧板２、チップ押圧板２を昇降させるための押圧板駆動部３２、マイクロチップ１をポンプ５に対して精度良く位置決めする規制部材３１、マイクロチップ１内の検体と試薬との反応状態等を検出する検出部としての光検出部４（発光部４ａ、受光部４ｂ）等を備えている。なお、受光部４ｂはチップ押圧板２の内部に設けられ、一体構造となっている。

初期状態においては、チップ押圧板２は、押圧板駆動部３２により図２の状態から上方に退避している。これにより、マイクロチップ１は矢印Ｘ方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３（図１参照）から規制部材３１に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。その後、チップ押圧板２は、押圧板駆動部３２により下方に移動されてマイクロチップ１の上面に当接し、マイクロチップ１の下面が温度調節ユニット３及びパッキン６に密着されることになる。

温度調節ユニット３は、マイクロチップ１の必要部分を温調するもので、例えば、試薬が収容されている部分を冷却して試薬が変性しないようにしたり、検体と試薬とが反応する部分を加熱して反応を促進させたりする機能を有する。

ポンプ５は、ポンプ室５２、ポンプ室５２の容積を変化させる圧電素子５１、ポンプ室５２のマイクロチップ１側に位置する第１絞り流路５３、ポンプ室の駆動液タンク１０側に位置する第２絞り流路５４、等から構成されている。第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４は絞られた狭い流路となっており、また、第１絞り流路５３は第２絞り流路５４よりも長い流路となっている。

駆動液１１を順方向（マイクロチップ１に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を急激に減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第１絞り流路５３の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を緩やかに増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなり、ポンプ室５２内には第２絞り流路５４の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が順方向に送液されることになる。

一方、駆動液１１を逆方向（駆動液タンク１０に向かう方向）に送液する場合には、まず、ポンプ室５２の容積を緩やかに減少させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて長さが短いので、第２絞り流路５４の方が第１絞り流路５３と比べて流路抵抗が小さくなる。これにより、ポンプ室５２内の駆動液１１は、第２絞り流路５４の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室５２の容積を急激に増加させるように圧電素子５１を駆動する。そうすると、ポンプ室５２内の容積増加に伴って駆動液１１が第１絞り流路５３及び第２絞り流路５４から流れ込む。このとき、短い絞り流路である第２絞り流路５４において乱流が発生し、第２絞り流路５４における流路抵抗が長い絞り流路である第１絞り流路５３に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室５２内には第１絞り流路５３の方から支配的に駆動液１１が流入する。以上の動作を圧電素子５１が繰り返すことにより、駆動液１１が逆方向に送液されることになる。

このようにしてポンプ５を駆動させるが、マイクロチップ１内の微量な液体の加速度、送液量、送液方向などを正確に制御する必要があることから、ポンプ５の圧電素子５１を精密に駆動させなければならない。このため、圧電素子５１には、数１０Ｖから最大で１００Ｖ程度の振幅のパルス波形を、立ち上がりや立ち下がり時間を数μｓｅｃ、数１０ＫＨｚの繰返し周波数で印加し、更に、この駆動波形を急激に変化させたりすることが要求される。

図３は、本実施形態に係るマイクロチップ１の構成図である。一例の構成を示すものであり、これに限定されない。

図３（ａ）において矢印は、後述する検査装置８０にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図３（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図３（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。

図３（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は、数ｃｍ角の長方形に形成された溝形成基板１０８と、該溝形成基板１０８と同サイズであり、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。

本実施形態に係るマイクロチップ１には、化学分析、各種検査、試料の処理・分離、化学合成などを行うための、幅及び深さが数μｍ〜数１００μｍである微小な溝状の流路（微細流路）、および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ１内で行われる処理の一例を図３（ｃ）を用いて説明する。図３（ｃ）は、図３（ａ）において被覆基板１０９が取り外された状態で流路エレメントとその接合状態を模式的に示している。

微細流路には、第１の流体としての検体液を収容する検体収容部１２１、第２の流体としての試薬を収容する試薬収容部１２０、ポジティブコントロール用の試薬を収容するポジティブコントロール収容部１２２、ネガティブコントロール用の試薬を収容するネガティブコントロール収容部１２３等が設けられている。試薬、ポジティブコントロール及びネガティブコントロールは、予め各収容部に収容されている。ポジティブコントロールは試薬と反応して陽性を示すもので、ネガティブコントロールは試薬と反応して陰性を示すものであり、正確な検査が実施されたか否かを確認するためのものである。

なお、図３（ｃ）は、説明を簡単にするため模式的に示しており、実際は、複数の試薬や希釈用溶液などをチップに収容し、チップ内での試薬の調合などを行わせても良い。

検体注入部１１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部であり、駆動液注入部１１０ａ〜１１０ｄはマイクロチップ１に駆動液１１を注入するための注入部である。

まず、マイクロチップ１による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部１１３から注射器等を用いて注入する。図３（ｃ）に示すように、検体注入部１１３から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容される。

次に、検体の注入されたマイクロチップ１は、検査担当者により図１に示す検査装置８０の挿入口８３に挿入され、図２に示すようにマイクロチップ収容部に収容される。

次に、後述するＣＰＵ１０１に指令される所定の手順に従って図２に示すポンプ５が順次順方向に駆動され、駆動液注入部１１０ａ〜１１０ｄから駆動液１１が注入される。駆動液注入部１１０ａから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容されている検体を押し出し、第１の流路としての微細流路を介して合流部１２４に検体を送り込む。駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通ってポジティブコントロール収容部１２２に収容されているポジティブコントロール用の試薬を押し出し、合流部１２５にポジティブコントロールを送り込む。駆動液注入部１１０ｃから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通ってネガティブコントロール収容部１２３に収容されているネガティブコントロール用の試薬を押し出し、合流部１２６にネガティブコントロールを送り込む。駆動液注入部１１０ｄから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って試薬収容部１２０に収容されている試薬を押し出し、第２の流路としての微細流路を介して合流部１２４に試薬を送り込むとともに、他の合流部１２５、１２６にも試薬を送り込む。

このようにして、合流部１２４では検体と試薬とが合流し、合流部１２５ではポジティブコントロールと試薬とが合流し、合流部１２６ではネガティブコントロールと試薬とが合流する。

その後、合流部１２４で合流した検体と試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ａに送液される。合流部１２４で合流した検体と試薬との混合液の一部並びに合流部１２５で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ｂに送液される。合流部１２５で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部１１１ｃに送液される。合流部１２６で合流したネガティブコントロールと試薬との混合液は、被検出部１１１ｄに送液される。

被検出部の窓１１１ｅ及び被検出部１１１ａ〜１１１ｄは各混合液の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂等の透明な部材で構成されている。

図４は本実施形態に係る検査装置の回路構成を示すブロック図である。

図４において、１００は本実施形態に係るマイクロチップ１を用いる検査装置８０に設けられた電気回路構成の全体を示している。１０１は予めマイクロチップ１を用いた検査に係る全ての制御を行う制御部としてのＣＰＵ（中央演算処理ユニット）である。ＣＰＵ１０１には情報制御回路１０２、データ処理回路１４０、駆動制御回路１５０及び電源回路４００が接続されている。

情報制御回路１０２は、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１３０を介して、例えば、パーソナルコンピュータ等の外部情報機器５００と接続できるようになっている。そして、ＣＰＵ１０１の指示により、記憶手段１６０に記憶された検査データや検査装置８０等に関するデータ等を外部情報機器５００に出力したり、外部情報機器５００から出力された検査データや検査装置８０の制御等に係る様々な情報等をＣＰＵ１０１に伝達したり、記憶手段１６０に記憶するようになっている。

また、情報制御回路１０２は、データ処理回路１４０や記憶手段１６０、表示部８４、及び操作パネル８７と接続され、各部の機能や性能等に応じて相互の情報交換やデータ変換等を適切に行い、検査装置８０が円滑に検査作動を行えるようにしている。

データ処理回路１４０は、例えば、光検出部４により検出した、マイクロチップ１内の検体と試薬との反応状態等を示す濃度データとしての検査データを、取り扱いに適応した所定の形式のデータに変換することができる。そして、変換された検査データは、情報制御回路１０２を介して、検査データとして記憶手段１６０に記憶したり、表示部８４に表示したりすることができるようにしている。

特に、本実施形態においては、検査データを、予め設定された所定のプログラムにしたがって演算したり、判断したりすることができるようになっている。

また、本実施形態においては、図示はしないがプリンタ部を有し、検査データや後述する検査結果をプリント出力口８６からプリント出力できるようになっている。

また、メモリカードスロット８５にメモリカードが挿入されている場合は、挿入されたメモリカードに検査データや検査結果を記録することができるようになっている。

操作パネル８７は、検査を行うために必要な操作条件等を設定することができる。設定された操作条件等は、情報制御回路１０２を介してＣＰＵ１０１に伝達される。ＣＰＵ１０１は設定された操作条件等に基づき、予め設定された検査プログラムにより駆動制御回路１５０やデータ処理回路１４０等を作動させる。

また、設定された操作条件等は表示部８４に表示したり、記憶手段１６０に記憶したりすることができるようになっている。

駆動制御回路１５０は、ＣＰＵ１０１の指示により、情報制御回路１０２やデータ処理回路１４０と協働して作動し、例えば、検査装置８０にマイクロチップ１を固定する押圧板駆動部３２、マイクロチップ１の必要部分を温調する温度調節ユニット３、マイクロチップ１に駆動液１１を供給するためのポンプ５、及び、光検出部４等の検査に係る各部を駆動制御するようになっている。

特に、本実施形態においては、ポンプ５は、例えば、図３に示すマイクロチップ１に駆動液１１を注入するための注入部１１０ａ〜１１０ｄにそれぞれ対応して、Ｐ１〜Ｐ４のポンプが複数設けられ、それぞれのポンプＰ１〜Ｐ４は、ＣＰＵ１０１の制御に従い、独立して駆動することができるようになっている。

したがって、Ｐ１〜Ｐ４のポンプは、マイクロチップ１の注入部１１０ａ〜１１０ｄのそれぞれに対して、反応状態や反応時間等に応じて予め設定されたプログラムにより、駆動液１１を適宜のタイミングで供給したり供給を停止したりする駆動液供給制御を実行することができる。

電源回路４００は、図示せぬ電源スイッチを操作して電源を投入すると、ＣＰＵ１０１の指示により、適切な電力が、各電気回路や各部に適切に供給されるようになっている。また、電源スイッチ等を操作して電源を遮断した場合は、例えば、内部電源により、ＣＰＵ１０１が適切な処理を施して、検査装置８０を適切な状態、例えば、初期状態にして終了できるようになっている。

特に、本実施形態においては、例えば、電源回路４００にＳ１〜Ｓ５の複数の電源供給端子が設けられており、Ｓ１〜Ｓ５の電源供給端子に対応して、図示はしないが複数の電源が設けられている。

電源回路４００における電源供給端子Ｓ１は制御機能を有する回路部に接続され、ＣＰＵ１０１、情報制御回路１０２、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１３０、データ処理回路１４０、駆動制御回路１５０、記憶手段１６０、操作パネル８７、及び表示部８４等に電力を供給する。

また、電源供給端子Ｓ２〜Ｓ５は、検出作動等に係る駆動手段に直接接続されており、Ｓ２は押圧板駆動部３２に、Ｓ３は温度調節ユニット３に、Ｓ４はポンプ５に、そしてＳ５は光検出部４に接続されている。なお、本実施形態において、電源供給端子Ｓ５に対応する電源が第１の電源部として機能し、電源供給端子Ｓ４に対応する電源が第２の電源部として機能する。

そこで、本実施形態における電力の供給は、ＣＰＵ１０１の指示により予め設定されたプログラムに基づき、電源回路４００を介して、それぞれの電源がそれぞれの手段に対して、適宜のタイミングで適切な電力を供給する電力供給制御が実行されるようになっている。

図５は本実施形態に係る検査装置の作動手順を示すフローチャートである。

図５により、検査装置の作動に関して説明する。なお、必要に応じて、図１〜図４を参照して説明する。

（ＳＴ２０）
電源を投入するステップである。電源スイッチを操作して電源を投入すると、電源回路４００が作動し、引き続いてＣＰＵ１０１を含む制御回路が起動する。ＣＰＵ１０１が起動すると、ＣＰＵ１０１の指示により、適切な電力が、各電気回路や各手段に適切に供給され、検査装置８０を初期状態にする。初期状態になるとＳＴ２１に進む。

（ＳＴ２１）
チップ（マイクロチップ）を挿入するステップである。検査担当者が該当する検査用のマイクロチップ１を検査装置８０の挿入口８３に挿入させると、マイクロチップ１が挿入されたことを、図示せぬセンサー等によりＣＰＵ１０１が検出する。そして、ＣＰＵ１０１は駆動制御回路１５０を作動させて、例えば、押圧板駆動部３２を作動させ、温度調節ユニット３やポンプ５等を所定の位置に設定させることにより、検査できる状態になるとＳＴ２２に進む。

（ＳＴ２２）
検査を開始するステップである。操作パネル８７を操作して、検査値（データ）の検出作動のための条件設定や、検査結果の出力等に必要な条件設定等を行い、図示せぬスタート釦を押すと、設定入力された条件と予め設定されたプログラムとに基づき、検査が開始されてＳＴ２３に進む。

例えば、ＣＰＵ１０１の指示により、駆動制御回路１５０を介して、ポンプ５はＰ１〜Ｐ４のポンプを作動させ、図３に示すマイクロチップ１の注入部１１０ａ〜１１０ｄのそれぞれに対して駆動液１１を適宜のタイミングで供給するための駆動液供給制御を開始する。温度調節ユニット３はマイクロチップ１の必要部分の温度調節を開始する。

（ＳＴ２３）
データを取得するステップである。マイクロチップ１に駆動液１１が供給され、試薬と検体とが反応する状態になると、ＣＰＵ１０１は駆動制御回路１５０やデータ処理回路１４０を介して、光検出部４を作動させてデータを取得する。光検出部４は、マイクロチップ１の被検出部１１１ａ〜１１１ｄに対して発光部４ａから光を照射し、透過した光を受光部４ｂで受光して、この受光光を光電変換することにより濃度データとしての検査データを取得する。検査データの取得が完了するとＳＴ２４に進む。

なお、本実施形態においては、光検出部４で検査データを取得する際、ＣＰＵ１０１は駆動制御回路１５０を介して、被検出部１１１ａ〜１１１ｄの流体を往復移動させるようポンプ５を作動させる。これにより、被検出部１１１ａ〜１１１ｄ内の流体の濃度ムラを平均化させ、高精度なデータの検出ができるようにしている。

また、ＣＰＵ１０１は駆動制御回路１５０及びデータ処理回路１４０と協働して、光検出部４により複数回の検出を行い、得られた複数回の検査データを平均化することにより、より信憑性の高い検査データとしている。

なお、本実施形態においては、光検出部４がデータを取得する際、検査装置の機械的振動や電気的ノイズに起因する測定値のバラツキ・ノイズを低減させて、高精度なデータの検出ができるようにしている。

すなわち、マイクロチップ１における流路の幅は非常に小さく、また流れる液体の液量も極微量である。このため、液体自体の流れにより発生する液体の揺らぎ、あるいはポンプ５の駆動で生じたマイクロチップ１の振動により発生する液体の揺らぎが、大きなノイズとして検出結果に現れやすい。そこで、本実施の形態において、光検出部４がデータを取得する際、ＣＰＵ１０１は、流路内の抵抗との関係から駆動液が逆流したり移動したりできない程度で、通常の送液時よりもポンプ５の駆動力を低減させる。これにより、液体自体の流量を減少させるとともに、ポンプ５の駆動によるマイクロチップ１の振動を減少させることができるので、液体に発生する揺らぎを抑えることが可能となる。

また、マイクロチップ１内の微量な液体を正確に駆動させるためには、例えば、圧電素子５１を利用したμポンプのような、精度良く制御可能なポンプ５が必要となる。そして、ポンプ５を精度良く制御するには、上述したように、圧電素子５１に、数１０Ｖから最大で１００Ｖ程度の振幅のパルス波形を、立ち上がりや立ち下がり時間を数μｓｅｃ、数１０ＫＨｚの繰返し周波数で印加し、更にこの駆動波形を急激に変化させなければならない。一方、光検出部４は、微量な液体の反応結果を検出するため、検出信号も微小信号となる。このため、上述した圧電素子５１を駆動させるための高電圧が、電気的なノイズとして光検出部４の検出結果に大きな影響を与えやすい。そこで、本実施の形態においては、光検出部４がデータを取得する際、通常の送液時よりもポンプ５の駆動力を低減させて、ポンプ５の駆動に起因する電気的ノイズを抑えている。
このようにして、機械的振動や電気的ノイズに起因する測定値のバラツキ・ノイズを低減させて、高精度なデータの検出ができるようにしている。

また、例えば、マイクロチップ１の被検出部１１１ａを検出する際、被検出部１１１ａで反応が十分進行した後に、ＣＰＵ１０１は被検出部１１１ａに駆動液を供給するポンプＰ１とポンプＰ４の駆動を停止させ、その他の被検出部１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄへの駆動液を供給するポンプＰ２とポンプＰ３の駆動を、通常通りの動作として継続させるようにしても良い。これにより、被検出部１１１ａの検出結果に影響を及ぼす可能性のある機械的な振動や電気的なノイズを低減させた状態での検出を可能にする一方で、検出対象箇所以外の流路の混合・反応を継続させることで、短時間で効率的な検査を行わせることができる。

また、例えば、マイクロチップ１の試薬や検体により、予め反応が弱い状態になること等が予測でき、機械的な振動や電気的なノイズが検出結果に大きな影響を及ぼす可能性がある場合は、マイクロチップ１の被検出部の１箇所のデータ取得に必要な時間のみ、全てのポンプ５の作動を停止させて、全ての機械的な振動や電気的なノイズに起因する測定値のバラツキ・ノイズが発生しないようにすることも可能である。

そして、本実施形態のマイクロチップ１の検査に際しては、この様に作動させることにより、機械的な振動ノイズや電気的なノイズを低減あるいはほぼ未発生にして、正確な検出結果が得られ、かつ、短時間で効率的な検査を行わせることができるようにしている。

また、本実施形態における電源回路４００は、図４に示すように、検査データ取得中に電気的なノイズを発生したり、光検出部４が電気的なノイズの影響を受けたりしないようにするために、内蔵する電源回路４００の電源供給端子Ｓ１に対応する電源からＣＰＵ１０１などの回路部に電力を供給している。また、検出作動等に係る押圧板駆動部３２、温度調整ユニット３、ポンプ５には、同様に、電源供給端子Ｓ２〜Ｓ５に対応するそれぞれの電源から、適宜のタイミングで適切な電力を供給する電力供給制御が実行されるようになっている。

したがって、検出動作中に駆動する必要のない手段には電力の供給を停止でき、例えば、濃度を検出する際、ポンプ５に対応する電源を遮断してポンプ５の駆動を停止することで、機械的な振動や電気的なノイズに起因する測定値のバラツキ・ノイズを低減させて、高精度なデータ検出が実行できるようになっている。

（ＳＴ２４）
データを処理するステップである。データ処理回路１４０では、取得した検査データに基づき、予め設定された陽性や陰性の場合の基準データ等との所定のデータ解析等を実行するようになっている。そして、得られた陽性、陰性等の判断の結果を検査結果として記憶手段１６０に記憶したり、表示や出力を行うために必要なデータ変換等も引き続いて実行したりするようになっている。データ処理が終了するとＳＴ２５に進む。

（ＳＴ２５）
データを出力するステップである。情報制御回路１０２は記憶手段１６０に記憶されている検査結果を表示部８４に表示したり、プリント出力口８６からプリント出力したりしてＳＴ２６に進む。

なお、メモリカードスロット８５にメモリカードが挿入されている場合は、挿入されたメモリカードに検査結果を記憶することができるようになっている。

（ＳＴ２６）
チップ（マイクロチップ）を取り出すステップである。検査結果がＳＴ２５ステップで出力されると、図示せぬ取り出し釦を操作することができる。取り出し釦を操作するとＣＰＵ１０１が駆動制御回路１５０を介して押圧板駆動部３２を作動させ、マイクロチップ１の固定作動を解除して、マイクロチップ１を取り出すことができる。マイクロチップ１を取り出すと、センサー等によりＣＰＵ１０１はマイクロチップ１が取り出されたことを検出し、検査終了動作を行うためにＳＴ２７に進む。

（ＳＴ２７）
検査を終了するステップである。ＣＰＵ１０１は情報制御回路１０２を介して全ての回路や手段等を、例えば、初期状態に復帰させる終了動作を行う。終了動作が完了するとＳＴ２８に進む。

（ＳＴ２８）
電源を遮断するステップである。電源スイッチ等を操作して電源を遮断した場合は、例えば、内部電源により、ＣＰＵ１０１が適切な処理を施して、検査装置８０を適切な状態にして終了できるようになっている。

なお、本実施形態においては、一つの検査が終了すると、検査装置の電源が遮断するようにしたが、引き続いて、別のマイクロチップ１を検査する場合は、継続して、検査ができるようにしても良い。

また、本実施形態のマイクロ流体システムは、遺伝子等に関連するデオキシリボ核酸（ＤＮＡ：Ｄｏｅｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）の増幅や検出反応を行う、いわゆるＤＮＡ検査等に適用することができる。

Claims (5)

1. 第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
   前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記流体駆動部の駆動力を低減する制御部と、を有し、
   前記流体駆動部は、複数の流体駆動部からなり、
   前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記複数の流体駆動部のうち前記被検出部の流体の駆動に影響を与える部分の流体駆動部のみ駆動を停止することを特徴とするマイクロチップを用いた検査装置。
2. 第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
   前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記流体駆動部の駆動力を低減する制御部と、
   前記検出部を駆動させる第１の電源部と、
   前記流体駆動部を駆動させる第２の電源部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記第２の電源部を遮断させることにより前記流体駆動部の駆動を停止することを特徴とするマイクロチップを用いた検査装置。
3. 第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
   前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記流体駆動部の駆動力を低減する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、流体が移動できないレベルで前記流体駆動部を駆動することを特徴とするマイクロチップを用いた検査装置。
4. 第１の流体が流れる第１の流路と、第２の流体が流れる第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とが合流する合流流路に設けられた被検出部と、が備えられたマイクロチップを収容するマイクロチップ収容部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップに接続され、前記第１の流路及び前記第２の流路における流体を駆動する流体駆動部と、
   前記マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの前記被検出部を検出する検出部と、
   前記検出部により前記被検出部を検出する際、前記被検出部の流路における流体を往復移動させるよう前記流体駆動部を駆動する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記検出部により前記被検出部を検出する際、複数回の検出を行い、得られた値を平均化して検出値を算出することを特徴とするマイクロチップを用いた検査装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の検査装置を用いたことを特徴とするマイクロチップを用いた検査システム。