JP5408093B2

JP5408093B2 - 検査システム、検査装置及び検査対象受体

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Publication number: JP5408093B2
Application number: JP2010220859A
Authority: JP
Inventors: 千里吉村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2012078107A

Description

本発明は、検査システム、検査装置及び検査対象受体に関し、詳細には、化学的、医学的、生物学的な検査を行うための検査対象受体、当該検査対象受体を保持して回転して遠心力を当該検査対象受体に付加する検査装置及びこれらから構成される検査システムに関する。

従来、化学的、医学的、生物学的な検査の分野で、ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acid)や酵素、抗原、抗体、タンパク質、ウィルス、細胞などの生体物質、及び化学物質等を検知、定量する場合に使用するマイクロチップ又は検査チップと呼ばれる検査対象受体が提案されている。この検査対象受体を使用して検査を行う検査装置では、検査対象受体の内部の流路に検査対象の液体を注入して、当該検査対象受体を遠心分離装置から構成された検査装置で回転させて、当該回転により生じる遠心力を利用して、検査対象受体内に形成された流路内の複数の混合層に液体を移動させ検査を行うようになっている（例えば、特許文献１）。この特許文献１に記載の検査装置では、モータの主軸に円盤状の第一の回転体を接続し、当該第一の回転体の直径上に対向する位置に、一対の第二の回転体を設けている。この第一の回転体は、モータの回転軸を中心に回転（主回転）するようになっている。また、第二の回転体には、検査対象受体の保持部が設けられており検査対象受体を中に挿入して蓋で押さえて保持して、モータの主軸に設けた副回転ギアにより、自転（副回転）するようになっている。また、この特許文献１に記載の検査装置では、遠心力に耐えるため、支点により蓋として開閉する頑丈な構造のチップホルダ（保持部）に検査対象受体を保持するようになっている。

また、所定厚みの平面視、略長方形の板状部材に、流体回路を形成したマイクロチップも提案されている（例えば、特許文献２）。このマイクロチップでは、チップを順次自転させて遠心力が付加されるようになっている。

特開２００８−６４５９０号公報特開２００９−２８１８６９号公報

特許文献１に記載の検査装置に特許文献２に記載のような、マイクロチップの４方向のいずれの側に保持部の蓋があってもその蓋の方向に遠心力を付与する必要のある検査チップを用いると、例えば遠心分離にて血液の血しょうや血球の分離を行う場合、一例として、１８００Ｇもの遠心力を付与する必要があり、この場合、検査チップの重量が仮に数ｇであっても、数ｋｇｆ〜十数ｋｇｆの力が遠心力方向に掛かることになるので、検査チップが保持部から外に投げ出されないように保持するための開閉式の蓋、特に蓋と保持部を繋ぐヒンジ機構の強度は、安全を考慮して数十ｋｇｆの力に耐え得る様、強度を非常に高める必要がある。従って、マイクロチップの保持部が巨大化、高重量化し、装置全体も大型化するという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、検査対象受体の保持部の蓋やヒンジ機構に過大な強度が必要ない検査システム、検査装置及び検査対象受体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の検査システムでは、検査対象の液体を溜める液溜部と当該液溜部に接続された流路とが内部に形成され、前記液体の検査を行う検査対象受体と、当該検査対象受体を回転させて遠心力により前記液体を前記液溜部から前記流路に移動させる検査装置とから構成された検査システムであって、前記検査装置は、所定平面で回転する回転体と、当該回転体上で前記所定平面と平行な軸線に対して直交する方向に前記検査対象受体が挿入されて保持する保持体と、当該保持体に設けられ、前記検査対象受体が挿入される開口部と、当該開口部に開閉可能に設けられ、前記検査対象受体を前記保持体に対して固定する蓋と、前記回転体を回転させる回転駆動手段と、前記保持体を前記所定平面に沿う軸線周りに回転させ保持体回転手段と、当該保持体回転手段を制御する回転制御手段とを備え、当該回転制御手段は、前記検査対象受体を挿入する前記保持体の挿入口以外の部分が遠心力方向に向くように前記保持体回転手段を制御し、前記液溜部から前記液溜部に接続された前記流路に向かう方向は、前記検査対象受体と対向する前記蓋の内面に対して、垂直以外の方向であることを特徴とする。

この構成の検査システムでは、遠心力を検査対象受体に付加する場合に前記液溜部から前記液溜部に接続された前記流路に向かう延設方向は、前記検査対象受体と対向する前記蓋の内面に対して、垂直以外の方向であり、保持体の蓋が開く方向に遠心力が掛からないので、蓋やヒンジ機構を強化する必要が無く検査装置の大型化を防止できる。

また、前記検査装置は、回転制御手段の制御により、前記検査対象受体を挿入する前記保持体の挿入口以外の部分が遠心力方向に向くように前記保持体回転手段を制御することができる。

また、前記検査対象受体には、前記液体が混合される混合液溜部が複数設けられ、第一混合液溜部から前記流路を介して接続される第二混合液溜部が、当該第一混合液溜部に対して、前記保持体に対する前記検査対象受体の挿入方向に対して所定角度傾斜した方向に設けられていても良い。この場合には、第一混合液溜部から第二混合液溜部へ液体を移動させる場合に、第一混合液溜部から前記流路を介して接続される第二混合液溜部が、当該第一混合液溜部に対して、前記保持体に対する前記検査対象受体の挿入方向に対して所定角度傾斜した方向に設けられているので、前記検査対象受体と対向する前記蓋の内面に対して、垂直に遠心力を付加する必要がない。従って、保持体の蓋が開く方向に遠心力が掛からないので、蓋やヒンジ機構を強化する必要が無く検査装置の大型化を防止できる。

また、本発明の第２の態様の検査装置は、板状部材の表面に検査対象の液体を溜める液溜部と当該液溜部に接続された流路とが形成され前記液体の検査を行う検査対象受体を回転させて遠心力により前記液体を前記液溜部から前記流路に移動させる検査装置であって、所定平面で回転する回転体と、当該回転体上で、前記所定平面と平行な軸線に対して直交する方向に前記検査対象受体を挿入して保持する保持体と、当該保持体に設けられ、前記検査対象受体が挿入される開口部と、当該開口部に開閉可能に設けられ、前記検査対象受体を前記保持体に対して固定する蓋と、前記回転体を回転させる回転駆動手段と、前記保持体を前記所定平面に沿う軸線周りに回転させる保持体回転手段と、当該保持体回転手段を制御する回転制御手段とを備え、当該回転制御手段は、前記検査対象受体を挿入する前記保持体の挿入口以外の部分が遠心力方向に向くように前記保持体回転手段を制御することを特徴とする。

この場合には、遠心力を検査対象受体に付加する場合に、回転制御手段の制御により保持体の蓋が開く方向に遠心力が掛からないので、蓋やヒンジ機構を強化する必要が無く検査装置の大型化を防止できる。

また、本発明の第３の態様の検査装置は、所定平面で回転する回転体と、前記回転体上で、検査対象の液体が注入された検査対象受体を保持する保持体と、前記保持体に設けられ、一方向に開口する開口部と、前記開口部に開閉可能に設けられる蓋と、前記回転体を回転させる回転駆動手段と、前記保持体に保持された検査対象受体、および前記保持体を、前記所定平面に沿う軸線を回転の軸心として回転させる保持体回転手段と、前記保持体回転手段を制御する回転制御手段とを備え、前記回転制御手段は、前記保持体が前記検査対象受体を保持し、前記蓋が前記開口部に対し閉位置に位置する状態において、前記検査対象受体から前記蓋に向かう方向が、遠心力方向と交差するように前記保持体回転手段を制御することを特徴とする。この場合には、遠心力を検査対象受体に付加する場合に、保持体の蓋が開く方向に遠心力が掛からないので、蓋を強化する必要が無く検査装置の大型化を防止できる。

前記保持体は、前記回転体の回転軸を挟んで一対設けられ、前記回転制御手段は、二つの前記保持体を同時に前記蓋が前記遠心力方向外側の位置にならにように前記保持体回転手段を制御するようにされていても良い。

検査チップ１の正面図である。検査装置３０の初期状態の正面図である。検査装置３０の動作状態の正面図である。検査装置３０の平面図である。チップホルダ４７の斜視図である。制御装置９０の電気的構成を示すブロック図である。制御装置９０のＣＰＵ９１が実行する検査処理のフローチャートである。試薬を充填した状態の検査チップ１の正面図である。遠心力の方向０°の状態を示す検査チップ１の正面図である。遠心力の方向３０°の状態を示す検査チップ１の正面図である。遠心力の方向６０°の状態を示す検査チップ１の正面図である。遠心力の方向９０°の状態を示す検査チップ１の正面図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、検査対象受体の一例として検査チップ１を用い、検査装置の一例として検査装置３０を用いる。また、検査システムの一例としては、検査チップ１と検査装置３０から構成されるシステムを用いる。

まず、検査チップ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、検査チップ１は平面視長方形で所定の厚みを有する合成樹脂の板材２から構成されている。検査チップ１には、検査対象の液体を溜める第一注入液溜部３、試薬を投入する第二注入液溜部４、第三注入液溜部５、第四注入液溜部６が平面視円形の窪みとして形成されている。第一注入液溜部３、第二注入液溜部４、第三注入液溜部５、第四注入液溜部６は、検査チップ１を正面視した場合に、向かって右側から左側に向けて順に形成されている。従って、検査チップ１では、検査対象の液体に三つの試薬を投入することができるようになっている。

尚、検査チップ１の板材２の表面には、透明の合成樹脂の薄板から構成されたカバー部材１００が設けられている。このカバー部材１００は平面視長方形で、板材２の表面と同一の大きさに形成されている。このカバー部材１００により、検査チップ１の表面が封止されている。また、カバー部材１００には、第一注入液溜部３、第二注入液溜部４、第三注入液溜部５及び第四注入液溜部６に各々対向する位置に液体や試薬を注入するための注第一注入口１０３、第二注入口１０４、第三注入口１０５及び第四注入口１０６が各々設けられている。

また、第一注入液溜部３には第一流路７が接続され、第二注入液溜部４には第二流路８が接続され、第三注入液溜部５には第三流路９が接続され、第四注入液溜部６には第四流路１０が接続されている。第一流路７から第四流路１０は、板材２に所定幅、所定深さ、所定長さの溝状に形成されている。さらに、第一流路７から第四流路１０の末端部には、幅が狭くなった出口が各々設けられている。尚、第一流路７から第四流路１０の延設方向は、図１に示す矢印Ａ方向となる。

また、第一流路７の下方側（図１に於ける下方側）には、第一流路７から供給される検査対象の液体を所定量計量する計量部１１が形成されている。計量部１１は、第一壁部１２と第二壁部１３と、第一壁部１２と第二壁部１３との間に形成される空間部１４とから構成されている。また、計量部１１の第二壁部１３の下方には、計量部１１で所定量計量して第二壁部１３から流れ出た液体（余った液体）を溜める余剰槽１５が形成されている。図１に示す検査チップ１の下端部を水平方向とした場合には、第一壁部１２の上面が、当該水平方向に対して、一例として、１５°の角度となるように、第一壁部１２が第二流路８方向に第一所定長さ延設されている。そして、第一壁部１２の上面側に第五流路２１が形成されている。また、第二壁部１３は、第一壁部１２の上面の延設方向に対して、１８０度未満から０度より大きい何れかの角度方向に第二所定長さ延設されている。尚、第一壁部１２及び第二壁部１３の延設方向の角度と長さは、計量部１１で計り取る液体の量により決定される。

また、第二流路８の下方側（図１に於ける下方側）には、計量部１１の第一壁部１２から流れ出た液体に第二流路８から供給された試薬を混合する第一混合液溜部１６が形成されている。第一混合液溜部１６には、第三壁部１７が第三流路９方向に向けて所定長さ延設されている。第三壁部１７の上面は、前記水平方向に対して、一例として、４５°の角度で第三流路９方向に向けて斜め上方に所定長さ形成されている。第三壁部１７の上面側には、第六流路２２が形成されている。

また、第三流路９の下方側（図１に於ける下方側）には、第一混合液溜部１６の第三壁部１７から流れ出た液体に第三流路９から供給された試薬を混合する第二混合液溜部１８が形成されている。第二混合液溜部１８には、第四壁部１９が第四流路１０方向に向けて所定長さ延設されている。第四壁部１９の上面は、前記水平方向に対して、一例として、７５°の角度で第四流路１０方向に向けて斜め上方に所定長さ形成されている。第四壁部１９の上面側には、第七流路２３が形成されている。また、第四流路１０の下方側（図１における下方側）には、第二混合液溜部１８の第四壁部１９から流れ出た液体に第四流路１０から供給された試薬を混合する第三混合液溜部２０が形成されている。尚、計量部１１、余剰槽１５、第一混合液溜部１６、第二混合液溜部１８、第三混合液溜部２０、第五流路２１、第六流路２２、第七流路２３は、検査チップ１を構成する板材２に対する窪みとして各々形成されている。ここで、検査チップ１のチップホルダ４７への挿入方向（図１に於ける矢印Ａ方向）に対して、第三混合液溜部２０は第二混合液溜部１８に対して所定角度傾斜した方向に設けられ、第二混合液溜部１８は第一混合液溜部１６に対して所定角度傾斜した方向に設けられている。

次に、図２から図４を参照して、上記のように構成された検査チップ１が挿入されたチップホルダ４７を所定の自転角度に保持して公転させて、遠心力を付加する検査装置３０の機械的構造について説明する。図２は、検査装置３０に検査チップ１を着脱する初期状態の検査装置３０の正面図であり、図３は、検査チップ１を公転して遠心力を与えている状態の一例の検査装置３０の正面図である。図２から図４に示すように、検査装置３０には、下部筐体３１と、回転する円盤状のターンテーブル３３と、ターンテーブル３３に設けられたチップホルダ角度変更機構３４とが設けられている。また、検査装置３０には制御装置９０が接続されている。また、図４に示すように、当該下部筐体３１の上面部には、平面視長方形の板材から構成された上板３２が設けられており、上板３２上にターンテーブル３３が回転可能に設けられている。

次に、図２から図５を参照して、チップホルダ４７の構造を説明する。ターンテーブル３３には、図２及び図３に示すように水平方向と垂直方向の間で９０度回転するチップホルダ４７が一対設けられている。検査チップ１は平面視長方形に形成された板状の部材であるため、チップホルダ４７は、図５に示すように、検査チップ１を内部に収納できるように検査チップ１より一回り大きい正面視長方形に形成された開口部４７７を有し、開閉可能な蓋４９を有する箱状の部材である。チップホルダ４７には、底部４７１、左側壁４７２、右側壁４７３、前壁４７４及び後壁４７５が設けられている。尚、後壁４７５が軸４６（図２及び図３参照）に接続され、チップホルダ４７が自転する。このチップホルダ４７は、図４に示すように、検査チップ１の背面をターンテーブル３３の上面と直交する状態で保持するようになっている。従って、検査チップ１は、図５に示す開口部４７７からチップホルダ４７内に縦方向に挿入される。尚、チップホルダ４７の材質の一例としては、ステンレス等の金属又は高剛性の合成樹脂を用いることができる。

次に、蓋４９の構造について図５を参照して説明する。蓋４９は、所定厚み、所定幅、所定長の剛性を有する板状部材から構成され、チップホルダ４７の開口部４７７を塞ぐようになっている。蓋４９の材質の一例としては、ステンレス等の金属又は高剛性の合成樹脂を用いることができる。また、蓋４９の一端部とチップホルダ４７の左壁４７２の上端部との間にヒンジ４８０が設けられ、蓋４９は、チップホルダ４７の開口部４７７に対して開閉可能となっている。また、蓋４９のヒンジ４８０側と反対側の端部には、ロック機構４８１が設けられている。このロック機構４８１は、先端部に係止爪４８４が突出し、後端部に押圧部４８５が形成されたレバー部材４８３と、当該レバー部材４８３の中央部を回動可能に支持する支持部材４８２とから構成されている。係止爪４８４はチップホルダ４７の右壁４７３の上端部の凹部４７６に係止するようになっている。また、レバー部材４８３が図示外のばねにより係止爪４８４が凹部４７６に係止する方向に付勢されている。尚、蓋４９の内面４９１が、がチップホルダ４７に挿入された検査チップ１（図１参照）の上端部に当接して検査チップ１がチップホルダ４７に固定される。

次に、検査チップ１の液溜部と、流路の延設方向と、チップホルダ４７の蓋４９との関係を図１、図５、図８を参照して説明する。図１及び図８に示すように、第一注入液溜部３から液体を流す第一流路７の延設方向は、チップホルダ４７の蓋４９方向と１８０度逆方向となっている。また、同様に、第二注入液溜部４から液体を流す第二流路８の延設方向もチップホルダ４７の蓋４９方向と１８０度逆方向となっている。また、同様に、第三注入液溜部５から液体を流す第三流路９の延設方向もチップホルダ４７の蓋４９方向と１８０度逆方向となっている。また、同様に、第四注入液溜部６から液体を流す第四流路１０の延設方向もチップホルダ４７の蓋４９方向と１８０度逆方向となっている。

また、計量部１１から第一混合液溜部１６に液体を流す第五流路２１の延設方向は、水平方向に対して左斜め上１５度（図１参照）となっており、チップホルダ４７の蓋４９の内面４９１（図８参照）方向に垂直に向かっていない。また、第一混合液溜部１６から第二混合液溜部１８に液体を流す第六流路２２の延設方向は、水平方向に対して左斜め上４５度（図１参照）となっており、チップホルダ４７の蓋４９の内面４９１（図８参照）方向に垂直に向かっていない。また、第二混合液溜部１８から第三混合液溜部２０に液体を流す第七流路２３の延設方向は、水平方向に対して左斜め上７５度（図１参照）となっており、チップホルダ４７の蓋４９の内面４９１（図８参照）方向に垂直に向かっていない。また、計量部１１の斜め左下（図１参照）に、第一混合液溜部１６が設けられおり、第一混合液溜部１６の斜め左下（図１参照）に、第二混合液溜部１８が設けられおり、第二混合液溜部１８の斜め左下（図１参照）に、第三混合液溜部２０が設けられている。従って、チップホルダ４７への検査チップ１の挿入方向（図１及び図８における矢印Ａ方向）においては、第一混合液溜部１６が計量部１１に対して所定角度傾斜した方向に設けられている。同様に、第二混合液溜部１８が第一混合液溜部１６に対して所定角度傾斜した方向に設けられている。同様に、第三混合液溜部２０が第二混合液溜部１８に対して所定角度傾斜した方向に設けられている。

次に、図２から図４を参照して、下部筐体３１の構造を説明する。下部筐体３１は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造となっており、図２及び図３に示すように、その上面には、平面視長方形の上板３２が設けられ、当該上板３２にターンテーブル３３が回転可能に設けられている。また、下部筐体３１内には、内部を水平方向に貫く中フレーム部材５２が設けられている。中フレーム部材５２の左下側（図２及び図３における）には、ターンテーブル３３を回転させるための主軸モータ３５が設けられている。また、主軸モータ３５の軸３６には、プーリ３７が固定されている。さらに、上板３２の中央部をターンテーブル３３を回動する主軸５７が上方向に延設されて突き抜けている。この主軸５７は、上板３２の中央部下部に設けられた支持部材５３の中央を貫通しターンテーブル３３に接続されている。主軸５７は支持部材５３により回動可能に保持されている。支持部材５３は、一対のフレーム５４により中フレーム部材５２に固定されている。また、主軸５７には、プーリ３８が固定され、ベルト３９がプーリ３７及びプーリ３８間に掛け渡されている。従って、主軸モータ３５の軸３６の回動によりプーリ３７、ベルト３９及びプーリ３８を介して駆動力が主軸５７に伝達されてターンテーブル３３が回転する。

また、主軸５７は、内部が中空になっており、その中で上下動する内軸である第二軸４０が主軸５７内を貫通して、チップホルダ角度変更機構３４のラックギア４３に接続されている。また、第二軸４０の下端部は、当該第二軸４０を回動可能に保持する軸受４１により保持されている。軸受４１の内部には、図示外のベアリングが設けられている。また、第二軸４０は、その中間部を中フレーム部材５２に固定された軸受５５により、回動自在に保持されている。また、軸受４１は、下部筐体３１に設けられたＴ型プレート４８に接続されている。Ｔ型プレート４８は、ガイドレール５６により、下部筐体３１内で、上下方向に移動可能となっている。図２に示す状態が、Ｔ型プレート４８が一番上まで上がった状態である。

また、下部筐体３１内には、Ｔ型プレート４８を上下動させるためのステッピングモータ５１が図示外の固定具により固定されている。ステッピングモータ５１の軸５８には、円盤状のカム板５９が固定されており、カム板５９の正面には、円柱状の突起７０が設けられている。また、Ｔ型プレート４８の背面には、横長の溝部８０が形成されており、突起７０が溝部８０内を摺動するようになっている。従って、ステッピングモータ５１の軸５８が回転すると、カム板５９が回転し、突起７０が上下して、当該突起７０が摺動する溝部８０が設けられているＴ型プレート４８がガイドレール５６に沿って上下動するようになっている。

次に、図２から図４を参照して、チップホルダ角度変更機構３４の構造を説明する。チップホルダ角度変更機構３４は、ターンテーブル３３に一対のＬ型プレート６０により固定されている。また、一対のＬ型プレート６０の間には、第二軸４０に固定されたラックギア４３が設けられている。ラックギア４３は、正面視縦長の金属製の板状の部材であり、その左右の端部にギアが各々刻まれている。また、各Ｌ型プレート６０には、チップホルダ４７が軸４６により回動可能に支持されており、チップホルダ４７には、ギア４５が固定されており、ギア４５には、Ｌ型プレート６０に回動可能に支持されたピニオンギア４４が噛合しており、ピニオンギア４４は、ラックギア４３に噛合している。そして、ラックギア４３の上端部には、ガイド部材４２が設けられており、ガイド部材４２は、一対のフレーム６２に保持された上部プレート６１の中央の開口部により摺動可能に保持されている。従って、ラックギア４３が上昇した場合には、ガイド部材４２は、上部プレート６１から突出する。

次に、図６を参照して、制御装置９０の電気的構成について説明する。制御装置９０は、主軸モータ３５及びステッピングモータ５１を制御して、ターンテーブル３３の回転や、チップホルダ４７の所定角度への自転を制御している。制御装置９０には、検査装置３０の主制御を司るＣＰＵ９１と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ９２と、制御プログラムを記憶したＲＯＭ９３とが設けられている。また、ＣＰＵ９１には、外部装置からのデータを入力する入力部９４、制御装置９０の操作を行う操作ボタン９５、主軸モータ３５を制御するための主軸モータコントローラ９６、ステッピングモータ５１を制御するためのステッピングモータコントローラ９７、各種データやプログラムを記憶するハードディスク装置（「ＨＤＤ」とも言う。）９８及びディスプレイ９９等が設けられている。

上記構成の検査装置３０で検査チップ１に対してかかる遠心力の方向を変更する場合には、制御装置９０の制御により、ステッピングモータ５１が所定回転だけ回転して、カム板５９の突起７０がＴ型プレート４８の溝部８０を摺動してＴ型プレート４８が上下動し、第二軸４０も上下動する。例えば、図３に示すようにＴ型プレート４８が途中まで下がった状態では、第二軸４０も途中まで下がり、図３に示す右側のチップホルダ４７は、図２に示す垂直状態から反時計回りに９０°回動し、図３に示す左側のチップホルダ４７は、図２に示す垂直状態から時計回りに９０°回動して、各々水平状態になる。また、図２に示すようにＴ型プレート４８が一番上まで上がった状態では、第二軸４０も一番上まで上がり、チップホルダ４７は、図３に示す前記水平状態から各々９０°回動して図２に示す垂直状態（０°）になる。従って、チップホルダ４７の回動は、検査装置３０のターンテーブル３３の回転を止めることなく、ステッピングモータ５１を所定ステップだけ回動することにより０°と９０°の間であれば任意の角度にできる。従って、検査チップ１にかかる遠心力の方向を変更して液体や試薬を計量、混合するために一々、ターンテーブル３３の回転を止める必要がない。

次に、上記のように構成された、検査装置３０の動作について図７のフローチャートと、図２から図３及び図８から図１２を参照して説明する。図７のフローチャートのプログラムは、ＲＯＭ９３に記憶されておりＣＰＵ９１が実行する。図８に示すように、使用者は、先ず、検査チップ１の第一注入液溜部３に第一注入口１０３から検査対象の液体を注入し、第二注入液溜部４に第二注入口１０４から第一の試薬を注入し、第三注入液溜部５に第三注入口１０５から第二の試薬を注入し、第四注入液溜部６に第四注入口１０６から第三の試薬を注入する。次いで、図２に示すように、チップホルダ４７に対して、重力方向（図２及び図８に示す下方向）に、検査チップ１を各々挿入し、蓋４９を閉めてロック機構４８１により蓋４９をチップホルダ４７に固定する。この状態で、図８に示すように、蓋４９の内面４９１により、検査チップ１の上端部が押さえられ、検査チップ１がチップホルダ４７に固定される。

次いで、検査装置３０の制御装置９０の操作ボタン９５を操作して、検査装置３０の電源をＯＮする。すると、先ず、ＣＰＵ９１及びステッピングモータコントローラ９７の制御により、ステッピングモータ５１が回動して、チップホルダ４７が自転して、図３及び図９に示すように、第一流路７から第四流路１０の上流から下流へ向かう延設方向（図９に示す矢印Ａ方向）と、遠心力方向（図９に示す矢印Ｂ方向）とがなす角度が０°になる（Ｓ１１）。次いで、ＣＰＵ９１及び主軸モータコントローラ９６の制御により、主軸モータ３５の軸３６が回動し、プーリ３７、ベルト３９及びプーリ３８を介して駆動力が主軸５７に伝達されてターンテーブル３３が回転して、遠心力が図９に示す矢印Ｂ方向に発生する（Ｓ１２）。

この状態で、図９に示す検査チップ１の第一流路７、第二流路８から第四流路１０の上流から下流へ向かう延設方向（検査チップ１の側面の延設方向）（矢印Ａ方向）と遠心力の方向（矢印Ｂ方向）の間の角度が０°である。この時に、一例として、遠心力が２００ｇ係るようにして回転を１０秒間行う。この処理により、遠心力で図９に示すように、第一注入液溜部３に注入した検査対象の液体は、遠心力により第一流路７を経由して、計量部１１に流出する。この時に、第二壁部１３の重力方向と反対側方向に対する高さ（長さ）が、第一壁部１２の重力方向と反対側方向に対する高さ（長さ）より低い（短い）ので、第一壁部１２と第二壁部１３との間で、第一壁部１２の高さまでの容積を超える量の検査対象の液体は、第二壁部１３を乗り越えて余剰槽１５に流れ込む。従って、第一壁部１２と第二壁部１３とで作られる計量部１１で所定量の検査対象の液体が計量される。

また、この処理により、図９に示すように、第二注入液溜部４に注入した第一の試薬は、遠心力により第二流路８を経由して、第一混合液溜部１６に流出して溜まる。同様に、第三注入液溜部５に注入した第二の試薬は、遠心力により第三流路９を経由して、第二混合液溜部１８に流出して溜まる。同様に、第四注入液溜部６に注入した第三の試薬は、遠心力により第四流路１０を経由して、第三混合液溜部２０に流出して溜まる。ここで、第一流路７、第二流路８、第三流路９及び第四流路１０の延設方向（液体の流れる方向）はチップホルダ４７の底部４７１方向に向かっており、遠心力（図９に示す矢印Ｂ方向）もチップホルダ４７の底部４７１方向に向ければ良い。従って、この状態では、遠心力の方向（図９に示す矢印Ｂ方向）は、チップホルダ４７の蓋４９には向かわないので、特許文献１に記載の発明のように、数十ｋｇｆの荷重に耐える必要がなく、蓋４９は単に閉じているだけで良い。従って、蓋４９は図５に示すような簡単な構造の板材で良く、装置が大型化するのを防止できる。また、ロック機構４８１やヒンジ４８０も簡単な構造でよい。

次に制御装置９０の制御により、図２及び図３に示すステッピングモータ５１が所定角度回転して、Ｔ型プレート４８が上昇して、第二軸４０が上昇し、ラックギア４３が上昇して、ピニオンギア４４が回転して、チップホルダ４７が遠心力の方向（図１０に示す矢印Ｂ方向）に対して所定角度回転する。ここでは、一例として、図１０に示す検査チップ１の第一流路７から第四流路１０の上流から下流へ向かう延設方向（図１０に示す矢印Ａ方向）と遠心力の方向（図１０に示す矢印Ｂ方向）の間の角度が３０°になる（Ｓ１３）。そして、遠心力が２００ｇ係るようにしてターンテーブル３３の回転を１０秒間行う。この処理により、第一壁部１２の延設方向と図１０に示す遠心力方向とのなす角の内、液体に接している面側の角度が鈍角になり、図１０に示すように、計量部１１で計り取られた検査対象の液体が第一壁部１２の先端部を乗り越え第五流路２１を通って第一混合液溜部１６に流れ込んで、第一混合液溜部１６に溜まった第一の試薬と混合される。この時に、第一混合液溜部１６及び第二混合液溜部１８に溜まった第一、第二の試薬はそのままで移動しない。第三壁部１７、第四壁部１９の傾斜角度が第一壁部１２より大きく、図１０に示す遠心力方向となす角の内、液体に接している面側の角度が鋭角となっているからである。ここで、第五流路２１の延設方向（液体の流れる方向）はチップホルダ４７の左壁４７２方向に向かっている。この状態では、遠心力の方向（図１０に示す矢印Ｂ方向）は、チップホルダ４７の底部４７１方向に向かっており、蓋４９には向かわないので、蓋４９を強化する必要がない。従って、装置が大型化するのを防止できる。

次に、上記同様の制御で、一例として、図１１に示す検査チップ１の第一流路７から第四流路１０の上流から下流へ向かう延設方向（図１１の矢印Ａ方向）と遠心力の方向（図１１の矢印Ｂ方向）の間の角度が６０°になるようにして、遠心力が２００ｇ係るようにしてターンテーブル３３の回転を１０秒間行う（Ｓ１４）。この処理により、第三壁部１７の延設方向と図１１に示す遠心力方向（図１１の矢印Ｂ方向）とのなす角の内、液体に接している面側の角度が鈍角になり、図１１に示すように、第一混合液溜部１６で混合された検査対象の液体と第一の試薬が第三壁部１７の先端部を乗り越え第六流路２２を通って第二混合液溜部１８に流れ込んで、第二混合液溜部１８に溜まった第二の試薬と混合される。この時に、第二混合液溜部１８に溜まった第二の試薬はそのままで移動しない。第四壁部１９の傾斜角度が第三壁部１７より大きく、図１１に示す遠心力方向（図１１の矢印Ｂ方向）となす角の内、液体に接している面側の角度が鋭角となっているからである。ここで、第六流路２２の延設方向（液体の流れる方向）はチップホルダ４７の左壁４７２方向に向かっている。この状態では、遠心力の方向（図１１に示す矢印Ｂ方向）は、チップホルダ４７の左側壁４７２方向に向かっており、蓋４９には向かわないので、蓋４９を強化する必要がない。従って、装置が大型化するのを防止できる。

次に、上記同様の制御で、一例として、図１２に示す検査チップ１の第一流路７から第四流路１０の上流から下流へ向かう延設方向（図１２に示す矢印Ａ方向）と遠心力の方向（図１２の矢印Ｂ方向）の間の角度が９０°になるようにして、遠心力が２００ｇ係るようにしてターンテーブル３３の回転を１０秒間行う（Ｓ１５）。この処理により、第四壁部１９の延設方向と図１２に示す遠心力方向とのなす角の内、液体に接している面側の角度が鈍角になり、図１２に示すように、第二混合液溜部１８で混合された検査対象の液体と第一、第二の試薬が第四壁部１９の先端部を乗り越え第七流路２３を通って第三混合液溜部２０に流れ込んで、第三混合液溜部２０に溜まった第三の試薬と混合される。ここで、第七流路２３の延設方向（液体の流れる方向）はチップホルダ４７の左壁４７２方向に向かっている。この状態では、遠心力の方向（図１２に示す矢印Ｂ方向）は、チップホルダ４７の左側壁４７２方向に向かっており、蓋４９には向かわないので、蓋４９を強化する必要がない。従って、装置が大型化するのを防止できる。

次に、制御装置９０の制御により、チップホルダ４７を図２に示す初期位置に戻し（Ｓ１６）、主軸モータ３５の回転を停止してターンテーブル３３の回転を停止する（Ｓ１７）。この処理により、遠心力の付加が終了する。その後、図示外の光源と検出器とから構成される図示外の光学検査部により、検査チップ１に光源より光をあてて検出器にて透過光を測定する。

尚、上記の実施の形態では、第五流路２１、第六流路２２及び第七流路２３の上流側から下流側に向かう延設方向もチップホルダ４７の蓋４９の内面４９１に垂直に向かわない垂直以外の方向となっている。

上記の実施の形態では、検査対象受体の一例が検査チップ１である。また、保持体の一例が、チップホルダ４７である。また、液溜部の一例が、第一注入液溜部３、第二注入液溜部４、第三注入液溜部５、第四注入液溜部６、第一混合液溜部１６、第二混合液溜部１８、第三混合液溜部２０である。また、流路の一例が、第一流路７、第二流路８、第三流路９、第四流路１０、第五流路２１、第六流路２２及び第七流路２３である。また、回転制御手段の一例が、制御装置９０であり、保持体回転手段の一例が、チップホルダ角度変更機構３４である。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能なことはいうまでもない。上記に実施の形態では、内部中空の主軸５７の内側に、第二軸４０を貫通して、当該第二軸４０を上下動することで、チップホルダ４７の角度を変更しているが、第二軸４０は、主軸５７の内部を通らずに、主軸５７の外部に主軸５７と平行に設けてもよい。また、チップホルダ角度変更機構３４は、上記実施の形態に限られず、各種の力学的構成を用いても良い。

尚、上記実施の形態の各壁の傾斜角度や遠心力の方向は単なる例示であり、測定する条件に合わせて予め決定すれば良い。例えば、上記実施の形態では、検査チップの回転角度は、０°から９０°あったが、角度の範囲の制約は無く、０°から１８０°や０°から３６０°回転できる構成としても良い。

１検査チップ
２板材
３第一注入液溜部
４第二注入液溜部
５第三注入液溜部
６第四注入液溜部
７第一流路
８第二流路
９第三流路
１０第四流路
１１計量部
１２第一壁部
１３第二壁部
１４空間部
１５余剰槽
１６第一混合液溜部
１８第二混合液溜部
２０第三混合液溜部
２１第五流路
２２第六流路
２３第七流路
３０検査装置
３１下部筐体
３３ターンテーブル
３４チップホルダ角度変更機構
３５主軸モータ
４７チップホルダ
５１ステッピングモータ
９０制御装置
９１ＣＰＵ
９２ＲＡＭ
９３ＲＯＭ
９４入力部
９５操作ボタン
９６主軸モータコントローラ
９７ステッピングモータコントローラ
９８ハードディスク装置
９９ディスプレイ
１００カバー部材
１０３第一注入口
１０４第二注入口
１０５第三注入口
１０６第四注入口
４７１底部
４７２左側壁
４７３右側壁
４７６凹部
４７７開口部
４８０ヒンジ
４８１ロック機構
４８２支持部材
４８３レバー部材
４８４係止爪
４８５押圧部
４９１内面

Claims

検査対象の液体を溜める液溜部と当該液溜部に接続された流路とが内部に形成され、前記液体の検査を行う検査対象受体と、当該検査対象受体を回転させて遠心力により前記液体を前記液溜部から前記流路に移動させる検査装置とから構成された検査システムであって、
前記検査装置は、
所定平面で回転する回転体と、
当該回転体上で前記所定平面と平行な軸線に対して直交する方向に前記検査対象受体が挿入されて保持する保持体と、
当該保持体に設けられ、前記検査対象受体が挿入される開口部と、
当該開口部に開閉可能に設けられ、前記検査対象受体を前記保持体に対して固定する蓋と、
前記回転体を回転させる回転駆動手段と、
前記保持体を前記所定平面に沿う軸線周りに回転させる保持体回転手段と、
当該保持体回転手段を制御する回転制御手段とを備え、
当該回転制御手段は、前記検査対象受体を挿入する前記保持体の挿入口以外の部分が遠心力方向に向くように前記保持体回転手段を制御し、
前記液溜部から前記液溜部に接続された前記流路に向かう方向は、前記検査対象受体と対向する前記蓋の内面に対して、垂直以外の方向であることを特徴とする検査システム。
前記検査対象受体には、前記液体が混合される混合液溜部が複数設けられ、第一混合液溜部から流路を介して接続される第二混合液溜部が、当該第一混合液溜部に対して、前記保持体に対する前記検査対象受体の挿入方向に対して所定角度傾斜した方向に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
板状部材の表面に検査対象の液体を溜める液溜部と当該液溜部に接続された流路とが形成され前記液体の検査を行う検査対象受体を回転させて遠心力により前記液体を前記液溜部から前記流路に移動させる検査装置であって、
所定平面で回転する回転体と、
当該回転体上で、前記所定平面と平行な軸線に対して直交する方向に前記検査対象受体を挿入して保持する保持体と、
当該保持体に設けられ、前記検査対象受体が挿入される開口部と、
当該開口部に開閉可能に設けられ、前記検査対象受体を前記保持体に対して固定する蓋と、
前記回転体を回転させる回転駆動手段と、
前記保持体を前記所定平面に沿う軸線周りに回転させる保持体回転手段と、
当該保持体回転手段を制御する回転制御手段とを備え、
当該回転制御手段は、前記検査対象受体を挿入する前記保持体の挿入口以外の部分が遠心力方向に向くように前記保持体回転手段を制御することを特徴とする検査装置。
所定平面で回転する回転体と、
前記回転体上で、検査対象の液体が注入された検査対象受体を保持する保持体と、
前記保持体に設けられ、一方向に開口する開口部と、
前記開口部に開閉可能に設けられる蓋と、
前記回転体を回転させる回転駆動手段と、
前記保持体に保持された検査対象受体、および前記保持体を、前記所定平面に沿う軸線を回転の軸心として回転させる保持体回転手段と、
前記保持体回転手段を制御する回転制御手段とを備え、
前記回転制御手段は、前記保持体が前記検査対象受体を保持し、前記蓋が前記開口部に対し閉位置に位置する状態において、前記検査対象受体から前記蓋に向かう方向が、遠心力方向と交差するように前記保持体回転手段を制御することを特徴とする検査装置。
前記保持体は、前記回転体の回転軸を挟んで一対設けられ、
前記回転制御手段は、二つの前記保持体を同時に前記蓋が前記遠心力方向外側の位置にならにように前記保持体回転手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。