JP6638303B2 - Analyzer chip holder and analyzer - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロチップ内において慣性力などの運動学的作用を利用して測定対象液を調製すると共に、当該測定対象液に光を照射して特定の成分の濃度を測定する分析装置に搭載される、マイクロチップを保持するためのチップホルダ、およびこのチップホルダを備えた分析装置に関する。   The present invention is mounted on an analyzer that prepares a liquid to be measured using kinematic action such as inertial force in a microchip and irradiates the liquid to be measured with light to measure the concentration of a specific component. The present invention relates to a chip holder for holding a microchip, and an analyzer provided with the chip holder.

近年、マイクロマシン技術を応用して、化学分析等を従来の装置に比して微細化して行うことのできる、『μ−TAS(μ−Total Analysis System)』や『Lab on a chip』と称されるマイクロチップを利用した分析方法が注目されている。
このようなマイクロチップを使用した分析システムは、マイクロマシン作製技術によって小さな基盤上に形成された微細な流路内において、試薬の混合、反応、分離、抽出及び検出を含む分析のすべての工程を行うことを目指したものである。このような分析システムは、例えば医療分野における血液の分析、超微量の蛋白質や核酸等の生体分子の分析等に用いられている。
In recent years, it is referred to as “μ-TAS (μ-Total Analysis System)” or “Lab on a chip”, which can perform chemical analysis and the like more minutely than conventional devices by applying micromachine technology. An analysis method using a microchip has attracted attention.
An analysis system using such a microchip performs all steps of analysis including mixing, reaction, separation, extraction, and detection of reagents in a fine flow path formed on a small substrate by a micromachining technology. It is aimed at that. Such an analysis system is used, for example, for analyzing blood in the medical field, and analyzing biomolecules such as ultra-trace proteins and nucleic acids.

従来、マイクロチップを利用して検体中の特定の成分の濃度や物質量を測定する分析装置としては、マイクロチップを保持するチップホルダが取り付けられた、回転駆動される遠心ロータと、チップホルダに保持されたマイクロチップの測定部に光を照射する光源部と、測定部を透過した光を受光する受光部とを備えてなるものが提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, as an analyzer that uses a microchip to measure the concentration or substance amount of a specific component in a sample, a centrifugal rotor that is driven by rotation and has a tip holder that holds the microchip, and a tip holder There has been proposed a device including a light source unit that irradiates light to a measurement unit of a held microchip and a light receiving unit that receives light transmitted through the measurement unit (see Patent Document 1).

上記の分析装置においては、マイクロチップがチップホルダに保持された状態で、遠心ロータが回転されることによって、マイクロチップ内の検体が遠心分離処理される結果、測定対象液が調製される。その後、得られた測定対象液と試薬とを混合、反応させる混合反応処理が行われ、更に、測定対象液をマイクロチップの測定部に液送される。その後、遠心ロータの回転が停止することにより、チップホルダに保持されたマイクロチップの測定部が、光源部と受光部との間の測定領域に位置される。そして、光源部からの光をマイクロチップの測定部に照射し、測定部からの光を受光部によって受光することにより、測定部内の測定対象液中の特定の成分の濃度や物質量が測定される。   In the above-described analyzer, the sample in the microchip is centrifuged by rotating the centrifugal rotor in a state where the microchip is held by the chip holder, so that a liquid to be measured is prepared. Thereafter, a mixed reaction process of mixing and reacting the obtained liquid to be measured and the reagent is performed, and further, the liquid to be measured is sent to the measuring section of the microchip. Then, when the rotation of the centrifugal rotor stops, the measurement unit of the microchip held by the chip holder is located in the measurement area between the light source unit and the light receiving unit. Then, the light from the light source unit is irradiated to the measuring unit of the microchip, and the light from the measuring unit is received by the light receiving unit, so that the concentration and the amount of the specific component in the liquid to be measured in the measuring unit are measured. You.

特開2007−322208号公報JP 2007-322208 A

しかしながら、上記の分析装置においては、以下のような問題がある。
上記の分析装置においては、マイクロチップは、例えば各測定セルが遠心ロータの回転軸中心と同心円上の位置に並ぶ姿勢でチップホルダに保持される。
然るに、マイクロチップをチップホルダにセットする際には、わずかに位置ずれが生じたり、チップホルダに対するマイクロチップの浮きが生じたりする場合がある。また、このような状態で遠心ロータが回転されると、マイクロチップの位置ずれや浮きが増大することがある。そして、このような位置ずれや浮きが生じると、光源部からの光をマイクロチップの測定部に照射したときに、測定部に照射される光量が変動する。このため、測定対象液中における特定の成分の濃度や物質量について、再現性および精度が高い測定を行うことが困難である。
特に、マイクロチップに投入される検体がより微量である場合には、測定部に収容される検査対象液もより微量となるため、より微細な測定部を有するマイクロチップが必要であり、このようなマイクロチップを用いるときには、上記の問題が顕著となる。
However, the above-described analyzer has the following problems.
In the above-described analyzer, the microchip is held by the chip holder in a posture in which, for example, each measurement cell is arranged at a position concentric with the center of the rotation axis of the centrifugal rotor.
However, when the microchip is set on the chip holder, a slight displacement may occur or the microchip may float on the chip holder. In addition, if the centrifugal rotor is rotated in such a state, the displacement or lifting of the microchip may increase. Then, when such a displacement or floating occurs, when the light from the light source unit is applied to the measurement unit of the microchip, the amount of light applied to the measurement unit varies. For this reason, it is difficult to perform highly reproducible and highly accurate measurement of the concentration and the amount of a specific component in the liquid to be measured.
In particular, when the amount of the sample to be injected into the microchip is smaller, the amount of the test target liquid contained in the measurement unit is also smaller, so a microchip having a finer measurement unit is required. When a suitable microchip is used, the above-mentioned problem becomes remarkable.

そこで、本発明の目的は、マイクロチップをセットする際に生じた、当該マイクロチップの位置ずれなどを解消することができるチップホルダを提供することにある。
本発明の他の目的は、マイクロチップをセットする際に当該マイクロチップの位置ずれなどが生じた場合であっても、当該マイクロチップの測定部に収容された検査対象液について所要の測定を高い精度で行うことができる分析装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a chip holder that can eliminate the displacement of the microchip, which is caused when the microchip is set.
Another object of the present invention is to increase the required measurement of the test liquid stored in the measurement unit of the microchip even when the microchip is displaced when the microchip is set. An object of the present invention is to provide an analyzer that can perform the analysis with high accuracy.

本発明の分析装置用チップホルダは、マイクロチップの測定部に収容された測定対象液に光を照射することによって当該測定対象液を分析する分析装置に搭載される、前記マイクロチップを保持するためのチップホルダであって、
前記マイクロチップの底面を支持する底面支持体と、マイクロチップの側面を取り囲むよう配置され、当該マイクロチップの側面を支持する第1側面支持体、第2側面支持体、第3側面支持体および第4側面支持体を有し、
前記第3側面支持体の両側縁は、連結部を介して前記第1側面支持体および前記第2側面支持体の各々の一側縁に一体に連結されており、第4側面支持体は、その上端縁が前記第3側面支持体に対して離接する方向に変位する片持ちバネとして構成され、
前記第1側面支持体および前記第2側面支持体の少なくとも一つの側面支持体には、前記底面支持体における前記マイクロチップに接する表面を含む基準面と交差する方向に当該マイクロチップを弾性的に押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする。
The chip holder for an analyzer according to the present invention is mounted on an analyzer that analyzes the liquid to be measured by irradiating the liquid to be measured contained in the measurement unit of the microchip with the light, for holding the microchip. Chip holder,
A bottom support for supporting the bottom surface of the microchip, a first side support, a second side support, a third side support and a first side support arranged to surround the side surface of the microchip and support the side surface of the microchip ; With four side supports,
Both side edges of the third side support are integrally connected to one side edge of each of the first side support and the second side support via a connection portion. The upper edge is configured as a cantilever spring that is displaced in a direction of coming and going with respect to the third side support,
At least one side support of the first side support and the second side support elastically holds the microchip in a direction intersecting a reference plane including a surface of the bottom support in contact with the microchip. It is characterized in that a pressing portion for pressing is provided.

本発明の分析装置は、マイクロチップの測定部に収容された測定対象液に光を照射することによって当該測定対象液を分析する分析装置であって、
測定処理が実行される測定処理室内に配置された遠心ロータと、この遠心ロータに設けられた、前記マイクロチップを保持するためのチップホルダとを有し、
前記チップホルダは、前記マイクロチップの底面を支持する底面支持体と、マイクロチップの側面を取り囲むよう配置され、当該マイクロチップの側面を支持する4つの側面支持体とを有し、
前記チップホルダにおける、前記遠心ロータの回転軸を中心とする円軌道の半径方向に沿って配置された少なくとも一つの前記側面支持体には、前記底面支持体における前記マイクロチップに接する表面を含む基準面と交差する方向に当該マイクロチップを弾性的に押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする。
The analyzer of the present invention is an analyzer that analyzes the liquid to be measured by irradiating the liquid to be measured contained in the measurement unit of the microchip with light,
A centrifugal rotor arranged in a measurement processing chamber where the measurement process is performed, and provided in the centrifugal rotor, including a chip holder for holding the microchip,
The chip holder has a bottom support that supports the bottom surface of the microchip, and four side supports that are arranged to surround the side surfaces of the microchip and support the side surfaces of the microchip,
In the chip holder, at least one of the side supports arranged along a radial direction of a circular orbit about the rotation axis of the centrifugal rotor includes a reference surface including a surface of the bottom support that contacts the microchip. A pressing portion for elastically pressing the microchip is provided in a direction intersecting the surface .

本発明の分析装置用チップホルダによれば、マイクロチップには、検査対象液を調製する際に受ける運動学的作用と、側面支持体に設けられた押圧部による押圧力の作用とが働く。このため、マイクロチップをセットする際に生じた、当該マイクロチップの位置ずれなどを解消することができる。
本発明の分析装置によれば、上記の分析装置用チップホルダを有するため、マイクロチップをセットする際に当該マイクロチップの位置ずれなどが生じた場合であっても、当該マイクロチップの測定部に収容された検査対象液について所要の測定を高い精度で行うことができる。
According to the chip holder for an analyzer of the present invention, the kinematic action and the pressing force of the pressing portion provided on the side support work on the microchip when preparing the test liquid. For this reason, it is possible to eliminate the displacement of the microchip, which is caused when the microchip is set.
According to the analyzer of the present invention, since the analyzer has the above-described chip holder for the analyzer, even when the microchip is displaced when the microchip is set, the measurement unit of the microchip is used. The required measurement can be performed with high accuracy on the stored test liquid.

本発明の分析装置用チップホルダを備えた分析装置の一例における構成の概略を示す説明図である。It is an explanatory view showing the outline of composition in an example of an analyzer provided with a tip holder for analyzers of the present invention. 本発明の分析装置用チップホルダに保持されるマイクロチップの一例を示す六面図である。It is a six-view figure showing an example of a microchip held by a tip holder for analyzers of the present invention. 図1に示す分析装置に搭載された、本発明の分析装置用チップホルダの一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of an analyzer chip holder of the present invention mounted on the analyzer shown in FIG. 1. 図3に示す分析装置用チップホルダの側面図である。FIG. 4 is a side view of the chip holder for the analyzer shown in FIG. 3. 図1に示す分析装置における遠心ロータの一部を拡大して示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a part of a centrifugal rotor in the analyzer shown in FIG. 1 in an enlarged manner. 図1に示す分析装置において、本発明の分析装置用チップホルダの押圧部によってマイクロチップに作用する押圧力の方向を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a direction of a pressing force acting on a microchip by a pressing portion of a chip holder for an analyzer of the present invention in the analyzer shown in FIG. 1. 図1に示す分析装置において、遠心ロータの回転が開始したときにマイクロチップに作用する押圧力の方向を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a direction of a pressing force acting on a microchip when rotation of a centrifugal rotor starts in the analyzer shown in FIG. 1.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の分析装置用チップホルダ(以下、単に「チップホルダ」という。)を備えた分析装置の一例における構成の概略を示す説明図である。この分析装置は、マイクロチップ内に投入された例えば血液などの検体を遠心分離処理して得られる測定対象液について、特定の成分の濃度や物質量を、当該特定の成分から発する光を利用して測定するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of an example of an analyzer provided with a chip holder for an analyzer of the present invention (hereinafter, simply referred to as “tip holder”). This analyzer uses the light emitted from the specific component to determine the concentration and the amount of a specific component in a liquid to be measured obtained by centrifuging a sample such as blood, which is put into a microchip, for example. Measurement.

この分析装置は、マイクロチップ内に投入された検体を遠心分離処理することによって測定対象液を調製すると共に、測定対象液についての測定処理を実行する測定処理機構10と、この測定処理機構10を制御すると共に、測定処理機構10からの光強度信号に基づいて、測定対象液中の特定の成分の濃度や物理量を演算する制御機構50とにより構成されている。   The analyzer includes a measurement processing mechanism 10 that prepares a liquid to be measured by centrifuging a sample put into a microchip, and executes a measurement process on the liquid to be measured. The control mechanism 50 is configured to control and calculate the concentration and physical quantity of a specific component in the liquid to be measured based on the light intensity signal from the measurement processing mechanism 10.

測定処理機構10は、マイクロチップが保持される、本発明に係るチップホルダ11の複数を有する。尚、図1においては、便宜上、1つのチップホルダ11が示され、その他のチップホルダは省略されている。   The measurement processing mechanism 10 has a plurality of chip holders 11 according to the present invention, each holding a microchip. In FIG. 1, one tip holder 11 is shown for convenience, and the other tip holders are omitted.

図2は、チップホルダに保持されるマイクロチップの一例を示す六面図である。
このマイクロチップ1は、扁平な直方体状の形状を有する。具体的に説明すると、マイクロチップ1は、長尺な矩形の上面2および底面3と、上面2の長辺と底面3の長辺との間に形成された、幅の大きい2つの側面4,5と、上面2の短辺と底面3の短辺との間に形成された、幅の小さい側面6,7とを有する。また、マイクロチップ1における底面3と幅の小さい2つの側面6,7との間には、アール形状の湾曲面Cが形成されている。
マイクロチップ1における上面2には、検体が投入される検体投入口8が形成されている。また、マイクロチップ1内における底面3付近には、検査対象液が収容される測定部9が形成されている。
FIG. 2 is a six-view drawing showing an example of a microchip held by a chip holder.
This microchip 1 has a flat rectangular parallelepiped shape. More specifically, the microchip 1 includes a long rectangular top surface 2 and a bottom surface 3 and two large side surfaces 4 formed between the long side of the top surface 2 and the long side of the bottom surface 3. 5 and small side surfaces 6 and 7 formed between the short side of the top surface 2 and the short side of the bottom surface 3. Further, between the bottom surface 3 of the microchip 1 and the two side surfaces 6 and 7 having a small width, an R-shaped curved surface C is formed.
On the upper surface 2 of the microchip 1, a sample inlet 8 into which a sample is injected is formed. In addition, a measurement unit 9 for accommodating a test target liquid is formed near the bottom surface 3 in the microchip 1.

図3は、図1に示す分析装置に搭載された、本発明に係るチップホルダの一例を示す斜視図である。このチップホルダ11は、直方体状のマイクロチップ1を収容する収容空間Sを有し、収容空間Sに収容されたマイクロチップ1の底面3を支持する板状の底面支持体12と、マイクロチップ1の側面を取り囲むよう配置された、それぞれマイクロチップ1の側面4,5,6,7を支持する第1側面支持体13、第2側面支持体14、第3側面支持体15および第4側面支持体16とにより構成されている。   FIG. 3 is a perspective view showing an example of the chip holder according to the present invention, which is mounted on the analyzer shown in FIG. The chip holder 11 has a housing space S for housing the microchip 1 having a rectangular parallelepiped shape, and a plate-shaped bottom support 12 for supporting the bottom surface 3 of the microchip 1 housed in the housing space S; The first side support 13, the second side support 14, the third side support 15, and the fourth side support respectively supporting the side surfaces 4, 5, 6, and 7 of the microchip 1, which are arranged so as to surround the side surfaces of the microchip 1. And a body 16.

図示の例では、底面支持体12は、分割された2つの板状の支持体要素12a,12bにより構成されている。これらの支持体要素12a,12bは、マイクロチップ1の長手方向(上面2の長辺方向)に互いに離間して配置されている。   In the illustrated example, the bottom support 12 is configured by two divided plate-shaped support elements 12a and 12b. These support elements 12a and 12b are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the microchip 1 (the long side direction of the upper surface 2).

マイクロチップ1の側面4,5を支持する第1側面支持体13および第2側面支持体14は、底面支持体12における支持体要素12a,12bの各々の側縁に沿って、互いに対向した状態で配置されている。第1側面支持体13および第2側面支持体14の各々の下端縁は、底面支持体12における支持体要素12a,12bの側縁に一体に連結されている。第2側面支持体14の上端部には、第1側面支持体13と第2側面支持体14とによってマイクロチップ1を挟持するための挟持部14aが設けられている。この挟持部14aは、湾曲した板状の片持ちバネにより構成されている。また、第1側面支持体13および第2側面支持体14の各々には、後述する遠心ロータ20に固定するための固定支持部13b,14bが設けられている。   The first side support 13 and the second side support 14 supporting the side surfaces 4 and 5 of the microchip 1 face each other along each side edge of the support elements 12a and 12b in the bottom support 12. It is arranged in. The lower edge of each of the first side support 13 and the second side support 14 is integrally connected to the side edges of the support elements 12 a and 12 b of the bottom support 12. A holding portion 14 a for holding the microchip 1 between the first side support 13 and the second side support 14 is provided at the upper end of the second side support 14. The holding portion 14a is formed of a curved plate-shaped cantilever spring. Further, each of the first side support 13 and the second side support 14 is provided with fixed support portions 13b and 14b for fixing to the centrifugal rotor 20 described later.

マイクロチップ1の側面6,7を支持する第3側面支持体15および第4側面支持体16は、底面支持体12における支持体要素12a,12bの各々の端縁に沿って、互いに対向した状態で配置されている。第3側面支持体15の両側縁は、連結部15aを介して第1側面支持体13および第2側面支持体14の各々の一側縁に一体に連結されている。第4側面支持体16の下端縁は、底面支持体12における支持体要素12bの端縁に一体に連結されている。これにより、第4側面支持体16は、支持体要素12bと連結された下端縁を支持点として、第4側面支持体16の上端縁が第3側面支持体15に対して離接する方向に変位する片持ちバネとして構成されている。   The third side support 15 and the fourth side support 16 supporting the side surfaces 6 and 7 of the microchip 1 face each other along the edge of each of the support elements 12a and 12b on the bottom support 12. It is arranged in. Both side edges of the third side support 15 are integrally connected to one side edge of each of the first side support 13 and the second side support 14 via a connection portion 15a. The lower edge of the fourth side support 16 is integrally connected to the edge of the support element 12 b of the bottom support 12. As a result, the fourth side support 16 is displaced in a direction in which the upper end edge of the fourth side support 16 is separated from the third side support 15 with the lower edge connected to the support element 12b as a support point. It is configured as a cantilever spring.

第1側面支持体13には、底面支持体12におけるマイクロチップ1の底面2に接する表面を含む基準面Fと斜めに交差する方向に当該マイクロチップ1を弾性的に押圧する押圧部17が設けられている。この例における押圧部17は、図4に示すように、L字型の板バネによって構成され、基準面Fに対して斜めに交差する方向にマイクロチップ1を弾性的に押圧するものである。基準面Fに対する押圧部17による押圧力の方向の角度θ(図6参照。)は、例えば10〜50°である。この角度θが10°より小さい場合には、基準面Fに対する押圧部17による押圧力の作用が弱くなる虞れがある。一方、この角度θが50°より大きい場合には、マイクロチップ1へのチップホルダ11の挿抜作業がしにくくなる虞れがある。   The first side support 13 is provided with a pressing portion 17 that elastically presses the microchip 1 in a direction obliquely intersecting with a reference plane F including a surface of the bottom support 12 that contacts the bottom surface 2 of the microchip 1. Have been. As shown in FIG. 4, the pressing portion 17 in this example is configured by an L-shaped leaf spring, and elastically presses the microchip 1 in a direction obliquely intersecting the reference plane F. The angle θ of the direction of the pressing force by the pressing unit 17 with respect to the reference plane F (see FIG. 6) is, for example, 10 to 50 °. If the angle θ is smaller than 10 °, the effect of the pressing force of the pressing unit 17 on the reference plane F may be weak. On the other hand, if the angle θ is larger than 50 °, there is a possibility that the work of inserting and removing the chip holder 11 from the microchip 1 becomes difficult.

このような複数のチップホルダ11は、測定処理が実行される測定処理室(図示省略)内に配置された円板状の遠心ロータ20に、その周方向に沿って互いに等間隔で離間して設けられている。遠心ロータ20は、図5に示すように、円形のリング状の外周部21と、回転軸Rが位置される中心部22と、外周部21と中心部22とを接続するスポーク部23とにより構成されている。そして、遠心ロータ20のスポーク部23は、遠心ロータ20の半径方向に伸びる長尺な矩形の開口24を有し、この開口24にチップホルダ11が固定されている。また、遠心ロータ20の中心部22は、遠心用モータ25の駆動軸26の先端部に固定されており、遠心用モータ25によって、駆動軸26を回転軸Rとして回転駆動される。この遠心ロータ20は、チップホルダ11に保持されたマイクロチップ1内の検体に対して遠心分離処理などの処理を行うことによって測定対象液を調製すると共に、この測定対象液をマイクロチップ1の測定部9に送液する機能を有する。   Such a plurality of tip holders 11 are spaced apart from each other at equal intervals along the circumferential direction of a disk-shaped centrifugal rotor 20 arranged in a measurement processing chamber (not shown) in which a measurement process is performed. Is provided. As shown in FIG. 5, the centrifugal rotor 20 includes a circular ring-shaped outer peripheral portion 21, a center portion 22 where the rotation axis R is located, and a spoke portion 23 connecting the outer peripheral portion 21 and the center portion 22. It is configured. The spoke portion 23 of the centrifugal rotor 20 has a long rectangular opening 24 extending in the radial direction of the centrifugal rotor 20, and the tip holder 11 is fixed to the opening 24. The central portion 22 of the centrifugal rotor 20 is fixed to the distal end of the drive shaft 26 of the centrifugal motor 25, and is driven to rotate by the centrifugal motor 25 using the drive shaft 26 as the rotation axis R. The centrifugal rotor 20 prepares a liquid to be measured by performing a process such as a centrifugal separation process on a sample in the microchip 1 held by the chip holder 11 and measures the liquid to be measured by the microchip 1 It has a function of sending liquid to the section 9.

チップホルダ11に保持されたマイクロチップ1の測定部9は、遠心ロータ20が回転駆動されることによって、遠心ロータ20の回転軸Rを中心とする円軌道Sに沿って移動される。マイクロチップ1における測定部9の円軌道上には、測定対象液中の特定の成分の濃度や物質量を測定するための測定領域Mが設けられている。   The measurement unit 9 of the microchip 1 held by the chip holder 11 is moved along a circular orbit S about the rotation axis R of the centrifugal rotor 20 when the centrifugal rotor 20 is driven to rotate. On the circular orbit of the measurement unit 9 in the microchip 1, a measurement region M for measuring the concentration or the amount of a specific component in the liquid to be measured is provided.

遠心ロータ20の下方には、測定領域Mの直下位置に、当該測定領域Mに光を照射する光源部30が設けられている。この光源部30としては、LEDなどの固体発光素子や、フラッシュランプ、ハロゲンランプなどのランプを用いることができる。光源部30から放射される光の波長は、測定対象液中の特定の成分に応じて適宜選定される。例えば測定対象液中の特定の成分がレゾルフィンによってマーキングされている場合には、光源部30として、波長525nmに発光ピークを有する緑色LEDを用いることができる。   Below the centrifugal rotor 20, a light source unit 30 that irradiates light to the measurement area M is provided immediately below the measurement area M. As the light source unit 30, a solid light emitting element such as an LED, or a lamp such as a flash lamp or a halogen lamp can be used. The wavelength of the light emitted from the light source unit 30 is appropriately selected according to a specific component in the liquid to be measured. For example, when a specific component in the liquid to be measured is marked with resorufin, a green LED having a light emission peak at a wavelength of 525 nm can be used as the light source unit 30.

遠心ロータ20の上方には、測定領域Mの直上位置に、当該測定領域Mを通過する測定部9中の測定対象液から発した光を受光する受光部40が設けられている。この受光部40としては、例えば光電子倍増管(フォトマル)などの高感度光検出器、フォトダイオード、CdSよりなるフォトレジスタなどを用いることができる。   Above the centrifugal rotor 20, a light receiving unit 40 that receives light emitted from the liquid to be measured in the measuring unit 9 that passes through the measuring region M is provided just above the measuring region M. As the light receiving unit 40, for example, a high-sensitivity photodetector such as a photomultiplier tube (photomultiplier), a photodiode, a photoresistor made of CdS, or the like can be used.

制御機構50は、中央制御部51と、光源部30を制御する光源部制御部52と、受光部40を制御する受光部制御部53と、遠心用モータ25を制御するモータ制御部54とを有する。中央制御部51には、マイクロチップに設けられた、バーコードやQRコード(登録商標)などの識別子による情報を読み取る情報読取部55、制御機構50にデータを入力する入力部56、測定結果を表示する表示部57、測定結果等のデータを出力する出力部58、測定結果等のデータを記憶する外部記憶媒体59が接続されている。   The control mechanism 50 includes a central control unit 51, a light source unit control unit 52 that controls the light source unit 30, a light receiving unit control unit 53 that controls the light receiving unit 40, and a motor control unit 54 that controls the centrifugal motor 25. Have. The central control unit 51 includes an information reading unit 55 provided on the microchip for reading information by an identifier such as a barcode or a QR code (registered trademark), an input unit 56 for inputting data to the control mechanism 50, and a measurement result. A display unit 57 for displaying, an output unit 58 for outputting data such as measurement results, and an external storage medium 59 for storing data such as measurement results are connected.

上記の分析装置においては、以下のようにして、測定対象液についての測定処理が実行される。
先ず、マイクロチップ1の検体投入口8に検体を投入する。また、マイクロチップ1に設けられた識別子による情報を、情報読取部55によって読み取る。マイクロチップに設けられた識別子には、遠心ロータ20の回転速度や回転パターン、測定される光強度と測定対象液中の特定の成分の濃度または物質量との関係を示す検量線データなどの情報が記録されており、中央制御部51においては、識別子に記録された情報に基づいて、遠心ロータ20の回転速度や回転パターン等の制御プログラムの初期化が行われる。
In the above-described analyzer, the measurement process for the liquid to be measured is performed as follows.
First, a sample is injected into the sample inlet 8 of the microchip 1. Further, the information reading unit 55 reads information based on the identifier provided on the microchip 1. The identifier provided on the microchip includes information such as the rotation speed and rotation pattern of the centrifugal rotor 20 and calibration curve data indicating the relationship between the measured light intensity and the concentration or substance amount of a specific component in the liquid to be measured. The central control unit 51 initializes a control program such as the rotation speed and the rotation pattern of the centrifugal rotor 20 based on the information recorded in the identifier.

次いで、検体が投入された、所要の数のマイクロチップ1をチップホルダ11にセットする。保持されるマイクロチップ1の数は、遠心ロータ20が回転駆動されたときの回転バランスを考慮して定められる。具体的には、遠心ロータ20の一面において、保持されるマイクロチップの位置関係が、遠心ロータ20の中心を対称点とする点対称、または遠心ロータ20の中心を通過する直線を対称軸とする線対称となるよう、マイクロチップ1の数が選定される。例えば図1に示す分析装置においては、チップホルダ11の数が6個であるため、保持されるマイクロチップ1の数は、2個、3個、4個または6個が好ましい。   Next, the required number of microchips 1 into which the sample has been loaded are set in the chip holder 11. The number of microchips 1 held is determined in consideration of the rotational balance when the centrifugal rotor 20 is rotationally driven. Specifically, on one surface of the centrifugal rotor 20, the positional relationship of the held microchips is point symmetry with the center of the centrifugal rotor 20 as a point of symmetry, or a straight line passing through the center of the centrifugal rotor 20 as a symmetry axis. The number of microchips 1 is selected so as to be line-symmetric. For example, in the analyzer shown in FIG. 1, the number of the chip holders 11 is six, and thus the number of the microchips 1 held is preferably two, three, four, or six.

その後、分析装置に設けられたスタートボタンを押して分析装置を作動させることにより、マイクロチップ1内の検体の前処理を実行する。具体的には、光源部30が点灯すると共に、遠心用モータ25によって遠心ロータ20が回転駆動される。遠心ロータ20の回転速度や、遠心ロータ20による処理時間は、マイクロチップ1に設けられた識別子による情報に基づいて制御される。前処理工程における遠心ロータ20の具体的な回転速度を示すと、例えば5000回転/分である。遠心ロータ20は、一定の回転速度で回転するよう制御されてもよいが、所定の時間が経過する毎に異なる回転速度に切り替えられるよう制御されてもよい。   Thereafter, the preprocessing of the sample in the microchip 1 is performed by operating the analyzer by pressing a start button provided on the analyzer. Specifically, the light source unit 30 is turned on, and the centrifugal rotor 20 is rotationally driven by the centrifugal motor 25. The rotation speed of the centrifugal rotor 20 and the processing time by the centrifugal rotor 20 are controlled based on information by an identifier provided on the microchip 1. A specific rotation speed of the centrifugal rotor 20 in the pretreatment step is, for example, 5000 rotations / minute. The centrifugal rotor 20 may be controlled to rotate at a constant rotation speed, or may be controlled to switch to a different rotation speed every time a predetermined time elapses.

上記の前処理工程は、遠心ロータ20が回転駆動されることによりマイクロチップ1に作用される遠心力が利用されて行われる。この前処理工程には、検体から測定対象液を分離する分離処理と、一定量の測定対象液を分取する秤量処理と、測定対象液と試薬とを混合、反応させる混合反応処理と、測定対象液を測定部9に液送する処理とが含まれる。   The above-mentioned pretreatment process is performed by utilizing the centrifugal force applied to the microchip 1 when the centrifugal rotor 20 is rotationally driven. The pretreatment process includes a separation process for separating a measurement target solution from a sample, a weighing process for dispensing a certain amount of a measurement target solution, a mixing reaction process for mixing and reacting a measurement target solution and a reagent, and a measurement process. A process of feeding the target liquid to the measuring unit 9.

このようにして、前処理工程が行われることにより、マイクロチップ1中の検体が遠心分離処理されて測定対象液が調製されると共に、当該特定対象液が測定部9に送液される。また、前処理工程においては、光源部30が点灯されることにより、光源部30から放射される光の出力の安定化が図られる。   By performing the pretreatment process in this way, the sample in the microchip 1 is subjected to the centrifugal separation process to prepare the liquid to be measured, and the liquid to be specified is sent to the measuring unit 9. In the pre-processing step, the light source unit 30 is turned on, so that the output of light emitted from the light source unit 30 is stabilized.

そして、前処理工程が終了した後、マイクロチップ1の測定部9に保持された測定対象液についての測定処理を実行する。具体的には、測定領域Mにおいて、光源部30からの光をマイクロチップ1の測定部9に照射し、当該マイクロチップ1の測定部9から発する光の強度を、受光部40によって測定する。そして、制御機構50の中央制御部51において、マイクロチップ1に設けられた識別子に記録された検量線データに基づいて、得られた測定データから測定対象液中の特定の成分の濃度や物質量が算出される。   Then, after the pre-processing step is completed, a measurement process is performed on the liquid to be measured held in the measurement unit 9 of the microchip 1. Specifically, in the measurement region M, light from the light source unit 30 is irradiated to the measurement unit 9 of the microchip 1, and the intensity of light emitted from the measurement unit 9 of the microchip 1 is measured by the light receiving unit 40. In the central control unit 51 of the control mechanism 50, based on the calibration curve data recorded on the identifier provided on the microchip 1, from the obtained measurement data, the concentration and the substance amount of the specific component in the liquid to be measured are obtained. Is calculated.

以上において、マイクロチップ1がチップホルダ11にセットされたときには、図6に示すように、押圧部17によって、マイクロチップ1に基準面Fと斜めに交差する方向に押圧力P1の作用が働く。そして、遠心ロータ20の回転が開始したときには、図7に示すように、マイクロチップ1に慣性力P2の作用が働く。このとき、マイクロチップ1は、慣性力P2によって押圧部17に押しつけられ、慣性力P2のうち、押圧部17におけるマイクロチップ1との接触面に垂直な成分P2−1の反作用として、マイクロチップ1には、押圧部17による弾性的な押圧力P3の作用が働く。その結果、マイクロチップ1には、押圧力P3と、慣性力P2のうち、押圧部17におけるマイクロチップ1との接触面に水平な成分P2−2との合力P4の作用が働く。この合力P4のうち、マイクロチップ1の底面に垂直な成分P4−1により、マイクロチップ1がチップホルダ11の底面すなわち基準面Fに向かって押しつけられ、当該マイクロチップ1の位置決めがなされる。   As described above, when the microchip 1 is set on the chip holder 11, the pressing portion 17 exerts a pressing force P1 on the microchip 1 in a direction obliquely intersecting the reference plane F as shown in FIG. When the rotation of the centrifugal rotor 20 starts, the action of the inertial force P2 acts on the microchip 1, as shown in FIG. At this time, the microchip 1 is pressed against the pressing portion 17 by the inertial force P2, and as a reaction of the component P2-1 of the inertial force P2 perpendicular to the contact surface of the pressing portion 17 with the microchip 1, the microchip 1 , The action of the elastic pressing force P3 by the pressing portion 17 acts. As a result, the action of the resultant force P4 of the pressing force P3 and the component P2-2 of the inertia force P2, which is horizontal to the contact surface of the pressing portion 17 with the microchip 1, acts on the microchip 1. Of the resultant force P4, the component P4-1 perpendicular to the bottom surface of the microchip 1 pushes the microchip 1 toward the bottom surface of the chip holder 11, that is, the reference surface F, and the microchip 1 is positioned.

このようなチップホルダ11によれば、マイクロチップ1には、検査対象液を調製する際に受ける運動学的作用、具体的には遠心ロータ20の回転が開始したときの慣性力P2と、第1側面支持体13に設けられた押圧部17による押圧力P3の作用とが働く。このため、マイクロチップ1をセットする際に生じた、当該マイクロチップ1の位置ずれなどを解消することができる。
また、上記の分析装置によれば、チップホルダ11を有するため、マイクロチップ1をセットする際に当該マイクロチップ1の位置ずれなどが生じた場合であっても、当該マイクロチップ1の測定部9に収容された検査対象液について所要の測定を高い精度で行うことができる。
According to such a chip holder 11, the microchip 1 has a kinematic action to be exerted when preparing the test liquid, specifically, an inertia force P 2 when the rotation of the centrifugal rotor 20 starts, and The operation of the pressing force P3 by the pressing portion 17 provided on the one side support 13 works. For this reason, it is possible to eliminate the displacement of the microchip 1 that occurs when the microchip 1 is set.
Further, according to the above-described analyzer, since the chip holder 11 is provided, even when the microchip 1 is displaced when the microchip 1 is set, the measuring unit 9 of the microchip 1 can be used. The required measurement can be performed with high accuracy on the liquid to be inspected stored in the container.

1 マイクロチップ
2 上面
3 底面
4,5,6,7 側面
8 検体投入口
9 測定部
10 測定処理機構
11 チップホルダ
12 底面支持体
12a,12b 支持体要素
13 第1側面支持体
13b 固定支持部
14 第2側面支持体
14a 挟持部
14b 固定支持部
15 第3側面支持体
15a 連結部
16 第4側面支持体
17 押圧部
20 遠心ロータ
21 外周部
22 中心部
23 スポーク
24 開口
25 遠心用モータ
26 駆動軸
30 光源部
40 受光部
50 制御機構
51 中央制御部
52 光源部制御部
53 受光部制御部
54 モータ制御部
55 情報読取部
56 入力部
57 表示部
58 出力部
59 外部記憶媒体
C 湾曲面
F 基準面
M 測定領域
R 回転軸
S 収容空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 2 Top surface 3 Bottom surface 4, 5, 6, 7 Side surface 8 Sample inlet 9 Measurement unit 10 Measurement processing mechanism 11 Chip holder 12 Bottom support 12a, 12b Support element 13 First side support 13b Fixed support 14 Second side support 14a Nipping portion 14b Fixed support 15 Third side support 15a Connecting portion 16 Fourth side support 17 Pressing portion 20 Centrifugal rotor 21 Outer peripheral portion 22 Central portion 23 Spoke 24 Opening 25 Centrifugal motor 26 Drive shaft Reference Signs List 30 light source unit 40 light receiving unit 50 control mechanism 51 central control unit 52 light source unit control unit 53 light receiving unit control unit 54 motor control unit 55 information reading unit 56 input unit 57 display unit 58 output unit 59 external storage medium C curved surface F reference surface M Measurement area R Rotation axis S Housing space

Claims (2)

マイクロチップの測定部に収容された測定対象液に光を照射することによって当該測定対象液を分析する分析装置に搭載される、前記マイクロチップを保持するためのチップホルダであって、
前記マイクロチップの底面を支持する底面支持体と、マイクロチップの側面を取り囲むよう配置され、当該マイクロチップの側面を支持する第1側面支持体、第2側面支持体、第3側面支持体および第4側面支持体を有し、
前記第3側面支持体の両側縁は、連結部を介して前記第1側面支持体および前記第2側面支持体の各々の一側縁に一体に連結されており、第4側面支持体は、その上端縁が前記第3側面支持体に対して離接する方向に変位する片持ちバネとして構成され、
前記第1側面支持体および前記第2側面支持体の少なくとも一つの側面支持体には、前記底面支持体における前記マイクロチップに接する表面を含む基準面と交差する方向に当該マイクロチップを弾性的に押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする分析装置用チップホルダ。
A chip holder for holding the microchip, which is mounted on an analyzer that analyzes the measurement target liquid by irradiating light to the measurement target liquid contained in the measurement unit of the microchip,
A bottom support for supporting the bottom surface of the microchip, a first side support, a second side support, a third side support and a first side support arranged to surround the side surface of the microchip and support the side surface of the microchip ; With four side supports,
Both side edges of the third side support are integrally connected to one side edge of each of the first side support and the second side support via a connection portion. The upper edge is configured as a cantilever spring that is displaced in a direction of coming and going with respect to the third side support,
At least one side support of the first side support and the second side support elastically holds the microchip in a direction intersecting a reference plane including a surface of the bottom support in contact with the microchip. A chip holder for an analyzer, wherein a pressing portion for pressing is provided.
マイクロチップの測定部に収容された測定対象液に光を照射することによって当該測定対象液を分析する分析装置であって、
測定処理が実行される測定処理室内に配置された遠心ロータと、この遠心ロータに設けられた、前記マイクロチップを保持するためのチップホルダとを有し、
前記チップホルダは、前記マイクロチップの底面を支持する底面支持体と、マイクロチップの側面を取り囲むよう配置され、当該マイクロチップの側面を支持する4つの側面支持体とを有し、
前記チップホルダにおける、前記遠心ロータの回転軸を中心とする円軌道の半径方向に沿って配置された少なくとも一つの前記側面支持体には、前記底面支持体における前記マイクロチップに接する表面を含む基準面と交差する方向に当該マイクロチップを弾性的に押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする分析装置。
An analyzer that analyzes the measurement target liquid by irradiating light to the measurement target liquid contained in the measurement unit of the microchip,
A centrifugal rotor arranged in a measurement processing chamber where the measurement process is performed, and provided in the centrifugal rotor, including a chip holder for holding the microchip,
The chip holder has a bottom support that supports the bottom surface of the microchip, and four side supports that are arranged to surround the side surfaces of the microchip and support the side surfaces of the microchip,
In the chip holder, at least one of the side supports arranged along a radial direction of a circular orbit about the rotation axis of the centrifugal rotor includes a reference surface including a surface of the bottom support that contacts the microchip. An analyzer characterized by comprising a pressing portion for elastically pressing the microchip in a direction intersecting with the surface .
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