JP6912112B2 - Microbial detector - Google Patents

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本発明は、微生物検出装置に関し、例えば誘電泳動を用いた微生物検出装置に好適である。 The present invention relates to a microorganism detection device, and is suitable for, for example, a microorganism detection device using dielectrophoresis.

例えば飲料メーカーにおいて、菌、酵母等の微生物の検出は専ら培養法によっている。この培養法では、シャーレに寒天培地を設け、その表面に微生物を塗布等して所定温度で保持し、微生物を検出できるまで増殖させる。そのため、微生物の検出作業に多大な時間及び労力を費やすことを余儀なくされ、即時的なモニタリングには適さないといった不具合があった。 For example, in a beverage maker, the detection of microorganisms such as bacteria and yeast is exclusively performed by a culture method. In this culture method, an agar medium is provided on a petri dish, and microorganisms are coated on the surface of the petri dish and kept at a predetermined temperature to grow until the microorganisms can be detected. Therefore, it is unavoidable to spend a great deal of time and labor on the work of detecting microorganisms, and there is a problem that it is not suitable for immediate monitoring.

かかる不具合のない誘電泳動を用いて微生物を検出する方法について種々の研究がなされている。例えば特許文献1では、誘電体微粒子(微生物)を含む試料液を、試料液保持部からセルを通じて送液ポンプで吸引し、試料液中の誘電体微粒子を前記セル内の誘電泳動電極に捕集し、その後、誘電泳動電極にリリース液を貫流して、誘電泳動電極によって捕集された誘電体微粒子を濃縮して回収することが開示されている。 Various studies have been conducted on methods for detecting microorganisms using such defect-free dielectrophoresis. For example, in Patent Document 1, a sample liquid containing dielectric fine particles (microorganisms) is sucked from the sample liquid holding portion through a cell with a liquid feed pump, and the dielectric fine particles in the sample liquid are collected by a dielectrophoretic electrode in the cell. Then, it is disclosed that the release liquid is passed through the dielectrophoresis electrode to concentrate and recover the dielectric fine particles collected by the dielectrophoresis electrode.

これによれば、濃縮された誘電体微粒子を標的菌として回収することが容易にできる。また、誘電泳動電極上に捕集された誘電体微粒子は、CCDカメラ、光学顕微鏡等によるリアルタイム観察が可能であり、誘電体微粒子の代謝活性状態をリアルタイムで観察することができると記載されている。 According to this, the concentrated dielectric fine particles can be easily recovered as a target bacterium. Further, it is described that the dielectric fine particles collected on the dielectrophoretic electrode can be observed in real time with a CCD camera, an optical microscope, or the like, and the metabolic activity state of the dielectric fine particles can be observed in real time. ..

ところで、流路素子は1,2回程度利用してから廃棄されるものであるが、上記従来技術では、流路素子の着脱作業が困難であり、かかる作業の容易化への要請があった。 By the way, the flow path element is discarded after being used about once or twice. However, in the above-mentioned conventional technique, it is difficult to attach / detach the flow path element, and there is a request for facilitation of such work. ..

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、流路素子の着脱作業を容易化できる微生物検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a microorganism detection device capable of facilitating attachment / detachment work of a flow path element.

本発明は、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、微小流路を有する流路素子を、この流路素子が水平になるように保持する流路素子保持部と、前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子を、電圧を発生させる電圧発生部に電気的に接続する接続部と、前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の上方に配置され、前記流路素子の前記微小流路を流れる流体に含まれる微生物を観察する光学顕微鏡と、を備え、前記筐体の前側から、前記流路素子保持部に対して前記流路素子をスライド変位させることで、前記流路素子保持部に対して前記流路素子を着脱可能であり、前記流路素子は、この流路素子の一箇所に集約されて配置される複数の素子側端子を有し、前記接続部は、前記複数の素子側端子の各々に対応し、前記複数の素子側端子の各々に電気的に接続される複数の接続部側端子を有し、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子に対して、前記流路素子の装着方向の奥側に配置され、前記流路素子保持部に前記流路素子が装着されたときに、前記流路素子に係合され、かつ、前記流路素子保持部から前記流路素子が離脱されたときに、前記流路素子との係合が解除されるように構成される、微生物検出装置に係るものである。 The present invention includes a housing, a flow path element holding portion that holds a flow path element provided inside the housing and having a minute flow path so that the flow path element is horizontal, and the housing. A connection portion that electrically connects the flow path element provided inside and held by the flow path element holding portion to a voltage generating portion that generates a voltage, and a connection portion provided inside the housing and said to flow path. An optical microscope, which is arranged above the flow path element held by the element holding portion and observes microorganisms contained in a fluid flowing through the minute flow path of the flow path element, is provided from the front side of the housing. By sliding-displace the flow path element with respect to the flow path element holding portion, the flow path element can be attached to and detached from the flow path element holding portion, and the flow path element is the flow path element of the flow path element. It has a plurality of element-side terminals that are collectively arranged in one place, and the connection portion corresponds to each of the plurality of element-side terminals and is electrically connected to each of the plurality of element-side terminals. The flow path element has a plurality of connection portion side terminals and is arranged on the back side of the flow path element in the mounting direction with respect to the flow path element held by the flow path element holding portion. When the flow path element is mounted, it is engaged with the flow path element, and when the flow path element is disengaged from the flow path element holding portion, the engagement with the flow path element is released. It relates to a microorganism detection device configured to be such.

本発明によれば、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、微小流路を有する流路素子を、この流路素子が水平になるように保持する流路素子保持部と、前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子を、電圧を発生させる電圧発生部に電気的に接続する接続部と、前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の上方に配置され、前記流路素子の前記微小流路を流れる流体に含まれる微生物を観察する光学顕微鏡と、を備え、前記筐体の前側から、前記流路素子保持部に対して前記流路素子をスライド変位させることで、前記流路素子保持部に対して前記流路素子を着脱可能であり、前記流路素子は、この流路素子の一箇所に集約されて配置される複数の素子側端子を有し、前記接続部は、前記複数の素子側端子の各々に対応し、前記複数の素子側端子の各々に電気的に接続される複数の接続部側端子を有し、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子に対して、前記流路素子の装着方向の奥側に配置され、前記流路素子保持部に前記流路素子が装着されたときに、前記流路素子に係合され、かつ、前記流路素子保持部から前記流路素子が離脱されたときに、前記流路素子との係合が解除されるように構成されるので、流路素子の着脱作業を容易化できる。 According to the present invention, the housing, the flow path element holding portion that holds the flow path element provided inside the housing and having a minute flow path so that the flow path element is horizontal, and the housing. A connection portion provided inside the body and held by the flow path element holding portion for electrically connecting the flow path element to a voltage generating portion for generating a voltage, and a connection portion provided inside the housing, said to be provided. An optical microscope which is arranged above the flow path element held by the flow path element holding portion and observes microorganisms contained in a fluid flowing through the minute flow path of the flow path element is provided, and is provided on the front side of the housing. Therefore, by sliding-displace the flow path element with respect to the flow path element holding portion, the flow path element can be attached to and detached from the flow path element holding portion, and the flow path element can be attached to or detached from the flow path element. It has a plurality of element-side terminals that are collectively arranged in one place of the element, and the connection portion corresponds to each of the plurality of element-side terminals and is electrically connected to each of the plurality of element-side terminals. The flow path element holding portion is arranged on the back side in the mounting direction of the flow path element with respect to the flow path element held by the flow path element holding portion having a plurality of connection portion side terminals. When the flow path element is mounted, the flow path element is engaged with the flow path element, and when the flow path element is disengaged from the flow path element holding portion, the engagement with the flow path element is engaged. Since it is configured to be released, the work of attaching and detaching the flow path element can be facilitated.

請求項2記載の発明のように、前記光学顕微鏡は、前後方向、左右方向および上下方向に予め位置調整されることが好ましい。 As in the invention of claim 2, it is preferable that the position of the optical microscope is adjusted in advance in the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction.

請求項3記載の発明のように、前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の前記微小流路に流体を供給するシリンジを支持するシリンジ支持部をさらに備え、前記筐体の前側から、前記シリンジ支持部に対して前記シリンジを移動させることで、前記シリンジ支持部に対して前記シリンジを着脱可能であり、前記シリンジ支持部は、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の直上に前記シリンジが配置されるように、前記シリンジを支持し、前記シリンジ支持部は、前記シリンジ支持部によって前記シリンジが支持され、かつ、前記流路素子保持部によって前記流路素子が保持された状態で、下降されることで、前記シリンジが前記流路素子に連結され、上昇されることで、前記シリンジと前記流路素子との連結が解除されるように構成されることが好ましい。 As in the invention of claim 3, wherein provided in the housing, a syringe support for supporting lifting the syringe supplying fluid to the fine channel of the channel elements which are held by the channel element holding portion The syringe can be attached to and detached from the syringe support by moving the syringe from the front side of the housing to the syringe support, and the syringe support can be attached to the flow. The syringe is supported so that the syringe is arranged directly above the flow path element held by the path element holding portion, and the syringe support portion is such that the syringe is supported by the syringe support portion and the syringe is supported by the syringe support portion. The syringe is connected to the flow path element by being lowered while the flow path element is being held by the flow path element holding portion, and the syringe is connected to the flow path element by being raised. Is preferably configured to be released.

本発明によれば、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、微小流路を有する流路素子を、この流路素子が水平になるように保持する流路素子保持部と、前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子を、電圧を発生させる電圧発生部に電気的に接続する接続部と、前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の上方に配置され、前記流路素子の前記微小流路を流れる流体に含まれる微生物を観察する光学顕微鏡と、を備え、前記筐体の前側から、前記流路素子保持部に対して前記流路素子をスライド変位させることで、前記流路素子保持部に対して前記流路素子を着脱可能であり、前記流路素子は、この流路素子の一箇所に集約されて配置される複数の素子側端子を有し、前記接続部は、前記複数の素子側端子の各々に対応し、前記複数の素子側端子の各々に電気的に接続される複数の接続部側端子を有し、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子に対して、前記流路素子の装着方向の奥側に配置され、前記流路素子保持部に前記流路素子が装着されたときに、前記流路素子に係合され、かつ、前記流路素子保持部から前記流路素子が離脱されたときに、前記流路素子との係合が解除されるように構成されるので、流路素子の着脱作業を容易化できる。 According to the present invention, the housing, the flow path element holding portion that holds the flow path element provided inside the housing and having a minute flow path so that the flow path element is horizontal, and the housing. A connection portion provided inside the body and held by the flow path element holding portion for electrically connecting the flow path element to a voltage generating portion for generating a voltage, and a connection portion provided inside the housing, said to be provided. An optical microscope which is arranged above the flow path element held by the flow path element holding portion and observes microorganisms contained in a fluid flowing through the minute flow path of the flow path element is provided, and is provided on the front side of the housing. Therefore, by sliding-displace the flow path element with respect to the flow path element holding portion, the flow path element can be attached to and detached from the flow path element holding portion, and the flow path element can be attached to or detached from the flow path element. It has a plurality of element-side terminals that are collectively arranged in one place of the element, and the connection portion corresponds to each of the plurality of element-side terminals and is electrically connected to each of the plurality of element-side terminals. The flow path element holding portion is arranged on the back side in the mounting direction of the flow path element with respect to the flow path element held by the flow path element holding portion having a plurality of connection portion side terminals. When the flow path element is mounted, the flow path element is engaged with the flow path element, and when the flow path element is disengaged from the flow path element holding portion, the engagement with the flow path element is engaged. Since it is configured to be released, the work of attaching and detaching the flow path element can be facilitated.

本発明の一実施形態に係る微生物検出装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the microorganism detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本装置の内部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of this apparatus. シリンジまわりを示す斜視図である。It is a perspective view which shows around the syringe. シリンジまわりを示す正面図である。It is a front view which shows around the syringe. 基板まわりを示す平面図である。It is a top view which shows the circumference of a substrate. 本装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of this apparatus. 本装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of this apparatus. シリンジのセット前の状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state before setting of a syringe. シリンジのセット中の状態(1)を示す正面図である。It is a front view which shows the state (1) in the setting of a syringe. シリンジのセット中の状態(2)を示す正面図である。It is a front view which shows the state (2) in the setting of a syringe. シリンジのセット後の状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state after setting of a syringe. 基板のセット前の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state before setting of a substrate. 基板のセット後の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state after setting of a substrate.

本発明は、微小流路を有する流路素子を保持する流路素子保持部と、前記流路素子保持部に取り付けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子を、電圧を発生させる電圧発生部に電気的に接続する接続部とを備え、前記接続部は、前記流路素子保持部に前記流路素子が装着されたときに、前記流路素子に係合され、かつ、前記流路素子保持部から前記流路素子が離脱されたときに、前記流路素子との係合が解除されるように構成される、電圧印加装置に係るものである。以下、この電圧印加装置を含む微生物検出装置を例にとって説明する。図1は本発明の一実施形態に係る微生物検出装置1の外観を示す斜視図、図2はその内部構成を示す斜視図、図3はシリンジ3まわりを示す斜視図、図4はシリンジ3まわりを示す正面図、図5は基板2まわりを示す平面図である。なお、図1,図2中の符号Xが装置前方の操作側を示している。 The present invention applies a voltage to a flow path element holding portion that holds a flow path element having a minute flow path and the flow path element that is attached to the flow path element holding portion and held by the flow path element holding portion. The connection portion is provided with a connection portion that is electrically connected to the voltage generating portion to be generated, and the connection portion is engaged with the flow path element when the flow path element is mounted on the flow path element holding portion. The present invention relates to a voltage applying device configured to be disengaged from the flow path element when the flow path element is detached from the flow path element holding portion. Hereinafter, a microorganism detection device including this voltage application device will be described as an example. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the microorganism detection device 1 according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the internal configuration thereof, FIG. 3 is a perspective view showing the circumference of the syringe 3, and FIG. 4 is a perspective view around the syringe 3. FIG. 5 is a front view showing, and FIG. 5 is a plan view showing the periphery of the substrate 2. Reference numerals X in FIGS. 1 and 2 indicate the operation side in front of the device.

図1,図2に示すように、本発明の一実施形態に係る微生物検出装置(以下、本装置という。)1は、基板(流路素子に相当する。)2と、シリンジ3と、光学顕微鏡4とを、共通の筐体5内に互いに近接させて配置したものであって、筐体5内の操作側から向って左側に立設されたシリンジ3から、筐体5内の底部付近において挿脱可能に横設された基板2に、試料液を供給し、基板において試料液の通過中に、試料液に交流電場を印加することにより、この試料液に含まれる微生物を誘電泳動させて、筐体5内の操作側から向って右側に立設された光学顕微鏡4で撮像可能となるように構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the microorganism detection device (hereinafter referred to as the device) 1 according to the embodiment of the present invention includes a substrate (corresponding to a flow path element) 2, a syringe 3, and an optical microscope. The microscope 4 and the microscope 4 are arranged close to each other in the common housing 5, from the syringe 3 erected on the left side when facing the operation side in the housing 5, and near the bottom in the housing 5. The sample solution is supplied to the substrate 2 which is horizontally arranged so as to be insertable and detachable, and the microorganisms contained in the sample solution are hydrolyzed by applying an AC electric field to the sample solution while the sample solution is passing through the substrate. Therefore, it is configured so that it can be imaged by an optical microscope 4 erected on the right side when facing the operation side in the housing 5.

筐体5は、箱型の本体51と、本体51の操作側(前)から上下方向にスイングして開閉させるように設けられた半透明の開閉扉52と、本体51の上部左右両側に設けられた持ち運び用の把持部53とを備えている。本体51の内部には、各構成要素2〜4の支持部24,33,41が、該各構成要素2〜4同士を互いに近接させるように配置されている。 The housing 5 is provided with a box-shaped main body 51, a semi-transparent opening / closing door 52 provided so as to swing up and down from the operation side (front) of the main body 51 to open and close, and both upper left and right sides of the main body 51. It is provided with a grip portion 53 for carrying around. Inside the main body 51, support portions 24, 33, 41 of each component 2 to 4 are arranged so that the components 2 to 4 are close to each other.

シリンジ3は、図3,図4に示すように、先端側が段部311をなして縮径され、基端側に第一鍔部312を備えた筒体(狭義のシリンジ)31と、この筒体31の内部を摺動可能なガスケット321と、このガスケット321に連なり、基端側に第二鍔部322を備えたプランジャ32とを有する構造である。それらの材質はプラスチック、ガラス、ゴムなどである。 As shown in FIGS. 3 and 4, the syringe 3 has a tubular body (syringe in a narrow sense) 31 having a stepped portion 311 on the distal end side and a first flange portion 312 on the proximal end side, and the cylinder. It has a structure having a gasket 321 slidable inside the body 31 and a plunger 32 connected to the gasket 321 and having a second flange portion 322 on the base end side. Their materials are plastic, glass, rubber and so on.

シリンジ3の支持部33は、基板2の支持部24上に立設された角筒状の第一部材330aを有する。第一部材330aの内部には、第一部材330aの内壁に沿って昇降可能な第二部材330bが設けられる。第一部材330aには、この第一部材330aを昇降させる操作レバー303(図8および図11参照)が設けられる。第一部材330aの前壁の下側から中間付近に向かって、シリンジ3の段部311を受ける第三部材331と、シリンジ3の筒体31を弾性的に挟み込む第四部材332と、シリンジ3の第一鍔部312を受ける第五部材333とが固定されている。そして、シリンジ3を縦向きにして前後方向(筒体31に対するプランジャ32の進退方向と直交する方向)に移動することで、第四部材332などに着脱自在となっている。 The support portion 33 of the syringe 3 has a square tubular first member 330a erected on the support portion 24 of the substrate 2. Inside the first member 330a, a second member 330b that can be raised and lowered along the inner wall of the first member 330a is provided. The first member 330a is provided with an operation lever 303 (see FIGS. 8 and 11) for raising and lowering the first member 330a. From the lower side of the front wall of the first member 330a toward the middle, the third member 331 that receives the step portion 311 of the syringe 3, the fourth member 332 that elastically sandwiches the cylinder 31 of the syringe 3, and the syringe 3 A fifth member 333 that receives the first flange portion 312 of the above is fixed. Then, the syringe 3 is vertically oriented and moved in the front-rear direction (the direction orthogonal to the advancing / retreating direction of the plunger 32 with respect to the tubular body 31) so that the syringe 3 can be attached to and detached from the fourth member 332 and the like.

また、第二部材330bには、シリンジ3のプランジャ32を着脱自在に把持する機構としてのフック300を支持する第六部材334が、第一部材330aの前壁の上側から中間付近にかけて開けられた開口部335を介して固定されている。これにより、シリンジ3全体を操作側から着脱自在に取り付けた後、筒体31を移動しないように固定して、プランジャ32だけを昇降させることができるようになっている。 Further, in the second member 330b, a sixth member 334 that supports the hook 300 as a mechanism for detachably gripping the plunger 32 of the syringe 3 is opened from the upper side to the middle of the front wall of the first member 330a. It is fixed via the opening 335. As a result, after the entire syringe 3 is detachably attached from the operation side, the tubular body 31 is fixed so as not to move, and only the plunger 32 can be raised and lowered.

フック300は、その本体内の左右両側に回動自在に設けられ、それぞれバネ300bで弾性付勢された爪部300aの開閉動作を行うものである。そして、プランジャ32を上下方向(筒体31に対するプランジャ32の前進方向)に移動することで、プランジャ32の第二鍔部322が爪部300aに当接して、プランジャ32を自動的に把持するようになっている。 The hook 300 is rotatably provided on both the left and right sides of the main body of the hook 300, and opens and closes the claw portion 300a elastically urged by the spring 300b, respectively. Then, by moving the plunger 32 in the vertical direction (forward direction of the plunger 32 with respect to the tubular body 31), the second flange portion 322 of the plunger 32 comes into contact with the claw portion 300a and automatically grips the plunger 32. It has become.

シリンジ3の支持部33には、プランジャ32を駆動するプランジャ駆動部302が設けられる。プランジャ駆動部302は、フック300を昇降させることで、支持部33の第四部材332などで縦向きに固定されたシリンジ3の筒体31に対してプランジャ32を押し引き可能であり、プランジャ32を押すことで、筒体31から基板2への給液を行い、プランジャ32を引くことで、基板2から筒体31に残液を回収できるようになっている。 The support portion 33 of the syringe 3 is provided with a plunger drive portion 302 that drives the plunger 32. The plunger drive unit 302 can push and pull the plunger 32 against the tubular body 31 of the syringe 3 vertically fixed by the fourth member 332 of the support unit 33 or the like by raising and lowering the hook 300, and the plunger 32 can be pushed and pulled. By pressing, the liquid is supplied from the cylinder 31 to the substrate 2, and by pulling the plunger 32, the residual liquid can be collected from the substrate 2 to the cylinder 31.

プランジャ駆動部302は、前記フック300を有し、フック300を駆動することで、プランジャ32を駆動する。プランジャ駆動部302は、前記フック300に加えて、モータと、前記第二部材330bと、モータの回転運動を第二部材330bの昇降運動に変換するボールねじ機構とを有する。モータは、シリンジ3による微小量でかつ連続的な給液を可能とするパルスモータである。モータおよびボールねじ機構は、第一部材330aの内部に設けられる。モータを回転させることで、第二部材330bが昇降する。第二部材330bの昇降に伴い、第六部材334を介して第二部材330bに固定されているフック300が昇降し、フック300に把持されているプランジャ32が昇降する。 The plunger drive unit 302 has the hook 300 and drives the plunger 32 by driving the hook 300. In addition to the hook 300, the plunger drive unit 302 includes a motor, the second member 330b, and a ball screw mechanism that converts the rotational motion of the motor into the elevating motion of the second member 330b. The motor is a pulse motor that enables continuous liquid supply with a minute amount by the syringe 3. The motor and the ball screw mechanism are provided inside the first member 330a. By rotating the motor, the second member 330b moves up and down. As the second member 330b moves up and down, the hook 300 fixed to the second member 330b moves up and down via the sixth member 334, and the plunger 32 gripped by the hook 300 moves up and down.

フック300には、フック300の本体を貫通して、プランジャ32の第二鍔部322に当接可能な当接部301aと、当接部301aに対してプランジャ32の第二鍔部322とは反対側に配置されるロードセル301とが設けられる。そして、モータの駆動によりフック300が下降して、プランジャ32の第二鍔部322に当接部301aが当接したときに感知された押圧力の大きさに基づいて、フック300にプランジャ32が装着されているか否かと、プランジャ32の押圧開始位置と、プランジャ32の押切位置とを検出できるようになっている。 The hook 300 has a contact portion 301a that can penetrate the main body of the hook 300 and come into contact with the second flange portion 322 of the plunger 32, and the second flange portion 322 of the plunger 32 with respect to the contact portion 301a. A load cell 301 arranged on the opposite side is provided. Then, the hook 300 is lowered by the drive of the motor, and the plunger 32 is attached to the hook 300 based on the magnitude of the pressing force sensed when the contact portion 301a abuts on the second flange portion 322 of the plunger 32. It is possible to detect whether or not it is mounted, the pressing start position of the plunger 32, and the pressing / cutting position of the plunger 32.

基板2は、図5に示すように、試料液を通過させるプレパラート21と、通過中の試料液に交流電圧を印加して、その試料液中の微生物を誘電泳動させる電極22とを備えている。 As shown in FIG. 5, the substrate 2 includes a preparation 21 for passing the sample liquid, and an electrode 22 for dielectrophoresing microorganisms in the sample liquid by applying an AC voltage to the passing sample liquid. ..

プレパラート21は、平面視で長方形をなす透明基材の上面に長尺方向の溝部(微小流路に相当する。)213が設けられており、この溝部213を覆う透明カバーの長尺方向の両端側に液入口211と液出口212とが形成されている。液入口211には、シリンジ3の段部311を挿入可能な短管が立設され、液出口212には、廃液チューブ214を接続するための開口孔が形成されている。それらの材質はプラスチック、ガラスなどである。溝部213の寸法形状は、通過する試料液の最大流量に応じて設定されている。 The slide 21 is provided with a groove portion (corresponding to a minute flow path) 213 in the long direction on the upper surface of a transparent base material having a rectangular shape in a plan view, and both ends of the transparent cover covering the groove portion 213 in the long direction. A liquid inlet 211 and a liquid outlet 212 are formed on the side. A short tube into which the step portion 311 of the syringe 3 can be inserted is erected at the liquid inlet 211, and an opening hole for connecting the waste liquid tube 214 is formed at the liquid outlet 212. Their materials are plastic, glass, etc. The dimensions and shape of the groove 213 are set according to the maximum flow rate of the passing sample liquid.

電極22は、溝部213の底にニッケルなどの導電性材料をスパッタリングして、櫛形に形成されている。プレパラート21は、1〜2回程度利用してから廃棄されるものであるが、そこに供給された試料液の残液を回収して分析できるようにもなっている。 The electrode 22 is formed in a comb shape by sputtering a conductive material such as nickel on the bottom of the groove 213. The preparation 21 is used once or twice and then discarded, but the residual liquid of the sample liquid supplied therein can be recovered and analyzed.

基板2の支持部24は、その上面に設置されて、プレパラート21を弾性的に押圧して保持する保持板(流路素子保持部に相当する。)231と、電極22を、図6に示す交流電源(電圧発生部に相当する。)8から給電可能に保持する電極支持板(接続部に相当する。)23とを備えている。電極22は、基板2の一箇所に集約されて配置される複数の端子(素子側端子に相当する。)221を有し、電極支持板23は、複数の端子221の各々に対応し、複数の端子221の各々に電気的に接続される複数の端子(接続部側端子)232を有している。 The support portion 24 of the substrate 2 is installed on the upper surface thereof, and the holding plate (corresponding to the flow path element holding portion) 231 that elastically presses and holds the preparation 21 and the electrode 22 are shown in FIG. It is provided with an electrode support plate (corresponding to a connection portion) 23 that holds an AC power source (corresponding to a voltage generating portion) 8 so that power can be supplied. The electrode 22 has a plurality of terminals (corresponding to element-side terminals) 221 that are collectively arranged in one place of the substrate 2, and the electrode support plate 23 corresponds to each of the plurality of terminals 221 and has a plurality of terminals 22. It has a plurality of terminals (connection portion side terminals) 232 that are electrically connected to each of the terminals 221 of the above.

保持板231は、可撓性材料からなり、平面視でプレパラート21よりも同幅ではあるが若干長尺の本体において、中央後部と、左右前側と、それらの中間前側とが大きく切り欠かれた異形をなしている。中央後部の切り欠きは、電極22の配置された光学顕微鏡4の観察範囲に対応し、左右前側の切り欠きは、液入口211と液出口212とに対応している。保持板231の左右両端は、プレパラート21を挿入するための間隙を設けて、支持部24に固定されている。そして、プレパラート21を支持部24上でスライド変位させて、前記間隙に挿入し、或いは、前記間隙から脱出させることで、保持板231に対してプレパラート21を着脱可能となっている。 The holding plate 231 is made of a flexible material, and in a main body having the same width as the preparation 21 in a plan view but slightly longer, the central rear portion, the left and right front sides, and the intermediate front side thereof are largely cut out. It has a deformed shape. The notch in the central rear portion corresponds to the observation range of the optical microscope 4 in which the electrode 22 is arranged, and the notch on the left and right front sides corresponds to the liquid inlet 211 and the liquid outlet 212. The left and right ends of the holding plate 231 are fixed to the support portion 24 with a gap for inserting the preparation 21. Then, the slide 21 is slidably displaced on the support portion 24 and inserted into the gap or escaped from the gap so that the slide 21 can be attached to and detached from the holding plate 231.

電極支持板23は、保持板231によって保持されたプレパラート21に対して、そのプレパラート21の装着方向の奥側に配置されるように、保持板231の中央後部の切り欠きに後方から嵌合されて、そこに固定される。そして、保持板231と支持部24との間隙にプレパラート21を挿入したときに、プレパラート21の中央後部に配置される電極22の複数の端子221に、電極支持板23の複数の端子232が弾性的に当接して、交流電源8から電極22へ給電できるようになっている。 The electrode support plate 23 is fitted into the notch at the central rear portion of the holding plate 231 from the rear so as to be arranged on the back side of the preparation 21 held by the holding plate 231 in the mounting direction. And fixed there. Then, when the preparation 21 is inserted into the gap between the holding plate 231 and the support portion 24, the plurality of terminals 232 of the electrode support plate 23 are elastic to the plurality of terminals 221 of the electrodes 22 arranged at the central rear portion of the preparation 21. The AC power supply 8 can supply power to the electrode 22 by contacting the electrodes.

光学顕微鏡4は、図2に示すように、撮像データを出力可能なカメラ(CCDカメラ)401を備えている。光学顕微鏡4の支持部41は、シリンジ3の支持部33と並んで、支持部24に立設されている。そして、各調整ダイヤル402,403,404を適宜回すことにより、この光学顕微鏡4をカメラ401とともに、前後・左右・上下方向の三次元で位置調整可能となっている。また、基板2のプレパラート21の中央下方に設けたライト(不図示)を点灯することにより、光学顕微鏡4のカメラ401での鮮明な撮像画像が得られるようになっている。 As shown in FIG. 2, the optical microscope 4 includes a camera (CCD camera) 401 capable of outputting imaging data. The support portion 41 of the optical microscope 4 is erected on the support portion 24 along with the support portion 33 of the syringe 3. Then, by appropriately turning the adjustment dials 402, 403, and 404, the position of the optical microscope 4 can be adjusted together with the camera 401 in three dimensions in the front-back, left-right, and up-down directions. Further, by turning on a light (not shown) provided below the center of the preparation 21 of the substrate 2, a clear image captured by the camera 401 of the optical microscope 4 can be obtained.

図6は本装置1の制御系を示すブロック図である。本装置1の制御系は、図6に示すように、コントローラ6と、パーソナルコンピュータ(以下、パソコンと略す)7と、交流電源8とを備えている。コントローラ6は、ロードセル301からの検出信号に基づいて、フック300にプランジャ32が装着されているか否か、プランジャ32の押圧開始位置か否か、プランジャ32の押切位置か否かを判断して、モータの制御を行うとともに、交流電源8から電極22への給電を制御するものであって、この給電電圧と周波数とを所定範囲で調整して、プレパラート21の溝部213を通過する試料液中の微生物を誘電泳動させることにより、電極22で捕集するようになっている。光学顕微鏡4は、電極22で捕集された微生物の画像を拡大して、その画像をカメラ401で撮像するようになっている。パソコン7は、光学顕微鏡4のカメラ401から出力された撮像データを画面上に動画あるいは静止画(写真)として表示するようになっている。 FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the present device 1. As shown in FIG. 6, the control system of the present device 1 includes a controller 6, a personal computer (hereinafter abbreviated as a personal computer) 7, and an AC power supply 8. Based on the detection signal from the load cell 301, the controller 6 determines whether or not the plunger 32 is attached to the hook 300, whether or not it is the pressing start position of the plunger 32, and whether or not it is the pushing-off position of the plunger 32. In addition to controlling the motor, the power supply from the AC power supply 8 to the electrode 22 is controlled, and the power supply voltage and frequency are adjusted within a predetermined range in the sample liquid passing through the groove 213 of the preparation 21. By dielectrophoresing the microorganism, it is collected by the electrode 22. The optical microscope 4 magnifies an image of microorganisms collected by the electrode 22 and captures the image with the camera 401. The personal computer 7 displays the imaging data output from the camera 401 of the optical microscope 4 as a moving image or a still image (photograph) on the screen.

図7は本装置1の動作例を示すフローチャート、図8はシリンジ3のセット前の状態を示す正面図、図9はシリンジ3のセット中の状態(1)を示す正面図、図10はシリンジ3のセット中の状態(2)を示す正面図、図11はシリンジ3のセット後の状態を示す正面図、図12は基板2のセット前の状態を示す斜視図、図13は基板2のセット後の状態を示す斜視図である。なお、シリンジ3内には予め所定量の試料液が吸引されて保持されているものとする。 7 is a flowchart showing an operation example of the present device 1, FIG. 8 is a front view showing a state before setting the syringe 3, FIG. 9 is a front view showing a state (1) during setting of the syringe 3, and FIG. 10 is a syringe. 3 is a front view showing the state (2) during setting, FIG. 11 is a front view showing the state after setting the syringe 3, FIG. 12 is a perspective view showing the state before setting the substrate 2, and FIG. 13 is a perspective view of the substrate 2. It is a perspective view which shows the state after setting. It is assumed that a predetermined amount of sample liquid is sucked and held in the syringe 3 in advance.

図7に示すように、まず本装置1の筐体5内に、基板2とシリンジ3とがそれぞれセットされる(ステップS1)。ここでは、筐体5の操作側(前)にある開閉扉52を開けて、その底部の支持部24の所定位置に基板2のプレパラート21を水平状態で取り付ける。具体的には、図12,図13に示すように、プレパラート21を支持部24上でスライド変位させて、保持板231と支持部24との間隙にプレパラート21を挿入する。このとき、プレパラート21の中央後部に配置される電極22の複数の端子221に、電極支持板23の複数の端子232が弾性的に当接して、交流電源8から電極22へ給電できるようになる。 As shown in FIG. 7, first, the substrate 2 and the syringe 3 are set in the housing 5 of the apparatus 1 (step S1). Here, the opening / closing door 52 on the operation side (front) of the housing 5 is opened, and the slide 21 of the substrate 2 is horizontally attached to a predetermined position of the support portion 24 at the bottom thereof. Specifically, as shown in FIGS. 12 and 13, the slide 21 is slidably displaced on the support portion 24, and the preparation 21 is inserted into the gap between the holding plate 231 and the support portion 24. At this time, the plurality of terminals 232 of the electrode support plate 23 elastically abut on the plurality of terminals 221 of the electrodes 22 arranged at the central rear portion of the preparation 21, so that the AC power supply 8 can supply power to the electrodes 22. ..

ついで、左側の支持部33に、シリンジ3を取り付ける。具体的には、図8〜図11に示すように、シリンジ3を縦向きにして、操作側(前)から奥側(後)に移動させることで、第四部材332などに装着する。そして、操作レバー303を押し下げる。このとき、シリンジ3の支持部33とともにシリンジ3全体が下降し、シリンジ3の先端の段部311が基板2の液入口211に挿入される。基板2の液出口212には、廃液チューブ214を取り付け、その先端を図外の回収タンクに接続する。光学顕微鏡4は、カメラ401とともに、予め三次元で位置調整しているものとする。 Then, the syringe 3 is attached to the support portion 33 on the left side. Specifically, as shown in FIGS. 8 to 11, the syringe 3 is vertically oriented and moved from the operation side (front) to the back side (rear) so that the syringe 3 is attached to the fourth member 332 or the like. Then, the operation lever 303 is pushed down. At this time, the entire syringe 3 is lowered together with the support portion 33 of the syringe 3, and the step portion 311 at the tip of the syringe 3 is inserted into the liquid inlet 211 of the substrate 2. A waste liquid tube 214 is attached to the liquid outlet 212 of the substrate 2, and the tip thereof is connected to a recovery tank (not shown). It is assumed that the position of the optical microscope 4 is adjusted in three dimensions in advance together with the camera 401.

ついで、モータでシリンジ3のプランジャ32の押圧を開始し(ステップS2)、ロードセル301で感知するまでプランジャ32を押圧する(ステップS3)。このとき、フック300が下降し、フック300の爪部300aにシリンジ3のプランジャ32の第二鍔部322が当接する。すると、この爪部300aがバネ300bの弾性付勢力に抗して左右に開き、第二鍔部322を挟持した後に閉じる。このようにして、フック300でシリンジ3のプランジャ32を把持する。ロードセル301でプランジャ32を感知した後は、モータでプランジャ32を押圧し続けることにより、基板2内に試料液を微小量で連続的に給液する(ステップS4)。 Then, the motor starts pressing the plunger 32 of the syringe 3 (step S2), and presses the plunger 32 until it is detected by the load cell 301 (step S3). At this time, the hook 300 is lowered, and the second flange portion 322 of the plunger 32 of the syringe 3 comes into contact with the claw portion 300a of the hook 300. Then, the claw portion 300a opens to the left and right against the elastic urging force of the spring 300b, sandwiches the second flange portion 322, and then closes. In this way, the hook 300 grips the plunger 32 of the syringe 3. After the plunger 32 is detected by the load cell 301, the sample liquid is continuously supplied into the substrate 2 in a small amount by continuously pressing the plunger 32 with the motor (step S4).

光学顕微鏡4のカメラ401での撮像画像を、パソコン7の画面で確認しながら、基板2の電極22に印加される交流電源8の電圧と周波数とを適宜調整することにより、誘電泳動現象により、試料液中の微生物の捕集を行う(ステップS5)。そして、ロードセル301でプランジャ32の押切を感知すると、その押圧をストップして(ステップS6)、作業を終了するが、必要に応じて、モータを逆回転させることにより、基板2内の残液をシリンジ3内に回収して微生物の分取をすることもできる。その後、ステップS1と逆手順で、基板2とシリンジ3とを筐体5から取り出してから、開閉扉52を閉める。以上の操作は、いずれもワンタッチでの片手操作でもって行うことができる。 By appropriately adjusting the voltage and frequency of the AC power supply 8 applied to the electrode 22 of the substrate 2 while checking the image captured by the camera 401 of the optical microscope 4 on the screen of the personal computer 7, a dielectrophoresis phenomenon is caused. The microorganisms in the sample solution are collected (step S5). Then, when the load cell 301 detects the push-off of the plunger 32, the pressing is stopped (step S6) to end the work, but if necessary, the residual liquid in the substrate 2 is removed by rotating the motor in the reverse direction. It is also possible to collect the microorganisms in the syringe 3 and separate the microorganisms. Then, in the reverse procedure of step S1, the substrate 2 and the syringe 3 are taken out from the housing 5, and then the opening / closing door 52 is closed. All of the above operations can be performed by one-touch one-handed operation.

以上説明したように、本装置1によれば、微小流路をなす溝部213を有する基板2を保持する支持部24と、支持部24に取り付けられ、この支持部24によって保持された基板2を、電圧を発生させる交流電源8に電気的に接続する電極支持板23とを備え、電極支持板23は、支持部24に基板2が装着されたときに、基板2に係合され、かつ、支持部24から基板2が離脱されたときに、基板2との係合が解除されるように構成されるので、基板2の着脱作業を容易化できる。 As described above, according to the present apparatus 1, the support portion 24 for holding the substrate 2 having the groove portion 213 forming the minute flow path and the substrate 2 attached to the support portion 24 and held by the support portion 24 are provided. The electrode support plate 23 is provided with an electrode support plate 23 that is electrically connected to the AC power source 8 that generates a voltage, and the electrode support plate 23 is engaged with the substrate 2 when the substrate 2 is mounted on the support portion 24. Since the engagement with the substrate 2 is released when the substrate 2 is detached from the support portion 24, the attachment / detachment work of the substrate 2 can be facilitated.

なお、上記実施形態では、シリンジ3から試験液を基板2に給液しているが、基板2への給液を生産ラインに直接接続して行うこととしてもよい。その場合は、シリンジ3が不要となるから、装置構成がさらに簡単になる。 In the above embodiment, the test liquid is supplied to the substrate 2 from the syringe 3, but the liquid supply to the substrate 2 may be directly connected to the production line. In that case, since the syringe 3 is not required, the device configuration becomes even simpler.

また、上記実施形態では、シリンジ3の段部311を、基板2の液入口211の短管に挿入しているが、液入口の211を開口孔だけにして、パッキン入り連結部を介して段部311を押圧するようにしてもよい。その場合は、短管を取りやめることにより、プレパラート21を、より多く重ねて包装箱内に収納できて便利である。 Further, in the above embodiment, the step portion 311 of the syringe 3 is inserted into the short tube of the liquid inlet 211 of the substrate 2, but the step portion 211 of the liquid inlet is made only an opening hole, and the step portion 311 is inserted through the packing-filled connecting portion. The portion 311 may be pressed. In that case, by canceling the short tube, more preparations 21 can be stacked and stored in the packaging box, which is convenient.

また、上記実施形態では、フック300にシリンジ3のプランジャ32が装着されているか否かと、シリンジ3のプランジャ32の押圧開始位置および押圧停止位置とを1つのロードセル301で感知するようにしているが、他の種類のセンサを用いることとしてもよい。 Further, in the above embodiment, whether or not the plunger 32 of the syringe 3 is attached to the hook 300 and the pressing start position and pressing stop position of the plunger 32 of the syringe 3 are detected by one load cell 301. , Other types of sensors may be used.

また、上記実施形態では、電極22とシリンジ3との制御はコントローラ6で行い、パソコン7は光学顕微鏡4のカメラ401での撮像画像を表示するだけとしているが、すべての制御をパソコン7で総合的に行うようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the controller 6 controls the electrodes 22 and the syringe 3, and the personal computer 7 only displays the image captured by the camera 401 of the optical microscope 4, but all the controls are integrated by the personal computer 7. It may be done in a targeted manner.

また、上記実施形態では、基板2とシリンジ3とに保有された試料液の温度制御を行っていないが、必要な場合には、それらの温度制御を行う機構を備えてもよい。 Further, in the above embodiment, the temperature of the sample liquids held in the substrate 2 and the syringe 3 is not controlled, but if necessary, a mechanism for controlling the temperature of the sample liquids may be provided.

また、上記実施形態では、微生物検出装置を例示しているが、本発明に係る流体供給装置および流体観察装置は、これに限定されず、例えば医療分野、半導体製造分野などさらに広い分野にも適用できるのはもちろんである。 Further, in the above embodiment, the microorganism detection device is exemplified, but the fluid supply device and the fluid observation device according to the present invention are not limited to this, and are also applied to a wider field such as a medical field and a semiconductor manufacturing field. Of course you can.

1 微生物検出装置(電圧印加装置を含む。)
2 基板(流路素子に相当する。)
21 プレパラート
211 液入口
212 液出口
213 溝部(微小流路に相当する。)
22 電極
221 端子(素子側端子に相当する。)
23 電極支持板(接続部に相当する。)
231 保持板(流路素子保持部に相当する。)
232 端子(接続部側端子に相当する。)
24 支持部
3 シリンジ
300 フック
301 ロードセル
301a 当接部
302 シリンジ駆動部
303 操作レバー
31 筒体
311 段部
312 第一鍔部
32 プランジャ
321 ガスケット
322 第二鍔部
33 支持部
332 第四部材
4 光学顕微鏡
401 カメラ
41 支持部
5 筐体
6 コントローラ
7 パソコン
8 交流電源(電圧発生部に相当する。)
1 Microorganism detection device (including voltage application device)
2 Substrate (corresponds to a flow path element)
21 Preparation 211 Liquid inlet 212 Liquid outlet 213 Groove (corresponds to a minute flow path)
22 Electrode 221 terminal (corresponds to the element side terminal)
23 Electrode support plate (corresponding to the connection part)
231 Retaining plate (corresponds to the flow path element holding portion)
232 terminal (corresponds to the terminal on the connection part side)
24 Support 3 Syringe 300 Hook 301 Load cell 301a Abutment 302 Syringe drive 303 Operating lever 31 Cylinder 311 Step 312 First flange 32 Plunger 321 Gasket 322 Second flange 33 Support 332 Fourth member 4 Optical microscope 401 Camera 41 Support 5 Housing 6 Controller 7 Personal computer 8 AC power supply (corresponds to the voltage generator)

特許第4548742号の特許公報Patent Gazette of Patent No. 4548742

Claims (3)

筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、微小流路を有する流路素子を、この流路素子が水平になるように保持する流路素子保持部と、
前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子を、電圧を発生させる電圧発生部に電気的に接続する接続部と、
前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の上方に配置され、前記流路素子の前記微小流路を流れる流体に含まれる微生物を観察する光学顕微鏡と、を備え、
前記筐体の前側から、前記流路素子保持部に対して前記流路素子をスライド変位させることで、前記流路素子保持部に対して前記流路素子を着脱可能であり、
前記流路素子は、この流路素子の一箇所に集約されて配置される複数の素子側端子を有し、
前記接続部は、前記複数の素子側端子の各々に対応し、前記複数の素子側端子の各々に電気的に接続される複数の接続部側端子を有し、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子に対して、前記流路素子の装着方向の奥側に配置され、前記流路素子保持部に前記流路素子が装着されたときに、前記流路素子に係合され、かつ、前記流路素子保持部から前記流路素子が離脱されたときに、前記流路素子との係合が解除されるように構成される、微生物検出装置。
With the housing
A flow path element holding portion that is provided inside the housing and holds a flow path element having a minute flow path so that the flow path element is horizontal.
A connection portion that is provided inside the housing and is held by the flow path element holding portion to electrically connect the flow path element to a voltage generating portion that generates a voltage.
An optical microscope provided inside the housing and arranged above the flow path element held by the flow path element holding portion to observe microorganisms contained in a fluid flowing through the minute flow path of the flow path element. And with
By sliding-displace the flow path element with respect to the flow path element holding portion from the front side of the housing, the flow path element can be attached to and detached from the flow path element holding portion.
The flow path element has a plurality of element-side terminals that are aggregated and arranged at one location of the flow path element.
The connection portion has a plurality of connection portion side terminals corresponding to each of the plurality of element side terminals and electrically connected to each of the plurality of element side terminals, and is held by the flow path element holding portion. It is arranged on the back side of the flow path element in the mounting direction of the flow path element, and when the flow path element is mounted on the flow path element holding portion, it is engaged with the flow path element. A microorganism detection device configured to be disengaged from the flow path element when the flow path element is detached from the flow path element holding portion.
前記光学顕微鏡は、前後方向、左右方向および上下方向に予め位置調整される、請求項1記載の微生物検出装置。 The microorganism detection device according to claim 1, wherein the optical microscope is positioned in advance in the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction. 前記筐体の内部に設けられ、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の前記微小流路に流体を供給するシリンジを支持するシリンジ支持部をさらに備え、
前記筐体の前側から、前記シリンジ支持部に対して前記シリンジを移動させることで、前記シリンジ支持部に対して前記シリンジを着脱可能であり、
前記シリンジ支持部は、前記流路素子保持部によって保持された前記流路素子の直上に前記シリンジが配置されるように、前記シリンジを支持し、
前記シリンジ支持部は、前記シリンジ支持部によって前記シリンジが支持され、かつ、前記流路素子保持部によって前記流路素子が保持された状態で、下降されることで、前記シリンジが前記流路素子に連結され、上昇されることで、前記シリンジと前記流路素子との連結が解除されるように構成される、請求項1または2記載の微生物検出装置。
Wherein provided in the housing, further comprising a syringe support portion for supporting lifting the syringe supplying fluid to the fine channel of the channel elements which are held by the channel element holding portion,
By moving the syringe to the syringe support from the front side of the housing, the syringe can be attached to and detached from the syringe support.
The syringe support portion supports the syringe so that the syringe is arranged directly above the flow path element held by the flow path element holding portion.
The syringe support portion is lowered while the syringe is supported by the syringe support portion and the flow path element is held by the flow path element holding portion, whereby the syringe is moved to the flow path element. The microorganism detection device according to claim 1 or 2, wherein the connection between the syringe and the flow path element is released by being connected to and raised from the syringe.
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