WO2007097257A1 - マイクロチップを用いる検査装置 - Google Patents

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WO2007097257A1
WO2007097257A1 PCT/JP2007/052841 JP2007052841W WO2007097257A1 WO 2007097257 A1 WO2007097257 A1 WO 2007097257A1 JP 2007052841 W JP2007052841 W JP 2007052841W WO 2007097257 A1 WO2007097257 A1 WO 2007097257A1
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WO
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microchip
light
detected
light receiving
light source
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PCT/JP2007/052841
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuharu Kitamura
Tsuneo Sawazumi
Original Assignee
Konica Minolta Medical & Graphic, Inc.
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. filed Critical Konica Minolta Medical & Graphic, Inc.
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
    • G01N21/253—Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus using a microchip.
  • Micro Total Analysis System that performs analysis by detecting a reaction state by mixing a plurality of solutions on a microchip on which microchannels are integrated and processed.
  • Analysis System TAS
  • ⁇ TAS has advantages such as a small amount of sample, a short reaction time, and a small amount of waste!
  • the burden on the patient can be reduced by reducing the amount of specimen (blood, urine, wiping fluid, etc.), and the cost of testing can be reduced by reducing the amount of reagent.
  • the reaction time is greatly shortened and the efficiency of the test can be improved.
  • the device since the device is small, it can be installed in a small medical institution, and inspection can be performed quickly regardless of location.
  • Patent Document 1 discloses a plurality of reaction detection channels by irradiating a plurality of reaction detection channels (detected parts) on a microchip with light and receiving light from the plurality of reaction detection channels. An inspection device for detecting the reaction state of is described.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-4752
  • Patent Document 1 does not describe the detection timing of the detected part.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides an inspection apparatus using a microchip capable of obtaining high detection accuracy when detecting a plurality of detected parts on the microchip. For the purpose of doing! Means for solving the problem
  • An inspection apparatus using a microchip includes a microchip housing part that can accommodate a microchip having a plurality of detection target parts, and the plurality of microchips housed in the microchip housing part.
  • a light source that irradiates light to the detection unit, a light receiving unit that receives light from the light source via the plurality of detection units of the microchip housed in the microchip storage unit, and the plurality of detection units
  • a control unit that irradiates light from the light source with different timings and detects light received by the light receiving unit based on the irradiation timing of the light source. as a feature! Speak.
  • FIG. 1 is an external view of an inspection apparatus using a microchip according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an inspection apparatus using a microchip according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a microchip according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of an inspection apparatus using a microchip according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a control configuration diagram of a light detection unit according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart of light detection control according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the light emission timing of each light emitting unit and the detection timing of each light receiving unit in light detection control according to the present embodiment.
  • the present invention as an example, a case where a specimen and a reagent are reacted on a microchip is shown.
  • the present invention is not limited to this, and is applied to a case where at least two kinds of fluids are mixed on a microchip. be able to.
  • FIG. 1 is an external view of an inspection apparatus 80 using a microchip according to this embodiment.
  • the detection device 80 is a device that automatically reacts a sample and a reagent previously injected into the microchip 1 and automatically outputs a reaction result.
  • the housing 82 of the inspection device 80 has a spout 83 for inserting the microchip 1 into the device, a display 84, a memory card slot 85, a print output port 86, an operation panel 87, an external input / output terminal. 88 is provided.
  • the person inspecting inserts the microchip 1 in the direction of the arrow in FIG. 1 and operates the operation panel 87 to start the inspection. Inside the inspection device 80, the reaction in the microchip 1 is automatically inspected, and the result is displayed on the display unit 84 when the inspection is completed.
  • the inspection result can be output from the print output port 86 or stored in a memory card inserted in the memory card slot 85 by operating the operation panel 87. You can also save data to a personal computer using an external input / output terminal. After the inspection is completed, the person in charge of inspection takes out the microchip 1 from the insertion slot 83.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an inspection apparatus 80 using the microchip according to the present embodiment.
  • FIG. 2 shows a state in which the microchip is inserted from the throat inlet 83 shown in FIG. 1 and the setting is completed.
  • the inspection apparatus 80 includes a driving liquid tank 10 that stores a driving liquid 11 for feeding a sample and a reagent previously injected into the microchip 1, and a pump for supplying the driving liquid 11 to the microchip 1. 5. Packing 6 that connects the pump 5 and the microchip 1 without leakage, a temperature control unit 3 that controls the temperature of the necessary parts of the microchip 1, and a chip that adheres to the packing 6 so that the microchip 1 does not slip.
  • the light receiving portion 4b is provided inside the chip pressing plate 2 and has an integral structure.
  • the chip pressing plate 2 is also retracted upward by the pressing plate driving unit 32 as shown in FIG.
  • the microchip 1 can be inserted and removed in the direction of the arrow X, and the person in charge of inspection inserts the microchip 1 from the insertion port 83 (see FIG. 1) until it comes into contact with the regulating member 31.
  • the chip pressing plate 2 is moved downward by the pressing plate driving unit 32 and comes into contact with the microchip 1, and the lower surface of the microchip 1 is brought into close contact with the temperature control unit 3 and the packing 6.
  • the temperature control unit 3 controls the temperature of a necessary part of the microchip 1.
  • the reagent is accommodated, and the part is cooled so that the reagent is not denatured. It has the function of promoting the reaction by heating the part where and react.
  • the pump 5 includes a pump chamber 52, a piezoelectric element 51 that changes the volume of the pump chamber 52, a first throttle channel 53 that is located on the microchip 1 side of the pump chamber 52, and a driving fluid tank 10 side of the pump chamber
  • the second throttle channel 54, etc. located in The first throttle channel 53 and the second throttle channel 54 are narrow and narrow channels, and the first throttle channel 53 is longer than the second throttle channel 54.
  • the piezoelectric element 51 is driven so that the volume of the pump chamber 52 is rapidly reduced. Then, turbulent flow is generated in the second throttle channel 54, which is a short throttle channel, and the flow resistance in the second throttle channel 54 is relatively long compared to the first throttle channel 53, which is a throttle channel. growing. As a result, the driving liquid 11 in the pump chamber 52 is predominantly pushed out toward the first throttle channel 53 and fed. Next, gradually increase the volume of the pump chamber 52! The piezoelectric element 51 is driven so that Then, the driving liquid 11 flows from the first throttle channel 53 and the second throttle channel 54 as the volume in the pump chamber 52 increases.
  • the second throttle channel 54 since the second throttle channel 54 is shorter in length than the first throttle channel 53, the second throttle channel 54 has a smaller channel resistance than the first throttle channel 53.
  • the driving liquid 11 flows into the pump chamber 52 predominantly also in the direction of the second throttle channel 54.
  • the piezoelectric element 51 repeats the above operation, the driving liquid 11 is fed in the forward direction.
  • the piezoelectric element 51 is driven so as to gently reduce the volume of the pump chamber 52.
  • the second throttle channel 54 is shorter in length than the first throttle channel 53, so the second throttle channel 54 is in comparison with the first throttle channel 53. Resistance becomes smaller.
  • the driving liquid 11 in the pump chamber 52 is predominantly pushed out toward the second throttle channel 54 and fed.
  • the piezoelectric element 51 is driven. Then, the driving liquid 11 flows from the first throttle channel 53 and the second throttle channel 54 as the volume in the pump chamber 52 increases.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the microchip 1 according to the present embodiment.
  • the present invention is not limited to this example.
  • FIG. 3 (a) an arrow indicates an insertion direction in which the microchip 1 is inserted into an inspection apparatus 80 to be described later, and Fig. 3 (a) illustrates a surface that becomes the lower surface of the microchip 1 at the time of insertion.
  • FIG. 3 (b) is a side view of the microchip 1.
  • the microchip 1 includes a groove forming substrate 108 and a covering substrate 109 that covers the groove forming substrate 108.
  • the microchip 1 includes a minute groove-like channel (microchannel) and a functional component (for example, chemical analysis, various types of inspection, sample processing 'separation, chemical synthesis, etc.)
  • the flow passage element is arranged in an appropriate manner according to the application. An example of processing performed in the microchip 1 by these fine flow paths and flow path elements will be described with reference to FIG. Fig. 3 (c) shows a state where the coated substrate 109 is removed in Fig. 3 (a).
  • the fine flow path includes a sample storage unit 121 that stores a sample liquid, and a reagent storage unit 1 that stores a reagent. 20, a positive control accommodating portion 122 for accommodating a positive control, a negative control accommodating portion 123 for accommodating a negative control, and the like are provided. Reagents, positive controls and negative controls are stored in advance in each container. The positive control reacts with the reagent and shows positive, and the negative control reacts with the reagent and shows negative, and is used to confirm whether or not an accurate test has been performed.
  • the sample injection unit 113 is an injection unit for injecting a sample into the microchip 1
  • the driving liquid injection units 110 a to 110 d are injection units for injecting the driving liquid 11 into the microchip 1.
  • the tester injects the sample from the sample injection unit 113 using a syringe or the like. As shown in FIG. 3 (c), the sample injected from the sample injection section 113 is stored in the sample storage section 121 through the communicating fine channel.
  • the microchip 1 into which the specimen has been injected is inserted into the insertion port 83 of the inspection apparatus 80 shown in FIG. 1 by the person in charge of the inspection, and set as shown in FIG.
  • the pump 5 shown in FIG. 2 is driven in the forward direction, and the driving liquid 11 is injected from the driving liquid injection sections 110a to 11Od.
  • the driving liquid 11 injected from the driving liquid injection unit 110a is stored in the sample storage unit 121 through the communicating fine channel, pushes out the sample, and sends the sample to the junction unit 124.
  • the driving liquid 11 injected from the driving liquid injection section 110b pushes out the positive control stored in the positive control storage section 122 through the communicating fine flow path, and sends the positive control to the junction section 125.
  • the driving liquid 11 injected from the driving liquid injection section 110c is stored in the negative control storage section 123 through the communicating fine flow path, pushes out the negative control, and sends the negative control to the junction section 126.
  • the driving liquid 11 injected from the driving liquid injection section 110d pushes out the reagent stored in the reagent storage section 120 through the communicating fine flow path, and sends the reagent into the above-mentioned merging sections 124 to
  • the sample and the reagent merge at the junction 124, the positive control and the reagent merge at the junction 125, and the negative control and the reagent merge at the junction 126.
  • a part of the mixed liquid of the specimen and the reagent merged at the merging section 124 is sent to the detected section 111a.
  • a part of the mixed solution of the specimen and the reagent merged at the merging unit 124 and a part of the mixed liquid of the positive control and the reagent merged at the merging unit 125 are sent to 11 lb to be detected.
  • a part of the mixed solution of the positive control and the reagent merged at the merging portion 125 is sent to the detected portion 111c.
  • the liquid mixture of the negative control and the reagent merged at the merge section 126 is sent to the detected section 11 Id.
  • the window ll le of the detected part and the detected part 111a-: L l ld are provided for optically detecting the reaction of each liquid mixture, and are made of a transparent member such as glass resin. It is configured.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of the light detection unit 4 according to the present embodiment.
  • the microchip 1, the light emitting portion 4a, and the light receiving portion 4b correspond to the view seen from the right side in the X direction.
  • the light emitting unit 4a is composed of four light emitting units 4al, 4a2, 4a3, 4a4, and each light emitting unit faces the detected parts ll la, 111b, 111c, ll ld of the microchip 1, respectively. Is provided.
  • As the light source of the light emitting unit 4a an LED, a laser diode, or the like can be used.
  • the light receiving unit 4b includes four light receiving units 4bl, 4b2, 4b3, and 4b4, and each light receiving unit faces the four light emitting units 4al, 4a2, 4a3, and 4a4 via the microchip 1. It is provided as follows. A photodiode or the like can be used as the light receiving element of the light receiving unit 4b.
  • the light emitted from the four light emitting units 4al, 4a2, 4a3, and 4a4 is transmitted through the detected parts ll la, 111b, 111c, and ll ld of the microchip 1, respectively, and the four light receiving parts 4bl , 4b2, 4b3, 4b4, respectively.
  • FIG. 5 is a control configuration diagram of the light detection unit 4 according to the present embodiment.
  • a ROM 92, a RAM 93, a nonvolatile memory 94, a light emitting unit 4a, and a light receiving unit 4b are connected to each other by a nose 91, centering on a CPU 90 that controls the light detecting unit 4 according to a program.
  • Normally, device components other than the light detection unit 4 are also connected to the CPU 90 via the bus 91, but are omitted here because they are not directly related to this control.
  • the ROM 92 stores a light detection control program and data necessary for control, and the CPU 90 executes control of the light detection unit 4 using these programs and data.
  • the RAM 93 is used as a work area by the CPU 90, and temporarily stores programs and data required when the CPU 90 executes control.
  • the non-volatile memory 94 stores the detection results in association with the detected parts 11 la, 111 b, 111 c, 11 Id.
  • FIG. 6 is a flowchart of light detection control according to the present embodiment
  • FIG. 7 is a timing chart showing the light emission timing of each light emitting unit and the detection timing of each light receiving unit in light detection control. Is. Hereinafter, the light detection control will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
  • the light detection control is performed by the CPU 90 executing the process based on the light detection control program stored in the ROM 92.
  • the CPU 90 drives the light emitting unit 4al to emit light (step Sl).
  • the flash time is set to T1.
  • the CPU 90 delays the light emission start time tl force T2 hours of the light emitting unit 4al and detects the light receiving unit 4b 1 (step S2).
  • the detection time T3 of the light receiving unit 4bl is set to (Tl-T2) or less, and the detection of the light receiving unit 4bl ends before the light emission of the light emitting unit 4al ends. Thereby, the detected part 11 la is detected.
  • the CPU 90 drives the light emitting unit 4a2 to emit light (step S3).
  • the light emission time of the light emitting unit 4a2 is set to T1 as in the case of the light emitting unit 4al.
  • the CPU 90 delays the light emission start time t2 force of the light emitting unit 4a2 by T2 time and causes the light receiving unit 4b 2 to be detected (step S4).
  • the detection time T3 of the light receiving unit 4b2 is set to (T1 T2) or less as in the case of the light receiving unit 4bl so that the detection of the light receiving unit 4b2 is completed before the light emission of the light emitting unit 4a2 is completed. It has become. As a result, the detected portion of 11 lb is detected.
  • the CPU 90 drives the light emitting unit 4a3 to emit light (step S5).
  • the light emission time of the light emitting unit 4a3 is set to T1 as in the case of the light emitting unit 4al and the light emitting unit 4a2.
  • the CPU 90 delays the light emission start time t3 force of the light emitting unit 4a3 by T2 hours and causes the light receiving unit 4b 3 to be detected (step S6).
  • the detection time T3 of the light receiving unit 4b3 is set to (T1-T2) or less as in the case of the light receiving unit 4bl and the light receiving unit 4b2, and the detection of the light receiving unit 4b3 is completed before the light emission of the light emitting unit 4a3 is completed. It is supposed to be. As a result, the detected part 111c is detected.
  • the CPU 90 drives the light emitting unit 4a4 to emit light (step S7).
  • the light emission time of the light emitting unit 4a4 is set to T1 as in the case of the light emitting unit 4al, the light emitting unit 4a2, and the light emitting unit 4a3.
  • the CPU 90 delays the light emission start time t4 force of the light emitting unit 4a4 for T2 hours to detect the light receiving unit 4b 4 (step S8).
  • the detection time T3 of the light receiving unit 4b4 is set to (T1 ⁇ T2) or less as in the case of the light receiving unit 4bl, the light receiving unit 4b2, and the light receiving unit 4b3, and before the light emission of the light emitting unit 4a 4 ends, The detection of 4b4 ends. As a result, the detected portion l l ld is detected.
  • the CPU 90 stores each detection result obtained in steps S2, S4, S6 and S8 in the nonvolatile memory 94 in association with the corresponding detected part (step S9).
  • the four light emitting units 4al, 4a2, 4a3, 4a4 are caused to emit light at different times, and the four light receiving units 4bl, 4b2, 4b3, 4 are synchronized with the light emission timing.
  • Each detected part is detected by extracting the signal from b4.
  • detection of the light receiving rods 4bl, 4b2, 4b3, 4b4 is performed with a delay of T2 hours from the light emission start time of the light emitting units 4al, 4a2, 4a3, 4a4.
  • T2 hours the light emission start time of the light emitting units 4al, 4a2, 4a3, 4a4.
  • four light emitting units 4al, 4a2, 4a3, and 4a4 are provided. However, only one light emitting unit is provided, and the one light emitting unit is provided at a position facing each detected unit at the time of detection. The light emitting unit may be moved. Also in the light receiving part 4b, the four light receiving parts 4b 1, 4b 2 4b3 and 4b4 are provided, but only one light receiving portion may be provided, and the one light receiving portion may be moved to a position facing each detected portion at the time of detection.

Abstract

　本発明は、マイクロチップ上の複数の被検出部を検出する際、高い検出精度が得られるマイクロチップを用いる検査装置を提供する。 複数の被検出部の各被検出部にタイミングを異ならせて光源により光を照射し、受光部に受光される光を光源の照射タイミングに基づいて検出する。

Description

明 細 書
マイクロチップを用いる検査装置
技術分野
[0001] 本発明は、マイクロチップを用いる検査装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、微細流路が集積加工されたマイクロチップ上にぉ ヽて、複数の溶液を混合し て反応させ、当該反応の状態を検出して分析を行うマイクロ総合分析システム（Micr o Total Analysis System; TAS)が注目されている。
[0003] μ TASでは、試料の量が少な 、、反応時間が短!、、廃棄物が少な!/、等のメリットが ある。医療分野に使用した場合、検体 (血液、尿、拭い液等)の量を少なくすることで 患者への負担を軽減でき、試薬の量を少なくすることで検査のコストを下げることがで きる。また、検体、試薬の量が少ないことから、反応時間が大幅に短縮され、検査の 効率ィ匕が図れる。さらに、装置が小型であるため小さな医療機関にも設置することが でき、場所を選ばず迅速に検査を行うことができる。
[0004] 特許文献 1には、マイクロチップ上の複数の反応検出流路 (被検出部）に光を照射 し、複数の反応検出流路からの光を受光することにより複数の反応検出流路の反応 状態の検出を行う検査装置が記載されている。
特許文献 1：特開 2003— 4752号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 複数の被検出部における被検出部間の間隔が近接している場合、複数の被検出 部を同時に検出すると隣の光源力 の光も受光してしま 、、検出精度が低下してしま う可能性がある。
[0006] 特許文献 1においては、被検出部の検出タイミングについては記載されていない。
[0007] 本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、マイクロチップ上の複数 の被検出部を検出する際、高い検出精度が得られるマイクロチップを用いる検査装 置を提供することを目的として!、る。 課題を解決するための手段
[0008] 本発明のマイクロチップを用いる検査装置は、複数の被検出部を有するマイクロチ ップが収容可能なマイクロチップ収容部と、前記マイクロチップ収容部に収容される マイクロチップの前記複数の被検出部に光を照射する光源と、前記マイクロチップ収 容部に収容されるマイクロチップの前記複数の被検出部を介して前記光源からの光 を受光する受光部と、前記複数の被検出部の各被検出部にタイミングを異ならせて 前記光源により光を照射し、前記受光部に受光される光を前記光源の照射タイミング に基づ!/、て検出する制御部と、を有することを特徴として！ヽる。
発明の効果
[0009] 本発明によれば、複数の被検出部における被検出部間の間隔が近接している場 合においても、ある被検出部の検出タイミングに、他の被検出部を検出するための光 が受光部に入射されることがなぐ高い検出精度が得られる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の外観図である。
[図 2]本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の構成図である。
[図 3]本実施形態に係るマイクロチップの構成図である。
[図 4]本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置の要部構成図である。
[図 5]本実施形態に係る光検出部の制御構成図である。
[図 6]本実施形態に係る光検出制御のフロー図である。
[図 7]本実施形態に係る光検出制御における各発光部の発光タイミング及び各受光 部の検出タイミングを示したタイミングチャートである。
符号の説明
[0011] 1 マイクロチップ
4a 発光部
4b 受光部
80 検査装置
90 CPU 92 ROM
111a, 111b, 111c, 11 Id 被検出部
発明を実施するための最良の形態
[0012] 本実施形態では、一例として、検体と試薬とをマイクロチップ上で反応させる場合に ついて示すが、これに限られず、少なくとも 2種類の流体をマイクロチップ上で混合さ せる場合に適用することができる。
[0013] (基本構成）
図 1は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置 80の外観図である。検 查装置 80は、マイクロチップ 1に予め注入された検体と試薬とを自動的に反応させ、 反応結果を自動的に出力する装置である。
[0014] 検査装置 80の筐体 82には、マイクロチップ 1を装置内部に挿入するための揷入口 83、表示部 84、メモリカードスロット 85、プリント出力口 86、操作パネル 87、外部入 出力端子 88が設けられている。
[0015] 検査担当者は、図 1の矢印方向にマイクロチップ 1を挿入し、操作パネル 87を操作 して検査を開始させる。検査装置 80の内部では、マイクロチップ 1内の反応の検査が 自動的に行われ、検査が終了すると表示部 84に結果が表示される。検査結果は操 作パネル 87の操作により、プリント出力口 86よりプリントを出力したり、メモリカードス ロット 85に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子 88 力 例えば LANケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。 検査終了後、検査担当者はマイクロチップ 1を挿入口 83から取り出す。
[0016] 図 2は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置 80の構成図である。図 2においては、マイクロチップが図 1に示す揷入口 83から挿入され、セットが完了して いる状態を示している。
[0017] 検査装置 80は、マイクロチップ 1に予め注入された検体及び試薬を送液するため の駆動液 11を貯留する駆動液タンク 10、マイクロチップ 1に駆動液 11を供給するた めのポンプ 5、ポンプ 5とマイクロチップ 1とを漏れなく接続するパッキン 6、マイクロチ ップ 1の必要部分を温調する温度調節ユニット 3、マイクロチップ 1をずれないようにパ ッキン 6に密着させるためのチップ押圧板 2、チップ押圧板 2を昇降させるための押圧 板駆動部 32、マイクロチップ 1をポンプ 5に対して精度良く位置決めする規制部材 31 、マイクロチップ 1内の検体と試薬との反応状態等を検出する光検出部 4 (発光部 4a 、受光部 4b)等を備えている。受光部 4bはチップ押圧板 2の内部に設けられ、一体 構造となっている。
[0018] 初期状態においては、チップ押圧板 2は、押圧板駆動部 32により図 2の状態力も上 方に退避している。これにより、マイクロチップ 1は矢印 X方向に挿抜可能であり、検 查担当者は挿入口 83 (図 1参照)から規制部材 31に当接するまでマイクロチップ 1を 挿入する。その後、チップ押圧板 2は、押圧板駆動部 32により下方に移動されてマイ クロチップ 1に当接し、マイクロチップ 1の下面が温度調節ユニット 3及びパッキン 6に 密着されること〖こなる。
[0019] 温度調節ユニット 3は、マイクロチップ 1の必要部分を温調するもので、例えば、試 薬が収容されて 、る部分を冷却して試薬が変性しな 、ようにしたり、検体と試薬とが 反応する部分を加熱して反応を促進させたりする機能を有する。
[0020] ポンプ 5は、ポンプ室 52、ポンプ室 52の容積を変化させる圧電素子 51、ポンプ室 5 2のマイクロチップ 1側に位置する第 1絞り流路 53、ポンプ室の駆動液タンク 10側に 位置する第 2絞り流路 54、等から構成されている。第 1絞り流路 53及び第 2絞り流路 54は絞られた狭い流路となっており、また、第 1絞り流路 53は第 2絞り流路 54よりも 長い流路となっている。
[0021] 駆動液 11を順方向（マイクロチップ 1に向力 方向）に送液する場合には、まず、ポ ンプ室 52の容積を急激に減少させるように圧電素子 51を駆動する。そうすると、短い 絞り流路である第 2絞り流路 54において乱流が発生し、第 2絞り流路 54における流 路抵抗が長い絞り流路である第 1絞り流路 53に比べて相対的に大きくなる。これによ り、ポンプ室 52内の駆動液 11は、第 1絞り流路 53の方に支配的に押し出され送液さ れる。次に、ポンプ室 52の容積を緩やかに増力！]させるように圧電素子 51を駆動する 。そうすると、ポンプ室 52内の容積増加に伴って駆動液 11が第 1絞り流路 53及び第 2絞り流路 54から流れ込む。このとき、第 2絞り流路 54の方が第 1絞り流路 53と比べ て長さが短いので、第 2絞り流路 54の方が第 1絞り流路 53と比べて流路抵抗が小さ くなり、ポンプ室 52内には第 2絞り流路 54の方力も支配的に駆動液 11が流入する。 以上の動作を圧電素子 51が繰り返すことにより、駆動液 11が順方向に送液されるこ とになる。
[0022] 一方、駆動液 11を逆方向（駆動液タンク 10に向力う方向）に送液する場合には、ま ず、ポンプ室 52の容積を緩やかに減少させるように圧電素子 51を駆動する。そうす ると、第 2絞り流路 54の方が第 1絞り流路 53と比べて長さが短いので、第 2絞り流路 5 4の方が第 1絞り流路 53と比べて流路抵抗が小さくなる。これにより、ポンプ室 52内 の駆動液 11は、第 2絞り流路 54の方に支配的に押し出され送液される。次に、ボン プ室 52の容積を急激に増力！]させるように圧電素子 51を駆動する。そうすると、ポンプ 室 52内の容積増加に伴って駆動液 11が第 1絞り流路 53及び第 2絞り流路 54から流 れ込む。このとき、短い絞り流路である第 2絞り流路 54において乱流が発生し、第 2 絞り流路 54における流路抵抗が長い絞り流路である第 1絞り流路 53に比べて相対 的に大きくなる。これにより、ポンプ室 52内には第 1絞り流路 53の方力も支配的に駆 動液 11が流入する。以上の動作を圧電素子 51が繰り返すことにより、駆動液 11が 逆方向に送液されることになる。
[0023] 図 3は、本実施形態に係るマイクロチップ 1の構成図である。一例の構成を示すもの であり、これに限定されない。
[0024] 図 3 (a)において矢印は、後述する検査装置 80にマイクロチップ 1を挿入する挿入 方向であり、図 3 (a)は挿入時にマイクロチップ 1の下面となる面を図示している。図 3 (b)はマイクロチップ 1の側面図である。
[0025] 図 3 (b)に示すように、マイクロチップ 1は溝形成基板 108と、溝形成基板 108を覆う 被覆基板 109から構成されて 、る。
[0026] 本実施形態に係るマイクロチップ 1には、化学分析、各種検査、試料の処理 '分離、 化学合成などを行うための、微小な溝状の流路 (微細流路)および機能部品 (流路ェ レメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。これらの微細流路および流 路エレメントによってマイクロチップ 1内で行われる処理の一例を図 3 (c)を用いて説 明する。図 3 (c)は、図 3 (a)において被覆基板 109が取り外された状態を示している
[0027] 微細流路には、検体液を収容する検体収容部 121、試薬を収容する試薬収容部 1 20、ポジティブコントロールを収容するポジティブコントロール収容部 122、ネガティ ブコントロールを収容するネガティブコントロール収容部 123等が設けられている。試 薬、ポジティブコントロール及びネガティブコントロールは、予め各収容部に収容され ている。ポジティブコントロールは試薬と反応して陽性を示すもので、ネガティブコント ロールは試薬と反応して陰性を示すものであり、正確な検査が実施されたカゝ否かを 確認するためのものである。
[0028] 検体注入部 113はマイクロチップ 1に検体を注入するための注入部であり、駆動液 注入部 110a〜l 10dはマイクロチップ 1に駆動液 11を注入するための注入部である
[0029] まず、マイクロチップ 1による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入 部 113から注射器等を用いて注入する。図 3 (c)に示すように、検体注入部 113から 注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部 121に収容される。
[0030] 次に、検体の注入されたマイクロチップ 1は、検査担当者により図 1に示す検査装置 80の挿入口 83に挿入され、図 2に示すようにセットされる。
[0031] 次に、図 2に示すポンプ 5が順方向に駆動され駆動液注入部 110a〜 11 Odから駆 動液 11が注入される。駆動液注入部 110aから注入された駆動液 11は、連通する微 細流路を通って検体収容部 121に収容されて 、る検体を押し出し、合流部 124に検 体を送り込む。駆動液注入部 110bから注入された駆動液 11は、連通する微細流路 を通ってポジティブコントロール収容部 122に収容されているポジティブコントロール を押し出し、合流部 125にポジティブコントロールを送り込む。駆動液注入部 110cか ら注入された駆動液 11は、連通する微細流路を通ってネガティブコントロール収容 部 123に収容されて 、るネガティブコントロールを押し出し、合流部 126にネガティブ コントロールを送り込む。駆動液注入部 110dから注入された駆動液 11は、連通する 微細流路を通って試薬収容部 120に収容されている試薬を押し出し、上記の合流部 124〜 126に試薬を送り込む。
[0032] このようにして、合流部 124では検体と試薬とが合流し、合流部 125ではポジティブ コントロールと試薬とが合流し、合流部 126ではネガティブコントロールと試薬とが合 流する。 [0033] その後、合流部 124で合流した検体と試薬との混合液の一部は、被検出部 111a に送液される。合流部 124で合流した検体と試薬との混合液の一部並びに合流部 1 25で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部 11 lbに 送液される。合流部 125で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部 は、被検出部 111cに送液される。合流部 126で合流したネガティブコントロールと試 薬との混合液は、被検出部 11 Idに送液される。
[0034] 被検出部の窓 l l le及び被検出部 111a〜： L l ldは各混合液の反応を光学的に検 出するために設けられており、ガラスゃ榭脂等の透明な部材で構成されている。
[0035] (光検出部の構成）
図 4は、本実施形態に係る光検出部 4の構成図である。図 2において、マイクロチッ プ 1、発光部 4a及び受光部 4bを X方向右側から見た図に対応している。
[0036] 発光部 4aは、 4つの発光部 4al、 4a2、 4a3、 4a4から構成され、それぞれの発光 部は、マイクロチップ 1の被検出部 l l la、 111b, 111c, l l ldにそれぞれ対向する ように設けられている。発光部 4aの光源としては、 LEDやレーザダイオード等を用い ることがでさる。
[0037] 受光部 4bは、 4つの受光部 4bl、 4b2、 4b3、 4b4から構成され、それぞれの受光 部は、マイクロチップ 1を介して 4つの発光部 4al、 4a2, 4a3, 4a4にそれぞれ対向 するように設けられている。受光部 4bの受光素子としては、フォトダイオード等を用い ることがでさる。
[0038] 4つの発光部 4al、 4a2、 4a3、 4a4から放射されたそれぞれの光は、マイクロチッ プ 1の被検出部 l l la、 111b, 111c, l l ldをそれぞれ透過し、 4つの受光部 4bl、 4b2、 4b3、 4b4でそれぞれ受光される。
[0039] (光検出制御）
図 5は、本実施形態に係る光検出部 4の制御構成図である。プログラムに従って光 検出部 4の制御を実行する CPU90を中心に、ノ ス 91により、 ROM92、 RAM93、 不揮発性メモリ 94、発光部 4a、及び受光部 4bが相互に接続されている。通常、 CP U90には、バス 91を介して光検出部 4以外の装置構成要素も接続されているが、本 制御に直接関係しな 、のでここでは省略して 、る。 [0040] ROM92は、光検出制御プログラムや制御に必要なデータを記憶しており、 CPU9 0がこれらプログラムやデータを利用して光検出部 4の制御を実行する。
[0041] RAM93は、 CPU90によってワークエリアとして利用され、 CPU90が制御を実行 する際に必要なプログラムやデータを一時的に記憶する。
[0042] 不揮発性メモリ 94は、検出結果を被検出部 11 la、 111b, 111c, 11 Idに対応付 けて記憶する。
[0043] 図 6は、本実施形態に係る光検出制御のフロー図であり、図 7は、光検出制御にお ける各発光部の発光タイミング及び各受光部の検出タイミングを示したタイミングチヤ ートである。以下、図 6及び図 7を用いて光検出制御の説明を行う。光検出制御は、 R OM92に記憶されている光検出制御プログラムに基づいて CPU90が処理を実行す ること〖こより行われる。
[0044] まず、 CPU90は、所定タイミング（図 7の時刻 tl)になると、発光部 4alを駆動して 発光させる (ステップ Sl)。発光時間は、 T1に設定されている。
[0045] 次に、 CPU90は、発光部 4alの発光開始時刻 tl力 T2時間遅らせて、受光部 4b 1の検出を行わせる (ステップ S 2)。受光部 4blの検出時間 T3は、（Tl— T2)以下に 設定されており、発光部 4alの発光が終了する前に受光部 4blの検出が終了するよ うになつている。これにより、被検出部 11 laの検出が行われる。
[0046] 次に、 CPU90は、発光部 4alの発光開始時刻 tl力 T4時間（T4>T1)が経過す ると、発光部 4a2を駆動して発光させる (ステップ S3)。発光部 4a2の発光時間は、発 光部 4alの場合と同様、 T1に設定されている。
[0047] 次に、 CPU90は、発光部 4a2の発光開始時刻 t2力も T2時間遅らせて、受光部 4b 2の検出を行わせる (ステップ S4)。受光部 4b2の検出時間 T3は、受光部 4blの場 合と同様、（T1 T2)以下に設定されており、発光部 4a2の発光が終了する前に受 光部 4b2の検出が終了するようになっている。これにより、被検出部 11 lbの検出が 行われる。
[0048] 次に、 CPU90は、発光部 4a2の発光開始時刻 t2力 T4時間（T4>T1)が経過す ると、発光部 4a3を駆動して発光させる (ステップ S5)。発光部 4a3の発光時間は、発 光部 4al及び発光部 4a2の場合と同様、 T1に設定されて!、る。 [0049] 次に、 CPU90は、発光部 4a3の発光開始時刻 t3力も T2時間遅らせて、受光部 4b 3の検出を行わせる (ステップ S6)。受光部 4b3の検出時間 T3は、受光部 4bl及び 受光部 4b2の場合と同様、（T1—T2)以下に設定されており、発光部 4a3の発光が 終了する前に受光部 4b3の検出が終了するようになっている。これにより、被検出部 111cの検出が行われる。
[0050] 次に、 CPU90は、発光部 4a3の発光開始時刻 t3力 T4時間（T4>T1)が経過す ると、発光部 4a4を駆動して発光させる (ステップ S 7)。発光部 4a4の発光時間は、発 光部 4al、発光部 4a2及び発光部 4a3の場合と同様、 T1に設定されている。
[0051] 次に、 CPU90は、発光部 4a4の発光開始時刻 t4力も T2時間遅らせて、受光部 4b 4の検出を行わせる (ステップ S8)。受光部 4b4の検出時間 T3は、受光部 4bl、受光 部 4b2及び受光部 4b3の場合と同様、（T1—T2)以下に設定されており、発光部 4a 4の発光が終了する前に受光部 4b4の検出が終了するようになっている。これにより、 被検出部 l l ldの検出が行われる。
[0052] 最後に、 CPU90は、ステップ S2、 S4、 S6及び S8で得られたそれぞれの検出結果 を、対応する被検出部に関連付けて不揮発性メモリ 94に格納する (ステップ S9)。
[0053] 以上のように、光検出制御においては、 4つの発光部 4al、 4a2、 4a3、 4a4を時間 をずらして発光させ、その発光タイミングに合わせて 4つの受光部 4bl、 4b2、 4b3、 4 b4からの信号を抽出することにより、それぞれの被検出部の検出を行う。
[0054] これにより、複数の被検出部における被検出部間の間隔が近接している場合にお いても、ある被検出部の検出タイミングに、他の被検出部を検出するための光が受光 部に入射されることがなく、高 ヽ検出精度が得られる。
[0055] また、本実施形態では、発光部 4al、 4a2、 4a3、 4a4の発光開始時刻から T2時間 遅らせて、受光咅4bl、 4b2、 4b3、 4b4の検出を行わせて!/ヽる。これ【こより、発光咅 に使用する LEDやレーザダイオードの光量が安定して力も検出することができ、高 ヽ 検出精度が得られる。
[0056] 本実施形態においては、 4つの発光部 4al、 4a2、 4a3、 4a4を設けたが、発光部を 1つのみ設け、検出の際にそれぞれの被検出部に対向する位置に当該 1つの発光 部を移動させるようにしてもよい。また、受光部 4bにおいても 4つの受光部 4b 1、 4b 2 、 4b3、 4b4を設けたが、受光部を 1つのみ設け、検出の際にそれぞれの被検出部に 対向する位置に当該 1つの受光部を移動させるようにしてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の被検出部を有するマイクロチップが収容可能なマイクロチップ収容部と、 前記マイクロチップ収容部に収容されるマイクロチップの前記複数の被検出部に光を 照射する光源と、
前記マイクロチップ収容部に収容されるマイクロチップの前記複数の被検出部を介し て前記光源力 の光を受光する受光部と、
前記複数の被検出部の各被検出部にタイミングを異ならせて前記光源により光を照 射し、前記受光部に受光される光を前記光源の照射タイミングに基づいて検出する 制御部と、
を有することを特徴とするマイクロチップを用いる検査装置。
[2] 前記光源は、前記複数の被検出部のそれぞれに対応して設けられた複数の光源か らなり、前記制御部は、前記複数の光源をタイミングを異ならせて発光させることを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載のマイクロチップを用いる検査装置。
[3] 前記光源は、単一の光源であって、前記マイクロチップ収容部に収容されるマイクロ チップの前記複数の被検出部に対向する位置に移動可能に設けられていることを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載のマイクロチップを用いる検査装置。
[4] 前記受光部は、単一の受光部であって、前記マイクロチップ収容部に収容されるマイ クロチップの前記複数の被検出部に対向する位置に移動可能に設けられていること を特徴とする請求の範囲第 1項〜第 3項の何れか 1項に記載のマイクロチップを用い る検査装置。
[5] 前記制御部は、前記光源の発光開始から遅延させて前記受光部の検出を開始させ ることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項の何れか 1項に記載のマイクロチップを 用いる検査装置。
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