WO2009139311A1 - 検査装置 - Google Patents

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WO2009139311A1
WO2009139311A1 PCT/JP2009/058559 JP2009058559W WO2009139311A1 WO 2009139311 A1 WO2009139311 A1 WO 2009139311A1 JP 2009058559 W JP2009058559 W JP 2009058559W WO 2009139311 A1 WO2009139311 A1 WO 2009139311A1
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liquid
flow path
microchip
sealing member
pump
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祐司 延本
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コニカミノルタエムジー株式会社
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    • G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus.
  • the reagent B in a liquid state is fed from the liquid inlet.
  • a method is disclosed in which after mixing with the reagent A held in the flow channel and reacting for a predetermined time, the reagent mixed solution is sent to the fluorescence detection unit and the fluorescence intensity is measured (see Patent Document 2).
  • the reagent mixture is sent to the fluorescence detection unit on the downstream side with a syringe pump connected to the liquid inlet, and after all of the mixture reaches the fluorescence detection unit, the syringe pump The liquid delivery by is stopped.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus that can accurately inspect even when the temperature and pressure around the microchip fluctuate.
  • the object of the present invention can be achieved by the following configuration.
  • Liquid was injected from one opening of the microchip having openings formed at both ends of the flow path, the reagent stored in the flow path and the sample were moved and mixed, and the mixed liquid was provided in the flow path
  • a liquid injection pump for injecting liquid from the one opening; Liquid pump drive control means for controlling the drive of the liquid injection pump; A sealing member for sealing the other opening of the flow path; Sealing member driving means for driving the sealing member; Sealing member drive control means for controlling the sealing member drive means;
  • the sealing member drive control means includes The liquid pump drive control means controls the liquid injection pump to move the mixed liquid to the detection unit, and then controls the sealing member drive means to seal the other opening. Inspection device to do.
  • the pressure applied to the flow path is changed from one opening of the microchip in which openings are formed at both ends of the flow path, the reagent stored in the flow path and the specimen are moved and mixed, and the mixed liquid is added to the flow path.
  • a pressure pump that changes the pressure applied to the flow path by sucking or injecting gas from the one opening;
  • a pressure pump drive control means for controlling the drive of the pressure pump;
  • Pressure release means for releasing the atmospheric pressure applied to the flow path to the atmosphere side;
  • Pressure release control means for controlling the pressure release means;
  • Have The pressure release control means includes After the atmospheric pressure pump drive control means controls the atmospheric pressure pump to move the mixed liquid to the detection unit, the pressure release means is opened to make the atmospheric pressure applied to the flow path equal to the atmosphere side. Inspection equipment.
  • the movement of the liquid mixture is prevented by opening or closing the both ends of the flow path of the microchip to the atmosphere, and the temperature and pressure around the microchip fluctuate.
  • an inspection apparatus capable of obtaining highly accurate measurement results is provided.
  • FIG. 1 is an external view of an inspection apparatus 80 according to an embodiment of the present invention.
  • the inspection device 80 is a device that automatically detects a reaction between a specimen previously injected into the microchip 1 and a reagent, and displays the result on the display unit 84.
  • the housing 82 of the inspection apparatus 80 has an insertion port 83, and the microchip 1 is inserted into the insertion port 83 and set inside the housing 82.
  • the insertion port 83 is sufficiently higher than the thickness of the microchip 1 so as not to contact the insertion port 83 when the microchip 1 is inserted.
  • Reference numeral 85 denotes a memory card slot
  • 86 denotes a print output port
  • 87 denotes an operation panel
  • 88 denotes an input / output terminal.
  • the person in charge of inspection 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 when the inspection is completed, the result is displayed on the display unit 84 constituted by a liquid crystal panel or the like.
  • the inspection result can be output from the print output port 86 or stored in a memory card inserted into the memory card slot 85 by operating the operation panel 87. Further, data can be stored in the personal computer or the like from the external input / output terminal 88 using, for example, a LAN cable.
  • the person in charge of inspection takes out the microchip 1 from the insertion slot 83 after the inspection is completed.
  • FIG. 2 is an external view of the microchip 1 in the embodiment of the present invention.
  • the microchip 1 will be described with reference to the coordinate axes shown in FIG.
  • the microchip 1 includes a groove forming substrate 108 and a covering substrate 109 that covers the groove forming substrate 108.
  • the substrate material of the groove forming substrate 108 and the covering substrate 109 is not particularly limited, but at least the portion covering the flow path for optically detecting the reaction result needs to be made of a transparent member such as glass or resin. .
  • FIG. 2B is a plan view of the microchip 1, and illustrates the grooves of the groove forming substrate 108 that can be seen through the transparent coated substrate 109.
  • the flow path 250 is formed by covering the grooves of the groove forming substrate 108 with the covering substrate 109.
  • the microchip 1 is provided with minute groove-like channels 250 (microchannels) and functional parts (channel elements) for performing inspections, sample processing, and the like in an appropriate manner according to the application. Has been.
  • the flow path is formed in the order of micrometers, for example, the width is several ⁇ m to several hundred ⁇ m, preferably 10 to 200 ⁇ m, and the depth is about 25 to 500 ⁇ m, preferably 25 to 250 ⁇ m.
  • microchip 1 used for the process of performing amplification and detection of a specific gene will be described as an example.
  • the inlets 110a and 110b in FIG. 2B are openings formed in the coated substrate 109 communicating with the flow path inside the microchip 1, and the driving liquid is injected into the flow path 250 from each inlet 110 to the Drive specimens and reagents.
  • the configuration of the flow path starting from the injection port 110a is completely the same as the configuration of the flow path starting from the injection port 110b. Distinguish between calls.
  • Each component is distinguished by adding a and b.
  • the sample storage units 121a and 121b are sample storage units for storing samples.
  • the sample storage units 121a and 121b have deeper grooves than other flow paths in order to store a predetermined amount of sample.
  • a description will be given assuming that samples are stored in the sample storage units 121a and 121b in advance.
  • 120a and 120b are reagent storage units for storing the first reagent
  • 122a and 122b are reagent storage units for storing the second reagent
  • 123a and 123b are reagent storage units for storing the third reagent.
  • the sample stored in the sample storage units 121a and 121b is pushed out and injected into the downstream reagent storage units 120a and 120b, respectively.
  • the sample and the first reagent pushed out from the reagent storage units 120a and 120b are respectively injected into the downstream reagent storage units 122a and 122b through the flow channel 250.
  • the specimen and the first reagent push out the second reagent from the reagent storage parts 122a and 122b.
  • the specimen, the first reagent, and the second reagent are respectively injected into the downstream reagent storage units 123a and 123b through the flow path 250 to push out the third reagent.
  • a mixing unit 130a, a mixing unit 130b, a mixing unit 131a, and a mixing unit 131b are provided further downstream of the reagent storage units 123a and 123b.
  • the flow channel 250aa, the sample flowing through the flow channel 250ba, the first reagent, The second reagent and the third reagent are mixed in each mixing unit.
  • the mixing unit 130a, the mixing unit 130b and the mixing unit 131a, and the specimen, the first reagent, the second reagent, and the third reagent mixed in the mixing unit 131b are injected into the detection units 111a and 111b.
  • the microchip 1 is housed in the temperature control chamber 31 inside the inspection apparatus 80, and the entire microchip 1 is heated or absorbed to predetermine the samples and reagents of the detection units 111a and 111b at a predetermined temperature. Let it react for the time.
  • the detection units 111a and 111b are provided for optically detecting the reaction between the specimen and the reagent, and have a groove deeper than the other flow paths to accommodate a predetermined amount of the mixed liquid of the specimen and the reagent.
  • the liquid reservoirs 141a and 141b provided downstream of the detection units 111a and 111b have a shallower channel groove than the detection units 111a and 111b, and a predetermined amount of a mixed liquid of the sample and the reagent is added to the detection units 111a and 111b. Is filled, the liquid mixture also flows into the liquid reservoirs 141a and 141b. As will be described later, the presence / absence of the mixed liquid flowing into the liquid reservoirs 141a and 141b is detected, and it is determined that the detection units 111a and 111b are filled with a predetermined amount of the mixed liquid of the sample and the reagent.
  • the discharge ports 150a and 150b are openings formed in the groove forming substrate 108 communicating with the flow path. The air in the flow path is pushed out from the discharge ports 150a and 150b when the tip of the reagent or mixed solution moves.
  • the inlet 110 and the outlet 150 which are openings are provided at both ends of the flow path of the microchip 1.
  • the present invention is not limited to two channels, and may be a large number of channels or a single channel.
  • the substrate on which the inlet 110 and the outlet 150 are formed is not particularly limited, and may be formed on either the groove forming substrate 108 or the covering substrate 109.
  • a reagent or a specimen may be moved by injecting or sucking a gas such as air.
  • FIG. 3 is a perspective view for explaining an example of the internal configuration of the inspection apparatus 80 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an example of the internal configuration of the inspection apparatus 80 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. Each part will be described with reference to the coordinate axes of X, Y, and Z shown in FIGS.
  • the inspection device 80 includes a temperature adjustment unit 152, a detection unit 22, a micro pump unit 75, a packing 90, a driving liquid tank 91, a sealing member 160, a sealing member driving unit 161, a feed screw 301, a joint 302, and a detection unit driving motor. 61 or the like. 3 and 4 show a state in which the microchip 1 is in close contact with the packing 90b.
  • the sealing member driving unit 161 is the sealing member driving means of the present invention.
  • the sealing member driving unit 161 is composed of, for example, a motor and a mechanism unit such as a gear train interlocking with the rotation of the motor, and moves the sealing member 160 coupled to the mechanism unit in the Z-axis direction.
  • the surface of the sealing member 160 that contacts the microchip 1 is made of an elastic member such as rubber.
  • the temperature adjustment unit 152 is driven by a driving member (not shown) and can move in the Z-axis direction.
  • the temperature adjustment unit 152 is raised by the driving member from the state of FIG. 3 by the thickness of the microchip 1 or more. Then, the microchip 1 can be inserted / removed in the X-axis direction, and the person inspecting inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it comes into contact with a regulating member (not shown).
  • the chip detection unit 95 using a photo interrupter or the like detects the microchip 1 and is turned on.
  • the temperature adjustment unit 152 and the microchip 1 are lowered by the driving member, and the microchip 1 is brought into close contact with the temperature adjustment unit 152 and the packing 90b.
  • the temperature adjustment unit 152 is a unit that incorporates a Peltier element, a power supply device, a temperature sensor, and the like and adjusts the surface of the microchip 1 to a predetermined temperature by generating heat or absorbing heat.
  • the sealing member driving unit 161 moves the sealing member 160 in the negative direction of the Z axis and presses the sealing member 160 against the surface of the microchip 1 as shown in FIG.
  • the outlets 150a and 150b are sealed.
  • sealing member 160 is pressed against the surface of the microchip 1 to seal the discharge ports 150a and 150b
  • an adhesive seal-like member is used as the sealing member 160.
  • a sealing member 160 may be attached to the surface of the microchip 1 to seal the discharge ports 150a and 150b.
  • the detection unit 22 includes a light emitting unit and a light receiving unit (not shown), and is configured to optically separate the fluorescence emitted from the reagent that has reacted with the specimen by irradiating the detection unit 111 with light and to receive the light in the light receiving unit. ing.
  • the detection unit 22 has a screw portion that is screwed with the feed screw 301 and moves in the Y-axis direction when the feed screw 301 rotates.
  • the feed screw 301 is disposed in parallel with the straight line F, and when the detection unit 22 is moved by the feed screw 301, the optical axis of the lens 23 of the detection unit 22 coincides with the center of each of the detection units 111a and 111b.
  • the detection unit 22 sequentially irradiates the detection units 111a and 111b with excitation light from the lens 23, receives fluorescence emitted from the fluorescent material, and outputs an electrical signal.
  • the feed screw 301 is driven via the joint 302 by the detection unit drive motor 61.
  • the detection unit drive motor 61 is a pulse motor, for example, and rotates by a predetermined amount by a pulse.
  • the position sensor 41 is a sensor such as a photo reflector or a mechanical switch provided for detecting the initial position of the detection unit 22.
  • the detection unit 22 is provided with a guide hole (not shown in FIG. 3) for preventing rotation, and moves along a guide rod that penetrates the guide hole.
  • the guide bar is disposed in parallel with the feed screw 301.
  • FIG. 4 illustrates a case where the detection unit 22 is in a position where the reaction result of the reagent that occurs in the detection unit 111 (any one of the detection units 111a and 111b) can be optically detected.
  • the injection port 110 of the microchip 1 is provided at a position communicating with a corresponding opening provided in the packing 90b.
  • the suction port 145 of the micropump unit 75 is connected to a driving liquid tank 91 via a packing 90a, and sucks the driving liquid filled in the driving liquid tank 91 via the packing 90a.
  • the discharge port 146 communicates with the injection port 110 of the microchip 1 through the packing 90b.
  • the driving liquid sent out from the micropump unit 75 is injected from the injection port 110 of the microchip 1 into the channel 250 formed in the microchip 1. In this way, the driving liquid is injected from the micropump unit 75 into the injection port 110.
  • the micro pump unit 75 is provided with at least one micro pump. When the microchip 1 illustrated in FIG. 2 is driven, two micropumps corresponding to the two inlets 110a and 110b are necessary.
  • ⁇ 4 is a photo reflector, for example, and is provided for optically detecting the liquid flowing into the liquid reservoir 141.
  • FIG. 5 is a circuit block diagram of the inspection apparatus 80 in the first embodiment of the present invention.
  • the control unit 99 includes a CPU 98 (central processing unit), a RAM 97 (Random Access Memory), a ROM 96 (Read Only Memory), and the like. Each part of the inspection apparatus 80 is centrally controlled according to the program.
  • the CPU 98 includes a liquid pump drive control unit 411, a sealing member drive control unit 412, and a detection unit drive control unit 413.
  • the sealing member drive control unit 412 is the sealing member drive control means of the present invention.
  • the sealing member drive control unit 412 controls the sealing member drive unit 161 based on the program to move the sealing member 160.
  • the detection unit drive control unit 413 controls the detection unit drive detection unit drive motor 61 based on the program to move the detection unit 22.
  • the pump drive unit 500 is a drive unit that drives the piezoelectric element 112 of each micropump.
  • the liquid pump drive control unit 411 controls the pump drive unit 500 to inject or suck a predetermined amount of drive liquid based on the program.
  • the pump drive unit 500 receives a command from the liquid pump drive control unit 411 and generates a drive voltage to drive the piezoelectric element 112.
  • the CPU 98 performs inspection in a predetermined sequence and stores the inspection result in the RAM 97.
  • the inspection result can be stored in the memory card 501 by the operation of the operation unit 87 or printed by the printer 503.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an inspection procedure performed by the inspection apparatus 80 in the first embodiment of the present invention.
  • S10 This is a step for starting liquid feeding.
  • the liquid pump drive control unit 411 controls the pump drive unit 500 to drive the micro pump of the micro pump unit 75 and injects the driving liquid from the injection port 110.
  • S11 This is a step of determining whether or not the liquid has reached the liquid reservoir 141.
  • the CPU 98 determines from the output voltage of the detection unit 29 that the mixed liquid of the specimen and the reagent has reached the liquid storage unit 141.
  • the detection unit 111 is filled with a predetermined amount of liquid mixture.
  • step S11 If the liquid has not reached the liquid reservoir 141 (step S11; No), the process returns to step S11.
  • step S11 When the liquid reaches the liquid reservoir 141 (step S11; Yes), the process proceeds to step S12.
  • Liquid pump drive control unit 411 stops driving the micro pump.
  • the sealing member drive control unit 412 instructs the sealing member drive unit 161 to move the sealing member 160 to seal the discharge port 150.
  • S14 A step of amplifying the gene.
  • the control unit 99 sets the temperature adjustment unit 152 to a predetermined temperature, and reacts the sample and reagent mixed solution filled in the detection unit 111 for a predetermined time to amplify the gene contained in the sample.
  • the CPU 98 calls the reaction measurement routine described in FIG. 7 and stores the result in the RAM 97.
  • the detection unit 111 when the detection unit 111 is filled with a predetermined amount of the mixed liquid of the specimen and the reagent, the liquid feeding is stopped and the discharge port 150 is sealed by the sealing member 160. Therefore, in the step of amplifying the gene, for example, The mixture does not move even when the temperature changes. Accordingly, since the reaction result can be measured from a certain amount of the mixed solution regardless of changes in temperature, atmospheric pressure, etc., an accurate inspection can be performed.
  • S301 This is a step of moving the detection unit 22.
  • the detection unit drive control unit 413 sends a predetermined number of pulses to the detection unit drive motor 61 to move the detection unit 22 in the direction of the arrow S2 in FIG. 3, and the detection unit 22 detects the reaction result of the detection unit 111b. Stop.
  • the CPU 98 causes the light emitting unit of the detection unit 22 to emit light, measures the output signal level from the detection unit 22, and stores the result in the RAM 97.
  • S303 This is a step of moving the detection unit 22.
  • the detection unit drive control unit 413 sends a predetermined number of pulses to the detection unit drive detection unit drive motor 61 to further move the detection unit 22 in the direction of the arrow S2 in FIG. 3 to a position where the detection result of the detection unit 111a is detected. Stop.
  • the CPU 98 causes the light emitting unit of the detection unit 22 to emit light, measures the output signal level from the detection unit 22, and stores the result in the RAM 97.
  • the inspection is finished as described above, and the detection unit drive control unit 413 returns the detection unit 22 to the initial position.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the internal configuration of the inspection apparatus 80 according to the second embodiment of the present invention. Each part will be described with reference to the coordinate axes of X, Y, and Z shown in FIG. In addition, the same number is attached
  • the inspection device 80 includes the atmospheric pressure pump 10, the air release valve 11, the packing 6, the temperature adjustment unit 152, and the like.
  • Reference numerals 13 and 14 denote connecting portions that connect two components to each other with a connecting portion such as a screw, and connect the two components with a tubular portion that communicates with an opening provided in the connecting portion.
  • the connecting portion 14 couples the atmospheric pressure pump 10 and the packing 6, and the air sent from the atmospheric pressure pump 10 is sent to the flow channel 250 in the microchip 1 through the flow channel inside the connecting portion 14.
  • the same number is attached
  • FIG. 8 shows a state in which the temperature control unit 152 presses the upper surface of the microchip 1 so that the microchip 1 is in close contact with the packing 6.
  • the temperature control unit 152 is retracted, and the microchip 1 can be inserted and removed in the left-right direction in FIG. 8, and the person inspecting inserts the microchip 1 from the insertion port 83.
  • the temperature adjustment unit 152 is lowered by a member (not shown), and the surface of the microchip 1 is brought into close contact with the packing 6.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the atmospheric pressure pump 10 and the atmosphere release valve 11 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows the plunger 18 that slides on the cylindrical portion of the atmospheric pressure pump 10. Plunger 18 is driven in the direction of arrow S in FIG. 9 or in the opposite direction by an electromagnetic coil (not shown) built in the cross-sectional portion of pneumatic pump 10. Two openings 33 and 31 are provided at the tip of the atmospheric pressure pump 10.
  • An atmospheric release valve 11 is coupled to the atmospheric pressure pump 10 via a connecting portion 13. The opening 31 communicates with the flow path 32 of the connecting portion 13, and the flow path 32 communicates with the opening 26 of the atmosphere release valve 11.
  • FIG. 9 shows a state in which the flow path between the opening 26 and the opening 28 is closed by the valve 27 provided between the opening 28 on the other end opened to the atmosphere side of the atmosphere opening valve 11. Yes.
  • the valve 27 can be opened and closed by an electromagnetic coil (not shown) provided in the atmosphere release valve 11.
  • an electromagnetic coil not shown
  • the air release valve 11 is a pressure release means of the present invention.
  • the connecting portion 14 is coupled to the opening 33 of the atmospheric pressure pump 10.
  • a packing 6 is coupled to the other end of the connecting portion 14 as shown in FIG.
  • connection part 14 may be branched and the some injection port 110 and the atmospheric
  • the valve 27 of the atmosphere release valve 11 is opened, the opening 31 is opened to the atmosphere, and then the plunger 18 is driven in the direction opposite to the arrow S in FIG.
  • the plunger 18 is driven in the direction of arrow S in FIG. 9, and air is injected into the fine flow path 30 communicating from the opening 33.
  • the air injected into the flow channel 250 drives the reagent and the sample contained in the microchip 1 to the detection unit 111.
  • FIG. 10 is a circuit block diagram of the inspection apparatus 80 according to the second embodiment of the present invention.
  • the CPU 98 includes an atmospheric pressure pump drive control unit 414, a pressure release control unit 415, and a detection unit drive control unit 413.
  • the pressure release control unit 415 is a pressure release control unit of the present invention
  • the atmosphere release valve 11 is a pressure release unit of the present invention.
  • the pressure release control unit 415 opens the atmosphere release valve 11 to the atmosphere side based on the program. Based on the program, the atmospheric pressure pump drive controller 414 controls the atmospheric pressure pump 10 to inject or inhale a predetermined amount of air.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the inspection procedure of the inspection apparatus 80 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows an example in which air is injected from the pump 10 into the microchip 1 and the liquid in the fine channel 30 is fed. It is assumed that the microchip 1 is inserted to a predetermined position.
  • the pressure release control unit 415 sends a signal for opening the atmosphere release valve 11 to open the atmosphere release valve 11.
  • the atmospheric pressure pump drive controller 414 drives and controls the atmospheric pressure pump 10 to move the plunger 18 in the direction opposite to the arrow S in FIG. 9 and suck air from the atmosphere release valve 11 into the space 35.
  • the pressure release control unit 415 sends a signal for closing the atmosphere release valve 11 to close the atmosphere release valve 11.
  • S203 This is a step of starting liquid feeding.
  • the atmospheric pressure pump drive control unit 414 drives and controls the atmospheric pressure pump 10 to move the plunger 18 in the direction of arrow S in FIG. 9 and inject air into the communicating inlet 110.
  • the liquid in the flow path 250 is sent by the injected air.
  • S204 This is a step of determining whether or not the liquid has reached the liquid reservoir 141.
  • the CPU 98 determines from the output voltage of the detection unit 29 that the mixed liquid of the specimen and the reagent has reached the liquid storage unit 141.
  • the detection unit 111 is filled with a predetermined amount of liquid mixture.
  • step S204 If the liquid has not reached the liquid reservoir 141 (step S204; No), the process returns to step S204.
  • step S204 When the liquid reaches the liquid reservoir 141 (step S204; Yes), the process proceeds to step S205.
  • S205 This is a step of stopping liquid feeding.
  • the atmospheric pressure pump drive control unit 414 controls the atmospheric pressure pump 10 to stop the movement of the plunger 18.
  • the pressure release control unit 415 sends a signal for opening the atmosphere release valve 11 to open the atmosphere release valve 11.
  • S14 A step of amplifying the gene.
  • the control unit 99 sets the temperature adjustment unit 152 to a predetermined temperature, and reacts the sample and reagent mixed solution filled in the detection unit 111 for a predetermined time to amplify the gene contained in the sample.
  • the CPU 98 calls the reaction measurement routine explained in FIG. 7 and stores the result in the RAM 97.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of the internal configuration of the inspection apparatus 80 according to the third embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the difference from the inspection apparatus 80 of the second embodiment is that the atmospheric pressure pump 10 is connected to the discharge port 150.
  • the atmospheric pressure pump 10 sucks the air in the flow path 250 from the discharge port 150 and moves the specimen and the reagent stored in advance in the microchip 1.
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the circuit configuration is also the same as the circuit block diagram of the second embodiment described with reference to FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the inspection procedure of the inspection apparatus 80 according to the third embodiment of the present invention. It is assumed that the microchip 1 is inserted to a predetermined position.
  • the pressure release control unit 415 sends a signal for opening the atmosphere release valve 11 to open the atmosphere release valve 11.
  • S101 A step of discharging air from the space 35.
  • the atmospheric pressure pump drive control unit 414 drives and controls the atmospheric pressure pump 10 to move the plunger 18 in the direction of the arrow S in FIG. 9 and discharge the air in the space 35 from the atmosphere release valve 11.
  • the pressure release control unit 415 sends a signal for closing the atmosphere release valve 11 to close the atmosphere release valve 11.
  • S103 This is a step of starting liquid feeding.
  • the atmospheric pressure pump drive control unit 414 controls the atmospheric pressure pump 10 to move the plunger 18 in the direction opposite to the arrow S in FIG. By sucking air, the liquid in the flow path 250 is sent.
  • S104 This is a step of determining whether or not the liquid has reached the liquid reservoir 141.
  • the control unit 99 determines from the output voltage of the detection unit 29 that the mixed liquid of the specimen and the reagent has reached the liquid storage unit 141. When the liquid mixture reaches the liquid reservoir 141, the detection unit 111 is filled with a predetermined amount of liquid mixture.
  • step S104 If the liquid has not reached the liquid reservoir 141 (step S104; No), the process returns to step S104.
  • step S104 When the liquid reaches the liquid reservoir 141 (step S104; Yes), the process proceeds to step S105.
  • S105 This is a step of stopping liquid feeding.
  • the atmospheric pressure pump drive control unit 414 controls the atmospheric pressure pump 10 to stop the movement of the plunger 18.
  • the pressure release control unit 415 sends a signal for opening the atmosphere release valve 11 to open the atmosphere release valve 11.
  • S14 A step of amplifying the gene.
  • the control unit 99 sets the temperature adjustment unit 152 to a predetermined temperature, and reacts the sample and reagent mixed solution filled in the detection unit 111 for a predetermined time to amplify the gene contained in the sample.
  • the CPU 98 calls the reaction measurement routine explained in FIG. 7 and stores the result in the RAM 97.
  • the liquid feeding is stopped and the atmosphere release valve 11 is opened.
  • the applied atmospheric pressure and the atmospheric pressure applied to the flow path from the discharge port 150 are equal. Therefore, even if, for example, the temperature of the detection unit changes in the gene amplification step, the mixed solution does not move.

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Abstract

　一方の開口から液体を注入する液体注入ポンプと、液体注入ポンプの駆動を制御する液体ポンプ駆動制御手段と、流路の他方の開口を封止する封止部材駆動手段と、封止部材駆動手段を制御する封止部材駆動制御手段と、を有し、封止部材駆動制御手段は、液体ポンプ駆動制御手段が液体注入ポンプを制御して混合液を検出部に移動させた後、封止部材駆動手段を制御して他方の開口を封止することを特徴とする検査装置。

Description

検査装置
　本発明は、検査装置に関する。
　近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段（例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど）を微細化して１チップ上に集積化したシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。これは、μ－ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｔｏｔａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍ：マイクロ総合分析システム）、バイオリアクタ、ラボ・オン・チップ（Ｌａｂ－ｏｎ－ｃｈｉｐｓ）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。特に遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、μ－ＴＡＳを用いることによりコスト、必要試料量、所要時間を削減できる。
　例えば、液体導入口と、液体導入口に接続された流路と、流路に接続された空気穴と、を有するマイクロチップを用いて、液体状態の試薬Ｂを液体導入口から送液して流路内に保持されている試薬Ａと混合し、所定時間反応させた後、試薬混合液を蛍光検出部へ送液し蛍光強度を測定する方法が開示されている（特許文献２参照）。特許文献２に開示されている方法では、液体導入口に接続したシリンジポンプで試薬混合液を下流側の蛍光検出部へ送液し、混合液の全てが蛍光検出部に到達した後、シリンジポンプによる送液を停止している。
特開２００４－２８５８９号公報 特開２００７－４３９９８号公報
　しかしながら、特許文献２に開示されている方法では、シリンジポンプによる送液を停止してもマイクロチップの周囲の温度や気圧が変動すると、流路内の液体が膨張または収縮し、蛍光検出部に到達した混合液が移動するおそれがある。混合液が移動すると、蛍光強度の測定値に誤差を生じ誤った判定を行う可能性がある。
　蛍光検出部に充填される混合液の量が多ければ、混合液が多少流路を移動しても蛍光強度の測定値に生じる誤差は少なくなるが、検体や試薬の量を増やす必要があり検査装置やマイクロチップの大型化とコストアップを招く。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、マイクロチップの周囲の温度や気圧が変動しても精度よく検査することができる検査装置を提供することを目的とする。
　本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
　１．
流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から液体を注入し、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
前記一方の開口から液体を注入する液体注入ポンプと、
前記液体注入ポンプの駆動を制御する液体ポンプ駆動制御手段と、
前記流路の他方の開口を封止する封止部材と、
前記封止部材を駆動する封止部材駆動手段と、
前記封止部材駆動手段を制御する封止部材駆動制御手段と、
を有し、
前記封止部材駆動制御手段は、
前記液体ポンプ駆動制御手段が前記液体注入ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記封止部材駆動手段を制御して前記他方の開口を封止することを特徴とする検査装置。
　２．
流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から流路に加わる気圧を変化させて、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
前記一方の開口から気体を吸引または注入して前記流路に加わる気圧を変化させる気圧ポンプと、
前記気圧ポンプの駆動を制御する気圧ポンプ駆動制御手段と、
前記流路に加わる気圧を大気側に開放する圧力開放手段と、
前記圧力開放手段を制御する圧力開放制御手段と、
を有し、
前記圧力開放制御手段は、
前記気圧ポンプ駆動制御手段が前記気圧ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記圧力開放手段を開放して前記流路に加わる気圧を大気側と等しくすることを特徴とする検査装置。
　本発明によれば、混合液を検出部に移動させた後、マイクロチップの流路の両端を大気開放または閉鎖することにより混合液の移動を防止し、マイクロチップの周囲の温度気圧が変動しても高精度の測定結果が得られる検査装置を提供する。
本発明の実施形態における検査装置８０の外観図である。 本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の説明図である。 本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を説明するための斜視図である。 本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。 本発明の第１の実施形態において、検査装置８０が行う検査の手順を説明するフローチャートである。 反応測定ルーチンの手順を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係わる検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る気圧ポンプ１０と大気開放弁１１の断面図である。 本発明の第２の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。 本発明の第３の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。
　以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
　図１は、本発明の実施形態における検査装置８０の外観図である。
　検査装置８０はマイクロチップ１に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部８４に結果を表示する装置である。
　検査装置８０の筐体８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで筐体８２の内部にセットするようになっている。なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に挿入口８３に接触しないように、マイクロチップ１の厚みより十分高さがある。８５はメモリカードスロット、８６はプリント出力口、８７は操作パネル、８８は入出力端子である。
　検査担当者は図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、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、検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部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から例えば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。
　検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。
　次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例について、図２を用いて説明する。
　図２は本発明の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。マイクロチップ１の説明は、図２に示す座標軸を基準に説明する。
　図２（ａ）のマイクロチップ１の側面図に示すように、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から構成されている。溝形成基板１０８と被覆基板１０９の基板材料は特に限定されるものではないが、少なくとも反応結果を光学的に検知する流路を覆う部分はガラスや樹脂などの透明な部材で構成する必要がある。
　図２（ｂ）はマイクロチップ１の平面図であり、透明な被覆基板１０９を通して見える溝形成基板１０８の溝を図示している。溝形成基板１０８の溝を被覆基板１０９が覆うことにより流路２５０を形成している。マイクロチップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路２５０（微細流路）および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。
　流路はマイクロメーターオーダーで形成されており、例えば幅は数μｍ～数百μｍ、好ましくは１０～２００μｍで、深さは２５～５００μｍ程度、好ましくは２５～２５０μｍである。
　本実施形態では、特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理に用いるマイクロチップ１を例に説明する。
　図２（ｂ）の注入口１１０ａ、１１０ｂは、マイクロチップ１内部の流路に連通する被覆基板１０９に形成された開口であり、各注入口１１０から駆動液を流路２５０に注入し内部の検体や試薬等を駆動する。本実施形態のマイクロチップ１では図２（ｂ）に示すように注入口１１０ａから始まる流路の構成と、注入口１１０ｂから始まる流路の構成は全く同じであり、以降ａチャンネル、ｂチャンネルと呼び区別する。また、各構成要素にはａ、ｂを付けて区別する。
　１２１ａ、１２１ｂは検体を収容する検体収容部である。検体収容部１２１ａ、１２１ｂは所定量の検体を収容するために他の流路より溝が深くなっている。本実施形態では予め、検体収容部１２１ａ、１２１ｂには検体が収容されているものとして説明する。
　１２０ａ、１２０ｂは第１の試薬を収容する試薬収容部、１２２ａ、１２２ｂは第２の試薬を収容する試薬収容部、１２３ａ、１２３ｂは第３の試薬を収容する試薬収容部である。
　注入口１１０ａ、１１０ｂから流路２５０ａ、２５０ｂに駆動液を注入すると、検体収容部１２１ａ、１２１ｂに収容された検体は押し出されてそれぞれ下流の試薬収容部１２０ａ、１２０ｂに注入される。検体と試薬収容部１２０ａ、１２０ｂから押し出された第１の試薬は、それぞれ流路２５０を通って下流の試薬収容部１２２ａ、１２２ｂに注入される。検体と第１の試薬は第２の試薬を試薬収容部１２２ａ、１２２ｂから押し出す。
　検体と第１の試薬と第２の試薬は、それぞれ流路２５０を通って下流の試薬収容部１２３ａ、１２３ｂに注入され第３の試薬を押し出す。
　試薬収容部１２３ａ、１２３ｂのさらに下流には混合部１３０ａ、混合部１３０ｂと混合部１３１ａ、混合部１３１ｂが設けられており、流路２５０ａａ、流路２５０ｂａを流れてきた検体、第１の試薬、第２の試薬、第３の試薬は各混合部で混合される。
　混合部１３０ａ、混合部１３０ｂと混合部１３１ａ、混合部１３１ｂで混合された検体、第１の試薬、第２の試薬、第３の試薬は検出部１１１ａ、１１１ｂに注入される。後に説明するように、マイクロチップ１を検査装置８０の内部の温調庫３１に収納し、マイクロチップ１全体を加熱または吸熱して所定の温度で検出部１１１ａ、１１１ｂの検体と試薬とを所定の時間反応させる。
　検出部１１１ａ、１１１ｂは検体と試薬との反応を光学的に検出するために設けられ、所定量の検体と試薬の混合液を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
　検出部１１１ａ、１１１ｂの下流に設けられた液溜部１４１ａ、１４１ｂは、検出部１１１ａ、１１１ｂよりも流路の溝が浅くなっており検出部１１１ａ、１１１ｂに所定量の検体と試薬の混合液が充填されると液溜部１４１ａ、１４１ｂにも混合液が流入するようになっている。後に説明するように、液溜部１４１ａ、１４１ｂに流入した混合液の有無を検出して、検出部１１１ａ、１１１ｂに所定量の検体と試薬の混合液が充填されたことを判定する。
　排出口１５０ａ、１５０ｂは、流路と連通する溝形成基板１０８に形成された開口である。流路内の空気は試薬や混合液の先端が移動すると排出口１５０ａ、１５０ｂから押し出される。
　このようにマイクロチップ１の流路の両端には開口である注入口１１０と排出口１５０が設けられている。
　なお、本実施形態ではマイクロチップ１に２チャンネルの流路が設けられている例を説明するが、２チャンネルに限られるものではなく多数のチャンネルでも１つのチャンネルでも良い。また、注入口１１０と排出口１５０を形成する基板は特に限定されるものではなく、溝形成基板１０８または被覆基板１０９のいずれに形成しても良い。
　さらに、今までの説明では注入口１１０ａ、１１０ｂから駆動液を注入する例を説明したが、後に説明するように空気など気体を注入または吸引して試薬や検体を移動させても良い。
　図３は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を説明するための斜視図、図４は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。図３、図４に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸を基準に各部の説明を行う。
　検査装置８０は、温度調節ユニット１５２、検出ユニット２２、マイクロポンプユニット７５、パッキン９０、駆動液タンク９１、封止部材１６０、封止部材駆動部１６１、送りネジ３０１、ジョイント３０２、検出ユニット駆動モータ６１などから構成される。図３、図４はマイクロチップ１をパッキン９０ｂに密着させている状態を示している。封止部材駆動部１６１は本発明の封止部材駆動手段である。
　以下、図３、図４を用いて検査システム８０の内部構成の例を説明する。
　封止部材駆動部１６１は、例えばモータと該モータの回転に連動するギア列などの機構部とから構成され、機構部と連結する封止部材１６０をＺ軸方向に移動させる。封止部材１６０のマイクロチップ１に接する面は、例えばゴムなどの弾性部材で構成されている。封止部材駆動部１６１が封止部材１６０をマイクロチップ１の面に押しつけると、弾性部材が封止部材１６０とマイクロチップ１との隙間を塞ぎ、排出口１５０ａ、１５０ｂを封止する。
　温度調節ユニット１５２は、図示せぬ駆動部材により駆動され、Ｚ軸方向に移動可能である。
　初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット１５２を、図３の状態からマイクロチップ１の厚み以上上昇させる。すると、マイクロチップ１はＸ軸方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。所定の位置までマイクロチップ１を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部９５がマイクロチップ１を検知し、オンになる。
　次に、駆動部材により温度調節ユニット１５２とマイクロチップ１を下降させて、マイクロチップ１を温度調節ユニット１５２とパッキン９０ｂに密着させる。
　温度調節ユニット１５２は、ペルチェ素子、電源装置、温度センサなどを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ１の面を所定の温度に調節するユニットである。
　マイクロポンプユニット７５からの送液終了後、封止部材駆動部１６１は封止部材１６０をＺ軸負方向に移動させ、図４のように封止部材１６０をマイクロチップ１の面に押しつけて排出口１５０ａ、１５０ｂを封止する。
　なお、本実施形態では封止部材１６０をマイクロチップ１の面に押しつけて排出口１５０ａ、１５０ｂを封止する例を説明するが、封止部材１６０として粘着性のあるシール状の部材を用い、封止部材１６０をマイクロチップ１の面に貼り付けて、排出口１５０ａ、１５０ｂを封止しても良い。
　検出ユニット２２は図示せぬ発光部と受光部から成り、検出部１１１に光を照射して検体と反応した試薬が発光する蛍光を、光学的に分離して受光部に受光するように構成されている。検出ユニット２２は送りネジ３０１と螺合するネジ部を有し、送りネジ３０１が回転することによりＹ軸方向に移動する。送りネジ３０１は直線Ｆと平行に配設されており、検出ユニット２２が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１１１ａ、１１１ｂのそれぞれの中心部に、検出ユニット２２のレンズ２３の光軸が一致するように配置されている。検出ユニット２２は、所定の位置に移動した後、検出部１１１ａ、１１１ｂにレンズ２３から順次励起光を照射し、蛍光物質が発光する蛍光を受光して電気信号を出力する。
　送りネジ３０１は検出ユニット駆動モータ６１によりジョイント３０２を介して駆動される。検出ユニット駆動モータ６１は例えばパルスモータであり、パルスにより所定量回転する。位置センサ４１は検出ユニット２２の初期位置を検知するために設けられたフォトリフレクタなどのセンサまたはメカニカルスイッチなどである。
　なお、検出ユニット２２には回転防止用に図３には図示せぬガイド穴が設けられており、ガイド穴を貫通するガイド棒に沿って移動する。ガイド棒は送りネジ３０１と平行に配設されている。
　図４では、検出ユニット２２は検出部１１１（検出部１１１ａ、１１１ｂの何れか）でおこる試薬の反応結果を光学的に検出できる位置にある場合を図示している。
　マイクロチップ１の注入口１１０は、マイクロチップ１をパッキン９０ｂを介してマイクロポンプ７５と密着させたときに、パッキン９０ｂに設けられた対応する開口とそれぞれ連通する位置に設けられている。
　マイクロポンプユニット７５の吸入口１４５は、パッキン９０ａを介して駆動液タンク９１が接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液をパッキン９０ａを介して吸い込むようになっている。一方、吐出口１４６はパッキン９０ｂを介してマイクロチップ１の注入口１１０と連通している。
　圧電素子１１２を駆動することにより、マイクロポンプユニット７５から送り出された駆動液は、マイクロチップ１の注入口１１０からマイクロチップ１内に形成された流路２５０に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット７５から注入口１１０に駆動液を注入する。
　マイクロポンプユニット７５には少なくとも一つのマイクロポンプが設けられている。図２に図示したマイクロチップ１を駆動する場合は、２つの注入口１１０ａ、１１０ｂに対応する２つのマイクロポンプが必要である。
　図４に示す検知部２９は例えばフォトリフレクタであり、液溜部１４１に流入した液体を光学的に検知するために設けられている。
　図５は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
　制御部９９は、ＣＰＵ９８（中央処理装置）とＲＡＭ９７（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ９６（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、不揮発性の記憶部であるＲＯＭ９６に記憶されているプログラムをＲＡＭ９７に読み出し、当該プログラムに従って検査装置８０の各部を集中制御する。
　以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。
　ＣＰＵ９８は液体ポンプ駆動制御部４１１、封止部材駆動制御部４１２、検出ユニット駆動制御部４１３を有する。封止部材駆動制御部４１２は本発明の封止部材駆動制御手段である。
　封止部材駆動制御部４１２は、プログラムに基づいて封止部材駆動部１６１を制御し封止部材１６０を移動させる。
　検出ユニット駆動制御部４１３は、プログラムに基づいて検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１を制御し検出ユニット２２を移動させる。
　ポンプ駆動部５００は、各マイクロポンプの圧電素子１１２を駆動する駆動部である。液体ポンプ駆動制御部４１１はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部５００を制御する。ポンプ駆動部５００は液体ポンプ駆動制御部４１１の指令を受けて、駆動電圧を発生して圧電素子１１２を駆動する。
　ＣＰＵ９８は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をＲＡＭ９７に記憶する。検査結果は、操作部８７の操作によりメモリカード５０１に記憶したり、プリンタ５０３によってプリントすることができる。
　図６は本発明の第１の実施形態において、検査装置８０が行う検査の手順を説明するフローチャートである。
　フローチャートでは、検査担当者がマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させてからの手順を説明する。
　Ｓ１０：送液を開始するステップである。
　液体ポンプ駆動制御部４１１は、ポンプ駆動部５００を制御してマイクロポンプユニット７５のマイクロポンプを駆動し、駆動液を注入口１１０から注入する。
　Ｓ１１：液溜部１４１に液体が到達したか、否か、を判定するステップである。
　ＣＰＵ９８は、検知部２９の出力電圧から液溜部１４１に検体と試薬の混合液が到達したことを判定する。液溜部１４１に混合液が到達すると、検出部１１１には所定量の混合液が充填されている。
　液溜部１４１に液体が到達していない場合、（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。
　液溜部１４１に液体が到達した場合、（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に進む。
　Ｓ１２：送液を停止するステップである。
　液体ポンプ駆動制御部４１１は、マイクロポンプの駆動を停止する。
　Ｓ１３：排出口１５０を封止するステップである。
　封止部材駆動制御部４１２は、封止部材駆動部１６１に指令し封止部材１６０を移動させて排出口１５０を封止する。
　Ｓ１４：遺伝子を増幅するステップである。
　制御部９９は、温度調節ユニット１５２を所定の温度にし、検出部１１１に充填された検体と試薬の混合液を所定時間反応させて検体に含まれる遺伝子を増幅する。
　Ｓ１５：反応結果を測定するステップである。
　ＣＰＵ９８は、図７で説明する反応測定ルーチンをコールし、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
　このように検出部１１１に検体と試薬の混合液が所定量充填されると送液を停止し、封止部材１６０により排出口１５０を封止するので、遺伝子を増幅するステップで例えば検出部の温度が変化しても混合液が移動しない。したがって、温度や気圧等の変化にかかわらず一定量の混合液から反応結果を測定することができるので、正確な検査が可能になる。
　検査の手順の説明は以上である。
　次に、反応測定ルーチンについて図７のフローチャートの順に説明する。
　Ｓ３０１：検出ユニット２２を移動するステップである。
　検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図３の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２を移動させ、検出ユニット２２が検出部１１１ｂの反応結果を検出する位置に停止させる。
　Ｓ３０２：反応結果を測定するステップである。
　所定の時間経過後、ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
　Ｓ３０３：検出ユニット２２を移動するステップである。
　検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図３の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２をさらに移動させ、検出部１１１ａの反応結果を検出する位置に停止させる。
　Ｓ３０４：反応結果を測定するステップである。
　ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
　以上検査を終了し、検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット２２を初期位置に戻す。
　反応測定ルーチンの手順の説明は以上である。
　次に、第２の実施形態の検査装置について説明する。
　図８は、本発明の第２の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。図８に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸を基準に各部の説明を行う。なお、第１の実施形態と同じ構成要素については同番号を付し説明を省略する。
　検査装置８０は、気圧ポンプ１０、大気開放弁１１、パッキン６、温度調節ユニット１５２などから構成される。１３、１４は連結部であり、２つの構成要素をネジなどの結合部分で互いに結合し、結合部分に設けられた開口と連通する管状の部分により２つの構成要素を連通させる。例えば、連結部１４は、気圧ポンプ１０とパッキン６を結合し、気圧ポンプ１０から送り込まれた空気は連結部１４の内部の流路を通ってマイクロチップ１内の流路２５０に送られる。なお、これまでに説明した構成要素と同一の構成要素には同番号を付し、説明を省略する。
　図８は、温度調節ユニット１５２がマイクロチップ１の上面を押圧し、マイクロチップ１をパッキン６に密着させている状態である。
　初期状態において、温度調節ユニット１５２は退避しており、マイクロチップ１は図８の紙面左右方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３からマイクロチップ１を挿入する。マイクロチップ１が挿入されると、図示せぬ部材により温度調節ユニット１５２を下降させて、マイクロチップ１の面をパッキン６に密着させる。
　次に、気圧ポンプ１０と大気開放弁１１の構造について図９を用いて説明する。図９は本発明の実施形態に係る気圧ポンプ１０と大気開放弁１１の断面図である。図９には、気圧ポンプ１０の筒状の部分を摺動するプランジャー１８を示している。プランジャー１８は、気圧ポンプ１０の断面部分に内蔵された図示せぬ電磁コイルにより、図９の矢印Ｓ方向または逆方向に駆動される。気圧ポンプ１０の先端部には２つの開口３３、３１が設けられている。気圧ポンプ１０には連結部１３を介して大気開放弁１１が結合されている。開口３１は連結部１３の流路３２と連通し、流路３２は大気開放弁１１の開口２６と連通している。
　図９では、大気開放弁１１の大気側に開放された他端の開口２８との間に設けられた弁２７により、開口２６と開口２８の間の流路が閉鎖されている状態を示している。弁２７は大気開放弁１１に設けられた図示せぬ電磁コイルにより開閉可能であり、弁２７を開放すると、気圧ポンプ１０の開口３１は大気と連通する。大気開放弁１１は本発明の圧力開放手段である。
　気圧ポンプ１０の開口３３には連結部１４が結合されている。連結部１４の他端には図８のようにパッキン６が結合されている。
　なお、本実施形態では注入口１１０と気圧ポンプ１０を接続する例を説明するが、連結部１４を分岐させて複数の注入口１１０と気圧ポンプ１０を接続しても良い。また、複数の気圧ポンプ１０を用いて複数の注入口１１０にそれぞれ接続するようにしても良い。
　次に、気圧ポンプ１０がマイクロチップ１に空気を注入する場合について説明する。最初に大気開放弁１１の弁２７を開放し、開口３１を大気に開放してからプランジャー１８を図９の矢印Ｓと逆方向に駆動し空間３５に空気を吸入する。次に、大気開放弁１１の弁２７を閉じてから、プランジャー１８を図９の矢印Ｓ方向に駆動し、開口３３から連通する微細流路３０に空気を注入する。
　流路２５０に注入された空気は、マイクロチップ１内に収容された試薬と検体とを検出部１１１まで駆動する。
　図１０は、本発明の第２の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
　以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。
　ＣＰＵ９８は気圧ポンプ駆動制御部４１４、圧力開放制御部４１５、検出ユニット駆動制御部４１３を有する。圧力開放制御部４１５は本発明の圧力開放制御手段、大気開放弁１１は本発明の圧力開放手段である。
　圧力開放制御部４１５は、プログラムに基づいて大気開放弁１１を大気側に開放させる。気圧ポンプ駆動制御部４１４はプログラムに基づいて、所定量の空気を注入または吸入するように気圧ポンプ１０を制御する。
　図１１は本発明の第２の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。図１１は、ポンプ１０から空気をマイクロチップ１に注入して、微細流路３０の液体を送液する例である。なお、マイクロチップ１は所定の位置まで挿入されているものとする。
　Ｓ２００：大気開放弁１１を開放するステップである。
　圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
　Ｓ２０１：空間３５に空気を吸引するステップである。
　気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図９の矢印Ｓと逆方向に移動させ大気開放弁１１から空間３５に空気を吸引させる。
　Ｓ２０２：大気開放弁１１を閉鎖するステップである。
　圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を閉鎖する信号を送り、大気開放弁１１を閉鎖する。
　Ｓ２０３：送液を開始するステップである。
　気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図９の矢印Ｓ方向に移動させ連通する注入口１１０に空気を注入する。注入された空気により流路２５０内の液体は送液される。
　Ｓ２０４：液溜部１４１に液体が到達したか、否か、を判定するステップである。
　ＣＰＵ９８は、検知部２９の出力電圧から液溜部１４１に検体と試薬の混合液が到達したことを判定する。液溜部１４１に混合液が到達すると、検出部１１１には所定量の混合液が充填されている。
　液溜部１４１に液体が到達していない場合、（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ステップＳ２０４に戻る。
　液溜部１４１に液体が到達した場合、（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に進む。
　Ｓ２０５：送液を停止するステップである。
　気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を制御し、プランジャー１８の移動を停止させる。
　Ｓ２０６：大気開放弁１１を開放するステップである。
　圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
　Ｓ１４：遺伝子を増幅するステップである。
　制御部９９は、温度調節ユニット１５２を所定の温度にし、検出部１１１に充填された検体と試薬の混合液を所定時間反応させて検体に含まれる遺伝子を増幅する。
　Ｓ１５：反応結果を測定するステップである。
　ＣＰＵ９８は、図７で説明した反応測定ルーチンをコールし、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
　第２の実施形態の検査の手順の説明は以上である。
　次に、第３の実施形態の検査装置について説明する。
　図１２は、本発明の第３の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。なお、第２の実施形態と同じ構成要素については同番号を付し説明を省略する。
　第２の実施形態の検査装置８０との違いは気圧ポンプ１０が排出口１５０に接続されている点である。第３の実施形態では気圧ポンプ１０が排出口１５０から流路２５０内の空気を吸引し、マイクロチップ１に予め蓄えられている検体と試薬を移動させる。それ以外の構成は第２の実施形態と同じであり説明を省略する。また、回路構成も図１０で説明した第２の実施形態の回路ブロック図と同じである。
　図１３は本発明の第３の実施形態における検査装置８０の検査の手順を説明するフローチャートである。なお、マイクロチップ１は所定の位置まで挿入されているものとする。
　Ｓ１００：大気開放弁１１を開放するステップである。
　圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
　Ｓ１０１：空間３５から空気を排出するステップである。
　気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図９の矢印Ｓの方向に移動させ大気開放弁１１から空間３５内の空気を排出させる。
　Ｓ１０２：大気開放弁１１を閉鎖するステップである。
　圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を閉鎖する信号を送り、大気開放弁１１を閉鎖する。
　Ｓ１０３：送液を開始するステップである。
　気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８を図４の矢印Ｓと逆方向に移動させ連通する排気口１５０から空気を吸引する。空気を吸引することにより流路２５０内の液体は送液される。
　Ｓ１０４：液溜部１４１に液体が到達したか、否か、を判定するステップである。
　制御部９９は、検知部２９の出力電圧から液溜部１４１に検体と試薬の混合液が到達したことを判定する。液溜部１４１に混合液が到達すると、検出部１１１には所定量の混合液が充填されている。
　液溜部１４１に液体が到達していない場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０４に戻る。
　液溜部１４１に液体が到達した場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に進む。
　Ｓ１０５：送液を停止するステップである。
　気圧ポンプ駆動制御部４１４は、気圧ポンプ１０を駆動制御し、プランジャー１８の移動を停止させる。
　Ｓ１０６：大気開放弁１１を開放するステップである。
　圧力開放制御部４１５は、大気開放弁１１を開放する信号を送り、大気開放弁１１を開放する。
　Ｓ１４：遺伝子を増幅するステップである。
　制御部９９は、温度調節ユニット１５２を所定の温度にし、検出部１１１に充填された検体と試薬の混合液を所定時間反応させて検体に含まれる遺伝子を増幅する。
　Ｓ１５：反応結果を測定するステップである。
　ＣＰＵ９８は、図７で説明した反応測定ルーチンをコールし、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
　第３の実施形態の検査の手順の説明は以上である。
　このように第２、第３の実施形態では検出部１１１に検体と試薬の混合液が所定量充填されると送液を停止し、大気開放弁１１を開放するので注入口１１０から流路に加わる気圧と排出口１５０から流路に加わる気圧は等しくなる。したがって、遺伝子を増幅するステップで例えば検出部の温度が変化しても混合液が移動しない。
　以上このように本発明によれば、マイクロチップの周囲の温度や気圧が変動しても高精度の測定結果が得られる検査装置を提供することができる。
　１　マイクロチップ
　６　パッキン
　１０　気圧ポンプ
　１１　大気開放弁
　２２　検出ユニット
　２９　検知部
　８０　検査装置
　８２　筐体
　８３　挿入口
　８４　表示部
　９１　駆動液タンク
　１１０　注入口
　１４１　液溜部
　１５０　排出口
　１５２　温度調節ユニット
　１６０　封止部材
　１６１　封止部材駆動部
　４１１　液体ポンプ駆動制御部
　４１２　封止部材駆動制御部
　４１３　検出ユニット駆動制御部
　４１４　気圧ポンプ駆動制御部
　４１５　圧力開放制御部

Claims (2)

  1. 流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から液体を注入し、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
    前記一方の開口から液体を注入する液体注入ポンプと、
    前記液体注入ポンプの駆動を制御する液体ポンプ駆動制御手段と、
    前記流路の他方の開口を封止する封止部材と、
    前記封止部材を駆動する封止部材駆動手段と、
    前記封止部材駆動手段を制御する封止部材駆動制御手段と、
    を有し、
    前記封止部材駆動制御手段は、
    前記液体ポンプ駆動制御手段が前記液体注入ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記封止部材駆動手段を制御して前記他方の開口を封止することを特徴とする検査装置。
  2. 流路の両端に開口が形成されたマイクロチップの一方の開口から流路に加わる気圧を変化させて、該流路に貯蔵された試薬と検体とを移動させて混合し、混合液を該流路に設けられた検出部に移動させて反応結果を測定する検査装置において、
    前記一方の開口から気体を吸引または注入して前記流路に加わる気圧を変化させる気圧ポンプと、
    前記気圧ポンプの駆動を制御する気圧ポンプ駆動制御手段と、
    前記流路に加わる気圧を大気側に開放する圧力開放手段と、
    前記圧力開放手段を制御する圧力開放制御手段と、
    を有し、
    前記圧力開放制御手段は、
    前記気圧ポンプ駆動制御手段が前記気圧ポンプを制御して前記混合液を前記検出部に移動させた後、前記圧力開放手段を開放して前記流路に加わる気圧を大気側と等しくすることを特徴とする検査装置。
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