WO2020208895A1 - マイクロ流体システム - Google Patents
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- G01N35/1004—Cleaning sample transfer devices
Definitions
- the present invention relates to a microfluidic system.
- a microfluidic system has been developed that analyzes a sample by filling the sample in a minute flow path formed in a microchip and performing electrophoresis or the like.
- cleaning is performed in the flow path and the reservoir after the analysis is completed.
- the peak shape of the analysis result may change, the electrophoresis time may be delayed, the separability in the flow path may decrease, or the baseline may be reduced. May rise.
- Patent Document 1 a cleaning solution containing an organic solvent such as alcohol may be used.
- a cleaning solution containing an organic solvent such as alcohol as described in Patent Document 1 has a low surface tension. Therefore, when an amount of cleaning liquid close to the reservoir capacity is injected into the flow path, the cleaning liquid may spread on the surface of the microchip, making it difficult to automatically clean mechanically.
- the microchip can be reliably cleaned, but such work is complicated.
- the amount of liquid injected into the microchip is reduced, the flow path is filled with an organic solvent-based cleaning liquid by utilizing the capillary phenomenon, and then the water-based cleaning liquid is filled in the flow path. It is also possible to flush it to.
- the amount of the organic solvent system is small, the cleaning effect is limited, and it cannot be said that the cleaning is sufficient.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a microfluidic system capable of efficiently cleaning a microchip.
- a microfluidic system based on the present disclosure holds a microchip having at least one flow path internally including a separation flow path for separating samples and having a plurality of reservoirs open at each end of the flow path.
- a chip cover that is arranged to face the microchip held by the chip holding portion and is provided with a plurality of probe insertion portions at positions corresponding to each of the plurality of reservoirs, and the plurality of A plurality of sealing members that seal between the plurality of probe insertion portions and the plurality of reservoirs so that the probe insertion portion and the plurality of reservoirs can communicate with each other, and a liquid is discharged to any of the plurality of reservoirs.
- a suction mechanism including a dispensable probe, a plurality of suction nozzles provided so as to be able to suck liquid from each of the plurality of reservoirs, and a first cleaning liquid for cleaning the flow path.
- the first storage unit, the second storage unit that stores the second cleaning liquid for cleaning the flow path, the pump provided so that the suction and the liquid can be repeatedly sucked in and discharged, and the first cleaning liquid are the first.
- a route switching unit configured to be able to switch between a route for sucking from the storage unit and a route for sucking the second cleaning liquid from the second storage unit, and a control unit that at least controls the operation of the route switching unit and the pump. , Equipped with.
- FIG. 5 is a plan view of a microchip used in the microfluidic system according to the first embodiment. It is a figure which shows the flow path formed in the microchip shown in FIG. It is sectional drawing of the microchip shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a microchip having a chip cover attached is held in a chip holding portion provided with the microfluidic system according to the first embodiment.
- FIG. It is a figure which shows the step of sucking the 1st cleaning liquid from the 1st storage part at the time of cleaning a microchip in the microfluidic system which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the step of injecting the 1st cleaning liquid into a reservoir at the time of cleaning a microchip in the microfluidic system which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the step of sucking the 1st cleaning liquid from a microchip, and the step of cleaning a dispensing probe when cleaning a microchip in the microfluidic system according to the first embodiment.
- FIG. It is a figure which shows the step of sucking the 2nd cleaning liquid from a 2nd storage part, and the step of injecting the 2nd cleaning liquid into a reservoir at the time of cleaning a microchip in the microfluidic system which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is a figure which shows the step of sucking the 2nd cleaning liquid from a microchip, and the step of cleaning a dispensing probe when cleaning a microchip in the microfluidic system according to the first embodiment.
- It is a schematic diagram which shows the microfluidic system which concerns on Embodiment 2 and is the figure which shows the process of sucking the 1st cleaning liquid from the 1st storage part at the time of cleaning a microchip.
- FIG. 1 shows the step of injecting the 1st cleaning liquid into a reservoir at the time of cleaning a microchip in the microfluidic system which concerns on Embodiment 2.
- FIG. It is a figure which shows the step of sucking the 2nd cleaning liquid from the 2nd storage part at the time of cleaning a microchip in the microfluidic system which concerns on Embodiment 2.
- FIG. It is a figure which shows the step of injecting the 2nd cleaning liquid into a reservoir at the time of cleaning a microchip in the microfluidic system which concerns on Embodiment 2.
- FIG. 1 is a schematic view of the microfluidic system according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the microfluidic system according to the first embodiment.
- the microfluidic system 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
- the microfluidic system 100 includes a tip holding unit 10, a dispensing probe 30, a suction mechanism 40, a first storage unit 51, a second storage unit 52, and a route switching unit 60. It includes a pump 70, a first path 81, a second path 82, a third path 83, a fourth path 84, and a cleaning unit 90.
- the chip holding unit 10 holds the microchip 200, which will be described later.
- the microchip 200 can supply a liquid via a plurality of probe insertion portions 250, which will be described later.
- the dispensing probe 30 is provided so that a liquid can be injected into any of the plurality of probe insertion portions 250.
- the dispensing probe 30 is provided so as to be movable.
- the dispensing probe 30 is moved by a probe moving mechanism (not shown).
- the dispensing probe 30 has a tapered portion 30a that becomes thinner toward the tip.
- the suction mechanism 40 is provided so that liquid can be sucked from each of the plurality of probe insertion portions 250.
- the suction mechanism 40 includes a plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44, a nozzle holding portion 45, a valve switching portion 46, and a suction pump 47.
- the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 are nozzles for sucking liquid from each of the plurality of probe insertion portions 250.
- the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 are held by the nozzle holding portion 45.
- the nozzle holding portion 45 is provided so as to be movable in the vertical direction and the horizontal direction.
- the nozzle holding portion 45 is moved by the nozzle moving mechanism. By moving the nozzle holding portion 45, the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 can be inserted into the plurality of probe insertion portions 250.
- the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 are connected to the suction pump 47 via the valve switching unit 46.
- the valve switching unit 46 has a plurality of valves 461,462,463,464, and switches the opening and closing of the plurality of valves 461,462,463,464. By switching the opening and closing of the plurality of valves 461,462,463,464, the liquid can be sucked from a desired suction nozzle.
- the suction pump 47 generates a negative pressure for sucking the liquid, and sends the sucked liquid to the waste liquid tank 94.
- the first storage unit 51 stores the first cleaning liquid for cleaning the flow paths (introduction flow path 221 and separation flow path 222: see FIG. 4) of the microchip 200.
- a water-based cleaning liquid such as pure water can be used.
- the second storage unit 52 stores a second cleaning liquid for cleaning the flow paths (introduction flow path 221 and separation flow path 222) of the microchip 200.
- a second cleaning liquid for example, an organic solvent-based cleaning liquid can be used.
- the organic solvent include alcohol and / or acetonitrile.
- the alcohol methanol, ethanol, isopropyl alcohol and the like are particularly used.
- the second cleaning liquid is not limited to the organic solvent-based cleaning liquid, and may be an aqueous cleaning liquid.
- the second storage unit 52 is provided integrally with the well plate 53 capable of storing a plurality of samples, for example.
- the second storage portion 52 may be provided separately from the well plate 53.
- the route switching unit 60 is configured to be able to switch between a route for sucking the first cleaning liquid from the first storage unit 51 and a route for sucking the second cleaning liquid from the second storage unit 52.
- the route switching unit 60 has a first port 61, a second port 62, a third port 63, a fourth port 64, a priming port 66, a movable path 67, and a movable path 68.
- the first port 61, the second port 62, the third port 63, the fourth port 64, and the pluming port 66 are arranged side by side along the circumferential direction.
- the movable path 67 and the movable path 68 are provided so that ports adjacent to each other can be connected to each other.
- the first port 61 is connected to the dispensing probe 30 via the first path 81.
- the second port 62 is connected to the downstream side of the pump 70 (more specifically, the downstream side of the storage chamber 71 described later) in the discharge direction in which the pump 70 discharges the liquid via the second path 82. ..
- the third port 63 is connected to the upstream side of the pump 70 (more specifically, the upstream side of the storage chamber 71) in the discharge direction via the third path 83.
- the fourth port 64 is connected to the first storage unit 51 via the fourth path 84.
- the pluming port 66 is connected to the priming device 54 via a path 87.
- the priming device 54 is used to fill the path with a liquid.
- the movable path 67 and the movable path 68 are configured to be rotatable in the same direction, and when the movable path 67 and the movable path 68 move, the first port 61, the second port 62, and the third port 63, At least one set of ports adjacent to each other among the fourth port 64 and the priming port 66 is connected.
- the pump 70 is provided so that the suction of the liquid and the discharge of the liquid can be repeated.
- the pump 70 is, for example, a measuring pump and can suck a predetermined amount of liquid.
- the pump 70 has a storage chamber 71 capable of storing a liquid inside.
- the cleaning unit 90 is a port for cleaning the dispensing probe 30.
- the cleaning unit 90 has two cleaning tanks 91 and 92.
- One of the two cleaning tanks, the cleaning tank 91 is provided so that the first cleaning liquid can be stored.
- the first cleaning liquid can be stored in the cleaning tank 91.
- the outer peripheral portion on the tip side of the dispensing probe 30 can be cleaned.
- the inner peripheral portion of the dispensing probe 30 can also be cleaned.
- the other cleaning tank 92 of the two cleaning tanks is provided so as to be able to store the second cleaning liquid.
- the outer peripheral portion on the tip side of the dispensing probe 30 can be cleaned.
- the inner peripheral portion of the dispensing probe 30 can also be cleaned.
- the microfluidic system 100 further includes a control unit 95, a detection unit 96, and a voltage application unit 97.
- the control unit 95 controls the operations of the dispensing probe 30, the suction mechanism 40, the path switching unit 60, the pump 70, the detection unit 96, and the voltage application unit 97.
- the control unit 95 controls the movement of the dispensing probe 30 by controlling the operation of the probe movement mechanism described above.
- the control unit 95 controls the movement of the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 by controlling the operation of the nozzle movement mechanism described above. Further, the control unit 95 controls the suction operations of the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 by controlling the operations of the valve switching unit 46 and the suction pump 47 in the suction mechanism 40.
- the control unit 95 controls the suction operation or the discharge operation of the dispensing probe 30 by controlling the operations of the path switching unit 60 and the pump 70.
- the control unit 95 controls the operation of the voltage application unit 97.
- the voltage application unit 97 applies a voltage to both ends of the introduction flow path 221 (see FIG. 4) and the separation flow path 222 (see FIG. 4), which will be described later, provided in the microchip 200.
- the voltage application unit 97 applies a voltage to both ends of the introduction flow path 221 and the separation flow path 222 for each microchip 200. As a result, the sample can be electrophoresed in the separation flow path 222.
- the control unit 95 controls the operation of the detection unit 96.
- the detection unit 96 detects, for example, fluorescence of the sample component separated by the separation flow path 222.
- the detection unit 96 includes, for example, an irradiation unit and a light receiving unit.
- the irradiation unit irradiates a part of the separation flow path with excitation light.
- the light receiving unit receives the fluorescence generated when the sample component moving in the separation flow path 222 is excited by the excitation light.
- FIG. 3 is a plan view of the microchip used in the microfluidic system according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a diagram showing a flow path formed in the microchip shown in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the microchip shown in FIG. The configuration of the microchip 200 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
- the microchip 200 has at least one flow path including a separation flow path 222 for separating a sample inside, and an opening is provided at each end of the at least one flow path. It has a plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214.
- the microchip 200 includes a first substrate 210 and a second substrate 220.
- the first substrate 210 is provided on the second substrate 220.
- the first substrate 210 and the second substrate 220 are configured to be capable of transmitting light.
- the first substrate 210 and the second substrate 220 are formed of, for example, a glass substrate.
- the first substrate 210 and the second substrate 220 may be formed of a transparent resin substrate.
- An introduction flow path 221 and a separation flow path 222 are provided on one main surface of the second substrate 220 so as to intersect each other.
- the introduction flow path 221 and the separation flow path 222 are grooves formed on the surface.
- the introduction flow path 221 is a flow path for introducing a sample.
- the separation flow path 222 is a flow path for electrophoresing the introduced sample.
- a plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214 are provided on the first substrate 210 at positions corresponding to both ends of the introduction flow path 221 and both ends of the separation flow path 222.
- the plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214 are composed of a plurality of through holes penetrating the first substrate 210.
- Each of the plurality of reservoirs 211, 212, 213, and 214 forms a port for applying a voltage.
- An electrode pattern (not shown) is formed from the inner wall surface of each of the plurality of reservoirs 211, 212, 213, and 214 to the surface of the first substrate 210. Each electrode pattern is electrically connected to the voltage application unit 97.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a microchip having a chip cover attached is held by a chip holding portion provided with the microfluidic system according to the first embodiment.
- the microfluidic system 100 further includes a chip cover 230 and a plurality of sealing members 240.
- the chip cover 230 is arranged so as to face the microchip 200 held by the chip holding portion 10.
- the tip cover 230 includes a plurality of probe insertion portions 250 provided at positions corresponding to the plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214.
- the plurality of probe insertion portions 250 include a plurality of through holes 232 formed in the chip cover 230 at positions corresponding to the plurality of reservoirs 211, 212, 213, and 214, and a cylinder inserted into each of the plurality of through holes 232. It is composed of a shape member 251.
- the plurality of tubular members 251 are inserted into the through holes 232 so as to project from the main surface 230a of the chip cover 230 facing the microchip 200 toward the microchip 200 side.
- the tubular member 251 inserted into the plurality of reservoirs 211, 212, 213 is composed of a cylindrical member having a substantially uniform inner diameter.
- the tubular member 251 inserted into the through hole 232 provided at a position corresponding to the reservoir 214 has a tapered portion 251a whose inner diameter decreases toward the microchip 200 side.
- the tapered portion 30a of the dispensing probe 30 is pressed against the tapered portion 251a, so that the probe insertion portion 250 and the dispensing probe 30 provided at positions corresponding to the reservoir 214 Is maintained liquidtight.
- the plurality of sealing members 240 can communicate between the plurality of probe insertion portions 250 and the plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214, and between the plurality of probe insertion portions 250 and the plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214. To seal.
- the plurality of sealing members 240 are provided so as to be sandwiched between the microchip 200 and the tubular member 251.
- the plurality of sealing members 240 have an annular shape.
- the plurality of sealing members 240 are made of elastic members.
- the microchip 200 is repeatedly used while being held by the chip holding unit 10. After the sample analysis, the separated polymer and the sample remain in the introduction flow path 221 and the separation flow path 222, and the plurality of reservoirs 211, 212, 213, and 214. Therefore, in order to use the microchip 200 repeatedly, after the analysis, the remaining separated polymer and the sample are sucked by the suction mechanism 40, and then the microchip 200 is washed.
- FIGS. 7 to 11 are diagrams showing each step when cleaning the microchip in the microfluidic system according to the first embodiment. The operation of the microfluidic system 100 when cleaning the microchip 200 will be described with reference to FIGS. 7 to 11.
- FIG. 7 is a diagram showing a step of sucking the first cleaning liquid from the first storage portion when cleaning the microchip in the microfluidic system according to the first embodiment.
- the control unit 95 is connected to the third port 63 and the fourth port 64, and is connected to the upstream side of the pump 70. 1
- the operation of the route switching unit 60 is controlled so that the storage unit 51 and the storage unit 51 communicate with each other in the second state.
- the third port 63 and the fourth port 64 are connected by the movable path 68, and the upstream side of the pump 70 and the first storage portion 51 are connected via the third path 83, the movable path 68, and the fourth path 84. And connect.
- control unit 95 controls the operation of the pump 70 to suck the first cleaning liquid from the first storage unit 51 into the pump 70 in the second state. At this time, a predetermined amount of the first cleaning liquid is sucked into the storage chamber 71.
- FIG. 8 is a diagram showing a step of injecting a first cleaning liquid into a reservoir when cleaning a microchip in the microfluidic system according to the first embodiment.
- the control unit 95 connects the first port 61 and the second port 62 to the pump 70 as shown in FIG.
- the route switching unit 60 switches from the second state to the first state in which the downstream side and the dispensing probe 30 communicate with each other, and injects the first cleaning liquid from the dispensing probe 30 into the reservoir 214 serving as the pressurizing port. And control the operation of the pump 70.
- control unit 95 moves the movable path 67 and the movable path 68, releases the second state in which the third port 63 and the fourth port 64 are connected by the movable path 68, and uses the movable path 67. It is assumed that the first port 61 and the second port 62 are connected to each other in the first state.
- the downstream side of the pump 70 and the dispensing probe 30 communicate with each other, and the first cleaning liquid can be discharged from the dispensing probe 30.
- the control unit 95 moves the dispensing probe 30 into the probe insertion unit 250 provided at a position corresponding to the reservoir 214. Then, the control unit 95 brings the outer peripheral surface of the tip of the dispensing probe 30 into close contact with the tapered portion 251a that forms a part of the probe insertion unit 250. As a result, the dispensing probe 30 and the probe insertion portion 250 are maintained in a liquid tight state, and the liquid injected from the dispensing probe 30 into the reservoir 214 can be prevented from leaking to the outside of the reservoir.
- the dispensing probe 30 may be moved after the switching from the second state to the first state, or before the switching.
- control unit 95 controls the operation of the pump 70 so that the first cleaning liquid is discharged from the dispensing probe 30. Specifically, a positive pressure is generated in the pump 70 to discharge the first cleaning liquid from the dispensing probe 30.
- FIG. 9 is a diagram showing a step of sucking the first cleaning liquid from the microchip and a step of cleaning the dispensing probe when cleaning the microchip in the microfluidic system according to the first embodiment.
- the control unit 95 uses the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 to suck the first cleaning liquid from the plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214.
- the suction mechanism 40 is controlled so as to suck the first cleaning liquid.
- valve switching unit 46 may switch the opening and closing of a plurality of valves 461,462,463,464 as appropriate.
- the control unit 95 inserts the dispensing probe 30 into the cleaning tank 91 of the cleaning unit 90 and discharges the first cleaning liquid from the dispensing probe 30.
- the inside of the dispensing probe 30 is cleaned.
- the outer peripheral portion of the dispensing probe 30 on the tip side is cleaned by immersing the tip side of the dispensing probe 30 in the first cleaning liquid stored in the cleaning tank 91.
- the surplus first cleaning liquid is collected in the waste liquid tank 94.
- the cleaning of the dispensing probe 30 in the cleaning tank 91 may be performed during the suction operation of the first cleaning liquid, or may be performed before and after the suction operation of the first cleaning liquid.
- FIG. 10 is a diagram showing a step of sucking the second cleaning liquid from the second storage portion and a step of injecting the second cleaning liquid into the reservoir when cleaning the microchip in the microfluidic system according to the first embodiment.
- the control unit 95 pumps the second cleaning liquid from the second storage unit 52.
- the operation of the path switching unit 60 and the pump 70 is controlled so that the second cleaning liquid is sucked into the reservoir 214 and injected into the reservoir 214.
- control unit 95 inserts the dispensing probe 30 into the second storage unit 52 and drives the pump 70 to suck the second cleaning liquid from the second storage unit 52 into the dispensing probe 30.
- the control unit 95 moves the dispensing probe 30 into the probe insertion unit 250 provided at a position corresponding to the reservoir 214.
- the control unit 95 brings the outer peripheral surface of the tip of the dispensing probe 30 into close contact with the tapered portion 251a that forms a part of the probe insertion unit 250.
- the control unit 95 controls the operation of the pump 70 so that the second cleaning liquid is discharged from the dispensing probe 30. Specifically, a positive pressure is generated in the pump 70 to discharge the second cleaning liquid from the dispensing probe 30. As a result, the second cleaning liquid is injected into the reservoir 214, and the second cleaning liquid is also filled in the plurality of reservoirs 211, 212, and 213 through the separation flow path 222 and the introduction flow path 221.
- the microchip 200 is filled with the second cleaning liquid and left to stand for a predetermined time.
- the predetermined time is, for example, about 1 minute to 3 minutes. In addition, when a plurality of washings are repeated, it may be left for about 60 minutes at the time of the last washing.
- FIG. 11 is a diagram showing a step of sucking a second cleaning liquid from the microchip and a step of cleaning the dispensing probe when cleaning the microchip in the microfluidic system according to the first embodiment.
- the control unit 95 uses the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, and 44 to suck the second cleaning liquid from the plurality of reservoirs 211, 212, 213, and 214.
- the suction mechanism 40 is controlled so as to suck the second cleaning liquid.
- the control unit 95 controls the operation of the route switching unit 60 so that the first state is maintained from the process shown in FIG. 8 to the process shown in FIG.
- wash the dispensing probe 30 Specifically, in the step of cleaning the dispensing probe, the control unit 95 inserts the dispensing probe 30 into the cleaning tank 92 of the cleaning unit 90 and discharges the second cleaning liquid from the dispensing probe 30. As a result, the inside of the dispensing probe 30 is cleaned. Further, the outer peripheral portion of the dispensing probe 30 on the tip side is cleaned by immersing the tip side of the dispensing probe 30 in the second cleaning liquid stored in the cleaning tank 92. The surplus second cleaning liquid is collected in the waste liquid tank 94.
- the cleaning of the dispensing probe 30 in the cleaning tank 92 may be performed during the suction operation of the second cleaning liquid, or may be performed before and after the suction operation of the first cleaning liquid.
- the microchip 200 can be washed by carrying out the above steps one or more times.
- the cleaning liquid is passed through the probe insertion portion and the reservoir in a state where the space between the probe insertion portion and the reservoir is maintained by the elastic member. It can be injected into the flow path. Therefore, the amount of the cleaning liquid used for cleaning can be increased as compared with the case where a small amount of the cleaning liquid is injected into the reservoir by utilizing the capillary phenomenon. Further, even when the amount of the cleaning liquid is increased, the elastic member keeps the space between the probe insertion portion and the reservoir liquid-tight, so that the cleaning liquid can be prevented from leaking to the surface of the microchip. ..
- the path switching unit 60 is connected to the first port 61 and the second port 62, and the downstream side of the pump 70 and the dispensing probe 30 communicate with each other.
- the first state is connected to the third port 63 and the fourth port 64, and the second state in which the upstream side of the pump 70 and the first storage unit 51 communicate with each other can be switched.
- the control unit 95 sucks the first cleaning liquid from the first storage unit 51 into the pump 70 in the second state, and then switches to the first state for dispensing.
- the operation of the path switching unit 60 and the pump is controlled so as to inject the first cleaning liquid from the probe into the reservoir 214.
- the control unit 95 sucks the second cleaning liquid from the second storage unit 52 after injecting the first cleaning liquid, and injects the second cleaning liquid from the dispensing probe 30 into the reservoir 214. Controls the operation of the 60 and the pump 70.
- the microchip is efficiently cleaned by increasing the amount of the cleaning liquid and automatically switching between the injection of the first cleaning liquid and the injection of the second cleaning liquid while preventing the cleaning liquid from leaking to the surface of the microchip. It becomes possible to do.
- FIG. 12 is a schematic view showing the microfluidic system according to the second embodiment.
- the microfluidic system 100A according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
- the path switching unit 60 is the second via the fifth path 85.
- the fifth port 65 connected to the storage unit 52 is further included, and the method of switching the route by the route switching unit 60 is mainly different. Other configurations are almost the same.
- the route switching unit 60 sets the first port 61, the second port 62, the third port 63, the fourth port 64, the fifth port 65, the priming ports 661, 662, the movable path 67, the movable path 68, and the movable path 69. Have.
- the second port 62, the third port 63, the fourth port 64, the fifth port 65, and the priming ports 661 and 662 are arranged side by side in the circumferential direction so as to surround the first port 61.
- the first port 61 is connected to the dispensing probe 30 via the first path 81.
- the second port 62 is connected to the downstream side of the pump 70 (more specifically, the downstream side of the storage chamber 71 described later) via the second path 82.
- the third port 63 is connected to the upstream side of the pump 70 (more specifically, the upstream side of the storage chamber 71) via the third path 83.
- the fourth port 64 is connected to the first storage unit 51 via the fourth path 84.
- the fifth port 65 is connected to the second storage portion 52 via the fifth path 85.
- the pluming port 661 is connected to the priming device 54 via the path 87.
- the priming port 662 is connected to the priming device 55 via a path 88.
- the priming devices 54, 55 are used to fill the path with liquid.
- the movable path 67, the movable path 68, and the movable path 69 are provided so as to be movable.
- By moving the movable path 67 and the movable path 68 at least one set of ports adjacent to each other among the second port 62, the third port 63, the fourth port 64, the fifth port 65, and the priming ports 661 and 662. Is connected.
- the movable path 69 can be selected to be connected to any of the second port 62, the third port 63, the fourth port 64, the fifth port 65, and the priming ports 661 and 662, and to not be connected to any of these. It is provided in.
- the route switching unit 60 is configured to be able to take at least one of a first state, a second state, and a third state by moving the movable paths 67, 68, and 69.
- the first state is a state in which the first port 61 and the second port 62 are connected and the downstream side of the pump 70 and the dispensing probe 30 communicate with each other.
- the second state is a state in which the third port 63 and the fourth port 64 are connected and the upstream side of the pump 70 and the first storage unit 51 communicate with each other.
- the third state is a state in which the third port 63 and the fifth port 65 are connected, and the upstream side of the pump 70 and the second storage portion 52 communicate with each other.
- the microchip 200 is repeatedly used while being held by the chip holding portion 10. After the sample analysis, the separated polymer and the sample remain in the introduction flow path 221 and the separation flow path 222, and the plurality of reservoirs 211, 212, 213, and 214. Therefore, in order to use the microchip 200 repeatedly, after the analysis, the remaining separated polymer and the sample are sucked by the suction mechanism 40, and then the microchip 200 is washed.
- FIG. 12 is a diagram showing a step of sucking the first cleaning liquid from the first storage portion when cleaning the microchip.
- the control unit 95 is connected to the third port 63 and the fourth port 64, and is connected to the upstream side of the pump 70. 1
- the operation of the route switching unit 60 is controlled so that the storage unit 51 and the storage unit 51 communicate with each other in the second state.
- the third port 63 and the fourth port 64 are connected by the movable path 68, and the upstream side of the pump 70 and the first storage portion 51 are connected via the third path 83, the movable path 68, and the fourth path 84. And connect.
- control unit 95 controls the operation of the pump 70 to suck the first cleaning liquid from the first storage unit 51 into the pump 70 in the second state. At this time, a predetermined amount of the first cleaning liquid is sucked into the storage chamber 71.
- the movable path 67 connects the fifth port 65 and the priming port 662, and the fifth path 85 is filled with the second cleaning liquid.
- FIG. 13 is a diagram showing a step of injecting a first cleaning liquid into a reservoir when cleaning a microchip in the microfluidic system according to the second embodiment.
- the route switching unit 60 and the pump 70 are set so as to inject the first cleaning liquid from the dispensing probe 30 into the reservoir 214 in the first state. Control the operation of.
- control unit 95 controls the operation of the route switching unit 60 so that the first port 61 and the second port 62 are connected by the movable path 69. Subsequently, the control unit 95 moves the dispensing probe 30 into the probe insertion unit 250 provided at a position corresponding to the reservoir 214. Then, the control unit 95 controls the operation of the pump 70 so as to inject the first cleaning liquid into the reservoir 214 via the probe insertion unit 250.
- the first cleaning liquid is injected into the reservoir 214, and the first cleaning liquid is also filled in the plurality of reservoirs 211, 212, and 213 through the separation flow path 222 and the introduction flow path 221.
- the control unit 95 uses the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 to suck the plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214.
- the suction mechanism 40 is controlled so as to suck the first cleaning liquid from.
- the dispensing probe 30 is cleaned in the cleaning tank 91 with the first cleaning liquid.
- FIG. 14 is a diagram showing a step of sucking the second cleaning liquid from the second storage portion when cleaning the microchip in the microfluidic system according to the second embodiment.
- the control unit 95 switches to the third state and sucks the second cleaning liquid from the second storage unit 52 into the pump 70. As described above, the operations of the path switching unit 60 and the pump 70 are controlled.
- control unit 95 moves the movable path 69 so as to disconnect the first port 61 and the second port 62 so that the third port 63 and the fifth port 65 are connected.
- the movable path 67 is moved.
- control unit 95 moves the movable path 68 so that the fourth port 64 and the priming port 661 are connected.
- the pump 70 is driven to suck a predetermined amount of the second cleaning liquid into the pump 70 via the fifth path 85, the movable path 67, and the third path 83.
- FIG. 15 is a diagram showing a step of injecting a second cleaning liquid into a reservoir when cleaning a microchip in the microfluidic system according to the second embodiment.
- the route switching unit 60 and the pump 70 are set so as to inject the second cleaning liquid from the dispensing probe 30 into the reservoir 214 in the first state. Control the operation of.
- control unit 95 controls the operation of the route switching unit 60 so that the first port 61 and the second port 62 are connected by the movable path 69. Subsequently, the control unit 95 moves the dispensing probe 30 into the probe insertion unit 250 provided at a position corresponding to the reservoir 214. Then, the control unit 95 controls the operation of the pump 70 so as to inject the second cleaning liquid into the reservoir 214 via the probe insertion unit 250.
- the second cleaning liquid is injected into the reservoir 214, and the second cleaning liquid is also filled in the plurality of reservoirs 211, 212, and 213 through the separation flow path 222 and the introduction flow path 221.
- the control unit 95 uses the plurality of suction nozzles 41, 42, 43, 44 to suck the plurality of reservoirs 211, 212, 213, 214.
- the suction mechanism 40 is controlled so as to suck the second cleaning liquid from.
- the dispensing probe 30 is cleaned in the cleaning tank 92 with the second cleaning liquid.
- the microfluidic system 100A according to the second embodiment can obtain substantially the same effect as that of the first embodiment. Further, the operation of connecting the first storage unit 51 and the second storage unit 52 to the route switching unit 60 and sucking and injecting the first cleaning liquid from the first storage unit 51 by moving the movable path, and the second storage unit 52. Since the operation of sucking and injecting the second cleaning liquid can be switched from the above, continuous operation becomes possible fully automatically.
- a chip holder that holds a microchip having at least one flow path including a separation flow path for separating a sample inside, and having a plurality of reservoirs opened at each end of at least one flow path.
- a chip cover including a plurality of tubular portions arranged to face the microchip held by the chip holding portion and provided at positions corresponding to each of the plurality of reservoirs.
- a chip cover arranged to face the microchip held by the chip holding portion and provided with a plurality of probe insertion portions at positions corresponding to each of the plurality of reservoirs.
- a plurality of sealing members that seal between the plurality of probe insertion portions and the plurality of reservoirs so that the plurality of probe insertion portions and the plurality of reservoirs can communicate with each other.
- a dispensing probe provided in any of the above-mentioned plurality of reservoirs so as to be able to discharge the liquid
- a suction mechanism including a plurality of suction nozzles provided so as to be able to suck liquid from each of the plurality of reservoirs.
- a first storage unit for storing a first cleaning liquid for cleaning at least one of the above-mentioned flow paths, and a first storage unit.
- a second storage unit for storing a second cleaning liquid for cleaning at least one of the above-mentioned flow paths, and a second storage unit.
- a pump that can repeatedly suck in and discharge liquid
- a route switching unit configured to be able to switch between a route that enables the first cleaning liquid to be discharged from the dispensing probe and a route that enables the discharge of the second cleaning liquid.
- a microfluidic system including the path switching unit and a control unit that at least controls the operation of the pump.
- the path switching unit is connected to the dispensing probe via the first port, and is connected to the downstream side of the pump in the discharge direction when the liquid is discharged from the pump via the second path. Including a second port, a third port connected to the upstream side of the pump in the discharge direction via a third path, and a fourth port connected to the first storage section via a fourth path.
- the path switching unit is connected to the first port and the second port, and the first state in which the downstream side of the pump and the dispensing probe communicate with each other, and the third port and the fourth port are connected. ,
- the upstream side of the pump and the second state in which the first storage portion communicates with each other can take at least one of them.
- the control unit When cleaning the flow path, the control unit sucks the first cleaning liquid from the first storage unit into the pump in the second state, and then puts it in the first state to bring the dispensing probe into the first state.
- the operation of the path switching unit and the pump is controlled so that the first cleaning liquid is discharged from the plurality of reservoirs.
- the control unit After discharging the first cleaning fluid, the control unit sucks the second cleaning fluid from the second storage unit and discharges the second cleaning fluid from the dispensing probe to any of the plurality of reservoirs.
- the microfluidic system according to configuration 1, which controls the operation of the path switching unit and the pump as described above.
- the route switching unit further includes a fifth port connected to the second storage unit.
- the path switching unit is a third state in which the first state, the second state, the third port and the fifth port are connected, and the upstream side of the pump and the second storage part communicate with each other. Configured to take at least one of In the third state, the control unit sucks the second cleaning fluid from the second storage unit into the pump and then puts it in the first state, and from the dispensing probe to any of the plurality of reservoirs.
- the microfluidic system according to configuration 2, which controls the operation of the path switching unit and the pump so as to discharge the second cleaning liquid.
- the control unit injects the first cleaning fluid in an amount exceeding the capacity of the plurality of reservoirs into any of the plurality of probe insertion portions, leaves the first cleaning liquid for a predetermined time, and then uses the plurality of suction nozzles from the plurality of reservoirs.
- the microfluidic system according to any one of configurations 1 to 3, which controls the suction mechanism so as to suck the first cleaning liquid.
- the dispensing probe has a tapered portion that tapers toward the tip.
- the tapered portion is pressed against the inner wall of any of the plurality of probe insertion portions, so that any of the plurality of probe insertion portions and the above portion.
- the cleaning unit includes two cleaning tanks. One of the two cleaning tanks is provided so as to be able to store the first cleaning liquid.
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Abstract
マイクロ流体システム(100)は、複数のリザーバを有するマイクロチップを保持するチップ保持部(10)と、チップカバーと、シール部材と、分注プローブ(30)と、吸引機構(40)と、第1洗浄液を貯留する第1貯留部(51)と、第2洗浄液を貯留する第2貯留部(52)と、ポンプ(70)と、経路切替部(60)と、制御部と、を備え、経路切替部(70)は、ポンプ(70)の上流側と第1貯留部(51)とが連通した第1状態と、ポンプ(70)の下流側と第1貯留部(51)とが連通した状態との少なくともいずれかを取り得るように構成されており、制御部は、第2状態で第1洗浄液を吸引し、第1状態で分注プローブ(30)からリザーバに第1洗浄液を注入した後に、分注プローブ(30)からリザーバに第2洗浄液を注入するように、経路切替部(60)およびポンプ(70)の動作を制御する。
Description
本発明は、マイクロ流体システムに関する。
マイクロチップに形成された微細な流路内に試料を充填して電気泳動等を行なうことにより、試料を分析するマイクロ流体システムが開発されている。当該マイクロ流体システムにおいて、マイクロチップを繰り返し使用するために、分析終了後の流路内およびリザーバ内を洗浄することが行われる。
試料由来成分または蛍光色素が流路内に吸着する場合には、分析結果のピーク形状が変化したり、電気泳動の時間が遅延したり、流路内での分離能が低下したり、ベースラインが上昇したりする場合がある。
水系の洗浄液のみを用いてマイクロチップを洗浄する場合には、試料由来成分または蛍光色素の流路への吸着力が強いと、洗浄が不十分となる。このため、特許第5640557号公報(特許文献1)に記載のように、アルコール等の有機溶媒を含む洗浄液が用いる場合がある。
特許文献1に記載のようなアルコール等の有機溶媒を含む洗浄液は、低い表面張力を有する。このため、リザーバ容量に近い量の洗浄液を流路に注入した場合には、洗浄液がマイクロチップ表面上で広がってしまい、機械的に自動で洗浄することが困難となることが起こり得る。
作業者が手作業でマイクロチップに所定量の洗浄液を注入すれば、マイクロチップを確実に洗浄することができるが、このような作業は煩雑である。
このような煩雑を回避するために、マイクロチップに注入する液量を減らして、毛細管現象を利用して流路内に有機溶媒系の洗浄液を充填し、その後に、水系の洗浄液を流路内に流すことも可能である。しかしながら、このような場合では、有機溶媒系の量が少なく、洗浄効果も限定的であり十分に洗浄されているとは言えなかった。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、マイクロチップを効率よく洗浄可能なマイクロ流体システムを提供することにある。
本開示に基づくマイクロ流体システムは、内部に試料を分離するための分離流路を含む少なくとも1つの流路を有し、上記流路の各端部に開口した複数のリザーバを有するマイクロチップを保持するチップ保持部と、上記チップ保持部に保持された上記マイクロチップに対向して配置され、上記複数のリザーバの各々に対応する位置に複数のプローブ挿入部が設けられたチップカバーと、上記複数のプローブ挿入部と上記複数のリザーバとが連通可能に、上記複数のプローブ挿入部と上記複数のリザーバとの間を封止する複数のシール部材と、上記複数のリザーバのいずれかに液体を排出可能に設けられた分注プローブと、上記複数のリザーバの各々から液体を吸引可能に設けられた複数の吸引ノズルを含む吸引機構と、上記流路を洗浄するための第1洗浄液を貯留する第1貯留部と、上記流路を洗浄するための第2洗浄液を貯留する第2貯留部と、液体の吸込と液体の吐出を繰り返し可能に設けられたポンプと、上記第1洗浄液を上記第1貯留部から吸引する経路と上記第2洗浄液を上記第2貯留部から吸引する経路とを切替可能に構成された経路切替部と、上記経路切替部および上記ポンプの動作を少なくとも制御する制御部と、を備える。
本発明によれば、マイクロチップを効率よく洗浄可能なマイクロ流体システムを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合は、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせることは、当初から予定されている。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムの概略図である。図2は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムの構成を示すブロック図である。図1および図2を参照して、実施の形態1に係るマイクロ流体システム100について説明する。
図1は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムの概略図である。図2は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムの構成を示すブロック図である。図1および図2を参照して、実施の形態1に係るマイクロ流体システム100について説明する。
図1に示すように、実施の形態1に係るマイクロ流体システム100は、チップ保持部10、分注プローブ30、吸引機構40、第1貯留部51、第2貯留部52、経路切替部60、ポンプ70、第1経路81、第2経路82、第3経路83、第4経路84、および洗浄部90を備える。
チップ保持部10は、後述するマイクロチップ200を保持する。マイクロチップ200は、後述する複数のプローブ挿入部250を介して液体が供給可能となっている。
分注プローブ30は、複数のプローブ挿入部250のいずれかに液体を注入可能に設けられている。分注プローブ30は、移動可能に設けられている。分注プローブ30は、不図示のプローブ移動機構によって移動させられる。分注プローブ30は、先端に向かうにつれて細くなるテーパ部30aを有する。
吸引機構40は、複数のプローブ挿入部250の各々から液体を吸引可能に設けられている。吸引機構40は、複数の吸引ノズル41、42、43、44、ノズル保持部45、弁切替部46、吸引ポンプ47を含む。
複数の吸引ノズル41、42、43、44は、複数のプローブ挿入部250の各々から液体を吸引するためのノズルである。複数の吸引ノズル41、42、43、44は、ノズル保持部45によって保持されている。
ノズル保持部45は、上下方向および水平方向に移動可能に設けられている。ノズル保持部45は、ノズル移動機構によって移動させられる。ノズル保持部45を移動させることにより、複数の吸引ノズル41、42、43、44を複数のプローブ挿入部250内に挿入することができる。
複数の吸引ノズル41,42,43,44は、弁切替部46を介して吸引ポンプ47に接続されている。弁切替部46は、複数の弁461,462,463,464を有し、こられ複数の弁461,462,463,464の開閉を切り替える。複数の弁461,462,463,464の開閉を切り替えることにより、所望の吸引ノズルから液体を吸引することができる。吸引ポンプ47は、液体を吸引するための負圧を発生させ、吸引した液体を廃液タンク94に送る。
第1貯留部51は、マイクロチップ200が有する流路(導入流路221、分離流路222:図4参照)を洗浄するための第1洗浄液を貯留する。第1洗浄液としては、純水等の水系の洗浄液を用いることができる。
第2貯留部52は、マイクロチップ200が有する流路(導入流路221、分離流路222)を洗浄するための第2洗浄液を貯留する。第2洗浄液としては、たとえば、有機溶媒系の洗浄液を用いることができる。有機溶媒としては、たとえば、アルコールおよび/またはアセトニトリルが挙げられる。アルコールとしては、特に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどが用いられる。なお、第2洗浄液は、有機溶媒系の洗浄液に限定されず、水系の洗浄液であってもよい。
第2貯留部52は、たとえば、複数の試料を貯留可能なウェルプレート53と一体に設けられている。第2貯留部52は、上記ウェルプレート53と別体で設けられていてもよい。
経路切替部60は、上記第1洗浄液を第1貯留部51から吸引する経路と、第2洗浄液を上記第2貯留部52から吸引する経路とを切替可能に構成されている。
経路切替部60は、第1ポート61、第2ポート62、第3ポート63、第4ポート64、プライミングポート66、可動経路67、および可動経路68を有する。
第1ポート61、第2ポート62、第3ポート63、第4ポート64、およびプラインミングポート66は、周方向に沿って並んで配置されている。可動経路67、および可動経路68は、互いに隣り合うポートを接続可能に設けられている。
第1ポート61は、第1経路81を介して分注プローブ30に接続されている。第2ポート62は、第2経路82を介して、ポンプ70が液体を吐出する吐出方向においてポンプ70の下流側(より特定的には、後述する貯留室71の下流側)に接続されている。
第3ポート63は、第3経路83を介して、上記吐出方向においてポンプ70の上流側(より特定的には、貯留室71の上流側)に接続されている。第4ポート64は、第4経路84を介して、第1貯留部51に接続されている。プラインミングポート66は、経路87を介してプライミング装置54に接続されている。プライミング装置54は、経路内に液体を充填させるために用いられる。
可動経路67および可動経路68は、同じ方向に回動可能に構成されており、可動経路67および可動経路68が、移動することにより、第1ポート61、第2ポート62、第3ポート63、第4ポート64、およびプライミングポート66のうち互いに隣り合うポートの少なくとも1組が接続される。
ポンプ70は、液体の吸込と液体の吐出を繰り返し可能に設けられている。ポンプ70は、たとえば計量ポンプであり、所定量の液体を吸引することができる。ポンプ70は、内部に液体を貯留可能な貯留室71を有する。
洗浄部90は、分注プローブ30を洗浄するためのポートである。洗浄部90は、2つの洗浄槽91、92を有する。
2つの洗浄槽のうち一方の洗浄槽91は、第1洗浄液を貯留可能に設けられている。洗浄槽91に貯留された第1洗浄液に分注プローブの先端を浸漬することにより、分注プローブ30の先端側の外周部を洗浄することができる。また、洗浄槽91に向けて分注プローブ30内の第1洗浄液を吐出することにより、分注プローブ30の内周部も洗浄することができる。
2つの洗浄槽のうち他方の洗浄槽92は、第2洗浄液を貯留可能に設けられている。洗浄槽92に貯留された第2洗浄液に分注プローブの先端を浸漬することにより、分注プローブ30の先端側の外周部を洗浄することができる。また、洗浄槽92に向けて分注プローブ30内の第2洗浄液を吐出することにより、分注プローブ30の内周部も洗浄することができる。
図2に示すように、マイクロ流体システム100は、制御部95、検出部96、および電圧印加部97をさらに備える。制御部95は、分注プローブ30、吸引機構40、経路切替部60、ポンプ70、検出部96、および電圧印加部97の動作を制御する。
制御部95は、上述のプローブ移動機構の動作を制御することにより、分注プローブ30の移動を制御する。制御部95は、上述のノズル移動機構の動作を制御することにより、複数の吸引ノズル41、42、43、44の移動を制御する。また、制御部95は、吸引機構40における弁切替部46および吸引ポンプ47の動作を制御することにより、複数の吸引ノズル41、42、43、44の吸引動作を制御する。
制御部95は、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御することにより、分注プローブ30の吸引動作または排出動作を制御する。
制御部95は、電圧印加部97の動作を制御する。電圧印加部97は、マイクロチップ200に設けられた後述する導入流路221(図4参照)および分離流路222(図4参照)のそれぞれの両端部に電圧を印加する。マイクロチップ200が複数保持されている場合には、電圧印加部97は、マイクロチップ200ごとに、導入流路221および分離流路222のそれぞれの両端部に電圧を印加する。これにより、分離流路222において試料を電気泳動させることができる。
制御部95は、検出部96の動作を制御する。検出部96は、分離流路222で分離された試料成分をたとえば蛍光検出する。検出部96は、たとえば、照射部と受光部とを備える。照射部は、分離流路の一部に励起光を照射する。受光部は、分離流路222を移動する試料成分が励起光によって励起されて発生する蛍光を受光する。
図3は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムに用いられるマイクロチップの平面図である。図4は、図3に示すマイクロチップに形成される流路を示す図である。図5は、図3に示すマイクロチップの断面図である。図3から図5を参照して、マイクロチップ200の構成について説明する。
図3から図5に示すように、マイクロチップ200は、内部に試料を分離するための分離流路222を含む少なくとも1つの流路を有し、当該少なくとも1つの流路の各端部に開口した複数のリザーバ211、212、213,214を有する。
具体的には、マイクロチップ200は、第1基板210および第2基板220を含む。第1基板210は、第2基板220上に設けられている。第1基板210および第2基板220は、光を透過可能に構成されている。第1基板210および第2基板220は、たとえば、ガラス基板によって形成されている。なお、第1基板210および第2基板220は、透明な樹脂基板によって形成されていてもよい。
第2基板220の一方の主面には、互いに交差するように導入流路221および分離流路222が設けられている。導入流路221および分離流路222は、上記表面上に形成された溝部である。導入流路221は、試料を導入するための流路である。分離流路222は、導入された試料を電気泳動させる流路である。
第1基板210には、導入流路221の両端部、および分離流路222の両端部に対応する位置に、複数のリザーバ211、212、213,214が設けられている。複数のリザーバ211、212、213,214は、第1基板210を貫通する複数の貫通孔によって構成されている。
複数のリザーバ211、212、213、214のそれぞれは、電圧を印加するためのポートを形成する。複数のリザーバ211、212、213、214のそれぞれの内壁面から第1基板210の表面にかけて電極パターン(不図示)が形成されている。各電極パターンは、上記電圧印加部97に電気的に接続される。
図6は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムの具備されるチップ保持部に、チップカバーが取り付けられたマイクロチップが保持された状態を示す断面図である。
図6に示すように、マイクロ流体システム100は、チップカバー230と、複数のシール部材240とをさらに備える。
チップカバー230は、チップ保持部10に保持されたマイクロチップ200に対向して配置されている。チップカバー230は、複数のリザーバ211、212、213,214に対応する位置に設けられた複数のプローブ挿入部250を含む。
複数のプローブ挿入部250は、複数のリザーバ211、212、213、214に対応する位置にチップカバー230に形成された複数の貫通孔232と、当該複数の貫通孔232のそれぞれに挿入された筒状部材251とのよって構成されている。
複数の筒状部材251は、マイクロチップ200に対向するチップカバー230の主面230aからマイクロチップ200側に向けて突出するように貫通孔232に挿入されている。
複数のリザーバ211、212、213に挿入される筒状部材251は、内径が略均一な円筒状部材によって構成されている。
リザーバ214に対応する位置に設けられた貫通孔232に挿入される筒状部材251は、マイクロチップ200側に向かうにつれて内径が小さくなるテーパ部251aを有する。
リザーバ214に液体を注入する際には、上記テーパ部251aに分注プローブ30のテーパ部30aが押しつけられることにより、リザーバ214に対応する位置に設けられたプローブ挿入部250と分注プローブ30とが液密に維持される。
複数のシール部材240は、複数のプローブ挿入部250と複数のリザーバ211、212、213,214とが連通可能に、複数のプローブ挿入部250と複数のリザーバ211、212、213,214との間を封止する。複数のシール部材240は、マイクロチップ200と筒状部材251との間に挟み込まれるように設けられている。
複数のシール部材240は、環状形状を有する。複数のシール部材240は、弾性部材によって構成されている。
マイクロ流体システム100においては、マイクロチップ200は、チップ保持部10に保持された状態で繰り返し使用される。試料分析後には、導入流路221、および分離流路222、複数のリザーバ211、212、213、214内に、分離ポリマーや試料が残存している。このため、マイクロチップ200を繰り返し使用するために、分析後には、残存する分離ポリマーおよび試料を吸引機構40にて吸引した後、マイクロチップ200が洗浄される。
図7から図11は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際の各工程を示す図である。図7から図11を参照して、マイクロチップ200を洗浄する際のマイクロ流体システム100の動作について説明する。
図7は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に第1洗浄液を第1貯留部から吸引する工程を示す図である。
図7に示すように、第1洗浄液を第1貯留部51から吸引する工程においては、まず、制御部95は、第3ポート63および第4ポート64が接続され、ポンプ70の上流側と第1貯留部51とが連通した第2状態となるように、経路切替部60の動作を制御する。
具体的には、可動経路68によって第3ポート63および第4ポート64を接続し、第3経路83、可動経路68および第4経路84を介して、ポンプ70の上流側と第1貯留部51とを接続する。
続いて、制御部95は、ポンプ70の動作を制御して、上記第2状態において、第1貯留部51から第1洗浄液をポンプ70に吸い込ませる。この際、所定量の第1洗浄液を貯留室71に吸引する。
図8は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に第1洗浄液をリザーバに注入する工程を示す図である。
続いて、図8に示すように、第1洗浄液をリザーバに注入する工程においては、制御部95は、図8に示すように、第1ポート61および第2ポート62が接続され、ポンプ70の下流側と分注プローブ30とが連通した第1状態に、上記第2状態から切り替えて、分注プローブ30から加圧ポートとなるリザーバ214に第1洗浄液を注入するように、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御する。
具体的には、制御部95は、可動経路67、可動経路68を移動させ、可動経路68によって第3ポート63と第4ポート64とが接続された第2状態を解除し、可動経路67によって第1ポート61と第2ポート62とが接続された第1状態とする。
第1ポート61と第2ポート62とが接続されることにより、ポンプ70の下流側と分注プローブ30とが連通し、分注プローブ30から第1洗浄液を吐出可能となる。
続いて、制御部95は、リザーバ214に対応する位置に設けられたプローブ挿入部250内に分注プローブ30を移動させる。そして、制御部95は、プローブ挿入部250の一部を構成するテーパ部251aに分注プローブ30先端の外周面を密着させる。これにより、分注プローブ30とプローブ挿入部250とが液密に維持され、分注プローブ30からリザーバ214に注入された液体が、リザーバ外部に漏れ出ることを抑制することができる。
なお、分注プローブ30の移動は、第2状態から第1状態への切り替えの後に行なってもよいし、当該切り替えの前に行なってもよい。
続いて、制御部95は、分注プローブ30から第1洗浄液を排出させるように、ポンプ70の動作を制御する。具体的には、ポンプ70に陽圧を発生させて、分注プローブ30から第1洗浄液を排出させる。
この際、複数のリザーバ211、212、213、214の各々の容量を超える量の第1洗浄液を注入する。これにより、分離流路222および導入流路221を通って複数のリザーバ211、212、213に第1洗浄液を送液し、複数のリザーバ211、212、213、214内に第1洗浄液を充填させる。
図9は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に、第1洗浄液をマイクロチップから吸引する工程および分注プローブを洗浄する工程を示す図である。
続いて、図9に示すように、第1洗浄液をマイクロチップから吸引する工程において、制御部95は、複数の吸引ノズル41、42、43、44によって複数のリザーバ211、212、213、214から第1洗浄液を吸引するように吸引機構40を制御する。
具体的には、複数の吸引ノズル41、42、43、44を複数のリザーバ211、212、213、214内に挿入し、吸引ポンプ47を駆動する。この際、弁切替部46は、適宜複数の弁461,462,463,464の開閉を切り替えてもよい。
また、分注プローブ30の洗浄も実施する。具体的には、分注プローブを洗浄する工程において、制御部95は、上記洗浄部90の洗浄槽91に分注プローブ30を挿入し、分注プローブ30から第1洗浄液を排出させる。これにより、分注プローブ30の内部が洗浄される。また、分注プローブ30の先端側を洗浄槽91に貯留された第1洗浄液に浸漬することにより、分注プローブ30の先端側の外周部を洗浄する。余剰の第1洗浄液は、廃液タンク94に回収される。
洗浄槽91での分注プローブ30の洗浄は、上記第1洗浄液の吸引動作中に行われてもよいし、上記第1洗浄液の吸引動作の前後に行われてもよい。
図10は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に、第2洗浄液を第2貯留部から吸引する工程および第2洗浄液をリザーバに注入する工程を示す図である。
続いて、図10に示すように、第2洗浄液を第2貯留部から吸引する工程および第2洗浄液をリザーバに注入する工程において、制御部95は、第2貯留部52から第2洗浄液をポンプ70に吸い込ませ、リザーバ214に第2洗浄液を注入するように、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御する。
具体的には、制御部95は、分注プローブ30を第2貯留部52に挿入し、ポンプ70を駆動させて、第2洗浄液を第2貯留部52から分注プローブ30内に吸引させる。次に、制御部95は、リザーバ214に対応する位置に設けられたプローブ挿入部250内に分注プローブ30を移動させる。そして、制御部95は、プローブ挿入部250の一部を構成するテーパ部251aに分注プローブ30先端の外周面を密着させる。
続いて、制御部95は、分注プローブ30から第2洗浄液を排出させるように、ポンプ70の動作を制御する。具体的には、ポンプ70に陽圧を発生させて、分注プローブ30から第2洗浄液を排出させる。これにより、リザーバ214に第2洗浄液が注入され、分離流路222および導入流路221を通って複数のリザーバ211、212、213内にも第2洗浄液を充填させる。マイクロチップ200内に第2洗浄液を充填させた状態で、所定の時間放置する。所定の時間とは、たとえば1分から3分程度である。なお、複数の洗浄を繰り返す場合において、最後の洗浄時には、たとえば60分程度放置してもよい。このように、所定の時間、複数のリザーバ211、212、213、214内、ならびに、導入流路221内および分離流路222内に第2洗浄液を充填しておくことにより、流路表面およびリザーバ表面に吸着した成分を効果的に除去することができる。
図11は、実施の形態1に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に、第2洗浄液をマイクロチップから吸引する工程および分注プローブを洗浄する工程を示す図である。
続いて、図11に示すように、第2洗浄液をマイクロチップから吸引する工程において、制御部95は、複数の吸引ノズル41、42、43、44によって複数のリザーバ211、212、213、214から第2洗浄液を吸引するように吸引機構40を制御する。
なお、制御部95は、上述の図8に示す工程から図11に示す工程に亘って上記第1状態が維持されるように経路切替部60の動作を制御する。
また、分注プローブ30の洗浄も実施する。具体的には、分注プローブを洗浄する工程において、制御部95は、上記洗浄部90の洗浄槽92に分注プローブ30を挿入し、分注プローブ30から第2洗浄液を排出させる。これにより、分注プローブ30の内部が洗浄される。また、分注プローブ30の先端側を洗浄槽92に貯留された第2洗浄液に浸漬することにより、分注プローブ30の先端側の外周部を洗浄する。余剰の第2洗浄液は、廃液タンク94に回収される。
なお、洗浄槽92での分注プローブ30の洗浄は、上記第2洗浄液の吸引動作中に行われてもよいし、上記第1洗浄液の吸引動作の前後に行われてもよい。
以上のような工程を単数または複数回実施することで、マイクロチップ200を洗浄することができる。
上述のように、実施の形態1に係るマイクロ流体システム100にあっては、弾性部材によってプローブ挿入部とリザーバとの間が液密に維持された状態で洗浄液をプローブ挿入部およびリザーバを介して流路内に注入することができる。このため、毛細管現象を利用してわずかな量の洗浄液をリザーバに注入する場合と比較して、洗浄で用いる洗浄液の量を多くすることができる。また、洗浄液の量を多くした場合であっても、弾性部材によってプローブ挿入部とリザーバとの間が液密に維持されているため、マイクロチップ表面に洗浄液が漏れ出ることを防止することができる。
さらに、実施の形態1に係るマイクロ流体システム100にあっては、経路切替部60が、第1ポート61および第2ポート62が接続され、ポンプ70の下流側と分注プローブ30とが連通した第1状態と、第3ポート63および第4ポート64が接続され、ポンプ70の上流側と第1貯留部51とが連通した第2状態とを切り替え可能に構成されている。そして、制御部95は、少なくとも1つの流路を洗浄する際に、第2状態にて第1貯留部51から第1洗浄液をポンプ70に吸込ませた後に、第1状態に切り替えて、分注プローブからリザーバ214に第1洗浄液を注入するように、経路切替部60およびポンプの動作を制御する。また、制御部95は、第1洗浄液を注入させた後に、第2貯留部52から第2洗浄液を吸引して、分注プローブ30からリザーバ214に第2洗浄液を注入するように、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御する。
このように、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御することにより、リザーバへの第1洗浄液の注入と、リザーバへの第2洗浄液の注入とを自動的に切り替えることができる。これにより、全自動で連続運転が可能となる。
以上のように、マイクロチップ表面への洗浄液の漏洩を防止しつつ、洗浄液の量を多くし、第1洗浄液の注入と第2洗浄液の注入を自動的に切り替えることにより、マイクロチップを効率よく洗浄することが可能となる。
(実施の形態2)
図12は、実施の形態2に係るマイクロ流体システムを示す概略図である。図12を参照して、実施の形態2に係るマイクロ流体システム100Aについて説明する。
図12は、実施の形態2に係るマイクロ流体システムを示す概略図である。図12を参照して、実施の形態2に係るマイクロ流体システム100Aについて説明する。
図12に示すように、実施の形態2に係るマイクロ流体システム100Aは、実施の形態1に係るマイクロ流体システム100と比較した場合に、経路切替部60は、第5経路85を介して第2貯留部52に接続された第5ポート65をさらに含み、経路切替部60による経路の切り替え方が主として相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
経路切替部60は、第1ポート61、第2ポート62、第3ポート63、第4ポート64、第5ポート65、プライミングポート661、662、可動経路67、可動経路68、および可動経路69を有する。
第2ポート62、第3ポート63、第4ポート64、第5ポート65、およびプライミングポート661、662は、第1ポート61を取り囲むように、周方向に並んで配置されている。
第1ポート61は、第1経路81を介して分注プローブ30に接続されている。第2ポート62は、第2経路82を介して、ポンプ70の下流側(より特定的には、後述する貯留室71の下流側)に接続されている。
第3ポート63は、第3経路83を介して、ポンプ70の上流側(より特定的には、貯留室71の上流側)に接続されている。第4ポート64は、第4経路84を介して、第1貯留部51に接続されている。第5ポート65は、第5経路85を介して、第2貯留部52に接続されている。
プラインミングポート661は、経路87を介してプライミング装置54に接続されている。プライミングポート662は、経路88を介してプライミング装置55に接続されている。プライミング装置54、55は、経路内に液体を充填させるために用いられる。
可動経路67、可動経路68、および可動経路69は、移動可能に設けられている。可動経路67および可動経路68が、移動することにより、第2ポート62、第3ポート63、第4ポート64、第5ポート65、およびプライミングポート661、662のうち互いに隣り合うポートの少なくとも1組が接続される。
可動経路69は、第2ポート62、第3ポート63、第4ポート64、第5ポート65およびプライミングポート661、662のいずれかに接続される状態およびこれらのいずれにも接続されない状態を選択可能に設けられている。
経路切替部60においては、可動経路67、68、69を移動させることにより、第1状態と、第2状態と、第3状態との少なくともいずれかを取り得るように構成されている。
第1状態は、第1ポート61および第2ポート62が接続されてポンプ70の下流側と分注プローブ30とが連通した状態である。第2状態は、第3ポート63および第4ポート64が接続されてポンプ70の上流側と第1貯留部51とが連通した状態である。第3状態は、第3ポート63および第5ポート65が接続され、ポンプ70の上流側と第2貯留部52とが連通した状態である。
実施の形態2においても、マイクロチップ200は、チップ保持部10に保持された状態で繰り返し使用される。試料分析後には、導入流路221、および分離流路222、複数のリザーバ211、212、213、214内に、分離ポリマーや試料が残存している。このため、マイクロチップ200を繰り返し使用するために、分析後には、残存する分離ポリマーおよび試料を吸引機構40にて吸引した後、マイクロチップ200が洗浄される。
図12から図15を参照して、マイクロチップ200を洗浄する際のマイクロ流体システム100の動作について説明する。
図12は、マイクロチップを洗浄する際に、第1洗浄液を第1貯留部から吸引する工程を示す図である。
図12に示すように、第1洗浄液を第1貯留部51から吸引する工程においては、まず、制御部95は、第3ポート63および第4ポート64が接続され、ポンプ70の上流側と第1貯留部51とが連通した第2状態となるように、経路切替部60の動作を制御する。
具体的には、可動経路68によって第3ポート63および第4ポート64を接続し、第3経路83、可動経路68および第4経路84を介して、ポンプ70の上流側と第1貯留部51とを接続する。
続いて、制御部95は、ポンプ70の動作を制御して、上記第2状態において、第1貯留部51から第1洗浄液をポンプ70に吸い込ませる。この際、所定量の第1洗浄液を貯留室71に吸引する。
なお、可動経路67は、第5ポート65およびプライミングポート662を接続しており、第5経路85内に第2洗浄液が充填された状態となっている。
図13は、実施の形態2に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に、第1洗浄液をリザーバに注入する工程を示す図である。
図13に示すように、第1洗浄液をリザーバに注入する工程においては、上記第1状態にして、分注プローブ30からリザーバ214に第1洗浄液を注入するように、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御する。
具体的には、制御部95は、可動経路69によって第1ポート61と第2ポート62とが接続されるように経路切替部60の動作を制御する。続いて、制御部95は、リザーバ214に対応する位置に設けられたプローブ挿入部250内に分注プローブ30を移動させる。そして、制御部95は、プローブ挿入部250を介してリザーバ214に第1洗浄液を注入するように、ポンプ70の動作を制御する。
これにより、リザーバ214に第1洗浄液が注入され、分離流路222および導入流路221を通って複数のリザーバ211、212、213内にも第1洗浄液を充填させる。
続いて、実施の形態1と同様に、第1洗浄液をマイクロチップから吸引する工程において、制御部95は、複数の吸引ノズル41、42、43、44によって複数のリザーバ211、212、213、214から第1洗浄液を吸引するように吸引機構40を制御する。また、実施の形態1と同様に、分注プローブを洗浄する工程において、第1洗浄液を用いて洗浄槽91にて分注プローブ30を洗浄する。
図14は、実施の形態2に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に、第2洗浄液を第2貯留部から吸引する工程を示す図である。
図14に示すように、第2洗浄液を第2貯留部52から吸引する工程においては、制御部95は、第3状態に切り替えて、第2貯留部52から第2洗浄液をポンプ70に吸込ませるように、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御する。
具体的には、制御部95は、第1ポート61と第2ポート62との接続を解除するように可動経路69を移動させ、第3ポート63と第5ポート65とが接続されるように可動経路67を移動させる。この際、制御部95は、第4ポート64とプライミングポート661とが接続されるように可動経路68を移動させる。
この状態でポンプ70を駆動させて、第5経路85、可動経路67、および第3経路83を介して所定量の第2洗浄液をポンプ70に吸い込ませる。
図15は、実施の形態2に係るマイクロ流体システムにおいてマイクロチップを洗浄する際に、第2洗浄液をリザーバに注入する工程を示す図である。
図15に示すように、第2洗浄液をリザーバに注入する工程においては、上記第1状態にして、分注プローブ30からリザーバ214に第2洗浄液を注入するように、経路切替部60およびポンプ70の動作を制御する。
具体的には、制御部95は、可動経路69によって第1ポート61と第2ポート62とが接続されるように経路切替部60の動作を制御する。続いて、制御部95は、リザーバ214に対応する位置に設けられたプローブ挿入部250内に分注プローブ30を移動させる。そして、制御部95は、プローブ挿入部250を介してリザーバ214に第2洗浄液を注入するように、ポンプ70の動作を制御する。
これにより、リザーバ214に第2洗浄液が注入され、分離流路222および導入流路221を通って複数のリザーバ211、212、213内にも第2洗浄液を充填させる。
続いて、実施の形態1と同様に、第2洗浄液をマイクロチップから吸引する工程において、制御部95は、複数の吸引ノズル41、42、43、44によって複数のリザーバ211、212、213、214から第2洗浄液を吸引するように吸引機構40を制御する。また、実施の形態1と同様に、分注プローブを洗浄する工程において、第2洗浄液を用いて洗浄槽92にて分注プローブ30を洗浄する。
以上のように構成される場合であっても、実施の形態2に係るマイクロ流体システム100Aは、実施の形態1とほぼ同様の効果が得られる。また、第1貯留部51および第2貯留部52を経路切替部60に接続し、可動経路の移動によって第1貯留部51から第1洗浄液を吸引して注入する動作と、第2貯留部52から第2洗浄液を吸引して注入する動作を切り替えることができるため、全自動で連続運転が可能となる。
[付記]
以上のように、本実施形態は以下のような開示を含む。
以上のように、本実施形態は以下のような開示を含む。
[構成1]
内部に試料を分離するための分離流路を含む少なくとも1つの流路を有し、上記すくなくとも1つの流路の各端部に開口した複数のリザーバを有するマイクロチップを保持するチップ保持部と、
上記チップ保持部に保持された上記マイクロチップに対向して配置され、上記複数のリザーバの各々に対応する位置に設けられた複数の筒状部を含むチップカバーと、
上記チップ保持部に保持された上記マイクロチップに対向して配置され、上記複数のリザーバの各々に対応する位置に複数のプローブ挿入部が設けられたチップカバーと、
上記複数のプローブ挿入部と上記複数のリザーバとが連通可能に、上記複数のプローブ挿入部と上記複数のリザーバとの間を封止する複数のシール部材と、
上記複数のリザーバのいずれかに液体を排出可能に設けられた分注プローブと、
上記複数のリザーバの各々から液体を吸引可能に設けられた複数の吸引ノズルを含む吸引機構と、
上記少なくとも1つの流路を洗浄するための第1洗浄液を貯留する第1貯留部と、
上記少なくとも1つの流路を洗浄するための第2洗浄液を貯留する第2貯留部と、
液体の吸込と液体の吐出を繰り返し可能に設けられたポンプと、
上記第1洗浄液を上記分注プローブから排出可能とする経路と上記第2洗浄液を排出可能とする経路とを切替可能に構成された経路切替部と、
上記経路切替部および上記ポンプの動作を少なくとも制御する制御部と、を備えるマイクロ流体システム。
内部に試料を分離するための分離流路を含む少なくとも1つの流路を有し、上記すくなくとも1つの流路の各端部に開口した複数のリザーバを有するマイクロチップを保持するチップ保持部と、
上記チップ保持部に保持された上記マイクロチップに対向して配置され、上記複数のリザーバの各々に対応する位置に設けられた複数の筒状部を含むチップカバーと、
上記チップ保持部に保持された上記マイクロチップに対向して配置され、上記複数のリザーバの各々に対応する位置に複数のプローブ挿入部が設けられたチップカバーと、
上記複数のプローブ挿入部と上記複数のリザーバとが連通可能に、上記複数のプローブ挿入部と上記複数のリザーバとの間を封止する複数のシール部材と、
上記複数のリザーバのいずれかに液体を排出可能に設けられた分注プローブと、
上記複数のリザーバの各々から液体を吸引可能に設けられた複数の吸引ノズルを含む吸引機構と、
上記少なくとも1つの流路を洗浄するための第1洗浄液を貯留する第1貯留部と、
上記少なくとも1つの流路を洗浄するための第2洗浄液を貯留する第2貯留部と、
液体の吸込と液体の吐出を繰り返し可能に設けられたポンプと、
上記第1洗浄液を上記分注プローブから排出可能とする経路と上記第2洗浄液を排出可能とする経路とを切替可能に構成された経路切替部と、
上記経路切替部および上記ポンプの動作を少なくとも制御する制御部と、を備えるマイクロ流体システム。
[構成2]
上記経路切替部は、上記分注プローブに第1経路を介して接続された第1ポート、上記ポンプから液体を吐出する際の吐出方向における上記ポンプの下流側に第2経路を介して接続された第2ポート、上記吐出方向における上記ポンプの上流側に第3経路を介して接続された第3ポート、および上記第1貯留部に第4経路を介して接続された第4ポートを含み、
上記経路切替部は、上記1ポートおよび上記第2ポートが接続され、上記ポンプの上記下流側と上記分注プローブとが連通した第1状態と、上記第3ポートおよび上記第4ポートが接続され、上記ポンプの上記上流側と上記第1貯留部とが連通した第2状態との少なくともいずれかを取り得るように構成され、
上記制御部は、上記流路を洗浄する際に、上記第2状態にて上記第1貯留部から上記第1洗浄液を上記ポンプに吸込ませた後に、上記第1状態にして、上記分注プローブから上記複数のリザーバのいずれかに上記第1洗浄液を排出させるように、上記経路切替部および上記ポンプの動作を制御し、
上記制御部は、上記第1洗浄液を排出させた後に、上記第2貯留部から上記第2洗浄液を吸引して、上記分注プローブから上記複数のリザーバのいずれかに上記第2洗浄液を排出させるように、上記経路切替部および上記ポンプの動作を制御する、構成1に記載のマイクロ流体システム。
上記経路切替部は、上記分注プローブに第1経路を介して接続された第1ポート、上記ポンプから液体を吐出する際の吐出方向における上記ポンプの下流側に第2経路を介して接続された第2ポート、上記吐出方向における上記ポンプの上流側に第3経路を介して接続された第3ポート、および上記第1貯留部に第4経路を介して接続された第4ポートを含み、
上記経路切替部は、上記1ポートおよび上記第2ポートが接続され、上記ポンプの上記下流側と上記分注プローブとが連通した第1状態と、上記第3ポートおよび上記第4ポートが接続され、上記ポンプの上記上流側と上記第1貯留部とが連通した第2状態との少なくともいずれかを取り得るように構成され、
上記制御部は、上記流路を洗浄する際に、上記第2状態にて上記第1貯留部から上記第1洗浄液を上記ポンプに吸込ませた後に、上記第1状態にして、上記分注プローブから上記複数のリザーバのいずれかに上記第1洗浄液を排出させるように、上記経路切替部および上記ポンプの動作を制御し、
上記制御部は、上記第1洗浄液を排出させた後に、上記第2貯留部から上記第2洗浄液を吸引して、上記分注プローブから上記複数のリザーバのいずれかに上記第2洗浄液を排出させるように、上記経路切替部および上記ポンプの動作を制御する、構成1に記載のマイクロ流体システム。
[構成3]
上記経路切替部は、上記第2貯留部に接続された第5ポートをさらに含み、
上記経路切替部は、上記第1状態と、上記第2状態と、上記第3ポートおよび上記第5ポートが接続され、上記ポンプの上記上流側と上記第2貯留部とが連通した第3状態との少なくともいずれかを取り得るように構成され、
上記制御部は、上記第3状態にて上記第2貯留部から上記第2洗浄液を上記ポンプに吸込ませた後に上記第1状態にして、上記分注プローブから上記複数のリザーバのいずれかに上記第2洗浄液を吐出させるように、上記経路切替部および上記ポンプの動作を制御する、構成2に記載のマイクロ流体システム。
上記経路切替部は、上記第2貯留部に接続された第5ポートをさらに含み、
上記経路切替部は、上記第1状態と、上記第2状態と、上記第3ポートおよび上記第5ポートが接続され、上記ポンプの上記上流側と上記第2貯留部とが連通した第3状態との少なくともいずれかを取り得るように構成され、
上記制御部は、上記第3状態にて上記第2貯留部から上記第2洗浄液を上記ポンプに吸込ませた後に上記第1状態にして、上記分注プローブから上記複数のリザーバのいずれかに上記第2洗浄液を吐出させるように、上記経路切替部および上記ポンプの動作を制御する、構成2に記載のマイクロ流体システム。
[構成4]
上記制御部は、上記複数のプローブ挿入部のいずれかに上記複数のリザーバの容量を超える量の第1洗浄液を注入して所定の時間放置した後に、上記複数の吸引ノズルによって上記複数のリザーバから上記第1洗浄液を吸引するように、上記吸引機構を制御する、構成1から3のいずれか1項に記載のマイクロ流体システム。
上記制御部は、上記複数のプローブ挿入部のいずれかに上記複数のリザーバの容量を超える量の第1洗浄液を注入して所定の時間放置した後に、上記複数の吸引ノズルによって上記複数のリザーバから上記第1洗浄液を吸引するように、上記吸引機構を制御する、構成1から3のいずれか1項に記載のマイクロ流体システム。
[構成5]
上記分注プローブは、先端に向かうにつれて細くなるテーパ部を有し、
上記複数のリザーバのいずれかに上記第1洗浄液を注入する際に、上記テーパ部が上記複数のプローブ挿入部のいずれかの内壁に押しつけられることにより、上記複数のプローブ挿入部のいずれかと上記分注プローブとの間が液密に維持される、構成1から4のいずれか1項に記載のマイクロ流体システム。
上記分注プローブは、先端に向かうにつれて細くなるテーパ部を有し、
上記複数のリザーバのいずれかに上記第1洗浄液を注入する際に、上記テーパ部が上記複数のプローブ挿入部のいずれかの内壁に押しつけられることにより、上記複数のプローブ挿入部のいずれかと上記分注プローブとの間が液密に維持される、構成1から4のいずれか1項に記載のマイクロ流体システム。
[構成6]
上記分注プローブを洗浄するための洗浄部をさらに備え、
上記洗浄部は、2つの洗浄槽を含み、
上記2つの洗浄槽のうち一方の洗浄槽は、上記第1洗浄液を貯留可能に設けられ、
上記一方の洗浄槽に貯留された上記第1洗浄液に上記分注プローブを浸漬することにより、上記分注プローブの先端側の外周部を洗浄する、構成1から5のいずれか1項に記載のマイクロ流体システム。
上記分注プローブを洗浄するための洗浄部をさらに備え、
上記洗浄部は、2つの洗浄槽を含み、
上記2つの洗浄槽のうち一方の洗浄槽は、上記第1洗浄液を貯留可能に設けられ、
上記一方の洗浄槽に貯留された上記第1洗浄液に上記分注プローブを浸漬することにより、上記分注プローブの先端側の外周部を洗浄する、構成1から5のいずれか1項に記載のマイクロ流体システム。
以上、今回発明された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
10 チップ保持部、30 プローブ、30a テーパ部、40 吸引機構、41,42,43,44 吸引ノズル、45 ノズル保持部、46 弁切替部、47 吸引ポンプ、51 第1貯留部、52 第2貯留部、53 ウェルプレート、54,55 プライミング装置、60 経路切替部、61 第1ポート、62 第2ポート、63 第3ポート、64 第4ポート、65 第5ポート、66 プラインミングポート、67,68,69 可動経路、70 ポンプ、71 貯留室、81 第1経路、82 第2経路、83 第3経路、84 第4経路、85 第5経路、87,88 経路、90 洗浄部、91,92 洗浄槽、94 廃液タンク、95 制御部、96 検出部、97 電圧印加部、100,100A マイクロ流体システム、200 マイクロチップ、210 第1基板、211,212,213,214 リザーバ、220 第2基板、221 導入流路、222 分離流路、230 チップカバー、230a 主面、232 貫通孔、240 シール部材、250 プローブ挿入部、251 筒状部材、251a テーパ部、461,462,463,464 弁、661,662 プライミングポート。
Claims (6)
- 内部に試料を分離するための分離流路を含む少なくとも1つの流路を有し、前記少なくとも1つの流路の各端部に開口した複数のリザーバを有するマイクロチップを保持するチップ保持部と、
前記チップ保持部に保持された前記マイクロチップに対向して配置され、前記複数のリザーバの各々に対応する位置に複数のプローブ挿入部が設けられたチップカバーと、
前記複数のプローブ挿入部と前記複数のリザーバとが連通可能に、前記複数のプローブ挿入部と前記複数のリザーバとの間を封止する複数のシール部材と、
前記複数のリザーバのいずれかに液体を注入可能に設けられた分注プローブと、
前記複数のリザーバの各々から液体を吸引可能に設けられた複数の吸引ノズルを含む吸引機構と、
前記少なくとも1つの流路を洗浄するための第1洗浄液を貯留する第1貯留部と、
前記少なくとも1つの流路を洗浄するための第2洗浄液を貯留する第2貯留部と、
液体の吸込と液体の吐出を繰り返し可能に設けられたポンプと、
前記第1洗浄液を前記第1貯留部から吸引する経路と前記第2洗浄液を前記第2貯留部から吸引する経路とを切替可能に構成された経路切替部と、
前記経路切替部および前記ポンプの動作を少なくとも制御する制御部と、を備える、マイクロ流体システム。 - 前記経路切替部は、前記分注プローブに第1経路を介して接続された第1ポート、前記ポンプから液体を吐出する際の吐出方向における前記ポンプの下流側に第2経路を介して接続された第2ポート、前記吐出方向における前記ポンプの上流側に第3経路を介して接続された第3ポート、および前記第1貯留部に第4経路を介して接続された第4ポートを含み、
前記経路切替部は、前記第1ポートおよび前記第2ポートが接続され、前記ポンプの前記下流側と前記分注プローブとが連通した第1状態と、前記第3ポートおよび前記第4ポートが接続され、前記ポンプの前記上流側と前記第1貯留部とが連通した第2状態との少なくともいずれかを取り得るように構成され、
前記制御部は、前記少なくとも1つの流路を洗浄する際に、前記第2状態にて前記第1貯留部から前記第1洗浄液を前記ポンプに吸込ませた後に、前記第1状態にして、前記分注プローブから前記複数のリザーバのいずれかに前記第1洗浄液を注入するように、前記経路切替部および前記ポンプの動作を制御し、
前記制御部は、前記第1洗浄液を注入させた後に、前記第2貯留部から前記第2洗浄液を吸引して、前記分注プローブから前記複数のリザーバのいずれかに前記第2洗浄液を注入するように、前記経路切替部および前記ポンプの動作を制御する、請求項1に記載のマイクロ流体システム。 - 前記経路切替部は、第5経路を介して前記第2貯留部に接続された第5ポートをさらに含み、
前記経路切替部は、前記第1状態と、前記第2状態と、前記第3ポートおよび前記第5ポートが接続され、前記ポンプの前記上流側と前記第2貯留部とが連通した第3状態との少なくともいずれかを取り得るように構成され、
前記制御部は、前記第3状態にて前記第2貯留部から前記第2洗浄液を前記ポンプに吸込ませた後に、前記第1状態にして、前記分注プローブから前記複数のリザーバのいずれかに前記第2洗浄液を注入するように、前記経路切替部および前記ポンプの動作を制御する、請求項2に記載のマイクロ流体システム。 - 前記制御部は、前記複数のプローブ挿入部のいずれかに前記複数のリザーバの容量を超える量の前記第1洗浄液を注入して所定の時間放置した後に、前記複数の吸引ノズルによって前記複数のリザーバから前記第1洗浄液を吸引するように、前記吸引機構を制御する、請求項1に記載のマイクロ流体システム。
- 前記分注プローブは、先端に向かうにつれて細くなるテーパ部を有し、
前記複数のリザーバのいずれかに前記第1洗浄液を注入する際に、前記テーパ部が前記複数のプローブ挿入部のいずれかの内壁に押しつけられることにより、前記複数のプローブ挿入部のいずれかと前記分注プローブとの間が液密に維持される、請求項1に記載のマイクロ流体システム。 - 前記分注プローブを洗浄するための洗浄部をさらに備え、
前記洗浄部は、2つの洗浄槽を含み、
前記2つの洗浄槽のうち一方の洗浄槽は、前記第1洗浄液を貯留可能に設けられ、
前記一方の洗浄槽に貯留された前記第1洗浄液に前記分注プローブを浸漬することにより、前記分注プローブの先端側の外周部を洗浄する、請求項1に記載のマイクロ流体システム。
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