ピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置
【課題】簡単な操作により所定の圧力以下で検体収容部に検体を注入し、検体収容部に所定量の検体を充填することができるピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置を提供する。
【解決手段】ピペットの先端に装着し、液体を吸引して収容部に収容し、該収容部から該液体を吐出するピペットチップにおいて、ピペットと連通する接続開口を備えた接続部と、接続開口と連通する吸引吐出口を先端に備えた挿入部と、収容部に挿入した挿入部と摺動する外筒パッキンと、を有し、吸引吐出口から流入した液体が所定の圧力Ｐ１を加えたとき接続開口の側に通過可能な管路抵抗部を設けたことを特徴とするピペットチップ。
【解決手段】ピペットの先端に装着し、液体を吸引して収容部に収容し、該収容部から該液体を吐出するピペットチップにおいて、ピペットと連通する接続開口を備えた接続部と、接続開口と連通する吸引吐出口を先端に備えた挿入部と、収容部に挿入した挿入部と摺動する外筒パッキンと、を有し、吸引吐出口から流入した液体が所定の圧力Ｐ１を加えたとき接続開口の側に通過可能な管路抵抗部を設けたことを特徴とするピペットチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、センサーなど）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、ラブ・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。現実には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、自動化、高速化および簡便化されたμ−ＴＡＳは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。
【０００３】
本出願人は、マイクロチップの微細流路内に試薬などを封入し、マイクロポンプによって微細流路に駆動液を注入して試薬などを移動させ、反応部、次いで検出部へ流すことにより、血液など検体との反応結果を測定することができる検査装置を提案している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このような検査装置では、検査に先立って試料容器内に収容された血液などの液体を注射器などを用いて採取し、マイクロチップの検体注入口からマイクロチップ内部の検体収容部に検体を注入していた。検体収容部はマイクロチップ内部の試薬等の収容された流路と連通しているので、検体収容部の出口側の流路を一部狭めて撥水バルブを設け、検体収容部に収容した検体が他の流路に流入しないようにしていた。
【０００５】
一方、従来の検査装置では、血液等の各種の被検査試料を検査する場合、一般に、試料容器内に収容された検査液等の液体をピペットチップに採取し、ピペットチップに採取した液体を被検査試料が収容された分注用プレート等の反応容器における収容部に分注させて検査するようにしていた（例えば特許文献３、特許文献４参照）。このような方法では、ピペットチップに所定の量の液体を吸引し、吸引した液体を全て収容部に分注する必要がある。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９３７９号公報
【特許文献３】特開平７−２８４６７４号公報
【特許文献４】特開平７−２６０７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、注射器やピペットチップに所定の量の検体を吸引し、吸引した検体をマイクロチップの検体注入口から注入する方法では、検体を検体収容部に注入する圧力を制御できないので、検体が撥水バルブを越えて試薬を収容した流路に流れ込むおそれがある。また、検体注入時に漏れ等があると、検体の量が不足し、後の検査で誤差が発生する要因になる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な操作により所定の圧力以下で検体収容部に検体を注入し、検体収容部に所定量の検体を充填することができるピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【０００９】
１．
ピペットの先端に装着し、液体を吸引して収容部に収容し、該収容部から該液体を吐出するピペットチップにおいて、
前記ピペットと連通する接続開口を備えた接続部と、
前記接続開口と連通する吸引吐出口を先端に備えた挿入部と、
前記収容部に挿入した前記挿入部と摺動する外筒パッキンと、
を有し、
前記吸引吐出口から流入した前記液体が所定の圧力Ｐ１を加えたとき前記接続開口の側に通過可能な管路抵抗部を設けたことを特徴とするピペットチップ。
【００１０】
２．
１に記載のピペットチップからマイクロチップの注入口に注入した液体を液体収容部に収容し、検査を行う検査システムにおいて、
前記マイクロチップは前記液体収容部の吐出側に撥水バルブを有し、
前記液体が前記圧力Ｐ１より大きい圧力Ｐ２を加えたとき前記撥水バルブを通過可能になるように構成されていることを特徴とする検査システム。
【００１１】
３．
２に記載の検査システムに用いるピペットであって、
１に記載のピペットチップを接続した筒状のピペット外筒と、
前記ピペット外筒の内壁と摺動するプランジャパッキンと前記接続開口と連通する先端に設けられた第１開口と該第１開口と連通する他端に設けられた第２開口とを備えた吸引プランジャと、
を有することを特徴とするピペット。
【００１２】
４．
３に記載のピペットと、
前記第２開口を開閉するバルブ手段と、
前記吸引プランジャを前記ピペット外筒に対して相対的に移動させる吸引プランジャ駆動手段と、
前記収容部と前記注入口が連通する位置に移動させた後、前記挿入部を前記外筒に押し込むように前記ピペット外筒を移動させるピペット外筒駆動手段と、
前記バルブ手段を制御するバルブ駆動制御手段と、
前記吸引プランジャ駆動手段を制御する吸引プランジャ駆動制御手段と、
前記ピペット外筒駆動手段を制御するピペット外筒駆動制御手段と、
を有し、
前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を閉じた後、前記吸引プランジャ駆動制御手段が前記吸引プランジャを移動させて前記液体収容部に液体を収容し、前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を開放した後、前記ピペット外筒駆動制御手段が前記ピペット外筒を移動させて前記液体を前記注入口から注入することを特徴とする充填装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所定値以上の圧力が加わったとき液体が通過する管路抵抗部をピペットチップの内筒に設けたので、簡単な操作により所定の圧力以下で検体収容部に検体を注入し、所定量の検体を充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態におけるピペットチップ２０の断面図である。
【００１６】
ピペットチップ２０は図１には図示せぬピペット４０の先端に装着し、液体を吸引して収容し、所定量吐出する部品である。ピペットチップ２０は外筒２１と内筒２２から構成される。本実施形態では液体として血液や体液などの検体を用いる例について説明するが本発明は検体に限定されるものではなく試薬など他の液体にも適用できる。
【００１７】
外筒２１は、図１のように筒状になっていて、内側は液体である検体を収容する収容部２８である。収容部２８の内壁には外筒パッキン２６が設けられている。外筒２１の先端は後に説明するマイクロチップ１の検体注入口２１３と嵌合する突起部２１ａが設けられている。
【００１８】
内筒２２は、図１のように収容部２８に挿入する挿入部３９と接続部３７が設けられている。挿入部３９の外周は外筒パッキン２６と摺動する形状であり、収容部２８に収容した検体が挿入部３９と収容部２８の間の隙間から漏れないようにしている。接続部３７は図１には図示せぬピペット４０と連通する接続開口３６を備え、ピペット４０と螺合するネジ部２７によりピペット４０と接続する。
【００１９】
挿入部３９の吸引吐出口３５は管路２３、管路抵抗部２４、管路２５を介して接続開口３６と連通している。管路抵抗部２４は管路２３、管路２５より細くなっており、管路２３から所定値以上の圧力Ｐ１で検体を注入したとき管路抵抗部２４を通過して管路２５に検体が吐出するようになっている。
【００２０】
外筒２１、内筒２２の材料は特に限定されるものではなく、例えばステンレス、真鍮などの金属材料や、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンなどの樹脂材料を用いることができる。管路抵抗部２４は例えば直径１μｍ〜２００μｍ、長さは０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、実験により所定値以上の圧力Ｐ１で検体を注入したとき管路抵抗部２４を通過するように設定する。
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１について、図２を用いて説明する。
【００２２】
図２（ａ）、図２（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、図示せぬ筐体にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図２（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００２３】
図２（ａ）の検出部の窓１１１ａと検出部の流路１１１ｂは検体と試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅは内部の微細流路に連通する駆動液注入口であり、各駆動液注入口１１０から駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための検体注入口である。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。次に、マイクロチップ１を構成する溝形成基板１０８と被覆基板１０９に用いる材料について説明する。
【００２５】
マイクロチップ１は、加工成形性、非吸水性、耐薬品性、耐候性、コストなどに優れていることが望まれており、マイクロチップ１の構造、用途、検出方法などを考慮して、マイクロチップ１の材料を選択する。その材料としては従来公知の様々なものが使用可能であり、個々の材料特性に応じて通常は１以上の材料を適宜組み合わせて、基板および流路エレメントが成形される。
【００２６】
特に、多数の測定検体、とりわけ汚染、感染のリスクのある臨床検体を対象とするチップは、ディスポーサブルタイプであることが望ましい。そのため、量産可能であり、軽量で衝撃に強く、焼却廃棄が容易なプラステック樹脂、例えば、透明性、機械的特性および成型性に優れて微細加工がしやすいポリスチレンが好ましい。また、例えば分析においてチップを１００℃近くまで加熱する必要がある場合には、耐熱性に優れる樹脂（例えばポリカーボネートなど）を用いることが好ましい。また、タンパク質の吸着が問題となる場合にはポリプロピレンを用いることが好ましい。樹脂やガラスなどは熱伝導率が小さく、マイクロチップの局所的に加熱される領域に、これらの材料を用いることにより、面方向への熱伝導が抑制され、加熱領域のみ選択的に加熱することができる。
【００２７】
検出部１１１において、呈色反応の生成物や蛍光物質などの検出を光学的に行う場合は、少なくともこの部位の基板は光透過性の材料（例えばアルカリガラス、石英ガラス、透明プラスチック類）を用い、光が透過するようにする必要がある。本実施形態においては、検出部の窓１１１ａと、少なくとも検出部の流路１１１ｂを形成する溝形成基板は、光透過性の材料が用いられていて、検出部１１１を光が透過するようになっている。
【００２８】
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（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。ここでは、これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ１内で行われる特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理の一例を図２（ｃ）を用いて説明する。
【００２９】
図２（ｃ）はマイクロチップ１内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。
【００３０】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部２２１、試薬類を収容する試薬収容部２２０などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部２２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部２２０、検体収容部２２１および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。検体収容部２２１は本発明の液体収容部である。
【００３１】
マイクロチップ１は、微細流路を形成した溝形成基板１０８と溝状の流路を覆う被覆基板１０９から構成されている。微細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。
【００３２】
少なくともマイクロチップ１の溝形成基板１０８には、上記の微細流路が形成されている。被覆基板１０９は、少なくとも溝形成基板の微細流路を密着して覆う必要があり、溝形成基板の全面を覆っていても良い。なお、マイクロチップ１の微細流路には、例えば、図示せぬ送液制御部、逆流防止部（逆止弁、能動弁など）などの送液を制御するための部位が設けられ、逆流を防止し、所定の手順で送液が行われるようになっている。
【００３３】
検体注入口２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入口１１０はマイクロチップ１に駆動液を注入するための注入部である。マイクロチップ１による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入口２１３から図示せぬピペットチップ２０を装着した図示せぬピペット４０を用いて注入する。検体注入口２１３はピペットチップ２０の突起部２１ａが嵌合するようになっている。
【００３４】
図２（ｃ）に示すように、検体注入口２１３から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容される。検体収容部２２１の出口側には後に説明する撥水バルブ２５０が設けられ、所定以上の圧力Ｐ２を加えないと検体収容部２２１から吐出されないようになっている。
【００３５】
次に、駆動液注入口１１０ａから所定以上の圧力Ｐ２で駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容されている検体を押し出し、増幅部２２２に検体を送り込む。
【００３６】
一方、駆動液注入口１１０ｂから注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ａに収容されている試薬ａを押し出す。試薬収容部２２０ａから押し出された試薬ａは増幅部２２２に駆動液によって送り込まれる。このときの反応条件によっては、増幅部２２２の部分を所定の温度にする必要があり、加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
【００３７】
所定の反応時間の後、さらに駆動液により増幅部２２２から送り出された反応後の検体を含む溶液は、検出部１１１に注入される。注入された溶液は検出部１１１の流路壁に担持されている反応物質と反応し流路壁に固定化する。
【００３８】
次に、駆動液注入口１１０ｃから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｂに収容されている試薬ｂを押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００３９】
同様に、駆動液注入口１１０ｄから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｃに収容されている試薬を押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００４０】
最後に、駆動液注入口１１０ｅから駆動液を注入して、洗浄液収容部２２３から洗浄液を押しだし、検出部１１１に注入する。洗浄液によって検出部１１１内に残留している未反応の溶液４１を洗浄する。
【００４１】
洗浄後、検出部１１１の流路壁に吸着した反応物の濃度を光学的に測定することによって、増幅した遺伝子など被検出物を検出する。このように、駆動液注入口１１０から駆動液を順次注入することにより、マイクロチップ１の内部で所定の処理が行われる。
【００４２】
図３を用いて、検体３１を収容したピペットチップ２０からマイクロチップ１の検体注入口２１３に検体３１を注入する際の条件を説明する。
【００４３】
図３は検体３１を収容したピペットチップ２０をマイクロチップ１の検体注入口２１３に嵌合させた状態の断面図である。
【００４４】
図３のピペットチップ２０は図１のピペットチップ２０より簡略化した形状を図示しているが、図１のピペットチップ２０と基本構成は同様であり、同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。また、図３には図２で説明したマイクロチップ１の検体注入口２１３、検体収容部２２１、撥水バルブ２５０、増幅部２２２の断面図を図示している。検体収容部２２１、撥水バルブ２５０、増幅部２２２は溝形成基板１０８に設けられた溝であり、被覆基板１０９に覆われている。撥水バルブ２５０の部分の深さは浅く、流路が狭くなっているため、検体３１に所定以上の圧力Ｐ２を加えないと検体収容部２２１から増幅部２２２に検体３１は吐出されない。
【００４５】
図３（ａ）は、ピペットチップ２０の管路２３と収容部２８に検体３１が収容されている状態を示している。検体３１は、事前に外筒２１の収容部２８側を検体３１が収容された容器に入れ、接続開口３６を閉じて内筒２２を図面上方向に移動させ検体３１を吸引されたものとする。検体収容部２２１に収容する検体３１の量は例えば１μｌ〜５μｌであり、管路２３と収容部２８に収容されている検体３１の量は、検体収容部２２１に収容する検体３１の量よりも大きいものとする。
【００４６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から矢印方向に内筒２２を移動させ、検体収容部２２１に検体３１を注入した状態である。
【００４７】
検体３１を検体収容部２２１に注入し、検体収容部２２１の内部が検体３１で充填されてから、さらに内筒２２を矢印方向に移動させると、管路抵抗部２４と撥水バルブ２５０に加わる検体３１の圧力が高まってくる。撥水バルブ２５０を通過可能な圧力Ｐ２を管路抵抗部２４を通過可能な圧力Ｐ１より大きくしておくと、圧力Ｐ１以上が加わると検体３１は管路抵抗部２４を通過し、図３（ｂ）のように管路２５側にあふれ出す。このようにすると、簡単な操作で検体収容部２２１に所定の量の検体３１を充填し、余った検体３１はピペットチップ２０の内部に回収できる。
【００４８】
次に、ピペットチップ２０を装着したピペット４０と、ピペット４０を用いて自動的に液体の充填を行う充填装置８０の実施形態について図４〜図１１を用いて説明する。
【００４９】
図４は本発明の実施形態における充填装置８０の回路ブロック図、図５は本発明の実施形態における充填手順を説明するためのフローチャート、図６〜図１１は各手順におけるピペット４０の状態を説明するための説明図である。
【００５０】
最初に図６を用いてピペット４０と充填装置８０の構成について説明する。
【００５１】
ピペット４０は、ピペットチップ２０を接続した筒状のピペット外筒４２と、ピペット外筒の内壁と摺動するプランジャパッキン４３を備えた吸引プランジャ４１から構成される。吸引プランジャ４１には、第１開口４６、第２開口４７を備えた管路４４が設けられている。第１開口４６は装着するピペットチップ２０の接続開口３５の側に設けられ、管路２５と連通する。
【００５２】
吸引プランジャ４１は、プランジャパッキン４３がピペット外筒４２の内壁と摺動しながら紙面上下方向に移動できるように構成されている。
【００５３】
吸引プランジャ駆動部４５は、吸引プランジャ４１を保持してモータなどの駆動源により吸引プランジャ４１をピペット外筒４２に対して相対的に移動させる本発明の吸引プランジャ駆動手段である。
【００５４】
ピペット外筒駆動部２９は、例えばロボットアームであり、ピペット外筒４２を保持して各方向に移動させることができる。ピペット外筒駆動部２９は、本発明のピペット外筒駆動手段である。
【００５５】
ピペット外筒駆動部２９は、ピペット４０を図６のように内筒２１の一部が容器３０に収容された検体３１に入る位置と、図９のように吸引吐出口３５と検体注入口２１３が連通する位置の間を移動させることができる。また、図９の矢印Ｓ３方向に挿入部３９を外筒２１に押し込むようにピペット外筒４２を移動させることができる。
【００５６】
電磁バルブ５１の一端は、連結チューブ５０を介して吸引プランジャ４１の第２開口４７と連通し、他端は大気側に開放されている。電磁バルブ５１は電気信号により第２開口４７を開閉する本発明のバルブ手段である。
【００５７】
次に、図４の回路ブロック図について説明する。
【００５８】
なお、今までに説明した同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。
【００５９】
充填装置８０は、操作部８７と液晶パネルなどを用いた表示部８４を備え、操作者は表示部８４の表示を参照して操作部８７から充填装置８０を操作する。
【００６０】
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充填装置８０の各部を集中制御する。
【００６１】
制御部９９は、吸引プランジャ駆動制御部４１１、ピペット駆動制御部４１２、バルブ駆動制御部４１３を備える。
【００６２】
吸引プランジャ駆動制御部４１１は吸引プランジャ駆動部４５を制御し、吸引プランジャ４１を所定の位置に移動させる。
【００６３】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、吸引プランジャ４１を所定の位置に移動させる。
【００６４】
バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を制御し、電磁バルブ５１を開閉する。
【００６５】
吸引プランジャ駆動制御部４１１は本発明の吸引プランジャ駆動制御手段、ピペット外筒駆動制御部４１２は本発明のピペット外筒駆動制御手段、バルブ駆動制御部４１３は本発明のバルブ駆動制御手段である。
【００６６】
次に、図５のフローチャートと図６〜図１１を用いて検体を充填する手順を説明する。
【００６７】
なお、予め検体３１を収容した容器３０と、マイクロチップ１が所定の位置に配置されているものとする。
【００６８】
Ｓ１０１：検体３１を吸引する位置にピペット４０を移動するステップである。
【００６９】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、図６のように外筒２１の先端が検体３１に入る位置までピペット４０を移動させる。このとき、バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を閉じている。図６の電磁バルブ５１を示すブロックに記す×印は電磁バルブ５１を閉じた状態を示している。
【００７０】
Ｓ１０２：検体３１をピペット４０に吸入するステップである。
【００７１】
吸引プランジャ駆動制御部４１１は吸引プランジャ駆動部４５を制御し、吸引プランジャ４１を図７のように矢印Ｓ１方向に移動させ容器３０内の検体３１を吸入する。
【００７２】
Ｓ１０３：外筒２１の先端をマイクロチップ１に挿入するステップである。
【００７３】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、ピペット４０を移動させて図８のように突起部２１ａを検体注入口２１３に挿入する。
【００７４】
Ｓ１０４：吸引プランジャ４１を初期位置に戻すステップである。
【００７５】
バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を開放する。図９の電磁バルブ５１を示すブロックは電磁バルブ５１を開放した状態を示している。次に、吸引プランジャ駆動制御部４１１は吸引プランジャ駆動部４５を制御し、吸引プランジャ４１を図９のように矢印Ｓ２方向に移動させ吸引プランジャ４１を初期位置に戻す。
【００７６】
Ｓ１０５：内筒２２を押し下げて検体３１を注入するステップである。
【００７７】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、図９の矢印Ｓ３の方向にピペット外筒４２に装着されている内筒２２を所定の速度で押し下げ、検体３１を検体注入口２１３から検体収容部２２１に注入する。
【００７８】
Ｓ１０６：検体３１の注入を完了するステップである。
【００７９】
ピペット外筒駆動制御部４１２は、所定の位置でピペット外筒駆動部２９を停止させる。図１０のように検体収容部２２１は検体３１で充填され、一方、余った検体３１は管路抵抗部２４を通過して管路２５に収容されている。
【００８０】
Ｓ１０７：終了処理のステップである。
【００８１】
バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を閉じる。次に、ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、図１１のようにピペット４０をマイクロチップ１から離れた位置に配置されているフォーク５２に外筒２１が当接するように移動させる。次に、ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒４２を図１１の矢印Ｓ４方向に移動させる。すると、外筒２１はフォーク５２に当接しているので内筒２２は外筒２１に対し相対的に移動し、押し下げられた内筒２２は初期位置に戻る。
【００８２】
なお、１回毎にピペットチップ２０を使い捨てる場合は内筒２２を初期位置に戻す手順は不要である。
【００８３】
検体３１をマイクロチップ１に充填する手順は以上である。
【００８４】
以上このように、本発明によれば、簡単な操作により所定の圧力以下で検体収容部に検体を注入し、検体収容部に所定量の検体を充填することができるピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態におけるピペットチップ２０の断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるマイクロチップ１を説明するための説明図である。
【図３】検体３１を収容したピペットチップ２０をマイクロチップ１の検体注入口２１３に嵌合させた状態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態における充填装置８０の回路ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態における充填手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】検体３１を吸引する位置にピペット４０を移動した状態を説明するための説明図である。
【図７】外筒２１の先端をマイクロチップ１に挿入した状態を説明するための説明図である。
【図８】吸引プランジャ４１を初期位置に戻した状態を説明するための説明図である。
【図９】内筒２２を押し下げて検体３１を注入する状態を説明するための説明図である。
【図１０】ピペット４０から検体３１を検体収容部２２１に充填した状態を説明するための説明図である。
【図１１】ピペット外筒４２を初期位置に戻す動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ マイクロチップ
２０ ピペットチップ
２１ 外筒
２２ 内筒
２１ａ 突起部
２３ 管路
２４ 管路抵抗部
２５ 管路
２６ 外筒パッキン
２７ ネジ部
２８ 収容部
２９ ピペット外筒駆動部
３５ 吸引吐出口
３６ 接続開口
３７ 接続部
４０ ピペット
４１ 吸引プランジャ
４２ ピペット外筒
４３ プランジャパッキン
４５ 吸引プランジャ駆動部
５０ 連結チューブ
５１ 電磁バルブ
８０ 充填装置
２１３ 検体注入口
２２１ 検体収容部
２５０ 撥水バルブ
４１１ 吸引プランジャ駆動制御部
４１２ ピペット外筒駆動制御部
４１３ バルブ駆動制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、センサーなど）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、ラブ・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。現実には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、自動化、高速化および簡便化されたμ−ＴＡＳは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。
【０００３】
本出願人は、マイクロチップの微細流路内に試薬などを封入し、マイクロポンプによって微細流路に駆動液を注入して試薬などを移動させ、反応部、次いで検出部へ流すことにより、血液など検体との反応結果を測定することができる検査装置を提案している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このような検査装置では、検査に先立って試料容器内に収容された血液などの液体を注射器などを用いて採取し、マイクロチップの検体注入口からマイクロチップ内部の検体収容部に検体を注入していた。検体収容部はマイクロチップ内部の試薬等の収容された流路と連通しているので、検体収容部の出口側の流路を一部狭めて撥水バルブを設け、検体収容部に収容した検体が他の流路に流入しないようにしていた。
【０００５】
一方、従来の検査装置では、血液等の各種の被検査試料を検査する場合、一般に、試料容器内に収容された検査液等の液体をピペットチップに採取し、ピペットチップに採取した液体を被検査試料が収容された分注用プレート等の反応容器における収容部に分注させて検査するようにしていた（例えば特許文献３、特許文献４参照）。このような方法では、ピペットチップに所定の量の液体を吸引し、吸引した液体を全て収容部に分注する必要がある。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９３７９号公報
【特許文献３】特開平７−２８４６７４号公報
【特許文献４】特開平７−２６０７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、注射器やピペットチップに所定の量の検体を吸引し、吸引した検体をマイクロチップの検体注入口から注入する方法では、検体を検体収容部に注入する圧力を制御できないので、検体が撥水バルブを越えて試薬を収容した流路に流れ込むおそれがある。また、検体注入時に漏れ等があると、検体の量が不足し、後の検査で誤差が発生する要因になる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な操作により所定の圧力以下で検体収容部に検体を注入し、検体収容部に所定量の検体を充填することができるピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【０００９】
１．
ピペットの先端に装着し、液体を吸引して収容部に収容し、該収容部から該液体を吐出するピペットチップにおいて、
前記ピペットと連通する接続開口を備えた接続部と、
前記接続開口と連通する吸引吐出口を先端に備えた挿入部と、
前記収容部に挿入した前記挿入部と摺動する外筒パッキンと、
を有し、
前記吸引吐出口から流入した前記液体が所定の圧力Ｐ１を加えたとき前記接続開口の側に通過可能な管路抵抗部を設けたことを特徴とするピペットチップ。
【００１０】
２．
１に記載のピペットチップからマイクロチップの注入口に注入した液体を液体収容部に収容し、検査を行う検査システムにおいて、
前記マイクロチップは前記液体収容部の吐出側に撥水バルブを有し、
前記液体が前記圧力Ｐ１より大きい圧力Ｐ２を加えたとき前記撥水バルブを通過可能になるように構成されていることを特徴とする検査システム。
【００１１】
３．
２に記載の検査システムに用いるピペットであって、
１に記載のピペットチップを接続した筒状のピペット外筒と、
前記ピペット外筒の内壁と摺動するプランジャパッキンと前記接続開口と連通する先端に設けられた第１開口と該第１開口と連通する他端に設けられた第２開口とを備えた吸引プランジャと、
を有することを特徴とするピペット。
【００１２】
４．
３に記載のピペットと、
前記第２開口を開閉するバルブ手段と、
前記吸引プランジャを前記ピペット外筒に対して相対的に移動させる吸引プランジャ駆動手段と、
前記収容部と前記注入口が連通する位置に移動させた後、前記挿入部を前記外筒に押し込むように前記ピペット外筒を移動させるピペット外筒駆動手段と、
前記バルブ手段を制御するバルブ駆動制御手段と、
前記吸引プランジャ駆動手段を制御する吸引プランジャ駆動制御手段と、
前記ピペット外筒駆動手段を制御するピペット外筒駆動制御手段と、
を有し、
前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を閉じた後、前記吸引プランジャ駆動制御手段が前記吸引プランジャを移動させて前記液体収容部に液体を収容し、前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を開放した後、前記ピペット外筒駆動制御手段が前記ピペット外筒を移動させて前記液体を前記注入口から注入することを特徴とする充填装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所定値以上の圧力が加わったとき液体が通過する管路抵抗部をピペットチップの内筒に設けたので、簡単な操作により所定の圧力以下で検体収容部に検体を注入し、所定量の検体を充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態におけるピペットチップ２０の断面図である。
【００１６】
ピペットチップ２０は図１には図示せぬピペット４０の先端に装着し、液体を吸引して収容し、所定量吐出する部品である。ピペットチップ２０は外筒２１と内筒２２から構成される。本実施形態では液体として血液や体液などの検体を用いる例について説明するが本発明は検体に限定されるものではなく試薬など他の液体にも適用できる。
【００１７】
外筒２１は、図１のように筒状になっていて、内側は液体である検体を収容する収容部２８である。収容部２８の内壁には外筒パッキン２６が設けられている。外筒２１の先端は後に説明するマイクロチップ１の検体注入口２１３と嵌合する突起部２１ａが設けられている。
【００１８】
内筒２２は、図１のように収容部２８に挿入する挿入部３９と接続部３７が設けられている。挿入部３９の外周は外筒パッキン２６と摺動する形状であり、収容部２８に収容した検体が挿入部３９と収容部２８の間の隙間から漏れないようにしている。接続部３７は図１には図示せぬピペット４０と連通する接続開口３６を備え、ピペット４０と螺合するネジ部２７によりピペット４０と接続する。
【００１９】
挿入部３９の吸引吐出口３５は管路２３、管路抵抗部２４、管路２５を介して接続開口３６と連通している。管路抵抗部２４は管路２３、管路２５より細くなっており、管路２３から所定値以上の圧力Ｐ１で検体を注入したとき管路抵抗部２４を通過して管路２５に検体が吐出するようになっている。
【００２０】
外筒２１、内筒２２の材料は特に限定されるものではなく、例えばステンレス、真鍮などの金属材料や、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンなどの樹脂材料を用いることができる。管路抵抗部２４は例えば直径１μｍ〜２００μｍ、長さは０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、実験により所定値以上の圧力Ｐ１で検体を注入したとき管路抵抗部２４を通過するように設定する。
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１について、図２を用いて説明する。
【００２２】
図２（ａ）、図２（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、図示せぬ筐体にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図２（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００２３】
図２（ａ）の検出部の窓１１１ａと検出部の流路１１１ｂは検体と試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅは内部の微細流路に連通する駆動液注入口であり、各駆動液注入口１１０から駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための検体注入口である。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。次に、マイクロチップ１を構成する溝形成基板１０８と被覆基板１０９に用いる材料について説明する。
【００２５】
マイクロチップ１は、加工成形性、非吸水性、耐薬品性、耐候性、コストなどに優れていることが望まれており、マイクロチップ１の構造、用途、検出方法などを考慮して、マイクロチップ１の材料を選択する。その材料としては従来公知の様々なものが使用可能であり、個々の材料特性に応じて通常は１以上の材料を適宜組み合わせて、基板および流路エレメントが成形される。
【００２６】
特に、多数の測定検体、とりわけ汚染、感染のリスクのある臨床検体を対象とするチップは、ディスポーサブルタイプであることが望ましい。そのため、量産可能であり、軽量で衝撃に強く、焼却廃棄が容易なプラステック樹脂、例えば、透明性、機械的特性および成型性に優れて微細加工がしやすいポリスチレンが好ましい。また、例えば分析においてチップを１００℃近くまで加熱する必要がある場合には、耐熱性に優れる樹脂（例えばポリカーボネートなど）を用いることが好ましい。また、タンパク質の吸着が問題となる場合にはポリプロピレンを用いることが好ましい。樹脂やガラスなどは熱伝導率が小さく、マイクロチップの局所的に加熱される領域に、これらの材料を用いることにより、面方向への熱伝導が抑制され、加熱領域のみ選択的に加熱することができる。
【００２７】
検出部１１１において、呈色反応の生成物や蛍光物質などの検出を光学的に行う場合は、少なくともこの部位の基板は光透過性の材料（例えばアルカリガラス、石英ガラス、透明プラスチック類）を用い、光が透過するようにする必要がある。本実施形態においては、検出部の窓１１１ａと、少なくとも検出部の流路１１１ｂを形成する溝形成基板は、光透過性の材料が用いられていて、検出部１１１を光が透過するようになっている。
【００２８】
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（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。ここでは、これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ１内で行われる特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理の一例を図２（ｃ）を用いて説明する。
【００２９】
図２（ｃ）はマイクロチップ１内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。
【００３０】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部２２１、試薬類を収容する試薬収容部２２０などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部２２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部２２０、検体収容部２２１および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。検体収容部２２１は本発明の液体収容部である。
【００３１】
マイクロチップ１は、微細流路を形成した溝形成基板１０８と溝状の流路を覆う被覆基板１０９から構成されている。微細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。
【００３２】
少なくともマイクロチップ１の溝形成基板１０８には、上記の微細流路が形成されている。被覆基板１０９は、少なくとも溝形成基板の微細流路を密着して覆う必要があり、溝形成基板の全面を覆っていても良い。なお、マイクロチップ１の微細流路には、例えば、図示せぬ送液制御部、逆流防止部（逆止弁、能動弁など）などの送液を制御するための部位が設けられ、逆流を防止し、所定の手順で送液が行われるようになっている。
【００３３】
検体注入口２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入口１１０はマイクロチップ１に駆動液を注入するための注入部である。マイクロチップ１による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入口２１３から図示せぬピペットチップ２０を装着した図示せぬピペット４０を用いて注入する。検体注入口２１３はピペットチップ２０の突起部２１ａが嵌合するようになっている。
【００３４】
図２（ｃ）に示すように、検体注入口２１３から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容される。検体収容部２２１の出口側には後に説明する撥水バルブ２５０が設けられ、所定以上の圧力Ｐ２を加えないと検体収容部２２１から吐出されないようになっている。
【００３５】
次に、駆動液注入口１１０ａから所定以上の圧力Ｐ２で駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って検体収容部２２１に収容されている検体を押し出し、増幅部２２２に検体を送り込む。
【００３６】
一方、駆動液注入口１１０ｂから注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ａに収容されている試薬ａを押し出す。試薬収容部２２０ａから押し出された試薬ａは増幅部２２２に駆動液によって送り込まれる。このときの反応条件によっては、増幅部２２２の部分を所定の温度にする必要があり、加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
【００３７】
所定の反応時間の後、さらに駆動液により増幅部２２２から送り出された反応後の検体を含む溶液は、検出部１１１に注入される。注入された溶液は検出部１１１の流路壁に担持されている反応物質と反応し流路壁に固定化する。
【００３８】
次に、駆動液注入口１１０ｃから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｂに収容されている試薬ｂを押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００３９】
同様に、駆動液注入口１１０ｄから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｃに収容されている試薬を押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００４０】
最後に、駆動液注入口１１０ｅから駆動液を注入して、洗浄液収容部２２３から洗浄液を押しだし、検出部１１１に注入する。洗浄液によって検出部１１１内に残留している未反応の溶液４１を洗浄する。
【００４１】
洗浄後、検出部１１１の流路壁に吸着した反応物の濃度を光学的に測定することによって、増幅した遺伝子など被検出物を検出する。このように、駆動液注入口１１０から駆動液を順次注入することにより、マイクロチップ１の内部で所定の処理が行われる。
【００４２】
図３を用いて、検体３１を収容したピペットチップ２０からマイクロチップ１の検体注入口２１３に検体３１を注入する際の条件を説明する。
【００４３】
図３は検体３１を収容したピペットチップ２０をマイクロチップ１の検体注入口２１３に嵌合させた状態の断面図である。
【００４４】
図３のピペットチップ２０は図１のピペットチップ２０より簡略化した形状を図示しているが、図１のピペットチップ２０と基本構成は同様であり、同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。また、図３には図２で説明したマイクロチップ１の検体注入口２１３、検体収容部２２１、撥水バルブ２５０、増幅部２２２の断面図を図示している。検体収容部２２１、撥水バルブ２５０、増幅部２２２は溝形成基板１０８に設けられた溝であり、被覆基板１０９に覆われている。撥水バルブ２５０の部分の深さは浅く、流路が狭くなっているため、検体３１に所定以上の圧力Ｐ２を加えないと検体収容部２２１から増幅部２２２に検体３１は吐出されない。
【００４５】
図３（ａ）は、ピペットチップ２０の管路２３と収容部２８に検体３１が収容されている状態を示している。検体３１は、事前に外筒２１の収容部２８側を検体３１が収容された容器に入れ、接続開口３６を閉じて内筒２２を図面上方向に移動させ検体３１を吸引されたものとする。検体収容部２２１に収容する検体３１の量は例えば１μｌ〜５μｌであり、管路２３と収容部２８に収容されている検体３１の量は、検体収容部２２１に収容する検体３１の量よりも大きいものとする。
【００４６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から矢印方向に内筒２２を移動させ、検体収容部２２１に検体３１を注入した状態である。
【００４７】
検体３１を検体収容部２２１に注入し、検体収容部２２１の内部が検体３１で充填されてから、さらに内筒２２を矢印方向に移動させると、管路抵抗部２４と撥水バルブ２５０に加わる検体３１の圧力が高まってくる。撥水バルブ２５０を通過可能な圧力Ｐ２を管路抵抗部２４を通過可能な圧力Ｐ１より大きくしておくと、圧力Ｐ１以上が加わると検体３１は管路抵抗部２４を通過し、図３（ｂ）のように管路２５側にあふれ出す。このようにすると、簡単な操作で検体収容部２２１に所定の量の検体３１を充填し、余った検体３１はピペットチップ２０の内部に回収できる。
【００４８】
次に、ピペットチップ２０を装着したピペット４０と、ピペット４０を用いて自動的に液体の充填を行う充填装置８０の実施形態について図４〜図１１を用いて説明する。
【００４９】
図４は本発明の実施形態における充填装置８０の回路ブロック図、図５は本発明の実施形態における充填手順を説明するためのフローチャート、図６〜図１１は各手順におけるピペット４０の状態を説明するための説明図である。
【００５０】
最初に図６を用いてピペット４０と充填装置８０の構成について説明する。
【００５１】
ピペット４０は、ピペットチップ２０を接続した筒状のピペット外筒４２と、ピペット外筒の内壁と摺動するプランジャパッキン４３を備えた吸引プランジャ４１から構成される。吸引プランジャ４１には、第１開口４６、第２開口４７を備えた管路４４が設けられている。第１開口４６は装着するピペットチップ２０の接続開口３５の側に設けられ、管路２５と連通する。
【００５２】
吸引プランジャ４１は、プランジャパッキン４３がピペット外筒４２の内壁と摺動しながら紙面上下方向に移動できるように構成されている。
【００５３】
吸引プランジャ駆動部４５は、吸引プランジャ４１を保持してモータなどの駆動源により吸引プランジャ４１をピペット外筒４２に対して相対的に移動させる本発明の吸引プランジャ駆動手段である。
【００５４】
ピペット外筒駆動部２９は、例えばロボットアームであり、ピペット外筒４２を保持して各方向に移動させることができる。ピペット外筒駆動部２９は、本発明のピペット外筒駆動手段である。
【００５５】
ピペット外筒駆動部２９は、ピペット４０を図６のように内筒２１の一部が容器３０に収容された検体３１に入る位置と、図９のように吸引吐出口３５と検体注入口２１３が連通する位置の間を移動させることができる。また、図９の矢印Ｓ３方向に挿入部３９を外筒２１に押し込むようにピペット外筒４２を移動させることができる。
【００５６】
電磁バルブ５１の一端は、連結チューブ５０を介して吸引プランジャ４１の第２開口４７と連通し、他端は大気側に開放されている。電磁バルブ５１は電気信号により第２開口４７を開閉する本発明のバルブ手段である。
【００５７】
次に、図４の回路ブロック図について説明する。
【００５８】
なお、今までに説明した同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。
【００５９】
充填装置８０は、操作部８７と液晶パネルなどを用いた表示部８４を備え、操作者は表示部８４の表示を参照して操作部８７から充填装置８０を操作する。
【００６０】
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充填装置８０の各部を集中制御する。
【００６１】
制御部９９は、吸引プランジャ駆動制御部４１１、ピペット駆動制御部４１２、バルブ駆動制御部４１３を備える。
【００６２】
吸引プランジャ駆動制御部４１１は吸引プランジャ駆動部４５を制御し、吸引プランジャ４１を所定の位置に移動させる。
【００６３】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、吸引プランジャ４１を所定の位置に移動させる。
【００６４】
バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を制御し、電磁バルブ５１を開閉する。
【００６５】
吸引プランジャ駆動制御部４１１は本発明の吸引プランジャ駆動制御手段、ピペット外筒駆動制御部４１２は本発明のピペット外筒駆動制御手段、バルブ駆動制御部４１３は本発明のバルブ駆動制御手段である。
【００６６】
次に、図５のフローチャートと図６〜図１１を用いて検体を充填する手順を説明する。
【００６７】
なお、予め検体３１を収容した容器３０と、マイクロチップ１が所定の位置に配置されているものとする。
【００６８】
Ｓ１０１：検体３１を吸引する位置にピペット４０を移動するステップである。
【００６９】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、図６のように外筒２１の先端が検体３１に入る位置までピペット４０を移動させる。このとき、バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を閉じている。図６の電磁バルブ５１を示すブロックに記す×印は電磁バルブ５１を閉じた状態を示している。
【００７０】
Ｓ１０２：検体３１をピペット４０に吸入するステップである。
【００７１】
吸引プランジャ駆動制御部４１１は吸引プランジャ駆動部４５を制御し、吸引プランジャ４１を図７のように矢印Ｓ１方向に移動させ容器３０内の検体３１を吸入する。
【００７２】
Ｓ１０３：外筒２１の先端をマイクロチップ１に挿入するステップである。
【００７３】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、ピペット４０を移動させて図８のように突起部２１ａを検体注入口２１３に挿入する。
【００７４】
Ｓ１０４：吸引プランジャ４１を初期位置に戻すステップである。
【００７５】
バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を開放する。図９の電磁バルブ５１を示すブロックは電磁バルブ５１を開放した状態を示している。次に、吸引プランジャ駆動制御部４１１は吸引プランジャ駆動部４５を制御し、吸引プランジャ４１を図９のように矢印Ｓ２方向に移動させ吸引プランジャ４１を初期位置に戻す。
【００７６】
Ｓ１０５：内筒２２を押し下げて検体３１を注入するステップである。
【００７７】
ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、図９の矢印Ｓ３の方向にピペット外筒４２に装着されている内筒２２を所定の速度で押し下げ、検体３１を検体注入口２１３から検体収容部２２１に注入する。
【００７８】
Ｓ１０６：検体３１の注入を完了するステップである。
【００７９】
ピペット外筒駆動制御部４１２は、所定の位置でピペット外筒駆動部２９を停止させる。図１０のように検体収容部２２１は検体３１で充填され、一方、余った検体３１は管路抵抗部２４を通過して管路２５に収容されている。
【００８０】
Ｓ１０７：終了処理のステップである。
【００８１】
バルブ駆動制御部４１３は電磁バルブ５１を閉じる。次に、ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒駆動部２９を制御し、図１１のようにピペット４０をマイクロチップ１から離れた位置に配置されているフォーク５２に外筒２１が当接するように移動させる。次に、ピペット外筒駆動制御部４１２はピペット外筒４２を図１１の矢印Ｓ４方向に移動させる。すると、外筒２１はフォーク５２に当接しているので内筒２２は外筒２１に対し相対的に移動し、押し下げられた内筒２２は初期位置に戻る。
【００８２】
なお、１回毎にピペットチップ２０を使い捨てる場合は内筒２２を初期位置に戻す手順は不要である。
【００８３】
検体３１をマイクロチップ１に充填する手順は以上である。
【００８４】
以上このように、本発明によれば、簡単な操作により所定の圧力以下で検体収容部に検体を注入し、検体収容部に所定量の検体を充填することができるピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態におけるピペットチップ２０の断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるマイクロチップ１を説明するための説明図である。
【図３】検体３１を収容したピペットチップ２０をマイクロチップ１の検体注入口２１３に嵌合させた状態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態における充填装置８０の回路ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態における充填手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】検体３１を吸引する位置にピペット４０を移動した状態を説明するための説明図である。
【図７】外筒２１の先端をマイクロチップ１に挿入した状態を説明するための説明図である。
【図８】吸引プランジャ４１を初期位置に戻した状態を説明するための説明図である。
【図９】内筒２２を押し下げて検体３１を注入する状態を説明するための説明図である。
【図１０】ピペット４０から検体３１を検体収容部２２１に充填した状態を説明するための説明図である。
【図１１】ピペット外筒４２を初期位置に戻す動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ マイクロチップ
２０ ピペットチップ
２１ 外筒
２２ 内筒
２１ａ 突起部
２３ 管路
２４ 管路抵抗部
２５ 管路
２６ 外筒パッキン
２７ ネジ部
２８ 収容部
２９ ピペット外筒駆動部
３５ 吸引吐出口
３６ 接続開口
３７ 接続部
４０ ピペット
４１ 吸引プランジャ
４２ ピペット外筒
４３ プランジャパッキン
４５ 吸引プランジャ駆動部
５０ 連結チューブ
５１ 電磁バルブ
８０ 充填装置
２１３ 検体注入口
２２１ 検体収容部
２５０ 撥水バルブ
４１１ 吸引プランジャ駆動制御部
４１２ ピペット外筒駆動制御部
４１３ バルブ駆動制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピペットの先端に装着し、液体を吸引して収容部に収容し、該収容部から該液体を吐出するピペットチップにおいて、
前記ピペットと連通する接続開口を備えた接続部と、
前記接続開口と連通する吸引吐出口を先端に備えた挿入部と、
前記収容部に挿入した前記挿入部と摺動する外筒パッキンと、
を有し、
前記吸引吐出口から流入した前記液体が所定の圧力Ｐ１を加えたとき前記接続開口の側に通過可能な管路抵抗部を設けたことを特徴とするピペットチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のピペットチップからマイクロチップの注入口に注入した液体を液体収容部に収容し、検査を行う検査システムにおいて、
前記マイクロチップは前記液体収容部の吐出側に撥水バルブを有し、
前記液体が前記圧力Ｐ１より大きい圧力Ｐ２を加えたとき前記撥水バルブを通過可能になるように構成されていることを特徴とする検査システム。
【請求項３】
請求項２に記載の検査システムに用いるピペットであって、
請求項１に記載のピペットチップを接続した筒状のピペット外筒と、
前記ピペット外筒の内壁と摺動するプランジャパッキンと前記接続開口と連通する先端に設けられた第１開口と該第１開口と連通する他端に設けられた第２開口とを備えた吸引プランジャと、
を有することを特徴とするピペット。
【請求項４】
請求項３に記載のピペットと、
前記第２開口を開閉するバルブ手段と、
前記吸引プランジャを前記ピペット外筒に対して相対的に移動させる吸引プランジャ駆動手段と、
前記収容部と前記注入口が連通する位置に移動させた後、前記挿入部を前記外筒に押し込むように前記ピペット外筒を移動させるピペット外筒駆動手段と、
前記バルブ手段を制御するバルブ駆動制御手段と、
前記吸引プランジャ駆動手段を制御する吸引プランジャ駆動制御手段と、
前記ピペット外筒駆動手段を制御するピペット外筒駆動制御手段と、
を有し、
前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を閉じた後、前記吸引プランジャ駆動制御手段が前記吸引プランジャを移動させて前記液体収容部に液体を収容し、前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を開放した後、前記ピペット外筒駆動制御手段が前記ピペット外筒を移動させて前記液体を前記注入口から注入することを特徴とする充填装置。
【請求項１】
ピペットの先端に装着し、液体を吸引して収容部に収容し、該収容部から該液体を吐出するピペットチップにおいて、
前記ピペットと連通する接続開口を備えた接続部と、
前記接続開口と連通する吸引吐出口を先端に備えた挿入部と、
前記収容部に挿入した前記挿入部と摺動する外筒パッキンと、
を有し、
前記吸引吐出口から流入した前記液体が所定の圧力Ｐ１を加えたとき前記接続開口の側に通過可能な管路抵抗部を設けたことを特徴とするピペットチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のピペットチップからマイクロチップの注入口に注入した液体を液体収容部に収容し、検査を行う検査システムにおいて、
前記マイクロチップは前記液体収容部の吐出側に撥水バルブを有し、
前記液体が前記圧力Ｐ１より大きい圧力Ｐ２を加えたとき前記撥水バルブを通過可能になるように構成されていることを特徴とする検査システム。
【請求項３】
請求項２に記載の検査システムに用いるピペットであって、
請求項１に記載のピペットチップを接続した筒状のピペット外筒と、
前記ピペット外筒の内壁と摺動するプランジャパッキンと前記接続開口と連通する先端に設けられた第１開口と該第１開口と連通する他端に設けられた第２開口とを備えた吸引プランジャと、
を有することを特徴とするピペット。
【請求項４】
請求項３に記載のピペットと、
前記第２開口を開閉するバルブ手段と、
前記吸引プランジャを前記ピペット外筒に対して相対的に移動させる吸引プランジャ駆動手段と、
前記収容部と前記注入口が連通する位置に移動させた後、前記挿入部を前記外筒に押し込むように前記ピペット外筒を移動させるピペット外筒駆動手段と、
前記バルブ手段を制御するバルブ駆動制御手段と、
前記吸引プランジャ駆動手段を制御する吸引プランジャ駆動制御手段と、
前記ピペット外筒駆動手段を制御するピペット外筒駆動制御手段と、
を有し、
前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を閉じた後、前記吸引プランジャ駆動制御手段が前記吸引プランジャを移動させて前記液体収容部に液体を収容し、前記バルブ駆動制御手段が前記第２開口を開放した後、前記ピペット外筒駆動制御手段が前記ピペット外筒を移動させて前記液体を前記注入口から注入することを特徴とする充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１０９４５９（Ｐ２００９−１０９４５９Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８４８９７（Ｐ２００７−２８４８９７）
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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