マイクロチップの位置決め部材
【課題】マイクロチップの位置決め部材において、プローブによるマイクロチップへの試料液の分注時に、プローブとマイクロチップとの所定の相対位置関係を確保して正確な分注を行うとともに安価なものとする。
【解決手段】位置決め部材１００は、プローブによりウェル１１内に液体を吐出する際にマイクロチップ１０の位置決めを行う。この位置決め部材１００は、マイクロチップ１０の上方に位置する、複数のガイド孔１４２、１４４を有する本体と、本体と一体となった、マイクロチップ１０の位置決め用の被係合部１６ａ、１８ａと所定の位置関係で係合する係合部１２０、１２２とを備える。係合時には、各ガイド孔１４２、１４４がマイクロチップ１０の対応する各ウェル１１の直上に位置するとともに、プローブの挿入を案内する。
【解決手段】位置決め部材１００は、プローブによりウェル１１内に液体を吐出する際にマイクロチップ１０の位置決めを行う。この位置決め部材１００は、マイクロチップ１０の上方に位置する、複数のガイド孔１４２、１４４を有する本体と、本体と一体となった、マイクロチップ１０の位置決め用の被係合部１６ａ、１８ａと所定の位置関係で係合する係合部１２０、１２２とを備える。係合時には、各ガイド孔１４２、１４４がマイクロチップ１０の対応する各ウェル１１の直上に位置するとともに、プローブの挿入を案内する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロチップの位置決め部材に関し、特に試薬および血液のような液体サンプルをマイクロ流路に導入したマイクロ流路チップすなわちマイクロチップを用いて、例えば、電気泳動により測定対象物質を分析する臨床分析装置に使用される、マイクロチップの位置決め部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような液体の分析装置としては、被検液と発光試薬を混合することによって生ずる発光を測定して、被検液の組成などを定量分析する測定装置が知られている（特許文献１）。この測定装置においては、被検液や試薬は、絞りテーパ部のある注入器（プローブ）により試験管状の容器（マイクロサンプルチューブ）に注入される。容器および容器の上方に位置する光を透過しないチップガイドはホルダにより保持される。他方、注入器の先端には、所定の種類の発光試薬が予め収容されたカセット形式のチップ部材が装着される。試薬等は、注入器により手作業で容器に注入されるが、注入の際、チップ部材がチップガイド内に挿入された状態で試薬を容器に注入するようになっている。この測定装置において、ホルダは、容器に外部の光が入射しないように構成されている。また、チップガイドと、チップ部材との組合せによっても、光が外部から容器に入射しないようになっている。
【０００３】
また、別の従来技術として、被検液の注入を自動的に行う生化学分析装置が知られている（特許文献２）。この分析装置は、先端に点着用ノズルを取り付けた点着アームを有し、この点着アームが、旋回用モータにより旋回し、昇降用モータと送りねじ機構により昇降するように構成されている。また、試料液を収容したサンプルカップと、化学分析スライドが点着用ノズルの旋回軌跡上に配置されている。点着アームの旋回と昇降により、点着用ノズルはサンプルカップから試料を吸引し、化学分析スライドの点着孔にその試料を吐出（分注）するようになっている。この点着用ノズルの注入時の位置決めは、前述の点着アームを旋回する機構と昇降する機構により機械的になされる。
【特許文献１】特開平８−１７８８４７号公報（図４、図５）
【特許文献２】特開平６−６６８１７号公報（図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の測定装置においては、チップガイドは、チップ部材との組合せによって、容器に外部から光が入射することを防ぐことを目的としたものであり、マイクロサンプルチューブと、注入器の位置精度を向上させるためのものではない。また、マイクロサンプルチューブは、試験管状であって、手作業で注入可能な十分なサイズの開口を有しており、正確な位置精度を考慮する必要がない。
【０００５】
また、特許文献２においては、分注先である化学分析スライド上の点着孔が高密度且つ高精度に配置されたものではないため、アームの機械的位置決めによっても十分対応可能であった。
【０００６】
しかし、本願発明の位置決め部材が適用されるマイクロチップは、点着先の点着孔すなわちウェルが高密度且つ高精度に配置されているため、試料液を吐出するためのプローブの位置が僅かでもずれると、プローブの先端が、マイクロチップに接触するおそれがある。すなわちプローブの先端がウェルの内面や底部に接触あるいは当接して、マイクロチップおよび/またはプローブを破損するおそれがある。また、その結果、試料液等がウェル以外の部分に付着して汚染するおそれもある。
【０００７】
このような問題を解決するために機械的に更なる高精度を求めようとすれば、ボールねじとリニアガイドの組合せ等が必要となる。この結果、装置は高価なものとなってしまう。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、プローブによるマイクロチップへの試料液の分注時に、プローブとマイクロチップとの所定の相対位置関係を確保して正確な分注を行うことができ、且つ安価なマイクロチップの位置決め部材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】
【０００９】
本発明のマイクロチップの位置決め部材は、内部に液体を収容可能な複数のウェルを備え、ウェルの底部と連通するマイクロ流路が内部に形成された略板状のマイクロチップに、プローブによりウェル内に液体を吐出する際にマイクロチップの位置決めを行う位置決め部材であって、位置決め部材が、マイクロチップの上方に位置する、複数のガイド孔を有する本体と、本体と一体となった、マイクロチップの位置決め用の被係合部と所定の位置関係で係合する係合部とを備え、係合時に各ガイド孔がマイクロチップの対応する各ウェルの直上に位置するとともに、プローブの挿入を案内するよう構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
なお、ここで「本体と一体となった」とは本体と別体の部材を一体的に構成する場合も、本体と同一の材料で一体に形成されている場合も含むものとする。
【００１１】
また、係合部は、マイクロチップの平面方向に離隔してマイクロチップに形成された少なくとも２箇所の雌部からなる被係合部に係入する突起とすることができる。
【００１２】
また、ガイド孔の内面に、プローブを案内する案内面が形成されていてもよい。
【００１３】
また、ガイド孔の内面に自己潤滑性の材料がコーティングされていてもよい。ここで、「コーティング」とは、塗布により被膜を形成することの他、めっきによる表面処理も含むものとする。この材料としては、例えば、テフロン（登録商標）やニッケルテフロン（登録商標）めっきとすることができる。
【００１４】
また、本体がプローブの軸線方向に離隔する少なくとも２枚の板状部を有し、板状部の各々にガイド孔がプローブの軸線方向に整列して形成されていてもよい。
【００１５】
また、２枚の板状部のうち上方の板状部に形成された複数のガイド孔が、プローブの水平な一方向の移動を可能とする幅のスロットにより互いに連通しているように構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のマイクロチップの位置決め部材は、マイクロチップの上方に位置する、複数のガイド孔を有する本体と、本体と一体となった、マイクロチップの位置決め用の被係合部と所定の位置関係で係合する係合部とを備え、係合時には、各ガイド孔がマイクロチップの対応する各ウェルの直上に位置するとともに、ウェル内に液体を吐出するプローブの挿入を案内するよう構成されているので、次の効果を奏する。
【００１７】
すなわち、マイクロチップとプローブとの相対位置関係を、位置決め部材を介して正確に位置合せすることができるので、プローブがマイクロチップに接触して、プローブおよび/またはマイクロチップを破損することを防止し、ウェルの周辺を液体で汚染することも防止できる。また、マイクロチップとプローブとの位置関係は、単に位置決め部材を介するだけで正確に行うことが可能となるので、複雑で高価な位置決め機構を必要とせず、安価なものとすることができる。
【００１８】
また、係合部が、マイクロチップの平面方向に離隔してマイクロチップに形成された少なくとも２箇所の雌部からなる被係合部に係入する突起である場合は、簡単な構成でマイクロチップと位置決め部材を所定の位置関係に維持することができる。
【００１９】
また、ガイド孔の内面に、プローブを案内する案内面が形成されている場合は、プローブは案内面により一層円滑に案内される。
【００２０】
また、ガイド孔の内面に自己潤滑性の材料がコーティングされている場合は、ガイド孔の磨耗が低減され、プローブは一層円滑に案内される。また、磨耗により発生する塵が極めて少なくなるため、塵がウェル内に侵入することによる試料分析への悪影響が回避される。
【００２１】
また、本体がプローブの軸線方向に離隔する少なくとも２枚の板状部を有し、板状部の各々にガイド孔がプローブの軸線方向に整列して形成されている場合は、プローブの軸線方向の２箇所のガイド孔により、プローブの先端が一層正確に位置決めされる。
【００２２】
また、２枚の板状部のうち上方の板状部に形成された複数のガイド孔が、プローブの水平な一方向の移動を可能とする幅のスロットにより互いに連通しているように構成されている場合は、プローブが隣接するウェルに順次吐出する際に、プローブを位置決め部材から完全に引き上げなくても、プローブを移動させることができるので、プローブの引き上げストロークを小さくできると共に吐出作業を迅速に行うことができる。ストロークを短縮すると、プローブを移動させるための機構も小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明のマイクロチップの位置決め部材が適用される分注装置について図面を参照して概略説明する。図１に分注装置１の構成図を示す。なお本実施形態においては、便宜上、液体Ｆが吐出する方向（分注ノズル２の先端開口２ａが向く方向）（図１中下方）を下側として説明する。
【００２４】
分注装置１は、例えば医療機関、研究所等で使用される生化学分析装置等の臨床分析装置に組み込まれ、マイクロチップ１０のウェル１１に検体や試薬等の微量な液体Ｆや洗浄液としての水Ｗを供給するものであって、図１に示す如く、分注ノズル２と、分注ノズル２への吸引圧及び吐出圧を供給するポンプ手段３としてのシリンジポンプ３１及びポンプ駆動部３２と、シリンジポンプ３１に連結し、内部に水Ｗを収容する液体タンク４と、分注ノズル２とシリンジポンプ３１を繋ぐ第一の配管５１と、シリンジポンプ３１と液体タンク４とを繋ぐ第二の配管５２と、分注ノズル２を上下左右前後に移動させる移動手段としてのノズル駆動部６と、液面を検出する液面検知部７と、液面検知部７からの信号に基づいてポンプ駆動部３２及びノズル駆動部６を制御する制御部８（制御手段）と、内部に液体Ｆを収容する液体収容容器９とから概略構成されている。
【００２５】
なお、上記臨床分析装置は、μＴＡＳ−イムノアッセイシステム（微細総分析システム（Micro Total Analysis System）−酵素免疫測定法(ＥＬＩＳＡ＝Enzyme Linked Immuno-Sorbent Assay)）とも称される。
【００２６】
分注ノズル２は液体Ｆを吸引及び吐出する先端開口２ａを有するものであって、該先端開口２ａを下向きにして設置され、図示しない昇降機構及び水平移動機構等によって上下左右前後に移動可能に取り付けられて、これらの機構を駆動するモータ等を備えるノズル駆動部６によって駆動制御されている。また分注ノズル２上部には第一の配管５１の一端が接続され、該第一の配管５１の他端はシリンジポンプ３１に接続されている。
【００２７】
シリンジポンプ３１は、略円筒状のシリンジ本体３１０と、上方が挿入口３１０ａに挿通する略棒状のプランジャ３１１とから概略構成され、ポンプ駆動部３２によってプランジャ３１１を上方向又は下方向に移動させて、分注ノズル２へ吸引圧及び吐出圧を供給するように駆動される。
【００２８】
またシリンジ本体３１０の液体導入口３１０ｂには第二の配管５２の一端が接続され、第二の配管５２の他端に接続された液体タンク４内部から第二の配管５２を介して水Ｗが供給される。なお該供給のために第二の配管５２の途中には、シリンジポンプ３１側から順に電磁弁４２とポンプ４１が配設されていて、適時に液体タンク４内部の水Ｗをシリンジポンプ３１内に供給可能となっている。
【００２９】
液面検知部７は、光又は超音波又は静電容量等を利用した液面センサを備えるものであって、後述の液体収容容器９内部に収容された液体Ｆの液面位置を検出して、液面検出信号を制御部８に出力する。
【００３０】
制御部８は、液面検知部７からの信号に基づいてノズル駆動部６及びポンプ駆動部３２の制御を行って、分注ノズル２の移動及びシリンジポンプ３１の吸引圧及び吐出圧を制御している。制御部８は分注ノズル２をノズル駆動部６により先端開口２ａが後述するウェル底部１４ａに位置するまで降下移動させた後に、先端開口２ａから液体Ｆを吐出させるように制御する。分注装置１は、以上のように構成されている。
【００３１】
次に、本発明の第一の実施形態のマイクロチップ１０の位置決め部材について、図２および図３を参照して詳細に説明する。図２は、マイクロチップ１０と、これを位置決めする位置決め部材１００を斜め上方から見た斜視図であり、図３は同じマイクロチップ１０と位置決め部材１００を斜め下方から見た斜視図である。図２および図３において、位置決め部材１００は要部のみを示している。この位置決め部材１００は、前述のノズル駆動部６に組み込まれて使用されるものである。
【００３２】
まず、最初にここで使用されるマイクロチップ１０について概略説明する。マイクロチップ１０は、合成樹脂から成形された略長方形の板状の部材であり、上面１５の略中央部に複数のウェル１１を有し、マイクロチップ１０の長手方向の両端部にそれぞれ長手方向に延出する耳部１６、１８を有する。耳部１６、１８は、マイクロチップ１０の上面１５から段部を経て低く形成され、互いに略同じ高さ（厚み）を有する。耳部１６は長手方向と直交する平面方向に狭幅であり、耳部１８は広幅となっている。耳部１６には雌部となる円形の貫通孔（被係合部）１６ａが穿設され、耳部１８には、雌部となる外側に開放する矩形の切欠（被係合部）１８ａが形成されている。上面１５に整列したウェル１１は、図２から判るように、マイクロチップ１０の長手方向に所定のピッチ（等ピッチ）で配列されているが、長手方向と直交する平面方向には、位置ずれした状態で配置されている。
【００３３】
このウェル１１の形状について、図４を併せて参照して説明する。図４は、複数のウェル１１のうち任意の一個のウェル１１の断面図である。ウェル１１は、上端に直径約４ｍｍの開口１１ａを有し、該開口１１ａから下方に向かってウェル底部１４ａと連通するウェルテーパ部１１ｂが形成されている。ウェルテーパ部１１ｂは上端から下端に向かうにつれて径がより小さくなり、ウェル底部１４ａはさらに径が小さいものであるため、ウェルテーパ部１１ｂとウェル底部１４ａとの境界には環状の段部によって段差１１ｃが形成される。後述する第二の基板１４に至るまでのウェル１１の深さは、約７ｍｍである。
【００３４】
図３および図４に示すように、マイクロチップ１０の下面１０ｂ（図３）には、ガラス板（透明な板状部材）１２が取付けられている。該ガラス板１２は、図３および図４に示す如く、上面にマイクロ流路１３ａが形成された第一の基板１３と、該第一の基板１３の上面に貼合わされ、マイクロ流路１３ａと連通し、ウェル１１の底部となる、例えば直径約２．２ｍｍの連通穴１４ａ（ウェル底部１４ａ）が形成された第二の基板１４とから構成されている。なお、図４ではプローブ２が挿入された状態を示しているが、この態様については後述する。
【００３５】
次に、再び図２および図３に戻って説明する。位置決め部材１００は、マイクロチップ１０の長手方向に沿う細長い形状の部材であり、上下方向に分離した板状部１０６、１０８を一体的に有する。上下の板状部１０６、１０８は、位置決め部材１００の長手方向に延びる長円形の開口１１０によって上下に形成されている。この位置決め部材１００の一端には、段差を経て位置決め部材１００の長手方向に延出する延長部１１２が形成されている。前述の板状部１０６、１０８および延長部１１２により位置決め部材１００の本体が構成される。延長部１１２の上面１１２ａには、後述するピン（係合部）１２２を取付けるための凹所１１４が形成されている。段差部分の垂直な壁１１６には、位置決め部材１００の支持板１０２がねじ１０４により固定されている。位置決め部材１００の図示しない他端側においても、同様に一部がねじ止めにより固定されている。この位置決め部材１００は分析装置の内部に円形に複数個放射状に固定された状態で配置されるものであり、図２および図３において位置決め部材１００の左側が内側に位置し、右側が外側に位置する。延長部１１２は、位置決め部材１００を外側で固定するための部材であるが、ここではその固定の態様についての詳細な説明は省略する。マイクロチップ１０は、これらの位置決め部材の下側を円形に沿って順次移動するようになっている。
【００３６】
次に、図５を併せて参照してピン１２０、１２２について説明する。図５は、マイクロチップ１０および位置決め部材１００とプローブ２を部分的に示す正面図である。位置決め部材１００の下面１１８（図３）には、前述のマイクロチップ１０の被係合部となる貫通孔１６ａおよび切欠１８ａにそれぞれ対応する位置に、ピン１２０、１２２が取付けられている。ピン１２０は、大面積のフランジ１２４、フランジ１２４に突設された円柱状の基部１２６、中間部１２８、先端部１３０を有する。中間部１２８は基部１２６より縮径の円柱状であり、先端部１３０は、中間部１２８よりさらに縮径の円柱状である。先端部１３０は、その先端すなわち下端に向けて円錐状のテーパ面１３０ａを有する。先端部１３０の直径は、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａよりわずかに小径となっている。これら基部１２６、中間部１２８、先端部１３０は同軸に形成されている。ピン１２０は、大面積のフランジ１２４が、ねじ１３２により位置決め部材１００の下面１１８に固定されて、位置決め部材１００に安定的に取り付けられる。
【００３７】
他方のピン１２２は、円柱状の大径の基部１３４、縮径した中間部１３６、中間部１３６よりさらに縮径した先端部１３８が段差を経て形成されている。先端部１３８は、先端部１３０と同様に先端（下端）に至る円錐状のテーパ面１３８ａを有する。先端部１３８の直径は、切欠１８ａの対向する壁１９の間隔より僅かに小さくなっている。ピン１２２の基部１３４は、凹所１１４内に配置されるねじ１４０により下面１１８に固定される。ピン１２２は、その基部１３４が、下面１１８と接触する面積が大きいので安定的に固定される。これらのピン１２０、１２２は、それらの先端部１３０、１３８が、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａ、切欠１８ａにそれぞれテーパ面１３０ａ、１３８ａによって案内されつつ係入するようになっている。
【００３８】
また、位置決め部材１００の下側の板状部１０８には、位置決め部材１００とマイクロチップ１０が位置決めされたときに、複数のウェル１１の直上に位置するように複数のガイド孔１４２がそれぞれ形成されている。これらの貫通したガイド孔１４２は、各ウェル１１に対応して配置されている。また、上方の板状部１０６には、ガイド孔１４２の直上に貫通するガイド孔１４４が形成されている。これらのガイド孔１４２、１４４には、プローブ２の先端部２ｂが先に挿入され、絞りテーパ部を経て大径部分が挿入される。これによりプローブ２は円滑に案内される。なお、この実施形態においては、プローブ２は、マイクロチップ１０の、紙面と直交する方向に４本配置されており、各マイクロチップ１０から同時に試料液等が吐出されるようになっている。また、プローブ２は、その軸線方向と直交する平面方向に僅かに移動可能に昇降機構により緩く保持されているが、この態様については説明を省略する。
【００３９】
プローブ２の軸線方向に、互いに離隔した２枚の板状部１０６、１０８があることにより、プローブ２を案内する位置決め部材１００の部分は、実質的に板状部１０６の上面１０６ａと板状部１０８の下面１１８との厚みを有することになり、プローブ２を一層正確に案内することができる。板状部１０６の長手方向に整列したガイド孔１４４は、位置決め部材１００の長手方向に沿って延びるスロット１４６によって一方向に連通するように構成されている。このスロット１４６は、プローブ２の細径、例えば直径約０．５ｍｍ、の先端部２ｂが通過可能な幅を有する。
【００４０】
次に、マイクロチップ１０と位置決め部材１００との係合動作について説明する。図５において、位置決め部材１００のピン１２０、１２２は、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａ、切欠１８ａにそれぞれ位置している。この相対位置関係から、位置決め部材１００に対して、図示しない支持台に載置されたマイクロチップ１０が上昇すると、貫通孔１６ａ、切欠１８ａは、ピン１２０、１２２のそれぞれの先端部１３０、１３８のテーパ面１３０ａ、１３８ａにより案内されて係合する。このとき、先端部１３０と貫通孔１６ａとの係合により、耳部１６の水平面での位置すなわち図５において、左右方向および紙面と直交方向の位置が確定し、耳部１８と切欠１８ａとの係合により耳部１８の紙面と直交方向の位置が確定する。ピン１２０、１２２と係合する被係合部の一方が貫通孔１６ａであり、他方が切欠１８ａであるので、ピン１２２と切欠１８ａとの係合時に、マイクロチップ１０の長手方向の位置ずれが吸収される。従って、マイクロチップ１０の長手方向すなわち図５において、左右方向に干渉することが防止され、ピン１２０、１２２が、貫通孔１６ａ、切欠１８ａに円滑に係入する。換言すると、先端部１３０と貫通孔１６ａの係合により、マイクロチップ１０の一方の側の平面方向の位置決めがなされ、切欠１８ａと先端部１３８の係合により、ピン１２０を中心とするマイクロチップ１０の他方の側の平面内での回転方向の位置決めがなされる。切欠１８ａと先端部１３８は、回転方向に遊びが生じない寸法関係に設定されている。本実施形態において切欠１８ａは、矩形であるが、矩形に限定されるものではなく、他の位置ずれが吸収できる形状、例えば、マイクロチップ１０の長手方向の外方に開放したＵ字状であってもよい。
【００４１】
ピン１２０、１２２と貫通孔１６ａ、切欠１８ａとの係合の際、中間部１２８、１３６のそれぞれの下向きの当接面１２８ａ、１３６ａに、マイクロチップ１０の耳部１６、１８のそれぞれの上面１６ｂ、１８ｂが当接する。このとき中間部１２６、１３８はそれぞれの基部１２６、１３４より直径が小さい、すなわち逃げとなっているので、マイクロチップ１０の段部と干渉することなくマイクロチップ１０に当接することができる。これにより、位置決め部材１００とマイクロチップ１０との上下方向すなわちプローブ２の軸線方向の位置が確定し、且つ平面度における位置決めもなされる。しかる後、図５に示すように、プローブ２が昇降機構により前述のガイド孔１４４、１４２により案内されて降下する。そして、図４に示す所定の位置まで降下して停止する。この所定の位置とは、図４に示すプローブ２の先端開口２ａと第一の基板１３の上面との距離Ｈ２が、第ニの基板１４の厚さＨ１より小さく且つ第一の基板１３に接触しない寸法関係となる位置である。次に、プローブ２の先端開口２ａから所定量の液体が吐出される。また、前述の昇降機構には、プローブ２が万一第一の基板１３に当接したときに、プローブ２および/または基板１３の破損を防止するバネ機構が組み込まれて、当接時の衝撃を緩和するようになっているが、これについての説明は省略する。なお、プローブ２には予め複数の全てのウェル１１に吐出できるだけの容量、例えば１００マイクロリットル、の液体が吸引されているので、順次、他のウェル１１に吐出作業が反復される。
【００４２】
この態様について、図５を参照して説明する。プローブ２は、図５において、右端のウェル１１への吐出が完了すると、矢印２０で示すように上方に移動される。そして、プローブ２の先端開口２ａが、下方の板状部１０８のガイド孔１４２から抜け出て板状部１０８の上方に位置すると、プローブ２の先端部２ｂが上方の板状部１０６のガイド孔１４４内に位置したまま矢印２２で示す方向に移動する。そして、隣接するウェル１１’の直上で停止する。次に、プローブ２はガイド孔１４２、１４４により案内されつつ降下を開始し、先端開口２ｂがウェル１１内の所定位置に達したところで停止して吐出する。以後、この作業が全ウェル１１に吐出されるまで反復される。これにより、プローブ２を位置決め部材１００から完全に抜去しなくとも、次のウェル１１に移動できるため、迅速に作業を行うことができる。また、プローブ２の作動の上下方向のストロークも短縮できるので、プローブ２の昇降機構も小型化することができる。なお、プローブ２の細形の部分すなわち先端部２ｂは、例えば約１５ｍｍの軸線方向の寸法を有する。また、プローブ２の下端の先端開口２ａおよびその近傍の外周は試料が付着しているが、前述の隣接するウェル１１’への移動時には、プローブ２の試料が付着している部分は、下方の板状部１０８と上方の板状部１０６との間に位置しているので、移動の際、位置決め部材１００に付着して、位置決め部材１００を汚染することはない。
【００４３】
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態の位置決め部材について説明する。図６は、第２の実施形態の位置決め部材２００の要部をマイクロチップ１０と共に示す部分断面図である。なお、説明にあたり、第１の実施形態と同じ部品については、同一参照番号を使用して説明する。図６の位置決め部材２００は、マイクロチップ１０と係合してマイクロチップ１０を位置決めした状態を示す。位置決め部材２００は、マイクロチップ１０の複数のウェル１１を収容する下向きの矩形の凹部２０２を有する。凹部２０２と位置決め部材２００の上面２０４との間の壁部（板状部）２０６には、位置決めされたマイクロチップ１０のウェル１１の直上に対応して位置する複数の貫通したガイド孔２０８が形成されている。また位置決め部材２００の下面２１０には、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａ、切欠１８ａとそれぞれ係合するピン（係合部）２１２、２１４を有する。
【００４４】
ピン２１２、２１４は、それぞれ下方に小径の先端部２２０、２２２が突出した円柱状の基部２１６、２１８を有する。各先端部２２０、２２２は、基部２１６、２１８と同軸であり、それらの下端部が、略円錐状のテーパ面２２０ａ、２２２ａとなっているのは、第１の実施形態と同様である。図６は、プローブ２がガイド孔２０８に挿入された状態を示しており、矢印Ｘ、Ｙは、プローブ２の移動可能な方向を示す。第二の実施形態ではガイド孔２０８が形成された板状部すなわち壁部２０６は一つであり、下方の板状部が省略されている。この構成の場合は、位置決め部材２００の厚みを薄くでき、簡単な構成とも相俟って一層安価なものとすることができる。
【００４５】
また、図６に示されるように、プローブ２がガイド孔２０８を通過してウェル１１内の所定の位置まで挿入されたとき、プローブ２には、位置決め部材２００の上面２０４に当接するリング状のストッパ部材３が取付けられていても良い。これにより、プローブ２の上下方向の位置決めが確実なものとなり、プローブ２とマイクロチップ１０との接触が確実に回避される。
【００４６】
また、各ガイド孔１４２、１４４、２０８の内周には、プローブ２を案内するためのガイドとなるテーパが形成された案内面２２４を設けてもよい。この場合はプローブ２に絞りテーパ部がない場合でも円滑に案内される。また各ガイド孔１４２、１４４、２０８の内周面に、自己潤滑性の素材、例えばテフロン（登録商標）等をコーティングして、プローブ２を一層円滑に案内するように構成してもよい。テフロン（登録商標）等のコーティングは、案内面２２４を設けないガイド孔１４２、１４４、２０８に行ってももちろんよい。また、自己潤滑性の材料としては、ニッケルテフロン（登録商標）めっきでもよい。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、上記実施形態に限定されるのもではなく、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。例えば、ピン１２０、１２２、２１２、２１４は、位置決め部材１００、２００の本体と同一の材料から一体に形成されてもよい。この場合、位置決め精度は一層向上する。
【００４８】
また、本実施形態においてピンの数は２個であったが、他の追加のピンによりマイクロチップ１０の平面度の精度を出すために用いてもよい。すなわち、マイクロチップ１０が所定の平面内に位置するように、平面度のブレを押えるように使用してもよい。この場合。マイクロチップが大型の場合に特にその効果が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のマイクロチップの位置決め装置は、尿や血液等の被検液をマイクロチップ内のマイクロ流路内で電気泳動させてそれらの成分を分析する臨床分析装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の位置決め部材が適用される分注装置の構成図
【図２】第一の実施形態の位置決め部材の要部とマイクロチップとを斜め上方から見た要部斜視図
【図３】第一の実施形態の位置決め部材の要部とマイクロチップとを斜め下方から見た要部斜視図
【図４】マイクロチップの複数のウェルのうち任意の一個のウェルの断面図
【図５】マイクロチップ、第一の実施形態の位置決め部材およびプローブを部分的に示す正面図
【図６】本発明の第２の実施形態の位置決め部材の要部をマイクロチップと共に示す部分断面図
【符号の説明】
【００５１】
２ プローブ
１０ マイクロチップ
１１、１１’ ウェル
１３ａ マイクロ流路
１４ａ 底部
１６ａ 貫通孔（被係合部）
１８ａ 切欠（被係合部）
１００、２００ 位置決め部材
１０６、１０８、２０６ 板状部
１２０、１２２、２１２、２１４ ピン（係合部）
１３０ａ、１３８ａ、２２０ａ、２２２ａ テーパ面
１４２、１４４、２０８ ガイド孔
１４６ スロット
２２４ 案内面
Ｆ 液体
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロチップの位置決め部材に関し、特に試薬および血液のような液体サンプルをマイクロ流路に導入したマイクロ流路チップすなわちマイクロチップを用いて、例えば、電気泳動により測定対象物質を分析する臨床分析装置に使用される、マイクロチップの位置決め部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような液体の分析装置としては、被検液と発光試薬を混合することによって生ずる発光を測定して、被検液の組成などを定量分析する測定装置が知られている（特許文献１）。この測定装置においては、被検液や試薬は、絞りテーパ部のある注入器（プローブ）により試験管状の容器（マイクロサンプルチューブ）に注入される。容器および容器の上方に位置する光を透過しないチップガイドはホルダにより保持される。他方、注入器の先端には、所定の種類の発光試薬が予め収容されたカセット形式のチップ部材が装着される。試薬等は、注入器により手作業で容器に注入されるが、注入の際、チップ部材がチップガイド内に挿入された状態で試薬を容器に注入するようになっている。この測定装置において、ホルダは、容器に外部の光が入射しないように構成されている。また、チップガイドと、チップ部材との組合せによっても、光が外部から容器に入射しないようになっている。
【０００３】
また、別の従来技術として、被検液の注入を自動的に行う生化学分析装置が知られている（特許文献２）。この分析装置は、先端に点着用ノズルを取り付けた点着アームを有し、この点着アームが、旋回用モータにより旋回し、昇降用モータと送りねじ機構により昇降するように構成されている。また、試料液を収容したサンプルカップと、化学分析スライドが点着用ノズルの旋回軌跡上に配置されている。点着アームの旋回と昇降により、点着用ノズルはサンプルカップから試料を吸引し、化学分析スライドの点着孔にその試料を吐出（分注）するようになっている。この点着用ノズルの注入時の位置決めは、前述の点着アームを旋回する機構と昇降する機構により機械的になされる。
【特許文献１】特開平８−１７８８４７号公報（図４、図５）
【特許文献２】特開平６−６６８１７号公報（図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の測定装置においては、チップガイドは、チップ部材との組合せによって、容器に外部から光が入射することを防ぐことを目的としたものであり、マイクロサンプルチューブと、注入器の位置精度を向上させるためのものではない。また、マイクロサンプルチューブは、試験管状であって、手作業で注入可能な十分なサイズの開口を有しており、正確な位置精度を考慮する必要がない。
【０００５】
また、特許文献２においては、分注先である化学分析スライド上の点着孔が高密度且つ高精度に配置されたものではないため、アームの機械的位置決めによっても十分対応可能であった。
【０００６】
しかし、本願発明の位置決め部材が適用されるマイクロチップは、点着先の点着孔すなわちウェルが高密度且つ高精度に配置されているため、試料液を吐出するためのプローブの位置が僅かでもずれると、プローブの先端が、マイクロチップに接触するおそれがある。すなわちプローブの先端がウェルの内面や底部に接触あるいは当接して、マイクロチップおよび/またはプローブを破損するおそれがある。また、その結果、試料液等がウェル以外の部分に付着して汚染するおそれもある。
【０００７】
このような問題を解決するために機械的に更なる高精度を求めようとすれば、ボールねじとリニアガイドの組合せ等が必要となる。この結果、装置は高価なものとなってしまう。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、プローブによるマイクロチップへの試料液の分注時に、プローブとマイクロチップとの所定の相対位置関係を確保して正確な分注を行うことができ、且つ安価なマイクロチップの位置決め部材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】
【０００９】
本発明のマイクロチップの位置決め部材は、内部に液体を収容可能な複数のウェルを備え、ウェルの底部と連通するマイクロ流路が内部に形成された略板状のマイクロチップに、プローブによりウェル内に液体を吐出する際にマイクロチップの位置決めを行う位置決め部材であって、位置決め部材が、マイクロチップの上方に位置する、複数のガイド孔を有する本体と、本体と一体となった、マイクロチップの位置決め用の被係合部と所定の位置関係で係合する係合部とを備え、係合時に各ガイド孔がマイクロチップの対応する各ウェルの直上に位置するとともに、プローブの挿入を案内するよう構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
なお、ここで「本体と一体となった」とは本体と別体の部材を一体的に構成する場合も、本体と同一の材料で一体に形成されている場合も含むものとする。
【００１１】
また、係合部は、マイクロチップの平面方向に離隔してマイクロチップに形成された少なくとも２箇所の雌部からなる被係合部に係入する突起とすることができる。
【００１２】
また、ガイド孔の内面に、プローブを案内する案内面が形成されていてもよい。
【００１３】
また、ガイド孔の内面に自己潤滑性の材料がコーティングされていてもよい。ここで、「コーティング」とは、塗布により被膜を形成することの他、めっきによる表面処理も含むものとする。この材料としては、例えば、テフロン（登録商標）やニッケルテフロン（登録商標）めっきとすることができる。
【００１４】
また、本体がプローブの軸線方向に離隔する少なくとも２枚の板状部を有し、板状部の各々にガイド孔がプローブの軸線方向に整列して形成されていてもよい。
【００１５】
また、２枚の板状部のうち上方の板状部に形成された複数のガイド孔が、プローブの水平な一方向の移動を可能とする幅のスロットにより互いに連通しているように構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のマイクロチップの位置決め部材は、マイクロチップの上方に位置する、複数のガイド孔を有する本体と、本体と一体となった、マイクロチップの位置決め用の被係合部と所定の位置関係で係合する係合部とを備え、係合時には、各ガイド孔がマイクロチップの対応する各ウェルの直上に位置するとともに、ウェル内に液体を吐出するプローブの挿入を案内するよう構成されているので、次の効果を奏する。
【００１７】
すなわち、マイクロチップとプローブとの相対位置関係を、位置決め部材を介して正確に位置合せすることができるので、プローブがマイクロチップに接触して、プローブおよび/またはマイクロチップを破損することを防止し、ウェルの周辺を液体で汚染することも防止できる。また、マイクロチップとプローブとの位置関係は、単に位置決め部材を介するだけで正確に行うことが可能となるので、複雑で高価な位置決め機構を必要とせず、安価なものとすることができる。
【００１８】
また、係合部が、マイクロチップの平面方向に離隔してマイクロチップに形成された少なくとも２箇所の雌部からなる被係合部に係入する突起である場合は、簡単な構成でマイクロチップと位置決め部材を所定の位置関係に維持することができる。
【００１９】
また、ガイド孔の内面に、プローブを案内する案内面が形成されている場合は、プローブは案内面により一層円滑に案内される。
【００２０】
また、ガイド孔の内面に自己潤滑性の材料がコーティングされている場合は、ガイド孔の磨耗が低減され、プローブは一層円滑に案内される。また、磨耗により発生する塵が極めて少なくなるため、塵がウェル内に侵入することによる試料分析への悪影響が回避される。
【００２１】
また、本体がプローブの軸線方向に離隔する少なくとも２枚の板状部を有し、板状部の各々にガイド孔がプローブの軸線方向に整列して形成されている場合は、プローブの軸線方向の２箇所のガイド孔により、プローブの先端が一層正確に位置決めされる。
【００２２】
また、２枚の板状部のうち上方の板状部に形成された複数のガイド孔が、プローブの水平な一方向の移動を可能とする幅のスロットにより互いに連通しているように構成されている場合は、プローブが隣接するウェルに順次吐出する際に、プローブを位置決め部材から完全に引き上げなくても、プローブを移動させることができるので、プローブの引き上げストロークを小さくできると共に吐出作業を迅速に行うことができる。ストロークを短縮すると、プローブを移動させるための機構も小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明のマイクロチップの位置決め部材が適用される分注装置について図面を参照して概略説明する。図１に分注装置１の構成図を示す。なお本実施形態においては、便宜上、液体Ｆが吐出する方向（分注ノズル２の先端開口２ａが向く方向）（図１中下方）を下側として説明する。
【００２４】
分注装置１は、例えば医療機関、研究所等で使用される生化学分析装置等の臨床分析装置に組み込まれ、マイクロチップ１０のウェル１１に検体や試薬等の微量な液体Ｆや洗浄液としての水Ｗを供給するものであって、図１に示す如く、分注ノズル２と、分注ノズル２への吸引圧及び吐出圧を供給するポンプ手段３としてのシリンジポンプ３１及びポンプ駆動部３２と、シリンジポンプ３１に連結し、内部に水Ｗを収容する液体タンク４と、分注ノズル２とシリンジポンプ３１を繋ぐ第一の配管５１と、シリンジポンプ３１と液体タンク４とを繋ぐ第二の配管５２と、分注ノズル２を上下左右前後に移動させる移動手段としてのノズル駆動部６と、液面を検出する液面検知部７と、液面検知部７からの信号に基づいてポンプ駆動部３２及びノズル駆動部６を制御する制御部８（制御手段）と、内部に液体Ｆを収容する液体収容容器９とから概略構成されている。
【００２５】
なお、上記臨床分析装置は、μＴＡＳ−イムノアッセイシステム（微細総分析システム（Micro Total Analysis System）−酵素免疫測定法(ＥＬＩＳＡ＝Enzyme Linked Immuno-Sorbent Assay)）とも称される。
【００２６】
分注ノズル２は液体Ｆを吸引及び吐出する先端開口２ａを有するものであって、該先端開口２ａを下向きにして設置され、図示しない昇降機構及び水平移動機構等によって上下左右前後に移動可能に取り付けられて、これらの機構を駆動するモータ等を備えるノズル駆動部６によって駆動制御されている。また分注ノズル２上部には第一の配管５１の一端が接続され、該第一の配管５１の他端はシリンジポンプ３１に接続されている。
【００２７】
シリンジポンプ３１は、略円筒状のシリンジ本体３１０と、上方が挿入口３１０ａに挿通する略棒状のプランジャ３１１とから概略構成され、ポンプ駆動部３２によってプランジャ３１１を上方向又は下方向に移動させて、分注ノズル２へ吸引圧及び吐出圧を供給するように駆動される。
【００２８】
またシリンジ本体３１０の液体導入口３１０ｂには第二の配管５２の一端が接続され、第二の配管５２の他端に接続された液体タンク４内部から第二の配管５２を介して水Ｗが供給される。なお該供給のために第二の配管５２の途中には、シリンジポンプ３１側から順に電磁弁４２とポンプ４１が配設されていて、適時に液体タンク４内部の水Ｗをシリンジポンプ３１内に供給可能となっている。
【００２９】
液面検知部７は、光又は超音波又は静電容量等を利用した液面センサを備えるものであって、後述の液体収容容器９内部に収容された液体Ｆの液面位置を検出して、液面検出信号を制御部８に出力する。
【００３０】
制御部８は、液面検知部７からの信号に基づいてノズル駆動部６及びポンプ駆動部３２の制御を行って、分注ノズル２の移動及びシリンジポンプ３１の吸引圧及び吐出圧を制御している。制御部８は分注ノズル２をノズル駆動部６により先端開口２ａが後述するウェル底部１４ａに位置するまで降下移動させた後に、先端開口２ａから液体Ｆを吐出させるように制御する。分注装置１は、以上のように構成されている。
【００３１】
次に、本発明の第一の実施形態のマイクロチップ１０の位置決め部材について、図２および図３を参照して詳細に説明する。図２は、マイクロチップ１０と、これを位置決めする位置決め部材１００を斜め上方から見た斜視図であり、図３は同じマイクロチップ１０と位置決め部材１００を斜め下方から見た斜視図である。図２および図３において、位置決め部材１００は要部のみを示している。この位置決め部材１００は、前述のノズル駆動部６に組み込まれて使用されるものである。
【００３２】
まず、最初にここで使用されるマイクロチップ１０について概略説明する。マイクロチップ１０は、合成樹脂から成形された略長方形の板状の部材であり、上面１５の略中央部に複数のウェル１１を有し、マイクロチップ１０の長手方向の両端部にそれぞれ長手方向に延出する耳部１６、１８を有する。耳部１６、１８は、マイクロチップ１０の上面１５から段部を経て低く形成され、互いに略同じ高さ（厚み）を有する。耳部１６は長手方向と直交する平面方向に狭幅であり、耳部１８は広幅となっている。耳部１６には雌部となる円形の貫通孔（被係合部）１６ａが穿設され、耳部１８には、雌部となる外側に開放する矩形の切欠（被係合部）１８ａが形成されている。上面１５に整列したウェル１１は、図２から判るように、マイクロチップ１０の長手方向に所定のピッチ（等ピッチ）で配列されているが、長手方向と直交する平面方向には、位置ずれした状態で配置されている。
【００３３】
このウェル１１の形状について、図４を併せて参照して説明する。図４は、複数のウェル１１のうち任意の一個のウェル１１の断面図である。ウェル１１は、上端に直径約４ｍｍの開口１１ａを有し、該開口１１ａから下方に向かってウェル底部１４ａと連通するウェルテーパ部１１ｂが形成されている。ウェルテーパ部１１ｂは上端から下端に向かうにつれて径がより小さくなり、ウェル底部１４ａはさらに径が小さいものであるため、ウェルテーパ部１１ｂとウェル底部１４ａとの境界には環状の段部によって段差１１ｃが形成される。後述する第二の基板１４に至るまでのウェル１１の深さは、約７ｍｍである。
【００３４】
図３および図４に示すように、マイクロチップ１０の下面１０ｂ（図３）には、ガラス板（透明な板状部材）１２が取付けられている。該ガラス板１２は、図３および図４に示す如く、上面にマイクロ流路１３ａが形成された第一の基板１３と、該第一の基板１３の上面に貼合わされ、マイクロ流路１３ａと連通し、ウェル１１の底部となる、例えば直径約２．２ｍｍの連通穴１４ａ（ウェル底部１４ａ）が形成された第二の基板１４とから構成されている。なお、図４ではプローブ２が挿入された状態を示しているが、この態様については後述する。
【００３５】
次に、再び図２および図３に戻って説明する。位置決め部材１００は、マイクロチップ１０の長手方向に沿う細長い形状の部材であり、上下方向に分離した板状部１０６、１０８を一体的に有する。上下の板状部１０６、１０８は、位置決め部材１００の長手方向に延びる長円形の開口１１０によって上下に形成されている。この位置決め部材１００の一端には、段差を経て位置決め部材１００の長手方向に延出する延長部１１２が形成されている。前述の板状部１０６、１０８および延長部１１２により位置決め部材１００の本体が構成される。延長部１１２の上面１１２ａには、後述するピン（係合部）１２２を取付けるための凹所１１４が形成されている。段差部分の垂直な壁１１６には、位置決め部材１００の支持板１０２がねじ１０４により固定されている。位置決め部材１００の図示しない他端側においても、同様に一部がねじ止めにより固定されている。この位置決め部材１００は分析装置の内部に円形に複数個放射状に固定された状態で配置されるものであり、図２および図３において位置決め部材１００の左側が内側に位置し、右側が外側に位置する。延長部１１２は、位置決め部材１００を外側で固定するための部材であるが、ここではその固定の態様についての詳細な説明は省略する。マイクロチップ１０は、これらの位置決め部材の下側を円形に沿って順次移動するようになっている。
【００３６】
次に、図５を併せて参照してピン１２０、１２２について説明する。図５は、マイクロチップ１０および位置決め部材１００とプローブ２を部分的に示す正面図である。位置決め部材１００の下面１１８（図３）には、前述のマイクロチップ１０の被係合部となる貫通孔１６ａおよび切欠１８ａにそれぞれ対応する位置に、ピン１２０、１２２が取付けられている。ピン１２０は、大面積のフランジ１２４、フランジ１２４に突設された円柱状の基部１２６、中間部１２８、先端部１３０を有する。中間部１２８は基部１２６より縮径の円柱状であり、先端部１３０は、中間部１２８よりさらに縮径の円柱状である。先端部１３０は、その先端すなわち下端に向けて円錐状のテーパ面１３０ａを有する。先端部１３０の直径は、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａよりわずかに小径となっている。これら基部１２６、中間部１２８、先端部１３０は同軸に形成されている。ピン１２０は、大面積のフランジ１２４が、ねじ１３２により位置決め部材１００の下面１１８に固定されて、位置決め部材１００に安定的に取り付けられる。
【００３７】
他方のピン１２２は、円柱状の大径の基部１３４、縮径した中間部１３６、中間部１３６よりさらに縮径した先端部１３８が段差を経て形成されている。先端部１３８は、先端部１３０と同様に先端（下端）に至る円錐状のテーパ面１３８ａを有する。先端部１３８の直径は、切欠１８ａの対向する壁１９の間隔より僅かに小さくなっている。ピン１２２の基部１３４は、凹所１１４内に配置されるねじ１４０により下面１１８に固定される。ピン１２２は、その基部１３４が、下面１１８と接触する面積が大きいので安定的に固定される。これらのピン１２０、１２２は、それらの先端部１３０、１３８が、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａ、切欠１８ａにそれぞれテーパ面１３０ａ、１３８ａによって案内されつつ係入するようになっている。
【００３８】
また、位置決め部材１００の下側の板状部１０８には、位置決め部材１００とマイクロチップ１０が位置決めされたときに、複数のウェル１１の直上に位置するように複数のガイド孔１４２がそれぞれ形成されている。これらの貫通したガイド孔１４２は、各ウェル１１に対応して配置されている。また、上方の板状部１０６には、ガイド孔１４２の直上に貫通するガイド孔１４４が形成されている。これらのガイド孔１４２、１４４には、プローブ２の先端部２ｂが先に挿入され、絞りテーパ部を経て大径部分が挿入される。これによりプローブ２は円滑に案内される。なお、この実施形態においては、プローブ２は、マイクロチップ１０の、紙面と直交する方向に４本配置されており、各マイクロチップ１０から同時に試料液等が吐出されるようになっている。また、プローブ２は、その軸線方向と直交する平面方向に僅かに移動可能に昇降機構により緩く保持されているが、この態様については説明を省略する。
【００３９】
プローブ２の軸線方向に、互いに離隔した２枚の板状部１０６、１０８があることにより、プローブ２を案内する位置決め部材１００の部分は、実質的に板状部１０６の上面１０６ａと板状部１０８の下面１１８との厚みを有することになり、プローブ２を一層正確に案内することができる。板状部１０６の長手方向に整列したガイド孔１４４は、位置決め部材１００の長手方向に沿って延びるスロット１４６によって一方向に連通するように構成されている。このスロット１４６は、プローブ２の細径、例えば直径約０．５ｍｍ、の先端部２ｂが通過可能な幅を有する。
【００４０】
次に、マイクロチップ１０と位置決め部材１００との係合動作について説明する。図５において、位置決め部材１００のピン１２０、１２２は、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａ、切欠１８ａにそれぞれ位置している。この相対位置関係から、位置決め部材１００に対して、図示しない支持台に載置されたマイクロチップ１０が上昇すると、貫通孔１６ａ、切欠１８ａは、ピン１２０、１２２のそれぞれの先端部１３０、１３８のテーパ面１３０ａ、１３８ａにより案内されて係合する。このとき、先端部１３０と貫通孔１６ａとの係合により、耳部１６の水平面での位置すなわち図５において、左右方向および紙面と直交方向の位置が確定し、耳部１８と切欠１８ａとの係合により耳部１８の紙面と直交方向の位置が確定する。ピン１２０、１２２と係合する被係合部の一方が貫通孔１６ａであり、他方が切欠１８ａであるので、ピン１２２と切欠１８ａとの係合時に、マイクロチップ１０の長手方向の位置ずれが吸収される。従って、マイクロチップ１０の長手方向すなわち図５において、左右方向に干渉することが防止され、ピン１２０、１２２が、貫通孔１６ａ、切欠１８ａに円滑に係入する。換言すると、先端部１３０と貫通孔１６ａの係合により、マイクロチップ１０の一方の側の平面方向の位置決めがなされ、切欠１８ａと先端部１３８の係合により、ピン１２０を中心とするマイクロチップ１０の他方の側の平面内での回転方向の位置決めがなされる。切欠１８ａと先端部１３８は、回転方向に遊びが生じない寸法関係に設定されている。本実施形態において切欠１８ａは、矩形であるが、矩形に限定されるものではなく、他の位置ずれが吸収できる形状、例えば、マイクロチップ１０の長手方向の外方に開放したＵ字状であってもよい。
【００４１】
ピン１２０、１２２と貫通孔１６ａ、切欠１８ａとの係合の際、中間部１２８、１３６のそれぞれの下向きの当接面１２８ａ、１３６ａに、マイクロチップ１０の耳部１６、１８のそれぞれの上面１６ｂ、１８ｂが当接する。このとき中間部１２６、１３８はそれぞれの基部１２６、１３４より直径が小さい、すなわち逃げとなっているので、マイクロチップ１０の段部と干渉することなくマイクロチップ１０に当接することができる。これにより、位置決め部材１００とマイクロチップ１０との上下方向すなわちプローブ２の軸線方向の位置が確定し、且つ平面度における位置決めもなされる。しかる後、図５に示すように、プローブ２が昇降機構により前述のガイド孔１４４、１４２により案内されて降下する。そして、図４に示す所定の位置まで降下して停止する。この所定の位置とは、図４に示すプローブ２の先端開口２ａと第一の基板１３の上面との距離Ｈ２が、第ニの基板１４の厚さＨ１より小さく且つ第一の基板１３に接触しない寸法関係となる位置である。次に、プローブ２の先端開口２ａから所定量の液体が吐出される。また、前述の昇降機構には、プローブ２が万一第一の基板１３に当接したときに、プローブ２および/または基板１３の破損を防止するバネ機構が組み込まれて、当接時の衝撃を緩和するようになっているが、これについての説明は省略する。なお、プローブ２には予め複数の全てのウェル１１に吐出できるだけの容量、例えば１００マイクロリットル、の液体が吸引されているので、順次、他のウェル１１に吐出作業が反復される。
【００４２】
この態様について、図５を参照して説明する。プローブ２は、図５において、右端のウェル１１への吐出が完了すると、矢印２０で示すように上方に移動される。そして、プローブ２の先端開口２ａが、下方の板状部１０８のガイド孔１４２から抜け出て板状部１０８の上方に位置すると、プローブ２の先端部２ｂが上方の板状部１０６のガイド孔１４４内に位置したまま矢印２２で示す方向に移動する。そして、隣接するウェル１１’の直上で停止する。次に、プローブ２はガイド孔１４２、１４４により案内されつつ降下を開始し、先端開口２ｂがウェル１１内の所定位置に達したところで停止して吐出する。以後、この作業が全ウェル１１に吐出されるまで反復される。これにより、プローブ２を位置決め部材１００から完全に抜去しなくとも、次のウェル１１に移動できるため、迅速に作業を行うことができる。また、プローブ２の作動の上下方向のストロークも短縮できるので、プローブ２の昇降機構も小型化することができる。なお、プローブ２の細形の部分すなわち先端部２ｂは、例えば約１５ｍｍの軸線方向の寸法を有する。また、プローブ２の下端の先端開口２ａおよびその近傍の外周は試料が付着しているが、前述の隣接するウェル１１’への移動時には、プローブ２の試料が付着している部分は、下方の板状部１０８と上方の板状部１０６との間に位置しているので、移動の際、位置決め部材１００に付着して、位置決め部材１００を汚染することはない。
【００４３】
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態の位置決め部材について説明する。図６は、第２の実施形態の位置決め部材２００の要部をマイクロチップ１０と共に示す部分断面図である。なお、説明にあたり、第１の実施形態と同じ部品については、同一参照番号を使用して説明する。図６の位置決め部材２００は、マイクロチップ１０と係合してマイクロチップ１０を位置決めした状態を示す。位置決め部材２００は、マイクロチップ１０の複数のウェル１１を収容する下向きの矩形の凹部２０２を有する。凹部２０２と位置決め部材２００の上面２０４との間の壁部（板状部）２０６には、位置決めされたマイクロチップ１０のウェル１１の直上に対応して位置する複数の貫通したガイド孔２０８が形成されている。また位置決め部材２００の下面２１０には、マイクロチップ１０の貫通孔１６ａ、切欠１８ａとそれぞれ係合するピン（係合部）２１２、２１４を有する。
【００４４】
ピン２１２、２１４は、それぞれ下方に小径の先端部２２０、２２２が突出した円柱状の基部２１６、２１８を有する。各先端部２２０、２２２は、基部２１６、２１８と同軸であり、それらの下端部が、略円錐状のテーパ面２２０ａ、２２２ａとなっているのは、第１の実施形態と同様である。図６は、プローブ２がガイド孔２０８に挿入された状態を示しており、矢印Ｘ、Ｙは、プローブ２の移動可能な方向を示す。第二の実施形態ではガイド孔２０８が形成された板状部すなわち壁部２０６は一つであり、下方の板状部が省略されている。この構成の場合は、位置決め部材２００の厚みを薄くでき、簡単な構成とも相俟って一層安価なものとすることができる。
【００４５】
また、図６に示されるように、プローブ２がガイド孔２０８を通過してウェル１１内の所定の位置まで挿入されたとき、プローブ２には、位置決め部材２００の上面２０４に当接するリング状のストッパ部材３が取付けられていても良い。これにより、プローブ２の上下方向の位置決めが確実なものとなり、プローブ２とマイクロチップ１０との接触が確実に回避される。
【００４６】
また、各ガイド孔１４２、１４４、２０８の内周には、プローブ２を案内するためのガイドとなるテーパが形成された案内面２２４を設けてもよい。この場合はプローブ２に絞りテーパ部がない場合でも円滑に案内される。また各ガイド孔１４２、１４４、２０８の内周面に、自己潤滑性の素材、例えばテフロン（登録商標）等をコーティングして、プローブ２を一層円滑に案内するように構成してもよい。テフロン（登録商標）等のコーティングは、案内面２２４を設けないガイド孔１４２、１４４、２０８に行ってももちろんよい。また、自己潤滑性の材料としては、ニッケルテフロン（登録商標）めっきでもよい。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、上記実施形態に限定されるのもではなく、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。例えば、ピン１２０、１２２、２１２、２１４は、位置決め部材１００、２００の本体と同一の材料から一体に形成されてもよい。この場合、位置決め精度は一層向上する。
【００４８】
また、本実施形態においてピンの数は２個であったが、他の追加のピンによりマイクロチップ１０の平面度の精度を出すために用いてもよい。すなわち、マイクロチップ１０が所定の平面内に位置するように、平面度のブレを押えるように使用してもよい。この場合。マイクロチップが大型の場合に特にその効果が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のマイクロチップの位置決め装置は、尿や血液等の被検液をマイクロチップ内のマイクロ流路内で電気泳動させてそれらの成分を分析する臨床分析装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の位置決め部材が適用される分注装置の構成図
【図２】第一の実施形態の位置決め部材の要部とマイクロチップとを斜め上方から見た要部斜視図
【図３】第一の実施形態の位置決め部材の要部とマイクロチップとを斜め下方から見た要部斜視図
【図４】マイクロチップの複数のウェルのうち任意の一個のウェルの断面図
【図５】マイクロチップ、第一の実施形態の位置決め部材およびプローブを部分的に示す正面図
【図６】本発明の第２の実施形態の位置決め部材の要部をマイクロチップと共に示す部分断面図
【符号の説明】
【００５１】
２ プローブ
１０ マイクロチップ
１１、１１’ ウェル
１３ａ マイクロ流路
１４ａ 底部
１６ａ 貫通孔（被係合部）
１８ａ 切欠（被係合部）
１００、２００ 位置決め部材
１０６、１０８、２０６ 板状部
１２０、１２２、２１２、２１４ ピン（係合部）
１３０ａ、１３８ａ、２２０ａ、２２２ａ テーパ面
１４２、１４４、２０８ ガイド孔
１４６ スロット
２２４ 案内面
Ｆ 液体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を収容可能な複数のウェルを備え、該ウェルの底部と連通するマイクロ流路が内部に形成された略板状のマイクロチップに、プローブにより前記ウェル内に前記液体を吐出する際に前記マイクロチップの位置決めを行う位置決め部材であって、
該位置決め部材が、前記マイクロチップの上方に位置する、複数のガイド孔を有する本体と、該本体と一体となった、前記マイクロチップの位置決め用の被係合部と所定の位置関係で係合する係合部とを備え、係合時に前記各ガイド孔が前記マイクロチップの対応する前記各ウェルの直上に位置するとともに、前記プローブの挿入を案内するよう構成されていることを特徴とするマイクロチップの位置決め部材。
【請求項２】
前記係合部が、前記マイクロチップの平面方向に離隔して該マイクロチップに形成された少なくとも２箇所の雌部からなる被係合部に係入する突起であることを特徴とする請求項１記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項３】
前記ガイド孔の内面に、前記プローブを案内する案内面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項４】
前記ガイド孔の内面に自己潤滑性の材料がコーティングされていることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項５】
前記本体が前記プローブの軸線方向に離隔する少なくとも２枚の板状部を有し、該板状部の各々に前記ガイド孔が前記プローブの軸線方向に整列して形成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項６】
前記２枚の板状部のうち上方の板状部に形成された複数のガイド孔が、前記プローブの水平な一方向の移動を可能とする幅のスロットにより互いに連通していることを特徴とする請求項５記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項１】
内部に液体を収容可能な複数のウェルを備え、該ウェルの底部と連通するマイクロ流路が内部に形成された略板状のマイクロチップに、プローブにより前記ウェル内に前記液体を吐出する際に前記マイクロチップの位置決めを行う位置決め部材であって、
該位置決め部材が、前記マイクロチップの上方に位置する、複数のガイド孔を有する本体と、該本体と一体となった、前記マイクロチップの位置決め用の被係合部と所定の位置関係で係合する係合部とを備え、係合時に前記各ガイド孔が前記マイクロチップの対応する前記各ウェルの直上に位置するとともに、前記プローブの挿入を案内するよう構成されていることを特徴とするマイクロチップの位置決め部材。
【請求項２】
前記係合部が、前記マイクロチップの平面方向に離隔して該マイクロチップに形成された少なくとも２箇所の雌部からなる被係合部に係入する突起であることを特徴とする請求項１記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項３】
前記ガイド孔の内面に、前記プローブを案内する案内面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項４】
前記ガイド孔の内面に自己潤滑性の材料がコーティングされていることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項５】
前記本体が前記プローブの軸線方向に離隔する少なくとも２枚の板状部を有し、該板状部の各々に前記ガイド孔が前記プローブの軸線方向に整列して形成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロチップの位置決め部材。
【請求項６】
前記２枚の板状部のうち上方の板状部に形成された複数のガイド孔が、前記プローブの水平な一方向の移動を可能とする幅のスロットにより互いに連通していることを特徴とする請求項５記載のマイクロチップの位置決め部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２４１５００（Ｐ２００８−２４１５００Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８３４３２（Ｐ２００７−８３４３２）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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