マイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラム
【課題】温度による影響を補正し、精度良く送液制御を行うことができるマイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラムを提供する。
【解決手段】駆動液を流路からマイクロチップに注入するマイクロポンプと、駆動液の液温を調節する液温調節手段と、流路の所定の２個所における駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知手段と、駆動液検知手段から得られた検知信号に基づいて流速を算出する流速算出手段と、流速算出手段の算出した流速に基づいて液温調節手段を制御する液温制御手段と、を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
【解決手段】駆動液を流路からマイクロチップに注入するマイクロポンプと、駆動液の液温を調節する液温調節手段と、流路の所定の２個所における駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知手段と、駆動液検知手段から得られた検知信号に基づいて流速を算出する流速算出手段と、流速算出手段の算出した流速に基づいて液温調節手段を制御する液温制御手段と、を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラムに関する。
【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ミクロ化分析システムは、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】
各種の分析、検査ではこれらの分析用チップ（マイクロチップ）における分析の定量性、解析の精度、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液システムを確立することが課題であり、精度が高く、信頼性に優れるマイクロ流体制御素子が求められている。本出願人はこのような用途に好適なマイクロポンプの動作原理と制御方法を例えば特許文献２に開示している。
【０００４】
また、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液体を注入して試薬などを移動させ、反応部を構成する流路、次いで検出部を構成する流路へ流すことにより、反応結果を測定することができる反応検出装置を提案している（例えば、特許文献３参照）。このような反応検出装置では、複数のマイクロポンプを有するマイクロポンプユニットによって駆動液をマイクロチップに注入し、マイクロチップ内の所定の部位に液体を送り出すタイミング、液量、液量の変化率、送り方向などの送液制御を行っている。
【０００５】
しかしながら、液体の温度が変わると液体の粘度が変わるため、温度によってマイクロポンプが駆動液を注入するタイミング、液量、液量の変化率などの送液制御に誤差を生じ、所定の送液を行えない場合があった。
【０００６】
このような問題を解決するため、本出願人は、種々の温度に対応した値の補正テーブルを用意し、環境温度を測定するセンサを設けて、センサで測定した温度に基づいて補正テーブルを参照し、マイクロポンプを駆動する電圧を制御する方法を提案している（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２２０９９号公報
【特許文献３】特開２００６−１４９３７９号公報
【特許文献４】特開２００４−２７０５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４のように環境温度を測定しても測定した環境温度とマイクロポンプ内部の駆動液の液温は一致しないため、誤差が発生する。一方、マイクロポンプ内部は微小な領域であり、マイクロポンプ内の駆動液の液温を直接測定することは難しい。また、補正テーブルによって補正する方法では、多くの温度条件の補正テーブルを用意しなければ温度による液体の粘度の変化を十分補正することができない。さまざまな条件の補正テーブルを用意することは困難であり、また制御のための処理時間が多くかかるため、マイクロポンプの流量を所定の範囲に制御できないことがある。そのため、特許文献４に開示されている方法では、温度によってマイクロチップ内の所定の部位に液体を送り出すタイミング、液量、液量の変化率などの送液制御に誤差を生じ、所定の送液を行えない場合があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、液体の粘度変化による影響を補正し、精度良く送液制御を行うことができるマイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラム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】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１０】
１．
駆動液を流路からマイクロチップに注入するマイクロポンプと、
前記駆動液の液温を調節する液温調節手段と、
前記流路の所定の２個所における駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知手段と、
前記駆動液検知手段から得られた検知信号に基づいて流速を算出する流速算出手段と、
前記流速算出手段の算出した流速に基づいて前記液温調節手段を制御する液温制御手段と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
【００１１】
２．
前記液温調節手段が配設された前記駆動液を貯蔵する駆動液タンクを有することを特徴とする１に記載のマイクロチップ検査システム。
【００１２】
３．
前記駆動液検知手段は、
前記流路と直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路を透過した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【００１３】
４．
前記駆動液検知手段は、
前記流路内に配置された２つの電極と、
前記２つの電極の間を流れる電気信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【００１４】
５．
マイクロポンプにより駆動液をマイクロチップに注入するステップの前に、
前記マイクロチップに至る流路の所定の２個所に配置される駆動液検知手段により前記駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知ステップと、
前記駆動液検知ステップにおいて出力された検知信号に基づいて前記流路を流れる駆動液の流速を算出する流速算出ステップと、
前記流速算出ステップにおいて算出された流速に基づいて、前記駆動液の液温を調節する液温調節手段を制御する液温制御ステップと、
前記液温制御ステップにおいて前記液温調節手段を制御することにより得られた液温の調節された駆動液を前記マイクロチップに注入する駆動液注入ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするマイクロチップ検査システムに用いるプログラム。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液体の粘度変化による影響を補正し、精度良く送液制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態におけるマイクロチップ検査システム８０の外観図である。
【００１８】
本発明のマイクロチップ検査システム８０は反応検出装置８２とマイクロチップ１から構成される。反応検出装置８２はマイクロチップ１に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部８４に結果を表示する装置である。反応検出装置８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで反応検出装置８２の内部にセットするようになっている。
【００１９】
なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に接触しないように、マイクロチップ１の厚みより十分高さがある。８５はメモリカードスロット、８６はプリント出力口、８７は操作パネル、８８は入出力端子である。
【００２０】
検査担当者は図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。反応検出装置８２の内部では、制御手段の指令により図１には図示せぬマイクロポンプユニット５がマイクロチップ１に駆動液等の液体を注入し、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われる。検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。
【００２１】
検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット５の一例について、図２を用いて説明する。
【００２３】
図２（ａ）は本発明に係わるマイクロポンプユニット５の平面図であり、図２（ｂ）は左側面図、図２（ｃ）は右側面図である。また、図２（ｄ）は図２（ａ）にＡ−Ａで示す部分の断面図である。
【００２４】
図２に示すようにマイクロポンプユニット５は、第１の基板１１、第２の基板１２から成る。なお、図２（ａ）において、第１の基板１１に設けられた溝部を点線で図示している。
【００２５】
図２（ａ）のＡ−Ａで示す部分が一つのマイクロポンプＭＰを構成しており、後に説明するマイクロポンプ機構によって、例えば入出力口１４５から吸入した液体を入出力口１４６から吐出する。あるいは、逆方向に入出力口１４６から吸入した液体を入出力口１４５から吐出することもできる。図２（ａ）の例では、第１の基板１１に８つのマイクロポンプＭＰが形成されている。これらのマイクロポンプＭＰは互いに同じ構造であるから、以下においては図２（ｄ）を用いてその構造を説明する。
【００２６】
第１の基板１１は、例えば幅１７ｍｍ、奥行き３５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの大きさの長方形のシート状である。図２（ｄ）に示すように、第１の基板１１に形成された各マイクロポンプＭＰは、ポンプ室１２１、ダイヤフラム１２２、第１絞り流路１２３、第１流路１２４、第２絞り流路１２５、および第２流路１２６を有する。
【００２７】
第１の基板１１は、例えばシリコンウエハを公知のフォトリソグラフィー工程で所定の形状に加工して形成する。つまり、パターニングされたシリコン基板をＩＣＰドライエッチング装置を用いて所定の深さまでエッチングする。
【００２８】
エッチング工程の後、ダイシングを行ってシリコンウエハから所定の外形形状に第１の基板１１を切り出す。第１の基板１１の厚みは例えば０．２ｍｍ程度である。
【００２９】
図２（ｄ）に示すように、ダイヤフラム１２２の外側の面には、圧電素子１１２が接着されている。圧電素子１１２の駆動のための２つの電極は、圧電素子１１２の両側の表面に引き出され、図示せぬフレキシブル配線と接続される。
【００３０】
第２の基板１２は、第１の基板１１に形成された各マイクロポンプＭＰの流路等を第１の基板１１に密着して覆う必要がある。そのため、第２の基板１２の熱膨張率は第１の基板１１にできるだけ近いことが望ましい。第１の基板１１の材料がシリコンの場合、例えば、パイレックス（登録商標）ガラス（Ｐｙｒｅｘ はＣｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｗａｒｋｓ 社の登録商標）、テンパックスガラス（Ｔｅｍｐａｘ は Ｓｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｗｅｒｋ社の登録商標）などが用いられる。これらは熱膨張率がシリコン基板とほぼ同じである。第２の基板１２の形状は、例えば、第１の基板１１と同じ幅１７ｍｍ、奥行き３５ｍｍであり、厚みは１ｍｍである。
【００３１】
次に、超音波加工などの方法を用いて、第２の基板１２に入出力口１４５、入出力口１４６の孔開け加工を行う。孔開け加工の後、第２の基板１２は第１の基板１１と２つの辺が一致するように位置合わせを行って、例えば陽極接合により接合する。
【００３２】
このようにしてマイクロポンプユニット５を作製することができる。マイクロポンプユニット５は、上に述べたマイクロポンプＭＰの作動によって、一方の入出力口１４５から液体を吸い込み、他方の入出力口１４６から液体を吐出する。また、圧電素子１１２に印加する駆動電圧を制御することによって、液体の吸入と吐出の方向を逆にすることができる。なお、第１の基板１１それ自体の構造については、従来の技術の項で述べた特開２００１−３２２０９９号を参照することができる。
【００３３】
次にマイクロポンプユニット５の動作原理について説明する。
【００３４】
第２絞り流路１２５は、その流入側と流出側との差圧が零に近いときは流路抵抗が低いが、差圧が大きくなると流路抵抗が大きくなる。つまり圧力依存性が大きい。第１絞り流路１２３は、差圧が零に近いときの流路抵抗は第２絞り流路１２５の場合よりも大きいが、圧力依存性がほとんどなく、差圧が大きくなっても流路抵抗は余り変化せず、差圧が大きい場合に流路抵抗が第２絞り流路１２５よりも小さくなる。
【００３５】
このような流路抵抗特性は、流路を流れる液体（流体）が、差圧の大きさに応じて乱流となるようにするか、または差圧にかかわりなく常に層流となるようにするか、によって得ることが可能である。具体的には、例えば、第２絞り流路１２５を流路長の短いオリフィスとし、第１絞り流路１２３を第２絞り流路１２５と内径が同じで流路長の長いノズルとすることによって実現することが可能である。
【００３６】
第１絞り流路１２３と第２絞り流路１２５のこのような流路抵抗特性を利用して、ポンプ室１２１に圧力を発生させるとともに、その圧力の変化の割合を制御することによって、流路抵抗の低い方に液体を吐出するようなポンプ作用を実現することができる。
【００３７】
つまり、ポンプ室１２１の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を大きくしておけば、差圧が大きくなって第２絞り流路１２５の流路抵抗の方が第１絞り流路１２３の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室１２１内の液体は第１絞り流路１２３から吐出する（吐出工程）。そして、ポンプ室１２１の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも大きくなり、第２絞り流路１２５からポンプ室１２１内に液体が流入する（吸入工程）。
【００３８】
これとは逆に、ポンプ室１２１の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室１２１内の液体は第２絞り流路１２５から吐出する（吐出工程）。そして、ポンプ室１２１の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を大きくすれば、差圧が大きくなって第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも小さくなり、第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する（吸入工程）。
【００３９】
このようなポンプ室１２１の圧力制御は、圧電素子１１２に供給する駆動電圧を制御し、ダイヤフラム１２２の変形の量およびタイミングを制御することによって実現される。
【００４０】
図３は圧電素子１１２に供給する駆動電圧Ｅと流量Ｑの関係を示す説明図である。圧電素子１１２に高い駆動電圧を印加するとポンプ室１２１の圧力が高まるものとする。
【００４１】
図３（ａ−１）に示す波形ではＴ１＜Ｔ３なので、ポンプ室１２１の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室１２１の圧力が下降するときの変化の割合より大きい。したがって、前述の様にポンプ室１２１内の液体は第１絞り流路１２３から吐出する。
【００４２】
図３（ａ−２）は流路１２３から吐出された液体の、流路１２４における流量Ｑの一例を示している。Ｔ１の期間、ポンプ室１２１の圧力が急に上昇するので流路１２４を流れる流量Ｑも急に上昇する。Ｔ２の休止期間の後、Ｔ３の期間はポンプ室１２１の圧力が緩やかに下降すると、おもに第２絞り流路１２５からポンプ室１２１内に液体が流入し、一部が第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に流入する。そのため、流量Ｑは緩やかに減少する。しかし、Ｔ３の期間に減少する流量ＱはＴ１の期間に流入した流量Ｑより少なく、Ｔ４の休止期間においては、初期状態よりも流量Ｑが増加している。このようにＴ１からＴ４のサイクルを繰り返すことにより流量Ｑは増加していく。
【００４３】
一方、図３（ｂ−１）に示す波形ではＴ７＜Ｔ５なので、ポンプ室１２１の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室１２１の圧力が下降するときの変化の割合より小さい。したがって、前述の様に第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する。
【００４４】
図３（ｂ−２）は流路１２３から吸入された液体の、流路１２４における流量Ｑの一例を示している。Ｔ５の期間、ポンプ室１２１の圧力が緩やかに上昇すると、おもに第２絞り流路１２５から液体が吐出し、一部が第１絞り流路１２３から吐出する。そのため、流量Ｑは緩やかに増加する。一方、Ｔ６の休止期間の後、Ｔ７の期間においてポンプ室１２１の圧力が急に下降すると、第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する。そのため、流量Ｑは急に減少する。しかし、Ｔ５の期間に増加する流量ＱはＴ７の期間に吐出した流量Ｑより少なく、Ｔ８の休止期間においては、初期状態よりも流量Ｑが減少している。このようにＴ５からＴ８のサイクルを繰り返すことにより流量Ｑは減少していく。
【００４５】
図３において、圧電素子１１２に印加する最大電圧ｅ１ は、数ボルトから数十ボルト程度、最大で１００ボルト程度である。また、時間Ｔ１，Ｔ７は２０μｓ程度、時間Ｔ２，Ｔ６は０〜数μｓ程度、時間Ｔ３，Ｔ５は６０μｓ程度である。時間Ｔ４，Ｔ８は０であってもよい。駆動電圧Ｅの周波数は１１ｋＨｚ程度である。図３（ａ−１）および（ｂ−１）に示す駆動電圧Ｅによって、流路２３には、例えば図３（ａ−２）および図３（ｂ−２）に示すような流量が得られる。なお、図３（ａ−２）および図３（ｂ−２）における流量曲線は、ポンプ動作によって得られる流量を模式的に示したもので、実際には流体の慣性振動が重畳する。したがって、これら図に示された流量曲線に振動成分が重畳された曲線が実際に得られる流量を示すこととなる。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例について、図４を用いて説明する。
【００４７】
図４（ａ）、図４（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図４（ａ）において矢印は、後述する反応検出装置８２にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図４（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の上面となる面を図示している。図４（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００４８】
図４（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部であり、各駆動液注入部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部である。
【００４９】
図４（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路（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。本実施形態では、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４（ｃ）を用いて説明する。なお、本発明の適用は図４（ｃ）で説明するマイクロチップ１の例に限定されるものでは無く、様々な用途のマイクロチップ１に適用できる。
【００５４】
図４（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。
【００５５】
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４（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
検体注入部２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入部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部２１３から注射器などを用いて注入する。図４（ｃ）に示すように、検体注入部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。
【００５９】
次に、駆動液注入部１１０ａ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。
【００６０】
一方、駆動液注入部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、後で説明するように反応検出装置８２の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
【００６１】
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。
【００６２】
次に、駆動液注入部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。
【００６３】
同様に、駆動液注入部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。
【００６４】
最後に、駆動液注入部１１０ｅから駆動液を注入して、洗浄液収容部１２３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。
【００６５】
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、駆動液注入部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。
【００６６】
図５は、第１の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における反応検出装置８２の内部構成の一例を示す断面図である。反応検出装置８２は温度調節ユニット１５２、光検出部１５０、中間流路部１８０、マイクロポンプユニット５、パッキン９０ａ、９０ｂ、駆動液タンク９１、液温調節ユニット１９５などから構成される。以下、これまでに説明した構成要素と同一の構成要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００６７】
図５は、マイクロチップ１の上面を温度調節ユニット１５２とマイクロポンプユニット５に密着させている状態である。マイクロチップ１は図示せぬ駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。
【００６８】
初期状態において、マイクロチップ１は図５の紙面左右方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。所定の位置までマイクロチップ１を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部９５がマイクロチップ１を検知し、オンになる。
【００６９】
温度調節ユニット１５２は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ１の下面を所定の温度に調整するユニットである。
【００７０】
図示せぬ制御部が、チップ検知部９５がオンになった信号を受信すると、駆動部材によりマイクロチップ１を下降させて、マイクロチップ１の下面を温度調節ユニット１５２とパッキン９２を介して中間流路部１８０に押しつけて密着させる。
【００７１】
マイクロチップ１の駆動液注入部１１０は、マイクロチップ１とパッキン９２を密着させたときに、中間流路部１８０に設けられた対応する開口１８５とそれぞれ連通する位置に設けられている。中間流路部１８０は、中間流路１８２の溝を設けた透明な第１基板１８４と、第１基板１８４を覆う透明な第２基板１８３から構成され、中間流路１８２の両端には開口１８５と開口１８６が設けられている。開口１８６はパッキン９０ｂを介してマイクロポンプユニット５の入出力口１４６と連通している。
【００７２】
マイクロポンプユニット５の吸込側には、パッキン９０ａを介して駆動液タンク９１が接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液をパッキン９０ａを介して吸い込むようになっている。一方、マイクロポンプユニット５の吐出側の端面に設けられた入出力口１４６は中間流路１８２を介してマイクロチップ１の駆動液注入部１１０と連通しているので、マイクロポンプユニット５から送り出された駆動液は、マイクロチップ１の駆動液注入部１１０からマイクロチップ１内に形成された流路２５０に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット５から駆動液注入部１１０に駆動液を注入する。
【００７３】
液温調節ユニット１９５は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行って駆動液タンク９１を所定の温度に調整するユニットである。なお、本実施形態では、液温調節ユニット１９５が駆動液タンク９１に密着するように取り付けられているが、これに限定されるものではなく駆動液タンク９１内に液温調節ユニット１９５を設けても良い。
【００７４】
中間流路部１８０には中間流路１８２を流れる駆動液の流速を測定するため駆動液検知手段１９０が設けられている。駆動液検知手段１９０は、第１発光部１９３、第１受光部１９１と、第２発光部１９４、第２受光部１９２と図５には図示せぬ第１検知部３１０、第２検知部３２０から構成される（図６参照）。
【００７５】
第１発光部１９３、第２発光部１９４はＬＥＤ、ランプなどの発光素子である。第１受光部１９１、第２受光部１９２は、例えばフォトダイオードなどの受光素子であり、それぞれ対向する位置にある第１発光部１９３、第２発光部１９４が発光する光を透明な中間流路部１８０を介して受光する。駆動液が中間流路１８２を流れると、中間流路１８２を透過する光量が減少し、第１受光部１９１、第２受光部１９２の信号電流も減少する。
【００７６】
第１検知部３１０、第２検知部３２０はオペアンプなどの増幅器、所定値と比較するコンパレータ、電源部などから構成される。第１検知部３１０、第２検知部３２０はそれぞれ第１受光部１９１、第２受光部１９２の信号電流を電圧に変換し、所定電圧と比較して駆動液の検知信号を出力する。
【００７７】
第１発光部１９３、第１受光部１９１と第２発光部１９４と第２受光部１９２は図５のように中間流路１８２の離れた位置に配置されている。後に詳しく説明するように、図５には図示せぬ流速算出部４１０（図６参照）は、第１検知部３１０、第２検知部３２０が検知信号を発生した時刻の時間差から駆動液の流速を算出する。
【００７８】
なお、本実施形態では中間流路部１８０の流速を測定するように駆動液検知手段１９０を設けているが、駆動液検知手段１９０を設ける場所は中間流路部１８０に限定されるものではない。また、中間流路部１８０は必ずしも必要ではなく、例えば、マイクロポンプユニット５の第１流路１２４の流速を測定するように駆動液検知手段１９０を設けて良い。
【００７９】
また、本実施形態では中間流路１８２の駆動液を透過光によって検知しているが、透過光に限定されるものではなく、反射光によって駆動液を検知しても良い。
【００８０】
さらに、図２に図示したマイクロポンプユニット５の例ではマイクロポンプＭＰが８つ設けられているが、全てのマイクロポンプＭＰを使用する必要はない。図３に図示したマイクロチップ１の場合は、５つのマイクロポンプＭＰが連通するよう駆動液注入部１１０を配置すれば良い。
【００８１】
マイクロチップ１の検出部１１１では、検体とマイクロチップ１内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、発光、蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では図４で説明したように、検出部１１１でおこる試薬の反応結果を光学的に検出する。光検出部１５０は第３発光部１５０ａと第３受光部１５０ｂから成り、マイクロチップ１の検出部１１１を透過する光を検出できるように配置されている。
【００８２】
図６は、本発明の第１の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。
【００８３】
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反応検出装置８０の各部を集中制御する。
【００８４】
以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。
【００８５】
チップ検知部９５はマイクロチップ１が規制部材に当接すると検知信号をＣＰＵ９８に送信する。ＣＰＵ９８は検知信号を受信すると、機構駆動部３２に指令し所定の手順でマイクロチップ１を下降または上昇させる。
【００８６】
ポンプ駆動部５００は各マイクロポンプＭＰの圧電素子１１２を駆動する駆動部である。ポンプ駆動制御部４１２はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部５００を制御する。ポンプ駆動部５００はポンプ駆動制御部４１２の指令を受けて、図３に示すような波形の駆動電圧Ｅを発生して圧電素子１１２を駆動する。
【００８７】
ＣＰＵ９８は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をＲＡＭ９７に記憶する。検査結果は、操作部８７の操作によりメモリカード５０１に記憶したり、プリンタ５０３によってプリントすることができる。
【００８８】
本実施形態の駆動液検知手段１９０は第１発光部１９３、第１受光部１９１、第２発光部１９４、第２受光部１９２、第１検知部３１０、第２検知部３２０から成る。第１発光部１９３、第２発光部１９４はＣＰＵ９８の指令により発光する。第１検知部３１０、第２検知部３２０は、駆動液の通過による光量の変化を検知して検知信号を発生し、ＣＰＵ９８に入力する。流速算出部４１０は第１受光部１９１と第２受光部１９２から入力された検知信号の時間差ｔから流速Ｖを算出する。流速算出部４１０は本発明の流速算出手段である。
【００８９】
第１受光部１９１と第２受光部１９２の間の距離ｘとすると流速Ｖは次の式（１）で求められる。なお、中間流路１８２の断面積Ｓは一定である。
【００９０】
Ｖ＝ｘ／ｔ・・・・・・・（１）
中間流路１８２の断面積Ｓは一定なので、流量Ｑは次の式（２）で求められる。
【００９１】
Ｑ＝Ｖ×Ｓ・・・・・・・（１）
液温制御部４１１は、流量Ｑを求めた後、液温−流量テーブル３０１を参照して目標の液温を求め、液温調節ユニット１９５に指令する。液温制御部４１１は本発明の液温制御手段、液温調節ユニット１９５は本発明の液温調節手段である。
【００９２】
図７は液温と流量の関係の一例を示すグラフである。
【００９３】
液温をパラメータとして、同じ駆動条件でマイクロポンプＭＰを駆動し、中間流路１８２の流量を測定した結果である。図７の横軸は液温（℃）、縦軸は流量Ｑ（ｎｌ／ｓ）である。このように液温が上がると駆動液の粘度が減り、流量Ｑは増加する。液温−流量テーブル３０１は、図７のグラフに示す液温と流量の関係を表にしたものである。
【００９４】
図８は本発明の実施形態において、マイクロチップ検査システム８０による検査の手順を説明するフローチャートである。
【００９５】
なお、温度調節ユニット１５２は反応検出装置８０の電源投入時に通電され、所定の温度になっているものとする。
【００９６】
Ｓ１０１：マイクロチップ１を挿入するステップである。
【００９７】
検査担当者は、挿入口８３からマイクロチップ１を図示せぬ規制部材に当接するまで挿入する。
【００９８】
Ｓ１０２：機構を下降させるステップである。
【００９９】
挿入口８３から挿入されたマイクロチップ１が図示せぬ規制部材に当接し、ＣＰＵ９８がチップ検知部９５から検知信号を検知すると、ＣＰＵ９８は機構駆動部３２を制御し、パッキン９２と温度調節ユニット１５２に適当な圧力で密着するまで下降させる。
【０１００】
Ｓ１０３：流速を算出するステップである。
【０１０１】
ＣＰＵ９８は後に詳しく述べる流速測定ルーチンをコールし、中間流路１８２を流れる駆動液の検知情報から流速を算出する。
【０１０２】
Ｓ１０４：ステップＳ１０３で測定した流速が所定の範囲か、否か判定するステップである。
【０１０３】
所定の流速はマイクロポンプＭＰの仕様によって異なるが、例えば所定の流速の±１０％の範囲であれば良い。
【０１０４】
流速が所定の範囲外の場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０５に進む。
【０１０５】
流速が所定の範囲内の場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
【０１０６】
Ｓ１０５：液温調整を行うステップである。
【０１０７】
液温制御部４１１は、ステップＳ１０３で測定した流速から流量Ｑを求め、液温−流量テーブル３０１を参照して目標の液温を液温調節ユニット１９５に指令する。
【０１０８】
Ｓ１０６：待機するステップである。
【０１０９】
液温制御部４１１は、液温が目標の液温になるまでの時間を予測し、その間待機する。あるいは、液温調節ユニット１９５が目標の液温になったことを知らせる信号を発信する機能を持つ場合は、当該信号を受信するまで待機するようにしても良い。
【０１１０】
本ステップ終了後、ステップＳ１０３に戻り再度流速を測定する。
【０１１１】
Ｓ１０７：駆動液をマイクロチップ１に注入するステップである。
【０１１２】
ポンプ駆動制御部４１２は所定のシーケンスに従って、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰを駆動し、マイクロチップ１の駆動液注入部１１０に駆動液を順次注入する。注入された駆動液は、マイクロチップ１の流路内の検体や試薬を所定のシーケンスで検出部１１１まで送り込み、反応させる。
【０１１３】
Ｓ１０８：検出部１１１の反応結果を検出するステップである。
【０１１４】
所定の反応時間経過後、ＣＰＵ９８は、発光部１５０ａを発光させてマイクロチップ１の検出部１１１を照明し、検出部１１１を透過した透過光を受光した受光部１５０ｂからの入力信号をＣＰＵ９８に内蔵するＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換し、測光値を得る。
【０１１５】
Ｓ１０９：反応結果を表示するステップである。
【０１１６】
ＣＰＵ９８は、光検出部１５０が測光した結果から演算し、反応結果を表示部８４に表示する。
【０１１７】
以上で検査の手順は終了である。
【０１１８】
次に、図９と図１０を用いて流速測定ルーチンの手順を説明する。図９は流速測定ルーチンのフローチャート、図１０は流速測定時における駆動液４の動きを説明する説明図である。図１０は中間流路部１８０の駆動液検知手段１９０が設けられた部分を拡大した断面であり、中間流路１８２内の駆動液４の先端の位置を示している。初期状態では駆動液４の先端の位置は図１０（ａ）に示す位置になっているものとする。
【０１１９】
以下、図９のフローチャートに沿って図１０を説明する。
【０１２０】
Ｓ２０４：逆方向に送液するステップである。
【０１２１】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰを駆動し逆方向に送液する。なお、逆方向はマイクロチップ１に駆動液４を注入する方向と逆方向であり、図１０（ｂ）に矢印Ｂで示す。
【０１２２】
Ｓ２０５：第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。
【０１２３】
流速算出部４１０は、第１受光部が受光している
光量から第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、を判定する。
【０１２４】
駆動液４を検知した場合、（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に戻る。
【０１２５】
駆動液４を検知していない場合、（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、ステップＳ２０６に進む。図１０（ｂ）は、ステップＳ２０４で駆動液４が逆方向に送液され、第１検知部３１０が駆動液４を検知しないところまで送液された状態を図示している。
【０１２６】
Ｓ２０６：ポンプ駆動を停止するステップである。
【０１２７】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰの駆動を停止する。
【０１２８】
Ｓ２０７：正方向に送液するステップである。
【０１２９】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰを駆動し正方向に送液する。なお、正方向はマイクロチップ１に駆動液を注入する方向であり、図１０（ｃ）に矢印Ｆで示す。
【０１３０】
Ｓ２０８：第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。
【０１３１】
流速算出部４１０は、第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、を判定する。
【０１３２】
駆動液４を検知していない場合、（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、ステップＳ２０８に戻る。
【０１３３】
駆動液４を検知した場合、（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９に進む。
【０１３４】
Ｓ２０９：時間を計測するカウンタをスタートするステップである。
【０１３５】
流速算出部４１０は、時間を計測する内部カウンタを初期化し、カウントを開始する。
【０１３６】
ステップＳ２０８で駆動液４の先端が第１受光部１９１の位置を通過したので、内部カウンタにより時間の計測を開始する。
【０１３７】
Ｓ２１０：第２検知部３２０が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。
【０１３８】
流速算出部４１０は、第２検知部３２０が駆動液４を検知したか、否か、を判定する。
【０１３９】
駆動液４を検知していない場合、（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、ステップＳ２１０に戻る。
【０１４０】
駆動液４を検知した場合、（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、ステップＳ２１１に進む。
【０１４１】
本ステップでは、図１０（ｃ）のように駆動液４の先端が第２受光部１９２の位置を通過する。
【０１４２】
Ｓ２１１：時間を計測するカウンタを停止するステップである。
【０１４３】
流速算出部４１０は、時間を計測する内部カウンタを停止する。
【０１４４】
ステップＳ２１０で駆動液４の先端が第２受光部１９２の位置を通過したので、内部カウンタを停止する。
【０１４５】
Ｓ２１２：ポンプ駆動を停止するステップである。
【０１４６】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰの駆動を停止する。
【０１４７】
Ｓ２１３：流速を算出するステップである。
【０１４８】
流速算出部４１０は、時間を計測する内部カウンタの値から流速を算出する。
【０１４９】
以上でサブルーチンは終了し、メインルーチンに戻る。
【０１５０】
このように、マイクロポンプＭＰが駆動液をマイクロチップ１に注入する工程Ｓ１０７の前に、工程Ｓ１０３においてマイクロチップ１に駆動液を注入する流路である中間流路１８２を駆動液が通過した情報を駆動液検知手段１９０が検知する。この情報に基づいて流速算出部４１０は流速を算出し、工程Ｓ１０５において駆動液の温度を制御するので、マイクロチップ１に注入する駆動液の流速は、液温やマイクロポンプＭＰの特性のバラツキにかかわらず所定の範囲内である。このことにより、マイクロチップ内の所定の部位に液体を送り出すタイミング、液量、液量の変化率などの送液制御に誤差を生じることなく、所定の送液を行うことができる。
【０１５１】
次に、第２の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における駆動液検知手段１９０について図１１、図１２を用いて説明する。図１１は、第２の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における駆動液検知手段１９０の一例を示す断面図である。図１２は、第２の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。以下、今までに説明した同じ機能要素には同番号を付し、説明を省略する。
【０１５２】
本実施形態の駆動液検知手段１９０は、中間流路１８２の内壁に設けられた２組の電極と、電極間に電圧を印加し、電極間に駆動液４が接触したときに流れる電流の変化から駆動液を検知する第１検知部３１０、第２検知部３２０から構成される。第１検知部３１０は電極３１１と電極３１２間に電圧を印加する電源と、電極３１１と電極３１２間の電流を検知する回路を内蔵し、電流が所定値以上流れると検知信号を出力する。また、同様に第２検知部３２０は電極３２１と電極３２２間に電圧を印加する電源と、電極３２１と電極３２２間の電流を検知する回路を内蔵し、駆動液の通過によって電流が所定値以上流れると検知信号を出力する。
【０１５３】
第１検知部３１０、第２検知部３２０が出力する検知信号は、図１２に示すようにＣＰＵ９８に入力される。
【０１５４】
反応検出装置８０による検査の手順は図８、図９、図１０で説明した手順と同様に第１検知部３１０、第２検知部３２０の検知信号に基づいて各工程を行う。
【０１５５】
本実施形態では中間流路１８２の内壁に電極を設けることができるので、配置の自由度が大きく、不透明な流路にも適用することができる。
【０１５６】
以上このように、本発明によれば、液体の粘度変化による影響を補正し、精度良く送液制御を行うことができるマイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の実施形態におけるマイクロチップ検査システム８０の外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット５の一例についての説明図である。
【図３】圧電素子１１２に供給する駆動電圧Ｅと流量Ｑの関係を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例についての説明図である。
【図５】第１の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における反応検出装置８２の内部構成の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。
【図７】液温と流量の関係の一例を示すグラフである。
【図８】マイクロチップ検査システム８０の検査の手順を説明するフローチャートである。
【図９】流速測定の手順を説明する流速測定ルーチンのフローチャートである。
【図１０】流速測定時における駆動液４の動きを説明する説明図である。
【図１１】第２の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における駆動液検知手段１９０の一例を示す断面図である。
【図１２】第２の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１ マイクロチップ
４ 駆動液
５ マイクロポンプユニット
８０ マイクロチップ検査システム
８２ 反応検出装置
８３ 挿入口
８４ 表示部
９０ パッキン
９１ 駆動液タンク
１１０ 駆動液注入部
１１１ 検出部
１５０ 光検出部
１９０ 駆動液検知手段
１９１ 第１受光部
１９２ 第２受光部
１９３ 第１発光部
１９４ 第２発光部
１９５ 液温調節ユニット
２１３ 検体注入部
３１０ 第１検知部
３２０ 第２検知部
４１０ 流速算出部
４１１ 液温制御部
４１２ ポンプ駆動制御部
ＭＰ マイクロポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラムに関する。
【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ミクロ化分析システムは、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】
各種の分析、検査ではこれらの分析用チップ（マイクロチップ）における分析の定量性、解析の精度、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液システムを確立することが課題であり、精度が高く、信頼性に優れるマイクロ流体制御素子が求められている。本出願人はこのような用途に好適なマイクロポンプの動作原理と制御方法を例えば特許文献２に開示している。
【０００４】
また、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液体を注入して試薬などを移動させ、反応部を構成する流路、次いで検出部を構成する流路へ流すことにより、反応結果を測定することができる反応検出装置を提案している（例えば、特許文献３参照）。このような反応検出装置では、複数のマイクロポンプを有するマイクロポンプユニットによって駆動液をマイクロチップに注入し、マイクロチップ内の所定の部位に液体を送り出すタイミング、液量、液量の変化率、送り方向などの送液制御を行っている。
【０００５】
しかしながら、液体の温度が変わると液体の粘度が変わるため、温度によってマイクロポンプが駆動液を注入するタイミング、液量、液量の変化率などの送液制御に誤差を生じ、所定の送液を行えない場合があった。
【０００６】
このような問題を解決するため、本出願人は、種々の温度に対応した値の補正テーブルを用意し、環境温度を測定するセンサを設けて、センサで測定した温度に基づいて補正テーブルを参照し、マイクロポンプを駆動する電圧を制御する方法を提案している（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２２０９９号公報
【特許文献３】特開２００６−１４９３７９号公報
【特許文献４】特開２００４−２７０５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４のように環境温度を測定しても測定した環境温度とマイクロポンプ内部の駆動液の液温は一致しないため、誤差が発生する。一方、マイクロポンプ内部は微小な領域であり、マイクロポンプ内の駆動液の液温を直接測定することは難しい。また、補正テーブルによって補正する方法では、多くの温度条件の補正テーブルを用意しなければ温度による液体の粘度の変化を十分補正することができない。さまざまな条件の補正テーブルを用意することは困難であり、また制御のための処理時間が多くかかるため、マイクロポンプの流量を所定の範囲に制御できないことがある。そのため、特許文献４に開示されている方法では、温度によってマイクロチップ内の所定の部位に液体を送り出すタイミング、液量、液量の変化率などの送液制御に誤差を生じ、所定の送液を行えない場合があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、液体の粘度変化による影響を補正し、精度良く送液制御を行うことができるマイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラム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】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１０】
１．
駆動液を流路からマイクロチップに注入するマイクロポンプと、
前記駆動液の液温を調節する液温調節手段と、
前記流路の所定の２個所における駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知手段と、
前記駆動液検知手段から得られた検知信号に基づいて流速を算出する流速算出手段と、
前記流速算出手段の算出した流速に基づいて前記液温調節手段を制御する液温制御手段と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
【００１１】
２．
前記液温調節手段が配設された前記駆動液を貯蔵する駆動液タンクを有することを特徴とする１に記載のマイクロチップ検査システム。
【００１２】
３．
前記駆動液検知手段は、
前記流路と直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路を透過した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【００１３】
４．
前記駆動液検知手段は、
前記流路内に配置された２つの電極と、
前記２つの電極の間を流れる電気信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【００１４】
５．
マイクロポンプにより駆動液をマイクロチップに注入するステップの前に、
前記マイクロチップに至る流路の所定の２個所に配置される駆動液検知手段により前記駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知ステップと、
前記駆動液検知ステップにおいて出力された検知信号に基づいて前記流路を流れる駆動液の流速を算出する流速算出ステップと、
前記流速算出ステップにおいて算出された流速に基づいて、前記駆動液の液温を調節する液温調節手段を制御する液温制御ステップと、
前記液温制御ステップにおいて前記液温調節手段を制御することにより得られた液温の調節された駆動液を前記マイクロチップに注入する駆動液注入ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするマイクロチップ検査システムに用いるプログラム。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液体の粘度変化による影響を補正し、精度良く送液制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態におけるマイクロチップ検査システム８０の外観図である。
【００１８】
本発明のマイクロチップ検査システム８０は反応検出装置８２とマイクロチップ１から構成される。反応検出装置８２はマイクロチップ１に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部８４に結果を表示する装置である。反応検出装置８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで反応検出装置８２の内部にセットするようになっている。
【００１９】
なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に接触しないように、マイクロチップ１の厚みより十分高さがある。８５はメモリカードスロット、８６はプリント出力口、８７は操作パネル、８８は入出力端子である。
【００２０】
検査担当者は図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。反応検出装置８２の内部では、制御手段の指令により図１には図示せぬマイクロポンプユニット５がマイクロチップ１に駆動液等の液体を注入し、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われる。検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。
【００２１】
検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ１を挿入口８３から取り出す。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット５の一例について、図２を用いて説明する。
【００２３】
図２（ａ）は本発明に係わるマイクロポンプユニット５の平面図であり、図２（ｂ）は左側面図、図２（ｃ）は右側面図である。また、図２（ｄ）は図２（ａ）にＡ−Ａで示す部分の断面図である。
【００２４】
図２に示すようにマイクロポンプユニット５は、第１の基板１１、第２の基板１２から成る。なお、図２（ａ）において、第１の基板１１に設けられた溝部を点線で図示している。
【００２５】
図２（ａ）のＡ−Ａで示す部分が一つのマイクロポンプＭＰを構成しており、後に説明するマイクロポンプ機構によって、例えば入出力口１４５から吸入した液体を入出力口１４６から吐出する。あるいは、逆方向に入出力口１４６から吸入した液体を入出力口１４５から吐出することもできる。図２（ａ）の例では、第１の基板１１に８つのマイクロポンプＭＰが形成されている。これらのマイクロポンプＭＰは互いに同じ構造であるから、以下においては図２（ｄ）を用いてその構造を説明する。
【００２６】
第１の基板１１は、例えば幅１７ｍｍ、奥行き３５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの大きさの長方形のシート状である。図２（ｄ）に示すように、第１の基板１１に形成された各マイクロポンプＭＰは、ポンプ室１２１、ダイヤフラム１２２、第１絞り流路１２３、第１流路１２４、第２絞り流路１２５、および第２流路１２６を有する。
【００２７】
第１の基板１１は、例えばシリコンウエハを公知のフォトリソグラフィー工程で所定の形状に加工して形成する。つまり、パターニングされたシリコン基板をＩＣＰドライエッチング装置を用いて所定の深さまでエッチングする。
【００２８】
エッチング工程の後、ダイシングを行ってシリコンウエハから所定の外形形状に第１の基板１１を切り出す。第１の基板１１の厚みは例えば０．２ｍｍ程度である。
【００２９】
図２（ｄ）に示すように、ダイヤフラム１２２の外側の面には、圧電素子１１２が接着されている。圧電素子１１２の駆動のための２つの電極は、圧電素子１１２の両側の表面に引き出され、図示せぬフレキシブル配線と接続される。
【００３０】
第２の基板１２は、第１の基板１１に形成された各マイクロポンプＭＰの流路等を第１の基板１１に密着して覆う必要がある。そのため、第２の基板１２の熱膨張率は第１の基板１１にできるだけ近いことが望ましい。第１の基板１１の材料がシリコンの場合、例えば、パイレックス（登録商標）ガラス（Ｐｙｒｅｘ はＣｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｗａｒｋｓ 社の登録商標）、テンパックスガラス（Ｔｅｍｐａｘ は Ｓｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｗｅｒｋ社の登録商標）などが用いられる。これらは熱膨張率がシリコン基板とほぼ同じである。第２の基板１２の形状は、例えば、第１の基板１１と同じ幅１７ｍｍ、奥行き３５ｍｍであり、厚みは１ｍｍである。
【００３１】
次に、超音波加工などの方法を用いて、第２の基板１２に入出力口１４５、入出力口１４６の孔開け加工を行う。孔開け加工の後、第２の基板１２は第１の基板１１と２つの辺が一致するように位置合わせを行って、例えば陽極接合により接合する。
【００３２】
このようにしてマイクロポンプユニット５を作製することができる。マイクロポンプユニット５は、上に述べたマイクロポンプＭＰの作動によって、一方の入出力口１４５から液体を吸い込み、他方の入出力口１４６から液体を吐出する。また、圧電素子１１２に印加する駆動電圧を制御することによって、液体の吸入と吐出の方向を逆にすることができる。なお、第１の基板１１それ自体の構造については、従来の技術の項で述べた特開２００１−３２２０９９号を参照することができる。
【００３３】
次にマイクロポンプユニット５の動作原理について説明する。
【００３４】
第２絞り流路１２５は、その流入側と流出側との差圧が零に近いときは流路抵抗が低いが、差圧が大きくなると流路抵抗が大きくなる。つまり圧力依存性が大きい。第１絞り流路１２３は、差圧が零に近いときの流路抵抗は第２絞り流路１２５の場合よりも大きいが、圧力依存性がほとんどなく、差圧が大きくなっても流路抵抗は余り変化せず、差圧が大きい場合に流路抵抗が第２絞り流路１２５よりも小さくなる。
【００３５】
このような流路抵抗特性は、流路を流れる液体（流体）が、差圧の大きさに応じて乱流となるようにするか、または差圧にかかわりなく常に層流となるようにするか、によって得ることが可能である。具体的には、例えば、第２絞り流路１２５を流路長の短いオリフィスとし、第１絞り流路１２３を第２絞り流路１２５と内径が同じで流路長の長いノズルとすることによって実現することが可能である。
【００３６】
第１絞り流路１２３と第２絞り流路１２５のこのような流路抵抗特性を利用して、ポンプ室１２１に圧力を発生させるとともに、その圧力の変化の割合を制御することによって、流路抵抗の低い方に液体を吐出するようなポンプ作用を実現することができる。
【００３７】
つまり、ポンプ室１２１の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を大きくしておけば、差圧が大きくなって第２絞り流路１２５の流路抵抗の方が第１絞り流路１２３の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室１２１内の液体は第１絞り流路１２３から吐出する（吐出工程）。そして、ポンプ室１２１の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも大きくなり、第２絞り流路１２５からポンプ室１２１内に液体が流入する（吸入工程）。
【００３８】
これとは逆に、ポンプ室１２１の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室１２１内の液体は第２絞り流路１２５から吐出する（吐出工程）。そして、ポンプ室１２１の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を大きくすれば、差圧が大きくなって第１絞り流路１２３の流路抵抗の方が第２絞り流路１２５の流路抵抗よりも小さくなり、第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する（吸入工程）。
【００３９】
このようなポンプ室１２１の圧力制御は、圧電素子１１２に供給する駆動電圧を制御し、ダイヤフラム１２２の変形の量およびタイミングを制御することによって実現される。
【００４０】
図３は圧電素子１１２に供給する駆動電圧Ｅと流量Ｑの関係を示す説明図である。圧電素子１１２に高い駆動電圧を印加するとポンプ室１２１の圧力が高まるものとする。
【００４１】
図３（ａ−１）に示す波形ではＴ１＜Ｔ３なので、ポンプ室１２１の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室１２１の圧力が下降するときの変化の割合より大きい。したがって、前述の様にポンプ室１２１内の液体は第１絞り流路１２３から吐出する。
【００４２】
図３（ａ−２）は流路１２３から吐出された液体の、流路１２４における流量Ｑの一例を示している。Ｔ１の期間、ポンプ室１２１の圧力が急に上昇するので流路１２４を流れる流量Ｑも急に上昇する。Ｔ２の休止期間の後、Ｔ３の期間はポンプ室１２１の圧力が緩やかに下降すると、おもに第２絞り流路１２５からポンプ室１２１内に液体が流入し、一部が第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に流入する。そのため、流量Ｑは緩やかに減少する。しかし、Ｔ３の期間に減少する流量ＱはＴ１の期間に流入した流量Ｑより少なく、Ｔ４の休止期間においては、初期状態よりも流量Ｑが増加している。このようにＴ１からＴ４のサイクルを繰り返すことにより流量Ｑは増加していく。
【００４３】
一方、図３（ｂ−１）に示す波形ではＴ７＜Ｔ５なので、ポンプ室１２１の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室１２１の圧力が下降するときの変化の割合より小さい。したがって、前述の様に第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する。
【００４４】
図３（ｂ−２）は流路１２３から吸入された液体の、流路１２４における流量Ｑの一例を示している。Ｔ５の期間、ポンプ室１２１の圧力が緩やかに上昇すると、おもに第２絞り流路１２５から液体が吐出し、一部が第１絞り流路１２３から吐出する。そのため、流量Ｑは緩やかに増加する。一方、Ｔ６の休止期間の後、Ｔ７の期間においてポンプ室１２１の圧力が急に下降すると、第１絞り流路１２３からポンプ室１２１内に液体が流入する。そのため、流量Ｑは急に減少する。しかし、Ｔ５の期間に増加する流量ＱはＴ７の期間に吐出した流量Ｑより少なく、Ｔ８の休止期間においては、初期状態よりも流量Ｑが減少している。このようにＴ５からＴ８のサイクルを繰り返すことにより流量Ｑは減少していく。
【００４５】
図３において、圧電素子１１２に印加する最大電圧ｅ１ は、数ボルトから数十ボルト程度、最大で１００ボルト程度である。また、時間Ｔ１，Ｔ７は２０μｓ程度、時間Ｔ２，Ｔ６は０〜数μｓ程度、時間Ｔ３，Ｔ５は６０μｓ程度である。時間Ｔ４，Ｔ８は０であってもよい。駆動電圧Ｅの周波数は１１ｋＨｚ程度である。図３（ａ−１）および（ｂ−１）に示す駆動電圧Ｅによって、流路２３には、例えば図３（ａ−２）および図３（ｂ−２）に示すような流量が得られる。なお、図３（ａ−２）および図３（ｂ−２）における流量曲線は、ポンプ動作によって得られる流量を模式的に示したもので、実際には流体の慣性振動が重畳する。したがって、これら図に示された流量曲線に振動成分が重畳された曲線が実際に得られる流量を示すこととなる。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例について、図４を用いて説明する。
【００４７】
図４（ａ）、図４（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図４（ａ）において矢印は、後述する反応検出装置８２にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図４（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の上面となる面を図示している。図４（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００４８】
図４（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部であり、各駆動液注入部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部である。
【００４９】
図４（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路（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。本実施形態では、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４（ｃ）を用いて説明する。なお、本発明の適用は図４（ｃ）で説明するマイクロチップ１の例に限定されるものでは無く、様々な用途のマイクロチップ１に適用できる。
【００５４】
図４（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。
【００５５】
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４（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
検体注入部２１３はマイクロチップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入部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部２１３から注射器などを用いて注入する。図４（ｃ）に示すように、検体注入部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。
【００５９】
次に、駆動液注入部１１０ａ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。
【００６０】
一方、駆動液注入部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、後で説明するように反応検出装置８２の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
【００６１】
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。
【００６２】
次に、駆動液注入部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。
【００６３】
同様に、駆動液注入部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。
【００６４】
最後に、駆動液注入部１１０ｅから駆動液を注入して、洗浄液収容部１２３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。
【００６５】
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、駆動液注入部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。
【００６６】
図５は、第１の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における反応検出装置８２の内部構成の一例を示す断面図である。反応検出装置８２は温度調節ユニット１５２、光検出部１５０、中間流路部１８０、マイクロポンプユニット５、パッキン９０ａ、９０ｂ、駆動液タンク９１、液温調節ユニット１９５などから構成される。以下、これまでに説明した構成要素と同一の構成要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００６７】
図５は、マイクロチップ１の上面を温度調節ユニット１５２とマイクロポンプユニット５に密着させている状態である。マイクロチップ１は図示せぬ駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。
【００６８】
初期状態において、マイクロチップ１は図５の紙面左右方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。所定の位置までマイクロチップ１を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部９５がマイクロチップ１を検知し、オンになる。
【００６９】
温度調節ユニット１５２は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ１の下面を所定の温度に調整するユニットである。
【００７０】
図示せぬ制御部が、チップ検知部９５がオンになった信号を受信すると、駆動部材によりマイクロチップ１を下降させて、マイクロチップ１の下面を温度調節ユニット１５２とパッキン９２を介して中間流路部１８０に押しつけて密着させる。
【００７１】
マイクロチップ１の駆動液注入部１１０は、マイクロチップ１とパッキン９２を密着させたときに、中間流路部１８０に設けられた対応する開口１８５とそれぞれ連通する位置に設けられている。中間流路部１８０は、中間流路１８２の溝を設けた透明な第１基板１８４と、第１基板１８４を覆う透明な第２基板１８３から構成され、中間流路１８２の両端には開口１８５と開口１８６が設けられている。開口１８６はパッキン９０ｂを介してマイクロポンプユニット５の入出力口１４６と連通している。
【００７２】
マイクロポンプユニット５の吸込側には、パッキン９０ａを介して駆動液タンク９１が接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液をパッキン９０ａを介して吸い込むようになっている。一方、マイクロポンプユニット５の吐出側の端面に設けられた入出力口１４６は中間流路１８２を介してマイクロチップ１の駆動液注入部１１０と連通しているので、マイクロポンプユニット５から送り出された駆動液は、マイクロチップ１の駆動液注入部１１０からマイクロチップ１内に形成された流路２５０に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット５から駆動液注入部１１０に駆動液を注入する。
【００７３】
液温調節ユニット１９５は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行って駆動液タンク９１を所定の温度に調整するユニットである。なお、本実施形態では、液温調節ユニット１９５が駆動液タンク９１に密着するように取り付けられているが、これに限定されるものではなく駆動液タンク９１内に液温調節ユニット１９５を設けても良い。
【００７４】
中間流路部１８０には中間流路１８２を流れる駆動液の流速を測定するため駆動液検知手段１９０が設けられている。駆動液検知手段１９０は、第１発光部１９３、第１受光部１９１と、第２発光部１９４、第２受光部１９２と図５には図示せぬ第１検知部３１０、第２検知部３２０から構成される（図６参照）。
【００７５】
第１発光部１９３、第２発光部１９４はＬＥＤ、ランプなどの発光素子である。第１受光部１９１、第２受光部１９２は、例えばフォトダイオードなどの受光素子であり、それぞれ対向する位置にある第１発光部１９３、第２発光部１９４が発光する光を透明な中間流路部１８０を介して受光する。駆動液が中間流路１８２を流れると、中間流路１８２を透過する光量が減少し、第１受光部１９１、第２受光部１９２の信号電流も減少する。
【００７６】
第１検知部３１０、第２検知部３２０はオペアンプなどの増幅器、所定値と比較するコンパレータ、電源部などから構成される。第１検知部３１０、第２検知部３２０はそれぞれ第１受光部１９１、第２受光部１９２の信号電流を電圧に変換し、所定電圧と比較して駆動液の検知信号を出力する。
【００７７】
第１発光部１９３、第１受光部１９１と第２発光部１９４と第２受光部１９２は図５のように中間流路１８２の離れた位置に配置されている。後に詳しく説明するように、図５には図示せぬ流速算出部４１０（図６参照）は、第１検知部３１０、第２検知部３２０が検知信号を発生した時刻の時間差から駆動液の流速を算出する。
【００７８】
なお、本実施形態では中間流路部１８０の流速を測定するように駆動液検知手段１９０を設けているが、駆動液検知手段１９０を設ける場所は中間流路部１８０に限定されるものではない。また、中間流路部１８０は必ずしも必要ではなく、例えば、マイクロポンプユニット５の第１流路１２４の流速を測定するように駆動液検知手段１９０を設けて良い。
【００７９】
また、本実施形態では中間流路１８２の駆動液を透過光によって検知しているが、透過光に限定されるものではなく、反射光によって駆動液を検知しても良い。
【００８０】
さらに、図２に図示したマイクロポンプユニット５の例ではマイクロポンプＭＰが８つ設けられているが、全てのマイクロポンプＭＰを使用する必要はない。図３に図示したマイクロチップ１の場合は、５つのマイクロポンプＭＰが連通するよう駆動液注入部１１０を配置すれば良い。
【００８１】
マイクロチップ１の検出部１１１では、検体とマイクロチップ１内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、発光、蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では図４で説明したように、検出部１１１でおこる試薬の反応結果を光学的に検出する。光検出部１５０は第３発光部１５０ａと第３受光部１５０ｂから成り、マイクロチップ１の検出部１１１を透過する光を検出できるように配置されている。
【００８２】
図６は、本発明の第１の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。
【００８３】
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反応検出装置８０の各部を集中制御する。
【００８４】
以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。
【００８５】
チップ検知部９５はマイクロチップ１が規制部材に当接すると検知信号をＣＰＵ９８に送信する。ＣＰＵ９８は検知信号を受信すると、機構駆動部３２に指令し所定の手順でマイクロチップ１を下降または上昇させる。
【００８６】
ポンプ駆動部５００は各マイクロポンプＭＰの圧電素子１１２を駆動する駆動部である。ポンプ駆動制御部４１２はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部５００を制御する。ポンプ駆動部５００はポンプ駆動制御部４１２の指令を受けて、図３に示すような波形の駆動電圧Ｅを発生して圧電素子１１２を駆動する。
【００８７】
ＣＰＵ９８は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をＲＡＭ９７に記憶する。検査結果は、操作部８７の操作によりメモリカード５０１に記憶したり、プリンタ５０３によってプリントすることができる。
【００８８】
本実施形態の駆動液検知手段１９０は第１発光部１９３、第１受光部１９１、第２発光部１９４、第２受光部１９２、第１検知部３１０、第２検知部３２０から成る。第１発光部１９３、第２発光部１９４はＣＰＵ９８の指令により発光する。第１検知部３１０、第２検知部３２０は、駆動液の通過による光量の変化を検知して検知信号を発生し、ＣＰＵ９８に入力する。流速算出部４１０は第１受光部１９１と第２受光部１９２から入力された検知信号の時間差ｔから流速Ｖを算出する。流速算出部４１０は本発明の流速算出手段である。
【００８９】
第１受光部１９１と第２受光部１９２の間の距離ｘとすると流速Ｖは次の式（１）で求められる。なお、中間流路１８２の断面積Ｓは一定である。
【００９０】
Ｖ＝ｘ／ｔ・・・・・・・（１）
中間流路１８２の断面積Ｓは一定なので、流量Ｑは次の式（２）で求められる。
【００９１】
Ｑ＝Ｖ×Ｓ・・・・・・・（１）
液温制御部４１１は、流量Ｑを求めた後、液温−流量テーブル３０１を参照して目標の液温を求め、液温調節ユニット１９５に指令する。液温制御部４１１は本発明の液温制御手段、液温調節ユニット１９５は本発明の液温調節手段である。
【００９２】
図７は液温と流量の関係の一例を示すグラフである。
【００９３】
液温をパラメータとして、同じ駆動条件でマイクロポンプＭＰを駆動し、中間流路１８２の流量を測定した結果である。図７の横軸は液温（℃）、縦軸は流量Ｑ（ｎｌ／ｓ）である。このように液温が上がると駆動液の粘度が減り、流量Ｑは増加する。液温−流量テーブル３０１は、図７のグラフに示す液温と流量の関係を表にしたものである。
【００９４】
図８は本発明の実施形態において、マイクロチップ検査システム８０による検査の手順を説明するフローチャートである。
【００９５】
なお、温度調節ユニット１５２は反応検出装置８０の電源投入時に通電され、所定の温度になっているものとする。
【００９６】
Ｓ１０１：マイクロチップ１を挿入するステップである。
【００９７】
検査担当者は、挿入口８３からマイクロチップ１を図示せぬ規制部材に当接するまで挿入する。
【００９８】
Ｓ１０２：機構を下降させるステップである。
【００９９】
挿入口８３から挿入されたマイクロチップ１が図示せぬ規制部材に当接し、ＣＰＵ９８がチップ検知部９５から検知信号を検知すると、ＣＰＵ９８は機構駆動部３２を制御し、パッキン９２と温度調節ユニット１５２に適当な圧力で密着するまで下降させる。
【０１００】
Ｓ１０３：流速を算出するステップである。
【０１０１】
ＣＰＵ９８は後に詳しく述べる流速測定ルーチンをコールし、中間流路１８２を流れる駆動液の検知情報から流速を算出する。
【０１０２】
Ｓ１０４：ステップＳ１０３で測定した流速が所定の範囲か、否か判定するステップである。
【０１０３】
所定の流速はマイクロポンプＭＰの仕様によって異なるが、例えば所定の流速の±１０％の範囲であれば良い。
【０１０４】
流速が所定の範囲外の場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０５に進む。
【０１０５】
流速が所定の範囲内の場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
【０１０６】
Ｓ１０５：液温調整を行うステップである。
【０１０７】
液温制御部４１１は、ステップＳ１０３で測定した流速から流量Ｑを求め、液温−流量テーブル３０１を参照して目標の液温を液温調節ユニット１９５に指令する。
【０１０８】
Ｓ１０６：待機するステップである。
【０１０９】
液温制御部４１１は、液温が目標の液温になるまでの時間を予測し、その間待機する。あるいは、液温調節ユニット１９５が目標の液温になったことを知らせる信号を発信する機能を持つ場合は、当該信号を受信するまで待機するようにしても良い。
【０１１０】
本ステップ終了後、ステップＳ１０３に戻り再度流速を測定する。
【０１１１】
Ｓ１０７：駆動液をマイクロチップ１に注入するステップである。
【０１１２】
ポンプ駆動制御部４１２は所定のシーケンスに従って、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰを駆動し、マイクロチップ１の駆動液注入部１１０に駆動液を順次注入する。注入された駆動液は、マイクロチップ１の流路内の検体や試薬を所定のシーケンスで検出部１１１まで送り込み、反応させる。
【０１１３】
Ｓ１０８：検出部１１１の反応結果を検出するステップである。
【０１１４】
所定の反応時間経過後、ＣＰＵ９８は、発光部１５０ａを発光させてマイクロチップ１の検出部１１１を照明し、検出部１１１を透過した透過光を受光した受光部１５０ｂからの入力信号をＣＰＵ９８に内蔵するＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換し、測光値を得る。
【０１１５】
Ｓ１０９：反応結果を表示するステップである。
【０１１６】
ＣＰＵ９８は、光検出部１５０が測光した結果から演算し、反応結果を表示部８４に表示する。
【０１１７】
以上で検査の手順は終了である。
【０１１８】
次に、図９と図１０を用いて流速測定ルーチンの手順を説明する。図９は流速測定ルーチンのフローチャート、図１０は流速測定時における駆動液４の動きを説明する説明図である。図１０は中間流路部１８０の駆動液検知手段１９０が設けられた部分を拡大した断面であり、中間流路１８２内の駆動液４の先端の位置を示している。初期状態では駆動液４の先端の位置は図１０（ａ）に示す位置になっているものとする。
【０１１９】
以下、図９のフローチャートに沿って図１０を説明する。
【０１２０】
Ｓ２０４：逆方向に送液するステップである。
【０１２１】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰを駆動し逆方向に送液する。なお、逆方向はマイクロチップ１に駆動液４を注入する方向と逆方向であり、図１０（ｂ）に矢印Ｂで示す。
【０１２２】
Ｓ２０５：第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。
【０１２３】
流速算出部４１０は、第１受光部が受光している
光量から第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、を判定する。
【０１２４】
駆動液４を検知した場合、（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に戻る。
【０１２５】
駆動液４を検知していない場合、（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、ステップＳ２０６に進む。図１０（ｂ）は、ステップＳ２０４で駆動液４が逆方向に送液され、第１検知部３１０が駆動液４を検知しないところまで送液された状態を図示している。
【０１２６】
Ｓ２０６：ポンプ駆動を停止するステップである。
【０１２７】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰの駆動を停止する。
【０１２８】
Ｓ２０７：正方向に送液するステップである。
【０１２９】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰを駆動し正方向に送液する。なお、正方向はマイクロチップ１に駆動液を注入する方向であり、図１０（ｃ）に矢印Ｆで示す。
【０１３０】
Ｓ２０８：第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。
【０１３１】
流速算出部４１０は、第１検知部３１０が駆動液を検知したか、否か、を判定する。
【０１３２】
駆動液４を検知していない場合、（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、ステップＳ２０８に戻る。
【０１３３】
駆動液４を検知した場合、（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９に進む。
【０１３４】
Ｓ２０９：時間を計測するカウンタをスタートするステップである。
【０１３５】
流速算出部４１０は、時間を計測する内部カウンタを初期化し、カウントを開始する。
【０１３６】
ステップＳ２０８で駆動液４の先端が第１受光部１９１の位置を通過したので、内部カウンタにより時間の計測を開始する。
【０１３７】
Ｓ２１０：第２検知部３２０が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。
【０１３８】
流速算出部４１０は、第２検知部３２０が駆動液４を検知したか、否か、を判定する。
【０１３９】
駆動液４を検知していない場合、（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、ステップＳ２１０に戻る。
【０１４０】
駆動液４を検知した場合、（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、ステップＳ２１１に進む。
【０１４１】
本ステップでは、図１０（ｃ）のように駆動液４の先端が第２受光部１９２の位置を通過する。
【０１４２】
Ｓ２１１：時間を計測するカウンタを停止するステップである。
【０１４３】
流速算出部４１０は、時間を計測する内部カウンタを停止する。
【０１４４】
ステップＳ２１０で駆動液４の先端が第２受光部１９２の位置を通過したので、内部カウンタを停止する。
【０１４５】
Ｓ２１２：ポンプ駆動を停止するステップである。
【０１４６】
ポンプ駆動制御部４１２は、ポンプ駆動部５００に指令してマイクロポンプＭＰの駆動を停止する。
【０１４７】
Ｓ２１３：流速を算出するステップである。
【０１４８】
流速算出部４１０は、時間を計測する内部カウンタの値から流速を算出する。
【０１４９】
以上でサブルーチンは終了し、メインルーチンに戻る。
【０１５０】
このように、マイクロポンプＭＰが駆動液をマイクロチップ１に注入する工程Ｓ１０７の前に、工程Ｓ１０３においてマイクロチップ１に駆動液を注入する流路である中間流路１８２を駆動液が通過した情報を駆動液検知手段１９０が検知する。この情報に基づいて流速算出部４１０は流速を算出し、工程Ｓ１０５において駆動液の温度を制御するので、マイクロチップ１に注入する駆動液の流速は、液温やマイクロポンプＭＰの特性のバラツキにかかわらず所定の範囲内である。このことにより、マイクロチップ内の所定の部位に液体を送り出すタイミング、液量、液量の変化率などの送液制御に誤差を生じることなく、所定の送液を行うことができる。
【０１５１】
次に、第２の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における駆動液検知手段１９０について図１１、図１２を用いて説明する。図１１は、第２の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における駆動液検知手段１９０の一例を示す断面図である。図１２は、第２の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。以下、今までに説明した同じ機能要素には同番号を付し、説明を省略する。
【０１５２】
本実施形態の駆動液検知手段１９０は、中間流路１８２の内壁に設けられた２組の電極と、電極間に電圧を印加し、電極間に駆動液４が接触したときに流れる電流の変化から駆動液を検知する第１検知部３１０、第２検知部３２０から構成される。第１検知部３１０は電極３１１と電極３１２間に電圧を印加する電源と、電極３１１と電極３１２間の電流を検知する回路を内蔵し、電流が所定値以上流れると検知信号を出力する。また、同様に第２検知部３２０は電極３２１と電極３２２間に電圧を印加する電源と、電極３２１と電極３２２間の電流を検知する回路を内蔵し、駆動液の通過によって電流が所定値以上流れると検知信号を出力する。
【０１５３】
第１検知部３１０、第２検知部３２０が出力する検知信号は、図１２に示すようにＣＰＵ９８に入力される。
【０１５４】
反応検出装置８０による検査の手順は図８、図９、図１０で説明した手順と同様に第１検知部３１０、第２検知部３２０の検知信号に基づいて各工程を行う。
【０１５５】
本実施形態では中間流路１８２の内壁に電極を設けることができるので、配置の自由度が大きく、不透明な流路にも適用することができる。
【０１５６】
以上このように、本発明によれば、液体の粘度変化による影響を補正し、精度良く送液制御を行うことができるマイクロチップ検査システム、およびマイクロチップ検査システムに用いるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の実施形態におけるマイクロチップ検査システム８０の外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット５の一例についての説明図である。
【図３】圧電素子１１２に供給する駆動電圧Ｅと流量Ｑの関係を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例についての説明図である。
【図５】第１の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における反応検出装置８２の内部構成の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。
【図７】液温と流量の関係の一例を示すグラフである。
【図８】マイクロチップ検査システム８０の検査の手順を説明するフローチャートである。
【図９】流速測定の手順を説明する流速測定ルーチンのフローチャートである。
【図１０】流速測定時における駆動液４の動きを説明する説明図である。
【図１１】第２の実施形態のマイクロチップ検査システム８０における駆動液検知手段１９０の一例を示す断面図である。
【図１２】第２の実施形態における反応検出装置８０の回路ブロック図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１ マイクロチップ
４ 駆動液
５ マイクロポンプユニット
８０ マイクロチップ検査システム
８２ 反応検出装置
８３ 挿入口
８４ 表示部
９０ パッキン
９１ 駆動液タンク
１１０ 駆動液注入部
１１１ 検出部
１５０ 光検出部
１９０ 駆動液検知手段
１９１ 第１受光部
１９２ 第２受光部
１９３ 第１発光部
１９４ 第２発光部
１９５ 液温調節ユニット
２１３ 検体注入部
３１０ 第１検知部
３２０ 第２検知部
４１０ 流速算出部
４１１ 液温制御部
４１２ ポンプ駆動制御部
ＭＰ マイクロポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動液を流路からマイクロチップに注入するマイクロポンプと、
前記駆動液の液温を調節する液温調節手段と、
前記流路の所定の２個所における駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知手段と、
前記駆動液検知手段から得られた検知信号に基づいて流速を算出する流速算出手段と、
前記流速算出手段の算出した流速に基づいて前記液温調節手段を制御する液温制御手段と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
【請求項２】
前記液温調節手段が配設された前記駆動液を貯蔵する駆動液タンクを有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ検査システム。
【請求項３】
前記駆動液検知手段は、
前記流路と直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路を透過した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【請求項４】
前記駆動液検知手段は、
前記流路内に配置された２つの電極と、
前記２つの電極の間を流れる電気信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【請求項５】
マイクロポンプにより駆動液をマイクロチップに注入するステップの前に、
前記マイクロチップに至る流路の所定の２個所に配置される駆動液検知手段により前記駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知ステップと、
前記駆動液検知ステップにおいて出力された検知信号に基づいて前記流路を流れる駆動液の流速を算出する流速算出ステップと、
前記流速算出ステップにおいて算出された流速に基づいて、前記駆動液の液温を調節する液温調節手段を制御する液温制御ステップと、
前記液温制御ステップにおいて前記液温調節手段を制御することにより得られた液温の調節された駆動液を前記マイクロチップに注入する駆動液注入ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするマイクロチップ検査システムに用いるプログラム。
【請求項１】
駆動液を流路からマイクロチップに注入するマイクロポンプと、
前記駆動液の液温を調節する液温調節手段と、
前記流路の所定の２個所における駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知手段と、
前記駆動液検知手段から得られた検知信号に基づいて流速を算出する流速算出手段と、
前記流速算出手段の算出した流速に基づいて前記液温調節手段を制御する液温制御手段と、
を有することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
【請求項２】
前記液温調節手段が配設された前記駆動液を貯蔵する駆動液タンクを有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ検査システム。
【請求項３】
前記駆動液検知手段は、
前記流路と直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路を透過した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【請求項４】
前記駆動液検知手段は、
前記流路内に配置された２つの電極と、
前記２つの電極の間を流れる電気信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ検査システム。
【請求項５】
マイクロポンプにより駆動液をマイクロチップに注入するステップの前に、
前記マイクロチップに至る流路の所定の２個所に配置される駆動液検知手段により前記駆動液の有無を検知して検知信号を出力する駆動液検知ステップと、
前記駆動液検知ステップにおいて出力された検知信号に基づいて前記流路を流れる駆動液の流速を算出する流速算出ステップと、
前記流速算出ステップにおいて算出された流速に基づいて、前記駆動液の液温を調節する液温調節手段を制御する液温制御ステップと、
前記液温制御ステップにおいて前記液温調節手段を制御することにより得られた液温の調節された駆動液を前記マイクロチップに注入する駆動液注入ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするマイクロチップ検査システムに用いるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１２８７０６（Ｐ２００８−１２８７０６Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１１２４７（Ｐ２００６−３１１２４７）
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【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２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【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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