検査装置、検査システム
【課題】マイクロチップに応じた複数の流路の送液状態を一つの撮像手段で監視できる検査装置、検査システムを提供する。
【解決手段】マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査装置において、流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、流路の状態を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、を有し、画像処理手段は、情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査装置。
【解決手段】マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査装置において、流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、流路の状態を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、を有し、画像処理手段は、情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査システムに関する。
【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、ラボ・オン・チップ（Ｌａｂ−ｏｎ−ｃｈｉｐｓ）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。特に遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、μ−ＴＡＳを用いることによりコスト、必要試料量、所要時間を削減できる。
【０００３】
本出願人は、マイクロチップ（マイクロリアクタ）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検体と試薬などの液体を移動させ、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）。また、特許文献２では、試薬や検体を２以上に分割して、それぞれ分析流路に送液し増幅反応と検出を行い１つの検体について多項目の分析を行うマイクロチップを開示している。このような検査装置では、異なる流路を持つマイクロチップを用いることによりさまざまな検査を行うことができる。
【０００４】
ところで、血液や尿、唾液、喀痰など検体の粘度は均一とは限らず大きくばらついている場合もある。そのため、複数のプローブを配列したバイオチップ上での検体の拡散状態を動画として撮影し、撮影した画像から拡散速度を算出して、その結果に応じて検体の注入速度を変化させる検体注入装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【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２００５−２１４７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように検体の粘度のばらつきなどにより、特許文献２に開示されているマイクロチップでも検体の移動が流路内で止まってしまい、以降の処理が正常に行われない可能性がある。
【０００６】
検体を分割してそれぞれ別の流路を移動させる場合は、このような問題を解決するため複数の流路を流れる検体の送液状態をそれぞれ監視し対応する必要がある。また、特許文献２に開示されている検査装置では異なる流路を持つマイクロチップを用いて複数の検査を行うので、マイクロチップ毎に異なる場所の送液状態を監視する必要がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献３に開示されている方法はバイオチップと該バイオチップを覆うカバーの間に検体を注入する検体注入装置に適用するものであり、複数の流路を流れる検体の送液状態を一つの撮像手段で監視する方法は開示されていない。また、マイクロチップ毎に異なる流路の送液状態を監視する方法も開示されていない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、マイクロチップに応じた複数の流路の送液状態を一つの撮像手段で監視できる検査装置、検査システ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．
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査装置において、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記流路の状態を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査装置。
【００１１】
２．
前記検査装置の各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする１に記載の検査装置。
【００１２】
３．
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする２に記載の検査装置。
【００１３】
４．
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査システムにおいて、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記マイクロチップに備えられた前記流路を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査システム。
【００１４】
５．
前記検査システムの各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする４に記載の検査システム。
【００１５】
６．
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする５に記載の検査システム。
【００１６】
７．
前記監視領域記録手段は、ＩＣタグであり、
前記ＩＣタグに書き込まれた情報を非接触で読み取り可能な非接触読み取り手段を有することを特徴とする４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【００１７】
８．
前記監視領域記録手段は、２次元バーコードであることを特徴とする４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【００１８】
９．
前記撮像手段は、
前記２次元バーコードを撮影して画像データを取得し、
前記画像処理手段は、
前記画像データに画像処理を行って前記情報を取得する、ことを特徴とする８に記載の検査システム。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マイクロチップの流路を撮影した画像を監視領域の情報に基づいて画像処理するので、マイクロチップに応じた複数の流路の送液状態を一つの撮像手段で監視できる検査装置、検査システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態における検査システム８０の外観図である。
【００２２】
検査装置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。検査システム８０は、検査装置８２とマイクロチップ１から構成される。
【００２３】
検査装置８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで検査装置８２の内部にセットするようになっている。なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に挿入口８３に接触しないように、マイクロチップ１の厚みより十分高さがある。８５はメモリカードスロット、８６はプリント出力口、８７は操作パネル、８８は入出力端子、８９は電源スイッチである。
【００２４】
検査担当者は電源スイッチ８９をオンにした後、図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８２の内部では、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
次に、本発明の第１の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例について、図２を用いて説明する。
【００２７】
図２は本発明の第１の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【００２８】
図２（ａ）のマイクロチップ１の側面図に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。図２（ａ）の矢印は、検査装置８２にマイクロチップ１を挿入する挿入方向である。
【００２９】
図２（ｂ）はマイクロチップ１の平面図であり、透明な被覆基板１０９を通して見える溝形成基板１０８の溝を図示している。溝形成基板１０８の溝を被覆基板１０９が覆うことにより流路を形成している。マイクロチップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路２５０（微細流路）および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。
【００３０】
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。
【００３１】
溝形成基板１０８に形成された溝はマーカ７１の中心を基準に形成されている。
【００３２】
本実施形態では、特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理に用いるマイクロチップ１を例に説明する。
【００３３】
図２（ｂ）の１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃはマイクロチップ１内部の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検体や試薬等を駆動する。１１３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り、注射器などを用いて検体注入部１１３から血液などの検体を注入する。
【００３４】
本実施形態のマイクロチップ１では検体注入部１１３の下流の流路２５０は２方向に分岐し、検体を２分割するように構成されている。駆動液注入部１１０ｂから駆動液を注入すると、検体注入部１１３に注入されている検体は、検体注入部１１３と連通する流路２５０ａａと流路２５０ａｂを通ってそれぞれ検体収容部１２１ａ、１２１ｂに収容される。検体収容部１２１ａ、１２１ｂは所定量の検体を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
【００３５】
検体収容部１２１ａ、１２１ｂが検体で充填されると、検体は駆動液によって検体収容部１２１ａ、１２１ｂの下流の流路２５０ｂａと流路２５０ｂｂに押し出され、それぞれの流路に設けられた液溜部１４０ａ、１４０ｂを充填する。液溜部１４０ａ、１４０ｂは検体収容部１２１ａ、１２１ｂがそれぞれ充填されたことを検出するために設けられており、検体収容部１２１ａ、１２１ｂより溝が浅く、他の流路２５０より溝が深くなっている。
【００３６】
検体収容部１２１ａ、１２１ｂの溝の深さは例えば１．５μｍ、液溜部１４０ａ、１４０ｂの溝の深さは例えば１μｍ、他の流路の溝の深さは例えば０．２５μｍである。
【００３７】
１２０ａ、１２０ｂは試薬類を収容する試薬収容部である。駆動液注入部１１０ａ、１１０ｃから駆動液を注入すると、試薬収容部１２０ａ、１２０ｂに収容された試薬は流路２５０に押し出されて、それぞれ下流の検体収容部１２１ａ、１２１ｂに注入される。検体と試薬が混合された液体は、流路２５０ｃａと流路２５０ｃｂを通ってそれぞれ下流の検出部１１１ａ、１１１ｂに収容される。
【００３８】
後に説明するように検査装置８２の内部で検出部１１１ａ、１１１ｂを加熱または吸熱して所定の温度で検体と試薬とを所定の時間反応させる。
【００３９】
検出部１１１ａ、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、所定量の検体と試薬を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
【００４０】
検出部１１１ａ、１１１ｂの下流には液溜部１４１ａ、１４１ｂが設けられており、検出部１１１ａ、１１１ｂが試薬や検体などの液体で充填されたことを検出できるようになっている。液溜部１４１ａ、１４１ｂは検出部１１１ａ、１１１ｂより溝が浅く、他の流路より溝が深くなっている。
【００４１】
検出部１１１ａ、１１１ｂの溝の深さは例えば１．５μｍ、液溜部１４１ａ、１４１ｂの溝の深さは例えば１μｍ、他の流路の溝の深さは０．２５μｍである。検出部１１１ａ、１１１ｂが充填されたことをできるだけ早く検出できるように、液溜部１４１ａ、１４１ｂは検出部１１１ａ、１１１ｂのできるだけ近い位置に設けることが望ましい。
【００４２】
検出部１１１ａ、１１１ｂに光を照射すると、検体と反応した試薬が例えば蛍光を発光するので蛍光の光量を測定することにより反応結果を計測する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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ので、少なくとも被覆基板１０９のこの部位は光透過性の材料（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。
【００４７】
本実施形態では、液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂに収容されている液体を光学的に検知するので、少なくとも被覆基板１０９の液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂを覆う部分はガラスや樹脂などの透明な部材で構成する必要がある。
【００４８】
図３は、本発明の実施形態における検査装置８２の内部構成の一例を説明するための斜視図、図４は、本発明の実施形態における検査装置８２の内部構成の一例を示す断面図、である。図３、図４に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸を基準に各部の説明を行う。
【００４９】
検査装置８２は、温度調節ユニット１５２、検出ユニット２２、マイクロポンプユニット７５、パッキン９０、駆動液タンク９１、撮像部２４、レンズ２５、照明部２６、送りネジ３０１、ジョイント３０２、検出ユニット駆動モータ６１などから構成される。図３、図４はマイクロチップ１をパッキン９０ｂに密着させている状態を示している。撮像部２４は本発明の撮像手段である。
【００５０】
以下、図３、図４を用いて検査システム８０の内部構成の例を説明する。
【００５１】
温度調節ユニット１５２とマイクロチップ１は、図示せぬ駆動部材により駆動され、Ｚ軸方向に移動可能である。初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット１５２を、図３の状態からマイクロチップ１の厚み以上上昇させる。すると、マイクロチップ１はＹ軸方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。所定の位置までマイクロチップ１を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部９５がマイクロチップ１を検知し、オンになる。
【００５２】
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の面を所定の温度に調整するユニットである。
【００５３】
次に、駆動部材により温度調節ユニット１５２とマイクロチップ１を下降させて、マイクロチップ１を温度調節ユニット１５２とパッキン９０ｂに密着させる。
【００５４】
図４に示す撮像部２４は、レンズ２５と照明部２６を備えた例えばビデオカメラであり、図２（ｂ）に示すマイクロチップ１の流路を撮影し、画像データを出力する。撮像部２４は、本発明の撮像手段である。
【００５５】
レンズ２５を通った光束は、撮像部２４の内部に備えられた撮像素子の一例であるＣＣＤ（電荷結合素子）上に結像するように配置されている。なお、撮像素子は、ＣＣＤに代えて、ＭＯＳセンサ、ＣＩＤセンサ等の固体撮像素子であってもよい。
【００５６】
ＣＣＤは、微細な画素群で構成される撮像素子であり、レンズ２５によって結像される被写体の光像（被写体像）を一定の周期で画像信号に光電変換する。画像信号は図示せぬ信号処理回路によりデジタル信号に変換された後、ガンマ補正等を行って順次画像データを得る。画像データは、図４には図示せぬ制御部９９に順次送信される。
【００５７】
なお、本実施形態では撮像部２４が白黒の画像データを出力する例について説明するが、検体の色情報から流路の送液状態を解析する場合は、カラーの画像データを出力する撮像部２４を用いれば良い。また、撮像部２４は動画像を出力するビデオカメラに限定されるものではなく、制御部９９からの指令に応じて撮影した画像を出力するデジタルスチルカメラでも良い。
【００５８】
照明部２６はＬＥＤ、ランプ等の照明手段であり、撮像部２４が撮影するマイクロチップ１の面を照明するために設けられている。
【００５９】
本実施形態では、マイクロチップ１の液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ収容されている液体を画像処理により検知する例を説明する。
【００６０】
図４に示すようにレンズ２５からの点線で示す範囲が撮像部２４の撮影範囲であり、撮像部２４により図２（ｂ）に示すマイクロチップ１の流路全体を撮影できるように構成されている。本実施形態では、液溜部１４０（液溜部１４０ａ、１４０ｂの何れか）に液体が収容されている状態を撮影したデータから、後に詳しく説明する手順で液溜部１４０の画像データを切り出し画像処理を行う。
【００６１】
検出ユニット２２は図示せぬ発光部と受光部から成り、検出部１１１に光を照射して検体と反応した試薬が発光する蛍光を、光学的に分離して受光部に受光するように構成されている。検出ユニット２２は送りネジ３０１と螺合するネジ部を有し、送りネジ３０１が回転することによりＸ軸方向に移動する。送りネジ３０１は直線Ｆと平行に配設されており、検出ユニット２２が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１１１ａ、１１１ｂのそれぞれの中心部に、検出ユニット２２のレンズ２３の光軸が一致するように配置されている。検出ユニット２２は、所定の位置に移動した後、検出部１１１ａ、１１１ｂにレンズ２３から順次励起光を照射し、蛍光物質が発光する蛍光を受光して電気信号を出力する。
【００６２】
送りネジ３０１は検出ユニット駆動モータ６１によりジョイント３０２を介して駆動される。検出ユニット駆動モータ６１は例えばパルスモータであり、パルスにより所定量回転する。位置センサ４１は検出ユニット２２の初期位置を検知するために設けられたフォトリフレクタなどのセンサまたはメカニカルスイッチなどである。
【００６３】
なお、検出ユニット２２には回転防止用に図３には図示せぬガイド穴が設けられており、ガイド穴を貫通するガイド棒に沿って移動する。ガイド棒は送りネジ３０１と平行に配設されている。
【００６４】
図４では、検出ユニット２２は検出部１１１（検出部１１１ａ、１１１ｂの何れか）でおこる試薬の反応結果を光学的に検出できる位置にある場合を図示している。
【００６５】
マイクロチップ１の駆動液注入口１１０は、マイクロチップ１をパッキン９０ｂを介してマイクロポンプ７５と密着させたときに、パッキン９０ｂに設けられた対応する開口とそれぞれ連通する位置に設けられている。
【００６６】
マイクロポンプユニット７５の吸入口１４５は、パッキン９０ａを介して駆動液タンク９１が接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液をパッキン９０ａを介して吸い込むようになっている。一方、吐出口１４６はパッキン９０ｂを介してマイクロチップ１の駆動液注入口１１０と連通している。
【００６７】
圧電素子１１２を駆動することにより、マイクロポンプユニット７５から送り出された駆動液は、マイクロチップ１の駆動液注入口１１０からマイクロチップ１内に形成された流路２５０に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット７５から駆動液注入口１１０に駆動液を注入する。
【００６８】
マイクロポンプユニット７５には少なくとも一つのマイクロポンプが設けられている。図２に図示したマイクロチップ１を駆動する場合は、３つの駆動液注入口１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに対応する３つのマイクロポンプが必要である。
【００６９】
図５は、本発明の第１の実施形態における検出装置８２の回路ブロック図である。
【００７０】
制御部９９は、ＣＰＵ９８（中央処理装置）とＲＡＭ９７（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ９６（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、不揮発性の記憶部であるＲＯＭ９６に記憶されているプログラムをＲＡＭ９７に読み出し、当該プログラムに従って検出装置８０の各部を集中制御する。制御部９９は本発明の制御手段である。
【００７１】
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。
【００７２】
ＣＰＵ９８は画像処理部４１０、ポンプ駆動制御部４１１、検出ユニット駆動制御部４１３、撮像制御部４１４を有する。画像処理部４１０は本発明の画像処理手段である。
【００７３】
本実施形態では、流路の状態を監視する複数の監視領域７０の情報がＲＯＭ９６に記憶されている例について説明する。監視領域記録部９１０は、本発明の監視領域記録手段である。なお、監視領域７０の情報はＲＡＭ９７に記憶しても良く、その場合はＲＡＭ９７が監視領域記録部９１０である。
【００７４】
画像処理部４１０は、プログラムに基づいてＲＡＭ９７に記憶されている画像データを読み出し所定の画像処理を行う。
【００７５】
流路判定部４１２は、プログラムに基づいて画像処理部４１０が算出した評価値が所定のレベル以上か、否か、判定する。
【００７６】
検出ユニット駆動制御部４１３は、プログラムに基づいて検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に指令し検出ユニット２２を移動させる。
【００７７】
撮像制御部４１４は、プログラムに基づいて照明部２６に指令して照明をオン、オフし、撮像部２４に指令して撮影を開始または終了させる。
【００７８】
ポンプ駆動部５００は、各マイクロポンプの圧電素子１１２を駆動する駆動部である。ポンプ駆動制御部４１１はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部５００を制御する。ポンプ駆動部５００はポンプ駆動制御部４１１の指令を受けて、駆動電圧を発生して圧電素子１１２を駆動する。
【００７９】
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。
【００８０】
図６は、本発明の実施形態における監視領域７０を説明するための説明図である。
【００８１】
本実施形態では、マイクロチップ１の液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂに液体が充填されたことを監視する例を説明する。
【００８２】
監視領域記録部９１０に記録する監視領域７０の情報は、例えば座標Ｘ、Ｙと監視領域の幅ｌであり、ｎ個の監視領域７０をそれぞれ（Ｘｎ、Ｙｎ、ｌｎ）のように記録する。監視領域７０の座標はマーカ７１の中心を原点として図６の紙面右手方向をＸ軸正方向、紙面上方向をＹ軸正方向としている。
【００８３】
本実施形態では、監視領域７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄのそれぞれの中心座標は、液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂの中心座標である。監視領域７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄの幅はＸ方向、Ｙ軸方向ともＬであり、中心座標から振り分けられている。
【００８４】
図６に示すように、監視領域７０ａの中心座標は（−ｘ１、ｙ２）、監視領域７０ｂの中心座標は（ｘ１、ｙ２）、監視領域７０ｃの中心座標は（−ｘ１、ｙ１）、監視領域７０ｄの中心座標は（ｘ１、ｙ１）である。したがって、監視領域７０ａは（−ｘ１、ｙ２、Ｌ）、監視領域７０ｂは（ｘ１、ｙ２、Ｌ）、監視領域７０ｃは（−ｘ１、ｙ１、Ｌ）、監視領域７０ｄは（ｘ１、ｙ１、Ｌ）が監視領域７０の情報として記録されている。
【００８５】
また、監視領域７０の情報として監視領域７０の数、監視領域７０の状態に基づいて行う処理や制御について記録する。監視領域７０の状態に基づいて行う制御は、例えば送液制御、温度制御、検出制御などである。
【００８６】
監視領域記録部９１０には複数のマイクロチップ１の監視領域７０の情報が予め記録されており、例えば操作部８７の操作によって使用するマイクロチップ１の種類を指定すると該当する監視領域７０の情報が得られるようになっている。このようにすると、外形や流路の形状が異なる多種類のマイクロチップ１を用いて検査を行う場合でも、簡単な操作でそのマイクロチップ１に応じた監視を行うことができる。
【００８７】
本実施形態では、監視領域７０に液体が充填されたことを検出する制御を例に説明する。
【００８８】
次に、本発明の実施形態の検査装置８２が検査を行う手順を図７、図８を用いて説明する。
【００８９】
図７は本発明の実施形態の画像処理部４１０が画像処理を行う手順を説明するフローチャート、図８は本発明の実施形態の検査を行う手順を説明するフローチャートである。
【００９０】
以下、図７のフローチャートの順に説明する。
【００９１】
画像処理ルーチンは、メインルーチンから監視領域７０の座標Ｘ、Ｙと監視領域の幅ｌ（Ｘｎ、Ｙｎ、ｌｎ）と、監視領域７０の状態に対して行う画像処理についての情報を得て処理を実行する。
【００９２】
Ｓ１０：撮影するステップである。
【００９３】
撮像制御部４１４は、照明部２６と撮像部２４に指令し、メインルーチンから指定された所定の時間の間、所定の時間間隔で撮影し画像データを制御部９９に送信させる。制御部９９が受信した画像データは順次ＲＡＭ９７に記憶される。
【００９４】
Ｓ１１：監視領域７０の画像データを抽出するステップである。
【００９５】
画像処理部４１０は、監視領域７０の情報に基づいてＲＡＭ９７に記憶されている画像データから監視領域７０に相当する領域の画像データを抽出する。
【００９６】
Ｓ１２：画像を解析するステップである。
【００９７】
画像処理部４１０は、抽出した画像データを解析する。例えば、最初に撮影した監視領域７０ａの画像データと一定時間後に撮影した監視領域７０ａの画像データの差分を抽出する。
【００９８】
Ｓ１３：評価値を算出するステップである。
【００９９】
画像処理部４１０は、解析した結果から評価値を算出する。例えば、Ｓ１２で抽出した画像データの差分データから所定以上のレベル差の部分の面積を算出する。
【０１００】
このように、監視領域７０に相当する部分の画像データを抽出して所定の処理を行うので、処理時間を短縮することができる。
【０１０１】
画像処理ルーチンの説明は以上である。
【０１０２】
以下、図８のフローチャートの順に説明する。
【０１０３】
マイクロチップ１は、図４のように検査が可能な位置にセットされ、操作部８７の操作によってＣＰＵに検査の開始が指令されているものとする。また、操作部８７の操作によって検査に用いるマイクロチップ１の種類が指定されているものとする。
【０１０４】
Ｓ１０１：監視領域の情報を取得するステップである。
【０１０５】
画像処理部４１０は、監視領域記録部９１０から情報を読み出し、該当するマイクロチップ１の監視領域７０の座標Ｘ、Ｙと監視領域の幅Ｌ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｌｎ）と、監視領域７０の状態に対して行う画像処理についての情報などを得る。
【０１０６】
本実施形態では、マイクロチップ１の液溜部１４０ａ、１４０ｂと液溜部１４１ａ、１４１ｂに順次液体が充填されたことを検出する制御について説明する。
【０１０７】
Ｓ１０２：送液を開始するステップである。
【０１０８】
ポンプ駆動制御部４１１は、ポンプ駆動部５００に指令し、マイクロポンプユニット７５から所定の順でマイクロチップ１に送液を行う。
【０１０９】
Ｓ１０３：画像処理ルーチンをコールするステップである。
【０１１０】
本実施形態では、本ステップで監視領域７０ａと監視領域７０ｂの状態を所定時間監視し、それぞれの評価値を得る。引数として与えるのは、監視領域７０ａの情報（−Ｘ１、Ｙ２、Ｌ）、監視領域７０ｂの情報（Ｘ１、Ｙ２、Ｌ）、撮影する時間と時間間隔、評価値の算出パラメータなどである。
【０１１１】
Ｓ１０４：検体が２分割されていることを確認するステップである。
【０１１２】
流路判定部４１２は、画像処理ルーチンが算出した評価値が所定のレベル以上か、否か、判定する。判定のレベルとして、例えば検体の量が規定の量の９０％のときの評価値を予め実測して求めた値をＲＯＭ９６に記憶している。
【０１１３】
所定のレベル以下の場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１２０に進む。
【０１１４】
Ｓ１２０：警告を表示するステップである。
【０１１５】
制御部９９は、表示部８４に検体の量が不足しているという警告を表示し、検査システム８０を停止する。
【０１１６】
所定のレベル以上の場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に進む。
【０１１７】
Ｓ１０５：画像処理ルーチンをコールするステップである。
【０１１８】
本実施形態では、本ステップで監視領域７０ｃと監視領域７０ｄの状態を所定時間監視し、それぞれの評価値を得る。引数として与えるのは、監視領域７０ｃの情報（−Ｘ１、Ｙ１、Ｌ）、監視領域７０ｄの情報（Ｘ１、Ｙ１、Ｌ）、撮影する時間と時間間隔、評価値の算出パラメータなどである。
【０１１９】
Ｓ１０６：検出部１１１ａ、１１１ｂが充填されていることを確認するステップである。
【０１２０】
流路判定部４１２は、画像処理ルーチンが算出した評価値が所定のレベル以上か、否か、判定する。判定のレベルとして、例えば検体の量が規定の量の９０％のときの出力信号レベルを予め実測して求めた値をＲＯＭ９６に記憶している。
【０１２１】
所定のレベル以下の場合、（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ステップＳ１２０に進む。
【０１２２】
Ｓ１２０：警告を表示するステップである。
【０１２３】
制御部９９は、表示部８４に検体の量が不足しているという警告を表示し、検査システム８０を停止する。
【０１２４】
所定のレベル以上の場合、（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
【０１２５】
Ｓ１０７：検出ユニット２２を移動するステップである。
【０１２６】
検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図３の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２を移動させ、検出ユニット２２が検出部１１１ａの反応結果を検出する位置に停止させる。
【０１２７】
Ｓ１０８：反応結果を測定するステップである。
【０１２８】
所定の時間経過後、ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【０１２９】
Ｓ１０８：検出ユニット２２を移動するステップである。
【０１３０】
検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図８の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２をさらに移動させ、検出部１１１ｂの反応結果を検出する位置に停止させる。
【０１３１】
Ｓ１０９：反応結果を測定するステップである。
【０１３２】
ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【０１３３】
以上で検査を終了し、検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット２２を初期位置に戻す。
【０１３４】
検査を行う手順の説明は以上である。
【０１３５】
本実施形態では、画像処理部４１０が画像処理を行った結果に基づいて警告を表示する例を説明しているが、本発明はこの制御に限定されるものではなく画像処理を行った結果に基づいてマイクロポンプユニット７５から吐出される駆動液の圧力を増すなどの制御を行っても良い。
【０１３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１３７】
図９は本発明の第２の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図、図１０は本発明の第２の実施形態における検出システム８０の回路ブロック図である。
【０１３８】
第２の実施形態では、図９に図示するように監視領域記録部９１０がマイクロチップ１に設けられており、図１０に図示するように検査装置８２には監視領域記録部９１０を読みとる読み取り部２７が設けられている点が第１の実施形態と異なっている。そのほかの構成は第１の実施形態と同様であり、同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。
【０１３９】
マイクロチップ１に埋め込む監視領域記録部９１０は、ＲＯＭやフラッシュメモリでも良いがＩＣタグのような情報記録手段を用いて、読み取り部２７が非接触で情報を読みとれるようにすれば、機構が簡単になり配置の自由度が増すのでより好ましい。ＩＣタグはＩＣチップで構成され、ＩＣ内部に持つ記録媒体の情報を読み取り部２７から電波で読み出すことができる。
【０１４０】
マイクロチップ１に埋め込むＩＣタグは、読み取り部２７が発信する電力波を受信して、該電波から得た電力により、ＩＣ内の記録媒体の情報を読み出して発信するパッシブ方式を用いると電源が不要になるのでより好ましい。
【０１４１】
このようにすると、検査装置８２は検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を検査の都度読みとるので、検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を予め検査装置８２に記憶させておかなくても良い。また、情報の更新や追加が容易である。操作上もマイクロチップ１の種類を指定する必要がなくなるので、工程が簡略化でき操作ミスを防ぐことができる。
【０１４２】
検査装置８２が検査を行う手順は図８で説明したフローチャートの順であるが、Ｓ１０１の監視領域の情報を取得するステップで、画像処理部４１０が読み取り部２７を介して監視領域記録部９１０から情報を取得する点が異なる。そのほかの手順は同じであり説明を省略する。
【０１４３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１４４】
図１１は本発明の第３の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【０１４５】
第３の実施形態では、図１１に図示するように監視領域記録部９１０は例えばＱＲ（Ｑｕｉｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）コードであり、マイクロチップ１の所定の位置にＱＲコードを印刷、またはＱＲコードを印刷したシートを貼付している。ＱＲコードの仕様はＪＩＳ Ｘ ０５１０とＩＳＯ／ＩＥＣ １８００４に規格化されており、当該マイクロチップ１の監視領域７０の情報を規格に基づいてＱＲコードに変換する。
【０１４６】
なお、本実施形態では２次元バーコードとしてＱＲコードを例に説明するが、Ｄａｔａ ＭａｔｒｉｘやＰＤＦ４１７、Ｍａｘｉ Ｃｏｄｅなど監視領域７０の情報を記録できる２次元バーコードであればどのような２次元バーコードを用いても良い。
【０１４７】
第３の実施形態では、後に説明するように撮像部２４がマイクロチップ１を撮影した画像データから画像処理部４１０が監視領域記録部９１０（ＱＲコード）を切り出し、ＱＲコードを規格に基づいてデコードしている。したがって、第２の実施形態のように読み取り部２７を設ける必要は無い。そのほかの構成は第２の実施形態と同じであり説明を省略する。
【０１４８】
第３の実施形態でも第２の実施形態と同様に、検査装置８２は検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を検査の都度読みとるので、検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を予め検査装置８２に記憶させておかなくても良い。また、情報の更新や追加が容易である。操作上もマイクロチップ１の種類を指定する必要がなくなるので、工程が簡略化でき操作ミスを防ぐことができる。
【０１４９】
図１２は本発明の第３の実施形態において画像処理部４１０が行うＱＲコード解析の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１５０】
Ｓ２０：撮影するステップである。
【０１５１】
撮像制御部４１４は、照明部２６と撮像部２４に指令し、メインルーチンから指定された所定の時間の間、所定の時間間隔で撮影し画像データを送信させる。受信した画像データは順次ＲＡＭ９７に記憶される。
【０１５２】
Ｓ２１：ＱＲコードを抽出するステップである。
【０１５３】
画像処理部４１０は、ＲＡＭ９７に記憶されている画像データからＱＲコードに相当する部分の画像データを抽出する。
【０１５４】
Ｓ２２：ＱＲコードをデコードするステップである。
【０１５５】
画像処理部４１０は、抽出したＱＲコードを規格に基づいてデコードする。
【０１５６】
Ｓ２３：マイクロチップ１の情報を取得するステップである。
【０１５７】
画像処理部４１０は、デコードした結果から監視領域７０の情報を取得し、情報をメインルーチンに引き渡す。
【０１５８】
このように、撮像部２４と画像処理部４１０によってマイクロチップ１の監視領域の情報を取得できるので、読み取り部２７やＩＣタグは不要であり検査システム８０を簡単な構成にすることができる。
【０１５９】
ＱＲコード解析ルーチンの説明は以上である。
【０１６０】
検査装置８２が検査を行う手順は図８で説明したフローチャートの順であるが、Ｓ１０１の監視領域の情報を取得するステップで、図１２で説明したＱＲコード解析ルーチンをコールし、監視領域記録部９１０（ＱＲコード）から情報を読みとる点が異なる。そのほかの手順は同じであり説明を省略する。
【０１６１】
以上このように、本発明によれば、マイクロチップに応じた複数の流路の送液状態を一つの撮像手段で監視できる検査装置、検査システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の実施形態における検査システム８０の外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わるマイクロチップ１の説明図である。
【図３】本発明の実施形態の検査システム８０の内部構成の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の検査システム８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における検査システム８０の回路ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における監視領域７０を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施形態の画像処理部４１０が画像処理を行う手順を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の検査の手順を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における検出システム８０の回路ブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態において画像処理部４１０が行うＱＲコード解析の手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６３】
１ マイクロチップ
２２ 検出ユニット
２４ 撮像部
２５ レンズ
２６ 照明部
２７ 読み取り部
６１ 検出ユニット駆動モータ
７５ マイクロポンプユニット
８０ 検査システム
８２ 検査装置
８３ 挿入口
８４ 表示部
８７ 操作ボタン
９０ パッキン
１１０ 駆動液注入口
１１１ 検出部
１１３ 検体注入部
１２１ 検体収容部
１４１ 液溜部
１５２ 温度調整ユニット
２５０ 流路
９１０ 監視領域記録部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査システムに関する。
【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、ラボ・オン・チップ（Ｌａｂ−ｏｎ−ｃｈｉｐｓ）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。特に遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、μ−ＴＡＳを用いることによりコスト、必要試料量、所要時間を削減できる。
【０００３】
本出願人は、マイクロチップ（マイクロリアクタ）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検体と試薬などの液体を移動させ、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）。また、特許文献２では、試薬や検体を２以上に分割して、それぞれ分析流路に送液し増幅反応と検出を行い１つの検体について多項目の分析を行うマイクロチップを開示している。このような検査装置では、異なる流路を持つマイクロチップを用いることによりさまざまな検査を行うことができる。
【０００４】
ところで、血液や尿、唾液、喀痰など検体の粘度は均一とは限らず大きくばらついている場合もある。そのため、複数のプローブを配列したバイオチップ上での検体の拡散状態を動画として撮影し、撮影した画像から拡散速度を算出して、その結果に応じて検体の注入速度を変化させる検体注入装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【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２００５−２１４７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように検体の粘度のばらつきなどにより、特許文献２に開示されているマイクロチップでも検体の移動が流路内で止まってしまい、以降の処理が正常に行われない可能性がある。
【０００６】
検体を分割してそれぞれ別の流路を移動させる場合は、このような問題を解決するため複数の流路を流れる検体の送液状態をそれぞれ監視し対応する必要がある。また、特許文献２に開示されている検査装置では異なる流路を持つマイクロチップを用いて複数の検査を行うので、マイクロチップ毎に異なる場所の送液状態を監視する必要がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献３に開示されている方法はバイオチップと該バイオチップを覆うカバーの間に検体を注入する検体注入装置に適用するものであり、複数の流路を流れる検体の送液状態を一つの撮像手段で監視する方法は開示されていない。また、マイクロチップ毎に異なる流路の送液状態を監視する方法も開示されていない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、マイクロチップに応じた複数の流路の送液状態を一つの撮像手段で監視できる検査装置、検査システ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．
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査装置において、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記流路の状態を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査装置。
【００１１】
２．
前記検査装置の各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする１に記載の検査装置。
【００１２】
３．
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする２に記載の検査装置。
【００１３】
４．
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査システムにおいて、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記マイクロチップに備えられた前記流路を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査システム。
【００１４】
５．
前記検査システムの各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする４に記載の検査システム。
【００１５】
６．
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする５に記載の検査システム。
【００１６】
７．
前記監視領域記録手段は、ＩＣタグであり、
前記ＩＣタグに書き込まれた情報を非接触で読み取り可能な非接触読み取り手段を有することを特徴とする４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【００１７】
８．
前記監視領域記録手段は、２次元バーコードであることを特徴とする４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【００１８】
９．
前記撮像手段は、
前記２次元バーコードを撮影して画像データを取得し、
前記画像処理手段は、
前記画像データに画像処理を行って前記情報を取得する、ことを特徴とする８に記載の検査システム。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マイクロチップの流路を撮影した画像を監視領域の情報に基づいて画像処理するので、マイクロチップに応じた複数の流路の送液状態を一つの撮像手段で監視できる検査装置、検査システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態における検査システム８０の外観図である。
【００２２】
検査装置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。検査システム８０は、検査装置８２とマイクロチップ１から構成される。
【００２３】
検査装置８２には挿入口８３があり、マイクロチップ１を挿入口８３に差し込んで検査装置８２の内部にセットするようになっている。なお、挿入口８３はマイクロチップ１を挿入時に挿入口８３に接触しないように、マイクロチップ１の厚みより十分高さがある。８５はメモリカードスロット、８６はプリント出力口、８７は操作パネル、８８は入出力端子、８９は電源スイッチである。
【００２４】
検査担当者は電源スイッチ８９をオンにした後、図１の矢印方向にマイクロチップ１を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８２の内部では、マイクロチップ１内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部８４に結果が表示される。検査結果は操作パネル８７の操作により、プリント出力口８６よりプリントを出力したり、メモリカードスロット８５に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子８８から例えばＬＡＮケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
次に、本発明の第１の実施形態に係わるマイクロチップ１の一例について、図２を用いて説明する。
【００２７】
図２は本発明の第１の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【００２８】
図２（ａ）のマイクロチップ１の側面図に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。図２（ａ）の矢印は、検査装置８２にマイクロチップ１を挿入する挿入方向である。
【００２９】
図２（ｂ）はマイクロチップ１の平面図であり、透明な被覆基板１０９を通して見える溝形成基板１０８の溝を図示している。溝形成基板１０８の溝を被覆基板１０９が覆うことにより流路を形成している。マイクロチップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路２５０（微細流路）および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。
【００３０】
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。
【００３１】
溝形成基板１０８に形成された溝はマーカ７１の中心を基準に形成されている。
【００３２】
本実施形態では、特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理に用いるマイクロチップ１を例に説明する。
【００３３】
図２（ｂ）の１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃはマイクロチップ１内部の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検体や試薬等を駆動する。１１３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り、注射器などを用いて検体注入部１１３から血液などの検体を注入する。
【００３４】
本実施形態のマイクロチップ１では検体注入部１１３の下流の流路２５０は２方向に分岐し、検体を２分割するように構成されている。駆動液注入部１１０ｂから駆動液を注入すると、検体注入部１１３に注入されている検体は、検体注入部１１３と連通する流路２５０ａａと流路２５０ａｂを通ってそれぞれ検体収容部１２１ａ、１２１ｂに収容される。検体収容部１２１ａ、１２１ｂは所定量の検体を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
【００３５】
検体収容部１２１ａ、１２１ｂが検体で充填されると、検体は駆動液によって検体収容部１２１ａ、１２１ｂの下流の流路２５０ｂａと流路２５０ｂｂに押し出され、それぞれの流路に設けられた液溜部１４０ａ、１４０ｂを充填する。液溜部１４０ａ、１４０ｂは検体収容部１２１ａ、１２１ｂがそれぞれ充填されたことを検出するために設けられており、検体収容部１２１ａ、１２１ｂより溝が浅く、他の流路２５０より溝が深くなっている。
【００３６】
検体収容部１２１ａ、１２１ｂの溝の深さは例えば１．５μｍ、液溜部１４０ａ、１４０ｂの溝の深さは例えば１μｍ、他の流路の溝の深さは例えば０．２５μｍである。
【００３７】
１２０ａ、１２０ｂは試薬類を収容する試薬収容部である。駆動液注入部１１０ａ、１１０ｃから駆動液を注入すると、試薬収容部１２０ａ、１２０ｂに収容された試薬は流路２５０に押し出されて、それぞれ下流の検体収容部１２１ａ、１２１ｂに注入される。検体と試薬が混合された液体は、流路２５０ｃａと流路２５０ｃｂを通ってそれぞれ下流の検出部１１１ａ、１１１ｂに収容される。
【００３８】
後に説明するように検査装置８２の内部で検出部１１１ａ、１１１ｂを加熱または吸熱して所定の温度で検体と試薬とを所定の時間反応させる。
【００３９】
検出部１１１ａ、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、所定量の検体と試薬を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
【００４０】
検出部１１１ａ、１１１ｂの下流には液溜部１４１ａ、１４１ｂが設けられており、検出部１１１ａ、１１１ｂが試薬や検体などの液体で充填されたことを検出できるようになっている。液溜部１４１ａ、１４１ｂは検出部１１１ａ、１１１ｂより溝が浅く、他の流路より溝が深くなっている。
【００４１】
検出部１１１ａ、１１１ｂの溝の深さは例えば１．５μｍ、液溜部１４１ａ、１４１ｂの溝の深さは例えば１μｍ、他の流路の溝の深さは０．２５μｍである。検出部１１１ａ、１１１ｂが充填されたことをできるだけ早く検出できるように、液溜部１４１ａ、１４１ｂは検出部１１１ａ、１１１ｂのできるだけ近い位置に設けることが望ましい。
【００４２】
検出部１１１ａ、１１１ｂに光を照射すると、検体と反応した試薬が例えば蛍光を発光するので蛍光の光量を測定することにより反応結果を計測する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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ので、少なくとも被覆基板１０９のこの部位は光透過性の材料（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。
【００４７】
本実施形態では、液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂに収容されている液体を光学的に検知するので、少なくとも被覆基板１０９の液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂを覆う部分はガラスや樹脂などの透明な部材で構成する必要がある。
【００４８】
図３は、本発明の実施形態における検査装置８２の内部構成の一例を説明するための斜視図、図４は、本発明の実施形態における検査装置８２の内部構成の一例を示す断面図、である。図３、図４に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸を基準に各部の説明を行う。
【００４９】
検査装置８２は、温度調節ユニット１５２、検出ユニット２２、マイクロポンプユニット７５、パッキン９０、駆動液タンク９１、撮像部２４、レンズ２５、照明部２６、送りネジ３０１、ジョイント３０２、検出ユニット駆動モータ６１などから構成される。図３、図４はマイクロチップ１をパッキン９０ｂに密着させている状態を示している。撮像部２４は本発明の撮像手段である。
【００５０】
以下、図３、図４を用いて検査システム８０の内部構成の例を説明する。
【００５１】
温度調節ユニット１５２とマイクロチップ１は、図示せぬ駆動部材により駆動され、Ｚ軸方向に移動可能である。初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット１５２を、図３の状態からマイクロチップ１の厚み以上上昇させる。すると、マイクロチップ１はＹ軸方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口８３から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ１を挿入する。所定の位置までマイクロチップ１を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部９５がマイクロチップ１を検知し、オンになる。
【００５２】
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の面を所定の温度に調整するユニットである。
【００５３】
次に、駆動部材により温度調節ユニット１５２とマイクロチップ１を下降させて、マイクロチップ１を温度調節ユニット１５２とパッキン９０ｂに密着させる。
【００５４】
図４に示す撮像部２４は、レンズ２５と照明部２６を備えた例えばビデオカメラであり、図２（ｂ）に示すマイクロチップ１の流路を撮影し、画像データを出力する。撮像部２４は、本発明の撮像手段である。
【００５５】
レンズ２５を通った光束は、撮像部２４の内部に備えられた撮像素子の一例であるＣＣＤ（電荷結合素子）上に結像するように配置されている。なお、撮像素子は、ＣＣＤに代えて、ＭＯＳセンサ、ＣＩＤセンサ等の固体撮像素子であってもよい。
【００５６】
ＣＣＤは、微細な画素群で構成される撮像素子であり、レンズ２５によって結像される被写体の光像（被写体像）を一定の周期で画像信号に光電変換する。画像信号は図示せぬ信号処理回路によりデジタル信号に変換された後、ガンマ補正等を行って順次画像データを得る。画像データは、図４には図示せぬ制御部９９に順次送信される。
【００５７】
なお、本実施形態では撮像部２４が白黒の画像データを出力する例について説明するが、検体の色情報から流路の送液状態を解析する場合は、カラーの画像データを出力する撮像部２４を用いれば良い。また、撮像部２４は動画像を出力するビデオカメラに限定されるものではなく、制御部９９からの指令に応じて撮影した画像を出力するデジタルスチルカメラでも良い。
【００５８】
照明部２６はＬＥＤ、ランプ等の照明手段であり、撮像部２４が撮影するマイクロチップ１の面を照明するために設けられている。
【００５９】
本実施形態では、マイクロチップ１の液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ収容されている液体を画像処理により検知する例を説明する。
【００６０】
図４に示すようにレンズ２５からの点線で示す範囲が撮像部２４の撮影範囲であり、撮像部２４により図２（ｂ）に示すマイクロチップ１の流路全体を撮影できるように構成されている。本実施形態では、液溜部１４０（液溜部１４０ａ、１４０ｂの何れか）に液体が収容されている状態を撮影したデータから、後に詳しく説明する手順で液溜部１４０の画像データを切り出し画像処理を行う。
【００６１】
検出ユニット２２は図示せぬ発光部と受光部から成り、検出部１１１に光を照射して検体と反応した試薬が発光する蛍光を、光学的に分離して受光部に受光するように構成されている。検出ユニット２２は送りネジ３０１と螺合するネジ部を有し、送りネジ３０１が回転することによりＸ軸方向に移動する。送りネジ３０１は直線Ｆと平行に配設されており、検出ユニット２２が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１１１ａ、１１１ｂのそれぞれの中心部に、検出ユニット２２のレンズ２３の光軸が一致するように配置されている。検出ユニット２２は、所定の位置に移動した後、検出部１１１ａ、１１１ｂにレンズ２３から順次励起光を照射し、蛍光物質が発光する蛍光を受光して電気信号を出力する。
【００６２】
送りネジ３０１は検出ユニット駆動モータ６１によりジョイント３０２を介して駆動される。検出ユニット駆動モータ６１は例えばパルスモータであり、パルスにより所定量回転する。位置センサ４１は検出ユニット２２の初期位置を検知するために設けられたフォトリフレクタなどのセンサまたはメカニカルスイッチなどである。
【００６３】
なお、検出ユニット２２には回転防止用に図３には図示せぬガイド穴が設けられており、ガイド穴を貫通するガイド棒に沿って移動する。ガイド棒は送りネジ３０１と平行に配設されている。
【００６４】
図４では、検出ユニット２２は検出部１１１（検出部１１１ａ、１１１ｂの何れか）でおこる試薬の反応結果を光学的に検出できる位置にある場合を図示している。
【００６５】
マイクロチップ１の駆動液注入口１１０は、マイクロチップ１をパッキン９０ｂを介してマイクロポンプ７５と密着させたときに、パッキン９０ｂに設けられた対応する開口とそれぞれ連通する位置に設けられている。
【００６６】
マイクロポンプユニット７５の吸入口１４５は、パッキン９０ａを介して駆動液タンク９１が接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液をパッキン９０ａを介して吸い込むようになっている。一方、吐出口１４６はパッキン９０ｂを介してマイクロチップ１の駆動液注入口１１０と連通している。
【００６７】
圧電素子１１２を駆動することにより、マイクロポンプユニット７５から送り出された駆動液は、マイクロチップ１の駆動液注入口１１０からマイクロチップ１内に形成された流路２５０に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット７５から駆動液注入口１１０に駆動液を注入する。
【００６８】
マイクロポンプユニット７５には少なくとも一つのマイクロポンプが設けられている。図２に図示したマイクロチップ１を駆動する場合は、３つの駆動液注入口１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに対応する３つのマイクロポンプが必要である。
【００６９】
図５は、本発明の第１の実施形態における検出装置８２の回路ブロック図である。
【００７０】
制御部９９は、ＣＰＵ９８（中央処理装置）とＲＡＭ９７（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ９６（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、不揮発性の記憶部であるＲＯＭ９６に記憶されているプログラムをＲＡＭ９７に読み出し、当該プログラムに従って検出装置８０の各部を集中制御する。制御部９９は本発明の制御手段である。
【００７１】
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。
【００７２】
ＣＰＵ９８は画像処理部４１０、ポンプ駆動制御部４１１、検出ユニット駆動制御部４１３、撮像制御部４１４を有する。画像処理部４１０は本発明の画像処理手段である。
【００７３】
本実施形態では、流路の状態を監視する複数の監視領域７０の情報がＲＯＭ９６に記憶されている例について説明する。監視領域記録部９１０は、本発明の監視領域記録手段である。なお、監視領域７０の情報はＲＡＭ９７に記憶しても良く、その場合はＲＡＭ９７が監視領域記録部９１０である。
【００７４】
画像処理部４１０は、プログラムに基づいてＲＡＭ９７に記憶されている画像データを読み出し所定の画像処理を行う。
【００７５】
流路判定部４１２は、プログラムに基づいて画像処理部４１０が算出した評価値が所定のレベル以上か、否か、判定する。
【００７６】
検出ユニット駆動制御部４１３は、プログラムに基づいて検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に指令し検出ユニット２２を移動させる。
【００７７】
撮像制御部４１４は、プログラムに基づいて照明部２６に指令して照明をオン、オフし、撮像部２４に指令して撮影を開始または終了させる。
【００７８】
ポンプ駆動部５００は、各マイクロポンプの圧電素子１１２を駆動する駆動部である。ポンプ駆動制御部４１１はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部５００を制御する。ポンプ駆動部５００はポンプ駆動制御部４１１の指令を受けて、駆動電圧を発生して圧電素子１１２を駆動する。
【００７９】
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。
【００８０】
図６は、本発明の実施形態における監視領域７０を説明するための説明図である。
【００８１】
本実施形態では、マイクロチップ１の液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂに液体が充填されたことを監視する例を説明する。
【００８２】
監視領域記録部９１０に記録する監視領域７０の情報は、例えば座標Ｘ、Ｙと監視領域の幅ｌであり、ｎ個の監視領域７０をそれぞれ（Ｘｎ、Ｙｎ、ｌｎ）のように記録する。監視領域７０の座標はマーカ７１の中心を原点として図６の紙面右手方向をＸ軸正方向、紙面上方向をＹ軸正方向としている。
【００８３】
本実施形態では、監視領域７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄのそれぞれの中心座標は、液溜部１４０ａ、１４０ｂ、液溜部１４１ａ、１４１ｂの中心座標である。監視領域７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄの幅はＸ方向、Ｙ軸方向ともＬであり、中心座標から振り分けられている。
【００８４】
図６に示すように、監視領域７０ａの中心座標は（−ｘ１、ｙ２）、監視領域７０ｂの中心座標は（ｘ１、ｙ２）、監視領域７０ｃの中心座標は（−ｘ１、ｙ１）、監視領域７０ｄの中心座標は（ｘ１、ｙ１）である。したがって、監視領域７０ａは（−ｘ１、ｙ２、Ｌ）、監視領域７０ｂは（ｘ１、ｙ２、Ｌ）、監視領域７０ｃは（−ｘ１、ｙ１、Ｌ）、監視領域７０ｄは（ｘ１、ｙ１、Ｌ）が監視領域７０の情報として記録されている。
【００８５】
また、監視領域７０の情報として監視領域７０の数、監視領域７０の状態に基づいて行う処理や制御について記録する。監視領域７０の状態に基づいて行う制御は、例えば送液制御、温度制御、検出制御などである。
【００８６】
監視領域記録部９１０には複数のマイクロチップ１の監視領域７０の情報が予め記録されており、例えば操作部８７の操作によって使用するマイクロチップ１の種類を指定すると該当する監視領域７０の情報が得られるようになっている。このようにすると、外形や流路の形状が異なる多種類のマイクロチップ１を用いて検査を行う場合でも、簡単な操作でそのマイクロチップ１に応じた監視を行うことができる。
【００８７】
本実施形態では、監視領域７０に液体が充填されたことを検出する制御を例に説明する。
【００８８】
次に、本発明の実施形態の検査装置８２が検査を行う手順を図７、図８を用いて説明する。
【００８９】
図７は本発明の実施形態の画像処理部４１０が画像処理を行う手順を説明するフローチャート、図８は本発明の実施形態の検査を行う手順を説明するフローチャートである。
【００９０】
以下、図７のフローチャートの順に説明する。
【００９１】
画像処理ルーチンは、メインルーチンから監視領域７０の座標Ｘ、Ｙと監視領域の幅ｌ（Ｘｎ、Ｙｎ、ｌｎ）と、監視領域７０の状態に対して行う画像処理についての情報を得て処理を実行する。
【００９２】
Ｓ１０：撮影するステップである。
【００９３】
撮像制御部４１４は、照明部２６と撮像部２４に指令し、メインルーチンから指定された所定の時間の間、所定の時間間隔で撮影し画像データを制御部９９に送信させる。制御部９９が受信した画像データは順次ＲＡＭ９７に記憶される。
【００９４】
Ｓ１１：監視領域７０の画像データを抽出するステップである。
【００９５】
画像処理部４１０は、監視領域７０の情報に基づいてＲＡＭ９７に記憶されている画像データから監視領域７０に相当する領域の画像データを抽出する。
【００９６】
Ｓ１２：画像を解析するステップである。
【００９７】
画像処理部４１０は、抽出した画像データを解析する。例えば、最初に撮影した監視領域７０ａの画像データと一定時間後に撮影した監視領域７０ａの画像データの差分を抽出する。
【００９８】
Ｓ１３：評価値を算出するステップである。
【００９９】
画像処理部４１０は、解析した結果から評価値を算出する。例えば、Ｓ１２で抽出した画像データの差分データから所定以上のレベル差の部分の面積を算出する。
【０１００】
このように、監視領域７０に相当する部分の画像データを抽出して所定の処理を行うので、処理時間を短縮することができる。
【０１０１】
画像処理ルーチンの説明は以上である。
【０１０２】
以下、図８のフローチャートの順に説明する。
【０１０３】
マイクロチップ１は、図４のように検査が可能な位置にセットされ、操作部８７の操作によってＣＰＵに検査の開始が指令されているものとする。また、操作部８７の操作によって検査に用いるマイクロチップ１の種類が指定されているものとする。
【０１０４】
Ｓ１０１：監視領域の情報を取得するステップである。
【０１０５】
画像処理部４１０は、監視領域記録部９１０から情報を読み出し、該当するマイクロチップ１の監視領域７０の座標Ｘ、Ｙと監視領域の幅Ｌ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｌｎ）と、監視領域７０の状態に対して行う画像処理についての情報などを得る。
【０１０６】
本実施形態では、マイクロチップ１の液溜部１４０ａ、１４０ｂと液溜部１４１ａ、１４１ｂに順次液体が充填されたことを検出する制御について説明する。
【０１０７】
Ｓ１０２：送液を開始するステップである。
【０１０８】
ポンプ駆動制御部４１１は、ポンプ駆動部５００に指令し、マイクロポンプユニット７５から所定の順でマイクロチップ１に送液を行う。
【０１０９】
Ｓ１０３：画像処理ルーチンをコールするステップである。
【０１１０】
本実施形態では、本ステップで監視領域７０ａと監視領域７０ｂの状態を所定時間監視し、それぞれの評価値を得る。引数として与えるのは、監視領域７０ａの情報（−Ｘ１、Ｙ２、Ｌ）、監視領域７０ｂの情報（Ｘ１、Ｙ２、Ｌ）、撮影する時間と時間間隔、評価値の算出パラメータなどである。
【０１１１】
Ｓ１０４：検体が２分割されていることを確認するステップである。
【０１１２】
流路判定部４１２は、画像処理ルーチンが算出した評価値が所定のレベル以上か、否か、判定する。判定のレベルとして、例えば検体の量が規定の量の９０％のときの評価値を予め実測して求めた値をＲＯＭ９６に記憶している。
【０１１３】
所定のレベル以下の場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１２０に進む。
【０１１４】
Ｓ１２０：警告を表示するステップである。
【０１１５】
制御部９９は、表示部８４に検体の量が不足しているという警告を表示し、検査システム８０を停止する。
【０１１６】
所定のレベル以上の場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に進む。
【０１１７】
Ｓ１０５：画像処理ルーチンをコールするステップである。
【０１１８】
本実施形態では、本ステップで監視領域７０ｃと監視領域７０ｄの状態を所定時間監視し、それぞれの評価値を得る。引数として与えるのは、監視領域７０ｃの情報（−Ｘ１、Ｙ１、Ｌ）、監視領域７０ｄの情報（Ｘ１、Ｙ１、Ｌ）、撮影する時間と時間間隔、評価値の算出パラメータなどである。
【０１１９】
Ｓ１０６：検出部１１１ａ、１１１ｂが充填されていることを確認するステップである。
【０１２０】
流路判定部４１２は、画像処理ルーチンが算出した評価値が所定のレベル以上か、否か、判定する。判定のレベルとして、例えば検体の量が規定の量の９０％のときの出力信号レベルを予め実測して求めた値をＲＯＭ９６に記憶している。
【０１２１】
所定のレベル以下の場合、（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ステップＳ１２０に進む。
【０１２２】
Ｓ１２０：警告を表示するステップである。
【０１２３】
制御部９９は、表示部８４に検体の量が不足しているという警告を表示し、検査システム８０を停止する。
【０１２４】
所定のレベル以上の場合、（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
【０１２５】
Ｓ１０７：検出ユニット２２を移動するステップである。
【０１２６】
検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図３の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２を移動させ、検出ユニット２２が検出部１１１ａの反応結果を検出する位置に停止させる。
【０１２７】
Ｓ１０８：反応結果を測定するステップである。
【０１２８】
所定の時間経過後、ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【０１２９】
Ｓ１０８：検出ユニット２２を移動するステップである。
【０１３０】
検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ６１に所定の数のパルスを送り図８の矢印Ｓ２方向に検出ユニット２２をさらに移動させ、検出部１１１ｂの反応結果を検出する位置に停止させる。
【０１３１】
Ｓ１０９：反応結果を測定するステップである。
【０１３２】
ＣＰＵ９８は、検出ユニット２２の発光部を発光させ、検出ユニット２２からの出力信号レベルを測定し、結果をＲＡＭ９７に記憶する。
【０１３３】
以上で検査を終了し、検出ユニット駆動制御部４１３は、検出ユニット２２を初期位置に戻す。
【０１３４】
検査を行う手順の説明は以上である。
【０１３５】
本実施形態では、画像処理部４１０が画像処理を行った結果に基づいて警告を表示する例を説明しているが、本発明はこの制御に限定されるものではなく画像処理を行った結果に基づいてマイクロポンプユニット７５から吐出される駆動液の圧力を増すなどの制御を行っても良い。
【０１３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１３７】
図９は本発明の第２の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図、図１０は本発明の第２の実施形態における検出システム８０の回路ブロック図である。
【０１３８】
第２の実施形態では、図９に図示するように監視領域記録部９１０がマイクロチップ１に設けられており、図１０に図示するように検査装置８２には監視領域記録部９１０を読みとる読み取り部２７が設けられている点が第１の実施形態と異なっている。そのほかの構成は第１の実施形態と同様であり、同じ構成要素には同番号を付し説明を省略する。
【０１３９】
マイクロチップ１に埋め込む監視領域記録部９１０は、ＲＯＭやフラッシュメモリでも良いがＩＣタグのような情報記録手段を用いて、読み取り部２７が非接触で情報を読みとれるようにすれば、機構が簡単になり配置の自由度が増すのでより好ましい。ＩＣタグはＩＣチップで構成され、ＩＣ内部に持つ記録媒体の情報を読み取り部２７から電波で読み出すことができる。
【０１４０】
マイクロチップ１に埋め込むＩＣタグは、読み取り部２７が発信する電力波を受信して、該電波から得た電力により、ＩＣ内の記録媒体の情報を読み出して発信するパッシブ方式を用いると電源が不要になるのでより好ましい。
【０１４１】
このようにすると、検査装置８２は検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を検査の都度読みとるので、検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を予め検査装置８２に記憶させておかなくても良い。また、情報の更新や追加が容易である。操作上もマイクロチップ１の種類を指定する必要がなくなるので、工程が簡略化でき操作ミスを防ぐことができる。
【０１４２】
検査装置８２が検査を行う手順は図８で説明したフローチャートの順であるが、Ｓ１０１の監視領域の情報を取得するステップで、画像処理部４１０が読み取り部２７を介して監視領域記録部９１０から情報を取得する点が異なる。そのほかの手順は同じであり説明を省略する。
【０１４３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１４４】
図１１は本発明の第３の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【０１４５】
第３の実施形態では、図１１に図示するように監視領域記録部９１０は例えばＱＲ（Ｑｕｉｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）コードであり、マイクロチップ１の所定の位置にＱＲコードを印刷、またはＱＲコードを印刷したシートを貼付している。ＱＲコードの仕様はＪＩＳ Ｘ ０５１０とＩＳＯ／ＩＥＣ １８００４に規格化されており、当該マイクロチップ１の監視領域７０の情報を規格に基づいてＱＲコードに変換する。
【０１４６】
なお、本実施形態では２次元バーコードとしてＱＲコードを例に説明するが、Ｄａｔａ ＭａｔｒｉｘやＰＤＦ４１７、Ｍａｘｉ Ｃｏｄｅなど監視領域７０の情報を記録できる２次元バーコードであればどのような２次元バーコードを用いても良い。
【０１４７】
第３の実施形態では、後に説明するように撮像部２４がマイクロチップ１を撮影した画像データから画像処理部４１０が監視領域記録部９１０（ＱＲコード）を切り出し、ＱＲコードを規格に基づいてデコードしている。したがって、第２の実施形態のように読み取り部２７を設ける必要は無い。そのほかの構成は第２の実施形態と同じであり説明を省略する。
【０１４８】
第３の実施形態でも第２の実施形態と同様に、検査装置８２は検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を検査の都度読みとるので、検査に用いるマイクロチップ１の監視領域の情報を予め検査装置８２に記憶させておかなくても良い。また、情報の更新や追加が容易である。操作上もマイクロチップ１の種類を指定する必要がなくなるので、工程が簡略化でき操作ミスを防ぐことができる。
【０１４９】
図１２は本発明の第３の実施形態において画像処理部４１０が行うＱＲコード解析の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１５０】
Ｓ２０：撮影するステップである。
【０１５１】
撮像制御部４１４は、照明部２６と撮像部２４に指令し、メインルーチンから指定された所定の時間の間、所定の時間間隔で撮影し画像データを送信させる。受信した画像データは順次ＲＡＭ９７に記憶される。
【０１５２】
Ｓ２１：ＱＲコードを抽出するステップである。
【０１５３】
画像処理部４１０は、ＲＡＭ９７に記憶されている画像データからＱＲコードに相当する部分の画像データを抽出する。
【０１５４】
Ｓ２２：ＱＲコードをデコードするステップである。
【０１５５】
画像処理部４１０は、抽出したＱＲコードを規格に基づいてデコードする。
【０１５６】
Ｓ２３：マイクロチップ１の情報を取得するステップである。
【０１５７】
画像処理部４１０は、デコードした結果から監視領域７０の情報を取得し、情報をメインルーチンに引き渡す。
【０１５８】
このように、撮像部２４と画像処理部４１０によってマイクロチップ１の監視領域の情報を取得できるので、読み取り部２７やＩＣタグは不要であり検査システム８０を簡単な構成にすることができる。
【０１５９】
ＱＲコード解析ルーチンの説明は以上である。
【０１６０】
検査装置８２が検査を行う手順は図８で説明したフローチャートの順であるが、Ｓ１０１の監視領域の情報を取得するステップで、図１２で説明したＱＲコード解析ルーチンをコールし、監視領域記録部９１０（ＱＲコード）から情報を読みとる点が異なる。そのほかの手順は同じであり説明を省略する。
【０１６１】
以上このように、本発明によれば、マイクロチップに応じた複数の流路の送液状態を一つの撮像手段で監視できる検査装置、検査システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の実施形態における検査システム８０の外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わるマイクロチップ１の説明図である。
【図３】本発明の実施形態の検査システム８０の内部構成の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の検査システム８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における検査システム８０の回路ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における監視領域７０を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施形態の画像処理部４１０が画像処理を行う手順を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の検査の手順を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における検出システム８０の回路ブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態におけるマイクロチップ１の外観図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態において画像処理部４１０が行うＱＲコード解析の手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６３】
１ マイクロチップ
２２ 検出ユニット
２４ 撮像部
２５ レンズ
２６ 照明部
２７ 読み取り部
６１ 検出ユニット駆動モータ
７５ マイクロポンプユニット
８０ 検査システム
８２ 検査装置
８３ 挿入口
８４ 表示部
８７ 操作ボタン
９０ パッキン
１１０ 駆動液注入口
１１１ 検出部
１１３ 検体注入部
１２１ 検体収容部
１４１ 液溜部
１５２ 温度調整ユニット
２５０ 流路
９１０ 監視領域記録部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査装置において、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記流路の状態を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検査装置の各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査システムにおいて、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記マイクロチップに備えられた前記流路を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査システム。
【請求項５】
前記検査システムの各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする請求項４に記載の検査システム。
【請求項６】
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする請求項５に記載の検査システム。
【請求項７】
前記監視領域記録手段は、ＩＣタグであり、
前記ＩＣタグに書き込まれた情報を非接触で読み取り可能な非接触読み取り手段を有することを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【請求項８】
前記監視領域記録手段は、２次元バーコードであることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【請求項９】
前記撮像手段は、
前記２次元バーコードを撮影して画像データを取得し、
前記画像処理手段は、
前記画像データに画像処理を行って前記情報を取得する、ことを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１】
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査装置において、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記流路の状態を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検査装置の各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
マイクロチップの流路を移動させた検体と試薬とを反応させた結果を測定する検査システムにおいて、
前記流路を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した画像データに画像処理を行う画像処理手段と、
前記マイクロチップに備えられた前記流路を監視する複数の監視領域の情報を記録する監視領域記録手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、
前記情報に基づいて画像処理を行うことを特徴とする検査システム。
【請求項５】
前記検査システムの各部を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて制御することを特徴とする請求項４に記載の検査システム。
【請求項６】
警告情報を表示する表示手段を有し、
前記制御手段は、前記画像処理手段が前記画像データに画像処理を行った結果に基づいて前記表示手段に前記警告情報を表示させることを特徴とする請求項５に記載の検査システム。
【請求項７】
前記監視領域記録手段は、ＩＣタグであり、
前記ＩＣタグに書き込まれた情報を非接触で読み取り可能な非接触読み取り手段を有することを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【請求項８】
前記監視領域記録手段は、２次元バーコードであることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の検査システム。
【請求項９】
前記撮像手段は、
前記２次元バーコードを撮影して画像データを取得し、
前記画像処理手段は、
前記画像データに画像処理を行って前記情報を取得する、ことを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【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２００９−１２８２７７（Ｐ２００９−１２８２７７Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０５５７６（Ｐ２００７−３０５５７６）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【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６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【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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