検査装置
【課題】複数のマイクロチップを精度よく検査できる小型の検査装置を提供する。
【解決手段】マイクロチップに注入された試薬と検体を所定の温度に調節して反応させ反応結果をマイクロチップから測定する検査装置において、複数のマイクロチップをそれぞれ所定の温度に調節する複数の温度調節ユニットと、マイクロチップから反応結果を検出する検出ユニットと、複数のマイクロチップから反応結果を検出する複数の位置に順次検出ユニットを移動させる検出ユニット駆動手段と、検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、を有し、検出ユニット駆動制御手段は、検出ユニットが反応結果を検出した後、検出ユニット駆動手段を駆動して検出ユニットを温度調節ユニットから離れた位置に移動させることを特徴とする検査装置。
【解決手段】マイクロチップに注入された試薬と検体を所定の温度に調節して反応させ反応結果をマイクロチップから測定する検査装置において、複数のマイクロチップをそれぞれ所定の温度に調節する複数の温度調節ユニットと、マイクロチップから反応結果を検出する検出ユニットと、複数のマイクロチップから反応結果を検出する複数の位置に順次検出ユニットを移動させる検出ユニット駆動手段と、検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、を有し、検出ユニット駆動制御手段は、検出ユニットが反応結果を検出した後、検出ユニット駆動手段を駆動して検出ユニットを温度調節ユニットから離れた位置に移動させる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、マイクロチップの微細流路内に試薬などを封入し、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、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）。反応結果を検出する検出ユニットでは、ダイクロイックミラー等の光学フィルタを用いて光源の光を分離し、検体が発光する蛍光を検出している。
【０００４】
一方、このような検査装置を用いても遺伝子診断等を行う際の検体と試薬の反応には時間がかかるため、複数のマイクロチップを並行して検査できる検査装置が望まれている。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、検体の反応を蛍光検出により測定し診断を行う検査装置では、蛍光を検出する光源や光学系を含む検出ユニットがマイクロチップより大きいので、マイクロチップ毎に検出ユニットを設けると検査装置が大型化してしまう。
【０００６】
また、ダイクロイックミラー等の多層薄膜を用いた光学フィルタは温度によってフィルタ特性が変化するので、マイクロチップを加熱または吸熱する温度調節ユニットの近くに検出ユニットを長時間近づけるとフィルタ特性が変化し蛍光が検出できなくなることがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、複数のマイクロチップを精度よく検査できる小型の検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【０００９】
１．
マイクロチップに注入された試薬と検体を所定の温度に調節して反応させ反応結果を測定する検査装置において、
複数の前記マイクロチップをそれぞれ所定の温度に調節する複数の温度調節ユニットと、
前記マイクロチップから前記反応結果を検出する検出ユニットと、
複数の前記マイクロチップから前記反応結果を検出する複数の位置に順次前記検出ユニットを移動させる検出ユニット駆動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが一つの前記マイクロチップから前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを前記温度調節ユニットから離れた位置に移動させることを特徴とする検査装置。
【００１０】
２．
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを隣り合う前記温度調節ユニットの略中間位置に移動させることを特徴とする１に記載の検査装置。
【００１１】
３．
前記検出ユニット駆動手段の駆動により前記検出ユニットを直線的に移動させる送りネジ手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の一端に配置された第１位置検知手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の他端に配置された第２位置検知手段と、
を有し、
前記第１位置検知手段と前記第２位置検知手段は前記温度調節ユニットの上下以外の位置に配置することを特徴とする１または２に記載の検査装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一つの検出ユニットを移動させて複数のマイクロチップを検査し、検査終了後は温度調節ユニットから離れた位置に検出ユニットを移動させるので、複数のマイクロチップを精度よく検査できる小型の検査装置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】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態における検査装置８０の外観図である。
【００１４】
検査装置８０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。
【００１５】
検査装置８０の筐体８２には２つの挿入口８３ａ、８３ｂがあり、それぞれマイクロチップ１ａ、１ｂを挿入口８３ａ、８３ｂに差し込んで筐体８２の内部にセットするようになっている。本実施形態では２つの挿入口８３ａ、８３ｂに挿入するマイクロチップ１ａ、１ｂ、および挿入口８３ａ、８３ｂに挿入されたマイクロチップ１ａ、１ｂを検査する機構にそれぞれａ、ｂの符号を付けて区別する。マイクロチップ１ａ、１ｂで行う検査は同じ検査でも良いし、異なる検査でも良い。
【００１６】
なお、挿入口８３ａ、８３ｂはマイクロチップ１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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。
【００１７】
検査担当者は図１の矢印方向にマイクロチップ１ａ、１ｂのいずれか一方または両方を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８０の内部では、マイクロチップ１ａ、１ｂ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。
【００１８】
検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ１ａ、１ｂを挿入口８３ａ、８３ｂから取り出す。
【００１９】
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２を用いて説明する。
【００２０】
図２（ａ）、図２（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、検査装置８０にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図２（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００２１】
図２（ａ）の窓１１１はマイクロチップ１内部の検出部１９で行われる検体と蛍光物質を含む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。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る。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、ディスポーザ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。
【００２６】
本実施形態では、検出部１９において、蛍光物質の検出を光学的に行うので、検出部の窓１１１は光透過性の材料が用いられている。
【００２７】
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２（ｃ）を用いて説明する。なお、本発明の適用は図２（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。
【００２８】
図２（ｃ）はマイクロチップ１内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。
【００２９】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部１２１、試薬類を収容する試薬収容部１２０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１２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部１２０、検体収容部１２１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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
検体注入部１１３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１１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１１３から注射器などを用いて注入する。図２（ｃ）に示すように、検体注入部１１３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１２１に収容される。
【００３３】
次に、駆動液注入部１１０ａから駆動液１１を注入すると、駆動液１１は連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容されている検体を押し出し、増幅部１２２に検体を送り込む。
【００３４】
一方、駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って試薬収容部１２０ａに収容されている蛍光物質を含む試薬を押し出す。試薬収容部１２０ａから押し出された蛍光物質を含む試薬は増幅部１２２に駆動液１１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１２２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検査装置８０の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
【００３５】
所定の反応時間の後、さらに駆動液１１により増幅部１２２から送り出された反応後の検体を含む溶液は、検出部１９に注入される。窓１１１から検出部１９に励起光を照射すると、検体と反応した試薬が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ことができる。
【００３６】
図３は、検査装置８０の内部構成を説明するための斜視図、図４は、検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。なお、図３では説明を簡単にするためマイクロチップが１つの場合の内部構成を例示している。
【００３７】
検査装置８０は、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３、検出ユニット１５、駆動液ポンプ９２、パッキン９０、駆動液タンク９１、送りネジ３０１、ジョイント３０２、モータ３００などから構成される。図３、図４のようにマイクロチップ１の両面を温度調節ユニット１５２と温度調節ユニット１５３が密着している。また、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。
【００３８】
以下、図３、図４を用いて検査装置８０の内部構成の例を説明する。
【００３９】
温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３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、紙面上下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は図３の矢印Ａ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。
【００４０】
温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３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。
【００４１】
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。
【００４２】
マイクロチップ１の検出部１９では、検体と前記マイクロチップ１内に貯蔵された蛍光物質を含む試薬が反応し、励起光を照射すると蛍光をおこす。本実施形態では検出部１９でおこる試薬の反応結果を、窓１１１から光学的に検出する。
【００４３】
図３に示すマイクロチップ１は、試薬の反応結果を測光する検出部１９がマイクロチップ１の内部に４つ設けられている例である。
【００４４】
４つの検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、図３に示す直線Ｆに沿って配設されている。検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの図示せぬ窓１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは被覆基板１０９の面にそれぞれ設けられており、窓１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを介して反応結果を光学的に検出できる。
【００４５】
検出ユニット１５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図３の矢印Ｂ方向または逆方向に移動する。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１５が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄのそれぞれの中心部に、検出ユニット１５の図示せぬ受光部１６１の光軸が一致するように配置されている。検出ユニット１５は、所定の位置に移動した後、検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに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。
【００４６】
送りネジ３０１はモータ３００によりジョイント３０２を介して駆動される。モータ３００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。モータ３００は本発明の検出ユニット駆動手段、送りネジ３０１は本発明の送りネジ手段である。
【００４７】
なお、検出ユニット１５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。
【００４８】
なお、本実施形態ではマイクロチップ１に検出部１９が４つ設けられている場合について説明したが、検出部１９の数は１つ以上であればいくつでも良い。
【００４９】
図４に示すように、駆動液ポンプ９２の吸込側には、パッキン９０ｃが接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液を吸い込むようになっている。一方、駆動液ポンプ９２の吐出側にはパッキン９０ｂが接続されていて、パッキン９０ｃから吸い込んだ駆動液を、パッキン９０ｂを介してマイクロチップ１の駆動液注入部１１０からマイクロチップ１内に形成された微細流路６に注入する。パッキン９０ｂは駆動液ポンプ９２とマイクロチップ１の間に挟まれ、駆動液ポンプ９２の駆動液出口とパッキン９０ｂの開口部と駆動液注入部１１０とは連通している。このように、駆動液ポンプ９２から、連通しているパッキン９０ｂを介して駆動液注入部１１０より駆動液を注入する。
【００５０】
次に図５、図６を用いて本発明の実施形態について説明する。図５、図６は、本発明の実施形態の検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。
【００５１】
図３で説明した検査装置８０の内部構成との違いは、検出ユニット１５が送りネジ３０１によって移動して２つのマイクロチップ１から順次反応結果を検出するように構成されている点である。今までに説明した構成要素には同番号を付し、２つのマイクロチップ１のそれぞれに対応する構成要素にはａ、ｂ符号を付けて区別する。
【００５２】
図５、図６は、図３で説明したようにマイクロチップ１ａ、１ｂが所定の位置に配置され、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３と密着している状態を示している。図５（ａ）は初期状態、図５（ｂ）はマイクロチップ１ａを検査中の状態、図６（ａ）は待機中の状態、図６（ｂ）はマイクロチップ１ｂを検査中の状態である。
【００５３】
図５、図６に示すマイクロチップ１ａ、１ｂは、図３で説明したマイクロチップ１と同じ構成であり、検出部１９がマイクロチップ１ａ、１ｂの内部に４つ設けられている。
【００５４】
マイクロチップ１ａの４つの検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄは、図３と同様に直線Ｆに沿って配設され、マイクロチップ１ｂの４つの検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄも直線Ｆの延長線上に並ぶように配設されている。
【００５５】
図３と同様に、検出ユニット１５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図５，図６の矢印Ｂ方向または逆方向に移動する。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１５が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄ、検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄのそれぞれの中心部に、検出ユニット１５の受光部１６１の光軸が一致するように構成されている。
【００５６】
検出ユニット１５は、例えばレンズ１５５、プリズム１５９、発光部１６０、励起光カットフィルタ１５６、受光部１６１、基板１６３、１６４などから構成される。
【００５７】
発光部１６０から照射される励起光は、プリズム１５９で反射し、検出部１９を照射する。検出部１９で発生する蛍光は、プリズム１５９を透過して励起光カットフィルタ１５６を介して受光部１６１に入射する。プリズム１５９を透過した光には励起光が多く含まれているので、励起光カットフィルタ１５６により励起光をカットし、蛍光のみを受光部１６１に入射するようにしている。
【００５８】
蛍光物質を励起する励起光と、蛍光の波長の差は数ｎｍ〜数１０ｎｍと非常に少ないため、励起光カットフィルタ１５６は、励起光と蛍光を分離するために急峻な遮断特性を持つ必要がある。励起光カットフィルタ１５６は１０層以上の薄膜を蒸着したフィルタであり、周囲温度により遮断特性が変化しやすい。そのため、できるだけ一定の温度で使用する必要がある。
【００５９】
第１位置検知部４０、第２位置検知部４１は検出ユニット１５を検出するためのセンサであり、フォトインタラプタ、フォトリフレクタ、磁気センサなどを用いることができる。第１位置検知部４０と第２位置検知部４１は、送りネジ３０１の両端に検出ユニット１５の初期位置を検出するために設けられている。第１位置検知部４０と第２位置検知部４１に用いるセンサは、周囲温度により誤検出するおそれがあるので、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３による発熱、吸熱の影響を受けないよう温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３の上下以外の位置に配置する。
【００６０】
検出ユニット１５が反応結果を検出した後に移動する位置は、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３による加熱または吸熱の影響を受けにくい位置である。図６（ａ）のように、隣り合う温度調節ユニット１５２ａ、温度調節ユニット１５３ａと温度調節ユニット１５２ｂ、温度調節ユニット１５３ｂの略中間位置であれば、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３による加熱または吸熱の影響を受けにくい。
【００６１】
送りネジ３０１はモータ３００によりジョイント３０２を介して駆動される。モータ３００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。モータ３００は本発明の検出ユニット駆動手段、送りネジ３０１は本発明の送りネジ手段である。
【００６２】
次に、検査の手順について説明する。
【００６３】
図５（ａ）は、電源投入時など初期化時に、検出ユニット１５が移動する位置である。図５（ａ）では、第１位置検知部４０は検出ユニット１５に当接しＯＮ状態になっている。
【００６４】
図５（ｂ）は検出部１９ａｄに励起光を照射し、反応結果を検出している状態を示している。マイクロチップ１ａの検査時は、検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄの中心と光軸Ｌが一致する位置に順次検出ユニット１５を移動させて励起光を照射し、検出ユニット１５は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。
【００６５】
図６（ａ）は、検出ユニット１５がマイクロチップ１ａの反応結果を検出した後、次の検査のために待機中の状態である。図６（ａ）では、検出ユニット１５は、隣り合う温度調節ユニット１５２ａ、温度調節ユニット１５３ａと温度調節ユニット１５２ｂ、温度調節ユニット１５３ｂの略中間位置に位置している。
【００６６】
このようにすると、検出ユニット１５は温度調節ユニット１５２、１５３の影響を受けにくく温度変化を少なくできるので、検出ユニット１５の励起光カットフィルタ１５６の特性が変化して検出結果に影響を及ぼすことが無い。
【００６７】
図６（ｂ）は検出部１９ｂａに励起光を照射し、反応結果を検出している状態を示している。マイクロチップ１ｂの検査時も同様に、検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄの中心と光軸Ｌが一致する位置に順次検出ユニット１５を移動させて励起光を照射し、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。
【００６８】
マイクロチップ１ｂを検査する前に、検出ユニット１５を第２位置検知部４１が検出ユニット１５を検知するまで移動させ、その位置を基準に所定のパルスをモータ３００に送って各検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄの位置に移動させる。このようにすると検出ユニット１５の送り精度を高めることができる。
【００６９】
図７は、本発明の実施形態における検査装置８０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査装置８０の各部を集中制御する。
【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】
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。
【００７３】
ポンプ駆動部５００は各マイクロポンプの圧電素子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、圧電素子を駆動する。
【００７４】
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。検出ユニット駆動制御部４１１はモータ３００を所定量回転させて、所定の検出部１９を検査する位置まで検出ユニット１５を移動させる。光量算出部４１０は受光部１６１の出力する電気信号から蛍光の光量を算出し検査結果とする。検出ユニット駆動制御部４１１は本発明の検出ユニット駆動制御手段である。
【００７５】
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。
【００７６】
図８は本発明の実施形態において、検査装置８０による検査の手順を説明するフローチャートである。
【００７７】
なお、温度調節ユニット１５２ａ、１５２ｂ、温度調節ユニット１５３ａ、１５３ｂは検査装置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。また、検査に先立って、パッキン９０ｂ上端まで駆動液１１が充填されているものとする。
【００７８】
検査担当者は、最初に挿入口８３からマイクロチップ１ａを図示せぬ規制部材（図示せず）に当接するまで挿入する。すると、ＣＰＵ９８がチップ検知部９５から検知信号を検知して、機構駆動部３２を制御し、図４のようにパッキン９０ｂと温度調節ユニット１５２ａ、１５３ａがマイクロチップ１ａに密着する。
【００７９】
本実施形態では、この状態からポンプ駆動制御部４１２が駆動液を各駆動液注入部１１０から所定の手順で注入し、マイクロチップ１ａ内部の流路で所定の反応を行った後、試薬等と反応させた検体が検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄに注入され反応結果を検出可能な状態になっているものとする。
【００８０】
この状態からＣＰＵ９８が検査のために行う手順について説明する。本実施形態では図３に示すマイクロチップ１のように複数の検出部１９が一列に並んでいるものとする。
【００８１】
Ｓ１０１：測定回数をｎ＝０とする。
【００８２】
ＣＰＵ９８は、測定回数をｎ＝０とする。
【００８３】
Ｓ１０２：検出ユニット１５の位置を初期化するステップである。
【００８４】
検出ユニット駆動制御部４１１は、検出ユニット１５が図５の矢印Ｂと反対方向に移動するようモータ３００を回転させるとともに、第１位置検知部４０の状態を検知する。検出ユニット１５が第１位置検知部４０に当接し、第１位置検知部４０の備えるスイッチがオンになると検出ユニット駆動制御部４１１はモータ３００の回転を停止する（図５（ａ）参照）。
【００８５】
Ｓ１０３：検出ユニット１５を所定量移動させる。
【００８６】
検出ユニット駆動制御部４１１は、第１鏡胴１７０の光軸Ｌが、これから測定する検出部１９の中心に略一致する位置に移動するまで所定のパルスをモータ３００に与えて移動させる。例えば、検出部１９ａｄを測定する場合は、初期位置から図５（ｂ）の矢印Ｂ方向に移動するよう所定の数のパルスを与えてモータ３００を回転させ、図５（ｂ）に示す位置に停止させる。
【００８７】
Ｓ１０４：光量を測定するステップである。
【００８８】
光量算出部４１０は、発光部１６０に発光を指令し、受光部１６１から出力される光量に比例した電気信号のデータをＲＡＭ９７に一時記憶する。
【００８９】
Ｓ１０５：ｎ＝ｎ＋１とする。
【００９０】
ＣＰＵ９８は、測定回数をｎ＝ｎ＋１とする。
【００９１】
Ｓ１０６：ｎ＝Ｎか、否か、を判定するステップである。
【００９２】
ＣＰＵ９８は、測定回数が所定の回数Ｎか、否かを判定する。例えば、検出部１９の数が４つの場合はＮ＝４である。
【００９３】
ｎ＝Ｎではない場合、（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻る。
【００９４】
ｎ＝Ｎの場合、（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
【００９５】
Ｓ１０７：待機位置に検出ユニット１５を移動させるステップである。
【００９６】
検出ユニット駆動制御部４１１は、図５（ｂ）の矢印Ｂ方向に移動するよう所定の数のパルスを与えてモータ３００を回転させ、図６（ａ）に示す位置に停止させる。
【００９７】
このように検出ユニット１５は図６（ａ）の位置で停止し、マイクロチップ１ｂが反応結果を検出可能な状態になるまで待機する。
【００９８】
以上で、マイクロチップ１ａの光量測定の手順は終了である。
【００９９】
次に検査するマイクロチップ１ｂが反応結果を検出可能な状態になると、同様の手順で検出ユニット１５を移動させて反応結果を検出する。本実施形態では２つのマイクロチップを同時に検査できる検査装置８０を例に説明したが、３つ以上のマイクロチップ１を同時に検査できる検査装置の場合も同様の手順で反応結果を測定することができる。
【０１００】
以上このように、本発明によれば、複数のマイクロチップを精度よく検査できる小型の検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態における検査装置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チップ１の説明図である。
【図３】検査装置８０の内部構成を説明するための斜視図である。
【図４】検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態の検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態の検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
【図８】本発明の実施形態における検査装置８０による検査の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１ マイクロチップ
１５ 検出ユニット
１９ 検出部
４０ 第１位置検知部
４１ 第２位置検知部
８０ 検査装置
８２ 筐体
８３ 挿入口
８４ 表示部
９０ パッキン
９１ 駆動液タンク
９２ ポンプユニット
１１０ 流体注入部
１５２、１５３ 温度調節ユニット
１６０ 発光部
１６１ 受光部
３０１ 送りネジ
３０２ モータ
４１１ 検出ユニット駆動制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、従来の試料調製、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段（例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど）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、マイクロチップの微細流路内に試薬などを封入し、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、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）。反応結果を検出する検出ユニットでは、ダイクロイックミラー等の光学フィルタを用いて光源の光を分離し、検体が発光する蛍光を検出している。
【０００４】
一方、このような検査装置を用いても遺伝子診断等を行う際の検体と試薬の反応には時間がかかるため、複数のマイクロチップを並行して検査できる検査装置が望まれている。
【特許文献１】特開２００４−２８５８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、検体の反応を蛍光検出により測定し診断を行う検査装置では、蛍光を検出する光源や光学系を含む検出ユニットがマイクロチップより大きいので、マイクロチップ毎に検出ユニットを設けると検査装置が大型化してしまう。
【０００６】
また、ダイクロイックミラー等の多層薄膜を用いた光学フィルタは温度によってフィルタ特性が変化するので、マイクロチップを加熱または吸熱する温度調節ユニットの近くに検出ユニットを長時間近づけるとフィルタ特性が変化し蛍光が検出できなくなることがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、複数のマイクロチップを精度よく検査できる小型の検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【０００９】
１．
マイクロチップに注入された試薬と検体を所定の温度に調節して反応させ反応結果を測定する検査装置において、
複数の前記マイクロチップをそれぞれ所定の温度に調節する複数の温度調節ユニットと、
前記マイクロチップから前記反応結果を検出する検出ユニットと、
複数の前記マイクロチップから前記反応結果を検出する複数の位置に順次前記検出ユニットを移動させる検出ユニット駆動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが一つの前記マイクロチップから前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを前記温度調節ユニットから離れた位置に移動させることを特徴とする検査装置。
【００１０】
２．
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを隣り合う前記温度調節ユニットの略中間位置に移動させることを特徴とする１に記載の検査装置。
【００１１】
３．
前記検出ユニット駆動手段の駆動により前記検出ユニットを直線的に移動させる送りネジ手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の一端に配置された第１位置検知手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の他端に配置された第２位置検知手段と、
を有し、
前記第１位置検知手段と前記第２位置検知手段は前記温度調節ユニットの上下以外の位置に配置することを特徴とする１または２に記載の検査装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一つの検出ユニットを移動させて複数のマイクロチップを検査し、検査終了後は温度調節ユニットから離れた位置に検出ユニットを移動させるので、複数のマイクロチップを精度よく検査できる小型の検査装置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】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態における検査装置８０の外観図である。
【００１４】
検査装置８０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。
【００１５】
検査装置８０の筐体８２には２つの挿入口８３ａ、８３ｂがあり、それぞれマイクロチップ１ａ、１ｂを挿入口８３ａ、８３ｂに差し込んで筐体８２の内部にセットするようになっている。本実施形態では２つの挿入口８３ａ、８３ｂに挿入するマイクロチップ１ａ、１ｂ、および挿入口８３ａ、８３ｂに挿入されたマイクロチップ１ａ、１ｂを検査する機構にそれぞれａ、ｂの符号を付けて区別する。マイクロチップ１ａ、１ｂで行う検査は同じ検査でも良いし、異なる検査でも良い。
【００１６】
なお、挿入口８３ａ、８３ｂはマイクロチップ１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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。
【００１７】
検査担当者は図１の矢印方向にマイクロチップ１ａ、１ｂのいずれか一方または両方を挿入し、操作パネル８７を操作して検査を開始させる。検査装置８０の内部では、マイクロチップ１ａ、１ｂ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。
【００１８】
検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ１ａ、１ｂを挿入口８３ａ、８３ｂから取り出す。
【００１９】
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２を用いて説明する。
【００２０】
図２（ａ）、図２（ｂ）はマイクロチップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、検査装置８０にマイクロチップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時にマイクロチップ１の下面となる面を図示している。図２（ｂ）はマイクロチップ１の側面図である。
【００２１】
図２（ａ）の窓１１１はマイクロチップ１内部の検出部１９で行われる検体と蛍光物質を含む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。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る。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ１は溝形成基板１０８と、溝形成基板１０８を覆う被覆基板１０９から構成されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、ディスポーザ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。
【００２６】
本実施形態では、検出部１９において、蛍光物質の検出を光学的に行うので、検出部の窓１１１は光透過性の材料が用いられている。
【００２７】
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２（ｃ）を用いて説明する。なお、本発明の適用は図２（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。
【００２８】
図２（ｃ）はマイクロチップ１内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。
【００２９】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部１２１、試薬類を収容する試薬収容部１２０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１２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部１２０、検体収容部１２１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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
検体注入部１１３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１１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１１３から注射器などを用いて注入する。図２（ｃ）に示すように、検体注入部１１３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１２１に収容される。
【００３３】
次に、駆動液注入部１１０ａから駆動液１１を注入すると、駆動液１１は連通する微細流路を通って検体収容部１２１に収容されている検体を押し出し、増幅部１２２に検体を送り込む。
【００３４】
一方、駆動液注入部１１０ｂから注入された駆動液１１は、連通する微細流路を通って試薬収容部１２０ａに収容されている蛍光物質を含む試薬を押し出す。試薬収容部１２０ａから押し出された蛍光物質を含む試薬は増幅部１２２に駆動液１１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１２２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検査装置８０の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。
【００３５】
所定の反応時間の後、さらに駆動液１１により増幅部１２２から送り出された反応後の検体を含む溶液は、検出部１９に注入される。窓１１１から検出部１９に励起光を照射すると、検体と反応した試薬が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ことができる。
【００３６】
図３は、検査装置８０の内部構成を説明するための斜視図、図４は、検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。なお、図３では説明を簡単にするためマイクロチップが１つの場合の内部構成を例示している。
【００３７】
検査装置８０は、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３、検出ユニット１５、駆動液ポンプ９２、パッキン９０、駆動液タンク９１、送りネジ３０１、ジョイント３０２、モータ３００などから構成される。図３、図４のようにマイクロチップ１の両面を温度調節ユニット１５２と温度調節ユニット１５３が密着している。また、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。
【００３８】
以下、図３、図４を用いて検査装置８０の内部構成の例を説明する。
【００３９】
温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３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、紙面上下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は図３の矢印Ａ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。
【００４０】
温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３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。
【００４１】
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。
【００４２】
マイクロチップ１の検出部１９では、検体と前記マイクロチップ１内に貯蔵された蛍光物質を含む試薬が反応し、励起光を照射すると蛍光をおこす。本実施形態では検出部１９でおこる試薬の反応結果を、窓１１１から光学的に検出する。
【００４３】
図３に示すマイクロチップ１は、試薬の反応結果を測光する検出部１９がマイクロチップ１の内部に４つ設けられている例である。
【００４４】
４つの検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、図３に示す直線Ｆに沿って配設されている。検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの図示せぬ窓１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは被覆基板１０９の面にそれぞれ設けられており、窓１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを介して反応結果を光学的に検出できる。
【００４５】
検出ユニット１５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図３の矢印Ｂ方向または逆方向に移動する。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１５が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄのそれぞれの中心部に、検出ユニット１５の図示せぬ受光部１６１の光軸が一致するように配置されている。検出ユニット１５は、所定の位置に移動した後、検出部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに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。
【００４６】
送りネジ３０１はモータ３００によりジョイント３０２を介して駆動される。モータ３００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。モータ３００は本発明の検出ユニット駆動手段、送りネジ３０１は本発明の送りネジ手段である。
【００４７】
なお、検出ユニット１５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。
【００４８】
なお、本実施形態ではマイクロチップ１に検出部１９が４つ設けられている場合について説明したが、検出部１９の数は１つ以上であればいくつでも良い。
【００４９】
図４に示すように、駆動液ポンプ９２の吸込側には、パッキン９０ｃが接続され、駆動液タンク９１に充填された駆動液を吸い込むようになっている。一方、駆動液ポンプ９２の吐出側にはパッキン９０ｂが接続されていて、パッキン９０ｃから吸い込んだ駆動液を、パッキン９０ｂを介してマイクロチップ１の駆動液注入部１１０からマイクロチップ１内に形成された微細流路６に注入する。パッキン９０ｂは駆動液ポンプ９２とマイクロチップ１の間に挟まれ、駆動液ポンプ９２の駆動液出口とパッキン９０ｂの開口部と駆動液注入部１１０とは連通している。このように、駆動液ポンプ９２から、連通しているパッキン９０ｂを介して駆動液注入部１１０より駆動液を注入する。
【００５０】
次に図５、図６を用いて本発明の実施形態について説明する。図５、図６は、本発明の実施形態の検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図、である。
【００５１】
図３で説明した検査装置８０の内部構成との違いは、検出ユニット１５が送りネジ３０１によって移動して２つのマイクロチップ１から順次反応結果を検出するように構成されている点である。今までに説明した構成要素には同番号を付し、２つのマイクロチップ１のそれぞれに対応する構成要素にはａ、ｂ符号を付けて区別する。
【００５２】
図５、図６は、図３で説明したようにマイクロチップ１ａ、１ｂが所定の位置に配置され、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３と密着している状態を示している。図５（ａ）は初期状態、図５（ｂ）はマイクロチップ１ａを検査中の状態、図６（ａ）は待機中の状態、図６（ｂ）はマイクロチップ１ｂを検査中の状態である。
【００５３】
図５、図６に示すマイクロチップ１ａ、１ｂは、図３で説明したマイクロチップ１と同じ構成であり、検出部１９がマイクロチップ１ａ、１ｂの内部に４つ設けられている。
【００５４】
マイクロチップ１ａの４つの検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄは、図３と同様に直線Ｆに沿って配設され、マイクロチップ１ｂの４つの検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄも直線Ｆの延長線上に並ぶように配設されている。
【００５５】
図３と同様に、検出ユニット１５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図５，図６の矢印Ｂ方向または逆方向に移動する。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１５が送りネジ３０１によって移動すると、検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄ、検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄのそれぞれの中心部に、検出ユニット１５の受光部１６１の光軸が一致するように構成されている。
【００５６】
検出ユニット１５は、例えばレンズ１５５、プリズム１５９、発光部１６０、励起光カットフィルタ１５６、受光部１６１、基板１６３、１６４などから構成される。
【００５７】
発光部１６０から照射される励起光は、プリズム１５９で反射し、検出部１９を照射する。検出部１９で発生する蛍光は、プリズム１５９を透過して励起光カットフィルタ１５６を介して受光部１６１に入射する。プリズム１５９を透過した光には励起光が多く含まれているので、励起光カットフィルタ１５６により励起光をカットし、蛍光のみを受光部１６１に入射するようにしている。
【００５８】
蛍光物質を励起する励起光と、蛍光の波長の差は数ｎｍ〜数１０ｎｍと非常に少ないため、励起光カットフィルタ１５６は、励起光と蛍光を分離するために急峻な遮断特性を持つ必要がある。励起光カットフィルタ１５６は１０層以上の薄膜を蒸着したフィルタであり、周囲温度により遮断特性が変化しやすい。そのため、できるだけ一定の温度で使用する必要がある。
【００５９】
第１位置検知部４０、第２位置検知部４１は検出ユニット１５を検出するためのセンサであり、フォトインタラプタ、フォトリフレクタ、磁気センサなどを用いることができる。第１位置検知部４０と第２位置検知部４１は、送りネジ３０１の両端に検出ユニット１５の初期位置を検出するために設けられている。第１位置検知部４０と第２位置検知部４１に用いるセンサは、周囲温度により誤検出するおそれがあるので、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３による発熱、吸熱の影響を受けないよう温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３の上下以外の位置に配置する。
【００６０】
検出ユニット１５が反応結果を検出した後に移動する位置は、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３による加熱または吸熱の影響を受けにくい位置である。図６（ａ）のように、隣り合う温度調節ユニット１５２ａ、温度調節ユニット１５３ａと温度調節ユニット１５２ｂ、温度調節ユニット１５３ｂの略中間位置であれば、温度調節ユニット１５２、温度調節ユニット１５３による加熱または吸熱の影響を受けにくい。
【００６１】
送りネジ３０１はモータ３００によりジョイント３０２を介して駆動される。モータ３００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。モータ３００は本発明の検出ユニット駆動手段、送りネジ３０１は本発明の送りネジ手段である。
【００６２】
次に、検査の手順について説明する。
【００６３】
図５（ａ）は、電源投入時など初期化時に、検出ユニット１５が移動する位置である。図５（ａ）では、第１位置検知部４０は検出ユニット１５に当接しＯＮ状態になっている。
【００６４】
図５（ｂ）は検出部１９ａｄに励起光を照射し、反応結果を検出している状態を示している。マイクロチップ１ａの検査時は、検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄの中心と光軸Ｌが一致する位置に順次検出ユニット１５を移動させて励起光を照射し、検出ユニット１５は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。
【００６５】
図６（ａ）は、検出ユニット１５がマイクロチップ１ａの反応結果を検出した後、次の検査のために待機中の状態である。図６（ａ）では、検出ユニット１５は、隣り合う温度調節ユニット１５２ａ、温度調節ユニット１５３ａと温度調節ユニット１５２ｂ、温度調節ユニット１５３ｂの略中間位置に位置している。
【００６６】
このようにすると、検出ユニット１５は温度調節ユニット１５２、１５３の影響を受けにくく温度変化を少なくできるので、検出ユニット１５の励起光カットフィルタ１５６の特性が変化して検出結果に影響を及ぼすことが無い。
【００６７】
図６（ｂ）は検出部１９ｂａに励起光を照射し、反応結果を検出している状態を示している。マイクロチップ１ｂの検査時も同様に、検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄの中心と光軸Ｌが一致する位置に順次検出ユニット１５を移動させて励起光を照射し、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。
【００６８】
マイクロチップ１ｂを検査する前に、検出ユニット１５を第２位置検知部４１が検出ユニット１５を検知するまで移動させ、その位置を基準に所定のパルスをモータ３００に送って各検出部１９ｂａ、１９ｂｂ、１９ｂｃ、１９ｂｄの位置に移動させる。このようにすると検出ユニット１５の送り精度を高めることができる。
【００６９】
図７は、本発明の実施形態における検査装置８０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査装置８０の各部を集中制御する。
【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】
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。
【００７３】
ポンプ駆動部５００は各マイクロポンプの圧電素子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、圧電素子を駆動する。
【００７４】
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。検出ユニット駆動制御部４１１はモータ３００を所定量回転させて、所定の検出部１９を検査する位置まで検出ユニット１５を移動させる。光量算出部４１０は受光部１６１の出力する電気信号から蛍光の光量を算出し検査結果とする。検出ユニット駆動制御部４１１は本発明の検出ユニット駆動制御手段である。
【００７５】
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。
【００７６】
図８は本発明の実施形態において、検査装置８０による検査の手順を説明するフローチャートである。
【００７７】
なお、温度調節ユニット１５２ａ、１５２ｂ、温度調節ユニット１５３ａ、１５３ｂは検査装置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。また、検査に先立って、パッキン９０ｂ上端まで駆動液１１が充填されているものとする。
【００７８】
検査担当者は、最初に挿入口８３からマイクロチップ１ａを図示せぬ規制部材（図示せず）に当接するまで挿入する。すると、ＣＰＵ９８がチップ検知部９５から検知信号を検知して、機構駆動部３２を制御し、図４のようにパッキン９０ｂと温度調節ユニット１５２ａ、１５３ａがマイクロチップ１ａに密着する。
【００７９】
本実施形態では、この状態からポンプ駆動制御部４１２が駆動液を各駆動液注入部１１０から所定の手順で注入し、マイクロチップ１ａ内部の流路で所定の反応を行った後、試薬等と反応させた検体が検出部１９ａａ、１９ａｂ、１９ａｃ、１９ａｄに注入され反応結果を検出可能な状態になっているものとする。
【００８０】
この状態からＣＰＵ９８が検査のために行う手順について説明する。本実施形態では図３に示すマイクロチップ１のように複数の検出部１９が一列に並んでいるものとする。
【００８１】
Ｓ１０１：測定回数をｎ＝０とする。
【００８２】
ＣＰＵ９８は、測定回数をｎ＝０とする。
【００８３】
Ｓ１０２：検出ユニット１５の位置を初期化するステップである。
【００８４】
検出ユニット駆動制御部４１１は、検出ユニット１５が図５の矢印Ｂと反対方向に移動するようモータ３００を回転させるとともに、第１位置検知部４０の状態を検知する。検出ユニット１５が第１位置検知部４０に当接し、第１位置検知部４０の備えるスイッチがオンになると検出ユニット駆動制御部４１１はモータ３００の回転を停止する（図５（ａ）参照）。
【００８５】
Ｓ１０３：検出ユニット１５を所定量移動させる。
【００８６】
検出ユニット駆動制御部４１１は、第１鏡胴１７０の光軸Ｌが、これから測定する検出部１９の中心に略一致する位置に移動するまで所定のパルスをモータ３００に与えて移動させる。例えば、検出部１９ａｄを測定する場合は、初期位置から図５（ｂ）の矢印Ｂ方向に移動するよう所定の数のパルスを与えてモータ３００を回転させ、図５（ｂ）に示す位置に停止させる。
【００８７】
Ｓ１０４：光量を測定するステップである。
【００８８】
光量算出部４１０は、発光部１６０に発光を指令し、受光部１６１から出力される光量に比例した電気信号のデータをＲＡＭ９７に一時記憶する。
【００８９】
Ｓ１０５：ｎ＝ｎ＋１とする。
【００９０】
ＣＰＵ９８は、測定回数をｎ＝ｎ＋１とする。
【００９１】
Ｓ１０６：ｎ＝Ｎか、否か、を判定するステップである。
【００９２】
ＣＰＵ９８は、測定回数が所定の回数Ｎか、否かを判定する。例えば、検出部１９の数が４つの場合はＮ＝４である。
【００９３】
ｎ＝Ｎではない場合、（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻る。
【００９４】
ｎ＝Ｎの場合、（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。
【００９５】
Ｓ１０７：待機位置に検出ユニット１５を移動させるステップである。
【００９６】
検出ユニット駆動制御部４１１は、図５（ｂ）の矢印Ｂ方向に移動するよう所定の数のパルスを与えてモータ３００を回転させ、図６（ａ）に示す位置に停止させる。
【００９７】
このように検出ユニット１５は図６（ａ）の位置で停止し、マイクロチップ１ｂが反応結果を検出可能な状態になるまで待機する。
【００９８】
以上で、マイクロチップ１ａの光量測定の手順は終了である。
【００９９】
次に検査するマイクロチップ１ｂが反応結果を検出可能な状態になると、同様の手順で検出ユニット１５を移動させて反応結果を検出する。本実施形態では２つのマイクロチップを同時に検査できる検査装置８０を例に説明したが、３つ以上のマイクロチップ１を同時に検査できる検査装置の場合も同様の手順で反応結果を測定することができる。
【０１００】
以上このように、本発明によれば、複数のマイクロチップを精度よく検査できる小型の検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態における検査装置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チップ１の説明図である。
【図３】検査装置８０の内部構成を説明するための斜視図である。
【図４】検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態の検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態の検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態における検査装置８０の回路ブロック図である。
【図８】本発明の実施形態における検査装置８０による検査の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１ マイクロチップ
１５ 検出ユニット
１９ 検出部
４０ 第１位置検知部
４１ 第２位置検知部
８０ 検査装置
８２ 筐体
８３ 挿入口
８４ 表示部
９０ パッキン
９１ 駆動液タンク
９２ ポンプユニット
１１０ 流体注入部
１５２、１５３ 温度調節ユニット
１６０ 発光部
１６１ 受光部
３０１ 送りネジ
３０２ モータ
４１１ 検出ユニット駆動制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロチップに注入された試薬と検体を所定の温度に調節して反応させ反応結果を測定する検査装置において、
複数の前記マイクロチップをそれぞれ所定の温度に調節する複数の温度調節ユニットと、
前記マイクロチップから前記反応結果を検出する検出ユニットと、
複数の前記マイクロチップから前記反応結果を検出する複数の位置に順次前記検出ユニットを移動させる検出ユニット駆動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが一つの前記マイクロチップから前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを前記温度調節ユニットから離れた位置に移動させることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを隣り合う前記温度調節ユニットの略中間位置に移動させ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】
前記検出ユニット駆動手段の駆動により前記検出ユニットを直線的に移動させる送りネジ手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の一端に配置された第１位置検知手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の他端に配置された第２位置検知手段と、
を有し、
前記第１位置検知手段と前記第２位置検知手段は前記温度調節ユニットの上下以外の位置に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項１】
マイクロチップに注入された試薬と検体を所定の温度に調節して反応させ反応結果を測定する検査装置において、
複数の前記マイクロチップをそれぞれ所定の温度に調節する複数の温度調節ユニットと、
前記マイクロチップから前記反応結果を検出する検出ユニットと、
複数の前記マイクロチップから前記反応結果を検出する複数の位置に順次前記検出ユニットを移動させる検出ユニット駆動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが一つの前記マイクロチップから前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを前記温度調節ユニットから離れた位置に移動させることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記検出ユニットが前記反応結果を検出した後、前記検出ユニット駆動手段を駆動して前記検出ユニットを隣り合う前記温度調節ユニットの略中間位置に移動させ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】
前記検出ユニット駆動手段の駆動により前記検出ユニットを直線的に移動させる送りネジ手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の一端に配置された第１位置検知手段と、
前記検出ユニット検知する前記送りネジ手段の他端に配置された第２位置検知手段と、
を有し、
前記第１位置検知手段と前記第２位置検知手段は前記温度調節ユニットの上下以外の位置に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１０３６４１（Ｐ２００９−１０３６４１Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７７３８４（Ｐ２００７−２７７３８４）
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【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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