検査装置
【課題】簡単な操作で検査チップを位置決めし、チップ接続部と密着することができる検査装置を提供する。
【解決手段】流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、検査チップを載置するチップ搬送トレイと、チップ搬送トレイを移動させるトレイ駆動手段と、検査チップと連通し流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、を有し、トレイ駆動手段は、チップ搬送トレイに載置した検査チップをチップ接続部と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて検査チップとチップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【解決手段】流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、検査チップを載置するチップ搬送トレイと、チップ搬送トレイを移動させるトレイ駆動手段と、検査チップと連通し流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、を有し、トレイ駆動手段は、チップ搬送トレイに載置した検査チップをチップ接続部と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて検査チップとチップ接続部とを密着し連通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、センサーなど）を微細化して１チップ上に集積化したシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。これは、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ：マイクロ総合分析システム）、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ（Ｌａｂ−ｏｎ−ｃｈｉｐｓ）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたμ−ＴＡＳは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。
【０００３】
上記のようなμ−ＴＡＳでは、マイクロポンプによって検査チップの微細流路内における試薬等の送液を行っている。
【０００４】
具体的には、特許文献２、３に開示された構成を有するピエゾ素子を用いたポンプなどをチップに複数設けたマイクロポンプユニットと、検査チップとを、例えば互いの流路開口が合致するようにマイクロポンプユニットのチップ面と検査チップのチップ面とを密着させることによって、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とを連通させている。
【０００５】
このような検査装置では微少量の送液を行うため、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とを正確に位置合わせして密着しないと、ポンプから送り出す流体が漏れ、所望の流量の送液を行うことができない。最悪の場合は、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とが連通せず、検査が行えないことが考えられる。
【０００６】
検査チップを位置決めして流体を検査チップに流入、流出させる方法としては、検査チップを平行レールを設けたホルダに挿入して保持する方法が開示されている（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２００４−１０８２８５号公報
【特許文献４】特表２００５−５３１００６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に開示されている方法では、検査チップをホルダに挿抜する面に流路開口を設けるので、ホルダの流路開口と検査チップの流路開口との間に挿抜可能になるよう隙間を設ける必要がある。このようにすると、隙間から流体が漏れるため微少量の送液を正確に行うことができない。
【０００８】
また、特許文献４に開示されている方法では、手動で検査チップを挿入するので、検査チップが正規の位置にセットされないことがある。そのような場合は、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とが連通せず、検査が行えないことがあった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な操作で検査チップを位置決めし、チップ接続部と密着することができる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】
【００１０】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１１】
１．
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを移動させるトレイ駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【００１２】
２．
前記チップ搬送トレイに連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧することを特徴とする１に記載の検査装置。
【００１３】
３．
前記押圧部材は、前記検査チップを押圧する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする１または２に記載の検査装置。
【００１４】
４．
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを水平方向に移動させる第１の駆動手段と、
前記チップ搬送トレイを垂直方向に移動させる第２の駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップが前記チップ接続部と連通可能な位置に移動したことを検知する検知手段と、
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段とを制御する機構制御手段と、
を有し、
前記機構制御手段は、前記第１の駆動手段を駆動して前記チップ搬送トレイを前記検知手段が検知するまで移動させた後、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【００１５】
５．
前記第２の駆動手段に連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記機構制御手段は、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧することを特徴とする４に記載の検査装置。
【００１６】
６．
前記押圧部材は、前記検査チップに当接する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする４または５に記載の検査装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トレイ駆動手段が検査チップをチップ接続部と連通可能な位置まで移動させた後、垂直方向に移動させてチップ接続部と密着させるので、簡単な操作で検査チップを位置決めし、チップ接続部と密着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
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。
【００２０】
検査装置８０は検査チップ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。検査チップ１をチップ搬送トレイ２に載置した後チップ搬送トレイ２を挿入口８３にローディングし、筐体８２の内部にセットするようになっている。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はトレイ蓋、９１は排出ボタンである。
【００２１】
図１（ａ）はチップ搬送トレイ２が検査チップ１を載置可能な位置に排出された状態の外観図、図１（ｂ）はチップ搬送トレイ２が検査可能な位置にローディングされた状態の外観図である。
【００２２】
検査担当者は検査チップ１をチップ搬送トレイ２に載置し、排出ボタン９１を押してチップ搬送トレイ２を図１（ａ）の矢印の方向に移動させる。チップ搬送トレイ２が図１（ｂ）のように検査可能な位置まで移動すると、検査担当者は操作パネル８７を操作して検査を開始させる。
【００２３】
筐体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７５が検査チップ１に駆動液等の液体を注入し、検査チップ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。
【００２４】
検査担当者は、検査終了後、排出ボタン９１を押してチップ搬送トレイ２を図１（ａ）のように検査チップ１を取り出し可能な位置まで移動させる。検査担当者は、検査チップ１をチップ搬送トレイ２から取り出す。
【００２５】
次に、検査チップ１の一例について、図２を用いて説明する。
【００２６】
図２（ａ）、図２（ｂ）は検査チップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、後述する筐体８２に検査チップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時に検査チップ１の下面となる面を図示している。図２（ｂ）は検査チップ１の側面図である。
【００２７】
図２（ａ）の検出部の窓１１１ａと検出部の流路１１１ｂは検体と試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅは内部の微細流路に連通する駆動液注入口であり、各駆動液注入口１１０から駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。２１３は検査チップ１に検体を注入するための検体注入部である。
【００２８】
なお、本実施形態では流体の一例として駆動液を注入する例について説明するが、流体は液体に限定されるものではなく、気体を用いて内部の試薬等を駆動しても良い。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、検査チップ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、検査チップ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。
【００３０】
検査チップ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、検査チップ１の構造、用途、検出方法などを考慮して、検査チップ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
検査チップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路（微細流路）および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。ここでは、これらの微細流路および流路エレメントによって検査チップ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。
【００３４】
図２（ｃ）は検査チップ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。
【００３５】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部２２１、試薬類を収容する試薬収容部２２０などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部２２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部２２０、検体収容部２２１および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。
【００３６】
検査チップ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。
【００３７】
少なくとも検査チップ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、検査チップ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。
【００３８】
検体注入部２１３は検査チップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入口１１０は検査チップ１に駆動液を注入するための注入部である。検査チップ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２（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。
【００３９】
次に、駆動液注入口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。
【００４０】
一方、駆動液注入口１１０ｂから注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ａに収容されている試薬ａを押し出す。試薬収容部２２０ａから押し出された試薬ａは増幅部２２２に駆動液によって送り込まれる。このときの反応条件によっては、増幅部２２２の部分を所定の温度にする必要があり、後で説明するように筐体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。
【００４１】
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。
【００４２】
次に、駆動液注入口１１０ｃから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｂに収容されている試薬ｂを押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００４３】
同様に、駆動液注入口１１０ｄから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｃに収容されている試薬を押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００４４】
最後に、駆動液注入口１１０ｅから駆動液を注入して、洗浄液収容部２２３から洗浄液を押しだし、検出部１１１に注入する。洗浄液によって検出部１１１内に残留している未反応の溶液４１を洗浄する。
【００４５】
洗浄後、検出部１１１の流路壁に吸着した反応物の濃度を光学的に測定することによって、増幅した遺伝子など被検出物を検出する。このように、駆動液注入口１１０から駆動液を順次注入することにより、検査チップ１の内部で所定の処理が行われる。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。検査装置８０はチップ搬送トレイ２、押圧板３、モータ６、中間流路部１８０、マイクロポンプユニット７５、パッキン９０ａ、９０ｂ、チップ接続部８、駆動液タンク９１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。
【００４７】
図３を用いて、モータ６によって駆動される機構が、チップ搬送トレイ２に載置した検査チップ１をチップ接続部８と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて検査チップ１とチップ接続部８とを密着し連通させる動作を順に説明する。
【００４８】
図３（ａ）は、図１（ａ）のようにチップ搬送トレイ２が排出された状態である。検査チップ１はチップ搬送トレイ２に載置されている。図３（ａ）の状態からモータ６を回転させるとモータ６に連動するチップ搬送トレイ２は矢印Ｓ１方向（水平方向）に移動を開始する。
【００４９】
図３（ｂ）は、検査チップ１の駆動液注入口１１０とチップ接続部８の流路開口１８５が連通可能な位置にチップ搬送トレイ２が移動した状態である。駆動液注入口１１０と流路開口１８５は対向する位置にある。図３（ｂ）の状態からモータ６を回転させると図３には図示せぬ回転カム４とチップ搬送トレイ２が係合し、モータ６と連動する回転カム４はチップ搬送トレイ２を矢印Ｓ２方向（垂直方向）に移動させる。
【００５０】
図３（ｃ）は、検査チップ１とチップ接続部８を密着し、押圧板３の温度調節ユニット１５２が検査チップ１に密着した状態である。図３（ｃ）に示すように、駆動液注入口１１０と流路開口１８５は連通している。検査チップ１とチップ接続部８を密着してから、モータ６を回転させると押圧板３と連動する回転カム４により、押圧板３は矢印Ｓ２方向（垂直方向）に移動し、温度調節ユニット１５２を検査チップ１に押圧し密着させる。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当接する検査チップ１の上面を所定の温度に調整する。
【００５１】
押圧板３は本発明の押圧部材、温度調節ユニット１５２は、本発明の温度調整手段である。
【００５２】
所定の位置にチップ搬送トレイ２に載置された検査チップ１が搬送されると、検知部９５はチップ搬送トレイ２を検知し、オンになる。
【００５３】
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の一端は流路開口１８５と連通し、他端はパッキン９０ｂの流路開口１８６と連通している。中間流路１８２は流路開口１８６を介してマイクロポンプユニット７５の入出力口１４６と連通している。
【００５４】
マイクロポンプユニット７５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７５の吐出側の端面に設けられた入出力口１４６は中間流路１８２を介して検査チップ１の駆動液注入口１１０と連通しているので、マイクロポンプユニット７５から送り出された駆動液は、検査チップ１の駆動液注入口１１０から検査チップ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。
【００５５】
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ＭＰが設けられている。図２に図示した検査チップ１を駆動する場合は、５つの駆動液注入口１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅに対応する５つのマイクロポンプＭＰが必要である。また、５つのマイクロポンプＭＰが５つの駆動液注入口１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅにそれぞれ連通するように対応する５つの流路開口１８６、中間流路１８２、流路開口１８５が必要である。
【００５６】
検査チップ１の検出部１１１では、検体と検査チップ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２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は発光部１５０ａと受光部１５０ｂから成り、検査チップ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。
【００５７】
次に、図４を用いて本発明の第１の実施形態にについて説明する。
【００５８】
図４は検査チップ１を載置したチップ搬送トレイ２の側面図である。
【００５９】
第１の実施形態は、一つのモータ６がチップ搬送トレイ２と押圧板３を駆動する駆動機構の一例である。全ての駆動機構は台板５に取り付けられている。図４（ａ）、（ｂ）では、押圧板３は、押圧カム３ａと係合する回転カムフォロア４ａによって紙面上方向に持ち上げられ、押圧板３とチップ搬送トレイ２との間に隙間がある状態を示している。チップ搬送トレイ２はローディングピニオンギア９と噛み合うギア部（図示せず）を有し、モータ６によってローディングピニオンギア９を駆動すると紙面左右方向（水平方向）に移動可能である。
【００６０】
図４に示す清掃ローラ１２の回転軸１３は、チップ搬送トレイ２に取り付けられた支持台１４に支持され、矢印Ｓ１で示すチップ搬送トレイ２の移動する方向に対して直交している。７は検査チップ位置決めベースであり、中間流路１８０やチップ接続部８が取り付けられている。なお、図４にはマイクロポンプユニット７５、駆動液タンク９１などを図示していないが、図３と同様に連通しているので、マイクロポンプユニット７５によって送出された駆動液がチップ接続部８から吐出する。
【００６１】
チップ搬送トレイ２が図４の矢印Ｓ１方向に移動すると、清掃ローラ１２がチップ接続部８に接触し回転しながらチップ接続部８に付着した異物もしくは液体を除去する。
【００６２】
清掃ローラ１２の材質は特に限定されるものではないが、吸水性樹脂やスポンジを用いることができる。
【００６３】
ここではローディング時の動作を説明する。
【００６４】
図４（ａ）はチップ搬送トレイ２が排出された状態であり、モータ６を所定の方向に回転させるとローディングオピニオンギア９とギア列が噛み合っているチップ搬送トレイ２が矢印Ｓ１方向（水平方向）に移動する。
【００６５】
図４（ｂ）は図３（ｂ）と同様に、検査チップ１の駆動液注入口１１０とチップ接続部８の流路開口１８５が連通可能な位置にチップ搬送トレイ２が移動した状態である。駆動液注入口１１０と流路開口１８５は対向する位置にある。図４（ｂ）の状態からモータ６を回転させると、チップ搬送トレイ２のトレイピン２ａは回転カム４に係合し、回転カム４を少し回転させる。すると、押圧板駆動ギアＡ １０とローディングオピニオンギア９のギア列が噛み合い、押圧板駆動ギアＡ １０と噛み合う押圧板駆動ギアＢ １１が回転カム４を反時計方向に回転させる。
【００６６】
一方チップ搬送トレイ２のギア部とローディングオピニオンギア９の噛み合いは外れ、チップ搬送トレイ２は回転カム４の回転に連動して矢印Ｓ２方向（垂直方向）に移動する。
【００６７】
回転カム４の回転カムフォロア４ａは、押圧板３の押圧カム３ａと係合しているので、回転カム４が反時計方向にさらに回転すると図４（ｃ）のように押圧板３を矢印Ｓ２方向（垂直方向）に押し下げる。なお、押圧板３は図示せぬガイド部材により矢印Ｓ２方向（垂直方向）だけ動くように規制されている。
【００６８】
図４（ｃ）は図３（ｃ）と同様に、押圧板３の温度調節ユニット１５２が検査チップ１を押圧し、検査チップ１とチップ接続部８を密着している状態である。
【００６９】
チップ搬送トレイ２の排出時の動作は、ローディング時と逆の動作である。図４（ｃ）の状態からモータ６をローディング時と逆方向に回転させると回転カム４が時計方向に回転し、押圧板３とチップ搬送トレイ２を矢印Ｓ２と逆方向に上昇させる。図４（ｂ）の状態までチップ搬送トレイ２が上昇すると、チップ搬送トレイ２のギア部とローディングオピニオンギア９が噛み合い、チップ搬送トレイ２を矢印Ｓ１と反対方向に移動させる。
【００７０】
駆動機構の説明は以上である。
【００７１】
モータ６、ローディングオピニオンギア９、押圧板駆動ギアＡ １０、押圧板駆動ギアＢ １１、回転カム４、回転カムフォロア４ａ、は本発明のトレイ駆動手段である。
【００７２】
次に、図５、図６、図７を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。
【００７３】
図５は、本発明の第２の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【００７４】
第１の実施形態と第２の実施形態との違いは、第２の実施形態では、モータ６がチップ搬送トレイ２を所定の位置まで水平方向に駆動し、モータ１９がチップ搬送トレイ２と押圧板３とを垂直方向に駆動する点である。その他の構成要素は第１の実施形態と同じであり、同番号を付し説明を省略する。
【００７５】
モータ６は本発明の第１の駆動手段、モータ１９は本発明の第２の駆動手段である。
【００７６】
チップ搬送トレイ２は、図５（ａ）に示す検査チップ１を載置する位置から図５（ｂ）に示す検査チップ１がチップ接続部８と連通可能な位置まではモータ６と連動し、図５（ｂ）の位置からはモータ１９と連動する。
【００７７】
図６は、本発明の第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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
機構制御部４１１はモータ６とモータ１９を制御し、チップ搬送トレイ２を移動させる。検知部９５は、チップ搬送トレイ２が検知部９５に当接すると検知信号をＣＰＵ９８に送信する。機構制御部４１１は本発明の機構制御手段である。
【００８１】
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、駆動電圧を発生して圧電素子１１２を駆動する。
【００８２】
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。
【００８３】
なお、図６の回路ブロック図では第２の実施形態について説明するが、第１の実施形態の場合はモータがモータ６だけである点が異なるが、そのほかの回路ブロックは第２の実施形態と同じである。
【００８４】
図７はチップ搬送トレイ２の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【００８５】
機構制御部４１１は、排出ボタン９１の状態を一定周期で監視しているものとする。
【００８６】
Ｓ１０１：排出ボタン９１の状態を判定するステップである。
【００８７】
機構制御部４１１は、排出ボタン９１が押されたとき、現在のチップ搬送トレイ２の状態から指令内容を判定する。例えば、図５（ａ）の状態のときはローディングを指令されたと判定する。
【００８８】
排出の場合、（ステップＳ１０１；排出）、ステップＳ１０２に進む。
【００８９】
ローディングの場合、（ステップＳ１０１；ローディング）、ステップＳ１１０に進む。
【００９０】
排出ボタン９１が押されていない場合、（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理を終了する。
【００９１】
Ｓ１１０：チップ搬送トレイ２をローディングするステップである。
【００９２】
機構制御部４１１は、モータ６をチップ搬送トレイ２を矢印Ｓ１方向（ローディングする方向）に移動させる方向に回転させる。
【００９３】
Ｓ１１１：チップ搬送トレイ２を停止するステップである。
【００９４】
機構制御部４１１は、検知部９５の検知信号を受信するとモータ６を停止させる。チップ搬送トレイ２は、図５（ｂ）のようにチップ搬送トレイ２が検査チップ１をチップ接続部８と連通可能な位置に停止する。
【００９５】
Ｓ１１２：チップ搬送トレイ２が下降するステップである。
【００９６】
機構制御部４１１は、モータ１９をチップ搬送トレイ２と押圧板３とを下降させる方向に回転させる。モータ１９と連動しチップ搬送トレイ２は先に下降する。
【００９７】
Ｓ１１３：押圧板３が下降するステップである。
【００９８】
機構制御部４１１は、所定時間モータ１９を回転させ連動するチップ押圧板３を下降させる。
【００９９】
Ｓ１１４：チップ押圧板３とチップ搬送トレイ２を停止するステップである。
【０１００】
機構制御部４１１は、所定時間後にモータ１９を停止させると、連動するチップ押圧板３は図５（ｃ）のように検査チップ１の上面に密着する。また、チップ押圧板３に押圧される検査チップ１はチップ接続部８と未着する。
【０１０１】
ローディング時の処理は以上である。
【０１０２】
Ｓ１０２：押圧板３が上昇するステップである。
【０１０３】
機構制御部４１１は、モータ１９をチップ搬送トレイ２と押圧板３とを上昇させる方向に回転させる。モータ１９と連動し押圧板３は先に上昇する。
【０１０４】
Ｓ１０３：チップ搬送トレイ２が上昇するステップである。
【０１０５】
機構制御部４１１は所定時間モータ１９を回転させ、連動するチップ搬送トレイ２が図５（ｂ）のように所定位置まで上昇させる。
【０１０６】
Ｓ１０４：チップ搬送トレイ２が排出方向に移動するステップである。
【０１０７】
機構制御部４１１はモータ１９を停止し、チップ搬送トレイ２が排出する方向にモータ６を回転させる。
【０１０８】
Ｓ１０５：チップ搬送トレイ２を停止するステップである。
【０１０９】
機構制御部４１１は、所定時間後にモータ６を停止させ、図５（ａ）のようにチップ搬送トレイ２が排出した状態にする。
【０１１０】
排出時の処理は以上である。
【０１１１】
以上このように、本発明によれば、簡単な操作で検査チップを位置決めし、チップ接続部と密着することができる検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【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】検査チップ１の一例を説明するための説明図である。
【図３】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４】検査チップ１を載置したチップ搬送トレイ２の側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における検査装置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。
【図７】チップ搬送トレイ２の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１ マイクロチップ
２ チップ搬送トレイ
２ａ トレイピン
３ 押圧板
４ 回転カム
４ａ 回転カムフォロア
５ 台板
６ モータ
７ 検査チップ位置決めベース
８ チップ接続部
９ ローディングピニオンギア
１０ 押圧板駆動ギアＡ
１１ 押圧板駆動ギアＢ
１２ 清掃ローラ
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
１１０ 駆動液注入口
１１１ 検出部
１５０ 光検出部
１９５ 液温調節ユニット
【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、センサーなど）を微細化して１チップ上に集積化したシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。これは、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ：マイクロ総合分析システム）、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ（Ｌａｂ−ｏｎ−ｃｈｉｐｓ）、バイオチップとも呼ばれ、医療検査・診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたμ−ＴＡＳは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。
【０００３】
上記のようなμ−ＴＡＳでは、マイクロポンプによって検査チップの微細流路内における試薬等の送液を行っている。
【０００４】
具体的には、特許文献２、３に開示された構成を有するピエゾ素子を用いたポンプなどをチップに複数設けたマイクロポンプユニットと、検査チップとを、例えば互いの流路開口が合致するようにマイクロポンプユニットのチップ面と検査チップのチップ面とを密着させることによって、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とを連通させている。
【０００５】
このような検査装置では微少量の送液を行うため、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とを正確に位置合わせして密着しないと、ポンプから送り出す流体が漏れ、所望の流量の送液を行うことができない。最悪の場合は、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とが連通せず、検査が行えないことが考えられる。
【０００６】
検査チップを位置決めして流体を検査チップに流入、流出させる方法としては、検査チップを平行レールを設けたホルダに挿入して保持する方法が開示されている（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２００４−１０８２８５号公報
【特許文献４】特表２００５−５３１００６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に開示されている方法では、検査チップをホルダに挿抜する面に流路開口を設けるので、ホルダの流路開口と検査チップの流路開口との間に挿抜可能になるよう隙間を設ける必要がある。このようにすると、隙間から流体が漏れるため微少量の送液を正確に行うことができない。
【０００８】
また、特許文献４に開示されている方法では、手動で検査チップを挿入するので、検査チップが正規の位置にセットされないことがある。そのような場合は、ポンプ側の流路と検査チップ側の流路とが連通せず、検査が行えないことがあった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な操作で検査チップを位置決めし、チップ接続部と密着することができる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】
【００１０】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１１】
１．
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを移動させるトレイ駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【００１２】
２．
前記チップ搬送トレイに連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧することを特徴とする１に記載の検査装置。
【００１３】
３．
前記押圧部材は、前記検査チップを押圧する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする１または２に記載の検査装置。
【００１４】
４．
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを水平方向に移動させる第１の駆動手段と、
前記チップ搬送トレイを垂直方向に移動させる第２の駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップが前記チップ接続部と連通可能な位置に移動したことを検知する検知手段と、
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段とを制御する機構制御手段と、
を有し、
前記機構制御手段は、前記第１の駆動手段を駆動して前記チップ搬送トレイを前記検知手段が検知するまで移動させた後、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【００１５】
５．
前記第２の駆動手段に連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記機構制御手段は、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧することを特徴とする４に記載の検査装置。
【００１６】
６．
前記押圧部材は、前記検査チップに当接する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする４または５に記載の検査装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トレイ駆動手段が検査チップをチップ接続部と連通可能な位置まで移動させた後、垂直方向に移動させてチップ接続部と密着させるので、簡単な操作で検査チップを位置決めし、チップ接続部と密着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
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。
【００２０】
検査装置８０は検査チップ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。検査チップ１をチップ搬送トレイ２に載置した後チップ搬送トレイ２を挿入口８３にローディングし、筐体８２の内部にセットするようになっている。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はトレイ蓋、９１は排出ボタンである。
【００２１】
図１（ａ）はチップ搬送トレイ２が検査チップ１を載置可能な位置に排出された状態の外観図、図１（ｂ）はチップ搬送トレイ２が検査可能な位置にローディングされた状態の外観図である。
【００２２】
検査担当者は検査チップ１をチップ搬送トレイ２に載置し、排出ボタン９１を押してチップ搬送トレイ２を図１（ａ）の矢印の方向に移動させる。チップ搬送トレイ２が図１（ｂ）のように検査可能な位置まで移動すると、検査担当者は操作パネル８７を操作して検査を開始させる。
【００２３】
筐体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７５が検査チップ１に駆動液等の液体を注入し、検査チップ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。
【００２４】
検査担当者は、検査終了後、排出ボタン９１を押してチップ搬送トレイ２を図１（ａ）のように検査チップ１を取り出し可能な位置まで移動させる。検査担当者は、検査チップ１をチップ搬送トレイ２から取り出す。
【００２５】
次に、検査チップ１の一例について、図２を用いて説明する。
【００２６】
図２（ａ）、図２（ｂ）は検査チップ１の外観図である。図２（ａ）において矢印は、後述する筐体８２に検査チップ１を挿入する挿入方向であり、図２（ａ）は挿入時に検査チップ１の下面となる面を図示している。図２（ｂ）は検査チップ１の側面図である。
【００２７】
図２（ａ）の検出部の窓１１１ａと検出部の流路１１１ｂは検体と試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅは内部の微細流路に連通する駆動液注入口であり、各駆動液注入口１１０から駆動液を注入し内部の試薬等を駆動する。２１３は検査チップ１に検体を注入するための検体注入部である。
【００２８】
なお、本実施形態では流体の一例として駆動液を注入する例について説明するが、流体は液体に限定されるものではなく、気体を用いて内部の試薬等を駆動しても良い。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、検査チップ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、検査チップ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。
【００３０】
検査チップ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、検査チップ１の構造、用途、検出方法などを考慮して、検査チップ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
検査チップ１には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路（微細流路）および機能部品（流路エレメント）が、用途に応じた適当な態様で配設されている。ここでは、これらの微細流路および流路エレメントによって検査チップ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。
【００３４】
図２（ｃ）は検査チップ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。
【００３５】
微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部２２１、試薬類を収容する試薬収容部２２０などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部２２０には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図２（ｃ）において、試薬収容部２２０、検体収容部２２１および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。
【００３６】
検査チップ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。
【００３７】
少なくとも検査チップ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、検査チップ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。
【００３８】
検体注入部２１３は検査チップ１に検体を注入するための注入部、駆動液注入口１１０は検査チップ１に駆動液を注入するための注入部である。検査チップ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２（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。
【００３９】
次に、駆動液注入口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。
【００４０】
一方、駆動液注入口１１０ｂから注入された駆動液は、連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ａに収容されている試薬ａを押し出す。試薬収容部２２０ａから押し出された試薬ａは増幅部２２２に駆動液によって送り込まれる。このときの反応条件によっては、増幅部２２２の部分を所定の温度にする必要があり、後で説明するように筐体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。
【００４１】
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。
【００４２】
次に、駆動液注入口１１０ｃから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｂに収容されている試薬ｂを押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００４３】
同様に、駆動液注入口１１０ｄから駆動液を注入すると、駆動液は連通する微細流路を通って試薬収容部２２０ｃに収容されている試薬を押し出し、微細流路から検出部１１１に注入する。
【００４４】
最後に、駆動液注入口１１０ｅから駆動液を注入して、洗浄液収容部２２３から洗浄液を押しだし、検出部１１１に注入する。洗浄液によって検出部１１１内に残留している未反応の溶液４１を洗浄する。
【００４５】
洗浄後、検出部１１１の流路壁に吸着した反応物の濃度を光学的に測定することによって、増幅した遺伝子など被検出物を検出する。このように、駆動液注入口１１０から駆動液を順次注入することにより、検査チップ１の内部で所定の処理が行われる。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。検査装置８０はチップ搬送トレイ２、押圧板３、モータ６、中間流路部１８０、マイクロポンプユニット７５、パッキン９０ａ、９０ｂ、チップ接続部８、駆動液タンク９１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。
【００４７】
図３を用いて、モータ６によって駆動される機構が、チップ搬送トレイ２に載置した検査チップ１をチップ接続部８と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて検査チップ１とチップ接続部８とを密着し連通させる動作を順に説明する。
【００４８】
図３（ａ）は、図１（ａ）のようにチップ搬送トレイ２が排出された状態である。検査チップ１はチップ搬送トレイ２に載置されている。図３（ａ）の状態からモータ６を回転させるとモータ６に連動するチップ搬送トレイ２は矢印Ｓ１方向（水平方向）に移動を開始する。
【００４９】
図３（ｂ）は、検査チップ１の駆動液注入口１１０とチップ接続部８の流路開口１８５が連通可能な位置にチップ搬送トレイ２が移動した状態である。駆動液注入口１１０と流路開口１８５は対向する位置にある。図３（ｂ）の状態からモータ６を回転させると図３には図示せぬ回転カム４とチップ搬送トレイ２が係合し、モータ６と連動する回転カム４はチップ搬送トレイ２を矢印Ｓ２方向（垂直方向）に移動させる。
【００５０】
図３（ｃ）は、検査チップ１とチップ接続部８を密着し、押圧板３の温度調節ユニット１５２が検査チップ１に密着した状態である。図３（ｃ）に示すように、駆動液注入口１１０と流路開口１８５は連通している。検査チップ１とチップ接続部８を密着してから、モータ６を回転させると押圧板３と連動する回転カム４により、押圧板３は矢印Ｓ２方向（垂直方向）に移動し、温度調節ユニット１５２を検査チップ１に押圧し密着させる。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当接する検査チップ１の上面を所定の温度に調整する。
【００５１】
押圧板３は本発明の押圧部材、温度調節ユニット１５２は、本発明の温度調整手段である。
【００５２】
所定の位置にチップ搬送トレイ２に載置された検査チップ１が搬送されると、検知部９５はチップ搬送トレイ２を検知し、オンになる。
【００５３】
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の一端は流路開口１８５と連通し、他端はパッキン９０ｂの流路開口１８６と連通している。中間流路１８２は流路開口１８６を介してマイクロポンプユニット７５の入出力口１４６と連通している。
【００５４】
マイクロポンプユニット７５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７５の吐出側の端面に設けられた入出力口１４６は中間流路１８２を介して検査チップ１の駆動液注入口１１０と連通しているので、マイクロポンプユニット７５から送り出された駆動液は、検査チップ１の駆動液注入口１１０から検査チップ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。
【００５５】
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ＭＰが設けられている。図２に図示した検査チップ１を駆動する場合は、５つの駆動液注入口１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅに対応する５つのマイクロポンプＭＰが必要である。また、５つのマイクロポンプＭＰが５つの駆動液注入口１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅにそれぞれ連通するように対応する５つの流路開口１８６、中間流路１８２、流路開口１８５が必要である。
【００５６】
検査チップ１の検出部１１１では、検体と検査チップ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２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は発光部１５０ａと受光部１５０ｂから成り、検査チップ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。
【００５７】
次に、図４を用いて本発明の第１の実施形態にについて説明する。
【００５８】
図４は検査チップ１を載置したチップ搬送トレイ２の側面図である。
【００５９】
第１の実施形態は、一つのモータ６がチップ搬送トレイ２と押圧板３を駆動する駆動機構の一例である。全ての駆動機構は台板５に取り付けられている。図４（ａ）、（ｂ）では、押圧板３は、押圧カム３ａと係合する回転カムフォロア４ａによって紙面上方向に持ち上げられ、押圧板３とチップ搬送トレイ２との間に隙間がある状態を示している。チップ搬送トレイ２はローディングピニオンギア９と噛み合うギア部（図示せず）を有し、モータ６によってローディングピニオンギア９を駆動すると紙面左右方向（水平方向）に移動可能である。
【００６０】
図４に示す清掃ローラ１２の回転軸１３は、チップ搬送トレイ２に取り付けられた支持台１４に支持され、矢印Ｓ１で示すチップ搬送トレイ２の移動する方向に対して直交している。７は検査チップ位置決めベースであり、中間流路１８０やチップ接続部８が取り付けられている。なお、図４にはマイクロポンプユニット７５、駆動液タンク９１などを図示していないが、図３と同様に連通しているので、マイクロポンプユニット７５によって送出された駆動液がチップ接続部８から吐出する。
【００６１】
チップ搬送トレイ２が図４の矢印Ｓ１方向に移動すると、清掃ローラ１２がチップ接続部８に接触し回転しながらチップ接続部８に付着した異物もしくは液体を除去する。
【００６２】
清掃ローラ１２の材質は特に限定されるものではないが、吸水性樹脂やスポンジを用いることができる。
【００６３】
ここではローディング時の動作を説明する。
【００６４】
図４（ａ）はチップ搬送トレイ２が排出された状態であり、モータ６を所定の方向に回転させるとローディングオピニオンギア９とギア列が噛み合っているチップ搬送トレイ２が矢印Ｓ１方向（水平方向）に移動する。
【００６５】
図４（ｂ）は図３（ｂ）と同様に、検査チップ１の駆動液注入口１１０とチップ接続部８の流路開口１８５が連通可能な位置にチップ搬送トレイ２が移動した状態である。駆動液注入口１１０と流路開口１８５は対向する位置にある。図４（ｂ）の状態からモータ６を回転させると、チップ搬送トレイ２のトレイピン２ａは回転カム４に係合し、回転カム４を少し回転させる。すると、押圧板駆動ギアＡ １０とローディングオピニオンギア９のギア列が噛み合い、押圧板駆動ギアＡ １０と噛み合う押圧板駆動ギアＢ １１が回転カム４を反時計方向に回転させる。
【００６６】
一方チップ搬送トレイ２のギア部とローディングオピニオンギア９の噛み合いは外れ、チップ搬送トレイ２は回転カム４の回転に連動して矢印Ｓ２方向（垂直方向）に移動する。
【００６７】
回転カム４の回転カムフォロア４ａは、押圧板３の押圧カム３ａと係合しているので、回転カム４が反時計方向にさらに回転すると図４（ｃ）のように押圧板３を矢印Ｓ２方向（垂直方向）に押し下げる。なお、押圧板３は図示せぬガイド部材により矢印Ｓ２方向（垂直方向）だけ動くように規制されている。
【００６８】
図４（ｃ）は図３（ｃ）と同様に、押圧板３の温度調節ユニット１５２が検査チップ１を押圧し、検査チップ１とチップ接続部８を密着している状態である。
【００６９】
チップ搬送トレイ２の排出時の動作は、ローディング時と逆の動作である。図４（ｃ）の状態からモータ６をローディング時と逆方向に回転させると回転カム４が時計方向に回転し、押圧板３とチップ搬送トレイ２を矢印Ｓ２と逆方向に上昇させる。図４（ｂ）の状態までチップ搬送トレイ２が上昇すると、チップ搬送トレイ２のギア部とローディングオピニオンギア９が噛み合い、チップ搬送トレイ２を矢印Ｓ１と反対方向に移動させる。
【００７０】
駆動機構の説明は以上である。
【００７１】
モータ６、ローディングオピニオンギア９、押圧板駆動ギアＡ １０、押圧板駆動ギアＢ １１、回転カム４、回転カムフォロア４ａ、は本発明のトレイ駆動手段である。
【００７２】
次に、図５、図６、図７を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。
【００７３】
図５は、本発明の第２の実施形態における検査装置８０の内部構成の一例を示す断面図である。
【００７４】
第１の実施形態と第２の実施形態との違いは、第２の実施形態では、モータ６がチップ搬送トレイ２を所定の位置まで水平方向に駆動し、モータ１９がチップ搬送トレイ２と押圧板３とを垂直方向に駆動する点である。その他の構成要素は第１の実施形態と同じであり、同番号を付し説明を省略する。
【００７５】
モータ６は本発明の第１の駆動手段、モータ１９は本発明の第２の駆動手段である。
【００７６】
チップ搬送トレイ２は、図５（ａ）に示す検査チップ１を載置する位置から図５（ｂ）に示す検査チップ１がチップ接続部８と連通可能な位置まではモータ６と連動し、図５（ｂ）の位置からはモータ１９と連動する。
【００７７】
図６は、本発明の第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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
機構制御部４１１はモータ６とモータ１９を制御し、チップ搬送トレイ２を移動させる。検知部９５は、チップ搬送トレイ２が検知部９５に当接すると検知信号をＣＰＵ９８に送信する。機構制御部４１１は本発明の機構制御手段である。
【００８１】
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、駆動電圧を発生して圧電素子１１２を駆動する。
【００８２】
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。
【００８３】
なお、図６の回路ブロック図では第２の実施形態について説明するが、第１の実施形態の場合はモータがモータ６だけである点が異なるが、そのほかの回路ブロックは第２の実施形態と同じである。
【００８４】
図７はチップ搬送トレイ２の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【００８５】
機構制御部４１１は、排出ボタン９１の状態を一定周期で監視しているものとする。
【００８６】
Ｓ１０１：排出ボタン９１の状態を判定するステップである。
【００８７】
機構制御部４１１は、排出ボタン９１が押されたとき、現在のチップ搬送トレイ２の状態から指令内容を判定する。例えば、図５（ａ）の状態のときはローディングを指令されたと判定する。
【００８８】
排出の場合、（ステップＳ１０１；排出）、ステップＳ１０２に進む。
【００８９】
ローディングの場合、（ステップＳ１０１；ローディング）、ステップＳ１１０に進む。
【００９０】
排出ボタン９１が押されていない場合、（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理を終了する。
【００９１】
Ｓ１１０：チップ搬送トレイ２をローディングするステップである。
【００９２】
機構制御部４１１は、モータ６をチップ搬送トレイ２を矢印Ｓ１方向（ローディングする方向）に移動させる方向に回転させる。
【００９３】
Ｓ１１１：チップ搬送トレイ２を停止するステップである。
【００９４】
機構制御部４１１は、検知部９５の検知信号を受信するとモータ６を停止させる。チップ搬送トレイ２は、図５（ｂ）のようにチップ搬送トレイ２が検査チップ１をチップ接続部８と連通可能な位置に停止する。
【００９５】
Ｓ１１２：チップ搬送トレイ２が下降するステップである。
【００９６】
機構制御部４１１は、モータ１９をチップ搬送トレイ２と押圧板３とを下降させる方向に回転させる。モータ１９と連動しチップ搬送トレイ２は先に下降する。
【００９７】
Ｓ１１３：押圧板３が下降するステップである。
【００９８】
機構制御部４１１は、所定時間モータ１９を回転させ連動するチップ押圧板３を下降させる。
【００９９】
Ｓ１１４：チップ押圧板３とチップ搬送トレイ２を停止するステップである。
【０１００】
機構制御部４１１は、所定時間後にモータ１９を停止させると、連動するチップ押圧板３は図５（ｃ）のように検査チップ１の上面に密着する。また、チップ押圧板３に押圧される検査チップ１はチップ接続部８と未着する。
【０１０１】
ローディング時の処理は以上である。
【０１０２】
Ｓ１０２：押圧板３が上昇するステップである。
【０１０３】
機構制御部４１１は、モータ１９をチップ搬送トレイ２と押圧板３とを上昇させる方向に回転させる。モータ１９と連動し押圧板３は先に上昇する。
【０１０４】
Ｓ１０３：チップ搬送トレイ２が上昇するステップである。
【０１０５】
機構制御部４１１は所定時間モータ１９を回転させ、連動するチップ搬送トレイ２が図５（ｂ）のように所定位置まで上昇させる。
【０１０６】
Ｓ１０４：チップ搬送トレイ２が排出方向に移動するステップである。
【０１０７】
機構制御部４１１はモータ１９を停止し、チップ搬送トレイ２が排出する方向にモータ６を回転させる。
【０１０８】
Ｓ１０５：チップ搬送トレイ２を停止するステップである。
【０１０９】
機構制御部４１１は、所定時間後にモータ６を停止させ、図５（ａ）のようにチップ搬送トレイ２が排出した状態にする。
【０１１０】
排出時の処理は以上である。
【０１１１】
以上このように、本発明によれば、簡単な操作で検査チップを位置決めし、チップ接続部と密着することができる検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【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】検査チップ１の一例を説明するための説明図である。
【図３】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４】検査チップ１を載置したチップ搬送トレイ２の側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における検査装置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。
【図７】チップ搬送トレイ２の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１ マイクロチップ
２ チップ搬送トレイ
２ａ トレイピン
３ 押圧板
４ 回転カム
４ａ 回転カムフォロア
５ 台板
６ モータ
７ 検査チップ位置決めベース
８ チップ接続部
９ ローディングピニオンギア
１０ 押圧板駆動ギアＡ
１１ 押圧板駆動ギアＢ
１２ 清掃ローラ
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
１１０ 駆動液注入口
１１１ 検出部
１５０ 光検出部
１９５ 液温調節ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを移動させるトレイ駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記チップ搬送トレイに連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧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】
前記押圧部材は、前記検査チップを押圧する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有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４】
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを水平方向に移動させる第１の駆動手段と、
前記チップ搬送トレイを垂直方向に移動させる第２の駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップが前記チップ接続部と連通可能な位置に移動したことを検知する検知手段と、
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段とを制御する機構制御手段と、
を有し、
前記機構制御手段は、前記第１の駆動手段を駆動して前記チップ搬送トレイを前記検知手段が検知するまで移動させた後、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
前記第２の駆動手段に連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記機構制御手段は、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記押圧部材は、前記検査チップに当接する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする請求項４または５に記載の検査装置。
【請求項１】
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを移動させるトレイ駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させた後、垂直方向に移動させて前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記チップ搬送トレイに連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記トレイ駆動手段は、前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップを前記チップ接続部と連通可能な位置に移動させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧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】
前記押圧部材は、前記検査チップを押圧する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有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４】
流体を検査チップに注入して試薬と検体を反応させ反応結果を測定する検査装置において、
前記検査チップを載置するチップ搬送トレイと、
前記チップ搬送トレイを水平方向に移動させる第１の駆動手段と、
前記チップ搬送トレイを垂直方向に移動させる第２の駆動手段と、
前記検査チップと連通し前記流体を前記検査チップに注入するチップ接続部と、
前記チップ搬送トレイに載置した前記検査チップが前記チップ接続部と連通可能な位置に移動したことを検知する検知手段と、
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段とを制御する機構制御手段と、
を有し、
前記機構制御手段は、前記第１の駆動手段を駆動して前記チップ搬送トレイを前記検知手段が検知するまで移動させた後、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
前記第２の駆動手段に連動して前記検査チップを押圧する押圧部材を有し、
前記機構制御手段は、前記第２の駆動手段を駆動して前記検査チップと前記チップ接続部とを密着し連通させるとともに前記押圧部材を垂直方向に移動させて前記検査チップを押圧することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記押圧部材は、前記検査チップに当接する部分に前記検査チップの温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする請求項４または５に記載の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−９７９９９（Ｐ２００９−９７９９９Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６９８７４（Ｐ２００７−２６９８７４）
【出願日】平成１９年１０月１７日（２００７．１０．１７）
【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２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１７日（２００７．１０．１７）
【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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