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JPWO2009069449A1 - Inspection device and control method of inspection device - Google Patents

Inspection device and control method of inspection device Download PDF

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JPWO2009069449A1
JPWO2009069449A1 JP2009543742A JP2009543742A JPWO2009069449A1 JP WO2009069449 A1 JPWO2009069449 A1 JP WO2009069449A1 JP 2009543742 A JP2009543742 A JP 2009543742A JP 2009543742 A JP2009543742 A JP 2009543742A JP WO2009069449 A1 JPWO2009069449 A1 JP WO2009069449A1
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micropump
liquid
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pump
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晋治 原田
晋治 原田
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Konica Minolta Medical and Graphic Inc
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Abstract

ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、該マイクロポンプから液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定手段と、信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定手段と、マイクロポンプを駆動するポンプ駆動手段と、駆動手段を制御するポンプ駆動制御手段と、を有し、ポンプ駆動制御手段は、流量判定手段の判定結果に基づいてポンプ駆動手段を制御することを特徴とする検査装置。In an inspection apparatus that has a micropump that sends out a liquid by changing the pressure inside the pump chamber with an actuator, injects the liquid from the micropump into the microchip, and reacts the reagent with the sample to measure the reaction result A flow rate measuring means for outputting a signal according to the flow rate of the flow path through which the liquid flows, a flow rate judging means for comparing and judging a signal value and a reference signal value, a pump drive means for driving the micropump, and a drive means And a pump drive control means for controlling the pump drive means, and the pump drive control means controls the pump drive means based on a determination result of the flow rate determination means.

Description

本発明は、検査装置、検査装置の制御方法に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus and a method for controlling the inspection apparatus.

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。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試料量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。   In recent years, by making full use of micromachine technology and ultrafine processing technology, devices and means (for example, pumps, valves, flow paths, sensors, etc.) for performing conventional sample preparation, chemical analysis, chemical synthesis, etc. have been miniaturized. A system integrated on a chip has been developed (see, for example, Patent Document 1). This is also called μ-TAS (Micro Total Analysis System), bioreactor, lab-on-chip, biochip, medical examination / diagnosis field, environmental measurement field, Its application is expected in the field of agricultural production. In reality, as seen in genetic testing, automated, faster, and simplified microanalysis systems are costly and necessary when complex processes, skilled techniques, and equipment operations are required. It can be said that not only the amount of sample and the time required, but also the benefits of enabling analysis at any time and place are great.

各種の分析、検査ではこれらの分析用チップ(マイクロチップ)における分析の定量性、解析の精度、経済性などが重要視される。そのためにはシンプルな構成で、高い信頼性の送液システムを確立することが課題であり、精度が高く、信頼性に優れるマイクロ流体制御素子が求められている。本出願人はこのような用途に好適なマイクロポンプの動作原理と制御方法を例えば特許文献2に開示している。   In various types of analysis and inspection, importance is attached to the quantitativeness of analysis, the accuracy of analysis, and the economy of these analysis chips (microchips). For that purpose, it is a problem to establish a highly reliable liquid feeding system with a simple configuration, and there is a demand for a microfluidic control element with high accuracy and excellent reliability. The present applicant discloses, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707, the operation principle and control method of a micropump suitable for such a use.

また、本出願人は、マイクロチップの微細流路内に試薬などを封入し、マイクロポンプによって微細流路に液体を注入して試薬などを移動させ、反応部を構成する流路、次いで検出部を構成する流路へ流すことにより、反応結果を測定することができる検査装置を提案している(例えば、特許文献3参照)。   In addition, the applicant of the present invention encloses a reagent or the like in the microchannel of the microchip, injects the liquid into the microchannel by a micropump, moves the reagent, etc. The inspection apparatus which can measure a reaction result by making it flow to the flow path which comprises is proposed (for example, refer to patent documents 3).

このような用途では、マイクロチップ内の流路に蓄えられた微少量の試薬や検体を精度良く送液する必要があり、マイクロポンプの送液制御を高精度に行う必要がある。しかしながら、マイクロポンプによって流体を流路に送出すると、流路抵抗値が変化するため目標の流量に制御することが難しい。   In such applications, it is necessary to accurately feed a very small amount of reagent or specimen stored in the flow path in the microchip, and it is necessary to perform liquid feed control of the micropump with high accuracy. However, when the fluid is sent to the flow path by the micropump, the flow resistance value changes, so that it is difficult to control to the target flow rate.

このような問題を解決するため、本出願人はマイクロポンプの作動による流路中の流体の量の変化に基づく流路抵抗の変化の予測値に関する情報を取得し、取得した情報に基づいてマイクロポンプを駆動するための電気信号を制御する方法を提案している(特許文献4参照)。特許文献4では、マイクロポンプを駆動するための電気信号は一定周期で繰り返す台形波電圧であり、台形波電圧のピーク電圧を制御する方法を開示している。   In order to solve such a problem, the present applicant acquires information on the predicted value of the change in the channel resistance based on the change in the amount of fluid in the channel due to the operation of the micropump, and based on the acquired information, A method of controlling an electric signal for driving a pump has been proposed (see Patent Document 4). Patent Document 4 discloses a method for controlling the peak voltage of the trapezoidal wave voltage, since the electric signal for driving the micropump is a trapezoidal wave voltage that repeats at a constant period.

一方、一般的な手法として、流路毎に流量センサを配置して流量を測定し、マイクロポンプの制御にフィードバックする方法がある。   On the other hand, as a general method, there is a method in which a flow rate sensor is arranged for each flow path to measure the flow rate and feed back to the control of the micropump.

流路毎に配置する流量センサとして、複数の流路が形成されているガラス基板の上に流路の蓋としてシリコン基板を形成し、その上に流体流量検出用の2つのヒータを形成し、上流側のヒータと下流側のヒータの抵抗比から流量を検出する熱式流量センサが提案されている(例えば、特許文献5参照)。
特開2004−28589号公報 特開2001−322099号公報 特開2006−149379号公報 特開2004−270537号公報 特開平7−159215号公報
As a flow rate sensor to be arranged for each flow path, a silicon substrate is formed as a flow path lid on a glass substrate on which a plurality of flow paths are formed, and two heaters for fluid flow rate detection are formed thereon, There has been proposed a thermal flow sensor that detects the flow rate from the resistance ratio of the upstream heater and the downstream heater (see, for example, Patent Document 5).
JP 2004-28589 A JP 2001-322099 A JP 2006-149379 A JP 2004-270537 A JP 7-159215 A

しかしながら、特許文献5に開示されているような熱式流量センサの出力電圧は、キングの法則により流量の平方根の関数になるため出力電圧をそのままフィードバックするとマイクロポンプの制御が安定しない。   However, since the output voltage of the thermal type flow sensor disclosed in Patent Document 5 is a function of the square root of the flow rate according to King's law, if the output voltage is fed back as it is, the control of the micropump is not stable.

そのため、熱式流量センサの出力電圧から流量の1次関数に比例する電圧に変換して、マイクロポンプを駆動する台形波電圧の例えばピーク電圧を制御する必要がある。このように熱式流量センサの出力電圧から流量の1次関数に比例する電圧に変換するには、例えば熱式流量センサの出力電圧をA/D変換し、ルックアップテーブルを用いて流量に比例する出力データに変換し、該出力データをD/A変換して制御電圧を得る必要がある。このような方法を用いて高い制御精度でマイクロポンプを駆動するためには分解能の高いA/D変換器とD/A変換器が必要であり、高価な部品が多い複雑な回路になってしまう。   Therefore, it is necessary to convert the output voltage of the thermal flow sensor to a voltage proportional to a linear function of the flow rate, and to control, for example, the peak voltage of the trapezoidal wave voltage that drives the micropump. In order to convert the output voltage of the thermal flow sensor into a voltage proportional to the linear function of the flow rate in this way, for example, the output voltage of the thermal flow sensor is A / D converted and proportional to the flow rate using a lookup table. It is necessary to convert the output data to D / A conversion and obtain a control voltage. In order to drive a micropump with high control accuracy using such a method, an A / D converter and a D / A converter with high resolution are required, resulting in a complicated circuit with many expensive parts. .

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる検査装置、検査装置の制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus and a control method for the inspection apparatus that can accurately control liquid feeding with a simple circuit configuration.

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。   The object of the present invention can be achieved by the following constitution.

1.
ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定手段と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定手段と、前記マイクロポンプを駆動するポンプ駆動手段と、前記ポンプ駆動手段を制御するポンプ駆動制御手段と、を有し、前記ポンプ駆動制御手段は、前記流量判定手段の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することを特徴とする検査装置。
1.
A testing apparatus that has a micropump for sending a liquid by changing the pressure inside the pump chamber with an actuator, injects the liquid from the micropump into the microchip, and reacts the reagent with the sample to measure the reaction result The flow rate measuring means for outputting a signal in accordance with the flow rate of the flow path through which the liquid flows, the flow rate determining means for comparing and determining the value of the signal and a reference signal value, and the pump drive means for driving the micropump And a pump drive control means for controlling the pump drive means, wherein the pump drive control means controls the pump drive means based on a determination result of the flow rate determination means. .

2.
前記ポンプ駆動制御手段は、前記ポンプ駆動手段が発生する前記アクチュエータを駆動する駆動電圧の周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方を変化させることにより前記流量を制御することを特徴とする1に記載の検査装置。
2.
The pump drive control means controls the flow rate by changing either one or both of a frequency and a duty ratio of a drive voltage for driving the actuator generated by the pump drive means. The inspection device described.

3.
前記ポンプ駆動制御手段は、周期的に前記流量判定手段から前記判定結果を取得し、前記判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することにより前記流量を一定にすることを特徴とする1または2に記載の検査装置。
3.
The pump drive control means periodically acquires the determination result from the flow rate determination means, and controls the pump drive means based on the determination result to make the flow rate constant 1 or 2. The inspection apparatus according to 2.

4.
ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置の制御方法において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定工程と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定工程と、前記マイクロポンプを駆動する条件を設定するポンプ駆動工程と、を有し、前記流量判定工程の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動工程の前記条件を変更することを特徴とする検査装置の制御方法。
4).
A testing device that has a micropump for sending a liquid by changing the pressure inside the pump chamber with an actuator, injects the liquid from the micropump into the microchip, and reacts the reagent with the sample to measure the reaction result In the control method, a flow rate measuring step of outputting a signal according to a flow rate of the flow path through which the liquid flows, a flow rate determining step of comparing and determining a value of the signal and a reference signal value, and driving the micropump And a pump driving step for setting conditions, and changing the conditions for the pump driving step based on the determination result of the flow rate determination step.

5.
前記条件は、前記マイクロポンプを駆動する周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方であることを特徴とする4に記載の検査装置の制御方法。
5.
5. The inspection apparatus control method according to 4, wherein the condition is one or both of a frequency and a duty ratio for driving the micropump.

6.
前記流量測定工程と、前記流量判定工程と、前記ポンプ駆動工程と、をこの順に周期的に繰り返すことにより前記流量を一定にすることを特徴とする4または5に記載の検査装置の制御方法。
6).
6. The inspection apparatus control method according to 4 or 5, wherein the flow rate is made constant by periodically repeating the flow rate measurement step, the flow rate determination step, and the pump drive step in this order.

本発明によれば、流量測定手段の出力値を基準値と比較し、判定結果に基づいてポンプを駆動する駆動電圧の周波数および/またはデューティ比を変更するので、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる。   According to the present invention, the output value of the flow rate measuring means is compared with the reference value, and the frequency and / or duty ratio of the drive voltage for driving the pump is changed based on the determination result. Liquid control can be performed.

本発明の実施形態における検査装置82の外観図である。It is an external view of the test | inspection apparatus 82 in embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット5の一例についての説明図である。It is explanatory drawing about an example of the micropump unit 5 concerning embodiment of this invention. アクチュエータ112に供給する駆動電圧Eと流量Qの関係を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a drive voltage E supplied to an actuator 112 and a flow rate Q. 本発明の実施形態に係わるマイクロチップ1の一例についての説明図である。It is explanatory drawing about an example of the microchip 1 concerning embodiment of this invention. 本発明の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。It is sectional drawing which shows an example of the internal structure of the test | inspection apparatus 82 in embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における検査装置82の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the inspection apparatus 82 in the 1st Embodiment of this invention. タイミング信号発生部21の発生するタイミング信号S1とアクチュエータ112に供給する駆動電圧Eの関係を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing a relationship between a timing signal S1 generated by a timing signal generator 21 and a drive voltage E supplied to an actuator 112. 駆動電圧Eの駆動周波数fとマイクロポンプMPの流量Qとの関係の一例を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating an example of the relationship between the drive frequency f of the drive voltage E, and the flow volume Q of micropump MP. 駆動周波数fを変えて送液したときの、経過時間tと送液量Uの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time t and the liquid feeding amount U when changing the drive frequency f. 流量Qとアンプ306の出力電圧Eとの関係を示すグラフである。3 is a graph showing a relationship between a flow rate Q and an output voltage E of an amplifier 306. 本発明の第1の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the flow control routine in the 1st Embodiment of this invention. 第2の実施形態における検査装置82の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the test | inspection apparatus 82 in 2nd Embodiment. 本発明の第2の実施形態における反応検出装置82の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the reaction detection apparatus 82 in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the flow control routine in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロチップ
4 駆動液
5 マイクロポンプユニット
21 タイミング信号発生部
23 台形波発生部
26 アンプ
80 マイクロチップ検査システム
82 検査装置
83 挿入口
84 表示部
90 パッキン
91 駆動液タンク
110 駆動液注入部
111 検出部
112 アクチュエータ
150a 発光部
150b 受光部
213 検体注入部
410 流量判定部
412 ポンプ駆動制御部
500 ポンプ駆動部
510 流量測定部
MP マイクロポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 4 Drive liquid 5 Micro pump unit 21 Timing signal generation part 23 Trapezoidal wave generation part 26 Amplifier 80 Microchip inspection system 82 Inspection apparatus 83 Insertion port 84 Display part 90 Packing 91 Drive liquid tank 110 Drive liquid injection part 111 Detection part 112 Actuator 150a Light Emitting Unit 150b Light Receiving Unit 213 Sample Injection Unit 410 Flow Rate Determination Unit 412 Pump Drive Control Unit 500 Pump Drive Unit 510 Flow Rate Measurement Unit MP Micro Pump

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態における検査装置82の外観図である。   FIG. 1 is an external view of an inspection apparatus 82 according to an embodiment of the present invention.

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。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。   The inspection system 80 includes an inspection device 82 and the microchip 1. The inspection device 82 is a device that automatically detects the reaction between the specimen previously injected into the microchip 1 and the reagent and displays the result on the display unit 84. The inspection device 82 has an insertion port 83, and the microchip 1 is inserted into the insertion port 83 and set inside the inspection device 82.

なお、挿入口83はマイクロチップ1を挿入時に接触しないように、マイクロチップ1の厚みより十分高さがある。85はメモリカードスロット、86はプリント出力口、87は操作パネル、88は入出力端子である。   The insertion port 83 is sufficiently higher than the thickness of the microchip 1 so that the microchip 1 does not come into contact with the microchip 1 during insertion. Reference numeral 85 denotes a memory card slot, 86 denotes a print output port, 87 denotes an operation panel, and 88 denotes an input / output terminal.

検査担当者は図1の矢印方向にマイクロチップ1を挿入し、操作パネル87を操作して検査を開始させる。検査装置82の内部では、制御手段の指令により図1には図示せぬマイクロポンプユニット5がマイクロチップ1に駆動液等の液体を注入し、マイクロチップ1内の反応の検査が自動的に行われる。検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部84に結果が表示される。検査結果は操作パネル87の操作により、プリント出力口86よりプリントを出力したり、メモリカードスロット85に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子88から例えばLANケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。   The person in charge of inspection inserts the microchip 1 in the direction of the arrow in FIG. 1 and operates the operation panel 87 to start the inspection. Inside the inspection device 82, a micropump unit 5 (not shown in FIG. 1) injects a liquid such as a driving liquid into the microchip 1 according to a command from the control means, and the reaction in the microchip 1 is automatically inspected. Is called. When the inspection is completed, the result is displayed on the display unit 84 constituted by a liquid crystal panel or the like. The inspection result can be output from the print output port 86 or stored in a memory card inserted into the memory card slot 85 by operating the operation panel 87. Further, data can be stored in the personal computer or the like from the external input / output terminal 88 using, for example, a LAN cable.

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。   The inspection person takes out the microchip 1 from the insertion port 83 after the inspection is completed.

次に、本発明の実施形態に係わるマイクロポンプユニット5の一例について、図2を用いて説明する。   Next, an example of the micropump unit 5 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2(a)は本発明に係わるマイクロポンプユニット5の平面図であり、図2(b)は左側面図、図2(c)は右側面図である。また、図2(d)は図2(a)にA−Aで示す部分の断面図である。   2A is a plan view of the micropump unit 5 according to the present invention, FIG. 2B is a left side view, and FIG. 2C is a right side view. Moreover, FIG.2 (d) is sectional drawing of the part shown by AA in Fig.2 (a).

図2に示すようにマイクロポンプユニット5は、第1の基板11、第2の基板12から成る。なお、図2(a)において、第1の基板11に設けられた溝部を点線で図示している。   As shown in FIG. 2, the micropump unit 5 includes a first substrate 11 and a second substrate 12. In FIG. 2A, the groove provided in the first substrate 11 is indicated by a dotted line.

図2(a)のA−Aで示す部分が一つのマイクロポンプMPを構成しており、後に説明するマイクロポンプ機構によって、例えば入出力口145から吸入した液体を入出力口146から吐出する。あるいは、逆方向に入出力口146から吸入した液体を入出力口145から吐出することもできる。図2(a)の例では、第1の基板11に8つのマイクロポンプMPが形成されている。これらのマイクロポンプMPは互いに同じ構造であるから、以下においては図2(d)を用いてその構造を説明する。   The portion indicated by AA in FIG. 2A constitutes one micropump MP, and the liquid sucked from, for example, the input / output port 145 is discharged from the input / output port 146 by a micropump mechanism described later. Alternatively, the liquid sucked from the input / output port 146 in the reverse direction can be discharged from the input / output port 145. In the example of FIG. 2A, eight micro pumps MP are formed on the first substrate 11. Since these micropumps MP have the same structure, the structure will be described below with reference to FIG.

第1の基板11は、例えば幅17mm、奥行き35mm、厚み0.2mmの大きさの長方形のシート状である。図2(d)に示すように、第1の基板11に形成された各マイクロポンプMPは、ポンプ室121、ダイヤフラム122、第1絞り流路123、第1流路124、第2絞り流路125、および第2流路126を有する。   The first substrate 11 is, for example, a rectangular sheet having a width of 17 mm, a depth of 35 mm, and a thickness of 0.2 mm. As shown in FIG. 2D, each micropump MP formed on the first substrate 11 includes a pump chamber 121, a diaphragm 122, a first throttle channel 123, a first channel 124, and a second throttle channel. 125 and a second flow path 126.

マイクロポンプユニット5は、上に述べたマイクロポンプMPの作動によって、一方の入出力口145から液体を吸い込み、他方の入出力口146から液体を吐出する。また、アクチュエータ112に印加する駆動電圧を制御することによって、液体の吸入と吐出の方向を逆にすることができる。なお、第1の基板11それ自体の構造については、従来の技術の項で述べた特開2001−322099号を参照することができる。   The micro pump unit 5 sucks liquid from one input / output port 145 and discharges liquid from the other input / output port 146 by the operation of the micro pump MP described above. Further, by controlling the drive voltage applied to the actuator 112, the direction of liquid suction and discharge can be reversed. For the structure of the first substrate 11 itself, reference can be made to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-322099 described in the section of the prior art.

次にマイクロポンプユニット5の動作原理について説明する。   Next, the operation principle of the micropump unit 5 will be described.

第2絞り流路125は、その流入側と流出側との差圧が零に近いときは流路抵抗が低いが、差圧が大きくなると流路抵抗が大きくなる。つまり圧力依存性が大きい。第1絞り流路123は、差圧が零に近いときの流路抵抗は第2絞り流路125の場合よりも大きいが、圧力依存性がほとんどなく、差圧が大きくなっても流路抵抗は余り変化せず、差圧が大きい場合に流路抵抗が第2絞り流路125よりも小さくなる。   The second throttle channel 125 has a low channel resistance when the differential pressure between the inflow side and the outflow side is close to zero, but the channel resistance increases when the differential pressure increases. That is, the pressure dependency is large. The first throttle channel 123 has a larger channel resistance when the differential pressure is close to zero than that of the second throttle channel 125, but has little pressure dependency, and the channel resistance even when the differential pressure increases. Does not change so much, and when the differential pressure is large, the channel resistance becomes smaller than that of the second throttle channel 125.

このような流路抵抗特性は、流路を流れる液体(流体)が、差圧の大きさに応じて乱流となるようにするか、または差圧にかかわりなく常に層流となるようにするか、によって得ることが可能である。具体的には、例えば、第2絞り流路125を流路長の短いオリフィスとし、第1絞り流路123を第2絞り流路125と内径が同じで流路長の長いノズルとすることによって実現することが可能である。   Such flow path resistance characteristics allow the liquid (fluid) flowing through the flow path to be turbulent according to the magnitude of the differential pressure, or always to be laminar regardless of the differential pressure. Or can be obtained by Specifically, for example, the second throttle channel 125 is an orifice having a short channel length, and the first throttle channel 123 is a nozzle having the same inner diameter as the second throttle channel 125 and a long channel length. It is possible to realize.

第1絞り流路123と第2絞り流路125のこのような流路抵抗特性を利用して、ポンプ室121に圧力を発生させるとともに、その圧力の変化の割合を制御することによって、流路抵抗の低い方に液体を吐出するようなポンプ作用を実現することができる。   By utilizing such flow path resistance characteristics of the first throttle flow path 123 and the second throttle flow path 125, pressure is generated in the pump chamber 121, and the rate of change in the pressure is controlled, thereby providing a flow path. It is possible to realize a pump action that discharges a liquid toward a lower resistance.

つまり、ポンプ室121の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を大きくしておけば、差圧が大きくなって第2絞り流路125の流路抵抗の方が第1絞り流路123の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室121内の液体は第1絞り流路123から吐出する(吐出工程)。そして、ポンプ室121の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第1絞り流路123の流路抵抗の方が第2絞り流路125の流路抵抗よりも大きくなり、第2絞り流路125からポンプ室121内に液体が流入する(吸入工程)。   That is, if the pressure in the pump chamber 121 is increased and the rate of change is increased, the differential pressure increases and the flow resistance of the second throttle flow path 125 is greater than the flow of the first throttle flow path 123. It becomes larger than the path resistance, and the liquid in the pump chamber 121 is discharged from the first throttle channel 123 (discharge process). If the pressure in the pump chamber 121 is lowered and the rate of change is reduced, the differential pressure is kept small, and the flow resistance of the first throttle channel 123 is greater than that of the second throttle channel 125. The resistance becomes larger than the resistance, and the liquid flows into the pump chamber 121 from the second throttle channel 125 (suction process).

これとは逆に、ポンプ室121の圧力を上昇させるとともに、その変化の割合を小さくすれば、差圧が小さく維持されて第1絞り流路123の流路抵抗の方が第2絞り流路125の流路抵抗よりも大きくなり、ポンプ室121内の液体は第2絞り流路125から吐出する(吐出工程)。そして、ポンプ室121の圧力を下降させるとともに、その変化の割合を大きくすれば、差圧が大きくなって第1絞り流路123の流路抵抗の方が第2絞り流路125の流路抵抗よりも小さくなり、第1絞り流路123からポンプ室121内に液体が流入する(吸入工程)。   On the contrary, if the pressure in the pump chamber 121 is increased and the rate of change is reduced, the differential pressure is maintained smaller, and the flow resistance of the first throttle flow path 123 is greater than that of the second throttle flow path. The flow path resistance of 125 becomes larger, and the liquid in the pump chamber 121 is discharged from the second throttle flow path 125 (discharge process). If the pressure in the pump chamber 121 is lowered and the rate of change is increased, the differential pressure increases, and the flow resistance of the first throttle flow path 123 is greater than that of the second throttle flow path 125. And the liquid flows into the pump chamber 121 from the first throttle channel 123 (suction process).

このようなポンプ室121の圧力制御は、アクチュエータ112に供給する駆動電圧を制御し、ダイヤフラム122の変形の量およびタイミングを制御することによって実現される。   Such pressure control of the pump chamber 121 is realized by controlling the driving voltage supplied to the actuator 112 and controlling the deformation amount and timing of the diaphragm 122.

図3はアクチュエータ112に供給する駆動電圧Eと流量Qの関係を示す説明図である。アクチュエータ112に高い駆動電圧を印加するとポンプ室121の圧力が高まるものとする。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the drive voltage E supplied to the actuator 112 and the flow rate Q. When a high driving voltage is applied to the actuator 112, the pressure in the pump chamber 121 is increased.

図3(a−1)に示す波形ではT1<T3なので、ポンプ室121の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室121の圧力が下降するときの変化の割合より大きい。したがって、前述の様にポンプ室121内の液体は第1絞り流路123から吐出する。   Since T1 <T3 in the waveform shown in FIG. 3A-1, the rate of change when the pressure in the pump chamber 121 rises is greater than the rate of change when the pressure in the pump chamber 121 falls. Therefore, the liquid in the pump chamber 121 is discharged from the first throttle channel 123 as described above.

図3(a−2)は流路123から吐出された液体の、流路124における流量Qの一例を示している。T1の期間、ポンプ室121の圧力が急に上昇するので流路124を流れる流量Qも急に上昇する。T2の休止期間の後、T3の期間はポンプ室121の圧力が緩やかに下降すると、おもに第2絞り流路125からポンプ室121内に液体が流入し、一部が第1絞り流路123からポンプ室121内に流入する。そのため、流量Qは緩やかに減少する。しかし、T3の期間に減少する流量QはT1の期間に流入した流量Qより少なく、T4の休止期間においては、初期状態よりも流量Qが増加している。このようにT1からT4のサイクルを繰り返すことにより流量Qは増加していく。   FIG. 3A-2 shows an example of the flow rate Q of the liquid discharged from the flow path 123 in the flow path 124. Since the pressure in the pump chamber 121 suddenly rises during the period T1, the flow rate Q flowing through the flow path 124 also suddenly rises. After the suspension period of T2, during the period of T3, when the pressure in the pump chamber 121 gradually decreases, the liquid mainly flows into the pump chamber 121 from the second throttle channel 125, and a part thereof from the first throttle channel 123. It flows into the pump chamber 121. Therefore, the flow rate Q decreases gently. However, the flow rate Q that decreases during the period T3 is less than the flow rate Q that flows during the period T1, and the flow rate Q increases during the idle period of T4 from the initial state. Thus, the flow rate Q increases by repeating the cycle from T1 to T4.

一方、図3(b−1)に示す波形ではT7<T5なので、ポンプ室121の圧力が上昇するときの変化の割合は、ポンプ室121の圧力が下降するときの変化の割合より小さい。したがって、前述の様に第1絞り流路123からポンプ室121内に液体が流入する。   On the other hand, since T7 <T5 in the waveform shown in FIG. 3B-1, the rate of change when the pressure in the pump chamber 121 increases is smaller than the rate of change when the pressure in the pump chamber 121 decreases. Therefore, the liquid flows into the pump chamber 121 from the first throttle channel 123 as described above.

図3(b−2)は流路123から吸入された液体の、流路124における流量Qの一例を示している。T5の期間、ポンプ室121の圧力が緩やかに上昇すると、おもに第2絞り流路125から液体が吐出し、一部が第1絞り流路123から吐出する。そのため、流量Qは緩やかに増加する。一方、T6の休止期間の後、T7の期間においてポンプ室121の圧力が急に下降すると、第1絞り流路123からポンプ室121内に液体が流入する。そのため、流量Qは急に減少する。しかし、T5の期間に増加する流量QはT7の期間に吐出した流量Qより少なく、T8の休止期間においては、初期状態よりも流量Qが減少している。このようにT5からT8のサイクルを繰り返すことにより流量Qは減少していく。   FIG. 3B-2 shows an example of the flow rate Q of the liquid sucked from the flow path 123 in the flow path 124. When the pressure in the pump chamber 121 rises gently during the period T 5, the liquid is mainly discharged from the second throttle channel 125 and a part is discharged from the first throttle channel 123. Therefore, the flow rate Q increases gently. On the other hand, if the pressure in the pump chamber 121 suddenly decreases during the period T7 after the pause period T6, the liquid flows into the pump chamber 121 from the first throttle channel 123. Therefore, the flow rate Q decreases rapidly. However, the flow rate Q that increases during the period T5 is smaller than the flow rate Q that is discharged during the period T7, and the flow rate Q decreases during the idle period T8 from the initial state. Thus, the flow rate Q decreases by repeating the cycle from T5 to T8.

図3において、アクチュエータ112に印加する最大電圧e1は、数ボルトから数十ボルト程度、最大で100ボルト程度である。また、時間T1,T7は20μs程度、時間T2,T6は0〜数μs程度、時間T3,T5は60μs程度である。時間T4,T8は0であってもよい。駆動電圧Eの周波数は11kHz程度である。図3(a−1)および(b−1)に示す駆動電圧Eによって、流路23には、例えば図3(a−2)および図3(b−2)に示すような流量が得られる。なお、図3(a−2)および図3(b−2)における流量曲線は、ポンプ動作によって得られる流量を模式的に示したもので、実際には流体の慣性振動が重畳する。したがって、これら図に示された流量曲線に振動成分が重畳された曲線が実際に得られる流量を示すこととなる。   In FIG. 3, the maximum voltage e1 applied to the actuator 112 is about several volts to several tens of volts, and about 100 volts at the maximum. Times T1 and T7 are about 20 μs, times T2 and T6 are about 0 to several μs, and times T3 and T5 are about 60 μs. Times T4 and T8 may be zero. The frequency of the drive voltage E is about 11 kHz. With the drive voltage E shown in FIGS. 3 (a-1) and 3 (b-1), for example, flow rates as shown in FIGS. 3 (a-2) and 3 (b-2) are obtained in the flow path 23. . The flow curves in FIGS. 3 (a-2) and 3 (b-2) schematically show the flow rate obtained by the pump operation, and actually the inertial vibration of the fluid is superimposed. Therefore, a curve obtained by superimposing a vibration component on the flow rate curves shown in these figures indicates the actual flow rate obtained.

次に、本発明の実施形態に係わるマイクロチップ1の一例について、図4を用いて説明する。   Next, an example of the microchip 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図4(a)、図4(b)はマイクロチップ1の外観図である。図4(a)において矢印は、後述する検査装置82にマイクロチップ1を挿入する挿入方向であり、図4(a)は挿入時にマイクロチップ1の上面となる面を図示している。図4(b)はマイクロチップ1の側面図である。   4A and 4B are external views of the microchip 1. FIG. In FIG. 4A, an arrow indicates an insertion direction in which the microchip 1 is inserted into an inspection apparatus 82 to be described later, and FIG. 4A illustrates a surface that becomes the upper surface of the microchip 1 when inserted. FIG. 4B is a side view of the microchip 1.

図4(a)の検出部の窓111aと検出部の流路111bは検体と試薬の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂などの透明な部材で構成されている。110a、110b、110c、110d、110eは内部の微細流路に連通する駆動液注入部であり、各駆動液注入部110から駆動液50を注入し内部の試薬等を駆動する。213はマイクロチップ1に検体を注入するための検体注入部である。   The detection unit window 111a and the detection unit flow path 111b in FIG. 4A are provided for optically detecting the reaction between the specimen and the reagent, and are configured by a transparent member such as glass or resin. . Reference numerals 110a, 110b, 110c, 110d, and 110e denote driving liquid injection units that communicate with the internal microchannels. The driving liquid 50 is injected from each driving liquid injection unit 110 to drive the internal reagents and the like. Reference numeral 213 denotes a sample injection unit for injecting the sample into the microchip 1.

図4(b)に示すように、マイクロチップ1は溝形成基板108と、溝形成基板108を覆う被覆基板109から構成されている。次に、マイクロチップ1を構成する溝形成基板108と被覆基板109に用いる材料について説明する。   As shown in FIG. 4B, the microchip 1 includes a groove forming substrate 108 and a covering substrate 109 that covers the groove forming substrate 108. Next, materials used for the groove forming substrate 108 and the covering substrate 109 constituting the microchip 1 will be described.

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。   The microchip 1 is desired to be excellent in processability, non-water absorption, chemical resistance, weather resistance, cost and the like. In consideration of the structure, application, detection method, etc. of the microchip 1, The material of chip 1 is selected. Various known materials can be used as the material, and usually the substrate and the flow path element are formed by appropriately combining one or more materials in accordance with individual material characteristics.

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。   In particular, it is desirable that a chip intended for a large number of measurement specimens, particularly clinical specimens at risk of contamination and infection, be of a disposable type. Therefore, a plastic resin that can be mass-produced, is lightweight, is strong against impact, and can be easily discarded by incineration, for example, polystyrene that is excellent in transparency, mechanical properties, and moldability and is easy to be finely processed is preferable. For example, when it is necessary to heat the chip to near 100 ° C. in analysis, it is preferable to use a resin having excellent heat resistance (for example, polycarbonate). In addition, when protein adsorption becomes a problem, it is preferable to use polypropylene. Resin and glass have low thermal conductivity, and by using these materials in the locally heated region of the microchip, heat conduction in the surface direction is suppressed, and only the heated region is selectively heated. Can do.

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。   In the case where the detection unit 111 optically detects a color reaction product or a fluorescent substance, at least the substrate of this part uses a light-transmitting material (for example, alkali glass, quartz glass, transparent plastics). It is necessary to allow light to pass through. In the present embodiment, the groove forming substrate that forms the window 111a of the detection unit and at least the flow path 111b of the detection unit is made of a light-transmitting material so that light can pass through the detection unit 111. ing.

本発明の実施形態に係わるマイクロチップ1には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路(微細流路)および機能部品(流路エレメント)が、用途に応じた適当な態様で配設されている。本実施形態では、これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ1内で行われる特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理の一例を図4(c)を用いて説明する。なお、本発明の適用は図4(c)で説明するマイクロチップ1の例に限定されるものでは無く、様々な用途のマイクロチップ1に適用できる。   In the microchip 1 according to the embodiment of the present invention, a minute groove-like flow path (fine flow path) and a functional component (flow path element) for performing inspection, sample processing, and the like correspond to applications. It is arranged in an appropriate manner. In the present embodiment, an example of a process for performing amplification and detection of a specific gene performed in the microchip 1 by using these microchannels and channel elements will be described with reference to FIG. The application of the present invention is not limited to the example of the microchip 1 described with reference to FIG. 4C, and can be applied to the microchip 1 for various uses.

図4(c)はマイクロチップ1内部の微細流路および流路エレメントの機能を説明するための説明図である。   FIG. 4C is an explanatory diagram for explaining the functions of the micro flow channel and the flow channel element inside the microchip 1.

微細流路には、例えば検体液を収容する検体収容部221、試薬類を収容する試薬収容部220などが設けられており、場所や時間を問わず迅速に検査ができるよう、試薬収容部220には必要とされる試薬類、洗浄液、変性処理液などがあらかじめ収容されている。図4(c)において、試薬収容部220、検体収容部221および流路エレメントは四角形で表し、その間の微細流路は実線と矢印で表す。   The microchannel is provided with, for example, a sample storage unit 221 for storing a sample liquid, a reagent storage unit 220 for storing reagents, and the like, so that the reagent storage unit 220 can be quickly examined regardless of location and time. Necessary reagents, washing solution, denaturing treatment solution and the like are stored in advance. In FIG. 4C, the reagent storage unit 220, the sample storage unit 221 and the flow path element are represented by squares, and the fine flow path therebetween is represented by a solid line and an arrow.

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。   The microchip 1 includes a groove forming substrate 108 in which a fine flow path is formed and a covering substrate 109 that covers the groove-shaped flow path. The fine channel is formed on the order of micrometers, for example, the width is several μm to several hundred μm, preferably 10 to 200 μm, and the depth is about 25 to 500 μm, preferably 25 to 250 μm.

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。   At least in the groove forming substrate 108 of the microchip 1, the fine flow path is formed. The coated substrate 109 needs to cover at least the fine flow path of the groove forming substrate in close contact, and may cover the entire surface of the groove forming substrate. Note that the microchannel 1 is provided with a part for controlling liquid feeding, such as a liquid feeding control unit (not shown), a backflow prevention unit (a check valve, an active valve, etc.), and the like. In this case, liquid feeding is performed according to a predetermined procedure.

検体注入部213はマイクロチップ1に検体を注入するための注入部、駆動液注入部110はマイクロチップ1に駆動液50を注入するための注入部である。マイクロチップ1による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部213から注射器などを用いて注入する。図4(c)に示すように、検体注入部213から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部221に収容される。   The sample injection unit 213 is an injection unit for injecting a sample into the microchip 1, and the driving liquid injection unit 110 is an injection unit for injecting the driving liquid 50 into the microchip 1. Prior to performing the test using the microchip 1, the person in charge of the test injects the sample from the sample injection unit 213 using a syringe or the like. As shown in FIG. 4C, the sample injected from the sample injection unit 213 is stored in the sample storage unit 221 through the communicating fine channel.

次に、駆動液注入部110aから駆動液50を注入すると、駆動液50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。   Next, when the driving liquid 50 is injected from the driving liquid injection unit 110a, the driving liquid 50 pushes out the sample stored in the sample storage unit 221 through the communicating fine flow path, and sends the sample to the amplification unit 222.

一方、駆動液注入部110bから注入された駆動液50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50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検査装置82の内部で加熱または吸熱して所定の温度で反応させる。   On the other hand, the driving liquid 50 injected from the driving liquid injection part 110b pushes out the reagent a stored in the reagent storage part 220a through the communicating fine channel. The reagent a pushed out from the reagent storage unit 220 a is sent to the amplification unit 222 by the driving liquid 50. Depending on the reaction conditions at this time, it is necessary to set the amplification unit 222 to a predetermined temperature. As will be described later, the reaction is performed at a predetermined temperature by heating or absorbing heat inside the inspection device 82.

所定の反応時間の後、さらに駆動液50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。   After a predetermined reaction time, the solution containing the sample after reaction sent out from the amplification unit 222 by the driving liquid 50 is injected into the detection unit 111. The injected solution reacts with the reactants carried on the flow path wall of the detection unit 111 and is immobilized on the flow path wall.

次に、駆動液注入部110cから駆動液50を注入すると、駆動液50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。   Next, when the driving liquid 50 is injected from the driving liquid injection section 110c, the driving liquid 50 pushes the reagent b stored in the reagent storage section 220b through the communicating fine flow path, and passes from the fine flow path to the detection section 111. inject.

同様に、駆動液注入部110dから駆動液50を注入すると、駆動液50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。   Similarly, when the driving liquid 50 is injected from the driving liquid injection unit 110d, the driving liquid 50 pushes the reagent stored in the reagent storage unit 220c through the communicating fine channel and injects the reagent from the micro channel into the detection unit 111. To do.

最後に、駆動液注入部110eから駆動液50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。   Finally, the driving liquid 50 is injected from the driving liquid injection unit 110e, the cleaning liquid is pushed out from the cleaning liquid storage unit 223, and is injected into the detection unit 111. The unreacted solution 41 remaining in the detection unit 111 is washed with the washing liquid.

洗浄後、検出部111の流路壁に吸着した反応物の濃度を光学的に測定することによって、増幅した遺伝子など被検出物を検出する。このように、駆動液注入部110から駆動液50を順次注入することにより、マイクロチップ1の内部で所定の処理が行われる。   After washing, the detected substance such as the amplified gene is detected by optically measuring the concentration of the reactant adsorbed on the flow path wall of the detection unit 111. Thus, a predetermined process is performed inside the microchip 1 by sequentially injecting the driving liquid 50 from the driving liquid injection unit 110.

図5は、マイクロチップ1の上面を温度調節ユニット152とマイクロポンプユニット5に密着させている状態である。マイクロチップ1は図示せぬ駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。   FIG. 5 shows a state in which the upper surface of the microchip 1 is in close contact with the temperature adjustment unit 152 and the micropump unit 5. The microchip 1 is driven by a driving member (not shown) and can move in the vertical direction on the paper.

初期状態において、マイクロチップ1は図5の紙面左右方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口83から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ1を挿入する。所定の位置までマイクロチップ1を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部95がマイクロチップ1を検知し、オンになる。   In the initial state, the microchip 1 can be inserted / removed in the horizontal direction of FIG. 5, and the person inspecting inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it comes into contact with a regulating member (not shown). When the microchip 1 is inserted to a predetermined position, the chip detection unit 95 using a photo interrupter or the like detects the microchip 1 and is turned on.

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を所定の温度に調整するユニットである。   The temperature adjustment unit 152 includes a Peltier element, a power supply device, a temperature control device, and the like, and is a unit that adjusts the microchip 1 to a predetermined temperature by generating heat or absorbing heat.

図示せぬ制御部が、チップ検知部95がオンになった信号を受信すると、駆動部材によりマイクロチップ1を下降させて、マイクロチップ1の下面を温度調節ユニット152とパッキン92を介して中間流路部180に押しつけて密着させる。   When a control unit (not shown) receives a signal that the chip detection unit 95 is turned on, the microchip 1 is lowered by the driving member, and the lower surface of the microchip 1 is intermediately flowed through the temperature control unit 152 and the packing 92. Press against the road portion 180 to bring it into close contact.

マイクロチップ1の駆動液注入部110は、マイクロチップ1とパッキン92を密着させたときに、中間流路部180に設けられた対応する開口185とそれぞれ連通する位置に設けられている。中間流路部180は、中間流路182の溝を設けた透明な第1基板184と、第1基板184を覆う透明な第2基板183から構成され、中間流路182の両端には開口185と開口186が設けられている。開口186はパッキン90bを介してマイクロポンプユニット5の入出力口146と連通している。   The driving liquid injection part 110 of the microchip 1 is provided at a position that communicates with a corresponding opening 185 provided in the intermediate flow path part 180 when the microchip 1 and the packing 92 are brought into close contact with each other. The intermediate flow path portion 180 includes a transparent first substrate 184 provided with a groove of the intermediate flow path 182 and a transparent second substrate 183 that covers the first substrate 184, and openings 185 are formed at both ends of the intermediate flow path 182. And an opening 186. The opening 186 communicates with the input / output port 146 of the micro pump unit 5 through the packing 90b.

マイクロポンプユニット5の吸込側には、パッキン90aを介して駆動液タンク91が接続され、駆動液タンク91に充填された駆動液をパッキン90aを介して吸い込むようになっている。一方、マイクロポンプユニット5の吐出側の端面に設けられた入出力口146は中間流路182を介してマイクロチップ1の駆動液注入部110と連通しているので、マイクロポンプユニット5から送り出された駆動液は、マイクロチップ1の駆動液注入部110からマイクロチップ1内に形成された流路250に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット5から駆動液注入部110に駆動液を注入する。   A driving liquid tank 91 is connected to the suction side of the micropump unit 5 via a packing 90a, and the driving liquid filled in the driving liquid tank 91 is sucked via the packing 90a. On the other hand, the input / output port 146 provided on the discharge-side end face of the micropump unit 5 communicates with the driving liquid injection unit 110 of the microchip 1 through the intermediate flow path 182, and thus is sent out from the micropump unit 5. The driving liquid thus injected is injected from the driving liquid injection part 110 of the microchip 1 into the flow path 250 formed in the microchip 1. In this way, the driving liquid is injected from the micropump unit 5 into the driving liquid injection unit 110.

中間流路部180には中間流路182を流れる駆動液50の流速を測定するため例えば液温参照抵抗体59と発熱抵抗体52が設けられている。   For example, a liquid temperature reference resistor 59 and a heating resistor 52 are provided in the intermediate flow path portion 180 in order to measure the flow velocity of the driving liquid 50 flowing through the intermediate flow path 182.

第2基板183には例えばガラスエポキシ基板などをパターンニングして用いることもできるが、低温焼結セラミックスを用いると厚膜印刷により液温参照抵抗体59と発熱抵抗体52を形成できるので工程を簡略にすることができる。   For example, a glass epoxy substrate can be used for the second substrate 183 by patterning. However, if a low temperature sintered ceramic is used, the liquid temperature reference resistor 59 and the heating resistor 52 can be formed by thick film printing. It can be simplified.

図5の流路182に沿った断面図のように、第2基板183に形成された液温参照抵抗体59、発熱抵抗体52は流路182に沿うように配置されており、流路182を流れる駆動液50に接するようになっている。駆動液50は開口186から注入し、流路182を通って開口185から吐出する。後で詳しく説明するように、上流側に設けられた液温参照抵抗体59と、下流側に設けられた発熱抵抗体52の抵抗値の変化をブリッジ回路で検出して流量に応じた電圧を出力する。   As shown in the cross-sectional view along the flow path 182 in FIG. 5, the liquid temperature reference resistor 59 and the heating resistor 52 formed on the second substrate 183 are arranged along the flow path 182. In contact with the driving fluid 50 flowing through. The driving liquid 50 is injected from the opening 186 and discharged from the opening 185 through the flow path 182. As will be described in detail later, a bridge circuit detects a change in the resistance value of the liquid temperature reference resistor 59 provided on the upstream side and the heating resistor 52 provided on the downstream side, and a voltage corresponding to the flow rate is obtained. Output.

なお、本実施形態では中間流路部180の流速を測定するように液温参照抵抗体59と発熱抵抗体52を設けているが、これらを設ける場所は中間流路部180に限定されるものではない。また、中間流路部180は必ずしも必要ではなく、例えば、マイクロポンプユニット5の第1流路124の流速を測定するように液温参照抵抗体59と発熱抵抗体52とを設けて良い。   In this embodiment, the liquid temperature reference resistor 59 and the heating resistor 52 are provided so as to measure the flow velocity of the intermediate flow path portion 180, but the place where these are provided is limited to the intermediate flow path portion 180. is not. Further, the intermediate flow path portion 180 is not always necessary. For example, the liquid temperature reference resistor 59 and the heating resistor 52 may be provided so as to measure the flow velocity of the first flow path 124 of the micropump unit 5.

さらに、図2に図示したマイクロポンプユニット5の例ではマイクロポンプMPが8つ設けられているが、全てのマイクロポンプMPを使用する必要はない。図3に図示したマイクロチップ1の場合は、5つのマイクロポンプMPが連通するよう駆動液注入部110を配置すれば良い。   Further, in the example of the micropump unit 5 shown in FIG. 2, eight micropumps MP are provided, but it is not necessary to use all the micropumps MP. In the case of the microchip 1 illustrated in FIG. 3, the driving liquid injection unit 110 may be disposed so that the five micropumps MP communicate with each other.

マイクロチップ1の検出部111では、検体とマイクロチップ1内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、発光、蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では図4で説明したように、検出部111でおこる試薬の反応結果を光学的に検出する。発光部150aと受光部150bは、マイクロチップ1の検出部111を透過する光を検出できるように配置されている。   In the detection unit 111 of the microchip 1, the specimen and the reagent stored in the microchip 1 react to cause, for example, coloration, light emission, fluorescence, turbidity, and the like. In the present embodiment, as described with reference to FIG. 4, the reaction result of the reagent that occurs in the detection unit 111 is optically detected. The light emitting unit 150a and the light receiving unit 150b are arranged so that light transmitted through the detection unit 111 of the microchip 1 can be detected.

図6は、本発明の第1の実施形態における反応検出装置82の回路ブロック図である。図7、図8、図9、図10を参照しながら図6のブロック図を説明する。   FIG. 6 is a circuit block diagram of the reaction detection device 82 according to the first embodiment of the present invention. The block diagram of FIG. 6 will be described with reference to FIGS. 7, 8, 9, and 10.

図7はタイミング信号発生部21の発生するタイミング信号S1とアクチュエータ112に供給する駆動電圧Eの関係を示すタイミングチャートである。図8は駆動電圧Eの駆動周波数f(kHz)とマイクロポンプMPの流量Qとの関係の一例を説明するためのグラフ、図9は駆動周波数fを変えて送液したときの、経過時間t(Sec)と送液量U(mm3)の関係を示すグラフである。図10は、流量Q(mm3/s)とアンプ306の出力電圧E(V)との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a timing chart showing the relationship between the timing signal S1 generated by the timing signal generator 21 and the drive voltage E supplied to the actuator 112. FIG. 8 is a graph for explaining an example of the relationship between the driving frequency f (kHz) of the driving voltage E and the flow rate Q of the micropump MP, and FIG. 9 is an elapsed time t when the liquid is fed while changing the driving frequency f. (Sec) and is a graph showing the relationship between the feed rate U (mm 3). FIG. 10 is a graph showing the relationship between the flow rate Q (mm 3 / s) and the output voltage E (V) of the amplifier 306.

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82の各部を集中制御する。   The control unit 99 includes a CPU 98 (central processing unit), a RAM 97 (Random Access Memory), a ROM 96 (Read Only Memory), and the like, and reads a program stored in the ROM 96 as a nonvolatile storage unit to the RAM 97. Each part of the reaction detector 82 is centrally controlled according to the program.

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。   Hereinafter, functional blocks having the same functions as those described so far are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

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。   The chip detector 95 transmits a detection signal to the CPU 98 when the microchip 1 comes into contact with the regulating member. When the CPU 98 receives the detection signal, it instructs the mechanism driving unit 32 to lower or raise the microchip 1 according to a predetermined procedure.

CPU98は、流量判定部410とポンプ駆動制御部412を有している。   The CPU 98 includes a flow rate determination unit 410 and a pump drive control unit 412.

ポンプ駆動部500は各マイクロポンプMPのアクチュエータ112を駆動する駆動部である。ポンプ駆動部500は、タイミング信号発生部21、電源部24、台形波発生部23、アンプ26から構成される。   The pump drive unit 500 is a drive unit that drives the actuator 112 of each micropump MP. The pump drive unit 500 includes a timing signal generation unit 21, a power supply unit 24, a trapezoidal wave generation unit 23, and an amplifier 26.

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。   Based on the program, the pump drive control unit 412 controls the pump drive unit 500 to inject or suck a predetermined amount of drive fluid.

タイミング信号発生部21は、ポンプ駆動制御部412が指令したタイミングパルスS1が‘H’の時間THと、タイミングパルスS1が‘L’の時間TLに応じて、タイミングパルスS1を発生する。Timing signal generator 21, and time T H of the timing pulse S1 pump drive control unit 412 has commanded the 'H', the timing pulse S1 is in accordance with the time T L of 'L', for generating a timing pulse S1.

台形波発生部23はタイミングパルスS1が‘H’のとき内部のコンデンサに定電流充電し、タイミングパルスS1が‘L’のとき内部のコンデンサを定電流放電し台形波を発生する。電源部24は台形波発生部23に台形波のピーク電圧e1になる定電圧を供給する。アンプ26は台形波発生部23内部のコンデンサの電圧をインピーダンス変換し、アクチュエータ112を駆動する。   The trapezoidal wave generator 23 charges the internal capacitor with a constant current when the timing pulse S1 is “H”, and generates a trapezoidal wave by discharging the internal capacitor with a constant current when the timing pulse S1 is “L”. The power supply unit 24 supplies the trapezoidal wave generating unit 23 with a constant voltage that becomes a peak voltage e1 of the trapezoidal wave. The amplifier 26 impedance-converts the voltage of the capacitor inside the trapezoidal wave generator 23 and drives the actuator 112.

このように、ポンプ駆動部500はポンプ駆動制御部412の指令を受けて、図7に示すような波形の駆動電圧Eを発生してアクチュエータ112を駆動する。   In this manner, the pump drive unit 500 receives the command from the pump drive control unit 412 and generates the drive voltage E having a waveform as shown in FIG. 7 to drive the actuator 112.

図7(a)、(c)はタイミング信号発生器21の出力するタイミング信号S1の波形、図7(b)、(d)はタイミング信号S1を入力された台形波発生部23が発生する台形波を、アンプ36を介してアクチュエータ112に供給する駆動電圧Eの波形である。   FIGS. 7A and 7C show waveforms of the timing signal S1 output from the timing signal generator 21, and FIGS. 7B and 7D show trapezoids generated by the trapezoidal wave generator 23 to which the timing signal S1 is input. This is a waveform of the drive voltage E that supplies a wave to the actuator 112 via the amplifier 36.

タイミング信号S1は、図7(a)に示すTLの期間’L’、THの期間’H’になる矩形パルスである。ポンプ駆動制御部412は、図10で説明したステップS13でタイミング信号発生器21にタイミング信号S1が’L’になる期間TLと’H’になる期間THの初期値を設定する。タイミング信号発生器21は、設定された時間間隔でタイミング信号S1のパルスを発生する。The timing signal S1, FIGS. 7 (a) period T L as shown in 'L', a rectangular pulse to be the period of T H 'H'. Pump drive control unit 412 sets an initial value of the period T H of the timing signal S1 to the timing signal generator 21 becomes 'L' in the period T L becomes 'H' in step S13 described in FIG 10. The timing signal generator 21 generates a pulse of the timing signal S1 at a set time interval.

台形波発生部23は、タイミング信号S1が入力されると、タイミング信号S1の立ち下がりからT1の期間、駆動電圧Eを電圧e0から電圧e1まで増加させる。電圧e1は電源部24から供給される一定の電圧である。T2の期間、駆動電圧Eは一定の電圧e1である。台形波発生部23は、タイミング信号S1の立ち上がりからT3の期間、駆動電圧Eを電圧e1から電圧e0まで減少させる。次にタイミング信号S1の立ち下がるまでの期間T4は駆動電圧Eは一定の電圧e0である。T1、T3は台形波発生部23の回路定数として予め設定されている。駆動電圧Eの周期はTwであり、駆動周波数fは1/Twである。また、デューティ比DTは(T1+T2+T3)/Twである。   When the timing signal S1 is input, the trapezoidal wave generator 23 increases the drive voltage E from the voltage e0 to the voltage e1 during the period T1 from the fall of the timing signal S1. The voltage e1 is a constant voltage supplied from the power supply unit 24. During the period T2, the drive voltage E is a constant voltage e1. The trapezoidal wave generator 23 decreases the drive voltage E from the voltage e1 to the voltage e0 during the period T3 from the rising edge of the timing signal S1. Next, during a period T4 until the timing signal S1 falls, the drive voltage E is a constant voltage e0. T1 and T3 are preset as circuit constants of the trapezoidal wave generator 23. The cycle of the drive voltage E is Tw, and the drive frequency f is 1 / Tw. The duty ratio DT is (T1 + T2 + T3) / Tw.

次に、図7(c)、(d)を用いて、タイミング信号S1のTHの時間を変えてマイクロポンプMPの流量Qを制御する例を説明する。Next, an example in which the flow rate Q of the micropump MP is controlled by changing the time T H of the timing signal S1 will be described with reference to FIGS. 7C and 7D.

図7(c)のように、例えばポンプ駆動制御部412の指令により、タイミング信号発生器21の出力するタイミング信号S1の’H’になる期間はΔT増えTH’になる。すると、駆動電圧Eの休止期間T4は図7(d)のようにΔTだけ長くなりT4’となる。このときの駆動周波数f’は1/Tw’であり、デューティ比DTは(T1+T2+T3)/Tw’である。この例では駆動周波数fとデューティ比DTが低下するが、THの時間を短くすれば駆動周波数fとデューティ比DTを高めることができる。As shown in FIG. 7C, for example, in response to a command from the pump drive control unit 412, the period during which the timing signal S1 output from the timing signal generator 21 becomes “H” is increased by ΔT and becomes T H. Then, the rest period T4 of the drive voltage E is increased by ΔT and becomes T4 ′ as shown in FIG. The driving frequency f ′ at this time is 1 / Tw ′, and the duty ratio DT is (T1 + T2 + T3) / Tw ′. In this example, the drive frequency f and the duty ratio DT are lowered, but if the time T H is shortened, the drive frequency f and the duty ratio DT can be increased.

なお、この例では、タイミング信号S1のTHだけを変えているので、駆動周波数fおよびデューティ比DTが変わっているが、タイミング信号S1のTHとTLの両方を変えることにより駆動周波数fまたはデューティ比DTだけを可変にすることもできる。In this example, since only T H of the timing signal S1 is changed, the driving frequency f and the duty ratio DT are changed. However, the driving frequency f is changed by changing both T H and T L of the timing signal S1. Alternatively, only the duty ratio DT can be made variable.

次に、アクチュエータ112に駆動周波数f(kHz)の駆動電圧Eを加えたときの、マイクロポンプMPの流量Qについて一例を説明する。   Next, an example of the flow rate Q of the micropump MP when the drive voltage E of the drive frequency f (kHz) is applied to the actuator 112 will be described.

図8のグラフのように、例えば駆動周波数fが9.6KHz〜10.8KHzの間は駆動周波数fとともに流量Qが増加し、図中Bで示す10.8KHzから11.2KHzの間で流量Qは約0.7(mm3/s)と最大になる。As shown in the graph of FIG. 8, for example, the flow rate Q increases with the drive frequency f when the drive frequency f is 9.6 KHz to 10.8 KHz, and the flow rate Q is between 10.8 KHz and 11.2 KHz indicated by B in the figure. Becomes a maximum of about 0.7 (mm 3 / s).

従来は、駆動周波数fは流量Qが最大になるようBの範囲の何れかの周波数に設定し、台形波のピーク電圧e1を変化させることにより流量Q制御していた。   Conventionally, the driving frequency f is set to any frequency in the range of B so that the flow rate Q is maximized, and the flow rate Q is controlled by changing the peak voltage e1 of the trapezoidal wave.

本発明では、図中Aで示す駆動周波数fに比例して流量Qが増加する範囲、すなわち駆動周波数fを例えば10.3kHz±0.3KHzの範囲で可変することにより流量Qを制御する。このようにすると駆動周波数fの変化に対して流量Qがリニアに変化し、また変化量も少ないので目標流量に対して高精度な制御が可能である。   In the present invention, the flow rate Q is controlled by varying the range in which the flow rate Q increases in proportion to the drive frequency f indicated by A in the figure, that is, the drive frequency f, for example, in the range of 10.3 kHz ± 0.3 KHz. In this way, the flow rate Q changes linearly with respect to the change in the drive frequency f, and since the change amount is small, it is possible to control the target flow rate with high accuracy.

図9の図中bで示す直線は、駆動周波数fが基準周波数の場合であり、図8の例では駆動周波数fは10.3kHzである。図中aで示す直線は、駆動周波数fが基準周波数より高い場合であり、例えば駆動周波数fは10.6kHzである。図中cで示す直線は、駆動周波数fが基準周波数より低い場合であり、例えば駆動周波数fは10.0kHzである。グラフからわかるように、周波数に応じた割合で送液量Uが時間に比例して増加し、何れの場合も安定して送液できる。   The straight line indicated by b in FIG. 9 is the case where the drive frequency f is the reference frequency, and in the example of FIG. 8, the drive frequency f is 10.3 kHz. The straight line indicated by “a” in the figure is a case where the drive frequency f is higher than the reference frequency, and for example, the drive frequency f is 10.6 kHz. The straight line indicated by c in the figure is a case where the drive frequency f is lower than the reference frequency. For example, the drive frequency f is 10.0 kHz. As can be seen from the graph, the liquid supply amount U increases in proportion to the frequency in proportion to the time, and can be supplied stably in any case.

なお、駆動電圧Eのデューティ比DTを可変にする場合も同様に流量Qがリニアに変化する領域があり、このような領域の中心値のデューティ比DTを基準値に設定する。   Similarly, when the duty ratio DT of the drive voltage E is made variable, there is a region where the flow rate Q changes linearly, and the duty ratio DT of the center value of such a region is set as a reference value.

図6に示す流量測定部510は、所定の発熱温度で平衡状態を保っている発熱抵抗体52と温度補償用の液温参照抵抗体59をそれぞれ抵抗R3、R4と接続したブリッジ回路、アンプ306、定電流源305から構成されている。流量測定部510は、本発明の流量測定手段である。ブリッジ回路のブリッジ抵抗の電圧差を、アンプ306によって差動増幅し、A/D変換部310によりデジタル値に変換し制御部99に入力される。   A flow rate measurement unit 510 shown in FIG. 6 includes a bridge circuit and an amplifier 306 in which a heating resistor 52 and a liquid temperature reference resistor 59 for temperature compensation that are kept in equilibrium at a predetermined heating temperature are connected to resistors R3 and R4, respectively. , And a constant current source 305. The flow rate measurement unit 510 is a flow rate measurement unit of the present invention. The voltage difference of the bridge resistance of the bridge circuit is differentially amplified by the amplifier 306, converted into a digital value by the A / D conversion unit 310, and input to the control unit 99.

図10に示すようにブリッジ回路の出力電圧Eは流量Qの平方根に比例して増加する。目標流量Qoの付近の出力電圧Eoの変化がリニアに近くなるように各定数を設定することが望ましい。なお、本実施形態の流量測定部510は一例であり、例えば発熱抵抗体52の上流と下流の液温をサーミスタなどで検知し、その温度差から流量を求めても良い。   As shown in FIG. 10, the output voltage E of the bridge circuit increases in proportion to the square root of the flow rate Q. It is desirable to set each constant so that the change of the output voltage Eo in the vicinity of the target flow rate Qo is close to linear. Note that the flow rate measurement unit 510 of this embodiment is an example, and for example, the temperature of the liquid upstream and downstream of the heating resistor 52 may be detected by a thermistor and the flow rate may be obtained from the temperature difference.

流量判定部410は、アンプ306の出力値と基準値を比較し結果を判定する。   The flow rate determination unit 410 compares the output value of the amplifier 306 with a reference value and determines the result.

図6に示す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。   The CPU 98 shown in FIG. 6 performs inspections in a predetermined sequence and stores the inspection results in the RAM 97. The inspection result can be stored in the memory card 501 by the operation of the operation unit 87 or printed by the printer 503.

図11は本発明の実施形態において、マイクロチップ検査システム80による検査の手順を説明するフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart for explaining the inspection procedure by the microchip inspection system 80 in the embodiment of the present invention.

なお、温度調節ユニット152は反応検出装置82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。   It is assumed that the temperature adjustment unit 152 is energized when the reaction detector 82 is turned on and has a predetermined temperature.

S11:マイクロチップ1を挿入するステップである。   S11: This is a step of inserting the microchip 1.

検査担当者は、挿入口83からマイクロチップ1を図示せぬ規制部材に当接するまで挿入する。   The person in charge of inspection inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it abuts against a regulating member (not shown).

S12:機構を下降させるステップである。   S12: A step of lowering the mechanism.

挿入口83から挿入されたマイクロチップ1が図示せぬ規制部材に当接し、CPU98がチップ検知部95から検知信号を検知すると、CPU98は機構駆動部32を制御し、パッキン92と温度調節ユニット152に適当な圧力で密着するまで下降させる。   When the microchip 1 inserted from the insertion port 83 comes into contact with a regulating member (not shown) and the CPU 98 detects a detection signal from the chip detection unit 95, the CPU 98 controls the mechanism driving unit 32, and the packing 92 and the temperature adjustment unit 152. Until it comes into close contact with the appropriate pressure.

S13:駆動液をマイクロチップ1に注入するステップである。   S13: This is a step of injecting the driving liquid into the microchip 1.

ポンプ駆動制御部412は所定のシーケンスに従って、ポンプ駆動部500に指令してマイクロポンプMPを駆動し、マイクロチップ1の駆動液注入部110に駆動液を順次注入する。   The pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 to drive the micropump MP according to a predetermined sequence, and sequentially injects the drive liquid into the drive liquid injection unit 110 of the microchip 1.

S14:駆動液の流量を制御するステップである。   S14: A step of controlling the flow rate of the driving fluid.

CPU98は後に詳しく述べる流量制御ルーチンをコールし、中間流路182を流れる駆動液の流量に基づいてポンプ駆動部500を制御し、流量を一定にする。   The CPU 98 calls a flow rate control routine, which will be described in detail later, and controls the pump drive unit 500 based on the flow rate of the driving fluid flowing through the intermediate flow path 182 to make the flow rate constant.

S15:駆動液を注入する時間が終了したか、否か判定するステップである。   S15: This is a step of determining whether or not the time for injecting the driving liquid has ended.

注入された駆動液がマイクロチップ1の流路内の検体や試薬を所定のシーケンスで検出部111まで送り込み、反応させる所定の時間が経過したか、否か、を判定する。   The injected driving liquid sends the sample or reagent in the flow path of the microchip 1 to the detection unit 111 in a predetermined sequence, and determines whether or not a predetermined time for reaction has passed.

注入する時間が終了していない場合、(ステップS15;No)、ステップS14に戻る。   When the time to inject | pour is not complete | finished (step S15; No), it returns to step S14.

注入する時間が終了した場合、(ステップS104;Yes)、ステップS16に進む。   When the time to inject | pour is complete | finished (step S104; Yes), it progresses to step S16.

S16:検出部111の反応結果を検出するステップである。   S16: This is a step of detecting the reaction result of the detection unit 111.

所定の反応時間経過後、CPU98は、発光部150aを発光させてマイクロチップ1の検出部111を照明し、検出部111を透過した透過光を受光した受光部150bからの入力信号をCPU98に内蔵するA/D変換器でデジタル値に変換し、測光値を得る。   After a predetermined reaction time has elapsed, the CPU 98 illuminates the detection unit 111 of the microchip 1 by causing the light emission unit 150a to emit light, and the CPU 98 incorporates an input signal from the light reception unit 150b that has received the transmitted light transmitted through the detection unit 111. A / D converter converts the digital value to a digital value to obtain a photometric value.

S17:反応結果を表示するステップである。   S17: This is a step of displaying the reaction result.

CPU98は、光検出部150が測光した結果から演算し、反応結果を表示部84に表示する。   The CPU 98 calculates from the result of photometry performed by the light detection unit 150 and displays the reaction result on the display unit 84.

以上で検査の手順は終了である。   This is the end of the inspection procedure.

次に、図12を用いて流量制御ルーチンの手順を説明する。図12は本発明の第1の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。   Next, the flow rate control routine will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart of a flow rate control routine in the first embodiment of the present invention.

S101:流量のデータを取得するステップである。   S101: This is a step of acquiring flow rate data.

流量判定部410は、流量測定部510の出力した信号電圧のデータDnを取得する。ステップS101は、本発明の流量測定工程である。   The flow rate determination unit 410 acquires signal voltage data Dn output from the flow rate measurement unit 510. Step S101 is a flow rate measurement process of the present invention.

S102:基準流量のデータD0と比較、判定するステップである。S102: compared with the data D 0 of the reference flow rate, a step of determining.

流量判定部410は、信号電圧のデータDnと基準流量のデータD0とを比較、判定する。ステップS102は、本発明の流量判定工程である。The flow rate determination unit 410 compares and determines the signal voltage data Dn and the reference flow rate data D 0 . Step S102 is a flow rate determination step of the present invention.

Dn>D0の場合、(ステップS102;Dn>D0)、ステップS103に進む。For Dn> D 0, (step S102; Dn> D 0), the process proceeds to step S103.

S103:THn=THn-1+ΔTとするステップである。S103: This is a step of T Hn = T Hn-1 + ΔT.

ポンプ駆動制御部412は、タイミング信号S1が’H’になる期間THnが前回設定した期間THn-1+ΔTとなるようタイミング信号発生器21を設定し、メインルーチンに戻る。Pump drive control unit 412 sets the timing signal generator 21 so that the period T Hn timing signal S1 becomes 'H' is the period T Hn-1 + ΔT previously set, returns to the main routine.

タイミング信号発生器21の発生するタイミング信号は、図7(c)のようにΔT増えて’H’になる期間がTH’になる。すると、駆動電圧Eの休止期間T4は図12(d)のようにΔTだけ長くなりT4’となる。このように流量測定部510の出力する信号電圧のデータDnが基準流量のデータD0より多い場合は、休止期間T4を長くして流量Qを減少させる。Timing signal generated by timing signal generator 21, a period in which the increasing [Delta] T 'H' as shown in FIG. 7 (c) is T H '. Then, the rest period T4 of the drive voltage E is increased by ΔT and becomes T4 ′ as shown in FIG. As described above, when the signal voltage data Dn output from the flow rate measuring unit 510 is larger than the reference flow rate data D 0 , the pause period T4 is lengthened to decrease the flow rate Q.

Dn=D0の場合、(ステップS102;Dn=D0)、ステップS104に進む。When Dn = D 0 (step S102; Dn = D 0 ), the process proceeds to step S104.

S104:THn=THn-1とするステップである。S104: This is a step of setting T Hn = T Hn-1 .

ポンプ駆動制御部412は、タイミング信号S1が’H’になる期間THnが前回設定した期間THn-1になるようタイミング信号発生器21を設定しメインルーチンに戻る。Pump drive control unit 412 sets the timing signal generator 21 so that the period T Hn timing signal S1 becomes 'H' is the period T Hn-1 previously set returns to the main routine.

Dn<D0の場合、(ステップS102;Dn<D0)、ステップS105に進む。If Dn <D 0 (step S102; Dn <D 0 ), the process proceeds to step S105.

S105:THn=THn-1−ΔTとするステップである。S105 is a step of setting T Hn = T Hn-1 −ΔT.

ポンプ駆動制御部412は、タイミング信号S1が’H’になる期間がTHn=THn-1−ΔTとなるようタイミング信号発生器21を設定する。すると、駆動電圧Eの休止期間T4は図7(d)とは逆にΔTだけ短くなる。このように流量測定部510の出力する信号電圧のデータDnが基準流量のデータD0より少ない場合は、休止期間T4を短くして流量Qを増加させ、メインルーチンに戻る。Pump driving control section 412, the period of the timing signal S1 becomes 'H' sets the timing signal generator 21 so as to be T Hn = T Hn-1 -ΔT . Then, the rest period T4 of the drive voltage E is shortened by ΔT, contrary to FIG. As described above, when the signal voltage data Dn output from the flow rate measuring unit 510 is smaller than the reference flow rate data D 0 , the pause period T4 is shortened to increase the flow rate Q, and the process returns to the main routine.

ステップS103、S104、S105は本発明のポンプ駆動工程である。   Steps S103, S104, and S105 are the pump driving process of the present invention.

流量制御ルーチンの説明は以上である。   This completes the description of the flow control routine.

このように、本発明では流量の判定結果に応じてマイクロポンプMPを駆動する駆動電圧Eを制御するので、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる。   As described above, in the present invention, since the drive voltage E for driving the micropump MP is controlled according to the determination result of the flow rate, the liquid feeding control can be performed with a simple circuit configuration with high accuracy.

なお、本実施形態では、駆動電圧Eの休止期間T4を変更して駆動電圧Eの周波数とデューティ比をともに変更しているが、周波数またはデューティ比だけを変更しても良い。また、立ち上がり期間T1や立ち下がり期間T3を変更しても良い。   In the present embodiment, both the frequency and the duty ratio of the drive voltage E are changed by changing the pause period T4 of the drive voltage E, but only the frequency or the duty ratio may be changed. Further, the rising period T1 and the falling period T3 may be changed.

次に、本発明の第2の実施形態を説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第2の実施形態では、ポンプ駆動制御部412が駆動電圧Eの休止期間T4に加えてアクチュエータ112に印加する最大電圧e1を制御することにより流量の制御範囲を広げている。   In the second embodiment, the pump drive control unit 412 expands the flow rate control range by controlling the maximum voltage e1 applied to the actuator 112 in addition to the pause period T4 of the drive voltage E.

図13は本発明の第2の実施形態における反応検出装置82の回路ブロック図、図14は本発明の第2の実施形態における流量制御ルーチンのフローチャートである。   FIG. 13 is a circuit block diagram of the reaction detection device 82 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a flowchart of a flow rate control routine according to the second embodiment of the present invention.

図13の回路ブロック図に示すように、第2の実施形態ではD/A変換部27の出力電圧をアンプ28を介して台形波発生部23に電源を供給している。ポンプ駆動制御部412はD/A変換部27に電圧データを出力し、アクチュエータ112に印加する最大電圧e1を制御する。そのほかの構成要素は図6の第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。   As shown in the circuit block diagram of FIG. 13, in the second embodiment, the output voltage of the D / A converter 27 is supplied to the trapezoidal wave generator 23 via the amplifier 28. The pump drive controller 412 outputs voltage data to the D / A converter 27 and controls the maximum voltage e1 applied to the actuator 112. The other components are the same as those in the first embodiment shown in FIG.

次に、図14のフローチャートを説明する。第1の実施形態と同じ処理を行うステップには同番号を付し説明を省略する。   Next, the flowchart of FIG. 14 will be described. Steps that perform the same processing as in the first embodiment are given the same numbers, and descriptions thereof are omitted.

S101:流量のデータを取得するステップである。   S101: This is a step of acquiring flow rate data.

流量判定部410は、流量測定部510の出力した信号電圧のデータDnを取得する。   The flow rate determination unit 410 acquires signal voltage data Dn output from the flow rate measurement unit 510.

S201:基準流量のデータD0と比較、判定するステップである。S201: compared with the data D 0 of the reference flow rate, a step of determining.

流量判定部410は、信号電圧のデータDnと基準流量のデータD0とを比較、判定する。本ステップでは、信号電圧のデータDnと基準流量のデータD0の差が一定範囲以内か、否かを判定する。第2の実施形態では、基準流量との差が一定範囲より大きくなると、アクチュエータ112に印加する最大電圧e1を変更し、基準流量に収束するまでの時間を早める。The flow rate determination unit 410 compares and determines the signal voltage data Dn and the reference flow rate data D 0 . In this step, it is determined whether or not the difference between the signal voltage data Dn and the reference flow rate data D 0 is within a certain range. In the second embodiment, when the difference from the reference flow rate becomes larger than a certain range, the maximum voltage e1 applied to the actuator 112 is changed, and the time until convergence to the reference flow rate is advanced.

Dn−D0<−Dxの場合、(ステップS201;Dn−D0<−Dx)、ステップS202に進む。If Dn−D 0 <−Dx (step S201; Dn−D 0 <−Dx), the process proceeds to step S202.

S202:e1n=e1n-1+Δeとするステップである。S202: a step of setting e1 n = e1 n-1 + Δe.

ポンプ駆動制御部412は、最大電圧e1nが前回設定したe1n-1+ΔeとなるようD/A変換部310を設定し、メインルーチンに戻る。The pump drive controller 412 sets the D / A converter 310 so that the maximum voltage e1 n becomes the previously set e1 n-1 + Δe, and returns to the main routine.

|Dn−D0|≦Dxの場合、(ステップS201;|Dn−D0|≦Dx)、ステップS203に進む。If | Dn−D 0 | ≦ Dx (step S201; | Dn−D 0 | ≦ Dx), the process proceeds to step S203.

S203:e1n=e1n-1とするステップである。S203: a step of setting e1 n = e1 n-1 .

ポンプ駆動制御部412は、最大電圧e1nが前回設定したe1n-1となるようD/A変換部310を設定し、ステップS102に進む。The pump drive control unit 412 sets the D / A conversion unit 310 so that the maximum voltage e1 n becomes the previously set e1 n−1, and proceeds to step S102.

Dn−D0>Dxの場合、(ステップS201;Dn−D0>Dx)、ステップS204に進む。If Dn−D 0 > Dx (step S201; Dn−D 0 > Dx), the process proceeds to step S204.

S204:e1n=e1n-1−Δeとするステップである。S204: This is a step of setting e1 n = e1 n-1 -Δe.

ポンプ駆動制御部412は、最大電圧e1nが前回設定したe1n-1−ΔeとなるようD/A変換部310を設定し、メインルーチンに戻る。The pump drive control unit 412 sets the D / A conversion unit 310 so that the maximum voltage e1 n becomes the previously set e1 n−1 −Δe, and returns to the main routine.

S102:基準流量のデータD0と比較、判定するステップである。S102: compared with the data D 0 of the reference flow rate, a step of determining.

流量判定部410は、信号電圧のデータDnと基準流量のデータD0とを比較、判定する。Flow rate determination unit 410 compares the data D 0 of the data Dn and the reference flow rate of the signal voltage, determines.

Dn>D0の場合、(ステップS102;Dn>D0)、ステップS103に進む。For Dn> D 0, (step S102; Dn> D 0), the process proceeds to step S103.

S103:THn=THn-1+ΔTとするステップである。S103: This is a step of T Hn = T Hn-1 + ΔT.

ポンプ駆動制御部412は、タイミング信号S1が’H’になる期間THnが前回設定した期間THn-1+ΔTとなるようタイミング信号発生器21を設定し、メインルーチンに戻る。Pump drive control unit 412 sets the timing signal generator 21 so that the period T Hn timing signal S1 becomes 'H' is the period T Hn-1 + ΔT previously set, returns to the main routine.

Dn=D0の場合、(ステップS102;Dn=D0)、ステップS104に進む。When Dn = D 0 (step S102; Dn = D 0 ), the process proceeds to step S104.

S104:THn=THn-1とするステップである。S104: This is a step of setting T Hn = T Hn-1 .

ポンプ駆動制御部412は、タイミング信号S1が’H’になる期間THnが前回設定した期間THn-1になるようタイミング信号発生器21を設定し、メインルーチンに戻る。Pump drive control unit 412 sets the timing signal generator 21 so that the period T Hn timing signal S1 becomes 'H' is the period T Hn-1 previously set, returns to the main routine.

Dn<D0の場合、(ステップS102;Dn<D0)、ステップS105に進む。If Dn <D 0 (step S102; Dn <D 0 ), the process proceeds to step S105.

S105:THn=THn-1−ΔTとするステップである。S105 is a step of setting T Hn = T Hn-1 −ΔT.

ポンプ駆動制御部412は、タイミング信号S1が’H’になる期間がTHn=THn-1−ΔTとなるようタイミング信号発生器21を設定し、メインルーチンに戻る。The pump drive control unit 412 sets the timing signal generator 21 so that the period in which the timing signal S1 is “H” is T Hn = T Hn−1 −ΔT, and returns to the main routine.

第2の実施形態の流量制御ルーチンの説明は以上である。   The flow control routine of the second embodiment has been described above.

このように、第2の実施形態では基準流量との差が一定範囲を越えると最大電圧e1をΔe増減させて制御し基準流量との差が一定範囲内では流量の判定結果に応じてマイクロポンプMPを駆動する駆動周波数およびデューティ比を増減させて制御する。第2の実施形態ではD/A変換部27が必要になるが、最大電圧e1の調整はあまり精度を必要としないので、例えばマイクロコンピュータに内蔵されているD/A変換器を用いることもできる。このように、第2の実施形態では簡単な回路構成で第1の実施形態より広い制御範囲を精度良く送液制御を行うことができる。なお、基準流量との差が一定範囲内では流量の判定結果に応じてマイクロポンプMPを駆動する駆動周波数またはデューティ比を増減させて制御しても良い。   As described above, in the second embodiment, when the difference from the reference flow rate exceeds a certain range, the maximum voltage e1 is controlled to increase or decrease by Δe. Control is performed by increasing or decreasing the drive frequency and duty ratio for driving the MP. In the second embodiment, the D / A converter 27 is required. However, since the adjustment of the maximum voltage e1 does not require much precision, for example, a D / A converter built in the microcomputer can be used. . As described above, in the second embodiment, liquid feeding control can be performed with high accuracy in a wider control range than in the first embodiment with a simple circuit configuration. If the difference from the reference flow rate is within a certain range, control may be performed by increasing or decreasing the drive frequency or duty ratio for driving the micropump MP according to the flow rate determination result.

以上このように、本発明によれば、簡単な回路構成で精度良く送液制御を行うことができる検査装置、検査装置の制御方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inspection apparatus and a control method for the inspection apparatus that can perform liquid feeding control with high accuracy with a simple circuit configuration.

Claims (6)

ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定手段と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定手段と、前記マイクロポンプを駆動するポンプ駆動手段と、前記ポンプ駆動手段を制御するポンプ駆動制御手段と、を有し、前記ポンプ駆動制御手段は、前記流量判定手段の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することを特徴とする検査装置。 A testing device that has a micropump for sending a liquid by changing the pressure inside the pump chamber with an actuator, injects the liquid from the micropump into the microchip, and reacts the reagent with the sample to measure the reaction result The flow rate measuring means for outputting a signal in accordance with the flow rate of the flow path through which the liquid flows, the flow rate determining means for comparing and determining the value of the signal and a reference signal value, and the pump drive means for driving the micropump And a pump drive control means for controlling the pump drive means, wherein the pump drive control means controls the pump drive means based on a determination result of the flow rate determination means. . 前記ポンプ駆動制御手段は、前記ポンプ駆動手段が発生する前記アクチュエータを駆動する駆動電圧の周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方を変化させることにより前記流量を制御することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の検査装置。 The pump drive control means controls the flow rate by changing either or both of a frequency and a duty ratio of a drive voltage for driving the actuator generated by the pump drive means. The inspection apparatus according to the first item of the range. 前記ポンプ駆動制御手段は、周期的に前記流量判定手段から前記判定結果を取得し、前記判定結果に基づいて前記ポンプ駆動手段を制御することにより前記流量を一定にすることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の検査装置。 The pump drive control unit periodically acquires the determination result from the flow rate determination unit, and controls the pump drive unit based on the determination result to make the flow rate constant. The inspection apparatus according to the first or second range. ポンプ室の内部の圧力をアクチュエータで変化させて液体を送出するマイクロポンプを有し、前記マイクロポンプから前記液体をマイクロチップに注入し、試薬と検体とを反応させて反応結果を測定する検査装置の制御方法において、前記液体が流れる流路の流量に応じて信号を出力する流量測定工程と、前記信号の値と基準信号値とを比較し判定する流量判定工程と、前記マイクロポンプを駆動する条件を設定するポンプ駆動工程と、を有し、前記流量判定工程の判定結果に基づいて前記ポンプ駆動工程の前記条件を変更することを特徴とする検査装置の制御方法。 A testing device that has a micropump for sending a liquid by changing the pressure inside the pump chamber with an actuator, injects the liquid from the micropump into the microchip, and reacts the reagent with the sample to measure the reaction result In the control method, a flow rate measuring step of outputting a signal according to a flow rate of the flow path through which the liquid flows, a flow rate determining step of comparing and determining a value of the signal and a reference signal value, and driving the micropump And a pump driving step for setting conditions, and changing the conditions for the pump driving step based on the determination result of the flow rate determination step. 前記条件は、前記マイクロポンプを駆動する周波数またはデューティ比のいずれか一方、または両方であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の検査装置の制御方法。 5. The inspection apparatus control method according to claim 4, wherein the condition is one or both of a frequency and a duty ratio for driving the micropump. 前記流量測定工程と、前記流量判定工程と、前記ポンプ駆動工程と、をこの順に周期的に繰り返すことにより前記流量を一定にすることを特徴とする請求の範囲第4項または第5項に記載の検査装置の制御方法。 6. The flow rate according to claim 4, wherein the flow rate is made constant by periodically repeating the flow rate measuring step, the flow rate determining step, and the pump driving step in this order. Method of controlling the inspection apparatus.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013222606A (en) * 2012-04-17 2013-10-28 Panasonic Corp Fuel cell system
JP7071056B2 (en) 2017-02-27 2022-05-18 シスメックス株式会社 Liquid delivery method and liquid delivery device
JP6931540B2 (en) * 2017-02-27 2021-09-08 シスメックス株式会社 Liquid feeding method using a sample processing chip, liquid feeding device for a sample processing chip

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03168373A (en) * 1989-11-24 1991-07-22 Nippon Keiki Seisakusho:Kk Piezoelectric pump control device
JPH0486389A (en) * 1990-07-27 1992-03-18 Seiko Epson Corp Piezoelectric micro-dispensing device
JPH08326681A (en) * 1994-10-05 1996-12-10 Hewlett Packard Co <Hp> Pump device
US6368079B2 (en) * 1998-12-23 2002-04-09 Battelle Pulmonary Therapeutics, Inc. Piezoelectric micropump
US7290993B2 (en) * 2004-04-02 2007-11-06 Adaptivenergy Llc Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same
JP4626224B2 (en) * 2004-08-27 2011-02-02 富士ゼロックス株式会社 Micro pump
JP4774706B2 (en) * 2004-09-21 2011-09-14 富士ゼロックス株式会社 Micro pump
JP2006149379A (en) * 2004-10-26 2006-06-15 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Microreactor for testing biological substance and biological substance test device

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