JP2006322720A - Absorptiometer with microchip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロチップを用いて、吸光光度分析法により溶液分析を行うためのマイクロチップ吸光光度測定装置に関する。 The present invention relates to a microchip absorptiometry apparatus for performing solution analysis by spectrophotometry using a microchip.
近年、マイクロマシン作製技術を応用して、化学分析等を従来の装置に比して微細化して行うμ−TAS(μ−Total Analysis System)や「Lab on chip」と称されるマイクロチップを使用した分析方法が注目されている。
このようなマイクロチップを使用した分析システム(以下、「マイクロチップ分析システム」ともいう。)を医療分野において用いた場合には、分析に必要とされる血液などの検査対象液(以下、「被検査液」ともいう。)の量が少なくて済むことから患者への負担を軽減することができると共に、試薬量も少なくて済むことから分析コストを低減することができる、また装置が小型であることから分析を容易に行うことができるなどの利点がある。
In recent years, micromachine fabrication technology has been applied to use micro-TAS (μ-Total Analysis System) and microchips called “Lab on chip”, which perform chemical analysis and the like with a smaller size than conventional devices. Analysis methods are attracting attention.
When such an analysis system using a microchip (hereinafter also referred to as a “microchip analysis system”) is used in the medical field, a liquid to be examined such as blood (hereinafter referred to as “subject to be analyzed”) required for analysis. The amount of test solution ") can be reduced, so that the burden on the patient can be reduced and the amount of reagent can be reduced, so that the analysis cost can be reduced and the apparatus is small. Therefore, there is an advantage that analysis can be easily performed.
このようなマイクロチップ分析システムよれば、吸光光度分析法により、例えば無痛針によって採血した血液を、微細な流路が形成されたマイクロチップ内に導入し、このマイクロチップにおける流路内に導入された血液に対して遠心分離処理を施して血漿と血球とを分離し、分離された血漿を試薬とミキサーによって均一に混合させて測定対象液を得、この測定対象液に光源から放射された光を照射して特定波長の光の減衰量を測定する吸光光度測定を行う、という一連の分析作業をマイクロチップの流路内において行うことにより、肝機能を診断する上で必要となる、例えばγ−GTP(γ−グルタミルトランスペプチターゼ)やGPT(グルタミン酸−ピルビン酸トランスアミナーゼ)等のような血液における血漿中に含まれる酵素の濃度を分析することができる(例えば、特許文献1参照。)。 According to such a microchip analysis system, blood collected by, for example, a painless needle is introduced into a microchip in which a fine flow path is formed by an absorptiometric analysis method, and is introduced into the flow path in the microchip. The blood is centrifuged to separate plasma and blood cells, the separated plasma is uniformly mixed with a reagent and a mixer to obtain a measurement target liquid, and the light emitted from the light source to the measurement target liquid Is necessary for diagnosing liver function by performing a series of analysis operations in the flow path of the microchip, such as measuring the amount of attenuation of light of a specific wavelength by irradiating -Enzyme concentration in plasma in blood such as GTP (γ-glutamyl transpeptidase) and GPT (glutamate-pyruvate transaminase) The degree can be analyzed (for example, refer to Patent Document 1).
特許文献1には、マイクロチップ分析システムによって血漿中に含まれる酵素の濃度を分析するための装置として、マイクロチップの流路における、その一端にマイクロチップ上面に開口を有する光入射口が設けられると共に、他端にマイクロチップ上面に開口を有する光出射口が設けられた部分を吸光光度測定部とし、当該マイクロチップ上面から、発光ダイオードなどの光源から放射された光を、光入射口から吸光光度測定部に入射し、この吸光光度測定部において全反射されて光出射口から出射する光を、当該マイクロチップの上面に設けられたシリコンフォトダイオードなどの光検出器によって受光させる構成のものが提案されている。 In Patent Document 1, as a device for analyzing the concentration of an enzyme contained in plasma by a microchip analysis system, a light incident port having an opening on the top surface of the microchip is provided at one end of the flow path of the microchip. At the same time, the portion where the other end is provided with a light exit having an opening on the top surface of the microchip is used as an absorptiometry unit, and light emitted from a light source such as a light emitting diode is absorbed from the light entrance through the top surface of the microchip. A configuration in which light incident on the photometric measurement unit and totally reflected by the spectrophotometric measurement unit and emitted from the light exit port is received by a photodetector such as a silicon photodiode provided on the upper surface of the microchip. Proposed.
また、マイクロチップ分析システムによって分析を行うための装置としては、図9に示すように、吸光光度分析法あるいは蛍光分析法により、マイクロチップ80に形成された流路81内に、被検査液に試薬を加えることによって得られた測定対象液を流し込み、当該流路81の直線状部分81Aを吸光強度または蛍光強度の測定部とし、この測定部を透過した、光源82から放射された光を光検出器83に受光させることによって得られる吸光強度または蛍光強度に基づいて被検査液中の検出対象成分の濃度を算出する構成のものも提案されている(例えば、特許文献2および特許文献3参照。)。
As an apparatus for performing analysis by the microchip analysis system, as shown in FIG. 9, the liquid to be inspected is placed in the
マイクロチップ分析システムにおいては、吸光光度分析法を用いて被検査対象液の分析を行うためには、通常、マイクロチップ内に被検査液と共に試薬を供給し、これらを混合することによって得られる測定対象液を化学反応させることによって吸光成分を含有する状態とすることが必要であり、化学反応によって測定対象液を吸光成分を含有する状態とするためには、この被検査液と試薬とよりなる測定対象液を適宜の温度に加温することが必要である。 In a microchip analysis system, in order to analyze a liquid to be inspected using absorptiometry, a measurement obtained by supplying a reagent together with the liquid to be inspected into a microchip and mixing them. It is necessary to make the target liquid contain a light-absorbing component by chemical reaction, and in order to make the measurement target liquid contain a light-absorbing component by chemical reaction, the liquid to be inspected and a reagent are included. It is necessary to heat the liquid to be measured to an appropriate temperature.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、マイクロチップが装置内に挿入された状態において、当該マイクロチップ内に供給された検査対象液と試薬とよりなる測定対象液を吸光成分を含有する状態とすることのできるマイクロチップ吸光光度測定装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is to use a test target liquid and a reagent supplied in the microchip in a state where the microchip is inserted in the apparatus. Another object of the present invention is to provide a microchip absorptiometry apparatus capable of bringing a liquid to be measured into a state containing a light-absorbing component.
本発明のマイクロチップ吸光光度測定装置は、吸光光度測定部を有するマイクロチップと、当該マイクロチップが組み込まれるチップ組込み空間を有するチップホルダと、光源から放射された光をマイクロチップにおける吸光光度測定部に導入するための光学部材と、マイクロチップの吸光光度測定部を透過した、光源から放射された光を受光する光検出器とを備え、
前記マイクロチップがチップホルダによって水平に保持されており、
前記チップホルダに、当該マイクロチップの温度を制御するための温度制御機構が設けられていることを特徴とする。
The microchip absorptiometry apparatus of the present invention includes a microchip having an absorptiometry unit, a chip holder having a chip incorporation space in which the microchip is incorporated, and an absorptiometry unit in the microchip that emits light emitted from a light source. And an optical member for introducing light into the microchip, and a photodetector that receives the light emitted from the light source that has been transmitted through the absorbance measurement unit of the microchip.
The microchip is held horizontally by a chip holder,
The chip holder is provided with a temperature control mechanism for controlling the temperature of the microchip.
本発明のマイクロチップ吸光光度測定装置は、マイクロチップ内に形成された、吸光光度測定部に連通する測定対象液溜まり部から当該吸光光度測定部に、この吸光光度測定部とマイクロチップの上面において連通した状態とされることにより測定対象液を導入するよう吸引する吸引機構が設けられていることが好ましい。 The microchip absorptiometry apparatus of the present invention is formed on the upper surface of the absorptiometry part and the microchip from the liquid reservoir part to be measured, which is formed in the microchip and communicates with the absorptiometer part. It is preferable that a suction mechanism for sucking the liquid to be measured to be introduced by providing a communication state is provided.
本発明のマイクロチップ吸光光度測定装置においては、光源が連続波長域の光を放射する光放射器よりなり、光源から放射された光が光検出器に至るまでの光路上に波長選択フィルターが交換可能に設けられていることが好ましい。 In the microchip absorptiometry apparatus of the present invention, the light source is composed of a light emitter that emits light in a continuous wavelength region, and the wavelength selection filter is replaced on the optical path from the light emitted from the light source to the photodetector. It is preferable to be provided.
本発明のマイクロチップ吸光光度測定装置は、チップホルダに保持された状態のマイクロチップにおける吸光光度測定部に測定対象液を導入し、当該マイクロチップを温度制御機構によって温度制御した状態で吸光光度測定を行うことを特徴とする。 The microchip absorptiometry apparatus of the present invention introduces a liquid to be measured into an absorptiometry unit in a microchip held in a chip holder, and measures the absorptiometry while the temperature of the microchip is controlled by a temperature control mechanism. It is characterized by performing.
本発明のマイクロチップ吸光光度測定装置によれば、温度制御機構によって装置内に挿入された状態のマイクロチップの温度を制御することができるため、マイクロチップの温度を、検査対象液と試薬とが化学反応するために適した温度とすることができることから、マイクロチップが装置内に挿入された状態において、当該マイクロチップ内に供給された検査対象液と試薬とよりなる測定対象液を吸光成分を含有する状態とすることができる。 According to the microchip absorptiometry apparatus of the present invention, the temperature of the microchip inserted into the apparatus can be controlled by the temperature control mechanism. Since the temperature can be set to a temperature suitable for a chemical reaction, in the state in which the microchip is inserted into the apparatus, the measurement target liquid that is supplied into the microchip and the reagent is used as the light absorption component. It can be set as the containing state.
以下、本発明について詳細に説明する。
図1は、本発明のマイクロチップ吸光光度測定装置の構成の一例を示す説明用概略図であり、図2は、図1のマイクロチップ吸光光度測定装置の説明用ブロック図であり、図3は、図1のマイクロチップ吸光光度測定装置を構成するマイクロチップの構成を示す説明図であり、図4は、図1のマイクロチップ吸光光度測定装置を構成するチップホルダの構成を示す説明図である。
このマイクロチップ吸光光度測定装置(以下、単に「マイクロチップ測定装置」ともいう。)10は、血液を被検査液(検査対象液)とし、吸光光度分析法によって測定される吸光度に基づいて被検査液中におけるγ−GTP活性値を測定するためのものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of the configuration of the microchip absorptiometer of the present invention, FIG. 2 is a block diagram for explaining the microchip absorptiometer of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a microchip constituting the microchip absorptiometer of FIG. 1, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a chip holder constituting the microchip absorptiometer of FIG. .
This microchip absorptiometry apparatus (hereinafter also simply referred to as “microchip measurement apparatus”) 10 uses blood as a test liquid (test target liquid), and tests based on the absorbance measured by absorptiometry. This is for measuring the γ-GTP activity value in the liquid.
マイクロチップ測定装置10は、その先端部分(図1において上方部分)に突出部32を有し、当該突出部32の内部に、その面方向に水平方向(図1において左右方向)に伸びる直方体状空間よりなる吸光光度測定部33が形成されているマイクロチップ30が、例えばアルミニウム製の箱状体よりなるチップホルダ40における組込み空間42内に、チップ組込み用開口42Aから挿入されて組み込まれ、水平に保持された状態のマイクロチップ組込み体11と、吸光光度測定部33に対して光を供給するための光源13と、この光源13から放射された光がチップ組込み体11に至るまでの光路L上に設けられた波長選択フィルター14と、光源13から放射された光を吸光光度測定部33に導入するための光学部材50、波長選択フィルター14およびマイクロチップ組込み体11を介して光源13と対向するよう設けられた、吸光光度測定部33を透過した光を受光するための光検出器15と、この光検出器15に電気的に接続された、当該光検出器15から出力される、受光した光に係る光強度信号を増幅し、その光強度信号に基づいて最終的にはγ−GTP活性値を算出する機能を有する制御基板19とを備えている。
The
この図の例においては、制御基板19には、光検出器15の他、操作者がマイクロチップ測定装置10自体の動作制御を行うための操作スイッチ21と、測定結果およびマイクロチップ測定装置10自体の状態に関する情報などを出力するための出力装置22と、マイクロチップ測定装置10の制御を外部制御装置によって行う場合に、当該外部制御装置との情報通信を行うための外部接続端子23と、光源13を冷却するためのファン24とが電気的に接続されていると共に、制御基板19を介して光源13以外の構成部材に電源を供給するための制御用電源25と、点灯装置26を介して光源13に接続された光源用電源27とが電気的に接続されている。また、光源用電源27と制御用電源25とは、端子台28、ノイズフィルター29、電源スイッチ18、ACインレット17を経由して商用交流電源に接続される構成を有しており、電源スイッチ18をON状態とすることによって商用交流電源から電力が供給されてマイクロチップ測定装置10が動作状態とされ、一方、電源スイッチ18をOFF状態とすることによってマイクロチップ測定装置10は停止状態とされる。
In the example of this figure, on the
また、マイクロチップ測定装置10は、下面板、上面板、並びに開閉可能な扉(図示せず)が形成された前面板12Bを有する外周側壁板12Aよりなる、全体が直方体の形状に形成された筐体12内にすべての構成部材が配置されており、また、この筐体12内において、光源13の発光中心と、光学部材50の光軸と、マイクロチップ30における吸光光度測定部33と、光検出器15とが直線状に配置されている。
In addition, the
マイクロチップ30は、例えばポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などの光透過性を有するプラスチック材料よりなる、2枚の基板が接合されてなる板状体であり、一方の基板(以下、「第1基板」ともいう。)に形成された吸光光度測定部用凹所が、当該第1基板上に積重された状態の他方の基板(以下、「第2基板」ともいう。)によって密閉されることにより吸光光度測定部33が形成されている。
この図の例において、マイクロチップ30は、吸光光度測定部33と共に、第1基板に形成された凹所と第2基板とによって形成される空間よりなる、外部と連通する被検査液注入部35、試薬溜まり部36、試薬混合部37および吸引機構接続孔38Aを有する吸引孔部38と、これらを連通する流路、具体的には、被検査液注入部35と試薬混合部37とを連通する被検査液流路39A、試薬溜まり部36と試薬混合部37とを連通する試薬流路39B、試薬混合部37と吸光光度測定部33とを連通する測定対象液流路39C、および吸光光度測定部33と吸引孔部38とを連通する吸引用流路39Dとを有し、被検査液注入部35に供給された被検査液と、試薬溜まり部36に充填された、当該被検査液と反応させるための試薬とが試薬混合部37において混合されることによって得られた測定対象液が、吸光光度測定部33に導入される構成のものである。
図3において、35Aおよび36Aは空気孔であり、また、吸光光度測定部33、被検査液注入部35、試薬溜まり部36、吸引孔部38および流路は、マイクロチップ30の内部にあるものであるが、便宜上実線で示している。
The
In the example shown in the drawing, the
In FIG. 3, 35A and 36A are air holes, and the
チップホルダ40は、マイクロチップ30を水平に保持する、具体的にはマイクロチップ30の表面を水平な状態に保持する機能を有するものである。
この図の例において、チップホルダ40には、組込み空間42と共に、各々、当該組込み空間42と連通する、マイクロチップ30における吸光光度測定部33の光軸方向(図1において左右方向)に直線状に伸び、その一端(図4において右端)44Aから入射した光源13から放射された光を、他端(図4における左端)44Bから出射することによって吸光光度測定部33に導入するためのアパーチャー部44と、吸光光度測定部33を透過して出射した光を光検出器15に導入するための透過光導光路46とが設けられている。また、チップホルダ40の上面には、マイクロチップ30の吸引機構接続孔38Aに対応する位置に、当該吸引機構接続孔38Aよりも大径の吸引機構用孔48(図5参照)が形成されている。
ここに、チップホルダ40におけるアパーチャー部44の開口および透過光導光路46の開口径の具体的な一例としては、吸光光度測定部33の光入出射面における最小径が0.7mmである場合には、アパーチャー部44の開口径が0.3mmであり、透過光導光路46の開口径が0.5mmである。
The
In the example of this figure, the
Here, as a specific example of the aperture of the
そして、マイクロチップ測定装置10には、図5に示すように、チップホルダ40に、当該チップホルダ40の組込み空間42に組み込まれた状態のマイクロチップ30の温度を制御するための温度制御機構が設けられている。
この図の例において、温度制御機構は、チップホルダ40の組込み空間42の下方(図5において下方)に設けられた、例えばペルティエ素子などヒーターよりなる温度制御手段61と、チップホルダ40の温度を測定するための、例えばサーミスタなどよりなる温度センサ(図5には図示せず)62とにより構成され、この温度制御手段61および温度センサ62が共に制御基板19に接続されており、温度センサ62によって測定された温度情報に基づいて温度制御手段61がチップホルダ40自体を、加熱動作状態となることによって加熱し、または加熱動作停止状態となることによって冷却することにより、マイクロチップ30を、例えば37±0.5℃の温度範囲となるように制御するものである。
As shown in FIG. 5, the
In the example of this figure, the temperature control mechanism is configured to control the temperature of the
また、マイクロチップ測定装置10には、マイクロチップ30の上面(図5において上面)において当該マイクロチップ30の吸光光度測定部33と連通した状態とされることにより、試薬混合部37よりなる測定液溜まり部に滞留している測定対象液を吸引することよって当該吸光光度測定部33に導入するための吸引機構が設けられている。
この図の例において、吸引機構は、チップホルダ40の上面に接触した状態(以下、「吸引待機状態」ともいう。)に設けられており、電気的に接続されている駆動装置68によってチップホルダ40における吸引機構用孔48を挿通してマイクロチップ30の吸引機構接続孔38Aに接続した状態(以下、「吸引可能状態」ともいう。)とされる、例えば吸引機構接続孔38Aとの接続部にOリングが設けられており、この接続部が吸引機構接続孔38Aと密接することによって吸引孔部38および吸引用流路39Dを介して吸光光度測定部33に気密に連通した状態となるステンレス製の配管よりなる吸引手段66と、当該吸引手段66に吸引用配管67を介して機械的に接続された吸引ポンプ69とにより構成され、吸引ポンプ69の吸引作用によってマイクロチップ30の試薬混合部37に滞留している測定対象液を移動させて吸光光度測定部33に導入するものである。この吸引手段66は、マイクロチップ30の吸光光度測定部33において吸光光度測定が終了した後には、駆動装置68によって吸引可能状態から吸引待機状態とされる。
Further, in the
In the example of this figure, the suction mechanism is provided in a state where it is in contact with the upper surface of the chip holder 40 (hereinafter also referred to as “suction standby state”), and is electrically connected to the chip holder by a driving
光源13としては、連続波長域に光を放射する光放射器、具体的には、キセノンランプ、白色LEDなどを用いることができる。
この光源13は、制御基板19から送信される制御信号によって光源用電源27が制御されることにより点灯状態または消灯状態となるが、操作スイッチ21によってもその状態を制御することができる。
As the
The
光学部材50は、光源13から放射された光がマイクロチップ30における吸光光度測定部33に至るまでの光路を直線状に形成するものであることが好ましい。
この図の例において、光学部材50は、光源13を配置するための光源配置空間52Aを形成し、チップホルダ40に対向する面(図1における左面)に開口52Bを有する光源ホルダ52と、当該光源ホルダ52の光源配置空間52A内であって光源13から放射された光が開口52Bに至るまでの光路上に配設された集光レンズ53とよりなるものである。
The
In the example of this figure, the
波長選択フィルター14は、特定の波長領域の光に対してのみ高い透過率を有するものであり、例えばバンドパスフィルターなどを用いることができる。
この波長選択フィルター14は、マイクロチップ30における吸光光度測定部33に導入される測定対象液に対応して適宜に選択することができる。
The
The
光検出器15は、受光した光に基づいて光強度信号を出力する機能を有するものであり、例えばシリコンフォトダイオードなどの受光素子を用いることができる。
The
このような構成のマイクロチップ測定装置10は、図6に示すフローチャート図に従って動作する。
具体的には、電源スイッチ18がON状態とされることにより、マイクロチップ30が挿入されていない状態のマイクロチップ測定装置10に商用交流電源から電力が供給されて制御基板19が始動されると(ステップ1)、先ず、温度制御手段61と温度センサ62とが駆動され(ステップ2)、また、制御基板19が始動された際に制御信号(点灯信号)が光源用電源27に送信されること、または操作スイッチ21を介して操作者によって点灯指示が示されることによって光源13が点灯され、光源13から放射された光が光学部品50、波長選択フィルター14、チップホルダ40を介して光検出器15に受光される(ステップ3)。
次いで、制御基板19によって管理されている、温度センサ62によって測定される温度(以下、「センサ測定温度」ともいう。)および光検出器によって検出される光強度(以下、「検出器測定光強度」ともいう。)が共に吸光度の測定に適した値となるまでの待機状態を経て(ステップ4)、センサ測定温度および検出器測定光強度が共に特定の値(一定値)以上となり、マイクロチップ測定装置10において吸光光度測定が可能な状態となると、測定準備が完了したことが、出力装置22に出力される(ステップ5)。
The
Specifically, when the
Next, the temperature measured by the temperature sensor 62 (hereinafter also referred to as “sensor measurement temperature”) and the light intensity detected by the photodetector (hereinafter referred to as “detector measurement light intensity”) managed by the
そして、操作者により、被検査液注入部35に被検査液が供給されると共に、試薬溜まり部36に試薬が供給され、試薬混合部37おいて被検査液と試薬とが混合されることによって得られた測定対象液が吸光光度測定部33には導入されておらず、当該試薬混合部37に滞留している状態のマイクロチップ30がチップホルダ40に組み込まれ(ステップ6)、その後、操作スイッチ21を介して操作者によって測定開始指示が示され、当該操作スイッチ21からの測定開始信号を制御基板19が受信することにより、測定動作が開始されると(ステップ7)、駆動装置68によって吸引手段66がマイクロチップ30の吸引接続用孔38Aに接続され、吸引ポンプ69の吸引作用により、試薬混合部37に滞留していた測定対象液が吸光光度測定部33に導入されて充填される(ステップ8)。
Then, the operator supplies the test liquid to the test
そして、必要に応じて予め設定された待機時間の経過後に、先ず、光検出器15によって測定開始直後の光強度(以下、「初期光強度」ともいう。)(I0 )が測定され(ステップ9)、その後、予め設定された測定時間(例えば10分間)の間、一定の時間間隔(例えば1秒間隔)によって光強度(It )が測定され(ステップ10)、測定時間の経過と共に光強度(It )の測定が終了される(ステップ11)。 Then, after elapse of a standby time set in advance as required, first, the light intensity immediately after the start of measurement (hereinafter also referred to as “initial light intensity”) (I 0 ) is measured by the photodetector 15 (step S 0 ). 9) Thereafter, the light intensity (I t ) is measured at a predetermined time interval (eg, 1 second interval) for a preset measurement time (eg, 10 minutes) (step 10). The measurement of the intensity (I t ) is finished (step 11).
測定時間経過後には、制御基板19において、先ず、初期光強度I0 および測定時間内に測定され光強度It に基づいて吸光度変化率が算出され(ステップ12)、次いで、算出された吸光度変化率に基づいてγ−GTP活性値が算出され(ステップ13)、このγ−GTP活性値の算出結果が、出力装置22に出力され(ステップ14)、これにより、チップホルダ40に組み込まれているマイクロチップ30に係る一連の測定動作が完了する。
After the measurement time, the
ここに、測定時間t1と測定時間t2との間における吸光度変化率△ODは、下記式(1)により初期光強度I0 および測定時間tにおける光強度It に基づいて算出される、測定時間t1に係る吸光度(ODt1)および測定時間t2に係る吸光度(ODt2)に基づいて下記式(2)によって算出することができる。 Here, the absorbance change rate △ OD between the measurement time t1 and the measurement time t2 is calculated based on the light intensity I t of the initial light intensity I 0 and the measurement time t by the following equation (1), the measurement time Based on the absorbance (OD t1 ) related to t1 and the absorbance (OD t2 ) related to measurement time t2, it can be calculated by the following equation (2).
また、γ−GTP活性値は、下記式(3)で示される、予め求めておいた吸光度変化率とγ−GTP活性値との検量線に基づいて算出することができる。
式(3)において、aおよびbは、各々、定数である。
Further, the γ-GTP activity value can be calculated based on a calibration curve between the absorbance change rate and the γ-GTP activity value obtained in advance represented by the following formula (3).
In Formula (3), a and b are each a constant.
測定が終了したマイクロチップ30は、操作者によって取り出され(ステップ15)、引き続き測定を行う場合には、新たなマイクロチップ30を用意し(ステップ16)、この新たなマイクロチップ30をチップホルダ40に組み込み、測定動作を繰り返し行うことにより、再度、測定を行うことができる。
The
そして、操作者により、操作スイッチ21によって光源13が消灯状態とされ、電源スイッチ18がOFF状態とされて商用交流電源からの電力が供給が切断されることにより、マイクロチップ測定装置10は、その動作状態が終了されて停止状態となる(ステップ17)。
Then, the
このようなマイクロチップ測定装置10においては、その動作中における測定準備が完了し、出力装置22にその旨が出力された後には、温度制御手段61および温度センサ62よりなる温度制御機構が、温度センサ62によって測定されるセンサ測定温度が一定の温度以下である場合には、温度制御手段61が加熱動作状態となり、一方、温度センサ62によって測定されるセンサ測定温度が一定の温度以上である場合には、温度制御手段61が加熱動作停止状態となることにより、チップホルダ40が加熱または冷却されており、このチップホルダ40に組み込まれるマイクロチップ30の温度が、検査対象液と試薬とが化学反応するために適した、例えば37±0.5℃の温度範囲となるよう制御されている。
In such a
以上のようなマイクロチップ測定装置10によれば、温度制御手段61および温度センサ62よりなる温度制御機構により、チップホルダ40に組み込まれた状態のマイクロチップ30の温度を制御することができるため、マイクロチップ30の温度を、被検査液と試薬とが化学反応するために適した温度にすることができることから、マイクロチップ30がチップホルダ40に組み込まれた状態において、当該マイクロチップ30の被検査液注入部35に供給された被検査液と、試薬溜まり部36に供給された試薬とが試薬混合部37において混合することによって得られた測定対象液を、吸光成分を含有する状態とすることができ、また、この試薬混合部37において得られた測定対象液を、吸引手段66および吸引ポンプ69よりなる吸引機構により、吸光光度測定部33に確実に導入することができる。
According to the
このように、マイクロチップ測定装置10によれば、被検査液注入部35に供給された被検査液と、試薬溜まり部36に供給された試薬とが試薬混合部37において混合されたマイクロチップ30をチップホルダ40に組み込むことにより、マイクロチップ30が組み込まれた状態のチップホルダ40よりなるマイクロチップ組込み体11を移動することなく、被検査液と試薬とを化学反応させて測定対象液を吸光成分を含有する状態とすること、測定対象液を吸光光度測定部33に導入すること、および吸光光度測定を行うことができるため、試薬混合部37において被検査液と試薬とが混合された状態のマイクロチップ30を、当該マイクロチップ測定装置10に挿入する前に予め加温する必要がなく、また、試薬混合部37において得られた測定対象液を吸光光度測定部33に予め導入して充填させておく必要もないことから、高い測定効率により、最終的には被検査液である血液中におけるγ−GTP活性値を、吸光光度分析法によって得ることができる。
As described above, according to the
また、マイクロチップ測定装置10においては、光源13の発光中心と、光源ホルダ52および集光レンズ53よりなる光学部材50の光軸と、マイクロチップ30における吸光光度測定部33と、光検出器15とが直線状に配置されており、光源13から放射された光が光検出器15に至るまでの光路が一直線状に形成されていることから、種々の光学部材を用いることによって屈曲した光路が形成された装置に比して、測定光学系の調整を容易に行うことができ、しかもその光入出射面が小さい吸光光度測定部33に対して平行度の高い光を入射させることができることから、高い測定精度が得られる。
In the
また、マイクロチップ測定装置10は、温度制御機構と吸引機構とが設けられているものであるが、温度制御機構がチップホルダ40に設けられている構成を有するものであることから、2つの機構を有するものであっても、当該マイクロチップ測定装置10自体の小型化を図ることができる。
The
本発明のマイクロチップ吸光光度測定装置は、前記の構成を有するものに限定されず、種々の変更を加えることができる。
例えば、マイクロチップ測定装置は、波長選択フィルターが、交換可能に設けられてなる構成を有するものであってもよい。この場合には、光源として連続波長域に光を放射する光放射器を用いることにより、適宜の波長選択フィルターを選択することによって、光源として、単色光を放射するLEDなどを備えた装置のように、光源を交換することなく、測定に必要とされる光の波長が異なる複数種類の測定対象液に係る吸光度の測定を行うことができ、また、この波長選択フィルターの交換が光源の交換のように測定光学系に大きなズレを生じさせることがないため、複数種類の測定対象液に係る吸光度の測定を容易に高い精度で行うことができる。
The microchip absorptiometry apparatus of this invention is not limited to what has the said structure, A various change can be added.
For example, the microchip measuring apparatus may have a configuration in which the wavelength selection filter is provided in a replaceable manner. In this case, by using a light emitter that emits light in a continuous wavelength region as a light source, by selecting an appropriate wavelength selection filter, the device is equipped with an LED that emits monochromatic light as a light source. In addition, it is possible to measure the absorbance of a plurality of types of measurement target liquids having different wavelengths of light required for measurement without exchanging the light source. As described above, since the measurement optical system is not greatly displaced, it is possible to easily measure the absorbance of a plurality of types of measurement target liquids with high accuracy.
波長選択フィルターが交換可能に設けられた構成のマイクロチップ測定装置の具体例としては、例えば図7および図8に示すように、特性の異なる(高い効率で透過する光の波長領域が異なる)複数(この図の例においては6個)の波長選択性フィルター14を備え、ステッピングモーター72によって回転軸73を回転中心として回転駆動される構成の回転式フィルター保持体71よりなる波長選択フィルター交換機構が設けられなるものが挙げられる。このマイクロチップ測定装置70は、波長選択フィルター交換機構が設けられていること以外は、図1に係るマイクロチップ測定装置10と同様の構成を有するものである。
図8には、一点鎖線により、光源13から放射された光の光路が示されている。
As a specific example of the microchip measuring device having a configuration in which the wavelength selection filter is replaceable, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of different characteristics (wavelength ranges of light transmitted with high efficiency are different) A wavelength selective filter exchanging mechanism comprising a
In FIG. 8, the optical path of the light emitted from the
また、マイクロチップ測定装置は、図1のように、波長選択フィルターが、光源から放射された光がチップ組込み体に至るまでの光路上に設けられている構成のものに限定されず、マイクロチップにおける吸光光度測定部から出射された透過光が光検出器に至るまでの光路上に設けられている構成のものであってもよく、また、チップホルダ内に形成されている光路上に設けられている構成のものであってもよい。 Further, as shown in FIG. 1, the microchip measuring apparatus is not limited to the one having a configuration in which the wavelength selection filter is provided on the optical path from the light emitted from the light source to the chip built-in body. The transmitted light emitted from the absorptiometry unit may be provided on the optical path to the photodetector, or provided on the optical path formed in the chip holder. The thing of the structure which is may be sufficient.
また、マイクロチップ測定装置は、光源、光学部材、波長選択フィルターおよびマイクロチップ組込み体が配設され、光源から光検出器に至る光路が形成される測定領域が、例えば遮光板などによって遮光された構成のものであってもよい。この場合には、マイクロチップにおける吸光光度測定部以外の部分を通過した光が光検出器に入射される迷光に起因して測定誤差が生じることを防止することができることから、高い測定精度が得られる。 In addition, the microchip measuring device includes a light source, an optical member, a wavelength selection filter, and a microchip built-in body, and a measurement region in which an optical path from the light source to the photodetector is formed is shielded by a light shielding plate, for example. It may be configured. In this case, it is possible to prevent a measurement error from occurring due to stray light that is incident on the photodetector due to light that has passed through a portion other than the spectrophotometric measurement portion of the microchip. It is done.
10 マイクロチップ吸光光度測定装置(マイクロチップ測定装置)
11 マイクロチップ組込み体
12 筐体
12A 外周側壁板
12B 前面板
13 光源
14 波長選択フィルター
15 光検出器
17 ACインレット
18 電源スイッチ
19 制御基板
21 操作スイッチ
22 出力装置
23 外部接続端子
24 ファン
25 制御用電源
26 点灯装置
27 光源用電源
28 端子台
29 ノイズフィルター
30 マイクロチップ
32 突出部
33 吸光光度測定部
35 被検査液注入部
35A 空気孔
36 試薬溜まり部
36A 空気孔
37 試薬混合部
38 吸引孔部
38A 吸引機構接続孔
39A 被検査液流路
39B 試薬流路
39C 測定対象液流路
39D 吸引用流路
40 チップホルダ
42 組込み空間
42A チップ組込み用開口
44 アパチャー部
44A 一端
44B 他端
46 透過光導光路
48 吸引機構用孔
50 光学部材
52 光源ホルダ
52A 光源配置空間
52B 開口
53 集光レンズ
61 温度制御手段
62 温度センサ
66 吸引手段
67 吸引用配管
68 駆動装置
69 吸引ポンプ
70 マイクロチップ吸光光度測定装置(マイクロチップ測定装置)
71 回転式フィルター保持体
72 ステッピングモーター
73 回転軸
80 マイクロチップ
81 流路
81A 直線状部分
82 光源
83 光検出器
10 Microchip spectrophotometer (microchip measuring device)
DESCRIPTION OF
71
Claims (4)
前記マイクロチップがチップホルダによって水平に保持されており、
前記チップホルダに、当該マイクロチップの温度を制御するための温度制御機構が設けられていることを特徴とするマイクロチップ吸光光度測定装置。 A microchip having an absorptiometry unit, a chip holder having a chip mounting space in which the microchip is incorporated, an optical member for introducing light emitted from a light source into the absorptiometry unit in the microchip, and a microchip A photodetector that receives the light emitted from the light source that has passed through the absorbance measurement unit of
The microchip is held horizontally by a chip holder,
A microchip absorptiometry apparatus characterized in that the chip holder is provided with a temperature control mechanism for controlling the temperature of the microchip.
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