JP2014119319A - Inspection chip and inspection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象物の化学的、医学的、または生物学的な検査を行うための検査チップ及び検査システムに関する。 The present invention relates to an inspection chip and an inspection system for performing a chemical, medical, or biological inspection of an inspection object.
従来、生体物質、または化学物質等の検体を検査するための検査チップが知られている。例えば特許文献1に開示された検査チップは、第1の基板と第2の基板とが貼り合わせられて形成される。第1の基板の表面には溝が形成され、溝と第2の基板の第1の基板側表面とから流体回路が形成される。検査チップに第1の方向に遠心力が作用されることにより、検体を遠心分離により第1成分と第1成分より比重が大きい第2成分とに分離するための遠心分離部を流体回路は備える。遠心分離部に第2の方向に遠心力が作用されて、測定において不要である第1成分および余分な一部の第2成分が遠心分離部の開口部から取り出される。そして、遠心分離部には、第2成分の残部が保持される。遠心分離部に第3の方向に遠心力が作用されることで、第2成分の残部が遠心分離部の開口部から取り出される。
Conventionally, a test chip for testing a specimen such as a biological substance or a chemical substance is known. For example, the inspection chip disclosed in
特許文献1に開示の検査チップの遠心分離部は、検体を収容する収容部を備える。この収容部の底部はU字型の底部となっている。また、収容部への検体の入り口は、収容部よりも開口幅の狭い開口部となっている。この結果、遠心分離部にて分離された血球等の第2成分を移動させる場合に、第2成分が開口幅の狭い開口部において詰まりやすいという問題がある。
The centrifuge part of the test chip disclosed in
本発明の目的は、遠心分離された第1成分と、第1成分より比重の大きい第2成分の内、第2成分が流路に詰まりにくい検査チップ及び検査システムを提供することである。 The objective of this invention is providing the test | inspection chip and test | inspection system which are hard to clog a 2nd component among the 1st component centrifuged and the 2nd component with larger specific gravity than a 1st component.
本発明の第一態様の検査チップは、検体が注入される検体注入口に連結し、前記検体注入口に向けて開口する第1開口部と、試薬が注入される試薬注入口に連結し、前記試薬注入口に向けて開口する第2開口部と、前記第1開口部、および前記第2開口部の下流に形成され、前記第1開口部から供給された検体中に含まれる第1成分と固体または半固体から成る第2成分とが分離される分離部と、前記分離部に連結され、前記分離された第1成分を保持する第1成分保持部と、前記分離部の下流に形成され、前記分離部において分離された第2成分が測定される測定部と、前記分離部に向けて開口し、前記第1開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第1流入口と、前記分離部に向けて開口し、前記第2開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第2流入口とを備え、前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向に開口した第1凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向に開口した第2凹部の数より少なく、前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向と交差する方向に開口した第3凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向と交差する方向に開口した第4凹部の数よりも少なく、前記分離部は、前記第1流入口の開口方向から前記開口方向と交差する方向の範囲に凹状に形成されたことを特徴とする。 The test chip of the first aspect of the present invention is connected to a sample injection port into which a sample is injected, and is connected to a first opening that opens toward the sample injection port, and a reagent injection port into which a reagent is injected, A first opening that is formed downstream of the second opening, the first opening, and the second opening that opens toward the reagent injection port, and is included in the sample supplied from the first opening. And a second component made of solid or semi-solid, a first component holding unit connected to the separation unit and holding the separated first component, and formed downstream of the separation unit And a first flow that opens toward the separation unit and is located in the flow path from the first opening to the separation unit. An inlet and an opening toward the separation part, from the second opening part to the separation part A second inlet located in the middle of the flow path, and in the flow path from the first opening to the first inlet, the number of first recesses opened in the opening direction of the first inlet is: In the flow path from the second opening to the second inlet, the number of second recesses opened in the opening direction of the second inlet is smaller, and the flow from the first opening to the first inlet is smaller. The number of the third recesses opened in the direction intersecting the opening direction of the first inlet in the path is the opening direction of the second inlet in the flow path from the second opening to the second inlet. The number of the fourth recesses is less than the number of the fourth recesses opened in the direction intersecting with the first inlet, and the separation part is formed in a concave shape in the range from the opening direction of the first inlet to the direction intersecting with the opening direction. .
上記態様に係る検査チップによれば、第1凹部の数が第2凹部の数より少なく、第3凹部の数が第4凹部の数よりも少ないので、検体が、試薬よりも先に分離部に入る。第1成分保持部が分離部に連結されているので、試薬が分離部に注入される過程において、分離部において分離された第1成分が第1成分保持部に流入される。分離部が、第1流入口の開口方向から開口方向と交差する方向の範囲に凹状形成されたので、試薬が分離部に注入される過程において第2成分は分離部に留まる。分離部に留まった第2成分に試薬が注入されるので、分離部において第2成分と試薬とが混合される。よって、分離された第2成分が分離部以外に移動せずに試薬と混合されるので、検査チップ内の流路に第2成分が詰まる可能性を低減することができる。この結果、検体の検査精度の低下を低減することができる。 According to the test chip according to the above aspect, the number of the first recesses is smaller than the number of the second recesses, and the number of the third recesses is less than the number of the fourth recesses. to go into. Since the first component holding unit is connected to the separation unit, the first component separated in the separation unit flows into the first component holding unit in the process of injecting the reagent into the separation unit. Since the separation part is formed in a concave shape in the range from the opening direction of the first inflow port to the direction crossing the opening direction, the second component remains in the separation part in the process of injecting the reagent into the separation part. Since the reagent is injected into the second component remaining in the separation unit, the second component and the reagent are mixed in the separation unit. Therefore, since the separated second component is mixed with the reagent without moving to other than the separation unit, the possibility that the second component is clogged in the flow path in the test chip can be reduced. As a result, it is possible to reduce a decrease in specimen inspection accuracy.
前記第1流入口は前記第2流入口を兼ねるようにしてもよい。検査チップ内において第2成分が詰まらないようにするために、流路の幅を広くすることが考えられるが、第1流入口が、第2流入口を兼ねないと、検査チップが大型化する。これに対し、本発明においては、第1流入口が第2流入口を兼ねるので、第2成分が検査チップにおいて流路に第2成分が詰まることを低減しつつ、検査チップを小型化することができる。 The first inlet may also serve as the second inlet. In order to prevent clogging of the second component in the inspection chip, it is conceivable to increase the width of the flow path. However, if the first inlet also serves as the second inlet, the inspection chip becomes larger. . On the other hand, in the present invention, since the first inlet also serves as the second inlet, the second component can reduce the size of the inspection chip while reducing the clogging of the second component into the flow path in the inspection chip. Can do.
前記第1凹部は前記第2凹部の一部と同一であり、前記第3凹部は前記第4凹部の一部と同一であってもよい。この場合、第2成分が検査チップにおいて流路に第2成分が詰まることを低減しつつ、検査チップを小型化できる。 The first recess may be the same as a part of the second recess, and the third recess may be the same as a part of the fourth recess. In this case, the inspection chip can be reduced in size while reducing the second component from clogging the flow path in the inspection chip.
前記第2凹部の数から前記第1凹部の数を引いた値、および前記第4凹部の数から前記第3凹部の数を引いた値は、1であってもよい。この場合、第2凹部の数から第1凹部の数を引いた値、および第4凹部の数から第3凹部の数を引いた値は1であることにより、検体を検体保持部から分離部に送る工程よりも、試薬を試薬保持部から分離部に送る工程が1つ増えるだけで処理を簡素化できる。また、分離部において、分離された第2成分により早く試薬が供給される。この結果、第2成分が、潮解性、など時間の経過と共に変化を起こす成分である場合に、第2成分の変化の程度をより低減することができる。この結果、第2成分の検査精度の低下を低減することができる。 The value obtained by subtracting the number of the first recesses from the number of the second recesses and the value obtained by subtracting the number of the third recesses from the number of the fourth recesses may be one. In this case, the value obtained by subtracting the number of the first recesses from the number of the second recesses and the value obtained by subtracting the number of the third recesses from the number of the fourth recesses are 1, so that the sample is separated from the sample holder. The process can be simplified by adding one more step of sending the reagent from the reagent holding unit to the separation unit than the step of sending to the separation unit. In the separation unit, the reagent is supplied earlier to the separated second component. As a result, when the second component is a component that changes with the passage of time, such as deliquescence, the degree of change of the second component can be further reduced. As a result, it is possible to reduce a decrease in inspection accuracy of the second component.
前記第1成分保持部と前記分離部とを連結する連結流路を備え、前記連結流路は、前記流入方向に沿ってもよい。この場合、分離部へ検体又は試薬の流入時に第1成分保持部に検体又は試薬が流入することを低減できる。この結果、検体又は試薬が減少することを低減することができる。 A connection channel that connects the first component holding unit and the separation unit may be provided, and the connection channel may be along the inflow direction. In this case, it is possible to reduce the flow of the sample or reagent into the first component holding unit when the sample or reagent flows into the separation unit. As a result, it is possible to reduce the decrease in the specimen or reagent.
前記連結流路において前記分離部から前記第1成分保持部への延設方向を延長した仮想線と、前記分離部の出口から下流方向へ延設された壁部の延設方向を延長した仮想線とは鋭角に交差してもよい。この場合、分離部から第2成分の取り出し時に、第2成分が第1成分保持部に流入することを低減できる。この結果、第2成分が減少することを低減することができる。よって第2成分の検査精度の低下を低減することができる。 A virtual line extending the extending direction from the separation part to the first component holding part in the connection channel and a virtual line extending the extending direction of the wall part extending downstream from the outlet of the separation part. The line may intersect at an acute angle. In this case, when the second component is taken out from the separation unit, it is possible to reduce the second component from flowing into the first component holding unit. As a result, it is possible to reduce the decrease in the second component. Therefore, it is possible to reduce a decrease in inspection accuracy of the second component.
前記分離部における連結流路の連結位置は、前記第2成分の定量量の基準位置であってもよい。この場合、連結流路の連結位置が第2成分の定量量の基準位置に有るので、定量時に第2成分をより正確に定量できる。よって第2成分の検査精度を向上できる。 The connection position of the connection flow path in the separation unit may be a reference position for the quantitative amount of the second component. In this case, since the connection position of the connection channel is at the reference position of the quantitative amount of the second component, the second component can be more accurately quantified at the time of quantification. Therefore, the inspection accuracy of the second component can be improved.
前記第2流入口の形成された壁面のうち、前記交差する方向のうち測定部側の壁面と垂直な直線を前記第2流入口先端から引いた直線が前記分離部の底面と交差してもよい。この場合、第2成分に試薬を直接当てることができ、第2成分と試薬を混合し易い。 Of the wall surfaces on which the second inlet is formed, even if a straight line drawn from the front end of the second inlet intersects with the bottom surface of the separation unit, a straight line perpendicular to the wall surface on the measurement unit side in the intersecting direction Good. In this case, the reagent can be directly applied to the second component, and the second component and the reagent are easily mixed.
本発明の第二態様の検査システムは、検体または試薬を定量して混合する検査チップと、前記検査チップを所定の第一軸を中心に公転させることにより前記検査チップに遠心力を作用させ、且つ、前記第一軸とは異なる第二軸を中心に前記検査チップを自転させることにより前記遠心力の方向を変化させる検査装置とから構成される検査システムであって、前記検査チップは、検体が注入される検体注入口に連結し、前記検体注入口に向けて開口する第1開口部と、試薬が注入される試薬注入口に連結し、前記試薬注入口に向けて開口する第2開口部と、前記第1開口部、および前記第2開口部の下流に形成され、前記第1開口部から供給された検体中に含まれる第1成分と固体または半固体から成る第2成分とが分離される分離部と、 前記分離部に連結され、前記分離された第1成分を保持する第1成分保持部と、前記分離部の下流に形成され、前記分離部において分離された第2成分が測定される測定部と、前記分離部に向けて開口し、前記第1開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第1流入口と、前記分離部に向けて開口し、前記第2開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第2流入口とを備え、前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向に開口した第1凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向に開口した第2凹部の数より少なく、前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向と交差する方向に開口した第3凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向と交差する方向に開口した第4凹部の数よりも少なく、前記分離部は、前記第1流入口の開口方向から前記開口方向と交差する方向の範囲に凹状に形成され、前記検査装置は、前記自転を制御する自転制御手段と、前記公転を制御する公転制御手段とを備え、前記自転制御手段は、前記公転により生じる遠心力により、前記検体が前記第1流入口から前記分離部に注入される方向に前記検査チップを自転させる第1ステップと、前記遠心力により、前記分離部にて前記検体が前記第1成分と前記第2成分とに分離される方向に前記検査チップを自転させる第2ステップと、前記遠心力により、前記第1成分及び前記第2成分の一部が前記第1成分保持部に流入されると共に、前記第2成分が前記測定に必要な所定量定量される方向に前記検査チップを自転させる第3ステップと、前記遠心力により、前記試薬が前記第2流入口から前記分離部に注入されると共に、定量された前記第2成分に前記試薬が混合される方向に前記検査チップを自転させる第4ステップとを実行することを特徴とする。 The test system according to the second aspect of the present invention is a test chip for quantifying and mixing a specimen or a reagent, and a centrifugal force is applied to the test chip by revolving the test chip around a predetermined first axis. And an inspection system configured to change the direction of the centrifugal force by rotating the inspection chip around a second axis different from the first axis, the inspection chip comprising: A first opening that is connected to the sample injection port to which the reagent is injected and opens toward the sample injection port; and a second opening that is connected to the reagent injection port to which the reagent is injected and opens toward the reagent injection port A first component that is formed downstream of the first opening and the second opening, and is included in the specimen supplied from the first opening, and a second component that is made of solid or semi-solid. Separation part to be separated, front A first component holding unit connected to a separation unit and holding the separated first component; a measurement unit formed downstream of the separation unit and measuring a second component separated in the separation unit; A first inflow opening in the flow path from the first opening to the separation section; the first inflow opening toward the separation section; and the separation from the second opening. A second inlet located in the middle of the flow path to the first portion, and in the flow path from the first opening to the first inlet, a first recess opening in the opening direction of the first inlet. The number is less than the number of second recesses opened in the opening direction of the second inlet in the flow path from the second opening to the second inlet, and the first inlet to the first inlet A third recess opened in a direction intersecting the opening direction of the first inlet The number of parts is less than the number of fourth recesses opened in the direction intersecting the opening direction of the second inlet in the flow path from the second opening to the second inlet, and the separation part is The first inflow port is formed in a concave shape in a range in a direction intersecting with the opening direction, and the inspection device includes a rotation control means for controlling the rotation, and a revolution control means for controlling the revolution. The rotation control means includes a first step of rotating the test chip in a direction in which the specimen is injected from the first inflow port into the separation unit by a centrifugal force generated by the revolution, and the centrifugal force, A second step of rotating the test chip in a direction in which the specimen is separated into the first component and the second component by the separation unit; and the centrifugal force causes the first component and the second component to be rotated. Part of the first component A third step of rotating the test chip in a direction in which the second component is quantified by a predetermined amount necessary for the measurement, and the reagent from the second inlet by the centrifugal force. And a fourth step of rotating the test chip in a direction in which the reagent is mixed with the quantified second component while being injected into the separation unit.
上記態様に係る検査システムによれば、検査チップの第1凹部の数が第2凹部の数より少なく、第3凹部の数が第4凹部の数よりも少ないので、検体が、試薬よりも先に分離部に入る。第1成分保持部が分離部に連結されているので、試薬が分離部に注入される過程において、分離部において分離された第1成分が第1成分保持部に流入される。分離部が、前記第1流入口の開口方向から前記開口方向と交差する方向の範囲に凹状に形成されるので、試薬が分離部に注入される過程において第2成分は分離部に留まる。分離部に留まった第2成分に試薬が注入されるので、分離部において第2成分と試薬とが混合される。よって、分離された第2成分が分離部以外に移動せずに試薬と混合されるので、チップ内で第2成分が詰まる可能性を低減することができる。 According to the inspection system according to the above aspect, since the number of the first recesses of the test chip is smaller than the number of the second recesses and the number of the third recesses is less than the number of the fourth recesses, the specimen is ahead of the reagent. Enter the separation section. Since the first component holding unit is connected to the separation unit, the first component separated in the separation unit flows into the first component holding unit in the process of injecting the reagent into the separation unit. Since the separation part is formed in a concave shape in a range from the opening direction of the first inflow port to the direction crossing the opening direction, the second component remains in the separation part in the process of injecting the reagent into the separation part. Since the reagent is injected into the second component remaining in the separation unit, the second component and the reagent are mixed in the separation unit. Therefore, since the separated second component is mixed with the reagent without moving to other than the separation unit, the possibility that the second component is clogged in the chip can be reduced.
本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、図1は、検査システム3を構成する検査装置1の平面及び制御装置90の内部の機能ブロックを示している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a plane of the
<1.検査システム3の概略構造>
本発明の実施形態を説明する。図1を参照して、検査システム3の概略構造について説明する。本実施形態の検査システム3は、液体である検体及び試薬を収容可能な検査チップ2と、検査チップ2を用いて検査を行う検査装置1とを含む。検査装置1が検査チップ2から離間した垂直軸線A1を中心として検査チップ2を回転させると、遠心力が検査チップ2に作用する。検査装置1が水平軸線A2を中心に検査チップ2を回転させると、検査チップ2に作用する遠心力の方向である遠心方向が切り替えられる。尚、本実施形態の検査システム3及び検査装置1は、特開2012−78107に記載されているように周知の構造であるので、以下の説明では、検査装置1の構造の概略について説明する。
<1. Schematic structure of
An embodiment of the present invention will be described. A schematic structure of the
<2.検査装置1の構造>
図1を参照して、検査装置1の構造について説明する。以下の説明では、図1の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、及び紙面奥側を、それぞれ、検査装置1の前方、後方、右方、左方、上方、及び下方とする。本実施形態では、垂直軸線A1の方向は検査装置1の上下方向であり、水平軸線A2の方向は、検査チップ2が垂直軸線A1を中心として回転される際の速度の方向である。なお、図1は検査装置1の上部筐体30の天板が取り除かれた状態を示す。
<2. Structure of the
The structure of the
図1に示すように、検査装置1は、上部筐体30、下部筐体31、上板32、ターンテーブル33、角度変更機構34、及び制御装置90を備える。ターンテーブル33は、後述する上板32の上側に回転可能に設けられた円盤である。検査チップ2は、ターンテーブル33の上方に保持される。角度変更機構34は、ターンテーブル33に設けられた駆動機構である。この角度変更機構34は、水平軸線A2を中心に検査チップ2を各々回転させる。上部筐体30は、後述する上板32に固定されており、検査チップ2に対して光学測定を行う測定部7が内部に設けられている。制御装置90は、検査装置1の各種処理を制御するコントローラである。
As shown in FIG. 1, the
下部筐体31の概略構造を説明する。下部筐体31は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有する。下部筐体31の上面には、長方形の板材である上板32が設けられている。下部筐体31の内部には、垂直軸線A1を中心にターンテーブル33を回転させる駆動機構が、次のように設けられている。
A schematic structure of the
下部筐体31内の左方寄りに、ターンテーブル33を回転させるための駆動力を供給する主軸モータ35が設置されている。主軸モータ35の軸36は、上方に突出しており、プーリ37が固定されている。下部筐体31の中央部には、下部筐体31の内部から上方に延びる垂直な主軸57が設けられている。主軸57は、上板32を貫通して、下部筐体31の上側に突出している。主軸57の上端部は、ターンテーブル33の中央部に接続されている。
A
主軸57は、上板32の直下に設けられた図示しない支持部材により、回転自在に保持されている。支持部材の下側では、主軸57にプーリ38が固定されている。プーリ37とプーリ38とに亘って、ベルト39が掛け渡されている。主軸モータ35が軸36を回転させると、プーリ37、ベルト39、及びプーリ38を介して駆動力が主軸57に伝達される。このとき、主軸57の回転に連動して、ターンテーブル33が主軸57を中心に回転する。
The
下部筐体31内の右方寄りに、下部筐体31の内部において上下方向に延びる図示しないガイドレールが設けられている。図示しないT型プレートは、ガイドレールに沿って下部筐体31内において上下方向に移動可能である。
A guide rail (not shown) extending in the vertical direction inside the
先述の主軸57は、内部が中空の筒状体である。図示しない内軸は、主軸57の内部において上下方向に移動可能な軸である。内軸の上端部は、主軸57内を貫通してラックギア43に接続されている。T型プレートの左端部には、図示しない軸受が設けられている。軸受の内部では、内軸の下端部が回転自在に保持される。
The aforementioned
T型プレートの前方には、T型プレートを上下動させるためのステッピングモータ51が固定されている。ステッピングモータ51の軸58は後方、すなわち図1では下方側に向けて突出している。軸58の先端には、図示しない円盤状のカム板が固定されている。カム板の後側の面には、図示しない円柱状の突起が設けられている。突起の先端部は、図示しない溝部に挿入されている。突起は、溝部内を摺動可能である。ステッピングモータ51が軸58を回転させると、カム板の回転に連動して突起が上下動する。このとき、溝部に挿入されている突起に連動して、T型プレートがガイドレールに沿って上下動する。
A stepping
角度変更機構34の詳細構造を説明する。角度変更機構34は、ターンテーブル33の上面に固定された一対のL型プレート60を有する。各L型プレート60は、ターンテーブル33の中心近傍に固定された基部から上方に延び、且つ、その上端部がターンテーブル33の径方向外側に向けて延びている。一対のL型プレート60の間には、内軸に固定された図示しないラックギア43が設けられている。ラックギア43は、上下方向に長い金属製の板状部材であり、両端面にギアが各々刻まれている。
The detailed structure of the
各L型プレート60の延設方向の先端側では、ギア45を有する水平な支軸46が回転自在に軸支されている。支軸46は図示外の装着用ホルダを介して検査チップ2に固定されている。このため、ギア45の回転に連動して検査チップ2も支軸46を中心に回転する。ギア45とラックギア43との間には、L型プレート60により図示略の水平軸線を中心に回転自在に支持されたピニオンギア44が介在している。ピニオンギア44は、ギア45及びラックギア43にそれぞれ噛合している。ラックギア43の上下動に連動して、ピニオンギア44、及びギア45がそれぞれ従動回転し、ひいては検査チップ2が支軸46を中心に回転する。
On the front end side in the extending direction of each L-shaped plate 60, a
本実施形態では、主軸モータ35がターンテーブル33を回転駆動するのに伴って、検査チップ2が垂直軸である主軸57を中心に回転して、検査チップ2に遠心力が付与される。検査チップ2の垂直軸線A1を中心とした回転を、公転と呼ぶ。一方、ステッピングモータ51が内軸を上下動させるのに伴って、検査チップ2が水平軸である支軸46を中心に回転して、検査チップ2に作用する遠心力の方向が相対変化する。検査チップ2の水平軸線A2を中心とした回転を、自転と呼ぶ。
In the present embodiment, as the
T型プレートが可動範囲の最下端まで下降した状態では、ラックギア43も可動範囲の最下端まで下降する。このとき、検査チップ2は、自転角度が0度の定常状態になる。また、T型プレートが可動範囲の最上端まで上昇した状態では、ラックギア43も可動範囲の最上端まで上昇する。このとき、検査チップ2は、定常状態から水平軸線A2を中心に180度回転した状態になる。つまり、本実施形態では検査チップ2が自転可能な角度幅は、自転角度0度〜180度である。
In a state where the T-shaped plate is lowered to the lowermost end of the movable range, the rack gear 43 is also lowered to the lowermost end of the movable range. At this time, the
上部筐体30の詳細構造を説明する。図1に示すように、上部筐体30は、枠部材を組み合わせた箱状のフレーム構造を有し、上板32の左部上側に設置されている。より詳細には、上部筐体30は、ターンテーブル33の回転中心にある主軸57からみて、検査チップ2が回転される範囲の外側に設けられている。
The detailed structure of the
上部筐体30の内部に設けられた測定部7は、測定光を発光する光源71と、光源71から発せられた測定光を検出する光センサ72とを有する。光源71及び光センサ72は、検査チップ2の回転範囲の外側において、ターンテーブル33の前後両側に配置されている。本実施形態では、検査チップ2の公転可能範囲のうちで主軸57の左側位置が、検査チップ2に測定光が照射される測定位置である。検査チップ2が測定位置にある場合、光源71と光センサ72とを結ぶ測定光が、検査チップ2の表面に対して略垂直に交差する。
The measurement unit 7 provided inside the
<3.制御装置90の電気的構成>
図1を参照して、制御装置90の電気的構成について説明する。制御装置90は、検査装置1の主制御を司るCPU91と、各種データを一時的に記憶するRAM92と、制御プログラムを記憶したROM93とを有する。CPU91には、ユーザが制御装置90に対する指示を入力するための操作部94と、各種データ、及びプログラムを記憶するハードディスク装置95と、各種情報を表示するディスプレイ96とが接続されている。制御装置90としては、パーソナルコンピュータを用いてもよいし、専用の制御装置を用いてもよい。
<3. Electrical configuration of
The electrical configuration of the
さらに、CPU91には、公転コントローラ97、自転コントローラ98、及び測定コントローラ99が接続されている。公転コントローラ97は、主軸モータ35を回転駆動させる制御信号を主軸モータ35に送信することにより、検査チップ2の公転を制御する。自転コントローラ98は、ステッピングモータ51を回転駆動させる制御信号をステッピングモータ51に送信することにより、検査チップ2の自転を制御する。測定コントローラ99は、測定部7を駆動することにより、検査チップ2の光学測定を実行する。詳細には、測定コントローラ99は、光源71の発光、及び光センサ72の光検出を実行させる制御信号を、光源71及び光センサ72に送信する。尚、CPU91が公転コントローラ97、自転コントローラ98及び測定コントローラ99を制御する。
Further, a
<4.検査チップ2の構造>
図2及び図3を参照して、本実施形態に係る検査チップ2の詳細構造を説明する。以下の説明では、図2の上方、下方、右方、左方、紙面手前側、及び紙面奥側を、それぞれ、検査チップ2の上方、下方、右方、左方、前方及び後方とする。図3〜図10は、シート29を取り除いた検査チップ2の正面図を示している。
<4. Structure of
With reference to FIG.2 and FIG.3, the detailed structure of the test |
図1に示すように、検査チップ2は一例として前方から見た場合に正方形状であり、上辺部21、右辺部22、左辺部23及び下辺部24を備え、所定の厚みを有する透明な合成樹脂の板材20を主体とする。板材20の前面は、透明の合成樹脂の薄板から構成されたシート29により封止されている。板材20とシート29との間には、検査チップ2に封入された液体が流動可能な液体流路25が形成されている。液体流路25は、板材20の前面側に所定深さにより形成された凹部であり、板材20の厚み方向である前後方向と直交する方向に延びる。すなわち、シート29は、板材20に形成された液体流路25の流路形成面を封止する。
As shown in FIG. 1, the
液体流路25は、第1開口部112、第2開口部101、検体保持部113、分離部120、第1成分保持部126、第1流入口117、第2流入口118、流路105、流路115、検体余剰部124、第1試薬注入部132、第1試薬保持部133、第1試薬流入口134、第1試薬定量部135、第1試薬余剰部137、第2試薬注入部142、第2試薬保持部143、第2試薬流入口144、第2試薬定量部145、第2試薬余剰部147、及び測定部150を含む。
The
図2に示すように、第1開口部112は、シート29に形成された検体注入口5から検体11が注入される部位である。第1開口部112は上辺部21から下方に延設される壁部103と左辺部23から斜め右上方に延設される壁部111との間に形成され、且つ上下両方向に開口している。本実施形態の検体11は、液体から成る第1成分と、第1成分より比重が大きい固体又は半固体から成る第2成分を含む。例えば血液、骨髄、尿、膣組織、上皮組織、腫瘍、精液、唾液または食料品などである。一例として、検体11が血液である場合には、第1成分が血漿であり、第2成分が血球である。検体保持部113は、第1開口部112に注入された検体11が流入して保持される部位である。検体保持部113は、壁部102と壁部111との間に形成され、且つ上側に開口する凹部である。流路115は、第1開口部112の上方に連結した流路であり、上辺部21から下方に延設される壁部114と壁部111と壁部114から斜め左方に延設される壁部116との間に形成されている。また、流路115は、壁部114及び壁部116に沿って下方向に延びる検体11及び希釈液10の供給流路であり、且つ下方向に開口している。流路115の下端部は、流路が狭く形成された第1流入口117に接続する。第1流入口117は、流路115から分離部120に検体11を流入させる。第1流入口117は分離部120に希釈液10を流入させる第2流入口118としても機能する。すなわち、第1流入口117は第2流入口118である。
As shown in FIG. 2, the
第2開口部101は、シート29に形成された希釈液注入口4から希釈液10が注入される部位である。第2開口部101は、左辺部23と左辺部23から斜め右上方に延設される壁部102との間に形成され、且つ上側に開口する凹部である。また、流路105は、第2開口部101の上方に連結した流路であり、壁部102と、壁部103と壁部103から斜め左下方に延設される壁部104との間に形成されている。また、流路105は、壁部103及び壁部104に沿って下方向に延びる希釈液10の供給流路であり、且つ下方向に開口している。流路105の下端部は、検体保持部113に接続する。
The
第1流入口117の右斜め下方には、分離部120が設けられている。分離部120は、第1流入口117の開口方向、つまり、第1流入口117の連通方向から、開口方向と交差する方向の範囲に凹状形成されている。すなわち、分離部は、第1流入口の開口方向から開口方向と交差する方向の範囲に開口している。また別の表現をすると、分離部120は、第1流入口117に向けて開口すると共に、底面120C、右側壁120A及び左側壁120Bを備え凹状に形成されている。すなわち、分離部120は、流路128側に傾斜して左斜め上方に開口する凹部である。分離部120は、遠心力の作用により検体11を第1成分11Bと第1成分11Bより比重が大きい第2成分11Aとに遠心分離する。分離部120は、第1成分11Bを第1成分保持部126に流出させた後の第2成分に希釈液10が注入されて、希釈された第2成分が所定量を定量される部位である。一例として、検体11が血液の場合には、第1成分11Bは血漿であり、第2成分11Aは血球である。尚、図3に示すように、分離部120の底面120C、右側壁120A、左側壁120B及び分離部120の左上端部123から図2に示す下辺部24と水平に延設した仮想平面Kとに囲まれる分離部120の体積は、第1開口部112に注入される検体11の体積より大きく、且つ、分離部120にて遠心分離され、後述するように定量された第2成分と、第2開口部101に注入された希釈液との混合した量以下の体積となっている。
A
第1流入口117には、左斜め下に延びる流路128が接続している。流路128は、分離部120の左下方に設けられた検体余剰部124まで延びている。検体余剰部124は、分離部120から溢れ出た検体11又は希釈液10が貯留される部位であり、流路128の下端部から右方向に延びる凹部である。流路128は、流路の形成方向が変わるように前方からみて屈曲している。これにより、流路128において検体11が分離部120と検体余剰部124との間を移動するためには、検体11に複数の異なる方向の外力を付与する必要がある。つまり検体余剰部124に貯留された検体11は、流路128を介して分離部120に逆流しにくい。
A
また、第1流入口117と分離部120とが連通する部位から、流路129が右斜め上方向に所定長さ延び、屈曲して壁部114に沿って下方に所定長さ延びている。流路129の下流側の先端の右斜め下方には、測定部150が設けられている。
Further, the
図3を参照して、分離部120及び第1成分保持部126の構造を説明する。分離部120は、左斜め上方向に開口した凹部であり底面120C、右側面120A及び左側面120Bを備える。分離部120の右上端部121からは、流路129を構成する壁部125が右斜め上方に延設され、分離部120の左上端部123からは、流路128を構成する壁部122が左斜め下方に延設されている。また、右側面120Aの中央付近に位置する連結位置120Dから連結流路127が斜め右上方に延設され、連結流路127の先端部は第1成分保持部126の上端部に接続されている。第1成分保持部126は分離部120にて分離された第1成分と余剰の第2成分を保持する正面から見て矩形の貯溜部である。尚、連結流路127の延設方向を延長した仮想線Bと、右側面120Aの上端部から延設され流路129を構成する壁部125の延設方向を延長した仮想線Cとが成す角度θ1は鋭角である。また、図3に於ける水平方向H1に対する壁部125の傾斜角度θ2より、水平方向H2に対する連結流路127の傾斜角度θ3が大きくなっている。尚、水平方向H1及び水平方向H2は、検査チップ2の左右方向、すなわち、上辺部21又は下辺部24と平行な方向である。この場合、角度θ1は鋭角であるので、壁部125の傾斜角度θ2より、連結流路127の傾斜角度θ3が大きくなっている。従って、分離部120から壁部125に沿って希釈された第2成分を流出させる時に、傾斜角度θ2が連結流路127の傾斜角度θ3より小さい壁部125が連結流路127よりも先に遠心力の作用方向と垂直の関係になる。従って、希釈された第2成分が連結流路127に流入するよりも壁部125から先に流路129に流れ出すことができる。従って、希釈された第2成分が先に第1成分保持部126に流入してしまうこと低減できる。
With reference to FIG. 3, the structures of the
連結流路127が右側面120Aに接続する部位である連結位置120Dから水平方向H2に対して垂直に下方に降ろした仮想平面Eが遠心分離した第2成分の定量面となる。詳細は後述する。また、分離部120の左上端部123から水平に延設した仮想平面Kが、希釈後の第2成分の定量面となる。第2成分が希釈液10により希釈される工程は、後述する。
An imaginary plane E lowered downward from the connecting position 120D, which is a portion where the connecting
図2を参照して、上記した検査チップ2の構成と、第1凹部から第4凹部の対応関係について説明する。本実施形態では、第1開口部112から第1流入口117までの流路において、第1流入口117の開口方向に開口した形状を、第1凹部として説明する。ここでは、第1流入口117の開口方向とは、第1流入口117の連通方向、すなわち、図2に於ける上下方向である。また、第2流入口118の開口方向とは、第2流入口118の連通方向、すなわち、図2に於ける上下方向である。図2に示すように、第1開口部112から第1流入口117までの流路において、第1流入口117の開口方向に開口した形状は、検体保持部113が相当する。すなわち、第1凹部の数は1個である。また、第2開口部101から第2流入口118までの流路において、第2流入口118の開口方向に開口した形状を、第2凹部として説明する。図2に示すように、第1開口部112から第1流入口117までの流路において、第2流入口118の開口方向に開口した形状には、第2開口部101及び検体保持部113が相当する。すなわち、第2凹部の数は2個である。従って、検体保持部113から第1流入口117までの流路において、第1流入口117の流入方向に開口した第1凹部の数は、第2開口部101から第2流入口118までの流路において、流入方向に開口した第2凹部の数より少ない。具体的には、第1凹部の数は、第2凹部の数より「1」少ない。
With reference to FIG. 2, the structure of the above-described
また、第1開口部112から第1流入口117までの流路において、第1流入口117の開口方向と交差する方向に開口した形状を、第3凹部として説明する。図2に示すように、第1開口部112から第1流入口117までの流路において、第1流入口117の開口方向と交差する方向に開口した形状には、流路115が相当する。すなわち、第3凹部の数は1個である。また、第2開口部101から第2流入口118までの流路において、流入方向と交差する方向に開口した形状を、第4凹部として説明する。図2に示すように、第2開口部101から第2流入口118までの流路において、第2流入口118の開口方向と交差する方向に開口した形状には、流路105及び流路115が相当する。すなわち、第4凹部の数は2個である。従って、第1開口部112から第1流入口117までの流路において、第1流入口117の開口方向と交差する方向に開口した第3凹部の数は、第2開口部101から第2流入口118までの流路において、第2流入口118の開口方向と交差する方向に開口した第4凹部の数より少ない。具体的には、第3凹部の数は、第4凹部の数より「1」少い。尚、本実施形態では、第1流入口117の開口方向と第2流入口118の開口方向は同じである。
In addition, the shape that opens in the direction intersecting the opening direction of the
次に、第1試薬注入部132はシート29に形成された第1試薬注入口6から第1試薬13が注入される部位である。第1試薬注入部132は、上辺部21から下方に延設される壁部114と壁部114から斜め右上方に延設される壁部131との間に形成され、且つ上側に開口する凹部である。第1試薬保持部133は、第1試薬注入部132に連結し、壁部131と上辺部21から下方に延設される壁部151との間に形成される。第1試薬保持部133の下方には、第1試薬13が所定量定量される第1試薬定量部135に第1試薬13を流入させる第1試薬流入口134が形成されている。第1試薬定量部135は、第1試薬13が検査に必要な量である所定量定量される容量の凹部に形成されている。すなわち、所定量は、分離部120から下流に移動した検体、または希釈液の量に基づく量である。第1試薬流入口134には、流路136が接続している。流路136は、第1試薬定量部135の左下方に設けられた第1試薬余剰部137まで延びている。また、第1試薬流入口134と第1試薬定量部135とが連通する部位から、流路138が右斜め上方向に所定長さ延び、屈曲して下方に所定長さ延びている。
Next, the first
第2試薬注入部142はシート29に形成された第2試薬注入口8から第2試薬14が注入される部位である。第2試薬注入部142は、壁部151と壁部151から斜め右上方に延設される壁部141との間に形成され、且つ上側に開口する凹部である。第2試薬保持部143は、第2試薬注入部142に連結し、壁部141と右辺部22との間に形成される。第2試薬保持部143の下方には、第2試薬14が所定量定量される第2試薬定量部145に第2試薬14を流入させる第2試薬流入口144が形成されている。第2試薬定量部145は、第2試薬14が、検査に必要な量である所定量定量される容量の凹部に形成されている。すなわち、所定量は、分離部120から下流に移動した検体、または希釈液の量に基づく量である。第2試薬流入口144には、流路146が接続している。流路146は、第2試薬定量部145の左下方に設けられた第2試薬余剰部147まで延びている。また、第2試薬流入口144と第2試薬定量部145とが連通する部位から、流路139が右斜め上方向に所定長さ延び、屈曲して下方に所定長さ延びている。
The second
図2に示すように、第2開口部101、第1開口部112、第1試薬注入部132、及び第2試薬注入部142は、検査チップ2の上側の壁面である上辺部21に沿って、板材20の前面に左右方向に並んで形成されている。
As shown in FIG. 2, the
測定部150は、検査チップ2の右下部に設けられた上側に開口する矩形状の凹部である。測定部150では、流路129から流入する希釈液10で希釈された検体11と、流路138から流入する第1試薬13と、流路139から流入する第2試薬14とが混合され、図10に示す混合液15が生成される。生成された混合液15は、測定部150を通る測定光により光学測定される。尚、生成された混合液15の測定方法は、光学測定に限られず、他の方法でもよい。
The measuring
尚、検体11を第1開口部112に注入するためには、例えば、図示しない器具に収容された検体11が、ユーザの操作により検体注入口5から注入されればよい。すなわち、公知の手法を用いて、検体注入口5介して検体11が第1開口部112に注入されればよい。希釈液10、第1試薬13及び第2試薬14の注入も同様の方法を用いればよい。図2は、検体11、希釈液10、第1試薬13及び第2試薬14を注入した状態を示している。尚、注入口4、5、13及び14は、上辺部21を開口した形状としてもよい。
In order to inject the
<4.検査方法の一例>
図2〜図10を参照して、検査装置1及び検査チップ2を用いた検査方法について説明する。尚、検査チップ2の自転、公転、及び回転数の制御は、それぞれ、所定の基準時間が経過したか否かで制御される。基準時間の情報は制御装置90のHDD95に予め記憶されている。検査チップ2が支軸46に取り付けられて、制御装置90に操作部94から処理開始のコマンドが入力されると、以下の測定動作が実行される。なお、検査装置1は二つの検査チップ2を同時に検査可能であるが、以下では説明の便宜のため、一つの検査チップ2を検査する手順を説明する。以下の説明では、図2に示す検査チップ2の定常状態を自転角度0度と言い、定常状態から54度反時計回りに回転した状態を「自転角度54度」と言い、定常状態から90度反時計回りに回転した状態を「自転角度90度」と言う。また、検査チップ2には、検体11、希釈液10、第1試薬13及び第2試薬14が注入された状態になっている。
<4. Example of inspection method>
An inspection method using the
〈液体移動ステップ〉
まず、主軸モータ35が制御装置90のCPU91の指示に基づき、ターンテーブル33の駆動を開始する。この結果、自転角度が0度の検査チップ2が公転する。主軸モータ35は、CPU91の指示に基づき、ターンテーブル33の回転速度を上げる。一例として、回転速度が3000rpmに達すると、主軸モータ35はこの回転速度を保持する。尚、ターンテーブル33の回転速度は、3000rpmに限られず、他の回転速度でもよい。この状態で、図4に示すように、左辺部23から右辺部22に向けて、検査チップ2に遠心力Fが作用する。遠心力Fの作用により検体11は第1開口部112から流路115に移動する。同様に、希釈液10は第2開口部101から流路105に移動する。第1試薬13は第1試薬注入部132から第1試薬保持部133に移動する。第2試薬14は第2試薬注入部142から第2試薬保持部143に移動する。この状態での公転時間は、検体11、希釈液10、第1試薬13、及び第2試薬14が、上述した移動を行うのに十分な時間としてHDD95に予め記憶されている。
<Liquid transfer step>
First, the
〈第1ステップ〉
次に、CPU91の指示に基づくステッピングモータ51の駆動制御により、図5に示すように、高速駆動により公転中の検査チップ2が前方からみて反時計回りに54度自転される。これにより、検査チップ2の自転角度が54度に変化する。この結果、図5の矢印F方向に遠心力Fが作用する。この自転による遠心力Fの作用方向は、第1流入口117から分離部120の底面120Cに向かう方向となる。従って、遠心力Fの作用により検体11は流路115から第1流入口117を介して分離部120に注入される。ここで、分離部120の体積が検体11の体積より大きいので、検体11は分離部120から溢れることはない。また、分離部120への検体11の注入時には、図3に示すように、分離部120の右側面120Aに対する角度θ4が直角より大きい連結流路127には検体11が入らず、検体11が第1成分保持部126に流入することを低減できる。また、希釈液10は流路105から検体保持部113に移動し始める。第1試薬13は第1試薬保持部133から第1試薬流入口134を介して第1試薬定量部135に注入され始める。第2試薬14は第2試薬保持部143から第2試薬流入口144を介して第2試薬定量部145に注入され始める。
<First step>
Next, by the drive control of the stepping
〈第2ステップ〉
次に、CPU91の指示に基づくステッピングモータ51の駆動制御により、図6に示すように、高速駆動により公転中の検査チップ2が前方からみて反時計回りに36度自転される。これにより、検査チップ2の自転角度が90度に変化する。この結果、上辺部21と遠心力の方向との成す角度が90度になるように検査チップ2に遠心力Fが作用する。この自転による遠心力Fの作用方向は、第1流入口117の開口方向、つまり、第1流入口117の連通方向となる。すなわち、分離部120の底面120Cと交差する方向となる。この状態にて公転が行われることにより分離部120に注入された検体11は第1成分11Bと第1成分より比重の大きい第2成分11Aとに遠心分離される。第2成分11Aは、第1成分11Bより比重が大きいため分離部120の底面120C側に溜まる。例えば、検体11が血液の場合には、第1成分11Bである血漿と第2成分11Aである血球とに分離され、血球が分離部120の底面120C側に溜まる。また、希釈液10は流路105から検体保持部113に移動する。第1試薬13は第1試薬保持部133から第1試薬流入口134を介して第1試薬定量部135に注入されて定量される。第1試薬定量部135から溢れた第1試薬13は第1試薬余剰部137に溜まる。第2試薬14は第2試薬保持部143から第2試薬流入口144を介して第2試薬定量部145に注入されて定量される。第2試薬定量部145から溢れた第2試薬14は第2試薬余剰部147に溜まる。この状態での公転時間は、検体11、希釈液10、第1試薬13、及び第2試薬14が、上述した移動及び検体の遠心分離を行うのに十分な時間としてHDD95に予め記憶されている。
<Second step>
Next, by the driving control of the stepping
〈第3ステップ〉
次に、CPU91の指示に基づくステッピングモータ51の駆動制御により、図7に示すように、公転中の検査チップ2が前方からみて時計回りに90度自転される。これにより検査チップ2の自転角度が0度に戻り、左辺部23から右辺部22に向けて検査チップ2に遠心力Fが作用する。この自転による遠心力Fの作用方向は、第1流入口117の開口方向と交差する方向となる。すなわち、第1成分保持部126に第1成分11Bが流入するように遠心力Fが作用した時に、分離部120に残る第2成分11Aは定量される。従って、遠心力Fの作用により、分離部120にて分離された第1成分11B及び一部の第2成分11Aが連結流路127を介して第1成分保持部126に流入する。従って、図7に示す方向への遠心力Fの作用により、連結位置120Dから下方に降ろした仮想平面Eが遠心分離した第2成分の定量面となる。従って、図7に示すように、検査に必要な量の第2成分11Aが定量される。すなわち、図3に示すように、連結位置120Dは、第2成分の定量量の基準位置である。従って、図7に示すように、第1成分保持部126に第1成分11Bが流入するように遠心力Fが作用した時に、分離部120に残る第2成分11Bは定量されていることになるので、検査工程の短縮化を図ることができる。一方、希釈液10は検体保持部113から流路115に移動する。また、第1試薬定量部135にて定量された第1試薬13は、流路138に移動し、第2試薬定量部145にて定量された第2試薬14は、流路139に移動する。また、第1試薬余剰部137に溜まった第1試薬13は第1試薬余剰部137の右側に移動する。第2試薬余剰部147に溜まった第2試薬14は第2試薬余剰部147の右側に移動する。一方、第1試薬余剰部137及び第2試薬余剰部147は右方向に閉じる凹部であるため、溜まった液体が漏れることがない。上述した移動を行うのに十分な時間としてHDD95に予め記憶されている。
<Third step>
Next, by the drive control of the stepping
〈第4ステップ〉
次に、CPU91の指示に基づくステッピングモータ51の駆動制御により、図8に示すように、高速駆動により公転中の検査チップ2が前方からみて反時計回りに54度自転される。これにより、検査チップ2の自転角度が54度に変化する。この結果、図8の矢印F方向に遠心力Fが作用する。この自転による遠心力Fの作用方向は、第1流入口117の開口方向と交差する方向となる。すなわち、第1流入口117から分離部120に向かう向きである。従って、遠心力Fの作用により希釈液10は流路115から第2流入口118を介して分離部120に注入される。注入された希釈液10は分離部120にて定量された第2成分11Aに混合されて希釈第2成分11Cとなる。この時、希釈液10は、図3及び図8に示す仮想線Jのルートを通って分離部120の底面120Cの角部120Eに溜まっている第2成分に直接当たるので、第2成分と希釈液10とは互いに良く攪拌される。図3に示すように、仮想線Jは、第2流入口118の流入方向と交差する方向のうち測定部150側の壁部116と垂直な直線を第2流入口118の先端から引いた仮想線である。この仮想線Jは、分離部120の底面120Cと交差する。
<4th step>
Next, by the drive control of the stepping
〈希釈第2成分の定量ステップ〉
次に、CPU91の指示に基づくステッピングモータ51の駆動制御により、図9に示すように、公転中の検査チップ2が前方からみて反時計回りに36度自転する。これにより、検査チップ2の自転角度が90度に変化し、上辺部21から下辺部24に向けて検査チップ2に遠心力Fが作用する。遠心力Fの作用により、分離部120では、図3及び図9に示す仮想面Kが希釈液10と第2成分11Aとの混合液の定量面となる。尚、分離部120から溢れた希釈液10は、検体余剰部124に移動する。また、流路138に移動していた第1試薬13及び流路139に移動していた第2試薬14は、測定部150に移動する。一方、余剰の検体11及び希釈液10は、検体余剰部124に留まる。余剰の第1成分11B、第1試薬13、及び第2試薬14は、各々、第1成分保持部126、第1試薬余剰部137、及び第2試薬余剰部147に留まる。上述した移動を行うのに十分な時間がHDD95に予め記憶されている。
<Determination step of diluted second component>
Next, as shown in FIG. 9, by the drive control of the stepping
〈混合液生成ステップ〉
次に、CPU91の指示に基づくステッピングモータ51の駆動制御により、図10に示すように、公転中の検査チップ2が前方からみて時計回りに90度自転される。これにより検査チップ2の自転角度が0度に戻り、左辺部23から右辺部22に向けて検査チップ2に遠心力Fが作用する。遠心力Fの作用により、分離部120において定量された希釈第2成分11Cの一部が、流路129を介して測定部150側の流路139に移動し、遠心力Fの作用により、希釈第2成分11C、第1試薬13、及び第2試薬14が混合され混合液15が生成される。測定部150側の流路139に移動する希釈第2成分11Cの一部の体積V0は以下の計算により求められる。図3に示す仮想面H0、仮想面K及び左側面120Bに囲まれる領域の体積をV1とし、仮想面H0、仮想面K及び右側面120Aに囲まれる領域の体積をV2とし、図9に示す第1成分保持部126の残りの空間及び連結流路127の合計体積V3とすると、
V0=V1−V2−V3 となる。
このV0の体積が、検査に必要な量の希釈第2成分11Cに相当する。尚、V3は、第1成分保持部126の体積と連結流路127の体積の和から、第1開口部112注入にされた検体11の体積から第3ステップにおいて定量された検査に必要な量の第2成分11Aの体積を引いた値である。図9に示す自転角度90度から図10に示す自転角度0度に検査チップ2が自転する過程において、壁部125の上面の方が連結流路127よりも先に遠心力Fと垂直以下の関係になる。従って、連結流路127に希釈第2成分11Cが入るよりも先に壁部125の面側から希釈第2成分11Cが流路129に流出する。
<Mixed liquid generation step>
Next, by the drive control of the stepping
V0 = V1-V2-V3.
The volume of V0 corresponds to the diluted
〈停止ステップ〉
次に、CPU91の指示に基づく主軸モータ35の駆動制御により、主軸モータ35が減速駆動され、主軸モータ35が停止する。故に、検査チップ2の公転が終了する。混合液15は重力により測定部150に溜まる。
<Stop step>
Next, the
〈測定ステップ〉
上記遠心処理の実行後、主軸モータ35の駆動制御により、検査チップ2を測定位置の角度まで回転移動させる。光源71が発光すると、測定光が測定部150に貯溜された混合液15を通る。光センサ72が受光した測定光の変化量に基づいて、混合液15の光学測定が行われ、測定データが取得される。次いで、取得された測定データに基づいて、検体11の測定結果が算出される。測定結果に基づく検体11の検査結果が表示される。その後、メイン処理が終了される。
<Measurement step>
After execution of the centrifugal process, the
<5.本実施形態の主たる作用・効果>
以上説明したように、本実施形態の検査チップ2及び検査装置1によれば、第1凹部の数が第2凹部の数より少なく、第3凹部の数が第4凹部の数よりも少ないので、検体11が、希釈液10よりも先に分離部120に入る。第1成分保持部126が分離部120に連結されているので、希釈液10が分離部120に注入される過程において、分離部120において分離された第1成分が第1成分保持部126に流入される。分離部120が、第1流入口117に向けて開口すると共に、底面120C、右側壁120A及び左側壁120Bを備えて凹状に形成されるので、希釈液10が分離部120に注入される過程において第2成分11Aは分離部120に留まる。分離部120に留まった第2成分11Aに希釈液10が注入されるので、分離部120において第2成分11Aと希釈液10とが混合される。よって、分離された第2成分11Aが分離部120以外に移動せずに希釈液10と混合されるので、検査チップ2で第2成分が詰まる可能性を低減することができる。この結果、検体11の検査精度の低下を低減することができる。また、第1流入口117が第2流入口118を兼ねるので、第2成分が検査チップにおいて詰まることを低減しつつ、検査チップを小型化することができる。
<5. Main actions and effects of this embodiment>
As described above, according to the
また、第1凹部は第2凹部の一部と同一であり、第3凹部は第4凹部の一部と同一であるので、第2成分が検査チップにおいて詰まることを低減しつつ、検査チップを小型化できる。第2凹部の数から第1凹部の数を引いた値、および第4凹部の数から第3凹部の数を引いた値は1であることにより、検体を検体保持部から分離部に送る工程よりも、試薬を試薬保持部から分離部に送る工程が1つ増えるだけで処理を簡素化できる。また、分離部120において、分離された第2成分により早く希釈液10が供給される。この結果、第2成分が、潮解性、など時間の経過と共に変化を起こす成分である場合に、変化の程度をより低減することができる。この結果、第2成分の検査精度の低下を低減することができる。
In addition, since the first recess is the same as a part of the second recess and the third recess is the same as a part of the fourth recess, the second component is prevented from clogging in the test chip, and the test chip is Can be downsized. The step of sending the specimen from the specimen holding part to the separation part because the value obtained by subtracting the number of the first concave parts from the number of the second concave parts and the value obtained by subtracting the number of the third concave parts from the number of the fourth concave parts are 1. In addition, the process can be simplified by adding only one step of sending the reagent from the reagent holding unit to the separation unit. Further, in the
第1成分保持部126と分離部120とを連結する連結流路127は、図3に示すように、分離部120の右側面120Aに対する角度θ4が直角より大きく構成されている。従って、分離部120へ検体11又は希釈液10の流入時に第1成分保持部126に検体11又は希釈液10が流入することを低減できる。また、連結流路127において分離部120から第1成分保持部126への延設方向を延長した仮想線Bと、分離部120の出口から下流方向へ延設された壁部125の延設方向を延長した仮想線Cとは鋭角に交差している。従って、分離部120から第2成分を流路129に移動させる時に、第2成分が第1成分保持部126に流入することを低減できる。この結果、第2成分が減少することを低減することができる。よって第2成分の検査精度の低下を低減することができる。
As shown in FIG. 3, the
分離部120における連結流路127の連結位置120Dは、第2成分の定量量の基準位置であるので、定量時に第1成分を連結流路127から第1成分保持部126に流入させると共に、分離部120に残った第2成分が定量量なので、別途定量する工程を入れなくてもよい。また、第2流入口の流入方向と交差する方向のうち正方向の壁部116と垂直な直線を第2流入口118の先端から引いた直線が分離部の底面120Cと交差しているので、第2成分に希釈液10を直接当てることができ、第2成分と希釈液10を混合し易い。また、第1凹部は第2凹部の一部と同一であり、第3凹部は第4凹部の一部と同一であるので、検査チップ2を小型化できる。
Since the connection position 120D of the
<6.その他>
上記実施形態において、希釈液10が本発明の「試薬」の一例である。また、検体保持部113が、本発明の「第1凹部」の一例である。第2開口部101及び検体保持部113が本発明の「第2凹部」の一例である。また、流路115が本発明の「第3凹部」の一例である。流路105及び流路115が本発明の「第4凹部」の一例である。壁部116が本発明の「第2流入口の形成された壁面のうち、分離部から第2成分が遠心力の作用により流出する側の壁面」の一例である。
<6. Other>
In the above embodiment, the diluent 10 is an example of the “reagent” of the present invention. Further, the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。上記実施形態の検査装置1及び検査チップ2は単なる例示であり、各々の構造、形状及びや処理などを変更可能である。上記実施形態では、CPU91によって検査チップ2の公転の制御処理及び自転の制御処理を行ったが、処理を行う形態はこれらに限られない。各処理を複数のCPUで分担して処理しても良い。また、各処理をASICで処理しても良い。さらに、各処理を一または複数のCPUと一または複数のASICとの組み合わせで実行してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The
また、第1流入口と第2流入口とを別に設けても良い。第1凹部は第2凹部の一部と同一でなく、第3凹部は第4凹部の一部と同一でなくしてもよい。例えば、第1開口部から第1凹部、第3凹部及び第1流入口と形成される流路と、第2開口部から第2凹部、第4凹部、第2凹部、第4凹部及び第2流入口と続く流路とを別々に形成してもよい。第2凹部の数から第1凹部の数を引いた値、および第4凹部の数から第3凹部の数を引いた値は、1に限られず2や3等でもよい。また、上記各ステップに於ける検査チップ2の自転角度は、上記の角度に限られず、検査チップ2の流路の構造と遠心力の作用方向に合わせて必要な角度に決定すればよい。例えば、第2成分11Aの定量時の検査チップ2の自転角度は0度に限られない。5度などほかの角度でもよい。この時作用する遠心力Fの方向に垂直な仮想面であって、連結位置120Dを通過する仮想面Eが希釈第2成分11Cの定量面になる。分離部120の壁面と図3に示す希釈第2成分11Cの定量面Eとで囲まれる体積が希釈第2成分11Cの定量量になるように分離部120の右側面120A及び底面120Cを形成すれば良い。この構成であっても、120Dは血球定量の基準位置である。
Further, the first inlet and the second inlet may be provided separately. The first recess may not be the same as a part of the second recess, and the third recess may not be the same as a part of the fourth recess. For example, a flow path formed from the first opening to the first recess, the third recess, and the first inlet, and from the second opening to the second recess, the fourth recess, the second recess, the fourth recess, and the second The inlet and the subsequent flow path may be formed separately. The value obtained by subtracting the number of the first recesses from the number of the second recesses and the value obtained by subtracting the number of the third recesses from the number of the fourth recesses are not limited to 1 and may be 2 or 3 or the like. In addition, the rotation angle of the
また、上記実施の形態では、第1ステップと第2ステップとを別々に行っているが、第1ステップと第2ステップとを一度に行って、検体11の分離部120への注入と遠心分離を一度に行ってもよい。また、分離部120は必ずしも底面120Cを必要とせず、側壁120A及び左側壁120BからなるV字形状でもよい。
In the above-described embodiment, the first step and the second step are performed separately. However, the first step and the second step are performed at a time, and the
1 検査装置
2 検査チップ
10 希釈液
11 検体
13 第一試薬
14 第二試薬
15 混合液
105 流路
112 第1開口部
113 検体保持部
115 流路
116 壁部
117 第1流入口
118 第2流入口
120 分離部
120D 連結位置
126 第1成分保持部
127 連結流路
DESCRIPTION OF
Claims (9)
試薬が注入される試薬注入口に連結し、前記試薬注入口に向けて開口する第2開口部と、
前記第1開口部、および前記第2開口部の下流に形成され、前記第1開口部から供給された検体中に含まれる第1成分と固体または半固体から成る第2成分とが分離される分離部と、
前記分離部に連結され、前記分離された第1成分を保持する第1成分保持部と、
前記分離部の下流に形成され、前記分離部において分離された第2成分が測定される測定部と、
前記分離部に向けて開口し、前記第1開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第1流入口と、
前記分離部に向けて開口し、前記第2開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第2流入口と
を備え、
前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向に開口した第1凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向に開口した第2凹部の数より少なく、
前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向と交差する方向に開口した第3凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向と交差する方向に開口した第4凹部の数よりも少なく、
前記分離部は、前記第1流入口の開口方向から前記開口方向と交差する方向の範囲に凹状に形成されたこと
を特徴とする検査チップ。 A first opening connected to a sample inlet into which a sample is injected and opening toward the sample inlet;
A second opening connected to the reagent inlet into which the reagent is injected and opening toward the reagent inlet;
A first component that is formed downstream of the first opening and the second opening and is contained in the specimen supplied from the first opening is separated from a second component made of solid or semi-solid. A separation unit;
A first component holding unit connected to the separation unit and holding the separated first component;
A measurement unit that is formed downstream of the separation unit and that measures the second component separated in the separation unit;
A first inlet opening in the direction of the flow path from the first opening to the separation unit, which opens toward the separation unit;
A second inflow port that opens toward the separation part and is located in the middle of the flow path from the second opening part to the separation part;
In the flow path from the first opening to the first inlet, the number of first recesses opened in the opening direction of the first inlet is the number of the first recesses from the second opening to the second inlet. Less than the number of second recesses opened in the opening direction of the second inflow port,
In the flow path from the first opening to the first inlet, the number of third recesses opened in a direction intersecting the opening direction of the first inlet is determined from the second opening to the second inlet. Less than the number of the fourth recesses opened in the direction intersecting the opening direction of the second inlet,
The inspection chip is formed in a concave shape in a range in a direction intersecting the opening direction from the opening direction of the first inflow port.
を特徴とする請求項1に記載の検査チップ。 The inspection chip according to claim 1, wherein the first inlet also serves as the second inlet.
前記第3凹部は前記第4凹部の一部と同一であること
を特徴とする請求項2に記載の検査チップ。 The first recess is identical to a part of the second recess;
The inspection chip according to claim 2, wherein the third recess is the same as a part of the fourth recess.
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の検査チップ。 The value obtained by subtracting the number of the first recesses from the number of the second recesses and the value obtained by subtracting the number of the third recesses from the number of the fourth recesses are 1. 4. The inspection chip according to any one of 3.
前記連結流路は、前記流入方向に沿うこと
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の検査チップ。 A connection flow path for connecting the first component holding unit and the separation unit;
The inspection chip according to claim 1, wherein the connection channel is along the inflow direction.
を特徴とする請求項5に記載の検査チップ。 A virtual line extending the extending direction from the separation part to the first component holding part in the connection channel and a virtual line extending the extending direction of the wall part extending downstream from the outlet of the separation part. 6. The inspection chip according to claim 5, wherein the inspection chip intersects the line at an acute angle.
前記検査チップは、
検体が注入される検体注入口に連結し、前記検体注入口に向けて開口する第1開口部と、
試薬が注入される試薬注入口に連結し、前記試薬注入口に向けて開口する第2開口部と、
前記第1開口部、および前記第2開口部の下流に形成され、前記第1開口部から供給された検体中に含まれる第1成分と固体または半固体から成る第2成分とが分離される分離部と、
前記分離部に連結され、前記分離された第1成分を保持する第1成分保持部と、
前記分離部の下流に形成され、前記分離部において分離された第2成分が測定される測定部と、
前記分離部に向けて開口し、前記第1開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第1流入口と、
前記分離部に向けて開口し、前記第2開口部から前記分離部までの流路の途中に位置する第2流入口と
を備え、
前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向に開口した第1凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向に開口した第2凹部の数より少なく、
前記第1開口部から前記第1流入口までの流路において、前記第1流入口の開口方向と交差する方向に開口した第3凹部の数は、前記第2開口部から前記第2流入口までの流路において、前記第2流入口の開口方向と交差する方向に開口した第4凹部の数よりも少なく、
前記分離部は、前記第1流入口の開口方向から前記開口方向と交差する方向の範囲に凹状に形成され、
前記検査装置は、
前記自転を制御する自転制御手段と、
前記公転を制御する公転制御手段と
を備え、
前記自転制御手段は、前記公転により生じる遠心力により、前記検体が前記第1流入口から前記分離部に注入される方向に前記検査チップを自転させる第1ステップと、
前記遠心力により、前記分離部にて前記検体が前記第1成分と前記第2成分とに分離される方向に前記検査チップを自転させる第2ステップと、
前記遠心力により、前記第1成分及び前記第2成分の一部が前記第1成分保持部に流入されると共に、前記第2成分が前記測定に必要な所定量定量される方向に前記検査チップを自転させる第3ステップと、
前記遠心力により、前記試薬が前記第2流入口から前記分離部に注入されると共に、定量された前記第2成分に前記試薬が混合される方向に前記検査チップを自転させる第4ステップとを実行すること
を特徴とする検査システム。 A test chip for quantifying and mixing a sample or a reagent, and a second force different from the first axis, wherein the test chip is revolved around a predetermined first axis to apply a centrifugal force to the test chip. An inspection system comprising an inspection device that changes the direction of the centrifugal force by rotating the inspection chip around an axis,
The inspection chip is
A first opening connected to a sample inlet into which a sample is injected and opening toward the sample inlet;
A second opening connected to the reagent inlet into which the reagent is injected and opening toward the reagent inlet;
A first component that is formed downstream of the first opening and the second opening and is contained in the specimen supplied from the first opening is separated from a second component made of solid or semi-solid. A separation unit;
A first component holding unit connected to the separation unit and holding the separated first component;
A measurement unit that is formed downstream of the separation unit and that measures the second component separated in the separation unit;
A first inlet opening in the direction of the flow path from the first opening to the separation unit, which opens toward the separation unit;
A second inflow port that opens toward the separation part and is located in the middle of the flow path from the second opening part to the separation part;
In the flow path from the first opening to the first inlet, the number of first recesses opened in the opening direction of the first inlet is the number of the first recesses from the second opening to the second inlet. Less than the number of second recesses opened in the opening direction of the second inflow port,
In the flow path from the first opening to the first inlet, the number of third recesses opened in a direction intersecting the opening direction of the first inlet is determined from the second opening to the second inlet. Less than the number of the fourth recesses opened in the direction intersecting the opening direction of the second inlet,
The separation portion is formed in a concave shape in a range in a direction intersecting the opening direction from the opening direction of the first inflow port,
The inspection device includes:
A rotation control means for controlling the rotation;
A revolution control means for controlling the revolution,
The rotation control means has a first step of rotating the test chip in a direction in which the specimen is injected from the first inflow port into the separation unit by a centrifugal force generated by the revolution;
A second step of rotating the test chip in a direction in which the specimen is separated into the first component and the second component by the centrifugal force by the centrifugal force;
Due to the centrifugal force, a part of the first component and the second component flows into the first component holding part, and the second chip is quantified by a predetermined amount necessary for the measurement. A third step of rotating
A fourth step of rotating the test chip in a direction in which the reagent is injected into the separation unit from the second inlet and the reagent is mixed with the quantified second component by the centrifugal force; An inspection system characterized by performing.
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