JP2005147949A - Sample detection device and sample detection apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample detection device and a sample detection apparatus capable of detecting efficiently many kinds of polymers corresponding to separation rates of the polymers. <P>SOLUTION: This sample detection device 1 is equipped with disk substrates 1a, 1b transmitting a light beam a, and a passage 4 provided on the substrates 1a, 1b, for conducting a polymer. In the sample detection device 1 provided additionally on the substrates 1a, 1b with a guide groove 60 for scanning across the passage 4 in the vertical direction to the longitudinal direction of the passage 4 by the light beam a for detecting the polymer, many kinds of polymers can be detected efficiently corresponding to the separation rates of the polymers. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液体に含まれる高分子などの試料液（以下、単に試料液と称する）を遠心分離や電場作用によって分離し、検出する試料検出デバイス、および試料検出装置に関するものである。   The present invention relates to a sample detection device and a sample detection apparatus for separating and detecting a sample liquid such as a polymer contained in a liquid (hereinafter simply referred to as a sample liquid) by centrifugation or electric field action.

従来、例えば、液体に含まれるタンパク質や核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）などの極微量の高分子を分析する場合には、電気泳動装置が用いられており、その代表的な装置として、液体分離装置やキャピラリー電気泳動装置などが知られている。   Conventionally, for example, when analyzing a very small amount of polymer such as protein or nucleic acid (DNA, RNA) contained in a liquid, an electrophoresis apparatus has been used. As a typical apparatus, a liquid separation apparatus, A capillary electrophoresis apparatus and the like are known.

液体に含まれる高分子成分を分離する第１の従来例として、例えば、特許文献１に開示された液体分離装置および液体分離方法がある。この液体分離装置は、ディスク状の基板に、ディスクの中心部分から放射状に延びており、始端と終端には電源電極を備えている、電気泳動用の複数の泳動路（流路）を備えている。この流路内に高分子を含む液体を電気泳動すると、高分子はその分子量や帯電性に応じて分離され、終端付近に設けられた検出用電極によって電気的に検出される。   As a first conventional example for separating a polymer component contained in a liquid, for example, there is a liquid separation device and a liquid separation method disclosed in Patent Document 1. This liquid separation device includes a plurality of electrophoresis paths (flow channels) for electrophoresis, which extend radially from the center of the disk on a disk-shaped substrate, and have power supply electrodes at the start and end. Yes. When a liquid containing a polymer is electrophoresed in the flow path, the polymer is separated according to its molecular weight and chargeability, and is electrically detected by a detection electrode provided near the end.

また、液体に含まれる高分子成分を分離する第２の従来例として、例えば、特許文献２に開示されたキャピラリー電気泳動装置が知られている。これは、上記の電気的な検出以外に、蛍光物質を高分子に結合させ、レーザ光などによって蛍光検出を行う方法である。このキャピラリー電気泳動チップ（装置）は、レーザ光の照射スポットの位置を流路の終端近くに固定しておき、泳動されてくるタンパク質や核酸などの高分子が通過する時間を検出することにより、高分子を検出するものである。これは、分子量の小さい高分子ほど早く通過するため、通過する時間によって分子量や帯電量を特定することができるためである。
特開平１１−２８１６１９号公報（公開日：１９９９年１０月１５日） 特開平９−３０４３３８号公報（公開日：１９９７年１１月２８日） As a second conventional example for separating a polymer component contained in a liquid, for example, a capillary electrophoresis apparatus disclosed in Patent Document 2 is known. In addition to the electrical detection described above, this is a method in which a fluorescent substance is bound to a polymer and fluorescence detection is performed using laser light or the like. In this capillary electrophoresis chip (device), the position of the laser light irradiation spot is fixed near the end of the flow path, and by detecting the time required for the polymer or nucleic acid such as the migrated protein to pass through, It detects macromolecules. This is because a polymer having a lower molecular weight passes faster, and the molecular weight and charge amount can be specified by the passing time.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-281619 (Publication date: October 15, 1999) JP-A-9-304338 (Publication date: November 28, 1997)

上記第１の従来例では電気的に高分子を検出し、第２の従来例では光学的に検出する点が異なるものの、どちらも流路の終端近くに検出部位を有しており、検出対象の高分子がこの検出部を通る時点で検出が行われることになる。   Although the first conventional example detects a polymer electrically and the second conventional example differs in optical detection, both have a detection site near the end of the flow path and are to be detected. The detection is performed when the polymer passes through the detection unit.

しかしながら、検出対象の高分子の分子量、帯電量等の差によって、電気泳動による分離が速く進む高分子と、分離が遅い高分子とが存在する。これらの違いに対して、上記第１、第２の従来例はいずれも検出部位が固定されているため、たとえ分離が速く終わっても、当該高分子が検出部位に到達するまで検出されない。また、分離が遅い高分子については、分離される前に検出部位に到達してしまい、分離・検出ができないという問題が発生する。   However, depending on the difference in the molecular weight, charge amount, etc. of the polymer to be detected, there are a polymer that undergoes fast separation by electrophoresis and a polymer that undergoes slow separation. In contrast to these differences, since the detection site is fixed in both the first and second conventional examples, even if the separation ends quickly, the polymer is not detected until it reaches the detection site. In addition, a polymer that is slowly separated reaches the detection site before being separated, causing a problem that separation and detection cannot be performed.

つまり、従来の試料検出装置では、検出デバイスにおける検出部位が固定されており、様々な高分子に対応して効率よく検出することが困難であるという問題点があった。   That is, in the conventional sample detection apparatus, the detection site in the detection device is fixed, and there is a problem that it is difficult to detect efficiently corresponding to various polymers.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高分子の分離速度に対応して、多種類の高分子を含む試料液を効率的に検出可能な試料検出デバイス、および試料検出装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a sample detection device capable of efficiently detecting a sample liquid containing various types of polymers in accordance with the separation speed of the polymers. And a sample detection device.

本発明に係る試料検出デバイスは、上記課題を解決するために、光ビームが照射される基板を備え、該基板には試料を挿入させるための流路が形成されている試料検出デバイスにおいて、さらに上記基板には、試料を検出するための光ビームが、上記流路を横切って走査するための案内手段が設けられていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a sample detection device according to the present invention includes a substrate to which a light beam is irradiated, and the substrate further includes a flow path for inserting a sample. The substrate is provided with guide means for scanning a light beam for detecting a sample across the flow path.

また、本発明に係る試料検出デバイスでは、上記案内手段は、上記流路の長手方向に対して略垂直な方向に、上記流路を横切るように設けられていることを特徴としている。   In the sample detection device according to the present invention, the guide means is provided so as to cross the flow path in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the flow path.

また、本発明に係る試料検出デバイスでは、上記基板には、上記流路が複数設けられており、上記案内手段は、該複数の流路を横切るように設けられているとともに、上記光ビームがどの流路を横切って走査したのかを識別するための流路識別手段が上記案内手段に形成されていることを特徴としている。   In the sample detection device according to the present invention, the substrate is provided with a plurality of the flow paths, the guide means is provided so as to cross the plurality of flow paths, and the light beam is It is characterized in that the guide means is formed with a flow path identifying means for identifying which flow path is scanned across.

また、本発明に係る試料検出デバイスでは、上記案内手段は、上記流路を複数回横切るように設けられており、上記光ビームが、上記流路を複数回横切るように設けられた案内手段のうち、どの位置の案内手段に沿って走査したのかを識別するためのトラック識別手段が、上記案内手段に形成されていることを特徴としている。   Further, in the sample detection device according to the present invention, the guide means is provided so as to cross the flow path a plurality of times, and the light beam is provided as a guide means provided so as to cross the flow path a plurality of times. Of these, a track identification means for identifying the position along which the guide means is scanned is formed in the guide means.

また、本発明に係る試料検出デバイスでは、上記基板は略円盤形状であり、上記案内手段は同心円または螺旋状に形成されていることを特徴としている。   In the sample detection device according to the present invention, the substrate has a substantially disk shape, and the guide means is formed concentrically or spirally.

また、本発明に係る試料検出装置は、上記課題を解決するために、上記いずれかの試料検出デバイスと、上記試料検出デバイスに対して光ビームを照射する光ビーム照射手段と、上記光ビームを上記試料検出デバイスに設けられた案内手段に沿って走査させる光ビーム走査手段と、上記試料検出デバイスに設けられている流路、案内手段、流路識別手段、およびトラック識別手段のうち、いずれかに対して光ビームを照射した際に得られる、反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを検出する光学的検出手段と、上記光学的検出手段によって検出された光学情報に基づき、試料液を検出する試料検出手段と、を備えていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a sample detection apparatus according to the present invention includes any one of the sample detection devices, a light beam irradiation unit that irradiates the sample detection device with a light beam, and the light beam. One of a light beam scanning unit that scans along the guide unit provided in the sample detection device, and a channel, a guide unit, a channel identification unit, and a track identification unit that are provided in the sample detection device. Optical detection means for detecting any one of reflected light, transmitted light, scattered light, and light emission obtained when the light beam is irradiated to the optical information detected by the optical detection means. And a sample detection means for detecting the sample liquid.

また、本発明に係る試料検出装置は、上記試料検出デバイスに設けられている流路認識手段を、上記光ビームが走査することによって得られる信号を読み取り、該光ビームがどの流路を横切って走査したかを示す流路識別情報を得るための流路識別信号読み取り手段と、上記流路識別信号読み取り手段によって得られる流路識別情報と、上記試料検出手段によって得られる試料液検出情報とを対応させて出力する試料情報出力手段と、を備えていることを特徴としている。   Further, the sample detection apparatus according to the present invention reads a signal obtained by scanning the light beam with a flow path recognition unit provided in the sample detection device, and the light beam crosses which flow path the light beam crosses. Channel identification signal reading means for obtaining channel identification information indicating whether scanning has been performed, channel identification information obtained by the channel identification signal reading means, and sample liquid detection information obtained by the sample detection means And sample information output means for outputting in correspondence.

また、本発明に係る試料検出装置は、上記試料検出デバイスに設けられているトラック識別手段を、上記光ビームが走査することによって得られる信号を読み取り、該光ビームがどの位置の案内手段を走査したのかを示すトラック識別情報を得るためのトラック識別信号読み取り手段と、上記トラック識別信号読み取り手段によって得られるトラック識別情報と、上記試料検出手段によって得られる試料液検出情報とを対応させて出力する試料情報出力手段と、を備えていることを特徴としている。   Further, the sample detection apparatus according to the present invention reads a signal obtained by scanning the light beam with the track identification means provided in the sample detection device, and scans the guide means at which position the light beam scans. Track identification signal reading means for obtaining track identification information indicating whether or not the track identification information is obtained, track identification information obtained by the track identification signal reading means, and sample liquid detection information obtained by the sample detection means are output in association with each other. And a sample information output means.

また、本発明に係る試料検出装置では、上記光学的検出手段は、上記光ビーム走査手段が光ビームを上記案内手段に集光する際に、該案内手段から得られる反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを集光して案内用ディテクタに導く第１の光学系と、上記光ビーム走査手段が光ビームを上記流路に集光する際に、上記流路から得られる反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを試料検出用ディテクタに導く第２の光学系とを備えていることを特徴としている。   Further, in the sample detection apparatus according to the present invention, the optical detection means includes reflected light, transmitted light, and scattering obtained from the guide means when the light beam scanning means condenses the light beam on the guide means. A first optical system that condenses one of light and light emission and guides it to the guide detector, and the light beam scanning means obtains the light beam from the flow path when condensing the light beam on the flow path. And a second optical system that guides any one of reflected light, transmitted light, scattered light, and emitted light to a sample detection detector.

本発明に係る試料検出デバイスは、以上のように、上記基板には、試料液（例えば、高分子を含む試料）を検出するための光ビームが、上記流路を横切って走査するための案内手段が設けられているので、案内手段を流路上の所望の位置に配置することにより、光ビームが案内手段に沿って流路を横切り走査することが可能となり、その際に試料液（例えば、高分子）を検出することができる。このため、分離速度の速い高分子に対しては、該案内手段の位置を流路の始点に近づけたデバイスを使用することにより、分離が速く終わっても、当該高分子が検出部位に到達するまで検出されないという問題を回避でき、効率的に高分子を検出することができる。また、分離速度の遅い高分子に対しては、該案内手段の位置を流路の終端に近づけたデバイスを使用することにより、分離される前に検出部位に到達してしまい、分離・検出ができないという問題を回避でき、これも効率的に高分子を検出することが可能となる。すなわち、高分子検出用の光ビームは、この案内手段に沿って流路をスキャンできるため、所望の位置で高分子を検出することが可能となるという効果を奏する。   In the sample detection device according to the present invention, as described above, a guide for scanning a light beam for detecting a sample liquid (for example, a sample containing a polymer) across the flow path is provided on the substrate. Since the means is provided, it is possible to scan the light beam across the flow path along the guide means by arranging the guide means at a desired position on the flow path. Macromolecule) can be detected. For this reason, for a polymer with a high separation speed, the polymer reaches the detection site even if the separation ends quickly by using a device in which the position of the guide means is close to the starting point of the flow path. Can be avoided, and the polymer can be detected efficiently. For polymers with a slow separation speed, a device in which the position of the guide means is close to the end of the flow path reaches the detection site before separation, and separation / detection is not possible. The problem that it cannot be avoided can be avoided, and this also makes it possible to detect the polymer efficiently. That is, since the light beam for polymer detection can scan the flow path along the guide means, it is possible to detect the polymer at a desired position.

本発明に係る試料検出デバイスは、以上のように、上記案内手段は、上記流路の長手方向に対して略垂直な方向に、上記流路を横切るように設けられているので、精度良く試料液を検出することができるという効果を奏する。   In the sample detection device according to the present invention, as described above, the guide means is provided so as to cross the flow path in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the flow path. There is an effect that the liquid can be detected.

本発明に係る試料検出デバイスは、以上のように、上記基板には、上記流路が複数設けられており、上記案内手段は、該複数の流路を横切るように設けられているとともに、上記光ビームがどの流路を横切って走査したのかを識別するための流路識別手段が上記案内手段に形成されているので、複数の流路を一つの案内手段が横切る構成であるこのため、光ビームが該案内手段に沿って走査することによって、一度に複数の流路をスキャンでき、複数の流路における試料液（例えば、高分子）を略同時期に検出することが可能であるという効果を奏する。また、このとき、案内手段上には流路識別手段が形成されているため、光ビームが流路識別手段と流路とを順に走査することにより、流路認識情報（例えば、流路番号など）を読み取りながら高分子を検出することができる。したがって、高分子がどの流路において検出されたかを確実に識別することができるという効果を奏する。   As described above, in the sample detection device according to the present invention, the substrate is provided with a plurality of the flow paths, and the guide means is provided so as to cross the plurality of flow paths. The flow path identifying means for identifying which flow path the light beam has scanned across is formed in the guide means. Therefore, the structure is such that one guide means crosses a plurality of flow paths. By scanning the beam along the guide means, it is possible to scan a plurality of channels at a time, and to detect sample liquids (for example, polymers) in the plurality of channels at substantially the same time. Play. At this time, since the flow path identifying means is formed on the guide means, the light beam scans the flow path identifying means and the flow path in order, so that the flow path recognition information (for example, the flow path number, etc.) ) Can be detected while reading. Therefore, it is possible to reliably identify in which flow path the polymer is detected.

本発明に係る試料検出デバイスは、以上のように、上記案内手段は、上記流路を複数回横切るように設けられており、上記光ビームが、上記流路を複数回横切るように設けられた案内手段のうち、どの位置の案内手段に沿って走査したのかを識別するためのトラック識別手段が、上記案内手段に形成されているので、流路の所望の位置に設けられた案内手段に沿って光ビームを走査することにより、流路の所望の位置をスキャンすることができるという効果を奏する。また、このとき、案内手段上にはトラック識別手段が形成されているため、光ビームがトラック識別手段と流路とを順に走査することにより、トラック認識情報（例えば、トラック番号など）を読み取りながら試料液を検出することができる。したがって、試料液が流路のどの位置において検出されたかを確実に識別することができるという効果を奏する。このため、トラック番号を基に、流路の始端（始点）から終端（終点）の任意の位置に光ビームをアクセスさせることが可能であり、試料液の種類に応じて、流路の任意の位置で試料液を効率的に検出することができる。   In the sample detection device according to the present invention, as described above, the guide means is provided so as to cross the flow path a plurality of times, and the light beam is provided so as to cross the flow path a plurality of times. Of the guiding means, the track identifying means for identifying the position along which the guiding means is scanned is formed in the guiding means, so that it follows the guiding means provided at a desired position in the flow path. By scanning the light beam, the desired position of the flow path can be scanned. At this time, since the track identification unit is formed on the guide unit, the light beam scans the track identification unit and the flow path in order, thereby reading the track identification information (for example, the track number). A sample solution can be detected. Therefore, there is an effect that the position where the sample solution is detected in the flow path can be reliably identified. Therefore, based on the track number, the light beam can be accessed at an arbitrary position from the start end (start point) to the end (end point) of the flow path. The sample liquid can be efficiently detected at the position.

本発明に係る試料検出デバイスは、以上のように、上記基板は略円盤形状であり、上記案内手段は同心円または螺旋状に形成されているので、試料検出デバイスを回転させることにより、光ビームが流路を高速で横断して走査することができる。このため、高速で試料液の検出が可能となり、さらに効率的な試料液の繰り返し検出をも可能となる。   In the sample detection device according to the present invention, as described above, the substrate has a substantially disc shape, and the guide means is formed concentrically or spirally. The flow path can be scanned across at high speed. For this reason, it is possible to detect the sample liquid at high speed, and it is also possible to more efficiently detect the sample liquid repeatedly.

本発明に係る試料検出装置は、以上のように、上記いずれかの試料検出デバイスと、光ビーム照射手段と、光ビーム走査手段と、光学的検出手段と、試料検出手段と、を備えているので、光ビームを高速で流路を横切るように走査させて、試料液を効率的かつ確実に検出することが可能となるという効果を奏する。また、上記試料検出装置が、試料検出デバイスを着脱可能に搭載することができる場合、該試料検出デバイスのみ変更することによって、様々な試料液を効率的に検出することが可能となる。つまり、試料検出装置本体を変更する必要はなく、案内手段の位置が異なる試料検出デバイスを複数用意し、目的の試料液に応じた試料検出デバイスを試料検出装置本体に搭載し使用することで、効率的な試料液検出が可能となり、コスト的にもメリットが大きい。例えば、特定の病気を、ＤＮＡを検査することによって診断する場合、その検査対象のＤＮＡに対応した案内手段の位置を有する試料検出デバイスを使用することにより、試料検出装置はそのままで、安価で効率的に試料液を検出できる検出システムを提供可能であるという効果を奏する。   As described above, the sample detection apparatus according to the present invention includes any one of the sample detection devices described above, the light beam irradiation means, the light beam scanning means, the optical detection means, and the sample detection means. Therefore, it is possible to efficiently and surely detect the sample liquid by scanning the light beam across the flow path at high speed. Moreover, when the sample detection device can detachably mount the sample detection device, it is possible to efficiently detect various sample liquids by changing only the sample detection device. In other words, there is no need to change the sample detection device main body, by preparing a plurality of sample detection devices with different positions of the guide means, and mounting and using the sample detection device corresponding to the target sample liquid in the sample detection device main body, Efficient sample solution detection is possible, and there is a great merit in terms of cost. For example, when diagnosing a specific disease by inspecting DNA, by using a sample detection device having a guide means position corresponding to the DNA to be inspected, the sample detection apparatus remains as it is and is inexpensive and efficient. In particular, it is possible to provide a detection system that can detect the sample liquid.

本発明に係る試料検出装置は、以上のように、流路識別信号読み取り手段と、試料情報出力手段と、を備えているので、試料液がどの流路において検出されたかを精度良く識別することができるという効果を奏する。   Since the sample detection apparatus according to the present invention includes the flow path identification signal reading means and the sample information output means as described above, it is possible to accurately identify in which flow path the sample liquid is detected. There is an effect that can be.

本発明に係る試料検出装置は、以上のように、トラック識別信号読み取り手段と、試料情報出力手段と、を備えているので、試料液が流路のどの位置にて検出されたのかを確実に識別することができるという効果を奏する。さらに、読み出したトラック識別情報（例えば、トラック番号など）を基に、流路の始端から終端の任意の位置に光ビームをアクセス（走査）させ、試料液に応じて流路上の任意の位置で検出することが可能となる。   Since the sample detection apparatus according to the present invention includes the track identification signal reading unit and the sample information output unit as described above, it is possible to reliably determine at which position in the flow path the sample liquid is detected. There exists an effect that it can identify. Further, based on the read track identification information (for example, track number), the light beam is accessed (scanned) at an arbitrary position from the start end to the end of the flow path, and at an arbitrary position on the flow path according to the sample liquid. It becomes possible to detect.

本発明に係る試料検出装置は、以上のように、上記光学的検出手段は、第１の光学系と、第２の光学系とを備えているので、上記案内手段と流路とが光ビームの光軸方向の異なる焦点位置に配置されている場合、第１の光学系によって案内手段に光ビームを集光させて所望の流路の、所望の位置にアクセスでき、第２の光学系によって流路上で集光されないまま反射または透過した光を試料検出用ディテクタに集光することが可能となる。このため、精度良く試料液を検出することができるという効果を奏する。   In the sample detection apparatus according to the present invention, as described above, since the optical detection means includes the first optical system and the second optical system, the guide means and the flow path are light beams. Are arranged at different focal positions in the optical axis direction, the light beam is condensed on the guiding means by the first optical system and the desired position of the desired flow path can be accessed, and the second optical system can Light reflected or transmitted without being collected on the flow path can be collected on the sample detection detector. For this reason, there exists an effect that a sample liquid can be detected accurately.

まず、本発明に係る試料検出デバイスについて説明し、次いで本発明に係る試料検出装置について説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限られるものではない。また、以上の説明では、主に高分子の含まれる試料液の検出に限って説明したが、これに限らず溶媒（たとえば水）と溶質との化学的あるいは物理的な性質の違いを利用して、溶媒中での溶質の濃度分布を生じさせて検出する場合であれば、同様な課題や作用が生じる。すなわち、例えば、比較的分子量の低い分子や、コロイドなどの溶質が溶媒に分散している試料液であれば、本発明に係る試料検出デバイスおよび試料検出装置は利用可能である。つまり、本発明でいう「試料液」とは、比較的分子量の低い分子や、コロイドなどの溶質が溶媒に分散している試料液、または高分子が含まれる試料液をいい、「試料検出」とは、試料液中に含まれる試料（溶質、高分子等）を検出することをいう。なお、説明の便宜上、以下では、特に、高分子を含む試料液から高分子を検出する場合について説明する。   First, the sample detection device according to the present invention will be described, and then the sample detection apparatus according to the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiment. In the above description, the description has been made mainly on the detection of a sample solution containing a polymer. However, the present invention is not limited to this, and a difference in chemical or physical properties between a solvent (for example, water) and a solute is used. In the case where the detection is performed by generating a concentration distribution of the solute in the solvent, the same problems and actions occur. That is, for example, the sample detection device and the sample detection apparatus according to the present invention can be used as long as they are sample liquids in which a solute such as a molecule having a relatively low molecular weight or a colloid is dispersed in a solvent. That is, the “sample solution” as used in the present invention refers to a sample solution in which a solute such as a molecule having a relatively low molecular weight or a colloid is dispersed in a solvent, or a sample solution containing a polymer. The term “detects a sample (solute, polymer, etc.) contained in a sample solution”. For convenience of explanation, a case where a polymer is detected from a sample solution containing the polymer will be described below.

〔１〕本発明に係る試料検出デバイスについて
本発明に係る試料検出デバイスの一実施形態について図１〜図３に基づいて説明すると以下の通りである。 [1] Sample Detection Device According to the Present Invention An embodiment of the sample detection device according to the present invention is described below with reference to FIGS.

本実施の形態に係る試料検出デバイスは、光ビームが照射される基板を備え、該基板には試料液（例えば、高分子を含む試料液等）を挿入（導通）させるための流路が形成されている試料検出デバイスにおいて、さらに上記基板には、試料（例えば、高分子）を検出するための光ビームが、上記流路を横切って走査するための案内手段が設けられている。なお、上記基板は、光ビームを透過することが好ましい。   The sample detection device according to the present embodiment includes a substrate that is irradiated with a light beam, and a flow path for inserting (conducting) a sample solution (for example, a sample solution containing a polymer) is formed on the substrate. In the sample detection device, the substrate is further provided with guide means for scanning a light beam for detecting a sample (for example, a polymer) across the flow path. Note that the substrate preferably transmits a light beam.

図１（ａ）は、本実施の形態に係る試料検出デバイス（なお、高分子検出デバイスとも称することができる）の表面側を示す平面図であり、図１（ｂ）は、本実施の形態に係る試料検出デバイスの裏面側を示す平面図である。また、図２は、図１（ａ）に示す試料検出デバイスをＳ−Ｓ線にて切断した場合の断面図である。   FIG. 1A is a plan view showing the surface side of a sample detection device (also referred to as a polymer detection device) according to this embodiment, and FIG. 1B is this embodiment. It is a top view which shows the back surface side of the sample detection device which concerns on. FIG. 2 is a cross-sectional view of the sample detection device shown in FIG.

図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る試料検出デバイス１は、ディスク型である。また、図１、２に示すように、試料検出デバイス１には、ディスク基板１ａとディスク基板１ｂとを接着剤１５によって張り合わせた構造となっている。ディスク基板１ａ、ディスク基板１ｂおよび接着剤１５は、すべて高分子検出用の光ビームを透過する光透過性を有するものである。具体的には、ディスク基板１ａおよび１ｂとしては、ポリカーボネート基板あるいはガラス基板、石英基板を使用することが好ましい。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the sample detection device 1 according to the present embodiment is a disk type. As shown in FIGS. 1 and 2, the sample detection device 1 has a structure in which a disk substrate 1 a and a disk substrate 1 b are bonded together with an adhesive 15. The disk substrate 1a, the disk substrate 1b, and the adhesive 15 are all light transmissive to transmit a polymer detection light beam. Specifically, it is preferable to use a polycarbonate substrate, a glass substrate, or a quartz substrate as the disk substrates 1a and 1b.

試料検出デバイス１は、注入口２、液溜３、流路４、第１電極５、第２電極６、第１電極接点７、第２電極接点８、番地情報表示部９、中心穴１１、反射膜１２、案内溝６０が形成されている。流路４は、流路４（Ａ）、流路４（Ｂ）、流路４（Ｃ）、４（Ｄ）の４本設けられており、それに対応して、番地情報表示部９も、番地情報表示部９ａ、番地情報表示部９ｂ、番地情報表示部９ｃ、番地情報表示部９ｄの４つ設けられている。また、第１電極５は、後述するように、配線パターン５ａ、５ｂ、５ｃから構成されており、注入口２、液溜３、第２電極６、配線パターン５ｂ、５ｃは、４本の流路４に対応して４つずつ設けられている。中心穴１１は、ディスク基板１ａ、１ｂの中心部に、ディスク基板１ａ、１ｂを貫通するように形成されており、後述する電気泳動台５０や試料検出装置１００に装着する場合の中心位置を定めるものである。   The sample detection device 1 includes an inlet 2, a liquid reservoir 3, a flow path 4, a first electrode 5, a second electrode 6, a first electrode contact 7, a second electrode contact 8, an address information display unit 9, a center hole 11, A reflective film 12 and a guide groove 60 are formed. The flow channel 4 is provided with four channels 4 (A), 4 (B), 4 (C), 4 (D), and correspondingly, the address information display unit 9 is Four address information display parts 9a, an address information display part 9b, an address information display part 9c, and an address information display part 9d are provided. Moreover, the 1st electrode 5 is comprised from wiring pattern 5a, 5b, 5c so that it may mention later, The injection port 2, the liquid reservoir 3, the 2nd electrode 6, and wiring pattern 5b, 5c are four flow patterns. Four each corresponding to the road 4 are provided. The center hole 11 is formed in the center part of the disk substrates 1a and 1b so as to penetrate the disk substrates 1a and 1b, and determines the center position when the disk substrate 1a and the sample detection apparatus 100 are mounted. Is.

流路４は、高分子を含む液体を電気泳動し、該高分子を分離または抽出するための泳動路であり、中心穴１１から半径方向外方に向けて放射状に形成されている。流路４の幅は、数μｍ〜１００μｍ、長さは数ｃｍ〜数ｍであることが好ましい。この流路４は、本試料検出デバイス１には４本形成されており、Ａ〜Ｄで示す流路記号２３によって識別されており、上述したように４本の流路をそれぞれ流路４（Ａ）、４（Ｂ）、４（Ｃ）、４（Ｄ）と称する。各流路４の始端には、高分子を含む液体試料を流路４に供給するための注入口２が形成されており、また終端には液溜３が形成されている。   The channel 4 is an electrophoresis path for electrophoresing a liquid containing a polymer and separating or extracting the polymer, and is formed radially outward from the center hole 11 in the radial direction. The width of the channel 4 is preferably several μm to 100 μm, and the length is preferably several cm to several m. Four channels 4 are formed in the sample detection device 1 and are identified by the channel symbols 23 indicated by A to D. As described above, the four channels are respectively defined as the channel 4 ( A), 4 (B), 4 (C), 4 (D). An inlet 2 for supplying a liquid sample containing a polymer to the channel 4 is formed at the start end of each channel 4, and a liquid reservoir 3 is formed at the end.

また、注入口２および液溜３は、ディスク基板１ａの表面に露出しているが、図２に示すように、流路４はディスク基板１ａの裏面に下向きに凹状の溝形状で加工されており、ディスク基板１ａとディスク基板１ｂとを張り合わせることによって、閉じた流路４が形成されることになる。   The inlet 2 and the liquid reservoir 3 are exposed on the surface of the disk substrate 1a. However, as shown in FIG. 2, the flow path 4 is processed in a concave groove shape downward on the back surface of the disk substrate 1a. Thus, the closed flow path 4 is formed by bonding the disk substrate 1a and the disk substrate 1b together.

つまり、流路４は、ディスク基板１ａにおける面のうち、第１電極５が形成される面の裏面側に形成される。注入口２と液溜３とは、流路４の両端においてディスク基板１ａを貫通するように設けられる。ディスク基板１ｂには、案内溝６０が形成され、案内溝６０の一部に番地情報表示部９が加工され、その上に反射膜１２が成膜される。ディスク基板１ａにおける流路４が形成された面と、ディスク基板１ｂにおける反射膜１２が形成された面の裏面とを接着剤１５で張り合わせることにより、試料検出デバイス１が形成される。   That is, the flow path 4 is formed on the back side of the surface on which the first electrode 5 is formed among the surfaces of the disk substrate 1a. The inlet 2 and the liquid reservoir 3 are provided so as to penetrate the disk substrate 1 a at both ends of the flow path 4. A guide groove 60 is formed in the disk substrate 1b, and the address information display section 9 is processed in a part of the guide groove 60, and the reflective film 12 is formed thereon. The sample detection device 1 is formed by bonding the surface of the disk substrate 1a on which the flow path 4 is formed and the back surface of the surface of the disk substrate 1b on which the reflective film 12 is formed with an adhesive 15.

また、上記注入口２および液溜３は、電気泳動で一般に使用されるものである。また、注入口２には第２電極６が接続されており、液溜３には第１電極５、より詳細には配線パターン５ｃが接続されている。このため、例えば、検出対象の高分子がＤＮＡである場合、ＤＮＡはマイナス（−）に帯電しているため、第１電極５にプラス（＋）の高電圧を印加し、第２電極６を接地すると、注入口２に注入された液体試料に含まれるＤＮＡは、流路４中をプラス（＋）側の第１電極５方向に引っ張られ、液溜３の方向に泳動される。ＤＮＡの帯電量や分子量によって電気泳動の速度が異なるため、流路４中を流れる移動速度の違いによってＤＮＡが分離されることになる。   The inlet 2 and the liquid reservoir 3 are generally used in electrophoresis. Further, the second electrode 6 is connected to the injection port 2, and the first electrode 5, more specifically, the wiring pattern 5 c is connected to the liquid reservoir 3. For this reason, for example, when the polymer to be detected is DNA, the DNA is negatively charged (−). Therefore, a positive (+) high voltage is applied to the first electrode 5, and the second electrode 6 is When grounded, the DNA contained in the liquid sample injected into the injection port 2 is pulled in the direction of the first electrode 5 on the plus (+) side in the flow path 4 and migrates in the direction of the liquid reservoir 3. Since the speed of electrophoresis varies depending on the charge amount and molecular weight of DNA, DNA is separated by the difference in moving speed flowing in the flow path 4.

また、案内溝６０は、上述のように、ディスク基板１ｂに形成されており、より詳細には、ディスク基板１ｂにおける、ディスク基板１ａとディスク基板１ｂとが接する面の裏面側に形成されており、案内溝６０がディスク基板１ｂに形成された後に、案内溝６０を覆うように反射膜１２が形成されている（図２参照）。この案内溝６０は、高分子を検出するための光ビームが走査する際に、光ビームの走査を導き案内するための案内手段として機能するものである。すなわち、光ビームは案内溝６０に沿って試料検出デバイスを走査することになる。この光ビームの走査を導き案内するための案内溝６０は、流路４を複数回横切るように、らせん状に設けられている。より詳細には、案内溝６０は、流路４の長手方向に対して垂直な方向に、光ビームが流路４を横切って走査することができるように設けられている。ここで、「流路を横切る方向」とは、流路４の長手方向に対して略垂直な方向のことをいう。   Further, as described above, the guide groove 60 is formed in the disk substrate 1b. More specifically, the guide groove 60 is formed on the back surface side of the surface of the disk substrate 1b that contacts the disk substrate 1a and the disk substrate 1b. After the guide groove 60 is formed on the disk substrate 1b, the reflective film 12 is formed so as to cover the guide groove 60 (see FIG. 2). The guide groove 60 functions as a guide means for guiding and guiding the scanning of the light beam when the light beam for detecting the polymer is scanned. That is, the light beam scans the sample detection device along the guide groove 60. The guide groove 60 for guiding and guiding the scanning of the light beam is provided in a spiral shape so as to cross the flow path 4 a plurality of times. More specifically, the guide groove 60 is provided so that the light beam can scan across the flow path 4 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flow path 4. Here, the “direction crossing the flow path” means a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the flow path 4.

この案内溝６０の一部には、番地情報表示部９が凹凸形状で加工されている。ここで番地情報表示部９は、後述する試料検出装置１００から照射された光ビームが４本の流路Ａ〜Ｄのうち、どの流路を横切って走査したのかを識別するための流路識別手段として機能するものであり、さらに、光ビームが流路４を複数回横切って設けられた案内溝６０のうち、どの位置の案内溝６０に沿って走査したのかを識別するためのトラック識別手段として機能するものでもあり、４つの番地情報表示部９ａ〜９ｄが存在する。   In a part of the guide groove 60, the address information display unit 9 is processed into a concavo-convex shape. Here, the address information display unit 9 is a flow path identification for identifying which of the four flow paths A to D the light beam irradiated from the sample detection apparatus 100 described later has scanned across. Track identification means for identifying which position the guide beam 60 has scanned along the guide groove 60 among the guide grooves 60 provided across the flow path 4 a plurality of times. There are four address information display sections 9a to 9d.

すなわち、番地情報表示部９ａ〜９ｄは、流路４の数に対応して４列設けられ、それぞれの列（９ａ〜９ｄ）には隣接する流路４（Ａ）〜４（Ｄ）の流路識別情報が記録されている。つまり、番地情報表示部９ａには流路４（Ａ）の番地情報が、番地情報表示部９ｂには流路４（Ｂ）の番地情報が、番地情報表示部９ｃには流路４（Ｃ）の番地情報が、番地情報表示部９ｄには流路４（Ｄ）の番地情報が記録されている。これにより、例えば、光ビームが流路４（Ａ）と番地情報表示部９ａとを走査した場合は、流路４（Ａ）を走査したことが、光ビームが流路４（Ｂ）と番地情報表示部９ｂとを走査した場合は、流路４（Ｂ）を走査したことが、確実に識別できる。また、ひとつの番地情報表示部には、後述するように案内溝６０毎の案内溝の識別情報（例えば、トラック番号）も記録されている。これによって、番地情報表示部のうち、ある番地情報表示部のある案内溝６０に記録された番地情報は、流路を識別するための流路識別記号と流路の位置情報である案内溝のトラック番号とを示すことになる。   That is, the address information display sections 9a to 9d are provided in four rows corresponding to the number of the flow paths 4, and the flow of the adjacent flow paths 4 (A) to 4 (D) is provided in each row (9a to 9d). Road identification information is recorded. That is, the address information display section 9a has the address information of the flow path 4 (A), the address information display section 9b has the address information of the flow path 4 (B), and the address information display section 9c has the flow path 4 (C The address information of the flow path 4 (D) is recorded in the address information display section 9d. Thereby, for example, when the light beam scans the flow path 4 (A) and the address information display unit 9a, the fact that the light beam scanned the flow path 4 (A) and the address of the flow path 4 (B). When the information display unit 9b is scanned, it can be reliably identified that the channel 4 (B) has been scanned. In addition, the identification information (for example, track number) of the guide groove for each guide groove 60 is recorded in one address information display section as will be described later. As a result, the address information recorded in the guide groove 60 of a certain address information display unit in the address information display unit is the flow channel identification symbol for identifying the flow channel and the guide groove which is the positional information of the flow channel. This indicates the track number.

また、図１（ｂ）に示すように、ディスク基板１ｂの面のうち、ディスク基板１ａと接する面の裏面には、反射膜１２が成膜されている。すなわち、試料検出デバイス１の光ビームが入射される面（表面）の裏面側には反射膜１２が形成されている。この反射膜１２は、後述する試料検出装置１００が備える光ピックアップ装置１８から入射した光ビームを反射して、再び光ピックアップ装置１８に対して該反射光を入射させるためのものであり、光ピックアップ装置１８では該反射光を検出して信号を送信し、試料検出装置１００内の他の手段によって高分子を検出するように構成されている。これにより、透過光ではなく反射光を用いて高分子を検出することができるため、光ビームが入射される側にのみ光学系を備えた試料検出装置１００により高分子を検出することが可能となる。透過光を検出することによって高分子を検出する場合、試料検出デバイス１を挟んで、両側に光学系が配置する必要があるため、装置本体の小型化が容易にできない。その一方、上記のように試料検出デバイス１の光ビームが入射する面の裏面側に反射膜１２を形成することにより、入射した光ビームを反射させることができ、反射光の検出により高分子の検出が可能となる。このため、光ビームを入射する側にのみ光学系を備えている試料検出装置１００を作製でき、装置本体を容易に小型化することが可能となる。   As shown in FIG. 1B, a reflective film 12 is formed on the back surface of the surface of the disk substrate 1b in contact with the disk substrate 1a. That is, the reflective film 12 is formed on the back surface side of the surface (front surface) on which the light beam of the sample detection device 1 is incident. The reflection film 12 is for reflecting a light beam incident from an optical pickup device 18 included in the sample detection device 100 described later and making the reflected light incident on the optical pickup device 18 again. The apparatus 18 is configured to detect the reflected light, transmit a signal, and detect the polymer by other means in the sample detection apparatus 100. As a result, since the polymer can be detected using reflected light instead of transmitted light, the polymer can be detected by the sample detection apparatus 100 having an optical system only on the light beam incident side. Become. When a polymer is detected by detecting transmitted light, it is necessary to dispose the optical system on both sides of the sample detection device 1, so that the apparatus main body cannot be easily downsized. On the other hand, by forming the reflective film 12 on the back surface side of the surface on which the light beam of the sample detection device 1 is incident as described above, the incident light beam can be reflected, and by detecting the reflected light, the high molecular weight can be reflected. Detection is possible. For this reason, the sample detection apparatus 100 having an optical system only on the side on which the light beam is incident can be manufactured, and the apparatus main body can be easily downsized.

また、反射膜１２は、後述するように、金属薄膜ではなく、誘電体薄膜を用いることが好ましい。特に多層薄膜を用いれば、高反射率が得られることがよく知られている。誘電体薄膜を用いた反射膜１２によって、反射光を使用して、装置の小型化が可能となる。なお、透過光を用いて高分子を検出する場合は、反射膜１２は不要となり、上記の限りではない。   Further, as will be described later, the reflective film 12 is preferably a dielectric thin film, not a metal thin film. It is well known that high reflectivity can be obtained particularly when a multilayer thin film is used. The reflective film 12 using a dielectric thin film can reduce the size of the apparatus using reflected light. In addition, when detecting polymer | macromolecule using transmitted light, the reflecting film 12 becomes unnecessary and is not the above limitation.

また、上述したように、ディスク基板１ａの面のうち、ディスク基板１ｂと接する側の面に凹状の溝形状に形成された流路４は、ディスク基板１ｂとディスク基板１ａとを接着剤１５によって張り合わせることで、閉じた流路とすることができる。また、電極配線（例えば、第１電極５、第２電極６、第１電極接点７、第２電極接点８）は流路４が形成された面と反対側の面（裏面）に設けてあるが、これによって電極配線（例えば、第１電極５、第２電極６、第１電極接点７、第２電極接点８）と電源コネクタ３０とが容易に接続可能である（図２参照）。   Further, as described above, the flow path 4 formed in a concave groove shape on the surface of the disk substrate 1a that is in contact with the disk substrate 1b is used to connect the disk substrate 1b and the disk substrate 1a with the adhesive 15. By pasting together, a closed flow path can be obtained. Moreover, electrode wiring (for example, the 1st electrode 5, the 2nd electrode 6, the 1st electrode contact 7, the 2nd electrode contact 8) is provided in the surface (back surface) on the opposite side to the surface in which the flow path 4 was formed. However, the electrode wiring (for example, the first electrode 5, the second electrode 6, the first electrode contact 7, the second electrode contact 8) and the power connector 30 can be easily connected (see FIG. 2).

第１電極５、第２電極６、第１電極接点７、第２電極接点８の配線パターンについて、図１（ａ）にしたがって説明する。まず、第２電極接点８は、流路４および番地情報表示部９と重ならず、かつ最小の面積となるように、ディスク基板１ａの中心部近傍に略円形状に設ける。すなわち、第２電極接点８は、ディスク基板１ａの最内周部に略円形状に設けられる。第２電極６は、ディスク基板１ａの半径方向に延びるように設けられており、注入口２と第２電極接点８とを電気的に接続するように設けられる。つまり、第２電極６は、略直線形状で、４つの注入口２に対応して、４本設けられている。   A wiring pattern of the first electrode 5, the second electrode 6, the first electrode contact 7, and the second electrode contact 8 will be described with reference to FIG. First, the second electrode contact 8 is provided in a substantially circular shape in the vicinity of the center of the disk substrate 1a so as not to overlap the flow path 4 and the address information display unit 9 and to have a minimum area. That is, the second electrode contact 8 is provided in a substantially circular shape on the innermost peripheral portion of the disk substrate 1a. The second electrode 6 is provided so as to extend in the radial direction of the disk substrate 1 a and is provided so as to electrically connect the injection port 2 and the second electrode contact 8. That is, four second electrodes 6 are provided in a substantially linear shape, corresponding to the four inlets 2.

第１電極５は、図１（ａ）に示すように、ディスク基板１ａの最外周部に略円形状で設けられた配線パターン５ａと、ディスク基板１ａの半径方向に延びるように放射状に設けられた略直線の配線パターン５ｂと、ディスク基板１ａの半径方向に延びるように設けられ、配線パターン５ａと液溜３とを電気的に接続する配線パターン５ｃとによって構成されている。配線パターン５ａ、配線パターン５ｂ、および配線パターン５ｃは、流路４および番地情報表示部９と重ならず、かつ最小の面積となるように設けられている。   As shown in FIG. 1A, the first electrode 5 is provided in a radial pattern so as to extend in the radial direction of the disk substrate 1a and a wiring pattern 5a provided in a substantially circular shape on the outermost periphery of the disk substrate 1a. The substantially straight wiring pattern 5b and a wiring pattern 5c provided so as to extend in the radial direction of the disk substrate 1a and electrically connecting the wiring pattern 5a and the liquid reservoir 3 are configured. The wiring pattern 5a, the wiring pattern 5b, and the wiring pattern 5c are provided so as not to overlap the flow path 4 and the address information display unit 9 and to have a minimum area.

第１電極接点７は、ディスク基板１ａ上の、第２電極接点８の半径方向外方の位置に略円形状に設けられているが、完全な円形状ではなく、４つの第２電極６と電気的に接触しないように、８つの電極間隙部６３が設けられている。すなわち、第１電極接点７は、８つの電極間隙部６３と４つの第２電極６とによって、４つに分断された略円形状に形成されているといえる。また、第２電極６と電極間隙部６３とは、放射状に等回転角度に配置されている。なお、第１電極接点７も、流路４および番地情報表示部９と重ならず、かつ最小の面積となるように設けられている。   The first electrode contact 7 is provided in a substantially circular shape on the disk substrate 1 a at a position radially outward of the second electrode contact 8, but is not a perfect circle, and the four second electrodes 6 Eight electrode gaps 63 are provided so as not to make electrical contact. That is, it can be said that the first electrode contact 7 is formed in a substantially circular shape divided into four by the eight electrode gap portions 63 and the four second electrodes 6. Further, the second electrode 6 and the electrode gap 63 are radially arranged at the same rotation angle. In addition, the 1st electrode contact 7 is also provided so that it may not overlap with the flow path 4 and the address information display part 9, and may become the minimum area.

配線パターン５ａは、配線パターン５ｂによって第１電極接点７と電気的に接続している。また、第２電極６は、第２電極接点８と電気的に接している。第１電極接点７、第２電極接点８には、後述する電源コネクタ３０によって、電気泳動用の電圧が印加（供給）されることになる。このとき、第１電極接点７、第２電極接点８ともに、ディスク基板１ａ（試料検出デバイス）の中心部近傍に設けられているため、略円形状の電源コネクタ３０を介して、確実かつ容易に電気泳動用の電圧を供給することができる。   The wiring pattern 5a is electrically connected to the first electrode contact 7 by the wiring pattern 5b. The second electrode 6 is in electrical contact with the second electrode contact 8. A voltage for electrophoresis is applied (supplied) to the first electrode contact 7 and the second electrode contact 8 by a power connector 30 described later. At this time, since both the first electrode contact 7 and the second electrode contact 8 are provided in the vicinity of the center of the disk substrate 1a (sample detection device), it can be reliably and easily performed through the substantially circular power connector 30. A voltage for electrophoresis can be supplied.

また、番地情報表示部９と案内溝６０とは、ディスク基板１ｂにおける、ディスク基板１ａとディスク基板１ｂとの接する面とは逆の面（裏面）に設けられており、番地情報表示部９と案内溝６０との凹凸形状が流路４における液体試料が流れる流路面に現れないようにしている。もし、流路面に泳動方向と直角に凹凸形状が生じると、泳動性能に支障が生じるからである。上述のように、電極配線（例えば、第１電極５、第２電極６、第１電極接点７、第２電極接点８）、流路４、番地情報表示部９、案内溝６０および反射膜１２の配置にはそれぞれの意義がある。   The address information display unit 9 and the guide groove 60 are provided on the opposite surface (back surface) of the disk substrate 1b to the surface where the disk substrate 1a and the disk substrate 1b are in contact with each other. The uneven shape with the guide groove 60 is prevented from appearing on the channel surface where the liquid sample flows in the channel 4. This is because if the irregular shape is formed on the flow path surface at right angles to the migration direction, the migration performance is hindered. As described above, the electrode wiring (for example, the first electrode 5, the second electrode 6, the first electrode contact 7, the second electrode contact 8), the flow path 4, the address information display unit 9, the guide groove 60, and the reflective film 12. Each has its own significance.

次に、本発明の特徴的な部分である流路４、案内溝６０および番地情報表示部９ａ〜９ｄについてより詳細に説明するために、図３に、図１（ａ）における流路４（Ｂ）の近傍部分を拡大した部分拡大図を示す。   Next, in order to describe the flow path 4, the guide groove 60, and the address information display portions 9a to 9d, which are characteristic parts of the present invention, in more detail, FIG. The partial enlarged view which expanded the vicinity part of B) is shown.

同図に示すように、注入口２（の内部）は第２電極６と電気的に接続しており、液溜３（の内部）は第１電極５と電気的に接続しており、より詳細には、配線パターン５ｃを介して配線パターン５ａと電気的に接続している。したがって、図１（ａ）、３に示すように、注入口２には、第２電極６を介して第２電極接点８から接地電位が供給され、液溜３には、第１電極５（配線パターン５ａ、５ｂ、５ｃ）を介して、プラス（＋）電位が供給される。   As shown in the figure, the inlet 2 (inside) is electrically connected to the second electrode 6, and the liquid reservoir 3 (inside) is electrically connected to the first electrode 5. Specifically, it is electrically connected to the wiring pattern 5a via the wiring pattern 5c. Accordingly, as shown in FIGS. 1A and 3, a ground potential is supplied to the injection port 2 from the second electrode contact 8 through the second electrode 6, and the first electrode 5 ( A positive (+) potential is supplied through the wiring patterns 5a, 5b, and 5c).

案内溝６０は、流路４をｎ回横切って形成されており、流路４近傍に着目すれば、案内溝６０はｎ本のトラックから構成されている。この流路４を横切るｎ本の案内溝６０を、注入口２に近いものから順にトラックｔ１、ｔ２、・・・とし、液溜３に最も近いトラックをｔｎと称する。   The guide groove 60 is formed across the flow path 4 n times. If attention is paid to the vicinity of the flow path 4, the guide groove 60 is composed of n tracks. The n guide grooves 60 crossing the flow path 4 are referred to as tracks t1, t2,... In order from the closest to the injection port 2, and the track closest to the liquid reservoir 3 is referred to as tn.

案内溝６０のトラックｔ１〜ｔｎの一部であって、流路４（Ｂ）の近傍には番地情報表示部９ｂが形成されており、それぞれのトラックに形成された番地情報表示部９ｂには、それぞれのトラック情報ｔ１〜ｔｎと、流路識別情報である流路４（Ｂ）の情報とが、番地情報ａｄ（Ｂｔ１）〜ａｄ（Ｂｔｎ）として記録されている。例えば、光ビームａが番地情報ａｄ（Ｂｔ１）を走査した場合、流路４（Ｂ）のうち、ｔ１という位置のトラックを横断して走査することを識別することができる。   An address information display portion 9b is formed in a part of the tracks t1 to tn of the guide groove 60 and in the vicinity of the flow path 4 (B). The address information display portion 9b formed in each track includes The track information t1 to tn and the information of the channel 4 (B), which is the channel identification information, are recorded as address information ad (Bt1) to ad (Btn). For example, when the light beam a scans the address information ad (Bt1), it can be identified that scanning is performed across the track at the position t1 in the flow path 4 (B).

ディスク型の試料検出デバイス１を図３中の矢印Ｘ方向に回転させ、光ビームａを案内溝６０のトラックｔ１に沿って走査させると、光ビームａは、まず番地情報ａｄ（Ｂｔ１）を走査し、番地情報ａｄ（Ｂｔ１）を読み取る。その後、流路４（Ｂ）のトラックｔ１の位置を横切って走査し、高分子を検出する。したがって、光ビームａが流路４（Ｂ）のトラックｔ１の位置を横切って走査する前に、番地情報を得ることができるため、高分子がどの流路のどの位置で検出されたのかを精度良く識別することができる。   When the disk-type sample detection device 1 is rotated in the direction of arrow X in FIG. 3 and the light beam a is scanned along the track t1 of the guide groove 60, the light beam a first scans the address information ad (Bt1). The address information ad (Bt1) is read. Thereafter, scanning is performed across the position of the track t1 in the flow path 4 (B) to detect the polymer. Accordingly, since the address information can be obtained before the light beam a scans across the position of the track t1 of the flow path 4 (B), it is possible to accurately determine at which position of the flow path the polymer is detected. Can be identified well.

また、ＤＮＡなどの高分子を検出する場合は、一般的な方法である蛍光材料をＤＮＡなどの高分子に結合させ、Ｓ／Ｎ比を上げることによって検出することができるが、その他にも高分子に着色材料を結合させて、反射光や透過光を検出してもよい。さらに、ディスク型の試料検出デバイス１を高速回転させると、検出したＤＮＡ等の高分子がどの流路の、さらに流路のどの位置で検出されたかを高速で識別することもできる。   In addition, when detecting a polymer such as DNA, it can be detected by binding a fluorescent material, which is a general method, to a polymer such as DNA and increasing the S / N ratio. A colored material may be bound to the molecule to detect reflected light or transmitted light. Further, when the disk-type sample detection device 1 is rotated at high speed, it is possible to identify at high speed which channel and further at which position the detected polymer such as DNA is detected.

また、案内溝６０は螺旋状に形成されており、４本の流路４（Ａ）〜４（Ｄ）を複数回横切る構造である。したがって、ディスク型の試料検出デバイス１の回転に伴って、注入口２側における案内溝６０のトラックｔ１から順次、液溜３側における案内溝６０のトラックｔｎを走査していくことにより、全ての流路４（Ａ）〜４（Ｄ）の、全てのトラックの位置において、高分子が存在するか否かを高速かつ効率的に検出することができる。   In addition, the guide groove 60 is formed in a spiral shape and crosses the four flow paths 4 (A) to 4 (D) a plurality of times. Accordingly, as the disk-type sample detection device 1 rotates, the track tn of the guide groove 60 on the liquid reservoir 3 side is sequentially scanned from the track t1 of the guide groove 60 on the injection port 2 side, so that all of them are scanned. Whether or not the polymer is present can be detected at high speed and efficiently at the positions of all the tracks in the flow paths 4 (A) to 4 (D).

また、高分子の組成が予め分かっている場合は、その組成が検出されると予測される所望の案内溝６０のトラックへアクセスし、スティル動作を行って効率的に検出することも可能である。なお、高分子の組成が予め分かっている場合は、上述のような複数の案内溝６０を形成する必要はなく、所望の位置に１本のみ案内溝６０を形成したディスク型試料検出デバイスを使用してもよい。案内溝６０が１本であるが、半径位置（トラック位置）の異なる案内溝６０を有するディスク型試料検出デバイスを複数種類用意すれば、異なる高分子に対応した分離・検出が可能である。この場合、試料検出装置は、後述のように案内溝６０を有する試料検出デバイスを着脱可能に搭載できるため、一つの試料検出装置本体で複数種類のディスク型試料検出デバイスを使用することが可能である。   In addition, when the composition of the polymer is known in advance, it is also possible to access the track of the desired guide groove 60 where the composition is predicted to be detected, and to efficiently detect it by performing a still operation. . If the polymer composition is known in advance, it is not necessary to form the plurality of guide grooves 60 as described above, and a disk type sample detection device in which only one guide groove 60 is formed at a desired position is used. May be. Although there is one guide groove 60, if a plurality of types of disc-type sample detection devices having guide grooves 60 with different radial positions (track positions) are prepared, separation and detection corresponding to different polymers can be performed. In this case, since the sample detection device can detachably mount the sample detection device having the guide groove 60 as will be described later, it is possible to use a plurality of types of disk-type sample detection devices with one sample detection device body. is there.

〔２〕本発明に係る試料検出装置について
試料検出デバイスの構造については、上記〔１〕欄において図１〜図３を用いて説明した。以後は、上記試料検出デバイスを搭載した試料検出装置について説明し、併せて、試料検出装置を用いて高分子を電気泳動し検出するまでの動作について図４〜８に基づいて説明する。 [2] About Sample Detection Device According to the Present Invention The structure of the sample detection device has been described in the above [1] column with reference to FIGS. Hereinafter, a sample detection apparatus equipped with the above-described sample detection device will be described, and an operation until electrophoresis and detection of a polymer using the sample detection apparatus will be described with reference to FIGS.

図４は、電気泳動を行うための電気泳動台５０に試料検出デバイス１を搭載する様子を模式的に示す図である。この電気泳動台５０上に試料検出デバイス１を搭載し、高分子の電気泳動を行って分離・精製した後に、後述する試料検出装置１００に搭載し、分離・精製した高分子を光ビームによって検出することになる。なお、電気泳動を実施する装置（電気泳動台５０）と光ビームを用いて高分子を検出する装置とが一体となっていてもかまわない。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a state in which the sample detection device 1 is mounted on the electrophoresis table 50 for performing electrophoresis. The sample detection device 1 is mounted on the electrophoresis stage 50, and after separation and purification of the polymer by electrophoresis, the polymer is mounted on the sample detection apparatus 100 described later, and the separated and purified polymer is detected by a light beam. Will do. In addition, the apparatus (electrophoresis table 50) which performs electrophoresis and the apparatus which detects a polymer using a light beam may be united.

図４において、電気泳動台５０には突起部５１が形成されており、試料検出デバイス１の中心穴１１と突起物５１とが嵌るように、試料検出デバイス１を電気泳動台５０上に搭載する。ディスク型試料検出デバイス１は、上記〔１〕欄で説明したように、ディスク基板１ａとディスク基板１ｂを張り合わせたものである。   In FIG. 4, a projection 51 is formed on the electrophoresis table 50, and the sample detection device 1 is mounted on the electrophoresis table 50 so that the center hole 11 of the sample detection device 1 and the projection 51 fit. . The disc-type sample detection device 1 is a device in which the disc substrate 1a and the disc substrate 1b are bonded together as described in the section [1] above.

試料検出デバイス１の中心穴１１が、電気泳動台５０の突起物５１に差し込まれることにより、位置決めが行われる。その後、試料検出デバイス１に電源コネクタ３０をかぶせるように接触させ、電源コネクタ３０と試料検出デバイス１の第１電極接点７および第２電極接点８とが電気的に接続される。このとき、試料検出デバイス１は、回転方向に対して任意の回転角位置で固定されるため、後述するように回転角に依存せず電圧を印加（供給）できるように、電源コネクタ３０と試料検出デバイス１の第１電極接点７および第２電極接点８とが電気的に接続される必要がある。この電源コネクタ３０と試料検出デバイス１の第１電極接点７および第２電極接点８との電気的な接続の状態および電源を供給する（電圧を印加する、または電流を供給する）ための回路を模式的に表した図を図５に示す。   Positioning is performed by inserting the center hole 11 of the sample detection device 1 into the protrusion 51 of the electrophoresis table 50. Thereafter, the sample detection device 1 is brought into contact with the power connector 30 so that the power connector 30 and the first electrode contact 7 and the second electrode contact 8 of the sample detection device 1 are electrically connected. At this time, since the sample detection device 1 is fixed at an arbitrary rotation angle position with respect to the rotation direction, the power connector 30 and the sample can be applied (supplied) without depending on the rotation angle as will be described later. The first electrode contact 7 and the second electrode contact 8 of the detection device 1 need to be electrically connected. A state of electrical connection between the power connector 30 and the first electrode contact 7 and the second electrode contact 8 of the sample detection device 1 and a circuit for supplying power (applying voltage or supplying current) A schematic representation is shown in FIG.

図５に示すように、電源コネクタ３０には、第２電極用接触部３１、４つの第１電極用接触部Ａ ３２ａ・３２ａ・３２ａ・３２ａ、４つの第１電極用接触部Ｂ ３２ｂ・３２ｂ・３２ｂ・３２ｂが形成されている。第１電極用接触部Ａ ３２ａおよび第１電極用接触部Ｂ ３２ｂは、交互に（一つおきに）同一半径の円形状に、等回転角度で設けられている。   As shown in FIG. 5, the power connector 30 includes a second electrode contact portion 31, four first electrode contact portions A 32a, 32a, 32a, and 32a, and four first electrode contact portions B 32b and 32b. -32b and 32b are formed. The first electrode contact portion A 32a and the first electrode contact portion B 32b are provided alternately (every other shape) in a circular shape with the same radius at equal rotation angles.

また、第２電極用接触部３１は接地されている。一方、４つの第１電極用接触部Ａ ３２ａ・３２ａ・３２ａ・３２ａはそれぞれ、電源を供給するための回路７０とスイッチ３５またはスイッチ３６を介して接続されており、４つの第１電極用接触部Ｂ ３２ｂ・３２ｂ・３２ｂ・３２ｂはそれぞれ、電源を供給するための回路７１とスイッチ３３またはスイッチ３４を介して接続されている。回路７０、７１についての詳細な説明は、後述する。   The second electrode contact portion 31 is grounded. On the other hand, the four first electrode contact portions A 32a, 32a, 32a, and 32a are connected to the circuit 70 for supplying power via the switch 35 or the switch 36, respectively. The parts B 32b, 32b, 32b, and 32b are connected to the circuit 71 for supplying power via the switch 33 or the switch 34, respectively. A detailed description of the circuits 70 and 71 will be described later.

第２電極接点８は、電源コネクタ３０の第２電極用接触部３１と電気的に接続される。より詳細には、第２電極用接触部３１は、電源コネクタ３０における、第１電極用接触部Ａ ３２ａまたは第１電極用接触部Ｂ ３２ｂの内周側に設けられ、図１（ａ）に示す第２電極接点８と重なるように電気的に接続される。   The second electrode contact 8 is electrically connected to the second electrode contact portion 31 of the power connector 30. More specifically, the second electrode contact portion 31 is provided on the inner peripheral side of the first electrode contact portion A 32a or the first electrode contact portion B 32b in the power connector 30, as shown in FIG. It is electrically connected so as to overlap the second electrode contact 8 shown.

一方、第１電極接点７は、電源コネクタ３０の第１電極用接触部Ａ ３２ａまたは第１電極用接触部Ｂ ３２ｂと電気的に接続される。より詳細には、第１電極用接触部Ａ ３２ａと、第１電極用接触部Ｂ ３２ｂは、それぞれ４つずつ、電源コネクタ３０における第２電極用接触部３１の外周側に設けられ、図１（ａ）に示す第１電極接点７に重なるように電気的に接続される。   On the other hand, the first electrode contact 7 is electrically connected to the first electrode contact portion A 32 a or the first electrode contact portion B 32 b of the power connector 30. More specifically, four first electrode contact portions A 32a and four first electrode contact portions B 32b are provided on the outer peripheral side of the second electrode contact portion 31 in the power connector 30, respectively. It is electrically connected so as to overlap the first electrode contact 7 shown in FIG.

第１電極用接触部Ａ ３２ａと第１電極用接触部Ｂ ３２ｂとは、後述するように、スイッチによって短絡することなく、プラス（＋）電源に接続される。このとき、第１電極用接触部Ａ ３２ａまたは第１電極用接触部Ｂ ３２ｂが、図１（ａ）に示す第１電極接点７の端部と第２電極接点６の配線に跨って、短絡を生じるおそれがある。このような短絡の問題を回避すべく、第１電極用接触部Ａ ３２ａまたは第１電極用接触部Ｂ ３２ｂの配線パターンの大きさを、図１（ａ）に示す第１電極接点７の端部と第２電極接点６の配線パターンとの間の電極間隔６３よりも小さくしておけばよい。さらに、図１（ａ）に示す第１電極接点７の配線パターンが存在する回転角を２π／８よりも大きくしておけば、図５に示す第１電極用接触部Ａ ３２ａまたは第１電極用接触部Ｂ ３２ｂの少なくとも一つが、常に図１（ａ）に示す第１電極接点７と接続されることになる。このような構成にすることによって、電源コネクタ３０が任意の回転角で試料検出デバイス１に接続される場合でも、接地電位（第２電極接点６）とプラス電位（第１電極接点７の端部）とが短絡することを確実に防止することができる。   As will be described later, the first electrode contact portion A 32a and the first electrode contact portion B 32b are connected to a positive (+) power source without being short-circuited by a switch. At this time, the first electrode contact portion A 32a or the first electrode contact portion B 32b is short-circuited across the end portion of the first electrode contact 7 and the wiring of the second electrode contact 6 shown in FIG. May occur. In order to avoid such a short-circuit problem, the size of the wiring pattern of the first electrode contact portion A 32a or the first electrode contact portion B 32b is set to the end of the first electrode contact 7 shown in FIG. What is necessary is just to make smaller than the electrode space | interval 63 between a part and the wiring pattern of the 2nd electrode contact 6. FIG. Further, if the rotation angle at which the wiring pattern of the first electrode contact 7 shown in FIG. 1A exists is larger than 2π / 8, the first electrode contact portion A 32a or the first electrode shown in FIG. At least one of the contact portions B 32b for use is always connected to the first electrode contact 7 shown in FIG. With such a configuration, even when the power connector 30 is connected to the sample detection device 1 at an arbitrary rotation angle, the ground potential (second electrode contact 6) and the positive potential (the end of the first electrode contact 7). ) Can be reliably prevented from short-circuiting.

次に、第１電極用接触部Ａ ３２ａと第１電極用接触部Ｂ ３２ｂとが、スイッチによって短絡することなくプラス電源に接続される点について以下に説明する。図５に示すように、第１電極用接触部Ａ ３２ａは、スイッチ３５、スイッチ３６を介して回路７０と接続されており、より詳細には、スイッチ３５を介して電源４１と電気的に接続されており、スイッチ３６を介して電源４３と電気的に接続されている。また、第１電極用接触部Ｂ ３２ｂは、スイッチ３３、スイッチ３４を介して回路７１と接続されており、より詳細には、スイッチ３３を介して電源４０と電気的に接続されており、スイッチ３４を介して電源４２と電気的に接続されている。また、図５に示すように、回路７１において、スイッチ３４と電源４２との間は、抵抗３９、コンパレータ３７、ボリューム４４によって所定の回路が形成されている。また、回路７０において、スイッチ３６と電源４３との間は、抵抗４６、コンパレータ３８、ボリューム４５によって所定の回路が形成されている。このように、交互に同一半径の円形状で、かつ等回転角度に設けられた第１電極用接触部Ａ ３２ａおよび第２電極用接触部Ｂ ３２ｂは、それぞれ別々の電源供給手段と電気的に接続されている。以下、第１電極用接触部Ａ ３２ａと第１電極用接触部Ｂ ３２ｂとが、スイッチによって短絡することなくプラス電源に接続される動作について説明する。   Next, the point that the first electrode contact portion A 32a and the first electrode contact portion B 32b are connected to the positive power source without being short-circuited by the switch will be described below. As shown in FIG. 5, the first electrode contact portion A 32 a is connected to the circuit 70 via the switch 35 and the switch 36, and more specifically, electrically connected to the power source 41 via the switch 35. And is electrically connected to the power source 43 via the switch 36. The first electrode contact portion B 32b is connected to the circuit 71 via the switch 33 and the switch 34. More specifically, the first electrode contact portion B 32b is electrically connected to the power source 40 via the switch 33. It is electrically connected to the power source 42 via 34. As shown in FIG. 5, in the circuit 71, a predetermined circuit is formed between the switch 34 and the power supply 42 by a resistor 39, a comparator 37, and a volume 44. In the circuit 70, a predetermined circuit is formed between the switch 36 and the power supply 43 by the resistor 46, the comparator 38, and the volume 45. In this way, the first electrode contact portions A 32a and the second electrode contact portions B 32b, which are alternately circular and have the same rotation angle, are electrically connected to separate power supply means, respectively. It is connected. Hereinafter, the operation in which the first electrode contact portion A 32a and the first electrode contact portion B 32b are connected to the positive power source without being short-circuited by the switch will be described.

まず、全てのスイッチ３３、３４、３５、３６はスイッチオフにする。次に、スイッチ３６をスイッチオンにする。このとき、第１電極用接触部Ａ ３２ａは、図１（ａ）に示す第１電極接点７と電気的に接続されている状態、または第２電極６の配線部分に電気的に接触している状態、若しくはそのいずれにも電気的に接続されていない状態の３状態のうち、１つの状態にあることになる。   First, all the switches 33, 34, 35, and 36 are turned off. Next, the switch 36 is turned on. At this time, the first electrode contact portion A 32a is in electrical contact with the first electrode contact 7 shown in FIG. 1A, or in electrical contact with the wiring portion of the second electrode 6. It is in one state among the three states, that is, the state that is present, or the state that is not electrically connected to any of them.

もし、第１電極用接触部Ａ ３２ａが第１電極接点７と電気的に接続されている場合は、第１電極接点７を介して第１電極用接触部Ｂ ３２ｂにも電気的に接続されている状態か、または単独で第１電極接点７に接続されている状態である。このとき、第１電極用接触部Ａ ３２ａは、いずれにしても第１電極接点７と電気的に接続されていることになり、この場合、スイッチ３６を介して電流が流れる経路は存在しない。ボリューム４５を、予め半分程度に調節しておくと、コンパレータ３８のプラス入力には抵抗４６を介して電源４３の電圧Ｖが供給される。一方、コンパレータ３８のマイナス入力には、ほぼ１／２Ｖの電圧が供給されることになる。したがって、コンパレータ３８の出力はハイレベルとなる。つまり、第１電極用接触部Ａ ３２ａが正常に図１（ａ）の第１電極接点７と電気的に接続される場合は、コンパレータ３８の出力がハイレベルとなる。   If the first electrode contact portion A 32a is electrically connected to the first electrode contact 7, it is also electrically connected to the first electrode contact portion B 32b via the first electrode contact 7. Or a state where it is connected to the first electrode contact 7 alone. At this time, the first electrode contact portion A 32a is electrically connected to the first electrode contact 7 in any case. In this case, there is no path through which a current flows through the switch 36. If the volume 45 is adjusted to about half in advance, the voltage V of the power source 43 is supplied to the positive input of the comparator 38 via the resistor 46. On the other hand, a voltage of approximately ½ V is supplied to the negative input of the comparator 38. Therefore, the output of the comparator 38 is at a high level. That is, when the first electrode contact portion A 32a is normally electrically connected to the first electrode contact 7 of FIG. 1A, the output of the comparator 38 is at a high level.

一方、第１電極用接触部Ａ ３２ａが図１（ａ）に示す第２電極６の配線部分に接触している場合は、第２電極用接触部３１を介して接地される。したがって、この場合、スイッチ３６を介して電流が流れることになり、コンパレータ３８のプラス入力は接地電位となる。このため、コンパレータ３８の出力はローレベルとなる。つまり、第１電極用接触部Ａ ３２ａが誤って、図１（ａ）に示す第２電極６の配線部分と電気的に接触している場合は、コンパレータ３８出力がローレベルとなる。   On the other hand, when the first electrode contact portion A 32a is in contact with the wiring portion of the second electrode 6 shown in FIG. 1A, the first electrode contact portion A 32a is grounded via the second electrode contact portion 31. Therefore, in this case, a current flows through the switch 36, and the positive input of the comparator 38 becomes the ground potential. For this reason, the output of the comparator 38 becomes a low level. That is, when the first electrode contact portion A 32a is erroneously in electrical contact with the wiring portion of the second electrode 6 shown in FIG. 1A, the output of the comparator 38 becomes low level.

また、第１電極用接触部Ａ ３２ａが図１（ａ）に示すどの配線にも接続されていない場合は、コンパレータ３８のプラス入力には抵抗４６を介して電源４３の電圧Ｖが供給される。このため、コンパレータ３８の出力はハイレベルとなる。つまり、第１電極用接触部Ａ ３２ａがどこにも接続されていない場合は、コンパレータ３８の出力がハイレベルとなる。   Further, when the first electrode contact portion A 32a is not connected to any wiring shown in FIG. 1A, the voltage V of the power source 43 is supplied to the positive input of the comparator 38 through the resistor 46. . For this reason, the output of the comparator 38 becomes a high level. That is, when the first electrode contact portion A 32a is not connected anywhere, the output of the comparator 38 becomes high level.

次に、第１電極用接触部Ｂ ３２ｂの接続の場合分けについて説明するが、上述の第１電極用接触部Ａ ３２ａの場合と略同様であり、素子の符号が異なるだけであるため、詳細は省略し、結論のみ述べる。すなわち、コンパレータ３７の出力がハイレベルの場合は、スイッチ３３をオフにした後、スイッチ３４をオンにして、電気泳動用の電源４２から第１電極用接触部Ｂ ３２ｂに対してプラス電位を供給する。すると、図１（ａ）に示す第１電極接点７に正常に電源を供給する状態か、または全くどこにも供給しない開放の状態のどちらか一方の状態となる。一方、コンパレータ３７の出力がローレベルの場合は、スイッチ３３をオフにし、スイッチ３４もそのままオフにしておくことにより、誤って電気泳動用の電源４２が第２電極用接触部３１を介して接地電位に短絡することを防止できる。   Next, the case of connection of the first electrode contact portion B 32b will be described. However, it is substantially the same as the case of the first electrode contact portion A 32a described above, and only the element codes are different. Is omitted and only the conclusion is stated. That is, when the output of the comparator 37 is at a high level, the switch 33 is turned off and then the switch 34 is turned on to supply a positive potential from the power supply 42 for electrophoresis to the first electrode contact portion B 32b. To do. Then, either the state in which power is normally supplied to the first electrode contact 7 shown in FIG. 1 (a) or the open state in which no power is supplied anywhere is entered. On the other hand, when the output of the comparator 37 is at a low level, the switch 33 is turned off and the switch 34 is also turned off as it is, so that the power supply 42 for electrophoresis is erroneously grounded via the second electrode contact portion 31. Short circuit to potential can be prevented.

ここで、電源４０と電源４１とは、説明の便宜上別々に示したが、実際は同じものを使用してもよい。また、電源コネクタ３０の配線パターンと、図１（ａ）に示す第１電極接点７および第２電極６のパターンの配置によれば、第１電極用接触部Ａ ３２ａと第１電極用接触部Ｂ ３２ｂが同時に開放となることはなく、少なくともいずれか一方が電源４０または電源４１に接続されることになる。   Here, the power supply 40 and the power supply 41 are shown separately for convenience of explanation, but in reality, the same power supply may be used. Further, according to the wiring pattern of the power connector 30 and the arrangement of the pattern of the first electrode contact 7 and the second electrode 6 shown in FIG. 1A, the first electrode contact portion A 32a and the first electrode contact portion. B 32b is not simultaneously opened, and at least one of them is connected to the power source 40 or the power source 41.

以上をまとめると、コンパレータ３７およびコンパレータ３８の出力信号に基づいて、スイッチ３３〜３６を制御することによって、電源コネクタ３０を試料検出デバイス１に接続する場合、お互いの相対的な回転角に依存せず、短絡を防止しながら図１（ａ）の第１電極接点７に対して正常に電源を供給することが可能となる。なお、上記のスイッチ制御は、図示しない制御回路によって行われる。   In summary, when the power connector 30 is connected to the sample detection device 1 by controlling the switches 33 to 36 based on the output signals of the comparator 37 and the comparator 38, it depends on the relative rotation angle of each other. Accordingly, it is possible to normally supply power to the first electrode contact 7 of FIG. 1A while preventing a short circuit. The above switch control is performed by a control circuit (not shown).

また、図６は、試料検出デバイス１の断面図の一部と、これに光ビームａを照射し、反射光、透過光または発光を検出する光ピックアップ装置１８のうち、反射光を検出する光学系の主要部を示す図である。ここで、本実施の形態において、光ピックアップ装置１８は、試料検出デバイス１に設けられている流路４、案内溝６０、番地情報表示部（流路識別手段、またはトラック識別手段）９のうち、いすれかに対して光ビームａを照射した際に得られる、反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを検出する光学的検出手段として機能するものである。   FIG. 6 shows a part of a cross-sectional view of the sample detection device 1 and an optical for detecting the reflected light in the optical pickup device 18 that irradiates the light beam a to detect the reflected light, transmitted light or light emission. It is a figure which shows the principal part of a system | strain. Here, in the present embodiment, the optical pickup device 18 includes the flow path 4, the guide groove 60, and the address information display unit (flow path identification means or track identification means) 9 provided in the sample detection device 1. It functions as an optical detection means for detecting any one of reflected light, transmitted light, scattered light, and light emission obtained when the light beam a is irradiated to any one of them.

また、ディスク基板１ａは、表面、すなわち光ビームが照射される面に第１電極５や第２電極６（不図示）が配線される。図６中では、光ビームａを案内溝６０に対して走査しながら、高分子検出時の動作を示すために、第１電極５のみを示す。また、光ビームａとして用いるレーザの波長が７８０ｎｍ、対物レンズ１６の開口数が０．４５の場合は、ディスク基板１ａおよびディスク基板１ｂの厚さはともに０．６ｍｍである。光ビームａとして用いるレーザの波長が６５０ｎｍ、対物レンズ１６の開口数が０．６の場合は、ディスク基板１ａおよびディスク基板１ｂの厚さはともに０．３ｍｍである。光ビームａとして用いるレーザの波長が４００ｎｍ、対物レンズの開口数が０．６５の場合は、ディスク基板１ａおよびディスク基板１ｂの厚さはともに０．３ｍｍである。いずれの場合も接着剤１５は数十μｍであり、試料検出デバイス１全体の厚さの誤差範囲内である。   The disk substrate 1a has a first electrode 5 and a second electrode 6 (not shown) wired on the surface, that is, the surface irradiated with the light beam. In FIG. 6, only the first electrode 5 is shown in order to show the operation at the time of polymer detection while scanning the light beam a with respect to the guide groove 60. When the wavelength of the laser used as the light beam a is 780 nm and the numerical aperture of the objective lens 16 is 0.45, the thicknesses of the disk substrate 1a and the disk substrate 1b are both 0.6 mm. When the wavelength of the laser used as the light beam a is 650 nm and the numerical aperture of the objective lens 16 is 0.6, the thicknesses of the disk substrate 1a and the disk substrate 1b are both 0.3 mm. When the wavelength of the laser used as the light beam a is 400 nm and the numerical aperture of the objective lens is 0.65, the thicknesses of the disk substrate 1a and the disk substrate 1b are both 0.3 mm. In any case, the adhesive 15 is several tens of μm and is within the error range of the thickness of the entire sample detection device 1.

光ピックアップ装置１８の光学系は、図６に示すように、対物レンズ１６、ハーフミラー５１、集光レンズ５２・５３、分割ディテクタ５４、ディテクタ５５、演算回路５６を備えている。光ビームａが、実線で示すように案内溝６０と番地情報表示部９とに焦点を結ぶように対物レンズ１６によって集光され、光ビームａの走査ピッチを上げ、走査精度を上げ、さらに高密度記録された番地情報が読み出せるように、光ピックアップ装置１８の光学系は構成されている。なお、案内溝６０のピッチは従来の光ディスクの場合の１〜２μｍにせず、高速で流路４を横切って走査できるようにするために、１０μｍ以上とする。案内溝６０の幅は従来の光ディスクと同じように１μｍ以下とする。   As shown in FIG. 6, the optical system of the optical pickup device 18 includes an objective lens 16, a half mirror 51, condenser lenses 52 and 53, a split detector 54, a detector 55, and an arithmetic circuit 56. The light beam a is condensed by the objective lens 16 so as to be focused on the guide groove 60 and the address information display unit 9 as shown by the solid line, and the scanning pitch of the light beam a is increased, the scanning accuracy is increased, and the higher The optical system of the optical pickup device 18 is configured so that the address information recorded in the density can be read out. The pitch of the guide grooves 60 is not set to 1 to 2 [mu] m in the case of a conventional optical disc, but is set to 10 [mu] m or more so that scanning can be performed across the flow path 4 at high speed. The width of the guide groove 60 is set to 1 μm or less as in the conventional optical disk.

入射された光ビームａは、透明なディスク基板１ａ、透明な接着剤１５、透明なディスク基板１ｂを通過して、案内溝６０と番地情報表示部９に集光され、反射膜１２によって反射される。反射された光ビーム（反射光とも称する）ｙは、光ピックアップ装置１８の光学系における対物レンズ１６、ハーフミラー５１、集光レンズ５２を介して、分割ディテクタ５４に焦点を結ぶ。分割ディテクタ５４の出力を演算回路５６において適切に演算することによって、フォーカス誤差信号・トラック誤差信号ｂが得られ、これに基づいてフォーカスサーボとトラックサーボが行われる。また、分割ディテクタ５４の出力を加算増幅した信号ｃによって番地情報表示部９に記録された番地情報の読み出しが可能である。以上の光学系の構成を、第１の光学系と称する。すなわち、第１の光学系とは、上記光ピックアップ装置１８が備えるものであって、不図示の光ビーム走査装置が光ビームａを案内溝６０または番地情報表示部９に集光する際に、案内６０または番地情報表示部９から得られる反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを集光して分割ディテクタ５４（案内用ディテクタ）に導く光学系といえる。なお、本実施の形態では、特に反射光または発光に対応した光学系である。また、これらのフォーカスサーボ、トラックサーボおよび番地情報の読み出し方法・手段は、いずれも光ディスク装置においてよく知られた技術である。すなわち、フォーカスサーボ、トラックサーボおよび番地情報の読み出し方法・手段については、従来公知の方法・手段を利用することができ、特に限定されるものではない。また、光ビームａを走査させる光ビーム走査手段も従来公知の技術を利用することができ、特に限定されるものではない。   The incident light beam a passes through the transparent disk substrate 1a, the transparent adhesive 15, and the transparent disk substrate 1b, is condensed on the guide groove 60 and the address information display unit 9, and is reflected by the reflection film 12. The The reflected light beam (also referred to as reflected light) y is focused on the split detector 54 via the objective lens 16, the half mirror 51, and the condenser lens 52 in the optical system of the optical pickup device 18. A focus error signal / track error signal b is obtained by appropriately calculating the output of the divided detector 54 in the arithmetic circuit 56, and focus servo and track servo are performed based on this. Further, the address information recorded in the address information display unit 9 can be read by the signal c obtained by adding and amplifying the output of the divided detector 54. The configuration of the above optical system is referred to as a first optical system. That is, the first optical system is provided in the optical pickup device 18, and when a light beam scanning device (not shown) focuses the light beam a on the guide groove 60 or the address information display unit 9, It can be said that it is an optical system that collects and guides one of reflected light, transmitted light, scattered light, and emitted light obtained from the guide 60 or the address information display unit 9 to the split detector 54 (guide detector). In the present embodiment, the optical system particularly supports reflected light or light emission. These focus servo, track servo, and address information reading methods and means are all well-known techniques in optical disc apparatuses. That is, conventionally known methods and means can be used as the focus servo, track servo, and address information reading method and means, and are not particularly limited. The light beam scanning means for scanning the light beam a can also use a conventionally known technique and is not particularly limited.

また、試料検出デバイス１は、図６中の矢印Ｙ方向に回転移動するため、光ビームａは流路４に到達する。光ビームａが流路４に到達すると、反射光ｙの光路は図中に示す破線のように変化する。その結果、分割ディテクタ５４においては、焦点を結ばないため、分割ディテクタ５４における検出光量が大きく低下し、流路４における反射光あるいは発光を検出できなくなる。   Further, since the sample detection device 1 rotates in the direction of arrow Y in FIG. 6, the light beam a reaches the flow path 4. When the light beam a reaches the flow path 4, the optical path of the reflected light y changes as shown by a broken line in the figure. As a result, the split detector 54 is not focused, so the amount of light detected by the split detector 54 is greatly reduced, and the reflected light or light emission in the flow path 4 cannot be detected.

そこで、ハーフミラー５１によって光路を分割し、集光レンズ５３を介してディテクタ５５に焦点を結ぶように第２の光学系を配置する。この第２の光学系では、ディテクタ５５では、流路４にて反射した光ビームｚを検出し電気信号に変換して、高分子検出信号ｍを出力する。なお、光ビームａが案内溝６０および番地情報表示部９に焦点を結んでいる場合は、上述のとおり、分割ディテクタ５４において焦点を結び、ディテクタ５５においては焦点を結ばないため、ディテクタ５５における出力は大きく低下することになる。すなわち、第２の光学系は、上記光ピックアップ装置１８が備えるものであって、不図示の光ビーム走査装置が光ビームａを流路４に集光する際に、流路４から得られる反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかをディテクタ（試料検出用ディテクタ）５５に導く光学系といえる。   Therefore, the optical path is divided by the half mirror 51, and the second optical system is disposed so as to focus on the detector 55 via the condenser lens 53. In this second optical system, the detector 55 detects the light beam z reflected by the flow path 4, converts it into an electrical signal, and outputs a polymer detection signal m. Note that when the light beam a is focused on the guide groove 60 and the address information display unit 9, as described above, the divided detector 54 is focused and the detector 55 is not focused. Will be greatly reduced. That is, the second optical system is provided in the optical pickup device 18, and is a reflection obtained from the flow path 4 when a light beam scanning device (not shown) condenses the light beam a on the flow path 4. It can be said that the optical system guides any one of light, transmitted light, scattered light, and light emission to a detector (sample detection detector) 55.

以上のように、光ビームａの光路上における流路４と、番地情報表示部９および案内溝６０との焦点距離が一致していなくても、光学系を２つに分けることによって、それぞれを正確に検出し再生することができる。すなわち、本実施の形態に係る光ピックアップ装置１８は、流路４における高分子の光量を検出する光学系（第２の光学系）と、案内溝６０および番地情報表示部９に集光するための光学系（第１の光学系）とを備える。なお、ディテクタ５５は回折パターンを検出する必要がないため、分割されたものを使用する必要はない。   As described above, even if the focal lengths of the flow path 4 on the optical path of the light beam a and the address information display section 9 and the guide groove 60 do not match, by dividing the optical system into two, It can be accurately detected and played back. That is, the optical pickup device 18 according to the present embodiment collects light on the optical system (second optical system) that detects the amount of polymer light in the flow path 4, the guide groove 60, and the address information display unit 9. Optical system (first optical system). Since the detector 55 does not need to detect a diffraction pattern, it is not necessary to use a divided one.

また、図７は、本実施の形態に係る試料検出装置１００の主要部をブロック図である。同図に示すように、試料検出装置１００は、対物レンズ１６を備える光ピックアップ装置１８、アクチュエータ１７、光量検出回路１９、番地再生回路２０、コントローラ２１、サーボ回路２２、メモリ２３、出力装置２４を備えている。ここで、光量検出回路１９は、上記光ピックアップ装置１８によって検出された光学情報に基づき、高分子を検出する試料検出手段として機能するものである。また、番地再生回路２０は、試料検出デバイス１に設けられている番地情報表示部（流路認識手段）９を、上記光ビームａが走査することによって得られる信号を読み取り、該光ビームａが（流路４（Ａ）〜４（Ｄ）のうちの）どの流路を横切って走査したかを示す流路識別情報を得るための流路識別信号読み取り手段として機能するとともに、試料検出デバイス１に設けられている番地情報表示部（トラック識別手段）９を、上記光ビームａが走査することによって得られる信号を読み取り、該光ビームａがどの位置の案内溝６０を走査したのかを示すトラック識別情報を得るためのトラック識別信号読み取り手段として機能するものである。また、出力装置２４は、番地再生回路２０によって得られる番地情報（流路識別情報、トラック識別情報等）と、光量検出回路１９によって得られる高分子検出情報とを対応させて出力する試料情報出力手段として機能するものである。   FIG. 7 is a block diagram showing the main part of the sample detection apparatus 100 according to the present embodiment. As shown in the figure, the sample detection apparatus 100 includes an optical pickup device 18 including an objective lens 16, an actuator 17, a light amount detection circuit 19, an address reproduction circuit 20, a controller 21, a servo circuit 22, a memory 23, and an output device 24. I have. Here, the light quantity detection circuit 19 functions as a sample detection means for detecting a polymer based on the optical information detected by the optical pickup device 18. The address reproducing circuit 20 reads a signal obtained by scanning the address information display unit (flow path recognition means) 9 provided in the sample detection device 1 with the light beam a, and the light beam a The sample detection device 1 functions as a channel identification signal reading unit for obtaining channel identification information indicating which channel (of the channels 4 (A) to 4 (D)) has been scanned. The address information display section (track identification means) 9 provided on the head 9 reads a signal obtained by scanning the light beam a, and indicates a position at which the guide groove 60 is scanned by the light beam a. It functions as a track identification signal reading means for obtaining identification information. Further, the output device 24 outputs sample information corresponding to the address information (channel identification information, track identification information, etc.) obtained by the address reproduction circuit 20 and the polymer detection information obtained by the light quantity detection circuit 19. It functions as a means.

試料検出装置１００の主要部のより具体的な機能について、以下に説明する。まず、光ピックアップ装置１８から出射された光ビームａは対物レンズ１６によって集光され、試料検出デバイス１の案内溝６０または番地情報表示部９に集光される。案内溝６０または番地情報表示部９からの反射光は再び光ピックアップ装置１８に戻り、図６に示したようにフォーカス誤差信号・トラック誤差信号ｂ、番地情報信号ｃおよび高分子検出信号ｍを出力する。   More specific functions of the main part of the sample detection apparatus 100 will be described below. First, the light beam “a” emitted from the optical pickup device 18 is collected by the objective lens 16 and is collected on the guide groove 60 or the address information display unit 9 of the sample detection device 1. Reflected light from the guide groove 60 or the address information display unit 9 returns to the optical pickup device 18 again, and outputs a focus error signal / track error signal b, address information signal c, and polymer detection signal m as shown in FIG. To do.

フォーカス誤差信号・トラック誤差信号ｂはサーボ回路２２を介してアクチュエータ１７にフィードバックされ、フォーカスサーボおよびトラックサーボ処理が行われる。番地情報信号ｃは番地再生回路２０に入力され、番地情報ｅがコントローラ２１と光量検出回路１９に送られる。コントローラ２１では、番地情報ｅを確認しながら制御信号ｇをサーボ回路２２に出力し、光ビームａを所望の位置にアクセスさせたり、後述するようにサーボ回路をオンにしたり、あるいはホールドしたりする。高分子検出信号ｍは、光量検出回路１９に入力され、番地情報ｅにおける高分子検出情報ｄを出力する。   The focus error signal / track error signal b is fed back to the actuator 17 via the servo circuit 22 to perform focus servo and track servo processing. The address information signal c is input to the address reproduction circuit 20, and the address information e is sent to the controller 21 and the light amount detection circuit 19. The controller 21 outputs the control signal g to the servo circuit 22 while confirming the address information e, and accesses the light beam a to a desired position, or turns on or holds the servo circuit as will be described later. . The polymer detection signal m is input to the light amount detection circuit 19 and outputs the polymer detection information d in the address information e.

つまり、光量検出回路１９は、流路識別情報（流路記号など）、トラック識別情報（流路上の位置を示すトラック番号）などの番地情報とともに、高分子検出情報ｄを出力する。なお、高分子に結合した蛍光材料や着色材料の存在、あるいは高分子そのものの光学特性によって、高分子検出信号ｍのレベルが変化する。このため、光量検出回路１９は、例えば、８ビットのＡ／Ｄ変換回路（サンプリング手段）を備えることが好ましい。そして、出力された高分子検出情報ｄは、メモリ２３に格納され、必要に応じて出力装置２４から出力されることになるか、または光量検出回路１９から直接出力装置２４に出力されることもある。   That is, the light quantity detection circuit 19 outputs the polymer detection information d together with address information such as flow path identification information (flow path symbol or the like), track identification information (track number indicating a position on the flow path). Note that the level of the polymer detection signal m changes depending on the presence of a fluorescent material or coloring material bonded to the polymer, or the optical characteristics of the polymer itself. For this reason, the light quantity detection circuit 19 preferably includes, for example, an 8-bit A / D conversion circuit (sampling means). The output polymer detection information d is stored in the memory 23 and is output from the output device 24 as necessary, or may be directly output from the light amount detection circuit 19 to the output device 24. is there.

なお、案内溝６０が１本しか存在しない試料検出デバイスの場合は、流路記号と高分子検出情報とを出力し、トラック番号は出力する必要はない。一方、流路４が１本しか存在しない試料検出デバイスの場合は、トラック番号と高分子検出情報とを出力し、流路記号は出力する必要はない。しかし、流路４または案内溝６０を１本のみ有する試料検出デバイスと、流路４または案内溝６０を複数有する試料検出デバイスとの互換性を考えると、流路４または案内溝６０が１本の試料検出デバイスにおいても、流路４または案内溝６０を複数有する試料検出デバイスと同様に番地情報を記録しておき、流路記号および流路上の位置を示すトラック番号と、高分子検出情報とをともに出力することが好ましい。   In the case of a sample detection device having only one guide groove 60, the flow path symbol and the polymer detection information are output, and the track number need not be output. On the other hand, in the case of a sample detection device having only one flow path 4, the track number and the polymer detection information are output, and the flow path symbol need not be output. However, considering compatibility between a sample detection device having only one flow path 4 or guide groove 60 and a sample detection device having a plurality of flow paths 4 or guide grooves 60, one flow path 4 or guide groove 60 is provided. In this sample detection device, the address information is recorded in the same manner as the sample detection device having a plurality of flow paths 4 or guide grooves 60, the track number indicating the flow path symbol and the position on the flow path, the polymer detection information, Are preferably output together.

また、図８は、光ビームａが案内溝６０または番地情報表示部９上を走査した場合の番地情報信号ｃ、高分子検出信号ｍおよび制御信号ｇの動作タイミングを説明する図である。図７における光ビームａが、ある案内溝６０を走査しながら、試料検出デバイス１が矢印Ｙ方向に移動すると、図８に示すように、最初は案内溝６０だけのトラッキング領域を通過する。そして、順次、電極の配線領域、トラッキング領域、番地情報領域、トラッキング領域、流路領域トラッキング領域へと移動していく。   FIG. 8 is a diagram for explaining the operation timing of the address information signal c, the polymer detection signal m, and the control signal g when the light beam a scans the guide groove 60 or the address information display unit 9. When the sample detection device 1 moves in the direction of the arrow Y while the light beam a in FIG. 7 scans a certain guide groove 60, it first passes through the tracking region of only the guide groove 60 as shown in FIG. Then, the electrodes sequentially move to the electrode wiring area, tracking area, address information area, tracking area, and flow path area tracking area.

最初のトラッキング領域では制御信号ｇをハイレベルとし、サーボをオンにする。このとき、案内溝６０を読み出しただけであるため、番地情報信号ｃは一定レベルとなる。また、高分子検出信号ｍは、図６のディテクタ５５に集光されていないため、電圧は低いレベルとなる。   In the first tracking region, the control signal g is set to high level and the servo is turned on. At this time, since only the guide groove 60 is read, the address information signal c is at a constant level. Further, since the polymer detection signal m is not condensed on the detector 55 in FIG. 6, the voltage is at a low level.

次に、配線領域に移動すると、制御信号ｇをローレベルとし、サーボをホールドする。配線領域で光ビームａが反射し、図６の分割ディテクタ５４およびディテクタ５５に集光されないため、番地情報信号ｃも高分子検出信号ｍも共に、電圧は低いレベルとなる。   Next, when moving to the wiring area, the control signal g is set to low level and the servo is held. Since the light beam a is reflected in the wiring region and is not condensed on the divided detector 54 and the detector 55 in FIG. 6, both the address information signal c and the polymer detection signal m are at a low level.

次いで、再びトラッキング領域では制御信号ｇをハイレベルとし、サーボをオンにする。このとき、番地情報信号ｃは一定レベルとなり、高分子検出信号ｍにおける電圧は低いレベルのままである。   Next, the control signal g is set to the high level again in the tracking region, and the servo is turned on. At this time, the address information signal c is at a constant level, and the voltage in the polymer detection signal m remains at a low level.

続いて、番地情報領域に移動すると、制御信号ｇはハイレベルのままとし、サーボをオンにしておく。番地情報表示部９によってで光ビームａが回折するため、番地情報信号ｃには番地情報が現れる。また、高分子検出信号ｍは低い電圧レベルのままである。   Subsequently, when moving to the address information area, the control signal g remains high and the servo is turned on. Since the light beam a is diffracted by the address information display unit 9, the address information appears in the address information signal c. In addition, the polymer detection signal m remains at a low voltage level.

次に、再びトラッキング領域では制御信号ｇをハイレベルままとし、サーボをオンにしておく。番地情報信号ｃは一定レベルとなり、高分子検出信号ｍにおける電圧は低いレベルのままである。   Next, again in the tracking region, the control signal g remains at the high level, and the servo is turned on. The address information signal c is at a constant level, and the voltage in the polymer detection signal m remains at a low level.

次いで、流路領域に移動すると、制御信号ｇをローレベルとし、サーボをホールドする。このとき、案内溝６０には光ビームａが集光されないため、図６の分割ディテクタ５４にも集光されず、番地情報信号ｃにおける電圧は低いレベルとなる。しかし、流路からの反射光は分割ディテクタ５５に集光され、高分子検出信号ｍは高分子における反射光または発光などによって実線で示すように電圧レベルが上昇する。このとき、上述した光量検出回路１９が有するＡ／Ｄ変換回路（サンプリング手段）によって高分子検出信号ｍがサンプリングされる。なお、高分子が流路上の光ビームａの走査位置にない場合は、破線で示すように検出信号は得られない。   Next, when moving to the flow path region, the control signal g is set to a low level and the servo is held. At this time, since the light beam a is not condensed on the guide groove 60, it is not condensed on the divided detector 54 of FIG. 6, and the voltage in the address information signal c is at a low level. However, the reflected light from the flow path is collected on the split detector 55, and the voltage level of the polymer detection signal m increases as shown by the solid line due to the reflected light or light emission from the polymer. At this time, the polymer detection signal m is sampled by the A / D conversion circuit (sampling means) included in the light amount detection circuit 19 described above. If the polymer is not at the scanning position of the light beam a on the flow path, no detection signal is obtained as shown by the broken line.

続いて、再びトラッキング領域では制御信号ｇをハイレベルままとし、サーボをオンにする。このとき、番地情報信号ｃは一定レベルとなり、高分子検出信号ｍの電圧は低いレベルとなる。   Subsequently, the control signal g is kept at the high level again in the tracking region, and the servo is turned on. At this time, the address information signal c is at a constant level, and the voltage of the polymer detection signal m is at a low level.

以上のように、本実施の形態に係る試料検出装置１００によれば、図７に示すコントローラ２１、サーボ回路２２、アクチュエータ１７によってサーボの制御を行いながら、番地情報ｅと高分子検出信号ｍを高速で読み出すことが可能である。   As described above, according to the sample detection apparatus 100 according to the present embodiment, the address information e and the polymer detection signal m are obtained while the servo is controlled by the controller 21, the servo circuit 22, and the actuator 17 shown in FIG. Reading at high speed is possible.

なお、ここまでの記述は電気泳動台５０において電気泳動を行った後、ターンテーブルを備える試料検出装置１００にディスク型の試料検出デバイス１を移して、検出を行う例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、図４、図５に示した電源コネクタ３０をターンテーブルと兼用すれば、試料検出装置１００上で電気泳動と高分子検出とを同時に行うことが可能である。また、ディスク型の試料検出デバイス１を回転しながら、電気泳動を行うこともできる。すなわち、電気泳動を行いながら、光ビームａの高速アクセスや走査を行い、リアルタイムで高分子検出をモニターすることが可能となり、従来のように検出点に高分子が泳動するまで待つ必要がなく、高速泳動および高速分離・高速検出が可能となるというメリットもある。   The description so far has shown an example in which after performing electrophoresis on the electrophoresis table 50, the disk-type sample detection device 1 is transferred to the sample detection device 100 having a turntable, and detection is performed. However, the present invention is not limited to this. If the power connector 30 shown in FIGS. 4 and 5 is also used as a turntable, it is possible to simultaneously perform electrophoresis and polymer detection on the sample detection apparatus 100. Further, electrophoresis can be performed while rotating the disk-type sample detection device 1. That is, while performing electrophoresis, it is possible to perform high-speed access and scanning of the light beam a, and to monitor the polymer detection in real time, without waiting for the polymer to migrate to the detection point as in the past, There is also an advantage that high-speed electrophoresis and high-speed separation / detection are possible.

また、上述したように、本実施の形態では電気泳動によって高分子を分離する例を示したが、ディスクの回転による遠心力を利用した遠心分離によって高分子を分離する場合であっても本願発明を利用することができる。この場合は、電源コネクタや電極、電極配線は不要となる。   In addition, as described above, an example in which a polymer is separated by electrophoresis has been described in the present embodiment, but the present invention is applicable even when a polymer is separated by centrifugal separation using centrifugal force due to rotation of a disk. Can be used. In this case, a power connector, electrodes, and electrode wiring are not required.

また、本実施の形態では、ディスク型の試料検出デバイス１を中心に説明したが、カード型などの固定された試料検出デバイスをレーザ光の走査によって読み出す装置も本発明に含まれる。この場合も、上述の案内溝６０による走査と、番地情報を読み出しながら高分子検出をおこなうことができる。しかし、上述のディスク型の試料検出デバイスを使用する場合に比べて、レーザ光走査用のポリゴンミラーを備えた光学系が必要となり、試料検出装置本体が大きくなるという欠点がある。したがって、ディスク型の試料検出デバイスを使用した装置の方が、構造が簡単となり小型化が容易であるというメリットがある。   In the present embodiment, the disk type sample detection device 1 has been mainly described. However, an apparatus for reading a fixed sample detection device such as a card type by scanning with a laser beam is also included in the present invention. Also in this case, the polymer detection can be performed while scanning by the above-described guide groove 60 and reading the address information. However, compared with the case where the above-described disk-type sample detection device is used, there is a disadvantage that an optical system including a polygon mirror for laser beam scanning is required, and the main body of the sample detection apparatus becomes large. Therefore, an apparatus using a disk-type sample detection device has an advantage that the structure is simple and the miniaturization is easy.

さらに、本発明には、光ビームを透過する基板と、該基板上に設けられ、高分子を分離あるいは抽出するための泳動路手段とを備えた試料検出デバイスにおいて、前記光ビームの走査によって前記泳動路手段を横切るための案内手段を備える試料検出デバイスも含まれる。   Furthermore, the present invention provides a sample detection device comprising a substrate that transmits a light beam, and a migration path means that is provided on the substrate and separates or extracts a polymer, by scanning the light beam. Also included is a sample detection device comprising guide means for crossing the migration path means.

また、上記試料検出デバイスにおいて、前記泳動路手段が複数であり、一つの案内手段が前記複数の案内手段を横切るように設けられ、各泳動手段の番号を識別するための泳動路番号手段を前記案内手段上に備える試料検出デバイスも本発明に含まれる。   In the sample detection device, the plurality of migration path means are provided, one guide means is provided so as to cross the plurality of guide means, and the migration path number means for identifying the number of each migration means is A sample detection device provided on the guiding means is also included in the present invention.

また、上記試料検出デバイスにおいて、前記泳動路手段の始端から終端の間に複数の前記案内手段と、前記複数の案内手段の各々を識別するためのトラック番号手段を前記案内手段上に備える試料検出デバイスも本発明に含まれる。   Further, in the sample detection device, the sample detection device comprises a plurality of the guide means between the start end and the end of the migration path means and a track number means for identifying each of the plurality of guide means on the guide means. Devices are also included in the present invention.

また、前記試料検出デバイスに光ビームを集光する照射手段と、前記光ビームを前記案内手段に沿って走査する走査手段と、前記泳動路手段からの反射光、透過光、散乱光あるいは発光を検出する光学的検出手段と、検出された光量をサンプリングするサンプリング手段とを備えた試料検出装置も本発明に含まれる。   Further, irradiation means for condensing a light beam on the sample detection device, scanning means for scanning the light beam along the guide means, reflected light, transmitted light, scattered light or light emission from the migration path means. A sample detection apparatus provided with an optical detection means for detecting and a sampling means for sampling the detected light quantity is also included in the present invention.

また、上記試料検出装置において、前記泳動路番号手段を読み取る泳動路番号読み取り手段と、前記サンプリング情報と泳動路の番号とを対応させて出力する試料情報出力手段を備える試料検出装置も本発明に含まれる。   Further, in the sample detection apparatus, a sample detection apparatus provided with a migration path number reading means for reading the migration path number means and a sample information output means for outputting the sampling information and the migration path number in association with each other is also included in the present invention. included.

また、上記試料検出装置において、前記トラック番号手段を読み取るトラック番号読み取り手段と、前記検出された高分子情報とトラック番号を対応させて出力する試料情報出力手段を備える試料検出装置も本発明に含まれる。   The present invention also includes a sample detection apparatus comprising a track number reading means for reading the track number means and a sample information output means for outputting the detected polymer information in association with the track number. It is.

また、上記試料検出装置において、前記走査手段は、光ビームを前記案内手段上に集光し、案内手段からの透過又は反射光を集光して案内用ディテクタに導く第1の光学系を備え、前記光学的検出手段は前記導波路手段からの反射光、透過光または発光を試料検出用ディテクタに導く第2の光学系を備える試料検出装置も本発明に含まれる。   In the sample detection apparatus, the scanning unit includes a first optical system that condenses the light beam on the guide unit, collects transmitted or reflected light from the guide unit, and guides the light to a guide detector. The optical detection means includes a sample detection apparatus including a second optical system that guides reflected light, transmitted light, or light emission from the waveguide means to a sample detection detector.

また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the respective technical means disclosed herein are also included in the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

なお、以上の実施例は高分子の検出に限って説明したが、これに限らず溶媒（たとえば水）と溶質との化学的あるいは物理的な性質の違いを利用して、溶媒中での溶質の濃度分布を生じさせて検出する場合であれば、同様に適用可能である。たとえば、比較的分子量の低い分子や、コロイドなどの溶質が溶媒に分散している試料液に適用可能である。   Although the above embodiments have been described only for the detection of macromolecules, the present invention is not limited to this, and the solute in the solvent is utilized by utilizing the difference in chemical or physical properties between the solvent (for example, water) and the solute. The present invention can be similarly applied to the case where a density distribution is detected and detected. For example, the present invention can be applied to a sample solution in which a molecule having a relatively low molecular weight or a solute such as a colloid is dispersed in a solvent.

本発明に係る試料検出デバイスまたは試料検出装置は、ＤＮＡやＲＮＡなどの核酸やタンパク質などの生体高分子や、その他多くの高分子を効率的に分離・検出することができる。このため、種々の疾患の原因となる遺伝子やタンパク質などを分離・検出するなどの面において、医療用、製薬業、食品業などの非常に広範な産業に利用することができる。   The sample detection device or sample detection apparatus according to the present invention can efficiently separate and detect biopolymers such as nucleic acids such as DNA and RNA, proteins, and many other polymers. For this reason, in terms of separating and detecting genes and proteins that cause various diseases, it can be used in a wide variety of industries such as medical, pharmaceutical, and food industries.

（ａ）は本実施の形態に係る試料検出デバイスの表面（光ビーム入射面）を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の裏面側を示す図である。(A) is a figure which shows the surface (light beam incident surface) of the sample detection device based on this Embodiment, (b) is a figure which shows the back surface side of (a). 図１（ａ）のＳ−Ｓ線にて切断した試料検出デバイスの断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the sample detection device cut | disconnected by the SS line | wire of Fig.1 (a). 図１（ａ）の流路４（Ｂ）の近傍部分を拡大した部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expanded the neighborhood part of channel 4 (B) of Drawing 1 (a). 本実施の形態に係る試料検出デバイスの電気泳動台への搭載を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically mounting to the electrophoresis stand of the sample detection device which concerns on this Embodiment. 図４における電源コネクタ３０と、試料検出デバイスの電極に電源を供給するための回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit for supplying a power supply to the power connector 30 in FIG. 4, and the electrode of a sample detection device. 本実施の形態に係る試料検出デバイスの部分断面図と、光ピックアップ装置における反射光を検出するための光学系の主要部を示す模式的に示す図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a sample detection device according to the present embodiment and a diagram schematically illustrating a main part of an optical system for detecting reflected light in an optical pickup device. 本実施の形態に係る試料検出装置の主要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of the sample detection apparatus which concerns on this Embodiment. 番地情報信号ｃ、高分子検出信号ｍおよび制御信号ｇの動作タイミングを説明する図である。It is a figure explaining the operation timing of the address information signal c, the polymer detection signal m, and the control signal g.

符号の説明Explanation of symbols

１ 試料検出デバイス
１ａ ディスク基板（基板）
１ｂ ディスク基板（基板）
４ 流路
９ 番地情報表示部（流路識別手段、トラック識別手段）
１８ 光ピックアップ装置（光ビーム照射手段、光ビーム走査手段、光学的検出手段）
１９ 光量検出回路（試料検出手段）
２０ 番地再生回路（流路識別信号読み取り手段、トラック識別信号読み取り手段）
２４ 出力装置（試料情報出力手段）
５５ ディテクタ（試料検出用ディテクタ）
５６ 分割ディテクタ（案内用ディテクタ）
６０ 案内溝（案内手段）
１００ 試料検出装置


1 Sample detection device 1a Disk substrate (substrate)
1b Disk substrate (substrate)
4 channel 9 address information display section (channel identification means, track identification means)
18 Optical pickup device (light beam irradiation means, light beam scanning means, optical detection means)
19 Light quantity detection circuit (sample detection means)
Address 20 regeneration circuit (flow path identification signal reading means, track identification signal reading means)
24 Output device (sample information output means)
55 Detector (Detector for sample detection)
56 split detector (guide detector)
60 Guide groove (guide means)
100 Sample detector


Claims (9)

光ビームが照射される基板を備え、該基板には試料液を挿入させるための流路が形成されている試料検出デバイスにおいて、
さらに上記基板には、試料液を検出するための光ビームが、上記流路を横切って走査するための案内手段が設けられていることを特徴とする試料検出デバイス。 In a sample detection device comprising a substrate irradiated with a light beam, and a flow path for inserting a sample liquid is formed on the substrate,
Further, the substrate is provided with guide means for scanning a light beam for detecting the sample liquid across the flow path. 上記案内手段は、上記流路の長手方向に対して略垂直な方向に、上記流路を横切るように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の試料検出デバイス。   2. The sample detection device according to claim 1, wherein the guide means is provided so as to cross the flow path in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the flow path. 上記基板には、上記流路が複数設けられており、
上記案内手段は、該複数の流路を横切るように設けられているとともに、
上記光ビームがどの流路を横切って走査したのかを識別するための流路識別手段が上記案内手段に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の試料検出デバイス。 The substrate is provided with a plurality of the flow paths,
The guide means is provided so as to cross the plurality of flow paths,
3. The sample detection device according to claim 1, wherein a flow path identifying means for identifying which flow path the light beam has scanned across is formed in the guide means. 上記案内手段は、上記流路を複数回横切るように設けられており、
上記光ビームが、上記流路を複数回横切るように設けられた案内手段のうち、どの位置の案内手段に沿って走査したのかを識別するためのトラック識別手段が、上記案内手段に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の試料検出デバイス。 The guide means is provided to cross the flow path a plurality of times,
A track identification means for identifying which position of the guide means is scanned along the guide means provided so that the light beam crosses the flow path a plurality of times is formed in the guide means. The sample detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sample detection device is provided. 上記基板は略円盤形状であり、上記案内手段は同心円または螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の試料検出デバイス。   The sample detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate has a substantially disk shape, and the guide means is formed in a concentric circle or a spiral. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の試料検出デバイスと、
上記試料検出デバイスに対して光ビームを照射する光ビーム照射手段と、
上記光ビームを上記試料検出デバイスに設けられた案内手段に沿って走査させる光ビーム走査手段と、
上記試料検出デバイスに設けられている流路、案内手段、流路識別手段、およびトラック識別手段のうち、いずれかに対して光ビームを照射した際に得られる、反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを検出する光学的検出手段と、
上記光学的検出手段によって検出された光学情報に基づき、試料液を検出する試料検出手段と、を備えていることを特徴とする試料検出装置。 The sample detection device according to any one of claims 1 to 5,
A light beam irradiation means for irradiating the sample detection device with a light beam;
A light beam scanning means for scanning the light beam along a guide means provided in the sample detection device;
Reflected light, transmitted light, and scattered light obtained when a light beam is irradiated on any of the flow path, guide means, flow path identification means, and track identification means provided in the sample detection device. And optical detection means for detecting any one of luminescence and
A sample detection apparatus comprising: sample detection means for detecting a sample liquid based on the optical information detected by the optical detection means. 上記試料検出デバイスに設けられている流路認識手段を、上記光ビームが走査することによって得られる信号を読み取り、該光ビームがどの流路を横切って走査したかを示す流路識別情報を得るための流路識別信号読み取り手段と、
上記流路識別信号読み取り手段によって得られる流路識別情報と、上記試料検出手段によって得られる試料液検出情報とを対応させて出力する試料情報出力手段と、を備えていることを特徴とする請求項６記載の試料検出装置。 The flow path recognition means provided in the sample detection device reads a signal obtained by scanning the light beam, and obtains flow path identification information indicating which flow path the light beam has scanned across. A flow path identification signal reading means for
A sample information output means for outputting the flow path identification information obtained by the flow path identification signal reading means and the sample liquid detection information obtained by the sample detection means in correspondence with each other. Item 6. The sample detection apparatus according to Item 6. 上記試料検出デバイスに設けられているトラック識別手段を、上記光ビームが走査することによって得られる信号を読み取り、該光ビームがどの位置の案内手段を走査したのかを示すトラック識別情報を得るためのトラック識別信号読み取り手段と、
上記トラック識別信号読み取り手段によって得られるトラック識別情報と、上記試料検出手段によって得られる試料液検出情報とを対応させて出力する試料情報出力手段と、を備えていることを特徴とする請求項６または７に記載の試料検出装置。 The track identification means provided in the sample detection device reads a signal obtained by scanning the light beam, and obtains track identification information indicating the position of the guide means scanned by the light beam. A track identification signal reading means;
7. Sample information output means for outputting track identification information obtained by the track identification signal reading means and sample liquid detection information obtained by the sample detection means in correspondence with each other. Or the sample detection apparatus of 7. 上記光学的検出手段は、上記光ビーム走査手段が光ビームを上記案内手段に集光する際に、該案内手段から得られる反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを集光して案内用ディテクタに導く第１の光学系と、
上記光ビーム走査手段が光ビームを上記流路に集光する際に、上記流路から得られる反射光、透過光、散乱光、および発光のうち、いずれかを試料検出用ディテクタに導く第２の光学系とを備えていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の試料検出装置。

The optical detection means collects one of reflected light, transmitted light, scattered light, and light emission obtained from the guide means when the light beam scanning means condenses the light beam on the guide means. A first optical system that illuminates and leads to a guidance detector;
When the light beam scanning means condenses the light beam on the flow path, a second one that guides one of reflected light, transmitted light, scattered light, and light emission obtained from the flow path to the sample detection detector. The sample detection apparatus according to claim 6, further comprising: an optical system according to claim 6.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017211390A (en) * 2012-03-29 2017-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Sample holding carrier and fluorescence detector using the sample holding carrier

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