JP2007212267A - Sample inspection device and method - Google Patents

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JP2007212267A JP2006031946A JP2006031946A JP2007212267A JP 2007212267 A JP2007212267 A JP 2007212267A JP 2006031946 A JP2006031946 A JP 2006031946A JP 2006031946 A JP2006031946 A JP 2006031946A JP 2007212267 A JP2007212267 A JP 2007212267A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically execute the whole processes, starting from setting a sample on a device to inspection finish of the sample having a simple device structure, in a sample inspection device for gene inspection or the like. <P>SOLUTION: A reaction chamber 104, a medicine chamber 106, an inspection chamber 108 and a pump chamber 110 are provided in a substrate 102 and connected together by a passage. Separate thermoelectric conversion devices 126, 128 are connected to each, under surface of a sample chamber 104 and the pump chamber 110. Reaction of the sample inside the reaction chamber 104 through heating is generated by the thermoelectric conversion device 126. After reaction, the pump chamber 110 starts sucking by cooling by the thermoelectric conversion device 128, and thereby, sample reaction liquid in the reaction chamber 104 and medicine liquid in the medicine chamber 106 are transferred to the inspection chamber 108. Then, inspection is performed automatically in the inspection chamber 108. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、サンプルの検査のための装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for inspection of a sample.

サンプルの化学的または生化学的な反応を発生させ、反応後のサンプルの状態を検出するための装置が知られている。例えば、特許文献１には、遺伝子合成反応を実施可能な部位と、遺伝子結合物質の電気化学応答の測定が可能な部位と、反応用の部位から検出用の部位へ液体を送るための流路とを備えた遺伝子検出用チップであって、基板層、中間層及びカバー層を積層した構造をもつものが開示されている。また、特許文献２には、柔軟な素材で作られた反応室と検出室と、両室を分ける隔壁とを有し、手で外部から押圧することにより隔壁が開いて反応室の液が検査室へ移動するようになった遺伝子検出用具が開示されている。また、特許文献３には、一端部がサンプル導入のために開口し他端部が閉鎖しているチャネルと、このチャネルの閉鎖端部に近い部分を加熱及び冷却することでチャネル内での及びチャネル外へのサンプルの移動を制御する第1の温度制御デバイスと、チャネルの開口端部に近い部分の壁に固定された試薬と、試薬が固定されたチャネル部分の温度を制御する第２の温度制御デバイスとを備えたサンプルの送達のための装置が開示されている。特許文献３には、ガラス基板又はプラスティック基板上に形成された上記のような装置も開示されている。   Devices for generating a chemical or biochemical reaction of a sample and detecting the state of the sample after the reaction are known. For example, Patent Document 1 discloses a site where a gene synthesis reaction can be performed, a site where an electrochemical response of a gene-binding substance can be measured, and a flow path for sending liquid from the site for reaction to the site for detection. And a chip having a structure in which a substrate layer, an intermediate layer, and a cover layer are laminated is disclosed. Further, Patent Document 2 has a reaction chamber made of a flexible material, a detection chamber, and a partition that separates both chambers. By manually pressing the chamber from the outside, the partition opens and the liquid in the reaction chamber is inspected. A gene detection tool that is adapted to move to a chamber is disclosed. Further, Patent Document 3 discloses a channel in which one end is opened for sample introduction and the other end is closed, and a portion close to the closed end of the channel is heated and cooled, so that A first temperature control device for controlling the movement of the sample out of the channel; a reagent fixed to the wall near the open end of the channel; and a second for controlling the temperature of the channel part to which the reagent is fixed An apparatus for sample delivery with a temperature control device is disclosed. Patent Document 3 also discloses an apparatus as described above formed on a glass substrate or a plastic substrate.

特許第３５１１５９６号公報（例えば、請求項２、図１，２）Japanese Patent No. 3511596 (for example, claim 2, FIGS. 1 and 2) 特許第３６４２５７４号公報（例えば、請求項１、図１，５）Japanese Patent No. 3642574 (for example, Claim 1, FIGS. 1 and 5) 特表２００２−５４２０２４号公報（例えば、段落００５２、図４，３）Japanese translation of PCT publication No. 2002-542024 (for example, paragraph 0052, FIGS. 4 and 3)

上述した従来のいずれの装置も、サンプルを装置にセットした後、サンプルの検査が終了までに必要な全ての作業工程を、その装置に備わった機能を用いて自動的に実行することが難しい。例えば、特許文献１に記載の遺伝子検出用チップでは、反応用の部位から検出用の部位へと液体を移送する工程は、チップとは別の外部のポンプを用いて行われることになる。また、特許文献２に記載の遺伝子検出用具では、反応室から検出室へと液体を移送する工程は、この検出用具を手で押圧することで行なわれることになる。また、特許文献３に記載の装置では、この装置内の反応後の液体を装置外へ排出してから、装置外で検査工程が行われることになる。従って、これらの従来の装置においては、サンプルを装置にセットしてからサンプルの検査を終了するまでの全工程を自動的に実行できるようにするために、外部の装置と組合わされる必要があり、よって、全体の装置は大掛りになる。   In any of the above-described conventional apparatuses, it is difficult to automatically execute all the work steps required until the inspection of the sample is completed after the sample is set in the apparatus using the functions provided in the apparatus. For example, in the gene detection chip described in Patent Document 1, the step of transferring the liquid from the reaction site to the detection site is performed using an external pump separate from the chip. Moreover, in the gene detection tool described in Patent Document 2, the step of transferring the liquid from the reaction chamber to the detection chamber is performed by manually pressing the detection tool. Further, in the apparatus described in Patent Document 3, after the reaction liquid in the apparatus is discharged outside the apparatus, the inspection process is performed outside the apparatus. Therefore, these conventional apparatuses need to be combined with an external apparatus in order to automatically execute all processes from setting the sample to the apparatus until the inspection of the sample is completed. Therefore, the whole apparatus becomes large.

従って、本発明の目的は、簡単な装置構造でもって、サンプルが装置にセットされてからサンプルの検査が終了までの全工程を自動的に実行できるようにすることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to automatically execute all the steps from the setting of a sample to the apparatus until the end of the inspection of the sample with a simple apparatus structure.

本発明の一つの側面に従うサンプル検査装置は、基板と、基板内または上に一体的にそれぞれ設けられた、サンプルを保持するためのサンプルチャンバ、検査用の薬剤を保持するための薬剤チャンバ、サンプルを検査するための検査チャンバ、及び熱膨張性の流体を収容したポンプチャンバと、ポンプチャンバの温度を変化させて、ポンプチャンバの熱膨張性流体の体積を変化させるための、ポンプチャンバに結合されたポンプ温度制御デバイスとを備える。サンプルチャンバは検査チャンバに接続される。薬剤チャンバは、検査チャンバに接続されるか、または検査チャンバと同一のチャンバである。そして、検査チャンバは、ポンプチャンバに接続される。   A sample testing apparatus according to one aspect of the present invention includes a substrate, a sample chamber for holding a sample, a drug chamber for holding a test drug, and a sample, which are integrally provided in or on the substrate. An inspection chamber for inspecting the pump, a pump chamber containing a thermally expandable fluid, and a pump chamber for changing the temperature of the pump chamber to change the volume of the thermally expandable fluid in the pump chamber. And a pump temperature control device. The sample chamber is connected to the inspection chamber. The drug chamber is connected to the test chamber or is the same chamber as the test chamber. The inspection chamber is then connected to the pump chamber.

このサンプル検査装置によれば、サンプルチャンバにサンプルが、また薬剤チャンバに薬剤が一端セットされれば、その後、ポンプチャンバの作用によりサンプルチャンバ内のサンプルを検査チャンバに移送してそこで薬剤と混合する移送工程、その後に、検査チャンバ内でサンプルを検査する検査工程が、自動的に実行され得る。   According to this sample inspection apparatus, once the sample is set in the sample chamber and the drug is set in the drug chamber, the sample in the sample chamber is transferred to the test chamber by the action of the pump chamber and mixed with the drug there. A transfer step, followed by an inspection step for inspecting the sample in the inspection chamber, can be performed automatically.

サンプルチャンバには、サンプルチャンバの温度を変化させてサンプルチャンバ内のサンプルに所定の反応を生じさせるための反応温度制御デバイスが、結合されていてもよい。反応温度制御デバイスでサンプルチャンバの温度を制御してサンプルチャンバ内でサンプルの所定の反応を行なう反応工程と、反応後のサンプルをポンプチャンバの作用により検査チャンバに移送してそこで薬剤と混合する移送工程と、その後に、検査チャンバ内でサンプルを検査する検査工程とが、自動的に実行され得る。   Coupled to the sample chamber may be a reaction temperature control device for changing the temperature of the sample chamber to cause a predetermined reaction in the sample in the sample chamber. A reaction process in which the temperature of the sample chamber is controlled by a reaction temperature control device to perform a predetermined reaction of the sample in the sample chamber, and the sample after the reaction is transferred to the inspection chamber by the action of the pump chamber and mixed with the drug therein A process and then an inspection process for inspecting the sample in the inspection chamber can be performed automatically.

一つの実施形態では、薬剤チャンバが検査チャンバに接続され、そして、ポンプチャンバの作用により、サンプルチャンバ内のサンプルと薬剤チャンバ内の薬剤とが共に検査チャンバ内へ移送されて混合されるようになっている。   In one embodiment, the drug chamber is connected to the test chamber, and the action of the pump chamber causes the sample in the sample chamber and the drug in the drug chamber to be transferred and mixed together into the test chamber. ing.

また、別の実施形態では、薬剤チャンバと検査チャンバとが同一のチャンバであり、そして、ポンプチャンバの作用により、サンプルチャンバ内のサンプルが検査チャンバ（薬剤チャンバ）内へ移送されて、検査チャンバ（薬剤チャンバ）内の薬剤と混合されるようになっている。   In another embodiment, the drug chamber and the test chamber are the same chamber, and the sample in the sample chamber is transferred into the test chamber (drug chamber) by the action of the pump chamber, and the test chamber ( It is mixed with the medicine in the medicine chamber).

さらに、検査チャンバとポンプチャンバとが同一のチャンバであってもよい。   Furthermore, the inspection chamber and the pump chamber may be the same chamber.

本発明の別の側面に従うサンプルの検査方法は、上述したサンプル検査装置のサンプルチャンバと薬剤チャンバにサンプルと薬剤をそれぞれセットする準備工程と、ポンプ温度制御デバイスによりポンプチャンバ内の熱膨張性流体の体積を変化させて、サンプルチャンバ内のサンプルを検査チャンバ内へ移送する移送工程と、検査チャンバ内でサンプル検査を行なう検査工程とを有する。   A sample inspection method according to another aspect of the present invention includes a preparation step of setting a sample and a drug in the sample chamber and the drug chamber, respectively, of the sample test apparatus described above, and the thermal expansion fluid in the pump chamber by a pump temperature control device. The method includes a transfer step of transferring the sample in the sample chamber into the inspection chamber by changing the volume, and an inspection step of performing the sample inspection in the inspection chamber.

本発明によれば、簡単な装置構造でもって、サンプルが装置にセットされてからサンプルの検査が終了までの全工程を自動的に実行することができる。   According to the present invention, it is possible to automatically execute all processes from the setting of a sample to the apparatus to the end of the inspection of the sample with a simple apparatus structure.

図1は、本発明の一実施形態にかかるサンプル検査装置の平面図であり、図２は、同装置の主要流路に沿った断面図である。   FIG. 1 is a plan view of a sample inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view along the main flow path of the apparatus.

図１及び図２に示されるサンプル検査装置１００は、ワンチップ（つまりワンユニット）として構成されており、そのワンチップの中に、DNA増幅機能とイムノクロマトグラフィーによる遺伝子検査機能と、液体を移動させるためのポンプ機能とを有している。そのため、そのワンチップ上で、サンプルのDNA増幅反応工程の開始から遺伝子検査工程の終了までを、外部から供給される電気信号により自動的に実行し且つ制御することができる。   The sample testing apparatus 100 shown in FIGS. 1 and 2 is configured as a single chip (that is, a single unit), and a DNA amplification function, a genetic testing function by immunochromatography, and a liquid are moved into the single chip. And a pump function. Therefore, on the one chip, from the start of the sample DNA amplification reaction process to the end of the genetic test process can be automatically executed and controlled by an electric signal supplied from the outside.

すなわち、図１及び図２に示すように、ガラスまたは合成樹脂などの固体材料製の平板状の１枚の基板１０２内（またはその基板１０２上）に、役割の異なる４種類のチャンバ１０４，１０６，１０８及び１１０が一体的に形成される。第１のチャンバ１０４は、サンプルを含有したサンプル反応液を貯めておき、サンプルのDNAを増幅するための反応チャンバである。第２のチャンバ１０６は、イムノクロマトグラフィー検査用のバッファ（薬剤）液を貯めておくための薬剤チャンバである。第３のチャンバ１０８は、イムノクロマトグラフィー検査を行なうための検査チャンバである。第４のチャンバ１１０は、熱膨張性の流体（本実施形態では空気）を貯めておき、その空気の熱膨張(熱圧縮）の作用によりサンプル反応液と薬剤液を移送するためのポンプの役割をなすポンプチャンバである。図２に示すように、これらのチャンバ１０４，１０６，１０８及び１１０、並びにこれら間を繋ぐ後述する流路１１２及び１１４は、いずれも、基板１０２の下面に形成された凹部をまたは溝であり、それらの底壁は、基板１０２の下面に密着された底蓋１２４により構成される。   That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, four types of chambers 104 and 106 having different roles are provided in (or on) a flat plate-like substrate 102 made of a solid material such as glass or synthetic resin. , 108 and 110 are integrally formed. The first chamber 104 is a reaction chamber for storing a sample reaction solution containing a sample and amplifying the sample DNA. The second chamber 106 is a drug chamber for storing a buffer (drug) liquid for immunochromatography examination. The third chamber 108 is a test chamber for performing an immunochromatographic test. The fourth chamber 110 stores a thermally expandable fluid (air in this embodiment), and serves as a pump for transferring the sample reaction solution and the drug solution by the action of thermal expansion (thermal compression) of the air. This is a pump chamber. As shown in FIG. 2, these chambers 104, 106, 108 and 110, and flow paths 112 and 114, which will be described later, connecting the chambers are all concave portions or grooves formed on the lower surface of the substrate 102. Their bottom walls are constituted by a bottom lid 124 that is in close contact with the lower surface of the substrate 102.

反応チャンバ１０４は、例えば図1に示すような蛇行形の平面形状を有する。反応チャンバ１０４は、その一端部に、サンプル反応液を外部から反応チャンバ１０４内へ注入するためのサンプル注入口１１６を有し、このサンプル注入口１１６は基盤１０２の上面に開口する。サンプル注入口１１６の開口形状は、サンプル反応液を注入する器具（例えばピペットまたはシリンジ）の出口端部にフィットする、又は出口端部がサンプル注入口１１６から容易に外れないようそれを収容できる形状（例えばテーパ形状）になっている。反応チャンバ１０４は、その中央部にて、それより細い第１の流路１１２を通じて、ポンプチャンバ１１０に接続される。第1の流路１１２は、反応チャンバ１０４内のサンプル反応液をポンプチャンバ１１０へ移送するためのものである。反応チャンバ１０４は、その他端部に、サンプル反応液の移送時に、サンプル注入口１１６とともに外気を反応チャンバ１０４内の取り込むためにブレスホール１１８を有し、このブレスホール１１８は、基板１０２の上面に開口する。   The reaction chamber 104 has, for example, a meandering planar shape as shown in FIG. The reaction chamber 104 has a sample inlet 116 for injecting a sample reaction solution into the reaction chamber 104 from the outside at one end thereof, and the sample inlet 116 opens on the upper surface of the substrate 102. The opening shape of the sample inlet 116 fits the outlet end of a device (for example, a pipette or syringe) for injecting a sample reaction solution, or can accommodate the outlet end so that the outlet end is not easily detached from the sample inlet 116. (For example, taper shape). The reaction chamber 104 is connected to the pump chamber 110 through a first flow path 112 that is narrower than the reaction chamber 104. The first flow path 112 is for transferring the sample reaction solution in the reaction chamber 104 to the pump chamber 110. The reaction chamber 104 has a breath hole 118 at the other end for taking outside air into the reaction chamber 104 together with the sample inlet 116 when the sample reaction liquid is transferred. The breath hole 118 is formed on the upper surface of the substrate 102. Open.

薬剤チャンバ１０６は、その一端部に、薬剤液（イムノクロマトグラフィー検査用のバッファ）を外部から薬液チャンバ１０６内へ注入するための薬剤注入口１２０を有し、この薬剤注入口１２０は、基板１０２の上面に開口する。薬剤チャンバ１０６は、その他端部にて、それより細い第２の流路１１４を通じて、ポンプチャンバ１１０に接続される。第２の流路１１４は、薬剤チャンバ１０６内の薬剤液をポンプチャンバ１１０へ移送するためのものである。薬剤注入口１２０は、薬剤液の移送時に外気を薬剤チャンバ１０６内の取り込むためにブレスホールとしての役目ももつ。   The drug chamber 106 has, at one end thereof, a drug inlet 120 for injecting a drug solution (immunochromatography test buffer) from the outside into the drug solution chamber 106. Open on top. The drug chamber 106 is connected to the pump chamber 110 at the other end through a narrower second flow path 114. The second flow path 114 is for transferring the drug solution in the drug chamber 106 to the pump chamber 110. The drug injection port 120 also serves as a breath hole for taking outside air into the drug chamber 106 during transfer of the drug solution.

検査チャンバ１０８は、ポンプチャンバ１１０に直接的に接続される。検査チャンバ１０８内には、紙等の繊維の集合体をベースとするイムノクロマトグラフィー検査スティック１２２が収容される。イムノクロマトグラフィー検査スティック１２２の頭部は、検査チャンバ１０８から出てポンプチャンバ１１０内へ入っており、図２に示されるように、ポンプチャンバ１１０の底部に配置される。   The inspection chamber 108 is directly connected to the pump chamber 110. Housed in the inspection chamber 108 is an immunochromatographic inspection stick 122 based on a collection of fibers such as paper. The head of the immunochromatographic test stick 122 exits the test chamber 108 and enters the pump chamber 110 and is located at the bottom of the pump chamber 110 as shown in FIG.

ポンプチャンバ１１０は、その中に空気を貯めており、その空気の熱圧縮（あるいは膨張）の作用により、反応チャンバ１０４内のサンプル反応液と薬剤チャンバ１０６内の薬剤液とを同時にポンプチャンバ１１０内に移送する役割をもつ。ポンプチャンバ１１０内にサンプル反応液と薬剤液が移送されると、そこでサンプル反応液と薬剤液が混合され、そして、その混合液がイムノクロマトグラフィー検査スティック１２２に毛細管現象で吸収されるので、イムノクロマトグラフィー検査（遺伝子検査）が実行されることになる。   The pump chamber 110 stores air therein, and the sample reaction solution in the reaction chamber 104 and the drug solution in the drug chamber 106 are simultaneously contained in the pump chamber 110 by the action of thermal compression (or expansion) of the air. It has a role to transport to. When the sample reaction solution and the drug solution are transferred into the pump chamber 110, the sample reaction solution and the drug solution are mixed there, and the mixture solution is absorbed into the immunochromatography test stick 122 by capillary action. A test (genetic test) will be performed.

図２に示すように、反応チャンバ１０４の下方に反応温度制御デバイス１２６が配置され、この反応温度制御デバイス１２６は、反応チャンバ１０４を加熱及び冷却して内部サンプル反応液の温度を制御する。また、ポンプチャンバ１１０の下方にポンプ温度制御デバイス１２８が配置され、このポンプ温度制御デバイス１２８は、ポンプチャンバ１１０にポンプ作用を生じさせるために、ポンプチャンバ１１０を加熱及び冷却してポンプチャンバ１１０内の空気を膨張及び圧縮する。温度制御デバイス１２６，１２８は、いずれも、例えば、P型とN型の半導体ブロックの組み合わせたペルチェ効果を利用した熱電変換デバイス、或いは、その他の種類の電気制御信号により加熱又は冷却の能力を可変制御できるデバイスである。温度制御デバイス１２６，１２８の上側の熱入出力面は、それぞれ、熱伝導率の高い金属製の熱伝導板１３０，１３２を介して（または直接的に）、反応チャンバ１０４とポンプチャンバ１１０の底壁に密着される。温度制御デバイス１２６，１２８の下側の熱入出力面は、熱伝導率の高い放熱板１３４に密着される。   As shown in FIG. 2, a reaction temperature control device 126 is disposed below the reaction chamber 104, and the reaction temperature control device 126 controls the temperature of the internal sample reaction liquid by heating and cooling the reaction chamber 104. In addition, a pump temperature control device 128 is disposed below the pump chamber 110, and the pump temperature control device 128 heats and cools the pump chamber 110 in order to cause the pump chamber 110 to pump. The air is expanded and compressed. For each of the temperature control devices 126 and 128, for example, a thermoelectric conversion device using a Peltier effect that is a combination of P-type and N-type semiconductor blocks, or other types of electric control signals, the heating or cooling capability is variable. It is a device that can be controlled. The upper heat input / output surfaces of the temperature control devices 126 and 128 are (or directly) the bottoms of the reaction chamber 104 and the pump chamber 110 via metal heat conduction plates 130 and 132 having high thermal conductivity, respectively. Close contact with the wall. The lower heat input / output surfaces of the temperature control devices 126 and 128 are in close contact with the heat radiating plate 134 having high thermal conductivity.

図示省略されているが、温度制御デバイス１２６，１２８に接続され、これらを独立して制御する制御回路が、更に設けられる。   Although not shown, a control circuit that is connected to the temperature control devices 126 and 128 and controls them independently is further provided.

熱伝導板１３０，１３２には、それぞれ、反応チャンバ１０４とポンプチャンバ１１０の温度を計測するための温度センサ（図１，２では図示省略）が設けられる。この温度センサには、例えば熱電対を用いることができる。その熱電対は、熱伝導板１３０，１３２とは別の部品であってもよいが、それに代えて、熱伝導板１３０，１３２を流用したものでもよい。例えば、図３に示すように、熱伝導板１３０または１３２に、これに冶金的に接合された異種金属製の信号電線１３６との対から構成された熱電対１３８を用いることができる。尚、図３において、参照番号１４０は、この熱電対１３８の熱伝導板１３０または１３２側の信号電線である。   The heat conducting plates 130 and 132 are provided with temperature sensors (not shown in FIGS. 1 and 2) for measuring the temperatures of the reaction chamber 104 and the pump chamber 110, respectively. For example, a thermocouple can be used as the temperature sensor. The thermocouple may be a separate component from the heat conducting plates 130 and 132, but instead, the heat conducting plates 130 and 132 may be used. For example, as shown in FIG. 3, a thermocouple 138 composed of a pair with a metal wire joined to a heat conducting plate 130 or 132 metallurgically can be used. In FIG. 3, reference numeral 140 is a signal wire on the heat conduction plate 130 or 132 side of the thermocouple 138.

図1から分かるように、上述した構造をもつ複数（この実施形態ではの２つ）のサブ検査装置１００A，１００Bが一つの基板１０２に設けられる。各サブ検査装置１００A，１００Bは互いに独立して動作することができる。   As can be seen from FIG. 1, a plurality of (two in this embodiment) sub-inspection apparatuses 100A and 100B having the above-described structure are provided on one substrate 102. Each sub-inspection apparatus 100A, 100B can operate independently of each other.

以上の構造を持つサンプル検査装置１００は、外部の制御回路（図示省略）によって電気的に制御される。制御回路は、例えば、制御プログラムをマイクロプロセッサで実行するコンピュータであって、サンプル検査装置１００の温度制御デバイス１２６，１２８と上述した温度センサに電気的に接続され、温度センサから出力される電気検出信号を受け、その検出信号に応じて反応チャンバ１０４とポンプチャンバ１１０の温度を所望の温度に制御するための電気制御信号を温度制御デバイス１２６，１２８に出力する。   The sample inspection apparatus 100 having the above structure is electrically controlled by an external control circuit (not shown). The control circuit is, for example, a computer that executes a control program by a microprocessor, and is electrically connected to the temperature control devices 126 and 128 of the sample inspection apparatus 100 and the above-described temperature sensor, and is electrically detected from the temperature sensor. In response to the signal, an electric control signal for controlling the temperature of the reaction chamber 104 and the pump chamber 110 to a desired temperature is output to the temperature control devices 126 and 128 according to the detection signal.

以下では、この実施形態にかかるサンプル検査装置１００の使い方とその動作について、１つのサブ検査装置１００Aに着目して説明する。   Below, the usage and operation | movement of the sample test | inspection apparatus 100 concerning this embodiment are demonstrated paying attention to one sub test | inspection apparatus 100A.

まず、サンプル反応液と薬剤をサンプル検査装置１００にセットするための準備工程が行なわれる。ここでは、反応チャンバ１０４に、DNAを増幅するためのサンプル反応液、すなわち、例えばサンプルとしてのターゲット鋳型とDNA増幅反応用の試薬（例えばTaqDNAポリメラーゼ、マーカが付けられたプライマ、dNTP及びMg2+など)との混合液が注入される。また、薬剤チャンバ１０６に、検査用の薬剤液、例えばイムノクロマトグラフィー検査用のバッファが注入される。後述する移送工程が開始されるまで、サンプル反応液と薬剤液は反応チャンバ１０４と薬剤チャンバ１０６内で別々に保持される。   First, a preparation process for setting the sample reaction solution and the drug in the sample inspection apparatus 100 is performed. Here, in the reaction chamber 104, a sample reaction solution for amplifying DNA, that is, for example, a target template as a sample and a reagent for DNA amplification reaction (for example, Taq DNA polymerase, primer with a marker, dNTP and Mg2 +, etc.) The mixed solution is injected. Further, a drug solution for testing, for example, a buffer for immunochromatography test is injected into the drug chamber 106. The sample reaction solution and the drug solution are separately held in the reaction chamber 104 and the drug chamber 106 until a transfer process described later is started.

その後、DNA増幅のための反応工程が開始される。反応工程では、反応温度制御デバイス１２６が制御回路からの電気制御信号により駆動されて、反応チャンバ１０４を加熱し、そして反応チャンバ１０４の温度を所定の温度変化カーブに従って繰り返し増減する。それにより、反応チャンバ１０４内でＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）を行い、サンプルに含まれているＤＮＡが増幅される。   Thereafter, a reaction process for DNA amplification is started. In the reaction process, the reaction temperature control device 126 is driven by an electrical control signal from a control circuit to heat the reaction chamber 104 and repeatedly increase or decrease the temperature of the reaction chamber 104 according to a predetermined temperature change curve. Thereby, PCR (polymerase chain reaction) is performed in the reaction chamber 104, and the DNA contained in the sample is amplified.

反応工程が終了した後、移送工程が行なわれる。すなわち、ポンプ温度制御デバイス１２８が制御回路からの電気制御信号により駆動されて、ポンプチャンバ１１０を冷却し、それにより、ポンプチャンバ１１０内の空気が圧縮されて、反応チャンバ１０４と薬剤チャンバ１０６に負圧を加える。その結果、反応チャンバ１０４内の増幅DNAを含むサンプル反応液と、薬剤チャンバ１０６内の薬剤液とが、流路１１２，１１４を通じて、同時にポンプチャンバ１１０内に移動する。   After the reaction step is completed, a transfer step is performed. That is, the pump temperature control device 128 is driven by an electrical control signal from the control circuit to cool the pump chamber 110, thereby compressing the air in the pump chamber 110 and negatively reacting to the reaction chamber 104 and the drug chamber 106. Apply pressure. As a result, the sample reaction solution containing the amplified DNA in the reaction chamber 104 and the drug solution in the drug chamber 106 are simultaneously moved into the pump chamber 110 through the flow paths 112 and 114.

移送工程によりサンプル反応液と薬剤液とがポンプチャンバ１１０内に流入すると、薬剤液は毛細管現象でイムノクロマトグラフィー検査スティック１２２の頭部に吸収される。増幅DNAを含むサンプル反応液は、イムノクロマトグラフィー検査スティック１２２の反応液入口部にセットされていた薬剤と反応し、毛細管現象によりイムノクロマトグラフィー検査スティック１２２の頭部へ向かって移動する。この時先に反応した薬剤液も一緒に頭部へ向かって移動し自動的に遺伝子検査工程が開始される。   When the sample reaction solution and the drug solution flow into the pump chamber 110 by the transfer process, the drug solution is absorbed by the head of the immunochromatography test stick 122 by capillary action. The sample reaction solution containing the amplified DNA reacts with the drug set at the reaction solution inlet of the immunochromatography test stick 122 and moves toward the head of the immunochromatography test stick 122 by capillary action. At this time, the previously reacted drug solution also moves toward the head together, and the genetic testing process is automatically started.

検査工程はこのように自動的に開始され、そこでは、イムノクロマトグラフィー検査スティック１２２の検査チャンバ１０８内に在る検査部に含まれる薬剤とそこへ移動してきた薬剤液とが反応して、その検査部に発色反応が起こり検査が実行される。   The inspection process is automatically started in this way, in which the medicine contained in the inspection part in the inspection chamber 108 of the immunochromatography inspection stick 122 reacts with the medicine liquid that has moved there, and the inspection is performed. A color reaction occurs in the area and the inspection is performed.

以上の説明から分かるように、サンプル反応液と薬剤液とを予めサンプル検査装置１００にセットしておきさえすれば、ＤＮＡ増幅反応工程の開始から、液体移送工程を経て、イムノクロマトグラフィーによるＤＮＡ検査工程の終了までを、外部からの電気的な制御で自動的に実行し制御することができる。しかも、このサンプル検査装置１００は、ワンチップとして構成されていて簡素であり、よって、小型軽量にすることも容易である。さらには、ワンチップ内でＤＮＡ増幅から遺伝子検査までが行えるから、作業中の外部からの異物進入によるコンタミネーションの心配も殆ど無い。よって、容易かつ能率的に、サンプルの遺伝子検査を行なうことができる。   As can be seen from the above description, as long as the sample reaction solution and the drug solution are set in the sample inspection apparatus 100 in advance, a DNA inspection step by immunochromatography is performed from the start of the DNA amplification reaction step through the liquid transfer step. The process up to the end can be automatically executed and controlled by external electrical control. In addition, the sample inspection apparatus 100 is configured as a one-chip and is simple, and thus can be easily reduced in size and weight. Furthermore, since DNA amplification to genetic testing can be performed within a single chip, there is almost no risk of contamination due to foreign matter entering from the outside during work. Therefore, genetic testing of the sample can be performed easily and efficiently.

図４は、本発明の別の実施形態にかかるサンプル検査装置の平面図であり、図５は、同装置の主要流路に沿った断面図である。なお、これらの図４，５及び後述する他の図において、既に説明した図１，２に記載した要素と基本的に同様の機能をもつ要素には、同一の参照番号が付されている。   FIG. 4 is a plan view of a sample inspection apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view along the main flow path of the apparatus. In FIGS. 4 and 5 and other figures described later, elements having basically the same functions as those described in FIGS. 1 and 2 described above are denoted by the same reference numerals.

この別の実施形態にかかるサンプル検査装置２００も、ワンチップとして構成され、このワンチップ内で、DNA増幅と液体移送と遺伝子検査とを自動的に実行し制御できるようになっている。ここで、遺伝子検査の方法には、電気化学法が採用される。   The sample testing apparatus 200 according to this other embodiment is also configured as a single chip, and can automatically execute and control DNA amplification, liquid transfer, and genetic testing within this single chip. Here, an electrochemical method is employed as a method for genetic testing.

すなわち、図４，５に示すように、１枚の基板１０２内に、反応チャンバ１０４、薬剤チャンバ１０６、検査チャンバ１０８及びポンプチャンバ１１０が形成される。検査チャンバ１０８を中心にしてスター状に複数のチャンバ１０２〜１０８に接続される。すなわち、反応チャンバ１０４は第１の流路１１２を介して検査チャンバ１０８に接続され、薬剤チャンバ１０６は第２の流路１１４を介して検査チャンバ１０８に接続され、そして、ポンプチャンバ１１０は第３の流路を介して検査チャンバ１０８に接続される。反応チャンバ１０４はサンプル注入口１１６を有し、薬剤チャンバ１０６は薬剤注入口１２０を有する。検査チャンバ１０８の天壁には、電気化学法検査用の２つの検査電極２０４が取り付けられており、各検査電極２０４の一端は検査チャンバ１０８内に入り、他端は基板１０２の上面から外へ出ている。   That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the reaction chamber 104, the drug chamber 106, the inspection chamber 108, and the pump chamber 110 are formed in one substrate 102. The inspection chamber 108 is connected to the plurality of chambers 102 to 108 in a star shape with the center. That is, the reaction chamber 104 is connected to the test chamber 108 via the first flow path 112, the drug chamber 106 is connected to the test chamber 108 via the second flow path 114, and the pump chamber 110 is the third flow path. Are connected to the inspection chamber 108 via the flow path. Reaction chamber 104 has a sample inlet 116 and drug chamber 106 has a drug inlet 120. Two inspection electrodes 204 for electrochemical inspection are attached to the top wall of the inspection chamber 108, one end of each inspection electrode 204 enters the inspection chamber 108, and the other end extends from the upper surface of the substrate 102. Out.

反応チャンバ１０４とポンプチャンバ１１０の底壁の下面には、それぞれ、温度制御デバイス１２６，１２８の一方の熱入出力面が、熱伝導板１３０，１３２を介して又は直接的に、密着されている。熱伝導板１３０，１３２にはそれぞれ温度センサが設けられており、各温度センサは例えば図３に示したような構造をもつことができる。温度制御デバイス１２６，１２８の他方の熱入出力面は、共通の放熱板１３４に密着される。   One heat input / output surface of each of the temperature control devices 126 and 128 is in close contact with the lower surfaces of the bottom walls of the reaction chamber 104 and the pump chamber 110 via the heat conducting plates 130 and 132 or directly. . Each of the heat conducting plates 130 and 132 is provided with a temperature sensor, and each temperature sensor can have a structure as shown in FIG. 3, for example. The other heat input / output surfaces of the temperature control devices 126 and 128 are in close contact with the common heat sink 134.

温度制御デバイス１２６，１２８、上述した温度センサ及び検査電極２０４は、図示しない制御回路に電気的に結合される。制御回路は例えばコンピュータであり、温度センサからの電気検出信号に基づいて温度制御デバイス１２６，１２８を駆動し制御し、さらに、検査電極２０２に電気検査信号を送って検査結果を電気的に取得する。   The temperature control devices 126 and 128 and the above-described temperature sensor and test electrode 204 are electrically coupled to a control circuit (not shown). The control circuit is, for example, a computer, drives and controls the temperature control devices 126 and 128 based on an electrical detection signal from the temperature sensor, and further sends an electrical inspection signal to the inspection electrode 202 to electrically acquire the inspection result. .

上記の構成をもつサンプル検査装置２００の使い方と作用を、以下に説明する。   The usage and operation of the sample inspection apparatus 200 having the above configuration will be described below.

まず、準備工程にて、反応チャンバ１０４内に、既に説明したようなDNAを増幅させるためのサンプル反応液が注入される。また、薬剤チャンバ１０６内に、検査用の薬剤液、例えば電気化学法遺伝子検査用の薬剤液が注入される。後述する移送工程が開始されるまで、サンプル反応液と薬剤液は反応チャンバ１０４と薬剤チャンバ１０６内で別々に保持される。その後、反応工程が実行され、そこで、反応温度制御デバイス１２６が反応チャンバ１０４を加熱してその温度を増減し、それにより、ＰＣＲを行いＤＮＡが増幅される。   First, in the preparation step, a sample reaction solution for amplifying DNA as already described is injected into the reaction chamber 104. Further, a drug solution for testing, for example, a drug solution for electrochemical gene testing, is injected into the drug chamber 106. The sample reaction solution and the drug solution are separately held in the reaction chamber 104 and the drug chamber 106 until a transfer process described later is started. A reaction process is then performed, where the reaction temperature control device 126 heats the reaction chamber 104 to increase or decrease its temperature, thereby performing PCR and amplifying the DNA.

反応工程が終了した後、移送工程が行なわれ、そこで、ポンプ温度制御デバイス１２８がポンプチャンバ１１０を冷却してポンプチャンバ１１０内の空気を圧縮し、それにより、反応チャンバ１０４と薬剤チャンバ１０６からそれぞれサンプル反応液と薬剤液とが同時にポンプチャンバ１１０内に流入し混合される。移送工程が終わった後、検査工程が開始され、そこで、検査電極２０４に電気検査信号(例えば電圧信号）が加えられて、遺伝子検査結果（例えば、検査電極２０４間の電気抵抗値）が制御回路に検出される。   After the reaction step is completed, a transfer step is performed, where the pump temperature control device 128 cools the pump chamber 110 and compresses the air in the pump chamber 110, thereby causing the reaction chamber 104 and the drug chamber 106 to respectively The sample reaction solution and the drug solution are simultaneously flowed into the pump chamber 110 and mixed. After the transfer process is finished, an inspection process is started, where an electrical test signal (for example, a voltage signal) is applied to the test electrode 204, and a genetic test result (for example, an electrical resistance value between the test electrodes 204) is controlled by the control circuit. Detected.

以上のように、ワンチップの簡単な構成のサンプル検査装置２００により、ＤＮＡ増幅反応、液体の移送及び電気化学法遺伝子検査の全工程を、電気的な制御で自動的に実施し制御することができる。また、コンタミネーションの心配も殆どない。   As described above, all steps of DNA amplification reaction, liquid transfer and electrochemical genetic testing can be automatically performed and controlled by electrical control by the sample testing device 200 with a simple configuration of one chip. it can. Moreover, there is almost no worry of contamination.

図６は、本発明の更に別の実施形態にかかるサンプル検査装置の平面図であり、図７は、同装置の主要流路に沿った断面図である。   FIG. 6 is a plan view of a sample inspection apparatus according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view along the main flow path of the apparatus.

この更に別の実施形態にかかるサンプル検査装置３００も、ワンチップとして構成され、このワンチップ内で、DNA増幅と液体移送と遺伝子検査とを自動的に実行し制御できるようになっている。ここで、遺伝子検査の方法には、電気化学法が採用される。   The sample testing apparatus 300 according to this further embodiment is also configured as a single chip, and can automatically execute and control DNA amplification, liquid transfer, and genetic testing within this single chip. Here, an electrochemical method is employed as a method for genetic testing.

すなわち、図６，７に示すように、１枚の基板１０２内に、サンプル注入口１１６、反応チャンバ１０４、検査チャンバ１０８及びポンプチャンバ１１０が形成される。サンプル反応液注入口１１６、反応チャンバ１０４、検査チャンバ１０８及びポンプチャンバ１１０は、この順序で直列に、相互間に流路２０６，１１２，２０２をそれぞれ介して接続される。   That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the sample inlet 116, the reaction chamber 104, the inspection chamber 108 and the pump chamber 110 are formed in one substrate 102. The sample reaction solution inlet 116, the reaction chamber 104, the inspection chamber 108, and the pump chamber 110 are connected in series in this order via the flow paths 206, 112, and 202, respectively.

サンプル注入口１１６は、反応チャンバ１０４と同程度に大きい容量を有し、サンプル反応液を反応チャンバ１０４に注入する役目だけでなく、サンプル反応液を貯めて保持する役目をもつ。後述する反応工程が開始されるまで、サンプル反応液はサンプル注入口１１６内に保持され、反応工程が開始されると、サンプル注入口１１６から反応チャンバ１０４へ所定流量で送られることになる。   The sample inlet 116 has a capacity as large as that of the reaction chamber 104 and serves not only to inject the sample reaction liquid into the reaction chamber 104 but also to store and hold the sample reaction liquid. The sample reaction solution is held in the sample inlet 116 until a reaction process described later is started. When the reaction process is started, the sample reaction liquid is sent from the sample inlet 116 to the reaction chamber 104 at a predetermined flow rate.

反応チャンバ１０４は、非常に長くかつ多数回にわたり折り返す蛇行形の1本の流路である。反応チャンバ１０４の低壁の下面に、それぞれ独立して動作する複数（例えば３つ）の反応温度制御デバイス１２６A、１２６B、１２６Cが密着される。これらの反応温度制御デバイス１２６A、１２６B、１２６Cは、反応チャンバ１０４の対応する部分を異なる温度に制御し、それにより、サンプル反応液が反応チャンバ１０４を通過する間にPCRが行なわれるようになっている。   The reaction chamber 104 is a single, meandering flow path that is very long and folds back many times. A plurality of (for example, three) reaction temperature control devices 126A, 126B, and 126C that operate independently from each other are in close contact with the lower surface of the lower wall of the reaction chamber 104. These reaction temperature control devices 126A, 126B, 126C control corresponding portions of the reaction chamber 104 to different temperatures so that PCR is performed while the sample reaction liquid passes through the reaction chamber 104. Yes.

検査チャンバ１０８は、遺伝子検査の実施場所としてだけでなく、検査用の薬剤を貯めて保持する場所（薬剤チャンバ）としての役割をもつ。すなわち、検査チャンバ１０８は、電気化学法検査用の２つの検査電極２０４を有する。また、図７に示すように、検査チャンバ１０８は、薬剤注入口１２０を有し、注入された薬剤（電気化学法検査用の薬剤液）２０８が検査チャンバ１０８内に保持される。或いは、このサンプル検査装置３００の工場出荷時に、検査チャンバ１０６内に薬剤２０８が既にセットされていてもよく、その場合には薬剤注入口１２０は不要である。図７に示すように、検査チャンバ１０８の側壁の最も高い位置に、反応チャンバ１０４及びポンプチャンバ１１０へ繋がる流路１１２及び２０２の開口が配置されている。それにより、後述する反応工程及び移送工程でポンプチャンバ１１０が吸引を行っても、検査チャンバ１０８内の液体は検査チャンバ１０８内に保持される。   The test chamber 108 serves not only as a place for performing genetic testing but also as a place for storing and holding a test drug (drug chamber). That is, the inspection chamber 108 includes two inspection electrodes 204 for electrochemical inspection. Further, as shown in FIG. 7, the inspection chamber 108 has a medicine injection port 120, and the injected medicine (chemical liquid for electrochemical method inspection) 208 is held in the inspection chamber 108. Alternatively, the medicine 208 may already be set in the inspection chamber 106 at the time of shipment of the sample inspection apparatus 300 from the factory, and in this case, the medicine inlet 120 is unnecessary. As shown in FIG. 7, the openings of the flow paths 112 and 202 connected to the reaction chamber 104 and the pump chamber 110 are arranged at the highest position on the side wall of the inspection chamber 108. Thereby, even if the pump chamber 110 performs suction in a reaction process and a transfer process described later, the liquid in the inspection chamber 108 is held in the inspection chamber 108.

ポンプチャンバ１１０の底壁の下面には、ポンプ温度制御デバイス１２８が密着される。このポンプ温度制御デバイス１２８及び上述した３つの反応温度制御デバイス１２６A〜１２６Cの各々と基板１０２との間に、既に説明したような構成の温度センサ（図示省略）が設けられる。   A pump temperature control device 128 is in close contact with the lower surface of the bottom wall of the pump chamber 110. Between the pump temperature control device 128 and each of the three reaction temperature control devices 126A to 126C described above and the substrate 102, a temperature sensor (not shown) configured as described above is provided.

その他の構成は、図４，５に示したサンプル検査装置２００と基本的に同様である。   Other configurations are basically the same as those of the sample inspection apparatus 200 shown in FIGS.

上記の構成をもつサンプル検査装置３００の使い方と作用を、以下に説明する。   The usage and operation of the sample inspection apparatus 300 having the above configuration will be described below.

まず、準備工程にて、サンプル注入口１１６に、既に説明したようなDNAを増幅させるためのサンプル反応液が注入される。また、検査チャンバ１０８内に、検査用の薬剤２０８、例えば電気化学法遺伝子検査用のバッファが注入される(或いは、このサンプル検査装置３００の工場出荷時に検査チャンバ１０８内に薬剤２０８が既にセットされていてもよい）。サンプル反応液は、後述する反応工程が開始されるまで、サンプル注入口１１６に保持される。薬剤２０８は、終始、検査チャンバ１０８内に保持される。さらに、反応チャンバ１０４の下の３つの反応温度制御デバイス１２６A〜１２６Cが駆動され、それぞれ、反応チャンバ１０４の対応する部分の温度を所定の異なる温度に制御する。   First, in the preparation step, a sample reaction solution for amplifying DNA as already described is injected into the sample injection port 116. In addition, a test drug 208, for example, a buffer for electrochemical gene testing, is injected into the test chamber 108 (or the drug 208 is already set in the test chamber 108 when the sample test apparatus 300 is shipped from the factory. May be). The sample reaction solution is held in the sample inlet 116 until a reaction process described later is started. The medication 208 is retained in the inspection chamber 108 throughout. In addition, the three reaction temperature control devices 126A-126C below the reaction chamber 104 are driven, each controlling the temperature of the corresponding part of the reaction chamber 104 to a predetermined different temperature.

その後、反応工程が実行される。ここでは、ポンプ温度制御デバイス１２８がポンプチャンバ１１０を冷却してポンプチャンバ１１０内の空気を圧縮する。それにより、サンプル注入口１１６内のサンプル反応液が反応チャンバ１０４へ流入し、反応チャンバ１０４内を通過し、そして、検査チャンバ１０８へ流入する。サンプル反応液が反応チャンバ１０４内を通過している間、サンプル反応液は３つの反応温度制御デバイス１２６A〜１２６Cにより異なる温度に制御された部分を多数回にわたり繰り返し通るため、PCRが行なわれるDNAが増幅される。   Thereafter, the reaction step is performed. Here, the pump temperature control device 128 cools the pump chamber 110 and compresses the air in the pump chamber 110. Thereby, the sample reaction solution in the sample inlet 116 flows into the reaction chamber 104, passes through the reaction chamber 104, and flows into the inspection chamber 108. While the sample reaction solution passes through the reaction chamber 104, the sample reaction solution repeatedly passes through the parts controlled by the three reaction temperature control devices 126A to 126C at different temperatures many times, so that the DNA on which PCR is performed is performed. Amplified.

サンプル反応液が反応チャンバ１０４の最後の端部に到達したときに、反応温度制御デバイス１２６A〜１２６Cが停止され、反応工程が終了する。その後、ポンプ温度制御デバイス１２８によるポンプチャンバ１１０の冷却が継続されて、サンプル反応液を検査チャンバ１０８内へ移動させる移送工程が行なわれる。サンプル反応液の全てが検査チャンバ１０８内に入ると、ポンプ温度制御デバイス１２８が停止されて移送工程が終了する。検査チャンバ１０８内でサンプル反応液と薬剤２０８が混合する。その後、検査工程が開始され、そこで、検査電極２０４に電気検査信号(例えば電圧信号）が加えられて、遺伝子検査結果（例えば、検査電極２０４間の電気抵抗値）が制御回路に検出される。   When the sample reaction solution reaches the last end of the reaction chamber 104, the reaction temperature control devices 126A to 126C are stopped, and the reaction process ends. Thereafter, cooling of the pump chamber 110 by the pump temperature control device 128 is continued, and a transfer process for moving the sample reaction liquid into the inspection chamber 108 is performed. When all of the sample reaction liquid has entered the test chamber 108, the pump temperature control device 128 is stopped and the transfer process ends. The sample reaction liquid and the drug 208 are mixed in the inspection chamber 108. Thereafter, an inspection process is started, where an electrical test signal (for example, a voltage signal) is applied to the test electrode 204, and a genetic test result (for example, an electrical resistance value between the test electrodes 204) is detected by the control circuit.

この実施形態にかかるワンチップ型のサンプル検査装置３００においても、ＤＮＡの増幅と移送と電気化学法遺伝子検査を、電気的な制御信号で自動的に実行し制御することができる。ワンチップ内でＤＮＡ増幅から遺伝子検査までが行われるので、コンタミネーションの心配もほとんどない。   Also in the one-chip type sample testing apparatus 300 according to this embodiment, DNA amplification and transfer, and electrochemical method genetic testing can be automatically executed and controlled by electrical control signals. Since DNA amplification to genetic testing are performed in a single chip, there is almost no risk of contamination.

図８と図９は、更にまた別の実施形態にかかるサンプル検査装置４００のDNA増幅反応に直接関与する部分だけを抜粋して示した平面図と断面図である。図８と図９には、検査用薬剤の保持と検査を実行する部分の図示は省略されている。   FIGS. 8 and 9 are a plan view and a cross-sectional view showing only a part directly related to a DNA amplification reaction of a sample inspection apparatus 400 according to still another embodiment. In FIG. 8 and FIG. 9, the illustration of the portion for holding the test drug and executing the test is omitted.

図８と図９に示されるように、このサンプル検査装置４００のDNA増幅反応に直接関与する部分は、図６と図７に示したサンプル検査装置３００から検査チャンバ１０８を取り除いたと同様な構成になっており、反応チャンバ１０４が流路１１２を通じて空気チャンバ１１０に接続されている。   As shown in FIGS. 8 and 9, the part directly involved in the DNA amplification reaction of the sample inspection apparatus 400 has the same configuration as that obtained by removing the inspection chamber 108 from the sample inspection apparatus 300 shown in FIGS. 6 and 7. The reaction chamber 104 is connected to the air chamber 110 through the flow path 112.

このサンプル検査装置４００では、まず、準備工程で、サンプル反応液がサンプル注入口１１６にセットされ、反応温度制御デバイス１２６A〜１２６Cが駆動される。その後、反応工程が開始され、そこでは、ポンプ温度制御デバイス１２８がポンプチャンバ１１０を冷却し、サンプル反応液がサンプル注入口１１６内のサンプル反応液が反応チャンバ１０４に吸入されて、反応温度制御デバイス１２６A〜１２６Cにより異なる温度に制御されている部分を順次に繰り返し流れていく。サンプル反応液が異なる温度部分を順次に繰り返し流れている間に、PCRが行なわれてDNAが増幅される。サンプル反応液が反応チャンバ１０４の最後の端部に到達したとき、反応温度制御デバイス１２６A〜１２６Cが停止され、反応工程が終了する。   In the sample inspection apparatus 400, first, in a preparation process, a sample reaction solution is set in the sample inlet 116, and the reaction temperature control devices 126A to 126C are driven. Thereafter, the reaction process is started, where the pump temperature control device 128 cools the pump chamber 110 and the sample reaction liquid in the sample inlet 116 is drawn into the reaction chamber 104 and the reaction temperature control device. The parts controlled to different temperatures by 126A to 126C are repeatedly flowed sequentially. While the sample reaction solution is repeatedly and sequentially flowing through different temperature portions, PCR is performed to amplify the DNA. When the sample reaction solution reaches the last end of the reaction chamber 104, the reaction temperature control devices 126A to 126C are stopped, and the reaction process ends.

その後、移送工程が開始され、そこでは、ポンプ温度制御デバイス１２８が停止される（または、加熱を行なってもよい）。それにより、ポンプチャンバ１１０の温度が反応工程開始前と同じ常温に戻っていくので、ポンプチャンバ１１０内の空気が元の体積に膨張し、反応チャンバ１０４内のDNA増幅後のサンプル反応液は反応工程とは逆方向に流れてサンプル注入口１１６に戻る。その後、サンプル反応液はサンプル注入口１１６内に保持されるので、任意の時にサンプル注入口１１６からDNA増幅後のサンプル反応液を取り出してこれを検査することができる。   Thereafter, the transfer process is started, where the pump temperature control device 128 is stopped (or heating may be performed). As a result, the temperature of the pump chamber 110 returns to the same room temperature as before the start of the reaction process, so the air in the pump chamber 110 expands to the original volume, and the sample reaction solution after DNA amplification in the reaction chamber 104 reacts. It flows in the opposite direction to the process and returns to the sample inlet 116. Thereafter, since the sample reaction solution is held in the sample injection port 116, the sample reaction solution after DNA amplification can be taken out from the sample injection port 116 at any time and inspected.

このサンプル検査装置４００によれば、１チップ内でＤＮＡの増幅を行うことができ、外部に液移送用のポンプ等を設置する必要が無い。また、ＤＮＡ増幅後のサンプル反応液は、サンプル注入口１１６内に貯められ保持されるので、その後の検査工程へ移行する作業が容易である。   According to this sample inspection apparatus 400, DNA can be amplified within one chip, and there is no need to install a pump for transferring liquid outside. In addition, since the sample reaction solution after DNA amplification is stored and held in the sample injection port 116, it is easy to move to the subsequent inspection process.

このサンプル検査装置４００の変形例として、ポンプチャンバ１１０が、ポンプとして機能するだけでなく、検査チャンバとしても機能（例えば、図６及び図７に示した検査チャンバ１０８と同等の構成）を併せ持っていてもよい。その場合、反応工程後の移送工程でポンプチャンバ１１０による吸引が継続されて、反応チャンバ１０４内のサンプル反応液は検査チャンバを兼ねたポンプチャンバ１１０内に移送される。   As a modification of the sample inspection apparatus 400, the pump chamber 110 not only functions as a pump but also functions as an inspection chamber (for example, a configuration equivalent to the inspection chamber 108 shown in FIGS. 6 and 7). May be. In that case, suction by the pump chamber 110 is continued in the transfer step after the reaction step, and the sample reaction solution in the reaction chamber 104 is transferred into the pump chamber 110 that also serves as the inspection chamber.

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。例えば、各種のチャンバの具体的構成には、上に例示したもの以外の種々のものが採用できる。例えば、図1または図２に示したサンプル検査装置１００または２００において、図８に示したような構造の反応チャンバ１０４を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is only the illustration for description of this invention, and is not the meaning which limits the scope of the present invention only to this embodiment. The present invention can be implemented in various other modes without departing from the gist thereof. For example, various types other than those exemplified above can be adopted as specific configurations of various chambers. For example, in the sample inspection apparatus 100 or 200 shown in FIG. 1 or FIG. 2, the reaction chamber 104 having the structure shown in FIG. 8 can be adopted.

本発明の一実施形態にかかるサンプル検査装置の平面図。The top view of the sample inspection device concerning one embodiment of the present invention. 図１に示したサンプル検査装置の主要流路に沿った断面図。Sectional drawing along the main flow path of the sample test | inspection apparatus shown in FIG. 温度センサの構成例を示す熱伝導板の断面図。Sectional drawing of the heat conductive board which shows the structural example of a temperature sensor. 本発明の別の実施形態にかかるサンプル検査装置の平面図。The top view of the sample test | inspection apparatus concerning another embodiment of this invention. 図４に示したサンプル検査装置の主要流路に沿った断面図。Sectional drawing along the main flow path of the sample test | inspection apparatus shown in FIG. 本発明の一実施形態にかかるサンプル検査装置の平面図。The top view of the sample inspection device concerning one embodiment of the present invention. 図６に示したサンプル検査装置の主要流路に沿った断面図。Sectional drawing along the main flow path of the sample test | inspection apparatus shown in FIG. 更にまた別の実施形態にかかるサンプル検査装置のDNA増幅反応に直接関与する部分だけを抜粋して示した平面図。Furthermore, the top view which extracted and showed only the part directly related to the DNA amplification reaction of the sample test | inspection apparatus concerning another embodiment. 図８に示した部分の主要流路に沿った断面図。Sectional drawing along the main flow path of the part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０２ 基板
１０４ サンプルチャンバ
１０６ 薬剤チャンバ
１０８ 検査チャンバ
１１０ ポンプチャンバ
１２６、１２６A〜１２６C 反応温度制御デバイス
１２８ ポンプ温度制御デバイス
１２２ イムノクロマトグラフィー検査用スティック
２０４ 検査電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Substrate 104 Sample chamber 106 Drug chamber 108 Inspection chamber 110 Pump chamber 126, 126A-126C Reaction temperature control device 128 Pump temperature control device 122 Stick for immunochromatography test 204 Test electrode

Claims (6)

基板（１０２）と、
前記基板（１０２）内または上に一体的にそれぞれ設けられた、サンプルを保持するためのサンプルチャンバ（１０４）、検査用の薬剤を保持するための薬剤チャンバ（１０６）、前記サンプルを検査するための検査チャンバ（１０８）、及び熱膨張性の流体を収容したポンプチャンバ（１１０）と、
前記ポンプチャンバ（１１０）の温度を変化させて、前記ポンプチャンバ（１１０）の前記熱膨張性流体の体積を変化させるための、前記ポンプチャンバ（１１０）に結合されたポンプ温度制御デバイス（１２８）と
を備え、
前記サンプルチャンバ（１０４）が前記検査チャンバ（１０８）に接続され、
前記薬剤チャンバ（１０６）が前記検査チャンバ（１０８）に接続されるか、または前記検査チャンバ（１０８）と同一のチャンバであり、
前記検査チャンバ（１０８）が前記ポンプチャンバ（１１０）に接続されたサンプル検査装置。 A substrate (102);
A sample chamber (104) for holding a sample, a drug chamber (106) for holding a test drug, and a sample chamber, each provided integrally in or on the substrate (102). A test chamber (108) and a pump chamber (110) containing a thermally expandable fluid;
A pump temperature control device (128) coupled to the pump chamber (110) for changing the temperature of the pump chamber (110) to change the volume of the thermally expandable fluid in the pump chamber (110). And
The sample chamber (104) is connected to the inspection chamber (108);
The drug chamber (106) is connected to the test chamber (108) or is the same chamber as the test chamber (108);
A sample inspection apparatus in which the inspection chamber (108) is connected to the pump chamber (110). 請求項１記載のサンプル検査装置において、
前記サンプルチャンバ（１０４）の温度を変化させて前記サンプルチャンバ（１０４）内の前記サンプルに所定の反応を生じさせるための、前記サンプルチャンバ（１０４）に結合された反応温度制御デバイス（１２６）を更に備えたサンプル検査装置。 The sample inspection apparatus according to claim 1, wherein
A reaction temperature control device (126) coupled to the sample chamber (104) for changing the temperature of the sample chamber (104) to cause a predetermined reaction in the sample in the sample chamber (104); A sample inspection apparatus further provided. 請求項１記載のサンプル検査装置において、
前記薬剤チャンバ（１０６）が前記検査チャンバ（１０８）に接続され、
前記ポンプチャンバ（１１０）内の前記熱膨張性流体の体積変化により、前記サンプルチャンバ（１０４）内の前記サンプルと前記薬剤チャンバ（１０６）内の前記薬剤とが共に前記検査チャンバ（１０８）内へ移送されて混合されるようになっているサンプル検査装置。 The sample inspection apparatus according to claim 1, wherein
The drug chamber (106) is connected to the test chamber (108);
Due to the volume change of the thermally expandable fluid in the pump chamber (110), the sample in the sample chamber (104) and the drug in the drug chamber (106) are both moved into the test chamber (108). Sample inspection device that is transported and mixed. 請求項１記載のサンプル検査装置において、
前記薬剤チャンバ（１０６）が前記検査チャンバ（１０８）と同一のチャンバであり、
前記ポンプチャンバ（１１０）内の前記熱膨張性流体の体積変化により、前記サンプルチャンバ（１０４）内の前記サンプルが前記検査チャンバ（１０８）内へ移送されて、前記検査チャンバ（１０８）内の前記薬剤と混合されるようになっているサンプル検査装置。 The sample inspection apparatus according to claim 1, wherein
The drug chamber (106) is the same chamber as the test chamber (108);
Due to the volume change of the thermally expandable fluid in the pump chamber (110), the sample in the sample chamber (104) is transferred into the inspection chamber (108), and the sample in the inspection chamber (108). Sample inspection device that is designed to be mixed with drugs. 請求項１記載のサンプル検査装置において、
前記検査チャンバ（１０８）と前記ポンプチャンバ（１１０）とが同一のチャンバであるサンプル検査装置。 The sample inspection apparatus according to claim 1, wherein
The sample inspection apparatus, wherein the inspection chamber (108) and the pump chamber (110) are the same chamber. 請求項１記載のサンプル検査装置を用いたサンプルの検査方法において、
（A) 前記サンプル検査装置の前記サンプルチャンバ（１０４）と前記薬剤チャンバ（１０６）に前記サンプルと前記薬剤をそれぞれセットする準備工程と、
（B) 前記ポンプ温度制御デバイス（１２８）により前記ポンプチャンバ（１１０）内の前記熱膨張性流体の体積を変化させて、前記サンプルチャンバ（１０４）内の前記サンプルを前記検査チャンバ（１０８）内へ移送する移送工程と、
（C) 前記検査チャンバ（１０８）内で前記サンプル検査を行なう検査工程と
を有するサンプル検査方法。 In the sample inspection method using the sample inspection apparatus according to claim 1,
(A) a preparation step of setting the sample and the medicine in the sample chamber (104) and the medicine chamber (106) of the sample inspection device,
(B) The volume of the thermally expandable fluid in the pump chamber (110) is changed by the pump temperature control device (128), and the sample in the sample chamber (104) is moved into the inspection chamber (108). A transfer process for transferring to
(C) A sample inspection method including an inspection step of performing the sample inspection in the inspection chamber (108).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524219A (en) * 2010-03-31 2013-06-17 アボット ポイント オブ ケア インコーポレイテッド Biological fluid analysis system with sample motion

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003043041A (en) * 2001-08-01 2003-02-13 Canon Inc Liquid discharge device and apparatus for manufacturing sample carrier
JP2003190751A (en) * 2001-12-25 2003-07-08 Minolta Co Ltd Mixing method, mixing device and inspection device using the mixing device
JP2004160377A (en) * 2002-11-14 2004-06-10 Olympus Corp Solid-liquid extraction apparatus and method for manufacturing the same and solid-liquid extraction method
JP2004301625A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Canon Inc Biochemical reaction cartridge
JP2005321266A (en) * 2004-05-07 2005-11-17 Nippon Sheet Glass Co Ltd Chip for microchemical system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003043041A (en) * 2001-08-01 2003-02-13 Canon Inc Liquid discharge device and apparatus for manufacturing sample carrier
JP2003190751A (en) * 2001-12-25 2003-07-08 Minolta Co Ltd Mixing method, mixing device and inspection device using the mixing device
JP2004160377A (en) * 2002-11-14 2004-06-10 Olympus Corp Solid-liquid extraction apparatus and method for manufacturing the same and solid-liquid extraction method
JP2004301625A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Canon Inc Biochemical reaction cartridge
JP2005321266A (en) * 2004-05-07 2005-11-17 Nippon Sheet Glass Co Ltd Chip for microchemical system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524219A (en) * 2010-03-31 2013-06-17 アボット ポイント オブ ケア インコーポレイテッド Biological fluid analysis system with sample motion

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