专利名称：微型芯片检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及微型芯片检查装置。
背景技术：
近年来，如下的系统受到关注，该系统通过运用微机械技术以及 超微加工技术，将现有的用于进行试料调制、化学分析、化学合成等 的装置、机构(例如泵、阀、流路、传感器等)细微化并集成在一个
芯片上。这被称为|J -TAS (微型整合分析系统(Micro Total Analysis System))，是在称为微型芯片的部件上使试剂和试料(例如，处理 接受检查的被检者的尿、唾液、血液后抽出的经过DNA处理的抽出 溶液等)合流、通过检测其反应来研究试料特性的方法。
在微型芯片中，在由树脂材料、玻璃材料形成的基体上通过影印 石版工艺(7才卜'J 乂， 口七只)(通过药品对图案像进行蚀刻、制 作槽的方法)或激光进行槽加工，设置可使试剂和试料流动的细微的 流路和储存试剂的液体储存部，并提出了各种各样的图案。
并且，在利用这些微型芯片研究试料的特性时，利用微型泵等将 驱动液输送到微型芯片的微细流路，通过将收容在微型芯片内的试剂 或试料推出，使试剂和试料进行反应并引导到被检测部进行检测。在 被检测部，通过例如光学检测方法等检测目的物质。
在此，关于微型泵，在特开2006-284451号公报(JPA2006-284451 ) 中记载了作为驱动装置使用压电元件的微型泵。为了高精度地控制液 体输送量，需要使驱动一次压电元件而产生的液体输送量非常少。相 反要增加驱动压电元件的次数。如果驱动次数增加，则压电元件本身 的使用寿命缩短，或压电元件从所粘合的面剥离、缩短了微型泵的更 换周期。并且，如JPA2006-284451所述，在一体设置有多个微型泵 的微型泵的情况下，其数量越多发生不良的概率越高，而且，微型泵
的更换周期缩短。
并且，在特开2005-69997号公报(JPA2005-69997 )中记载了将
输送驱动液的泵以及储存驱动液的容器内置于微型芯片检查装置的装 置本体中的技术。
但是，如JPA2005-69997所述，在微型泵内置于装置本体的情况 下，在微型泵的使用寿命结束或者发生故障时，使用者不能简单地进 行更换操作。并且，在进行更换时，气泡或脏物等有可能进入微型泵 内，微型泵不能精确地输送液体，最严重的情况下，连液体输送本身 都不能够进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用者可容易地进行维护保养、且形成 气泡或脏物等不能进入的流路系统结构的微型芯片检查装置。 上述目的可通过以下构成实现。
1. 一种微型芯片检查装置，其特征在于，具有装置本体和泵模块 (求》:/力一卜'J少- )，所述装置本体包括微型芯片收容部和检测部， 该微型芯片收容部收容形成有进行试料的混合、反应、检测的流路的 微型芯片，该检测部与收容在该微型芯片收容部中的微型芯片的被检 测部相对应地设置；所述泵模块包括液体驱动用泵和驱动液容器，该 液体驱动用泵可相对于该装置本体自由拆装地构成、向收容于所述微 型芯片收容部中的微型芯片的微细流路注入驱动液，该驱动液容器收 容向该液体驱动用泵供给的驱动液。
2. 如1所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所述装置本体具 有用于向装置的各部供给电力的电源部，所述泵模块具有在将该泵模 块安装到装置本体上时、与所述电源部进行电连接的连接器部，从所 述电源部通过所述连接器部向所述泵模块供电。
3. 如1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所述泵模块 具有可存储以及可读出该泵模块的使用状况的存储介质。
4. 如1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所述泵模块 安装在所述装置本体的内侧上部。5. 如1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，以所述驱动 液容器可相对于所述泵模块拆装的方式构成所述泵模块。
6. 如1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所述泵模块 的所述驱动液容器设置在高于所述液体驱动用泵的位置。
7. 如1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所述泵模块 在连接所述驱动液容器和所述液体驱动用泵的流路的中途、在低于所 述驱动液容器且高于所述液体驱动用泵的位置，设置有控制从所述流 路输送的液体的电磁阀。
8. 如1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所述液体驱 动用泵可平置在所述泵模块内。
9. 如1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，在连接所述 液体驱动用泵和所述电磁阀的流路的中途、在低于上电磁阀且高于所 述液体驱动用泵的位置，具有可收缩的中间袋。
10. 如9所述的微型芯片检查装置，其特征在于，具有检测所述 中间袋内的液量的袋液检测传感器，所述电磁阀根据所述袋液检测传 感器的信息而控制流入所述中间袋的液体的量。
根据本发明，由于形成泵模块相对于装置本体可拆装的结构，因 此，使用者可通过更换泵模块部而简单地更换微型泵或补充驱动液， 且不会损伤装置本体。并且，在更换操作中，气泡和脏物等不进入微 型泵内，不会发生微型泵不能精确地输送液体或不能进行液体输送的 情况。
图l是本实施方式的微型芯片检查装置图。
图2是从上面看本实施方式的微型芯片诊断装置的构成的模块图。
具体实施例方式
就本发明的实施方式进行说明。另外，根据图示的实施方式就本 发明进行说明，但本发明并不局限于该实施方式。并且，本发明的实 施方式中的断定说明是表示最佳模式，并不限定本发明的用词的意思和技术范围。
图1是本实施方式的微型芯片检查装置图。在图1中，l是装置
本体，2是泵模块，微型芯片3可从装置本体1的微型芯片插入口 4 向着箭头A方向拆装。而且，从具有微型芯片的插入口的一侧看，泵 模块2安装在装置本体的内侧上部，装置本体1和泵模块2通过连接 部Cl以液体不泄漏的方式连接。并且，装置本体l具有用于向装置 的各部供电的电源部Dl，泵模块2在将泵模块2安装在装置本体1 上时，通过与电源部进行电连接的连接器C3从电源部D供电。
并且，具有检测微型芯片3内的检体和与试剂的反应状态等的由 发光部41和受光部42等构成的光检测部。
(泵模块)
以下对泵模块2进行具体说明。
在泵模块2中，具有收容驱动液的驱动液容器5、装载驱动液容 器5的容器装栽台6以及与驱动液容器5连接而将驱动液向下一个工 序输送的接头部7。并且，还具有控制被输送的液体的电磁阀8、暂时 储存被输送的液体的可伸缩的中间袋9、清除液体内的不纯物质的过 滤器部10、输送驱动液的液体驱动用泵11 (称为微型泵11)以及用 于将驱动液向微型芯片3输送的中间流路部件12。而且，安装微型泵 11的基体材料(《一 义基材)13和将从连接器C3供给的电力向泵模 块2的各部供给的中继基板14作为主要的结构。在进行更换的泵模块 2上，驱动液事先充满在从驱动液容器5经过微型泵11到中间流路部 件12的流路内，在该状态下进行更换。因此，更换时气泡或脏物不会 进入微型泵ll内。其结果，不会发生微型泵11不能精确地输送液体 或液体输送本身不能进行的情况。
在本实施方式中，将驱动液容器5设置在泵模块的上部，从驱动 液容器5输送的驱动液通过重力的作用而流出。并且，在更换驱动液 容器时，可通过将盖体F打开、向箭头B的方向拆装而进行更换。而 且，如图1所示，驱动液容器5向下倾斜地进行载置，使驱动液容器 5的液体出口处于最低的位置。并且，为了可拆装驱动液容器5，在本实施方式中，在驱动液容 器5侧设置阴接头，在容器安装台6侧设置阳接头。 一对阴阳接头作 为以下结构的接头进行使用，即，在安装驱动液容器5时，驱动液向 管Tl侧流动，在拆下时驱动液不泄漏。并且，如果驱动液的粘性在 1 10mPa 's(环境温度25。C时)的范围，则可以在驱动液容器5侧的 液体出口部设置橡胶等的弹性部件，在容器安装台6侧设置例如注射 针那样细的针，可以以可拆装的方式进行设置。
电磁阀8在连接驱动液容器5和微型泵11的流路的中途设置在低 于驱动液容器5、高于微型泵ll的位置。并且，在可伸缩的中间袋9 的附近设置检测其液量的液量检测传感器Sl，检测将驱动液输送到中 间袋9的同时袋膨胀起来的位置。电磁阀8通过液量检测传感器Sl 的ON/OFF信号进行阀的开关，由此对从管Tl输送来的驱动液的通 过量进行ON/OFF控制。
另夕卜，将中间袋9的液体出口部的位置hl和微型芯片3的驱动液 流入口部的位置h2的差Ah- (hl-h2)称为静水压，通过使中间袋9 的安装位置上下移动，控制流入微型芯片3的驱动液。
另外，为了检测驱动液容器内的驱动液剩余量，在容器装载台6 上设置液体剩余量检测传感器S2。液体剩余量检测传感器S2使用将 重量作为信号信息而发出信号的负载传感器等。来自负载传感器的信 号信息一旦输入装置本体所具有的控制部，则根据该信号在无图示的 装置本体的显示部上显示液体剩余量或发出警告蜂鸣，通知使用者(负 责人)驱动液容器内的驱动液的剩余量。
以下，就微型泵ll进行说明。
微型泵11由泵室52、使泵室52的容积发生变化的压电元件51、 位于泵室52的中间流路部件12侧的第一节流流路53、位于泵室52 的过滤器部10侧的第二节流流路54等构成，平置于泵模块内。第一 节流流路53和第二节流流路54成为被缩小的狭窄流路，并且，第一 节流流路53成为比第二节流流路54长的流路。
在向顺方向(朝向中间流路部件12的方向)输送驱动液的情况下，
首先，驱动压电元件51、使泵室52的容积急速减少。这样，在作为 短的节流流路的第二节流流路54上产生紊流，第二节流流路54上的 流路阻力与作为长的节流流路的第一节流流路53相比相对增大。这 样，泵室52内的驱动液11被第一节流流路53支配性地推出并输送。 然后，驱动压电元件51、緩慢地增加泵室52的容积。这样，随着泵 室52内的容积的增加，驱动液从第一节流流路53和第二节流流路54 流入。此时，由于第二节流流路54比第一节流流路53的长度短，因 此，第二节流流路54与第一节流流路53相比流路阻力小，驱动液支 配性地从第二节流流路54流入泵室52内。通过压电元件51重复以上 的动作，将驱动液向顺方向输送。
另一方面，在向逆方向(朝向过滤器10的方向)输送驱动液的情 况下，首先，驱动压电元件51、使泵室52的容积緩慢减少。这样， 由于第二节流流路54比第一节流流路53的长度短，因此，第二节流 流路54与第一节流流路53相比流路阻力小。这样，泵室52内的驱动 液被第二节流流路54支配性地推出输送。然后，驱动压电元件51、 急速增加泵室52的容积。这样，随着泵室52内的容积的增加，驱动 液从第一节流流路53和第二节流流路54流入。此时，在作为短的节 流流路的第二节流流路54中产生紊流，第二节流流路54中的流路阻 力比作为长的节流流路的第一节流流路53相对增大。这样，驱动液支 配性地从第一节流流路53流入泵室52内。通过压电元件51重复以上 的动作，将驱动液向逆方向输送。
这样，与对微型芯片进行槽加工时相同，微型泵11在由树脂材料、 玻璃材料构成的基体上通过影印石版工艺或激光进行槽加工，在该槽 部的基体的外侧下面设置压电元件。该结构的微型泵送出的液体量取 决于槽宽和安装在槽上的压电元件的长度。因此，通过控制向压电元 件输送的电压和驱动次数(频率)，可非常准确地输送微量的液体。 并且，如上所述，由于每个微型泵的大小取决于槽宽和压电元件的长 度，因此，通过加大基体材料的尺寸，可在一张基体材料上形成多个 泵。通常，有时将这样的微型泵称为扩散式泵。
图2是从上面看本实施方式的微型芯片诊断装置的构成的模块 图，为了便于了解内部，省略了盖体等。
微型芯片3根据试剂和试液的种类、数量，流路图案各不相同， 但以一定的间距pl设置吸入驱动液的开口部120。另一方面，多个微: 型泵11以间距p2的间隔形成在基体材料上。此时，间距p2不一定 与间距pl—致。因此，设置中间流路部件12来统一间距。
为了确保必要的密封性、防止驱动液漏出，中间流路部件12和微 型芯片3的连接部Cl以及微型泵11和中间流路部件12的连接部C2， 最好由聚四氟乙烯、硅酮树脂等的具有柔软性(弹性、形状追随性) 的树脂形成密合面。这样的具有柔软性的密合面例如可以由微型芯片 的构成基体材料本身形成，也可以由粘贴在连接部Cl、 C2上的流路 开口周围的具有柔软性的单独的部件形成。
并且，31是为了防止微型芯片3偏移而使其与连接部Cl密合的 芯片按压板，32是用于升降芯片按压板31的按压板驱动部。并且， Gl是使微型芯片3相对于中间流路部件12高精度地定位的限制部件。
同样，为了使中间流路部件12在连接部C2处与微型泵11紧贴， 具有按压中间流路部件12的部件按压板22、使部件按压板33升降的 部件按压板驱动部34。而且，具有使中间流路部件12相对于微型泵 11高精度地定位的限制部件G2。
如上所迷，用于微型泵11的压电元件51在向元件施加机械振动 的结构上具有使用寿命，因此，为了一直正常地驱动泵模块， 一直对 其驱动时间进行管理。在本实施方式的微型芯片检查装置中，将储存 介质设置在中继基板14上，所述储存介质可储存驱动装置的时间或使 用的日期时间等或可读出所储存的信息。在该储存介质的信息到达规 定的时间时，在无图示的显示部上显示警告。
如上所述，本发明的微型芯片检查装置形成泵模块2可相对于装 置本体l进行拆装的结构，因此，可通过更换泵模块部，容易地进行 维护保养工作。并且，在更换液体驱动用容器时，即使使用者(负责 人)没有专业技术，也可以进行操作。而且，在更换作业中不会发生气泡或脏物等进入微型泵内、微型泵不能精确地输送液体或不能输送 液体的情况。
更换后的泵模块通过熟练的操作人员或者送回到专业公司而进行 再生，可实现不浪费资源的微型芯片诊断装置。
权利要求
1.一种微型芯片检查装置，其特征在于，具有装置本体和泵模块，所述装置本体包括微型芯片收容部和检测部，该微型芯片收容部收容形成有进行试料的混合、反应、检测的流路的微型芯片，该检测部与收容在该微型芯片收容部中的微型芯片的被检测部相对应地设置；所述泵模块包括液体驱动用泵和驱动液容器，该液体驱动用泵可相对于该装置本体自由拆装地构成、向收容于所述微型芯片收容部中的微型芯片的微细流路注入驱动液，该驱动液容器收容向该液体驱动用泵供给的驱动液。
2. 如权利要求l所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所述装 置本体具有用于向装置的各部供给电力的电源部，所述泵模块具有在将该泵模块安装到装置本体上时、与所述电源部进行电连接的连接器 部，从所述电源部通过所述连接器部向所述泵模块供电。
3. 如权利要求1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所 述泵模块具有可存储以及可读出该泵模块的使用状况的存储介质。
4. 如权利要求1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所 述泵模块安装在所述装置本体的内侧上部。
5. 如权利要求1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，以 所述驱动液容器可相对于所述泵模块拆装的方式构成所述泵模块。
6. 如权利要求1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所 述泵模块的所述驱动液容器设置在高于所述液体驱动用泵的位置。
7. 如权利要求1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所 述泵模块在连接所述驱动液容器和所述液体驱动用泵的流路的中途、 在低于所述驱动液容器且高于所述液体驱动用泵的位置，设置有控制 从所述流路输送的液体的电/P兹阀。
8. 如权利要求1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，所 述液体驱动用泵可平置在所述泵模块内。
9. 如权利要求1或2所述的微型芯片检查装置，其特征在于，在连接所述液体驱动用泵和所述电磁阀的流路的中途、在低于所述电磁 阀且高于所述液体驱动用泵的位置，具有可收缩的中间袋。
10.如权利要求9所述的微型芯片检查装置，其特征在于，具有 检测所述中间袋内的液量的袋液检测传感器，所述电磁阀根据所述袋 液检测传感器的信息而控制流入所述中间袋的液体的量。
全文摘要
本发明提供一种使用者可容易地进行维护保养、且形成气泡或脏物等不能进入的流路系统结构的微型芯片检查装置。由于形成泵模块相对于装置本体可拆装的结构，因此，使用者可通过更换泵模块而容易地更换微型泵或补充驱动液，且不会损伤装置本体。并且，在更换操作中，气泡和脏物等不会进入微型泵内，不会发生微型泵不能精确地输送液体或不能进行液体输送的情况。
文档编号G01N33/48GK101201347SQ20071019892
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月12日
发明者北村光晴, 延本祐司 申请人:柯尼卡美能达医疗印刷器材株式会社