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JP2009008478A - Microchip inspection system - Google Patents

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JP2009008478A
JP2009008478A JP2007168907A JP2007168907A JP2009008478A JP 2009008478 A JP2009008478 A JP 2009008478A JP 2007168907 A JP2007168907 A JP 2007168907A JP 2007168907 A JP2007168907 A JP 2007168907A JP 2009008478 A JP2009008478 A JP 2009008478A
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flow rate
unit
correction coefficient
flow path
fluid
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JP2007168907A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Harada
晋治 原田
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Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Original Assignee
Konica Minolta Medical and Graphic Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microchip inspection system detecting a flow rate in a channel highly accurately with high reliability. <P>SOLUTION: This microchip inspection system comprises: a pump for injecting fluid from the channel into a microchip; a thermal flow rate sensor equipped with a heating resister and a temperature detection member arranged along the fluid channel for outputting a signal corresponding to the flow rate of the fluid; a first flow rate calculation means for calculating the flow rate based on an output from the thermal flow rate sensor; a fluid detection means for detecting existence of the fluid on prescribed two spots in the channel, and outputting a detection signal; a second flow rate calculation means for calculating a calibrated flow rate, based on the detection signal acquired from the fluid detection means; a correction coefficient calculation means for calculating a correction coefficient, based on the calibrated flow rate calculated by the second flow rate calculation means and the flow rate calculated by the first flow rate calculation means; and a correction coefficient table for storing the correction coefficient. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はマイクロチップ検査システムに関する。   The present invention relates to a microchip inspection system.

近年、マイクロマシン技術および超微細加工技術を駆使することにより、化学分析、化学合成などを行うための装置、手段(例えばポンプ、バルブ、流路、センサなど)を微細化して1チップ上に集積化したシステムが開発されている(例えば特許文献1参照)。   In recent years, by making full use of micromachine technology and ultrafine processing technology, devices and means (for example, pumps, valves, flow paths, sensors, etc.) for performing chemical analysis, chemical synthesis, etc. are miniaturized and integrated on one chip. Such a system has been developed (see, for example, Patent Document 1).

これはμ−TAS(Micro total Analysis System:マイクロ総合分析システム)、バイオリアクタ、ラブ・オン・チップ(Lab−on−chips)、バイオチップとも呼ばれ、医療検査、診断分野、環境測定分野、農産製造分野でその応用が期待されている。現実には遺伝子検査に見られるように、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる場合には、自動化、高速化および簡便化されたミクロ化分析システムは、コスト、必要試量、所要時間のみならず、時間および場所を選ばない分析を可能とすることによる恩恵は多大と言える。   This is also called μ-TAS (Micro total Analysis System), bioreactor, Lab-on-chip, biochip, medical examination, diagnostic field, environmental measurement field, agricultural production Its application is expected in the manufacturing field. In reality, as seen in genetic testing, automated, faster, and simplified microanalysis systems are costly and necessary when complex processes, skilled techniques, and equipment operations are required. The benefits of enabling time-and-location analysis as well as sample size and time are enormous.

各種の分析、検査ではこれらの分析用チップ(以下、チップ内に微細流路が設けられ、微細流路内において各種の反応を行う上記のようなチップを「マイクロチップ」という。)には、複数の流路が形成されることが多く、また微量な薬品の化学反応を取り扱うため、それらの流路を流れる液体の流量は各流路毎に厳密に管理される必要がある。   In various types of analysis and inspection, these analysis chips (hereinafter referred to as “microchips”, which are provided with a microchannel in the chip and perform various reactions in the microchannel) are referred to as “microchips”. In many cases, a plurality of flow paths are formed, and since a chemical reaction of a small amount of chemicals is handled, the flow rate of the liquid flowing through these flow paths needs to be strictly managed for each flow path.

従来からこのようなシステムではマイクロポンプを用いて送液を行っている。複数の流路に送液する場合は、複数のマイクロポンプによって各流路毎に所定の流量で送液する。マイクロポンプの性能にはバラツキがあるので精度良く所定の流量で送液するためには、流路毎に流量センサを配置して流量を測定し、マイクロポンプの制御にフィードバックする必要がある。   Conventionally, in such a system, liquid feeding is performed using a micropump. When the liquid is sent to a plurality of flow paths, the liquid is sent at a predetermined flow rate for each flow path by a plurality of micro pumps. Since there is variation in the performance of the micropump, it is necessary to arrange a flow rate sensor for each flow path to measure the flow rate and feed it back to the control of the micropump in order to send the liquid accurately at a predetermined flow rate.

微小流量の計測方法として、液体が流れる導管の外側に密接して互いに離間して液体が流れる方向に沿って2つのセンサを設け、上流側と下流側の温度差から流量を計測する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   As a method for measuring a minute flow rate, a method is known in which two sensors are provided in close proximity to the outside of a conduit through which liquid flows and along the direction in which the liquid flows, and the flow rate is measured from the temperature difference between the upstream side and the downstream side. (For example, refer to Patent Document 2).

しかしながら、特許文献2に開示されている方法では導管の外側にセンサが配置されているので、外部の熱を遮断するため導管を覆う部材が必要であり複数の導管から流量を計測する装置は大変大きいものになってしまう。   However, since the sensor is arranged outside the conduit in the method disclosed in Patent Document 2, a member that covers the conduit is necessary to block external heat, and an apparatus for measuring the flow rate from a plurality of conduits is very difficult. It becomes big.

また、流路管にマイクロヒータと、マイクロヒータの上流側に第1のセンサと、マイクロヒータの下流側に第2のセンサとを配置し、2つのセンサの温度差に基づいて流量を計測する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, a microheater is disposed in the channel tube, a first sensor is disposed upstream of the microheater, and a second sensor is disposed downstream of the microheater, and the flow rate is measured based on the temperature difference between the two sensors. A method has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

しかしながら、特許文献3に開示されている方法では導管の内側にマイクロヒータとセンサが配置されているので特許文献2の方法よりは小型化できるが、導管を用いるため同様に導管を覆う部材が必要であり装置は大きなものになってしまう。   However, in the method disclosed in Patent Document 3, since the microheater and the sensor are arranged inside the conduit, the size can be reduced as compared with the method of Patent Document 2. However, since the conduit is used, a member that covers the conduit is also necessary. And the device becomes large.

小型化が可能な方法としては、複数の流路が形成されているガラス基板の上に流路の蓋としてシリコン基板を形成し、その上に流体流量検出用の2つのヒータを形成し、上流側のヒータと下流側のヒータの抵抗比から流量を検出する熱式流量センサが提案されている(例えば、特許文献4参照)。特許文献4の方式では、白金などの抵抗温度係数の大きい金属材料を用いてヒータを形成している。
特開2004−28589号公報 特開昭62−62221号公報 特開2005−55317号公報 特開平7−159215号公報
As a method capable of miniaturization, a silicon substrate is formed as a lid of a flow channel on a glass substrate on which a plurality of flow channels are formed, and two heaters for detecting a fluid flow rate are formed on the silicon substrate. A thermal flow sensor that detects the flow rate from the resistance ratio of the heater on the side and the heater on the downstream side has been proposed (see, for example, Patent Document 4). In the method of Patent Document 4, the heater is formed using a metal material having a large resistance temperature coefficient such as platinum.
JP 2004-28589 A JP-A-62-62221 JP 2005-55317 A JP 7-159215 A

特許文献4に用いられているような白金などの貴金属は高価であり、安価な材料を用いて厚膜印刷によりヒータを形成する方が生産性が高い。しかしながら、安価な材料を用いて厚膜印刷で形成したヒータは長期間使用すると特性が劣化するため、測定した流量に誤差が生じる問題があった。   Noble metals such as platinum used in Patent Document 4 are expensive, and productivity is higher when a heater is formed by thick film printing using an inexpensive material. However, a heater formed by thick film printing using an inexpensive material deteriorates its characteristics when used for a long time, and there is a problem that an error occurs in the measured flow rate.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、流路の流量を高い信頼性で高精度に検出できるマイクロチップ検査システムを提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, Comprising: It aims at providing the microchip test | inspection system which can detect the flow volume of a flow path with high reliability and high precision.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。   In order to solve the above problems, the present invention has the following features.

1.
流体を流路からマイクロチップに注入するポンプと、
前記流体の前記流路に沿って配置された発熱抵抗体と温度検出部材とを備えて前記流体の流量に対応する信号を出力する熱式流量センサと、
前記熱式流量センサの出力に基づいて流量を算出する第1の流量算出手段と、
前記流路の所定の2個所における流体の有無を検知して検知信号を出力する流体検知手段と、
前記流体検知手段から得られた検知信号に基づいて校正流量を算出する第2の流量算出手段と、
前記第2の流量算出手段の算出した前記校正流量と前記第1の流量算出手段の算出した前記流量とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数を記憶する補正係数テーブルと、
を有し、
前記第1の流量算出手段は、前記補正係数テーブルに記憶されている前記補正係数に基づいて前記流量を補正することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
1.
A pump for injecting fluid from the flow path into the microchip;
A thermal flow sensor that includes a heating resistor and a temperature detection member arranged along the flow path of the fluid, and outputs a signal corresponding to the flow rate of the fluid;
First flow rate calculating means for calculating a flow rate based on the output of the thermal flow sensor;
Fluid detection means for detecting the presence or absence of fluid at two predetermined locations of the flow path and outputting a detection signal;
Second flow rate calculation means for calculating a calibration flow rate based on a detection signal obtained from the fluid detection means;
Correction coefficient calculation means for calculating a correction coefficient based on the calibration flow rate calculated by the second flow rate calculation means and the flow rate calculated by the first flow rate calculation means;
A correction coefficient table for storing the correction coefficient;
Have
The microchip inspection system, wherein the first flow rate calculation unit corrects the flow rate based on the correction coefficient stored in the correction coefficient table.

2.
前記第1の流量算出手段と前記第2の流量算出手段は、予め定められたタイミングで流量と校正流量を算出し、
前記補正係数算出手段は、前記流量と前記校正流量とに基づいて前記補正係数を算出し、前記補正係数テーブルを更新することを特徴とする1に記載のマイクロチップ検査システム。
2.
The first flow rate calculation unit and the second flow rate calculation unit calculate a flow rate and a calibration flow rate at a predetermined timing,
2. The microchip inspection system according to 1, wherein the correction coefficient calculation unit calculates the correction coefficient based on the flow rate and the calibration flow rate, and updates the correction coefficient table.

3.
前記発熱抵抗体および前記温度検出部材の少なくとも1つは厚膜印刷により形成されることを特徴とする1または2に記載のマイクロチップ検査システム。
3.
3. The microchip inspection system according to 1 or 2, wherein at least one of the heating resistor and the temperature detection member is formed by thick film printing.

4.
前記流体検知手段は、
前記流路と直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路を透過した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載のマイクロチップ検査システム。
4).
The fluid detection means includes
A light emitting unit that emits light from the direction orthogonal to the flow path toward the flow path;
A light receiving unit that receives light of the light emitting unit that has passed through the flow path and generates a signal according to the amount of light;
A detection unit that outputs a detection signal by comparing the signal of the light receiving unit with a predetermined value;
The microchip inspection system according to any one of 1 to 3, characterized by comprising:

5.
前記流体検知手段は、
前記流路と略直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路から反射した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載のマイクロチップ検査システム。
5).
The fluid detection means includes
A light emitting unit that emits light from the direction substantially orthogonal to the flow path toward the flow path;
A light receiving unit that receives light of the light emitting unit reflected from the flow path and generates a signal according to the amount of light; and
A detection unit that outputs a detection signal by comparing the signal of the light receiving unit with a predetermined value;
The microchip inspection system according to any one of 1 to 3, characterized by comprising:

6.
前記流体検知手段は、
前記流路内に配置されたセンサと、
前記センサが前記流体と接触したときの出力変化に基づいて検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載のマイクロチップ検査システム。
6).
The fluid detection means includes
A sensor disposed in the flow path;
A detection unit that outputs a detection signal based on an output change when the sensor comes into contact with the fluid;
The microchip inspection system according to any one of 1 to 3, characterized by comprising:

本発明によれば、流路の2個所に流路を流れる液体を検出する検出器を設け、検出器の出力から算出した校正流量に基づいて補正係数を予め算出し、熱式流量センサの出力から得られた流量を補正係数に基づいて校正するので、流路の流量を高い信頼性で高精度に検出できる。   According to the present invention, the detector for detecting the liquid flowing through the flow path is provided at two locations of the flow path, the correction coefficient is calculated in advance based on the calibration flow rate calculated from the output of the detector, and the output of the thermal flow sensor Since the flow rate obtained from is calibrated based on the correction coefficient, the flow rate of the flow path can be detected with high reliability and high accuracy.

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態におけるマイクロチップ検査システム80の外観図である。   FIG. 1 is an external view of a microchip inspection system 80 according to an embodiment of the present invention.

本発明のマイクロチップ検査システム80は反応検出装置82とマイクロチップ1から構成される。反応検出装置82はマイクロチップ1に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部84に結果を表示する装置である。反応検出装置82には挿入口83があり、マイクロチップ1を挿入口83に差し込んで反応検出装置82の内部にセットするようになっている。   The microchip inspection system 80 of the present invention includes a reaction detection device 82 and a microchip 1. The reaction detection device 82 is a device that automatically detects a reaction between a specimen previously injected into the microchip 1 and a reagent and displays the result on the display unit 84. The reaction detection device 82 has an insertion port 83, and the microchip 1 is inserted into the insertion port 83 and set in the reaction detection device 82.

なお、挿入口83はマイクロチップ1を挿入時に接触しないように、マイクロチップ1の厚みより十分高さがある。85はメモリカードスロット、86はプリント出力口、87は操作パネル、88は外部入出力端子である。   The insertion port 83 is sufficiently higher than the thickness of the microchip 1 so that the microchip 1 does not come into contact with the microchip 1 during insertion. Reference numeral 85 denotes a memory card slot, 86 denotes a print output port, 87 denotes an operation panel, and 88 denotes an external input / output terminal.

検査担当者は図1の矢印方向にマイクロチップ1を挿入し、操作パネル87を操作して検査を開始させる。反応検出装置82の内部では、制御手段の指令により図1には図示せぬポンプ92がマイクロチップ1に駆動液等の流体を注入し、マイクロチップ1内の反応の検査が自動的に行われる。検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部84に結果が表示される。検査結果は操作パネル87の操作により、プリント出力口86よりプリントを出力したり、メモリカードスロット85に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子88から例えばLANケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。   The person in charge of inspection inserts the microchip 1 in the direction of the arrow in FIG. 1 and operates the operation panel 87 to start the inspection. Inside the reaction detector 82, a pump 92 (not shown in FIG. 1) injects a fluid such as a driving liquid into the microchip 1 according to a command from the control means, and the reaction in the microchip 1 is automatically inspected. . When the inspection is completed, the result is displayed on the display unit 84 constituted by a liquid crystal panel or the like. The inspection result can be output from the print output port 86 or stored in a memory card inserted into the memory card slot 85 by operating the operation panel 87. Further, data can be stored in the personal computer or the like from the external input / output terminal 88 using, for example, a LAN cable.

検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ1を挿入口83から取り出す。   The inspection person takes out the microchip 1 from the insertion port 83 after the inspection is completed.

図2は、第1の実施形態のマイクロチップ検査システム80における反応検出装置82の内部構成の一例を示す断面図である。反応検出装置82は温度調節ユニット152、光検出部150、中間流路部180、ポンプ92、パッキン90a、90b、駆動液タンク91などから構成される。以下、これまでに説明した構成要素と同一の構成要素には同番号を付し、説明を省略する。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the internal configuration of the reaction detection device 82 in the microchip inspection system 80 of the first embodiment. The reaction detection device 82 includes a temperature adjustment unit 152, a light detection unit 150, an intermediate flow path unit 180, a pump 92, packings 90a and 90b, a driving liquid tank 91, and the like. Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as those described so far, and description thereof will be omitted.

図2は、マイクロチップ1の上面を温度調節ユニット152とポンプ92に密着させている状態である。マイクロチップ1は図示せぬ駆動部材により駆動され、紙面上下方向に移動可能である。   FIG. 2 shows a state in which the upper surface of the microchip 1 is in close contact with the temperature adjustment unit 152 and the pump 92. The microchip 1 is driven by a driving member (not shown) and can move in the vertical direction on the paper.

初期状態において、マイクロチップ1は図2の紙面左右方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口83から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ1を挿入する。所定の位置までマイクロチップ1を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部95がマイクロチップ1を検知し、オンになる。   In the initial state, the microchip 1 can be inserted / removed in the horizontal direction of FIG. 2, and the person inspecting inserts the microchip 1 from the insertion port 83 until it comes into contact with a regulating member (not shown). When the microchip 1 is inserted to a predetermined position, the chip detection unit 95 using a photo interrupter or the like detects the microchip 1 and is turned on.

温度調節ユニット152は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱または吸熱を行ってマイクロチップ1の上面を所定の温度に調整するユニットである。   The temperature adjustment unit 152 is a unit that incorporates a Peltier element, a power supply device, a temperature control device, and the like and adjusts the upper surface of the microchip 1 to a predetermined temperature by generating heat or absorbing heat.

図示せぬ制御部が、チップ検知部95がオンになった信号を受信すると、駆動部材によりマイクロチップ1を上昇させて、マイクロチップ1の上面を温度調節ユニット152とパッキン92を介して中間流路部180に押しつけて密着させる。   When a control unit (not shown) receives a signal indicating that the chip detection unit 95 is turned on, the microchip 1 is raised by the driving member, and the upper surface of the microchip 1 is intermediately flowed through the temperature adjustment unit 152 and the packing 92. Press against the road portion 180 to bring it into close contact.

マイクロチップ1の駆動液注入部は、マイクロチップ1とパッキン90aを密着させたときに、中間流路部180に設けられた対応する開口185とそれぞれ連通する位置に設けられている。中間流路部180は、中間流路182aと中間流路182bの溝を設けた透明な流路基板184と、流路基板184を覆うセンサ基板183、被覆基板189と、から構成されている。中間流路182aは、貫通穴171を介して流路基板184の反対側の面に設けられた中間流路182bと連通し、一つの中間流路182を形成している。   The driving liquid injection part of the microchip 1 is provided at a position where it communicates with the corresponding opening 185 provided in the intermediate flow path part 180 when the microchip 1 and the packing 90a are brought into close contact with each other. The intermediate flow path portion 180 includes a transparent flow path substrate 184 provided with grooves for the intermediate flow path 182a and the intermediate flow path 182b, a sensor substrate 183 that covers the flow path substrate 184, and a covering substrate 189. The intermediate flow path 182 a communicates with the intermediate flow path 182 b provided on the opposite surface of the flow path substrate 184 via the through hole 171 to form one intermediate flow path 182.

中間流路182aの端部に設けられた開口186はパッキン90bを介してポンプ92の入出力口146と連通している。中間流路182bの端部に設けられた開口185は、パッキン90aを介してマイクロチップ1の流路と連通している。   An opening 186 provided at the end of the intermediate flow path 182a communicates with the input / output port 146 of the pump 92 via the packing 90b. The opening 185 provided at the end of the intermediate flow path 182b communicates with the flow path of the microchip 1 through the packing 90a.

ポンプ92はマイクロポンプ機構を備え、駆動液タンク91から吸入した液体を中間流路部180に吐出する。あるいは、逆方向に中間流路部180から吸入した液体を駆動液タンク91から吐出することもできる。図2では、ポンプ92の備えるマイクロポンプの1つの断面を示しているが、ポンプ92の複数のマイクロポンプを備えそれぞれ中間流路182と連通している。   The pump 92 includes a micropump mechanism and discharges the liquid sucked from the driving liquid tank 91 to the intermediate flow path portion 180. Alternatively, the liquid sucked from the intermediate flow path portion 180 in the reverse direction can be discharged from the driving liquid tank 91. In FIG. 2, one cross section of the micropump included in the pump 92 is illustrated, but a plurality of micropumps of the pump 92 are provided and communicated with the intermediate flow path 182.

ポンプ92の吸込側には、パッキン90cを介して駆動液タンク91が接続され、駆動液タンク91に充填された駆動液をパッキン90cを介して吸い込むようになっている。一方、ポンプ92の吐出側は中間流路182を介してマイクロチップ1と連通しているので、ポンプ92から送り出された駆動液は、パッキン90aを介してマイクロチップ1内に形成された流路に注入される。このようにして、ポンプ92からマイクロチップ1に駆動液を注入する。   A driving liquid tank 91 is connected to the suction side of the pump 92 via a packing 90c, and the driving liquid filled in the driving liquid tank 91 is sucked via the packing 90c. On the other hand, since the discharge side of the pump 92 communicates with the microchip 1 via the intermediate flow path 182, the driving liquid sent from the pump 92 is a flow path formed in the microchip 1 via the packing 90 a. Injected into. In this way, the driving liquid is injected from the pump 92 into the microchip 1.

中間流路部180には中間流路182を流れる駆動液の流速を測定するため液体検知部190が設けられている。また、後に説明するように熱式流量センサが設けられている。   The intermediate flow path unit 180 is provided with a liquid detection unit 190 for measuring the flow rate of the driving liquid flowing through the intermediate flow path 182. Further, as will be described later, a thermal flow sensor is provided.

液体検知部190は、第1発光部193、第1受光部191と、第2発光部194、第2受光部192と図5には図示せぬ第1検知部198、第2検知部199から構成される(図6参照)。   The liquid detection unit 190 includes a first light emitting unit 193, a first light receiving unit 191, a second light emitting unit 194, a second light receiving unit 192, and a first detection unit 198 and a second detection unit 199 that are not shown in FIG. It is configured (see FIG. 6).

第1発光部193、第2発光部194はLED、ランプなどの発光素子である。第1受光部191、第2受光部192は、例えばフォトダイオードなどの受光素子であり、それぞれ対向する位置にある第1発光部193、第2発光部194が発光する光を中間流路部180の透明な部分を介して受光する。駆動液が中間流路182を流れると、中間流路182を透過する光量が変化し、第1受光部191、第2受光部192の信号電流も変化する。   The first light emitting unit 193 and the second light emitting unit 194 are light emitting elements such as LEDs and lamps. The first light receiving part 191 and the second light receiving part 192 are light receiving elements such as photodiodes, for example, and the intermediate flow path part 180 emits light emitted by the first light emitting part 193 and the second light emitting part 194 that are respectively opposed to each other. The light is received through the transparent part. When the driving liquid flows through the intermediate flow path 182, the amount of light transmitted through the intermediate flow path 182 changes, and the signal currents of the first light receiving unit 191 and the second light receiving unit 192 also change.

第1検知部198、第2検知部199はオペアンプなどの増幅器、所定値と比較するコンパレータ、電源部などから構成される。第1検知部198、第2検知部199はそれぞれ第1受光部191、第2受光部192の信号電流を電圧に変換し、所定電圧と比較して駆動液の検知信号を出力する。   The first detection unit 198 and the second detection unit 199 include an amplifier such as an operational amplifier, a comparator for comparing with a predetermined value, a power supply unit, and the like. The first detection unit 198 and the second detection unit 199 convert the signal currents of the first light receiving unit 191 and the second light receiving unit 192 into voltages, respectively, and compare with a predetermined voltage to output a driving liquid detection signal.

第1発光部193、第1受光部191と第2発光部194と第2受光部192は図2のように中間流路182の離れた位置に配置されている。後に詳しく説明するように、図2には図示せぬ第2流量算出部414(図6参照)は、第1検知部198、第2検知部199が検知信号を発生した時刻の時間差から駆動液の流量を算出する。   The first light emitting unit 193, the first light receiving unit 191, the second light emitting unit 194, and the second light receiving unit 192 are arranged at positions apart from the intermediate flow path 182 as shown in FIG. As will be described in detail later, the second flow rate calculation unit 414 (see FIG. 6) (not shown in FIG. 2) generates a driving fluid from the time difference between the times when the first detection unit 198 and the second detection unit 199 generate detection signals. The flow rate is calculated.

液体検知部190は本発明の流体検知手段、第2流量算出部414は本発明の第2の流量算出手段である。   The liquid detection unit 190 is a fluid detection unit of the present invention, and the second flow rate calculation unit 414 is a second flow rate calculation unit of the present invention.

なお、本実施形態では中間流路部180の流速を測定するように液体検知部190を設けているが、液体検知部190を設ける場所は中間流路部180に限定されるものではない。また、中間流路部180は必ずしも必要ではなく、例えば、ポンプ92内部の流路の流速を測定するように液体検知部190を設けて良い。   In the present embodiment, the liquid detection unit 190 is provided so as to measure the flow velocity of the intermediate flow path unit 180, but the location where the liquid detection unit 190 is provided is not limited to the intermediate flow path unit 180. In addition, the intermediate flow path portion 180 is not always necessary. For example, the liquid detection section 190 may be provided so as to measure the flow velocity of the flow path inside the pump 92.

マイクロチップ1の検出部では、検体とマイクロチップ1内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、発光、蛍光、混濁などをおこす。本実施形態では、検出部でおこる試薬の反応結果を光学的に検出する。光検出部150は第3発光部150aと第3受光部150bから成り、マイクロチップ1の検出部111を透過する光を検出できるように配置されている。   In the detection part of the microchip 1, the specimen and the reagent stored in the microchip 1 react to cause, for example, coloration, light emission, fluorescence, turbidity, and the like. In this embodiment, the reaction result of the reagent that occurs in the detection unit is optically detected. The light detection unit 150 includes a third light emitting unit 150a and a third light receiving unit 150b, and is arranged so that light transmitted through the detection unit 111 of the microchip 1 can be detected.

次に中間流路部180に備えられている熱式流量センサについて説明する。熱式流量センサは、微小な流量の流体に用いるものである。   Next, the thermal flow sensor provided in the intermediate flow path portion 180 will be described. The thermal flow sensor is used for a fluid having a minute flow rate.

図3は本発明に係わる熱式流量センサの構造を説明するための説明図である。図3(a)は、センサ基板183に形成された熱式流量センサ280の平面図であり、図3(b)は図3(a)のA−A線断面図である。以下、図面の説明では図3(a)、図3(b)の紙面右側に示すXYZの座標軸を用いる。なお、図3では流路基板184に形成された中間流路182bの部分の図示を省略している。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the structure of a thermal flow sensor according to the present invention. FIG. 3A is a plan view of the thermal flow sensor 280 formed on the sensor substrate 183, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In the following description of the drawings, the XYZ coordinate axes shown on the right side of FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) are used. In FIG. 3, the illustration of the portion of the intermediate flow path 182b formed in the flow path substrate 184 is omitted.

本発明に係る熱式流量センサ280は、中間流路182aに沿って配置された発熱抵抗体52と、温度検出部材である第1の温度センサ53、第2の温度センサ51からなり駆動液の流量に対応する信号を出力する。熱式流量センサ280は、図5に示すようにセンサ基板183の上に形成されている。   The thermal flow sensor 280 according to the present invention includes a heating resistor 52 disposed along the intermediate flow path 182a, a first temperature sensor 53 and a second temperature sensor 51 as temperature detection members, A signal corresponding to the flow rate is output. The thermal flow sensor 280 is formed on the sensor substrate 183 as shown in FIG.

なお、本実施形態では熱移動方式の熱式流量センサについて説明するが、本発明の適用は熱移動方式に限定されるものではなく、熱吸収方式や熱移動方式と熱吸収方式を組み合わせた方式を用いても良い。   In this embodiment, a heat transfer type thermal flow sensor will be described, but the application of the present invention is not limited to the heat transfer method, and a heat absorption method or a combination of a heat transfer method and a heat absorption method. May be used.

図4は図3のZ軸正方向から見た流路基板184の平面図である。本実施形態では流路基板184には8つの溝状の中間流路182a、182bを備え、溝状の中間流路182の両端には開口186、開口185、中間には貫通穴171、がそれぞれ備えられている。中間流路182bは、流路基板184の中間流路182aを形成した面と反対側の面に設けられ、貫通穴171により連通している。流路基板184は、例えば透明な樹脂材料からなり、中間流路182は幅数100μm〜数mm、深さ数100μmである。   FIG. 4 is a plan view of the flow path substrate 184 viewed from the positive direction of the Z-axis in FIG. In the present embodiment, the flow path substrate 184 includes eight groove-shaped intermediate flow paths 182a and 182b, and an opening 186 and an opening 185 are provided at both ends of the groove-shaped intermediate flow path 182, and a through hole 171 is provided in the middle. Is provided. The intermediate flow path 182 b is provided on the surface of the flow path substrate 184 opposite to the surface on which the intermediate flow path 182 a is formed, and communicates with the through hole 171. The flow path substrate 184 is made of, for example, a transparent resin material, and the intermediate flow path 182 has a width of several hundred μm to several mm and a depth of several hundred μm.

図5は図3のZ軸負方向から見たセンサ基板183の平面図である。センサ基板183には、8つの溝状の中間流路182aに沿ってそれぞれ発熱抵抗体52、第1の温度センサ53、第2の温度センサ51、が設けられている。また、発熱抵抗体52、第1の温度センサ53、第2の温度センサ51の両端には電極54が設けられ、センサ基板183の図示せぬ配線パターンと配線されている。第1の温度センサ53、第2の温度センサ51として例えばサーミスタのように温度によって抵抗値が変化する素子を用いることができる。   FIG. 5 is a plan view of the sensor substrate 183 viewed from the negative Z-axis direction of FIG. The sensor substrate 183 is provided with a heating resistor 52, a first temperature sensor 53, and a second temperature sensor 51, respectively, along the eight groove-shaped intermediate flow paths 182a. Electrodes 54 are provided at both ends of the heating resistor 52, the first temperature sensor 53, and the second temperature sensor 51, and are wired with a wiring pattern (not shown) of the sensor substrate 183. As the first temperature sensor 53 and the second temperature sensor 51, for example, elements such as a thermistor whose resistance value varies with temperature can be used.

センサ基板183には例えばガラスエポキシ基板などをパターンニングして用いることもできるが、低温焼結セラミックスを用いると厚膜印刷により発熱抵抗体52、第1の温度センサ53、第2の温度センサ51を形成できるので工程を簡略にすることができる。   For example, a glass epoxy substrate or the like can be used as the sensor substrate 183 by patterning. However, when low-temperature sintered ceramics are used, the heating resistor 52, the first temperature sensor 53, and the second temperature sensor 51 are formed by thick film printing. Therefore, the process can be simplified.

センサ基板183は図3(a)のように流路基板184に重ねて貼り合わされている。図1(b)の中間流路182に沿った断面図のように、センサ基板183に形成された発熱抵抗体52、第1の温度センサ53、第2の温度センサ51は中間流路182aに沿うように配置されており、中間流路182aを流れる流体に接するようになっている。流体は開口186から注入し、中間流路182a、182bを通って開口185から吐出する。後で詳しく説明するように、例えば上流側に設けられた第1の温度センサ53によって検出した流体の液温と、下流側に設けられた第2の温度センサ51によって検出した発熱抵抗体52によって加熱された流体の液温の温度差から中間流路182を流れる流体の流量を算出する。   The sensor substrate 183 is laminated and bonded to the flow path substrate 184 as shown in FIG. As shown in the cross-sectional view along the intermediate flow path 182 in FIG. 1B, the heating resistor 52, the first temperature sensor 53, and the second temperature sensor 51 formed on the sensor substrate 183 are connected to the intermediate flow path 182a. It is arrange | positioned so that it may contact | connect the fluid which flows through the intermediate flow path 182a. The fluid is injected from the opening 186 and discharged from the opening 185 through the intermediate flow paths 182a and 182b. As will be described in detail later, for example, the fluid temperature detected by the first temperature sensor 53 provided on the upstream side and the heating resistor 52 detected by the second temperature sensor 51 provided on the downstream side. The flow rate of the fluid flowing through the intermediate flow path 182 is calculated from the temperature difference between the liquid temperatures of the heated fluid.

スリット50は、図3のようにセンサ基板183に中間流路182毎に配設された発熱抵抗体52、第1の温度センサ53、第2の温度センサ51の間に設けられている。このようにスリット50を設けると、発熱抵抗体52の発生する熱が、隣接する流路に配設された発熱抵抗体52、第1の温度センサ53、第2の温度センサ51や溝状の中間流路182を流れる流体に伝導することを防止できる。このことにより、複数の流路を近接して配置しても他の流路に設けられた発熱抵抗体52の影響を受けずに精度良く流量を算出することができる。   As shown in FIG. 3, the slit 50 is provided between the heating resistor 52, the first temperature sensor 53, and the second temperature sensor 51 arranged on the sensor substrate 183 for each intermediate flow path 182. When the slit 50 is provided in this way, the heat generated by the heating resistor 52 is generated by the heating resistor 52, the first temperature sensor 53, the second temperature sensor 51, or the groove-like shape disposed in the adjacent flow path. Conduction to the fluid flowing through the intermediate flow path 182 can be prevented. As a result, even if a plurality of flow paths are arranged close to each other, the flow rate can be accurately calculated without being affected by the heating resistor 52 provided in another flow path.

また、スリット50に断熱部材を充填するとより断熱効果を高め、より正確に流量を算出することができる。断熱部材には、例えば発泡プラスチック(ポリスチレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリカーボネートの発泡体)や発泡セラミックスなどを用いることができる。   Further, when the slit 50 is filled with a heat insulating member, the heat insulating effect can be further enhanced and the flow rate can be calculated more accurately. As the heat insulating member, for example, foamed plastic (polystyrene, polyethylene, polyurethane, polycarbonate foam), foamed ceramics, or the like can be used.

このように、スリット50に断熱部材を充填すると断熱効果が高まるので、発熱抵抗体52や中間流路182をさらに近接させて配置しても、隣接する中間流路182や発熱抵抗体52の影響をほとんど受けずに精度良く流量を検知することができる。   As described above, since the heat insulating effect is enhanced when the slit 50 is filled with the heat insulating member, even if the heating resistor 52 and the intermediate flow path 182 are arranged closer to each other, the influence of the adjacent intermediate flow path 182 and the heat generating resistance 52 is affected. It is possible to detect the flow rate with a high degree of accuracy.

図6は、本発明の第1の実施形態におけるマイクロチップ検査システム80の回路ブロック図である。   FIG. 6 is a circuit block diagram of the microchip inspection system 80 in the first embodiment of the present invention.

制御部99は、CPU98(中央処理装置)とRAM97(Random Access Memory)、ROM96(Read Only Memory)等から構成され、不揮発性の記憶部であるROM96に記憶されているプログラムをRAM97に読み出し、当該プログラムに従ってマイクロチップ検査システム80の各部を集中制御する。   The control unit 99 includes a CPU 98 (central processing unit), a RAM 97 (Random Access Memory), a ROM 96 (Read Only Memory), and the like, and reads a program stored in the ROM 96 which is a nonvolatile storage unit to the RAM 97. Each part of the microchip inspection system 80 is centrally controlled according to the program.

以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。   Hereinafter, functional blocks having the same functions as those described so far are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

チップ検知部95はマイクロチップ1が規制部材に当接すると検知信号をCPU98に送信する。CPU98は検知信号を受信すると、機構駆動部32に指令し所定の手順でマイクロチップ1を下降または上昇させる。   The chip detector 95 transmits a detection signal to the CPU 98 when the microchip 1 comes into contact with the regulating member. When the CPU 98 receives the detection signal, it instructs the mechanism driving unit 32 to lower or raise the microchip 1 according to a predetermined procedure.

ポンプ駆動部500はポンプ92の各マイクロポンプ機構を駆動する駆動部である。ポンプ駆動制御部412はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部500を制御する。ポンプ駆動部500は、ポンプ駆動制御部412の指令を受けて、所定の駆動電圧を発生してポンプ92のマイクロポンプ機構が備える圧電素子を駆動する。   The pump drive unit 500 is a drive unit that drives each micropump mechanism of the pump 92. Based on the program, the pump drive control unit 412 controls the pump drive unit 500 to inject or suck a predetermined amount of drive fluid. The pump drive unit 500 receives a command from the pump drive control unit 412, generates a predetermined drive voltage, and drives the piezoelectric element included in the micropump mechanism of the pump 92.

CPU98は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をRAM97に記憶する。検査結果は、操作部87の操作によりメモリカード501に記憶したり、プリンタ503によってプリントしたり、外部入出力端子88より出力することができる。   The CPU 98 performs inspections in a predetermined sequence and stores the inspection results in the RAM 97. The inspection result can be stored in the memory card 501 by operating the operation unit 87, printed by the printer 503, or output from the external input / output terminal 88.

CPU98は、第1流量算出部410、温度算出部411、ポンプ駆動制御部412、補正係数算出部413、第2流量算出部414を有している。   The CPU 98 includes a first flow rate calculation unit 410, a temperature calculation unit 411, a pump drive control unit 412, a correction coefficient calculation unit 413, and a second flow rate calculation unit 414.

図6に示すように第1の温度センサ53はセンサ基板183の図3には図示せぬ面に配置された抵抗R1と接続されている。発熱抵抗体52には定電圧Vcが印加され常に発熱している。   As shown in FIG. 6, the first temperature sensor 53 is connected to a resistor R <b> 1 arranged on a surface not shown in FIG. 3 of the sensor substrate 183. A constant voltage Vc is applied to the heating resistor 52 to constantly generate heat.

第1の温度センサ53の一端には定電圧Vcが印加され、抵抗R1の一端は接地されている。第1の温度センサ53と抵抗R1の分圧は第1A/D変換器310によりデジタル値に変換され制御部99に入力される。温度算出部411は、第1A/D変換器310の出力値から温度電圧変換テーブル301を参照して第1の温度センサ53の温度T1を算出する。   A constant voltage Vc is applied to one end of the first temperature sensor 53, and one end of the resistor R1 is grounded. The partial pressure of the first temperature sensor 53 and the resistor R1 is converted into a digital value by the first A / D converter 310 and input to the control unit 99. The temperature calculation unit 411 calculates the temperature T1 of the first temperature sensor 53 with reference to the temperature-voltage conversion table 301 from the output value of the first A / D converter 310.

第2の温度センサ51も同様に抵抗R2と接続されている。また、第2の温度センサ51の一端には定電圧Vcが印加され、抵抗R2の一端は接地されている。第2の温度センサ51と抵抗R2の分圧は第2A/D変換器320によりデジタル値に変換され制御部99に入力される。温度算出部411は、第2A/D変換器320の出力値から温度電圧変換テーブル301を参照して第2の温度センサ52の温度T2を算出する。第2の温度センサ51は発熱抵抗体52より下流側に設けられているので、温度T2は発熱抵抗体52が発生した熱を吸収した流体の液温である。   Similarly, the second temperature sensor 51 is connected to the resistor R2. A constant voltage Vc is applied to one end of the second temperature sensor 51, and one end of the resistor R2 is grounded. The partial pressure of the second temperature sensor 51 and the resistor R2 is converted into a digital value by the second A / D converter 320 and input to the control unit 99. The temperature calculation unit 411 calculates the temperature T2 of the second temperature sensor 52 with reference to the temperature-voltage conversion table 301 from the output value of the second A / D converter 320. Since the second temperature sensor 51 is provided on the downstream side of the heating resistor 52, the temperature T2 is the fluid temperature of the fluid that has absorbed the heat generated by the heating resistor 52.

第1流量算出部410は、温度算出部411が算出した上流側の液温T1と、下流側の液温T2の温度差ΔTを算出し、温度差ΔTから流量を算出する。   The first flow rate calculation unit 410 calculates a temperature difference ΔT between the upstream liquid temperature T1 calculated by the temperature calculation unit 411 and the downstream liquid temperature T2, and calculates a flow rate from the temperature difference ΔT.

ポンプ駆動制御部412は、ポンプ駆動部500に駆動液を送液する方向と流速を指令する。補正係数算出部413は、第1流量算出部410の算出した流量と第2流量算出部414の算出した校正流量に基づいて補正係数を定期的に算出する。第2流量算出部414は、液体検知部190から得られた検知信号に基づいて基準となる校正流量を算出する。   The pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 on the direction in which the driving liquid is fed and the flow velocity. The correction coefficient calculation unit 413 periodically calculates a correction coefficient based on the flow rate calculated by the first flow rate calculation unit 410 and the calibration flow rate calculated by the second flow rate calculation unit 414. The second flow rate calculation unit 414 calculates a reference calibration flow rate based on the detection signal obtained from the liquid detection unit 190.

第1流量算出部410は本発明の第1の流量算出手段、補正係数算出部413は本発明の補正係数算出手段、液体検知部190は本発明の液体検知手段である。   The first flow rate calculation unit 410 is a first flow rate calculation unit of the present invention, the correction coefficient calculation unit 413 is a correction coefficient calculation unit of the present invention, and the liquid detection unit 190 is a liquid detection unit of the present invention.

ROM96には電圧のデジタル値から対応する温度を参照する温度電圧変換テーブル301と、温度から流量を参照する温度流量変換テーブル302、補正係数算出部413が算出した補正係数を記憶する補正係数テーブル303を備えている。   The ROM 96 stores a temperature / voltage conversion table 301 that refers to the corresponding temperature from the digital value of the voltage, a temperature / flow rate conversion table 302 that refers to the flow rate from the temperature, and a correction coefficient table 303 that stores the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit 413. It has.

補正係数テーブル303は本発明の補正係数テーブルである。   The correction coefficient table 303 is a correction coefficient table of the present invention.

次に、第2流量算出部414が液体検知部190の検知信号に基づいて校正流量を算出する回路構成を説明する。   Next, a circuit configuration in which the second flow rate calculation unit 414 calculates the calibration flow rate based on the detection signal of the liquid detection unit 190 will be described.

本実施形態の液体検知部190は第1発光部193、第1受光部191、第2発光部194、第2受光部192、第1検知部198、第2検知部199から成る。第1発光部193、第2発光部194はCPU98の指令により発光する。第1検知部198、第2検知部199は、駆動液の通過による光量の変化を検知して検知信号を発生し、CPU98に入力する。第2流量算出部414は、第1受光部191と第2受光部192が駆動液を検知した検知信号の時間差tから最初に流速Vを算出する。   The liquid detection unit 190 according to this embodiment includes a first light emitting unit 193, a first light receiving unit 191, a second light emitting unit 194, a second light receiving unit 192, a first detection unit 198, and a second detection unit 199. The first light emitting unit 193 and the second light emitting unit 194 emit light according to a command from the CPU 98. The first detection unit 198 and the second detection unit 199 detect a change in the light amount due to the passage of the driving liquid, generate a detection signal, and input the detection signal to the CPU 98. The second flow rate calculation unit 414 first calculates the flow velocity V from the time difference t between detection signals detected by the first light receiving unit 191 and the second light receiving unit 192.

第1受光部191と第2受光部192の間の距離xとすると流速Vは次の式(1)で求められる。なお、中間流路182の断面積Sは一定であるものとする。   When the distance x between the first light receiving part 191 and the second light receiving part 192 is assumed, the flow velocity V is obtained by the following equation (1). It is assumed that the cross-sectional area S of the intermediate flow path 182 is constant.

V=x/t・・・・・・・(1)
中間流路182の断面積Sは一定とすると、流量Qは次の式(2)で求められる。
V = x / t (1)
Assuming that the cross-sectional area S of the intermediate flow path 182 is constant, the flow rate Q is obtained by the following equation (2).

Q=V×S・・・・・・・(2)
このように、第2流量算出部414は第1受光部191と第2受光部192の間を駆動液の先端が通過する時間差から校正流量を求めるので、誤差の少ない校正流量の値が得られる。
Q = V x S (2)
As described above, the second flow rate calculation unit 414 obtains the calibration flow rate from the time difference between the first light receiving unit 191 and the second light receiving unit 192 when the tip of the driving liquid passes, so that a calibration flow value with less error can be obtained. .

後に詳しく説明するように、補正係数算出部413は、このようにして求めた校正流量と、校正流量測定中に熱式流量センサ280の出力に基づいて第1流量算出部410が算出した流量から補正係数を算出する。   As will be described in detail later, the correction coefficient calculation unit 413 uses the calibration flow rate thus obtained and the flow rate calculated by the first flow rate calculation unit 410 based on the output of the thermal flow sensor 280 during the calibration flow rate measurement. A correction coefficient is calculated.

光検出部150は発光部150aと受光部150bから成り、マイクロチップ1の検出部19を透過する光を検出できるように配置されている。マイクロチップ1の検出部では、駆動液によって流路内を移動した検体とマイクロチップ1内に貯蔵された試薬が反応して、例えば呈色、発光、蛍光、混濁などをおこす。光検出部150は検出部でおこる試薬の反応結果を光学的に検出する。試薬と検体の反応結果は、マイクロチップ1の検出部を透過する光を測光または測色することで解析することができる。   The light detection unit 150 includes a light emitting unit 150a and a light receiving unit 150b, and is arranged so as to be able to detect light transmitted through the detection unit 19 of the microchip 1. In the detection part of the microchip 1, the specimen moved in the flow path by the driving liquid reacts with the reagent stored in the microchip 1 to cause, for example, coloration, light emission, fluorescence, turbidity, and the like. The light detection unit 150 optically detects the reaction result of the reagent that occurs in the detection unit. The reaction result between the reagent and the sample can be analyzed by photometrically or colorimetrically measuring light transmitted through the detection part of the microchip 1.

次に、図7を用いて熱式流量センサ280の出力に基づいて流量を算出するフローチャートを説明する。   Next, a flowchart for calculating the flow rate based on the output of the thermal flow sensor 280 will be described with reference to FIG.

図7は本発明に係わる熱式流量センサ280を用いて流量を算出するフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart for calculating the flow rate using the thermal flow sensor 280 according to the present invention.

S201:第1の温度センサ53の温度を算出するステップである。   S201: This is a step of calculating the temperature of the first temperature sensor 53.

温度算出部411は第1A/D変換器310の出力値から温度電圧変換テーブル301を参照して第1の温度センサ53の温度T1を求める。   The temperature calculation unit 411 obtains the temperature T1 of the first temperature sensor 53 with reference to the temperature-voltage conversion table 301 from the output value of the first A / D converter 310.

S202:第2の温度センサ51の温度を算出するステップである。   S202: This is a step of calculating the temperature of the second temperature sensor 51.

温度算出部411は第2A/D変換器320の出力値から温度電圧変換テーブル301を参照して第2の温度センサ51の温度T2を求める。   The temperature calculation unit 411 obtains the temperature T2 of the second temperature sensor 51 with reference to the temperature-voltage conversion table 301 from the output value of the second A / D converter 320.

S203:温度差ΔTを算出するステップである。   S203: a step of calculating a temperature difference ΔT.

温度算出部411はT1、T2から温度差ΔTを算出する。   The temperature calculation unit 411 calculates a temperature difference ΔT from T1 and T2.

S204:温度差ΔTを算出するステップである。   S204: This is a step of calculating the temperature difference ΔT.

第1流量算出部410は温度流量変換テーブル302を参照し流量を求める。   The first flow rate calculation unit 410 refers to the temperature flow rate conversion table 302 to obtain the flow rate.

流量を算出する処理は以上である。   This is the end of the process for calculating the flow rate.

次に、図8を用いて熱式流量センサ280の出力に基づいて算出した流量を補正するフローチャートを説明する。   Next, a flowchart for correcting the flow rate calculated based on the output of the thermal flow sensor 280 will be described with reference to FIG.

S10:熱式流量センサ280の出力に基づいて流量を算出するステップである。   S10: This is a step of calculating the flow rate based on the output of the thermal flow sensor 280.

図7で説明したサブルーチンをコールし、流量の算出を行う。   The subroutine described in FIG. 7 is called to calculate the flow rate.

S20:算出した流量を補正するステップである。   S20: A step of correcting the calculated flow rate.

第1流量算出部410は、ステップS10で算出した流量に応じて補正係数テーブル303に記憶されている補正係数を読み出し、ステップS10で算出した流量を補正する。なお、補正係数テーブル303に記憶されている補正係数は、後に詳しく説明するように第2流量算出部414が算出した校正流量に基づいて算出されたものである。   The first flow rate calculation unit 410 reads the correction coefficient stored in the correction coefficient table 303 according to the flow rate calculated in step S10, and corrects the flow rate calculated in step S10. The correction coefficient stored in the correction coefficient table 303 is calculated based on the calibration flow rate calculated by the second flow rate calculation unit 414 as will be described in detail later.

以上で流量を補正する手順は終了である。   This is the end of the procedure for correcting the flow rate.

第1流量算出部410は、ポンプ駆動制御部412がポンプ92の駆動を指令している間は、一定の周期でステップS10、S20を実行し、算出した流量をポンプ駆動制御部41にフィードバックする。流量が所定量で無い場合は、ポンプ駆動制御部412は所定の流量になるようにポンプ駆動部500に指令する。   The first flow rate calculation unit 410 executes steps S10 and S20 at a constant cycle while the pump drive control unit 412 commands the drive of the pump 92, and feeds back the calculated flow rate to the pump drive control unit 41. . If the flow rate is not a predetermined amount, the pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 to have a predetermined flow rate.

このように、第2流量算出部414が算出した校正流量に基づいた補正係数により、熱式流量センサ280の出力に基づいて算出した流量を補正するので、経時変化等により熱式流量センサ280の出力に誤差を生じても、流量を正確に測定することができる。このことにより、マイクロチップ1による正確な検査を行うことができる。   As described above, the flow rate calculated based on the output of the thermal flow sensor 280 is corrected by the correction coefficient based on the calibration flow rate calculated by the second flow rate calculation unit 414. Even if an error occurs in the output, the flow rate can be measured accurately. Thereby, an accurate inspection by the microchip 1 can be performed.

次に、図9と図10を用いて補正係数を求めるための校正データ取得ルーチンの手順を説明する。図9は校正データ取得ルーチンのフローチャート、図10は校正流量測定時における駆動液4の動きを説明する説明図である。図10は中間流路部180の液体検知部190が設けられた部分を拡大した断面であり、中間流路182b内の駆動液4の先端の位置を示している。初期状態では駆動液4の先端の位置は図10(a)に示す位置になっているものとする。   Next, the procedure of the calibration data acquisition routine for obtaining the correction coefficient will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a flowchart of the calibration data acquisition routine, and FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the movement of the driving liquid 4 at the time of measuring the calibration flow rate. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the intermediate flow path 180 where the liquid detection unit 190 is provided, and shows the position of the tip of the driving liquid 4 in the intermediate flow path 182b. In the initial state, the tip position of the driving liquid 4 is assumed to be the position shown in FIG.

以下、図9のフローチャートに沿って図10を説明する。   Hereinafter, FIG. 10 will be described along the flowchart of FIG. 9.

S204:逆方向に送液するステップである。   S204: This is the step of feeding in the reverse direction.

ポンプ駆動制御部412は、ポンプ駆動部500に指令してマイクロポンプを駆動し逆方向に送液する。なお、逆方向はマイクロチップ1に駆動液4を注入する方向と逆方向であり、図10(b)に矢印Bで示す。   The pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 to drive the micropump and send liquid in the reverse direction. The reverse direction is opposite to the direction in which the driving liquid 4 is injected into the microchip 1, and is indicated by an arrow B in FIG.

S205:第1検知部198が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。   S205: This is a step of determining whether or not the first detection unit 198 has detected the driving liquid.

第2流量算出部414は、第1検知部198の出力信号から駆動液を検知したか、否か、を判定する。   The second flow rate calculation unit 414 determines whether or not the driving fluid has been detected from the output signal of the first detection unit 198.

駆動液4を検知した場合、(ステップS205;Yes)、ステップS205に戻る。   When the driving liquid 4 is detected (step S205; Yes), the process returns to step S205.

駆動液4を検知していない場合、(ステップS205;No)、ステップS206に進む。図10(b)は、ステップS204で駆動液4が逆方向に送液され、第1検知部198が駆動液4を検知しないところまで送液された状態を図示している。   When the driving liquid 4 is not detected (step S205; No), the process proceeds to step S206. FIG. 10B illustrates a state in which the driving liquid 4 is supplied in the reverse direction in step S204 and the first detection unit 198 has supplied the liquid until it does not detect the driving liquid 4.

S206:ポンプ駆動を停止するステップである。   S206: This is a step of stopping the pump drive.

ポンプ駆動制御部412は、ポンプ駆動部500に指令してポンプ92の駆動を停止する。   The pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 to stop driving the pump 92.

S207:正方向に送液するステップである。   S207: This is the step of feeding in the forward direction.

ポンプ駆動制御部412は、ポンプ駆動部500に指令してポンプ92を駆動し正方向に送液する。なお、正方向はマイクロチップ1に駆動液を注入する方向であり、図10(c)に矢印Fで示す。   The pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 to drive the pump 92 and feed liquid in the forward direction. The positive direction is the direction in which the driving liquid is injected into the microchip 1 and is indicated by an arrow F in FIG.

S208:第1検知部198が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。   S208: This is a step of determining whether or not the first detection unit 198 has detected the driving liquid.

第2流量算出部414は、第1検知部198が駆動液を検知したか、否か、を判定する。   The second flow rate calculation unit 414 determines whether or not the first detection unit 198 has detected the driving fluid.

駆動液4を検知していない場合、(ステップS208;No)、ステップS208に戻る。   When the driving fluid 4 is not detected (step S208; No), the process returns to step S208.

駆動液4を検知した場合、(ステップS208;Yes)、ステップS209に進む。   When the driving fluid 4 is detected (step S208; Yes), the process proceeds to step S209.

S209:時間を計測するカウンタをスタートするステップである。   S209: This is a step of starting a counter for measuring time.

第2流量算出部414は、時間を計測する内部カウンタを初期化し、カウントを開始する。   The second flow rate calculation unit 414 initializes an internal counter that measures time and starts counting.

ステップS208で駆動液4の先端が第1受光部191の位置を通過したので、内部カウンタにより時間の計測を開始する。また、第1流量算出部410は、一定の周期で熱式流量センサ280の出力に基づいて流量を算出するサブルーチンを実行し、算出した流量をRAM97に一時記憶する。   Since the tip of the driving liquid 4 has passed the position of the first light receiving unit 191 in step S208, time measurement is started by the internal counter. In addition, the first flow rate calculation unit 410 executes a subroutine for calculating a flow rate based on the output of the thermal flow sensor 280 at a constant cycle, and temporarily stores the calculated flow rate in the RAM 97.

S210:第2検知部199が駆動液を検知したか、否か、判定するステップである。   S210: This is a step of determining whether or not the second detection unit 199 has detected the driving fluid.

第2流量算出部414は、第2検知部199が駆動液4を検知したか、否か、を判定する。   The second flow rate calculation unit 414 determines whether or not the second detection unit 199 has detected the driving fluid 4.

駆動液4を検知していない場合、(ステップS210;No)、ステップS210に戻る。   When the driving fluid 4 is not detected (step S210; No), the process returns to step S210.

駆動液4を検知した場合、(ステップS210;Yes)、ステップS211に進む。   When the driving fluid 4 is detected (step S210; Yes), the process proceeds to step S211.

図10(c)のように駆動液4の先端が第2受光部192の位置を通過すると、第2流量算出部414は駆動液4を検知する。   When the tip of the driving liquid 4 passes through the position of the second light receiving unit 192 as shown in FIG. 10C, the second flow rate calculation unit 414 detects the driving liquid 4.

S211:時間を計測するカウンタを停止するステップである。   S211: This is a step of stopping the counter for measuring time.

第2流量算出部414は、時間を計測する内部カウンタを停止する。   The second flow rate calculation unit 414 stops the internal counter that measures time.

ステップS210で駆動液4の先端が第2受光部192の位置を通過したので、内部カウンタを停止する。また、第1流量算出部410は、算出した流量をRAM97に一時記憶することを停止する。   In step S210, since the tip of the driving liquid 4 has passed the position of the second light receiving unit 192, the internal counter is stopped. Further, the first flow rate calculation unit 410 stops temporarily storing the calculated flow rate in the RAM 97.

S212:ポンプ駆動を停止するステップである。   S212: This is a step of stopping the pump drive.

ポンプ駆動制御部412は、ポンプ駆動部500に指令してポンプ92の駆動を停止する。   The pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 to stop driving the pump 92.

S213:流速を算出するステップである。   S213: This is a step of calculating the flow velocity.

第2流量算出部414は、時間を計測する内部カウンタの値から校正流量Cを算出する。   The second flow rate calculation unit 414 calculates the calibration flow rate C from the value of the internal counter that measures time.

S214:熱式流量センサ280の出力から算出した流量の平均流量を算出するステップである。   S214: This is a step of calculating the average flow rate calculated from the output of the thermal flow sensor 280.

第1流量算出部410は、一時記憶されているステップS209〜S211の間に熱式流量センサ280の出力から算出した流量の平均値qを算出する。   The first flow rate calculation unit 410 calculates an average value q of the flow rate calculated from the output of the thermal flow rate sensor 280 during the temporarily stored steps S209 to S211.

以上でサブルーチンは終了し、メインルーチンに戻る。このように、校正流量Cと校正流量を測定している間の熱式流量センサ280の出力から算出した流量の平均値qを校正データとして求めることができる。   This completes the subroutine and returns to the main routine. In this way, the average value q of the flow rate calculated from the output of the thermal flow sensor 280 while measuring the calibration flow rate C and the calibration flow rate can be obtained as calibration data.

次に、補正係数テーブル303を更新するルーチンについて説明する。   Next, a routine for updating the correction coefficient table 303 will be described.

補正係数算出部413は、例えば反応検出装置82の電源投入時や、検査開始前、検査終了後など予め定められたタイミングで本ルーチンを実行し、補正係数テーブル303を更新する。   The correction coefficient calculation unit 413 executes this routine at a predetermined timing, for example, when the reaction detector 82 is turned on, before the start of inspection, or after the end of inspection, and updates the correction coefficient table 303.

図11は校正データ取得ルーチンのフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart of the calibration data acquisition routine.

S501:測定回数nを初期化するステップである。   S501: This is a step of initializing the number of times of measurement n.

測定回数nを初期化し、n=1とする。   The measurement number n is initialized so that n = 1.

S502:ポンプの流速Vnを設定するステップである。   S502: This is a step of setting the flow velocity Vn of the pump.

ポンプ駆動制御部412は、ポンプ駆動部500に指令して所定の流速Vnでマイクロポンプを駆動するように指令する。   The pump drive control unit 412 instructs the pump drive unit 500 to drive the micro pump at a predetermined flow velocity Vn.

S503:校正データ取得ルーチンをコールするステップである。   S503: This is a step of calling a calibration data acquisition routine.

校正データ取得ルーチンをコールし、校正流量Cnと校正流量を測定している間の熱式流量センサ280の出力から算出した流量の平均値qnのデータを取得する。   The calibration data acquisition routine is called to acquire data of the average value qn of the flow rate calculated from the calibration flow rate Cn and the output of the thermal flow sensor 280 while measuring the calibration flow rate.

S504:取得した校正データを一時記憶するステップである。   S504: This is a step of temporarily storing the acquired calibration data.

校正流量Cnと流量の平均値qnをRAM97に一時記憶する。   The calibration flow rate Cn and the average value qn of the flow rate are temporarily stored in the RAM 97.

S505:n=n+1にするステップである。   S505: This is a step of setting n = n + 1.

nをn+1にする。   Let n be n + 1.

S506:nが所定の回数Nか、否か判定するステップである。   S506: A step of determining whether n is a predetermined number N or not.

所定の回数Nに達しない場合、(ステップS506;No)、ステップS502に戻る。   If the predetermined number N has not been reached (step S506; No), the process returns to step S502.

所定の回数Nの場合、(ステップS506;Yes)、ステップS507に進む。   In the case of the predetermined number N (step S506; Yes), the process proceeds to step S507.

S507:補正係数算出部413は補正係数を算出し、補正係数テーブル303を更新するステップである。   S507: A correction coefficient calculation unit 413 calculates a correction coefficient and updates the correction coefficient table 303.

補正係数算出部413は補正係数Hを算出し、補正係数テーブル303を更新する。   The correction coefficient calculation unit 413 calculates the correction coefficient H and updates the correction coefficient table 303.

本ステップまでに取得した流量の平均値qnと校正流量Cnとの例を図12を用いて説明する。図12は流量の平均値qnと校正流量Cnの関係を示すグラフである。   An example of the average value qn of the flow rate acquired up to this step and the calibration flow rate Cn will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the average flow rate qn and the calibration flow rate Cn.

横軸は校正流量Cn測定中に熱式流量センサ280の出力から算出した流量の平均流量Q1であり、縦軸は校正流量Q2である。また、横軸と縦軸の単位は流量である。   The horizontal axis represents the average flow Q1 of the flow calculated from the output of the thermal flow sensor 280 during the calibration flow Cn measurement, and the vertical axis represents the calibration flow Q2. The unit of the horizontal axis and the vertical axis is the flow rate.

図12はポンプの流速Vnを3回変えて測定した例であり、例えばポンプの流速V1、V2、V3のとき、それぞれ測定した平均流量q1、q2、q3と校正流量C1、C2、C3がグラフ上にプロットされている。   FIG. 12 shows an example in which the flow rate Vn of the pump is changed three times. For example, when the flow rates V1, V2, and V3 of the pump, the measured average flow rates q1, q2, and q3 and calibration flow rates C1, C2, and C3 are graphs. Plotted above.

望ましくは平均流量qn=校正流量Cnであるが、熱式流量センサ280の出力から算出した流量の誤差を補正するため、平均流量qnと校正流量Cnから補正係数Hを求める。   Desirably, average flow rate qn = calibration flow rate Cn, but in order to correct an error in flow rate calculated from the output of thermal flow sensor 280, correction coefficient H is obtained from average flow rate qn and calibration flow rate Cn.

例えば、熱式流量センサ280の出力から算出した流量が0〜q1のときは式(3)で求めた補正係数H1で補正できる。   For example, when the flow rate calculated from the output of the thermal flow sensor 280 is 0 to q1, it can be corrected with the correction coefficient H1 obtained by the equation (3).

H1=C1/q1・・・・・(3)
補正係数算出部413は、同様に流量Q1がq1〜q2の間、q2〜q3の間・・・について補正係数Hnを求め補正係数テーブル303に記憶する。
H1 = C1 / q1 (3)
Similarly, the correction coefficient calculation unit 413 calculates a correction coefficient Hn for the flow rate Q1 between q1 and q2, between q2 and q3, and stores the correction coefficient Hn in the correction coefficient table 303.

以上でサブルーチンは終了し、メインルーチンに戻る。このように、予め定められたタイミングで補正係数Hnを求め補正係数テーブル303に記憶することができるので、熱式流量センサ280の出力から算出した流量を常に正確に補正することができる。   This completes the subroutine and returns to the main routine. In this way, the correction coefficient Hn can be obtained and stored in the correction coefficient table 303 at a predetermined timing, so that the flow rate calculated from the output of the thermal flow sensor 280 can always be accurately corrected.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図13は、第2の実施形態のマイクロチップ検査システム80における反応検出装置82の内部構成の一例を示す断面図である。図2で説明した第1の実施形態の反応検出装置82との違いは、第1の実施形態では中間流路182の駆動液を透過光によって検知しているのに対し、反射光によって駆動液を検知している点である。そのため、液体検知部190には反射型のセンサを用いている。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the internal configuration of the reaction detection device 82 in the microchip inspection system 80 of the second embodiment. The difference from the reaction detection device 82 of the first embodiment described in FIG. 2 is that the driving liquid in the intermediate flow path 182 is detected by transmitted light in the first embodiment, whereas the driving liquid is reflected by reflected light. It is a point that is detected. Therefore, a reflective sensor is used for the liquid detection unit 190.

マイクロチップ検査システム80による検査の手順は図8、図9、図10で説明した手順と同様に第1検知部198、第2検知部199の検知信号に基づいて各工程を行う。   The inspection procedure by the microchip inspection system 80 is performed based on the detection signals of the first detection unit 198 and the second detection unit 199 in the same manner as the procedure described with reference to FIGS.

このようにすることによって、被覆基板189以外は必ずしも透明である必要は無いので、流路基板184の材料の選択幅が広がる。   By doing so, it is not always necessary to be transparent except for the coated substrate 189, so that the selection range of the material of the flow path substrate 184 is widened.

次に、第3の実施形態のマイクロチップ検査システム80における液体検知部190について図14、図15を用いて説明する。図14は、第3の実施形態のマイクロチップ検査システム80における液体検知部190の一例を示す断面図である。図15は、第3の実施形態におけるマイクロチップ検査システム80の回路ブロック図である。以下、今までに説明した同じ機能要素には同番号を付し、説明を省略する。   Next, the liquid detection unit 190 in the microchip inspection system 80 of the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of the liquid detection unit 190 in the microchip inspection system 80 of the third embodiment. FIG. 15 is a circuit block diagram of a microchip inspection system 80 in the third embodiment. Hereinafter, the same functional elements described so far are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態の液体検知部190は、中間流路182の内壁に設けられた2組のセンサと、センサ間に電圧を印加し、例えばセンサ間に駆動液4が接触したときインピーダンスの変化から駆動液を検知する第1検知部198、第2検知部199から構成される。   The liquid detection unit 190 according to the present embodiment applies a voltage between the two sensors provided on the inner wall of the intermediate flow path 182 and the sensor. For example, when the driving liquid 4 contacts between the sensors, the liquid detection unit 190 is driven from a change in impedance. It comprises a first detection unit 198 and a second detection unit 199 that detect liquid.

センサ311とセンサ312は電極であり、第1検知部198はセンサ311とセンサ312間に電圧を印加する電源と、センサ311とセンサ312間の電流を検知する回路を内蔵し、電流が所定値以上流れると検知信号を出力する。また、同様に第2検知部199はセンサ321とセンサ322間に電圧を印加する電源と、センサ321とセンサ322間の電流を検知する回路を内蔵し、駆動液の通過によって電流に閾値を超える変化があると検知信号を出力する。   The sensor 311 and the sensor 312 are electrodes, and the first detection unit 198 includes a power source that applies a voltage between the sensor 311 and the sensor 312 and a circuit that detects a current between the sensor 311 and the sensor 312, and the current is a predetermined value. When it flows above, a detection signal is output. Similarly, the second detection unit 199 includes a power source for applying a voltage between the sensor 321 and the sensor 322 and a circuit for detecting a current between the sensor 321 and the sensor 322, and the current exceeds a threshold value by passing the driving liquid. When there is a change, a detection signal is output.

第1検知部198、第2検知部199の駆動液検知方法は、特にインピーダンスの変化から駆動液を検知する方法に限定されるものでは無く、センサが流体と接触したときの出力変化にから駆動液4を検知できる方法であればどのような方法を用いても良い。例えば、第1検知部198はセンサ311とセンサ312の間に、第2検知部199の場合はセンサ321とセンサ322の間に、駆動液4が接触したときの静電容量の変化から駆動液を検知しても良い。あるいは、温度センサを用いて、第1検知部198、第2検知部199は、センサに駆動液4が接触したときの温度変化による温度センサの出力変化を検知しても良い。   The driving liquid detection method of the first detection unit 198 and the second detection unit 199 is not particularly limited to the method of detecting the driving liquid from the change in impedance, and is driven based on the output change when the sensor comes into contact with the fluid. Any method that can detect the liquid 4 may be used. For example, the first detection unit 198 is between the sensor 311 and the sensor 312, and the second detection unit 199 is between the sensor 321 and the sensor 322. May be detected. Alternatively, using the temperature sensor, the first detection unit 198 and the second detection unit 199 may detect an output change of the temperature sensor due to a temperature change when the driving liquid 4 comes into contact with the sensor.

第1検知部198、第2検知部199が出力する検知信号は、図12に示すようにCPU98に入力される。   Detection signals output from the first detection unit 198 and the second detection unit 199 are input to the CPU 98 as shown in FIG.

マイクロチップ検査システム80による検査の手順は図8、図9、図10で説明した手順と同様に第1検知部198、第2検知部199の検知信号に基づいて各工程を行う。   The inspection procedure by the microchip inspection system 80 is performed based on the detection signals of the first detection unit 198 and the second detection unit 199 in the same manner as the procedure described with reference to FIGS.

本実施形態では中間流路182の内壁にセンサを設けるので、センサの配置の自由度が大きく、不透明な流路にも適用することができる。   In the present embodiment, since the sensor is provided on the inner wall of the intermediate flow path 182, the degree of freedom of arrangement of the sensor is large, and the present invention can be applied to an opaque flow path.

以上このように、本発明によれば、流路の流量を高い信頼性で高精度に検出できるマイクロチップ検査システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a microchip inspection system that can detect the flow rate of the flow path with high reliability and high accuracy.

本発明の実施形態におけるマイクロチップ検査システム80の外観図である。It is an external view of the microchip test | inspection system 80 in embodiment of this invention. 第1の実施形態のマイクロチップ検査システム80における反応検出装置82の内部構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the internal structure of the reaction detection apparatus 82 in the microchip test | inspection system 80 of 1st Embodiment. 本発明に係わる熱式流量センサの構造を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the thermal type flow sensor concerning this invention. 流路基板184の平面図である。3 is a plan view of a flow path substrate 184. FIG. センサ基板183の平面図である。3 is a plan view of a sensor substrate 183. FIG. 本発明の第1の実施形態におけるマイクロチップ検査システム80の回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram of a microchip inspection system 80 in a first embodiment of the present invention. 熱式流量センサ280の出力に基づいて流量を算出するフローチャートを説明する。A flowchart for calculating the flow rate based on the output of the thermal flow sensor 280 will be described. 熱式流量センサ280の出力に基づいて算出した流量を補正するフローチャートである。5 is a flowchart for correcting a flow rate calculated based on an output of a thermal flow sensor 280. 図9は校正データ取得ルーチンのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of a calibration data acquisition routine. 校正流量測定時における駆動液4の動きを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the motion of the driving fluid 4 at the time of calibration flow measurement. 校正データ取得ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a calibration data acquisition routine. 流量の平均値qnと校正流量Cnの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average value qn of flow volume, and the calibration flow volume Cn. 第2の実施形態のマイクロチップ検査システム80における反応検出装置82の内部構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the internal structure of the reaction detection apparatus 82 in the microchip test | inspection system 80 of 2nd Embodiment. 第3の実施形態のマイクロチップ検査システム80における液体検知部190の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the liquid detection part 190 in the microchip test | inspection system 80 of 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるマイクロチップ検査システム80の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the microchip test | inspection system 80 in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロチップ
4 駆動液
51 第2の温度センサ
52 発熱抵抗体
53 第1の温度センサ
80 マイクロチップ検査システム
82 反応検出装置
83 挿入口
84 表示部
90 パッキン
91 駆動液タンク
92 ポンプ
182 中間流路
190 液体検知部
191 第1受光部
192 第2受光部
193 第1発光部
194 第2発光部
198 第1検知部
199 第2検知部
280 熱式流量センサ
310 第1A/D変換部
320 第2A/D変換部
410 第1流量算出部
411 温度算出部
412 ポンプ駆動制御部
413 補正係数算出部
414 第2流量算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 4 Drive liquid 51 2nd temperature sensor 52 Heating resistor 53 1st temperature sensor 80 Microchip test | inspection system 82 Reaction detector 83 Insertion port 84 Display part 90 Packing 91 Drive liquid tank 92 Pump 182 Intermediate flow path 190 Liquid detector 191 First light receiver 192 Second light receiver 193 First light emitter 194 Second light emitter 198 First detector 199 Second detector 280 Thermal flow sensor 310 First A / D converter 320 Second A / D Conversion unit 410 First flow rate calculation unit 411 Temperature calculation unit 412 Pump drive control unit 413 Correction coefficient calculation unit 414 Second flow rate calculation unit

Claims (6)

流体を流路からマイクロチップに注入するポンプと、
前記流体の前記流路に沿って配置された発熱抵抗体と温度検出部材とを備えて前記流体の流量に対応する信号を出力する熱式流量センサと、
前記熱式流量センサの出力に基づいて流量を算出する第1の流量算出手段と、
前記流路の所定の2個所における流体の有無を検知して検知信号を出力する流体検知手段と、
前記流体検知手段から得られた検知信号に基づいて校正流量を算出する第2の流量算出手段と、
前記第2の流量算出手段の算出した前記校正流量と前記第1の流量算出手段の算出した前記流量とに基づいて補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数を記憶する補正係数テーブルと、
を有し、
前記第1の流量算出手段は、前記補正係数テーブルに記憶されている前記補正係数に基づいて前記流量を補正することを特徴とするマイクロチップ検査システム。
A pump for injecting fluid from the flow path into the microchip;
A thermal flow sensor that includes a heating resistor and a temperature detection member arranged along the flow path of the fluid, and outputs a signal corresponding to the flow rate of the fluid;
First flow rate calculating means for calculating a flow rate based on the output of the thermal flow sensor;
Fluid detection means for detecting the presence or absence of fluid at two predetermined locations of the flow path and outputting a detection signal;
Second flow rate calculation means for calculating a calibration flow rate based on a detection signal obtained from the fluid detection means;
Correction coefficient calculation means for calculating a correction coefficient based on the calibration flow rate calculated by the second flow rate calculation means and the flow rate calculated by the first flow rate calculation means;
A correction coefficient table for storing the correction coefficient;
Have
The microchip inspection system, wherein the first flow rate calculation unit corrects the flow rate based on the correction coefficient stored in the correction coefficient table.
前記第1の流量算出手段と前記第2の流量算出手段は、予め定められたタイミングで流量と校正流量を算出し、
前記補正係数算出手段は、前記流量と前記校正流量とに基づいて前記補正係数を算出し、前記補正係数テーブルを更新することを特徴とする請求項1に記載のマイクロチップ検査システム。
The first flow rate calculation unit and the second flow rate calculation unit calculate a flow rate and a calibration flow rate at a predetermined timing,
2. The microchip inspection system according to claim 1, wherein the correction coefficient calculation unit calculates the correction coefficient based on the flow rate and the calibration flow rate, and updates the correction coefficient table.
前記発熱抵抗体および前記温度検出部材の少なくとも1つは厚膜印刷により形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロチップ検査システム。 The microchip inspection system according to claim 1 or 2, wherein at least one of the heating resistor and the temperature detection member is formed by thick film printing. 前記流体検知手段は、
前記流路と直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路を透過した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のマイクロチップ検査システム。
The fluid detection means includes
A light emitting unit that emits light from the direction orthogonal to the flow path toward the flow path;
A light receiving unit that receives light of the light emitting unit that has passed through the flow path and generates a signal according to the amount of light;
A detection unit that outputs a detection signal by comparing the signal of the light receiving unit with a predetermined value;
The microchip inspection system according to claim 1, comprising:
前記流体検知手段は、
前記流路と略直交する方向から前記流路に向かって光を照射する発光部と、
前記流路から反射した前記発光部の光を受光して光量に応じた信号を発生する受光部と、
前記受光部の信号を所定値と比較して検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のマイクロチップ検査システム。
The fluid detection means includes
A light emitting unit that emits light from the direction substantially orthogonal to the flow path toward the flow path;
A light receiving unit that receives light of the light emitting unit reflected from the flow path and generates a signal according to the amount of light; and
A detection unit that outputs a detection signal by comparing the signal of the light receiving unit with a predetermined value;
The microchip inspection system according to claim 1, comprising:
前記流体検知手段は、
前記流路内に配置されたセンサと、
前記センサが前記流体と接触したときの出力変化に基づいて検知信号を出力する検知部と、
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のマイクロチップ検査システム。
The fluid detection means includes
A sensor disposed in the flow path;
A detection unit that outputs a detection signal based on an output change when the sensor comes into contact with the fluid;
The microchip inspection system according to claim 1, comprising:
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