特開 2022-147436 動作設定システムおよびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022147436

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】動作設定システムおよびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/00 20060101AFI20220929BHJP

   G01N 35/08 20060101ALI20220929BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20220929BHJP

   B01J 19/00 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

G01N35/00 E

G01N35/08 A

G01N37/00 101

B01J19/00 321

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021048675

(22)【出願日】2021-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000208765

【氏名又は名称】株式会社エンプラス

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】砂永 伸也

【テーマコード（参考）】

2G058

4G075

【Ｆターム（参考）】

2G058EA14

2G058GD06

2G058GE02

4G075AA03

4G075AA13

4G075AA39

4G075AA61

4G075BA10

4G075BB05

4G075BB10

4G075DA02

4G075DA04

4G075EB50

4G075EC25

4G075ED01

4G075FA01

4G075FA08

4G075FA12

4G075FB06

4G075FB12

4G075FB13

4G075FC04

(57)【要約】

【課題】流路チップおよび流体取扱装置を含む流体取扱システムの動作を設定するための動作設定システムであって、ユーザーが容易かつ直感的に動作を設定することができる動作設定システムを提供すること。
【解決手段】動作設定システムは、前記流路チップの少なくとも一部を表示する表示部と、ユーザーの入力を受け付ける入力部と、制御部と、を有する。前記制御部は、前記流体取扱システムが順に行う複数の流体取扱工程のそれぞれについて、前記表示部に表示されている前記複数のメンブレンバルブのうちの１つのメンブレンバルブを、前記ユーザーに前記入力部を介して選択させる。次いで、前記制御部は、選択された前記メンブレンバルブの開閉と、前記メンブレンポンプの動作を、前記ユーザーに前記入力部を介して選択させる。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体取扱システムの動作を設定するための動作設定システムであって、
前記流体取扱システムは、流路チップと、流体取扱装置と、を有し、
前記流路チップは、
複数のウェルと、
流路と、
前記複数のウェルと前記流路との間にそれぞれ配置された複数のメンブレンバルブと、
前記流路に接続されたメンブレンポンプと、
を有し、
前記流体取扱装置は、
前記流路チップを保持するためのチップホルダーと、
前記チップホルダーに保持された前記流路チップの前記複数のメンブレンバルブの開閉を制御するためのバルブ制御部と、
前記チップホルダーに保持された前記流路チップの前記メンブレンポンプの動作を制御するためのポンプ制御部と、
を有し、
前記動作設定システムは、
前記流路チップの前記複数のウェル、前記複数のメンブレンバルブおよび前記流路の少なくとも一部を表示する表示部と、
ユーザーの入力を受け付ける入力部と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記流体取扱システムが順に行う複数の流体取扱工程のそれぞれについて、
前記表示部に表示されている前記複数のウェルのうちの１つのウェル、前記複数のメンブレンバルブのうちの１つのメンブレンバルブ、または前記複数のウェルと前記複数のメンブレンバルブとを接続している複数の連絡流路のうちの１つの連絡流路を、前記ユーザーに前記入力部を介して選択させ、
選択された前記ウェル、前記メンブレンバルブまたは前記連絡流路に対応する前記メンブレンバルブの開閉と、前記メンブレンポンプの動作を、前記ユーザーに前記入力部を介して選択させる、
動作設定システム。

【請求項2】

前記表示部は、前記ユーザーにより設定された複数の流体取扱工程を順番がわかるように表示する、請求項１に記載の動作設定システム。

【請求項3】

前記バルブ制御部は、前記チップホルダーに保持された前記流路チップの前記複数のメンブレンバルブの第１ダイヤフラムと対向するように配置され、前記第１ダイヤフラムを押圧して前記メンブレンバルブを閉じさせるための第１凸部と、前記第１ダイヤフラムを押圧せずに前記メンブレンバルブを開かせるための第１凹部とが第１中心軸を中心とする円の円周上に配置されている、前記第１中心軸を中心として回転可能な第１ロータリー部材を有し、
前記ポンプ制御部は、前記チップホルダーに保持された前記流路チップの前記メンブレンポンプの第２ダイヤフラムと対向するように配置され、前記第２ダイヤフラムを押圧しながら前記第２ダイヤフラム上を摺動して前記メンブレンポンプ内の流体を移動させるための第２凸部を有する、第２中心軸を中心として回転可能な第２ロータリー部材を有する、
請求項１または請求項２に記載の動作設定システム。

【請求項4】

コンピューターを、請求項１～３のいずれか一項に記載の動作設定システムとして機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体取扱システムの動作を設定するための動作設定システム、およびコンピューターを前記動作設定システムとして機能させるためのプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、細胞や、タンパク質、核酸などの分析を行うために、流路チップが使用されている。流路チップは、分析に必要な試薬および試料の量が少なくてよいという利点を有しており、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途での使用が期待されている。

【0003】

たとえば、特許文献１には、ダイヤフラムを含むマイクロバルブ（以下「メンブレンバルブ」という）およびダイヤフラムを含むポンプ（以下「メンブレンポンプ」という）を有する流路チップと、メンブレンバルブおよびメンブレンポンプの動作を制御するロータリー部材と、を有する流体取扱装置が開示されている。ロータリー部材は、メンブレンバルブのダイヤフラムを押圧するための凸部と、メンブレンポンプのダイヤフラムを押圧するためのポンプ用凸部を有している。ロータリー部材が回転することで、凸部とメンブレンバルブのダイヤフラムとの接触状態が変化して、メンブレンバルブの開閉が制御される。また、ロータリー部材が回転することで、ポンプ用凸部とメンブレンポンプのダイヤフラムとの接触位置が変化して、メンブレンポンプが駆動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－２３９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されているような流体取扱装置を用いて自動で分析または検査を行いたい場合、メンブレンバルブの開閉およびメンブレンポンプの駆動が所定の順序で行われるようにロータリー部材の回転を規定するプログラムを用いることが考えられる。ユーザーが特定の流路チップを用いて独自の手順で分析または検査を行いたい場合は、ユーザーは所定のプログラミング言語でソースコードを自ら作成する必要がある。しかしながら、ユーザーがプログラミングの知識を有しているとは限らない。また、ユーザーがプログラミングの知識を有していたとしても、多数のメンブレンバルブを有する流路チップを用いて複雑な手順で分析または検査を行いたい場合は、テキスト形式のソースコードから各工程を直感的に理解することは困難であった。

【0006】

本発明の目的は、流路チップおよび流体取扱装置を含む流体取扱システムの動作を設定するための動作設定システムであって、ユーザーが容易かつ直感的に動作を設定することができる動作設定システムを提供することである。また、本発明の別の目的は、コンピューターを前記動作設定システムとして機能させるためのプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の動作設定システムは、流体取扱システムの動作を設定するための動作設定システムであって、前記流体取扱システムは、流路チップと、流体取扱装置と、を有し、前記流路チップは、複数のウェルと、流路と、前記複数のウェルと前記流路との間にそれぞれ配置された複数のメンブレンバルブと、前記流路に接続されたメンブレンポンプと、を有し、前記流体取扱装置は、前記流路チップを保持するためのチップホルダーと、前記チップホルダーに保持された前記流路チップの前記複数のメンブレンバルブの開閉を制御するためのバルブ制御部と、前記チップホルダーに保持された前記流路チップの前記メンブレンポンプの動作を制御するためのポンプ制御部と、を有し、前記動作設定システムは、前記流路チップの前記複数のウェル、前記複数のメンブレンバルブおよび前記流路の少なくとも一部を表示する表示部と、ユーザーの入力を受け付ける入力部と、制御部と、を有し、前記制御部は、前記流体取扱システムが順に行う複数の流体取扱工程のそれぞれについて、前記表示部に表示されている前記複数のウェルのうちの１つのウェル、前記複数のメンブレンバルブのうちの１つのメンブレンバルブ、または前記複数のウェルと前記複数のメンブレンバルブとを接続している複数の連絡流路のうちの１つの連絡流路を、前記ユーザーに前記入力部を介して選択させ、選択された前記ウェル、前記メンブレンバルブまたは前記連絡流路に対応する前記メンブレンバルブの開閉と、前記メンブレンポンプの動作を、前記ユーザーに前記入力部を介して選択させる。

【0008】

本発明のプログラムは、コンピューターを、前記本発明の動作設定システムとして機能させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、流路チップおよび流体取扱装置を含む流体取扱システムの動作をユーザーが容易かつ直感的に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施の形態に係る流体取扱システムの斜視図である。

【図2】図２は、使用状態の流体取扱システムの一例を示す斜視図である。

【図3】図３Ａは、流路チップの斜視図である。図３Ｂは、流路チップとスペーサーを重ねる様子を示す斜視図である。図３Ｃは、流路チップとスペーサーの積層体をチップホルダーに収容する様子を示す斜視図である。

【図4】図４は、流体取扱システムの構成を示す断面模式図である。

【図5】図５は、実施の形態に係る流路チップの底面図である。

【図6】図６Ａは、流路チップの平面図である。図６Ｂは、流路チップの底面図である。図６Ｃは、基板の底面図である。

【図7】図７Ａは、第１ロータリー部材の平面図である。図７Ｂは、図７ＡのＢ－Ｂ線の断面図である。

【図8】図８Ａは、第２ロータリー部材の平面図である。図８Ｂは、図８ＡのＢ－Ｂ線の断面図である。

【図9】図９Ａ、Ｂは、流体取扱システムを用いて流体を取り扱う様子を示す模式図である。

【図10】図１０Ａ、Ｂは、流体取扱システムを用いて流体を取り扱う様子を示す模式図である。

【図11】図１１は、実施の形態に係る動作設定システムの構成を示すブロック図である。

【図12】図１２は、表示部に示される動作設定時の画面の一例である。

【図13】図１３Ａ、Ｂは、表示部に示される動作設定時の画面の一例である。

【図14】図１４Ａ、Ｂは、表示部に示される動作設定時の画面の一例である。

【図15】図１５Ａ、Ｂは、表示部に示される動作設定時の画面の一例である。

【図16】図１６Ａ、Ｂは、表示部に示される動作設定時の画面の一例である。

【図17】図１７Ａ、Ｂは、表示部に示される動作設定時の画面の一例である。

【図18】図１８Ａ、Ｂは、表示部に示される動作設定時の画面の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施の形態に係る動作設定システムについて説明する。

【0012】

本実施の形態に係る動作設定システム５００は、流路チップ２００および流体取扱装置３００を含む流体取扱システム１００の動作を設定するために用いられる。そこで、先に流体取扱システム１００の構成および動作について説明し、その後に動作設定システム５００について説明する。

【0013】

（流体取扱システムの概要）
図１は、実施の形態に係る流体取扱システム１００の斜視図である。図２は、使用状態の流体取扱システム１００の一例を示す斜視図である。

【0014】

図１および図２に示されるように、流体取扱システム１００は、流路チップ２００と、流体取扱装置３００とを有する。流体取扱装置３００は、流路チップ２００内の流体を制御して、複数の流体取扱工程を行う。

【0015】

本実施の形態では、図２に示されるように、流体取扱装置３００は、ＡＣアダプター４１０を介して商用電源に接続された状態で使用される。流体取扱装置３００が内部電源を有する場合は、流体取扱装置３００は、商用電源に接続されていない状態でも使用されうる。

【0016】

また、流体取扱装置３００は、ＵＳＢケーブル４２０を介して動作設定システム５００（図２では図示省略）に接続されうる。この後説明するように、本実施の形態では、流体取扱装置３００は、動作手順をコードされたプログラムを記憶する記憶部３７０と、記憶部３７０に記憶されたプログラムに基づいてバルブ制御部３２０（第１駆動部３２４）や、ポンプ制御部３３０（第２駆動部３３４）、光源３４０ａ～ｃ、光検出部３５０ａ～ｃなどの動作を制御する制御部３６０と、を有する（図４参照）。したがって、流体取扱装置３００は、動作設定システム５００に接続されていない状態でも単独で動作することができる。一方、流体取扱装置３００は、記憶部３７０および制御部３６０を有していなくてもよい。この場合は、流体取扱装置３００は、動作設定システム５００に接続されている状態で動作設定システム５００からの指示に従って動作する。

【0017】

図３Ａは、流路チップ２００の斜視図である。本実施の形態では、流路チップ２００は透明材料で構成されており、図３Ａでは、流路チップ２００の内部構造および裏側の構造も破線で示している。流路チップ２００は、図３Ｂに示されるようにスペーサー３１２に重ねられた状態で、図３Ｃに示されるように流体取扱装置３００のチップホルダー３１０内に収容される。スペーサー３１２には、流路チップ２００の複数のウェル２３０に対応する位置にウェル２３０を収容可能な貫通孔が形成されている。

【0018】

図４は、流体取扱システム１００の構成を示す断面模式図である。図４では、流体取扱システム１００の構成をわかりやすくするために、一部の構成要素を省略している。また、流路チップ２００と、バルブ制御部３２０（第１ロータリー部材３２１）およびポンプ制御部３３０（第２ロータリー部材３３１）とを離して図示している。

【0019】

流体取扱装置３００は、流路チップ２００を保持するためのチップホルダー３１０と、チップホルダー３１０に保持された流路チップ２００のメンブレンバルブ２５０の開閉を制御するためのバルブ制御部３２０と、チップホルダー３１０に保持された流路チップ２００のメンブレンポンプ２６０の動作を制御するポンプ制御部３３０と、を有する。本実施の形態では、バルブ制御部３２０は、第１ロータリー部材３２１と、第１ロータリー部材３２１を第１中心軸ＣＡ１を中心に回転させる第１駆動部３２４と、を含む。また、ポンプ制御部３３０は、第２ロータリー部材３３１と、第２ロータリー部材３３１を第２中心軸ＣＡ２を中心に回転させる第２駆動部３３４と、を含む。また、本実施の形態では、流体取扱装置３００は、チップホルダー３１０内に配置された３つの光源３４０ａ～ｃと、３つの光検出部３５０ａ～ｃと、制御部３６０と、記憶部３７０と、筐体３８０と、をさらに有する。

【0020】

流路チップ２００は、基板２１０およびフィルム２２０を有する。流路チップ２００は、チップホルダー３１０内に収容された状態で、フィルム２２０が第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１に押圧されるように固定される。前述のとおり、図４では、流体取扱システム１００の構成をわかりやすくするために、流路チップ２００と第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１とを離して図示している。

【0021】

（流路チップの構成）
図５は、本実施の形態に係る流路チップ２００の底面図である。図５では、流路チップ２００の内部構造も破線で示している。図６Ａは、流路チップ２００の平面図である。図６Ｂは、流路チップ２００の底面図である。図６Ｃは、基板２１０の底面図（フィルム２２０を取り外した状態の流路チップ２００の底面図）である。

【0022】

流路チップ２００は、基板２１０と、基板２１０の裏面に接合されたフィルム２２０とを有する（図４参照）。また、流路チップ２００は、複数のウェル２３０と、流路２４０と、複数のウェル２３０と流路２４０との間にそれぞれ配置された複数のメンブレンバルブ２５０と、流路２４０に接続されたメンブレンポンプ２６０と、を有する。本実施の形態では、流路チップ２００は、複数のウェル２３０と複数のメンブレンバルブ２５０とを接続している複数の連絡流路２３１と、通気孔として機能するウェル２３０とメンブレンポンプ２６０とを接続している通気流路２３２と、をさらに有する。

【0023】

基板２１０には、流路（流路２４０、連絡流路２３１および通気流路２３２）となるための溝と、流体の導入口もしくは取出口または通気孔（ウェル２３０）となるための貫通孔が形成されている。流路となるための溝は、基板２１０の裏面に形成されている。基板２１０の裏側において、基板２１０の一部の領域は、メンブレンバルブ２５０の隔壁（弁座）として機能する。基板２１０の表側では、貫通孔の開口部の周囲に円筒状の突起が突出している。この突起は、ウェル２３０の外壁として機能する。フィルム２２０は、溝および貫通孔の開口部を塞ぐように基板２１０の裏面に接合される。フィルム２２０の一部の領域は、メンブレンバルブ２５０のダイヤフラム２５１（後述）およびメンブレンポンプ２６０のダイヤフラム２６１（後述）として機能する。フィルム２２０により塞がれた基板２１０の溝は、試薬や液体試料、洗浄液、気体、粉体などの流体を流すための流路となる。

【0024】

基板２１０の厚みは、特に限定されず、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、基板２１０に含まれる材料も、特に限定されない。基板２１０に含まれる材料は、例えば、公知の樹脂およびガラスから適宜選択されうる。基板２１０に含まれる材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シクロオレフィン系樹脂、シリコーン樹脂およびエラストマーが含まれる。

【0025】

フィルム２２０の厚みは、フィルム２２０がメンブレンバルブ２５０のダイヤフラム２５１およびメンブレンポンプ２６０のダイヤフラム２６１として機能することが可能であれば特に限定されず、例えば、３０μｍ以上３００μｍ以下である。また、フィルム２２０に含まれる材料も、フィルム２２０がダイヤフラム２５１、２６１として機能することができれば特に限定されない。フィルム２２０に含まれる材料は、例えば、公知の樹脂から適宜選択されうる。フィルム２２０に含まれる材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シクロオレフィン系樹脂、シリコーン樹脂およびエラストマーが含まれる。フィルム２２０は、例えば、熱溶着やレーザー溶着、接着剤などにより基板２１０に接合される。

【0026】

複数のウェル２３０は、流路チップ２００の流路に流体を導入するための導入部や、流路チップ２００の流路内の流体を取り出すための取出部、流体を混合したり反応させたりする処理部、流路チップ２００の流路内で流体を移動させるときの通気孔などとして機能する、表側に開口を有する有底の凹部である。また、ウェル２３０は、流体として液体を使用するときは、液体を収容することができる。

【0027】

ウェル２３０の形状および大きさは、上記機能を発揮することができれば特に限定されない。ウェル２３０の内部空間の形状は、例えば、略円錐台状や略円柱状である。本実施の形態では、ウェル２３０の内部空間の形状は、円錐台形状である。前述のとおり、本実施の形態では、流路チップ２００の表側において、ウェル２３０の内部空間を取り囲む外壁が基板２１０の表面から突出している。ウェル２３０の数は、特に限定されず、流路チップ２００の用途に応じて適宜選択される。

【0028】

本実施の形態では、複数のウェル２３０のうち１０個のウェル２３０（図６Ａにおいて上の列の左側の５個のウェル２３０および下の列の左側の５個のウェル２３０）は、連絡流路２３１を介してメンブレンバルブ２５０に接続されており、流体の導入部や取出部、処理部などとして機能する。また、複数のウェル２３０のうち１個のウェル２３０（図６Ａにおいて下の列の右から５番目のウェル２３０）は、通気流路２３２を介してメンブレンポンプ２６０に接続されており、通気孔として機能する。本実施の形態に係る流路チップ２００では、他のウェル２３０は使用されない。

【0029】

流路２４０は、その内部を流体が移動しうる流路である。本実施の形態では、流路２４０は、基板２１０に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム２２０とから構成されている。流路２４０の断面積および断面形状は、特に限定されない。本明細書において、「流路の断面」とは、流体が流れる方向に直交する流路の断面を意味する。流路２４０の断面形状は、特に限定されず、例えば、一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形状である。流路２４０の断面積は、流体の流れ方向において、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。本実施の形態では、メンブレンバルブ２５０の近傍における流路２４０の断面積は、その他の部分における流路２４０の断面積よりも大きい。

【0030】

流路２４０の数および形状は、特に限定されず、流路チップ２００の用途に応じて適宜選択される。本実施の形態では、図６Ｃに示されるように、流路チップ２００は、分岐を含む１つの流路２４０を有する。すなわち、流路２４０は、２つの分岐流路２４０ａ、ｂと、１つの共通流路２４０ｃと、を含む。２つの分岐流路２４０ａ、ｂのそれぞれの一方の端部は、共通流路２４０ｃの一方の端部に接続されている。２つの分岐流路２４０ａ、ｂは、円周方向に延在している。複数のウェル２３０（複数の連絡流路２３１）と２つの分岐流路２４０ａ、ｂとの間には、それぞれメンブレンバルブ２５０（後述）が配置されている。共通流路２４０ｃの他方の端部は、メンブレンポンプ２６０に接続されている。

【0031】

複数のウェル２３０は、それぞれ流路２４０（２つの分岐流路２４０ａ、ｂ）の異なる位置にメンブレンバルブ２５０を介して接続されている。本実施の形態では、複数のウェル２３０と複数のメンブレンバルブ２５０との間には、それぞれ連絡流路２３１が配置されている。それぞれの連絡流路２３１の一方の端部はウェル２３０に接続されており、他方の端部はメンブレンバルブ２５０に接続されている。

【0032】

複数の連絡流路２３１は、それぞれ、基板２１０に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム２２０とから構成されている。連絡流路２３１の断面積および断面形状は、特に限定されない。連絡流路２３１の断面形状は、特に限定されず、例えば、一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形状である。本実施の形態では、連絡流路２３１の幅は、流路２４０の幅よりも大きい。

【0033】

複数のメンブレンバルブ２５０は、複数のウェル２３０（複数の連絡流路２３１）と流路２４０との間にそれぞれ配置され、これらの間の流体の流れを制御する。メンブレンバルブ２５０の数は、特に限定されず、流路チップ２００の用途に応じて適宜選択される。本実施の形態では、流路チップ２００は、連絡流路２３１の数に応じて１０個のメンブレンバルブ２５０を有する。また、本実施の形態では、複数のメンブレンバルブ２５０は、１つの円の円周上に配置されている。流路チップ２００をチップホルダー３１０内に収容すると、この円の中心は、第１ロータリー部材３２１の回転軸となる第１中心軸ＣＡ１上に位置する（図４および図５参照）。したがって、複数のメンブレンバルブ２５０は、第１ロータリー部材３２１の回転により、開閉が制御されるロータリーメンブレンバルブとして機能することができる。

【0034】

複数のメンブレンバルブ２５０は、それぞれ、複数のウェル２３０（複数の連絡流路２３１）と流路２４０との間に配置された隔壁と、隔壁と対向するように配置されたダイヤフラム２５１とを有する。

【0035】

隔壁は、基板２１０の一部であり、複数のウェル２３０（複数の連絡流路２３１）と流路２４０との間を開閉するためのメンブレンバルブ２５０の弁座として機能する。隔壁の形状および高さは、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。隔壁の高さは、例えば、連絡流路２３１および流路２４０の深さと同じである。

【0036】

ダイヤフラム２５１は、可撓性を有するフィルム２２０の一部である。ダイヤフラム２５１は、ダイヤフラム２５１に圧力が加えられていないときは、複数の連絡流路２３１と流路２４０との間に複数のウェル２３０と流路２４０との間とを連通する隙間が形成されるように構成されている。また、ダイヤフラム２５１は、ダイヤフラム２５１が押圧されているときは、ダイヤフラム２５１と隔壁とが接触して複数のウェル２３０と流路２４０とが遮断されるように構成されている。本実施の形態では、押圧されていないときのダイヤフラム２５１の形状は、ドーム形状（球冠形状）である。

【0037】

メンブレンポンプ２６０は、基板２１０とフィルム２２０との間に形成された空間である。メンブレンポンプ２６０は、ポンプ制御部３３０により押圧されることで蠕動ポンプのように駆動する。メンブレンポンプ２６０の平面視形状は、特に限定されないが、本実施の形態では略円弧状（「Ｃ」の字形状）である。メンブレンポンプ２６０の一方の端部は、流路２４０に接続されている。他方の端部は、通気流路２３２を介して、通気孔として機能するウェル２３０に接続されている。本実施の形態では、メンブレンポンプ２６０は、基板２１０の底面と、前記底面から離間しつつも対向しているダイヤフラム２６１とから構成されている。ダイヤフラム２６１は、可撓性を有するフィルム２２０の一部である。また、本実施の形態では、メンブレンポンプ２６０（ダイヤフラム２６１）は、１つの円の円周上に配置されている。流路チップ２００をチップホルダー３１０内に収容すると、この円の中心は、第２ロータリー部材３３１の回転軸となる第２中心軸ＣＡ２上に位置する。したがって、メンブレンポンプ２６０は、第２ロータリー部材３３１の回転により、動作が制御されるロータリーメンブレンポンプとして機能することができる。前記円周に直交するダイヤフラム２６１の断面形状は、特に限定されず、本実施の形態では略円弧状である。

【0038】

メンブレンポンプ２６０のダイヤフラム２６１は、圧力が加えられたときに撓んで基板２１０に接触する。たとえば、第２ロータリー部材３３１の第２凸部３３２（後述）が流路２４０との接続部から通気流路２３２との接続部に向けて（図５において反時計回りに）ダイヤフラム２６１を摺動しながら押圧したとき、流路２４０内の流体がメンブレンポンプ２６０に向けて移動して流路２４０内が陰圧になるとともに、メンブレンポンプ２６０内の流体が通気流路２３２に向けて移動して通気流路２３２内が陽圧になる。一方、第２凸部３３２が通気流路２３２の接続部から流路２４０との接続部に向けて（図５において時計回りに）ダイヤフラム２６１を摺動しながら押圧したとき、通気流路２３２内の流体がメンブレンポンプ２６０に向けて移動して通気流路２３２内が陰圧になるとともに、メンブレンポンプ２６０内の流体が流路２４０に向けて移動して流路２４０内が陽圧になる。

【0039】

通気流路２３２は、基板２１０に形成されている溝と、当該溝の開口部を閉塞しているフィルム２２０とから構成されている。通気流路２３２の断面積および断面形状は、特に限定されない。通気流路２３２の断面形状は、特に限定されず、例えば、一辺の長さ（幅および深さ）が数十μｍ程度の略矩形状である。

【0040】

（流体取扱装置の構成）
前述のとおり、流体取扱装置３００は、流路チップ２００を保持するためのチップホルダー３１０と、チップホルダー３１０に保持された流路チップ２００のメンブレンバルブ２５０の開閉を制御するためのバルブ制御部３２０と、チップホルダー３１０に保持された流路チップ２００のメンブレンポンプ２６０の動作を制御するポンプ制御部３３０と、を有する。本実施の形態では、バルブ制御部３２０は、第１ロータリー部材３２１と、第１ロータリー部材３２１を第１中心軸ＣＡ１を中心に回転させる第１駆動部３２４と、を含む。また、ポンプ制御部３３０は、第２ロータリー部材３３１と、第２ロータリー部材３３１を第２中心軸ＣＡ２を中心に回転させる第２駆動部３３４と、を含む。また、本実施の形態では、流体取扱装置３００は、チップホルダー３１０内に配置された３つの光源３４０ａ～ｃと、３つの光検出部３５０ａ～ｃと、制御部３６０と、記憶部３７０と、筐体３８０と、をさらに有する。

【0041】

チップホルダー３１０は、流路チップ２００を収容するための収容部３１１を含み、流体取扱装置３００の本体に固定される。収容部３１１の形状は、流路チップ２００を適切に収容し、固定することができれば特に限定されない。本実施の形態では、収容部３１１は、流体取扱装置３００の背面側（図１では図面の上側）、天面側および底面側に開口部を有する略直方体状の中空体である。当該収容部３１１では、背面側の開口部から流路チップ２００の出し入れが行われる（図３Ｃ参照）。開口部の位置はこの位置に限定されない。また、開口部の形状も、流路チップ２００を出し入れ可能であれば任意の形状とすることができる。

【0042】

一方、収容部３１１の内部の構造は、流路チップ２００を第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１に押し当てたり、第１ロータリー部材３２１または第２ロータリー部材３３１を回転させたりしたときに、流路チップ２００の位置がずれないように流路チップ２００を保持できれば特に制限されない。本実施の形態では、収容部３１１の内部は、流路チップ２００およびスペーサー３１２の積層体の高さ、幅、および奥行と略同等の高さ、幅、および奥行きを有する略直方体状の空間である。前述のとおり、流路チップ２００では、ウェル２３０を取り囲む壁が基板２１０の表面から突出している。このため、本実施の形態では、この壁の高さ以上の厚みのスペーサー３１２を、流路チップ２００のウェル２３０が存在しない領域の上に配置した状態で、流路チップ２００およびスペーサー３１２を収容部３１１内に収容する。なお、収容部３１１の内部には、流路チップ２００を所定の位置に固定するための溝や、流路チップ２００を固定するためのストッパなどが形成されていてもよい。また、収容部３１１の内部には、流路チップ２００を第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１に押し当てたときに、流路チップ２００の傾きを調整したり、流路チップ２００の位置ずれを抑制したりするための弾性部材（図示せず）が、配置されていてもよい。

【0043】

収容部３１１の底板には、収容部３１１に収容された流路チップ２００と、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１とを接触させるための貫通孔が形成されている。この貫通孔の形状は、流路チップ２００のメンブレンバルブ２５０のダイヤフラム２５１と第１ロータリー部材３２１の第１凸部３２２との接触、およびメンブレンポンプ２６０のダイヤフラム２６１と第２ロータリー部材３３１の第２凸部３３２との接触を妨げない形状であれば特に制限されない。この後説明するように、本実施の形態では、３つの光源３４０ａ～ｃおよび３つの光検出部３５０ａ～ｃを用いて流路２４０内の流体の移動を検出するため、この貫通孔は、３つの光源３４０ａ～ｃおよび３つの光検出部３５０ａ～ｃとの間にも位置するように形成されている。本実施の形態では、収容部３１１の底板には、大きな矩形の貫通孔が形成されており、収容部３１１の底板は、流路チップ２００の外周部のみを支持している。

【0044】

一方、収容部３１１の天板には、流路チップ２００の収容および取り出しを容易にするための略矩形状の切り欠きや、流路チップ２００内に流体を導入したり流路チップ２００内から流体を取り出したりするための貫通孔、流路チップ２００内の流体を観察するための貫通孔、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１の動作を観察するための貫通孔などが形成されている。また、この後説明するように、収容部３１１の天板内には、３つの光源３４０ａ～ｃも配置されている。第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１を流路チップ２００に押し当てたとき、収容部３１１の天板が流路チップ２００を支持する。このため、本実施の形態では、収容部３１１の天板の厚みは底板の厚みよりも大きい。

【0045】

バルブ制御部３２０は、チップホルダー３１０に保持された流路チップ２００のメンブレンバルブ２５０の開閉を制御する。バルブ制御部３２０の構成は、複数のメンブレンバルブ２５０の開閉を制御することができれば特に限定されず、例えば複数のソレノイドアクチュエーターなどであってもよい。本実施の形態では、バルブ制御部３２０は、第１ロータリー部材３２１と、第１ロータリー部材３２１を第１中心軸ＣＡ１を中心に回転させる第１駆動部３２４と、を含む。

【0046】

図７Ａは、第１ロータリー部材３２１の平面図であり、図７Ｂは、図７ＡのＢ－Ｂ線の断面図である。図７Ａでは、見やすくするために、第１凸部３２２の天面にハッチングを付している。

【0047】

図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、第１ロータリー部材３２１は、円柱形状の本体の天面に配置された第１凸部３２２および第１凹部３２３を有する。第１ロータリー部材３２１は、第１中心軸ＣＡ１を中心として回転可能である。第１ロータリー部材３２１は、第１駆動部３２４により回転させられる。

【0048】

第１凸部３２２は、ダイヤフラム２５１を押圧してメンブレンバルブ２５０を閉じさせる。第１凹部３２３は、ダイヤフラム２５１を押圧せずにメンブレンバルブ２５０を開かせる。第１凸部３２２および第１凹部３２３は、第１中心軸ＣＡ１を中心とする円の円周上に配置されている。本実施の形態では、第１凸部３２２の平面視形状は、第１中心軸ＣＡ１を中心とする円の一部に対応する円弧状（「Ｃ」の字形状）である。この円周上において第１凸部３２２が存在しない領域が、第１凹部３２３である。

【0049】

なお、第１凸部３２２は、第１凹部３２３に対して相対的に突出していればよく、第１凹部３２３は、第１凸部３２２に対して相対的に凹んでいればよい。すなわち、第１凸部３２２は、押圧部として機能できればよく、第１凹部３２３は、非押圧部として機能できればよい。たとえば、図７Ｂに示される例では、第１凸部３２２は、本体の天面（基準面）から突出しており、第１凹部３２３の底面は、本体の天面（基準面）と同じ高さの面である。逆に、第１凸部３２２の天面は、本体の天面（基準面）と同じ高さの面であってもよく、この場合は、第１凹部３２３は、本体の天面（基準面）から凹んでいる。

【0050】

第１駆動部３２４は、制御部３６０の指示に従って第１ロータリー部材３２１を任意の方向に任意の角度だけ回転させる。第１駆動部３２４の構成は、特に限定されず、例えば第１ロータリー部材３２１に直接接続された、または歯車などの動力伝達部を介して接続されたモーターなどである。

【0051】

ポンプ制御部３３０は、チップホルダー３１０に保持された流路チップ２００のメンブレンポンプ２６０の動作を制御する。ポンプ制御部３３０の構成は、メンブレンポンプ２６０の動作を制御することができれば特に限定されず、例えばメンブレンポンプ２６０の延在方向に沿って移動可能な押圧ローラーなどであってもよい。本実施の形態では、ポンプ制御部３３０は、第２ロータリー部材３３１と、第２ロータリー部材３３１を第２中心軸ＣＡ２を中心に回転させる第２駆動部３３４と、を含む。

【0052】

図８Ａは、第２ロータリー部材３３１の平面図であり、図８Ｂは、図８ＡのＢ－Ｂ線の断面図である。図８Ａでは、見やすくするために、第２凸部３３２の天面にハッチングを付している。

【0053】

第２ロータリー部材３３１は、円柱形状の本体の天面に配置された第２凸部３３２および第２凹部３３３を有する。第２ロータリー部材３３１は、第２中心軸ＣＡ２を中心として回転可能である。第２ロータリー部材３３１は、第２駆動部３３４により回転させられる。

【0054】

第２凸部３３２は、ダイヤフラム２６１を摺動しながら押圧して、メンブレンポンプ２６０を駆動させる。第２凹部３３３は、第２凸部３３２以外の部分である。第２凸部３３２は、第２中心軸ＣＡ２を中心とする円の円周上に配置されている。第２凸部３３２の数および形状は、メンブレンポンプ２６０を適切に作動させることができれば特に限定されない。本実施の形態では、第２ロータリー部材３３１は、３個の第２凸部３３２を有しており、各第２凸部３３２の平面視形状は、第２中心軸ＣＡ２から外側に向けて延在する略長方形状である。

【0055】

なお、第２凸部３３２は、第２凹部３３３に対して相対的に突出していればよく、第２凹部３３３は、第２凸部３３２に対して相対的に凹んでいればよい。すなわち、第２凸部３３２は、押圧部として機能できればよく、第２凹部３３３は、非押圧部として機能できればよい。たとえば、図８Ｂに示される例では、第２凸部３３２は、本体の天面（基準面）から突出しており、第２凹部３３３の底面は、本体の天面（基準面）と同じ高さの面である。逆に、第２凸部３３２の天面は、本体の天面（基準面）と同じ高さの面であってもよく、この場合は、第２凹部３３３は、本体の天面（基準面）から凹んでいる。

【0056】

第２駆動部３３４は、制御部３６０の指示に従って第２ロータリー部材３３１を任意の方向に任意の角度だけ回転させる。第２駆動部３３４の構成は、特に限定されず、例えば第２ロータリー部材３３１に直接接続された、または歯車などの動力伝達部を介して接続されたモーターなどである。

【0057】

３つの光源３４０ａ～ｃは、チップホルダー３１０内に配置されている。３つの光源３４０ａ～ｃは、チップホルダー３１０の上部中央部からチップホルダー３１０の外に延びている複数のコード（図１参照）を介して制御部３６０に接続されている。３つの光検出部３５０ａ～ｃは、流路チップ２００を挟んで３つの光源３４０ａ～ｃと対向するようにそれぞれ配置されている。３つの光検出部３５０ａ～ｃも、制御部３６０に接続されている。具体的には、光源３４０ａおよび光検出部３５０ａは、流路チップ２００の共通流路２４０ｃ内の第１検出ポイントＤＰ１（図５参照）を挟むように配置されている。光源３４０ｂおよび光検出部３５０ｂは、流路チップ２００の共通流路２４０ｃ内の第２検出ポイントＤＰ２（図５参照）を挟むように配置されている。光源３４０ｃおよび光検出部３５０ｃは、流路チップ２００の共通流路２４０ｃ内の第３検出ポイントＤＰ３（図５参照）を挟むように配置されている。図５に示されるように、第１検出ポイントＤＰ１は、第２検出ポイントＤＰ２および第３検出ポイントＤＰ３よりも２つの分岐流路２４０ａ、ｂ側に位置し、第３検出ポイントＤＰ３は、第１検出ポイントＤＰ１および第２検出ポイントＤＰ２よりもメンブレンポンプ２６０側に位置する。検出ポイントの数および位置は、特に限定されず、流路チップ２００の用途に応じて適宜設定されうる。

【0058】

光検出部３５０ａは、光源３４０ａから出射され、流路２４０の第１検出ポイントＤＰ１を透過した光を検出することで、第１検出ポイントＤＰ１に所定の流体（液体）が到達したことを検出する。光検出部３５０ｂは、光源３４０ｂから出射され、流路２４０の第２検出ポイントＤＰ２を透過した光を検出することで、第２検出ポイントＤＰ２に所定の流体（液体）が到達したことを検出する。光検出部３５０ｃは、光源３４０ｃから出射され、流路２４０の第３検出ポイントＤＰ３を透過した光を検出することで、第３検出ポイントＤＰ３に所定の流体（液体）が到達したことを検出する。光源３４０ａ～ｃは、例えば発光ダイオードである。光検出部３５０ａ～ｃは、例えばフォトトランジスタである。光源３４０ａ～ｃが出射する光の波長は、光検出部３５０ａ～ｃが検出することができれば特に限定されず、流路２４０内に導入される流体の種類や基板２１０およびフィルム２２０の材料などに応じて適宜設定される。たとえば、光源３４０ａ～ｃは、赤外線を出射する。

【0059】

なお、光源３４０ａ～ｃおよび光検出部３５０ａ～ｃの構成は、流路２４０内の所定の検出ポイントに所定の流体（液体）が到達したことを検出できれば特に限定されない。たとえば、流路チップ２００に対して光源３４０ａ～ｃおよび光検出部３５０ａ～ｃが同じ側に配置されており、光検出部３５０ａ～ｃは、光源３４０ａ～ｃから出射され、流路２４０で反射された光を検出してもよい。

【0060】

制御部３６０は、バルブ制御部３２０（第１駆動部３２４）や、ポンプ制御部３３０（第２駆動部３３４）、光源３４０ａ～ｃ、光検出部３５０ａ～ｃ、記憶部３７０などを制御する。具体的には、制御部３６０は、記憶部３７０に記憶されているプログラム、または動作設定システム５００の指示に従って、バルブ制御部３２０（第１駆動部３２４）や、ポンプ制御部３３０（第２駆動部３３４）、光源３４０ａ～ｃ、光検出部３５０ａ～ｃなどを動作させる。記憶部３７０は、この後説明するように動作設定システム５００が作成したプログラムを記憶する。制御部３６０および記憶部３７０は、例えばマイコンである。

【0061】

筐体３８０は、流体取扱装置３００のチップホルダー３１０以外の構成要素を収容し、チップホルダー３１０を支持する。筐体３８０の構成は、上記機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、筐体３８０の形状は、略直方体であるが、任意の形状であってよい。本実施の形態では、筐体３８０は、樹脂で構成されているが、金属で構成されていてもよい。筐体３８０を構成する樹脂材料の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーン樹脂、およびエラストマーが含まれる。また、筐体３８０は、複数種類の材料で構成されていてもよい。

【0062】

本実施の形態では、流体取扱装置３００は、複数のボタンや、ＡＣアダプター４１０のプラグを挿入されるジャック、ＵＳＢケーブル４２０のプラグが挿入されるソケットなども有している（図１および図２参照）。

【0063】

たとえば、図１に示される「ＰＲＯＧＲＡＭ」の「ＳＴＡＲＴ」ボタンをユーザーが押すと、流体取扱装置３００は、この後説明するように動作設定システム５００により設定されたプログラムに従って自動的に動作する。

【0064】

「ＶＡＬＶＥ」の「ＯＲＩＧＩＮ」ボタンをユーザーが押すと、制御部３６０は、第１凹部３２３が基準位置（例えば２つの分岐流路２４０ａ、ｂと共通流路２４０ｃとの接続部の近傍）に位置するように第１ロータリー部材３２１を回転させる。「ＶＡＬＶＥ」の「ＲＩＧＨＴ」ボタンをユーザーが押すと、制御部３６０は、第１凹部３２３が次のメンブレンバルブ２５０に到達するまで、第１ロータリー部材３２１を上から見て時計回りに回転させる。「ＶＡＬＶＥ」の「ＬＥＦＴ」ボタンをユーザーが押すと、制御部３６０は、第１凹部３２３が次のメンブレンバルブ２５０に到達するまで、第１ロータリー部材３２１を上から見て反時計回りに回転させる。

【0065】

「ＰＵＭＰ」の「ＰＵＬＬ」ボタンをユーザーが押すと、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１を上から見て反時計回りに回転させて、分岐流路２４０ａまたは分岐流路２４０ｂから共通流路２４０ｃ内に流体を吸引する。「ＰＵＭＰ」の「ＰＵＬＬ」ボタンをユーザーがもう一度押すと、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１の回転を止めて、共通流路２４０ｃ内への流体の吸引を停止する。「ＰＵＭＰ」の「ＰＵＳＨ」ボタンをユーザーが押すと、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１を上から見て時計回りに回転させて、共通流路２４０ｃ内の流体を分岐流路２４０ａまたは分岐流路２４０ｂに押し出す。「ＰＵＭＰ」の「ＰＵＳＨ」ボタンをユーザーがもう一度押すと、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１の回転を止めて、共通流路２４０ｃ内の流体の押し出しを停止する。

【0066】

「ＳＴＯＰ ＡＬＬ」ボタンをユーザーが押すと、流体取扱装置３００は、すべての動作を停止する。

【0067】

また、流体取扱装置３００は、内部電源や表示部などをさらに有していてもよい。

【0068】

（流体取扱システムの動作）
以下、流体取扱システム１００を用いて流体を取り扱う方法の一例を説明する。ここでは、図９Ａ～図１０Ｂの模式図を参照しながら、図中上の列の左から２番目のウェル２３０（以下「導入ウェル」ともいう）に収容されている液体から、所定量（共通流路２４０ｃのうちの分岐流路２４０ａ、ｂ側の端部と第２検出ポイントＤＰ２との間の体積）の液体を計り取り、図中の下の列の左から２番目のウェル２３０（以下「取出ウェル」ともいう）に移動させる例を説明する。図９Ａ～図１０Ｂでは、流路チップ２００の複数のメンブレンバルブ２５０の近傍の領域を表側から見ている様子を示しており、ウェル２３０の外壁などは省略している。複数のメンブレンバルブ２５０のうち、第１ロータリー部材３２１の第１凸部３２２に押圧されている閉じた状態のメンブレンバルブ２５０を黒塗りで示し、第１ロータリー部材３２１の第１凹部３２３と対向している開いた状態のメンブレンバルブ２５０を白塗りで示す。

【0069】

まず、チップホルダー３１０の収容部３１１に、スペーサー３１２を重ねた流路チップ２００を収容する（図３Ｂおよび図３Ｃ参照）。次いで、流路チップ２００を収容したチップホルダー３１０を筐体３８０上の所定の位置に固定する。チップホルダー３１０内に収容された流路チップ２００は、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１に所定の力で押し当てられる。

【0070】

なお、チップホルダー３１０を設置する前、設置している途中、または設置した後に、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１を回転させて、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１の回転開始位置を調整してもよい。また、チップホルダー３１０を固定した後、必要に応じて、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１を流路チップ２００側にさらに移動させて、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１と流路チップ２００との押圧力を調整してもよい（図４参照）。

【0071】

次いで、流路チップ２００の所定のウェル２３０に流体を導入する。この例では、図９Ａに示されるように、図中上の列の左から２番目の導入ウェル２３０に所定の液体を導入する。たとえば、ユーザーが、ピペットを用いて、チップホルダー３１０の天板の貫通孔およびスペーサー３１２の貫通孔を介して導入ウェル２３０に液体を導入する。

【0072】

その後、第１ロータリー部材３２１の第１凸部３２２および第２ロータリー部材３３１の第２凸部３３２が流路チップ２００のフィルム２２０を十分に押圧するように押圧力をかけながら、第１ロータリー部材３２１および第２ロータリー部材３３１を回転させ、メンブレンバルブ２５０の開閉およびメンブレンポンプ２６０の駆動を行う。第１ロータリー部材３２１の回転により、流路チップ２００のメンブレンバルブ２５０のダイヤフラム２５１が第１ロータリー部材３２１の第１凸部３２２によって基板２１０側に押し込まれると、メンブレンバルブ２５０が閉状態となる。一方、第１ロータリー部材３２１の回転により、ダイヤフラム２５１上に第１凹部３２３が配置されると、ダイヤフラム２５１への押圧が解除され、メンブレンバルブ２５０が開状態となる。また、第２ロータリー部材３３１の回転により、流路チップ２００のメンブレンポンプ２６０のダイヤフラム２６１が第２ロータリー部材３３１の第２凸部３３２によって基板２１０側に押し込まれ、この状態で第２凸部３３２が移動すると、流路内の流体が移動する。このようなメンブレンバルブ２５０の開閉および流体の移動を利用して、所望の流体の処理や、混合などを行うことができる。

【0073】

この例では、まず、図９Ｂに示されるように、制御部３６０は、第１ロータリー部材３２１を回転させて、導入ウェル２３０に対応するメンブレンバルブ２５０上に第１凹部３２３を移動させる。これにより、導入ウェル２３０と共通流路２４０ｃとが連通する。次いで、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１を回転させて、導入ウェル２３０内の液体を共通流路２４０ｃ内に吸引する。共通流路２４０ｃ内の第２検出ポイントＤＰ２に液体が到達したことを光検出部３５０ｂが検出したら、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１の回転を停止させて、共通流路２４０ｃ内への吸引を停止させる。

【0074】

次いで、図１０Ａに示されるように、制御部３６０は、第１ロータリー部材３２１を回転させて、図中下の列の左から２番目の取出ウェル２３０に対応するメンブレンバルブ２５０上に第１凹部３２３を移動させる。これにより、共通流路２４０ｃと取出ウェル２３０とが連通する。次いで、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１を回転させて、共通流路２４０ｃ内の液体を取出ウェル２３０内に押し出す。共通流路２４０ｃ内の液体がすべて取出ウェル２３０内に移動できるまで第２ロータリー部材３３１が回転したら、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１の回転を停止させて、取出ウェル２３０内への押し出しを停止させる。

【0075】

最後に、図１０Ｂに示されるように、制御部３６０は、第１ロータリー部材３２１を回転させて、導入ウェル２３０に対応するメンブレンバルブ２５０上に第１凹部３２３を再度移動させる。これにより、共通流路２４０ｃと導入ウェル２３０とが再度連通する。次いで、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１を回転させて、分岐流路２４０ａ内に残存している液体を導入ウェル２３０内に押し出す。分岐流路２４０ａ内の液体がすべて導入ウェル２３０内に移動できるまで第２ロータリー部材３３１が回転したら、制御部３６０は、第２ロータリー部材３３１の回転を停止させて、導入ウェル２３０内への押し出しを停止させる。

【0076】

以上の手順により、図中上の列の左から２番目の導入ウェル２３０に収容されている液体から、所定量の液体を計り取り、図中の下の列の左から２番目の取出ウェル２３０に移動させることができる。

【0077】

（動作設定システムの構成）
次に、流体取扱システム１００の動作を設定するための動作設定システム５００について説明する。本実施の形態に係る動作設定システム５００は、ユーザーに対してグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）環境において流体取扱システム１００の動作を設定させることができる。

【0078】

図１１は、本実施の形態に係る動作設定システム５００の構成を示すブロック図である。

【0079】

図１１に示されるように、動作設定システム５００は、表示部５１０、入力部５２０および制御部５３０を有する。本実施の形態では、動作設定システム５００は、記憶部５４０および通信部５５０をさらに有する。本実施の形態に係る動作設定システム５００は、例えばコンピューターにおいて所定のプログラムを実行することで実現されうる。また、本実施の形態に係る動作設定システム５００は、クラウド上において実現されてもよい。

【0080】

表示部５１０は、制御部５３０の指示に従って、各種情報を表示する。ユーザーが流体取扱システム１００の動作を設定する際には、ユーザーが直感的に理解しやすくするために、表示部５１０は、流路チップ２００の複数のウェル２３０、複数のメンブレンバルブ２５０および流路２４０の少なくとも一部を表示する。表示部５１０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどである。

【0081】

本実施の形態では、図１２に示されるように、表示部５１０は、流体の導入部、取出部または処理部として機能する１０個のウェル２３０と、これらのウェル２３０に対応する１０個の連絡流路２３１および１０個のメンブレンバルブ２５０と、分岐流路２４０ａおよび分岐流路２４０ｂと、共通流路２４０ｃの一部を表示する。図１２に示される例では、表示部５１０は、ユーザーが直感的に理解しやすくするために、流路チップ２００を上から見た様子を示している。表示部５１０は、流路チップ２００の各構造を正確に表示する必要はなく、ユーザーが理解しやすいように大きさや形状、位置などを変更して表示してもよい。

【0082】

図１２に示される例では、ユーザーが直感的に理解しやすくするために、メンブレンバルブ２５０（およびそれに対応するウェル２３０と連絡流路２３１）のそれぞれに、チャンネル１（Ｃｈ．１）～チャンネル１０（Ｃｈ．１０）の名称が付与されている。また、第１検出ポイントＤＰ１、第２検出ポイントＤＰ２および第３検出ポイントＤＰ３は、それぞれ「Ａ１」、「Ａ２」および「Ａ３」として示されている。さらに、第１ロータリー部材３２１の第１凹部３２３の基準位置となる場所が、「Ｏｒｉｇｉｎ」として示されている。

【0083】

入力部５２０は、ユーザーの入力を受け付ける。入力部５２０は、例えばマウスなどのポインティングデバイスや、キーボードなどである。表示部５１０および入力部５２０は、タッチパネルなどであってもよい。

【0084】

制御部５３０は、記憶部５４０に記憶されているプログラムに従って、表示部５１０や入力部５２０、記憶部５４０、通信部５５０などを制御し、ユーザーからの指示に応じた流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）を動作させるためのプログラムを作成する。制御部５３０は、表示部５１０や入力部５２０、記憶部５４０、通信部５５０などと接続されている。制御部５３０は、例えばコンピューターの中央処理装置（ＣＰＵ）である。

【0085】

記憶部５４０は、各種情報を記憶する。たとえば、記憶部５４０は、コンピューターを動作設定システム５００として動作させるためのプログラムや、流路チップ２００の構成についての情報、入力部５２０が受け付けたユーザーの指示、制御部５３０が作成した流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）を動作させるためのプログラムなどを記憶する。記憶部５４０は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などである。

【0086】

通信部５５０は、外部機器との通信を行う。たとえば、通信部は、ＵＳＢケーブルなどを介して流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）に制御部５３０が作成したプログラムを送信したり、インターネットなどを介して流路チップ２００の構成についての情報を受信したりする。通信部５５０は、例えばＵＳＢボードやＬＡＮボードなどである。

【0087】

（動作設定システムの動作）
最後に、動作設定システム５００の動作の一例について説明する。ここでは、流体取扱システム１００の動作の説明で例示した動作（図９Ａ～図１０Ｂ参照）と同様の動作を設定する例を説明する。すなわち、この例では、図１２において上の列の左から２番目のウェル２３０（チャンネル４のウェル２３０）に収容されている液体から、所定量（共通流路２４０ｃのうちの分岐流路２４０ａ、ｂ側の端部と第２検出ポイントＤＰ２との間の体積）の液体を計り取り、図１２において下の列の左から２番目のウェル２３０（チャンネル７のウェル２３０）に移動させる例を説明する。

【0088】

まず、ユーザーは、画面上部の「Ｓｅｔｔｉｎｇ」を選択し、使用する流路チップ２００を選択して、使用する流路チップ２００の情報を読み出す。これにより、図１２に示されるように、使用する流路チップ２００の構成が画面上に表示される。なお、すでに作成した設定を開く場合は、ユーザーは、画面上部の「Ｏｐｅｎ」を選択し、使用する設定を選択する。

【0089】

制御部５３０は、流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）が順に行う複数の流体取扱工程のそれぞれについて、（１）表示部５１０に表示されている複数のウェル２３０のうちの１つのウェル２３０、複数のメンブレンバルブ２５０のうちの１つのメンブレンバルブ２５０、または複数のウェル２３０と複数のメンブレンバルブ２５０とを接続している複数の連絡流路２３１のうちの１つの連絡流路２３１を、ユーザーに入力部５２０を介して選択させ、次いで（２）選択されたウェル２３０、メンブレンバルブ２５０または連絡流路２３１に対応するメンブレンバルブ２５０の開閉と、メンブレンポンプ２６０の動作を、ユーザーに入力部５２０を介して選択させる。

【0090】

この例では、まず、図１３Ａに示されるように、ユーザーは、入力部５２０を介して、表示部５１０に表示されている複数のチャンネル（ウェル２３０、連絡流路２３１およびメンブレンバルブ２５０）のうち、チャンネル４（Ｃｈ．４）を選択する。制御部５３０は、選択されたチャンネル４（Ｃｈ．４）についての動作（Ａｃｔｉｏｎ）の選択肢をユーザーに表示する。本実施の形態では、図１３Ｂに示されるように、制御部５３０は、「Ｗａｉｔ」、「Ｍｏｖｅ」、「Ｐｕｍｐ ｐｕｓｈ」、「Ｐｕｍｐ Ｐｕｌｌ」、「Ｐｕｍｐ Ｐｕｌｌ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ」、「Ｐｕｍｐ Ｐｕｓｈ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ」の選択肢を表示してユーザーに選択させる。ここでは、ユーザーは、選択されたチャンネルのウェル２３０内の流体（液体）を所定の検出ポイントに到達するまで流路２４０内に吸引させることを指示する「Ｐｕｍｐ Ｐｕｌｌ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ」を選択する。この場合、さらに検出ポイントに対応する光検出部３５０ａ～ｃを選択する必要があるため、ユーザーは、図１４Ａに示されるように、第２検出ポイントＤＰ２に対応する「Ａ２」を選択する。このように選択することで、ユーザーは、チャンネル４のメンブレンバルブ２５０のみが開くように第１ロータリー部材３２１を回転させること、およびチャンネル４のウェル２３０内の流体（液体）が第２検出ポイントＤＰ２に到達するまでメンブレンポンプ２６０を駆動させることを、容易に設定できる。このように最初の工程（Ｓｔｅｐ １）が設定されると、図１４Ｂに示されるように、工程番号とその工程の内容が画面に表示される。本実施の形態では、表示部５１０は、ユーザーにより設定された複数の流体取扱工程を順番がわかるように表示する。

【0091】

次いで、最初の工程（Ｓｔｅｐ １）と同様に、ユーザーは、図１５Ａに示されるように、入力部５２０を介して、複数のチャンネルからチャンネル７（Ｃｈ．７）を選択する。さらに、ユーザーは、図１５Ｂに示されるように、流路２４０内の流体（液体）を選択されたチャンネルのウェル２３０内に押し出すことを指示する「Ｐｕｍｐ ｐｕｓｈ」を選択する。この場合、さらに流速および駆動時間を設定する必要があるため、ユーザーは、図１６Ａに示されるように、流速および駆動時間を入力する。このように選択および入力することで、ユーザーは、チャンネル７のメンブレンバルブ２５０のみが開くように第１ロータリー部材３２１を回転させること、および共通流路２４０ｃ（および分岐流路２４０ｂ）内の流体（液体）がチャンネル７のウェル２３０内に収容されるまでメンブレンポンプ２６０を駆動させることを、容易に設定できる。これにより、２番目の工程（Ｓｔｅｐ ２）が設定され、図１６Ｂに示されるように、工程番号とその工程の内容が画面に表示される。

【0092】

次いで、ユーザーは、図１７Ａに示されるように、入力部５２０を介して、複数のチャンネルからチャンネル４（Ｃｈ．４）を選択する。さらに、ユーザーは、図１７Ｂに示されるように「Ｐｕｍｐ ｐｕｓｈ」を選択し、さらに図１８Ａに示されるように流速および駆動時間を入力する。このように選択および入力することで、ユーザーは、チャンネル４のメンブレンバルブ２５０のみが開くように第１ロータリー部材３２１を回転させること、および分岐流路２４０ａ（および共通流路２４０ｃ）内の流体（液体）がチャンネル４のウェル２３０内に収容されるまでメンブレンポンプ２６０を駆動させることを、容易に設定できる。これにより、３番目の工程（Ｓｔｅｐ ３）が設定され、図１８Ｂに示されるように、工程番号とその工程の内容が画面に表示される。

【0093】

上記手順で設定された３つの工程を流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）が順に行うことにより、チャンネル４のウェル２３０に収容されている液体から、所定量の液体を計り取り、チャンネル７のウェル２３０に移動させることができる（図９Ａ～図１０Ｂ参照）。ユーザーは、例えば図１８Ｂに示される画面を見ることで、３つの工程を直感的に理解することができる。

【0094】

なお、チャンネルを選択したときに表示される選択肢のうち、「Ｗａｉｔ」は、選択されたチャンネルに対応するメンブレンバルブ２５０または基準位置（画面において「Ｏｒｉｇｉｎ」と表示されている位置）に第１凹部３２３が位置するように第１ロータリー部材３２１を回転させたうえで、設定された時間待機させる指示である。「Ｍｏｖｅ」は、選択されたチャンネルに対応するメンブレンバルブ２５０または基準位置（画面において「Ｏｒｉｇｉｎ」と表示されている位置）に第１凹部３２３が位置するように第１ロータリー部材３２１を回転させる指示である。「Ｐｕｍｐ Ｐｕｌｌ」は、選択されたチャンネルのウェル２３０内の流体（液体）を設定された流速で設定された時間流路２４０内に吸引させる指示である。「Ｐｕｍｐ Ｐｕｓｈ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔｏｒ」は、共通流路２４０ｃ内の流体（液体）の界面が選択された検出ポイントに到達するまで共通流路２４０ｃ内の流体（液体）を押し出させる指示である。

【0095】

また、設定をすべてやり直したい場合は、ユーザーは、画面上部の「Ｃｌｅａｒ」を選択して設定を取り消すことができる。

【0096】

ユーザーは、流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）が行う全ての流体取扱工程の設定を終えたら、設定を完了して、画面上部の「Ｓａｖｅ」を選択する。制御部５３０は、設定を記憶部５４０に記憶させる。

【0097】

さらに、ユーザーは、画面上部の「Ｄｅｖｉｃｅ」を選択して流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）が動作設定システム５００によって認識されていることを確認した上で、画面上部の「Ｕｐｌｏａｄ」を選択する。制御部５３０は、ユーザーの設定に応じたプログラムを生成し、流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）に送信する。流体取扱システム１００（流体取扱装置３００）では、制御部３６０が、受信したプログラムを記憶部３７０に記憶させる。

【0098】

（効果）
以上のように、本実施の形態に係る動作設定システム５００によれば、流路チップ２００および流体取扱装置３００を含む流体取扱システム１００の動作をユーザーが容易かつ直感的に設定することができる。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本実施の形態に係る流体取扱システム、動作設定システムおよびプログラムは、例えば、臨床検査や食物検査、環境検査などの様々な用途において有用である。

【符号の説明】

【0100】

１００ 流体取扱システム
２００ 流路チップ
２１０ 基板
２２０ フィルム
２３０ ウェル
２３１ 連絡流路
２３２ 通気流路
２４０ 流路
２４０ａ、ｂ 分岐流路
２４０ｃ 共通流路
２５０ メンブレンバルブ
２５１ ダイヤフラム
２６０ メンブレンポンプ
２６１ ダイヤフラム
３００ 流体取扱装置
３１０ チップホルダー
３１２ スペーサー
３２０ バルブ制御部
３２１ 第１ロータリー部材
３２２ 第１凸部
３２３ 第１凹部
３２４ 第１駆動部
３３０ ポンプ制御部
３３１ 第２ロータリー部材
３３２ 第２凸部
３３３ 第２凹部
３３４ 第２駆動部
３４０ａ～ｃ 光源
３５０ａ～ｃ 光検出部
３６０ 制御部
３７０ 記憶部
３８０ 筐体
４１０ ＡＣアダプター
４２０ ＵＳＢケーブル
５００ 動作設定システム
５１０ 表示部
５２０ 入力部
５３０ 制御部
５４０ 記憶部
５５０ 通信部
ＣＡ１ 第１中心軸
ＣＡ２ 第２中心軸
ＤＰ１ 第１検出ポイント
ＤＰ２ 第２検出ポイント
ＤＰ３ 第３検出ポイント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】