(57)【要約】【課題】検査装置の面内均一性、検査装置間の性能、及び検査施設間の性能を適正に評価することができるデバイスの提供。【解決手段】複数のウェルを有し、増幅可能な試薬を特定コピー数で配した前記ウェルの群であって、前記増幅可能な試薬の特定コピー数を互いに異ならせた前記ウェルの群を２以上有するデバイスである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウェルを有し、
増幅可能な試薬を特定コピー数で配した前記ウェルの群であって、前記増幅可能な試薬の特定コピー数を互いに異ならせた前記ウェルの群を２以上有する
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が検出限界付近である群である請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が定量下限を超えるコピー数である群である請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が０であるネガティブコントロール群である請求項１から３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が１００以上であるポジティブコントロール群である請求項１から４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記ネガティブコントロール群を除いて最も少ないコピー数を持つ群であり、少なくともデバイスの略外周のウェルに配置されている請求項１から５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７】
前記増幅可能な試薬の特定コピー数の情報を識別可能な識別手段を有する請求項１から６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
前記増幅可能な試薬が核酸である請求項１から７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
前記核酸が細胞の核中の核酸に組み込まれた請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記細胞が酵母である請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記ウェルがプライマー及び増幅試薬の少なくともいずれかを有する請求項１から１０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１２】
前記特定コピー数が、計数された増幅可能な試薬のコピー数である請求項１から１１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
前記細胞が、インクジェット法により吐出された請求項９から１２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１４】
検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価プログラムであって、請求項１から１３のいずれかに記載のデバイスを用い、前記デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得し、
前記Ｃｔ値の情報に基づき前記検査装置の性能を評価する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする検査装置の性能評価プログラム。
【請求項１５】
検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価方法であって、
請求項１から１３のいずれかに記載のデバイスを用い、前記デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得するＣｔ値情報取得工程と、
前記Ｃｔ値の情報に基づき前記検査装置の性能を評価する性能評価工程と、
を含むことを特徴とする検査装置の性能評価方法。
【請求項１６】
検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価装置であって、
請求項１から１３のいずれかに記載のデバイスを用い、前記デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得するＣｔ値情報取得部と、
前記Ｃｔ値の情報に基づき前記検査装置の性能を評価する性能評価部と、
を有することを特徴とする検査装置の性能評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス、検査装置の性能評価プログラム、検査装置の性能評価方法、及び検査装置の性能評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（リアルタイムＰＣＲ)は、遺伝子検査の定性及び定量においてますます重要になってきており、その性能評価、特に装置間、施設間の性能評価は重要である。現状では、吸光度を用いた外部標準による検量線を用いているが、核酸の絶対数を正確に規定するものではなく、特に低コピー数ではその影響が顕著となる。
【０００３】
このような検量線の核酸試料系列は、既知濃度の核酸試料の系列希釈法により作製されている。例えば、特定の塩基配列を有するＤＮＡ断片を限界希釈し、得られた希釈液のリアルタイムＰＣＲの結果から、目的とするコピー数を含む希釈液を選別する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また最近では、特定コピー数のＤＮＡ断片を細胞に遺伝子組み換え技術により導入し、培養した細胞をマニュピレートで単離することにより、目的の塩基配列を有するＤＮＡを１コピー含む試料の調製方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、検査装置の面内均一性、検査装置間の性能、及び検査施設間の性能を適正に評価することができるデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段としての本発明のデバイスは、複数のウェルを有し、増幅可能な試薬を特定コピー数で配した前記ウェルの群であって、前記増幅可能な試薬の特定コピー数を互いに異ならせた前記ウェルの群を２以上有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、検査装置の面内均一性、検査装置間の性能、及び検査施設間の性能を適正に評価することができるデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明のデバイスの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明のデバイスの一例を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明のデバイスの一例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図７】図７は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図８】図８は、図７のデバイスを用いて作成した検量線の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図１３】図１３は、本発明のデバイスの他の一例を示す平面図である。
【図１４】図１４は、ＤＮＡ複製済みの細胞の頻度と、蛍光強度との関係の一例を示すグラフである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、電磁バルブ方式の吐出ヘッドの一例を示す模式図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、ピエゾ方式の吐出ヘッドの一例を示す模式図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ｂにおけるピエゾ方式の吐出ヘッドの変形例の模式図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、圧電素子に印加する電圧の一例を示す模式図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、圧電素子に印加する電圧の他の一例を示す模式図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、液滴の状態の一例を示す模式図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、液滴の状態の一例を示す模式図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、液滴の状態の一例を示す模式図である。
【図１８】図１８は、ウェル内に順次液滴を着弾させるための分注装置の一例を示す概略図である。
【図１９】図１９は、液滴形成装置の一例を示す模式図である。
【図２０】図２０は、図１９の液滴形成装置の制御手段のハードウェアブロックを例示する図である。
【図２１】図２１は、図１９の液滴形成装置の制御手段の機能ブロックを例示する図である。
【図２２】図２２は、液滴形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、液滴形成装置の変形例を示す模式図である。
【図２４】図２４は、液滴形成装置の他の変形例を示す模式図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、飛翔する液滴に２個の蛍光粒子が含まれる場合を例示する図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、飛翔する液滴に２個の蛍光粒子が含まれる場合を例示する図である。
【図２６】図２６は、粒子同士の重なりが生じない場合の輝度値Ｌｉと、実測される輝度値Ｌｅとの関係を例示する図である。
【図２７】図２７は、液滴形成装置の他の変形例を示す模式図である。
【図２８】図２８は、液滴形成装置の他の一例を示す模式図である。
【図２９】図２９は、マイクロ流路中を通過してきた細胞をカウントする方法の一例を示す模式図である。
【図３０】図３０は、吐出ヘッドのノズル部近傍の画像を取得する方法の一例を示す模式図である。
【図３１】図３１は、確率Ｐ（＞２）と平均細胞数の関係を表すグラフである。
【図３２】図３２は、検査装置の性能評価装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３３】図３３は、検査装置の性能評価装置の機能構成の一例を示す図である。
【図３４】図３４は、検査装置の性能評価プログラム処理の一例を示すフローチャートである。
【図３５】図３５は、ポアソン分布に基づくばらつきを持ったコピー数と変動係数ＣＶとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（デバイス）
本発明のデバイスは、複数のウェルを有し、増幅可能な試薬を特定コピー数で配した前記ウェルの群であって、前記増幅可能な試薬の特定コピー数を互いに異ならせた前記ウェルの群を２以上有する。
【０００９】
本発明のデバイスは、従来の希釈法では、確率的に充填されていない部分があることや配置する絶対数が１コピーのみであり設計値どおりに配置できないため、検査装置の面内特性や定量評価には使用できないという知見に基づくものである。
また、本発明のデバイスは、従来のマニュピレートを用いた方法では、試料溶液の調製方法に関する技術であって、検査装置の性能評価について記載も示唆もされておらず、更に、スループットの点で課題があるという知見に基づくものである。
【００１０】
本発明のデバイスによると、複数のウェルに配される増幅可能な試薬を特定コピー数で配したウェルの群であって、増幅可能な試薬の特定コピー数を互いに異ならせたウェルの群を２以上有することにより、検査装置の面内均一性、検査装置間の性能、及び検査施設間の性能を適正に評価することができる。
【００１１】
＜ウェル＞
ウェルは、その形状、数、容積、材質、色などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ウェルの形状としては、特定コピー数の増幅可能な試薬を含む試薬を配することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平底、丸底、Ｕ底、Ｖ底等の凹部、基板上の区画などが挙げられる。
ウェルの数は、２以上の複数であることが好ましく、５以上がより好ましく、５０以上が更に好ましい。
ウェルの数が２以上であるマルチウェルプレートが好適に用いられる。
マルチウェルプレートとしては、例えば、２４、４８、９６、３８４、又は１,５３６のウェルプレートが挙げられる。
ウェルの容積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、一般的な核酸検査装置に用いられる試料量を考慮すると、１０μＬ以上１,０００μＬ以下が好ましい。
ウェルの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ふっ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
ウェルの色としては、例えば、透明、半透明、着色、完全遮光などが挙げられる。
ウェルの濡れ性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、撥水性であることが好ましい。ウェルの濡れ性が、撥水性であると、ウェル内壁への増幅可能な試薬の吸着を低減化できる。また、ウェルの濡れ性が、撥水性であると、ウェル内の増幅可能な試薬及びプライマー、増幅試薬を溶液状態で移動することができる。
ウェル内壁の撥水化の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ふっ素系樹脂被膜を形成する方法、ふっ素プラズマ処理、エンボス加工が挙げられる。特に、接触角が１００°以上となる撥水化処理を施すことで、液体の取りこぼしによる増幅可能な試薬の減少及び不確かさ（又は変動係数）の増大を抑えることができる。
【００１２】
＜基材＞
デバイスは、ウェルが基材に設けられたプレート状のものが好ましいが、８連チューブ等の連結タイプのウェルチューブであってもよい。
基材としては、その材質、形状、大きさ、構造などについて特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
基材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス、プラスチックスなどが挙げられる。これらの中でも、プラスチックスが好ましい。
プラスチックスとしては、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ふっ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
基材の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、板状、プレート状などが好ましい。
基材の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単層構造であっても複数層構造であっても構わない。
【００１３】
＜識別手段＞
デバイスは、増幅可能な試薬の特定コピー数の情報を識別可能な識別手段を有することが好ましい。
識別手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メモリ、ＩＣチップ、バーコード、ＱＲコード（登録商標）、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（以下、「ＲＦＩＤ」とも称することがある）、色分け、印刷などが挙げられる。
識別手段を設ける位置及び識別手段の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
識別手段に記憶させる情報としては、増幅可能な試薬の特定コピー数の情報以外にも、例えば、分析結果（例えば、活性値、発光強度等）、増幅可能な試薬の数（例えば、細胞の数）、細胞の生死、特定塩基配列のコピー数、複数のウェルのうちどのウェルに増幅可能な試薬が充填されているのか、増幅可能な試薬の種類、測定日時、測定者の氏名などが挙げられる。
識別手段に記憶された情報は、各種読取手段を用いて読み取ることができ、例えば、識別手段がバーコードであれば読取手段としてバーコードリーダーが用いられる。
【００１４】
識別手段に情報を書き込む方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、手入力、ウェルに増幅可能な試薬を分注する際に増幅可能な試薬の個数を計数する液滴形成装置から直接データを書き込む方法、サーバに保存されているデータの転送、クラウドに保存されているデータの転送などが挙げられる。
【００１５】
＜その他の部材＞
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、密閉部材などが挙げられる。
【００１６】
−密閉部材−
デバイスは、ウェルへの異物混入は充填物の流出などを防ぐために、密閉部材を有することが好ましい。
密閉部材としては、少なくとも１つのウェルを密閉可能であり、１つ１つのウェルを個別に密閉乃至開封できるように、切り取り線により切り離し可能に構成することが好ましい。
密閉部材の形状としては、ウェル内壁径と一致するキャップ状、又はウェル開口部を被覆するフィルム状であることが好ましい。
密閉部材の材質としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。
密閉部材としては、全てのウェルを一度に密閉可能なフィルム状であることが好ましい。また、使用者の誤使用を低減化できるように再開封が必要なウェルと不必要なウェルとの接着強度が異なるように構成されていることが好ましい。
【００１７】
本発明のデバイスは、複数のウェルを有し、特定コピー数の増幅可能な試薬を含む試薬を複数のウェルに配している。
【００１８】
コピー数とは、前記ウェルに含まれる増幅可能な試薬中の標的もしくは特定の塩基配列の数を意味している。
標的の塩基配列とは、少なくともプライマー及びプローブ領域の塩基配列が決まっているものを指し、特に、塩基配列の全長が定められているものを特定の塩基配列とも呼称する。
特定コピー数とは、前記コピー数のうち、標的の塩基配列の数が一定以上の精度で特定されていることを意味する。
すなわち、実際にウェルに含まれている標的の塩基配列の数として既知ということができる。つまり、本願における特定コピー数は、従来の系列希釈により得られる所定のコピー数（算出推定値）よりも、数としての精度、信頼性が高く、特に、１，０００以下の低コピー数領域であってもポアソン分布によらない制御された値となる。制御された値は、概ね、不確かさを表す変動係数ＣＶが平均コピー数ｘに対し、ＣＶ＜１／√ｘもしくはＣＶ≦２０％のどちらか値の大きさの中に収まっていることが好ましい。それゆえ、当該特定コピー数の標的の塩基配列を含むウェルを有するデバイスを用いることで、従来よりも正確に標的の塩基配列を有する試料の定性的、定量的な検査を行うことが可能となる。
なお、ここで標的の塩基配列の数とその配列を有する核酸の分子数とが一致する場合には、「コピー数」と「分子数」は対応付けられる場合もある。
具体的には、例えば、ノロウイルスの場合は、ウイルスの個数＝１なら核酸分子数＝１、コピー数＝１で、ＧＩ期の酵母の場合は、酵母数＝１なら核酸分子数（同一の染色体数）＝１、コピー数＝１で、Ｇ０／ＧＩ期のヒト細胞の場合は、ヒト細胞数＝１なら核酸分子数（同一の染色体数）＝２、コピー数＝２である。
さらに、標的の塩基配列を２箇所に導入したＧＩ期の酵母の場合は、酵母数＝１なら核酸分子数（同一の染色体数）＝１、コピー数＝２となる。
また、本発明においては、増幅可能な試薬の特定コピー数は、増幅可能な試薬の絶対数と称することもある。
ただし、増幅可能な試薬を含むウェルが複数存在する場合には、各ウェル内に含まれる増幅可能な試薬の特定コピー数は同一であればよい。
増幅可能な試薬の特定コピー数が同一であるとは、デバイスに増幅可能な試薬を充填する際に生じる増幅可能な試薬の数のばらつきが許容範囲内であることを意味する。増幅可能な試薬の数のばらつきが許容範囲内にあるか否かについては、以下に示す不確かさの情報に基づいて判断することができる。
【００１９】
増幅可能な試薬の特定コピー数に関する情報としては、デバイスにおける増幅可能な試薬に関わる情報であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不確かさの情報、後述する担体の情報、増幅可能な試薬の情報などが挙げられる。
【００２０】
「不確かさ」とは、「測定の結果に付随した、合理的に測定量に結びつけられ得る値のばらつきを特徴づけるパラメータ」であるとＩＳＯ／ＩＥＣ  Ｇｕｉｄｅ９９：２００７［国際計量計測用語−基本及び一般概念並びに関連用語（ＶＩＭ）］に定義されている。
ここで、「合理的に測定量に結びつけられ得る値」とは、測定量の真の値の候補を意味する。即ち、不確かさとは、測定対象の製造に係る操作、機器などに起因する測定結果のばらつきの情報を意味する。不確かさが大きいほど、測定結果として予想されるばらつきが大きくなる。
不確かさとしては、例えば、測定結果から得られる標準偏差であってもよく、真の値が所定の確率以上で含まれている値の幅として表す信頼水準の半分の値としてもよい。
不確かさを算出する方法としては、Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ  ｉｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＧＵＭ：ＩＳＯ／ＩＥＣ  Ｇｕｉｄｅ９８−３）、及びＪａｐａｎ  Ａｃｃｒｅｄｉｔａｔｉｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｎｏｔｅ  １０  試験における測定の不確かさに関するガイドラインなどに基づき算出することができる。不確かさを算出する方法としては、例えば、測定値などの統計を用いたタイプＡ評価法と、校正証明書、製造者の仕様書、公表されている情報などから得られる不確かさの情報を用いたタイプＢ評価法の２つの方法を適用することができる
不確かさは、操作及び測定などの要因から得られる不確かさを全て標準不確かさに変換することにより、同じ信頼水準で表現することができる。標準不確かさとは、測定値から得られた平均値のばらつきを示す。
不確かさを算出する方法の一例としては、例えば、不確かさを引き起こす要因を抽出し、それぞれの要因の不確かさ（標準偏差）を算出する。さらに、算出したそれぞれの要因の不確かさを平方和法により合成し、合成標準不確かさを算出する。合成標準不確かさの算出において、平方和法を用いるため、不確かさを引き起こす要因の中で不確かさが十分に小さい要因については無視することができる。
【００２１】
さらに、本発明のデバイスにおいては、不確かさの情報としては、ウェル内に充填される増幅可能な試薬の変動係数を用いてもよい。
変動係数とは、細胞を凹部に充填する際に生じる各凹部に充填される細胞数（又は、増幅可能な試薬の数）のばらつきの相対値を意味する。即ち、変動係数とは、凹部に充填した細胞（又は、増幅可能な試薬）の数の充填精度を意味する。変動係数とは、標準偏差σを平均値ｘで除した値である。ここでは、標準偏差σを平均コピー数（平均充填コピー数）ｘで除した値を変動係数ＣＶとすると、下記式１の関係式になる。
【００２２】
【数１】
2020054327.tif 000003
【００２３】
一般的に、細胞（又は、増幅可能な試薬）は分散液中でポアソン分布のランダムな分布状態を取っている。そのため、段階希釈法、即ち、ポアソン分布におけるランダムな分布状態では、標準偏差σは、平均コピー数ｘと下記式２の関係式を満たすとみなすことができる。これより、細胞（又は、増幅可能な試薬）の分散液を段階希釈法により希釈した場合、標準偏差σと平均コピー数ｘとから平均コピー数ｘの変動係数ＣＶ（ＣＶ値）を、上記式１及び式２から導出された下記式３を用いて求めると、表１及び図３５に示すようになる。なお、ポアソン分布に基づくばらつきを持ったコピー数の変動係数のＣＶ値は図３５から求めることができる。
【００２４】
【数２】
2020054327.tif 000004
【００２５】
【数３】
2020054327.tif 000005
【００２６】
【表１】
2020054327.tif 000006
【００２７】
表１及び図３５の結果から、例えば、ウェルに１００コピー数の増幅可能な試薬を段階希釈法により充填する場合には、最終的に反応溶液中に充填される増幅可能な試薬のコピー数はその他の精度を無視しても、少なくとも１０％の変動係数（ＣＶ値）を持つことがわかる。
【００２８】
増幅可能な試薬のコピー数としては、変動係数のＣＶ値と、増幅可能な試薬の平均特定コピー数ｘとが、次式、ＣＶ＜１／√ｘを満たすことが好ましく、ＣＶ＜１／２√ｘを満たすことがより好ましい。
【００２９】
不確かさの情報としては、増幅可能な試薬を含むウェルが複数存在し、ウェルに含まれる増幅可能な試薬の特定コピー数に基づく、デバイス全体としての不確かさの情報を有することが好ましい。
【００３０】
不確かさを引き起こす要因としてはいくつか考えられ、例えば、目的の増幅可能な試薬を細胞に導入して当該細胞を計数及び分注して作製する場合には、細胞内の増幅可能な試薬の数（例えば、細胞の細胞周期など）、細胞をデバイスに配置する手段（インクジェット装置、又はその装置の動作のタイミングなどの装置における各部位の動作による結果を含む。例えば、細胞懸濁液を液滴化した時の液滴に含まれる細胞数など）、細胞がデバイスの適切な位置に配置された頻度（例えば、ウェル内に配置された細胞数など）、細胞が細胞懸濁液中で破壊されることにより増殖可能な試薬が細胞懸濁液中に混入することによるコンタミネーション（夾雑物の混入、以下、「コンタミ」と記載することがある）などが挙げられる。
【００３１】
増幅可能な試薬の情報としては、例えば、増幅可能な試薬の数に関する情報が挙げられる。増幅可能な試薬の数に関する情報としては、例えば、デバイスに含まれる増幅可能な試薬の数の不確かさの情報などが挙げられる。
【００３２】
ウェルは、特定コピー数の増幅可能な試薬以外にも、プライマー、増幅試薬などを含有する。
プライマーは、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ)において、鋳型ＤＮＡに特異的な１８塩基〜３０塩基の相補的塩基配列を持つ合成オリゴヌクレオチドであり、増幅したい領域を挟むようにフォワードプライマーとリバースプライマーとの２か所（一対）設定される。
増幅試薬としては、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ)において、例えば、酵素としてＤＮＡポリメラーゼ、基質として４種の塩基（ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＡＴＰ、ｄＴＴＰ）、Ｍｇ２＋（２ｍＭの塩化マグネシウム）、最適ｐＨ（ｐＨ７．５〜９．５）を保持するバッファーなどが挙げられる。
【００３３】
前記ウェル内の増幅可能な試薬、プライマー、及び増幅試薬の状態は、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶液又は固体のいずれかの状態であってもよい。使用性の観点からは、特に、溶液状態であることが好ましい。溶液状態であると、使用者はすぐに試験に用いることができる。輸送上の観点からは、特に、固体状態であることが好ましく、乾燥状態がより好ましい。固体乾燥状態であると、分解酵素等による増幅試薬可能な試薬の分解の反応速度を低減化することができ、増幅可能な試薬、プライマー、及び増幅試薬の保存性を向上させることができる。
また、固体乾燥状態のデバイスの使用直前に、バッファーや水に溶解させることで、すぐに反応液として用いることができるよう、適正量の増幅可能な試薬、プライマー、及び増幅試薬が充填されていることが望ましい。
乾燥方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、凍結乾燥、加熱乾燥、熱風乾燥、真空乾燥、蒸気乾燥、吸引乾燥、赤外線乾燥、バレル乾燥、スピン乾燥などが挙げられる。
【００３４】
本発明のデバイスは、一のウェルにおける増幅可能な試薬の特定コピー数と、他のウェルにおける増幅可能な試薬の特定コピー数とが互いに異なる２以上であることが好ましく、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０の場合、１、３、５、７、９の場合、２、４、６、８、１０の場合などが挙げられる。
また、本発明のデバイスは、一のウェルにおける増幅可能な試薬の特定コピー数が１０Ｎ１であり、他のウェルにおける増幅可能な試薬の特定コピー数が１０Ｎ２である、（ただし、Ｎ１及びＮ２は互いに連続した整数である）ことが好ましく、例えば、１、１０、１００、１,０００の場合、１００、１,０００、１０,０００、１００,０００、１,０００,０００の場合などが挙げられる。これにより、本発明のデバイスは、低コピー数から高コピー数までの広い範囲における検量線を容易に作成することができる。
【００３５】
本発明のデバイスは、増幅可能な試薬の特定コピー数が異なる２以上のウェルのグループ（群）を有する。例えば、デバイスの基材が、複数のウェルを有するプレートの場合には、プレート上で各グループにより各グループ「領域」が形成される。なお、増幅可能な試薬の特定コピー数が異なる２以上のグループで形成される「領域」は、ウェル同士が隣接していてもよく、また、離れていても構わない。
これにより、例えば、本発明のデバイスを用いて検査装置の性能評価の一つであるリアルタイムＰＣＲを行って得られた結果において、異なる位置の特定コピー数が同じウェルを比較し使用に適さないウェル（不適合ウェル）があった場合に、再度リアルタイムＰＣＲの校正を行うか、実際のサンプルでは不適合ウェルにおけるサンプルは適用除外とするかの判断ができる。また、本発明のデバイスを用いて、定期的に検査装置の計測を行うことにより、検査装置の面内位置におけるＣｔ値の経時変化の情報を得ることができ、それによって、検査装置の面内特性を評価することができる。更に、同じ特定コピー数を配置したデバイスを用いることにより、検査装置間の性能を比較することができる。
【００３６】
また、本発明のデバイスは、増幅可能な試薬を特定コピー数で配したウェルの群の内の少なくとも１つの群は、増幅可能な試薬の特定コピー数が検出限界付近である群であることが好ましい。
【００３７】
検出限界（Ｌｉｍｉｔ  ｏｆ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ＬＯＤ）とは、増幅可能な試薬（例えば、核酸）を検出できる手法において、検出できる最少の増幅可能な試薬のコピー数を表し、特に制限はなく、測定法に応じて適宜選択することができ、例えば、平均値＋３σなどが挙げられる。
本明細書においては、特定コピー数のサンプル２１個のサンプル中の未検出が１個の場合（９５％の確率で判定した２σに相当）のうち、最少のコピー数に相当数するものを検出限界として用いることができる。
【００３８】
検出限界付近とは、上記検出限界のコピー数の±１までの範囲のコピー数を意味する。
本発明のデバイスが、増幅可能な試薬の特定コピー数が検出限界付近である群を少なくとも有する場合には、例えば、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が、それぞれ「１」、「２」、「３」、「４」、「５」である群を有する場合には、ある検査装置について性能評価を行うと、当該検査装置では「３」以上の群では前記増幅可能な試薬を増幅可能であるが、「２」以下の群では前記増幅可能な試薬を増幅不能であって、当該検査装置における前記増幅可能な試薬のコピー数についての検出限界の下限値が「３」であることを明らかにすることができる。また、同様の別の検査装置について性能評価を行うと、当該検査装置では「４」以上の群では前記増幅可能な試薬を増幅可能であるが、「３」以下の群では前記増幅可能な試薬を増幅不能であって、当該検査装置における前記増幅可能な試薬のコピー数についての検出限界の下限値が「４」であることを明らかにすることができ、検査装置の検出可能な最少の増幅可能な試薬の特定コピー数を判断することができる。
【００３９】
また、増幅可能な試薬を特定コピー数で配したウェルの群の内の少なくとも１つの群は、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が定量下限を超えるコピー数である群であることが好ましい。
【００４０】
定量下限（Ｌｉｍｉｔ  ｏｆ  ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＬＯＱ）とは、増幅可能な試薬（例えば、核酸）の定量が可能な手法において、定量が可能な最少の増幅可能な試薬のコピー数を表し、特に制限はなく、測定法に応じて適宜選択することができる。
【００４１】
本明細書においては、複数の分子種からなるサンプル（例えば、特定コピー数が異なる複数の核酸試料）より、検量線を作成し、その検量線の直線性から外れるコピー数の値を定量下限としてもよい。もしくは検量線の不確かさをＣＶ値で表し、横軸にコピー数をとり、縦軸にＣｔ値をとってＣＶ値をプロットしたグラフにおいて、例えば、ＣＶ値が５％又は１０％を切る値（コピー数）を定量下限とすることができる。
また、定量的な評価の場合には、Ｃｔ値そのものではなく、校正曲線及びＰＣＲ効率からＣｔ値に対応したコピー数（コピー数又は濃度）を求めることができるため、コピー数（コピー数又は濃度）に換算したＣＶ値から定量下限を設定してもよい。
【００４２】
本発明のデバイスが、増幅可能な試薬（例えば、核酸）の特定コピー数が定量下限を超えるコピー数である群を少なくとも有する場合には、例えば、ある検査装置では増幅可能な試薬の特定コピー数が１０以上であれば定量的な検出を保証できることがわかり、別の検査装置では核酸の特定コピー数が２０以上であれば定量的な検出を保証できることがわかるといったように、検査装置の定量的な検出を保証できる最少の増幅可能な試薬の特定コピー数を判断することができる。
【００４３】
本発明のデバイスは、ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、増幅可能な試薬の特定コピー数が０であるネガティブコントロール群であることがより好ましい。
本発明のデバイスにおいて、ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、増幅可能な試薬の特定コピー数が０であるネガティブコントロール群であることにより、ネガティブコントロール群で、増幅可能な試薬の検出がなされたときは、検出系（試薬や装置）に異常があることが示唆される。デバイス内にネガティブコントロール群を設けておくことにより、問題が生じたときにユーザーは直ちに問題に気づくことができ、測定を中止して問題がどこにあるかの点検を行うことができる。
【００４４】
また、本発明のデバイスは、ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、増幅可能な試薬の、特定コピー数が１００以上であるポジティブコントロール群であることが好ましい。
本発明のデバイスにおいて、ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、増幅可能な試薬の、特定コピー数が１００以上であるポジティブコントロール群であることにより、ポジティブコントロール群で増幅可能な試薬が不検出とされたときは、検出系（試薬や装置）に異常があることが示唆される。デバイス内にポジティブコントロール群を設けておくことにより、問題が生じたときにユーザーは直ちにそれに気づくことができ、測定を中止して問題がどこにあるかの点検を行うことができる。
【００４５】
本発明のデバイスは、ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、ネガティブコントロール群を除いて最も少ないコピー数を持つ群（最少コピー数の群）であり、この最少コピー数群が、少なくともデバイスの略外周のウェルに配置されていることがさらに好ましい。
ここで、略外周とは、デバイス上に２次元的に配列されたウェルの少なくとも最外周を含む内側の数列を意味する。最外周を含む内側の数列としては、例えば、１列以上４７列以下などが挙げられる。
デバイスの最外周に位置するウェルは、デバイスの中心付近に位置するウェルとは異なり、外側にはウェルが存在せず、デバイスとデバイスの外部との境界となっているため、（１）熱伝導に対してデバイス上物理的に不均等になっていること、（２）ＰＣＲ装置の構成要素である温度制御部材の外周に配置されることから装置の温度変動要因の影響を受けやすい。そのため、本発明のデバイスにおいて、ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、ネガティブコントロール群を除いて最も少ないコピー数を持つ群（最少コピー数の群）であり、この最少コピー数の群が、少なくともデバイスの略外周のウェルに配置されていることにより、装置の不具合をより高感度に検出することができる。
【００４６】
増幅可能な試薬は核酸であることが好ましい。核酸は細胞の核中に組み込まれていることが好ましい。
【００４７】
−核酸−
核酸とは、プリン又はピリミジンから導かれる含窒素塩基、糖、及びリン酸が規則的に結合した高分子の有機化合物を意味し、核酸の断片、あるいはこれら核酸又はその断片のアナログなども含まれる。
核酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｃＤＮＡなどが挙げられる。
【００４８】
核酸又は核酸断片としては、生物から得られる天然物又はそれらの加工物であってもよく、また、遺伝子組換技術を利用して製造されたもの、化学的に合成された人工合成核酸などでもよい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。人工合成核酸とすることにより、不純物が少なくなり、低分子化することが可能となるため、初期反応効率を向上させることができる。
なお、人工合成核酸としては、天然に存在するＤＮＡ又はＲＮＡと同様の構成成分（塩基、デオキシリボース、リン酸）からなる核酸を人工的に合成した核酸を意味する。人工合成核酸としては、例えば、タンパク質をコードする塩基配列を有する核酸に限らず、任意の塩基配列を有する核酸を含む。
【００４９】
核酸又は核酸断片のアナログとしては、核酸又は核酸断片に非核酸成分を結合させたもの、核酸又は核酸断片を蛍光色素や同位元素等の標識剤で標識したもの（例えば、蛍光色素や放射線同位体で標識されたプライマーやプローブ）、核酸又は核酸断片を構成するヌクレオチドの一部の化学構造を変化させた人工核酸（例えば、ＰＮＡ、ＢＮＡ、ＬＮＡなど）
【００５０】
核酸の形態としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、二本鎖核酸、一本鎖核酸、部分的に二本鎖又は一本鎖核酸などが挙げられ、環状又は直鎖状のプラスミドも使用することができる。
また、核酸は修飾又は変異されていてもよい。
【００５１】
核酸は、特定の塩基配列を有することが好ましい。特定とは、特に定められていることを意味する。
特定の塩基配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、感染症検査に用いられる塩基配列、自然界には存在しない非天然の塩基配列、動物細胞由来の塩基配列、植物細胞由来の塩基配列、真菌の細胞由来の塩基配列、細菌由来の塩基配列、ウイルス由来の塩基配列などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
非天然の塩基配列を用いる場合、ＧＣ含有率が特定の塩基配列の３０％以上７０％以下であることが好ましく、ＧＣ含量が一定であることが好ましい（例えば、配列番号１など参照）。
特定の塩基配列の塩基長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２０塩基対（又はｍｅｒ）以上１０，０００塩基対（又はｍｅｒ）以下の塩基長などが挙げられる。
感染症検査に用いられる塩基配列を用いる場合、その感染症特有の塩基配列を含んでいれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公定法や通知法で指定されている塩基配列を含んでいることが好ましい（例えば、配列番号２及び３など参照）。
【００５２】
核酸としては、使用する細胞由来の核酸であってもよく、遺伝子導入により導入された核酸であってもよい。核酸として、遺伝子導入により導入された核酸、及びプラスミドを使用する場合は、１細胞に１コピーの核酸が導入されていることを確認することが好ましい。１コピーの核酸が導入されていることの確認方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シーケンサー、ＰＣＲ法、サザンブロット法などを用いて確認することができる。
【００５３】
遺伝子導入により導入される特定の塩基配列を有する核酸の種類は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。なお、遺伝子導入により導入される核酸の数が１種類の場合にも、目的に応じてタンデムに同様の塩基配列を導入してもよい。
【００５４】
遺伝子導入の方法としては、特定の核酸配列が狙いの場所に狙いのコピー数導入できれば特に制限がなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、相同組換え、ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９、ＣＲＩＳＰＲ／Ｃｐｆ１、ＴＡＬＥＮ、Ｚｉｎｃ  ｆｉｎｇｅｒ  ｎｕｃｌｅａｓｅ、Ｆｌｉｐ−ｉｎ、Ｊｕｍｐ−ｉｎなどが挙げられる。これらの中でも、酵母菌の場合は、効率の高さ、及び制御のしやすさの点から、相同組換えが好ましい。
【００５５】
−担体−
増幅可能な試薬は、担体に担持された状態で扱われることが好ましい。なお、増幅可能な試薬が核酸である場合には、核酸が粒子形状をした担体(担体粒子）に担持（より好ましくは内包）されている態様などが好ましい。
担体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、細胞、樹脂、リポソーム、マイクロカプセルなどが挙げられる。
【００５６】
−−細胞−−
細胞は、増幅可能な試薬（例えば、核酸）を有し、生物体を形成する構造的及び機能的単位を意味する。
細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真核細胞、原核細胞、多細胞生物細胞、単細胞生物細胞を問わず、すべての細胞について使用することができる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５７】
真核細胞としては、特に制限はなく、目的応じて適宜選択することができ、例えば、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、真菌、藻類、原生動物などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、動物細胞、真菌が好ましい。
【００５８】
接着性細胞としては、組織や器官から直接採取した初代細胞でもよく、組織や器官から直接採取した初代細胞を何代か継代させたものでもよく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分化した細胞、未分化の細胞などが挙げられる。
【００５９】
分化した細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、肝臓の実質細胞である肝細胞；星細胞；クッパー細胞；血管内皮細胞；類道内皮細胞、角膜内皮細胞等の内皮細胞；繊維芽細胞；骨芽細胞；砕骨細胞；歯根膜由来細胞；表皮角化細胞等の表皮細胞；気管上皮細胞；消化管上皮細胞；子宮頸部上皮細胞；角膜上皮細胞等の上皮細胞；乳腺細胞；ペリサイト；平滑筋細胞、心筋細胞等の筋細胞；腎細胞；膵ランゲルハンス島細胞；末梢神経細胞、視神経細胞等の神経細胞；軟骨細胞；骨細胞などが挙げられる。
【００６０】
未分化の細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、未分化細胞である胚性幹細胞、多分化能を有する間葉系幹細胞等の多能性幹細胞；単分化能を有する血管内皮前駆細胞等の単能性幹細胞；ｉＰＳ細胞などが挙げられる。
【００６１】
真菌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カビ、酵母菌などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、細胞周期を調節することができ、１倍体を使用することができる点から、酵母菌が好ましい。
細胞周期とは、細胞が増えるとき、細胞分裂が生じ、細胞分裂で生じた細胞（娘細胞）が再び細胞分裂を行う細胞（母細胞）となって新しい娘細胞を生み出す過程を意味する。
【００６２】
酵母菌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、Ｇ０／Ｇ１期に同調して同調培養され、Ｇ１期で固定されているものが好ましい。
また、酵母菌としては、例えば、細胞周期をＧ１期に制御するフェロモン（性ホルモン）の感受性が増加したＢａｒ−１欠損酵母が好ましい。酵母菌がＢａｒ−１欠損酵母であると、細胞周期が制御できていない酵母菌の存在比率を低くすることができるため、ウェル内に収容された細胞の特定の核酸の数の増加等を防ぐことができる。
【００６３】
原核細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真正細菌、古細菌などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６４】
細胞としては、死細胞が好ましい。死細胞であると、分取後に細胞分裂が起こることを防ぐことができる。
細胞としては、光を受光したときに発光可能な細胞であることが好ましい。光を受光したときに発光可能な細胞であると、細胞の数を高精度に制御してウェル内に着弾させることができる。
受光とは、光を受けることを意味する。
光学センサとは、人間の目で見ることができる可視光線と、それより波長の長い近赤外線や短波長赤外線、熱赤外線領域までの光のいずれかの光をレンズで集め、対象物である細胞の形状などを画像データとして取得する受動型センサを意味する。
【００６５】
−−光を受光したときに発光可能な細胞−−
光を受光したときに発光可能な細胞としては、光を受光したときに発光可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、蛍光色素によって染色された細胞、蛍光タンパク質を発現した細胞、蛍光標識抗体により標識された細胞などが挙げられる。
細胞における蛍光色素による染色部位、蛍光タンパク質の発現部位、又は蛍光標識抗体による標識部位としては、特に制限はなく、細胞全体、細胞核、細胞膜などが挙げられる。
【００６６】
−−蛍光色素−−
蛍光色素としては、例えば、フルオレセイン類、アゾ類、ローダミン類、クマリン類、ピレン類、シアニン類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、フルオレセイン類、アゾ類、ローダミン類、シアニン類が好ましく、エオシン、エバンスブルー、トリパンブルー、ローダミン６Ｇ、ローダミンＢ、ローダミン１２３、Ｃｙ３がより好ましい。
【００６７】
蛍光色素としては、市販品を用いることができ、市販品としては、例えば、商品名：ＥｏｓｉｎＹ（和光純薬工業株式会社製）、商品名：エバンスブルー（和光純薬工業株式会社製）、商品名：トリパンブルー（和光純薬工業株式会社製）、商品名：ローダミン６Ｇ（和光純薬工業株式会社製）、商品名：ローダミンＢ（和光純薬工業株式会社製）、商品名：ローダミン１２３（和光純薬工業株式会社製）などが挙げられる。
【００６８】
−−蛍光タンパク質−−
蛍光タンパク質としては、例えば、Ｓｉｒｉｕｓ、ＥＢＦＰ、ＥＣＦＰ、ｍＴｕｒｑｕｏｉｓｅ、ＴａｇＣＦＰ、ＡｍＣｙａｎ、ｍＴＦＰ１、ＭｉｄｏｒｉｉｓｈｉＣｙａｎ、ＣＦＰ、ＴｕｒｂｏＧＦＰ、ＡｃＧＦＰ、ＴａｇＧＦＰ、Ａｚａｍｉ−Ｇｒｅｅｎ、ＺｓＧｒｅｅｎ、ＥｍＧＦＰ、ＥＧＦＰ、ＧＦＰ２、ＨｙＰｅｒ、ＴａｇＹＦＰ、ＥＹＦＰ、Ｖｅｎｕｓ、ＹＦＰ、ＰｈｉＹＦＰ、ＰｈｉＹＦＰ−ｍ、ＴｕｒｂｏＹＦＰ、ＺｓＹｅｌｌｏｗ、ｍＢａｎａｎａ、ＫｕｓａｂｉｒａＯｒａｎｇｅ、ｍＯｒａｎｇｅ、ＴｕｒｂｏＲＦＰ、ＤｓＲｅｄ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＤｓＲｅｄ２、ＴａｇＲＦＰ、ＤｓＲｅｄ−Ｍｏｎｏｍｅｒ、ＡｓＲｅｄ２、ｍＳｔｒａｗｂｅｒｒｙ、ＴｕｒｂｏＦＰ６０２、ｍＲＦＰ１、ＪＲｅｄ、ＫｉｌｌｅｒＲｅｄ、ｍＣｈｅｒｒｙ、ｍＰｌｕｍ、ＰＳ−ＣＦＰ、Ｄｅｎｄｒａ２、Ｋａｅｄｅ、ＥｏｓＦＰ、ＫｉｋｕｍｅＧＲなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００６９】
−−蛍光標識抗体−−
蛍光標識抗体としては、蛍光標識されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＤ４−ＦＩＴＣ、ＣＤ８−ＰＥなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７０】
細胞の体積平均粒径としては、遊離状態において、３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましく、７μｍ以下が特に好ましい。体積平均粒径が、３０μｍ以下であれば、インクジェット法やセルソーターなどの液滴吐出手段に好適に用いることができる。
【００７１】
細胞の体積平均粒径としては、例えば、下記の測定方法で測定することができる。
作製した染色済み酵母分散液から１０μＬ取り出してＰＭＭＡ製プラスチックスライドに載せ、自動セルカウンター（商品名：Ｃｏｕｎｔｅｓｓ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｃｅｌｌ  Ｃｏｕｎｔｅｒ、ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）を用いることにより体積平均粒径を測定することができる。なお、細胞数も同様の測定方法により求めることができる。
【００７２】
細胞懸濁液における細胞の濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５×１０４個／ｍＬ以上５×１０８個／ｍＬ以下が好ましく、５×１０４個／ｍＬ以上５×１０７個／ｍＬ以下がより好ましい。細胞数が、５×１０４個／ｍＬ以上５×１０８個／ｍＬ以下であると、吐出した液滴中に細胞を確実に含むことができる。細胞数としては、体積平均粒径の測定方法と同様にして、自動セルカウンター（商品名：Ｃｏｕｎｔｅｓｓ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｃｅｌｌ  Ｃｏｕｎｔｅｒ、ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製）を用いて測定することができる。
【００７３】
核酸を有する細胞の細胞数は、複数であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００７４】
−樹脂−
樹脂としては、増幅可能な試薬（例えば、核酸）を担持することができれば、その材質、形状、大きさ、構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００７５】
−リポソーム−
リポソームとは、脂質分子を含む脂質二重層から形成される脂質小胞体であり、具体的には、脂質分子の疎水性基と親水性基の極性に基づいて生じる脂質二重層により外界から隔てられた空間を有する閉鎖された脂質を含む小胞体を意味する。
リポソームは、脂質を用いた脂質二重膜で形成される閉鎖小胞体であり、その閉鎖小胞の空間内に水相（内水相）を有する。内水相には、水等が含まれる。リポソームはシングルラメラ（単層ラメラ、ユニラメラ、二重層膜が一重）であっても、多層ラメラ（マルチラメラ、タマネギ状の構造をした多数の二重層膜で、個々の層は水様の層で仕切られている）であってもよい。
リポソームとしては、増幅可能な試薬（例えば、核酸）を内包することのできるリポソームが好ましく、その形態は特に限定されない。「内包」とは、リポソームに対して核酸が内水相および膜自体に含まれる形態をとることを意味する。例えば、膜で形成された閉鎖空間内に核酸を封入する形態、膜自体に内包する形態などが挙げられ、これらの組合せでもよい。
リポソームの大きさ（平均粒子径）は、増幅可能な試薬（例えば、核酸）を内包することができれば特に限定されないが、球状またはそれに近い形態をとることが好ましい。
リポソームの脂質二重層を構成する成分（膜成分）は、脂質から選ばれる。脂質として、水溶性有機溶媒及びエステル系有機溶媒の混合溶媒に溶解するものであれば任意に使用することができる。脂質として、具体的には、リン脂質、リン脂質以外の脂質、コレステロール類及びそれらの誘導体等が挙げられる。これらの成分は、単一種又は複数種の成分から構成されてよい。
【００７６】
−マイクロカプセル−
マイクロカプセルとは、壁材と中空構造とを有する微小な粒体を意味し、中空構造に増幅可能な試薬（例えば、核酸）を内包することができる。
マイクロカプセルとしては、特に制限はなく、適宜目的に応じて、壁材、大きさ等を選択することができる。
マイクロカプセルの壁材としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタン樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホンアミド、ポリカーボネート、ポリスルフィネート、エポキシリ、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、ゼラチンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
マイクロカプセルの大きさとしては、増幅可能な試薬（例えば、核酸）を内包することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
マイクロカプセルの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、界面重合法、コアセルベーション法などが挙げられる。
ここで、図１は、本発明のデバイスの一例を示す斜視図である。図２は、図１のデバイスの側面図である。デバイス１は、基材２に複数のウェル３が設けられており、ウェル３に増幅可能な試薬としての核酸４が特定コピー数で充填されている。なお、図１及び図２中５は、密閉部材である。
また、例えば、各ウェル３に充填する核酸４の特定コピー数の情報、もしくはこれらの情報と関連付けられた情報を記憶するＩＣチップまたはバーコード（識別手段６）が、密閉部材５と基材２との間で且つウェルの開口部以外の位置に配置されている。これは、識別手段の意図しない改変等を防止するのに好適である。
また、デバイスが識別手段を有することで、識別手段を有しない一般のウェルプレートとの区別可能である。このため、取り違えを防止することが可能である。
【００７７】
図３は、本発明のデバイスの一例を示す平面図である。この図３のデバイスは、９６穴プレートに、特定コピー数が１０コピーである核酸とプライマーをほぼ全面に配置している。また、中央部にネガティブコントロール（ＮＴＣ）として０コピーを２箇所、ポジティブコントロール（ＰＣ）として１,０００コピーの核酸とプライマーと増幅試薬を２箇所配置している。
この図３のデバイスを用いて、リアルタイムＰＣＲを行い、測定したＣｔ（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｃｙｃｌｅ）値の結果を図４に示す。平均Ｃｔ値は３７．１、Ｃｔ値の標準偏差は１．００、ＣＶ値［（標準偏差／平均Ｃｔ値）×１００］は２．７０である。なお、図３中「ＵＤ」はＣｔ値が不検出であることを意味する。
リアルタイムＰＣＲは、例えば、まず、デバイス中の各サンプルに対して、マスターミックス（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ社製、ＴａｑＭａｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ＰＣＲ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｍｉｘ）１μＬ、特定の塩基配列を増幅するためのフォワードプライマー及びリバースプライマーをそれぞれ０．５ｎｍｏｌ、プローブ０．４ｎｍｏｌを加える。その後、リアルタイムＰＣＲ装置（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ社製、ＱｕａｎｔＳｔｕｄｉｏ  ７  Ｆｌｅｘ）を用いて増幅及び検出を行うことができる。
【００７８】
Ｃｔ値は、反応の蛍光シグナルがＴｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｌｉｎｅと交差する時点のサイクル数である。Ｃｔ値はターゲットの初期量に比例するため、ＤＮＡの初期コピー数を算出することができる。
Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｌｉｎｅは、算出したベースラインシグナルに対して、統計学的に有意な増加が見られるシグナルレベルであり、リアルタイムＰＣＲ反応の閾値を意味する。
このようにデバイスの面内特性は、平均Ｃｔ値、Ｃｔ値の標準偏差、ＣＶ値［（標準偏差／平均Ｃｔ値）×１００］、［（Ｃｔ値（Ｍａｘ）−Ｃｔ値（ｍｉｎ））／２平均Ｃｔ値］×１００などから評価することができる。
【００７９】
図５のデバイスは、９６穴プレートに、特定コピー数が３コピーの核酸とプライマーと増幅試薬をほぼ全面に配置し、ネガティブコントロール（ＮＴＣ）０コピーをプレート中央部に４箇所に配置している。
図５のデバイスを用い、リアルタイムＰＣＲを行ってＣｔ値を測定し、平均Ｃｔ値を算出した。特定コピー数（３コピー）のウェルのＣｔ値が平均Ｃｔ値の１０％以内であれば「○」、特定コピー数（３コピー）のウェルのＣｔ値が平均Ｃｔ値の１０％より大きい場合を「×」で示した。結果を図６に示した。なお、図６中「ＵＤ」はＣｔ値を不検出である。
その結果、９６穴プレート中、外周の４箇所のウェルで、平均Ｃｔ値の１０％を超える値となった。これら外周の４箇所は低コピー数での使用には不適であることがわかった。このため、再度リアルタイムＰＣＲの校正を行うか、実際のサンプルではこれら外周の４箇所のウェルを使用しないとする判断が可能となる。
【００８０】
例えば、図３〜図６を用いて説明したデバイスを用いて、一定期間の計測を行うことにより、Ｃｔ値の経時変化を得ることができる。それによって、検査装置の面内特性と同様に、各ウェルのＣｔ値が平均Ｃｔ値の１０％を超える数値が得られた場合は、検査装置の校正を行うか、その計測場所を使用しないという対応をとることができる。また、配置された特定コピー数が絶対値であることから、同じ特定コピー数を配置したデバイスを用いることにより、検査装置間の性能を比較することができる。
【００８１】
図７に示すように、９６穴プレートに、特定コピー数が２コピー、３コピー、５コピー、１０コピー、２０コピー、５０コピー、及び１００コピーの核酸とプライマーと増幅試薬を配置し、ネガティブコントロール（ＮＴＣ）として０コピー、ポジティブコントロール（ＰＣ）として５００コピーの核酸とプライマーを中央部に配置した。
図７のデバイスを用いて、リアルタイムＰＣＲを行ってＣｔ値を測定した。これらのＣｔ値を縦軸に、横軸にコピー数をプロットした検量線を図８に示す。検査装置の性能を表す指標として、相関係数（Ｒ２）があり、この場合は０．９９である。相関係数はデータがどの程度検量線に合致しているかを示す値であり、検量線の直線性を反映している。また、最少コピー数（この場合は２コピー）は最外周に配置されていることで、面内均一性の指標とすることができる。
【００８２】
図９のデバイスは、９６穴プレート内の中央部に、特定コピー数が２コピー、１０コピー、及び１００コピーの核酸とプライマーと増幅試薬を配置し、ネガティブコントロール（ＮＴＣ）として０コピー、ポジティブコントロール（ＰＣ）として５００コピーの核酸とプライマーを中央部に配置したものである。最少コピー数（この場合は２コピー）は最外周とその内側横に１列、縦に２列の略外周に配置されていることで、面内均一性の指標とすることができる。
【００８３】
図１０のデバイスは、９６穴プレート内に、特定コピー数が２コピー、１０コピー、及び１００コピーの核酸とプライマーと増幅試薬をそれぞれ２０ウェル配置し、最外周に最少コピー数（この場合は２コピー）を配置し、特定コピー数が１００コピーのウェルがポジティブコントロール（ＰＣ）を兼ねている。最少コピー数（この場合は２コピー）は最外周に配置されていることで、面内均一性の指標とすることができる。
【００８４】
図１１のデバイスは、９６穴プレート内に、特定コピー数が３コピー、５コピー、１０コピー、及び１００コピーの核酸とプライマーを配置し、最少コピー数（この場合は２コピー）を最外周及び十字に配置したものである。ネガティブコントロール（ＮＴＣ）として０コピー、ポジティブコントロール（ＰＣ）として５００コピーの核酸とプライマーと増幅試薬を配置している。
【００８５】
図１２のデバイスは、９６穴プレート内に、特定コピー数が２コピー、５コピー、１０コピー、及び１００コピーの核酸とプライマーを配置し、最外周に最少コピー数（この場合は２コピー）を配置したものである。ネガティブコントロール（ＮＴＣ）として０コピー、ポジティブコントロール（ＰＣ）として５００コピーの核酸とプライマーを中央部に配置している。
【００８６】
図１３のデバイスは、３８４穴プレート内に、特定コピー数が２コピー、１０コピー、及び１００コピーの核酸とプライマーと増幅試薬を中央部に配置し、それ以外に最少コピー数（この場合は２コピー）を配置したものである。最少コピー数（この場合は２コピー）は最外周とその内側横に５列、縦に８列の略外周に配置されていることで、面内均一性の指標とすることができる。
【００８７】
上記図７及び図９〜図１３のデバイスを用いて、一定期間の計測を行うことにより、Ｃｔ値の経時変化を得ることができる。これによって、検査装置の面内特性と同様にして、品質管理値から逸脱した数値が得られた場合は、検査装置の校正を行うか、その計測場所を使用しないなどの対応をとることができる。また、配置されたコピー数が絶対値であることから、同じコピー数を配置したデバイスを用いることにより、検査装置間の性能を比較することができる。
【００８８】
＜デバイスの製造方法＞
以下、特定の核酸を有する細胞を用いたデバイスの製造方法について説明する。
本発明のデバイスの製造方法は、特定の核酸を有する複数の細胞、及び溶剤を含む細胞懸濁液を生成する細胞懸濁液生成工程と、細胞懸濁液を液滴として吐出することによりプレートのウェル内に液滴を順次着弾させる液滴着弾工程と、液滴の吐出後、かつ液滴のウェルへの着弾前に、液滴に含まれる細胞数をセンサによって計数する細胞数計数工程と、ウェル内の細胞から核酸を抽出する核酸抽出工程とを含み、細胞懸濁液生成工程、液滴着弾工程、及び細胞数計数工程における推定する核酸の数の確からしさを算出する工程、出力工程、記録工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【００８９】
＜＜細胞懸濁液生成工程＞＞
細胞懸濁液生成工程は、特定の核酸を有する複数の細胞、及び溶剤を含む細胞懸濁液を生成する工程である。
溶剤とは、細胞を分散させるために用いる液体を意味する。
細胞懸濁液における懸濁とは、細胞が溶剤中に分散して存在する状態を意味する。
生成とは、作り出すことを意味する。
【００９０】
−細胞懸濁液−
細胞懸濁液は、特定の核酸を有する複数の細胞、及び溶剤を含み、添加剤を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
特定の核酸を有する複数の細胞については、上述したとおりである。
【００９１】
−−溶剤−−
溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、培養液、分離液、希釈液、緩衝液、有機物溶解液、有機溶剤、高分子ゲル溶液、コロイド分散液、電解質水溶液、無機塩水溶液、金属水溶液、又はこれらの混合液体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、水、緩衝液が好ましく、水、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、Ｔｒｉｓ−ＥＤＴＡ緩衝液（ＴＥ）がより好ましい。
【００９２】
−−添加剤−−
添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、核酸、樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００９３】
界面活性剤は、細胞同士の凝集を防止し、連続吐出安定性を向上することができる。
【００９４】
界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、添加量にもよるが、タンパク質を変性及び失活させない点から、非イオン性界面活性剤が好ましい。
【００９５】
イオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、脂肪酸ナトリウムが好ましく、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）がより好ましい。
【００９６】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルグリコシド、アルキルポリオキシエチレンエーテル（Ｂｒｉｊシリーズ等）、オクチルフェノールエトキシレート（Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘシリーズ、Ｉｇｅｐａｌ  ＣＡシリーズ、Ｎｏｎｉｄｅｔ  Ｐシリーズ、Ｎｉｋｋｏｌ  ＯＰシリーズ等）、ポリソルベート類（Ｔｗｅｅｎ２０等のＴｗｅｅｎシリーズなど）、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、アルキルマルトシド、ショ糖脂肪酸エステル、グリコシド脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリソルベート類が好ましい。
【００９７】
界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、細胞懸濁液全量に対して、０．００１質量％以上３０質量％以下が好ましい。含有量が、０．００１質量％以上であると、界面活性剤の添加による効果を得ることができ、３０質量％以下であると、細胞の凝集を抑制することができるため、細胞懸濁液中の核酸のコピー数を厳密に制御することができる。
【００９８】
核酸としては、検査対象の核酸の検出に影響しないものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣｏｌＥ１  ＤＮＡなどが挙げられる。核酸であると、特定の塩基配列を有する核酸が、ウェルの壁面などに付着することを防ぐことができる。
【００９９】
樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンイミドなどが挙げられる。
【０１００】
−−その他の材料−−
その他の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、架橋剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、酸化防止剤、浸透圧調整剤、湿潤剤、分散剤などが挙げられる。
【０１０１】
［細胞を分散する方法］
細胞を分散する方法としては、特に制限がなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビーズミル等のメディア方式、超音波ホモジナイザー等の超音波方式、フレンチプレス等の圧力差を利用する方式などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、細胞へのダメージが少ないことから超音波方式がより好ましい。メディア方式では、解砕能力が強く、細胞膜や細胞壁を破壊する可能性やメディアがコンタミとして混入することがある。
【０１０２】
［細胞のスクリーニング方法］
細胞のスクリーニング方法としては、特に制限がなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、湿式分級、セルソーター、フィルタによるスクリーニングなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、細胞へのダメージが少ないことから、セルソーター、フィルタによるスクリーニングが好ましい。
【０１０３】
細胞は、細胞の細胞周期を測定することにより、細胞懸濁液に含まれる細胞数から標的の塩基配列を有する核酸の数を推定することが好ましい。
細胞周期を測定するとは、細胞分裂による細胞数を数値化することを意味する。
核酸の数を推定するとは、細胞数から、核酸のコピー数を求めることを意味する。
【０１０４】
計数対象が細胞数ではなく標的の塩基配列が何個入っているかであってもよい。通常は、標的の塩基配列は細胞１個につき１つの領域が入っているものを選択する、あるいは遺伝子組み換えにより導入するため、標的の塩基配列の数は細胞数と等しいと考えてよい。ただし、細胞は特定の周期で細胞分裂を起こすために細胞内で核酸の複製が行われる。細胞周期は細胞の種類によって異なるが、細胞懸濁液から所定量の溶液を抜き取り複数細胞の周期を測定することによって、細胞１個中に含まれる標的の塩基配列数に対する期待値及びその確からしさを算出することが可能である。これは、例えば、核染色した細胞をフローサイトメーターによって観測することによって可能である。
確からしさとは、いくつかの事象の生じる可能性がある時、特定の１つの事象が起こる可能性の程度を事前に予測して、その事象の起こる確率を意味する。
算出とは、計算して求める数値を出すことを意味する。
【０１０５】
図１４は、ＤＮＡ複製済みの細胞の頻度と、蛍光強度との関係の一例を示すグラフである。図１４に示すように、ヒストグラム上でＤＮＡの複製有無により２つのピークが現れるため、ＤＮＡ複製済みの細胞がどの程度の割合で存在するかを算出することが可能である。この算出結果から１細胞中に含まれる平均的な標的の塩基配列数を算出することが可能であり、前述の細胞数計数結果に乗じることにより、標的の塩基配列の推定数を算出することが可能である。
また、細胞懸濁液を作製する前に細胞周期を制御する処理を行うことが好ましく、前述のような複製が起きる前、又は後の状態に揃えることによって、標的の塩基配列の数を細胞数からより精度良く算出することが可能になる。
【０１０６】
推定する特定コピー数は、確からしさ（確率）を算出することが好ましい。確からしさ（確率）を算出することにより、これらの数値に基づき確からしさを分散又は標準偏差として表現して出力することが可能である。複数因子の影響を合算する場合には、一般的に用いられる標準偏差の二乗和平方根を用いることが可能である。例えば、因子として吐出した細胞数の正答率、細胞内のＤＮＡ数、吐出された細胞がウェル内に着弾する着弾率などを用いることができる。これらの中で影響の大きい項目を選択して算出することもできる。
【０１０７】
＜＜液滴着弾工程＞＞
液滴着弾工程は、細胞懸濁液を液滴として吐出することによりプレートのウェル内に液滴を順次着弾させる工程である。
液滴とは、表面張力によりまとまった液体のかたまりを意味する。
吐出とは、細胞懸濁液を液滴として飛翔させることを意味する。
順次とは、次々に順序どおりにすることを意味する。
着弾とは、液滴をウェルに到達させることを意味する。
【０１０８】
吐出手段としては、細胞懸濁液を液滴として吐出する手段（以下、「吐出ヘッド」とも称することがある）を好適に用いることができる。
【０１０９】
細胞懸濁液を液滴として吐出する方式としては、例えば、インクジェット法におけるオンデマンド方式、コンティニュアス方式などが挙げられる。これらの中でもコンティニュアス方式の場合、安定的な吐出状態に至るまでの空吐出、液滴量の調整、ウェル間を移動する際にも連続的に液滴形成を行い続ける等の理由から、用いる細胞懸濁液のデッドボリュームが多くなる傾向にある。本発明では細胞数を調整する観点からデッドボリュームによる影響を低減させることが好ましく、そのため、上記２つの方式では、オンデマンド方式の方がより好適である。
【０１１０】
オンデマンド方式としては、例えば、液体に圧力を加えることによって液体を吐出する圧力印加方式、加熱による膜沸騰によって液体を吐出するサーマル方式、静電引力によって液滴を引っ張ることによって液滴を形成する静電方式等の既知の複数の方式などが挙げられる。これらの中でも、以下の理由から、圧力印加方式が好ましい。
【０１１１】
静電方式は、細胞懸濁液を保持して液滴を形成する吐出部に対向して電極を設置する必要がある。デバイスの製造方法では、液滴を受けるためのプレートが対向して配置されており、プレート構成の自由度を上げるため電極の配置は無いほうが好ましい。
サーマル方式は、局所的な加熱が発生するため生体材料である細胞への影響や、ヒーター部への焦げ付き（コゲーション）が懸念される。熱による影響は、含有物やプレートの用途に依存するため、一概に除外する必要はないが、圧力印加方式は、サーマル方式よりヒーター部への焦げ付きの懸念がないという点から好ましい。
【０１１２】
圧力印加方式としては、ピエゾ素子を用いて液体に圧力を加える方式、電磁バルブ等のバルブによって圧力を加える方式などが挙げられる。細胞懸濁液の液滴吐出に使用可能な液滴生成デバイスの構成例を図１５Ａ〜図１５Ｃに示す。
図１５Ａは、電磁バルブ方式の吐出ヘッドの一例を示す模式図である。電磁バルブ方式の吐出ヘッドは、電動機１３ａ、電磁弁１１２、液室１１ａ、細胞懸濁液３００ａ、及びノズル１１１ａを有する。
電磁バルブ方式の吐出ヘッドとしては、例えば、ＴｅｃｈＥｌａｎ社のディスペンサなどを好適に用いることができる。
また、図１５Ｂは、ピエゾ方式の吐出ヘッドの一例を示す模式図である。ピエゾ方式の吐出ヘッドは、圧電素子１３ｂ、液室１１ｂ、細胞懸濁液３００ｂ、及びノズル１１１ｂを有する。
ピエゾ方式の吐出ヘッドとしては、Ｃｙｔｅｎａ社のシングルセルプリンターなどを好適に用いることができる。
これらの吐出ヘッドのいずれも用いることが可能であるが、電磁バルブによる圧力印加方式では高速に繰り返し液滴を形成することができないため、プレートの生成のスループットを上げるためにはピエゾ方式を用いることが好ましい。また、一般的な圧電素子１３ｂを用いたピエゾ方式の吐出ヘッドでは、沈降によって細胞濃度のムラが発生することや、ノズル詰まりが生じることが問題として生じることがある。
このため、より好ましい構成として図１６Ｃに示した構成などが挙げられる。図１５Ｃは、図１５Ｂにおける圧電素子を用いたピエゾ方式の吐出ヘッドの変形例の模式図である。図１５Ｃの吐出ヘッドは、圧電素子１３ｃ、液室１１ｃ、細胞懸濁液３００ｃ、及びノズル１１１ｃを有する。
図１５Ｃの吐出ヘッドでは、図示していない制御装置からの圧電素子１３ｃに対して電圧印加することにより、紙面横方向に圧縮応力が加わりメンブレンを紙面上下方向に変形させることができる。
【０１１３】
オンデマンド方式以外の方式としては、例えば、連続的に液滴を形成させるコンティニュアス方式などが挙げられる。コンティニュアス方式では、液滴を加圧してノズルから押し出す際に圧電素子やヒーターによって定期的なゆらぎを与え、それによって微小な液滴を連続的に作り出すことができる。更に、飛翔中の液滴の吐出方向を電圧を印加することによって制御することにより、ウェルに着弾させるか、回収部に回収するかを選ぶことも可能である。このような方式は、セルソーター、又はフローサイトメーターで用いられており、例えば、ソニー株式会社製の装置名：セルソーターＳＨ８００Ｚを用いることができる。
【０１１４】
図１６Ａは、圧電素子に印加する電圧の一例を示す模式図である。また、図１６Ｂは、圧電素子に印加する電圧の他の一例を示す模式図である。図１６Ａは、液滴を形成するための駆動電圧を示す。電圧（ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ）の強弱により、液滴を形成することができる。図１６Ｂは、液滴の吐出を行わずに細胞懸濁液を撹拌するための電圧を示している。
【０１１５】
液滴を吐出しない期間中に、液滴を吐出するほどには強くない複数のパルスを入力することによって、液質内の細胞懸濁液を撹拌することが可能であり、細胞沈降による濃度分布の発生を抑制することができる。
【０１１６】
本発明において使用することができる吐出ヘッドの液滴形成動作に関して、以下に説明する。
吐出ヘッドは、圧電素子に形成された上下電極に、パルス状の電圧を印加することにより液滴を吐出することができる。図１７Ａ〜図１７Ｃは、それぞれのタイミングにおける液滴の状態を示す模式図である。
図１７Ａは、まず、圧電素子１３ｃに電圧を印加することにより、メンブレン１２ｃが急激に変形することによって、液室１１ｃ内に保持された細胞懸濁液とメンブレン１２ｃとの間に高い圧力が発生し、この圧力によってノズル部から液滴が外に押し出される。
次に、図１７Ｂに示すように、圧力が上方に緩和するまでの時間、ノズル部からの液押し出しが続き液滴が成長する。
最後に、図１７Ｃに示すように、メンブレン１２ｃが元の状態に戻る際に細胞懸濁液とメンブレン１２ｃとの界面近傍の液圧力が低下し、液滴３１０’が形成される。
【０１１７】
デバイスの製造方法では、ウェルが形成されたプレートを移動可能なステージ上に固定し、ステージの駆動と吐出ヘッドとからの液滴形成を組み合わせることにより、凹部に順次液滴を着弾させる。ここで、ステージの移動としてプレートを移動させる方法を示したが、当然のことながら吐出ヘッドを移動させてもよい。
【０１１８】
プレートとしては、特に制限はなく、バイオ分野において一般的に用いられるウェルが形成されたものを用いることが可能である。
プレートにおけるウェルの数は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、単数であってもよく、複数であってもよい。
【０１１９】
図１８は、プレートのウェル内に順次液滴を着弾させるための分注装置４００の一例を示す概略図である。
図１８に示すように、液滴を着弾させるための分注装置４００は、液滴形成装置４０１と、プレート７００と、ステージ８００と、制御装置９００とを有している。
【０１２０】
分注装置４００において、プレート７００は、移動可能に構成されたステージ８００上に配置されている。プレート７００には液滴形成装置４０１の吐出ヘッドから吐出された液滴３１０が着滴する複数のウェル７１０（凹部）が形成されている。制御装置９００は、ステージ８００を移動させ、液滴形成装置４０１の吐出ヘッドとそれぞれのウェル７１０との相対的な位置関係を制御する。これにより、液滴形成装置４０１の吐出ヘッドからそれぞれのウェル７１０中に順次、蛍光染色細胞３５０を含む液滴３１０を吐出することができる。
【０１２１】
制御装置９００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メインメモリ等を含む構成とすることができる。この場合、制御装置９００の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。ただし、制御装置９００の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御装置９００は、物理的に複数の装置等により構成されてもよい。
【０１２２】
吐出する液滴としては、ウェル内に細胞懸濁液を着弾させる際に、複数の水準を得るように液滴をウェル内に着弾させることが好ましい。
複数の水準とは、標準となる複数の基準を意味する。
複数の水準としては、ウェル内に特定の核酸を有する複数の細胞が所定の濃度勾配を有することが好ましい。濃度勾配を有することにより、検量線用試薬として好適に使用することができる。複数の水準は、センサによって計数される値を用いて制御することができる。
【０１２３】
プレートとしては、１穴マイクロチューブ、８連チューブ、９６穴、３８４穴のウェルプレートなどを用いることが好ましいが、ウェルが複数である場合には、これらのプレートにおけるウェルには同じ個数の細胞を分注することも可能であるし、異なる水準の個数を入れることも可能である。また、細胞が含まれないウェルが存在していてもよい。特に核酸の量を定量的に評価するリアルタイムＰＣＲ装置やデジタルＰＣＲ装置の評価に用いるプレートを作成する際には、複数水準の数の核酸が分注されたものを用いることが好ましい。例えば、細胞（又は核酸）が、おおよそ１個、２個、４個、８個、１６個、３２個、６４個の７水準で分注したプレートを作製することが考えられる。このようなプレートを用いることによって、リアルタイムＰＣＲ装置やデジタルＰＣＲ装置の定量性、線形性、評価下限値などを調べることが可能である。
【０１２４】
＜＜細胞数計数工程＞＞
細胞数計数工程は、液滴の吐出後、かつ液滴のウェルへの着弾前に、液滴に含まれる細胞数をセンサによって計数する工程である。
センサとは、自然現象や人工物の機械的・電磁気的、熱的、音響的、又は化学的性質、或いはそれらにより示される空間情報・時間情報を、何らかの科学的原理を応用して、人間や機械が扱い易い別媒体の信号に置き換える装置を意味する。
計数とは、数を数えることを意味する。
【０１２５】
細胞数計数工程としては、液滴の吐出後、かつ液滴のウェルへの着弾前に、液滴に含まれる細胞数をセンサによって計数すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、吐出前に細胞を観測する処理、着弾後の細胞をカウントする処理を含んでもよい。
【０１２６】
液滴の吐出後、かつ液滴のウェルへの着弾前に、液滴に含まれる細胞数の計数としては、液滴がプレートのウェルに確実に入ることが予測されるウェル開口部の直上の位置にあるタイミングにて液滴中の細胞を観測することが好ましい。
【０１２７】
液滴中の細胞を観測する方法としては、例えば、光学的に検出する方法、電気的・磁気的に検出方法などが挙げられる。
【０１２８】
−光学的に検出する方法−
図１９、図２３、及び図２４を用いて、光学的に検出する方法に関して以下に述べる。
図１９は、液滴形成装置４０１の一例を示す模式図である。図２３、及び図２４は、液滴形成装置４０１Ａ、４０１Ｂの他の一例を示す模式図である。図１９に示すように、液滴形成装置４０１は、吐出ヘッド（液滴吐出手段）１０と、駆動手段２０と、光源３０と、受光素子６０と、制御手段７０とを有する。
【０１２９】
図１９では、細胞懸濁液として細胞を特定の色素によって蛍光染色した後に所定の溶液に分散した液を用いており、吐出ヘッドから形成した液滴に光源から発せられる特定の波長を有する光を照射し細胞から発せられる蛍光を受光素子によって検出することによって計数を行う。このとき、蛍光色素によって細胞を染色する方法に加え、細胞中に元々含まれる分子が発する自家蛍光を利用してもよいし、細胞に蛍光タンパク質（例えば、ＧＦＰ（Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ））を生産するための遺伝子を予め導入しておき細胞が蛍光を発するようにしておいてもよい。
光を照射とは、光をあてることを意味する。
【０１３０】
吐出ヘッド１０は、液室１１と、メンブレン１２と、駆動素子１３とを有しており、蛍光染色細胞３５０を懸濁した細胞懸濁液３００を液滴として吐出することができる。
【０１３１】
液室１１は、蛍光染色細胞３５０を懸濁した細胞懸濁液３００を保持する液体保持部であり、下面側には貫通孔であるノズル１１１が形成されている。液室１１は、例えば、金属やシリコン、セラミック等から形成することができる。蛍光染色細胞３５０としては、蛍光色素によって染色された無機微粒子や有機ポリマー粒子などが挙げられる。
【０１３２】
メンブレン１２は、液室１１の上端部に固定された膜状部材である。メンブレン１２の平面形状は、例えば、円形とすることができるが、楕円状や四角形等としてもよい。
【０１３３】
駆動素子１３は、メンブレン１２の上面側に設けられている。駆動素子１３の形状は、メンブレン１２の形状に合わせて設計することができる。例えば、メンブレン１２の平面形状が円形である場合には、円形の駆動素子１３を設けることが好ましい。
【０１３４】
駆動素子１３に駆動手段２０から駆動信号を供給することにより、メンブレン１２を振動させることができる。メンブレン１２の振動により、蛍光染色細胞３５０を含有する液滴３１０を、ノズル１１１から吐出させることができる。
【０１３５】
駆動素子１３として圧電素子を用いる場合には、例えば、圧電材料の上面及び下面に電圧を印加するための電極を設けた構造とすることができる。この場合、駆動手段２０から圧電素子の上下電極間に電圧を印加することによって紙面横方向に圧縮応力が加わり、メンブレン１２を紙面上下方向に振動させることができる。圧電材料としては、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を用いることができる。この他にも、ビスマス鉄酸化物、ニオブ酸金属物、チタン酸バリウム、或いはこれらの材料に金属や異なる酸化物を加えたもの等、様々な圧電材料を用いることができる。
【０１３６】
光源３０は、飛翔中の液滴３１０に光Ｌを照射する。なお、飛翔中とは、液滴３１０が液滴吐出手段１０から吐出されてから、着滴対象物に着滴するまでの状態を意味する。飛翔中の液滴３１０は、光Ｌが照射される位置では略球状となっている。又、光Ｌのビーム形状は略円形状である。
【０１３７】
ここで、液滴３１０の直径に対し、光Ｌのビーム直径が１０倍〜１００倍程度であることが好ましい。これは、液滴３１０の位置ばらつきが存在する場合においても、光源３０からの光Ｌを確実に液滴３１０に照射するためである。
【０１３８】
ただし、液滴３１０の直径に対し、光Ｌのビーム直径が１００倍を大きく超えることは好ましくない。これは、液滴３１０に照射される光のエネルギー密度が下がるため、光Ｌを励起光として発する蛍光Ｌｆの光量が低下し、受光素子６０で検出し難くなるからである。
【０１３９】
光源３０から発せられる光Ｌはパルス光であることが好ましく、例えば、固体レーザー、半導体レーザー、色素レーザー等が好適に用いられる。光Ｌがパルス光である場合のパルス幅は１０μｓ以下が好ましく、１μｓ以下がより好ましい。単位パルス当たりのエネルギーとしては、集光の有無等、光学系に大きく依存するが、概ね０．１μＪ以上が好ましく、１μＪ以上がより好ましい。
【０１４０】
受光素子６０は、飛翔中の液滴３１０に蛍光染色細胞３５０が含有されていた場合に、蛍光染色細胞３５０が光Ｌを励起光として吸収して発する蛍光Ｌｆを受光する。蛍光Ｌｆは、蛍光染色細胞３５０から四方八方に発せられるため、受光素子６０は蛍光Ｌｆを受光可能な任意の位置に配置することができる。この際、コントラストを向上するため、光源３０から出射される光Ｌが直接入射しない位置に受光素子６０を配置することが好ましい。
【０１４１】
受光素子６０は、蛍光染色細胞３５０から発せられる蛍光Ｌｆを受光できる素子であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、液滴に特定の波長を有する光を照射して液滴内の細胞からの蛍光を受光する光学センサが好ましい。受光素子６０としては、例えば、フォトダイオード、フォトセンサ等の１次元素子が挙げられるが、高感度な測定が必要な場合には、光電子増倍管やアバランシェフォトダイオードを用いることが好ましい。受光素子６０として、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ゲートＣＣＤ等の２次元素子を用いてもよい。
【０１４２】
なお、光源３０が発する光Ｌと比較して蛍光染色細胞３５０の発する蛍光Ｌｆが弱いため、受光素子６０の前段（受光面側）に光Ｌの波長域を減衰させるフィルタを設置してもよい。これにより、受光素子６０において、非常にコントラストの高い蛍光染色細胞３５０の画像を得ることができる。フィルタとしては、例えば、光Ｌの波長を含む特定波長域を減衰させるノッチフィルタ等を用いることができる。
【０１４３】
また、前述のように、光源３０から発せられる光Ｌはパルス光であることが好ましいが、光源３０から発せられる光Ｌを連続発振の光としてもよい。この場合には、連続発振の光が飛翔中の液滴３１０に照射されるタイミングで受光素子６０が光を取り込み可能となるように制御し、受光素子６０に蛍光Ｌｆを受光させることが好ましい。
【０１４４】
制御手段７０は、駆動手段２０及び光源３０を制御する機能を有している。また、制御手段７０は、受光素子６０が受光した光量に基づく情報を入手し、液滴３１０に含有された蛍光染色細胞３５０の個数（ゼロである場合も含む）を計数する機能を有している。以下、図２０〜図２２を参照し、制御手段７０の動作を含む液滴形成装置４０１の動作について説明する。
【０１４５】
図２０は、図１９の液滴形成装置の制御手段のハードウェアブロックを例示する図である。図２１は、図１９の液滴形成装置の制御手段の機能ブロックを例示する図である。図２２は、液滴形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１４６】
図２０に示すように、制御手段７０は、ＣＰＵ７１と、ＲＯＭ７２と、ＲＡＭ７３と、Ｉ／Ｆ７４と、バスライン７５とを有している。ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、及びＩ／Ｆ７４は、バスライン７５を介して相互に接続されている。
【０１４７】
ＣＰＵ７１は、制御手段７０の各機能を制御する。記憶手段であるＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１が制御手段７０の各機能を制御するために実行するプログラムや、各種情報を記憶している。記憶手段であるＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１のワークエリア等として使用される。また、ＲＡＭ７３は、所定の情報を一時的に記憶することができる。Ｉ／Ｆ７４は、液滴形成装置４０１を他の機器等と接続するためのインターフェイスである。液滴形成装置４０１は、Ｉ／Ｆ７４を介して、外部ネットワーク等と接続されてもよい。
【０１４８】
図２１に示すように、制御手段７０は、機能ブロックとして、吐出制御手段７０１と、光源制御手段７０２と、細胞数計数手段（細胞数検知手段）７０３とを有している。
【０１４９】
図２１及び図２２を参照しながら、液滴形成装置４０１の細胞数計数について説明する。
まず、ステップＳ１１において、制御手段７０の吐出制御手段７０１は、駆動手段２０に吐出の指令を出す。吐出制御手段７０１から吐出の指令を受けた駆動手段２０は、駆動素子１３に駆動信号を供給してメンブレン１２を振動させる。メンブレン１２の振動により、蛍光染色細胞３５０を含有する液滴３１０が、ノズル１１１から吐出される。
【０１５０】
次に、ステップＳ１２において、制御手段７０の光源制御手段７０２は、液滴３１０の吐出に同期して（駆動手段２０から液滴吐出手段１０に供給される駆動信号に同期して）光源３０に点灯の指令を出す。これにより、光源３０が点灯し、飛翔中の液滴３１０に光Ｌを照射する。
【０１５１】
なお、ここで、同期するとは、液滴吐出手段１０による液滴３１０の吐出と同時に（駆動手段２０が液滴吐出手段１０に駆動信号を供給するのと同時に）発光することではなく、液滴３１０が飛翔して所定位置に達したときに液滴３１０に光Ｌが照射されるタイミングで、光源３０が発光することを意味する。つまり、光源制御手段７０２は、液滴吐出手段１０による液滴３１０の吐出（駆動手段２０から液滴吐出手段１０に供給される駆動信号）に対して、所定時間だけ遅延して発光するように光源３０を制御する。
【０１５２】
例えば、液滴吐出手段１０に駆動信号を供給した際に吐出する液滴３１０の速度ｖを予め測定しておく。そして、測定した速度ｖに基づいて液滴３１０が吐出されてから所定位置まで到達する時間ｔを算出し、液滴吐出手段１０に駆動信号を供給するタイミングに対して、光源３０が光を照射するタイミングをｔだけ遅延させる。これにより、良好な発光制御が可能となり、光源３０からの光を確実に液滴３１０に照射することができる。
【０１５３】
次に、ステップＳ１３において、制御手段７０の細胞数計数手段７０３は、受光素子６０からの情報に基づいて、液滴３１０に含有された蛍光染色細胞３５０の個数（ゼロである場合も含む）を計数する。ここで、受光素子６０からの情報とは、蛍光染色細胞３５０の輝度値（光量）や面積値である。
【０１５４】
細胞数計数手段７０３は、例えば、受光素子６０が受光した光量と予め設定された閾値とを比較して、蛍光染色細胞３５０の個数を計数することができる。この場合には、受光素子６０として１次元素子を用いても２次元素子を用いても構わない。
【０１５５】
受光素子６０として２次元素子を用いる場合は、細胞数計数手段７０３は、受光素子６０から得られた２次元画像に基づいて、蛍光染色細胞３５０の輝度値或いは面積を算出するための画像処理を行う手法を用いてもよい。この場合、細胞数計数手段７０３は、画像処理により蛍光染色細胞３５０の輝度値或いは面積値を算出し、算出された輝度値或いは面積値と、予め設定された閾値とを比較することにより、蛍光染色細胞３５０の個数を計数することができる。
【０１５６】
なお、蛍光染色細胞３５０は、細胞や染色細胞であってもよい。染色細胞とは、蛍光色素によって染色された細胞、又は、蛍光タンパク質を発現可能な細胞を意味する。
【０１５７】
染色細胞において、蛍光色素としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フルオレセイン類、ローダミン類、クマリン類、ピレン類、シアニン類、アゾ類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、エオシン、エバンスブルー、トリパンブルー、ローダミン６Ｇ、ローダミンＢ、ローダミン１２３がより好ましい。
蛍光タンパク質としては、例えば、Ｓｉｒｉｕｓ、ＥＢＦＰ、ＥＣＦＰ、ｍＴｕｒｑｕｏｉｓｅ、ＴａｇＣＦＰ、ＡｍＣｙａｎ、ｍＴＦＰ１、ＭｉｄｏｒｉｉｓｈｉＣｙａｎ、ＣＦＰ、ＴｕｒｂｏＧＦＰ、ＡｃＧＦＰ、ＴａｇＧＦＰ、Ａｚａｍｉ−Ｇｒｅｅｎ、ＺｓＧｒｅｅｎ、ＥｍＧＦＰ、ＥＧＦＰ、ＧＦＰ２、ＨｙＰｅｒ、ＴａｇＹＦＰ、ＥＹＦＰ、Ｖｅｎｕｓ、ＹＦＰ、ＰｈｉＹＦＰ、ＰｈｉＹＦＰ−ｍ、ＴｕｒｂｏＹＦＰ、ＺｓＹｅｌｌｏｗ、ｍＢａｎａｎａ、ＫｕｓａｂｉｒａＯｒａｎｇｅ、ｍＯｒａｎｇｅ、ＴｕｒｂｏＲＦＰ、ＤｓＲｅｄ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＤｓＲｅｄ２、ＴａｇＲＦＰ、ＤｓＲｅｄ−Ｍｏｎｏｍｅｒ、ＡｓＲｅｄ２、ｍＳｔｒａｗｂｅｒｒｙ、ＴｕｒｂｏＦＰ６０２、ｍＲＦＰ１、ＪＲｅｄ、ＫｉｌｌｅｒＲｅｄ、ｍＣｈｅｒｒｙ、ｍＰｌｕｍ、ＰＳ−ＣＦＰ、Ｄｅｎｄｒａ２、Ｋａｅｄｅ、ＥｏｓＦＰ、ＫｉｋｕｍｅＧＲなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１５８】
このように、液滴形成装置４０１では、蛍光染色細胞３５０を縣濁した細胞懸濁液３００を保持する液滴吐出手段１０に、駆動手段２０から駆動信号を供給して、蛍光染色細胞３５０を含有する液滴３１０を吐出させ、飛翔中の液滴３１０に光源３０から光Ｌを照射する。そして、飛翔する液滴３１０に含有された蛍光染色細胞３５０が光Ｌを励起光として蛍光Ｌｆを発し、蛍光Ｌｆを受光素子６０が受光する。更に、受光素子６０からの情報に基づいて、細胞数計数手段７０３が、飛翔する液滴３１０に含有された蛍光染色細胞３５０の個数を計数（カウント）する。
【０１５９】
つまり、液滴形成装置４０１では、飛翔する液滴３１０に含有された蛍光染色細胞３５０の個数を実際にその場で観察するため、蛍光染色細胞３５０の個数の計数精度を従来よりも向上することが可能となる。又、飛翔する液滴３１０に含有された蛍光染色細胞３５０に光Ｌを照射して蛍光Ｌｆを発光させて蛍光Ｌｆを受光素子６０で受光するため、高いコントラストで蛍光染色細胞３５０の画像を得ることが可能となり、蛍光染色細胞３５０の個数の誤計数の発生頻度を低減できる。
【０１６０】
図２３は、図１９の液滴形成装置４０１の変形例を示す模式図である。図２３に示すように、液滴形成装置４０１Ａは、受光素子６０の前段にミラー４０を配置した点が、液滴形成装置４０１（図１９参照）と相違する。なお、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【０１６１】
このように、液滴形成装置４０１Ａでは、受光素子６０の前段にミラー４０を配置したことにより、受光素子６０のレイアウトの自由度を向上することができる。
【０１６２】
例えば、ノズル１１１と着滴対象物を近づけた際に、図１９のレイアウトでは着滴対象物と液滴形成装置４０１の光学系（特に受光素子６０）との干渉が発生するおそれがあるが、図２３のレイアウトにすることで、干渉の発生を回避することができる。
【０１６３】
図２３に示すように、受光素子６０のレイアウトを変更することにより、液滴３１０が着滴する着滴対象物とノズル１１１との距離（ギャップ）を縮めることが可能となり、着滴位置のばらつきを抑制することができる。その結果、分注の精度を向上することが可能となる。
【０１６４】
図２４は、図１９の液滴形成装置４０１の他の変形例を示す模式図である。図２４に示すように、液滴形成装置４０１Ｂは、蛍光染色細胞３５０から発せられる蛍光Ｌｆ１を受光する受光素子６０に加え、蛍光染色細胞３５０から発せられる蛍光Ｌｆ２を受光する受光素子６１を設けた点が、液滴形成装置４０１（図１９参照）と相違する。なお、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【０１６５】
ここで、蛍光Ｌｆ１及びＬｆ２は、蛍光染色細胞３５０から四方八方に発せられる蛍光の一部を示している。受光素子６０及び６１は、蛍光染色細胞３５０から異なる方向に発せられる蛍光を受光できる任意の位置に配置することができる。なお、蛍光染色細胞３５０から異なる方向に発せられる蛍光を受光できる位置に３つ以上の受光素子を配置してもよい。又、各受光素子は同一仕様としてもよいし、異なる仕様としてもよい。
【０１６６】
受光素子が１つであると、飛翔する液滴３１０に複数個の蛍光染色細胞３５０が含まれる場合に、蛍光染色細胞３５０同士が重なることに起因して、細胞数計数手段７０３が液滴３１０に含有された蛍光染色細胞３５０の個数を誤計数する（カウントエラーが発生する）おそれがある。
【０１６７】
図２５Ａ及び図２５Ｂは、飛翔する液滴に２個の蛍光染色細胞が含まれる場合を例示する図である。例えば、図２５Ａに示すように、蛍光染色細胞３５０１と３５０２とに重なりが発生する場合や、図２５Ｂに示すように、蛍光染色細胞３５０１と３５０２とに重なりが発生しない場合があり得る。受光素子を２つ以上設けることで、蛍光染色細胞が重なる影響を低減することが可能である。
【０１６８】
前述のように、細胞数計数手段７０３は、画像処理により蛍光粒子の輝度値或いは面積値を算出し、算出された輝度値或いは面積値と、予め設定された閾値とを比較することにより、蛍光粒子の個数を計数することができる。
【０１６９】
受光素子を２つ以上設置する場合，それぞれの受光素子から得られる輝度値或いは面積値のうち、最大値を示すデータを採択することで、カウントエラーの発生を抑制することが可能である。これに関して、図２６を参照して、より詳しく説明する。
【０１７０】
図２６は、粒子同士の重なりが生じない場合の輝度値Ｌｉと、実測される輝度値Ｌｅとの関係を例示する図である。図２６に示すように、液滴内の粒子同士の重なりがない場合には、Ｌｅ＝Ｌｉとなる。例えば、細胞１個の輝度値をＬｕとすると、細胞数／滴=１個の場合はＬｅ＝Ｌｕであり、細胞数／滴＝ｎ個の場合はＬｅ＝ｎＬｕである（ｎ：自然数）。
【０１７１】
しかし、実際には、ｎが２以上の場合には粒子同士の重なりが発生し得るため、実測される輝度値はＬｕ≦Ｌｅ≦ｎＬｕ（図２６の網掛部分）となる。そこで、細胞数／滴＝ｎ個の場合、例えば、閾値を（ｎＬｕ−Ｌｕ／２）≦閾値＜（ｎＬｕ＋Ｌｕ／２）と設定することができる。そして、複数の受光素子を設置する場合、それぞれの受光素子から得られたデータのうち最大値を示すものを採択することで、カウントエラーの発生を抑制することが可能となる。なお、輝度値に代えて面積値を用いてもよい。
【０１７２】
また、受光素子を複数設置する場合、得られる複数の形状データを基に、細胞数を推定するアルゴリズムにより細胞数を決定づけてもよい。
このように、液滴形成装置４０１Ｂでは、蛍光染色細胞３５０が異なる方向に発した蛍光を受光する複数の受光素子を有しているため、蛍光染色細胞３５０の個数の誤計数の発生頻度を更に低減できる。
【０１７３】
図２７は、図１９の液滴形成装置４０１の他の変形例を示す模式図である。図２７に示すように、液滴形成装置４０１Ｃは、液滴吐出手段１０が液滴吐出手段１０Ｃに置換された点が、液滴形成装置４０１（図１９参照）と相違する。なお、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【０１７４】
液滴吐出手段１０Ｃは、液室１１Ｃと、メンブレン１２Ｃと、駆動素子１３Ｃとを有している。液室１１Ｃは、液室１１Ｃ内を大気に開放する大気開放部１１５を上部に有しており、細胞懸濁液３００中に混入した気泡を大気開放部１１５から排出可能に構成されている。
【０１７５】
メンブレン１２Ｃは、液室１１Ｃの下端部に固定された膜状部材である。メンブレン１２Ｃの略中心には貫通孔であるノズル１２１が形成されており、液室１１Ｃに保持された細胞懸濁液３００はメンブレン１２Ｃの振動によりノズル１２１から液滴３１０として吐出される。メンブレン１２Ｃの振動の慣性により液滴３１０を形成するため、高表面張力（高粘度）の細胞懸濁液３００でも吐出が可能である。メンブレン１２Ｃの平面形状は、例えば、円形とすることができるが、楕円状や四角形等としてもよい。
【０１７６】
メンブレン１２Ｃの材質としては特に限定はないが、柔らか過ぎるとメンブレン１２Ｃが簡単に振動し、吐出しないときに直ちに振動を抑えることが困難であるため、ある程度の硬さがある材質を用いることが好ましい。メンブレン１２Ｃの材質としては、例えば、金属材料やセラミック材料、ある程度硬さのある高分子材料等を用いることができる。
【０１７７】
特に、蛍光染色細胞３５０として細胞を用いる際には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料であることが好ましい。細胞の付着性は一般的に材質の水との接触角に依存性があると言われており、材質の親水性が高い又は疎水性が高いときには細胞の付着性が低い。親水性の高い材料としては各種金属材料やセラミック（金属酸化物）を用いることが可能であり、疎水性が高い材料としてはフッ素樹脂等を用いることが可能である。
【０１７８】
このような材料の他の例としては、ステンレス鋼やニッケル、アルミニウム等や、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等を挙げることができる。これ以外にも、材料表面をコーティングすることで細胞接着性を低下させることも考えられる。例えば、材料表面を前述の金属又は金属酸化物材料でコーティングすることや、細胞膜を模した合成リン脂質ポリマー（例えば、日油株式会社製、Ｌｉｐｉｄｕｒｅ）によってコーティングすることが可能である。
【０１７９】
ノズル１２１は、メンブレン１２Ｃの略中心に実質的に真円状の貫通孔として形成されていることが好ましい。この場合、ノズル１２１の径としては特に限定はないが、蛍光染色細胞３５０がノズル１２１に詰まることを避けるため、蛍光染色細胞３５０の大きさの２倍以上とすることが好ましい。蛍光染色細胞３５０が例えば、動物細胞、特にヒトの細胞である場合、ヒトの細胞の大きさは一般的に５μｍ〜５０μｍ程度であるため、ノズル１２１の径を、使用する細胞に合わせて１０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。
【０１８０】
一方で、液滴が大きくなり過ぎると微小液滴を形成するという目的の達成が困難となるため、ノズル１２１の径は２００μｍ以下であることが好ましい。つまり、液滴吐出手段１０Ｃにおいては、ノズル１２１の径は、典型的には１０μｍ〜２００μｍの範囲となる。
【０１８１】
駆動素子１３Ｃは、メンブレン１２Ｃの下面側に形成されている。駆動素子１３Ｃの形状は、メンブレン１２Ｃの形状に合わせて設計することができる。例えば、メンブレン１２Ｃの平面形状が円形である場合には、ノズル１２１の周囲に平面形状が円環状（リング状）の駆動素子１３Ｃを形成することが好ましい。駆動素子１３Ｃの駆動方式は、駆動素子１３と同様とすることができる。
【０１８２】
駆動手段２０は、メンブレン１２Ｃを振動させて液滴３１０を形成する吐出波形と、液滴３１０を形成しない範囲でメンブレン１２Ｃを振動させる撹拌波形とを駆動素子１３Ｃに選択的に（例えば、交互に）付与することができる。
【０１８３】
例えば、吐出波形及び撹拌波形を何れも矩形波とし、吐出波形の駆動電圧よりも撹拌波形の駆動電圧を低くすることで、撹拌波形の印加により液滴３１０が形成されないようにすることができる。つまり、駆動電圧の高低により、メンブレン１２Ｃの振動状態（振動の程度）を制御することができる。
【０１８４】
液滴吐出手段１０Ｃでは、駆動素子１３Ｃがメンブレン１２Ｃの下面側に形成されているため、駆動素子１３Ｃによりメンブレン１２が振動すると、液室１１Ｃの下部方向から上部方向への流れを生じさせることが可能である。
【０１８５】
この時、蛍光染色細胞３５０の動きは下から上への運動となり、液室１１Ｃ内で対流が発生して蛍光染色細胞３５０を含有する細胞懸濁液３００の撹拌が起きる。液室１１Ｃの下部方向から上部方向への流れにより、沈降、凝集した蛍光染色細胞３５０が液室１１Ｃの内部に均一に分散する。
【０１８６】
つまり、駆動手段２０は、吐出波形を駆動素子１３Ｃに加え、メンブレン１２Ｃの振動状態を制御することにより、液室１１Ｃに保持された細胞懸濁液３００をノズル１２１から液滴３１０として吐出させることができる。又、駆動手段２０は、撹拌波形を駆動素子１３Ｃに加え、メンブレン１２Ｃの振動状態を制御することにより、液室１１Ｃに保持された細胞懸濁液３００を撹拌することができる。なお、撹拌時には、ノズル１２１から液滴３１０は吐出されない。
【０１８７】
このように、液滴３１０を形成していない間に細胞懸濁液３００を撹拌することにより、蛍光染色細胞３５０がメンブレン１２Ｃ上に沈降、凝集することを防ぐと共に、蛍光染色細胞３５０を細胞懸濁液３００中にムラなく分散させることができる。これにより、ノズル１２１の詰まり、及び吐出する液滴３１０中の蛍光染色細胞３５０の個数のばらつきを抑えることが可能となる。その結果、蛍光染色細胞３５０を含有する細胞懸濁液３００を、長時間連続して安定的に液滴３１０として吐出することができる。
【０１８８】
また、液滴形成装置４０１Ｃにおいて、液室１１Ｃ内の細胞懸濁液３００中に気泡が混入する場合がある。この場合でも、液滴形成装置４０１Ｃでは、液室１１Ｃの上部に大気開放部１１５が設けられているため、細胞懸濁液３００中に混入した気泡を、大気開放部１１５を通じて外気に排出できる。これによって、気泡排出のために大量の液を捨てることなく、連続して安定的に液滴３１０を形成することが可能となる。
【０１８９】
即ち、ノズル１２１の近傍に気泡が混入した場合や、メンブレン１２Ｃ上に多数の気泡が混入した場合には吐出状態に影響を及ぼすため、長い時間安定的に液滴の形成を行うためには、混入した気泡を排出する必要がある。通常、メンブレン１２Ｃ上に混入した気泡は、自然に若しくはメンブレン１２Ｃの振動によって上方に移動するが、液室１１Ｃには大気開放部１１５が設けられているため、混入した気泡を大気開放部１１５から排出可能となる。そのため、液室１１Ｃに気泡が混入しても不吐出が発生することを防止可能となり、連続して安定的に液滴３１０を形成することができる。
【０１９０】
なお、液滴を形成しないタイミングで、液滴を形成しない範囲でメンブレン１２Ｃを振動させ、積極的に気泡を液室１１Ｃの上方に移動させてもよい。
【０１９１】
−電気的又は磁気的な検出する方法−
電気的又は磁気的な検出する方法としては、図２８に示すように、液室１１’から細胞懸濁液を液滴３１０’としてプレート７００’に吐出する吐出ヘッドの直下に、細胞計数のためのコイル２００がセンサとして設置されている。細胞は特定のタンパク質によって修飾され細胞に接着することが可能な磁気ビーズによって覆うことにより、磁気ビーズが付着した細胞がコイル中を通過する際に発生する誘導電流によって、飛翔液滴中の細胞の有無を検出することが可能である。一般的に、細胞はその表面に細胞特有のタンパク質を有しており、このタンパク質に接着することが可能な抗体を磁気ビーズに修飾することによって、細胞に磁気ビーズを付着させることが可能である。このような磁気ビーズとしては既製品を用いることが可能であり、例えば、株式会社ベリタス製のＤｙｎａｂｅａｄｓ（商標登録）が利用可能である。
【０１９２】
［吐出前に細胞を観測する処理］
吐出前に細胞を観測する処理としては、図２９に示すマイクロ流路２５０中を通過してきた細胞３５０’をカウントする方法や、図３０に示す吐出ヘッドのノズル部近傍の画像を取得する方法などが挙げられる。図２９はセルソーター装置において用いられている方法であり、例えば、ソニー株式会社製のセルソーターＳＨ８００Ｚを用いることができる。図２９では、マイクロ流路２５０中に光源２６０からレーザー光を照射して散乱光や蛍光を、集光レンズ２６５を用いて検出器２５５により検出することによって細胞の有無や、細胞の種類を識別しながら液滴を形成することが可能である。本方法を用いることによって、マイクロ流路２５０中に通過した細胞の数から所定のウェル中に着弾した細胞の数を推測することが可能である。
また、図３０に示す吐出ヘッド１０’としては、Ｃｙｔｅｎａ社製のシングルセルプリンターを用いることが可能である。図３０では、吐出前において、ノズル部近傍をレンズ２６５’を介して、画像取得部２５５’において画像取得した結果からノズル部近傍の細胞３５０”が吐出されたと推定することや、吐出前後の画像から差分により吐出されたと考えられる細胞の数を推定することによって、所定のウェル中に着弾した細胞の数を推測することができる。図２９に示すマイクロ流路中を通過してきた細胞をカウントする方法では、液滴が連続的に生成されるのに対して、図３０は、オンデマンドで液滴形成が可能であるため、より好ましい。
【０１９３】
［着弾後の細胞をカウントする処理］
着弾後の細胞をカウントする処理としては、プレートにおけるウェルを蛍光顕微鏡などにより観測することにより、蛍光染色した細胞を検出する方法を取ることが可能である。この方法は、例えば、Ｓａｎｇｊｕｎ  ｅｔ  ａｌ．,ＰＬｏＳ  Ｏｎｅ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６（３），ｅ１７４５５などに記載されている。
【０１９４】
液滴の吐出前及び着弾後に、細胞を観測する方法では、以下に述べる問題があるが、生成するプレートの種類によっては吐出中の液滴内の細胞を観測することがもっとも好ましい。吐出前に細胞を観測する手法においては、流路中を通過した細胞数や吐出前（及び吐出後）の画像観測から、着弾したと思われる細胞数を計数するため、実際にその細胞が吐出されたのかどうかの確認は行われておらず、思いがけないエラーが発生することがある。例えば、ノズル部が汚れていることにより液滴が正しく吐出せず、ノズルプレートに付着し、それに伴い液滴中の細胞も着弾しない、といったケースが発生する。他にも、ノズル部の狭い領域に細胞が残留することや、細胞が吐出動作によって想定以上に移動し観測範囲外に出てしまうといった問題の発生も起こりうる。
また、着弾後のプレート上の細胞を検出する手法においても問題がある。まず、プレートとして顕微鏡観察が可能であるものを準備する必要がある。観測可能なプレートとして、一般的に底面が透明かつ平坦なプレート、特に底面がガラス製となっているプレートが用いられるが、特殊なプレートとなってしまうため、一般的なウェルを使用することができなくなる問題がある。また、細胞数が数十個など多いときには、細胞の重なりが発生するため正確な計数ができなくなる問題もある。そのため、液滴の吐出後、かつ液滴のウェルへの着弾前に、液滴に含まれる細胞数をセンサ及び細胞数計数手段によって計数することに加えて、吐出前に細胞を観測する処理、着弾後の細胞をカウントする処理を行うことが好ましい。
【０１９５】
また、受光素子としては１又は少数の受光部を有する受光素子、例えば、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管を用いることが可能であるし、その他に２次元アレイ状に受光素子が設けられたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｐｕｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ゲートＣＣＤなど二次元センサを用いることも可能である。
１又は少数の受光部を有する受光素子を用いる際には、蛍光強度から細胞が何個入っているかを予め用意された検量線を用いて決定することも考えられるが、主として飛翔液滴中の細胞有無を二値的に検出することが行われる。細胞懸濁液の細胞濃度が十分に低く、液滴中に細胞が１個又は０個しかほぼ入らない状態で吐出を行う際には、二値的な検出で十分精度よく計数を行うことが可能である。細胞懸濁液中で細胞はランダムに配置していることを前提とすれば、飛翔液滴中の細胞数はポアソン分布に従うと考えられ、液滴中に細胞数が２個以上入る確率Ｐ（＞２）は下記式（１）で表される。図３１は、確率Ｐ（＞２）と平均細胞数の関係を表すグラフである。ここで、λは液滴中の平均細胞数であり、細胞懸濁液中の細胞濃度に吐出液滴の体積を乗じたものになる。
Ｐ（＞２）＝１−（１＋λ）×ｅ−λ  ・・・  式（１）
【０１９６】
二値的な検出で細胞計数を行う場合には、確率Ｐ（＞２）が十分小さい値であることが精度を確保する上では好ましく、確率Ｐ（＞２）が１％以下となるλ＜０．１５であることが好ましい。光源としては、細胞の蛍光を励起できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、水銀ランプやハロゲンランプなどの一般的なランプに特定の波長を照射するようにフィルタをかけたものや、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、レーザーなどを用いることが可能である。ただし、特に１ｎＬ以下の微小な液滴を形成するときには、狭い領域に高い光強度を照射する必要があるため、レーザーを用いるのが好ましい。レーザー光源としては、固体レーザーやガスレーザー、半導体レーザーなど一般的に知られている多種のレーザーを用いることが可能である。また、励起光源としては、液滴が通過する領域を連続的に照射したものであってもよいし、液滴の吐出に同期して液滴吐出動作に対して所定時間遅延を付けたタイミングでパルス的に照射するものであってもよい。
【０１９７】
＜＜細胞懸濁液生成工程、液滴着弾工程、及び細胞数計数工程における推定する核酸の数の確からしさを算出する工程＞＞
細胞懸濁液生成工程、液滴着弾工程、及び細胞数計数工程における推定する核酸の数の確からしさを算出する工程は、細胞懸濁液生成工程、液滴着弾工程、及び細胞数計数工程それぞれの工程における確からしさを算出する工程である。
当該推定する核酸の数の確からしさの算出は、細胞懸濁液生成工程における確からしさと同様に算出することができる。
なお、確からしさの算出タイミングは、細胞数計数工程の次工程で、纏めて算出してもよいし、細胞懸濁液生成工程、液滴着弾工程、及び細胞数計数工程の各工程の最後に算出し、細胞数計数工程の次工程で各不確かさを合成して算出してもよい。言い換えれば、上記各工程での確からしさは、合成算出までに適宜算出しておけばよい。
【０１９８】
＜＜出力工程＞＞
出力工程は、ウェル内に着弾した細胞懸濁液に含まれる細胞数を、センサにより測定された検出結果に基づいて細胞数計数手段にて計数された値を出力する工程である。
計数された値とは、センサにより測定された検出結果から、細胞数計数手段にて当該ウェルに含まれる細胞数を意味する。
出力とは、原動機、通信機、計算機などの装置が入力を受けて計数された値を外部の計数結果記憶手段としてのサーバに電子情報として送信することや、計数された値を印刷物として印刷することを意味する。
【０１９９】
出力工程は、プレートの生成時に、プレートにおける各ウェルの細胞数又は核酸数を観察又は推測し、観測値又は推測値、外部の記憶部に出力する。
出力は、細胞数計数工程と同時に行ってもよく、細胞数計数工程の後に行ってもよい。
【０２００】
＜＜記録工程＞＞
記録工程は、出力工程において、出力された観測値又は推測値を記録する工程である。
記録工程は、記録部において好適に実施することができる。
記録は、出力工程と同時に行ってもよく、出力工程の後に行ってもよい。
記録とは、記録媒体に情報を付与することだけでなく、記録部に情報を保存することも含む意味である。
【０２０１】
＜＜核酸抽出工程＞＞
核酸抽出工程は、ウェル内の細胞から核酸を抽出する工程である。
抽出とは、細胞膜や細胞壁などを破壊し、核酸をぬき出すことを意味する。
【０２０２】
細胞から核酸を抽出する方法としては、９０℃〜１００℃で熱処置する方法が知られている。９０℃以下で熱処理するとＤＮＡが抽出されない可能性があり、１００℃以上で熱処理するとＤＮＡが分解される可能性がある。このとき界面活性剤を添加し熱処理することが好ましい。
【０２０３】
界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、添加量にもよるが、タンパク質を変性・失活させない点から、非イオン性界面活性剤が好ましい。
【０２０４】
イオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、脂肪酸ナトリウムが好ましく、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）がより好ましい。
【０２０５】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルグリコシド、アルキルポリオキシエチレンエーテル（Ｂｒｉｊシリーズ等）、オクチルフェノールエトキシレート（Ｔｏｔｉｔｏｎ  Ｘシリーズ、Ｉｇｅｐａｌ  ＣＡシリーズ、Ｎｏｎｉｄｅｔ  Ｐシリーズ、Ｎｉｋｋｏｌ  ＯＰシリーズ等）、ポリソルベート類（Ｔｗｅｅｎ２０等のＴｗｅｅｎシリーズなど）、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、アルキルマルトシド、ショ糖脂肪酸エステル、グリコシド脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリソルベート類が好ましい。
【０２０６】
界面活性剤の含有量としては、ウェル中の細胞懸濁液全量に対して、０．０１質量％以上５．００質量％以下が好ましい。含有量が、０．０１質量％以上であると、ＤＮＡ抽出に対して効果を発揮でき、５．００質量％以下であると、ＰＣＲの際に増幅の阻害を防止することができるため、両方の効果を得られる数値範囲として上記０．０１質量％以上５．００質量％以下が好適である。
細胞壁を保有している細胞に関しては、上記の方法で十分にＤＮＡ抽出されないことがある。その場合、例えば、浸透圧ショック法、凍結融解法、酵素消化法、ＤＮＡ抽出用キットの使用、超音波処理法、フレンチプレス法、ホモジナイザーなどの方式などが挙げられる。これらの中でも、抽出ＤＮＡのロスが少ないことから、酵素消化法が好ましい。
【０２０７】
＜＜その他の工程＞＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酵素失活工程などが挙げられる。
【０２０８】
−酵素失活工程−
酵素失活工程は、酵素を失活させる工程である。
酵素としては、例えば、ＤＮａｓｅ、ＲＮａｓｅ、核酸抽出工程において核酸を抽出するために使用した酵素などが挙げられる。
酵素を失活させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知の方法を好適に用いることができる。
【０２０９】
本発明のデバイスは、バイオ関連産業、ライフサイエンス産業、及び医療産業等において幅広く使用され、例えば、装置構成や検量線作成、検査装置の精度管理などに好適に用いることができる。
デバイスとしては、感染症に対して実施する場合は公定法や通知法などに定められている方法に適用することができる。
【０２１０】
（検査装置の性能評価方法、検査装置の性能評価装置、及び検査装置の性能評価プログラム）
本発明の検査装置の性能評価方法は、検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価方法であって、
本発明のデバイスを用い、デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得するＣｔ値情報取得工程と、
Ｃｔ値の情報に基づき検査装置の性能を評価する性能評価工程と、含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【０２１１】
本発明の検査装置の性能評価装置は、検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価装置であって、
本発明のデバイスを用い、デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得するＣｔ値情報取得部と、
Ｃｔ値の情報に基づき検査装置の性能を評価する性能評価部と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
【０２１２】
本発明の検査装置の性能評価プログラムは、検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価プログラムであって、
本発明のデバイスを用い、デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得し、
Ｃｔ値の情報に基づき検査装置の性能を評価する処理をコンピュータに実行させる。
【０２１３】
本発明の検査装置の性能評価装置における制御部等が行う制御は、本発明の検査装置の性能評価方法を実施することと同義であるので、本発明の検査装置の性能評価装置の説明を通じて本発明の検査装置の性能評価方法の詳細についても明らかにする。また、本発明の検査装置の性能評価プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明の検査装置の性能評価装置として実現させることから、本発明の検査装置の性能評価装置の説明を通じて本発明の検査装置の性能評価プログラムの詳細についても明らかにする。
【０２１４】
＜Ｃｔ値情報取得工程及びＣｔ値情報取得部＞
Ｃｔ値情報取得工程は、本発明のデバイスを用い、デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得する工程であり、Ｃｔ値情報取得部により実施される。
Ｃｔ値は、本発明のデバイスを用い、リアルタイムＰＣＲを行うことにより求めることができる。
Ｃｔ値の情報としては、例えば、平均Ｃｔ値、Ｃｔ値の標準偏差、ＣＶ値［（標準偏差／平均Ｃｔ値）×１００］、［（Ｃｔ値（Ｍａｘ）−Ｃｔ値（ｍｉｎ））／２平均Ｃｔ値］×１００などが挙げられる。
Ｃｔ値の情報は、デバイスの増幅可能な試薬の特定コピー数が異なる２以上の群毎に求めることができる。
【０２１５】
＜性能評価工程及び性能評価部＞
性能評価工程は、Ｃｔ値の情報に基づき検査装置の性能を評価する工程であり、性能評価部により実施される。
【０２１６】
定性的な評価では、本発明のデバイスを用い、リアルタイムＰＣＲを行ってＣｔ値を測定し、平均Ｃｔ値を算出する。各ウェルのＣｔ値が平均Ｃｔ値の１０％以内であれば「○」、各ウェルのＣｔ値が平均Ｃｔ値の１０％より大きい場合を「×」として、面内特性を評価することができる。
また、本発明のデバイスを用い、一定期間の計測を行うことにより、Ｃｔ値の経時変化を得ることができる。それによって、面内特性と同様に、各ウェルのＣｔ値が平均Ｃｔ値の１０％を超える場合は、検査装置の校正を行うか、その計測場所を使用しないという対応をとることができる。また、配置された特定コピー数が絶対値であることから、同じ特定コピー数を配置したデバイスを用いることにより、検査装置間の性能を比較することができる。
【０２１７】
定量的な評価では、本発明のデバイスを用い、一定期間の計測を行うことにより、Ｃｔ値の経時変化を得ることができる。それによって、面内特性と同様に、品質管理値から逸脱した数値が得られた場合は、検査装置の校正を行うか、その計測場所を使用しないという対応をとることができる。また、配置されたコピー数が絶対値であることから、同じコピー数を配置したデバイスを用いることにより、検査装置間の性能を比較することができる。
また、定量的な評価の場合には、Ｃｔ値そのものではなく、校正曲線及びＰＣＲ効率からＣｔ値に対応したコピー数（コピー数又は濃度）を求めることができるため、コピー数（コピー数又は濃度）、又はコピー数（コピー数又は濃度）に換算したＣＶ値、コピー数（コピー数又は濃度換算）の（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／２平均値×１００などの数値を用いて検査装置間の性能を評価してもよい。
【０２１８】
＜その他の工程及びその他の部＞
その他の工程及びその他の部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、表示工程及び表示部などが挙げられる。
【０２１９】
本発明の検査装置の性能評価プログラムによる処理は、検査装置の性能評価装置を構成する制御部を有するコンピュータを用いて実行することができる。
以下、検査装置の性能評価装置のハードウェア構成、及び機能構成について説明する。
【０２２０】
＜検査装置の性能評価装置のハードウェア構成＞
図３２は、検査装置の性能評価装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図３２で示すように、検査装置の性能評価装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３、出力装置１０４、入力装置１０５、通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）１０６の各部を有する。これらの各部は、バス１０７を介してそれぞれ接続されている。
ＣＰＵ１０１は、種々の制御や演算を行う処理装置である。ＣＰＵ１０１は、主記憶装置１０２などが記憶するＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）やプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。即ち、ＣＰＵ１０１は、本実施例では、検査装置の性能評価プログラムを実行することにより、検査装置の性能評価装置１００の制御部１３０として機能する。
また、ＣＰＵ１０１は、検査装置の性能評価装置１００全体の動作を制御する。なお、本実施例では、検査装置の性能評価装置１００全体の動作を制御する装置をＣＰＵ１０１としたが、これに限ることなく、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などとしてもよい。
【０２２１】
検査装置の性能評価プログラムや各種データベースは、必ずしも主記憶装置１０２や、補助記憶装置１０３などに記憶されていなくともよい。インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを介して、検査装置の性能評価装置１００に接続される他の情報処理装置などに検査装置の性能評価プログラムや各種データベースを記憶させてもよい。検査装置の性能評価装置１００がこれら他の情報処理装置から検査装置の性能評価プログラムや各種データベースを取得して実行するようにしてもよい。
主記憶装置１０２は、各種プログラムを記憶し、各種プログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。
主記憶装置１０２は、図示しない、ＲＯＭ（Ｒｅｅｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、を有する。
ＲＯＭは、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の各種プログラムなどを記憶している。
ＲＡＭは、ＲＯＭに記憶された各種プログラムがＣＰＵ１０１により実行される際に展開される作業範囲として機能する。ＲＡＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ＲＡＭとしては、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などが挙げられる。
補助記憶装置１０３としては、各種情報を記憶できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブなどが挙げられる。また、補助記憶装置１０３は、例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）ドライブ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）ドライブ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）ドライブなどの可搬記憶装置としてもよい。
【０２２２】
出力装置１０４は、ディスプレイやスピーカーなどを用いることができる。ディスプレイとしては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイが挙げられる。
入力装置１０５は、検査装置の性能評価装置１００に対する各種要求を受け付けることができれば、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどが挙げられる。
通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）１０６は、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、無線又は有線を用いた通信デバイスなどが挙げられる。
以上のようなハードウェア構成によって、検査装置の性能評価装置１００の処理機能を実現することができる。
【０２２３】
＜検査装置の性能評価装置の機能構成＞
図３３は、検査装置の性能評価装置１００の機能構成の一例を示す図である。
この図３３に示すように、検査装置の性能評価装置１００は、入力部１１０、出力部１２０、制御部１３０、記憶部１４０を有する。
制御部１３０は、Ｃｔ値情報取得部１３１と、性能評価部１３２とを有する。制御部１３０は、検査装置の性能評価装置１００全体を制御する。
記憶部１４０は、Ｃｔ値情報データベース１４１、性能評価結果データベース１４２を有する。以下、「データベース」を「ＤＢ」と称することもある。
【０２２４】
Ｃｔ値情報取得部１３１は、記憶部１４０のＣｔ値情報ＤＢ１４１で記憶されているＣｔ値の情報のデータを用い、Ｃｔ値の情報を取得する。Ｃｔ値情報ＤＢ１４１には、例えば、上述したように予め実験により得られたＣｔ値のデータが記憶されている。なお、デバイスに紐付けられているＣｔ値の情報が、Ｃｔ値情報ＤＢ１４１に記憶されていてもよい。ＤＢへの入力は、検査装置の性能評価装置１００に接続される他の情報処理装置から行っても、作業者が行っても構わない。
性能評価部１３２は、Ｃｔ値の情報に基づき、検査装置の性能を評価する。なお、検査装置の性能を評価する具体的な手法は、上述したとおりである。
性能評価部１３２において求められた検査装置の性能評価結果は、記憶部１４０の性能評価結果ＤＢ１４２へ記憶される。
【０２２５】
次に、本発明の検査装置の性能評価プログラムの処理手順を示す。図３４は、検査装置の性能評価装置１００の制御部１３０における検査装置の性能評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【０２２６】
ステップＳ１１０では、検査装置の性能評価装置１００の制御部１３０のＣｔ値情報取得部１３１は、記憶部１４０のＣｔ値情報ＤＢ１４１に記憶されたＣｔ値の情報データを取得し、処理をＳ１１１に移行する。
ステップＳ１１１では、検査装置の性能評価装置１００の制御部１３０の性能評価部１３２は、取得したＣｔ値情報に基づき検査装置の性能を評価し、処理をＳ１１２に移行する。
ステップＳ１１２では、検査装置の性能評価装置１００の制御部１３０は、得られた検査装置の性能評価結果を記憶部１４０の性能評価結果ＤＢ１４２へ保存し、本処理を終了する。
【０２２７】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  複数のウェルを有し、
増幅可能な試薬を特定コピー数で配した前記ウェルの群であって、前記増幅可能な試薬の特定コピー数を互いに異ならせた前記ウェルの群を２以上有する
ことを特徴とするデバイスである。
＜２＞  前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が検出限界付近である群である前記＜１＞に記載のデバイスである。
＜３＞  前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が定量下限を超えるコピー数である群である前記＜１＞に記載のデバイスである。
＜４＞  前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が０であるネガティブコントロール群である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜５＞  前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記増幅可能な試薬の特定コピー数が１００以上であるポジティブコントロール群である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜６＞  前記ウェルの群の内の少なくとも１つの群が、前記ネガティブコントロール群を除いて最も小さいコピー数を持つ群であり、少なくともデバイスの略外周のウェルに配置されている前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜７＞  前記増幅可能な試薬の特定コピー数の情報を識別可能な識別手段を有する前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜８＞  前記増幅可能な試薬が核酸である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜９＞  前記核酸が細胞の核中の核酸に組み込まれた前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜１０＞  前記細胞が酵母である前記＜９＞に記載のデバイスである。
＜１１＞  前記ウェルがプライマー及び増幅試薬の少なくともいずれかを有す前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜１２＞  前記特定コピー数が、計数された増幅可能な試薬のコピー数である前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜１３＞  前記細胞が、インクジェット法により吐出された請求項＜９＞から＜１２＞のいずれかに記載のデバイスである。
＜１４＞  検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価プログラムであって、
前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載のデバイスを用い、前記デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得し、
前記Ｃｔ値の情報に基づき前記検査装置の性能を評価する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする検査装置の性能評価プログラムである。
＜１５＞  検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価方法であって、
前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載のデバイスを用い、前記デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得するＣｔ値情報取得工程と、
前記Ｃｔ値の情報に基づき前記検査装置の性能を評価する性能評価工程と、
を含むことを特徴とする検査装置の性能評価方法である。
＜１６＞  検査対象を検査する検査装置の性能を評価する検査装置の性能評価装置であって、
前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載のデバイスを用い、前記デバイスにおけるＣｔ値の情報を取得するＣｔ値情報取得部と、
前記Ｃｔ値の情報に基づき前記検査装置の性能を評価する性能評価部と、
を有することを特徴とする検査装置の性能評価装置である。
【０２２８】
前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載のデバイス、前記＜１４＞に記載の検査装置の性能評価プログラム、前記＜１５＞に記載の検査装置の性能評価方法、及び前記＜１６＞に記載の検査装置の性能評価装置は、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【０２２９】
１      デバイス
２      基材
３      ウェル
４      増幅可能な試薬
５      密閉部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２３０】
【特許文献１】特開２０１４−３３６５８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９５７３５号公報
【図１】
2020054327.tif 000007
【図２】
2020054327.tif 000008
【図３】
2020054327.tif 000009
【図４】
2020054327.tif 000010
【図５】
2020054327.tif 000011
【図６】
2020054327.tif 000012
【図７】
2020054327.tif 000013
【図８】
2020054327.tif 000014
【図９】
2020054327.tif 000015
【図１０】
2020054327.tif 000016
【図１１】
2020054327.tif 000017
【図１２】
2020054327.tif 000018
【図１３】
2020054327.tif 000019
【図１４】
2020054327.tif 000020
【図１５Ａ】
2020054327.tif 000021
【図１５Ｂ】
2020054327.tif 000022
【図１５Ｃ】
2020054327.tif 000023
【図１６Ａ】
2020054327.tif 000024
【図１６Ｂ】
2020054327.tif 000025
【図１７Ａ】
2020054327.tif 000026
【図１７Ｂ】
2020054327.tif 000027
【図１７Ｃ】
2020054327.tif 000028
【図１８】
2020054327.tif 000029
【図１９】
2020054327.tif 000030
【図２０】
2020054327.tif 000031
【図２１】
2020054327.tif 000032
【図２２】
2020054327.tif 000033
【図２３】
2020054327.tif 000034
【図２４】
2020054327.tif 000035
【図２５Ａ】
2020054327.tif 000036
【図２５Ｂ】
2020054327.tif 000037
【図２６】
2020054327.tif 000038
【図２７】
2020054327.tif 000039
【図２８】
2020054327.tif 000040
【図２９】
2020054327.tif 000041
【図３０】
2020054327.tif 000042
【図３１】
2020054327.tif 000043
【図３２】
2020054327.tif 000044
【図３３】
2020054327.tif 000045
【図３４】
2020054327.tif 000046
【図３５】
2020054327.tif 000047
【配列表】
2020054327000001.app