(57)【要約】  反応槽を有する反応容器が設置されて遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定装置であって：前記反応容器が設置される容器設置部と；前記容器設置部を軌道に沿って移動させる移動機構と；前記反応槽を変形させて複数の反応室に分割する反応槽分割部と；前記反応容器の加熱、冷却を行う加熱冷却部と；前記容器設置部の上方を、前記容器設置部に設置された前記反応容器の上面に対して平行に移動可能に設けられ、各々の前記反応室内の反応を測定する測定部と；を備える遺伝子検出判定装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応槽を有する反応容器が設置されて遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定装置であって：
前記反応容器が設置される容器設置部と；
前記容器設置部を軌道に沿って移動させる移動機構と；
前記反応槽を変形させて複数の反応室に分割する反応槽分割部と；
前記反応容器の加熱、冷却を行う加熱冷却部と；
前記容器設置部の上方を、前記容器設置部に設置された前記反応容器の上面に対して平行に移動可能に設けられ、各々の前記反応室内の反応を測定する測定部と；
を備える遺伝子検出判定装置。
【請求項２】
前記加熱冷却部は、前記反応容器の底面又は上面の少なくとも一方の側から前記反応容器に対し加熱及び冷却の少なくとも一方を行う、請求項１に記載の遺伝子検出判定装置。
【請求項３】
前記反応槽分割部は、前記反応槽を塑性変形させて分割する請求項２に記載の遺伝子検出判定装置。
【請求項４】
前記測定部の測定値に基づいて前記遺伝子の検出または判定を行い、判定結果と関連する関連情報をデータベースから検索して取得する判定部と；
前記判定部の前記判定結果及び前記関連情報を表示する表示部と；
をさらに備える請求項１に記載の遺伝子検出判定装置。
【請求項５】
前記反応容器に含まれる情報記録部から情報を読み取る読取部をさらに備える、請求項１に記載の遺伝子検出判定装置。
【請求項６】
反応槽を有する反応容器を用いて所定の遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定方法であって：
前記反応容器の前記反応槽に遺伝子を含むサンプルを添加する工程と；
前記反応槽を変形させて前記反応容器に複数の反応室を形成する反応槽分割工程と；
前記反応容器の底面又は上面の少なくとも一方の側から前記反応容器に対して加熱及び冷却の少なくとも一方を行って、前記サンプル内の前記遺伝子の増幅及びタイピング反応を行う増幅反応工程と；
前記増幅反応工程中または前記増幅反応工程の後に、各々の前記反応室内の反応結果を測定する測定工程と；
前記測定工程において得られた測定値に基づいて前記遺伝子の検出または判定を行う工程と；を備える遺伝子検出判定方法。
【請求項７】
反応槽を有する反応容器が設置されて遺伝子を検出または判定する遺伝子反応装置であって：
前記反応容器が設置される容器設置部と；
前記容器設置部を軌道に沿って移動させる移動機構と；
前記反応槽を変形させて複数の反応室に分割する反応槽分割部と；
前記反応容器の加熱、冷却を行う加熱冷却部と；
を備える遺伝子反応装置。
【請求項８】
反応試料を収容する容器と；
前記容器が載置されて前記容器を保持する伝熱性の伝熱ブロックと；
前記伝熱ブロックに密着し、前記伝熱ブロックを加熱するヒータと；
前記ヒータに接触する接触位置と前記ヒータから離れた離間位置との間で移動可能に設けられ、前記接触位置で前記ヒータに接触して前記伝熱ブロックを冷却する冷却装置と；
前記冷却装置を前記接触位置および前記離間位置に移動させる移動装置と；
を備えるインキュベータ。
【請求項９】
前記ヒータは、前記伝熱ブロックの下面に密着し、
前記冷却装置は、前記接触位置で前記ヒータの下面に接触し、
前記移動装置は、前記冷却装置をその下方及び横方向の少なくとも一方から支持する、請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項１０】
前記移動装置は、エアシリンダを含む、請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項１１】
前記移動装置は、電磁アクチュエータを含む、請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項１２】
前記伝熱ブロックは、熱伝導物質を含む、請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項１３】
前記ヒータは、熱伝導率が高いセラミック材料を含む、請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項１４】
前記セラミック材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、または窒化ケイ素を含む、請求項１３に記載のインキュベータ。
【請求項１５】
前記冷却装置は、前記ヒータに接触する接触面を有し、前記接触面には、熱伝導性シートが貼り付けられる、請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項１６】
前記冷却装置は、ヒートシンクを含む、請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項１７】
前記ヒートシンクは、流体を流す管路を有し、前記ヒートシンクは、前記管路を流れて循環する冷却水により冷却される請求項１６に記載のインキュベータ。
【請求項１８】
前記ヒートシンクは、流体を流す管路を有し、前記ヒートシンクは、前記管路を流れて循環する、所定の冷却温度よりも沸点が低い冷媒により冷却される請求項１６に記載のインキュベータ。
【請求項１９】
前記冷却装置は、ヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンとを有する請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項２０】
前記冷却装置は：
前記ヒータに熱を伝える金属ブロックと；
吸熱する吸熱面および放熱する放熱面を有し、前記吸熱面が前記金属ブロックに接触するペルチェ素子と；
前記ペルチェ素子の放熱面に密着するヒートシンクと；
前記ヒートシンクを冷却するファンと；を有する請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項２１】
前記金属ブロックは、熱伝導物質を含む、請求項２０に記載のインキュベータ。
【請求項２２】
前記冷却装置は：
吸熱する吸熱面および放熱する放熱面を有するペルチェ素子と；
前記ペルチェ素子の放熱面に密着するヒートシンクと；
前記ヒートシンクを冷却するファンと；を有する請求項８に記載のインキュベータ。
【請求項２３】
反応槽を有する反応容器が設置されて遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定装置であって：
請求項８に記載のインキュベータと；
前記反応容器が設置される容器設置部と；
前記容器設置部を軌道に沿って移動させる移動機構と；
前記反応槽を変形させて複数の反応室に分割する反応槽分割部と；
前記容器設置部の上方を、前記容器設置部に設置された前記反応容器の上面に対して平行に移動可能に設けられ、各々の前記反応室内の反応を測定する測定部と；
を備える遺伝子検出判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遺伝子検出判定装置、遺伝子反応装置、およびインキュベータに関する。
本願は、２００７年６月２９日に、日本に出願された特願２００７−１７１８６７号及び、２００７年７月２０日に、日本に出願された特願２００７−１８９６２７号に基づき優先権を主張し、これらの内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個人のＤＮＡ多型や塩基配列の多型を調べることにより、個々人の薬物の代謝速度や副作用に関する情報を得られることが明らかにされつつある。このため、医療現場で、遺伝子診断のニーズが高まってきている。各種ＤＮＡ多型の中でも、現在は一塩基多型（Single Nucleotide Polymorphism: SNP）の検出が多く実施されている。【０００３】
ＳＮＰを判定するためのタイピング方法としては、ＤＮＡポリメラーゼを用いてＳＮＰを含む遺伝子領域を増幅するポリメラーゼ連鎖反応法（ＰＣＲ）や、構造特異的ＤＮＡ分解酵素を用いて行うインベーダー法等が、適宜単独あるいは組み合わせて行われている。【０００４】
上記の方法によって行う遺伝子診断のための判定装置としては、特許文献１に示されるような構成のものが用いられている。即ち、遺伝子の増幅反応のための温度調整とタイピングのための温度調整とが２つのヒートブロックを用いて行われる。そして増幅反応後のサンプルはノズルを用いて移送され、ＳＮＰを特定するためのプローブが配置された複数の反応部に分注される。そして、反応部に配置されたサンプルに対して、下方から蛍光測定等の測定が行われる構成である。【０００５】
血液や検体等から採取されたＤＮＡ等の核酸を含む生体試料から、ＤＮＡ（遺伝子）を短時間で大量に増幅させる技術として、ＰＣＲ反応（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）、ポリメラーゼ連鎖反応が広範に使用されている。
ＰＣＲ反応では、二重鎖ＤＮＡを高温で一本鎖ＤＮＡに解離させ、その後、温度を下げてプライマーを一本鎖ＤＮＡにアニーリングさせる。そして一本鎖ＤＮＡを鋳型として、ポリメラーゼにより、新たに二重鎖ＤＮＡを合成する。これらの工程を繰り返すことで、ＤＮＡを増幅していく。温度サイクルの一例としては、９５℃で１分程度、３７℃で数十秒、６５℃で数秒から数分、を１サイクルとして、数十回繰り返すものが挙げられる。
ＰＣＲ反応では、このようにサンプルの昇温・降温を繰り返す必要がある。このため、所望の遺伝子増幅量に至るまでに必要な昇温・降温の繰り返し数（サイクル数）とＰＣＲ反応に必要な目的温度までの昇温・降温の速さとでほぼ全体の反応時間が決定される。
また、遺伝子を増幅した後、化学的、生物的、電気的に作用する試薬などを利用することにより、遺伝子のタイプを蛍光発光や電気化学的検出で判別することもある。
遺伝子タイプの判別は、一定温度で行うものもあり、この場合、ＰＣＲ反応で使用する加熱手段を遺伝子タイプ判別にも利用する。これにより、インキュベータの構成部品を減らすことが可能であり、装置の小型化を実現する。
近年、個人の遺伝子タイプを調べることにより、個々人の薬の代謝速度や副作用に関する情報を得られることが明らかにされつつある。このため、医療現場では、小型で迅速な遺伝子診断（遺伝子タイプの判別）を行うニーズが高まっている。
このようなインキュベータとしては、例えばヒータにより加熱される加熱ブロックと、冷却装置により冷却される冷却ブロックとの間に反応試料を保持する反応ブロックを移動させて反応試料の温度を制御し、ＰＣＲ反応の時間を短縮させるものがある（特許文献２および３参照）。【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７５８２０号公報
【特許文献２】特開平６−２７７０３６号公報
【特許文献３】特開２０００−２７０８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の判定装置では、ヒートブロックが２箇所に設けられており、ノズルを移動させるための分注機構も必須となる。このため、装置として一定以上の大きさが必要になるという問題がある。【０００８】
また、ノズルを用いてサンプルが反応部に分注されるときに、ノズル先端のチップの汚れや空気中のＤＮＡなどが反応部に混入する、いわゆるコンタミネーションが発生する可能性がある。この結果、測定結果に誤差を生じる可能性があるという問題もある。【０００９】
さらに、分注機構を用いない場合でも、複数の反応を実施するために、上述の判定装置に設置するＤＮＡチップ等の反応容器上で手作業によって試薬やサンプルを分注すると、操作のミス等のヒューマンエラーや上述のコンタミネーションが発生する可能性がある。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型でヒューマンエラーやコンタミネーションの発生の少ない遺伝子検出判定装置及び遺伝子反応装置を提供することを第１の目的とする。【００１１】
また、上記特許文献２および３のような従来のインキュベータでは、つぎのような問題があった。
反応試料を保持する反応ブロックを水平方向に移動して反応ブロックを加熱用ブロック上または冷却用ブロック上の一方に移動するための水平移動装置と、水平方向に移動された反応ブロックを垂直方向に移動して反応ブロックを加熱用ブロックまたは冷却用ブロックに接触させるとともに、これらから離すための垂直移動装置とが必要になる。このため、装置の構成が複雑になり、小型化が難しいといった問題があった。
また、反応試料は反応ブロックを介して加熱用ブロックまたは冷却用ブロックから熱を吸放熱する。このため、反応ブロックの熱容量の分だけ昇温速度または降温速度が遅くなる。このため、ＰＣＲ反応時間が長くなり、迅速な遺伝子診断を行うことが難しいといった問題があった。
さらに、加熱ブロックおよび冷却ブロックは、あらかじめ目的の温度に設定されているため、反応試料の温度が加熱ブロックまたは冷却ブロックの温度に近づくと、試料と加熱ブロックまたは冷却ブロックとの温度差が小さくなる。このため、試料を高速で昇温・降温させることが難しいといった問題があった。【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その第２の目的は、簡単な構成で小型化が容易であり、かつ、反応試料の温度を高速に制御してＰＣＲ反応時間を短縮できるインキュベータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記第１の目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用した。
（１）  反応槽を有する反応容器が設置されて遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定装置であって：前記反応容器が設置される容器設置部と；前記容器設置部を軌道に沿って移動させる移動機構と；前記反応槽を変形させて複数の反応室に分割する反応槽分割部と；前記反応容器の加熱、冷却を行う加熱冷却部と；前記容器設置部の上方を、前記容器設置部に設置された前記反応容器の上面に対して平行に移動可能に設けられ、各々の前記反応室内の反応を測定する測定部と；を備える遺伝子検出判定装置。【００１４】
本発明の遺伝子検出判定装置においては、反応槽分割部によって反応槽が複数の反応室に分割される。そして、加熱冷却部によって、反応用ウェルの中でＤＮＡの増幅及びタイピング反応が行われる。そして、反応の終了後に、測定部によって容器設置部の上方から直ちに測定が行われる。このため、サンプルの移送工程が不要となる。【００１５】
（２）  上記の遺伝子検出判定装置で、前記加熱冷却部は前記反応容器の底面又は上面の少なくとも一方の側から前記反応容器の加熱及び冷却の少なくとも一方を行ってもよい。
この場合、加熱冷却部の動作スペースを小さくし、装置をより小型化できる。【００１６】
（３）  上記の遺伝子検出判定装置で、前記反応槽分割部は、前記反応槽を塑性変形させて分割してもよい。
この場合、反応槽を確実に分割して各々の反応室を独立させ、その状態で次工程に送ることができる。【００１７】
（４）  上記の遺伝子検出判定装置は、前記測定部の測定値に基づいて前記遺伝子多型の判定を行い、判定結果に関係する関連情報を内蔵するデータベースから検索して取得する判定部と；前記判定部の前記判定結果及び前記関連情報を表示する表示部と；をさらに備えてもよい。
この場合、判定結果をすぐに日常の臨床活動等に活用できる。【００１８】
（５）  本発明の遺伝子検出判定装置は、前記反応容器に含まれる情報記録部から情報を読み取る読取部をさらに備えてもよい。
この場合、反応容器内の検体の種類等を的確に識別して、測定結果をより適切に処理できる。【００１９】
また、上記第１の目的を達成するため、本発明は以下の方法を採用した。
（６）  反応槽を有する反応容器を用いて所定の遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定方法であって：前記反応容器の前記反応槽に遺伝子を含むサンプルを添加する工程と；前記反応槽を変形させて前記反応容器に複数の反応室を形成する反応槽分割工程と；前記反応容器の底面又は上面の少なくとも一方の側から前記反応容器に対して加熱及び冷却の少なくとも一方を行い、前記サンプル内の遺伝子の増幅及びタイピング反応を行う増幅反応工程と；前記増幅反応工程中または前記増幅反応工程の後に、各々の前記反応室内の反応結果を測定する測定工程と；前記測定工程において得られた測定値に基づいて前記遺伝子の検出または判定を行う工程と；を備える遺伝子検出判定方法。【００２０】
上記の遺伝子検出判定方法によると、反応槽分割工程において反応槽が複数の反応室として形成され、分注を必要とせずに増幅反応工程及び測定工程が進められる。【００２１】
また、上記第１の目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用した。
（７）  反応槽を有する反応容器が設置されて遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定装置であって：前記反応容器が設置される容器設置部と；前記容器設置部を軌道に沿って移動させる移動機構と；前記反応槽を変形させて複数の反応室に分割する反応槽分割部と；前記反応容器の加熱、冷却を行う加熱冷却部と；を備える遺伝子反応装置。【００２２】
本発明の遺伝子反応装置においては、反応槽分割部によって反応槽が複数の反応室に分割される。そして、加熱冷却部によって、反応用ウェルの中でＤＮＡの増幅及びタイピング反応が行われる。このため、サンプルの移送工程が不要となる。【００２３】
また、上記第２の目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用した。
（８）  反応試料を収容する容器と；前記容器が載置されて前記容器を保持する伝熱性の伝熱ブロックと；前記伝熱ブロックに密着し、前記伝熱ブロックを加熱するヒータと；前記ヒータに接触する接触位置と前記ヒータから離れた離間位置との間で移動可能に設けられ、前記接触位置で前記ヒータに接触して前記伝熱ブロックを冷却する冷却装置と；前記冷却装置を前記接触位置および前記離間位置に移動させる移動装置と；を備えるインキュベータ。【００２４】
（９）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記ヒータは、前記伝熱ブロックの下面に密着し、前記冷却装置は、前記接触位置で前記ヒータの下面に接触し、前記移動装置は、前記冷却装置をその下方及び横方向の少なくとも一方から支持する。【００２５】
（１０）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記移動装置は、エアシリンダを含む。【００２６】
（１１）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記移動装置は、電磁アクチュエータを含む。【００２７】
（１２）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記伝熱ブロックは、熱伝導物質を含む。【００２８】
（１３）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記ヒータは、熱伝導率が高いセラミック材料を含む。【００２９】
（１４）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記セラミック材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、または窒化ケイ素を含む。【００３０】
（１５）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記冷却装置は、前記ヒータに接触する接触面を有し、前記接触面には、熱伝導性シートが貼り付けられる。【００３１】
（１６）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記冷却装置は、ヒートシンクを含む。【００３２】
（１７）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記ヒートシンクは、流体を流す管路を有し、前記ヒートシンクは、前記管路を流れて循環する冷却水により冷却される。【００３３】
（１８）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記ヒートシンクは、流体を流す管路を有し、前記ヒートシンクは、前記管路を流れて循環する、所定の冷却温度よりも沸点が低い冷媒により冷却される。【００３４】
（１９）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記冷却装置は、ヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンとを有する。【００３５】
（２０）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記冷却装置は：前記ヒータに熱を伝える金属ブロックと；吸熱する吸熱面および放熱する放熱面を有し、前記吸熱面が前記金属ブロックに接触するペルチェ素子と；前記ペルチェ素子の放熱面に密着するヒートシンクと；前記ヒートシンクを冷却するファンと；を有する。【００３６】
（２１）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記金属ブロックは、熱伝導物質を含む。【００３７】
（２２）  また、前記インキュベータは、以下の構成をとってもよい。
前記冷却装置は：吸熱する吸熱面および放熱する放熱面を有するペルチェ素子と；前記ペルチェ素子の放熱面に密着するヒートシンクと；前記ヒートシンクを冷却するファンと；を有する。【００３８】
また、上記第１の目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用した。
（２３）  反応槽を有する反応容器が設置されて遺伝子を検出または判定する遺伝子検出判定装置であって：上記のインキュベータと；前記反応容器が設置される容器設置部と；前記容器設置部を軌道に沿って移動させる移動機構と；前記反応槽を変形させて複数の反応室に分割する反応槽分割部と；前記容器設置部の上方を、前記容器設置部に設置された前記反応容器の上面に対して平行に移動可能に設けられ、各々の前記反応室内の反応を測定する測定部と；を備える遺伝子検出判定装置。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の遺伝子検出判定装置によれば、小型でヒューマンエラーやコンタミネーションの発生の少ない遺伝子検出判定装置及び遺伝子反応装置を提供できる。
また、本発明の遺伝子検出判定方法によれば、ヒューマンエラーやコンタミネーションの発生を抑えて遺伝子判定を行うことができる。【００４０】
また、本発明のインキュベータによれば、反応試料を加熱する場合には、反応試料を収容する容器を保持する伝熱ブロックがこの伝熱ブロックに密着して設けられたヒータにより急速に加熱される。このとき、冷却装置は移動装置によりヒータから離れた離間位置にある。一方、反応試料を冷却する場合には、移動装置により直ちに冷却装置がヒータとの接触位置に移動され、冷却装置によりヒータを介して伝熱ブロックが直ちに冷却される。したがって、反応試料を急速に加熱または冷却し、反応試料の温度を高速に制御できる。
また、冷却装置を接触位置および離間位置に移動する移動装置のみが可動部材となる。したがって、装置構成を簡単にできるとともに、装置の小型化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の遺伝子検出判定装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、同遺伝子検出判定装置のカバーを外した状態を示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、は同遺伝子検出判定装置に用いられる反応容器の一例を示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、は同遺伝子検出判定装置に用いられる反応容器の一例を示す正面図である。
【図４】図４は、同遺伝子検出判定装置の移動台を示す斜視図である。
【図５】図５は、同遺伝子検出判定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、同遺伝子検出判定装置による遺伝子診断の手順を示すフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、同遺伝子検出判定装置の封止部の動作を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、同遺伝子検出判定装置の封止部の動作を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、同遺伝子検出判定装置の封止部の動作を示す図である。
【図８】図８は、同遺伝子検出判定装置の温度調節部の動作を示す図である。
【図９】図９は、同遺伝子検出判定装置の測定部の動作を示す図である。
【００４２】
【図１０】図１０は、第２実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、第４実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、第５実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
【図１４】図１４は、第６実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
【図１５】図１５は、第７実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
【図１６】図１６は、第８実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  遺伝子検出判定装置
７  移動台（容器設置部）
８  反応槽分割部
９  温度調整部（加熱冷却部）
１０  測定部
１１  移動機構
１２  レール
２３  判定部
２４  読取部
１００  反応容器
１０２  反応槽
１０５  反応室 
【００４４】
２１０  ＤＮＡチップ
２１２  押さえ
２２０  伝熱ブロック
２３０  ヒータ
２４０  冷却装置
２６０  移動装置
２７０  チップ台
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の第１実施形態の遺伝子検出判定装置（以下、単に「判定装置」と称する。）について、図１から図９を参照して説明する。
図１は、判定装置１の斜視図である。判定装置１は、判定装置本体１Ａと、判定装置本体１Ａに接続されたパソコン２とを備えて構成されている。パソコン２は、ディスプレイ等の表示部３を有している。判定装置本体１Ａの上部は、コンタミネーション等を防ぐため、カバー４で覆われている。カバー４の前部には、後述する反応容器を設置する際に開閉される試料装填扉５と、判定装置１の状態を表示する機器表示部６とが設けられている。機器表示部６には、判定装置１の異常の有無や、現在行われている工程などの各種状態、情報が表示される。【００４６】
図２は、判定装置本体１Ａのカバー４を外した状態を示す斜視図である。判定装置１は、反応容器が設置される移動台（容器設置部）７と、後述する反応容器の反応槽を複数の反応室に分割する反応槽分割部８と、反応容器を加熱、冷却する温度調節部（加熱冷却部）９と、反応容器の反応を測定する測定部１０とを備えている。【００４７】
移動台７は、ステッピングモータやサーボモータ等の公知の構成からなる移動機構１１によって、判定装置１の上面に設置されたレール１２に沿って反応槽分割部８及び温度調節部９の上方に移動できるように構成されている。本実施形態のレール１２は、試料装填扉５付近から奥に向かって直線状に設置されている。【００４８】
移動機構１１としては、上記の構成のほかに、例えばステッピングモータとベルトの組み合わせや、磁力等を用いてレール１２と移動台７とを移動させる構成等、公知の移動機構の構成から適宜選択して用いることができる。本実施形態の判定装置１の移動機構１１は、ステッピングモータと無端ベルトとを用いて構成されている。【００４９】
図３Ａは、判定装置１に設置される反応容器の一例を示す平面図、図３Ｂはその正面図である。反応容器１００には、樹脂等からなる基板１０１上に、溝状の反応槽１０２が略平行に複数整列した状態で配置されている。各反応槽１０２には、ＰＣＲ反応及びタイピング反応に用いられる試薬があらかじめ必要量充填されている。そして、その上面はコンタミネーションを防ぐために樹脂等からなる上面カバー１０１Ａで覆われている。また、後述するように遺伝子を含んだサンプルが添加できるように、所定の空間が確保されている。
なお、上記試薬には酵素が含まれてもよい。これら試薬類は、乾燥状態（凍結乾燥、熱乾燥等を含む）、ゲル状、粉末状など、反応槽への載置要求に応じて所望の形状で載置することができ、ワックス等で封止されて配置されてもよい。【００５０】
図３Ａに示すように、各反応槽１０２の両端部分の上面カバー１０１Ａには、それぞれ注入口１０３と抜気口１０４とが設けられている。シリンジ等によって注入口１０３からサンプルが注入されると、抜気口１０４から各反応槽１０２内の空気が逃げて、サンプルが各反応槽１０２内に配置される。【００５１】
反応容器１００の上面カバー１０１Ａは、自蛍光性が低く、励起光、蛍光が透過する材質で形成され、基板１０１及び反応槽１０２は、励起光や蛍光が透過しない、熱伝導性の良好な材質で形成されるのが好ましい。材質の選択に代えて、下面に着色等を施すことによって励起光や蛍光を透過しないように加工してもよい。また、反応容器１００は、後述する反応槽分割工程において大きな変形や割れが生じないように、ある程度柔軟性を有する材料で形成されるのが好ましい。【００５２】
図４は、移動台７を示す斜視図である。移動台７は、反応容器１００が設置される枠状の設置部１３と、設置部１３に設置された反応容器１００を固定する容器カバー１４と、レール１２上に設置される運搬部１５とを有する。【００５３】
設置部１３は、枠内に水平に延出する保持部１３Ａを有し、反応容器１００の外周部が保持部１３Ａ上に保持されることによって移動台７に固定される。従って、反応容器１００の下面は移動台７によって覆われておらず、各反応槽１０２の底面が露出して設置固定される。【００５４】
容器カバー１４はヒンジ等によって開閉自在に設置部１３に固定されており、設置部１３に設置された反応容器１００を上方から固定する。移動台７は、レール１２上の運搬部１５が移動機構１１によって移動されるのに伴って、複数のレール１２にまたがった状態でレール１２に沿って移動する。【００５５】
図２に戻って、反応槽分割部８は、レール１２間、すなわち移動台７が移動する軌道上に設けられている。反応槽分割部８は、上下方向への移動が可能な押圧ブロック１６と、押圧ブロック１６の上方に設けられたアーチ部１７とから構成されている。
押圧ブロック１６には、移動台７上の反応容器１００が押圧ブロック１６の真上に位置するときに、各反応槽１０２の真下に位置する部分に突出する突出部が複数設けられている。突出部は、後述するように押圧ブロック１６が上昇するときに、反応槽１０２を変形させて複数の反応室に分割する。【００５６】
アーチ部１７は、レール１２の左右から上方に延びる垂直部１７Ａと、垂直部１７Ａの上端を架橋するように設けられた天板部１７Ｂとから構成されている。天板部１７Ｂの面積は、移動台７に設置された反応容器１００全体を覆う程度の大きさに設定されており、押圧ブロック１６が上昇した際に突き当てられる押さえとして機能する。
天板部１７Ｂには、反応容器１００が設置される移動台７の設置部１３の開口部とほぼ同じ面積を有し、反応容器１００側に突出する凸部が設けられてもよい。このようにすると、より確実に反応容器１００を保持、押圧できる。【００５７】
温度調節部９は電熱ヒータやセラミックヒータ、レーザー、ハロゲンランプや、赤外線式、マイクロウェーブ式、温風式、誘導電気加熱（ＩＨ）式等の各種の加熱機等からなる加熱部１８と、加熱部１８の下方に設けられ、電動ファンやヒートシンク、冷風式冷却機等からなる冷却部１９とを有する。必要に応じて、ペルチェ素子を用いて加熱部１８及び冷却部１９を構成してもよい。【００５８】
温度調節部９は、反応槽分割部８から所定の距離離れたレール１２間、すなわち移動台７の軌道上に、上下方向への移動が可能に設置されている。そして、温度調節部９の上方に移動して停止した移動台７に対して上昇して反応容器１００の下面、即ち各反応槽１０２の底面に接触する。温度調節部９は、加熱部１８及び冷却部１９によって、反応容器１００を加熱又は冷却し、ＰＣＲに必要な温度サイクルの実現や、タイピング反応に必要な一定温度の保持（保温）を行う。【００５９】
必要に応じて、温度調節部９と反応容器１００との間に金属箔やシリコングリス等を配置して、熱伝導性を向上してもよい。温度調節部９の温度調節は、後述する制御部によって行われる。【００６０】
温度調節部９の上にアーチ部１７をもう一つ設け、温度調節部９とアーチ部１７で移動台７や反応容器１００を押さえることで、温度調節部９と反応容器を確実に接触させることができる。
また、アーチ部１７を１箇所とし、押圧ブロック１６や温度調節部９が移動するように構成することもできる。
さらに、アーチ部１７を温度調整部１９と押圧ブロック１６を覆うように設置することもできる。【００６１】
測定部１０は、励起光の導入及び蛍光の測光を行う発光検知部２０と、発光検知部２０を移動させる測定部移動機構２１とから構成されている。
発光検知部２０は、励起光を導入する数本の励起光用光ファイバ（不図示）と、励起光によって発生した蛍光を測光（検知）する数本の検知用光ファイバ（不図示）とが、一本に束ねられて構成されている。判定装置１には、２箇所に発光検知部２０が設けられている。発光検知部２０の数は、測光に必要とされる速度に応じて、適宜増減できる。【００６２】
励起光の光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード等の公知の機構から適宜選択して使用できる。本実施形態の判定装置１においては、例えば波長域４００から６００ナノメートルのＬＥＤが使用されている。
なお、励起光の波長は、測定対象の蛍光色素（蛍光物質）に必要な波長を適宜選択できる。【００６３】
検知用光ファイバには、集光した蛍光を電圧や電流に変換して蛍光強度を計測する光電子増倍管（Photo Multiplier Tube: PMT、不図示）が接続されている。本実施形態の発光検知部２０は、例えば波長域５３０及び６１０ナノメートルの２系統のＰＭＴを有している。ＰＭＴは、測定する波長の数に応じて適宜増減してよい。また、ＰＭＴに代えて、ＣＣＤを用いた光電変換素子やフォトダイオード等を用いてもよい。
なお、発光検知部２０の測定波長は、測定対象の蛍光色素（蛍光物質）に応じて適宜変更してよい。
また、発光検知部２０には、必要に応じてフィルターや集光のためのレンズを設置してもよい。
さらに、発光検知部２０は、蛍光に代えて、化学発光、生物発光、燐光等を検知するように構成してもよい。この場合、検知対象によって励起用の光源が不要となるときは適宜構成を変更してよい。【００６４】
測定部移動機構２１は、移動台７を移動させる移動機構１１と同様に、公知のモータ等から構成されている。測定部移動機構２１は、発光検知部２０をＸ軸方向（移動台７の前進後退方向）に移動させるＸ軸移動部２１Ａと、Ｙ軸方向（レール１２の幅方向）に移動させるＹ軸移動部２１Ｂとが組み合わされて構成されている。これによって、発光検知部２０は、温度調節部９の上方に停止した移動台７上の反応容器１００の上面と平行に各反応槽１０２の上方に移動できるようになっている。
発光検知部２０の位置の微調整ができるように、必要に応じてＺ軸（上下方向）に移動させる機構をさらに組み合わせて測定部移動機構２１が構成されてもよい。【００６５】
図５は、判定装置１の各部のつながりの一例を示すブロック図である。図５に示すように、機器表示部６、移動機構１１、反応槽分割部８、温度調節部９、及び測定部１０は、判定装置１全体の制御を行う制御部２２に接続されている。また、制御部２２は、測定部１０で取得された蛍光強度に基づき判定を行う判定部２３、及び反応容器１００の情報を読み取る読取部２４とも接続されている。【００６６】
制御部２２は、接続された上述の各機構の動作、及び温度調節部９におけるＰＣＲ温度サイクルや保温温度の管理等を行う。制御部２２は、判定装置本体１Ａの内部に設けられても外部に設けられてもいずれでもよい。内部に設けられる場合は、マイクロＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の形で搭載されてもよい。外部に設けられる場合は、例えば判定装置本体１Ａに接続されたパソコン２等にソフトウェア等の制御プログラムとして格納されてもよい。さらに、制御部２２は、判定装置本体１Ａの内部と外部とに分散して設置されてもよい。【００６７】
判定部２３は、表示部３を有するパソコン２に格納されている。判定部２３は、測定対象の遺伝子多型に対応する判定パラメータ、アルゴリズム及び判定データベース等を含んで構成されている。判定部２３は、測定部１０の発光検知部２０で得られた蛍光強度の値及び上述の判定パラメータ等に基づいて、測定したＳＮＰ部位がホモ型かヘテロ型かなどの所定の判定を行い、表示部３にその結果を表示する。
なお、上記データベースは判定部２３に含まれなくてもよい。例えば、インターネット経由で別の端末のデータベースを検索してもよいし、インターネットの複数のサイトを参照してもよい。【００６８】
また、上記データベースの情報として、測定したＳＮＰ部位に関する症例や投薬に関する情報、関連医薬品の添付文書や相互作用、緊急安全性情報（ドクターレター）等の、医師が実際に投薬に際して考慮すべき情報が含まれてもよい。そして、これらの情報が判定結果とともに表示部３に表示されてもよい。【００６９】
読取部２４は、反応容器１００に設けられた情報記録部から反応容器の測定対象、検体番号等の各種情報を読み取る。情報記録部としては、二次元バーコード、ＲＦＩＤ（Radio frequency Identification）、ＩＣチップ、ＩＣタグなどを利用できる。読み取られた各種情報は、表示部３に判定結果とともに表示されたり、判定結果等のデータ整理等に使用されたりして利用される。上記各種情報は、必要に応じて機器表示部６に表示されてもよい。【００７０】
上記のように構成された判定装置１の使用時の動作について、以下に説明する。
図６は、判定装置１を用いた遺伝子診断の手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１の反応容器設置工程において、サンプルを注入した反応容器１００を、試料装填扉５を開けて移動台７の設置部１３に設置し、容器カバー１４を装着する。容器カバー装着後、試料装填扉５を閉める。【００７１】
反応容器１００へのサンプル注入は、核酸抽出等で得られたＤＮＡサンプルを、シリンジ等で反応容器１００の注入口１０３から圧力を加えて注入することによって行う。注入されたサンプルは、各反応槽１０２に略均一に配置され、反応槽内の試薬と混合される。
なお、反応容器が核酸抽出機能を具備している場合は、核酸抽出等の工程は省略できる。
反応容器１００が設置された移動台７は、移動機構１１によって、レール１２上を反応槽分割部８の上方まで移動し、停止する。【００７２】
次に、ステップＳ２の反応槽分割工程において、図７Ａに示すように、反応槽分割部８の押圧ブロック１６が上昇し、反応容器１００の下面に接触する。押圧ブロック１６はさらに上昇し、反応容器１００を所定の圧力でアーチ部１７に突き当てる。【００７３】
各反応槽１０２は、押圧ブロック１６上の複数の突出部１６Ａとアーチ部１７の天板部１７Ｂとの間に挟まれ、図７Ｂに示すように、圧力で押しつぶされて塑性変形する。反応容器１００の材質により、塑性変形をさせずに反応室１０５を形成することもできる。
この結果、各反応槽１０２は、それぞれ独立した複数の反応室１０５に分割され、それぞれの反応室で反応が行われることが可能となる。
反応室１０５の形成後、押圧ブロック１６は、図７Ｃに示すように下降して所定の位置に戻り、反応容器１００の設置された移動台７は、移動機構１１によってレール１２上を温度調節部９の上方まで移動し、停止する。【００７４】
続くステップＳ３の増幅反応工程においては、温度を調節することによってＰＣＲによるＤＮＡの増幅と、インベーダー法によるタイピング反応を行う。
まず、図８に示すように、温度調節部９が上昇し、反応容器１００（不図示）の下面に接触する。温度調節部９は制御部２２の制御に基づいて、反応容器１００を所定の温度に加熱又は冷却する。加熱は、加熱部１８（不図示）への通電によって行われ、冷却は加熱部１８への通電を停止し又は通電条件を変更して、冷却部１９を介して熱を放散させることによって行われる。
なお、後述するように冷媒を用いた場合は、通電のかわりに冷媒の供給の停止や供給量の変更により、温度を調整する。この調整量は予め別に制御部２２に記憶させておく。【００７５】
これによって反応容器１００の各反応室１０５内の溶液は、所定の温度サイクルで複数回、例えば３０サイクル加熱されてＰＣＲ反応が進行し、所定の温度、例えば約６０℃で約２分間保温されてタイピング反応が進行する。タイピング反応終了後、温度調節部９は下降して停止する。
増幅方法、タイピング反応の方法としては、上述の方法の他に、ＩＣＡＮ法、ＵＣＡＮ法、ＬＡＭＰ（Loop-mediated isothermal Amplification）法等の他の公知の方法を使用してもよい。【００７６】
ステップＳ４の測定工程において、各反応室１０５内のタイピング反応後のサンプルに発光検知部２０から励起光を照射して、ＳＮＰ部位に対応する蛍光強度を測定する。
具体的には、図９に示すように、測定部１０を反応容器１００（不図示）の各反応室１０５（不図示）の上部を走査しながら移動させ、発光検知部２０により励起光を照射し、蛍光測定を行う。発光検知部２０の取得した測定結果は、判定部２３に送信される。【００７７】
測定データ（測定結果）は、すべての測定データを測定後、一括して判定部２３に送信してもよいし、測定データが逐次送信されてもよい。一括送信までデータを蓄積する場合は、判定装置１にメモリ等の記憶媒体を設けてもよい。判定装置本体１Ａとパソコン２との接続は、無線、有線等自由に選択できるが、データ送信の安定性の面から、有線で実施することが好ましい。
判定装置本体１Ａから測定結果を外部（パソコン２を含む）に取り出す方法としては、上記のほかに、各種外部記憶装置、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を利用することもできる。【００７８】
すべての反応室１０５の測定終了後、測定部１０は当初の位置に戻って停止し、ステップＳ５の判定工程に進む。
なお、上記測定工程は、上述の増幅反応工程におけるタイピング反応前に行われてもよいし、開始とほぼ同時に開始され、タイピング反応が充分進行するまで上記走査が複数回行われてもよい。
また、ＰＣＲ反応が終了し、ある時間一定温度に保持された後に上記測定工程が行われてもよい。
すなわち、図６に示された各工程は、必ずしもそれぞれ単独にかつ図６に示された順番で行われることを意味せず、複数の工程が時系列的に重複して行われる場合が含まれる。
上述のような場合は、ＰＣＲ反応の終了、タイピング反応の終了までの時間は測定対象それぞれについて別途測定されて、予め制御部２２に入力される。【００７９】
判定工程では、測定部１０の取得した蛍光強度の値が、判定部２３において測定対象ＳＮＰに適合した判定アルゴリズムに基づいて判定される。当該ＳＮＰ部位がホモ型かヘテロ型か等の判定結果は、パソコン２の表示部３に表示される。このとき、必要に応じて上述の関連情報を判定装置１内外のデータベースから検索して、判定結果とともに表示部３に表示させることもできる。【００８０】
判定工程終了後、移動台７は試料装填扉５の方向に向かってレール１２上を戻り、ステップＳ１において移動台７が設置されていた位置まで移動して停止する。こうして、一連の工程が終了する。【００８１】
本実施形態の判定装置１によれば、反応槽分割部８によって反応容器１００の反応槽１０２が塑性変形されて、分割された各反応室１０５でＤＮＡ増幅反応及びタイピング反応が行われ、その後連続して測定が行われる。従って、サンプルをノズル等によって移送する必要がないので、サンプル移送に伴うコンタミネーションの発生リスクを排除できる。また、分注等のための機構を設ける必要がないので、装置を小型化できる。【００８２】
また、反応容器１００が、各反応槽１０２の底面が露出した状態で移動台７に設置固定され、レール１２にまたがって移動するので、反応槽分割部８及び温度調節部９が反応容器１００の下方からアプローチしてそれぞれの処理を行うことができる。従って、反応槽分割部８及び温度調節部９の動作スペースを節約することができ、装置構成をより簡素にできる。【００８３】
さらに、温度調節部９がＰＣＲのための温度サイクルの調節と、タイピング反応のための保温との２種類の温度調節を行うので、温度調節機構を１箇所に設けるだけで判定装置１を構成できる。従って、さらに判定装置１を小型化できる。【００８４】
加えて、判定部２３が判定結果とともに当該ＳＮＰと関連する薬剤の安全性情報等を表示部３に表示する構成の場合は、判定結果を日常の臨床にすぐに役立てることができるため、個々の患者により適合する診療を行うことに貢献できる。【００８５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態においては、測定部を設けず、外部の測定装置によって測定を行ってもよい。
また、例えば、上述の実施形態においては、反応槽分割部８が圧力によって反応槽１０２を塑性変形させて複数の反応室１０５に分割する例を説明したが、本発明の判定装置はこれに限定されない。反応槽１０２は加熱等によって変形されてもよいし、温度変化や可視光、紫外線等の光線等によって化学的に硬化させることによって変形されてもよい。また、これらの方法が適宜組み合わされてもよい。
また、反応槽１０２が加熱によって変形される構成をとる場合、反応槽分割部８の押圧ブロック１６に冷却機構をあわせて設けることによって、反応槽分割部８と温度調節部９とが一体となった構成としてもよい。このようにすると、反応槽を複数の反応室に分割した後、反応容器を移動せずに増幅反応工程に移行することができ、装置の小型化及び作業の迅速化を一層進めることができる。
このような構成の場合、押圧ブロック１６で反応室の分割形状を保ったまま、増幅、測定を行うことができる。このため反応容器１００が塑性変形しないものを使用できる。【００８６】
また、上述の実施形態においては、レール１２が直線状である例を説明したが、各機構の配置に応じて、適宜曲げたり蛇行させたりしてもよい。ただし、直線状に形成すると、レール１２の距離を最も短くでき、装置を簡素で小型に構成できるので好ましい。【００８７】
さらに、レールを用いて軌道を構成するのに代えて、以下のように軌道が構成されてもよい。
例えば、移動台７に駆動手段（例えばモータと車輪）を設けて自走式とし、レールの代わりに移動台７の側面に沿うようにガイドレールを設置し、必要箇所に適宜ツメ型等のストッパーを設けて、移動台７が必要な場所に係止されるように構成されてもよい。
また、本実施形態の軌道に加えて、当該軌道の上空（空中）に補助軌道を架設し、当該軌道と空中の補助軌道との２点で移動台７を保持してもよい。
さらに、本実施形態の軌道に代えて、上記補助軌道をメインの軌道として、移動台７と別に駆動手段を設け、当該駆動手段から移動台７を懸架、垂下して、各種処理（温度調節、反応槽分割等）が行われる場所に反応容器が移動されて処理が行われるように構成されてもよい。【００８８】
さらに、上述の実施形態においては、反応容器が水平に配置され、反応槽分割部８及び温度調節部９が反応容器の下方からアプローチする例を説明したが、本発明の遺伝子検出判定装置はこれには限定されない。例えば、反応容器の上面及び下面が判定装置１の左右方向に位置するように配置され、反応槽分割部８及び温度調節部９が判定装置１の左右方向から反応容器にアプローチするように構成されてもよい。この場合、反応容器温度調節部９は、反応容器の上面側、下面側のいずれか一方から、あるいは両方から加熱及び冷却を行う。【００８９】
さらに、上述の実施形態においては、温度調節部９が、増幅のための加熱及び冷却とタイピング反応のための保温を行う例を説明したが、これに代えて、温度調節部は上記加熱及び冷却のみを行い、測定部に温度調節機構を設けてタイピング反応と測定を測定部によって行うように判定装置を構成してもよい。この場合、ＰＣＲ法を使用しなくても測定可能な対象物のみを測定対象とすれば、温度調節部９を設置する必要がなくなり、部品点数を削減してより装置を簡素化できる。【００９０】
さらに、上述の実施形態においては、発光検知部２０が励起光用光ファイバと検知用光ファイバとから構成される例を説明したが、これに代えて、励起用ＬＥＤ，フォトダイオード等の光電変換素子等の光学系を組み込んで箱型に発光検知部を構成し、この発光検知部内に反応容器を収容して測定を行ってもよい。この場合、光ファイバ等の引き回しが不要となり、装置を小型化できる。【００９１】
さらに上述の実施形態においては、移動台７の設置部１３が枠状である例を説明したが、これに代えて、Ｕ字状の形状や、左右から反応容器を挟持して保持する構成、反応容器の周縁を上下から挟みこんで保持する構成等を採用することもできる。【００９２】
加えて、上述の実施形態においては、反応槽を有する反応容器を用いる例を説明したが、この他に、個別の反応室（ウェル）が流路で連結されている形状の反応容器を用いてもよい。この場合、反応槽分割部を介して流路部分を変形させることによってウェルを個別に独立させ、その中で必要な反応を行うことができる。【００９３】
なお、上述した温度調節部９は、上記記載の構成に加えて、あるいは上記記載の構成に代えて、以下のインキュベータの構成をとることもできる。このインキュベータについて図面を参照して説明する。
（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
図１０に示すように、第２実施形態のインキュベータは、反応試料をＤＮＡチップ（容器）２１０に収納し、このＤＮＡチップ２１０を伝熱ブロック２２０に載置してＤＮＡチップ２１０の加熱および冷却を行う。ＤＮＡチップとしては、既知のＤＮＡチップの他、第１実施形態の反応容器の各形態を利用することもできる。伝熱ブロック２２０は、ＤＮＡチップ２１０に熱を伝えるものであり、熱伝導性の良い板状の金属からなる。金属としては、銀、銅、金、アルミニウム、及びこれらいずれかを含む合金などが好ましい。伝熱ブロック２２０は、チップ台２７０に支持されている。チップ台２７０は、伝熱ブロック２２０より一周り小さい開口２７０Ａを有し、開口２７０Ａの周りには、伝熱ブロック２２０よりもひと回り大きい肉厚の薄い凹部２７０Ｂが設けられている。伝熱ブロック２２０は、チップ台２７０の凹部２７０Ｂに収納されて支持される。チップ台２７０は、架台２７２の上部に数本固定されている支柱２７４により支持されている。ＤＮＡチップ２１０の上には、ＤＮＡチップ２１０を伝熱ブロック２２０に密着させるための押さえ２１２が置かれる。押さえ２１２は、ＤＮＡチップ２１０からの放熱を防止するため、断熱材で構成されている。【００９４】
伝熱ブロック２２０の下面に密着して、チップ台２７０の開口２７０Ａを貫通する板状のヒータ２３０が設けられている。ヒータ２３０は、伝熱ブロック２２０を加熱するものである。ヒータ２３０は、急速加熱・急速冷却が可能なものが好ましく、例えば熱伝導性が高いセラミックヒータから構成される。セラミック材料としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが好ましい。【００９５】
ヒータ２３０の下方には、冷却装置２４０が設けられている。冷却装置２４０は、ヒータ２３０に接触する接触位置とヒータ２３０から離れた離間位置との間で移動可能に設けられ、接触位置でヒータ２３０に接触して伝熱ブロック２２０を冷却する。冷却装置２４０の下には、架台２７２上に設けられ、冷却装置２４０を支持して冷却装置２４０を接触位置および離間位置に移動させる移動装置２６０が設けられている。冷却装置２４０は、ヒータ２３０の下面に接触する接触面２４０Ａを有し、接触面２４０Ａには、熱伝導性シート２４１が貼り付けられる。これにより、接触熱抵抗を小さくできる。【００９６】
第２実施形態によれば、反応試料を加熱する場合には、反応試料を収容するＤＮＡチップ２１０を保持する伝熱ブロック２２０が、伝熱ブロック２２０に密着して設けられたヒータ２３０により急速に加熱される。一方、反応試料を冷却する場合には、冷却装置２４０がヒータ２３０に接触し、冷却装置２４０によりヒータ２３０を介して伝熱ブロック２２０が直ちに冷却される。ヒータ２３０は、熱伝導性が高いセラミックヒータからなるので、冷却装置２４０が接触すると急速に冷える。したがって、反応試料を急速に加熱または冷却し、反応試料の温度を高速に制御できる。
なお、ヒータ２３０の設定温度は、必ずしも目標温度に設定する必要はない。例えば、最初は目標温度より高い温度に設定し、しだいに目標温度に下げるようにすれば、いっそうの急速加熱を実現できる。冷却装置の場合にも同様である。【００９７】
また、冷却装置２４０を接触位置および離間位置に移動する移動装置２６０のみが可動する。したがって、装置構成を簡単にできるとともに、装置の小型化が容易となる。
また、ＤＮＡチップ２１０を保持する伝熱ブロック２２０の下方にヒータ２３０、冷却装置２４０、移動装置２６０が設けられる。このため、ＤＮＡチップ２１０の上方に空間の余裕ができるため、ＤＮＡチップ２１０のセットや蛍光検出などの測定などが容易になる。したがって、操作性の良い装置を提供できる。【００９８】
（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
図１１に示すように、第３実施形態のインキュベータは、第２実施形態の冷却装置２４０としてヒートシンク２４２を用いるとともに、第２実施形態の移動装置２６０としてエアシリンダ２６２を用いたものである。ヒートシンク２４２は、エアシリンダ２６２の固定板２６４にスペーサ２６６を介して固定されている。ヒートシンク２４２の上面には、熱伝導性シート２４１が貼り付けられる。反応試料を冷却する場合には、ヒートシンク２４２がヒータ２３０に接触し、ヒータ２３０からの放熱が行われる。ヒートシンクは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅から選ばれる金属から構成されている。
なお、他の部分は、第２実施形態のインキュベータと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。【００９９】
第３実施形態によれば、冷却装置２４０をヒートシンク２４２で構成するので、装置構成が最も簡単となる。また、移動装置２６０をエアシリンダ２６２で構成するので、装置構成が簡単になる。
なお、以後の実施の形態では、エアシリンダ２６２を用いた例で説明をするが、移動装置２６０は、エアシリンダ２６２に限るものではない。例えば電磁アクチュエータ（ソレノイド）、バネとモーターを組み合わせたもの、モーターとスクリューネジを組み合わせたものなどのように簡単な構成のものであればよい。【０１００】
（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
図１２に示すように、第４実施形態のインキュベータは、第３実施形態のインキュベータのヒートシンク２４２の下にヒートシンク２４２を冷却する冷却ファン２４４を設けたものである。ヒートシンク２４２および冷却ファン２４４は、スペーサ２６６を介してエアシリンダ２６２の固定板２６４に固定されている。
なお、他の部分は、第３実施形態のインキュベータと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。【０１０１】
ヒートシンク２４２は単純に放熱を行うものであるため、第３実施形態のようにヒートシンク２４２単体で使用すると、加熱および冷却の繰り返しによりヒートシンク２４２の温度が上昇し、冷却速度が遅くなってしまうといった問題がある。
これに対し、第３実施形態によれば、ヒートシンク２４２を冷却する冷却ファン２４４を設けたので、加熱および冷却を繰り返してもヒートシンク２４２の温度を一定に保つことができる。したがって、ＰＣＲ反応の終了まで高速冷却が可能になる。【０１０２】
（第５実施形態）
図１３は、第５実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
図１３に示すように、第５実施形態のインキュベータは、エアシリンダ２６２の固定板２６４にスペーサ２６６を介して固定されたヒートシンク２４６を備える。ヒートシンク２４６には、流体が流れる図示しない管路が設けられ、この管路に冷却水が循環してヒートシンク２４６の冷却が行われる。ヒートシンク２４６には、冷却水を供給する給水口２４６Ａおよび冷却水を排出する排水口２４６Ｂが設けられる。ヒートシンク２４６の上面には、熱伝導性シート２４１が貼り付けられている。
なお、他の部分は、第３実施形態のインキュベータと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。【０１０３】
第５実施形態によれば、ヒートシンク２４６が循環する冷却水により冷却されるので加熱および冷却を繰り返してもヒートシンク２４６の温度を一定に保つことができる。したがって、ＰＣＲ反応の終了まで高速冷却が可能になる。
また、第３実施形態のヒートシンク２４２に比べ、ヒートシンク２４６の垂直方向の厚さを薄くできるので、装置を小型化できる。【０１０４】
（第６実施形態）
図１４は、第６実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
図１４に示すように、第６実施形態のインキュベータは、エアシリンダ２６２の固定板２６４にスペーサ２６６を介して固定されたヒートシンク２４８を備える。ヒートシンク２４８には、流体が流れる図示しない管路が設けられ、この管路に目的の冷却温度よりも沸点の低い冷媒が循環してその気化熱によりヒートシンク２４８の冷却が行われる。ヒートシンク２４８には、冷媒を供給する供給口２４８Ａおよび冷媒を排出する排出口２４８Ｂが設けられる。ヒートシンク２４８の上面には、熱伝導性シート２４１が貼り付けられている。冷媒としては、エチルアルコール、ジエチルエーテル、ベンゼン、アンモニア、アセチレン、液体窒素などが挙げられる。
なお、他の部分は、第３実施形態のインキュベータと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。【０１０５】
第６実施形態によれば、ヒートシンク２４８が循環する冷媒により冷却されるので加熱および冷却を繰り返してもヒートシンク２４８の温度を一定に保つことができる。したがって、ＰＣＲ反応の終了まで高速冷却が可能になる。
また、第３実施形態のヒートシンク２４２に比べ、ヒートシンク２４８の垂直方向の厚さを薄くできるので、装置を小型化できる。【０１０６】
（第７実施形態）
図１５は、第７実施形態のインキュベータの構成を示す図である。
図１５に示すように、第７実施形態のインキュベータは、ヒータ２３０を冷却する金属ブロック２５０と、金属ブロック２５０の下面に金属ブロック２５０に密着して設けられたペルチェ素子２５２を備える。
金属ブロック２５０は、熱伝導性の良い金属から構成され、銀、銅、金、アルミニウムなどから構成される。金属ブロック２５０の上面には、熱伝導性シート２４１が貼り付けられている。
ペルチェ素子２５２は、金属ブロック２５０を介してヒータ２３０を任意の温度で冷却する。ペルチェ素子２５２は、吸熱面２５２Ａおよび放熱面２５２Ｂを有し、吸熱面２５２Ａから熱を吸収（冷却）し、放熱面２５２Ｂから熱を放出する。金属ブロック２５０の下面には、吸熱面２５２Ａが密着される。
ペルチェ素子２５２の放熱面２５２Ｂには、ペルチェ素子２５２の放熱面２５２Ｂからの放熱を冷却するためのヒートシンク２４２が密着して設けられ、ヒートシンク２４２の下には、ヒートシンク２４２を冷却する冷却ファン２４４が設けられている。
ヒートシンク２４２および冷却ファン２４４は、スペーサ２６６を介してエアシリンダ２６２の固定板２６４に固定されている。
なお、他の部分は、第３実施形態のインキュベータと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。【０１０７】
第７実施形態によれば、ペルチェ素子２５２により冷却温度を任意に設定できるため、より高精度に冷却速度を制御できる。例えばペルチェ素子２５２により冷却温度を室温以下にすることもできるので、いっそう高速な冷却速度を実現できる。【０１０８】
（第８実施形態）
第８実施形態では、第１実施形態の判定装置１の温度調節部９に代えて、下記のインキュベータが備えられる。
図１６は、第８実施形態の判定装置１の構成を示す図である。
第８実施形態のインキュベータは、ペルチェ素子２５２を備える。移動台（容器設置部）７の下方にインキュベータのペルチェ素子２５２が配置される。
ペルチェ素子２５２は、吸熱面２５２Ａおよび放熱面２５２Ｂを有し、吸熱面２５２Ａから熱を吸収（冷却）し、放熱面２５２Ｂから熱を放出する。
ペルチェ素子２５２は、吸熱面２５２Ａと放熱面２５２Ｂの機能を切り替えることが可能なため、一つのペルチェ素子２５２で加熱と冷却とを行うことができる。
ペルチェ素子２５２の放熱面２５２Ｂには、ペルチェ素子２５２の放熱面２５２Ｂからの放熱を冷却するためのヒートシンク２４２が密着して設けられ、ヒートシンク２４２の下には、ヒートシンク２４２を冷却する冷却ファン２４４が設けられている。ペルチェ素子２５２の上面には、熱伝導性シート２４１が貼り付けられている。
ヒートシンク２４２および冷却ファン２４４は、スペーサ２６６を介してエアシリンダ２６２の固定板２６４に固定されている。
なお、スペーサ２６６、エアシリンダ２６２、及び固定板２６４の構成は、第３実施形態のインキュベータと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。【０１０９】
第８実施形態によれば、ペルチェ素子２５２により冷却温度を任意に設定できるため、より高精度に冷却速度を制御できる。例えばペルチェ素子２５２により冷却温度を室温以下にすることもできるので、いっそう高速な冷却速度を実現できる。
また、第８実施形態によれば、反応槽を変形させて複数の反応室に分割するとともに、インキュベータによって高速かつ正確な加熱、冷却がおこなわれるため、検出判定作業の大部分を機械化できる。このため、人為的なミスを防ぎ、多数のサンプルを効率的に処理できる。
また、第８実施形態によれば、遺伝子検出・判定を行うためにかかる時間を短縮し、かつ小型の装置を提供することが可能となる。
すなわち、レール上を走行する移動台の周りに加熱冷却、検出機構を置くことで装置の小型化が可能となる。大型になりがちだった加熱冷却機構を本発明の構成とすることで、高速の加熱冷却と小型化を同時に達成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の遺伝子検出判定装置によれば、小型でヒューマンエラーやコンタミネーションの発生の少ない遺伝子検出判定装置を提供できる。
また、本発明の遺伝子検出判定方法によれば、ヒューマンエラーやコンタミネーションの発生を抑えて遺伝子判定を行うことができる。【０１１１】
また、本発明のインキュベータによれば、簡単な構成で小型化が容易であり、かつ、反応試料の温度を高速に制御してＰＣＲ反応時間を短縮できる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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