(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が弾性体で形成され、前記弾性体に外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジにおいて、
一の方向に沿って配列され、順次、流路によって直列に接続された、前記化学処理カートリッジ内の空間として形成された複数のウェルと、
前記ウェルにそれぞれ接続された複数の試薬保持部と、
を備え、
それぞれの前記試薬保持部に収容された試薬を、その試薬保持部に接続された前記ウェルのそれぞれに、前記弾性体に外部から与えられた力による前記化学処理カートリッジの変形により移動させる第１のステップと、
前記第１のステップにより前記ウェルのそれぞれに収容された前記試薬を、前記カートリッジの外側から押し付けられた部材を前記一の方向に移動させることにより、前記試薬保持部に逆流させることなく前記流路を介して前記一の方向に順次、移動させて前記ウェルのうちの１つに集める第２のステップと、
により前記試薬を混合することを特徴とする化学処理用カートリッジ。
【請求項２】
前記第２のステップでは、前記試薬保持部とその試薬保持部に接続された前記ウェルの間で前記カートリッジの外側から部材を押し付けることにより、前記試薬が前記試薬保持部に逆流することが防止されることを特徴とする請求項１に記載の化学処理用カートリッジ。
【請求項３】
少なくとも一部が弾性体で形成され、前記弾性体に外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジの使用方法において、
前記化学処理用カートリッジは、
一の方向に沿って配列され、順次、流路によって直列に接続された、前記化学処理カートリッジ内の空間として形成された複数のウェルと、
前記ウェルにそれぞれ接続された複数の試薬保持部と、
を備え、
化学処理用カートリッジの使用方法は、
それぞれの前記試薬保持部に収容された試薬を、その試薬保持部に接続された前記ウェルのそれぞれに、前記弾性体に外部から与えられた力による前記化学処理カートリッジの変形により移動させる第１のステップと、
前記第１のステップにより前記ウェルのそれぞれに収容された前記試薬を、前記カートリッジの外側から押し付けられた部材を前記一の方向に移動させることにより、前記試薬保持部に逆流させることなく前記流路を介して前記一の方向に順次、移動させて前記ウェルのうちの１つに集めることで前記試薬を混合する第２のステップと、
を備えることを特徴とする化学処理用カートリッジの使用方法。
【請求項４】
前記第２のステップでは、前記試薬保持部とその試薬保持部に接続された前記ウェルの間で前記カートリッジの外側から部材を押し付けることにより、前記試薬が前記試薬保持部に逆流することが防止されることを特徴とする請求項３に記載の化学処理用カートリッジの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部が弾性体で形成され、前記弾性体に外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部が弾性体で形成され、前記弾性体に外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジが知られている。この化学処理用カートリッジには、所望の化学処理の手順に即した形状、配置でウェルや流路が形成されており、カートリッジに押し付けたローラなどを移動させることにより内容物を移動させることで、容易に上記手順に従った化学処理を実行できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２６０６８号公報
【特許文献２】米国特許第６，６４５，７５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、内容物を確実に移動させることは容易でない場合もあり、内容物を無駄なく移動させ、確実な化学処理を行わせるためには、ウェルや流路の適切な設計を必要とする。例えば、内容物を運ぶ流路が長くなると流路中に内容物が残留しやすくなり、内容物の無駄が発生し、あるいは安定した化学処理ができなくなる（例えば、米国特許第６，６４５，７５８号明細書ＦＩＧ．１等参照）。また、単に同一流路に複数の内容物を注入しても、確実な混合状態を作り出すことはできない。
【０００５】
本発明の目的は、内容物を無駄なく確実に混合できる化学処理用カートリッジおよび化学処理用カートリッジの使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の化学処理用カートリッジは、少なくとも一部が弾性体で形成され、前記弾性体に外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジにおいて、一の方向に沿って配列され、順次、流路によって直列に接続された、前記化学処理カートリッジ内の空間として形成された複数のウェルと、前記ウェルにそれぞれ接続された複数の試薬保持部と、を備え、それぞれの前記試薬保持部に収容された試薬を、その試薬保持部に接続された前記ウェルのそれぞれに、前記弾性体に外部から与えられた力による前記化学処理カートリッジの変形により移動させる第１のステップと、前記第１のステップにより前記ウェルのそれぞれに収容された前記試薬を、前記カートリッジの外側から押し付けられた部材を前記一の方向に移動させることにより、前記試薬保持部に逆流させることなく前記流路を介して前記一の方向に順次、移動させて前記ウェルのうちの１つに集める第２のステップと、により前記試薬を混合することを特徴とする。
この化学処理用カートリッジによれば、保持部の内容物を対応するウェルに移動させた後、直列に接続されたウェルの内容物を、その接続順序に従って順次移動させることができるため、内容物を無駄なく確実に混合できる。
【０００７】
前記第２のステップでは、前記試薬保持部とその試薬保持部に接続された前記ウェルの間で前記カートリッジの外側から部材を押し付けることにより、前記試薬が前記試薬保持部に逆流することが防止されてもよい。
【０００８】
本発明の化学処理用カートリッジの使用方法は、少なくとも一部が弾性体で形成され、前記弾性体に外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジの使用方法において、前記化学処理用カートリッジは、一の方向に沿って配列され、順次、流路によって直列に接続された、前記化学処理カートリッジ内の空間として形成された複数のウェルと、前記ウェルにそれぞれ接続された複数の試薬保持部と、を備え、化学処理用カートリッジの使用方法は、それぞれの前記試薬保持部に収容された試薬を、その試薬保持部に接続された前記ウェルのそれぞれに、前記弾性体に外部から与えられた力による前記化学処理カートリッジの変形により移動させる第１のステップと、前記第１のステップにより前記ウェルのそれぞれに収容された前記試薬を、前記カートリッジの外側から押し付けられた部材を前記一の方向に移動させることにより、前記試薬保持部に逆流させることなく前記流路を介して前記一の方向に順次、移動させて前記ウェルのうちの１つに集めることで前記試薬を混合する第２のステップと、を備えることを特徴とする。
この化学処理用カートリッジの使用方法によれば、保持部の内容物を対応するウェルに移動させた後、直列に接続されたウェルの内容物を、その接続順序に従って順次移動させるので、内容物を無駄なく確実に混合できる。
【０００９】
ウェルの前記内容物を順次移動させるステップの実行時に、前記化学処理用カートリッジに外部から力を与えて前記化学処理用カートリッジを変形させることで、前記ウェルと前記保持部とを接続する前記流路を閉じるステップを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の化学処理用カートリッジによれば、保持部の内容物を対応するウェルに移動させた後、直列に接続されたウェルの内容物を、その接続順序に従って順次移動させることができるため、内容物を無駄なく確実に混合できる。
【００１１】
本発明の化学処理用カートリッジの使用方法によれば、保持部の内容物を対応するウェルに移動させた後、直列に接続されたウェルの内容物を、その接続順序に従って順次移動させるので、内容物を無駄なく確実に混合できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の化学処理用カートリッジの構成を示す平面図
【図２】図１に示す化学処理用カートリッジの断面図であり、（ａ）および（ｂ）は、図１におけるＩ−Ｉ線断面図。
【図３】送液のためのローラの配置を示す平面図。
【図４】流路を封止する専用のローラを使用する例を示す図。
【図５】流路を封止するシャッタを使用する例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１〜図３を参照して、本発明による化学処理用カートリッジの一実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の化学処理用カートリッジの構成を示す平面図、図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【００１５】
図１および図２（ａ）に示すように、本実施形態の化学処理用カートリッジ１００は、基板１００Ａと、シリコンゴム等の弾性体からなるカバー１００Ｂとから構成される。基板１００Ａおよびカバー１００Ｂは所定の接着パターンで互いに接着され、非接着部分における基板１００Ａおよびカバー１００Ｂ間の内部空間として、後述するウェル、試薬保持部および流路が形成される。この内部空間は密閉され、気密状態が維持されている。
【００１６】
図１に示すように、化学処理用カートリッジ１００には、ウェル１〜６と、試薬保持部２１〜２５と、ウェル１〜４および試薬保持部２１〜２５の間を接続する流路とが形成されている。また、試薬保持部２１〜２５およびウェル６には、試薬あるいは洗浄液等が保存されている。
【００１７】
図１に示すように、ウェル１〜４は、流路を介して順次、直列に接続されるとともに、ウェル１に試薬保持部２１が、ウェル２に試薬保持部２２が、ウェル３に試薬保持部２３が、ウェル４に試薬保持部２４が、それぞれ流路を介して接続されている。
【００１８】
化学処理用カートリッジ１００の内部空間に液体が存在する領域では、液体による内圧によりカバー１００Ｂが弾性変形し、図２（ａ）に示すようにカバー１００Ｂが基板１００Ａから離れる。例えば、図２（ａ）では、ウェル２４の領域に液体が存在する場合を示している。他の領域ではカバー１００Ｂが基板１００Ａに密着し、流路３１は封止される。液体がなくなるとカバー１００Ｂが元の形状に戻り、カバー１００Ｂが基板１００Ａに接面し、流路は容積ゼロの状態となっている。図２（ｂ）は送液を行っている状態を示しており、ウェル６、および流路３１に液体が存在しているため、その領域でカバー１００Ｂが基板１００Ａから離れている。
【００１９】
次に、本実施形態の化学処理用カートリッジにおける送液方法を説明する。
【００２０】
図３は、送液のためのローラの配置を示す平面図である。
【００２１】
図３に示すように、ローラ４１〜５６は化学処理用カートリッジ１００の構成に即した位置に配置される。なお、複数のローラを用いた送液については、特開２００６−２６４５２号公報等に開示があり、本発明においても同様の構成を採用できる。
【００２２】
ローラ４１〜４４を化学処理用カートリッジ１００に押し付け、図３において右方向に同時に移動させると、ローラ４１により試薬保持部２１の内容物がウェル１に、ローラ４２により試薬保持部２２の内容物がウェル２に、ローラ４３により試薬保持部２３の内容物がウェル３に、ローラ４４により試薬保持部２４の内容物がウェル４に、それぞれ移動する。
【００２３】
次に、ローラ４６〜４９を化学処理用カートリッジ１００に押し付け、図３においてローラ間の移動幅だけ右方向に同時に移動させると、ローラ４６によりウェル１の内容物がウェル２に、ローラ４７によりウェル２の内容物がウェル３に、ローラ４８によりウェル３の内容物がウェル４に、ローラ４９によりウェル４の内容物がウェル５に、それぞれ移動する。さらに、ローラ４６〜４９を図３においてローラ間の移動幅だけ右方向に同時に移動させると、ローラ４６によりウェル２の内容物がウェル３に、ローラ４７によりウェル３の内容物がウェル４に、ローラ４８によりウェル４の内容物がウェル５に、それぞれ移動する。さらに、ローラ４６〜４９を図３においてローラ間の移動幅だけ右方向に同時に移動させると、ローラ４６によりウェル３の内容物がウェル４に、ローラ４７によりウェル４の内容物がウェル５に、それぞれ移動する。さらに、ローラ４６〜４９を図３においてローラ間の移動幅だけ右方向に同時に移動させると、ローラ４６によりウェル４の内容物がウェル５に移動する。
【００２４】
このように、ローラ４６〜４９の移動により、試薬保持部２１〜２４の内容物がウェル１〜４を経由してウェル５で混合される。
【００２５】
またこの間、ローラ５５〜５６を化学処理用カートリッジ１００に押し付け、図３においてローラ間の移動幅だけ右方向に同時に移動させると、ウェル６の内容物がウェル５に移動し、試薬保持部２１〜２４の内容物とウェル５で混合される。
【００２６】
次に、ローラ５１〜５４を化学処理用カートリッジ１００に押し付け、図３において右方向に同時に移動させると、ローラ５４によりウェル５の内容物が図示しない次のウェルへ移動する。
【００２７】
このように、本実施形態の化学処理用カートリッジによれば、試薬保持部２１〜２４のそれぞれに対応するウェル１〜４が設けられ、対応する試薬保持部からウェルまでの距離を短くできるため、試薬保持部の内容物を無駄なくウェルまで運ぶことができ、試薬や溶液を有効に利用できる。また、試薬保持部２１〜２４がカートリッジ１００の外縁部に配置されているため、処理や反応工程を規定する流路やウェルの配置の邪魔とならず、配置に対する自由度を高めることができる。
【００２８】
また、試薬保持部２１〜２４の内容物を対応するウェル１〜４に移動させるステップと、それらを混合するステップとが分離されているので、確実で正確な液送が可能となり、内容物を確実に移動、混合することができる。
【００２９】
さらに、個々の試薬保持部２１〜２４およびウェル１〜４に対応した位置にそれぞれローラを配置し、１ステップずつの液送を行っているので、個々の液送を独立して制御でき、任意のプロセスに合わせた正確な液送が保証される。また、ローラをカートリッジに押し付けた状態を維持することでローラをシャッタとして機能させることができるため、内容物の逆流や、先のウェルへの意図しない送液などを効果的に防止できる。
【００３０】
また、ローラの移動を繰り返すことにより、送液が不完全であった場合等にも対応でき、送液の信頼性を高めることができる。
【００３１】
図４は、流路を封止する専用のローラを使用する例を示している。
【００３２】
図４において、ローラ６１は試薬保持部２１〜２４とウェル１〜４との間の流路を封止するためのローラであり、ウェル１への内容物の逆流等を防止する機能を有する。ローラ４６による送液時に、ローラ６１により流路を遮断することで、試薬保持部２１〜２４への逆流が防止される。
【００３３】
図４の例では、１つのローラ４１を右方向に移動させることによって、ウェル２１〜２４の内容物をウェル１〜４にそれぞれ導入する。その後、ローラ４６およびローラ６１を右方向に移動させることで、内容物を順次、ウェル５に向けて移動する。このとき、ローラ６１により試薬保持部２１〜２４への逆流が防止される。
【００３４】
なお、ローラ６１に代えてカートリッジに押し付けられるシャッタを使用してもよく、また、ローラ４６およびローラ６１の機能をＬ字状のスキージにより兼ねるようにしてもよい。
【００３５】
図５は、流路を封止するシャッタを使用する例を示している。
【００３６】
図５において、シャッタ６２は、試薬保持部２１〜２４とウェル１〜４との間の流路を封止する。
【００３７】
図５の例では、シャッタ６２を開放した状態で、１つのローラ４１を右方向に移動させることによって、ウェル２１〜２４の内容物をウェル１〜４にそれぞれ導入する。その後、シャッタ６２により流路を閉じた状態で、ローラ４６を右方向に移動させることで、内容物を順次、ウェル５に向けて移動する。このとき、シャッタ６２により試薬保持部２１〜２４への逆流が防止される。
【００３８】
なお、図５において左右方向に短いシャッタを使用し、このシャッタをカートリッジに押し付けた状態でローラ４６と連動させて右方向に移動させることで、同様の効果を得てもよい。
また、前記の試薬保持部はカートリッジの最外周部に設置してもよい。これによって、試薬の導入が容易になる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の化学処理用カートリッジによれば、保持部の内容物を対応するウェルに移動させた後、直列に接続されたウェルの内容物を、その接続順序に従って順次移動させることができるため、内容物を無駄なく確実に混合できる。
【００４０】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、外部から与えられた力による変形により内容物を移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジおよびその使用方法に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１〜６      ウェル
２１〜２４  試薬保持部（保持部）
２５        試薬保持部（保持部）
【図１】
0005505714.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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