(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿って配置された複数の温度調節装置と、前記温度調節装置の上に配置された反応プレートアセンブリを円周方向に沿って回転させる回転機構と、前記温度調節装置の外周側に設けられた搬入ベース及び排出ベースと、反応プレートアセンブリを前記搬入ベースから前記温度調節装置の上に搬入する搬入駆動機構と、反応プレートアセンブリを前記温度調節装置の上から前記排出ベースに排出する排出駆動機構と、反応プレートアセンブリに装填された試料を光学的に検出する検出装置と、を有する核酸分析装置において、
前記回転機構は、回転軸と、該回転軸の周りに回転する複数の押さえ部と、を有し、反応プレートアセンブリは前記押さえ部によって前記温度調節装置の上に押し付けられた状態で、前記温度調節装置の上を円周方向に沿って移動するように構成されており、
前記搬入駆動機構は、前記搬入ベースに配置された反応プレートアセンブリを半径方向内方に移動させて、前記押さえ部と前記温度調節装置の間に搬入し、
前記排出駆動機構は、前記温度調節装置の上に配置された反応プレートアセンブリを半径方向外方に移動させて、前記押さえ部と前記温度調節装置の間より、前記排出ベースの上に排出するように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記搬入ベースの上面と前記温度調節装置の上面は共面であり、前記搬入駆動機構は、反応プレートアセンブリを半径方向内方に水平方向に移動させることによって、反応プレートアセンブリを前記搬入ベースから前記温度調節装置の上に搬入することができるように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項３】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記排出ベースの上面と前記温度調節装置の上面は共面であり、前記排出駆動機構は、反応プレートアセンブリを半径方向外方に水平方向に移動させることによって、反応プレートアセンブリを前記温度調節装置の上から前記排出ベースに排出することができるように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項４】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記搬入駆動機構は、前記回転軸に対して半径方向に可動な１対のアームと、該アームに装着されたピンと、を有し、前記１対のアームの間の距離は、前記押さえ部の円周方向の幅より大きく、前記ピンは、前記反応プレートアセンブリに形成されたガイドピン孔に挿入されるように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項５】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記排出駆動機構は、前記回転軸に対して半径方向に可動な１対のアームと、該アームに装着されたピンと、を有し、前記１対のアームの間の距離は、前記押さえ部の円周方向の幅より大きく、前記ピンは、前記反応プレートアセンブリに形成されたガイドピン孔に挿入されるように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項６】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記押さえ部は、フックと、該フックを枢動可能に支持する支点と、該フックに枢動力を付与するバネと、を有し、該フックは、半径方向の外端に、突起を有し、該突起の内側に、前記反応プレートアセンブリを保持するように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項７】
請求項６記載の核酸分析装置において、
前記突起の両側には、テーパが形成されており、前記反応プレートアセンブリが該テーパに当接することによって、前記フックは前記支点周りに枢動するように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項８】
請求項６記載の核酸分析装置において、
前記フックの内端には、該フックの枢動のストロークを制御するための突起が設けられていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項９】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記押さえ部には窓が形成され、該窓を介して前記反応プレートアセンブリに装填された試料は前記検出装置によって光学的に検出されるように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１０】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記押さえ部は前記温度調節装置と同一の個数であることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１１】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記複数の温度調節装置は、独立に所定の温度サイクルに従って温度調節することができることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１２】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記搬入ベースは、前記反応プレートアセンブリの温度を所定の温度に保持するためのプレヒータを有することを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１３】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記回転軸の周囲には、複数の円弧状の電極が同心状に配置されており、各電極は、円周方向に沿って複数のセグメントに分割されており、
前記押さえ部には温度調節素子が設けられ、該温度調節素子に接続された配線の内端には、前記円弧状の電極に接触する滑り電極が接続されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１４】
請求項１記載の核酸分析装置において、
前記反応プレートアセンブリは、反応ウエルを備えた反応プレートと、該反応プレートを覆う透明なカバーと、該カバーを覆うように配置された透明な重り部材とを有することを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の核酸分析装置において、
前記温度調節装置の上に配置された前記反応プレートアセンブリの反応プレートに設けられた反応ウエルは、前記回転機構の回転軸を中心とする円周に沿って配置されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１６】
請求項１記載の核酸分析装置において、
試料から核酸を抽出する抽出機構と、該抽出した核酸を反応プレートに分注する分注機構と、該核酸のＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）を検出する検出部を備えることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１７】
円周方向に沿って配置された複数の温度調節装置と、前記温度調節装置の上に配置された反応プレートアセンブリを円周方向に沿って回転させる回転機構と、前記温度調節装置の外周側に設けられた搬入ベース及び排出ベースと、反応プレートアセンブリを前記搬入ベースから前記温度調節装置の上に搬入する搬入駆動機構と、反応プレートアセンブリを前記温度調節装置の上から前記排出ベースに排出する排出駆動機構と、反応プレートアセンブリに装填された試料を光学的に検出する検出装置と、を有する核酸分析装置において、
前記搬入駆動機構は、前記搬入ベースに配置された反応プレートアセンブリを半径方向内方に移動させて、前記温度調節装置の外周側に形成された搬入口を介して、前記温度調節装置の上に搬入し、
前記排出駆動機構は、前記温度調節装置の上に配置された反応プレートアセンブリを半径方向外方に移動させて、前記温度調節装置の外周側に形成された排出口を介して、前記排出ベースの上に排出するように構成されており、
前記回転機構は、回転軸と、該回転軸の周りに回転する複数の押さえ部と、を有し、反応プレートアセンブリは前記押さえ部によって前記温度調節装置の上に押し付けられた状態で、前記温度調節装置の上を円周方向に沿って移動するように構成されており、
前記搬入口及び前記排出口は、前記押さえ部と前記温度調節装置の間に形成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の核酸分析装置において、
前記搬入ベースの上面と前記温度調節装置の上面は共面であり、前記搬入駆動機構は、反応プレートアセンブリを半径方向内方に水平方向に移動させることによって、反応プレートアセンブリを前記搬入ベースから前記温度調節装置の上に搬入することができるように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の核酸分析装置において、
前記排出ベースの上面と前記温度調節装置の上面は共面であり、前記排出駆動機構は、反応プレートアセンブリを半径方向外方に水平方向に移動させることによって、反応プレートアセンブリを前記温度調節装置の上から前記排出ベースに排出することができるように構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的試料に含まれる核酸を増幅することによって生物学的試料を分析するための核酸分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液、血漿、組織片などの生物学的試料に含まれる核酸の分析は、生物学、生化学、医学などの学術研究ばかりでなく、診断、農作物の品種改良、食品検査といった産業など多岐の分野で行われている。核酸の分析方法としてもっとも広く普及している方法はPCR(Polymerase Chain Reaction)と呼ばれる、分析したい領域の核酸を塩基配列特異的に増幅させる技術である。PCRの応用として、分析したい核酸に蛍光ラベルを付加し、励起光を照射して経時的に蛍光強度を測定することで、微量の核酸を高感度に検出することも可能である。
【０００３】
PCRでは、核酸とそれを増幅させるための試薬を含む溶液を、95℃程度に加熱して核酸を熱変性させ、その後60℃程度まで冷却して核酸のアニーリングと伸長反応を進めるというサイクルが30〜40回繰り返される。現在主流のPCR装置では、96〜386個の反応ウエルを有するマイクロタイタープレートと呼ばれる反応プレートをペルチェ素子上に配置し、ペルチェ素子の温度を上下させることで温度サイクルを与えている。この方法では、ペルチェ素子そのものの温度変化に時間を要するため、分析時間の短縮に向けた大きな課題となっていた。
【０００４】
また、上記の方法では、96〜386個の反応ウエルにセットした複数の試料を一括で処理するバッチ処理にならざるを得ず、一旦処理が開始されるとそのバッチが終了するまで次の処理が開始できないという課題もあった。
【０００５】
非特許文献１には、温度サイクルの高速化に対する課題を解決するために、予め複数の温度に設定したヒータ上を、反応ウエルを有するディスク型の反応プレートが接触回転する構造が開示されている。この例では、ヒータを温度変化させる必要が無くなり、反応プレートの温度変化を迅速に行うことが可能となる。また、上面、下面側に配置された温度調節装置からの熱を受け取り易くするために、サンプル溶液を平面方向に広げる工夫もされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８５３８９号公報
【特許文献２】米国特許公報2009/0068064 A1
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Tsuguto Fujimoto, et al.,Jpn.J.Ingect.Dis.,63,31-35 (2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、複数のウエルを備えた円板状のマイクロチップを回転させる機構を備えた温度制御装置の例が記載されている。特許文献２には、扇状のプレートインサートをディスクアッセイプレートに装填するように構成された装置が記載されている。
【０００９】
従来の核酸分析装置では、装填した反応プレートの分析が終了するまでは、次の反応プレートを装填することができなかった。また、随時、反応プレートを装填し、随時、反応プレートをアンロードすることができなかった。従来の核酸分析装置は、試料のローディング及びアンローディングの自由度が高くないため、効率的に核酸分析を行うことができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、核酸分析において、反応プレートのローディング及びアンローディングの自由度が高く、効率的に試料を分析することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、核酸分析装置は、円周方向に沿って配置された複数の温度調節装置と、温度調節装置の上に配置された反応プレートアセンブリを円周方向に沿って回転させる回転機構と、温度調節装置の外周側に設けられた搬入ベース及び排出ベースと、反応プレートアセンブリを搬入ベースから温度調節装置の上に搬入する搬入駆動機構と、反応プレートアセンブリを温度調節装置の上から排出ベースに排出する排出駆動機構と、反応プレートアセンブリに装填された試料を光学的に検出する検出装置と、を有する。
【００１２】
本発明によると、回転機構は、回転軸と、該回転軸の周りに回転する複数の押さえ部と、有する。反応プレートアセンブリは、押さえ部によって温度調節装置の上に押し付けられた状態で、温度調節装置の上を円周方向に沿って移動するように構成されている。
【００１３】
搬入駆動機構は、搬入ベースに配置された反応プレートアセンブリを半径方向内方に移動させて、押さえ部と温度調節装置の間に搬入する。
【００１４】
排出駆動機構は、温度調節装置の上に配置された反応プレートアセンブリを半径方向外方に移動させて、押さえ部と温度調節装置の間より、排出ベースの上に排出する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、反応プレートの装填及びアンローディングの自由度が高く、効率的に試料を分析することができる核酸分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の核酸分析装置の主要部の平面構成を示す図である。
【図２Ａ】本発明の核酸分析装置の温度調節装置に設定される温度サイクルの例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の核酸分析装置の温度調節装置に設定される温度サイクルの例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の核酸分析装置の反応プレートの例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の核酸分析装置の反応プレートの例を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の核酸分析装置の反応プレートの例を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の核酸分析装置の反応プレートの例を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｄの反応プレートの断面構成を示す図である。
【図４】本発明の核酸分析装置の温度制御装置の断面構成を示す図である。
【図５】本発明の核酸分析装置の温度制御装置の反応プレートの保持機構を説明する図である。
【図６Ａ】本発明の核酸分析装置の温度制御装置の反応プレートアセンブリの保持機構の温調用配線を説明する図である。
【図６Ｂ】本発明の核酸分析装置の温度制御装置の反応プレートアセンブリの保持機構の温調用配線を説明する図である。
【図７Ａ】本発明の核酸分析装置の回転機構の押さえ部と搬入駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図７Ｂ】本発明の核酸分析装置の回転機構の押さえ部と搬入駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図７Ｃ】本発明の核酸分析装置の回転機構の押さえ部と搬入駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図７Ｄ】本発明の核酸分析装置の回転機構の押さえ部と搬入駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図７Ｅ】本発明の核酸分析装置の回転機構の押さえ部と搬入駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図７Ｆ】本発明の核酸分析装置の回転機構の押さえ部と搬入駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図８】本発明の核酸分析装置の検出光学系の構成を示す模式図である。
【図９】本発明の核酸分析装置の全体の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、本発明による核酸分析装置について説明する。図１は、核酸分析装置の主要部の平面構成を示す。本例の核酸分析装置は、円周方向に沿って配置された第１〜第８の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈと、第８の温度調節装置２０Ｈの上方に配置された検出装置２３Ａ〜２３Ｃと、第１の温度調節装置２０Ａの外周側に配置された搬入ベース２５と、第５の温度調節装置２０Ｅの外周側に配置された排出ベース２７とを有する。
【００１８】
温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの上に、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの数と同数か又はそれより少ない数の反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈを装填することができる。反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈは、反応プレートとその上に配置された透明な重り部材を有する。反応プレートは反応ウエル１０２及び孔１０３を有する。重り部材も、反応プレートの孔１０３に対応した位置に孔を有する。重り部材の孔と反応プレートの孔１０３が接続されて、反応プレートアセンブリのガイドピン孔が形成される。反応プレートの構造については、後に、図３Ａ〜図３Ｅを参照して説明する。反応プレートと重り部材は熱伝導率が高い材料によって形成される。
【００１９】
反応ウエル１０２には、核酸と必要な試薬が注入されている。反応プレートの上面には、反応ウエルを覆うように、樹脂製の薄い透明なカバーが装着されている。透明なカバーによって反応ウエルはシールされる。重り部材は、反応プレートの上面に装着された透明なカバーの上に配置されている。重り部材は、透明なカバーが剥れることを防止する。
【００２０】
本例の核酸分析装置は、更に、反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈを、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの上にて、円周方向に沿って、一定の速度にて回転させる回転機構を有する。反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈは、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの上にて、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈと熱的に接触した状態にてスライドする。
【００２１】
回転機構は、回転軸３３と、回転軸に接続された支持部材３２と、支持部材３２によって支持された押さえ部３１Ａ〜３１Ｈを有する。押さえ部３１Ａ〜３１Ｈは、反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈを温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの上に押さえ付けるように構成されている。押さえ部３１Ａ〜３１Ｈには、窓３１１が形成されている。窓３１１から、反応プレートの反応ウエル１０２を観察することができる。押さえ部３１Ａ〜３１Ｈの構造の例は、後に図４を参照して説明する。
【００２２】
本例の回転機構は、８個の押さえ部３１Ａ〜３１Ｈを有する。しかしながら、反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈを温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの上に押さえ付けることができるなら、他の構造であってもよい。例えば、支持部材３２は回転軸３３に装着されたスポーク状部材として構成されているが、他の構造であってもよい。
【００２３】
回転軸３３はモータによって一定速度にて回転する。回転軸３３が回転すると、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈと共に、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈによって押さえ付けられている反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈも回転する。反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈは、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈに対して相対的に円周方向に沿って、移動する。反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈの移動中に、反応プレートは、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈによって、所定の温度に維持される。
【００２４】
本例の核酸分析装置は、更に、反応プレートアセンブリを搬入ベース２５から第１の温度調節装置２０Ａの上に搬入する搬入駆動機構を備える。
【００２５】
搬入ベース２５は、プレヒート（酵素活性化）用の熱源であるプレヒート用ヒータ２５１、及び、プレヒートカバー２５２を有する。プレヒート用ヒータ２５１の上に、反応プレートアセンブリを配置することができる。プレヒートカバー２５２は、プレヒート用ヒータ２５１の上に配置された反応プレートアセンブリの上を覆うように構成されている。プレヒート用ヒータ２５１とプレヒートカバー２５２の間の高さ方向の距離は、反応プレートアセンブリの厚さに略等しい。それによって、プレヒートカバー２５２は、反応プレートアセンブリに密着する。好ましくは、プレヒートカバー２５２の温度は、プレヒート用ヒータ２５１の温度と同一に保持される。
【００２６】
搬入駆動機構は、１対の導入用ガイドピンアーム２５５を備える。導入用ガイドピンアーム２５５にはガイドピン（図７Ａ参照）が設けられている。ガイドピンは、導入用ガイドピンアーム２５５より下方に延びている。
【００２７】
反応プレートアセンブリを温度調節装置に搬入するには、導入用ガイドピンアーム２５５に設けられたガイドピンを反応プレートアセンブリのガイドピン孔に挿入する。次に、導入用ガイドピンアームを半径方向内方（矢印２５０）に移動させる。２つの導入用ガイドピンアーム２５５の間の距離は、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈの幅より僅かに大きい。従って、２つの導入用ガイドピンアーム２５５の先端は、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈの両側を挟むように、半径方向内方に移動可能である。導入用ガイドピンアーム２５５の移動とともに、反応プレートアセンブリは、半径方向内方に移動し、第１の温度調節装置２０Ａに配置される。
【００２８】
本例の搬入駆動機構では、回転軸３３の回転を止めることなく、反応プレートアセンブリを温度調節装置に導入することができるが、これについては、後に、図７Ａ〜図７Ｆを参照して説明する。
【００２９】
本例の搬入駆動機構は、反応プレートアセンブリを、プレヒート用ヒータ２５１の上にて移動し、更に、プレヒート用ヒータ２５１から第１の温度調節装置２０Ａへ搬入する。しかしながら、搬入駆動機構は、プレヒート用ヒータ２５１から第１の温度調節装置２０Ａへの搬入のみを行い、プレヒート用ヒータ２５１上における反応プレートアセンブリの移動は、他の駆動機構を用いてもよい。
【００３０】
本例の核酸分析装置は、更に、反応プレートアセンブリを第５の温度調節装置２０Ｅから排出ベース２７の上に排出する排出駆動機構を備える。
【００３１】
排出ベース２７はカバー２７２を備える。排出駆動機構は、１対の排出用ガイドピンアーム２７５を備える。排出用ガイドピンアーム２７５には、ガイドピン（図示なし）が設けられている。ガイドピンは、排出用ガイドピンアーム２７５より下方に延びている。
【００３２】
反応プレートアセンブリを温度調節装置より排出するには、排出用ガイドピンアーム２７５を半径方向内方に移動させる。２つの排出用ガイドピンアーム２７５の間の距離は、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈの幅より僅かに大きい。従って、２つの排出用ガイドピンアーム２７５の先端は、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈの両側を挟むように、半径方向内方に移動可能である。次に、排出用ガイドピンアーム２７５に設けられたガイドピンを、第５の温度調節装置２０Ｅに配置された反応プレートアセンブリのガイドピン孔に挿入する。次に、排出用ガイドピンアーム２７５を半径方向外方（矢印２７０）に移動させる。排出用ガイドピンアーム２７５の移動とともに、反応プレートアセンブリは、半径方向外方に移動し、排出ベース２７に配置される。
【００３３】
本例の排出駆動機構では、回転軸３３の回転を止めることなく、反応プレートアセンブリを温度調節装置より排出することができる。
【００３４】
検出装置２３Ａ〜２３Ｃは、第８の温度調節装置２０Ｈの上方に配置されている。検出装置２３Ａ〜２３Ｃは、反応ウエル１０２に装填された試料へ励起光を照射し、反応ウエル１０２に装填された試料からの蛍光の強度を測定する光学的検出装置であってよい。検出装置２３Ａ〜２３Ｃは、それぞれが異なる色素の発光を検出する。ここでは、３個の検出装置が設けられているから、３種の色素の発光を検出することができる。
【００３５】
反応プレートアセンブリが第８の温度調節装置２０Ｈの上をスライドするとき、反応プレートアセンブリの複数の反応ウエルは、検出装置２３Ａ〜２３Ｃの直下を通過する。複数の反応ウエル１０２は反応プレートの上に円弧状に配列されている。反応プレートアセンブリは、複数の反応ウエル１０２が回転軸３３の回転中心を中心とする円の円周に沿って配置されるように、温度調節装置の上に配置される。従って、反応プレートアセンブリが温度調節装置の上を円周方向に沿って移動するとき、全ての反応ウエルは、同一の円周に沿って移動する。
【００３６】
本例の核酸分析装置の操作を説明する。核酸分析装置では、様々な分析、解析が可能であるが、ここでは、ＰＣＲを行う場合を説明する。血液や組織からなる試料から抽出した核酸と、ＰＣＲ反応に必要な試薬（酵素、プライマ、バッファなど）を反応プレートの反応ウエルに分注する。透明カバーによって反応ウエルをシールし、その上に、透明な重り部材を配置することにより、反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈが形成される。
【００３７】
搬入ベース２５では、プレヒート（酵素活性化）を行う。プレヒート用ヒータ２５１は、反応プレートアセンブリを９５℃に保持する。好ましくは、プレヒートカバー２５２の温度も９５℃に保持する。反応プレートアセンブリは、プレヒート用ヒータ２５１上に約１０分間保持される。この温度及び時間は、反応ウエル内に添加した酵素を活性化させるために必要である。これは、抽出した核酸がＤＮＡの場合である。
【００３８】
ＲＮＡを抽出する場合には、プレヒート（酵素活性化）の直前に４０℃で５分間保持する逆転写の工程が必要になる。この場合には、図示の搬入ベース２５の前段にさらに４０℃のプレヒート用ヒータ（図示せず）とプレヒートカバー（図示せず）、ガイドピン（図示せず）を追加すればよい。
【００３９】
搬入ベース２５にてプレヒート（酵素活性化）が完了すると、搬入駆動機構によって、反応プレートアセンブリを搬入ベース２５から第１の温度調節装置２０Ａの上に搬入する。搬入駆動機構は、回転軸３３の回転を止めることなく、反応プレートアセンブリを第１の温度調節装置２０Ａに搬入する。反応プレートアセンブリは、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈに熱的に接触した状態で温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの上を順にスライドする。第１〜第８の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの温度は、予め決められた温度サイクルに従って設定される。即ち、反応プレートの反応ウエルに保持された核酸は、第１〜第８の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈによって構成される温度サイクルに供される。
【００４０】
PCRでは、核酸と増幅試薬を含む溶液を、95℃程度に加熱して核酸を熱変性させる工程と、次に60℃程度まで冷却して核酸のアニーリングと伸長反応を行う工程を含む温度サイクルが用いられる。この温度サイクルは、通常、30〜40回繰り返される。
【００４１】
ここでは、反応プレートアセンブリが１回転することにより、１温度サイクルが完了するものとする。温度サイクルを30〜40回繰り返す場合には、反応プレートアセンブリを30〜40回回転させる。第１〜第８の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの温度は、例えば、次のように設定される。
第１の温度調節装置２０Ａ…９５℃
第２の温度調節装置２０Ｂ…９５℃
第３の温度調節装置２０Ｃ…６０℃
第４の温度調節装置２０Ｄ…６０℃
第５の温度調節装置２０Ｅ…６０℃
第６の温度調節装置２０Ｆ…６０℃
第７の温度調節装置２０Ｇ…６０℃
第８の温度調節装置２０Ｈ…６０℃
【００４２】
１温度サイクルの時間（周期）は５０〜２００秒、特に、１００〜１５０秒である。１温度サイクルの時間は、ＰＣＲアッセイと試薬によって決定される。高速反応が可能な試薬を用いる場合には、１温度サイクルの時間を短くすることができる。したがって、核酸分析時間の短縮化が可能になる。更に、１温度サイクルの時間は、反応プレートアセンブリの材料と構造によっても変化する。反応プレートアセンブリの材料として熱伝導率が高い材料を用い、反応プレートアセンブリと温度調節装置の間の熱伝達率を高くすることにより、核酸分析の効率化と核酸分析時間の短縮化が可能になる。
【００４３】
８個の温度調節装置の円周方向の寸法は同一であってよい。本例では、９５℃の温度調節装置は、２個の温度調節装置からなり、円周の１／４の寸法を有する。６０℃の温度調節装置は、６個の温度調節装置からなり、円周の３／４の寸法を有する。回転軸３３が１回転する時間をｔ秒とすると、各反応ウエルが、９５℃の温度調節装置に滞在している時間は、（１／４）ｔ秒となり、各反応ウエルが、６０℃の温度調節装置に滞在している時間は、（３／４）ｔ秒となる。各反応ウエルが、９５℃の温度調節装置、及び、６０℃の温度調節装置に、それぞれ滞在している時間は予め設定されている。回転軸３３の回転速度を変化させることにより、各反応ウエルが、９５℃の温度調節装置に滞在する時間、及び、６０℃の温度調節装置に滞在している時間を所定の値に設定することができる。
【００４４】
１温度サイクルが完了する毎に、第８の温度調節装置２０Ｈの上方に配置された検出装置２３Ａ〜２３Ｃによって、反応プレートの反応ウエルに装填された試料が光学的に観察される。ここでは、３個の検出装置が設けられているから、３種の色素の発光を検出することができる。
【００４５】
温度サイクルを所定の回数、繰り返したら、排出駆動機構によって、反応プレートアセンブリを、第５の温度調節装置２０Ｅから排出ベース２７に排出する。
【００４６】
本例の核酸分析装置では、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに配置されている全ての反応プレートアセンブリに対して、同時に温度サイクルを開始させ、同時に温度サイクルを終了させる必要はない。押さえ部３１Ａ〜３１Ｈのいずれかに空きがあれば、何時でも、そこに、あらたな反応プレートアセンブリを挿入することができる。例えば、搬入ベース２５に、逐次、又は、随時、反応プレートアセンブリが到着するような場合には、空いた押さえ部に、それを、逐次、又は、随時、装填することができる。ＰＣＲ反応が終了した反応プレートアセンブリを、逐次、又は、随時、排出することができる。こうして、空きがないように、常に全ての押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに反応プレートアセンブリを挿入することにより、ＰＣＲを効率的に実施することができる。
【００４７】
本例の核酸分析装置では、ＰＣＲ反応が終了した反応プレートアセンブリを随時排出することができるために、全ての反応プレートアセンブリについて、ＰＣＲ反応が終了するまで待つ必要はない。従って、分析結果の報告までの時間を短縮できる。さらに、全ての反応プレートアセンブリは、同一の円周状の軌道に沿って移動するから、搬入ベース２５、排出ベース２７、及び、検出装置２３Ａ〜２３Ｃを１箇所に設ければよい。従って、核酸分析装置の全体の寸法の増加を抑制しながら、スループットを向上させることができる。
【００４８】
上述の例では、反応プレートアセンブリが１回転することにより、１温度サイクルが完了する。しかしながら、反応プレートアセンブリが１回転することにより、複数回の温度サイクルが完了するように構成してもよい。例えば、１回転する間に、２回の温度サイクルが完了するように構成してよい。この場合、半周で１回の温度サイクルが完了するように、８個の温度調節装置の温度を所定の温度に設定する。
【００４９】
回転機構の回転軸が１回転する間に、複数の温度サイクルを完了させる場合には、回転軸３３の回転速度を低速化する必要がある。例えば、回転機構の回転軸が１回転する間に、同一の温度サイクルを２回完了させる場合には、回転速度を半分にする。回転速度が低速になると、検出装置における発光を検出精度が高くなる利点がある。
【００５０】
更に、上述の例では、円周上に８個の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈを設けるが、温度調節装置の数は８個に限定されるものではない。温度調節装置は、８個以下でもよいし、８個以上でもよい。更に、温度調節装置の円周方向の寸法は、全て同一であってもよいが、同一でなくてもよい。即ち、円周を等分することによって温度調節装置を設けてもよいが、不等分することによって温度調節装置を設けてもよい。
【００５１】
本例では、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの平面寸法は、反応プレートアセンブリ１０Ａ〜１０Ｈの平面寸法より大きい。従って、温度調節装置に収納することが可能であれば、様々な平面寸法及び形状を有する反応プレートアセンブリを用いることができる。しかしながら、所定の反応プレートアセンブリのみを使用する場合には、温度調節装置の平面寸法及び形状を、その反応プレートアセンブリの平面寸法及び形状と同一にしてもよい。
【００５２】
本例では、複数の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈを有するから、温度サイクルの変更が容易である。しかしながら、温度サイクルの変更が不要な場合には、複数の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈを備える必要はない。例えば、上述の例のように、95℃と60℃の２つの設定温度を含む温度サイクルだけを実行する場合には、95℃の温度調節装置と60℃の温度調節装置の２つの温度調節装置を設ければよい。この場合、各温度調節装置の円周方向の寸法は、各温度に保温する時間に対応するように設定されてよい。
【００５３】
上述の例では、核酸分析装置に装填される反応プレートアセンブリは、全て同一の温度サイクルに供するものとしている。しかしながら、回転機構を停止することによって、核酸分析装置に装填されている反応プレートアセンブリを、互いに異なる温度サイクルに供することも可能である。回転機構を停止し、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの各々を、独立した温度プログラムによって、互いに異なる温度サイクルにて作動させればよい。
【００５４】
尚、反応プレートアセンブリを、温度サイクルの完了毎に、検出装置２３Ａ〜２３Ｃの位置に移動させる必要がある。また、反応プレートアセンブリの搬入及び排出には、反応プレートアセンブリの搬入ベース又は排出ベースに移動させる必要がある。従って、この場合には、検出装置２３Ａ〜２３Ｃ、搬入ベース及び排出ベースを、温度調節装置の周りに移動させる機構を設けるとよい。
【００５５】
上述の例では、核酸分析装置の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈに反応プレートアセンブリを装填する場合を説明したが、温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈに反応プレートを装填してもよい。
【００５６】
図２Ａ及び図２Ｂは、温度サイクルの例を示す。図２Ａに示す温度サイクルは、上述のように、95℃の加熱と、60℃の保温を含む。図２Ｂに示す温度サイクルは、95℃の加熱と、60℃の保温と、約72℃の保温の３つのステップを含む。本例の温度制御装置では、第１〜第８の温度調節装置２０Ａ〜２０Ｈの温度を所定の温度に設定することにより、所望の温度サイクルを構成することができる。即ち、本例の温度制御装置では、８個の温度調節装置の各々の温度を任意の温度に設定することにより、任意の温度サイクルを設定することができる。
【００５７】
図３Ａ〜図３Ｅを参照して、本発明による反応プレートの例を説明する。図３Ａに示す例では、反応プレート１０１の上面に複数の反応ウエル１０２が円周１００に沿って配置されている。円周１００は、回転軸３３を中心として回転する反応ウエル１０２の軌跡に対応する。反応プレート１０１の両端には、ガイドピン用孔１０３が設けられている。
【００５８】
図３Ｂに示す例では、同心円に沿って、２列の反応ウエル１０２Ａ、１０２Ｂが形成されている。本例では、検出装置２３Ａ〜２３Ｃに、２次元のＣＣＤイメージセンサを用いてもよい。図３Ｃに示す例では、反応プレート１０１の上面に１個の反応ウエル１０２が形成されている。
【００５９】
図３Ｄ及び図３Ｅに反応プレート１０１の他の例を示す。図３Ｄは、この反応プレート１０１の平面構成を示し、図３Ｅは、図３Ｄの線Ａ−Ａに沿って切断した、この反応プレート１０１の断面構成を示す。この反応プレート１０１の上面には、凹部からなる反応ウエル１０２が形成されている。反応ウエル１０２に、試料と試薬を分注した後、その上に樹脂製の薄い透明なカバー１０５を貼り付ける。
【００６０】
図４を参照して、本発明の核酸分析装置に設けられた温度調節装置の構造の例を説明する。ここでは、第１の温度調節装置２０Ａの構造を説明する。第１の温度調節装置２０Ａは、熱源２０２と、その上に配置された熱伝導プレート２０１と、熱源２０２の温度を検出する温度センサ２０３を有する。熱伝導プレート２０１の上を、反応プレートアセンブリ１０Ａが摺動するように構成されている。反応プレートアセンブリ１０Ａは反応プレート１０１とその上の透明なカバー１０５とその上の透明な重り部材１０７を有する。
【００６１】
熱源２０２は、シリコンラバーヒータやペルチェなどの電気的装置が好ましい。熱伝導プレート２０１は板状の剛体である。熱伝導プレート２０１は、熱源２０２の熱を均一にし、反応プレート１０１に熱を効率的に伝えるために、熱伝導率の高い材料、例えば、アルミニウムなどの金属やセラミックによって構成される。
【００６２】
熱伝導プレート２０１は、反応プレートアセンブリ１０Ａの摺動によって磨耗する可能性がある。そこで、磨耗を防止するために、熱伝導プレート２０１に表面処理を施してもよい。アルミニウム板の場合には、アルマイト処理を施してもよい。尚、熱伝導性が犠牲になるが、熱伝導プレート２０１に樹脂カバーを貼り付けたり、摺動性の高いＰＯＭ(polyacetal, polyoxymethylene)などの薄い樹脂板を密着させてもよい。
【００６３】
温度センサ２０３は、熱源２０２に接触するように、又は、熱源２０２と熱伝導プレート２０１の両者に接触するように装着されている。温度センサ２０３によって検出された熱源２０２又は熱伝導プレート２０１の温度は、温度調節装置の制御部（図示せず）に送られる。制御部は、検出された温度が所定の温度に一致するように、熱源２０２に供給する電流値を調整する。
【００６４】
第１の温度調節装置２０Ａと、それに隣接する第２の温度調節装置２０Ｂの間には、断熱材２１が充填され、温度調節装置間における熱の干渉を防いでいる。
【００６５】
図５を参照して、本発明の核酸分析装置に設けられた反応プレートアセンブリの保持機構の構造及び動作の例を説明する。尚、熱伝導プレート２０１の図示は省略されている。第１の温度調節装置２０Ａの上に、反応プレートアセンブリ１０Ａが配置されている。反応プレートアセンブリ１０Ａは、反応プレート１０１とその上に装着された透明なカバー１０５とその上に配置された透明な重り部材１０７を含む。
【００６６】
温度調節装置２０Ａに隣接して、搬入ベース２５のヒータ２５１が配置されている。更に、ヒータ２５１の上に、ヒータカバー２５２が配置されている。温度調節装置２０Ａと搬入ベース２５のヒータ２５１の間の距離は僅かであり、両者は略接触している。温度調節装置２０Ａの上面とヒータ２５１の上面は共面を形成している。温度調節装置２０Ａと押さえ部３１Ａの間に、反応プレートアセンブリ１０Ａを搬入するための搬入口３５が形成されている。搬入口３５は、温度調節装置２０Ａと押さえ部３１Ａの間の外周面に沿って円周状に開口している。搬入口３５の高さ方向の寸法Ｈ１は、ヒータ２５１とヒータカバー２５２の間の間隙の寸法Ｈ２より大きい。
【００６７】
押さえ部３１Ａは、押さえ部材３００Ａと、支点４００と、支点回りに枢転可能に装着されたフック４０１を有する。フック４０１の外端の下面には突起４０５が形成され、この突起の両側には、テーパ４０６、４０７が形成されている。突起４０５の内側には、反応プレートアセンブリ１０Ａを押さえるための凹部４０８が形成されている。フック４０１の内端の上面には、フックのストロークを制御するための突起４０３が設けられている。
【００６８】
押さえ部材３００Ａとフック４０１の間には、バネ４１０が装着されている。バネ４１０の弾性力によって、フック４０１は、本図において、時計方向の枢動力が付与される。従って、フック４０１は、バネ４１０の弾性力によって、反応プレートアセンブリ１０Ａの上に押し付けられている。反応プレートアセンブリ１０Ａは、バネ４１０の弾性力によって、温度調節装置２０Ａの上に押し付けられている。こうして反応プレート１０１が温度調節装置２０Ａに密着することにより、反応プレート１０１の温度は、温度調節装置２０Ａの温度と正確に同一となる。
【００６９】
重り部材１０７は、温度サイクル中に、反応プレートに貼り付けたカバー１０５が剥がれるのを防ぐために用いる。従って、重り部材１０７は、カバー１０５と平面的に密着するように、平坦面を有することが望ましい。更に、反応プレートの反応ウエルの核酸の発光を光学的に観察することができるように、透明な材料によって形成される。重り部材１０７の材料には、例えば所定の透過率を有するガラスを用いるとよい。
【００７０】
重り部材１０７は、所定の熱容量を有する。従って、重り部材１０７と反応プレート１０１がカバー１０５を介して接触していても、両者は熱的に均一な状態、即ち、同一温度にならないことがある。例えば、重り部材１０７が室温雰囲気にあり、反応プレート１０１が９５℃の温度条件下にあるとき、両者の間で温度差が生じる。反応ウエルの内部にて気化した試料や試薬がカバー１０５に接触すると、冷却され、結露する可能性がある。これを回避するために、回転機構に温度調節機構を設ける。回転機構に設ける温度調節機構は、フック４０１及び押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに設けた温度センサとヒータを含む。温度センサは、サーミスタ又は熱電対であってよい。ヒータは、ＤＣ２４Ｖの電源が供給される電気抵抗型ヒータであってよい。回転機構に設ける温度調節機構は、フック４０１及び押さえ部３１Ａ〜３１Ｈを所定の温度に保持する。反応プレート１０１の温度は、温度調節装置に設定された温度に従って変化するが、フック４０１及び押さえ部３１Ａ〜３１Ｈの温度は、一定の温度、例えば、１００℃に保持されてよい。
【００７１】
押さえ部３１Ａ〜３１Ｈは回転軸３３周りに回転する。そのため、フック４０１及び押さえ部３１Ａ〜３１Ｈを温度制御するには、温度制御装置からの配線が、回転により断線又は絡まることがないような構造が必要である。そこで、回転軸周りの構造を説明する。
【００７２】
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、反応プレートアセンブリの保持機構の温調用の配線を説明する。図６Ａは、回転軸の平面構成を示す。回転軸には８個の支持部材が装着されているが、ここでは、１個の支持部材３２のみを示した。回転軸３３の周囲には、配線と同数の４個の電極５０１〜５０４が配置されている。４個の電極５０１〜５０４は、円弧状に形成され、同心状に配置されている。４個の電極５０１〜５０４は、支持部材と同数の８個のセグメント電極に分割されている。８個のセグメント電極は、８個の温度調節装置に対応して配置されている。
【００７３】
図６Ｂは、図６Ａの線Ａ−Ａに沿った断面構成を示す。支持部材３２の内部には配線５０５が配置されている。ここでは、４本の配線が配置されているものとする。配線５０５の内端には、滑り電極５０６が接続されている。４個の配線５０５の滑り電極５０６は、それぞれ、４個の固定電極５０１〜５０４に電気的に接続されている。
【００７４】
例えば外周側の２個の電極５０１、５０２を、フック４０１または押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに設けた温度センサの出力用に使用してよい。内周側の２個の電極５０３、５０４を、フック４０１または押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに設けたヒータの電源供給、例えばＤＣ２４Ｖと接地に使用してよい。
【００７５】
回転軸３３が回転すると、支持部材３２も回転する。支持部材３２の回転中、滑り電極５０６は、４個の電極５０１〜５０４にそれぞれ接触しながらその上を滑動する。
【００７６】
本例では、４個の固定電極５０１〜５０４は、円周方向に沿って、８個のセグメント電極に分割されている。支持部材３２が１つのセグメント電極から次のセグメント電極に移動するとき、その支持部材３２の滑り電極は、固定電極に接触していない。従って、このとき、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに設けた温度センサ及びヒータは作動を停止する。しかしながら、隣接する２つのセグメント電極の間の距離は十分小さいから、押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに設けた温度センサ及びヒータの作動が停止する時間は短い。
【００７７】
回転機構に設ける温度調節機構が、単一の温度センサ及びヒータによって構成される場合には、４個の固定電極を８個のセグメント電極に分割する必要はない。８個のフック４０１または押さえ部３１Ａ〜３１Ｈの温度を代表する１個の温度センサにより検出し、その温度を所定の温度と比較し、両者の差を、フック４０１または押さえ部３１Ａ〜３１Ｈのヒータにフィードバックすればよい。
【００７８】
フック４０１または押さえ部３１Ａ〜３１Ｈに温度センサを設けないで、その代わりに、ヒータへ電源を供給する配線に、サーモスタット等の温度に感応してオンオフを切り替えるスイッチ素子を設けてもよい。この場合には、４個の固定電極を８個のセグメント電極に分割する必要はない。
【００７９】
次に図７Ａ〜図７Ｆを参照して、回転機構の押さえ部３１Ａ、及び、搬入駆動機構の動作を説明する。
【００８０】
図７Ａは、反応プレートアセンブリ１０Ａが搬入ベースのプレヒート用ヒータ２５１の上に配置された状態を示す。プレヒート用ヒータ２５１の上面と第１の温度調節装置２０Ａの上面は共面である。反応プレートアセンブリ１０Ａの上には、プレヒートカバー２５２が配置されている。搬入駆動機構は、ガイドピン２５６を備えたガイドピンアーム２５５を有する。
【００８１】
プレヒート（酵素活性化）を行うために、反応プレートアセンブリ１０Ａは、プレヒート用ヒータ２５１上にて、９５℃で約１０分間保持される。
【００８２】
押さえ部３１Ａは、押さえ部材３００Ａと、支点４００と、支店４００回りに枢転可能に装着されたフック４０１を有する。押さえ部材３００Ａの外端と第１の温度調節装置２０Ａの間に搬入口３５が形成されている。
【００８３】
押さえ部材３００Ａとフック４０１の間には、バネ４１０が装着されている。バネ４１０の弾性力によって、フック４０１は、図示の時計方向の枢動力が付与されている。フック４０１の内端の上側に設けられた突起４０３は、押さえ部材３００Ａに当接しており、フックが時計方向にこれ以上枢動することはできない。フック４０１の外端の下側に設けられた突起４０５の両側にはテーパ４０６、４０７が形成されている。
【００８４】
図７Ｂは、駆動部に接続したガイドピンアーム２５５を介してガイドピン２５６を降下させた状態を示す。ガイドピン２５６は反応プレートアセンブリ１０Ａのガイドピン用孔１０ａに挿入される。このガイドピン用孔１０ａは、重り部材の孔と反応プレートの孔が接続されたものである。
【００８５】
図７Ｃは、ガイドピンアーム２５５が、回転機構の半径方向内方に移動した状態を示す。ガイドピンアーム２５５が半径方向内方に移動すると、反応プレートアセンブリ１０Ａも、半径方向内方に移動する。反応プレートアセンブリ１０Ａは搬入口３５を介して内方に移動する。プレヒート用ヒータ２５１の上面と第１の温度調節装置２０Ａの上面は共面であるから、反応プレートアセンブリ１０Ａは、半径方向内方に、水平移動することによって、プレヒート用ヒータ２５１の上面から第１の温度調節装置２０Ａの上面に容易に移動する。ここで、ガイドピンアーム２５５の移動速度は、回転機構の押さえ部の円周方向の移動速度に比べて十分速いものとする。従って、回転機構を停止させることなく、反応プレートアセンブリ１０Ａの搬入が可能である。
【００８６】
反応プレートアセンブリ１０Ａが半径方向内方に移動すると、反応プレートアセンブリ１０Ａの内縁は、フック４０１の外端の外側のテーパ４０７に当接する。
【００８７】
図７Ｄは、ガイドピンアーム２５５が、更に、回転機構の半径方向内方に移動した状態を示す。反応プレートアセンブリ１０Ａが、更に、半径方向内方に移動すると、反応プレートアセンブリ１０Ａによって、フック４０１の外端は押し上げられる。フック４０１は、支点４００の周りに、この図にて、反時計方向に枢動する。
【００８８】
図７Ｅは、ガイドピンアーム２５５が、更に、回転機構の半径方向内方に移動した状態を示す。反応プレートアセンブリ１０Ａが、更に、半径方向内方に移動すると、反応プレートアセンブリ１０Ａは、フック４０１の凹部４０８の下まで押し込まれる。ここで、フック４０１は、バネ４１０の弾性力によって、反応プレートアセンブリ１０Ａを押し付ける。それによって、反応プレートアセンブリ１０Ａは、固定される。
【００８９】
図７Ｆは、ガイドピンアーム２５５を上昇させ、回転機構の半径方向外方に移動した状態を示す。ガイドピンアーム２５５を上昇させると、ガイドピン１１５は、反応プレートアセンブリ１０Ａのガイドピン孔１０ａから引き抜かれる。更に、ガイドピンアーム２５５を半径方向外方に移動させ、初期の位置に戻す。ガイドピンアーム２５５は、次の反応プレートアセンブリを次の空の押さえ部に挿入するために待機する。
【００９０】
尚、搬入ベースに、反応プレートアセンブリが配置されている場合にのみ、搬入駆動機構を作動させるように構成してよい。しかしながら、搬入ベースに、反応プレートアセンブリが配置されていない場合にも、搬入駆動機構を作動させてもよい。ガイドピンアーム２５５が空移動しても、ガイドピンアーム２５５は、押さえ部３１Ａ又はフック４０１に衝突することはない。
【００９１】
排出駆動機構の動作は、搬入駆動機構の動作と逆である。排出駆動機構によって、反応プレートアセンブリを、温度調節装置から排出ベースに排出する場合には、上述の動作の逆の動作を行えばよい。
【００９２】
図８を参照して、本発明による検出装置の構造の例を説明する。本例の検出装置２３は、光源８０１、第１レンズ８０２、励起フィルタ８０３、ダイクロイックミラー８０４、第２レンズ８０５、蛍光フィルタ８０７、第３レンズ８０８、及び、検知器８０９を有する。
【００９３】
光源８０１からの励起光は、第１レンズ８０２によって集光され、平行光となる。平行光化した励起光より、励起フィルタ８０３によって最適な励起波長が選択される。波長選択された励起光は、ダイクロイックミラー８０４によって進路を変更し、第２レンズ８０５によって収斂光となり、反応ウエル８０６に到達する。励起光によって、反応ウエル内の蛍光色素が励起され、発光する。
【００９４】
反応ウエルからの発光（蛍光）は、第２レンズ８０５によって集光され、平行光となり、ダイクロイックミラー８０４を透過する。透過した発光より、蛍光フィルタ８０７によって、所定の波長の蛍光が選択される。波長選択された蛍光は、第３レンズ８０８によって絞られ、検知器８０９に到達する。検知器８０９は、蛍光を検出する。
【００９５】
光源８０１は、反応ウエル内の蛍光色素を励起する励起光を発生させるものであり、ＬＥＤやハロゲンランプであってよい。検知器８０９として、ホトダイオードや光電子増倍管などが使われる。図示していないが、励起フィルタ８０３を透過した励起光の一部をビームスプリッタで分割して、励起光のモニタとしてもよい。
【００９６】
光源８０１、励起フィルタ８０３および蛍光フィルタ８０７は、検出する蛍光色素の種類に応じて変更可能である。本発明の核酸分析装置では、３つの検出装置２３Ａ〜２３Ｃを有するが、これは３種類の蛍光色素を使用することを想定している。検出装置２３Ａ〜２３Ｃに、ＣＣＤイメージセンサを用いてもよい。
【００９７】
図９を参照して、本発明の核酸分析装置の例を説明する。本例の核酸分析装置は、核酸抽出部９０１、分注部９０２及び増幅検出部９０３を有する。増幅検出部９０３には、上述の温度制御装置が組み込まれている。
【００９８】
核酸抽出部９０１は、全血、組織などの試料から核酸を抽出する部分である。核酸抽出部９０１は、以下の工程を実現する。（１）カオトロピック剤を含む溶液によって、細胞を破砕あるいはアガロースゲルを溶解させ、バッファ中に目的の核酸を溶出させる。（２）磁性ビーズ（磁性シリカ粒子）を溶解したサンプルに加え、混合することにより、粒子表面に目的の核酸を吸着させる。（３）洗浄液にて、Ｂ／Ｆ（固液）分離を繰り返すことにより、不要な核酸や蛋白質等の夾雑物を除去する。（４）洗浄後、磁性ビーズを減菌水または低塩濃度のバッファ中に懸濁することによってビーズ表面からＤＮＡを溶出させる。（５）目的の核酸を含んだ溶出液から磁性ビーズを除去する。
【００９９】
分注部９０２は、先の工程によって抽出された核酸溶液を反応プレートの反応ウエルに分注する工程を担う。単一の遺伝子にのみ注目するような分析の場合には、１検体からの核酸溶液を、反応プレート上の単一の反応ウエルに分注する。複数の遺伝子に注目する分析の場合には、１検体からの核酸溶液を、反応プレート上の複数の反応ウエルに分注する。試薬はこの分注部によってそれぞれの反応ウエルに分注される場合もあり、反応プレートを提供するメーカがあらかじめ分注済みの反応プレートを提供する場合もある。
【０１００】
分注後に、反応プレートの上面に透明なカバーを貼り付ける。カバーは、熱または圧力によって、反応プレートに密着する。この分注済の且つシール済みの反応プレートに重り部材を組み付ける。こうして反応プレートアセンブリが形成される。
【０１０１】
増幅検出部９０３は、温度調節装置によって、ＰＣＲ反応を発生させて、この反応をリアルタイムで検出する。
【０１０２】
核酸抽出部９０１から増幅検出部９０３の各工程は、独立した装置に分割されていてもよいし、増幅検出部とその上流の分注部を組み合わせた装置であってもよいし、また抽出部９０１から増幅検出部９０３までが一体の装置であってもよい。
【０１０３】
以上本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。
【符号の説明】
【０１０４】
１０Ａ〜１０Ｈ…反応プレートアセンブリ、２０Ａ〜２０Ｈ…温度調節装置、２１…断熱材、２３Ａ〜２３Ｃ…検出装置、２５…搬入ベース、２７…排出ベース、３１Ａ〜３１Ｈ…押さえ部、３２…支持部材、３３…回転軸、３５…搬入口、１００…円周、１０１…反応プレート、１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ…反応ウエル、１０３…ガイドピン用孔、１０５…カバー、１０７…重り部材、２０１…熱伝導プレート、２０２…熱源、２０３…温度センサ、２５１…プレヒート用ヒータ、２５２…プレヒートカバー、２５５…導入用ガイドピンアーム、２５６…ピン、２７２…カバー、２７５…排出用ガイドピンアーム、４００…支点、４０１…フック、４０５…突起、４０６、４０７…テーパ、４１０…バネ、５０１〜５０４…電極、５０５…配線、５０６…滑り電極、８０１…光源、８０２…レンズ、８０３…励起フィルタ、８０４…ダイクロイックミラー、８０５…レンズ、８０７…蛍光フィルタ、８０８…レンズ、８０９…検出器、９０１…核酸抽出部、９０２…分注部、９０３…増幅検出部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
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