(57)【要約】  本発明は測光分注ノズルユニット、測光分注装置、および測光分注処理方法であって、装置規模の拡大を防止し、構造が簡単で扱いやすい測光分注ノズルユニット、測光分注装置、および測光分注処理方法を提供することを目的とする。  先端開口部を通して気体の吸引吐出が行われかつ分注チップが装着可能なノズルと、該ノズルに設けられ、該ノズルの先端で光の受光または照射可能な導光端部と、内部に空洞を有するシリンダ、該空洞内を摺動可能に設けられたプランジャ、および気体の吸引吐出が行われる吸引吐出口を有する分注用シリンダと、該ノズルを通り、該吸引吐出口と前記ノズルの先端開口部と連通する吸引吐出用流路と、前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って前記導光端部と光学的に接続される導光路と、を有するように構成する。
2018181481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端開口部を通して気体の吸引吐出が行われかつ分注チップが装着可能なノズルと、
該ノズルに設けられ、該ノズルの先端で光の受光または照射可能な導光端部と、
内部に空洞を有するシリンダ、該空洞内を摺動可能に設けられたプランジャ、および気体の吸引吐出が行われる吸引吐出口を有する分注用シリンダと、
該ノズルを通り、該吸引吐出口と前記ノズルの先端開口部とを連通する吸引吐出用流路と、
前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って前記導光端部と光学的に接続された導光路と、を有する測光分注ノズルユニット。
【請求項２】
前記ノズルおよび前記分注用シリンダが各々独立して着脱可能に取り付けられて並列に支持されかつ前記吸引吐出用流路の一部領域が内部に形成された流路内蔵支持部材をさらに有する請求項１に記載の測光分注ノズルユニット。
【請求項３】
前記ノズルは、その側壁を貫いて設けられたノズル横孔を有し、前記吸引吐出口は前記シリンダの側壁を貫いて設けられたシリンダ横孔であり、前記吸引吐出用流路の前記一部領域は、前記流路内蔵支持部材に取り付けられた前記ノズルの前記ノズル横孔と、該流路内蔵支持部材に取り付けられた前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔との間を連通するように形成された連結流路を有する請求項２に記載の測光分注ノズルユニット。
【請求項４】
前記流路内蔵支持部材は、流路内蔵支持ブロックと、該流路内蔵支持ブロックに穿設されたノズル取付用縦孔およびシリンダ取付用縦孔と、該流路内蔵支持ブロックの内部に形成され前記ノズル取付用縦孔および前記シリンダ取付用縦孔との間を連通する前記連結流路とを有し、前記ノズルは、前記ノズル取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記分注用シリンダは、該シリンダ取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記連結流路は、取り付けられた前記ノズルのノズル横孔と、取り付けられた前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔と連通する請求項３に記載の測光分注ノズルユニット。
【請求項５】
前記ノズルと前記ノズル取付用縦孔との間の各密接面のいずれか、および前記分注用シリンダと前記シリンダ取付用縦孔との間の各密接面のいずれかには、前記シリンダ横孔および前記ノズル横孔を上下位置で挟むようにシール部材が各密接面を上下に仕切るように設けられた請求項４に記載の測光分注ノズルユニット。
【請求項６】
前記ノズルの前記先端開口部と連通する圧力センサをさらに有し、前記ノズルの前記側壁には、該側壁を貫いて第２のノズル横孔が設けられ、該圧力センサは、該第２のノズル横孔を介して前記先端開口部と連通し、前記流路内蔵支持部材の流路内蔵支持ブロックには、前記圧力センサが独立して着脱可能に取り付けられる圧力センサ取付孔がさらに設けられ、かつ取り付けられた前記圧力センサと前記第２のノズル横孔とを連通する圧力センサ用流路が形成された請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の測光分注ノズルユニット。
【請求項７】
前記分注用シリンダの前記空洞は、大径の内周面を有する大径領域、および前記大径領域の前記吸引吐出口側に設けられ小径の内周面を有する小径領域を有し、前記プランジャは、前記大径領域を摺動可能に設けられた太軸部、および該太軸部の先端面から前記軸線方向に沿って突出しかつ前記小径領域を摺動可能に設けられた細軸部を有し、前記大径領域と前記小径領域との間には、前記太軸部が前記軸線方向に沿って遊動可能な遊動領域を有し、前記吸引吐出口は、前記小径領域の先の空洞に位置するように設けられた請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の測光分注ノズルユニット。
【請求項８】
反応容器、液収容部または分注チップ収容部を各々有する１または２以上の容器群と、
先端開口部を通して気体の吸引吐出が行われかつ分注チップが装着可能なノズル、内部に空洞を有するシリンダおよび該空洞内を摺動するプランジャが設けられ気体の吸引吐出口を有する分注用シリンダ、および前記ノズルを通り該吸引吐出口と前記先端開口部とを連通する吸引吐出用流路を有する１または２以上の測光分注ノズルユニットと、
前記ノズルを前記容器群に対して相対的に移動可能とするノズル移動機構と、
前記分注用シリンダの前記プランジャを上下方向に沿って移動させて前記ノズルに装着した前記分注チップが前記容器群に一斉に液体の吸引吐出を可能とする吸引吐出駆動部と、
少なくとも受光した光をディジタルデータに変換する光測定器と、
前記ノズル移動機構、前記吸引吐出駆動部、および前記光測定器に対して、分注処理または測光処理を制御する測光分注処理制御部とを有し、
前記ノズルは、該ノズルの先端で光の受光または照射可能な導光端部、および前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って該導光端部と光学的に接続される導光路を有し、前記光測定器は、前記導光路と光学的に接続される測光分注装置。
【請求項９】
前記１または２以上の組の測光分注ノズルユニットについて、前記各ノズルおよび前記各分注用シリンダが独立して着脱可能に取り付けられて並列に支持されかつ前記各吸引吐出用流路の一部領域が内部に形成された流路内蔵支持体をさらに有する請求項８に記載の測光分注装置。
【請求項１０】
前記ノズルは、その側壁を貫いて設けられたノズル横孔を有し、前記吸引吐出口は前記シリンダの側壁を貫いて設けられたシリンダ横孔であり、前記吸引吐出用流路の前記一部領域は、前記流路内蔵支持体に取り付けられて支持された前記ノズルの前記ノズル横孔と、該流路内蔵支持体に取り付けられて前記ノズル横孔に対向するように支持された前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔との間を連通する連結流路である請求項９に記載の測光分注装置。
【請求項１１】
前記流路内蔵支持体は、流路内蔵支持ブロックと、該流路内蔵支持ブロックに穿設された１または２以上の組のノズル取付用縦孔およびシリンダ取付用縦孔と、該流路内蔵支持ブロックの内部に形成され各組において前記ノズル取付用縦孔および前記シリンダ取付用縦孔との間を連通する前記連結流路とを有し、前記ノズルは、前記ノズル取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記分注用シリンダは、該シリンダ取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記連結流路は、取り付けられた前記ノズルのノズル横孔と、取り付けられた前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔と連通可能に設けられた請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の測光分注装置。
【請求項１２】
前記流路内蔵支持体の流路内蔵支持ブロックには、前記各ノズルの前記先端開口部と連通する圧力センサをさらに有し、前記ノズルの前記側壁には、該側壁を貫いて第２のノズル横孔が設けられ、該圧力センサは、該第２のノズル横孔を介して前記各先端開口部と連通し、前記流路内蔵支持ブロックには、前記圧力センサが独立して着脱可能に取り付けられる圧力センサ取付孔がさらに設けられ、かつ取り付けられた圧力センサと前記第２のノズル横孔とを連通する圧力センサ用流路が形成された請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の測光分注装置。
【請求項１３】
前記分注用シリンダの空洞は、大径の内周面を有する大径領域、および前記大径領域の前記吸引吐出口側に設けられ小径の内周面を有する小径領域を有し、前記プランジャは前記大径領域を摺動可能に設けられた太軸部、および該太軸部の先端面から前記軸線方向に沿って突出しかつ前記小径領域を摺動可能に設けられた細軸部を有し、前記大径領域と前記小径領域との間には、前記太軸部が前記軸線方向に沿って遊動可能な遊動領域を設け、前記吸引吐出口は前記小径領域の先の空洞に位置し、前記測光分注処理制御部は、前記分注チップに対する所定量の液体の吸引吐出の指示があった場合に、該所定量が微小量か大量かを判別し、該判別結果が微小量の場合には、前記分注用シリンダのプランジャの細軸部が小径領域内を摺動可能な微小量吸引吐出区間内に位置させて前記所定量に応じた移動距離を移動させ、前記判別結果が大量の場合には、前記プランジャの太軸部が大径領域内を摺動可能な大量吸引吐出区間内に位置させて前記所定量に応じた移動距離を移動させるように前記吸引吐出駆動部に対して指示する微小量・大量判別指示手段を有する請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の測光分注装置。
【請求項１４】
反応容器、液収容部または分注チップ収容部を各々有する１または２以上の容器群に対して、先端開口部を通して気体の吸引吐出が行われかつ分注チップが装着可能なノズル、内部に空洞を有するシリンダおよび該空洞内を摺動するプランジャが設けられ気体の吸引吐出口を有する分注用シリンダ、および前記ノズルを通り該吸引吐出口と前記先端開口部とを連通する吸引吐出用流路を有する１または２以上の測光分注ノズルユニットの前記ノズルを、前記ノズル移動機構によって相対的に移動する移動工程と、
前記ノズル移動機構によって前記ノズルに分注チップを装着する装着工程と、
前記吸引吐出駆動部によって、前記分注チップに対して前記容器群に収容されている液体の吸引吐出を一斉に行う吸引吐出工程と、
前記分注チップを前記ノズルから除去する除去工程と、
前記ノズル移動機構によって前記ノズルの先端部を前記反応容器の開口部に直接的または間接的に連係し、前記ノズルに設けた導光端部および前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って前記導光端部と光学的に接続する導光路を介して光測定器と反応容器を光学的に接続して測定を行う光測定工程とを有する測光分注処理方法。
【請求項１５】
前記１または２以上の組の測光分注ノズルユニットについて、前記各ノズルおよび前記各分注用シリンダが独立して着脱可能に取り付けられて並列に支持されかつ前記各吸引吐出用流路の一部領域が内部に形成された流路内蔵支持体が設けられ、該流路内蔵支持体に前記ノズルおよび前記分注用シリンダを取り付けるノズルユニット取付工程をさらに有する請求項１４に記載の測光分注処理方法。
【請求項１６】
前記分注用シリンダの前記空洞は、大径の内周面を有する大径領域、および前記大径領域の前記吸引吐出口側に設けられ小径の内周面を有する小径領域を有し、前記プランジャは、前記大径領域を摺動可能に設けられた太軸部、および該太軸部の先端面から前記軸線方向に沿って突出しかつ前記小径領域を摺動可能に設けられた細軸部を有し、前記大径領域と前記小径領域との間には、前記太軸部が前記軸線方向に沿って遊動可能な遊動領域を設け、前記吸引吐出口は、前記小径領域の先の空洞に位置するように設けられ、
前記分注チップへの所定量の液体の吸引または吐出の指示があった場合には、所定量が微小量か大量かを判別する判別工程をさらに有し、
前記装着工程は、前記所定量が微小量と判別された場合には、微小量用分注チップを装着し、前記所定量が大量と判別された場合には、大量用分注チップを前記ノズルに装着し、
前記吸引吐出工程は、前記所定量が微小量と判別された場合には、前記分注用シリンダのプランジャの細軸部が小径領域内を摺動可能な微小量吸引吐出区間内に位置させて前記所定量に応じた距離を摺動させることで前記分注チップに対して前記微少量の液体を吸引吐出させる微小量吸引吐出工程と、
前記所定量が大量と判別された場合には、前記プランジャの太軸部が大径領域内を摺動可能な大量吸引吐出区間内に位置させて前記所定量に応じた距離を摺動させることで、前記分注チップに対して前記大量の液体を吸引吐出させる大量吸引吐出工程とを有する請求項１４または請求項１５に記載の測光分注処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測光分注ノズルユニット、測光分注装置、および測光分注処理方法に関し、詳しくは、容器に収容した検体、試薬溶液等の対象をノズルに装着した分注チップを用いて吸引し吐出することで分注、撹拌、移動等の処理を可能とするとともに、容器に収容した前記対象について光学的な測定をも可能とする測光分注ノズルユニット、測光分注装置および測光分注処理方法に関する。【０００２】
近年、検体の分析を行うための装置として、本出願人により提案されたMagtration（登録商標）テクノロジーに基づき、分注チップ内に磁場の印加を可能とするように分注装置に磁力手段を組み込んだ磁力機能付分注装置を用いて、検体、種々の試薬等を収容する複数の容器からなる容器群に対して、該容器内に先端が挿入可能な使い捨ての分注チップを着脱可能にノズルに装着し、該容器内に分注チップの先端を挿入させて、気体の吸引吐出機構を用いて液体試料を所定量吸引して貯留しかつ吐出可能とすることで試料の分注、配合等を行い、かつ磁性担体および前記磁力手段を用いて、サンプル内から目的物質を磁性担体に捕獲して分注チップの内壁に吸着させてその分離および抽出を行っていた。【０００３】
また、本出願人は、該磁力機能付分注装置にさらに光測定装置を組み込んだ装置を提供して、サンプルに含まれる目的物質の抽出から、標識化した目的物質の光学的測定または検出までを一貫して行うことを可能とした。【０００４】
しかしながら、従来の装置にあっては、サンプルからの目的物質の抽出を行う分注装置の部分と、抽出した目的物質を標識化して光測定を行う光測定装置とは、ほぼ独立して動作する機構や部品が各々設けられており、装置全体としては装置規模が拡大しかつ構造が複雑化するおそれがあった。【０００５】
また、従来では、サンプルから核酸等の目的物質を抽出し、抽出した目的物質をＰＣＲ等により増幅し、その際に蛍光等の測定までを一貫して行う場合には、分注する液の量に大きな差があるために、種々の容量の分注用シリンダを用意したり、または液量の相違により分注装置を交換する必要があり、やはり装置規模が増大し、部品点数が増え、また、処理が複雑化し、さらには処理時間がかかるおそれがあった。【０００６】
例えば、サンプルから核酸を抽出して、核酸の塩基配列を決定する処理を行う場合には、核酸の抽出処理には、大量、例えば1000μL程度の液量が使用されるのに対して、核酸の増幅処理には、微小量、例えば5μL程度の液量が使用されるにすぎない。【０００７】
したがって、例えば、0.5〜1000μLの広い範囲の分注量に対応することが必要とされており、従来にあっては、大量用のシリンダ装置を用いて微小量の処理も兼用して行うか、分注用シリンダを交換可能とし、シリンダの内径及びピストン部材の外径が異なる２種類のシリンダ部材であって、小径の内径のシリンダおよび小径のピストン部材よりなり、例えば、0.5μL〜30μLの微小量のシリンダと、大径の内径のシリンダおよび大径のピストン部材よりなり、例えば、20μL〜1000μLの大量のシリンダとを交換して用いる場合があった。
さらには、１のシリンダで微小量にも大量にも対応する機構のシリンダを用いて微小量および大量の処理を行っていた。【０００８】
そのため、大量用のシリンダを用いて微小量の処理も兼用して行う場合には、微小量について高い精度を得ることができないおそれがあった。また、分注用シリンダを交換して用いる場合には、高い精度を得ることができるとしても、ユーザに大きな負担をかけるとともに、分注処理が中断されて効率かつ迅速な処理を行うことができないおそれがあった。【０００９】
一方、微小量にも大量にも対応する機構のシリンダを用いて微小量および大量の処理を行う場合には、プランジャおよびシリンダの全長が大きくなり、したがって、装置規模が大きくなってユーザによる取り扱いが難しくなり、また、機構が複雑化して、製造の手間がかかり、高価となるおそれがあるという問題点を有していた。【００１０】
すると、光の測定と液体の吸引吐出の双方を行うことができるようにノズルと分注用シリンダとを一体的に形成した場合には、液量の相違および測定の内容によって各種のノズルユニットを用意する必要があり、取り扱いが煩雑になるおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ９７／４４６７１
【特許文献２】ＷＯ２０１２／１５７６８５Ａ１
【特許文献３】特開２０１３−２５０１９１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１６３７７１号公報
【特許文献５】特開平６−９４５８４号公報
【特許文献６】特開２００５−２４９５２１号公報
【特許文献７】特開平９−２９１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、分注処理のみならず測光処理を共通のノズルを用いて可能とすることで、装置規模の拡大および部品点数の増大を抑制し、構造が簡単でコンパクトで安価な測光分注ノズルユニット、測光分注装置、および測光分注処理方法を提供することである。【００１３】
その第２の目的は、共通のノズルを用いて、微小量および大量のいずれの液体の分注処理をも可能とすることができる汎用性の高い測光分注ノズルユニット、測光分注装置、および測光分注処理方法を提供することである。
その第３の目的は、ユーザにとって、分注ノズルユニットや分注用シリンダの交換が容易で扱いやすい測光分注ノズルユニット、測光分注装置、および測光分注処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明は、先端開口部を通して気体の吸引吐出が行われかつ分注チップが装着可能なノズルと、該ノズルに設けられ、該ノズルの先端で光の受光または照射可能な導光端部と、内部に空洞を有するシリンダ、該空洞内を摺動可能に設けられたプランジャ、および気体の吸引吐出が行われる吸引吐出口を有する分注用シリンダと、該ノズルを通り、該吸引吐出口と前記ノズルの先端開口部とを連通する吸引吐出用流路と、前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って前記導光端部と光学的に接続された導光路と、を有する測光分注ノズルユニットである。【００１５】
ここで、「分注チップ」は、例えば、太管部と、細管部と、該太管部と該細管部とを連通する移行部とからなり、前記太管部には、前記ノズルの下端に嵌合して前記ノズルに装着される装着用開口部を有し、前記細管部には、前記吸引吐出機構による気体の吸引吐出によって液体が流入および流出可能な先端口部とを有するのが好ましい。該分注チップおよびノズルは、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、アクリル等の樹脂等の有機物、ガラス、セラミックス、ステンレススチール等の金属、金属化合物、半導体等の無機物によって製造される。【００１６】
「導光端部」は、前記導光路の一端であって、測光対象側の端部である。該導光路の他端は光測定器側の端部である。導光端部は、光を照射する場合（この場合を特に「照射端」という）、光を受光する場合（この場合を特に「受光端」という）およびその両者を行う場合（この場合を特に「照射端と受光端の対」という）がある。該導光路と光学的に接続されるレンズを有する場合がある。「導光路」は、透光性を有する導光可能な光学系部材であって、例えば、光ファイバ（束）等の透光性のある長尺状部材であって可撓性を有するのが好ましい。導光路には、照射用光ファイバまたは受光用光ファイバまたはこれらの両者を含有する場合がある。「流路」は、気体が流れる通路であって、例えば、孔、溝、隙間、管路、管、凹部を含む。「ノズル」は、内部に軸線方向に沿った孔が設けられ、前記先端開口部と連通している。該ノズルは、例えば、略筒状、さらには略円筒状であることが好ましく、該ノズルの「先端」面と「後端」面は、該軸線方向に沿って対向するように設けられるのが好ましい。【００１７】
「吸引吐出口」は、前記分注用シリンダのプランジャの行程の下死点における該プランジャの先端よりも先、または、シリンダの空洞内を摺動して吸引吐出が行われる吸引吐出区間より先の空洞部分に位置するように設けられるのが好ましい。後述するように吸引吐出口は、分注用シリンダの側壁に穿設されるのが好ましい。【００１８】
なお、該ノズルには、前記先端開口部の他に該先端開口部と連通する通気孔がさらに設けられている。前記測光分注ノズルユニットは、例えば、前記ノズルの前記孔は軸線方向に沿った貫通孔であって、該貫通孔内に挿入かつ嵌合可能で該導光路端を内部に固定して設けた導光路端固定部材（後述するフェルールユニット等）をさらに有し、前記吸引吐出用流路は、前記先端開口部および前記通気孔と連通するように前記ノズルの外側面と前記導光路端固定部材の外面との間に形成されたノズル内流路を有し、前記導光端部は、該導光路端固定部材の内部に設けられまたはその先端に取り付けられて前記ノズルと非接触に形成されるのが好ましい。これによって、前記導光路と前記吸引吐出用流路とが互いに接触することがない。この場合には、前記導光端部が先端開口部の中央を占め、その周りを先端開口部が占めることになるので、光学的測定を確実に行うことができることになる。【００１９】
また、前記ノズル内流路として、前記ノズルの前記貫通孔の内壁面と前記導光路端固定部材の外面との間の間隙部を設けることによって該導光路端固定部材の外面の加工、例えば、切削等によって吸引吐出用流路を容易に形成することができる。なお、前記導光端部は前記「導光路端」を含有し、該導光路端自体の場合の他、該導光路端とそれに光学的に接続するロッドレンズ等の光学系を含む場合がある。なお、ノズル内流路、すなわち、前記ノズルの外側面と前記導光路端固定部材の外面とで挟まれた領域を通る流路としては、その他、例えば、該流路の少なくとも一部領域が、前記ノズルの側壁内に形成した流路またはノズルの内壁面を削って設けた隙間、凹部または溝等があり得る。【００２０】
この場合、前記「吸引吐出用流路」は、全体としては吸引吐出口、前記通気孔、該吸引吐出口と前記通気孔とを接続して連通する連結流路、前記間隙部および前記先端開口部を、接続かつ連通する流路である。導光路は、通常ノズルと同軸にその上部に設けられる分注用シリンダを通るように設けるのではなく、「前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って前記導光端部と光学的に接続される」ことになる。【００２１】
第２の発明は、前記ノズルおよび前記分注用シリンダが各々独立して着脱可能に取り付けられて並列に支持されかつ前記吸引吐出用流路の一部領域が内部に形成された流路内蔵支持部材をさらに有する測光分注ノズルユニットである。【００２２】
前記導光路は該筒状のノズルの軸線方向に沿って延びる一方、前記吸引吐出用流路は、該ノズルの軸線方向から逸れるのが好ましい。これによって、導光の阻害が小さく、光ファイバ等からなる導光路の劣化を防止することができる。そのため、ノズルと分注用シリンダを並列に設けている。これによって、ノズルに装着した分注チップの先端から分注用シリンダのプランジャの後端までの長さを直列に設けた場合に比較して抑制し、装置規模の拡大を防止することができる。特に、導光端部や導光路を内部に設けることで軸方向に伸長させたノズルや、種々の容量に対応するためにやはり軸方向に伸長させた分注用シリンダを組み合わせる場合に対して特に有効である。【００２３】
「吸引吐出用流路の一部領域」とは、例えば、前記ノズルの外部であって前記分注用シリンダの外部に設けられた部分であり、前記ノズル内部または前記分注用リシンダ内部に設けられた部分は除かれる。
「ノズルおよび分注用シリンダを独立して着脱可能に取り付けられ並列に支持する」ので、分注用シリンダのみを交換することまたはノズルのみを交換することが可能である。【００２４】
「並列」は、前記ノズルの軸線および前記分注用シリンダの軸線が互いを貫通することなく所定距離離れて平行に設けられている場合である。「取付け」には、螺合、嵌合、それらの組合せによる場合がある。本発明によれば、前記ノズルおよび分注用シリンダが独立して取り付け可能である流路内蔵支持部材を設けることによって、分注用シリンダを処理目的に応じた液量を取り扱うことができる最適の種類のものと交換することができて汎用性がある。また、該流路内蔵支持部材に前記吸引吐出用流路の一部領域が内部に形成されているので、前記ノズル、分注用シリンダのみならず、吸引吐出用流路についても支持することになり、該測光分注ノズルユニットを確実に支持して剛性を高めることができる。また、該ノズル、分注用シリンダの該流路内蔵支持部材への取り付けによって、ノズル内に形成された流路、分注用シリンダ内の空洞および該一部領域が同時に連通して前記吸引吐出用流路が完成することが好ましい。【００２５】
なお、前記流路内蔵支持部材に設けられた一部領域は、前記ノズルおよび前記分注用シリンダの取り付けと同時に、該通気孔および前記吸引吐出口と接続して連通する前記連結流路が設けられていることになる。【００２６】
第３の発明は、前記ノズルは、その側壁を貫いて設けられたノズル横孔を有し、前記吸引吐出口は前記シリンダの側壁を貫いて設けられたシリンダ横孔であり、前記吸引吐出用流路の前記一部領域は、前記流路内蔵支持部材に取り付けられた前記ノズルの前記ノズル横孔と、該流路内蔵支持部材に取り付けられた前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔との間を連通するように形成された連結流路を有する測光分注ノズルユニットである。【００２７】
ここで、前記シリンダ横孔は、分注用シリンダの下端部分の側壁であって、さらには、該分注用シリンダのプランジャの行程の下死点における該プランジャの先端よりも下側にある空洞部分の側壁に設けるのが好ましい。また、ノズル横孔は前記通気孔に相当することになる。【００２８】
この場合、前記間隙部として、前記ノズルの前記貫通孔の内壁面と、前記先端開口部および前記ノズル横孔と連通するように前記導光路端固定部材の外面の一部を前記ノズル横孔位置を含み先端方向に向かい軸方向に沿って切り欠くように形成された平面または曲面と、で囲まれ前記先端開口部において外部に開口する間隙を設けるのが好ましい。その場合、前記導光路端固定部材の外面の一部が外周方向に沿って切り欠くように形成された曲面または平面を含むことがある。【００２９】
本発明によれば、連結流路が流路内蔵支持部材に設けられていて、前記ノズルおよび分注用シリンダとともに確実に支持されているので堅固に形成されていることになる。また、連結流路を直線状に形成して最短距離で連通することができるので、デッドボリュームを削減して、応答性の高い処理を行うことができることになる。【００３０】
第４の発明は、前記流路内蔵支持部材は、流路内蔵支持ブロックと、該流路内蔵支持ブロックに穿設されたノズル取付用縦孔およびシリンダ取付用縦孔と、該流路内蔵支持ブロックの内部に形成され前記ノズル取付用縦孔およびシリンダ取付用縦孔との間を連通する前記連結流路とを有し、前記ノズルは、該ノズル取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記分注用シリンダは、該シリンダ取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記連結流路は、取り付けられた前記ノズルのノズル横孔と、取り付けられた前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔と連通する測光分注ノズルユニットである。【００３１】
この場合、前記連結流路は、直線状かつ水平に形成することができるので、前記ノズルと前記分注用シリンダとの間を最短距離で連通することになり、流路内のデッドボリュームを削減して応答性の高い吸引吐出処理を行うことができることになる。なお、前記ノズル取付用縦孔はノズルが下側から密接し、前記シリンダ取付用縦孔は分注用シリンダを上側から密接するようにして、取り付けやすくしている。【００３２】
第５の発明は、前記ノズルと前記ノズル取付用縦孔との間の各密接面のいずれか、および前記分注用シリンダと前記シリンダ取付用縦孔との間の各密接面のいずれかには、前記シリンダ横孔および前記ノズル横孔を各々上下位置で挟むようにシール部材が各密接面を上下に仕切るように設けられた測光分注ノズルユニットである。【００３３】
これによって、前記連結流路と、該連結流路以外の前記吸引吐出用流路部分との間を高い気密性を確保した状態で接続することができることになる。前記ノズル、前記ノズル取付用縦孔、分注用シリンダおよびシリンダ取付用縦孔が上下方向に沿った軸線を有する場合には、各軸線を囲むようにシール部材が設けられることになる。なお、第２のノズル横孔が設けられている場合には、ノズル横孔および第２のノズル横孔をも上下位置で挟むようにシール部材が設けられるのが好ましい。【００３４】
また、前記導光路端固定部材の外面と前記ノズルの内壁面との間の嵌合部分であって、前記ノズル横孔の上側には、前記外面または内壁面のいずれかにはその嵌合面を仕切るように前記軸線を囲むシール部材が設けられるのが好ましい。これによって、ノズルの後端の開口部に対する気密性を確保することができる。【００３５】
ここで、シール部材には後述するように、Ｏ−リング、Ｄ−リング、Ｘパッキン、Ｙパッキン等を含む。「Ｏ−リング」、「Ｄ−リング」、「Ｘパッキン」、「Ｙパッキン」とは、各々断面がＯ字状、Ｄ字状、Ｘ字状、Ｙ字状のリング状部材であって、内周面または外周面に周方向に沿って形成された溝内（例えば、Ｏ−リング、Ｄ−リング）または溝なしに設けられ、弾性体や金属等で形成されたリング状の気体や液体を封止するための部材である。内周面に設けられる場合には、半径方向に圧縮力を生じさせるように設け、円柱体の外周面に設けられる場合には、半径方向に膨張力を生じさせるように設ける。【００３６】
また、前記吸引吐出用流路は、前記導光路端固定部材の外面と前記ノズルの内壁面との間に挟まれた領域を通るように形成されるのが好ましい。【００３７】
第６の発明は、前記ノズルの前記先端開口部と連通する圧力センサをさらに有し、前記ノズルの前記側壁には、該側壁を貫いて第２のノズル横孔が設けられ、該圧力センサは、該第２のノズル横孔を介して前記先端開口部と連通し、前記流路内蔵支持部材の流路内蔵支持ブロックには、前記圧力センサが独立して着脱可能に取り付けられる圧力センサ取付孔がさらに設けられ、かつ取り付けられた前記圧力センサと前記第２のノズル横孔とを連通する圧力センサ用流路が形成される測光分注ノズルユニットである。【００３８】
この場合、前記第２のノズル横孔が前記ノズル横孔と同様シール部材に挟まれる領域に設けられることによって、圧力センサ用流路と前記ノズルとの接続について高い気密性を確保することができることになる。【００３９】
第７の発明は、前記分注用シリンダの前記空洞は、大径の内周面を有する大径領域、および前記大径領域の前記吸引吐出口側に設けられ小径の内周面を有する小径領域を有し、前記プランジャは、前記大径領域を摺動可能に設けられた太軸部、および該太軸部の先端面から前記軸線方向に沿って突出しかつ前記小径領域を摺動可能に設けられた細軸部を有し、前記大径領域と前記小径領域との間には、前記太軸部が前記軸線方向に沿って遊動可能な遊動領域を設け、前記吸引吐出口は、前記小径領域の先の空洞に位置するように設けられた測光分注ノズルユニットである。【００４０】
ここで、「大径」は「小径」よりも大きな径をいい、該太軸部と該細軸部は１のプランジャに形成されている。大径領域、小径領域は好ましくは円筒状であり、太軸部および細軸部は好ましくは円柱状であり、これらは同軸に形成される。
また、「太軸」は「細軸」よりも太い軸を表す。プランジャの行程、すなわち、太軸部の行程は、該太軸部が上下運動を行うときの上死点（太軸部の上限の位置）と下死点（太軸部の下限の位置）との間の軸線方向に沿った距離（以下、「D」とする）をいい、前記細軸部の軸線方向の長さは前記プランジャの行程よりも短く形成され、前記下死点から、遊動領域および大径領域の軸線方向に沿った全長（以下、「D0」とする）とは必ずしも一致しない。なぜならば、太軸部の厚み（d1）があるからである。「軸線」とは、前記空洞等を貫いて延びる「中心軸線」または「対称軸線」である。【００４１】
ここで、前記太軸部の下死点から太軸部の先端面までの軸線方向に沿った移動距離をd（d≦D≦D0−d1）、前記小径領域およびその先の前記吸引吐出口の位置までの空洞の前記軸線に沿った長さの和をd2とする。ここで、プランジャの内、小径領域に挿入可能な部分は、たとえ摺動しなくても細軸部に含めることがある。プランジャの内、小径領域に挿入不能で、大径領域に挿入可能な部分はたとえ摺動しなくても太軸部に含めることがある。前記細軸部の先端はノズルから飛び出してはならないので、細軸部の長さはd2よりも短くなければならない。また、太軸部の先端面の下死点からの距離をdとした場合、細軸部についても、細軸部の下死点からの距離もdである。すると、太軸部が下死点に位置する場合には、細軸部についてもその下死点に位置する。一方、太軸部と同様、微小量として最も液量が大きいのは小径領域の上端である。【００４２】
ここで、「遊動領域」とは、前記太軸部（したがって前記細軸部とも）によってシール状態が生じない領域であって、全周に渡って前記大径よりも大きい極大径の内径を有する内周面をもつ極大径領域（全周遊動領域）、または一部遊動領域であって、例えば、軸線方向に沿った溝が該領域の内周面に形成されている領域である。この領域ではシール部材（気体をシールする機能、すなわち気密機能を有する部材、例えば、Ｏ−リング、Ｄ−リング、Ｘパッキン、Ｙパッキン等）が機能しない。なお、ここでは、「（ある領域を）遊動可能」とは、（その領域から受ける抵抗が）摺動する場合に受ける抵抗よりも小さい抵抗で移動可能であることをいう。より具体的には、例えば、太軸部が遊動領域を移動する際に遊動領域から受ける抵抗が、細軸部が小径領域を摺動する際に小径領域から受ける抵抗（これは太軸部が大径領域を摺動する際に大径領域から受ける抵抗よりも小さいと考えらえる）と比べて小さい（0を含む）ような場合である。【００４３】
したがって、シール部材は、前記大径領域または小径領域の各内周面において周方向に沿って軸線を囲むように設ける場合の他、前記太軸部または細軸部の外周面において周方向に沿って軸線を囲むように設ける場合がある。すなわち、シール部材は、(1) 細軸部および太軸部に設ける場合、(2) 小径領域および太軸部に設ける場合、(3) 細軸部および大径領域に設ける場合、(4) 小径領域および大径領域に設ける場合のいずれかであれば足りる。【００４４】
(1) の場合には、該遊動領域の軸線方向に沿った長さ（d0）は、シール部材の軸方向に沿った幅が無視できるほど小さいとすると（以下同じ）、太軸部の先端面から太軸部のシール部材のシール位置までの軸線方向に沿った長さ（d1）と、太軸部の先端面から細軸部の前記シール部材のシール位置までの軸線方向に沿った長さ（d3）との和よりも大きい長さを有することが必要である。すなわち、d0≧d1＋d3である。
(2) の場合には、該遊動領域の軸線方向に沿った長さ（d0）は、前記遊動領域の下端から小径領域の前記シール部材のシール位置までの距離をd4とし、細軸部の摺動部分の軸線方向に沿った長さをd3とし、太軸部の先端面からシール部材のシール位置までの距離をd1とすると、d0＋d4≧d1＋d3である。なお、図８（ｂ）にあっては、近似的にd4=0と考えると、軸方向について最短の長さの遊動領域として、ほぼd0=d1+d3となる。
(3) の場合には、該遊動領域の軸線方向に沿った長さ（d0）は、前記遊動領域の上端から大径領域の前記シール部材のシール位置までの距離をd5とし、太軸部の摺動部分の軸線方向に沿った長さをd1とし、太軸部の先端面から細軸部のシール部材によるシール位置までの距離をd3とすると、d0＋d5≧d1＋d3となる。
(4) の場合には、該遊動領域の軸線方向に沿った長さ（d0）は、前記遊動領域の上端から大径領域の前記シール位置までの距離をd5とし、遊動領域の下端から小径領域のシール位置までの距離をd4とし、太軸部の摺動部分の軸線方向に沿った長さをd1とし、細軸部の摺動部分の軸線方向に沿った長さをd3とすると、d0＋d4＋d5≧d1＋d3ということになる。
したがって、前記細軸部が前記小径領域内を摺動する際には、該太軸部が前記遊動領域内を軸線方向に沿って遊動または一部遊動することになる。これによって、前記細軸部が前記小径領域を摺動する間における遊動領域と太軸部と細軸部で囲まれた領域内での真空化によるプランジャに対する駆動力の増大を防止してプランジャの円滑な駆動を実現することができる。【００４５】
また、細軸部が前記小径領域から抜出された状態でさらに太軸部の摺動により吸引を可能とするには、前記プランジャの行程（D）は、前記長さ（d3）よりも長くなければならない。したがって、d2＞d3、d＞d0＞d3の関係式の条件が要求されていることになる。この場合、大量吸引吐出区間では、(d−d0)×S1（大径断面積）に相当する気体が大径領域に吸引され、それに応じた大量の液体が分注チップ内に吸引されることになる。一方、微小量吸引吐出区間では、0≦d≦d3＜d0であって、d×S2（小径断面積）に相当する気体が吸引可能であり、それに応じて微小量の液体が前記分注チップ内に吸引されることになる。【００４６】
前記大径領域にあっては、円筒状であって前記大径は、例えば6mm〜15mm、好ましくは 10mmで、大径領域の長さは、例えば10mm〜50mm、好ましくは30mmであり、したがって、その容量は、約200μL〜約8500μLである。
前記小径領域にあっては、筒状であって前記小径は、例えば1mm〜3mm、好ましくは例えば1.5mmで、細軸部のシール部材の先端面（またはシール位置）から太軸部の先端面までの軸線方向の長さ（d3）は、例えば3mm〜30mmであり、好ましくは、例えば15.3mmであり、したがって、その容量は、約2μL〜約200μLである。後述するように、この量が閾値に相当するとすれば、微小量としては、この容量以下ということになり、好ましくは、例えば約26.5μL以下である。すると大量とは、例えば、約27μL〜約2000μLである。該分注用シリンダの素材は、ガラス、金属、樹脂等であって、例えば、ポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレン（P.P）等である。【００４７】
本発明にあっては、前記プランジャの太軸部の先端面が下死点の位置から、距離d（d≦d3＜d0）だけ該プランジャを軸線方向に沿って上昇させると、前記太軸部のそのシール部材は前記遊動領域内を上昇する。それまでの移動の間、前記細軸部は前記小径領域を大径領域との間の連通を遮断した状態を維持するので、ノズルから吸引された気体は、前記小径領域内に留まることになる。したがって、前記ノズルに装着された分注チップ内にそれに相当する微小量の液体が流入することになる。この位置からプランジャを前記d（≦d3）だけ下降させて下死点に戻れば、吸引した気体が前記ノズルから吐出され、ノズルに装着された分注チップ内に吸引された微小量の液体が流出されることになる。これが微小量の液体の吸引吐出が可能となる理由である。【００４８】
一方、前記プランジャの太軸部の先端面の下死点からの距離dが前記細軸部の軸線方向に沿った長さ（d3）位置を越えて、d(d3＜d0−d1＜d≦D≦D0−d1) にまで軸線方向に沿って上昇させると、前記細軸部は前記小径領域から抜出され、前記細軸部による前記大径領域と前記小径領域との間の遮断が解除され、前記小径領域と前記大径領域とが連通し、大径領域内にノズルから吸引された気体が大径領域にまで達し、前記ノズルに装着された分注チップ内に大量の液体が流入することになる。この位置d＝Dまで達した後、前記プランジャを下死点にまで下降させると、前記(D-d0)×S1に相当する気体を前記小径領域を通してノズルから吐出させ、大量の液体の吸引吐出が可能となる。【００４９】
すなわち、前記プランジャの下死点から、前記細軸部のシール部材の先端面（またはシール位置）から太軸部の先端面までの軸線方向の長さ（d3）の位置までが微小量吸引吐出区間であり、前記プランジャの下死点から前記長さ（d0−d1）までの位置から、前記行程の上死点（D）の位置までが大量吸引吐出区間となる。【００５０】
該分注用シリンダを駆動するには、駆動源としてステッピングモータ等を用いる。使用時には、前記プランジャは、後述する吸引吐出駆動部として、例えばステッピングモータ等を用いて前記軸線方向に沿って往復運動が行われる。分注用シリンダの大量の吸引吐出区間と、微小量の吸引吐出区間との切換は、前記ステッピングモータのストロークを切り換えることによって行われる。なお、前記太軸部には該太軸部よりも細く形成されたロッド部分が軸線方向に沿って吸引吐出口と反対側に延び、吸引吐出口の反対側の端に設けたプランジャ用孔部から外部に飛び出すように設けられ、該プランジャは、前記ステッピングモータによって指定されたストロークで往復運動可能となるように駆動されている。該ロッド部分は前記プランジャ用孔部と摺動するように設けられている。【００５１】
この場合、前記大径領域と前記極大径領域との境には、該空洞の内壁面を仕切るように、吸引吐出口方向に向かって、外側方向に突設した少なくとも１の段差または先太りの傾斜面が内壁面に形成されている。この場合、前記太軸部は、プランジャの下死点の位置において、前記極大径領域と小径領域との間に設けられた段差または傾斜面と密接するように形成され、その位置では前述したように前記細軸部の全体が前記小径領域内に挿入されていることになる。なお、第７の発明は、分注用シリンダの発明として、測光分注装置とは独立なものとしても成立し得るものである。【００５２】
第８の発明は、反応容器、液収容部または分注チップ収容部を各々有する１または２以上の容器群と、先端開口部を通して気体の吸引吐出が行われかつ分注チップが装着可能なノズル、内部に空洞を有するシリンダおよび該空洞内を摺動するプランジャが設けられ気体の吸引吐出口を有する分注用シリンダ、および前記ノズルを通り該吸引吐出口と前記先端開口部とを連通する吸引吐出用流路を有する１または２以上の測光分注ノズルユニットと、前記ノズルを前記容器群に対して相対的に移動可能とするノズル移動機構と、前記分注用シリンダの前記プランジャを上下方向に沿って移動させて前記ノズルに装着した前記分注チップが前記容器群に一斉に液体の吸引吐出を可能とする吸引吐出駆動部と、少なくとも受光した光をディジタルデータに変換する光測定器と、前記ノズル移動機構、前記吸引吐出駆動部、および前記光測定器に対して、分注処理または測光処理を制御する測光分注処理制御部とを有し、前記ノズルは、該ノズルの先端で光の受光または照射可能な導光端部、および前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って該導光端部と光学的に接続される導光路を有し、前記光測定器は、前記導光路と光学的に接続される測光分注装置である。【００５３】
ここで、第２の発明から第７の発明の記載により、各構成要素を限定することが可能である。また、前記測光分注ノズルユニットが有するノズル、分注用シリンダおよび吸引吐出用流路、導光端部、導光路、吸引吐出駆動部、光測定器はノズルヘッドに設けるのが好ましい。その際、ノズル移動機構には、ノズルヘッドを移動することによってノズルを移動可能とするノズルヘッド移動機構を含有することが好ましい。【００５４】
「光測定器」は、例えば、蛍光、化学発光の測定を可能にするものであって、少なくとも受光素子、受光素子アレイ、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像センサを含有する光電変換部を有し、また光フィルタを有する。蛍光の場合には、１または２以上の種類の励起光の照射源としての発光素子、発光素子アレイ、また光フィルタを有する。「光電変換部」とは、光電効果を利用した装置であって、光電素子、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ等を含有し、さらに、光電子増倍管、APD（アバランシェ・フォトダイオード）のような増倍効果を有するフォトンカウンティングセンサ等も含有する。【００５５】
なお、前記光測定器としては、例えば前記１または２以上の導光路の他端の接続端が所定経路に沿って配列された接続端配列体と、前記接続端と測定器の測定端とを前記所定経路に沿って相対的に移動させることで順次接続させる配列体移動機構を有する測光分注装置である。ここで、該接続端配列体と配列体移動機構は、前記ノズルヘッドに設けるのが好ましい。【００５６】
もし、前記導光端部として照射端と受光端の対が設けられた場合には、前記接続端配列体は、照射端に照射用の光を供給し前記受光端で受光した光の強度を得るように形成されることになる。すなわち、光測定器は、１または２以上の光源および１または２以上の光電変換部を有することになる。その場合、前記接続端としては、１または２以上の前記照射端と照射用導光路を介して光学的に接続される１または２以上の第１の接続端、および１または２以上の前記受光端と受光用導光路を介して光学的に接続される１または２以上の第２の接続端が各々所定の経路に沿って配列される。また、前記測定器の前記１または２以上の光源と光学的に接続された１または２以上の第１の測定端が、前記接続端配列体の前記第１の接続端と順次接続可能であり、かつ、前記測定器の前記１または２以上の光電変換部と光学的に接続された１または２以上の第２の測定端が、前記接続端配列体の前記第２の接続端と順次接続可能となるように、前記所定経路に沿って相対的に移動させる配列体移動機構を有することになる。その場合、例えば、前記照射端および受光端の対に相当する前記第１の測定端と第２の測定端の対は、測定端配列面に配列された測定端配列体の測定端配列面に配列され、同様に、前記照射端および受光端の対に相当する該前記第１の接続端および第２の接続端の対は前記接続端配列体の接続端配列面に配列され、前記配列体移動機構は、該接続端配列面と該測定端配列面とが近接（非接触）してまたは摺動するように相対的に移動させて、前記接続端対および前記測定端対に属する対応する各要素同士の同時の接続または遮断を可能にして、前記測光分注処理制御部の測光制御部からの指示に基づいて、1対または2対以上の前記照射端および受光端の対ごとに、前記照射端と前記光源との接続または遮断が、前記受光端と前記光電変換部との接続および遮断と連動して順次行なわれることがある。【００５７】
第９の発明は、１または２以上の組の測光分注ノズルユニットについて、前記各ノズルおよび前記各分注用シリンダが独立して着脱可能に取り付けられて並列に支持され、かつ前記吸引吐出用流路の一部領域が内部に形成された流路内蔵支持体をさらに有する測光分注装置である。【００５８】
ここで、「流路内蔵支持体」は、ノズル、分注用シリンダおよび吸引吐出用流路が１組のみの場合には、流路内蔵支持部材に相当する。また、流路内蔵支持体は、前記ノズルヘッドに設けられることになる。【００５９】
第１０の発明は、前記ノズルは、その側壁を貫いて設けられたノズル横孔を有し、前記吸引吐出口は前記シリンダの側壁を貫いて設けられたシリンダ横孔であり、前記吸引吐出用流路の前記一部領域は、前記流路内蔵支持体に取り付けられて支持された前記ノズルの前記ノズル横孔と、該流路内蔵支持体に取り付けられて前記ノズル横孔に対向するように支持された前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔との間を連通する連結流路である測光分注装置である。
ここで、前記連結流路を前記流路内蔵支持体の内部に直線状に延びるように形成することで最短距離で前記分注用シリンダとノズルを結ぶことができる。【００６０】
第１１の発明は、前記流路内蔵支持体は、流路内蔵支持ブロックと、該流路内蔵支持ブロックに穿設された１または２以上の組のノズル取付用縦孔およびシリンダ取付用縦孔と、該流路内蔵支持ブロックの内部に形成され、各組において前記ノズル取付用縦孔および前記シリンダ取付用縦孔との間を連通する前記連結流路とを有し、前記ノズルは、前記ノズル取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記分注用シリンダは、該シリンダ取付用縦孔に密接して取り付けられ、前記連結流路は、取り付けられた前記ノズルのノズル横孔と、取り付けられた前記分注用シリンダの前記シリンダ横孔と連通可能に設けられた測光分注装置である。【００６１】
第１２の発明は、前記流路内蔵支持体の流路内蔵支持ブロックには、前記各ノズルの前記先端開口部と連通する圧力センサをさらに有し、前記ノズルの前記側壁には、該側壁を貫いて第２のノズル横孔が設けられ、該圧力センサは、該第２のノズル横孔を介して前記各先端開口部と連通し、前記流路内蔵支持ブロックには、前記圧力センサが独立して着脱可能に取り付けられる圧力センサ取付孔がさらに設けられ、かつ取り付けられた圧力センサと前記第２のノズル横孔とを連通する圧力センサ用流路が形成された測光分注装置である。【００６２】
第１３の発明は、前記分注用シリンダの空洞は、大径の内周面を有する大径領域、および前記大径領域の前記吸引吐出口側に設けられ小径の内周面を有する小径領域を有し、前記プランジャは前記大径領域を摺動可能に設けられた太軸部、および該太軸部の先端面から前記軸線方向に沿って突出しかつ前記小径領域を摺動可能に設けられた細軸部を有し、前記大径領域と前記小径領域との間には、前記太軸部が前記軸線方向に沿って遊動可能な遊動領域を設け、前記吸引吐出口は前記小径領域の先の空洞に位置し、前記測光分注処理制御部は、前記分注チップに対する所定量の液体の吸引吐出の指示があった場合に、該所定量が微小量か大量かを判別し、該判別結果が微小量の場合には、前記分注用シリンダのプランジャの細軸部が小径領域内を摺動可能な微小量吸引吐出区間内に位置させて前記所定量に応じた移動距離を移動させ、前記判別結果が大量の場合には、前記プランジャの太軸部が大径領域内を摺動可能な大量吸引吐出区間内に位置させて、前記所定量に応じた移動距離を移動させるように前記吸引吐出駆動部に対して指示する微小量・大量判別指示手段を有する測光分注装置である。【００６３】
ここで、「所定量が微小量か大量かを判別する」には、例えば、閾値として、前記微少量吸引吐出区間の前記細軸部のシール部材の先端面（またはシール位置）から前記太軸部の先端面までの軸線方向に沿った長さd3、小径領域の断面積S2より定まる最大微小量、すなわち、d3×S2を閾値として、それより小さい場合には、微小量と判別し、それよりも大きい場合には、大量と判別する。または、前記大量吸引吐出区間の前記大径領域の断面積S１で、その下死点からの距離が所定距離ｓ、例えば1mm、すなわち、ｓ×S1を閾値として、それより小さい場合には、微小量と判別し、それよりも大きい場合には、大量と判別する。
該微小量・大量判別指示手段は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種外部メモリ、ＬＡＮ等の通信機能、およびＲＯＭ等に格納されたプログラム等からなるＣＰＵ＋プログラム＋メモリによって構成する。【００６４】
前記分注チップは、前記ノズルに装着可能な状態で、すなわち、分注チップの太管部の上端に設けられた装着用開口部を上側に、細管部の口部を下側にしてチップ収容部に収容しておき、前記ノズルを、前記ノズル移動機構により下降させることで装着させることが好ましい。なお、ノズル移動機構は、例えば、ノズルヘッドをＹ軸に沿って相対的に移動させるノズルヘッド移動機構と、ノズルヘッドに設けられた前記ノズルをＺ軸方向に移動させるノズルＺ軸移動機構とを有することが好ましい。なお、「相対的」とは、比較すべき他の対象との関係において成り立つことを示すものである。したがって、「相対的に移動」する場合には、対象の一方（例えば、ノズル）が動いて、対象の他方（例えば、容器群）が静止している場合、対象の一方が静止して、対象の他方が動く場合、またはその両方の場合（速度が異なる場合）が含まれ得る。前記ノズルヘッド移動機構および前記ノズルＺ軸移動機構は併せて前記ノズル移動機構に相当する。【００６５】
第１４の発明は、反応容器、液収容部または分注チップ収容部を各々有する１または２以上の容器群に対して、先端開口部を通して気体の吸引吐出が行われかつ分注チップが装着可能なノズル、内部に空洞を有するシリンダおよび該空洞内を摺動するプランジャが設けられ気体の吸引吐出口を有する分注用シリンダ、および前記ノズルを通り該吸引吐出口と前記先端開口部とを連通する吸引吐出用流路を有する１または２以上の測光分注ノズルユニットの前記ノズルを、前記ノズル移動機構によって相対的に移動する移動工程と、前記ノズル移動機構によって前記ノズルに分注チップを装着する装着工程と、前記吸引吐出駆動部によって、前記分注チップに対して前記容器群に収容されている液体の吸引吐出を一斉に行う吸引吐出工程と、前記分注チップを前記ノズルから除去する除去工程と、前記ノズル移動機構によって前記ノズルの先端部を前記反応容器の開口部に直接的または間接的に連係し、前記ノズルに設けた導光端部および前記分注用シリンダを経由せずに前記ノズルを通って前記導光端部と光学的に接続する導光路を介して光測定器と反応容器を光学的に接続して測定を行う光測定工程とを有する測光分注処理方法である。【００６６】
第１５の発明は、前記１または２以上の組の測光分注ノズルユニットについて、前記各ノズルおよび前記各分注用シリンダが独立して着脱可能に取り付けられて並列に支持されかつ前記各吸引吐出用流路の一部領域が内部に形成された流路内蔵支持体が設けられ、該流路内蔵支持体に前記ノズルおよび前記分注用シリンダを取り付けるノズルユニット取付工程をさらに有する測光分注処理方法である。【００６７】
第１６の発明は、前記分注用シリンダの前記空洞は、大径の内周面を有する大径領域、および前記大径領域の前記吸引吐出口側に設けられ小径の内周面を有する小径領域を有し、前記プランジャは、前記大径領域を摺動可能に設けられた太軸部、および該太軸部の先端面から前記軸線方向に沿って突出しかつ前記小径領域を摺動可能に設けられた細軸部を有し、前記大径領域と前記小径領域との間には、前記太軸部が前記軸線方向に沿って遊動可能な遊動領域を設け、前記吸引吐出口は、前記小径領域の先の空洞に位置するように設けられ、前記分注チップへの所定量の液体の吸引または吐出の指示があった場合には、所定量が微小量か大量化を判別する判別工程をさらに有し、前記装着工程は、該判別結果に基づいて、微小量用分注チップまたは大量用分注チップを装着し、前記吸引吐出工程は、前記所定量が微小量と判別された場合には、前記分注用シリンダのプランジャの細軸部が小径領域内を摺動可能な微小量吸引吐出区間内に位置させて前記所定量に応じた距離を摺動させることで前記分注チップに対して前記微少量の液体を吸引吐出させる微小量吸引吐出工程と、前記所定量が大量と判別された場合には、前記プランジャの太軸部が大径領域内を摺動可能な大量吸引吐出区間内に位置させて前記所定量に応じた距離を摺動させることで、前記分注チップに対して前記大量の液体を吸引吐出させる大量吸引吐出工程とを有する測光分注処理方法である。
【発明の効果】
【００６８】
第１、第８または第１４の発明によると、測光分注ノズルユニットを設けることによって、分注処理と測光処理とをノズル、ノズル移動機構または測光分注処理制御部等の前記両処理に共通の部品や機構を用いて行うことができるので、装置規模の拡大を防止し、かつ構造を簡素化し、部品点数を削減し、効率の高い処理を行うことができる。また、前記導光路は、ノズル内を通るが、前記分注用シリンダ内を通らずに、前記導光端部と光学的に接続されているので、導光端部およびそれと接続する導光路を設けることによる分注用シリンダの吸引吐出動作に与える構造上の影響および分注用シリンダが前記導光路に与える構造上の影響を互いに小さくすることができる。したがって、分注用シリンダの構造の変更や改良が容易である。【００６９】
第２、第９または第１５の発明によると、前記分注用シリンダと前記ノズルを独立に着脱可能に前記流路内蔵支持部材または流路内蔵支持体に取り付けて並列に支持するようにしているので、測定内容、例えば、化学発光の測定、蛍光の測定等に応じた各種のノズル、および処理すべき容量に合致した適切な分注用シリンダの組合せを、ノズルおよび分注用シリンダをそれぞれ独立に交換することで容易に取り付けることができて、汎用性の高い処理を行うことができる。【００７０】
分注用シリンダをノズルと並列に設けているので、分注用シリンダのプランジャの位置はノズルの高さに加算されたものではないので、プランジャ駆動部の高さ及び装置規模を抑制することができる。【００７１】
前記流路の一部を前記流路内蔵支持部材（体）に内蔵し、ノズルと分注用シリンダとを該流路内蔵支持部材（体）に取り付けることで同時に両者の間を連通することができるので、取扱いが容易であるとともに、両者の間を流路を含め堅固に連結することができる。【００７２】
第３の発明または第１０の発明によると、前記ノズルの側壁にノズル横孔を設け、前記分注用シリンダの側壁にシリンダ横孔を設け、これらを前記流路内蔵支持部材（体）に設け連結流路で連通させているので、ノズルおよび分注用シリンダ間を直線状で最短距離で連結することができる。したがって、流路内のデッドボリュームを削減して応答性の高い迅速で高い精度の処理を行うことができることになる。特に、微小量の液体の吸引吐出を確実に行うことができることになる。【００７３】
また、前記分注用シリンダの側壁を貫いて設けたシリンダ横孔と前記ノズルに設けたノズル横孔の位置を水平に揃えかつ接近するように前記分注用シリンダを前記ノズルと並列して設け、かつ該シリンダ横孔と前記ノズル横孔との間を連結流路で連通させることができる。したがって、分注用シリンダと前記ノズルとを最短距離で連通することができるので、さらに一層流路のデッドボリュームを削減して応答性の高い吸引吐出処理を行うことができることになる。特に微小量の液体の吸引吐出を確実に行うことができることになる。【００７４】
第４の発明または第１１の発明によると、前記ノズル、分注用シリンダに各々横孔を設け、前記流路内蔵支持部材または流路内蔵支持体にこれらが密接して取り付けられる取付用縦孔を設け、これらを該取付用縦孔に取り付けることによって、該流路内蔵支持部材に形成された連結流路で容易に連通させ、かつ取り付けることができる。したがって、分注および測光処理を容易かつ確実に行うことができ、信頼性の高い測光分注処理をユーザに負担をかけることなく実行することができることになる。【００７５】
第５の発明によれば、前記取付用縦孔または分注用シリンダまたはノズルに横孔を挟むようにシール部材を設けることによって、前記ノズル、分注用シリンダおよび前記吸引吐出用流路の間の接続の気密性を確実に保つことができるので、精度が高く、かつ効率性の高い処理を実行することができることになる。【００７６】
第６の発明または第１２の発明によれば、ノズルと分注用シリンダの各組に、さらに圧力センサを前記流路支持部材（体）に設けた流路を介して前記ノズルや分注用シリンダと独立に着脱可能に設けている。したがって、圧力センサの取り付けが容易であり、その処理目的に応じた圧力センサを使用することができて反応性が高い。【００７７】
第７の発明、第１３の発明または第１６の発明によると、微小量の液量と大量の液量を予め区分しておき、その区分に適した内径及び外径を有するプランジャの小径領域および大径領域およびシリンダの細軸部および太軸部を設け、分注の指示があった場合に、前記区分のいずれかを判断して、より適切なプランジャの軸線方向に沿った駆動位置を指示することで、微小量および大量のいずれにおいても適切な分注を実行することができて、汎用性および精度の高い分注処理を行うことができる。【００７８】
１の分注用シリンダを用いて、プランジャの軸線方向に沿った移動のみによって、分注チップに対して微小量の液体の吸引吐出を行うことができるとともに、大量の液体の吸引吐出をも行うことができる。したがって、液体の量に応じた分注用シリンダを複数種類用意して交換や取り換えを行う必要がなく分注処理を迅速かつ容易に実行することができる。【００７９】
異なる外径を持つ太軸部と細軸部を同一のプランジャに設けるとともに異なる内径を持つ大径領域と小径領域とを同一のシリンダに設けることによって、複数種類のシリンダを設ける必要がなく、安価でコンパクトに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注装置の斜視図である。
【図３】図２に示す装置の一部透視側面図である。
【図４】図２に示す装置の平面図である。
【図５】図２および図３のノズルヘッドの要部を示す一部拡大斜視図である。
【図６】図５の一部部品を除去して示す斜視図である。
【図７】図３の一部拡大側面図に基づくチップ除去動作を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注ノズルユニットのノズルの分解斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注ノズルユニットの分注用シリンダの断面図である。
【図１０】図５の一部断面斜視図およびその拡大断面側面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る分注用シリンダの動作を示す断面斜視図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注ノズルユニットの動作説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る測光分注ノズルユニットの分注用シリンダの斜視図およびその断面斜視図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注装置の蒸留水分注の実験結果例を示す表である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注装置の所定蛍光溶液に対する実験結果例を示す表である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態に係る測光分注装置の所定濃度の蛍光溶液に対する実験結果例を示す表及びグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００８１】
続いて、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態は特に指定のない限り本発明を制限するものと解釈してはならない。また、各実施の形態または各実施の形態例において同一物は同一の符号で表し説明を省略した。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る測光分注ノズルユニットを用いた第１の実施の形態に係る測光分注装置１００のブロック図を示す。
【００８２】
該測光分注装置１００は、大きくは複数（この例ではｎ個、ｎ≧１、図１５，１６のレーンに相当）の容器群２０ｉ（ｉ=１,…ｎ）が配列されたステージ２０と、大量用分注チップ２１１１〜２１１ｎまたは微小量用分注チップ２１２１〜２１２ｎが装着可能であるとともに、先端で光の受光または照射を可能とするノズル１１１〜１１ｎ、および該ノズル１１１〜１１ｎと連通し、前記分注チップに対して気体の吸引吐出を行う前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎを少なくとも有するｎ組の測光分注ノズルユニット１０１〜１０ｎが設けられたノズルヘッド５０と、該ノズルヘッド５０を前記容器群２０に対して、例えばＸ軸方向に沿って相対的に移動可能とするノズルヘッド移動機構５１と、種々の制御を行うＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種外部メモリ、ＬＡＮ等の通信機能、およびＲＯＭ等に格納されたプログラム等からなる前記測光分注処理制御部としてのＣＰＵ＋プログラム＋メモリ６０と、液晶ディスプレイ等の表示部や操作キー、タッチパネル等の操作部を有する操作パネル６５とを有する。
【００８３】
前記測光分注ノズルユニット１０１〜１０ｎの各組に設けられた前記ノズル１１１〜１１ｎは、該ノズル１１１〜１１ｎの先端で光の受光または照射可能な導光端部３２１〜３２ｎと、前記ノズル１１１〜１１ｎ内を通り、該導光端部３２１〜３２ｎと光学的に接続される導光路３１１〜３１ｎとを有し、前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎは、内部に空洞を有するシリンダおよび該空洞内を摺動可能に設けられたプランジャ、および該シリンダに穿設された吸引吐出口を有する分注用シリンダ１２１〜１２ｎを有し、さらに、該ノズル１１１〜１１ｎを通り、該吸引吐出口と前記ノズル１１１〜１１ｎの先端開口部とを連通する吸引吐出用流路を有する。
【００８４】
前記ノズルヘッド５０には、さらに、１または２以上の組の前記ノズル１１１〜１１ｎ、前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎが独立して着脱可能に取り付けられて並列に支持され、かつ前記吸引吐出用流路の一部領域としての連結流路７１１〜７１ｎが内部に形成された流路内蔵支持体７０と、前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎのプランジャを上下方向に沿って移動させて該ノズル１１１〜１１ｎに装着した前記分注チップ２１１１〜２１１ｎ，２１２１〜２１２ｎが前記容器群２０１〜２０ｎに対して一斉に液体の吸引吐出を可能とする吸引吐出駆動部５３と、前記吸引吐出駆動部５３を用いて前記ノズル１１１〜１１ｎに装着された分注チップ２１１１〜２１１ｎ，２１２１〜２１２ｎを除去可能とするチップ除去機構５９と、前記ノズル１１１〜１１ｎをＺ軸方向に沿って移動可能とするノズルＺ軸移動機構５８と、磁石を前記ノズルに装着した前記分注チップ２１１１〜２１１ｎ，２１２１〜２１２ｎに対して進退可能に設けることによって該分注チップ内に磁場を及ぼすことができる磁力部５７とを有する。
【００８５】
該ノズルヘッド５０は、さらに、光測定器４０を有する。
該光測定器４０は、前記導光端部３２１〜３２ｎに対応して設けられ、該導光端部３２１〜３２ｎにその先端が設けられ導光部３１１〜３１ｎとしての光ファイバ（束）の後端が設けられた複数（この例ではｎ個）の接続端３４１〜３４ｎを、配列面としての水平面上に設けた所定経路（この例ではＹ軸方向に沿った一直線状の経路）に沿って前記導光端部３２１〜３２ｎ間の間隔よりも狭い間隔で集積化するように配列して支持する接続端配列体３０と、例えば、ｍ種類（この例では６種類）の蛍光の特定波長または特定波長帯の光を各々受光可能であるとともに、前記光の発光のために照射するｍ種類の特定波長または特定波長帯の励起光を照射可能なｍ種類の特定波長測定器４０ｊ（ｊ＝１,…ｍ、以下省略）を有する。なお、光ファイバ（３１１〜３１ｎ）が、照射用光ファイバ（束）３５、受光用光ファイバ（束）３６からなる場合には、その後端として、前記接続端３４１〜３４ｎは第１の接続端（照射用）および第２の接続端（受光用）からなり、各々Ｙ軸方向に沿った一直線上の経路に沿って配列して支持されることになる。この場合、前記導光端部３２１〜３２ｎは照光端と受光端の対に各々相当することになる。
【００８６】
各特定波長測定器４０ｊには、前記配列面に近接（非接触）若しくは接触して設けられて、該各接続端３４ｉと前記所定経路（Ｙ軸方向に沿った直線状経路）に沿って順次接続可能な測定端４４ｊを有し、各測定端４４ｊは、発光が蛍光の場合には、Ｙ軸方向に沿って配列された２つの第１の測定端４２ｊおよび第２の測定端４３ｊを有している。これらの測定端は例えば、測定端配列面上に配列され、該第１の測定端４２ｊは、各特定波長測定器４０ｊに設けられた照射源と光学的に接続し、第２の測定端４３ｊは、該特定波長測定器４０ｊに設けられた光電子増倍管等の光電変換部と光学的に接続している。発光が化学発光等の場合には、少なくとも第２の測定端４３ｊが設けられていればよい。すると、前記照射用光ファイバ（束）３５の後端の第１の接続端は前記第１の測定端４２ｊと接続可能に前記接続端配列体３０の接続端配列面に配列され、前記受光用光ファイバ（束）３６の後端の第２の接続端は前記第２の測定端４３ｊと接続可能に前記接続端配列体３０の前記接続端配列面に配列されている。
【００８７】
さらに、前記ノズルヘッド５０には、前記接続端配列体３０の接続端配列面に配列された前記各接続端３４ｉと、前記測定端配列面に配列された前記各測定端４４ｊとを順次接続するように前記接続端配列面と測定端配列面との間を近接した状態（非接触）でまたは摺動して、前記接続端配列体３０をＹ軸方向に沿ってノズルヘッド５０上で移動させる配列体移動機構としての配列体Ｙ軸移動機構４１を有する。
【００８８】
前記ステージ２０は、１のノズルが進入し他のノズルが進入しない各ノズルに対応した複数（この例では８個）の容器群２０ｉからなる。各容器群２０ｉには、試薬液等を収容しまたは収容可能な複数の収容部からなる液収容部群２７ｉと、前記ノズルに着脱可能に装着される透光性のある１または２以上の前記密閉蓋２５ｉを収容する密閉蓋収容部を含むとともに、ノズルに着脱可能に装着される複数の大量用分注チップ２１１ｉや微小量用分注チップ２１２ｉや穿孔用チップを収容するチップ等収容部群２１ｉと、ＰＣＲ用チューブ等の温度制御が可能な反応容器２３１〜２３ｎを有する。前記液収容部群２７ｉには、少なくとも磁性粒子懸濁液を収容する１または２以上の液収容部、核酸またはその断片の分離および抽出に用いる分離抽出用溶液を収容する２以上の液収容部を有し、さらに、核酸の増幅に用いる増幅用溶液、さらに、前記反応容器としてのＰＣＲ用チューブ２３１ｉに収容した前記増幅用溶液を該ＰＣＲ用チューブ２３１ｉ内に密閉するための密閉液を収容する。
【００８９】
図２乃至図４は、図１に示す測光分注装置１００をより具体化した（ｎ＝8，ｍ＝6の場合）斜視図、側面図および平面図を各々示す。
前記ステージ２０上には、ｎ列状（この例では８列状）に配列された各容器群２０１〜２０ｎごとに、４本のカートリッジ容器２０１ｉ〜２０４ｉが縦一列状に装填され、かつ３本のサンプルを収容するカートリッジ容器２０５〜２０７が横方向に並列に装填されている。
【００９０】
図２に示すように、前記ノズルヘッド移動機構５１は、該ステージ２０を載置している台座に取り付けられた駆動モータ５１ａと、該駆動モータに回転駆動されるプーリ５１ｂおよび対となるプーリ５１ｃと、２つのプーリ５１ｂ，５１ｃに掛け渡されてＸ軸方向に沿って走行可能なタイミングベルト５１ｄと、該タイミングベルト５１ｄに取り付けられて前記ノズルヘッド５０の枠体５０ａを支える脚部５１ｅとを有する。該脚部５１ｅは、例えば直動案内装置５１ｆによってＸ軸方向に沿って移動可能に支持され、該脚部５１ｅの下側は前記タイミングベルト５１ｄと連結されている。
【００９１】
前記ノズルヘッド５０において、前記流路内蔵支持体７０の流路内蔵支持ブロック７６に独立に着脱可能に取り付けられて並列に支持されたノズル１１１〜１１ｎ（この例ではｎ＝８）および分注用シリンダ１２１〜１２ｎ（この例ではｎ＝８）を各々有する測光分注ノズルユニット１０１〜１０ｎを有し、前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎはその上側が前記流路内蔵支持体７０のシリンダ取付体７３に取り付けられている。また、各測光分注ノズルユニット１０１〜１０ｎ（この例ではｎ＝８）には、圧力センサ１３１〜１３ｎ（この例ではｎ＝８）が各々設けられている。該圧力センサ１３１〜１３ｎは圧力センサ用基板１３ａと接続されている。
【００９２】
該ノズルヘッド５０において、前記吸引吐出駆動部５３は、取付台５３ｅに取り付けられた吸引用モータ５３ａと、該モータ５３ａによって回転駆動されるボール螺子５３ｂと、該ボール螺子５３ｂに螺合して上下方向に移動可能なナット部５３ｃと、該ナット部５３ｃと連結して前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎのプランジャ１２ａを引き上げ可能とする吸引吐出駆動部材５３ｄとを有する。該吸引吐出駆動部材５３ｄには、前記フランジ１２ｔと係合可能であるが、該プランジャ１２ａとは接触しないようなサイズの孔または隙間が形成されている。また、前記ノズルヘッド５０には、磁力部５７として永久磁石の磁極がｎ個（この例では８個）Ｙ軸方向に沿って一列状に配列されている。
【００９３】
図３に示すように、前記ノズルヘッド５０において、前記ノズルＺ軸移動機構５８は、前記枠体５０ａに載置されたＺ軸駆動用モータ５８ａと、該Ｚ軸駆動用モータ５８ａによって回転駆動されるボール螺子５８ｂと、該ボール螺子５８ｂに螺合するナット部５８ｃと、該ナット部５８ｃに連結する壁状のＺ軸移動体５８ｄとを有する。
【００９４】
該Ｚ軸移動体５８ｄには、前記吸引用モータ５３ａおよびモータ取付台５３ｅ、前記分注用シリンダ１２１〜１２８をその上側で取り付けるシリンダ取付体７３、前記ｎ組（この例では８組）の前記ノズル１１１〜１１ｎ（この例ではｎ＝８）および前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎ）が独立し着脱可能に取り付けられて並列に支持され、かつ前記吸引吐出用流路の一部領域である前記連結流路７１１〜７１ｎ（この例ではｎ＝８）が内部に形成された流路内蔵支持体７０の流路内蔵支持ブロック７６が取り付けられている。
【００９５】
図４に示すように、前記カートリッジ容器２０１ｉ（ｉ＝１,…８）には４本の各種チップ、例えば、穿孔用チップ、１本の大量用分注チップ２１１ｉ、２本の微小量用分注チップを収容するチップ等収容部２１ｉが設けられ、前記カートリッジ容器２０２ｉには８個の抽出用試薬等を収容する液収容部２７ｉおよび恒温状態に設定可能な反応容器２３ｉ、恒温状態に設定可能な生成物を収容する液収容部が設けられ、カートリッジ容器２０３ｉには、増幅用試薬が収容されている３個の液収容部２７ｉが設けられ、前記カートリッジ容器２０４ｉには、ＰＣＲ用チューブ（２３ｉ）および密閉蓋２５を収容するチップ等収容部２１ｉとしての密閉蓋収容部が設けられている。前記カートリッジ容器２０５，２０６にはサンプルが収容されるサンプルチューブ２６ｉが設けられ、カートリッジ容器２０７には残液を収容する。
【００９６】
該ノズルヘッド５０には、前記測定器４０が、前記ｍ種類（この例では6種類）の特定波長測定器４０１〜４０ｍ（この例ではｍ＝８）が、各測定端４４１〜４４ｍ（この例ではｍ＝６、１個は前記接続端配列体３０に隠されている）を上側にＹ軸方向に沿って配列されるように前記ノズルヘッド枠体５０ａに取り付けられている。該特定波長測定器４０１〜４０ｍの上側を、前記各接続端３４１〜３４ｎ（この例ではｎ＝８）がＹ軸方向に沿って配列された接続端配列体３０が、Ｙ軸方向に沿って移動可能に設けられている。各接続端３４１〜３４ｎは前述したように、照射用光ファイバ３５の後端としての第１の接続端および受光用光ファイバ３６の後端としての第２の接続端からなり、各測定端４４１〜４４ｍは各々第１の測定端４２ｉ、および第２の測定端４３ｉからなり、第１の測定端４２ｉは前記励起光の照射源と光学的に接続し、かつ前記第１の接続端と順次接続可能であり、第２の測定端４３ｉは前記光電変換部と光学的に接続し、かつ前記第２の接続端と順次接続可能となるように各々Ｙ軸方向に沿って一列状に配列されている。
【００９７】
図５は、図２および図３に示す前記測光分注装置１００の前記ノズルヘッド５０の要部であって、前記Ｚ軸移動体５８ｄに取り付けられた前記流路内蔵支持体７０の前記シリンダ取付体７３および流路内蔵支持ブロック７６、これらに取り付けられたｎ組（ｎ＝8）のノズル１１１〜１１ｎ、分注用シリンダ１２１〜１２ｎ、および圧力センサ１３１〜１３ｎ、さらにチップ除去機構５９を示すものである。
【００９８】
前記シリンダ取付体７３には８本の分注用シリンダ１２１〜１２ｎ（ｎ＝８）がプランジャ１２ａを上側にして取り付けられ、下端部分は前記流路内蔵支持体７０のシリンダ取付用縦孔７５１〜７５ｎ（ｎ＝８）に密接するように支持されている。これらの分注用シリンダ１２１〜１２ｎはリング状螺子１２ｖにより前記シリンダ取付体７３にねじ止めされている。
【００９９】
前記流路内蔵支持体７０には、ｎ個の圧力センサ１３１〜１３ｎが内部に設けられた流路と連通する管路７２ａを介して前記ノズル１１１〜１１ｎと連通している。圧力センサ１３１〜１３ｎは前記シリンダ取付体７３に取りつけられた圧力センサ用基板１３ａと接続している。
【０１００】
図５に示すように、チップ除去機構５９は、前記吸引吐出駆動部５３の吸引吐出駆動部材５３ｄが吸引吐出区間を越えてさらに下降することによって押圧されて下方向への移動が可能な２本のインジェクトピン５９ｂ，５９ｂと、該インジェクトピン５９ｂの下端で連結し前記流路内蔵支持ブロック７６の下側に設けられるとともに、前記ノズル１１１〜１１ｎを囲み軸線方向に沿って移動可能に設けられ前記ノズル１１１〜１１ｎよりも大きいが、前記各分注チップ２１１１〜２１１ｎ，２１２１〜２１２ｎの最も大きな外径よりも小さい内径を持つ孔が形成されたチップ除去部材５９ａとを有する。
【０１０１】
さらに、該チップ除去機構５９は、前記インジェクトピン５９ｂの上端に設けられ、前記吸引吐出駆動部材５３ｄによって押圧される頭部５９ｄと、前記インジェクトピン５９ｂを囲むように形成され、前記シリンダ取付体７３に一端が取り付けられ他端が前記頭部５９ｄに達して該頭部５９ｄを上方向に付勢するばね５９ｃとを有する。
【０１０２】
図６は図５に示すシリンダ取付体７３を含む前記流路内蔵支持体７０を顕わに示すものであって、前記シリンダ取付体７３には、ｎ個（この例では、ｎ＝8）の縦孔が一列状に長手方向に沿って配列され、８本の分注用シリンダ１２１〜１２ｎ（ｎ＝８）がプランジャ１２ａを上側にして該縦孔に各々上側から挿入され、下端部分は前記流路内蔵支持体７０のシリンダ取付用縦孔７５１〜７５ｎ（ｎ＝８）に密接かつ嵌合するように支持されている。これらの分注用シリンダ１２１〜１２ｎは前記リング状螺子１２ｖにより前記シリンダ取付体７３に取り付けられている。前記シリンダ取付体７３には、前記分注用シリンダ１２１〜１２ｎを取り付ける一列状に配列されたｎ個（ｎ＝８）の縦孔の他に、その列の両外側に位置しかつ所定距離Ｘ軸方向に突き出た位置にある両端部にさらに２つの縦孔５９ｅが設けられている。該縦孔５９ｅには、前記インジェクトピン５９ｂが貫通して設けられている。
【０１０３】
図６に示すように、前記流路内蔵支持体７０には、前記ノズル１１１〜１１ｎを下側から挿入してリング状螺子１１ｇによってねじ止めして取り付けることができる一列状にｎ個（この例では、8個）のノズル取付用縦孔７４１〜７４ｎ（ｎ＝８）が配列され、さらに、圧力センサ用流路７２１〜７２ｎが設けられている。
【０１０４】
図７は、前記測光分注ノズルユニット１０１〜１０ｎが有するノズル１１１〜１１８の構造を示すものである。
ノズル１１ｉは（この例ではｉ＝１）、先端に先端開口部１１ａを有する略筒状のノズル本体１１ｂと、該ノズル本体１１ｂ内に挿入されて前記光学系ユニット１１ｐと、前記流路内蔵支持体７０に該ノズル１１を螺子止めにより取り付けるためのリング螺子１１ｒとを有している。
該ノズル１１の先端部１１ｑは、前記分注チップ２１１，２１２の装着用開口部が嵌合により装着可能であり、密接面が形成された側壁を貫いてノズル横孔１１ｃが穿設され、該ノズル横孔１１ｃを上下方向に挟むようにその外周に沿って軸線を囲むように設けられたＯ−リング１１ｋ，１１ｌが設けられている。
【０１０５】
前記光学系ユニット１１ｐは、その先端に設けられた前記導光端部３２ｉとしてのロッドレンズと、該ロッドレンズ（３２ｉ）とその端面で光学的に接続した照射用光ファイバ３５および受光用光ファイバ３６からなる導光路３１と、該導光路３１が内部を通り、前記ノズル本体１１ｂ内に挿入されて嵌合する前記導光路端固体部材としての、フェルールユニット１１ｕと、該フェルールユニット１１ｕの押え管嵌合部１１ｆに嵌合して取り付けられ、内部に前記レンズ（３２ｉ）が保持されるレンズ押え管１１ｇと、円筒状の前記フェルールユニット１１ｕの外周面を軸線方向に沿って切り欠くように形成した切欠き面１１ｅとを有する。なお、前記照射用光ファイバ３５および前記受光用光ファイバ３６の一端は前記ロッドレンズ（３２ｉ）と光学的に接続し、該照射用光ファイバ３５および該受光用光ファイバ３６の他端は、各々第１の接続端および第２の接続端として、前記第２の測定端４３ｊおよび前記第１の測定端４２ｊと各々光学的に接続可能となるように前記接続端配列体３０にＹ軸方向に沿って各々一列状に配列されている（図４および図１０参照）。
【０１０６】
前記フェルールユニット１１ｕの外周面にはフランジ１１ｖが設けられ、ノズル本体１１ｂに穿設された螺子孔１１ｓと螺合する螺子１１ｗによって前記フェルールユニット１１ｕがノズル１１ｉ内で動かないように前記ノズル本体１１ｂに固定されている。
【０１０７】
図８は、分注用シリンダ１２の後述する下端部１２ｄを除去した場合の断面を示すものである。
該分注用シリンダ１２は、内部に空洞（１２ｃ，１２ｒ，１２ｑ，１２ｐ）を有するシリンダ１２ｂと、該シリンダ１２ｂの下端にあって、気体の吸引吐出口としてのシリンダ横孔１２ｅが設けられて、前記流路内蔵支持ブロック７６の下側から前記シリンダ取付用縦孔７５８内に挿入されて、該シリンダ取付用縦孔７５８の上側から挿入された前記シリンダ１２ｂと螺合することで分注用シリンダ１２８を前記流路内蔵支持ブロック７６に取り付ける下端部１２ｄ（図１０参照）と、前記空洞（１２ｃ，１２ｒ，１２ｑ，１２ｐ）内を前記軸線方向に沿って摺動可能に設けられ、シリンダ１２ｂの外部にあって、ステッピングモータ等によって駆動される吸引吐出駆動部材５３ｄ（図９参照）と係合するフランジ１２ｔを有するプランジャ１２ａとを有する。
【０１０８】
前記シリンダ１２ｂ内に設けられた前記空洞（１２ｃ，１２ｒ，１２ｑ，１２ｐ）は、大径の内周面を有する大径領域１２ｐ、および該大径領域の気体の吸引吐出口側に設けられ小径の内周面を有する小径領域１２ｃを有するとともに、該大径領域１２ｐと小径領域１２ｃとの間には、前記大径よりも大きい極大径の内径を有し、前記太軸部１２ｈが摺動しない遊動領域１２ｑを有し、これらの領域は同軸に形成されている。また、空洞１２ｒは、前記下端部１２ｄが挿入して取り付けられる部分である（図１０参照）。
【０１０９】
前記プランジャ１２ａは、該シリンダ１２ｂの他端に設けられた開口部１２ｕを貫通して前記シリンダ１２ｂの空洞（１２ｃ，１２ｒ，１２ｑ，１２ｐ）の軸線方向に沿って設けられた前記空洞と同軸に設けられ前記大径領域１２ｐを摺動可能に設けられた太軸部１２ｈと、該太軸部１２ｈの先端面から前記軸線方向に沿って突出しかつ前記小径領域１２ｃを摺動可能に設けられた細軸部１２ｆとを有する。
【０１１０】
さらに、本実施の形態に係る分注用シリンダ１２８にあっては、該小径領域１２ｃの上端部の内周面に周方向に沿ってシール部材１２ｇ（パッキン等）が設けられ、前記太軸部１２ｈの外周面に周方向に沿ってもシール部材１２ｋが設けられている。また、該分注用シリンダ１２の内部にあっては、前記大径領域１２ｐの上端面に穿設された環状溝１２ｌに一端が取り付けられ、他端が前記太軸部１２ｈを突っ張るようにプランジャ１２ａに巻装されたコイル状ばね１２ｓが設けられている。前記太軸部１２ｈは下死点である小径領域１２ｃと遊動領域１２ｑとの境界の段差に押し付けられている（図８（ａ））。該段差は、前記下方向に向かって、内側方向に突設するように設けられている。図８（ｂ）は、前記プランジャ１２ａが引き上げられて、前記細軸部１２ｆが小径領域１２ｃを抜けて、前記太軸部１２ｈが大径領域１２ｐと摺動する状態を示している。
この場合、前記細軸部１２ｆの先端面から前記太軸部の先端面までの軸線方向に沿った長さをd3、前記太軸部１２ｈの先端面からシール部材１２ｋによるシール位置までの長さをd1、前記小径領域１２ｃ内の前記シール部材１２ｇによるシール位置までの距離をd4とすると、前記遊動領域１２ｑの軸方向に沿った長さ（d0）は、d0＋d4＞d1＋d3の関係があることになる。
【０１１１】
図９は、前記測光分注ノズルユニット１０８の前記分注用シリンダ１２８に対する前記吸引吐出駆動部５３および前記チップ除去機構５９を詳細に示すとともにその動作を示すものである。
【０１１２】
図９（ａ）は、前記分注用シリンダ１２８のプランジャ１２ａがその行程の下死点にある状態を示すものであり、前記吸引吐出駆動部５３の前記吸引吐出駆動部材５３ｄは前記プランジャ１２ａのフランジ１２ｔとは係合せず、該フランジ１２ｔの下方に位置している。この吸引吐出駆動部材５３ｄの位置は、前記チップ除去機構５９の前記インジェクトピン５９ｂの頭部５９ｄの上方にあり、該頭部５９ｄと接触していない。したがって、前記チップ除去部材５９ａは、ばね５９ｃによって上方に付勢されているため前記ノズル１１８の先端部１１ｑの上側に位置している。
【０１１３】
図９（ｂ）は、前記分注用シリンダ１２８のプランジャ１２ａが引き上げられて、前記ノズル１１８の先端開口部先端１１ａから気体を吸引する状態を示すものであり、前記吸引吐出駆動部５３の前記吸引吐出駆動部材５３ｄが前記プランジャ１２ａのフランジ１２ｔと係合してプランジャ１２ａを引き上げている状態を示すものである。したがって、該吸引吐出駆動部材５３ｄは、前記チップ除去機構５９の前記頭部５９ｄに対して一層上方に離れることになり、チップ除去部材５９ａは図９（ａ）の場合と変わらず、前記先端部１１ｑの上側に位置している。
【０１１４】
図９（ｃ）は、前記吸引吐出駆動部材５３ｄを図９（ａ）の位置よりもさらに下側に降下させた状態を示している。すると、前記プランジャ１２ａのフランジ１２ｔとの係合が解除されて、プランジャ１２ａはその下死点に留まるものの、該吸引吐出駆動部材５３ｄは、前記チップ除去機構５９の前記頭部５９ｄを押し下げ、したがって、前記インジェクトピン５９ｂおよびその下端にあるチップ除去部材５９ａを押し下げて、前記ノズル１１の先端部１１ｑに装着されているはずの分注チップ２１１８，２１２８をノズル１１から除去することになる。
【０１１５】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る前記測光分注ノズルユニット１０８を形成する前記ノズル１１８、前記分注用シリンダ１２、およびこれらが取り付けられた前記流路内蔵支持体ブロック７６に形成された流路７１８，７２８を示すものである。
【０１１６】
本実施の形態に係る分注用シリンダ１２８は、内部に空洞（１２ｃ，１２ｑ，１２ｐ）を有するシリンダ１２ｂと、該シリンダ１２ｂの下端に取り付けられ、前記流路内蔵支持ブロック７６の下側から前記シリンダ取付用縦孔７５８内に挿入されて、該シリンダ取付用縦孔７５８の上側から挿入された前記シリンダ１２ｂと螺合することで分注用シリンダ１２８を前記流路内蔵支持ブロック７６に取り付ける下端部１２ｄと、前記空洞（１２ｃ，１２ｒ，１２ｑ，１２ｐ）内を前記軸線方向に沿って摺動可能に設けられ、シリンダ１２ｂの外部にあって、ステッピングモータ等によって駆動される前記吸引吐出駆動部材５３ｄと係合するフランジ１２ｔを有するプランジャ１２ａとを有する。
【０１１７】
前記空洞（１２ｃ，１２ｑ，１２ｐ）は、大径の内周面を有する大径領域１２ｐ、および該大径領域１２ｐの前記吸引吐出口としてのシリンダ横孔１２ｅ側に設けられ小径の内周面を有する小径領域１２ｃを有する。ここで、前記下端部１２ｄには小径領域１２ｃが形成され、該小径領域１２ｃの下方に前記吸引吐出口としてのシリンダ横孔１２ｅが穿設されている。
【０１１８】
また、前記流路内蔵支持ブロック７６のシリンダ取付用縦孔７５１〜７５８の開口縁部にはシーリング部材１２ｏが設けられている。
【０１１９】
一方、ノズル１１８は、前記流路内蔵支持体７０の前記ノズル取付用縦孔７４８に下側から挿入されて、リング状螺子１１ｇにより取り付けられ、したがって、該分注用シリンダ１２８と該ノズル１１８は独立に着脱可能であって、並列に支持されていることになる。
【０１２０】
取り付けられた該ノズル１１８のノズル本体１１ｂの密接面が形成された側壁を貫通するように設けられた前記通気孔としてのノズル横孔１１ｃは、前記流路内蔵支持ブロック７６の内部に形成された連結流路７１８を介して前記吸引吐出口としてのシリンダ横孔１２ｅと連通する。また、該ノズル本体１１において、前記ノズル横孔１１ｃと対向する位置で側壁を貫通するように設けられた第２のノズル横孔１１ｄは、前記流路内蔵支持ブロック７６に設けられた圧力センサ用流路７２８および圧力センサ１３８が取り付けられる連結部７２ｂと連通する。
【０１２１】
前記フェルールユニット１１ｕの外周面に切り欠くように設けられた前記切欠き面１１ｅは先端側から前記ノズル横孔１１ｃを越える位置であって、該ノズル本体１１ｂの長さを越えない位置にまで軸線方向に沿って延びるように形成されている。また、軸線に対して反対側においても、同様の切欠き面が通気孔に相当する前記第２のノズル横孔１１ｄを越える位置であって、該ノズル本体１１ｂの長さを越えない位置にまで軸線方向に沿って延びるように形成されている。したがって、該各切欠き面１１ｅと該ノズル本体１１ｂの内周面で挟まれた隙間は、前記ノズル横孔１１ｃおよび前記第２のノズル横孔１１ｄと各々連通し、さらにこれらの隙間は、前記レンズ押え管１１ｇの外周面と該ノズル本体１１ｂの内周面で囲まれた全周にわたる隙間と連通し、したがって、前記先端開口部１１ａと連通することになる。この隙間は、前記間隙部に相当し、したがって、先端開口部１１ａから、該ノズル本体１１ｂ内の隙間、前記ノズル横孔１１ｃ、連結流路７１８および吸引吐出口としてのシリンダ横孔１２ｅまで連通する流路は吸引吐出用流路に相当し、その一部領域が該流路内蔵支持ブロック７６の内部に設けられた該連結流路７１８ということになる。
【０１２２】
これらの横孔１１ｃ，１１ｄは、前述したように、前記Ｏ−リング１１ｋ，１１ｌにより上下方向に挟まれて嵌合面間を通る気体漏れを防止して気密性を高めている。また、該ノズル１１８の内部に挿入されて嵌合するフェルールユニット１１ｕの嵌合面間の気体漏れを防止するためのＯ−リング１１ｈが該ノズル本体１１ｂの内周面に沿って設けられている。本実施の形態に係るノズルによれば、ノズル本体を加工するのではなく内部に挿入される導光路端固定部材としてのフェルールユニット等の外周面を軸方向に沿ってまたは半径方向に沿って切り欠くように加工することで形成することができるので、流路の形成および固定が容易である。
【０１２３】
図１１は、本実施の形態に係る分注用シリンダ１２８の動作を示すものである。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、微小量の液体の吸引動作を示すものである。
図１１（ａ）にあっては、前記太軸部１２ｈの下死点である前記遊動領域１２ｑの最下端、すなわち前記小径領域１２ｃとの境界に前記太軸部１２ｈの先端面が位置し、したがって、前記細軸部１２ｆは前記小径領域１２ｃ内に挿入されている。この状態で、前記ノズル１１に装着した分注チップ２１１，２１２の先端を、液体が収容されている容器内に挿入する。
【０１２４】
前記太軸部１２ｈ（またはプランジャ１２ａ）の行程をD、太軸部１２ｈ（またはプランジャ１２ａ）の先端面の下死点からの軸線方向に沿った距離をd、前記細軸部１２ｆのシール部材（気体をシールする部材）の軸線方向に沿った長さをd3とすると、前記遊動領域１２ｑの軸線方向に沿った長さd0は、前記太軸部１２ｈの先端面からそのシール部材のシール位置までの軸線方向に沿った長さd1とd3との和以上の長さとなる。前記下端部１２ｄ内を含めて小径領域１２ｃの長さをd2とすると、前述したように、0≦d≦D、d3＜d2、d3＜Dである。なお、該シリンダ１２ｂの下端にある空洞１２ｒは、前記下端部１２ｄが螺合により取り付けられる部分である。
【０１２５】
図１１（ｂ）にあっては、前記プランジャ１２ａを前記下死点から距離d（＜d3）だけ上昇させると、前記細軸部１２ｆが前記小径領域１２ｃを摺動して距離dだけ上昇し、太軸部１２ｈは遊動領域１２ｑ内を距離dだけ遊動する。このため、該太軸部１２ｈの移動によって真空部分が生ずることがないのでプランジャ１２ａには、大きな負荷がかからず、円滑に前記ノズル１１に装着された分注チップ２１１，２１２内に液体がS2×d（S2は小径領域断面積）に相当する量だけ流入する。
ここで、この図１１（ａ）と図１１（ｂ）のd＜d3が微小量吸引吐出区間に相当する。
【０１２６】
図１１（ｃ）にあっては、前記プランジャ１２ａを前記下死点から距離d＝d3だけ移動させると、前記細軸部１２ｆが前記小径領域１２ｃから抜け出し、前記太軸部１２ｈが前記大径領域１２ｐへ進入し、前記ノズル１１の先端開口部１１ａを通る気体の前記遊動領域１２ｑおよび大径領域１２ｐへの吸引が開始されることになる。
【０１２７】
図１１（ｄ）にあっては、前記プランジャ１２ａを前記下死点から距離d(＝D＞d3) だけ移動させると、前記細軸部１２ｆは前記遊動領域１２ｑ内を遊動し、前記太軸部１２ｈが前記大径領域１２ｐ内を摺動し、前記ノズル１１に装着した分注チップ内に液体がS1×(D−d0)（S1は大径領域の軸線方向に垂直な断面積）吸引されることになる。
この図１１（ｃ）と図１１（ｄ）のd＞d0＞d3が大量吸引吐出区間に相当する。
【０１２８】
図１２は測光分注ノズルユニット１０１〜１０ｎの動作を説明する図である。
図１２（ａ）は、前記ノズル１１の先端部１１ｑに微小量用分注チップ２１２８を装着して前記容器群２０８の液収容部２７８に対して微小量の試薬等の液体の吸引吐出を行う場合の測光分注ノズルユニット１０８の状態を示す。分注用シリンダ１２８にあっては、細軸部１２ｆが小径領域１２ｃ内を摺動するように前記プランジャ１２ａは微小量吸引吐出区間に位置している。
【０１２９】
図１２（ｂ）は、前記ノズル１１の先端部１１ｑに大量用分注チップ２１１８を装着して、前記容器群２０８の液収容部２７８に対して大量の試薬等の液体の吸引吐出を行う場合の測光分注ノズルユニット１０８の状態を示す。分注用シリンダ１２８にあっては、太軸部１２ｈが前記大径領域１２ｐ内を摺動するように、前記プランジャ１２ａは大量吸引吐出区間に位置している。
【０１３０】
図１２（ｃ）は、前記ノズル１１８の先端部１１ｑから分注チップを前記チップ除去部材５９ａを用いて除去した後、該ノズル先端部１１ｑを反応容器２３８の開口部に連結させまたは密閉蓋を介して連結させて、反応容器内の光学的状態を検出する。
【０１３１】
図１３は、測光分注ノズルユニット１０８について、前記流路内蔵支持ブロック７６に対しノズル１１はそのままで、分注用シリンダ１２の代わりに、大量吸引吐出用の分注用シリンダ１２０を用いることができる。すなわち、検査目的に合わせて、ノズル１１をそのままで、分注用シリンダのみを最適なものと交換することができる。該分注用シリンダ１２０にあっては、内部に空洞（１２０ｒ，１２０ｐ）を有するシリンダ１２０ｂと、該シリンダ１２０ｂの下端にあって、気体の吸引吐出口としてのシリンダ横孔１２０ｅが設けられて、前記流路内蔵支持ブロック７６の下側から前記シリンダ取付用縦孔７５８内に挿入されて、該シリンダ取付用縦孔７５８の上側から挿入された前記シリンダ１２０ｂと螺合することで、前記分注用シリンダ１２０８を前記流路内蔵支持ブロック７６に取り付ける下端部１２ｄ（図１０参照）と、前記空洞（１２０ｒ，１２０ｐ）内を前記軸線方向に沿って摺動可能に設けられ、シリンダ１２０ｂの外部にあって、ステッピングモータ等によって駆動される吸引吐出駆動部材５３ｄ（図９参照）と係合するフランジ１２０ｔとを有するプランジャ１２０ａとを有する。
【０１３２】
前記シリンダ１２０ｂ内に設けられた前記空洞（１２０ｒ，１２０ｐ）は、大径の内周面を有する大径領域１２０ｐ、および前記下端部１２ｄが挿入して取り付けられる空洞１２０ｒである（図１０参照）。
前記プランジャ１２０ａは、該シリンダ１２０ｂの他端に設けられた開口部１２０ｕを貫通して前記シリンダ１２０ｂの前記大径領域１２０ｐを摺動可能に設けられた太軸部１２０ｈを有する。なお、符号１２０ｋは、該太軸部１２０ｈの外周面に周方向に沿って設けられたシーリング部材である。
【０１３３】
また、該分注用シリンダ１２０の内部にあっては、前記大径領域１２０ｐの上端面に穿設された環状溝１２０ｌに一端が取り付けられ他端が前記太軸部１２０ｈを突っ張るようにプランジャ１２０ａに巻装されたコイル状ばね（図示せず）が設けられている。前記太軸部１２０ｈは下死点である前記空洞１２０ｒとの境界の段差に押し付けられる。該段差は、前記下方向に向かって、内側方向に突設するように設けられている。図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、前記プランジャ１２０ａが引き上げられて、前記太軸部１２０ｈが大径領域１２０ｐと摺動する状態を示している。なお、図１３（ａ）は、該分注用シリンダ１２０の外形を示すものであるが、前記分注用シリンダ１２の外形と同様である。
【０１３４】
続いて、本実施の形態に係る測光分注装置１００の動作について、細菌が含まれる検体の核酸のリアルタイムＰＣＲおよびその光測定を行うまでの一連の処理動作について以下に説明する。
ステップＳ１で、前記ステージ２０に検査対象の検体を収容したカートリッジ容器２０５，２０６、残液を収容可能とするカートリッジ容器２０７、各種チップが収容されたカートリッジ容器２０１ｉ、核酸抽出用の各種洗浄液、各種試薬がプレパックされたカートリッジ容器２０２ｉ、核酸増幅用試薬がプレパックされたカートリッジ容器２０３ｉおよび反応容器２３ｉとしての核酸増幅用のＰＣＲチューブを有しかつ密閉蓋２５が収容されたカートリッジ容器２０４ｉを装填する。また、前記流路内蔵支持ブロック７６に前記8組の測光分注ノズルユニット１０ｉを取り付ける。
ステップＳ２で、前記操作パネル６５として、タッチパネル等へのタッチにより、分離抽出処理および増幅処理の開始を指示する。
【０１３５】
ステップＳ３で、前記測光分注装置１００の前記測光分注処理制御部としてのＣＰＵ＋プログラム＋メモリ６０に設けられた抽出制御部６２は、前記ノズルヘッド移動機構５１に指示して、前記ノズルヘッド５０をＹ軸方向に移動させて、前記各容器群２０ｉのカートリッジ容器２０１ｉの該当するチップ等収容部２１ｉに位置させて、前記ノズルＺ軸移動機構５８によりノズル１１に穿孔用チップを装着させる。さらに該ノズルヘッド５０をＹ軸方向に移動して、前記容器群の液収容部群２７ｉの最初の液収容部の上方に前記穿孔用チップを位置させ、ノズルＺ軸移動機構５８によりノズルを下降させることで、前記液収容部の開口部を被覆するフィルムを穿孔し、同様にして、前記ノズルヘッド５０をＸ軸方向に移動させて該液収容部群２７ｉの他の液収容部および反応容器群２３ｉについても順次穿孔し、該穿孔用チップを前記チップ除去機構５９によってチップ等収容部２１ｉ内に脱着する。
【０１３６】
ステップＳ４で、前記ノズルヘッド５０を再度Ｘ軸方向に移動させて、チップ等収容部２１ｉにまで移動させ、かつ前記各ノズル１１ｉを前記ノズルＺ軸移動機構５８によって下降させて大量用分注チップ２１１ｉを装着させる。次に、前記ノズルＺ軸移動機構５８によって上昇させた後、該分注チップ２１１ｉを前記ノズルヘッド移動機構５１によってＸ軸に沿って移動させて、前記液収容部群２７ｉの第８の液収容部２７ｉに進み、該液収容部２７ｉから所定量のisopropanolを吸引し、再びＸ軸に沿って移動させて第３の液収容部２７ｉと第５の液収容部２７ｉに収容されている溶液成分（NaCl, SDS溶液）、および前記第６の液収容部２７ｉに収容した蒸留水に、所定量ずつ分注することによって、第３、第５、第６の各液収容部２７ｉ内に分離抽出用溶液として各々結合バッファ液（NaCl，SDS，isopropanol）が500μL、洗浄液１（NaCl，SDS，isopropanol）が700μL、洗浄液２（水50％，isopropanol 50％）が700μL調製されることになる。その際、前記抽出制御部６２からの指示に基づき前記微小量・大量判別指示手段６４は、前記所定量が大量であると判別されることになり、太軸部１２ｈが前記大量吸引吐出区間に位置されて、所定量に応じた距離Dで前記大径領域１２ｐを摺動させることになる。
【０１３７】
ステップＳ５では、検体が収容されているサンプルチューブ２６ｉにまで移動した後、前記ノズルＺ軸移動機構５８を用いて、分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａを下降挿入させて、前記吸引吐出駆動部５３の吸引吐出駆動部材５３ｄを上昇および下降させることで該サンプルチューブ２６ｉに収容されている検体の懸濁液について、吸引吐出を繰り返すことで該検体を液中に懸濁させた後、該検体懸濁液を分注チップ２１１ｉ内に吸引する。該検体懸濁液は前記ノズルヘッド移動機構５１によってＸ軸に沿って分離抽出用溶液としての Lysis 1（酵素）が収容されている液収容部群２７ｉの第１の液収容部にまで移動させて、穿孔されたフィルムの孔を通して前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａを挿入して前記検体懸濁液と前記 Lysis 1とを攪拌するため吸引吐出を繰り返す。
【０１３８】
ステップＳ６で、攪拌した該液の全量を、前記分注チップ２１１ｉによって吸引し、前記温度制御器２９によって１２℃に設定された前記収容孔に保持された各反応用チューブからなる前記反応容器２３ｉに収容してインキュベーションを行なう。これによって、前記検体に含まれるタンパク質を破壊して低分子化する。所定時間経過後、該反応液を前記反応用チューブに残したまま、前記分注チップ２１１ｉを前記ノズルヘッド移動機構５１によって前記液収容部２７ｉの第２の液収容部２７ｉにまで移動し、ノズルＺ軸移動機構５８および前記吸引吐出駆動部５３を用いて該第２の液収容部２７ｉ内に収容されている液の全量を吸引し、ノズルヘッド移動機構５１により前記分注チップ２１１ｉを用いて移送し、前記第３の液収容部２７ｉ内に前記フィルムの孔を貫通して前記細径部を挿入して前記反応溶液を吐出する。
【０１３９】
ステップＳ７で、該第３の液収容部２７ｉ内に収容されている分離抽出溶液としての結合バッファ液と、前記反応溶液とを攪拌して、可溶化したタンパク質をさらに脱水させ、核酸またはその断片を溶液中に分散させる。
【０１４０】
ステップＳ８で、前記分注チップ２１１ｉを用いて該第３の液収容部２７ｉ中にその細径部を前記フィルムの孔を貫通して挿入し、全量を吸引してノズルＺ軸移動機構５８により該分注チップ２１１ｉを上昇させ、該反応溶液を、第４の液収容部２７ｉにまで移送し、該第４の液収容部２７ｉ内に収容されている磁性粒子懸濁液と前記反応溶液とを攪拌する。該磁性粒子懸濁液内に含まれる磁性粒子の表面に形成された水酸基にNa＋イオンが結合するカチオン構造が形成されている。そのために負に帯電したＤＮＡが磁性粒子に捕獲される。
【０１４１】
ステップＳ９で、前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａに前記磁力部５７の磁石５７１を接近させることによって該分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａの内壁に前記磁性粒子を吸着させる。該磁性粒子を該分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａの内壁に吸着させた状態で、前記ノズルＺ軸移動機構５８により上昇させ、前記ノズルヘッド移動機構５１を用いて該分注チップ２１１ｉを該第４の液収容部２７ｉから第５の液収容部２７ｉにまで移動させ、前記フィルムの孔を貫通して前記細径部２１１ｉａを挿入する。
【０１４２】
前記磁力部５７の前記磁石５７１を該分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａから離間させることによって前記細径部２１１ｉａ内への磁力を除去した状態で、該第５の液収容部２７ｉに収容されている洗浄液１（NaCl, SDS, isopropanol）について吸引吐出を繰り返すことにより、前記磁性粒子を前記内壁から離脱させて洗浄液１中で攪拌することでタンパク質を洗浄する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を再び前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａに接近させることで前記磁性粒子を細径部２１１ｉａの内壁に吸着させた状態で、前記分注チップ２１１ｉを、前記ノズルＺ軸移動機構５８により該第５の液収容部２７ｉから第６の液収容部２７ｉにまで前記ノズルヘッド移動機構５１により移動させる。
【０１４３】
ステップＳ１０で、前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａをノズルＺ軸移動機構５８を用いて前記フィルムの孔を貫通して挿入する。前記磁力部５７の磁石５７１を前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａから離間させることで前記細径部２１１ｉａ内への磁力を除去した状態で、該第６の液収容部２７ｉに収容されている洗浄液２（isopropanol）について吸引吐出を繰り返すことで、前記磁性粒子を液中で攪拌させ NaCl および SDS を除去し、タンパク質を洗浄する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を再び前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａに接近させることで前記磁性粒子を細径部２１１ｉａの内壁に吸着させた状態で、前記分注チップ２１１ｉを、前記ノズルＺ軸移動機構５８により上昇させた後、該第６の液収容部２７ｉから、蒸留水が収容されている前記第７の液収容部２７ｉに前記ノズルヘッド移動機構５１によって移動させる。
【０１４４】
ステップＳ１１で、前記ノズルＺ軸移動機構５８によって、前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａを前記孔を通って下降させ、前記磁力を前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａ内に及ぼした状態で、ゆっくりとした流速での前記蒸留水の吸引吐出を繰り返すことで、洗浄液２（isopropanol）を水と置き換えて除去する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａから離間させて磁力を除去した状態で前記磁性粒子を前記解離液としての蒸留水中で吸引吐出を繰り返すことで攪拌して、前記磁性粒子が保持していた核酸またはその断片を磁性粒子から液中に解離（溶出）する。その後、前記分注チップ２１１ｉの細径部２１１ｉａに前記磁石５７１を接近させることで細径部内に磁場を及ぼし磁性粒子を内壁に吸着させ、前記第８の液収容部内に前記抽出した核酸等を含有する溶液を残留させる。ノズルヘッド移動機構５１により前記分注チップ２１１ｉを前記チップ等収容部群２１ｉの該分注チップ２１１ｉが収容されていた収容部にまで移動させ、前記チップ除去機構５９の前記除去部材５９１を用いて該ノズル１１ｉから磁性粒子を吸着した該分注チップ２１１ｉを前記磁性粒子と共に該収容部内に脱着させる。
【０１４５】
続く、ステップＳ１２からステップＳ１５は、核酸増幅工程に該当する。
ステップＳ１２において、前記核酸増幅制御部６３からの指示に基づき、前記微少量・大量判別指示手段６４からの指示により該ノズル１１ｉに新たな微小量用分注チップ２１２ｉを前記ノズルヘッド移動機構５１およびノズルＺ軸移動機構５８を用いて装着し、前記第８の液収容部内２７ｉに収容された核酸等を含有する溶液を微小量吸引して、予め増幅用溶液が収容された前記反応容器２３ｉとしてのＰＣＲ用チューブにまで移送して吐出して該容器内に導入する。
【０１４６】
ステップＳ１３において、前記ノズルヘッド移動機構５１、ノズルＺ軸移動機構５８及び前記チップ除去機構５８によって前記ノズル１１ｉに装着した前記微小量用分注チップ２１２ｉを前記チップ等収容部２１ｉに脱着する。前記ノズルヘッド移動機構５１によって、前記ノズルヘッド５０を移動させて、前記ノズル１１ｉに前記容器群２０の密閉蓋２５ｉを収容するチップ等収容部２１ｉとしての密閉蓋収容部の上方にまで移動させる。前記ノズルＺ軸移動機構５８を用いて下降させることによって、前記密閉蓋２５ｉの上側の窪み２５８ｉをノズル１１ｉの先端部１１ｑに嵌合させることで装着する。該ノズルＺ軸移動機構５８によって上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１を用いて該密閉蓋２５ｉを前記ＰＣＲ用チューブ（２３ｉ）上に位置させ、前記ノズルＺ軸移動機構５８によって、密閉蓋２５ｉを下降させてＰＣＲ用チューブ２３１ｉの開口部と嵌合させて装着密閉する。
【０１４７】
ステップＳ１４において、前記測光制御部６１により、前記ノズルヘッド移動機構５１に指示して、ノズルヘッド５０をＸ軸に沿って移動させることにより、前記ノズル１１ｉを、前記密閉蓋２５ｉが装着されたＰＣＲ用チューブ（２３ｉ）の上方に位置させ、前記Ｚ軸移動機構５８によって下降させることによって、前記ノズル１１の先端部１１ｑを前記密閉蓋２５ｉの窪み内に装着させて、その下端部１１ｑを該窪み底面に接触または密着させる。
【０１４８】
その際、ステップＳ１５において、前記核酸増幅制御部６３の指示により前記温度制御器２９はリアルタイムＰＣＲによる温度制御のサイクル、例えば、該ＰＣＲ用チューブ（２３ｉ）を96℃で5秒間加熱し、60℃で15秒間加熱するというサイクルを、例えば49回繰り返すように指示する。
【０１４９】
ステップＳ１６において、前記測光制御部６１は、前記核酸増幅制御部６３による各サイクルでの温度制御が開始されると、各サイクルでの伸長反応工程の開始を判断し、前記接続端配列体３０を前記測定器４０の各測定端４４ｊに対し、連続的または間欠的な移動を指示する。その移動速度は、安定的受光可能時間、蛍光寿命および前記各容器群２０ｉの個数（この例では8個）等に基づいて算出された速度で移動させることになる。これによって前記安定的受光可能時間内での全8個のＰＣＲ用チューブ（２３ｉ）からの受光が完了することになる。ここで、「安定的受光可能時間」とは、反応容器内の受光可能な光学的状態が安定的に維持される時間であって、例えば、リアルタイムＰＣＲのインターカレーション法やＬＵＸ法またはハイブリダイゼーション法のTaqManプローブの場合には、ＰＣＲの各サイクルの伸長反応が行われる時間がこれに相当する。なお、ハイブリダイゼーション法でFRETプローブを用いる場合はアニーリングが行われる時間がこれに相当する。
【０１５０】
ステップＳ１７において、前記測光制御部６１は、例えば前記ノズル１１ｉの光ファイバ（束）３１ｉと前記測定端４４の第１の測定端（励起光の照射口）、第２の測定端（発光の入射口）との各光学的接続の瞬間を判断して受光を前記測定器４０に指示する。
【０１５１】
この測定は、指数関数的な増幅が行われるサイクルについて実行され、該測定に基づいて増幅曲線が得られ、該増幅曲線に基づき種々の解析が行われることになる。なお、測定の際に、前記測光制御部６１は、前記各容器群２０ｉに設けられたヒーターを加熱して前記密閉蓋２５の結露を防止して、明瞭な測定を行うことができる。
【０１５２】
図１４は、本実施の形態に係る測光分注装置の性能を示す実験例を示す。該実験は室温20.9℃、湿度31％で実行されたものであって、本測光分注装置１００を用いて、蒸留水10μL，20μL，25μLを重量測定済みチューブより吸引し、他の1.5mLの容量の容器に分注する場合の吸引量を、５種類の溶液について、前記８個の測光分注ノズルユニットを用いて、分注前の前記重量測定済みチューブの重量と、吸引後の該重量測定済みチューブの重量を測定し、その差を吸引量として測定したものである。その結果の最大最小値の差（max‐min）、平均（Average）、偏差値（SD）、６倍の偏差値（6SD）、変動係数（Coefficient of Variation）、精度（Accuracy）を測定したものである。その結果、本測光分注装置の変動係数は、本出願人の他の分注装置の変動係数（例えば、10μLでは10％以下、25μLでは3％以下、200μLでは1.5％以下）よりも十分に小さく、分注の信頼性が高いことが示された。
【０１５３】
図１５は、前記測光分注装置１００の前記測光分注ノズルユニット１１ｉ（ｉ＝１〜８）を用いて、8個の同一蛍光（FITC黄緑）の蛍光液容量（各20μL）に励起光（Ｃｈ0）の照射を行って、その発光量（AD変換値）を５回繰り返して測定した場合の、平均値（AVE）、最大値（MAX）、最小値（MIN）、偏差値（SD）、変動係数（ＣＶ）を測定したものであり、変動係数が小さく、信頼性が高いことが示されている。また、各レーンごとの分注量についても同時にその変動係数等の測定が行われている。
【０１５４】
図１６は、前記測光分注装置１００の６組（レーン１〜６）の測光分注ノズルユニットを用いて、用意した２容器に収容した蛍光（FITC黄緑）溶液を各々3種類の濃度（0.1，0.05，0.025）で希釈化した蛍光液溶液20μLについて蛍光を測定した結果を示すものである（レーン１〜３→作業１、レーン４〜６→作業２）。測定した結果は、その蛍光のピーク値（ａ）（光電変換部によって得られたデジタル値）の表、前記測定器４０で測定した際に得られた生データ（ｂ）（接続端配列体３０の移動に伴う時間変化として得られている）、および作成した検量線（ｃ）として示されている。これらの測定結果から、濃度に応じた蛍光量が高い精度で得られることが示されている。
【０１５５】
以上説明した各実施の形態は、本発明をより良く理解させる為に具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、測光分注ノズルユニットの例として、第１の実施の形態に係る分注用シリンダ１２についてのみ、その測光分注装置およびその方法について説明したが、第２の実施の形態に係る分注用シリンダ１２０を用いることができることは言うまでもない。また、以上の説明で用いた数値、回数、形状、個数（例えば、測光分注装置で用いた測光分注ノズルユニットの組数は８の場合に限られない。大きい場合も小さい場合もある。）、量等についてもこれらの場合に限定されるものではない。また、測光分注ノズルユニットの導光端部の例として、照射端と受光端の双方を該ノズルユニットに設ける場合についてのみ説明したが、照射端または受光端の一方のみを設ける場合であっても良い。この場合、その他方は、該測光分注ノズルユニット外または／および該ノズルに装着された分注チップ外であって、該ノズルの先端開口部または前記分注チップの口部がその上方に位置付け可能な場所、例えば、ステージである。さらには該ステージに載置された容器の透明な底部の下側である。分注チップを前記ノズルに装着した場合には、前記照射端および前記受光端の両方が前記ノズルに装着された前記分注チップの前記口部と前記装着用開口部を共通に通る垂直共通軸線上に位置するように位置付け可能に設けられるのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明は、測光分注ノズルユニット、測光分注装置および測光分注処理方法に関し，患者等から採取した検体の検査、その光学的測定およびその記録を行うものであって、特に、遺伝子、免疫系、アミノ酸、蛋白質、糖等の生体高分子、生体低分子の扱いが要求される分野、例えば、生化学分野、工業分野、食品、農産、水産加工等の農業分野、製剤分野、衛生、保健、免疫、疾病、遺伝等の医療分野等の様々な分野で利用可能である。
【符号の説明】
【０１５７】
１０１〜１０ｎ（ｎ＝１,…８,…）  測光分注ノズルユニット
１１１〜１１ｎ（ｎ＝１,…８,…）  ノズル
１２１〜１２ｎ（ｎ＝１,…８,…）  分注用シリンダ
１３１〜１３ｎ（ｎ＝１,…８,…）  圧力センサ
２０                            ステージ
２０１〜２０ｎ（ｎ＝１,…８,…）  容器群
２９                            温度制御器
４０                            光測定器
５０                            ノズルヘッド
５１                            ノズルヘッド移動機構
５３                            吸引吐出駆動部
５７                            磁力部
５８                            ノズルＺ軸移動機構
５９                            チップ除去機構
６０                            ＣＰＵ＋プログラム＋メモリ（測光分注処理制御部）  
７０                            流路内蔵支持体
７１１〜７１ｎ（ｎ＝１,…８,…）  連結流路（吸引吐出用流路）
７２１〜７２ｎ（ｎ＝１,…８,…）  圧力センサ用流路
１００                          測光分注装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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