(57)【要約】  被検試料を含有する溶液を試験装置へ分配すると同時に、該試験装置から該試料を吸引するための装置が提供される。１つの実施態様においては、該装置は手持型であって、調整機構、例えば、試料の分配と吸引を開始させるためのボタンを具備する。試験装置は、横列と縦列に配設された複数のウェルを具有するマルチウェルプレートの形態を有していてもよく、該ウェルの底部は光子結晶バイオセンサーとして形成される。該装置は、分配マニホールドと吸引マニホールド及びこれらのマニホールドと連絡する分配口と吸引口を具備することができ、これらの分配口と吸引口は、ウェルの横列又は縦列に沿った全てのウェル内に配設され、これによって、マルチウェルプレートの横列又は縦列の全てのウェルにおける試料含有溶液の吸引と分配を同時におこなうことができる。
2009532704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験装置へ試料を同時に分配すると共に吸引するための装置であって、下記の構成要素ａ）〜ｆ）を具備する該装置：
ａ）試験装置と嵌合するのに適合した部分を具有する本体、
ｂ）該本体に連結した分配管であって、試料源から試料を受容するための該分配管、
ｃ）該本体に連結された吸引管であって、真空源へ接続された該吸引管、
ｄ）該分配管へ接続された分配マニホールドであって、少なくとも１個の分配口を有する該分配マニホールド、
ｅ）該吸引管へ接続された吸引マニホールドであって、少なくとも１個の吸引口を有する該吸引マニホールド、及び
ｆ）分配管から分配口への試料の移動を調整すると同時に吸引管内の真空の吸引口への印加を調整するための調整機構。
【請求項２】
試験装置が、多数のウェルの１又は複数の横列に配設されたマルチウェル試験装置を具備し、分配マニホールドと吸引マニホールドが、該マルチウェル試験装置内の横列のウェルの各ウェルに対して分配口と吸引口を有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
本体が、ヒトの手で保持できる大きさと形態を有し、調整機構が、本体内に組み込まれた手動調整装置を具有する請求項１記載の装置。
【請求項４】
調整装置が、分配管を分配マニホールドへ接続するバルブ及び吸引管を吸引マニホールドへ接続するバルブを作動させる請求項３記載の装置。
【請求項５】
試験装置へ導入される第２試料を受容する補助注入口をさらに具備する請求項１記載の装置。
【請求項６】
試験装置が、試料を受容するための多数のウェルを具有し、該ウェルが、試料を受容するための底部表面であって、格子に基づくバイオセンサーとして形成された該底部表面を有する請求項１記載の装置。
【請求項７】
本体が、試験装置の上部表面と嵌合する下部表面をさらに具有し、試験装置が多数のウェルをさらに具有し、分配口と吸引口が、本体の下部表面が試験装置の上部表面と嵌合するときに試験装置の上部表面内に形成されたウェル内へ延びる先端をさらに具有する請求項６記載の装置。
【請求項８】
調整機構が手動で操作される請求項１記載の装置。
【請求項９】
調整機構が自動的に操作される請求項１記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも８個の吸引口と少なくとも８個の分配口を具有する請求項１記載の装置。
【請求項１１】
吸引口と分配口が、少なくとも８対の吸引口／分配口として空間的に配設される請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
分配管を経由して試料を試験装置へ送給するための可変流量ポンプをさらに具備する請求項１記載の装置。
【請求項１３】
当該装置によって試験装置へ供給される試料を測定するための少なくとも１個のセンサーをさらに具備する請求項１記載の装置。
【請求項１４】
センサーが、温度センサー、ｐＨセンサー及びイオン強度センサーから成る群から選択されるセンサーである請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１個のセンサーが、少なくとも１個の吸引口又は分配口に隣接して配設される請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
試験装置への試料の供給を、少なくとも１個のセンサーから報告されるセンサーデータを組み込むフィードバック閉回路を用いて調整する処理ユニットをさらに具有する請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
試験装置へ供給される試料の温度を調節する温度調節器をさらに具有する請求項１記載の装置。
【請求項１８】
吸引マニホールドと分配マニホールドが伸長管状流路（長さ：Ｌ）を具有し、試験装置が横列と縦列に配設されたウェルのアレイを具有し、ウェルの横列と縦列の少なくとも１つがＬ以下の線寸法Ｍを有し、線寸法Ｍのウェルの横列内又は縦列内の各ウェルに対する吸引マニホールドと分配マニホールドの長手方向に沿って１個の吸引口と１個の分配口が間隔を置いて配置された請求項１記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも１個のウェルを有する試験装置へ試料を分配すると共に吸引する方法であって、下記の過程ａ）及びｂ）を含む該方法：
ａ）吸引／分配装置を、該装置内の吸引口と分配口が試験装置の少なくとも１個のウェル内へ配置されるように該試験装置上に配置させ、次いで
ｂ）調整機構を作動させることによって、試料を分配口を経由してウェル内へ流入させると共に、試料をウェルから吸引する。
【請求項２０】
試験装置が、横列と縦列に配設された複数のウェルを有するマルチウェル装置を具有し、過程ａ）の間において、吸引口と分配口をマルチウェル装置のウェルの横列又は縦列における全てのウェルの内部に配置させる請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
作動過程ｂ）を手動で行う請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
温度センサー、ｐＨセンサー及びイオン強度センサーから成る群から選択されるセンサーを用いて試料を検出する過程をさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
センサーが温度センサーを含み、試験装置へ供給される試料の温度を調節する過程をさらに含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
検出過程を、分配口と吸引口に近接するウェル内の試料中に配置されたセンサーを用いておこなう請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
作動過程と同時に試験装置の光学的測定をおこなう過程をさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
試験装置が格子に基づくバイオセンサーを具有し、光学的測定過程が、バイオセンサーの表面上へ分配される試料のピーク波長値のシフトを測定することを含む請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
作動過程中において試験装置上へ第２試料を供給する過程をさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項２８】
第２試料が、当該吸引／分配装置内に配置された補助的注入口を経由して供給される請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
試験装置が光子結晶バイオセンサーを具有し、試料の吸引と分配を同時に行う過程中において、バイオセンサーのウェルからピーク波長値のシフトを測定する過程をさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項３０】
下記の過程ａ）〜ｄ）を含む試料の結合親和性の測定方法：
ａ）光子結晶バイオセンサーとして形成された底部を有するウェル内へ試料を導入することによって、該試料の一部をバイオセンサーへ結合させ、
ｂ）試料をウェル内へ導入したときの該ウェルからピーク波長値のシフトの変化（ｋon）を時間の関数として測定し、
ｃ）、ウェルからの試料の吸引と分配を同時に行うと共に、該吸引／分配過程中においてピーク波長値のシフトの変化（ｋoff）を時間の関数として測定し、次いで
ｄ）ｋon 及びｋoff の値から試料の平衡会合定数又は平衡解離定数を計算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書の開示内容は、少量の流体を吸引して分配するために使用される装置（device）の技術分野に関する。より詳細には、この明細書の開示内容は、単数又は複数のウェル又はウェル列の形態（例えば、マルチウェルプレート（multi-well plate）の形態）の試料収容領域を有する試験装置と一緒に使用するために適した吸引機能と分配機能を併有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物と生化学の分野における試験装置は多様な形態を有している。この種の装置には、ウェルのアレイが配置された装置、例えば、８×１２のウェルのアレイが横列と縦列に配置された装置等が含まれる。試料の試験を実行するためには、該試料はウェル内へ収容させなければならない。当該分野においては、多数の分配装置が知られており、特許文献にも開示されている。例えば、次の米国特許の明細書を参照されたい：第５５７８２７０号、第６３７４６８３号、第６３２５１１４号、第６５３７５０５号及び第６９８３６３６号。このような分配装置の一部の装置は自動化されているが、その他の装置においては、オペレータが手動によって試料を試験装置のウェル内へ分配している。
【０００３】
この発明の譲受人が開発した格子に基づくバイオセンサーは、底のないマルチウェルプレートの底部へ固定することができ、これによって、マルチウェルプレートは、試験に供される生化学的試料を保有するための容器を形成する。格子に基づくバイオセンサーは、１００ｎｍ未満の精度で被処理物の正確な沈着と腐食を可能にする半導体製造装置の最近の発達によって開発された新規な光学的装置群である。
【０００４】
光子的結晶（photonic crystal）のいくつかの特性に起因して、該結晶は、格子型光学的バイオセンサーとしての用途に対して理想的な候補となっている。第１に、光子的結晶の反射率／透過率挙動は、生物学的物質（例えば、タンパク質、ＤＮＡ、細胞、ウイルス粒子及びバクテリア等）の該結晶上への吸着によって容易に調整することができる。検出することのできるその他の生物学的物質には下記の物質が含まれる：分子量が小さな分子及び比較的小さな分子（即ち、１０００ダルトン（Ｄａ）未満の分子量を有する物質及び１０００〜１００００Ｄａの分子量を有する物質）、アミノ酸、核酸、脂質、炭水化物、核酸ポリマー、ウイルス性粒子、ウイルス性成分、及び細胞成分（例えば、特に限定的ではないが、小胞、ミトコンドリア、膜、構造上の特徴的成分、外質又はこれらのいずれかの抽出物等が例示される）。この種の生物学的物質を用いた研究により、次のことが証明されている。即ち、該結晶は、該結晶を通過する光の光学距離を限定された誘電率によって変化させる特性を有する。
【０００５】
第２に、光子的結晶の反射／透過スペクトルは非常に狭いので、簡単な照明装置と検出装置を使用する場合でも、格子表面上での生化学的結合に起因する該結晶の光学的特性のシフトを高分解能で決定することが可能となる。第３に、光子的結晶構造を、電磁場伝搬を高度に局在化させるように設計することができるので、単一の光子的結晶表面を使用することによって、多数の生化学的結合現象を、３〜５ミクロンよりも狭い隣接領域間の光学的干渉を伴うことなく同時に測定することが可能となる。
【０００６】
さらに、高い表面／体積比を有すると共に、生化学的試験試料と接触する領域へ電磁場強度を集中させる機能を有する実用的な光子的結晶装置を形成させるためには、広範囲の材料と製造法が利用できる。製造材料と製造法は、プラスチックに基づく材料を用いる大容量装置の製造又は半導体材料を用いる高感度性能を最適化するように選択することができる。
【０００７】
従来技術における格子型バイオセンサーの代表的な例は下記の文献に開示されている：
１）Ｂ．Ｔ．カニングハム、Ｐ．リ、Ｂ，リン及びＪ．ペパー、センサーズ・アンド・アクチュエーターズ  Ｂ、第８１巻（２００２年）、第３１６頁〜第３２８頁（「直接的な生化学的アッセイ法としての熱量測定による共鳴反射」）、
２）Ｂ．Ｔ．カニングハム、Ｊ．キュウ、Ｐ．リ、Ｊ．ペパー及びＢ．フー、センサーズ・アンド・アクチュエーターズ  Ｂ、第８５巻（２００２年）、第２１９頁〜第２２６頁（「標識の介在しない生化学的相互作用の多重同時検出のための熱量測定によるプラスチック製共鳴光学的バイオセンサー」）、及び
３）Ａ．Ｊ．ヘス及びＲ．Ｐ．Ｖ．ドゥイン、ジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティー、第１２４巻（２００２年）、第１０５９６頁〜第１０６０４頁（「ナノスケールの光学的バイオセンサー：三角形状の銀ナノ粒子の局存化表面プラスモン共鳴スペクトロスコピーに基づくアプローチの感度と選択度」）。
【０００８】
本発明の譲受人による光子的結晶バイオセンサーとこれに関連する標識不存在下で結合を検出するための検出装置は次の特許文献に記載されている：米国特許出願公報２００３／００２７３２７号、同２００２／０１２７５６５号、同２００３／００５９８５５号及び同２００３／００３２０３９号。共鳴ピーク波長のシフトの検出法は、米国特許出願公報２００３／００７７６６０号に教示されている。上記の参照文献と特許文献の開示内容も本願明細書の一部を構成するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
当該分野においては、構造が簡単で容易に使用できる装置であって、被検試料含有溶液を試験装置（例えば、ウェルのアレイが配置された試験装置等）へ分配すると同時に該溶液を吸引することができる該装置が要請されている。この発明は、このような要請に応えるためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下の本発明に係る種々の実施態様とこれらの観点について、種々のシステム、用具及び方法を用いて例示的に説明するが、これらのシステム等は代表的で例示的なものであって、本願発明の範囲を限定するものではない。種々の実施態様においては、１又は複数の上記問題点が低減又は除去され、一方、別の実施態様はその他の問題点の改良に向けられたものである。
【００１１】
第１の観点においては、試験装置へ試料を分配すると同時に吸引する装置が開示される。試験装置は種々の形態を有することができる。種々の実施態様については、縦列と横列に配置された多数の試料ウェルを有するマルチウェルプレートの形態を有する試験装置を用いて以下に説明する。この装置の操作原理は別のタイプの試験装置にも適用することができる。
【００１２】
分配／吸引装置は本体を具有しており、該本体の一部、例えば、本体の底部表面は試験装置と嵌合するために適合している。マルチウェル試験装置の場合には、本体の底部表面は、分配／吸引装置の使用に際しては、マルチウェル試験装置の上部表面上に載置される。この装置は、本体に連結された分配管をさらに具有しており、該分配管は、試料源から試料（例えば、試料含有液状溶液）を受容する。該装置は、真空源へ接続された本体へ連結された吸引管をさらに具有する。さらに該装置は、分配マニホールドと吸引マニホールドを具有しており、分配マニホールドは、少なくとも１個の分配口を有する分配管へ連結され、また、吸引マニホールドは、少なくとも１個の吸引口を有する吸引管へ連結される。
【００１３】
分配／吸引装置はさらに調整機構、例えば、１個又は複数個のバルブ及び該バルブを操作するためのボタン若しくはスイッチの形態を有する調整機構を具有する。該調整機構は、分配管から分配口への試料の移動を調整すると同時に、吸引管内の真空の吸引口への印加を調整する。例えば、ボタンを押してバルブを開放させることによって調整機構を作動させると、試料含有液状溶液は分配マニホールド内へ導入された後、分配口から放出され、これによって、試料は試験装置内へ導入される。同時に、吸引マニホールド内の吸引口へ真空が印加されるので、試験装置内へ導入された試料を取り出すことができる。
【００１４】
前記のように、試験装置は、多数のウェルが１又は複数の横列に配置されたマルチウェル試験装置の形態を有していてもよい。この分配／吸引装置は、分配マニホールドと吸引マニホールドが、マルチウェル試験装置内の横列のウェルの各ウェルに対して分配口と吸引口を具有するような形態を有する。従って、調整機構が作動されると、試料は横列のウェルの各ウェル内へ導入され、試料溶液は、横列のウェルの各ウェルから吸引される。
【００１５】
この吸引／分配装置は、格子に基づくバイオセンサーの形態を有する試験装置に対して特に適している。この吸引／分配装置は、バイオセンサーの表面上への試料の分配と該試料の吸引のために使用することができる。この場合、バイオセンサー用検出器が同時に作動して試験装置からの光学的測定値（例えば、バイオセンサー表面上への試料の結合に起因するピーク波長値のシフト）がもたらされる。
【００１６】
別の観点によれば、少なくとも１個のウェルを有する試験装置への試料の分配と該試料の吸引を同時に行う方法が開示される。この方法には下記の過程ａ）及びｂ）が含まれる：
ａ）吸引／分配装置を、該装置内の吸引口と分配口が試験装置の少なくとも１個のウェル内へ配置されるように該試験装置上に配置させ、次いで
ｂ）調整機構を作動させることによって、分配口を経由して試料をウェル内へ流入させると同時に、該試料を該ウェルから吸引する。
【００１７】
１つの実施態様においては、試験装置は、１又は複数の横列に配置された多数のウェルを有するマルチウェル装置の形態を有する。上記の配置過程においては、吸引口と分配口は、マルチウェル装置のウェルの横列の１つにおける全てのウェル内に配置される。
【００１８】
上記の代表的な観点と実施態様の外に、さらに別の観点と実施態様を、添付図面と以下の詳細な説明によって明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付図面に基づいて、代表的は実施態様について説明する。本願において開示される実施態様と図面は例示的なであって、限定的なものではない。
【００２０】
図１は、マルチウェル型のマイクロタイタープレート（microtiter plate）の形態を有する試験装置の上部表面上に配置された分配／吸引装置の１つの実施態様を示す平面図であって、該マルチウェル型プレート内のウェルの横列の各ウェル内には、ウェルの横列内の各ウェル内への試料の分配と該試料の吸引を同時におこなう吸引口と分配口が配置される。
【００２１】
図２は、図１の２−２線に沿った断面図である。
【００２２】
図３は、試験装置から分離された図１と２に示す装置の端面図である。図３においては、装置の構造を示すために、分配マニホールドの高さ及び分配口と吸引口は幾分誇張して描いてある。
【００２３】
図４は、図１〜図３に示す試験装置のウェル内へ分配されると同時に該ウェルから吸引された試料に関する時間の関数としてのピーク波長値（ＰＷＶ）のシフト（単位：ｎｍ）を示すグラフである。図４は、試料の３種の分配／吸引速度に対するＰＷＶのシフトを示す。
【００２４】
図５〜図７は、図１〜図３に示す吸引／分配装置の別の実施態様を示すもので、図５、図６及び図７はそれぞれ該実施態様の平面図、端面図及び側面図を示す。これらの図面に示す装置は１又は複数の特徴的な構成要素を有していてもよい。このような構成要素としては次のものが例示される：ロボットアームによって装置を把持するための把持要素、ウェル内の化学的特性（例えば、ｐＨ及び温度等）に関する情報を提供するためのセンサー、微量な流体用バルブ、並びにロボットによる調整、可変流量ポンプの調整、センサーの信号出力及び／又はバルブの調整のための電子ユニットへ該装置を接続させるための電気コネクター。
【００２５】
図８は、図１〜図３又は図５〜図７に示す装置と共に使用されるバイオセンサーのウェル内へ導入された試料に関する時間の関数としてのピーク波長値（ＰＷＶ）のシフト（単位：ｎｍ）を示すグラフである。このグラフは、バイオセンサーのウェル内で結合現象が発生する速度を示すオン速度とオフ速度に関するデータの入手法を示す。この場合、オフ速度に関するデータは、図１〜図３又は図５〜図７に示す装置の有する吸引と分配を同時に行う特徴を利用することによって得られる。
【００２６】
図１は、分配／吸引装置１０の１つの実施態様を示す平面図である。分配／吸引装置１０は、多数の横列と縦列に配置されたウェルを有するマイクロタイタープレートの形態を有する試験装置１２の上部面１３上に載置される。図２は、図１の２−２線に沿った断面図である。図３は、試験装置１２から分離された分配／吸引装置１０の端面図である。
【００２７】
分配／吸引装置１０は本体又は閉鎖容器２０を具有する。本体２０は、実質的に平面上の底部面部分１５を有しているので（図２及び図３参照）、該本体２０は、使用に際して試験装置１２の上部面（１３）上に載置させて該上部面と嵌合させてもよい。分配／吸引装置１０は、本体２０へ連結された分配供給管２２を具有する。分配供給管２２は、試料源（図示せず）から試料含有液状溶液を搬送し、該液状溶液を本体２０へ送給する。該本体は付加的な導管（図２において破線で示す）及び分配マニホールド４０へ試料を搬送するための分配送込管３２を具有する。バルブ３０（図２参照）又はその他の流量調整器具を本体２０の内部に設置することによって、分配マニホールド４０への試料溶液の流量が調整される。
【００２８】
分配用復帰管２４も本体２０へ連結される。この分配用復帰管２４は、装置を経由すると共に、バルブ３０が開放して分配される溶液がウェル内へ到達するまで一定の流速と圧力を維持して、分配管２２へ接続された溶液溜めへ戻される該溶液のための連続的なループの形成を可能する。分配管２２と分配用復帰管２４から成るこの閉回路は、ポンプの装置への連結と該管系への接続を可能にし、一定の流速と圧力をもたらす。閉回路が存在しない場合には、流速は、該溶液がウェル内へ流入するときに、０から設定値へ加速される。圧力は、バルブによって該溶液がウェル内へ流入した後では低下する。
【００２９】
本体２０も吸引管２６へ連結され、該吸引管は真空源へ接続される。吸引管２６は内部導管へ接続され、該内部導管は吸引マニホールド４２を真空にする。バルブ又は類似の装置を本体２０の内部に設置することによって、吸引マニホールド４２の内部の真空度が調整される。
【００３０】
分配マニホールド４０は少なくとも１個の分配口４６を具有する。図１〜図３に示す実施態様においては、分配マニホールドへ接続された８個の分配口４６が配設され、試験装置１２内の横列のウェル中の各ウェルに対して１個の分配口が配設される。
【００３１】
同様に、吸引マニホールド４２は少なくとも１個の吸引口４６を具有する。図１〜図３に示す実施態様においては、吸引マニホールド４２へ接続された８個の吸引口４８が配設され、横列のウェル中の各ウェルに対して１個の吸引口が配設される。吸引出口３４は、吸引管２６へ連結されたバルブ３０を吸引マニホール４２と連結させる。
【００３２】
図２及び図３から理解されるように、分配口４６と吸引口４８は相互に近接して配設され、対になったグループとして配置される。この配置態様により、ウェル１４の横列を横断する各ウェルの内部には１個の分配口と１個の吸引口が配設される。
【００３３】
分配マニホールド４０と吸引マニホールド４２は着脱可能なエンドキャップ４４を具有する。使用後、該エンドキャップを外して、これらのマニホールド４０と４２の内部の洗浄処理と消毒処理がおこなわれる。
【００３４】
装置１０は、分配管２２から分配口４６への試料の移動を調整すると同時に、吸引管２６から吸引口４８への真空の伝達を調整する調整機構を具備する。図１〜図３に示す１つの実施態様においては、該調整機構は、閉鎖容器又は本体２０の上部表面上に配設された手動で操作されるボタン２８の形態を有する。ボタン２８を押し下げると、本体２０の内部に配設されたバルブ３０（図２参照）が開放され、これによって、分配管２２の内部の正圧下の溶液は分配マニホールド４０の内部へ流入して該マニホールドを満たし、次いで該溶液は分配口４６から流出し、試験装置（マイクロタイタープレート）１２の横列のウェルの各ウェル内へ流入する。これと同時に、第二のバルブが開放し、吸引管２６内の真空は吸引マニホールド４２の内部へ印加される。吸引口４８の先端に存在する真空は、ウェルから溶液を吸引する。この結果、マルチウェル型の試験装置１２の内部に存在する横列のウェルの各ウェル内に配設された吸引口と分配口を具備する図１〜図３に示すデザインに起因して、調整機構であるボタン２８を押し下げると、装置１０は、横列のウェルの各ウェル内へ試料を分配すると同時に、各ウェルから試料が吸引される。
【００３５】
図１〜図３に示す実施態様においては、図３に示すような対になって配設された８個の吸引口と８個の分配口が存在するが、これらの吸引口と分配口の数は、横列のウェル中のウェルの数が相違する試験装置を収容することが必要な場合には、増加又は減少させることができることは言うまでもない。
【００３６】
試料含有溶液を横列の全てのウェル内へ分配させると同時に該ウェルから該溶液を吸引させるためには、分配マニホールド４０と吸引マニホールド４２には、図３に示すような細長い管状溝形態（長さ：Ｌ）が付与される。さらに、試験装置１２は、横列と縦列に配列されたウェル１４のアレー（array）から成り、該ウェルの横列と縦列の少なくとも１つは線寸法Ｍを有し（図１参照）、Ｌ≧Ｍである。さらにまた、図１〜図３に示すように、長さがＭのウェルの横列における各ウェル１４に対して、分配マニホールド４０と吸引マニホールド４２の長手方向に沿って間隔を置いて、１個の吸引口４８と１個の分配口４６が配設される。
【００３７】
図１〜図３に示す実施態様においては、本体２０はヒトの手で保持できるような寸法と形態を有する。例えば、該本体はコンピュータ用マウスと類似する形態を有していてもよい。手動で作動される調整機構（ボタン）２８は本体２０へ組み込まれる。例えば、該調整機構は本体の上部面の人差し指で押し下げることができる位置に配設される。ユーザーは調整機構を２８を作動させることによって、１つの横列の全てのウェル内へ試料含有溶液を同時に分配させると共に該ウェルから該溶液を吸引させ、次いで、試験装置１２から装置１０を持ち上げ、分配口４６と吸引口４８をウェルの次の横列のウェル内へ配設させた後、調整機構であるボタン２８を作動させ、次いでウェルの残りの横列に対して上記の操作を繰り返す。図２から明らかなように、本体２０の下部表面１５が試験装置の上部面１３と嵌合すると、分配口４６と吸引口４８の先端は、試験装置１２の上部表面１３の内部に形成されたウェル１４の内部まで延びる。
【００３８】
図１〜図３に示す実施態様においては、装置１０は、試験装置１２へ導入される第２試料を受容するための補助注入口３６をさらに具備する。
【００３９】
図１〜図３に示す装置は、試料を受容するための多数のウェルを保有する試験装置１２であって、該ウェルが格子に基づくバイオセンサー５０として構成された試料受容用底部表面を有する該試験装置と併用する用途に特に適している（図２参照）。これに関しては、先の背景技術のセクションにおいて、この種の格子に基づくバイオセンサーの例として挙げた文献を参照されたい。この分配／吸引装置１０の１つの長所は次の点にある。即ち、該装置を、生化学的試料含有溶液を試験装置へ分配して該溶液を吸引するように操作させると共に、光学的測定機器を用いて試験装置によるデータを読み取ることができる。
【００４０】
従って、試験装置１２は、バイオセンサー５０の表面上における結合相互作用（例えば、ＰＷＶにおけるシフト）を、分配／吸引に対して異なる速度で検出するために使用することができる。例えば、図４は、格子に基づくバイオセンサーとしての形態を有する図１〜図３に示す試験装置のウェル内へ導入された試料についての時間の関数としてのピーク波長値（ＰＷＶ）のシフト（単位：ｎｍ）を示すグラフである。図４は、試料の３種の同時的分配／吸引速度に対するＰＷＶのシフトを示す。
【００４１】
前述のように、１つの実施態様における調整機構２８は手動で操作される。即ち、装置のユーザーが分配用のボタン２８を手動で押し下げると、バルブが開放され、試料溶液の分配と吸引がおこなわれる。ボタン２８が押し下げられている間は、分配と吸引は続行する。
【００４２】
１つの可能な変形態様においては、分配／吸引装置１０の全体が自動化システム用に設計され、試料含有溶液の試験装置への分配と該試験装置からの該溶液の吸引は自動的におこなわれ、また、調整機構２８も自動的に操作される。
【００４３】
図５〜図７は、自動操作、例えば、ロボットによる移動と電子制御による調整等を利用するように設計された別の実施態様を示す。この実施態様においては、本体２０は一対のロボット把持機構、例えば、本体の側部に形成されたスロット６２を具有する。ロボットハンド又はロボットアームは該スロットを把持して装置を持ち上げ、次いで該装置を降ろす操作をおこない、これによって、プローブ（probe）は試験装置内の横列のウェル内へ順次配設される。本体２０における把持機構の種類は特に限定的ではなく、当該装置のために使用されるロボットの特定のハンドやアームに適合させることができる。本体２０は、本体内の１又は複数のバルブ３０（図２参照）のための電子制御系へ導く電線へ接続させるための一組のピンを有する電気コネクター６０を具備する。この場合、１又は複数のバルブは電気的に作動され、該バルブは、電気コネクター６０を経由して本体へ供給される信号に応答して開閉される。電気コネクターは、可変流量ポンプ制御、及びｐＨセンサー、温度センサー又はその他のセンサー６６からの信号の出力のためのピンを具有していてもよい。
【００４４】
この実施態様においては、装置１０はロボットアーム（図示せず）へ取り付けることができ、該ロボットアームは装置１０を持ち上げて該装置を試験装置１２の上部表面へ嵌合させ、また、該装置を該表面から離脱させる。分配／吸引機構の操作は、スイッチの開閉による電気的操作によって作動されるバルブによっておこなうことができる。該バルブは、装置１０の内部に組み込ンでもよく、あるいは溶液源と分配口との間の流路及び真空源と吸引口との間の流路の内部に組み入れてもよい。ロボット工学と電子制御システムに関する従来の技術水準を前提とすれば、当業者であれば、過度の困難性を伴うことなく、上記の実施態様を分配／吸引の自動化された実施態様へ容易に適用させることができる。
【００４５】
図１〜図３に示す実施態様の別の変形態様においては、分配／吸引装置からの電子制御機構をバルブ３０と共に使用するか、又は該バルブの代わりに使用することによって、試料を試験装置１２へ送給する可変流量ポンプを作動させてもよい。可変流量ポンプは装置１０の上流側に配置させることができるが、該ポンプは、装置１０の内部に組み入れられたボタン又はその他の手動式調整装置を用いて操作される。例えば、装置１０は、可変流量ポンプの設定を調整するダイアル、つまみホイール又はその他の手動式調整装置を具備することができる。この種の調整装置は、オペレータに対して可変流量ポンプの調整状態を表示するためのダイアルを具有していてもよい。
【００４６】
さらに別の可能な実施態様においては、装置１０は、分配／吸引装置によって試験装置のウェル１４へ送給される試料を測定するために、１又は複数のセンサー６６をさらに具備することができる（図７参照）。例えば、図７に示すように、センサー６６（例えば、温度センサー、ｐＨセンサー及びイオン強度センサー等）を装置１０の内部に組み入れ、少なくとも１個の吸引口４６又は分配口４８に隣接して配置させるか、又は取り付けることができる。多種のセンサーを組み入れることもできる。さらに、１又は複数のセンサーを、分配口と吸引口の各対、又は分配口と吸引口の１対に対して配置させることができる。センサーの出力は、図５に示すコネクター６０を経由して制御電子系（図示せず）へ送給される。例えば、センサー６０はデータの処理ユニット（図示せず）へ連結させることができる。該処理ユニットは、試験装置１２への試料の送給を、少なくとも１つのセンサーから報告されるセンサーのデータを取り入れるフィードバック閉回路を用いて制御する。例えば、装置がｐＨセンサーを具備している場合には、処理ユニットは分配管２２の内部の圧力を、ｐＨセンサーから供給されるｐＨの読み取り値に従って調整する。
【００４７】
さらに別の変形態様においては、分配／吸引装置１０は、試験装置１２へ送給され試料の温度を調節する温度調節器（図示せず）と連結させてもよい。温度調節器は温度センサー（ウェル１４又は本体２０若しくはその他の位置に配設されたセンサー６６）、及び必要に応じて試料を加熱又は冷却させる発熱体又は冷却体を具備していてもよい。この態様によれば、試料は、所望の温度又は所望の温度分布に従って、試験装置１２のウェル内へ導入される。
【００４８】
図５〜図７に示すように、分配／吸引装置は８個の微量流体用バルブ６４をさらに具備する。該バルブは分配マニホールド４０の内部に配設され、試験装置１２の内部の横列のウェルの８個のウェル内への試料の分配を調整する。微量流体用バルブ６４は、例えば、ボタン２８の押し下げに応答するか、又は電気コネクター６０を経由して該装置内へ送られる信号に従って、機械的又は電気的に操作することができる。
【００４９】
上記の記載内容に鑑み、本願発明によれば、少なくとも１個のウェル１４を有する試験装置１２への試料の分配と該試料の吸引を同時におこなう方法であって、下記の過程ａ）及びｂ）を含む該方法が開示される：
ａ）分配／吸引装置１０を、該装置１０内の吸引口４８と分配口４６が少なくとも１個のウェル内へ配設されるように試験装置１２の上部へ配置させ、
ｂ）調整機構を作動させることによって、分配口４６を経由して試料をウェル１４の内部へ流入させると同時に、吸引口４８を経由して試料をウェルから吸引する。
【００５０】
図１及び図２に示すような１つの実施態様においては、試験装置１２は、横列と縦列に配設された多数のウェル１４を有するマルチウェル装置（例えば、９６個のウェルを有するマイクロタイタープレート等）を具備しており、また、上記の配置過程中は、吸引口４８と分配口４６は試験装置（マルチウェル装置）１２の横列又は縦列の全ウェルの内部へ配設される。
【００５１】
前述のように、作動過程は手動でおこなうことができるが、例えば、装置１０の自動化装置内において自動的におこなうこともできる。
【００５２】
また、前述のように、上記の方法には、センサーを用いる試料の測定過程が含まれていてもよい。該センサーは、例えば、温度センサー、ｐＨセンサー又はイオン強度センサー等であってもよい。全てのこれらの３種のセンサーを装置の内部へ組み入れてもよい。
【００５３】
１つの実施態様においては、センサーは温度センサーであり、上記の方法は、試験装置１２の内部へ送給された試料の温度を調節する過程をさらに含む。
【００５４】
装置１０の１つの可能な用途においては、分配過程と吸引過程は、試験装置の光学的測定値（例えば、試験装置の表面上で発生する結合現象を示すＰＷＶにおけるシフトの測定値等）を用いて同時におこなってもよい。例えば、図４は、マウスのＩｇＧ試料についてのＰＷＶのシフトに関する時間の関数としてのグラフを示す。この場合、３種の試料分配速度を採用した。データは、ＳＲＵバイオシステムズ社による前記文献（米国特許出願の公開公報）に開示されているようなイメージング装置によってコンピュータ処理される。
【００５５】
装置１０を用いる平衡解離定数／会合定数の測定
図１〜図３及び図５〜図７に示す装置１０を使用することによって、被験試料の平衡解離定数／平衡会合定数を測定した。２個の分子間の親和性の１つの伝統的な生化学的定義には、平衡解離定数又は平衡会合定数の測定値が含まれる。これらの定数は次式１）及び２）によって定義することができる：
１）Ｋｄ ＝ ｋoff ／ ｋon
２）Ｋａ ＝ ｋon ／ ｋoff
（式中、Ｋｄは平衡解離定数を示し、Ｋａは平衡会合定数を示し、ｋoffは２個の分子の離反速度を示し、ｋonは２個の分子の結合速度を示す。）
【００５６】
この明細書に開示される装置１０は、Ｋｄ及びＫａを測定するために適している。特に、装置１０を用いることによって、マルチウェルプレート形態のバイオセンサー上でオフ速度に関するデータを得ることができる。この場合、手持ちサイズの多流路ピペットを用いて溶液を手動で吸引／分配させる必要はない。装置１０を用いることによって、ウェル内への溶液の流入と該ウェルからの吸引が一定の速度で同時におこなわれ、この間に必要なデータが得られる。このことは、手持ちサイズのピペットを用いることによっては実行することはできない。何故ならば、ピペットのような手動で操作する器具を用いることによっては、流速を正確に制御できないからである。しかしながら、この明細書に開示された分配／吸引装置１０を用いることによって、精密な流速を実現することが可能である。
【００５７】
オン速度とオフ速度の測定及び平衡会合定数Ｋａと平衡解離定数Ｋｄの決定する過程について、図１及び図８に基づいて説明する。プレート１２のウェル１４の底部を備えたマルチウェルプレート１２の形態を有する試料ホルダーを使用した。該試料ホルダーは、光子結晶型バイオセンサー５０（この明細書において先に引用したＳＲＵバイオシステムズ社による特許出願の明細書に記載されているような光子結晶型のバイオセンサー）として形成されたプレート１２のウェル１４の底部を具有する。緩衝溶液を、バイオセンサーのウェルの内の１つへ添加する。このバイオセンサーを、先に引用したＳＲＵバイオシステムズ社による特許出願公報に記載のようにして、バイオセンサーの表面から反射された光のピーク波長値を検出するための検出器上へ載置させる。検出器を用いて、緩衝溶液のベースラインとなるＰＷＶを測定する。図８における時間が１０分の時とＴ１の時との間の曲線を参照されたい。次いで、バイオセンサーのウェル中へリガンドを添加し、緩衝溶液と混合させる。この操作は、図８の時間Ｔ１の時におこなわれる。
【００５８】
検出器を用いるＰＷＶのシフトの測定は、試料の添加時から続行される。図８に示すように、ＰＷＶ信号は７２において増大する。オン速度（ｋon）は、時間の変化に対するシフトの変化の測定値である。即ち、図８に示す曲線の領域７２における傾斜である。
【００５９】
一定時間の経過後、リガンドは平衡に達し、ＰＷＶシフトを示す曲線は平坦になる。この点については、図８の点７３と領域７２を参照されたい。
【００６０】
次いで、時間Ｔ２において、同時に作動する分配／吸引装置１０（図１参照）を、緩衝溶液とリガンドを保有するウェル中に配設された一対の吸引／分配プローブを具有するセンサー上へ載置する。分配／吸引装置１０のバルブ３０を開くことによって、分配口４６（図２参照）を経由してウェル内へ移動する緩衝液の流入を開始させる（図２参照）。吸引口４８（図２参照）を経由する緩衝液の吸引も開始され、センサー上においては緩衝液は定常流として維持され、吸引速度と分配速度は等しくなる。
【００６１】
図８の７６と７８に示すように、検出器によってＰＷＶ信号の低減が記録され、ウェル内においては、緩衝溶液の変化を伴う新たな平衡状態が達成される。時間の関数としてのＰＷＶシフトにおけるこの負の変化はオフ速度（ｋoff）、即ち、曲線の点７８における傾斜である。最終的には、ＰＷＶのシフトは、点８０で示されるように平坦になる。
【００６２】
ｋon と ｋoff の測定値から、前述の式１）と２）を用いることによって、平衡解離定数と平衡会合定数を計算することができる。
【００６３】
多数の例示的な観点と実施態様について説明したが、当業者であれば、これらに関して一定の修正、変更、付加及びサブコンビネーションをおこなう態様を認識することができるであろう。従って、現在の特許請求の範囲及び今後導入される可能性がある特許請求の範囲にはこのような全ての修正、変更、付加及びサブコンビナーションが含まれ、これらも本願発明の技術的思想と範囲に包含される事項である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、マルチウェル型のマイクロタイタープレートの形態を有する試験装置の上部表面上に配置された分配／吸引装置の１つの実施態様を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】図３は、試験装置から隔離された図１と図２に示す装置の端面図である。
【図４】図４は、図１〜図３に示す試験装置のウェル内へ分配されると同時に該ウェルから吸引された試料に関する時間の関数としてのピーク波長値（ＰＷＶ）のシフト（単位：ｎｍ）を示すグラフである。
【図５】図５は、図１〜図３に示す吸引／分配装置の別の実施態様を示す平面図である。
【図６】図６は、図５に示す装置の端面図である。
【図７】図７は、図５に示す装置の側面図である。
【図８】図８は、図１〜図３又は図５〜図７に示す装置と共に使用されるバイオセンサーのウェル内へ導入された試料に関する時間の関数としてのピーク波長値（ＰＷＶ）のシフト（単位：ｎｍ）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  分配／吸引装置
１２  試験装置
１４  ウェル
２０  本体
２２  分配管
２４  分配用復帰管
２６  吸引管
２８  ボタン（調整機構）
３０  バルブ
３２  分配送込管
３６  補助注入工
４０  分配マニホールド
４２  吸引マニホールド
４４  エンドキャップ
４６  分配口
４８  吸引口
５０  バイオセンサー
６０  電気コネクター
６２  スロット
６４  微量流体用バルブ
６６  センサー
【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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【国際調査報告】
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