(57)【要約】【課題】    核酸を含む試料の投入から核酸増幅及び目標核酸の検出までを一貫して自動的に処理する使い捨て可能な閉鎖型検出カセットを提供する。【解決手段】    試料に含まれる核酸を検出する核酸検出カセットは、核酸検出カセットの外部と連通可能な出入路及びその容積が可変で、試薬を保持可能で、且つ、出入路に連通可能な保持流路を備えている。固定部材及び可撓性部材の密着面が互いに密着され、保持流路を囲む密着領域で保持流路が定められ、保持流路を定める密着領域の一部が剥離可能として出入路に定められている。出入路を定める密着領域の一部が剥離可能に維持されて開状態とされ、出入路を定める密着領域の一部が互いに密着されたままに維持されて閉状態とされて出入路が開閉される。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に含まれる核酸を検出するために固定部材と可撓性部材との組合せにより流路が構成された核酸検出カセットであって、
前記流路は、前記核酸検出カセットの外部と連通可能な開状態及び前記核酸検出カセットの外部に対して閉鎖可能な閉状態を選択可能な出入路を有し、その容積が可変で、試薬を保持可能で、且つ、前記出入路に連通可能な保持流路を備え、
前記固定部材及び前記可撓性部材の密着面が互いに密着され、前記保持流路を囲む密着領域で前記保持流路を定め、前記保持流路を定める密着領域の一部を剥離可能として前記出入路に定め、
前記出入路を定める密着領域の一部を剥離可能に維持して開状態とし、前記出入路を定める密着領域の一部を互いに密着させたままに維持して閉状態として前記出入路を開閉する出入路開閉手段を備えることを特徴とする核酸検出カセット。
【請求項２】
前記開状態において、前記出入路と前記保持流路とが直線的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の核酸検出カセット。
【請求項３】
前記出入路開閉手段が、前記出入路を定める密着領域において、前記可撓性部材を前記固定部材に押付ける方向に押圧して前記出入路を閉状態にする出入路押圧手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の核酸検出カセット。
【請求項４】
前記出入路は、前記可撓性部材の密着面側に前記核酸検出カセットの外側から保持流路内部に向って形成される所定のスリットを含むことを特徴とする請求項３記載の核酸検出カセット。
【請求項５】
試料に含まれる核酸を検出するために固定部材と可撓性部材との組合せにより流路が構成された核酸検出カセットであって、前記流路は、前記核酸検出カセットの外部と連通可能な開状態及び前記核酸検出カセットの外部に対して閉鎖可能な閉状態を選択可能な出入路を有し、その容積が可変で、且つ、試薬を保持可能な前記出入路に連通可能な保持流路を備え、前記固定部材及び前記可撓性部材の密着面が互いに密着され、前記保持流路を囲む密着領域で前記保持流路を定め、前記保持流路を定める密着領域の一部に互いに連接する第１及び第２の領域部を定め、この第１及び第２の領域部において、前記固定部材及び前記可撓性部材の密着を剥離可能として前記出入路に定める核酸検出カセットを具備し、
前記カセットの前記出入路の開口から前記第１の領域部の前記出入路に細管を差込み、前記第２領域部下の前記出入路を介して試料を前記保持流路内に注入する核酸検出カセット試料注入システムにおいて、
前記第１領域部を剥離可能に維持して開状態とし、前記第１領域部を互いに密着させたままに維持して閉状態として前記出入路を開閉するとともに、前記開状態での細管による試料の注入時に、前記第１領域部に相当する前記可撓性部材を前記固定部材に押付けて前記細管周囲に前記可撓性部材を密着させる細管密着用押圧手段と、
前記第２領域部を剥離可能に維持して開状態とし、前記第２領域部に相当する前記可撓性部材を前記固定部材に押付けて前記第２領域部を互いに密着させたままに維持して閉状態とする前記出入路を開閉するとともに、細管による試料の注入時に前記開状態となる出入路閉鎖用押圧手段と、
を備えることを特徴とする核酸検出カセット試料注入システム。
【請求項６】
前記細管密着用押圧手段及び前記出入路閉鎖用押圧手段は、個別に移動可能に前記核酸検出カセットに取り付けられる細管密着用押圧プレート及び出入路閉鎖用押圧プレートを夫々含むことを特徴とする請求項５記載の核酸検出カセット試料注入システム。
【請求項７】
前記細管密着用押圧手段及び前記出入路閉鎖用押圧手段は、移動可能に前記核酸検出カセットに取り付けられる一体的な出入路押圧プレートを含むことを特徴とする請求項５記載の核酸検出カセット試料注入システム。
【請求項８】
前記細管密着用押圧手段及び前記出入路閉鎖用押圧手段は、前記核酸検出カセットに取り付けられ、前記細管密着用押圧手段と前記出入路閉鎖用押圧手段とが間隔を空けて配置され、その間に前記可撓性部材が露出される開口部が設けられることを特徴とする請求項５記載の核酸検出カセット試料注入システム。
【請求項９】
請求項５に記載の核酸検出カセット試料注入システムに使用される細管であって、この細管は、その外形が扁平な部分を有し、前記細管により試料を前記保持流路内に注入する際には、その扁平な部分がカセットの出入路に差込まれることにより、前記細管密着用押圧手段により前記細管の扁平な部分の周囲に前記可撓性部材を密着させることを特徴とする核酸検出カセット試料注入システムに使用される細管。
【請求項１０】
請求項５に記載の核酸検出カセット試料注入システムに使用される細管であって、この細管は、径大の基部と、この基部から延出した針状部を有し、前記細管により試料を前記保持流路内に注入する際には、前記細管の針状部が前記第１の領域部の前記出入路に差込まれ、かつ細管の基部が前記核酸検出カセットに当接することにより、細管の針状部のみが前記第１の領域部の前記出入路に差込まれることを特徴とする核酸検出カセット試料注入システムに使用される細管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、核酸検出カセット及びカセット注入システムに係り、特に、核酸を含む試料の投入から、核酸増幅及びその他の必要な処理と目標核酸の検出までを一貫して自動的に処理する、使い捨て可能な閉鎖型検出カセット及びそのカセットとともに使用される注入システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
核酸増幅技術の登場と核酸検出技術の向上により、特定ＤＮＡストランドの検出のための各種薬品が提案され、また、個別の核酸増幅装置及び核酸検出装置が提案されている。しかしながら、核酸増幅においては、増幅した核酸による汚染の可能性があるため、また、ヒートサイクル印加、注液、混合等の複雑な操作が必要なため、これらの薬品や増幅装置及び検出装置の使用は試験研究用に限られている。
【０００３】
従来、こうした問題点を解決し、病院、臨床試験所、検疫所等で核酸検出を実施できるようにするため、核酸を含む試料の処理から目標核酸の検出までを一貫して自動的に処理する、使い捨て可能な閉鎖型検出容器およびそれを用いた検出装置が開示されている。
【０００４】
例えば、特許２５３６９４５号公報（特許文献１）には必要なすべての試薬を収納する核酸の増幅および検出用のキュベット（ｃｕｖｅｔｔｅ）が、特開平８-６２２２５号公報（特許文献２）には遠心力を利用して送液する試験ユニットが、特表平９-５１１４０７号公報（特許文献３）には微細加工技術を使用して固体基板に形成された微細流路および反応室が開示されている。
【０００５】
また、本願発明者の提案に係る先願に係る関連出願として特願２００３-４００８７８（未公開特許文献４）がある。この関連出願には、固定部材と可撓性部材との組合せにより流路が構成された核酸検出カセットが開示されている。この核酸検出カセットによれば、容積が可変で試薬を保持可能で且つ核酸検出カセット外部と連通可能な開状態と閉鎖可能な閉状態を選択可能な出入路を有する保持流路と、この保持流路に接続され保持流路と連通可能な開状態と閉鎖可能な閉状態を選択可能な連結流路と、出入路を閉状態で維持可能な出入路開閉手段と、連結流路を閉状態で維持可能な連結流路開閉手段とからなる核酸検出カセットが開示されている。
【０００６】
この核酸検出カセットは、核酸を含む試料の処理から目標核酸の検出までに必要な、カセット内での充填物の移送、混合、加熱、冷却、電圧印加、電流測定等を組み合わせた一連の工程を、すべての閉鎖されたカセット内で一貫して自動的に処理でき、かつ各工程に必要な操作はカセット外部から行ない、カセット内に動力発生手段、熱源、電圧発生手段等の操作用のエネルギー発生手段を持つ必要がなく、使い捨てに好適である。
【特許文献１】特許２５３６９４５号公報
【特許文献２】特開平８-６２２２５号公報
【特許文献３】特表平９-５１１４０７号公報
【特許文献４】特願２００３-４００８７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（多様な検体への対応に伴う問題点）
液体である血液、固体或いは粘弾性体である毛根、皮膚、口腔粘膜、植物種子や葉等の各種の生体資料を核酸検出の対象検体として使用することが、核酸検出の適用範囲の広がりと共に、簡易でかつ持ち運び可能な自動核酸検出装置に求められている。また、これらの生体資料が付着している、若しくは付着している可能性のある試験片を、直接使い捨て可能な閉鎖型検核酸検出カセットにて使用するような用途上の要求もきわめて高くなっている。例えば、医療診断や食品検査だけでなく、犯罪捜査等の様々な現場で、血液や口腔粘膜、毛根等をセットするだけで後は自動的に遺伝子型判定までを行なえるような自動核酸検出装置が期待されている。
【０００８】
ところが、先願に係る特願２００３-４００８７８（未公開特許文献４）で提案された核酸検出カセットでは、検核増幅・検出のための各種反応・操作を処理する保持流路に対して、カセットの出入路部分から検体を注入・挿入する必要があるが、この際に、出入路部分から保持流路に至る経路が、細くかつ直角に曲がっているため、毛根のような固体の検体を保持流路の内部に挿入することが困難である。
【０００９】
出入路部分から保持流路に至る経路が直角に曲がっているのは、出入路を構成する外部との連通孔を平板状の固定部材に形成しようとすると、保持流路の深さが０．５ｍｍ程度と浅いため保持流路の側壁部に連通孔を形成することが困難で、平板状の固定部材の厚み方向に連通孔を形成するしかなく、このため、平板状の固定部材の平面部分に形成されている保持流路に対して、出入路部分からの経路は直角に曲がらざるを得ない。
【００１０】
保持流路の底面に出入路となる連通孔を形成すると、出入路部分から保持流路に至る経路を直線にすることが可能になるが、保持流路の外壁の厚みが増し検核増幅・検出のための各種反応・操作に必要な加熱・冷却の際に熱伝達が悪化する。また、保持流路内の充填物を移送、撹拌する際に、保持流路内を加圧・減圧するので、保持流路の底面に連通孔があると、充填物の漏洩が発生しやすくなる。
【００１１】
このように、従来の核酸検出カセットの構造では、固体の検体若しくは検体が付着した試験片等を挿入すること困難であり、多様な検体に対応することができない問題がある。
【００１２】
（カセットの小型化に伴う問題点）
核酸増幅から検査までの一連の工程を一貫して実施可能な流路構造において、液体内に気泡が取り込まれると以下のような悪影響が発生する。
【００１３】
核酸増幅及びその他の加熱処理において、気泡内に水分が蒸発することにより試薬濃度の変動をもたらし、反応の阻害要因となる。
【００１４】
気泡、気体部分があると気体の熱膨張率が大きいので、加熱時に容器内圧力の上昇につながり、液漏れ、しいては核酸検出カセット外部の汚染の原因となる。
【００１５】
気泡、気体部分があるとその部分は熱伝導率が小さいので熱伝達を阻害する。
【００１６】
加圧・吸引による送液時に、気泡があると気泡の体積が変化するので送液制御困難となる。
【００１７】
このような問題点に対応するため、特願２００３-４００８７８（未公開特許文献４）で開示されているような核酸検出カセットでは、周知のゴム等の可撓性部材からなる自己封止型ポートを出入路に装着する例が示されている。
【００１８】
液体の注入に際しては、注入用ピペットを自己封止型ポートの閉鎖している孔部に差込むと、注入用ピペットと自己封止型ポートの可撓性部材とが常に密着しているため、注入時の気泡の巻き込みが防止できる。また注入終了時における注入用ピペットの引抜きの際には、注入用ピペットが完全に自己封止型ポートの外に出る前に、自己封止型ポートの可撓性部材内部に形成された孔部が自己閉鎖し、液漏れが防止できる。このため核酸検出カセットでは、実用的には他の出入路開閉手段と併用されて用いられている。
【００１９】
ところが、注入用ピペットにおいて、自己封止型ポートの閉鎖している孔部に直接差込む部分として、可撓性であるプラスチック製の使い捨てのピペット先端チップを使用する場合には、ＥＰＤＭ、シリコンゴム等の可撓性部材から成る自己封止型ポートはある程度の大きさが必要になってくる。例えば外径0.5〜1ｍｍ程度のピペット先端チップを使用する場合には、縦2〜4×横3〜6×高さ3〜6ｍｍ程度の小判型の自己封止型ポートが使用される。
【００２０】
これは、ピペット先端チップに対してあまりに小さい自己封止型ポートでは、注入時のピペット先端チップを自己封止型ポートに差込み、自己封止型ポートの可撓性部材を拡張しようとしても、ピペット先端チップも可撓性であるため、ピペット先端チップが曲がってしまい、自己封止型ポートを貫通するとこができなくなってしまうからである。
【００２１】
逆に、自己封止型ポートに対してあまりに大きいピペット先端チップを用いて、ピペット先端チップを自己封止型ポートに差込み、自己封止型ポートの可撓性部材の閉鎖している孔部を無理やり拡張しようとすると、ピペット先端チップは自己封止型ポートを貫通するとこができても、ピペット先端チップの引抜きの際に、自己封止型ポートの可撓性部材の孔部を自己閉鎖することができず、液漏れが発生してしまう。
【００２２】
したがって、保持流路９０３の大きさが縦10×横10×深さ0.5ｍｍ程度になると、前述のような自己封止型ポートでは保持流路の大きさと同程度かそれを上回り、核酸検出カセットの小型化を阻害する要因となっている。
【００２３】
また、核酸増幅においては数百万ものＤＮＡコピーを合成できるが、逆にその高い増幅能力故に、前に増幅した生成物、或いは外から入ってくる物質によるコンタミネーションの問題がある。即ち、極微量のコンタミネーションであっても多量に増幅してしまう恐れがある。従って、核酸検出カセットは、使い捨て可能な閉鎖型であることが求められている。同様のコンタミネーション対策として、試薬、検体を核酸検出カセット内に注入するために使用する器具も使い捨てであるこが求められ、現状では、安価なプラスチック製の使い捨てのピペット先端チップを使用することが一般的である。
【００２４】
したがって、金属製ニードルは、プラスチック製の使い捨てのピペット先端チップより剛性があるので、外径を細くでき、比較的小さな自己封止型ポートでも貫通することができるが、高価なためその使用が敬遠されている。
【００２５】
加えるに、検体として血液を使用する場合には、血液のついた金属製ニードルを作業者の人体に刺してしまう事故が発生する恐れがあり、これにより感染症を引き起こす危険性がある。このため、金属製ニードルの使用はさらに忌避されている。
【００２６】
以上のような理由で、核酸検出カセットの小型化には自己封止型ポートが隘路になっているが、従来の技術では、自己封止型ポートに代わるような、核酸検出カセットに対して安定して液体注入ができる手段は開示されていない。
【００２７】
さらに、自己封止型ポートは、ピペットのような細管で可撓性部材の予め閉鎖している孔部を強制的に広げながら、その細管自身を自己封止型ポートに貫通させる必要があるため、固体の検体や検体が付着した試験片を保持流路の内部にそのまま挿入することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされてものであり、その目的は、核酸を含む試料の投入から、核酸増幅及びその他の必要な処理と目標核酸の検出までを一貫して自動的に処理する、使い捨て可能な閉鎖型検出カセット及びそのカセットとともに使用される注入システムを提供することにある。
【００２９】
この発明によれば、
試料に含まれる核酸を検出するために固定部材と可撓性部材との組合せにより流路が構成された核酸検出カセットであって、
前記流路は、前記核酸検出カセットの外部と連通可能な開状態及び前記核酸検出カセットの外部に対して閉鎖可能な閉状態を選択可能な出入路を有し、その容積が可変で、試薬を保持可能で、且つ、前記出入路に連通可能な保持流路を備え、
前記固定部材及び前記可撓性部材の密着面が互いに密着され、前記保持流路を囲む密着領域で前記保持流路を定め、前記保持流路を定める密着領域の一部を剥離可能として前記出入路に定め、
前記出入路を定める密着領域の一部を剥離可能に維持して開状態とし、前記出入路を定める密着領域の一部を互いに密着させたままに維持して閉状態として前記出入路を開閉する出入路開閉手段を備えることを特徴とする核酸検出カセットが提供される。
【００３０】
また、この発明によれば、
試料に含まれる核酸を検出するために固定部材と可撓性部材との組合せにより流路が構成された核酸検出カセットであって、前記流路は、前記核酸検出カセットの外部と連通可能な開状態及び前記核酸検出カセットの外部に対して閉鎖可能な閉状態を選択可能な出入路を有し、その容積が可変で、且つ、試薬を保持可能な前記出入路に連通可能な保持流路を備え、前記固定部材及び前記可撓性部材の密着面が互いに密着され、前記保持流路を囲む密着領域で前記保持流路を定め、前記保持流路を定める密着領域の一部に互いに連接する第１及び第２の領域部を定め、この第１及び第２の領域部において、前記固定部材及び前記可撓性部材の密着を剥離可能として前記出入路に定める核酸検出カセットを具備し、
前記カセットの前記出入路の開口から前記第１の領域部の前記出入路に細管を差込み、前記第２領域部下の前記出入路を介して試料を前記保持流路内に注入する核酸検出カセット試料注入システムにおいて、
前記第１領域部を剥離可能に維持して開状態とし、前記第１領域部を互いに密着させたままに維持して閉状態として前記出入路を開閉するとともに、前記開状態での細管による試料の注入時に、前記第１領域部に相当する前記可撓性部材を前記固定部材に押付けて前記細管周囲に前記可撓性部材を密着させる細管密着用押圧手段と、
前記第２領域部を剥離可能に維持して開状態とし、前記第２領域部に相当する前記可撓性部材を前記固定部材に押付けて前記第２領域部を互いに密着させたままに維持して閉状態とする前記出入路を開閉するとともに、細管による試料の注入時に前記開状態となる出入路閉鎖用押圧手段と、
を備えることを特徴とする核酸検出カセット試料注入システムが提供される。
【００３１】
更に、この発明によれば、上述した核酸検出カセット試料注入システムに使用される細管であって、この細管は、その外形が扁平な部分を有し、前記細管により試料を前記保持流路内に注入する際には、その扁平な部分がカセットの出入路に差込まれることにより、前記細管密着用押圧手段により前記細管の扁平な部分の周囲に前記可撓性部材を密着させることを特徴とする核酸検出カセット試料注入システムに使用される細管が提供される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、核酸増幅及びその他の必要な処理と目標核酸の検出までを一貫して自動的に処理することができる核酸検出カセット及びその核酸検出カセット注入システムにおいて、液体のみならず固体や粘弾性体を核酸検出カセット内に注入でき、かつ核酸検出カセットを小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係る核酸検出カセット及びカセット注入システムを説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
（カセット全体）
〈基本構造〉
この発明の実施形態に係る核酸検出カセット及びカセット注入システムは、試薬や検体等を核酸検出カセットヘ注入若しくは排出する出入路部分、及び注入・排出工程以外は、基本的には、先願に係る特願２００３-４００８７８に開示される核酸検出カセットと同様の構成と操作方法が用いられる。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る核酸検出カセット１００を示す概観斜視図である。図２は、図１に示す核酸検出カセット１００の各構成を分離して示した斜視図である。この核酸検出カセット１００は、大別して固定基板１と、可撓性シート２と、カバープレート３からなる流路閉鎖型のカセットである。固定基板１は、固定部材により構成され、連続している流路を形成する。可撓性シート２は、固定基板１により形成された流路の上面を覆うもので、可撓性部材により構成されている。カバープレート３は、固定基板１との間に可撓性シート２を挟んで支持するとともに、可撓性シート２を局部的に押圧し変形させる押圧モジュール４を備えている。
【００３６】
固定基板１は、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ等の高分子材料、シリコン、ガラスやセラミックス等、或いはステンレス、アルミ等の金属により構成される。可撓性シート２は、シリコンゴム、ポリプロピレンゴム、ウレタンゴム等の高分子エラストマー等により構成される。カバープレート３は、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ等の高分子材料或いは、シリコン、ステンレス、アルミ等の金属等により構成される。固定基板１、可撓性シート２及びカバープレート３が複数の部品から構成される場合には、それぞれ別の材料を選択しても良い。押圧モジュール４は、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ等の高分子材料、シリコン、ガラスやセラミックス等、或いはステンレス、アルミ等の金属により構成される。
【００３７】
〈ブロック構成〉
また、核酸検出カセット１００は、その機能によりブロック化されている。図２に示す構造例は、上流側、即ち、図３の左側から順に、端部ブロック１０２と、２つの中間部ブロック１０１と、検出部ブロック１０６と、中間部ブロック１０１と、端部ブロック１０３から構成されている。検出部ブロック１０６は、特に核酸検出用のブロックであり、それ以外の端部ブロック１０２、１０３及び中間部ブロック１０１は、核酸検出以外の各種反応用のブロックである。これら各ブロックは、その表面に設けられた流路が連結されるように互いに一体的に接合されている。各ブロックは、連接されて結合されるように図示しない締結部材や締結部により連結されても良く、或いは、各ブロックを統合して一体的に形成されても良い。
【００３８】
実用的には、固定基板１及び可撓性シート２並びにカバープレート３は、高分子材料を用いて夫々一体的に成形される。また、カバープレート３が金属材料よりなる場合には、1枚の板状部材から加工することも可能である。
【００３９】
〈接合〉
固定基板１の上面には、溝が設けられている。この溝を覆うように可撓性シート２が配置され、溝以外の固定基板１の上面に可撓性シート２の下面が密着され、接着若しくは溶着されることにより、溝が閉鎖され、流路として機能する。即ち、溝の底面及び側面は、固定基板１により構成され、溝の上部は、可撓性シート２で覆われて流路に形成されている。端部ブロック１０２、１０３、中間部ブロック１０１上に設けられた溝は、保持流路１１１として機能し、検出部ブロック１０６上に設けられた溝は、退避流路１３１として機能する。
【００４０】
保持流路１１１には、核酸増幅及び検出に使用される試薬或いは検体が保持される。退避流路１３１は、検出流路５２１内の気体や液体の一時的な退避場所として使用される。
【００４１】
各保持流路１１１及び退避流路１３１の間は、互いに連結流路１１７により連結される。可撓性シート２の上面には、カバープレート３の下面が密着、接着若しくは溶着される。これにより、カバープレート３の上面に設けられた押圧モジュール４の押圧により、対応する押圧部分の可撓性シート２を撓ませ流路を閉じることができる。
【００４２】
押圧モジュール４は、カバープレート３にねじ、ピン等の締結部品で締結されるか、はめ込み式に組立てられるか、若しくは接着、溶着が施される。押圧モジュール４とカバープレート３とが共に高分子材料で形成される場合には、押圧モジュール４とカバープレート３は一体的に成形することができる。
【００４３】
〈流路主要寸法〉
上記図２及び図３に示される各構成の寸法例は、以下の通りである。
【００４４】
保持流路１１１及び退避流路１３１の寸法は、深さ約０．５ｍｍ、隣接流路に向かう方向の長さ、即ち、流路開始端部と流路終了端部との間の長さ約１０ｍｍ、隣接流路に向かう方向とは垂直な方向の長さ、即ち、流路幅約１０ｍｍで、標準保持容積が約４８μｌである。押圧ブロック４が外側に開く場合には、可撓性シート２は、外側に膨張することができ、例えば、標準保持容積の約２〜３倍の保持容積を維持することができる。尚、退避流路１３１の容積は、核酸検出動作開始前は、縮小された状態で維持され、検出動作開始時には、拡大可能であり、その拡大時と縮小時の流路容積の差は、検出流路内の充填物の体積以上に設定される。
【００４５】
連結流路１１７の寸法は、深さ約０．２５ｍｍ、隣接流路に向かう方向の長さ約２〜６ｍｍ、保持流路に向かう方向とは垂直な方向の長さ、即ち、流路幅約２ｍｍで、流路容積がほぼゼロの全閉状態が設定可能である。
【００４６】
また、可撓性シート２が撓む際に無理な内部応力等が発生せずに、かつ流路底面に対して確実に密着して流路容積がほぼゼロになるように設定され、流路断面の底面から側面にかけていずれも滑らかな曲線で構成されている。
【００４７】
可撓性シート２の厚さは、０．２〜０．５ｍｍで、ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ２０°〜３０°の比較的硬度の高いものと、アスカーＣ２０°〜４０°硬度の低い柔らかいもののいずれも使用可能である。
【００４８】
（検出部）
〈ブロック構成〉
検出部ブロック１０６の下面には、検出用の流路が設けられた検出流路シール５２０を挟んで核酸検出チップ５００が固定化される。検出部ブロック１０６、検出流路シール５２０、核酸検出チップ５００で挟まれた空間に検出流路５２１が形成される。また、検出部ブロック１０６には、その表面から裏面まで貫通して形成された２つの接点部開口１５１が設けられている。この接点部開口１５１に電気コネクタを挿入して露出した核酸検出チップ５００の接点部表面に接触させることにより、チップ表面から電気信号を取り出すことができる。
【００４９】
〈核酸検出方法〉
目標核酸の検出方法は、検出流路内部に固定化された、検出すべき目標核酸に対して相補的な塩基配列を有する一本鎖の核酸プローブを使用するものなら、周知の光学的方式、電気化学的方式等が使用できる。
【００５０】
本実施形態では、基本的には登録第２５７３４４３号公報に開示される電気化学的な検出方法を適用している。光学的方式を使用する場合は、光透過性の材料を用いて核酸検出カセット１００を作製することで対応できる。
【００５１】
〈核酸検出チップ〉
検出センサーである核酸検出チップ５００は、固定部材からなる基板が用いられる。より具体的には、特開２００２−１９５９９７号公報に開示されるような核酸検出センサーを使用している。検出方法、使用材料、電極構造等は同じであるが、検出基板の構造だけが同公報の従来例として示される構造を採用している。
【００５２】
核酸検出チップ５００の構造は、ガラス基板上に特開２００２−１９５９９７号公報に開示されるように、核酸固定化電極、対抗電極及び参照電極が形成されている。更に、ガラス基板上には、これらの電極と検査装置とで電気信号を入出力するための接点として、それぞれ核酸固定化電極用接点、対抗電極用接点、参照電極用接点が形成されている。
【００５３】
また、核酸固定化電極上には、特開２００２−１９５９９７号公報に開示される方法で、検出すべき目標核酸に対して相補的な塩基配列を有する一本鎖の核酸プローブが固定化されている。
【００５４】
（出入路：機能分離型押圧プレート）
〈構成〉
図３は、本発明の閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１の各構成を分離して示した斜視図である。図１を参照して、試薬及び検体注入用の出入路部の構造について説明する。但し、中間部ブロック１０１に対応する部分の押圧モジュール４は、図３では省略していることに注意されたい。また、以下に説明するように、出入路部は、端部ブロック１０２及び端部ブロック１０３を利用して構成され、以下の全ての変形例並びに実施例についても同様に端部ブロック１０２及び端部ブロック１０３の一部として形成される。また、図３においては、可撓性シート２は、全体を示さず、中間ブロック１０１に対応する説明に必要とされる部分のみを図示し、同様にカバープレート３は、全体を示さず、中間ブロック１０１対応する説明に必要とされる部分のみを図示していることに注意されたい。
【００５５】
図３に示されるように、固定部材である流路基板１には、保持流路１１１及び連結流路１１７に加えて、試薬及び検体注入用細管６０１用の差込ガイド１２１が形成されている。
【００５６】
カバープレート３には、保持流路開口３１１、出入口開口３１２、連結流路開口３１７が形成されている。保持流路開口３１１、出入口開口３１２は、導入路開口３１３によってつながっていて１つの開口部分を形成している。
【００５７】
カバープレート３は、上記の各開口部と連結流路に対向する部分以外は、図示していない締結手段によって、流路基板１に密着されていて、保持流路、連結流路からは液体、気体、固体、粘弾性体等の流路充填物が閉鎖型カセット１００外部に漏れ出すことはない。
【００５８】
中間部プレート３０１の上面には、図２及び図３に示されるように、中間ブロック１０１に対応する押圧モジュール４が取り付けられる。
【００５９】
〈押圧プレート〉
出入路押圧手段は、出入路開閉手段を兼ね、出入路閉鎖用押圧手段である閉鎖プレート３２１と、細管密着用押圧手段である２つの部分に２分割されている密着プレート３２２からなり、機能別に別体のプレートで構成されている。閉鎖プレート３２１と密着プレート３２２は、カバープレート３と別体ではあるが、可撓性シート２に接する面は同じ平面上に配置される。
【００６０】
閉鎖プレート３２１と密着プレート３２２は、ポリアセタール、ナイロン、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ等の高分子材料、シリコン、ガラスやセラミックス等、或いはステンレス、アルミ等の金属により構成される。
【００６１】
閉鎖プレート３２１と密着プレート３２２は、カバープレート３或いは流路基板１にねじ、ピン等の締結部品で移動可能に締結されるか、はめ込み式に組立てられる。
【００６２】
閉鎖プレート３２１と密着プレート３２２と、カバープレート３とがプラスチック材料で形成される場合には、閉鎖プレート３２１と密着プレート３２２と、カバープレート３は、一体的に成形することができる。
【００６３】
図３に示される構造においては、押圧ねじ（締結ねじ）３３１、３３２によって、閉鎖プレート３２１及び密着プレート３２２が流路基板１に対して移動可能に取り付けられている。この押圧ねじ３３１、３３２を締めることによって、閉鎖プレート３２１及び密着プレート３２２は、個別にそれぞれの下部にある可撓性シート２の領域部分を流路基板１に所定量押付けることができる。この押圧ねじ３３１、３３２を緩めることによって、それぞれの下部にある可撓性シート２の領域部分を流路基板１に押付けていた閉鎖プレート３２１及び密着プレート３２２の押付けを一定量だけ解放させることができる。押圧ねじ３３１、３３２を締結するためには、例えば、押圧ねじ３３１、３３２に対応する部分の可撓性シート２には、孔が形成され、流路基板１には、押圧ねじ３３１、３３２に螺合される雌ねじ部が形成されている。これらの孔及び雌ねじ部は、図３には図示していないことに注意されたい。
【００６４】
〈注入用細管〉
注入用細管６０１としては、周知の可撓性であるプラスチック製の使い捨てのピペット先端チップが使用される。例えば、厚さ０．５〜１ｍｍ程度のシリコンゴム製の可撓性シート２に対しては、外径が０．５〜１ｍｍ程度の注入用細管６０１が使用できる。図１には、注入用細管６０１としてピペット先端チップのみが図示されていて、ピペット本体は、省略されている。
【００６５】
また、この注入用細管６０１は、固定基板１と可撓性シート２との間に差し込むことができる直線針状の差し込み部６０１Ａ及びこの差し込み部６０１Ａよりも径が大きい基部６０１Ｂから構成される。この注入用細管６０１においては、差し込み部６０１Ａと基部６０１Ｂとの間に段部（ステップ）が形成されていることから、固定基板１と可撓性シート２との間に差し込まれる際に基部６０１Ｂが差込ガイド１２の壁面に当接されて差し込み部６０１Ａだけが固定基板１と可撓性シート２との間に挿入される。従って、常に注入用細管６０１の所定長だけが差し込まれ、不必要に注入用細管６０１が差し込まれて可撓性シート２を破損するような事態を防止することができる。
【００６６】
（液体注入）
〈液体注入工程〉
図３、図４（ａ-1）〜（ｃ-2）及び図５（ｄ-1）〜（ｆ-2）を参照して、注入用細管６０１が用いられて検体若しくは試薬等の液体６０２が保持流路１１１へ注入される工程を説明する。図４(ａ-１）,（ｂ-１）,（ｃ-１)及び図５（ｄ−１），(ｅ-１）,（ｆ-１）は、注入用細管６０１が差し込まれる方向に沿った中間部ブロック１０１の断面を示している。ここで、注入用細管６０１は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿って差し込まれることから、これらの図は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿った中間部ブロック１０１の断面図でもある。また、図４(ａ-２）,（ｂ-２）及び図５（ｆ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する密着プレート３２２の略中心付近における中間部ブロック１０１の断面図を示し、図４（ｃ-２)及び図５（ｄ−２），(ｅ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する閉鎖プレート３２１の略中心付近、即ち、導入路開口３１３における中間部ブロック１０１の断面図を示している。
【００６７】
注入用細管６０１は、次のような過程を経て差込ガイド１２１から挿入され、固定基板１と可撓性シート２との間の出入路に差し込まれ、その後、取り出される。
【００６８】
始めに、図４（ａ―１）及び（ａ―２）に示すように、２つの密着プレート３２２の押圧ねじ３３２が所定量だけ緩められ、差込ガイド１２１に沿って注入用細管６０１が流路基板１と可撓性シート２の間に差込まれて出入路が形成される。このとき閉鎖プレート３２１は、可撓性シート２に押付けられているので、注入用細管６０１は、閉鎖プレート３２１の手前の位置までしか進入することができない。
【００６９】
尚、保持流路１１１は、可撓性シート２を流路基板１に押付けられた状態が注入待機状態となっている。
【００７０】
注入用細管周囲の密閉：
図４（ｂ−１）及び（ｂ−２）に示すように、押圧ねじ（締結ねじ）３３２が所定量だけ締められて２つの密着プレート３２２が可撓性シート２と注入用細管６０１との間隙を塞ぐように押付けられる。この密着プレート３２２の押し付けにより、注入時及び注入用細管引抜き時の、気体の巻き込み、液体の漏洩を防止することができる。
【００７１】
導入路開放：
図４（ｃ―１）及び（ｃ−２）に示すように、閉鎖プレート３２１の押圧ねじ３３１が所定量だけ緩められると、注入用細管６０１の外径部分によって、閉鎖プレート３２１に押付けられていた可撓性シート２の一部領域が持ち上がり、可撓性シート２が流路基板１から乖離して出入路でもある注入用の導入路３１４が開放される。ここで、導入路３１４は、導入路開口３１３を定めるカバープレート３の両側によって抑えられていることから、導入路３１４は所定の大きさに規制される。可撓性シート２が例えば厚さ０．５〜１ｍｍ、ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ３０°の、シリコンゴム製で、注入用細管６０１が外径０．３〜０．５ｍｍのポリプロピレン製である場合には、導入路３１４の間隙に相当する可撓性シート２と流路基板１間の間隙の高さは、保持流路１１１に接触する導入路３１４終点で略０〜０．１ｍｍとすることができる。
【００７２】
注入：
図４（ｄ―１）及び（ｄ−２）に示すように、注入用細管６０１から導入路３１４を介して保持流路１１１に液体６０２が注入される。このとき可撓性シート２と流路基板１との間の間隙高さは、液体６０２を注入する直前では、保持流路１１１に接触する導入路３１４の終点で間隙を略０に維持される。液体６０２の注入時には、この液体６０２の圧力によって導入路３１４の終点で可撓性シート２が流路基板１から乖離されて導入路３１４が確保される。ここで、注入開始前に押圧モジュール４が開放され、保持流路１１１内に進入した液体によって保持流路１１１に配置される可撓性シート２が流路基板１から乖離できるように可撓性シート２への押圧が部分的に解除される。
【００７３】
可撓性シート２と注入用細管６０１の寸法、材質、硬度等に対して、閉鎖プレート３２１、密着プレート３２２、導入路開口３１３寸法、形状及び、押圧ねじ３３１、３３２による押圧力等の諸条件が最適化される。
【００７４】
また、注入用細管６０１の先端部近傍での可撓性シート２と流路基板１間の間隙をできるだけ小さくすることにより、液体注入時に発生する僅かな気泡は、注入用細管６０１の近傍に捕獲され、保持流路１１１内に気泡が進入してしまうことを防ぐことができる。
【００７５】
導入路閉鎖：
図４（ｅ−１）及び（ｅ−２）に示すように、液体６０２が所定量入ったところで閉鎖プレート３２１の押圧ねじ３３１が所定量締められ、閉鎖プレート３２１が可撓性シート２の一部領域に押付けられることにより可撓性シート２と流路基板１の間を密着させ導入路３１４が閉鎖され、保持流路１１１が密閉される。このとき、導入路３１４に微量の残留液体６０４が残留することがあるが、これは注入用細管６０１にて吸引することが可能である。
【００７６】
注入用細管引抜き：
図４（ｆ−１）及び（ｆ−２）に示すように、２つの密着プレート３２２の押圧ねじ３３２が所定量だけ緩められ、注入用細管６０１が流路基板１と可撓性シート２の間から引き抜かれる。このとき、すでに導入路３１４は、閉鎖され、保持流路１１１が密閉されていることから、注入用細管６０１の引抜き動作で、保持流路１１１に気泡が進入することはない。この後、好ましくは、２つの密着プレート３２２の押圧ねじ３３２が所定量だけ締められ、流路基板１と可撓性シート２の密着が確実に確保される。
【００７７】
以上のような液体注入工程を使用することにより、液体注入時及び、注入用細管６０１の引抜き動作時での、保持流路１１１への気泡が進入を防ぐことができる。
【００７８】
〈排出工程〉
保持流路１１１内にすでに充填されている検体若しくは試薬等の液体、或いは気体を、注入用細管６０１を用いて閉鎖型カセット１００から排出する工程の各ステップについて図４及び図５を参照して説明する。
【００７９】
注入用細管挿入：
注入用細管６０１の挿入は、図４（ａ―１）及び（ａ―２）に示される注入工程と同様である。
【００８０】
注入用細管周囲密閉：
注入用細管６０１の周囲の密閉は、図４（ｂ―１）及び（ｂ―２）に示される注入工程と同様である。
【００８１】
導入路開放：
導入路３１４の開放は、図４（ｃ―１）及び（ｃ―２）に示される注入工程と同様である。
【００８２】
排出：
図６（ａ）に示すように注入用細管６０１を用いて、保持流路１１１内の液体が吸引される。このとき、保持流路１１１内に充填されている液体または気体は、押圧モジュール４が可撓性シート２を流路基板１に押付けて保持流路１１１の容積を減少させることにより、液体または気体が強制的に排出される。
【００８３】
導入路閉鎖：
導入路３１４の閉鎖は、図５（ｅ―１）及び（ｅ―２）に示される注入工程と同様である。
【００８４】
注入用細管引抜き：
注入用細管６０１の引抜きは、図５（ｅ―１）及び（ｅ―２）に示される注入工程と同様である。
【００８５】
したがって、排出工程においても、注入用細管６０１の近傍での可撓性シート２と流路基板１間の間隙は、極めて少なく、流路１１１内に新たに気体が進入してしまうことを防ぐことができる。
【００８６】
排出工程は、以下のような場合にも適用される。
【００８７】
注入待機状態のセッティング：
閉鎖型カセット１００の組立て時には、保持流路１１１内の気体に初期的に気体が入ったままにある。従って、排出工程を用い、押圧モジュール４が可撓性シート２を流路基板１に押付けて、保持流路１１１内の初期気体を全て排出する。全気体排出後、導入路３１４が閉鎖され、保持流路１１１が密閉した状態では、押圧モジュール４の押圧を解放しても、可撓性シート２は、大気圧によって流路基板１に押付けられたままになっている。このことを利用して注入待機状態がセッティングされる。
【００８８】
生成物採取：
検体からの核酸抽出、増幅、検出等の複数の処理を、一貫して１つの閉鎖型カセット１００にて自動的に処理する場合に、各処理での生成物を検査し、各処理が適正に行なわれたかどうかを判別する場合がある。例えば、核酸増幅処理において目標とする濃度まで対象核酸が合成されているかどうかは、閉鎖型カセット１００からサンプルを採取して検査する。この場合、保持流路１１１から、次の処理に影響を与えない程度に微量の生成物のサンプルを採取すると、一貫した自動検出処理工程を妨げることがない。このとき、保持流路１１１内に新たに気体が進入しないように排出工程が利用される。このようなサンプル採取は、例えば、各種試薬の配合や反応の温度条件を最適化する場合、或いは、全試薬重点済みの閉鎖型カセット１００の抜き取り出荷検査等に使用される。
【００８９】
また、閉鎖型カセット１００を利用して、必要な核酸抽出、増幅の複数の処理を行なわせ、その生成物を別用途で閉鎖型カセット１００外にて使用する場合は、生成物は、全量採取されることになる。この場合、閉鎖型カセット１００は、自動核酸検出装置用の閉鎖型カセットとしてではなく汎用の反応容器として使用される。このような全量採取は、例えば、閉鎖型カセット１００の形状や材料に対して、各種試薬の配合や反応の温度条件を最適化する場合に、最適化を効率よく行なうために使用される。
【００９０】
気泡の強制排出：
注入工程によって検体若しくは試薬等の液体を保持流路１１１内注入する際に、上述した閉鎖プレート３２１及び密着プレート３２２を用いることによって、通常保持流路１１１に気泡が進入することはない。しかしながら、すでに注入してある液体に溶け込んでいる気体が、減圧、過加熱等で気泡となって出現する場合、或いは、注入しようとする液体自体に気泡がすでに存在している場合は、保持流路１１１に気泡が出現する。このような場合には、図６（ｂ）に示すように、閉鎖型カセット１００を差込ガイド１２１が上方になるように立てて配置されることから、保持流路１１１内の気泡６０３が導入路３１４に集められ、注入用細管６０１によって気泡及び気泡を含んだ液体部分６０２が吸引され、気泡を強制排出することができる。
【００９１】
〈検体注入〉
閉鎖型カセット１００の主な使用方法としては、検体を流路１１１内へ注入するだけで、その後は自動的に核酸検出までを行なうことにある。この場合血液等である液体の検体６１５は、図７（ａ）に示すように、予め核酸抽出、増幅等の全ての試薬６１４が出荷時に充填されている保持流路１１１に注入されている。このような検体注入時においても、新たに注入する検体の量は、例えば試薬４７μｌに対して検体血液１μｌ程度なので、液体注入工程が使用でき、注入用細管６０１の近傍での可撓性シート２と流路基板１間の間隙は、極めて少ないので、流路１１１内への新たな気体の進入、或いは、流路１１１内のすでに保持されている試薬である液体の漏出を防ぐことができる。
【００９２】
また、可撓性シート２としてゴム硬度ＪＩＳ−Ａ２０°〜３０°程度のシリコンゴムを使用した場合には、図７（ｂ）に示すように、流路１１１の標準保持容積約４８μｌを越えて可撓性シート２が閉鎖型カセット１００の外側に膨らむことができるので、注入される検体６１５の量と充填済み試薬６１４との総量が標準保持容積約４８μｌを越えて６０μｌ程度まで達しても、液体注入工程を使用することができる。この場合、本発明で開示する閉鎖プレート３２１と、密着プレート３２２を用いた、閉鎖型カセット１００の出入路封鎖機構においては、閉鎖プレート３２１と、密着プレート３２２の押付け圧力を強めることによって、流路１１１内に保持されている液体の検体及び試薬の検体注入時での漏出を防ぐことができる。
【００９３】
〈小型化が容易〉
以上のように、閉鎖プレート３２１と、２分割された密着プレート３２２は、注入用細管６０１の先端近傍及びその周囲での可撓性シート２と流路基板１間の間隙をふさぐように押付けることができ、液体注入・排出時及び、注入用細管６０１の引抜き動作時での、保持流路１１１への気泡の進入と液体の漏洩を防ぐことができる。これにより、従来閉鎖型カセット１００へ液体を注入する際に使用されていた自己封止ポートは不要になる。
【００９４】
また、閉鎖プレート３２１と、密着プレート３２２の平面の大きさは、保持流路１１１とほぼ同等なスケールかより小さくでき、かつその厚みもカバープレート３とほぼ同等なスケールかより小さくでき、０．１〜０．５ｍｍ程度である。よって、閉鎖プレート３２１と、２分割された密着プレート３２２を用いることにより、閉鎖型カセット１００の小型化が容易になる。
【００９５】
（固体注入）
〈固体注入用細管〉
固体や粘弾性体の保持流路１１１への注入には、図８及び図９に示されるような固体注入用細管６１０を用いる。固体注入用細管６１０は、外径０．５ｍｍ、内径０．３ｍｍ程度のシリンダ６１１と、外径０．３ｍｍ程度のピストン６１２からなり、シリンダ６１１内に固体や粘弾性体の検体を保持する。固体注入用細管６１０は、ステンレス等の金属材料若しくはポリプロピレン、ナイロン、ポリアセタール等のプラスチック材料からなる。液体のようにピストンから離れた位置ある先端部への圧力伝播がないので、固体或いは粘弾性体の検体は、始めにシリンダ６１１内に保持され、注入時にピストン６１２にて押し出され、直接保持流路１１１内に投入される。
【００９６】
〈固体注入工程〉
予め試薬が所定量注入されている保持流路１１１へ、固体或いは粘弾性体である毛根、皮膚、口腔粘膜、植物種子や葉等の検体、若しくはこれらの生体資料が付着している可能性がある試験片を注入する工程の各ステップを、図８及び図９を参照して説明する。図８(ａ-１）,（ｂ-１）,（ｃ-１)及び図９（ｄ−１），(ｅ-１）,（ｆ-１）は、注入用細管６１０が差し込まれる方向に沿った中間部ブロック１０１の断面を示している。ここで、注入用細管６１０は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿って差し込まれることから、これらの図は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿った中間部ブロック１０１の断面図でもある。また、図８(ａ-２）,（ｂ-２）及び図９（ｆ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６１０が差し込まれる方向に直交する密着プレート３２２の略中心付近における中間部ブロック１０１の断面図を示し、図８（ｃ-２)及び図９（ｄ−２），(ｅ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６１０が差し込まれる方向に直交する閉鎖プレート３２１の略中心付近、即ち、導入路開口３１３における中間部ブロック１０１の断面図を示している。
【００９７】
固体注入用細管挿入：
図８（ａ−１）及び（ｂ−１）に示すように、２つの密着プレート３２２の押圧ねじ３３２が所定量だけ緩められ、注入用細管６１０が差込ガイド１２１に沿って固体注入用細管６１０が流路基板１と可撓性シート２の間に差込まれる。このとき閉鎖プレート３２１が押付けられているので、固体注入用細管６１０は、閉鎖プレート３２１の手前の位置までしか進入できない。このとき保持流路１１１には、予め液体の試薬６１４が所定量注入されている。
【００９８】
固体注入用細管周囲密閉：
図８（ｂ−１）及び（ｂ−２）に示すように、２つの密着プレート３２２は、押圧ねじ３３２が所定量だけ締められて可撓性シート２と注入用細管６０１の間隙をふさぐように可撓性シート２に押付けられる。これにより、注入時及び固体注入用細管６１０の引抜き時における気体の巻き込み、液体の漏洩を防止することができる。ただし、密着プレート３２２の押付け圧力は、固体注入用細管６１０が移動可能な範囲に留められる。
【００９９】
導入路開放：
図８（ｃ−１）及び（ｃ−２）に示すように、閉鎖プレート３２１の押圧ねじ３３１が所定量だけ緩められ、注入用細管６０１の外径部分によって、閉鎖プレート３２１が押付けられていた可撓性シート２の一部が持ち上げられ、可撓性シート２が流路基板１から乖離され、注入用の導入路３１４が開放される。但し、導入路開口３１３の両側のカバープレート３が可撓性シート２を抑えていることから、導入路３１４は、所定の大きさに規制される。この導入路３１４に沿って、固体注入用細管６１０が保持流路１１１の端部にまで押込まれる。
【０１００】
固体注入：
図９（ｄ−１）及び（ｄ−２）に示すように、固体注入用細管６１０のピストン６１２が押され、シリンダ６１１から固体の検体６１３が直接保持流路１１１の液体の試薬６１４内に投入される。このとき閉鎖型カセット１００は、差込ガイド１２１が上方になるように立てて配置されていることから、気泡が保持流路１１１の液体中に発生することはない。
【０１０１】
また、２つの密着プレート３２２は、押圧ねじ３３２が所定量だけ締められることによって、可撓性シート２と注入用細管６０１の間隙をふさぐように押付けられることから、過剰な気体の進入や、固体の検体６１３の投入時の液体の試薬６１４の飛散等による漏洩を防止することができる。
【０１０２】
導入路閉鎖：
図９（ｅ−１）及び（ｅ−２）に示すように、固体の検体６１３が投入された後、固体注入用細管６１０は、閉鎖プレート３２１の手前の位置まで引き戻される。その後、閉鎖プレート３２１の押圧ねじ３３１が所定量だけ締められ、閉鎖プレート３２１を押付けることにより可撓性シート２と流路基板１の間が密着され、導入路３１４が閉鎖されて保持流路１１１が密閉される。
【０１０３】
注入用細管引抜き：
注入用細管引抜きは、図７（ｆ−１）及び（ｆ−２）に示すように図５（ｆ−１）及び（ｆ−２）に示す液体注入工程と同様に引き出される。このとき、予め充填してあった液体の試薬６１４より、固体の検体６１３の比重の方が大きい場合は、図７（ｆ）に示すように、固体の検体６１３は、保持流路１１１の下部に沈降する。
【０１０４】
以上固体注入工程について説明したが、粘弾性体の検体の注入についても固体と同様に注入することができる。また、この固体注入工程と同じ方法で、液体を注入することも可能で、その場合は固体注入用細管６１０の代わりに液体用の注入用細管６０１を使用すればよい。
【０１０５】
〈固体の注入が容易〉
このように、流路基板１と可撓性シート２の間を乖離させることにより、固体注入用細管６１０を直線的に保持流路１１１の端部まで侵入させることができ、予め試薬が所定量注入されている閉鎖型カセット１００へ、固体或いは粘弾性体の検体を容易に注入することができる。
【０１０６】
更に、乖離した流路基板１と可撓性シート２の間を再び密着させることにより保持流路を閉鎖ことができる。
【０１０７】
このような固体の注入工程においては、液体の注入工程とほぼ同様に、閉鎖プレート３２１と、２分割された密着プレート３２２の押付け動作を利用して、液体注入・排出時及び注入用細管６０１の引抜き動作時において、保持流路１１１へ気泡が進入し、或いは、液体が漏洩することを防止することができる。
【０１０８】
（変形例１:一体型押圧プレート）
〈一体型押圧プレート〉
図１０は、一体型押圧プレート３４１を使用した実施例において、閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１の各構成を分離して示す斜視図である。説明のため、中間ブロック１０１に対応する部分のみが図示されている。
【０１０９】
図１０に示される中間ブロック１０１においては、出入路押圧手段として、図３に示す閉鎖プレート３２１及び２分割された密着プレート３２２に代えて、図１０に示されるように一体的に作られている一体型押圧プレート３４１を用いられている。一体型押圧プレート３４１は、カバープレート３と別体に設けられるが、可撓性シート２に接する面と同一平面上に配置される。
【０１１０】
以下、図１０を参照して、一体型押圧プレート３４１について説明する。
【０１１１】
一体型押圧プレート３４１は、カバープレート３に形成された出入口開口３１２及び導入路開口３１３に配置される。一体型押圧プレート３４１は、差込ガイド１２１に対向する部位に密着部開口３４２が開口している。一体型押圧プレート３４１の密着部開口３４２の開口が細管密着用押圧手段に相当し、密着部開口３４２以外の導入路開口３１３に配置される一体型押圧プレート３４１の部分が出入路閉鎖用押圧手段に相当している。
【０１１２】
一体型押圧プレート３４１は、例えば厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度のステンレス板で作ることができる。この場合、押圧ねじ３４４と一体型押圧プレート３４１の間に、フッ素樹脂等からなるスライドワッシャ３４３を挟むことが必要で、これによって、一体型押圧プレート３４１は、押圧ねじ３４４による所定の押圧下において弾性変形して撓むことができる。一体型押圧プレート３４１の材料として、ポリアセタール、ナイロン等の摺動性が良く、且つ、弾性変形し易い材料を使うことも可能である。
【０１１３】
〈注入工程〉
液体若しくは固体の試薬等や検体を、一体型押圧プレート３４１と注入用細管６０１を用いて保持流路１１１へ注入する工程の各ステップを、図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照して説明する。図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、一体型押圧プレート３４１を使用した場合の閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１を示した斜視図で、注入用細管６０１が透視できるように図示してある。
【０１１４】
一体型押圧プレート３４１を用いた場合においても、注入用細管６０１として固体注入用細管６１０を使用すれば、固体或いは粘弾性体の検体を同様の工程で保持流路１１１に注入することができる。
【０１１５】
注入用細管挿入及び周囲密閉：
図１１（ａ）に示すように、差込ガイド１２１及び密着部開口３４２に沿って注入用細管６０１が流路基板１と可撓性シート２の間に差込まれ、注入用細管６０１を密着部開口３４２のエッジ部分の手前まで進入させる。このとき一体型押圧プレート３４１は、押圧ねじ３４４によって所定量だけ締め付けられていることから、注入用細管６０１の周囲は、密着部開口３４２の外枠を形成する一体型押圧プレート３４１によって可撓性シート２と注入用細管６０１の間隙をふさぐように押付けられる。また、注入用細管６０１の外径部分が一体型押圧プレート３４１下の可撓性シート２が持ち上げられることが抑制さえ、導入路３１４が閉鎖されたままに保持流路１１１が密閉される。これにより、注入用細管差込み時及び注入用細管引抜き時において、気体の巻き込み及び液体の漏洩を防止することができる。
【０１１６】
導入路開放及び注入：
図１１（ｂ）に示すように、注入用細管６０１が密着部開口３４２のエッジ部分を越えて、保持流路１１１方向に進入される。このとき注入用細管６０１の外径部分によって、一体型押圧プレート３４１下の可撓性シート２の一部が持ち上げられ、更に、一体型押圧プレート３４１の中央部分が閉鎖型カセット１００の外側方向に撓むこととなる。即ち、一体型押圧プレート３４１は、図１０に示す押圧ねじ３４４によって移動不能に固定されず、スライドワッシャ３４３を介して締結されていることから、図１１（ｂ）に示すようにその中央部分が外側に撓み変形される。一体型押圧プレート３４１の中央部分が外側に撓むことにより、可撓性シート２を押さえつけていた圧力は弱まり、注入用細管６０１をさらに進入させることができる。従って、可撓性シート２が流路基板１から乖離され、注入用の導入路３１４が開放される。導入路３１４が開放した後、注入用細管６０１から導入路３１４を介して保持流路１１１に試薬や検体が注入される。必要に応じて、注入用細管６０１若しくは固体注入用細管６１０は、導入路３１４を通過して保持流路１１１の端部までをさらに進入させ、保持流路１１１に液体若しくは個体の検体等を注入することができる。
【０１１７】
導入路閉鎖及び注入用細管引抜き：
図１１（ｃ）に示すように、試薬や検体を注入した後、注入用細管６０１が密着部開口３４２のエッジ部分の手前の位置まで引き戻される。このとき、一体型押圧プレート３４１の外側に撓んだ中央部分は、内側からの圧力がなくなることから、元の平坦な形状に復帰される。従って、一体型押圧プレート３４１下の可撓性シート２及び流路基板１間は密着され、導入路３１４が閉鎖され、保持流路１１１は密閉される。
【０１１８】
次に、注入用細管６０１が流路基板１と可撓性シート２との間から引抜かれる。このとき、すでに導入路３１４は、閉鎖され、保持流路１１１を密閉しているので、注入用細管６０１の引抜き動作で、保持流路１１１に気泡が進入することはない。
【０１１９】
〈単純な操作〉
一体型押圧プレート３４１の中央部分が撓み変形可能に保持される場合には、閉鎖プレート３２１及び２分割された密着プレート３２２を使用する構造のようにねじの締め付け・緩め操作をすることなく、注入用細管６０１の出し入れだけのような単純な操作で、保持流路１１１への気泡の進入並びに液体の漏洩を防止することができ、固体或いは粘弾性体の検体の保持流路１１１への容易な注入を実現することができる。
【０１２０】
尚、図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示される斜視図においては、注入用細管６０１の挿入及び引き抜きを理解容易とするために、可撓性シート２下に配置され或いは押圧プレート３４１及び可撓性シート２下に配置される注入用細管６０１の先端部を透視して示していることに注意されたい。
【０１２１】
（変形例２:押圧用弾性体）
〈押圧用弾性体〉
出入路押圧手段として、図１２に示すような押圧用弾性体３５１を用いることができる。図１２は、押圧用弾性体３５１を使用した閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１の各構成を分離して示した斜視図である。説明の便宜のために、図１２には、中間ブロック１０１に対応する部分のみを図示している。図１２を参照して、押圧用弾性体３５１について説明する。
【０１２２】
押圧用弾性体３５１は、カバープレート３に形成された導入路開口３１３に配置され、密着部開口３５２は、導入路開口３１３と同一の開口幅を有している。押圧用弾性体３５１は、可撓性シート２と同様に、シリコンゴム、ポリプロピレンゴム、ウレタンゴム等の高分子エラストマー等の弾性材料により作られている。押圧用弾性体３５１は、例えば、厚さ０．３〜２ｍｍ程度のシリコンゴムの場合、ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ４０°〜６０°で可撓性シート２に比較して硬度の高いものを使用することができる。押圧用弾性体３５１は、その端部がカバープレート３に接着或いは締結され、可撓性シート２に密着されている。押圧用弾性体３５１は、可撓性シート２に接着され、或いは、可撓性シート２と一体的に成型しても良い。図１２に示される構造では、押圧用弾性体３５１の端部がカバープレート３に接着されている。
【０１２３】
細管密着用押圧手段は、注入用細管６０１の周囲と可撓性シート２との間隙を塞ぐように可撓性シート２を注入用細管６０１及び流路基板１を押付ける機能が求められている。また、出入路閉鎖用押圧手段は、固着していない可撓性シート２と流路基板１間を導入路３１４として、乖離と密着とを制御可能する機能を求められている。従って、可撓性シート２は、差込ガイド１２１付近では柔軟性が求められ、導入路開口３１３付近ではある程度の硬さが必要とされる。しかし、この２つの要求を１つの可撓性シート２で満たすことができないことから、細管密着用押圧手段と出入路閉鎖用押圧手段によって、柔軟性と硬さの差を実現している。他方、可撓性シート２は、保持流路１１１がその容積を可変にするために、柔軟性が求められている。従って、導入路開口３１３付近の可撓性シート２が十分な硬さを持てば、本発明で開示する出入路閉鎖用押圧手段となりうる。そこで、押圧用弾性体３５１は、導入路開口３１３において可撓性シート２と接着若しくは密着され、或いは、一体成型されている。さらに、密着部開口３５２は、導入路開口３１３同じ開口幅を有し、一体型押圧プレート３４１における、密着部開口３４２の開口と同じ機能を有し、この密着部開口３５２が細管密着用押圧手段となっている。
【０１２４】
〈注入工程〉
液体若しくは固体の試薬等や検体を、図１２に示した押圧用弾性体３５１と注入用細管６０１を用いて保持流路１１１へ注入する工程の各ステップを、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。図１３は、一体型押圧用弾性体３５１を使用した構造を備える閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１を示す斜視図で、図１１と同様に注入用細管６０１を透視できるように図示している。
【０１２５】
基本的な動作は、図１１に示される一体型押圧プレート３４１を使用した構造を備える閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１と同様であり、注入用細管６０１として固体注入用細管６１０を使用すれば、固体或いは粘弾性体の検体を同様の工程で保持流路１１１に注入することができる。
【０１２６】
注入用細管挿入及び周囲密閉：
図１３（ａ）に示すように、差込ガイド１２１に沿って注入用細管６０１が流路基板１と可撓性シート２との間に差込まれ、押圧用弾性体３５１によって押付けられている可撓性シート２下の部位の手前まで進入される。このとき押圧用弾性体５３１は、所定の剛性を持つので、注入用細管６０１の外径部分によって、押圧用弾性体５３１の可撓性シート２が持ち上がるのを抑制し、導入路３１４は、閉鎖されたままで保持流路１１１は、密閉されている。また、注入用細管６０１の周囲は、導入路開口３１３と同じ開口幅を有している密着部開口３５２によって、で可撓性シート２と注入用細管６０１の間隙をふさぐように押付けられる。従って、注入用細管差込み時及び注入用細管引抜き時の、気体の巻き込み、液体の漏洩を防止することができる。
【０１２７】
導入路開放及び注入：
図１３（ｂ）に示すように、注入用細管６０１が押圧用弾性体３５１が配置されている部位を越えて保持流路１１１方向に進入される。このとき注入用細管６０１の外径部分によって、押圧用弾性体３５１より押付けられている可撓性シート２が持ち上げられ、同時に押圧用弾性体３５１が閉鎖型カセット１００の外側方向に撓む。注入用細管６０１がさらに進入されることにより、可撓性シート２が流路基板１から乖離し、注入用の導入路３１４が開放される。
【０１２８】
導入路３１４が開放した後、注入用細管６０１から導入路３１４を通して保持流路１１１に試薬や検体を注入される。必要に応じて、注入用細管６０１若しくは固体注入用細管６１０が導入路３１４を通過して保持流路１１１の端部までさらに進入され、保持流路１１１に液体若しくは個体の検体等を注入しても良い。
【０１２９】
導入路閉鎖及び注入用細管引抜き：
図１３（ｃ）に示すように、試薬や検体を注入した後、押圧用弾性体３５１が配置されている部位の手前の位置まで注入用細管６０１が引き戻される。このとき、押圧用弾性体３５１の外側に撓んだ中央部分は、内側からに圧力がなくなるので元に戻される。同時に押圧用弾性体３５１下部の可撓性シート２と流路基板１の間は密着し、導入路３１４が閉鎖され、保持流路１１１は、密閉される。
【０１３０】
次に、注入用細管６０１が流路基板１と可撓性シート２の間から引き抜かれる。このとき、すでに導入路３１４は、閉鎖され保持流路１１１を密閉しているので、注入用細管６０１の引抜き動作によって保持流路１１１に気泡が進入することはない。
【０１３１】
〈簡便構造と単純操作〉
図１３に示される押圧用弾性体３５１を利用すれば、さらに簡便な構造で、かつ注入用細管６０１の出し入れだけの単純な操作で、保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩を防止することができ、固体或いは粘弾性体の検体の保持流路１１１への容易な注入を実現することができる。
【０１３２】
（第２実施形態）
（非貫通型スリット）
〈スリット形状〉
図１４は、本発明の第２実施形態に係る閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１の各構成を分離して示す斜視図である。
【０１３３】
図１４に示す中間部ブロック１０１は、可撓性シート２の形状を除いて図１に示す中間部ブロック１０１の構造と実質的に同一の構造を備えている。可撓性シート２は、差込ガイド１２１に対向する部分に非貫通型スリット２０１が設けられている。図１４においては、この非貫通型スリット２０１が透視できるように図示している。可撓性シート２が、例えば、シリコンゴムからなる場合には、シリコンゴムの厚さを０．５ｍｍ程度とすると、厚さ方向のスリットの深さが０．３ｍｍ程度、差込ガイド１２１から保持流路１１１へ向かう方向のスリット長さが２〜５ｍｍ程度に形成される。また、このスリット２０１は、その終点部に近づくにつれて、その深さを減じている形状に形成されている。スリット２０１の切り込みの幅はできるだけ小さいことが望ましいので、シリコンゴムを刃物でカットして非貫通型スリット２０１を形成し、スリットの切り込みの幅はゼロになっている。
【０１３４】
シリコンゴムの厚さを３ｍｍ以上にすれば、周知の自己封止ポートに用いられているような貫通孔を形成することも可能だが、可撓性シート２には、保持流路１１１を全閉するまで弾性変形しなければならないという条件、さらに反応のために可撓性シート２を介しての加熱・冷却を行なわなければならないとう２つの条件を満たす必要があり、厚さ１ｍｍ以上のシリコンゴムを使用することは適切ではない。
【０１３５】
〈注入工程〉
図１５を参照して非貫通型スリット２０１及び注入用細管６０１を用いて検体若しくは試薬等の液体を保持流路１１１へ注入する工程の各ステップを説明する。図１５(ａ-１）,（ｂ-１）,（ｃ-１)及び図１６（ｄ−１），(ｅ-１）は、注入用細管６０１が差し込まれる方向に沿った中間部ブロック１０１の断面を示している。ここで、注入用細管６０１は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿って差し込まれることから、これらの図は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿った中間部ブロック１０１の断面図でもある。また、図１５(ａ-２）,（ｂ-２）及び図１５（ｅ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する密着プレート３２２の略中心付近における中間部ブロック１０１の断面図を示し、図１５（ｃ-２)及び図１５（ｄ−２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する閉鎖プレート３２１の略中心付近、即ち、導入路開口３１３における中間部ブロック１０１の断面図を示している。
【０１３６】
注入工程では、閉鎖プレート３２１及び２分割された密着プレート３２２が利用されてしているので、第１実施形態に係る図４を参照する工程と同じであるが、非貫通型スリット２０１を使用しているので、注入用細管６０１の状態が異なっている。以下の注入工程の各ステップの説明においては、図４を参照する工程と同一箇所の説明は省略する。
【０１３７】
注入用細管６０１として固体注入用細管６１０を使用すれば、固体或いは粘弾性体の検体を同様の工程で保持流路１１１に注入することができる。
【０１３８】
注入用細管挿入前の全閉状態：
図１５（ａ―１）及び（ａ−２）は、注入用細管６０１を非貫通型スリット２０１に差込む前の状態を示している。非貫通型スリット２０１は、左右が２分割された密着プレート３２２で規制されていることから、完全に閉じられている。また、導入路３１４も閉鎖プレート３２１で押付けられているので閉鎖状態にあり、保持流路１１１は、密閉されている。
【０１３９】
注入用細管挿入及び周囲密閉：
図１５（ｂ―１）及び（ｂ−２）に示すように、注入用細管６０１が非貫通型スリット２０１に差込まれ、非貫通型スリット２０１を完全に通過して閉鎖プレート３２１の手前まで進入される。このとき、図１５（ｂ−２）に示されるように、注入用細管６０１の周囲は、非貫通型スリット２０１がない状態を示す図４（ｂ―２）と比較して、ほぼ完全に可撓性シート２に密着されている。従って、非貫通型スリット２０１は、それが設けられない場合比較して保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩をより確実に防止することができる。
【０１４０】
また、導入路３１４の可撓性シート２及び流路基板１は、互いに密着したままの閉鎖状態に維持される。
【０１４１】
導入路開放及び注入：
図１５（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すように、閉鎖プレート３２１の押圧を弱めると可撓性シート２が流路基板１から僅かに乖離され、注入用の導入路３１４が開放される。導入路３１４が開放された後、液体が注入される。
【０１４２】
導入路閉鎖：
図１６（ｄ―１）、（ｄ−２）に示すように、液体６０２が保持流路１１１に所定量入ったところで、閉鎖プレート３２１で押付けることにより可撓性シート２が流路基板１に密着されて導入路３１４が閉鎖され、保持流路１１１が密閉される。
【０１４３】
注入用細管引抜き：
図１３（ｅ−１）、（ｅ−２）に示すように、注入用細管６０１が流路基板１と可撓性シート２の間から引き抜かれる。非貫通型スリット２０１の部分は、注入用細管６０１からの圧力がなくなるの元に戻されることとなる。
【０１４４】
〈漏洩防止の向上〉
このように非貫通型スリット２０１を用いると、注入用細管６０１の周囲は、ほぼ完全に可撓性シート２と密着しているので、液体注入・排出時及び注入用細管６０１の引抜き動作時において、保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩をより確実に防止することができる。従って、閉鎖型カセット１００へ液体を注入する際に使用されていた自己封止ポートは、不要になり、閉鎖型カセット１００の小型化が実現可能となる。
【０１４５】
（変形例：貫通型スリット）
〈スリット形状〉
図１７は、この発明の第２実施形態の変形例１に係る閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１の各構成を分離して示した斜視図である。
【０１４６】
可撓性シート２には、差込ガイド１２１に対向する部分から保持流路１１１の単部までの延長されている貫通型スリット２０２が形成されている。図１７においては、この貫通型スリット２０２が透視できるように図示してある。それ以外のスリットの構造・製法は、図１４を参照して説明した非貫通型スリット２０１と実質的に同一である。
【０１４７】
〈押圧ブリッジ〉
カバープレート３には、保持流路開口３１１、出入口開口３１２に加えて、押圧逃がし開口３６３が設けられ、出入路閉鎖用押圧手段である閉鎖ブリッジ３６１と細管密着用押圧手段である密着ブリッジ３６２とで上記３つの開口部が分離して形成されている。例えば、可撓性シート２が厚さ０．５〜１ｍｍ程度、ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ２０°〜３０°シリコンゴムで作られている場合には、閉鎖ブリッジ３６１と密着ブリッジ３６２の幅は、１〜４ｍｍ程度、押圧逃がし開口３６３幅は、１〜４ｍｍ程度である。密着ブリッジ３６２の外側エッジは、差込ガイド１２１の窪みが終わる部位の近傍に位置している。
【０１４８】
〈注入工程〉
図１８、図１９及び図２０を参照して、検体若しくは試薬等の液体が貫通型スリット２０２及び注入用細管６０１を用いて保持流路１１１へ注入する工程の各ステップを説明する。
【０１４９】
図１８(ａ-１）,（ｂ-１）,（ｃ-１)及び図１９（ｄ−１），(ｅ-１）は、注入用細管６０１が差し込まれる方向に沿った中間部ブロック１０１の断面を示している。ここで、注入用細管６０１は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿って差し込まれることから、これらの図は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿った中間部ブロック１０１の断面図でもある。また、図１８(ａ-２）,（ｂ-２）及び図１９（ｅ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する密着プレート３２２の略中心付近における中間部ブロック１０１の断面図を示し、図１８（ｃ-２)及び図１９（ｄ−２），(ｅ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する閉鎖プレート３２１の略中心付近、即ち、導入路開口３１３における中間部ブロック１０１の断面図を示している。
【０１５０】
注入工程は、注入用細管６０１を差込む操作だけなので、図１２及び図１３に示す第１実施形態の変形例２に係る押圧用弾性体３５１を使用する場合と実質的に同一であるが、貫通型スリット２０２を使用しているので、注入用細管６０１の状態が異なっている。注入用細管６０１として固体注入用細管６１０を使用すれば、固体或いは粘弾性体の検体を同様の工程で保持流路１１１に注入することができる。
【０１５１】
注入用細管挿入前の全閉状態：
図１８（ａ―１）、（ａ−２）は、注入用細管６０１を貫通型スリット２０２に差込む前の状態を示している。貫通型スリット２０２は、閉鎖ブリッジ３６１及び密着ブリッジ３６２で押付けられていることから、完全に閉じられている。更に、導入路３１４も閉鎖ブリッジ３６１が可撓性シート２に押付けられていることから閉鎖状態にあり、保持流路１１１は、密閉されている。
【０１５２】
注入用細管挿入及び周囲密閉：
図１８（ｂ―１）、（ｂ−２）に示すように、注入用細管６０１が貫通型スリット２０２に差込まれ、押圧逃がし開口３６３の中間まで進入される。注入用細管６０１は、密着ブリッジ３６２で押付けられている貫通型スリット２０２の部分をこじ開けて流路基板１と可撓性シート２の間に差込まれる。こじ開けられた部分に対応して、可撓性シート２の一部が押圧逃がし開口３６３及び出入口開口３１２内に膨らむこととなる。図１８（ｂ−２）に示されるように、注入用細管６０１の周囲は、貫通型スリット２０２がない状態を示す図４（ｂ−２）と比較して、ほぼ完全に可撓性シート２に密着されている。従って、貫通型スリット２０２は、貫通型スリット２０２がない構造に比べて、保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩をより確実に防止することができる。また、閉鎖ブリッジ３６１によって導入路３１４の可撓性シート２が流路基板１に押付けられたままに維持され、閉鎖状態が維持される。
【０１５３】
導入路開放及び注入：
図１８（ｃ―１）、（ｃ−２）に示すように、注入用細管６０１がさらに進入され、閉鎖ブリッジ３６１に押圧されている可撓性シート２下の部分に形成される導入路３１４を通過させ、保持流路１１１の端部まで注入用細管６０１が進入させられる。その後、液体が保持流路１１１に注入される。図２０は、液体が保持流路１１１に注入される状態における斜視図を示し、注入用細管６０１が透視できるように示されている。注入用細管６０１は、閉鎖ブリッジ３６１で押付けられている貫通型スリット２０２の部分をこじ開けて、保持流路１１１の端部まで達している。こじ開けられた部分に対応する可撓性シート２の一部が押圧逃がし開口３６３及び保持流路開口３１１に膨らんでいる。
【０１５４】
図１８（ｃ−２）に示されるように、閉鎖ブリッジ３６１の部位においても注入用細管６０１の周囲は、略完全に可撓性シート２に密着している。従って、貫通型スリット２０２は、スリット２０２がない場合に比べて保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩をより確実に防止することができる。
【０１５５】
導入路閉鎖：
図１９（ｄ―１）、（ｄ−２）に示すように、試薬や検体を注入した後、注入用細管６０１が押圧逃がし開口３６３の中間まで引き戻される。このとき、閉鎖ブリッジ３６１で押付けられている貫通型スリット２０２の部分は、注入用細管６０１からの圧力がなくなるので元に戻される。同時に閉鎖ブリッジ３６１で押付けられるので、可撓性シート２が流路基板１に密着し、導入路３１４が閉鎖され、保持流路１１１は、密閉される。
【０１５６】
注入用細管引抜き：
図１９（ｅ―１）、（ｅ−２）に示すように、注入用細管６０１が貫通型スリット２０２から完全に引き抜かれる。このとき、密着ブリッジ３６２で押付けられている貫通型スリット２０２の部分は、注入用細管６０１からの圧力がなくなることから元に戻される。同時に密着ブリッジ３６２によって可撓性シート２が流路基板１に押付けられるので、可撓性シート２が流路基板１に密着される。
【０１５７】
〈簡易構成による漏洩防止の向上〉
このように貫通型スリット２０２を用いると、カバープレート３の一部が細管密着用押圧手段及び出入路閉鎖用押圧手段となり構造が簡素化される。さらに、液体及び固体或いは粘弾性体の注入操作が単純な注入用細管６０１の出し入れだけで済むこととなる。液体注入・排出時及び、注入用細管６０１の引抜き動作時においても、注入用細管６０１の周囲は、貫通型スリット２０２の全域に渡ってほぼ完全に可撓性シート２に密着されているので、保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩を防止する効果をさらに向上することができる。従って、従来閉鎖型カセット１００へ液体を注入する際に使用されていた自己封止ポートは不要になり、閉鎖型カセット１００の小型化を実現することができる。
【０１５８】
（第３実施形態）
（扁平型注入用細管）
〈構造・製法〉
図１７は、本発明の第３実施形態に係る扁平型注入用細管６２０の概観を示す斜視図である。
【０１５９】
扁平型注入用細管６２０は、周知の可撓性であるプラスチック製の使い捨てピペット先端チップの外形が円形であるのに対し、円形がつぶれた略楕円形状に形成されている。扁平型注入用細管６２０は、一例として、縦横比は１：２〜５程度であり、例えば、高さ０．２ｍｍ×幅０．７ｍｍ程度の円形がつぶれた形状に形成される。
【０１６０】
図２１に示すような外形に適合する金型を作製し、ポロプロピレン、ポリカーボネイト等のプラスチック材料を周知の射出成型法等で加工して、目的とする扁平型注入用細管６２０を製造することができる。または、周知の外形が円形で可撓性を有するプラスチック製の使い捨てピペット先端チップを、外側から押しつぶして、目的とする扁平型の注入用細管６２０を製作することができる。
【０１６１】
扁平型注入用細管６２０をシリンダとし、内部にピストンを備えれば、固体或いは粘弾性体の検体が注入可能な、扁平型の固体注入用細管を得ることができる。
【０１６２】
〈押圧カンチレバー〉
図２２は、本発明の第３実施形態に係る扁平型注入用細管６２０用いる閉鎖型カセット１００の中間部ブロック１０１の各構成を分離して示した斜視図である。
【０１６３】
可撓性シート２には、スリットは設けられず、第１実施形態に用いられているのもと同一のものが用いられる。カバープレート３には、保持流路開口３１１、出入口開口３１２のほかに、押圧逃がし開口３７５が設けられている。上記３つの開口部の間には、出入路閉鎖用押圧手段である閉鎖カンチレバー３７１及び細管密着用押圧手段である密着カンチレバー３７２が形成されている。閉鎖カンチレバー３７１間には、閉鎖部スリット３７３が、密着カンチレバー３７２間には、密着部スリット３７４が設けられている。
【０１６４】
可撓性シート２が例えば、厚さ０．５〜１ｍｍ程度、ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ２０°〜３０°シリコンゴムである場合に、閉鎖カンチレバー３７１と密着カンチレバー３７２の幅は、０．５〜４ｍｍ程度、押圧逃がし開口３７５幅は、１〜４ｍｍ程度に設定される。密着カンチレバー３７２の外側エッジは、差込ガイド１２１の窪みが終わる部位の近傍に位置している。また、閉鎖部スリット３７３幅は、０．５〜０．７ｍｍ程度であり、密着部スリット３７４幅は閉鎖スリット３７３より広く０．７〜１ｍｍ程度である。
【０１６５】
〈注入工程〉
図２３を参照して、閉鎖カンチレバー３７１と密着カンチレバー３７２と扁平型注入用細管６２０とを用いて検体若しくは試薬等の液体が保持流路１１１に注入される工程の各ステップを説明する。
【０１６６】
図２３(ａ-１）,（ｂ-１）,（ｃ-１)及び図２４（ｄ−１），(ｅ-１）は、注入用細管６０１が差し込まれる方向に沿った中間部ブロック１０１の断面を示している。ここで、注入用細管６０１は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿って差し込まれることから、これらの図は、差込ガイド１２１及び保持流路１１１の中心に沿った中間部ブロック１０１の断面図でもある。また、図２３(ａ-２）,（ｂ-２）及び図５（ｆ-２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する密着カンチレバー３７２の略中心付近における中間部ブロック１０１の断面図を示し、図２４（ｃ-２)及び図２４（ｄ−２）は、差込ガイド１２１側から見た注入用細管６０１が差し込まれる方向に直交する閉鎖カンチレバー３７１の略中心付近の断面図を示している。
【０１６７】
注入工程では、扁平型注入用細管６２０を差込む操作だけなので、第２実施形態の変形例に係る図１７に示す構造における工程と実質的に同一であるが、可撓性シート２に貫通型スリット２０２が設けられず、閉鎖カンチレバー３７１及び密着カンチレバー３７２が使用されているので、扁平型注入用細管６２０の周囲の状態が異なっている。
【０１６８】
扁平型注入用細管６２０として、内部にピストンを備えた扁平型の固体注入用細管が使用されれば、固体或いは粘弾性体の検体を同様の工程で保持流路１１１に注入することができる。
【０１６９】
注入用細管挿入前の全閉状態：
図２３（ａ―１）、（ａー２）は、扁平型注入用細管６２０を差込ガイド１２１に差込む前の状態を示している。可撓性シート２が密着カンチレバー３７２で押付けられ、可撓性シート２が流路基板１に密着された状態にある。更に、閉鎖部スリット３７３の幅が可撓性シート２の厚みとほぼ等しいので、導入路３１４も十分に閉鎖カンチレバー３７１で押付けられ、閉鎖状態にあり、保持流路１１１は、完全に密閉されている。
【０１７０】
注入用細管挿入及び周囲密閉：
図２３（ｂ―１）、（ｂ−２）に示すように、扁平型注入用細管６２０が差込ガイド１２１に差込まれ、押圧逃がし開口３７５の中間まで進入される。扁平型注入用細管６２０は、密着カンチレバー３７２で押付けられている可撓性シート２と流路基板１の間をこじ開けて挿入される。こじ開けられた部分に対応する可撓性シート２の一部が密着部スリット３７４、押圧逃がし開口３７５及び出入口開口３１２内に膨らんでいる。図２３（ｂ−２）に示されるように、密着カンチレバー３７２は、閉鎖型カセット１００の外側に撓んで変形されている。また、図２３（ｂ−２）に示されるように、扁平型注入用細管６２０は、可撓性であるため、密着カンチレバー３７２からの押付け圧力で、流路基板１の平坦部になじむように変形されている。さらに、扁平型注入用細管６２０の周囲は、細管の外側形状が扁平なためと、密着部スリット３７４により、第２実施例の変形例に示す貫通型スリット２０２がある状態を示す図１８（ｂ―２）と比較しても、ほぼ同程度に可撓性シート２に密着している。このため、保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩を防止する効果は、貫通型スリット２０２を用いた場合と同程度に高くなっている。また、細管の外側形状が扁平なため、また、密着部スリット３７４があるため、扁平型注入用細管６２０が無理なく進入される。
【０１７１】
導入路開放及び注入：
図２３（ｃ―１）、（ｃ−２）に示すように、扁平型注入用細管６２０がさらに前進され、閉鎖カンチレバー３７１に押圧される可撓性シート２下の部分に設けられる導入路３１４を通過され、保持流路１１１の端部まで進入される。その後、液体が保持流路１１１に注入される。図２５は、液体が保持流路１１１に注入され状態を示す斜視図で、扁平型注入用細管６２０が透視できるように図示している。
【０１７２】
扁平型注入用細管６２０は、閉鎖カンチレバー３７１で押付けられている可撓性シート２と流路基板１の間をこじ開けるように挿入される。こじ開けられた部分に対応する可撓性シート２の一部が閉鎖部スリット３７３、押圧逃がし開口３７５及び保持流路開口３１１内に膨らんでいる。扁平型注入用細管６２０は、可撓性であるため、閉鎖カンチレバー３７１からの押付け圧力で、流路基板１の平坦部になじむように変形される。さらに、扁平型注入用細管６２０の周囲は、細管の外側形状が扁平なため、また、閉鎖部スリット３７３により、図１８（ｃ―２）と比較しても、ほぼ同程度に可撓性シート２に密着される。従って、保持流路１１１への気泡の進入と液体の漏洩を防止する効果は、貫通型スリット２０２を用いた場合と同程度に高くなっている。また、細管の外側形状が扁平であり、閉鎖部スリット３７３があるため、扁平型注入用細管６２０が無理なく進入することができる。
【０１７３】
導入路閉鎖：
図２３（ｄ―１）、（ｄ−２）に示すように、試薬や検体を注入した後、扁平型注入用細管６２０が押圧逃がし開口３７５の中間まで引き戻される。このとき、可撓性シート２が閉鎖カンチレバー３７１によって押付けられることから、可撓性シート２が流路基板１に密着し、導入路３１４が閉鎖され、保持流路１１１は、密閉される。
【０１７４】
注入用細管引抜き：
図２３（ｅ―１）、（ｅー２）に示すように、扁平型注入用細管６２０が差込ガイド１２１から完全に引き抜かれる。このとき、可撓性シート２が密着カンチレバー３７２で押付けられていることから、可撓性シート２が流路基板１に密着される。
【０１７５】
〈簡易構成による漏洩防止の向上〉
このように扁平型注入用細管６２０を用いる構造では、可撓性シート２に貫通型スリット２０２を設けなくとも、カバープレート３の一部が閉鎖カンチレバー３７１及び密着カンチレバー３７２に形成されれば、細管密着用押圧手段及び出入路閉鎖用押圧手段が形成され、構造がさらに簡素化される。さらに、液体及び固体或いは粘弾性体の注入操作が、扁平型注入用細管６２０の出し入れだけで済み簡便になる。液体注入・排出時及び注入用細管６０１の引抜き動作時においても、注入用細管６０１の周囲は、ほぼ完全に可撓性シート２と密着しているので、保持流路１１１への気泡の進入及び液体の漏洩を防止する効果をさらに向上することができる。これにより、従来閉鎖型カセット１００へ液体を注入する際に使用されていた自己封止ポートは不要になり、閉鎖型カセット１００の小型化が容易になる。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
以上説明したようにこの発明は、核酸を含む試料の投入から、核酸増幅及びその他の必要な処理と目標核酸の検出までを一貫して自動的に処理するのに用いられる閉鎖型の核酸検出カセット、及びそれを用いた核酸検出システムの技術分野に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る中間部ブロックを備えた核酸検出カセットの概観を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す核酸検出カセットの各構成を分離して示す分解斜視図である。
【図３】図１及び図２に示す発明の第１実施形態に係る中間部ブロックの各構成を分離して示す分解斜視図である。
【図４】（ａ−１）〜（ｃ−２）は、図３に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図５】（ｄ−１）〜（ｆ−２）は、図３に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図３に示す中間部ブロックにおける液或いは気体の排出工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、図３に示す中間部ブロックにおける検体注入時の状態を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図８】（ａ−１）〜（ｃ−２）は、図３に示す中間部ブロックにおける固体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図９】（ｄ−１）〜（ｆ−２）は、図３に示す中間部ブロックにおける固体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例に係る一体型押圧プレートを使用した中間部ブロックの各構成を分離して示す分解斜視図である。
【図１１】図１０に示す一体型押圧プレートを使用した中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを示す概観斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の変形例に係る押圧用弾性体を使用した中間部ブロックの各構成を分離して示す分解斜視図である。
【図１３】図１２に示す押圧用弾性体を使用した中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを示す概観斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る中間部ブロックの各構成を分離して示す分解斜視図である。
【図１５】（ａ−１）〜（ｃ−２）は、図１４に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図１６】（ｄ−１）〜（ｅ−２）は、図１４に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の変形例に係る貫通型スリットを使用した中間部ブロックにおける中間部ブロックの各構成を分離して示す分解斜視図である。
【図１８】（ａ−１）〜（ｃ−２）は、図１４に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図１９】（ｄ−１）〜（ｅ−２）は、図１４に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図２０】図１４に示す貫通型スリットを使用した中間部ブロックにおける液体注入時の状態を説明するための中間部ブロックの概観を示す斜視図である。
【図２１】この発明の第３実施形態に係る中間部ブロックに利用される扁平型注入用細管の概観を概略的に示す斜視図である。
【図２２】図２１に示した扁平型注入用細管が利用されるこの発明の第３実施形態に係る中間部ブロックの各構成を分離して示す分解斜視図である。
【図２３】（ａ−１）〜（ｃ−２）は、図２２に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図２４】（ｄ−１）〜（ｅ−２）は、図２２に示す中間部ブロックにおける液体注入工程を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【図２５】図２２に示す中間部ブロックにおける液体注入時の状態を説明するための中間部ブロックを概略的に示す要部断面図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１…固定基板、２…可撓性シート、３…カバープレート、４…押圧ブロック
１００…核酸検出カセット、１０１…中間部ブロック、１０２、１０３…端部ブロック、１０６…検出部ブロック、
１１１…保持流路、１１７…連結流路、１２１…差込ガイド、１５１…接点部開口、
２０１…非貫通型スリット、２０２…貫通型スリット、
３１１…保持流路開口、３１２…出入路開口、３１３…導入路開口、３１４…導入路、３１７…連結流路開口、
３２１…閉鎖プレート、３２２…密着プレート、３３１、３３２…押圧ねじ、
３４１…一体型押圧プレート、３４２…密着部開口、３４３…スライドワッシャ、３４４…押圧ねじ、
３５１…押圧用弾性体、３５２…密着部開口、
３６１…閉鎖ブリッジ、３６２…密着ブリッジ、３６３…押圧逃がし開口、
３７１…閉鎖カンチレバー、３７２…密着カンチレバー、３７３…閉鎖部スリット、３７４…密着部スリット、３７５…押圧逃がし開口、
５００…核酸検出チップ、５２０…検出流路シール、５２１…検出流路、
６０１…注入用細管、６０２…液体、６０３…気泡、６０４…残留液体、
６１０…固体注入用細管、６１１…シリンダ、６１２…ピストン、６１３…固体の検体、６１４…試薬、６１５…液体の検体、
６２０…扁平型注入用細管
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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