(57)【要約】【課題】本発明は、反応容器、および反応制御装置に関し、高い精度でかつ忠実な応答性で該容器内に収容した液体の温度制御を行うことを可能とすることを目的とする。【解決手段】液体を収容可能な１または複数の反応室と、前記反応室を囲む壁とを有し、前記壁の全体または一部は、外部に設けた指示部からの信号に応じてその温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成されるように反応容器および反応制御装置を構成するものである。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容可能な１または複数の反応室と、
前記各反応室を囲む壁とを有し、
前記各反応室の壁の全体または一部は、外部からの信号に応じてその温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成された反応容器。
【請求項２】
前記壁は、その内壁面が反応室内に面し、その外壁面が反応室外にあって、その内外壁面間が一体的に形成された請求の範囲第１項に記載の反応容器。
【請求項３】
前記温度昇降体は所定電気抵抗をもつ導電性部材を有し、前記信号は電磁気的信号である請求の範囲第１項または請求の範囲第２項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項４】
前記反応容器は、複数の前記反応室が、所定間隔で平面状に配列して設けられた請求の範囲第１項乃至請求の範囲第３項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項５】
前記反応容器には外部に設けた電磁気供給部の端子と接触することによって電気的信号を受ける接触部が設けられた請求の範囲第１項乃至請求の範囲第４項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記反応室の壁を形成し、または、前記壁を被覆し、該壁に内蔵され、若しくは該壁に付着した請求の範囲第３項乃至請求の範囲第５項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項７】
前記壁または／および温度昇降体の全体または一部は、透光性または半透光性をもつ請求の範囲第１項乃至請求の範囲第６項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項８】
前記反応室を囲む壁は複数の壁面を有し、該壁面の内の少なくとも１は軟質材の膜状部材で形成された請求の範囲第１項乃至請求の範囲第７項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項９】
前記膜状部材には、前記温度昇降体として所定電気抵抗値をもつ導電性部材が被覆され、内蔵されまたは付着した請求の範囲第８項に記載の反応容器。
【請求項１０】
前記反応室と連通し、開口部を有し液体を貯留可能な貯留室をさらに有し、該反応室は、該貯留室よりも薄くまたは細く形成された請求の範囲第１項乃至請求の範囲第９項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１１】
前記反応室の前記壁は、溝または孔を有する平板状のフレームを有し、膜状部材または薄板が、該フレームの片面側または両面側を覆うように設けた請求の範囲第１項乃至請求の範囲第１０項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１２】
前記反応容器の開口部に、着脱自在に接続可能なキャップを有する請求の範囲第１項乃至請求の範囲第１１項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１３】
前記反応容器は、外部に設けた液導入機構と接続可能な接続部を有し、該接続部を前記液導入機構に接続することによって前記反応室内に液を導入可能である請求の範囲第１項乃至請求の範囲第１１項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１４】
前記液導入機構は、回転可能な回転体を有し、前記反応容器は、前記接続部において該回転体に装着可能であって、該反応容器は該回転体に装着されて該回転体とともに回転可能である請求の範囲第１３項に記載の反応容器。
【請求項１５】
前記反応容器の少なくとも一部に変形可能な軟質部材を設け、前記反応室は、該軟質部材を変形することによって密閉可能である請求の範囲第１項乃至請求の範囲第１４項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１６】
前記回転体は気体の吸引吐出が可能なノズルであって、該ノズルは、その軸方向にまたはそれに平行な回転軸線を有し、前記接続部は、前記貯留室または反応室の開口部である請求の範囲第１４項に記載の反応容器。
【請求項１７】
前記反応室と外部とを連通する流路を有し、前記液導入機構は、ノズルおよび該ノズルを介して気体の吸引吐出を行う吸引吐出部を有するものであり、前記接続部は、前記反応室または該反応室と連通する貯留室の開口部であって、該開口部は前記ノズルによって接続可能である請求の範囲第１３項に記載の反応容器。
【請求項１８】
前記反応室は、太径部、および該太径部よりも細い細径部とからなるピペットチップ内に、該ピペットチップの内面との間にスペーサを介在させて収容したコアの外面と該ピペットチップの内面との間に形成された隙間であり、
前記反応室と外部とを連通する流路は、前記細径部であり、
前記太径部の開口部は、前記ノズルに接続可能であり、
前記ピペットチップの壁または／及び前記コアの全体または一部に前記温度昇降体が設けられた請求の範囲第１７項に記載の反応容器。
【請求項１９】
前記コアの外面には、予め定めた位置に、予め定めた種々の生体物質が、予め定めた関係で前記位置と対応付けて配列された請求の範囲第１８項に記載の反応容器。
【請求項２０】
前記ノズルまたは前記貯留室と前記反応室との間、および、前記反応室と外部との間を閉塞することによって前記反応室が密閉可能である請求の範囲第１５項乃至請求の範囲第１９項のいずれかに記載の反応容器。
【請求項２１】
１または２以上の反応容器と、
前記反応容器に対して外部から温度の上昇または下降を指示する信号を発生する指示部とを有し、
前記反応容器は、液体を収容可能な１または複数の反応室と、前記各反応室を囲む壁とを有し、
前記壁の全体または一部は、前記指示部からの信号により温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成された反応制御装置。
【請求項２２】
前記反応容器の前記壁は、その内壁面が反応室内にあり、その外壁面が反応室外にあって、その内外壁面間が一体的に形成された請求の範囲第２１項に記載の反応制御装置。
【請求項２３】
前記温度昇降体は所定電気抵抗をもつ導電性部材を有し、前記指示部は、前記温度昇降体に電磁気的信号を与える電磁気供給部を有する請求の範囲第２１項または請求の範囲第２２項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項２４】
前記反応容器は、複数の前記反応室が、所定間隔で平面状に配列して設けられた請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第２３項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項２５】
前記電磁気供給部は、前記反応室の壁と接触し、若しくは近接し、または、前記反応室の壁に対して接離可能に設けた１または複数の端子を有する請求の範囲第２３項に記載の反応制御装置。
【請求項２６】
前記反応室を冷却するために、前記指示部からの信号に応じて前記反応室に向かって空気を送風する送風機または該反応室に接触しまたは近接する経路を通り、信号に応じて冷媒が循環する冷媒循環路をさらに設けた請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第２５項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項２７】
前記導電性部材は、前記反応室の壁を形成し、または、前記壁の壁面を被覆し、該壁に内蔵され、若しくは該壁に付着した請求の範囲第２３項に記載の反応制御装置。
【請求項２８】
前記壁または／および温度昇降体の全体または一部は、透光性または半透光性をもつ請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第２７項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項２９】
前記反応室を囲む壁は複数の壁面を有し、該壁面の内の少なくとも１は軟質材の膜状部材で形成された請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第２８項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項３０】
該膜状部材には、前記温度昇降体として電気抵抗性のある導電性薄膜が被覆されまたは内蔵された請求の範囲第２９項に記載の反応制御装置。
【請求項３１】
前記反応容器は、前記反応室と連通し、開口部を有し液体を貯留可能な貯留室をさらに有し、該反応室は、該貯留室よりも薄くまたは細く形成された請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第３０項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項３２】
前記反応容器の開口部に、着脱自在に接続可能なキャップを有する請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第３１項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項３３】
前記反応容器と接続することによって前記反応室に液を導入可能な液導入機構をさらに有し、前記反応容器は、該液導入機構と接続する接続部を有する請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第３２項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項３４】
前記液導入機構は、回転可能な回転体と、該回転体を回転駆動する回転駆動部を有し、前記反応容器の前記接続部において、該反応容器は該回転体に装着されて該回転体とともに回転可能である請求の範囲第３３項に記載の反応制御装置。
【請求項３５】
前記反応室の壁の少なくとも一部に変形可能な軟質部材を設け、反応容器の外部に、該軟質部材の所定部分を押圧することによって前記反応室を密閉する押圧部を設けた請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第３４項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項３６】
前記回転体は気体の吸引吐出が可能なノズルであって、該ノズルは、その軸方向にまたはそれに平行な回転軸線を有し、前記接続部は、前記貯留室または反応室の開口部である請求の範囲第３４項に記載の反応制御装置。
【請求項３７】
前記反応室は、太径部、および該太径部よりも細い細径部とからなるピペットチップ内に、該ピペットチップの内面との間にスペーサを介在させて収容したコアの外面と該ピペットチップの内面との間に形成された隙間であり、
前記反応室と外部とを連通する流路は、前記細径部であり、
前記太径部の開口部は、前記ノズルに接続可能である請求の範囲第３６項に記載の反応制御装置。
【請求項３８】
前記コアの外面には、予め定めた位置に、予め定めた種々の生体物質が、予め定めた関係で前記位置と対応付けて配列された請求の範囲第３７項に記載の反応制御装置。
【請求項３９】
前記ノズルまたは前記貯留室と前記反応室との間、および、前記反応室と外部との間を流体的に閉塞する密閉手段を有する請求の範囲第２１項に記載の反応制御装置。
【請求項４０】
１または２以上の前記反応室内の光情報を得る光情報測定部を有する請求の範囲第２１項乃至請求の範囲第３９項のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項４１】
前記光情報測定部は、前記反応室に光を照射する１または２以上の照射端部と、前記反応室からの光を受光する１または２以上の受光端部とを有し、前記照射端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内、少なくとも１の最大面積をもつ大壁面に接触または近接して設け、前記受光端部は、最大壁面を除いた少なくとも１の前記壁面に接触または近接して、または接離可能に設けた請求の範囲第４０項に記載の反応制御装置。
【請求項４２】
前記光情報測定部は、前記反応室に光を照射する１または２以上の照射端部と、前記反応室からの光を受光する１または２以上の受光端部とを有し、前記照射端部および受光端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内の１の壁面に接触しまたは近接して、または接離可能に設けた請求の範囲第４０項に記載の反応制御装置。
【請求項４３】
前記光情報測定部は、前記反応室に光を照射する１または２以上の照射端部と、前記反応室からの光を受光する１または２以上の受光端部とを有し、
前記光情報測定部の前記照射端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内の１の壁面であって、前記加熱冷却体である導電性膜が被覆されまたは内蔵された部分に接触しまたは近接し、または接離可能に設けた請求の範囲第４０項に記載の反応制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器、および反応制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特定のＤＮＡ断片を、迅速かつ容易に増幅するＤＮＡ増幅方法として、ポリメラーゼ連鎖反応（polymerase chain reaction:ＰＣＲ）法が、生物関連のあらゆる分野で用いられている。ＰＣＲ法は、鋳型ＤＮＡに相補的な２本のプライマーを設計し、そのプライマーに挟まれた領域を試験管内（in vitro）で複製する方法である。該方法は、鋳型ＤＮＡ、プライマー、ヌクレオチド、耐熱性ＤＮＡポリメラーゼを含む反応溶液を各種温度でインキュベートするという温度サイクルを繰り返すことで指数関数的にＤＮＡを増幅してＰＣＲ産物を得るものである。
【０００３】
１回のサイクルは、鋳型ＤＮＡ、プライマー、ＤＮＡポリメラーゼ、ヌクレオチド及び反応バッファ液が入った容器について、２本鎖のＤＮＡを１本鎖に変性し、１本鎖のＤＮＡにプライマーがアニールし、前記１本鎖に相補的なＤＮＡ鎖を合成するそれぞれの温度条件でインキュベートすることからなり、１分子のＤＮＡ断片を２分子にする。次のサイクルでは前のサイクルで合成されたＤＮＡ断片も鋳型となるので、ｎサイクル後に合成されるＤＮＡ断片は、２ｎ分子となる。
【０００４】
従来、温度の制御は、鋳型ＤＮＡ、プライマー、ＤＮＡポリメラーゼ、ヌクレオチド及び反応バッファ液が入ったガラス等で形成された容器を、アルミニウム等の素材で形成されたブロック状の恒温装置の収容部内に収容して、該金属製のブロック状の収容部を加熱または冷却し、液温が均等な温度分布となるまで待つことによって、次の温度の加熱または冷却を行うようにしていた（特許文献１）。
【０００５】
そのために、前記容器内の反応液が加熱または冷却されるまでには、容器の容量が大きいために均等な液温の温度分布になるまでに時間がかかるとともに、前記収容部および容器の熱容量や比熱の差により複雑な温度変化が生じ、高い精度でＤＮＡの増幅を行うには、複雑な温度指示を行う必要があるという問題点を有していた。
【０００６】
ところで、ＰＣＲ法では温度の制御は重要であり、温度サイクルを変えることによって最終的に得られるＰＣＲ産物の質や量を変えることができる。
【０００７】
特に、リアルタイムＰＣＲではＰＣＲでの増幅産物の生成過程をリアルタイムで検出し、解析することによって、より正確な定量を行うものであり、より正確で迅速な温度制御を必要とするものである。そのために、種々の装置が提案されている（特許文献２〜特許文献５）。しかし、これらの装置は、複雑な流路を設けたり、大規模な遠心装置等を用いたり、大規模で複雑な装置であった。
【０００８】
それに対して、本発明者は、反応液を収容する反応室を具備した反応容器本体と、反応室の開口部を封止しうる蓋材とを供え、該蓋材が反応液を押圧する押圧部を有する反応容器を開示し、遠心力を必要とせずに、簡単な装置規模で迅速な温度制御を行うことを可能とした（特許文献６）。
【０００９】
しかしながら、本発明者は、熱効率の高い液体の薄層化または毛細化と、その容器の特殊な形状に基づく合理的な遠心処理または吸引吐出処理とを結合することにより、大規模な装置を用いることなく、ＰＣＲ等についての一貫した処理の短縮化と自動化とを同時に行い得ることに思い至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第２６２２３２７号公報
【特許文献２】特表２０００−５１１４３５公報
【特許文献３】特表２００３−５００６７４公報
【特許文献４】特表２００３−５０２６５６公報
【特許文献５】米国特許５,９５８,３４９号公報
【特許文献６】特開２００２−１０７７７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、高い精度でかつ忠実な応答性で該容器内に収容した液体の温度制御を行うことができる反応容器、および反応制御装置を提供することである。
【００１２】
第２の目的は、加熱または冷却の指示を与えてから液体の温度が均等に分布するまでの時間を短縮して、迅速に処理を行うことができる反応容器、および反応制御装置を提供することである。
【００１３】
第３の目的は、液体内から気泡や気体領域を除去した状態で液体を薄層化または毛細化することによって、均質な反応および精度の高い光情報を得ることができる反応容器、および反応制御装置を提供することである。
【００１４】
第４の目的は、処理対象となる液体について、簡単な構造で、効率的に一貫した処理を自動的に行うことができる反応容器、および、反応制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明は、液体を収容可能な１または複数の反応室と、前記各反応室を囲む壁とを有し、前記壁の全体または一部は、外部からの信号に応じてその温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成された反応容器である。
【００１６】
ここで、「反応室」は、温度制御の対象となる液体が収容されるべき空間部分である。「壁」は側壁のみならず、底壁等を含む反応室を囲んでいる部分をいう。該「温度昇降体」とは、外部からの信号に応じてその温度を上昇させまたは下降することが可能な部材をいう。
【００１７】
「信号」とは、前記温度昇降体が導電性部材の場合には、電磁気的信号、すなわち電気または磁気による信号である。温度昇降体による温度を検知して、該温度に基づいて信号を発生することも可能である。
【００１８】
「反応容器」とは、液体を収容可能な部分（ここでは、反応室）を有するものであって、そこに液体を導入するための少なくとも１の開口部を有する。そのようなものをもてば、１の開口部が上側に設けられた通常の容器状の場合のみならず、１の開口部の他に１の液体の吸引吐出口をその下側にもつような分注チップ状のものであっても良い。また、反応容器の材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル等の樹脂、ガラス、金属、金属化合物等がある。サイズは、例えば、数μリットルから数１００μリットルの液体を収容可能であるとともに、ピペットチップの先端が挿入可能な大きさである。例えば、円筒状の場合には、例えば、１の反応室の大きさの径が数ミリ〜数１０ミリ、深さが数ミリ〜数１０ミリである。
【００１９】
第２の発明は、前記壁は、その内壁面が反応室内に面し、その外壁面が反応室外にあって、その内外壁面間が一体的に形成された反応容器である。すなわち、反応室の内壁面と外壁面とで挟まれた壁の部分は、例えば、金属、樹脂等またはこれらを結合した固体の状態で分割自在ではないように壁として形成されている。したがって、壁全体または壁の一部として形成された温度昇降体としては、壁から分離自在な温度昇降体を有する場合、例えば、単に壁に接触しているだけに過ぎない温度昇降体や、壁に螺子等によって着脱自在に取り付けられた温度昇降体、壁に溶接等で取り付けた別部材に対して着脱自在に取付けた温度昇降体、壁から完全に離れている温度昇降体は分割可能であるので除外される。そのために、反応容器が、反応室の壁として要求される厚さ程度になるように温度昇降体を設けるようにすれば、反応容器のサイズや装置全体の規模を抑制し、加熱手段の存在を意識することなく取り扱うことができる。
【００２０】
第３の発明は、前記温度昇降体は所定電気抵抗をもつ導電性部材を有し、前記信号は電磁気的信号である反応容器である。
【００２１】
ここで、「所定電気抵抗」としては、所定の電流を前記導電性部材内に流すことによって、該導電性部材が目的に応じた温度を達成するのに必要な発熱を行うことができる値である。例えば、表面抵抗値でいうと、単位面積あたり例えば、数百Ωから数Ω程度、また、誘導加熱を可能とする抵抗値は、例えば、数Ωｃｍ以上である。導電性部材としては、例えば、所定電気抵抗値をもつ１種類の物質からなる場合、または、異なる抵抗値をもつ２種類以上の物質が接合、溶着、蒸着、溶融、溶接、接着、付着、貼着しているような場合がある。前者の場合には、電磁気的信号としての電流値の大きさに温度が依存し、後者の場合には電流値のみならず、ペルティエ効果により、電流の向きにも温度が依存し加熱のみならず冷却も可能とする。
【００２２】
「導電性部材」としては、例えば、金属、金属酸化物等の金属化合物、合金、半導体、半金属、導電性樹脂等の導電性物質、これらの導電性物質と非導電性物質、例えばセラミックス、ガラス、合成樹脂等とを組み合わせたもの、または、導電性物質同士を組み合わせたものあっても良い。例えば、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化スズ、鉄、鉄合金、ニクロム合金、２種類の異なる導電性物質で形成した部材を接着、溶接、接合することによって結合した場合がある。これらの部材に電流を流すことによってまたは鉄、鉄合金の場合には、時間的に変動する磁場を印加することによって、これらの部材を誘導加熱することができる。２種類の金属を接合した場合には、電流の方向によって加熱および冷却を行うことができる。
【００２３】
導電性部材の形状としては、線状、薄膜状、箔状、膜状、薄板状、板状、細長形状、層状等がある。導電性部材の補強のために該導電性部材を非導電性部材に接着、溶着、蒸着した物であっても良い。「電磁気的信号」とは、電流による電気的信号または磁場による磁気的信号であって、所定温度の熱や冷気を加えることによる熱力学的信号を除く。
【００２４】
第４の発明は、前記反応容器は、複数の前記反応室が、所定間隔で平面状に配列して設けられた反応容器である。
【００２５】
ここで、「所定間隔」とは、例えば、一定間隔でマトリクス状に配列する場合がある。反応容器は、反応室の部分と、反応室を囲む壁間を連結する部分または反応室を囲む壁を支える部分である基板、基台、支持板、支持台、または支持部をもっている。
【００２６】
第５の発明は、前記反応容器には外部に設けた電磁気供給部の端子と接触することによって電気的信号を受ける接触部が設けられた反応容器である。
【００２７】
ここで、接触部としては、前記導電性部材そのもの、または、導電性部材と電気的に接続した電極であっても良い。また、接触部は、前記反応容器の前記壁または該反応容器の他の部位、例えば、開口部に、外側に向かって設けられた鍔、フランジ、前記反応室が複数配列された反応容器である場合には、前記基板、基台、支持板、支持台または支持部である。接触部を設けることによって、外部端子との電気的接続と容器の支持との両方を兼ね備えることができるので、構造上、コンパクトとなりかつ扱いやすい。
【００２８】
なお、前記導電部材が金属部材であって、外部に設けた電磁気供給部から時間的に変動する磁気的信号である磁力線を照射しまたは照射しないことによってその温度の上昇または下降することもできる。この場合、金属部材としては、鉄、ステンレス鋼等の鉄合金によるものがある。前記温度昇降体の温度は、磁気的信号である前記磁力線の時間的変動、または磁力線の強さに依存して変化させることができる。
【００２９】
第６の発明は、前記導電性部材は、前記反応室の壁を形成し、または、前記壁を被覆し、該壁に内蔵され、若しくは該壁に付着した反応装置である。
ここで、「反応室の壁を形成し」とは、壁自体を導電性部材で形成し、「前記壁を被覆し」とは、壁面の全体を覆うように設けたものであり、「前記壁面に付着し」とは、壁面の一部に設けたものをいう。
【００３０】
第７の発明は、前記壁または／および温度昇降体の全体または一部は、透光性または半透光性をもつ反応容器である。
【００３１】
ここで、「一部を透光性または半透光性の反応室」としたのは、反応室内の光情報を得るためであり、例えば、リアルタイムＰＣＲによって、蛍光等で標識化したＤＮＡ等の遺伝物質の量や濃度を測定するためである。
【００３２】
ここで、「リアルタイムＰＣＲ」とは、ＤＮＡの増幅量をリアルタイムで測定しながらＰＣＲを行う方法をいう。リアルタイムＰＣＲは、電気泳動が不要であり、温度サイクルの途中で増幅を観測可能であること、および定量的な結果が得られるという利点をもつものである。通常蛍光試薬を用いて行う方法として、サイクリングプローブ法、インターカレータ法、ＴａｑＭａｎプローブ法やＭｏｌｅｃｕｌａｒＢａｃｏｎ法がある。
【００３３】
ここで、透光性または半透光性の素材には、ガラス、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等がある。温度昇降体を透光性または半透光性に形成するには、例えば、前記透光性または半透光性の素材に、前記導電性部材を光が透過しうる程度に薄く箔膜状に形成して、前記素材で形成した壁に貼着させまたは内蔵させることによって形成することができる。
【００３４】
第８の発明は、前記反応室を囲む壁は複数の壁面を有し、該壁面の内の少なくとも１は軟質材の膜状部材で形成された反応容器である。ここで、１の壁面とは、折れ、屈曲等による非連続的な傾きをもたずに傾きが連続的に変化しまたは傾きが一定となる面、すなわち、１の平面または１の曲面である。例えば、円柱状反応室は３つの壁面、四角柱状反応室は６つの壁面をもつ。
【００３５】
ここで、「軟質材」としては、例えば、ゴム、シリコーン、ポリ塩化ビニル、ビニルアセタール樹脂、ポリエチレン等がある。
【００３６】
第９の発明は、前記膜状部材には、前記温度昇降体として所定電気抵抗をもつ導電性部材が被覆され、内蔵されまたは付着された反応容器である。
膜状部材が透光性または半透光性であり、かつ前記温度昇降体が透光性または半透光性であれば、光情報の測定と、温度制御とを前記壁面の同じ側で行うことができる。前記導電性部材は、例えば、薄膜状、線状、細長状、箔状、縞状若しくは樹状等の模様、薄板状、突条状、ブロック状等である。前記膜状部材を最大面積の大壁面に設けることによって、温度制御を効率良く行うことができる。
【００３７】
第１０の発明は、前記反応室と連通し、開口部を有し液体を貯留可能な貯留室をさらに有し、該反応室は、該貯留室よりも薄くまたは細く形成された反応容器である。
【００３８】
ここで、「貯留室」は、液体を貯留することが可能な空間部分であって、該貯留室よりも薄くまたは細く形成した前記反応室への液体の導入を容易化するために設けたものである。該貯留室への液体の導入は前記開口部から、または流路を介して容易に行われる。
【００３９】
前記貯留室の大きさまたは厚さは、前記貯留室への開口部からの液体の導入が基本的に重力のみで容易に行うことができるか、または開口部への回転体の装着を可能とするような大きさまたは厚さである。
【００４０】
ここでの「反応室」は、気体の混入を排除した状態で液体の導入が重力のみでは容易に行うことができない程度の薄さ（細さ）である。反応室の厚さまたは太さは、例えば、０．１ミリメートル〜３ミリメートルである。それに伴って扱う液量は例えば数μリットルから３００μリットルに相当する。この量に応じて、ＰＣＲ法の処理時間は約数分から数１０分程度に相当する。
【００４１】
前記反応室の形状としては、例えば略円筒状に形成されたものがある。その場合、該反応室の側面が、両底面よりも面積が小さくかつ両底面間の高さが、前記貯留室の厚さよりも薄く形成されるようにしても良い。
【００４２】
「連通」は、例えば、貯留室または外部と反応室との間について、専ら液の通過が行われる流路によって行われるようにしても良い。ここで、「流路」は、例えば、貯留室に比較して細くまたは薄く形成された部分、または、例えば、薄層化された反応室との間では、その幅が狭く形成され、または、毛細化された反応室との間では、例えば、反応室と異なる太さをもつ部分である。流路を用いて連通することによって、液の導入を確実に行うことができ、容器をコンパクトに形成し、または、反応室の密閉を容易化し、後述する回転体の回転軸線に対して、反応室を貯留室よりも遠くに位置させることが容易である。反応室に気体の混入を排除した状態で液体を導入するためには、例えば、遠心力や吸引力を利用して行う。
【００４３】
前記貯留室よりも、薄いまたは細い「反応室」を設けた理由は、反応室に液体を導入することによって、液体について、少なくともその厚み方向の熱伝導時間を短縮化して、短時間に液体に熱または温度を伝えて、いち早く液温が均等となるような温度分布が達成できるようにして熱処理を効率化するためである。ここで、熱処理は、該反応室を囲む壁の全体または一部を形成する温度昇降体の温度の上昇または下降することによって行う。なお、該温度昇降体の他に、前記反応室を冷却するために、前記反応室に向かって空気を送風する送風機や、該反応室に固体または液体の冷却媒体を接触または接近させ、または、ドライヤーによって冷風を吹き付けることによって行うことができる。なお、反応室を囲む壁面の内、面積の最も大きい壁面について、または、面積の最も大きい壁面において、加熱または冷却するようにすれば、効率的に温度制御を行うことができる。なお、蛍光物質で目的物質等を標識化した場合に、その蛍光による光情報を得るためには、例えば、この大壁面に励起用光を照射して、同じ大壁面または小壁面から受光する。
【００４４】
第１１の発明は、前記反応室の壁は、溝または孔を有する平板状のフレームを有し、膜状部材又は薄板が、該フレームの片面側をまたは両面側を覆うように設けた反応容器である。
【００４５】
ここで、「膜状部材」または「薄板」は、可撓性のある軟質材の場合と非可撓性の硬質材の場合がある。フレームを金属部材で形成して、外部からフレームに向けて前記磁力線を照射し、または照射しないことによって温度の上昇または下降を行うことも可能である。
【００４６】
第１２の発明は、前記反応容器の開口部に、着脱自在に接続可能なキャップを有する反応容器である。ここで、該キャップは、前記開口部を密閉することが可能なものであって、開口部とキャップとは、例えば、装着、嵌合、螺合、嵌装、嵌着、嵌挿、連結、密接、密着等の取付け、接触方法によって接続される。また、該キャップは、例えば、前記液導入装置の回転体の下端部との間で装着等により取付け可能に設けるようにしても良い。
【００４７】
第１３の発明は、前記反応容器は、外部に設けた液導入機構と着脱可能に接続可能な接続部を有し、該接続部を前記液導入機構に接続することによって前記反応室内に液を導入可能である反応容器である。
【００４８】
ここで、「液導入機構」は、例えば、前記反応容器に装着可能な回転体および該回転体を移動する回転移動部、または、前記反応容器に接続するノズルおよび該ノズルに対して気体を吸引または吐出する吸引吐出部である。また、前記回転体が同時にノズルであっても良い。
【００４９】
液導入機構は、例えば、貯留室から反応室にまたは外部から反応室に液体を導入し、または貯留室から反応室を通って外部にまたは外部から反応室を通って貯留室に液体を導入する機能をもち、前記容器と接続可能に設けられている。液体の導入には、例えば、液体に遠心力を加えることによって反応室に導入する容器の回転機構、または反応室に液体を吸引吐出することによって行う吸引吐出機構を設けたノズルを用いる。
【００５０】
「接続」には、前記反応容器を液導入機構に装着し、嵌合し、嵌挿し、嵌着し、嵌装し、連結し、螺合し、密接し、または密着し、または、前記反応容器全体を液導入機構に収容しもしくは取付け、または、発明の主旨を考慮したこれらと同程度のその他の取り付け、接触または収容方法を含む。前記回転体は、前記反応容器の上側で接続される場合と、該反応容器の下側で接続される場合とがある。
【００５１】
「着脱自在に接続可能」とするには、例えば、予め反応容器を配列しておいて、前記液導入機構の装着部分を移動して嵌合、螺合等によって接続し、脱着は、例えば、前記反応容器を前記接続部分からこそぎ落とすためのプレートを動かすことによって行ったり、螺合の方向と逆方向に回転することによって行う。
【００５２】
第１４の発明は、前記液導入機構は、回転可能な回転体を有し、該反応容器は、前記接続部において該回転体に装着可能であって、該反応容器は該回転体に装着されて該回転体とともに回転可能である反応容器。
【００５３】
ここで、該反応容器は、貯留室または反応室に開口部をもつものであるから、容器としての機能を果たすには、前記液導入機構が回転体であって該容器を該回転体に装着する場合には、前記開口部から液体が外にでないように装着される必要がある。すなわち開口部が回転体やその他の蓋材で閉塞されることなく下向きや横向きに装着されることはない。したがって、開口部がキャップ等で閉塞されない場合には、開口部は容器としての使用時または回転体への装着時において液体が貯留可能なように上方に向かって開いている必要があり、該容器の回転体への装着時においては、その開口部の開いている方向と、その回転体の回転軸線とは上下方向に沿うことになる。該開口部には該開口部を閉塞するキャップを設けても良い。
【００５４】
また、反応容器が該回転体に装着された際には、前記回転体の回転軸線は前記容器を貫き前記反応室は前記貯留室よりも前記回転軸線から遠くに位置するように形成されるのが好ましい。前記容器は、前記回転体によって自転可能であることになる。「回転軸線」は、具体的な回転軸とは異なり、抽象的な回転の中心ラインを意味する。なお、反応容器を前記回転体に装着した際に、該回転体の回転軸線が該容器を貫く場合には、該回転軸線に沿って容器の下方に突出する回転支持軸を、外部に設けた軸受に取り付けて、前記回転体を回転させることによって、反応容器が回転軸線に対して安定した状態で回転することができる。
【００５５】
なお、「物が自転する」とは、該物を貫くような回転軸線の周りに該物が回転することをいい、その物の外部に設けた回転軸線のまわりに物が回転する公転に対する概念である。前記貯留室に貯留されていた液体は、回転体の高速回転によって、前記貯留室よりも回転軸線に対して遠い位置に装着された反応室に遠心力によって移動し、気体は液体よりも比重が小さいので、液体よりも軸心に近い方に移動し、反応室には気体が混入しない状態で液体を導入することができる。さらに前記反応室を前記貯留室の下方に置けば、重力をも利用することができるので、反応室への液体の導入がさらに容易となる。ここで、「高速回転」とは、例えば、数百ｒｐｍ〜数千ｒｐｍである。
【００５６】
また、前記反応室は前記貯留室よりも前記回転軸線から遠くに位置させると、例えば、図８に示すように、開口部を有する貯留室と、該貯留室と連通し該貯留室よりも薄くまたは細く形成された反応室とを有するような場合、または、上側に開口部を有する太管状の貯留室の下側から斜め下方に延びる細管状または薄層状の反応室を有するような場合がある。「遠くに位置する」については、例えば、対象となる部分の重心または中心と回転軸線との間の距離が長い方が遠いと判断する。
【００５７】
「容器が回転体へ装着可能」であるので、該容器には、回転体との装着が可能な部分、接続部としては、装着部をもつことになる。該装着部は、例えば、前記開口部やその他の容器の一部または容器全体の場合がある。このような装着部自体も容器の一部または容器全体であるので、回転軸線は該容器を貫いていることになる。「装着」には、容器の一部または容器全体について、嵌合、螺合、嵌装、嵌着、嵌挿、または前記容器全体の収容、またはその他の取り付け方法を含む。前記回転体は、前記反応容器の上側で装着される場合と、該反応容器の下側で装着される場合とがある。なお、液導入機構への前記反応容器の装着は、前記キャップを介して行うようにしても良い。すなわち、前記回転体の下端部に着脱可能なキャップによって着脱自在に装着可能とするような場合がある。
【００５８】
ここで、開口部と回転体とを嵌合または螺合によって装着する場合には、その開口部と回転体との装着部分の形状が合致する必要がある。例えば円筒に対しては、円筒状内面をもつ必要がある。また、開口部と回転体とを螺合により装着する場合には、前記回転体による回転方向は、前記回転体が開口部に対し螺合により前進する方向である。この場合、該開口部の軸線と回転軸線が一致することになる。
【００５９】
また、該回転軸線に沿って、例えば、該容器の下側に突出する回転支持軸を設けるようにし、該回転支持軸を軸支下状態で回転すれば、回転軸がぶれない安定した回転を加えることができる。ここで、「回転支持軸」は、前記回転体の回転に伴って該反応容器の円滑な回転を可能とするように設けた軸である。該回転支持軸は、例えば、反応容器が前記貯留室の開口部で回転体に装着されるような場合には、反応容器の下方に突出するように設けたり、または、下方に突出する回転支持軸を、情報にも突出させて、該回転支持軸の上端が前記回転体に接続するように設けても良い。なお、回転支持軸も反応容器の一部であるので、この場合には、前記回転体の回転軸線は容器を貫くことになり、自転に相当する。
【００６０】
前記反応容器が自転可能である場合には、大きな遠心装置によって遠心力を加える必要がなく装置規模を縮小化することができる。また、後述する回転可能なノズルを利用すれば、該容器を用いた処理を一貫して自動化することができることになる。
【００６１】
前記反応容器に流路を設ける場合、例えば、前記貯留室から前記反応室に液を導入するための液導入用流路と、前記反応室から気体を排気するための排気用流路とを設け、前記液導入機構は回転可能な回転体を有し、前記反応容器は該回転体に装着可能であり、装着された際には、前記反応室が前記貯留室よりも前記回転軸線から遠くに位置するように形成され、かつ該回転体とともに回転可能であるようにしても良い。
【００６２】
この場合、反応室には２本の流路が設けられているので、反応室は、液体または気体を導入または排気する２つの口部を有することになる。ここで、液導入用流路と排気用流路の２本の流路を設けた理由は、反応室に気体と混入しない状態で液体を導入するために、気体を確実にかつ効率良く除去するためである。排気用流路によって排気すべき気体は、貯留室に戻す場合と外部に排出する場合がある。これによって、液体の導入と気体の排除を迅速、効率的かつ滑らかに行うことができる。
【００６３】
また、この回転体の回転軸線は、前記容器を貫く場合と、容器を貫かない場合とがありうる。容器を貫く場合には、反応容器の自転であるが、貫かない場合には反応容器は前記回転軸線の周りに公転することになる。
【００６４】
前記液導入用流路が、前記排気用流路よりも、前記回転体が装着された場合の前記回転軸線から遠くに位置するように形成することによって、排気用流路は、液導入用流路よりも遠心力の影響が小さいので滑らかに排気を行うことができる。この場合、前記排気用流路の少なくとも一部が前記回転体が装着された場合の前記回転軸線に沿って設けるようにすれば、排気用流路への遠心力の影響をより小さくすることができる。なお、「装着」については、既に説明したので省略する。
【００６５】
前記反応室は、例えば、略円筒状に形成され、該反応室の側面は、両底面よりも面積が小さくかつ前記貯留室よりも薄く形成される。
【００６６】
第１５の発明は、前記反応容器の少なくとも一部に変形可能な軟質部材を設け、前記反応室は、該軟質部材を変形することによって密閉可能である反応容器である。
【００６７】
ここで、「軟質部材」とは、押圧力を加えることによって変形可能な軟質材で形成された部材である。「軟質材」とは、例えば、前述したようにゴム等の弾性体、ポリエチレンまたはシリコーン等である。軟質部材は、例えば、前記流路または反応室を囲む膜状部材、または、流路または反応室に設けた後述するブロック状部材である。
【００６８】
軟質部材を変形するには、例えば、軟質材で形成した反応室または流路の壁部を押圧することによって行う。軟質部材を、ゴム等の弾性体で形成した場合には、変形を保つために、外部から該弾性体への押圧を維持する必要がある。
【００６９】
なお、前記軟質部材として、押圧によって変形可能な弾性ブロック部材であって、内部に液体および気体が通過可能な空隙を有するものを設けることができる。ここで、前記「空隙」には貫通孔を含む。「弾性ブロック部材」であって内部に空隙を有するものとして、例えば、後述する弾性弁体がある。反応室を密閉するには、該弾性ブロック部材に押圧を加えつづける必要がある。
【００７０】
これによって、確実かつ容易に液体を前記反応室に密封することができる。また、これによって、導入した液体を反応室内からの流出を防止するので、効率的かつ迅速な液体の導入及び液体の温度制御を図ることができる。
【００７１】
第１６の発明は、前記回転体は気体の吸引吐出が可能なノズルであって、該ノズルは、その軸方向にまたはそれに平行な回転軸線を有し、前記接続部は、前記貯留室または反応室の開口部である反応容器である。
【００７２】
ここで、該「ノズル」は、該容器のみならず、分注チップを装着可能なように形成するのが好ましい。分注チップを介して、液体の分注移送等も行なうことができるのでより一層多様性のある処理を行うことができる。また、該ノズルは、分注装置に設けられ、当業者であれば明らかな技術によって上下移動および水平移動も可能するのが好ましい。
【００７３】
この場合、流路としては、外部から前記反応室に液を導入するための液導入用流路と、前記反応室から気体を排気するための排気用流路とを設け、前記液導入用流路は、反応室から下方に延びる流路であって、該流路を細径に形成することによって、外部に設けた種々の容器に挿入可能である。また、前記排気用流路は、前記反応室と、その上方に設けた貯留室との間を連通するものであって、前記ノズルは、例えば、前記貯留室の上側の開口部に装着されるようにする。上方に前記排気用流路を介して連通することになる。
【００７４】
該発明によれば、後者の組合せの場合には、前記ノズルによる流体の吸引により、前記液導入用流路を通って、前記反応室に液体を導入し、該反応室にあった気体は、前記排気用流路を介して前記貯留室を通ってノズル内に吸引されることになる。その際、前記液体の一部は前記貯留室内に吸引されても良い。
【００７５】
第１７の発明は、前記反応室と外部とを連通する流路を有し、前記液導入機構は、ノズルおよび該ノズルを介して気体の吸引吐出を行う吸引吐出部を有するものであり、前記接続部は、前記反応室または該反応室と連通する貯留室の開口部であって、該開口部は前記ノズルの下端部または該ノズル下端部に装着可能なキャップを介してノズルに接続可能である反応容器である。
ここで、「接続」には、装着、嵌合、螺合、嵌装、嵌着、嵌挿、接触、または密接等の接触または取付方法がある。
【００７６】
また、前記反応室は、例えば前記貯留室と上部において連通し、前記吸引吐出口は、例えば、反応室の下部において連通する流路の下端に設けるようにする。ここで、該流路を細径に形成することによって、外部に設けた種々の容器に対応することができる。貯留室の大きさは、流体の吸引によって反応室に流体を導入することができる大きさまたは前記ノズルによる吸引吐出を可能とする大きさである。これによって前記ノズルによる流体の吸引により、前記吸引吐出口から流体を前記反応室内に導入することによって行う。
【００７７】
なお、該ノズルは、水平移動および上下移動が可能な分注装置に設けられているのが好ましい。これによって、種々の位置に設けた容器に前記ノズルを移動する事によってさらに種々の処理を行うことが可能となる。該ノズルは必ずしも自転を含む回転移動は可能としないが、回転移動を可能とした場合には、液体の均質化にも利することになる。
【００７８】
前記貯留室と前記反応室との間は、流路を介して連通する場合、または貯留室と反応室との間で直接的に連通する場合がある。
【００７９】
第１８の発明は、前記反応室は、太径部、および該太径部よりも細い細径部とからなるピペットチップ内に、該ピペットチップの内面との間にスペーサを介在させて収容したコアの外面と該ピペットチップの内面との間に形成された隙間であり、前記反応室と外部とを連通する流路は、前記細径部であり、前記太径部の開口部は、前記ノズルに接続可能であり、前記ピペットチップの壁または／及び前記コアの全体または一部に前記温度昇降体が設けられた反応容器である。
【００８０】
前記スペーサとしては、例えば、コアの外面から外方向に突出する複数の突部であったり、またはピペットチップの内面から内方に突出する突部である。この隙間は、前記細径部および太径部の上方と連通する必要がある。
【００８１】
この場合前記液導入機構であるノズルは、回転可能であって、該ノズルはその軸方向に沿った回転軸線を有するものであっても良い。この場合、ノズルの回転によって、前記反応室への液の導入を容易化するとともに、液体の均質化をも行うことができる。
【００８２】
第１９の発明は、前記コアの外面には、予め定めた位置に、予め定めた種々の生体物質が、予め定めた関係で前記位置と対応付けて配列された反応容器である。
【００８３】
これによって、例えば、蛍光物質等の発光物質で標識化した生体物質と結合の可能性がある種々の予め定めた生体物質を配列しておき、標識化した生体物質が懸濁する液体を前記反応室に導入して前記温度昇降体を制御して反応させ、その発光位置を測定することによって生体物質の存在、構造または性質の解析をすることが可能である。
【００８４】
コアの外面に予め定めた位置に、予め定めた生体物質を配列するには、コアの外面上の予め定めた位置に直接予め定めた生体物質を固定する場合の他、紐状、糸状等の細長形状の媒体上の予め定めた位置に、予め定めた生体物質を固定したものをコアの外面に巻装することによって配列する場合がある。この場合には、媒体上への生体物質の配列し、配列した媒体をコアに巻装することによって、生体物質を容易に集積して配列することができる。また、該媒体を辿ることによって容易に発光位置等を検出することができる。なお、「位置」は、前記コア上の二次元位置座標として、または、前記媒体上の一次元位置座標として定める。
【００８５】
第２０の発明は、前記ノズルまたは前記貯留室と前記反応室との間、および、前記反応室と外部との間を閉塞することによって前記反応室が密閉可能である反応容器である。
【００８６】
ここで、該「密閉手段」としては、例えば、前記ノズルと前記反応室との間については、前記太径部の貯留室の上部に第１のキャップを着脱自在かつ嵌挿可能に設け、該キャップ自体については、前記ノズルに着脱自在に装着可能に設ける。該太径部の上部に装着した該キャップを、さらにピペットチップの上部において下方向に移動させることによって、前記ピペットチップ内に収容したコアの上端と接触させることによって、前記反応室を上側から閉塞する。また、反応室の下側については、前記細径部の先端を第２のキャップに嵌挿させて装着することによって閉塞する。すなわち、前記ノズルの下端部によって前記第１のキャップを移動させる場合には、該ノズルの昇降移動手段および前記第２のキャップを配置した位置にまで前記ノズルを移動させる水平移動手段である。
【００８７】
ノズルと前記反応室との間を閉塞するには、例えば、該太径部の貯留室の上部に第１のキャップを着脱自在に嵌挿可能に設け、該キャップ自体については、前記ノズルに着脱自在に装着可能に設ける。該太径部の上部に装着した該キャップを、さらにピペットチップの上部において下方向に移動可能とし、該キャップを下方向に移動させて、前記ピペットチップ内に収納したコアの上端と接触させることによって、前記反応室を上側から閉塞する。また、反応室の下側については、前記細径部の先端を第２のキャップに嵌挿させて装着することによって反応室を上下から閉塞する。
【００８８】
一方、貯留室と反応室との間、および反応室と外部との間を閉塞するには、前記流路または反応室の一部または全部は、変形可能な軟質材で形成され、前記反応室は、該軟質材を変形することによって行う。これらのキャップ、移動手段、または、変形を行うための押圧手段が密閉手段に相当する。
【００８９】
第２１の発明は、１または２以上の反応容器と、前記反応容器に対して外部から温度の上昇または下降を指示する信号を発生する指示部とを有し、前記反応容器は、液体を収容可能な１または複数の反応室と、前記各反応室を囲む壁とを有し、前記壁の全体または一部は、前記指示部からの信号により温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成された反応制御装置である。
【００９０】
第２２の発明は、前記反応容器の前記壁は、その内壁面が反応室内に面し、その外壁面が反応室外にあって、その内外壁面間が反一体的に形成された反応制御装置である。
【００９１】
第２３の発明は、前記温度昇降体は所定電気抵抗をもつ導電性部材を有し、前記指示部は、前記温度昇降体に電磁気的信号を与える電磁気供給部を有する反応制御装置である。
【００９２】
第２４の発明は、前記反応容器は、複数の前記反応室が、所定間隔で平面状に配列して設けられた反応制御装置である。
【００９３】
第２５の発明は、前記電磁気供給部は、前記反応室の壁と接触し、若しくは近接し、または、前記反応室の壁に対して接離可能に設けた一または複数の端子を有する反応制御装置である。
【００９４】
ここで、「端子」は、電気または電流を供給する場合と磁気または磁場を供給する場合がある。前記「電磁気供給部」は、例えば、前記反応容器を着脱自在に支持する支持部と、前記支持部に支持された状態で前記反応室の壁と接触または近接可能に設けた複数の端子と、を有するように形成する。その際、複数の反応室がその壁またはプレート状の基板を介して連結するように複数配列された反応容器の場合には、前記支持部に、前記各反応室ごとに収容可能な複数の穴部を所定間隔に設けて、該穴部に反応室を収容することで前記各穴部に設けた端子と前記反応室の壁とを接触等をするように設けても良い。
前記導電部材は金属部材であり、前記電磁気供給部は、時間的に変動する磁力線を照射しまたは照射しないことによってその温度の上昇又は下降が可能であるようにしても良い。
【００９５】
第２６の発明は、前記反応室を冷却するために、前記指示部からの信号に応じて前記反応室に向かって空気を送風する送風機または該反応室に接触しまたは近接する経路を通り、信号に応じて冷媒が循環する冷媒循環路をさらに設けた反応制御装置である。
【００９６】
該送風機によって空気を送り込むことによって反応室の放熱を促進し、熱の制御を効率良く行うことができる。
【００９７】
第２７の発明は、前記導電性部材は、前記反応室の壁を形成し、または、前記壁の壁面を被覆し、該壁に内蔵され、若しくは該壁に付着した反応制御装置である。
【００９８】
第２８の発明は、前記壁または温度昇降体の全体または一部は、透光性または半透光性をもつ反応制御装置である。
【００９９】
第２９の発明は、前記反応室を囲む壁は複数の壁面を有し、該壁面の内の少なくとも１は軟質材の膜状部材で形成された反応制御装置である。
【０１００】
第３０の発明は、該膜状部材には、前記温度昇降体として電気抵抗性のある導電性薄膜が被覆されまたは内蔵された反応制御装置である。
【０１０１】
第３１の発明は、前記反応容器は、前記反応室と連通し、開口部を有し液体を貯留可能な貯留室をさらに有し、該反応室は、該貯留室よりも薄くまたは細く形成された反応制御装置である。
【０１０２】
第３２の発明は、前記反応容器の開口部に、着脱自在に接続可能なキャップを有する反応制御装置である。
【０１０３】
第３３の発明は、前記反応容器と接続することによって前記反応室に液を導入可能な液導入機構をさらに有し、前記反応容器は、該液導入機構と接続する接続部を有する反応制御装置である。
【０１０４】
第３４の発明は、前記液導入機構は、回転可能な回転体と、該回転体を回転駆動する回転駆動部を有し、前記反応容器の前記接続部において、該反応容器が該回転体に装着されて該回転体とともに回転可能である反応制御装置である。
【０１０５】
ここで、前記反応容器が貯留室を有する場合には、前記反応室は、前記貯留室よりも前記回転体の回転軸線から遠くに位置するように形成され、前記反応容器は前記回転体の回転によって回転して前記貯留室に収容された液を前記反応室に導入する。
【０１０６】
本装置によれば、前記反応容器の前記貯留室内にある液体に遠心力を加えて、該貯留室よりも回転軸線から遠くに位置する反応室内に、気体を混入しない状態で液体を確実に導入することができる。該反応容器は、第１の発明ないし第１５の発明に係る反応容器を用いることができる。
【０１０７】
ここで、前記回転軸線は、該容器を貫通して自転する場合と、該容器外を通って公転する場合がある。自転する場合には、装置規模を縮小することができるとともに、ノズル自体を回転体として用いることによって、種々の処理をコンパクトな装置で行うことができる。また、公転の場合には、低い回転数で、大きな遠心力を加えることができる。
【０１０８】
「装着」については、第５の発明で説明した通りである。
ここで、自転を行うには、前記容器に装着された前記回転体の回転軸線は、該容器を貫くように形成される必要がある。なお、前記回転体の回転軸線は、前記貯留室の開口部を貫くようにして、該開口部に装着可能とするのが好ましい。
【０１０９】
これによって、開口部が回転体によって覆われるので、該開口部をキャップ等で覆うことなく、前記開口部からの液体の漏れを防止することができる。また、本来液体の導入に用いる開口部を、回転の装着にも用いているので、新たに回転体の取付部を容器に設ける必要がなく、構造が簡単化される。
【０１１０】
また、回転体と該反応容器との間を螺合や嵌合により確実かつ容易に装着することができ、特に螺合によって回転体を取付ける場合には、回転体の回転を利用することができるので、効率的である。
【０１１１】
第３５の発明は、前記反応室の壁の少なくとも一部に変形可能な軟質部材を設け、反応容器の外部に、該軟質部材の所定部分を押圧することによって前記反応室を密閉する押圧部を設けた反応制御装置である。（該端子および前記押圧部は、前記反応室に対して接離可能に設けられたプレートに設けられた）
【０１１２】
ここで、軟質部材を設ける場所としては、前記反応室の他には、流路であっても良い。流路は例えば、前記貯留室または外部から前記反応室に液を導入するための液導入用流路と、前記反応室から気体を排気するための排気用流路とを有する。ここで、前記液導入機構は、前者の組合せの場合には、回転体であり、後者の組合せの場合には、ノズルおよび吸引吐出部である。後者の場合には、前記反応室は、例えば、前記貯留室と上部において連通し、前記液導入用流路は、反応室から下方に延びる流路であって、該流路を細径に形成することによって、外部に設けた種々の容器に挿入可能である。また、前記排気用流路は、前記反応室と、その上方に設けた貯留室との間を連通するものであって、前記ノズルは、例えば、前記貯留室の上側の開口部に装着されるようにする。上方に前記排気用流路を介して連通することになる。
【０１１３】
該発明によれば、後者の組合せの場合には、前記ノズルによる流体の吸引により、前記液導入用流路を通って、前記反応室に液体を導入し、該反応室にあった気体は、前記排気用流路を介して前記貯留室を通ってノズル内に吸引されることになる。その際、前記液体の一部は前記貯留室内に吸引されても良い。
【０１１４】
第３６の発明は、前記回転体は気体の吸引吐出が可能なノズルであって、該ノズルは、その軸方向にまたはそれに平行な回転軸線を有し、前記接続部は、前記貯留室または反応室の開口部である反応制御装置である。
【０１１５】
ノズルが回転体を兼ねることによって、分注チップを装着して液体の吸引吐出や、懸濁液の均質化処理等の種々の多様な処理を一貫して行うことを可能にする。また、回転体は上下方向に移動可能な移動部を有する必要があるが、水平方向にも移動可能であれば、種々の位置に設けられた容器に前記回転体を移動することによって、さらに種々の処理を行うことが可能となる。
【０１１６】
第３７の発明は、前記反応室は、太径部、および該太径部よりも細い細径部とからなるピペットチップ内に、該ピペットチップの内面との間にスペーサを介在させて収容したコアの外面と該ピペットチップの内面との間に形成された隙間であり、前記反応室と外部とを連通する流路は、前記細径部であり、前記太径部の開口部は、前記ノズルに接続可能である反応制御装置である。
【０１１７】
第３８の発明は、前記コアの外面には、予め定めた位置に、予め定めた種々の生体物質が、予め定めた関係で前記位置と対応付けて配列された反応制御装置である。
【０１１８】
第３９の発明は、前記ノズルまたは前記貯留室と前記反応室との間、および、前記反応室と外部との間を流体的に閉塞する密閉手段を有する反応制御装置である。
【０１１９】
ここで、該「密閉手段」としては、例えば、前記反応容器の前記流路または反応室の一部または全部は、変形可能な軟質部材で形成された場合には、該軟質部材を変形することによって前記反応室を密閉する押圧部であり、例えば、前記ノズルと前記反応室との間については、前記太径部の貯留室の上部に第１のキャップを着脱自在かつ嵌挿可能に設け、該キャップ自体については、前記ノズルに着脱自在に装着可能に設ける。該太径部の上部に装着した該キャップを、さらにピペットチップの上部において下方向に移動させることによって、前記ピペットチップ内に収容したコアの上端と接触させることによって、前記反応室を上側から閉塞する。また、反応室の下側については、前記細径部の先端を第２のキャップに嵌挿させて装着することによって閉塞する。すなわち、前記ノズルの下端部によって前記第１のキャップを移動させる場合には、該ノズルの昇降移動手段および前記第２のキャップを配置した位置にまで前記ノズルを移動させる水平移動手段である。また、前記押圧部としては、後述する加熱冷却用端部に設けた突部であったり、または、前記光情報測定の前記照射端部の端面に設けた突部がある。
【０１２０】
第４０の発明は、１または２以上の前記反応室内の光情報を得る光情報測定部を有する反応制御装置である。
【０１２１】
ここで、前記反応室に対して加熱または冷却を行う反応室の面と、前記反応室からの光を受光する面と、反応室へ光を照射する面とは、同一の場合と異なる場合とがありうる。
前記光情報測定部は、少なくとも、前記反応室からの光を受光するための１または２以上の受光端部を前記反応室に接触させまたは接近して設ける。発光物質が蛍光物質等の場合には、蛍光を発生させるための励起用光を照射する１または２以上の照射端部を有する。
【０１２２】
なお、前記反応容器の反応室を円筒状に形成し、２枚の円板状の大壁と側面の小壁とで囲まれ、前記円筒の半径方向に進む光を受光する１または２以上の受光端部を設けるようにしても良い。これによって、側面に対して光を照射しまたは受光することで、均等な光情報を得ることができる。
なお、照射端面を前記反応室に設ける場合には、前記半径方向に光を照射するように設ける。
【０１２３】
第４１の発明は、前記光情報測定部は、前記反応室に光を照射する１または２以上の照射端部と、前記反応室からの光を受光する１または２以上の受光端部とを有し、前記照射端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内、少なくとも１の最大面積をもつ大壁面に接触または近接して設け、前記受光端部は、最大壁面を除いた少なくとも１の前記壁面に接触または近接して、または接離可能に設けた反応制御装置である。
【０１２４】
なお、前記光情報測定部は、２以上の前記反応容器の前記反応室の各照射位置に設けた２以上の照射端部と、複数種類の波長をもつ光を各々発生する複数種類の光源と、前記光源からの光の内の１種類の光を時間的に切り換えて選択して、前記各照射端部に一斉に導光する光源選択部と、２以上の前記反応容器の前記反応室の各受光位置に設けた２以上の受光端部と、該各受光端部からの光を時間的に切り換えて選択する受光位置選択部と、選択された受光位置からの光が通過すべき複数種類の光学フィルタを時間的に切り換えて選択する光学フィルタ選択部と、選択された受光位置からの光であって選択された光学フィルタを通過した光を順次入力する光電素子とを有するものであっても良い。これによって、２以上の反応容器に対して、２以上の標識物質を用いたような場合であっても、時間的に、反応室および標識物質の対象となる標識物質の種類を切り換えるようにして、少数の光電素子を用いて処理を行うことができるので、全体としての装置規模を縮小または簡単化することができる。
【０１２５】
ここで、複数種類の光学フィルタを設けるようにしたのは、例えば、前記反応室内のリアルタイムＰＣＲ等で、量または濃度を測定しようとするＤＮＡ断片等を標識化するために複数種類の光の波長を出力する標識物質を用いるような場合である。これによって、各波長をもつ光を、光学フィルタを透過させることによって該当する標識物質の存在またはその量を測定することができる。
【０１２６】
「光電素子」には、光電効果を利用した電子素子であって、光電管、光電子増倍管、光導電セル、フォトトランジスタ、フォトダイオード等を含む。
なお、光の照射は、前記反応室内に存在し得る蛍光物質等に励起用光を照射して発光させるために必要となる。
【０１２７】
さらに、前記光情報測定部は、２以上の前記反応容器の前記反応室の各照射位置に設けた２以上の照射端部と、複数種類の波長をもつ光を各々発生する複数種類の光源と、前記光源からの光の内の１種類の光を時間的に切り換えて選択し、選択された光を時間的に切り換えて各受光端部に導光する光源照射位置選択部と、２以上の前記反応容器の前記反応室の各受光位置に設けた２以上の受光端部と、前記受光位置からの光が通過すべき複数種類の光学フィルタを時間的に切り換えて選択する光学フィルタ選択部と、選択された光学フィルタを通過した光を順次入力する光電素子とを有するようにしても良い。これによって、２以上の反応容器に対して、２以上の標識物質を用いたような場合であっても、時間的に、反応室および標識物質の対象となる標識物質の種類を切り換えるようにして、少数の光電素子を用いて処理を行うことができるので、全体としての装置規模を縮小または簡単化することができる。
【０１２８】
なお、照射端部は例えばロッドレンズによって形成する。なお、ロッドレンズは、前記反応室に対して接離可能に設けるようにして、焦点距離を調節可能にして、効率の良い光の照射を行うことが可能である。
【０１２９】
第４２の発明は、前記光情報測定部は、前記反応室に光を照射する１または２以上の照射端部と、前記反応室からの光を受光する１または２以上の受光端部とを有し、前記照射端部および受光端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内の１の壁面に接触しまたは近接して、または接離可能に設けた反応制御装置である。
【０１３０】
第４３の発明は、前記光情報測定部は、前記反応室に光を照射する１または２以上の照射端部と、前記反応室からの光を受光する１または２以上の受光端部とを有し、前記光情報測定部の前記照射端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内の１の壁面であって、前記温度昇降体である導電性膜が被覆されまたは内蔵された部分に接触しまたは近接し、または接離可能に設けた反応制御装置である。
【発明の効果】
【０１３１】
第１の発明に係る反応容器または第２１の発明に係る反応制御装置によれば、反応容器の反応室を形成する壁の全体または一部を外部からの信号に応じてその温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成している。
【０１３２】
したがって、反応容器の壁の外側にヒータ等の温度昇降体を設ける場合に比較して、反応室内と直接接触しているので、壁による熱の反射を防ぎ、反応室内に対して熱をより一層効率的に伝達することができ、熱効率が高く、正確な温度制御を行うことができる。
【０１３３】
反応室の壁を温度昇降体で形成しているので、熱効率が高く、金属ブロック等の必要以上に大きな温度昇降体を反応容器の外側に設ける必要がなく、外部には、その駆動装置を設けるだけで足りている。したがって、外部の構造が単純化され、全体の装置規模を縮小することができる。
【０１３４】
予め各反応容器に最適な温度昇降体を設けることができるので、外部に、種々の条件を満足する温度昇降体を設ける必要がなく、汎用性、多様性がある。
【０１３５】
直接温度昇降体が反応室内と接触しているので、高い精度かつ忠実な応答性をもって、該液体の温度制御を行うことができる。
【０１３６】
該反応容器または該反応制御装置により、前記液体に対する加熱または冷却の信号を与えてから液温が均等な温度分布になるまでの時間を短縮化して、迅速にかつ効率的に処理を行うことができる。
【０１３７】
第２の発明または第２２の発明によれば、壁が一体的に形成され、したがって、壁の全体または一部を形成している温度昇降体も壁と一体的に設けられているので、前述した効果を奏する他、より一層熱効率が高く、温度制御を高い精度で行うことができる。また、反応容器または装置をコンパクトかつ構造を簡単化し、簡単にかつ安価に製造することができる。さらに、加熱手段の存在を意識せずに取り扱うことができるので、取り扱いやすい。
【０１３８】
第３の発明、第５の発明、第２３の発明または第２５の発明によれば、前記温度昇降体として、所定電気抵抗をもつ導電性部材を有している。したがって、電磁気供給部からの電気的または磁気的信号によって、容易、かつ確実に加熱または冷却を行うことができる。また、装置構造を簡単化し、全体として装置規模を縮小し、安価に製造することができる。
【０１３９】
本発明によれば、温度昇降体が前記反応容器自体に設けられているので、反応容器の形状に拘らず、接触部等の位置さえ共通すれば、種々の反応容器に使用することができるので、電磁気供給部及び反応容器の規格化を可能にする。また、導電性部材は、抵抗値および電流値を適当に設定することによって少量の材料で発熱が可能であるため、温度昇降体したがって反応容器のサイズまたは量を小さくしかつ軽量化することができる。
【０１４０】
反応容器が存在しないのに加熱装置だけ駆動されるような事故を未然に防止し、また、各々反応容器に応じた温度制御がされることになって、信頼性の高い反応制御を行うことができる。
【０１４１】
第５の発明によれば、接触部との接触によって電気的信号を供給することができるので、接触部が反応容器の支持部を兼ねることによって構造を簡単化しまた扱いやすい。また、所定の構造をもつ反応容器を所定の位置に設置して接触部と接触させることによって初めて温度制御が行われるので、より一層操作ミスや誤動作による発熱を防止しやすい。
【０１４２】
第４の発明または第２４の発明によれば、複数の反応室が所定間隔で平面状に配列して設けている。したがって、複数の反応処理を同時に行うことができるので作業効率が高い。
【０１４３】
外部からの信号を同時に温度昇降体に対して与えることによって、ほぼ同一の条件で、処理を行うことができるので、複数の検体に対し、信頼性の高い並行処理を行うことが可能である。
【０１４４】
第２６の発明によれば、反応室に温度昇降体を設ける他に、外部に送風機等の冷却装置を設けることによって、加熱のみならず冷却を確実に行うことができる。これによって、反応室を冷却する場合には、該送風機によって空気を送り込むことによって反応室の放熱を促進し、熱の制御を効率良く行うことができる。
【０１４５】
第６の発明または第２７の発明によれば、温度昇降体として導電性部材で壁を形成し、壁に被覆しまたは内蔵等しているので、電気的な信号によって容易に温度の制御を行うことができる。また、壁自体に導電性部材を設けて発熱等を行うので効率が高い。装置全体をコンパクトに形成することができる。反応容器のみならず反応容器外においても、加熱手段の存在を意識しないで取り扱うことができるので扱いやすい。
【０１４６】
第７の発明または第２８の発明によれば、前記壁または温度昇降体の全体または一部は、透光性または半透光性をもつように形成している。したがって、反応容器の開口部からではなく、壁を通して内部の光学的情報を得ることができるので、開口部からの処理が必要となる分注処理や装着等の接続処理を妨害することなく、反応容器の側面から反応処理の結果を確実かつ明瞭に得ることができる。
【０１４７】
また、リアルタイムＰＣＲ等において、反応室内の光情報を容易に得ることができる。なお、反応室が透光性または半透光性でない場合には、反応室内に、光導波路を設けるようにして光情報を得る
【０１４８】
第８の発明または第２９の発明によれば、反応室を囲む壁の内の少なくとも１は軟質材の膜状部材で形成しているので、該膜状部材を押圧することで、反応室を密閉しやすくなる。密閉によって、液体を反応室に確実に収容し、また、温度制御を確実かつ効率的に行うことができる。また、温度の上昇や下降に伴う液体、気体の膨張収縮を吸収することによって、容器の破壊や損傷を防止することができる。
【０１４９】
さらに、膜状部材が、反応室と連通する流路部分を覆う場合には、該流路部分にある膜状部材を押圧することによって容易に反応室を密閉化しやすい。
【０１５０】
第９の発明または第３０の発明によると、温度昇降体として、前記膜状部材に導電性薄膜又は導電性線状部材を用いている。これによって、温度の上昇や下降が行われる部分が軟質材の膜状部材であるので、液体、気体の膨張収縮をより一層吸収しやすくなる。また、膜状部材に温度昇降体を設けているので、硬質材に設けるよりも熱が伝導によって逃げにくいので、反応室に効率良く伝えることができる。また、膜状部材の張り合わせと温度昇降体の取り付けを同時に行うことができるので加工しやすい。ここで、温度昇降体を軟質材の膜状部材に設けることによって、押圧による反応室の密閉と、電磁気供給部による接触または近接をまとめて行うことが可能である。さらに、該膜状部材が透光性または半透光性であれば、反応室内の光情報の測定にも用いることができるので、装置構造をコンパクトに形成することができる。該膜状部材を、最大面積の第壁面に設けることによって、効率的に、一様に反応室を加熱することができる。
なお、前記膜状部材を、前記反応室を囲む壁面のうち最大面積の大壁面に設けることによって、反応室の温度の昇降制御を効率的に行うことができる。
【０１５１】
第１０の発明または第３１の発明によると、反応容器に貯留室を設け、該貯留室に液体を一時貯留可能にすることによって、それよりも薄くまたは細く形成した反応室への液体の導入を容易化することができる。また、気体または気泡の混入がない状態で薄層化または毛細化した液体を加熱または冷却することによって、加熱または冷却の信号を与えてから液温が均等に分布するまでの時間を短縮して迅速に処理を進めることができる。特に、厚み方向に沿って両側から壁に設けた前記温度昇降体を挟むようにして、前記液体を加熱しまたは冷却するようにすれば、より一層、前記液体を迅速かつ効率良く加熱または冷却することができる。前記反応容器の前記反応室を形成する温度昇降体によって加熱および冷却を行うようにしている。したがって、外部に設けた金属ブロック等を必要としないので、気体または気泡の混入がない状態で薄層化または毛細化した液体について高い精度でかつ忠実な応答性で該容器内に収容した液体の温度制御を行うことができることになる。
【０１５２】
第１１の発明によると、溝または孔を有する平板状のフレームを片側からまたは両側から覆う軟質材の膜で形成することによって、反応容器が複雑な構造であっても、容易にかつ安価に、密閉可能な反応室を持つ反応容器を製造することができる。
【０１５３】
第１２の発明または第３２の発明によると、前記反応容器の開口部に着脱自在に接続可能なキャップを設けることによって、たとえば、前記開口部から貯留室に収容した液体が外部へ漏れることを防止することができる。さらに、該キャップに前記液導入機構のノズル等を着脱自在に装着することができる場合には、前記液体と前記ノズル等との接触をも防止することができる。
【０１５４】
特に、前記液導入機構が前記回転体である場合に、該回転体の下端部にそれを覆うキャップを着脱自在に設け、該キャップを介して容器の開口部が装着されるようにすれば、回転体を高速回転する場合に、液体が飛散して、回転体が直接に容器内の液体と接触することをしてクロスコンタミネーションを確実に避けることができる。また、液体の上方への飛散を防止することによって、液体を下方に押し戻しより効率的に前記反応室への液体の導入を図ることができる。
【０１５５】
第１３の発明または第３３の発明によれば、液導入機構を設けることによって、例えば、遠心力等を利用することによって、液体内から気泡や気体の混入を除去した状態で薄層化または毛細化することができる。したがって、温度制御の際には、均質な温度分布が得られ、また、高精度の光情報を測定することができる。
【０１５６】
また、該反応容器によれば、貯留室または外部と反応室との間を１の流路を設けることによって連通すれば、前記反応室と貯留室との間を距離的に離すことができる。したがって、遠心力に基づく場合には、導入すべき液体に大きな遠心力を加えることができる。また、吸引吐出力に基づく場合には、外部と反応室との間を細い流路を介して連通することによって、流路の先端部が種々の容器に挿入することが可能となる。また少量の液体でも吸引しやすくなり扱い易くなる。また、流路を閉塞することによって反応室を密閉しやすくできる。
【０１５７】
さらに反応容器を外部に設けた回転体等の液導入機構に対して着脱自在に設けることによって、反応容器を使い捨て可能に形成することができるので安価に処理を行うことができる。
【０１５８】
第１４の発明または第３４の発明によれば、液導入機構として、回転可能な回転体を設けている。
その際、反応室を該回転軸線から離してまたは貯留室よりも該回転軸線から遠くに位置するように形成することにより、反応容器が接続する回転体による回転によって、反応容器は自転または公転し、この自転または公転によって、液に遠心力を加えて、遠心分離によって、気体や気泡を除去した状態で液体または液体に懸濁する固体を前記反応室内に確実に導入することができる。
【０１５９】
その際、前記回転体の回転軸線は該容器を貫き、反応室は貯留室よりも該回転軸線から遠くに位置するように形成すれば、反応容器が接続する回転体による回転によって、反応容器は自転し、この自転によって、液に遠心力を加えて、遠心分離によって、気体や気泡を除去した状態で液体または液体に懸濁する固体を前記反応室内に確実に導入することができる。また、該反応容器の自転によって液を導入するので、場所をとらず、確実に導入を行うことができる。
【０１６０】
すなわち、容器の自転によって液体を反応室に導入することができるので、反応容器をその外部に設けた回転軸線の周りを公転させるような大きなスペースを必要とせず、基本的に１つの容器サイズの小規模な回転装置を利用して液体の導入を図ることができる。一方、なお、前記回転軸線が前記容器を貫かない場合には、公転することになる。公転を行う場合には、低い回転数で、大きな遠心力を得ることができることになる。
【０１６１】
なお、前記回転体の回転軸線が前記貯留室の開口部を貫くように、該開口部に装着した場合には、本来液体の導入に用いる開口部を、回転体の装着にも用いているので、新たに回転体の取付部を容器に設ける必要がなく構造が簡単化される。
【０１６２】
また、回転体と該反応容器との間を螺合や嵌合により確実かつ容易に装着することができ、特に螺合によって回転体を取付ける場合には、回転体の回転を利用することができるので、効率的である。
【０１６３】
第１５の発明または第３５の発明は、反応容器の少なくとも一部に変形可能な軟質部材を設けることによって、反応室を密閉可能としたものである。これによって、導入した液体の反応室からの流出を防止して液体を前記反応室に確実かつ効率的に収容し、かつ、温度制御を確実かつ効率的に行うことができる。反応室を密閉することによって、気体を排除した状態で、信頼性の高い反応およびその測定を行うことができる。また、迅速で効率的な液体の導入を図ることができる。
【０１６４】
第１６の発明または第３６の発明によると、前記回転体としてノズルを用いるようにしている。したがって、液体の反応室への導入による液体の薄層化または毛細化の他に、液体の反応容器への分注にも利用することができて多様な処理に適用することができるので種々の処理を一貫して自動化することができる。また、回転軸線がノズルの軸線と一致させれば、自転可能となり、回転半径が小さく、装置規模を抑制することができる。また、回転軸線をノズルの軸方向と平行に設けることによって、ノズルが装着される反応容器の開口部が上向きとなるので、開口部からの液体の洩れを防止することができる。
【０１６５】
第１７の発明によると、液導入機構として前記ノズルを用いて前記吸引吐出部によって液体を反応室を通って前記貯留室にまで吸引するようにして、前記反応室に液体を導入するようにしている。したがって、気体や気泡を混入させないで液体を反応室に確実に導入することができる。この場合には、ノズルを回転する必要がないので、前記反応室へ液体を導入する機構が簡単化される。
【０１６６】
第１８の発明または第３７の発明によれば、ピペットチップにコアを収容して、コアの外面とピペットチップの内面との間に形成した隙間を反応室として用い、その反応室の上方の太径部内の空間部分を貯留室とし、貯留室すなわち太径部の開口部にノズルを装着可能としている。したがって、ノズルによって細径部から外部に設けた容器内に収容した液体を、反応室から貯留室に向けて吸引することによって、前記反応室に液体を導入することができる。
【０１６７】
また、該反応室内で反応によって生成した生成物を、前記ノズルから気体を吐出することによって、前記反応室から細径部を通って容器内に生成物を吐き出させて容易に生成物を得ることができる。
【０１６８】
第１９の発明または第３８の発明によれば、前記コアの外面の予め定めた位置に、予め定めた種々の生体物質を固定することによって、該生体物質と反応した標識化された目的物質の発光位置を測定することで、目的物質の解析を行うことができる。
【０１６９】
第２０の発明または第３９の発明によれば、反応室を密閉することによって、迅速かつ容易に反応室への導入した液体の反応室からの流出を防止することによって、効率的かつ迅速な液の導入を行うことができる。
【０１７０】
第４０の発明によれば、光情報測定部を設けることによって、液の反応室への導入から、反応、測定までを一貫して自動化することができる。さらに、気体や気泡の混入がない状態で反応室内の光情報を測定するようにしているので、精度の高い光情報を得ることができる。
【０１７１】
第４１の発明によれば、面積の最も大きな壁面に光を照射することによって、十分な光量を反応室全体に照射することができるので、効率的に光情報を得ることができる。
【０１７２】
第４２の発明によると、反応室の１の壁面において、照射端部および受光端部を設けているので、コンパクトに構成することができると共に、部品点数を削減することができる。
【０１７３】
第４３の発明によると、温度昇降体および照射端部を１の壁面に設けることによって、装置規模を削減し、かつ、効率的に配置することができる。
【０１７４】
以上、第１から第４３の発明によれば、反応容器の反応室の壁に温度昇降体を形成し、該温度昇降体に外部から信号を送ることによって、簡単な構造で安価に製造することが可能で、前記液体の温度制御の精度および応答性を高め、例えば、リアルタイムＰＣＲにおける量の測定等の処理を迅速化かつ効率化させた。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図６】本発明の第６の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図７】本発明の第７の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図８】本発明の第８の実施例に係る反応容器および装着されたキャップを示す図である。
【図９】本発明の第９の実施例に係る反応容器を示す図である。
【図１０】本発明の第１０の実施例に係る反応容器、装着されたキャップおよびノズルを示す図である。
【図１１】図１０に示した反応容器の断面図である。
【図１２】本発明の第１１の実施例に係る反応容器および反応測定が行われている図である。
【図１３】図１２に示した反応容器を他の光情報測定装置を用いて反応測定が行われている図である。
【図１４】本発明の第１２の実施例に係る反応容器および反応測定が行われている図である。
【図１５】本発明の実施例に係る装置全体を示す図である。
【図１６】本発明の実施例に係る液導入装置を示す図である。
【図１７】本発明の実施例に係る光情報測定装置を示す図である。
【図１８】本発明の実施例に係る光情報測定装置を示す図である。
【図１９】本発明の実施例に係る回転機構を示す図である。
【図２０】本発明の実施例に係る処理流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０１７６】
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、各実施例において同一のものは同一の符号で表わし説明を省略した。
【０１７７】
図１（ａ）から（ｅ）は、本発明の第１の実施例に係る反応容器１１および該反応容器１１を収容して支持する支持台１７を示す上方及び下方からの斜視図、平面図、側面断面図及び正面断面図である。図１（ａ）（ｂ）において、反応容器１１は、液体を収容可能で、円筒状の壁１５で囲まれた反応室１２を有する。また、該反応室１２の上部の開口部１３には、円板状のフランジ１４が壁１５の側方に突出するように設けられている。また、前記壁１５の外側面には、温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ導電性薄膜１６によって被覆され、該壁１５の外側面に、該反応容器１１の軸方向に沿いかつその反応容器１１の底面側にまで達するような前記接触部としての２つの細膜状の電極膜１６ａ，１６ｂが、該反応容器１１の中心軸を挟むように対向する位置で前記導電性薄膜１６と電気的に接続した状態で設けられている。
【０１７８】
該反応容器１１を支持する前記支持台１７は、前記反応室１２の外径よりも大きく、前記フランジ１４の外径よりも小さい内径をもちかつ該反応室１２の高さよりも深い長さをもつ前記反応室１２を収容するための縦穴１８が設けられている。該縦穴１８の底部には貫通孔１７ａ，１７ｂが設けられている。
【０１７９】
図１（ｃ）に、該反応容器１１が前記支持台１７に収容した状態の平面図を示し、図１（ｄ）および図１（ｅ）には、各々ＡＡ線視断面図およびＢＢ線視断面図を示す。該図に示すように、該貫通孔１７ａ，１７ｂの上側には、前記縦穴１８の該内底部から上方に突出するように端子１８ａ，１８ｂが設けられ、前記貫通孔１７ａ，１７ｂの下側を通って外部に設けた電気的信号である所定電流を供給する前記指示部または前記電磁気的供給部に相当する情報処理装置、電源回路と導線を介して接続されている。前記反応容器１１の前記反応室１２が該縦穴１８に収容された場合には、該端子１８ａ，１８ｂは、前記電極膜１６ａ，１６ｂと接触可能である。
【０１８０】
図１（ｆ）に、該反応容器１１を形成する温度昇降体としての前記導電性薄膜１６を模式的に表す。該導電性薄膜は、アルミ製薄膜２と、該アルミ製薄膜２に被覆された酸化アルミニウム箔３と、前記アルミ製薄膜２の反対面側を被覆したポリプロピレン被膜４とを有し、該ポリプロピレン被膜４が前記反応室１２の壁１５の外側面に溶着している。また、前記酸化アルミニウム箔３の外表面には、高い導電性をもつ金属膜で形成された前記電極膜１６ａ，１６ｂが電気的に接続して設けられている。なお、該酸化アルミニウム箔３の外表面には、温度センサの電極５が設けられている。該温度センサによって得られたデータは、図示しない指示部に相当する情報処理装置に入力して、温度制御の電気的信号である電流の大きさ、向き等の決定に用いられる。前記電極膜１６ａ，１６ｂ間に電流を流すことによって、前記導電性薄膜１６を発熱させることができる。
【０１８１】
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明の第２の実施例に係る反応容器２１および該反応容器２１を収容して支持する支持台２７を示す上方および下方からの斜視図、平面図および断面図を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）において、該反応容器２１は、液体を収容可能で、円筒状の壁２５で囲まれた反応室２２を有する。また、該反応室２２の上部の開口部２３には、円板状のフランジ２４が壁２５の側方に突出するように設けられている。また、前記壁２５の外側面には、温度昇降体として、所定の抵抗値をもつ導電性薄膜２６によって被覆されている。該導電性薄膜２６は、その上部で前記フランジ２４の下側面に設けられた円板状の電極膜２６ａと電気的に接続し、その下部において、前記反応容器２１の外底部を被覆する電極膜２６ｂと電気的に接続している。この電極膜２６ａ，２６ｂは前記接触部に相当する。該導電性薄膜２６の例としては、例えば図１（ｆ）に示した導電性薄膜を用いる。
【０１８２】
該反応容器２１を支持する前記支持台２７は、前記反応室２２の外径よりも大きく、前記フランジ２４の外径よりも小さい内径をもつ前記反応室２２を収容する縦穴２８が設けられている。また、該支持台２７の外底部には、２つの貫通孔２７ａ，２７ｂが該支持台２７の軸方向に沿って設けられている。
【０１８３】
図２の（ｃ）（ｄ）に示すように、前記貫通孔２７ａ，２７ｂの上側には、前記支持台２７の上側から上方に突出するように設けられた棒状の端子２８ａ，２８ｂが設けられ、前記貫通孔２７ａ，２７ｂの下側を通って外部に設けた指示部または電磁気供給部である情報処理装置や電源回路と導線を介して接続されている。また、前記縦穴２８の底には、ばね２９で上方に付勢された端子ブロック２７ｃが設けられ、前記反応容器２１を該縦穴２８に挿入した場合には、該反応容器２１の外底部を被覆する前記電極膜２６ｂと接触し、前記電極膜２６ａは、前記端子２８ａ，２８ｂと接触するように載置される。これによって前記電極膜２６ａと電極膜２６ｂとの間に所定の電流を流すことによって、前記導電性薄膜２６が発熱する。ここで、該電極膜２６ａ，２６ｂは前記接触部に相当する。
【０１８４】
図３（ａ）から（ｄ）は、本発明の第３の実施例に係る反応容器３１および支持台３７を示す斜視図、平面図、側面図および断面図である。図３（ａ）において、反応容器３１は、液体を収容可能で、略円筒状の壁３５で囲まれた反応室３２を有する。また、該反応室３２の上部の開口部３３には、円板状のフランジ３４が壁３５の側方に突出するように設けられている。また、該壁３５の外側面には、温度昇降体として所定の抵抗値を持つ導電性薄膜３６によって被覆され、該壁３５の外側面に、該反応容器３１の軸方向に沿い、かつ反応容器３１の中心軸を挟むように対向する位置で突条が設けられ前記導電性薄膜３６と電気的に接続した電極膜３６ａ，３６ｂによって被覆されている。これらの電極膜３６ａ，３６ｂが前記接触部に相当する。該導電性薄膜３６としては、例えば図１（ｆ）に示した導電性薄膜である。該電極膜３６ａ，３６ｂに電気的信号である所定値の電流を流すことによって導電性薄膜３６の発熱が可能である。
【０１８５】
前記反応容器３１を支持する前記支持台３７は、前記反応室３２の外径よりも大きく、前記フランジ３４の外径よりも小さい間隔で、前記電極膜３６ａ，３６ｂが被覆された前記突条が挿入可能な軸方向に沿った溝３７ｃ、３７ｄが穿設されたプレート状端子３７ａ，３７ｂが相互に向かい合った位置に並行に設けられている。該プレート状端子３７ａ，３７ｂの高さは、前記反応室３２の高さと等しいかまたはやや高く設ける。
【０１８６】
図４には、本発明の第４の実施例に係る反応容器４１および該反応容器４１を支持する支持台４７を示す上方および下方から見た斜視図、平面図、側面断面図である。図４（ａ）（ｂ）において、前記反応容器４１は、液体を収容可能で、円筒状の壁４５で囲まれた複数の（この例では、４列×８行）のマトリクス状に基板４４に配列して設けられた反応室４２を有する。該基板４４には、前記各反応室４２の上部の開口部４３が設けられている。また、前記壁４５の外側面には、温度昇降体として所定の抵抗値をもつ導電性薄膜４６によって被覆されている。すなわち、該導電性薄膜４６は壁４５に一体的に設けられている。該導電性薄膜４６としては、例えば図１（ｆ）に示した導電性薄膜である。
【０１８７】
該反応容器４１を支持する支持台４７は、前記反応室４２が嵌合可能な大きさをもち、前記各反応室４２に対応する位置に配列された複数の縦穴４８（この例では、４列×８行）がマトリクス状に配列されている。該各縦穴４８には、該縦穴４８に嵌合した前記反応容器４１の前記反応室４２の壁４５の外側面を被覆する導電性薄膜４６と接触可能であって、その軸方向に沿って細長い膜状端子４８ａおよび、図４（ｄ）に示すように前記膜状端子４８ａと電気的に離間した状態で設けられた他の膜状端子４８ｂが、前記縦穴４８の内壁面に設けられている。該膜状端子４８ａ，４８ｂが前記導電性薄膜４６と接触して、端子間に前記指示部または電磁供給部である情報処理装置や電源回路からの所定電流値の電流を流すことにより発熱可能である。ここでは前記接触部は、導電性薄膜４６自体である。
【０１８８】
図５には、本発明の第５の実施例に係る反応容器５１および該反応容器５１を支持する支持台５７を示す上方および下方から見た斜視図、平面図、および断面図である。図５（ａ）（ｂ）において、前記反応容器５１は、液体を収容可能で、円筒状の壁５５で囲まれた複数の（この例では、４列×８行）のマトリクス状に基板５４に配列して設けられた反応室５２を有する。該基板５４には、前記反応室５２の上部の開口部５３が設けられている。また、前記壁５５の外側面には、温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ導電性薄膜５６によって被覆されている。すなわち、該壁５５には導電性薄膜５６が一体的に形成されている。また、前記反応容器５１の基板５４の下側（裏側）には、前記導電性薄膜５６と電気的に接続した電極膜５６ａが被覆され、前記反応室５２の外底部には、該導電性薄膜５６と電気的に接続した電極膜５６ｂが被覆されている。
【０１８９】
該反応容器５１を支持する支持台５７は、前記反応室５２が挿入可能な大きさをもち、前記反応室５２に対応する位置に配列された複数の縦穴５８（この例では、４列×８行）がマトリクス状に配列されている。該各縦穴５８には、該縦穴５８に嵌合した前記反応容器５１の前記電極膜５６ａと接触可能な膜状端子５８ａが、前記縦穴５８の開口部に設けられ、また、該反応室５２の該縦穴５８への挿入の際において、前記反応室５２の外底部を被覆する電極膜５６ｂと接触可能な端子ブロック５８ｂが該縦穴５８の底に設けられている。また、該端子ブロック５８ｂは、ばね５９によって上方に付勢され、前記反応容器５１の前記反応室５２の電極膜５６ｂと前記端子ブロック５８ｂとの接続を確実にしている。前記膜状端子５８ａと前記端子ブロック５８ｂは前記指示部または電磁供給部である情報処理装置や電源回路と電気的に接続され、前記電極膜５６ａ，５６ｂが前記接触部に相当する。
【０１９０】
図６には、本発明の第６の実施例に係る反応容器６１および該反応容器６１を支持する支持台６７を示す上方および下方から見た斜視図、平面図および該断面図を示す。
【０１９１】
図６（ａ）（ｂ）において、該反応容器６１は、液体を収容可能で、円筒状の壁６５で囲まれた複数の（この例では、４列×８行）のマトリクス状に基板６４に配列して設けられた反応室６２を有する。該基板６４には、前記反応室６２の上部の開口部６３が設けられている。また、図６（ｃ）に拡大して示すように、前記壁６５の外側面には、温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ導電性薄膜６６によって被覆されている。また、前記反応室６２の前記壁６５の外側面には、該反応室６２の軸方向に沿いかつその反応室６２の底面側にまで達するように２つの細膜状の電極膜６６ａ，６６ｂが、該反応室６２の中心軸を挟んで対向する位置で設けられ、前記導電性薄膜６６と電気的に接続している。ここで、前記電極膜６６ａ，６６ｂが前記接触部に相当する。
【０１９２】
該反応容器６１を支持する前記支持台６７は、前記反応室６２と嵌合する大きさをもち、前記各反応室６２に対応する位置に配列された複数の縦穴６８（この例では、４列×８行）がマトリクス状に配列されている。また、各縦穴６８に対応する前記支持台６７の底面には、各々２対の貫通孔６７ａ，６７ｂが設けられている。
【０１９３】
また、図６（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すように、前記貫通孔６７ａ，６７ｂの上側には、該各縦穴６８の内底部から上方に突出するように端子６８ａ，６８ｂが設けられ、前記貫通孔６７ａ，６７ｂの下側を通って外部に設けた指示部または電磁気供給部である情報処理装置や電源回路と導線を介して接続されている。前記反応容器６１の各反応室６２が前記縦穴６８に嵌合した場合には、該端子６８ａ，６８ｂは、前記各反応室６２に設けられた前記電極膜６６ａ，６６ｂと接触可能である。
【０１９４】
さらに、図７には、本発明の第７の実施例に係る反応容器７１および該反応容器７１を支持する支持台７７を示す上方および下方から見た斜視図、平面図及び断面図を示す。
【０１９５】
図７（ａ）（ｂ）において、該反応容器７１は、液体を収容可能で、円筒状の壁７５で囲まれた複数（この例では、４列×８行）のマトリクス状に基板７４に配列して設けられた反応室７２を有する。該基板７４には、前記反応室７２の上部の開口部７３が設けられている。また、前記反応容器７１の外側面には、温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ導電性薄膜７６によって被覆されている。また、前記反応容器７１の基板７４の下側（裏側）には、前記電極膜７６ａが、前記反応室７２の外底面には電極膜７６ｂが設けられ、各々前記導電性薄膜７６と電気的に接続している。
【０１９６】
前記反応容器７１を支持する支持台７７は、前記反応室７２と嵌合する大きさをもち、前記各反応室７２に対応する位置に配列された複数の縦孔７８（この例では、４列×８行）がマトリクス状に配列された位置決め用プレート７７０が、前記支持台７７の両側縁から延設された両側壁によって支えられて該支持台７７の上底面との間に一定間隔を開けて位置している。
【０１９７】
前記両側壁の上側面の４隅には、指示部または電磁気供給部である情報処理装置や電源回路と電気的に接続した４本の棒状の端子７７１から端子７７４が上方に突出するように設けられ、前記電極膜７６ａの４隅に張り出すように設けられた４つの接触部７６１から接触部７６４と接触可能である。
【０１９８】
また、前記支持台７７には、前記位置決め用プレート７７０の各縦孔７８に対応する位置に、ばね７９aによって付勢され前記電源回路と電気的に接続した端子ブロック７９が設けられ、該支持台７７に支持された前記各反応室７２の外底面にある電極膜７６ｂと接触可能に設けられている。
【０１９９】
続いて、図８に基づいて、本発明の第８の実施例に係る反応容器８１を説明する。図８（ａ）は、該反応容器８１にキャップ８７を装着した状値の側面図であり、図８（ｂ）は、該キャップ８７が装着された状態の反応容器８１の正面図である。また、図８（ｃ）は、図８（ａ）の一部拡大断面図であり、図８（ｄ）は、前記反応容器８１から前記キャップ８７を脱着した状態を示す斜視図である。
【０２００】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、該反応容器８１は、上部に開口部８２ａを有し、液を貯留可能な円筒状の貯留室８２と、該貯留室８２と液導入用流路８３および排気用流路８８を介して連通し該貯留室８２よりも薄く形成された反応室８５と、前記液導入用流路８３および前記排気用流路８８とを有し、前記液導入用流路８３、前記排気用流路８８および前記反応室８５は、全体が薄板状に形成され、その全体が透光性をもつ反応部８４に設けられている。前記開口部８２ａは、キャップ８７が嵌挿されて装着可能であり、該キャップ８７はさらに回転体としての後述するノズル２２２に螺合によって装着可能である。すなわち、該開口部８２ａは該キャップ８７を介して該ノズル２２２に装着可能である。すなわち、該反応容器８１は、前記反応室８５に液体を導入する液導入機構として、回転体を用いて遠心力を加えて液体を導入する。
【０２０１】
該反応室８５は、前記貯留室８２の下方で、かつ、前記開口部８２ａまたは貯留室８２の軸線に対して、貯留室８２よりも各室の重心の位置座標として遠い位置に設けられている。前記開口部８２ａまたは貯留室８２の軸線は、後述する回転体としてのノズル２２２に該反応容器８１が装着された際には、該回転体の回転軸線と一致する。
【０２０２】
したがって、該回転体を回転させた場合に、前記貯留室８２内の液体に遠心力が加えられ、前記回転軸線よりも遠い位置にある前記反応室８５内に前記流路８３を介して液体が導入され、前記反応室８５内に収容されていた空気または導入された液体の一部は前記排気用流路８８を介して貯留室８２に戻る。該反応室８５および前記液導入用流路８３、および排気用流路８８は、有底の溝が形成された平面状のフレーム８４ａに設けられ、該フレーム８４ａの片面側は後述する可撓性の膜状部材８４ｄによって塞がれているとともに、温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ導電性薄膜８６で被覆されている。前記液導入用流路８３は、前記貯留室８２のない底面に入口をもち該反応室８５の上部に出口をもち、前記排気用流路８８は、該反応室８５の上側に入口をもち前記貯留室８２の内側面に出口をもち、前記反応室８５と前記貯留室８２とを連通している。ここで、可撓性の膜状部材としては、例えば、押圧によって変形しやすいポリエチレンまたはシリコーン等が用いられる。
【０２０３】
前記液導入用流路８３は、反応室８５に近い下側において、幅が最も短くなり、その位置で、前記膜状部材８４ｄの外部から押圧して該流路８３を閉塞する閉塞部８３ａを設けている。また、図８（ｃ）に示すように、前記排気用流路８８の中間には、前記反応室８５からの流路８８ｄと連通し前記フレーム８４ａと膜状部材８４ｄとの間の空間内で前記膜状部材８４ｄ方向に突出する穴部８８ｅが前記膜状部材８４ｄとの間に間隔８８ｃを空けて設けられ、前記貯留室８２からの流路８８ｂと前記間隔８８ｃをのみ通して連通している。該部分は、該膜状部材８４ｄをその外部から押圧することによって前記排気用流路８８を遮断することができる閉塞部８８ａに相当する。
【０２０４】
さらに、前記膜状部材８４ｄの外表面に、ほぼ前記反応室８５を被覆するように、温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ導電性薄膜８６が接着、貼着、溶着、または蒸着等で被覆されている。該導電性薄膜８６の対向する２つの縁部には、電極膜８６ａ，８６ｂが設けられ、図示しない指示部または電磁気供給部である情報処理装置や電源回路等と電気的に接続された端子と接触可能である。該端子は前記電極膜８６ａ，８６ｂに対して接離可能に設けられる。該電極膜８６ａ，８６ｂは前記接触部に相当する。
【０２０５】
図８（ｄ）に示すように、前記反応容器８１は、その開口部８２ａにおいて、前記キャップ８７と着脱自在に嵌合によって装着されている。該キャップ８７は、その下端にある前記開口部８２ａと嵌合可能な嵌合部８７ｃを有し、該嵌合部８７ｃの先端近傍には、ロック用リム８７ｅおよびＯリング８７ｄが設けられている。また、該キャップ８７の上端部の開口部はノズル２２２に嵌合するノズル嵌合部８７ｂである。また、キャップ８７の外側面の上側には、複数条の突条８７ａが設けられ、後述するキャップ係合部２４７ａ，２４７ｂと係合可能であり、これによって、キャップ８７の自動的な脱着が可能となる。
【０２０６】
なお、図８（ａ）において、符号８４ｂは、回転支持軸であって、前記開口部８２ａの軸線に沿った位置に設けられ、前記反応容器８１を回転させる際に、該回転支持軸を軸支して、回転時の芯ふれを防止して回転を円滑に行われるためのものである。符号８４ｃは、前記フレーム８４ａに設けた窪みである。
【０２０７】
なお、図８（ａ）に示すように、前記反応室８５は薄型の円筒状に形成され、該反応室８５は、２つの底面と１つの側面に囲まれ、底面積は側面積よりも大きく形成されている。反応時においては、この膜状部材８４ｄが形成されている大壁面の外部には、前記閉塞部８３ａおよび前記閉塞部８８ａにおいて、前記膜状部材８４ｄの外部から押圧する移動可能な押圧部が設けられる必要があり、その反対側の壁面には、励起用の光を発生するトリガー光源からの光を照射する光ファイバの先端部またはレンズ等の照射端部が配置される。これらの押圧部および照射端部は、前記反応室８５の大壁面に対して接離可能に設けられている。なお、前記閉塞部８３ａにおいて、弾性体で形成され、液体または気体が通過可能な孔部と、該孔部と連通する空隙とから形成し、前記空隙を押圧することによって、該空隙を塞いで、閉塞可能とする弾性弁体（例えば、図９（ｃ）の符号９５，９６）を設けても良い。
【０２０８】
続いて、ノズルの吸引吐出によって液体を導入する部類に属する反応容器について図９乃至図１１に基づいて説明する。
【０２０９】
図９は、第９の実施例に係る反応容器９１を示すものである。図９（ｄ）は、該反応容器９１の斜視図を示すものであり、図９（ａ）は、その正面図、図９（ｂ）はその断面側面図であり、図９（ｃ）は、図９（ｃ）で示した領域Ｆの拡大断面図である。
【０２１０】
該反応容器９１は、太径の円筒状の貯留室９２と、該貯留室９２よりも薄く形成された両底面が菱形の角柱状の反応室９３と、該反応室９３の下側に設けられた前記円筒よりも細く形成された細径部９４とを有するものである。
【０２１１】
前記貯留室９２と前記反応室９３との間、および前記反応室９３と外部との間は、各々流路９２ｃと細径部９４とによって結ばれている。また、前記流路９２ｃおよび細径部９４には、押圧によって閉塞可能な閉塞部９５，９６として前記弾性弁体が設けられている。
【０２１２】
前記貯留室９２には、図示しないノズルがその開口部９２ａにおいて嵌合して装着可能であり、該貯留室９２の内部であって、前記ノズルの装着部分の下側に、例えば、該貯留室９２を仕切るように断熱用フィルタ９２ｂが設けられている。これによって、反応室９３への加熱冷却効果を高めることができる。また、前記貯留室９２の下側は、先細りに形成され流路９２ｃと連通する。また、該貯留室９２の外面には複数本の突条９２ｄが設けられ、該突条９２ｄにより後述するチップ除去板９３ａにより自動的に除去可能となる。
【０２１３】
前記反応室９３の大壁面の一方は、押圧によって変形可能な軟質材で形成された膜９７が張られ、該大壁面の他方は、前記反応容器９１のフレームによって形成されるとともに、熱伝導性を高めるために、該反応室９３を覆う該フレームに窪み９８を設けて、肉薄状に形成している。また、該膜９７の外側には、温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ菱形状の導電性薄膜１００を接着、貼着、溶着、蒸着して設け、該導電性薄膜１００の対向する両縁には、細長状の電極膜１００ａ，１００ｂを設けるようにする。これによって、前記電極膜１００ａ，１００ｂ間に所定の電流を流すことによって発熱させて、前記反応室９３内を効率的に加熱することができる。
【０２１４】
前記閉塞部９５，９６は、例えば、前述したように孔部と、押圧によって閉塞可能な空隙とを有する弾性弁体を設けても良い。
【０２１５】
図１０は、第１０の実施例に係るチップ状反応容器１０１あって、流体の通過可能なキャップ１０２、および、回転、上下動および水平動可能な反応容器液導入装置を兼ねる液導入装置２５０のノズル２２２に前記チップ状反応容器１０１が装着された反応容器装着部分を示す。
【０２１６】
図１０（ａ）は、前記液導入装置２５０の反応容器装着部分の分解斜視図であり、図１０（ｂ）は、該液導入装置２５０の反応容器装着部分を示す。
【０２１７】
図１０（ａ）に示すように、前記チップ状反応容器１０１は、円筒状の太径部１０５と、該太径部１０５の下側に設け、該太径部１０５よりも細く形成した細径部１０６と、前記太径部１０５の上側に設けられ前記太径部１０５よりもさらに太い外径をもち、前記キャップ１０２の先端部１０２ａを嵌挿可能な開口部１０５ａと、前記太径部１０５から前記細径部１０６にかけて、収容された円筒状のコア１０３とを有している。該コア１０３の外周面には、収容された前記太径部１０５または細径部１０６の内周面との間で隙間を形成するためのスペーサとしての複数の突起部１０３ａが外方向に突出するように設けられている。このコア１０３の外周面と前記太径部１０５の内周面との間の前記隙間が前記反応室に相当する。また、前記太径部１０５の上側でコア１０３の上方の空間が前記貯留室に相当する。
【０２１８】
また、該コア１０３の下端は、前記細径部１０６の形状に合わせて先細りに形成され、該コア１０３の上端には、前記キャップ１０２の先端部１０２ａを閉塞させて、流体の通過を不能にすることができる閉塞部１０３ｂを有する。この例では、該閉塞部１０３ｂは、前記キャップ１０２の先端部１０２ａに設けた外方に拡開する孔部１０２ｆ（図８参照）に対応して円錐状に形成されている。
【０２１９】
さらに、前記キャップ１０２は、全体が中空の略円筒状であって、基部１０２ａと、該基部１０２ａの外径よりも細く形成した外径をもつ先端部１０２ｂと、前記基部１０２ａの外径よりも太い外径をもち前記ノズル２２２の先端が嵌合可能な嵌合部１０２ｅとを有している。前記先端部１０２ｂには、前記反応容器１０１の開口部１０５ａの内面に密着するリム１０２ｃおよび環状の溝１０２ｄが設けられている。
【０２２０】
また、前記太径部１０５の外側面には、前記温度昇降体としての導電性薄膜１０５ｂが接着、貼着、溶着、蒸着等によって被覆されている。これによって、該太径部１０５内に設けた反応室を加熱可能となる。
【０２２１】
図１０（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、チップ状反応容器１０１の外側面に被覆された前記温度昇降体としての導電性薄膜１０５ｂと電気的に接触して該導電性薄膜１０５ｂを発熱させるために電流を供給する情報処理装置や電源回路等と接続された端子ブロック１０９，１１０を示す。ここでは、前記接触部は、該導電性薄膜１０５ｂである。加熱冷却は、該端子ブロック１０９，１１０が設けられた領域にまで前記チップ状反応容器１０１を前記ノズル２２２に装着した状態で、前記液導入装置２５０を用いて移動して、前記チップ状反応容器１０１に対する前記液導入装置２５０からの脱着および装着がなされる。
【０２２２】
なお、該液導入装置２５０には、前記チップ状反応容器１０１をこそぎ落とすために、前記開口部１０５ａの外径よりもやや小さくかつ、前記キャップ１０２の基部１０２ａの外径よりは大きく穿設された半円状の切欠きのあるチップ除去板２２３ａを有する。該チップ除去板２２３ａは、上下方向の移動および前記反応容器１０１したがってノズル２２２の軸線に対し接近離間可能に設けられている。さらに、該液導入装置２５０には、前記キャップ１０２の前記嵌合部１０２ｅを上下から挟むようにして該キャップ１０２の前記嵌合部１０２ｅの段差部分と係合可能なキャップ係合部２４７ａ，２４７ｂが設けられている。下側の前記キャップ係合部２４７ａは、前記キャップ１０２の基部１０２ａの外径よりも大きく前記嵌合部１０２ｅの外径よりも小さい半円状の切欠きを有し、上側の前記キャップ係合部１０７ｂは、前記ノズル２２２の外径よりも大きく前記嵌合部１０２ｅの外径よりも小さい半円状の切欠きを有する。また、該上側のキャップ係合部２４７ａと、下側のキャップ係合部２４７ｂの間の距離は固定され、これらのキャップ係合部２４７ａ，２４７ｂは、上下動のみならず、前記ノズル２２２の軸線に対して接近離間可能に設けられている。
【０２２３】
図１０（ｃ）は、前記キャップ係合部２４７ａ、４７ｂ、およびチップ除去板２２３ａを、同時に下側に下げることによって、前記ノズル２２２から、キャップ１０２が装着されたチップ状反応容器１０１を外し、該反応容器１０１の太径部１０５が、前記端子ブロック２４９ａ，２４９ｂに挟まれた位置に支持されて、前記導電性薄膜１０５ｂに電流が供給されている状態を示している。
【０２２４】
図１０（ｄ）は、前記ノズル２２２に前記キャップ１０２を装着した状態で前記チップ除去板２２３ａだけを降下させて、前記反応容器１０１を前記キャップ１０２から外した状態を表す。
【０２２５】
図１０（ｅ）は、前記ノズル２２２に前記キャップ１０２を介して前記反応容器１０１を装着した状態で、該反応容器１０１を前記端子ブロック２４９ａ、２４９ｂに挟まれた状態を示している。なお、前記コア１０３の外周面上の、予め定めた位置座標に、予め定めた種々の生体物質が、予め定めた関係で前記位置と対応付けて配列しておき、該ノズル２２２の吸引機能を用いて、標識化した生体物質が懸濁する溶液を前記太径部１０５内に導入し、前記温度昇降体によって反応を促進し、外部から標識物質の発光状態を測定することで、生体物質の存在、構造、性質の解析に用いることができる。
【０２２６】
図１１（ａ）に、前記反応容器１０１の断面図を示すように、前記コア１０３の外面と前記太径部１０５の壁１０５ｃの内面で囲まれた隙間部１０１ａが前記反応室に相当し、該太径部１０５の上側で前記コア１０３の上部に形成された空間部１０１ｂが前記貯留室に相当する。なお、前記導電性薄膜１０５ｂは、該壁１０５ｃの外面を被覆するように設けられている。また、前記キャップ１０２の先端部１０２ｂには、前記コア１０３の閉塞部１０３ｂによって閉塞可能な形状をもつ孔部１０２ｆが穿設されている。前記先端部１０２ｂが前記反応容器１０１の開口部１０５ａに最も深く挿入した状態で、前記孔部１０２ｆは前記閉塞部１０３ｂによって閉塞される。先端部１０２ｂの内部の上側には断熱用フィルタ１０２ｇが設けられて、前記反応室からの熱がノズル２２２に伝達することから防止する。
【０２２７】
図１１（ｂ）は、前記キャップ１０２の前記先端部１０２ｂを前記キャップ係合部２４７ａ，２４７ｂを上方向に移動させることによって、前記キャップ１０２の嵌合部１０２ｅに引っ掛けて該キャップ１０２を上方向にやや移動させる。すると、前記孔部１０２ｆから前記コア１０３の閉塞部１０３ｂが外れ、前記ノズル２２２は、前記キャップ１０２の断熱用フィルタ１０２ｇを介して前記反応容器１０１と連通する。したがって、該反応容器１０１の細径部１０６を液が収容されている容器内に挿入し、前記キャップ１０２の位置が、前記孔部１０２ｆを開放した状態で該ノズル２２２によって気体の吸引を行うことで、液を前記反応容器１０１の細径部１０６および前記隙間部１０１ａを通って空間部１０１ｂにまで導入する。その後、前記キャップ１０２の先端部１０２ｂを前記反応容器の開口部１０５ａに最も深く挿入した状態にして、前記孔部１０２ｆを前記閉塞部１０３ｂによって閉塞するとともに、前記細径部１０６の先端を図示しない他のキャップに挿入して嵌合することで、前記隙間部１０１ａ内に液を密封することができる。
【０２２８】
続いて、図１２に基づいて、第１１の実施例に係る反応容器１１１を、液導入装置２５０が有する回転体としての前記ノズル２２２の下端部にキャップ１２０を介して装着して、前記液導入装置２５０によって、反応測定位置にまで移送された場合の光情報測定部の照射端部としてのレンズ１２２および励起用のトリガー光源１２３と、レンズ、光分配手段、フィルタ等の光学系を有する受光端部を含む受光光学系１２４並びに前記反応容器１１１に対し、前記照射端部からの光を照射させ、前記反応容器１１１からの光を前記受光端部へ導くためのハーフミラー１２１とを有する。
【０２２９】
図１２（ａ）は、前記反応容器１１１を示す側面図であり、該反応容器１１１は、開口部を有し液の貯留が可能な貯留室１１２と、該貯留室１１２と連通し、前記貯留室１１２よりも薄く形成された略薄形の円筒状の反応室１１５と、前記貯留室１１２と前記反応室１１５との間を連通する導入用流路１１３とを有するものである。前記反応室１１５は、したがって、円形の２つの大面積の大底面と小面積の１つの側壁面とに囲まれることになる。前記導入用流路１１３および反応室１１５は、それらを挟むように層状に形成され、その全体が透光性の反応部１１４に設けられている。この例では、前記導入用流路１１３および反応部１１４は有底の平面状フレーム１１４ａに形成され、フレーム１１４ａの開口側には、可撓性の薄膜１１４ｂによって覆われている。また、該反応室１１５の２つの大底面側に、前記温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ２枚の長方形状で、前記反応室１１５を覆う大きさの所定抵抗値をもつ導電性薄膜１１６，１１７が接着、貼着、溶着または蒸着して設けられ、各導電性薄膜１１６，１１７の対向する２つの縁には前記接触部としての電極膜１１６ａ，１１６ｂ，１１７ａ，１１７ｂが設けられている。なお、図中、符号１１３ａは、押圧によって前記導入用流路１１３を閉塞することができる閉塞部である。
【０２３０】
図１２（ｂ）に示すように、前記導電性薄膜１１６，１１７の外部には、前記電極膜１１６ａ，１１６ｂ，１１７ａ，１１７ｂと各々接触可能な端子１１８ａ，１１８ｂ，１１９ａ，１１９ｂが突出して設けられるとともに、これらの端子は前記指示部または電磁気供給部としての情報処理装置や電源回路と電気的に接続されている。該反応容器１１１に対して接離可能に設けられた移動用プレート１１８，１１９に設けられている。また、該移動用プレート１１８には、前記閉塞部１１３ａを閉塞するために、該移動用プレート１１８に対してさらに移動可能な押圧部１１８ｃを有している。また、前記移動用プレート１１９は、前記反応室１１５に対する光の照射および受光を可能にするために、中央部分１１９ｃが透明であり、または孔が設けられている。
【０２３１】
該反応容器１１１は、前記液導入装置２５０の回転体として、流体の吸引および吐出が可能であり、かつその軸心について回転可能なノズル２２２の下端部を覆うようにして、前記キャップ１２０の上側の内面が前記ノズル２２２の螺合部２２３の外面と螺合している。これによって、ノズル２２２が、装着される反応容器１１１またはその収容液との接触を防止することができる。該キャップ１２０の外面は螺刻されており、前記反応容器１１１の前記開口部の内面と螺合することによって該反応容器１１１が前記ノズル２２２に装着される。該ノズル２２２と連結し該ノズル２２２とともに回転可能に設けられたシリンダ（図示せず）は、シリンダ状部材２２１の内部に設けられ、該シリンダ状部材２２１にベアリング（図示せず）を介して回転可能に支持されている。前記ノズル２２２の流体吸引吐出を行うために、前記シリンダ内には、ノズル２２２内の圧力を調整するプランジャ（図示せず）を上下動させるロッド２２４を有している。該ロッド２２４の上端には、該ロッド２２４の径よりも大きな径をもつ端部２２４ａが設けられている。回転可能な前記シリンダ内に挿入されたロッド２２４は、前記ノズル２２２またはシリンダは回転不能に設けられている。
【０２３２】
このように、本実施の形態にあっては、前記螺合部２２３と前記キャップ１２０との間、および該キャップ１２０と前記反応容器１１１の前記開口部との間は、螺合によって連結されている。したがって、前記回転体としての前記ノズル２２２の回転によって、各螺合は締まる方向に螺刻されている必要がある。
【０２３３】
本実施例に係る反応容器１１１にあっては、前記反応室１１５は貯留室１１２の下方で、該貯留室１１２のよりも、回転軸線、すなわち、前記開口部の軸線に対して遠い位置に設けられている。したがって、前記貯留室１１２に前記ノズル２２２の吸引吐出によって分注チップによって分注された液は、該ノズル２２２をその軸線の周りに回転させることによって、遠心力によって前記反応室１１５に導入することができる。液が該反応室１１５に導入されると、該反応室１１５内にあった空気は前記導入用流路１１３を通って前記貯留室１１２内に排気され、前記反応室１１５が液で満たされた場合には、前記閉塞部１１３ａを前記押圧部１１８ｃによって押圧して反応室１１５を密封することになる。
【０２３４】
図１２に示すように、温度昇降体である導電性薄膜１１６，１１７、受光端部を含む受光光学系１２４および照射端部であるレンズ１２２等は、前記反応室１１５の大きな面積をもつ２つの円形の大壁面に設けられている。したがって、加熱または冷却を効率的かつ迅速に行うことができるとともに、十分な励起用光を照射し、また、十分な光量を得ることができる。また、光の照射と受光とを同一の壁面で行うようにしているので、装置規模をコンパクトに形成することができる。
【０２３５】
図１３は、前記反応容器１１１を他の例に係る光情報測定部に適用したものである。
該光情報測定部は、図１３（ａ）に示すように、その受光端部として光ファイバ１２８の先端部１２８ａを、円筒状の反応室１１５の外側面に沿って所定間隔で配置し、各先端部１２８ａの光軸は、前記反応室１１５の円筒の軸線から半径方向に向かう光を受光するように定める。該光ファイバ１２８によって導光された光は、受光部１２５に入力し、各光ファイバ１２８ごとに設定された所定のフィルタ１２７を透過させ、ＰＭＴ１２６によって増幅し電気信号に変換されて解析される。
【０２３６】
また、図１３（ｂ）に示すように、前記前記閉塞部１１３ａを押圧する押圧部１１８ｃが前記移動用プレート１１８に設けられている。前記蛍光物質を励起する励起用光を照射する照射端部に相当するレンズ１２２および励起用のトリガー光源１２３は、前記反応室１１５の大きな面積をもつ２つの壁面を挟むように設けられている。この移動用プレート１１８およびレンズ１２２は、図示しない開閉機構によって前記反応室１１５に対して接離可能に設けられている。
【０２３７】
図１４は、第１２の実施例に係る反応容器１３１を示す図である。
図１４（ａ）は、該反応容器１３１を示す正面図であり、該反応容器１３１は、開口部を有し液の貯留が可能な貯留室１３２と、該貯留室１３２と連通し、前記貯留室１３２よりも薄く形成された円柱状の反応室１３５と、前記貯留室１３２と前記反応室１３５との間を連通する導入用流路１３３および排気用流路１３９とを有する。導入用流路１３３は、前記貯留室１３２の底面と前記反応室１３５のやや上部とを接続するものであり、排気用流路１３９は、前記反応室１３５のやや下部から前記導入用流路１３３とを接続するものである。符号１３３ａ，１３３ｂは、押圧によって閉塞可能な部分を示すものであって、ここには例えば前記弾性弁体が設けられている。
【０２３８】
前記反応室１３５は、したがって、円形の２つの大面積の大底面と小面席の１つの側壁面とに囲まれていることになる。前記導入用流路１３３、排気用流路１３９、および反応室１３５は、それらを挟むように層状に形成され、その全体が透光性の反応部１３４に設けられている。
【０２３９】
前記光情報測定部は、図１４（ａ）に示すように、その受光端部として、光ファイバ１２８の先端部１２８ａを、円筒状の前記反応室１３５の外側面に沿って所定間隔で配置し、各先端部の光軸は、前記反応室１３５の円筒の軸線から半径方向に向かう光を受光するように定める、該光ファイバ１２８によって導光された光は、受光部１２５に入力し、各光ファイバ１２８ごとに設定された所定のフィルタ１２７を透過させ、ＰＭＴ１２６によって増幅して電気信号に変換されて解析される。
【０２４０】
図１４（ｂ）に示すように、この例では、これらの前記導入用流路１３３、排気用流路１３９、および反応室１３５は、有底の平面状フレーム１３４ａに形成され、フレーム１３５ａの開口側には、可撓性の膜１３４ｂによって覆われている。また、該反応室１３５の一方の大底面側、すなわち前記膜１３４ｂに、前記温度昇降体としての所定の抵抗値をもつ２枚の長方形状で、前記反応室１３５を覆う大きさの所定抵抗値をもつ導電性薄膜１３６が接着、貼着、溶着または蒸着して設けられ、該導電性薄膜１３６の対向する２つの縁に前記接触部として電極膜１３６ａ，１３６ｂが設けられている。なお、図中、符号１３３ａは、押圧によって前記導入用流路１３３を閉塞することができる閉塞部である。
【０２４１】
図１４（ｂ）に示すように、前記導電性薄膜１３６の外部には、前記電極膜１３６ａ，１３６ｂを各々接触可能な端子１３７ａ，１３７ｂが突出して設けられるとともに、これらの端子は、該反応容器１３１に対して接離可能に設けられた移動用プレート１３７に設けられている。これらの端子は、前記指示部としての情報処理装置や電源回路と電気的に接続している。また、該移動用プレート１３７には、前記閉塞部１３３ａ，１３３ｂを閉塞するために、該移動用プレート１３７に対してさらに移動可能な押圧部１３８ａ，１３８ｂを有している。該導電性薄膜１３６が設けられた側と反対側の前記反応室１３５の前記底面側には、前記光情報測定部の照射端部としてのレンズ１２２および励起用のトリガー光源１２３が設けられ、反応室１３５への励起用光の照射が行われる。
【０２４２】
なお、前記液導入装置２５０の回転体としてのノズル２２２については、図１２で説明した通りなので説明を省略する。
【０２４３】
本実施の形態に係る反応容器１３１にあっては、前記反応室１３５は、前記貯留室１３２の下方で、該貯留室１３２よりも、回転体であるノズル２２２の回転軸線、すなわち、前記貯留室１３２の開口部の軸線に対して遠い位置に設けられている。したがって、前記貯留室１３２に前記ノズル２２２の吸引吐出によって分注チップによって分注された液は、該ノズル２２２をその軸線の周りに回転させることによって、遠心力によって前記導入用流路１３３を通って前記反応室１３５に導入することができる。液が反応室１３５に導入されると、該反応室１３５内にあった空気は、前記排気用流路１３９を通って前記貯留室１３２内に排気され、該反応室１３５が液で満たされた場合には、前記閉塞部１３３ａ，１３３ｂを前記押圧部１３８ａ，１３８ｂによって押圧して前記反応室１３５を密封することになる。
【０２４４】
次に、前記移動用プレート１３７を前記反応室１３５方向に移動させることによって、電源回路等と電気的に接続された端子１３７ａ，１３７ｂを前記導電性薄膜１３６の電極膜１３６ａ，１３６ｂと接触させて、前記温度昇降体としての導電性薄膜１３６を発熱させて、前記反応室１３５内の温度の昇降制御を行うことができる。
【０２４５】
次に反応が終了すると、前記光情報測定部の前記励起用のトリガー光源１２３から所定の波長をもつ光をレンズ１２２を用いて前記反応室１３５の全体に照射し、前記反応室１３５の外側面に所定間隔で配置された受光端部としての光ファイバの先端部１２８ａから光を受光し、光ファイバ１２８二設定されたフィルタ１２７を介して目的とする波長の発光を受光し、前記ＰＭＴ１２６によって増幅し電気信号に変換して解析を行う。
【０２４６】
図１５は、本発明の実施例に係る反応測定処理システム１０の全体を示す概念図である。
【０２４７】
該反応測定処理システム１０は、前記液導入装置２５０と、種々の検体や試薬等に基づいて検体が含有した懸濁液を均質化、抽出、移送、薄層化等の測定準備を行う液処理領域２５１と、前記反応容器の反応室に密封された溶液についてリアルタイムＰＣＲを実行するために光情報を得る反応測定領域２５２とを有している。
【０２４８】
図１５または図１６に示すように、前記液導入装置２５０は、回転体としての、回転可能な複数（この例では８連）のノズル２２２を有し、該ノズル２２２の先端よりやや上部に設けた螺合部２２３に種々の部材を装着して、種々の処理、例えば、液体の薄層化または毛細化、懸濁液の均質化、液体の分注、移送、夾雑物の除去、目的物質の抽出、攪拌、洗浄等を可能とする装置である。ここで、装置には、螺合、嵌合、嵌挿、収容等がある。
【０２４９】
該液導入装置２５０は、図１５および図１６に示すように、複数（この例では８連）の前記回転体としてのノズル２２２と、前記キャップ１２０によって覆われ、吸引吐出口が設けられた該ノズル２２２と、前記キャップ１２０を螺合により装着する前記ノズル２２２の下端よりやや上部に設けた螺合部２２３と、該ノズル２２２と連結したシリンダ２２２ａ内でプランジャ（図示せず）を摺動させるためのロッド２２４とを有する。さらに、該液導入装置２５０は、８連の各前記ノズル２２２およびシリンダ２２２ａをその軸心について回転させるために同心に設けた各歯付プーリ２５３と、８連の該ノズル２２２およびシリンダ２２ａを回転させるためのモータ２８２と、該モータ２８２のモータ軸２８３と、８個の前記歯付プーリ２５３とモータ軸２８３とに掛け渡されたベルト２８４とを有する。符号２８５は前記ベルト２８４の張力調整用のローラである。ここで、図１５においては、前記モータ２８２、モータ軸２８３、ベルト２８４、張力調整用ロータ２８５を省略して見やすくしている。また、図１６においては、前記反応容器８１等の装着は省略している。
【０２５０】
８本の前記ロッド２２４は、駆動板２５４の縁に設けた８個の各切欠き部に該ロッド２２４の径よりも大きな径をもって半径方向に突出している端部２２４ａを掛けるようにして取り付け、該駆動板２５４は、ボール螺子２８８と螺合するナット部２８７と連結している。前記ロッド２２４は、前記シリンダ２２２ａに設けられたばねによって常時下方向に付勢されている。そのため、前記ロッド２２４は、上方向に動く場合には前記ナット部２８７によって上げられるが、下方向に下がる場合には、該ナット部２８７によるのではなく前記ばね力によって下がる。該ボール螺子２８８は、断面コの字状の支持部材２５６に設けられたモータ２５５によって回転駆動され、これによって、前記駆動板２５４および８本の前記ロッド２２４が一斉に上下動する。
【０２５１】
図１６において、符号２２３ａは、装着した分注チップを除去するためのチップ除去板であり、該チップ除去板２２３ａは、下方向に延びる支持部２２３ｂを有しボール螺子２２３ｄと螺合し、該ボール螺子２２３ｄは、モータ２２３ｅによって回転駆動される。したがって、該モータ２２３ｅの回転によって、該チップ除去板２２３ａは、前記ノズル２２２に対して進退可能となる。該モータ２２３ｅ、ボール螺子２２３ｄ、したがって、チップ除去板２２３ａは、筐体２５７内に設けたボール螺子機構によって構成された上下動機構によって上下動可能である。   
【０２５２】
前記ボール螺子２２３ｆには、前記キャップ係合部２４７ａ，２４７ｂが設けられた係合ブロック２４７が螺合している。前記モータ２２３ｇの回転によって、前記チップ除去板２２３ａに対して前記キャップ係合部２４７ａ，２４７ｂが接近しまたは離間することが可能である。
【０２５３】
なお、符号２２３ｃは圧力センサ接続用の流路である。
【０２５４】
該支持部材２５６は、前記筐体２５７内に設けたボール螺子機構によって構成された上下動機構によって、前記チップ除去板２２３ａとは独立に上下動可能である。なお、モータ２５８は該ボール螺子を回転駆動するものである。該筐体２５７の下方には、図上左右方向に磁石２８９を動かして、前記ノズル２２２に装着した分注チップの外側からチップ内に磁場を及ぼしまたは除去するための磁石２８９移動用のモータ２５９、水平棒２６０、ロッド２６１、および磁石２８９からなる磁力手段を設けている。
【０２５５】
なお、該液導入装置２５０は、上側から吊り下げられるように設けられ、前記反応測定処理システム１０の全域および他の必要領域を覆うように、図示しない直動機構を利用したＸ軸Ｙ軸移動機構によって移動可能に設けられている。
【０２５６】
図１５の液処理領域２５１は、検体が懸濁する懸濁液を収容する８連の検体収容ウェル２６２ａを有するカートリッジ容器２６２と、５列×８行のウェルを有するマトリクス状容器２６５と、リアルタイムＰＣＲを実行するために必要な各種試薬や物質または処理結果物を収容するための８個のカートリッジ容器２７０と、５列×８行の反応室５２が配列された反応容器５１'該反応容器５１'の各反応室５２を収容して支持する支持台と、８個の前記反応容器８１およびキャップ８７を保持する保持用ラック２７１とを有する。
【０２５７】
さらに、前記検体収容ウェル２６２ａには各々その検体に関する情報を示すバーコード２６２ｂが付されている。該バーコード２６２ｂは、バーコードを読み取るバーコード読取部２６３が走査するように移動して読み取る。符号２６４は、該バーコード読取部２６３の移動機構を表す。
【０２５８】
前記マトリクス状容器２６５には、前記検体を含有する懸濁液を均質化処理した後に該液の吸引吐出によって夾雑物を除去するためのフィルタ内蔵チップ列２６６と、分注チップ列２６７と、前記検体を含有する懸濁液を回転によって均質化しかつ夾雑物を除去するためのフィルタ内蔵容器３６１（またはカラム連結容器）を配列した容器列と、ＰＣＲに必要な試薬を収容するウェル２６９とが保持されている。
【０２５９】
前記フィルタ内蔵チップ列２６６は、分注チップ列２６７に嵌合して使用されるものであり、フィルタが内蔵されたフィルタ室と、その内部にフィルタが内蔵され、該フィルタを通過するように液体の吸引吐出が可能である。
【０２６０】
本フィルタ内蔵容器３６１にあっては、前記ノズル２２２の下端部が装着可能な開口部の軸線が回転軸線となる。また、フィルタが内蔵されたフィルタ室が液体の貯留可能な貯留室よりも、軸線に対して遠くに位置し、さらに液体を最終的に収容試着脱自在に設けた収容室が該フィルタ室よりも軸線に対して遠くに位置する。したがって、前記ノズル２２２の回転によって、それに装着されている該フィルタ内蔵容器３６１が回転し、それによって、前記貯留室に収容された液は、回転によってフィルタ室を通って、収容室にまで到達する。前記フィルタ内蔵容器３６１は、前記貯留室、フィルタ室、および収容室を結ぶ線は、前記軸線との間で略鋭角をなす。
【０２６１】
また、図１５に戻り、前記ノズル２２２に装着されたピペットチップによって、反応させようとする溶液を、前記液処理領域２５１の前記反応容器５１'の各反応室５２に８個ずつ一斉に分注する。前記反応容器５１'においては、前記反応容器支持台上に載置することによって、各反応室５２に設けられた導電性膜が導通して発熱状態にある。したがって、各反応液は、最終的なＰＣＲ反応をさせる前の前処理としてインキュベーションを行うことができる。
【０２６２】
前記反応測定領域２５２は、目的となる容器を前記反応室８５（または、９３，１０１ａ，１１５，１３５）内に導入して密封した８個の前記反応容器８１(９１，１１１，１３１)を温度制御および光学測定が可能なように保持するＰＣＲユニット２８０に保持された前記反応容器８１の反応室８５を過熱または冷却するために、前記反応室８５をその厚み方向に沿って、温度昇降体としての前記導電性薄膜８６が設けられた側から該導電性薄膜８６に接離可能に設けた移動用プレート２７８であって、前記接触部である前記電極膜８６ａ，８６ｂとの接触が可能な端子を有するとともに、前記閉塞部８３ａおよび閉塞部８８ａを押圧するために、該移動用プレート２７８に対して移動可能に設けた押圧部を有している。該導電性薄膜８６が設けられた側と逆の側には、前記反応室８５内において、標識物質として蛍光物質を用いた場合に該標識物質からの光情報を得るための励起用光の照射用光源であるトリガー光源１２３からの光を照射する照射端部としての光ファイバの先端部２７５とを有する。前記反応室８５からの光を受光する受光端部２７６については、この例では、薄型の円筒状の前記反応室８５の側面である小面積に複数の光ファイバ２７７の先端部２７９を複数配列して設け、各先端部２７９の光軸は、該反応室８５の軸線を通るように設定し、該各光ファイバ（２７９）で受光し、該光ファイバ２７７を介して受光した光を所定のフィルタを透過させて、各々該当する波長について、電気信号に変換する光電子増倍管１２６を設けている。
【０２６３】
前記反応容器８１は、その開口部８２ａが前記キャップ８７で覆われた状態で、さらに前記ノズル２２２に装着され、図１５に示す前記ＰＣＲユニット２８０のスリット２８０ｂに各々挿入され、前記液導入装置２５０の前記ノズル２２２に支えられた状態で、前記反応部８４は、該ＰＣＲユニット２８０のスリット２８０ｂに差し込まれる。前記ＰＣＲユニット２８０の下方には、その反応部８４の厚み方向（前記反応室８５の円形面の法線方向）に沿って、その一方の壁面側、すなわち膜８４ｄが設けられた壁面側は、前記導電性薄膜８６の電極膜８６ａ，８６ｂに接触可能なように対応する位置に設けた２つの端子および前記閉塞部８３ａ，８８ａを押圧可能なように前記閉塞部８３ａ，８８ａに対して進退可能な押圧部を有し、前記反応部８４に対して移動可能に設け、断熱効果を有する移動用プレート２７８を有する。また、他方の壁面側には、前記照射端部である光ファイバ２７４の先端部２７５が前記反応部８４に対して移動可能に設けられている。該光ファイバ２７４はトリガー光源１２３と光学的に接続している。
【０２６４】
前記移動用プレート２７８、該移動用プレート２７８に対してさらに移動可能に設けた押圧部、および前記光ファイバの先端部２７５は、開閉機構２８１によって前記反応部８４に対して一斉にまたは個々に移動可能に設けられている。該反応部８４の前記前記膜８４ｄが設けられた側面側にある前記移動用プレート２７８に設けられた押圧部は、縦板状の該移動用プレート２７８の板面の法線方向に突出して設けられるとともに、該移動用プレートに対して該押圧部のみの移動が可能である。また、前記ＰＣＲユニット２８０には、その外部に送風機２８０ｃを有する。該送風機２８０ｃは、前記８連の反応容器８１が配列されている方向に沿って空気を送風することが可能である。例えば、前記温度制御体である導電性薄膜８６と前記移動用プレート２７８に設けた端子との接触を止めて、断熱効果をもつ移動用プレート２７８と反応部８４との間を離間した際に、前記８連の反応容器８１が配列されている方向に沿って空気を送風して、前記反応室８５の放熱を促進させる。これによって温度制御を効率良く行うことができる。
【０２６５】
なお、前記温度昇降体の導電性薄膜８６の温度制御のための電流の大きさ、前記移動用プレート２７８の移動またはその位置、前記送風機２８０ｃによる送風のタイミング、強さ、押圧部の押圧のタイミング、時間等については、ＣＰＵ、キーボード、スイッチ、マウス、通信装置等の入力装置、表示装置、またはＣＤ、ＤＶＤドライバ、プリンタ等の出力装置を含む周辺機器等を有する図示しない前記情報処理装置を設け、前記入力装置からの信号の入力または該情報処理装置に導入したプログラム制御によって行う。
【０２６６】
また、前記反応測定領域２５２に設けられたＰＣＲユニットまたは光情報測定部としては、前記反応室の目的物質の量を測定するために種々の蛍光物質で標識化した場合を想定したとしても、前述したように前記反応容器８１に適した前述したようなものの他に、図１２乃至図１４で説明したようなＰＣＲユニットまたは光情報測定部がある。
【０２６７】
例えば、図１２（ｂ）に示すように、該光情報測定部としては、８個の前記反応部１１４に照射するために照射端部としてのレンズ１２２と、励起用光を照射するためのトリガー光源１２３を有する場合がある。この例では、図１２（ｂ）に示すように、前記反応室１１５内における発光は、ハーフミラー１２１によって、所定の複数の照射位置と同一の複数の受光位置から受光し、受光光学系に入力させ、最終的にＰＭＴ（光電子増倍管）に所定のフィルタを透過させて入力させるようにする。この場合ＰＣＲユニットにおいては、その両側に移動用プレート１１８,１１９が設けられ一方の移動用プレート１１９には前記光情報測定のための中央部分１１９ｃを有している。また、移動用プレート１１８には、２つの端子１１８ａ，１１８ｂと１つの押圧部１１８ｃとを有し、移動用プレート１１９には、２つの端子１１９ａ，１１９ｂを有している。
【０２６８】
または、図１３に示すように、前記光情報測定部としては、８個の前記反応容器１１１に照射するために照射端部としてのレンズ１２２と、前記励起用光を照射するためのトリガー光源１２３を有し、反応室１１５内における発光は、前記薄型円筒状の反応室１１５の小面積の側面に近接して設けた複数の光ファイバ１２８の先端部１２８ａで受光し、受光部１２５において、各光ファイバ１２８ごとに設けた所定のフィルタ１２７を透過した光をＰＭＴ１２６によって電気信号に変換して解析を行う。その際前記各先端部１２８ａの光軸は、前記円筒の軸線を通るように設定する。この場合の移動用プレート１１８は、１の押圧部１１８ｃと２つの端子１１８ａ，１１８ｂをもつ。
【０２６９】
さらには、図１４に示すように、前記光情報測定部としては、８個の前記反応容器１３１に照射するための照射端部としてのレンズ１２２と、前記励起用光を照射するためのトリガー光源１２３とを有し、反応室１３５内における発光は、前記薄型円筒状の反応室１３５の小面積の側面に近接して設けた複数の光ファイバ１２８の先端部１２８ａで受光する。この場合の移動用プレート１３８は、２の押圧部１１８ｃと２つの端子１１８ａ，１１８ｂとを有する。
【０２７０】
図１７は、前記トリガー光源１２３と、前記受光部１２５とについて、具体例を示したものである。前記トリガー光源１２３は、８個の各反応部８４の各照射端部にまで延びる光ファイバ２７４の束を支持する回転板３０３と、該光ファイバ２７４の束に対応する位置に穿設された孔に光学レンズ３０５が嵌め込まれた回転板３０４と、複数種類（この例では４種類）の波長をもつレーザ光を発する各レーザ光源（図示せず）からのレーザ光を導光する光ファイバ３０７が、前記光学レンズ３０５の走行経路に沿った円周上に等間隔に配列された支持板３０６と、前記回転板３０３および回転板３０４を連結した応対で回転可能に支持する一方、前記支持板３０６については回転不能となるように支持する軸３０８とを有している。該トリガー光源１２３によれば、複数種類の波長をもつレーザ光を生成する４種類の光源からの光を時間的に切り換えて、一斉に前記照射端部において、８個の各反応室８５に一斉に光を照射することができる。該トリガー光源１２３は、前記光源選択部を有することになる。
【０２７１】
前記受光部１２５は、８個の前記反応室８５の各受光端部にまで延びる８本の光ファイバ２７７を所定間隔で配列するように支持した支持板３０９と、該支持板３０９の前記各光ファイバ２７７の配列位置に対応する円周上で、前記光ファイバ２７７の径に対応する面積を持つ孔３１１が穿設された回転板３１０と、該回転板３１０と独立に回転可能に設けられ、複数種類（この例では４種類）の光学フィルタ３１３が配列された回転板３１２と、前記支持板３０９については回転不能に、前記回転板３１０および回転板３１２については独立に回転可能に支持する軸３１４とを有する。この受光部１２５は、受光位置選択部と光学フィルタ選択部とに相当する。
【０２７２】
本実施の形態に係る光情報測定部によれば、トリガー光源１２３は、前記回転板３０３と回転板３０４とを連結した状態で、所定角度ずつ回転することによって、４種類の光源を、一定時間おきに断続的に回転させることで８連の各反応容器の各反応室８５に一斉に１種類ごと照射する。すると、各反応容器８１の反応室８５で励起された蛍光は、各反応室８５の狭い面積の壁部にその受光端部２７６から前記受光部１２５に光ファイバ２７７を介して導光される。すると、回転板３１０が、前記１種類の励起光が照射されている間の蛍光の持続時間内に、前記回転板３１０を断続的に１周回転させることによって順次８連の反応容器８１の各反応室からの光を回転板３１２に導き、さらに１の反応容器８１からの蛍光を受光している間に、前記回転板３１２を１周回転させることによって、４種類の光学フィルタ３１３を順次通過させて、ＰＭＴ１２６に光を導入させる。この動作を４種類の励起光について順次行う。
【０２７３】
図１８は、他の実施の形態に係るトリガー光源３３３および受光部３３５を示すものである。
前記トリガー光源３３３は、８個の前記反応部８４の照射端部としての光ファイバの先端部２７５にまで延びる８本の光ファイバ２７４を所定間隔に配列するように支持した支持板３１７と、該支持板３１７の前記各光ファイバ２７４の配列位置に対応する円周上で、前記光ファイバ２７４の径に対応する面積をもつ孔３１９が穿設された回転板３１８と、該回転板３１８と独立に回転可能に設けられ複数種類（この例では４種類）の光源からの光ファイバ３２１が所定間隔に配列された支持板３２０と、該支持板３１７については回転不能に、前記回転板３１８については回転可能に支持する軸３２２とを有する。該トリガー光源３３３は、前記光源照射位置選択部を有することになる。
【０２７４】
また、前記受光部３３５は、８個の前記反応室８５の各受光端部２７６から延びる８本の光ファイバ２７７を束にして支持する支持板３２３と、該支持板３２３の前記各光ファイバ２７７の束に対応する位置および大きさを持つ複数（この例では４個）の穴を穿設して４種類の光学フィルタ３２５について回転可能に支持する軸３２６とを有している。したがって、該受光部３３５は、前記光学フィルタ選択部を有していることになる。
【０２７５】
本実施の形態に係る光情報測定部によれば、４種類の光源からの蛍光発光のための励起光を前記回転板３１８を断続的に１周回転させることによって、該回転板３１８に設けた孔３１９を通って８連の各反応容器８１の各反応室８５に励起光を光ファイバ２７４を通って導光する。すると、該励起光が照射された各反応室８５において励起された蛍光は、光ファイバ２７７を介して受光部３３５に導光される。１の反応室８５からの蛍光が持続する時間の間に、前記回転板３２４を順次回転させることによって、４種類の光学フィルタ３２５を順次通過させて光電子増倍管１２６に導入させる。
【０２７６】
再び、図１５に戻り、前記反応測定領域２５２には、さらに、前記反応容器８１を収容することによって、該反応容器８１を収容して回転させる前記回転体に相当する８連の容器収容部３４４が設けられた液導入用回転収容装置３００を有する。該液導入用回転収容装置３００は、８連の容器収容部３４４が収容されている筐体３０１と、該筐体３０１の上部に穿設された、回転すべき反応容器８１を前記容器収容部に収容するための孔部３０２および、反応容器８１の反応部８４等の突出部分を容易に収容させるためのスリット部３４３を有する。
【０２７７】
図１９（ａ）は、前記筐体３０１内に設けられている８連の容器収容部３４４の平面図を示す。該容器収容部３４４には、凹部３４５が設けられ、収容されるべき前記反応容器８１の反応部８４が挿入される部分である。
【０２７８】
図１９（ｂ）は、概念的に表した前記反応容器８１を収容した前記容器収容部３４４の正面断面図を示す。図１９（ｃ）は、前記液導入用回転収容装置３００の筐体３０１およびそこに設けられている容器収容部３４４の断面側面図を示す。
【０２７９】
該容器収容部３４４は、前記反応容器８１を収容した状態で、回転させるものである。容器収容部３４４の回転軸線は、収容された容器を貫くように設けられている。本実施の形態によれば、前記液導入装置２５０の他に該液導入用回転収容装置３００を設けているので、効率良く処理を行うことができる。
【０２８０】
続いて、以上説明した反応測定処理システム１０を用いた処理の流れについて、図１５および処理の流れを概念的に示した図２０に基づいて説明する。
【０２８１】
ここでは、所定の検体に含まれるＤＮＡ量を測定するために、リアルタイムＰＣＲ法を用いて測定する場合について説明する。リアルタイムＰＣＲは、核酸プローブを用いた核酸の濃度を測定する方法である。その方法は、例えば、蛍光色素で標識化された核酸プローブが、目的核酸にハイブリダイズした際に、蛍光色素が結合した部分の塩基の種類および塩基配列に依存した程度で、蛍光色素の発光が減少するという現象、または、核酸プローブを目的核酸から除去することによって発光強度が増大するという現象（発光消光現象）を利用したり、または二本鎖ＤＮＡに挿入されることで蛍光を発する試薬を反応系に加え、増幅に伴う蛍光を検出する方法を利用し、その蛍光強度を検出することで定量を行う方法（インターカレータ法）を用いる。
【０２８２】
前記反応測定処理システム１０の前記カートリッジ容器６２には、予め８個の患者等から得た皮膚等の生体組織が懸濁する懸濁液からなる検体が収容されている。また、ウェル６９、カートリッジ容器７０には、例えば、ＰＣＲに必要な試薬、ＤＮＡポリメラーゼ、反応バッファ液、蛍光試薬、プライマー、その他の試薬等が予め収容されている。前記液導入装置２５０の前記ノズル２２２を、図示しない昇降機構によって、図示しないチップラックに保持された８本の分注チップに対して押し下げることによって８本の分注チップを一斉に嵌合によって装着して、前記カートリッジ容器２６２に収容されている前記検体について一斉に吸引吐出を繰り返すことによって、前記懸濁液に含有する固形物である生体組織をその細胞レベルにまで破砕または均質化する。次に、該液導入装置５０を移動して、該分注チップ内に該懸濁液を吸引した状態で、８本の前記フィルタ内蔵容器３６１が収容されている位置、すなわち、マトリクス状容器２６５の図上の左から３列目の位置にまで移動し、該分注チップに収容されている懸濁液を、８本の該フィルタ内蔵容器３６１の各貯留室内に吐出する。
【０２８３】
前記貯留室の開口部に前記ノズル２２２の下端部を挿入させて装着する。この状態で、該フィルタ内蔵容器３６１を、前記マトリクス状容器２６５の上方にまで持ち上げ、８連の前記ノズル２２２を一斉に回転させることによって各フィルタ内蔵容器３６１をノズル２２２と共に一斉に回転させる。すると、該フィルタ内蔵容器３６１の前記貯留室に収容された均質化された前記懸濁液は、回転による遠心力によって、前記貯留室から前記フィルタ室内にあるフィルタを通過して収容室にまで移動する。このフィルタによって、前記夾雑物が捕獲され、夾雑物のない目的ＤＮＡを含有する溶液が前記収容室内に得られる。該フィルタ内蔵容器３６１の前記フィルタ室から前記収容室を取り外し、分注チップを装着して、該溶液を吸引し、該目的ＤＮＡを含有する溶液は、例えば、マトリクス状容器２６５のウェル２６９の１に各列ごとに収容しておく。次に、処理目的に応じた、必要な試薬、例えば、検体か蛍光物質で標識化したプローブ、ライゲーション反応用試薬等が収容されたカートリッジ容器２７０の所定ウェル２７０ａから試薬を吸引して、前記ウェル２６９に吐出して必要な試薬と混合した溶液を生成する。その際、必要であれば、例えば前記蛍光物質で標識化するためのプローブを目的ＤＮＡと結合させるためのインキュベーションを行うために、装着した分注チップで前記ウェル２６９内の溶液を吸引して前記反応容器５１'の所定の反応室５２に吐出して収容し、図示しない指示部からの信号によって設定された温度に前記反応室５２を被覆した導電性薄膜に電流を流すことで発熱させることで維持する。
【０２８４】
次に、前記液導入装置２５０のノズルヘッドを移動させて図示しないチップラックにまで８連の前記ノズル２２２を移動し、該ノズル２２２の昇降機構を操作して、該チップラックに保持されている８本の未使用の分注チップ３５０にノズル２２２を挿入して嵌合させて装着する。次に、該分注チップ３５０を前記８個のウェル２６９にまで移動し、該ウェル２６９内に収容された各前記溶液３６０を、未使用の８連の分注チップ３５０内に一斉に吸引する。そして、図２０（ａ）に概念的に示すように、前記保持用ラック２７１に保持されている８個の前記反応容器３５１にまで移送され、その各貯留室３５２内に前記溶液３６０を吐出する。吐出後、８個の該分注チップ３５０は、前記チップ除去板２２３ａによって該液導入装置２５０の前記ノズル２２２から除去されて廃棄される。
【０２８５】
次に、該液導入装置２５０は、８個のキャップ１２０が収容されている保持用ラック２７１の位置にまで移動し、８個の該キャップ１２０内に前記ノズル２２２を一斉に挿入し、該ノズル２２２を回転させることで、８個のキャップ１２０を前記各螺合部２２３において装着する。
【０２８６】
次に、図２０（ｂ）に示すように、該液導入装置２５０のノズルヘッドを該保持用ラック２７１の前記反応容器３５１が保持されている位置にまで移動し、該ノズル２２２に装着された該キャップ１２０を該溶液３６０が収容された各反応容器３５１の前記開口部３５２ａおよび貯留室３５２内に挿入し、前記ノズル２２２を一斉に回転させることによって、前記反応容器３５１をキャップ１２０に螺合によって装着させる。次に、該反応容器３５１を前記保持用ラック２７１の上方に引き上げた後、前記キャップ１２０および前記開口部３５２ａでの螺合のための回転と同じ回転方向で該ノズル２２２、したがって、該ノズル２２２に装着された前記反応容器３５１を一斉に高速回転する。なお、該反応容器３５１は、前記保持用ラック２７１に収容された状態では、その反応室３５５は、該保持用ラック２７１に設けたスリット状の空間に各々挿入した状態で保持されているので、ノズル２２２の回転中に、該反応容器３５１が回転することはない。
【０２８７】
すると、図２０（ｃ）に示すように、前記各貯留室３５２内に収容されていた前記溶液３６０は、導入用流路３５３を通って前記反応室３５５に遠心力で移動し該反応室３５５内に導入される。その際前記反応室３５５にあった空気は排気用流路３５８を通って貯留室３５２に排気される。
【０２８８】
前記溶液が前記反応室３５５に導入された反応容器３５１は、前記キャップ１２０をした状態で、ＰＣＲユニット２８０にまで前記液導入装置２５０によって移送され、該ＰＣＲユニット２８０の前記孔２８０ａとスリット２８０ｂの部分で支持されるように保持される。
【０２８９】
図２０（ｄ）（ｅ）に示すように、前記移動用プレートを、前記開閉機構２８１により、前記反応室３５５に接近させ、該移動用プレートに対して移動可能に設けられた前記押圧部を、該当する各閉鎖部３５３ａ、３５８ａに大使、前記開閉機構２８１により接近させて押し当て前記閉鎖部を変形させて、前記反応室３５５内を一斉に密封状態とする。その際前記移動用プレートの接近側の面は、前記反応部３５４を形成するフレーム３５４ａの開口側に設けた可撓性の膜３５４ｂの外側に接着、貼着、溶着または蒸着された前記温度昇降体としての導電性薄膜３５６側である。
【０２９０】
次に、該移動用プレートに設けられている電源回路等と電気的に接続された端子を前記反応部３５４の電極膜に対し前記開閉機構２８１により一斉に移動させて接触させる。これによって、該導電性薄膜３５６に前記指示部または電磁気供給部である情報処理装置や電源回路からの電気的信号である所定電流を流し、発熱させる。前記電流の大きさを加減することによって、ＰＣＲ法に基づき温度制御を行う。
【０２９１】
その際、本実施の形態では、前記温度昇降体である導電性薄膜３５６が直接各反応室３５５に設けられているので、温度変化に対して忠実な応答性と高い効率をもつＰＣＲ用容器を提供することができることになる。
【０２９２】
このＰＣＲの増幅工程中において、例えば、図１７に示すように、該各反応室３５５内で用いた標識物質である蛍光物質を励起する励起用光を前記トリガー光源１２３において、前記回転板３０４で選択した波長の光源からの光を、光ファイバ２７４を通って各照射端部であるレンズ１２２において、前記各反応室３５５中に一斉に照射する。その際、前記受光部１２５では、８個の反応室３５５について、各受光位置にある受光端部２７６で受光した発光を前記回転板３１０によって順次選択し、該回転板３１０の断続的な回転において１の受光端部２７６からの受光を選択する時間内において、前記回転板３１２を１周、順次断続的に回転させて、該当する光学フィルタ３１３が選択された場合に前記ＰＭＴ１２６に入力した光についてのデータを得る。以上の動作を４種類の全ての光の波長について、全反応室３５５から受光した光を電気信号に変えて測定する。これによって、リアルタイムで、蛍光物質の発光強度の様子を測定して、その対象となるＤＮＡ量を測定することができる。
【０２９３】
また、前記移動用プレートを前記反応室３５５から離間させて、前記反応室３５５を冷却する場合には、前記送風機２８０ｃにより一斉に各反応容器３５１に冷風を浴びせることによって効率的に反応室３５５から放熱させることができる。
【０２９４】
本実施の形態によれば、検体を含有する懸濁液を均質化し、均質化した懸濁液から目的のＤＮＡを含有する溶液を抽出し、該ＤＮＡに各種試薬を混合した溶液を薄層化し、薄層化した溶液について正確で応答性の高い温度制御を行いながら光情報を得るまでの作業を、コンパクトな装置で効率良く一貫して自動的に行うことができる。
【０２９５】
以上の説明では、導電性薄膜として、図１（ｆ）に示すような酸化アルミニウム箔をアルミニウム薄膜に被覆した物を用いているが、該場合に限られることなく、例えば、酸化スズ等の種々の導電性薄膜を用いることができる。液導入機構として、前記液導入装置２５０について、回転体としてのノズル２２２に反応容器を装着することによって前記貯留室に収容された液を反応室に導入するようにしたが、これに限られることなく、液導入機構として、前記液導入用回転収容装置３００の前記容器収容部３４４内に、前記反応容器３５１を前記液導入装置２５０のノズル２２２に装着させ、該反応容器３５１を前記液導入用回転収容装置３００の各容器収容部３４４内に収容して、回転させることよって行うようにしても良い。特に、前記反応容器３５１内に収容する溶液を生成するについては、該液導入用回転収容装置３００を用いることで前記液導入装置２５０の動きが簡単化される。
【０２９６】
前記反応容器として、前記チップ状反応容器１０１を前記液導入装置２５０のノズル２２２に前記キャップ１０２を介して装着することによって、回転体としてではなく、該ノズル２２２の吸引吐出機能を用いて反応室としての前記隙間部１０１ａに液を導入するようにしても良い。
【０２９７】
この場合には、前記隙間部１０１ａに導入された液は、該隙間部１０１ａを密閉して反応後、前記キャップ係合部２４７ａ，２４７ｂを前記チップ除去板２２３ａに対してやや上方に移動させることによって前記孔部１０２ｆを開放することによって、前記ノズル２２２と前記隙間部１０１ａとを連通させ、密封状態を解除して、前記ノズル２２２に対して前記細径部１０６を通って吐出することによって生産物を回収することができる。
【０２９８】
以上の実施の形態は、本発明をより良く理解させるため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、前記光情報測定装置については、前述したように光を時間的に切り換えて選択するのではなく、ハーフミラー、ミラー、光学フィルタ等の光学系を用いて光を分配するようにしても良い。
【０２９９】
さらに、各種の機構についても上述のものに限られず、例えば、ノズルの回転機構としては、ベルト機構の代わりに歯車機構を用いることも可能である。また、例えば、本発明者によってなされた国際公開番号ＷＯ０２／０６３３００で開示された回転機構を用いることも可能である。
【０３００】
前記反応容器の形状は以上説明したものに限られず、貯留室部分が円筒状でなくても、角柱状、球状であっても良い。また、前記キャップを介在させてノズルに装着する例を説明したが、該キャップを介在させずに、直接ノズルに装着するようにしても良い。前記液導入装置２５０のノズルの回転機構や吸引吐出機構、ノズルの数や各種容器の個数についても以上の説明に限定されるものではない。ノズルや容器の個数は１個の場合または８個以外の個数であっても良い。また、前記フィルタは懸濁液中の夾雑物を除去するために用いたが、目的物質を捕獲するために用いても良い。
回転支持軸については、図８に示すような貯留室８２の開口部８２ａの軸線に沿って設ける場合のみならず、該開口部８２ａの軸線と平行に設けるようにしても良い。この回転支持軸は、容器の一部であるので、この場合の容器の回転支持軸の周りの回転も容器の自転に相当する。
【０３０１】
また、以上の説明では、図１７の光情報測定部を用いて説明したが、図１８の光情報測定部を用いても良い。また、導電性薄膜は、前記反応室の片側に設けるようにしたが両側に設けるようにしても良い。さらに、冷却部として、送風機の代わりに冷媒を流路を通して流すようにしたものを用いても良い。さらに、以上の説明では、主として液体の薄層化についての実施例を挙げたが、液体の毛細化を行うこともできる。
【０３０２】
また、以上の各反応容器、温度昇降体、貯留室、反応室、流路、反応部、回転支持軸、導電性薄膜、膜、フレーム、電極膜、接触部、壁、分注チップ、光測定部、キャップ、各種容器、試薬、ノズル、加熱冷却部等の部品、液導入機構、各種機構は、適当に変形しながら任意に組み合わせることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０３０３】
本発明に係る反応容器、および反応制御装置に関する。本発明は、例えば、主としてＤＮＡ、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｒＲＮＡ、ｔＲＮＡ、プラスミド等の生体物質、特に遺伝物質に関する処埋、検査、解析が要求される分野、例えば、工業分野、食品、農産、水産加工等の農業分野、薬品分野、衛生、保健、疾病、遺伝等の医療分野、生化学もしくは生物学等の埋学分野等、あらゆる分野に関係するものである。本発明は、特に、ＰＣＲ、リアルタイムＰＣＲ等の種々のＤＮＡを扱う解析や検査に用いることができる。
【符号の説明】
【０３０４】
１０    反応測定処理システム
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１３１，３５１    反応容器
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８５，９３，１０１ａ，１１５，１３５，３３５    反応室
１６，２６，３６，４６，５６，６６，７６，８６，１００，１０５ｂ、１１６，１３６，３５６    導電性薄膜（温度昇降体）
１５，２５，３５，４５，５５，６５，７５，１０５ｃ    壁
１６ａ，１６ｂ，２６ａ，２６ｂ，３６ａ，３６ｂ，５６ａ，５６ｂ，６６ａ，６６ｂ，７６ａ，７６１，７６２，７６３，８６ａ，８６ｂ，１００ａ，１００ｂ，１０５ｂ，１１６ａ，１１６ｂ，１１７ａ，１１７ｂ，１３６ａ，１３６ｂ    電極膜（接触部）
１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂ，３７ａ，３７ｂ，４８ａ，４８ｂ，５８ａ，６８ａ，６８ｂ，７７１，７７２，７７３，７７４，１１８ａ，１１８ｂ，１１９ａ，１１９ｂ，１３７ａ，１３７ｂ    端子
２７ｃ，５８ｂ，７９，１０９，１１０，２４９ａ，２４９ｂ    端子ブロック（端子）
３７ａ，３７ｂ    プレート状端子（端子）
４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５８ｂ    膜状端子（端子）
１８，５７，８４ｄ，９７，１１４ｂ，１３４ｂ    膜（膜状部材）
８７，１０２，１２０    キャップ
１２３    トリガー光源
１２５    受光部
１２６    ＰＭＴ（光電子倍増管）
２２２    ノズル（回転体）
２５０    液導入装置（液導入機構）
２５１    液処理領域
２５２    反応測定領域
３００    液導入用回転収容装置（液導入機構）
【図１】
2011250803.tif 000003
【図２】
2011250803.tif 000004
【図３】
2011250803.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月26日(2011.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ここで、「リアルタイムＰＣＲ」とは、ＤＮＡの増幅量をリアルタイムで測定しながらＰＣＲを行う方法をいう。リアルタイムＰＣＲは、電気泳動が不要であり、温度サイクルの途中で増幅を観測可能であること、および定量的な結果が得られるという利点をもつものである。通常蛍光試薬を用いて行う方法として、サイクリングプローブ法、インターカレータ法、TaqManプローブ法やMolecular Beacon法がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
ここで、「液導入機構」は、例えば、前記反応容器に装着可能な回転体および該回転体を駆動する回転駆動部、または、前記反応容器に接続するノズルおよび該ノズルに対して気体を吸引または吐出する吸引吐出部である。また、前記回転体が同時にノズルであっても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
これによって、開口部が回転体によって覆われるので、該開口部をキャップ等で覆うことなく、前記開口部からの液体の漏れを防止することができる。また、本来液体の導入に用いる開口部を、回転体の装着にも用いているので、新たに回転体の取付部を容器に設ける必要がなく、構造が簡単化される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
ここで、該「密閉手段」としては、例えば、前記反応容器の前記流路または反応室の一部または全部は、変形可能な軟質部材で形成された場合には、該軟質部材を変形することによって前記反応室を密閉する押圧部であり、例えば、前記ノズルと前記反応室との間については、前記太径部の貯留室の上部に第１のキャップを着脱自在かつ嵌挿可能に設け、該キャップ自体については、前記ノズルに着脱自在に装着可能に設ける。該太径部の上部に装着した該キャップを、さらにピペットチップの上部において下方向に移動させることによって、前記ピペットチップ内に収容したコアの上端と接触させることによって、前記反応室を上側から閉塞する。また、反応室の下側については、前記細径部の先端を第２のキャップに嵌挿させて装着することによって閉塞する。すなわち、前記ノズルの下端部によって前記第１のキャップを移動させる場合には、該ノズルの昇降移動手段および前記第２のキャップを配置した位置にまで前記ノズルを移動させる水平移動手段である。また、前記押圧部としては、後述する加熱冷却用端部に設けた突部であったり、または、前記光情報測定装置の前記照射端部の端面に設けた突部がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６０】
本フィルタ内蔵容器３６１にあっては、前記ノズル２２２の下端部が装着可能な開口部の軸線が回転軸線となる。また、フィルタが内蔵されたフィルタ室が液体の貯留可能な貯留室よりも、軸線に対して遠くに位置し、さらに液体を最終的に収容し着脱自在に設けた収容室が該フィルタ室よりも軸線に対して遠くに位置する。したがって、前記ノズル２２２の回転によって、それに装着されている該フィルタ内蔵容器３６１が回転し、それによって、前記貯留室に収容された液は、回転によってフィルタ室を通って、収容室にまで到達する。前記フィルタ内蔵容器３６１は、前記貯留室、フィルタ室、および収容室を結ぶ線は、前記軸線との間で略鋭角をなす。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容可能な１または複数の反応室と、
前記各反応室を囲む壁と、
前記反応室と連通し、開口部を有し液体を貯留可能な貯留室をさらに有し、該反応室は、該貯留室よりも薄く又は細く形成され、
外部に設けた液導入機構と接続可能な接続部と、
前記反応室と外部と連通する流路とを有し、
前記各反応室の壁の全体または一部は、外部からの信号に応じてその温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成され、
前記液導入機構は、ノズルおよび該ノズルを介して気体の吸引吐出を行なう吸引吐出部を有するものであり、前記接続部は、前記反応室または反応室と連通する貯留室の開口部であり、前記開口部は前記ノズルによって接続可能である反応容器。
【請求項２】
前記壁は、その内壁面が反応室内に面し、その外壁面が反応室外にあって、その内外壁面間が一体的に形成された請求項１に記載の反応容器。
【請求項３】
前記温度昇降体は所定電気抵抗をもつ導電性部材を有し、前記信号は電磁気的信号である請求項１または請求項２のいずれかに記載の反応容器。
【請求項４】
前記反応容器は、複数の前記反応室が、所定間隔で平面状に配列して設けられた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の反応容器。
【請求項５】
前記反応容器には外部に設けた電磁気供給部の端子と接触することによって電気的信号を受ける接触部が設けられた請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の反応容器。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記反応室の壁を形成し、または、前記壁を被覆し、該壁に内蔵され、若しくは該壁に付着した請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の反応容器。
【請求項７】
前記壁または／および温度昇降体の全体または一部は、透光性または半透光性をもつ請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の反応容器。
【請求項８】
前記反応室を囲む壁は複数の壁面を有し、該壁面の内の少なくとも１は軟質材の膜状部材で形成された請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の反応容器。
【請求項９】
前記膜状部材には、前記温度昇降体として所定電気抵抗値をもつ導電性部材が被覆され、内蔵されまたは付着した請求項８に記載の反応容器。
【請求項１０】
前記反応室の前記壁は、溝または孔を有する平板状のフレームを有し、膜状部材または薄板が、該フレームの片面側または両面側を覆うように設けた請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１１】
前記反応容器の少なくとも一部に変形可能な軟質部材を設け、前記反応室は、該軟質部材を変形することによって密閉可能である請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１２】
前記ノズルまたは前記貯留室と前記反応室との間、および、前記反応室と外部との間を閉塞することによって前記反応室が密閉可能である請求項１１に記載の反応容器。
【請求項１３】
１または２以上の反応容器と、
前記反応容器に対して外部からの温度の上昇または下降を指示する信号を発生する指示部とを有し、
前記反応容器は、液体を収容可能な１または複数の反応室と、前記各反応室を囲む壁とを有し、
前記壁の全体または一部は、前記指示部からの信号により温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成され、
前記反応容器は、前記反応室と連通し、開口部を有し液体を貯留可能な貯留室をさらに有し、該反応室は、該貯留室よりも薄くまたは細く形成されるとともに、該反応室は外部と連通する流路を有し、
前記反応容器と接続することによって前記反応室に液を導入可能な液導入機構をさらに有し、前記液導入機構は、ノズルおよび該ノズルを介して気体の吸引吐出を行なう吸引吐出部を有するものであり、前記反応容器は、該液導入機構と接続する接続部を有し、該接続部は、前記反応室または反応室と連通する貯留室の開口部であって、該開口部は前記ノズルによって接続可能である反応制御装置。
【請求項１４】
前記温度昇降体は所定電気抵抗をもつ導電性部材を有し、前記指示部は、前記温度昇降体に電磁気的信号を与える電磁気供給部を有する請求項１３に記載の反応制御装置。
【請求項１５】
前記反応室を囲む壁は複数の壁面を有し、該壁面の内の少なくとも１は軟質材の膜状部材で形成された請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の反応制御装置。
【請求項１６】
液体を収容可能な１または複数の反応室と、
前記各反応室を囲む壁と、
外部に設けた液導入機構と接続可能な接続部と、
前記反応室と外部とを連通する流路とを有し、
前記各反応室の壁の全体または一部は、外部からの信号に応じてその温度の上昇または下降が可能な温度昇降体によって形成され、
前記液導入機構は、ノズルおよび該ノズルを介して気体の吸引吐出を行う吸引吐出部を有するものであり、前記接続部は、前記反応室または該反応室と連通する貯留室の開口部であり、
前記反応室は、太径部、および該太径部よりも細い細径部とからなるピペットチップ内に、該ピペットチップの内面との間にスペーサを介在させて収容したコアの外面と該ピペットチップの内面との間に形成された隙間であり、
前記反応室と外部とを連通する流路は、前記細径部であり、
前記太径部の開口部は、前記ノズルに接続可能であり、
前記ピペットチップの壁または／及び前記コアの全体または一部に前記温度昇降体が設けられた反応容器。