(57)【要約】【課題】構造が比較的簡単であり、被処理物を付着させた板状の支持体上に存在する処理液を簡単な構造で撹拌する撹拌手段を有する処理装置を提供すること。【解決手段】本発明の処理装置は、被処理物Ｓを付着させた板状の支持体Ｐの付着面Ｐ１上に存在する処理液Ｒによって、被処理物Ｓを処理する処理装置である。この処理装置は、支持体Ｐが設置される処理部２と、振動体４１と振動体４１を駆動する駆動手段４２とを有する振動手段４とを備えている。また、振動体４１は、ピエゾ素子４１１を有しており、駆動手段４２によって、ピエゾ素子４１１に電圧を加えることで、ピエゾ素子４１１が振動する。このように、振動手段４の作動により、支持体Ｐの付着面Ｐ１上に存在する処理液Ｒに振動を与え、当該処理液Ｒを撹拌する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を付着させた板状の支持体の付着面上に存在する処理液によって、前記被処理物を処理する処理装置であって、
前記支持体が設置される処理部と、
振動体と、前記振動体を駆動する駆動手段とを有する振動手段とを備え、
前記振動手段の作動により、前記支持体の前記付着面上に存在する前記処理液に振動を与え、当該処理液を撹拌することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記振動体は、ピエゾ素子を有している請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記振動体は、前記処理部側に直接または間接に固定されている請求項１または２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記付着面に対し間隙を介して対向配置された平面を有し、前記間隙に前記処理液が充填されるように設置された撹拌部材を備え、
前記振動体は、前記撹拌部材側に直接または間接に固定されている請求項１または２に記載の処理装置。
【請求項５】
前記振動手段の作動による振動の振動数は、１Ｈｚ〜１ｋＨｚである請求項１ないし４のいずれかに記載の処理装置。，
【請求項６】
前記処理液は、前記被処理物と反応し得る反応液である請求項１ないし５のいずれかに記載の処理装置。
【請求項７】
前記被処理物は、核酸である請求項１ないし６のいずれかに記載の処理装置。
【請求項８】
前記処理液は、前記核酸と反応し得るプローブを含む液体である請求項７に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、核酸（ＲＮＡ、ＤＮＡ）に対するハイブリダイゼーション等の処理を行なう場合には、プレート（支持体）上に、核酸（被処理物）を付着させ、かかる核酸に処理液を供給して（接触させて）処理することが行なわれる。
【０００３】
このような核酸と処理液とを接触させる方法としては、各支持体上に処理液を滴下して、さらに、この上から展開部材を重ね合わせ、それらの間に形成された隙間に処理液を展開させることにより、核酸と処理液とを接触させる。
【０００４】
従来の処理装置は、カバープレート（展開部材）５６０を、被処理物を付着させたプレート（支持体）ＰであるマイクロアレイＭに重ね合わせ、このマイクロアレイＭとの間に形成される隙間５６９に、前記被処理物を処理する処理液を展開させるものである（例えば、特許文献１参照）。なお、ここで使用した符号は、特許文献１に記載の符号である。
【０００５】
このように、前記のサンプル処理装置では、複数のマイクロアレイ（プレート）を処理する場合、分注装置等を用いて各マイクロアレイに個別に処理液を滴下し、カバープレート（展開部材）にてその処理液を展開していた。しかしながら、展開後の処理液を撹拌（アジテーション）する手段がなかったので、撹拌を十分に行なえず、処理液にムラが生じるという問題があった。すなわち、プレート上に付着した核酸全体に処理液を撹拌する手段がなかったという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−５７２４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、構造が比較的簡単であり、被処理物を付着させた板状の支持体上に存在する処理液を簡単な構造で撹拌することができる処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
【０００９】
（１）  被処理物を付着させた板状の支持体の付着面上に存在する処理液によって、前記被処理物を処理する処理装置であって、
前記支持体が設置される処理部と、
振動体と、前記振動体を駆動する駆動手段とを有する振動手段とを備え、
前記振動手段の作動により、前記支持体の前記付着面上に存在する前記処理液に振動を与え、当該処理液を撹拌することを特徴とする処理装置。
【００１０】
（２）  前記振動体は、ピエゾ素子を有している上記（１）に記載の処理装置。
【００１１】
（３）  前記振動体は、前記処理部側に直接または間接に固定されている上記（１）または（２）に記載の処理装置。
【００１２】
（４）  前記付着面に対し間隙を介して対向配置された平面を有し、前記間隙に前記処理液が充填されるように設置された撹拌部材を備え、
前記振動体は、前記撹拌部材側に直接または間接に固定されている上記（１）または（２）に記載の処理装置。
【００１３】
（５）  前記振動手段の作動による振動の振動数は、１Ｈｚ〜１ｋＨｚである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の処理装置。
【００１４】
（６）  前記処理液は、前記被処理物と反応し得る反応液である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の処理装置。
【００１５】
（７）  前記被処理物は、核酸である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の処理装置。
【００１６】
（８）  前記処理液は、前記核酸と反応し得るプローブを含む液体である上記（７）に記載の処理装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の処理装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
なお、以下では、被処理物の一例として、核酸（ＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ＲＮＡ等）を代表とし、この核酸（核酸断片）をプレート（支持体）に散点状に付着させたマイクロアレイ（ＤＮＡチップ）を処理するマイクロアレイ処理装置に、本発明の処理装置を適用した場合について説明する。
【００１９】
また、処理液（反応液）の一例として、被験者から採取された核酸（例えばｍＲＮＡ、ＤＮＡ等）、または、この核酸を基に合成されたもの（例えばｃＤＮＡ等）を標識（例えば、色素、蛍光物質、放射性物質等により標識）した物質（プローブ）を含む液（以下、「プローブ液」と言う。）を代表に説明する。
【００２０】
ここでいう処理とは、好ましくは、プレートに散点状に付着させた核酸と、プローブ液中に含まれる核酸またはプローブとをハイブリダイゼーションさせることをいう。
【００２１】
図１は、本発明の処理装置の第１実施形態を示す全体構成図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１（図２も同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。ただし、図１（図２、３、４も同様）中の核酸は、説明上、その大きさを誇張して描いている。
【００２２】
図１に示す処理装置１は、核酸（被処理物）Ｓを付着させた（散点状に付着させた）板状のプレート（支持体）Ｐ（マイクロアレイＭ）の付着面Ｐ１上に存在するプローブ液（処理液）Ｒによって、核酸Ｓを処理する処理装置である。この処理装置１は、プレートＰが設置される処理部２と、プレートＰの付着面Ｐ１上に存在するプローブ液Ｒを振動させる振動手段４とを備えている。
【００２３】
なお、本発明の処理装置１では、この処理装置１を図示しない密閉可能な密閉槽内に収納し、温度および湿度を管理した環境下で処理を行なうことが好ましい。
【００２４】
また、この処理装置１によれば、核酸Ｓとプローブ液Ｒとを反応させるとともに、各種液体等により核酸Ｓを処理することができる。そして、核酸Ｓの反応結果からは、例えば、遺伝子ＤＮＡ（核酸）の変異解析、多型解析、塩基配列解析、発現解析（存在の有無）、さらに、これらに基づいて各種疾患の診断等を、好適に行なうことができる。以下、各部の構成について説明する。
【００２５】
図１および図２に示すように、処理部２は、上面にプレートＰを１枚以上設置（載置）できるよう成形された底板２１を有している。また、底板２１には、プレートＰの形状に対応した凹部２１１が形成されており、プレートＰは、凹部２１１に収納される。なお、凹部２１１の深さは、プレートＰの厚さよりも大きいことが好ましい。
【００２６】
図２に示すように、振動手段４は、付着面Ｐ１上に存在するプローブ液Ｒを振動させる振動源としての振動体４１と、振動体４１を駆動する駆動手段４２とを有している。
【００２７】
振動体４１は、ピエゾ素子（圧電素子）４１１を有しており、処理部２側、例えば、底板２１（処理部２）の下方に直接固定されている。
【００２８】
駆動手段４２は、ピエゾ素子４１１に接続され、ピエゾ素子４１１に交流電流を流す機能を有している。駆動手段４２の作動によって、ピエゾ素子４１１に交流電流を流すと、ピエゾ素子４１１が振動する。ピエゾ素子４１１をより高い効率で振動させるには、交流電流の周波数がピエゾ素子４１１との共振周波数の付近であるのが好ましい。なお、駆動手段４２は、処理装置１のいずれに設置してもよく、駆動手段４２の設置箇所は、特に限定されない。
【００２９】
図２に示すように、処理装置１は、振動手段４等の作動を制御する制御手段６を備えている。制御手段６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６１と、記憶部（記憶手段）６２とを有している。
【００３０】
記憶部６２は、プログラムやデータ等を記憶（記録）する、ＣＰＵ６１に読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有している。この記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：揮発性、不揮発性のいずれをも含む）、ＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ  Ｄｉｓｋ（「Ｆｌｏｐｐｙ」は登録商標））、ＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のような、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリで構成されている。この記憶媒体は、記憶部６２に固定的に設けたもの、もしくは着脱自在に装着するものであり、この記憶媒体には、処理装置１の各部に対応する各種アプリケーションプログラム、処理装置１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データが予め記憶されているとともに、各プログラムで処理されたデータおよび制御手段６に接続された各部からの入力データ等が記憶される。
【００３１】
制御手段６には、振動手段４が接続されている。すなわち、制御手段６は、振動手段４の作動を制御する。制御手段６は、記憶部６２に記憶された各種プログラムおよびデータを必要に応じて読み出し、そのプログラムおよびデータに基づいて、振動手段４の作動を制御する。
【００３２】
また、制御手段６は、ピエゾ素子４１１の振動条件を制御する。この振動条件とは、例えば、付着面Ｐ１上に付着した核酸Ｓをプローブ液Ｒによって処理する際、プローブ液Ｒが撹拌されるよう、処理中常時ピエゾ素子４１１を振動させたり、または間欠的に（断続的に）ピエゾ素子４１１を振動させたりする期間（時間）や、ピエゾ素子４１１を振動させるよう、ピエゾ素子４１１に流す交流電流の周波数などである。
【００３３】
このような処理装置１において、制御手段６の制御による振動手段４の作動、すなわち、制御手段６が駆動手段４２の作動を制御し、ピエゾ素子４１１が振動することによって、ピエゾ素子４１１から付着面Ｐ１上に存在するプローブ液Ｒに振動が伝わり（与えられ）、当該プローブ液Ｒをムラなく撹拌することができる。この撹拌により、プローブ液Ｒ内に存在するプローブが付着面Ｐ１の全体に行き渡るので、プローブを付着面Ｐ１上の核酸Ｓと確実に反応させることができる。
【００３４】
処理装置１では、付着面Ｐ１上に付着した核酸Ｓをプローブ液Ｒによって処理する際、常時ピエゾ素子４１１の振動を連続的に行ってもよく、また、常時振動させておく必要がそれほどない場合等には、ピエゾ素子４１１の振動・停止を断続的（完結的）に行ってもよい。
【００３５】
ピエゾ素子４１１の振動・停止を断続的に繰り返し行う場合、１回の作動によってピエゾ素子４１１が振動する好適な期間（時間）は、特に限定されないが、１〜２０秒程度であるのが好ましく、３〜１０秒程度であるのがより好ましい。
【００３６】
さらに、振動手段４の作動による振動の振動数の好適な振動数について述べる。具体的には、ピエゾ素子４１１が振動する際の振動数は、１Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜１００Ｈｚ程度であるのがより好ましい。このような振動数になるよう、制御手段６によって、ピエゾ素子４１１に流す交流電流の周波数を制御する。
【００３７】
なお、制御手段６は、ピエゾ素子４１１の振動数が一定でもよいが、その振動数が経時的に（時間の経過とともに）変わるように制御してもよい。例えば、ピエゾ素子４１１の振動数が互いに異なる２つの振動数に交互に切り替わるように制御してもよい。
【００３８】
なお、本実施形態では、振動体４１は、底板２１（処理部２）に直接固定されているが、直接の固定には、限定しない。例えば、振動体４１を底板２１に連結するような連結部材等を介して底板２１に間接的に固定されていてもよい。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の処理装置の第２実施形態を示す全体構成図、図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図ある。なお、以下では、説明の都合上、図３（図４も同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
【００４０】
以下、これらの図を参照して本発明の処理装置の第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００４１】
図３に示す本実施形態の処理装置１’は、処理部の構成と振動体の設置場所とが異なること、および後述する撹拌部材と距離規制手段とを有すること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００４２】
図３および図４に示すように、処理部２’は、上面にプレートＰを１枚以上設置（載置）できるよう成形された底板２１を有している。
【００４３】
撹拌部材３は、平面３１が形成されている本体３２を有している。また、撹拌部材３は、底板２１上の付着面Ｐ１に対し、平面３１が間隙を介して対向して配置されるよう、底板２１（付着面Ｐ１）上に設置（載置）されている。また、当該間隙にプローブ液Ｒが充填され、撹拌部材３がそのプローブ液Ｒに接する。なお、平面３１の面積は、付着面Ｐ１の面積よりも大きいことが好ましい。
【００４４】
また、処理装置１’は、平面３１と付着面Ｐ１との間隙の間隙距離ｈ１を一定に保つ距離規制手段５を有している。
【００４５】
距離規制手段５は、間隙距離ｈ１を一定に保つスペーサ５１で構成されている。また、スペーサ５１は、底板２１（処理部２’内）に当接（接触）するよう、平面３１の縁部付近に形成されている。このスペーサ５１は、撹拌部材３をマイクロアレイＭに重ね合わせた状態で、平面３１と、付着面Ｐ１とが、互いに他方に対して傾斜することなく互いにほぼ平行となるように保持する機能を有するものである。すなわち、スペーサ５１は、間隙距離ｈ１を、ほぼ一定に保持する機能を有するものである。
【００４６】
また、図３に示すように、平面３１は、ほぼ長方形状（四角形状）をなしており、本実施形態では、４つのスペーサ５１が、それぞれ、平面３１の縁部付近、特に、四隅に設けられている。また、各スペーサ５１は、互いにほぼ等しい高さに設定されている。このような構成により、間隙距離ｈ１を、より容易かつ正確に一定に保持することが可能となる。
【００４７】
振動体４１は、撹拌部材３側、例えば、撹拌部材３の上面に直接固定されている。
【００４８】
このような処理装置１’において、制御手段６の制御による振動手段４の作動、すなわち、制御手段６が駆動手段４２の作動を制御し、ピエゾ素子４１１が振動することによって、ピエゾ素子４１１から主に撹拌部材３を介して付着面Ｐ１上に存在するプローブ液Ｒに振動が伝わり（与えられ）、当該プローブ液Ｒをムラなく撹拌することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、平面３１とスペーサ５１とが別々の部材で構成されているような構成になっているが、これらが一体的に成形された構成になっていてもよい。
【００５０】
なお、スペーサ５１は、平面３１と付着面Ｐ１との間隙を規制すること、すなわち、間隙距離ｈ１をほぼ一定に保持することができれば、図示の構成に限定されず、いかなるものであってもよい。例えば、スペーサ５１は、平面３１の縁部付近に複数個設けた構成等とすることができる。例えば、スペーサ５１を５つ以上設ける場合には、本実施形態のように、少なくとも平面３１の四隅に設けるようにするのが好ましい。
【００５１】
なお、本実施形態では、平面３１の形状は、四角形状であるが、特に四角形状には限定せず、付着面Ｐ１を覆うことができるような形状であれば、多角形状、円形状等であってもよい。
【００５２】
なお、本実施形態では、振動体４１は、撹拌部材３に直接固定されているが、直接の固定には、限定しない。例えば、振動体４１を撹拌部材３に連結するような連結部材等を介して撹拌部材３に間接的に固定されていてもよい。
【００５３】
次に、撹拌部材３における好適な表面の状態について述べる。撹拌部材３は、少なくともプローブ液Ｒに接する部分が親水性を有していることが好ましい。すなわち、撹拌部材３は、それ自体が親水性を有する材料で構成されているか、または、その表面に親水化処理が施されていることが好ましい。ここでいう親水性とは、水との接触角が、好ましくは４０度以下、より好ましくは１〜３０度程度であることをいう。
【００５４】
例えば、材料としては、材料自体に十分に親水性を有している材料であればよい。一方、親水化処理としては、プラズマ処理、グロー放電、コロナ放電、紫外線照射等の物理活性化処理の他、界面活性剤等の付与（塗布）により行なうことができる。
【００５５】
このようにプローブ液Ｒに接触する撹拌部材３の部分が親水性を有していることは、プローブ液Ｒが少量の場合でも、プローブ液Ｒに接するのに有効である。すなわち、図４に示すように、撹拌部材３に付着したプローブ液Ｒにより形成されたメニスカスＪによって、平面３１とプローブ液Ｒとの間に空隙が生じにくくなり、プローブ液Ｒと撹拌部材３とが互いに広く接するようになる。このことにより、振動体４１から撹拌部材３を通じて伝わる振動は、プローブ液Ｒへより伝わりやすくなる。したがって、メニスカスＪをある程度有効に作るために親水性は重要であることがわかる。
【００５６】
間隙距離ｈ１と、プレートＰ上のメニスカスＪ部を除くプローブ液Ｒの深さｈ２との比ｈ１／ｈ２は、特に限定されないが、０．７〜１．５であるのが好ましく、０．８５〜１．２であるのがより好ましい。比ｈ１／ｈ２が前記上限値を超えると、撹拌部材３の親水性が十分でないような場合には、メニスカスＪが適正に形成されにくくなり、撹拌部材３がプローブ液Ｒに接する面積の広さが減少する可能性がある。また、比ｈ１／ｈ２が前記下限値未満であると、撹拌部材３と、付着面Ｐ１との距離が近くなるので、平面３１の平面度（ＪＩＳ  Ｂ  ０６２１に規定）の精度によっては、撹拌部材３が核酸Ｓに干渉する可能性がある。
【００５７】
以上、本発明の処理装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、処理装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００５８】
また、本発明の処理装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００５９】
なお、本発明の処理装置が有する振動体の個数は、１つに限らず、複数個でもよい。
【００６０】
また、振動体は、ピエゾ素子を有するものに限定されず、例えば、超音波振動子や、振動モータ（モータの回転軸に偏心した錘（分銅）が固定されていて、そのモータの駆動により、この錘が偏心回転して振動するもの）など、振動を与えることができるものであればいかなるものでもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、比較的簡単な構造によって、被処理物を付着させた板状の支持体上に存在する処理液を撹拌することができる。
【００６２】
また、本発明は、支持体上に付着した被処理物に対して、少量の処理液でも均一かつ確実に処理液を撹拌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理装置の第１実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の処理装置の第２実施形態を示す全体構成図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１            処理装置
１’          処理装置
２            処理部
２’          処理部
２１          底板
２１１        凹部
３            撹拌部材
３１          平面
３２          本体
４            振動手段
４１          振動体
４１１        ピエゾ素子
４２          駆動手段
５            距離規制手段
５１          スペーサ
６            制御手段
６１          ＣＰＵ
６２          記憶部
ｈ１          間隙距離
ｈ２          深さ
Ｊ            メニスカス
Ｍ            マイクロアレイ
Ｐ            プレート
Ｐ１          付着面
Ｒ            プローブ液
Ｓ            核酸
【図１】
2004333348.tif 000003
【図２】
2004333348.tif 000004
【図３】
2004333348.tif 000005
【図４】
2004333348.tif 000006