(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し液を貯留可能な貯留室と、
該貯留室よりも薄くまたは細く形成され、その少なくとも一部が透光性または半透光性をもつ反応室と、
前記貯留室または外部と前記反応室との間を連通する少なくとも1の流路とを有する容器であって、該容器は外部に設けた液導入部としての回転可能な回転体に接続可能に形成され、該液導入部と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って、接続された際には、前記回転体の回転軸線は前記容器の前記開口部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かつ前記回転体とともに回転可能である反応容器。
【請求項２】
前記開口部は、該開口部に着脱自在に接続可能なキャップを有する請求項１に記載の反応容器。
【請求項３】
前記流路および前記反応室は、溝または孔を有する平板状のフレームと、該フレームを片面側からまたは両面側から覆う軟質材の膜とから形成された請求項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】
前記回転体は、気体の吸引吐出が可能で回転可能なノズルであって、該ノズルはその軸方向に沿った回転軸線を有する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の反応容器。
【請求項５】
前記流路は、前記貯留室から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し、前記液導入部は回転可能な回転体を有し、前記反応容器は該回転体に接続可能であり、接続された際には、前記反応室が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、かつ該回転体とともに回転可能である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の反応容器。
【請求項６】
前記流路または前記反応室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５に記載の反応容器。
【請求項７】
前記軟質部材は、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請求項６に記載の反応容器。
【請求項８】
前記反応容器を前記回転体に接続した際に、該回転体の前記回転軸線に沿う回転支持軸を有する請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の反応容器。
【請求項９】
前記開口部は、前記回転体の回転軸線によって貫かれた状態で、該回転体の下端部または該回転体の下端部に着脱自在に接続可能なキャップによって着脱自在に接続可能である請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１０】
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またはそれに平行な回転軸線を有する請求項５ないし請求項９のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１１】
開口部を有し液を貯留可能な貯留室と、該貯留室よりも薄くまたは細く形成され、その少なくとも一部が透光性または半透光性をもつ反応室と、前記貯留室または外部と前記反応室との間を連通する少なくとも1の流路とを有する容器であって、該容器は外部に設けた液導入部に接続可能に形成され、該液導入部と接続することによって前記反応室内に液を導入可能な反応容器であって、前記貯留室と前記反応室とが連通するとともに、前記反応室と外部とを連通する流路を有し、前記液導入部は、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、前記貯留室の開口部は、前記ノズルによって接続可能であるとともに、
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、
前記貯留室は、前記反応室の上方に形成された前記太径部内の空間であり、
前記ピペットチップの細径部は、外部と前記反応室とを連通する流路であり、
前記太径部の開口部は、前記ノズルによって接続可能である反応容器。
【請求項１２】
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配列された請求項１１に記載の反応容器。
【請求項１３】
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または請求項１２のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１４】
前記反応室は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た請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の反応容器。
【請求項１５】
１または２以上の反応容器と、
前記反応容器を着脱自在に接続可能な1または2以上の液導入部を有し、
前記反応容器は、開口部を有し液を貯留可能な貯留室、該貯留室よりも薄くまたは細く形成され、その少なくとも一部が透光性または半透光性である反応室、および前記貯留室または外部と前記反応室との間を連通する少なくとも1の流路を有する容器であって、液導入部によって液体を前記反応室に導入するとともに、前記液導入部は、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とを有し、前記回転体の回転軸線は前記容器の前記開口部を貫き、前記回転体に接続された反応容器の前記反応室は、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、かつ、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ものであり、
さらに、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とを有するとともに、液導入部によって反応室に導入された液について反応を生ぜしめてその光情報を測定する液導入反応測定装置。
【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、該ノズルの回転軸線は、そのノズルの軸方向に沿ったまたはノズルの軸方向に平行である請求項１５に記載の液導入反応測定装置。
【請求項１７】
前記反応容器の前記流路は、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し、前記流路または前記反応室の少なくともその一部または全部は、変形可能な軟質部材で形成するとともに、
前記軟質部材の所定部分を押圧して、前記反応室を密閉する押圧部を有する請求項１５に記載の液導入反応測定装置。
【請求項１８】
1または2以上の反応容器と、
前記反応容器を着脱自在に接続可能な1または2以上の液導入部を有し、
前記反応容器は、開口部を有し液を貯留可能な貯留室、該貯留室よりも薄くまたは細く形成され、その少なくとも一部が透光性または半透光性である反応室、および前記貯留室または外部と前記反応室との間を連通する少なくとも１の流路を有する容器であって、液導入部によって液体を前記反応室に導入する装置であって、
前記反応容器において、前記貯留室と前記反応室とが連通するとともに、前記反応室と外部とを連通する流路を有し、前記液導入部は、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、前記貯留室の開口部は、前記ノズルの下端部または該ノズル下端部に接続可能なキャップを介してノズルの下端部に接続可能であって、
前記反応容器の前記反応室は、太径部および該太径部よりも細い細径部からなるピペットチップ内に収容され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、
前記貯留室は、前記反応室の上方に形成された前記太径部内の空間であり、前記ピペットチップの細径部は、外部と前記反応室とを連通する流路であり、前記太径部の開口部は、前記ノズルによって接続可能であり、
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とを有するとともに、液導入部によって反応室に導入された液について反応を生ぜしめてその光情報を測定する液導入反応測定装置。
【請求項１９】
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項１８に記載の反応容器液導入装置。
【請求項２０】
さらに、前記1または2以上の前記反応室の加熱または冷却を可能とする加熱冷却部を有する請求項１５ないし請求項１９のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項２１】
前記反応容器の前記反応室を、密閉するための密閉手段をさらに有する請求項１５ないし請求項２０のいずれか項に記載の液導入反応測定装置。
【請求項２２】
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の面積の最も大きな壁面に接触または近接して設け、前記受光端部は、最も大きな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設けた請求項１５ないし請求項２１のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項２３】
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設けた請求項１５ないし請求項２２のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項２４】
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、
前記加熱冷却部は、前記反応室と接触しまたは近接して設けた加熱または冷却を行う加熱冷却用端部を有し、前記光情報測定部の照射端部および前記加熱冷却用端部は、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設けた請求項２０に記載の液導入反応測定装置。
【請求項２５】
前記照射端部には前記加熱冷却部の発熱体または冷却体が設けられた請求項２４に記載の液導入反応測定装置。
【請求項２６】
前記加熱冷却部は、前記反応室と接触しまたは近接して設けた加熱を行う加熱用端部、または冷却を行う冷却用端部を有し、
前記加熱用端部または冷却用端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内の面積が最大の1の壁面に接触しまたは近接して設けた請求項２０に記載の液導入反応測定装置。
【請求項２７】
前記加熱冷却部は、加熱または冷却を行う加熱冷却用端部を有し、該加熱冷却用端部は、前記反応容器に対して相対的に接離可能に設けられた請求項２０に記載の液導入反応測定装置。
【請求項２８】
前記加熱冷却部は、加熱を行う加熱用端部または冷却を行う冷却用端部のいずれかを複数の各領域に設けて、各領域ごとに複数種類のいずれかの予め定めた温度を提供し、
前記液導入部に接続された前記反応室と前記加熱用端部または冷却用端部との間は、相互に接近または接触するように相対的に移動可能に設けられた請求項２０に記載の液導入反応測定装置。
【請求項２９】
前記反応室の前記領域に対する相対的な移動経路方向に沿って配列された隣接する前記領域間の間隔に、該移動経路方向を横断するようにして前記配列に応じた温度のガスを噴射するガス噴射部を設けた請求項２８に記載の液導入反応測定装置。
【請求項３０】
前記光情報測定部は前記受光端部を有し、
前記液導入部に接続された前記反応室と前記受光端部との間は、相互に接近または接触するように相対的に移動可能に設けられ前記反応室からの光を受光する請求項１５ないし請求項２９のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項３１】
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以上の照射端部を有し、該照射端部は、前記反応容器に対して接離可能に設けられた請求項１５ないし請求項３０のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項３２】
前記加熱冷却部は、冷却を行う冷却用端部を有し、該冷却用端部は、前記反応容器に向かって送風する送風機である請求項２０に記載の液導入反応測定装置。
【請求項３３】
前記反応容器の反応室が円筒状に形成され、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た請求項２２に記載の液導入反応測定装置。
【請求項３４】
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請求項１５ないし請求項３３のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項３５】
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請求項１５ないし請求項３３のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項３６】
前記光情報測定部は、前記反応容器の前記反応室に光を照射する照射端部と、前記反応室からの光を受光する受光端部とを有し、前記受光端部の前記反応室に対する受光方向及び開口角は前記照射端部の照射方向および反応室の形状に基づいて定まる入射および反射経路外で、前記受光端部が前記反応室からの光を受光するように定めた請求項１５ないし請求項３５のいずれかに記載の液導入反応測定装置。
【請求項３７】
回転可能な1または2以上の回転体と、該回転体に着脱自在に接続可能に形成された1または2以上の容器と、該回転体を回転駆動する回転駆動部とを有し、前記容器は、開口部を有し液を貯留可能な貯留室と、前記貯留室と連通し、液の通過が可能であって、該液に対して所定の作業を行う媒体を該液の通過経路を遮るように設けた作業室とを有し、前記作業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るとともに、前記回転体の回転軸線は前記容器の前記開口部を貫いて、前記貯留室に収容された液を前記作業室に導入する液導入装置。
【請求項３８】
前記回転体は、気体の吸引吐出が可能で回転可能なノズルであって、該ノズルはその軸方向に沿った回転軸線を有する請求項３７に記載の液導入装置。
【請求項３９】
前記媒体は、所定のポア径を有するフィルタである請求項３７に記載の液導入装置。
【請求項４０】
前記作業室は、前記貯留室と連通し前記フィルタを有するフィルタ室と、該フィルタ室と連通し、該フィルタ室に着脱自在に取り付けられた収容室とを有し、前記回転体の回転によって、前記フィルタ室に導入された液は、前記フィルタを通過して前記収容室に達する請求項３９に記載の液導入装置。
【請求項４１】
前記媒体は所定の固定相であり、前記作業室は、前記媒体が収納されたカラムおよび該カラムと連通し、該カラムに対して着脱自在に取り付けられた収容室を有し、前記回転体の回転によって、前記カラムに導入された液は、該カラムを通過して前記収容室に達することが可能である請求項３７に記載の液導入装置。
【請求項４２】
前記作業室は、前記貯留室よりも薄くまたは細く形成された請求項３８に記載の液導入装置。
【請求項４３】
処理対象となる液体を請求項１ないし請求項１４に記載の前記反応容器の貯留室に収容する工程と、
前記液体を前記貯留室から前記反応容器の反応室に導入する工程と、
前記反応室に設けられた開口または流路を閉塞して前記液体を反応室に密封する工程と、
前記反応室に密封した液体の加熱冷却を行う工程と、
前記反応室からの光情報を測定する工程とを有する液導入反応測定方法。
【請求項４４】
前記開口部は、該開口部に着脱自在に接続可能なキャップを有する請求項１１に記載の反応容器。
【請求項４５】
前記流路および前記反応室は、溝または孔を有する平板状のフレームと、該フレームを片面側からまたは両面側から覆う軟質材の膜とから形成された請求項１１または請求項４４のいずれかに記載の反応容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器、反応容器液導入装置、液導入反応測定装置、および液導入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。
【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公報
【特許文献６】
特開２００２−１０７７７公報
【発明の開示】
【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、反応容器液導入装置、液導入反応測定装置、および液導入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、反応容器液導入装置、液導入反応測定装置、および液導入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、反応容器液導入装置、液導入反応測定装置、および液導入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、反応容器液導入装置、液導入反応測定装置、および液導入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、開口部を有し液を貯留可能な貯留室と、該貯留室よりも薄くまたは細く形成された反応室と、前記貯留室または外部と前記反応室との間を連通する少なくとも１の流路とを有する容器であって、該容器は外部に設けた液導入部に接続可能に形成され、該液導入部と接続することによって前記反応室内に液を導入可能な反応容器である。
【００１６】
ここで、「貯留室」は液体を貯留することが可能な部分であって、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、前記流路を介して行われる。
【００１７】
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接続を可能とするような大きさまたは厚さである。
【００１８】
「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。例えば、反応室の形状としては、最大側面の大きさが、例えば、縦横5mm若しくは3mmの正方形または半径5mm若しくは3mmの円形で、厚さが1mmの程度であり、したがって、正方形の場合にはその容積は25μリットルまたは9μリットルである。
【００１９】
なお、「流路」は、貯留室または外部と反応室との間を連通する部分であって、専ら液の通過が行われる部分であり、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、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。
【００２０】
「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。したがって、加熱または冷却は、該反応室に固体または液体の加熱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熱風や冷風を吹き付けることによって行うことができる。さらには、反応室を前記加熱冷却媒体によって、例えば、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の法線方向に沿ってその両側から挟むようにして加熱または冷却する。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。
【００２１】
「容器」は、液体を貯留可能な部分（ここでは、貯留室）を有するものであって、そのようなものをもてば、１の開口部の他に１の液体の吸引吐出口をもつような分注チップ状のものであっても良い。該容器は貯留室に、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、前記液導入部が回転体であって該容器を該回転体に接続する場合でも、前記開口部から液体が外へ出ないように接続される必要がある。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接続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接続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接続時においては、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。
【００２２】
該容器は、１の開口しかないかまたは１の流路としか連通していない反応室をもつ場合を流体格納部とよび、２以上の開口があるかまたは２以上の流路と連通している反応室をもつ場合を流体回路とよぶこととする。前記分注チップ状の容器または後述する実施の形態で示すいくつかの容器は、流体回路に相当する。流体回路の場合には、前記反応室に設けた一部の開口または流路からは液体の導入を行い、それ以外の開口または流路からは気体の排出を行うようにすることで液体の導入を効率的かつ円滑に行うことができる。また、前記収容室に導入する液体中に気体や気泡の混入をより一層確実に防止することができるので、反応室内の液体に対する均一で高精度の温度制御および正確な光情報を測定することが可能となる。なお、前記反応室の前記一部の開口または流路は必ず前記貯留室と連通していることになる。
【００２３】
「液導入部」は、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移動する際に、前記反応室に液体を導入する機能をもつ部分であって、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、液体を吸引することによって反応室に導入する吸引吐出機構を設けたノズルを用いる。
【００２４】
「接続」には、前記反応容器を液導入部に装着し、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部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。「１の流路を有する」のであるから、前記反応室は、液体または気体を導入または排気する少なくとも、１の開口を有する必要がある。
【００２５】
第１の発明に係る反応容器によれば、貯留室から反応室に液体を導入することによって液体を容易に薄層化または毛細化することができる。この反応容器を用いることによって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。
【００２６】
該反応容器または該反応容器液導入装置により液体を薄層化または毛細化することによって、前記液体に対する加熱または冷却の指示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。
【００２７】
該反応容器または該反応容器液導入装置によれば、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。
【００２８】
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るようにしている。これによって、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、遠心力に基づく反応容器液導入装置にとって、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反応容器液導入装置にとって、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。
【００２９】
また、該反応容器によると、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、液体の反応室への導入を容易化することができる。
さらに反応容器を外部に設けた回転体等の液導入部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。
【００３０】
第２の発明は、前記反応室の少なくとも一部が透光性または半透光性をもつ反応容器である。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
第２の発明によると、反応室の少なくとも一部が透光性または半透光性をもつようにしているので、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ことができる。
【００３３】
第３の発明は、前記開口部は、該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。
【００３４】
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、前記液導入部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。これによって、前記開口部からの液体や気体の漏れを防止することができる。
【００３５】
第３の発明によると、前記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、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部を着脱自在に接続することができる場合には、前記液体と前記液導入部との接触をも防止することができる。
【００３６】
特に、前記液導入部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接続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。
【００３７】
第４の発明は、前記流路および前記反応室は、溝または孔を有する平板状のフレームと、該フレームを片面側からまたは両面側から覆う軟質材の膜とから形成された反応容器である。
ここで、「膜」には、薄板をも含む。
【００３８】
第４の発明によれば、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。
【００３９】
第５の発明は、前記流路は、前記反応室と前記貯留室との間を連通するものであって、前記液導入部は、回転可能な回転体であって、前記反応容器は該回転体に接続可能であり、接続された際には、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かつ前記回転体とともに回転可能である反応容器である。
【００４０】
「反応容器が該回転体に接続された際には、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」のであるから、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。
【００４１】
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接続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。
【００４２】
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する」のであるから、例えば、図１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層状に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。
【００４３】
「容器が回転体へ接続可能」であるので、該容器には、回転体との接続が可能な部分、すなわち接続部をもつことになる。該接続部は、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。このような接続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。「接続」には、容器の一部または容器全体について、装着、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。なお、液導入部への前記反応容器の接続は、前記キャップを介して行うようにしても良い。
【００４４】
ここで、開口部と回転体とを嵌合または螺合によって接続する場合には、その開口部と回転体との接続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接続する場合には、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。
【００４５】
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。
【００４６】
本発明では、前記反応容器は自転可能であるために、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。
【００４７】
第５の発明によると、前記流路を、前記反応室と前記貯留室との間を連通するように設け、液導入部として、回転可能な回転体を設け、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されている。すなわち、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、該開口部に接続した場合には、本来液体の導入に用いる開口部を、回転体の接続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。
【００５０】
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接続することができ、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。
【００５１】
第６の発明は、前記回転体は、気体の吸引吐出が可能で回転可能なノズルであって、該ノズルはその軸方向に沿った回転軸線を有する反応容器である。
【００５２】
該「ノズル」は、該容器のみならず、分注チップを接続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、それを通して液体の吸引および吐出を行う吸引吐出手段を有する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とするのが好ましい。これによって、外部に設けた容器に収容した液体を別の容器に移送可能である。
【００５３】
第６の発明によれば、前記回転体として自転可能な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しているので回転半径が小さく、装置規模を抑制することができる。
【００５４】
第７の発明は、前記流路は、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有し、前記液導入部は回転可能な回転体を有し、前記反応容器は該回転体に接続可能であり、接続された際には、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反応容器である。
【００５５】
ここでは、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つの開口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かつ滑らかに行うことができる。
【００５６】
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、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。
【００５７】
前記液導入用流路が、前記排気用流路よりも、前記回転体が接続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接続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、「接続」については、既に説明したので省略する。
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。
【００５８】
第７の発明によれば、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を設け、液導入部として回転体を用いることによって、液体の導入と気体の排気を別の流路を用いて行うので、液体の導入と気体の排気を効率的かつ迅速に行うことができる。
【００５９】
第８の発明は、前記流路または前記反応室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。
【００６０】
ここで、「軟質部材」とは、押圧力、超音波、高周波、振動、レーザー、熱等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。軟質部材とは、例えば、ゴム等の弾性体、ポリエチレンまたはシリコーン等を含むプラスチック等で形成された部材である。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を含む。
【００６１】
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、または、超音波、高周波、レーザー、熱等を加えて前記軟質部材を溶着させ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押圧力で変形した場合には、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。
【００６２】
第８の発明によれば、前記流路または前記反応室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封可能であり、気体が混入されていない薄層化または毛細化された液体を容易に得ることができる。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を行うことができる。
【００６３】
第９の発明は、前記軟質部材は、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反応容器である。
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。
【００６４】
第９の発明によれば、押圧によって変形可能な内部に液体等が通過可能な空隙を有する弾性ブロック部材を流路または反応室に設け、押圧することによって、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を図ることができる。
【００６５】
第１０の発明は、前記反応容器を前記回転体に接続した際に、該回転体の該回転軸線に沿う回転支持軸を有する反応容器である。
【００６６】
「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接続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。
【００６７】
第１０の発明によれば、反応容器を前記回転体に接続した際に、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付て、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。
【００６８】
第１１の発明は、前記開口部は、前記回転体の回転軸線によって貫かれた状態で、該回転体の下端部または該回転体の下端部に着脱自在に接続可能なキャップによって着脱自在に接続可能である反応容器である。
【００６９】
第１１の発明によれば、前記回転体の下端部に、それを覆うキャップを設け、該キャップを介して容器の開口部が接続されているので、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防止し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。
【００７０】
第１２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またはそれに平行な回転軸線を有する反応容器である。
【００７１】
第１２の発明によれば、回転体としてノズルを用いることで、分注装置として利用することができ、種々の処理を一貫して自動化することができる。
【００７２】
第１３の発明は、前記貯留室と前記反応室とが連通するとともに、前記反応室と外部とを連通する流路を有し、前記液導入部は、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、前記貯留室の開口部は、前記ノズルによって接続可能である反応容器である。
【００７３】
ここで、「接続」には、装着、嵌合、螺合、嵌装、嵌着、嵌挿、溶着、または密接等の接触または取付方法がある。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。第１３の発明では、２本の流路を有するものであるために、前記反応室は流路との間に２つの開口を有することになる。
【００７７】
第１３の発明によれば、液導入部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。
【００７８】
第１４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、前記貯留室は、前記反応室の上方に形成された前記太径部内の空間であり、前記ピペットチップの細径部は、外部と前記反応室とを連通する流路であり、前記太径部の開口部は、前記ノズルによって接続可能である反応容器である。
【００７９】
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。
【００８０】
この場合前記液導入部であるノズルは、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。
【００８１】
第１４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接続可能としている。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。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。
【００８２】
第１５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目的物質と予め定めた各位置に種々の予め定めた生体物質を配列しておき、目的物質が懸濁する液体を前記反応室に導入して反応させることによって、その発光位置を測定することによって目的物質の構造の解析またはその性質を解析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。または、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。
【００８５】
第１５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。
【００８６】
第１６の発明は、前記ノズルまたは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。
【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接続可能に設ける。該太径部の上部に接続した該キャップを、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接続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１６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。
【００９０】
第１７の発明は、前記反応室は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た反応容器である。
【００９１】
第１７の発明によれば、反応室を略円筒状に形成することによって、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。
【００９２】
第１８の発明は、１または２以上の反応容器と、前記反応容器を着脱自在に接続可能な１または２以上の液導入部を有し、前記反応容器は、開口部を有し液を貯留可能な貯留室、該貯留室よりも薄くまたは細く形成された反応室、および前記貯留室または外部と前記反応室との間を連通する少なくとも１の流路を有し、液導入部によって液体を前記反応室に導入する反応容器液導入装置である。
【００９３】
ここで、「液導入部」は、例えば、前記反応容器に接続可能な回転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。また、液導入部は、試薬等を収容しまたは収容可能な外部容器等に対して相対的に移動可能であることが好ましい。これによって、処理の自動化をより一層進めることができる。
【００９４】
「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、前記液導入部の接続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。
【００９５】
第１８の発明に係る反応容器液導入装置貯留室から反応室に液体を導入することによって液体を容易に薄層化または毛細化することができる。この反応容器を用いることによって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。
【００９６】
該反応容器または該反応容器液導入装置により液体を薄層化または毛細化することによって、前記液体に対する加熱または冷却の指示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。
【００９７】
該反応容器または該反応容器液導入装置によれば、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。
【００９８】
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るようにしている。これによって、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、遠心力に基づく反応容器液導入装置にとって、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反応容器液導入装置にとって、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。
【００９９】
また、該反応容器によると、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、液体の反応室への導入を容易化することができる。
さらに反応容器を外部に設けた回転体等の液導入部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。
【０１００】
第１９の発明は、前記液導入部は、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とを有し、前記回転体に接続された反応容器の前記反応室は、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、かつ、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反応容器液導入装置である。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、強い遠心力を加えることができる。
【０１０３】
「接続」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、前記容器に接続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、該開口部に接続可能とするのが好ましい。
【０１０４】
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。
第１９の発明によると、液導入部として、回転可能な回転体を設け、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されている。すなわち、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。また、該反応容器の自転によって液を導入する場合には、場所をとらず、確実に導入を行うことができる。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、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。
【０１０５】
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、該開口部に接続した場合には、本来液体の導入に用いる開口部を、回転体の接続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。
【０１０６】
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接続することができ、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。
【０１０７】
第２０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、該ノズルの回転軸線は、そのノズルの軸方向に沿ったまたはノズルの軸方向に平行である反応容器液導入装置である。
【０１０８】
ノズルが回転体を兼ねることによって、分注チップを接続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。
【０１０９】
第２０の発明によれば、回転体としてノズルを用いることで、分注装置として利用することができ、種々の処理を一貫して自動化することができる。
【０１１０】
第２１の発明は、前記反応容器の前記流路は、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し、前記流路または前記反応室の少なくともその一部または全部は、変形可能な軟質部材で形成するとともに、前記該軟質部材の所定部分を押圧して、前記反応室を密閉する押圧部を有する反応容器液導入装置である。
【０１１１】
ここで、前記液導入部は、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接続されるようにする。上方に前記排気用流路を介して連通することになる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
第２１の発明によれば、前記流路または前記反応室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封可能であり、気体が混入されていない薄層化または毛細化された液体を容易に得ることができる。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を行うことができる。
【０１１４】
第２２の発明は、前記反応容器において、前記貯留室と前記反応室とが連通するとともに、前記反応室と外部とを連通する流路を有し、前記液導入部は、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、前記貯留室の開口部は、前記ノズルの下端部または該ノズル下端部に接続可能なキャップを介してノズルの下端部に接続可能な反応容器液導入装置である。
【０１１５】
第２２の発明によれば、液導入部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。
【０１１６】
第２３の発明は、前記反応容器の前記反応室は、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収容され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、前記貯留室は、前記反応室の上方に形成された前記太径部内の空間であり、前記ピペットチップの細径部は、外部と前記反応室とを連通する流路であり、前記太径部の開口部は、前記ノズルによって接続可能である反応容器液導入装置である。
【０１１７】
第２３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接続可能としている。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。
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。
【０１１８】
第２４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容器液導入装置である。
【０１１９】
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接続可能に設ける。該太径部の上部に接続した該キャップを、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接続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。
【０１２０】
第２４の発明によると、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。
【０１２１】
第２５の発明は、１または２以上の反応容器と、該反応容器を着脱自在に接続可能な１または２以上の液導入部とを有し、前記反応容器は、開口部を有し液を貯留可能な貯留室、該貯留室よりも薄くまたは細く形成された反応室、および前記貯留室または外部と前記反応室との間を連通する少なくとも１の流路を有する容器であって、さらに、前記１または２以上の前記反応室の加熱または冷却を可能とする加熱冷却部と、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とを有するとともに、液導入部によって反応室に導入された液について反応を生ぜしめてその光情報を測定する液導入反応測定装置である。
【０１２２】
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。
また、前記液導入部に接続した反応容器の反応室と、前記加熱冷却部または／および前記光情報測定部との間は相対的に移動可能であることが好ましい。これによって、処理の自動化を容易化しまたは促進することができる。
【０１２３】
第２５の発明によると、前記反応容器の前記反応室と接触または近接して設けた加熱冷却部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、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。
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、加熱または冷却の指示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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
特に、厚み方向に沿って両側から前記加熱冷却部が挟むようにして、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。
【０１２６】
第２６の発明は、前記反応容器の前記反応室を密閉するための密閉手段をさらに有する液導入反応測定装置である。
【０１２７】
ここで、前記密閉手段としては、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、前記反応室を該軟質部材を変形することによって密閉する押圧部であり、前記反応室がピペットチップの内面と該チップ内に収容されたコアの外面との間の隙間である場合には、第１のキャップおよび第２のキャップと、該第１のキャップを下方向に移動させ、第２のキャップの位置にまで該ピッペットチップを移動させてそのチップの下端部に第２のキャップを接続させる移動手段とを有するものである。また、前記押圧部としては、後述する受光端部に設けた突部であったり、または、前記光情報測定部の前記照射端部の端面に設けた突部がある。その他、密閉手段としては、超音波放射手段または、高周波、レーザー、発熱等による溶着手段等がこれにあたる。
【０１２８】
第２６の発明によると、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。
【０１２９】
第２７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の面積の最も大きな壁面に接触または近接して設け、前記受光端部は、最も大きな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設けた液導入反応測定装置である。
【０１３０】
第２７の発明によると、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。
【０１３１】
第２８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前記受光端部は、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設けた液導入反応測定装置である。
【０１３２】
第２８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。
【０１３３】
第２９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、前記加熱冷却部は、前記反応室と接触しまたは近接して設けた加熱または冷却を行う加熱冷却用端部を有し、前記光情報測定部の照射端部および前記加熱冷却用端部は、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設けた液導入反応測定装置である。
【０１３４】
ここで、「加熱冷却用端部」は、ペルチェ素子のように１の端部が加熱および冷却を行う場合の他、別体に設けた加熱用端部または冷却用端部のいずれかの場合、または加熱用端部および冷却用端部の双方を意味する場合がある。
【０１３５】
第２９の発明によると、加熱冷却用端部および照射端部を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。
【０１３６】
第３０の発明は、前記照射端部には、前記加熱冷却部の発熱体または冷却体が設けられた液導入反応測定装置である。
【０１３７】
その態様としては、例えば、照射端部としては、ロッドレンズ、その他のレンズ、透明体等の光学系であり、発熱体としては、例えば、ニクロム線等の抵抗線であり、ロッドレンズ等の光学系に巻装されたような場合、または、前記ロッドレンズ等の光学系中に発熱体を封入した場合がある。
【０１３８】
または、前記ロッドレンズ等の光学系中に組み込んだ多重層化した感光発熱ガラスを用いても良い。これによって、透光性のある加熱冷却用端部、加熱用端部、または冷却用端部を提供することができる。
【０１３９】
第３０の発明によると、ロッドレンズに加熱冷却用端部を設けることによって、ロッドレンズを加熱冷却用端部として用いることができるので、装置規模を削減し、反応容器の周囲の狭い空間を有効に利用することができる。
【０１４０】
第３１の発明は、前記加熱冷却部は、前記反応室と接触しまたは近接して設けた加熱行う加熱用端部または冷却を行う冷却用端部であり、前記加熱用端部または冷却用端部は、前記反応室を囲む複数の壁面の内の面積が最大の１の壁面に接触しまたは近接して設けた液導入反応測定装置である。ここで、前記加熱用端部とともに、前記照射端部をも前記壁面に設けるようにしても良い。例えば、加熱用端部と照射端部が連結している場合がこのような場合に相当する。
【０１４１】
第３１の発明によると、反応室を囲む壁面の内最大の面積の壁面に加熱用端部または冷却用端部を設けることによって、加熱冷却を効率的に行うことができる。
【０１４２】
第３２の発明は、前記加熱冷却部は、加熱または冷却を行う加熱冷却用端部を有し、該加熱冷却用端部は、前記反応容器に対して相対的に接離可能に設けられた液導入反応測定装置である。
反応容器に対する前記加熱冷却用端部の位置を制御することによって、反応室に対して接触させ、または近接させもしくは離間することができ、これによって熱の伝導効率を変更することができる。
「加熱冷却用端部を接離可能に設ける」とは、加熱および冷却を可能とする端部を接離可能に設ける場合と、加熱用端部のみを接離可能に設ける場合、冷却用端部のみを接離可能に設ける場合と、加熱用端部および冷却用端部を接離可能に設ける場合がある。
【０１４３】
第３２の発明によると、反応容器に対する前記加熱冷却用端部の位置を制御することによって、反応室に対して接触し、または近接しもしくは離間することができ、これによって熱の伝導効率を変更することができるので、効率的で精度の高い温度制御を行うことができる。
【０１４４】
第３３の発明は、前記加熱冷却部は、加熱を行う加熱用端部または冷却を行う冷却用端部のいずれかを複数の各領域に設けて、各領域ごとに複数種類のいずれかの予め定めた温度を提供し、
前記液導入部に接続された前記反応室と前記加熱用端部または冷却用端部との間は、相互に接近または接触するように相対的に移動可能に設けられた液導入反応測定装置である。
【０１４５】
これによって、予め定めた順序による温度の設定は、該当する各温度が提供される前記領域を通過する順序および移動経路,各領域の滞留時間の移動制御に置き換えることができる。その際、前記複数の各領域は、前記反応室に設定されるべき複数種類の温度の設定順に応じて、順次、例えば、横列状に、縦列状に、円周状に、またはジグザグ状に相互の温度影響がない程度に離れた間隔をもって配列する。これによって、前記反応室の前記領域に対する相対的な移動経路に沿った移動距離を最小限にして、効率的に温度制御を行うことができる。
【０１４６】
また、相対的に移動可能であるから、液導入部と加熱冷却部の双方が移動するように設けても良く、例えば、前記各領域間の移動は、前記液導入部が行い、各領域において、前記加熱用端部または冷却用端部が前記反応室に対して接離可能に移動可能に設けるようにしても良い。なお、複数種類の温度の例としては、例えば、ＰＣＲを行う場合に設定する温度である。なお、液導入部と前記加熱用端部または冷却用端部との間の相対的な移動手段としては、液導入部自体を上下方向または水平方向に移動させる手段、または、前記加熱用端部または冷却用端部を移動させる手段、またはその両方の手段の組合せがありうる。また、加熱用端部または冷却用端部としては、予め定められた温度のみを提供可能な場合と、それ自体種々の温度の設定が可能な場合がある。また、ある温度が設定されている領域が、別体の２つの部分からなり、それぞれ、前記反応室の移動経路を挟むように向い合う位置に設けるようにしても良い。
【０１４７】
第３３の発明によると、種々の温度への設定が液導入部による反応容器の前記領域に対する相対的な移動によって実行することができる。したがって、温度制御を反応室と前記領域との間の移動制御に置き換えることができるので種々の試薬や液体の移送処理やと同一レベルの処理を単純化、統一化することができる。また、反応容器に対して熱容量が大きいアルミブロック等の発熱体や冷却体の温度を上昇下降させて温度制御を行う場合に比べエネルギー効率が高い。また、熱容量の大きいアルミブロック等の発熱体または冷却体の温度の上昇下降制御に比較して、異なる温度領域に瞬時に移動することができるので、温度が安定するまでの緩和時間を短縮化し、高精度できめの細かい温度制御を行うことができる。
【０１４８】
第３４の発明は、前記反応室の前記領域に対する相対的な移動経路方向に沿って配列された隣接する前記領域間の間隔に、該移動経路方向を横断するようにして前記配列に応じた温度のガスを噴射するガス噴射部を設けた液導入反応測定装置である。
【０１４９】
特に、反応室の温度を、ある段階で設定された温度よりも低い温度に変更するような場合に、隣接する前記領域間の間隔に、低温ガスを噴射するようにする。これによって、設定した低温度への下降を円滑に行うことができる。ガス噴射部には送風機をも含む。ガス噴射部は加熱冷却部に含まれる。前記「移動経路方向」とは、例えば、水平方向、垂直方向、または円周に沿った方向である。ガス噴射部は、例えば、ガスボンベを用いる。
【０１５０】
第３４の発明によると、前記相対的移動経路に沿って複数の温度が設定された隣接領域の間に、所定温度のガスを噴射させることによって、温度の移行を円滑に行わせるとともに、隣接領域間での相互の温度の影響を遮断することができる。
【０１５１】
第３５の発明は、前記光情報測定部は前記受光端部を有し、前記液導入部に接続された前記反応室と前記受光端部との間は,相互に接近また接触するように相対的に移動可能に設けられ前記反応室からの光を受光する液導入反応測定装置である。
【０１５２】
ここで、該受光端部が設けられる領域は、前記加熱冷却部が設けられた前記領域を含めて、前記反応室の該領域に対する相対的な移動経路に沿ってその処理順に配列するのが好ましい。例えば、温度の設定後に測定を行う場合には、前記移動経路に沿った最後の温度設定の領域の後に位置するように設ける。
【０１５３】
第３５の発明によると、液導入部が光情報測定部の前記受光端部との間で相対的に移動可能であって、さらに前記相対的移動経路に沿って受光端部を設けるようにしている。したがって、処理の手順と、各領域との配列を対応させることによって、効率的に処理を行うことができる。また、温度制御と、光情報の測定とが同じ移動制御で行うことができるので、制御が簡単化されることになる。
【０１５４】
第３６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以上の照射端部を有し、該照射端部は、前記反応容器に対して接離可能に設けられた液導入反応測定装置である。
反応容器に対する前記照射端部の位置を制御することによって、効率の良い光の照射を行い、また、照射端部と前記加熱端部とが連結しているような場合には、熱伝導や熱の遮断等の制御を行うことができる。
【０１５５】
第３６の発明によると、反応容器に対する前記照射端部の位置を制御することによって、効率の良い光の照射を行い、また、照射端部と前記加熱端部とが連結しているような場合には、熱伝導や熱の遮断を行うことができる。したがって、効率的で精度の高い温度制御や光の照射を行うことができる。
【０１５６】
第３７の発明は、前記加熱冷却部は、冷却を行う冷却用端部を有し、該冷却用端部は、前記反応容器に向かって送風する送風機である液導入反応測定装置である。
これによって、特に前記加熱端部や照射端部を前記反応容器から離間させる際には、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。
【０１５７】
第３７の発明によると、これによって、特に前記加熱端部や照射端部を前記反応容器から離間させ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。
【０１５８】
第３８の発明は、前記反応容器の反応室が円筒状に形成され、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た液導入反応測定装置である。
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。
【０１５９】
第３８の発明によれば、反応室を略円筒状に形成することによって、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。
【０１６０】
第３９の発明は、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液導入反応測定装置である。
【０１６１】
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。
【０１６２】
「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。
【０１６３】
第３９の発明または第４０の発明によると、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。
【０１６４】
第４０の発明は、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液導入反応測定装置である。
【０１６５】
第４１の発明は、前記光情報測定部は、前記反応容器の前記反応室に光を照射する照射端部と、前記反応室からの光を受光する受光端部とを有し、前記受光端部の前記反応室に対する受光方向および開口角は前記照射端部の照射方向および反応室の形状に基づいて定まる入射および反射経路外で、前記受光端部が前記反応室からの光を受光するように定めた液導入反応測定装置である。
【０１６６】
照射端部および受光端部としては、例えば、ロッドレンズ、またはファイバの先端等の光学系が相当する。例えば、照射端部は、前記受光端部が設けられる前記領域と、透光性を有する前記反応室が移動する移動経路を挟んで向い合う領域に設ける。この場合、前記照射端部の光軸と受光端部の光軸、または反応室への入射角と反応室からの透過角との間が所定の有限角度をなすようにロッドレンズ、またはファイバの先端等の光学系を相互に前記角度だけ傾け、または、ファイバー・ロッド・グラスを用いて、受光端部への照射端部の影響を低減化して、光情報の測定を高精度化することができる。なお、前記反応室に対する照射端部および受光端部の位置は、反応室の大壁面を挟むように位置する場合、大壁面と小壁面の各々に位置する場合、小壁面を挟むように位置する場合または．同一の壁面に位置する場合がある。
【０１６７】
第４２の発明は、回転可能な１または２以上の回転体と、該回転体に着脱自在に接続可能に形成された１または２以上の容器と、該回転体を回転駆動する回転駆動部とを有し、前記容器は、開口部を有し液を貯留可能な貯留室と、前記貯留室と連通し、液の通過が可能であって、該液に対して所定の作業を行う媒体を該液の通過経路を遮るように設けた作業室とを有し、前記作業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て、前記貯留室に収容された液を前記作業室に導入する液導入装置である。
【０１６８】
なお、前記容器は、キャップを介して前記回転体に接続可能となるようにしても良い。
ここで、「媒体」としては、後述するフィルタやカラムの固定相がある。フィルタには、所定のサイズ（ポア径または平均的な空隙の径または長さ）を持つ多数の貫通性の孔または空隙によって液体を通過させて液体中の所定の物質を分離する場合、または吸着によって分離する場合を含む。なお、前記回転体の回転軸線が前記容器を貫く場合には、自転に相当し、全体の装置規模を小さくすることができる。これによって、例えば、核酸、オリゴヌクレオチド、タンパク質等の種々の生体物質の抽出、精製に用いることができる。
【０１６９】
第４３の発明は、前記回転体は、気体の吸引吐出が可能で回転可能なノズルであって、該ノズルはその軸方向に沿った回転軸線を有する液導入装置である。
【０１７０】
第４４の発明は、前記媒体は、所定のポア径を有するフィルタである液導入装置である。
【０１７１】
第４５の発明は、前記作業室は、前記貯留室と連通し前記フィルタを有するフィルタ室と、該フィルタ室と連通し、該フィルタ室に着脱自在に取り付けられた収容室とを有し、前記回転体の回転によって、前記フィルタ室に導入された液は、前記フィルタを通過して前記収容室に達する液導入装置である。
【０１７２】
ここで、前記収容室には、前記フィルタを透過した物質が収容されることになる。収容室とフィルタ室との間は、例えば、螺子等の取付部材で接続する。
【０１７３】
第４６の発明は、前記媒体は所定の固定相であり、前記作業室は、前記媒体が収納されたカラムおよび該カラムと連通し、該カラムに対して着脱自在に取り付けられた収容室を有し、前記回転体の回転によって、前記カラムに導入された液は、該カラムを通過して前記収容室に達することが可能である液導入装置である。
【０１７４】
ここで、「固定相」は固体または液体がある。カラムは、例えば、カラムに試料混合物を適当な展開剤（移動相）で移動させ、各成分の吸着性や分配係数の差異に基づく移動速度の差を利用いて分離することに用いる。
【０１７５】
第４７の発明は、前記作業室は、前記貯留室よりも薄くまたは細く形成された液導入装置である。
【０１７６】
第４２の発明、第４４の発明、第４５の発明、第４６の発明または第４７の発明によると、少なくとも貯留室と、回転軸線から遠くに位置する作業室を有する種々の容器を回転体に接続させて回転させることによって、大気圧の下では、前記作業室内に設けた前記媒体に対する液の通過が困難な場合でも液の通過を遠心力を利用して容易化することができる。また、種々の容器を接続して液の導入を行うことによって多様な処理を行うことができる。また、容器の自転によって液の導入を図るようにすれば、公転を利用する場合に比較して作業面積を小さくして効率的に処理を行うことができる。特に、前記媒体として、核酸、タンパク質等を抽出しまたは精製する機能を持つフィルタ等を用いることで、核酸、タンパク質等の生体物質の抽出や精製を行うことができる。すると、前記ＰＣＲ処理と組み合わせることで、核酸、タンパク質等についての、抽出、増幅、発現、精製等の処理を一貫して行うことができる。また、第４４の発明または第４５の発明によれば、作業室に着脱自在な収容室を設けることによって、所定の作業が加えられた液体を収集して容易に取り出すことができるので取り扱いやすい。また、第４６の発明によれば、液体に所定の作業を加えるとともに、作業が加えられた液を薄層化または毛細化を行う処理を同時に効率的に行うことができる。
【０１７７】
第４３の発明によると、回転体として、回転可能なノズルを利用している。したがって、遠心力のみならず、吸引吐出の圧力を利用することができるので、前記貯留室への液体の分注をも行うことができる。また、容器の形状によっては、反応室への液の導入に、吸引吐出の圧力を利用することができるので、多様な処理を一貫して行うことができる。
【０１７８】
第４８の発明は、処理対象となる液体を前記第１の発明ないし第１７の発明に係る反応容器の貯留室に収容する工程と、前記液体を前記貯留室から前記反応容器の反応室に導入する工程と、前記反応室に設けられた開口または流路を閉塞して前記液体を反応室に密封する工程と、前記反応室に密封した液体の加熱冷却を行う工程と、前記反応室からの光情報を測定する工程とを有する液導入反応測定方法である。
【０１７９】
ここで、「液体」は、例えば、核酸等の目的物質、必要な試薬が含まれている。「収容」は、例えば、分注装置を用いて行う。「導入」は、例えば、前記反応容器を前記液導入部であるノズルに接続して反応容器を回転させることによって、または、液導入部である分注装置の吸引吐出機構を用いて行う。
【０１８０】
第４８の発明によると、前記反応容器の前記反応室と接触または近接して設けた加熱冷却部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、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。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、加熱または冷却の指示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。また、本発明によれば、前記反応容器を用いて一連の処理を自動化することができる。
【０１８１】
さらに、反応室を密封して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。
【０１８２】
特に、厚み方向に沿って両側から前記加熱冷却部が挟むようにして、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。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る反応容器を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る反応容器およびキャップを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る反応容器の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る反応容器の一部拡大斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る反応容器を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る反応容器を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る反応容器を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る反応容器の断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る反応容器がノズルに接続され、かつ反応測定が行われる場合を示す図である。
【図１０】本発明の第６〜第８の実施の形態に係る反応容器がノズルに接続され、かつ反応測定が行われる場合を示す図である。
【図１１】本発明の第９の実施の形態に係る反応容器を示す図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態に係る反応容器の断面図および分解図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る反応測定処理システムを示す全体図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る液導入装置を示す側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るフィルタ内蔵チップ、フィルタ内蔵容器、およびカラム連結容器を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係るトリガー光源および受光部の例を示す図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態に係るトリガー光源および受光部の例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係るロッドレンズの例を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る回転機構を示す図である。
【図２０】本発明の第１０の実施の形態に係る反応容器を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係るＰＣＲユニットを示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態に係る処理流れ図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１８４】
本発明によれば、均質化した懸濁液を遠心力または圧力を利用して、反応容器の反応室に導入することによって、気泡や気体の混入なしに、容易かつ確実かつ均質に液体を薄層化または毛細化して密封することを実現し、これによって、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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る反応容器１１を示す斜視図、側面図および正面図である。なお、図１（ａ）（ｃ）においては、内部を明瞭に示すために、その一部を形成する軟質部材である透明な膜１８が除去された状態で示されている。
【０１８７】
図１（ａ）に示すように、該反応容器１１は、上部に開口部１３を有し、液を貯留可能な円筒状の貯留室１２と、該貯留室１２と液導入用流路１６および排気用流路１７を介して連通し該貯留室１２よりも薄く形成された反応室１５と、前記液導入用流路１６および前記排気用流路１７とを有し、前記液導入用流路１６、前記排気用流路１７および前記反応室１５は、それを挟んで略層状に形成され、その全体が透光性の反応部１４に設けられている。本実施の形態に係る反応容器１１は、前記反応室１５は、液導入用流路１６と排気用流路１７と連通しているので前記流体回路に相当する。前記開口部１３は、後述するキャップ２０が嵌挿されて接続可能であり、該キャップ２０はさらに回転体としての後述するノズル２２に螺合によって接続可能である。したがって、該開口部１３は該キャップ２０を介して該ノズル２２に接続可能である。すなわち、該反応容器１１は、前記反応室１５に液体を導入する液導入部として、回転体を用いて遠心力を加えて導入する部類に属する。
【０１８８】
該反応室１５は、前記貯留室１２の下方で、かつ、前記開口部１３または貯留室１２の軸線に対して、貯留室１２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１３または貯留室１２の軸線は、後述する回転体としてのノズル２２に該反応容器１１が接続された際には、該回転体の回転軸線と一致する。
【０１８９】
したがって、該回転体を回転させた場合に、前記貯留室１２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１５内に液体が導入される。該反応室１５および前記液導入用流路１６、および排気用流路１７の一部は、有底の溝が形成された平面状のフレーム１４ａに設けられ、該フレーム１４ａの片面側は後述する膜１８によって塞がれている。前記液導入用流路１６は、前記貯留室１２の内側面に入口をもち該反応室１５の上部に出口をもち、前記排気用流路１７は、該反応室１５の下部に入口をもち前記貯留室１２の内底面に出口をもち、前記反応室１５と前記貯留室１２とを連通している。
【０１９０】
前記液導入用流路１６は、弾性体で形成された弾性ブロック部材としての弾性弁体１６ａを有し、該弾性弁体１６ａを押圧することによって該液導入用流路１６を閉塞可能である。また、前記排気用流路１７は、前記反応室１５の下部と連通する細い斜め上方向に進む斜路１７ａと、前記膜１８を少しの距離押圧することで閉塞可能とするように、前記膜１８側に突出した孔部１７ｂと、前記貯留室１２の内底部に設けた出口１７ｄを有する。
【０１９１】
図１（ｂ）に示すように、前記排気用流路１７は、前記孔部１７ｂから前記出口１７ｄにまで前記貯留室の円筒の軸線に平行に上下方向に流体的に接続する上下路１７ｃを有し、該上下路１７ｃは平面状の前記フレーム１４ａの前記反応室１５等の底面が設けられた側からやや突出するように設けられている。また、前記フレーム１４ａの前記上下路１７ｃに向かい合う側面、すなわち、前記反応部１４の開口側には、その開口を塞ぐように前記膜１８が前記フレーム１４ａに対し接着等によって取り付けられて前記反応室１５や前記流路１６，１７等の開口を塞いでいる。該膜１８は軟質部材、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で形成される。したがって、前記反応室１５は、複数の壁面に囲まれることになるが、反応時においては、この膜１８が設けられている壁面の外部には、押圧部１０１，１０２が設けられたファイバの束等の受光端部７８が位置するように設置され、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７１からの光を照射するロッドレンズ７５が配置される。ここでは、該ロッドレンズ７５には、該ロッドレンズ７５を加熱用端部として機能させるために発熱体７９の抵抗線が巻装されている。これらの受光端部７８およびロッドレンズ７５は、前記反応室１５の大壁面に対して接離可能に設けられている。
【０１９２】
該排気用流路１７の一部は前記軸線に近く平行に設けることによって、前記軸線について前記反応容器１１を回転した場合に、遠心力によって排気用流路１７を通る液体の導入を小さくする。
【０１９３】
図１（ｃ）に示すように、前記液導入用流路１６の前記弾性弁体１６ａは、後述するように、内部に孔部１６ｂおよび押圧されて閉鎖可能な空隙１６ｃとを有する。また、前記貯留室１２の上部内面１９は、後述するキャップ２０が嵌合可能な内径をもつ。前記貯留室１２の外面には、反応容器１１の脱着用のフランジ１２ａが設けられている。また、前記励起用光が照射されて発光する蛍光物質等が収容される前記反応室１５からの光は、図１（ｂ）と異なり、例えば、前記反応室を囲む壁面の内の１つから受光される。この例では、所定の小壁面に位置させた受光端部から受光して光ファイバを通して受光部７２にまで導光する。
【０１９４】
図２（ａ）は、前記反応容器１１および該反応容器１１に接続されるべきキャップ２０を示す斜視図である。
【０１９５】
該キャップ２０は、前記反応容器１１の貯留室１２の開口部１３に嵌挿して接続される中空円筒状の部材である。該キャップ２０は、前記開口部１３の内面と接触する３種類の環状の突起部を有し、下から、気密リム２０ａ、２０ｂ、ロック用リム２０ｃである。また、該キャップ２０の内面は、図示しないノズルと嵌合するノズル嵌合部２０ｄである。また、キャップ２０の外面には、キャップ２０の軸方向に沿って複数本の突条２０ｅが設けられ、後述するキャップ係合部４７ａ，４７ｂと係合可能であり、これによって、キャップ２０の自動的な脱着が可能となる。
【０１９６】
図２（ｂ）は、前記キャップ２０が前記反応容器１１に嵌合して接続した状態を示すものである。
【０１９７】
図３（ａ）は、前記反応容器１１をさらに詳細に示すために、前記キャップ２０が前記開口部１３に嵌合して接続された状態の正面透視図を示すものである。図中符号１４ｂは、前記フレーム１４ａに設けた浅い窪みである。そのＡＡ線で切断した断面図を図３（ｂ）に示す。この図において、前記キャップの気密リム２０ａ、２０ｂ、ロック用リム２０ｃが前記貯留室１２の上部の内面と接触する状態を示している。また、前記上下路１７ｃの下部に設けた孔部１７ｂ近傍については、図３（ｄ）に拡大して示す。該孔部１７ｂは、前記膜１８側に突出し、該膜１８に対しある間隔をもって接近して設けられているので、該膜１８を外部から押圧することによって、該孔部１７ｂが該膜１８によって塞がれて排気用流路１７が閉塞されることになる。
【０１９８】
また、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＣＣ線で切断した断面の主要部分を示すものである。該部分は、前記弾性弁体１６ａが設けられた液導入用流路１６部分を示すものであり、前記フレーム１４ａと前記膜１８との間に設けられている。該弾性弁体１６ａは、図４と併せて参照することによってより明瞭になるように、前記孔部１６ｂと、該孔部１６ｂと連通する空隙１６ｃとから形成され、前記空隙１６ｃを押圧することによって、前記空隙１６ｃを塞いで、前記液導入用流路１６を閉塞することができる。これによって、前記反応室１５内に導入した液を該反応室１５内に密封することができる。
【０１９９】
図５は、第２の実施の形態に係る反応容器１１ａを示すものである。該反応容器１１ａは、前述した反応容器１１と異なり、該反応容器１１ａの前記反応部１４の下側で貯留室１２の開口部１３の軸線に沿って回転支持軸１４ｃを設けて回転時の芯ふれの防止をはかることができる。
【０２００】
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６および図７に基づいて説明する。
【０２０１】
図６は、第３の実施の形態に係る反応容器３１を示すものである。
図６（ａ）は、該反応容器３１の斜視図を示すものであり、図６（ｂ）は、その正面図、図６（ｃ）はその断面側面図であり、図６（ｄ）は、図６（ｃ）で示した領域Ｆの拡大断面図であり、図６（ｅ）は、図６（ｄ）で示した一部部分の拡大斜視図である。
【０２０２】
該反応容器３１は、太径の円筒状の貯留室３２と、該貯留室３２よりも薄く形成された両底面が菱形の角柱状の反応室３３と、該反応室３３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３４とを有するものである。
【０２０３】
前記貯留室３２と前記反応室３３との間、および前記反応室３３と外部との間は、各々流路３２ｃ、と細径部３４とによって結ばれている。したがって、本実施の形態に係る反応容器３１は、反応室３３は、２つの流路と連通しているので、前記流体回路に相当する。また、前記流路３２ｃおよび細径部３４の閉塞位置には、押圧によって閉塞可能な弾性弁体３５、３６が設けられている。
【０２０４】
前記貯留室３２には、図示しないノズルがその開口部３２ａにおいて嵌合して接続可能であり、該貯留室３２の内部であって、前記ノズルの接続部分の下側に、例えば、該貯留室３２を仕切るように断熱用フィルタ３２ｂが設けられている。これによって、反応室３３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３２の下側は、先細りに形成され流路３２ｃと連通する。また、該貯留室３２の外面には複数本の突条３２ｄが設けられ、該突条３２ｄにより後述するチップ除去板２３ａにより自動的に除去可能となる。
【０２０５】
前記反応室３３の大壁面の一方は、押圧によって変形可能な軟質部材で形成された膜３７が張られ、該大壁面の他方は、前記反応容器３１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３３を覆う該フレームに窪み３８を設けて、肉薄状に形成している。
【０２０６】
前記弾性弁体３５，３６は、図６（ｅ）に示すように、孔部３９と、押圧によって閉塞可能な空隙部４０とを有する。
【０２０７】
図７は、第４の実施の形態に係るチップ状反応容器４１あって、流体の通過可能なキャップ４２、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５０のノズル２２に前記チップ状反応容器４１が接続された反応容器接続部分を示す。
【０２０８】
図７（ａ）は、前記液導入装置５０の反応容器接続部分の分解斜視図であり、図７（ｂ）は、該液導入装置５０の反応容器接続部分を示し、図７（ｃ）〜（ｅ）は、前記加熱冷却部の加熱用端部としての熱伝導ブロック４９ａ，４９ｂが設けられた領域にまで前記液導入装置５０を用いて移動して加熱冷却を行う際の前記チップ状反応容器４１に対する前記液導入装置５０からの脱着および接続の自動的な動作を示すものである。
【０２０９】
図７（ａ）に示すように、前記チップ状反応容器４１は、円筒状の太径部４５と、該太径部４５の下側に設け、該太径部４５よりも細く形成した細径部４６と、前記太径部４５の上側に設けられ前記太径部４５よりもさらに太い外径をもち、前記キャップ４２の先端部４２ｂを嵌挿可能な開口部４５ａと、前記太径部４５から前記細径部４６にかけて、収容された円筒状のコア４３とを有している。該コア４３の外周面には、収容された前記太径部４５または細径部４６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４３ａが外方向に突出するように設けられている。このコア４３の外周面と前記太径部４５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４５の上側でコア４３の上方の空間が前記貯留室に相当する。
【０２１０】
また、該コア４３の下端は、前記細径部４６の形状に合わせて先細りに形成され、該コア４３の上端には、前記キャップ４２の先端部４２ｂ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４３ｂを有する。この例では、該閉塞部４３ｂは、前記キャップ４２の先端部４２ｂに設けた外方に拡開する孔部４２ｆ（図８参照）に対応して円錐状に形成されている。
【０２１１】
さらに、前記キャップ４２は、全体が中空の略円筒状であって、基部４２ａと、該基部４２ａの外径よりも細く形成した外径をもつ先端部４２ｂと、前記基部４２ａの外径よりも太い外径をもち前記ノズル２２の先端が嵌合可能な嵌合部４２ｅとを有している。前記先端部４２ｂには、前記反応容器４１の開口部４５ａの内面に密着するリム４２ｃおよび環状の溝４２ｄが設けられている。
【０２１２】
図７（ｃ）〜図７（ｅ）に示すように、前記反応容器４１を前記ノズル２２に接続した液導入装置５０によって、加熱冷却部の熱伝導ブロック４９ａ，４９ｂにまで移動した状態を示す。また、該液導入装置５０には、前記チップ状反応容器４１をこそぎ落とすために、前記開口部４５ａの外径よりもやや小さくかつ、前記キャップ４２の基部４２ａ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２３ａを有する。該チップ除去板２３ａは、上下方向の移動および前記反応容器４１したがってノズル２２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５０には、前記キャップ４２の前記嵌合部４２ｅを上下から挟むようにして該キャップ４２の前記嵌合部４２ｅの段差部分と係合可能なキャップ係合部４７ａ，４７ｂが設けられている。下側の前記キャップ係合部４７ａは、前記キャップ４２の基部４２ａの外径よりも大きく前記嵌合部４２ｅ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４７ｂは、前記ノズル２２の外径よりも大きく前記嵌合部４２ｅ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４７ａと、下側のキャップ係合部４７ｂの間の距離は固定され、これらのキャップ係合部４７ａ，４７ｂは、上下動のみならず、前記ノズル２２の軸線に対して接近離間可能に設けられている。
【０２１３】
図７（ｃ）は、前記キャップ係合部４７ａ、４７ｂ、およびチップ除去板２３ａを、同時に下側に下げることによって、前記ノズル２２から、キャップ４２が接続されたチップ状反応容器４１を外し、該反応容器４１の太径部が、前記熱伝導ブロック４９ａ，４９ｂに挟まれた位置に支持されている状態を示している。
【０２１４】
図７（ｄ）は、前記ノズル２２に前記キャップ４２を接続した状態で前記チップ除去板２３ａだけを降下させて、前記反応容器４１を前記キャップ４２から外した状態を表す。
【０２１５】
図７（ｅ）は、前記ノズル２２に前記キャップ４２を介して前記反応容器４１を接続した状態で、該反応容器４１を前記熱伝導ブロック４９ａ、４９ｂに挟まれた状態を示している。
【０２１６】
図８（ａ）は、図７（ｅ）について、前記ノズル２２の軸線を通る面で切断した断面図である。
図８（ｂ）に、前記反応容器４１の断面図を拡大して示すように、前記コア４３の外面と前記太径部４５の内面で囲まれた隙間部４１ａが前記反応室に相当し、該太径部４５の上側で前記コア４３の上部に形成された空間部４１ｂが前記貯留室に相当する。また、前記キャップ４２の先端部４２ｂには、前記コア４３の閉塞部４３ｂによって閉塞可能な形状をもつ孔部４２ｆが穿設されている。前記先端部４２ｂが前記反応容器４１の開口部４５ａに最も深く挿入した状態で、前記孔部４２ｆは前記閉塞部４３ｂによって閉塞される。先端部４２ｂの内部の上側には断熱用フィルタ４２ｇが設けられて、前記反応室からの熱がノズル２２に伝達することから防止する。すなわち、本実施の形態に係る反応容器４１は、その反応室に２つの開口が設けられているので、前記流体回路に相当する。
【０２１７】
図８（ｃ）は、前記キャップ４２の前記先端部４２ｂを前記キャップ係合部４７ａ，４７ｂを上方向に移動させることによって、前記キャップ４２の嵌合部４２ｅに引っ掛けて該キャップ４２を上方向にやや移動させる。すると、前記孔部４２ｆから前記コア４３の閉塞部４３ｂが外れ、前記ノズル２２は、前記キャップ４２の断熱用フィルタ４２ｇを介して前記反応容器４１と連通する。したがって、該反応容器４１の細径部４６を液が収容されている容器内に挿入し、前記キャップ４２の位置が、前記孔部４２ｆを開放した状態で該ノズル２２によって気体の吸引を行うことで、液を前記反応容器４１の細径部４６および前記隙間部４１ａを通って空間部４１ｂにまで導入する。その後、前記キャップ４２の先端部４２ｂを前記反応容器の開口部４５ａに最も深く挿入した状態にして、前記孔部４２ｆを前記閉塞部４３ｂによって閉塞するとともに、前記細径部４６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４１ａ内に液を密封することができる。
【０２１８】
図９は、第５の実施の形態に係る反応容器２１１の例を、該液導入装置５０が有する回転体としての前記ノズル２２の下端部にキャップ２０を介して接続して、前記液導入装置５０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ロッドレンズ７５および例えば、光ファイバの先端に相当する受光端部７８並びに該ロッドレンズ７５に巻装された加熱冷却部の細長形状の発熱体７９との位置関係を示す。なお、図９、図１０においては、キャップ２０、弾性弁体等は概念的に表したものである。発熱体７９が巻装されたロッドレンズ７５は、照射端部であるとともに、加熱用端部に相当する。
【０２１９】
図９（ａ）は、前記反応容器２１１を示す正面断面図であり、該反応容器２１１は、開口部を有し液の貯留が可能な貯留室２１２と、該貯留室２１２と連通し、前記貯留室２１２よりも薄く形成された略三角柱状の反応室２１５と、前記貯留室２１２と前記反応室２１５との間を連通する排気用流路２１７とを有するものである。前記排気用流路２１７および反応室２１５は、それらを挟んで層状に形成され、その全体が透光性の反応部２１４に設けられている。なお、図９（ａ）の符号２１３および２１６は前述した弾性ブロック部材としての弾性弁体であり、図９（ｂ）に示す押圧部１０１，１０２によって押圧することによって、空隙を閉じて閉塞可能である。本実施の形態に係る反応容器２１１は、その反応室２１５に２つの開口が設けられているので、前記流体回路に相当する。
【０２２０】
該反応容器２１１は、前記液導入装置５０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２２の下端部を覆うようにして、前記キャップ２０の上側の内面が前記ノズル２２の螺合部２３の外面と螺合している。これによって、ノズル２２が、接続される反応容器２１１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２０の外面は螺刻されており、前記反応容器２１１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２１１が前記ノズル２２に接続される。該ノズル２２と連結し該ノズル２２と共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２１の内部に設けられ、該シリンダ状部材２１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２２の流体の吸引吐出を行うために、前記シリンダ内には、ノズル２２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２４を有している。該ロッド２４の上端には、該ロッド２４の径よりも大きな径をもつ端部２４ａ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るロッド２４は、前記ノズル２２またはシリンダは回転不能に設けられている。
【０２２１】
このように、本実施の形態にあっては、前記螺合部２３と前記キャップ２０との間、および該キャップ２０と前記反応容器２１１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２２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。
【０２２２】
本実施の形態に係る反応容器２１１にあっては、前記反応室２１５は貯留室２１２の下方で、該貯留室２１２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２１２に前記ノズル２２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２２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２１５に導入することができる。液が該反応室２１５に導入されると、該反応室２１５内にあった空気は前記排気用流路２１７を通って前記貯留室２１２内に排気され、該反応室２１５が液で満たされた場合には、弾性弁体２１３および２１６を押圧して密封することになる。前記反応室２１５および前記排気用流路２１７は、有底の溝または窪みが形成されたフレーム２１４ａに設けられている。図９（b）に示すように、該フレーム２１４ａの開口は透明な薄板または膜２１８によって塞がれている。
【０２２３】
図９（ｂ）に示すように、前記弾性弁体２１３，２１６を押圧する押圧部１０１，１０２が設けられた受光端部７８および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ロッドレンズ７５および発熱体７９は、前記反応室２１５の大きな面積を持つ２つの大壁面を挟むように設けられている。この受光端部７８および加熱機能付のロッドレンズ７５は、図１３に示す開閉機構８１により前記反応室２１５に対して接離可能に設けられている。
【０２２４】
図１０は、第６の実施の形態から第８の実施の形態に係る反応容器１３１,１４１,１５１の例を、液導入装置５０が有する回転体としてのノズル２２の下端部にキャップ２０を介して接続して、該液導入装置５０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受光端部７６との位置関係を示す。なお、これらの場合、前記押圧部は、受光端部７６ではなく、例えば、前記照射端部であるロッドレンズ７５に設けるようにしても良い。
【０２２５】
図１０（ａ）は、第６の実施の形態に係る反応容器１３１を示す正面断面図であり、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正四角柱状の反応室１３５と、前記貯留室１３２と前記反応室１３５との間を連通する液導入用流路１３３および排気用流路１３７とを有する。液導入用流路１３３は、前記貯留室１３２の側面と前記反応室１３５の上部とを連通するものであり、排気用流路１３７は、前記反応室１３５の下部と前記貯留室１３２の内底面とを連通するものである。符号１３６、１３８は、弾性弁体を示すものであって、押圧によって閉塞可能である。
【０２２６】
なお、前記液導入装置５０の回転体としてのノズル２２については、図９で説明した通りなので説明を省略する。
【０２２７】
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２２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２２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２２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１３７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、弾性弁体１３６および１３８を押圧して密封することになる。前記反応室１３５、前記液導入用流路１３３および前記排気用流路１３７は、有底の溝または窪みが形成されたフレーム１３４ａに設けられている。該フレーム１３４ａの開口は膜によって塞がれている。
【０２２８】
図１０（ｂ）は、第７の実施の形態に係る反応容器１４１を示す正面断面図であり、該反応容器１４１は、開口部を有し液の貯留が可能な貯留室１４２と、該貯留室１４２と連通し、前記貯留室１４２よりも薄く形成された円柱状の反応室１４５と、前記貯留室１４２と前記反応室１４５との間を連通する液導入用流路１４３および排気用流路１４７とを有する。液導入用流路１４３は、前記貯留室１４２の底面と前記反応室１４５のやや上部とを連通するものであり、排気用流路１４７は、前記反応室１４５のやや下部から前記液導入用流路１４３とを接続するものである。符号１４６、１４８は、弾性弁体を示すものであって、押圧によって閉塞可能である。
【０２２９】
なお、前記液導入装置５０の回転体としてのノズル２２については、図９で説明した通りなので省略する。
【０２３０】
本実施の形態に係る反応容器１４１にあっては、前記反応室１４５は、前記貯留室１４２の下方で、該貯留室１４２よりも、回転軸線、すなわち、前記貯留室１４２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１４２に前記ノズル２２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２２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１４５に導入することができる。液が反応室１４５に導入されると、該反応室１４５内にあった空気は前記排気用流路１４７を通って前記貯留室１４２内に排気され、該反応室１４５が液で満たされた場合には、弾性弁体１４６および１４８を押圧して密封することになる。前記反応室１４５、液導入用流路１４３および前記排気用流路１４７は、有底の溝または窪みが形成されたフレーム１４４ａに設けられている。該フレーム１４４ａの開口は膜によって塞がれている。
【０２３１】
図１０（ｃ）は、第８の実施の形態に係る反応容器１５１を示す正面断面図であり、該反応容器１５１は、開口部を有し液の貯留が可能な貯留室１５２と、該貯留室１５２と連通し、前記貯留室１５２よりも薄く形成された正四角柱状の反応室１５５と、前記貯留室１５２と前記反応室１５５との間を連通する液導入用流路１５３とを有する。液導入用流路１５３は、前記貯留室１５２の底面と前記反応室１５５の上部とを連通するものである。符号１５６は、弾性弁体を示すものであって、押圧によって閉塞可能である。本実施の形態に係る反応容器１５１は、前記反応室１５５は１つの開口しかもっていないので、前記流体格納部に相当する。一方、前記反応容器１３１，１４１は、各反応室１３５，１４５は、各々２つの開口を持っているので前記流体回路に相当する。
【０２３２】
なお、前記液導入装置５０の回転体としてのノズル２２については、図９で説明した通りなので説明を省略する。
【０２３３】
本実施の形態に係る反応容器１５１にあっては、前記反応室１５５は、前記貯留室１５２の下方で、該貯留室１５２よりも、回転体の回転軸線、すなわち、前記貯留室１５２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１５２に前記ノズル２２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２２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１５５に導入することができる。液が反応室１５５に導入されると、該反応室１５５内にあった空気は同じ前記液導入用流路１５３を通って前記貯留室１５２内に排気され、該反応室１５５が液で満たされた場合には、弾性弁体１５６を押圧して密封することになる。前記反応室１５５および前記液導入用流路１５３は、有底の溝または窪みが形成されたフレーム１３４ａに設けられている。該フレーム１３４ａの開口は膜によって塞がれている。
【０２３４】
続いて、図１１に基づいて、第９の実施の形態に係る反応容器２２１について説明する。
図１１（ａ）は、前記反応容器２２１のその正面断面図であり、該反応容器２２１は、開口部を有し液の貯留が可能な貯留室２２２と、該貯留室２２２と液導入用流路２２３を介して連通し、全体として、前記貯留室２２２よりも薄く形成された略四角柱状の反応室２２５と、前記貯留室２２２と前記反応室２２５との間を連通する前記液導入用流路２２３および排気用流路２２７とを有するものである。したがって、該反応容器２２１は前記流体回路に相当する。前記液導入用流路２２３、前記排気用流路２２７および反応室２２５は、それらを透明の薄板または膜２２９で表裏から挟んで層状に形成され、その全体が透光性の反応部２２４に設けられている。なお、図１１の符号２２８および２２６は、例えば、前述した弾性ブロック部材としての弾性弁体が設けられた閉塞位置であり、図９（ｂ）に示す押圧部によって押圧することによって、空隙を閉じて閉塞可能である。
【０２３５】
該反応容器２２１は、前記液導入装置５０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２２の下端部を覆うようにして、キャップ２２０の上側の内面が前記ノズル２２の装着部２７の外面に設けた突起２７ａと係合することによってゴム等の弾性体で形成されたキャップ２２０が前記ノズル２２に装着されている。これによって、ノズル２２が、接続される反応容器２２１またはその収容液との接触を防止することができる。一方、前記反応容器２２１の前記開口部の内面と係合することによって該反応容器２２１が前記キャップ２２０に接続される。該ノズル２２と連結し該ノズル２２と共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２１の内部に設けられ、該シリンダ状部材２１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２２の流体の吸引吐出を行うために、前記シリンダ内には、ノズル２２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２４を有している。該ロッド２４の上端には、該ロッド２４の径よりも大きな径をもつ端部２４ａ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るロッド２４は、前記ノズル２２またはシリンダは回転不能に設けられている。
【０２３６】
図１２（ａ）には、前記装着部２７から脱着した状態のキャップ２２０が装着された反応容器２２１の状態の一部断面正面図を示すものである。また、そのＡＡ線視断面図を図１２（ｂ）に、ＢＢ線視図を図１２（ｃ）に、ＣＣ線視断面図を図１２（ｄ）に示す。また、図１２（e）は、図１２(a)に示したようにノズル２２から脱着した状態にあるキャップ２２０が装着された反応容器２２１の側面図を示す。前記ノズル２２の装着部２７に設けられた突起２７ａは、前記キャップ２２０の上端に設けた前記突起２７ａよりやや大きく形成した切欠き２２０ｃからキャップ２２０に設けた所定中心角をもつ横溝２２０ｂ内に挿入され、挟まれるようにして該横溝２２０ｂと係合する。一方、前記キャップ２２０の外面に設けた環状突起２２０ａについては前記貯留室２２２の内壁に設けた環状横溝に挿入されて嵌合する。前記弾性体で形成された前記キャップ２２０の下側の外面は、前記反応容器２１１の貯留室２２２の上側の内面に密着して、該反応容器２２１の開口部を閉塞する。これによって液漏れおよび気体漏れを防止することが可能である。
【０２３７】
このように、本実施の形態にあっては、前記装着部２７と前記キャップ２２０との間は、係合によって接続され、該キャップ２２０の下側外面と前記反応容器２２１の前記開口部の間は密着しているしたがって、前記回転体としての前記ノズル２２の回転によって、前記反応容器２２１が回転することになる。
【０２３８】
本実施の形態に係る反応容器２２１にあっては、前記反応室２２５は貯留室２２２の下方で、該貯留室２２２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２２２に前記ノズル２２の吸引吐出によって分注チップによって前記貯留室２２２内に分注された液は、該ノズル２２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２２５に導入することができる。液が該反応室２２５に導入されると、該反応室２２５内にあった空気は前記排気用流路２２７を通って前記貯留室２２２内に排気され、該反応室２２５が液で満たされた場合には、閉塞位置２２６，２２８で弾性弁体を押圧して密封することになる。前記反応室２２５、前記貯留室２２２の一部および前記排気用流路２２７は、孔が形成されたフレーム２２４ａに設けられている。
図１３は、本発明の実施の形態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。
【０２３９】
該反応測定処理システム１０は、前記液導入装置５０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、反応、移送、薄層化等の測定準備を行う液処理領域５１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５２とを有している。
【０２４０】
図１３または図１４に示すように、前記液導入装置５０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２２を有し、該ノズル２２の先端よりやや上部に設けた螺合部２３に種々の部材を接続して、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、接続には、装着、螺合、嵌合、嵌挿、収容等がある。
【０２４１】
該液導入装置５０は、図１３および図１４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２２と、前記キャップ２０によって覆われ、吸引吐出口が設けられた該ノズル２２と、前記キャップ２０を螺合により接続する前記ノズル２２の下端よりやや上部に設けた螺合部２３と、該ノズル２２と連結したシリンダ２２ａ内でプランジャ（図示せず）を摺動させるためのロッド２４とを有する。さらに、該液導入装置５０は、８連の各前記ノズル２２およびシリンダ２２ａ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５３と、８連の該ノズル２２及びシリンダ２２ａを回転させるためのモータ８２と、該モータ８２のモータ軸８３と、８個の前記歯付プーリ５３とモータ軸８３とに掛け渡されたベルト８４とを有する。符号８５は前記ベルト８４の張力調整用のローラである。ここで、図１１においては、前記モータ８２、モータ軸８３、ベルト８４、張力調整用ロータ８５を省略して見やすくしている。また、図１２におしては、前記反応容器１１等の接続は省略している。
【０２４２】
８本の前記ロッド２４は、駆動板５４の縁に設けた８個の各切欠き部に該ロッド２４の径よりも大きな形をもって半径方向に突出している端部２４ａを掛けるようにして取り付け、該駆動板５４は、ボール螺子８８と螺合するナット部８７と連結している。前記ロッド２４は、前記シリンダ２２ａ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２４は、上方向に動く場合には前記ナット部８７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８７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８８は、断面コの字状の支持部材５６に設けられたモータ５５によって回転駆動され、これによって、前記駆動板５４および８本の前記ロッド２４が一斉に上下動する。
【０２４３】
図１４において、符号２３ａは、接続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２３ａは、下方向に延びる支持部２３ｂを有しボール螺子２３ｄと螺合し、該ボール螺子２３ｄは、モータ２３ｅによって回転駆動される。したがって、該モータ２３ｅの回転によって、該チップ除去板２３ａは、前記ノズル２２に対して進退可能となる。該モータ２３ｅ、ボール螺子２３ｄ、したがって、チップ除去板２３ａは、筐体５７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。
【０２４４】
前記ボール螺子２３ｆには、前記キャップ係合部４７ａ，４７ｂが設けられた係合ブロック４７が螺合している。前記モータ２３ｇの回転によって、前記チップ除去板２３ａに対して前記キャップ係合部４７ａ，４７ｂが接近しまたは離間することが可能である。
なお、符号２３ｃは圧力センサ接続用の流路である。
【０２４５】
該支持部材５６は、前記筐体５７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２３ａとは独立に上下動可能である。なお、モータ５８は該ボール螺子を回転駆動するものである。該筐体５７の下方には、図上左右方向に磁石８９を動かして、前記ノズル２２に接続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８９移動用のモータ５９、水平棒６０、ロッド６１、および磁石８９からなる磁力手段を設けている。
【０２４６】
なお、該液導入装置５０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。
【０２４７】
図１３の液処理領域５１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６２ａを有するカートリッジ容器６２と、５列×８行のウェルを有するマトリクス状容器６５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７０と、８個の前記反応容器１１およびキャップ２０を保持する保持用ラック７０ａとを有する。
【０２４８】
さらに、前記検体収容ウェル６２ａには各々その検体に関する情報を示すバーコード６２ｂが付されている。該バーコード６２ｂは、バーコードを読み取るバーコード読取部６３が走査するように移動して読み取る。符号６４は、該バーコード読取部６３の移動機構を表す。
［０２４９］  前記マトリクス状容器６５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６６列と、分注チップ６７列と、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１６１（またはカラム連結容器１７１）を配列した容器１６１列と、ＰＣＲに必要な試薬を収容するウェル６９列とが保持されている。
［０２５０］  図１５（ａ）は、前記処理領域のマトリクス状容器６５に保持したフィルタ内蔵チップ６６を前記液導入装置５０に接続して用いる場合の使用状態を示すものである。
［０２５１］  該フィルタ内蔵チップ６６は、分注チップ６７に嵌合して使用されるものである。該分注チップ６７は、上端に設けられたフランジ６７ａと、液体を収容する貯留部６７ｂと、該貯留部６７ｂの下側に設けられ、前記フィルタ内蔵チップ６６の開口部に嵌合する嵌合部６７ｃと、前記貯留部６７ｂの下方で、前記貯留部６７ｂと連通し、該貯留部６７ｂよりも細径であって、液体の吸引吐出口を有する細径部６７ｄとを有するものである。
［０２５２］  前記フィルタ内蔵チップ６６は、上端に設けられたフランジ６６ａと、前記分注チップ６７の嵌合部６７ｃによる嵌合が可能な開口部をもち、かつ液体の貯留が可能であってフィルタ１００が内蔵された貯留部６６ｂと、該貯留部６６ｂの下方に設けられ該貯留部６６ｂと連通し、該貯留部６６ｂよりも細径の細径部６６ｃとを有する。該フィルタ１００は、濾過すべき対象に応じたポア径をもつことが必要である。
［０２５３］  該フィルタ内蔵チップ６６を用いて、懸濁液中からの夾雑物を除去しまたは目的物を分離するには、図１５に示すように、前記液導入装置５０に設けた前記ノズル２２の先端部を前記分注チップ６７の上端開口部に嵌合させるとともに、該液導入装置５０に設けた係合部材９９と前記分注チップ６７の上端に設けたフランジ６７ａとを係合させて接続する。次に、該分注チップ６７の嵌合部６７ｃに前記フィルタ内蔵チップ６６の貯留部６６ｂの開口部を嵌合させることによって、該フィルタ内蔵チップ６６を接続する。このように結合した状態で、該フィルタ１００を液体が通過するように液体を吸引または吐出することで、液体中の夾雑物や目的物質を分離する。
［０２５４］  また、前記フィルタ内蔵チップ６６を接続する代わりに、図１５（ｂ）、または図１５（ｃ）に示すように、前記液処理領域５１のマトリクス状容器６５に保持したフィルタ内蔵容器１６１またはカラム連結容器１７１を用いて、前記液導入装置５０の回転を利用して、液体中の夾雑物や目的物質を分離するようにしても良い。該フィルタ内蔵容器１６１は、前記ノズル２２の下端部が接続可能な開口部をもち、液の貯留が可能な円筒状の貯留室１６２と、所定のポア径をもつフィルタ１００によって仕切られ、前記貯留室１６２から斜め下方向に延びるフィルタ室１６４と、該フィルタ室１６４と連通し、該フィルタ室１６４に対して着脱自在に取り付けられた収容室１６６とを有している。符号１６３は前記チップ除去板２３ａによる除去のために用いるフランジである。
【０２５５】
本フィルタ内蔵容器１６１にあっては、前記ノズル２２の下端部が接続可能な開口部の軸線が回転軸線となる。また、前記フィルタ室１６５は前記貯留室１６２よりも、軸線に対して遠くに位置し、さらに前記収容室１６６は該フィルタ室１６５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２２の回転によって、それに接続されている該フィルタ内蔵容器１６１が回転し、それによって、前記貯留室１６２に収容された液は、回転によってフィルタ室１６４を通って、収容室１６６にまで到達する。前記フィルタ内蔵容器１６１は、前記貯留室１６２、前記窪み１６３、フィルタ室１６４、および収容室１６６を結ぶ線は、前記軸線との間で略鋭角をなす。
【０２５６】
図１５（ｃ）は、前記カラム連結容器１７１を示すものである。該カラム連結容器１７１は、前記ノズル２２の下端部が接続可能な開口部をもち、液の貯留が可能な円筒状の貯留室１７２と、該貯留室１７２と連通し、所定の吸着性のある固体１７５が収容されたカラム１７４と、該カラム１７４と連通し該カラム１７４に対して着脱自在に取り付けられた収容室１７６とを有している。なお、符号１７３は前記チップ除去板２３ａによる除去のために用いるフランジである。
【０２５７】
本カラム連結容器１７１にあっては、前記ノズル２２の下端部が接続可能な開口部の軸線が回転軸線となる。また、前記カラム１７４は、該回転軸線に対して下方向に鋭角をなすように、該貯留室１７２に対して、その斜め下方向に延びるように設けられ、該カラム１７４は前記貯留室１７２よりも回転軸線に対して遠い位置に設けられている。したがって、回転体としての前記ノズル２２の回転によって、該ノズル２２の下端部に接続されている該カラム連結容器１７１が回転し、それによって、前記貯留室１７２内に収容された液は、一旦窪み１７３に入り、窪み１７３を通ってカラム１７４に導入され、やがて前記収容室１７６にまで達することになる。
【０２５８】
なお、図１５（ｂ）または（ｃ）において、前記貯留室１６２，１７２の底部に窪みを設け、該窪みを介して、前記フィルタ室１６４またはカラム１７４と連通するようにすれば、少量の液であっても、一旦窪みに液を収容することで効率的に前記カラム１７４に液を移動させることができる。
【０２５９】
また、図１３に戻り、前記反応測定領域５２は、目的となる容器を前記反応室１５（または、３３，４１ａ，１１５，１３５，１４５，１５５，２１５，２２５）内に導入して密封した８個の前記反応容器１１（３１，４１，１１１，１３１，１４１，１５１，２１１，２２１）を温度制御および光学測定が可能なように保持する静的ＰＣＲユニット８０または温度制御および光学測定が可能なように上下動可能に挿入する動的ＰＣＲユニット９０を有する。静的ＰＣＲユニット８０と動的ＰＣＲユニット９０とはスイッチで切り換えて使用する。前記静的ＰＣＲユニット８０は、そこに静止状態で保持された前記反応容器１１の前記反応室１５を加熱または冷却するために、各反応室１５をその厚み方向に沿った両側から、挟むようにして受光端部７８および線状の発熱体７９が巻装されたロッドレンズ７５が設けられている。これらの受光端部７８およびロッドレンズ７５は、前記反応室１５に対して接近しかつ離間可能なように設けられている。このロッドレンズ７５は、前記反応室１５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に励起用光を前記各反応室１５内に各照射位置において照射する前記光情報測定部の照射端部に相当する。また、各照射端部のロッドレンズ７５に光ファイバ７４を介して励起光を供給するトリガー光源７１と、前記反応室１５からの光を受光端部７８で受光し、光ファイバ７７を介して受光した光を電気信号に変換する光電子増倍管７３とを有する。
【０２６０】
一方、動的ＰＣＲユニット９０は、図１３または図２１に示すように、前記反応容器１１の前記反応室１５をその厚み方向に沿った両側から、挟むようにして設けた２枚の可動壁９０ａ，９０ｂと、該可動壁９０ａ，９０ｂに設けられ、前記反応室１５を加熱しまたは冷却するための加熱用端部または冷却用端部が設けられる領域９１，９２，９３が、各反応容器１１ごとに上下方向に配列されている。また、これらの領域９１，９２，９３に沿った列の最下部には、光情報測定の為の受光端部が位置する領域９４が各反応容器１１ごとに設けられている。前記可動壁９０ａ，９０ｂの外側には、受光端部７８を各領域９１から９３に位置させおよび、励起用光を照射するための前記ロッドレンズ７５を前記領域９４に位置させかつ前記可動壁９０ａ，９０ｂに固定して設けることによって、前記反応室１５に対して接近しかつ離間可能なように設けられている。なお、前記領域９４は、透明に形成され、前記ＰＣＲユニット８０，９０には、前記反応容器１１の配列に沿った方向に送風する送風機８０ｃが設けられている。なお、図２１に示す前記加熱用端部または冷却用端部が設けられている領域９１，９２，９３の間隔に、冷却用エアの噴射部を設けて、領域間で設定する温度が下降する場合の温度の移行を円滑に行わしめることができる。なお、前記静的ＰＣＲユニット８０の前記受光端部７８およびロッドレンズ７５（７９）および前記動的ＰＣＲユニット９０の可動壁９０ａ，９０ｂの開閉は開閉機構８１によって行う。
【０２６１】
動的ＰＣＲユニット９０では、温度制御および光情報の測定の制御を、前記領域間の移動に置き換えることができるので、制御および処理が単純化される。また、熱容量が大きい発熱体または冷却体の温度を上昇下降させる場合に比較して、異なる温度領域への移動によって瞬時に温度を変更することができるので、指示に対する温度の応答性が高く、高精度できめの細かい温度制御を行うことができる。したがって、精度の要求される処理に用いることができる。
【０２６２】
前記反応容器１１は、その開口部１３が前記キャップ２０で覆われた状態で、さらに前記ノズル２２に接続され、図１（ｂ）、図７（ｃ）〜（ｅ）、図９または図１３に示すように、前記ＰＣＲユニット８０の８個の孔８０ａに各々挿入され、開口部１３のフランジ１２ａの段差部分で支えられ、前記反応部１４は、該ＰＣＲユニット８０のスリット８０ｂに差し込まれる。前記ＰＣＲユニット８０の下方には、その反応部１４の厚み方向に沿って、その一方の壁面側、すなわち膜１８が設けられた壁面側は前記受光端部７８が設けられ、他方の壁面側には前記発熱体７９が巻装されたロッドレンズ７５が設けられている。
【０２６３】
前記受光端部７８、およびロッドレンズ７５は開閉機構８１によって前記反応部１４に対して一斉にまたは個々に接離可能に設けられている。該反応部１４の前記膜１８が設けられた側面側にある受光端部７８には、前記閉塞位置である弾性弁体１６ａ，および孔部１７ｂの位置に対応する箇所に、前記膜１８および弾性弁体１６ａを押圧変形するための押圧部１０１，１０２がファイバ束の先端の平板状の受光端部７８の側面の法線方向に突出するように設けられている。また、前記加熱冷却部は冷却用端部として送風機８０ｃを有する。該送風機８０ｃは、前記８連の反応容器１１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、前記発熱体７９が巻装されたロッドレンズ７５を前記反応容器から離間させた場合に、反応室１５の放熱のために、空気を送り込むことで熱の制御を効率良く行うことができる。前記反応容器１１を前記ＰＣＲユニット８０に設置する際には、前記開閉機構８１により、受光端部７８およびロッドレンズ７５を前記反応部１４から遠ざかる位置に移動させ、加熱冷却を行う際には、前記受光端部７８およびロッドレンズ７５を反応部１４に接近または接触させた状態で行う。前記受光端部７８および発熱体７９に対する温度制御については、図示しない情報処理装置からのプログラム制御によって、該受光端部７８、発熱体７９への電流の大きさ、前記ロッドレンズ７５の前記反応室１５に対する距離、または前記送風機８０ｃによる送風のタイミング、強さ等を設定することによって行う。
【０２６４】
また、前記反応測定領域５２には、前記反応室１５内での光情報を測定するための光情報測定部が設けられている。ここでは、前記反応室１５内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すると、該光情報測定部は、図１（ｂ）に示すように、８個の前記反応部１４に照射するために照射端部としてのロッドレンズ７５と、励起用光を照射するためのトリガー光源７１とを有し、図１（ｃ）には、前記反応部１４内における発光を、８個の各反応部１４の各々に対する所定の受光位置、すなわち前記反応室１５を囲む壁部の内面積の最も大きい大壁面において受光するための受光端部７８と、各受光端部７８で受光した光を電気信号に変換する光電子増倍管７３とを有する受光部７２を有している。図１（ｃ）と同様に、図９（ａ）、または図１０においても、前記照射端部である発熱体７９が巻装されたロッドレンズ７５は、最も大きな面積の壁部に設けており、受光端部７６は、最も小さい面積の壁面に設けている。しかし、照射端部であるロッドレンズ７５と受光端部７６を同一の壁面に設けることで構成を簡単化することができる。または、照射端部であるロッドレンズ７５と受光端部７６が向かい合う壁面に設けることもできる。
【０２６５】
図１６は、前記トリガー光源７１と、前記トリガー光源７１と、前記受光部７２について、具体例を示したものである。前記トリガー光源７１は、８個の各反応部１４の各照射端部にまで延びる光ファイバ７４の束を支持する回転板１０３と、該光ファイバ７４の束に対応する位置に穿設された孔に光学レンズ１０５が嵌め込まれた回転板１０４と、複数種類（この例では４種類）の波長をもつレーザー光を発する各レーザー光源（図示せず）からのレーザー光を導光する光ファイバ１０７が、前記光学レンズ１０５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１０６と、前記回転板１０３および回転板１０４を連結した応対で回転可能に支持する一方、前記支持板１０６については回転不能となるように支持する軸１０８とを有している。該トリガー光源７１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１５に一斉に光を照射することができる。該トリガー光源７１は、前記光源選択部を有することになる。なお、前記ロッドレンズ７５は光ファイバ７４の先端部に設けられている。
【０２６６】
前記受光部７２は、８個の前記反応室１５の各受光端部７８にまで延びる８本の光ファイバ７７を所定間隔で配列するように支持した支持板１０９と、該支持板１０９の前記各光ファイバ７７の配列位置に対応する円周上で、前記光ファイバ７７の径に対応する面積を持つ孔１１１が穿設された回転板１１０と、該回転板１１０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１１３が配列された回転板１１２と、前記支持板１０９については回転不能に、前記回転板１１０および回転板１１２については独立に回転可能に支持する軸１１４とを有する。この受光部７２は、受光位置選択部と光学フィルタ選択部とに相当する。なお、前記受光端部７８からの光ファイバ７７の選択が前記受光位置選択部に相当する。
【０２６７】
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７１は、前記回転板１０３と回転板１０４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１５に一斉に１種類ごと照射する。すると、各反応容器１１の反応室１５で励起された蛍光は、各反応室１５の狭い面積の壁部にその受光端部７６から前記受光部７２に光ファイバ７７を介して導光される。すると、回転板１１０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１１０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１１の各反応室からの光を回転板１１２に導き、さらに１の反応容器１１からの蛍光を受光している間に、前記回転板１１２を１周回転させることによって、４種類の光学フィルタ１１３を順次通過させて、ＰＭＴ７３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。
【０２６８】
図１７は、他の実施の形態に係るトリガー光源１１５および受光部１１６を示すものである。
前記トリガー光源１１５は、８個の前記反応部１４の照射端部としてのロッドレンズ７５にまで延びる８本の光ファイバ７４を所定間隔に配列するように支持した支持板１１７と、該支持板１１７の前記各光ファイバ７４の配列位置に対応する円周上で、前記光ファイバ７４の径に対応する面積をもつ孔１１９が穿設された回転板１１８と、該回転板１１８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１２１が所定間隔に配列された支持板１２０と、該支持板１１７については回転不能に、前記か回転板１１８については回転可能に支持する軸１２２を有する。該トリガー光源１１５は、前記光源照射位置選択部を有することになる。
【０２６９】
また、前記受光部１１６は、８個の前記反応室１５の各受光端部７６から延びる８本の光ファイバ７７を束にして支持する支持板１２３と、該支持板１２３の前記各光ファイバ７７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１２５について回転可能に支持する軸１２６とを有している。したがって、該受光部１１６は、前記光学フィルタ選択部を有していることになる。
【０２７０】
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１１８を断続的に１周回転させることによって、該回転板１１８に設けた孔１１９を通って８連の各反応容器１１の各反応室１５に励起光を光ファイバ７４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１５において励起された蛍光は、光ファイバ７７を介して受光部１１６に導光される。１の反応室１５からの蛍光が持続する時間の間に、前記回転板１２４を順次回転させることによって、４種類の光学フィルタ１２５を順次通過させて光電子増倍管７３に導入させる。
【０２７１】
図１８は、前記照射端部としてのロッドレンズの例を示すものである。
【０２７２】
再び、図１３に戻り、前記反応測定領域５２には、さらに、前記反応容器１１を収容することによって、該反応容器１１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２０４が設けられた液導入部２００を有する。該液導入部２００は、８連の容器収容部２０４が収容されている筐体２０１と、該筐体２０１の上部に穿設された、回転すべき反応容器１１を前記容器収容部に収容するための孔部２０２および、反応容器１１の反応部１４等の突出部分を容易に収容させるためのスリット部２０３を有する。
【０２７３】
図１９（ａ）は、前記筐体２０１内に設けられている８連の容器収容部２０４の平面図を示す。該容器収容部２０４には、凹部２０５が設けられ、収容されるべき前記反応容器１１の反応部１４が挿入される部分である。
【０２７４】
図１９（ｂ）は、概念的に表した前記反応容器１１を収容した前記容器収容部２０４の正面断面図を示す。図１９（ｃ）は、前記液導入部２００の筐体２０１およびそこに設けられている容器収容部２０４の断面側面図を示す。
【０２７５】
該容器収容部２０４は、前記反応容器１１を収容した状態で、回転させるものである。容器収容部２０４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５０の他に該液導入部２００を設けているので、効率良く処理を行うことができる。
【０２７６】
図２０は、液体を薄層化する代わりに液体を毛細化するための第１０の実施の形態に係る反応容器１９１の例である。該反応容器１９１は、開口部を有し液体を貯留可能な貯留室１９２と、該貯留室１９２よりも細く形成された反応室１９３とを有し、該反応容器１９１の前記開口部は、外部に設けた液導入部としてのノズル２２の下端部に接続可能に形成され、該ノズル２２に接続することによって前記反応室１９３内に液を導入可能である。ここで、符号１９４は、前記チップ除去板２３ａにより脱着可能とするためのフランジであり、符号１９５は流路である。
【０２７７】
図２１は、前記動的ＰＣＲユニット９０および該ＰＣＲユニット９０で処理を受ける前記反応容器２２１を示すものである。
【０２７８】
該ＰＣＲユニット９０は、前述したように、断熱体で形成された２枚の可動壁９０ａ，９０ｂが８連の前記反応容器２２１が移動する８本の移動経路を両側から挟むように設けられている。反応容器２２１の上下方向の移動は、前述したモータ５８によって前記ノズル２２に装着された状態で駆動される。前記移動経路方向は、上下方向である。該ＰＣＲユニット９０には、図１３に示すように、水平方向に配列された８組の領域群を有し、１の領域群は、図２１（ａ）に示すように、４個の上下方向に配列された領域９１，９２，９３，９４を有する。前記各領域９１，９２，９３，９４は、前記反応容器２２１の内、薄層の前記反応室２２５の部分が通過する位置に配列され、該反応容器２２１のノズル２２を含む円筒部分は、隣接する前記領域群間の間隔を通過するように形成されている。
【０２７９】
また、前記領域９４は透明に形成され、その一方の可動壁９０ａに設けた領域９４には、前記トリガー光源７１からの光を照射させル照射端部に相当するファイバの先端９５が設けられ、他方の可動壁９０ｂに設けた領域９４は、受光端部７８が設けられる。その際、該ファイバ先端９５の光軸と受光端部７８の光軸とは、所定角度傾斜させるように設ける。または、前記照射端部と受光端部に、ファイバー・ロッド・グラス９５ａ，７８ａをその一方、または両方に設けてその光の照射方向と受光方向を所定角度ずらすことで、受光端部への照射端部からの光の影響を低減することができる。
【０２８０】
また、各領域９１から領域９３は、ＰＣＲ処理での温度制御に対応して、例えば、領域９１は、９４℃の恒温状態にする加熱端部が設けられ、領域９２は、例えば、５０℃から６０℃の範囲で温度を上昇下降できる加熱端部を設けて、処理内容に応じた温度を設定する。また、前記領域９３は、７２℃の恒温状態にする加熱用端部を設ける。また、各領域９１から領域９４までの１サイクルを反応室２２５が通過する時間は、例えば、約１５秒程度で、複数回移動を繰り返すようにする。
【０２８１】
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１３および処理の流れを概念的に示した図２２に基づいて説明する。
【０２８２】
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。
【０２８３】
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５０の前記ノズル２２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接続して、前記カートリッジ容器６２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１６１が収容されている位置、すなわち、マトリクス状容器６５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１６１の各貯留室１６２内に吐出する。
【０２８４】
前記貯留室１６２の開口部に前記ノズル２２の下端部を挿入させて接続する。この状態で、該フィルタ内蔵容器１６１を、前記マトリクス状容器６５の上方にまで持ち上げ、８連の前記ノズル２２を一斉に回転させることによって各フィルタ内蔵容器１６１をノズル２２と共に一斉に回転させる。すると、該フィルタ内蔵容器１６１の前記貯留室１６２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１６２から前記フィルタ室１６４内にあるフィルタ１００を通過して収容室１６６にまで移動する。このフィルタ１００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１６６内に得られる。該フィルタ内蔵容器１６１の前記フィルタ室１６４から前記収容室１６６を取り外し、分注チップを接続して、該溶液を吸引して、必要な試薬、例えば、蛍光物質で標識化したプローブ等が収容されたカートリッジ容器７０の所定ウェル６９に移送かつ吐出して、必要な試薬と混合した溶液を生成する。
【０２８５】
次に、前記液導入装置５０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２２を移動し、該ノズル２２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１２７にノズル２２を挿入して嵌合させて接続する。次に、該分注チップ１２７を前記８個のウェル６９にまで移動し、該ウェル６９内に収容された各前記溶液１２８を、未使用の８連の分注チップ１２７内に一斉に吸引する。そして、図２２（ａ）に概念的に示すように、前記保持用ラック７０ａに保持されている８個の前記反応容器１１にまで移送され、その各貯留室１２内に前記溶液１２８を吐出する。吐出後、８個の該分注チップ１２７は、前記チップ除去板２３ａによって該液導入装置５０の前記ノズル２２から除去されて廃棄される。
【０２８６】
次に、該液導入装置５０は、８個のキャップ２０が収容されている保持用ラック７０ａの位置にまで移動し、８個の該キャップ２０内に前記ノズル２２を一斉に挿入し、該ノズル２２を回転させることで、８個のキャップ２０を前記各螺合部２３において接続する。
【０２８７】
次に、図２２（ｂ）に示すように、該液導入装置５０のノズルヘッドを該保持用ラック７０ａの前記反応容器１１が保持されている位置にまで移動し、該ノズル２２に接続された該キャップ２０を該溶液１２８が収容された各反応容器１１の前記開口部１３および貯留室１２内に挿入し、前記ノズル２２を一斉に回転させることによって、前記反応容器１１をキャップ２０に螺合によって接続させる。次に、該反応容器１１を前記保持用ラック７０ａの上方に引き上げた後、前記キャップ２０および前記開口部１３での螺合のための回転と同じ回転方向で該ノズル２２、したがって、該ノズル２２に接続された前記反応容器１１を一斉に高速回転する。なお、該反応容器１１は、前記保持用ラック７０ａに収容された状態では、その反応室１５は、該保持用ラック７０ａ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２２の回転中に、該反応容器１１が回転することはない。
【０２８８】
すると、図２２（ｃ）に示すように、前記各貯留室１２内に収容されていた前記溶液１２８は、前記反応室１５に遠心力で移動し該反応室１５内に導入される。
【０２８９】
前記溶液が前記反応室１５に導入された反応容器１１は、前記キャップ２０をした状態で、ＰＣＲユニット８０にまで前記液導入装置５０によって移送され、該ＰＣＲユニット８０の前記孔８０ａとスリット８０ｂの部分で支持されるように保持される。
【０２９０】
図２２（ｄ）（ｅ）に示すように、前記受光端部７８を、前記開閉機構８１により、前記反応室１５に接近させ、前記押圧部１０１，１０２を、該当する各閉塞位置２５、２６を押し当てて、前記閉塞位置、すなわち、弾性弁体１６ａおよび膜１８を変形させて、前記反応室１５内を一斉に密封状態とする。
【０２９１】
次に、該受光端部７８のみならず、加熱冷却用端部に相当する発熱体７９が巻装された前記ロッドレンズ７５を前記反応部１４の裏側から前記開閉機構８１により、該反応室１５に一斉に接近させ、または接触させて、ＰＣＲ法に基づき、温度制御を行う。その際、本実施の形態では、前記発熱体７９が巻装された前記ロッドレンズ７５を直接各反応室１５に接近または接触させるようにしているので、温度変化に対して忠実な応答性をもつ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１６に示すように、該各反応室１５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７１において、前記回転板１０４で選択した波長の光源からの光を、光ファイバ７４を通って各照射端部であるロッドレンズ７５において、前記各反応室１５中に一斉に照射する。その際、前記受光部７２が、８個の反応室１５について一斉に照射する。その際、前記受光部７２では、８個の反応室１５について、各受光位置にある受光端部７６で受光した発光を前記回転板１１０によって順次選択し、該回転板１１０の断続的な回転において１の受光端部７６からの受光を選択する時間内において、前記回転板１１２を１周、順次断続的に回転させて、該当する光学フィルタ１１３が選択された場合に前記ＰＭＴ７３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１５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、前記発熱体７９が巻装された前記ロッドレンズ７５を前記反応室１５から離間させて、前記反応室１５を冷却する場合には、該ロッドレンズ７５を離間させるとともに、前記送風機８０ｃにより一斉に各反応容器１１に冷風を浴びせることによって効率的に反応室１５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、液導入部として、前記液導入装置５０について、回転体としてのノズル２２に反応容器を接続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、液導入部として、前記液導入部２００の前記容器収容部２０４内に、前記反応容器１１を前記液導入装置５０のノズルに接続させ、該反応容器１１を前記液導入部２００の各容器収容部２０４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１１内に収容する溶液を生成するについては、該液導入部２００を用いることで前記液導入装置５０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４１を前記液導入装置５０のノズル２２に前記キャップ４２を介して接続することによって、回転体としてではなく、該ノズル２２の吸引吐出機能を用いて反応室としての前記隙間部４１ａ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４１ａに導入された液は、該隙間部４１ａを密閉して反応後、前記キャップ係合部４７ａ，４７ｂを前記チップ除去板２３ａに対してやや上方に移動させることによって前記孔部４２ｆを開放することによって、前記ノズル２２と前記隙間部４１ａとを連通させ、密封状態を解除して、前記ノズル２２に対して前記細径部４６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、前記光情報測定部については、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ＰＣＴ／ＪＰ０２／０１１４７（WO02/063300 A1）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接続する例を説明したが、該キャップを介在させずに、直接ノズルに接続するようにしても良い。前記液導入装置５０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５に示すような貯留室１２の開口部１３の軸線に沿って設ける場合のみならず、該開口部１３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１６の光情報測定部を用いて説明したが、図１７の光情報測定部を用いても良い。また、加熱冷却部は、前記反応室の両側に設けるようにしたが片側のみに設けるようにしても良い。さらに、加熱冷却部は固体ではなく液体または気体を用いても良い。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。
さらに、以上の説明では、図１３において、静的ＰＣＲユニットおよび動的ＰＣＲユニットの双方を設けて切り換えて用いるようにしているが、どちらか一方のみのＰＣＲユニットを設けるようにしても良い。
【０３０２】
また、以上の各反応容器、貯留室、反応室、流路、反応部、回転体支持軸、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、液導入部、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、反応測定装置、および液回転処理装置に関する。本発明は、例えば、主としてＤＮＡ、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｒＲＮＡ、ｔＲＮＡ、プラスミド等の遺伝子に関する処埋、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
１１，１１ａ，３１，４１，１３１，１４１，１５１，１９１，２１１，２２１      反応容器
１２，３２，６６，１３２，１４２，１５２，２１２，２２２        貯留室
１４，１４ｄ，１３４，１４４，１５４，２１４，２２４      反応部
１５，１３５，１４５，１５５，２１５，２２５      反応室
１８      膜
２０      キャップ
２２      ノズル（回転体）
１６，１３３，１４３，１５３，２１２，２２３      液導入用流路
１７，１３７，１４７，２１７，２２７      排気用流路
１６ａ      弾性弁体（閉塞位置）
１７ｂ      孔部（閉塞位置）
１３８，１３６，１４８，１４６，１５６，２１３，２１６，２２６，２２８      閉塞位置
４１ａ      隙間部（反応室）
５０      液導入装置
５１      液処理領域
５２      反応測定領域
７１      トリガー光源
７２      受光部
７３      ＰＭＴ（光電子倍増管）
７５      ロッドレンズ（照射端部）
７６，７８      受光端部
７９      発熱体（加熱冷却部）
２００      液導入部
【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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