(57)【要約】【課題】  処理時間を短縮することができ、また試薬や組織試料の少量化を図ることができるチップハンドラを提供すること。【解決手段】  チップハンドラ１０は、チップ５０を搬送するハンド２０と、チップ５０を浸漬させて抗原・抗体反応を生じさせるバス３４と、バス３４に満たされた血清が上下運動を伴いながら回転運動を行うようにバス３４を揺動させる円筒型圧電素子３２とを有する。この円筒型圧電素子３２には、振動子４０の外周面に設けられた４つの電極４１〜４４が備わっている。そして、これらの電極４１〜４４に対して、駆動回路２８から、それぞれ独立に電圧を印加する。【選択図】            図２
2005249752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試薬と組織試料とを反応させるためにバイオチップを搬送・処理するチップハンドラにおいて、
前記バイオチップを搬送するハンドと、
前記バイオチップを浸漬させて抗原・抗体反応を生じさせる反応槽と、
前記反応槽内の液体が上下運動を伴う回転運動を行うように前記反応槽を揺動させる揺動手段と、
を有することを特徴とするチップハンドラ。
【請求項２】
請求項１に記載するチップハンドラにおいて、
前記揺動手段は、
円筒形状の振動子と、
その振動子の外周面に設けられた複数の電極と、
を備える圧電素子であることを特徴とするチップハンドラ。
【請求項３】
請求項２に記載するチップハンドラにおいて、
前記複数の電極に対してそれぞれ独立に電圧を印加する電圧印加制御手段を有することを特徴とするチップハンドラ。
【請求項４】
請求項１に記載するチップハンドラにおいて、
前記揺動手段は、
モータと
前記モータにより回転駆動されるとともに、複数の凸部が同心円上に形成された下板と、
前記下板より上方に位置し、上面中央に前記反応槽が配置され、バネを内蔵し伸縮可能であって、先端が前記凸部が形成された前記下板の同心円上に配置されたピンを下面に備える中板と、
チップハンドラ本体に固定された天板と前記中板との間に配設された押さえバネと、
を有することを特徴とするチップハンドラ。
【請求項５】
請求項４に記載するチップハンドラにおいて、
前記押さえバネのバネ定数は、前記内蔵バネのバネ定数よりも小さいことを特徴とするチップハンドラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオチップ内で試薬と組織試料との抗原・抗体反応を生じさせるために使用するチップハンドラに関する。さらに詳細には、バイオチップ内における抗原・抗体反応の高速化（処理時間の短縮化）を図ることができるチップハンドラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヒトの遺伝子を初めとして、多数の遺伝子構造が明らかにされている。このような遺伝子構造の解析には、ＤＮＡマイクロアレイなどのバイオチップが用いられている。そして、バイオチップを活用して、病気の診断や治療に役立てようとする試みがなされている。
【０００３】
このようなバイオチップは、例えば、図２１に示すようなノズルチップ１００を利用して試薬と組織試料（検体）とを反応させたものを、図２２に示すようなターゲットプレート（８×１２＝９６ウェル）１１０の各ウェルにスポットティングすることにより製造されている。なお、図２１は、ノズルチップの概略構成を示す断面図である。図２２は、ターゲットプレートの斜視図である。
【０００４】
ここで、ノズルチップ(例えば、日本ミリポア株式会社製「ＺｉｐＴｉｐ」）１００には、図２１に示すように、先端に小孔１０１が形成されたノズル部１０２にシリカビーズ（直径１５μｍ程度）１０３が内蔵されたスポンジ（綿）１０４が備わっている。また、ノズルチップ１００の容量は、１０μＬ程度である。
【０００５】
そして、上記のノズルチップ１００をチップハンドラ（例えば、バイオテック株式会社製「Ｔarget Ｐlate Ｓpotter」）にて処理することにより、バイオチップが製造されている。以下にその手順を図２３〜図２７を参照しながら説明する。図２３は、ノズルチップの洗浄工程（反応前）を説明するための説明図である。図２４は、シリカビーズにプローブＤＮＡを付着させる付着工程を説明するための説明図である。図２５は、プローブＤＮＡに特定病原因ＤＮＡを捕獲させる捕獲工程を説明するための説明図である。図２６は、ノズルチップの洗浄工程（反応後）を説明するための説明図である。図２７は、シリカビーズからプローブＤＮＡを切断するカット工程を説明するための説明図である。
【０００６】
まず、図２３に示すように、ノズルチップ１００の小孔１０１から水Ｗを吸引・排出してノズルチップ１００内を洗浄する。これにより、スポンジ１０４内に存在するゴミなどの不純物が洗い流される。
【０００７】
次いで、特定病原因ＤＮＡを補足するための吸着試薬（プローブＤＮＡ）をノズルチップ１００の小孔１０１から吸引して、図２４に示すように、ノズルチップ１００内のシリカビーズ１０３にプローブＤＮＡ５を付着させる。なお、吸着試薬（プローブＤＮＡ）の吸引は複数回繰り返して行われる。シリカビーズ１０３に対するプローブＤＮＡ５の付着確率を向上させるためである。なお、この工程において、ゴミなどの不純物７がノズルチップ１００内のスポンジ１０４に混入する場合がある。
【０００８】
続いて、被検者の血清（組織試料）をノズルチップ１００の小孔１０１から吸引して、図２５に示すように、プローブＤＮＡ５に特定病原因ＤＮＡ６を捕獲させる（抗原・抗体反応）。この場合も、血清の吸引は複数回繰り返して行われる。プローブＤＮＡ５が特定病原因ＤＮＡ６を捕獲する確率を向上させるためである。
【０００９】
その後、図２６に示すように、ゴミなどの不純物７を除去するために、ノズルチップ１００の小孔１０１から水を吸引・排出してノズルチップ１００内を洗浄する。そして、プローブＤＮＡ５をシリカビーズ１０３から切断するためのカット試薬をノズルチップ１００の小孔１０１から吸引する。このカット試薬の作用により、図２７に示すように、プローブＤＮＡ５とシリカビーズ１０３とが切断される。この場合にも、カット試薬の吸引は複数回繰り返して行われる。プローブＤＮＡ５とシリカビーズ１０３とを確実に切断するためである。
【００１０】
そして、ノズルチップ１００から、特定病原因ＤＮＡ（プローブＤＮＡに補足された状態のもの）６をターゲートプレート１１０のウェルにスポットティングする。その後、上記した処理を繰り返し行い、特定病原因ＤＮＡ（プローブＤＮＡに補足された状態のもの）６をターゲットプレート１１０の各ウェルに順次スポットティングしていく。
【００１１】
【非特許文献１】バイオテック株式会社／日本ミリポア株式会社の製品（「Ｔarget Ｐlate Ｓpotter」）カタログ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記したように従来のチップハンドラでは、特定病原因ＤＮＡを捕獲してターゲットプレート１１０の各ウェルにスポッティングするまでの工程が複雑であった。また、各工程において行われる処理（試薬の吸着など）を確実に行うために、各工程において同じ処理を何度も繰り返し行わなければならなかった。そのため、処理時間が長くなってしまうという問題があった。また、試薬や組織試料は貴重なものであるので、それらの使用量を極力減らして処理することができるよう要望されている。
【００１３】
そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、処理時間を短縮することができ、また、試薬や組織試料の少量化を図ることができるチップハンドラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するためになされた本発明に係るチップハンドラは、試薬と組織試料とを反応させるためにバイオチップを搬送・処理するチップハンドラにおいて、前記バイオチップを搬送するハンドと、前記バイオチップを浸漬させて抗原・抗体反応を生じさせる反応槽と、前記反応槽内の液体が上下運動を伴う回転運動を行うように前記反応槽を揺動させる揺動手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１５】
このチップハンドラでは、チップは、ハンドにより反応槽まで搬送されて浸漬される。チップが反応槽に浸漬されると、揺動手段により、反応槽の液体が上下運動を伴う回転運動を行うように反応槽が揺動させられる。これにより、チップ内では、試薬と組織試料とが攪拌されるため、抗原・抗体反応を効率（感度）よく生じさせることができる。したがって、処理時間を短縮することができ、また、試薬や組織試料の使用量を低減することができる。
【００１６】
本発明に係るチップハンドラにおいては、前記揺動手段は、円筒形状の振動子と、その振動子の外周面に設けられた複数の電極とを備える圧電素子であることが望ましい。そして、本発明に係るチップハンドラにおいては、前記複数の電極に対してそれぞれ独立に電圧を印加する電圧印加制御手段を有することがより好ましい。
【００１７】
こうすることにより、圧電素子の各電極に対して独立に電圧を印加することができるので、例えば、１つの電極に対して電圧を印加すると、その電極の方向へ倒れ込むように振動子がたわむ。次に、隣り合う電極に対して電圧を印加すると、その電極方向に振動子が倒れ込むようにたわむ。そして、順次、電圧を印加する電極を切り替えることにより、振動子が倒れ込む方向も切り替わり、振動子は上下運動を伴いながら回転運動を行う。このため、反応槽内の液体も上下運動を伴いながら回転運動を行う。その結果、チップ内において、試薬と組織試料とが攪超音波攪拌されるので、抗原・抗体反応を非常に効率（感度）よく生じさせることができる。したがって、処理時間を短縮することができ、また、試薬や組織試料の使用量を低減することができる。
【００１８】
また、本発明に係るチップハンドラにおいては、前記揺動手段は、モータと、前記モータにより回転駆動されるとともに、複数の凸部が同心円上に形成された下板と、前記下板より上方に位置し、上面中央に前記反応槽が配置され、バネを内蔵し伸縮可能であって、先端が前記凸部が形成された前記下板の同心円上に配置されたピンを下面に備える中板と、チップハンドラ本体に固定された天板と前記中板との間に配設された押さえバネと、を有するものであってもよい。この場合には、前記押さえバネのバネ定数は、前記内蔵バネのバネ定数よりも小さいことが望ましい。
【００１９】
揺動手段をこのような構成としても、圧電素子を用いる場合と同様に、反応槽内の液体が上下運動を伴いながら回転運動を行うように反応槽を揺動させることができる。したがって、チップ内においては、試薬と組織試料とが攪拌されるため、抗原・抗体反応を効率（感度）よく生じさせることができる。よって、処理時間を短縮することができ、また、試薬や組織試料の使用量を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るチップハンドラによれば、揺動手段により、反応槽内の液体が上下運動を伴う回転運動を行うように反応槽を揺動させて、チップ内において試薬と組織試料とを攪拌させる。このため、抗原・抗体反応を効率（感度）よく生じさせることができる。したがって、処理時間を短縮することができ、また、試薬や組織試料の使用量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のチップハンドラを具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。そこで、実施の形態に係るチップハンドラの概略構成を図１〜図４に示す。図１は、実施の形態に係るチップハンドラの概略構成を示す平面図である。図２は、実施の形態に係るチップハンドラの概略構成を示す正面図である。図３は、実施の形態に係るチップハンドラにおける搬送部の概略構成を示す側面図である。図４は、実施の形態に係るチップハンドラにおける搬送部に備わるチップベースの概略構成を示す側面図である。
【００２２】
本実施の形態に係るチップハンドラ１０は、その詳細を後述するチップ５０を搬送するための搬送部１１と、チップ５０内の試料などを攪拌するための攪拌部１２と、チップハンドラの動作を統括的に制御する制御部２７とを備えている。これら搬送部１１と攪拌部１２とは、同じベース１３上に設けられている。そして、攪拌部１２において、チップ５０内で試薬（本実施の形態ではプローブＤＮＡ）と組織試料（本実施の形態では血清）とを反応させるようになっている。
【００２３】
搬送部１２には、ハンド２０と、アーム２１を介してハンド２０と連結された２軸ブラケット２２と、モータ２３，２４とが備わっている。ハンド２０は、チップ５０を保持・搬送するものである。このハンド２０は、アルミニウム板にアルマイト処理を施したもので、図５に示すように、その先端部には把持爪２０ａ，２０ｂが形成されている。なお、図５は、ハンドを示す平面図である。そして、各把持爪２０ａ，２０ｂには、チップ５０（正確にはチップ５０に取り付けられたピックアップ部材７０）をしっかりと把持するために、切り欠き２５ａ，２５ｂが設けられている。そして、この切り欠き２５ａ，２５ｂは、チップ５０のピックアップ部材７０がガタなく収まるような大きさとなっている。また、これらの切り欠き２５ａ，２５ｂの中央には、図６に示すように、ハンド２０の上面より低い位置にハンド２０の中央（チップ５０側）に向かって伸びる保持爪２６ａ，２６ｂが設けられている。この保持爪２６ａ，２６ｂにより、切り欠き２５ａ，２５ｂ内に収まったピックアップ部材７０が保持されるようになっている。なお、図６は、図５に示すＡ−Ａ線における断面である。
【００２４】
このようなハンド２０がアーム２１を介して２軸ブラケット２１に連結されている。そして、２軸ブラケット２１は、モータ２３および２４に接続されている。これらのモータ２３，２４は制御部２７に接続されている。そして、制御部２７からの信号により、モータ２３，２４の駆動が制御され、２軸ブラケット２１は、図２における左右方向と上下方向（図１では左右方向および紙面前後方向）との２方向に駆動されるようになっている。これにより、ハンド２０は、上記の２方向に移動するようになっている。
【００２５】
一方、攪拌部１２には、チップ載置台３０，３１と、円筒型圧電素子３２と、ジョイント３３と、バス（反応槽）３４とが備わっている。チップ載置台３０は、バス３４に浸漬させる前のチップ５０を載置するためのものである。チップ載置台３１は、バス３４に浸漬させた後のチップ５０を載置するためのものである。これらチップ載置台３０と３１とは同様の形状をなしており、図１あるいは図２に示すように、バス３４の左右に配置されている。そして、チップ載置台３０（３１）は、図４に示すように、上端部にチップ５０を載置するための載置板３０ａ（３１ａ）が設けられている。この載置板３０ａ（３１ａ）の一端部（チップハンドラの外側：図４では左側）は、チップベース３０ｃ（３１ｃ）上に設けられた支柱３０ｂ（３１ｂ）に支持されている。これにより、ハンド２０が載置板３０ａ（３１ａ）の下方を移動することができるようになっている。
【００２６】
バス３４は、上部が開口した容器で、その内部に水を収容している。そして、ハンド２０によりチップ載置台３０から搬送されてきたチップ５０がバス３４に浸漬されるようになっている。このバス３４は、ジョイント３３を介して円筒型圧電素子３２に接続されている。なお、円筒型圧電素子３２の他端部は、素子ベース３５に固定されている。
【００２７】
ここで、円筒型圧電素子３２は、バス３４内の水が上下運動を伴って回転運動（以下、この運動を「皿まし運動」という）を行うように、バス３４を揺動させるものである。この円筒型圧電素子３２は、図７および図８に示すように、円筒形状の振動子４０の外周面に４つの電極４１，４２，４３，４４を有している。なお、図７は、円筒型圧電素子３２の斜視図である。図８は、円筒型圧電素子３２の平面図である。
【００２８】
各電極４１〜４４は、それぞれ駆動回路２８に接続されており、制御部２７からの信号に基づいて駆動回路２８により互いに独立して電圧が印加されるようになっている。これにより、振動子４０が皿まし運動をするようになっている。この皿回し運動を実現させるために、本実施の形態では、図９に示すような矩形波を各電極４１〜４４に対して入力するようになっている。なお、図９において、波形ＥＸＰ−Ａが電極４１に印加されるものである。波形ＥＸＰ−Ｂが電極４３に印加されるものである。波形ＳＨＥ−Ａが電極４２に印加されるものである。波形ＳＨＥ−Ｂが電極４４に印加されるものである。
【００２９】
ここで、図９に示すような矩形波を各電極４１〜４４に対して入力した場合における振動子４０の動作イメージを図１０に示す。なお、図１０では、図９に示す各時刻における振動子４０の状態を示している。まず、電極４１〜４４のすべてに電圧が印加されていない状態、すなわち停止状態では、振動子４０のどの部分も伸縮しない。
【００３０】
そして、時刻ｔ０においては、電極４１，４４にマイナス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ａ，Ｄが縮む。その一方、電極４２，４３にはプラス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ｂ，Ｃが伸びる。このため、振動子４０は、図中に示す矢印Ｙ０の方向（１２時の方向）へと倒れ込む。また、時刻ｔ１においても、時刻ｔ０と同様の電圧印加状態であるから、振動子４０の部分Ａ，Ｄが縮み、振動子４０の部分Ｂ，Ｃが伸びる。このため、振動子４０は、図中に示す矢印Ｙ１の方向（１２時の方向）へと倒れ込む。
【００３１】
時刻ｔ２においては、電極４１，４２にマイナス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ａ，Ｂが縮む。その一方、電極４３，４４にプラス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ｃ，Ｄが伸びる。このため、振動子４０は、図中に示す矢印Ｙ２の方向（３時の方向）へと倒れ込む。また、時刻ｔ３においても、時刻ｔ２と同様の電圧印加状態であるから、振動子４０の部分Ａ，Ｂが縮み、振動子４０の部分Ｃ，Ｄが伸びる。このため、振動子４０は、図中に矢印Ｙ３の方向（３時の方向）へと倒れ込む。
【００３２】
時刻ｔ４においては、電極４２，４３にマイナス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ｂ，Ｃが縮む。その一方、電極４１，４４にプラス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ａ，Ｄが伸びる。このため、振動子４０は、図中に示す矢印Ｙ４の方向（６時の方向）へと倒れ込む。また、時刻ｔ５においても、時刻ｔ４と同様の電圧印加状態であるから、振動子４０の部分Ｂ，Ｃが縮み、振動子４０の部分Ａ，Ｄが伸びる。このため、振動子４０は、図中に矢印Ｙ５の方向（６時の方向）へと倒れ込む。さらに、時刻ｔ６においても、時刻ｔ４および時刻ｔ５と同様の電圧印加状態であるから、振動子４０の部分Ｂ，Ｃが縮み、振動子４０の部分Ａ，Ｄが伸びる。このため、振動子４０は、図中に矢印Ｙ６の方向（６時の方向）へと倒れ込む。
【００３３】
時刻ｔ７においては、電極４３，４４にマイナス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ｃ，Ｄが縮む。その一方、電極４１，４２にプラス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ａ，Ｂが伸びる。このため、振動子４０は、図中に示す矢印Ｙ７の方向（９時の方向）へと倒れ込む。
【００３４】
そして、時刻ｔ８（ｔ０）においては、電極４１，４４にマイナス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ａ，Ｄが縮む。その一方、電極４２，４３にはプラス電位の電圧が印加されるので、振動子４０の部分Ｂ，Ｃが伸びる。このため、振動子４０は、図中に示す矢印Ｙ８の方向（１２時の方向）へと倒れ込む。
【００３５】
その後、上記した動作が繰り返し行われる。これにより、振動子４０は、順に、１２時の方向、３時の方向、６時の方向、９時の方向、再び１２時の方向へと倒れ込む。そして、これらの方向への倒れ込みの動作が連続的に行われるので、振動子４０は上下運動を伴いながら時計回りの回転運動を行う。これにより、円筒型圧電素子３２に接続されたバス３４内の水が皿回し運動を行うようにバス３４が揺動する。
【００３６】
続いて、本実施の形態に係るチップハンドラ１０により処理されるチップ５０について、図１１〜図１４を参照しながら説明する。図１１は、チップの斜視図である。図１２は、チップの構成を説明するための分解斜視図である。図１３は、チップの平面図である。図１４は、図１３に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【００３７】
このチップ５０は、図１１に示すように、立方体形状をなし、その上面に開口部を有する穴５１を４つ備えている。チップ５０の大きさは、４．９（Ｗ）×４．９（Ｄ）×４．５（Ｈ）程度である。このチップ５０は、図１２に示すように、半透明の樹脂枠５２にフィルタ５３を接着剤により貼り合わせたものである。
【００３８】
樹脂枠５２には、上記した穴５１が形成されている。この穴５１は、図１４に示すように、樹脂枠５２を上下方向に貫通する貫通孔（直径１．７ｍｍ程度）である。なお、樹脂枠５２の大きさは、４．９×４．９×４．０程度である。一方、フィルタ５３は、図１４に示すように、Ｓｉ板５４とＳｉＯ2 板５５とからなり、その大きさは、５．０×５．０×０．４４程度である。なお、フィルタ５３の高さ（厚み）のうち、ＳｉＯ2 板５５の厚さは２μ程度である。
【００３９】
そして、Ｓｉ板５４には、図１２に示すように、複数の開口部５６が形成されている。この開口部５６がターゲットプレート１１０に形成されているウェルに相当する。これらの開口部５６は、７個で一群をなしている。そして、７つの開口部５６を備える開口部郡は、フィルタ５３が樹脂枠５２に貼り合わされたときに、図１３に示すように、樹脂枠５２の各穴５１の位置に合うように配置されている。つまり、各開口部郡においては、１つの開口部５６を中心にして、その周りに６つの開口部５６が形成されているのである。なお、開口部５６の直径は０．５ｍｍ程度である。
【００４０】
一方、ＳｉＯ2 板５５には、図１４に示すように、マイクロマシニング加工が施されメッシュが形成されている。このメッシュを構成する孔の直径は０．８〜１．０μ程度である。これにより、後述するようにチップ５０の穴５１からプローブＤＮＡを付着させるためのビーズ（直径２μ程度）を入れた場合に、Ｓｉ板５４の各開口部５６にビースを留めることができるようになっている。
【００４１】
そして、このようなチップ５０を用い、本実施の形態に係るチップハンドラ１０により、チップ５０内で試薬と試料とを反応させた後に、各チップ５０を配列して解析装置などでＤＮＡ解析などを行うようになっている。つまり、本実施の形態に係るチップハンドラ１０は、分析装置でＤＮＡ解析などを行うための前処理を行うものである。
【００４２】
そこで、上記したチップハンドラ１０の動作について説明する。まず、チップハンドラ１０のチップ載置台３０にチップ５０が載置される。そして、図示しないディスペンサにより、ポリスチレンビーズを投入する。このポリスチレンビースは、プローブＤＮＡを付着させるためのものである。具体的には、図１５に示すように、チップ５０の樹脂枠５２に形成された４つの穴５１のそれぞれに対し、ポリスチレンビーズ（直径２μ程度）５７を含有させた水を滴下する。そうすると、水は、フィルタ５３のＳｉＯ2 板５５に形成されたメッシュから流れ出すとともに蒸発して開口部５６内からなくなる。このため、開口部５６内にはポリスチレンビーズ５７のみが残留する。ＳｉＯ2 板５５のメッシュを構成する孔の径（０．８μ程度）よりもポリスチレンビーズ５７の径（２μ程度）が大きいからである。
【００４３】
次いで、特定病原因ＤＮＡを捕獲するための吸着試薬（プローブＤＮＡ）を図示しないディスペンサにより、チップ５０の樹脂枠５２に形成された４つの穴５１のそれぞれに対して滴下する。そうすると、各開口部５６において、図１６に示すように、ポリスチレンビーズ５７にプローブＤＮＡ５が付着する。ここで、シリカビースを使用せずにポリスチレンビースを使用しているのは、プローブＤＮＡ５の付着確率を高めるためである。また、開口部５６に存在するポリスチレンビース５７は、従来のノズルチップ１００のようにスポンジに固定されていないので、流動性が非常に高い。このため、吸着試薬を滴下するだけでも、ポリスチレンビース５７にプローブＤＮＡ５を付着させることができる。つまり、従来のように、付着工程において同様の作業を繰り返す必要がない。このため、処理時間を短縮することができる。
【００４４】
続いて、被検者の血清（組織試料）がバス３４内に満たされる。血清がバス３４内に満たされると、制御部２８から所定の信号がモータ２３，２４に入力される。これにより、モータ２３，２４が駆動され、ハンド２０を所定の位置に移動させる。その結果、チップ５０は、ハンド２０によって、チップ載置台３０からバス３４へと搬送され、バス３４内に浸漬される。
【００４５】
チップ５０が血清で満たされたバス３４内に浸漬されると、制御部２７から駆動回路２８に所定の信号が入力される。そうすると、駆動回路２８から円筒型圧電素子３２の各電極４１〜４４に対して、所定の電圧（図９参照）が印加される。そうすると、上記したように円筒型圧電素子３２の振動子４０が振動して、バス３４内の血清が皿回し運動を行う。つまり、バス３４に浸漬されているチップ５０内で、血清が皿回し運動を伴うように超音波攪拌される。これにより、図１７に示すように、プローブＤＮＡ５に特定病原因ＤＮＡ６が捕獲される（抗原・抗体反応）。そして、このようにバス３４に浸漬されているチップ５０内で超音波攪拌を行うことにより、プローブＤＮＡ５が特定病原因ＤＮＡ６を捕獲するまでの時間を短縮することができる。皿回し運動を生じさせる超音波攪拌により、プローブＤＮＡ５を均一に分散させることができるからである。
【００４６】
そして、プローブＤＮＡ５と特定病原因ＤＮＡ６との反応（プローブＤＮＡ５による特定病原因ＤＮＡ６の捕獲）が終了すると、制御部２８から所定の信号がモータ２３，２４に再度入力される。これにより、モータ２３，２４が駆動され、ハンド２０が所定の位置に移動される。その結果、チップ５０は、ハンド２０によって、バス３４からチップ載置台３１へと搬送される。チップ載置台３１へ搬送されたチップ５０は、ピックアップ部材７０が取り外されて図１８に示すように配列された後に、分析装置により各種の分析が行われる。
【００４７】
このようにチップ５０を利用して、本実施の形態に係るチップハンドラ１０により分析の前処理を行うと、従来の処理に比べ、洗浄工程およびカット工程が不要になるとともに、付着工程および捕獲工程において同様の処理を何度も繰り返す必要がない。このため、チップハンドラ１０を使用することにより、処理時間の短縮を図ることができる。
【００４８】
ここで、チップ５０を利用して本実施の形態に係るチップハンドラ１０により分析の前処理を行う場合と、従来のチップハンドラにより前処理を行う場合にとにおける処理時間、試薬および血清の使用量を調べたので、その結果について述べる。なお、ウェル数は従来の前処理では９６ウェルであるのに対して、本実施の形態ではチップ５０を４つ使用しているため１１２（＝４×（４×７））ウェルである。
【００４９】
まず、処理時間については、従来の処理では、１ウェル当たりの処理時間が２分５１秒であったので、全体では２７３分３６秒の処理時間を要した。一方、チップハンドラ１０による処理では、吸着試薬（プローブＤＮＡ）の滴下に、１ウェル当たり５秒かかったので、全体では５６０秒（約１０分）の処理時間を要した。また、血清浸漬（超音波攪拌）に、１つのチップ５０に１０分かかったので、全体で４０分の処理時間を要した。したがって、チップハンドラ１０による処理における処理時間は、約５０分となった。よって、チップハンドラ１０により処理を行うことにより、約２２０分（約８２％）の時間短縮を図ることができた。
【００５０】
次に、吸着試薬（プローブＤＮＡ）の量については、従来の処理では、１ウェル当たり１０μＬ必要であったので、全体では９６０μＬ必要であった。一方、チップハンドラ１０による処理では、１ウェル当たり１．３μＬ必要であったので、全体では１４６μＬ必要であった。よって、チップハンドラ１０により処理を行うことにより、約８１４μＬ（約８５％）の試薬の少量化を図ることができた。
【００５１】
また、血清量については、従来の処理では、１ウェル当たり、血清が１０μＬ必要であったので、全体では９６０μＬ必要であった。一方、チップハンドラ１０による処理では、４７０μＬ（バス３４の容積）必要であった。よって、チップハンドラ１０により処理を行うことにより、約４９０μＬ（約５０％）の血清の少量化を図ることができた。
【００５２】
続いて、チップハンドラ１０の変形例について説明する。この変形例は、バス３４内に水に皿回し運動をさせるためにバス３４を揺動させる揺動手段として、円筒型圧電素子３２を用いる代わりに、機械的な機構を使用した揺動システムを用いたものである。なお、揺動手段以外の構成は、変形例においてもチップハンドラ１０と同様の構成を有している。そこで、この揺動システムについて、図１９および図２０を参照しながら説明する。図１９は、揺動システムの概略構成を示す正面図である。図２０は、凸部およびピンの配置関係を説明するための説明である。
【００５３】
揺動システム６０には、モータ６１と、下板６２と、中板６３と、天板６４と、４本のピン６５と、押さえバネ６６とが備わっている。モータ６１の回転軸６１ａが下板６２の中心に連結されている。これにより、モータ６１が回転駆動されると、下板６２が回転するようになっている。下板６２の上面には、略半球状の凸部７０，７１，７２，７３が形成されている。これらの凸部７０，７１，７２，７３は、図２０に示すように同心円Ｃ上に位置している。そして、凸部７０を基準にして、凸部７１は反時計回りに１００度の位置に配置され、凸部７２は反時計回りに２００度の位置に配置され、凸部７３は時計回りに３０度（反時計回りに３００度）の位置に配置されている。
【００５４】
中板６３の下面（下板に対向する面）には、４本のピン６５が設けられている。これらのピン６５は、内部にバネ６７が設けられており伸縮可能になっている。そして、これらのピン６５は、その先端が下板６２の同心円Ｃ上に位置するように９０度間隔で配置されている。これにより、下板６２が回転すると、ピン６５は下板６２に形成された凸部７０，７１，７２，７３を順次乗り越えながら伸縮するようになっている。
【００５５】
また、中板６３の上面の中央部にはバス３４が設けられている。そして、チップハンドラ本体に固定された天板６４と中板６３との間に、押さえバネ６６が配設されている。これにより、中板６３は押さえバネ６６により下方へ付勢されるとともに、ピン６５より上方に付勢されている。
【００５６】
このような構成の揺動システム６０において、モータ６１を駆動させると下板６２が回転する。そうすると、ピン６５が凸部７０，７１，７２，７３を順次乗り越えていく。これにより、バス３４は上下運動を伴いつつ回転運動を行う。つまり、バス３４は皿回し運動を行うのである。
【００５７】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るチップハンドラ１０では、ハンド２０により、チップ５０を被検者の血清（組織試料）で満たしたバス３４に浸漬させて、駆動回路２８からの信号により圧電素子３２を駆動させることにより、バス３４が皿回し運動を行う。これにより、チップ５０において、プローブＤＮＡ５と血清（特定病原因ＤＮＡ６）とが超音波攪拌される。その結果、プローブＤＮＡ５が特定病原因ＤＮＡ６を捕獲する確率を向上させることができる。したがって、処理時間を短縮することができ、また、血清の使用量も低減することができる。
【００５８】
また、チップ５０を使用することにより、従来は必要であった洗浄工程とカット工程が不要になるとともに、付着工程および捕獲工程において同様の処理を何度も繰り返す必要がない。このため、チップハンドラ１０を使用することにより、処理時間の更なる短縮を図ることができる。
【００５９】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施の形態に係るチップハンドラの概略構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係るチップハンドラの概略構成を示す正面図である。
【図３】実施の形態に係るチップハンドラにおける搬送部の概略構成を示す側面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係るチップハンドラにおける搬送部に備わるチップベースの概略構成を示す側面図である。
【図５】ハンドの平面図である。
【図６】図５に示すＡ−Ａ線のおける断面図である。
【図７】円筒型圧電素子の斜視図である。
【図８】円筒型圧電素子の平面図である。
【図９】円筒型圧電素子の各電極に対して印加する入力波形の一例を示す図である。
【図１０】図９に示す矩形波を円筒型圧電素子の各電極に対して印加した場合における振動子の動作イメージを説明するための説明図である。
【図１１】チップの斜視図である。
【図１２】チップの構成を説明するための分解斜視図である。
【図１３】チップの平面図である。
【図１４】図１３に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【図１５】チップにポリスチレンビースを投入した状態を示す図である。
【図１６】ポリスチレンビーズにプローブＤＮＡを付着させる付着工程を説明するための説明図である。
【図１７】プローブＤＮＡに特定病原因ＤＮＡを捕獲させる捕獲工程を説明するための説明図である。
【図１８】反応後のチップ（分析前）を配列した状態を示す図である。
【図１９】揺動システムの概略構成を示す正面図である。
【図２０】凸部およびピンの配置関係を説明するための説明である。
【図２１】ノズルチップの概略構成を示す断面図である。
【図２２】ターゲットプレートの斜視図である。
【図２３】ノズルチップの洗浄工程（反応前）を説明するための説明図である。
【図２４】シリカビーズにプローブＤＮＡを付着させる付着工程を説明するための説明図である。
【図２５】プローブＤＮＡに特定病原因ＤＮＡを捕獲させる捕獲工程を説明するための説明図である。
【図２６】ノズルチップの洗浄工程（反応後）を説明するための説明図である。
【図２７】シリカビーズからプローブＤＮＡを切断するカット工程を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  チップハンドラ
２０  ハンド
２７  制御部
２８  駆動回路
３２  円筒型圧電素子
３４  バス
４０  振動子
４１〜４４  電極
５０  チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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