(57)【要約】【課題】生化学反応カートリッジに注入する液体検体量を目視して過不足が生じないようにする。【解決手段】検体Ｂが入るチャンバ７の少なくとも一部は、検体Ｂの量を外部から目視できるように、チャンバ７の一部を透明部１３とし、この透明部１３には最低限必要な検体Ｂの量を示す指標１４ａが描かれている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体検体の注入口、前記液体検体が入るチャンバを備え、内部で生化学反応を行う生化学反応カートリッジにおいて、少なくとも一部を外部から前記チャンバ内の前記液体検体を目視可能な透明部とし、前記液体検体の量を比較可能な指標を備えたことを特徴とする生化学反応カートリッジ。
【請求項２】
前記指標は線分、色、凹凸により識別可能としたことを特徴とする請求項１に記載の生化学反応カートリッジ。
【請求項３】
前記指標は異なる色の境界又は凹凸の境界又は目視可能な透明度を持つ領域の境界の何れかにより識別可能としたことを特徴とする請求項１に記載の生化学反応カートリッジ。
【請求項４】
前記指標は前記液体検体の下限量、上限量を示すことを特徴とする請求項１に記載の生化学反応カートリッジ。
【請求項５】
液体検体の注入口、前記液体検体が入るチャンバを備え、内部で生化学反応を行う生化学反応カートリッジにおいて、前記チャンバは前記液体検体の量と比較可能な凹凸部から成る指標を備え、少なくとも一部及び前記チャンバの凹凸部が外部から前記チャンバ内の前記液体検体を目視可能な透明部としたことを特徴とする生化学反応カートリッジ。
【請求項６】
前記透明部に拡大用光学部材を設けたことを特徴とする請求項１又は５に記載の生化学反応カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体中の細胞、微生物、染色体、核酸等を抗原抗体反応や核酸ハイブリダイゼーション反応等の生化学反応を利用して分析する装置に組み込んで用いる生化学反応カートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液等の検体を分析する分析装置の多くは、抗原坑体反応を利用した免疫学的な方法又は核酸ハイブリダイゼーションを利用した方法を用いている。例えば、検体と特異的に結合する抗体又は抗原等のタンパク質或いは一本鎖の核酸をプローブに使用し、微粒子、ビーズ、ガラス板等の固相表面に固定し、検体と抗原抗体反応又は核酸ハイブリダイゼーションを行う。
【０００３】
そして、酵素、蛍光性物質、発光性物質等の検知感度の高い標識物質を担持した特異的な相互作用を有する標識化物質、例えば標識化抗体や標識化抗原又は標識化核酸等を用いて、抗原抗体化合物や二本鎖の核酸を検出して、検体の有無の検出或いは検体の定量を行っている。
【０００４】
これらの技術を発展させたものとして、例えば特許文献１には、互いに異なる塩基配列を有する多数のＤＮＡ（デオキシリボ核酸）プローブを、基板上にアレイ状に並べた所謂ＤＮＡアレイが開示されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、多種類のタンパク質をメンブレンフィルタ上に並べ、ＤＮＡアレイのような構成のタンパク質アレイを作製する方法が開示されている。このように、ＤＮＡアレイ、タンパク質アレイ等によって、極めて多数の項目の検査を一度に行うことが可能になってきている。
【０００６】
また、様々な検体分析方法において、検体による汚染の軽減、反応の効率化、装置の小型化、作業の簡便化等の目的で、内部で必要な反応を行う使い捨て可能な生化学反応カートリッジも提案されている。例えば、特許文献２においては、ＤＮＡアレイを含む生化学反応カートリッジ内に複数のチャンバを配し、差圧によって溶液を移動させ、カートリッジ内部で検体中のＤＮＡの抽出或いは増幅、又はハイブリダイゼーション等の反応を可能にした生化学反応カートリッジが開示されている。
【０００７】
そして、このような生化学反応カートリッジの内部に外部から溶液を注入する方法としては、外部のシリンジポンプや真空ポンプを利用したものがある。また、生化学反応カートリッジ内部で溶液を移動する方法としては、重力、毛細管現象、電気泳動を利用したものが知られている。そして、小型で生化学反応カートリッジの内部に配設できるマイクロポンプとしては、特許文献３には発熱素子を利用したもの、特許文献４には圧電素子を利用したもの、特許文献２にはダイアフラムポンプが開示されている。
【０００８】
このように、二次感染や汚染の防止と使い勝手の観点からは、必要な溶液を内蔵した使い捨てのカートリッジを使うことが好ましいが、ポンプを内蔵したカートリッジは高価であるという問題があるので、ポンプを内蔵せずに外部のポンプの作用で溶液を移動して、ユーザが検体を注入した後には溶液を外部に流出させることなく、一連の生化学反応を進めることができる構造を備えた使い捨ての生化学反応カートリッジも提案されている。
【０００９】
生化学反応カートリッジの内部に検体である血液等を注入する方法としては、例えば特許文献５に記載されているようにチップを内蔵した採血管に注射針をつけて採取部に血液を導入する方法が開示されている。この先行例でなくとも一般的に被検査者から血液を採取するときには注射器、或いは採血管と採血管ホルダを用いて行い、試験管等に移すときには、その注射器或いはピペットを使って検査者が注入している。
【００１０】
【特許文献１】米国特許５４４５９３４号公報
【特許文献２】特表平１１−５０９０９４号公報
【特許文献３】特許第２８３２１１７号公報
【特許文献４】特開２０００−２７４３７５号公報
【特許文献５】米国特許６４５８５４５号公報
【非特許文献１】Anal.Biochem.、270(1)、103-111、1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら従来の生化学カートリッジでは、一連の生化学反応を進めるために必要な検体量が規定されていないために、検体が不足することがあり、その場合に信頼性の高い検査が行えないという問題点がある。
【００１２】
また、特に検体からのＤＮＡを用いる検査では、検査に必要なＤＮＡ量を確保するために、増幅の回数がより多く必要になり、増幅にかかる時間が長くなって検査時間が延びるという問題点がある。
【００１３】
更に、生化学カートリッジ内における生化学反応の開始時においても、検体量の確認工程はなく、検体量の有無、多少に拘らず反応が開始されてしまう問題点もある。
【００１４】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、内部の液体検体の量を目視で確認可能な生化学反応カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係る生化学反応カートリッジは、液体検体の注入口、前記液体検体が入るチャンバを備え、内部で生化学反応を行う生化学反応カートリッジにおいて、少なくとも一部を外部から前記チャンバ内の前記液体検体を目視可能な透明部とし、前記液体検体の量を比較可能な指標を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る生化学反応カートリッジは、液体検体の注入口、前記液体検体が入るチャンバを備え、内部で生化学反応を行う生化学反応カートリッジにおいて、前記チャンバは前記液体検体の量と比較可能な凹凸部から成る指標を備え、少なくとも一部及び前記チャンバの凹凸部が外部から前記チャンバ内の前記液体検体を目視可能な透明部としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る生化学反応カートリッジによれば、生化学反応カートリッジの少なくとも一部が外部からチャンバ内の液体検体を目視可能な透明構造になっており、かつ生化学反応カートリッジに目視で液体検体の量と比較可能な指標が設けられていることにより、過不足なく検体量を注入し確認できる。従って、検体量が不足して生化学反応の増幅工程で増幅にかかる時間が長くなって検査時間が延びてしまったり、或いはＤＮＡプローブと検体ＤＮＡが十分量ハイブリダイゼーションできないといった問題がなくなり、信頼性の高い生化学反応を行うことが可能になる。
【００１８】
また、指標を線分又は色又は凹凸の何れかにすると、これらの形状を変えることにより、検体の上限と下限とを対応させることができ、視認性を高めることができる。
【００１９】
更に、指標が異なる色の境界、異なる凹凸の境界又は目視可能な透明度を持つ領域の境界の何れかとすると、検体の上限と下限とを対応させることができ視認性を高めることができるし、目視可能な透明度を持つ領域の境界を指標とすると、検体を確認できた時点で必要量に達したことが判別できるので間違いもない。
【００２０】
上下限を示す指標を設ければ、被検者から余分な検体を採取せずに済むし、検体をチャンバ内に注入し過ぎて検体が溢れることがなくなるので検体が無駄になることもなくなる。
【００２１】
チャンバの形状に凹凸を設ければ、その凹凸部を指標にするので新たにカートリッジに指標を設ける必要がなくて済む。
【００２２】
透明部に拡大用レンズ等の光学部材を設けると、視認性を更に高めることができるので、離れた個所から検査者が検体量を確認することが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本実施例における生化学反応カートリッジ１の斜視図を示し、カートリッジ１の上部には、注射器等を用いて血液等の検体を注入する際の検体入口２が設けられ、ゴムキャップにより封止されている。また、カートリッジ１の側面には、内部の溶液を移動するためにノズルを挿入して加圧或いは減圧を行う複数のノズル入口３が設けられ、各ノズル入口３にゴムキャップが固定され、反対側の面も同様の構成になっている。
【００２５】
生化学反応カートリッジ１の本体はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等により構成されている。
【００２６】
図２は生化学反応カートリッジ１の上方から見た断面図を示しており、片側の側面には１０個のノズル入口３ａ〜３ｊが設けられ、反対側の側面にも１０個のノズル入口３ｋ〜３ｔが設けられている。各ノズル入口３ａ〜３ｔは、それぞれの空気が流れる空気流路４ａ〜４ｔを介して、溶液を貯蔵する場所又は反応を起こす場所であるチャンバ５に連通されている。
【００２７】
ただし、本実施例の工程では、ノズル入口３ｎ、３ｐ、３ｑ、３ｓは使用しないため、チャンバ５に連通されておらず予備になっている。つまりは、ノズル入口３ａ〜３ｊは流路４ａ〜４ｊを介してチャンバ５ａ〜５ｊに連通され、反対側のノズル入口３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｏ、３ｒ、３ｔは、それぞれ流路４ｋ、４ｌ、４ｍ、４ｏ、４ｒ、４ｔを介してチャンバ５ｋ、５ｌ、５ｍ、５ｏ、５ｒ、５ｔに連通されている。
【００２８】
そして、検体入口２はチャンバ７に連通され、チャンバ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｋはチャンバ７に、チャンバ５ｇ、５ｏはチャンバ８に連通され、チャンバ５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｒ、５ｔはチャンバ９に連通されている。更に、チャンバ７は流路１０を介してチャンバ８に連通され、チャンバ８は流路１１を介してチャンバ９に連通されている。流路１０には、チャンバ５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｌ、５ｍが、それぞれ流路６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｌ、６ｍを介して連通されている。
【００２９】
また、チャンバ９の底面には角孔が開けられ、この角孔に平方インチ程度の大きさを持つガラス板等の固相表面に異なる種類のＤＮＡプローブを数１０〜数１０万種高密度に並べたＤＮＡマイクロアレイ１２が、プローブ面を上にして貼り付けられている。
【００３０】
このＤＮＡマイクロアレイ１２を用いて検体ＤＮＡとハイブリダイゼーション反応を行うことによって、一度に数多くの遺伝子を検査することができる。また、このＤＮＡマイクロアレイ１２はマトリックス状に規則正しく並べられており、それぞれのＤＮＡマイクロアレイ１２のアドレス（第何行・第何列）を、情報として容易に取り出すことができる。検査の対象となる遺伝子としては、感染症ウィルス、細菌、疾患関連遺伝子の他に、各個人の遺伝子多型等がある。
【００３１】
例えばチャンバ５ａ、５ｂには、それぞれ細胞壁を破壊するＥＤＴＡを含む第１の溶血剤、界面活性剤等のタンパク質変性剤を含む第２の溶血剤が蓄積されている。チャンバ５ｃにはＤＮＡが吸着するシリカコーティングされた磁性体粒子が蓄積され、チャンバ５ｌ、チャンバ５ｍには、ＤＮＡの抽出の際にＤＮＡの精製を行うために用いる第１、第２の抽出洗浄剤が蓄積されている。
【００３２】
チャンバ５ｄには、ＤＮＡを磁性体粒子から溶出する低濃度塩のバッファから成る溶出液が充填され、チャンバ５ｇには、ＰＣＲで必要なプライマ、ポリメラーゼ、ｄＮＴＰ溶液、バッファ、蛍光剤を含むＣｙ−３ｄＵＴＰ等の混合液が充填されている。チャンバ５ｈ、５ｊには、ハイブリダイゼーションしなかった蛍光標識付きの検体ＤＮＡと蛍光標識とを洗浄するための界面活性剤を含む洗浄剤が蓄積され、チャンバ５ｉには、ＤＮＡマイクロアレイ１２を含むチャンバ９内を乾燥させるためのアルコールが蓄積されている。
【００３３】
なお、チャンバ５ｅは血液のＤＮＡ以外の塵埃が溜まるチャンバ、チャンバ５ｆはチャンバ５ｌ、５ｍの第１、第２の抽出洗浄剤の廃液が溜まるチャンバ、チャンバ５ｒは第１、第２の洗浄剤の廃液が溜まるチャンバであり、チャンバ５ｋ、５ｏ、５ｔは溶液がそれぞれのノズル入口３ｋ、３ｏ、３ｔに流れ込まないために設けられたブランクのチャンバである。
【００３４】
本実施例においては、血液を検体として検査者が注射器により検体入口２のゴムキャップを貫通し血液を注入すると、血液はチャンバ７に流れ込む。この作業を実施するときには、カートリッジ１が略水平なるように置かれている。
【００３５】
図３の側面図に示すように、検体が入るチャンバ７の少なくとも一部は、検体Ｂの量が外から目視できるように、チャンバ７の一部を構成する側面の透明部１３は透明な材質で形成され、この透明部１３には最低限必要な検体Ｂの量を示す線分から成る指標１４ａが描かれている。
【００３６】
この指標１４ａはカートリッジ１に凹凸を形成して表示してもよいし、色により表示することも考えられる。また、図４に示すように異なる色や色の濃淡を使って、その境界を指標１４ａの位置としてもよい。なお、図３、図４では、カートリッジ１には検体Ｂが指標１４ａにほぼ相当する量が入っていることを示している。
【００３７】
この生化学反応カートリッジ１に血液等の液体状の検体を注入して、後述する処理装置にセットすると、カートリッジ１の内部でＤＮＡ等の抽出、増幅が行われ、更に増幅した検体ＤＮＡとカートリッジ１の内部にあるＤＮＡマイクロアレイ１２上のＤＮＡプローブとの間でハイブリダイゼーションと、ハイブリダイゼーションしなかった蛍光標識付きの検体ＤＮＡと蛍光標識の洗浄とが行われる。
【００３８】
図５は生化学反応カートリッジ１内での溶液の移動や種々の反応を制御する処理装置のブロック構成図を示している。テーブル２１はカートリッジ１をセットする位置を示しており、このテーブル２１上には、カートリッジ１内で検体からのＤＮＡ等を抽出する際に作動させる電磁石２２、検体からのＤＮＡをＰＣＲ(Polymerase Chain Reaction)などの方法で増幅させる際に温度制御するためのペルチェ素子２３、増幅した検体ＤＮＡとカートリッジ１の内部にあるＤＮＡマイクロアレイ１２上のＤＮＡプローブとのハイブリダイゼーションを行う際と、ハイブリダイゼーションしなかった検体ＤＮＡの洗浄を行う際に温度制御するためのペルチェ素子２４が配置され、これらは処理装置全体を制御する制御部２５に接続されている。
【００３９】
テーブル２１の両側には、電動シリンジポンプ２６、２７と、これらのポンプ２６、２７により空気を吐出或いは吸引するための出入口で、複数のポンプノズル２８、２９を片側に１０個ずつ設けたポンプブロック３０、３１が配置されている。電動シリンジポンプ２６、２７とポンプノズル２８、２９の間には、図示しない複数の電動切換バルブが配置され、ポンプ２６、２７と共に制御部２５に接続されている。また、制御部２５は検査者が入力を行う入力部３２に接続されている。制御部２５は片側１０個のうち、１個ずつのポンプノズル２８、２９を電動シリンジポンプ２６、２７に対して選択的に開にしたり、全てのポンプノズル２８、２９を閉にする制御を行うようになっている。
【００４０】
前述したように、チャンバ７に血液を検体とし、検査者が注射器により検体入口２のゴムキャップを貫通し血液を注入した後に、検査者は注入した検体Ｂの量が生化学反応を行う上で必要十分な量かを指標１４ａまで検体があるか否かを判断する。
【００４１】
図３に示すように検体量が十分であると判断すると、検査者は生化学反応カートリッジ１をテーブル２１上に置き、図示しないレバーを操作することにより、ポンプブロック３０、３１を矢印の方向に移動させると、ポンプノズル２８、２９がカートリッジ１の両側のノズル入口３にゴムキャップを貫通して挿入される。
【００４２】
また、ノズル入口３ａ〜３ｔは生化学反応カートリッジ１の２つの面つまり両側に集中しているため、電動シリンジポンプ２６、２７、電動切換バルブ、ポンプノズルを内蔵したポンプブロック３０、３１等の形状、配置を単純化することができる。更に、必要なチャンバ５や流路を確保しながら、ポンプブロック３０、３１によりカートリッジ１を同時に挟み込むという単純な動作だけで、ポンプノズル２８、２９を挿入することができ、ポンプブロック３０、３１の構成も簡単なものにすることができる。そして、ノズル入口３ａ〜３ｔを全て同じ高さ、即ち直線状に配置することにより、ノズル入口３ａ〜３ｔに接続する流路４ａ〜４ｔの高さは全て同じになり、流路４ａ〜４ｔの作製が容易になる。
【００４３】
また、図５の処理装置において、ｎ個の生化学反応カートリッジ１用にポンプブロック３０、３１をｎ倍に長くした構成にすれば、ｎ個のカートリッジ１を直列に並べることによって、ｎ個のカートリッジ１に対して必要な工程を同時に行うことができ、構成は極めて簡単でありながら、多数のカートリッジに対して生化学反応を行わせることが可能になる。
【００４４】
検査者が入力部３２で処理開始の命令を入力すると処理が始まる。図６は本実施例の処理装置における処理手順のフローチャート図を示している。先ずステップＳ１で、制御部２５はノズル入口３ａ、３ｋのみを開にし、電動シリンジポンプ２６から空気を吐出し、ポンプ２７から空気を吸引して、チャンバ５ａの第１の溶血剤を、血液の入ったチャンバ７に流し込む。この際に、溶血剤の粘性や流路の抵抗にもよるが、ポンプ２７からの空気の吸引をポンプ２６からの空気の吐出を開始してから１０〜２００ｍ秒後に開始するように制御すると、流れる溶液の先頭で溶液が飛び出すことがなく、溶液が円滑に流れる。
【００４５】
このように、空気の供給、吸引のタイミングをずらすことによって、加圧、減圧を制御すれば溶液を円滑に流すことができるが、電動シリンジポンプ２７による空気の吸引を、ポンプ２６からの空気の供給の開始時からリニアに増加させるなどの細かな制御を行えば、溶液を更に円滑に流すことが可能になる。以下の溶液の移動についても同様である。
【００４６】
空気の供給の制御は、電動シリンジポンプ２６、２７を用いることで容易に実現でき、ノズル入口３ａ、３ｏのみを開にし、ポンプ２６、２７によって空気の吐出、吸引を交互に繰り返し、チャンバ７の溶液を流路１０に流し、その後に戻す動作を繰り返して攪拌を行う。或いは、ポンプ２７から空気を連続して吐出し、気泡を発生させながら攪拌してもよい。
【００４７】
図７は図２に示すチャンバ５ａ、７、５ｋの作用説明図であり、ノズル入口３ａにポンプノズル２８を挿入して加圧し、ノズル入口３ｋにポンプノズル２９を挿入して減圧し、チャンバ５ａの第１の溶血剤が血液の入ったチャンバ７に流れ込む様子を示している。
【００４８】
図６のフローチャート図において、次のステップＳ２でノズル入口３ｂ、３ｋのみを開にし、同様にしてチャンバ５ｂの第２の溶血剤をチャンバ７に流し込み、ステップＳ３ではノズル入口３ｃ、３ｋのみを開にし、同様にしてチャンバ５ｃの磁性体粒子をチャンバ７に流し込む。ステップＳ２、Ｓ３においては共に、ステップＳ１と同様にして攪拌を行う。ステップＳ３では、磁性体粒子にステップＳ１、Ｓ２で細胞が溶解して得られたＤＮＡが磁性体粒子に付着する。
【００４９】
そして、ステップＳ４で電磁石２２をオンにし、ノズル入口３ｅ、３ｋのみを開にし、電動シリンジポンプ２７から空気を吐出し、ポンプ２６から空気を吸引してチャンバ７の溶液をチャンバ５ｅに移動する。この移動の際に、磁性体粒子とＤＮＡを流路１０の電磁石２２の上で捕捉する。ポンプ２６、２７の吸引、吐出を交互に繰り返し、溶液をチャンバ７、５ｅ間を２回往復させることにより、ＤＮＡの捕捉効率を向上させる。更に、回数を増やせば捕捉効率を一層高めることができるが、処理時間も余分に掛かることになる。
【００５０】
このように、磁性体粒子を利用してＤＮＡを、幅１〜２ｍｍ程度、高さ０．２〜１ｍｍ程度の小さい流路上で、しかも流れている状態で捕捉するので、極めて効率良く捕捉することができる。また、捕捉ターゲット物質がＲＮＡ或いはタンパク質の場合も同様である。
【００５１】
続いて、ステップＳ５において電磁石２２をオフにし、ノズル入口３ｆ、３ｌのみを開とし、電動シリンジポンプ２７から空気を吐出し、ポンプ２６から空気を吸引して、チャンバ５ｌの第１の抽出洗浄液をチャンバ５ｆに移動する。この際に、ステップＳ４で捕捉された磁性体粒子とＤＮＡが抽出洗浄液と共に移動して洗浄が行われる。ステップＳ４と同様にして２回往復した後に、電磁石２２をオンにし、同様にして２回往復させて磁性体粒子とＤＮＡを流路１０の電磁石２２の上に回収し、溶液をチャンバ５ｌに戻す。
【００５２】
ステップＳ６でノズル入口３ｆ、３ｍを用いて、チャンバ５ｍの第２の抽出洗浄液に対して、ステップＳ５と同じ工程を行って更に洗浄する。ステップＳ７では電磁石２２をオンにしたまま、ノズル入口３ｄ、３ｏのみを開にし、電動シリンジポンプ２６から空気を吐出し、ポンプ２７から空気を吸引することにより、チャンバ５ｄの溶出液をチャンバ８に移動する。
【００５３】
このとき、溶出液の作用によって磁性体粒子とＤＮＡが分離し、ＤＮＡのみが溶出液と共にチャンバ８に移動し、磁性体粒子は流路１０に残る。このようにして、ＤＮＡの抽出、精製が行われる。抽出洗浄液が入ったチャンバと洗浄後の廃液が入るチャンバを用意したので、生化学反応カートリッジ１内でＤＮＡの抽出、精製を行うことが可能になる。
【００５４】
次に、ステップＳ８において、ノズル入口３ｇ、３ｏのみを開にし、電動シリンジポンプ２６から空気を吐出し、ポンプ２７から空気を吸引してチャンバ５ｇのＰＣＲ用薬剤をチャンバ８に流し込む。更に、ノズル入口３ｇ、３ｔのみを開にし、ポンプ２６、２７で空気の吐出、吸引を交互に繰り返し、チャンバ８の溶液を流路１１に流して、その後に戻す動作を繰り返して攪拌を行う。そして、ペルチェ素子２３を制御して、チャンバ８内の溶液を９６℃の温度に１０分保持した後に、９６℃・１０秒、５５℃・１０秒、７２℃・１分の工程を３０回繰り返し、溶出されたＤＮＡにＰＣＲを行って増幅する。
【００５５】
ステップＳ９では、ノズル入口３ｇ、３ｔのみを開にし、電動シリンジポンプ２６から空気を吐出し、ポンプ２７から空気を吸引してチャンバ８の溶液をチャンバ９に移動する。更に、ペルチェ素子２４を制御して、チャンバ９内の溶液を４５℃で２時間保持しハイブリダイゼーションを行う。この際に、ポンプ２６、２７で空気の吐出、吸引を交互に繰り返し、チャンバ９の溶液を流路６ｔに移動し、その後に戻す動作を繰り返して攪拌を行いながら、ハイブリダイゼーションを進める。
【００５６】
次にステップＳ１０において、同じ４５℃を保持したまま、今度はノズル入口３ｈ、３ｒのみを開にし、電動シリンジポンプ２６から空気を吐出し、ポンプ２７から空気を吸引して、チャンバ９内の溶液をチャンバ５ｒに移動しながら、チャンバ５ｈの第１の洗浄液をチャンバ９を通してチャンバ５ｒに流し込む。ポンプ２６、２７の吸引、吐出を交互に繰り返して、溶液をチャンバ５ｈ、９、５ｒ間を２回往復させ、最後にチャンバ５ｈに戻す。このようにして、ハイブリダイゼーションしなかった蛍光標識付きの検体ＤＮＡと蛍光標識とが洗浄される。
【００５７】
図８は図２のチャンバ５ｈ、９、５ｒの作用説明図であり、ノズル入口３ｈにポンプノズル２８が挿入されて加圧され、ノズル入口３ｒにポンプノズル２９が挿入されて減圧され、チャンバ５ｈの第１の洗浄液がチャンバ９を通してチャンバ５ｒに流れ込む様子を示している。
【００５８】
図６のフローチャート図において、ステップＳ１１では同じ４５℃を保持したまま、ノズル入口３ｊ、３ｒを用いてチャンバ５ｊの第２の洗浄液に対して、ステップＳ１０と同じ工程を経て更に洗浄し、最後にチャンバ５ｊに戻す。このように、洗浄液が入ったチャンバ５ｈ、５ｊと、洗浄後の廃液が入るチャンバ５ｒを用意したので、生化学反応カートリッジ１内でＤＮＡマイクロアレイ１２の洗浄を行うことが可能になる。
【００５９】
ステップＳ１２では、ノズル入口３ｉ、３ｒのみを開にし、電動シリンジポンプ２６から空気を吐出し、ポンプ２７から空気を吸引してチャンバ５ｉのアルコールをチャンバ９を通してチャンバ５ｒに移動する。その後に、ノズル入口３ｉ、３ｔのみを開にし、ポンプ２６から空気を吐出し、ポンプ２７から空気を吸引してチャンバ９内を乾燥させる。
【００６０】
検査者が図示しないレバーを操作すると、ポンプブロック３０、３１は生化学反応カートリッジ１から離れる方向に移動し、ポンプノズル２８、２９がカートリッジ１のノズル入口３から外れる。そして、検査者はこのカートリッジ１を良く知られたスキャナ等のＤＮＡマイクロアレイ用読取装置に挿入して測定、解析を行う。
【００６１】
本実施例では、透明部１３に必要となる検体Ｂの量を示す指標１４ａを設けるという構成としたが、視認性を良くするために例えば透明部１３に光学部材を設け、レンズによって検体Ｂ及び指標１４ａを拡大するようにしてもよい。
【００６２】
本実施例では、カートリッジ１内の検体、試薬、その混合液や反応液を移動させる移動手段をカートリッジ１の外部に配置した例で説明をしたが、移動手段をカートリッジ１の内部に一体にして配置してもよい。
【００６３】
また、透明部１３は完全な透明である必要はなく、目視で確認できれば半透明でもよいし、カートリッジ１自体が外部から目視可能な程度の透明性を持っていれば、透明部１３として特別な領域を持つことは必要としないことは云うまでもない。
【実施例２】
【００６４】
更に、本実施例の指標１４ａは最低必要な量を示していたが、図９に示すように最低限必要な下限を示すだけでなく、これ以上入れてはならないという最大限量の上限を示す指標１４ｂも設けることも考えられる。下限値以上に入っている分については、必要なＤＮＡ量を確保するための増幅の回数が少なくて済むなど問題はない。しかし、上限を越えて必要以上に検体量を注入することは、被検者への負担の観点から望ましくないし、またチャンバ７から溢れてしまう可能性があるので、上限を示す指標１４ｂが必要となる。
【実施例３】
【００６５】
必要量の上下限を表示するのは、図９に示すようにカートリッジ１に線を入れる方法だけでなく、図１０に示すように透明部１３の上下の境界を上下限の指標１４ｃ、１４ｄに代用したり、或いは検査者が容易に目視確認ができる程度の透明度にすることもできる。
【実施例４】
【００６６】
また、図１１に示すように上下限のそれぞれの位置に相当する個所のチャンバ７の形状を、例えば外側に切り込むことにより一部を変形させ、その部分を目視可能な透明度を有する指標１４ｅ、１４ｆとすることにより、判別できるようにしてもよい。
【００６７】
図１１においては、検体量が下限よりも多く、上限よりも少ない量が入っている。このときは必要最低限量を示す指標１４ｅを超えているので、検体Ｂが通常のチャンバのサイズから広がって示され、検査者は容易に検体Ｂが指標１４ｅを超えていることが確認できる。そして、最大限を示す指標１４ｆまでは入っていないので指標１４ｆにおける検体Ｂは見えない。変形の方法としては図１１に示すようにその部分を大きくしてもよいし、逆に狭めることも考えられる。
【００６８】
なお、図１０、図１１の上下限を示す位置については、理解を容易にするための位置に記載しているため、図７に対応するような厳密な位置ではない。
【実施例５】
【００６９】
また図１２に示すように、上下限に相当する領域を上下方向のバー指標１４ｇで示すこともできる。なお、図示は省略しているが上下限に相当するカートリッジ１の位置に段差を設けて指標としてもよい。
【実施例６】
【００７０】
以上の説明では、検体Ｂの量を側面から確認する方法を示してきたが、上面から確認するように構成することも考えられる。例えば、図１３に示すようにチャンバ７の形状を変えて、チャンバ７から外側に上下方向に沿って張り出す部分を、それぞれの上下方向の長さを変えることにより判別できるようにされている。
【００７１】
図１３（ａ）〜（ｄ）はそれぞれカートリッジ１のチャンバ７の平面図と側面図を示し、チャンバ７の上面は目視可能な透明構造にされており、検体注入口２等を含むその他の部分については図示を省略している。チャンバ７の両側面には張り出しが設けられ、一方の張り出しは上下方向に長く下限を示す指標１４ｈとされ、他方の張り出しは下部が指標１４ｈよりも上位にあり上限を示す指標１４ｉとされている。
【００７２】
図１３（ａ）においては、検体Ｂが入っていない状態を示している。更に、検体Ｂを注入してゆき、（ｂ）を経て（ｃ）に示すように検体Ｂが下限の指標１４ｈ内を超え指標１４ｉに検体が現れることで、検査者は検体Ｂが下限に達したことを確認できる。更に、検体Ｂを注入してゆくと、検体Ｂは（ｄ）に示すように上限の指標１４ｉに達する。このときも、検査者は指標１４ｉ内に検体Ｂが現れることで上限に達したことを判別できる。なお、この例ではチャンバ７全体が目視可能になっているが、指標１４ｈ、１４ｉのみを目視可能にすることもできる。
【実施例７】
【００７３】
また、図１４に示すようにチャンバ７の形状を、上面の径が大きく下面の径が小さな裁頭円錐形にすれば、検体Ｂを注入するに従って検体Ｂの液面が大きくなってゆくので、平面図に示すように透明構造を有する上面に、検体の下限を示す線分から成る視標１４ｊと上限を示す指標１４ｋを設けることにより、検査者はチャンバ７の上面から容易に検体量を確認することができる。
【００７４】
この例では指標１４ｊ、１４ｋを描いているが、指標１４ｊ、１４ｋの範囲のみを目視可能にしておいて、それ以外の個所は不透明にしておくことにより、指標１４ｊ、１４ｋ内に検体Ｂが現れることで適量を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】生化学反応カートリッジの斜視図である。
【図２】生化学反応カートリッジ内を上方から見た断面図である。
【図３】実施例１のカートリッジの側面図である。
【図４】変形例の側面図である。
【図５】処理装置のブロック構成図である。
【図６】処理手順のフローチャート図である。
【図７】作用説明図である。
【図８】作用説明図である。
【図９】実施例２の側面図である。
【図１０】実施例３の側面図である。
【図１１】実施例４の側面図である。
【図１２】実施例５の側面図である。
【図１３】実施例６の説明図である。
【図１４】実施例７の説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  生化学反応カートリッジ
２  検体入口
３  ノズル入口
４  空気流路
５、７〜９  チャンバ
６、１０、１１  流路
１２  ＤＮＡマイクロアレイ
１３  透明部
１４  指標
２１  テーブル
２５  制御部
２６、２７  電動シリンジポンプ
２８、２９  ポンプノズル
３０、３１  ポンプブロック
【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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