(57)【要約】【課題】ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製することができ、ＤＮＡ固定からから洗浄までの一連の操作を一つの装置で行うことができるＤＮＡ固定装置を提供する。【解決手段】予め表面が活性化されたチップにＤＮＡを含む溶液を注入し固定する送液部Ａと、チップへのＤＮＡ固定反応を行うための固定反応部Ｂと、装置全体の動きを制御する制御部Ｃとを有し、送液部は、固定したいＤＮＡを含む溶液が格納されるＤＮＡタンク１１と、チップへＤＮＡを分注する分注装置１２とを備え、固定反応部は、ＤＮＡチップの土台となるチップを格納するためのチップ格納プレート２１と、チップ格納プレートを載置し、ＤＮＡがチップに固定された際の反応液残渣あるいは洗浄液を該プレートの下側から吸引するためのバキューム室２２と、チップ格納プレート及びバキューム室とを前後左右方向に水平駆動させるＳＭＤ２３（stepping motor drive）とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め表面が活性化されたチップにＤＮＡを含む溶液を注入し固定する送液部と、
チップへのＤＮＡ固定反応を行うための固定反応部と、
及び装置全体の動きを制御する制御部とを有し、
前記送液部は、固定したいＤＮＡを含む溶液が格納されるＤＮＡタンクと、チップへＤＮＡを分注する分注装置とを備え、
前記固定反応部は、ＤＮＡチップの土台となるチップを格納するためのチップ格納プレートと、チップ格納プレートを載置し、ＤＮＡがチップに固定された際の反応液残渣あるいは洗浄液を該プレートの下側から吸引するためのバキューム室と、チップ格納プレート及びバキューム室とを前後左右方向に水平駆動させるＳＭＤ（stepping motor drive）とを備えたことを特徴とするＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項２】
前記制御部は、チップ格納プレートの所定の位置にＤＮＡが固定されるようにＳＭＤの動きを制御するＳＭＤ制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項３】
前記送液部は、洗浄液が格納される洗浄液タンクを更に備え、
前記分注装置は、チップへ洗浄液をも分注することを特徴とする請求項１又は２記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項４】
前記送液部は、分注装置にＤＮＡ及び洗浄液を送液する送液ポンプと、ＤＮＡ及び洗浄液のいずれを送液するかを切り替えるための切り替えバルブとを更に備えることを特徴とする請求項３記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項５】
前記制御部は、チップ格納プレートの所定の位置にＤＮＡが固定されるように送液ポンプの開閉を制御する送液ポンプ制御手段と、切り替えバルブがＤＮＡタンク側に位置するか洗浄液タンク側に位置するかを確認すると共に、バルブ位置を調整する切り替えバルブ制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項４記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項６】
前記送液部は、固定反応部のバキューム室に接続する吸引容器と、吸引容器中の空気を吸引する吸引ポンプを更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項７】
前記制御部は、吸引ポンプの開閉を制御する吸引ポンプ制御手段を更に備えることを特徴とする請求項６記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項８】
前記バキューム室と前記チップ格納プレートの間に、濾紙及びシリコンラバーを介在させることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項９】
チップにＤＮＡを含む溶液を注入し固定する送液部と、チップへのＤＮＡ固定反応を行うための固定反応部と、ＤＮＡを含む溶液を調製するＤＮＡ調製部と、及び装置全体の動きを制御する制御部とを有し、
前記送液部は、ＵＶ検出器により検出された試料を輸送液と共に分注するＤＮＡ分注装置と、洗浄液を分注する洗浄用分注装置と、輸送液が格納される輸送液タンクと、洗浄液が格納される洗浄液タンクとを備え、
前記固定反応部は、ＤＮＡチップの土台となるチップを格納するためのチップ格納プレートと、チップ格納プレートを載置するためのバキューム室と、チップ格納プレート及びバキューム室を前後左右方向に水平駆動させるＳＭＤとを備え、
前記ＤＮＡ調製部は、チップに固定したいＤＮＡをポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）により増幅するための溶液槽と、該溶液槽において得られた増幅産物についてＤＮＡを電気泳動により分離した溶液を前記送液部に挿入する反応分離装置と、該反応分離装置により分離された試料を検出するＵＶ検出器を固定したいＤＮＡの種類と同数又はそれ以上備えることを特徴とするＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１０】
前記制御部は、チップ格納プレートの所定の位置に所定のＤＮＡが固定されるようにＳＭＤの動きを制御するＳＭＤ制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１１】
前記制御部は、ＵＶ検出器の検出結果からその内容を判別する試料判別手段を備え、
前記制御部のＳＭＤ制御手段は、前記試料判別手段が判別した試料がチップ格納プレートの所定の位置に固定されるようにＳＭＤの動きを制御することを特徴とする請求項９又は１０記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１２】
前記制御部は、溶液槽内の溶液温度をＰＣＲのサイクルに合わせて調整するＰＣＲサイクル制御手段を備えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１３】
前記溶液槽は、該溶液槽内の溶液温度を調節するための発熱電極を両端に有し、
前記制御部のＰＣＲサイクル制御手段は、前記発熱電極への電力供給を制御してＰＣＲのサイクルを進めることを特徴とする請求項１２に記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１４】
前記ＤＮＡ調製部は、前記溶液槽から増幅産物を反応分離装置に送るためのマイクロポンプを更に備えることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１５】
前記送液部は、前記ＤＮＡ分注装置及び洗浄液分注装置にＤＮＡ及び洗浄液を送液する送液ポンプと、輸送液及び洗浄液のいずれを送液するかを切り替えるための切り替えバルブとを更に備えることを特徴とする請求項９〜１４記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１６】
前記送液部は、前記分注装置にＤＮＡ及び洗浄液を送液する送液ポンプと、ＤＮＡ及び洗浄液のいずれを送液するかを切り替えるための切り替えバルブとを更に備えることを特徴とする請求項１５記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１７】
前記制御部の送液制御手段は、チップ格納プレートの所定の位置にＤＮＡが固定されるように送液ポンプの開閉を制御する送液ポンプ制御手段と、切り替えバルブがＤＮＡタンク側に位置するか洗浄液タンク側に位置するかを確認すると共に、バルブ位置を調整する切り替えバルブ制御手段とを備えることを特徴とする請求項１６記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１８】
前記送液部は、固定反応部のバキューム室に接続する吸引容器と、吸引容器中の空気を吸引する吸引ポンプを更に備えることを特徴とする請求項９〜１７のいずれかに記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項１９】
前記制御部の送液制御手段は、吸引ポンプの開閉を制御する吸引ポンプ制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１８記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【請求項２０】
前記バキューム室と前記チップ格納プレートの間に、濾紙及びシリコンラバーを介在させることを特徴とする請求項９〜１９のいずれかに記載のＤＮＡ連続的固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ連続的固定装置に関し、詳しくは、ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製することができるＤＮＡ連続的固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトをはじめとする各種生物のゲノム解析が進められる中で、解析結果を利用した遺伝子レベルでの診断治療、創薬等の研究も行われ、その代表的な例として、ＤＮＡチップが挙げられる。
ＤＮＡチップは、疾病や薬剤の副作用等に関与するＤＮＡが固定されたチップである。このようなＤＮＡチップの製造法としては、フォトリソグラフィー法を用いてＤＮＡをチップ上に合成させる方法と、予めチップ表面を活性化して置き、ＤＮＡ溶液をその上に固定する方法とがある。
【０００３】
前者の方法に用いる装置としては、特許文献１に記載するようなマイクロアレイ製造装置が開発されているが、特許文献１の装置では、マイクロアレイ基板として特殊な凹凸を形成した基板を用いる必要があり、そのための工程及び費用が必要であった。また、フォトリソグラフィー法は、不純物の除去に細心の注意を払う必要があり、熟練を要するものであった。
一方、後者の方法に用いる装置として、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の操作を一つの装置で行うことができるため、ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製できる装置は、今のところ報告されていない。
【特許文献１】特開２００３−２５４９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製することができるＤＮＡ固定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の送液部、固定反応部及び制御部からなるＤＮＡ連続的固定装置は、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の操作を行うことができるので、ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製可能であることを見出すと共に、所定の送液部、固定反応部、ＤＮＡ調製部及び制御部からなるＤＮＡ連続的固定装置は、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の動作の他、チップの修飾（活性化）も一つの装置で行うことができるので、ＤＮＡチップを簡略化した製造工程により短時間でかつ簡単に作製することができることを見出した。本発明は係る知見に基づくものである。
【０００６】
請求項１記載のＤＮＡ連続的固定装置は、
予め表面が活性化されたチップにＤＮＡを含む溶液を注入し固定する送液部、チップへのＤＮＡ固定反応を行うための固定反応部、及び装置全体の動きを制御する制御部からなり、
送液部は、固定したいＤＮＡを含む溶液が格納されるＤＮＡタンクと、チップへＤＮＡを分注する分注装置とを備え、
固定反応部は、ＤＮＡチップの土台となるチップを格納するためのチップ格納プレートと、チップ格納プレートを載置し、ＤＮＡがチップに固定された際の反応液残渣あるいは洗浄液を該プレートの中側から吸引するためのバキューム室と、チップ格納プレート及びバキューム室を前後左右方向に水平駆動させるＳＭＤとを備える
ことを特徴とする。
この場合において、請求項２に記載するように、制御部は、チップ格納プレートの所定の位置にＤＮＡが固定されるようにＳＭＤの動きを制御するＳＭＤ制御手段を備えることが好ましい。
【０００７】
また、請求項３に記載するように、
送液部は、洗浄液が格納される洗浄液タンクを更に備え、
分注装置は、チップへ洗浄液をも分注することが好ましい。
特に、請求項４に記載するように、送液部は、分注装置にＤＮＡ及び洗浄液を送液する送液ポンプと、ＤＮＡ及び洗浄液のいずれを送液するかを切り替えるための切り替えバルブとを更に備えることが好ましい。
更に詳しくは、請求項５に記載するように、制御部は、チップ格納プレートの所定の位置にＤＮＡが固定されるように送液ポンプを開閉する送液ポンプを制御する送液ポンプ制御手段と、切り替えバルブがＤＮＡタンク側に位置するか洗浄液タンク側に位置するかを確認すると共に、バルブ位置を調整する切り替えバルブ制御手段とを備えることが好ましい。
【０００８】
一方、請求項６に記載するように、送液部は、固定反応部のバキューム室に接続する吸引びんと、吸引びん中の空気を吸引する吸引ポンプを更に備えることが好ましい。
この場合において、請求項７に記載するように、制御部は、吸引ポンプの開閉を制御する吸引ポンプ制御手段を更に備えることが好ましい。
また、請求項８に記載するように、
バキューム室とチップ格納プレートの間に、濾紙及びシリコンラバーを介在させることが好ましい。
【０００９】
請求項９記載のＤＮＡ連続的固定装置は、
チップにＤＮＡを含む溶液を注入し固定する送液部、チップへのＤＮＡ固定反応を行うための固定反応部、ＤＮＡを含む溶液を調製するＤＮＡ調製部、及び装置全体の動きを制御する制御部からなり、
送液部は、ＵＶ検出器により検出された試料を輸送液と共に分注するＤＮＡ分注装置と、洗浄液を分注する洗浄用分注装置と、輸送液が格納される輸送液タンクと、洗浄液が格納される洗浄液タンクを備え、
固定反応部は、ＤＮＡチップの土台となるチップを格納するためのチップ格納プレートと、チップ格納プレートを載置するためのバキューム室（箱；吸引ボックス）と、チップ格納プレート及びバキューム室を前後左右方向に水平駆動させるＳＭＤとを備え、
ＤＮＡ調製部は、チップに固定したいＤＮＡをポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）により増幅するための溶液槽と、該溶液槽において得られた増幅産物についてＤＮＡを電気泳動により分離して前記送液部に挿入する反応分離装置と、該反応分離装置により分離された試料を検出するＵＶ検出器を固定したいＤＮＡの種類と同数又はそれ以上備えることを特徴とする。
【００１０】
この場合において、請求項１０に記載するように、制御部は、チップ格納プレートの所定の位置に所定のＤＮＡが固定されるようにＳＭＤの動きを制御するＳＭＤ制御手段を備えることが好ましい。
また、請求項１１に記載するように、
制御部は、ＵＶ検出器の検出結果からその内容を判別する試料判別手段を備え、
制御部のＳＭＤ制御手段は、前記試料判別手段が判別した試料がチップ格納プレートの所定の位置に固定されるようにＳＭＤの動きを制御することが好ましい。
【００１１】
そして、請求項１２に記載するように、制御部は、溶液槽内の溶液温度をＰＣＲのサイクルに合わせて調整するＰＣＲサイクル制御手段を備えることが好ましい。
この場合において、請求項１３に記載するように、
溶液槽は、該溶液槽内の溶液温度を調節するための発熱電極を両端に有し、
制御部のＰＣＲサイクル制御手段は、発熱電極への電力供給を制御してＰＣＲのサイクルを進めることが好ましい。
【００１２】
一方、請求項１４に記載するように、ＤＮＡ調製部は、溶液槽からＰＣＲ増幅産物を反応分離装置に送るためのマイクロポンプを更に備えることが好ましい。
また、請求項１５に記載するように、送液部は、ＤＮＡ分注装置及び洗浄液分注装置にＤＮＡ及び洗浄液を送液する送液ポンプと、輸送液及び洗浄液のいずれを送液するかを切り替えるための切り替えバルブとを更に備えることが好ましい。
この場合において、請求項１６に記載するように、送液部は、分注装置にＤＮＡ及び洗浄液を送液する送液ポンプと、ＤＮＡ及び洗浄液のいずれを送液するかを切り替えるための切り替えバルブとを更に備えることが好ましい。
更に詳細には、請求項１７に記載するように、制御部の送液制御手段は、チップ格納プレートの所定の位置にＤＮＡが固定されるように送液ポンプを開閉する送液ポンプを制御する送液ポンプ制御手段と、切り替えバルブがＤＮＡタンク側に位置するか洗浄液タンク側に位置するかを確認すると共に、バルブ位置を調整する切り替えバルブ制御手段とを備えることが好ましい。
【００１３】
そして、請求項１８に記載するように、送液部は、固定反応部のバキューム室に接続する吸引びんと、吸引びん中の空気を吸引する吸引ポンプを更に備えることが好ましい。
この場合において、請求項１９に記載するように、制御部の送液制御手段は、吸引ポンプの開閉を制御する吸引ポンプ制御手段を更に備えることが好ましい。
【００１４】
更に、請求項２０に記載するように、バキューム室とチップ格納プレートの間に、濾紙及びシリコンラバーを介在させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の操作を行うことができ、ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製可能なＤＮＡ連続的固定装置が提供されると共に、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の動作の他、チップの修飾（活性化）も一つの装置で行うことができ、ＤＮＡチップを簡略化した製造工程により短時間でかつ簡単に作製することができるＤＮＡ連続的固定装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（１）本発明の実施形態１
まず、本発明の実施形態１に係るＤＮＡ連続規定装置について、図１に示した構成の概略を参照しながら説明する。
本実施形態１に係るＤＮＡ連続的固定装置は、送液部Ａ、固定反応部Ｂ及び制御部Ｃからなり、各手段はＡＣ１００Ｖ電源により駆動する。
【００１７】
送液部Ａは、チップにＤＮＡを含む溶液を注入し固定するものであり、ＤＮＡタンク１１と分注装置１２を備える。この他に、ＤＮＡ固定後のチップの洗浄を本装置により行いたい場合は、洗浄液タンク１３を備えることが好ましい。また、送液を自動で行いたい場合は、送液ポンプ１４や切り替えバルブ１５を備えることが好ましい。さらに、固定反応部Ｂの装置を簡略自動化するために、吸引びん１６や吸引ポンプ１７を備えることが好ましい。
【００１８】
ＤＮＡタンク１１は、固定したいＤＮＡを含む溶液が格納されるタンクである。ここで、ＤＮＡとしては、所望のＤＮＡであれば特に種類は限定されず、２本鎖のゲノムＤＮＡ、ｍＲＮＡから逆転写される１本鎖のｃＤＮＡ等のいずれでも良いし、また、ＤＮＡの塩基長についてもＤＮＡチップに固定可能な、数十乃至百Ｋｂｐｓ（２本鎖）あるいは数Ｋｂ（一本鎖）までの長さであれば良い。溶液としては、ＤＮＡを溶解させることが可能な溶液であれば良く、例えば、蒸留水またはアミノ基を含まない緩衝溶液等が挙げられる。溶液へのＤＮＡの溶解濃度は、例えば上記溶液に対し塩基長が数十ＫｂｐｓのＤＮＡを溶解させる場合、サブピコ乃至数十ピコモルとすることが好ましい。
【００１９】
分注装置１２は、チップへＤＮＡを分注する装置である。後述の洗浄液タンク１３を備える場合、チップへ洗浄液をも分注する。
本実施形態１において、分注装置１２の注入口は、固定反応部Ｂのチップ格納プレート（９６穴プレート）２１の上に位置している。分注装置１２自体は固定されており、後述するように固定反応部ＢのＳＭＤ２３が、９６穴プレート２１の各穴にセットされたチップへＤＮＡを分注されるように動く。
【００２０】
洗浄液タンク１３は、ＤＮＡチップを洗浄するための洗浄液が格納されるタンクである。このような洗浄液としては、例えば、蒸留水またはアミノ基を含まない緩衝液のほか、保存用６５〜７０％エタノール水溶液が挙げられる。
【００２１】
送液ポンプ１４は、分注装置１２にＤＮＡ及び洗浄液を送液するためのポンプである。
切り替えバルブ１５は、ＤＮＡ及び洗浄液のいずれを送液するかを切り替えるためのバルブであり、本実施形態１においては、ＤＮＡタンク１１、洗浄液タンク１３及び送液ポンプ１４が接続された六方切り替えバルブ１５が用いられる。
【００２２】
吸引びん１６は、固定反応部Ｂのバキューム室２２に接続するびんである。
吸引ポンプ１７は、吸引びん１６中の空気を吸引する。
【００２３】
一方、固定反応部Ｂは、チップへのＤＮＡ固定反応を行うものであり、９６穴プレート２１と、バキューム室２２と、ＳＭＤ２３とからなる。
【００２４】
９６穴プレート２１は、ＤＮＡチップの土台となるチップを格納するチップ格納プレートである。本実施形態１においては、図２に示すように、アクリル板にＸ−Ｙ方向に９６穴を開けた物を用いることができる。本実施形態１では、プレートを上から見ると（図２ａ参照）、Ａ、Ｂ、・・・、Ｇ、Ｈの各列（Ｙ軸）について、１、２、・・・、１１、１２の各行（Ｘ軸）に穴を設けたものを用いることができる。
チップとしては、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、シリコン等ＤＮＡチップに通常用いられる各種素材のチップを用いることができ、中でもダイヤモンド、ＤＬＣチップを用いることが好ましい。また、チップの表面はカルボキシル基等の反応基により活性化されている必要がある。このような活性化は、例えば、特開２００１−１３９５３２号公報（「化学修飾を施した基体およびその製造方法」）に記載されているように、一方の末端に活性化エステル基が結合した炭化水素基の他方の末端を、固体支持体表面にアミド結合を介して基体に固定化させる化学修飾等により行うことができる。
【００２５】
バキューム室２２は、９６穴プレート２１を載置し、ＤＮＡがチップに固定され多彩の反応液残さあるいは洗浄液を該プレートの中側から吸引するための吸引ボックスであり、本実施形態１では、吸引口２２ａを供えており（図２ｂ参照）、そこから上述した送液部Ａの吸引びん１６へ吸引管が接続されている。
【００２６】
ＳＭＤ２３は、９６穴プレート２１及びバキューム室２２を前後左右方向に水平駆動（Ｘ−Ｙ（２座標方向））駆動させ、９６穴プレート２１の所定の穴に位置するチップが分注装置１２の下に位置するように調整することができる。
ここで、バキューム室２２と９６穴プレート２１の間には、濾紙及びシリコンラバーを介在させることが好ましい。
【００２７】
制御部Ｃは、装置全体の動きを有線又は無線により制御する部位である。具体的には、図３に示すように、送液部Ａや固定反応部Ｂの構成により、ＳＭＤ制御手段３１、送液ポンプ制御手段３２、切り替えバルブ制御手段３３、吸引ポンプ制御手段３４等を備えることが好ましい。
【００２８】
ＳＭＤ制御手段３１は、９６穴プレート２１の所定の位置にＤＮＡが固定されるようにＳＭＤ２３の動きを制御する。即ち、９６穴プレート２１の所定の位置の真上に分注装置１２が来るようにＳＭＤ２３の位置を移動する。ここで、本実施形態１の装置において、「所定の位置」は、ユーザーによりパソコンの画面で指定される１箇所又は２箇所以上の位置である。位置の指定は、Ｘ−Ｙ軸（２座標方向）における座標で行うことができ、例えばＡ〜Ｄ行の１〜４列目までと指定することもできるし、Ａ〜Ｆ行の全列（１２列全て）と指定することもできる。「所定の位置」が指定されると、ＳＭＤ制御手段３１においてはまず、最初の列又は行を初期値（ｎ＝１）として、最後の列又は行をＮとしてＮ＝ｎとなるまでＤＮＡの注入処理のためのＳＭＤ２３駆動が行われる。即ち、最初の列又は行の指定された穴へのＤＮＡ注入を終えると、ｎ＝ｎ＋１として、次の列又は行の指定された穴への注入を行ない、これをｎ＝Ｎになるまで続ける。
一方、洗浄回数についてもユーザーが適宜指定することができ、例えば洗浄回数をＭ回指定すると、最初の洗浄を初期値（ｍ＝１）として、最後の列又は行をＭとしてｍ＝Ｍとなるまで各穴への洗浄液の注入処理のためのＳＭＤ２３駆動が行われる。
【００２９】
送液ポンプ制御手段３２は、９６穴プレート２１の所定の位置にＤＮＡが固定されるように送液ポンプ１４を開閉する。ＳＭＤ制御手段３１と相互に連結し、ＳＭＤ２３が所定の位置に停止したときに送液ポンプ１４が開くように制御することが好ましい。
【００３０】
切り替えバルブ制御手段３３は、切り替えバルブ１５がＤＮＡタンク１１側に位置するか洗浄液タンク１３側に位置するかを確認すると共に、バルブ位置を調整する。
【００３１】
吸引ポンプ制御手段３４は、吸引ポンプ１７の開閉を制御する。本実施形態１において、吸引ポンプ制御手段３４は、送液ポンプ１４から洗浄液が注入されると同時に吸引ポンプ１７が開くように制御される。
【００３２】
このような制御部Ｃとして、本実施形態１においては、これらの手段を実現できる操作ソフトがオープン可能なインターフェースＲＳ−２３２ＣあるいはＢＰＩＧ等を備えると共に、ユーザーが固定化枚数入力するためのパソコンが用いられる。
【００３３】
本実施形態１にかかる本発明の装置を使用してＤＮＡを連続的に固定する場合の手順を、図４を参照しながら説明する。
前提として、各ポンプ、切り替えバルブ１５及びＳＭＤ２３をＡＣ１００Ｖ接続確認後、制御部Ｃとしてのパソコンのスイッチを入れ、操作ソフトをオープンする。また、ＤＮＡタンク１１には固定したいＤＮＡを、また洗浄液タンク１３には洗浄液を、それぞれセットアップしておく。更に、必要数の表面活性化チップを、９６穴プレート２１の目的位置に挿入しておく。
【００３４】
まず、切り替えバルブ制御手段３３が六方切り替えバルブ１５の位置を確認する。即ち、六方切り替えバルブ１５がＤＮＡタンク１１側の場合（ステップ１０１のＹｅｓ）、ステップ１０２に進むが、ＤＮＡタンク１１側ではない場合は（ステップ１０１のＮｏ）、切り替えバルブ制御手段３３はバルブ位置の変更命令を出し、ステップ１０１に戻る。
次に、ＳＭＤ制御手段３１は、分注装置１２の位置を確認し、初期化する。即ち、まず、分注装置１２が９６穴プレート２１の一列目に位置している場合（ステップ１０２のＹｅｓ）、ステップ１０３に進むが、一列目に位置していない場合（ステップ１０２のＮｏ）、ＳＭＤ２３の位置を移動させ、分注装置１２が９６穴プレート２１の一列目に位置するようにして、ステップ１０２に戻る。
【００３５】
ここで、例えばパソコンの指定画面において、ユーザーがＮ列分を指定すると、ＳＭＤ制御手段３１がＮ列分の固定化が必要であることを認識すると共に（ステップ１０３）、送液ポンプ制御手段３２と吸引ポンプ制御手段３４が起動する（ステップ１０４）。すると、パソコンの画面上にＳＭＤ２３の位置等についてＯＫかどうかを問う画面が表示され、ＯＫであることが確認されると（ステップ１０５のＹｅｓ）、送液ポンプ制御手段３２により送液ポンプ１４がＯＮ（開く）となり、ＤＮＡの送液が開始される（ステップ１０６）。尚、ＯＫであることが確認されない場合は、ステップ１０３に戻る。
【００３６】
次に、所定量の送液が終了すると、送液ポンプ制御手段３２により送液ポンプ１４がＯＦＦとなり、送液が終了する（ステップ１０７）。ここで、ｎ＜Ｎの場合（尚、ｎ＝Ｎも含む。即ち、上記例では１＝Ｎの場合）（ステップ１０８のＹｅｓ）、送液は終了したものとしてそのままステップ１０９へ進むが、ｎ＞Ｎである場合は、ＳＭＤ制御手段３１が１列分だけ移動してｎ＝ｎ＋１としてステップ１０６に戻る。
【００３７】
続いて、切り替えバルブ制御手段３３が送液ポンプ１４側に六方切り替えバルブ１５を移動する（ステップ１０９）。そして、ユーザーが洗浄回数（Ｍ）を入力すると、送液ポンプ制御手段３２が初期化される（ｍ＝１）（ステップ１１０）。続いて、吸引ポンプ制御手段３４が吸引ポンプ１７をＯＮにするので、ＤＮＡが吸引され（ステップ１１１）、所定の吸引が終了すると、吸引ポンプ１７がＯＦＦにされる（ステップ１１２）。続いて、送液ポンプ制御手段３２により送液ポンプ１４がＯＮにされるので、洗浄液が注入され（ステップ１１３）、所定の洗浄液注入が終了すると、送液ポンプ１４がＯＦＦにされる（ステップ１１４）。
ここで、ｍ＜Ｍ（ｍ＝Ｍの場合も含む。）の場合は（ステップ１１５のＹｅｓ）、操作が終了するが、ｍ＞Ｍの場合は（ステップ１１５のＮｏ）、ｍ＝ｍ＋１とされ、ステップ１１１に戻る。
【００３８】
このような本実施形態１の装置によれば、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の操作を一つの装置で行うことができるため、ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製することができる。
【００３９】
（２）本発明の実施形態２
次に、本発明の実施形態２に係るＤＮＡ連続的固定装置について図５を参照しながら説明する。
本実施形態２に係るＤＮＡ連続的固定装置は、送液部Ａ、固定反応部Ｂ、ＤＮＡ調製部Ｄ及び制御部Ｃからなり、各手段はＡＣ１００Ｖ電源により駆動する。即ち、前述した実施形態１に係る装置において、ＤＮＡ調製部Ｄを更に備えている点において相違する。ＤＮＡ調製部Ｄを更に備えることにより、その前処理工程としてのＤＮＡ増幅（ＰＣＲ）及び電気泳動精製をも１つの装置で行うことができるので、表面が活性化されたチップであれば、その表面にＤＮＡを固定化することができる。
【００４０】
送液部Ａは、洗浄液用分注装置１８とＤＮＡ分注装置１９とが別個に設けられており、この点で実施形態1の装置と相違する。
即ち、洗浄用分注装置は、洗浄液を分注する装置であり、ＤＮＡ分注装置１９は、後述のＵＶ検出器４３により検出された試料を輸送液と共に分注する装置である。輸送液は、例えば、蒸留水又はアミノ基を含まない緩衝溶液等であり、輸送液タンク１１０に格納される。
【００４１】
送液ポンプ１４は、各分注装置にＤＮＡ及び洗浄液を送液するためのポンプである。
切り替えバルブ１５は、輸送液タンク１１０からの送液及び洗浄液タンク１３からの送液のいずれかを切り替えるためのバルブであり、本実施形態２においては、輸送液タンク１１０、洗浄液タンク１３及び送液ポンプ１４が接続された六方切り替えバルブ１５が用いられる。
その他、洗浄液タンク１３、吸引びん１６、吸引ポンプ１７については、上述の実施形態１の送液部Ａと同様である。
尚、固定反応部Ｂは、上述の実施形態１の固定反応部Ｂと同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
ＤＮＡ調製部Ｄは、溶液槽４１と反応分離装置４２とＵＶ検出器４３とからなる。
溶液槽４１は、チップに固定したいＤＮＡをＰＣＲにより増幅するための槽である。溶液槽４１に格納する溶液とは、チップに固定したいＤＮＡ（鋳型）、該ＤＮＡを増幅するためのプライマー、ＤＮＡポリメラーゼ等を含む反応溶液を意味する。
ＰＣＲにおいては、溶液の温度の上げ下げを繰り返す必要があるので、ＰＣＲにおける温度サイクルの調整を円滑に行えるように、該溶液槽４１内の溶液温度を調節するための発熱電極４１ａを両端に有することが好ましい。本実施形態１においては、サーミスター４１ｂ及び温度制御用ＩＣチップ４１Cを両端に設けている。
【００４３】
反応分離装置４２は、該溶液槽４１において得られた増幅産物についてＤＮＡを電気泳動により分離して前記送液部Ａに挿入すると共に分離されたＤＮＡの情報をＳＭＤ２３に送信する装置である。電気泳動用白金電極４２ａと、電気泳動の際試料を含むゲル（ポリアクリルアミドゲル、アガロースゲル等）溶液を入れるためのカラム４２ｂとからなる。
ここで、溶液槽４１から増幅産物を反応分離装置４２に送るには、溶液槽４１及び反応分離装置４２の間に備えられたマイクロポンプ４４によることが好ましい。マイクロポンプ４４によれば、溶液槽４１と反応分離装置４２が直結するので、溶液槽４１（青色の３）から反応分離装置４２（紫色の４）に直接送液することができる。このマイクロポンプ４４（送液ポンプ１４）をセットすると、溶液槽４１の熱影響が反応分離装置４２に及ばないので、好ましい。
【００４４】
ＵＶ検出器４３は、反応分離装置４２により分離された試料を検出するため装置である。本実施形態１においては、紫外線の光源４３ａ及びフォトダイオード４３ｂからなり、電気泳動装置（４）の出口に設けられ、分注装置に繋がる流路（青色）に設置される。
ＵＶ検出器４３により流路内に目的ＤＮＡが分離され送出されて来たことを検出すると共に、その旨の信号が固定反応部ＢのＳＭＤ２３に送信される。
尚、ＵＶ検出以外の検出手段、例えばクーマシーブリリアントブルー（ＣＢＢ）等の染色液を用いた染色などの公知の手段により電気泳動の結果を視覚化して検出することもできる。
【００４５】
これらの溶液槽４１と反応分離装置４２とＵＶ検出器４３からなるＤＮＡ調製部Ｄは、図６にその一例を示すように、固定したいＤＮＡの種類と同数又はそれ以上備えられる。
【００４６】
制御部Ｃは、装置全体の動きを有線又は無線により制御する部位であり、図７に示すように、実施形態１と同様に、送液部Ａや固定反応部Ｂの構成により、ＳＭＤ制御手段３１、送液ポンプ制御手段３２、切り替えバルブ制御手段３３、吸引ポンプ制御手段３４等を備えることが好ましいが、ＤＮＡ調製部Ｄの動きをも制御する必要があるため、試料判別手段３５、ＰＣＲサイクル制御手段３６等を更に備えることが好ましい。
【００４７】
試料判別手段３５は、ＵＶ検出器４３の検出結果からその内容を判別する。即ち、試料判別手段３５は、ＵＶ検出により明らかになる吸光度と試料の内容とを対応させたデータを蓄積すると共に、ＵＶ検出の結果を受信する手段を有している。判別の結果、試料が目的ＤＮＡであった場合は、その旨の情報をＳＭＤ制御手段３１に送出することになる。
【００４８】
ＳＭＤ制御手段３１は、基本的には実施形態１のＳＭＤ制御手段３１と同様であるが、本実施形態２においては、更に前記試料判別手段３５が判別した試料が９６穴プレート２１の所定の位置に固定されるようにＳＭＤ２３の動きを制御する点に特色がある。即ち、試料判別手段３５が判別した試料の内容と、ユーザーが目的ＤＮＡとして指定したＤＮＡの内容及び固定化したいチップの枚数とを照合して、所定の位置にＤＮＡの注入を行う。
【００４９】
ＰＣＲサイクル制御手段３６は、溶液槽４１内の溶液温度をＰＣＲのサイクルにおける各段階の温度及び時間に合わせて、溶液温度を調整する。即ち、溶液槽４１に発熱電極４１ａを備える場合は、発熱電極４１ａへの電力供給を制御してＰＣＲのサイクルを進める。
【００５０】
このような制御部Ｃとして、本実施形態２においては、これらの手段を実現できる操作ソフトがオープン可能なインターフェースＲＳ−２３２ＣあるいはＢＰＩＧを備えると共に、ユーザーが固定化枚数入力するためのパソコンが用いられる。
【００５１】
本実施形態２の装置を使用してＤＮＡを連続的に固定する場合の手順を図８を参照しながら説明する。
前提として、溶液槽４１、反応分離装置４２、ＵＶ検出器４３、各ポンプ、切り替えバルブ１５及びＳＭＤ２３をＡＣ１００Ｖ接続確認後、制御部Ｃとしてのパソコンのスイッチを入れ、操作ソフトをオープンする。また、溶液槽４１には鋳型となる固定したいＤＮＡ、プライマー等を含む反応溶液を格納すると共に、反応分離装置４２のカラムに電気泳動用ゲルを充填する。また、洗浄液タンク１３には洗浄液を、それぞれセットアップしておく。更に、必要数の表面活性化チップを、９６穴プレート２１の目的位置に挿入しておく。
【００５２】
まず、切り替えバルブ制御手段３３が六方切り替えバルブ１５の位置を確認する。即ち、六方切り替えバルブ１５が輸送液タンク１１０側の場合（ステップ２０１のＹｅｓ）、ステップ２０２に進むが、輸送液タンク１１０側ではない場合は（ステップ２０１のＮｏ）、切り替えバルブ制御手段３３はバルブ位置の変更命令を出し、ステップ２０１に戻る。
次に、ＳＭＤ制御手段３１は、ＤＮＡ分注装置１９の位置を確認し、初期化する。即ち、まず、ＤＮＡ分注装置１９が９６穴プレート２１のＡ１（或いは一列目）に位置している場合（ステップ２０２のＹｅｓ）、ステップ２０３に進むが、Ａ１（或いは一列目）に位置していない場合（ステップ２０２のＮｏ）、ＳＭＤ２３の位置を移動させ、分注装置が９６穴プレート２１のＡ１（或いは一列目）に位置するようにして、ステップ２０２に戻る。尚、本実施形態２において、ＤＮＡ分注装置１９がＡ１（或いは一列目）に位置している時、洗浄液用分注装置１８は２列目に位置する。
【００５３】
ここで、例えばパソコンの指定画面において、ユーザーが必要なＤＮＡ試料数（Ｎ）及び固定化枚数（Ｍ）を入力すると、ＳＭＤ制御手段３１がこれを認識し（ステップ２０３）、ＰＣＲサイクル制御手段３６、マイクロポンプ４４制御手段、試料判別手段３５及び送液ポンプ制御手段３２が起動する（ステップ２０４）。すると、パソコンの画面上にユーザーが入力した内容についての確認画面が表示され、確認されるとステップ２０５のＹｅｓ）、送液ポンプ１４がＯＮ（開く）となり、Ｎ個分のＤＮＡ調製部Ｄ（溶液槽４１、反応分離装置４２及びＵＶ検出器４３）が起動し、ＤＮＡが調整される（ステップ２０６）。各ＤＮＡ調製部Ｄについて、ＵＶ検出部による検出の結果、試料判別手段３５により試料がユーザーの目的とするものであることが確認された場合には、ＳＭＤ制御手段３１により９６穴プレート２１が移動し、送液ポンプ制御手段３２により輸送液の送液が開始され、注入がスタートする（ステップ２０７）。尚、ＯＫであることが確認されない場合は、ステップ２０３に戻る。
【００５４】
次に、所定量の送液が終了すると、送液ポンプ制御手段３２により送液ポンプ１４がＯＦＦとなり、送液が終了する（ステップ２０８）。ここで、全試料の固定が終了した場合（ステップ２０９のＹｅｓ）、ステップ２１０へ進むが、まだ終了していない場合は（ステップ２０９のＮｏ）、ＳＭＤ制御手段３１によりＳＭＤ２３が１列分だけ移動されてステップ２０７に戻る。
【００５５】
続いて、切り替えバルブ制御手段３３が送液ポンプ１４側に六方切り替えバルブ１５を移動する（ステップ２１０）。そして、吸引ポンプ制御手段３４により吸引ポンプ１７がＯＮにされるので、ＤＮＡが吸引され（ステップ２１１）、所定の吸引が終了すると、吸引ポンプ１７がＯＦＦにされる（ステップ２１２）。続いて、送液ポンプ制御手段３２により送液ポンプ１４がＯＮにされるので、洗浄液が注入され（ステップ２１３）、所定の洗浄液注入が終了すると、送液ポンプ１４がＯＦＦにされ（ステップ２１４）、これが固定化枚数分繰り返される。吸引及び洗浄については、実施形態１で述べたのと同様の手順で進められる。
最後に、パソコンの電源をＯＦＦにすると共に、ＡＣ１００Ｖ接続装置の電源をＯＦＦにして、操作を終了する。
【００５６】
このような本実施形態２の装置によれば、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の動作の他、チップの修飾（活性化）も一つの装置で行うことができるので、ＤＮＡチップを簡略化した製造工程により短時間でかつ簡単に作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の操作を行うことができ、ＤＮＡチップを短時間で簡単に作製可能なＤＮＡ連続的固定装置が提供されると共に、ＤＮＡ固定から洗浄までの一連の動作の他、チップの修飾（活性化）も一つの装置で行うことができ、ＤＮＡチップを簡略化した製造工程により短時間でかつ簡単に作製することができるＤＮＡ連続的固定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態１に係るＤＮＡ連続規定装置の構成の概略を示す図である。
【図２】本実施形態１における固定反応部Ｂの一例を示す図（図２ａは上面図、図２ｂは側面図）である。
【図３】本実施形態１における制御部Ｃの構成の概略を示す図である。
【図４】本実施形態１の装置を使用してＤＮＡを連続的に固定する場合の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態２に係るＤＮＡ連続規定装置の構成の概略を示す図である。
【図６】本実施形態２におけるＤＮＡ調製部Ｄの構成の概略を示す図である。
【図７】本実施形態２における制御部Ｃの構成の概略を示す図である。
【図８】本実施形態２の装置を使用してＤＮＡを連続的に固定する場合の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ      送液部
Ｂ      固定反応部
Ｃ      制御部
１１    ＤＮＡタンク
１２    分注装置
１３    洗浄液タンク
１４    送液ポンプ
１５    切り替えバルブ
１６    吸引びん
１７    吸引ポンプ
１８    洗浄液用分注装置
１９    ＤＮＡ分注装置
１１０  輸送液タンク
２１    チップ格納プレート（９６穴プレート）
２２    バキューム室
２３    ＳＭＤ
３１    ＳＭＤ制御手段
３２    送液ポンプ制御手段
３３    切り替えバルブ制御手段
３４    吸引ポンプ制御手段
３５    試料判別手段
３６    ＰＣＲサイクル制御手段
４１    溶液槽
４２    反応分離装置
４３    ＵＶ検出器
４４    マイクロポンプ
【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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