(57)【要約】【課題】  ＤＮＡチップを用いた一連の遺伝子解析を行うに当たり、全工程トータルで迅速かつ確実な遺伝子解析が可能な全自動遺伝子解析システムを提供する。【解決手段】  試薬を貯溜可能な反応液貯溜部１０と、標的核酸を増幅するため、ＰＣＲプレート２１の温度を調節自在なＰＣＲ反応用温調２２を備えたＰＣＲ反応部２０と、ＤＮＡチップ３１の温度を調節自在なＤＮＡチップ反応用温調３２を備えたＤＮＡチップ反応部３０と、試薬或いはＰＣＲ増幅反応液を採取して分注可能な分注手段４０と、ＤＮＡチップ３１上でＤＮＡプローブとハイブリダイズした検体中の標的核酸を検出する検出手段５０とを設け、さらに、試薬の分注、ＰＣＲによる標的核酸の増幅反応、ＤＮＡチップ上でのハイブリダイゼーション、標的核酸の検出を行うように制御してある制御手段６０を有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遺伝子試料の調製に必要な複数の異なる試薬を貯溜可能な反応液貯溜部と、
検体中の標的核酸を増幅するため、ＰＣＲプレートの温度を調節自在なＰＣＲ反応用温度調節手段を備えたＰＣＲ反応部と、
検体中の標的核酸とハイブリダイズさせるためのＤＮＡプローブを基板に固定したＤＮＡチップの温度を調節自在なＤＮＡチップ反応用温度調節手段を備えたＤＮＡチップ反応部と、
前記試薬或いはＰＣＲ増幅反応液を採取して分注可能な分注手段と、
前記ＤＮＡチップ反応用温度調節手段に載置されたＤＮＡチップ上で前記ＤＮＡプローブとハイブリダイズした前記検体中の標的核酸を検出する検出手段とを設け、さらに、
前記試薬の分注、ＰＣＲによる標的核酸の増幅反応、前記ＤＮＡチップ上でのハイブリダイゼーション、標的核酸の検出を行うように制御してある制御手段を有する全自動遺伝子解析システム。
【請求項２】
前記反応液貯溜部における試薬の貯溜媒体である貯溜プレート、或いは、ＰＣＲ反応部のＰＣＲプレートを固定するプレート固定手段を設けてあり、
前記プレート固定手段は、前記貯溜プレート或いはＰＣＲプレートを載置したことをセンサにより検出した後、ソレノイドにより前記貯溜プレート或いはＰＣＲプレートを固定する固定部材が駆動するように構成してある請求項１に記載の全自動遺伝子解析システム。
【請求項３】
前記ＰＣＲ反応用温度調節手段或いは前記ＤＮＡチップ反応用温度調節手段が、それぞれ、前記ＰＣＲプレート或いは前記ＤＮＡチップを載置する伝熱ブロックと、前記伝熱ブロックと接するペルチェ素子と、前記ペルチェ素子と接する加熱吸熱手段とを順に配設してある請求項１又は２に記載の全自動遺伝子解析システム。
【請求項４】
前記加熱吸熱手段と接するヒータを設けてある請求項３に記載の全自動遺伝子解析システム。
【請求項５】
前記ＤＮＡチップ反応用温度調節手段が温度調節部を複数設け、前記ＤＮＡチップの第一所定部を冷却自在に、前記ＤＮＡチップの第二所定部を加熱或いは冷却自在に構成してある請求項１又は２に記載の全自動遺伝子解析システム。
【請求項６】
前記分注手段が、分注対象先である前記ＤＮＡチップと接触した際、前記ＤＮＡチップに対する接触圧力を一定に維持する緩衝手段を設けてある請求項１〜５の何れか一項に記載の全自動遺伝子解析システム。
【請求項７】
前記ＤＮＡチップが、ＰＣＲ増幅反応液を注入する注入孔と、前記ＤＮＡプロ−ブと前記ＰＣＲ増幅反応液に含まれる検体中の標的核酸とをハイブリダイズさせる反応領域と、ハイブリダイズ後の反応済液を排出する排出孔と、前記注入孔と前記反応領域とを連通させる第一流路、及び、前記反応領域と前記排出孔とを連通させる第二流路とを有し、
前記注入孔、前記第一流路、前記反応領域、前記第二流路、及び、前記排出孔が、前記基板上に付設してある弾性部材により区画してある請求項１〜６の何れか一項に記載の全自動遺伝子解析システム。
【請求項８】
前記注入孔がテーパ状に構成してある請求項７に記載の全自動遺伝子解析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全自動遺伝子解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境中に放出された病原性微生物等（例えば、大腸菌、クリプトスポリジウムのオーシスト等）が下水等を介して河川や湖沼等に流入すると、これらを水源とする水道原水は容易に汚染される事態を招き、集団感染に至る虞がある。そのため、このような病原性微生物の検出方法の確立が急務となっている。
病原性微生物のうち、例えば、クリプトスポリジウムの検出方法の一例として、ＤＮＡチップ（マイクロアレイ）を用いた方法が研究されている。
【０００３】
当該方法は、例えば、下記に示す一連の操作を必要とする。
（１）クリプトスポリジウム特異的な所定のＤＮＡ配列を有するプローブをガラスプレート等の基板に固定したＤＮＡチップを作製する。
（２）環境中より採取されたサンプル中に含まれる微生物（クリプトスポリジウムを含むと考えられる）の染色体ＤＮＡを調製する。
（３）これを鋳型として適切なプライマーにより所定のＤＮＡ配列を有する部位を増幅した後、増幅産物を蛍光物質等で標識する。
（４）標識化ＤＮＡ断片を上記ＤＮＡチップに滴下してハイブリダイゼーションする。
（５）ＤＮＡチップ用スキャナで蛍光を読み取る。
【０００４】
このような全工程を迅速かつ確実に行うことができれば、早期に患者の治療に役立てることができる。
【０００５】
上述したＤＮＡチップは、半導体等の微細加工技術を応用して製造されたマイクロ流体デバイスの一種である。マイクロ流体デバイスとは、例えば、部材中に微小な毛細管状の流体流路、或いは、この流路と接続する反応領域としての反応槽、電気泳動カラム、膜分離機構等の構造が形成された微小分析デバイスのことを示す。そして、マイクロ流体デバイスは、主にＤＮＡ分析デバイス、微小電気泳動デバイス、微小クロマトグラフィーデバイス、微小センサー等として使用される。
【０００６】
例えば、特許文献１には、両端に電極ポットを有する溝状のサンプル分画レーンとサンプル導入レーンとサンプル分取レーン（分取ポット）とを有するＤＮＡチップを用い、分取したＤＮＡ断片を別のＰＣＲ増幅装置に移すことなく、分取したＤＮＡチップ上で直接ＰＣＲ増幅することができるＤＮＡ断片増幅装置が開示されている。
これにより、ＤＮＡの解析に要する時間の短縮が可能となっている。
【０００７】
また、特許文献２には、シリコン基板の表面に異方性エッチングにより形成された複数の独立した反応チャンバと、シリコン基板の表面に陽極接合され反応チャンバを密閉する平板（耐熱ガラス）とからなるマイクロリアクタが開示されている。
このマイクロリアクタを集積すれば、多数の生化学反応を同時に並列的に行うことができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３０６１５４号公報（特許請求の範囲、段落００１０、００２０等参照）
【特許文献２】特開平１０−３３７１７３号公報（特許請求の範囲等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
生化学実験においては、一般にマイクロリットルオーダーの試薬を対象に分取、混合、反応、検出、分離等、多段階の煩雑な操作が必要とされる。
例えば、ＰＣＲ、ＤＮＡチップ（マイクロ流体デバイス）を用いたハイブリダイゼーション等の各工程を、別個の装置で作業者が手作業で行うことが必要となる。これらは作業者の熟練度合いが研究成果に少なからず影響を与える。そのため、操作に不慣れな作業者が実験を行うと、手際よくできないため各工程に時間を要し、さらに、実験手順などの操作を誤る虞があった。
また、多数の試薬を使用するため、試薬の温度管理、或いは、濃度管理の人為的ミスが発生する虞があった。
【００１０】
そのため、各工程で使用される装置を単一の装置に集約し、一連の工程を自動化することができれば、実験手順等の操作を誤る虞はなく、試薬においても温度や濃度の一元管理が達成できるため、人為的なミスの発生を極力少なくすることができる。
従って、ＤＮＡチップ（マイクロ流体デバイス）、ＰＣＲ装置、各種試薬、分注機器といった、対象となる微生物の遺伝子検出に必要な装置類を集約し、各装置の操作を制御可能に構成した全自動遺伝子解析システムがあれば好ましい。
【００１１】
このような全自動遺伝子解析システムを構築するに際し、特許文献１〜２に例示したＤＮＡチップと、各種機器類とを必要に応じて集約することが考えられる。しかし、特許文献１〜２に例示したＤＮＡチップには、以下の問題点があった。
【００１２】
特許文献１に開示のＤＮＡ断片増幅装置によると、ＤＮＡ増幅時に分取ポットからサンプルＤＮＡを含んだ反応液が蒸発するため、実験工程の確実な遂行が困難であるという問題点があった。
特許文献２に開示のマイクロリアクタによれば、自動化を考えた場合、マイクロリアクタの貫通孔に試薬の供給するための注入ポートへの確実な接続が困難であるという問題点があった。
【００１３】
そのため、ＤＮＡチップ（マイクロ流体デバイス）を各機器類と共に集約して解析を全自動化するのは困難であった。
【００１４】
従って、本発明の目的は、ＤＮＡチップ（マイクロ流体デバイス）を用いた一連の遺伝子解析を行うに当たり、全工程トータルで迅速かつ確実な遺伝子解析が可能な全自動遺伝子解析システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（構成１）
上記目的を達成するための本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第１特徴構成は、遺伝子試料の調製に必要な複数の異なる試薬を貯溜可能な反応液貯溜部と、検体中の標的核酸を増幅するため、ＰＣＲプレートの温度を調節自在なＰＣＲ反応用温度調節手段を備えたＰＣＲ反応部と、検体中の標的核酸とハイブリダイズさせるためのＤＮＡプローブを基板に固定したＤＮＡチップの温度を調節自在なＤＮＡチップ反応用温度調節手段を備えたＤＮＡチップ反応部と、前記試薬或いはＰＣＲ増幅反応液を採取して分注可能な分注手段と、前記ＤＮＡチップ反応用温度調節手段に載置されたＤＮＡチップ上で前記ＤＮＡプローブとハイブリダイズした前記検体中の標的核酸を検出する検出手段とを設け、さらに、前記試薬の分注、ＰＣＲによる標的核酸の増幅反応、前記ＤＮＡチップ上でのハイブリダイゼーション、標的核酸の検出を行うように制御してある制御手段を有する点にある。
【００１６】
本発明の全自動遺伝子解析システムは、試薬の分注、ＰＣＲによる標的核酸の増幅、ＤＮＡチップ上でのハイブリダイゼーション、ハイブリダイズした標的核酸の検出までの、ＤＮＡチップを用いた一連の遺伝子解析操作を実行するため、対象となる微生物の遺伝子検出に必要な装置類を集約して有機的に結合してある。これにより、反応液貯溜部、ＰＣＲ反応部、ＤＮＡチップ反応部、分注手段検出手段の各部位における操作を、人手を介することなく全自動で行うように制御手段により制御することができる。そのため、実験手順などの操作を誤る虞はなく、一定した水準の研究成果を得ることができる。
【００１７】
従って、本発明の第１特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、全工程トータルで迅速かつ確実な遺伝子解析が可能な全自動遺伝子解析システムを提供することができる。
【００１８】
（構成２）
本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第２特徴構成は、前記反応液貯溜部における試薬の貯溜媒体である貯溜プレート、或いは、ＰＣＲ反応部のＰＣＲプレートを固定するプレート固定手段を設けてあり、前記プレート固定手段は、前記貯溜プレート或いはＰＣＲプレートを載置したことをセンサにより検出した後、ソレノイドにより前記貯溜プレート或いはＰＣＲプレートを固定する固定部材が駆動するように構成した点にある。
【００１９】
本構成であれば、プレート固定手段は、貯溜プレート或いはＰＣＲプレートの載置をセンサにより検知できるため、適切なタイミングでソレノイドを駆動させることができ、さらに、ソレノイドが駆動することにより貯溜プレート或いはＰＣＲプレートを固定部材で固定できる。
従って、本発明の第２特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、貯溜プレート或いはＰＣＲプレートを、反応液貯溜部或いはＰＣＲ反応部に適切なタイミングで確実に固定することができる。
また、ＰＣＲプレートをＰＣＲ反応部に確実に固定できると、ＰＣＲプレートとＰＣＲ反応用温度調節手段との接触状態を確実に維持できるため、ＰＣＲ反応用温度調節手段からＰＣＲプレートへの伝熱を確実に行うことができる。
【００２０】
（構成３）
本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第３特徴構成は、前記ＰＣＲ反応用温度調節手段或いは前記ＤＮＡチップ反応用温度調節手段が、それぞれ、前記ＰＣＲプレート或いは前記ＤＮＡチップを載置する伝熱ブロックと、前記伝熱ブロックと接するペルチェ素子と、前記ペルチェ素子と接する加熱吸熱手段とを順に配設した点にある。
ここで、加熱吸熱手段は、対象物であるペルチェ素子を加熱、或いは、ペルチェ素子の熱を吸熱自在に構成可能である。
【００２１】
一般に、ペルチェ素子は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを熱的に並列に配置し、電気的に直列に接続して通電することにより、放熱面と吸熱面とができる。そのため、ペルチェ素子と接する伝熱ブロックは、ペルチェ素子の正常駆動により加熱され、或いは、ペルチェ素子の逆駆動により冷却されるように構成することができる。
【００２２】
このとき、ペルチェ素子の正常駆動時には、ペルチェ素子の放熱側と伝熱ブロックとが接するため、伝熱ブロックを介してＰＣＲプレート及びＤＮＡチップを加熱することができる。さらに、本構成であれば、ペルチェ素子と接する加熱吸熱手段は、ペルチェ素子を加熱するように構成可能であるため、ペルチェ素子を迅速に昇温することができる。
つまり、加熱吸熱手段によるペルチェ素子の加熱により、ペルチェ素子の温度とＰＣＲプレート及びＤＮＡチップの所望の温度との温度差をペルチェ素子単独である場合と比べて迅速に小さくすることができる。そのため、ＰＣＲプレート及びＤＮＡチップを加熱する際の加熱効率が向上することになる。
【００２３】
ペルチェ素子の逆駆動時には、ペルチェ素子の吸熱側と伝熱ブロックとが接するため、ペルチェ素子は伝熱ブロックを介してＰＣＲプレート及びＤＮＡチップを冷却することができる。このとき、本構成であれば、ペルチェ素子と接する加熱吸熱手段は、ペルチェ素子の熱を吸熱するように構成可能である。その結果、ペルチェ素子を迅速に降温することができる。
【００２４】
従って、本発明の第３特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、ペルチェ素子単独である場合と比べてＰＣＲプレート及びＤＮＡチップの温度制御を迅速に行うことができる。その結果、ＰＣＲプレート及びＤＮＡチップにおける各種工程の処理時間を大幅に短縮することができる。
【００２５】
（構成４）
本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第４特徴構成は、前記加熱吸熱手段と接するヒータを設けてある点にある。
【００２６】
従って、本発明の第４特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、加熱吸熱手段と接するヒータを設けてあるため、ヒータによって容易に加熱吸熱手段の温度を制御することができる。
【００２７】
（構成５）
本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第５特徴構成は、前記ＤＮＡチップ反応用温度調節手段が温度調節部を複数設け、前記ＤＮＡチップの第一所定部を冷却自在に、前記ＤＮＡチップの第二所定部を加熱或いは冷却自在に構成した点にある。
【００２８】
例えば、ＤＮＡチップが、流体流路及びこの流体流路と接続した反応領域を設けた構成である場合、第一所定部は流体流路の一部を含んだ領域とし、さらに、第二所定部は反応領域を含んだ領域することが可能である。
このように構成すると、少なくとも１つの温度調節部により第二所定部を加熱或いは冷却自在となり、反応領域を含んでいる第二所定部では、例えば、ハイブリダイゼーション及びその後の洗浄を実行するための温度設定をすることができる。
そして、流体流路の一部を含んでいる第一所定部を少なくとも１つの温度調節部により冷却できるため、反応領域の加熱により試薬等から発生した水蒸気は、流体流路で結露し易くなる。そのため、反応領域に存在する試薬等は、ＤＮＡチップの外部へと蒸発して散逸し難くなる。
【００２９】
従って、本発明の第５特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、微量の試薬等のサンプルを扱うＤＮＡチップ上での実験において、サンプルの蒸発による散逸を防ぐことができるため、実験工程を確実に遂行できる。
【００３０】
（構成６）
本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第６特徴構成は、前記分注手段が、分注対象先である前記ＤＮＡチップと接触した際、前記ＤＮＡチップに対する接触圧力を一定に維持する緩衝手段を設けた点にある。
【００３１】
このように構成すると、分注手段とＤＮＡチップ（例えば、試薬等の注入孔）とが接触したとき、分注手段とＤＮＡチップとはある程度密接した状態を保つことができる。そのため、分注時に、分注手段とＤＮＡチップの注入孔とのシール性が良好に維持でき、試薬等が飛散するのを防止できる
従って、本発明の第６特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、分注時に、分注部位のシール性を良好に維持でき、試薬等が飛散するのを防止できる。つまり、微量の試薬等のサンプルを扱うＤＮＡチップ上での実験において、サンプルの飛散による散逸を防ぐことができるため、実験工程を確実に遂行できる。
【００３２】
（構成７）
本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第７特徴構成は、前記ＤＮＡチップが、ＰＣＲ増幅反応液を注入する注入孔と、前記ＤＮＡプロ−ブと前記ＰＣＲ増幅反応液に含まれる検体中の標的核酸とをハイブリダイズさせる反応領域と、ハイブリダイズ後の反応済液を排出する排出孔と、前記注入孔と前記反応領域とを連通させる第一流路、及び、前記反応領域と前記排出孔とを連通させる第二流路とを有し、前記注入孔、前記第一流路、前記反応領域、前記第二流路、及び、前記排出孔が、前記基板上に付設してある弾性部材により区画した点にある。
【００３３】
ここで、弾性部材は、例えば、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）等が適用可能である。ＰＤＭＳは、鋳型に対する追従性が高く、ナノからミクロンオーダーでの微細加工が容易であり、任意の微細構造に成形しやすいという特性を有している。  従って、本発明の第７特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、注入孔、第一流路、反応領域、第二流路、及び、排出孔がナノからミクロンオーダーでの微細加工が可能な弾性部材により区画可能な構成となり、ＤＮＡチップ上に、注入孔、第一流路、反応領域、第二流路、及び、排出孔を容易に施工できるため、効率よくＤＮＡチップを作製することができる。
【００３４】
また、注入孔は弾性部材により構成してあるため、分注手段が当接した場合、注入孔が適宜弾性変形するため、注入孔と分注手段とのシール性が向上し、試薬等の飛散を防止できる。
【００３５】
（構成８）
本発明に係る全自動遺伝子解析システムの第８特徴構成は、前記注入孔をテーパ状に構成した点にある。
【００３６】
つまり、分注手段により試薬等の分注を行う際、例えば、分注手段の位置的誤差があり、分注手段における溶液を吸引吐出するノズルと注入孔との配置が正確に一致しない場合であっても、注入孔がテーパ状に構成してあると、テーパ状の最大径内にノズルが侵入すれば、分注手段による注入孔への試薬等の分注を遂行することができる。  従って、本発明の第８特徴構成に記載の全自動遺伝子解析システムであれば、分注手段の位置的誤差を吸収することができ、そのため、分注ミスが殆ど発生することなく、かつ、分注操作を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示したように、本発明の全自動遺伝子解析システムＸは、遺伝子試料の調製に必要な複数の異なる試薬を貯溜可能な反応液貯溜部１０と、検体中の標的核酸を増幅するため、ＰＣＲプレート２１の温度を調節自在なＰＣＲ反応用温度調節手段（以下、ＰＣＲ反応用温調と称する）２２を備えたＰＣＲ反応部２０と、検体中の標的核酸とハイブリダイズさせるためのＤＮＡプローブを基板に固定したＤＮＡチップ３１の温度を調節自在なＤＮＡチップ反応用温度調節手段（以下、ＤＮＡチップ反応用温調と称する）３２を備えたＤＮＡチップ反応部３０と、前記試薬或いはＰＣＲ増幅反応液を採取して分注可能な分注手段４０と、前記ＤＮＡチップ反応用温調３２に載置されたＤＮＡチップ３１上で前記ＤＮＡプローブとハイブリダイズした前記検体中の標的核酸を検出する検出手段５０とを設け、さらに、前記試薬の分注、ＰＣＲによる標的核酸の増幅反応、前記ＤＮＡチップ上でのハイブリダイゼーション、標的核酸の検出を行うように制御してある制御手段６０を有する。
【００３８】
上述したＤＮＡチップ３１は、マイクロ流体デバイス（ＤＮＡ分析デバイス）の一種である。本実施例では、上述したようにＤＮＡチップ反応部３０としてＤＮＡチップ３１を適用した場合を示すがこれに限られるものではなく、例えばマイクロ流体デバイス反応部として、種々の公知のマイクロ流体デバイス（例えば、微小電気泳動デバイス、微小クロマトグラフィーデバイス、微小センサー等）を本発明の全自動遺伝子解析システムに適用できる。
この場合、検出手段５０は、マイクロ流体デバイス上で行われた反応後、所望のＤＮＡサンプル等を検出するように、さらに、制御手段６０は、マイクロ流体デバイス上での所望の反応等を行うように制御するように構成する。
【００３９】
各部及び各手段は、基体１上に設けて全自動遺伝子解析システムＸを構成している。以下に、各部及び各手段について詳述する。
【００４０】
（反応液貯溜部１０）
反応液貯溜部１０では、全自動遺伝子解析システムＸ上でＰＣＲ或いはハイブリダイゼーション等を行うに際し、遺伝子試料の調製に必要な複数の異なる試薬を貯溜可能に構成してある。具体的には、反応液貯溜部１０には、試薬の貯溜媒体である貯溜プレート１１が備えてあり、各試薬を貯溜プレート１１に貯溜する。貯溜プレート１１は、例えば、９６穴マイクロタイタープレート等を使用する。
このプレートの各穴に、例えば、ＰＣＲ反応液、或いは、ハイブリダイゼーションバッファー等を必要量、貯溜しておく。
【００４１】
ＰＣＲ反応液は、例えば、塩濃度やｐＨを至適条件にするＰＣＲバッファー、ＭｇＣｌ２、基質ｄＮＴＰ（ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＴＴＰのＭｉｘ）、プライマーセット（センスプライマ−とアンチセンスプライマ−）、耐熱性ＤＮＡポリメラ−ゼ、蒸留水の組成を有する混合溶液である。
また、ハイブリダイゼーションバッファーは、例えば、ＳＳＰＥ、ホルムアミドの組成を有する混合溶液である。
これら試薬に含まれる各成分は、適宜、濃度を設定することが可能である。
【００４２】
また、反応液貯溜部１０には、上述した試薬に限らず、検体中の標的核酸を含んだ溶液やハイブリダイゼーション後の未結合核酸を除去するための洗浄に用いる洗浄液を貯溜することも可能である。
【００４３】
また、検出手段５０による標的核酸の検出のため、ＰＣＲ反応部２０における核酸増幅反応の際に、標的核酸を標識化するのが好ましい。この場合、反応液貯溜部１０に、標的核酸の標識化試薬を貯溜しておく。
核酸増幅時に標識を導入する方法としては、好ましくは、Cy3-dCTP等の蛍光標識ヌクレオチドを用いて増幅反応を行い、標識を増幅産物に取り込ませることにより、内部がランダムに標識された増幅産物を作成する方法を用いることができるがこれに限られるもののではなく、公知の核酸の標識化の方法を適用することができる。従って、公知の核酸の標識化の試薬を適宜貯溜しておく。
【００４４】
反応液貯溜部１０には、貯溜プレート１１を固定するプレート固定手段を設けてある。具体的な構成としては、図２に示したように、プレート固定手段１２は、貯溜プレート１１を載置したことをセンサ１３により検出した後、ソレノイド１４により貯溜プレート１１を固定する固定部材１５が駆動するように構成してある。
このように構成すると、プレート固定手段１２は、貯溜プレート１１の載置をセンサ１３により検知できるため、適切なタイミングでソレノイド１４を駆動させることができる。さらに、ソレノイド１４が駆動することにより貯溜プレート１１を固定部材１５で固定できる。そのため、貯溜プレート１１を反応液貯溜部１０に適切なタイミングで確実に固定することができる。
【００４５】
（ＰＣＲ反応部２０）
ＰＣＲ反応部２０は、ＰＣＲプレート２１とＰＣＲ反応用温調２２とを備えて構成してある。
【００４６】
ＰＣＲ反応部２０は、検体中の標的核酸を増幅する反応を行う部位である。標的核酸は、検出感度の向上のため増幅しておくことが好ましい。このとき、増幅前に、分注手段４０を用いて鋳型となる当該標的核酸と共にＰＣＲ反応液をＰＣＲプレート２１に分注する。ＰＣＲプレート２１は、例えば、９６穴マイクロタイタープレート等を使用する。このプレートの各穴にＰＣＲ反応液と鋳型となる標的核酸とを含有する混合液を貯溜する。
また、ＰＣＲ反応部２０には、反応液貯溜部１０と同様に、ＰＣＲプレート２１を固定するプレート固定手段１２を設けてある（図２参照）。
つまり、前記プレート固定手段１２は、ＰＣＲプレート２１を載置したことをセンサ１３により検出した後、ソレノイド１４によりＰＣＲプレート２１を固定する固定部材１５が駆動するように構成してある。
従って、ＰＣＲプレート２１はＰＣＲ反応部２０に適切なタイミングで確実に固定できるため、ＰＣＲプレート２１とＰＣＲ反応用温調２２との接触状態を確実に維持でき、ＰＣＲ反応用温調２２からＰＣＲプレート２１（前記混合液）への伝熱を確実に行うことができる。
【００４７】
そして、ＰＣＲ反応用温調２２により一定の温度勾配の下に反応温度の昇温、降温を繰り返す。つまり、ＤＮＡ変性、アニーリング、ＤＮＡ鎖伸延の一連の過程を１サイクルとし、これを数十サイクル行うことによりＰＣＲを行う。従って、ＰＣＲ反応用温調２２は、ＰＣＲにおけるＤＮＡ変性、アニーリング、ＤＮＡ鎖伸延の各反応に必要な条件（温度、時間）で駆動自在に構成してある。駆動制御は制御手段６０により制御する。これら条件は、公知のＰＣＲに用いられる条件を適用することが可能である。
【００４８】
ＰＣＲ反応用温調２２は、好ましくは、図３に示したように、ＰＣＲプレート２１を載置する伝熱ブロック２３と、伝熱ブロック２３と接するペルチェ素子２４と、ペルチェ素子２４と接する加熱吸熱手段２６とを順に配設して構成してある。
また、加熱吸熱手段２６と接するヒータ２５を設けて構成してある。
当該ヒータ２５は、例えば、セラミックヒータ（熱容量１００〜１５０Ｗ）等を使用することが可能である。伝熱ブロック２３には熱電対２９が埋め込んである。
ペルチェ素子２４は、例えば、銅にハンダメッキして構成してある電極間に、ビスマス材料で作られた熱電半導体チップを挟んで板状に構成してある。そして、このようにして形成してある板状のペルチェ素子２４を、通電自在に構成する。
【００４９】
加熱吸熱手段２６は、加熱或いは吸熱対象物であるペルチェ素子２４を加熱、或いは、ペルチェ素子２４の熱を吸熱自在に構成可能であり、例えば、ラテラル伝導に優れたグラファイト等で構成してある。そのため、ヒータ２５と接する加熱吸熱手段２６は、ヒータ２５の熱を効率よくペルチェ素子２４に伝熱してペルチェ素子２４を加熱することができる。また、ヒータ２５が駆動しない場合は、ペルチェ素子２４が保持する熱を、加熱吸熱手段２６を介して、例えば排気ダクト２８側に放熱することによりペルチェ素子２４の熱を吸熱することができる。その結果、ペルチェ素子２４を迅速に降温することができる。
【００５０】
ペルチェ素子２４は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを熱的に並列に配置し、電気的に直列に接続して通電することにより、放熱面と吸熱面とができる。そのため、ペルチェ素子２４と接する伝熱ブロック２３は、ペルチェ素子２４の正常駆動により加熱され、或いは、ペルチェ素子２４の逆駆動により冷却されるように構成することができる。
【００５１】
このように構成すると、ペルチェ素子２４の正常駆動時には、ペルチェ素子２４の放熱側と伝熱ブロックとが接するため、伝熱ブロックを介してＰＣＲプレート２１を加熱することができる。このとき、セラミックヒータ２５を駆動させれば、加熱吸熱手段２６はセラミックヒータ２５の熱を効率よくペルチェ素子２４に伝熱してペルチェ素子２４を加熱することができるため、ペルチェ素子２４を迅速に昇温することができる。
そのため、本構成のＰＣＲ反応用温調２２を適用すると、ペルチェ素子単独である場合と比べてＰＣＲプレート２１を迅速に昇温することができるため、ＰＣＲの各サイクルにおける昇温時間を短縮することができる。その結果、ＰＣＲ全体の反応時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
尚、ペルチェ素子２４の加熱特性を効率よく発揮できるように、セラッミクヒータ２５の加熱温度を適宜設定することが可能である。
また、ＰＣＲにおいて、５５℃のアニーリングから７２℃のＤＮＡ鎖伸延に至る過程、或いは、７２℃のＤＮＡ鎖伸延から９４℃のＤＮＡ変性に至る過程のような、比較的温度変化の小さいときは、セラミックヒータ２５の温度を一定に維持して、ペルチェ素子２４の温度のみを制御するように駆動することが可能である。
【００５３】
ペルチェ素子２４の逆駆動時には、ペルチェ素子２４の吸熱側と伝熱ブロック２３とが接するため、ペルチェ素子２４は伝熱ブロック２３を介してＰＣＲプレート２１を冷却することができる。このとき、セラミックヒータ２５の駆動を停止すると、ペルチェ素子２４が保持する熱を、加熱吸熱手段２６を介して例えば後述の排気ダクト２８側に放熱することによりペルチェ素子の熱を吸熱することができる。その結果、ペルチェ素子２４を迅速に降温することができる。
【００５４】
そのため、本構成のＰＣＲ反応用温調２２を適用すると、ペルチェ素子単独である場合と比べてＰＣＲプレート２１を迅速に降温することができるため、ＰＣＲの各サイクルにおける降温時間を短縮することができる。その結果、ＰＣＲ全体の反応時間を大幅に短縮することができる。
【００５５】
また、ペルチェ素子２４、伝熱ブロック２３及び加熱吸熱手段２６の材料及び寸法を、ペルチェ素子２４の特性を効率よく発揮できるように適宜設定するのが好ましい。
【００５６】
さらに、好ましくは、加熱吸熱手段２６の放熱効率を高めるため、冷却ファン２７を設けることが可能である。このとき、放熱手段２６と冷却ファン２７との間には、排気ダクト２８を設けると放熱効率をより高めることが可能となる。
【００５７】
（ＤＮＡチップ反応部３０）
ＤＮＡチップ反応部３０は、ＤＮＡチップ３１とＤＮＡチップ反応用温調３２とを備えて構成してある。
ＤＮＡチップ反応部３０は、ＤＮＡチップ３１上に固定したＤＮＡプローブと、ＰＣＲにより増幅した検体中の標的核酸とを接触させてハイブリダイズさせる部位である。
【００５８】
当該ＤＮＡプローブは、例えば、検体中に含まれると考えられる微生物の核酸配列に基づいて設計する。ＤＮＡプローブの長さは、標的核酸とのハイブリッドの安定性および取り扱いの簡便性の観点から、好ましくは、10〜70bpであり、特に好ましくは、10〜40bpとするものとする。
尚、この明細書におけるＤＮＡプローブとは、標的核酸とハイブリダイズする領域を意味し、実際にＤＮＡプローブとして用いる核酸分子には、更にヌクレオチド以外の他の化学構造が付加されていてもよい。
【００５９】
このＤＮＡプローブを、基板であるガラスプレート等の固相担体上に固定してＤＮＡチップ３１を作製する。固相担体としては、ガラス板、石英板、シリコンウェファーなどが好ましく例示されるが、従来用いられる何れの公知の材料をも用いることができる。
担体上にプローブを固定する方法は、公知の何れの方法を利用することができ、プローブの種類や担体の種類に応じて、適宜最適な方法が選択される。具体的方法としては、DNAの荷電を利用してポリリジン、ポリエチレンイミン等のポリ陽イオンで担体表面に静電結合させる方法、アミノ基、アルデヒド基、エポキシ基等を有する各種シランカップリング剤で表面処理された担体に、末端に官能基としてアミノ基、アルデヒド基、SH基、ビオチン等が導入されたDNAとを共有結合させる方法等を好ましく例示することができる。その後、必要に応じて、紫外線照射によるクロスリンク形成、表面のブロッキング、洗浄等の処理を行うものとする。また、ＤＮＡチップは業者に委託することにより作製することもできる。
【００６０】
ＤＮＡチップ３１の具体的な形状としては、図４に示したように、前記ＤＮＡチップ３１が、ＰＣＲ増幅反応液を注入する注入孔３３と、ＤＮＡプロ−ブとＰＣＲ増幅反応液に含まれる検体中の標的核酸とをハイブリダイズさせる反応領域３４と、ハイブリダイズ後の反応済液を排出する排出孔３５と、注入孔３３と反応領域３４とを連通させる第一流路３６、及び、反応領域３４と排出孔３５とを連通させる第二流路３７とを有し、注入孔３３、第一流路３６、反応領域３４、第二流路３７、及び、排出孔３５を、基板３８上に付設してある弾性部材３９により区画するように構成するのが好ましい。
【００６１】
さらに、図４に示したように、反応領域３４を、例えば２つのチャンバー（第１チャンバー３４ａ及び第２チャンバー３４ｂ）とすることが可能である。このとき、例えば、第１チャンバー３４ａでハイブリダイズを行い、第２チャンバー３４ｂで試薬やＰＣＲ増幅反応液を一時貯溜する、或いは、一時貯溜した試薬等の溶液を攪拌する等、それぞれのチャンバーで別々の機能を持たせることが可能となる。
【００６２】
弾性部材３９は、例えば、成形容易性および光学的特性の観点から、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ：ＰＤＭＳ）等が適用可能である。  ＰＤＭＳは、シリコンエラストマーの一種であり、透明性が極めて高く、光学的特性に優れており、広い波長領域での吸収が小さく、特に、可視光領域での吸収が極めて小さく、蛍光検出にもほとんど影響しないため、ＰＤＭＳをＤＮＡチップの基板として用いることにより、Ｓ／Ｎ値を低くできる。更に、鋳型に対する追従性が高く、ナノからミクロンオーダーでの微細加工が容易であり、任意の微細構造に成形しやすいという特性を有している点で、各種光学機器に最適な形に微細加工できるという利点がある。また、ＰＤＭＳはそれ自体、ガラス、アクリル樹脂などと密着性がよい性質を有しており、微細加工を施されたＰＤＭＳ部材に平坦なガラス、アクリル樹脂部材を当接させることにより、接着剤等での接着等の接着手段を用いなくとも流路３６，３７や、チャンバー３４を形成することが可能となる。
つまり、本構成のように、注入孔３３、第一流路３６、反応領域３４、第二流路３７、及び、排出孔３５がナノからミクロンオーダーでの微細加工が可能な弾性部材３９により区画可能な構成とすると、ＤＮＡチップ３１上に、注入孔３３、第一流路３６、反応領域３４、第二流路３７、及び、排出孔３５を容易に施工できるため、効率よくＤＮＡチップ３１を作製することができる。
【００６３】
また、注入孔３３は弾性部材３９により構成してあるため、分注手段４０が当接した場合、注入孔３３が適宜弾性変形するため、注入孔３３と分注手段４０とのシール性が向上し、試薬等の飛散を防止できる。
【００６４】
また、注入孔３３はテーパ状に構成するのが好ましい。
つまり、分注手段４０により試薬等の分注を行う際、例えば、分注手段４０の位置的誤差があり、分注手段４０における溶液を吸引吐出するノズルと注入孔３３との配置が分注時において正確に一致しない場合であっても、注入孔３３がテーパ状に構成してあると、テーパ状の最大径内にノズルが侵入すれば、分注手段４０による注入孔３３への試薬等の分注を遂行することができる。
そのため、分注ミスが殆ど発生することなく、かつ、分注操作を効率よく行うことができる。
【００６５】
このように作製したＤＮＡチップ３１をＤＮＡチップ反応用温調３２上に載置する。このとき、ＤＮＡチップ反応用温調３２は、ハイブリダイゼーション反応に際してＤＮＡチップ３１をハイブリダイズに適した条件で駆動自在に構成してある。駆動制御は制御手段６０により制御する。
具体的には、ハイブリダイゼーション反応の際には、４５℃で３時間のインキュベートが行えるように構成してあり、ハイブリダイゼーション反応の後の洗浄を行う際には、分注手段４０によりＤＮＡチップ３１に洗浄液を注入した状態で、例えば、室温で１０分間のインキュベートが行えるように構成してある。
ハイブリダイゼーション条件、洗浄の条件は、ハイブリダイズされる配列の長さ、標的核酸のＧＣ含有量に応じて経験的に適宜選択して設定されるものであり、ＤＮＡプローブと相同性の高い塩基配列と特異的にハイブリダイズし、十分な検出感度、特異性を示す条件を適宜選択することができる。
【００６６】
ＤＮＡチップ反応用温調３２は、図５に示したように、ＤＮＡチップ３１を載置する伝熱ブロック２３と、伝熱ブロック２３と接するペルチェ素子２４と、ペルチェ素子２４と接する放熱手段２６ａとを順に配設して構成する。
そして、放熱手段２６ａの放熱効率を高めるため、冷却ファン２７を設けることが可能である。このとき、放熱手段２６ａと冷却ファン２７との間には、排気ダクト２８を設けると放熱効率をより高めることが可能となる。
他に、ＤＮＡチップ３１やペルチェ素子２４を固定する位置決めブロック８０、８１等が設けてある。
【００６７】
本実施例では、２枚のＤＮＡチップ３１を伝熱ブロック２３上に載置する構成を示したが、これに限られるものではなく、１枚、或いは、２枚以上のＤＮＡチップ３１を載置できるように構成することが可能である。このとき、伝熱ブロック２３上に所定枚数のＤＮＡチップ３１を載置できるようにＤＮＡチップ３１のサイズを適宜設定する。
【００６８】
また、ＤＮＡチップ反応用温調３２は、好ましくは、ＰＣＲ反応用温調２２と同様に、ＤＮＡチップ３１を載置する伝熱ブロック２３と、伝熱ブロック２３と接するペルチェ素子２４と、ペルチェ素子２４と接する加熱吸熱手段２６とを順に配設して構成することが可能であり、このとき、加熱吸熱手段２６と接するヒータ２５を設けて構成することが可能である（図６参照）。
【００６９】
図６には、２つの温度調節部３２ａ、３２ｂを有するＤＮＡチップ反応用温調３２を例示する。このとき、ＤＮＡチップ反応用温調３２が、ＤＮＡチップ３１の第一所定部Ａを冷却自在に、ＤＮＡチップ３１の第二所定部Ｂを加熱或いは冷却自在に構成することが可能となる。
【００７０】
例えば、第一所定部Ａは、注入孔３３から第一流路３６の途中まで、及び、第二流路３７の途中から排出孔３５までを含んだ領域とする。さらに、第二所定部Ｂは、反応領域３４を含んだ領域する（図４参照）。
【００７１】
第一所定部Ａ及び第二所定部Ｂは、図６に示したように、それぞれ別個の温度調節部３２ａ、３２ｂ上に設けられるように構成する。つまり、第一所定部Ａは、温度調節部３２ａ（伝熱ブロック２３’、ペルチェ素子２４’、加熱吸熱手段２６’）で温度調節し、第二所定部Ｂは、温度調節部３２ｂ（伝熱ブロック２３、ペルチェ素子２４、セラミックヒータ２５、加熱吸熱手段２６）で温度調節するように構成する。温度調節部３２ａでは、必要に応じてセラミックヒータ２５を付加することが可能である。また、第一所定部Ａと第二所定部Ｂの温度調節部は、それぞれ、伝熱ブロック２３とペルチェ素子２４と放熱手段２６とで構成するようにしてもよい。
そして、第一所定部Ａ及び第二所定部Ｂがお互いの温度調節の影響を受けるのを防止するため断熱材４０を設け、さらに、ＤＮＡチップ３１の第一所定部Ａ及び第二所定部Ｂをそれぞれ温度調節部３２ａ、３２ｂ上に正確に位置付けるため、位置決めピン４４及びホルダー４５を設けるのが好ましい。
【００７２】
第一所定部Ａの冷却は、例えば、２５℃程度とすることができる。
また、第二所定部Ｂは、例えば、加熱温度を４５℃程度、冷却温度を室温程度とすることができる。
【００７３】
このように構成すると、第二所定部Ｂを加熱或いは冷却自在としているため、反応領域３４を含んでいる第二所定部Ｂでは、ハイブリダイゼーション及びその後の洗浄を実行するための適切な温度設定を適宜行うことができる。
そして、第一流路３６及び第二流路３７の一部を含んでいる第一所定部Ａを冷却することができるため、例えば、反応領域３４の加熱により試薬等から発生した水蒸気は、第一流路３６或いは第二流路３７で結露し易くなる。そのため、反応領域３４に存在する試薬等は、ＤＮＡチップ３１の外部へと蒸発して散逸し難くなる。
このように、本構成は、微量の試薬等のサンプルを扱うＤＮＡチップ３１上での実験において、サンプルの蒸発による散逸を防ぐことができるため、好ましい。
【００７４】
尚、一枚のＤＮＡチップ３１上に、第一所定部Ａ及び第二所定部Ｂをそれぞれ複数設ける構成とすることが可能である。
さらに、分注手段４０によりＰＣＲ増幅反応液をする注入孔３３に注入した後、例えば、排出孔３５からポンプ等で吸引するように構成することが可能である。このように構成すると、ＰＣＲ増幅反応液を迅速に反応領域３４に到達させることができる。
【００７５】
（分注手段４０）
分注手段４０は、反応液貯溜部１０における各種試薬、或いは、ＰＣＲ反応部２０においてＰＣＲの結果生成したＰＣＲ増幅反応液を採取して異なる部位に分注可能に構成してある。
具体的には、図１に示したように、基体１に付設された支柱２に分注ヘッド４１が設けてある。そして、この分注ヘッド４１はレール３ａ、３ｂに沿って駆動することにより基体１の上部空間を上下左右方向に移動自在になるように構成してある。分注ヘッド４１には、例えば貯溜プレート１１に貯溜してある試薬等を、エアー等の圧力により吸引吐出自在なノズル部４２が付設してある（図７参照）。
【００７６】
ノズル部４２は、各試薬の吸引操作前に、基体１に設けてあるチップラック７０に収納してあるチップ７１を先端に装着してある。
そして、分注手段４０は、ノズル部４２により、反応液貯溜部１０の各種試薬を採取してＰＣＲ反応部２０のＰＣＲプレート２１に移送（吐出）する、或いは、ＰＣＲプレート２１のＰＣＲ増幅反応液を採取してＤＮＡチップ３１に移送（吐出）することが可能となる。
また、分注手段４０は、反応液貯溜部１０に貯溜してある検体中の標的核酸を溶解した溶液やハイブリダイゼーション後の洗浄に用いる洗浄液を、それぞれ、ＰＣＲプレート２１、ＤＮＡチップ３１に移送することが可能である。
このように各試薬等を移送した後、分注手段４０は、分注ヘッド４２からチップ７１を離脱するように構成してある。このとき、チップ７１は、基体１に設けてあるチップ廃棄部４に廃棄可能となっている。
【００７７】
図７に示したように、分注手段４０は、分注対象先であるＤＮＡチップ３１と接触した際、ＤＮＡチップ３１に対する接触圧力を一定に維持する緩衝手段４３を設けるのが好ましい。
当該緩衝手段４３は、具体的には、コイルばね、油圧シリンダ等を適用することができる。
【００７８】
このように構成すると、分注手段４０がＤＮＡチップ３１と接触したとき、つまり、分注手段４０における溶液を吸引吐出するノズル部４２と、ＤＮＡチップ３１の注入孔３３とが接触したとき、ノズル部４２の注入孔３３に対する接触圧力が一定になる緩衝手段４３が設けてあると、ノズル部４２と注液孔３３とはある程度密接した状態を保つことができる。そのため、分注時に、注液孔３３のシール性が良好に維持でき、試薬等が飛散するのを防止できる。
このように、本構成は、微量のサンプルを扱うＤＮＡチップ３１上での実験において、試薬等の溶液の飛散による散逸を防ぐことができるため、好ましい。
【００７９】
分注手段４０を用いて所定量の試薬を異なる部位に分注するとき、所定量のエアーを供給して吐出すると、微量の試薬がチップ７１に残留する場合がある。
そのため、分注手段４０は、例えば、所定量の１〜２倍の容量のエアーを供給して吐出すると、チップ７１に試薬が残留することは殆どなくなるため、好ましい。
【００８０】
尚、緩衝手段４３の押圧力は、例えば、上限が、分注手段４０における溶液を吸引吐出するノズル部４２の引き上げ時に、ノズル部４２がＤＮＡチップ３１の弾性部材３９と一体化して弾性部材３９が基板３８からはがれない程度に、また、下限は、ノズル部４２と注液孔３３とが密着してシール性が良好に維持できる程度に適宜設定可能である。
【００８１】
（検出手段５０）
ＤＮＡプローブとハイブリダイズした標的核酸の検出は、未結合核酸を除去した後、各ＤＮＡプローブにハイブリダイズした標的核酸の標識を指標として検出することにより行なわれ、標識の検出は標識の種類に応じた公知の方法を用いて、放射線、発色、蛍光、発光を測定することにより行うことができる。
つまり、検出手段５０は、ＤＮＡチップ３１上でＤＮＡプローブとハイブリダイズした標識された標的核酸を検出するように構成してある。
上述したように、本実施例では標的核酸を蛍光標識する場合を示しているため、蛍光イメージスキャナーで画像化し、コンピュータ解析により標識量を測定する構成を示す。
【００８２】
具体的には、図８に示したように、蛍光レーザ顕微鏡５１とＣＣＤカメラ５２により蛍光を検出するように構成してある。これにより検出された蛍光はコンピュータにより蛍光強度が解析され、これを基に評価が行われる。
蛍光レーザ顕微鏡５１は、所定の励起波長（例えば、５７０ｎｍ）を有する励起光を照射可能な光源５３、光ファイバ５４、拡散板５５、５６、リングガイド５７、レンズ５８を備えている。光源５３から放出された励起光は光ファイバ５４、拡散板５５、リングガイド５７、拡散板５６を経由してＤＮＡチップ３１表面に照射される。
【００８３】
レンズ５８の視野aは円筒状になるように構成してある。このとき、拡散板５６からＤＮＡチップ３１表面にリング状に照射された励起光は、ＤＮＡチップ３１表面で反射するが、反射した励起光がレンズ５８の視野aに入射するとハレーションが発生し易くなってコンピュータ解析の際に支障を来たす虞がある。これを防ぐため、励起光を、拡散板５６から鉛直方向に対する角度（図８：θ）を４０度以内にしてＤＮＡチップ３１表面に照射する場合、拡散板５６からＤＮＡチップ３１表面までの距離を５ｃｍ程度とするのが好ましい。このように構成すると、拡散板５６から照射される励起光がレンズ５８の視野aに入射するのを防ぐことができるため、ハレーションの殆どない画像により解析を行うことができる。
【００８４】
（制御手段６０）
制御手段６０は、上述した各部及び各手段をマイコン等により制御して、システムＸ上で、試薬の分注、ＰＣＲによる標的核酸の増幅反応、ＤＮＡチップ上でのハイブリダイゼーション、標的核酸の検出を行うように制御してある。
【００８５】
具体的には、試薬及び必要に応じて検体中の標的核酸及び標的核酸の標識化試薬を分注手段４０によりＰＣＲ反応部２０に移送し、ＰＣＲ反応用温調２２を調節することにより検体中の標的核酸を鋳型にしてＰＣＲによる標的核酸の増幅反応を行う。反応後、分注手段４０によりハイブリダイゼーションバッファー及びＰＣＲ増幅反応液をＤＮＡチップ３１に注入し、ＤＮＡチップ反応用温調３２を調節することによりＤＮＡチップ３１上に固定してあるＤＮＡプローブとハイブリダイズを行う。その後、洗浄液をＤＮＡチップ３１に注入して洗浄を行い、検出手段５０により検体中の標的核酸を検出する。つまり、制御手段６０は、一連の作業を自動化できるように制御してある。
【００８６】
或いは、ＰＣＲによる標的核酸の増幅反応を本システムＸ以外の他所で既に行った場合は、制御手段６０の制御において、ＰＣＲによる標的核酸の増幅反応の過程を省略することが可能である。
【００８７】
上述したように、本発明の全自動遺伝子解析システムＸは、試薬の分注、ＰＣＲによる標的核酸の増幅、ＤＮＡチップによるハイブリダイゼーション、ハイブリダイズした標的核酸の検出までの一連の遺伝子解析操作を実行するため、対象となる微生物の遺伝子検出に必要な装置類を集約して有機的に結合することが可能となる。さらに、これらの各部位における操作を、人手を介することなく全自動で行うように制御することができる。そのため、実験手順などの操作を誤る虞はなく、一定した水準の研究成果を得ることができる。
従って、全工程トータルで迅速かつ確実な遺伝子解析が可能な全自動遺伝子解析システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の全自動遺伝子解析システムの概略図
【図２】プレート固定手段の概略図    （イ）平面図    （ロ）断面図
【図３】ＰＣＲ反応用温調及びＤＮＡチップ反応用温調（別実施）の概略図
【図４】ＤＮＡチップの概略図    （イ）平面図    （ロ）縦断面図    （ハ）横断面図
【図５】ＤＮＡチップ反応用温調の概略図
【図６】ＤＮＡチップ反応用温調の要部概略図
【図７】分注手段の概略図
【図８】検出手段の概略図
【符号の説明】
【００８９】
１０      反応液貯溜部
２０      ＰＣＲ反応部
２１      反応用プレート
２２      ＰＣＲ反応用温調
３０      ＤＮＡチップ反応部
３１      ＤＮＡチップ
３２      ＤＮＡチップ反応用温調
４０      分注手段
５０      検出手段
６０      制御手段
【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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