(57)【要約】【課題】外光の影響を受けることなく高精度の蛍光検出を行える蛍光検出装置を提供する。【解決手段】レーザ光発生器３４と光電子増倍管３７と照度センサ４３とを有する蛍光検出ユニット３０が暗箱４０内に配置されている。生化学反応カートリッジが暗箱４０内に挿入され、シャッタによって搬入口４１および搬出口４２が塞がれた状態で、レーザ光発生器３４から生化学反応カートリッジにレーザ光を照射する。そして、生化学反応カートリッジのＤＮＡプローブに捕捉されたＤＮＡの蛍光標識がレーザ光を受けて発した蛍光を光電子増倍管３７が検出する。この蛍光検出の間、照度センサ４３は照度を検出し、予め設定された閾値以上の照度が検出されると、光電子増倍管３７の動作停止、レーザ光発生器３７の動作停止、レーザ光発生器３７からの光路の遮断のうちの少なくとも１つによって蛍光検出動作を停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体を励起するための励起光を照射するレーザ光源と、前記励起光により励起された蛍光を検出する蛍光検出部と、照度を検出する照度検出手段とを有し、前記照度検出手段によって、予め設定された閾値以上の照度が検出されると、前記レーザ光源と前記蛍光検出部による前記蛍光検出動作を中止または中断する、蛍光検出装置。
【請求項２】
前記蛍光検出部が、光電子増倍管である請求項１に記載の蛍光検出装置。
【請求項３】
前記照度検出手段によって予め設定された閾値以上の照度が検出されると、前記光電子増倍管が動作停止する、請求項２に記載の蛍光検出装置。
【請求項４】
前記照度検出手段によって予め設定された閾値以上の照度が検出されると、前記レーザ光源が動作停止する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛍光検出装置。
【請求項５】
前記照度検出手段によって予め設定された閾値以上の照度が検出されると、前記レーザ光源からの光路が遮断される、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛍光検出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の蛍光検出装置と、前記蛍光検出装置を覆う暗箱と、生化学反応の反応場となるチャンバを含む生化学反応カートリッジとを有し、
前記照度検出手段は前記暗箱内の照度を検出し、
前記生化学反応カートリッジは、前記暗箱内で、前記チャンバが前記レーザ光源からのレーザ光を受光する位置に配置可能である、生化学反応分析装置。
【請求項７】
前記照度検出手段によって、予め設定された閾値以上の照度が検出されて、前記レーザ光源と前記光電子増倍管による前記蛍光検出動作を中断すると、前記暗箱の開口部分を閉じる処理を行い、前記照度検出手段によって検出された照度が前記閾値未満になると前記蛍光検出動作を開始し、前記照度検出手段によって検出された照度が再び前記閾値以上であると前記蛍光検出動作を中止する、請求項６に記載の生化学反応分析装置。
【請求項８】
前記生化学反応カートリッジは、前記チャンバ内に、蛍光物質が標識された特定のＤＮＡと結合可能なＤＮＡプローブを有している、請求項６または７に記載の生化学反応分析装置。
【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、核酸等のサンプル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検出する、蛍光検出部を含む蛍光検出装置と、それを含む生化学反応分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液等の検体を分析する分析装置には、抗原抗体反応を利用した免疫学的な方法や、核酸ハイブリダイゼーションを利用する方法がある。免疫学的な方法の一例では、被検出物質と特異的に結合する抗体または抗原等のタンパク質をプローブとして用い、微粒子、ビーズ、またはガラス板等の固相表面に固定して、検体中の被検出物質との抗原抗体反応を行わせる。核酸ハイブリダイゼーションを利用する方法の一例では、一本鎖の核酸をプローブとして用い、微粒子、ビーズ、ガラス板等の固相表面に固定して、検体中の被検出物質と核酸ハイブリダイゼーションを行わせる。これらの方法は、酵素、蛍光物質、または発光性物質等の、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である標識化抗体、標識化抗原、または標識化核酸等を用いる。そして、抗原抗体化合物またはハイブリダイズされた二本鎖の核酸を検出して、被検出物質（ターゲット）の有無の検出やその定量を行う。
【０００３】
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、いわゆるＤＮＡアレイが開示されている。
【０００４】
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アレイと同様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アレイやタンパク質アレイ等を用いることによって、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。
【０００５】
また、様々な検体分析における、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、内部で生化学反応を行わせる使い捨て可能な生化学反応カートリッジが提案されている。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設する構成が開示されている。この生化学反応カートリッジによると、圧力差を利用して溶液を各チャンバへ移動させることにより検体中のＤＮＡの抽出、増幅、またはハイブリダイゼーション等の反応を内部で行わせることが可能である。
【０００６】
そして、このような生化学反応カートリッジ内に外部から溶液を注入する方法としては、外部の電動シリンジポンプや真空ポンプを利用する方法がある。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、圧力差以外にも、重力や毛細管現象や電気泳動を利用する方法が知られている。さらに、生化学反応カートリッジの内部に配設できる小型のマイクロポンプとして、特許文献２にはダイアフラムポンプ、特許文献３には発熱素子を利用したポンプ、特許文献４には圧電素子を利用したポンプがそれぞれ開示されている。
【０００７】
生化学反応カートリッジとして、またはその一部として用いられるＤＮＡチップに、情報記憶用のＩＣを設け、このＩＣに記憶された同定情報を利用してＤＮＡの同定を行う構成がある。具体的には、特許文献５に、ＤＮＡチップの塩基配列情報や検体の情報を情報記憶用ＩＣに書き込むことが開示されている。
【０００８】
また、ＤＮＡチップ上のサンプルのハイブリダイゼーション状態を検知するために、サンプルに付着した蛍光物質（蛍光標識）を読み取る方法がある。具体的には、特許文献６に、蛍光物質を読み取ってターゲットの検出を行うために、蛍光を発生させるようにＤＮＡチップに照射する励起光を適宜に較正する方法が開示されている。そして、特許文献７には、蛍光検出用のデバイスとして光電子増倍管を用いることが開示されている。
【特許文献１】米国特許第５４４５９３４号明細書
【特許文献２】特表平１１−５０９０９４号公報
【特許文献３】特許第２８３２１１７号明細書
【特許文献４】特開２０００−２７４３７５号公報
【特許文献５】特開２００１−１４７２３１号公報
【特許文献６】特表２００２−５３８４２７号公報
【特許文献７】特開昭６３−０２１５５６号公報
【非特許文献１】アンジェリカ ロイキング（Angelika Lueking）他５名、「プロテイン マイクロアレイズ フォー ジーン エクスプレッション アンド アンチボディ スクリーニング（Protein Microarrays for Gene Expression and Antibody Screening）」、アナリティカル バイオケミストリー（Analytical Biochemistry） Vol.270(1)、アカデミック プレス（Academic Press）、１９９９年５月１５日、p.103〜111
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
生化学反応を生じさせるために様々な溶液を内蔵し、検体が供給される生化学反応カートリッジは、二次感染や汚染の防止と、使い勝手の観点から、使い捨てにすることが好ましい。しかし、マイクロポンプを内蔵した生化学反応カートリッジは高価であるという問題がある。したがって、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、検体注入後は溶液を外部に流出させずに一連の生化学反応を進められる構造の、使い捨ての生化学反応カートリッジが一般に利用されている。
【００１０】
個々のＤＮＡチップは、ハイブリダイゼーションという単独の生化学反応のみを行うためのものである。しかし、ＤＮＡチップを内蔵する生化学反応カートリッジは、各種の生化学反応を連続的に行い、最後に検出工程を行う場合がある。この検出工程を行う検出部は、少なくとも測定時には暗箱の中に配置されるのが好ましい。暗箱は、生化学反応カートリッジの搬入口および搬出口を有している。したがって、搬入口または搬出口が開いている場合には検出部に外光が入ってくる。検出工程中に検出部に外光が入ってくると、蛍光検出精度が悪くなる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、外光の影響を受けずに精度良く検出を行うことができる蛍光検出装置と、それを含む生化学反応分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の蛍光検出装置は、蛍光体を励起するための励起光を照射するレーザ光源と、励起光により励起された蛍光を検出する蛍光検出部と、照度を検出する照度検出手段とを有している。そして、照度検出手段によって、予め設定された閾値以上の照度が検出されると、レーザ光源と蛍光検出部による蛍光検出動作を中止または中断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、レーザ光により励起された蛍光を検出する際に、検出部の照度を監視して、異常な値が観測されたときには蛍光検出動作を中止または一時中断することができる。従って、外光の影響を受ける可能性がある場合には蛍光検出動作を行わないことにして、検出不良を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１には、本発明の一実施形態における生化学反応分析装置が概略的に示されている。この生化学反応分析装置の処理装置は、本実施形態において反応場となるチャンバを含む生化学反応カートリッジ１が載置されるテーブル１３を有している。テーブル１３上には、電磁石１４と、ペルチェ素子１５，１６と、第１の通信部２６が配置され、これらは、処理装置全体を制御する制御部１７に接続されている。電磁石１４は、生化学反応カートリッジ１内に電磁力を作用させるものである。ペルチェ素子１５，１６は、生化学反応カートリッジ１の温度を制御するものである。具体的には、ペルチェ素子１５は、後述するＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）によるＤＮＡ増幅時に温度制御するためのものである。一方、ペルチェ素子１６は、後述する、増幅した検体のＤＮＡとＤＮＡプローブ３２とのハイブリダイゼーション時に温度制御するとともに、ハイブリダイゼーションしなかった検体ＤＮＡの洗浄時に温度制御するためのものである。第１の通信部２６は、処理装置のデータを、後述する生化学反応カートリッジ１内のＩＣチップ２５に記憶させるために、ＩＣチップ２５に対して電力の送信や信号の送受信を行うものである。
【００１６】
テーブル１３の両側には、電動シリンジポンプ１８，１９と、これらのポンプ１８，１９によって空気を排出または吸引するための出入口であり、それぞれ１０個ずつのポンプノズル２０，２１を有するポンプブロック２２，２３とが配置されている。電動シリンジポンプ１８，１９とポンプノズル２０，２１の間には、図示しない複数の電動切換バルブが配置されている。図示しない電動切換バルブとポンプ１８，１９は制御部１７に接続されている。
【００１７】
制御部１７は検査者が入力を行う入力部２４に接続されている。この制御部１７は、ポンプノズル２０，２１を１個ずつ独立して開閉して電動シリンジポンプ１８，１９に対する接続および遮断を制御したり、全てのポンプノズル２０，２１を同時に開閉するなどの制御を行うことができる。また、制御部１７は、電磁石１４およびペルチェ素子１５，１６を適宜に作動させることによって、生化学反応カートリッジ１内での生化学反応を実行させる。
【００１８】
テーブル１３およびポンプブロック２２，２３の外部に、検出部２８が設けられている。この検出部２８は、生化学反応カートリッジ１のＤＮＡチップ１２のハイブリダイゼーション状態を検知するため、すなわち蛍光物質を検出するために設けられている。
【００１９】
検出部２８には、ＸＹステージ２９と、蛍光検出ユニット（蛍光検出装置）３０と、第２の通信部３１が設けられており、これらも制御部１７に接続されている。ＸＹステージ２９は、生化学反応カートリッジ１のＸ方向への移動（主走査）と、Ｙ方向への移動（副走査）を行うためのものである。副走査は、１回の主走査が行われる度に、その主走査のスキャン幅分だけ、主走査方向に交差する方向（本実施形態では直交する方向）に行われる。蛍光検出ユニット３０の詳細な構成については後述するが、主に光学機器で構成され、蛍光体を励起させて発生させた蛍光の強度を測定可能なものである。また、蛍光検出ユニット３０は、励起光の強度を適宜に調整することもできる。第２の通信部３１は、生化学反応カートリッジ１内のＩＣチップ２５に対して、電力の送信や信号の送受信を行うものである。
【００２０】
さらに、制御部１７の指令によって生化学反応カートリッジ１をテーブル１３上から検出部２８へ搬送するカートリッジ搬送部２７が設けられ、制御部１７に接続されている。
【００２１】
図２に示すように、検出部２８は暗箱４０内に配置され周囲を覆われた状態にある。暗箱４０は、中空の箱状であり、生化学反応カートリッジ１を内部の検出部２８へ搬入するための開口部分である搬入口４１と、検出部２８から外部へ搬出するための開口部分である搬出口４２を有している。搬入口４１と搬出口４２にはそれぞれシャッタ（図示せず）が設けられており、シャッタを閉じることによって、暗箱４０内の検出部２８は外部から遮断され、光の出入りが絶たれる。暗箱の内部には、検出部２８の照度を測定する照度センサ（照度検出手段）４３が設けられている。照度センサ４３は制御部１７に接続されており、照度センサ４３によって測定された照度は、適宜制御部１７に通知される。なお、便宜上、図２には、検出部２８の蛍光検出ユニット３０のうち、レーザ光発生器（レーザ光源）３４と蛍光検出部３７（ここでは光電子増倍管）と照度センサ４３のみが示されている。
【００２２】
次に、蛍光検出ユニット３０の構成について、図３を参照して説明する。蛍光検出ユニット３０は、主に、レーザ光発生器３４と、スプリッタ３５と、対物レンズ３６と、蛍光検出部３７と、レンズ３８と、フィルタ３９と、照度センサ４３を有している。
【００２３】
レーザ光発生器３４は、レーザ光（励起光）を照射して、生化学反応カートリッジ１のＤＮＡチップ１２に位置する検体中の蛍光物質を励起して蛍光を発生させるためのレーザ光源であり、出力強度を調整可能である。スプリッタ３５は、レーザ光発生器３４からのレーザ光をＤＮＡチップ１２へ向けて９０度屈曲させるとともに、ＤＮＡチップ１２からの反射光や蛍光を透過させる。対物レンズ３６は、ＤＮＡチップ１２に対向し、制御部１７および上下機構（図示せず）によって位置調整されてレーザ光をＤＮＡチップ１２に集光させる。レンズ３８は、スプリッタ３５を透過したＤＮＡチップ１２からの反射光や蛍光を光電子増倍管３７に集光させる。光電子増倍管３７は、レンズ３８により集光された光が入射され、その入射光を検出するものである。フィルタ３９は、制御部１７および移動機構（図示せず）によって、ＤＮＡチップ１２から光電子増倍管３７へ至る光路上と光路外との間を移動可能である。このフィルタ３９は、光路内に位置するときに、ＤＮＡチップ１２からの蛍光を透過させるが、ＤＮＡチップ１２からの反射光を遮断するものである。照度センサ４３は光電子増倍管３７に近接して設けられている。
【００２４】
蛍光検出部３７は、光電子増倍管、フォドダイオード（ＰＤ）、ＣＣＤ、ＣＭＤ等のいわゆる光電変換素子が挙げられる。本実施形態においては、素子に与えるダメージを極力減少させることができる構成のため、比較的耐久性の低い光電子増倍管を好適に利用できる。
【００２５】
このような構成であるため、レーザ光発生器３４からスプリッタ３５を介して対物レンズ３６に入射した平行光（レーザ光）が、対物レンズ３６によってＤＮＡチップ１２上に合焦する。そして、レーザ光によって励起された蛍光物質から発せられる蛍光や、ＤＮＡチップ１２に設けられた後述する反射板３３からの反射光が、対物レンズ３６によって平行光にされた後、スプリッタ３５を透過する。スプリッタを透過した平行光は、フィルタ３９が光路外にある場合にはそのままの状態で、フィルタ３９が光路上に位置する場合には蛍光のみが透過して、レンズ３８を介して光電子増倍管３７に入射する。光電子増倍管３７は、入射した光を検出してその光強度を測定する。照度センサ４３は、検出部２８の照度を測定する。
【００２６】
次に、この処理装置における反応場となる生化学反応カートリッジ１について詳細に説明する。
【００２７】
生化学反応カートリッジ１の本体（筐体）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、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂から構成されている。これらは透明または半透明である。
【００２８】
図４に示すように、生化学反応カートリッジ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ための検体入口２ａが設けられ、ゴムキャップ２により封止されている。また、生化学反応カートリッジ１の側面には、内部の溶液を移動させるためにノズルを挿入して加圧または減圧を行うための複数のノズル入口３ａ〜３ｊが設けられ、ゴムキャップ３により封止されている。カートリッジ１の両面とも同様の構成になっている。
【００２９】
生化学反応カートリッジ１にはＩＣチップ２５が設けられている。ＩＣチップ２５は、不揮発性の記憶部と、外部からの電力の受信と信号の送受信のための通信部を有している。ＩＣチップ２５の記憶部には、生化学反応カートリッジ１を識別するための識別情報（ＩＤ）が書き込まれている。さらに、この記憶部に、生化学反応カートリッジ１の種別や、処理工程の手順や、生化学反応の結果を分析するための分析用情報なども書き込まれることが好ましい。
【００３０】
通常、処理装置またはそれに付属する装置には、生化学反応カートリッジ１の種別ごとの処理工程の手順が記憶されている。前記したようにＩＣチップ２５に生化学反応カートリッジ１の種別が書き込まれている場合には、その種別を読み取ってそれに適合する処理工程の手順を選択し、その手順に則って処理を行う。しかし、生化学反応カートリッジ１の種別が、処理装置またはそれに付属する装置に記憶されていない種別であった場合には、ＩＣチップ２５に書き込まれている処理工程の手順を読み込んで、その手順に則って処理を行う。処理工程の手順として書き込まれるデータの中には、生化学反応を起こすために加えられる温度条件等も含まれていてもよい。
【００３１】
図５は生化学反応カートリッジ１の平面断面図を示している。前記したように片側の側面には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のほとんどは、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または反応を起こす場所であるチャンバ５ａ〜５ｔに連通している。つまり、ノズル入口３ａ〜３ｊは流路４ａ〜４ｊを介してチャンバ５ａ〜５ｊに連通している。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に連通している。ただし、本実施形態では、ノズル入口３ｎ，３ｐ，３ｑ，３ｓはチャンバに連通しておらず予備になっており、使用されない。
【００３２】
検体入口２ａはチャンバ７に連通し、チャンバ７は流路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｋを介してチャンバ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｋに連通しているとともに、流路１０を介してチャンバ８に連通している。チャンバ８は流路６ｇ，６ｏを介してチャンバ５ｇ，５ｏに連通しているとともに、流路１１を介してチャンバ９に連通している。チャンバ９は流路６ｈ，６ｉ，６ｊ，６ｒ，６ｔを介してチャンバ５ｈ，５ｉ，５ｊ，５ｒ，５ｔに連通している。また、流路１０は流路６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｌ，６ｍを介してチャンバ５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｌ，５ｍに連通している。
【００３３】
チャンバ９の底面には角孔が開けられ、この角孔に、図３，６に示すＤＮＡチップ１２が、プローブ面を上にしてに貼り付けられている。ＤＮＡチップ１２は、１平方インチ（約６４５ｍｍ2）程度の大きさを持つガラス板の固相表面に、数十〜数十万種類の異なるＤＮＡプローブ３２が高密度に並べられたものである。本実施形態では、このＤＮＡチップ１２を用いて、検体中のＤＮＡとハイブリダイゼーション反応を行わせることによって、一度に数多くの遺伝子を検査できる。これらのＤＮＡプローブ３２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プローブ３２のアドレス（何行・何列と示される位置）を、情報として容易に取り出すことができる。なお、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、各個人の遺伝子多型等がある。また、ＤＮＡチップ１２には、ＤＮＡプローブ３２がマトリックス状に配置された領域と並置して、反射板３３が設けられている。この反射板３３は、ＤＮＡチップ１２の裏面からの励起光（図３に示すレーザ光）を反射するものである。
【００３４】
ここで、本実施形態において検体の処理を行うための、各チャンバ５ａ〜５ｔのセッティングの一例を示す。チャンバ５ａには、細胞壁を破壊するＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）を含む第１の溶血剤が、チャンバ５ｂには、界面活性剤等のタンパク質変性剤を含む第２の溶血剤がそれぞれ収容されている。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収容されている。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られる第１、第２の抽出洗浄剤がそれぞれ収容されている。
【００３５】
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なる溶出液が収容されている。チャンバ５ｇには、ＰＣＲに必要な薬剤、すなわち、プライマ、ポリメラーゼ、ｄＮＴＰ溶液、バッファ、蛍光剤を含むＣｙ３−ｄＵＴＰ（アマシャム バイオサイエンス株式会社製の蛍光標識）等の混合液が収容されている。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物質（蛍光標識）付きの検体ＤＮＡと蛍光物質（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収容されている。チャンバ５ｉには、ＤＮＡチップ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収容されている。
【００３６】
なお、チャンバ５ｅは血液のＤＮＡ以外の塵埃を溜めるためのチャンバである。チャンバ５ｆは、チャンバ５ｌ，５ｍからの第１、第２の抽出洗浄剤の廃液を溜めるためのチャンバである。チャンバ５ｒは第１、第２の洗浄剤の廃液を溜めるためのチャンバである。チャンバ５ｋ，５ｏ，５ｔは、溶液がノズル入口に流れ込まないようにするために設けられたブランクのチャンバである。
【００３７】
本実施形態では、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、前記した処理装置（図１参照）にセットする。そして、生化学反応カートリッジ１の内部で、ＤＮＡ等の抽出および増幅を行わせ、増幅された検体ＤＮＡと生化学反応カートリッジ１の内部にあるＤＮＡチップ１２のＤＮＡプローブ３２との間で、ハイブリダイゼーションを行わせる。一方、ハイブリダイゼーションしなかった蛍光物質（蛍光標識）付きの検体ＤＮＡと蛍光物質（蛍光標識）の洗浄を行うことができる。
【００３８】
このような処理装置および生化学反応カートリッジ１を用いて、本実施形態において検体の生化学反応を生化学反応カートリッジ１内にて生じさせる方法について具体的に説明する。
【００３９】
まず、検査者が、検体である血液を収容した注射器の針（図示せず）を、生化学反応カートリッジ１の検体入口２ａを塞いでいるゴムキャップ２を貫通させて、注射器内の血液を検体入口２ａからチャンバ７に注入する。その後に、検査者は生化学反応カートリッジ１をテーブル１３上に置く。そして、検査者が、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２２，２３を図１の矢印の方向に移動させる。すると、ポンプノズル２０，２１が、生化学反応カートリッジ１の両側部のノズル入口３ａ〜３ｔに、ゴムキャップ３を貫通して挿入される。
【００４０】
検査者が、入力部２４から実験開始の命令を入力すると処理が始まる。図７は生化学反応およびその後処理の手順を説明するフローチャートである。
【００４１】
まず、ステップＳ１で、制御部１７が、ポンプノズル２０，２１を制御してノズル入口３ａ，３ｋのみを開にし、電動シリンジポンプ１８から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１９から空気を吸引する。それによって、チャンバ５ａ内の第１の溶血剤を、血液の入ったチャンバ７に流し込む。このように、ノズル入口３ａにポンプノズル２０を挿入して空気を噴出して加圧し、ノズル入口３ｋにポンプノズル２１を挿入して空気を吸引して減圧することによって、チャンバ５ａ内の第１の溶血剤が血液の入ったチャンバ７内に流れ込む。この様子が、チャンバ５ａ，７，５ｋを通る断面図である図８に示されている。
【００４２】
本実施形態では、空気の供給および吸引のタイミングをずらすことによって、各チャンバへの加圧および減圧を制御してカートリッジ１内を溶液を円滑に流すことができる。さらに、電動シリンジポンプ１９による空気の吸引を、ポンプ１８からの空気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って、溶液をより円滑に流すことも可能である。例えば、溶血剤の粘性や流路の抵抗にもよるが、ステップＳ１において、電動シリンジポンプ１９からの空気の吸引を、電動シリンジポンプ１８からの空気の噴出を開始してから１０〜２００ミリ秒後に開始するように制御する。それによると、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。これは、以下の各工程における溶液の移動についても同様である。
【００４３】
また、電動シリンジポンプ１８，１９を用いて空気の供給を容易に制御しつつ、ノズル入口３ａ，３ｏのみを開にして、電動シリンジポンプ１８，１９によって空気の噴出および吸引を交互に繰り返す。こうして、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。あるいは、電動シリンジポンプ１９から空気を連続して噴出することによって、気泡を発生させながら攪拌を行う。
【００４４】
このようにして、第１の溶血剤の流動および撹拌の工程（ステップＳ１）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、第１の溶血剤の流動および撹拌の工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００４５】
次に、ステップＳ２において、ノズル入口３ｂ，３ｋのみを開にして、ステップＳ１と同様の原理でチャンバ５ｂ内の第２の溶血剤をチャンバ７に流し込む。そして、ステップＳ１と同様の攪拌を行う。
【００４６】
このようにして第２の溶血剤の流動および撹拌の工程（ステップＳ２）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、第２の溶血剤の流動および撹拌の工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００４７】
さらに、ステップＳ３において、ノズル入口３ｃ，３ｋのみを開にして、ステップＳ１，Ｓ２と同様の原理でチャンバ５ｃ内の磁性体粒子をチャンバ７に流し込む。そして、ステップＳ１と同様の攪拌を行う。このステップＳ３によって、ステップＳ１，Ｓ２において細胞が溶解して得られたＤＮＡが磁性体粒子に付着する。
【００４８】
このようにして磁性体粒子の流動および撹拌の工程（ステップＳ３）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、磁性体粒子の流動および撹拌の工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００４９】
そして、ステップＳ４で電磁石１４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１９から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１８から空気を吸引して、チャンバ７内の溶液をチャンバ５ｅに移動させる。この移動の際に、磁性体粒子およびＤＮＡを、流路１０の電磁石１４の上方位置で捕捉する。なお、電動シリンジポンプ１８，１９による空気の吸引および噴出を交互に繰り返して、溶液をチャンバ７と５ｅの間を２回往復させることにより、ＤＮＡの捕捉効率を向上させている。さらに往復回数を増やせば、捕捉効率を一層高めることができる。ただし、処理時間が余分に掛かることになる。
【００５０】
このように、ステップＳ１〜Ｓ４にて、幅１〜２ｍｍ程度で高さ０．２〜１ｍｍ程度の小さい流路１０上で、流動状態のＤＮＡを、磁性体粒子を利用して極めて効率良く捕捉する。なお、仮に、捕捉ターゲット物質がＤＮＡではなく、ＲＮＡまたはタンパク質の場合にも同様に効率の良い捕捉が行える。
【００５１】
このようにして磁性体粒子およびＤＮＡの捕捉工程（ステップＳ４）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、磁性体粒子およびＤＮＡの捕捉工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００５２】
次に、ステップＳ５において電磁石１４をオフにし、ノズル入口３ｆ，３ｌのみを開とする。そして、電動シリンジポンプ１９から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１８から空気を吸引して、チャンバ５ｌ内の第１の抽出洗浄液をチャンバ５ｆに移動させる。この際に、ステップＳ４で捕捉された磁性体粒子およびＤＮＡが、抽出洗浄液と共に移動して洗浄が行われる。さらに、電磁石１４をオンにして、ステップＳ４と同様の原理で磁性体粒子およびＤＮＡと抽出洗浄液とをチャンバ５ｌ内とチャンバ５ｆの間を２回往復させる。それによって、洗浄された磁性体粒子およびＤＮＡを流路１０の電磁石１４の上方位置に回収し、第１の抽出洗浄液をチャンバ５ｌに戻す。
【００５３】
このように、第１の抽出洗浄液により洗浄した後に磁性体粒子およびＤＮＡを捕捉する工程（ステップＳ５）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、第１の抽出洗浄液により洗浄した後に磁性体粒子およびＤＮＡを捕捉する工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００５４】
ステップＳ６において、ノズル入口３ｆ，３ｍのみを開いてステップＳ５と同様の工程を行う。すなわち、チャンバ５ｍ内の第２の抽出洗浄液と、磁性体粒子およびＤＮＡとを移動させて、磁性体粒子およびＤＮＡをさらに洗浄してから電磁石１４の上方位置に回収し、第２の抽出洗浄液をチャンバ５ｍに戻す。
【００５５】
このように、第２の抽出洗浄液により洗浄した後に磁性体粒子およびＤＮＡを捕捉する工程（ステップＳ６）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、第２の抽出洗浄液により洗浄した後に磁性体粒子およびＤＮＡを捕捉する工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００５６】
続いて、ステップＳ７において電磁石１４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１８から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１９から空気を吸引する。それによって、チャンバ５ｄ内の溶出液をチャンバ８に移動させる。この溶出液の作用によって、磁性体粒子とＤＮＡが分離し、ＤＮＡのみが溶出液とともにチャンバ８に移動し、磁性体粒子は流路１０内に残る。
【００５７】
このようにして、溶出液を流して磁性体粒子とＤＮＡを分離させる工程（ステップＳ７）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、溶出液を流して磁性体粒子とＤＮＡを分離させる工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００５８】
このステップＳ７において、ＤＮＡの抽出および精製が行われる。本実施形態では、抽出洗浄液を収容するチャンバ５ｌ，５ｍと、洗浄後の廃液を溜めるためのチャンバ５ｆが用意されているので、カートリッジ１内でＤＮＡの抽出および精製を行うことが可能である。
【００５９】
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１８から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１９から空気を吸引する。それによって、チャンバ５ｇ内のＰＣＲ用薬剤（例えば、プライマ、ポリメラーゼ、ｄＮＴＰ溶液、バッファ、蛍光標識等の混合液）をチャンバ８に流し込む。さらに、ノズル入口３ｇ，３ｔのみを開にし、電動シリンジポンプ１８，１９による空気の噴出および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１５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分のサイクルを３０回繰り返してＰＣＲを行い、溶出されたＤＮＡを増幅する。
【００６０】
このようにして、溶出されたＤＮＡの増幅工程（ステップＳ８）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、溶出されたＤＮＡの増幅工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００６１】
ステップＳ９でノズル入口３ｇ，３ｔのみを開にし、電動シリンジポンプ１８から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１９から空気を吸引して、チャンバ８内の溶液をチャンバ９に移動させる。さらに、ペルチェ素子１６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わせる。この時、電動シリンジポンプ１８，１９による空気の噴出および吸引を交互に繰り返して、チャンバ９内の溶液を流路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。
【００６２】
このようにして、ハイブリダイゼーション工程（ステップＳ９）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、ハイブリダイゼーション工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。この例では、チャンバ９がハイブリダイゼーションの反応場になっている。
【００６３】
次にステップＳ１０において、同じく４５℃に保持したまま、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１８から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１９から空気を吸引する。それによって、チャンバ９内の溶液をチャンバ５ｒに移動させるとともに、チャンバ５ｈ内の第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。このように、ノズル入口３ｈにポンプノズル２０を挿入し空気を噴出して加圧し、ノズル入口３ｒにポンプノズル２１を挿入し空気を吸引して減圧することによって、チャンバ５ｈ内の第１の洗浄液が、チャンバ９を通してチャンバ５ｒ内に流れ込む。この様子が、チャンバ５ｈ，９，５ｒを通る断面図である図９に示されている。電動シリンジポンプ１８，１９の吸引および噴出を交互に繰り返して、この溶液をチャンバ５ｈ，９，５ｒの間を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。
【００６４】
このようにして、第１の洗浄液による洗浄工程（ステップＳ１０）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、第１の洗浄工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００６５】
さらに、ステップＳ１１において、同じく４５℃に保持したまま、ノズル入口３ｊ、３ｒのみを開いて、ステップＳ１０と同様の工程を行う。すなわち、チャンバ５ｊ内の第２の洗浄液をチャンバ９を通してチャンバ５ｒに流し込んでＤＮＡの洗浄をさらに行い、最後に溶液をチャンバ５ｊに戻す。
【００６６】
このようにして、第２の洗浄液による洗浄工程（ステップＳ１１）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、第２の洗浄液による洗浄工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００６７】
本実施形態では、第１、第２の洗浄液を収容するチャンバ５ｈ，５ｊと、洗浄後の廃液を溜めるためのチャンバ５ｒが用意されているので、前記の通り生化学反応カートリッジ１内でＤＮＡチップ１２の洗浄を行うことが可能である。
【００６８】
ステップＳ１２で、ノズル入口３ｉ，３ｒのみを開にし、電動シリンジポンプ１８から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１９から空気を吸引して、チャンバ５ｉ内のアルコールを、チャンバ９を通してチャンバ５ｒに移動させる。その後に、ノズル入口３ｉ，３ｔのみを開にし、電動シリンジポンプ１８から空気を噴出し、電動シリンジポンプ１９から空気を吸引してチャンバ９内を乾燥させる。
【００６９】
このようにして、アルコールの流動および乾燥の工程（ステップＳ１２）を行ったら、第１の通信部２６から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて信号を送信する。この信号は、アルコールの流動および乾燥の工程の完了と、その工程の各種条件と、終了時刻とを表すものであり、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。
【００７０】
以上述べたステップＳ１〜Ｓ１２によって、検体の生化学反応（例えばＤＮＡのハイブリダイゼーション）を生化学反応カートリッジ１内で行わせることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、ノズル入口３ａ〜３ｔがカートリッジ１の２つの面、つまり両側部に集中して設けられている。そのため、電動シリンジポンプ１８，１９、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２２，２３等の形状や配置を単純化することができる。さらに、必要なチャンバや流路を確保しながら、ポンプブロック２２，２３により生化学反応カートリッジ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２０，２１を挿入することができる。それによって、ポンプブロック２２，２３の構成も簡単にすることができる。また、ノズル入口３ａ〜３ｔを全て同じ高さに直線的に並ぶように配置することによって、ノズル入口３ａ〜３ｔに接続される流路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。
【００７２】
また、図１に示す処理装置において、ｎ個の生化学反応カートリッジ１を同時に使用できるようにポンプブロック２２，２３をｎ倍に長くした構成にすることができる。その場合、ｎ個の生化学反応カートリッジ１を直列に並べて、ｎ個の生化学反応カートリッジ１のそれぞれに対して必要な工程を同時に行うことができる。したがって、構成は極めて簡単でありながら多数の生化学反応カートリッジにおいて同時に生化学反応を行わせることが可能である。
【００７３】
以上説明した処理工程（ステップＳ１〜Ｓ１２）の後に、ステップＳ１３において、検査者が図示しないレバーを操作して、ポンプブロック２２，２３を生化学反応カートリッジ１から離れる方向に移動させる。それによって、ポンプノズル２０，２１が生化学反応カートリッジ１のノズル入口３ａ〜３ｔから外れる。そして、ステップＳ１４において、カートリッジ搬送部２７（図１参照）を用いて、生化学反応カートリッジ１をテーブル１３から検出部２８に搬送する。本実施形態では、図２に示すように検出部２８は暗箱４０内に配置されているので、暗箱４０のシャッタを開いて搬入口４１を開放させた状態で、カートリッジ搬送部２７が生化学反応カートリッジ１を検出部２８に搬送する。生化学反応カートリッジ１を検出部２８に移動したら、暗箱４０のシャッタを閉じて搬入口４１を塞ぎ、暗室状態にする。
【００７４】
このように、検出部２８が外光から遮断された状態で、ステップＳ１５において、ＤＮＡチップ１２に捕捉された、ハイブリダイゼーションされたＤＮＡを蛍光検出ユニット３０によって検出する。検出結果は、第２の通信部３１から、ＩＣチップ２５の通信部（図示せず）に向けて送信され、ＩＣチップ２５の記憶部（図示せず）に記憶される。こうして、ステップＳ１〜Ｓ１２の各工程の（時間経過を含む）推移および各種条件と、その各工程を経たＤＮＡチップ１２の検出結果とが、生化学反応カートリッジ１のＩＣチップ２５に記憶される。この蛍光検出工程（ステップＳ１５）の詳細については後述する。
【００７５】
それから、ステップＳ１６において、制御部１７が、蛍光検出したパターンを分析する。なお、生化学反応カートリッジ１が、予め処理装置に記憶されていない種別である場合には、検出パターンの分析にあたって、ＩＣチップ２５に書き込まれている分析用情報を読み込み、その分析用情報に基づいて分析を行う。
【００７６】
ここで、本実施形態における蛍光検出と分析の原理について説明する。例えば、生化学反応カートリッジ１およびＤＮＡチップ１２が感染症検出用のものである場合には、ＤＮＡプローブ３２の設定の仕方によって、いくつかの感染症が一度に検出できる。ＤＮＡプローブ３２が５×５のマトリックス状に配置されたＤＮＡチップ１２を例にとって考えると、感染症Ａ〜Ｅがそれぞれ単独で検出されたときのパターンが図１０（ａ）〜（ｅ）に示す５通りとなるように設定できる。なお、図１０（ａ）〜（ｅ）において、黒丸は、ターゲットがＤＮＡプローブ３２とハイブリダイゼーションして捕捉されており、ターゲットに付着した蛍光物質（蛍光標識）が蛍光を発している状態を示す。一方、白丸は、ターゲットがＤＮＡプローブ３２とハイブリダイゼーションせず捕捉されずに、蛍光標識が存在しない状態を示している。
【００７７】
図１０（ａ）〜（ｅ）に示す例では、同一列に含まれるＤＮＡプローブ３２は全て、同じ感染症に感染したときに存在するＤＮＡとハイブリダイゼーションするように設定されている。そして、各列毎に異なる感染症のＤＮＡに対応するように設定されている。従って、図１０（ａ）のパターンの検出結果が得られた場合には、感染症Ａへの感染が認められ、同様に、図１０（ｂ）〜（ｅ）のパターンの検出結果が得られた場合には、それぞれ感染症Ｂ〜Ｅへの感染が認められる。このような検出パターンに基づく感染判断方法は、制御部１７に予め記憶されている分析用情報に含まれている。
【００７８】
このように、蛍光物質が付着したＤＮＡプローブ３２の配列パターンに基づいて、目的とする検体分析を精度良く行うためには、ステップＳ１５において、蛍光検出を精度良く行うことが重要である。そこで、本実施形態の蛍光検出工程を、図１１に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００７９】
まず、ステップＳ１０１において、フィルタ３９を、ＤＮＡチップ１２から光電子増倍管３７に至る光路から外す。そして、ＸＹステージ２９（図１参照）を動作させて、レーザ光発生器３４からのレーザ光（励起光）がＤＮＡチップの反射板３３に入射するように生化学反応カートリッジ１を動かす。そこで、ステップＳ１０２において、レーザ光発生器３４から反射板３３に励起光を照射し、ステップＳ１０３において、光電子増倍管３７により反射板３３からの反射光の光強度測定を開始する。その状態で、ステップＳ１０４において、対物レンズ３６を上下に移動させながら光電子増倍管３７による光強度測定値が最大になる位置を探す。そして、光強度測定値が最大になる位置に対物レンズ３６を固定する。それから、ステップＳ１０５において、最大となった光強度測定値を、予め記憶されている光強度基準値と比較してその割合を算出する。なお、光強度基準値は、予め基準の基板と基準の励起光とを用いて実験的に得られた反射光の強度である。
【００８０】
それから、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で求められた割合に基づいて、レーザ光発生器３４の出力強度を調整する。すなわち、光強度測定値が光強度基準値よりも大きい場合には出力強度を弱くし、光強度測定値が光強度基準値よりも小さい場合には出力強度を強くして、光強度測定値が光強度基準値にできるだけ一致するようにする。なお、図示しない調整手段がレーザ光発生器３４の出力強度を調整してもよいが、レーザ光発生器３４自体または制御部１７が出力強度を調整する調整手段として作用してもよい。
【００８１】
以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０６によって準備作業を行ったら、ステップＳ１０７において、フィルタ３９を、ＤＮＡチップ１２から光電子増倍管３７に至る光路上に移動する。そして、ステップＳ１０８において、ＸＹステージ２９を動作させて、レーザ光発生器３４からのレーザ光（励起光）がＤＮＡチップ１２のＤＮＡプローブ３２群の検出開始位置に入射するように生化学反応カートリッジ１を動かす。そこで、ステップＳ１０９において、ＸＹステージ２９をＸ方向に主走査させながら、レーザ光発生器３４からＤＮＡチップ１２の１ライン分の領域に励起光を照射する。励起光が照射された位置にあるＤＮＡプローブ３２に蛍光物質が存在していれば、すなわち蛍光物質（蛍光標識）が付着したＤＮＡがハイブリダイゼーションしていれば、蛍光物質が蛍光を発生する。この蛍光は、フィルタ３９を透過して光電子増倍管３７によって検出される。こうして、１ライン分の蛍光の光強度を測定する。この測定結果によって、感染症Ａへの感染の有無を知ることができる。なお、反射光など蛍光以外の光はフィルタ３９によって遮断され、光電子増倍管３７に入射しないため、検出ノイズが生じにくい。
【００８２】
また、本実施形態では、ステップＳ１０５において励起光の出力強度を調整しているため、予め記憶されている分析用情報に基づいて蛍光の光強度の測定を行っても検出誤差が小さい。
【００８３】
ただし、ステップＳ１０５において、光強度測定値と光強度基準値とを一致させることが困難である場合には、光強度基準値に換算するための補正式を求めておく。そして、ステップＳ１１０において、予め記憶されている分析用情報とこの補正式とを利用して、精度良く蛍光検出を行うことができる。例えば、ステップＳ１０５において調整しても光強度測定値が光強度基準値よりも大きくなる場合には、その差の１／２だけ測定値から減じる補正を行う。逆に、ステップＳ１０５において調整しても光強度測定値が光強度基準値よりも小さくなる場合には、その差の１／２だけ測定値に加える補正を行う。
【００８４】
このようにして１ラインの蛍光検出が完了したら、ステップＳ１１１においてＸＹステージ２９を動作させて、１ライン分だけ生化学反応カートリッジ１をＹ方向に副走査させる。
【００８５】
ステップＳ１１２において、マトリックス状のＤＮＡプローブ３２の最終ラインの蛍光検出が完了したことが確認されるまで、主走査および蛍光検出（ステップＳ１０９〜Ｓ１１０）と、副走査（ステップＳ１１１）を交互に繰り返す。ステップＳ１１２においてマトリックス状のＤＮＡプローブ３２の最終ラインの蛍光検出が完了したことが確認されると、ステップＳ１１３においてＸＹステージ２９を動作させて、生化学反応カートリッジ１を初期位置へ移動させる。この時、図２に示す暗箱４０のシャッタを開いて搬出口４２を開放させてから、カートリッジ搬送部２７が生化学反応カートリッジ１を検出部２８から外部に搬送する。
【００８６】
本実施形態では、ＤＮＡチップ１２の基板の材質や厚さや屈折率が異なるなど、様々な種類の生化学反応カートリッジ１を用いて蛍光物質の検出を行う上で、実際の光強度測定値が光強度基準値と一致するように調整することができる。こうして、内蔵するＤＮＡチップ１２の基板が異なる生化学反応カートリッジ１を測定する際にも、ほぼ同一の蛍光物質励起条件および蛍光検出条件の下で測定を行うことができる。従って、測定結果が安定していて、予め求められている分析用情報（例えば良否判定データ）との比較が簡単にできる。また、予め求められている分析用情報（例えば良否判定データ）を使用して分析を行うことが容易にできるため、処理速度が速くなり、データ換算等の間違いが発生する要因が減り、迅速に正確な結果が得られるという効果がある。その結果、常に精度良く検体の分析が行える。
【００８７】
このような蛍光検出工程を行う上で、本実施形態では、ステップＳ１０１〜Ｓ１１２と並行して、制御部１７が、照度センサ４３の測定する照度の値を監視している。そして、異常な値を検出すると直ちに、制御部１７は割り込み処理機能により蛍光検出動作を中断する。具体的には、光電子増倍管３７の動作を停止させる。その上で、搬入口４１および搬出口４２のシャッタを再度閉じる動作を行わせる。その後、照度センサ４３の測定値が正常になっていることが確認されると、蛍光検出動作を再開させる。照度センサ４３の測定値が正常になっていなければ、何らかのトラブルでシャッタが閉じられない可能性があるので、蛍光検出動作を中止する。
【００８８】
前記したように本実施形態では、暗箱４０のシャッタを閉じて搬入口４１および搬出口４２を塞ぎ、検出部２８を暗室状態にすることによって、外光の影響を受けずに精度良く蛍光検出が行える。そして、例えば何らかの異常によってシャッタが閉じられずに搬入口４１または搬出口４２が開いたままになるなど、検出部２８の明るさが正常でない場合には、照度センサ４３がそれを検知する。そして、制御部１７が蛍光検出動作を中断させることによって、検出不良を未然に防ぐことができる。さらに、照度が異常であった場合には回復処理を行って（シャッタを閉じる動作を再度行わせて）、異常発生時にも直ぐに回復させて正確な蛍光検出結果を得ることができる。また、回復処理の成否についても確認されるので、万一、回復処理がうまくいかなかった場合には蛍光検出動作を中止してしまい、誤った検出結果を出すことはない。
【００８９】
検出部２８が、搬入口４１または搬出口４２からレーザ光が外に漏れる構造である場合には、蛍光検出動作中に照度センサ４３が異常な値を観測したら、直ちにレーザ光発生器３４の動作を停止するか、レーザの光路を遮断する構成であることが好ましい。このような構成によると、レーザが外部に漏れるのを防げるという効果がある。
【００９０】
蛍光検出動作を中止または中断する方法としては、前記したように光電子増倍管３７の動作を停止させることと、レーザ光発生器３４の動作を停止させることと、レーザ光発生器３４からの光路を遮断することなどが考えられる。本発明では、これらの方法のうちのいずれを採用してもよく、また、これらの方法を任意に組み合わせて実施してもよい。光電子増倍管３７の動作を停止させる場合には、外光が光電子増倍管３７に過剰な光として入り込むのを未然に防ぎ、光電子増倍管３７のダメージを受けにくくするという効果がある。一方、レーザ光発生器３４の動作を停止させたり、レーザ光発生器３４からの光路を遮断する場合には、検出部２８の外部にレーザが漏れることを防ぎ、ユーザに対する安全性の向上が図れるという効果がある。さらには、蛍光色素への不要なダメージを抑制することができ、再検出の際の検出精度の向上が図れる。
【００９１】
また、図示しないが、検出部２８を覆う暗箱４０を２重構造にし、一番内側に光電子増倍管３７を配置し、その外側に照度センサ４３を配置する構成にしてもよい。この場合、誤って搬入口４１または搬出口４２等から外光が入ってきたときに、外光が内箱内の光電子増倍管３７に入射する前に、まず外箱内の照度センサ４３が反応して制御部１７が蛍光検出動作を中断させる。従って、外光の影響がない、または少ない段階で光電子増倍管３７の動作を中断でき、光電子増倍管３７のダメージをより確実に防げるという効果がある。
【００９２】
以上説明した通り、本実施形態の生化学反応カートリッジ１は、検体の注入口と、検体が入るチャンバと、試薬が入ったチャンバと、検体・試薬の混合液・反応液が流れるチャンバと、流路と、複数のノズル入口とを有する。ノズル入口はチャンバに連通しており、ノズル入口とチャンバの間の流路には空気が存在している。ノズル入口に加圧または減圧を行うノズルが挿入され、このノズルによって空気が加圧または減圧されると、検体や試薬が各チャンバ間を移動する。その結果、生化学反応カートリッジ１の内部で一連の生化学反応が行われる。前記したように蛍光物質が標識されているＤＮＡを検体として用いると、生化学反応の結果は蛍光の強度を検出することで求められる。本実施形態では、励起光により励起された蛍光を検出する際に、照度センサ４３が検出部２８の照度を監視し、異常な値が観測されたときには、制御部１７が、レーザ光発生器３４および光電子増倍管３７による蛍光検出動作を一時中断する。そして、搬入口４１および搬出口４２を一旦開き、再度閉じる処理を行って、暗室状態の回復を図る。照度センサ４３の測定した照度が正常な範囲に入ると、暗室状態の回復が確認され、制御部１７は蛍光検出動作を再開させる。このように、外光の影響がある場合にも、照度が正常な範囲内になるように回復処理を行うことにより、高精度の蛍光検出が可能になる。
【００９３】
ただし、照度センサ４３が検出部２８の照度を監視し、異常な値が観測されたときに、直ちに制御部１７が蛍光検出動作を中止する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態の生化学反応分析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す生化学反応分析装置の要部を示す斜視図である。
【図３】図１に示す生化学反応分析装置の蛍光検出装置を示す概略側面図である。
【図４】図１に示す生化学反応分析装置の生化学反応カートリッジの斜視図である。
【図５】図４に示す生化学反応カートリッジの平面断面図である。
【図６】図４に示す生化学反応カートリッジのＤＮＡチップの平面図である。
【図７】図１に示す生化学反応分析装置における処理工程を示すフローチャートである。
【図８】図４，５に示す生化学反応カートリッジのチャンバの一部を通る縦断面図である。
【図９】図４，５に示す生化学反応カートリッジの他のチャンバを通る縦断面図である。
【図１０】ＤＮＡチップの蛍光物質検出パターンの例を示す模式図である。
【図１１】図７に示す処理工程の蛍光物質検出工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
３０  蛍光検出ユニット（蛍光検出装置）
３４  レーザ光発生器（レーザ光源）
３７  光電子増倍管
４３  照度センサ（照度検出手段）
【図１】
2007315772.tif 000003
【図２】
2007315772.tif 000004
【図３】
2007315772.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007315772.tif 000007
【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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