(57)【要約】【課題】  本発明は自動バクテリア等検出装置及びその方法に関するものであり、発生した病気の病原体等の特定等の処理を現場において、確実、迅速かつ安全に行うことができることを目的とするものである。【解決手段】  目的物質と結合可能に形成された複数の磁性粒子を含有する採取用懸濁液を収容する採取用懸濁液収容容器を有し、該採取用懸濁液を目的地の土壌または空気と接触させて、該土壌中、該土壌表面または該空気中の目的物質を前記磁性粒子と結合可能とする目的物質採取器と、前記磁性粒子を磁場を及ぼすことで分離する磁性粒子分離器と、分離した磁性粒子から得られた目的物質に所定処理を施す目的物質処理器と、所定処理を施された目的物質または目的物質から得られた標的の光学的状態を測定する光測定器と、を有するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的物質と結合可能に形成された複数の磁性粒子を含有する採取用懸濁液を収容する採取用懸濁液収容容器を有し、該採取用懸濁液を目的地の土壌または空気と接触させて、該土壌中、該土壌表面または該空気中の目的物質を前記磁性粒子と結合可能とする目的物質採取器と、磁場を及ぼすことで前記磁性粒子を分離する磁性粒子分離器と、分離した磁性粒子から得られた目的物質に所定処理を施す目的物質処理器と、
所定処理を施された目的物質または目的物質から得られた標的の光学的状態を測定する光測定器と、を有する自動バクテリア等検出装置。
【請求項２】
前記目的物質採取器は、前記採取用懸濁液収容容器内の前記採取用懸濁液を、前記目的地の所定範囲の土壌に向けて散布する散布器と、
磁石、および該磁石を支持する磁石支持部を有する磁石支持体と、
少なくとも前記磁石の磁極部分を外接するように覆う非磁性素材で形成され前記磁石支持体に着脱可能に装着される非磁性被覆体と、
該非磁性被覆体を収容可能な大きさおよび形状をもち前記非磁性被覆体から離脱させた磁性粒子を受け入れる離脱磁性粒子受入容器と、
少なくとも前記磁石支持体を、少なくとも前記離脱磁性粒子受入容器または土壌に対して相対的に移動可能とする移動機構と、
前記非磁性被覆体を前記磁石支持体から脱着させる脱着機と、を有する請求項１に記載の自動バクテリア等検出装置。
【請求項３】
前記磁石支持体は、2以上の棒状磁石若しくは2以上のピン状磁石を有し、前記磁石支持部は、該2以上の棒状磁石若しくは2以上のピン状磁石が配列された磁石支持面を有し、該2以上の棒状磁石若しくは2以上のピン状磁石は該磁石支持面から突出するように支持される請求項２に記載の自動バクテリア等検出装置。
【請求項４】
前記目的物質採取器は、目的地の所定範囲の空気を前記採取用懸濁液収容容器内の採取用懸濁液内に導入する気体導入器を有する請求項１に記載の自動バクテリア等検出装置。
【請求項５】
前記磁性粒子分離器は、前記離脱磁性粒子受入容器または前記採取用懸濁液収容容器と連通する流入用流路と、該流入用流路と連通し、前記離脱磁性粒子受入容器または前記採取用懸濁液収容容器よりも小さい容量をもつ分離用収容部と、該分離用収容部と連通する流出用流路と、前記分離用収容部の外側に設けられ該分離用収容部内に磁場を及ぼして該分離用収容部の内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁石と、を少なくとも有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の自動バクテリア等検出装置。
【請求項６】
無人搬送機をさらに有し、前記目的物質の採取は無人搬送機を利用して行い、前記測定結果は送信部より送信可能である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の自動バクテリア等検出装置。
【請求項７】
前記目的物質処理器は、該目的物質からＤＮＡを抽出するＤＮＡ抽出部と、抽出されたＤＮＡを蛍光試薬を用いて増幅するＰＣＲ温度制御器を有し、所定処理を施された目的物質または該目的物質から得られた標的の光学的状態とは、ＤＮＡの増幅の際の蛍光強度である請求項１に記載の自動バクテリア等検出装置
【請求項８】
目的物質と結合可能に形成された複数の磁性粒子を含有する採取用懸濁液を採取用懸濁液収容容器内に収容し、該採取用懸濁液を目的地の土壌または空気と接触させて、該土壌中、該土壌表面または該空気中の目的物質を前記磁性粒子に結合させて採取する目的物質採取工程と、
磁場により前記磁性粒子を分離する磁性粒子分離工程と、
分離した磁性粒子から得られた目的物質に所定処理を施す目的物質処理工程と、
前記処理を施された目的物質または該目的物質から得られた標的の光学的状態を測定する測定工程とを有する自動バクテリア等検出方法。
【請求項９】
前記目的物質採取工程は、前記採取用懸濁液収容容器内の前記採取用懸濁液を、目的地の所定範囲に散布する散布工程と、
磁石および該磁石を支持する磁石支持部を有する磁石支持体の少なくとも前記磁石の磁極部分を、外接して覆うように形成された非磁性被覆体を前記磁石支持体に着脱可能に装着させて、該非磁性被覆体を前記所定範囲の土壌中または土壌表面に接触させる非磁性被覆体接触工程と、
前記非磁性被覆体を収容可能な大きさおよび形状を持つ離脱磁性粒子受入容器内において、前記磁石支持体から前記非磁性被覆体を脱着させる脱着工程と、  
前記非磁性被覆体から離脱させた磁性粒子を前記離脱磁性粒子受入容器内に収容して液中に懸濁する離脱磁性粒子懸濁工程を有する請求項８に記載の自動バクテリア等検出方法。
【請求項１０】
前記目的物質採取工程は、目的地の所定範囲の空気を、前記採取用懸濁液を収容する前記採取用懸濁液収容容器内に収容された前記採取用懸濁液内で微細バブル化することで導入する気体導入工程を有する請求項８に記載の自動バクテリア等検出方法。
【請求項１１】
前記磁性粒子分離工程は、前記採取用懸濁液収容容器または前記離脱磁性粒子受入容器から流路を通して、前記採取用懸濁液収容容器または前記離脱磁性粒子受入容器よりも小さい容量を持つ分離用収容部を通過するように前記採取用懸濁液または磁性粒子懸濁液を流し、該分離用収容部の外部に設けられた磁石により該分離用収容部内に磁場を及ぼすことで、該分離用収容部の内壁に磁性粒子を吸着させる分離用収容部内吸着工程と、該分離用収容部の外部に設けられた前記磁石による該分離用収容部内の磁場を除去、該分離用収容部内に分注チップを挿入して吸着された磁性粒子を再懸濁化し、前記分注チップ内に該磁性粒子懸濁液を吸引する分注チップ吸引工程とを有する請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の自動バクテリア等検出方法。
【請求項１２】
前記目的物質採取工程は、前記無人搬送機を利用して、前記目的物質の採取を行い、前記測定結果は送信部より送信される請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の自動バクテリア検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動バクテリア等検出装置およびその方法に関するものであって、特に、目的地の特定した場所に搬送して該場所の土壌表面、土壌中、大気中等の環境から自動的にバクテリア、ウィルス、生体物質、汚染物質、毒素等を直接採取してその採取したバクテリア等の遺伝子等を分析することができる自動バクテリア等検出装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新種または未知の細菌やウィルス等による新たな病気が発生し、また、生物化学兵器の使用や、バイオテロのおそれが現実味を帯びてくると、前記バクテリア等の分析を、戦場や、病気の発生地域や、テロ現場等の場所に行って迅速に実行する必要性が高まってきている。その際、医師、研究者または調査員等を現場に直接派遣して原因を究明することは、医師や研究者等に対する感染の恐れがある。また、病気の発生地域等が遠隔地や、山岳地帯や、紛争地域や戦場である場合には、医師や研究者等がそこに到達すること自体が困難であったり、戦闘に巻き込まれる恐れが高い。このような場合には、該場所にバクテリア、ウィルス等の検出を行うことができる検出装置を、無人で、搬送し、該環境を構成する土壌や大気等に含まれるバクテリア、ウィルス、生化学物質、有害物質等を自動的に採取し、分析し、またはその結果を得ることができれば、医師や研究者等の感染を防止し、その負担を軽減し、かつその身の安全を図ることができる。
【０００３】
しかしながら、無人で、土壌等を採取して分析を行うためには、土壌等の採取機構を必要とし、採取した土壌等を溶液と混合した上で、バクテリア等の抽出処理を行う必要があり、装置が複雑化し、または装置規模が増大し、製造費用が膨大になるおそれがあった。また、土壌には、砂地、粘土、コンクリート、岩等があり、目的地の土壌が、採取の困難な場合であるおそれがあった。
【０００４】
さらに、空気中のバクテリアを採取するために、ポア径が0.25μm程度の大きさでニトロセルロースやテフロン（登録商標）等を用いた平面フィルタ（厚さ：0.1mm）やポア径の大きい肉厚のガラス焼結フィルタ（厚さ：5mm）を用いるものがあった。これらのフィルタを用いた場合には、ポア径が小さい場合には目詰まりが起こりやすいだけでなく、ポア径及び肉厚が大きい場合には通気性は良いが、該フィルタに吸着したバクテリア等を回収するためにフィルタに振盪や撹拌を加える必要があり、回収のために複雑な機構や大きな装置規模を必要とし製造費用が膨大になり、かつ処理に時間がかかるという問題点を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５３７１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、第１の目的は、バクテリア等の採取に磁性粒子を用いることで、土壌の採取やポア径の小さいフィルタの使用等を不要として、無人で、目的物質の採取から、目的物質の抽出、処理および測定までを、一貫して確実かつ安全に行うことができる自動バクテリア等検出装置及びその方法を提供することである。
【０００７】
第２の目的は、安価に製造できて、簡単で、コンパクトな装置規模をもつ自動バクテリア等検出装置およびその方法を提供することである。
【０００８】
第３の目的は、目的物質の採取現場において容易、迅速かつ効率良く、少ない工程で処理を行って精度および信頼性の高い分析を行うことができる自動バクテリア等検出装置およびその方法を提供することである。
【０００９】
第４の目的は、種々の目的物質、例えば、ＤＮＡ等の遺伝子、免疫物質、蛋白質、種々の生体内物質、細菌等の微生物、ウィルス等に対応することが可能な汎用性の高い自動バクテリア等検出装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、目的物質と結合可能に形成された複数の磁性粒子を含有する採取用懸濁液を収容する採取用懸濁液収容容器を有し、該採取用懸濁液を目的地の土壌または空気と接触させて、該土壌中、該土壌表面または該空気中の目的物質を前記磁性粒子と結合可能とする目的物質採取器と、磁場を及ぼすことで前記磁性粒子を分離する磁性粒子分離器と、分離した磁性粒子から得られた目的物質に所定処理を施す目的物質処理器と、所定処理を施された目的物質または目的物質から得られた標的の光学的状態を測定する光測定器と、を有する自動バクテリア等検出装置である。
【００１１】
「目的物質」とは、検出の対象となる化学物質、生体物質、微生物等の生体であって、「化学物質」には、毒素、環境汚染物質等を含み、「生体物質」には、タンパク質、核酸（ＤＮＡ，ＲＮＡ，ｍＲＮＡ等）、多糖等を含み、タンパク質には免疫物質も含む。「微生物」には、ウィルス、プラスミド、細菌、細胞等を含む。「標的」とは、該目的物質から得られた物質であって、例えば、目的物質が細胞、ウィルス、細菌等の生体の場合には、標的は、これらのＤＮＡやＲＮＡである。目的物質がＤＮＡ，ＲＮＡの場合には、これらから得られたＤＮＡ断片である。
【００１２】
「磁性粒子」とは、磁性をもつ粒子であって、その大きさは、例えば、約1nmから100μmである。該サイズ、質量、材料、構造（単一ドメイン、表面に種々の被覆物質で被覆等）、その性質（常磁性、超常磁性、強磁性等、フェリ磁性、磁力の大きさ）等は、その処理目的に応じて定めることができる。該材料としては、水酸化鉄、酸化鉄水和物、酸化鉄、混合酸化鉄、あるいは鉄、γ-Fe2O3、 Fe3O4等からなる。磁性粒子は、前記材料に種々の被覆物質で被覆することによって得られる。被覆物質としては、各種の官能基を生じさせる有機物質、イオンを生じさせるイオン性物質、磁場による凝集や沈澱を防ぐ表面安定化物質（脂肪族ジー、ポリカルボン酸およびこれらの置換生成物および誘導体等）、特異的結合物質（リガンド、受容体等）、薬利的活性物質、多孔性物質等がある。または、非磁性担体、例えば、シリカ、ガラス、セラミックス、金属等の無機物、またはセルロース、アガロース・ゲル、ゴム、ナイロン、樹脂等の有機物に、磁性体を付着、内蔵または結合することで磁化して磁性粒子として用いるようにしても良い。
【００１３】
「リガンド」とは、特定の受容体により結合される分子であって、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク質、糖、糖鎖、ペプチド等の生体物質を含む。例えば、細胞膜受容体に対するアゴニストおよびアンタゴニスト、毒素（toxin および venom）、ウイルスエピトープ、ホルモン、ホルモン受容体、ペプチド、酵素、酵素基質、レクチン、糖、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、オリゴサッカライド、抗体等である。天然物質でも人工物質でも良い。「受容体」とは、前記リガンドに結合性を有するものであり、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク質、糖、糖鎖、ペプチド等の生体物質を含むものである。より具体的な受容体とリガンドとの組合せとしては、例えば、核酸と相補的核酸、マルトース結合タンパク質とマルトース、酵素と基質、各種の抗原と抗体（例えば、ビオチンとアビディン、ビオチンとストレプトアビディン等）、IgGとプロテインA、ATP結合タンパク質とATP等がある。
【００１４】
「採取用懸濁液」とは、所定の目的物質を結合可能な磁性粒子が懸濁する水、バッファ液であって、所定の目的物質を磁性粒子への結合に必要な物質または結合を促進する物質を含有する場合もある。例えば、目的物質として、細菌や細胞を採取する場合には、該磁性粒子としては、糖鎖で被覆されている場合、プラスの電荷をもつアミノ基を官能基として固定されている場合、抗体が固定されている場合、アパタイトで被覆されている場合が好ましい。
ウィルスを採取するには、例えば、表面が多孔質素材で被覆されている場合やシリカゲルを有する物質で被覆された磁性粒子を用いる。
目的物質または標的として、ＤＮＡ，ＲＮＡ等を採取する場合には、界面活性剤、酵素等を含有する必要な試薬溶液に多孔質の表面を持つ磁性粒子や、シリカで被覆された磁性粒子を懸濁させて、細胞成分を分解し、細胞内から目的とするＤＮＡ，ＲＮＡ等を採取する。
【００１５】
「磁性粒子分離器」とは、採取用懸濁液または後述する磁性粒子懸濁液から、磁場を及ぼすことで磁性粒子を分離する装置であって、例えば、前記採取用懸濁液収容容器や後述する離脱磁性粒子受入容器と連通する流路または該流路と連通する分離用収容部の外側に設けた磁石によって、前記容器から移送される前記液に対して磁場を及ぼすことで流路の内壁に磁性粒子を吸着させることで分離する装置である。前記液の移送は、重力またはポンプ等による。
【００１６】
「目的物質処理器」とは、目的物質の存在、種類、量等を光学的に測定可能とするように処理する手段であって、処理には、目的物質の磁性粒子からの解離処理（例えば、アミノ基によりバクテリア等を結合する場合には、アミノ基を含有する化学物質や＋電荷をもつ化学物質を含む水溶液を有する解離液であり、抗体によりバクテリア等を結合する場合にはバッファ液やカルシウムイオンやマグネシウムイオンを含む水溶液からなる解離液と反応させる）、抽出処理、洗浄処理、反応処理、分注処理または温度制御が含まれる。例えば、目的物質がＤＮＡやＲＮＡの場合には、磁性粒子に結合した生体、細胞、ウィルス、細菌の組織や細胞を界面活性剤、酵素を用いて破壊して、分離抽出溶液を用いて、ＤＮＡを抽出し、増幅用溶液、例えば、リアルタイムＰＣＲ法による増幅を行う場合には、蛍光物質を含有する蛍光試薬を用いて、インターカレーション法、ハイブリダイゼーション法、およびＬＵＸ法によって行う。「インターカレーション法」は、SYBR（登録商標）GREEN Ｉ，エチジウムブロマイド等の蛍光物質が伸長反応の際に、二本鎖ＤＮＡに入り込み、励起光の照射によって蛍光を発する特定を利用してＤＮＡ量を測定する方法である。したがって、増幅用溶液中には、少なくとも、前記蛍光物質と、該蛍光物質の発光を抑制するクエンチャーを含有させることになる。「ハイブリダイゼーション法」は、ＰＣＲプライマに加え、蛍光物質で標識化したＤＮＡプローブを用いて目的のＰＣＲ産物だけを検出する方法である。すなわち、蛍光物質で標識化したＤＮＡプローブが目的のＰＣＲ産物にハイブリダイゼーションすることで、そのハイブリダイズしたＤＮＡ（量）が検出される。
【００１７】
「ＬＵＸ法」は、オリゴ核酸に標識化した蛍光物質の蛍光シグナルが、そのオリゴ核酸の形状（配列や一本鎖または二本鎖）によって影響される性質を利用したものである。実際のリアルタイムＰＣＲでは、1種類の蛍光物質で標識化したＰＣＲプライマ（ＬＵＸプライマ）とそれに対する何も標識化されていないＰＣＲプライマを用いてリアルタイムＰＣＲを行う。そのＬＵＸプライマは、蛍光物質を３'末端付近に標識化してあり、５'末端との間でヘアピン構造を取るように設計されている。ＬＵＸプライマがヘアピン構造を取っているときは消光効果が解かれて蛍光シグナルが増大するようになる。このシグナル増大を測定することによって、ＰＣＲ産物量を測定することができる。
【００１８】
「光学的状態」とは、発光、呈色、変色または変更等の状態である。光学的状態は、発光若しくは変更による光、呈色若しくは変色に対し照射した光の反射光若しくは透過光、散乱光等を受光することで測定される。
【００１９】
前記目的物質採取器、磁性粒子分離器、前記目的物質処理器、および前記光測定器に対しては、別途設けられた操作指示部により制御される。該操作指示部には、内蔵したコンピュータ（ＣＰＵ）および該コンピュータを駆動するプログラムからなり、例えば、ＤＡ変換器を通して信号を目的物質採取器、磁性粒子分離器、及び前記目的物質処理器、および前記光測定器に送ることによって操作指示がなされることになる。また、該操作指示部には、送信部が設けられていて、前記光測定器の測定結果を操作者に送信可能とするのが好ましい。また、操作指示部には、操作者からの指示を受信する受信部も同様に設けられていることが好ましい。さらに、これらの前記目的物質採取器、磁性粒子分離器、目的物質処理器、光測定器、および操作指示部は枠体に組み込まれ、枠体ごと、例えば、無人搬送機により搬送可能であり、目的地にあっては必要な容器の水平性が保たれるように支持され、またはそのような場所を選んで載置される。
【００２０】
第２の発明は、前記目的物質採取器は、前記採取用懸濁液収容容器内の前記採取用懸濁液を、前記目的地の所定範囲の土壌に向けて散布する散布器と、磁石、および該磁石を支持する磁石支持部を有する磁石支持体と、少なくとも前記磁石の磁極部分を外接するように覆う非磁性素材で形成され前記磁石支持体に着脱可能に装着される非磁性被覆体と、該非磁性被覆体を収容可能な大きさおよび形状をもち前記非磁性被覆体から離脱させた磁性粒子を受け入れる離脱磁性粒子受入容器と、少なくとも前記磁石支持体を、少なくとも前記離脱磁性粒子受入容器または土壌に対して相対的に移動可能とする移動機構と、前記非磁性被覆体を前記磁石支持体から脱着させる脱着機と、を有する自動バクテリア等検出装置である。
【００２１】
ここで、「散布」は、散布するための流管を通して行い、例えば、電磁コック付蛇口を前記採取用懸濁液収容容器の底面または側面の下側に設け、散布するための流管として該蛇口を開くことによって行う。さらには、蛇口にジョウロの口部やシャワーヘッドを付けて液をシャワー状に散布するのが好ましい。なお、散布量は、例えば100mLから100Lである。「非磁性素材」とは、非磁性体からなる素材であって、プラスチック、樹脂等からなり、膜状または薄板状の薄肉素材であることが好ましい。例えば、0.01mm〜1mm程度の厚さをもつ。前記「磁石支持体」の「磁石」の形状は、棒状磁石、ピン状磁石、馬蹄形状磁石、平面状磁石、円筒状磁石、リング状磁石等であり、その個数は、1または複数個であり、前記各種形状の組み合わせであっても良い。前記「磁石支持部」は、前記磁石の少なくとも一方の磁極が露出するように支持するのが好ましい。複数の磁石を支持する場合には、磁石は、水平状の土壌を考慮して、平面状またはやや湾曲した曲面状の磁石支持面に沿って配列するのが好ましい。磁石支持面は、例えば、磁石支持プレートに形成される。ここで、磁石の強さは、例えば数100ガウス以上であり、好ましくは1000ガウス〜6000ガウス程度である。
【００２２】
「目的地の所定範囲」とは、目的地の周辺で、前記採取用懸濁液と接触させる土壌の面積または空気の体積であって、土壌の場合には、例えば、5cm平方、50cm平方、1m平方の正方形の範囲である。
【００２３】
「前記非磁性被覆体の前記磁石支持体」への装着は、該非磁性被覆体の前記磁石支持体の前記磁石または前記磁石支持体自体への嵌合によって行う。「前記非磁性被覆体の前記磁石支持体」からの脱着は、例えば、該非磁性被覆体を前記磁石支持体からこそぎ落すことで行う。したがって、「移動機構」は、少なくとも前記磁性体配列体を（前記非磁性被覆体とともに）前記離脱磁性粒子受入容器若しくは該容器等が組み込まれた枠体に対して相対的に移動させるために必要である。該移動機構は、前記非磁性被覆体から脱着させるための移動に用いたり、土壌に対して移動させることを兼ねることができる。該移動機構は、例えば、ボール螺子、該ボール螺子の回転駆動用モータおよび該ボール螺子に螺合するナット部を有し、前記磁石支持体の磁石支持部は前記ナット部に連結されているようなものである。また、タイミングベルト、プーリー、モータを用いて構成しても良い。前記移動機構は、少なくとも前記磁石支持体を移動可能であるので、該磁石支持体の他、例えば、前記散布器の前記流管を移動可能としても良い。この場合、前記流管は、例えば、前記目的地の所定範囲を覆う長さの可撓性のあるホースであり、前記磁石支持体と該散布器のホースとは、前記磁石の磁力が前記ホースの全体に及ばない程度距離をおいて前記磁石支持部に前記ホースの先端部を保持させることで、前記移動機構によって該散布器の前記ホースを移動可能とすることができる。また、「脱着機」としては、前記移動機構が前記磁性体配列体を上下方向に動かすことが可能である場合には、前記非磁性被覆体に対して水平方向に、例えば、リニアモータを用いて進退動作可能な脱着部材を該非磁性被覆体の移動経路であって、前記磁石支持体の移動経路を妨害しない程度に前進させた上で、前記移動機構によって前記磁石支持体を上昇させることで脱着することができる。
【００２４】
前記散布器、磁性粒子分離器、移動機構、および脱着機に対して操作指示部により操作指示がなされることになる。
【００２５】
第３の発明は、前記磁石支持体は、2以上の棒状磁石若しくは2以上のピン状磁石を有し、前記磁石支持部は、該2以上の棒状磁石若しくは2以上のピン状磁石が配列された磁石支持面を有し、該2以上の棒状磁石若しくは2以上のピン状磁石は該磁石支持面から突出させて支持される自動バクテリア等検出装置である。
【００２６】
この場合、前記棒状磁石またはピン状磁石は、その長手方向に沿った磁化線（磁極と磁極を結ぶ線）が設けられ、同一の磁石を用いて等間隔で行列状に配列するのが好ましい。隣接する棒状磁石間若しくはピン状磁石間では、各磁極（Ｎ, Ｓ）が相異なるように配列されるのが好ましい。磁石支持面は、平面状またはやや湾曲したプレート状の磁石支持プレートに形成されるのが好ましい。前記棒状磁石またはピン状磁石の一方の磁極は露出するように設けられていることになる。  
【００２７】
第４の発明は、前記目的物質採取器は、目的地の所定範囲の空気を前記採取用懸濁液収容容器内の採取用懸濁液内に導入する気体導入器を有する自動バクテリア等検出装置である。
【００２８】
「目的地の所定範囲」とは、空気の場合には、前記採取用懸濁液が収容されている容器内に導入可能な目的地にある空気量であり、例えば、1L〜100Lである。
「気体導入器」としては、空気を前記採取用懸濁液内で微細バブル化する微細バブル化機構である。該微細バブル化機構によって、空気の表面積を増大させて、該微細バブル表面に存在する目的物質と、該採取用懸濁液に懸濁する磁性粒子とを接触させる機会を増加させる。該微細バブル機構には、例えば、超音波振動器、音波振動器、泡だて器、各種攪拌機がある。
【００２９】
第５の発明は、前記磁性粒子分離器は、前記離脱磁性粒子受入容器または前記採取用懸濁液収容容器と連通する流入用流路と、該流入用流路と連通し、前記離脱磁性粒子受入容器または前記採取用懸濁液収容容器よりも小さい容量をもつ分離用収容部と、該分離用収容部と連通する流出用流路と、前記分離用収容部の外側に設けられ該分離用収容部内に磁場を及ぼして該分離用収容部の内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁石と、を少なくとも有する自動バクテリア等検出装置である。
【００３０】
該離脱磁性粒子受入容器または前記採取用懸濁液収容容器から前記分離用収容部への液の移送は、例えば、ポンプ（例えば、蠕動ポンプ）や重力を利用して行う。
重力を利用して行う場合には、前記磁性粒子分離器は、前記離脱磁性粒子受入容器または前記採取用懸濁液収容容器と連通し所定の傾斜角で下降する流入用流路と、該流入用流路に設けられ開閉可能に設けられた開閉弁と、該流入用流路と連通し、前記離脱磁性粒子受入収容部または前記採取用懸濁液収容容器よりも小さい容量をもち、かつより低い位置に設けられた分離用収容部と、該分離用収容部と連通する流出用流路と、前記分離用収容部の外側に設けられ該分離用収容部内に磁場を及ぼして該分離用収容部の内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁石と、を有するように形成する。なお、流出用流路は外部に液を流出または排出させるためのものである。
【００３１】
この場合、前記傾斜角を、流路の形状、液量、磁性粒子の形状、磁場の大きさ、磁石の形状、分離用収容部の形状、大きさ等に基づいて最適な角度に設定することによって、前記離脱磁性粒子受入容器からの磁性粒子が懸濁する懸濁液の流れを適切な流速に設定することができる。該流路の内径は例えば、1〜5mmである。「開閉弁」は、前記操作支持部の指示（電気信号）により開閉が制御される電磁弁や電磁コックを用いるのが好ましい。
なお、前記分離用収容部に対しては、磁力を内部に及ぼすことができる前記目的物質処理器及び光測定器で使用される分注チップの口部が挿入可能な収容部であることが好ましい。ここで、「分注チップ」とは、後述するノズル７１に装着可能な装着用開口部を有する太径部２１１ｂと、該太径部２１１ｂと連通し該太径部２１１ｂよりも細く形成された細径部２１１ａを有し、先端には液体の流入流出が可能な口部が設けられている。なお、太径部２１１ｂの上側の外周には複数の突条２１１ｃが設けられているのが好ましい。分注チップの容量は、例えば、数μL〜数100μL程度以上の液体を収容可能なものである。
【００３２】
第６の発明は、無人搬送機をさらに有し、前記目的物質の採取は無人搬送機を利用して行い、前記測定結果は送信部より送信可能である自動バクテリア等検出装置である。
【００３３】
ここで、「無人搬送機」とは、例えば、無人航空機、またはリモコン操作により飛翔する無人飛行機、無人ヘリコプター若しくはドローン等である。無人搬送機には、目的地、その周辺若しくは飛行経路上の各地点等を撮影可能なカメラが搭載されていることが好ましい。
これによって、例えば、所定範囲が広い場合には、前記採取用懸濁液の散布を前記無人搬送機の搬送を利用して所定範囲内に容易に行うことができる。また、目的地の所定範囲の空気の導入について、前記無人搬送機が前記所定範囲を移動することによって、該所定範囲にある空気を効率良く導入することができることになる。
【００３４】
第７の発明は、前記目的物質処理器は、該目的物質からＤＮＡを抽出するＤＮＡ抽出部と、抽出されたＤＮＡを蛍光試薬を用いて増幅するＰＣＲ温度制御器を有し、所定処理を施された目的物質または該目的物質から得られた標的の光学的状態とは、ＤＮＡの増幅の際の蛍光強度である自動バクテリア等検出装置である。
【００３５】
前記目的物質処理器は、例えば、処理に必要な個数の分注チップやフィルムを穿孔するための先端が鋭利で後端が後述するノズル７１に装着可能に設けられたチップ状の穿孔用チップを収容するチップ収容部、前記処理に必要な所定の試薬溶液をプレパックした複数のウェル、および温度制御が可能な反応容器を有するカートリッジ容器を有するとともに、前記温度制御器、各ウェル間、反応容器への液体の移送を、可能にする前記分注チップ等を装着可能なノズル、該ノズルと連通する吸引吐出機構、前記ノズルを前記カートリッジ容器に対して移動可能とする移動機構を有する分注装置を有することが好ましい。
【００３６】
ここで、前記「試薬」には、前記処理に必要な試薬であって、例えば、種々の塩基配列を網羅したオリゴヌクレオチド群の各々を磁性粒子に結合し該磁性粒子を蛍光物質で標識化して溶液としたもの、目的のＤＮＡまたはその断片とのハイブリダイゼーションを促進する酵素、細胞膜を破壊してＤＮＡ、ＲＮＡ等を抽出するための試薬、例えば、カオトロピック溶液等である。
【００３７】
第８の発明は、目的物質と結合可能に形成された複数の磁性粒子を含有する採取用懸濁液を採取用懸濁液収容容器内に収容し、前記採取用懸濁液を目的地の土壌または空気と接触させて、該土壌中、該土壌表面または該空気中の目的物質を前記磁性粒子に結合させて採取する目的物質採取工程と、磁場により前記磁性粒子を分離する磁性粒子分離工程と、分離した磁性粒子から得られた目的物質に所定処理を施す目的物質処理工程と、前記処理を施された目的物質または該目的物質から得られた標的の光学的状態を測定する測定工程とを有する自動バクテリア等検出方法である。
【００３８】
第９の発明は、前記目的物質採取工程は、前記採取用懸濁液収容容器内の前記採取用懸濁液を、目的地の所定範囲に散布する散布工程と、磁石および該磁石を支持する磁石支持部を有する磁石支持体の少なくとも前記磁石の磁極部分を、外接して覆うように形成された非磁性被覆体を前記磁石支持体に着脱可能に装着させて、該非磁性被覆体を前記所定範囲の土壌中または土壌表面に接触させる非磁性被覆体接触工程と、前記非磁性被覆体を収容可能な大きさおよび形状を持つ離脱磁性粒子受入容器内において、前記磁石支持体から前記非磁性被覆体を脱着させる脱着工程と、前記非磁性被覆体から離脱させた磁性粒子を前記離脱磁性粒子受入容器内に収容して液中に懸濁する離脱磁性粒子懸濁工程と、を有する自動バクテリア等検出方法である。
【００３９】
第１０の発明は、前記目的物質採取工程は、目的地の所定範囲の空気を、前記採取用懸濁液収容容器内に収容された前記採取用懸濁液内で微細バブル化することで、導入する気体導入工程を有する自動バクテリア等検出方法である。
【００４０】
ここで、前記「気体導入工程」は、前記採取用懸濁液内で前記空気を微細バブル化することによって行う。そのためには、例えば、超音波振動等の振動を前記採取用懸濁液に印加する。  
【００４１】
第１１の発明は、前記磁性粒子分離工程は、前記採取用懸濁液収容容器または前記離脱磁性粒子受入容器から流路を通して、前記採取用懸濁液収容容器または前記離脱磁性粒子受入容器よりも小さい容量を持つ分離用収容部を通過するように前記採取用懸濁液または磁性粒子懸濁液を流し、該分離用収容部の外部に設けられた磁石により該分離用収容部内に磁場を及ぼすことで、該分離用収容部の内壁に磁性粒子を吸着させる分離用収容部内吸着工程と、該分離用収容部の外部に設けられた磁石による該分離用収容部内の磁場を除去し、該分離用収容部内に分注チップを挿入して吸着された磁性粒子を再懸濁化し、前記分注チップ内に該磁性粒子懸濁液を吸引する分注チップ吸引工程とを有する自動バクテリア等検出方法である。
【００４２】
なお、前記分注チップは、目的物質処理器の分注チップを利用することが好ましい。前記分注チップ内に磁性粒子懸濁液を吸引した際に、該分注チップ内に磁場を及ぼすことで、磁性粒子を該分注チップの内壁に吸着させて磁性粒子を分離することが好ましい。
【００４３】
第１２の発明は、前記目的物質採取工程は、前記無人搬送機を利用して、前記目的物質の採取を行い、前記測定結果は送信部より送信される自動バクテリア検出方法である。
【発明の効果】
【００４４】
第１の発明、または第８の発明によると、目的物質と結合可能に形成された磁性粒子を含有する採取用懸濁液を容器内に収容しておき、目的地の土壌または空気と接触させて該採取用懸濁液中の磁性粒子に目的物質を結合させ、前記採取用懸濁液に含有された該磁性粒子を分離して、目的物質に処理を施し、測定結果を得るようにしている。したがって、土壌や空気を採取した上で該土壌や空気から目的物質を採取する場合に比較して、土壌の質や空気の相違にも拘らず、目的物質の採取を容易、確実かつ安全に行うことができることになる。
【００４５】
また、土壌や空気の採取を行うための機構を省略することができるので、装置規模の拡大や複雑化を回避し、安価でコンパクトな装置を提供することができることになる。
さらに、磁性粒子を磁場を用いて回収することは、土壌や空気の採取やフィルタを用いたバクテリア等の採取に比較し、フィルタの目詰まりの恐れを除去し、かつフィルタに吸着した目的物質の回収に必要な機構を省略し容易かつ確実に採取を行うことができる。
【００４６】
第２の発明または第９の発明によれば、前記採取用懸濁液を、所定範囲に散布することによって、前記土壌と前記採取用懸濁液とを接触させるようにしているので、前記土壌を採取する必要がないので、前記土壌を採取する工程を不要にし、また採取する機構を不要にし、装置規模や装置の複雑化を防止し、迅速に処理を行うことができることになる。また、土壌が、砂地、岩地、コンクリートのような採取不能な土壌に対しても、目的物質の採取を可能にする。また、磁石支持体および非磁性被覆体を設けることによって、土壌と接した磁性粒子を容易かつ確実に該非磁性被覆体の表面から離脱させて離脱磁性粒子受入容器内に回収することができることになり、複雑な機構を用いたり装置規模を拡大することなく、確実に磁性粒子を前記採取用懸濁液から分離することができる。
【００４７】
第３の発明によれば、磁石支持体は複数の棒状磁石若しくは複数のピン状磁石を磁石支持面から突出するように配列したものである。したがって、磁力の最も強い、磁極部分がある先端を土壌中や土壌表面に位置させることができるので、効率良く前記磁性粒子を吸着することができる。特に、該棒状またはピン状磁石を同一形状に形成して行列状に等間隔に配列し、また隣接する磁極同士が異なるように配列することによって、前記磁石を安定して配列することができるとともに、均質で安定した磁場を前記採取用懸濁液を散布した土壌に対して印加することができるので、効率良く前記磁性粒子を吸着分離することができる。
【００４８】
第４の発明または第１０の発明によると、前記採取用懸濁液中に、目的地の所定範囲の空気を導入することによって、該空気と前記採取用懸濁液中の磁性粒子とを十分に接触させるようにしているので、容器に該空気を収容する必要がないので、空気自体を採取する工程および機構を不要とし、装置規模や装置の複雑化を防止し、迅速に処理を行うことができることになる。
【００４９】
第５の発明または第１１の発明によると、前記採取用懸濁液収容容器または前記離脱磁性粒子受入容器から回収された磁性粒子が懸濁する懸濁液を適切な流速で流すことによって、これらの容器よりも容量の小さい分離用収容部に設けた磁石を用いて、濃縮化した懸濁液を該分離用収容部内に収容することで、効率的かつ迅速に磁性粒子の分離を行うことができることになる。また、ポンプ等の流体機構を設けることなく、重力によって液を移送する場合には、装置を複雑化または大規模化することなく、安価に製造することができる。
【００５０】
第６の発明または第１２の発明によると、無人搬送機をさらに発明の構成要素として有し、前記目的物質の採取を無人搬送機を利用して行い、前記測定結果は、前記無人搬送機の送信部を利用して送信可能とするので、広範囲で、遠距離の目的地において、前記土壌及び空気に含まれ得る目的物質または目的物質から得られた標的の有無、種類、量等について測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る採取用懸濁液収容容器および散布器を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る磁石支持体および非磁性被覆体を示す概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る離脱磁性粒子受入容器および磁性粒子分離器を示す概念図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置の他の実施例を示す概略図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る採取用懸濁液収容容器、気体導入器および磁性粒子分離器を示す概念図である。
【図８】本発明の目的物質処理器および光測定器を示すブロック図である。
【図９】本発明の目的物質処理器および光測定器のノズルヘッドを示す側面図である。
【図１０】本発明の第１及び第２の実施の形態に係るカートリッジ容器を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置およびその方法について、以下に図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態は特に指定のない限り本発明を制限するものと解釈してはならない。また、各実施の形態または各実施の形態例において同一のものは同一の符号で表わし説明を省略した。
【００５３】
図１は、第１の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置１を示す。
該自動バクテリア等検出装置１は、目的物質である、例えば、バクテリアと結合可能に形成された複数の磁性粒子を含有する採取用懸濁液を収容する採取用懸濁液収容容器１５を有し、該採取用懸濁液を目的地の土壌と接触させて、該土壌中または該土壌表面の目的物質を前記磁性粒子により結合可能とする目的物質採取器１０と、前記磁性粒子を磁場を及ぼすことで分離する磁性粒子分離器１７と、分離した磁性粒子から得られた目的物質に所定処理を施し、所定処理を施された目的物質または目的物質から得られた標的の光学的状態を測定する目的物質処理器・光測定器１００とを有する。
【００５４】
図１に示すように、前記目的物質採取器１０は、前記採取用懸濁液収容容器１５内の前記採取用懸濁液を、前記目的地の所定範囲の土壌に向けて散布する散布器１４と、1または2以上の磁石、および該1または2以上の磁石を支持する磁石支持部を有する磁石支持体１１と、少なくとも前記磁石の磁極部分に外接して該磁極部分を少なくとも覆う被磁性素材で形成され前記磁石支持体１１に着脱可能に設けられた非磁性被覆体１２と、該非磁性被覆体１２を収容可能な大きさおよび形状をもち前記非磁性被覆体１２から離脱させた磁性粒子を受け入れる大きさおよび形状をもつ離脱磁性粒子受入容器１６と、前記非磁性被覆体１２を前記磁石支持体１１から脱着させる脱着機１８と、前記磁石支持体１１を少なくとも前記離脱磁性粒子受入容器１６に対して相対的に移動可能とする移動機構１９とを有する。さらに、前記自動バクテリア等検出装置１は、前記散布器１４、移動機構１９、脱着機１８および前記磁性粒子分離器１７に対する操作指示を行う操作指示部１３とを有する。
【００５５】
図２は、前記採取用懸濁液収容容器１５と、前記散布器１４の例をより具体的に示すものである。該採取用懸濁液収容容器１５は、内部に採取用懸濁液９２が収容された容器であって、該採取用懸濁液９２は、前記操作指示部１３からの指示によって開口部を被覆するフィルムを穿孔用チップにより穿孔して大気と連通するようにさせたものである。該採取用懸濁液には、バクテリアを吸着可能なアミノ基または抗体が固定された有機物質で被覆された磁性粒子が水に懸濁したものであって、例えば10Lが収容されている。
【００５６】
該採取用懸濁液収容容器１５には、該採取用懸濁液収容容器１５の底面または側面下側で連通し、先端に蛇口が設けられた流管１４ａと、該蛇口の開閉を行う電磁コック１４ｂと、前記蛇口に取り付けられたシャワーヘッド１４ｃとを有する散布器１４が設けられている。前記電磁コック１４ｂは、前記操作指示部１３の指示により蛇口の開閉を行う。
【００５７】
図３は、前記第１の実施の形態に係る前記目的物質採取器１０に設けられた前記磁石支持体１１および該磁石支持体１１に着脱可能に装着された非磁性被覆体１２を示すものである。
【００５８】
該磁石支持体１１は、複数の棒状磁石１１ａと、該複数の棒状磁石１１ａが磁石支持面１１ｃに沿って配列され、かつ該磁石支持面１１ｃから突出するように支持される磁石支持プレート１１ｂとを有し、前記複数の棒状磁石１１ａは、行方向および列方向に２方向に沿って行列状に配列され、相隣接する棒状磁石１１ａの間では、磁極（Ｎ，Ｓ）が異なるように配列されている。これによって、棒状磁石１１ａを、安定した構造で配列することができ、かつ、均一性が高い磁場を土壌に対して印加することができる。  
【００５９】
前記非磁性被覆体１２は、前記磁石支持体１１の前記棒状磁石１１ａの磁極部分に外接して覆う非磁性素材、例えば、プラスチック等の樹脂で薄肉、例えば、0.1mm〜1mmの厚さで、形成され前記磁石支持体１１に着脱可能に嵌合するように設けられている。該非磁性被覆体１２は、前記各棒状磁石１１ａの磁極部分の形状に合わせて、各凸部１２ａが、行列状に配列されることになる。
【００６０】
該磁石支持体１１は、移動機構１９により少なくとも上下方向および水平方向に移動可能であり、目的地の所定範囲をカバーするように移動するとともに、該自動バクテリア等検出装置１が組み込まれている枠体に対して移動可能に設けられている。該移動機構１９としては、ボール螺子、該ボール螺子を回転駆動するモータ、該ボール螺子に螺号するナット部を有し、前記磁石支持体１１は、該ナット部に取り付けられている。これによって、少なくとも、該磁石支持体１１を土壌への接触位置と前記離脱磁性粒子受入容器１６との間の移動を可能とする。
【００６１】
また、前記磁石支持体１１には、装着された前記非磁性被覆体１２を脱着させる脱着機１８が設けられている。該脱着機１８には、リニアモータと、該リニアモータによって該非磁性被覆体１２に対して進退動作可能に設けられた脱着部材１８ａとを有する。該脱着機１８は、前記移動機構１９が前記磁石支持体１１を上昇させる際に、前記脱着部材１８ａを、該非磁性被覆体１２の上下方向に沿った移動経路（前記磁石支持体１１に装着されてのみ移動可能な経路）を妨害するが、前記磁石支持体１１の上下方向に沿った移動経路を妨害しない範囲に前進させることで、該非磁性被覆体１２を前記磁石支持体１１から脱着させることができる。
【００６２】
図４は、前記第１の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置１に設けられた磁性粒子分離器１７および前記離脱磁性粒子受入容器１６を示す。
【００６３】
前記土壌と接触した前記磁石支持体１１に装着されていた前記非磁性被覆体１２の外表面に磁性粒子を吸着させた状態で前記移動機構１９によって両者が前記離脱磁性粒子受入容器１６の上方に位置した後、前記脱着機１８を駆動して前記移動機構１９によって前記磁石支持体１１を上昇させることによって、該離脱磁性粒子受入容器１６内に前記非磁性被覆体１２が収容されている状態を示している。
【００６４】
前記離脱磁性粒子受入容器１６内には、予め水が収容されており、前記磁石支持体１１の上昇によって前記非磁性被覆体１２の外表面に対する磁場が除去され吸着していた磁性粒子９１が該水内に離脱して磁性粒子懸濁液９３となっている。
【００６５】
前記磁性粒子分離器１７は、前記離脱磁性粒子受入容器１６の底面または側面の下側と連通する流路１７ａ，ｃが設けられている。該流路１７ａ，ｃには、操作指示部１３からの指示により開閉可能に設けられた電磁コック１７ｂが設けられている。該流路１７ｃは、所定の傾斜角度で下降する流入流路であって、前記離脱磁性粒子受入容器１６よりも小さい容量をもち、かつより低い位置に設けられた分離用収容部１７ｄと連通している。該分離用収容部１７ｄは、さらに流出用流路１７ｅと連通している。該分離用収容部１７ｄの外部には、強力な磁力を有する磁石１７ｆが設けられ、該分離用収容部１７ｄに対して進退動作可能に設けられている。
該分離用収容部１７ｄの開口部からは、後述する前記目的物質処理器・光測定器１００で用いられる分注チップ２１１の口部が挿入可能に設けられている。
【００６６】
続いて、第１の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置１およびその方法についての動作について説明する。
ステップＳ１において、目的物質であるバクテリアと結合可能に形成された複数の磁性粒子９１、例えば、アミノ基が表面に固定された樹脂等の有機化合物で被覆された磁性粒子９１、を含有する採取用懸濁液９２が収容された採取用懸濁液収容容器１５の開口部を密閉しているフィルムを、前記操作指示部１３からの指示により、例えば、穿孔用チップにより、穿孔して、前記容器１５内を大気と連通させる。
【００６７】
ステップＳ２において、前記採取用懸濁液収容容器１５内の前記採取用懸濁液９２を前記操作指示部１３の指示により前記散布器１４の前記電磁コック１４ｂを開くことにより、流路１４ａを介して蛇口に取り付けたシャワーヘッド１４ｃから土壌の所定範囲（例えば、50cm平方）に散布する。
【００６８】
ステップＳ３で、前記採取用懸濁液９２が散布された前記土壌の所定範囲に対して、前記磁石支持体１１に前記非磁性被覆体１２を装着させた上で、該非磁性被覆体１２を前記所定範囲の土壌中または土壌表面に接触させる。その際、該非磁性被覆体１２が装着された磁石支持体１１は、必要がある場合には、例えば、前記移動機構１９を用いて移動させ、または該自動バクテリア等検出装置１を搬送した無人搬送機を用いて移動させる。すると、該非磁性被覆体１２の外表面、特に各棒状磁石１１ａの磁極付近を被覆している各凸部１２ａには、磁力によって前記磁性粒子９１が吸着することになる。該磁性粒子９１には、前記土壌中または土壌表面に生息する前記目的物質であるバクテリアが結合することになる。
【００６９】
ステップＳ４で、該非磁性被覆体１２が装着された前記磁石支持体１１を前記移動機構１９によって、前記離脱磁性粒子受入容器１６の上方にまで移動させる。該移動は、例えば、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に沿って行われる。該離脱磁性粒子受入容器１６の開口部は前記非磁性被覆体１２を収容可能な大きさおよび形状を有しているので、前記脱着機１８によって該非磁性被覆体１２の移動経路を妨害するが、前記磁石支持体１１の移動経路を妨害しない位置にまで前記脱着機１８の脱着部材１８ａを前進させた上で、前記移動機構１９によって該磁石支持体１１を上昇させることで、該非磁性被覆体１２を該磁石支持体１１から脱着して前記離脱磁性粒子受入容器１６内に収容する。
【００７０】
ステップＳ５で、前記磁石支持体１１から脱着した前記非磁性被覆体１２の外表面に吸着した磁性粒子９１は、磁力が及ばないため、該非磁性被覆体１２の外表面から離脱して、前記離脱磁性粒子受入容器１６内に収容され、該離脱磁性粒子受入容器１６内に収容されている水に懸濁して磁性粒子懸濁液９３となる。該水は、例えば、予め収容しておきフィルムを穿孔用チップ等により穿孔し、または別途設けられたタンク等から操作指示部１３の指示により該容器１６内に注入するようにしても良い。
【００７１】
ステップＳ６において、前記離脱磁性粒子受入容器１６内に収容されている前記磁性粒子懸濁液９３は、該受入容器１６の底面で連通する流路１７ａを介して流出し、前記操作指示部１３からの指示により電磁コック１７ｂが開くと、流入用流路１７ｃに沿って重力の作用で流れ、前記離脱磁性粒子受入容器１６よりも小さい容量で形成された前記分離用収容部１７ｄ内に達する。該分離用収容部１７ｄには、該分離用収容部１７ｄに対して進退動作可能に設けられている磁石１７ｆを該分離用収容部１７ｄに対して前進させることで、該分離用収容部１７ｄに達した前記磁性粒子懸濁液９３に磁力を印加し、該磁性粒子懸濁液９３に含有する前記磁性粒子９１を該分離用収容部１７ｄの内壁に吸着させる。該分離用収容部１７ｄには、流出用流路１７ｅが設けられているために、該分離用収容部１７ｄに達した前記磁性粒子懸濁液９３は該流出用流路１７ｅを通って排出される。すると、分離用収容部１７ｄには、濃縮された磁性粒子懸濁液９３が貯溜されることになる。
【００７２】
該分離用収容部１７ｄに貯溜された磁性粒子懸濁液９３は、後述するように、前記目的物質処理器・光測定器１００で用いられる分注チップ２１１により吸引されて該目的物質処理器・光測定器１００に移送され処理されることになる。
【００７３】
図５は、第１の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置１において、前記散布器１４を、散布器１４１に置き換えるとともに、前記磁石支持体１１を磁石支持体１１１に置き換えた実施例を示すものである。
該散布器１４１は、前記流管１４ａとして、可撓性のあるホース１４１ａを設けたものであり、前記磁石支持体１１１は、前記磁石支持部１１ｂに、外側に突出するようにアーム１１ｃを設け、アーム１１ｃの下側端部が前記ホース１４１aの先端部１４ｄに取り付けられたものである。前記先端部１４ｄと向かい合う前記磁石支持体１１１までの距離を、該磁石支持体１１１の行方向または列方向に沿って一定距離Ｄとなるように設定する。該一定距離Ｄは、前記ホース１４１ａの先端部１４ｄが、向き合う磁石支持体１１１の最も近い磁石１２の磁力が及ばない程度離れた距離である。
したがって、本実施例によると、前記移動機構１９により、前記磁石支持体１１１を所定範囲内で移動可能に設けるとともに、行または列方向に距離Ｄおよび列または行方向に一定距離（ホースの先端部１４ｄの設定位置により定まる距離）だけ並行移動を加えて前記散布器のホース１４１ａの先端に嵌められたシャワーヘッド１４ｃが前記所定範囲と同一の範囲を移動可能とすることができる。これによって、新たに散布用の移動機構を設けることなく、磁石支持体の移動機構を利用して、前記所定範囲に確実に採取用懸濁液を散布し、かつ回収することができることになり、装置規模の拡大を抑制しながら目的物質採取の確実性を高めることができる。
【００７４】
図６は、第２の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置２を示す。
該自動バクテリア等検出装置２は、目的物質である、例えば、バクテリアと結合可能に形成された複数の磁性粒子を含有する採取用懸濁液を収容する採取用懸濁液収容容器１１５を有し、該採取用懸濁液を目的地の大気と接触させて、該空気中の目的物質を前記磁性粒子により結合可能とする目的物質採取器１１０と、前記磁性粒子を磁場を及ぼすことで分離する磁性粒子分離器１７と、分離した磁性粒子から得られた目的物質に所定処理を施し、所定処理を施された目的物質または目的物質から得られた標的の光学的状態を測定する目的物質処理器・光測定器１００とを有する。
【００７５】
図６に示すように、前記目的物質採取器１１０は、目的地の所定範囲の空気を前記採取用懸濁液収容容器１１５内の採取用懸濁液内に導入する気体導入器１１４を有する。さらに、前記自動バクテリア等検出装置２は、前記気体導入器１１４および前記磁性粒子分離器１７に対して操作指示を行う操作指示部１３を有する。
【００７６】
図７は、前記第２の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置２に設けられた磁性粒子分離器１７、採取用懸濁液収容容器１１５、および気体導入器１１４を示す。
【００７７】
前記気体導入器１１４は、前記採取用懸濁液収容容器１１５内に設けた超音波振動器である。該超音波振動器は、前記採取用懸濁液収容容器１１５内に収容された前記採取用懸濁液９４内に、微細バブル化した空気を導入させることによって、微細バブル化した空気表面にあるバクテリア等の目的物質と該採取用懸濁液９４内に懸濁する磁性粒子９５との接触の機会を増加させる。
【００７８】
なお、前記採取用懸濁液収容容器１１５の底面または側面の下側と連通するように設けた磁性粒子分離器１７については、第１の実施の形態で説明した磁性粒子分離器１７と同様なので説明を省略する。
【００７９】
続いて、第２の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置２の動作について説明する。
ステップＳ１１において、目的物質であるバクテリアと結合可能に形成された複数の磁性粒子９５、例えば、抗体が表面に固定された樹脂等の有機化合物で被覆された磁性粒子９５を含有する採取用懸濁液９４が収容された採取用懸濁液収容容器１１５の開口部を密閉しているフィルムを、前記操作指示部１３からの指示により、例えば、穿孔用チップにより、穿孔して、該容器１１５内を大気と連通させる。
【００８０】
ステップＳ１２において、前記採取用懸濁液収容容器１１５内に収容された前記採取用懸濁液９４内で、該目的地の空気を微細バブル化することで、導入する。該空気の微細バブル化は、気体導入器１１４（超音波振動器）を用いて前記採取用懸濁液９４に超音波振動を所定時間加えることによって行う。該気体導入器１１４のオンオフは、前記操作指示部１３からの操作指示によって行う。
【００８１】
ステップＳ１３において、空気の導入された前記採取用懸濁液９４は、該採取用懸濁液収容容器１１５の底面で連通する流路１７ａを介して流出し、前記操作指示部１３からの指示により電磁コック１７ｂが開くと、流入用流路１７ｃに沿って重力の作用で流れ、前記採取用懸濁液収容容器１１５よりも小さい容量で形成された前記分離用収容部１７ｄ内に達する。該分離用収容部１７ｄには、該分離用収容部１７ｄに対して進退動作可能に設けられている磁石１７ｆを該分離用収容部１７ｄに対して前進させることで、該分離用収容部１７ｄに達した前記採取用懸濁液９４に磁力を印加し、該採取用懸濁液９４に含有する前記磁性粒子９１を該分離用収容部１７ｄの内壁に吸着させる。該分離用収容部１７ｄには、流出用流路１７ｅが設けられているために、該分離用収容部１７ｄに達した前記採取用懸濁液９４は該流出用流路１７ｅを通って排出される。すると、分離用収容部１７ｄには、濃縮された採取用懸濁液９４が貯溜されることになる。
【００８２】
該分離用収容部１７ｄに貯溜された前記採取用懸濁液９４は、後述するように、前記目的物質処理器・光測定器１００で用いられる分注チップ２１１により吸引されて該目的物質処理器・光測定器１００に移送され処理されることになる。
【００８３】
続いて、第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る自動バクテリア等検出装置１，２の目的物質処理器・光測定器１００について、図８乃至図１０に基づいて説明する。
【００８４】
図８は、本発明の第１および第２の実施の形態に係る目的物質処理器・光測定器１００のブロック図を示す。
該目的物質処理器・光測定器１００は、大きくは、反応容器群２３が配列された容器群２０と、分注チップを着脱可能に装着するノズル７１が設けられたノズル支持部７０、および前記各反応容器の各開口部と直接的または間接的に連係可能であって、連係した前記反応容器内部と光学的に接続する可撓性のある2以上の導光部の先端が設けられた連係部３１を有する導光用架台３２を有するノズルヘッド５０と、該ノズルヘッド５０に固定して設けられた測定器４０と、前記ノズルヘッド５０を、例えば、Ｘ軸方向に移動可能とするノズルヘッド移動機構５１と、前記容器群の反応容器群２３に対する所定の温度制御を行う温度制御器２９と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種外部メモリ、ＬＡＮ等の通信機能、およびＲＯＭ等に格納されたプログラム等からなるＣＰＵ＋プログラム６０と、前記目的物質採取器１０，１１０、磁性粒子分離器１７に対して種々の操作指示を行う操作指示部１３とを有する。
【００８５】
前記ノズルヘッド５０には、前記ノズル支持部７０とは独立に前記導光用架台３２を前記容器群２０に対してＺ軸方向に移動可能とする架台Ｚ軸移動機構３５、前記架台３２とは独立に前記ノズル支持部７０を前記容器群２０に対してＺ軸に移動可能とするノズルＺ軸移動機構７５、前記ノズル７１に着脱可能に装着された分注チップ２１１の細径部２１１ａに接離可能に設けられた磁石５７１によって内部に磁場を及ぼしかつ除去することが可能な磁力部５７と、前記ノズル７１に対して気体の吸引および吐出を行うことでノズル７１に装着された分注チップ２１１に対して液体の吸引吐出を可能とする吸引吐出機構５３と、前記吸引吐出機構５３によって駆動され前記容器群２０の各液収容部の開口部を被覆して予め各種液体を収容するフィルムを穿孔するための穿孔機構５５とを有する。前記架台移動機構は前記ノズルヘッド移動機構と架台Ｚ軸移動機構とに相当する。
【００８６】
前記ノズルヘッド５０には、さらに、前記連係部３１に対応して設けられ、該連係部３１にその先端が設けられた導光部としての光ファイバ（束）３３の後端が設けられた接続端３４を支持する接続端支持体３０を有する。また、該接続端支持体３０は、導光用架台３２や反応容器群２３から離れた位置に設けられている。以上が目的物質処理器に相当する。
【００８７】
前記測定器４０は、6種類の蛍光の特定波長または特定波長帯の光を各々受光可能であるとともに、前記光の発光のために照射する6種類の特定波長または特定波長帯の励起光を照射可能な6種類の特定波長測定器４０ｊ（j=1,…6，以下省略）を有する。
【００８８】
各特定波長測定器４０ｊには、前記配列面に近接若しくは接触して設けられ、該接続端３４ と前記所定経路（Ｙ軸方向に沿った直線状経路）に沿って順次接続可能な測定端４４ｊを有し、各測定端４４ｊは、Ｙ軸方向に沿って配列された2つの第１の測定端４２ｊおよび第２の測定端４３ｊを有している。該第１の測定端４２ｊは、各特定波長測定器４０ｊに設けられた照射源と光学的に接続し、第２の測定端４３ｊは、該特定波長測定器４０ｊに設けられた光電子増倍管等の光電素子と光学的に接続している。
【００８９】
さらに、前記ノズルヘッド５０には、前記接続端支持体３０に支持された前記接続端３４と、前記各測定端４４ｊとを順次接続するように、前記接続端支持体３０をＹ軸方向に沿ってノズルヘッド５０上で移動させる導光切換機構としての配列体Ｙ軸移動機構４１を有する。これらは、光測定器に相当する。
【００９０】
また、前記導光用架台３２には、加熱して連係部３１の先端または装着された透光性のある密閉蓋２５１の結露を防止するための前記加熱部としてのヒーター３７とを有する。
【００９１】
容器群２０には、試薬液等を収容しまたは収容可能な複数の収容部からなる液収容部群２７と、前記ノズルに着脱可能に装着される透光性のある1または2以上の前記密閉蓋２５１を収容しまたは収容可能な密閉蓋収容部２５と、ノズルに着脱可能に装着される複数の分注チップ２１１や検体等を収容するチップ等収容部群２１とを有する。前記液収容部群２７には、少なくとも核酸分離抽出用磁性粒子懸濁液を収容する1または2以上の液収容部、核酸またはその断片の分離および抽出に用いる分離抽出用溶液を収容する2以上の液収容部を有し、必要ならば、さらに、核酸の増幅に用いる増幅用溶液を収容する2以上の液収容部、前記反応容器としてのＰＣＲ用チューブ２３１に収容した前記増幅用溶液を該ＰＣＲ用チューブ２３１内に密閉するための密閉液を収容する液収容部を有する。これらは目的物質処理器に相当する。
【００９２】
なお、前記容器群２０には、該容器群２０を識別するための前記検体情報および検査情報としてのバーコードが表示されているのが好ましい。
【００９３】
前記ＣＰＵ＋プログラム６０は、核酸またはその断片についての、抽出、増幅、増幅用溶液の密閉等の一連の処理のための指示を、温度制御器２９、ノズルヘッド移動機構５１、チップ脱着機構５９、吸引吐出機構５３、磁力部５７、ノズルＺ軸移動機構７５に対して行なう核酸処理制御部６３と、前記連係部３１が前記ＰＣＲ用チューブ２３１の開口部と直接的または間接的に連係するように前記ノズルヘッド移動機構５１および架台Ｚ軸移動機構３５を制御した後、前記連係部３１の前記導光部としての光ファイバ（束）３３と、前記測定器４０ｊの測定端４４ｊの後述する第１の測定端４２ｊ、第２の測定端４３ｊとを光学的に接続するように前記配列体Ｙ軸移動機構４１を制御することで前記測定器４０ｊによる測定を指示する測定制御部６１を少なくとも有する。
【００９４】
また、前記核酸処理制御部６３には、抽出制御部６５および密閉蓋制御部６７を有し、前記抽出制御部６５は、前記チップ脱着機構５９、吸引吐出機構５３、磁力部５７、ノズルＺ軸移動機構７５およびノズルヘッド移動機構５１、架台Ｚ軸移動機構３５に対して前記核酸またはその断片の抽出についての一連の処理の指示を行なう抽出制御部６５と、前記架台Ｚ軸移動機構３５およびノズルヘッド移動機構５１に対し、密閉蓋による密閉処理について指示を行なう密閉蓋制御部６７とを有する。
【００９５】
図１０に示すように、該容器群２０は、その長手方向がＸ軸方向に沿って1列状に収容部が配列され、該容器群２０には、ＰＣＲ増幅用のカートリッジ容器２０１と、核酸抽出用のカートリッジ容器２０２と、チップ収容用カートリッジ容器２０３が別体に設けられている。
【００９６】
前記ＰＣＲ増幅用カートリッジ容器２０１には、前記導光用架台３２に設けられた前記連係部３１に着脱可能により透光性のある1の密閉蓋２５１を介して連係される前記反応容器としてのＰＣＲ用チューブ２３１と、ＰＣＲ反応に必要なバッファ液を収容する液収容部２７１と、前記密閉蓋２５１を収容した密閉蓋収容部２５と、前記ＰＣＲ用チューブ２３１及び前記液収容部２７１を被覆するフィルムを穿孔するための穿孔用チップおよび分注チップ２１１を収容するチップ等収容部２１と、該ＰＣＲ増幅用カートリッジ容器２０１に関する前記検体情報および検査情報を表示するバーコード８１とを有する。
【００９７】
前記核酸抽出用のカートリッジ容器２０２には、核酸抽出用の各種試薬を収容する、例えば7個の液収容部２７２と、抽出された核酸を収容する反応容器２３２と、該カートリッジ容器に関する種々の情報、例えば、検体情報及び検査情報を表示するバーコード８２とを有する。前記ＰＣＲ用チューブ２３１および前記反応容器２３２は、前記温度制御器２９により温度制御可能である。
【００９８】
前記チップ収容用カートリッジ容器２０３は、前記核酸抽出用カートリッジ容器２０２を被覆するフィルムを穿孔可能な穿孔用チップ、少量の液体の分注を行う2本の少量分注チップ、外部から磁力を及ぼしかつ除去することによって磁性粒子を内壁に吸着して分離可能な分離用分注チップを収容するチップ収容部２１と、該カートリッジ容器２０３に関する種々の情報を表示するバーコード８３とを有する。
【００９９】
前記反応容器としての前記ＰＣＲ用チューブ２３１の容量は約200μL程度、その他の各反応容器、各液収容部およびチューブの容量は約2mL程度である。
【０１００】
前記ＰＣＲ用チューブ２３１ は、核酸またはその断片の増幅に用いられ、前記温度制御器２９によって、例えば、サーマルサイクル（4℃から95℃）等の所定の増幅法に基づいて温度制御が行われる。反応チューブ収容孔に収容された反応容器２３２では、インキュベーションのために、例えば、55℃の恒温状態に温度制御する。
【０１０１】
前記液収容部群２７２には、分離抽出用溶液を次のように収容する。第１の液収容部には、Lysis 1を40μL、第２の液収容部には、Lysis 2を200μL、第３の液収容部には、結合バッファ液を500μL、第４の液収容部には、核酸分離抽出用磁性粒子懸濁液、第５の液収容部には、洗浄液1を700μL、第６の液収容部には、洗浄液2を700μL、第７の液収容部には解離液として蒸留水を50μL収容し、少し離れた第８の液収容部には、前記タンパク質分離抽出用溶液の一部として、タンパク質の除去等に用いるイソプロピルアルコール（isopropanol）を1300μL収容されているものとする。その各開口部は穿孔可能なフィルムの被覆により前記各試薬等はプレパックされている。
【０１０２】
その他、蒸留水1.2mLが別の蒸留水槽に収容され、細菌や細胞等の懸濁液を収容する前記分離用収容部１７ｄが別途用意されている。
【０１０３】
図９に具体的に示すように、前記チップ脱着部材５９１は、2本のチップ脱着用シャフト５９３の下降に連動して分注チップ２１１を前記ノズル７１から脱着させる。前記チップ脱着用シャフト５９３は、上方向に付勢されるように外周にまきつけられたバネ６００によって弾性的に前記シリンダ支持部材７３に支持され、前記シリンダ５３１の上端よりも上方であるが、後述するシリンダ用駆動板５３６の通常の吸引吐出の上下動範囲の下限位置よりも下方にその上端が位置している。2本の該チップ脱着用シャフト５９３は、前記シリンダ用駆動板５３６が前記上下動範囲を超えてシリンダ５３１の上端近くまで下降することによって下方向に押されてチップ脱着部材５９１を下降させる。該チップ脱着部材５９１には、前記ノズル７１の外径よりも大きいが前記分注チップ２１１の最大外径である突条２１１ｃよりも小さな内径をもつ12個の孔が該ノズル７１が貫通するように前記ピッチで配列されている。
【０１０４】
図９に具体的に示すように、前記吸引吐出機構５３は、前記ノズル７１と連通し該ノズル７１に装着された分注チップ２１１の内部に対し気体の吸引吐出を行うための前記シリンダ５３１および該シリンダ５３１内を摺動するピストン用ロッド５３２と、該ピストン用ロッド５３２を駆動する駆動板５３６と、該駆動板５３６と螺合するボール螺子５３３と、該ボール螺子５３３を軸支するとともに前記シリンダ支持部材７３と一体的に形成されたノズルＺ軸移動体５３５、該ノズルＺ軸移動体５３５上に載置され前記ボール螺子５３３を回転駆動するモータ５３４とを有する。
【０１０５】
前記磁力部５７は、前記ノズル７１に着脱可能に装着された分注チップ２１１の細径部２１１ａに対し接離可能に設けられて分注チップ２１１内に磁場を及ぼしかつ除去することが可能な磁石５７１を有する。
【０１０６】
図９に具体的に示すように、前記ノズルＺ軸移動機構７５は、前記ノズルＺ軸移動体５３５と螺合して該Ｚ軸移動体５３５をＺ軸方向に沿って上下動させるボール螺子７５２と、該ボール螺子７５２を軸支し、その下側においては前記磁石５７１をＸ軸方向に移動可能に支持するとともに後述するノズルヘッド移動機構５１によってそれ自身Ｘ軸方向に移動可能なノズルヘッド基体７５３と、該ノズルヘッド基体７５３の上側に設けられ前記ボール螺子７５２を回転駆動するモータ７５１とを有する。
【０１０７】
図９に具体的に示すように、前記導光用架台３２は、断面Ｌ字状板の水平板３２ａと、垂直板３２ｂとからなり、前記ＰＣＲ用チューブ２３１の各開口部と直接的または間接的に連係可能であって、連係した前記ＰＣＲ用チューブ２３１内部と光学的に接続する光ファイバ（束）３３の先端を有する円柱状の連係部３１が前記水平板３２ａから下方向に突出して設けられている。また、該連係部３１の根元には、該連係部３１に装着する密閉蓋２５１を加熱して結露を防止するヒーター３７が内蔵されている。該ヒーター３７の温度は例えば、105℃程度に設定しておく。該導光用架台３２はノズルヘッド基体７５３に前記ノズルヘッド架台Ｚ軸移動機構３５によりＺ軸方向に移動可能に支持されているので、ノズルＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能となっている。
【０１０８】
該架台Ｚ軸移動機構３５は、前記ノズルヘッド基体７５３に設けられた側板３５５と、該側板３５５に軸支された垂直方向に配列された２つのプーリー３５３の間に掛け渡されたタイミングベルト３５２に支持されてＺ軸方向に上下動する架台駆動用帯状部材３５４と、前記ノズルヘッド基体７５３の裏側に取り付けられ該プーリー３５３を回転駆動するモータとを有する。
【０１０９】
前記接続端支持体３０をＹ軸方向に移動させる前記配列体Ｙ軸移動機構４１０は、前記接続端支持体３０に設けられたアーム４１２，４１３と、該アーム４１２，４１３とタイミングベルトとを結合させる結合体４１１と、結合体４１１のＹ軸方向の移動案内するガイドレール４１４と、該タイミングベルトが掛け渡され、Ｙ軸方向に沿って配列した2個のプーリーとを有する。
【０１１０】
続いて、実施の形態例に係る目的物質処理器・光測定器１００を用いた目的物質としての細菌に含まれる標的としての核酸のリアルタイムＰＣＲを行なう一連の処理動作について説明する。以下のステップＳ１０１からステップＳ１１１については、分離抽出工程に相当する。
【０１１１】
ステップＳ１０１で、前記操作指示部１３により、分離抽出および増幅処理の開始が指示される。
【０１１２】
ステップＳ１０２で、前記目的物質処理器・光測定器１００のＣＰＵ＋プログラム６０の核酸処理制御部６３に設けられた抽出制御部６５は、前記ノズルヘッド移動機構５１に指示して前記ノズルヘッド５０をＸ軸方向に移動して、前記容器群の液収容部群２７の最初の液収容部の上方に前記ノズル７１に装着した前記穿孔用チップを位置させノズルＺ軸移動機構７５によりノズルを下降させることで、前記液収容部の開口部を被覆するフィルムを穿孔し、同様にして、前記ノズルヘッド５０をＸ軸方向に移動させて該液収容部群２７の他の液収容部および反応容器群２３についても順次穿孔する。
【０１１３】
ステップＳ１０３で、前記ノズルヘッド５０を再度Ｘ軸方向に移動させて、チップ等収容部群２１にまで移動させ、かつ前記各ノズル７１を前記ノズルＺ軸移動機構７５によって下降させて分注チップ２１１を装着させる。次に、前記ノズルＺ軸移動機構７５によって上昇させた後、該分注チップ２１１を前記ノズルヘッド移動機構５１によってＸ軸に沿って移動させて、前記液収容部群２７の第８の液収容部に進み、該液収容部から所定量のisopropanolを吸引し、再びＸ軸に沿って移動させて第３の液収容部と第５の液収容部に収容されている溶液成分（NaCl，SDS溶液）、および前記第６の液収容部に収容した蒸留水に、所定量ずつ分注することによって、第３、第５、第６の各液収容部内に分離抽出用溶液として各々結合バッファ液（NaCl，SDS，isopropanol）が500μL、洗浄液1（NaCl，SDS，isopropanol）が700μL、洗浄液2（水50％，isopropanol 50％）が700μL調製されることになる。
【０１１４】
ステップＳ１０４では、チップ等収容部群２１の内、別途検体が収容されている前記分離用収容部１７ｄにまで移動した後、ノズルＺ軸移動機構７５を用いて、分注チップ２１１の細径部２１１ａを下降挿入させて、前記磁石１７ｆを該分離用収容部１７ｄから離間させた後、前記吸引吐出機構５３の駆動板５３６を上昇および下降させることで該分離用収容部１７ｄに収容されている磁性粒子９１の懸濁液について、吸引吐出を繰り返すことで該磁性粒子を液中に再懸濁させた後、該磁性粒子懸濁液を分注チップ２１１の太径部２１１ｂ内に吸引する。その際、前記磁石５７１を接近させて該太径部２１１ｂまたは細径部２１１ａの内壁に磁性粒子を吸着させておく。該磁性粒子９１は前記ノズルヘッド移動機構５１によってＸ軸に沿って移動し、液収容部２７の第１の液収容部にまで移動させて、穿孔されたフィルムの孔を通して分離抽出用溶液としてのLysis 1（酵素）が収容されている液収容部群２７の第１の液収容部にまで移動させて、穿孔されたフィルムの孔を通して前記分注チップ２１１の細径部２１１ａを挿入して前記磁性粒子９１と前記Lysis 1とを攪拌するため吸引吐出を繰り返す。
【０１１５】
ステップＳ１０５で、前記磁性粒子９１については、磁石５７１によって太径部２１１ｂまたは細径部２１１ａの内壁に吸着させた状態で攪拌した該液の全量を、前記分注チップ２１１によって吸引し、前記恒温制御部によって55℃に設定された前記収容孔に保持された各反応用チューブからなる前記反応容器２３２に収容してインキュベーションを行なう。これによって、前記目的物質としてのバクテリアに含まれるタンパク質を破壊して低分子化する。所定時間経過後、該反応液を前記反応用チューブに残したまま、前記磁性粒子を除去した前記分注チップ２１１を前記ノズルヘッド移動機構５１によって前記液収容部群２７の第２の液収容部にまで移動し、ノズルＺ軸移動機構７５および前記吸引吐出機構５３を用いて該第２の液収容部内に収容されている液の全量を吸引し、ノズルヘッド移動機構５１により前記分注チップ２１１を用いて移送し、前記第３の液収容部内に前記フィルムの孔を貫通して前記細径部を挿入して前記反応溶液を吐出する。
【０１１６】
ステップＳ１０６で、該第３の液収容部内に収容されている分離抽出溶液としての結合バッファ液と、前記反応溶液とを攪拌して、可溶化したタンパク質をさらに脱水させ、核酸またはその断片が溶液中に分散させる。  
【０１１７】
ステップＳ１０７で、前記分注チップ２１１を用いて該第３の液収容部中にその細径部を前記フィルムの孔を貫通して挿入し、全量を吸引してノズルＺ軸移動機構７５により該分注チップ２１１を上昇させ、該反応溶液を、第４の液収容部にまで移送し、該第４の液収容部内に収容されている核酸分離抽出用磁性粒子懸濁液と前記反応溶液とを攪拌する。該磁性粒子懸濁液内に含まれる磁性粒子の表面に形成された水酸基にNa＋イオンが結合するカチオン構造が形成されている。そのために負に帯電したＤＮＡが磁性粒子に捕獲される。
【０１１８】
ステップＳ１０８で、前記分注チップ２１１の細径部２１１ａに前記磁力部５７の磁石５７１を接近させることによって該分注チップ２１１の細径部２１１ａの内壁に前記磁性粒子を吸着させる。該磁性粒子を該分注チップ２１１の細径部２１１ａの内壁に吸着させた状態で、前記ノズルＺ軸移動機構７５により上昇させ、前記ノズルヘッド移動機構５１を用いて該分注チップ２１１を該第４の液収容部から第５の液収容部にまで移動させ前記フィルムの孔を貫通して前記細径部２１１ａを挿入する。
【０１１９】
前記磁力部５７の前記磁石５７１を該分注チップ２１１の細径部２１１ａから離間させることによって前記細径部２１１ａ内への磁力を除去した状態で、該第５の液収容部に収容されている洗浄液1（NaCl, SDS, isopropanol）について吸引吐出を繰り返すことにより前記磁性粒子を前記内壁から離脱させて洗浄液 1中で攪拌することでタンパク質を洗浄する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を再び前記分注チップ２１１の細径部２１１ａに接近させることで前記磁性粒子を細径部２１１ａの内壁に吸着させた状態で、前記分注チップ２１１を、前記ノズルＺ軸移動機構７５により該第５の液収容部から第６の液収容部にまで前記ノズルヘッド移動機構５１により移動させる。     
【０１２０】
ステップＳ１０９で、前記分注チップ２１１の細径部２１１ａをノズルＺ軸移動機構７５を用いて前記フィルムの孔を貫通して挿入する。前記磁力部５７の磁石５７１を前記分注チップ２１１の細径部２１１ａから離間させることで前記細径部２１１ａ内への磁力を除去した状態で、該第６の液収容部に収容されている洗浄液2（isopropanol）について吸引吐出を繰り返すことで、前記磁性粒子を液中で攪拌させNaClおよびSDSを除去し、タンパク質を洗浄する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を再び前記分注チップ２１１の細径部２１１ａに接近させることで前記磁性粒子を細径部２１１ａの内壁に吸着させた状態で、前記分注チップ２１１を、前記ノズルＺ軸移動機構７５により上昇させた後、該第６の液収容部から、蒸留水が収容されている前記第７の液収容部に前記ノズルヘッド移動機構５１によって移動させる。
【０１２１】
ステップＳ１１０で、前記ノズルＺ軸移動機構７５によって、前記分注チップ２１１の細径部２１１ａを前記孔を通って下降させ、前記磁力を前記分注チップ２１１の細径部２１１ａ内に及ぼした状態で、ゆっくりとした流速での前記蒸留水の吸引吐出を繰り返すことで、洗浄液2（isopropanol）を水と置き換えて除去する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を前記分注チップ２１１の細径部２１１ａから離間させて磁力を除去した状態で前記磁性粒子を前記解離液としての蒸留水中で吸引吐出を繰り返すことで攪拌して、前記磁性粒子が保持していた核酸またはその断片を磁性粒子から液中に解離（溶出）する。その後、前記分注チップ２１１の細径部２１１ａに前記磁石５７１を接近させることで細径部内に磁場を及ぼし磁性粒子を内壁に吸着させ、前記第８の液収容部内に前記抽出した核酸等を含有する溶液を残留させる。ノズルヘッド移動機構５１により前記分注チップ２１１を前記チップ等収容部群２１の該分注チップ２１１が収容されていた収容部にまで移動させ、前記チップ脱着機構５９の前記脱着部材５９１を用いて該ノズル７１から磁性粒子を吸着した該分注チップ２１１を前記磁性粒子と共に該収容部内に脱着させる。
【０１２２】
続く、ステップＳ１１１からステップＳ１１４は、標的としての核酸の増幅および測定工程に該当する。
ステップＳ１１１において、該ノズル７１に新たな分注チップ２１１を装着し、前記第８の液収容部内に収容された核酸等を含有する溶液を吸引して、予め増幅用溶液２３４が収容された前記ＰＣＲ用チューブ２３１にまで移送して吐出して該容器内に導入する。前記ノズルヘッド移動機構５１によって前記ノズルヘッド５０を移動させて、前記ノズル７１に前記容器群２０の密閉蓋２５１を収容する密閉蓋収容部２５の上方にまで移動させる。前記ノズルＺ軸移動機構７５を用いて下降させることによって前記密閉蓋２５１の上側の連係用の窪み２５３をノズル７１の下端に嵌合させることで装着する。該ノズルＺ軸移動機構７５によって上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１を用いて該密閉蓋２５１を前記ＰＣＲ用チューブ２３１上に位置させ、前記ノズルＺ軸移動機構７５によって、密閉蓋２５１を下降させて該ＰＣＲ用チューブ２３１の開口部と嵌合させて装着密閉する。
【０１２３】
ステップＳ１１２において、前記測定制御部６１の指示により、前記ノズルヘッド移動機構５１を指示して、ノズルヘッド５０をＸ軸に沿って移動させることにより、前記導光用架台３２の前記連係部３１が前記密閉蓋２５１が装着されたＰＣＲ用チューブ２３１上方に位置させ、前記架台Ｚ軸移動機構３５によって、前記導光用架台３２を下降させることによって、前記連係部３１を前記密閉蓋２５１の窪み内に挿入させて、その下端を該窪み底面に接触または密着させる。
【０１２４】
ステップＳ１１３において、前記核酸処理制御部６３による指示により前記温度制御器２９はリアルタイムＰＣＲによる温度制御のサイクル、例えば、該ＰＣＲ用チューブ２３１を96℃で5秒間加熱し、60℃で15秒間加熱するというサイクルを、例えば49回繰り返すように指示する。
【０１２５】
ステップＳ１１４において、前記測定制御部６１は、前記核酸処理制御部６３による各サイクルでの温度制御が開始されると、各サイクルでの伸長反応工程の開始を判断し、前記接続端支持体３０を前記測定器４０の各測定端４４ｊに対し、連続的または間欠的な移動を指示する。その移動速度は、前記安定的受光可能時間、蛍光寿命等に基づいて算出された速度で移動させることになる。これによって前記安定的受光可能時間内でＰＣＲ用チューブ２３１からの受光が完了することになる。
【０１２６】
ステップＳ１１５において、前記測定制御部６１は、例えば前記連係部３１の光ファイバ（束）３３と前記測定端４４の第１の測定端、第２の測定端との各光学的接続の瞬間を判断して受光を前記測定器４０に指示する。
【０１２７】
この測定は、指数関数的増幅が行われるサイクルについて実行され、該測定に基づいて増幅曲線が得られ、該増幅曲線に基づき種々の解析が行なわれることになる。なお、測定の際に、前記測定制御部６１は前記導光用架台３２に内蔵されたヒーター３７を加熱して前記密閉蓋２５１の結露を防止して、明瞭な測定を行なうことができる。測定結果は、前記測定制御部６１を介して、前記操作指示部１３に設けられた送信部により操作者に送信されることになる。なお、該操作指示部に１３には、操作者からの指示を受信する受信部をも有する。
【０１２８】
以上の実施の形態例は、本発明をより良く理解させるために具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、目的物質として、バクテリアについてのみ説明したが、該バクテリアに限られることなく、有害物質、毒素、ウィルス、ＤＮＡ、タンパク質等の場合もあり得る。また、目的物質採取器、磁性粒子、採取用懸濁液、ノズル、分注チップ、穿孔用チップ、容器群、収容部、測定端、測定器、特定波長測定器、吸引吐出機構、移動機構部、磁力部、加熱部、反応容器、密閉蓋、導光用架台、連係部、導光部、接続端、接続端支持体、連係部支持部、ノズルヘッド、温度制御器、ノズル脱着機構、密閉蓋脱着機構等の構成、形状、材料、配列、量、個数、および、使用した試薬、検体等についても実施の形態例に示した例に限られるものではない。また、ノズルを容器群に対して移動させるようにしたが、容器群をノズルに対して移動させることも可能である。
【０１２９】
また、以上の説明では、ＰＣＲ用の反応容器の密閉に密閉蓋を用いて増幅用溶液を密閉したが、代わりに、または併用して、ミネラルオイル等の密閉液を用いて密閉するようにしても良い。さらに前記ノズルに穿孔用チップを装着して穿孔する代わりに、吸引吐出機構で駆動する穿孔ピンを用いることも可能である。また、以上の説明では、リアルタイムＰＣＲの測定について説明したが、この測定に限定されることなく、温度制御の行われる他の種々の測定にも適用することができる。また、以上の説明においては、前記測定器を分注装置に設けた場合について説明したが必ずしもこれに限定されるものではない。測定器内部には、光ファイバを用いた光学系についてのみ説明したが、レンズ系を用いた光学系を採用することも可能である。
【０１３０】
また、本発明の各実施の形態例で説明した装置、これらの装置を形成する部品またはこれらの部品を形成する部品は適当に選んで適当な変更を加えて相互に組み合わせることができる。なお、本出願内の「上方」、「下方」、「内部」、「外部」、「Ｘ軸」、「Ｙ軸」、「Ｚ軸」等の空間的な表示は、図解のためのみであって、前記構造の特定の空間的な方向また配置に制限するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、ＤＮＡ等の遺伝子、免疫物質、蛋白質、血液等のヒト等の生体内物質、細菌等の微生物、ウィルス等の捕獲、抽出、濃縮、検査、分析等を必要とする分野、例えば、工業、医療保健業、薬剤製造業、農業、水産業、畜産業、生化学、軍事、治安等のあらゆる分野で利用することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１，２                            自動バクテリア等検出装置  
１１，１１１                      磁石支持体
１２                              非磁性被覆体
１３                              操作指示部
１４，１４１                      散布器
１５、１１５                      採取用懸濁液収容容器
１６                              離脱磁性粒子受入容器
１７                              磁性粒子分離器
１８（１８a）                     脱着機（脱着部材）
１９                              移動機構
９２，９４                        採取用懸濁液
９３                              磁性粒子懸濁液
９１，９５                        磁性粒子
１００                            目的物質処理器・光測定器
２０                              容器群
２１１                            分注チップ
２３１                            ＰＣＲ用チューブ（反応容器）
３０                              接続端支持体
３１                              連係部
３２                              導光用架台
３３                              光ファイバ（導光部）
４０                              測定器
４０ｊ（ｊ=1,…,6)                特定波長測定器
４４                              測定端
５０                              ノズルヘッド
５２                              移動機構部
５３                              吸引吐出機構
５９                              チップ脱着機構
６１                              測定制御部
７０                              ノズル支持部
７１                              ノズル
【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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