(57)【要約】【課題】装置の大型化、高コスト化を招くことなく、高精度にヒーターの温度を制御することが可能な遺伝子検査装置等を提供する。【解決手段】遺伝子検査装置は、核酸の増幅に必要な試薬を格納するカートリッジを装着する装着部と、カートリッジを加熱するヒーターと、カートリッジ又はヒーターの少なくとも一方の温度を計測する温度センサーと、温度センサーの出力をデジタルデータに変換するＡＤ変換器と、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルを記憶する第１記憶部と、第２テーブルを記憶する第２記憶部と、ヒーターを制御する制御部とを有する。制御部は、試薬の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを第２テーブルに格納し、ＡＤ変換器から出力されたデジタルデータを第２テーブルによって温度に換算し、換算された温度に基づきヒーターを制御する。【選択図】図１
2017093334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
核酸の増幅に必要な試薬を格納するカートリッジを装着する装着部と、前記カートリッジを加熱するヒーターと、前記カートリッジ又は前記ヒーターの温度を計測する温度センサーと、前記温度センサーの出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、前記デジタルデータと前記温度とを対応付けた第１テーブルを記憶する第１記憶部と、第２テーブルを記憶する第２記憶部と、前記ヒーターを制御する制御部と、を有する遺伝子検査装置であって、
前記制御部は、
前記試薬の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納し、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記第２テーブルによって前記温度に換算し、換算された前記温度に基づき前記ヒーターを制御することを特徴とする、遺伝子検査装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記カートリッジから前記種類情報を読み取る情報読取部を更に有し、
前記制御部は、
前記情報読取部で読み取られた前記種類情報に応じて前記参照パターンを選択し、選択した前記参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納することを特徴とする、遺伝子検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２において
前記制御部は、
前記遺伝子検査装置の動作状況に応じて前記参照パターンを選択し、選択した前記参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納することを特徴とする、遺伝子検査装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記制御部は、
前記アナログデジタル変換器から出力される前記デジタルデータの値の変化に応じて前記参照パターンを選択し、選択した前記参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納することを特徴とする、遺伝子検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記制御部は、
前記第２テーブルにおける前記デジタルデータと前記温度との関係を計算により補間し、補間したデータに基づいて、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記温度に換算することを特徴とする、遺伝子検査装置。
【請求項６】
核酸の増幅に必要な試薬を格納するカートリッジを装着する装着部と、前記カートリッジを加熱するヒーターと、前記カートリッジ又は前記ヒーターの温度を計測する温度センサーと、前記温度センサーの出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、前記デジタルデータと前記温度とを対応付けた第１テーブルを記憶する第１記憶部と、第２テーブルを記憶する第２記憶部と、を有する遺伝子検査装置を制御するためのプログラムであって、
前記試薬の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納し、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記第２テーブルによって前記
温度に換算し、換算された前記温度に基づき前記ヒーターを制御する制御部としてコンピューターを機能させることを特徴とする、プログラム。
【請求項７】
核酸の増幅に必要な試薬を格納するカートリッジを装着する装着部と、前記カートリッジを加熱するヒーターと、前記カートリッジ又は前記ヒーターの温度を計測する温度センサーと、前記温度センサーの出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、前記デジタルデータと前記温度とを対応付けた第１テーブルを記憶する第１記憶部と、第２テーブルを記憶する第２記憶部と、を有する遺伝子検査装置を制御するためのプログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な情報記憶媒体であって、
前記試薬の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納し、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記第２テーブルによって前記温度に換算し、換算された前記温度に基づき前記ヒーターを制御する制御部としてコンピューターを機能させるためのプログラムを記憶した情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遺伝子検査装置、プログラム及び情報記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、反応容器を備えるカートリッジを装着する装着部を有する回転体と、反応容器の内部に温度勾配を形成するヒーターとを備え、回転体が回転することによって、反応容器の内部において液滴が移動する、核酸増幅反応装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７６３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている方法で核酸の増幅を行う場合、ヒーターの温度をコンマ数℃単位の精度を制御することが要求される場合がある。ヒーターの温度を高精度に制御可能な核酸増幅反応装置を実現しようとすると、装置の大型化、高コスト化を招く恐れがある。
【０００５】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、装置の大型化、高コスト化を招くことなく、高精度にヒーターの温度を制御することが可能な遺伝子検査装置、プログラム及び情報記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【０００７】
（１）本発明に係る遺伝子検査装置の一態様は、核酸の増幅に必要な試薬を格納するカートリッジを装着する装着部と、前記カートリッジを加熱するヒーターと、前記カートリッジ又は前記ヒーターの温度を計測する温度センサーと、前記温度センサーの出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、前記デジタルデータと前記温度とを対応付けた第１テーブルを記憶する第１記憶部と、第２テーブルを記憶する第２記憶部と、前記ヒーターを制御する制御部と、を有する遺伝子検査装置であって、前記制御部は、前記試薬の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納し、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記第２テーブルによって前記温度に換算し、換算された前記温度に基づき前記ヒーターを制御する。
【０００８】
このような遺伝子検査装置では、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルのデータのうち、試薬の種類に応じて必要とされる一部のデータを第２テーブルに格納し、アナログデジタル変換器から出力されたデジタルデータを第２テーブルによって温度に換算してヒーターを制御することができるため、ヒーターの制御に用いるテーブル（第２テーブル）を記憶する記憶部（第２記憶部）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーターの温度を制御することが可能となる。
【０００９】
（２）本発明に係る遺伝子検査装置において、前記カートリッジから前記種類情報を読み取る情報読取部を更に有し、前記制御部は、前記情報読取部で読み取られた前記種類情
報応じて前記参照パターンを選択し、選択した前記参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納してもよい。
【００１０】
このような遺伝子検査装置では、任意の種類の試薬を選んで遺伝子検査を行う場合に、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルのデータのうち、カートリッジから読み取った試薬の種類に応じて必要とされる一部のデータを第２テーブルに格納し、アナログデジタル変換器から出力されたデジタルデータを第２テーブルにより温度に換算してヒーターを制御することができるため、ヒーターの制御に用いるテーブル（第２テーブル）を記憶する記憶部（第２記憶部）の容量を抑制しつつ高精度にヒーターの温度を制御することが可能となる。
【００１１】
（３）本発明に係る遺伝子検査装置において、前記制御部は、前記遺伝子検査装置の動作状況に応じて前記参照パターンを選択し、選択した前記参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納してもよい。
【００１２】
このような遺伝子検査装置では、装置の動作状況ごとに高精度な温度制御が要求される温度範囲が異なる場合であっても、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルのデータのうち、装置の動作状況に応じて必要とされる一部のデータを第２テーブルに格納し、アナログデジタル変換器から出力されたデジタルデータを第２テーブルによって温度に換算してヒーターを制御することができるため、ヒーターの制御に用いるテーブル（第２テーブル）を記憶する記憶部（第２記憶部）の容量を抑制しつつ高精度にヒーターの温度を制御することが可能となる。
【００１３】
（４）本発明に係る遺伝子検査装置において、前記制御部は、前記アナログデジタル変換器から出力される前記デジタルデータの値の変化に応じて前記参照パターンを選択し、選択した前記参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納してもよい。
【００１４】
このような遺伝子検査装置では、高精度な温度制御が要求される温度範囲が広範囲に渡る場合であっても、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルのデータのうち、現在の温度に応じて必要とされる一部のデータを第２テーブルに格納し、アナログデジタル変換器から出力されたデジタルデータを第２テーブルによって温度に換算してヒーターを制御することができるため、ヒーターの制御に用いるテーブル（第２テーブル）を記憶する記憶部（第２記憶部）の容量を抑制しつつ高精度にヒーターの温度を制御することが可能となる。
【００１５】
（５）本発明に係る遺伝子検査装置において、前記制御部は、前記第２テーブルにおける前記デジタルデータと前記温度との関係を計算により補間し、補間したデータに基づいて、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記温度に換算してもよい。
【００１６】
このような遺伝子検査装置では、高精度な温度制御が要求される温度範囲が広範囲に渡る場合であっても、ヒーターの制御に用いるテーブル（第２テーブル）を記憶する記憶部（第２記憶部）の容量を抑制しつつ高精度にヒーターの温度を制御することが可能となる。
【００１７】
（６）本発明に係るプログラムの一態様は、核酸の増幅に必要な試薬を格納するカートリッジを装着する装着部と、前記カートリッジを加熱するヒーターと、前記カートリッジ又は前記ヒーターの温度を計測する温度センサーと、前記温度センサーの出力をデジタル
データに変換するアナログデジタル変換器と、前記デジタルデータと前記温度とを対応付けた第１テーブルを記憶する第１記憶部と、第２テーブルを記憶する第２記憶部と、を有する遺伝子検査装置を制御するためのプログラムであって、前記試薬の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納し、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記第２テーブルによって前記温度に換算し、換算された前記温度に基づき前記ヒーターを制御する制御部としてコンピューターを機能させる。
【００１８】
このようなプログラムでは、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルのデータのうち、試薬の種類に応じて必要とされる一部のデータを第２テーブルに格納し、アナログデジタル変換器から出力されたデジタルデータを第２テーブルによって温度に換算してヒーターを制御することができるため、ヒーターの制御に用いるテーブル（第２テーブル）を記憶する記憶部（第２記憶部）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーターの温度を制御することが可能となる。
【００１９】
（７）本発明に係る情報記憶媒体の一態様は、核酸の増幅に必要な試薬を格納するカートリッジを装着する装着部と、前記カートリッジを加熱するヒーターと、前記カートリッジ又は前記ヒーターの温度を計測する温度センサーと、前記温度センサーの出力をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器と、前記デジタルデータと前記温度とを対応付けた第１テーブルを記憶する第１記憶部と、第２テーブルを記憶する第２記憶部と、を有する遺伝子検査装置を制御するためのプログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な情報記憶媒体であって、前記試薬の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って前記第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを前記第２テーブルに格納し、前記アナログデジタル変換器から出力された前記デジタルデータを前記第２テーブルによって前記温度に換算し、換算された前記温度に基づき前記ヒーターを制御する制御部としてコンピューターを機能させるためのプログラムを記憶する。
【００２０】
このような情報記憶媒体では、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルのデータのうち、試薬の種類に応じて必要とされる一部のデータを第２テーブルに格納し、アナログデジタル変換器から出力されたデジタルデータを第２テーブルによって温度に換算してヒーターを制御することができるため、ヒーターの制御に用いるテーブル（第２テーブル）を記憶する記憶部（第２記憶部）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーターの温度を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る遺伝子検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】第１テーブルの一例を示す図である。
【図３】試薬Ａに対応する参照パターンと、当該参照パターンに従ってデータを格納した第２テーブルの一例を示す図である。
【図４】試薬Ｂに対応する参照パターンと、当該参照パターンに従ってデータを格納した第２テーブルの一例を示す図である。
【図５】制御部の構成を模式的に示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る遺伝子検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】第３の実施形態の手法について説明するための図である。
【図８】第４の実施形態の手法について説明するための図である。
【図９】第５の実施形態の手法について説明するための図である。
【図１０】第６の実施形態に係る遺伝子検査装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に
説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る遺伝子検査装置の構成を模式的に示す図である。遺伝子検査装置１は、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）法により、カートリッジ１０（反応容器）内の検体（ＤＮＡ等）を検査する。ＰＣＲは、増幅の対象とする核酸１１（標的核酸）及び試薬１２を含む溶液（反応液）に熱サイクルを施すことで、標的核酸を増幅させる手法である。
【００２４】
遺伝子検査装置１は、カートリッジ１０を装着する装着部（図示省略）と、カートリッジ１０内の反応液を加熱するヒーター２０と、ヒーター２０の温度を計測する温度センサー３０と、温度センサー３０の出力をデジタルデータに変換するＡＤ変換器３２（アナログデジタル変換器）と、カートリッジ内の反応液の輝度を測定する蛍光測定器４０と、第１記憶部５０と、第２記憶部６０と、操作部７０と、遺伝子検査装置１の制御を行う制御部１００とを有する。
【００２５】
ヒーター２０は、核酸１１の増幅を行うためにカートリッジ１０の内部に温度勾配を形成するヒーターである。ヒーター２０としては、例えば、熱源を内部に備えるヒートブロックを用いる。ヒータードライバー２２は、制御部１００からの制御信号に基づきヒーター２０を駆動する。
【００２６】
温度センサー３０は、ヒーター２０（ヒートブロック）に取り付けられる。なお、温度センサー３０をカートリッジ１０に取り付けて、温度センサー３０がカートリッジ１０の温度を計測するように構成してもよい。温度センサー３０としては、例えば、サーミスター、熱電対、白金測温抵抗体などを用いる。
【００２７】
第１記憶部５０は、ＲＯＭ等の不揮発性メモリーであり、デジタルデータと温度とを対応付けた第１テーブルと、試薬１２の種類に応じた参照パターンとを記憶する。また、第１記憶部５０は、制御部１００としてコンピューターを機能させるためのプログラムや各種データを記憶する。第２記憶部６０は、ＲＡＭ等の一時メモリーであり、プロセッサー（制御部１００）のワーク領域として機能する。第２記憶部６０は、後述する第２テーブルを記憶する。
【００２８】
操作部７０は、ユーザーの入力を受け付けるための機器であり、入力情報を制御部１００に出力する。操作部７０は、ボタン、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力機器により実現できる。操作部７０は、例えば、遺伝子検査の開始を指示する入力を受け付ける。
【００２９】
制御部１００は、入力情報や検出情報、プログラムなどに基づいて、ヒーター２０や蛍光測定器４０を制御する。また、制御部１００は、蛍光測定器４０の測定結果（検査結果）を図示しない表示部に表示させる制御を行ってもよい。制御部１００は、ＣＰＵなどのプロセッサーを有する。
【００３０】
制御部１００は、試薬１２の種類を特定するための種類情報に応じた参照パターンに従って、第１テーブルの一部のデータを参照して当該一部のデータを第２テーブルに格納する制御を行う。制御部１００は、操作部７０に対する試薬１２の種類を選択する入力に基づいて種類情報を取得してもよいし、カートリッジ１０から種類情報を取得してもよい。
【００３１】
制御部１００は、ヒーター２０の温度を低温（４５℃〜７０℃程度）にする制御と高温（８５℃〜１１０℃程度）にする制御とを交互に繰り返すことで、反応液に熱サイクルを施す制御を行う。ここで、制御部１００は、ＡＤ変換器３２から出力されたデジタルデータを第２テーブルによって温度に換算し、換算された温度に基づいてヒーター２０を制御する。
【００３２】
図２に、第１テーブルの一例を示す。第１テーブル５２は、ＡＤ変換器３２から出力されるデジタルデータの全ての値（ここでは、１２ビット＝４０９６段階の値）と対応する温度値とを関連付けて格納する。第１テーブル５２の各データには参照用のアドレスが付与されている。なお、ここではアドレスを１６進数で表記し、デジタルデータの値を１０進数で表記している。図２に示す例では、第１テーブル５２は、０．０２℃〜１５０℃の温度範囲で０．０２℃刻みのデータを格納している。
【００３３】
ヒーター２０の温度制御は、例えばＰＩＤ制御により行うことができる。この場合、制御部１００は、ＡＤ変換器３２から出力されたデジタルデータを温度（現在のヒーター２０の温度）に換算し、現在のヒーター２０の温度と目標温度との差分値をＰＩＤ演算し、演算結果をヒータードライバー２２に出力してヒーター２０の温度を目標温度に到達させ維持させる。
【００３４】
デジタルデータから温度への換算は、第１テーブル５２を基に行うが、アクセス速度等の問題から、第１記憶部５０（ＲＯＭ）に記憶された第１テーブル５２を第２記憶部６０（ＲＡＭ）に第２テーブルとしてコピーし、ＲＡＭに記憶された第２テーブルを参照して換算する。このとき、第１テーブル５２の全てのデータをＲＡＭにコピーしようとすると、ＲＡＭの容量を大きくする必要があり高コスト化を招くことになる。これは、温度制御を高精度に行うためにデジタルデータ（ＡＤ変換器３２）の分解能を大きくするほど、また、要求される温度範囲が広くなるほど顕著となる。
【００３５】
そこで本実施形態の遺伝子検査装置１では、試薬１２の種類に応じた参照パターンに従って第１テーブル５２の一部のデータ（試薬１２の種類に応じて必要とされる一部のデータ）をＲＡＭにコピー（第２テーブルに格納）する。これにより、温度制御の精度を保ちつつ、ＲＡＭの容量（高コスト化）を抑制することができる。
【００３６】
図３に、試薬Ａに対応する参照パターン５４（参照パターンＡ）と、当該参照パターン５４に従ってデータを格納した第２テーブル６２の一例を示す。ここでは、試薬Ａの低温側の目標温度が６５℃であり、高温側の目標温度が９５℃であるとする。参照パターン５４は、第１テーブル５２のデータのうち参照すべきデータのアドレスを格納し、第２テーブル６２は、参照パターン５４に従って第１テーブル５２から読み出されたデータ（デジタルデータと対応する温度値）を格納する。
【００３７】
図３に示す例では、低温側の目標温度（６５℃）を中心とする温度範囲ＬＡ（６０℃〜７０℃）と、高温側の目標温度（９５℃）を中心とする温度範囲ＨＡ（９０℃〜１００℃）について、分解能と等しい０．０２℃刻みのデータを第１テーブル５２から読み出して、第２テーブル６２に格納している。また、温度範囲ＬＡ、ＨＡ付近については２．５℃刻みのデータを第１テーブル５２から読み出し、温度範囲ＬＡ、ＨＡから離れた範囲については５℃（或いは、それ以上）刻みのデータを第１テーブル５２から読み出して、第２テーブル６２に格納している。このように、目標温度近傍の温度範囲ＬＡ、ＨＡ（ここでは、目標温度±５℃）における精密なデータを第１テーブル５２から読み出して第２テーブル６２に格納することで、ＰＩＤ等の制御においてオーバーシュートの発生を抑制し、且つ目標温度を高い精度で維持することができ、温度範囲ＬＡ、ＨＡにおける温度制御を精密に行うことができる。また、温度範囲ＬＡ、ＨＡから離れた範囲については精密なデ
ータを読み出さないようにすることで、第２テーブル６２の増大（ＲＡＭの容量）を抑制することができる。
【００３８】
第１テーブル５２から、どの温度範囲でどのような刻みでデータを読み出す（参照する）かは、試薬１２の種類の他、ＲＡＭの容量や要求される精度、検査の工程などに応じて任意に決定することができる。例えば、過加熱保護を１３０℃で行う場合には、温度範囲ＬＡ、ＨＡの一部について０．０４℃刻みのデータを第１テーブル５２から読み出すように変更し、代わりに、１２５℃〜１３５℃の温度範囲について１℃刻みのデータを第１テーブル５２から読み出すように変更することで、第２テーブル６２のサイズを増やさないようにしてもよい。
【００３９】
図４に、試薬Ｂに対応する参照パターン５４（参照パターンＢ）と、当該参照パターン５４に従ってデータを格納した第２テーブル６２の一例を示す。ここでは、試薬Ｂの低温側の目標温度が５５℃であり、高温側の目標温度が９０℃であるとする。
【００４０】
図４に示す例では、低温側の目標温度（５５℃）を中心とする温度範囲ＬＢ（５０℃〜６０℃）と、高温側の目標温度（９０℃）を中心とする温度範囲ＨＢ（８５℃〜９５℃）について、分解能と等しい０．０２℃刻みのデータを第１テーブル５２から読み出して、第２テーブル６２に格納している。また、温度範囲ＬＢ、ＨＢ付近については２．５℃刻みのデータを第１テーブル５２から読み出し、温度範囲ＬＢ、ＨＢから離れた範囲については５℃（或いは、それ以上）刻みのデータを第１テーブル５２から読み出して、第２テーブル６２に格納している。
【００４１】
図５に示すように、制御部１００は、換算部１１０と、演算器１２０と、ＰＩＤ演算部１３０とを含む。換算部１１０は、ＡＤ変換器３２からデジタルデータを取得し、第２記憶部６０に記憶された第２テーブル６２を参照して、デジタルデータを温度に換算して演算器１２０に出力する。演算器１２０では、目標温度との差分値が演算され、ＰＩＤ演算部１３０は、この差分値に基づきＰＩＤ演算を行い、演算結果をヒータードライバー２２に出力する。
【００４２】
このように本実施形態の遺伝子検査装置１では、試薬１２の種類に応じた参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータ（精密な温度制御が要求される温度範囲のデータ）を第２テーブル６２に格納し、ＡＤ変換器３２から出力されたデジタルデータを第２テーブル６２によって温度に換算してヒーター２０を制御することで、第２記憶部６０（ＲＡＭ）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーター２０の温度を制御することができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る遺伝子検査装置の構成を模式的に示す図である。図６において、図１と同様の構成には同符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００４４】
図６に示す遺伝子検査装置２は、カートリッジ１０から種類情報（試薬１２の種類を特定するための情報）を読み取り、読み取った種類情報を制御部１００に出力する情報読取部８０を更に有する。情報読取部８０の機能は、カートリッジ１０に設けられた記録部１３（例えば、種類情報を記録したバーコードやＩＣタグ）から情報を読み取るバーコードリーダーやＩＣタグリーダーなどにより実現できる。また、試薬１２の種類によってカートリッジ１０の形状が異なる場合、情報読取部８０がカートリッジの１０の形状を検出することでカートリッジ１０から種類情報を読み取るように構成してもよい。
【００４５】
制御部１００は、情報読取部８０で読み取られた種類情報に基づいて、第１記憶部５０
に記憶された複数の参照パターン５４のうち当該種類情報に対応する参照パターン５４を選択し、選択した参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを参照して当該一部のデータを第２テーブル６２に格納する。例えば、読み取られた種類情報で特定される試薬１２が「試薬Ａ」である場合、図３に示す参照パターン５４を選択し、当該参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを参照して第２テーブル６２に格納する。
【００４６】
本実施形態の遺伝子検査装置２では、任意の種類の試薬を選んで遺伝子検査を行う場合であっても、カートリッジ１０から読み取った種類情報に対応する参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを第２テーブル６２に格納し、ＡＤ変換器３２から出力されたデジタルデータを第２テーブル６２によって温度に換算してヒーター２０を制御することで、第２記憶部６０（ＲＡＭ）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーター２０の温度を制御することができる。
【００４７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る遺伝子検査装置では、制御部１００は、遺伝子検査装置１の動作状況に応じて参照パターン５４を選択し、選択した参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを参照して第２テーブル６２に格納する。
【００４８】
図７に、遺伝子検査装置の動作シーケンスの一例を示す。ここで、「溶出」とは、核酸の結合した磁気ビーズから核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）を溶出する（取り出す）動作であり、「逆転写」とは、ＲＮＡの塩基配列を写しとってＤＮＡを合成する動作であり、「熱変性」とは、２本の鎖を１本の鎖にする動作であり、「アニール／伸長」とは、プライマーを結合してＤＮＡを合成する動作であり、「検出」とは、蛍光測定器４０による測定を行う動作である。図７に示す動作シーケンスでは、動作番号「４」〜「６」を１サイクルとして数十サイクル程度繰り返す。ここでは、「溶出」動作の目標温度が９０℃であり、「逆転写」動作の目標温度が５０℃であり、「熱変性」動作の目標温度が９５℃であり、「アニール／伸長」動作及び「検出」動作の目標温度が６５℃であるとする。
【００４９】
図７に示すように、遺伝子検査装置１の動作状況（目標温度）と参照パターン５４とを予め対応付けて第１記憶部５０に記憶しておく。また、各参照パターン５４は、対応する動作の目標温度近傍の温度範囲（例えば、目標温度±５℃）における精密なデータ（例えば、０．０２℃刻みのデータ）を第１テーブル５２から読み出せるように設定しておく。例えば、制御部１００は、「溶出」動作の際には、９０℃を中心とする温度範囲における精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための参照パターン「１」を選択し、「逆転写」動作の際には、５０℃を中心とする温度範囲における精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための参照パターン「２」を選択し、「熱変性」動作の際には、９５℃を中心とする温度範囲における精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための参照パターン「３」を選択し、「アニール／伸長」及び「検出」動作の際には、６５℃を中心とする温度範囲における精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための参照パターン「４」を選択する。制御部１００は、例えば、現在の動作番号や経過時間等に基づき動作状況の変化を判別する。
【００５０】
本実施形態の遺伝子検査装置では、装置の動作状況ごとに高精度な温度制御が要求される温度範囲が異なる場合であっても、現在の動作状況に対応する参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを第２テーブル６２に格納し、ＡＤ変換器３２から出力されたデジタルデータを第２テーブル６２によって温度に換算してヒーター２０を制御することで、第２記憶部６０（ＲＡＭ）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーター２０の温度を制御することができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る遺伝子検査装置では、制御部１００は、ＡＤ変換器３２から出力されるデジタルデータの値の変化に応じて参照パターン５４を選択し、選択した参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを参照して第２テーブル６２に格納する。
【００５２】
例えば、デジタルデータの値の範囲と参照パターン５４とを予め対応付けて第１記憶部５０に記憶しておく。各参照パターン５４は、対応する範囲の精密なデータ（例えば、０．０２℃刻みのデータ）を第１テーブル５２から読み出せるように設定しておく。図８に示す例では、制御部１００は、デジタルデータの値が３６１以上１０００以下の場合は、当該範囲の精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための参照パターン「１」を選択し、デジタルデータの値が１００１以上１５００以下の場合は、当該範囲の精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための参照パターン「２」を選択し、デジタルデータの値が１５０１以上２０００以下の場合は、当該範囲の精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための参照パターン「３」を選択する。
【００５３】
本実施形態の遺伝子検査装置では、高精度な温度制御が要求される温度範囲が広範囲に渡る場合であっても、ＡＤ変換器３２から出力されるデジタルデータの値に対応する参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを第２テーブル６２に格納し、ＡＤ変換器３２から出力されたデジタルデータを第２テーブル６２によって温度に換算してヒーター２０を制御することで、第２記憶部６０（ＲＡＭ）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーター２０の温度を制御することができる。
【００５４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る遺伝子検査装置では、第２テーブル６２におけるデジタルデータと温度との関係を計算により補間し、補間したデータに基づいて、ＡＤ変換器３２から出力されたデジタルデータを温度に換算する。
【００５５】
例えば、図９に示すように、第２テーブル６２においてデータの分解能が荒い温度範囲ＩＡ（ここでは、４０℃以下）については、温度範囲ＩＡ内の２点のデータ（ここでは、（０．０２℃，１）、（４０．００℃，６２６））に基づく線形補間によってデジタルデータを温度に換算する。このように温度制御であまり用いず、換算速度が多少遅くなっても問題のない温度範囲ＩＡについてのみ線形補間を行ってもよいし、データの分解能が荒い温度範囲（例えば、２．５℃刻み、５℃刻みのデータを格納する範囲）の全てについて線形補間を行ってもよい。
【００５６】
本実施形態の遺伝子検査装置では、高精度な温度制御が要求される温度範囲が広範囲に渡る場合であっても、第２記憶部６０（ＲＡＭ）の容量を抑制しつつ、高精度にヒーター２０の温度を制御することができる。
【００５７】
（第６の実施形態）
図１０は、第６の実施形態に係る遺伝子検査装置の構成を模式的に示す図である。図１０において、図１と同様の構成には同符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５８】
図１０に示す遺伝子検査装置３は、複数のヒーター２０（低温用ヒーター２０ａ、高温用ヒーター２０ｂ）と、複数の温度センサー３０（３０ａ、３０ｂ）とを有する。低温用ヒーター２０ａは、カートリッジ１０の一端部（底部）を加熱するヒーターであり、高温用ヒーター２０ｂは、カートリッジ１０の他端部（上部）を低温用ヒーター２０ａよりも高い温度で加熱するヒーターである。ヒータードライバー２２ａは、制御部１００からの制御信号に基づき低温用ヒーター２０ａを駆動し、ヒータードライバー２２ｂは、制御部
１００からの制御信号に基づき高温用ヒーター２０ｂを駆動する。
【００５９】
温度センサー３０ａは、低温用ヒーター２０ａの温度を計測し、その出力はＡＤ変換器３２ａに入力され、ＡＤ変換器３２ａの出力は制御部１００に入力される。温度センサー３０ｂは、高温用ヒーター２０ｂの温度を計測し、その出力はＡＤ変換器３２ｂに入力され、ＡＤ変換器３２ｂの出力は制御部１００に入力される。
【００６０】
遺伝子検査装置３は、回転体９０（可動部）を更に有する。回転体９０には、カートリッジ１０（装着部）と複数のヒーター２０ａ、２０ｂとが固定されている。回転体ドライバー９２は、制御部１００からの制御信号に基づき回転体９０（回転用モーター）を駆動して、回転体９０に固定されたカートリッジ１０（装着部）と複数のヒーター２０ａ、２０ｂとを回転させる。
【００６１】
制御部１００は、低温用ヒーター２０ａの温度を低温（４５℃〜７０℃程度）にし、高温用ヒーター２０ｂの温度を高温（８５℃〜１１０℃程度）にする制御を行う。また、回転体９０を回転（上下反転）させる制御を行って、核酸１１及び試薬１２を高温用ヒーター２０ｂ側に移動させる（高温用ヒーター２０ｂが鉛直方向下方に位置するように回転体９０を回転させる）制御と、核酸１１及び試薬１２を低温用ヒーター２０ａ側に移動させる（低温用ヒーター２０ａが鉛直方向下方に位置するように回転体９０を回転させる）制御とを交互に繰り返すことで、反応液に熱サイクルを施す制御を行う。図１０に示す遺伝子検査装置３では、図１に示す遺伝子検査装置１よりも高速に核酸の増幅及び遺伝子検査を行うことができる。なお、遺伝子検査装置３は、情報読取部８０を更に有していてもよい。
【００６２】
第１記憶部５０は、低温側の目標温度を中心とする温度範囲の精密なデータ（例えば、０．０２℃刻みのデータ）を第１テーブル５２から読み出すための低温用の参照パターン５４と、高温側の目標温度を中心とする温度範囲の精密なデータを第１テーブル５２から読み出すための低温用の参照パターン５４とを記憶する。制御部１００は、試薬１２の種類情報に応じた低温用の参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを低温用の第２テーブル６２に格納し、試薬１２の種類情報に応じた高温用の参照パターン５４に従って第１テーブル５２の一部のデータを高温用の第２テーブル６２に格納する。また、制御部１００は、ＡＤ変換器３２ａから出力されたデジタルデータを低温用の第２テーブル６２によって温度に換算して低温用ヒーター２０ａを制御し、ＡＤ変換器３２ｂから出力されたデジタルデータを高温用の第２テーブル６２によって温度に換算して高温用ヒーター２０ｂを制御する。
【００６３】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００６４】
１，２，３  遺伝子検査装置、１０  カートリッジ、１１  核酸、１２  試薬、１３  記録部、２０  ヒーター、２０ａ  低温用ヒーター、２０ｂ  高温用ヒーター、２２，２２ａ，２２ｂ  ヒータードライバー、３０，３０ａ，３０ｂ  温度センサー、３２，３２ａ，３２ｂ  ＡＤ変換器、４０  蛍光測定器、５０  第１記憶部、５２  第１テーブル、５４  参照パターン、６０  第２記憶部、６２  第２テーブル、７０  操作部、８０  情報読取部、９０  回転体、９２  回転体ドライバー、１００  制御部
【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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