(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質が、長手方向に沿って所定間隔で固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材を有し、該基礎部材は前記固定位置が外方から測定可能な状態で巻かれ、積層され、または整列されて集積化されたことを特徴とする集積支持体。
【請求項２】
所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質を所定間隔で配置した各固定位置に固定され、各化学構造とその各固定位置とが対応付けられた基礎部材を収容可能であって流体の入出口を有する透光性の収容部と、その収容部に対して前記入出口を介して前記流体を吸引しかつ吐出可能とする吸引吐出部と、収容された前記基礎部材からの光を前記収容部の外部で前記固定位置と対応付けた状態で受光可能とする測定機とを有することを特徴とする収容反応測定装置。
【請求項３】
前記測定機は、前記基礎部材からの光を受光する受光部と、該受光部または前記収容部を相対的に移動して前記基礎部材の各固定位置を走査する走査部とを有することを特徴とする請求項２に記載の収容反応測定装置。
【請求項４】
前記収容部は、前記吸引吐出部に設けられたノズル部に着脱自在に装着されたことを特徴とする請求項２に記載の収容反応測定装置。
【請求項５】
前記入出口と、外部に設けた容器等が載置された処理領域または前記受光部との間を相対的に移動可能とする移動部をさらに有することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の収容反応測定装置。
【請求項６】
前記検出用物質と結合の可能性がある標識物質で標識化された結合性物質が検出用物質と結合することによって形成された前記基礎部材の全固定位置を含む領域を前記測定機によって相対的に走査して、各固定位置における前記標識物質に関する定性的及び定量的情報を得て、前記結合性物質または検出用物質の識別を行う識別部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の収容反応測定装置。
【請求項７】
前記基礎部材が糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状に形成されたものであって、複数種の検出用物質がその長手方向に沿って所定間隔で固定され、該基礎部材を直線状に伸長させた状態で収容する場合には、前記収容部は細管であり、前記基礎部材の長手方向は、その細管の軸方向に沿って収容され、その細管の大きさおよび形状は、その基礎部材の大きさおよび形状に基づいて定まるものであり、前記測定機は前記細管の軸方向に沿って相対的に走査することによって測定することを特徴とする請求項２に記載の収容反応測定装置。
【請求項８】
前記基礎部材が、所定の化学構造をもつ各種複数種の検出用物質が長手方向に沿って所定間隔で固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状であって、該基礎部材が集積支持体を形成する場合には、前記収容部は、前記集積支持体を収容する太径部および先端に入出口を有し外部の容器に挿入可能な細径部からなり、前記吸引吐出部は、前記入出口を介して前記流体を前記太径部に対して吸引しかつ吐出するものであり、前記収容部の大きさおよび形状は、前記集積支持体の大きさおよび形状に基づいて定められ、前記測定機はその太径部の外部で基礎部材からの光を受光するものであることを特徴とする請求項２に記載の収容反応測定装置。
【請求項９】
前記測定機の受光部は、遮光用ボックスの中に設けられ、該遮光用ボックスは、ボックス本体と、前記ボックス本体の開口部を覆うように設けられた蓋体とを有し、前記蓋体には前記収容部を前記ボックス本体に挿入するために前記収容部が通過可能な孔が設けられるとともに、前記収容部がボックス本体内に挿入された状態で、前記孔が塞がれて閉鎖空間が形成される閉鎖手段を有することを特徴とする請求項４に記載の収容反応測定装置。
【請求項１０】
前記集積支持体は、前記基礎部材が、前記収容部の内壁面と接触しないように位置決めされた状態で収容されていることを特徴とする請求項８に記載の収容反応測定装置。
【請求項１１】
所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質が、長手方向に沿って所定間隔で固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材を、透光性のある収容部内に収容する収容工程と、
前記収容部内に標識化された結合性物質が懸濁する液体を吸引して前記基礎部材を液体に浸して前記結合性物質と前記検出用物質とを反応させる反応工程と、
反応に寄与しなかった結合性物質および前記液体を除去する測定準備工程と、
前記収容部内に収容された基礎部材からの光を測定する測定工程とを有することを特徴とする収容反応測定方法。
【請求項１２】
前記測定工程は、前記収容部または受光位置を相対的に移動させることによって、前記基礎部材の全固定位置を走査することを特徴とする請求項１１に記載の収容反応測定方法。
【請求項１３】
前記測定準備工程において、反応に寄与しなかった結合性物質およびそれが懸濁する液体を除去した後、測定用の液体を吸引する工程を含み、前記測定工程は測定用液体に前記基礎部材を浸した状態で測定することを特徴とする請求項１１に記載の収容反応測定方法。
【請求項１４】
前記反応工程にあっては、前記収容部または該収容部に吸引された液体を振盪させまたは、液体の吸引吐出を繰り返すことを特徴とする請求項１１に記載の収容反応測定方法。
【請求項１５】
前記収容部に収容されている基礎部材は、集積化されて集積支持体を形成し、前記測定機は、前記集積支持体からの光を受光する受光部と、前記集積支持体または該集積支持体を収容する収容部をその軸心に対して回転させる走査部とを有することを特徴とする請求項２に記載の収容反応測定装置。
【請求項１６】
前記収容部は前記吸引吐出部が有するノズル部に着脱自在に装着されるとともに、前記走査部は、前記ノズル部をその軸心に対して回転させることによって収容部を回転させることを特徴とする請求項１５に記載の収容反応測定装置。
【請求項１７】
前記入出口を、外部に設けた容器または前記測定機との間を相対的に移動可能とする移動部をさらに有することを特徴とする請求項１５または請求項１６いずれかに記載の収容反応測定装置。
【請求項１８】
前記検出用物質と結合の可能性があり、標識物質で標識化された結合性物質を、前記検出用物質に結合させることによって形成された集積支持体を収容した前記収容部を回転させることによって、前記全固定位置を含む領域を前記測定機によって走査して、各固定位置における前記標識物質に関する定性的及び定量的情報を得て、前記結合性物質または検出用物質に関する識別を行う識別部をさらに有することを特徴とする請求項１５乃至請求項１７のいずれかに記載の収容反応測定装置。
【請求項１９】
前記集積支持体は、所定の検出用物質が長手方向に沿って所定間隔で固定され、各検出用物質とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材と、その基礎部材が巻装される円筒状支持体とを有し、前記収容部は、前記集積支持体を収容する太径部及び先端に入出口を有し外部の容器に挿入可能な細径部からなり、前記吸引吐出部は、前記入出口を介して前記流体を前記太径部に対して吸引しかつ吐出するものであり、前記収容部の大きさ及び形状は、前記集積支持体の大きさおよび形状に基づいて定められ、前記測定機は、その太径部の外部で基礎部材からの光を受光するものであることを特徴とする請求項１８に記載の収容反応測定装置。
【請求項２０】
前記円筒状支持体の軸心は、前記ノズル部の軸心と一致するように前記収容部に収容されたことを特徴とする請求項１９に記載の収容反応測定装置。
【請求項２１】
前記測定機は、前記受光部が受光しようとする集積支持体の領域に、所定の光を照射する照射部をさらに設けたことを特徴とする請求項１５ないし請求項２０のいずれかに記載の収容反応測定装置。
【請求項２２】
前記受光部または照射部は、多数の光ファイバと、該光ファイバを束ねて支持する光ファイバ支持部とを有し、前記各光ファイバの先端部は前記ノズル部の軸方向に沿って縦列状に配列されていることを特徴とする請求項１５ないし請求項２１に記載の収容反応測定装置。
【請求項２３】
前記受光部または前記照射部は、ファイバグラスと、ファイバグラスを支持するファイバグラス支持部とを有し、該ファイバグラスの収容部側面は、前記ノズル部の軸方向に沿って縦長状に形成したことを有することを特徴とする請求項１５ないし請求項２１のいずれかに記載の収容反応測定装置。
【請求項２４】
前記収容部の内側面または外側面の少なくとも一方にはその全周に渡って、前記収容部外方に設けた前記受光部の端部に前記集積支持体からの光を収束させるための多数の光学系を配列形成したことを特徴とする請求項１５乃至請求項２３のいずれかに記載の収容反応測定装置。
【請求項２５】
所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質が、長手方向に沿って間隔を開けて固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材が外方から測定可能な状態で支持体に巻かれた集積支持体を、透光性のある収容部内に収容する収容工程と、
前記収容部内に標識化された前記検出用物質と結合の可能性がある結合性物質が懸濁する液体を吸引して前記集積支持体を液体に浸して前記結合性物質と前記検出用物質とを反応させる反応工程と、
反応に寄与しなかった前記結合性物質および前記液体を除去する測定準備工程と、
前記収容部内に収容された基礎部材からの光を測定する測定工程とを有することを特徴とする収容反応測定方法。
【請求項２６】
前記測定工程は、前記収容部を回転させることによって、前記集積支持体の全固定位置を走査することを特徴とする請求項２５に記載の収容反応測定方法。
【請求項２７】
前記測定準備工程において、反応に寄与しなかった前記結合性物質およびそれが懸濁する液体を除去した後、測定用の液体を吸引する工程を含み、前記測定工程は測定用液体に前記集積支持体を浸した状態で測定することを特徴とする請求項２５に記載の収容反応測定方法。
【請求項２８】
前記反応工程にあっては、前記収容部または該収容部に吸引された液体を振盪させまたは、液体を吸引吐出を繰り返すことを特徴とする請求項２５に記載の収容反応測定方法。
【請求項２９】
軸心に対し回転可能に設けたノズル部と、該ノズル部に着脱可能に装着され、複数種の検出用物質を所定間隔で固定した集積支持体を内部に収容可能であり、かつ先端に流体の入出口を有する透光性の収容部と、該収容部の外側に、前記ノズル部の軸方向に平行に沿って設け、前記集積支持体からの光を受光する受光部とを有する集積支持体の収容反応装置を、光学的測定装置を用いて、収容反応測定を行う方法であって、
前記集積支持体を収容した前記収容部の入出口を介して、前記検出用物質と結合の可能性がある結合性物質が懸濁する液体を吸引して前記集積支持体を液体に浸して、前記結合性物質と前記検出用物質とを反応させる反応工程と、
反応に寄与しなかった前記結合性物質及び前記液体を除去し、かつ、測定用試薬を吸引して前記収容部に吸引する測定準備工程と、前記ノズル部を回転させる間に、収容部の外部から前記受光部によって、集積支持体上の発光を検出する測定工程とを有することを特徴とする集積支持体の収容反応測定方法。
【請求項３０】
前記反応工程は、該当する試薬を収容する容器位置に前記収容部を装着したノズル部を移動して、その試薬を吸引することによって行い、前記測定工程は、前記受光部が設けられている位置にまで、前記ノズルを移動することによって行うことを特徴とする請求項２７に記載の集積支持体の収容反応測定方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、収容反応測定装置および収容反応測定方法に関する。本発明は、遺伝子、免疫系、アミノ酸、タンパク質、糖等の生体高分子、生体低分子の扱いが要求される分野、例えば、工学分野、食品、農産、水産加工等の農学分野、薬学分野、衛生、保健、免疫、疾病、遺伝等の医学分野、化学もしくは生物学等の理学分野等、あらゆる分野に関係するものである。
本発明は、特に、遺伝子の変異解析、多型解析、マッピング、塩基配列解析、発現解析等において適した収容反応測定装置および収容反応測定方法に関する。
背景技術
従来、遺伝子の塩基配列の決定を行うに際してＤＮＡチップを用いるものがあった。
ＤＮＡチップは、半導体膜や、スライドグラス等の平板の表面上に、既知の多数種類のオリゴヌレオチドを各々微小量の懸濁液が点状となるように、アレイ状に配列して固定したものである。ＤＮＡチップは、その狭い表面上に多数のオリゴヌレオチドアレイを形成するためには、ピペット装置を用いて、１点１点微少量のオリゴヌレオチド懸濁液を一定の間隔を空けて混入防止を図りながら、分注して製造されたものである。このＤＮＡチップを用いて、遺伝子に関する各種の分析や解析等を行う。
例えば、未知の目的遺伝子の塩基配列を決定しようとするには、従来では、使用者は、発光物質で標識化された目的遺伝物質が懸濁した液を、前記ＤＮＡチップ上に分注する。一定の反応時間を置いた後に、洗浄によって余分の懸濁液を除去する。次に、ＤＮＡチップからの発光の検出を行うことによって、発光が検出された位置から塩基配列を決定しようとするものであった。
ところで、ＤＮＡチップを製造するためには、狭い領域に平面状に高密度に多数種類のオリゴヌレオチドを配列しようとすればするほど、相互に接近するので、クロスコンタミネーションが生じやすくなるのみならず、各固定位置でのオリゴヌクレオチドがよりいっそう少量化することになる。特に、各固定位置でのオリゴヌレオチドが少量化すると、その発光位置を定めることは、誤差が生じやすく正確さにおいて問題点を有していた。
また、従来、各オリゴヌクレオチド等の物質を、例えば、約２．６ｃｍ×７．６ｃｍ程度の大きさのプレパラート状のガラス板等の平面に固定したＤＮＡチップを用いていた。該平面の各固定位置にあるオリゴヌクレオチド等の物質に液体を供給するには、数１０μリットル程度の液体を該平面上に分注した後、手作業で前記平面上にガラス板またはフィルムをサンドイッチ状に載置することによって、均一な薄液層を形成して各固定位置に均等に微小液体を供給する方法をとっていた。この方法ではフィルム等を載置する工程が必要であるために作業自動化の障害となっていた。また、フィルム等を載置することによって液体を供給するため、供給すべき液体を流動化させることが困難であり、また、少量化によって、ますます目的物質との遭遇性や反応性が低くなり処理に時間がかかり、また処理のために高濃度の液体が必要となるという問題点を有していた。
また、平面状にサンプルを配置するものであるために、高密度になればなるほどその扱いや自動化がより一層難しくなる。したがって、ＤＮＡチップの製造は、非常に多くの手間と時間を要することとなり高価になっていた。特に、膨大な量の塩基配列を含む未知の目的物質の構造の解析、分析や決定を行うには、大量のＤＮＡチップの解析、分析等が必要であった。そのため、本出願人は、この問題を解決するために特許出願（特願２０００−７７６３、特願２０００−３７２７３、特願２０００−７７１４４、出願時点では未公開）を行い、１または２以上の糸状、紐状、テープ状、または棒状等の細長形状に形成された基礎部材と、その基礎部材の長手方向に並んで固定された所定の化学構造をもつ各種の検出用物質とを有し、前記基礎部材は、巻かれ、積層され、または整列され、各種検出用物質の固定位置とその各化学構造とが対応付けられた集積支持体について開示している。
しかしながら、このような集積支持体の製造が容易で価格が低いとしても、この集積支持体を用いた反応、測定、識別についても、効率的、迅速に行うことができなければ、集積支持体の利点が十分に発揮されないという問題点を有していた。
そこで、本発明は以上の問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、前述した集積支持体のみならず、ＤＮＡチップ等をも含めて、その反応、測定および識別についても効率的、迅速に行うことができる収容反応測定装置および収容反応測定方法を提供することである。
第２の目的は、反応、測定、および検出用物質または結合性物質の識別について一貫して、自動的に行うことができる収容反応測定装置および収容反応測定方法を提供することを目的としてなされたものである。
第３の目的は、標識化された結合性物質が懸濁する微少量の液を用いて、反応、測定、識別を行うことができる、扱いの容易な収容反応測定装置および収容反応測定方法を提供することである。
第４の目的は、検出用物質または結合性物質の識別を確実に行うことができる信頼性の高い収容反応測定装置および収容反応測定方法を提供することである。
第５の目的は、より一層反応、測定、識別が容易な集積支持体を提供することである。
発明の開示
以上の技術的課題を解決するために、第１の発明は、所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質が、長手方向に沿って所定間隔で固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材を有し、該基礎部材は前記固定位置が外方から測定可能な状態で巻かれ、積層され、または整列されて集積化された集積支持体である。
ここで、「検出用物質」とは、特定の結合性物質により認識、結合され得る化学物質であって、例えば、核酸、蛋白質、アミノ酸、糖、ペプチド等の生体高分子又は低分子を含む化学物質である。核酸としては、二本鎖ＤＮＡまたは一本鎖ＤＮＡがある。結合性物質は、前記検出用物質に結合性を有する化学物質であって、例えば、核酸、蛋白質、糖、ペプチド等の生体高分子又は生体低分子等の化学物質である。検出用物質または結合性物質は、天然分子であっても人工分子であっても良い。本発明において、検出用物質と当該検出用物質に結合性を有する結合性物質の接触表面特性は、相互に相補的である。目的物質の構造の決定や、種々の分析や、解析を行うために使用される。例えば、オリゴヌクレオチド等の遺伝物質、免疫物質であり、遺伝物質には、核酸（ポリヌクレオチド）、その分解生成物のオリゴヌクレオチド、ヌクレオチド等を含む。ここでは、「基礎部材」は、可撓性の材料または非可撓性の材料で形成される。これらの材料は例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ウレタン等の有機材、ガラス繊維、セラミックス、金属等の無機材、または有機材のフィルムやテープに微細なセラミックス粒子を敷き詰めたような有機材と無機材とを組み合わせた材料等であっても良い。なお、有機材には、人工素材のみならず、絹、綿等の天然繊維等の天然素材をも含む。また、基礎部材は少なくとも各固定位置においては、種々の多孔性材、発泡性材、繊維性材、凹凸性材で形成されるのが好ましい。
本発明では、「固定位置を外方から測定可能な状態で巻かれ、積層されまたは整列され」る。そのためには、例えば、該基礎部材を立体形状として測定できるように構成する。これによって、検出用物質の測定可能面積を増加させて、外部からの測定を確実に行い、信頼性を高めることができる。例えば、基礎部材が不透明または半透明の場合には、基礎部材の最外表面だけでなく、基礎部材の側面をも測定可能とするように、基礎部材の長手方向に垂直となる方向に沿って周方向に周囲を囲むように固定を行うとともに、基礎部材間の間隔を開けて巻き、積層し、または整列する。これによって、基礎部材が捩れて巻かれ、積層され、または整列されても固定位置が外方から測定可能である。また、透明または半透明の基礎部材に固定を行うようにするのが好ましい。さらに、２の異なる位置で、異なる方向で受光できるように受光部を設けて立体視によって、各固定位置を立体的に測定するようにしても良い。また、前記基礎部材は、通常、１層のみ集積化されるのが好ましいが、透明または半透明の基礎部材を立体視で測定する場合には複数層に集積化することができる。
該集積支持体には、前記基礎部材が巻かれ、積層され、整列されるべき支持体を設けるようにしても良い。これによって、基礎部材が可撓性の素材の場合には、位置決めを容易で確実に行うことができる。しかし、基礎部材が非可撓性の素材であるならば、必ずしも支持体を必要としない。
また、「化学構造」とは、前記検出用物質または結合性物質の分子構造であって、例えば、前記検出用物質または結合性物質が遺伝物質の場合には、塩基配列である。「集積化された基礎部材」は、たとえば、支持体を設け、該支持体に設けた隙間に基礎部材の各端を挟み込んで摩擦力で固定すること等によって結束して支持されるのが好ましい。
さらに、集積支持体は、後述する収容部に収容した際に、収容部の内壁との間で液体がスムーズに通過可能となるような隙間が形成されるような構造をもつのが好ましい。これによって、液体を吸引した際に、液体と検出用物質または結合性物質との接触を確実に行わせ、かつ、吐出の際には集積支持体と内壁との間に液体が残留することなくスムーズに通過させることができる。
また、該集積支持体または基礎部材を前記収容部に収容する際に、該収容部の移動によって、該集積支持体及び基礎部材が該収容部内で移動しないように収容部内で位置が固定される必要がある。
このような構造としては、例えば、集積支持体に、基礎部材が巻かれ、積層、整列される支持体（例えば、円筒状、角柱状）を設けるようにする。前記集積支持体を収容する容器（後述する収容部も含む）内壁と前記基礎部材との接触を防止する保護部を前記支持体に設けることによって実現するのが好ましい。この保護部としては、例えば、支持体（例えば、円筒状、角柱状等）の適当な部位（例えば、両縁部、両端部等）に、巻装された基礎部材の厚さを超える高さをもち、かつその先端が前記容器内壁と接触する突起部を支持体の表面から突出させて（例えば、半径方向に）設けたものが好ましい。
また、その保護部の前記容器内壁との接触点はできるだけ小さい面積をもつように形成するのが好ましい。これは、接触点の面積が大きいと液体の残留量が増加するおそれがあるからである。その保護部の形状は、前記収容部内での流体の流れが、その保護部の存在によって不可能にならないように形成する。例えば、環状に形成した突起部に切欠部を設けたり、ピン状の突起部を設けることによって防止される。この保護部によって集積支持体の収容部内での位置決めをも行うことができることになる。
また、前記支持体は、微少量の液体を扱う場合には中実に形成するのが好ましい。また、前記基礎部材と前記容器の内壁との距離はできるだけ狭い方が好ましい。一方、比較的大きな量の液体を扱う場合には前記支持体は中空または／および多孔性の部材で形成するのが好ましい。
また、前記基礎部材が巻かれ、積層され、または整列される支持体の表面に凹凸や、螺旋状等の溝、筋を設け、該凹凸や溝や筋に沿ってまたは、該凹凸や溝や筋を横切るように、前記基礎部材を巻き、積層し、整列させることによって、基礎部材間に間隔を空けたり、支持体と基礎部材間に間隔を設けて、流体が流通しやすくするようにしても良い。
第１の発明によれば、基礎部材の各固定位置が外方から測定可能な状態で、巻かれ装されているので外部から、標識化された固定位置の標識の検出または測定を容易かつ確実に行うことができる。したがって、該集積化支持体を用いれば反応のみならず測定を行うに際し、取り扱いが容易であり、一貫した処理を行うことができる。
「所定間隔」とは、隣接する検出用物質間の接触を避ける必要がある分析や解析の場合には、各検出用物質の固定量とその広がりを考慮して、その広がりを超える距離であり、隣接する検出用物質間の接触を避ける必要がないような分析や解析の場合には、前記広がりが重なるような距離であっても良い。
第２の発明は、所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質を所定間隔で配置した各固定位置に固定され、各化学構造とその各固定位置とが対応付けられた基礎部材を収容可能であって流体の入出口を有する透光性の収容部と、その収容部に対して前記入出口を介して前記流体を吸引しかつ吐出可能とする吸引吐出部と、収容された前記基礎部材からの光を前記収容部の外部で前記固定位置と対応付けた状態で受光可能とする測定機とを有する収容反応測定装置である。
前記収容部は、流体の入出口を持つのであるから、該収容部には、前記基礎部材のみならず流体も収容可能である。これによって、基礎部材の前記検出用物質と液体に含有する結合性物質との反応が前記収容部内で可能になる。なお、収容部は前記基礎部材を収容する収容口を有することになる。この収容口は、例えば、吸引吐出部との接続に用いるものであっても良い。
ここでは、前記基礎部材は、必ずしも細長形状である必要はなく、また、集積支持体に巻装された細長形状の基礎部材であっても良い。さらに、例えば、平面状のＤＮＡチップのようなものであっても良い。「（所定間隔で）配置され」とは、例えば、前記基礎部材が細長形状の場合には、前記基礎部材の長手方向に沿って並べて配置する状態であり、平面状の場合には、マトリクス状に配置する状態である。
また、収容部の形状または大きさを、前記基礎部材（または集積支持体）の形状または大きさに基づいて、前記基礎部材（または集積支持体）の形状または大きさに接近する形状または大きさとなるように形成することによって、収容部内壁と基礎部材との間の隙間を狭く形成して微少量に対応できるようにしても良い。また、基礎部材は、たとえ、糸状、紐状等の細長形状であっても、可撓性をもつ素材である必要はなく、針金または棒のような非可撓性の素材であっても良く。また、非可撓性の基礎部材がコイル状に形成されているものであっても良い。
第２の発明によれば、基礎部材を収容部に収容したままで必要な試薬等の液体を収容部に対して吸引しまた吐出することを同一の若しくは異なる液体に対して行うことによって反応や洗浄を行い、その状態で、測定をも行うことができる。したがって、反応、測定等の処理を迅速かつ簡単な操作で効率的にかつ一貫して行うことができる。また、前記収容部に収容したままで各種の処理を行うことができるので、クロスコンタミネーションを防止し信頼性が高い。さらに、前記収容部の形状または大きさを、基礎部材の形状または大きさに基づいて定めることによって、微少量の液体によっても処理を行うことができる。
第３の発明は、前記測定機は、前記基礎部材からの光を受光する受光部と、該受光部または前記収容部を相対的に移動して前記基礎部材の各固定位置を走査する走査部とを有する収容反応測定装置である。走査部は、受光部を移動させても良いし、収容部の方を移動させるようにしても良い。
第３の発明によれば、基礎部材を走査することによって、基礎部材からの光を漏れなく、受光することができるので、測定結果の信頼性が高い。
第４の発明は、前記収容部は、前記吸引吐出部に設けられたノズル部に着脱自在に装着された収容反応測定装置である。
第４の発明によれば、前記液体や基礎部材と接触する前記収容部は着脱自在に装着されるようにしているので、収容部ごと交換することによって、クロスコンタミネーションを確実に防止することができる。また、磁力手段を収容部の外部に設けることによって、または、磁力手段を設けかつ磁性粒子を内壁に吸着することによって分離を可能とするピペット部と交換することによって、磁性粒子を扱う装置と兼用することができるので、多種類の処理をさらに効率的に、かつ一貫して行うことができる。
第５の発明は、前記入出口と外部に設けた容器等が載置された処理領域との間を相対的に移動可能とする移動部をさらに有する収容反応測定装置である。
第５の発明によれば、前記収容部の入出口と処理領域との間を相対的に移動する移動部を設けることによって、前記基礎部材を収容部に収容したままで基礎部材を移動させることによって、処理を自動化しかつ一貫して行うことができる。
第６の発明は、前記検出用物質と結合の可能性がある標識物質で標識化された結合性物質が検出用物質と結合することによって形成された前記基礎部材の全固定位置を含む領域を前記測定機によって相対的に走査して、各固定位置における前記標識物質に関する定性的及び定量的情報を得て、前記結合性物質または検出用物質に関する識別を行う識別部をさらに有する収容反応測定装置である。
ここで、「前記標識物質に関する定性的及び定量的情報」とは、反応の結果生じた前記標識物質に関する情報であって、例えば、標識物質の種類、その量、または量比等である。各固定位置の認識は、例えば、前記基礎部材に、例えば、一定周期的に設けたマーク（発光物質、色彩等）によって行う。該マークは、発光強度の標準強度を示すように構成しても良い。これによって、定量的情報を確実に得ることができる。なお、標識部として、その得られた情報または識別内容を画面に表示する表示部を設けるようにしても良い。
第６の発明によれば、基礎部材を走査することによって、基礎部材からの光を漏れなく、受光することができるので、測定結果の信頼性が高い。
第７の発明は、前記基礎部材が糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状に形成されたものであって、複数種の検出用物質がその長手方向に沿って所定間隔で固定され、該基礎部材を直線状に伸長させた状態で収容する場合には、前記収容部は細管であり、前記基礎部材の長手方向は、その細管の軸方向に沿って収容され、その細管の大きさおよび形状は、その基礎部材の大きさおよび形状に基づいて定まるものであり、前記測定機は前記細管の軸方向に沿って相対的に走査することによって測定する収容反応測定装置である。
ここで、「細管」は、吸引吐出部に対して、着脱可能に設けられた使い捨てのものであっても良い。
第７の発明によれば、前記基礎部材を伸長した状態で収容しているので、各固定位置を特定するのが容易でかつ確実である。
第８の発明は、前記基礎部材が、所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質が長手方向に沿って所定間隔で固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状であって、該基礎部材が集積支持体を形成する場合には、前記収容部は、前記集積支持体を収容する太径部および先端に入出口を有し外部の容器に挿入可能な細径部からなり、前記吸引吐出部は、前記入出口を介して前記流体を前記太径部に対して吸引しかつ吐出するものであり、前記収容部の大きさおよび形状は、前記集積支持体の大きさおよび形状に基づいて定められ、前記測定機はその太径部の外部で基礎部材からの光を受光するものである収容反応測定装置である。
第８の発明によれば、集積支持体の大きさや形状に基づいて収容部の大きさや形状を定めることによって、集積支持体と収容部の内壁との間の間隙を狭めることによって、微少量の液体でも反応等の処理を行うことができるので扱いやすい。また、本発明では、前記基礎部材を集積支持体として集積化して収容しているので、多数の固定位置に関して測定を行うことができるので、複雑な構造の解析をも効率的に行うことができる。
第９の発明は、前記測定機の受光部は、遮光用ボックスの中に設けられ、該遮光用ボックスは、ボックス本体と、前記ボックス本体の開口部を覆うように設けられた蓋体とを有し、前記蓋体には、前記収容部を前記ボックス本体に挿入するために前記収容部が通過可能な孔が設けられるとともに、前記収容部がボックス本体内に挿入された状態で、前記孔が塞がれて閉鎖空間が形成される閉鎖手段を有する収容反応測定装置である。なお、受光部の他に、照射部も遮光用ボックス内に設けても良い。また、前記遮光ボックス内に設けられている受光部は、受光素子だけの場合、または、それに付属する電気回路もしくは測定機本体を含む場合であっても良い。
第９の発明によれば、受光は遮光用ボックスの中で行われるため、外部からの光のノイズを遮断するとともに、外部に光を漏らさないので、他の測定に悪影響を及ぼさず信頼性の高い測定を行うことができるとともに、複数の測定を並行して集積した状態で行うことができるのでより一層効率が高いといえる。
第１０の発明は、前記集積支持体は、前記基礎部材が、前記収容部の内壁面と接触しないように位置決めされた状態で、収容されている収容反応測定装置である。
このためには、例えば、前記集積支持体に、前述した保護部を設けることによって行えばよい。
第１０の発明によれば、前記基礎部材が収容部の内壁面と接触しないように位置決めされている。したがって、基礎部材と液体とを十分接触させることができるとともに、液体が吐出の際に、基礎部材との隙間に残留する事態を防止し、また、位置決めされているので、信頼性のある測定を行うことができる。
第１１の発明は、所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質が、長手方向に沿って所定間隔で固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材を、透光性のある収容部内に収容する収容工程と、前記収容部内に標識化された結合性物質が懸濁する液体を吸引して前記基礎部材を液体に浸して前記結合性物質と前記検出用物質とを反応させる反応工程と、反応に寄与しなかった結合性物質および前記液体を除去する測定準備工程と、前記収容部内に収容された基礎部材からの光を測定する測定工程とを有する収容反応測定方法である。「測定準備工程」における「除去」は、例えば、洗浄液による洗浄によって行う。洗浄は洗浄液について、吸引吐出を繰り返しまたは攪拌を行うことによってより効果的に行われる。また、測定の準備のために、前記収容部内を完全に乾燥させるか、または、後述するように測定用の液を吸引することによって行う。
第１１の発明によれば、基礎部材を収容部に収容したままで必要な液体を収容部に対して吸引しまた吐出することを同一の若しくは異なる液体に対して行うことによって反応や洗浄を行い、その状態で、測定をも行うことができる。したがって、反応、測定等の処理を迅速かつ簡単な操作で効率的にかつ一貫して行うことができる。また、前記収容部に収容したままで各種の処理を行うことができるので、クロスコンタミネーションを防止し信頼性が高い。さらに、前記収容部の形状または大きさを、基礎部材の形状または大きさに基づいて定めることによって、微少量の液体によっても処理を行うことができる。
第１２の発明は、前記測定工程は、前記収容部または受光位置を相対的に移動させることによって、前記基礎部材の全固定位置を走査する収容反応測定方法である。
第１２の発明によれば、基礎部材を走査することによって、基礎部材からの光を漏れなく、受光することができるので、測定結果の信頼性が高い。
第１３の発明は、前記測定準備工程において、反応に寄与しなかった結合性物質およびそれが懸濁する液体を除去した後、測定用の液体を吸引する工程を含み、前記測定工程は測定用液体に前記基礎部材を浸した状態で測定する収容反応測定方法である。ここで、「測定用の液体」とは、例えば、蒸留水、または収容部を構成する材質の屈折率に近い屈折率を持つ液体を用いるのが好ましい。これによって、測定を妨害する不用な光の散乱を防止することができる。
第１３の発明によれば、反応に寄与しなかった結合性物質およびそれが懸濁する液体を除去した代わりに測定用の液体を吸引して前記基礎部材を浸すようにしている。したがって、収容部と基礎部材との間を、例えば、前記収容部を形成する物質の屈折率に近い所定の屈折率を持つ液体で満たすことによって、収容部と空気との界面で生ずる反射や屈折や歪みを防止して明瞭で確実な測定を行うことができる。
第１４の発明は、前記反応工程にあっては、前記収容部または該収容部に吸引された液体を振盪させまたは、液体の吸引吐出を繰り返す収容反応測定方法である。また、この振盪もしくは吸引吐出動作とともに、または該振盪もしくは吸引吐出動作に換えて、恒温装置によって所定温度に保たれた定温状態の液体が収容されている容器から、該定温状態の液体を前記収容部に吸引し、また、収容部に対する吸引吐出動作を繰り返すことによって、収容部内の温度制御を前記反応工程で行うようにしても良い。
第１４の発明によれば、収容部または該収容部に収容された液体を振盪させたり、液体を吸引吐出を繰り返すことによって、液体に懸濁する結合性物質と基礎部材の検出用物質との間の遭遇性を高め、反応を促進することができる。
第１５の発明は、前記収容部に収容されている基礎部材は、集積化されて集積支持体を形成し、前記測定機は、前記集積支持体からの光を受光する受光部と、前記集積支持体または該集積支持体を収容する収容部をその軸心に対して回転させる走査部とを有する収容反応測定装置である。
ここで、前記受光部は、例えば、前記収容部の外側に、前記ノズル部の軸方向に平行に沿って光センサを設け、前記集積支持体からの光を受光可能とするものである。また、前記受光部の収容部側の端部に光学的フィルターを設けるようにしても良い。
本発明によれば、測定機本体を移動させて走査するのではなく、収容部側を回転させるようにしている。したがって、並進移動と回転移動の対象を収容部側に限定し、測定機本体を固定して設けることによって、全体の装置構成及び制御を簡単化し、効率化を図ることができる。また、最小限の動作で走査を行うことができる。
第１６の発明は、前記収容部は前記吸引吐出部が有するノズル部に着脱自在に装着されるとともに、前記走査部は、前記ノズル部をその軸心に対して回転させることによって収容部を回転させる収容反応測定装置である。
第１６の発明によれば、回転駆動されるノズル部に収容部を着脱自在に装着するようにしているので、収容部の構造を簡単化するとともに、第４の発明で説明したものと同様な効果を奏する。
第１７の発明は、前記入出口と、外部に設けた容器等が載置された処理領域または前記受光部との間を相対的に移動可能とする移動部をさらに有する収容反応測定装置である。
第１７の発明によれば、第５の発明で説明したものと同様な効果を奏する。
第１８の発明は、前記検出用物質と結合の可能性があり、標識物質で標識化された結合性物質を、前記検出用物質に結合させることによって形成された集積支持体を収容した前記収容部を回転させることによって、前記全固定位置を含む領域を前記測定機によって走査して、各固定位置における前記標識物質に関する定性的及び定量的情報を得て、前記結合性物質または検出用物質に関する識別を行う識別部をさらに有する収容反応測定装置である。
前記標識部として、その得られた情報または識別内容を画面に表示する表示部を設けるようにしても良い。
第１８の発明によれば、第６の発明で説明したものと同様な効果を奏する。
第１９の発明は、前記集積支持体は、所定の検出用物質が長手方向に沿って所定間隔で固定され、各検出用物質とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材と、その基礎部材が巻装される円筒状支持体とを有し、前記収容部は、前記集積支持体を収容する太径部及び先端に入出口を有し外部の容器に挿入可能な細径部からなり、前記吸引吐出部は、前記入出口を介して前記流体を前記太径部に対して吸引しかつ吐出するものであり、前記収容部の大きさ及び形状は、前記集積支持体の大きさおよび形状に基づいて定められ、前記測定機は、その太径部の外部で基礎部材からの光を受光するものである収容反応測定装置である。ここで、「円筒状支持体」は、中実の場合、中空の場合がある。また、該円筒状支持体に溝、凹凸、縦筋を設けて、流体が通過可能となるようにしても良い。「巻装」は、例えば、該円筒状支持体の軸方向に略垂直となるように行われる。本発明によれば、第８の発明で説明したものと同様な効果を奏する。また、円筒状支持体に巻装しているので、固定位置が円筒状に配列され、測定しやすい。
第２０の発明は、前記円筒状支持体の軸心は、前記ノズル部の軸心と一致するように前記収容部に収容された収容反応測定装置である。これによって、回転による光強度が異なったり、ゆらいだりすることがない安定した正確なデータを得ることができる。
第２１の発明は、前記測定機は、前記受光部が受光しようとする集積支持体の領域に、所定の光を照射する照射部をさらに設けた収容反応測定装置である。
これによって、発光に励起用の光を必要とする、蛍光物質等の標識物質を用いることができる。
第２２の発明は、前記受光部または照射部は、多数の光ファイバと、該光ファイバを束ねて支持する光ファイバ支持部とを有し、前記各光ファイバの先端部は前記ノズル部の軸方向に沿って縦列状に配列されている収容反応測定装置である。
ここで、「縦列状」とは、１列の場合のみならず、複数列の場合も含む。本発明によれば、一度に、軸方向に沿った多数の固定位置を検出することができるので、効率性が高い。
第２３の発明は、前記受光部または前記照射部は、ファイバグラスと、ファイバグラスを支持するファイバグラス支持部とを有し、該ファイバグラスの収容部側面は、前記ノズルの軸方向に沿って縦長状に形成したことを有する収容反応測定装置である。本発明によれば、一度に、軸方向に沿った多数の固定位置を検出することができるので、効率性が高い。
第２４の発明は、前記収容部の内側面または外側面の少なくとも一方にはその全周に渡って、前記収容部外方に設けた前記受光部の端部に前記集積支持体からの光を収束させるための多数の収束用光学系を配列形成した収容反応測定装置である。ここで、該「収束用光学系」は、例えば、装着した前記ノズル部の軸方向に平行な母線をもち、母線に垂直な平面において屈折作用を有するシリンドリカルレンズである。なお、シリンドリカルレンズは、前記収容部と一体に形成するのが好ましい。本発明によれば、強度の高い発光を測定することができる。
第２５の発明は、所定の化学構造をもつ複数種の検出用物質が、長手方向に沿って所定の間隔で固定され、各化学構造とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状の基礎部材が外方から測定可能な状態で支持体に巻かれた集積支持体を、透光性のある収容部内に収容する収容工程と、前記収容部内に標識化された前記検出用物質と結合の可能性がある結合性物質が懸濁する液体を吸引して前記集積支持体を液体に浸して前記結合性物質と前記検出用物質とを反応させる反応工程と、反応に寄与しなかった前記結合性物質および前記液体を除去する測定準備工程と、前記収容部内に収容された基礎部材からの光を測定する測定工程とを有する収容反応測定方法である。
本発明によれば、集積支持体に対して、第２の発明または第１１の発明で説明したものと同様な効果を奏する。
第２６の発明は、前記測定工程は、前記収容部またはノズル部を回転させることによって、前記集積支持体の全固定位置を走査する収容反応測定方法である。ここで、「収容部を回転させる」には、例えば、該収容部自体、または該収容部が着脱可能に装着されるノズル部を回転させることによって行う。なお、該収容部には、前記集積支持体が該回転に忠実に従うように収容部またはノズル部に固定されている必要がある。
本発明によれば、並進移動のみらず回転移動の対象を収容部（またはノズル部）側に限定することによって、全体の装置構成および制御を簡単化、かつ効率化することができる。また、最小限の動作で走査を行うことができる。
第２７の発明は、前記測定準備工程において、反応に寄与しなかった前記結合性物質およびそれが懸濁する液体を除去した後、測定用の液体を吸引する工程を含み、前記測定工程は測定用液体に前記集積支持体を浸した状態で測定する収容反応測定方法である。本発明によれば、第１３の発明で説明したものと同様な効果を奏する。
第２８の発明は、前記反応工程にあっては、前記収容部または該収容部に吸引された液体を振盪させまたは、液体を吸引吐出を繰り返す収容反応測定方法である。また、この振盪もしくは吸引吐出動作とともに、または該振盪もしくは吸引吐出動作に換えて、恒温装置によって所定温度に保たれた定温状態の液体が収容されている容器から、該定温状態の液体を前記収容部に吸引し、また、収容部に対する吸引吐出動作を繰り返すことによって、収容部内の温度制御を前記反応工程で行うようにしても良い。本発明によれば、第１４の発明で説明したものと同様な効果を奏する。
第２９の発明は、軸心に対し回転可能に設けたノズル部と、該ノズル部に着脱可能に装着され、複数種の検出用物質を所定間隔で固定した集積支持体を内部に収容可能であり、かつ先端に流体の入出口を有する透光性の収容部と、該収容部の外側に、前記ノズル部の軸方向に平行に沿って設け、前記集積支持体からの光を受光する受光部とを有する集積支持体の収容反応装置を、光学的測定装置を用いて、収容反応測定を行う方法であって、前記集積支持体を収容した前記収容部の入出口を介して、前記検出用物質と結合の可能性がある結合性物質が懸濁する液体を吸引して前記集積支持体を液体に浸して、前記結合性物質と前記検出用物質とを反応させる反応工程と、反応に寄与しなかった前記結合性物質及び前記液体を除去し、かつ、測定用試薬を吸引して前記収容部に吸引する測定準備工程と、前記ノズル部を回転させる間に、収容部の外部から前記受光部によって、集積支持体上の発光を検出する測定工程とを有する集積支持体の収容反応測定方法である。
本発明によれば、第２６の発明で説明したものと同様な効果を奏する。
第３０の発明は、前記反応工程は、該当する試薬を収容する容器位置に前記収容部を装着したノズル部を移動して、その試薬を吸引することによって行い、前記測定工程は、前記受光部が設けられている位置にまで、前記ノズル部を移動することによって行う集積支持体の収容反応測定方法である。
本発明によれば、前記ノズル部を移動することだけでも種々の処理を行うことができるので、制御が簡単で、制御を効率化することができる。
発明を実施する為の最良の形態
本発明の実施の形態に係る微小物識別装置および微小物識別方法について、図面に基づいて説明する。本実施の形態の説明は、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。
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る収容反応測定装置１０を示すものである。
本実施の形態に係る収容反応測定装置１０は、前記収容部としての、流体の入出口１２を有する透光性の細管１１と、該細管１１と接続し、該細管１１に対して液体を吸引し吐出するための吸引吐出部としてのポンプ１３と、測定機の受光照射部１４とを有するものである。前記細管１１内には、液体、および、その液体に浸される状態で、基礎部材１５を収容可能である。
前記基礎部材１５は、細長形状に形成されたものであって、例えば、既知の種々の塩基配列をもつオリゴヌクレオチド等の検出用物質が、その長手方向に沿って所定間隔で並ぶように配置されている。前記基礎部材１５は前記細管１１に付着するようにして伸長して保持された状態で前記細管１１内に収容されている。ここで、符号１６は、前記検出用物質に標識化された目的物質である結合性物質が結合することによって、その固定位置が標識化されていることを示すものである。この標識化された固定位置を解析することによって、目的物質の未知の化学構造を決定することができることになる。
前記ポンプ１３は、前記細管１１と連通し弾性体で形成されたチューブ１７と、それを押圧して圧縮するための押圧部１８と、図示しない切換弁とを有し、前記収容反応測定装置１０の外部に設けられた容器１９に収容された液体２０を前記細管１１に対して吸引しまたは吐出するものである。該液体２０には、図示しない蛍光物質等で標識化された目的物質としての結合性物質が懸濁しているものとする。
前記受光照射部１４は、前記蛍光物質を励起させるための励起用光ビームを照射しながら、発生する蛍光を受光するものであって、前記細管１１に沿って、走査するように移動する図示しない走査部が設けられている。
前記細管１１の形状および大きさは、前記基礎部材１５の形状および大きさに基づいて定まるものであり、該基礎部材１５が前記細管１１内に容易に収容可能な余裕を持つが、細管１１の内壁と前記基礎部材１５の表面との間に生ずる隙間が、微少量の液体で浸され易い程度に接近した大きさおよび形状をもつことが好ましい。図１（ｂ）に示すように、このような条件を満たすには、前記細管１１の径の大きさは、前記基礎部材１５の幅または径の大きさの約２倍が適当であって、例えば、基礎部材１５の径が約０．１ｍｍの場合には、細管１１の径は、例えば、約０．２ｍｍが好ましい。
続いて、図２に、第２の実施の形態に係る収容反応測定装置を示す。
図２（ａ）は、前記基礎部材１５をその表面に巻装して支持するための棒状または円筒状の支持体としてのコア２１を示すものである。図２（ｂ）は、前記基礎部材１５が巻装された集積支持体２２を示すものである。ここで、コア２１の径は例えば、約２から約４ｍｍであり、基礎部材１５の太さは約０．０５ｍｍから約０．２ｍｍであり、基礎部材１５の長さは、例えば、約５００ｍｍから約３０００ｍｍである。図２（ｃ）は、第２の実施の形態に係る収容反応測定装置２３および収容反応測定方法を示すものである。
該収容反応測定装置２３は、前記収容部としてのピペット部２４と、該ピペット部２４に対して吸引および吐出を行うための吸引吐出部２５と、前記ピペット部２４の外部に設けられた測定機の受光照射部２６とを有する。前記吸引吐出部２５には、シリンダ２７と、シリンダ２７とパイプを通して連通するノズル部２８が設けられている。
前記ピペット部２４は、前記ノズル部２８に対してＯ−リング３０を介して着脱自在に装着される装着部２９と、先端に１個の入出口３３を有し該収容反応測定装置２３の外部の容器１９に挿入可能な細径部３１と、該細径部３１と該装着部２９との間に設けられ前記細径部３１よりも大きい径をもち前記集積支持体２２が収容される太径部３２とを有する。この装着部２９の開口部が、前記集積支持体２２を挿入して収容するための収容口になる。
この太径部３２の形状および大きさは、前記集積支持体２２の形状および大きさによって定まる。この太径部３２の大きさおよび形状は、前記集積支持体２２が、前記太径部３２内に容易に収容可能な余裕を持つ大きさでありかつ、太径部３２の内壁と前記集積支持体２２の基礎部材１５の表面との間に生ずる隙間が、微少量の液体で浸され易くかつその基礎部材１５が前記太径部３２の内壁に付着しない程度に接近した大きさおよび形状をもつことが好ましい。ここで、前記液体の量は例えば約１００μリットルである。
前記吸引吐出部２５は、前記入出口３３を介して前記液体２０を前記太径部３２に対して吸引しかつ吐出するものである。また、本実施の形態では、図示しないが、前記入出口３３と、外部に設けた容器１９，３４，３８，３９との間を相対的に移動可能な移動機構とを有するものとする。
また、測定機の前記受光照射部２６は、例えば、光ファイバを用いて励起光の照射および蛍光の受光を行うものであって、前記ピペット部２４の太径部３２の外部において、上下方向に走査可能であるとともに、該太径部３２の周囲を３６０度回転するように移動可能なものである。
なお、本実施の形態に係る収容反応測定装置２３にあっては、前記ピペット部２４は前記ノズル部２８に着脱自在に装着されている。したがって、前記ノズル部２８に装着可能な他の同一構造のピペット部と交換する場合のみならず、外部に磁力手段を設けることにより磁場が及ぼされることによって、内壁に磁性粒子を吸着して分離することができるピペットを着脱自在に装着することが可能である。
これによって、磁性粒子を分離することができるので、例えば、遺伝物質の抽出、分離をも含めて、より一層広い範囲の処理を一貫して行うことができる。したがって、本実施の形態によれば、同一の吸引吐出部を兼用することによって、磁性粒子を用いた各種の処理と、基礎部材を用いた各種の処理を一貫して自動的に行うことができる。
続いて、本実施の形態に係る収容反応測定装置２３を用いて、目的物質である結合性物質の解析の塩基配列を決定する方法について、図２に基づいて説明する。
図２（ｃ）において、最初、ステップＳ１において前記容器１９内には、予め、未知の塩基配列を決定しようとするＤＮＡ断片からなる目的物質が蛍光で標識化されたものが懸濁する液体２０を収容しておく。
また、前記収容部としてのピペット部２４の前記太径部３２内には、既知の各種のオリゴヌレオチドが、その塩基配列とその各固定位置とが対応付けられた基礎部材１５がコア２１に巻装された集積支持体２２を収容し、その後、前記ピペット部２４を前記ノズル部２８に装着する。
ステップＳ１で、ペルチェ素子が設けられた恒温槽３４において、蛍光物質等で標識化された前記目的物質が懸濁する液に所定の試薬を混合させたプローブ溶液を予め約９５℃で数分間熱した後、電流の向きを変えることによって、例えば、常温、必要ならば、常温と異なる温度に保った状態で冷却して、ハイブリダイズしやすい形に前記溶液を調整する。なお、ＤＮＡ断片の未知の塩基配列の決定を行うには、ハイブリダイゼーション（ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）の他に、前提として、ＤＮＡ断片の一本鎖化（ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ）等の処理が必要であることはいうまでもない。
ステップＳ２で、前記ピペット部２４の細径部３１を、前記容器１９に移動して挿入し、容器１９を、恒温槽３４で、例えば、常温、必要ならば、常温と異なる温度に保った状態で約数分〜数時間かけてインキュベーションを行い反応させる。
ステップＳ３で、反応終了後、室温で、第１の洗浄液３６が収容された容器３５に、前記ピペット部２４の細径部３１を移動させて挿入し、振盪を加えて洗浄し、余分な前記目的物質等が懸濁したプローブ溶液を除去する。
ステップＳ４で、第１の洗浄の後、未使用の第２の洗浄液３８が収容された容器３７に前記ピペット部２４の細径部３１を移動させて挿入し、振盪を加えて再び洗浄し、さらに残っているプローブ溶液を除去する。
ステップＳ５で、洗浄の終了した前記集積支持体に外部から前記測定機の受光照射部２６を前記走査部によって、前記太径部３２の周囲を上下方向および、その３６０度回転走査することによって、測定する。
続いて、図３に基づいて、第３の実施の形態に係る収容反応測定装置４０について説明する。
図３（ａ）は、第３の実施の形態に係る収容反応測定装置４０を示すものである。この装置４０は、他の集積支持体４２を使用するものである。該集積支持体４２は、図３（ａ）に示すように、支持体としてのコア４１に前記基礎部材１５が巻装されたものである。
図３（ｂ）に示すように、このコア４１の両縁部には前記保護部として環状突起部４１ａが各々設けられている。この保護部によって前記基礎部材１５が支持体であるコア４１から外れないように束ね、後述する収容部としてのピペット部４４の内壁と前記基礎部材１５との接触を防止して基礎部材１５表面を通る液体の流れをスムーズに行うとともに、集積支持体４２の収容部内での位置決めを行って正確な測定を可能とする。したがって、前記コア４１は全体として糸巻き状に形成されている。
その環状突起部４１ａには、流体が通過可能となるように複数の切欠部４３が設けられているとともに、環状突起部４１ａの先端の前記内壁との接触部分は、楔状に形成されて内壁との接触面積を小さくしている。これによって、流体の残留を防止し、処理を円滑に行うことができる。この環状突起部４１ａの高さは、巻装された前記基礎部材１５の厚さを超える高さに形成することによって、基礎部材１５が内壁に接触または密着することを防止している。
また、環状突起部４１ａの代わりに、図３（ｂ）に示すような保護部１４２を設けても良い。この保護部１４２では、半径方向に突出する複数の突起部１４２ａが設けられ、この突起部の高さは、前記基礎部材１５の厚さを超えるように設定する。
該集積支持体４２を使用する前記収容反応測定装置４０は、前記収容部としてのピペット部４４と、該ピペット部４４に対して吸引および吐出を行うための吸引吐出部（４８）と、前記ピペット部４４の外部に設けられたライン状受光照射部５０とを有する。符号４８は、前記吸引吐出部に設けられたノズル部を表す。
前記ライン状受光照射部５０は、多数の光ファイバの先端部がライン状に並べられて棒状の支持部材に取り付けられたものであり、各ファイバは、前記標識化に用いられた蛍光物質を励起する励起用光を照射する光源および受光素子と接続されている。これによって励起した蛍光を同時に受光することができるものである。
または、前記ライン状受光照射部５０は、直接受光素子がライン状に並びかつ励起用光を照射する光源が設けられているものであっても良い。このライン状受光照射部５０は、図示しない走査部によって前記太径部４５の周囲を３６０度回転可能に設けられている。または前記ピペット部４４を含む装置部分が、そのピペット部４４の軸心の周囲に３６０度回転可能とするように設けられていても良い。このライン状受光照射部５０は、前記測定機に相当するものである。
前記ピペット部４４は、前記ノズル部４８とＯ−リング４９を介して嵌合して着脱自在に装着されるとともに、前記集積支持体４２が収容される太径部４５と、先端が入出口４７を有し該収容反応測定装置４０の外部の容器に挿入可能な細径部４６とを有する。ここで、前記太径部４５の径は例えば、内径約４ｍｍである。前記太径部４５の開口部が、前記集積支持体を挿入して収容する収容口になる。
ここで、前記集積支持体４２の前記環状突起部４１ａは、前記太径部４５の内壁と接触する大きさに形成されるのが好ましい。この集積支持体４２の外径は例えば、約３．８ｍｍである。
図３（ｃ）には、第４の実施の形態に係る収容反応測定装置５１を示すものである。この収容反応測定装置５１は、測定機として、前記ライン状に形成された前記ライン状受光照射部５０に換えて環状受光照射部５２を用いたものである。この環状受光照射部５２には、多数の光ファイバ５３の先端部が環状に並べられて環状の支持部材に取り付けられたものである。この光ファイバ５３は、励起用光を照射し、同時に蛍光を受光するものである。
前記光ファイバ５３の他端は、ライン状に並べられた受光素子からなるラインセンサ５４に接続されている。また、光ファイバ５３の他端を面状のＣＣＤ素子と接続するようにしても良い。また、この環状受光照射部５２は、図示しない走査部によって、上下方向に移動可能となるように設けられている。または、ピペット部４４を含む装置部分が、前記走査部によって、上下方向に移動可能に設けられていても良い。
図４は、前記測定機によって、測定された、固定位置と、各固定位置における定性的及び定量的情報を平面として表示した一例の識別パターン５５を示すものである。ここで、符号５６は、基礎部材１５のイメージ上の位置を示すものである。５７は予め前記基礎部材１５の固定位置を特定するための基準となるように標識化された基準点を表し、符号５８が、標識化された目的物質が結合した固定位置を示すものである。本例によれば、各標識化された固定位置の測定結果を、平面情報として処理することができる。
続いて、第５の実施の形態に係る収容反応測定装置６０について図５に基づいて説明する。図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る収容反応測定装置６０は、前記収容部としてのピペット部６４と、該ピペット部６４に対して吸引および吐出を行うための吸引吐出部６５と、前記ピペット部６４の外部に設けられた受光照射部６６とを有する。前記吸引吐出部６５には、シリンダ６７と、シリンダ６７とパイプを通して連通するノズル部６８が設けられている。
前記ピペット部６４は、前記ノズル部６８とＯ−リング７０を介して嵌合して着脱自在に装着される装着部６９と、先端が入出口７３を有し該収容反応測定装置６０の外部の容器に挿入可能な細径部７１と、該細径部７１と該装着部６９との間に設けられ前記細径部７１よりも大きい径をもち集積支持体６２が収容される太径部７２とを有する。
前記集積支持体６２は、コア６１に前記基礎部材１５が巻装されたものである。このコア６１の両端には、前記基礎部材１５がコア６１から外れないようにするとともに、基礎部材１５が内壁に接触しないように保護するとともに、液体のスムーズな流れを確保し、かつ位置決めを行うための前記保護部として環状突起部６１ａが設けられ、コア６１は全体として、糸巻き状に形成され、その環状突起部６１ａには、流体が通過可能となるように複数の切欠部４３が設けられている。
ここで、前記集積支持体６２の前記環状突起部６１ａは、前記太径部７２の内壁と接触する大きさに形成されるのが好ましい。
前記吸引吐出部６５は、前記入出口７３を介して前記流体を前記太径部７２に対して吸引しかつ吐出するものである。また、本実施の形態では、図示しないが、前記入出口７３を、外部に設けた容器、および後述する遮光ボックス７４等の様々な処理領域、処理位置との間を相対的に移動可能とする移動機構とを有するものとする。
本実施の形態では、前記測定機の受光照射部６６は、遮光ボックス７４に設けられている。遮光ボックス７４は、前記集積支持体６２が発する蛍光の測定の際に、外部からのまたは内部から発する余分な光のノイズを遮断するために用いるものである。該遮光ボックス７４は、前記測定機の受光照射部６６が設けられ、前記ピペット部６４が内部に挿入されるボックス本体７５と、該ボックス本体７５の開口部に設けられた蓋体７６と、を有する。該蓋体７６の中央には、前記ピペット部６４が挿入可能な孔部７７が穿設されている。さらに、前記孔部７７の周囲を囲んで、間に環状の溝を形成するように２重環状壁部７８が上部に突出するように設けられている。
一方、前記ノズル部６８の上部の周囲からは側方に向かって前記孔部７７を覆うための環状の覆い板７９が突出するように設けられている。該覆い板７９の下側には、前記２重環状壁部７８によって形成された溝に挿入されて、内部に閉鎖空間を形成する環状突部８０が下方に突出するように設けられている。ここで、前記覆い板７９、２重環状壁部７８および環状突部８０は前記閉鎖手段に相当する。
さらに、本実施の形態に係る収容反応測定装置６０では、前記ピペット部６４を含む部分がそのピペット部６４の軸心に関して全周を走査可能とする、前記走査部として、図示しない回転部が設けられている。この回転部の回転によって、前記環状突部８０は、前記２重環状壁部７８に形成された溝内を摺動することになる。これによって、完全な光の遮蔽が実現され前記太径部７２内に収容された集積支持体６２に設けられた全固定位置を走査して、漏れなく光を受光することができる。
なお、図５（ａ）は、前記ピペット部６４を、前記遮光ボックス７４内に、挿入するために、図示しない移動部によって、ピペット部６４を下方に移動する状態を示すものであり、同図（ｂ）は、ピペット部６４の、前記遮光ボックス７４内への挿入が完了し、測定を行っている状態を示すものである。
なお、受光照射部６６以外の測定機部分は、前記遮光ボックス７４の内に設ける場合と外に設ける場合がある。後者の場合には、遮光ボックス７４を小さく形成することができる。
続いて、図６に基づいて、第６の実施の形態に係る収容反応測定装置８１について説明する。
本実施の形態に係る収容反応測定装置８１は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、前記収容部としてのピペット部８５と、該ピペット部８５に対して吸引および吐出を行うための吸引吐出部８６と、前記ピペット部８５の外部に設けられた受光照射部８７とを有する。前記吸引吐出部８６には、シリンダ８８と、シリンダ８８とパイプを通して連通するノズル部８９が設けられている。
前記ピペット部８５は、前記ノズル部８９とＯ−リング９１を介して嵌合して着脱自在に装着される装着部９０と、先端に入出口９３を有し該収容反応測定装置８１の外部の容器１９に挿入可能な細径部９２と、該細径部９２と該装着部９０との間に設けられ前記細径部９２よりも大きい径をもち集積支持体８２が収容される太径部９４とを有する。この太径部９４の開口部が前記集積支持体を挿入して収容する収容口になる。
前記集積支持体８２は、前記基礎部材１５を中心にあるコア８３に平面内で渦巻きのように巻いた領域８４を有するものであり、前述したように、円筒状に基礎部材１５を１層分だけ巻装した前記集積支持体４２，６２とは相違する。
さらに、本実施の形態に係る収容反応測定装置８１にあっては、前記装着部９０の下部には、円筒状の雄螺子部９６が設けられ、その外表面には、螺子山９８が設けられている。一方、前記太径部９４の上部には、円筒状の雌螺子部９５が設けられ、その内表面には螺子山９７が設けられている。また、前記雄螺子部９６と雌螺子部９５との間には、Ｏ−リング９９が設けられ、水密性を高めている。
これによって、本実施の形態では、前記雄螺子部９６と雌螺子部９５とを外すことによって、前記装着部９０の径よりも大きな集積支持体８２を容易に収容することができる。なお、前記雄螺子部９６の下側に、所定長さのパイプ９９ａを突出するようにして設けることによって、前記集積支持体８２の浮き上がりを防止し、集積支持体８２を所定位置に固定して収容することができるようにしても良い。
また、以上説明したように、太径部と装着部との間を螺子によって開閉可能に設けることによって、収容部に対し基礎部材（またはＤＮＡチップもしくは集積支持体）等を収容または取出し可能に設ける場合の他、太径部に前記基礎部材等を収容した後に、前記装着部と太径部との間を超音波溶着等によって溶着して封入するようにしても良い。この場合には、最初から基礎部材等が収容部に収容されているので、クロスコンタミネーションを確実の防止することができる。
図７は、第７の実施の形態に係る収容反応測定装置１００を示すものである。
本実施の形態に係る収容反応測定装置１００は、前記収容部としてのピペット部１０１と、該ピペット部１０１に対して吸引吐出を行うための吸引吐出部と、前記ピペット部１０１の外部に設けられ、前記ピペット部１０１からの光を、発光位置と対応付けた状態で受光可能とする測定機とを有する。
前記ピペット部１０１は、前記吸引吐出部のノズル部１０３にＯ−リングを介して着脱自在に装着される装着部１０４と、先端に１個の入出口１０５を有し該収容反応測定装置１００の外部の容器に挿入可能な細径部１０６と、該細径部１０６と前記装着部１０４との間に設けられ前記細径部１０６よりも大きい径をもち、集積支持体１０７が収容可能な透光性の太径部１０８とを有する。
この装着部１０４の開口部を通り、前記集積支持体１０７を前記太径部１０８に挿入して収容するための収容口である。
この太径部１０８の形状および大きさは、前記集積支持体１０７の形状および大きさによって定まる。この太径部１０８の大きさおよび形状は、前記集積支持体１０７が、前記太径部１０８内に容易に収容可能な余裕を持つ大きさでありかつ、太径部１０８の内壁と前記集積支持体１０７の表面との間に生ずる隙間が、微少量の液体で浸され易くかつその表面が前記太径部１０８の内壁に付着しない程度に接近した大きさおよび形状をもつことが好ましい。ここで、前記液体の量は例えば約１００μリットルである。
前記吸引吐出部は、前記入出口１０５を介して液体を前記太径部１０８に対して吸引しかつ吐出するものである。また、本実施の形態では、図示しないが、前記入出口１０５と、外部に設けた容器との間を相対的に移動可能な移動機構とを有するものとする。
また、前記ピペット部１０１内に収容された集積支持体１０７は複数種の検出用物質１０９を間隔を開けた状態で配置した各固定位置に固定した基礎部材１１０が図示しない円筒状のコアに巻装されたものである。該集積支持体１０７は、前記支持体の上端および下端に複数の切欠き部１１１ａ，１１２ａをもった前記太径部１０８の内壁に密着する形状をもつ環状突起部１１１、１１２を有し、該太径部１０８内にそれらによって挟まれるように固定されている。前記切欠き部１１１ａ、１１１ｂは、上下方向に流体が通過する為のものである。これによって、前記集積支持体１０７は前記太径部１０８内で、液体に浸される状態で固定して収容されることとなる。
なお、符号１１３は、前記ノズル部１０３と装着部１０４との間に設けて、水密性を保つためのＯリングである。
前記集積支持体１０７は、複数種の検出用物質１０９、例えば、既知の種々の塩基配列をもつオリゴヌクレオチド等、を間隔を空けた状態で配置して固定したものであって、各検出用物質１０９とその固定位置とが対応付けられた糸状、紐状、またはテープ状等の細長形状に形成された基礎部材１１０と、その基礎部材１１０が巻かれた支持体であるコアとを有するものである。なお、前記検出用物質１０９は、標識化された目的物質である結合性物質が結合することによって、その固定位置が標識化されていることを示すものである。この標識化された固定位置を解析することによって目的物質の未知の化学構造を決定することができることになる。
前記吸引吐出部は、前記ノズル部１０３の他、該ノズル部１０３と連通する図示しないポンプ等を有している。
前記測定機は、前記蛍光物質を励起させるための励起用光ビームを照射する照射する照射部１１４および照射により励起された蛍光を受光する受光部１１５を有する測定機本体１０２と、前記ノズル部１０３を回転駆動して前記集積支持体１０７を走査する走査部（図示せず）とを有する。
前記照射部１１４は、多数の光ファイバを有する光ファイバ束１１６と、トリガー光を発する光源１１７と、前記太径部１０８の外側面に接近し、前記ノズル部１０３、したがってピペット部１０１の軸方向に沿って縦列状に配列され、光ファイバ先端部１１８を支持した光ファイバ支持部１１９とを有する。前記光ファイバの先端部の配列は、例えば、１０列×３０００行のように行列状に配列する。また、各光ファイバの先端部には、レンズ機能をもたせるようにしても良い。
前記受光部１１５は、多数の光ファイバを有する光ファイバ束１２０と、前記太径部１０８の外側面に接近し、前記ノズル部１０３、したがってピペット部１０１の軸方向に沿って縦列状に配列され、光ファイバの先端部１２１を支持した光ファイバ支持部１２２と、光ファイバ束１２０の他端側に設けられたライン状光センサまたはＣＣＤカメラからなる受光機１２３とを有する。
図８（ａ）は、図７に示したピペット部１０１と前記測定機本体１０２との位置関係を詳細に示すものである。同図に示すように、光ファイバ束１１６の先端部１１８が、前記太径部１０８に収容されている集積支持体１０７の全長にわたって、配置されている。また、同図（ｂ）には、他の例に係る照射部１２４を示すものである。該照射部１２４は、光ファイバ束を用いる代わりに、ファイバーガラス１２５を用いたものである。該ファイバーガラス１２５の後側面を光源１２６で照射することによって、前記太径部１０８に収容されている前記集積支持体１０７に均質な光を照射することができる。
図９（ａ）は、図７に示したピペット部１０１と前記受光部１１５との位置関係を詳細に示すものである。同図に示すように、光ファイバ束１２０の先端部が１２１が、前記太径部１０８に収容された集積支持体１０７の全長にわたって配置されている。ここで、符号１２７は、光を感知するラインセンサである。また、ラインセンサ１２７を設ける代わりに、ＣＣＤカメラを設けるようにしても良い。
図９（ｂ）は、他の例に係る受光部１２８を示す。該受光部１２８は、フィルター用の蒸着層１２９と、焦点の調節を行うための固定ガラス層１３０と、ファイバーグラス１３１と、ＣＣＤカメラまたはラインセンサ１３２とを有している。
図１０は、第８の実施の形態に係るピペット部を示す。
図１０（ａ）に示すピペット部１３３は、前述したピペット部１０１と同様に、前記ノズル部にＯ−リングを介して着脱自在に装着される装着部１３４と、先端に１個の入出口１３５を有し、該収容反応測定装置の外部の容器に挿入可能な細径部１３６と、該細径部１３６と前記装着部１３４との間に設けられ前記細径部１３６よりも大きい径を持ち、集積支持体が収容可能な透光性の太径部１３７とを有する。この太径部１３７の外側面には、軸方向に平行な母線をもつ多数のシリンドリカルレンズ１３８が設けられている。各シリンドリカルレンズ１３８は、母線を含む平面では屈折作用はないが、母線に垂直な平面では、通常のレンズと同様な屈折作用を有する。
図１０（ｂ）には、第８の実施の形態に係るピペット部１３９の他の例を示すものであり、該ピペット部１３９は、太径部１４０を除き、前記ピペット部１３３と同様である。該太径部１４０では、その内側面に、軸方向に平行な母線を持つ多数のシリンドリカルレンズ１４１が設けられている。各シリンドリカルレンズ１４１は、母線を含む平面では屈折作用はないが、母線に垂直な平面では、通常のレンズと同様な屈折作用を有する。
図１１は、前記収容反応測定装置１００のピペット部１０１と測定機本体１０２の照射部１１４及び受光部１１５との位置関係を示す図である。ここで、符号１４２は、前記集積支持体１０７のコアを表す。該ピペット部１０１は、前記測定機本体１０２に対して、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向に沿って並進運動が可能であり、測定を行う際には、前記照射部１１４及び受光部１１５の先端部が配置された測定機本体１０２の半円柱状の凹部１０２ａに、並進運動によって、前記太径部１０８に収容された前記集積支持体１０７の側面に位置させる。次に、前記ノズル部１０３を回転させることによって、各固定位置及びその固定位置の定性的及び定量的情報を得ることができる。その測定結果を平面上に表せば、例えば、図１１（ｂ）に示すような像１４３になる。このような像１４３は、図示しない測定機本体１０２に接続された出力部として、表示部に表示させ、またはプリントアウト、さらには、記憶部に格納するようにしても良い。前記像１４３にある発光位置を測定することによって、目的物質の構造等を解析することができる。なお、符号１０９ａは、固定位置を認識する為に用いる、発光物質等によるマークである。該マークは、定量的情報の標準強度をも表すように設定されている。
続いて、図１２に基づいて、第９の実施の形態に係る収容反応測定装置１４４を説明する。該収容反応測定装置１４４は、同図に示すように、照射部として、前記ピペット部１０１の太径部１０８の軸方向に沿った縦方向（図１２の紙面に垂直方向）に沿ったラインをもつライン状ビームを出力する、照射部としてのレーザー装置１４５を有し、該レーザー装置１４５から照射されたレーザービームは、例えば、蛍光物質を励起するのに必要な励起光以外の波長を除去するためのフィルタ１４６を通過する。次に、かまぼこ型のシリンドリカルレンズ１４７によって、紙面に平行な平面方向（横方向）に収束させ、ハーフミラー１４８，１４９により、太径部１０８内に収容された集積支持体１０７上に縦方向に所定の長さをもつレーザー光を照射する。照射された該レーザー光によって生じた縦方向に所定の長さをもつライン状の蛍光を含む光は、ハーフミラー１４９を透過しシリンドリカルレンズ１５０によって、平行光にされ、フィルター１５１を通過させ、さらにシリンドリカルレンズ１５２によって横方向に収束し、受光部１５３によって受光される。
続いて、図１３，１４，１５，１６に基づいて、第１０の実施例に係る、複数連（この例では、６連）の収容部であるピペット部を持つ収容反応測定装置１５５を詳細に説明する。
図１３に正面から示すように、本実施の形態に係る収容反応測定装置１５５は、６連のピペット部１５６と、該ピペット部１５６が装着され、回転可能に設けられている６連のノズル部１５７と、６連の該ノズル部１５７に対して各々６連の円管１５８を介してその圧力を調整することによって、前記ピペット部１５６に対する流体の吸引及び吐出を行わせる吸引吐出部１５９とを有する。
前記各ピペット部１５６は、前記ノズル部１５７に着脱自在に装着される装着部１６０と、先端に１個の入出口１６１を有し該収容反応測定装置１５５の外部の容器（図示せず）に挿入可能な細径部１６２と、該細径部１６２と該装着部１６０との間に設けられ前記細径部１６２よりも大きい径をもち前記集積支持体が収容される太径部１６３とを有している。
また、前記吸引吐出部１５９は、６連の前記ノズル部１５７と６連の前記円管１５８を介して連通する６連のシリンダを有するシリンダブロック１６４ａと、該各シリンダブロック１６４ａ内にある各シリンダロッド（ピストン）１６４と接続され、該６連のシリンダロッド１６４を一斉に上下方向に摺動させるボールねじ１６５と、該ボールねじ１６５を結合器１６６を介して回転駆動するモータ１６７とを有している。なお、符号１６８は、前記ノズル部１５７を回転させる回転機構が収容されている測定機の前記走査部に相当するものである。
図１４は、図１３に示す収容反応測定装置１５５を側面からの断面図を示すものである。前記走査部１６８には、モータ収容部１７０に収容されている後述するモータ１７８の回転軸に設けられた歯付プーリ１６９による回転を前記ノズル部１５７に伝達する片面に歯が付いたベルト１７１が、前記歯付プーリ１６９と前記ノズル部１５７に設けた歯付プーリ１７２との間に掛け渡されている。該ノズル部１５７全体は、前記回転機構によって回転可能であるとともに、上下方向に所定距離ｄだけ移動可能に前記枠体１７５に支持されている。しかし、前記ノズル部１５７の上端部１７３と枠体１７５との間に設けられたバネ部材１７４によって常に下方向に付勢されている。符号１７６は、光センサであって、該ノズル部１５７に装着されているピペット部１５６の先端の入出口１６１が、外部の物体に接触して力を受けると、該ノズル部１５７全体が上方向に移動し、その上端部１７３に設けた遮蔽部１７３ａが、前記着底センサ１７６の受光素子１７６ａを遮ることによって、ピペット部１５６の先端の着底を検知することができる。なお、符号１７７は前記走査部１６８の回転機構を収容する回転機構収容部である。
図１５は、前記回転機構収容部１７７内を示すものである。この例では、ベルト機構によって前記ノズル部１５７に前記モータ収容部１７０内に収容されたモータ１７８の動力を伝達するものである。前記歯付プーリ１６９は、該モータ１７８の回転軸に設けられている。前記ベルト１７１は、前記歯付プーリ１６９と６連の前記ノズル部１５７に設けた歯付プーリ１７２との間に、７個のローラー１７９と２個の歯付プーリ１８０を介して掛け渡されている。なお、該回転機構は、前記ベルト機構の変りに、歯車の組み合わせによって構成するようにしても良い。
図１６は、前記ノズル部１５７の上端部１７３の断面を詳細に示すものである。該上端部１７３は、前記ノズル部１５７よりも半径方向に突出する縁を有する端部１８２と、前記ノズル部１５７内を縦方向に伸びる縦空洞１８３と連通して横方向に伸びる横空洞１８４と、該横空洞１８４の開口部を通る周に沿って環状に設けられた環状溝１８５とを有している。この環状溝１８５は、前記円管１５８を通って、前記シリンダから空気を円滑に通過させるために設けたものである。前記ノズル部１５７の上端部１７３では、該ノズル部１５７の外径は、他の領域の外径よりやや細く形成され、軸受１８７，１８８を介して、円管１５８を支持する円管支持部１８９に対して回転可能に支持されている。なお、該円管支持部１８９は、該ノズル部１５７の回転に伴って回転することはないが、該ノズル部１５７の上下方向の移動に伴って移動する。符号１９０、１９１は、Ｏ−リングである。
次に、本実施の形態に係る装置の動作について説明する。
６連の前記各ピペット部１５６には、各々図示しない集積支持体が収容されている。該ピペット部１５６を含む該収容反応測定装置１５５は、全体として、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動が可能であり、所定の試薬が収容されている複数の容器に移動し、前記ピペット部１５６の細径部１６２を容器に挿入し、収容されている試薬等の液体について、前記吸引吐出部１５９の前記モータ１６７の回転が結合器１６６を介してボールねじ１６５を回転させ、ボールねじ１６５に螺合するナット部に取り付けられ、前記シリンダブロック１６４ａ内に収容されたシリンダロッド１６４を上下動させ、前記円管１５８、横空洞１８４、環状溝１８５、縦空洞１８３を通じて、空気がピペット部１５６に対して流入し、かつ流出し、前記入出口１６１を介して液体の吸引吐出が行われる。すると、太径部１６３に収容されている集積支持体と液体を接触させ、反応処理を行う。前記細径部１６２を容器に挿入する際には、前記入出口１６１が容器の底に当り、前記ピペット部１５６したがって、該ピペット部１５６が装着されているノズル部１５７が微小距離ｄ移動すると、前記着底センサ１７６によって、着底が検出され、前記移動部による下方向の移動が停止し、前記吸引吐出動作が行われることになる。
必要な処理が終了し、前記集積支持体で生じた標識化物質である蛍光物質による発光をとらえる測定を行う場合には、前記収容反応測定装置１５５の前記ピペット部１５６を測定機本体の受光部及び照射部の所定位置にまで移動し、前記走査部１６８により、前記ノズル部１５７を回転させて、駆動し測定のための走査を行う。この走査部１６８による走査は、モータ１７８を回転駆動し、該モータ１７８の回転軸に設けられた歯付プーリ１６９が回転し、該歯付プーリ１６９及び歯付プーリ１７２等に掛け渡されたベルト１７１によって、６連の各ノズル部１５７を各々回転駆動する。同時に、前記照射部から励起用光を前記集積支持体に照射し、発生した蛍光を測定する。
以上説明した各実施の形態は、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、各実施の形態では、検出用物質としてオリゴヌクレオチドを用いた場合のみについて説明したが、該場合に限られず、例えば、他の遺伝物質のみならず、免疫物質や、アミノ酸、タンパク質，糖等であっても良い。また、第１の実施の形態では、吸引吐出部として、ポンプを用いた場合について説明したが、この場合に限られることなく、例えば、シリンダおよびシリンダロッドによって構成しても良い。
また、以上の説明では、測定機として、蛍光を測定する場合について説明したが、化学発光の場合や、種々の波長の電磁波を測定するものであっても良い。例えば、電磁波として可視光以外の赤外線、紫外線、Ｘ線、電波等の電磁波の波長範囲を測定する場合であっても良い。
さらに、以上の説明では、各ピペット部や細管は１連または６連の場合についてのみ説明したが、この場合に限られることなく、他の連数のピペット部や、細管が並設されている場合であっても良い。また、以上の説明で用いた数値は、例示に過ぎず、これに限定されるものでないことはいうまでもない。さらに、各実施の形態で説明した前記収容反応測定装置を構成する各要素は、任意に選択して適当な変更を加えて組み合わせることによって新たな収容反応測定装置を構成することができる。なお、前記レーザー装置からのレーザービームを、ポリゴンミラーを用いて、縦方向に前記集積支持体に走査するように照射して、受光するようにしても良い。
また、測定機本体に、異なる方向から光を受光する２つの受光部を異なる位置に設けることによって、立体視が可能である。これによって、固定位置を立体的にとらえることができるので、より正確で、多層に集積化された高密度の集積支持体についても測定が可能である。この場合は、各受光部間の距離、及び各受光部の測定方向の角度によって、その奥行き方向の距離の相違を検知することができる。
さらに、前記収容部を回転させて測定を行う場合に、回転ぶれを防止するため測定位置決め部として、、例えば、前記収容部（ピペット部）の外周面、例えば、太径部や細径部の外周面を、１箇所で接触し、または複数箇所で挟むように接触し、または全周で接触するようにして、回転を案内するガイド部材を測定位置近傍、たとえば、凹部１０２ａに設けるようにしても良い。または、該収容部自体と結合して該収容部を回転駆動するような機構を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施の形態に係る収容反応測定装置の概略図であり、第２図は、本発明の第２の実施の形態に係る収容反応測定装置の概略図であり、第３図は、本発明の第３および第４の実施の形態に係る収容反応測定装置の概略図であり、第４図は、本発明の第３および第４の実施の形態に係る収容反応測定装置の識別パターンの例を示す図であり、第５図は、本発明の第５の実施の形態に係る収容反応測定装置の概略図であり、第６図は、本発明の第６の実施の形態に係る収容反応測定装置の概略図であり、第７図は、本発明の第７の実施の形態に係る収容反応測定装置の概略斜視図であり、第８図は、本発明の第７の実施の形態に係るピペット部および照射部を示す図であり、第９図は、本発明の第７の実施の形態に係るピペット部および受光部を示す図であり、第１０図は、本発明の第８の実施の形態に係るピペット部を示す図であり、第１１図は、本発明の第８の実施の形態に係るピペット部と照射部および受光部との位置関係を示す図であり、第１２図は、本発明の第９の実施の形態に係る収容反応測定装置を示す図であり、第１３図は、本発明の第１０の実施の形態に係る収容反応測定装置を示す正面図であり、第１４図は、本発明の第１０の実施の形態に係る収容反応測定装置を示す断面側面図であり、第１５図は、第１３図のＡＡ線視断面図であり、第１６図は、第１３図の一部拡大断面図である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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