JP2005164425A - Apparatus for inspecting organism-related substance, inspection stage, and inspection container - Google Patents

Apparatus for inspecting organism-related substance, inspection stage, and inspection container Download PDF

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周三 三島
Yuuko Saida
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection apparatus of an organism-related substance for properly suppressing heat radiation from an observation window. <P>SOLUTION: The inspection apparatus comprises a temperature adjustment mechanism 111 for adjusting the temperature of a fitted inspection container 101, an observation window 112 for achieving optical observation of a solid phase carrier 102 in the inspection container 101, an observation apparatus 150 for acquiring the optical image of the solid phase carrier 102 in the inspection container 101 from the upper part via the observation window 112, and a pump 115 that is connected to a channel 103 in the fitted inspection container 101 via a tube 114 in terms of fluid. The observation window 112 has two transparent plates 113a, 113b that are arranged with an interval. An inspection stage, including the temperature adjustment mechanism 111, comprises a channel 123 connected to space 125 between the two transparent plates 113a, 113b, and a pump 120 for circulating a transparent liquid to the channel 123. The channel 123 has a heat exchange section 124 for heating the transparent liquid circulated in the channel 123. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、生体関連物質の検査装置と検査ステージと検査容器とに関する。   The present invention relates to a biologically related substance inspection apparatus, an inspection stage, and an inspection container.

生体関連物質の検査装置として、例えば、DNAチップ解析装置が知られている。DNAチップ解析装置では、DNAチップ上にスポッティングされたオリゴDNAプローブと蛍光標識サンプル溶液とを反応させ、蛍光強度としてシグナル検出を行っている。例えば、特開平8−166387号公報は、ガラスやシリコンなどを基板に用いたDNAチップの反応容器を開示している。特許第3208390号公報や特表平09−504864号公報は、多孔質材料の基板にプローブを固相化して形成されたDNAチップを開示している。このシグナル検出は、DNAチップに励起光を照射し、フォトマルチプライヤーやCCDカメラを用いて蛍光を検出することにより行なわれる。
特開平8−166387号公報 特許第3208390号公報 特表平09−504864号公報
For example, a DNA chip analyzer is known as a biologically relevant substance inspection apparatus. In a DNA chip analyzer, an oligo DNA probe spotted on a DNA chip is reacted with a fluorescently labeled sample solution to detect a signal as fluorescence intensity. For example, JP-A-8-166387 discloses a reaction vessel for a DNA chip using glass or silicon as a substrate. Japanese Patent No. 3208390 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-504864 disclose DNA chips formed by immobilizing a probe on a porous material substrate. This signal detection is performed by irradiating the DNA chip with excitation light and detecting fluorescence using a photomultiplier or a CCD camera.
JP-A-8-166387 Japanese Patent No. 3208390 JP 09-504864 A

前述のDNAチップを用いて適切な検査を行なうためには、検体液の温度を制御することが好ましく、一般的には、加熱することが多い。従って、特許第3208390号公報や特表平09−504864号公報のDNAチップを検査する装置であって、DNAチップを観察するための窓を有する検査装置においては、窓からの放熱により、窓および検体液の温度が低下してしまう。これにより、検体液の温度が低下した場合には、所望の温度に到達できないために、所望の反応が行なわれないことがあり、検査精度の向上が求められている。   In order to perform an appropriate test using the above-described DNA chip, it is preferable to control the temperature of the sample liquid, and in general, heating is often performed. Therefore, in the inspection apparatus having a window for observing the DNA chip, the apparatus for inspecting the DNA chip disclosed in Japanese Patent No. 3208390 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-504864 is disclosed. The temperature of the sample liquid will decrease. As a result, when the temperature of the sample solution is lowered, the desired temperature cannot be reached, so that a desired reaction may not be performed, and improvement in test accuracy is required.

本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その主な目的は、検査精度の高い生体関連物質の検査技術を提供することである。   The present invention has been made in consideration of such actual situations, and its main purpose is to provide a testing technique for biologically relevant substances with high testing accuracy.

そのため、本発明の二次的な目的は、観察窓からの放熱が良好に抑えられた生体関連物質の検査装置を提供することである。本発明の別の二次的な目的は、観察窓からの放熱が良好に抑えられた生体関連物質の検査ステージを提供することである。   Therefore, a secondary object of the present invention is to provide a biologically related substance inspection apparatus in which heat radiation from the observation window is satisfactorily suppressed. Another secondary object of the present invention is to provide a bio-related substance inspection stage in which heat radiation from the observation window is satisfactorily suppressed.

本発明は、ひとつには、生体関連物質の検査装置に向けられている。本発明の検査装置は、生体関連物質を検出するためのプローブが固相化された固相坦体を収容した検査容器の温度を調節するための温調機構と、固相坦体の光学的観察を可能にする観察窓と、観察窓を通して検査容器内の固相坦体の光学画像を取得するための観察装置と、観察窓を直接加熱する観察窓加熱手段とを有している。   The present invention is directed, in part, to a biologically related substance testing apparatus. The inspection apparatus of the present invention includes a temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of an inspection container containing a solid phase carrier on which a probe for detecting a biological substance is solid-phased, and the optical property of the solid phase carrier. An observation window that enables observation, an observation device for acquiring an optical image of the solid phase carrier in the cuvette through the observation window, and an observation window heating unit that directly heats the observation window are provided.

本発明は、ひとつには、生体関連物質の検査ステージに向けられている。本発明の検査ステージは、生体関連物質を検出するためのプローブが固相化された固相坦体を収容した検査容器の温度を調節するための温調機構と、固相坦体の光学的観察を可能にする観察窓と、観察窓を直接加熱する観察窓加熱手段とを有している。   The present invention is directed, in part, to an inspection stage for biological materials. The inspection stage of the present invention includes a temperature control mechanism for adjusting the temperature of an inspection container containing a solid phase carrier on which a probe for detecting a biological substance is solid-phased, and an optical phase of the solid phase carrier. An observation window that enables observation and observation window heating means that directly heats the observation window are provided.

本発明によれば、検査精度の高い生体関連物質の検査技術が提供される。これにより、より良好な固相坦体の光学的観察が期待できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the test | inspection technique of a biological relevant substance with high test | inspection precision is provided. Thereby, better optical observation of the solid phase carrier can be expected.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第一実施形態
本実施形態は、生体関連物質の検査装置に向けられている。図1は、本発明の実施形態における検査装置とこれに装着された検査容器の模式的断面図であり、サンプル溶液の液面が固相坦体の上に位置している状態を示している。図2は、図1と同じ検査装置と検査容器の模式的断面図であり、サンプル溶液の液面が固相坦体の下に位置している状態を示している。
First Embodiment The present embodiment is directed to a biologically related substance inspection apparatus. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an inspection apparatus and an inspection container attached to the inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which the liquid level of a sample solution is positioned on a solid phase carrier. . FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the same inspection apparatus and inspection container as FIG. 1 and shows a state in which the liquid level of the sample solution is located below the solid phase carrier.

図1と図2に示されるように、検査容器101は、生体関連物質の検出するためのプローブが固相化された固相坦体102と、生体関連物質を含む液体であるサンプル溶液を収容する流路103とを有している。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cuvette 101 contains a solid phase carrier 102 on which a probe for detecting a biological substance is immobilized, and a sample solution that is a liquid containing the biological substance. And a flow path 103.

固相坦体102は、多孔質体で構成され、サンプル溶液を透過し得る。固相坦体102は、これに限定されないが、例えば、多孔質基板に、オリゴDNAプローブをスポッティングして固相化して作られるDNAチップである。   The solid phase carrier 102 is composed of a porous body and can pass through the sample solution. Although not limited to this, the solid-phase carrier 102 is, for example, a DNA chip made by spotting an oligo DNA probe on a porous substrate and immobilizing it.

流路103は、上面の開口から固相坦体102を横切って下方に延びる大径部分103aと、大径部分103aから側方に延び側面で終端する小径部分103bとを有している。大径部分103aは、これに限定されないが、例えば円錐台形状をしている。小径部分103bは、これに限定されないが、例えばテーパーを有している。   The channel 103 has a large-diameter portion 103a that extends downward from the upper surface opening across the solid-phase carrier 102, and a small-diameter portion 103b that extends laterally from the large-diameter portion 103a and terminates at the side surface. The large-diameter portion 103a is not limited to this, but has a truncated cone shape, for example. Although not limited to this, the small diameter part 103b has a taper, for example.

検査装置は、装着された検査容器101の温度を調節するための温調機構111と、検査容器101内の固相坦体102の光学的観察を可能にする観察窓112と、観察窓112を通して上方から検査容器101内の固相坦体102の光学画像を取得するための観察装置150と、装着された検査容器101の流路103の小径部分103bと流体的に接続されるチューブ114と、チューブ114と流体的に接続されたポンプ115と有している。これらのうち、温調機構111と観察窓112は、検査容器101を収容し保持する検査ステージを構成している。また、チューブ114とポンプ115は、サンプル溶液を移送するサンプル溶液移送機構を構成している。観察装置150は、これに限定されないが、例えば、蛍光顕微鏡等の光学顕微鏡で構成される。   The inspection apparatus includes a temperature adjustment mechanism 111 for adjusting the temperature of the attached inspection container 101, an observation window 112 that enables optical observation of the solid phase carrier 102 in the inspection container 101, and the observation window 112. An observation device 150 for acquiring an optical image of the solid phase carrier 102 in the cuvette 101 from above, a tube 114 fluidly connected to the small-diameter portion 103b of the flow path 103 of the cuvette 101 mounted, A pump 115 is fluidly connected to the tube 114. Among these, the temperature control mechanism 111 and the observation window 112 constitute an inspection stage that accommodates and holds the inspection container 101. The tube 114 and the pump 115 constitute a sample solution transfer mechanism that transfers the sample solution. Although the observation apparatus 150 is not limited to this, For example, it is comprised with optical microscopes, such as a fluorescence microscope.

観察窓112は、検査容器101の上面の開口の近くに配置される二枚の透明板113aと113bを有している。二枚の透明板113aと113bは、例えば、ガラスの薄板で構成され、ほぼ平行に間隔を置いて配置されている。   The observation window 112 has two transparent plates 113a and 113b arranged near the opening on the upper surface of the cuvette 101. The two transparent plates 113a and 113b are made of, for example, a thin glass plate, and are arranged substantially in parallel with an interval.

温調機構111を含む検査ステージは、二枚の透明板113aと113bの間の空間125と連絡している流路123と、流路123に透明な液体を循環させるためのポンプ120と、ポンプ120と流路123の一方の端部とを流体的に連絡するチューブ121と、ポンプ120と流路123の他方の端部とを流体的に連絡するチューブ122とを有している。流路123は、温調機構111で生じる熱により、循環する液体を加熱するための熱交換部124を含んでいる。   The inspection stage including the temperature adjustment mechanism 111 includes a flow path 123 communicating with the space 125 between the two transparent plates 113a and 113b, a pump 120 for circulating a transparent liquid in the flow path 123, and a pump. 120 and a tube 121 that fluidly communicates with one end of the flow path 123, and a tube 122 that fluidly communicates the pump 120 and the other end of the flow path 123. The flow path 123 includes a heat exchange unit 124 for heating the circulating liquid by the heat generated by the temperature adjustment mechanism 111.

ポンプ120とチューブ121と122と流路123は、観察窓112を直接加熱する観察窓加熱手段を構成している。この観察窓加熱手段は、熱交換部124で加熱された高温の透明な液体を、観察窓112を構成する透明板113aと113bの間の空間125に供給して、透明板113aと113bにじかに接触させることにより、観察窓112を加熱する。   The pump 120, the tubes 121 and 122, and the flow path 123 constitute an observation window heating unit that directly heats the observation window 112. This observation window heating means supplies the high-temperature transparent liquid heated by the heat exchange unit 124 to the space 125 between the transparent plates 113a and 113b constituting the observation window 112, and directly to the transparent plates 113a and 113b. The observation window 112 is heated by the contact.

検査ステージは、例えば図3に示すように検査容器と観察窓が別体に構成されているものである。ここで、図3を参照しながら検査ステージの構成についてより詳しく説明する。   In the inspection stage, for example, as shown in FIG. 3, the inspection container and the observation window are configured separately. Here, the configuration of the inspection stage will be described in more detail with reference to FIG.

検査容器101を着脱可能に保持する検査ステージ130は、図3に示されるように、検査容器101が載置される載置部131aと検査容器101が押し当てられる受け部131bとを持つベース131と、ベース131に対して開閉可能に設けられたカバー部材132と、検査容器101をベース131の受け部131bに押し付けるためのスライダー133とを有している。   As shown in FIG. 3, the inspection stage 130 that detachably holds the inspection container 101 has a base 131 having a placement part 131 a on which the inspection container 101 is placed and a receiving part 131 b against which the inspection container 101 is pressed. A cover member 132 that can be opened and closed with respect to the base 131, and a slider 133 for pressing the cuvette 101 against the receiving portion 131 b of the base 131.

カバー部材132は、図示されていないが、例えば、ベース131が載せられる基台に回転可能に支持されたアームに取り付けられており、これにより、ベース131に対して開閉され得る。ここでは、カバー部材132が回転によってベース131に対して開閉される検査ステージ130を例示しているが、検査ステージ130は、カバー部材132が平行移動によってベース131に対して開閉される構成であってもよい。   Although not shown, the cover member 132 is attached to, for example, an arm that is rotatably supported by a base on which the base 131 is placed, and can thereby be opened and closed with respect to the base 131. Here, the inspection stage 130 in which the cover member 132 is opened and closed with respect to the base 131 by rotation is illustrated, but the inspection stage 130 has a configuration in which the cover member 132 is opened and closed with respect to the base 131 by translation. May be.

スライダー133は、矢印で示されるように、ベース131の載置部131aの上を、受け部131bに近づく方向と、反対に、受け部131bから遠ざかる方向とに移動し得る。   As indicated by the arrow, the slider 133 can move on the placement portion 131a of the base 131 in a direction approaching the receiving portion 131b and, conversely, a direction moving away from the receiving portion 131b.

検査容器101がベース131の載置部131aの上に置かれた状態で、スライダー133が受け部131bに近づく方向に移動されると、スライダー133は、検査容器101に接触した後、図3に示されるように、検査容器101をベース131の受け部131bの側面に押し付ける。その結果、検査容器101が保持される。   If the slider 133 is moved in a direction approaching the receiving portion 131b in a state where the cuvette 101 is placed on the mounting portion 131a of the base 131, the slider 133 comes into contact with the cuvette 101 and is then shown in FIG. As shown, the cuvette 101 is pressed against the side surface of the receiving portion 131 b of the base 131. As a result, the cuvette 101 is held.

検査容器101が保持された状態から、スライダー133が受け部131bから遠ざかる方向に移動されると、スライダー133は検査容器101から離れる。この状態では、ベース131の載置部131aから検査容器101を容易に取り除くことができる。   When the slider 133 is moved away from the receiving portion 131b from the state in which the cuvette 101 is held, the slider 133 moves away from the cuvette 101. In this state, the cuvette 101 can be easily removed from the mounting portion 131a of the base 131.

ベース131の受け部131bは、検査容器101の流路103が終端している側面104と向き合う側面を横切る貫通孔134を有している。検査容器101が検査ステージ130に保持された状態では、検査容器101はOリング106を介してベース131と気密に結合され、検査容器101の流路103とベース131の貫通孔134とが流体的に連絡される。これにより、検査容器101の流路103が、ベース131の貫通孔134とチューブ114を介して、ポンプ115と流体的に連結される。   The receiving portion 131b of the base 131 has a through hole 134 that crosses the side surface facing the side surface 104 where the flow path 103 of the cuvette 101 terminates. In a state where the inspection container 101 is held on the inspection stage 130, the inspection container 101 is hermetically coupled to the base 131 via the O-ring 106, and the flow path 103 of the inspection container 101 and the through hole 134 of the base 131 are fluidic. To be contacted. Thereby, the flow path 103 of the cuvette 101 is fluidly connected to the pump 115 via the through hole 134 of the base 131 and the tube 114.

検査ステージ130は、検査容器101の温度を制御するための温調機構111の構成要素の一部を備えている。ベース131は、その内部に、電流供給に応じて発熱するヒーター141と、ヒーター141の温度を検知する温度センサー142とを有している。また、カバー部材132は、その内部に、電流供給に応じて発熱するヒーター143と、ヒーター143の温度を検知する温度センサー144とを有している。   The inspection stage 130 includes a part of the components of the temperature adjustment mechanism 111 for controlling the temperature of the inspection container 101. The base 131 includes a heater 141 that generates heat in response to current supply and a temperature sensor 142 that detects the temperature of the heater 141. Further, the cover member 132 includes therein a heater 143 that generates heat in response to current supply and a temperature sensor 144 that detects the temperature of the heater 143.

カバー部材132は、ほぼ平行に間隔を置いて配置された二枚の透明板113aと113bと、これら二枚の透明板113aと113bの間の空間125に連絡している流路123(図1と図2参照)とを有している。図3には、流路を示す参照符号123は示してないが、ここでは、図1と図2を継承して、流路には参照符号123を付けて示す。   The cover member 132 is provided with two transparent plates 113a and 113b that are disposed substantially in parallel with each other and a flow path 123 that communicates with a space 125 between the two transparent plates 113a and 113b (FIG. 1). And FIG. 2). In FIG. 3, reference numeral 123 indicating the flow path is not shown, but here, FIG. 1 and FIG. 2 are inherited, and the flow path is denoted by reference numeral 123.

流路123は、図4に示されるように、ポンプ120から供給される透明な液体を取り込むための吸入部126と、透明な液体を加熱するための熱交換部124と、透明な液体を排出するための排出部127を有している。   As shown in FIG. 4, the flow path 123 includes a suction part 126 for taking in the transparent liquid supplied from the pump 120, a heat exchange part 124 for heating the transparent liquid, and discharging the transparent liquid. It has the discharge part 127 for doing.

吸入部126と排出部127は、これに限定されないが、例えば、カバー部材132の側面に開口している。吸入部126と排出部127にはそれぞれチューブ121と122(図1参照)が接続される。   Although the suction part 126 and the discharge part 127 are not limited to this, For example, it opens in the side surface of the cover member 132. FIG. Tubes 121 and 122 (see FIG. 1) are connected to the suction part 126 and the discharge part 127, respectively.

熱交換部124は、これを通過する液体が良好に加熱されるように、ヒーター143の存在する部分を蛇行して延びている。熱交換部124の一方の端部は吸入部126と連続しており、他方の端部は二枚の透明板113aと113bの間の空間125と連続している。排出部127は、二枚の透明板113aと113bの間の空間125と連続している。   The heat exchanging portion 124 extends in a meandering manner in the portion where the heater 143 exists so that the liquid passing through the heat exchanging portion 124 is heated satisfactorily. One end of the heat exchange unit 124 is continuous with the suction unit 126, and the other end is continuous with the space 125 between the two transparent plates 113a and 113b. The discharge part 127 is continuous with the space 125 between the two transparent plates 113a and 113b.

以下では、固相坦体102はDNAチップであるものとして、また、検査装置はDNAチップ解析装置であり、遺伝子の発現解析をするものとして説明する。   In the following description, it is assumed that the solid-phase carrier 102 is a DNA chip, and that the inspection device is a DNA chip analysis device and performs gene expression analysis.

検査容器101は、DNAチップ102の上に必要量のサンプル溶液105が滴下され、検査装置に装着される(つまり検査ステージに収容保持される)。サンプル溶液105を収容した検査容器101は、ハイブリダイゼーション反応を促進させるために、温調機構111により35℃から80℃程度の適当な温度に暖められる、あるいは適当な温度サイクルで温度制御される。   In the inspection container 101, a required amount of the sample solution 105 is dropped on the DNA chip 102 and mounted on the inspection apparatus (that is, accommodated and held on the inspection stage). The cuvette 101 containing the sample solution 105 is heated to an appropriate temperature of about 35 ° C. to 80 ° C. by the temperature adjustment mechanism 111 or controlled at an appropriate temperature cycle in order to promote the hybridization reaction.

また、ポンプ120により温調機構111(より正確にはカバー部材132)に設けられた流路123に水などの透明な液体が循環される。透明な液体は、熱交換部124で加熱されて、二枚の透明板113aと113bの間の空間125に供給される。その結果、二枚の透明板113aと113bは加熱された液体によって直接加熱される。   Further, a transparent liquid such as water is circulated through the flow path 123 provided in the temperature adjustment mechanism 111 (more precisely, the cover member 132) by the pump 120. The transparent liquid is heated by the heat exchange unit 124 and supplied to the space 125 between the two transparent plates 113a and 113b. As a result, the two transparent plates 113a and 113b are directly heated by the heated liquid.

さらに、ハイブリダイゼーション反応を促進させるために、ポンプ115により検査容器101内の流路103を加圧減圧して、サンプル溶液105をDNAチップ102内に強制的に通過させる。これにより、サンプル溶液105は、図1に示されるように、液面がDNAチップ102の上に位置する状態と、図2に示されるように、液面がDNAチップ102の下に位置する状態とを繰り返し推移する。   Further, in order to promote the hybridization reaction, the pump 115 pressurizes and depressurizes the flow path 103 in the cuvette 101 to force the sample solution 105 to pass through the DNA chip 102. As a result, the sample solution 105 is in a state where the liquid level is located on the DNA chip 102 as shown in FIG. 1 and in a state where the liquid level is located below the DNA chip 102 as shown in FIG. And repeatedly.

このようにサンプル溶液105にDNAチップ102を強制的に通過させることにより、比較的短時間の内にハイブリダイゼーション反応を完了させることができる。例えば、1〜2時間程度でハイブリダイゼーション反応を終了させることができる。   By forcibly passing the DNA chip 102 through the sample solution 105 in this manner, the hybridization reaction can be completed within a relatively short time. For example, the hybridization reaction can be completed in about 1 to 2 hours.

反応完了後、DNAチップ102は観察装置150によって蛍光観察され、遺伝子の発現量の増減が蛍光強度の強弱として読み取られる。   After completion of the reaction, the DNA chip 102 is observed for fluorescence by the observation device 150, and the increase or decrease in the expression level of the gene is read as the intensity of the fluorescence intensity.

検査容器101はDNAチップ102の上方が開放しており、検査ステージはDNAチップ102の上方に観察窓112を有している。このため、このような検査容器101と検査ステージにおいては、ハイブリダイゼーション反応の反応前・反応途中・反応終了後のいずれの時期においても、DNAチップ102を上方から光学的観察(通常の顕微鏡観察や蛍光観察)を行なうことが可能である。従って、遺伝子の発現量の増減を蛍光強度の強弱として読み取ることにより解析を行なうことが可能である。   The inspection container 101 is open above the DNA chip 102, and the inspection stage has an observation window 112 above the DNA chip 102. For this reason, in such an inspection container 101 and an inspection stage, the DNA chip 102 is optically observed from above (normal microscope observation or the like) at any time before the reaction of the hybridization reaction, during the reaction, or after the completion of the reaction. Fluorescence observation). Therefore, the analysis can be performed by reading the increase or decrease in the expression level of the gene as the intensity of the fluorescence intensity.

前述したように、ハイブリダイゼーション反応の間、検査容器101は温調機構111により所定の温度に暖められる、あるいは所定の温度サイクルで変化される。その際、本実施形態では、二枚の透明板113aと113bの間の空間125に、熱交換部124によって加熱された透明な液体が常時供給される。加熱された透明な液体は、透明板113aと113bにじかに触れることで、透明板113aと113bのほぼ全体を均等に加熱する。このため、観察窓112の周辺部分の温度分布は図8に示されるようになる。   As described above, during the hybridization reaction, the cuvette 101 is warmed to a predetermined temperature by the temperature adjustment mechanism 111 or changed in a predetermined temperature cycle. At this time, in the present embodiment, the transparent liquid heated by the heat exchange unit 124 is always supplied to the space 125 between the two transparent plates 113a and 113b. The heated transparent liquid directly touches the transparent plates 113a and 113b, thereby heating the entire transparent plates 113a and 113b evenly. Therefore, the temperature distribution around the observation window 112 is as shown in FIG.

比較例として、本実施形態のような観察窓加熱手段を持たない構成(観察窓112が単に一枚の透明板からなる構成)における観察窓の周辺部分の温度分布を図10に示す。   As a comparative example, FIG. 10 shows the temperature distribution of the peripheral portion of the observation window in a configuration without the observation window heating means as in this embodiment (a configuration in which the observation window 112 is simply made of a single transparent plate).

図8と図10を比較して分かるように、本実施形態では、透明板113aと113bの温度が高められている。このため、透明板113aと113bからの放熱が良好に抑えられる。これにより、検体液の温度低下が抑えられるので、安定した解析ができるようになる。   As can be seen by comparing FIG. 8 and FIG. 10, in the present embodiment, the temperatures of the transparent plates 113a and 113b are increased. For this reason, the heat radiation from the transparent plates 113a and 113b is satisfactorily suppressed. As a result, the temperature drop of the sample liquid can be suppressed, so that stable analysis can be performed.

なお、二枚の透明板113aと113bの間の空間125に供給される透明な液体は、観察窓112を通しての光学観察を妨げない。   The transparent liquid supplied to the space 125 between the two transparent plates 113a and 113b does not hinder optical observation through the observation window 112.

第二実施形態
本実施形態は、生体関連物質の別の検査装置に向けられている。図5は、本発明の第二実施形態における検査装置とこれに装着された検査容器の模式的断面図である。図5において、図1と同じ参照符号で示された部材は同等の部材であり、その詳しい説明はここでは省略する。以下では、第一実施形態との相違点に重点をおいて述べる。
Second Embodiment This embodiment is directed to another inspection apparatus for biologically related substances. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the inspection apparatus and the inspection container attached thereto in the second embodiment of the present invention. 5, members denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 are equivalent members, and detailed description thereof is omitted here. In the following, the difference from the first embodiment will be described with emphasis.

本実施形態では、観察窓112は、一枚の透明板160と、透明板160の上に設けられたヒーター161とを有している。また、検査ステージは、ヒーター161に電流を供給するとともに、供給する電流量を制御することによりヒーター161の発熱量を制御する制御部162を有している。ヒーター161と制御部162は、観察窓112を直接加熱する観察窓加熱手段を構成している。   In the present embodiment, the observation window 112 includes a single transparent plate 160 and a heater 161 provided on the transparent plate 160. The inspection stage also has a control unit 162 that supplies current to the heater 161 and controls the amount of heat generated by the heater 161 by controlling the amount of current supplied. The heater 161 and the control unit 162 constitute observation window heating means for directly heating the observation window 112.

透明板160は、これに限定されないが、例えば、ガラスで構成される。その場合、熱伝導性を高めるために、透明板160の厚さは、比較的薄い(0.1〜1mm程度)ことが望ましい。   Although the transparent plate 160 is not limited to this, For example, it is comprised with glass. In that case, in order to improve thermal conductivity, it is desirable that the thickness of the transparent plate 160 be relatively thin (about 0.1 to 1 mm).

ヒーター161は、電流供給に応じて発熱する適当な抵抗を持つ発熱抵抗体で構成される。発熱抵抗体は、これに限定されないが、例えば、金属膜などで構成されてよい。その場合、ヒーター161は、検査容器101のDNAチップ102の上方に位置する領域を避けて設けられる。   The heater 161 is formed of a heating resistor having an appropriate resistance that generates heat in response to current supply. The heating resistor is not limited to this, but may be composed of, for example, a metal film. In that case, the heater 161 is provided avoiding the region located above the DNA chip 102 of the cuvette 101.

例えば、ヒーター161は、図6に示されるように、検査容器101のDNAチップ102を取り囲む輪帯状の導電部163と、導電部163から延びている電流供給のための配線部164とで構成される。   For example, as shown in FIG. 6, the heater 161 includes a ring-shaped conductive portion 163 that surrounds the DNA chip 102 of the cuvette 101 and a wiring portion 164 for supplying current that extends from the conductive portion 163. The

また、複数のDNAチップ102を有している検査容器101に対しては、ヒーター161は、図7に示されるように、複数のDNAチップ102を取り囲むはしご形状の導電部165と、導電部165から延びている電流供給のための配線部166とで構成されてもよい。   For the cuvette 101 having a plurality of DNA chips 102, the heater 161 includes a ladder-shaped conductive portion 165 and a conductive portion 165 surrounding the plurality of DNA chips 102 as shown in FIG. And a wiring portion 166 for supplying current that extends from the wiring portion 166.

本実施形態では、透明板160にじかに設けられたヒーター161が制御部162からの電流供給に応じて発熱して透明板160を加熱する。その結果、透明板160の周辺部分の温度分布は図9に示されるようになる。図9と図10を比較して分かるように、本実施形態では、透明板160の温度が高められている。このため、透明板160からの放熱が抑えられる。これにより、検体液の温度低下が抑えられるので、安定した解析ができるようになる。   In the present embodiment, the heater 161 provided directly on the transparent plate 160 generates heat in response to current supply from the control unit 162 to heat the transparent plate 160. As a result, the temperature distribution around the transparent plate 160 is as shown in FIG. As can be seen by comparing FIG. 9 and FIG. 10, in this embodiment, the temperature of the transparent plate 160 is increased. For this reason, the heat radiation from the transparent plate 160 is suppressed. As a result, the temperature drop of the sample liquid can be suppressed, so that stable analysis can be performed.

これまで、ヒーター161は不透明導電膜で構成されることを想定して説明してきたが、ヒーター161は透明導電膜で構成されてもよい。透明導電膜は、これに限定されないが、例えば、スズドープ酸化インジウム(ITO)膜やフッ素ドープ酸化スズ(FTO)膜などの透明導電膜で構成される。   So far, the heater 161 has been described assuming that it is made of an opaque conductive film, but the heater 161 may be made of a transparent conductive film. Although a transparent conductive film is not limited to this, For example, it is comprised with transparent conductive films, such as a tin dope indium oxide (ITO) film | membrane and a fluorine dope tin oxide (FTO) film | membrane.

ヒーター161が透明導電膜で構成される場合、ヒーター(透明導電膜)161は、透明板160の上面の全体に設けられてもよい。また、透明導電膜は、透明板160の上面に、検査装置に装着された検査容器101のDNAチップ102の上方に位置する領域を含む範囲に部分的に設けられてもよい。これにより、透明板160の全体または所望の領域(DNAチップ102の上方に位置する領域)をほぼ均一に加熱できるようになる。その結果、透明板160からの放熱がより効果的に抑えられ、より安定した解析が期待できる。   When the heater 161 is composed of a transparent conductive film, the heater (transparent conductive film) 161 may be provided on the entire top surface of the transparent plate 160. The transparent conductive film may be partially provided on the upper surface of the transparent plate 160 in a range including a region located above the DNA chip 102 of the test container 101 mounted on the test apparatus. As a result, the entire transparent plate 160 or a desired region (region located above the DNA chip 102) can be heated almost uniformly. As a result, heat dissipation from the transparent plate 160 can be more effectively suppressed, and more stable analysis can be expected.

これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. May be.

また、多孔質基板を用いたDNAチップを例にあげて説明したが、本発明は、シリコンウエハやスライドグラスを基材に用いたDNAチップにも適用可能である。また、DNAの検出だけでなく、例えば、抗原や抗体をプローブに用い、免疫的な反応を検出する用途にも適用可能である。   Further, although a DNA chip using a porous substrate has been described as an example, the present invention can also be applied to a DNA chip using a silicon wafer or a slide glass as a base material. Moreover, it is applicable not only to the detection of DNA but also to the use of detecting an immune reaction using, for example, an antigen or an antibody as a probe.

本発明の第一実施形態における検査装置とこれに装着された検査容器の構成を模式的に示している部分断面図であり、サンプル溶液の液面が固相坦体の上に位置している状態を示している。It is a fragmentary sectional view showing typically composition of an inspection device in a first embodiment of the present invention, and an inspection container with which it is equipped, and the liquid level of a sample solution is located on a solid phase carrier. Indicates the state. 図1と同じ検査装置と検査容器の構成を模式的に示している部分断面図であり、サンプル溶液の液面が固相坦体の下に位置している状態を示している。It is the fragmentary sectional view which has shown typically the structure of the same test | inspection apparatus and test container as FIG. 1, and has shown the state in which the liquid level of a sample solution is located under a solid-phase carrier. 図1と図2に模式的に示された検査装置における検査容器を着脱可能に保持する検査ステージの主要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the test | inspection stage which hold | maintains the test container in the test | inspection apparatus typically shown by FIG. 1 and FIG. 2 so that attachment or detachment is possible. 図3に示されたIV-IV線に沿ったカバー部材の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the cover member taken along line IV-IV shown in FIG. 3. 本発明の第二実施形態における検査装置とこれに装着された検査容器の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the inspection apparatus in 2nd embodiment of this invention, and the inspection container with which this was mounted | worn. 図5に示されたヒーターの形態の一例を示している。FIG. 6 shows an example of the form of the heater shown in FIG. 5. FIG. 図5に示されたヒーターの形態の別の一例を示している。6 shows another example of the form of the heater shown in FIG. 本発明の第一実施形態の検査装置における観察窓の周辺部分の温度分布を示している。The temperature distribution of the peripheral part of the observation window in the inspection apparatus of 1st embodiment of this invention is shown. 本発明の第二実施形態の検査装置における観察窓の周辺部分の温度分布を示している。The temperature distribution of the peripheral part of the observation window in the inspection apparatus of 2nd embodiment of this invention is shown. 観察窓加熱手段を持たない通常の検査装置における観察窓の周辺部分の温度分布を示している。The temperature distribution of the peripheral part of the observation window in the normal inspection apparatus which does not have an observation window heating means is shown.

符号の説明Explanation of symbols

101…検査容器、102…DNAチップ、103…流路、103a…大径部分、103b…小径部分、104…側面、105…サンプル溶液、106…Oリング、111…温調機構、112…観察窓、113a、113b…透明板、114…チューブ、115…ポンプ、120…ポンプ、121、122…チューブ、123…流路、124…熱交換部、125…空間、126…吸入部、127…排出部、130…検査ステージ、131…ベース、131a…載置部、131b…受け部、132…カバー部材、133…スライダー、134…貫通孔、141…ヒーター、142…温度センサー、143…ヒーター、144…温度センサー、150…観察装置、160…透明板、161…ヒーター、162…制御部、163…導電部、164…配線部、165…導電部、166…配線部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Test container, 102 ... DNA chip, 103 ... Channel, 103a ... Large diameter part, 103b ... Small diameter part, 104 ... Side surface, 105 ... Sample solution, 106 ... O-ring, 111 ... Temperature control mechanism, 112 ... Observation window 113a, 113b ... transparent plate, 114 ... tube, 115 ... pump, 120 ... pump, 121,122 ... tube, 123 ... flow path, 124 ... heat exchange part, 125 ... space, 126 ... suction part, 127 ... discharge part , 130 ... inspection stage, 131 ... base, 131 a ... mounting part, 131 b ... receiving part, 132 ... cover member, 133 ... slider, 134 ... through hole, 141 ... heater, 142 ... temperature sensor, 143 ... heater, 144 ... Temperature sensor, 150 ... observation device, 160 ... transparent plate, 161 ... heater, 162 ... control unit, 163 ... conductive unit, 164 ... Line unit, 165 ... conductive portion, 166 ... wire section.

Claims (10)

生体関連物質を検出するためのプローブが固相化された固相坦体を収容した検査容器の温度を調節するための温調機構と、
固相坦体の光学的観察を可能にする観察窓と、
観察窓を通して検査容器内の固相坦体の光学画像を取得するための観察装置と、
観察窓を直接加熱する観察窓加熱手段とを有している、生体関連物質の検査装置。
A temperature control mechanism for adjusting the temperature of the cuvette containing the solid phase carrier on which the probe for detecting the biological substance is solidified, and
An observation window that enables optical observation of the solid support;
An observation device for acquiring an optical image of the solid phase carrier in the cuvette through the observation window;
An inspection apparatus for biologically related substances, comprising observation window heating means for directly heating the observation window.
請求項1において、観察窓は間隔を置いて配置された二枚の透明板を有し、観察窓加熱手段は、二枚の透明板の間の空間に連絡している流路と、この流路に透明な液体を循環させるためのポンプとを有し、流路は熱交換部を有しており、熱交換部はそこを通る透明な液体を温調機構で生じる熱により加熱する、検査装置。 In Claim 1, the observation window has two transparent plates arranged at an interval, and the observation window heating means has a flow path communicating with the space between the two transparent plates, and the flow path. And a pump for circulating a transparent liquid, the flow path has a heat exchange part, and the heat exchange part heats the transparent liquid passing therethrough by heat generated by a temperature control mechanism. 請求項1において、観察窓は透明板を有し、観察窓加熱手段は、透明板に設けられたヒーターと、ヒーターを制御する制御部とを有している、検査装置。 2. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the observation window includes a transparent plate, and the observation window heating means includes a heater provided on the transparent plate and a control unit that controls the heater. 請求項3において、ヒーターは金属薄膜で構成されており、この金属薄膜は固相担体の観察領域の上方を避けて位置している、検査装置。 4. The inspection apparatus according to claim 3, wherein the heater is made of a metal thin film, and the metal thin film is positioned away from the observation region of the solid phase carrier. 請求項3において、ヒーターは透明導電膜で構成されており、この透明導電膜は固相担体の観察領域の上方に位置する領域を含む透明板上の範囲に位置している、検査装置。 4. The inspection apparatus according to claim 3, wherein the heater is made of a transparent conductive film, and the transparent conductive film is located in a range on the transparent plate including a region located above the observation region of the solid phase carrier. 生体関連物質を検出するためのプローブが固相化された固相坦体を収容した検査容器の温度を調節するための温調機構と、
固相坦体の光学的観察を可能にする観察窓と、
観察窓を直接加熱する観察窓加熱手段とを有している、生体関連物質の検査ステージ。
A temperature control mechanism for adjusting the temperature of the cuvette containing the solid phase carrier on which the probe for detecting the biological substance is solidified, and
An observation window that enables optical observation of the solid support;
An inspection stage for biologically related substances, comprising observation window heating means for directly heating the observation window.
請求項6において、観察窓は間隔を置いて配置された二枚の透明板を有し、観察窓加熱手段は、二枚の透明板の間の空間に連絡している流路と、この流路に透明な液体を循環させるためのポンプとを有し、流路は熱交換部を有しており、熱交換部はそこを通る透明な液体を温調機構で生じる熱により加熱する、検査ステージ。 In Claim 6, the observation window has two transparent plates arranged at intervals, and the observation window heating means has a flow path communicating with the space between the two transparent plates, and the flow path. And a pump for circulating the transparent liquid, the flow path has a heat exchanging portion, and the heat exchanging portion heats the transparent liquid passing therethrough by heat generated by a temperature control mechanism. 請求項6において、観察窓は透明板を有し、観察窓加熱手段は、透明板に設けられたヒーターと、ヒーターを制御する制御部とを有している、検査ステージ。 7. The inspection stage according to claim 6, wherein the observation window includes a transparent plate, and the observation window heating means includes a heater provided on the transparent plate and a control unit that controls the heater. 請求項8において、ヒーターは金属薄膜で構成されており、この金属薄膜は固相担体の観察領域の上方を避けて位置している、検査ステージ。 9. The inspection stage according to claim 8, wherein the heater is composed of a metal thin film, and the metal thin film is located avoiding the observation region of the solid phase carrier. 請求項8において、ヒーターは透明導電膜で構成されており、この透明導電膜は固相担体の観察領域の上方に位置する領域を含む透明板上の範囲に位置している、
検査ステージ。
In claim 8, the heater is composed of a transparent conductive film, the transparent conductive film is located in the range on the transparent plate including the region located above the observation region of the solid phase carrier,
Inspection stage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012118055A (en) * 2010-11-12 2012-06-21 Sony Corp Reaction treatment apparatus and reaction treatment method

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