JP2006030156A - 反応容器及びその反応容器を用いた反応装置並びに検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤカメラ等の検出手段の撮像画像の方向とスポットの配列方向とを一致させるための技術、具体的には、反応容器の方向を検知し、または補正することの可能な技術を提供すること。
【解決手段】生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した基材（１０２）を有する反応容器（１０１）において、前記基材の反応を検出するための検出手段（１２９）の検出方向と前記基材の方向とを一致させるための補正手段（１０５、１０６、１０７、１０８、１０９）を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生体関連物質の検出に供する反応容器と、この反応容器を用いた反応装置及び検出装置に関する。

近年、ヒトを含む多くの生物やイネをはじめとする多くの植物の遺伝子解析が進められている。最近では、半導体等にＤＮＡを規則正しく配列したＤＮＡチップあるいはＤＮＡマイクロアレイを用いた検査方法が開発されている。この検査方法では、同時に複数の遺伝子を検査することができる。

特許文献１には、多孔質基板を用い、反応液をシリンジまたはピストンで繰り返し反応部を通過させる構造を有するマイクロアレイチップが提案されている。

特許文献１に開示されているマイクロアレイチップは、マイクロアレイチップの基板の上方からマルチチップからなる反応容器に反応液を分注し、マイクロアレイチップの上部から反応状態を観察し、下部からシリンジポンプによる加圧・減圧する構成を備えている。このような構成を有するマイクロアレイチップにおいては、通常、反応容器内でハイブリダイゼーションが終了した後に、固相化したプローブ（以下、「スポット」とも称する）に照明光（励起光）を照射して、スポットから発生する蛍光量を冷却ＣＣＤカメラ等を用いて画像として取得する。そして、解析ソフト等を用いて蛍光輝度を測定して、既知のスポット情報（位置、塩基配列）に基づいて、どのスポットがどのくらい発現したのかを判定する。

しかしながら、ハイブリタイズ後の蛍光画像を取得する場合に、例えば冷却ＣＣＤカメラ等の撮像方向（上下左右）とスポットの配列方向の関係が明らかになっていないと、解析ソフト等でスポット情報と取得された蛍光画像のスポット輝度とのマッチングが取れなくなり、解析しているスポットが一体どのスポットなのかを判断することが出来ない。特許文献１に記載されたマイクロチップアレイでは、シリンジピストンに取り付けられたチップホルダー内部に、スポットされたマルチチップが設けられており、反応液がシリンジの動きによってマルチチップの内部を通過しながらその上下を往復するようになっている。この動作によってサンプルがハイブリタイズされた後に、チップホルダー内部にあるマルチチップスポットの輝度を測定することになる。この場合において、シリンジピストンとチップホルダーとの位置関係を規定する手段が提示されていない。このため、冷却ＣＣＤカメラ等で蛍光撮影した場合に撮影方向とマルチチップのスポット配列方向とが一致しない場合が生ずる。従って、蛍光画像を撮影した場合に、撮像面に対するスポットの配列方向がわからないため、スポット情報と実際のスポット輝度の相関が取れず、蛍光輝度解析を行うことができなくなる可能性がある。
国際公開第０３／００５０１３号

本発明は、ＣＣＤカメラ等の検出手段の撮像画像の方向とスポットの配列方向とを一致させるための技術、具体的には、反応容器の方向を検知し、または補正することの可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の第１局面に係る反応容器は、生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した基材を有する反応容器であって、前記基材の反応を検出するための検出手段の検出方向と前記基材の方向とを一致させるための補正手段を具備することを特徴とする。

本発明の第２局面に係る検出装置は、生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した基材を有する反応容器と、前記基材の反応を検出する検出手段と前記基材の方向と前記検出手段の検出方向とを一致させるための補正手段を具備することを特徴とする。

本発明の第３局面に係る反応装置は、生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した基材を有する反応容器と、サンプル溶液を吸入・排出するための圧力を、前記反応容器に伝達する圧力伝達手段と、前記反応容器内のサンプル溶液の温度を調節する温度調節手段と、前記反応容器が所定の方向を向く補正手段とを具備することを特徴とする

本発明によれば、ＣＣＤカメラ等の検出手段の撮像方向に対して反応容器（すなわち基材）の方向が常に一定となるため、ＣＣＤカメラ等の検出手段の撮像方向とスポットの配列方向を一致させることができるので、撮影されたスポットの位置関係から正確なデータ解析を行う事が出来る。また、撮像方向と配列方向が一致しない場合であっても、撮像画像の回転角のずれを補正するようにしたので、スポットの位置関係から正確なデータ解析を行う事が出来る。さらに、本発明を反応容器に三次元基材を組み付ける作業に応用すれば、例えば結合部に埋め込まれている反射部材と三次元基材の方向を合わせる工程が自動で効率よく行うことが出来る。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第一の実施形態）
図１から図５を参照して第一の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る反応容器と、反応容器が装着された検査装置を概略的に示す図である。図１において、反応容器１０１は、生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した三次元基材１０２と、検査装置と結合される結合部１０３と、溶液を吸入する溶液吸入部１０４とを備えている。なお、本明細書において、「三次元基材」とは、プローブを固相化する基材をいうものとし、三次元方向に広がりをもち、実質的に液体を通過させることができる構造を有していればどのような材質、構造のものでも使用することができる。例えば、三次元基材として、種々のフィルター、多孔質体を使用することが可能である。特に、Ｓｉウェハをエッチングした多孔質体、中空糸、金属酸化膜、ビーズ或いはキャピラリーが好ましい。また、三次元基材１０２は、標的物質を補足するプローブ分子を、例えば、直径１２０μｍの大きさに固相化した複数の反応領域が形成されている。
結合部１０３と溶液吸入部１０４との間には三次元基材１０２が配置されている。本実施形態においては、結合部１０３と溶液吸入部１０４は三次元基材１０２を間に挟んで結合されている。結合部１０３と溶液吸入部１０４は、非透光性の材料から構成されている。

検査装置は、反応容器１０１の結合部１０３に嵌合する嵌合部１１１と、嵌合部１１１を通して反応容器１０１に圧力を伝達する圧力伝達部１１２と、嵌合部１１１を移動可能に支持する二軸ロボットとを備えている。検査装置は、更に、サンプル溶液を収容するサンプル容器１１４と、洗浄液を収容する洗浄液容器１１５とを備えている。サンプル容器１１４は例えばマイクロタイタープレートで構成される。洗浄液容器１１５は例えばマイクロタイタープレートやボトルで構成される。反応容器１０１の結合部１０３は開口端を有しており、この結合部１０３の開口端に嵌合部１１１が嵌合することにより、反応容器１０１が嵌合部１１１に装着される。電動スライダー１１３により、嵌合部１１１に装着された反応容器１０１が水平方向に移動可能となっている。さらに、電動スライダー１１９により、嵌合部１１１に装着された反応容器１０１が垂直（上下）方向に移動可能になっている。

嵌合部１１１に装着された反応容器１０１と結合された圧力伝達部１１２は、嵌合部１１１を介して反応容器１０１に圧力を伝達する。これにより、溶液吸入部１０４を介して、サンプル容器１１４内のサンプル溶液や洗浄液容器１１５内の洗浄液を反応容器１０１の中に吸入したり、反応容器１０１の中のサンプル溶液や洗浄液を排出したりすることができる。図２を参照して、嵌合部１１１について、更に詳細に説明する。図２は嵌合部１１１と反応容器１０１とを含む部分を拡大して示す図である。嵌合部１１１は嵌合部上部１１１ｂと回転可能な嵌合部下部１１１ａとを備えている。嵌合部下部１１１ａには、ギア１０７が取り付けられている。さらに、嵌合部上部１１１ｂは、反射型光センサー１０８と、小型モータ１０５とを有しており、小型モータの先端にはギア１０７と歯合するピニオンギア１０６が取り付けられている。ピニオンギア１０６が回転することにより、ギア１０７が回転して、嵌合部下部１１１ａが回転する。

結合部１０３は、図３に示すように、その端面に反射部材１０９を備えており、この反射部材１０９により反応容器１０１の方向が検知される。例えば、反射型光センサー１０８の直下に反射部材１０９が来ると、反射型光センサー１０８がＨレベルの信号を出力することにより、反応容器１０１の方向が所定の方向であることが検知される。小型モータ１０５及び反射型光センサー１０８は、図４に示す制御基板１３０を介して、図示しないコンピュータと接続されている。制御基板１３０は、図４に示すようにＣＰＵ１３０ａ、電源モジュール１３０ｂ、通信コネクタ１３０ｃ、センサーＩＦコネクタ１３０ｄ、バッファＩＣ１３０ｅ、モータドライバＩＣ１３０ｆ、モータＩＦコネクタ１３０ｇ、ＲＳ−２３２Ｃケーブル１３０ｈを有する。ＣＰＵ１３０ａは、各部の制御や信号処理などを行う。電源モジュール１３０ｂは、制御基板１３０に搭載された各部品に電源を供給する。なお、各部の動作は後述する。

結合部１０３と溶液吸入部１０４との間に配置されている三次元基材１０２は、図５に示すように、その組み立て時に反射部材１０９に対して三次元基材１０２が決まった方向で取り付けられるように管理されている。つまり、一番目のスポット１０２ａの位置が、反射部材１０９に対して常に同じ場所にくるように、その組み立て工程で管理されている。この反応容器１０１は、通常は不図示のトレイの開口部に例えば９６本挿入された形で用意されている。圧力伝達部１１２は、嵌合部１１１に装着された反応容器１０１に圧力を伝達することにより、溶液吸入部１０４を介して、サンプル容器１１４内のサンプル溶液や洗浄液容器１１５内の洗浄液を反応容器１０１の中に吸入したり、反応容器１０１の中のサンプル溶液や洗浄液を排出したりする。

検査装置は、さらに、ハイブリダイズ反応の際のサンプル温度や洗浄時の洗浄液温度を制御するためのヒーター１１６と、ヒーター１１６の温度を測定するための測温抵抗体１１７と、測温抵抗体１１７で得られる情報に基づいてヒーター１１６の温度を制御する温度制御部１１８とを備えている。ヒーター１１６には、反応容器１０１を収容するための空間が形成されている。嵌合部１１１に装着された反応容器１０１は、必要に応じて、電動スライダー１１３及び１１９により、ヒーター１１６に形成された空間の中に移動される。ヒーター１１６と測温抵抗体１１７と温度制御部１１８は、反応容器１０１内の溶液の温度を調節する温度調節手段を構成している。この温度調節手段と、嵌合部１１１と、圧力伝達部１１２とで、ハイブリダイズ反応を促進する反応装置を構成している。

検査装置は、さらに、反応容器１０１内の三次元基材１０２を光学的に観察するための観察光学系１２０を備えている。観察光学系１２０は、例えば、蛍光観察光学系である。観察光学系１２０は、可視波長の光を発する光源１２２と、光源１２２から発生した光からサンプル分子に結合させた蛍光物質を励起するための波長を選択的に透過する励起フィルター１２３と、励起フィルター１２３を透過した光を反射するとともに蛍光物質から発生した蛍光を選択的に透過するダイクロイックミラー１２４と、蛍光物質から発生してダイクロイックミラー１２４を透過した蛍光を選択的に透過する蛍光フィルター１２５とを備えている。観察光学系１２０は、さらに、三次元基材１０２上のプローブ分子へのサンプル分子の捕捉を光学的に検出するための対物レンズ１２６と、光源１２２からの光を励起フィルター１２３とダイクロイックミラー１２４とを介して三次元基材１０２に導く照明光学系１２７と、対物レンズ１２６で取り込んだ三次元基材１０２からの光を結像するための結像光学系１２８と、結像光学系１２８で結像される光学像を電気信号に変換するＣＣＤカメラ１２９とを備えている。なお、ＣＣＤカメラ１２９は、撮像エリア内を予め決められた数に分割測光する機能を有している。この分割測光する機能を利用して、各スポットからの蛍光を独立して測光することができる。

以下、本実施形態の検査装置の動作について通常の検査工程に従って説明する。
生物試料から核酸を抽出し、ＦＩＴＣなどの蛍光物質で標識した後に、バッファ溶液に溶解する（この溶液を、以下、「サンプル溶液」と称する）。溶解したサンプル溶液をサンプル容器１１４に分注した後に、サンプル容器１１４をサンプル容器セット位置に設置する。洗浄溶液を洗浄液容器１１５に分注して、洗浄液容器１１５を洗浄液容器セット位置に設置する。反応容器１０１を所定位置（例えば、トレイ）にセットする。次に、嵌合部１１１に不図示の所定位置にセットされている反応容器１０１を取り付けるために、電動スライダー１１３及び１１９を動作させる。

反応容器１０１の結合部１０３が嵌合部１１１と嵌合して、反応容器１０１が嵌合部１１１に取り付けられると、不図示のコンピュータは嵌合部と反応容器１０１の取り付け位置（回転角）を補正する動作を開始する。不図示のコンピュータはＲＳ２３２Ｃケーブル１３０ｈを介して、位置補正コマンドを送信する。コマンドを受信したＣＰＵ１３０ａは、反射型光センサー１０８の信号を信号線１０８ａ、センサーＩＦコネクタ１３０ｄ、信号線１３０ｊ、バッファＩＣ１３０ｅ、信号線１３０ｋを介して読み取る。ここで、信号レベルがＨレベルになっていなかったら、ＣＰＵ１３０ａはモータ駆動信号１３０ｌ、モータドライバＩＣ１３０ｆ、モータＩＦコネクタ１３０ｇ、駆動ケーブル１０５ａを介してモータ１０５を回転させる。この動作により反応容器１０１は嵌合部下部１１１ａとともに回転する。この回転動作の間、ＣＰＵ１３０ａは反射型光センサー１０８の出力信号を確認しつづけ、反射部材１０９が反射型光センサー１０８の直下に来て反射型光センサーの出力がＨとなったところで、モータ１０５を停止させる。

続いて、圧力伝達部１１２により嵌合部１１１を介して反応容器１０１の内部を減圧してサンプル容器１１４からサンプル溶液を吸引する。反応容器の溶液吸入部１０４は、図１又は図２に示したように、固相化担体より下の部分がテーパー状になっていると、マイクロタイタープレートなどから特にサンプル溶液を吸引する時に、溶液の残留量が少なくなるので好ましい。また、サンプル溶液を吸引後、エア層を吸引すると、温度制御部への移動時にサンプル溶液が反応容器から垂れることがなく、さらに、サンプル溶液を三次元基材の上下に移動させるときにもサンプル溶液が反応容器から垂れることがないので好ましい。

次に、ヒーター１１６の凹部に反応容器１０１を密着するように取り付けるために電動スライダー１１３と１１９を動作させる。続いて、ハイブリダイズを行うためにヒーター１１６を所望の温度に制御する。そして圧力伝達部１１２による反応容器１０１の内部の加圧と減圧を繰り返し行なって、三次元基材１０２の上下にサンプル溶液を動かしてプローブとサンプル溶液に含まれている核酸をハイブリダイズさせる。ハイブリダイゼーション反応が終了した後に、圧力伝達部１１２により嵌合部１１１を介して反応容器１０１の内部を加圧してサンプル溶液をサンプル容器１１４に廃棄する。次に、圧力伝達部１１２により嵌合部１１１を介して反応容器１０１の内部を減圧して洗浄液を洗浄液容器１１５から吸引する。圧力伝達部１１２による反応容器１０１の内部の加圧と減圧を繰り返し行うことにより、洗浄液で三次元基材１０２を洗浄して、プローブ分子に結合しなかったサンプル溶液に含まれている核酸を洗い流す。

ハイブリダイズ作業が終了したら、電動スライダー１１３及び１１９を動作させて、反応容器１０１を嵌合部１１１から外し、三次元基材１０２を露出させる。これにより、反応結果の読取が可能な状態になり、反応容器１０１の上方に配置された観察光学系１２０を制御して三次元基材１０２に励起光を照射して、三次元基材１０２上のプローブスポットからの光（例えば蛍光）をＣＣＤカメラ１２９によって電子画像データとして撮影し、画像やプローブスポットの光量のデータを保存する。そして、この保存されたデータを解析し、サンプル溶液に含まれている核酸の発現状態や変異、多型等を検査する。

第一の実施形態では、反射部材１０９を設けて、反応容器１０１が常に一定の方向を向くようにしたので、ＣＣＤカメラ１２９の撮像面に対して反応容器１０１の方向が常に一定となり、撮影されたスポットの位置関係から正確なデータ解析を行うことが出来る。

（第二の実施形態）
図６から図１１を参照して本発明の第二の実施形態を説明する。図６は、本発明の第二実施形態の反応容器と検査装置を概略的に示す図である。また、図７は、図６の要部の詳細を示す図である。なお、図６から図１１において、図１から図５と同じ部分については同一の記号を付与し、また、同一の動作に関する部分については、その記述及び説明を割愛する。

本実施形態においては、図６及び図８に示すように、嵌合部１５０にはリング状のプリント基板１３１ｂに実装された５０個のホール素子（微小センサー）１３１ａが同心円状に実装された位置センサー１３１が取り付けられている。また、図９に示すように、結合部１０３には微小マグネット１３２が埋め込まれている。図８は本実施形態における嵌合部１５０と結合部１０３が嵌合した際の反応容器の位置（回転角）を検出する機構を示す図である。図８に示すように、位置センサー１３１は円形であり、円環形状を有するプリント基板１３１ｂ上に５０個のホール素子１３１ａが同心円状に（７．２度間隔で）並べられている。制御基板１４０は、ＣＰＵ１４０ａ、電源モジュール１４０ｂ、通信コネクタ１４０ｃ、電源コネクタ１４０ｄ、センシング用コネクタ１４０ｅ、位置検出信号コネクタ１４０ｆ、、ＲＳ−２３２Ｃケーブル１４０ｇを備えている。なお、図８において、位置センサー１３１は嵌合部１５０に取り付けられた場合の反応容器１０１側から見た場合の図となっている。

上記のように構成された第二の実施形態に係る検査装置の動作を述べる。
嵌合部１５０と結合部１０３が嵌合すると、不図示のコンピュータはＲＳ２３２Ｃケーブル１４０ｇを介して制御基板１４０のＣＰＵ１４０ａに対して、どのホール素子１３１ａからの出力が最も大きいかをセンシングするコマンドを送る。コマンドを受けたＣＰＵ１４０ａは信号線１３１ｄの例えば６ビットの信号線を使って各ホール素子１３１ａに割り当てられているアドレスをインクリメントしながら、信号線１３１ｅの出力電圧をモニターしてＣＰＵ１４０のメモリーに格納する。電源供給線１３１ｃから電源が供給されている各ホール素子１３１ａは、微小マグネット１３２から受ける磁界の強さに応じて出力電圧が変化する特性を有しており、微小マグネット１３２から受ける磁界の強さが大きいほどホール素子１３１ａからの出力電圧が大きくなる。

ＣＰＵ１４０ａは信号線１３１ｅの出力電圧をモニターし終わると、最大及び二番目に出力電圧の大きかったホール素子１３１ａのアドレスと、両出力電圧の比から、微小マグネットの角度のズレ量を算出する。なお、この場合において、最大及び二番目に出力電圧の大きかったホール素子１３１ａは隣接している。なお、予め、ＣＣＤカメラ１２９の撮像方向とホール素子１０３ａのアドレスとは対応させて関係おり、微小マグネットがアドレス０に来ているときが反応容器の方向（回転角）とＣＣＤカメラの撮像方向が一致すようになっている。なお、本実施形態では、アドレスは０から４９までとしている。具体例を以下に示す。

例えば最も大きい電圧値を示したホール素子１３１ａのアドレスが１で、二番目に大きい電圧を示したホール素子１３１ａのアドレスが２だったとする。この結果から、微小マグネット１３２の位置はアドレス０からの角度で言うと７．２度から１４．４度の間にあることが判る。更に、アドレス１のホール素子１３１ａの電圧とアドレス２のホール素子１３１ａの電圧との比を用いて、微小マグネット１３２の正確な位置を演算により求める。この場合において、微小マグネット１３２の位置として、例えば、ホール素子１３１ａの配置間隔（７．２度）の１／１０の精度まで演算により角度を求めることが出来る。図１０（ａ）、図１１（ａ）は縦軸をホール素子１３１ａの出力電圧とし、横軸をホール素子１３１ａのアドレスとした場合のグラフである。図１０（ａ）では、アドレス０のホール素子１３１ａの出力電圧が最も大きく、アドレス１のホール素子１３１ａの出力電圧が２番目に大きくなっている。図１１（ａ）では、アドレス０とアドレス１のホール素子１３１ａの出力電圧が同じになっている。図１０（ｂ）、図１１（ｂ）は、それぞれ、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示すような結果が得られた場合における微小マグネット１３２のホール素子１３１ａ中の位置を模式的に表した図である。図１０（ｂ）、図１１（ｂ）にそれぞれ示すように、図１０（ｂ）の場合には、アドレス０のホール素子１３１ａの近傍に微小マグネット１３２が位置し、図１１（ｂ）の場合には、アドレス０とアドレス１のホール素子１３１ａの中間位置に微小マグネット１３２が位置することがわかる。

ＣＰＵ１４０は、上記の方法によって求められた微小マグネット１３２の位置に基づいてＣＣＤカメラ１２９の撮像方向と実際に嵌合部１５０に取り付けられた反応容器１０１の位置（回転角）のズレを演算して、ＲＳ２３２Ｃケーブル１４０ｇを介して角度の情報を不図示のコンピュータに送信する。ハイブリダイズ作業が終了したら、第一の実施形態と同様に、電動スライダー１１３及び１１９を動作させて、反応容器１０１を嵌合部１５０から外すことにより三次元基材１０２を露出させる。次に、ＣＣＤカメラ回転機構３００によりＣＰＵ１４０ａによって演算されたずれ（回転角）分だけＣＣＤカメラ１２９を回転させる。これにより、ＣＣＤカメラ１２９の方向と反応容器１０１の方向とが一致することになる。そして、第一の実施形態と同様に、反応容器１０１の上方にある観察光学系１２０を制御して励起光を照射して、三次元基材１０２上のプローブスポットからの光をＣＣＤカメラ１２９によって電子画像データとして撮影する。その後、画像やプローブスポットの光量のデータを保存する。そして、この保存されたデータを解析し、サンプル溶液に含まれている核酸の発現状態や変異、多型等を検査する。

第二の実施形態では、反応容器１０１の方向を検知して、ＣＣＤカメラ１２９の方向を反応容器１０１の方向とが一致するようにした、すなわち、嵌合部１５０と結合部１０３が嵌合した際ＣＣＤカメラ１２９の撮像方向に対して反応容器１０１の方向が一致していない場合であっても、撮影時に撮像方向との回転角のずれを補正するようにしたので、スポットの位置関係から正確なデータ解析を行うことが出来る。

（第三の実施形態）
図１２から図１４を参照して本発明の第三の実施形態を説明する。
図１２は、本発明の第三実施形態の反応容器と検査装置を概略的に示す図である。なお、第三実施形態において、第一及び第二の実施形態と同じ部分については同一の記号を付与し、また、同一の動作に関する部分については、その記述及び説明を省略する。

図１２及び図１３において、嵌合部２０７は、反射型光センサー２０５、２０６及び嵌合ガイド部２０８を備えている。反応容器２０１の結合部２０３にはガイド用切れ込み部２１０が左右対称に設けられている。嵌合ガイド部２０８は、このガイド用切れ込み部２１０に沿って嵌合時の位置補正をする。更に、結合部２０３は、反射型光センサー２０５、２０６からなる反射部材２０９を備えている。反射型光センサー２０５、２０６は、図１４に示すような制御基板１６０と接続されている。制御基板１６０は、図１４に示すように、ＣＰＵ１６０ａ、電源モジュール１６０ｂ、センサーＩＦコネクタ１６０ｃ、センサーＩＦコネクタ１６０ｄ、バッファＩＣ１６０ｅ、バッファＩＣ１６０ｆ、通信コネクタ１６０ｇ、及びＲＳ−２３２Ｃケーブル１６０ｈを備えている。

上記のように構成された第三の実施形態に係る検査装置の動作を述べる。
嵌合部２０７が反応容器２０１の結合部２０３と嵌合する際、嵌合ガイド部２０８が結合部２０３のガイド用切れ込み部２１０を押して反応容器２０１を回転させながら嵌合してゆく。嵌合が終了した時点で左右対称な結合部２０３のガイド用切れ込み部２１０により、常にどちらかのガイド用切れ込み部２１０の最深部に嵌合ガイド部２０８が当接するようになっている。この状態において、反射部材２０９は反射型光センサー２０５、２０６のどちらか一方の直下に来るように設計されている。なお、結合部２０３と溶液吸入部２０４との間に配置されている三次元基材２０２は、その組み立て時に反射部材２０９に対して三次元基材２０２が決まった方向で取り付けられるように管理されている。この結果、嵌合が終了した時点で三次元基材２０２の方向、つまりスポットの配列方向はＣＣＤカメラ１２９の撮像方向に対して０度もしくは１８０度の方向で取り付けられることになる。

嵌合が終了すると、不図示のコンピュータが、ＲＳ−２３２Ｃケーブル１６０ｈを介してＣＰＵ１６０ａにどちらの反射型光センサーの出力がＨになっているかを問い合わせる。ＣＰＵ１６０ａは、反射型光センサー２０５、２０６、信号線２０５ａ、２０６ａを介しての出力信号を受けたバッファＩＣ１６０ｅ、１６０ｆの出力を確認する。本実施形態では反射型光センサー２０５からの出力がＨになっており、ＣＣＤカメラ１２９の撮像方向に対して１８０度回転した状態になっている。ＣＰＵ１６０ａは、この情報を補正情報として不図示のコンピュータにＲＳ−２３２Ｃケーブル１６０ｈを介して送信する。ハイブリダイズ作業が終了したら、第一の実施形態と同様に、電動スライダー１１３及び１１９を動作させて、反応容器２０１を嵌合部２０７から外すことにより三次元基材２０２を露出させる。これにより、第一の実施形態と同様に、反応容器２０１の上方にある観察光学系１２０を制御して励起光を照射して、三次元基材２０２上のプローブスポットからの光をＣＣＤカメラ１２９によって電子画像データとして撮影する。このとき、本実施形態では、ＣＰＵ１６０ａから送信された補正情報に基づいて画像処理により画像を回転させた後に、画像やプローブスポットの光量のデータを保存する。

そして、この保存されたデータを解析し、サンプル溶液に含まれている核酸の発現状態や変異、多型等を検査する。このような構成とすることによって、嵌合部２０７と結合部２０３が嵌合した際ＣＣＤカメラ１２９の撮像方向に対して反応容器２０１の方向が一致していなくても、撮影された画像の回転角のずれを補正する事が出来る。従って、スポットの位置関係から正確なデータ解析を行う事が出来る。

本発明は、上記各実施形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。
例えば、反射型光センサーをホール素子に変更し、反射部材を微小マグネットにしても構わない。また、反射型光センサー１０８の直下に反射部材１０９が来ると、反射型光センサー１０８がＨレベルの信号を出力するようにしたが、反射型光センサー１０８の直下に反射部材１０９がきたときに、Ｌレベルの信号を出力するようにしてもよい。
また、反応容器の形状を図１５に示すような形にしても良い。図１５に示すように、反応容器２０１のガイド用切れ込み部２１０の形状を図１３と異なる形状として、常に一定の方向で嵌合部２０７と結合部２０３とが嵌合するようにしても良い。このような形状とすることで、嵌合方向を判定するための、例えば反射型光センサーや反射部材を省略することが出来る。
更に、図１６に示すように、反応容器２０１の結合部２０３に突起部２１５を設けておき、反応容器２０１がセットされているプレート２５０の反応容器２０１をセットするための穴２５５に突起部２１５が嵌合するような形状としておくことで、反応容器２０１がプレート２５０にセットされた時点で、反応容器２０１は一定の方向を向いていることになる。従って、嵌合部２０７と結合部２０３とが嵌合する時点で既に反応容器２０１は一定の方向を向いていることになるので、特別な機構を必要としない。

更に他の変形例として、図１７に示すような構成でも良い。図１７において、ヒーター１１６は自動回転台座４０２に搭載されており、自動回転台座４０２により回転可能になっている。また、ヒーター１１６には光センサー４００が設けられている。反応容器５０１の側面には、反射部材４０１が取り付けられており、この反射部材４０１が後述するように光センサー４００で検出される。
上記のような構成において、反応容器５０１は、通常、ヒーター１１６の凹部に密着するように取り付けられるが、本変形例では、反応容器５０１はヒーター１１６の凹部に密着する直前に一旦停止する。そして、反応容器５０１の位置を保持した状態で、ヒーター１１６が自動回転台座４０２によって回転を始める。光センサー４００により反射部材４０１が検出されると、ヒーター１１６の回転を停止し、当該位置情報（すなわち、ヒーター１１６の回転角度情報）を図示しないＣＣＤカメラ回転機構に送信して、ＣＣＤカメラを、この角度情報に基づいて回転させる。その後、反応容器５０１を下降してヒーター１１６に密着させてハイブリダイズを行う。ハイブリダイズが終了したら、図示しない電動スライダを動作させて反応容器５０１を嵌合部６００から外して、ＣＣＤカメラで三次元基材５０２上のプローブスポットからの光を撮像する。これにより、ＣＣＤカメラと反応容器５０１との向きが一致するので、撮影されたスポットの位置関係から正確なデータ解析を行うことが出来る。なお、本変形例において、ＣＣＤカメラの回転は、バイブリダイズの前でなくても良く、ハイブリダイズ中、或いはハイブリダイズ後の撮像前であっても良い。また、ＣＣＤカメラを回転させずに、検出した角度に基づいて、撮像画像した画像を画像処理により回転させても良い。
また、上記の例では、反応容器５０１の位置は一定方向となっていないため、ＣＣＤカメラの向きや画像処理によって、撮像画像上での向きを一定にするようにしたが、次のようにしても良い。まず、上記のように、角度情報に基づいてヒータ１１６を回転させた後に、反応容器５０１を下降してヒーター１１６に密着させてハイブリダイズを行う。そして、ハイブリダイズが終了したら、図示しない電動スライダを動作させて反応容器５０１を嵌合部６００から外して、ヒーター１１６の位置を初期位置（すなわち、回転前の位置）に戻す。これにより、反応容器５０１は常に一定の方向を向くようになる。

さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第一の実施形態に係る反応容器と、反応容器が装着された検査装置を概略的に示す図。 嵌合部と反応容器とを含む部分を拡大して示す図。 結合部と反射センサーの拡大図。 第一の実施形態に係る概略制御回路を示す図。 反応容器の上面図。 本発明の第二実施形態の反応容器と検査装置を概略的に示す図。 図６の要部の詳細を示す図。 第二の実施形態に係る概略制御回路を示す図。 第二の実施形態に係る結合部の詳細を示す図。 微小マグネットの位置によるホール素子の出力電圧を示す図。 微小マグネットの位置によるホール素子の出力電圧を示す図。 本発明の第三実施形態の反応容器と検査装置を概略的に示す図。 第三実施形態に係る結合部と嵌合部の詳細を示す図。 第三の実施形態に係る概略制御回路を示す図。 反応容器の変形例を示す図。 反応容器の他の変形例を示す図。 反応容器の更に他の変形例を示す図。

符号の説明

１０１…反応容器、１０２…三次元基材、１０２ａ…スポット、１０３…結合部、１０３ａ…ホール素子、１０４…溶液吸入部、１０５…小型モータ、１０５ａ…駆動ケーブル、１０６…ピニオンギア、１０７…ギア、１０８…反射型光センサー、１０８ａ…信号線、１０９…反射部材、１１１…嵌合部、１１１ｂ…嵌合部上部、１１１ａ…嵌合部下部、１１２…圧力伝達部、１１３…電動スライダー、１１４…サンプル容器、１１５…洗浄液容器、１１６…ヒーター、１１７…測温抵抗体、１１８…温度制御部、１１９…電動スライダー、１２０…観察光学系、１２２…光源、１２３…励起フィルター、１２４…ダイクロイックミラー、１２５…蛍光フィルター、１２６…対物レンズ、１２７…照明光学系、１２８…結像光学系、１２９…ＣＣＤカメラ。

Claims (9)

1. 生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した基材を有する反応容器において、前記基材の反応を検出するための検出手段の検出方向と前記基材の方向とを一致させるための補正手段を具備することを特徴とする反応容器。
2. 請求項１に記載の反応容器において、前記補正手段は、前記反応容器に設けられた方向検出用部材、方向補正用切り込み、或いは方向補正用突起のいずれかであることを特徴とする反応容器。
3. 請求項１に記載の反応容器において、前記基材は、三次元基材であることを特徴とする反応容器。
4. 請求項１に記載の検出において、前記反応容器は、溶液を吸入できる溶液吸入部と、前記容器を反応容器内で駆動させる液駆動手段と気密に結合できるとともに前記検出手段と光が漏れないように結合できる結合部とを有し、前記基材と前記結合部の方向が一致するように、前記基材が前記結合部と溶液吸入部との間に配置されていることを特徴とする反応容器。
5. 生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した基材を有する反応容器と、
   前記基材の反応を検出する検出手段と
   前記基材の方向と前記検出手段の検出方向とを一致させるための補正手段を具備することを特徴とする検出装置。
6. 請求項５に記載の検出装置において、前記補正手段は、前記反応容器の所定位置に設けられた方向検出部を検出するために前記反応容器を回転し、前記方向検出部を検出することにより前記反応容器の方向を補正することを特徴とする検出装置。
7. 請求項５に記載の検出装置において、前記補正手段は、前記反応容器の方向を検出し、検出した反応容器の方向に基づいて、前記検出手段の検出結果で得られた画像の画像処理を行うことによって前記基材の方向を補正することを特徴とする検出装置。
8. 請求項５に記載の検出装置において、前記補正手段は、前記反応容器に設けられた切込みであり、前記反応容器に嵌合する嵌合部に嵌合する際に方向が所定の方向を向くように補正することを特徴とする検出装置。
9. 生体関連物質を検出するためのプローブを固相化した基材を有する反応容器と、
   サンプル溶液を吸入・排出するための圧力を、前記反応容器に伝達する圧力伝達手段と、
   前記反応容器内のサンプル溶液の温度を調節する温度調節手段と、
   前記反応容器が所定の方向を向く補正手段とを具備することを特徴とする反応装置。

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