JP2015158380A - 検出装置、検出方法、バイオアッセイ装置、スクリーニング装置及びスクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】生体分子と検体との接触が不十分になることを抑制可能とする。【解決手段】標的を含む検体を保持可能な検体保持部を有する検体保持部材を支持する支持部と、支持部に支持された検体保持部材に対し、標的と反応可能であって生体分子アレイに含まれる生体分子が検体保持部に保持された検体に浸漬し且つ生体分子が検体保持部に接触しないように生体分子アレイが保持部により保持された状態で、検体保持部に保持された検体の異物に関する情報を検出する検出部と、を備える。【選択図】図4
Description
本発明は、検出装置、検出方法、バイオアッセイ装置、スクリーニング装置及びスクリーニング方法に関するものである。
例えば、生体分子の測定を行う手法として、基板上の複数の領域に生体分子を配置した生体分子アレイ(所謂、バイオチップ)を用い、当該生体分子をそれぞれ検体と反応させ、反応後の生体分子を蛍光測定する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記のような技術において、生体分子と検体との間に気泡(泡)が存在すると生体分子と検体の接触が不十分になるおそれがある。
本発明は、生体分子と検体の接触が不十分になることを抑制可能とする検出装置、検出方法、バイオアッセイ装置、スクリーニング装置及びスクリーニング方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に従えば、標的を含む検体を保持可能な検体保持部を有する検体保持部材を支持する支持部と、支持部に支持された検体保持部材に対し、標的と反応可能であって生体分子アレイに含まれる生体分子が検体保持部に保持された検体に浸漬し且つ生体分子が検体保持部に接触しないように生体分子アレイが保持部により保持された状態で、検体保持部に保持された検体の異物に関する情報を検出する検出部とを備える検出装置が提供される。
本発明の第2の態様に従えば、本発明の第1の態様の検出装置と、前記標的を含む前記検体を前記検体保持部に分注する分注部と、を備えるバイオアッセイ装置が提供される。
本発明の第3の態様に従えば、本発明の第2の態様のバイオアッセイ装置と、標的と生体分子との親和性を測定する測定装置と、を備えるスクリーニング装置が提供される。
本発明の第4の態様に従えば、標的を含む検体を保持可能な検体保持部を有する検体保持部材を支持することと、支持された検体保持部材に対し、標的と反応可能であって生体分子アレイに含まれる生体分子が検体保持部に保持された検体に浸漬し且つ生体分子が検体保持部に接触しないように生体分子アレイを保持部で保持することと、支持された検体保持部材に対して生体分子アレイが保持部により保持された状態で、検体保持部に保持された検体の異物に関する情報を検出することと、を含む検出方法が提供される。
本発明の第5の態様に従えば、本発明の第4の態様の検出方法を用いて前記生体分子アレイをバイオアッセイすることと、検出した情報に基づいて、標的と生体分子との親和性を測定することと、を含むスクリーニング方法が提供される。
本発明は、生体分子と検体の接触が不十分になることを抑制可能とする。
以下、本発明の検出装置、バイオアッセイ装置、バイオアッセイ方法、スクリーニング装置及びスクリーニング方法の実施の形態を、図1ないし図15を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、バイオチップ(生体分子アレイ)を用いた生体分子のスクリーニング装置SCの概略構成を示す平面図である。図2は、スクリーニング装置SCの概略構成を示す正面図である。
図1は、バイオチップ(生体分子アレイ)を用いた生体分子のスクリーニング装置SCの概略構成を示す平面図である。図2は、スクリーニング装置SCの概略構成を示す正面図である。
スクリーニング装置(システム)SCは、基台BP、載置部PA、反応(アッセイ)部(バイオアッセイ装置)AS、洗浄乾燥部CL、測定部MS、マニピュレータMP、搬送部TR1、バーコードリーダーBR及び制御部CONT(図10参照)等を備えている。
なお、以下の説明においては、載置部PA、反応部AS、洗浄乾燥部CL及び測定部MSが配置される方向をY方向(Y軸)、水平面内においてY方向と直交する方向をX方向(X軸)、Y方向及びX方向と直交する方向をZ方向(Z軸)として適宜説明する。
載置部PAは、反応部ASで反応(アッセイ)処理が行われる前の検体保持部材WPが載置されるものであり、基台BP上に設置されている。一例として、載置部PAは、X方向に間隔をあけて4基配置されている。4つの載置部PAそれぞれに載置された検体保持部材WPは、同じ高さに配置されている(Z方向において同じ位置にいる)。
反応部ASは、載置部PAから搬送部TR2(図1では不図示、図10参照)によって搬送された検体保持部材WPに対してアッセイ処理を行うものであり、基台BP上に設置されている。反応部ASは、4つの載置部PAのそれぞれについて+Y側に隣り合って配置されている。反応部ASは、例えば4基配置されている。搬送部TR2は、制御部CONTの制御下で載置部PAと反応部ASとの間で検体保持部材WPを搬送するものである。
バーコードリーダーBRは、検体保持部材WPに設けられたバーコード及びバイオチップBCに設けられたバーコードを読み取るものであり、搬送部TR2による載置部PAから反応部ASへの検体保持部材WPの搬送経路の中途に配置されている。
ここで検体保持部材WPについて説明する。
図3は、検体保持部材WP及びマニピュレータMPが配置された反応部ASの平面図である。図4は、検体保持部材WP及びマニピュレータMPが配置された反応部ASをZX断面で切断した断面図である。
図3は、検体保持部材WP及びマニピュレータMPが配置された反応部ASの平面図である。図4は、検体保持部材WP及びマニピュレータMPが配置された反応部ASをZX断面で切断した断面図である。
検体保持部材WPは、例えば、可視光に対して透光性を有している。検体保持部材WPは、例えば、可視光に対して透明である。検体保持部材WPは、例えば、赤外光に対して透光性を有している。検体保持部材WPは、例えば、赤外光に対して透明である。検体保持部材WPは、例えば、非導電性の材質で形成されている。検体保持部材WPは、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の合成樹脂やガラス等で形成されている。検体保持部材WPは、平面視矩形状に形成された板状部材である。検体保持部材WPは、標的を含む検体Kを保持する互いに区画して設けられた検体保持部30を複数備えている。検体保持部材WPには、例えば、Y方向に5つ、X方向に4つ、合計20個の検体保持部30がマトリクス状に配列されている。検体保持部30は、検体保持部材WPの表面WPaに開口する窪み(穴)によって検体Kの保持空間30aを形成する。保持空間30aは、検体保持部30の例えば、平面視円形の底面30bと、底面30bから表面WPaに向けて漸次拡径する側面30cとで囲まれた円錐台状に形成されている。
一例として、検体保持部材WPは、ウェルプレート(マイクロプレート、マイクロタイタープレートともいう。)である。一例として、検体保持部30は、ウェルである。
一例として、検体保持部材WPは、ウェルプレート(マイクロプレート、マイクロタイタープレートともいう。)である。一例として、検体保持部30は、ウェルである。
反応部ASは、分注部PV(図10参照)、ホルダ(支持部)1、スペーサー2、支持板(プレート部材)3、位置決め部(弾性部)4、攪拌部5、記憶部(不図示)及び検出装置10を備えている。分注部PVは、制御部の制御下で、ホルダ1に支持された検体保持部材WPの検体保持部30に検体Kを分注するものである。ホルダ1は、平面視矩形状に形成された板状部材である。ホルダ1は、検体保持部材WPの外形よりも小さい大きさでZ方向に貫通する孔部(開口)1aを備えている。ホルダ1は、孔部1aの周囲に検体保持部材WPの外形よりも大きい窪み1bと、窪み1bによって形成された段部1cとを備えている。
スペーサー2は、ホルダ1を基台BPに対してZ方向に離間して支持するものである。スペーサー2は、ホルダ1のY方向両側においてX方向に延在するように設けられている。スペーサー2は、壁である。スペーサー2は、ホルダ1と基台BPとの間に空間11を形成する。
支持板3は、ホルダ1の段部1cに載置され、表面3aにおいて−Z方向側からウェル部材WPを支持するものである。段部1cに載置された支持板3は、孔部1aを閉塞する。支持板3は、例えば、可視光に対して透光性を有している。支持板3は、例えば、可視光に対して透明である。支持板3は、例えば、赤外光に対して透光性を有している。支持板3は、例えば、赤外光に対して透明である。支持板3は、例えば、非導電性の材質で形成されている。支持板3は、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の合成樹脂やガラス等で形成されている。支持板3は、例えば、検体保持部材WPと同じ材料で形成されている。支持板3の表面3aには、例えば、面状あるいはライン状の電熱線等で構成される加熱部(加熱装置)HT(図10参照)が設けられている。加熱部HTの加熱及び加熱停止は、制御部CONTによって制御される。
一例として、4つの反応部AS(支持板3)それぞれに保持された検体保持部材WPはいずれも、同じ高さに位置している(Z方向において同じ位置にある)。4つの支持板3がいずれも、同じ高さに位置している(Z方向において同じ位置にある)ともいえるし、Z方向において基台BPから同じ距離離れているともいえる。
一例として、4つの反応部AS(支持板3)それぞれに保持された検体保持部材WPはいずれも、同じ高さに位置している(Z方向において同じ位置にある)。4つの支持板3がいずれも、同じ高さに位置している(Z方向において同じ位置にある)ともいえるし、Z方向において基台BPから同じ距離離れているともいえる。
位置決め部4は、ホルダ1に対して検体保持部材WPをX方向及びY方向で位置決めするものである。位置決め部4は、XY平面と平行な方向に弾性変形可能な、例えば、板バネ4a、板バネ4b及び板バネ4cで形成されている。位置決め部4aは、X方向に関して検体保持部材WPの中央から+X側及び−X側に等間隔の長さでX方向に延在して設けられ、検体保持部材WPの−Y側の辺を−Y側から保持する。位置決め部4bは、検体保持部材WPの+X側の辺を+X側から保持するとともに、検体保持部材WPの+Y側の辺を+Y側から保持するようにL字状に形成され、検体保持部材WPのコーナー部に配置されている。位置決め部4cは、検体保持部材WPの−X側の辺を−X側から保持するとともに、検体保持部材WPの+Y側の辺を+Y側から保持するようにL字状に形成され、検体保持部材WPのコーナー部に配置されている。
加振部5は、検体保持部材WPに振動を加える。検体保持部30に保持された検体Kは、加振部5により加えられた振動で流動する(攪拌される)。加振部5は、固定部5a、移動部(揺動部)5b及び駆動部5cを備えている。固定部5aは、位置決め部4aの−X側に隙間をあけた状態で対向配置されている。固定部5aは、ホルダ1の表面1dに固定されている。移動部5bは、X方向に関して検体保持部材WPの中央の位置に、位置決め部4aと対向して配置されている。移動部5bは位置決め部4aと対向する側に突出する半球面を備えている。移動部5bは、固定部5aにY方向に移動自在に保持されている。移動部5bは、少なくとも位置決め部4aに当接する位置と、位置決め部4aから離間した位置との間を移動自在である。駆動部5cは制御部CONTの制御下で移動部5bをY方向に駆動する。
検出装置10は、検出部12及び移動装置(駆動部)13を備えている。検出部12は、検体保持部30におけるバイオチップBCと検体Kとの反応領域RAにおける気泡BLに関する情報を検出するものである。検出部12は、LEDアレイ(光源部)14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16及びCCDアレイ(受光部)17を備えている。LEDアレイ14は、検出光として、例えば、可視光を反応領域RAに向けて投光するものである。コレクタレンズアレイ15は、LEDアレイ14からの検出光を集光するものである。対物レンズアレイ16は、LEDアレイ14からの検出光で照明された反応領域RAからの光を集光し、CCDアレイ17に結像させる。CCDアレイ17は、入射した検出光により反応領域RAの像を撮像する。CCDアレイ17は、撮像信号を制御部CONTに出力する(図10参照)。検出部12は、保持部32により保持されたバイオチップBCが検体Kに浸漬された状態において気泡が検体Kに含まれているか否かを光学的に検出するためのユニットである。
図5は、検出部12及び移動装置13の平面図である。
図5に示すように、LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16及びCCDアレイ17は、Y方向に沿って配置された全て(5つ)の検体保持部30が検出可能なように、Y方向に沿って配置された全て(5つ)の検体保持部30に跨る範囲にライン状に配置されている。
図5に示すように、LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16及びCCDアレイ17は、Y方向に沿って配置された全て(5つ)の検体保持部30が検出可能なように、Y方向に沿って配置された全て(5つ)の検体保持部30に跨る範囲にライン状に配置されている。
移動装置13は、検出部12をX方向に移動させるものであり、回転駆動機18、ボールネジ19、軸受20、ナット部21、リニアガイド22及びリニア可動部23を備えている。ボールネジ19は、X方向に延在して設けられている。ボールネジ19は、両端を軸受によって支持されX方向と平行な軸周りに回転自在となっている。ボールネジ19は、カップリング24によって回転駆動機18と連結され、制御部CONTによって制御される回転駆動機18の駆動によりX方向と平行な軸周りに回転可能である。
ナット部21は、検出部12に設けられている。ナット部21はボールネジ19と螺合して設けられている。リニアガイド22は、基台BP上に、ボールネジ19を挟んだY方向の両側にそれぞれ設けられている。リニア可動部23は、検出部12に設けられている。リニア可動部23は、リニアガイド22に沿って移動自在に設けられている。
検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)は、マニピュレータMP(保持部32)及び検体保持部材WP(検体保持部30)の下方(−Z側)に配置されている。反応部ASにおいて、下方から上方に向かって(+Z方向に向かって)、検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)、検体保持部材WP(検体保持部30)、マニピュレータMP(保持部32)の順に配置されている。
マニピュレータMP(保持部32)及び検体保持部材WP(検体保持部30)は、マニピュレータMP(保持部32)及び検体保持部材WP(検体保持部30)いずれよりも下方に位置する検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)により気泡検出処理が実行される。検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)は、検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)より上方に位置するマニピュレータMP(保持部32)及び検体保持部材WP(検体保持部30)に対して気泡検出処理を実行する。
マニピュレータMP(保持部32)及び検体保持部材WP(検体保持部30)は、マニピュレータMP(保持部32)及び検体保持部材WP(検体保持部30)いずれよりも下方に位置する検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)により気泡検出処理が実行される。検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)は、検出装置10(LEDアレイ14、コレクタレンズアレイ15、対物レンズアレイ16、CCDアレイ17)より上方に位置するマニピュレータMP(保持部32)及び検体保持部材WP(検体保持部30)に対して気泡検出処理を実行する。
一例として、検出部12は、バイオチップBCに焦点を合わせて気泡検出処理を実行する。一例として、検出部12は、バイオチップBCにおいて生体分子が配置されている側の面BCaに焦点を合わせて気泡検出処理を実行する。
検出部12は、焦点を固定して構成してもよいし、焦点を可変できるように構成してもよい。
検出部12は、焦点を固定して構成してもよいし、焦点を可変できるように構成してもよい。
一例として、検出部12の焦点(ピント)が固定されている場合、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、バイオチップBCに合焦するように構成する。例えば検出部12の被写界深度を深く設定したこと等に起因して検出部12が優れたテレセントリック性を有していなくても、気泡検出処理を実行することが可能となる。
一例として、検出部12の焦点(ピント)が固定されている場合、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、バイオチップBCにおいて生体分子が配置されている側の面BCaに合焦するように構成する。これにより、例えば検出部12の被写界深度を深く設定したこと等に起因して検出部12が優れたテレセントリック性を有していなくても、気泡検出処理を実行することが可能となる。
一例として、検出部12の焦点(ピント)が固定されている場合、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、バイオチップBCにおいて生体分子が配置されている側の面BCaに合焦するように構成する。これにより、例えば検出部12の被写界深度を深く設定したこと等に起因して検出部12が優れたテレセントリック性を有していなくても、気泡検出処理を実行することが可能となる。
一例として、検出部12の焦点(ピント)を調整できる場合、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、バイオチップBCに合焦するよう焦点(ピント)を調節する。
一例として、検出部12の焦点(ピント)を調整できる場合、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、バイオチップBCにおいて生体分子が配置されている側の面BCaに合焦するよう焦点(ピント)を調節する。
一例として、検出部12は、気泡検出処理(撮像処理)を実行するときに射出する光(検出光)と同じ光を用いて焦点(ピント)調節処理を実行する。
一例として、検出部12は、気泡検出処理(撮像処理)を実行するときに光を射出する光源と、焦点(ピント)調節処理を実行するときに光を射出する光源とが同じである(例えば、LEDアレイ14、LEDアレイ14A、加熱部HT)。
一例として、検出部12は、気泡検出処理(撮像処理)を実行するときに用いる光の波長と、焦点(ピント)調節処理を実行するときに用いる光の波長とが同じである(例えば、可視光、赤外光)。
一例として、検出部12の焦点(ピント)を調整できる場合、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、バイオチップBCにおいて生体分子が配置されている側の面BCaに合焦するよう焦点(ピント)を調節する。
一例として、検出部12は、気泡検出処理(撮像処理)を実行するときに射出する光(検出光)と同じ光を用いて焦点(ピント)調節処理を実行する。
一例として、検出部12は、気泡検出処理(撮像処理)を実行するときに光を射出する光源と、焦点(ピント)調節処理を実行するときに光を射出する光源とが同じである(例えば、LEDアレイ14、LEDアレイ14A、加熱部HT)。
一例として、検出部12は、気泡検出処理(撮像処理)を実行するときに用いる光の波長と、焦点(ピント)調節処理を実行するときに用いる光の波長とが同じである(例えば、可視光、赤外光)。
なお、検出部12は、気泡検出処理を実行する場合、検体保持部30に対する検出部12の検出位置調整(検出位置合せ)を実行してもよい。
一例として、検出部12は、撮像処理を実行するときに射出する光(検出光)と同じ光を用いて、検体保持部30に対する検出部12の検出位置調整(検出位置合せ)処理を実行する。
一例として、検出部12は、撮像処理を実行するときに光を射出する光源と、検出位置調整(検出位置合せ)処理を実行するときに光を射出する光源とが同じである(例えば、LEDアレイ14、LEDアレイ14A、加熱部HT)。
一例として、検出部12は、撮像処理を実行するときに用いる光の波長と、検出位置調整(検出位置合せ)処理を実行するときに用いる光の波長とが同じである(例えば、可視光、赤外光)。
一例として、検出部12は、撮像処理を実行するときに射出する光(検出光)と同じ光を用いて、検体保持部30に対する検出部12の検出位置調整(検出位置合せ)処理を実行する。
一例として、検出部12は、撮像処理を実行するときに光を射出する光源と、検出位置調整(検出位置合せ)処理を実行するときに光を射出する光源とが同じである(例えば、LEDアレイ14、LEDアレイ14A、加熱部HT)。
一例として、検出部12は、撮像処理を実行するときに用いる光の波長と、検出位置調整(検出位置合せ)処理を実行するときに用いる光の波長とが同じである(例えば、可視光、赤外光)。
一例として、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、検体保持部30の底面30bからバイオチップBCの生体分子配置面BCaまでが被写界深度に含まれるように構成されている。
一例として、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、検体保持部30の底面30bから検体保持部材WPの表面WPaまでが被写界深度に含まれるように構成されている。
これにより、気泡検出処理の精度が低下することを抑制することが可能となる。
一例として、検出部12は、気泡検出処理を実行する状態(例えば図4における検体保持部材WP及び保持部32(バイオチップBC)の配置状態)において、検体保持部30の底面30bから検体保持部材WPの表面WPaまでが被写界深度に含まれるように構成されている。
これにより、気泡検出処理の精度が低下することを抑制することが可能となる。
図6(a)は、4つのホルダ1がX方向に沿って配列された反応部ASの平面図である。図6(b)は、図6(a)においてホルダ1を部分的に図示を省略した平面図である。図6(a)及び図6(b)に示すように、4つのホルダ1に支持された4つの検体保持部材WPにおける検体保持部30に対して検出部12が対向して気泡に関する情報を検出可能なように、ボールネジ19及びリニアガイド22は、4つの検体保持部材WPにおける検体保持部30が跨る範囲の長さに形成されている。
マニピュレータMPは、バイオチップBCを吸着保持して移動可能であり、基部31と保持部32とを備えている。バイオチップBCは、検体Kに含まれる標的と特異的に反応可能な生体分子を有している。一例として、バイオチップBCは、当該バイオチップBCの識別情報(ID)と、当該バイオチップBCの生体分子に関する情報とを含むバーコード(不図示)を有している。バイオチップBCは、例えばシリコンで形成されている。
基部31は、図3に示すように、検体保持部材WPよりも僅かに小さい平面視矩形状に形成されている。保持部32は、図4に示すように、基部31から−Z側に突出する軸状に形成されている。一例として、保持部32は、複数の検体保持部30と同一の個数及び同一の位置(4×5個のマトリックス状)に配置されている。
保持部32は、先端に平面視円形に設けられバイオチップBCを保持する保持面32aと、保持面32aの端縁から+Z側に向けて漸次拡径する側面32bとを有する円錐台形状を一部に備えている。一例として、側面32bの傾斜角は、検体保持部30の側面30cと同一角度に形成されている。保持部32は、保持面32aに開口する吸引孔32cを備えている。保持面32aに開口する吸引孔32cの直径は、負圧が漏洩しないように、吸着保持するバイオチップBCの外径よりも小さく形成されている。吸引孔32cは、負圧吸引源33に接続されている。負圧吸引源33の駆動は、制御部CONTにより制御される(図10参照)。基部31及び保持部32は、例えば、多関節ロボット等の搬送部TR3によって、少なくともZ方向、X方向及びY方向に一体的に移動可能である。搬送部TR3の動作は、制御部CONTにより制御される(図10参照)。搬送部TR3は、搬送部TR1に設けられている。搬送部TR1は、搬送部TR3、基部31及び保持部32ともにガイドレール34に沿って移動する。ガイドレール34は、反応部AS、洗浄乾燥部CL、測定部MSとに跨って対向するようにY方向に延在して設けられている。
洗浄乾燥部CLは、図7に示すように、洗浄部71、及び図8に示すように、乾燥部73を備えている。一例として、洗浄部71はノズル支持部71に支持されて洗浄乾燥槽36内に設けられている。一例として、乾燥部73は、ノズル支持部74に支持されて洗浄乾燥槽36内に設けられている。洗浄部71は、図7に示すように、マニピュレータMPをY軸まわりに90°回転させて、保持部32及びバイオチップBCがZY平面に沿って(Y方向に5つ、Z方向に4つ)配列されたときに、各バイオチップBCとそれぞれ対向する位置に設けられている。洗浄部71は、制御部CONTの制御によって(図10参照)、洗浄ノズルからバイオチップBCに向けて洗浄液を吐出する。
乾燥部73は、図8に示すように、マニピュレータMPをY軸まわりに90°回転させて、保持部32及びバイオチップBCがZY平面に沿って(Y方向に5つ、Z方向に4つ)配列されたときに、各バイオチップBCとそれぞれ対向する位置に設けられている。乾燥部73は、制御部CONTの制御によって(図10参照)、乾燥ノズルからバイオチップBCに向けて乾燥用の気体を噴出する。一例として、保持部32のZ方向の配列ピッチをPZとすると、乾燥部73は、洗浄部71に対して−Z方向にPZ/2の距離で離間した位置に配置される。
測定部MSは、受渡部38(図1参照)と、測定部本体39と、搬送部TR4(図10参照)と、記憶部(不図示)と、測定制御部MCとを備えている。受渡部38は、洗浄乾燥処理が行われマニピュレータMPによって搬送されたバイオチップBCが保持部32から吸着保持を解除されて載置される場所である。測定部本体39は、図9に示すように、ステージSTと、カメラ40と、支持台41とを備えている。
一例として、カメラ40は、光源と、対物レンズを有する光学系と、センサとを有している。一例として、センサは、光検出器や撮像素子等で構成されている。光検出器は、例えばPMT(photomultiplier tube)が挙げられる。撮像素子は、例えばCCD(charge coupled device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等が挙げられる。本実施形態では、撮像素子が用いられる場合について説明する。センサで検出(撮像)されたバイオチップBCに関する検出信号は測定制御部MCに出力される。
支持台41は、バイオチップBCの生体分子側の面BCaとは逆側の面BCbを−Z側から支持する支持部41aを備えている。支持部41aは、複数のバイオチップBC毎に設けられている。
ステージSTは、測定制御部MCの制御下で支持台41とともにXY平面に沿って移動可能である。
搬送部TR4は、受渡部38に載置されたバイオチップBCを支持台41の支持部41aに搬送するものである。
測定制御部MCは、カメラ40及びステージSTの動作を統括的に制御する。測定制御部MCは、後述するように、気泡検出の結果に応じて測定処理を行うバイオチップBCに関する情報が制御部CONTから入力する。
検出部12が射出する光を反射する反射材を設けてもよい。
一例として、反射材は、例えばマニピュレータMPに設けてもよい。反射材は、例えば基部31に設けてもよいし、保持部32に設けてもよい。反射材は、例えば基部31の保持部32が配置されている側の面に設けてもよいし、基部31の保持部32が配置されている側とは反対側(裏側)の面に設けてもよい。反射材は、保持部32の保持面32aに設けてもよいし、保持部32の側面32bに設けてもよい。
一例として、反射材は、例えばマニピュレータMPに設けてもよい。反射材は、例えば基部31に設けてもよいし、保持部32に設けてもよい。反射材は、例えば基部31の保持部32が配置されている側の面に設けてもよいし、基部31の保持部32が配置されている側とは反対側(裏側)の面に設けてもよい。反射材は、保持部32の保持面32aに設けてもよいし、保持部32の側面32bに設けてもよい。
別の例として、図35に示すように、反射材RPは、検出部12の移動と連動して移動する部材に設けてもよい。
反射材RPは、LEDアレイ14から射出され検体保持部材WPとマニピュレータMP(基部31、保持部32)とを透過した光を反射する。LEDアレイ14から射出され検体保持部材WPとマニピュレータMP(基部31、保持部32)とを透過した光は、反射材RPにより反射されてアレイ検出器17に向かう。これにより、気泡検出処理時にアレイ検出器17で受光する受光量が増え、検出装置10は、反射材RPを有していない場合と比べて明るい像情報(画像)を取得することができるので、制御部CONTは、例えば画像処理を用いて気泡BLを検出することが容易になる。反射材RPは、例えば白色散乱体で構成される。
反射材RPは、検出装置10と別体で設けてもよいし、検出装置10と一体で設けてもよい。
反射材RPを検出装置10と一体に構成する場合、反射材RPは、例えばリニア可動部23に立設(Z方向)された柱で支持する構成が挙げられる。検出装置10が移動すれば反射材RPも一緒に移動するので、検出装置10の移動に連動させるための制御部CONTによる制御が不要となる。
反射材RPは、LEDアレイ14から射出され検体保持部材WPとマニピュレータMP(基部31、保持部32)とを透過した光を反射する。LEDアレイ14から射出され検体保持部材WPとマニピュレータMP(基部31、保持部32)とを透過した光は、反射材RPにより反射されてアレイ検出器17に向かう。これにより、気泡検出処理時にアレイ検出器17で受光する受光量が増え、検出装置10は、反射材RPを有していない場合と比べて明るい像情報(画像)を取得することができるので、制御部CONTは、例えば画像処理を用いて気泡BLを検出することが容易になる。反射材RPは、例えば白色散乱体で構成される。
反射材RPは、検出装置10と別体で設けてもよいし、検出装置10と一体で設けてもよい。
反射材RPを検出装置10と一体に構成する場合、反射材RPは、例えばリニア可動部23に立設(Z方向)された柱で支持する構成が挙げられる。検出装置10が移動すれば反射材RPも一緒に移動するので、検出装置10の移動に連動させるための制御部CONTによる制御が不要となる。
反射材RPの設置に代えて、又は、反射材RPの設置に加えて、制御部CONTは、CCDアレイ17が増幅(ゲインアップ)してから撮像信号を出力してもよいし、CCDアレイ17から出力された撮像信号を増幅(ゲインアップ)してもよいし、撮像信号に対して例えばコントラストを強調させる画像処理等を実行してもよい。
図10は、スクリーニング装置SCにおける制御系を示すブロック図である。
図10に示すように、制御部CONTは、搬送部TR1、搬送部TR2、搬送部TR3、搬送部TR4、加熱部HT、測定制御部MC、分注部PV、駆動部5c、LEDアレイ14、回転駆動機18、負圧吸引源33、洗浄部71及び乾燥部73の動作をそれぞれ制御する。制御部CONTには、バーコードリーダーBR及びCCDアレイ17が検出した信号がそれぞれ入力する。
図10に示すように、制御部CONTは、搬送部TR1、搬送部TR2、搬送部TR3、搬送部TR4、加熱部HT、測定制御部MC、分注部PV、駆動部5c、LEDアレイ14、回転駆動機18、負圧吸引源33、洗浄部71及び乾燥部73の動作をそれぞれ制御する。制御部CONTには、バーコードリーダーBR及びCCDアレイ17が検出した信号がそれぞれ入力する。
次に、上記のスクリーニング装置SCを用いて、気泡検出を含むバイオチップBCのスクリーニングを行う方法について、図11及び図12を参照して説明する。
図11は、スクリーニング方法に係る工程図である。
スクリーニング方法は、前準備処理(ステップS1)、アッセイ処理(ステップS2)、洗浄乾燥処理(ステップS3)及び測定処理(ステップS4)を含む。
図11は、スクリーニング方法に係る工程図である。
スクリーニング方法は、前準備処理(ステップS1)、アッセイ処理(ステップS2)、洗浄乾燥処理(ステップS3)及び測定処理(ステップS4)を含む。
前準備処理(ステップS1)は、検体保持部材WPを準備することと、バイオチップBCを準備することとを含む。
検体保持部材WPの準備には、検体Kが分注される前の検体保持部材WPを載置部PAに載置することが含まれる。載置部PAに載置された検体保持部材WPは、搬送部TR2によって、載置部PAから反応部ASにおけるホルダ1に搬送され、位置決め部4によってホルダ1に位置決めされる。ホルダ1において検体保持部材WPは、図4に示したように、支持板3に支持される。検体保持部材WPが支持板3に支持されると、制御部CONTは加熱部HTを制御して、アッセイ処理に適した温度となるように検体保持部材WPを加熱する。
検体保持部材WPの準備には、検体Kが分注される前の検体保持部材WPを載置部PAに載置することが含まれる。載置部PAに載置された検体保持部材WPは、搬送部TR2によって、載置部PAから反応部ASにおけるホルダ1に搬送され、位置決め部4によってホルダ1に位置決めされる。ホルダ1において検体保持部材WPは、図4に示したように、支持板3に支持される。検体保持部材WPが支持板3に支持されると、制御部CONTは加熱部HTを制御して、アッセイ処理に適した温度となるように検体保持部材WPを加熱する。
検体保持部材WPを搬送する際、搬送部TR2は、バーコードリーダーBRによって搬送中の検体保持部材WPに設けられたバーコード(不図示)を読み取らせる。バーコードリーダーBRによって読み取られた検体保持部材WPの識別情報(例えば、分注される予定の検体Kの種類、検体保持部30の位置、個数等)は、制御部CONTに記憶される。
バイオチップBCの準備には、例えば、1枚のウェハに複数個のバイオチップBCの生体分子を配置した後にダイシング等によって分離することと、分離したバイオチップBCの裏面BCbを、制御部CONTが負圧吸引源33を作動させてマニピュレータMPにおける保持部32の保持面32aで吸着保持することと、保持部32に保持されたバイオチップBCに設けられたバーコードを読み取ることとを含む。バーコードリーダーBRによって読み取られたバイオチップBCの識別情報(ID)等は、制御部CONTに記憶される。
前準備処理(ステップS1)が完了すると、アッセイ処理(ステップS2)に移行する。
前準備処理(ステップS1)が完了すると、アッセイ処理(ステップS2)に移行する。
図12は、図11のアッセイ処理(ステップS2)に係るフローチャートである。
アッセイ処理が開始されると、分注部PVによって検体保持部材WPにおける検体保持部30に検体Kを分注する(ステップS11)。
アッセイ処理が開始されると、分注部PVによって検体保持部材WPにおける検体保持部30に検体Kを分注する(ステップS11)。
検体保持部30に検体Kが分注されると、制御部CONTが搬送部TR3を制御してマニピュレータMPを−Z方向に移動させ、保持部32に保持されたバイオチップBCを検体保持部30に保持された検体Kに浸す(ステップS12)。このとき、制御部CONTは、図13に示すように、バイオチップBCが検体保持部材WPの表面WPaの高さ近傍に達するまでは保持部32を第1速度で移動させ、バイオチップBCが検体保持部材WPの表面WPaの高さ近傍に達した後は保持部32を第1速度より遅い第2速度で移動させる。そして、制御部CONTは、図14に示すように、バイオチップBCの生体分子配置面BCaが検体Kの液面に達すると、保持部32の移動を一旦停止させた後に再度保持部32を−Z方向に移動させ、図4に示したように、検体保持部30と離間した位置でバイオチップBCを検体Kに浸す。
バイオチップBCが検体Kに浸されると、気泡検出処理を実行する(ステップS13)。制御部CONTは、例えば、図6(a)中、最も−X方向に配置された検体保持部材WPにおける最も−X方向に位置する検体保持部30の反応領域RAが検出可能となる検出開始位置に検出部12を移動させる。制御部CONTは、移動装置13における回転駆動機18を駆動して、ボールネジ19を所定方向及び所定角度回転させる。ボールネジ19の回転によりボールネジ19と螺合するナット部21は、−X方向に移動する。ナット部21の−X方向への移動により、ナット部21が設けられた検出部12は、リニア可動部23がリニアガイド22に案内されて円滑に−X方向に移動して検出開始位置に位置決めされる。
検出部12が検出開始位置に位置決めされると、制御部CONTは、LEDアレイ14から検出光を投光させ、コレクタレンズアレイ15及び支持板3を介して反応領域RAを照明する。検出光で照明された反応領域RAからの光は、支持板3及び対物レンズアレイ16を介してCCDアレイ17に入射して受光される。CCDアレイ17は、受光した光によって反応領域RAの像を撮像し撮像信号を制御部CONTに出力する。LEDアレイ14及びCCDアレイ17は、各検体保持部材WPにおいてY方向に沿って配置された5つの検体保持部30を検出可能な範囲に亘って設けられているため、CCDアレイ17は検体保持部30の反応領域RAの像を列毎に一括的に撮像し、その撮像信号を制御部CONTに出力する。
この後、制御部CONTは、+X方向に位置する次列の検体保持部30に対する検出位置への検出部12の移動と、当該列における反応領域RAの気泡検出とを繰り返すことにより、全ての検体保持部材WPについて反応領域RAにおける気泡BLの有無の検出を行う。
制御部CONTは、入力した撮像信号を用いて、例えば画像処理を行い、検体保持部30毎に像情報を求める。制御部CONTは、求めた像情報と、例えば、予め撮像した気泡が存在しないときの撮像信号から得られた像情報とを比較し、反応領域RAにおける気泡BLの有無を検出する。制御部CONTは、例えばパターンマッチングを用いて気泡BLの有無を検出することができる。一例として、制御部CONTは、撮像信号に基づいてバイオチップBCの輪郭(エッジ)を抽出し、抽出したバイオチップBCの輪郭(エッジ)で規定される領域に気泡BLの像情報が存在するか否かを判定する。制御部CONTが抽出する輪郭(エッジ)は、保持部32(保持面32a、側面32b)の輪郭(エッジ)でもよいし、検体保持部30(底面30b、側面30c)の輪郭(エッジ)でもよい。制御部CONTは、撮像信号に基づいて、バイオチップBCの輪郭(エッジ)及び保持部32(保持面32a、側面32b)の輪郭(エッジ)を抽出してもよいし、バイオチップBCの輪郭(エッジ)及び検体保持部30(底面30b、側面30c)の輪郭(エッジ)を抽出してもよいし、バイオチップBCの輪郭(エッジ)と保持部32(保持面32a、側面32b)の輪郭(エッジ)と検体保持部30(底面30b、側面30c)の輪郭(エッジ)とを抽出してもよい。制御部CONTは、検体保持部材WP毎に気泡BLが検出されたか否かを判断し(ステップS14)、気泡BLが検出されない場合には、気泡BLが検出されなかった結果を測定部MSの測定制御部MCに通知するとともに、当該検体保持部材WPについては後述するアッセイ処理継続して行う(ステップS30)。
制御部CONTは、ステップS14で気泡BLが検出された場合に以下の気泡対応処理を実行する。なお、制御部CONTは、気泡BLが検出された検体保持部30のアドレス(気泡検出結果)及び当該アドレスに対応するバイオチップBCの識別情報等を反応部ASの記憶部に記憶する。気泡対応処理としては、例えば、バイオチップBCを一旦検体Kから離脱(抜去、抜取)させた後に再度検体Kに浸す第1モード、検体保持部材WPと保持部32(バイオチップBC)との少なくとも一つに超音波振動を付与する第2モード、気泡が残存した状態でアッセイ処理を継続させ、且つ当該バイオチップBCについて測定処理(ステップS4)を実施する第3モード、及び気泡が残存した状態でアッセイ処理を継続させるものの当該バイオチップBCについては測定処理(ステップS4)を実施しない第4モードが選択可能である。第1モード及び第2モードは、反応領域RAから気泡BLを離脱させるための離脱処理ということもできる。上記の各モードは、ユーザー等が予め設定(モード設定)するようにしてもよいし、気泡BLの検出結果に応じて制御部CONTが自動的に設定するようにしてもよい。
制御部CONTは、気泡BLが検出されると、まず第1モードが設定されているか否かを判断し(ステップS15)、設定されている場合は、上述した第1モードの動作を行わせる(ステップS16)。具体的には、制御部CONTは、第2駆動部としての搬送部TR3を第2制御部として制御して、まず、基部31及び保持部32を+Z方向に移動させバイオチップBCを検体Kから離脱させる。これにより、反応領域RAで検出された気泡BLは検体Kから離脱する。このとき、制御部CONTは、バイオチップBCが検体保持部材WPの表面WPaよりも下方の位置で停止するように基部31及び保持部32の+Z方向への移動を制御する。このように、バイオチップBCが検体保持部材WPの表面WPaよりも上方へ移動させない制御を行うことにより、検体保持部30に存在する気体の容積変化を抑制できる。すなわち、バイオチップBCを検体保持部材WPの表面WPaよりも上方へ移動させた場合には、検体保持部30に存在する気体の容積が増大することで検体保持部30の空間が負圧になり周辺から空気が流入する可能性があるが、バイオチップBCが検体保持部材WPの表面WPaよりも下方の位置で停止させることにより、気体が存在する空間の容積変化を抑制できる。そのため、周辺から流入する空気の量を減じて検体Kに気泡BLが生じる可能性を減らすことができる。
制御部CONTは、バイオチップBCが検体Kから離脱すると、上述した第2速度での−Z方向への移動、及びバイオチップBCの生体分子配置面BCaが検体Kの液面に達したときの保持部32の移動停止を順次行う。この後、制御部CONTは、再度保持部32を−Z方向に移動させ、図4に示したように、バイオチップBCを検体Kに浸す。
バイオチップBCは、一旦検体Kに浸されて濡れているため、再度検体Kに浸されるときはバイオチップBC表面の濡れ性が向上している。そのため、バイオチップBCを再度検体Kに浸した場合は、バイオチップBCを初めて検体Kに浸した場合と比べて、反応領域RAにおける気泡BLの混入が生じづらくなる。
制御部CONTは、バイオチップBCが再度検体Kに浸された後は、ステップS14で気泡BLが検出されなくなるまで、ステップS13の気泡検出処理、ステップS16の検体Kに対するバイオチップBCの離脱・再挿入を繰り返し実行させる。
なお、上記の第1モードでは、検体保持部材WP毎に基部31をZ方向に移動させるため、全て(20個)の保持部32がバイオチップBCとともにZ方向に移動することになる。この場合、気泡BLが検出されなかった検体保持部30についてもバイオチップBCは検体Kから離脱することになり、再度バイオチップBCを検体Kに浸す際に気泡BLが検出されなかった検体保持部30に気泡が発生する可能性がある。そのため、例えば、基部31Bに対して複数の保持部32をそれぞれ独立してZ方向に移動可能に設け、気泡BLが検出された検体保持部30においてバイオチップBCを保持する保持部32のみ、Z方向に移動させて検体Kに対してバイオチップBCを離脱及び再挿入させる構成としてもよい。この構成を採る場合には、検出部12による気泡検出は先に気泡BLが検出された検体保持部30のみを気泡BLの検出対象とすることができ、検出効率を向上させることができる。
また、反応領域RAの気泡BLを離脱させるために保持部32を+Z方向に移動させる際には、バイオチップBCを検体Kから離脱させないようにしてもよい。この構成では、保持部32の+Z方向の移動に伴って検体Kが流動することで気泡BLを反応領域RAから離脱させることが可能となる。この構成を採った場合には、再度保持部32を−Z方向に移動させる際に気体を巻き込んで気泡BLが生じることを抑制できる。
また、反応領域RAの気泡BLを離脱させるために保持部32を+Z方向に移動させる際には、バイオチップBCを検体Kから離脱させないようにしてもよい。この構成では、保持部32の+Z方向の移動に伴って検体Kが流動することで気泡BLを反応領域RAから離脱させることが可能となる。この構成を採った場合には、再度保持部32を−Z方向に移動させる際に気体を巻き込んで気泡BLが生じることを抑制できる。
ステップS15において、モード1が設定されていない場合、制御部CONTは、第2モードが設定されているか否かを判断し(ステップS17)、設定されている場合は、上述した第2モードの動作を行わせる(ステップS18)。具体的には、制御部CONTは、駆動部5cを制御して移動部5bをY方向に高周波で往復移動させる。移動部5bは、+Y方向に移動した際に位置決め部4aを押圧して+Y方向に弾性変形させる。位置決め部4aの+Y方向への弾性変形により、位置決め部4aにより保持されていた検体保持部材WPは+Y方向に移動し、検体保持部材WPを+Y方向から保持する位置決め部4b及び4cは+Y方向に弾性変形する。位置決め部4aを押圧していた移動部5bが−Y方向に移動すると、弾性復元力により位置決め部4a、4b及び4cは検体保持部材WPを保持している部位が−Y方向に移動する。これにより、検体保持部材WPは、−Y方向に移動する。上記移動部5bの+Y方向への移動及び−Y方向への移動が高周波で行われることにより、検体保持部材WPはY方向に高周波で振動(例えば、超音波振動)することになる。加振部5としては、超音波振動子(圧電素子、ピエゾ)等が挙げられる。
また、制御部CONTは、搬送部TR3をY方向に高周波で往復移動させることにより、基部31を介して保持部32及びバイオチップBCをY方向に高周波で振動(例えば、超音波振動)させることが可能である。検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの少なくとも一方を超音波振動させる際の振幅及び周期は、検体保持部30と保持部32及びバイオチップBCとが接触しない範囲で設定される。検体保持部材WPのみに対して超音波振動を付与するか、保持部32及びバイオチップBCのみに対して超音波振動を付与するか、検体保持部材WP、保持部32及びバイオチップBCのいずれにも超音波振動を付与するかは第2モードが設定された際に設定される。
加振部5が検体保持部材WPを超音波振動させることで、検体保持部30に保持された検体Kに振動が伝わり、検体Kが流動する。加振部5が保持部32を超音波振動させることで、検体保持部30に保持された検体Kに振動が伝わり、検体Kが流動する。加振部5が検体保持部材WP及び保持部32を超音波振動させることで、検体保持部30に保持された検体Kに振動が伝わり、検体Kが流動する。検体Kが流動することで、検体保持部30に保持された検体Kに入った気泡が除去される。
検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの少なくとも一方を超音波振動させることにより、検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの少なくとも一方と検体Kとが相対移動することになり、反応領域RAに残留する気泡BLが移動して反応領域RAから離脱し、保持部32の側面32bと検体保持部30の側面cとの間の隙間を介して除去される。検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの双方に超音波振動を付与する場合には、検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとを互いに逆方向となるように移動方向を制御することにより、検体保持部材WPとバイオチップBCとの相対速度が大きくなり、反応領域RAの検体Kを大きく移動させることができ、気泡BLをより離脱させやすくなる。
検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの少なくとも一方を超音波振動させることにより、検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの少なくとも一方と検体Kとが相対移動することになり、反応領域RAに残留する気泡BLが移動して反応領域RAから離脱し、保持部32の側面32bと検体保持部30の側面cとの間の隙間を介して除去される。検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの双方に超音波振動を付与する場合には、検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとを互いに逆方向となるように移動方向を制御することにより、検体保持部材WPとバイオチップBCとの相対速度が大きくなり、反応領域RAの検体Kを大きく移動させることができ、気泡BLをより離脱させやすくなる。
制御部CONTは、検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの少なくとも一方に超音波振動を付与した後は、ステップS14で気泡BLが検出されなくなるまで、ステップS13の気泡検出処理、ステップS18の検体保持部材WPと保持部32及びバイオチップBCとの少なくとも一方に超音波振動を付与する処理を繰り返し実行させる。
ステップS17において、モード2が設定されていない場合、制御部CONTは、第3モードが設定されているか否かを判断し(ステップS19)、設定されている場合は、上述した第3モードの動作を行わせる(ステップS20)。具体的には、まず、制御部CONTは、当該検体保持部材WPにおいて気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスを気泡検出結果として反応部ASの記憶部に記憶(記録)する。次に、制御部CONTは、気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスと、当該アドレスに対応するバイオチップBCに対する測定の実施方法を測定部MSに指示(通知)する(ステップS21)。測定部MSへの指示は、気泡検出結果(検体保持部30のアドレス)を測定部MSの測定結果(検出結果((蛍光)輝度値、(蛍光)画像))と関連付けて測定部MSの記憶部に記憶するよう測定部MSの測定制御部MCに指示するものである。そして、制御部CONTは、反応部ASに対してアッセイ処理を継続させる(ステップS30)。
ステップS19において、第3モードが設定されていない場合、制御部CONTは、第4モードが設定されているか否かを判断し(ステップS22)、設定されている場合は、上述した第4モードの動作を行わせる(ステップS23)。具体的には、まず、制御部CONTは、当該検体保持部材WPにおいて気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスを反応部ASの記憶部に記憶(記録)する。次に、制御部CONTは、気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスと、当該アドレスに対応するバイオチップBCについては測定を行わないことを測定部MSの測定制御部MCに指示する(ステップS24)。すなわち、制御部CONTは、測定処理において測定部MSが反応部AS(検出装置10)で気泡BLが検出されていない検体保持部30のみに対して測定(検出)を実行するように測定制御部MCに指示する。そして、制御部CONTは、反応部ASに対してアッセイ処理を継続させる(ステップS30)。
なお、上記第3モードで実施した、検体保持部材WPにおいて気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスを気泡検出結果として測定部MSの測定制御部MCに通知することは、第1モード、第2モード及び第4モードでも行ってもよい。
ステップS22において、第4モードが設定されていない場合、制御部CONTは、測定部MSの測定制御部MCに対して、当該検体保持部材WPにおいては、反応領域RAに気泡BLが残存した状態でアッセイ処理が行われたものとして、検体保持部30のアドレスを含む情報(エラー情報)を反応結果(アッセイ結果)として通知(報知)する。
測定部MSは、制御部CONTを介して通知された情報を測定部MSの記憶部に記憶するとともに、エラーに応じた表示等の通知を行うが、これについては後述する。
ステップS19において、第3モードが設定されていない場合、制御部CONTは、第4モードが設定されているか否かを判断し(ステップS22)、設定されている場合は、上述した第4モードの動作を行わせる(ステップS23)。具体的には、まず、制御部CONTは、当該検体保持部材WPにおいて気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスを反応部ASの記憶部に記憶(記録)する。次に、制御部CONTは、気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスと、当該アドレスに対応するバイオチップBCについては測定を行わないことを測定部MSの測定制御部MCに指示する(ステップS24)。すなわち、制御部CONTは、測定処理において測定部MSが反応部AS(検出装置10)で気泡BLが検出されていない検体保持部30のみに対して測定(検出)を実行するように測定制御部MCに指示する。そして、制御部CONTは、反応部ASに対してアッセイ処理を継続させる(ステップS30)。
なお、上記第3モードで実施した、検体保持部材WPにおいて気泡BLが検出された検体保持部30のアドレスを気泡検出結果として測定部MSの測定制御部MCに通知することは、第1モード、第2モード及び第4モードでも行ってもよい。
ステップS22において、第4モードが設定されていない場合、制御部CONTは、測定部MSの測定制御部MCに対して、当該検体保持部材WPにおいては、反応領域RAに気泡BLが残存した状態でアッセイ処理が行われたものとして、検体保持部30のアドレスを含む情報(エラー情報)を反応結果(アッセイ結果)として通知(報知)する。
測定部MSは、制御部CONTを介して通知された情報を測定部MSの記憶部に記憶するとともに、エラーに応じた表示等の通知を行うが、これについては後述する。
上記の気泡対応処理が終了すると、制御部CONTは、加熱部HTにより検体保持部材WPを介して反応領域RAを所定温度に加熱するとともに、上述したように、加振部5における移動部5bをY方向に往復移動させて検体保持部材WPをY方向に揺動させる。制御部CONTは、超音波振動を付与する場合よりも長い周期で移動部5bを往復移動させる。検体保持部材WPを揺動させることにより、検体Kが検体保持部30で攪拌され、バイオチップBCと標的との反応処理が効率的に実施される。
アッセイ処理が完了すると、制御部CONTは洗浄乾燥処理(ステップS3)に移行させる。
制御部CONTは、搬送部TR3を制御して、検体保持部30からバイオチップBCが離脱するように、保持部32がバイオチップBCを吸着保持したままマニピュレータMPを+Z方向に移動させる。制御部CONTは搬送部TR1を制御して、マニピュレータMPを+Y方向に移動させ洗浄乾燥部CLと対向する位置で停止させる。
制御部CONTは、搬送部TR3を制御して、検体保持部30からバイオチップBCが離脱するように、保持部32がバイオチップBCを吸着保持したままマニピュレータMPを+Z方向に移動させる。制御部CONTは搬送部TR1を制御して、マニピュレータMPを+Y方向に移動させ洗浄乾燥部CLと対向する位置で停止させる。
制御部CONTは搬送部TR3を制御して、図7に示すように、マニピュレータMPをY軸まわりに90°回転させて、保持部32及びバイオチップBCがZY平面に沿って(Y方向に5つ、Z方向に4つ)配列されるように移動させる。制御部CONTは搬送部TR3を制御して、保持部32及びバイオチップBCが洗浄部71と対向配置される位置に基部31を−Z方向に移動させる。制御部CONTは、保持部32及びバイオチップBCが洗浄部71と対向配置されると、洗浄部71(洗浄ノズル)から洗浄液を吐出させバイオチップBCを洗浄させる。バイオチップBCの洗浄処理時には、例えば、マニピュレータMPをZY平面に沿って、あるいはX方向に沿って往復移動させてバイオチップBCの洗浄を促進してもよい。
洗浄処理が終了すると、制御部CONTは搬送部TR3を制御して、基部31を−Z方向にPZ/2の距離移動させる。基部31の−Z方向へのPZ/2の移動により、バイオチップBCが乾燥部73と対向配置される。バイオチップBCが乾燥部73と対向配置されると、制御部CONTは乾燥部73(乾燥ノズル)からバイオチップBCに向けて乾燥用の気体を噴出させる。乾燥処理中においても、例えば、マニピュレータMPをZY平面に沿って、あるいはX方向に沿って往復移動させてバイオチップBCの乾燥を促進してもよい。
洗浄処理が終了すると、制御部CONTは搬送部TR3を制御して、基部31を−Z方向にPZ/2の距離移動させる。基部31の−Z方向へのPZ/2の移動により、バイオチップBCが乾燥部73と対向配置される。バイオチップBCが乾燥部73と対向配置されると、制御部CONTは乾燥部73(乾燥ノズル)からバイオチップBCに向けて乾燥用の気体を噴出させる。乾燥処理中においても、例えば、マニピュレータMPをZY平面に沿って、あるいはX方向に沿って往復移動させてバイオチップBCの乾燥を促進してもよい。
洗浄乾燥処理が終了すると、制御部CONTは搬送部TR3を制御して、保持部32にバイオチップBCを吸着保持させた状態でマニピュレータMPを+Y方向に移動させ、測定部MSと対向する位置でマニピュレータMPを停止させる。制御部CONTは、搬送部TR3を制御して、バイオチップBCが受渡部38と対向する位置までマニピュレータMPを移動させた後に、負圧吸引部33による負圧吸引を停止させてバイオチップBCを受渡部38に載置させる。
バイオチップBCが受渡部38に載置されると、制御部CONTは搬送部TR4を制御して、図9に示すように、生体分子側の面BCaが+Z方向を向くように、バイオチップBCを搬送し支持台41の支持部41aに支持させる。
支持部41aにバイオチップBCが搬送されると、測定制御部MCは、制御部CONTから出力された、気泡BLが検出されたものの気泡が残存した状態でアッセイ処理が行われた検体保持部30のアドレスと、当該アドレスに対応するバイオチップBCについて測定処理を実施するか否かの指示を測定部MSの記憶部に記録された情報に基づき判断して実行させる。気泡BLが検出されたものの測定処理を実施する場合は、搬送されたバイオチップBCを全てに対してカメラ40によって順次測定処理を実施させる。制御部CONTからの指示に基づき、気泡BLが検出された検体保持部30に対応するバイオチップBCについては測定処理を実施しない場合は、当該バイオチップBC以外のバイオチップBCに対してカメラ40によって順次測定処理を実施させる。
測定制御部MCは、バイオチップBCの生体分子側に設けられた指標マーク(不図示)をカメラ40によって撮像させることによって、支持台41に配置されたバイオチップBCに対する測定のアライメント(位置合わせ)を行わせる。測定制御部MCは、バイオチップBCのアライメントが完了した後、カメラ40の焦点合わせ、及び生体分子の撮像が順次行われる。また、カメラ40の視野が複数の生体分子の配置領域よりも狭い場合、測定制御部MCは、複数の生体分子の配置領域を全て計測できるように、ステージSTの移動と複数の生体分子の配置領域の撮像とを一連の動作として複数回実施する。測定制御部MCは、この一連の動作によって得られた複数の撮像結果を画像合成して測定結果を生成し、その測定結果に基づいて生体分子と上記の標的との親和性(例えば、蛍光発生の有無や蛍光の強度などに基づく反応性や結合性など)を検出する。
測定制御部MCは、一つのバイオチップBCに対する測定が終了すると、ステージSTを制御してカメラ40による検出位置へのバイオチップBCの移動と上記の測定処理とを繰り返し行わせることにより、制御部CONTから出力された非測定対象のバイオチップBCを除いた全てのバイオチップBCについて、生体分子と標的との親和性を検出する。
測定制御部MCは、気泡BLが検出されたバイオチップBCが存在する場合には、搬送されたバイオチップBCに気泡BLが存在した状態でアッセイ処理が施された情報(エラー情報)を通知する。通知手段は、エラー情報の表示、音(音声やブザーによる警報)等を選択できる。表示による通知の場合は、20個の検体保持部30のうち少なくとも一つの検体保持部30に気泡BLが検出されたことを示す表示、当該気泡BLが検出された全ての検体保持部30の位置情報、さらに気泡BLが検出された検体保持部30に対応するバイオチップBCの識別情報等の表示が行われる。一例として、検体保持部30の位置情報を表示する場合には、例えば、検体保持部30の配列情報と、気泡BLが検出された検体保持部30の位置とが特定の表示で示された検体保持部材WPの全体画像が表示される。この場合の特定表示は、気泡BLの検出の有無で検体保持部30が色分けされた表示、気泡BLが検出された検体保持部のみ点滅する表示、気泡BLが検出された検体保持部が突出されるような3D表示等を実行できる。音声によりエラー情報を通知する場合には、測定部MS、反応部ASに設けたスピーカー等により通知が可能である。エラー情報の通知先としては、制御部CONT、反応部AS等のスクリーニング装置SCを構成する機器の他に、通信回線を通じて他の場所にある(海外を含む)工場、本社等に上記表示や音によって通知することが可能である。通信回線として、インターネット回線、電話回線あるいは専用回線等を用いることができる。
以上説明したように、本実施形態では、生体分子と検体の接触が不十分になることを抑制可能とする。本実施形態では、反応領域RAにおける気泡BLの検出を実施するため、気泡BLによって生体分子と標的との接触が不十分になり測定部による生体分子に対する測定結果に悪影響を及ぼすことを回避することが可能となる。本実施形態では、検出された気泡BLを反応領域から離脱させる処理を行っているため、一旦反応領域RAに気泡BLが生じた検体保持部30でアッセイ処理が行われたバイオチップBCについても生体分子を適切に測定することが可能である。本実施形態では、バイオチップBC及び保持部32を移動させるための搬送部TR3、及び検体Kを攪拌するための加振部5を用いて気泡BLを離脱させる処理を行っているため、気泡離脱用の機構を別途設けなくてもよく、装置の小型化に寄与することが可能であり、低価格化に寄与することが可能である。また、本実施形態では、ホルダ1が支持板3を介して検体保持部材WPを支持しており孔部1aが閉塞されるため、検出部12に塵埃等の異物が付着して気泡検出精度に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
なお、上記第1実施形態では、検体保持部材WPが支持板3を介してホルダ1に支持される構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、図15に示すように、ホルダ1が直接検体保持部材WPを支持する構成としてもよい。この構成を採った場合には、検出部12を検体保持部材WPにより接近させることができるとともに、LEDアレイ14からの検出光及び反応領域RAからの光の損失を低下させることができ、気泡BLの検出精度の向上に寄与できる。
(第2実施形態)
次に、検出装置の第2実施形態について、図16ないし図21を参照して説明する。
この図において、図1ないし図15に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第2実施形態に係るスクリーニング装置は、主として検出装置及び攪拌装置の構成が第1実施形態と異なっている。
次に、検出装置の第2実施形態について、図16ないし図21を参照して説明する。
この図において、図1ないし図15に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第2実施形態に係るスクリーニング装置は、主として検出装置及び攪拌装置の構成が第1実施形態と異なっている。
図16は、スクリーニング装置SC2の概略構成を示す平面図である。図17は、スクリーニング装置SCの概略構成を示す正面図である。図18は、反応部AS2の断面図である。
スクリーニング装置SC2は、図16及び図17に示すように、載置部PAが設けられず、検体保持部材WPは搬送部TR2(図19参照)によって直接反応部AS2におけるホルダ1に搬送される構成となっている。
スクリーニング装置SC2は、図16及び図17に示すように、載置部PAが設けられず、検体保持部材WPは搬送部TR2(図19参照)によって直接反応部AS2におけるホルダ1に搬送される構成となっている。
図16から図18に示すように、検出装置10Aは、検出部12A及び移動装置13Aを備えている。検出部12Aは、ホルダ1の+Z方向に設けられている。検出部12Aは、LEDアレイ(光源部)14A、反射装置RF、対物レンズアレイ16A及びアレイ検出器(受光部)17Aを備えている。LEDアレイ14Aは、検出光として、例えば、赤外光を反応領域RAに向けて投光するものである。反射装置RFは、二つの反射部RF1及び反射部RF2を備えている。反射部RF1及び反射部RF2は、反応領域RAからの検出光を順次反射して、X方向に沿った光路で対物レンズアレイ16Aを介してアレイ検出器17Aに入射させるものである。アレイ検出器17Aは、入射した検出光により反応領域RAからの像を撮像するものであり、例えば、InGaAsイメージセンサで構成される。アレイ検出器17Aは、例えば、検出光の入射側とは逆側に、アレイ検出器17Aを冷やすための冷却装置(不図示)を備えている。検体保持部材WPの表面WPaとは逆側の裏面WPbには、赤外光を反射する反射材52が設けられている。なお、反射材52は、支持板3の表面3aに設けてもよい。なお、反射材52は、検体保持部材WP及び支持板3のいずれにも設けなくてもよい。検出部12Aは、保持部32により保持されたバイオチップBCが検体Kに浸漬された状態において気泡が検体Kに含まれているか否かを光学的に検出するためのユニットである。
移動装置13Aは、ホルダ1を挟んだY方向の両側にX方向に沿って設けられたリニアガイド22Aと、リニアガイド22Aをガイドとして検出部12AをX方向に駆動する駆動機18A(図21参照)とを備えている。
図19は、加振部(旋回駆動装置)5Aの分解斜視図である。
加振部5Aは、ホルダ1のそれぞれに設けられている。加振部5Aは、揺動駆動部42、リニアガイド43A、リニア可動部43B、中板44、リニアガイド45A、リニア可動部45B及び上板46を備えている。
加振部5Aは、ホルダ1のそれぞれに設けられている。加振部5Aは、揺動駆動部42、リニアガイド43A、リニア可動部43B、中板44、リニアガイド45A、リニア可動部45B及び上板46を備えている。
図20は、揺動駆動部42、中板44及び上板46の分解斜視図である。
揺動駆動部42は、ベース板47に設けられた回転駆動機48、ギアヘッド49、カム円盤50、カムフォロア51を備えている。回転駆動機48は、制御部CONTの制御下で、ギアヘッド49を介してカム円盤50及びカムフォロア51をZ方向と平行な回転軸AX1周りに回転駆動する。カムフォロア51は、カム円盤50に回転軸AX1と平行で回転軸AX1と離間した軸線AX2方向に突出して設けられている。
揺動駆動部42は、ベース板47に設けられた回転駆動機48、ギアヘッド49、カム円盤50、カムフォロア51を備えている。回転駆動機48は、制御部CONTの制御下で、ギアヘッド49を介してカム円盤50及びカムフォロア51をZ方向と平行な回転軸AX1周りに回転駆動する。カムフォロア51は、カム円盤50に回転軸AX1と平行で回転軸AX1と離間した軸線AX2方向に突出して設けられている。
リニアガイド43Aは、X方向に沿って延在しリニア可動部43BのX方向への移動をガイドするものであり、締結部材60aによりベース板47に+Z方向側から締結固定される。中板44は、Y方向に延びてZ方向に貫通する孔部44aを備えている。孔部44aには、カムフォロア51がY方向についてのみ移動自在に嵌合して挿通される。中板44は、リニア可動部43Bに締結部材60bにより+Z方向側から締結固定される。リニアガイド45Aは、Y方向に沿って延在しリニア可動部45BのY方向への移動をガイドするものであり、締結部材60cにより中板44に+Z方向側から締結固定される。上板46は、X方向に延びてZ方向に貫通する孔部46aを備えている。孔部46aには、カムフォロア51がX方向についてのみ移動自在に嵌合して挿通される。上板46は、リニア可動部45Bに締結部材60dにより+Z方向側から締結固定される。上板46にはホルダ1が締結部材60eにより+Z方向側から締結固定される。
図21は、スクリーニング装置SC2における制御系を示すブロック図である。
図21に示すように、制御部CONTは、搬送部TR1、TR2、TR3、TR4、加熱部HT、測定制御部MC、分注部PV、駆動部5c、LEDアレイ14A、回転駆動機18、負圧吸引源33及び乾燥装置37の動作をそれぞれ制御する。制御部CONTには、バーコードリーダーBR及びCCDアレイ17が検出した信号がそれぞれ入力する。
図21に示すように、制御部CONTは、搬送部TR1、TR2、TR3、TR4、加熱部HT、測定制御部MC、分注部PV、駆動部5c、LEDアレイ14A、回転駆動機18、負圧吸引源33及び乾燥装置37の動作をそれぞれ制御する。制御部CONTには、バーコードリーダーBR及びCCDアレイ17が検出した信号がそれぞれ入力する。
上記構成のスクリーニング装置SC2において、反応領域RAにおける気泡を検出する際には、上記第1実施形態と同様に、バイオチップBCが検体Kに浸された後に、制御部CONTが駆動機構18Aを制御して、例えば、最も−X方向に配置された検体保持部材WPにおける最も−X方向に位置する検体保持部30の反応領域RAが検出可能となる検出開始位置に検出部12Aを移動させる。
検出部12Aが検出開始位置に位置決めされると、制御部CONTは、LEDアレイ14Aから反応領域RAに向けて検出光(例えば、波長1.5μmの赤外光)を投光させる。基部31、保持部32、バイオチップBC、検体保持部材WPは赤外光を透過可能であるため、検出光は、基部31、保持部32、バイオチップBC、反応領域RA(検体K)及び検体保持部材WPを順次透過した後に反射材52で反射する。反射材52で反射した検出光は、検体保持部材WP、反応領域RA(検体K)、バイオチップBC、保持部32及び基部31を順次透過した後に反射部RF1に入射する。反射部RF1に入射した検出光は、反射部RF2で反射された後にX方向に沿った光路で対物レンズアレイ16Aを介してアレイ検出器17Aに入射して受光される。アレイ検出器17Aは、検体保持部30の反応領域RAの像を列毎に一括的に撮像し、その撮像信号を制御部CONTに出力する。アレイ検出器17Aに入射する検出光は、二つの反射部RF1及びRF2で反射するため、アレイ検出器17Aは反応領域RAの像を正立像で撮像することができる。
反応領域RAに気泡BLが存在する場合と存在しない場合とでは、空気を透過する検出光の光路長と、検体Kに含まれる液体(例えば、水やエタノール等)を透過する光路長とが異なることになる。検出光(赤外光)に対する空気の吸光度と、検出光に対する液体(水やエタノール等)の吸光度とには差があるため、反応領域RAにおける気泡BLの有無に応じて、検出光が吸光される量が変化する。従って、アレイ検出器17Aに入射する検出光も反応領域RAにおける気泡BLの有無、位置及び存在する気泡BLの大きさに応じて変化する。従って、例えば、気泡BLが存在しない場合にアレイ検出器17Aによって撮像された像情報を基準像情報として保存しておき、気泡検出処理で得られた像情報を基準像情報と比較することにより、検出対象の検体保持部30における気泡BLに関する情報を求めることが可能になる。
次に、気泡検出処理が終了した後の検体Kの攪拌処理について説明する。
攪拌処理を実施する際には、制御部CONTが揺動駆動部42の回転駆動機48を駆動する。回転駆動機48の駆動によりカム円盤50が回転軸AX1周りに所定角度回転すると、カムフォロア51は回転角度に応じた位置に回転移動する。Y方向についてのみ移動自在にカムフォロア51が嵌合する中板44は、リニアガイド43AにガイドされてX方向に移動自在であるため、カムフォロア51のX方向の位置に応じてX方向に移動する。同様に、X方向についてのみ移動自在にカムフォロア51が嵌合する上板46は、リニアガイド45AにガイドされてY方向に移動自在であるため、カムフォロア51のY方向の位置に応じてY方向に移動する。
攪拌処理を実施する際には、制御部CONTが揺動駆動部42の回転駆動機48を駆動する。回転駆動機48の駆動によりカム円盤50が回転軸AX1周りに所定角度回転すると、カムフォロア51は回転角度に応じた位置に回転移動する。Y方向についてのみ移動自在にカムフォロア51が嵌合する中板44は、リニアガイド43AにガイドされてX方向に移動自在であるため、カムフォロア51のX方向の位置に応じてX方向に移動する。同様に、X方向についてのみ移動自在にカムフォロア51が嵌合する上板46は、リニアガイド45AにガイドされてY方向に移動自在であるため、カムフォロア51のY方向の位置に応じてY方向に移動する。
ホルダ1及び検体保持部材WPを支持する上板46は、リニア可動部45B及びリニアガイド45Aを介して中板44に支持されている。そのため、ホルダ1及び検体保持部材WPは、カムフォロア51の位置に応じてX方向への移動とY方向への移動とが組み合わされて、Z軸周り方向(θZ方向)の位置を保持した状態で回転軸AX1周りに回転(旋回)する。検体保持部材WPが回転軸AX1周りに回転(旋回)する際には、検体保持部30に挿入されたバイオチップBCを保持する保持部30及び基部31も、回転軸AX1周りに制御部CONTの制御下で同期して回転(旋回)する。
このように検体保持部材WPが回転することにより、検体保持部30の検体Kが攪拌される。他の処理は、上記第1実施形態と同様である。
このように検体保持部材WPが回転することにより、検体保持部30の検体Kが攪拌される。他の処理は、上記第1実施形態と同様である。
このように、本実施形態では、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、検出光として赤外光を用いているため、可視光では反応領域RAの気泡BLを検出しづらい場合でも、気泡BLを検出できる可能性が大きくなる。本実施形態では、加振部5Aが検体保持部30の開口部とは異なる位置に設けられているため、加振部5Aの作動で生じる塵埃等の異物が検体Kに混入することを抑制できる。本実施形態では、アレイ検出器17Aに対して検出光がX方向に沿って入射するため、冷却装置についてもアレイ検出器17AとX方向に隣り合って設けることができる。従って、本実施形態では、検出部12AがZ方向に大型化することを抑制できる。
(第3実施形態)
次に、検出装置の第3実施形態について、図22を参照して説明する。
この図において、図16ないし図21に示す第2実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第3実施形態では、検出装置の構成が第2実施形態と異なっている。
次に、検出装置の第3実施形態について、図22を参照して説明する。
この図において、図16ないし図21に示す第2実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第3実施形態では、検出装置の構成が第2実施形態と異なっている。
本実施形態の検出装置10Bにおける検出部12Bは、導波路53を備えている。導波路53は、例えば、ガラス材で形成された板状部材である。導波路53は、検体保持部材WPを裏面WPbを支持する。導波路53の検体保持部材WPと対向する面とは逆側の面には反射材52が設けられている。導波路53の入射部53aと対向してLEDアレイ14Aが設けられている。対物レンズアレイ16A及びアレイ検出器17Aは、Z方向に沿って順次配置されている。対物レンズアレイ16A及びアレイ検出器17Aは、駆動機18Aの駆動により、リニアガイド22Aをガイドとして検体保持部材WPの+Z方向WP側をX方向に移動する。
上記構成の検出装置10Bにおいては、制御部CONTがLEDアレイ14Aから導波路53の入射部53aに向けて検出光(例えば、波長1.5μmの赤外光)を投光させる。入射部53aから入射した検出光のうち、導波路53から漏れて反応領域RAを通過した検出光が対物レンズアレイ16Aを介してアレイ検出器17Aに入射して受光される。アレイ検出器17Aは、検体保持部30の反応領域RAの像を列毎に一括的に撮像し、その撮像信号を制御部CONTに出力する。検出部12Bは、保持部32により保持されたバイオチップBCが検体Kに浸漬された状態において気泡が検体Kに含まれているか否かを光学的に検出するためのユニットである。
他の処理は、上記第2実施形態と同様である。
他の処理は、上記第2実施形態と同様である。
本実施形態では、上記第2実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、検出部12Bの可動部分を少なくすることで、小型化を図ることが可能となり、軽量化を図ることが可能となる。
なお、赤外光を検出光として用いる場合には、例えば、図23に示す検出装置10Cのように、検体保持部材WPを支持する支持板3に設けられた加熱部HTを光源部とすることも可能である。この構成では、加熱時に加熱部HTから生じ反応領域RAを透過した赤外線が検出光として対物レンズアレイ16Aを介してアレイ検出器17Aに入射して受光されることで、図22に示した検出装置10Bと同様に、反応領域RAにおける気泡BLに関する情報を検出することができる。検出装置10Cの検出部12Cは、保持部32に
より保持されたバイオチップBCが検体Kに浸漬された状態において気泡が検体Kに含まれているか否かを光学的に検出するためのユニットである。
そのため、本実施形態では、検出光の光源部を別途設けなくてもよく、装置の小型化を図ることが可能となり、装置の軽量化を図ることが可能となり、低価格化を図ることが可能となる。
より保持されたバイオチップBCが検体Kに浸漬された状態において気泡が検体Kに含まれているか否かを光学的に検出するためのユニットである。
そのため、本実施形態では、検出光の光源部を別途設けなくてもよく、装置の小型化を図ることが可能となり、装置の軽量化を図ることが可能となり、低価格化を図ることが可能となる。
(第4実施形態)
次に、検出装置の第4実施形態について、図24ないし図28を参照して説明する。
この図において、図1ないし図15に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第4実施形態では、静電容量センサを用いて気泡BLに関する情報を検出する構成について説明する。
なお、図24においては、便宜上、加振部5、負圧吸引部33及び搬送部TR3等の図示を省略している。
次に、検出装置の第4実施形態について、図24ないし図28を参照して説明する。
この図において、図1ないし図15に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第4実施形態では、静電容量センサを用いて気泡BLに関する情報を検出する構成について説明する。
なお、図24においては、便宜上、加振部5、負圧吸引部33及び搬送部TR3等の図示を省略している。
本実施形態の検出装置10Dは、検出部12D及び移動装置13Dを備えている。
検出部12Dは、静電容量センサで構成されている。移動装置13Dは、リニアガイド22、リニア可動部23、リニアガイド54及びリニア可動部55を備えている。リニアガイド54はリニア可動部23に設けられている。リニアガイド54は、検出部12DがY方向に配列された複数の検体保持部30(反応領域RA)を検出可能な範囲に亘る長さでY方向に延在して形成されている。リニア可動部55は、リニアガイド54にガイドされてY方向に移動可能である。リニア可動部55は、検体保持部材WPと対向する側に検出部12Dを支持する。リニア可動部23及びリニア可動部55の移動は、制御部CONTによって制御される(図25参照)。
検出部12Dは、静電容量センサで構成されている。移動装置13Dは、リニアガイド22、リニア可動部23、リニアガイド54及びリニア可動部55を備えている。リニアガイド54はリニア可動部23に設けられている。リニアガイド54は、検出部12DがY方向に配列された複数の検体保持部30(反応領域RA)を検出可能な範囲に亘る長さでY方向に延在して形成されている。リニア可動部55は、リニアガイド54にガイドされてY方向に移動可能である。リニア可動部55は、検体保持部材WPと対向する側に検出部12Dを支持する。リニア可動部23及びリニア可動部55の移動は、制御部CONTによって制御される(図25参照)。
ホルダ(支持部)1Aは、第1支持部61、枠部62、第2支持部63及び位置決め部64を備えている。第1支持部61はXY平面と平行に配置された板状部材で形成されている。枠部62は、第1支持部61の端縁から+Z方向に突出して設けられた枠状部材である。枠部62は、検体保持部材WPの周囲を取り囲む大きさで突出している。第2支持部63は、枠部62から内側に向けて突設されている。第2支持部63は、検体保持部材WPの裏面WPbを−Z側から支持する。位置決め部64は、マニピュレータMPの基部31をX方向及びY方向で位置決めするものであり、枠部62の+Z方向の端部に設けられている。位置決め部64は、X位置決め部64a及びY位置決め部64bを備えている。X位置決め部64aは、図24中の部分的なA矢視部で示されるように、基部31に+X方向側から当接して基部31をX方向に位置決めする。Y位置決め部64bは、図24中の部分的なA矢視部で示されるように、基部31に−Y方向側から当接して基部31をY方向に位置決めする。
上記構成の反応部AS3においては、マニピュレータMPによってバイオチップBCを検体保持部30の検体Kに浸す際に基部31の外形が位置決め部X位置決め部64a及びY位置決め部64bの双方に当接することによって基部31(すなわち、バイオチップBC)がホルダ1Aに対して位置決めされる。ホルダ1Aには、移動装置13Dを介して検出部12Dが設けられている。ホルダ1Aにおけるリニアガイド22の位置は既知である。また、検出部12DをY方向に移動させるリニア可動部55及び検出部12DをX方向に移動させるリニア可動部23は、制御部CONTによって移動を制御される。従って、位置決め部64によってホルダ1Aと基部31とを位置決めすることにより、検出部12DとバイオチップBCとの相対位置関係は高精度で把握することが可能になる。
上記構成の検出装置10Dを用いて、反応領域RAにおける気泡BLを検出するには、制御部CONTがリニア可動部23及びリニア可動部55の移動を制御することにより、検出部12Dを一つの検体保持部30に対してスキャン(走査)させる。物質の誘電率は固有であり、例えば、検体Kに多く含まれる水の誘電率は約80、空気の誘電率は約1、検体保持部材WPを構成するポリスチレン樹脂の誘電率は約2.4である。このように、検体Kの誘電率は、検体Kと接する空気や検体保持部材WPの誘電率よりも大きい。そのため、図26(a)に示すように、反応領域RAに気泡が存在しない状態で静電容量センサである検出部20を、図24に示すように、検体保持部材WP及び検体Kの近傍でスキャンさせることにより、図26(b)に示すように、検体Kの液面に倣った(沿った)形状の出力値が得られる。この場合、保持部32の周囲で空気に露出する検体Kの液面Kaを検出した出力値と、バイオチップBCに接する液面Kbを検出した出力値との出力差はD1で検出される。
一方、図27(a)に示すように、反応領域RAの全体に亘って気泡が存在する場合には、保持部32の周囲で空気に露出する検体Kの液面Kaを検出した出力値と、気泡BLに接する液面Kbを検出した出力値との出力差は、図27(b)に示すように、出力差D1よりも大きな出力差D2で検出される。出力差D1の値は予め求められるため、出力差D1よりも大きな出力差D2となる出力値が得られた場合には気泡BLが存在すると検出することができる。
また、図28(a)に示すように、反応領域RA(バイオチップBC)の一部に局所的に気泡BLが存在する場合には、図28(b)に示すように、出力差D1と出力差D1よりも大きな出力差D3との双方を有する出力値が得られる。この場合、出力差D3が検出された位置により、気泡BLの位置も特定することができる。
従って、上述した検出部12Dによる検体保持部30の気泡検出と、リニア可動部23及びリニア可動部55の移動とを繰り返すことにより、全ての検体保持部材WPに対して気泡BLに関する情報を検出することが可能となる。検出部12Dは、保持部32により保持されたバイオチップBCが検体Kに浸漬された状態において気泡が検体Kに含まれているか否かを電気的(例えば静電的)に検出するためのユニットである。
以上のように、本実施形態では、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、検出光の光源部及び反応領域RAからの光を受光する受光部の双方を設けることなく検出部12Dを設けることにより、容易に気泡BLに関する情報を検出することが可能となる。本実施形態では、ホルダ1Aを介して検出部12DとバイオチップBC(反応領域RA)とを位置決めした状態で気泡検出を行っているため、反応領域RAにおける気泡の位置を高精度に検出することができる。
本実施形態では、上述の実施形態で示した支持板を介して検体保持部材WPを支持する構成ではなく、ホルダ1Aの第2支持部によって検体保持部材WPの端縁のみを支持しているため、検出部12Dを検体保持部材WPに近接させることが可能となり、高精度の気泡検出を実行できる。
本実施形態では、上述の実施形態で示した支持板を介して検体保持部材WPを支持する構成ではなく、ホルダ1Aの第2支持部によって検体保持部材WPの端縁のみを支持しているため、検出部12Dを検体保持部材WPに近接させることが可能となり、高精度の気泡検出を実行できる。
なお、上記第4実施形態においては、図28(b)に示したような出力値の場合、特に、保持部32の保持面32aがバイオチップBCよりも大きい場合には、気泡BLがバイオチップBCと接触しているのか、あるいはバイオチップとは接触せず保持面32aと接触しているのかの判別が困難な場合がある。そのため、例えば、図29(a)に示すように、保持面32aのバイオチップBCより外側の周縁部(例えば、バイオチップBCを挟んだ対角方向の両側4つ)に、誘電率が大きな指標部56を設ける構成を採ってもよい。指標部56は、例えば、水(検体Kの溶媒)の誘電率よりも大きい誘電率を有する物質で構成する。指標部56は、例えば、チタン酸バリウム(誘電率1200)を用いて構成する。指標部56は、上述の個数及び配置に限るものではない。一例として、指標部56は、1個でもよいし、複数個でもよい。指標部56を2個で構成する場合、バイオチップBCの対角方向に沿ってバイオチップBCを挟むように配置することが挙げられる。
この構成を採ることにより、例えば、図29(b)に示すように、保持面32aの位置の指標が出力値の指標D4として得られるため、反応領域RAにおける気泡の位置をより高精度に検出することができる。
この構成を採ることにより、例えば、図29(b)に示すように、保持面32aの位置の指標が出力値の指標D4として得られるため、反応領域RAにおける気泡の位置をより高精度に検出することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した第1実施形態の検出部12、第2実施形態の検出部12A及び第3実施形態の検出部12B及び12Cは、全て(例えば4つ)の検体保持部材WPに跨って移動して反応領域RAにおける気泡BLに関する情報を検出する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、検体保持部材WP毎に設けられてそれぞれが一つの検体保持部材WPの反応領域RAを検出する構成としてもよい。この場合、検出部12、12A、12B及び12Cが、検体保持部材WPにおけるY方向に並ぶ検体保持部30を一括的に気泡検出し、検出部12、12A、12B及び12CをX方向に移動させる構成、及び検出部12、12A、12B及び12Cが、検体保持部材WPにおけるX方向に並ぶ検体保持部30を一括的に気泡検出し、検出部12、12A、12B及び12CをY方向に移動させる構成のいずれを採ってもよい。また、4つの検体保持部材WPを、それぞれが二つの検体保持部材WPを含む第1グループ及び第2グループを設定するとともに、各グループ毎に検出部12、12A、12B及び12Cを設けてもよい。この構成では、検出部12、12A、12B及び12Cが各グループに含まれる二つの検体保持部材WPに跨る範囲で移動して気泡BLに関する情報を検出する。なお、グループ毎に検出部12、12A、12B及び12Cを設ける場合には、検出部12、12A、12B及び12Cを各グループ毎に移動させる移動装置は、グループ毎に設けられてもよいし、二つの検出部12、12A、12B及び12Cを一括的に移動させる構成であってもよい。
上記の検出部12、12A、12B及び12Cは、検出対象の全ての検体保持部材WPに対する気泡検出が完了すると、先の検出開始位置に一旦移動した後に、次の検体保持部材WPに対して気泡検出を実行してもよいが、気泡検出を実行せずに移動する工程が生じてしまう。そのため、先の検出開始位置に戻ることなく検出終了位置に止まり、次に気泡検出を行う検体保持部材WPが搬送されると、先の検出終了位置を検出開始位置として先の気泡検出とは逆の方向に移動して気泡検出を行うことが好ましい。これにより、検出部12、12A、12B及び12Cが検出開始位置まで移動する工程を省くことが可能となる。この手順では、2度目の気泡検出が完了すると、当該2度目の気泡検出終了位置を3度目の気泡検出開始位置(1度目と同じ気泡検出開始位置)とし、2度目の気泡検出とは逆の方向(1度目の気泡検出と同じ方向)に検出部12、12A、12B及び12Cが移動する。すなわち、検出部12、12A、12B及び12Cは検出終了位置を次の検出のための開始位置として、移動方向を反転させながら移動することにより、検出部12、12A、12B及び12Cを効率的に移動させることができる。
また、第4実施形態の検出部12Dについても、検体保持部材WP毎に設けられてそれぞれが一つの検体保持部材WPの反応領域RAを検出する構成としてもよい。また、検出部12Dについても、検出対象の全ての検体保持部材WPに対する気泡検出が完了すると、先の検出開始位置に戻ることなく検出終了位置に止まり、次に気泡検出を行う検体保持部材WPが搬送されると、先の検出終了位置を検出開始位置として先の気泡検出とは逆の方向に移動して気泡検出を行うことが好ましい。
例えば、上記実施形態では、反応領域RAから気泡BLを離脱させる工程において、バイオチップBCを検体Kに対して挿抜する構成を例示したが、この場合には、保持部32の中心軸線と検体保持部30の中心軸線とを一致させず、保持部32と検体保持部30とが接触しない範囲で双方の中心軸線を異ならせた位置でバイオチップBCを検体Kに対して挿抜する構成としてもよい。この構成では、保持部32と検体保持部30との隙間に分布が生じるため、バイオチップBCを検体Kに浸した際に、検体Kに生じる液圧分布によって隙間が小さい箇所から隙間が大きな箇所へ検体Kが流動することで気泡BLを移動させることが可能になる。気泡BLを移動させることにより、気泡BLを反応領域RAから離脱させることが可能となる。
また、保持部32と検体保持部30との隙間に分布を生じさせて検体Kを流動させる方法としては、保持部32と検体保持部30とを互いの中心軸線を一致させた場合に、例えば、図30に示すように、検体保持部30の側面30cとの隙間が側面32bよりも大きくなる傾斜で側面32dを保持部32に設ける構成とすることができる。具体的には、検体保持部30の側面30cが中心軸線に対して対称である場合には、保持部32が中心軸線に対して非対称となるように、側面32bと側面32dとの傾斜角を異ならせばよい。また、保持部32が中心軸線に対して対称である場合には、検体保持部30が中心軸線に対して非対称となるように側面30cが形成されていればよい。
さらに、検体Kを流動させる方法としては、図31に示すように、側面32bの一部に窪み32eを設ける構成を採ることも可能である。側面32bに窪み32eを設けた場合には、保持部32を検体Kに浸したときに窪み32eに検体Kが流れ込むことにより検体Kを流動させることができる。また、窪み32eに加えて、保持部32における窪み32eとは異なる位置に側面32bから突出するフィン32fを設ける構成としてもよい。この構成を採った場合には、保持部32を検体Kに浸した際に、フィン32fの移動によって検体Kにフィン32fの移動方向への流動を生じさせることができる。従って、上述した検体Kの窪み32eへの流れ込みに伴う流動と、フィン32fの移動に伴う流動との相乗効果によって、より効果的に検体Kを流動させて気泡BLを移動させることが可能となる。図31に示した保持部32については、窪み32e及びフィン32fの双方を設ける構成を例示したが、保持部32に窪み32eのみを設けて窪み32eに検体Kが流れ込むことにより検体Kを流動させる構成や、保持部32にフィン32fのみを設けてフィン32fの移動によって検体Kにフィン32fの移動方向への流動を生じさせる構成を採ってもよい。
また、気泡BLを反応領域RAから離脱させる方法としては、図32に示すように、バイオチップBCの検体Kへの浸漬に影響を及ぼさない範囲で保持面32aをXY平面に対して傾斜させる構成も好適に採用できる。この構成では、バイオチップBCもXY平面に対して傾斜して配置されるため、バイオチップBCに気泡BLが付着した場合でも、気泡BLの浮力により気泡BLが移動して反応領域RAから離脱させることが可能である。
また、気泡BLを反応領域RAから離脱させる方法としては、図32に示すように、バイオチップBCの検体Kへの浸漬に影響を及ぼさない範囲で保持面32aをXY平面に対して傾斜させる構成も好適に採用できる。この構成では、バイオチップBCもXY平面に対して傾斜して配置されるため、バイオチップBCに気泡BLが付着した場合でも、気泡BLの浮力により気泡BLが移動して反応領域RAから離脱させることが可能である。
また、上記実施形態では、気泡BLの検出を保持部32とは別の位置に設けた検出部12、12A、12B、12C及び12Dで検出する構成としたが、この構成に限られるものではなく、例えば、保持部32に設ける構成としてもよい。例えば、図33に示すように、検体Kの液面の位置を検出可能な液位センサで構成される検出部12Eを保持部32の側面32bに設ける構成を採用可能である。この構成では、検体Kに気泡BLが存在する場合に、図中、二点鎖線で示す検体Kの液面の位置が、図中、実線で示す検体Kに気泡BLが存在しない場合の位置よりも高いことを検出したときに、気泡BLの存在を検出できる。このように、保持部32に検出部12Eを設けることにより、装置の小型軽量化、低価格化を図ることができる。検出部12Eは、上述した保持部32に設ける構成の他に、検体保持部30に設ける構成としてもよい。
また、保持部32に検出部を設ける構成としては、図34に示すように、側面32bにおける、検体Kに気泡BLが存在しないときに検体Kと接触せず、検体Kに気泡BLが存在して検体Kの液面が上昇したときに検体Kと接触する位置に、液位センサから構成される検出部12Fを設ける構成を採ってもよい。この場合、検出部12Fは、検体Kに気泡BLが存在せず検体Kと接触しないときにOFF信号を出力し、検体Kに気泡BLが存在し検体Kと接触したときにON信号を出力する構成とする。これにより、検出部12FがON信号を出力したときに検体Kに気泡BLが存在していることを検出できる。この構成では、図33に示した検出部11Eと比較して簡単な構成で気泡BLを検出可能となる。検出部12Fは、上述した保持部32に設ける構成の他に、検体保持部30に設ける構成としてもよい。
また、上記実施形態では、検体Kの攪拌、あるいは検体Kの流動のために検体保持部材WP毎に揺動させる構成を例示したが、例えば、複数の検体保持部材WPを一括して揺動させる構成としてもよい。
上記実施形態では、気泡検出処理を行う場合、検体保持部材30及びマニピュレータMP(基部31、保持部32)の位置を固定した状態で、検出部12、検出部12A、検出部12B、検出部12C、検出部12Dの位置を移動させたが、これに限るものではない。
一例として、気泡検出処理を行う場合、検出部12、検出部12A、検出部12B、検出部12C、検出部12Dの位置を固定した状態で、検体保持部材30及びマニピュレータMP(基部31、保持部32)の位置を移動させてもよい。
一例として、気泡検出処理を行う場合、検体保持部材30及びマニピュレータMP(基部31、保持部32)の位置を移動させ、検出部12、検出部12A、検出部12B、検出部12C、検出部12Dの位置を移動させてもよい。
一例として、気泡検出処理を行う場合、検体保持部材30及びマニピュレータMP(基部31、保持部32)の位置を固定し、検出部12、検出部12A、検出部12B、検出部12C、検出部12Dの位置を固定してもよい。この場合、保持部32により保持されるバイオチップBCすべての位置に対応させて検出部を設ければ、一括して気泡検出処理を行うことができる。
一例として、気泡検出処理を行う場合、検出部12、検出部12A、検出部12B、検出部12C、検出部12Dの位置を固定した状態で、検体保持部材30及びマニピュレータMP(基部31、保持部32)の位置を移動させてもよい。
一例として、気泡検出処理を行う場合、検体保持部材30及びマニピュレータMP(基部31、保持部32)の位置を移動させ、検出部12、検出部12A、検出部12B、検出部12C、検出部12Dの位置を移動させてもよい。
一例として、気泡検出処理を行う場合、検体保持部材30及びマニピュレータMP(基部31、保持部32)の位置を固定し、検出部12、検出部12A、検出部12B、検出部12C、検出部12Dの位置を固定してもよい。この場合、保持部32により保持されるバイオチップBCすべての位置に対応させて検出部を設ければ、一括して気泡検出処理を行うことができる。
また、上記実施形態では、検体保持部材WPが4×5で配列された20個の検体保持部30を備える構成を例示したが、これに限定されるものではなく、他の個数で配列される構成や検体保持部30が一つのみ設けられる構成であってもよい。
上記第1実施形態では、一旦載置部PAに載置された検体保持部材WPが反応部ASに搬送される構成としたが、これに限定されるものではなく、上記第2、第3、第4実施形態と同様に、直接反応部ASのホルダ1に搬送される構成としてもよい。また、上記第2、第3、第4実施形態では、載置部PAを設けずに、検体保持部材WPが直接反応部ASに搬送される構成を例示したが、これに限られるものではなく、上記第1実施形態と同様に、載置部PAを設け、一旦載置部PAに搬送された検体保持部材WPを反応部ASに搬送する構成としてもよい。
検出装置10(検出部12、移動装置13)は、反応部ASとは別に設けてもよい。一例として、検出装置10(検出部12、移動装置13)は、載置部PAに設ける。載置部PAが検出装置10を有する場合における前準備処理(気泡検出処理を含む)と反応(アッセイ)処理を主に説明する。
検体Kが分注される前の検体保持部材WPは、載置部PAに載置される。分注部PVは、載置部PAに載置された検体保持部材WPの検体保持部30に検体Kを分注する。マニピュレータMPの保持部32により保持されたバイオチップBCは、検体保持部30に保持された検体Kに浸漬される。検出装置10は、保持部32により保持されたバイオチップBCが検体Kに浸漬された状態で気泡検出処理を実行する。
気泡検出処理が完了したら、マニピュレータMP及び検体保持部材WPは、反応部ASに搬送される。この場合、マニピュレータMP及び検体保持部材WPは、保持部32により保持されたバイオチップBCが検体Kに継続して浸漬したまま、すなわち気泡検出処理後にバイオチップBCを検体Kから離す(抜き取る)ことなく、載置部PAから反応部ASに搬送される。
反応部ASは、載置部PAから搬送されたマニピュレータMP及び検体保持部材WPに対して、反応処理を実行する。反応部ASによる反応処理は、例えば加熱部HTによる加熱や加振部5による振動が含まれる。
検出装置10による気泡検出処理が実行されてから反応部ASによる反応処理が実行されるまでの間にバイオチップBCを検体Kから離すと(抜き取ると)、反応部ASが反応処理を実行するためにバイオチップBCを検体Kに再度浸漬させることになり、このときに検体保持部30により保持された検体Kに気泡が混入するおそれがある。そのため、検出装置10による気泡検出処理が実行されてから反応部ASによる反応処理が実行されるまでの間にバイオチップBCを検体Kから離さない(抜き取らない)ように、マニピュレータMP及び検体保持部材WPは、お互いの位置関係を維持した状態で載置部PAから反応部ASに搬送される。
反応処理が完了したバイオチップBCは、上記実施形態で説明したように、洗浄乾燥処理や測定処理が行われてもよい。
検出装置10による気泡検出処理が実行されてから反応部ASによる反応処理が実行されるまでの間にバイオチップBCを検体Kから離すと(抜き取ると)、反応部ASが反応処理を実行するためにバイオチップBCを検体Kに再度浸漬させることになり、このときに検体保持部30により保持された検体Kに気泡が混入するおそれがある。そのため、検出装置10による気泡検出処理が実行されてから反応部ASによる反応処理が実行されるまでの間にバイオチップBCを検体Kから離さない(抜き取らない)ように、マニピュレータMP及び検体保持部材WPは、お互いの位置関係を維持した状態で載置部PAから反応部ASに搬送される。
反応処理が完了したバイオチップBCは、上記実施形態で説明したように、洗浄乾燥処理や測定処理が行われてもよい。
上記実施形態では、検出装置が検出する対象として気泡を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、例えばスクリーニング装置(システム)を構成するユニット(装置)から発生したごみ(例えば金属粉)等も検出装置が検出する対象として挙げられる。上記実施形態で説明した検出装置は、異物を検出するための装置として適用することができる。
検出装置は、複数種類の異物を検出することもできる。一例として、異物として互いに異なる2種類の異物(例えば気泡とごみ)を検出装置が検出する場合、検出装置は、互いに異なる2種類の異物それぞれについて用意したパターンを用いてパターンマッチングを行うことで、異物を特定して(互いに異なる2種類の異物を分類(識別)して)検出することもできる。
検出装置は、複数種類の異物を検出することもできる。一例として、異物として互いに異なる2種類の異物(例えば気泡とごみ)を検出装置が検出する場合、検出装置は、互いに異なる2種類の異物それぞれについて用意したパターンを用いてパターンマッチングを行うことで、異物を特定して(互いに異なる2種類の異物を分類(識別)して)検出することもできる。
1…ホルダ(支持部)、 3…支持板(基部材)、 4…位置決め部、 5…加振部、 5A…加振部(旋回駆動装置)、 5b…移動部(揺動部)、 10、10A、10B、10C、10D…検出装置、 11…空間、 12、12A、12B、12C、12D…検出部、 13…移動装置(駆動部)、 14、14A…LEDアレイ(光源部)、 17…CCDアレイ(受光部)、 17A…アレイ検出器(受光部)、 30…検体保持部、 30a…保持空間、 32…保持部、 32a…保持面、 53…導波路、 56…指標部、 AS、AS2、AS3…反応(アッセイ)部(バイオアッセイ装置)、 K…検体、 BC…バイオチップ(生体分子アレイ)、 BL…気泡、 CONT…制御部(第2制御部)、 HT…加熱部(加熱装置)、 MS…測定装置、 PV…分注部、 RA…反応領域、 RF…反射装置、 SC、SC2、SC3…スクリーニング装置(システム)、 TR3…(第2駆動部)、 WP…検体保持部材
Claims (30)
- 標的を含む検体を保持可能な検体保持部を有する検体保持部材を支持する支持部と、
前記支持部に支持された前記検体保持部材に対し、前記標的と反応可能であって生体分子アレイに含まれる生体分子が前記検体保持部に保持された検体に浸漬し且つ前記生体分子が前記検体保持部に接触しないように前記生体分子アレイが保持部により保持された状態で、前記検体保持部に保持された検体の異物に関する情報を検出する検出部とを備える検出装置。 - 前記検出部は、
光を射出する光源部と、
前記光源部から射出され、前記検体保持部材及び前記保持部のいずれかと前記生体分子アレイとを介した光を受光する受光部と、
を備える請求項1に記載の検出装置。 - 前記光源部は、赤外光を発する
請求項2に記載の検出装置。 - 前記光源部は、前記検体保持部により保持された検体を加熱する加熱装置を備える
請求項3記載の検出装置。 - 前記光源部が発した前記赤外光を前記検体に入射する位置に導く導波路を備える
請求項4または請求項5に記載の検出装置。 - 前記支持部と前記生体分子アレイを介した光を偶数回反射して前記受光部に入射させる反射装置を備える
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の検出装置。 - 前記検出部は、前記検体の液位を検出して前記情報を検出する
請求項1に記載の検出装置。 - 前記検出部は、静電容量センサを備える
請求項7に記載の検出装置。 - 前記保持部は、前記生体分子アレイを保持する保持面と、前記保持面に突設され前記保持部よりも大きな誘電率を有する指標部とを備える
請求項8に記載の検出装置。 - 前記検出部の少なくとも一部は、前記複数の検体保持部毎に設けられる
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の検出装置。 - 前記検体保持部は、第1方向及び該第1方向と交叉する第2方向に沿ったマトリクス状に配列され、
前記検出部は、前記第1方向に沿って配列された複数の前記検体保持部を一括的に検出可能であり、
前記検出部の少なくとも一部を前記第2方向に駆動する駆動部を備える
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の検出装置。 - 前記検体保持部材は、前記第2方向に沿って複数配置され、
前記駆動部は、前記検出部の少なくとも一部を前記複数の検体保持部材に跨る範囲に亘って駆動可能である
請求項11に記載の検出装置。 - 前記検体保持部材は、前記第2方向に沿って複数配置され、
前記検出部は、前記複数の検体保持部材のうち、少なくとも一つの検体保持部材を含むグループが複数設定されたときに、前記グループ毎に設けられ、
前記駆動部は、前記検出部の少なくとも一部を前記グループ毎に駆動する
請求項11に記載の検出装置。 - 前記検出部の少なくとも一部を前記第2方向のうち第1の向きで駆動した後に、前記第1の向きとは逆向きの第2の向きで駆動するように前記駆動部を制御する駆動制御部を備える
請求項12または請求項13に記載の検出装置。 - 前記検体保持部は、第1方向及び該第1方向と交叉する第2方向に沿ったマトリクス状に配列され、
前記検出部の少なくとも一部を前記第1方向及び前記第2方向に駆動する駆動部を備える
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の検出装置。 - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の検出装置と、
前記標的を含む前記検体を前記検体保持部に分注する分注部と、
を備えるバイオアッセイ装置。 - 前記検出した前記情報に基づいて前記異物が存在すると判定した場合は、該異物を前記検体から離脱させるための所定の動作を行う離脱部を備える
請求項16に記載のバイオアッセイ装置。 - 前記離脱部は、前記保持部を前記検体保持部に対する挿抜方向に駆動する第2駆動部と、少なくとも前記保持部の前記挿抜方向の位置及び駆動速度を調整するように前記第2駆動部を制御する第2制御部とを備える
請求項17に記載のバイオアッセイ装置。 - 前記離脱部は、前記検体に流れを生じさせる
請求項17に記載のバイオアッセイ装置。 - 前記検体保持部に保持された前記検体を流動させるための加振部を備える
請求項16から請求項19のいずれか一項に記載のバイオアッセイ装置。 - 前記支持部は、前記検体保持部材を挟持する弾性部を備え、
前記加振部は、前記支持部に設けられ前記弾性部を介して前記検体保持部材を振動させる
請求項20記載のバイオアッセイ装置。 - 前記複数の検体保持部は、前記検体保持部材に第1方向及び該第1方向と交叉する第2方向に沿ったマトリクス状に配列され、
前記加振部は、前記検体保持部材の前記第1方向への移動と、前記検体保持部材の前記第2方向への移動とを組み合わせて、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向と平行な軸周りに旋回させる旋回駆動装置を備える
請求項20に記載のバイオアッセイ装置。 - 前記支持部は、前記検体保持部材を前記検出部による前記情報の検出を可能に前記検出部側から支持するプレート材を備える
請求項16から請求項22のいずれか一項に記載のバイオアッセイ装置。 - 請求項16から請求項23のいずれか一項に記載のバイオアッセイ装置と、
前記標的と前記生体分子との親和性を測定する測定装置と、
を備えるスクリーニング装置。 - 前記測定装置は、前記検出部の検出結果に基づいて、複数の前記生体分子を選択的に測定する請求項24に記載のスクリーニング装置。
- 標的を含む検体を保持可能な検体保持部を有する検体保持部材を支持することと、
前記支持された前記検体保持部材に対し、前記標的と反応可能であって生体分子アレイに含まれる生体分子が前記検体保持部に保持された検体に浸漬し且つ前記生体分子が前記検体保持部に接触しないように前記生体分子アレイを保持部で保持することと、
前記支持された前記検体保持部材に対して前記生体分子アレイが前記保持部により前記保持された状態で、前記検体保持部に保持された検体の異物に関する情報を検出することと、
を含む検出方法。 - 前記検体保持部材及び前記保持部を透過する光を射出することと、
前記検体保持部材及び前記保持部のいずれかと、前記生体分子アレイとを介した光を受光することと、
を含む請求項26に記載の検出方法。 - 前記検出した前記情報に基づいて、前記異物が存在するか否かを判定することと、
前記異物が存在すると判定した場合は、前記異物を除去させることと、
を含む請求項26または請求項27に記載の検出方法。 - 請求項26から請求項28のいずれか一項に記載の検出方法を用いて前記生体分子アレイをバイオアッセイすることと、
前記検出した前記情報に基づいて、前記標的と前記生体分子との親和性を測定することと、
を含むスクリーニング方法。 - 前記検出した前記情報に基づいて、前記生体分子アレイに含まれる前記生体分子のうち前記親和性を測定する前記生体分子を選択することと、
を含む請求項29に記載のスクリーニング方法。
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