JP2017136005A - 分析用チップの処理装置および処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
アレイ部が多数ある分析用チップで、各アレイ部ごとの個別の洗浄が、洗浄液が無効に消費されることなく必要最小液量で可能であること、異なる種類の洗浄液による洗浄を切替ロスなく順次行えること、さらには多数のアレイ部に正確な液量の洗浄液を短い時間で供給可能とすること、を実現して、高効率、高速、均質の分析用チップの洗浄が可能となる、分析用チップの洗浄装置および洗浄方法を提供する。
【解決手段】
分析用チップの検出面を下向きに分析用チップを保持する保持部と、下向きの検出面に所定間隔で対面する複数の処理面内に上向きに洗浄液を供給する供給口が設けられた処理ヘッドと、最下部に処理ヘッドの供給口に洗浄液を供給可能な貫通孔が設けられた洗浄液タンクと、処理ヘッドの各供給口から洗浄液を供給および吸引することが、独立して行うことが可能な洗浄液供給・吸引手段と、を少なくとも備える分析用チップの処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、分析用チップのアレイ部の洗浄を、ハイブリダイゼーションや蛍光標識反応後に行なう分析用チップの処理装置および処理方法に関する。

分析用チップは、被検物質と選択的に結合する物質である選択結合性物質（核酸、タンパク質、脂質、糖など）がガラス、金属、樹脂製の基板上に固定化された検出部を多数備えて区画したアレイ部からなるものである。このアレイ部内の選択結合性物質と被検物質を通常溶液中でハイブリダイゼーション反応させて、その反応結果から被検物質（サンプル）に含まれる物質の、存在の有無、状態または量などを分析することが行われる。

分析用チップの一態様として、たとえば数十〜数万という多数の遺伝子発現を同時に測定することを目的として、基板上にＤＮＡ、蛋白質、糖鎖などの分子を高密度に配置した、マイクロアレイと呼ばれるものがある。マイクロアレイを使用することによって、例えば各種疾患動物モデルや細胞生物学現象における体系的かつ網羅的な遺伝子発現解析を行うことができる。そのような遺伝子発現解析が行なえるように一つのアレイ部を構成し、これを同じあるいは異なる解析が行なえる複数のアレイ部を一枚の基板上に備えたものがマルチマイクロアレイであり、多サンプルに対する同一遺伝子発現解析や、多種の遺伝子発現解析を効率的に行うのに用いられている。

そのような分析用チップのうち、ＤＮＡマイクロアレイ（ＤＮＡチップ）は、核酸／核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸の検出・定量等に用いられる。ＤＮＡチップとして、例えば多数のＤＮＡ断片が、ガラス基板の表面や、樹脂基板の凹型くぼみ内に多数配置した柱状物の頂上面に、高密度に整列固定化されたものが用いられている。このようなＤＮＡチップに、対象細胞の発現遺伝子等を蛍光色素等で標識したサンプルを平面基板上でハイブリダイゼーションさせることで、互いに相補的な核酸（ＤＮＡ又はＲＮＡ）同士が結合する。そして、その結合箇所での蛍光レベルを光学的に高解像度検出装置（スキャナー）で高速に読み取ったり、電気化学反応にもとづく電流値等で検出することにより、サンプル中の各遺伝子を検出し、かつその量を測定することができる。

このようなＤＮＡチップで、蛍光レベルをスキャナーで効率的に高いＳＮ比で読み取るには、実際にＤＮＡ断片が固定化されて蛍光レベル検出が行なわれる検出部を多数備えるアレイ部から、ハイブリダイゼーション後の洗浄によってノイズ成分を除去することが必要となる。

ところで、蛍光色素をサンプル（検体）に標識するのに、ハイブリダイゼーションによって互いに相補的な核酸（ＤＮＡ又はＲＮＡ）同士を結合させてから染色によって行なう方法もある。この場合は、汚れや非結合の核酸に含まれる余剰の蛍光色素等の不要物（「汚れ粒子」と総称）を、ハイブリダイゼーション後と染色による蛍光標識反応後の洗浄によって、アレイ部から排除することで、スキャナー読み取り時のノイズ成分を除去することができる。しかしながら、いかなる場合であっても洗浄が過度に行なわれると、ＤＮＡチップから、結合した核酸や標識されている蛍光色素も除去されるので、常に適切に洗浄が行える手段が求められている。

このような適切な洗浄を実現するために、様々な洗浄手段が試みられている。（例えば特許文献１と２）特許文献１の手段では、ＤＮＡチップを専用のホルダーに縦向きに装着し、ホルダーとＤＮＡチップ間に形成される空間に洗浄液を充填して洗浄を行い、その後に洗浄液を回収して洗浄を完了させている。洗浄液の供給については、複数の洗浄液ボトルから異なった組成の洗浄液を選択し、選択した洗浄液を注入ノズルから、各チップごとに形成されている空間に供給している。それに対し特許文献２の手段では、スライド上にＤＮＡ断片を固定化した多数の検出部のあるアレイ部だけを密閉化するチャンバーをアレイ部ごとに個別に形成し、このチャンバーの片側端部から反対側端部に向けてスライド面と平行して洗浄液や不活性ガスを流して、アレイ部内だけの洗浄と洗浄液の除去を行なわせている。洗浄液の供給については、個別容器入りの３種の洗浄液のうち一種を選択し、それを１つの供給ポンプで吸い上げてから、次々分岐していくインレットラインを介して、複数のチャンバーに供給している。

特開２００６−３３４９号公報 特開２００６−８４４５９号公報

特許文献１と２に記載されている洗浄装置では、洗浄液ボトルや容器から離れている注入ノズルや供給ポンプを通じて、チャンバーに直接あるいは配管（インレットライン）を介して洗浄液を供給している。そのために、洗浄液ボトルや容器からチャンバーに至る配管内に、洗浄には使用されない無効となる量（無効量）の洗浄液が貯えられる。すなわち、洗浄に必要な洗浄液量に加えて、この無効量の洗浄液を必ず消費してしまうことになる。また途中で別の洗浄液ボトルや容器にある異なる洗浄液を使用する場合、先に使用した第１の洗浄液を新たな第２の洗浄液で押し流すことになるが、両者の境界面で混ざり合うことが起こるので、完全に第２の洗浄液に更新するには、上記の無効量以上の液量が必要で、これまた洗浄液の消費量が増大してしまう。
さらに特許文献１の洗浄装置では、１つの注入ノズルで１つのチップの空間に洗浄液を充填するので、各チップ空間に正確な量の洗浄液が供給されるが、チップの数が多いと洗浄液供給のために非常に時間がかかるという難点がある。それに対して特許文献２の洗浄装置では、インレットラインをチャンバーの数だけ分岐して、同時に各チャンバーに供給ポンプから洗浄液を供給できるので、供給時間は非常に小さくなる。しかし分岐したラインごとに配管圧損が異なるために、各チャンバーに供給される洗浄液量が大きくばらつき、正確な量の洗浄液を供給できない。

上記より、従来の分析用チップの洗浄装置は、（１）洗浄に必要な液量よりもはるかに多い液量の洗浄液を、途中配管の充填等洗浄とは関係のない無効となるものに消費してコストアップが避けられない構成になっている、（２）異なる種類の洗浄液を使用して洗浄しようとすると、洗浄液の切替え時にさらに無効となる液量の洗浄液を消費して、洗浄液の切替ロスが発生する構成になっている、（３）多数のチャンバーに、正確な液量の洗浄液を、短い時間で供給できる構成になっていない、等の問題があるのが実状である。

本発明は、上記課題を解決するもので、その目的とするところは、アレイ部が多数ある分析用チップで、各アレイ部ごとの個別の洗浄が、洗浄液を無効に消費することなく洗浄に必要な最小液量の洗浄液を供給するだけで実際に行えることと、異なる種類の洗浄液を順次使用する場合にもその切替ロスが全く発生させないことと、さらには多数のアレイ部に正確な液量の洗浄液を短い時間で供給可能とすることと、を実現して、高効率、高速、均質の分析用チップの洗浄が可能となる、分析用チップの洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の分析用チップの処理装置は、基板の片側の一平面内に区画された複数のアレイ部を有し、該アレイ部内に被検物質と結合する選択結合物質が複数の検出面に多数固定化された検出部を備える分析用チップを処理する分析用チップの処理装置であって、上記検出部の検出面を下向きにした上記分析用チップを保持する保持部と、下向きにした上記検出部の検出面に所定間隔をもって対面する複数の処理面を備え、該処理面内に上向きに洗浄液を供給可能な供給口が少なくとも設けられた処理ヘッドと、洗浄液を密閉貯蔵可能な構造物の最下部に、上記処理ヘッドの供給口に下向きに洗浄液を供給可能な貫通孔が設けられた洗浄液タンクと、上記処理ヘッドの各供給口から洗浄液を供給および吸引することが、上記各供給口ごとに独立して行うことが可能な洗浄液供給・吸引手段と、を少なくとも備えることを特徴とする。

ここで、さらに、上記処理ヘッドの各処理面上に残存する洗浄液を除去する洗浄液除去手段を備えること、が好ましい。

本発明の分析用チップの処理方法は、上記の分析用チップの処理装置を用いた分析用チップの処理方法であって、（ａ）上記洗浄液タンク内の洗浄液を、最接近させた上記洗浄液タンクの最下部の貫通孔と上記処理ヘッドの供給口とを介して、上記洗浄液供給・吸引手段で一定量吸引して、上記供給口から上記洗浄液供給・吸引手段に連なるライン内に一時保管する工程、（ｂ）上記処理ヘッドの処理面を、上記分析用チップの検出面に一定間隔をもって近接させて両者間に対面空間を形成する工程、（ｃ）上記一時保管した洗浄液を、上記洗浄液供給・吸引手段で、上記処理ヘッドの供給口から上記対面空間に一定量供給して貯液し、一定時間維持する工程、（ｄ）上記一時保管した洗浄液を、上記洗浄液供給・吸引手段で、さらに上記処理ヘッドの供給口から供給して、上記対面空間に貯液した洗浄液を排出する工程、を含むことを特徴とする。

ここで、さらに、（ｅ）上記対面空間に貯液した洗浄液を、上記処理ヘッドの供給口から、上記洗浄液供給・吸引手段で吸引して回収する工程、を含むこと、さらに、（ｆ）上記対面空間に貯液した洗浄液を、上記処理ヘッドの供給口から、上記洗浄液供給・吸引手段で一定量吸引して、上記対面空間の貯液量を減ずる工程、を含むこと、さらに、（ｇ）上記処理ヘッドの処理面上に残存する洗浄液を、上記洗浄液除去手段で除去する工程、を含むこと、が好ましい。

本発明の分析用チップの処理装置および処理方法を用いれば、洗浄液タンクから直接に処理面が上向きとなっている処理ヘッドの供給口に供給して、供給量分だけ供給口から洗浄液供給・吸引手段に連なるライン内に一時保管できるとともに、保管した液量の洗浄液をそのまま全量洗浄に用いることができる。この結果、洗浄以外のことに無効に消費される洗浄液が全くなくなる。すなわち、分析用チップで、各アレイ部ごとの個別の洗浄が、洗浄液を無効に消費することなく洗浄に必要な最小液量の洗浄液を用意して供給するだけで、実際に行うことができる。

さらに異なる種類の洗浄液を順次使用して洗浄する場合でも、最初に処理ヘッドに供給した第１の洗浄液を全量洗浄に使用して、処理ヘッド内に残液がない状態で、次の第２の洗浄液を処理ヘッドに供給して、これまた洗浄に全量使用できるので、洗浄液の切替ロスが全く発生しない。

さらにまた、多数あるアレイ部と同数の処理ヘッドの各供給口から洗浄液を供給および吸引することを、各供給口ごとに独立して洗浄液供給・吸引手段を設けて、行うようにした。洗浄液供給・吸引手段に計量性の高いシリンジポンプ等を用いることによって、多数のアレイ部に正確な液量の洗浄液を同時に供給できるようになり、非常に短い時間で洗浄液の供給を完了することができる。

以上により、本発明の分析用チップの処理装置と処理方法を用いれば、（１）洗浄液を、途中配管の充填等洗浄とは関係のない無効となるものに消費されることがないので、１００％そのまま洗浄に使用することができる。したがって、洗浄液を高効率で活用した洗浄を行うことができる、（２）異なる種類の洗浄液を順次使用して洗浄する時でも、洗浄液の切替ロスが全く発生せず、高効率である、（３）洗浄するアレイ部が多数あっても、同時に正確な液量の洗浄液を供給できるので、短い時間での洗浄が全く同じ条件下で行うことが可能となる。その結果、高速で、アレイ部ごとに差異のない均質な洗浄を行うことができる、
すなわち、高効率、高速、均質の分析用チップの洗浄が可能となる。

本発明になる処理装置１の概略正面断面図である。 分析用チップの概略図である 処理ヘッド４の概略斜視図である。 処理ヘッド４と分析用チップ２との洗浄液の付着状況を示す説明面である。 本発明になる処理方法で、処理ヘッドに洗浄液を供給する工程をステップ的に示す説明図である。 本発明になる処理方法で、処理ヘッドにより洗浄する工程をステップ的に示す説明図である 本発明になる処理方法で、処理ヘッドに残存する洗浄液を除去する工程をステップ的に示す説明図である 本発明になる処理方法で、処理ヘッドで洗浄液を回収する工程の一例をステップ的に示す説明図である。

本発明を図１〜３を参照しながら説明する。図１は、本発明になる処理装置１の概略正面断面図、図２は分析用チップ２の概略図、図３は処理ヘッド４の概略斜視図、である。

まず図１を参照すると、本発明になる処理装置１が示されている。処理装置１は、分析用チップ２を処理する分析用チップの処理装置であり、処理ヘッド４により、分析用チップ２の洗浄等を行うものである。図１では、わかりやすくするために、処理ヘッド４のみ断面部分をハッチングしている。処理装置１は、処理ヘッド４と、分析用チップ２の検出面である頂上面２５を下向きにして、処理ヘッド４の処理面４３と対面するように分析用チップ２を保持するチップ保持部３と、処理ヘッド４を支持して上下方向（Ｚ方向）と水平方向（Ｘ方向）に移動させるヘッド支持移動部５と、２種類の洗浄液を個別に貯蔵するとともに処理ヘッド４に直に供給する洗浄液貯蔵・供給部９と、処理ヘッド４の供給口４２に洗浄液を供給するとともに、供給口４２から洗浄液を回収する洗浄液供給・回収部８と、処理ヘッド４の処理面４３から排出される洗浄液を回収する排出洗浄液回収部６と、処理ヘッド４の洗浄液を除去して初期化する処理ヘッド初期化部７と、から構成されている。そして、洗浄等の動作は、図示されていないコンピュータからなる制御装置により制御される。

なお分析用チップ２の詳細は図２に示されている。図２（ａ）は分析用チップ２の正面断面図、図２（ｂ）は分析用チップを下側から見た平面図である。図２（ｂ）で、分析用チップ２には、スライドガラスと同様な板状の基板である本体２０の片側となる一平面の上面２１に、４個に区画された領域であるアレイ部２２がある。図２（ａ）を見るとアレイ部２２は、本体２０の上面２１で開口している凹形形状のくぼみになっている。それぞれのアレイ部２２の底面２３には１５個の柱状体２４が備えられている。すなわち分析用チップ２は、基板である本体２０の片側の一平面内に区画された複数のアレイ部２２を有している。柱状体２４の最下部となる頂上面２５には、被検物質と結合する選択結合性物質が多数固定化されている。この頂上面２５に固定化された選択結合性物質に被検物質がハイブリダイゼーションによって結合すると、被検物質に標識された蛍光色素も同時に結合するので、頂上面２５がスキャナーで蛍光色素を検出できる検出面となる。そして検出面を備える柱状体２４のすべてで、検出部を構成する。すなわち、分析用チップ２はアレイ部２２内に被検物質と結合する選択結合物質が複数の検出面である頂上面２５に多数固定化された検出部を備えている。

次に、処理装置１を構成する各部分の詳細について、順に説明する。
再び図１を見ると、分析用チップ２を保持するチップ保持部３は、分析用チップ２の４隅でＸ方向とＹ方向に位置決めしながら、上下方向であるＺ方向に分析用チップ２を支持する位置決め支持体３１と、位置決め支持体３１を支持するフレーム３２と、から構成される。この構成によりチップ保持部３は、検出部の検出面である頂上面２５を下向きにした分析用チップ２を保持する保持部となる。そしてフレーム３２は紙面に垂直なＹ方向に紙面の奥側まで延びていて、一点鎖線で示す共通ベース上にある図示されていないブラケットに保持されている。この構成によって、フレーム３２の下を、上下方向に下限位置にある時の処理ヘッド４はＸ方向に通過できる。

次に分析用チップ２の下には、処理ヘッド４が配置されている。処理ヘッド４の処理面４３は、分析用チップ２の下向きにした検出面である頂上面２５に、すきま量Ｃだけ離れて対面する位置に配置されており、アレイ部２２とおなじく４個ある。そして検出部となる全ての頂上面２５を含むアレイ部２２と、処理面４３の対面により囲まれる空間が対面空間Ｓとなる。なお真上から見て、処理面４３は分析用チップ２のアレイ部２２にほぼ重なる位置に配置されている。すなわち処理ヘッド４は、下向きにした検出部の検出面である頂上面２５に所定間隔であるすきま量Ｃもって対面する複数の処理面４３を備えている。その他、処理ヘッド４の詳細については、図３を用いて説明する。図３で、処理ヘッド４は、処理面４３を備えた柱状本体４０が、分析用チップ２のアレイ部２２と同じ４個だけ、ベース板４１上に林立する構成をしている。４個ある柱状本体４０の配置位置は、上記したように分析用チップ２のアレイ部２２に対応させている。そして直方体形状の柱状本体４０の頂上面が、処理面４３になっている。この処理面４３には、右側端部近傍に排出口４５が設けられ、左側端部近傍に上向きに洗浄液を供給可能な供給口４２が設けられている。すなわち、処理ヘッド４には、処理面４３内に上向きに洗浄液を供給可能な供給口４２が少なくとも設けられている。ここで供給口４２は、処理面４３からベース板４１の底面４４まで上下方向に延びて貫通している貫通孔４６（破線で表示）が、処理面４３で開口したものである。一方排出口４５も同様に、処理面４３からベース板４１の底面４４まで上下方向に延びて貫通している排出貫通孔４７（破線で表示）が、処理面４３で開口したものである。さらに排出貫通孔４７の底面４４での開口には、排出配管４８が接続されている。また供給口４２内および貫通孔４６内には、保持案内部材１０が挿入されている。保持案内部材１０は、厚さ（Ｙ方向寸法）がＴで、Ｙ方向に見て長方形の板状物となっており、そのＺ方向長さの１／３が長さＬとなって処理面４３より上にある。そしてＺ方向長さの２／３が処理面４３より下、すなわち供給口４２および貫通孔４６の内部にある。保持案内部材１０のＸ方向両端にある線状の端部である線状端部１１Ｌ、１１Ｒは、貫通孔４６の内面と接することで固定化されている。なお洗浄端部１１Ｌ、１１Ｒは、いわゆる一筆書きができる連続形状であることが好ましい。また長方形の面である板面１２Ａ、１２Ｂと貫通孔４６の内面との間には十分なすきまがあるので、そのすきまを洗浄液が通過することができる。また板面１２Ａ、１２Ｂは、上下方向であるＺ方向に洗浄液を案内する面である案内面となる。線状端部１１Ｌ、１１Ｒの処理面４３より上側にある長さＬは、処理面４３と分析用チップ２の頂上面２５との間のすきま量Ｃの、好ましくは３０％以上、９０％以下にする。処理面４３上に洗浄液がある場合は、線状端部１１Ｌ、１１Ｒの処理面４３より上側にある部分が洗浄液と接し、洗浄液の表面張力により、洗浄液の塊が供給口４２から離れていかないように洗浄液を保持する。

再び図１を見ると、処理ヘッド４は、ヘッド支持移動部５に支持されている。ヘッド支持移動部５は、処理ヘッド４の底面４４をその支持面５３で支持する門型フレーム５２と、門型フレーム５２を支持固定する昇降台５１と、昇降台５１の中央部を支持板１５３で支持して、ピストン１５１の伸縮により昇降台５１を自在に昇降させるエアーシリンダー５０と、エアーシリンダー５０のシリンダー本体１５２が支持固定されている台座５４と、台座５４をガイド５５を介して支持し、かつガイド５５をＸ方向に自在に案内するレール５６と、から構成されている。なおレール５６は一点鎖線で示される共通ベース上に固定されている。上記の構成により台座５４は、図示されていないリニアモータで駆動されて、Ｘ方向に破線で示す位置まで移動可能である。このような構成のヘッド支持移動部５に支持されている処理ヘッド４は、自在にＺ方向の往復動である昇降とＸ方向の往復動を行うことができる。これによって、処理ヘッド４の処理面４３を分析用チップ２の頂上面２５の直下に移動させて、両面間のすきま量Ｃを自在に調整できる。

次に排出洗浄液回収部６は、昇降台５１に中央部で支持固定されているトレイ６３と、同じ昇降台５１の周囲部で支持固定されている周囲トレイ６１と、処理ヘッド４の処理面４３からあふれて柱状本体４０の側面を伝わって落下してくる洗浄液を周囲トレイ６１に案内する排出案内板６２と、より構成されている。なお排出案内板６２は、門型フレーム５２の支持面５３の端部に固定されている。トレイ６３には、処理ヘッド４の処理面４３から、排出口４５、排出貫通孔４７、排出配管４８を通過して排出される洗浄液が回収される。また周囲トレイ６１は、上側から見ると「回」の字形状（すなわち、２重矩形）をしていて、図１に示される２箇所ある液溜め部は連通している。すなわち、周囲トレイ６１の液溜め部が、処理ヘッド４とそれを支持する門型フレーム５２との周囲を取り囲む構成となっている。

次に洗浄液供給・回収部８は、処理ヘッド４のそれぞれの供給口４２に個別に流体的に連通する供給回収ライン８０より構成される。すなわち、分析用チップ２のアレイ部２２が４個あるのにあわせて、処理ヘッド４の供給口４２も独立して４個あるが、それに対応して独立した供給回収ライン８０も４本ある。１本の供給回収ライン８０は、シリンジポンプ８１と、シリンジポンプ８１と処理ヘッド４の貫通孔４６の底面４４での開口とを流体的に連結する配管８２と、より構成されている。供給回収ライン８０はこの構成によって、供給口４２から洗浄液を一定量吸引して、それを供給口４２からそのまま吐出するということが、各々の供給口４２で独立して個別に行うことができる。すなわち洗浄液供給・回収部８は、処理ヘッド４の各供給口４２から洗浄液を供給および吸引することが、各供給口４２ごとに独立して行うことが可能な洗浄液供給・吸引手段である。さらに密閉性と計量精度の高いシリンジポンプ８１を使用しているので、各々の供給口４２で全く同一で正確な量の洗浄液を吸引／吐出することができる。さらに４個のシリンジポンプ８１を並行して同時に動作させることもできるので、逐次的に動作させる場合に比べれば、はるかに短い時間で各供給口４２からの洗浄液の供給、吸引を行うことができる。

次に処理ヘッド初期化部７は、Ｙ方向に延びるブラシ７１と、ブラシ７１の上側を保持する昇降保持具７２と、より構成される。昇降保持具７２も紙面に垂直な方向であるＹ方向に延びていて、紙面の奥側で図示されていないブラケットに上下方向に移動可能に保持されている。そして図示されていない駆動装置により昇降保持具７２が昇降することにより、昇降保持具７２に保持されているブラシ７１は、実線で示される位置（待機位置）と破線で示される位置（作動位置）との間を自在に往復動できる。そしてブラシ７１が待機位置にある時は、その下側を、上下方向の下限位置にある時の処理ヘッド４はＸ方向に自在に通過できる。なお図示されていないブラケットは、一点鎖線で示す共通ベースに固定されている。さらにブラシ７１のＹ方向長さは、処理ヘッド４のすべての処理面４３をＹ方向に含むことができる長さよりも大きい。すなわち、ブラシ７１が作動位置にある時には、その毛先が全ての処理面４３に接触して、処理面４３上の残液を掃き落とすことができる。これによって処理ヘッド４の初期化が行える。すなわち処理ヘッド初期化部７は、処理ヘッド４のすべての処理面４３上に残存する洗浄液を掃き落として除去する洗浄液除去手段となる。

次に、洗浄液貯蔵・供給部９は、洗浄液を密閉貯蔵可能な構造物である貯蔵タンク９０、貯蔵タンク９０がＬ型材９８を介して上下方向に支持固定されているタンク保持板９９、貯蔵タンク９０の上部９１を突き抜けて接続されている接続配管９２、接続配管９２の途中で接続されている大気バルブ９３、貯蔵タンク９０の最下部である底部９４に設けられている供給貫通孔９５を下側からふたをする下ふた９７、供給貫通孔９５の周囲で底部９４に埋め込まれていて、下ふた９７と供給貫通孔９５とのシールとなるＯリング９６、とより構成されている。なおタンク保持板９９は、紙面に垂直な方向であるＹ方向に延びていて、紙面の奥側で、一点鎖線で示す共通ベース上に立つ図示されていないブラケットに保持されている。またエアーシリンダー５０を下降させて、処理ヘッド４が上下方向に最下限の位置にある時、下ふた９７の下側を処理ヘッド４は干渉せずにＸ方向に自在に通過することができる。

以上の構成で、大気バルブ９３が開であるなら、貯蔵タンク９０の内部には大気圧が作用し、大気バルブ９３が閉であるなら、貯蔵タンク９０の内部は密閉化される。さらに下ふた９７はＹ方向（紙面に垂直な方向）に移動自在であり、紙面の奥側の方へ移動して退避することにより、全ての供給貫通孔９５が下側から見て露見する。すなわちふたがとれた状態になる。なお供給貫通孔９５は、分析用チップ２のアレイ部２２に対応して、１個の貯蔵タンク９０で４個設けられている。そして４個の供給貫通孔９５は、処理ヘッド４の４個の供給口４２に対応した位置に配置されている。さらに供給貫通孔９５の直径は、処理ヘッド４の供給口４２の直径よりも少し大きくしている。したがって下ふた９７が退避し、全ての供給貫通孔９５と処理ヘッド４の供給口４２とを位置合わせした状態で、処理ヘッド４を上昇して処理面４３をＯリング９６に押し当てれば、シールされた状態で、貯蔵タンク９０内の洗浄液を、供給貫通孔９５と供給口４２を介して、下向きに処理ヘッド４の内部に供給することができる。すなわち、貯蔵タンク９０は、洗浄液を密閉貯蔵可能な構造物の最下部である底部９４に、処理ヘッド４の供給口４２に下向きに洗浄液を供給可能な貫通孔である供給貫通孔９５が設けられた洗浄液タンクである。

なお図１では、２種類の洗浄液にあわせて、貯蔵タンク９０等、全く同じものが２セット示されている。

次に図４を参照しながら、洗浄のために、処理ヘッド４から洗浄液を小さな対面空間Ｓに供給して個別に洗浄液を保持して貯液させる状況について説明する。

図４（ａ）は、対面空間Ｓに洗浄液を充満させて分析用チップ２の上側から透視してみた透視平面図、図４（ｂ）は同じ状況をＹ方向に見た正面断面図である。図４（ａ）、（ｂ）ともに、細い破線は分析用チップ２を、細い実線は処理ヘッド４を表している。また太い破線は、対面空間Ｓに洗浄液が充満して、その容積が最大限に拡張する時の境界位置を示し、太い実線はその容積が逆に最小限に縮小する時の境界位置を示している。

まず図４（ｂ）を見て、各々の供給回収ライン８０のシリンジポンプ８１を駆動して、洗浄液を一定量だけ処理ヘッド４の供給口４２に供給すると、供給口４２から洗浄液が吐出される。吐出された洗浄液で、処理面４３上を左側に向かうものと、紙面に直交する方向（Ｙ方向）に向かうものは、処理面４３の縁部で表面張力の作用により一旦停止する。その間に処理面４３上を洗浄液が積みあがって、分析用チップ２の頂上面２５と底面２３を含むアレイ部２２全体に洗浄液が接触し、対面空間Ｓの供給口４２の周囲部分の領域で、一旦洗浄液が充満した状態になる。供給口４２から吐出された洗浄液で、処理上面４３上を排出口４５のある右側に向かうものにあわせて、漸次充満領域が右側に拡大していき、処理面４３の右側縁部辺りまで拡大する。その時の境界位置が処理面４３の右側の太い破線で示される。この時供給口４２の左側では、処理面４３の左側縁部で表面張力により維持できるまで洗浄液の充満が拡大し、その境界位置が処理面４３の左側の太い破線で示される。四方の縁部で洗浄液の充満拡大境界位置が制限される処理面４３に対して、分析用チップ２の上面２１にはそのように制約されるものがないため、分析用チップ２での充満拡大境界位置は処理面４３よりも広がっているところにある。さて処理面４３上で、漸次洗浄液の充満領域が右側に拡大していく時、洗浄液が排出口４５の直上にきてから、洗浄液を排出貫通孔４７に沿って落下させて排出することが始まる。通常は洗浄液が右側に移動する速度が、排出口４５からの排出速度よりも高いので、対面空間Ｓに充満している洗浄液は、一旦太い破線の位置まで右側に拡大する。供給口４２からの洗浄液の供給（吐出）が終了すると、排出口４５からの洗浄液の排出だけが行われることになるので、排出口４５の直上位置に洗浄液がなくなるまで排出が続き、それに伴い洗浄液の充満領域が拡大時とは逆方向に縮小していく。そして最終的に太い破線よりも内側にある太い実線の位置を境界として、洗浄液は対面空間Ｓ内で充満した状態で保持される。すなわち貯液される。処理面４３の右側にある太い実線で示す境界位置は、ほぼ排出口４５の左側端部位置となる。処理面４３の左側縁部でも、左側の洗浄液境界位置は、太い破線から太い実線と、供給口４２に向かう方向に縮小（拡大の反対方向に移動）している。図４（ａ）を見ると洗浄液が広がる最大限の境界位置を示す太い破線は、Ｘ方向だけではなくＹ方向にも拡大し、処理面４３のＹ方向縁部より拡張した位置にある。そして洗浄液の排出が進むと、洗浄液が保持される境界位置も太い破線から太い実線へと、容積が縮小する方向に移っていく。なお図４（ａ）で示される太い破線と太い実線の位置は、対面空間Ｓで充満している洗浄液が分析用チップ２上で接する境界位置を示している。この時、太い実線で示す境界位置は、Ｙ方向には処理面４３のＹ方向縁部よりもやや外側となり、太い破線で示す位置よりも、Ｘ方向同様に内側となる。このように対面空間Ｓ内で洗浄液が貯液される時には、分析用チップ２のアレイ部２２が洗浄液に接していることが好ましい。そのために図４（ａ）で、アレイ部２２のＹ方向長さＬＣｙに対して、処理面４３のＹ方向長さＬｙは、好ましくは±１ｍｍ以下、より好ましくは±０．５ｍｍの以下の相違となるように設定する。同様にアレイ部２２のＸ方向長さＬＣｘに対して、処理面４３の左側縁部から、排出口４５の左側端部までのＸ方向長さＬｘは、好ましくは±１ｍｍ以下、より好ましくは±０．５ｍｍの以下の相違となるように設定する。

以上のように本発明の処理ヘッド４を用い、処理面４３の大きさ設定と、排出口４５の処理面４３上の配置を適切に行えば、４個の処理面４３とアレイ部２２に対応して形成される４個の対面空間Ｓのそれぞれで、個別に、相互干渉することなく、洗浄液を充満して保持し、貯液することができる。

さてこのように対面空間Ｓで洗浄液を貯液して、しばらく放置すると、アレイ部２２にある汚れが洗浄液の方に拡散し、貯液している洗浄液に汚れが含まれることになる。この状態で供給口４２から洗浄液を供給すると、貯液されていた洗浄液は右側に押し流されて、排出口４５から排出され、汚れも一緒に排出される。そして最終的には対面空間Ｓの洗浄液を新たな洗浄液に完全に更新する。以上の対面空間Ｓ内での貯液と、洗浄液の排出／更新、を繰り返すことにより、洗浄が行われることになる。対面空間Ｓの容積が小さいので、そこで洗浄に使用される洗浄液量も小さくなる。

なお図４の、太い破線で示される洗浄液が広がる最大限の境界位置は、供給口４２からの洗浄液の供給速度、供給量と排出口４５での洗浄液の排出速度とのバランスで定まる。なお排出速度は、処理面４３から排出配管４８の下側位置までのＺ方向長さＬｚがヘッド差となり、これに比例して定まる。以上、隣り合う対面空間Ｓで太い破線の位置が重ならないように、供給口４２からの洗浄液の供給速度と供給量、並びに排出速度に関わるＺ方向長さＬｚを適切に設定することが好ましい。

次に、図５〜７を参照して、本発明の分析用チップの処理方法について説明する。図５は、処理ヘッド４に洗浄液を供給する工程をステップ的に示す説明図、図６は、処理ヘッド４により洗浄する工程をステップ的に示す説明図、図７は、処理ヘッド４に残存する洗浄液を除去する工程をステップ的に示す説明図である。本発明の分析用チップの処理方法は、分析用チップの処理装置である処理装置１を用いたもので、処理ヘッド４に洗浄液を供給する工程（洗浄液供給工程）、分析用チップ２を洗浄する工程（洗浄工程）、処理ヘッド４に残存する洗浄液を除去して初期化する工程（初期化工程）よりなる。洗浄液供給工程はステップＳＰ０〜ＳＰ２で示され、これが図５（ａ）〜（ｃ）に対応している。なお図５（ａ）〜（ｃ）には、処理装置１の、貯蔵タンク９０と処理ヘッド４とその周囲を取り出して拡大して示す正面断面図（Ｙ方向に見た図）が配置されている。

次の洗浄工程はステップＳＷ０〜ＳＷ５で示され、これが図６（ａ）〜（ｆ）に対応している。図６（ａ）〜（ｆ）には、図１で示される処理装置１の、処理ヘッド４と分析用チップ２の一部とその周囲を取り出して拡大して示す正面断面図が配置されている。

最後の初期化工程はステップＳＩ０〜ＳＩ３で示され、それぞれが図７（ａ）〜（ｄ）に対応している。図７（ａ）〜（ｄ）には、ブラシ７１と処理ヘッド４とその周囲を取り出して拡大して示す正面断面図が配置されている。

なお図５〜７のいずれでも、それぞれのステップの時の状況や各部の動作の結果が、示されている。ステップは数字の大きい方が時間的に後になる。さらに図６（ｂ１）、（ｂ２）のように、アルファベットに数字が付加されている場合、数字の大きい方が時間的に後になる。図５にその実行状況が示されるステップＳＰと、図６にその実行状況が示されるステップＳＷを実施することによって、（ａ）洗浄液タンクである貯蔵タンク９０内の洗浄液を、最接近させた貯蔵タンク９０の最下部の貫通孔である供給貫通孔９５と処理ヘッド４の供給口４２とを介して、洗浄液供給・吸引手段である洗浄液供給・回収部８で一定量吸引して、供給口４２から洗浄液供給・回収部８に連なるライン内に一時保管する工程、（ｂ）処理ヘッド４の処理面４３を、分析用チップ２の検出面である頂上面２５に一定間隔をもって近接させて両者間に対面空間Ｓを形成する工程、（ｃ）一時保管した洗浄液を、洗浄液供給・回収部８で、処理ヘッド４の供給口４２から対面空間Ｓに一定量供給して貯液し、一定時間維持する工程、（ｄ）一時保管した洗浄液を、洗浄液供給・回収部８で、さらに処理ヘッド４の供給口４２から供給して、対面空間Ｓに貯液した洗浄液を排出する工程、を含む分析用チップの処理方法を実行することになる。それに加えて、さらに、（ｅ）対面空間Ｓに貯液した洗浄液を、処理ヘッド４の供給口４２から、洗浄液供給・回収部８で吸引して回収する工程、を含む分析用チップの処理方法も実行する。また図７にその実行状況が示されるステップＳＩを実施することによって、（ｇ）処理ヘッド４の処理面４３上に残存する洗浄液を、洗浄液除去手段である処理ヘッド初期化部７で除去する工程、を含む分析用チップの処理方法を実行することになる。

それでは最初に実行する洗浄液供給工程について、図５に状況が示されるステップＳＰを、順をたどって説明する。

（ステップＳＰ０）（図５（ａ１）、（ａ２）の状況）
処理ヘッド４に洗浄液を供給する準備ステップである。処理ヘッド４と各供給回収ライン８０は初期状態にある。すなわち、処理ヘッド４の供給口４２からシリンジポンプ８１までは、すべて空気が充満しており、液体物は存在しない。そしてシリンジポンプ８１は、いつでも吸引側に駆動できる状態にある。次に上下方向（Ｚ方向）の下限位置にある処理ヘッド４を、図示されていないリニアモータを駆動して台座５４をＸ方向に移動させることで、使用する洗浄液が貯蔵されている貯蔵タンク９０の直下に位置させる。より具体的には、貯蔵タンク９０の供給貫通孔９５の直下に、対応する処理ヘッド４の供給口４２が位置するように、処理ヘッド４を移動させて位置決めする（図５（ａ１）で示される状態）。続いて大気バルブ９３を閉にして、貯蔵タンク９０の内部を密閉状態にしてから、下ふた９７を紙面の直交する方向で奥側に移動して退避させ、供給貫通孔９５を露見させる（図５（ａ２）で示される状態）。下ふたが退避して、洗浄液が共通貫通孔９５内で下方向に少しだけ移動した時点で、貯蔵タンク９０内の洗浄液には負圧が作用するので、共通貫通孔９５から洗浄液がもれ出すことはない。

（ステップＳＰ１）（図５（ｂ１）、（ｂ２）の状況）
処理ヘッド４に洗浄液を供給するステップである。まずエアーシリンダー５０を駆動して昇降台５１を上昇させることで、処理ヘッド４の処理面４３を貯蔵タンク９０のＯリング９６に押し付け、各供給回収ライン８０を個別に密閉状態にする（図５（ｂ１）で示される状態）。続いて大気バルブ９３を開にして、貯蔵タンク９０内の洗浄液に大気圧を作用させてから、必要な液量（容積）の洗浄液を吸引できるようにシリンジポンプ８１を吸引側に動作させる。これによって、洗浄液が処理ヘッド４に供給され、処理ヘッド４の貫通孔４６や供給回収ライン８０の配管８２に洗浄液が充満する（図５（ｂ２）で示される状態）。

（ステップＳＰ２）（図５（ｃ１）、（ｃ２）の状況）
終了ステップである。まず大気バルブ９３を閉にして、再び貯蔵タンク９０内を密閉状態にする（図５（ｃ１）で示される状態）。つづいてエアーシリンダー５０を逆方向に駆動して、昇降台５１を下降させることで、処理ヘッド４を下限位置まで移動させる。つづいて、退避していた下ふた９７を貯蔵タンク９０直下の位置にもどして、すべての供給貫通孔９５をシールする（図５（ｃ２）で示される状態）。

以上説明した洗浄液供給工程に続いて実行する洗浄工程について、図６に状況が示されるステップＳＷを、順をたどって説明する。

（ステップＳＷ０）（図６（ａ１）、（ａ２）の状況）
分析用チップ２のアレイ部２２の洗浄の準備ステップである。ハイブリダイゼーションを終了して、アレイ部２２に汚れＤｉが付着している分析用チップ２は、検出部である頂上面２５を下向きにして、チップ保持部３の位置決め支持体３１に取付けて、位置決めされる。貯蔵タンク９０の直下で、洗浄液が供給されて待機している処理ヘッド４を、図示されていないリニアモータを駆動して台座５４をＸ方向に移動させることで、分析用チップ２の直下の位置まで移動させる。より具体的には、分析用チップ２の各アレイ部２２の直下に、対応する処理ヘッド４の処理面４３が位置するようにする（図６（ａ１）で示される状態）。続いてエアーシリンダー５０を駆動し、昇降台５１を上昇させることで、処理ヘッド４を分析用チップ２に近接するように移動する。そして、処理ヘッド４の処理面４３と頂上面２５との間の間隔がすきま量Ｃとなる位置で、昇降台５１を停止させる。これによって、処理面４３と頂上面２５を含むアレイ部２２との間に、対面空間Ｓが形成される（図６（ａ２）で示される状態）。

（ステップＳＷ１）（図６（ｂ１）、（ｂ２）の状況）
対面空間Ｓに洗浄液を充填（供給）するステップである。シリンジポンプ８１を吐出する側に駆動し、洗浄液を所定流量Ｑ１（単位時間当たりの液量＝供給速度）にて一定の液量Ｖ１（容積）だけ、処理ヘッド４の供給口４２から洗浄液を供給する。供給された洗浄液で対面空間Ｓは充満し、かつ左右の最大境界位置まで拡張する（図６（ｂ１）で示される状態）。供給口４２からの洗浄液の供給が終了した時点で、排出口４５での洗浄液の排出により、対面空間Ｓに充満している洗浄液は供給口４２に向かって縮小しはじめる。そして対面空間Ｓ内に充満している洗浄液の右側の境界位置が、排出口４５の左端の位置に来た時に洗浄液の排出も終了する。それにともなってその位置で、対面空間Ｓ内に充満した洗浄液が、表面張力の作用によって位置保持されて、貯液される（図６（ｂ２）で示される状態）。なお排出口４５から排出された洗浄液は、排出貫通孔４７、排出配管４８を経て、トレイ６３に回収される。

（ステップＳＷ２）（図６（ｃ）の状況）
洗浄ステップ１（汚れＤｉの頂上面２５を含むアレイ部２２からの分離）である。シリンジポンプ８１を停止させていると、対面空間Ｓで洗浄液が充満して貯液されている状態が維持される。この洗浄液充満状態（貯液）を、時間ｔ１だけ維持する。この時間ｔ１の間に、洗浄液に接触している汚れＤｉには、（１）液体状の汚れＤｉは洗浄液に混ざりこんで薄められる（洗浄液に含有される）、（２）乾燥固化物となっている汚れＤｉは、溶解して洗浄液中に含まれる、（３）乾燥固化物となっている汚れＤｉで、完全に溶解しないが頂上面２５やその他のアレイ部２２の部分への付着は解かれて、洗浄液中に浮遊する、ということが起こる。すなわち、何らかの形態で、汚れＤｉのアレイ部２２からの分離が行われる。

（ステップＳＷ３）（図６（ｄ１）、（ｄ２）の状況）
洗浄ステップ２（アレイ部２２から分離した汚れＤｉの除去）である。再びシリンジポンプ８１を吐出側に駆動し、所定流量Ｑ２にて一定の液量Ｖ２だけ洗浄液を、供給口４２から対面空間Ｓ内の洗浄液に供給する。この供給を一定時間間隔でＮ回繰り返す。このような洗浄液の間欠供給を行うのは、排出口４５からの洗浄液排出能力が、処理面４３から排出配管４８の下端までのＺ方向長さＬｚで定まるヘッド差に依存して、あまり高くできないことによる。すなわち、連続して洗浄液を供給口４２から供給すると、排出口４５からの洗浄液排出量が追い付かなくて、対面空間Ｓ内の洗浄液は、ＸとＹ方向に広がって行き、ついには隣の対面空間Ｓから拡張してきた洗浄液と接触して、分離できなくなってしまう。よって、連続供給は好ましくない。それに対して間欠供給であると、１回の液量Ｖ２の供給が終了した時点が、対面空間Ｓ内の洗浄液の容積拡大終了時点となる。それ以降の供給停止時には、排出口４５での洗浄液の排出により、対面空間Ｓ内の洗浄液の容積は減少する。したがって液量Ｖ２を適切に設定しておれば、対面空間Ｓ内の洗浄液が拡大しつづけて、隣の対面空間Ｓの洗浄液と接するということは、間欠供給では起こらない。以上の供給口４２からの間欠供給を繰り返すことにより、汚れＤｉを含む洗浄液は、供給液量Ｖ２だけ毎回排出口４５から排出されて、対面空間Ｓからは排除される。すなわち、対面空間Ｓに充満していた汚れＤｉを含む洗浄液は、新たに送液された洗浄液に確実に置きかえられる。この対面空間Ｓから排出された汚れＤｉを含む洗浄液は、排出口４５から、排出貫通孔４７、排出配管４８を経て、トレイ６３に回収される。以上の結果として、汚れＤｉがアレイ部２２を含む対面空間Ｓから除去される（図６（ｄ１）で示される状態）。供給口４２からの洗浄液の間欠供給を終了してからも、更新された洗浄液の排出口４５からの排出は少しつづき、対面空間Ｓ内で更新されて充満している洗浄液の右側の境界位置が排出口４５の左端の位置まで縮小した時に、排出は終了する。これに伴い、更新された洗浄液はその位置で保持され、対面空間Ｓに更新された洗浄液が貯液される（（図６（ｄ２）で示される状態）。

（ステップＳＷ４）（図６（ｅ１）、（ｅ２）の状況）
洗浄液の回収ステップである。シリンジポンプ８１を吸引側に駆動し、所定流量Ｑ３にて一定の液量Ｖ３だけ、供給口４２から、対面空間Ｓ内の洗浄液を吸引する。これによって、対面空間Ｓ内の洗浄液は、処理面４３とアレイ部２２に接触しながら供給口４２の方に移動し、対面空間Ｓ内で占める容積を次第に小さくしていく（図６（ｅ１）で示される状態）。液体量Ｖ３だけ洗浄液を吸引することが完了することで、対面空間Ｓに充満していた洗浄液がすべて回収される。同時に分析用チップのアレイ部２２からも洗浄液は除去される。なお、回収された洗浄液は、貫通孔４６と供給回収ライン８０に、一時的に貯えられる（図６（ｅ２）で示される状態）。なお液量Ｖ３は、対面空間Ｓに充満した洗浄液を全量回収できるように、適切に設定することが好ましい。また保持案内部材１０は、処理面４３より上側にある線状端部１１Ｌ、１１Ｒが、洗浄液を供給口４２の内側で保持するので、洗浄液の供給口４２からの吸引を手助けする。

（ステップＳＷ５）（図６（ｆ）の状況）
終了ステップである。対面空間Ｓから全ての洗浄液を回収し、処理ヘッド４内と供給回収ライン８０に回収分の洗浄液を一時保管した状態で、エアーシリンダー５０を逆側に駆動し昇降台５１を下降させて、処理ヘッド４をＺ方向の下限位置に移動させる。

以上説明した洗浄工程を終了すれば、分析用チップ２の洗浄そのものは終了するが、次の分析用チップ２の洗浄を引き続いて行えるようにするために、必要な初期化工程を実行する。初期化とは、１番目の分析用チップ２の洗浄を開始する時の状態に、処理ヘッド４と供給回収ライン８０を戻すことである。すなわち、処理ヘッド４の内部と供給回収ライン８０には空気しかなく、処理面４３上にも液体はない状態である。この状態を実現するために、処理ヘッド４内と供給回収ライン８０内に一時保管している洗浄液を放出する等を行う初期化工程について、図７に状況が示されるステップＳＩを、順をたどって説明する。

（ステップＳＩ０）（図７（ａ１）、（ａ２）の状況）
初期化を行うための準備ステップである。図示されていないリニアモータを駆動して台座５４をＸ方向に移動させ、処理ヘッド４を上限位置にあるブラシ７１の直下よりも右側に少し離れた位置（初期化開始Ｘ位置）に位置させる。この位置に処理ヘッド４がある時は、一番左側にある柱状本体４０の左側面でも、ブラシ７１の直下よりも少し右側に離れている（図７（ａ１）で示される状態）。次に昇降保持具７２を下降させてブラシ７１を上下方向の下限位置まで移動させる。それから、エアーシリンダー５０を駆動して昇降台５１を上昇させ、処理ヘッド４の処理面４３がブラシ７１の毛先（一番低い位置にある）よりも０．５〜２ｍｍだけ高い位置にくるように、図示されていないストッパーを昇降台５１の一部に押し当てて停止させる（図７（ａ２）で示される状態）。

（ステップＳＩ１）（図７（ｂ）の状況）
初期化ステップ１である。シリンジポンプ８１を吐出側に動作させて、処理ヘッド４の貫通孔４６と供給回収ライン８０に残存している洗浄液を、供給口４２から全量吐出する。なおこの時点で貫通孔４６と供給回収ライン８０に残存している洗浄液は、洗浄工程のステップＳＷ４で対面空間Ｓから回収した洗浄液と、貯蔵タンク９０から最初に吸引して未使用（供給口４２から吐出していない）の洗浄液である。残存している洗浄液の全量吐出は、シリンジポンプ８１で液体を移動させるピストンを、貯蔵タンク９０から洗浄液を吸引開始する前の位置に戻せば、実施できる。残存している洗浄液の全量吐出によって、処理ヘッド４の内部と供給回収ライン８０には空気しかない状態となるが、処理面４３に供給口４２から吐出された洗浄液の一部が残る（図７（ｂ）で示される状態）。なお供給口４２から吐出された洗浄液で、処理面４３上を移動して排出口４５に達するものは、排出口４５から排出されて、排出貫通孔４７、排出配管４８を経て、トレイ６３に落下して回収される。また処理面４３の四方の縁部からあふれて落下する洗浄液は、柱状本体４０の側面、排出案内板６２に沿って流れて、周囲トレイ６１に回収される。

（ステップＳＩ２）（図７（ｃ１）、（ｃ２）の状況）
初期化ステップ２である。再び図示していないリニアモータを駆動し、台座５４をＸ方向に速度Ｕｘで移動させて、処理ヘッド４を左側に移動させる。そして最初に、一番左側にある柱状本体４０の左側面とブラシ７１の毛先近傍が接触する（図７（ｃ１）で示される状態）。柱状本体４０の左側面とブラシ７１の接触に関係なく、処理ヘッド４を左側に速度Ｕｘで移動させ続ける。ブラシの毛先が処理面４３と接触する位置に来ると、処理面４３上の洗浄液はブラシ７１で右側の方に移動させられる。そしてブラシ７１の毛先が処理面４３の右側縁部を通過する時には、処理面４３上の洗浄液はブラシ７１で掃き落とされる。ブラシ７１が別の処理面４３を通過するごとに、次から次へと処理面４３上の洗浄液が掃き落とされる。そして、処理ヘッド４をブラシ７１の直下よりも左側に少し離れた位置（初期化終了Ｘ位置）で停止させる（図７（ｃ２）で示される状態）。この位置に処理ヘッド４がある時は、一番右側にある柱状本体４０の右側面でも、ブラシ７１の直下よりも少し左側に離れている。以上の動作を実行することで、処理面４３上に残存していた洗浄液は除去され、初期化が完了する。なお、ブラシ７１で処理面４３から掃き落とされた洗浄液は、柱状本体４０の側面、排出案内板６２に沿って流れて、周囲トレイ６１に回収される。

（ステップＳＩ３）（図７（ｄ）の状況）
終了ステップである。ここでは、処理ヘッド４の内部と供給回収ライン８０には空気しかなく、処理面４３上にも洗浄液はないという処理ヘッド４の初期化が完了している状態である。初期化が完了しているので、エアーシリンダー５０を逆側に駆動して、昇降台５１を下降させ、初期化された処理ヘッド４を上下方向の下限位置に移動し、そこで待機させる。それから昇降保持具７２を上昇させて、ブラシ７１を上下方向の上限位置に移動させる。

以降続いて別の分析用チップ２を処理する場合は、洗浄済みの分析用チップ２を、ハイブリダイゼーション後で未洗浄の分析用チップ２に入れ替えてから、ステップＳＰ０から同じステップを繰り返す。

なお上記の実施態様例は、洗浄液が１種の場合である。洗浄液がＷａ１とＷａ２のように複数ある場合でも、洗浄液Ｗａ１でステップＳＰ０〜ＳＰ２、ＳＷ０〜ＳＷ５、ＳＩ０〜Ｉ３を実行してから、洗浄液Ｗａ２で同じステップＳＰ０〜ＳＰ２、Ｓ０〜Ｓ５、ＳＩ０〜Ｉ３を実行してもよい。この場合、洗浄液Ｗａ１での洗浄が終了した時点で、分析用チップ２のアレイ部２２から洗浄液が除去された状態になっている。したがって、洗浄液Ｗａ１の洗浄終了後、洗浄液Ｗａ２の洗浄を開始するまでの間は、分析用チップ２のアレイ部には洗浄液がない乾燥した状態が維持される。

洗浄液Ｗａ１の洗浄終了後、洗浄液Ｗａ２の洗浄を開始するまでの間に、洗浄液Ｗａ１をアレイ部に残して、検出部であるすべての頂上面２５を乾燥しないように保護する場合は、洗浄工程のステップＳＷ４と、ＳＷ５のかわりに、下記に記載しているステップＳＷ４’とＳＷ５’を実行すればよい。ステップＳＷ４’ とＳＷ５’については、その状況を図８に示している。図８は、処理ヘッド４で洗浄液を回収する工程の一例をステップ的に示す説明図である。ステップＳＷ４’ とＳＷ５’を実施することにより、さらに、（ｆ）対面空間Ｓに貯液した洗浄液を、処理ヘッド４の供給口４２から、洗浄液供給・回収部８で一定量吸引して、対面空間Ｓの貯液量を減ずる工程、を含む分析用チップの処理方法を実行することになる。

（ステップＳＷ４’）（図８（ｅ１）、（ｅ２）の状況）
洗浄液を一部残存させる回収ステップである。シリンジポンプ８１を吸引側に駆動し、所定流量Ｑ４にて一定の液量Ｖ４だけ、供給口４２から、対面空間Ｓ内の洗浄液を吸引する。液量Ｖ４については、対面空間Ｓ内に残留させたい洗浄液量から選定する。対面空間Ｓ内の洗浄液は、処理面４３とアレイ部２２に接触しながら供給口４２の方に移動し、対面空間Ｓ内で占める容積を次第に小さくしていく（図８（ｅ１）で示される状態）。液体量Ｖ４だけ洗浄液を吸引することが完了することで、対面空間Ｓには少量で充満している洗浄液が残される。この時点でアレイ部２２の大部分は洗浄液で覆われていて、頂上面２５等も洗浄液で保護されている。なお、回収された洗浄液は、貫通孔４６と供給回収ライン８０に、一時的に貯えられる（図８（ｅ２）で示される状態）。

（ステップＳＷ５’）（図８（ｆ）の状況）
終了ステップである。対面空間Ｓに洗浄液が残存している状態で、エアーシリンダー５０を逆側に駆動し昇降台５１を下降させて、処理ヘッド４をＺ方向の下限位置に移動させる。この時、対面空間Ｓに残存していた洗浄液は上下に分裂し、分析用チップのアレイ部２２と、処理ヘッド４の処理面４３上に残存する（図８（ｆ）で示される状態）。この時分析用チップ２側に残存した洗浄液は、アレイ部２２全体に広がり、結果としてアレイ部２２全体が洗浄液で覆われて保護された状態になる。処理ヘッド４については、次の初期化工程を実行する。

上記の洗浄液供給工程と洗浄工程では、実際に洗浄が行われる対面空間Ｓに洗浄液を供給する処理ヘッド４の供給口４２から、貯蔵タンク９０内の洗浄液を一定量直接吸引して処理ヘッド４内やそれに連なる供給回収ライン８０に一時保管し、洗浄時には一時保管した量の洗浄液をそのまま全量供給口４２から対面空間Ｓに供給できるようにした。これによって貯蔵タンク９０内の洗浄液を、途中に無効に消費することなく、１００％そのまま対面空間Ｓ内での洗浄に用いることができ、非常に高効率の洗浄が行える。異なる種類の洗浄液を用いて順次洗浄する場合でも、先の洗浄液を処理ヘッド４の内部から排出して初期化した状態で次の洗浄液の処理ヘッド４内への供給とそれに続く洗浄が行えるので、洗浄液の切替えロスが全くない。

また対面空間Ｓの容積も小さく、汚れや汚れを含んだ洗浄液を容易に対面空間Ｓの外に排出することができるので、使用する洗浄液量が非常に少なく、かつ高品質の洗浄を行うことができる。

さらに、アレイ部２２に対応してそれと同数備えた処理ヘッド４の供給口４２から、洗浄液を供給および吸引することを、各供給口４２ごとに独立して行うことができるように、供給口４２と１対１で供給回収ライン８０を設けた。そして、供給回収ライン８０での実際に洗浄液を供給、吸引する手段として計量性の高いシリンジポンプ８１を使用するようにした。これによって、洗浄が行われる対面空間Ｓごとに、正確な液量の洗浄液を供給することと、吸引（回収）することが、同時に短い時間で行えるようになった。その結果、各アレイ部２２で、洗浄液量等全く同じ条件での洗浄が同時に行えるので、アレイ部２２ごとに差異のない均質な洗浄を高速で行うことができる。

なお以上の説明で、洗浄工程については、ステップＳＷ２（汚れＤｉの分離）とステップＳＷ３（分離した汚れＤｉの除去と洗浄液の更新）を適宜繰り返してよい。例えば２回繰り返す場合は具体的に、ステップＳＷ０→ＳＷ１→ＳＷ２→ＳＷ３→ＳＷ２→ＳＷ３→ＳＷ４→ＳＷ５、のようにステップを実行する。これによって溶解しにくくて分離に時間がかかる汚れＤｉも分離することが可能となり、より洗浄性が向上する。また、ステップＳＷ３を省略して、ステップＳＷ０→ＳＷ１→ＳＷ２→ＳＷ４→ＷＳ５のようにしてもよい。この場合、アレイ部２２から分離した汚れＤｉは、供給口４２から処理ヘッド４内部と供給回収ライン８０に吸引されて、そこで一時的に保持されることになる。そして次の初期化工程で、分離した汚れＤｉは供給口４２から吐出されて、最終的にトレイ６３と周囲トレイ６１に回収されることになる。

さらに洗浄液については、汚れＤｉを溶解したり、アレイ部２２から分離できるもので、ＤＮＡに影響を与えないものが好ましく、食塩水、水等に、表面活性剤を付加したものが好適に用いられる。処理ヘッド４の材質については、洗浄液に塩が含まれることが多いので、それへの耐性を有するものであることが好ましく、合成樹脂、セラミックス、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）等が好適に用いられる。

また、処理ヘッド４の処理面４３とアレイ部２２の頂上面２５との間の間隔であるすきま量Ｃについては、好ましくは０．１ｍｍ以上〜２ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上〜１ｍｍ以下にする。この範囲であれば、供給口４２から洗浄液が供給される時に、洗浄液は貯液空間Ｓ内で容易に充満することができる。また充満させた状態（貯液された状態）を安定して保持することもできる。

なお、洗浄液を供給、吸引（回収）する洗浄液供給・回収部８のシリンジポンプ８１については、密閉性があって計量性が高いとともに、少量の間欠供給が容易に行えるものならいかなるものでもよいが、シリンジポンプの他に、ダイヤフラムポンプ、ベロフラムポンプ等の間欠型定量ポンプが好適に適用できる。

また使用する洗浄液量が多く、処理ヘッド４内部と供給回収ライン８０では洗浄液の一時保管量が不足する場合は、供給回収ライン８０の途中で洗浄液を蓄える中間タンクを個別に設けることが好ましい。

さらに、処理面４３上に残存する洗浄液の除去手段としてブラシを用いたが、樹脂製や金属製のブレードを処理面４３に接触させて、洗浄液を除去してもよい。また、エアーで処理面４３上の洗浄液を吹き飛ばして除去するエアーノズルを用いてもよい。

本発明の処理装置および処理方法は、ＤＮＡチップ等の分析用チップのハイブリダイゼーションや蛍光標識反応後の洗浄と洗浄液の除去に利用することができる。高効率、高品質、均質な処理によって、高いＳＮ比での蛍光レベル検出がどのＤＮＡチップでも同様に可能となる結果、本発明は、臨床現場や検査センターにおける迅速な疾患の診断・診察等に有益に利用することができる。

１ 処理装置
２ 分析用チップ
３ チップ保持部
４ 処理ヘッド
５ ヘッド支持移動部
６ 排出洗浄液回収部
７ 処理ヘッド初期化部
８ 洗浄液供給・回収部
９ 洗浄液貯蔵・供給部
１０ 保持案内部材
１１Ｌ、１１Ｒ 線状端部
１２Ａ、１１Ｂ 板面
２０ 本体
２１ 上面
２２ アレイ部
２３ 底面
２４ 柱状体
２５ 頂上面
３１ 位置決め支持体
３２ フレーム
４０ 柱状本体
４１ ベース板
４２ 供給口
４３ 処理面
４４ 底面
４５ 排出口
４６ 貫通孔
４７ 排出貫通孔
４８ 排出配管
５０ エアーシリンダー
５１ 昇降台
５２ 門型フレーム
５３ 支持面
５４ 台座
５５ ガイド
５６ レール
６１ 周囲トレイ
６２ 排出案内板
６３ トレイ
７１ ブラシ
７２ 昇降保持具
８０ 供給回収ライン
８１ シリンジポンプ
８２ 配管
９０ 貯蔵タンク
９１ 上部
９２ 接続配管
９３ 大気バルブ
９４ 底部
９５ 供給貫通孔
９６ Ｏリング
９７ 下ふた
９８ Ｌ型材
９９ タンク保持板
１５１ ピストン
１５２ シリンダー本体
１５３ 支持板
Ｃ すきま量
Ｄｉ 汚れ
Ｓ 対面空間

Claims (6)

1. 基板の片側の一平面内に区画された複数のアレイ部を有し、該アレイ部内に被検物質と結合する選択結合物質が複数の検出面に多数固定化された検出部を備える分析用チップを処理する分析用チップの処理装置であって、前記検出部の検出面を下向きにした前記分析用チップを保持する保持部と、下向きにした前記検出部の検出面に所定間隔をもって対面する複数の処理面を備え、該処理面内に上向きに洗浄液を供給可能な供給口が少なくとも設けられた処理ヘッドと、洗浄液を密閉貯蔵可能な構造物の最下部に、前記処理ヘッドの供給口に下向きに洗浄液を供給可能な貫通孔が設けられた洗浄液タンクと、前記処理ヘッドの各供給口から洗浄液を供給および吸引することが、前記各供給口ごとに独立して行うことが可能な洗浄液供給・吸引手段と、を少なくとも備えることを特徴とする分析用チップの処理装置。
2. さらに、前記処理ヘッドの各処理面上に残存する洗浄液を除去する洗浄液除去手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の分析用チップの処理装置。
3. 請求項１または２に記載の分析用チップの処理装置を用いた分析用チップの処理方法であって、（ａ）前記洗浄液タンク内の洗浄液を、最接近させた前記洗浄液タンクの最下部の貫通孔と前記処理ヘッドの供給口とを介して、前記洗浄液供給・吸引手段で一定量吸引して、前記供給口から前記洗浄液供給・吸引手段に連なるライン内に一時保管する工程、（ｂ）前記処理ヘッドの処理面を、前記分析用チップの検出面に一定間隔をもって近接させて両者間に対面空間を形成する工程、（ｃ）前記一時保管した洗浄液を、前記洗浄液供給・吸引手段で、前記処理ヘッドの供給口から前記対面空間に一定量供給して貯液し、一定時間維持する工程、（ｄ）前記一時保管した洗浄液を、前記洗浄液供給・吸引手段で、さらに前記処理ヘッドの供給口から供給して、前記対面空間に貯液した洗浄液を排出する工程、を含むことを特徴とする分析用チップの処理方法。
4. さらに、（ｅ）前記対面空間に貯液した洗浄液を、前記処理ヘッドの供給口から、前記洗浄液供給・吸引手段で吸引して回収する工程、を含むことを特徴とする請求項３に記載の分析用チップの処理方法。
5. さらに、（ｆ）前記対面空間に貯液した洗浄液を、前記処理ヘッドの供給口から、前記洗浄液供給・吸引手段で一定量吸引して、前記対面空間の貯液量を減ずる工程、を含むことを特徴とする請求項３に記載の分析用チップの処理方法。
6. さらに、（ｇ）前記処理ヘッドの処理面上に残存する洗浄液を、前記洗浄液除去手段で除去する工程、を含むことを特徴とする請求項３〜５にいずれか記載の分析用チップの処理方法。

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