JP2020049394A

JP2020049394A - リアクタユニット

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Publication number: JP2020049394A
Application number: JP2018178478A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎津田; Yuichiro Tsuda; 千草井中; Chigusa Inaka; 敏司大西; Satoshi Onishi
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: JP7102309B2

Abstract

【課題】反応場の反応状態を直接検出して薬液が無駄に消費されるのを抑えることができ、スペース的にも有利なリアクタユニットを提供する。【解決手段】充填された担体と送液された薬液とを反応させるリアクタ本体部と、薬液が送液された状態で、リアクタ本体部で生じた反応状態を検出するセンサ部と、を備えるリアクタユニットであって、センサ部は、リアクタ本体部を含む反応後の送液経路を照射し、その送液経路で反射された反射光を受光することにより、反射光の色情報からリアクタ本体部の反応状態を検出する構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、担体と薬液とを合成させることにより、反応後に色変化を伴う薬液合成に用いられるリアクタユニットに関するものである。

タンパク質、ペプチド、ポリマー、核酸等を化学合成する薬液合成装置では、例えば図１１に示すように、複数の薬液（試薬）を反応容器（リアクタユニット１０１）に順次供給し化学合成が行われる。このリアクタユニット１０１では、例えば、核酸を合成する場合には、リアクタユニット１０１内に担体（多孔質のビーズ。以下、ビーズともいう。）を多数設け、このリアクタユニット１０１に薬液を順次供給しながら、脱トリチル化、カップリング、酸化、キャッピング等の処理を繰り返し行ってビーズに塩基を次々に結合させる。

このようなリアクタユニット１０１は、図１１、図１２に示すように、薬液を反応させるリアクタ本体部１０１ａと、反応状態を検出するセンサ部１０２とを有している。リアクタ本体部１０１ａは、薬液タンク１０３から薬液が供給される供給ポート１０４と、反応後の薬液が排出される排液ポート１０５とを有しており、それぞれ配管１０６で接続されることにより送液経路が形成されている。すなわち、供給ポート１０４が供給配管１０６ａに接続され、排液ポート１０５が排液配管１０６ｂに接続されることにより、供給配管１０６ａ、リアクタ本体部１０１ａ、排液配管１０６ｂによって送液経路が形成されている。そして、薬液合成時には、供給ポート１０４から薬液が供給されることにより、リアクタ本体部１０１ａ内で薬液とビーズとが接触することにより合成反応が生じ、反応後の薬液は排液ポート１０５から薬液を排出される。

また、排液ポート１０５に接続される排液配管１０６ｂには、センサ部１０２が設けられており、このセンサ部１０２により反応状態が検出される。このセンサ部１０２には、透過型の光電センサが用いられており、センサ部１０２の照射光の吸光度を計測することにより反応状態を検出することができるようになっている。すなわち、薬液に光を照射部１０２ａから照射して薬液を透過した光を受光部１０２ｂで受光検知することで、その薬液の反応前後の吸光度を計測することにより、リアクタ本体部１０１ａにおける反応状態が検出できるようになっている。

特開２００５−３１０４８号公報

しかし、上記リアクタユニット１０１では、リアクタ本体部１０１ａ、すなわち反応場における反応状態をリアルタイムに把握することができないという問題があった。すなわち、上記リアクタユニット１０１は、センサ部１０２が排液配管１０６ｂに設けられているため、センサ部１０２で検出される反応状態は、リアクタ本体部１０１ａからセンサ部１０２まで送液される時間だけ遅れた反応状態を検出することになる。ここで、センサ部１０２をリアクタ本体部１０１ａに設けることも考えられるが、リアクタ本体部１０１ａ内にはビーズが存在しているため、透過型の光電センサでは、リアクタ本体部１０１ａ内のビーズが障害になって受光部で正確な吸光度が計測できず、図１２の２点鎖線で示す照射部１０２ａ、受光部１０２ｂのように、透過型の光電センサでリアクタ本体部１０１ａ内の反応状態を直接検出することは極めて困難であった。そのため、センサ部１０２をリアクタ本体部１０１ａの下流側に位置する排液配管１０６ｂに設ける必要があるが、反応状態を検出するには、そのセンサ部１０２の位置まで薬液を供給する必要があるため、リアクタ本体部１０１ａ内で合成反応が完了しているにもかかわらず、合成反応完了の検出に薬液が必要以上に消費されるという問題があった。

また、リアクタ本体部１０１ａの直下に位置する排液配管１０６ｂにセンサ部１０２を設けることも考えられるが、透過型の光電センサは、照射部１０２ａと受光部１０２ｂとが対象を挟んで対称位置に配置されるため、リアクタユニット１０１が必要以上にスペースを占有し、薬液合成装置全体が大型化してしまうという問題もあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、反応場の反応状態を直接検出して薬液が無駄に消費されるのを抑えることができ、スペース的にも有利なリアクタユニットを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明のリアクタユニットは、充填された担体と送液された薬液とを反応させるリアクタ本体部と、薬液が送液された状態で、前記リアクタ本体部で生じた反応状態を検出するセンサ部と、を備えるリアクタユニットであって、前記センサ部は、前記リアクタ本体部を含む反応後の送液経路を照射し、その送液経路で反射された反射光を受光することにより、前記反射光の色情報から前記リアクタ本体部の反応状態を検出することを特徴としている。

上記リアクタユニットによれば、センサ部に反射型の光電センサを用いているため、反射光の色情報から送液経路の反応状態を直接、検出することができる。すなわち、反射型の光電センサを用いたセンサ部では、センサ部から投光された光が反応後の送液経路の薬液に反射され、その反射光を受光することにより反応状態を検出することができる。例えば、核酸合成の脱トリチル反応において、リアクタ本体部に薬液が供給されて薬液がビーズと反応して脱トリチル化が生じると、色が変化（例えば無色から赤色）し、送液経路が赤色に変化する。この色の変化による反射光を計測することにより、色情報の違いによる反応状態を検知することができる。ここで、送液経路の一部であるリアクタ本体部には、ビーズが存在しているが、ビーズを含む反応後の薬液がリアクタ本体部内の色を形成するため、リアクタ本体部に発生した色によって反射された反射光を計測することにより、ビーズの存在の有無にかかわらず反応状態を検出することができる。したがって、光がビーズに遮られると検出精度に問題を生じる透過型の光電センサに比べて、反応状態の検出がビーズの存在に影響を受ける問題を回避することができ、反応場であるリアクタ本体部を直接検出することができる。また、センサ部に反射型の光電センサを用いることにより、投光部と受光部とが同じ側に配置させることができるため、透過型の光電センサのように送液経路を挟んだ対称となる位置にそれぞれ投光部、受光部を配置する必要がなく、スペース的にも有利に構成することができる。

また、前記反応後の送液経路は、前記リアクタ本体部であり、前記センサ部は、前記リアクタ本体部の反応状態を検出する構成にしてもよい。

この構成によれば、リアクタ本体部（反応場）の反応状態を直接検出することができる。すなわち、仮に、リアクタ本体部の合成反応完了を検出した場合には、薬液をすぐに停止させることができ、従来のように排液配管にセンサ部を設ける場合に比べて、リアクタ本体部からセンサ部まで送液される時間だけ遅れることにより薬液が無駄に消費される問題を解消することができる。

また、前記センサ部は、前記反応後の送液経路に複数設けられており、前記反応後の送液経路に沿って配置されている構成にしてもよい。

この構成によれば、局所的な反応状態を検出することができるため、送液経路内の反応状態を正確に把握することができる。すなわち、仮に、リアクタ本体部の送液方向上流側と送液方向下流側とにセンサ部を配置した場合に、送液方向上流側のセンサ部と、送液方向下流側のセンサ部の両方が反応完了を検出することを監視することにより、リアクタ本体部内の合成反応がすべて完了したことを正確に把握することができる。また、センサ部が配置された送液経路内で局所的に色の変化を検知することにより、合成反応のムラを検出することもできる。

また、前記センサ部は、前記反応後の送液経路に固定するセンサ固定治具を備えており、前記センサ固定治具は、前記反応後の送液経路を覆う形状を有しており、前記センサ固定治具が前記送液経路に固定された状態では、前記センサ部の照射部と受光部とが前記反応後の送液経路に対向する位置で固定され、前記センサ固定治具の前記送液経路に対面する内部壁には、前記センサ部の照射部から照射された光が反射されるのを抑える反射防止処理が施されている構成にしてもよい。

この構成によれば、治具本体部の内部壁に反射防止処理が施されているため、照射部から照射された光が内部壁で反射されて受光部に入射することを抑えることができる。よって、受光部には、送液経路で反射された光のみを受光しやすくなり、不必要な光を受光することによる検出精度の低下を抑えることができる。

本発明のリアクタユニットによれば、反応場の反応状態を直接検出して薬液が無駄に消費されるのを抑えることができ、スペース的にも有利なリアクタユニットとすることができる。

本発明のリアクタユニットを用いた薬液合成装置の概略的な配管経路図である。本発明のリアクタユニットの外観を示す図である。上記リアクタユニットの断面図である。上記リアクタユニットの端部における拡大図である。上記リアクタユニットのケースホルダ部とエンドキャップ部とを分解した図である。リアクタ本体部を示す図である。リアクタ本体部とアダプタ部との関係を示す図であり、（ａ）はリアクタ本体部がアダプタ部に収容された状態を示す図であり、（ｂ）はリアクタ本体部から流体が排出されることによりフィルタが変位した状態を示す図である。リアクタ本体部とアダプタ部との関係を示す図であり、配管接続部から流入する流体にフィルタが押圧された状態を示す図である。センサ部を示す図である。３つのセンサ部を有するリアクタユニットを示す図である。従来のリアクタユニットを用いた薬液合成装置の概略的な配管経路図である。従来のリアクタユニットを示す図である。

本発明のリアクタユニットに係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態におけるリアクタユニットが使用された薬液合成装置を示す配管経路図である。なお、本実施形態では、流体として薬液（試薬）が用いられる例を説明するが、本発明は薬液に限定されるものではなく、薬液以外の液体を化学合成、混合等行う場合にも適用することができる。

図１に示すように、薬液合成装置は、薬液が貯留される薬液タンク１と、担体（多孔質のビーズ。以下、ビーズともいう。）を収容したリアクタユニット２と、このリアクタユニット２から排出された廃液を貯留する排液タンク１１と、を備えており、それぞれ配管４で連結されている。そして、薬液タンク１からリアクタユニット２に薬液が供給されるとリアクタユニット２でビーズと薬液が接触することにより化学合成され、化学合成後の薬液が排液タンク１１に排出される。例えば、核酸を合成する場合には、リアクタユニット２内に多孔質のビーズが多数含まれており、このリアクタユニット２に薬液を順次供給しながら、脱トリチル化、カップリング、酸化、キャッピング等の処理を繰り返し行ってビーズに塩基を次々に結合させる。

薬液タンク１は、化学合成で用いる試薬を貯留するためのものである。図１の例では、複数の薬液タンク１が設けられており、それぞれの薬液タンク１が供給配管４４でリアクタユニット２と連結されている。

薬液タンク１には、加圧手段６が接続されており、この加圧手段６により薬液タンク１の薬液が送液されるように形成されている。加圧手段６は、高圧のガスが充填されているガスタンク６１と、このガスタンク６１と薬液タンク１とを連結するガス供給配管４１とを有しており、このガス供給配管４１を通じてガスタンク６１のガスを薬液タンク１に供給することができる。すなわち、ガスタンク６１のガスが供給されることにより、薬液タンク１の圧力がガスタンク６１の圧力に調節され、薬液タンク１から送液される薬液の流量を調節することができる。そして、供給配管４４、及びガス供給配管４１にはバルブ５１が設けられており、バルブ５１の開閉状態を切り替えることにより、複数の薬液から選択された薬液のみをリアクタユニット２に送液できるようになっている。なお、このガスタンク６１のガスは、薬液タンク１の薬液と反応しないガスが用いられている。

また、リアクタユニット２の下流側（流出側）には、排出された薬液等を貯留する排液タンク１１が設けられている。排液タンク１１は、リアクタユニット２と排液配管４５で連結されており、リアクタユニット２から排出された廃液が排液配管４５を通じて排液タンク１１に送液されるようになっている。

また、本実施形態の排液タンク１１は、リアクタユニット２に比べて容量が大きく形成されており、リアクタユニット２から複数回排出された場合でも貯留できる容量に形成されている。これにより、排液タンク１１が満了になったことによる交換作業の回数を減らすことができ薬液合成装置全体の稼働率低下を抑えることができる。

また、リアクタユニット２は、リアクタユニット２内に含むビーズと供給された薬液等を接触させて化学合成させる反応場を提供するものである。ここで、図２は、リアクタユニット２の外観を示す図であり、図３は、リアクタユニット２の断面図、図４は、リアクタユニット２の端部における拡大図、図５は、リアクタユニット２のケースホルダ部８とエンドキャップ部９とを分解した図である。リアクタユニット２は、図２〜図５に示すように、一方向に延びる円筒形状を有しており、薬液とビーズとを化学合成させるリアクタ本体部７と、リアクタ本体部７が挿通されるケースホルダ部８と、ケースホルダ部８の両端部に連結させて設けられるエンドキャップ部９とを有している。このリアクタユニット２は、リアクタ本体部７がケースホルダ部８に挿通された状態で、エンドキャップ部９を軸方向端部に取り付けることによって組み立てることができ、エンドキャップ部９を取り外すことにより、ケースホルダ部８からリアクタ本体部７を軸方向に引き出して容易に取り出すことができるように構成されている。

また、このリアクタユニット２が薬液合成装置で使用される場合には、一方のエンドキャップ部９に供給配管４４が接続され、他方のエンドキャップ部９に排液配管４５が接続されていることにより、供給配管４４から送液された薬液がエンドキャップ部９を通じてリアクタ本体部７に供給され、リアクタ本体部７の薬液がエンドキャップ部９から排液配管４５を通じて排出され排液タンク１１に送液されるようになっている。すなわち、供給配管４４，リアクタ本体部７、排液配管４５で送液経路が形成されている。

リアクタ本体部７は、リアクタ本体部７内に含むビーズと供給された薬液等を接触させて化学合成させるためのものである。本実施形態では、リアクタ本体部７は、一方向に延びるガラス製の円筒管が使用されており、軸方向両端部が開口した状態でケースホルダ部８及びエンドキャップ部９で保持されている。このリアクタ本体部７は、本実施形態では汎用性のあるガラス管が使用されており、ガラス管に何らかの加工を施すことなく、市販のガラス管をそのまま使用することができる。すなわち、リアクタ本体部７がシングルユースの使用であっても円筒形状のガラス管が使用することによりリアクタ本体部７にかかるコストを抑えることができる。

また、リアクタ本体部７の両端部に位置する開口端部７１（図６参照）は、軸方向に開口して配置されており、図３，図４に示すように、リアクタ本体部７は、開口端部７１がエンドキャップ部９に向かって開口した状態で配置されている。すなわち、エンドキャップ部９から供給された薬液は、一方側の開口端部７１を通じて供給され、リアクタ本体部７の薬液は、他方側の開口端部７１を通じてエンドキャップ部９から排出される。

このリアクタ本体部７は、ケースホルダ部８とエンドキャップ部９とで形成されるリアクタ本体保持部２１で保持されている。このリアクタ本体保持部２１は、ケースホルダ部８の挿通部８１と、エンドキャップ部９のリアクタ端部挿入部９１とで形成されており、これら挿通部８１とリアクタ端部挿入部９１とでリアクタ本体部７の両端部分が収容されることにより、リアクタ本体部７がケースホルダ部８内で保持されるようになっている。

ケースホルダ部８は、リアクタ本体部７の中央全体部分を覆うものであって、リアクタ本体部７を挿通させて保持するものである。ケースホルダ部８は、一方向に延びる形状を有しており、リアクタ本体部７の外周面を覆ってリアクタ本体部７を内部に収容できるように形成されている。ケースホルダ部８には、開口窓８２が形成されており、この開口窓８２から収容されたリアクタ本体部７が目視できるようになっている。すなわち、リアクタ本体部７がケースホルダ部８及びエンドキャップ部９に保持された状態で、開口窓８２からケースホルダ部８内の反応状況が確認できるようになっている。

また、ケースホルダ部８は、その両端部に挿通部８１を有している。この挿通部８１は、リアクタ本体部７の外径寸法より僅かに大きい寸法で形成されており、リアクタ本体部７が挿通されると、径方向の変位が制限される程度にリアクタ本体部７の両端部分が把持されてリアクタ本体部７を保持できるようになっている。そして、リアクタユニット２の組立時には、リアクタ本体部７を挿通部８１に容易に挿通させてリアクタ本体部７をケースホルダ部８内に収容することができ、リアクタユニット２の分解時には、挿通部８１からリアクタ本体部７を軸方向に容易に引き抜くことができる。

また、エンドキャップ部９は、リアクタ本体部７の両端部に設けられ、リアクタ本体部７と供給配管４４及び排液配管４５と接続するためのものである。本実施形態では、エンドキャップ部９は、リアクタ本体部７及び配管４が接続されるアダプタ部９２と、このアダプタ部９２の軸方向の移動を規制するナット部９３とを有している。

アダプタ部９２は、リアクタ本体部７の端部と配管４とを接続するものであり、ほぼ円筒形状の円筒部９２ａと、円筒部９２ａよりも径方向に拡径された拡径部９２ｂを有している。円筒部９２ａは、配管４と接続される部分であり、軸方向に開口する配管接続部９２ａ１が形成されている。この配管接続部９２ａ１に配管４が挿入されることにより不図示の継手及びシール等を介してアダプタ部９２と配管４とが接続される。本実施形態では、一方の円筒部９２ａが供給配管４４と接続され、他方の円筒部９２ａが排液配管４５と接続される。

また、拡径部９２ｂは、リアクタ本体部７と接続される部分であり、軸方向に開口するリアクタ端部挿入部９１が形成されている。このリアクタ端部挿入部９１は、ケースホルダ部８との対向面９ａに開口し、底壁部９１ａまで軸方向に延びる円柱形状に形成されている。このリアクタ端部挿入部９１は、リアクタ本体部７の外径よりも僅かに大きい径に形成されており、リアクタ本体部７の端部が容易に挿通できるように形成されている。すなわち、ケースホルダ部８にリアクタ本体部７が挿通された状態では、ケースホルダ部８の挿通部８１からリアクタ本体部７の端部が突出した状態になるが、この突出したリアクタ本体部７の端部をリアクタ端部挿入部９１に挿入して被せることにより、リアクタ本体部７の端部にアダプタ部９２を容易に取り付けることができる。

そして、アダプタ部９２は、連結締結部２２でケースホルダ部８と締結されるように構成されており、アダプタ部９２とケースホルダ部８とが締結された状態では、リアクタ端部挿入部９１と挿通部８１とによってリアクタ本体保持部２１が形成される。すなわち、締結された状態では、リアクタ端部挿入部９１の中心軸と、挿通部８１の中心軸とが一致するようになっており、リアクタが組み立てられた状態では、リアクタ本体部７の両端部分がリアクタ本体保持部２１で覆われることにより、リアクタ本体部７がケースホルダ部８内に収容されるようになっている。

また、配管接続部９２ａ１とリアクタ端部挿入部９１との間には、それぞれを接続する連通通路９４が形成されている。これにより、連通通路９４を通じて薬液が配管接続部９２ａ１とリアクタ端部挿入部９１とを行き来できるようになっている。したがって、供給配管４４から送液された薬液は、連通通路９４を通じてリアクタ端部挿入部９１を経てリアクタ本体部７に流入し、リアクタ本体部７から排出された薬液は、連通通路９４を通じて配管接続部９２ａ１を経て排液配管４５に排出されるようになっている。

また、リアクタ端部挿入部９１には、その開口部分に開口側から軸方向に縮径する切欠部９１ｂが形成されている。この切欠部９１ｂとケースホルダ部８の軸方向端面とで形成される領域には、Ｏリング２３（シール部材）が収容されている。このＯリング２３が軸方向に圧接されることにより、リアクタ本体部７の外周面、及び、リアクタ端部挿入部９１の内周面が密封され、リアクタ端部挿入部９１から薬液が漏れることが防止できるようになっている。

また、リアクタ本体保持部２１の外径側には、ケースホルダ部８とエンドキャップ部９とを連結して締結させる連結締結部２２が形成されている。本実施形態では、挿通部８１の外周面に形成される雄ネジ部８１ａと、ナット部９３の内周面に形成される雌ネジ部９３ａとが螺合することによって締結されるようになっている。

このナット部９３は、アダプタ部９２が軸方向に移動するのを規制して、アダプタ部９２とケースホルダ部８とを連結した状態で固定するためのものである。ナット部９３は、円環形状を有しており、軸方向に垂直な頂壁部９３ｂと、この頂壁部９３ｂから垂直に延びる周壁部９３ｃとを有している。そして、頂壁部９３ｂには、アダプタ部９２の円筒部９２ａが挿通可能な挿通孔９３ｄが形成されており、周壁部９３ｃの内周面に雌ネジ部９３ａが形成されている。この挿通孔９３ｄは、アダプタ部９２の円筒部９２ａが挿通可能であるが拡径部９２ｂは挿通できない寸法に形成されている。

すなわち、（図５を参照して、）アダプタ２の組立時には、ケースホルダ部８の挿通部８１にリアクタ本体部７を挿通させて、挿通部８１から突出したリアクタ本体部７の両端部にアダプタ部９２のリアクタ端部挿入部９１を被せる。そして、ナット部９３の挿通孔９３ｄにアダプタ部９２の円筒部９２ａを挿通させると、雄ネジ部８１ａと雌ネジ部９３ａとが当接し、ナット部９３を軸回りに回転させることにより雄ネジ部８１ａと雌ネジ部９３ａとが螺合する。そして、頂壁部９３ｂが拡径部９２ｂに当接した後、さらにナット部９３を回転させることにより、頂壁部９３ｂが拡径部９２ｂを押圧する。すなわち、拡径部９２ｂが押圧されることにより、Ｏリング２３（図４参照）が押しつぶされて、アダプタ部９２とケースホルダ部８との間に形成される隙間をなくすようにアダプタ部９２とケースホルダ部８とが接近する。これにより、Ｏリング２３が軸方向に圧接されて、拡径部９２ｂの切欠部９１ｂ（図５参照）及びリアクタ本体部７の外周面に密着することにより、それぞれの界面が密封され、アダプタ部９２とケースホルダ部８とが連結した状態で固定される。

このようにして、本実施形態の連結締結部２２では、ケースホルダ部８にリアクタ本体部７を挿通させてリアクタ本体部７の両端部にアダプタ部９２を被せた状態でナット部９３を締結することにより、容易にリアクタを組み立てることができる。また、リアクタを分解する場合には、連結締結部２２において、ナット部９３を緩めてアダプタ部９２を取り外すことにより、容易にリアクタ本体部７を取り出すことができる。

また、リアクタ本体部７の両端部には、フィルタ７５が設けられている。このフィルタ７５は、リアクタ本体部７内に不純物が侵入するのを抑えるためのものである。フィルタ７５は、略円筒形状のフィルタ本体７５ａと、このフィルタ本体７５ａよりも外径側に突出する鍔部７５ｂ１（余長部７５ｂ）とを有している（図６参照）。フィルタ７５は、リアクタ本体部７に取り付けられた状態では、リアクタ本体部７の開口端部７１にフィルタ本体７５ａが挿入され、鍔部７５ｂ１がリアクタ本体部７の開口端部７１の外側に配置される。

本実施形態では、図６に示すように、フィルタ本体７５ａは、リアクタ本体部７の内径よりも小さい径を有する先端部分から、軸方向に鍔部７５ｂ１に向かって拡径する、いわゆるテーパ形状を有しており、鍔部７５ｂ１付近では、リアクタ本体の内径よりも大きい径に形成されている。そして、鍔部７５ｂ１は、リアクタ本体部７の外径よりも大きく形成されている。したがって、リアクタ本体部７の開口端部７１にフィルタ７５を挿入すると、フィルタ本体７５ａが圧縮されつつ挿入され、最終的にリアクタ本体の開口端部７１に鍔部７５ｂ１が当接することによりフィルタ本体７５ａの挿入が停止する。そして、フィルタ７５がリアクタ本体部７に挿入された状態では、フィルタ本体７５ａがリアクタ本体部７内で圧縮されていることにより、挿入完了位置を維持できるようになっている。このように、フィルタ７５がリアクタ本体に挿入された後、その挿入完了位置を維持できるため、フィルタ７５がリアクタ本体部７の蓋として機能することができる。

すなわち、フィルタ７５が蓋として機能するため、リアクタ本体部７にビーズを詰めてケースホルダ部８及びエンドキャップ部９を組み立てる場合に、リアクタ本体部７内のビーズが溢れることなく組み立てることができる。また、生成物を生成した後、エンドキャップ部９及びケースホルダ部８を取り外して、リアクタ本体部７を取り出す場合もリアクタ本体部７内の生成物及びビーズが外側に漏れることなく取り出すことができる。そして、フィルタ７５には、リアクタ本体部７の外側に位置する鍔部７５ｂ１が形成されているため、リアクタ本体部７から生成物を取り出す際に、リアクタ本体部７に取り付けられたフィルタ７５に容易にアクセスして取り外すことができ、リアクタ本体部７内の生成物を容易に取り出すことができる。

また、フィルタ７５は、リアクタ本体部７がケースホルダ部８内に保持されてリアクタユニット２が組み立てた後であってもリアクタ本体部７から脱落することを防止できるようになっている。すなわち、図７（ａ）に示すように、リアクタユニット２が組み立てられた状態では、フィルタ７５のリアクタ本体内の軸方向寸法Ｈは、フィルタ７５からリアクタ端部挿入部９１の底壁部９１ａまでの距離Ｃに比べて大きい寸法に形成されている（Ｈ＞Ｃ）。したがって、図７（ｂ）に示すように、リアクタ本体部７から下側の配管４に向かって薬液が排出される場合、仮に送液される薬液の圧力によりフィルタ７５が下側に変位させられてフィルタ７５が脱落しそうになった場合でも、Ｈ＞Ｃの関係を満たすようにフィルタ７５が形成されているため、フィルタ７５がリアクタ本体部７の開口端部７１から脱落する前に、リアクタ端部挿入部９１の底壁部９１ａに当接し、フィルタ７５がリアクタ本体部７の開口端部７１から脱落するのを防止することができる。したがって、リアクタ本体部７を取り外す前にリアクタ本体部７内に生成された生成物及びビーズがフィルタ本体７５ａ部からこぼれ落ちる問題を抑えることができる。

また、図８に示すように、上側の配管接続部９２ａ１を通じてリアクタ端部挿入部９１に薬液が送液されると、送液される圧力によりフィルタ７５がリアクタ本体部７内に押し込められようとする。ところが、本実施形態では、フィルタ７５の鍔部７５ｂ１がリアクタ本体部７の開口端部７１に当接することにより、フィルタ７５の軸方向（リアクタ本体部７の内部側）の移動が規制されるため、フィルタ７５が取り付けられた位置を維持することができる。したがって、フィルタ７５の鍔部７５ｂ１（余長部７５ｂ）がリアクタ本体部７の開口端部７１の外側に残るため、リアクタ本体部７を取り出した際に、その残った部分を利用してフィルタ７５を容易に取り外すことができる。

また、リアクタユニット２は、図２に示すように、センサ部３を有している。このセンサ部３は、リアクタ本体部７で生じた反応状態を検出するものであり、センサ本体部３０と、センサ固定治具３１とを有している（図９参照）。具体的には、センサ部３は、反応前後で薬液の色が変化することを利用して、送液経路を照射し、送液経路で反射された反射光を受光することにより、その反射光の色情報からリアクタ本体部７で生じた反応状態を検出することができる。

センサ本体部３０は、薬液の色を検出するセンサ部分である。センサ本体部３０は、ファイバ型の光電センサが用いられており、光を照射する照射部３０ａと、薬液で反射された反射光を受光する受光部３０ｂとが一体化され、１本のファイバ線として形成されている。すなわち、照射部３０ａと受光部３０ｂとがファイバ線の先端部分に配置されており、それぞれ照射方向及び受光方向が共通になるように設定されている。そして、本実施形態では、センサ本体部３０の照射方向、及び、受光方向がリアクタ本体部７に対向するように、センサ本体部３０の先端部分（照射部３０ａ及び受光部３０ｂ）がセンサ固定治具３１に保持されて固定されている。具体的には、図３に示すように、ケースホルダ部８には、センサ本体部３０が挿通するセンサ挿通部３２が設けられており、センサ本体部３０は、センサ挿通部３２を挿通した状態でセンサ固定治具３１に保持されて固定されている。すなわち、センサ本体部３０がセンサ固定治具３１に固定された状態では、センサ挿通部３２を挿通したセンサ本体部３０の先端部分、すなわち、照射部３０ａ及び受光部３０ｂがリアクタ本体部７の側面に対向した状態でセンサ本体部３０が固定されるようになっている。図３の例では、照射部３０ａ及び受光部３０ｂがケースホルダ部８の内壁面と面一になるように固定されている。

センサ固定治具３１は、センサ本体部３０を固定するためのものである。本実施形態では、センサ固定治具３１は、図９に示すように、径方向寸法よりも軸方向寸法に短い円筒形状に形成されており、外径壁部３１ａ、内径壁部３１ｂ（内部壁）、及び、軸方向端面部３１ｃとを有している。また、センサ固定治具３１は、ケースホルダ部８を挿通させるホルダ挿通部３３と、センサ本体部３０を挿通させるセンサ挿通部３２とを有している。

ホルダ挿通部３３は、センサ固定治具３１の中心を中心位置として所定の径を有する貫通孔として内径壁部３１ｂによって形成されている。本実施形態では、ホルダ挿通部３３は、ケースホルダ部８の挿通を妨げない程度に、ケースホルダ部８の外径とほぼ同じ径に形成されている。そして、センサ固定治具３１には、治具固定穴３４が形成されており、この治具固定穴３４を利用してセンサ固定治具３１がケースホルダ部８にネジで固定されるようになっている。具体的には、治具固定穴３４が外径壁部３１ａと内径壁部３１ｂとに開口部を有するように径方向に貫通して形成されており、図９に示す例では、治具固定穴３４がほぼ等間隔に３カ所形成されている。そして、ケースホルダ部８の外径面には、軸方向ほぼ中央位置に、雌ネジ穴８３が径方向に等間隔で３カ所形成されている。したがって、センサ固定治具３１のホルダ挿通部３３にケースホルダ部８を挿通させた状態で、センサ固定治具３１の治具固定穴３４がケースホルダ部８の雌ネジ穴８３に一致するように位置合せし、それぞれの治具固定穴３４にネジを挿通させて雌ネジ穴８３と螺合させて締結することにより、センサ固定治具３１がケースホルダ部８の軸方向中央位置に固定されるようになっている。なお、センサ固定治具３１がケースホルダ部８に固定された状態では、センサ固定治具３１の内径壁部３１ｂ（内部壁）がリアクタ本体部７と僅かな隙間を有した状態で対面するように形成されている。

また、センサ挿通部３２は、センサ本体部３０を挿通させるものであり、外径壁部３１ａと内径壁部３１ｂとに開口するように径方向に貫通して形成されている。このセンサ挿通部３２は、センサ本体部３０が挿通自在となる径寸法に形成されており、センサ挿通部３２にセンサ本体部３０が挿通された状態では、センサ本体部３０の先端部分がリアクタ本体部７に対向した状態で固定されるようになっている。具体的には、センサ固定治具３１には、軸方向端面部３１ｃに開口し、センサ挿通部３２に貫通するネジ孔３５が形成されており、ネジ孔３５に止めネジを螺合させることにより、止めネジでセンサ本体部３０を押圧することにより固定できるようになっている。本実施形態では、センサ本体部３０が止めネジで固定された状態では、センサ本体部３０の照射部３０ａ及び受光部３０ｂと、センサ固定治具３１の内径壁部３１ｂとが面一になるように設定されている。

また、センサ固定治具３１の内径壁部３１ｂは、反射防止処理が施されている。本実施形態では、内径壁部３１ｂ全体が黒色で塗装されており、光が内径壁部３１ｂで反射されるのを抑えるようになっている。これにより、照射部３０ａで照射された光、及び、リアクタ本体部７で反射されて内径壁部３１ｂに到達する光が、内径壁部３１ｂで反射されることにより、受光部３０ｂで受光されるのを抑えることができる。これにより、受光部３０ｂで不要な光が受光されるのを抑え、リアクタ本体部７内の薬液で反射された光のみを受光することができるようになっている。なお、本実施形態では、内径壁部３１ｂを黒色に着色しているが、内径壁部３１ｂが光を反射しにくいように物理的な反射防止処理を施したものであってもよい。

このように、上記実施形態におけるリアクタユニットによれば、センサ部３に反射型の光電センサを用いているため、反射光の色情報から送液経路の反応状態を直接、検出することができる。例えば、核酸合成の脱トリチル反応において、反射型の光電センサを用いたセンサ部３では、センサ部３から投光された光が反応後の送液経路の薬液に反射され、その反射光を受光することにより反応状態を検出することができる。すなわち、リアクタ本体部７に薬液が供給されて供給された薬液がビーズと反応して脱トリチル化が生じると、色が変化（例えば無色から赤色）し、送液経路が赤色に変化する。この色の変化による反射光を計測することにより、色情報の違いによる反応状態を検知することができる。また、センサ部３に反射型の光電センサを用いることにより、投光部と受光部３０ｂとが同じ側に配置させることができるため、透過型の光電センサのように送液経路を挟んだ対称となる位置にそれぞれ照射部３０ａ、受光部３０ｂを配置する必要がなく、スペース的にも有利に構成することができる。

また、上記実施形態では、センサ本体部３０がリアクタ本体部７に対向する位置に設ける例について説明したが、リアクタ本体部７における反応後の送液経路（例えば、排液配管４５）であれば、どの位置に設けてもよい。この場合、送液経路は、センサ本体部３０から内部の薬液が照射できるように、少なくとも照射部３０ａの照射範囲について、送液経路内に光が透過できる透明な配管で形成する必要がある。なお、リアクタ本体部７の反応状態を直接検出できる点で、センサ本体部３０は、リアクタ本体部７に対向する位置に設けることが好ましい。

また、上記実施形態では、センサ部３を１つ設ける例について説明したが、送液経路に沿って複数設けるものであってもよい。ここで、図１０は、３つのセンサ部３を送液経路に沿って設けた例であり、センサ部３がリアクタ本体部７に対向する位置に３つ設けられている。すなわち、センサ部３が、リアクタ本体部７において、供給配管４４に近い位置、中央位置、排液配管４５に近い位置に設けられ、送液経路の沿って等間隔に設けられている。これにより、リアクタ本体部７内部における反応状態の変化を把握することができる。例えば、薬液を供給配管４４から送液されると、薬液がリアクタ本体部７に入り、供給配管４４に近い位置で反応が開始され、その位置におけるリアクタ本体内のビーズが例えば白色から赤色に変化する。これにより、供給配管４４に一番近い位置に取り付けられたセンサ部３が反応し、下流側の２つのセンサ部３は、中央位置、及び、排液配管４５に近い位置では、ビーズが白色のままであるため、センサ部３は反応しない。このように、供給配管４４に一番近い位置に取り付けられたセンサ部３のみが反応し、それ以外のセンサ部３が未反応であることにより、リアクタ本体部７内に薬液が供給され、リアクタ本体部７内の反応が開始されたと判断することができる。

その後、薬液が送液され続け、リアクタ本体部７内のビーズが反応し白色から赤色に変化すると、３つのセンサ部３がすべて反応する。その後、さらに薬液を送液し全てのビーズが赤色から白色に変化し全てのセンサ部３が反応しなくなる。これにより、リアクタ本体部７内のビーズがすべて反応したと判断することができる。

また、上記実施形態では、センサ固定治具３１が送液経路を覆う形状の場合について説明したが、受光部３０ｂで受光する光に影響がない場合には、送液経路を覆う形状でなくてもよく、センサ固定治具３１の内部壁に反射防止処理を施さないものであってもよい。また、センサ部３がセンサ固定治具３１を有する場合について説明したが、他の部材にセンサ本体部３０を直接取り付けることにより、センサ固定治具３１がない構成であってもよい。

２リアクタユニット
３センサ部
４配管（４４送液配管４５廃液配管）
７リアクタ本体部
８ケースホルダ部
３０センサ本体部
３０ａ照射部
３０ｂ受光部
３１センサ固定治具

Claims

充填された担体と送液された薬液とを反応させるリアクタ本体部と、
薬液が送液された状態で、前記リアクタ本体部で生じた反応状態を検出するセンサ部と、
を備えるリアクタユニットであって、
前記センサ部は、前記リアクタ本体部を含む反応後の送液経路を照射し、その送液経路で反射された反射光を受光することにより、前記反射光の色情報から前記リアクタ本体部の反応状態を検出することを特徴とするリアクタユニット。
前記反応後の送液経路は、前記リアクタ本体部であり、前記センサ部は、前記リアクタ本体部の反応状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のリアクタユニット。
前記センサ部は、前記反応後の送液経路に複数設けられており、前記反応後の送液経路に沿って配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアクタユニット。
前記センサ部は、前記反応後の送液経路に固定するセンサ固定治具を備えており、前記センサ固定治具は、前記反応後の送液経路を覆う形状を有しており、前記センサ固定治具が前記送液経路に固定された状態では、前記センサ部の照射部と受光部とが前記反応後の送液経路に対向する位置で固定され、前記センサ固定治具の前記送液経路に対面する内部壁には、前記センサ部の照射部から照射された光が反射されるのを抑える反射防止処理が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のリアクタユニット。