JP2023024099A - 核酸増幅装置および核酸検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に伴う検出精度の低下を軽減した核酸増幅装置を提供する。【解決手段】この核酸増幅装置１００は、第１筐体１０と、第１筐体１０の上方から設置される反応容器１１０を保持するホルダ３１と、第１筐体１０の内部に設けられ、ホルダ３１に保持された反応容器１１０に収容された試料の温度を調整する温度調整部４０と、第１筐体１０の外部に設けられ、ホルダ３１を開閉可能に覆う第２筐体２０と、第２筐体２０の内部に設けられ、ホルダ３１に保持された反応容器１１０から、核酸増幅に伴う光信号を検出する光検出部５３と、を備える。【選択図】図１

Description

新規性喪失の例外適用申請有り

本発明は、核酸増幅装置および核酸検査システムに関する。

特許文献１には、増幅核酸分子の検出用に構成された装置が開示されている。特許文献１の装置は、反応チューブを収容するための反応チューブウェルを有する加熱ブロックと、加熱ブロックを挟んだ両側に設けられた第１光源バンクおよび第２光源バンクと、加熱ブロックの底部に設けられた第１検出器バンクおよび第２検出器バンクと、を備えており、これらが光学収容部に収容されている。特許文献１の装置では、光学収容部に上部カバーをした状態で、第１光源バンクおよび第２光源バンクから加熱ブロックに収容された反応チューブに向けて光を照射し、反応チューブから出射された光を第１検出器バンクおよび第２検出器バンクによって検出している。

特表２０１６－５３７９９４号公報

上記特許文献１に開示された装置では、加熱ブロック、第１検出器バンクおよび第２検出器バンクが光学収容部に収容されているため、第１検出器バンクおよび第２検出器バンクが加熱ブロックの温度変化の影響を受けて、第１検出器バンクおよび第２検出器バンクの検出精度が低下するおそれがある。例えば、第１検出器バンクおよび第２検出器バンクの感光素子としてフォトダイオードを用いる場合、フォトダイオードの温度に依存して、高温になるほど検出信号に含まれるノイズが増大してしまう。

この発明は、温度変化に伴う検出精度の低下を軽減した核酸増幅装置および核酸検査システムを提供することに向けたものである。

上記目的を達成するため、本発明の核酸増幅装置は、図１、図３、図１１に示すように、第１筐体（１０）と、第１筐体（１０）の上方から設置される反応容器（１１０）を保持するホルダ（３１）と、第１筐体（１０）の内部に設けられ、ホルダ（３１）に保持された反応容器（１１０）に収容された試料の温度を調整する温度調整部（４０）と、第１筐体（１０）の外部に設けられ、ホルダ（３１）を開閉可能に覆う第２筐体（２０）と、第２筐体（２０）の内部に設けられ、ホルダ（３１）に保持された反応容器（１１０）から、核酸増幅に伴う光信号を検出する光検出部（５３）と、を備える。

本発明の核酸増幅装置は、第１筐体（１０）の上方から反応容器（１１０）を設置できるようにホルダ（３１）を設け、第１筐体（１０）の内部に温度調整部（４０）を設ける一方、第１筐体（１０）の外部に設けられた第２筐体（２０）の内部に光検出部（５３）を設けたので、温度調整部（４０）から光検出部（５３）への熱の伝達を抑制できる。すなわち、光検出部（５３）が、温度調整部（４０）を収容する第１筐体（１０）の外部の第２筐体（２０）の内部に設けられるので、第１筐体（１０）内で温度調整部（４０）から発生する熱の伝達が、第１筐体（１０）と第２筐体（２０）との間で抑制され、その結果、光検出部（５３）への熱の伝達が抑制される。そのため、光検出部（５３）と温度調整部（４０）とが同一の構造内に収容される場合と比較して、光検出部（５３）が温度変化の影響を受けにくくできるので、温度変化に伴う検出精度の低下を軽減できる。

本発明の核酸検査システムは、図１、図３、図１１、図１４に示すように、複数の核酸増幅装置（１００）と、複数の核酸増幅装置（１００）の各々に対して、反応容器（１１０）を搬送するロボット（２３０）と、を備え、複数の核酸増幅装置（１００）の各々は、第１筐体（１０）と、第１筐体（１０）の上方から設置される反応容器（１１０）を保持するホルダ（３１）と、第１筐体（１０）の内部に設けられ、ホルダ（３１）に保持された反応容器（１１０）に収容された試料温度を調整する温度調整部（４０）と、第１筐体（１０）の外部に設けられ、ホルダ（３１）を開閉可能に覆う第２筐体（２０）と、第２筐体（２０）の内部に設けられ、ホルダ（３１）に保持された反応容器（１１０）から、核酸増幅に伴う光信号を検出する光検出部（５３）と、を含み、複数の核酸増幅装置（１００）は、互いに隣り合うように配置され、ロボット（２３０）は、反応容器（１１０）を把持するハンド部（２３２）を有するロボットアーム部（２３１）と、ロボットアーム部（２３１）を支持する胴体部（２３３）と、を含み、反応容器（１１０）をホルダ（３１）に保持させる。

本発明の核酸検査システムでは、本発明の核酸増幅装置と同様に、第１筐体（１０）の上方から反応容器（１１０）を設置できるようにホルダ（３１）を設け、第１筐体（１０）の内部に温度調整部（４０）を設ける一方、第１筐体（１０）の外部に設けられた第２筐体（２０）の内部に光検出部（５３）を設けた核酸増幅装置（１００）を備えるので、温度変化に伴う検出精度の低下を軽減できる。

本発明によれば、温度変化に伴う検出精度の低下を軽減した核酸増幅装置および核酸検査システムを提供することができる。

核酸増幅装置の第２筐体を開放した状態を示した斜視図である。 核酸増幅装置の第２筐体を閉じた状態を示した斜視図である。 反応容器の構成例を示した模式的な斜視図である。 核酸増幅装置の長手方向に沿った断面を示した模式的な断面図である。 図４における容器セット部付近を拡大した拡大断面図である。 凹状部材を第１筐体の上面から分離させた分解斜視図である。 核酸増幅装置の短手方向に沿った断面を示した模式的な断面図である。 図７における容器セット部付近を拡大した拡大断面図である。 第１筐体を上方から見た模式的な平面図である。 ロボットのハンド部が反応容器の設置後に容器セット部から退避した状態を説明するための図である。 光検出部の構造を説明するための模式的な断面図である。 第２筐体の下面を下方から上方に向けて見た模式的な平面図である。 核酸増幅装置の制御に関わる構成を説明するためのブロック図である。 核酸検査システムの構成例を示した模式図である。 核酸検査システムの制御に関わる構成を説明するためのブロック図である。 核酸検査システムの動作例を示したフローチャートである。 核酸増幅装置の動作例を示したフローチャートである。 核酸検査システムにおける複数の核酸増幅装置の配置の第１変形例を示した図である。 核酸検査システムにおける複数の核酸増幅装置の配置の第２変形例を示した図である。 核酸検査システムにおける複数の核酸増幅装置の配置の第３変形例を示した図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

［核酸増幅装置］
まず、図１～図１３を参照して、核酸増幅装置１００について説明する。

（核酸増幅装置１００の概要）
図１に示すように、核酸増幅装置１００は、反応容器１１０（図３参照）に収容された試料に含まれる核酸を増幅し、増幅産物を検出する装置である。具体的には、核酸増幅装置１００は、検体と試薬とを含む試料を収容した反応容器１１０に対して、ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）処理を行い、検体に含有される核酸の増幅および核酸の標識を行う。核酸増幅装置１００は、増幅産物と結合した標識物質を光学的に測定する。

核酸増幅装置１００は、後述するように、複数台の核酸増幅装置１００を組み合わせた核酸検査システム３００（図１４参照）を構築するのに適した構造を有している。また、核酸増幅装置１００は、ロボット２３０のロボットアーム部２３１（図１４参照）によって、核酸増幅装置１００に対する反応容器１１０の設置および取り出しを行うのに適した構造を有する。

核酸増幅装置１００は、図４に示すように、第１筐体１０と、第１筐体１０の上方から設置される反応容器１１０（図３参照）を保持するホルダ３１と、第１筐体１０の内部に設けられ、ホルダ３１に保持された反応容器１１０に収容された試料温度を調整する温度調整部４０と、第１筐体１０の内部に設けられ、第１筐体１０内で空気流を形成する排熱部６０と、第１筐体１０の外部に設けられ、ホルダ３１を開閉可能に覆う第２筐体２０と、第２筐体２０の内部に設けられ、ホルダ３１に保持された反応容器１１０から、核酸増幅に伴う光信号を検出する光検出部５３と、を備える。

各図において、Ｘ方向およびＹ方向は、水平面内で互いに直交する方向である。Ｙ方向は、核酸増幅装置１００の前後方向である。Ｘ方向は、核酸増幅装置１００の幅方向（左右方向）である。Ｚ方向は、上下方向である。核酸増幅装置１００は、装置の幅方向（Ｘ方向）の寸法が装置の前後方向（Ｙ方向）の寸法よりも小さく、縦長の形状（前後方向に長い形状）を有する。

核酸増幅装置１００が測定対象とする試料は、被検者検体の標的核酸と、核酸を増幅するための試薬と、標的核酸を標識するためのプローブと、を含む。核酸増幅装置１００による標的核酸は、ウイルスの特定の塩基配列（標的核酸）である。検査対象のウイルスは、たとえばＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２である。標的核酸は、検査対象がＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスである場合、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスの核酸（ＲＮＡ又は人工合成ＤＮＡ）または核酸断片である。

被検者から採取される被検者検体は、唾液である。なお、被検者検体は、咽頭拭い液、鼻孔拭い液、鼻汁、喀痰、うがい液などの呼吸系由来の他の種類の検体であってもよい。また、被検者検体は、標的核酸を含むものであれば特に限定されない。

核酸を増幅するための試薬は、酵素試薬およびプライマー試薬を含む。酵素試薬は、主要成分として、ＤＮＡポリメラーゼ、ｄＮＴＰ、逆転写酵素を含む。なお、試料は、純水または緩衝液を含んでいてもよい。プローブは、標的核酸に特異的に結合する。プローブは、蛍光物質を含む蛍光プローブである。蛍光プローブが標的核酸に結合すると、標的核酸が蛍光物質により標識される。なお、試料は、標的核酸が異なる複数種類の蛍光プローブを含んでいてもよい。

（反応容器）
図３に示すように、核酸増幅装置１００に設置される反応容器１１０は、直線状に連結された複数の容器１１１を有する。反応容器１１０は、複数の容器１１１を直線状に並べて、隣り合う容器１１１の上端面の外縁部同士を連結部１１２により互いに連結して、一繋がりの帯状（ストリップ状）の構造物として形成したものである。具体的には、反応容器１１０は、８連のＰＣＲチューブストリップであり、８つの容器１１１を含む。個々の容器１１１は、液体試料を収容可能なＰＣＲチューブである。個々の容器１１１は、円筒形状を有し、一端（上端）に開口１１１ａを有し、閉塞された他端（下端）に向けて外径が縮小する先細り形状を有する。個々の容器１１１の一端には、開口１１１ａを封止するための封止体１１３が１つずつ接続されている。封止体１１３は、封止体１１３と容器１１１との接続部１１４を折り曲げることで、開口１１１ａに装着される。封止体１１３は透光性を有している。

（核酸増幅装置１００の構造）

〈第１筐体〉
図１及び図２に示すように、第１筐体１０は、前面１１および背面１２と、一対の側面１３と、上面１４および下面１５とを有する箱状の形状を有する。第１筐体１０は、内部に空間を有する。上面１４は、長方形状を有する。上面１４の後方端部に、第２筐体２０が取り付けられている。第１筐体１０は、下方向に凹んだ凹部１６を有し、凹部１６の底面には、複数のホルダ３１に対向する位置に貫通孔１７ａ（図６参照）が形成されている。下面１５には、核酸増幅装置１００を設置面に固定するための固定部材８０が設けられる。第１筐体１０は、金属材料により形成されている。第１筐体１０を構成する金属材料は、アルミニウム合金である。

前面１１および背面１２は、平面視（図９参照）で、第１筐体１０の長手方向（Ｙ方向）に対向する。前面１１および背面１２は、それぞれ第１筐体１０の上面１４の一対の短辺を構成する面である。前面１１および背面１２は、それぞれ平坦面である。

一対の側面１３は、第１筐体１０の短手方向（Ｘ方向）に対向する。一対の側面１３は、それぞれ第１筐体１０の上面１４の一対の長辺を構成する面である。一対の側面１３の各々は、平坦面である。

〈ホルダ〉
図５に示すように、複数のホルダ３１は、容器セット部３０に設けられている。容器セット部３０は、反応容器１１０を受け入れるように構成されている。容器セット部３０には、直線状に連結された複数の容器１１１を有する反応容器１１０が設置される。

容器セット部３０は、それぞれ保持孔３１ａを有する複数のホルダ３１と、複数のホルダ３１が接続された１つのベース板３１ｂとを含む。容器セット部３０は、複数のホルダ３１の下端部がそれぞれベース板３１ｂに接合されることにより、複数のホルダ３１を一体的に備えている。複数のホルダ３１およびベース板３１ｂは、高熱伝導材料により形成されており、具体的にはアルミニウム合金により構成されている。これにより、温度調整部４０からの熱が１つのベース板３１ｂを介して各々のホルダ３１に均一に伝達されるので、複数のホルダ３１の温度ばらつきを低減できる。

容器セット部３０は、温度調整部４０上に設けられている。複数のホルダ３１が、凹部１６の底面１６ａに形成された貫通孔１７ａを介して底面１６ａの上方に突出し、複数のホルダ３１が凹部１６の内部空間に収容されるように配置されている。具体的には、図６に示すように、凹部１６は、第１筐体１０の上面１４に形成された開口部１４ａを上方から覆う凹状部材１７に形成されている。凹部１６は、底面１６ａと、底面１６ａの周囲を囲む内周面１６ｂとを有する。底面１６ａに、貫通孔１７ａが形成されている。貫通孔１７ａは、複数のホルダ３１を通過させるように、長手方向（Ｙ方向）に延びる長円形状を有する。凹状部材１７が、容器セット部３０の上方から上面１４に取り付けられている。これにより、貫通孔１７ａを介して複数のホルダ３１が凹部１６内に配置される一方、ベース板３１ｂおよび温度調整部４０（図５参照）が、底面１６ａよりも下方に配置され底面１６ａにより覆われている。なお、凹状部材１７は、ねじ挿通孔１７ｃを通過したねじ部材１７ｂが開口部１４ａの縁部に設けられた取付孔１４ｂに締結されることにより、上面１４に取り付けられている。

複数のホルダ３１は、凹部１６の長手方向（Ｙ方向）に沿って配列され、反応容器１１０の複数の容器１１１をそれぞれ保持する。これにより、複数の容器１１１を複数のホルダ３１によって個別に保持できるので、保持の安定性が増大する。凹部１６内に複数のホルダ３１が配置される構成では、第２筐体２０の厚みを小さくできる。その結果、第２筐体２０の重量が増大することを抑制できるので、ロボットアーム部２３１（図１４参照）や開閉装置１０１による第２筐体２０の開閉に要求されるトルクを低減できる。なお、上面１４に凹部１６を設けずに、平坦な上面１４に複数のホルダ３１を設けてもよい。

図５に示すように、ホルダ３１は、８連の容器１１１（図３参照）に対応して、８個設けられている。それぞれのホルダ３１は、上部が開口し下部が塞がれた筒状形状を有する。すなわち、ホルダ３１は、ホルダ３１の上面に開口し、容器１１１の下部を受け入れるように凹んだ保持孔３１ａを有する。保持孔３１ａは、容器１１１の下部の外形形状に対応した内面形状を有する。ホルダ３１は、保持孔３１ａの内面が容器１１１の外表面と面接触するように容器１１１を保持する。複数のホルダ３１のそれぞれの下端部が、１枚のベース板３１ｂの上面に接続されている。

図９に示すように、平面視で、前面１１および背面１２は、それぞれ幅Ｗ１を有する。一対の側面１３は、それぞれ長さＬ１を有する。幅Ｗ１は、長さＬ１よりも小さい。上面１４は、幅Ｗ１、長さＬ１の長方形状を有する。このため、核酸増幅装置１００は、幅寸法が奥行寸法よりも小さい外形形状を有する。

上面１４に設けられた凹部１６は、平面視で、幅Ｗ２、長さＬ２を有し、上面１４よりも一回り小さい長方形状を有する。凹部１６内に配置された容器セット部３０は、長手方向（Ｙ方向）に沿って延び、反応容器１１０（図３参照）の長辺が長手方向（Ｙ方向）に沿うように、反応容器１１０を受け入れる。

容器セット部３０の複数のホルダ３１は、１つの反応容器１１０の複数の容器１１１（図３参照）をそれぞれ保持可能なように、１列設けられている。つまり、８個のホルダ３１が、長手方向に沿って直線状に配列されている。容器セット部３０は、８個のホルダ３１によって、Ｘ方向に幅Ｗ０を有し、Ｙ方向に長さＬ０を有する。

これにより、１台の核酸増幅装置１００に１つの反応容器１１０（図３参照）が設置可能となるので、核酸増幅装置１００の全幅を小さくすることができる。また、ロボット２３０（図１４参照）により反応容器１１０の設置および取り出しを自動的に行う場合に、自動化システムを容易に構築できる。

凹部１６は、短手方向（Ｘ方向）において、複数のホルダ３１と凹部１６の内周面１６ｂとの間に、複数のホルダ３１の幅Ｗ０よりも大きい空間１６ｃを有する。空間１６ｃは、Ｘ方向に距離Ｌ３を有する。凹部１６の幅Ｗ２＝Ｌ３＋Ｗ０＋Ｌ３であり、Ｌ３＞Ｗ０である。これにより、ロボット２３０により反応容器１１０の設置および取り出しを行う場合に、ロボット２３０のハンド部２３２（二点鎖線参照）が凹部１６の内周面１６ｂと接触することを抑制できる。そのため、自動化システムを容易に構築できる。凹部１６は、ハンド部２３２が容器セット部３０に対して短手方向（Ｘ方向）のどちら側に配置されてもよいように、容器セット部３０の両側方に、空間１６ｃを有する。

図１０に示すように、ロボット２３０のハンド部２３２（二点鎖線参照）は、反応容器１１０を容器セット部３０に設置した後、Ｘ方向に移動して、容器セット部３０の各ホルダ３１とハンド部２３２とが干渉しない退避位置まで退避する。空間１６ｃのＸ方向の距離Ｌ３は、ハンド部２３２の反応容器１１０を把持する部分の幅Ｗｈよりも大きい。このため、反応容器１１０の設置後にハンド部２３２が凹部１６内から離脱する場合に、ハンド部２３２の傾斜角度を変化させながら上方に引き抜く複雑で精密な動作を行うことなく、Ｘ方向の水平移動とＺ方向の並進移動との単純な組み合わせで反応容器１１０の設置およびハンド部２３２の退避が可能となる。このため、ロボット２３０による反応容器１１０の設置動作および取り出し動作の信頼性を、容易に向上させることができる。なお、測定済の反応容器１１０を容器セット部３０から取り出す場合は、上記の逆の順序で、退避位置にハンド部２３２を配置してから、容器セット部３０に向けてハンド部２３２がＸ方向に移動することにより、ハンド部２３２が反応容器１１０を取り出す動作となる。

〈温度調整部〉
図４に示すように、温度調整部４０は、第１筐体１０の内部で容器セット部３０の下方に位置する。温度調整部４０は、核酸増幅サイクルを繰り返すように反応容器１１０に収容された試料の温度を調整する。温度調整部４０は、容器セット部３０と熱的に接続されている。具体的には、温度調整部４０は、ベース板３１ｂの下面と接続された熱電素子４１（図５参照）を含む。熱電素子４１は、ペルチェ素子である。熱電素子４１は、電力供給を受けることにより、ベース板３１ｂとの接続面において放熱または吸熱するように動作する。

〈排熱部〉
図４に示すように、排熱部６０は、第１筐体１０内に設けられ、第１筐体１０内で空気流を形成する。これにより、排熱部６０は、温度調整部４０（熱電素子４１）の下面において発生した不要な熱を、核酸増幅装置１００の外部への排出するように構成されている。排熱部６０は、空冷式の冷却装置であり、第１筐体１０の前面１１に形成された吸気口１１ａを介して装置外部から空気を取り込み、第１筐体１０の背面１２に形成された排気口１２ａを介して装置外部へ空気を排出する。排熱部６０は、吸気口１１ａから排気口１２ａへ向かう長手方向（Ｙ方向）の空気流ＡＦを形成するように構成されている。図４では、空気流ＡＦを矢印で表現している。

これにより、温度調整部４０で発生する熱を、前面１１から背面１２に向かって前後方向に排出できる。そのため、複数の核酸増幅装置１００を幅方向に配列して核酸検査システム３００を構築する場合に、隣り合う核酸増幅装置１００の間隔を小さくしても、隣り合う核酸増幅装置１００に向けて熱が排出されることを防止できる。

なお、吸気口１１ａは、図１および図２に示したように、第１筐体１０の前面１１に、外周部を除く略全体に亘って多数形成されている。吸気口１１ａは、前面１１を構成する外装板を厚み方向に貫通するパンチ孔である。前面１１には、多数の小径の吸気口１１ａが規則的に配列されている。

図４に示すように、排気口１２ａも吸気口１１ａと同様に、背面１２を構成する外装板を厚み方向に貫通するパンチ孔である。背面１２には、多数の小径の排気口１２ａが規則的に配列されている。

排熱部６０は、ヒートシンク６１と第１ファン６２とを含む。ヒートシンク６１は、温度調整部４０の下方に配置されている。具体的には、ヒートシンク６１は、熱電素子４１の下面と熱的に接続されている。図５に示したように、ヒートシンク６１の上面に熱電素子４１が設置され、熱電素子４１の上面に容器セット部３０のベース板３１ｂが設置されている。ヒートシンク６１の上面上には、ヒートシンク６１の上面の外周縁に沿って熱電素子４１およびベース板３１ｂの周囲を取り囲むように、環状の断熱部材６４（図６参照）が設けられている。

ヒートシンク６１は、長手方向に延びる筒状形状を有する。つまり、ヒートシンク６１は、図７に示すように、周壁６１ａと、周壁６１ａの内面によって区画された長手方向に延びる貫通孔を有している。ヒートシンク６１は、周壁６１ａの内面から、中央側に向けて突出する放熱フィン６１ｂを有する。ヒートシンク６１は、アルミニウム合金の高熱伝導材料により形成されている。

図４に戻り、第１ファン６２は、ヒートシンク６１と前面１１との間に設けられた送風機である。具体的は、第１ファン６２は、ヒートシンク６１の前面１１側の端面に取り付けられ、ヒートシンク６１の端面開口を覆うように設けられている。これにより、第１ファン６２は、筒状のヒートシンク６１の内部に空気を送り込む。

これにより、温度調整部４０で生じた熱を、筒状のヒートシンク６１の内部を通過する空気流ＡＦによって排出できる。このため、排熱を背面１２側へ集中的に放出できる。また、一対の側面１３とヒートシンク６１の外面との間に熱が放出されにくくなるので、隣り合う核酸増幅装置１００の間での熱伝達を効果的に抑制できる。

また、排熱部６０は、ヒートシンク６１と背面１２との間に設けられた第２ファン６３をさらに含んでいる。第２ファン６３は、ヒートシンク６１の内部を通過して背面１２側へ送られた空気を、排気口１２ａへ向けて送風する。

これにより、第１ファン６２によって吸気口１１ａからヒートシンク６１内に空気を送り込み、第２ファン６３によってヒートシンク６１内から排気口１２ａへ空気を送り出すことができる。この結果、より効率的に排熱を装置外へ放出できる。

なお、ヒートシンク６１の下方には、温度コントローラ９２が設けられている。温度コントローラ９２は、温度調整部４０と、後述する加温機構２９（図８参照）とを制御する機能を有する。

図７に示すように、容器セット部３０、ヒートシンク６１および第１ファン６２（図４参照）は、組立体（サブアッセンブリ）として構成されている。この組立体は、Ｘ方向の両側に設けられた一対の支持板７０に取り付けられている。一対の支持板７０は、第１筐体１０の一対の側面１３に沿って、Ｚ方向およびＹ方向に延びる。

Ｘ１側の支持板７０とＸ１側の側面１３との間、および、Ｘ２側の支持板７０とＸ２側の側面１３との間には、それぞれの側面１３に沿って長手方向に延びる空間が形成されている。これらの空間を利用して、核酸増幅装置１００の制御回路が設置されている。

たとえば、光測定部５０を制御する制御部９０（図１３参照）が、排熱部６０と、一対の側面１３の少なくとも一方との間に配置されている。具体的には、一対の支持板７０の各々の外側（側面１３と対向する側）の面に、それぞれ制御用の基板７１が組み付けられている。基板７１は、一対の側面１３に沿って延びる回路基板である。一対の支持板７０の各々に組み付けられた複数の基板７１に、光測定部５０を制御する制御部９０（図１３参照）、記憶部９１（図１３参照）、通信インターフェース９３（図１３参照）などが個別に実装されている。

このように、温度調整部４０および排熱部６０が上下に並んでＹ方向に延びる配置になることを利用し、温度調整部４０および排熱部６０の構造体と側面１３との間のスペースに配置した基板７１に制御部９０を設けることができる。このため、全幅を低減した第１筐体１０内に水平方向に沿って基板を設置する場合、十分な設置面積を確保しにくいのに対して、側面１３に沿って基板７１を配置することによって、省スペースでありながら容易に制御部９０の設置面積を確保できる。

なお、核酸増幅装置１００に排熱部６０を設けなくてもよい。

〈第２筐体〉
次に、図１及び図２を参照し、第２筐体２０の構造を説明する。第２筐体２０は、箱体２４と、光測定部５０と、押圧部２５とを備える。第２筐体２０は、第１筐体１０の上面１４を覆う板ではなく、光測定部５０を収容する内部空間を有する。つまり、第１筐体１０が下部ケース、第２筐体２０が上部ケースとなっている。なお、以下の説明において、各部の位置は、第２筐体２０が閉じられた状態を前提とする。

第２筐体２０は、第１筐体１０の外部に設けられており、容器セット部３０を開閉可能に覆う。第２筐体２０は、第１筐体１０の上面１４上に設けられている。第２筐体２０は、容器セット部３０を覆う位置から移動されることにより容器セット部３０を開放し、容器セット部３０を核酸増幅装置１００の外部に露出させる。第２筐体２０は、容器セット部３０を開放する位置から移動されることにより容器セット部３０を覆い、容器セット部３０に設置された反応容器１１０を核酸増幅装置１００の内部に収容させる。

図４に示すように、箱体２４は、略直方体の形状を有し、内部に収容空間を有する。光測定部５０は、箱体２４の内部の収容空間に収容される。また、第２筐体２０は、ホルダ３１を覆う状態でホルダ３１と光検出部５３との間に配置された放熱部材２２を含む。放熱部材２２は、高い熱伝導率を有する金属材料により形成されている。放熱部材２２を構成する金属材料は、具体的には、アルミニウム合金である。これにより、温度調整部４０によって加温されたホルダ３１の熱が第２筐体２０に伝達されるとき、伝達された熱が放熱部材２２によって分散されるため、熱が光検出部５３に伝達されることを抑制できる。

図４の例では、箱体２４の第１筐体１０側の表面が、放熱部材２２により構成されている。つまり、放熱部材２２は、箱体２４の下面を構成する下面板である。光検出部５３を含む光測定部５０が、第２筐体２０の下面を構成する放熱部材２２の上に設置されている。放熱部材２２は、箱体２４の下面板であるため、第２筐体２０の第１筐体１０側の表面（下面）の全体を構成している。このため、第１筐体１０側から第２筐体２０に伝達される熱を、すべて放熱部材２２に入力できる。そして、第２筐体２０に占める放熱部材２２の面積が大きいので、第１筐体１０側から伝達される熱を効果的に分散させることができる。

また、本実施形態では、放熱部材２２のみならず、箱体２４の全体が、放熱部材２２と同じ高熱伝導率の金属材料によって形成されている。これにより、箱体２４の全体が放熱部材として機能する。入熱を箱体２４の全体に分散させることができるので、光検出部５３を含む光測定部５０の温度上昇を効果的に抑制できる。

押圧部２５は、箱体２４の下面の外部側に取り付けられ、第１筐体１０の容器セット部３０に設置された反応容器１１０を下方に向けて押圧する。つまり、押圧部２５は、箱体２４の外部で放熱部材２２の下面側に設けられている。押圧部２５は、第１筐体１０の凹部１６と対向する位置に設けられている。第２筐体２０の平面形状は、後述する取手部２１を除いて、第１筐体１０の上面１４の形状と略一致する。つまり、第２筐体２０は、第１筐体１０の上面１４の全体を覆うように構成されている。

第２筐体２０は、背面１２側の端部２０ａにおいて第１筐体１０に接続され、背面１２側の端部２０ａを中心に上下方向に回動可能に設けられている。これにより、第２筐体２０を回動させることにより、第１筐体１０の上面１４の広い範囲が露出するように第２筐体２０を開放できる。このため、ロボットアーム部２３１（図１４参照）により反応容器１１０を容器セット部３０に設置させる場合に、第２筐体２０が設置動作の邪魔になりにくくできる。そのため、ロボットアーム部２３１の動作を単純化することができるので、核酸検査システム３００の構築を容易に行える。

第２筐体２０は、前面１１側の端部２０ｂに、前面１１よりも前側へ突出するように設けられた取手部２１を更に有する。これにより、ロボットアーム部２３１（図１４参照）や作業者が取手部２１を把持して第２筐体２０を開閉することができる。そのため、ロボットアーム部２３１による開閉が容易なだけでなく、メンテナンスを行う作業者にとっても開閉が容易となるので作業性を向上させることができる。

なお、図２の例のように、核酸増幅装置１００には、第２筐体２０を開閉する開閉装置１０１を接続することができる。開閉装置１０１は、核酸増幅装置１００の背面１２側に設置され、取手部２１に接続されたレバー１０１ａを有する。開閉装置１０１は、駆動部によりレバー１０１ａを動作させることにより、第２筐体２０を回動させて第２筐体２０を開閉する。この構成によれば、開放状態の第２筐体２０の取手部２１にロボットアーム部２３１（図１４参照）が届かないような離れた位置にも核酸増幅装置１００を設置できる。また、ロボットアーム部２３１によって開閉動作を行わずに済むので、検体の処理効率の向上を図ることができる。

第２筐体２０は、上面１４を覆う状態で、磁力により第２筐体２０を第１筐体１０に固定する磁石２３を備えている。図１２では、磁石２３は、第２筐体２０の放熱部材２２における前面側の端部２０ｂの近傍に設けられている。磁石２３は、磁力によって上面１４を吸着し、第２筐体２０の前面側の端部２０ｂを第１筐体１０の上面１４に向けて押圧する。これにより、第２筐体２０が閉じられた状態を維持する。第２筐体２０の前面側の端部２０ｂを上方向に回動させる力が、磁石２３による吸着力を上回ると、第２筐体２０が上方向に回動されて第２筐体２０が開放される。

これにより、機械的なロック機構を設けることなく、磁力を用いた吸着によって第２筐体２０を固定できる。そのため、第２筐体２０の開閉のためにロック機構を制御する必要がなく、ロボット２３０（図１４参照）が解除スイッチを操作する必要もない。そのため、ロボット２３０を用いて反応容器１１０を出し入れするための構成を簡素化しつつ、反応容器１１０の出し入れ制御の信頼性を高めることができる。

図７に示すように、押圧部２５は、第２筐体２０がホルダ３１を覆う状態で、ホルダ３１と上下方向に対向するように箱体２４に設けられている。押圧部２５により反応容器１１０に加えられる押圧力により、反応容器１１０の８個の容器１１１（図８参照）の各々が、対応する８個のホルダ３１内に向けて押圧される。

これにより、反応容器１１０の個々の容器１１１を、容器セット部３０のそれぞれのホルダ３１内に押圧できるので、反応容器１１０の複数の容器１１１をホルダ３１の適正位置に確実に配置できる。また、個々の容器１１１が、ホルダ３１の保持孔３１ａの内面に押し付けられるので、温度調整部４０からの熱を、ベース板３１ｂおよびホルダ３１を介して容器１１１へ効率的に伝導させることができる。

図８に示すように、押圧部２５は、箱体２４から、第１筐体１０の凹部１６の内部へ突出するように設けられている。押圧部２５は、箱体２４の放熱部材２２から吊り下げられるように、放熱部材２２に取り付けられている。第２筐体２０が閉じられた状態で、押圧部２５は、凹部１６の内側に収容される。

押圧部２５は、ホルダ３１の上方および周囲を覆うカバー部２６と、カバー部２６に挿通された支持ピン２７と、カバー部２６を付勢する付勢部材２８と、を含む。

カバー部２６は、長手方向（Ｙ方向）に延びて、８個のホルダ３１（図５参照）の上方を覆う。カバー部２６は、ホルダ３１と対向する下面側に、上方へ向けて凹む第２凹部２６ａを有する。カバー部２６は、８個のホルダ３１を第２凹部２６ａの内側に収容するように設けられている。これにより、８個のホルダ３１は、上方および周囲をカバー部２６の第２凹部２６ａの内面によって取り囲まれている。カバー部２６（図１２参照）の四隅に貫通孔（図８参照）が設けられており、それぞれの貫通孔に１つずつ支持ピン２７が挿入されている。

図８に示すように、それぞれの支持ピン２７は、上端部が箱体２４の放熱部材２２に固定されている。支持ピン２７の下端部は、カバー部２６を通過してカバー部２６の下側に位置し、抜け止めのためのストッパ２７ａが設けられている。これにより、カバー部２６は、支持ピン２７に沿ってストローク可能なように保持されている。

付勢部材２８は、箱体２４の放熱部材２２とカバー部２６との間に配置され、カバー部２６を放熱部材２２から離れる方向に付勢している。これにより、カバー部２６が、支持ピン２７に沿って、放熱部材２２と対向する容器セット部３０に向けて付勢されている。付勢部材２８は、筒状のコイルばねであり、コイルばねの内側に支持ピン２７が挿入されている。

これにより、カバー部２６は、付勢部材２８によって、ストッパ２７ａと当接する下限位置に向けて付勢されている。容器セット部３０に反応容器１１０が設置されている場合、図８に示すように、カバー部２６の下面が容器１１１の上面（封止体１１３）と接触し、各容器１１１によって、カバー部２６が付勢部材２８の付勢力に抗して上方向に押し返される。この結果、付勢部材２８の付勢力が反応容器１１０に作用して、反応容器１１０が容器セット部３０に向けて押圧される。

また、押圧部２５は、カバー部２６を加温する加温機構２９を含む。加温機構２９は、たとえば棒状のカートリッジヒーターを有し、カバー部２６内に形成された設置孔に挿入されている。加温機構２９は、発熱によりカバー部２６を所定温度に加温する。このため、容器セット部３０に設置された反応容器１１０は、上側からカバー部２６を介して加温された状態で、下側から温度調整部４０により温度が調整される。

これにより、容器セット部３０に設置された反応容器１１０の上部を、押圧部２５を用いて加温することができる。すなわち、容器セット部３０の下方の温度調整部４０によって反応容器１１０が加温された場合に、反応容器１１０内の下部と上部とで温度差が大きくなると、反応容器１１０の内部が結露することにより光検出の妨げとなる可能性がある。押圧部２５によって反応容器１１０内に温度差が形成されるのを抑制できるので、反応容器１１０内の結露を防止できる。また、反応容器１１０を覆うカバー部２６により、凹部１６内に保温空間（第２凹部２６ａの内部空間）を形成できるので、反応容器１１０から周囲の雰囲気への放熱による試料の温度低下を効果的に抑制できる。

一方、カバー部２６は、付勢部材２８によって放熱部材２２から離れる方向に付勢されており、放熱部材２２から離れた位置で反応容器１１０を押圧する。このため、加温機構２９の熱がカバー部２６から放熱部材２２に直接伝わることが防止される。加温機構２９の熱は、接触面積の小さい支持ピン２７の部分でのみ、放熱部材２２に伝わる。このように発熱源である加温機構２９を有する押圧部２５を第２筐体２０から吊り下げ支持する構成によって、第２筐体２０内の光検出部５３への熱伝導を抑制しつつ、反応容器１１０の上部の加温が可能となる。

なお、図５に示すように、押圧部２５は、光検出部５３とホルダ３１との間に配置され、反応容器１１０からの光信号を通過させる貫通孔２６ｂを有する。貫通孔２６ｂは、容器セット部３０の８個のホルダ３１の直上位置に１つずつ、合計８個形成されている。これにより、第２筐体２０に光測定部５０および押圧部２５を設ける構成でも、貫通孔２６ｂを介して、光測定部５０の光検出部５３（図１１参照）による光信号の検出ができる。光測定部５０の対物レンズ５４ｅ（図１１参照）から出射される励起光は、放熱部材２２の貫通孔２２ａと押圧部２５の貫通孔２６ｂとを通って容器１１１に照射され、容器１１１の封止体１１３を透過して容器１１１内の試料に到達する。容器１１１内の試料から出射される蛍光は、容器１１１の封止体１１３を透過し、押圧部２５の貫通孔２６ｂと、放熱部材２２の貫通孔２２ａとを通って、光測定部５０の対物レンズ５４ｅに入射する。

図１２に示すように、カバー部２６の第２凹部２６ａは、８個の貫通孔２６ｂを取り囲むように設けられている。第２凹部２６ａは、Ｘ方向に幅Ｗ４、Ｙ方向に長さＬ４を有しており、幅Ｗ４は、凹部１６の幅Ｗ２（図９参照）よりも小さく、８個のホルダ３１の幅Ｗ０（図９参照）よりも大きい。長さＬ４は、凹部１６の長さＬ２（図９参照）よりも小さく、８個のホルダ３１の長さＬ０（図９参照）よりも大きい。

〈光測定部（光検出部）〉
図７に示すように、光測定部５０は、箱体２４の放熱部材２２の上に設置されている。

光測定部５０は、容器セット部３０に設置された反応容器１１０の各々の容器１１１から、核酸増幅に伴う光信号を検出する光検出部５３（図１１参照）を含んでいる。光検出部５３は、第２筐体２０が閉じられた状態で、容器セット部３０と上下に対向するように配置されている。

図１１に示すように、光測定部５０は、反応容器１１０に収容された試料中の標的核酸を検出するために光を照射する第１光源５１と、反応容器１１０中の検体の有無を検出するために光を照射する第２光源５２と、反応容器１１０から出射された光を検出する光検出部５３と、を含む。

これにより、第１光源５１、第２光源５２および光検出部５３のそれぞれを第１筐体１０とは別に第２筐体２０の内部に集約することができる。これにより、第１筐体１０が大型化することを抑制できるとともに、第１筐体１０に設けられた温度調整部４０および排熱部６０からの熱が光検出部５３に影響することを抑制でき、温度変化に伴う光検出部５３の検出精度の低下を軽減できる。また、後述するように第１光源５１および第２光源５２が半導体発光素子により構成される場合、半導体発光素子には温度に依存して光量が変動し、高温にさらされると劣化が促進されるという特性がある。そのため、第１光源５１および第２光源５２が収容された第２筐体２０自体が熱源である温度調整部４０から隔離されることで、温度変動に伴う光量変動や素子の劣化が抑制できる。

光測定部５０は、第１光源５１、第２光源５２および光検出部５３と、光学系５４とをケース５５に組み付けた組立体（サブアッセンブリ）として構成されている。ケース５５は遮光性を有し、ケース５５の内部に光学系５４を組み付けるための光路空間が設けられている。

第１光源５１は、第１波長の励起光λ１を出射する。第１光源５１は、半導体発光素子からなり、具体的にはＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）により構成される。第１光源５１から出射される励起光λ１は、試料中の第１蛍光プローブが標的核酸と結合している場合に、第１蛍光プローブの蛍光物質を励起して第３波長の蛍光λ３を生じさせる。第１波長は、第１蛍光プローブの蛍光物質の吸収波長に合わせて設定されている。蛍光物質はたとえばＦＡＭ（登録商標）であり、第１波長の励起光λ１は、約４９５ｎｍの青色光である。蛍光λ３の第３波長は、中心波長で約５２０ｎｍである。第１蛍光プローブの標的核酸は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスのＲＮＡである。

第１光源５１から出射された励起光λ１は、レンズ５４ａを通過し、第１ミラー５４ｂで反射され、光学フィルタ５４ｃを通って第２ミラー５４ｄに照射される。励起光λ１は、第２ミラー５４ｄで反射され、対物レンズ５４ｅを通って、容器１１１中の試料へ向けて出射される。

第２光源５２は、第２波長の励起光λ２を出射する。第２光源５２は、半導体発光素子からなり、具体的にはＬＥＤにより構成される。第２光源５２から出射される励起光λ２は、試料中の第２蛍光プローブが内部参照用の標的核酸と結合している場合に、第２蛍光プローブの蛍光物質を励起して第４波長の蛍光λ４を生じさせる。第２波長は、第２蛍光プローブの蛍光物質の吸収波長に合わせて設定されている。蛍光物質はＨＥＸ（登録商標）であり、第２波長は約５３５ｎｍの緑色光である。蛍光λ４の第４波長は、中心波長で約５５３ｎｍである。第２蛍光プローブの標的核酸は、ヒトβ２ミクログロブリンのＲＮＡである。

第２光源５２から出射された励起光λ２は、レンズ５４ｆおよび第１ミラー５４ｂを透過し、光学フィルタ５４ｃを通って第２ミラー５４ｄに照射される。励起光λ２は、第２ミラー５４ｄで反射され、対物レンズ５４ｅを通って、容器１１１中の試料へ向けて出射される。光学フィルタ５４ｃは、第１波長（約４９５ｎｍ）および第２波長（約５３５ｎｍ）の光を透過する。光学フィルタ５４ｃは、励起光により生じる蛍光と同じ波長の光を吸収する。つまり、光学フィルタ５４ｃは、第３波長（約５２０ｎｍ）の光および第４波長（約５５３ｎｍ）の光を少なくとも吸収する。

光検出部５３は、半導体光検出素子からなり、具体的にはＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）により構成されている。光検出部５３は、第１蛍光プローブの蛍光物質が発生する蛍光λ３を検出する。第１蛍光プローブの蛍光強度は、第１蛍光プローブと結合した標的核酸の量を反映するため、光検出部５３は、第１蛍光プローブの蛍光物質が発生する蛍光λ３を、標的核酸の存在量を示す光信号として検出する。光検出部５３は、第２蛍光プローブの蛍光物質が発生する蛍光λ４を検出する。第２蛍光プローブの蛍光強度は、第２蛍光プローブと結合した標的核酸の量を反映するため、光検出部５３は、蛍光λ４を、検体中の標的核酸の存在量を示す光信号として検出する。なお、光検出部５３は、光電子増倍管や光電管であってもよい。

容器１１１中の試料から出射された蛍光λ３、λ４は、対物レンズ５４ｅを通り、第２ミラー５４ｄに照射される。蛍光λ３、λ４は、第２ミラー５４ｄを透過し、光学フィルタ５４ｇおよびレンズ５４ｈを通って光検出部５３に照射される。光検出部５３は、受光した蛍光の強度に応じた電気信号を出力する。光学フィルタ５４ｇは、励起光λ１に対応する蛍光λ３（約５２０ｎｍ）、および、励起光λ２に対応する蛍光λ４（約５５３ｎｍ）を透過する。光学フィルタ５４ｇは、各励起光λ１、λ２と同じ波長の光を吸収する。光学フィルタ５４ｇは、第１波長（約４９５ｎｍ）の光および第２波長（約５３５ｎｍ）の光を少なくとも吸収する。

光測定部５０の光学系５４は、これらのレンズ５４ａ、レンズ５４ｆ、レンズ５４ｈ、第１ミラー５４ｂ、第２ミラー５４ｄ、光学フィルタ５４ｃ、光学フィルタ５４ｇ、および対物レンズ５４ｅを含む。

光測定部５０は、容器セット部３０の８個のホルダ３１に対して、第１光源５１、第２光源５２、光検出部５３および光学系５４を、１セットずつ含む。つまり、光測定部５０は、第１光源５１、第２光源５２、光検出部５３および光学系５４をそれぞれ８個ずつ備えている。ケース５５には、図１１に示した構造が、長手方向に沿って８セット、設けられている。なお、第２筐体２０の放熱部材２２には、それぞれの対物レンズ５４ｅの位置に、励起光および蛍光を通過させるための貫通孔２２ａが設けられている。

〈核酸増幅装置１００の制御に関わる構成〉
図１３に示すように、核酸増幅装置１００は、制御部９０と、記憶部９１と、温度コントローラ９２と、通信インターフェース９３とを備える。

制御部９０は、核酸増幅装置１００の各部を制御する機能を有する。制御部９０は、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのプロセッサにより構成されている。プロセッサが、記憶部９１に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を実行することにより、核酸増幅装置１００を制御する制御部９０として機能する。

制御部９０は、通信インターフェース９３を介して、測定処理を開始するための測定開始通知を受け付ける。制御部９０は、測定開始通知に応じて、温度調整部４０によるサーマルサイクル処理の制御、および、光測定部５０による光信号の検出動作の制御をそれぞれ実行する。

測定処理は、サイクル毎の核酸増幅量を時系列的に測定するリアルタイムＰＣＲ処理である。制御部９０は、温度調整部４０により１サイクルの温度調整を行う度に、光測定部５０から蛍光強度の測定データを収集する。したがって、測定データは、サイクル毎の蛍光強度の時系列データ群である。制御部９０は、サイクル毎に収集した測定データを解析し、増幅曲線の立ち上がりサイクル数（Ｃｔ値）を算出する。制御部９０は、増幅曲線における蛍光強度が閾値を超えたときのサイクル数に基づいてＣｔ値を算出する。閾値は、蛍光強度のベースラインシグナルに対して有意な増加が見られるシグナルレベルに予め設定されている。

制御部９０は、時系列の測定データ群と、算出したＣｔ値とを、通信インターフェース９３を介して接続された外部装置（後述するＰＣＲ制御部２６０、図１４参照）に送信する。測定処理は、容器セット部３０に設置された反応容器１１０が有する複数（８個）の容器１１１に収容された試料それぞれに対して、実行される。その結果、制御部９０は、１回の測定処理で、８検体のそれぞれについて、時系列の測定データ群とＣｔ値とを含む測定結果を生成し、８個の測定結果を含む測定結果データセットを送信する。

記憶部９１は、プロセッサが実行するためのプログラム、測定処理に用いられる各種の設定情報、および、測定処理により生成された測定結果を記憶する。記憶部９１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等により構成される。

温度コントローラ９２は、サーマルサイクル処理を実行するように温度調整部４０を駆動する。温度コントローラ９２は、制御部９０の制御下で、予め設定された温度変化条件に従って、熱電素子４１を駆動する。サーマルサイクル処理は、所定の周期で反応容器１１０を加温および冷却する核酸増幅サイクルを繰り返す処理であり、たとえば、９５℃に加温して６０℃に冷却する核酸増幅サイクルが４５回行われる。なお、容器セット部３０の温度は、温度センサによって検出される。また、温度コントローラ９２は、測定処理の間、押圧部２５に設けられた加温機構２９を駆動し、カバー部２６を所定温度に維持する。所定温度は、たとえば１００℃である。カバー部２６は、サーマルサイクルによる容器セット部３０の調整温度以上の温度に維持される。温度コントローラ９２は、測定処理の間、排熱部６０の第１ファン６２および第２ファン６３を駆動する。

通信インターフェース９３は、外部装置との通信を行う。通信インターフェース９３は、たとえばイーサネット通信モジュールである。通信インターフェース９３は、第１筐体１０の背面１２に設けられた接続コネクタを介して、核酸増幅装置１００の外部に設置される外部装置（ＰＣＲ制御部２６０、図１４参照）と有線接続できる。

なお、本実施形態では、核酸増幅装置１００は、液晶ディスプレイからなる表示部を備えていないディスプレイレス型の装置である。核酸増幅装置１００は、タッチパネルや操作キーなどの操作入力部を備えていない。上記の通り、核酸増幅装置１００は、通信インターフェース９３を介して測定コマンドが入力されることにより、測定動作を開始し、通信インターフェース９３を介して測定結果を送信するように構成されている。これにより、通信インターフェース９３を介して、核酸増幅装置１００に対する操作、設定入力を全て外部装置によって行えるので、核酸増幅装置１００に表示部や多数の操作キーを設けずに済む。その結果、核酸増幅装置１００をより効果的に小型化することができる。

以上のように、本実施形態の核酸増幅装置１００は、第１筐体１０の上方から反応容器１１０を設置できるように容器セット部３０を設け、第１筐体１０の内部に温度調整部４０を設ける一方、第１筐体１０の外部に設けられた第２筐体２０の内部に光検出部５３を設けたので、温度調整部４０から光検出部５３への熱の伝達を抑制できる。すなわち、光検出部５３が、温度調整部４０を収容する第１筐体１０の外部の第２筐体２０の内部に設けられるので、第１筐体１０内で温度調整部４０から発生する熱の伝達が、第１筐体１０と第２筐体２０との間で抑制され、その結果、光検出部５３への熱の伝達が抑制される。そのため、光検出部５３と温度調整部４０とが同一の構造内に収容される場合と比較して、光検出部５３が温度変化の影響を受けにくくできるので、温度変化に伴う検出精度の低下を軽減できる。

［核酸検査システム］
次に、図１４および図１５を参照して、本実施形態の核酸増幅装置１００を用いて構築される核酸検査システム３００について説明する。

核酸検査システム３００は、検体と試薬とから試料を作製し、反応容器１１０に分注する試料作製ロボット２１０と、複数の核酸増幅装置１００から構成された測定部２２０と、試料作製ロボット２１０によって準備された反応容器１１０を測定部２２０の核酸増幅装置１００に搬送する測定ロボット２３０と、を備える。核酸検査システム３００は、各ロボットを制御するロボット制御部２５０と、核酸増幅装置１００を制御するＰＣＲ制御部２６０と、核酸検査システム３００の全体の動作を制御するシステム制御部２４０とを主として備える。

核酸検査システム３００は、空港や駅などの公共交通施設、介護施設、災害避難所などの様々な施設に設置することが想定されている。一例として、核酸検査システム３００は、空港に設置され、飛行機に搭乗予定の被検者から採取された検体について、全自動でウイルス検査を行う。

〈試料作製ロボット〉
試料作製ロボット２１０は、ロボット制御部２５０による制御の下、複数の検体の各々から複数の試料を調製する。また、試料作製ロボット２１０は、陽性および／または陰性の対照試料を調製する。試料作製ロボット２１０は、調製した試料を、反応容器１１０の複数（８個）の容器１１１に、分注する。反応容器１１０の個々の容器１１１には、異なる検体から調製された試料が分注される。反応容器１１０に含まれる１つ以上の容器１１１には、検査試料の他に対照試料が分注されうる。

被検者検体は、前処理により被検者から採取された唾液に含まれる核酸が抽出された核酸抽出液の状態で、核酸検査システム３００に供給される。被検者検体は、ウェルプレート１２０に収容された状態で、コンベアベルト２７１により核酸検査システム３００に供給される。コンベアベルト２７１には、検査依頼の発生に応じて１つ以上のウェルプレート１２０が順次供給される。ウェルプレート１２０は、複数のウェルを有し、各ウェルには被検者検体がそれぞれ個別に収容されている。１枚のウェルプレート１２０には、複数人の被検者検体が収容される。

試料作製ロボット２１０は、多関節ロボットである。試料作製ロボット２１０は、ロボットアーム部２１１を備え、ロボットアーム部２１１の先端にハンド部２１２を備える。ハンド部２１２は、ツールとしてシリンジポンプを備え、ノズルチップ保管部２７４にあるノズルチップを先端に着脱自在に取り付けることができる。試料作製ロボット２１０は、ノズルチップを装着したハンド部２１２により、試料の分取および分取した試料の分注ができる。

核酸検査システム３００は、試料作製ロボット２１０の周囲に、コンベアベルト２７１と、試薬保管部２７２と、対照検体保管部２７３と、ノズルチップ保管部２７４と、反応容器置き場２７５とを備える。

コンベアベルト２７１は、ベルト駆動装置２７１ａによって駆動されることにより、被検者検体としての核酸抽出液を複数収容したウェルプレート１２０を、試料作製ロボット２１０が移動可能な位置まで搬送する。ウェルプレート１２０には、例えば９６個のウェルが設けられている。

試薬保管部２７２は、酵素試薬を保管する冷凍庫、およびプライマー試薬を保管する冷蔵庫を含む。試薬保管部２７２は、酵素試薬を収容した酵素試薬容器と、プライマー試薬を収容したプライマー試薬容器を保管する。試料作製ロボット２１０は、酵素試薬容器とプライマー試薬容器から、それぞれ所定量の試薬を分取することにより、試料セットの作製に用いる試薬を調製する。

対照検体保管部２７３は、対照検体（陽性対照および陰性対照）を保管する冷蔵庫を含む。陽性対照は、既知濃度の標的核酸を含む。陰性対照は、標的核酸を含まない検体であり、例えば純水または緩衝液である。

ノズルチップ保管部２７４は、試料作製ロボット２１０がロボットアーム部２１１の先端のハンド部２１２に着脱可能な複数のノズルチップを保管する。ノズルチップはディスポーザブルな材料からなり、試料作製ロボット２１０による使用後に廃棄される。

反応容器置き場２７５は、試料作製ロボット２１０と測定ロボット２３０の間に配置され、反応容器１１０を複数保持する。

試料作製ロボット２１０は、コンベアベルト２７１により供給されるウェルプレート１２０から所定量の被検者検体を分取し、分取した被検者検体と試薬とを混合して検査試料を調製する。なお、対照試料を調製する場合、既知濃度の標的核酸を含む対照検体から対照試料が調製される。試料作製ロボット２１０は、調製した複数の試料を反応容器１１０の８個の容器１１１の１つ１つに分注する。したがって、対照試料も含めて８検体分の複数の試料が、１単位の試料セットとして、反応容器１１０の個々の容器１１１に分注される。

試料作製ロボット２１０は、反応容器１１０の容器１１１に被検者検体と混合試薬とを分注して混合することで、検査試料を調製する。試料作製ロボット２１０は、同様に、反応容器１１０の容器１１１に陽性対照または陰性対照と混合試薬とを分注して混合することで、対照試料を調製する。

〈測定部〉
測定部２２０は、複数の核酸増幅装置１００により構成されている。複数の核酸増幅装置１００は、互いに独立に、かつ並行して核酸増幅および増幅核酸の測定が可能である。核酸増幅装置１００は、ＰＣＲ制御部２６０の制御の下、測定動作を行い、測定結果を出力する。上記の通り、１台の核酸増幅装置１００には、１つの反応容器１１０を設置可能である。１台の核酸増幅装置１００において、最大８つの試料の核酸増幅処理を同時に行うことができる。

図１４では、測定部２２０が１６台の核酸増幅装置１００（以下、「核酸増幅装置Ｕ１～Ｕ１６」という場合がある）を含んでいる例を示す。測定部２２０は、測定ロボット２３０の周囲に配置されている。測定部２２０を構成する複数の核酸増幅装置１００は、短手方向に、互いに隣り合うように配置されている。つまり、複数の核酸増幅装置１００の各々は、側面１３同士が向かい合うように、直線状に並んでいる。

このように、短手方向に並ぶ複数の核酸増幅装置１００によって、核酸増幅装置１００の列２２１が構成されている。図１４の例では、測定部２２０は、複数の核酸増幅装置１００の列２２１を、３つ備えている。具体的には、それぞれ５台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ａおよび列２２１ｂが、設置高さを異ならせることで上下に並んで配置されている。さらに、６台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ｃが、列２２１ａおよび列２２１ｂに対して平面視で直交する向きで配置されている。つまり、列２２１ａおよび列２２１ｂと列２２１ｃとは、測定ロボット２３０の周囲に沿って配置されている。このように、互いに異なる列２２１を構成する核酸増幅装置１００同士は、短手方向に隣り合っていなくてよい。

合計１６台の核酸増幅装置１００の各々は、前面１１が測定ロボット２３０側に向くように配置されている。図１４の例では、複数の核酸増幅装置１００に１つずつ、合計１６台の開閉装置１０１（図２参照）が設けられている。本実施形態では、開閉装置１０１の動作によって、各核酸増幅装置１００の第２筐体２０が開閉される。

〈測定ロボット〉
測定ロボット２３０は、複数の核酸増幅装置１００の各々に対して、直線状に連結された複数の容器１１１を有する反応容器１１０を搬送する。測定ロボット２３０は、反応容器１１０を把持するハンド部２３２（２３２ａ、２３２ｂ）を有するロボットアーム部２３１と、ロボットアーム部２３１を支持する胴体部２３３と、を含む。

図１４の例では、測定ロボット２３０は、２つのロボットアーム部２３１を備える双腕ロボットである。それぞれのロボットアーム部２３１は、垂直多関節型のロボットアームである。２つのロボットアーム部２３１の先端に、１つずつ、ハンド部２３２ａとハンド部２３２ｂが設けられている。ハンド部２３２ａ、２３２ｂには、反応容器１１０を掴んで移動することが可能なツールが取り付けられている。２つのロボットアーム部２３１は、それぞれ、反応容器置き場２７５に移動できる。

測定ロボット２３０は、ロボット制御部２５０の制御の下、試料セットが収容された反応容器１１０を反応容器置き場２７５から取り出して搬送し、核酸増幅装置１００の容器セット部３０に設置する。測定ロボット２３０は、反応容器１１０の長辺が長手方向（Ｙ方向、図９参照）に沿うように、反応容器１１０を容器セット部３０に設置する。

測定ロボット２３０は、測定が終了した反応容器１１０を核酸増幅装置１００の容器セット部３０から取り出す。測定ロボット２３０は、取り出した測定済みの反応容器１１０を図示しない廃棄部に廃棄する。

ロボットアーム部２３１を有する測定ロボット２３０は、単腕、複椀のいずれの場合でも、平面視で、ロボットアーム部２３１を支える胴体部２３３を中心とした円形の範囲に移動可能である。胴体部２３３の設置面積と比較して、ハンド部２３２が移動可能な範囲を大きく確保できるので、測定ロボット２３０は、核酸検査システム３００を小型化するために有効である。このため、全幅が小さい核酸増幅装置１００を幅方向に配列することによって、より多くの核酸増幅装置１００を、ハンド部２３２が移動可能な範囲内に配置することができる。また、１つの反応容器１１０を保持可能な核酸増幅装置１００を単位として核酸検査システム３００が構成されるので、核酸増幅装置１００の設置台数を調製することにより、様々な設置場所の大きさに適合する冗長性の高い核酸検査システム３００が構築できる。

本実施形態の核酸検査システム３００は、試料作製ロボット２１０と測定ロボット２３０とを別々に設けているので、供給されたウェルプレート１２０に収容された被検者検体からの検査試料の調製と、複数の核酸増幅装置１００による各検査試料の測定処理とを並列して実行することができる。

〈核酸検査システム３００の制御に関わる構成〉
図１５に示すように、ベルト駆動装置２７１ａ、試料作製ロボット２１０、測定ロボット２３０、開閉装置１０１は、ロボット制御部２５０と通信可能に接続され、ロボット制御部２５０により動作が制御される。測定部２２０を構成する各核酸増幅装置１００は、ＰＣＲ制御部２６０と通信可能に接続され、ＰＣＲ制御部２６０により動作が制御される。ＰＣＲ制御部２６０は、各核酸増幅装置１００から測定結果を受信する。ロボット制御部２５０およびＰＣＲ制御部２６０は、システム制御部２４０と通信可能に接続されている。

システム制御部２４０は、核酸検査システム３００を統括的に制御する装置であって、ＣＰＵ２４１と、記憶部２４２と、通信インターフェース２４３と、表示部２４４と、入力部２４５とを有する。システム制御部２４０は、記憶部２４２に格納されたソフトウェアを実行することにより、ロボット制御部２５０およびＰＣＲ制御部２６０に制御信号を出力して、試料セットの作製、試料セットの分配、ＰＣＲ測定に係る処理を行う。システム制御部２４０は、ホストコンピュータ３０１と通信可能に接続されている。ホストコンピュータ３０１は、検体毎の識別情報、検体毎の検査依頼の情報、検体毎の測定結果などを記録および管理する。

記憶部２４２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等で構成されている。記憶部２４２には、ＣＰＵ２４１が上記処理を実行するためのコンピュータプログラムが格納されている。表示部２４４は、ディスプレイ装置により構成され、核酸検査システム３００の動作状況、測定結果などを表示する。入力部２４５は、キーボードおよびマウスにより構成され、例えばウェルプレート１２０に収容された検体の識別情報や検体の検査依頼の入力に使用される。通信インターフェース２４３は、たとえばイーサネット通信モジュールである。

ロボット制御部２５０は、ベルト駆動装置２７１ａ、試料作製ロボット２１０、測定ロボット２３０および開閉装置１０１を制御する装置であって、ＣＰＵ２５１と、記憶部２５２と、通信インターフェース２５３とを有する。

ＰＣＲ制御部２６０は、ロボット制御部２５０と同様に、ＣＰＵ２６１と、記憶部２６２と、通信インターフェース２６３とを有する。各核酸増幅装置１００（核酸増幅装置Ｕ１～Ｕ１６）は、それぞれの固有の装置識別番号が割り当てられており、装置識別番号によってＰＣＲ制御部２６０に個別に制御される。

ＰＣＲ制御部２６０は、各核酸増幅装置１００に分配する各試料に関する情報をシステム制御部２４０から取得し、記憶部２６２に記憶している。各試料に関する情報は、各試料の識別情報であって、試料が収容された反応容器１１０の容器１１１の位置情報と対応付けられている。ＰＣＲ制御部２６０は、上述のように、各核酸増幅装置１００からそれぞれ測定結果を取得する。測定結果は、測定データ（光測定部５０により検出される蛍光強度）と、測定データに基づき算出されるＣｔ値とを含む。ＰＣＲ制御部２６０は、各試料の識別情報と、試料毎の測定結果とを関連付けた測定結果データセットをシステム制御部２４０に出力する。

（核酸検査システムおよび核酸増幅装置の動作）
図１６は、核酸検査システム３００の動作を示すフローチャートであって、核酸検査システム３００を構成するシステム制御部２４０、ロボット制御部２５０、ＰＣＲ制御部２６０および核酸増幅装置１００の連携を示している。図１６において破線の矢印は、情報の送信を示している。

ステップＳ１において、システム制御部２４０は、試料セットの作製、ＰＣＲ測定、および測定データの解析を含む一連の分析プロセスを開始させる開始コマンドをロボット制御部２５０に送信する。システム制御部２４０は、たとえば、コンベアベルト２７１に新たなウェルプレート１２０が投入されたことに基づいて、開始コマンドの送信を行う。

開始コマンドを受信したロボット制御部２５０は、ステップＳ２において、ウェルプレート１２０の被検者検体等から試料セットを作製し、作製した試料セットを反応容器１１０に分注するように試料作製ロボット２１０を制御する。

具体的には、ロボット制御部２５０は、ベルト駆動装置２７１ａを制御して試料作製ロボット２１０により移動可能な位置までウェルプレート１２０を移動させる。ロボット制御部２５０は、試料作製ロボット２１０を制御して、ウェルプレート１２０の各ウェルに収容された各被検者検体を反応容器１１０の各容器１１１に分注し、混合試薬容器に収容された混合試薬を各容器１１１に分注し試料を調製する。これにより、最大８つの試料を含む試料セットが作製される。その結果、８個の容器１１１にそれぞれ検査試料（または対照試料）が収容された反応容器１１０が準備される。

ステップＳ３において、ロボット制御部２５０は、所定の規則にしたがって、測定部２２０のいずれか１つの核酸増幅装置１００（核酸増幅装置Ｕ１～Ｕ１６のうちのいずれか１つ）を選択し、選択した核酸増幅装置１００に反応容器１１０を設置するように、測定ロボット２３０および開閉装置１０１を制御する。所定の規則は、例えば、個々の核酸増幅装置１００に割り当てられた装置識別番号の順序である。ロボット制御部２５０は、選択した核酸増幅装置１００の第２筐体２０を開くように開閉装置１０１を制御する。ロボット制御部２５０は、試料セットが収容された反応容器１１０を反応容器置き場２７５から取り出して、封止体１１３を閉じるように測定ロボット２３０を制御する。その後、ロボット制御部２５０は、反応容器１１０の長辺が長手方向に沿う向きで反応容器１１０を容器セット部３０に設置するように、測定ロボット２３０を制御する。測定ロボット２３０による反応容器１１０の設置動作の後、ロボット制御部２５０は、反応容器１１０が設置された核酸増幅装置１００の第２筐体２０を閉じるように開閉装置１０１を制御する。

核酸増幅装置１００の第２筐体２０を閉じた後、ステップＳ４において、ロボット制御部２５０は、セット完了通知をシステム制御部２４０に送信する。セット完了通知は、核酸増幅装置１００に反応容器１１０が設置されたことを知らせる通知であり、反応容器１１０が設置された１つの核酸増幅装置１００の装置識別情報を含む。

システム制御部２４０は、セット完了通知を受信すると、ステップＳ５において、ＰＣＲ制御部２６０に測定コマンドを送信する。測定コマンドは、セット完了通知に対応する装置識別情報の核酸増幅装置１００において、ＰＣＲ測定動作を開始させるための制御指令である。測定コマンドは、最大８検体の各試料の識別情報を含む。

ＰＣＲ制御部２６０は、測定コマンドを受信すると、ステップＳ６において、測定コマンドで指定された装置識別情報の核酸増幅装置１００に測定開始通知を送信する。測定開始通知は、核酸増幅装置１００に測定動作を実行させるための制御指令であり、測定コマンドに含まれていた各試料の識別情報を含む。核酸増幅装置１００の制御部９０が、通信インターフェース９３を介して、測定開始通知を受信する。

核酸増幅装置１００の制御部９０は、測定開始通知に応じて、ステップＳ７において、測定動作を開始する。測定動作の詳細は、後述する。核酸増幅装置１００の制御部９０は、測定動作によって、測定結果を生成する。測定結果を生成すると、核酸増幅装置１００の制御部９０は、ステップＳ８において、各試料の識別情報とその試料の測定結果とを対応付けて、最大８検体分の測定結果を含む測定結果データセットを生成し、生成した測定結果データセットをＰＣＲ制御部２６０に送信する。

測定結果データセットを受信したＰＣＲ制御部２６０は、ステップＳ９において、測定結果データセットをシステム制御部２４０へ送信する。測定結果データセットを受信したシステム制御部２４０は、ステップＳ１０において、反応容器１１０を核酸増幅装置１００から取り出すための取り出しコマンドを、装置識別情報とともにロボット制御部２５０に送信する。システム制御部２４０は、ステップＳ１１において、ホストコンピュータ３０１へ測定結果データセットを送信する。

取り出しコマンドを受信したロボット制御部２５０は、ステップＳ１２において、測定済みの反応容器１１０を核酸増幅装置１００から取り出すように、測定ロボット２３０および開閉装置１０１を制御する。具体的には、ロボット制御部２５０は、装置識別情報で特定された核酸増幅装置１００の第２筐体２０を開くように開閉装置１０１を制御する。ロボット制御部２５０は、核酸増幅装置１００の容器セット部３０から、測定済みの反応容器１１０を取り出して、所定の場所に移動させるように測定ロボット２３０を制御する。所定の場所は、例えば、測定済みの反応容器１１０を収容する廃棄ボックスである。反応容器１１０の取り出しの後、ロボット制御部２５０は、反応容器１１０が取り出された核酸増幅装置１００の第２筐体２０を閉じるように開閉装置１０１を制御する。

ロボット制御部２５０は、ステップＳ１３において、反応容器１１０を核酸増幅装置１００から取り出したことを示す取出完了通知をシステム制御部２４０へ送信する。

以上により、１台の核酸増幅装置１００に対する１回の核酸検査動作の処理が完了する。システム制御部２４０、ロボット制御部２５０およびＰＣＲ制御部２６０は、以上の処理動作を、複数の核酸増幅装置１００の各々について、並列的に実行する。これにより、複数の核酸増幅装置１００の各々で、別々の反応容器１１０に対して、核酸増幅および増幅産物の検出処理が、同時並行で実施される。システム制御部２４０、ロボット制御部２５０およびＰＣＲ制御部２６０は、以上の処理動作を、反復実施する。これにより、個々の核酸増幅装置１００では、反応容器１１０の設置、核酸増幅および増幅産物の検出、反応容器１１０の取り出し、という一連の測定処理が繰り返し実施される。

次に、図１７を参照して、１つの核酸増幅装置１００における測定処理動作を説明する。核酸増幅装置１００の制御は、制御部９０が行う。

ステップＳ３１において、制御部９０は、通信インターフェース９３を介してＰＣＲ制御部２６０からの測定開始通知（図１６のステップＳ６）を受信する。制御部９０は、測定開始通知を受信したことに応じて、核酸増幅および増幅産物の検出を開始する。測定開始通知には、容器セット部３０に設置された反応容器１１０の各試料の識別情報が含まれている。

ステップＳ３２において、制御部９０は、逆転写反応処理の制御を行う。逆転写反応処理は、試料を加温することで、酵素試料に含まれる逆転写酵素により、試料中の標的核酸の逆転写反応を進行させる処理である。制御部９０は、予め設定された一定時間、所定の逆転写反応温度（例えば、４５℃）に反応容器１１０を加温するように、温度コントローラ９２を介して温度調整部４０を制御する。

ステップＳ３３において、制御部９０は、リアルタイムＰＣＲ反応処理の制御を行う。ステップＳ３３のリアルタイムＰＣＲ反応処理は、所定回数（たとえば４５回）の核酸増幅サイクルの１回分の処理に相当する。温度コントローラ９２が、制御部９０による制御の下、９５℃への加温と６０℃への冷却とを７５秒周期で変化させるように温度調整部４０を駆動する。

制御部９０は、蛍光検出を行うように光測定部５０を制御する。蛍光検出は、１サイクルにつき１回、核酸増幅サイクルの特定のタイミングで行われる。たとえば、試料が６０℃に冷却されたタイミングで蛍光検出が実行される。

制御部９０は、８個の第１光源５１からそれぞれ励起光λ１を発生させ、反応容器１１０の８個の容器１１１中の試料に励起光λ１を照射させる。制御部９０は、８個の光検出部５３を制御して、各容器１１１に収容された試料中の標的核酸（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスＲＮＡの増幅産物）と結合した第１蛍光プローブの蛍光物質から発生する蛍光λ３をそれぞれ検出させる。また、制御部９０は、８個の第２光源５２からそれぞれ励起光λ２を発生させ、各容器１１１中の試料に励起光λ２を照射させる。制御部９０は、８個の光検出部５３を制御して、各容器１１１に収容された試料中の標的核酸（ヒトβ２ミクログロブリンＲＮＡの増幅産物）と結合した第２蛍光プローブの蛍光物質から発生する蛍光λ４をそれぞれ検出させる。

制御部９０は、８個の光検出部５３から、それぞれの蛍光強度を反映した測定データを取得する。第１光源５１からの励起光λ１の照射により得られた蛍光λ３の測定データと、第２光源５２からの励起光λ２の照射により得られた蛍光λ４の測定データとが、それぞれ取得される。これにより、１サイクルの核酸増幅および蛍光検出が完了する。制御部９０は、サーマルサイクルのサイクル数をカウントする。

ステップＳ３３において、制御部９０は、サーマルサイクルの実行回数が、所定のサイクル数（４５回）に到達したか否かを判断する。サーマルサイクルの実行回数が、所定のサイクル数（４５回）に到達していない場合、制御部９０は、処理をステップＳ３３に戻し、次のリアルタイムＰＣＲ反応処理のサイクルを実行する。サーマルサイクルの実行回数が所定のサイクル数（４５回）に到達するまで、ステップＳ３３およびＳ３４が繰り返される。その結果、制御部９０は、蛍光λ３の測定データ（第１蛍光プローブに由来する蛍光強度）を４５サイクル分の時系列データとして取得し、蛍光λ４の測定データ（第２蛍光プローブに由来する蛍光強度）を４５サイクル分の時系列データとして取得する。サーマルサイクルの実行回数が所定のサイクル数（４５回）に到達すると、制御部９０は、ステップＳ３５に処理を進める。

ステップＳ３３において、制御部９０は、４５サイクル分の時系列の測定データの解析を行う。制御部９０は、１つの検体試料について、第１蛍光プローブに由来する蛍光強度のＣｔ値と、第２蛍光プローブに由来する蛍光強度のＣｔ値と、の２つのＣｔ値を取得する。２種類の時系列の測定データおよび２種類のＣｔ値は、記憶部９１に記憶される。

ステップＳ３６において、制御部９０は、得られた測定結果のデータをＰＣＲ制御部２６０に送信する。送信されるデータは、８検体の各試料の識別情報に関連付けられた８つの測定結果データセットを含む。１つの測定結果は、２種類の時系列の測定データおよび２種類のＣｔ値を含む。

以上により、核酸増幅装置１００における測定動作が実行される。

なお、ＰＣＲ制御部２６０からホストコンピュータ３０１に送信された測定結果に対して、ホストコンピュータ３０１により、測定結果が陽性か陰性かの判定が実施される。判定は、第１蛍光プローブに由来する蛍光強度のＣｔ値（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスの核酸増幅量）に基づいて行われる。一例として、たとえば、Ｃｔ値が所定の閾値以下であれば陽性、Ｃｔ値が所定の閾値よりも大きい場合に要再検査、Ｃｔ値が未検出の場合に陰性、と判定される。第２蛍光プローブに由来する蛍光強度のＣｔ値（ヒトβ２ミクログロブリンの核酸増幅量）が、検体の有無の確認に用いられる。たとえばＣｔ値が所定の閾値以上または未検出の場合、検体なし又は検体量不足、検体異常、などが疑われるため要再検査と判定される。

以上のように、本実施形態の核酸検査システム３００では、第１筐体１０の上方から反応容器１１０を設置できるように容器セット部３０を設け、第１筐体１０の内部に温度調整部４０を設ける一方、第１筐体１０の外部に設けられた第２筐体２０に光検出部５３を設けた核酸増幅装置１００を備えるので、温度変化に伴う検出精度の低下を軽減できる。また、ロボットアーム部２３１を含む測定ロボット２３０が、反応容器１１０の長辺が長手方向（Ｙ方向）に沿うように、反応容器１１０を容器セット部３０に設置するように構成されているので、反応容器１１０の設置および取り出し動作について、高い自由度を確保できる。そのため、核酸増幅装置１００の位置がシステムの設置場所に応じて設定される場合でも、極力小さな専有スペースで複数の核酸増幅装置１００に対する反応容器１１０の設置および取り出しが可能となる。これらにより、処理能力を確保しつつ、設置場所に応じて配置可能な核酸検査システムを構築できる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施形態では、第１筐体１０の上面１４に容器セット部３０を収容した凹部１６を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。上面１４が平坦面でもよい。また、上面１４に、上面１４から上方向に突出する凸部を設けて、凸部に容器セット部３０を設けてもよい。

上記実施形態では、容器セット部３０に複数のホルダ３１を１列設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。複数のホルダ３１を２列以上設けてもよい。ただし、核酸増幅装置１００の全幅を極力小さくする観点、および、測定ロボット２３０のハンド部２３２と設置済みの反応容器１１０との接触防止の観点から複数のホルダ３１を１列のみ設ける構成が特に好ましい。

上記実施形態では、短手方向において、複数のホルダ３１と凹部１６の内周面１６ｂとの間に、複数のホルダ３１の幅寸法よりも大きい空間１６ｃを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。複数のホルダ３１の幅寸法と同じかそれ以下の幅の空間を設けてもよい。

上記実施形態では、第２筐体２０に押圧部２５を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押圧部２５を設けなくてもよい。

上記実施形態では、押圧部２５に、複数の容器１１１の各々からの光信号を通過させる複数の貫通孔２６ｂを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押圧部２５に貫通孔２６ｂを設けなくてもよい。その代わりに、複数の容器１１１の直上位置を避けるような形状に押圧部２５を形成してもよい。たとえば押圧部を平面視で櫛歯状に形成し、櫛歯状の押圧部が複数の容器１１１の間の連結部１１２（図３参照）を押圧するように構成してもよい。

上記実施形態では、押圧部２５が、容器セット部３０の上方および周囲を覆うカバー部２６と、カバー部２６を加温する加温機構２９とを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、押圧部２５が容器セット部３０の上方および周囲を覆わなくてもよい。押圧部２５の形状は、単純な平板形状でもよい。また、押圧部２５に加温機構２９を設けなくてもよい。加温機構２９と押圧部２５とを別々に設けてもよい。

上記実施形態では、第１筐体１０の前面１１に吸気口１１ａを設け、背面１２に排気口１２ａを設け、吸気口１１ａから排気口１２ａへ向かう長手方向の空気流ＡＦを形成する排熱部６０を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一対の側面１３の一方に吸気口、他方に排気口を設けて、排熱部６０が短手方向に空気流を形成する構成でもよい。また、吸気口１１ａおよび排気口１２ａの少なくとも一方が、第１筐体１０の下面、または第２筐体２０に設けられてもよい。

上記実施形態では、排熱部６０が、筒状のヒートシンク６１を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヒートシンク６１が筒状ではなく、一般的な柱状（ブロック形状）であってもよい。

上記実施形態では、排熱部６０が、ヒートシンク６１と前面１１との間に設けられた第１ファン６２と、ヒートシンク６１と背面１２との間に設けられた第２ファン６３とを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば第１ファン６２と第２ファン６３とのうち、いずれか一方のみを設けてもよい。

上記実施形態では、排熱部６０と、一対の側面１３との間に、一対の側面１３に沿って延びる基板７１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。基板７１は、排熱部６０に対して、いずれか片方の側面１３の側だけに設けられてもよい。また、たとえば基板７１を、排熱部６０と側面１３との間に配置する代わりに、基板７１を排熱部６０の下方の位置に配置してもよい。

上記実施形態では、光測定部５０が、反応容器１１０に収容された試料中の標的核酸を検出するための第１光源５１と、反応容器１１０中の検体の有無を検出するための第２光源５２と、光検出部５３と、を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。光測定部５０に第２光源５２を設けなくてもよい。また、たとえば、標的核酸を化学発光物質により標識する場合、試料に励起光を照射する必要がないため、光測定部５０は第１光源５１および第２光源５２を備えていなくてもよい。

上記実施形態では、第２筐体２０が背面１２側の端部２０ａを中心に上下方向に回動可能に設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２筐体２０が上面１４に沿ってスライド移動することにより上面１４を開閉するように、第２筐体２０を構成してもよい。

上記実施形態では、磁力により第２筐体２０を第１筐体１０に押圧させる磁石２３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石に代えて、核酸増幅装置１００が、第２筐体２０と第１筐体１０との固定と固定解除とを切り替え可能な機械式のロック機構を備えていてもよい。

上記実施形態では、第２筐体２０に取手部２１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２筐体２０に取手部２１と設けなくてもよい。

上記実施形態では、核酸増幅装置１００に表示部や操作入力部を設けない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、核酸増幅装置が表示部および操作入力部を備えていてもよい。

上記実施形態では、核酸検査システム３００に、５台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ａおよび列２２１ｂと、６台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ｃと、を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。核酸検査システム３００における核酸増幅装置１００の列２２１の数、列２２１の配置や、列２２１を構成する核酸増幅装置１００の数は、任意である。

たとえば図１８に示すように、短手方向に直線状に配列した核酸増幅装置１００の列２２１を、１列だけ設けてもよい。図１８では、１６台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ｄを、測定ロボット２３０の正面に１列だけ設けている。

また、図１９の例では、測定ロボット２３０の一方のロボットアーム部２３１に対して８台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ｄを設け、測定ロボット２３０の他方のロボットアーム部２３１に対して８台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ｅを設け、合計で１６台の核酸増幅装置１００を設けた例を示す。核酸増幅装置１００の列２２１ｄと列２２１ｅとは、測定ロボット２３０の周りに、平面視で互いに直交するように配置されている。図１８および図１９のように、複数の列２２１を上下に並べるのではなく、水平面に沿って配列してよい。

また、図２０の例では、測定ロボット２３０の正面に、それぞれ５台の核酸増幅装置１００で構成された列２２１ｆおよび列２２１ｇが、上下に配置されている。図２０は、合計で１０台の核酸増幅装置１００を備えた、よりコンパクトな核酸検査システム３００の例を示している。なお、図２０では、測定ロボット２３０がロボットアーム部２３１を１つだけ備えた単腕型のロボットである例を示している。

上記実施形態では、核酸検査システム３００に、試料作製ロボット２１０を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、核酸検査システム３００に、試料作製ロボット２１０を設けなくてもよい。核酸検査システム３００には、被検者検体に代えて、被験者検体から調製済みの検査試料が、反応容器１１０の個々の容器１１１に収容された状態で供給されてもよい。あるいは、核酸検査システム３００には、被験者検体から調製済みの検査試料がウェルプレート１２０に収容された状態で供給されてきて、ウェルプレート１２０に収容された検査試料を反応容器１１０の個々の容器１１１に分注するロボットが設けられてもよい。

１０：第１筐体、１１：前面、１１ａ：吸気口、１２：背面、１２ａ：排気口、１３：側面、１４：上面、１６：凹部、１６ａ：底面、１６ｂ：内周面、１６ｃ：空間、２０：第２筐体、２１：取手部、２２：放熱部材、２２ａ：貫通孔、２３：磁石、２４：箱体、２５：押圧部、２６：カバー部、２６ｂ：貫通孔、２９：加温機構、３１：ホルダ、４０：温度調整部、５０：光測定部、５１：第１光源、５２：第２光源、５３：光検出部、６０：排熱部、６１：ヒートシンク、６２：第１ファン、６３：第２ファン、７１：基板、９０：制御部、９３：通信インターフェース、１００：核酸増幅装置、１１０：反応容器、１１１：容器、２１１：ロボットアーム部、２１２：ハンド部、２３０：測定ロボット、２３１：ロボットアーム部、２３２：ハンド部、２３２ａ：ハンド部、２３２ｂ：ハンド部、２３３：胴体部、３００：核酸検査システム

Claims (22)

1. 第１筐体と、
   前記第１筐体の上方から設置される反応容器を保持するホルダと、
   前記第１筐体の内部に設けられ、前記ホルダに保持された前記反応容器に収容された試料の温度を調整する温度調整部と、
   前記第１筐体の外部に設けられ、前記ホルダを開閉可能に覆う第２筐体と、
   前記第２筐体の内部に設けられ、前記ホルダに保持された前記反応容器から、核酸増幅に伴う光信号を検出する光検出部と、を備える、核酸増幅装置。
2. 前記第２筐体は、前記ホルダを覆う状態で前記ホルダと前記光検出部との間に配置された放熱部材を含む、請求項１に記載の核酸増幅装置。
3. 前記第２筐体は、前記光検出部の収容空間が形成された箱体を含み、
   前記箱体の前記第１筐体側の表面が、前記放熱部材により構成されている、請求項２に記載の核酸増幅装置。
4. 前記第１筐体は、平面視で、長手方向に対向する前面および背面と、短手方向に対向する一対の側面とを有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
5. 前記第１筐体は、下方向に凹んだ凹部を上面に有し、
   前記ホルダは、前記凹部の前記長手方向に沿って複数設けられている、請求項４に記載の核酸増幅装置。
6. 前記複数のホルダは、前記反応容器の直線状に連結された複数の容器をそれぞれ保持可能なように、１列設けられている、請求項５に記載の核酸増幅装置。
7. 前記凹部は、前記短手方向において、前記複数のホルダと前記凹部の内周面との間に、前記複数のホルダの幅寸法よりも大きい空間を有する、請求項６に記載の核酸増幅装置。
8. 前記第２筐体は、前記背面側の端部において前記第１筐体に接続され、前記背面側の端部を中心に上下方向に回動可能に設けられている、請求項４～７のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
9. 前記第２筐体が前記第１筐体の上面を覆う状態で、磁力により前記第２筐体を前記第１筐体に固定する磁石をさらに備える、請求項８に記載の核酸増幅装置。
10. 前記第２筐体は、前記前面よりも前側へ突出するように設けられた取手部を有する、請求項８または９に記載の核酸増幅装置。
11. 前記第２筐体は、前記ホルダを覆う状態で前記ホルダと上下方向に対向するように、前記ホルダに保持された前記反応容器を前記ホルダに向けて押圧する押圧部を有する、請求項４～１０のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
12. 前記押圧部は、前記光検出部と前記ホルダとの間に配置され、前記反応容器からの前記光信号を通過させる貫通孔を有する、請求項１１に記載の核酸増幅装置。
13. 前記押圧部は、前記ホルダの上方および周囲を覆うカバー部と、前記カバー部を加温する加温機構と、を含む、請求項１１または１２に記載の核酸増幅装置。
14. 前記第１筐体の内部に設けられ、前記第１筐体内で空気流を形成する排熱部をさらに備える、請求項４～１３のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
15. 前記前面は、吸気口を有し、
    前記背面は、排気口を有し
    前記排熱部は、前記吸気口から前記排気口へ向かう前記長手方向の空気流を形成するように構成されている、請求項１４に記載の核酸増幅装置。
16. 前記排熱部は、前記温度調整部の下方に配置され、前記長手方向に延びる筒状のヒートシンクと、前記ヒートシンクと前記前面との間に設けられた第１ファンと、を含む、請求項１５に記載の核酸増幅装置。
17. 前記排熱部は、前記ヒートシンクと前記背面との間に設けられた第２ファンをさらに含む、請求項１６に記載の核酸増幅装置。
18. 前記光検出部を制御する制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記排熱部と、前記一対の側面の少なくとも一方との間に配置され、前記一対の側面に沿って延びる基板に設けられている、請求項１４～１７のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
19. 前記第２筐体の内部に設けられ、前記反応容器に収容された試料中の標的核酸を検出するために光を照射する第１光源をさらに備える、請求項１～１８のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
20. 前記第２筐体の内部に設けられ、前記反応容器中の検体の有無を検出するために光を照射する第２光源をさらに備える、請求項１～１９のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
21. 表示部を備えておらず、
    外部装置との通信を行うための通信インターフェースをさらに備える、請求項１～２０のいずれか１項に記載の核酸増幅装置。
22. 複数の核酸増幅装置と、前記複数の核酸増幅装置の各々に対して、反応容器を搬送するロボットと、を備え、
    前記複数の核酸増幅装置の各々は、
    第１筐体と、
    前記第１筐体の上方から設置される前記反応容器を保持するホルダと、
    前記第１筐体の内部に設けられ、前記ホルダに保持された前記反応容器に収容された試料温度を調整する温度調整部と、
    前記第１筐体の外部に設けられ、前記ホルダを開閉可能に覆う第２筐体と、
    前記第２筐体の内部に設けられ、前記ホルダに保持された前記反応容器から、核酸増幅に伴う光信号を検出する光検出部と、を含み、
    前記複数の核酸増幅装置は、互いに隣り合うように配置され、
    前記ロボットは、前記反応容器を把持するハンド部を有するロボットアーム部と、前記ロボットアーム部を支持する胴体部と、を含み、前記反応容器を前記ホルダに保持させる、核酸検査システム。

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