JP3383310B2

JP3383310B2 - 分子分析器および使用方法

Info

Publication number: JP3383310B2
Application number: JP52082095A
Authority: JP
Inventors: ロバートイー．フィールズ，
Original assignee: ロバートイー．フィールズ，
Priority date: 1994-02-01
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 2003-03-04
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: ATE265686T1; DE69532953T2; WO1995021382A3; CA2182513A1; DE69532953T8; EP0752105B1; DE69532953D1; JPH09511572A; AU699986B2; AU1745495A; EP0752105A1; WO1995021382A2

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景本発明は分子分析器および使用方法に関する。この分
析器により液体サンプル中の特定の分子、または液体サ
ンプル中の分子の特定の部分を迅速かつ正確に検出でき
る。これらの分子は、溶液中で独立した存在として、あ
るいは弱い結合によりもしくは共有結合により結合した
分子複合体の部分として存在し得る。生体高分子の場
合、検出される要素は、タンパク質上のエピトープもし
くはより大きなRNA分子またはDNA分子中のヌクレオチド
塩基の特定の配列のような独特の物理的配置に制限され
得る。

放射性、発ガン性、腐食性、毒性もしくは感染性であ
り得る物質を用いる実験を安全に行う手段を有する必要
性が科学者および技術者により広まっている。血液を用
いる診断試験あるいは生物学的に活性な化合物もしくは
放射性同位元素を用いる研究室での実験は、特にこれら
の試験もしくは実験がサンプルの手動操作を含む場合、
環境汚染および人員への危害という危険性を有する。他
の汚染の危険性は、化学反応もしくは酵素反応の産物自
体が有害である場合に生じる。そのような例は、ポリメ
ラーゼ連鎖反応（「PCR」）である。これにより特定の
核酸配列を数百万倍に増幅することが可能となる。もし
も一回の実験で増幅された産物が僅かでも周囲へ漏出す
れば、それらの産物は２度目のPCR実験を汚染し、増幅
の鋳型として働き、２度目のサンプル中にオリジナルの
核酸配列が存在することを誤って示すかもしれない。一
度の実験で増幅された産物のたとえ１分子による汚染で
も、別の実験で偽陽性シグナルを生成するには十分であ
る。本発明は、主にPCRの実行に適合した実施態様に関
して記載されるが、当業者は、本発明が他の化学反応ま
たは分析手段にも同じように適用されることを認識する
であろう。

ヒト免疫不全ウイルス−１（「HIV」）、すなわち後
天性免疫不全症候群（［AIDS］）を引き起こす物質の検
出のためのPCRの使用は、血液中の少数のHIVの核酸分子
を検出する手段を提供した。同様に、微少量の他の病原
体の精密な検出が、PCRの使用で可能である。しかし、P
CR試験が、病原体の直接的な検出を提供し、そして代用
マーカーのスクリーニングに基づいた他の方法より潜在
的により感度がよいということがたとえ周知であって
も、PCRは、現在のところ広く臨床的に使用されていな
い。これは、PCRを用いる試験の費用が高額であるこ
と、および試験設備の汚染を防ぐことが事実上困難であ
ることによる。従って、PCRは、血液の供給をHIVまたは
他の病原体から保護するために血液銀行によって使用さ
れてこなかった。またPCRは、PCRの感度が現在用いられ
ている試験より多くの利点を与え得る臨床診断産業、バ
イオテクノロジー産業、製薬業もしくは食品産業におい
て日常的に用いられてこなかった。

PCRは、任意の標的核酸配列がテストサンプルに存在
する場合、それを増幅しそして検出するプロセスであ
る。一般にPCRは以下のように行われる。初めに、標的
二本鎖DNAを含有し得るテストサンプルを加熱して、DNA
二重らせんをなしている２本の相補鎖を分離する。分離
された各DNA鎖はそれ自身の鏡像コピーを作るための鋳
型となる。次に、DNA溶液を、短い相補的なDNA鎖および
DNAポリメラーゼ存在下で冷却する。DNAポリメラーゼ
は、新しい鏡像コピーが元の鋳型からできるまでDNA鎖
を伸長する。こうして２つの新しい二重らせんDNA分子
が生成される。

溶液が融点まで再度加熱される場合、２本の新しく形
成されたDNA分子の鎖は分離して４本の鋳型鎖となる。
反応混合物をさらにサイクルさせることによりDNA分子
の数は指数的に増加する。温度サイクルの後、増幅され
たDNAの分子は、当業者に公知の多くの研究室の方法の
うち任意の方法により検出される。

Mullisによる米国特許第4,683,202号によって記載さ
れたPCRは、手動で行われた。以来、化学作用および温
度サイクルを行う装置の点で改良が行われてきたが、他
の領域、たとえば、サンプルの調製、サンプルチューブ
を手でロードすること、および温度サイクル後にサンプ
ルチューブから溶液を取り出すことは、大きな労働力を
要するままである。多くの技術が増幅された産物を検出
するために開発されてきた。最も感度の高い検出技術
（たとえば、放射性プローブによる液体ハイブリダイゼ
ーション、ならびにそれに続く電気泳動およびオートラ
ジオグラフィー）は放射性同位元素の使用が必要であ
り、時間がかかって大きな労働力を要する。マイクロタ
イタープレート中での固定化ハイブリダイゼーションプ
ローブを用いる他の検出方法は、より迅速であるが、費
用がかかりDNAの混入という問題がある。

試験設備の汚染は、増幅されたDNAの現在の検出方法
により悪化する重要な問題である。例えば、サンプルチ
ューブを温度サイクルの後に開ける場合、増幅したDNA
の分子を含むエーロゾルが放出される。たとえ汚染フー
ドを用い、さらに作業条件を厳しく制御しても、増幅さ
れたDNA分子による試験設備の汚染（キャリーオーバーD
NA（carryover DNA）として知られている）を防ぐこと
はほとんど不可能であった。

Mullisによって記載された温度サイクルは、温度制御
した水槽、およびマイクロ遠心チューブ（DNA鋳型の緩
衝化溶液、モル過剰の２つのオリゴヌクレオチドプライ
マー、ヌクレオチド三リン酸、およびDNAポリメラーゼ
を含有している）を用いて手動で行われた。そのとき以
来、化学作用、産物検出および温度サイクルを行う装置
の改良を記載した多くの文献が発表されてきた。固体加
熱ブロック、温度を制御した水、および高温の空気を用
いるプログラム可能な温度サイクラーが記載された。金
属の加熱ブロックを用いる最新式の温度サイクラーは、
１℃／秒の範囲の温度移行速度を有し、通常30サイクル
のPCR増幅を行うのに60〜90分間が必要である。標準的
な検出方法を用いると、PCRの結果を得るのにしばしば
１〜２日間必要である。これにより、医学および科学の
多くの領域におけるPCRの適用が大きく制限され、分析
され得るサンプル数も制限される。高温の空気を用いる
より速い温度サイクラーも利用し得るが、サンプルの操
作が難しいので広く用いられてはいない。

新しい病気（例えば、AIDSおよびラッサ熱）の最近の
出現ならびに昔の病気（例えば、結核およびペスト肺
炎）の復活は、国際的な病気の調査の包括的なシステム
を確立する緊急性を高めている。PCRのみが、そのウイ
ルスおよび細菌の種を区別する能力、および少量のサン
プルからの詳細な分子情報を与える能力によってこの情
報を提供することができる。しかし、必要とされるスケ
ールのPCR試験の実行は、現在の技術を用いると非常に
費用がかかる。高い処理能力を有するPCRは、多くの領
域の公衆衛生、環境モニター、食品産業に利益を提供
し、そして遺伝病の大規模なスクリーニングを可能にす
る。

従って、少量のサンプルから詳細な分子情報を提供し
得る、サンプル中の特定の分子もしくは分子の特定の部
分の検出のための分子分析器および使用方法（例えば、
PCRを使用して）を提供することが望ましい。

また、詳細な分子情報を短時間で提供し得る分子分析
器および使用方法を提供することも望ましい。

さらに、周囲の研究室の状態の汚染を排除する分子分
析器および使用方法を提供することが望ましい。

さらに、現在の検出方法より費用のかからない分子分
析器および使用方法を提供することが望ましい。

さらに、現在の検出方法より大きな労働力を必要とし
ない分子分析器および使用方法を提供することが望まし
い。

また、放射性物質を使用せずに増幅されたDNAの高感
度の検出を提供する分子分析器および使用方法を提供す
ることも望ましい。

また、完全に自動化された分子分析器および使用方法
を提供することも望ましい。

また、サンプル中の特定の分子もしくは分子の特定の
部分の高い検出能力を提供し得る分子分析器および使用
方法を提供することも望ましい。

また、サンプルの温度を精密かつ迅速に制御し得る分
子分析器および使用方法を提供することも望ましい。

発明の要旨従って、本発明の目的は、少量のサンプルから詳細な
分子情報を提供し得る、サンプル中の特定の分子もしく
は分子の特定の部分の検出のための分子分析器および使
用方法（例えば、PCRを使用して）を提供することであ
る。

本発明のさらなる目的は、詳細な分子情報を短時間で
提供し得る分子分析器および使用方法を提供することで
ある。

また、本発明の目的は、周囲の研究室の状態の汚染を
排除する分子分析器および使用方法を提供することであ
る。

また、本発明の目的は、現在の検出方法より費用のか
からない分子分析器および使用方法を提供することであ
る。

本発明のさらなる目的は、現在の検出方法より大きな
労働力を必要としない分子分析器および使用方法を提供
することである。

また、本発明の目的は、放射性物質を使用せずに増幅
されたDNAの高感度の検出を提供する分子分析器および
使用方法を提供することである。

また、本発明の目的は、完全に自動化された分子分析
器および使用方法を提供することである。

また、本発明の目的は、サンプル中の特定の分子もし
くは分子の特定の部分の高い検出能力を提供し得る分子
分析器および使用方法を提供することである。

また、本発明の目的は、サンプルの精密かつ迅速な温
度の制御を提供し得る分子分析器および使用方法を提供
することである。

本発明のこれらのおよび他の目的は、本発明の原理に
従って、放射性同位元素を使用せずに検出するべきテス
トサンプル中の特定の分子もしくは分子の特定の部分
の、高感度で迅速かつ精密な検出のための分子分析器お
よび使用方法を提供することにより達成される。本発明
によれば、少なくとも１つのサンプルチューブを有する
サンプルチューブホルダー（このホルダーの内側の表面
は分析されるべき分子を特異的に結合し得る）が、それ
に取り付けられたエラストマー性部材を有するフレーム
からなり得る。このフレームもしくはエラストマー性部
材は、検出試薬を保持するための少なくとも１つの内部
チャンバ、および真空排気チャンバを備え、両チャンバ
は、例えば、内部コンジットによって、上記少なくとも
１つのサンプルチューブとつながっている。このサンプ
ルチューブホルダーは、さらに、上記内部コンジットを
遮断するかもしくは遮断を解く手段を備える。その結
果、その内部コンジットが遮断されると、上記少なくと
も１つのサンプルチューブ、上記少なくとも一つの内部
チャンバおよび上記真空排気チャンバの間の連絡が起こ
らない。そして、上記コンジットが選択的に遮断を解か
れると、連絡が起こり、内部チャンバに入っていた試薬
が選択的に上記少なくとも１つのサンプルチューブを通
って、サンプル中のいかなる分子も大気中に漏出するこ
となく真空排気チャンバに引き込まれる。

あるいは、このサンプルチューブホルダーは、それら
の間に密封されて保持されている（sealingly held the
rebetween）少なくとも１つのサンプルチューブを有す
るエラストマー性部材を有し、そして上記少なくとも１
つのサンプルチューブへの密封可能なアクセスを提供す
るための少なくとも１組のオリフィスを有するフレーム
からなり得る。このフレームは、検出試薬を保持するた
めの少なくとも１つの内部チャンバおよび真空排気チャ
ンバを備え、両チャンバは上記少なくとも１つのサンプ
ルチューブと連絡している。このサンプルおよび検出試
薬は、連続的に上記少なくとも１組のオリフィスの１つ
にロードされ、このオリフィスでそれらは連続的に少な
くとも１つのサンプルチューブを通って真空排気チャン
バに引き込まれ、上記少なくとも１組のオリフィスの残
りの１つから除かれ得る。このフレームはさらに凹部を
備え、その結果、上記エラストマー性部材は上記フレー
ム内の上記凹部内に処分され得、その結果、上記エラス
トマー性部材、および上記少なくとも１つのサンプルチ
ューブが一緒に上記フレームから取り除かれ得る。

あるいは、上記サンプルチューブホルダーは、それら
の間に密封されて保持されている少なくとも１つのサン
プルチューブを有するエラストマー性部材を備えるフレ
ーム、ならびに検出試薬を入れた少なくとも１つの内部
チャンバを備える上記エラストマー性部材の１つ、およ
び真空排気チャンバを有するもう１つのエラストマー性
部材からなり得、少なくとも１つの内部チャンバおよび
真空排気チャンバの両方は、内部コンジットにより、上
記少なくとも１つのサンプルチューブと連絡している。
このサンプルチューブホルダーは、内部コンジットを連
続的に遮断するかまたは遮断を解く手段を備え得、それ
は、端孔と側孔を有する中空針からなり得、その結果、
内部コンジットが遮断されると、上記少なくとも１つの
内部チャンバおよび上記少なくとも１つのサンプルチュ
ーブとの間の連絡が起こらない。そして、内部コンジッ
トが遮断を解かれると、連絡が起こり、試薬が連続的に
上記少なくとも１つのサンプルチューブを通って真空排
気チャンバを通過する。

あるいは、このサンプルチューブホルダーは、少なく
とも１つのサンプルチューブをフレームの向かい合った
側の間に密封して保持している硬質フレーム、フレーム
の一方の側にスライド可能に係合し得る試薬チャンバ、
およびフレームのもう一方の側にスライド可能に係合し
得る真空排気チャンバからなり得る。その結果、この試
薬チャンバと真空排気チャンバとがフレームに係合して
いる場合、試薬チャンバ、少なくとも１つのサンプルチ
ューブ、および真空排気チャンバとの間には流体の通路
が提供される。このフレームは、少なくとも１つのサン
プルチューブの少なくとも１組の端部を確実に保持する
ために蝶番でフレームに取り付けられた少なくとも１つ
の扉をさらに備え得る。

本発明による分子分析器はまた、テストサンプルの温
度を制御する手段を包含し得る。３コンパートメントの
空気温度制御器が好ましくは提供され、これは高温の空
気を再循環させる高温空気コンパートメント、低温の空
気を再循環させる低温空気コンパートメント、および空
気を再循環させ、中にサンプルチューブを入れるサンプ
ルコンパートメントを有し、高温空気コンパートメント
とサンプルコンパートメントとの間には回転可能な扉が
提供され、そして低温空気コンパートメントとサンプル
コンパートメントとの間にも回転可能な扉が提供され
る。扉の開閉により３つのコンパートメント間の空気流
路が変化する。これらの扉を、DNAポリメラーゼの活性
に最適であり、そしてDNAアニーリングに最適なサンプ
ルコンパートメント内の温度を達成するように、開閉し
得る。

温度制御器のサンプルコンパートメントはまた、好ま
しくは、本発明の任意のサンプルチューブホルダーを保
持する熱伝導ベースによって上部と下部とに分けられ、
下部は、低温空気コンパートメントの温度に維持され
る。サンプルチューブホルダー（上記ベースに置かれて
いる）の試薬チャンバ内に入れられた試薬は、それによ
って低温空気コンパートメントの温度に維持され得る。

本発明の分子分析器はまた、放射性同位元素を使用す
ることなく、そしてサンプルチューブからテストサンプ
ルを取り出す必要なしに、テストサンプル中の少なくと
も１つの標的分子（分子分析の産物を含み、ポリメラー
ゼ連鎖反応のDNA産物をさらに含む）の存在または非存
在を検出する手段を有し得る。テストサンプルの化学発
光は、サンプルチューブホルダーに保持されているサン
プルチューブを可動台部（carriage）に連続的に移動さ
せることによって測定され得る。可動台部は鏡（好まし
くは一次曲面放物面鏡（first−surface parabolic mir
ror）である）を備える上部およびレンズを備える下部
からなり、その結果、サンプルチューブからの光が鏡に
よって反射されてレンズに入り、レンズによって検出器
エレメントに集束されてそこで光子が計数される。テス
トサンプルの蛍光放射は、サンプルチューブホルダーに
保持されたサンプルチューブを鏡（好ましくは一次曲面
放物面鏡である）の間で連続的に移動させることによっ
ても測定され得る。そして下部はレンズを備え、その結
果、サンプルチューブからの蛍光放射は鏡によって反射
されてレンズに入り、そしてレンズによって検出器エレ
メントに集束される。

図面の簡単な説明本発明の上記のおよび他の目的ならびに利点は、以下
の好ましい実施態様の詳細な説明から明らかであり、そ
れには添付の図面が組み合わされ、図面においては、同
様の指示符号は、全体を通して同様の要素を示す。そし
て図面において：図１は、本発明のサンプルチューブホルダーの好まし
い実施態様を示す；図２は、図１の２−２の線で切った断面図である；図3A〜Ｃは、図１の３−３線で切った断面図である；図4Aは、本発明のサンプルチューブホルダーの別の実
施態様の投影図である；図4Bは、図4Aの4B−4Bの線で切った断面図である；図5Aは、図4Aに示したサンプルチューブホルダーへの
サンプルの導入を示す；図5Bは、図5Aの5B−5Bの線で切った断面図である；図6Aは、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好
ましい実施態様の平面図である；図6Bは、図6Aに示したサンプルチューブホルダーの部
分の等角投影図である；図7A〜Ｃは、化学発光による増幅されたDNAの検出を
示す本発明のサンプルチューブホルダーの断面図であ
る；図８は、多数のサンプルチューブを含む本発明のサン
プルチューブホルダー、およびサンプルチューブへのサ
ンプルの導入を示す；図9Aは、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好
ましい実施態様を示す；図9Bは、図9Aに示すサンプルチューブホルダーの断面
図であり、検出のメカニズムを示す；図9C〜Ｅは、図9Aおよび9Bのサンプルチューブホルダ
ーの検出メカニズムを示す；図10は、高容量の使用に特に適した本発明の好ましい
実施態様を示す；図11A〜Ｃは、本発明の温度制御器の好ましい実施態
様の平面図である；図12は、図11A〜Ｃに示す温度制御器の部分の断面図
である；図13A、図13A'および13Bは、図11および12に示した温
度制御器内およびサンプルチューブ内の温度の記録であ
る；図14Aおよび14Bは、標的分子を検出するための好まし
い方法の部分図である；図15は、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好
ましい実施態様の等角投影図である；図16は、図15の16−16の線で切った断面図である；図17は、図15の17−17の線で切った断面図である；図18は、本発明の別の好ましい実施態様の図15の17−
17の線で切った断面図である；図19A〜Ｃは、本発明のサンプルチューブホルダーの
部分、断面図である；図20は、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好
ましい実施態様の等角投影図である；図21は、図20の21−21の線で切った断面図である；図22Aおよび22Cは、本発明のサンプルチューブホルダ
ーの別の好ましい実施態様の平面図である；図22Bは、図22Aに示したサンプルチューブホルダーの
断面図である；図23は、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好
ましい実施態様の等角投影図である；図24は、ラック中に保持されたサンプルチューブホル
ダー群の断面図であり、ラックの中央部分を水平に横切
っている；図25は、本発明による検出手段の好ましい実施態様の
概略図である；そして図26は、本発明による自動化されたPCRのための完全
な装置の１つの好ましい実施態様の概略図である。

図面の詳細な説明本発明の分子分析器および使用方法を図１〜26に示
す。本発明は、主にPCRに関して本明細書中で記載され
る；しかし、本発明の装置および方法は、PCRに制限さ
れないことは当業者に理解されるであろう。

図１は、本発明の分子分析器のサンプルチューブホル
ダー10の好ましい実施態様を示す。本発明のこの実施態
様は、多数の液体サンプルを同時に処理する（例えば温
度サイクル）ためにサンプルチューブホルダー10にロー
ドすることを可能にし、そしてまたサンプルチューブ内
の分子に周囲の環境を曝露せずに反応産物が検出される
ことを可能にする。

サンプルチューブホルダー10は、好ましくはフレーム
11からなり、フレーム11は、好ましくは長方形であり、
そして好ましくは、長さＬが約10.2cm（4.0インチ）、
高さＨが5.7cm（2.25インチ）、および幅Ｗが0.8cm（0.
3インチ）の寸法である。しかし、どのような大きさま
たは配置のフレーム11も本発明に従って用いられ得る。

図２に示すように、フレーム11は、長さＬのフレーム
の側部部材の１つの中に内部の真空排気廃棄物チャンバ
20を備える。フレーム11はさらに、長さＬのフレーム11
のもう一方の側部部材の中に第１および第２の内部の試
薬チャンバ22、24を備える。あるいは、いずれかのもし
くは全ての真空排気チャンバ20および内部の試薬チャン
バ22、24を、エラストマー性部材15の中に備え得る。内
部の試薬チャンバ22、24を、行われる特定の分析に適切
な任意の検出試薬で満たす。たとえば、PCRが行われ
て、化学発光により増幅されたDNA産物を検出すること
が望ましい場合には、第１の内部試薬チャンバ22にはア
ルカリホスファターゼ結合体の溶液を入れ、そして第２
の内部試薬チャンバ24にはジオキセタンを入れる。いか
なる数の内部試薬チャンバ22、24を備えてもよい；内部
試薬チャンバ22、24の数および内容物は、行われる分析
のタイプに依存する。

サンプルチューブホルダー10は、さらに１組の向かい
合って配置されたエラストマー性部材15（好ましくはシ
リコーンゴムでできた）を備えている。エラストマー性
部材15は、図１および２に示すように、フレーム11にぴ
ったりと取り付けられている。この目的のため、フレー
ム11は、図２に示すように伸長部12を備えている。サン
プルチューブ23は、代表的には10μｌのReporterTubes
^TMであり、エラストマー性部材15の間に張り渡され、密
封されてエラストマー性部材15に係合しており、その結
果、液体テストサンプルを満たす前に各サンプルチュー
ブ23内に真空が存在する。好ましくは、８本のサンプル
チューブ23が各サンプルチューブホルダー10に包含され
るが、いかなる数のサンプルチューブ23も用いられ得
る。

サンプルチューブ23は、好ましくは、ガラスもしくは
他の透明で硬質の物質からできており、それらの内部表
面に付着した分子を有し、その内部表面は特定の方法で
テストサンプル中の標的分子を結合し得、それにより、
標的分子をサンプルチューブ23の内部表面に結合させ
る。

複数のサンプルローディングポート26は、エラストマ
ー性部材15の１つに備えられる。サンプルローディング
ポート26の数は保持されるサンプルチューブ23の数と同
じである。サンプルローディングポート26は、エラスト
マー性部材15を通って伸び、サンプルチューブ23にコン
ジットを形成する。サンプルローディングポート26は、
リップ27およびオリフィス21を備え得、図4Bおよび5Bに
示されるものと同様である。

サンプルチューブ23は、以下のように評価される液体
テストサンプルで満たされ得る。マルチチャンネルマイ
クロピペッター150のピペッターチップ118（図5Aおよび
5B参照）を液体テストサンプルを保持しているバイアル
もしくは他の容器に入れる。ピペッターチップ118を液
体サンプルで満たす。サンプルチューブホルダー10のサ
ンプルローディングポート26のリップ27とオリフィス21
を、ピペッターチップ118が配置されてオリフィス21に
押し出されることを容易にし、そして導くように、形成
する（図5Aおよび5B参照）。次いで、下向きの力をかけ
ることによりピペッターチップ118によってリップ27に
穴を開け、そしてキャビティー25に入れる（図２に示
す。図５に示すキャビティー125と同様である）。次い
で、ピペッターチップ118に入れられた液体サンプルは
吸引によってサンプルチューブ23に引き入れられる。

サンプルチューブホルダー10はまた、第１のバルブコ
アロッド30および第２のバルブコアロッド31を備える。
バルブコアロッド30および31は、図１〜３に示すよう
に、エラストマー性部材15を縦に通って伸びている。バ
ルブコアロッド30および31は、フレーム11の長さＬの方
向に可動性である。バルブコアロッド30および31は、図
3A〜Ｃに示すように、バルブコアロッド中実部分38およ
びバルブコアロッドチャンネル部分36を備える。バルブ
コアロッドチャンネル部分36は、中実ではなく、そして
内部試薬チャンバ22、24およびサンプルチューブ23の間
の開放経路を提供する。

図２に示すように、第１の試薬コンジット32は、第１
の内部試薬チャンバ22からエラストマー性部材15を通っ
て第１のバルブコアロッド30に届くまで伸びている。第
２の試薬コンジット34は、第２の内部試薬チャンバ22か
ら第１のバルブコアロッド30に届くまで伸びている。

サンプルチューブ23が分析されるべき液体サンプルで
満たされた後、そして温度サイクルによって増幅された
後、内部試薬チャンバ22、24に入っている試薬もまたサ
ンプルチューブ23にロードされなくてはならず、その結
果標的分子の検出が行われ得る。本発明は、試薬および
分析されるテストサンプルのどちらも大気にふれさせる
ことなく、以下のようにして、第１の内部試薬チャンバ
22および第２の内部試薬チャンバ24に入っている試薬の
連続的な添加を可能にする。

内部試薬チャンバ22、24に入っている試薬のどちらか
をサンプルチューブ23に添加する前は、第１のバルブコ
アロッド30を図３に示す位置にある。第１のバルブコア
ロッド30をこの位置すると、第１のバルブコアロッド30
の中実部分38は第１および第２の試薬コンジット32、34
と接触する。従って、第１および第２の試薬コンジット
32および34の両方が遮断され、そして内部試薬チャンバ
22、24に入っている試薬はどちらも自由にサンプルチュ
ーブ23に流入しない。同様に、第２のバルブコアロッド
31は、第３のコンジット35を遮断してサンプルチューブ
23と真空排気チャンバ20との間の連結を妨げる。

温度サイクルの後、第１の試薬をサンプルチューブ23
に添加することが所望される場合、第１のバルブコアロ
ッド30を図3Bに示した位置まで押し、そして同時に第２
のバルブコアロッド31を第３のコンジット35の遮断が解
かれ、サンプルチューブ23と真空排気チャンバ20との間
の連絡が生じる点まで押す。この位置でバルブコアロッ
ドチャンネル部分36は、第１の試薬コンジット32と連絡
してサンプルチューブ23への経路を提供する。次いで、
第１の試薬が真空排気チャンバ20の吸引によりサンプル
チューブ23へ図3Bに示す矢印の方向へ引き入れられる。

第２の試薬をサンプルチューブ23に添加することが所
望される場合、第１のバルブコアロッド30を図3Cに示す
位置まで押す。この位置で、バルブコアロッドチャンネ
ル部分36は第２の試薬コンジット34と連絡してサンプル
チューブ23への経路を提供する。第２のバルブコアロッ
ド31は、第３のコンジット35の遮断が解かれる位置にと
どまっている。従って、第２の試薬は、真空排気チャン
バ20の吸引によりサンプルチューブ23へ図3Cに示す矢印
の方向へ引き入れられる。

バルブコアロッド30および31は、第１および第２の試
薬コンジット32および34および第３のコンジット35を遮
断しそして遮断を解く好ましい手段を提供する。種々の
他の方法がこの目的のために用いられ得ることは当業者
に理解される。

図4A〜5Bは、本発明による使用のためのサンプルチュ
ーブホルダー100の別の実施態様を示す。このタイプの
サンプルチューブホルダー100は、温度サイクルの後増
幅されたDNA産物を回収することが必要な場合にPCRを行
う、あるいは更なる使用のために他の分子を回収するこ
とが所望される場合そのような分子を検出するのに特に
有用である。本発明のこの実施態様は同時に多数の液体
テストサンプルをロードすることを可能にし、そして好
ましくは、評価のためにテストサンプルをサンプルチュ
ーブ123に満たす前に各サンプルチューブ123に減圧が存
在するようにフレーム111に密封されて係合されている
サンプルチューブ123を有するフレーム111からなる。各
サンプルチューブ123は減圧を保持している間は空であ
り得る。フレーム111は、好ましくはエラストマー性部
材、例えば、シリコーンゴムでできている。

フレーム111は、図4Bに示すように、フレーム内部に
形成された複数のキャビティー125を有する。キャビテ
ィー125は、好ましくは、密封されたサンプルチューブ1
23の端部に位置する。各キャビティー125は、リップ127
およびオリフィス121を有して形成され得、そのように
形成されたのは、ピペッターチップ118を置いてオリフ
ィス121に押し入れるように導くためである。ここで
は、図5Bに示すように、下向きにかけた力によってピペ
ッターチップ118がリップ127に穴を開けてキャビティー
125に入る。ピペッターチップ118が液体サンプルを含む
場合、そのような液体はこのとき吸引によりキャビティ
ー125およびサンプルチューブ123に引き入れられる。図
5Aは、そのチップ118のそれぞれがオリフィス121に係合
されているマルチチャンネルマイクロピペッター150
を、部分図で示す。

図4Bおよび5Bに示すように、リップ127は、チップ118
が引き抜かれた後、チップ118の進入によってできた入
口が閉じられ、サンプルチューブ123内で高まり得る内
部の圧力が孔を密封し、分子が漏出するのを防ぐように
形成される。

温度サイクルの後、例えば、増幅されたDNAを別の実
験で使うために精製するために、液体テストサンプルを
サンプルチューブ123から取り出すことが所望され得
る。本発明により、テストサンプルの温度サイクルの
後、大気をサンプル溶液中の分子による汚染にさらすこ
となく、液体サンプルをサンプルチューブ123から取り
出すことが可能である。少量の鉱油を各オリフィス121
に滴下し、各オリフィス121の表面を覆う。多数のエー
ロゾル抵抗性チップ118の付いたマイクロピペッター150
を用いて、チップ118をサンプルチューブ123の１つの端
部につながったキャビティー125に導き入れる。チップ1
18をマイクロピペッター150から離してその場に残し、
そこでそれらは、サンプルチューブ123と大気との間の
フィルターされた連結（filtered connection）を提供
する。次いで、マイクロピペッター150をさらなる多数
のエーロゾル抵抗性チップ118を再びロードする。次
に、図4Aおよび5Aに示すように、さらなるチップ118
を、サンプルチューブ123の反対側の端部にあるオリフ
ィス121に押し入れる。次に、マイクロピペッター150を
用いてサンプルチューブ123の内容物をチップ118に引き
込む。サンプルチューブ123の反対側の端部は開いてい
るので、サンプルを引き出すのに抵抗はない。次に、マ
イクロピペッター150をゆっくりと持ち上げ、チップ118
はサンプルチューブホルダー100のオリフィス121に残っ
たままなので、図5Bに示す鉱油の層117は、サンプル溶
液からの分子がサンプルチューブホルダー123には存在
し得ず、そして大気にも入り得ないことを確実にする。
オイル117はピペッターチップ118の外側をコートし、チ
ップをオイル層117から上げるときにチップ118の端部が
流れ落ちて端部に集まるオイルによって密封される。次
いで、チップ118の内容物を、さらなるサンプルチュー
ブまたはオイルを重層したマイクロタイタープレートの
ウェルに移し得、そのため水性サンプルはオイルの下に
排出される。この移入は、チップをサンプルウェルから
引き上げるときに少量のオイルを各チップに吸い入れる
ことによって完了し、それによってピペッターチップは
廃棄前にオイルによって密封される。

増幅されたDNA分子による汚染の危険性を最少にす
る、サンプルを取り除く好ましい方法は、図4Bおよび5B
に示すように、オリフィス121を取り囲む成形された壁
（molded wall）119を利用する。

図6Aおよび6Bは、サンプルチューブホルダー200の別
の実施態様を示す。この実施態様では、１組のエラスト
マー性ストリップ220が多数のサンプルチューブ223を保
持する。サンプルチューブ223は、図6Aに示すように、
その各端部でエラストマー性ストリップ220によって保
持される。オリフィス210は、先に記載したように、サ
ンプルチューブ223へのアクセスを提供する。

エラストマー性ストリップ220は、硬質フレーム224
（代表的には熱可塑性物質から形成される）に保持され
る。図6Bは、サンプルチューブ223またはエラストマー
性ストリップ220のない硬質フレーム224を示す。硬質フ
レーム224は、エラストマー性ストリップ220を収容する
凹部229を備え得る。硬質フレーム224はさらに、サンプ
ルチューブ223が硬質フレーム224を横切るのを可能にす
る開口部230を備え得る。

図7A〜Ｃは、増幅されたDNAの化学発光による検出に
特に有用なサンプルチューブホルダー300の断面図を示
す。サンプルチューブホルダー300は、フレーム311、エ
ラストマー性部材333、およびエラストマー性部材333の
１つの内側に形成される内部試薬チャンバ331、332を備
えている。内部試薬チャンバ331および332は、例えば、
温度サイクルの後に増幅されたDNAを検出するために、
ジオキセタン、アルカリホスファターゼ結合体のような
試薬、あるいは例えば、サンプルチューブ323内に結合
した抗原を検出するために、試薬を含み得る。エラスト
マー性部材333はそれらの間にサンプルチューブ323を密
封して保持する。サンプルチューブホルダー300はさら
に、真空排気チャンバ320を備えている。真空排気チャ
ンバ320は、フレーム311ともう一方のエラストマー性部
材333との間に備えられ得、それは内部試薬チャンバ33
1、322を有さない。あるいは、真空排気チャンバ320
は、エラストマー性部材333の一つの中に備えられ得
る。

上記のように、サンプルチューブ323を液体テストサ
ンプルで満たし温度サイクルを行った後、内部試薬チャ
ンバ331、332に入っていた試薬はサンプルチューブ323
に導かれなければならない。中空針334および335は、内
部試薬チャンバ331、332に入っていた検出試薬をサンプ
ルチューブ323に導き出す手段を提供する。図7A〜Ｃに
おいて、針334、335は、サンプルチューブ323に対して9
0゜の方向で示されている；しかし、針334、335は、サ
ンプルチューブ323に対して平行でも、あるいは所望
の、もしくは便利な他の角度であり得る。図7A〜Ｃに示
すように、この操作は、試薬もしくは液体サンプルのい
ずれかを汚染が起こりやすい大気にさらすことなく行わ
れ得る。

中空針334および335は、それらの端部339Aに端孔339
を備えている。中空針334および335は、さらに側孔338
をそれらの側部338Aに備えている。針334、335を約2m
m、図7Bに示す位置に押す場合、端孔339および側孔338
は、チャンバ332に入っていた試薬がサンプルチューブ3
23に流入し、通り抜けてその後真空排気チャンバ320に
入る経路を提供する。内部試薬チャンバ332に入ってい
る試薬は、最初に針334の側孔338から針334の短い距離
を通り抜け、次に針334の端孔339を通り抜けてサンプル
チューブ323に入る。真空排気チャンバ320内の減圧によ
り、内部試薬チャンバ332に入っている試薬はサンプル
チューブ323から引き込まれる。次いで、その試薬は、
針335の端孔339から針335の短い距離を通り抜け、次い
で針335の側孔338を通って真空排気チャンバ320に流れ
出る。

例えば、PCR分析において、ストレプトアビジンに結
合したアルカリホスファターゼの溶液を内部試薬チャン
バ332に入れる。アルカリホスファターゼ溶液は、サン
プルチューブ323から結合しなかった物質を真空排気チ
ャンバ320へ洗い流す。酵素は、サンプルチューブ323の
内側に結合したビオチン化アンプリマー（amplimer）に
よって捕捉される。このようにして結合しなかった物質
はサンプルチューブ323から洗い流されて増幅されたDNA
の分子はアルカリホスファターゼ酵素に結合する。

サンプルチューブ323をチャンバ332に入っている試薬
で洗浄した後、針334および335を別々に図7Cに示す位置
に押し入れる。最初に、針334をエラストマー性部材333
にさらに押し入れる。針334の孔339は、チャンバ331に
入っている試薬が最初に針334の短い距離を流れて次に
側孔338を通り、次いでサンプルチューブ323に入る通路
を提供する。

例えば、PCR分析において、ジオキセタン溶液は、先
にサンプルチューブ323を通過した結合しなかった酵素
を洗い流し、サンプルチューブを満たす。

内部試薬チャンバ332に入っていた第２の試薬がサン
プルチューブ323を満たしている間、針335は、図7Bに示
す位置にとどまっている。

先にサンプルチューブ323を通過した結合しなかった
酵素または他の試薬を洗い流した後、針335は、図7Cに
示した位置に移動してサンプルチューブ323から真空排
気チャンバ320への流れを密封する。密封されたサンプ
ルチューブ323はこの時点で化学発光測定の準備ができ
ている。

他の任意の適切な手段、例えば図１〜３に関連して記
載したバルブコアロッドを用いて内部試薬チャンバ33
1、332に入っていた試薬のサンプルチューブ323へのア
クセスを提供し得るということが当業者によってもちろ
ん理解されるであろう。

本発明による分子分析器は、任意の数のサンプルチュ
ーブ423を有するサンプルチューブホルダー400を用い得
る。例えば、図８は、使い捨てチップ418を有する36チ
ャンネルピペッター445を用いてロードされ得る36本の
サンプルチューブ423を有するサンプルチューブホルダ
ー400を示す。このようなピペッター445は、ロボットデ
バイス（robotic device）（図は示さず）によって作動
し、それにより一度に36個のサンプルをロードするかあ
るいは取り出す。

図9Aは、間に密封されて保持されている多くのサンプ
ルチューブ523を有する２つのエラストマー性部材510お
よび520を備えたサンプルチューブホルダー500の別の実
施態様を示す。サンプルチューブホルダー500は、数千
のサンプルチューブ523、ならびに任意の数の内部に入
っている検出試薬を保持し得る。サンプルチューブホル
ダー500は、図9Aに示すように、便利な保管および分配
のためにロールされている。

図9Bは、自動化された試薬の送達を提供する内部エレ
メントを含む、図9Aの連続したサンプルチューブホルダ
ー500アセンブリの詳細を示す。第１のエラストマー性
部材510は、オリフィス521およびリップ527を備えてお
り、それによって液体テストサンプルは真空排気キャビ
ティー525にロードされ得る。次いで、液体サンプル
は、先に記載したように、吸引によってサンプルチュー
ブ523に引き入れられる。

第１のエラストマー性部材510は、さらに、第１の内
部試薬チャンバ522および第２の内部試薬チャンバ524を
備える。内部試薬チャンバ522、524は、行われるべき分
析に適切な任意の検出試薬によって満たされ得る。例え
ば、PCRを行う場合、第１の内部試薬チャンバ522は、ア
ルカリホスファターゼ結合体の溶液を、そして第２の内
部試薬チャンバ524は、ジオキセタンの溶液を含み得
る。任意の数の内部チャンバを備え得る；そのようなチ
ャンバの数および内容物は、行われる分析のタイプに依
存する。

第１のエラストマー性部材510はまた、第１および第
２の内部試薬チャンバ522と524との間に位置する第１の
コンジット543を備える。第１のコンジット543は、サン
プルチューブ523と協同してそれらの間の液体の連結を
提供する。第１の中空針534もまた第１のエラストマー
性部材510内に備わっている。第１の中空針534は、第１
の針側孔534Aを備える。第１の針側孔534Aは、下記によ
り詳細に記載されるように、第１の内部試薬チャンバ52
2と第１のコンジット543との間の液体連結、および第２
の内部試薬チャンバ524と第１のコンジット543との間の
液体連結を可能にする。

第２のエラストマー性部材520は、内部真空排気チャ
ンバ540を具備する。真空排気チャンバ540は、第２のエ
ラストマー性部材520内で実用的であり得る程度に大き
な容量を有する。なぜなら、真空排気チャンバ540内を
真空にすることによってモーターが引かれ、それによっ
て試薬がサンプルチューブ523を通って流れるからであ
る。

第２のエラストマー性部材520はまた、第２のコンジ
ット545を具備する。この第２のコンジットは、これと
真空排気チャンバ540との間に第２のエラストマー性部
材520の周囲セグメントを有するように位置する。この
周囲セグメントは、サンプルチューブ523と真空排気チ
ャンバ540との間の選択的な協同作用を可能にする。第
２のコンジット545は、サンプルチューブ523と協同し
て、その間に流体の結合を提供する。第２の中空針535
もまた、第２のエラストマー性部材520内に具備され
る。第２の中空針535は、第２の針側孔535Aを具備す
る。第２の針側孔535Aは、下記により詳細に記載するよ
うに、内部真空排気チャンバ540と第２のコンジット545
との間の流体での連通を可能にする。

図9C〜Ｄは、温度サイクル後の分析の自動化定量のた
めの方法に関連して、図9Aおよび9Bに示されるサンプル
チューブホルダーの実施態様を示す。この実施態様は、
年に何百万ものサンプルを、PCRを用いて分析しようと
する場合の使用、例えば血液検査、臨床診断、疾患の監
視および環境検査に好ましい。

図9C〜Ｄは、第１および第２の輸送フレーム部材55
2、554からなる輸送フレームを示す。この輸送フレーム
は、サンプル読み取りデバイス（示さず）のコンポーネ
ントであり得る。第１の輸送フレーム部材552は、第１
のエラストマー性部材510を取り囲み、そして第２の輸
送フレーム部材554は、第２のエラストマー性部材520を
取り囲む。第１の対の内部ローラー562は、内部試薬チ
ャンバ522、524を取り囲む領域付近の第１の輸送フレー
ム部材552内に具備される。第２の対の内部ローラー564
は、内部真空排気チャンバ540を取り囲む領域付近の第
２の輸送フレーム部材554内に具備される。

温度サイクルの直後、サンプルチューブホルダー500
が、サンプルチューブ読み取りデバイス（示さず）に侵
入するとき、第１および第２の内部ローラー562、564、
第１および第２のエラストマー性部材510、520、ならび
に第１および第２の針534、535の相対的な位置関係は、
図9Cに示されるようなものである。第１および第２の針
534および535は、第１のコンジット543にも第２のコン
ジット545にも未だ接触しておらず、従って第１の内部
試薬チャンバ522からの試薬も第２の内部試薬チャンバ5
24からの試薬もサンプルチューブ523に侵入していな
い。

次いで、第１および第２の対の内部ローラー562、564
が、図9Dに示される位置に下降する。第１の対の内部ロ
ーラー562は、所定の位置まで下降し、ここで、第１の
エラストマー性部材510は、第１の針534が第１のコンジ
ット543と接触する点まで圧縮される。第２の内部ロー
ラー564は、所定の位置まで下降し、ここで、第２のエ
ラストマー性部材520は、第２の針535が第２のコンジッ
ト545と接触する点まで圧縮される。第１の針の側孔534
Aは、第１の内部試薬チャンバ522内に含まれる第１の試
薬が第１のコンジット522を通ってサンプルチューブ523
に流れるための流体通路を提供する。第１の試薬は、真
空排気チャンバ540内を真空にすることにより、第１の
コンジット543、サンプルチューブ523、および第２のコ
ンジット545を通って真空排気チャンバ540中に引き込ま
れる。第２の針の側孔535Aは、第１の試薬が、第１の試
薬によってサンプルチューブ523から洗い流された結合
していない分子と共に、真空排気チャンバ540に流れる
ための流体通路を提供する。例えば、PCR分析において
は、アルカリホスファターゼ結合体溶液は、サンプルチ
ューブ523から結合していない分子を洗い流し、そして
サンプルチューブ523内に固定化されたプローブにハイ
ブリダイズした増幅されたDNAに結合する。

次に、第１の試薬がサンプルチューブ523を通過した
後、第１および第２の内部ローラー562、564が、図9Eに
示される位置に下降する。第１の対の内部ローラー562
は、第１の針534が第２の内部試薬チャンバ524に接触す
る点まで、第１のエラストマー性部材510がさらに圧縮
されるように、さらに下降する。第１の針の側孔534A
は、第２の内部試薬チャンバ524内に含まれる第２の試
薬が第１のコンジット543を通ってサンプルチューブ523
に流れるための流体通路を提供する。第２の試薬は、真
空排気チャンバ540内を真空にすることにより、第１の
コンジット543、サンプルチューブ523、および第２のコ
ンジット545を通って真空排気チャンバ540内に引き込ま
れる。例えば、PCR分析においては、ジオキセタン基質
溶液は、サンプルチューブ523から、結合していない酵
素を洗い流し、そしてサンプルチューブ523を満たす。

結合していない分子がサンプルチューブ523から真空
排気チャンバ540に洗い流された後、第２の内部ローラ
ー564は、引き上げられて元の位置に戻され、従ってサ
ンプルチューブ523からの基質の流れは密封される。上
記の中空針以外の手段が、試薬の流れのための流体通路
を提供するために使用し得ることは、当業者に理解され
る。

図10は、高容量分析に好ましい本発明の実施態様を示
す。図9Aに示されるように、巻かれ、そして何千ものサ
ンプルチューブ523を含む、サンプルチューブホルダー5
00は、ディスペンサー551に貯蔵され得る。サンプルチ
ューブホルダー500は、トラック554に沿って、サンプル
ローディングステーション552に供給される。サンプル
ローディングステーションでは、図８に示されるプロセ
スと同様に、マルチチャンネルピペッター553が、分析
すべきサンプルをサンプルチューブ523にロードする。
ロードされたサンプルチューブ523は、空気温度制御器5
55に侵入し、そして温度サイクルにかけられる。最後の
増幅サイクルの後、サンプルチューブ523は、アンプリ
マー（amplimer）固定コンパートメント556に侵入し、
ここで、サンプルチューブ523内の増幅されたDNAは、サ
ンプルチューブ523の内面に付着されたハイブリダイゼ
ーションプローブとアニーリングされる。引き続くプロ
トコルは、実行される分析のタイプによって決定され、
そして温度プロトコル（アンプリマーをハイブリダイゼ
ーションプローブに最大限結合させ、そしてDNAの伸長
を生じることなくDNAポリメラーゼをプライミングした
アンプリマーに結合することを選択する）へと続く前
に、DNAポリメラーゼ酵素を変性させるかまたは不活化
させるためのサンプル溶液の温度の予備的操作を包含し
得る。次いで、結合した酵素が使用され、親和性に基づ
く検出試薬に基質を提供することによって、増幅された
DNAのシグナルを増幅し得る。アンプリマー固定後、サ
ンプルチューブ523が、次いで、サンプルチューブ読み
取り器557内を通過する。ここで、針がサンプルチュー
ブホルダー550中に押し込まれ、あるいは、任意の他の
手段が使用されて、結合したDNAを検出する前に、サン
プルチューブ523から結合していない分子を洗い流し、
そいて試薬を添加する。

図11A〜Ｃは、本発明のサンプルチューブ23に含まれ
るテストサンプルの温度サイクル（または、任意の他の
所望の温度操作）のための温度制御器40の好ましい実施
態様を示す。熱風コンパートメント60は、第１のファン
61によって、上昇した温度、代表的には200℃の空気を
循環させる。この第１のファンは、空気を第１の中央壁
62の周りに加熱エレメント63を通して強制的に循環させ
る。冷風コンパートメント70は、第２のファン71によっ
て、低い温度、代表的には０℃の空気を循環させる。こ
の第２のファンは、空気を第２の中央壁72の周りに冷却
エレメント73を通して強制的に循環させる。空気は、マ
ルチブレードタービンファン81によって、サンプルコン
パートメント80内を循環させられる。このマルチブレー
ドタービンファンは、空気をサンプルチューブホルダー
10、または本発明の任意の他のサンプルチューブホルダ
ーの実施態様を通して第３の中央壁83の周りに強制的に
循環させる。

温度制御器40はまた、ドア90および91を具備する。こ
のドアは、閉鎖位置と任意の程度の開口位置との間で動
かされ得る。ドア90および91は、協同して働き、サンプ
ルコンパートメント60内の空気の温度を制御する。ドア
90および91は、マイクロプロセッサー制御により指令さ
れるサーボ機構（示さず）によって回転され得る。例え
ば、このマイクロプロセッサーは、温度制御器40中の種
々の位置の温度についての情報を使用して、サンプルチ
ューブ23内に含まれるテストサンプルの温度コントロー
ルのために登録されたプロトコルをできるだけ正確に実
行するために、ドア90またはドア91のいずれかを開ける
べきか否か、およびドア90またはドア91のいずれかの開
けるべき程度を計算し得る。

図11Bは、第１のドア90が開いた後の温度制御器40内
の空気の流れを示す。熱風コンパートメント60からの熱
風が、「Ｈ」と記された矢印の方向にサンプルコンパー
トメント80に侵入する。ここで、熱風は、マルチブレー
ドタービンファン81中に引き込まれる。マルチブレード
ファン81は、これに侵入する異なる温度の空気の流れを
組み合わせて混合した後、ブレンドされた空気を、サン
プルチューブホルダー10内に保持されたサンプルチュー
ブ23に強制的に接触させる。サンプルコンパートメント
80からの空気は出て、そして「Ｓ」と記された矢印の方
向の熱風コンパートメント60に侵入する。

同様に、冷風コンパートメント70からの空気は、図11
Cに示されるように、第２のドア91が回転した場合に、
サンプルコンパートメント80に侵入し得る。冷風コンパ
ートメント70からの冷風は、「Ｃ」と記された矢印の方
向のサンプルコンパートメント80に侵入する。ここで、
冷風は、マルチブレードタービンファン81中に引き込ま
れる。サンプルコンパートメント80からの空気は、サン
プルコンパートメント80を出て行き、そして「Ｓ」と記
された矢印の方向の冷風コンパートメント70に侵入す
る。

本発明の温度制御器40の形態は、サンプルチューブ23
内に含まれるサンプル溶液の迅速な速度の温度変化を可
能にする。その結果、伸長温度から変性およびアニーリ
ング温度への移動は、実質的に即時に起こる。従って、
反応サイクル時間は最小にされ、そして最高度のDNA標
的特異性および増幅された生産収率が得られる。さら
に、PCR増幅後のサンプルの迅速な冷却は、化学発光、
蛍光測定法、または他の技法によって検出する前に、サ
ンプルチューブの内面で標的分子をトラッピングするた
めの手段を提供する。迅速な温度推移はまた、偽プライ
ミング（false priming）を劇的に減少させる。

費用効率および生産性を最大にするために、PCRサン
プル溶液は、最適なポリメラーゼ伸長温度には、できる
だけ長い時間、変性およびアニーリング温度への推移の
ための介入にはできるだけ短い時間曝されるべきであ
る。例えば、10秒のPCR温度サイクルの間における、本
発明の温度制御器40のドアの移動が記載される。このよ
うな10秒の温度サイクルの間に、温度制御器40のサンプ
ルチューブ23内で記録された温度変化の記録を、図13B
に示す。サンプルチューブ23を含むサンプルチューブホ
ルダー10が、サンプルコンパートメント80中にロードさ
れる。第３のサンプルコンパートメント80内の空気は、
72℃と78℃との間に維持される。熱風コンパートメント
60内の空気は200℃に維持される。冷風コンパートメン
ト70内の空気は０℃に維持される。

第１のドア90が開く場合、熱風コンパートメント60か
らの200℃の熱風が、サンプルコンパートメント80に流
れ込む。一方、同時に、サンプルコンパートメント80か
らの72℃〜78℃の空気が、熱風コンパートメント60に流
れ込む。正味の効果は、サンプルコンパートメント80内
の空気の温度が、迅速に上昇することである。温度の測
定値は、最終目標温度を達成するため、温度制御器40に
よって使用され、ドア90をどの程度開くべきか、および
その完全な閉鎖の時間を計算する。この実施例では、最
終目標温度は、96℃〜97℃であり、この温度で、テスト
サンプル中に存在するDNAが即座に変性する。

この溶液の温度は、ここで、第２のドア91を開くこと
により、最適なアニーリング温度まで迅速に低下させ得
る。冷風コンパートメント70からの０℃の冷風は、サン
プルコンパートメント80に流れ込む。一方、同時に、サ
ンプルコンパートメントからの96℃の空気が、冷風コン
パートメント70に流れ込む。この手段によって、サンプ
ルコンパートメント80内の空気の温度は、96℃から54℃
まで、またはプライマーのテンプレートDNAへのアニー
リングが生じる最適な別の温度まで迅速に低下し得る。
アニーリングは、実質的に即座に生じ得るか、またはほ
んの数秒を必要とし得る。

アニーリングは、実質的に即座に生じ得るか、または
ほんの数秒を必要とし得る。本発明の温度制御器40は、
第１のドア90または第２のドア91を必要に応じて開き、
少量の熱風または冷風をサンプルコンパートメント80に
侵入させることによって、サンプル温度を任意の所望の
温度に非常に正確に維持し得る。加える熱風または冷風
の量は、サンプルコンパートメント80内で連続的に行わ
れる温度測定に基づいて、マイクロプロセッサーおよび
ソフトウェアによって計算される。

アニーリングが生じた後、第１のドア90は、再び開け
られる。熱風コンパートメント60からの200℃の熱風
は、サンプルコンパートメント80に流れ込む。一方、サ
ンプルコンパートメント80からの54℃の空気は、熱風コ
ンパートメント60に流れ込む。正味の効果は、サンプル
コンパートメント80内の空気の温度が、78℃まで、また
はアニーリングしたプライマーのポリメラーゼ伸長に最
適な別の温度まで上昇することである。伸長に必要な時
間の長さは、主に、作成されるべき増幅されるDNAの長
さおよびそのDNAの配列に依存する。taqポリメラーゼ
は、例えば、１秒当たり30〜80塩基の速度でヌクレオチ
ド塩基を取り込む。十分な時間伸長させた後、元の二本
鎖DNA分子のそれぞれの鎖は二重鎖となり、そして温度
サイクルプロセスは、代表的には、30〜50ラウンドの間
繰り返され得る。

本発明の温度制御器40の形態はまた、サンプルチュー
ブホルダー10、または本明細書中に記載される任意の他
のサンプルチューブホルダーの内部試薬チャンバ22、24
内に含まれる検出試薬が、温度サイクルまたは他の温度
操作の間冷たく維持されることを可能にする。特定の好
ましい検出試薬、例えば、アルカリホスファターゼまた
は他の酵素および有機試薬は、高温では不安定であるの
で、このことは有利である。これら試薬は、安定性のた
めに、好ましくは、室温、またはそれ以下に保持される
べきである。この目的のために、温度制御器40のサンプ
ルコンパートメント80は、好ましくは、図12に示される
ベース84を具備する。ベース84は、好ましくは、高度に
伝導性の金属、例えば、アルミニウムから作成される。
ベース84は、サンプルチューブホルダー10を受けとめる
ためのスペース86を具備する。サンプルチューブホルダ
ー10は、温度サイクルの間スペース86に置かれる。ベー
ス84はまた、サンプルチューブホルダー10の冷却効率の
改善を助けるフィン88を具備する。

アルミニウムベース84は、効果的には、サンプルコン
パートメント80を第１のセクション80Aおよび第２のセ
クション80Bに分割する。第１のセクション80Aのみが、
ドア90が開く場合、熱風コンパートメント60からの熱風
に曝される。第２のセクション80Bは、冷風コンパート
メント70からの冷却された空気によって、いつでも低温
を維持される。従って、アルミニウムベース84およびサ
ンプルチューブホルダー10に含まれる検出試薬は冷たく
維持される。一方、サンプルチューブ23は、温度サイク
ルの間熱風に曝される。

図13Aおよび13A'は、本発明のエアー温度制御器40か
ら得られたデータを示す。好ましくは、温度制御器40
は、温度制御器40内のサンプルチューブ23に含まれるサ
ンプル溶液中で、50℃と100℃との温度範囲内で、１秒
当たり200℃の温度変化を誘導する。もちろん、温度制
御器40は、単に、熱風コンパートメント60および冷風コ
ンパートメント70内の温度を調整することならびに第１
および第２のドア90および91が開く速度を調節すること
によって、任意の所望の温度範囲内で任意の所望の温度
変化を提供し得ることが理解される。図13Bは、本発明
の温度制御器40によって誘導された、サンプルチューブ
23内での温度変化の記録である。この記録は、PCRを使
用するDNAの増幅のために、変性、アニーリングおよび
伸長温度の間で達成され得る迅速な温度推移を示す。

温度サイクル後、アンプリマーは、サンプルチューブ
23の内面に共有結合により付着されているハイブリダイ
ゼーションプローブによって捕獲される。これらプロー
ブはPCR増幅を妨害しない。なぜなら、アニーリング工
程の間にプローブによって結合され得る任意のアンプリ
マーから、伸長反応の間にDNAポリメラーゼによって伸
長が開始されるからである。最終の増幅後、結合したプ
ローブによるアンプリマーの捕獲のために溶液を最適な
アニーリング温度でインキュベートする前に、DNAポリ
メラーゼ活性を破壊するために、溶液は、一時的に130
℃まで上昇され得る。あるいは、溶液は変性温度まで上
昇され、次いで20℃未満に迅速に冷却され得る。一本鎖
DNAは、この温度でプローブと安定なハイブリッドを形
成する；しかし、DNAポリメラーゼは活性でなく、そし
てそのプローブまたはサンプルチューブ23の壁から標的
DNAを除去しない。

図24は、温度サイクルに好ましいサンプルチューブ23
の配置を示す。図24は、１群のサンプルチューブホルダ
ー10A〜Ｈを保持するバウンディングコンテナー17の断
面図である。これは、サンプルチューブホルダー10A〜
Ｈによって保持されるサンプルチューブ23の中間部分を
横切る水平断面図である。図24に示される配置は、本明
細書中に記載される本発明のサンプルチューブホルダー
の全ての実施態様に実行可能であることが理解される。
ホルダー10A〜Ｈに含まれるサンプルチューブ23のそれ
ぞれの列（row）は、他の列とは少しずれた配置であ
る。このことは、非対称的に保持されたサンプルチュー
ブ23を有するサンプルチューブホルダー10を使用するこ
とによって達成され得る。従って、サンプルチューブホ
ルダー10Aの第１のチューブ23Aとバウンディングコンテ
ナー17の端部との間の距離は、サンプルチューブホルダ
ー10Aの最後のサンプルチューブ23Bとバウンディングコ
ンテナー17の反対の端部との距離より短い。このこと
は、バウンディングコンテナー17内で交替する（altern
ating）サンプルチューブホルダー10を回転させること
によって達成される好ましい形態を可能にする。サンプ
ルチューブホルダー10B、10D、10F、および10Hは、サン
プルチューブホルダー10A、10C、10E、および10Gに対し
て180゜回転され、サンプルチューブ23とサンプルチュ
ーブホルダー10A〜10Hとの距離が逆になっている。この
結果は、バウンディングコンテナー17内に含まれる隣接
するサンプルチューブ23が整列されていないが、互いに
等距離の間隔を開けられており、従って各サンプルチュ
ーブ23の周りの空気の流れを最大にすることである。矢
印は、温度サイクルの間に、温度制御器40内でのサンプ
ルチューブ23の周りを流れる空気の方向を示す。あるい
は、サンプルチューブ23のお互いのずれは、代替（alte
rnate）サンプルチューブホルダー10（示さず）を互い
違いに配列することによって達成され得る。

温度サイクル後に本発明のサンプルチューブ23内で標
的分子を検出するのための多くの方法は、本発明の装置
を使用して行われ得る。化学発光による検出に好ましい
方法を、図14A〜Ｂに示す。この方法に従うと、検出試
薬が、サンプルチューブホルダー10内、または本明細書
中に記載する任意の他のサンプルチューブホルダー内に
保持されるサンプルチューブ23に導入された後、サンプ
ルチューブホルダー10は、サンプル読み取りコンパート
メント（示さず）のキャリッジ800中に置かれる。ここ
で、光子が、それぞれのサンプルチューブ23についてカ
ウントされる。キャリッジ800は、上部セクション810と
下部セクション820とを具備する。上部セクション810は
鏡830を具備する。鏡830は、好ましくは、一次曲面の放
物面鏡であり、好ましくは、１インチ×0.0250インチで
あって、図１〜３に示されるサンプルチューブホルダー
10の好ましい実施態様の大きさに適合する。キャリッジ
800の下部セクション820は、好ましくは、凸レンズまた
は両凸レンズであるレンズ840を具備する。レンズ840の
下方のレンズ840の焦点には、デジタルホトマルチプラ
イアーチューブ852の検出エレメント850がある。

図14Aに示されるように、サンプルチューブホルダー1
0は、第１のセクション810と第２のセクション820との
間に位置し、サンプルチューブホルダー10内に保持され
るサンプルチューブ23は、鏡830とレンズ840との間にあ
る。次いで、鏡830は、図14Bに示される化学発光の読み
取りのための位置に下降する。ここで、サンプルチュー
ブ23は、鏡830とレンズ840との間に位置し、鏡830が、
サンプルチューブ23からの化学発光の光を、レンズ840
内に反射する。鏡830は放物面鏡830である場合、サンプ
ルチューブ23は、放物面鏡830の焦点内に位置する。サ
ンプルチューブ23内のサンプルから放射される光子は、
鏡830によって、レンズ840内に反射され、そしてデジタ
ルホトマルチプライアーチューブ852の検出エレメント8
50に集められる。このことにより、光子をカウントする
ことが可能になる。キャリッジ800が図14Bに示される位
置にある場合、第１および第２のセクション810および8
20は、外部の光（隣接するサンプルチューブ23からの光
を含む）を排除するように密接にフィットされるので、
得られる読み取り値は、独占的に、読み取られるサンプ
ルチューブから放射された光からなる。

光子数を得るための選択された時間が経過した後、鏡
830は、図14Aに示される位置に引っ込められる。光子を
カウントするために選択される時間の長さは、要求され
る感度、使用される特定の酵素および基質、ならびに選
択される測定方法を含む、多くのファクターに依存す
る。代表的には、化学発光反応の輝度は、プラトー領域
に達するまで、存在する酵素の量に比例する割合で、線
形的に増加する。線形的増加の最初の期間の間の輝度の
増加率は、サンプルチューブ23の定期的な読み取りを行
うことによって決定され得る。これらの測定値から計算
され得る輝度の増加率は、「動的読み取り（dynamic re
adings）」として公知であり、所定の時間の経過後に行
われる１点測定よりも正確な化学発光の尺度を提供す
る。

次いで、サンプルチューブホルダー10内に保持される
次のサンプルチューブ23は、第１のセクション810と第
２のセクション820との間を移動し、そして光子を読み
取るプロセスが、そのサンプルチューブ23について繰り
返される。この手順は、サンプルチューブホルダー10内
に保持されるそれぞれのサンプルチューブ23について繰
り返される。

サンプルチューブ読み取り器（示さず）の好ましい実
施態様は、12個のサンプルチューブホルダー10まで保持
するカルーセル分配デバイス（carousel dispensing de
vice）を利用する。サンプルチューブホルダー10は、光
子カウントのために、連続してキャリッジ800内に置か
れ、それによってそれぞれのサンプルチューブ23につい
ての多重読み取りがなされ得る。代表的には、光子カウ
ントのためには、それぞれのサンプルチューブ23につい
て５秒が必要である。

図25は、サンプルチューブ23における蛍光法によっ
て、物質の存在または不在を検出するための別の好まし
い手段を示す概略図である。サンプルチューブ23の断片
的なセクションは、サンプルチューブホルダー10のバッ
クグランドに対して示されている。細長い鏡180は、サ
ンプルチューブ23によって囲まれた空間内に移動する手
段（示さず）を有し、そしてサンプルチューブ23に関し
て、サンプルチューブ23が鏡180とレンズ186との間に配
置されるように、鏡自身を位置させる手段（示さず）を
有する。好ましくは、鏡180は、放物線の湾曲を有す
る。鏡180は、放物面鏡の場合、放物線の焦点内にサン
プルチューブ23を置くように、移動する。サンプルチュ
ーブ23内に存在し得る蛍光物質は、光源181からの誘導
光184、好ましくはレーザをサンプルチューブ23に放射
することによって検出され得る。サンプルチューブ23の
周りの放射状の線「Ｌ」により示される蛍光エミッショ
ンは、鏡180により平行化した様式185でレンズ186に反
射される。レンズ186は、光184を検出エレメント183に
集め、検出エレメントで測定が行われる。

多くの検出スキームが本発明の装置および方法を使用
して可能であることが理解される。例えば、レーザ181
を用いずに、図25に示される配置の改変は、使用され、
シンチレーションエミッションまたは化学発光を測定す
るか、あるいはサンプルチューブ23内の溶液による特定
の波長の光吸収量を測定し得る。

本発明のサンプルチューブ内でPCR増幅後の標的DNA分
子を化学発光的に検出するの別の例は、ここに記載す
る。この場合、プライマーは、PCR増幅の間に二本鎖DNA
に取り込まれる。DNAプライマーは、ビオチン、ジゴキ
シゲニン、または別の標識で5'標識される。二本鎖DNA
は変性されて一本鎖のDNAが得られる。次いで、一本鎖
のDNAが、増幅された生成物の配列の内部に相補的な配
列を有するハイブリダイゼーションプローブを使用して
捕獲され得る。

温度サイクル、およびサンプルチューブの内面へのア
ンプリマーの接着後、サンプルチューブホルダー内に貯
蔵される２つの溶液は、連続して使用される。まず、全
ての結合していない分子は、アルカリホスファターゼを
含む溶液によって、サンプルチューブから洗い流され
る。このアルカリホスファターゼは、ビオチン化プライ
マーが使用された場合には、ストレプトアビジンに、ま
たはプライマーがジゴキシゲニンで標識された場合に
は、抗ジゴキシゲニン抗体に結合された。もちろん、検
出酵素が、他の手段、例えば、種々のエピトープ分子で
標識したプライマーとの酵素−抗体結合体を使用して、
またはDNAまたはRNA分子の相補的なペアを使用すること
によってアンプリマーに接着され得ることは、当業者に
理解される。次に、結合していない酵素は、ジオキセタ
ンまたは別の化学発光性基質を含む溶液を使用して洗い
流され、そしてこの基質と表面に結合した酵素との触媒
的相互作用によって生成する化学発光の読み取りが行わ
れる。読み取りが行われた後、サンプルチューブホルダ
ーは、サンプルチューブを開けることなくまたは環境に
増幅されたDNA生成物を曝すことなく処分される。

別の例として、本発明のサンプルチューブ内でのPCR
増幅後のDNA標的分子の蛍光検出もまた、本発明の装置
を使用して用いられ得る。この場合、蛍光タグ（tag）
または稀土類キレート基で標識されたプライマーが、PC
R増幅の間に二本鎖DNAに取り込まれる。二本鎖DNAが変
性されて、一本鎖のDNAが得られる。次いで、一本鎖のD
NAが、増幅された生成物の配列の内部に相補的な配列を
有するDNAプローブを使用して捕獲され得る。

温度サイクル後、増幅されたDNAはガラスに結合した
プローブによって捕獲される。このプローブにハイブリ
ダイズする、増幅されたこれら生成物のみが検出され
る。キレート基が使用される場合には、Eu＋＋＋または
Sm＋＋＋を含み得る洗浄溶液は、サンプルチューブホル
ダー内の１つの試薬チャンバに貯蔵されており、これ
は、次いで、蛍光によって、または時分割（time−reso
lved）蛍光法によってアンプリマーを定量する前に、全
ての結合していない分子を、サンプルチューブホルダー
内の真空排気チャンバ中に洗い流すために使用される。

さらなる例として、本発明のサンプルチューブ内でPC
R増幅後にDNA標的分子を検出するための³²P標識もま
た、本発明の装置を使用して用いられ得る。この場合、
PCRは、PCR増幅の間に二本鎖DNAに取り込まれる³²P dNT
P、例えば、α³²Pチミジン5'三リン酸を使用して実行さ
れる。温度サイクル後、³²Pを取り込だ増幅したDNAはプ
ローブにハイブリダイズされる。このプローブにハイブ
リダイズするこれら増幅した生成物のみが検出される。
次いで、サンプルチューブホルダー内のチャンバ中に貯
蔵されたシンチレーション液が使用され、全ての結合し
ていない分子を洗い流し、そしてサンプルチューブ内の
捕獲された生成物を検出する。定量光子カウンターを使
用して、それぞれのチューブについて読み取りが行われ
る。次いで、増幅された生成物が、標準曲線を参照して
定量され得る。読み取りが行なわれた後、サンプルチュ
ーブホルダーは、サンプルチューブを開けることなくま
たは環境に増幅されたDNA生成物を曝すことなく処分さ
れる。

さらなる例として、モノクローナル抗体を使用する、
本発明のサンプルチューブ内での標的分子の検出もま
た、本発明の装置を使用して用いられ得る。この場合、
測定すべき物質を認識するモノクローナル抗体は、サン
プルチューブがサンプルチューブホルダー内で組み立て
られる前に、まず、サンプルチューブの内面に化学的に
接着される。未知の量の標的分子を含むサンプル溶液
は、サンプルチューブホルダー内に保持されるサンプル
チューブを通過させられる。その後、サンプルチューブ
ホルダーは読み取り器内で処理される。この読み取り器
は、結合していない分子を洗い流し、そして結合した標
的分子と検出試薬、例えば、標的物を認識する２次抗体
に結合したアルカリホスファターゼとを反応させる。次
いで、結合していない酵素は、基質を含む溶液によって
洗い流され、そしてチューブは密封されて読み取られ
る。

サンプルチューブの内面への標的分子の接着後、サン
プルチューブホルダー内のチャンバ中に貯蔵された１つ
または２つの溶液は、使用されるべき検出方法に依存し
て、連続して使用され得る。DNAまたはRNA以外の結合し
た標的分子を含むサンプルチューブは、PCR反応後にサ
ンプルを処理するために使用される同じ器具類（instru
mentation）において自動的に処理され得る。病原性生
物体の存在を検出するためのこの方法は、好ましくあり
得る。なぜなら、サンプルチューブを開けることも、チ
ューブの内容物を環境に曝すこともなく、定量が成され
るからである。定量後、感染因子を含み得るサンプルチ
ューブホルダーおよび密封されたサンプルチューブは、
安全に廃棄され得る。

図15は、多数のサンプルチューブ423を含み得るサン
プルチューブホルダー400の別の実施態様を示す。サン
プルチューブ423は、サンプルチューブホルダー400のフ
レーム部材410の幅にわたり、そして密封状態でフレー
ム部材410と結合されている。サンプルチューブ423の端
部428、429は、内部配管444（図15において破線で示さ
れる）によって、サンプルチューブホルダー400内に形
成された第１、第２、および第３のポート421、422、お
よび424に接続されている。第１および第２のポート421
および422は、サンプルチューブ423と大気との間の接続
通路を提供する。一方、第３のポート424は、サンプル
チューブ423と中空ブロック430の真空排気空間450との
間の接続通路を提供する。

図17は、図15の線17−17に沿った断面図である。図17
は、サンプルチューブ423とポート421、422との間の内
部接続を示す。エラストマー性チューブホルダー430
は、サンプルチューブ423とフレーム部材410との間を密
封する手段を提供する。

各ポート421、422、424の面は、保持スプリングクリ
ップ432によりポート面に押しつけられるエラストマー
性パッド431、441、425によって密封されている。スプ
リングクリップ432は、好ましくは、その外周に沿って
鋭いエッジを有して形成される。このエッジは、スプリ
ングクリップ432がポート421、422および424に押し込ま
れるのを可能にする。そのエッジがポート421、422およ
び424の壁に埋まり、このことによって、スプリングク
リップ432がポート421、422および424から出てくるのを
防ぐ。スプリングクリップ432の中央部分は、好ましく
は、スプリングクリップ432の中心の穴に向かってテー
パ状である。このテーパは、針が密封パッド431、441、
425に侵入する前には、密封パッド431、441、425の中心
と一直線をなし得ない針（示さず）をスプリングクリッ
プ432が導く手段を提供する。

図15および16に示すように、中空真空排気ブロック43
0は、円筒状ウェル4247と協同するスタッド443によっ
て、フレーム部材410にスライド式に係合される。スタ
ッド443は、フレーム部材410に対面する真空排気ブロッ
ク430の側部から突き出る。円筒状ウェル427は、真空排
気ブロック430に対面するフレーム部材410の側部に形成
され、そしてポート422の反対側に位置する。円筒状ウ
ェル427は、真空排気ブロック430がフレーム部材410に
対して押しつけられた場合、真空排気ブロック430のス
タッド443を受けとめるように形成される。

スタッド443は、その中にその中心軸に沿って、図16
に示されるような中空針426を有する。中空針426は、真
空排気ブロック430の内壁428に点445で侵入することに
よって、真空排気ブロック430の内部空間450と連通す
る。中空針426の先端457は、内部空間450からの真空の
喪失を防ぐエラストマー性シール456によって覆われ
る。

ブロック430とフレーム410との間への圧縮力の印加
は、スタッド443をウェル427内に押し込む。スタッド44
3は、シール456の上部外面がパッド425と接触するま
で、ウェル427中の移動し得る。スタッド443によるさら
なる移動は、針の先端457がシール456を突き通しそして
パッド425中に侵入することを引き起こす。スタッド443
によるさらなる移動は、このとき密封されていない中空
針の先端457がパッド425を完全に貫通することを引き起
こし、このことによって、流体がサンプルチューブ423
とブロック430内の真空排気空間450との間を移動する手
段を提供する。

環状の空間458が、それぞれのスタッド443の端部に形
成されて、スタッド443がパッド425中に最大限に押し込
まれた後に突き通されたシール456が存在するための場
所を提供する。中空ブロック430は、一方の端部をエラ
ストマー性密封ニップル442で密封される。このエラス
トマー性密封ニップルは、ポート421および422がスプリ
ングクリップ432によって密封されるのと同一の方法
で、スプリングクリップ（示さず）によって保持され
る。密封ニップル442は、ブロック430が真空排気された
後に大気圧が中心部分をスプリングクリップのレベルよ
り下に押し下げるように形成される。真空の喪失は、エ
ラストマーの弾性が、部分的に真空排気された空間450
と大気との間の部分的な圧力差を克服するのを可能に
し、ニップル442を中間の新たな形態に「突然変化」さ
せ、このことによってブロック430内の真空の喪失を検
出するための手段を提供する。

図18は、図15の線17−17に沿った断面図であり、本発
明の好ましい実施態様であるポート422とサンプルチュ
ーブ423との間の配管の直径の変形を示す。示された実
施態様は、濾過エレメント435を具備し、分析するサン
プル溶液から成分を添加または除去する。例えば、界面
活性剤除去ビーズは、チャンバの１つに温度サイクルが
形成される前に、組織由来のサンプルから選択的に界面
活性剤を吸着するために組み込まれ得る。追加ポートの
供給または一方向バルブの使用を包含し得、それぞれが
異なる利益を提供し得る、配管直径の変形体が可能であ
ること、およびこのような変形体が本発明の範囲内にあ
ることは理解される。従って、図18に示される実施態様
は、使用し得る配管の配置のタイプを全く制限しない。

サンプルがサンプルチューブ423内に注入される前
に、シリンジ手段（示さず）がポート422のシール431を
貫通し、そしてサンプルチューブ423を真空排気する。
次いで、サンプルが、ポート421を通ってサンプルチュ
ーブ423内に注入され、続いて、ポート421とその接続路
433との間の配管419から、ポート422とサンプルチュー
ブ423との間の配管に、サンプルを完全に押し込むのに
十分な容量の空気が注入される。次いで、ポート422か
らのサンプルは、気体または液体あるいは両方の組み合
わせの注入によって、サンプルチューブ423内に完全に
押し込まれる。第１のチャンバ434を満たすように計算
された最終容量のバリアー液が、ポート422から注入さ
れる。第１のチャンバの容量は、第２のチャンバ436の
容量よりも大きい。

温度サイクルまたは別の処置が実行された後、シリン
ジ手段（示さず）は、ポート422のシールを貫通し、そ
して第１のチャンバ434から十分なバリアー液を引き込
み、サンプルチューブ423内のサンプル全体を、試薬ま
たは試薬を接着されたビーズ435への曝露のために第２
のチャンバ436に吸い込ませ得る。インキュベーション
後、サンプル混合物は、さらなる温度サイクルのため、
または他の処置のために、バリアー液を注入し戻す（in
jecting back）ことによって、サンプルチューブ423に
戻され得る。あるいは、真空排気ブロック430は、フレ
ーム410に対して圧縮されサンプルチューブ423の真空排
気を引き起こし得る。図面は、例示の目的で提供される
のであって、一定の比率で縮尺して描かれてはいないこ
とに注意すべきである。使用される配管チャンバの容量
は、実際には、代表的には、２から20マイクロリッター
まで変化する。

図19A〜Ｃは、本発明の分子分析器の任意の実施態様
に使用され得る。チューブ端部シール95とサンプルを含
むサンプルチューブ23との１つの実施態様の断面図であ
る。サンプルチューブ23は、毛細管チューブであり得
る。この実施態様において、チューブ端部シール95の内
部キャビティ96は、第１の部分96Aおよび第２の部分96B
を具備する。内部キャビティ96の第１の部分96Aは、サ
ンプルチューブ23の端部に対してぴったりと密封してフ
ィットする。内部キャビティ96の第２の部分96Bは、中
空針31が侵入するための空間を提供して、物質がサンプ
ルチューブ23に注入されるかまたはサンプルチューブ23
から除去され得る。

図19Bは、チューブ端部シール95内に挿入されたサン
プルチューブ23の断面図である。サンプルチューブ23
は、内部キャビティ96の第１の部分96A内にフィットさ
れる。チューブ端部シール95に、サンプルチューブ23の
中心軸に対して直角に侵入した中空針31は、サンプルチ
ューブ23から物質を除去することが可能であるか、また
はサンプルチューブ23に物質を添加することが可能であ
る。

図19Cは、チューブ端部シール95およびサンプルチュ
ーブ23の断面図であり、サンプルチューブ23の中心軸に
沿ってチューブ端部シール95に侵入し、そしてサンプル
チューブ23から物質を除去することが可能であるか、ま
たはサンプルチューブ23に物質を添加することが可能で
ある中空針31を示す。

図20は、エラストマー性端部シール581によって密封
された、12個のサンプルチューブ523を具備するサンプ
ルチューブホルダー500およびスパンフレーム530の別の
実施態様である。フレーム530は、フレーム530にエラス
トマー性端部シール581を保持する２つのドア529を具備
し得る。図20は、フレーム530の左側の１つのこのよう
なドア529を示す。フレーム530の右側のドア529は、図2
0には示されていないので、端部シール581は示され得な
い。真空排気廃棄チャンバ（evacuated waste chambe
r）508および試薬チャンバ509は、サンプルチューブホ
ルダー500のフレーム530に、それぞれ左側および右側で
繋げられている。真空排気廃棄508および試薬チャンバ5
09は、図15に関して記載されている方法と同様な方法で
フレーム部材530とスライド可能に係合可能である。

図21は、図20の線21−21にほぼ沿った断面図であり、
真空排気廃棄コンパートメント508、針531、チューブ端
部シール581、サンプルチューブ523、および試薬チャン
バ509の間の内部の連通を示す。フレーム部材530は、そ
の中に形成された１またはそれ以上の破壊可能に密封さ
れたサンプルローディングポート546を具備し得る。こ
のポートは、サンプルチューブ523中への物質の、例え
ば、図19Bに示されるように、シリンジおよび針を使用
することによる、導入を可能にする針ガイドとして役立
ち得る。代表的には、フレーム部材530に具備された、
存在するサンプルチューブ523と同数のホール546があ
る。ホール546は、試薬チャンバ509に隣接する、フレー
ム部材530の一方の側のみに具備される。

試薬チャンバ509は、試薬ローディングポート542を具
備し、これは、破壊可能シール543を具備する。代表的
には、試薬チャンバ509に具備された、存在するサンプ
ルチューブ523と同数の試薬ローディングポート542があ
る。試薬ローディングポート542は、所望の分析を実行
するのに必要な試薬を連続してロードするための、空間
544および続くサンプルチューブ523へのアクセスを提供
する。

試薬チャンバ509、フレーム部材530、および真空排気
廃棄コンパートメント508の間の協同的相互作用は、本
発明の他の実施態様に関して記載されたように、確立さ
れ、そして空間544に存在する溶液が、サンプルチュー
ブ523を通って真空排気廃棄チャンバ空間545へ流れる手
段を有するための流体の結合を提供する。

図22Aおよび22Bの部分図に示されるように、本発明の
サンプルチューブホルダー600の別の実施態様は、多数
のサンプルチューブ623を具備し得る。サンプルチュー
ブホルダー600は、２つのエラストマー性部材610および
620を具備する。これは、図22Cに示すように、共に、そ
れらの間に保持される１つまたはそれ以上のサンプルチ
ューブ623の両端を密封する。図22Bに示されるように、
サンプルチューブホルダー600内に形成される内部キャ
ビティ696は、サンプルチューブ623の貫通の程度を制限
する環状リング619を具備し、図19A〜Ｃに示されるキャ
ビティ96と同様な、サンプルチューブ628の背後にある
キャピティ696の第２の部分696Bを提供し得る。第２の
部分696Bおよびキャビティ696は、図19Bおよび19Cに示
されるように、中空針31によるサンプルチューブ623へ
のアクセスを提供することにおいて有用である。

ホール625は、サンプルチューブ623を受けとめるため
に、エラストマー性部材610に具備される。スリット626
もまた、エラストマー性部材内で、ホール625の上下
に、ホール625の直径上に180゜離れて形成され得る。ス
リット626は、このようなサンプルチューブ623が、スリ
ット626によって到達する深さを超えて挿入されない場
合に、外部空気とエラストマー性部材610に保持される
サンプルチューブ623の内面との間の連通を可能にす
る。この方法において、１群のサンプルチューブ623
は、毛細管作用によって同時に、液体テストサンプルで
満たされ得る。

サンプルチューブ623が満たされた後、第２のエラス
トマー性部材620は、満たされたサンプルチューブ623の
端部を覆って置かれ得、そして両方のエラストマー性部
材610および620は、図22Cに示すように、共に押し込ま
れて、満たされたサンプルチューブ623の両端部を密封
し得る。この形態はまた、後の時点での、サンプルチュ
ーブ623の内容物への容易なアクセスを可能にする。

図23は、多数のサンプルチューブ723を保持するサン
プルチューブホルダー700の別の実施態様を示す。この
実施態様において、サンプルチューブ723は、サンプル
チューブホルダー700のフレーム部材705内で、エラスト
マー性チューブホルダー729によって、図6Aおよび6Bに
示されるものと同様な方法で、密封される。フレーム部
材705は、エラストマー性チューブホルダー720を保護す
るためのドア783を具備し得る。ドア783は、ドア783が
開くことを可能にするヒンジ721によって、フレーム部
材705の取り付けられる。フレーム部材705の左側に位置
するドア783は、図23に開いた位置で示される。ホール7
87、788は、ドア783に、またはフレーム部材705の側部
に形成されて、試薬またはサンプル溶液を、サンプルチ
ューブ623に添加するかまたはサンプルチューブ623から
除去するための針（示さず）を導き得る。

図26は、共に協同して、自動化PCR分析を提供する本
発明の完全な装置の１つの実施態様を提供し得る、コン
ポーネントデバイスの配置を示す概略図である。トラッ
ク機構270（これに沿ってロボットアーム（示さず）が
移動し得る）は、ピペットチップ伸長ツール271および
試薬フラスコ272へのアクセスを提供する。ツール271
は、ロボットアームによって使用されて、ピペットチッ
プまたはディスポーザブルマイクロシリンジ（示さず）
を密封状態で係合し、そして処分する。コンベアーベル
ト273は、ピペットチップまたはディスポーザブルマイ
クロシリンジ（示さず）のトレイを、ロボットアームに
よる使用のために運び得るプラットフォーム274を輸送
する手段を提供する。第２のコンベアーベルト275は、
サンプルプレート（示さず）に形成されるウェル中のサ
ンプル溶液を運び得る、プラットフォーム276を輸送す
る。輸送機構277は、本発明に従うエラストマー性また
は硬質のチューブホルダー278に保持されるサンプルチ
ューブ23の個々の群を移動させ、このようなサンプルチ
ューブ23を、ロボットアームによるアクセスのための位
置に移動させる手段を提供して、サンプルチューブ23が
サンプルをロードされ得る。

サンプルチューブ23の群は、ストレージ279に保持さ
れ得る。このストレージからサンプルチューブの群は、
輸送機構277に分配され得る。あるいは、サンプルチュ
ーブの連続ロールが、図9Aに示すように使用され得る。
サンプルチューブ23のロードは、シリンジポンプ機構ま
たは真空源に取り付けられた針手段280との協同作用を
包含し得る。サンプルチューブ23の個々の群が使用され
ている場合、１つの群がロードされた後、輸送機構277
によってラック281に輸送される。次いで、サンプルチ
ューブ23の第２の群は、ロボットアームによってロード
され、そして続いて281に輸送される。ラックが、サン
プルチューブ23の群で満たされる場合、輸送機構277
は、ロードされたラック281を温度制御器282に移動す
る。これは、サンプルチューブ23を、温度サイクルの前
に、図24に示されるような、スタガ型（staggered）の
形態に構成させる手段を提供する。

温度サイクルが完結した場合、サンプルチューブ23
は、検出モジュール283に輸送される。図１、７または
９に示されるサンプルチューブホルダーのような、検出
試薬を有するサンプルチューブホルダーが使用される場
合、検出モジュール283は、これらの試薬をサンプルチ
ューブ23に放出する手段を具備する。図15に示されるサ
ンプルチューブホルダーのようなサンプルチューブホル
ダーの実施態様が使用される場合、検出モジュール283
は、サンプルチューブ23の群を検出モジュール283に輸
送する前に、試薬をサンプルチューブ23に導入するため
の針手段および真空排気廃棄コンパートメントをサンプ
ルチューブホルダーで圧縮するための手段を具備する。
検出モジュールは、反応生成物を、例えば、前記の任意
の検出手段を使用して検出するための手段を具備する。

従って、サンプル中の特定の分子または分子の特定の
部分を検出し得、より低い費用でかつより労力を必要と
せず、周囲の研究室状態の汚染を避ける、高い能力の分
子分析器および使用方法が提供されることが理解され
る。上記は、本発明の原理を単に例示したのみであるこ
と、および種々の改変が、当業者によって、本発明の範
囲および精神から逸脱することなくなされ得ることが理
解される。上記の実施態様は、制限よりむしろ例示を目
的としており、そして本発明は、以下の請求の範囲によ
ってのみ制限される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号９４０４７５８．６ (32)優先日平成６年３月11日(1994．3．11) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９４０５５６５．４ (32)優先日平成６年３月21日(1994．3．21) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９４１３６４１．３ (32)優先日平成６年７月６日(1994．7．6) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９４２１３７８．２ (32)優先日平成６年10月24日(1994．10．24) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (72)発明者フィールズ，ロバートイー. アメリカ合衆国カリフォルニア 94025，メンロパーク，エディソンウェイ−3475，スイートティー，エディソンテクノロジーパーク（番地なし），アイティーアイモレキュラーダイアグノスティクス，インコーポレイテッド内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 35/00 C12M 1/00 C12Q 1/68 G01N 33/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向するように配置された複数の側
面を備えた硬質のフレームを有するサンプルチューブホ
ルダーと、該フレームの該複数の側面の少なくとも１つ
の側面の内側に含まれている少なくとも１つの内部チャ
ンバと、少なくとも１つのサンプルチューブと、該少な
くとも１つの内部チャンバおよび該少なくとも１つのサ
ンプルチューブの間の連絡を可能にする少なくとも１つ
の内部コンジットと、を備えている分子分析器であっ
て、該サンプルチューブホルダーが、該硬質のフレームに取
り付けられており、かつ該硬質のフレームと密着接続さ
れて保持されている複数のエラストマー性部材をさらに
備えており、該少なくとも１つのサンプルチューブが該複数のエラス
トマー性部材の間に密封されて保持されており、該少なくとも１つの内部チャンバには検出試薬が充填さ
れており、少なくとも１つのポートが該複数のエラストマー性部材
の１つに設けられており、該少なくとも１つのポート
は、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードさ
れるテストサンプルに対して密封可能にアクセスするこ
とを可能にし、真空排気チャンバが、該フレームの該複数の側面の中の
別の１つの側面内に含まれており、かつ該少なくとも１
つのサンプルチューブと連絡がとられており、かつ該少なくとも１つの内部コンジットを閉塞させ、かつそ
の閉塞を解除する手段において、該少なくとも１つの内
部コンジットが閉塞させられるときには、該少なくとも
１つの内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチュ
ーブとの間に連絡がとられないようにする一方、該少な
くとも１つの内部コンジットの閉塞が解除されるときに
は、該少なくとも１つの内部チャンバと該少なくとも１
つのサンプルチューブとの間に連絡がとられるように
し、それによって該検出試薬が、該少なくとも１つの内
部コンジットおよび該少なくとも１つのサンプルチュー
ブを通って流れて、該真空排気チャンバ内に流入するこ
とができる、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項２】閉塞させ、かつ閉塞を解除する前記手段
が、複数の中実部分と複数のチャネル部分とが設けられ
たバルブコアロッドを備えている、請求項１に記載の分
子分析部。
【請求項３】前記複数の内部チャンバのそれぞれには、
化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物の検
出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求項１
に記載の分子分析器。
【請求項４】前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体
とジオキセタンとを含んでいる、請求項３に記載の分子
分析器。
【請求項５】前記少なくとも１つのポートが、オリフィ
スと１対のリップとを備えており、該オリフィスは前記
テストサンプルで充填された充填手段を受け入れること
ができる形状であり、かつ該１対のリップは、前記少な
くとも１つのサンプルチューブの背後の、前記複数のエ
ラストマー性部材の前記１つに形成された少なくとも１
つの内部キャビティと、大気との間を、該少なくとも１
つの内部キャビティが該テストサンプルで充填される以
前に密封することを可能にする形状である、請求項１に
記載の分子分析器。
【請求項６】前記少なくとも１つのサンプルチューブに
は、前記テストサンプルに存在する少なくとも１つの標
的分子を結合することが可能な複数の分子が供給されて
おり、該複数の分子は該少なくとも１つのサンプルチュ
ーブの内側表面に付着され、それによって該少なくとも
１つの標的分子が該内側表面に結合される、請求項１に
記載の分子分析器。
【請求項７】前記テストサンプルの温度を制御する手段
をさらに備えている、請求項１に記載の分子分析器。
【請求項８】前記テストサンプル中での前記少なくとも
１つの標的分子の存在または非存在を検出する手段をさ
らに備えている、請求項１に記載の分子分析器。
【請求項９】前記検出する手段が、前記テストサンプル
の化学発光を測定する手段を備えている、請求項８に記
載の分子分析器。
【請求項１０】前記検出する手段が、前記少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれから
出射される光子の量の第１のカウントを行うことができ
る読み取り器と、上部および下部からなる可動台部であって、該上部はミ
ラーからなり、かつ該下部はレンズからなる、可動台部
と、前記サンプルチューブホルダーを、該可動台部の該上部
と該下部との間で移動させる手段であって、該少なくと
も１つのサンプルチューブのそれぞれが、該可動台部の
該上部と該下部との間に順次位置づけられることによっ
て、該少なくとも１つのサンプルチューブからの化学発
光光を該ミラーが該レンズへと反射するように、該ミラ
ーと該レンズとの間に位置決めされるようにする手段
と、を備えている、分子分析器であって、該少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれが、該
可動台部の該上部と該下部との間に位置決めされると
き、該少なくとも１つのサンプルチューブに外部からの
光が到達することを防止できるように、該可動台部の該
第１の部分が下方に移動して該下部と接触する、請求項
９に記載の分子分析器。
【請求項１１】前記ミラーが焦点を有する１次曲面放物
面鏡であり、かつ、前記可動台部の前記上部と前記下部
との間で前記サンプルチューブホルダーを移動させる前
記手段が、該放物面鏡の該焦点内で前記少なくとも１つ
のサンプルチューブのそれぞれが順次位置決めされるよ
うに、該少なくとも１つのサンプルチューブホルダーを
移動させる、請求項10に記載の分子分析器。
【請求項１２】前記検出する手段が、前記テストサンプ
ルの蛍光発光を測定する手段を備えている、請求項８に
記載の分子分析器。
【請求項１３】前記検出する手段が、ミラーと、前記少なくとも１つのサンプルチューブを照射する誘発
光を供給する光源と、該光を、該少なくとも１つのサンプルチューブに存在す
る蛍光発光の量を測定する手段へと焦点合わせするレン
ズと、前記サンプルチューブホルダーを該ミラーと該レンズと
の間で移動させる手段であって、該少なくとも１つのサ
ンプルチューブのそれぞれが、該ミラーと該レンズとの
間に順次位置づけられることによって、該少なくとも１
つのサンプルチューブからの蛍光発光を該ミラーが該レ
ンズへと反射するように、該ミラーと該レンズとの間に
位置決めされるようにする手段と、該少なくとも１つのサンプルチューブに存在する該蛍光
発光の量を読み取る手段と、を備えている、請求項12に記載の分子分析器。
【請求項１４】前記ミラーが焦点を有する１次曲面放物
面鏡であり、かつ、前記ミラーと前記レンズとの間で前
記サンプルチューブホルダーを移動させる前記手段が、
該放物面鏡の該焦点内で前記少なくとも１つのサンプル
チューブのそれぞれが順次位置決めされるように該少な
くとも１つのサンプルチューブホルダーを移動させる、
請求項13に記載の分子分析器。
【請求項１５】前記検出する手段が、前記テストサンプ
ルのシンチレーション発光を測定する手段を備えてい
る、請求項８に記載の分子分析器。
【請求項１６】前記検出する手段が、前記テストサンプ
ルの特定の波長における光吸収量を測定する手段を備え
ている、請求項８に記載の分子分析器。
【請求項１７】互いに対向する２対の側面を有するフレ
ームを有しており、かつ該フレームの該互いに対向する
２対の側面のうち１対の側面のそれぞれの中に形成され
た少なくとも１対の内部キャビティが設けられているサ
ンプルチューブホルダーと、該少なくとも１対の内部キ
ャビティのそれぞれと連絡する内部キャビティを有する
少なくとも１つのサンプルチューブと、を備えている分
子分析器であって、該少なくとも１つのサンプルチューブは、該フレームの
該互いに対向する２対の側面のうち１対の側面の間に密
封されて保持されており、少なくとも１対のオリフィスのそれぞれが、該フレーム
の該互いに対向する２対の側面のうち１対の側面のそれ
ぞれに設けられており、該少なくとも１対のオリフィス
は、該少なくとも１対の内部キャビティに密封可能にア
クセスすることを可能にし、該少なくとも１つのサンプルチューブにテストサンプル
を充填する手段において、該テストサンプルは該少なく
とも１対のオリフィスの一方にロードされ、かつ該少な
くとも１つのサンプルチューブ内に流入し、かつ少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプ
ルチューブを通して流す手段において、該少なくとも１
つの検出試薬は、該少なくとも１対のオリフィスの一方
の中にロードされ、該少なくとも１つのサンプルチュー
ブを通って流れ、かつ該少なくとも１対のオリフィスの
他方から除去される、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項１８】前記フレームがエラストマー性材料から
なる、請求項17に記載の分子分析器。
【請求項１９】前記少なくとも１対のオリフィスがさら
に、前記少なくとも１対の内部キャビティと大気との間
を、前記テストサンプルが前記少なくとも１つのサンプ
ルチューブ内に充填される以前に密封することを可能に
する形状である１対のリップを備えている、請求項17に
記載の分子分析器。
【請求項２０】前記テストサンプルの温度を制御する手
段をさらに備えている、請求項17に記載の分子分析器。
【請求項２１】前記テストサンプル中での前記少なくと
も１つの標的分子の存在または非存在を検出する手段を
さらに備えている、請求項17に記載の分子分析器。
【請求項２２】前記複数の検出試薬のそれぞれが、化学
発光によるポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物の検出に
用いるのに適している、請求項17に記載の分子分析器。
【請求項２３】前記試薬がアルカリホスファターゼ結合
体とジオキセタンとを含んでいる、請求項22に記載の分
子分析器。
【請求項２４】前記テストサンプルの温度を制御する前
記手段が、サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する手段と、該サ
ンプルコンパートメント内に第１の温度で空気を再循環
させる第１のファンとが設けられている、サンプルコン
パートメントと、高温空気コンパートメントであって、加熱エレメント
と、該高温空気コンパートメント内に第２の温度で高温
空気を再循環させる第２のファンとが設けられている、
高温空気コンパートメントと、低温空気コンパートメントであって、冷却エレメント
と、該低温空気コンパートメント内に第３の温度で低温
空気を再循環させる第３のファンとが設けられている、
低温空気コンパートメントと、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第１のドアであって、該第
１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第２のドアであって、該第
２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、を備えている、分子分析器であって、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にあるときに
は、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパー
トメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプル
コンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間
でも空気が循環せず、該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあり、かつ該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、
かつ、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しな
い、請求項７または請求項20に記載の分子分析器。
【請求項２５】前記サンプルコンパートメントには、前
記第１の温度に維持された第１の部分と、第２の部分で
あって、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコ
ンパートメントの該第２の部分との間を再循環する前記
低温空気により前記第３の温度に維持された第２の部分
と、該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該第
２の部分とに分割する熱伝導性材料からなり、前記少な
くとも１つのサンプルチューブホルダーを保持するベー
スと、がさらに設けられており、前記検出試薬が該第３
の温度に維持されている、請求項24に記載の分子分析
器。
【請求項２６】互いに対向するように配置された複数の
凹部が設けられた硬質のフレームからなるサンプルチュ
ーブホルダーと、少なくとも１つのサンプルチューブ
と、を備えている分子分析器であって、該複数の凹部が１対のエラストマー性ストリップを受
け、該少なくとも１つのサンプルチューブが該エラストマー
性ストリップの間に密封されて保持されており、該エラ
ストマー性ストリップおよび該少なくとも１つのサンプ
ルチューブが該フレームから共に取り外し可能であり、該複数のエラストマー性部材の１つの中に形成され、か
つ該少なくとも１つのサンプルチューブホルダーのそれ
ぞれの背後に位置決めされた少なくとも１つの内部キャ
ビティにおいて、該少なくとも１つの内部キャビティは
該少なくとも１つのサンプルチューブの内部キャビティ
と連絡しており、少なくとも１対のオリフィスのそれぞれが、該１対のエ
ラストマー性ストリップのそれぞれに設けられており、
該少なくとも１対のオリフィスは、該少なくとも１対の
内部キャビティに密封可能にアクセスすることを可能に
し、該少なくとも１つのサンプルチューブにテストサンプル
を充填する手段において、該テストサンプルは該少なく
とも１対のオリフィスの１つにロードされ、かつ該少な
くとも１つのサンプルチューブ内に流入し、かつ少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプ
ルチューブを通して流す手段において、該少なくとも１
つの検出試薬は、該少なくとも１対のオリフィスの１つ
の中にロードされ、該少なくとも１つのサンプルチュー
ブを通って流れ、かつ該少なくとも１対のオリフィスの
他方から除去される、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項２７】前記複数の検出試薬が、化学発光による
ポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物の検出に用いるのに
適している、請求項26に記載の分子分析器。
【請求項２８】前記試薬がアルカリホスファターゼ結合
体とジオキセタンとを含んでいる、請求項27に記載の分
子分析器。
【請求項２９】前記テストサンプルの温度を制御する手
段をさらに備えている、請求項26に記載の分子分析器。
【請求項３０】前記テストサンプル中での前記少なくと
も１つの標的分子の存在または非存在を検出する手段を
さらに備えている、請求項26に記載の分子分析器。
【請求項３１】前記テストサンプルの温度を制御する前
記手段が、サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する手段と、該サ
ンプルコンパートメント内に第１の温度で空気を再循環
させる第１のファンとが設けられている、サンプルコン
パートメントと、高温空気コンパートメントであって、加熱エレメント
と、該高温空気コンパートメント内に第２の温度で高温
空気を再循環させる第２のファンとが設けられている、
高温空気コンパートメントと、低温空気コンパートメントであって、冷却エレメント
と、該低温空気コンパートメント内に第３の温度で低温
空気を再循環させる第３のファンとが設けられている、
低温空気コンパートメントと、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第１のドアであって、該第
１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第２のドアであって、該第
２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、を備えている、分子分析器であって該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にあるときに
は、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパー
トメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプル
コンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間
でも空気が循環せず、該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあり、かつ該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、
かつ、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しな
い、請求項29に記載の分子分析器。
【請求項３２】前記サンプルコンパートメントには、前
記第１の温度に維持された第１の部分と、第２の部分で
あって、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコ
ンパートメントの該第２の部分との間を再循環する前記
低温空気により前記第３の温度に維持された第２の部分
と、該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該第
２の部分とに分割する熱伝導性材料からなり、前記少な
くとも１つのサンプルチューブホルダーを保持するベー
スと、がさらに設けられており、前記検出試薬が該第３
の温度に維持されている、請求項31に記載の分子分析
器。
【請求項３３】前記テストサンプルに含有される少なく
とも１つの標的分子を検出する手段をさらに備えてい
る、請求項26に記載の分子分析器。
【請求項３４】硬質のフレームからなるサンプルチュー
ブホルダーと、少なくとも１つのサンプルチューブと、
を備えている分子分析器であって、該サンプルチューブホルダーには、互いに対向するよう
に配置された１対のエラストマー性ストリップがさらに
設けられており、該少なくとも１つのサンプルチューブが該エラストマー
性ストリップの間に密封されて保持されており、検出試薬で充填された少なくとも１つの内部チャンバに
おいて、該少なくとも１つの内部チャンバは該エラスト
マー性ストリップの１つの内側に含まれており、該エラストマー性ストリップの１つに設けられた少なく
とも１つのポートにおいて、該少なくとも１つのポート
は、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードさ
れるテストサンプルに密封可能にアクセスすることを可
能にし、真空排気チャンバが、該エラストマー性ストリップのも
う一方の中に位置決めされており、かつ該少なくとも１つの内部チャンバと該真空排気チャンバ
との間に通路を設ける手段によって、該検出試薬が、該
内部試薬チャンバから該少なくとも１つのサンプルチュ
ーブを通って流れて、そして該真空排気チャンバ内に流
入する、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項３５】通路を設ける前記手段が、前記エラスト
マー性ストリップの１つに配置されており、かつ第１の
位置と第２の位置との間を移動可能である第１の中空
針、および、該１対のエラストマー性ストリップの他方
に配置されており、かつ第１の位置と第２の位置との間
を移動可能である第２の中空針を備えており、該２つの
針のそれぞれが側孔および端孔を有していることによっ
て、該第１の中空針が該第１の位置にあり、かつ該第２
の針が該第１の位置にあるときは、前記検出試薬が、前
記少なくとも１つの内部チャンバから前記サンプルチュ
ーブを通って前記真空排気チャンバ内へと流れないよう
に閉塞させられる一方で、該第１の中空針が該第２の位
置にあり、かつ該第２の中空針が該第１の位置にあると
きには、該検出試薬が、該第１の中空針の該側孔、該第
１の中空針、該サンプルチューブの該端孔、該少なくと
も１つのサンプルチューブ、該第２の中空針の該端孔、
該第２の中空針および該第２の中空針の該側孔を通って
該少なくとも１つの内部チャンバ内を流れて、該真空排
気チャンバ内に流入する、請求項34に記載の分子分析
器。
【請求項３６】前記複数の内部チャンバのそれぞれに
は、化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物
の検出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求
項34に記載の分子分析器。
【請求項３７】前記試薬がアルカリホスファターゼ結合
体とジオキセタンとを含んでいる、請求項36に記載の分
子分析器。
【請求項３８】前記第１の中空針がさらに第３の位置に
移動可能であり、かつ前記第２の中空針もまたさらに第
３の位置に移動可能であることによって、該第１の中空
針が該第３の位置にあり、かつ該第２の針が前記第２の
位置にあるときには、前記第２の内部試薬チャンバから
の前記検出試薬が、該第２の内部試薬チャンバから、該
第１の中空針の前記端孔、該第１の中空針、該第１の中
空針の前記側孔、前記少なくとも１つのサンプルチュー
ブ、該第２の中空針の前記端孔、該第２の中空針および
該第２の中空針の前記側孔を通って、前記真空排気チャ
ンバ内に流入する、請求項34に記載の分子分析器。
【請求項３９】前記テストサンプルの温度を制御する手
段をさらに備えている、請求項34に記載の分子分析器。
【請求項４０】前記テストサンプルの温度を制御する前
記手段が、サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する手段と、該サ
ンプルコンパートメント内に空気を再循環させる第１の
ファンとが設けられている、サンプルコンパートメント
と、高温空気コンパートメントであって、加熱エレメント
と、該高温空気コンパートメント内に高温空気を再循環
させる第２のファンとが設けられている、高温空気コン
パートメントと、低温空気コンパートメントであって、冷却エレメント
と、該低温空気コンパートメント内に低温空気を再循環
させる第３のファンとが設けられている、低温空気コン
パートメントと、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第１のドアであって、該第
１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第２のドアであって、該第
２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、を備えている、分子分析器であって、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にあるときに
は、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパー
トメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプル
コンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間
でも空気が循環せず、該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあり、かつ該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、
かつ、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しな
い、請求項39に記載の分子分析器。
【請求項４１】前記サンプルコンパートメントには、第
１の部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパ
ートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部
分との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コ
ンパートメントの温度と同温に維持された第２の部分
と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、
該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該第２の
部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、それによっ
て前記検出試薬が該第３の温度に維持されている、請求
項40に記載の分子分析器。
【請求項４２】前記テストサンプル中での前記標的分子
の存在または非存在を検出する手段をさらに備えてい
る、請求項34に記載の分子分析器。
【請求項４３】複数のサンプルチューブを有する分子分
析器であって、１対のエラストマー性部材が互いに対向するように配置
されており、該複数のサンプルチューブが該エラストマー性部材の間
に密封されて保持されており、検出試薬が充填された少なくとも１つの内部チャンバに
おいて、該少なくとも１つの内部チャンバは該エラスト
マー性部材の一方の内側に含まれており、少なくとも１つの内部コンジットが、該少なくとも１つ
の内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチューブ
との間の連絡を可能にし、該少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれの背後
に形成された少なくとも１つの内部キャビティにおい
て、該少なくとも１つの内部キャビティは、該少なくと
も１つのサンプルチューブの内部キャビティと連絡して
おり、該エラストマー性部材の１つに設けられた少なくとも１
つのポートにおいて、該少なくとも１つのポートは、該
少なくとも１つの内部キャビティ内にロードされるテス
トサンプルに対して密封可能にアクセスすることを可能
にし、真空排気チャンバが、該エラストマー性部材の別の１つ
の中に位置決めされており、かつ該少なくとも１つのサ
ンプルチューブと連絡しており、該少なくとも１つの内部コンジットを閉塞させ、かつそ
の閉塞を解除する手段において、該少なくとも１つの内
部コンジットが閉塞されるときには、該少なくとも１つ
の内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチューブ
との間に連絡がとられないようにする一方、該少なくと
も１つの内部コンジットの閉塞が解除されるときには、
該少なくとも１つの内部チャンバと該少なくとも１つの
サンプルチューブとの間に連絡がとられるようにする、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項４４】閉塞させ、かつその閉塞を解除する前記
手段が、前記エラストマー性部材の１つの中に配置され
た第１の中空針と、該エラストマー性部材の他方の中に
配置された第２の中空針と、該エラストマー性部材の該
１つの周囲に配置され、かつ第１の位置と第２の位置と
の間を移動可能である１対の第１のローラ、および、該
エラストマー性部材の該他方の周囲に配置され、かつ第
１の位置と第２の位置との間を移動可能である１対の第
２のローラを含んでいるトランスポートフレームと、を
備えており、それによって、該第１のローラが該第１の
ローラの該第１の位置にあり、かつ該第２のローラが該
第１の位置にあるときには、該エラストマー性部材の該
１つが圧縮されず、前記少なくとも１つの内部コンジッ
トが閉塞される一方で、該第１のローラが該第１のロー
ラの該第２の位置にあり、かつ該第２のローラが該第２
の位置にあるときには、該エラストマー性部材が両方と
も圧縮され、該少なくとも１つの内部コンジットが閉塞
されない、請求項43に記載の分子分析器。
【請求項４５】前記複数の内部チャンバのそれぞれに
は、化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物
の検出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求
項43に記載の分子分析器。
【請求項４６】前記試薬がアルカリホスファターゼ結合
体とジオキセタンとを含んでいる、請求項45に記載の分
子分析器。
【請求項４７】前記テストサンプルの温度を制御する手
段をさらに備えている、請求項43に記載の分子分析器。
【請求項４８】前記テストサンプルの温度を制御する前
記手段が、サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する手段と、該サ
ンプルコンパートメント内に空気を再循環させる第１の
ファンとが設けられている、サンプルコンパートメント
と、高温空気コンパートメントであって、加熱エレメント
と、該高温空気コンパートメント内に高温空気を再循環
させる第２のファンとが設けられている、高温空気コン
パートメントと、低温空気コンパートメントであって、冷却エレメント
と、該低温空気コンパートメント内に低温空気を再循環
させる第３のファンとが設けられている、低温空気コン
パートメントと、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第１のドアであって、該第
１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第２のドアであって、該第
２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、を備えている、分子分析器であって、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にあるときに
は、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパー
トメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプル
コンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間
でも空気が循環せず、該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあり、かつ該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、
かつ、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しな
い、請求項47に記載の分子分析器。
【請求項４９】前記サンプルコンパートメントには、第
１の部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパ
ートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部
分との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コ
ンパートメントの温度と同温に維持された第２の部分
と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、
該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該第２の
部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、それによっ
て前記検出試薬が該第３の温度に維持されている、請求
項48に記載の分子分析器。
【請求項５０】前記テストサンプル中での前記標的分子
の存在または非存在を検出する手段をさらに備えてい
る、請求項43に記載の分子分析器。
【請求項５１】互いに対向する２対の側面を有する硬質
のフレームからなるサンプルチューブホルダーと、該互
いに対向する側面のうちの１対の間に保持されている少
なくとも１つのサンプルチューブであって、該側面に形
成された少なくとも１つのウェルが設けられている、サ
ンプルチューブと、該フレームの該互いに対向する側面
のうちの該１対の他方の側面内に形成され、背後に位置
決めされ、かつ該少なくとも１つのサンプルチューブの
内部キャビティと連絡している、少なくとも１つの内部
キャビティと、を備えている分子分析器であって、該少なくとも１つのサンプルチューブが、該フレームの
該互いに対向する複数の対をなす側面の１対の間に密封
されて保持されており、少なくとも１つのサンプルポートが、該フレームの該互
いに対向する複数の対をなす側面の該１対の該他方の該
側面内に設けられており、該少なくとも１つのサンプル
ポートは、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロ
ードされるテストサンプルに対して密封可能にアクセス
することを可能にし、少なくとも１つの試薬ポートが、該フレームの該互いに
対向する複数の対をなす側面の該１対の該他方の該側面
内に設けられており、該少なくとも１つの試薬ポート
は、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードさ
れる少なくとも１つの検出試薬に対して密封可能にアク
セスすることを可能にし、真空排気ブロックには、内側中空チャンバと、該少なく
とも１つのウェルと係合する少なくとも１つのスタッド
と、が設けられており、それによって、該少なくとも１
つのスタッドが該少なくとも１つのウェルにより受けら
れたとき、該少なくとも１つの内部キャビティと該内側
中空チャンバとの間に流体経路が設けられる、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項５２】前記複数の検出試薬が、化学発光による
ポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物の検出に用いるのに
適している、請求項51に記載の分子分析器。
【請求項５３】前記試薬がアルカリホスファターゼ結合
体とジオキセタンとを含んでいる、請求項52に記載の分
子分析器。
【請求項５４】前記テストサンプルの温度を制御する手
段をさらに備えている、請求項51に記載の分子分析器。
【請求項５５】前記テストサンプルの温度を制御する前
記手段が、サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する手段と、該サ
ンプルコンパートメント内に空気を再循環させる第１の
ファンとが設けられている、サンプルコンパートメント
と、高温空気コンパートメントであって、加熱エレメント
と、該高温空気コンパートメント内に高温空気を再循環
させる第２のファンとが設けられている、高温空気コン
パートメントと、低温空気コンパートメントであって、冷却エレメント
と、該低温空気コンパートメント内に低温空気を再循環
させる第３のファンとが設けられている、低温空気コン
パートメントと、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第１のドアであって、該第
１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第２のドアであって、該第
２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、を備えている、分子分析器であって、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にあるときに
は、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパー
トメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプル
コンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間
でも空気が循環せず、該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあり、かつ該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、
かつ、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しな
い、請求項54に記載の分子分析器。
【請求項５６】前記サンプルコンパートメントには、第
１の部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパ
ートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部
分との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コ
ンパートメントの温度と同温に維持された第２の部分
と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、
該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該第２の
部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、それによっ
て前記検出試薬が前記第３の温度に維持されている、請
求項55に記載の分子分析器。
【請求項５７】前記テストサンプル中での前記標的分子
の存在または非存在を検出する手段をさらに備えてい
る、請求項51に記載の分子分析器。
【請求項５８】前記真空排気ブロックが、該真空排気ブ
ロックの真空喪失を検出する手段をさらに備えている、
請求項51に記載の分子分析器。
【請求項５９】互いに対向する２対の側面を有する硬質
のフレームからなるサンプルチューブホルダーと、該互
いに対向する側面のうちの１対の間に保持された少なく
とも１つのサンプルチューブと、を備えている分子分析
器であって、該少なくとも１つのサンプルチューブが、該フレームの
該互いに対向する側面のうちの該１対の間に密封されて
保持されており、内部キャビティを有し、かつ該互いに対向する複数の対
をなす側面のうちの一方の側面とスライド可能に係合す
ることができる試薬チャンバにおいて、該試薬チャンバ
には、該試薬チャンバ内にロードされる少なくとも１つ
の試薬に密封可能にアクセスすることを可能にする少な
くとも１つの試薬ポートが設けられており、真空排気チャンバが、内部キャビティを有し、かつ該互
いに対向する複数の対をなす側面のうちの１対の側面の
他方の側面とスライド可能に係合することができること
によって、該試薬チャンバと該真空排気チャンバが該フレームと係
合するときに、該試薬チャンバの該内部キャビティと、
該サンプルチューブと、該真空排気チャンバの該内部キ
ャビティとの間に流体通路が設けられる、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項６０】前記フレームが、該フレームに蝶番式に
接続された少なくとも１つのドアをさらに備えており、
該少なくとも１つのドアが、大気と、該フレームの前記
互いに対向する複数の対をなす側面の１対の間に密封さ
れて保持されている前記少なくとも１つのサンプルチュ
ーブの少なくとも１対の端部と、の間に障壁を設ける、
請求項59に記載の分子分析器。
【請求項６１】前記複数の検出試薬が、化学発光による
ポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物の検出に用いるのに
適している、請求項59に記載の分子分析器。
【請求項６２】前記試薬がアルカリホスファターゼ結合
体とジオキセタンとを含んでいる、請求項61に記載の分
子分析器。
【請求項６３】前記テストサンプルの温度を制御する手
段をさらに備えている、請求項59に記載の分子分析器。
【請求項６４】前記テストサンプルの温度を制御する前
記手段が、サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する手段と、該サ
ンプルコンパートメント内に空気を再循環させる第１の
ファンとが設けられている、サンプルコンパートメント
と、高温空気コンパートメントであって、加熱エレメント
と、該高温空気コンパートメント内に高温空気を再循環
させる第２のファンとが設けられている、高温空気コン
パートメントと、低温空気コンパートメントであって、冷却エレメント
と、該低温空気コンパートメント内に低温空気を再循環
させる第３のファンとが設けられている、低温空気コン
パートメントと、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第１のドアであって、該第
１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第２のドアであって、該第
２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、を備えている、分子分析器であって、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にあるときに
は、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパー
トメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプル
コンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間
でも空気が循環せず、該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあり、かつ該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、
かつ、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しな
い、請求項63に記載の分子分析器。
【請求項６５】前記サンプルコンパートメントには、第
１の部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパ
ートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部
分との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コ
ンパートメントの温度と同温に維持された第２の部分
と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも１
つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、
該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該第２の
部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、それによっ
て前記検出試薬が該第３の温度に維持されている、請求
項64に記載の分子分析器。
【請求項６６】前記テストサンプル中での前記標的分子
の存在または非存在を検出する手段をさらに備えてい
る、請求項59に記載の分子分析器。
【請求項６７】前記真空排気ブロックが、該真空排気ブ
ロックの真空喪失を検出する手段をさらに備えている、
請求項59に記載の分子分析器。
【請求項６８】テストサンプル中での標的分子の存在ま
たは非存在を検出する方法であって、互いに対向するよ
うに配置された複数の側面を有する硬質のフレームを備
えているサンプルチューブホルダーに保持されている少
なくとも１つのサンプルチューブ内にテストサンプルを
ロードするステップを含む方法において、該硬質のフレームに取り付けられており、かつ該硬質の
フレームと密着接続されて保持されている、互いに対向
するように配置された複数のエラストマー性部材に該サ
ンプルチューブを密閉して保持し、該フレームの該複数
の側面の一方には、該側面内に含まれている少なくとも
１つの検出試薬が供給されており、かつ該フレームの該
複数の側面の他方には、該側面内に含まれている真空排
気チャンバが設けられており、該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内
側表面に特異的に結合され、かつ該テストサンプルにお
けるその他の分子が結合されないように、該テストサン
プルの温度を制御し、該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チャン
バに流入するように、該少なくとも１つの検出試薬を該
少なくとも１つのサンプルチューブに通して流し、該真
空排気チャンバ内に流入させる手段を設け、かつ該標的分子の量を測定する手段を設ける、ことを特徴とする、方法。
【請求項６９】テストサンプル中での標的分子の存在ま
たは非存在を検出する方法であって、互いに対向するよ
うに配置された凹部を有する硬質のフレームを備えてい
るサンプルチューブホルダーに保持されている少なくと
も１つのサンプルチューブ内にテストサンプルをロード
するステップを含む方法において、該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチュ
ーブホルダーに密閉して保持し、該凹部は、該少なくと
も１つのサンプルチューブの背後に位置決めされた少な
くとも１つの内部キャビティが設けられている１対のエ
ラストマー性部材を受け、該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内
側表面に特異的に結合され、かつ該テストサンプルにお
けるその他の分子が結合されないように、該テストサン
プルの温度を制御し、該結合されていない分子が該少なくとも１つのサンプル
チューブを通して洗浄され、かつ該少なくとも１つの内
部キャビティ内に流入するように、該少なくとも１つの
検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロ
ードし、かつ該標的分子の量を測定する手段を設ける、ことを特徴とする、方法。
【請求項７０】テストサンプル中での標的分子の存在ま
たは非存在を検出する方法であって、テストサンプルを
少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードするステ
ップを含む方法において、互いに対向するように配置された複数のエラストマー性
部材の間に該少なくとも１つのサンプルチューブを密閉
して保持し、該複数のエラストマー性部材の一方には、
該部材内に含まれている少なくとも１つの検出試薬が供
給されており、かつ該複数のエラストマー性部材の他方
には、該部材内に含まれている真空排気チャンバが設け
られており、該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内
側表面に特異的に結合され、かつ該テストサンプルにお
けるその他の分子が結合されないように、該テストサン
プルの温度を制御し、該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チャン
バに流入するように、該少なくとも１つの検出試薬を該
少なくとも１つのサンプルチューブに通して流し、該真
空排気チャンバ内に流入させる手段を設け、かつ該標的分子の量を測定する手段を設ける、ことを特徴とする、方法。
【請求項７１】テストサンプル中での標的分子の存在ま
たは非存在を検出する方法であって、硬質のフレームを
備えているサンプルチューブホルダーに保持されている
少なくとも１つのサンプルチューブ内にテストサンプル
をロードするステップを含む方法において、該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチュ
ーブホルダーに密閉して保持し、該サンプルチューブホ
ルダーには、該フレームに取り付けられており、かつ該
フレームと密着接続されて保持されている、互いに対向
するように配置された複数のエラストマー性部材が設け
られており、該複数のエラストマー性部材の一方には、
該部材内に含まれている少なくとも１つの検出試薬が供
給されており、かつ該複数のエラストマー性部材の他方
には、該部材内に含まれている真空排気チャンバが設け
られており、該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内
側表面に特異的に結合され、かつ該テストサンプルにお
けるその他の分子が結合されないように、該テストサン
プルの温度を制御し、該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チャン
バに流入するように、該少なくとも１つの検出試薬を該
少なくとも１つのサンプルチューブに通して流し、該真
空排気チャンバ内に流入させる手段を設け、かつ該標的分子の量を測定する手段を設ける、ことを特徴とする、方法。
【請求項７２】テストサンプル中での標的分子の存在ま
たは非存在を検出する方法であって、互いに対向するよ
うに配置された２対の側面であって、該互いに対向する
複数の対をなす側面のうちの１対の側面中の一方には、
該側面に形成された少なくとも１つのウェルが設けられ
ている、２対の側面を有する硬質のフレームを備えてい
るサンプルチューブホルダーに保持されている少なくと
も１つのサンプルチューブ内にテストサンプルをロード
するステップを含む方法において、該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチュ
ーブホルダーに密閉して保持し、該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内
側表面に特異的に結合され、かつ該テストサンプルにお
けるその他の分子が結合されないように、該テストサン
プルの温度を制御し、少なくとも１つの検出試薬を、該フレームの該互いに対
向する複数の対をなす側面のうちの該１対の側面中の他
方の側面にロードし、内側中空チャンバと、該少なくとも１つのウェルを係合
させる少なくとも１つのスタッドと、が設けられている
真空排気ブロックを係合させることによって、該少なく
とも１つのスタッドが該少なくとも１つのウェルにより
受けられるときに、流体経路が提供され、それによっ
て、該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チ
ャンバ内に入るように、該少なくとも１つの検出試薬を
該少なくとも１つのサンプルチューブに通して流し、該
内側中空チャンバ内に流入させ、かつ該標的分子の量を測定する手段を設ける、ことを特徴とする、方法。
【請求項７３】テストサンプル中での標的分子の存在ま
たは非存在を検出する方法であって、対向する２対の側
面を有する硬質のフレームを備えているサンプルチュー
ブホルダーに保持されている少なくとも１つのサンプル
チューブ内にテストサンプルをロードするステップを含
む方法において、該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチュ
ーブホルダーに密閉して保持し、該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内
側表面に特異的に結合され、かつ該テストサンプルにお
けるその他の分子が結合されないように、該テストサン
プルの温度を制御し、内部キャビティを有する試薬チャンバであって、少なく
とも１つの検出試薬が供給されている該試薬チャンバ
を、該複数の対をなす対向する側面のうちの側面の一方
に係合させ、流体経路が設けられるように、内側中空チャンバが設け
られている真空排気ブロックを該複数の対をなす対向す
る側面のうちの１対の側面の他方に係合させることによ
って、該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気
チャンバ内に流入するように、該少なくとも１つの検出
試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブに通して流
し、該真空排気チャンバの該内部とキャビティ内に流入
させ、かつ該標的分子の量を測定する手段を設ける、ことを特徴とする、方法。
【請求項７４】互いに対向するように配置された複数の
側面を備えた硬質のフレームを有するサンプルチューブ
ホルダーと、該サンプルチューブホルダー内に含まれて
いる少なくとも１つの内部チャンバと、少なくとも１つ
のサンプルチューブと、を備えている分子分析器であっ
て、該サンプルチューブホルダーが、該フレームの該互いに
対向する側面のそれぞれに取り付けられており、かつ該
側面と密着接続されて保持されている、互いに対向する
ように配置された複数のエラストマー性部材をさらに備
えており、該少なくとも１つのサンプルチューブが該複数のエラス
トマー性部材の間に密封されて保持されており、該少なくとも１つの内部チャンバには検出試薬が充填さ
れており、少なくとも１つのポートが該複数のエラストマー性部材
の１つに設けられており、該少なくとも１つのポート
は、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードさ
れるテストサンプルに対して密封可能にアクセスするこ
とを可能にし、真空排気チャンバが、該サンプルチューブホルダー内に
含まれており、かつ該少なくとも１つのサンプルチュー
ブと連絡されており、かつ該少なくとも１つの内部コンジットを閉塞させ、かつそ
の閉塞を解除する手段において、該少なくとも１つの内
部コンジットが閉塞されるときには、該少なくとも１つ
の内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチューブ
との間に連絡がとられないようにする一方、該少なくと
も１つの内部コンジットの閉塞が解除されるときには、
該少なくとも１つの内部チャンバと該少なくとも１つの
サンプルチューブとの間に連絡がとられるようにし、そ
れによって該検出試薬が、該少なくとも１つの内部コン
ジットおよび該少なくとも１つのサンプルチューブを通
って流れ、該真空排気チャンバ内に流入することができ
る、ことを特徴とする、分子分析器。
【請求項７５】閉塞させ、かつ閉塞を解除する前記手段
が、複数の中実部分と複数のチャネル部分とが設けられ
たバルブコアロッドを備えている、請求項74に記載の分
子分析器。
【請求項７６】前記複数の内部チャンバのそれぞれに
は、化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応のDNA生成物
の検出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求
項74に記載の分子分析器。
【請求項７７】前記少なくとも１つの内部チャンバが、
前記フレームの前記互いに対向する複数の側面の１つの
内側に位置決めされる、請求項74に記載の分子分析器。
【請求項７８】前記少なくとも１つの内部チャンバが、
前記エラストマー性部材の前記互いに対向する複数の側
面の１つの内側に位置決めされる、請求項74に記載の分
子分析器。
【請求項７９】前記真空排気チャンバが、前記フレーム
の前記互いに対向する複数の側面の１つの内側に位置決
めされる、請求項74に記載の分子分析器。
【請求項８０】前記真空排気チャンバが、前記エラスト
マー性部材の前記互いに対向する複数の側面の１つの内
側に位置決めされる、請求項74に記載の分子分析器。
【請求項８１】前記第１の温度が、DNAポリメラーゼ活
性に対して最適の温度である、請求項24に記載の分子分
析器。
【請求項８２】前記第２のドアが、該第２のドアの前記
閉鎖位置から該第２のドアの前記少なくとも１つの開放
位置へと移動されるときには、前記第１の温度をDNAア
ニーリングに最適の温度にまで低下させる、請求項81に
記載の分子分析器。
【請求項８３】前記サンプルコンパートメントには、前
記第１の温度に維持された第１の部分と、第２の部分で
あって、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコ
ンパートメントの該第２の部分との間を再循環する前記
低温空気により前記第３の温度に維持された第２の部分
と、該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該第
２の部分とに分割する熱伝導性材料からなり、前記少な
くとも１つのサンプルチューブホルダーを保持するベー
スと、がさらに設けられており、前記検出試薬が該第３
の温度に維持されている、請求項81に記載の分子分析
器。
【請求項８４】請求項１、17、26、34、43、51および59
のいずれか１項に記載の分子分析器であって、前記試験
サンプルの温度を制御するための手段は、サンプルコンパートメントであって、少なくとも１つの
サンプルチューブホルダーを保持する手段と、該サンプ
ルコンパートメント内に第１の温度で空気を再循環させ
る第１のファンとが設けられている、サンプルコンパー
トメントと、高温空気コンパートメントであって、加熱エレメント
と、該高温空気コンパートメント内に第２の温度で高温
空気を再循環させる第２のファンとが設けられている、
高温空気コンパートメントと、低温空気コンパートメントであって、冷却エレメント
と、該低温空気コンパートメント内に第３の温度で低温
空気を再循環させる第３のファンとが設けられている、
低温空気コンパートメントと、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第１のドアであって、該第
１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメ
ントとの間に位置決めされた第２のドアであって、該第
２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくとも１つの
開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、を備えている、熱制御器であって、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にあるときに
は、該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパー
トメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプル
コンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間
でも空気が循環せず、該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあり、かつ該第２のドアが該第２のドアの該閉鎖
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、
かつ、該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ
該第２のドアが該第２のドアの該少なくとも１つの開放
位置にあるときには、該サンプルコンパートメントおよ
び該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプ
ルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの
間で循環する一方で、該サンプルコンパートメントと該
高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しな
い、ことを特徴とする、熱制御器によって制御される、分子分析器。
【請求項８５】前記第１の温度が、DNAポリメラーゼ活
性に対して最適の温度である、請求項84に記載の分子分
析器。
【請求項８６】前記第２の温度が摂氏200度に維持さ
れ、かつ前記第３の温度が摂氏０度に維持される、請求
項84に記載の分子分析器。
【請求項８７】前記第１のドアが、該第１のドアの前記
閉鎖位置から該第１のドアの前記少なくとも１つの開放
位置へと移動されるときに、前記第１の温度をおよそ摂
氏96度にまで上昇させる、請求項86に記載の分子分析
器。
【請求項８８】前記第２のドアが、該第２のドアの前記
閉鎖位置から該第２のドアの前記少なくとも１つの開放
位置へと移動されるときに、前記第１の温度をDNAアニ
ーリングに最適の温度にまで低下させる、請求項85に記
載の分子分析器。
【請求項８９】前記サンプルコンパートメントには、第
１の部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパ
ートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部
分との間を再循環する前記低温空気により前記第３の温
度に維持された第２の部分と、がさらに設けられてお
り、かつ、前記少なくとも１つのサンプルチューブホル
ダーを保持する前記手段が、該サンプルコンパートメン
トを該第１の部分と該第２の部分とに分割する熱伝導性
ベースからなり、それによって該サンプルチューブホル
ダーに含まれている少なくとも１つの検出試薬が該第３
の温度に維持されている、請求項84に記載の分子分析
器。