JP4452188B2 - Color bead manufacturing apparatus, color bead manufacturing method, and bioanalytical apparatus - Google Patents

Color bead manufacturing apparatus, color bead manufacturing method, and bioanalytical apparatus Download PDF

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本発明は、多種類のカラービーズを有するバイオチップ装置に関連したカラービーズ製造装置、カラービーズ製造方法及びバイオ分析装置に係り、特にカラービーズを容易に製造し得るカラービーズ製造装置、カラービーズ製造方法及びバイオ分析装置に関する。   The present invention relates to a color bead manufacturing apparatus, a color bead manufacturing method, and a bioanalytical apparatus related to a biochip apparatus having various kinds of color beads, and in particular, a color bead manufacturing apparatus capable of easily manufacturing color beads, and a color bead manufacturing. The present invention relates to a method and a bioanalytical apparatus.

近年、ＤＮＡチップ装置やプロテインチップ装置等のバイオチップ装置の開発が進んでいる。ここで、バイオチップ装置は、表面に付着した検出用物質をバイオ分析装置により分析するためのものである。このようなバイオチップ装置においては、微小な球体のビーズが使用されるものがある。   In recent years, biochip devices such as DNA chip devices and protein chip devices have been developed. Here, the biochip device is for analyzing a detection substance attached to the surface by a bioanalyzer. Some of such biochip devices use microspherical beads.

図１１は従来のバイオチップ装置による分析過程の概念を示す図である。このバイオチップ装置９０は、ポリスチレン球のビーズ９１に１次抗体である検出用物質９２を予めコーティングしておき、被検出用物質９３と反応させて抗原抗体反応が生ずるか否かを検出するものである（図１１（Ａ）,（Ｂ））。   FIG. 11 is a diagram showing a concept of an analysis process by a conventional biochip device. This biochip device 90 is a device in which a polystyrene sphere bead 91 is pre-coated with a detection substance 92 as a primary antibody and reacted with the detection substance 93 to detect whether an antigen-antibody reaction occurs. (FIGS. 11A and 11B).

ここで、抗原抗体反応が生ずるか否かは、蛍光標識付き２次抗体９４を作用させることにより検出する（図１１（Ｃ））。詳しくは、ビーズ９１表面上の検出用物質９２と被検出用物質９３が反応した生成物に蛍光標識付き２次抗体９４を作用させた後、紫外線９５を照射すると2次抗体９４が蛍光を発する。この蛍光を観測することで、ビーズ９１表面上の検出用物質９２と被検出物質９３の反応が生じたか否かを検出する（図１１（Ｄ））。   Here, whether or not an antigen-antibody reaction occurs is detected by the action of a fluorescently labeled secondary antibody 94 (FIG. 11C). Specifically, after the secondary antibody 94 with a fluorescent label is allowed to act on the product obtained by reacting the detection substance 92 and the detection target substance 93 on the surface of the beads 91, the secondary antibody 94 emits fluorescence when irradiated with ultraviolet rays 95. . By observing this fluorescence, it is detected whether or not the reaction between the substance for detection 92 on the surface of the bead 91 and the substance to be detected 93 has occurred (FIG. 11D).

このようなバイオチップ装置９０では、ビーズ９１を使用する際に、ビーズ９１と検出用物質９２の対応関係を記録しておく必要がある。具体的には、検出用物質９２が無数に存在するので、ビーズ９１もこれに対応して数十から数千種類（場合によってはそれ以上）用意し、検出用物質９２との対応関係を記録しておく必要がある。   In such a biochip device 90, when using the beads 91, it is necessary to record the correspondence between the beads 91 and the detection substance 92. Specifically, since there are an infinite number of detection substances 92, tens to thousands (or more in some cases) of beads 91 are prepared correspondingly, and the correspondence with the detection substances 92 is recorded. It is necessary to keep it.

しかしながら、ビーズ９１は直径が１ｍｍ以下のものが多く、場合によっては直径が数１０μｍである。そのため、ビーズ９１は記号を刻んだり、ＲＦ−ＩＤタグなどのシリコンチップを貼りつけることが困難である。すなわち、１個１個のビーズ９１に異なる表面処理を施し、ビーズ毎に識別することが困難である。   However, many beads 91 have a diameter of 1 mm or less, and in some cases, the diameter is several tens of μm. Therefore, it is difficult to engrave the beads 91 or attach a silicon chip such as an RF-ID tag. That is, it is difficult to perform different surface treatments on each bead 91 and to identify each bead.

これに対し、予め着色を施したビーズ９１の色とビーズ表面上に付着させた検出用物質９２との対応関係を定めておくことで、ビーズ毎の認識を容易にする技術が知られている。   On the other hand, a technique for facilitating the recognition of each bead by determining the correspondence between the color of the bead 91 colored in advance and the detection substance 92 attached on the bead surface is known. .

この際、着色を施したビーズ（以下、カラービーズという。）の製造方法としては、例えば顔料や染料を樹脂にそれぞれ異なった正確な割合で練り込む工程や、ビーズ表面に着色物を付着された染色によって表面近傍に色を付ける工程により、数百種類以上のカラービーズの製造を可能としている。   At this time, as a method for producing colored beads (hereinafter referred to as color beads), for example, a process of kneading pigments and dyes into the resin at different accurate ratios, or a colored substance attached to the surface of the beads. Hundreds of kinds of colored beads can be manufactured by the process of coloring near the surface by dyeing.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては特許文献１がある。特許文献１には、「…レーザビームの熱エネルギ、光或は波長に対して発色する感熱発色色素を混入して成形した被加工品にレーザビームを照射することによって被加工品に適宜の色彩を発色させた加工を施すようにした装飾品のレーザ加工方法。」が記載されている。
特開２００１−９６９９５号公報（請求項５） As prior art document information related to the invention of this application, there is Patent Document 1. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228867 discloses that “... "A laser processing method for decorative products in which processing with a color is applied" is described.
JP 2001-96995 A (Claim 5)

しかしながら、上述したカラービーズの製造方法は、非常に手間がかかるものである。例えば、１０００個のビーズに個別に１０００種類程度の着色をするためには１０００種類の顔料や染料を樹脂にそれぞれ異なった正確な割合で練りこむ必要がある。   However, the above-described method for producing colored beads is very time consuming. For example, in order to individually color about 1000 kinds of 1000 beads, it is necessary to knead 1000 kinds of pigments and dyes into the resin at different accurate ratios.

また、着色する色に応じた正確な配合での練り込み工程を用いない観点から、ビーズ表面に感光材料を形成してカラービーズを製造する方式が考えられる。しかしながら、この方式で得られたカラービーズでは、非常に微量の化学物質が問題となるバイオチップ装置における使用に適さないものになる可能性がある。その理由は、表面に感光材料を形成したカラービーズでは、有機溶剤や、酸、アルカリ洗浄などに対する感光材料の耐性を維持することが困難なためである。   Further, from the viewpoint of not using a kneading process with an accurate blend according to the color to be colored, a method of forming a color bead by forming a photosensitive material on the bead surface is conceivable. However, the color beads obtained by this method may become unsuitable for use in a biochip device in which a very small amount of chemical substance is a problem. The reason is that it is difficult to maintain the resistance of the photosensitive material with respect to organic solvent, acid, alkali cleaning, etc., with the color beads having the photosensitive material formed on the surface.

このように、従来の方法では、バイオチップ装置における１０００種類に及ぶような多種類のカラービーズを製造することは困難である。   Thus, with the conventional method, it is difficult to produce a wide variety of color beads such as 1000 types in a biochip device.

また、特許文献1に記載の方法は、装飾品に適宜な色彩を発色させる内容であるので、上述した多種類のカラービーズを正確に着色する技術には直接に応用できないと考えられる。   In addition, since the method described in Patent Document 1 is a content that causes an appropriate color to be displayed on a decorative product, it is considered that the method cannot be directly applied to the above-described technique for accurately coloring the various types of color beads.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、着色する色に応じた正確な配合での練り込み工程を用いず、バイオ分析における多種類のカラービーズを容易に製造し得るカラービーズ製造装置及びカラービーズ製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not use a kneading process with an accurate blending according to the color to be colored, and can easily produce various types of color beads in bioanalysis. And it aims at providing a color bead manufacturing method.

さらに本発明の他の目的は、容易且つ正確に製造される多種類のカラービーズを用いたバイオ分析装置を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a bioanalytical apparatus using various kinds of color beads that can be easily and accurately manufactured.

請求項１に対応する発明は、光に感応して発色する発色物質を含有する基材に光を照射することにより、前記基材を着色する着色手段と、前記着色手段により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御手段と、前記光制御手段及び前記着色手段により着色された基材から球形状のカラービーズを形成するビーズ形成手段と、前記カラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着手段とを備えたカラービーズ製造装置である。   The invention corresponding to claim 1 is directed to irradiating a base material containing a coloring material that develops color in response to light, thereby coloring the base material, and the light irradiated by the coloring means. A light control means for controlling at least one of intensity and wavelength according to the color to be colored; and a bead forming means for forming spherical colored beads from the light control means and a substrate colored by the coloring means; The color bead manufacturing apparatus includes substance adhering means for adhering different detection substances or different analytes to the color beads corresponding to the color of the color beads.

請求項２に対応する発明は、光に感応して発色する発色物質を含有する基材から球形状のビーズを形成するビーズ形成手段と、前記形成されたビーズに光を照射することにより、当該ビーズを着色してカラービーズを得る着色手段と、前記着色手段により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御手段と、前記光制御手段及び前記着色手段により得られたカラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着手段とを備えたカラービーズ製造装置である。   The invention corresponding to claim 2 is directed to a bead forming means for forming a spherical bead from a base material containing a coloring substance that develops a color in response to light, and by irradiating the formed bead with light. Coloring means for coloring beads to obtain colored beads, light control means for controlling at least one of the intensity and wavelength of light irradiated by the coloring means according to the color to be colored, the light control means, In accordance with the color of the color beads obtained by the coloring means, there is provided a color bead manufacturing apparatus comprising substance attaching means for attaching different detection substances or different analytes to the color beads.

請求項３に対応する発明は、請求項１または請求項２に対応するカラービーズ製造装置において、前記基材は、クロムヘキサカルボニル、モリブデンヘキサカルボニル、コバルトオクタカルボニル、クロロビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、臭化ビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、ビス（トリフェニルホスフィン）、ジカルボニルニッケル、シクロペンタジエニル（トリエチルホスフィン）、銅(I)、クロロトリフェニルホスフィン金(I)、銅(II)i−ブチレート、ジクロロ（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(II)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(O)及びメチルトリオキソレニウム(VII)からなる群から選択される有機金属化合物を前記発色物質として含有するカラービーズ製造装置である。   The invention corresponding to claim 3 is the color bead manufacturing apparatus corresponding to claim 1 or claim 2, wherein the substrate is made of chromium hexacarbonyl, molybdenum hexacarbonyl, cobalt octacarbonyl, chlorobis (triphenylphosphine) nickel ( II), bis (triphenylphosphine) nickel bromide (II), bis (triphenylphosphine), dicarbonylnickel, cyclopentadienyl (triethylphosphine), copper (I), chlorotriphenylphosphine gold (I), An organometallic compound selected from the group consisting of copper (II) i-butyrate, dichloro (triphenylphosphine), palladium (II), tetrakis (triphenylphosphine), palladium (O) and methyltrioxorhenium (VII) It is a color bead manufacturing apparatus contained as the coloring material.

請求項４に対応する発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に対応するカラービーズ製造装置において、前記ビーズ形成手段は、前記基材を直径２ｍｍ以下の複数の球形状に形成するカラービーズ製造装置である。   The invention corresponding to claim 4 is the colored bead manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the bead forming means forms the base material into a plurality of spherical shapes having a diameter of 2 mm or less. This is a color bead manufacturing apparatus.

請求項５に対応する発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応するカラービーズ製造装置において、前記着色手段は、赤外波長領域又は紫外波長領域の光を照射するカラービーズ製造装置である。   The invention corresponding to claim 5 is the color bead manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the coloring means irradiates light in an infrared wavelength region or an ultraviolet wavelength region. It is a manufacturing device.

請求項６に対応する発明は、光に感応して発色する発色物質を含有する基材に光を照射することにより、前記基材を着色する着色工程と、前記着色工程により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御工程と、前記光制御工程及び前記着色工程により着色された基材から球形状のカラービーズを形成するビーズ形成工程と、前記形成されたカラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着工程とを備えたカラービーズ製造方法である。   The invention corresponding to claim 6 is directed to a coloring process for coloring the base material by irradiating the base material containing a coloring material that develops color in response to light, and the light irradiated by the coloring process. A light control step of controlling at least one of intensity and wavelength according to the color to be colored; a bead formation step of forming spherical colored beads from the substrate colored by the light control step and the coloring step; A color bead manufacturing method comprising a substance attaching step of attaching different detection substances or different analytes to the color beads in accordance with the color of the formed color beads.

請求項７に対応する発明は、光に感応して発色する発色物質を含有する基材から球形状のビーズを形成するビーズ形成工程と、前記形成されたビーズに光を照射することにより、当該ビーズを着色してカラービーズを得る着色工程と、前記着色工程により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御工程と、前記光制御工程及び前記着色工程により得られたカラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着工程とを備えたカラービーズ製造方法である。   The invention corresponding to claim 7 includes a bead forming step of forming a spherical bead from a base material containing a coloring substance that develops color in response to light, and irradiating the formed bead with light. A coloring step of coloring beads to obtain colored beads, a light control step of controlling at least one of the intensity and wavelength of light irradiated by the coloring step according to the color to be colored, the light control step, and A color bead manufacturing method comprising a substance attaching step of attaching different detection substances or different analytes to the color beads in accordance with the color of the color beads obtained by the coloring step.

請求項８に対応する発明は、請求項６または請求項７に対応するカラービーズ製造方法において、前記基材は、クロムヘキサカルボニル、モリブデンヘキサカルボニル、コバルトオクタカルボニル、クロロビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、臭化ビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、ビス（トリフェニルホスフィン）、ジカルボニルニッケル、シクロペンタジエニル（トリエチルホスフィン）、銅(I)、クロロトリフェニルホスフィン金(I)、銅(II)i−ブチレート、ジクロロ（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(II)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(O)及びメチルトリオキソレニウム(VII)からなる群から選択される有機金属化合物を前記発色物質として含有するカラービーズ製造方法である。   The invention corresponding to claim 8 is the color bead manufacturing method according to claim 6 or claim 7, wherein the substrate is made of chromium hexacarbonyl, molybdenum hexacarbonyl, cobalt octacarbonyl, chlorobis (triphenylphosphine) nickel ( II), bis (triphenylphosphine) nickel bromide (II), bis (triphenylphosphine), dicarbonylnickel, cyclopentadienyl (triethylphosphine), copper (I), chlorotriphenylphosphine gold (I), An organometallic compound selected from the group consisting of copper (II) i-butyrate, dichloro (triphenylphosphine), palladium (II), tetrakis (triphenylphosphine), palladium (O) and methyltrioxorhenium (VII) This is a method for producing colored beads contained as the coloring substance.

請求項９に対応する発明は、請求項６乃至請求項８のいずれか１項に対応するカラービーズ製造方法において、前記ビーズ形成工程では、前記基材を直径２ｍｍ以下の複数の球形状に形成するカラービーズ製造方法である。   The invention corresponding to claim 9 is the color bead manufacturing method according to any one of claims 6 to 8, wherein, in the bead forming step, the substrate is formed into a plurality of spherical shapes having a diameter of 2 mm or less. This is a method for producing colored beads.

請求項１０に対応する発明は、請求項６乃至請求項９のいずれか１項に対応するカラービーズ製造方法において、前記着色工程では、赤外波長領域又は紫外波長領域の光を照射するカラービーズ製造方法である。   The invention corresponding to claim 10 is the color bead manufacturing method according to any one of claims 6 to 9, wherein in the coloring step, the color beads are irradiated with light in an infrared wavelength region or an ultraviolet wavelength region. It is a manufacturing method.

請求項１１に対応する発明は、光に感応して発色する発色物質を含有する球形状の複数のビーズに光を照射することにより、当該各ビーズを着色して各カラービーズを得る着色手段と、前記カラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質を付着させる検出用物質付着手段と、前記カラービーズ表面の検出用物質に被検出用物質を反応させる反応手段と、前記反応手段による反応があったか否かを判定する判定手段と、前記判定の結果、反応のあった場合に、当該反応のあったカラービーズの色を識別し、識別結果を出力する色識別手段とを備えたバイオ分析装置である。   The invention corresponding to claim 11 is a coloring means for irradiating light to a plurality of spherical beads containing a coloring substance that develops color in response to light, thereby coloring each bead to obtain each color bead. A detection substance adhering means for adhering a detection substance to the color beads based on a preset correspondence, a reaction means for reacting a detection substance to the detection substance on the surface of the color beads, and the reaction means Determining means for determining whether or not there has been a reaction, and if there is a reaction as a result of the determination, the color identifying means for identifying the color of the colored bead that has reacted and outputting the identification result It is a bioanalytical device.

請求項１２に対応する発明は、請求項１１に対応するバイオ分析装置において、前記検出用物質付着手段は、液体中で特異的に特定物質を吸着する抗体を前記検出用物質として前記カラービーズに付着させるバイオ分析装置である。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the bioanalyzer according to the eleventh aspect, the detection substance adhering means uses an antibody that specifically adsorbs a specific substance in a liquid as the detection substance to the color beads. It is a bioanalytical device to be attached.

請求項１３に対応する発明は、請求項１１または請求項１２に対応するバイオ分析装置において、前記反応手段は、前記反応として、前記被検出用物質としての抗原と前記検出用物質としての抗体とによる物質の特異的吸着をさせるバイオ分析装置である。   The invention corresponding to claim 13 is the bioanalytical device corresponding to claim 11 or claim 12, wherein the reaction means includes, as the reaction, an antigen as the substance to be detected and an antibody as the substance to be detected. It is a bioanalytical device that allows specific adsorption of substances by the

請求項１４に対応する発明は、請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に対応するバイオ分析装置において、前記判定手段は、前記反応があり、反応により検出用物質と被検出用物質との合成物が得られた場合に、当該合成物に蛍光標識付き２次抗体を結合させて、この蛍光標識付き２次抗体が発する蛍光を観測する蛍光観測手段を備えたバイオ分析装置である。   The invention corresponding to claim 14 is the bioanalyzer according to any one of claims 11 to 13, wherein the determination means has the reaction, and the detection substance and the substance to be detected are detected by the reaction. The bioanalyzer is equipped with a fluorescence observation means for observing the fluorescence emitted from the fluorescently labeled secondary antibody by binding a secondary antibody with a fluorescent label to the synthesized product.

請求項１５に対応する発明は、請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に対応するバイオ分析装置において、前記検出用物質付着手段は、前記検出用物質としてタンパク質を付着させるバイオ分析装置である。   The invention corresponding to claim 15 is the bioanalyzer according to any one of claims 11 to 14, wherein the detection substance attaching means is a bioanalyzer that attaches a protein as the detection substance. is there.

請求項１６に対応する発明は、請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に対応するバイオ分析装置において、前記検出用物質付着手段は、前記検出用物質として核酸を付着させるバイオ分析装置である。   The invention corresponding to claim 16 is the bioanalyzer according to any one of claims 11 to 14, wherein the detection substance attaching means is a bioanalyzer for attaching a nucleic acid as the detection substance. is there.

＜作用＞
従って、請求項１，６に対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、光に感応する発色物質を含有する基材に光を照射して着色する着色手段と、照射される光の強度及び波長を着色する色に応じて制御する光制御手段と、着色された基材からカラービーズを形成するビーズ形成手段と、カラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質を付着する検出用物質付着手段とを備えた構成により、着色する色に応じた正確な配合での練り込み工程を用いず、バイオチップ装置における多種類のカラービーズを容易に製造できるカラービーズ製造装置及びカラービーズ製造方法を提供できる。 <Action>
Therefore, in the invention corresponding to claims 1 and 6, by taking the above-described means, the coloring means for irradiating and coloring the base material containing the color developing material sensitive to light, and the irradiated light The light control means for controlling the intensity and wavelength of the color according to the color to be colored, the bead forming means for forming the color beads from the colored substrate, and the detection substance based on the correspondence relationship set in advance for the color beads Color bead production device that can easily produce many kinds of color beads in a biochip device without using a kneading process with an accurate blending according to the color to be colored, with a configuration including an adhering detection substance adhering means And a method for producing colored beads.

請求項２，７に対応する発明は、光に感応する発色物質を含有する基材からビーズを形成するビーズ形成手段と、ビーズに光を照射して着色する手段と、着色されたカラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質を付着する検出用物質付着手段とを備えた構成により、着色する色に応じた正確な配合での練り込み工程を用いず、バイオチップ装置における多種類のカラービーズを容易に製造できるカラービーズ製造装置及びカラービーズ製造方法を提供できる。   The inventions corresponding to claims 2 and 7 include a bead forming means for forming a bead from a base material containing a color-sensitive substance sensitive to light, a means for coloring by irradiating light to the bead, and a colored color bead. With a configuration including a detection substance adhering means for adhering a detection substance based on a preset correspondence, a kneading process with an accurate blending according to the color to be colored is not used, and the biochip device can It is possible to provide a color bead manufacturing apparatus and a color bead manufacturing method capable of easily manufacturing various types of color beads.

請求項３，８に対応する発明は、基材が、所定の発色物質の群から選択される有機金属化合物を含有しているので、請求項１，２，６，７に対応する作用に加え、多色の着色を施したカラービーズを提供できる。   In the inventions corresponding to claims 3 and 8, since the base material contains an organometallic compound selected from the group of predetermined coloring substances, in addition to the actions corresponding to claims 1, 2, 6 and 7, It is possible to provide colored beads with multicolored coloring.

請求項４，９に対応する発明は、ビーズ形成手段が基材を直径２ｍｍ以下の球形状に形成するので、請求項１〜３，６〜８に対応する作用に加え、微小なビーズが必要とされるバイオチップ装置にカラービーズを提供できる。   In the inventions corresponding to claims 4 and 9, since the bead forming means forms the base material into a spherical shape having a diameter of 2 mm or less, in addition to the actions corresponding to claims 1 to 3 and 6 to 8, fine beads are required. Color beads can be provided to the biochip device.

請求項５，１０に対応する発明は、着色手段が赤外波長領域又は紫外波長領域の光を照射するので、請求項１〜４，６〜９に対応する作用に加え、基材に光を感応させやすく、多色の着色を施すことができる。   In the invention corresponding to claims 5 and 10, since the coloring means irradiates light in the infrared wavelength region or ultraviolet wavelength region, in addition to the action corresponding to claims 1 to 4 and 6 to 9, light is applied to the substrate. It is easy to be sensitive and can be multicolored.

請求項１１に対応する発明は、光に感応する発色物質を含有する複数のビーズに光を照射して着色する着色手段と、着色されたカラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質を付着する検出用物質付着手段と、検出用物質に被検出用物質を反応させる反応手段と、反応があったか否かを確認する確認手段と、反応のあった場合に、反応のあったカラービーズの色を識別する色識別手段とを備えた構成により、容易且つ正確に製造される多種類のカラービーズを用い、カラービーズの色から抗原抗体反応等を確認できるバイオ分析装置を提供できる。   The invention corresponding to claim 11 is for detection based on a coloring means for irradiating and coloring a plurality of beads containing a color developing substance sensitive to light, and a correspondence relationship set in advance for the colored beads. A detection substance adhesion means for adhering a substance, a reaction means for reacting the detection substance to the detection substance, a confirmation means for confirming whether or not there is a reaction, and a color that has reacted when there is a reaction A bioanalyzer capable of confirming an antigen-antibody reaction or the like from the color of a color bead can be provided by using a color identification means for identifying the color of the bead and using various types of color beads that are easily and accurately manufactured.

請求項１２に対応する発明は、検出用物質付着手段が液体中で特異的に特定物質を吸着する抗体を付着させるので、請求項１１の作用に加えて、液体中でバイオチップ装置を使用できるバイオ分析装置を提供できる。   In the invention corresponding to claim 12, since the detection substance adhering means attaches an antibody that specifically adsorbs a specific substance in the liquid, in addition to the action of claim 11, the biochip device can be used in the liquid. A bioanalyzer can be provided.

請求項１３に対応する発明は、反応手段が抗原と抗体とによる物質の特異的吸着をさせるので、請求項１１，１２の作用に加えて、カラービーズの色から抗原と抗体とによる物質の特異的吸着を確認することができるバイオ分析装置を提供できる。   In the invention corresponding to claim 13, since the reaction means causes specific adsorption of the substance by the antigen and the antibody, in addition to the effects of claims 11 and 12, the substance specific by the antigen and the antibody is determined from the color of the color beads. A bioanalytical apparatus capable of confirming general adsorption can be provided.

請求項１４に対応する発明は、判定手段が検出用物質と被検出用物質との反応による合成物に蛍光標識付き２次抗体を結合させて、蛍光標識付き２次抗体が発する蛍光を観測するので、請求項１１〜１３の作用に加えて、蛍光標識付き２次抗体とカラービーズの色から抗原抗体反応等を確認できるバイオ分析装置を提供できる。   In the invention corresponding to claim 14, the determination means observes the fluorescence emitted from the fluorescently labeled secondary antibody by binding the fluorescently labeled secondary antibody to the synthesized product of the reaction between the detection substance and the substance to be detected. Therefore, in addition to the actions of claims 11 to 13, it is possible to provide a bioanalyzer capable of confirming an antigen-antibody reaction or the like from the color of the secondary antibody with a fluorescent label and the color beads.

請求項１５に対応する発明は、検出用物質付着手段がタンパク質を付着させるので、請求項１１〜１４の作用に加えて、プロテインチップ装置として機能するバイオチップ装置を用いるバイオ分析装置を提供することができる。   The invention corresponding to claim 15 provides a bioanalyzer using a biochip device functioning as a protein chip device in addition to the actions of claims 11 to 14 because the detection substance attaching means attaches the protein. Can do.

請求項１６に対応する発明は、検出用物質付着手段が核酸を付着させるので、請求項１１〜１４の作用に加えて、ＤＮＡチップ装置として機能するバイオチップ装置を用いるバイオ分析装置を提供することができる。   The invention corresponding to claim 16 provides a bioanalyzer using a biochip device functioning as a DNA chip device in addition to the effects of claims 11-14, since the detection substance attaching means attaches nucleic acid. Can do.

なお、本発明において、「着色」とは、外部からの光（紫外線や赤外線も含む）の照射に対し、互いに区別されるべき複数のビーズ間で、異なる反射特性あるいは透過特性となるようにすることを指す。言い換えると、互いに異なる光の反射スペクトルあるいは吸収スペクトルを持たせることを意味する。   In the present invention, “coloring” means different reflection characteristics or transmission characteristics among a plurality of beads that should be distinguished from each other with respect to irradiation with light from outside (including ultraviolet rays and infrared rays). Refers to that. In other words, it means having different reflection or absorption spectra of light.

以上説明したように本発明によれば、着色する色に応じた正確な配合での練り込み工程を用いず、バイオ分析における多種類のカラービーズを容易に製造できるカラービーズ製造装置及びカラービーズ製造方法を提供できる。さらに、容易且つ正確に製造される多種類のカラービーズを用いたバイオ分析装置を提供できる。   As described above, according to the present invention, a color bead manufacturing apparatus and a color bead manufacturing that can easily manufacture various kinds of color beads in bioanalysis without using a kneading process with an accurate blend according to the color to be colored. Can provide a method. Furthermore, it is possible to provide a bioanalyzer that uses various types of color beads that are easily and accurately manufactured.

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係るカラービーズ製造装置の構成を示す模式図であり、図２〜図７はカラービーズ製造装置の各構成要素を説明するための模式図である。なお、既に説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する。なお、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a color bead manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 7 are schematic diagrams for explaining each component of the color bead manufacturing apparatus. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the already demonstrated part, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the following embodiments, the same description is omitted.

カラービーズ製造装置１０は、基材１１から検出用物質９２が付着されたカラービーズ１３を製造するために、着色部２０、形成部３０、着色確認部４０、処理部５０、及び制御部６０を備えている。   The color bead manufacturing apparatus 10 includes a coloring unit 20, a forming unit 30, a coloring confirmation unit 40, a processing unit 50, and a control unit 60 in order to manufacture the color beads 13 to which the detection substance 92 is attached from the base material 11. I have.

ここで、基材１１は、活性エネルギー線の光に感応して発色する有機金属化合物１４及び透明樹脂１５を含有している樹脂成形体であり、レーザー光源２１Ａ〜２１Ｃにより、光が照射されると着色されるものである。   Here, the base material 11 is a resin molded body containing the organometallic compound 14 that develops color in response to the light of active energy rays and the transparent resin 15, and is irradiated with light from the laser light sources 21A to 21C. It will be colored.

例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）を、７．０〜９．０ｋＷ／ｃｍ２の強度で照射すると、基材１１の内部にカラーマーキングが施され着色される。なお、レーザー光の照射強度を内部マーキング時の約１．５倍（１０．０〜１４．０ｋＷ／ｃｍ２）とすると、基材１１の内部に白色マーキングが施される。さらに、レーザー光の照射強度を内部マーキング時の約３倍（２０．０〜２７ｋＷ／ｃｍ２）とすると、基材１１の表面に白色のマーキングが施される。 For example, when an Nd: YAG laser (wavelength: 1064 nm) is irradiated at an intensity of 7.0 to 9.0 kW / cm 2 , color marking is applied to the inside of the base material 11 to color it. If the irradiation intensity of the laser light is about 1.5 times (10.0 to 14.0 kW / cm 2 ) as compared with the internal marking, white marking is applied to the inside of the substrate 11. Furthermore, when the irradiation intensity of the laser beam is about three times (20.0 to 27 kW / cm 2 ) as compared with the internal marking, white marking is applied to the surface of the substrate 11.

この基材１１は、有機金属化合物１４を、押し出し機、ニーダー、ミキサー、ロール等の混練機を用いて均一に混合し（例えば、溶融混練する）、次いで、押し出し成型機、射出成型機、圧縮成型機等の慣用の成型機を用いて成型されるものである。   The base material 11 is obtained by uniformly mixing (for example, melt-kneading) the organometallic compound 14 using a kneader such as an extruder, a kneader, a mixer, and a roll, and then extruding a molding machine, an injection molding machine, and a compression machine. It is molded using a conventional molding machine such as a molding machine.

また、基材１１としては、樹脂塑性物から成形されたフィルム又はシートを、透明な樹脂又はガラスに、貼り合わせまたは挟み込んで積層体とすることもできる。このような積層体とすることで、樹脂塑性物の用途が広がり、更には耐候性や機械的特性が向上可能となっている。   Moreover, as the base material 11, the film or sheet shape | molded from the resin plastic material can also be bonded or pinched | interposed into transparent resin or glass, and it can also be set as a laminated body. By using such a laminated body, the use of the resin plastic material is expanded, and further, weather resistance and mechanical properties can be improved.

有機金属化合物１４は、光に感応して発色する発色物質であり、クロムヘキサカルボニル、モリブデンヘキサカルボニル、コバルトオクタカルボニル、クロロビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、臭化ビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、ビス（トリフェニルホスフィン）、ジカルボニルニッケル、シクロペンタジエニル（トリエチルホスフィン）、銅(I)、クロロトリフェニルホスフィン金(I)、銅(II)i−ブチレート、ジクロロ（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(II)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(O)及びメチルトリオキソレニウム(VII)からなる群から選択される有機金属化合物を用いることができる。   The organometallic compound 14 is a coloring substance that develops color in response to light, and is chromium hexacarbonyl, molybdenum hexacarbonyl, cobalt octacarbonyl, chlorobis (triphenylphosphine) nickel (II), bis (triphenylphosphine) nickel bromide. (II), bis (triphenylphosphine), dicarbonylnickel, cyclopentadienyl (triethylphosphine), copper (I), chlorotriphenylphosphinegold (I), copper (II) i-butyrate, dichloro (triphenyl) An organometallic compound selected from the group consisting of (phosphine), palladium (II), tetrakis (triphenylphosphine), palladium (O) and methyltrioxorhenium (VII) can be used.

また、発色物質としては、有機金属化合物１４以外にも、遷移金属ハロゲン化物及びアルカリ金属ハロゲン化物などを用いることもできる。具体的には、遷移金属ハロゲン化物としては塩化銀（II）などがあり、アルカリ金属ハロゲン化物としてはヨウ化カリウムなどがある。   In addition to the organometallic compound 14, a transition metal halide, an alkali metal halide, or the like can also be used as the coloring material. Specifically, the transition metal halide includes silver (II) chloride, and the alkali metal halide includes potassium iodide.

これら有機金属化合物１４等の発色物質は、樹脂塑性物に対し、０．００１〜１０重量％の範囲にあることが好ましく、さらには０．００５〜５重量％の範囲にあることがより好ましい。   These coloring materials such as the organometallic compound 14 are preferably in the range of 0.001 to 10% by weight, more preferably in the range of 0.005 to 5% by weight, based on the resin plastic.

着色部２０は、基材１１に光を照射することにより着色するものである。例えば、図２，３に示すように、レーザー光源２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ、強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃ、駆動部２３Ａ１〜Ａ３，２３Ｂおよび制御用コントローラ２４を備えている。   The coloring part 20 is colored by irradiating the base material 11 with light. For example, as shown in FIGS. 2 and 3, laser light sources 21A, 21B, and 21C, intensity control filters 22A to 22C, drive units 23A1 to A3 and 23B, and a control controller 24 are provided.

レーザー光源２１Ａ〜２１Ｃは、赤外波長領域又は紫外波長領域で強い発光を持つ活性エネルギー線を発生し、安価で且つパルス動作の可能なものから選定される。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ（波長１０６４ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧ第二高調波（波長５３２ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧ第三高調波（波長３５５ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧ第四高調波（波長２６６ｎｍ）、ＹＶＯ４、ＹＬＦ等の固体レーザー、半導体レーザー、炭酸ガスレーザー等が挙げられるが、これらには限定されない。これらの中でも特に、Ｎｄ：ＹＡＧを代表とする固体レーザーは、Ｑスイッチモードにより高いピークを得られるので、本実施形態の装置に最適である。そこで本実施形態においては、レーザー光源２１Ａ〜２１Ｃは、それぞれ１０６４ｎｍ，５３２ｎｍ，３５５ｎｍの波長をもつレーザー光を強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃに出力する。   The laser light sources 21A to 21C are selected from those that generate active energy rays having strong light emission in the infrared wavelength region or the ultraviolet wavelength region, are inexpensive, and are capable of pulse operation. For example, Nd: YAG (wavelength 1064 nm), Nd: YAG second harmonic (wavelength 532 nm), Nd: YAG third harmonic (wavelength 355 nm), Nd: YAG fourth harmonic (wavelength 266 nm), YVO4, YLF, etc. Examples of the solid laser, semiconductor laser, and carbon dioxide laser include, but are not limited to. Among these, a solid-state laser represented by Nd: YAG is most suitable for the apparatus of this embodiment because a high peak can be obtained by the Q switch mode. Therefore, in the present embodiment, the laser light sources 21A to 21C output laser beams having wavelengths of 1064 nm, 532 nm, and 355 nm to the intensity control filters 22A to 22C, respectively.

なお、上記のようなレーザー光を照射する場合、レーザー光をＱスイッチモードで、繰り返し周波数１〜１００ｋＨｚ、好ましくは１．０〜３．０ｋＨｚ、平均出力２０Ｗ以下で動作させ、基材１１に集中照射し、レーザー光の焦点をスキャン速度１００〜３００ｍｍ／secで移動させて照射する。   When irradiating the laser beam as described above, the laser beam is operated in the Q switch mode at a repetition frequency of 1 to 100 kHz, preferably 1.0 to 3.0 kHz and an average output of 20 W or less, and concentrated on the base material 11. Irradiation is performed by moving the focal point of the laser beam at a scanning speed of 100 to 300 mm / sec.

なお、発振したレーザー光は、強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃや制御用コントローラ２４により照射量が調節され、コリメータ２５，スリット２６等によりコリメート（平行）ビーム状にされて、基材１１に照射される。 The oscillated laser light has its irradiation amount adjusted by the intensity control filters 22A to 22C and the control controller 24, and is collimated (parallel) by the collimator 25, the slit 26, etc. The

レーザー光源２１Ａ〜２１Ｃが照射する光に対しては、前述した有機金属化合物１４のうち、図４に示すような物質が照射するレーザーの波長に応じて感応し、発色する。すなわち、レーザー光源２１Ａからの光に対しては、チオ尿素，臭化ビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル（II），チオ尿素，クロロトリフェニルホスフィン金（Ｉ）等が発色する。レーザー光源２１Ｂからの光に対しては、臭化ビス（トリフェニルホスフィン）、イミノ化合物等が発色する。レーザー光源２１Ｃからの光に対しては、チオ尿素、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）等が発色する。   The light emitted from the laser light sources 21A to 21C is sensitive and develops color according to the wavelength of the laser emitted from the above-described organometallic compound 14 as shown in FIG. That is, thiourea, bis (triphenylphosphine) nickel (II) bromide, thiourea, gold (I) chlorotriphenylphosphine, etc. develop color for the light from the laser light source 21A. For light from the laser light source 21B, bis (triphenylphosphine) bromide, imino compound, and the like are colored. For light from the laser light source 21C, thiourea, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II), etc. develop color.

また、レーザー光源２１Ａ〜２１Ｃによる光を、基材１１に照射したときの吸収スペクトルは、例えば図５に示すような形状となる。ここで、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれレーザー光源２１Ａ〜２１Ｃによるビーズの吸収スペクトルを示している。すなわち、異なる３つの波長に対して異なる顕著な特徴を有する吸収量を示す。これらの３つの波長は光の３原色を構成するので、基材１１にそれぞれの光を異なる割合で吸収させると、基材１１に多色の着色を施すことができる。   In addition, the absorption spectrum when the substrate 11 is irradiated with light from the laser light sources 21A to 21C has a shape as shown in FIG. 5, for example. Here, FIGS. 5A to 5C show the absorption spectra of the beads by the laser light sources 21A to 21C, respectively. That is, the amount of absorption having different prominent features for three different wavelengths is shown. Since these three wavelengths constitute the three primary colors of light, the base material 11 can be colored in multiple colors if the base material 11 absorbs each light in different proportions.

３つの光を吸収した基材１１の色を識別する方法としては、スペクトルの曲線を記憶してパターン認識させる方法だけでなく、線型理論に基づいて直接３つのレーザー光強度の線型結合として求めても良い。これらの解析手法はあらゆる方法を採用でき具体的な方法も公知であって、ここではこれ以上説明しない。   As a method of identifying the color of the base material 11 that has absorbed three lights, not only a method of storing a spectrum curve and recognizing a pattern, but also directly determining the linear combination of three laser light intensities based on a linear theory. Also good. Any of these analysis methods can be adopted, and specific methods are also known, and will not be described further here.

さらに、光を吸収させるだけでなく、光を蛍光材料含有の基材１１に照射して、蛍光機能を奪う事によって識別する方法についても本発明は除外しない。例えば紫外線を照射する事で蛍光を発する材料はよく知られており、根本特殊化学株式会社販売のD１１２０（レッド）、Ｄ１１６４（グリーン）、Ｄ１２３０（ブルー）等がある。   Furthermore, the present invention does not exclude a method of identifying not only by absorbing light but also by irradiating the fluorescent material-containing base material 11 to deprive the fluorescent function. For example, materials that emit fluorescence when irradiated with ultraviolet rays are well known, and include D1120 (red), D1164 (green), and D1230 (blue) sold by Nemoto Special Chemical Co., Ltd.

なお、本発明はレーザー光を用いて説明しているが、ビーズの内部を発色させるのに必要なエネルギーを供給する電磁波であれば、レーザー光でなくともよく、可視光である必要もない。   Although the present invention has been described using laser light, it is not necessary to be laser light, and it is not necessary to be visible light as long as it is an electromagnetic wave that supplies energy necessary for coloring the inside of the bead.

すなわち、非接触でかつマーキング速度が早く、自動化工程管理が容易なことからレーザー光を用いることが好ましいが、活性エネルギー線の照射手段としては、水銀ランプやＮｄ：ＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＹＬＦ等の固体レーザー、半導体レーザー、炭酸ガスレーザー等を使用してもよい。   That is, it is preferable to use a laser beam because it is non-contact, has a high marking speed, and is easy to manage an automated process. However, as an irradiation means of active energy rays, a solid such as a mercury lamp or Nd: YAG, YVO4, YLF A laser, a semiconductor laser, a carbon dioxide laser, or the like may be used.

強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃは、例えばそれぞれレーザー光軸上に直列に配置された複数枚のＮＤ(neutral-density)フィルタからなり、レーザー光源２１Ａ〜２１Ｃにより発振されたレーザー光の強度を変化させて、複数のミラー２３Ａ１〜２３Ａ３を介して、基材１１に照射する。例えば１０％透過用、２０％透過用、…、８０％透過用、９０％透過用の各ＮＤフィルタを用いれば、１０〜１００％の間で１０段階に光強度を制御可能である。ここで、３通りのレーザー光の強度をそれぞれ１０段階に制御可能なことから、１０３通りの種類の光が照射可能となり、１０００種類の着色が可能となる。なお、レーザー光の強度の変化は、制御用コントローラ２４により調節される。 The intensity control filters 22A to 22C are composed of, for example, a plurality of ND (neutral-density) filters arranged in series on the laser optical axis, respectively, and change the intensity of the laser light oscillated by the laser light sources 21A to 21C. Then, the substrate 11 is irradiated through the plurality of mirrors 23A1 to 23A3. For example, if ND filters for 10% transmission, 20% transmission,..., 80% transmission, and 90% transmission are used, the light intensity can be controlled in 10 steps between 10 to 100%. Here, since the intensity of each of the three types of laser light can be controlled to 10 levels, 103 types of light can be irradiated, and 1000 types of coloring can be performed. The change in the intensity of the laser light is adjusted by the controller 24 for control.

駆動部２３は、基材１１とレーザー光との相対的位置関係を変化させて、基材１１にレーザー光が照射されるようにするものであり、制御用コントローラ２４により制御される。例えば、複数のミラー２３Ａ１〜２３Ａ３をガルバノメータにより駆動してレーザー光の進行方向を変化させるものでも良いし、樹脂成形体である基材１１を固定した２次元操作が可能なＸＹステージ２３Ｂを駆動させるものでもよい。   The drive unit 23 changes the relative positional relationship between the base material 11 and the laser light so that the base material 11 is irradiated with the laser light, and is controlled by the control controller 24. For example, a plurality of mirrors 23A1 to 23A3 may be driven by a galvanometer to change the traveling direction of the laser light, or an XY stage 23B capable of two-dimensional operation with the base material 11 being a resin molded body fixed is driven. It may be a thing.

制御用コントローラ２４は、強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃによるレーザー光の透過光強度を調節するとともに、駆動部２３を制御して基材１１の適切な位置にレーザー光を照射するものである。具体的には例えば、ＰＣＩバスを備えたパーソナルコンピュータなどを用いることができる。ここで、強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃ、駆動部２３及び制御用コントローラ２４は、光制御手段を構成している。   The control controller 24 adjusts the transmitted light intensity of the laser light by the intensity control filters 22 </ b> A to 22 </ b> C, and controls the drive unit 23 to irradiate the appropriate position of the base material 11 with the laser light. Specifically, for example, a personal computer equipped with a PCI bus can be used. Here, the intensity control filters 22A to 22C, the drive unit 23, and the control controller 24 constitute light control means.

形成部３０は、基材１１からカラービーズ１３を形成するものである。基材１１を、例えば図６に概念を示すように、球加工する。すなわち、基材１１をダイサー等を使用して切断して、着色された直方体の樹脂成形体を形成し、球加工してカラービーズ１３を形成する。なお、球加工においては、基材１１を直径が２ｍｍ以下の球形状に加工している。   The forming unit 30 forms the color beads 13 from the base material 11. The base material 11 is processed into a sphere as shown in FIG. That is, the base material 11 is cut using a dicer or the like to form a colored rectangular parallelepiped resin molded body, and the spherical beads are formed to form the color beads 13. In the spherical processing, the base material 11 is processed into a spherical shape with a diameter of 2 mm or less.

着色確認部４０は、予め設定された対応関係に基づいた検出用物質９２を選択するために、カラービーズ１３の着色を確認するものである。例えば図７に概念を示すように、白色光源４１、光学系４２、スペクトル測定器４３及び着色記録部４４を備えている。   The coloring confirmation unit 40 confirms the coloring of the color beads 13 in order to select the detection substance 92 based on a preset correspondence. For example, as shown in FIG. 7, a white light source 41, an optical system 42, a spectrum measuring device 43, and a coloring recording unit 44 are provided.

白色光源４１は、白色光を発生させて光学系４２に入射光４５Ａを入射する。   The white light source 41 generates white light and makes incident light 45 </ b> A enter the optical system 42.

光学系４２は、入射光４５Ａの導波路を形成し、カラービーズ１３Ｅに入射光４５Ａを照射する。また、カラービーズ１３Ｅからの反射光４５Ｂの導波路を形成し、スペクトル測定器４３に反射光４５Ｂを導くものである。   The optical system 42 forms a waveguide of incident light 45A, and irradiates the colored beads 13E with the incident light 45A. Further, a waveguide for the reflected light 45B from the color beads 13E is formed, and the reflected light 45B is guided to the spectrum measuring device 43.

スペクトル測定器４３は、反射光４５Ｂの波長及び強度のスペクトル測定をして、測定結果を着色記録部４４に通知する。   The spectrum measuring device 43 measures the wavelength and intensity of the reflected light 45 </ b> B and notifies the coloring recording unit 44 of the measurement result.

着色記録部４４は、スペクトル測定器４３によるカラービーズ１３Ｅのスペクトル測定の結果を記録する。また、予め設定された検出用物質９２の識別データとカラービーズ１３Ｅの反射光スペクトルとの対応関係のデータを記録してあり、当該データに基づいて、カラービーズ１３Ｅのスペクトル測定結果に対応する検出用物質９２の識別データを抽出して処理部５０に通知する。   The coloring recording unit 44 records the result of spectrum measurement of the color beads 13E by the spectrum measuring device 43. In addition, data of a correspondence relationship between preset identification data of the detection substance 92 and the reflected light spectrum of the color beads 13E is recorded, and detection corresponding to the spectrum measurement result of the color beads 13E based on the data. The identification data of the substance 92 is extracted and notified to the processing unit 50.

処理部５０は、着色記録部４４により抽出された検出用物質９２の識別データに基づいて、該当する検出用物質９２で満たされた薬液５１にカラービーズ１３を浸し、検出用物質９２を付着させるものである。例えば、図７に概念を示すように、検出用物質９２としての抗体や核酸等で満たされた薬液５１Ａ〜５１Ｅのいずれかに、カラービーズ１３Ａ〜１３Ｈが浸される。   Based on the identification data of the detection substance 92 extracted by the coloring recording part 44, the processing unit 50 immerses the color beads 13 in the chemical solution 51 filled with the corresponding detection substance 92 and attaches the detection substance 92 thereto. Is. For example, as shown in FIG. 7, the color beads 13A to 13H are immersed in any of the chemical solutions 51A to 51E filled with an antibody, nucleic acid, or the like as the detection substance 92.

制御部６０は、着色部２０、形成部３０、着色確認部４０及び処理部５０を構成する機器等を制御するためのコンピュータ等であり、例えば各機器のオンオフ制御や通信制御等を実行する。   The control unit 60 is a computer or the like for controlling the devices constituting the coloring unit 20, the forming unit 30, the coloring confirmation unit 40, and the processing unit 50, and executes, for example, on / off control and communication control of each device.

次に、以上のように構成されたカラービーズ製造装置１０の動作を説明する。   Next, the operation of the color bead manufacturing apparatus 10 configured as described above will be described.

始めに、基材１１は、着色部２０により着色される。具体的には、着色部２０においては、レーザー光源２１Ａ〜２１Ｃから出射されたレーザー光が、強度制御用フィルタ２２や制御用コントローラ２４により、各波長毎に１０段階に照射量が調節されて１０００通りのスペクトルを有して基材１１に照射される。このとき、着色部２０は、ＸＹステージ２３Ｂをスキャン速度１００〜３００ｍｍ／secで移動させながらレーザー光を照射する。また、レーザー光はＱスイッチモードで、繰り返し周波数１〜１００ＫＨｚ、好ましくは１．０〜３．０ＫＨｚ、平均出力２０Ｗ以下で動作させる。これにより、基材１１は１０００種類の色に着色される。なお、基材１１とレーザー光との相対的位置関係は、駆動部２３により調整されている。   First, the base material 11 is colored by the coloring part 20. Specifically, in the coloring unit 20, the laser light emitted from the laser light sources 21 </ b> A to 21 </ b> C is adjusted to an irradiation amount of 10 steps for each wavelength by the intensity control filter 22 and the control controller 24. The substrate 11 is irradiated with a street spectrum. At this time, the coloring unit 20 irradiates the laser beam while moving the XY stage 23B at a scanning speed of 100 to 300 mm / sec. The laser light is operated in the Q switch mode at a repetition frequency of 1 to 100 KHz, preferably 1.0 to 3.0 KHz, and an average output of 20 W or less. Thereby, the base material 11 is colored in 1000 kinds of colors. Note that the relative positional relationship between the base material 11 and the laser beam is adjusted by the drive unit 23.

続いて、着色された基材１１は、形成部３０により、球加工されカラービーズ１３が形成される。具体的には、着色された基材１１はダイサー等を使用して切断され、着色された立方体の樹脂成形体となる。立方体の樹脂成形体は、球形状に加工されて直径が２ｍｍ以下のカラービーズ１３が形成される。   Subsequently, the colored substrate 11 is processed into a sphere by the forming unit 30 to form the colored beads 13. Specifically, the colored base material 11 is cut using a dicer or the like to form a colored cubic resin molded body. The cubic resin molded body is processed into a spherical shape to form color beads 13 having a diameter of 2 mm or less.

次に、カラービーズ１３は、着色確認部４０により、スペクトル測定されて対応する検出用物質９２が選択される。具体的には、白色光源４１が白色光を発生し、発生した白色光を光学系４２が入射光４５Ａとしてカラービーズ１３に照射する。カラービーズ１３からの反射光４５Ｂはスペクトル測定器４３に入射する。スペクトル測定器４３は反射光４５Ｂの波長及び強度の分布からなるスペクトルを測定し、測定結果を着色記録部４４に通知する。着色記録部４４は、予め設定された検出用物質９２とカラービーズ１３の反射光スペクトルとの対応関係のデータから、カラービーズ１３のスペクトル測定の結果に対応する検出用物質９２の識別データを抽出して処理部５０に通知する。   Next, the color bead 13 is subjected to spectrum measurement by the color confirmation unit 40 and the corresponding detection substance 92 is selected. Specifically, the white light source 41 generates white light and the optical system 42 irradiates the color beads 13 with the generated white light as incident light 45A. The reflected light 45 </ b> B from the color beads 13 enters the spectrum measuring device 43. The spectrum measuring instrument 43 measures the spectrum composed of the wavelength and intensity distribution of the reflected light 45 </ b> B and notifies the colored recording unit 44 of the measurement result. The coloring recording unit 44 extracts the identification data of the detection substance 92 corresponding to the spectrum measurement result of the color beads 13 from the data of the correspondence relationship between the preset detection substance 92 and the reflected light spectrum of the color beads 13. Then, the processing unit 50 is notified.

続いて、カラービーズ１３は、処理部５０により薬液処理される。具体的には、カラービーズ１３は、検出用物質９２の識別データに基づき、該当する検出用物質９２で満たされた薬液５１に浸される。   Subsequently, the color beads 13 are processed with a chemical solution by the processing unit 50. Specifically, the color beads 13 are immersed in the chemical solution 51 filled with the corresponding detection substance 92 based on the identification data of the detection substance 92.

これにより、検出用物質９２が付着されたカラービーズ１３を製造することができる。製造されたカラービーズ１３は、カラービーズ１３の色とビーズ表面上に付着させた検出用物質９２との対応関係を定めておくことで、各ビーズ毎に容易に識別できるため、多種類のカラービーズを配列させたバイオチップ装置に使用することができる。   Thereby, the color beads 13 to which the detection substance 92 is attached can be manufactured. The manufactured color beads 13 can be easily identified for each bead by determining the correspondence between the color of the color beads 13 and the detection substance 92 attached on the bead surface. It can be used for a biochip device in which beads are arranged.

上述したように本実施形態によれば、バイオチップ装置における検出用物質９２が付着されるビーズにおいて、検出用物質９２と予め対応関係を有する（反射光スペクトルをもつ）色で着色されたカラービーズ１３を製造することができる。   As described above, according to the present embodiment, in the beads to which the detection substance 92 in the biochip device is attached, the color beads colored in advance with a color corresponding to the detection substance 92 (having a reflected light spectrum). 13 can be manufactured.

また、光に感応して発色する有機金属化合物１４を含有する基材１１に光を照射して着色する着色部２０と、照射される光の強度及び波長を着色する色に応じて制御するための強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃ、駆動部２３及び制御用コントローラ２４と、着色された基材１１からカラービーズを形成する形成部３０と、形成されたカラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質９２を付着させる処理部５０とを備えた構成により、着色する色に応じた正確な配合での練り込み工程を用いず、バイオチップ装置における多種類のカラービーズ１３を容易に製造できるカラービーズ製造装置１０を提供できる。   Moreover, in order to control the coloring part 20 which irradiates and colors the base material 11 containing the organometallic compound 14 which develops color in response to light, and the intensity and wavelength of the irradiated light are controlled according to the color to be colored. Filter 22A to 22C for intensity control, drive unit 23 and controller 24 for control, forming unit 30 for forming colored beads from the colored base material 11, and a correspondence relationship preset for the formed colored beads With the configuration provided with the processing unit 50 to which the detection substance 92 is attached, a variety of color beads 13 in the biochip device can be easily manufactured without using a kneading process with an accurate blending according to the color to be colored. The color bead manufacturing apparatus 10 which can be provided can be provided.

さらに、光を感応して発色する有機金属化合物１４を有する基材１１が、所定の発色物質からなる群から選択される有機金属化合物を含有しているので、基材１１に多色の着色を施すことができる。   Furthermore, since the base material 11 having the organometallic compound 14 that develops color in response to light contains an organometallic compound selected from the group consisting of predetermined color-developing substances, the base material 11 is colored in multiple colors. Can be applied.

また、形成部３０による球加工により、着色された基材１１から直径２ｍｍ以下の球形状のカラービーズを形成するので、微小なビーズが必要とされるバイオチップ装置にカラービーズ１３を提供できる。   In addition, since the spherical colored beads having a diameter of 2 mm or less are formed from the colored base material 11 by the spherical processing by the forming unit 30, the colored beads 13 can be provided to a biochip device that requires minute beads.

さらに、着色部２０が赤外波長領域又は紫外波長領域の光を照射するので、基材１１に光を感応させやすく、多色の着色を施したカラービーズを提供できる。   Furthermore, since the coloring part 20 irradiates light in the infrared wavelength region or the ultraviolet wavelength region, it is easy to make the substrate 11 sensitive to light, and it is possible to provide colored beads with multicolored coloring.

＜第２の実施形態＞
本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、着色部２０と形成部３０の順序を逆にし、形成部３０により球形状のビーズを形成した後、着色部２０によりビーズを着色する構成となっている。換言すると、本実施形態は、着色した基材１１をビーズ１３Ｓに形成してからカラービーズ１３を製造するのではなく、基材１１をビーズ１３Ｓに形成してから着色してカラービーズ１３を製造している。 <Second Embodiment>
This embodiment is a modification of the first embodiment. The order of the coloring part 20 and the forming part 30 is reversed, and after forming spherical beads by the forming part 30, the beads are colored by the coloring part 20. It has a configuration. In other words, this embodiment does not manufacture the colored beads 13 after forming the colored base material 11 on the beads 13S, but manufactures the colored beads 13 by forming the base material 11 on the beads 13S and then coloring them. is doing.

カラービーズ製造装置１０は、第1の実施形態におけるものと同一の装置を使用することができるので説明は省略し、ここでは効果の違いを主に述べる。   Since the color bead manufacturing apparatus 10 can use the same apparatus as in the first embodiment, the description thereof will be omitted, and here, the difference in effect will be mainly described.

本実施形態では、第１の実施形態とは異なり、基材１１をビーズ１３Ｓに形成してから着色してカラービーズ１３を製造することにより、カラービーズ１３をオンデマンドで（必要時に必要なだけ）製造することが可能となる。すなわち、カラービーズ１３の在庫リスクをなくすことができる。   In the present embodiment, unlike the first embodiment, the color beads 13 are produced on-demand (only necessary when necessary) by forming the base material 11 on the beads 13S and then coloring them to produce the color beads 13. ) Can be manufactured. That is, the inventory risk of the color beads 13 can be eliminated.

補足すると、従来の練り込み法で、１００種類、１００００種類以上に及ぶような非常に多数の着色されたカラービーズを用意することは、経済的に困難である。また、頻繁に使用する色のカラービーズを多く用意したり、僅かにしか需要の無いカラービーズを用意することは明らかに無駄が多い。しかしながら、本実施形態によれば、カラービーズをオンデマンドで製造できるので、このような無駄を避けることができる。   Supplementally, it is economically difficult to prepare a very large number of colored beads, such as 100 or more, by the conventional kneading method. In addition, it is obviously wasteful to prepare many colored beads of frequently used colors or to prepare colored beads that are only slightly in demand. However, according to the present embodiment, color beads can be manufactured on demand, and such waste can be avoided.

また、発色物質としての有機金属化合物１４を含有する基材１１からビーズを形成する形成部３０と、形成されたビーズに光を照射して着色する着色部２０と、照射光を制御する強度制御用フィルタ２２Ａ〜２２Ｃ、駆動部２３及び制御用コントローラ２４と、着色されたカラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質９２を付着させる処理部５０とを備えた構成により、着色する色に応じた正確な配合での練り込み工程を用いず、バイオチップ装置における多種類のカラービーズを容易に製造できるカラービーズ製造装置１０を提供できる。   In addition, a forming unit 30 for forming beads from the base material 11 containing the organometallic compound 14 as a coloring material, a coloring unit 20 for coloring the formed beads by irradiating light, and intensity control for controlling the irradiation light Coloring is performed by a configuration including the filters 22A to 22C, the drive unit 23, the control controller 24, and the processing unit 50 for attaching the detection substance 92 to the colored color beads based on a preset correspondence relationship. It is possible to provide the color bead manufacturing apparatus 10 that can easily manufacture various kinds of color beads in a biochip device without using a kneading process with an accurate blending according to color.

なお、着色したカラービーズの表面を、ポリスチレン等の樹脂や有機材料等によってコーティングすることを本発明は除外しない。このようなコーティングは、ビーズ基材に含まれる発色材料の外部への漏出を防止する観点と、発色による化学反応がビーズ表面の化学特性を変化させて、反応プロセスに誤差を生じるのを防ぐ観点から有効である。   Note that the present invention does not exclude coating the surface of the colored color beads with a resin such as polystyrene or an organic material. Such a coating prevents the leakage of the coloring material contained in the bead base to the outside, and prevents the chemical reaction caused by the coloring from changing the chemical properties of the bead surface and causing an error in the reaction process. It is effective from.

また、着色前にコーティングを行い、その後にレーザーを用いて着色すれば、完全に均一な表面を維持しながら異なる色に発色させることができる。   Further, if coating is performed before coloring and then coloring is performed using a laser, it is possible to develop different colors while maintaining a completely uniform surface.

このように、本発明は、ビーズ内部に対して外部から発色を制御できるため、ビーズの表面状態によって測定結果が左右されるバイオ分野において、反応を検出する用途に、非常に適している。   As described above, since the color development can be controlled from the outside with respect to the inside of the bead, the present invention is very suitable for use in detecting a reaction in the bio field where the measurement result depends on the surface state of the bead.

＜第３の実施形態＞
本実施形態は第２の実施形態の変形例であり、着色部２０による着色の際に、ビーズを溶液中で着色する構成である。 <Third Embodiment>
This embodiment is a modification of the second embodiment and has a configuration in which beads are colored in a solution during coloring by the coloring unit 20.

例えば、図８に概念を示すように、ビーズ１３Ｓを、屈折低減用溶液２７で満たされた石英ガラス容器２８Ａ，２８Ｂ内に入れて、レーザー光源２１からの光によって着色する。このとき、屈折低減用溶液２７は、ビーズ１３Ｓの屈折率に可能な限り近い屈折率を有する溶液である。   For example, as shown in FIG. 8, the beads 13 </ b> S are placed in the quartz glass containers 28 </ b> A and 28 </ b> B filled with the refraction reducing solution 27 and colored by the light from the laser light source 21. At this time, the refraction reducing solution 27 is a solution having a refractive index as close as possible to the refractive index of the beads 13S.

次に、第２の実施形態の発明に比べた本実施形態の効果を述べる。   Next, effects of this embodiment compared to the invention of the second embodiment will be described.

一般的に球の屈折率は大きく、例えば図９に示すように、ビーズ１３Ｓ自身の形状によって内部に集光してしまい、ビーズ１３Ｓ全体が不均一に着色される。すなわち、着色不足になる領域ｒ１と着色過多になる領域ｒ２が生じる。   Generally, the refractive index of a sphere is large, and as shown in FIG. 9, for example, the beads 13S are condensed by the shape of the beads 13S themselves, and the entire beads 13S are colored unevenly. That is, a region r1 that is insufficiently colored and a region r2 that is excessively colored are generated.

このようにビーズ１３Ｓ全体の着色具合が不均一になると、着色確認部４０によるスペクトル測定の精度が低下してしまうという問題が生じる。   Thus, when the coloring condition of the beads 13S as a whole becomes uneven, there arises a problem that the accuracy of spectrum measurement by the coloring confirmation unit 40 is lowered.

そのため、ビーズ１３Ｓに近い屈折率を有する屈折低減用溶液２７中でレーザー光を照射することで、ビーズ１３Ｓ全体を均一に着色することができる。   Therefore, the entire bead 13S can be uniformly colored by irradiating the laser light in the refraction reducing solution 27 having a refractive index close to that of the bead 13S.

これにより、着色確認部４０によるスペクトル測定の精度を一定に維持することができる。   Thereby, the precision of the spectrum measurement by the coloring confirmation part 40 can be maintained constant.

また、水中での生化学的な測定用途で本発明を実施する場合、ビーズ１３Ｓを液中からわざわざ取り出して乾燥させる必要がなく、液中で処理可能であるので、水中での生化学的な測定要素におけるプロセスを簡素にすることができる。   Further, when the present invention is implemented for biochemical measurement applications in water, it is not necessary to take out the beads 13S from the liquid and dry them, and they can be processed in the liquid. The process in the measurement element can be simplified.

なお、複数のレーザー光に対して、溶液は透明である必要があることから、各レーザー光の照射を異なるプロセスに分けて行い、且つ異なる溶液中で照射することを本発明は除外しない。   In addition, since the solution needs to be transparent with respect to a plurality of laser beams, the present invention does not exclude performing the irradiation of each laser beam in different processes and irradiating in different solutions.

また、本実施形態における溶液中での着色とは異なり、積分球のような光学系を利用して球の様々な方位からレーザー光を照射し、ビーズ１３Ｓを均一に着色する方法も考えられるが、この方法は非常に手間がかかるのはいうまでもない。   Further, unlike the coloring in the solution in the present embodiment, a method of uniformly irradiating the beads 13S by irradiating laser light from various directions of the sphere using an optical system such as an integrating sphere is also conceivable. Needless to say, this method is very time-consuming.

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態は、予め着色前の球形状の各ビーズを準備しておき、被検出用物質９３を測定する際に、ビーズの着色から反応確認までを実行する構成となっている。 <Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, spherical beads before coloring are prepared in advance, and when measuring the substance to be detected 93, the process from coloring the beads to confirming the reaction is executed.

図１０は本発明の第４の実施形態に係るバイオ分析装置の構成を示す模式図である。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a bioanalyzer according to the fourth embodiment of the present invention.

バイオ分析装置７０は、着色部２０、着色確認部４０Ｔ、処理部５０、反応部５５、反応確認部５６、及び制御部６０を備えている。   The bioanalyzer 70 includes a coloring unit 20, a coloring confirmation unit 40T, a processing unit 50, a reaction unit 55, a reaction confirmation unit 56, and a control unit 60.

着色確認部４０Ｔは、予め設定された対応関係に基づいた検出用物質９２を選択するために、カラービーズ１３の着色を確認するとともに、反応確認部５６により検出用物質９２と被検出用物質９３との反応のあった旨が確認された場合に、検出用物質９２が付着したカラービーズ１３の色を識別し、識別結果を制御部６０に出力するものである。なお、本実施形態としては、バイオチップ形成部（図示せず）を備え、このバイオチップ形成部により、検出用物質９２が付着した各カラービーズ１３を配列させてバイオチップ装置を形成する構成としてもよい。   The color confirmation unit 40T confirms the coloration of the color beads 13 in order to select the detection substance 92 based on the preset correspondence, and the reaction confirmation unit 56 uses the detection substance 92 and the substance 93 to be detected. When it is confirmed that there is a reaction with the color bead 13, the color of the color beads 13 to which the detection substance 92 is attached is identified, and the identification result is output to the control unit 60. In the present embodiment, a biochip forming unit (not shown) is provided, and the biochip forming unit forms a biochip device by arranging the color beads 13 to which the detection substance 92 is attached. Also good.

反応部５５は、カラービーズ表面の検出用物質９２に被検出用物質９３を反応させるものである。具体的には、検出用物質９２のタンパク質に対して特異的吸着をする被検出用物質９３のタンパク質を反応させたり、検出用物質９２の核酸に対して特異的吸着をする被検出用物質９３の核酸を反応させる。   The reaction unit 55 reacts the substance 93 to be detected with the substance 92 to be detected on the surface of the color beads. Specifically, the substance 93 to be detected that reacts specifically with the protein of the substance 93 to be detected that specifically adsorbs to the protein of the substance 92 for detection, or specifically adsorbs to the nucleic acid of the substance 92 for detection. The nucleic acid is reacted.

反応確認部５６は、反応部５５による検出用物質９２と被検出用物質９３との反応があったか否かを確認（判定）するものである。具体的には、検出用物質９２と被検出用物質９３とが反応して合成した場合に、該合成物に蛍光標識付き２次抗体９４を結合させ、紫外線９５を照射して該蛍光標識付き２次抗体９４が発する蛍光を観測することで、検出用物質９２と被検出用物質９３の反応があったか否かを判定する。   The reaction confirmation unit 56 confirms (determines) whether or not there is a reaction between the detection substance 92 and the detection target substance 93 by the reaction unit 55. Specifically, when the detection substance 92 and the substance to be detected 93 are reacted and synthesized, the secondary antibody 94 with a fluorescent label is bound to the synthesized product, and ultraviolet rays 95 are irradiated to attach the fluorescent label. By observing the fluorescence emitted by the secondary antibody 94, it is determined whether or not there is a reaction between the detection substance 92 and the detection substance 93.

上述したように本実施形態によれば、光に感応して発色する有機金属化合物１４を含有した球形状のビーズ１３に光を照射して着色する着色部２０と、着色されたカラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質９２を付着させる処理部５０と、この検出用物質９２に被検出用物質９３を反応させる反応部５５と、この反応があったか否かを確認する反応確認部５６と、反応のあった場合に検出用物質が付着されたカラービーズの色を識別する着色確認部４０Ｔとを備えた構成により、カラービーズ１３の色から抗原抗体反応等を確認できるバイオ分析装置７０を提供できる。   As described above, according to the present embodiment, the colored portion 20 that irradiates and colors the spherical beads 13 containing the organometallic compound 14 that develops color in response to light, and the colored beads in advance. A processing unit 50 for attaching the detection substance 92 based on the set correspondence, a reaction unit 55 for reacting the detection substance 93 to the detection substance 92, and a reaction confirmation for confirming whether or not this reaction has occurred. Bioanalysis that can confirm the antigen-antibody reaction and the like from the color of the color beads 13 by the configuration including the unit 56 and the coloring confirmation unit 40T that identifies the color of the color beads to which the detection substance is attached when there is a reaction A device 70 can be provided.

また、処理部５０で特異的に特定物質を吸着する抗体を付着させるので、液体中でカラービーズ又はそれを配列させたバイオチップ装置を使用できるバイオ分析装置７０を提供できる。   Further, since an antibody that specifically adsorbs a specific substance is attached in the processing unit 50, it is possible to provide a bioanalyzer 70 that can use color beads or a biochip device in which they are arranged in a liquid.

さらに、反応部５５が被検出用物質９２（抗原）と検出用物質９３（抗体）とによる物質の特異的吸着をさせるので、カラービーズ１３の色から抗原と抗体とによる物質の特異的吸着を確認することができるバイオ分析装置７０を提供できる。   Furthermore, since the reaction unit 55 causes specific adsorption of the substance by the substance to be detected 92 (antigen) and the substance for detection 93 (antibody), the specific adsorption of the substance by the antigen and antibody from the color of the color beads 13 is performed. The bioanalyzer 70 that can be confirmed can be provided.

また、反応確認部５６が検出用物質９２と被検出用物質９３とが反応して合成した場合に、該合成物に蛍光標識付き２次抗体９４を結合させて、該蛍光標識付き２次抗体９４が発する蛍光を観測するので、該蛍光標識付き２次抗体９４とカラービーズ１３の色から抗原抗体反応等を確認できるバイオ分析装置７０を提供できる。   In addition, when the reaction confirmation unit 56 synthesizes the detection substance 92 and the substance 93 to be detected, the secondary antibody 94 with a fluorescent label is bound to the composite, and the secondary antibody with the fluorescent label is bound. Since the fluorescence emitted by 94 is observed, it is possible to provide a bioanalyzer 70 capable of confirming an antigen-antibody reaction or the like from the color of the fluorescently labeled secondary antibody 94 and the color beads 13.

さらに、処理部５０がタンパク質を付着させる場合には、プロテインチップ装置として機能するバイオチップ装置を用いるバイオ分析装置７０を提供することができる。   Furthermore, when the processing unit 50 attaches a protein, a bioanalyzer 70 using a biochip device that functions as a protein chip device can be provided.

また、処理部５０が核酸を付着させる場合には、ＤＮＡチップ装置として機能するバイオチップ装置を用いるバイオ分析装置７０を提供することができる。   In addition, when the processing unit 50 attaches nucleic acid, a bioanalyzer 70 using a biochip device that functions as a DNA chip device can be provided.

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine a component suitably in different embodiment.

本発明の第１の実施形態に係るカラービーズ製造装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the color bead manufacturing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 着色部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a coloring part. 着色部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a coloring part. レーザー光源が照射する光と発色する物質の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the light which a laser light source irradiates, and the substance which develops color. ビーズの吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the absorption spectrum of a bead. 形成部による球加工の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the ball processing by a formation part. 着色確認部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a coloring confirmation part. 本発明の第３の実施形態に係るカラービーズ製造装置の概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept of the color bead manufacturing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 不均一に着色されるビーズの概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the bead colored unevenly. 本発明の第４の実施形態に係るバイオ分析装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the bioanalyzer based on the 4th Embodiment of this invention. 従来のバイオチップ装置による分析過程の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the analysis process by the conventional biochip apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・カラービーズ製造装置、１１・・・基材、１３・・・カラービーズ、１３Ｓ・・・ビーズ、１４・・・有機金属化合物、１５・・・透明樹脂、２０・・・着色部、２１Ａ〜２１Ｃ・・・レーザー光源、２２Ａ〜２２Ｃ・・・強度制御用フィルタ、２３・・・駆動部、２３Ａ１〜２３Ａ３・・・ミラー、２３Ｂ・・・ＸＹステージ、２４・・・制御用コントローラ、２５・・・コリメータ、２６・・・スリット、２７・・・屈折低減用溶液、２８・・・石英ガラス容器、３０・・・形成部、４０・・・着色確認部、４１・・・白色光源、４２・・・光学系、４３・・・スペクトル測定器、４４・・・着色記録部、４５Ａ・・・入射光、４５Ｂ・・・反射光、５０・・・処理部、５１Ａ〜５１Ｅ・・・薬液、６０・・・制御部、７０・・・バイオ分析装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Color bead manufacturing apparatus, 11 ... Base material, 13 ... Color bead, 13S ... Bead, 14 ... Organometallic compound, 15 ... Transparent resin, 20 ... Coloring part 21A-21C ... Laser light source, 22A-22C ... Intensity control filter, 23 ... Driver, 23A1-23A3 ... Mirror, 23B ... XY stage, 24 ... Control controller 25 ... collimator, 26 ... slit, 27 ... refraction reducing solution, 28 ... quartz glass container, 30 ... forming part, 40 ... coloring confirmation part, 41 ... white Light source, 42 ... optical system, 43 ... spectrum measuring device, 44 ... colored recording unit, 45A ... incident light, 45B ... reflected light, 50 ... processing unit, 51A-51E. ..Chemical solution 60 ... Control unit 70 Bio-analysis equipment.

Claims (16)

光に感応して発色する発色物質を含有する基材に光を照射することにより、前記基材を着色する着色手段と、
前記着色手段により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御手段と、
前記光制御手段及び前記着色手段により着色された基材から球形状のカラービーズを形成するビーズ形成手段と、
前記カラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着手段と
を備えたことを特徴とするカラービーズ製造装置。 A coloring means for coloring the base material by irradiating the base material containing a coloring material that develops color in response to light;
A light control means for controlling at least one of the intensity and wavelength of light irradiated by the coloring means according to the color to be colored;
Bead forming means for forming spherical colored beads from the substrate colored by the light control means and the coloring means;
A color bead manufacturing apparatus, comprising: substance attaching means for attaching different detection substances or different analytes to the color beads in accordance with the color of the color beads. 光に感応して発色する発色物質を含有する基材から球形状のビーズを形成するビーズ形成手段と、
前記形成されたビーズに光を照射することにより、当該ビーズを着色してカラービーズを得る着色手段と、
前記着色手段により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御手段と、
前記光制御手段及び前記着色手段により得られたカラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着手段と
を備えたことを特徴とするカラービーズ製造装置。 A bead forming means for forming spherical beads from a base material containing a coloring substance that develops color in response to light;
By irradiating the formed beads with light, coloring means for coloring the beads to obtain colored beads,
A light control means for controlling at least one of the intensity and wavelength of light irradiated by the coloring means according to the color to be colored;
In accordance with the color of the color beads obtained by the light control means and the coloring means, a substance attaching means for attaching different detection substances or different analytes to the color beads is provided. Color bead manufacturing equipment. 請求項１または請求項２に記載のカラービーズ製造装置において、
前記基材は、クロムヘキサカルボニル、モリブデンヘキサカルボニル、コバルトオクタカルボニル、クロロビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、臭化ビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、ビス（トリフェニルホスフィン）、ジカルボニルニッケル、シクロペンタジエニル（トリエチルホスフィン）、銅(I)、クロロトリフェニルホスフィン金(I)、銅(II)i−ブチレート、ジクロロ（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(II)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(O)及びメチルトリオキソレニウム(VII)からなる群から選択される有機金属化合物を前記発色物質として含有することを特徴とするカラービーズ製造装置。 In the color bead manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The substrate is made of chromium hexacarbonyl, molybdenum hexacarbonyl, cobalt octacarbonyl, chlorobis (triphenylphosphine) nickel (II), bis (triphenylphosphine) nickel (II), bis (triphenylphosphine), dicarbonyl Nickel, cyclopentadienyl (triethylphosphine), copper (I), chlorotriphenylphosphine gold (I), copper (II) i-butyrate, dichloro (triphenylphosphine), palladium (II), tetrakis (triphenylphosphine) ), An organometallic compound selected from the group consisting of palladium (O) and methyltrioxorhenium (VII) as the coloring substance. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカラービーズ製造装置において、
前記ビーズ形成手段は、前記基材を直径２ｍｍ以下の複数の球形状に形成することを特徴とするカラービーズ製造装置。 In the color bead manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The bead forming means forms the base material into a plurality of spherical shapes having a diameter of 2 mm or less. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のカラービーズ製造装置において、
前記着色手段は、赤外波長領域又は紫外波長領域の光を照射することを特徴とするカラービーズ製造装置。 In the color bead manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The color bead manufacturing apparatus, wherein the coloring means irradiates light in an infrared wavelength region or an ultraviolet wavelength region. 光に感応して発色する発色物質を含有する基材に光を照射することにより、前記基材を着色する着色工程と、
前記着色工程により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御工程と、
前記光制御工程及び前記着色工程により着色された基材から球形状のカラービーズを形成するビーズ形成工程と、
前記形成されたカラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着工程と
を備えたことを特徴とするカラービーズ製造方法。 A coloring step of coloring the base material by irradiating the base material containing a coloring material that develops color in response to light;
A light control step of controlling at least one of the intensity and wavelength of light irradiated by the coloring step according to the color to be colored;
A bead forming step of forming spherical colored beads from the substrate colored by the light control step and the coloring step;
A color bead manufacturing method comprising: a substance attaching step for attaching different detection substances or different analytes to the color beads in accordance with the color of the formed color beads. 光に感応して発色する発色物質を含有する基材から球形状のビーズを形成するビーズ形成工程と、
前記形成されたビーズに光を照射することにより、当該ビーズを着色してカラービーズを得る着色工程と、
前記着色工程により照射される光の強度及び波長のうち、少なくとも一方を前記着色する色に応じて制御する光制御工程と、
前記光制御工程及び前記着色工程により得られたカラービーズの色に対応して、互いに異なる検出用物質あるいは互いに異なる被分析材料を当該カラービーズに付着させる物質付着工程と
を備えたことを特徴とするカラービーズ製造方法。 A bead forming step for forming spherical beads from a base material containing a coloring material that develops color in response to light;
By irradiating the formed beads with light, a coloring step of coloring the beads to obtain colored beads,
A light control step of controlling at least one of the intensity and wavelength of light irradiated by the coloring step according to the color to be colored;
A substance attaching step for attaching different detection substances or different analytes to the color beads in accordance with the color of the color beads obtained by the light control step and the coloring step. To make colored beads. 請求項６または請求項７に記載のカラービーズ製造方法において、
前記基材は、クロムヘキサカルボニル、モリブデンヘキサカルボニル、コバルトオクタカルボニル、クロロビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、臭化ビス（トリフェニルホスフィン）ニッケル(II)、ビス（トリフェニルホスフィン）、ジカルボニルニッケル、シクロペンタジエニル（トリエチルホスフィン）、銅(I)、クロロトリフェニルホスフィン金(I)、銅(II)i−ブチレート、ジクロロ（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(II)、テトラキス（トリフェニルホスフィン）、パラジウム(O)及びメチルトリオキソレニウム(VII)からなる群から選択される有機金属化合物を前記発色物質として含有することを特徴とするカラービーズ製造方法。 In the color bead manufacturing method according to claim 6 or 7,
The substrate is made of chromium hexacarbonyl, molybdenum hexacarbonyl, cobalt octacarbonyl, chlorobis (triphenylphosphine) nickel (II), bis (triphenylphosphine) nickel (II), bis (triphenylphosphine), dicarbonyl Nickel, cyclopentadienyl (triethylphosphine), copper (I), chlorotriphenylphosphine gold (I), copper (II) i-butyrate, dichloro (triphenylphosphine), palladium (II), tetrakis (triphenylphosphine) ), An organometallic compound selected from the group consisting of palladium (O) and methyltrioxorhenium (VII) as the coloring substance. 請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のカラービーズ製造方法において、
前記ビーズ形成工程では、前記基材を直径２ｍｍ以下の複数の球形状に形成することを特徴とするカラービーズ製造方法。 In the color bead manufacturing method according to any one of claims 6 to 8,
In the bead formation step, the base material is formed into a plurality of spherical shapes having a diameter of 2 mm or less. 請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のカラービーズ製造方法において、
前記着色工程では、赤外波長領域又は紫外波長領域の光を照射することを特徴とするカラービーズ製造方法。 In the color bead manufacturing method according to any one of claims 6 to 9,
In the coloring step, a color bead manufacturing method characterized by irradiating light in an infrared wavelength region or an ultraviolet wavelength region. 光に感応して発色する発色物質を含有する球形状の複数のビーズに光を照射することにより、当該各ビーズを着色して各カラービーズを得る着色手段と、
前記カラービーズに予め設定された対応関係に基づいて検出用物質を付着させる検出用物質付着手段と、
前記カラービーズ表面の検出用物質に被検出用物質を反応させる反応手段と、
前記反応手段による反応があったか否かを判定する判定手段と、
前記判定の結果、反応のあった場合に、当該反応のあったカラービーズの色を識別し、識別結果を出力する色識別手段と
を備えたことを特徴とするバイオ分析装置。 Coloring means for coloring each bead to obtain each color bead by irradiating light to a plurality of spherical beads containing a coloring substance that develops color in response to light,
A detection substance attaching means for attaching a detection substance to the color beads based on a preset correspondence relationship;
Reaction means for reacting a substance to be detected with a substance to be detected on the surface of the color beads;
Determination means for determining whether or not there is a reaction by the reaction means;
A bioanalyzer comprising: color identification means for identifying the color of the color bead that has reacted in response to the result of the determination and outputting the identification result. 請求項１１に記載のバイオ分析装置において、
前記検出用物質付着手段は、液体中で特異的に特定物質を吸着する抗体を前記検出用物質として前記カラービーズに付着させることを特徴とするバイオ分析装置。 The bioanalyzer according to claim 11, wherein
The bioanalyzer characterized in that the detection substance attaching means attaches an antibody that specifically adsorbs a specific substance in a liquid to the color beads as the detection substance. 請求項１１または請求項１２に記載のバイオ分析装置において、
前記反応手段は、前記反応として、前記被検出用物質としての抗原と前記検出用物質としての抗体とによる物質の特異的吸着をさせることを特徴とするバイオ分析装置。 The bioanalyzer according to claim 11 or claim 12,
The bioanalyzer characterized in that the reaction means causes specific adsorption of a substance by an antigen as the substance to be detected and an antibody as the substance for detection as the reaction. 請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のバイオ分析装置において、
前記判定手段は、前記反応があり、反応により検出用物質と被検出用物質との合成物が得られた場合に、当該合成物に蛍光標識付き２次抗体を結合させて、この蛍光標識付き２次抗体が発する蛍光を観測する蛍光観測手段を備えたことを特徴とするバイオ分析装置。 The bioanalyzer according to any one of claims 11 to 13,
In the case where the determination means has the reaction and a synthetic product of the substance for detection and the substance to be detected is obtained by the reaction, a secondary antibody with a fluorescent label is bound to the composite and the fluorescent label is attached A bioanalyzer comprising fluorescence observation means for observing fluorescence emitted by a secondary antibody. 請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のバイオ分析装置において、
前記検出用物質付着手段は、前記検出用物質としてタンパク質を付着させることを特徴とするバイオ分析装置。 The bioanalyzer according to any one of claims 11 to 14,
The bioanalyzer characterized in that the detection substance attachment means attaches a protein as the detection substance. 請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のバイオ分析装置において、
前記検出用物質付着手段は、前記検出用物質として核酸を付着させることを特徴とするバイオ分析装置。 The bioanalyzer according to any one of claims 11 to 14,
The bioanalyzer characterized in that the detection substance attaching means attaches a nucleic acid as the detection substance.
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