JP4816791B2 - 反応容器プレート及び反応処理装置 - Google Patents

Description

本発明は生物学的分析、生化学的分析、又は化学分析一般の分野において、医療や化学の現場において各種の解析や分析を行なうのに適する反応容器プレート及びその反応容器プレートを処理するための反応処理装置に関するものである。

生化学的分析や通常の化学分析に使用する小型の反応装置としては、マイクロマルチチャンバ装置が使用されている。そのような装置としては、例えば平板状の基板表面に複数のウエルを形成したマイクロタイタープレートなどのマイクロウエル反応容器プレートが用いられている（例えば特許文献１を参照。）。
また、微量の液体を定量的に扱うことができる微量液体秤取構造として、第１流路及び第２流路と、上記第１流路の流路壁に開口する第３流路と、第２流路の流路壁に開口して第３流路の一端と第２流路を連結し第３流路よりも相対的に毛管引力が働きにくい性質を第４流路とを有する構造を備えたものがある（例えば特許文献２，３を参照。）。その微量液体秤取構造によれば、第１流路に導入された液体が第３流路内に引き込まれた後、第１流路に残存する上記液体を取り除き、第３流路の容積に応じた体積の液体を第２流路に秤取することができる。
特開２００５−１７７７４９号公報 特開２００４−１６３１０４号公報 特開２００５−１１４４３０号公報 特許第３４５２７１７号公報

従来のマイクロウエル反応容器プレートは、使用時には反応容器プレートの上面は大気に開放された状態となる。そのため、サンプルに外部から異物が進入する恐れがあるし、逆に反応生成物が外部の環境を汚染することもありうる。
そこで本発明は、反応容器プレートの外部からの異物の進入や、外部への環境汚染を防ぐことができる反応容器プレート及びその反応容器プレートの処理装置を提供することを目的とするものである。

本発明にかかる反応容器プレートは、封止された反応容器と、上記反応容器に接続された反応容器流路と、上記反応容器とは別途設けられ、封止された封止容器と、上記封止容器に接続された封止容器流路と、液体を送液するためのシリンジと、上記シリンジを上記反応容器流路又は上記封止容器流路に接続するための切替えバルブと、一端が上記封止容器に連通して設けられた封止容器エアー抜き流路と、を備えたものである。
切替えバルブによりシリンジと封止容器を接続し、シリンジにより封止容器に液体を注入する際、封止容器内の気体は封止容器エアー抜き流路へ排出される。また、シリンジにより封止容器内の液体を吸引する際、封止容器エアー抜き流路から封止容器内に気体が流入する。

本発明の反応プレートにおいて、上記封止容器エアー抜き流路の一部分は上記封止容器内と上記封止容器エアー抜き流路内で圧力差がない状態で上記封止容器の液密を保つための細孔により構成されているようにしてもよい。
封止容器エアー抜き流路の他端は内部容量が受動的に可変な容量可変部に接続されて密閉されるようにしてもよい。

反応容器及び反応容器流路の一構成例として、基板表面に開口部をもつ上記反応容器を備えた容器ベースと、上記反応容器を封止するために上記容器ベースの表面に上記反応容器を覆って配置され、上記反応容器上で表面から裏面に貫通して形成された導入孔をもつ流路ベースと、上記流路ベース上に配置され、上記流路ベースと対向する面に空間を備え、その空間と上記流路ベースの表面により上記導入孔上を通る導入流路を形成するための流路カバーを備え、上記反応容器流路は上記導入流路及び上記導入孔により構成され、上記導入流路は密閉可能に形成されており、上記導入孔は上記導入流路内が上記導入流路に液体が導入されるときの導入圧力状態では上記液体を通さず上記導入流路内が上記導入圧力よりも大きく加圧された注入圧力状態のときに上記導入流路内の上記液体を上記反応容器側に通すものであり、上記流路カバーは少なくとも上記導入流路の一部分に対応する部分に可撓部を備え、上記導入流路に上記液体が導入された後、上記流路カバーの上記可撓部が上記流路ベース側に付勢されることにより上記導入流路内が上記注入圧力状態にされて上記液体が上記導入孔を通って上記反応容器に注入されるようにしてもよい。

この構成例において、上記流路ベースは少なくとも上記導入孔及びその周囲部が弾性部材からなり、上記導入孔は上記導入流路内が上記導入圧力状態では上記液体を通さない程度に弾性的に閉じており、上記導入流路内が上記注入圧力状態では上記液体を通す程度に弾性的に開くものであるようにしてもよい。
また、上記導入孔の一部分の内径が上記流路カバー側の上記流路ベース表面での上記導入孔の内径に比べて狭くなっているようにしてもよい。
さらに、上記導入孔の狭くなっている部分の内径は１μｍ（マイクロメートル）〜２ｍｍ（ミリメートル）である例を挙げることができる。

また、上記容器ベースに複数の上記反応容器を備え、それらの反応容器上にそれぞれ上記導入孔を備え、上記導入流路は複数の上記導入孔上を通って形成されているようにしてもよい。

また、上記流路ベースは上記反応容器プレートと対向する面に上記反応容器内に突出する凸部を備え、上記凸部は先端部が基端部に比べて細くなっており、上記導入孔は上記凸部を通って形成されているようにしてもよい。

反応容器及び反応容器流路の他の構成例として、上記反応容器に接続された反応容器エアー抜き流路をさらに備え、上記反応容器流路は、貼り合わされた２枚の部材の接合面に形成された溝、又は上記溝及び上記基板に形成された貫通孔からなり、かつ、主流路と、上記主流路から分岐した所定容量の計量流路と、一端が上記計量流路に接続され他端が上記反応容器に接続された注入流路を備え、上記主流路及び上記反応容器エアー抜き流路は密閉可能になっており、上記注入流路は上記計量流路よりも細く形成されて上記主流路及び上記計量流路に液体が導入されるときの液体導入圧力状態並びに上記主流路内の上記液体がパージされるときのパージ圧力状態では上記液体を通さず、それらよりも加圧状態で上記液体を通すものであるようにしてもよい。

この構成例において、上記注入流路の水滴に対する接触角は９０度以上であり、上記注入流路と上記計量流路の境界の面積は１〜１０００００００μｍ²である例を挙げることができる。

また、複数の上記反応容器を備え、それらの反応容器ごとに上記計量流路及び上記注入流路を備え、上記主流路に複数の上記計量流路が接続されているようにしてもよい。

また、上記注入流路の上記他端は上記反応容器の内側上面に突出して形成された凸部の先端に配置されており、上記凸部は先端部が基端部に比べて細くなっているようにしてもよい。

本発明の反応容器プレートにおいて、上記封止容器はサンプル液を収容するためのサンプル容器であるようにしてもよい。
さらに、上記サンプル容器は、尖端の鋭利な分注器具により貫通でき、かつ貫通後に上記分注器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることのできる弾性部材によって密封されているようにしてもよい。
さらに、上記サンプル容器に予めサンプル前処理液又は試薬が収容されているようにしてもよい。

上記サンプル容器とは別に、上記封止容器からなる試薬容器を１つ又は複数備え、上記試薬容器はサンプル液の反応に使用される試薬を予め収容しフィルムで封止されているか、又は開閉可能なキャップを備えて試薬を注入できるようになっているようにしてもよい。試薬容器を被って試薬を封止しているフィルムは尖端の鋭利な分注器具で貫通可能なものであるものを例として挙げることができる。

この反応容器プレートが遺伝子の分析を対象とする場合には、反応容器プレートは上記封止容器からなり遺伝子増幅反応を行なうための遺伝子増幅容器を備えていることが好ましい。遺伝子増幅容器は所定の温度サイクルで温度制御するのに適した形状になっていることが好ましい。なお、反応容器を遺伝子増幅部とすることもできる。

上記切替えバルブの例としてはロータリー式バルブを挙げることができる。
さらに、上記ロータリー式バルブはその回転中心に上記シリンジにつながるポートを備え、上記シリンジは上記ロータリー式バルブ上に配置されているようにしてもよい。

上記反応容器は少なくとも呈色反応、酵素反応、蛍光や化学発光又は生物発光を生じる反応のいずれかの反応を行なうためのものとすることができる。

この反応容器プレートを、遺伝子を含んだサンプルを測定するための反応容器プレートとする場合には、予め遺伝子増幅反応を行なったサンプルをこの反応容器プレートに導入してもよく、又はこの反応容器プレートの反応容器が遺伝子増幅反応を行なうことができるように、予め遺伝子増幅試薬が収容されるか、遺伝子増幅試薬を分注するように構成することができる。
遺伝子増幅反応にはＰＣＲ法やＬＡＭＰ法などを含む。ＤＮＡを増幅するＰＣＲ法に着目すれば、前処理なしで血液などのサンプルから直接ＰＣＲ反応を行なわせる方法も提案されている。そこでは、遺伝子を含むサンプル中の目的とする遺伝子を増幅する核酸合成法において、遺伝子を含むサンプル中の遺伝子包含体もしくは遺伝子を含むサンプルそのものを遺伝子増幅反応液に添加して、添加後の該反応液のｐＨが８.５−９.５（２５℃）で遺伝子を含むサンプル中の目的とする遺伝子を増幅する（特許文献２参照。）。

上記反応容器はその底部又は上方から光学的に測定が可能なように光透過性の材質にて構成されているようにしてもよい。
上記反応容器は上記反応容器流路に導入される液体に遺伝子が含まれている場合にその遺伝子と反応するプローブを備えているようにしてもよい。
さらに、上記プローブは蛍光標識されたものでもよい。

本発明にかかる反応容器プレートの反応処理装置は本発明の反応容器プレートを処理するための装置であって、上記シリンジを駆動するためのシリンジ駆動ユニットと、上記切替えバルブを切替えるための切替えバルブ駆動ユニットを備えている。

本発明の反応容器プレートでは、封止された反応容器と、反応容器に接続された反応容器流路と、反応容器とは別途設けられ、封止された封止容器と、封止容器に接続された封止容器流路と、液体を送液するためのシリンジと、シリンジを反応容器流路又は封止容器流路に接続するための切替えバルブと、一端が封止容器に連通して設けられた封止容器エアー抜き流路とを備えているようにし、本発明の反応処理装置では本発明の反応容器プレートを用いるようにしたので、反応容器プレートの外部からの異物の進入や、液体の外部への環境汚染を防ぐことができる。
さらに、封止容器に連通して封止容器エアー抜き流路を備えているようにしたので、封止容器への液体の注入及び封止容器からの液体の吸引の際に、封止容器と封止容器エアー抜き流路の間で気体を流通させることができ、封止容器への液体の注入及び封止容器からの液体の吸引を円滑に行なうことができ、封止容器内の加圧又は減圧に起因して封止容器への液体の注入及び封止容器からの液体の吸引ができなくなるのを防止することができる。

この反応容器プレートが遺伝子を含んだサンプルを測定するための反応容器プレートとなっている場合には、この反応容器プレートに注入され反応容器に導入されたサンプルを密閉系で扱うことができるようになるので、この反応容器プレートの外側の環境を汚染することがなく、また外部からの侵入物によってサンプルが汚染されることを防止することもできる。

本発明の反応プレートにおいて、封止容器エアー抜き流路の一部分は封止容器内と上記封止容器エアー抜き流路内で圧力差がない状態で上記封止容器の液密を保つための細孔により構成されているようにすれば、封止容器エアー抜き流路を介しての液体の外部への漏れ防ぐことができる。

封止容器エアー抜き流路の他端は内部容量が受動的に可変な容量可変部に接続されて密閉されるようにすれば、封止容器への液体の注入及び封止容器からの液体の吸引の際に容量可変部の内部容量が変動することにより封止容器への液体の注入及び封止容器からの液体の吸引を円滑に行なうことができる。さらに、封止容器エアー抜き流路の他端が密封されているので、封止容器エアー抜き流路への外部からの異物の進入や、液体の外部への漏れを防ぐことができる。

反応容器及び反応容器流路の一構成例として、基板表面に開口部をもつ反応容器を備えた容器ベースと、反応容器を封止するために容器ベースの表面に反応容器を覆って配置され、反応容器上で表面から裏面に貫通して形成された導入孔をもつ流路ベースと、流路ベース上に配置され、流路ベースと対向する面に空間を備え、その空間と流路ベースの表面により導入孔上を通る導入流路を形成するための流路カバーを備え、反応容器流路は導入流路及び導入孔により構成され、導入流路は密閉可能に形成されており、導入孔は導入流路内が導入流路に液体が導入されるときの導入圧力状態では液体を通さず導入流路内が導入圧力よりも大きく加圧された注入圧力状態のときに導入流路内の液体を反応容器側に通すものであり、流路カバーは少なくとも導入流路の一部分に対応する部分に可撓部を備え、導入流路に液体が導入された後、流路カバーの可撓部が流路ベース側に付勢されることにより導入流路内が注入圧力状態にされて液体が導入孔を通って反応容器に注入されるようにすれば、
反応容器への液体の注入を可能にしつつ、反応容器を封止して、反応容器プレートの外部からの異物の進入や、液体の外部への環境汚染を防ぐことができる。

この構成例において、流路ベースは少なくとも導入孔及びその周囲部が弾性部材からなり、導入孔は導入流路内が導入圧力状態では液体を通さない程度に弾性的に閉じており、導入流路内が注入圧力状態では液体を通す程度に弾性的に開くようにすれば、導入流路内が注入圧力状態時に導入流路内の液体を反応容器に確実に注入することができる。

ところで、本発明の反応容器プレートで導入孔は導入流路内が導入圧力状態では液体を通さず導入流路内が導入圧力よりも大きく加圧された注入圧力状態のときに導入流路内の液体を反応容器側に通すものであることから、導入孔の内径を小さくする必要があるが、導入孔が均一な内径で形成されていると、導入流路内の液体を反応容器に分注する際に非常に大きな圧力を必要とする。特に、流路ベースに対する液体の接触角が大きい、例えば９０°以上の場合に大きな圧力を必要とする。
そこで、導入孔の一部分の内径が流路ベース表面での導入孔の内径に比べて狭くなっているようにすれば、接続孔の流路カバー側の流路ベース表面での内径を大きくすることができ、導入孔が均一な内径で形成されている場合に比べて小さい注入圧力で液体を反応容器に分注することができる。

また、容器ベースに複数の反応容器を備え、それらの反応容器上にそれぞれ導入孔を備え、導入流路は複数の導入孔上を通って形成されているようにすれば、複数の反応容器に同時に液体を注入することができる。

また、流路ベースは反応容器プレートと対向する面に反応容器内に突出する凸部を備え、凸部は先端部が基端部に比べて細くなっており、導入孔は凸部を通って形成されているようにすれば、導入孔を通って反応容器に注入される液体が反応容器に滴下しやすくなる。

反応容器及び反応容器流路の他の構成例として、反応容器と反応容器に接続された反応容器流路と反応容器に接続された反応容器エアー抜き流路を備え、反応容器流路は、貼り合わされた２枚の部材の接合面に形成された溝、又は溝及び基板に形成された貫通孔からなり、かつ、主流路と、主流路から分岐した所定容量の計量流路と、一端が計量流路に接続され他端が反応容器に接続された注入流路を備え、主流路及び反応容器エアー抜き流路は密閉可能になっており、注入流路は計量流路よりも細く形成されて主流路及び計量流路に液体が導入されるときの導入圧力状態並びに主流路内の上記液体がパージされるときのパージ圧力状態では上記液体を通さず、それらよりも加圧状態で上記液体を通すものであるようすれば、
反応容器への液体の注入を可能にしつつ、反応容器を封止して、反応容器プレートの外部からの異物の進入や、液体の外部への環境汚染を防ぐことができる。
さらに、反応容器に接続された反応容器エアー抜き流路を備えているので、注入流路を介しての反応容器への液体の注入の際に反応容器と反応容器エアー抜き流路の間で気体を流通させることができる。これにより、反応容器への液体の注入を円滑に行なうことができる。また、反応容器エアー抜き流路は、反応容器への液体の注入の際に、反応容器エアー抜き流路から反応容器内の気体を吸引して反応容器内を減圧させて液体を注入させる注入方法に用いることもできる。

この構成例において、計量流路及び注入流路の水滴に対する接触角は９０度以上であり、注入流路と計量流路の境界の面積は１〜１０００００００μｍ²であるようにすれば、主流路及び計量流路に液体が導入されるときに液体が注入流路に浸入しにくくなり、主流路及び計量流路に液体を導入するときの導入圧力を大きくすることができる。

また、複数の反応容器を備え、それらの反応容器ごとに計量流路及び注入流路を備え、主流路に複数の計量流路が接続されているようにすれば、複数の計量流路に液体を順次導入することができ、その後、注入流路を介して複数の反応容器に液体を同時に注入することができる。

注入流路の他端は反応容器の内側上面に突出して形成された凸部の先端に配置されており、凸部は先端部が基端部に比べて細くなっているようにすれば、注入流路を通って反応容器に注入される液体が反応容器に滴下しやすくなる。

本発明の反応プレートにおいて、封止容器はサンプル液を収容するためのサンプル容器であるようにすれば、サンプルを収容するための容器を別途準備する必要がなくなる。
さらに、サンプル容器は、尖端の鋭利な分注器具により貫通でき、かつ貫通後に分注器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることのできる弾性部材によって密封されているようにすれば、弾性部材を介してサンプル容器内にサンプル液を注入することができ、その後サンプル液がサンプル容器外に漏れるのを防止することができる。
さらに、サンプル容器に予めサンプル前処理液又は試薬が収容されているようにすれば、サンプル容器にサンプル前処理液又は試薬を分注する必要がなくなる。

サンプル容器とは別に、封止容器からなる試薬容器を１つ又は複数備え、試薬容器はサンプル液の反応に使用される試薬を予め収容しフィルムで封止されているか、又は開閉可能なキャップを備えて試薬を注入できるようになっているようにすれば、試薬を収容するための容器を別途準備する必要がなくなる。

封止容器からなり遺伝子増幅反応を行なうための遺伝子増幅容器も備えているようにすれば、測定対象の遺伝子を微量にしか含んでいないサンプル液でもＰＣＲ法やＬＡＭＰ法など遺伝子増幅反応によって反応容器プレート上で遺伝子を増幅して分析精度を高めることができるようになる。

切替えバルブはロータリー式バルブとすることができる。その場合、ロータリー式バルブの回転中心にシリンジにつながるポートを配置すれば、流路構成が簡単になる。
さらに、ロータリー式バルブはその回転中心にシリンジにつながるポートを備え、シリンジはロータリー式バルブ上に配置されているようにすれば、上記ポート−シリンジ間の流路を短くする又は無くすことができ、構造が簡単になる。さらに、切替えバルブ上の領域を有効に利用することができ、シリンジを切替えバルブ上とは異なる領域に配置する場合に比べて、反応容器プレートの平面サイズの縮小化を図ることもできる。

この反応容器プレートが遺伝子を含んだサンプルを測定するための反応容器プレートであり、反応容器で遺伝子増幅反応を行なうことができるようになっていれば、予め遺伝子増幅反応を行なったサンプルを準備する必要がなくなる。
この反応容器プレートに注入され反応容器に導入されたサンプルを密閉系で扱うことができるようになるので、この反応容器プレートの外側の環境を汚染することがなく、また外部からの侵入物によってサンプルが汚染されることを防止することもできる。

また、反応容器はその底部又は上方から光学的に測定が可能なように光透過性の材質にて構成されているようにすれば、反応容器内の液体を他の容器へ移動させることなく光学的に測定することができる。

また、反応容器は反応容器流路に導入される液体に遺伝子が含まれている場合にその遺伝子と反応するプローブを備えているようにすれば、反応容器内でプローブに対応する塩基配列をもつ遺伝子の検出を行なうことができる。

反応容器プレートの一実施例を示す平面図である。 図１ＡのＡ−Ａ位置での断面に切替えバルブの断面を加えた断面図である。 同実施例を分解して示す断面図及び切替えバルブの分解斜視図である。 同実施例の反応容器を拡大して示した断面図である。 同実施例のサンプル容器を拡大して示した平面図である。 図４ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。 同実施例の試薬容器を拡大して示した平面図である。 図５ＡのＣ−Ｃ位置での断面図である。 反応処理装置の一実施例を反応容器プレートの実施例とともに示す断面図である。 サンプル容器からサンプル液を導入流路に導入する動作を説明するための、切替えバルブの接続状態を示す平面図である。 図７に続く動作を説明するための切替えバルブの接続状態を示す平面図である。 図８に続く動作を説明するための切替えバルブの接続状態を示す平面図である。 導入流路１５内に液体を導入した後の動作を説明するための、反応容器近傍を拡大して示す断面図であり、導入流路１５内に液体が導入された状態を示す。 導入流路１５内に液体を導入した後の動作を説明するための、反応容器近傍を拡大して示す断面図であり、反応容器内に液体が分注された状態を示す。 反応容器プレートの他の実施例を示す平面図である。 図１１ＡのＤ−Ｄ位置での断面図である。 反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示した断面図である。 反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示した断面図である。 反応容器プレートのさらに他の実施例を示す概略的な平面図である。 図１４ＡのＡ−Ａ位置での断面にベローズ、ドレイン空間、計量流路、注入流路及びサンプル容器エアー抜き流路の断面を加えた概略的な断面図である。 同実施例を分解して示す断面図及び切替えバルブの概略的な分解斜視図である。 同実施例の１つの反応容器近傍を示す概略的な平面図である。 同実施例の１つの反応容器近傍を示す概略的な斜視図である。 同実施例の１つの反応容器近傍を示す概略的な断面図である。 同実施例のサンプル容器を拡大して示した平面図である。 図１７ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。 同実施例の試薬容器を拡大して示した平面図である。 図１８ＡのＣ−Ｃ位置での断面図である。 同実施例のエアー吸引用容器を拡大して示した平面図である。 図１９ＡのＤ−Ｄ位置での断面図である。 反応容器プレートを処理するための反応処理装置を反応容器プレートとともに示した概略的な断面図である。 サンプル容器からサンプル液を反応容器に導入する動作を説明するための平面図である。 図２１に続く動作を説明するための平面図である。 図２２に続く動作を説明するための平面図である。 図２３に続く動作を説明するための平面図である。 図２４に続く動作を説明するための平面図である。 図２５に続く動作を説明するための平面図である。 図２６に続く動作を説明するための平面図である。 反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。 反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。 反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。

符号の説明

１ 反応容器プレート
３ 容器ベース
５ 反応容器
１１ 流路ベース
１１ａ 凸部
１１ｂ 導入孔
１２ 導入孔
１２ａ 流路
１２ｂ 流路
１３ 流路カバー
１５ 導入流路
１７ サンプル容器
１７ｂ，１７ｄ，１７ｅ エアー抜き流路
１９ 試薬容器
１９ｂ，１９ｄ，１９ｅ エアー抜き流路
２１ 試薬容器
２１ｂ，２１ｄ エアー抜き流路
３３ シリンジ
３５ エアー抜き流路
３５ｂ ベローズ
４７ 切替えバルブ
５９ 流路ベース
６０ 導入孔
６０ａ 流路
６０ｂ 流路
１０１ 反応容器プレート
１０３ 容器ベース
１０５ 反応容器
１１１ 流路ベース
１１３ 主流路
１１５ 計量流路
１１７ 注入流路
１１９，１２１ 反応容器エアー抜き流路
１３５ サンプル容器
１３５ｂ，１３５ｄ，１３５ｅ サンプル容器エアー抜き流路
１３７ 試薬容器
１３７ｂ，１３７ｄ，１３７ｅ 試薬容器エアー抜き流路
１３９ エアー吸引用容器
１３９ｂ，１３９ｄ，１３９ｅ エアー吸引用容器エアー抜き流路
１５１ シリンジ
１６３ 切替えバルブ
１７３ 流路スペーサ
１７５ 凸部
１７７ 注入流路
１７９ 反応容器エアー抜き流路

図１Ａは反応容器プレートの一実施例を示す平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ位置での断面に切替えバルブの断面を加えた断面図である。図２はこの実施例を分解して示す断面図及び切替えバルブの分解斜視図である。図３はこの実施例の反応容器を拡大して示した断面図である。図４Ａはサンプル容器を拡大して示した平面図、図４Ｂは図４ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。図５Ａは試薬容器を拡大して示した平面図、図５Ｂは図５ＡのＣ−Ｃ位置での断面図である。
図１Ａから図５Ｂを参照して反応容器プレートの一実施例について説明する。

反応容器プレート１は容器ベース３の一表面に開口部をもつ複数の反応容器５を備えている。この実施例では６×６個の反応容器５がマトリクス状に配列されている。この実施例では反応容器５内に試薬７及びワックス９が収容されている。

反応容器５を含む容器ベース３の材質は特に限定されるものではないが、反応容器プレート１を使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材があることが好ましい。そのような素材として、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材が好ましい。反応容器５又は別途設けた検知部で検出を吸光度、蛍光、化学発光又は生物発光などにより行なう場合には、底面側から光学的な検出ができるようにするために光透過性の樹脂で形成されていることが好ましい。特に蛍光検出を行なう場合には、容器ベース３の材質として低自蛍光性（それ自身からの蛍光発生が少ない性質のこと）で光透過性の樹脂、例えばポリカーボネートなどの素材で形成されていることが好ましい。容器ベース３の厚さは０.２〜４.０ｍｍ（ミリメートル）、好ましくは１.０〜２.０ｍｍである。蛍光検出用の低自蛍光性の観点からは容器ベース３の厚さは薄い方が好ましい。

図１Ａ、図１Ｂ及び図３を参照して説明すると、容器ベース３上に反応容器５の配列領域を覆って流路ベース１１（図１Ａでの図示は省略している。）が配置されている。流路ベース１１は弾性材料、例えばシリコーンゴムやＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）からなる。流路ベース１１の厚みは例えば１.０ｍｍである。流路ベース１１は容器ベース３と対向する面に反応容器５内に突出している凸部１１ａを反応容器５ごとに備えている。凸部１１ａは断面が略台形に形成されており、例えば基端部の幅は１.０〜２.８ｍｍ、先端部の幅は０.２〜０.５ｍｍであり、先端部が基端部に比べて細くなっている。
流路ベース１１は凸部１１ａの先端部から反対側の面に貫通している導入孔１１ｂを凸部１１ａの形成位置ごとに備えている。導入孔１１ｂは流路ベース１１材料の弾力により、液体を通さない程度に閉じている。

流路ベース１１上に流路カバー１３（図１Ａでの図示は省略している。）が配置されている。流路カバー１３は例えば厚みが０.２〜０.５ｍｍの可撓性材料、例えばシリコーンゴムやＰＤＭＳによって形成されている。流路カバー１３は流路ベース１１と対向する面に凹部を備え、その凹部と流路ベース１１の表面によって導入流路１５が形成されている。導入流路１５は３６個の導入孔１１ｂ上を全部通って形成されている。また、導入流路１５の反応容器５に対応する部分は幅が広く形成されている。

図３においては反応容器５の配列領域の容器ベース３の表面に反応容器に連通しているエアー抜き流路５ａが反応容器５ごとに形成されている。さらに、紙面垂直方向に並び、複数のエアー抜き流路５ａに連通している溝からなるエアー抜き流路５ｂが複数形成されている。複数のエアー抜き流路５ｂは図示しない領域で連通している。エアー抜き流路５ａ及びエアー抜き流路５ｂは流路ベース１１で覆われている。エアー抜き流路５ａは例えば幅５〜５００μｍ、深さ５〜５００μｍの寸法で形成されている。

図１Ａ、図１Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明すると、反応容器５の配列領域とは異なる位置で容器ベース３の表面にサンプル容器１７、試薬容器１９，２１が形成されている。サンプル容器１７、試薬容器１９，２１は本発明の反応プレートの封止容器を構成する。

サンプル容器１７近傍の容器ベース３に、サンプル容器１７の底部から裏面に貫通しているサンプル流路１７ａと表面から裏面に貫通しているサンプルエアー抜き流路１７ｂが形成されている。サンプル容器１７の開口部周囲の容器ベース３上に突起部１７ｃが配置されている。エアー抜き流路１７ｂ上の突起部１７ｃに貫通孔からなるサンプルエアー抜き流路１７ｄが形成されている。突起部１７ｃの表面にサンプル容器１７とサンプルエアー抜き流路１７ｄを連通しているサンプルエアー抜き流路１７ｅが形成されている。
エアー抜き流路１７ｅは例えば幅５〜２００μｍ、深さ５〜２００μｍの寸法の１本又は複数本の細孔によって形成されており、サンプル容器１７内とサンプルエアー抜き流路１７ｄ内で圧力差がない状態でサンプル容器１７の液密を保つ。突起部１７ｃ上にサンプル容器１７及びエアー抜き流路１７ｄを覆って弾性部材であるセプタム２３が形成されている。セプタム２３は例えばシリコーンゴムやＰＤＭＳなどの弾性材料によって形成されており、尖端が鋭利な分注器具により貫通でき、かつ貫通後に分注器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることができる。セプタム２３上に、サンプル容器１７に対応して開口部をもち、セプタム２３を固定するためのセプタムストッパ２５が配置されている。この実施例ではサンプル容器１７内に予め試薬２７が収容されている。

試薬容器１９近傍の容器ベース３に、試薬容器１９の底部から裏面に貫通している試薬流路１９ａと表面から裏面に貫通している試薬エアー抜き流路１９ｂが形成されている。試薬容器１９の開口部周囲の容器ベース３上に突起部１９ｃが配置されている。エアー抜き流路１９ｂ上の突起部１９ｃに貫通孔からなる試薬エアー抜き流路１９ｄが形成されている。突起部１９ｃの表面に試薬容器１９と試薬エアー抜き流路１９ｄを連通している試薬エアー抜き流路１９ｅが形成されている。
エアー抜き流路１９ｅは例えば幅５〜２００μｍ、深さ５〜２００μｍの寸法の１本又は複数本の細孔によって形成されており、試薬容器１９内と試薬エアー抜き流路１９ｄ内で圧力差がない状態で試薬容器１９の液密を保つ。突起部１９ｃ上に試薬容器１９及びエアー抜き流路１９ｄを覆って例えばアルミニウムからなるフィルム２９が形成されている。試薬容器１９内に試薬３１が収容されている。

詳細な図示は省略するが、試薬容器２１は試薬容器１９と同様の構成をもつ。すなわち、試薬容器２１近傍の容器ベース３に、試薬容器２１の底部から裏面に貫通している試薬容器流路２１ａと表面から裏面に貫通している試薬容器エアー抜き流路２１ｂが形成されている。試薬容器２１の開口部周囲の容器ベース３上にエアー抜き流路及びエアー抜き流路を備えたスペーサが配置されている。その突起部上に例えばアルミニウムからなるフィルムが形成されている。

図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照して説明を続けると、反応容器５の配列領域、容器１７，１９，２１とは異なる位置の容器ベース３の表面にシリンジ３３が設けられている。シリンジ３３は容器ベース３に形成されたシリンダ３３ａとシリンダ３３ａ内に配置されたプランジャ３３ｂにより形成されている。容器ベース３にシリンダ３３ａの底部から裏面に貫通しているシリンダ流路３３ｃが形成されている。

容器ベース３には、反応容器５の配列領域、容器１７，１９，２１及びシリンジ３３とは異なる位置にベローズ（容量可変部）３５ｂも設けられている。ベローズ３５ｂは伸縮することにより内部容量が受動的に可変なものであり、例えば容器ベース３に設けられた貫通孔３５ａ内に配置されている。

さらに容器ベース３には、表面から裏面に貫通している導入流路１５ａ及びドレイン流路１５ｂも形成されている。導入流路１５ａは流路ベース１１に設けられた貫通孔を介して流路ベース１１、流路カバー１３間の導入流路１５の一端に接続されている。ドレイン流路１５ｂは流路ベース１１に設けられた他の貫通孔を介して導入流路１５の他端に接続されている。ドレイン流路１５ｂにドレイン空間１５ｃが設けられている。図３を参照して説明したエアー抜き流路５ｂはドレイン空間１５ｃに接続されている。

反応容器５の配列領域とは異なる位置で容器ベース３の裏面に容器ボトム３７が取り付けられている。容器ボトム３７にはベローズ３５ｂに連通する位置にエアー抜き流路３５が設けられている。ベローズ３５ｂは容器ボトム３７の表面に密着して接続されている。容器ボトム３７は流路１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂ，２１ａ，２１ｂ，３３ｃ，３５を所定のポート位置に導くためのものである。

容器ボトム３７の容器ベース３とは反対側の面に円盤状のシール板４１、ロータアッパー４３及びロータベース４５からなるロータリー式の切替えバルブ４７が設けられている。切替えバルブ４７はロック４９により容器ボトム３７に取り付けられている。

シール板４１は、周縁部近傍の同心円上に流路１５ａ，１７ａ，１９ａ，２１ａに対応して設けられた４つの貫通孔と、それよりも内側の同心円上に流路１５ｂ，１７ｂ，１９ｂ，２１ｂ，３５に対応して設けられた１つの貫通溝と、中心に設けられシリンジ流路３３ｃに連通する貫通孔を備えている。
ロータアッパー４３は、流路１５ａ，１７ａ，１９ａ，２１ａのいずれかに接続される１つの貫通穴と、シール板４１の貫通溝に対応して表面に設けられた溝と、中心に設けられシリンジ流路３３ｃに連通する貫通孔を備えている。
ロータベース４５はその表面に、ロータアッパー４３の中心と周縁部に配置された２つの貫通孔を接続するための溝を備えている。

切替えバルブ４７の回転により、シリンジ流路３３ｃが流路１５ａ，１７ａ，１９ａ，２１ａのいずれかに接続されるのと同時に、エアー抜き流路３５が流路１５ｂ，１７ｂ，１９ｂ，２１ｂ，３５のいずれか又はそれらのうちの複数に接続される。
図１Ａに示した切替えバルブ４７の状態はシリンジ流路３３ｃが流路１５ａ，１７ａ，１９ａ，２１ａのいずれにも接続されず、エアー抜き流路３５も流路１５ｂ，１７ｂ，１９ｂ，２１ｂ，３５のいずれとも接続されていない初期状態を示している。流路１５ａ，１５ｂはいずれのポートとも接続されていないので、導入流路１５は密閉された状態になっている。

図６は図１に示した反応容器プレートを処理するための反応処理装置を反応容器プレートとともに示す断面図である。反応容器プレート１の構造は図１と同じなのでその説明は省略する。

反応処理装置は反応容器５の温度調整をするための温調機構５１と、シリンジ３３を駆動するためのシリンジ駆動ユニット５３と、流路カバー１３を流路ベース１１側へ付勢するための付勢機構５５を備えている。付勢機構５５は反応容器５の周囲に対応する位置の流路カバー１３を押さえつける第１ユニット５５ａと、反応容器５の上方の流路カバー１３を押さえつける第２ユニット５５ｂを備えている。また、切替えバルブ４７を切り替えるための切替えバルブ駆動ユニット５６も備えている。

図７から図９は、サンプル容器１７からサンプル液を導入流路１５に導入する動作を説明するための図であり、切替えバルブ４７の接続状態を示す平面図である。図１及び図６から図９を参照してこの動作を説明する。

シリンジ駆動ユニット５３をシリンジ３３に接続し、切替えバルブ駆動ユニット５６を切替えバルブ４７に接続する。
図７に示すように、図１Ａに示した切替えバルブ４７の状態から切替えバルブ４７を回転させてサンプル流路１７ａとシリンジ流路３３ｃを接続し、エアー抜き流路１７ｂをエアー抜き流路３５に接続する。このとき、エアー抜き流路１９ｂ，２１ｂもエアー抜き流路３５に接続される。

図示しない尖端が鋭利な分注器具を用い、サンプル容器１７上のセプタム２３を貫通してサンプル液をサンプル容器１７内に分注する。このとき、サンプル容器１７内への分注器具の侵入及びサンプル液の分注にともなってサンプル容器１７内の気体がエアー抜き流路１７ｅ側へ排出される。サンプル液を分注後、分注器具を引き抜く。このとき、サンプル容器１７外への分注器具の移動にともなってエアー抜き流路１７ｅからサンプル容器１７内に気体が流入する。分注器具を引き抜いたときのセプタム２３の貫通孔はセプタム２３の弾性により閉じられる。サンプル容器１７内の気体容量の変動量が大きい場合には、サンプル容器１７にエアー抜き流路１７ｅ，１７ｄ，１７ｂ、切替えバルブ４７及びエアー抜き流路３５を介して接続されたベローズ３５ｂが伸縮する。

シリンジ３３を摺動させてサンプル容器１７内のサンプル液及び試薬２７を混合させる。その後、サンプル容器１７内の混合液を切替えバルブ４７内の流路、シリンジ流路３３ｃ及びシリンジ３３内に吸引する。このとき、サンプル容器１７はエアー抜き流路１７ｅ，１７ｄ，１７ｂ、切替えバルブ４７及びエアー抜き流路３５を介してベローズ３５ｂに接続されているので、サンプル容器１７内の気体容量の変化にともなってベローズ３５ｂが伸縮する。

図８に示すように、切替えバルブ４７を回転させて試薬流路１９ａとシリンジ流路３３ｃを接続し、エアー抜き流路１９ｂをエアー抜き流路３５に接続する。切替えバルブ４７内の流路、シリンジ流路３３ｃ及びシリンジ３３内に吸引した混合液を試薬容器１９内に分注し、さらに試薬３１と混合する。その混合液を切替えバルブ４７内の流路、シリンジ流路３３ｃ及びシリンジ３３内に吸引する。このとき、試薬容器１９はエアー抜き流路１９ｅ，１９ｄ，１９ｂ、切替えバルブ４７及びエアー抜き流路３５を介してベローズ３５ｂに接続されているので、試薬容器１９内の気体容量の変化にともなってベローズ３５ｂが伸縮する。なお、ここで説明する動作では試薬容器２１を使用しない。

図９に示すように、切替えバルブ４７を回転させて導入流路１５ａとシリンジ流路３３ｃを接続し、ドレイン流路１５ｂをエアー抜き流路３５に接続する。これにより、シリンジ３３、導入流路１５ａ，１５、ドレイン流路１５ｂ、エアー抜き流路３及びベローズ３５ｂが連通する。切替えバルブ４７内の流路、シリンジ流路３３ｃ及びシリンジ３３内に吸引した混合液を導入流路１５ａ内に分注し、さらに導入流路１５内に分注する。導入流路１５を介してドレイン流路１５ｂに到達した混合液はドレイン空間１５ｃに溜まる。このときベローズ３５ｂは膨張する。

図１０Ａ、図１０Ｂは、導入流路１５内に液体を導入した後の動作を説明するための、反応容器近傍を拡大して示す断面図であり、図１０Ａは導入流路１５内に液体が導入された状態を示し、図１０Ｂは反応容器内に液体が分注された状態を示す。

図１０Ａに示すように、導入流路１５内に混合液５７が導入されている。
切替えバルブ４７の接続位置が図９に示した位置の状態で、図１０Ｂに示すように、付勢機構５５を反応容器プレート１側へ移動させ、第２ユニット５５ｂよりも反応容器プレート１側に配置された第１ユニット５５ａが流路カバー１３の反応容器５の周囲に対応する部分を流路ベース１１に押し付ける。これにより、導入孔１１ｂ上を含んで反応容器５上で、混合液５７が収容された密閉導入流路空間が形成される。
さらに付勢機構５５を反応容器プレート１側へ移動させると、第２ユニット５５ｂが密閉導入流路空間上の流路カバー１３を流路ベース１１側へ付勢する。これにより、密閉導入流路空間の内圧が上昇し、導入孔１１ｂが弾性的に開き、混合液５７が反応容器５内に分注される。このとき、反応容器５はエアー抜き流路５ａ、エアー層５ｂ及びドレイン空間１５ｃを介してエアー抜き流路３５に接続されており、反応容器５内の気体はエアー抜き流路５ａ側へ移動できるようになっているので、反応容器５の内圧の上昇を低減することができ、混合液５７が反応容器５内に分注されやすくなっている。

付勢機構５５を反応容器プレート１とは反対側へ移動させると、導入流路１５内圧が低下し、導入孔１１ｂが弾性的に閉じる。その後、切替えバルブ４７を回転させて図１Ｂの状態にすると、導入流路１５が密閉されるので混合液５７及び反応容器５内の液体が外部に漏れることはない。
温調機構５１により反応容器５を過熱してワックス９を融解させて混合液５７と試薬７を反応させる。なお、混合液５７を反応容器５内に分注する前に、温調機構５１により反応容器５を過熱してワックス９を融解させておき、反応容器５内に分注時にワックス９が融解しているようにしてもよい。

図１１Ａは反応容器プレートの他の実施例を示す平面図、図１１Ｂは図１１ＡのＤ−Ｄ位置での断面に切替えバルブの断面を加えた断面図である。図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。

この実施例が図１に示した実施例と異なる点は、シリンジ３３が切替えバルブ４７上に配置されている点である。これにより、切替えバルブ４７−シリンジ３３間の流路を無くすことができ、構造が簡単になる。また、切替えバルブ４７上の領域を有効に利用することができ、シリンジ３３を切替えバルブ４７上とは異なる領域に配置する場合に比べて、反応容器プレート１の平面サイズの縮小化を図ることもできる。

また、この実施例では図１に示した実施例とは異なり、エアー抜き流路３５にベローズは接続されていないが、図１に示した実施例と同様にベローズ３５ｂを備えていてもよい。ただし、エアー抜き流路３５の端部がベローズ等の容量可変部により封止されていなくても、この実施例では切替えバルブ４７の接続状態により流路１５ａ，１５ｂ，１７ｂ，１９ｂ，２１ｂを外部とは遮断できるので、反応容器プレート１外部への液漏れを防止することができる。

図１２は反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す断面図である。この実施例は、流路ベースに形成された導入孔の形状以外の構成は図１から図５を参照して説明した上記実施例と同じである。

流路ベース１１に設けられた導入孔１２は、流路カバー１３側の流路ベース１１表面に設けられた流路１２ａと、流路１２ａの底部から凸部１１ａの先端に貫通して設けられた流路１２ｂにより構成されている。流路１２ｂの内径は流路１２ａの流路ベース１１表面での内径に比べて狭くなっている。流路１２ｂは流路ベース１１材料の弾力により、液体を通さない程度に閉じている。流路ベース１１表面での流路１２ａの内径は例えば１００μｍ〜２ｍｍである。

これにより、導入孔１２の流路カバー１３側の流路ベース１１表面での内径を大きくすることができ、導入孔が均一な内径で形成されている場合に比べて小さい注入圧力で液体を反応容器５に分注することができる。
反応容器５内への液体の分注時には、図１０Ｂに示したのと同様に、流路１２ｂが弾性的に開き、液体が反応容器５内に分注される。

図１３は反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す断面図である。この実施例は、流路ベースの材質及び導入孔の形状以外の構成は図１から図５を参照して説明した上記実施例と同じである。

流路ベース５９は、例えば、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などの硬質材料や、ＰＤＭＳなどの弾性材料からなる。流路ベース５９は凸部１１ａの先端部から反対側の面に貫通している導入孔６０を凸部１１ａの形成位置ごとに備えている。導入孔６０は、流路カバー１３側の流路ベース５９表面に設けられた流路６０ａと流路６０ａの底部から凸部１１ａの先端に貫通して設けられた流路６０ｂにより構成されている。流路６０ｂの内径は例えば１μｍ〜２ｍｍであり、流路６０ａの流路ベース１１表面での内径（例えば１００μｍ〜３ｍｍ）に比べて狭くなっている。

流路６０ｂは導入流路１５内が導入流路１５に液体が導入されるときの導入圧力状態では液体を通さず、導入流路１５内が導入圧力よりも大きく加圧された注入圧力状態のときに導入流路１５内の液体を反応容器５側に通す大きさに形成されている。例えば、導入流路１５に導入される液体が親水性である場合、流路６０ｂの内壁を疎水性材料により形成すれば、導入圧力時に液体が流路６０ｂを通って反応容器５へ導入させるのを抑制しやすくなる。ただし、流路６０ｂは内壁が疎水性材料により形成されたものに限定されるものではない。また、流路ベース５９は弾性材料によって形成されていてもよい。

この実施例では、導入孔６０の流路カバー１３側の流路ベース５９表面での内径を大きくすることができ、導入孔が均一な内径で形成されている場合に比べて小さい注入圧力で液体を反応容器５に分注することができる。

図１２及び図１３に示した実施例ではエアー抜き流路５ａ及びエアー抜き流路５ｂを備えているが、反応容器プレートの第２態様の実施例としてはエアー抜き流路を備えていなくてもよい。

図１４Ａは反応容器プレートのさらに他の実施例を示す概略的な平面図、図１４Ｂは図１４ＡのＡ−Ａ位置での断面に計量流路１１５、注入流路１１７、サンプル容器エアー抜き流路１１９，１２１、液体ドレイン空間１２９、エアードレイン空間１３１及びベローズ１５３ｂの断面を加えた概略的な断面図である。図１５はこの実施例を分解して示す断面図及び切替えバルブの概略的な分解斜視図である。図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃはこの実施例の１つの反応容器近傍を示す概略図であり、図１６Ａは平面図、図１６Ｂは斜視図、図１６Ｃは断面図である。図１７Ａはサンプル容器を拡大して示した平面図、図１７Ｂは図１７ＡのＢ−Ｂ位置での断面図である。図１８Ａは試薬容器を拡大して示した平面図、図１８Ｂは図１８ＡのＣ−Ｃ位置での断面図である。図１９Ａはエアー吸引用容器を拡大して示した平面図、図１９Ｂは図１９ＡのＤ−Ｄ位置での断面図である。
図１４から図１９を参照して反応容器プレートの一実施例について説明する。

反応容器プレート１０１は容器ベース１０３の一表面に開口部をもつ複数の反応容器１０５を備えている。この実施例では６×６個の反応容器１０５が千鳥状に配列されている。反応容器１０５内に試薬１０７及びワックス１０９が収容されている。

反応容器１０５を含む容器ベース１０３の材質は特に限定されるものではないが、反応容器プレート１０１を使い捨て可能として用いる場合には、安価に入手可能な素材があることが好ましい。そのような素材として、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂素材が好ましい。反応容器１０５内の物質の検出を吸光度、蛍光、化学発光又は生物発光などにより行なう場合には、底面側から光学的な検出ができるようにするために光透過性の樹脂で形成されていることが好ましい。特に蛍光検出を行なう場合には、容器ベース１０３の材質として低自蛍光性（それ自身からの蛍光発生が少ない性質のこと）で光透過性の樹脂、例えばポリカーボネートなどの素材で形成されていることが好ましい。容器ベース１０３の厚さは０.２〜４.０ｍｍ（ミリメートル）、好ましくは１.０〜２.０ｍｍである。蛍光検出用の低自蛍光性の観点からは容器ベース１０３の厚さは薄い方が好ましい。

図１４及び図１６を参照して説明すると、容器ベース１０３上に反応容器１０５の配列領域を覆って流路ベース１１１が配置されている。流路ベース１１１は例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）やシリコーンゴムからなる。流路ベース１１１の厚みは例えば１.０〜５.０ｍｍである。流路ベース１１１は容器ベース１０３との接合面に溝を備えている。その溝と容器ベース１０３の表面によって、主流路１１３、計量流路１１５、注入流路１１７、反応容器エアー抜き流路１１９，１２１、ドレイン空間エアー抜き流路１２３，１２５が形成されている。主流路１１３、計量流路１１５及び注入流路１１７は反応容器流路を構成する。流路ベース１１１の容器ベース１０３との接合面には、反応容器１０５上に配置された凹部１２７も形成されている。図１４Ａ、図１６Ａ及び図１６Ｂでは流路ベース１１１について溝及び凹部のみを図示している。

主流路１１３は１本の流路からなり、すべての反応容器１０５の近傍を通るように折れ曲がって形成されている。主流路１１３の一端は容器ベース１０３に設けられた貫通孔からなる流路１１３ａに接続されている。流路１１３ａは後述する切替えバルブ１６３のポートに接続されている。主流路１１３の他端は容器ベース１０３に形成された液体ドレイン空間１２９に接続されている。主流路１１３を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ（マイクロメートル）、幅が５００μｍである。また、主流路１１３は、計量流路１１５が接続されている位置の下流側の所定長さ部分、例えば２５０μｍの部分は幅が他の部分に比べて細く形成されており、例えばその幅は２５０μｍである。

計量流路１１５は主流路１１３から分岐して反応容器１０５ごとに設けられている。計量流路１１５の主流路１１３とは反対側の端部は反応容器１０５の近傍に配置されている。計量流路１１５を構成する溝の深さは例えば４００μｍである。計量流路１１５は内部容量が所定容量、例えば２.５μＬ（マイクロリットル）に形成されている。計量流路１１５の主流路１１３に接続されている部分の幅寸法は、上述の主流路１１３の細くなっている部分よりも太く、例えば５００μｍに形成されている。これにより、主流路１１３の一端から流れてくる液体に対して、計量流路１１５が分岐している部分では主流路１１３の方が計量流路１１５よりも流路抵抗が大きくなっている。主流路１１３の一端から流れてくる液体は、まず計量流路１１５に流れ込み、計量流路１１５が液体で充填された後、主流路１１３の細くなっている部分を介して下流側へ流れるようになっている。

注入流路１１７も反応容器１０５ごとに設けられている。注入流路１１７の一端は計量流路１１５に接続されている。注入流路１１７の他端は反応容器１０５上に配置された凹部１２７に接続されて反応容器１０５上に導かれている。注入流路１１７は、反応容器１０５内と注入流路１１７内で圧力差がない状態で反応容器１０５内の液密を保つ寸法で形成されている。この実施例では、注入流路１１７は複数の溝により構成されており、その溝の寸法は例えば深さが１０μｍ、幅が２０μｍ、ピッチが２０μｍであり、５００μｍの幅領域に１３本の溝が形成されている。ここでは、注入流路１１７を構成する溝と計量流路１１５の境界の面積、すなわち注入流路１１７を構成する溝の断面積は２００μｍ²である。また、凹部１２７は深さが例えば４００μｍであり、平面形状は反応容器１０５よりも小さい円形である。

反応容器エアー抜き流路１１９は反応容器１０５ごとに設けられている。反応容器エアー抜き流路１１９の一端は反応容器１０５上に配置された凹部１２７に注入流路１１７とは異なる位置で接続されて反応容器１０５上に配置されている。反応容器エアー抜き流路１１９は、反応容器１０５内と反応容器エアー抜き流路１１９内で圧力差がない状態で反応容器１０５内の液密を保つ寸法で形成されている。反応容器エアー抜き流路１１９の他端は反応容器エアー抜き流路１２１に接続されている。この実施例では、反応容器エアー抜き流路１１９は複数の溝により構成されており、その溝の寸法は例えば深さが１０μｍ、幅が２０μｍ、ピッチが２０μｍであり、５００μｍの幅領域に１３本の溝が形成されている。

反応容器エアー抜き流路１２１はこの実施例では複数本設けられている。それぞれの反応容器エアー抜き流路１２１には複数の反応容器エアー抜き流路１１９が接続されている。反応容器エアー抜き流路１２１は反応容器エアー抜き流路１１９を容器ベース１０３に形成されたエアードレイン空間１３１に接続するためのものである。反応容器エアー抜き流路１２１を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。

ドレイン空間エアー抜き流路１２３は液体ドレイン空間１２９を後述する切替えバルブ１６３のポートに接続するためのものである。ドレイン空間エアー抜き流路１２３の一端は液体ドレイン空間１２９上に配置されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２３の他端は容器ベース１０３に設けられた貫通孔からなる流路１２３ａに接続されている。流路１２３ａは後述する切替えバルブ１６３のポートに接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２３を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。

ドレイン空間エアー抜き流路１２５はエアードレイン空間１３１を後述する切替えバルブ１６３のポートに接続するためのものである。ドレイン空間エアー抜き流路１２５の一端はエアードレイン空間１３１上に配置されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２５の他端は容器ベース１０３に設けられた貫通孔からなる流路１２５ａに接続されている。流路１２５ａは後述する切替えバルブ１６３のポートに接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路１２５を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。

流路ベース１１１上に流路カバー１３３（図１４Ａでの図示は省略している。）が配置されている。流路カバー１３３は流路ベース１１１を容器ベース１０３に固定するためのものである。流路カバー１３３には反応容器１０５上の位置に貫通孔が形成されている。

図１４及び図１７を参照して説明すると、反応容器１０５の配列領域及びドレイン空間１２９，１３１とは異なる位置で容器ベース１０３にサンプル容器１３５、試薬容器１３７及びエアー吸引用容器１３９が形成されている。サンプル容器１３５、試薬容器１３７及びエアー吸引用容器１３９は本発明の反応容器プレートの封止容器を構成する。

サンプル容器１３５近傍の容器ベース１０３に、サンプル容器１３５の底部から裏面に貫通しているサンプル流路１３５ａと表面から裏面に貫通しているサンプル容器エアー抜き流路１３５ｂが形成されている。サンプル容器１３５の開口部周囲の容器ベース１０３上に突起部１３５ｃが配置されている。サンプル容器エアー抜き流路１３５ｂ上の突起部１３５ｃに貫通孔からなるサンプル容器エアー抜き流路１３５ｄが形成されている。突起部１３５ｃの表面にサンプル容器１３５とサンプル容器エアー抜き流路１３５ｄを連通しているサンプル容器エアー抜き流路１３５ｅが形成されている。

サンプル容器エアー抜き流路１３５ｅは例えば幅５〜２００μｍ、深さ５〜２００μｍの寸法の１本又は複数本の細孔によって形成されており、サンプル容器１３５内とサンプル容器エアー抜き流路１３５ｄ内で圧力差がない状態でサンプル容器１３５の液密を保つためのものである。突起部１３５ｃ上にサンプル容器１３５及びエアー抜き流路１３５ｄを覆って弾性部材であるセプタム１４１が形成されている。セプタム１４１は例えばシリコーンゴムやＰＤＭＳなどの弾性材料によって形成されており、尖端が鋭利な分注器具により貫通でき、かつ貫通後に分注器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることができる。セプタム１４１上にセプタム１４１を固定するためのセプタムストッパ１４３が配置されている。セプタムストッパ１４３はサンプル容器１３５上に開口部をもつ。この実施例ではサンプル容器１３５内に予め試薬１４５が収容されている。

図１８に示すように、試薬容器１３７近傍の容器ベース１０３に、試薬容器１３７の底部から裏面に貫通している試薬流路１３７ａと表面から裏面に貫通している試薬容器エアー抜き流路１３７ｂが形成されている。試薬容器１３７の開口部周囲の容器ベース１０３上に突起部１３７ｃが配置されている。試薬容器エアー抜き流路１３７ｂ上の突起部１３７ｃに貫通孔からなる試薬容器エアー抜き流路１３７ｄが形成されている。突起部１３７ｃの表面に試薬容器１３７と試薬容器エアー抜き流路１３７ｄを連通している試薬容器エアー抜き流路１３７ｅが形成されている。

試薬容器エアー抜き流路１３７ｅは例えば幅５〜２００μｍ、深さ５〜２００μｍの寸法の１本又は複数本の細孔によって形成されており、試薬容器１３７内と試薬容器エアー抜き流路１３７ｄ内で圧力差がない状態で試薬容器１３７の液密を保つためのものである。突起部１３７ｃ上に試薬容器１３７及びエアー抜き流路１３７ｄを覆って例えばアルミニウムからなるフィルム１４７が形成されている。試薬容器１３７内に希釈水１４９が収容されている。

図１９に示すように、エアー吸引用容器１３９は試薬容器１３７と同様の構成をもつ。すなわち、エアー吸引用容器１３９近傍の容器ベース１０３に、エアー吸引用容器１３９の底部から裏面に貫通しているエアー吸引用流路１３９ａと表面から裏面に貫通しているエアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｂが形成されている。エアー吸引用容器１３９の開口部周囲の容器ベース１０３上にエアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｄ，１３９ｅを備えた突起部１３９ｃが配置されている。突起部１３９ｃ上に例えばアルミニウムからなるフィルム１４７が形成されている。エアー吸引用容器１３９内には液体及び固体は収容されておらず、エアーが充満している。

図１４及び図１５を参照して説明を続けると、反応容器１０５の配列領域、ドレイン空間１２９，１３１及び容器１３５，１３７，１３９とは異なる位置の容器ベース１０３の表面にシリンジ１５１が設けられている。シリンジ１５１は容器ベース１０３に形成されたシリンダ１５１ａとシリンダ１５１ａ内に配置されたプランジャ１５１ｂにより形成されている。容器ベース１０３にシリンダ１５１ａの底部から裏面に貫通しているシリンジ流路１５１ｃが形成されている。

容器ベース１０３には、反応容器１０５の配列領域、ドレイン空間１２９，１３１、容器１３５，１３７，１３９及びシリンジ１５１とは異なる位置にベローズ１５３ｂも設けられている。ベローズ１５３ｂは伸縮することにより内部容量が受動的に可変なものであり、例えば容器ベース１０３に設けられた貫通孔１５３ａ内に配置されている。

反応容器１０５の配列領域とは異なる位置で容器ベース１０３の裏面に容器ボトム１５５が取り付けられている。容器ボトム１５５にはベローズ１５３ｂに連通する位置にエアー抜き流路１５３が設けられている。ベローズ１５３ｂは容器ボトム１５５の表面に密着して接続されている。容器ボトム１５５は流路１１３ａ，１２３ａ，１２５ａ，１３５ａ，１３５ｂ，１３７ａ，１３７ｂ，１３９ａ，１３９ｂ，１５１ｃ，１５３を所定のポート位置に導くためのものである。

容器ボトム１５５の容器ベース１０３とは反対側の面に円盤状のシール板１５７、ロータアッパー１５９及びロータベース１６１からなるロータリー式の切替えバルブ１６３が設けられている。切替えバルブ１６３はロック１６５により容器ボトム１５５に取り付けられている。

シール板１５７は、その周縁部近傍に設けられ、流路１１３ａ，１３５ａ，１３７ａ，１３９ａのいずれかに接続される貫通孔１５７ａと、それよりも内側の同心円上で流路１２３ａ，１２５ａ，１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂ，１５３のうち少なくとも２つ接続される貫通溝１５７ｂと、中心に設けられ、シリンジ流路１５１ｃに接続される貫通孔１５７ｃを備えている。
ロータアッパー１５９は、シール板１５７の貫通孔１５７ａと同じ位置に設けられた貫通孔１５９ａと、シール板１５７の貫通溝１５７ｂに対応して表面に設けられた溝１５９ｂと、中心に設けられた貫通孔１５９ｃを備えている。
ロータベース１６１はその表面に、ロータアッパー１５９の周縁部と中心に配置された２つの貫通孔１５９ａ，１５９ｃを接続するための溝６１ａを備えている。

切替えバルブ１６３の回転により、シリンジ流路１５１ｃが流路１１３ａ，１３５ａ，１３７ａ，１３９ａのいずれかに接続されるのと同時に、エアー抜き流路１５３が流路１２３ａ，１２５ａ，１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂのうちの少なくともいずれかに接続される。
図１４Ａに示した切替えバルブ１６３の位置は、シリンジ流路１５１ｃは流路１１３ａ，１３５ａ，１３７ａ，１３９ａのいずれにも接続されておらず、エアー抜き流路１５３も流路１２３ａ，１２５ａ，１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂのいずれとも接続されていない初期状態の位置を示している。

反応容器プレート１０１では、注入流路１１７は反応容器１０５内と注入流路１１７内で圧力差がない状態で反応容器１０５の液密を保つように形成されている。反応容器エアー抜き流路１１９も反応容器１０５内と反応容器エアー抜き流路１１９内で圧力差がない状態で反応容器１０５の液密を保つように形成されている。反応容器流路の主流路１１３と、主流路１１３が接続された液体ドレイン空間１２９及びドレイン空間エアー抜き流路１２３は切替えバルブ１６３の切替えにより密閉可能になっている。容器１３５，１３７，１３９はセプタム１４１又はフィルム１４７で封止されている。容器１３５，１３７，１３９に接続された流路１３５ａ，１３５ｂ，１３７ａ，１３７ｂ，１３９ａ，１３９ｂは切替えバルブ１６３の切替えにより密閉可能になっている。エアー抜き流路１５３の一端はベローズ１５３ｂに接続されて密閉されている。このように、反応容器プレート１０１内部の容器及び流路は密閉系で形成されている。なお、ベローズ１５３ｂを備えていない構成であってエアー抜き流路１５３が反応容器プレート１０１外部の雰囲気と接続されている場合であっても、切替えバルブ１６３の切替えによりエアー抜き流路１５３を反応容器プレート１０１内部の容器及びエアー抜き流路１５３以外の流路とは遮断できるので、液体が収容される又は液体が流される容器及び流路を密閉系にすることができる。

図２０は図１４に示した反応容器プレート１０１を処理するための反応処理装置を反応容器プレート１０１とともに示す断面図である。反応容器プレート１０１の構造は図１４と同じなのでその説明は省略する。
反応処理装置は反応容器１０５の温度調整をするための温調機構１６７と、シリンジ１５１を駆動するためのシリンジ駆動ユニット１６９と、切替えバルブ１６３を切り替えるための切替えバルブ駆動ユニット１７１を備えている。

図２１から図２７は、サンプル容器１３５からサンプル液を反応容器１０５に導入する動作を説明するための平面図である。図１４及び図２１から図２７を参照してこの動作を説明する。

図示しない尖端が鋭利な分注器具を用い、サンプル容器１３５上のセプタム１４１を貫通して例えば５μＬのサンプル液をサンプル容器１３５内に分注する。サンプル液を分注後、分注器具を引き抜く。分注器具を引き抜いたときのセプタム１４１の貫通孔はセプタム１４１の弾性により閉じられる。

シリンジ駆動ユニット１６９をシリンジ１５１のプランジャ１５１ｂに接続し、切替えバルブ駆動ユニット１７１を切替えバルブ１６３に接続する。
図２１に示すように、図１４Ａに示した切替えバルブ１６３の状態から切替えバルブ１６３を回転させてサンプル流路１３５ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、サンプル容器エアー抜き流路１３５ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。このとき、エアー抜き流路１３７ｂ，１３９ｂもエアー抜き流路１５３に接続される。サンプル容器１３５には例えば４５μＬの試薬１４５が収容されている。

シリンジ１５１を摺動させてサンプル容器１３５内のサンプル液及び試薬１４５を混合させる。その後、サンプル容器１３５内の混合液を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に例えば１０μＬだけ吸引する。このとき、サンプル容器１３５はエアー抜き流路１３５ｅ，１３５ｄ，１３５ｂ、切替えバルブ１６３及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、サンプル容器１３５内の気体容量の変化にともなってベローズ１５３ｂが伸縮する。

図２２に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて試薬流路１３７ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、試薬容器エアー抜き流路１３７ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。試薬容器１３７には例えば１９０μＬの希釈水１４９が収容されている。切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引した混合液を試薬容器１３７内に注入し、シリンジ１５１を摺動させて混合液と希釈水１４９と混合する。その希釈混合液を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に例えば全部、すなわち２００μＬ吸引する。このとき、試薬容器１３７はエアー抜き流路１３７ｅ，１３７ｄ，１３７ｂ、切替えバルブ１６３及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、試薬容器１３７内の気体容量の変化にともなってベローズ１５３ｂが伸縮する。

図２３に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、主流路１１３の一端に接続された流路１１３ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、液体ドレイン空間１２９、エアードレイン空間１３１に接続された流路１２３ａ，１２５ａをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を押出し方向に駆動させて、切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引した希釈混合液を主流路１１３に送る。流路１１３ａ側から主流路１１３に注入された希釈混合液は、シボ及び矢印によって示すように、流路１１３ａ側から順に計量流路１１５を満たし、液体ドレイン空間１２９に到達する。希釈混合液が主流路１１３及び計量流路１１５に導入されるときの導入圧力状態では、注入流路１１７は、気体は通すが希釈混合液を通さない。計量流路１１５への希釈混合液の充填にともなって計量流路１１５の気体は注入流路１１７を介して反応容器１０５内へ移動する。この気体の移動にともない、反応容器１０５内の気体の一部は反応容器エアー抜き流路１１９，１２１へ移動する。さらに反応容器エアー抜き流路１１９からベローズ１５３ｂまでの流路内の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。また、液体ドレイン空間１２９に希釈混合液が注入されることにより、液体ドレイン空間１２９からベローズ１５３ｂまでの流路内の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ１５３ｂは膨張する。

図２４に示すように、切替えバルブ１６３を回転させてエアー吸引用流路１３９ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、エアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を吸引側に駆動させてエアー吸引用容器１３９内の気体を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引する。このとき、エアー吸引用容器１３９はエアー抜き流路１３９ｅ，１３９ｄ，１３９ｂ、切替えバルブ１６３及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、エアー吸引用容器１３９内の減圧にともなってベローズ１５３ｂが収縮する（白抜き矢印参照）。

図２５に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、図２３の接続状態と同じく、流路１１３ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、流路１２３ａ，１２５ａをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を押出し方向に駆動させて、切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内の気体を主流路１１３に送って主流路１１３内の希釈混合液をパージする（白抜き矢印参照）。このときのパージ圧力状態では注入流路１１７は希釈混合液を通さないので、計量流路１１５内には希釈混合液が残存している（シボ参照。）。パージされた希釈混合液は液体ドレイン空間１２９内に収容される。また、液体ドレイン空間１２９に希釈混合液が注入されることにより、液体ドレイン空間１２９からベローズ１５３ｂまでの流路内の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ１５３ｂは膨張する。

図２６に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、図２４の接続状態と同じく、エアー吸引用流路１３９ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、エアー吸引用容器エアー抜き流路１３９ｂをエアー抜き流路１５３に接続する。シリンジ１５１を吸引側に駆動させてエアー吸引用容器１３９内の気体を切替えバルブ１６３内の流路、シリンジ流路１５１ｃ及びシリンジ１５１内に吸引する。このとき、図２４を参照して説明したのと同様に、ベローズ１５３ｂが収縮する（白抜き矢印参照）。

図２７に示すように、切替えバルブ１６３を回転させて、流路１１３ａとシリンジ流路１５１ｃを接続し、流路１２５ａをエアー抜き流路１５３に接続する。この接続状態は、主流路１１３の下流側端が接続された液体ドレイン空間１２９が切替えバルブ１６３内の流路に接続されていない点で図２３及び図２５に示した接続状態とは異なる。シリンジ１５１を押出し方向に駆動させる。主流路１１３の下流側端はベローズ１５３ｂには接続されていないので、主流路１１３内が液体導入圧力及びパージ導入圧力よりも大きく加圧される。これにより、計量流路１１５内の希釈混合液が注入流路１１７を通って反応容器１０５内に注入される。希釈混合液が反応容器１０５内に注入された後は主流路１１３内の気体の一部は計量流路１１５及び注入流路１１７を介して反応容器１０５内に流れ込む。このとき、反応容器１０５は反応容器エアー抜き流路１１９，１２１、エアードレイン空間１３１、ドレイン空間エアー抜き流路１２５ａ及びエアー抜き流路１５３を介してベローズ１５３ｂに接続されているので、反応容器１０５、ベローズ１５３ｂ間の気体は順次ベローズ１５３ｂ側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ１５３ｂは膨張する。

切替えバルブ１６３を図１４の接続状態にして反応容器プレート１０１内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉した後、温調機構１６７により反応容器１０５を加熱してワックス１０９を融解させる。これにより、反応容器１０５に注入された希釈混合液はワックス１０９の下に入り、希釈混合液と試薬１０７が混ざり反応する。このように、反応容器プレート１０１によれば反応処理を密閉系で行なうことができる。
また、希釈混合液を反応容器１０５内に注入する前に、温調機構１６７により反応容器１０５を加熱してワックス１０９を融解させておき、反応容器１０５内への希釈混合液の注入時にワックス１０９が融解しているようにしてもよい。この場合、反応容器１０５に注入された希釈混合液は直ちにワックス１０９の下に入り、希釈混合液と試薬１０７が混ざり反応する。切替えバルブ１６３の接続状態が図２７の状態であっても、ベローズ１５３ｂにより密閉系は確保されている。希釈混合液の注入後に切替えバルブ１６３を図１４の接続状態にすれば、反応容器プレート１０１内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉することができる。ここで切替えバルブ１６３を図１４の接続状態に切り替えるタイミングは、希釈混合液の注入直後から希釈混合液と試薬１０７の反応終了までのいずれのタイミングであってもよいし、希釈混合液と試薬１０７の反応終了後であってもよい。
このように、反応容器プレート１０１によれば、反応処理を密閉系で行なうことができ、反応処理前及び反応処理後も密閉系にすることができる。

この実施例では流路１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３を形成するための溝は流路ベース１１１に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの流路の全部又は一部分を形成するための溝を容器ベース１０３表面に形成してもよい。

図２８は反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。この実施例は、反応容器ベースと流路ベースの間に流路スペーサを配置した以外の構成は図１４から図２７を参照して説明した上記実施例と同じである。

容器ベース１０３上に反応容器１０５の配列領域を覆って流路スペーサ１７３が配置され、さらにその上に流路ベース１１１、流路カバー１３３がその順に配置されている。流路スペーサ１７３は例えばＰＤＭＳやシリコーンゴムからなる。流路スペーサ１７３の厚みは例えば０.５〜５.０ｍｍである。流路スペーサ１７３は反応容器１０５内に突出している凸部１７５を反応容器１０５ごとに備えている。凸部１７５は断面が略台形に形成されており、例えば基端部の幅は１.０〜２.８ｍｍ、先端部の幅は０.２〜０.５ｍｍであり、先端部が基端部に比べて細くなっている。また、凸部１７５の表面には超撥水処理が施されている。ただし、凸部１７５の表面に必ずしも撥水処理が施されていなくてもよい。

さらに、流路スペーサ１７３は凸部１７５の先端部から反対側の面に貫通している貫通孔からなる注入流路１７７を凸部１７５の形成位置ごとに備えている。注入流路１７７の内径は例えば５００μｍである。注入流路１７７の流路ベース１１１側の開口は流路ベース１１１の注入流路１１７に接続されている。なお、この実施例では図１４から図２７を参照して説明した上記実施例と比較して流路ベース１１１に凹部１２７を備えていない。
さらに、流路スペーサ１７３は流路ベース１１１の反応容器エアー抜き流路１１９と反応容器１０５を連通させるための貫通孔からなる反応容器エアー抜き流路１７９も備えている。

また、図示は省略するが、流路スペーサ１７３は、主流路１１３の両端部、反応容器エアー抜き流路１２１のエアードレイン空間１３１側の端部、及びドレイン空間エアー抜き流路１２３，１２５の両端部に貫通孔を備え、それらの流路１１３，１２１，１２３，１２５を容器ベース１０３に設けられた容器２９，１３１又は流路１２３ａ，１２５ｂに接続している。

この実施例では、注入流路１７７の注入流路１１５とは反対側の端部（注入流路の他端）は反応容器１０５の内側上面に突出して形成された凸部１７５の先端に配置されているので、注入流路１１５，１７７を通って反応容器１０５に注入される液体が反応容器１０５に滴下しやすくなる。

さらに、液体が注入流路１７７を通って凸部１７５の先端から吐出される際に凸部１７５の先端に形成される液滴が反応容器１０５の側壁に接触するように凸部１７５の先端を反応容器１０５の側壁近傍に配置すれば、反応容器１０５の側壁を伝って液体を反応容器１０５内に注入することができ、より確実に反応容器１０５内に液体を注入することができる。ただし、凸部１７５の形成位置は、凸部１７５の先端に形成される液滴が反応容器１０５の側壁には接触しない位置であってもよい。

図２９は反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。
この実施例は、図２８を参照して説明した実施例と比べて、反応容器１０５の内部に突起部１８１をさらに備えている。突起部１８１の先端は凸部１７５の先端の下方に配置されている。これにより、凸部１７５の先端に形成される液滴を反応容器１０５内に導きやすくなる。特に、突起部１８１の少なくとも先端の表面に親水性処理を施しておけば、特に有効である。

図３０は反応容器プレートのさらに他の実施例の反応容器近傍を拡大して示す概略的な断面図である。
この実施例は、図２９を参照して説明した実施例と比べて、反応容器１０５の側壁に形成された段差部１８３と、反応容器１０５の上面とは間隔をもって段差部１８３の上面に形成された凸条部１８５をさらに備えている。段差部１８３及び凸条部１８５は上方から見て環状に形成されている。凸条部１８５の先端は反応容器１０５の側壁とは間隔をもって配置されている。
凸条部１８５の先端が反応容器１０５の上面及び側面とは間隔をもって配置されていることにより、反応容器１０５の内部に収容された液体が反応容器の側壁を伝って反応容器１０５の上面に到達するのを防止することができる。この効果は凸条部１８５の少なくとも先端部分に撥水処理を施しておくと特に有効である。

図３０に示した段差部１８３及び凸条部１８５を備えた構成は図２８に示した実施例にも適用することができる。
また、図２８、図２９又は図３０を参照して説明した各実施例では、流路１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３を形成するための溝は流路ベース１１１に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それらの流路の全部又は一部分を形成するための溝は、流路スペーサ１７３の流路ベース１１１側表面、流路スペーサ１７３の容器ベース１１１側表面、容器ベース１０３表面のいずれに形成されていてもよい。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、形状、材料、配置、個数などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、エアー抜き流路３５，１５３に接続されたベローズ３５ｂ，１５３ｂは内部容量が受動的に可変な容量可変部材であれば他の構造であってもよい。そのような構造として例えば可撓材料からなる袋状のものや、シリンジ状のものなどを挙げることができる。
また、ベローズ３５ｂ，１５３ｂ等の容量可変部材は必ずしも備えていなくてもよい。
また、容器１７，１９，２１，１３５，１３７，１３９に試薬等の液体を予め収容しないのであれば、エアー抜き流路の一部分に細孔からなる流路１７ｅ，１９ｅ，１３５ｅ，１３７ｅ，１３９ｅ等を必ずしも備えている必要はない。

また、上記の実施例では、本発明の反応容器プレートを構成する封止容器としての容器１７，１９，２１，１３５，１３７，１３９に連通して設けられたエアー抜き流路１７ｂ，１９ｂ，２１ｂ，１３５ｂ，１３７ｂ，１３９ｂは切替えバルブ４７，１６３を介してエアー抜き流路３５，１５３に接続されるが、封止容器に連通して設けられるエアー抜き流路は反応容器プレート外部又は３５ｂ，ベローズ１５３ｂ等の容量可変部に直接接続されていてもよい。
また、容器１７，１９，２１，１３５，１３７，１３９の封止方法として開閉可能なキャップを用いてもよい。

また、上記実施例では容器ベース３，１０３は１つの部品により形成されているが、容器ベースは複数の部品によって形成されていてもよい。
また、反応容器５，１０５内の試薬は乾燥試薬でもよい。
また、サンプル容器１７，１３５内や反応容器５，１０５内に予め試薬は収容されていなくてもよい。

また、容器ベース３，１０３に遺伝子増幅反応を行なうための遺伝子増幅容器を備えているようにしてもよい。例えば、図１〜図１３を参照して説明した上記実施例では試薬容器１９，２１のいずれか一方を、図１４〜図３０を参照して説明した上記実施例では試薬容器１３７を空の状態にしておけば、遺伝子増幅容器として用いることができる。

また、反応容器５，１０５内に遺伝子増幅反応を行なうための試薬を収容しておけば、反応容器５，１０５内で遺伝子増幅反応を行なうことができる。
また、導入流路１５や主流路１１３に導入される液体に遺伝子が含まれている場合、反応容器５，１０５内にその遺伝子と反応するプローブを備えているようにしてもよい。

また、シリンジ３３，１５１を必ずしも備えている必要はなく、液体や気体を吐出又は吸引するためのシリンジは反応容器プレート外部のものを用いるようにしてもよい。
また、上記実施例では切替えバルブとしてロータリー式の切替えバルブ４７，１６３を用いているが、切替えバルブはこれに限定されるものではなく、種々の流路切替えバルブを用いることができる。また、切替えバルブを複数備えていてもよい。

また、図１〜図１３を参照して説明した上記実施例では、流路カバー１３全体が本発明の反応容器プレートの流路カバーの可撓部を構成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。流路カバーは、例えば導入孔に対応する部分のみに可撓性材料からなる可撓部を備えている構成など、少なくとも一部分に可撓部を備え、その可撓部を流路ベース側に付勢することにより導入流路内が注入圧力状態にされて導入流路内の液体が導入孔を通って反応容器に注入されることができる構成であればどのような構成であってもよい。

また、図１〜図１３を参照して説明した上記実施例では、流路ベース１１全体が弾性材料によって形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば導入孔及びその周囲部のみが弾性部材によって形成されている構成など、流路ベースは、流路ベースに形成された導入孔が、導入流路内が導入流路に液体が導入されるときの導入圧力状態では液体を通さず導入流路内が導入圧力よりも大きく加圧された注入圧力状態のときに導入流路内の液体を反応容器側に通す構成であれば、どのような構成であってもよい。

また、図１〜図１３を参照して説明した上記実施例では付勢機構５５は流路カバー１３を流路ベース１１側へ付勢するものであるが、付勢機構５５に変えて加熱機構を設けてもよい。例えば、図１０において第２ユニット５５ｂを加熱機構とする。その場合、図１０Ａに示すように、導入流路１５内に混合液５７を導入するときに導入流路１５の内部空間の上部に空気層が存在するようにする。そして、図１０Ｂに示すように、第１ユニット５５ａを反応容器プレート１側へ移動させて第１ユニット５５ａにより流路カバー１３の反応容器５の周囲に対応する部分を流路ベース１１に押し付ける。これにより、導入孔１１ｂ上を含んで反応容器５上で、混合液５７が収容された密閉導入流路空間が形成される。その後、加熱機構とした第２ユニット５５ｂを密閉導入流路空間上の流路カバー１３に接触させる。これにより、密閉導入流路空間が加熱されてその内圧が上昇し、導入孔１１ｂが弾性的に開き、混合液５７が反応容器５内に分注される。

また、図１〜図１３を参照して説明した上記実施例で流路ベース１１は必ずしも凸部１１ａを備えていなくてもよい。
また、図１〜図１３を参照して説明した上記実施例では、エアー抜き流路５ａはエアー抜き流路５ｂを介してドレイン空間１５ｃに接続されているが、これに限定されるものではない。反応容器に接続されたエアー抜き流路は、反応容器内への液体の導入にともなう反応容器内圧の上昇を十分に低減できる構成であればよい。なお、エアー抜き流路は、反応容器プレートの外部からの異物の進入や液体の外部への環境汚染を防ぐために、外部雰囲気とは遮断されているか密閉可能な構成であることが好ましい。

また、図１４〜図３０を参照して説明した上記実施例では試薬容器１３７に希釈水１４９が収容されているが、希釈水１４９に替えて試薬を収容するようにしてもよい。
また、図１４〜図３０を参照して説明した上記実施例では、シリンジ１５１は切替えバルブ１６３上に配置されているが、シリンジ１５１を配置する位置は切替えバルブ１６３上に限定されるものではなく、どこでもよい。

また、図１４〜図３０を参照して説明した上記実施例では、計量流路１１５に充填された液体を、注入流路１１７を介して反応容器１０５に注入する際に、エアーパージ後の主流路１１３内を加圧して液体を反応容器１０５に注入しているが、本発明の反応処理方法はこれに限定されるものではない。例えば、シリンジ１５１を用いて反応容器エアー抜き流路１２１内を陰圧にできるように流路構成を変更し、反応容器エアー抜き流路１２１内、ひいては反応容器１０５内を陰圧にすることによって計量流路１１５に充填された液体を、注入流路１１７を介して反応容器１０５に注入するようにしてもよい。また、別途シリンジを用意して、主流路１１３内を陽圧にし、かつ反応容器１０５内を陰圧にして、反応容器１０５に液体を注入するようにしてもよい。

また、図１４〜図３０を参照して説明した上記実施例では、１本の主流路１１３を備え、すべての計量流路１１５が主流路１１３に接続されているが、流路構成はこれに限定されるものではない。例えば、複数本の主流路を設け、各主流路に１つ又は複数の計量流路を接続するようにしてもよい。

本発明の反応容器プレートにおいて、導入流路１５や主流路１１３を備えている場合、導入流路及び主流路は密閉可能なものであることが好ましく、導入流路又は主流路の両端が開閉可能になっていることにより主流路が密閉可能になっている例を挙げることができる。ここで、「導入流路又は主流路の両端が開閉可能になっている」とは、導入流路又は主流路の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、導入流路又は主流路とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。例えば、上記実施例では、ドレイン空間１５ｃ及びドレイン流路１５ｂや、流路１１３ａ、液体ドレイン空間１２９、ドレイン空間エアー抜き流路１２３及び流路１２３ａが上記他の空間に相当する。

また、本発明の反応容器プレートにおいて、反応容器エアー抜き流路を備えている場合、反応容器エアー抜き流路は密閉可能なものであることが好ましく、反応容器エアー抜き流路の反応容器とは反対側の端部が開閉可能になっていることにより反応容器エアー抜き流路が密閉可能になっている例を挙げることができる。ここで、「反応容器エアー抜き流路の反応容器とは反対側の端部が開閉可能になっている」とは、反応容器エアー抜き流路の反応容器とは反対側の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、反応容器エアー抜き流路とは反対側の端部が開閉可能になっている場合も含む。例えば、上記実施例では、ドレイン空間１５ｃ及びドレイン流路１５ｂや、エアードレイン空間１３１、ドレイン空間エアー抜き流路１２５及び流路１２５ａが上記他の空間に相当する。

図１〜図１３を参照して説明した上記実施例のごとく、密閉可能な導入流路及び反応容器エアー抜き流路を備えた構成では、導入流路に液体が導入され、その液体が反応容器内に注入された後、導入流路の両端、及び反応容器エアー抜き流路の反応容器とは反対側の端部が閉じられて導入流路及び反応容器エアー抜き流路が密閉される。

また、図１４〜図３０を参照して説明した上記実施例のごとく、密閉可能な主流路及び反応容器エアー抜き流路を備えた構成では、主流路及び計量流路に液体が導入され、次に主流路内の上記液体がパージされ、さらに計量流路内に残存する上記液体が反応容器内に注入された後、主流路の両端、及び反応容器エアー抜き流路の反応容器とは反対側の端部が閉じられて主流路及び反応容器エアー抜き流路が密閉される。

本発明は種々の化学反応や生物化学反応の測定に利用することができる。

Claims (25)

1. 封止された反応容器と、
   前記反応容器に接続された反応容器流路と、
   前記反応容器とは別途設けられ、封止された封止容器と、
   前記封止容器に接続された封止容器流路と、
   液体を送液するためのシリンジと、
   前記シリンジを前記反応容器流路又は前記封止容器流路に接続するための切替えバルブと、
   一端が前記封止容器に連通して設けられた封止容器エアー抜き流路と、を備えた反応容器プレート。
2. 前記封止容器エアー抜き流路の一部分は、前記封止容器内と前記封止容器エアー抜き流路内で圧力差がない状態で前記封止容器の液密を保つための細孔により構成されている請求項１に記載の反応プレート。
3. 前記封止容器エアー抜き流路の他端は内部容量が受動的に可変な容量可変部に接続されて密閉される請求項１又は２に記載の反応プレート。
4. 基板表面に開口部をもつ前記反応容器を備えた容器ベースと、
   前記反応容器を封止するために前記容器ベースの表面に前記反応容器を覆って配置され、前記反応容器上で表面から裏面に貫通して形成された導入孔をもつ流路ベースと、
   前記流路ベース上に配置され、前記流路ベースと対向する面に空間を備え、その空間と前記流路ベースの表面により前記導入孔上を通る導入流路を形成するための流路カバーを備え、
   前記反応容器流路は前記導入流路及び前記導入孔により構成され、
   前記導入流路は密閉可能に形成されており、
   前記導入孔は前記導入流路内が前記導入流路に液体が導入されるときの導入圧力状態では前記液体を通さず前記導入流路内が前記導入圧力よりも大きく加圧された注入圧力状態のときに前記導入流路内の前記液体を前記反応容器側に通すものであり、
   前記流路カバーは少なくとも前記導入流路の一部分に対応する部分に可撓部を備え、
   前記導入流路に前記液体が導入された後、前記流路カバーの前記可撓部が前記流路ベース側に付勢されることにより前記導入流路内が前記注入圧力状態にされて前記液体が前記導入孔を通って前記反応容器に注入されるようにした請求項１から３のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
5. 前記流路ベースは少なくとも前記導入孔及びその周囲部が弾性部材からなり、
   前記導入孔は前記導入流路内が前記導入圧力状態では前記液体を通さない程度に弾性的に閉じており、前記導入流路内が前記注入圧力状態では前記液体を通す程度に弾性的に開くものである請求項４に記載の反応容器プレート。
6. 前記導入孔の一部分の内径が前記流路カバー側の前記流路ベース表面での前記導入孔の内径に比べて狭くなっている請求項４又は５に記載の反応容器プレート。
7. 前記導入孔の狭くなっている部分の内径は１μｍ〜２ｍｍである請求項６に記載の反応容器プレート。
8. 前記容器ベースに複数の前記反応容器を備え、それらの反応容器上にそれぞれ前記導入孔を備え、前記導入流路は複数の前記導入孔上を通って形成されている請求項４から７のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
9. 前記流路ベースは前記反応容器プレートと対向する面に前記反応容器内に突出する凸部を備え、
   前記凸部は先端部が基端部に比べて細くなっており、
   前記導入孔は前記凸部を通って形成されている請求項４から８のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
10. 前記反応容器に接続された反応容器エアー抜き流路をさらに備え、
    前記反応容器流路は、貼り合わされた２枚の部材の接合面に形成された溝、又は前記溝及び前記基板に形成された貫通孔からなり、かつ、主流路と、前記主流路から分岐した所定容量の計量流路と、一端が前記計量流路に接続され他端が前記反応容器に接続された注入流路を備え、
    前記主流路及び前記反応容器エアー抜き流路は密閉可能になっており、
    前記注入流路は前記計量流路よりも細く形成されて前記主流路及び前記計量流路に液体が導入されるときの液体導入圧力状態並びに前記主流路内の前記液体がパージされるときのパージ圧力状態では前記液体を通さず、それらよりも加圧状態で前記液体を通すものである請求項１から３のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
11. 前記注入流路の水滴に対する接触角は９０度以上であり、前記注入流路と前記計量流路の境界の面積は１〜１０００００００μｍ²である請求項１０に記載の反応容器プレート。
12. 複数の前記反応容器を備え、それらの反応容器ごとに前記計量流路及び前記注入流路を備え、前記主流路に複数の前記計量流路が接続されている請求項１０又は１１に記載の反応容器プレート。
13. 前記注入流路の前記他端は前記反応容器の内側上面に突出して形成された凸部の先端に配置されており、前記凸部は先端部が基端部に比べて細くなっている請求項１０から１２のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
14. 前記封止容器はサンプル液を収容するためのサンプル容器である請求項１から１３のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
15. 前記サンプル容器は、尖端の鋭利な分注器具により貫通でき、かつ貫通後に前記分注器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることのできる弾性部材によって封止されている請求項１４に記載の反応容器プレート。
16. 前記サンプル容器に予めサンプル前処理液又は試薬が収容されている請求項１５に記載の反応容器プレート。
17. 前記サンプル容器とは別に、前記封止容器からなる試薬容器を１つ又は複数備え、前記試薬容器はサンプル液の反応に使用される試薬を予め収容しフィルムで封止されているか、又は開閉可能なキャップを備えて試薬を注入できるようになっている１４から１６のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
18. 前記封止容器からなり遺伝子増幅反応を行なうための遺伝子増幅容器も備えている１４から１７のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
19. 前記切替えバルブはロータリー式バルブである請求項１から１８のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
20. 前記ロータリー式バルブはその回転中心に前記シリンジにつながるポートを備え、
    前記シリンジは前記ロータリー式バルブ上に配置されている請求項１９に記載の反応容器プレート。
21. 前記反応容器は少なくとも呈色反応、酵素反応、蛍光や化学発光又は生物発光を生じる反応のいずれかの反応を行なうためのものである請求項１から２０のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
22. 遺伝子を含んだサンプルを測定するための反応容器プレートであり、前記反応容器で遺伝子増幅反応を行なうことができるようになっている請求項１から２１のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
23. 前記反応容器はその底部又は上方から光学的に測定が可能なように光透過性の材質にて構成されている請求項１から２２のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
24. 前記反応容器は、前記反応容器流路に導入される液体に遺伝子が含まれている場合にその遺伝子と反応するプローブを備えている請求項１から２３のいずれか一項に記載の反応容器プレート。
25. 請求項１から２４のいずれか一項に記載の前記反応容器プレートを処理するための反応処理装置であって、
    前記シリンジを駆動するためのシリンジ駆動ユニットと、前記切替えバルブを切替えるための切替えバルブ駆動ユニットを備えた反応処理装置。

Images