JP4872923B2

JP4872923B2 - 反応容器

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Publication number: JP4872923B2
Application number: JP2008000653A
Authority: JP
Inventors: 信博花房
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2028-01-07
Also published as: JP2009162621A

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及びその反応容器を処理するための反応処理方法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２００４−１６３１００ａ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は、使用時には反応容器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。
また、特許文献２，３に開示された微量液体秤取構造では、第１流路の両端及び第２流路の両端に液体導入用のポートが形成されているが、それらのポートは大気に開放されており、それらのポートを介して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及びその反応容器を用いた反応処理方法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は、サンプルに反応を起こさせる複数の反応室を備えた反応プレートと、反応室の開口を閉じるように反応プレート上に被せられた弾性体プレートと、弾性体プレートを反応プレートに固定するために弾性体プレート上に配置された保持プレートとを備えている。

弾性体プレートは反応プレートとの対向面にサンプル又はその他の溶液を反応室に供給するための流路を備えている。その流路は全ての反応室に共通の主流路及び主流路から分岐して各反応室につながる個別流路とからなる。そして、各個別流路は一定容量をもつ計量流路及び計量流路と反応室との間に設けられた注入流路とからなっている。

弾性体プレートと反応プレートの間は液密を保った密着状態を維持することが必要である。そのため、弾性体プレートとしては、シリコーン樹脂やＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などの弾性素材を使用する。そのような弾性素材を使用することにより弾性体プレートは自己吸着性によって反応プレートに液密を保って密着することができる。しかし、時間が経つと弾性体プレートと反応プレートとの境界に空気が入ることによって液密や気密を保つことができなくなる。そして、液漏れがわずかでも発生すると計量流路に液を送液することができなくなることがある。また、弾性体プレートと反応プレートとの境界の一部に空気漏れが生じると、加圧空気により複数の反応室に液を注入する際に全ての注入流路に圧力が均一にかけることができなくなり、反応室に液を注入することができなくなる。

そこで、本発明では、保持プレートは反応プレート側の面に抜け止め用の複数の突起を備えている。そして、抜け止め用の突起に対応する弾性体プレート上の位置にはその突起で貫通可能な貫通部が設けられ、反応プレートには抜け止め用の突起が挿入される穴が設けられている。抜け止め用の突起と穴は保持プレートを反応プレートに対して位置決めするとともに、保持プレートにより弾性体プレートを反応プレートに対して液密を保って固定するように位置と寸法が設定されている。

このように、抜け止め用の突起で保持プレートを反応プレートに固定することにより弾性体プレートを反応プレートに対して固定し、弾性体プレートと反応プレートとの間の液密を保つ。

ところで、弾性体プレートに設けられている抜け止め用の突起を貫通させるための貫通部は貫通穴であることが好ましいが、シリコーン樹脂やＰＤＭＳなどの弾性材料は流動性が良いため、貫通穴をもつ弾性体プレートを成型する際に貫通穴の入口部分にバリが形成されてしまうことがある。バリが形成された弾性体プレートを保持プレートで反応プレートに固定すると、弾性体プレートと反応プレートとの間に突起によって反応プレート側に押し出されたバリが逃げ場なく留まり、その部分の弾性体プレートが反応プレートから浮いてしまう。そうなると、バリが存在する部分の弾性体プレーと反応プレートとの密着性は低下し、その近傍に流路や反応室が形成されている場合にはそれらの液密性や気密性が大きく低下する。

そこで、本発明では、抜け止め用の突起によって反応プレート側に押し出されたバリの逃げ場を確保するために、反応プレートの弾性体プレート側の面に抜け止め用の突起を挿入するための穴よりも大きい径をもつ凹部を設け、その凹部の底面中央に突起を挿入するための、凹部よりも小さい径をもつ穴を設けている。凹部の内径は突起の外径よりも大きいため、保持プレートによって弾性体プレートを反応プレートに固定したときに、反応プレートの凹部の内壁と突起との間に突起によって反応プレート側に押し出されたバリを収容できる空間が生まれ、弾性体プレートと反応プレートとの間にバリが留まることがなくなる。

しかし、貫通穴の縁に形成されたバリが弾性体プレートの裏面側（反応プレート側）に反り返っている場合、貫通穴に突起を通した後もバリが弾性体プレートの裏面側に反り返ったままとなり、反応プレートに保持プレートを固定する際に反応プレートの凹部の内壁と突起との間の空間にうまく収容されないことがある。そうなると、弾性体プレートの裏面側に反り返ったバリが弾性体プレートと反応プレートとの間に留まり、その部分の弾性体プレートが反応プレートから浮いてしまい、弾性体プレートと反応プレートの密着性が低下する。

そこで、上記の問題を解決するために、弾性体プレートの貫通部を、反応プレート側が突起で貫通可能な程度に薄い膜で閉じられた凹部とする方法が挙げられる。この方法によれば、貫通膜の縁にできるバリの代わりに突起で貫通可能な薄い膜をあえて形成することにより、バリが弾性体プレーとの裏面側に反り返ることを防止する。突起の貫通により裂けた膜は弾性体プレートの裏面側に反り返ることなく突起に纏わり付くため、保持プレートを反応プレートに固定する際に反応プレートの凹部の内壁と突起との間にできる空間に突起の貫通により裂けた膜を確実に収容することができる。

好ましい形態では、注入流路は計量流路よりも細く、主流路及び計量流路に液体が導入されるときの液体導入圧力並びに主流路内の液体がパージされるときのパージ圧力では液体を通さず、それらよりも加圧状態で液体を通すことのできる流路抵抗をもつ大きさに設定されている。この場合、反応室への液体の注入は、注入流路の流路抵抗を利用して加圧により行なわれるので、パッシブバルブと呼ばれる。パッシブバルブでは弾性体プレートと反応プレートの間の液密を保った密着状態を維持することがより重要になる。

注入流路の水滴に対する接触角を９０度以上とし、注入流路と計量流路の境界の面積は１〜１０００００００μｍ²とすることができる。ここで、注入流路が複数の流路により構成されている場合には、上記の面積は注入流路を構成する複数の流路それぞれの計量流路との境界の面積を意味する。このような条件を満たしている場合には、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。

弾性体プレートは反応室に接続された反応室エアー抜き流路をさらに備えていることが好ましい。その場合には、注入流路から反応室に液を注入する際に、注入された液量に相当する空気を反応室から排出することができるので、反応室への液注入が容易になる。

主流路、個別流路及び反応室エアー抜き流路は全体として閉流路になっていることが好ましい。その場合は外部からサンプルに異物が侵入するのを阻止することができるとともに、この反応容器内での反応生成物が外部環境を汚染するのも阻止することができる。

主流路は各個別流路への分岐部の下流に流路が狭くなった部分が形成されており、その流路が狭くなった部分の流路抵抗は計量流路の流路抵抗よりは大きく、注入流路の流路抵抗よりは小さくなるように設定されていることが好ましい。その場合は、主流路に液を供給すると、流路抵抗に従って上流側の計量流路から順に液が供給されていく。すなわち、最上流側の計量流路に送液され、その計量流路に液が充填されるまでは液は主流路を通って下流に流れることはない。その計量流路に液が充填されると、その計量流路との分岐位置の主流路の流路抵抗が注入流路の流路抵抗よりも小さいために、液は主流路を通って次の下流の計量流路へと供給されていく。このようにして最下流の計量流路まで順に液が充填されていく。その後、主流路に残った液を加圧空気でパージし、主流路全体に空気圧で加圧すれば、各計量流路に充填されていた液がそれぞれの反応室に同時に注入される。

反応プレートは密閉可能に設けられたサンプル導入口を介して外部からサンプルを注入でき、主流路に接続されるサンプル導入部をさらに備えていることが好ましい。そして、そのサンプル導入口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封止されていることが好ましい。これにより、弾性部材を介してサンプル導入部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導入部外に漏れるのを防止することができる。

サンプル導入部は容器を形成していて、その容器には予めサンプル前処理液又は試薬を封入しておいてもよい。その場合には、サンプル導入部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。

反応プレートは試薬容器をさらに備えていてもよく、その試薬容器に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することができる。その場合には、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。

反応プレートは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おくことができる。その場合は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。そして、遺伝子増幅容器を備えている場合でも遺伝子増幅反応を閉じた空間内で行い、分析終了後はその空間を閉じたまま廃棄処理をすることができるようにすれば、外部からの汚染を阻止できるとともに、他のサンプルを汚染することも阻止することができる。

この反応容器はシリンダ、及びシリンダ内に配置されたプランジャを含むシリンジをさらに備えていてもよい。そのシリンジを主流路及び他の流路に切り替えて接続するための切替えバルブをさらに備えていることが好ましい。その切替えバルブの一例はロータリー式バルブである。

反応室はその底部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ことが好ましい。その場合には、反応室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、反応室は反応室流路に導入される液体に検出しようとする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、反応室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。

本発明にかかる反応容器では、抜け止め用の突起で保持プレートを反応プレートに固定することにより弾性体プレートを反応プレートに対して固定したので、時間が経っても弾性体プレートと反応プレートとの間の液密を維持することができるようになる。その結果、液漏れによって計量流路に液を送液することができなくなるという不都合は生じない。また、複数の反応室に液を注入する際に全ての注入流路に均一に圧力をかけることができるようになって、全ての反応室に同時に液を注入できるようになり、結果として分析精度が向上する。

また、抜け止め用の突起で保持プレートを反応プレートに固定する作業は単に嵌めこむだけですむので、位置合わせなどの調整も不要で、この反応容器の組立作業の作業性がよくなる。

図１は反応容器の一実施例を示す図であり（Ａ）は概略的な平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面に計量流路１５、注入流路１７、反応室エアー抜き流路１９，２１、液体ドレイン空間２９、エアードレイン空間３１及びベローズ５３の断面を加えた概略的な断面図、（Ｃ）はシリンジ５１及びベローズ５３近傍を拡大して示す概略的な断面図である。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概略的な分解斜視図である。図３はこの実施例の１つの反応室近傍を示す概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は断面図である。図４はサンプル容器を拡大して示した図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。図５は試薬容器を拡大して示した図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ位置での断面図である。図６はエアー吸引用容器を拡大して示した図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ位置での断面図である。

図１から図６を参照して反応容器の一実施例について説明する。
反応容器１は反応プレート３の一表面に開口部をもつ複数の反応室５を備えている。この実施例では６×６個の反応室５が千鳥状に配列されている。反応室５内に試薬７及びワックス９が収容されている。

反応室５を含む反応プレート３の材質は特に限定されるものではないが、反応容器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。反応室５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、反応プレート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。反応プレート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反応プレート３の厚さは薄い方が好ましい。

図１及び図３を参照して説明すると、反応プレート３上に反応室５の配列領域を覆って弾性体プレート１１が配置されている。弾性体プレート１１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。弾性体プレート１１の厚みは例えば１.０〜５.０ｍｍである。弾性体プレート１１は反応プレート３との接合面に溝を備えている。その溝と反応プレート３の表面によって、主流路１３、計量流路１５、注入流路１７、反応室エアー抜き流路１９，２１、ドレイン空間エアー抜き流路２３，２５が形成されている。主流路１３、計量流路１５及び注入流路１７は反応室流路を構成する。弾性体プレート１１の反応プレート３との接合面には、反応室５上に配置された凹部２７も形成されている。図１（Ａ）及び図３（Ａ），（Ｂ）では弾性体プレート１１について溝及び凹部のみを図示している。

主流路１３は１本の流路からなり、すべての反応室５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１３の一端は反応プレート３に設けられた貫通孔からなる流路１３ａに接続されている。流路１３ａは後述する切替えバルブ６３のポートに接続されている。主流路１３の他端は反応プレート３に形成された液体ドレイン空間２９に接続されている。主流路１３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１３は、計量流路１５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１５は主流路１３から分岐して反応室５ごとに設けられている。計量流路１５の主流路１３とは反対側の端部は反応室５の近傍に配置されている。計量流路１５を構成する溝の深さは例えば４００μｍである。計量流路１５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１５の主流路１３に接続されている部分の幅寸法は、上述の主流路１３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１３の一端から流れてくる液体に対して、計量流路１５が分岐している部分では主流路１３の方が計量流路１５よりも流路抵抗が大きくなっている。主流路１３の一端から流れてくる液体は、まず計量流路１５に流れ込み、計量流路１５が液体で充填された後、主流路１３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１７も反応室５ごとに設けられている。注入流路１７の一端は計量流路１５に接続されている。注入流路１７の他端は反応室５上に配置された凹部２７に接続されて反応室５上に導かれている。注入流路１７は、反応室５内と注入流路１７内で圧力差がない状態で反応室５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１７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１７を構成する溝と計量流路１５の境界の面積、すなわち注入流路１７を構成する溝の断面積は２００μｍ²である。また、凹部２７は深さが例えば４００μｍであり、平面形状は反応室５よりも小さい円形である。

反応室エアー抜き流路１９は反応室５ごとに設けられている。反応室エアー抜き流路１９の一端は反応室５上に配置された凹部２７に注入流路１７とは異なる位置で接続されて反応室５上に配置されている。反応室エアー抜き流路１９は、反応室５内と反応室エアー抜き流路１９内で圧力差がない状態で反応室５内の液密を保つ寸法で形成されている。反応室エアー抜き流路１９の他端は反応室エアー抜き流路２１に接続されている。この実施例では、反応室エアー抜き流路１９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。

反応室エアー抜き流路２１はこの実施例では複数本設けられている。それぞれの反応室エアー抜き流路２１には複数の反応室エアー抜き流路１９が接続されている。反応室エアー抜き流路２１は反応室エアー抜き流路１９を反応プレート３に形成されたエアードレイン空間３１に接続するためのものである。反応室エアー抜き流路２１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２３は液体ドレイン空間２９を後述する切替えバルブ６３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２３の一端は液体ドレイン空間２９上に配置されている。ドレイン空間エアー抜き流路２３の他端は反応プレート３に設けられた貫通孔からなる流路２３ａに接続されている。流路２３ａは後述する切替えバルブ６３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２３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２５はエアードレイン空間３１を後述する切替えバルブ６３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２５の一端はエアードレイン空間３１上に配置されている。ドレイン空間エアー抜き流路２５の他端は反応プレート３に設けられた貫通孔からなる流路２５ａに接続されている。流路２５ａは後述する切替えバルブ６３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２５を構成する溝の寸法は例えば深さが４００μｍ、幅が５００μｍである。

弾性体プレート１１上に保持プレート３３（図１（Ａ）での図示は省略している。）が配置されている。保持プレート３３は弾性体プレート１１を反応プレート３に固定するためのものである。保持プレート３３には反応室５上の位置に貫通孔が形成されている。

図１及び図４を参照して説明すると、反応室５の配列領域及びドレイン空間２９，３１とは異なる位置で反応プレート３にサンプル容器３５、試薬容器３７及びエアー吸引用容器３９が形成されている。サンプル容器３５、試薬容器３７及びエアー吸引用容器３９は本発明の反応容器の封止容器を構成する。

サンプル容器３５近傍の反応プレート３に、サンプル容器３５の底部から裏面に貫通しているサンプル流路３５ａ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３５ｂが形成されている。サンプル容器３５の開口部周囲の反応プレート３上に突起部３５ｃが配置されている。サンプル容器エアー抜き流路３５ｂ上の突起部３５ｃに貫通孔からなるサンプル容器エアー抜き流路３５ｄが形成されている。突起部３５ｃの表面にサンプル容器３５とサンプル容器エアー抜き流路３５ｄを連通しているサンプル容器エアー抜き流路３５ｅが形成されている。

サンプル容器エアー抜き流路３５ｅ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３５内とサンプル容器エアー抜き流路３５ｄ内で圧力差がない状態でサンプル容器３５の液密を保つためのものである。突起部３５ｃ上にサンプル容器３５及びエアー抜き流路３５ｄを覆って弾性部材であるセプタム４１が形成されている。セプタム４１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４１上にセプタム４１を固定するためのセプタムストッパ４３が配置されている。セプタムストッパ４３はサンプル容器３５上に開口部をもつ。この実施例ではサンプル容器３５内に予め試薬４５が収容されている。

図５に示すように、試薬容器３７近傍の反応プレート３に、試薬容器３７の底部から裏面に貫通している試薬流路３７ａ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３７ｂが形成されている。試薬容器３７の開口部周囲の反応プレート３上に突起部３７ｃが配置されている。試薬容器エアー抜き流路３７ｂ上の突起部３７ｃに貫通孔からなる試薬容器エアー抜き流路３７ｄが形成されている。突起部３７ｃの表面に試薬容器３７と試薬容器エアー抜き流路３７ｄを連通している試薬容器エアー抜き流路３７ｅが形成されている。

試薬容器エアー抜き流路３７ｅ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３７内と試薬容器エアー抜き流路３７ｄ内で圧力差がない状態で試薬容器３７の液密を保つためのものである。突起部３７ｃ上に試薬容器３７及びエアー抜き流路３７ｄを覆って例えばアルミニウムからなるフィルム４７が形成されている。試薬容器３７内に希釈水４９が収容されている。

図６に示すように、エアー吸引用容器３９は試薬容器３７と同様の構成をもつ。すなわち、エアー吸引用容器３９近傍の反応プレート３に、エアー吸引用容器３９の底部から裏面に貫通しているエアー吸引用流路３９ａ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３９ｂが形成されている。エアー吸引用容器３９の開口部周囲の反応プレート３上にエアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｄ，３９ｅを備えた突起部３９ｃが配置されている。突起部３９ｃ上に例えばアルミニウムからなるフィルム４７が形成されている。エアー吸引用容器３９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。

弾性体プレート１１を保持プレート３３によって反応プレートに固定する構造を図７を参照して説明する。図７（Ａ）は保持プレートの抜け止め用の突起を示す断面図、（Ｂ）は保持プレートの抜け止め用の突起に対応する反応プレート上及び弾性体プレート上の位置を示す断面図、（Ｃ）は抜け止め用の突起により保持プレート及び弾性体プレートを反応プレートに固定した状態を示す断面図である。なお、（Ｂ）において反応プレート３と弾性体プレート１１を対応させて説明するために両プレート３，１１を重ねた状態で図示しているが、実際にはこの状態から保持プレート３３を反応プレート３に固定するのではなく、保持プレート３３に弾性体プレート１１を先に固定してから保持プレート３３を反応プレート３に固定するものである。

保持プレート３３は反応プレート３側の面に抜け止め用の複数の突起１００を備えている。突起１００は図１（Ａ）に示されているように、各反応室の注入流路１７の近傍と、反応室が配置されている領域の周囲の適当な位置に設けられている。突起１００は円柱状の軸の先端に軸径よりも大きい径をもつ球面状の膨張部１００ａを備えている。膨張部１００ａは基端部側に軸の周面から垂直方向に突出した面からなる引掛り部１００ｃを備えている。ここで、突起１００の「軸」とは突起１００の基端部から引掛り部１００ｃまでを意味する。

膨張部１００ａはその先端から基端部側に延びた切欠き１００ｂを備えている。突起１００の切欠き１００ｂは弾性力によって開いた状態を維持するようになっており、外部からの力によって閉じられたときは開く方向に復元力が作用する。膨張部１００ａの最大部分の外径は切欠き１００ｂが閉じたときに突起１００の軸径よりも小さくなるように、膨張部１００ａの外径及び切欠き１００ｂの開閉幅が設定されている。

弾性体プレート１１の各突起１００に対応する位置に、反応プレート３側が突起１００で貫通できる程度に薄い膜１１０ａで閉じられた凹部からなる貫通部１１０が形成されている。貫通部１１０を構成する凹部の内径は突起１００の膨張部１００ａの外径以上に設定されている。膜１１０ａは弾性体プレート１１と一体成型されたものであり、その膜厚は例えば１００μｍである。

反応プレート３の弾性体プレート１１側の面の各突起１００に対応する位置の弾性体プレート１１側に凹部１１０の内径と同程度の大きさの内径をもつ凹部１２４が設けられ、凹部１２４の底面に突起１００を通すための貫通穴１２０が設けられている。穴１２０は反応プレート３の弾性体プレート１１とは反対側の面に設けられた係合部１２２に開けられたものである。穴１２０の内径は切欠き１００ｂが閉じているときの膨張部１００ａの外径よりも大きく、切欠き１００ｂが開いているときの膨張部１００ａの外径及び膨張部１００ａ付近の軸径よりも小さく設定されている。

突起１００の軸の長さは、反応プレート３と弾性体プレート１１を重ねたときの弾性体プレート１１の保持プレート３３側表面から反応プレート３の係合部１２２の表面までの長さと同じか又はそれよりも僅かに短く設定されている。

弾性体プレート１１を保持プレート３３に固定するには、突起１００を貫通部１１０に通す。このとき貫通部１１０の膜１１０ａは突起１００によって貫通される。ところで、弾性体プレート１１と保持プレート３３との位置決めは、弾性体プレート１１の保持プレート３３との対向面の適当な位置に形成された凹部１１２と、保持プレート３３の弾性体プレート１１との対向面で弾性体プレート１１の凹部１１２に対応する位置に形成された凸部１０６によってなされる。すなわち、弾性体プレート１１を保持プレート３３に固定するときに凹部１１２に凸部１０６を嵌め込むことにより、弾性体プレート１１が保持プレート３３に対して位置決めされる。

次に、弾性体プレート１１を保持した保持プレート３３を反応プレート３に固定するには、図７（Ｃ）に示されているように、保持プレート３３の突起１００を反応プレート３の穴１２０に挿入する。突起１００の切欠き１００ｂは、膨張部１００ａ表面と穴１２０の内壁との接触により閉じ、膨張部１００ａが穴１２０を完全に通過したところで軸の周面が穴１００の内壁に接触するまで開く。これにより、保持プレート３３は反応プレート３に対する位置決めがなされ、さらには、引掛り部１００ｃと係合部１２２の表面が係合するため、突起１００は穴１２０に挿入された状態で固定される。

突起１００が穴１２０に挿入された状態において、凹部１２４の内壁と突起１００の軸の周面との間に隙間が生じている。この隙間に突起１００による貫通によって裂けた貫通部１１０の膜１１０ａが全て収容されるように、凹部１２４の内径及び深さが設定されている。すなわち凹部１２４は、突起１００の貫通によって裂けた膜１１０ａが逃げる空間を確保するために設けられたものである。このような空間１２４を反応プレート３に設けておくことにより、突起１００の貫通によって裂けた膜１１０ａが弾性体プレート１１と反応プレート３との間に留まることを防止できる。

なお、弾性体プレート１１の貫通部１１０は貫通穴であってもよいが、反応プレート３側に薄い膜１１０ａが形成されているほうが好ましい。弾性体プレート１１は貫通部１１０とともに成型により製作するが、貫通部１１０を貫通穴として形成しようとしてもシリコーンやＰＤＭＳなどの成型材料の流動性によって貫通部１１０の縁にバリが形成されることがある。形成されたバリが貫通部１１０の内側にあれば、貫通部１１０に突起１００を通したときにバリが突起に纏わり付き、保持プレート３３を反応プレート３に固定する際に反応プレート３の凹部１２４の内壁と突起１００との間の空間にバリが収容されるので、弾性体プレート１１と反応プレート３との間にバリが留まることはない。ところが、貫通部１１０の縁に形成されたバリが弾性体プレート１１の裏面側に反り返ってしまうと、その貫通部１１０に突起１００を通した後も弾性体プレート１１の自己吸着性によってバリが反り返ったままになり、保持プレート３３を反応プレート３に固定する際に反り返ったバリが弾性体プレート１１と反応プレート３との間に留まる虞がある。この実施例に示されているように、弾性体プレート１１の各貫通部１１０に膜１１０ａが形成されていれば、突起１００の貫通により裂けた膜１１０ａは突起１００に纏わり付いて凹部１２４の内壁と突起１００との間の空間に確実に収容されるため、保持プレート３３を反応プレート３に固定する際に突起１００の貫通で裂けた膜１１０ａが弾性体プレート１１と反応プレート３との間に留まることはない。

反応プレート３、弾性体プレート１１及び保持プレート３３の間の固定と位置決めのための突起１００、凹部１１２、凸部１０６、貫通部１１０及び穴１２０は、動作の説明や他の実施例では図示と説明を省略しているが、図１及び図７に記載のものと同じものを備えている。

図１及び図２を参照して説明を続けると、反応室５の配列領域、ドレイン空間２９，３１及び容器３５，３７，３９とは異なる位置の反応プレート３の表面にシリンジ５１が設けられている。シリンジ５１は反応プレート３に形成されたシリンダ５１ａとシリンダ５１ａ内に配置されたプランジャ５１ｂとカバー体５１ｄにより形成されている。反応プレート３にシリンダ５１ａの底部に設けられた吐出口から裏面に貫通しているシリンジ流路５１ｃが形成されている。

カバー体５１ｄはプランジャ５１ｂの摺動方向に可撓性をもち、シリンダ５１ａとプランジャ５１ｂに接続されている。カバー体５１ｄは、シリンダ５１ａの内壁のプランジャ５１ｂが接触する部分をシリンダ５１ａ外の雰囲気とは気密性を保って遮断するためのものであり、シリンダ５１ａとプランジャ５１ｂとカバー体５１ｄで囲まれた封止空間５１ｅを形成している。シリンダ５１ａに接続される側のカバー体５１ｄの端部はシリンダキャップ５１ｆによりシリンダ５１ａの上端に気密性を確保して固定されている。また、プランジャ５１ｂに接続される側のカバー体５１ｄの端部は接着剤によりプランジャ５１ｂの上面に気密性を確保して接続されている。ただし、カバー体５１ｄをシリンダ５１ａ、プランジャ５１ｂに接続する方法及び位置はこれに限定されるものではない。

このように、カバー体５１ｄは、シリンダ５１ａとプランジャ５１ｂに接続されてシリンダ５１ａとプランジャ５１ｂとカバー体５１ｄで囲まれた封止空間５１ｅを形成しているので、シリンダ５１ａとプランジャ５１ｂの間を介しての、外部からの異物の進入や、液体の外部への環境汚染が防ぐことができる。なお、カバー体５１ｄはプランジャ５１ｂの摺動方向に可撓性をもつので、プランジャ５１ｂの摺動動作は可能である。

この実施例ではプランジャ５１ｂとカバー体５１ｄは別々の部材により形成されているが、プランジャとカバー体は一体成形されたものであってもよい。一体成形されたプランジャとカバー体の材料として例えばシリコーンゴムを挙げることができる。

反応プレート３には、反応室５の配列領域、ドレイン空間２９，３１、容器３５，３７，３９及びシリンジ５１とは異なる位置にベローズ５３も設けられている。ベローズ５３は内部空間が封止されており、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、例えば反応プレート３に設けられた貫通孔５３ａ内に配置されている。

反応室５の配列領域とは異なる位置で反応プレート３の裏面に容器ボトム５５が取り付けられている。容器ボトム５５にはベローズ５３に連通する位置にエアー抜き流路５３ｂが設けられている。ベローズ５３は容器ボトム５５の表面に密着して接続されている。容器ボトム５５は流路１３ａ，２３ａ，２５ａ，３５ａ，３５ｂ，３７ａ，３７ｂ，３９ａ，３９ｂ，５１ｃ，５３ｂを所定のポート位置に導くためのものである。

反応プレート３容器及びボトム５５に、一端が封止空間５１ｅに接続され、他端がベローズ５３にされたシリンジエアー抜き流路５３ｃが設けられている。図１（Ａ）でのシリンジエアー抜き流路５３ｃの図示は省略している。
このように、一端が封止空間５１ｅに接続され、他端がベローズ５３されているシリンジエアー抜き流路５３ｃを備えているので、封止空間５１ｅを反応容器１外部雰囲気とは遮断しつつ、プランジャ５１ｂが摺動するときに封止空間５１ｅの内部容量の変化にともなう封止空間５１ｅ内部の圧力変化を緩和することができ、プランジャ５１ｂを円滑に摺動させることができる。

容器ボトム５５の反応プレート３とは反対側の面に円盤状のシール板５７、ロータアッパー５９及びロータベース６１からなるロータリー式の切替えバルブ６３が設けられている。切替えバルブ６３はロック６５により容器ボトム５５に取り付けられている。

シール板５７は、その周縁部近傍に設けられ、流路１３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれかに接続される貫通孔５７ａと、それよりも内側の同心円上で流路２３ａ，２５ａ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂ，５３ｂのうち少なくとも２つ接続される貫通溝５７ｂと、中心に設けられ、シリンジ流路５１ｃに接続される貫通孔５７ｃを備えている。

ロータアッパー５９は、シール板５７の貫通孔５７ａと同じ位置に設けられた貫通孔５９ａと、シール板５７の貫通溝５７ｂに対応して表面に設けられた溝５９ｂと、中心に設けられた貫通孔５９ｃを備えている。

ロータベース６１はその表面に、ロータアッパー５９の周縁部と中心に配置された２つの貫通孔５９ａ，５９ｃを接続するための溝６１ａを備えている。

切替えバルブ６３の回転により、シリンジ流路５１ｃが流路１３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれかに接続されるのと同時に、エアー抜き流路５３ｂが流路２３ａ，２５ａ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂのうちの少なくともいずれかに接続される。

図１（Ａ）に示した切替えバルブ６３の位置は、シリンジ流路５１ｃは流路１３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれにも接続されておらず、エアー抜き流路５３ｂも流路２３ａ，２５ａ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂ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１では、注入流路１７は反応室５内と注入流路１７内で圧力差がない状態で反応室５の液密を保つように形成されている。反応室エアー抜き流路１９も反応室５内と反応室エアー抜き流路１９内で圧力差がない状態で反応室５の液密を保つように形成されている。反応室流路の主流路１３と、主流路１３が接続された液体ドレイン空間２９及びドレイン空間エアー抜き流路２３は切替えバルブ６３の切替えにより密閉可能になっている。容器３５，３７，３９はセプタム４１又はフィルム４７で封止されている。容器３５，３７，３９に接続された流路３５ａ，３５ｂ，３７ａ，３７ｂ，３９ａ，３９ｂは切替えバルブ６３の切替えにより密閉可能になっている。エアー抜き流路５３ｂの一端はベローズ５３に接続されて密閉されている。このように、反応容器１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５３を備えていない構成であってエアー抜き流路５３ｂが反応容器１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６３の切替えによりエアー抜き流路５３ｂを反応容器１内部の容器及びエアー抜き流路５３ｂ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８は図１に示した反応容器１を処理するための反応処理装置を反応容器１とともに示す断面図である。反応容器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室５の温度調整をするための温調機構６７と、シリンジ５１を駆動するためのシリンジ駆動ユニット６９と、切替えバルブ６３を切り替えるための切替えバルブ駆動ユニット７１を備えている。

図９から図１５は、サンプル容器３５からサンプル液を反応室５に導入する動作を説明するための平面図である。図１及び図９から図１５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３５上のセプタム４１を貫通して例えば５μＬのサンプル液をサンプル容器３５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４１の貫通孔はセプタム４１の弾性により閉じられる。

シリンジ駆動ユニット６９をシリンジ５１のプランジャ５１ｂに接続し、切替えバルブ駆動ユニット７１を切替えバルブ６３に接続する。
図９に示すように、図１（Ａ）に示した切替えバルブ６３の状態から切替えバルブ６３を回転させてサンプル流路３５ａとシリンジ流路５１ｃを接続し、サンプル容器エアー抜き流路３５ｂをエアー抜き流路５３ｂに接続する。このとき、エアー抜き流路３７ｂ，３９ｂもエアー抜き流路５３ｂに接続される。サンプル容器３５には例えば４５μＬの試薬４５が収容されている。

シリンジ５１のプランジャ５１ｂを摺動させてサンプル容器３５内のサンプル液及び試薬４５を混合させる。その後、サンプル容器３５内の混合液を切替えバルブ６３内の流路、シリンジ流路５１ｃ及びシリンジ５１内に例えば１０μＬだけ吸引する。このとき、サンプル容器３５はエアー抜き流路３５ｅ，３５ｄ，３５ｂ、切替えバルブ６３及びエアー抜き流路５３ｂを介してベローズ５３に接続されているので、サンプル容器３５内の気体容量の変化にともなってベローズ５３が伸縮する。また、プランジャ５１ｂの摺動により、カバー体５１ｄが変形して封止空間５１ｅ（図１（Ｃ）参照。）の内部容量が変化する。封止空間５１ｅはシリンジエアー抜き流路５３ｃを介してベローズ５３に接続されているので、封止空間５１ｅの内部容量の変化によってもベローズ５３が伸縮する。以下に説明する動作工程でも、プランジャ５１ｂの摺動による封止空間５１ｅの内部容量の変化にともなってベローズ５３が伸縮する。

図１０に示すように、切替えバルブ６３を回転させて試薬流路３７ａとシリンジ流路５１ｃを接続し、試薬容器エアー抜き流路３７ｂをエアー抜き流路５３ｂに接続する。試薬容器３７には例えば１９０μＬの希釈水４９が収容されている。切替えバルブ６３内の流路、シリンジ流路５１ｃ及びシリンジ５１内に吸引した混合液を試薬容器３７内に注入し、シリンジ５１を摺動させて混合液と希釈水４９と混合する。その希釈混合液を切替えバルブ６３内の流路、シリンジ流路５１ｃ及びシリンジ５１内に例えば全部、すなわち２００μＬ吸引する。このとき、試薬容器３７はエアー抜き流路３７ｅ，３７ｄ，３７ｂ、切替えバルブ６３及びエアー抜き流路５３ｂを介してベローズ５３に接続されているので、試薬容器３７内の気体容量の変化にともなってベローズ５３が伸縮する。

図１１に示すように、切替えバルブ６３を回転させて、主流路１３の一端に接続された流路１３ａとシリンジ流路５１ｃを接続し、液体ドレイン空間２９、エアードレイン空間３１に接続された流路２３ａ，２５ａをエアー抜き流路５３ｂに接続する。シリンジ５１を押出し方向に駆動させて、切替えバルブ６３内の流路、シリンジ流路５１ｃ及びシリンジ５１内に吸引した希釈混合液を主流路１３に送る。流路１３ａ側から主流路１３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１３ａ側から順に計量流路１５を満たし、液体ドレイン空間２９に到達する。希釈混合液が主流路１３及び計量流路１５に導入されるときの導入圧力状態では、注入流路１７は、気体は通すが希釈混合液を通さない。計量流路１５への希釈混合液の充填にともなって計量流路１５の気体は注入流路１７を介して反応室５内へ移動する。この気体の移動にともない、反応室５内の気体の一部は反応室エアー抜き流路１９，２１へ移動する。さらに反応室エアー抜き流路１９からベローズ５３までの流路内の気体は順次ベローズ５３側へ移動する（白抜き矢印参照）。また、液体ドレイン空間２９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２９からベローズ５３までの流路内の気体は順次ベローズ５３側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ５３は膨張する。

図１２に示すように、切替えバルブ６３を回転させてエアー吸引用流路３９ａとシリンジ流路５１ｃを接続し、エアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂをエアー抜き流路５３ｂに接続する。シリンジ５１を吸引側に駆動させてエアー吸引用容器３９内の気体を切替えバルブ６３内の流路、シリンジ流路５１ｃ及びシリンジ５１内に吸引する。このとき、エアー吸引用容器３９はエアー抜き流路３９ｅ，３９ｄ，３９ｂ、切替えバルブ６３及びエアー抜き流路５３ｂを介してベローズ５３に接続されているので、エアー吸引用容器３９内の減圧にともなってベローズ５３が収縮する（白抜き矢印参照）。

図１３に示すように、切替えバルブ６３を回転させて、図１１の接続状態と同じく、流路１３ａとシリンジ流路５１ｃを接続し、流路２３ａ，２５ａをエアー抜き流路５３ｂに接続する。シリンジ５１を押出し方向に駆動させて、切替えバルブ６３内の流路、シリンジ流路５１ｃ及びシリンジ５１内の気体を主流路１３に送って主流路１３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１７は希釈混合液を通さないので、計量流路１５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２９内に収容される。また、液体ドレイン空間２９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２９からベローズ５３までの流路内の気体は順次ベローズ５３側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ５３は膨張する。

図１４に示すように、切替えバルブ６３を回転させて、図１２の接続状態と同じく、エアー吸引用流路３９ａとシリンジ流路５１ｃを接続し、エアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂをエアー抜き流路５３ｂに接続する。シリンジ５１を吸引側に駆動させてエアー吸引用容器３９内の気体を切替えバルブ６３内の流路、シリンジ流路５１ｃ及びシリンジ５１内に吸引する。このとき、図１２を参照して説明したのと同様に、ベローズ５３が収縮する（白抜き矢印参照）。

図１５に示すように、切替えバルブ６３を回転させて、流路１３ａとシリンジ流路５１ｃを接続し、流路２５ａをエアー抜き流路５３ｂに接続する。この接続状態は、主流路１３の下流側端が接続された液体ドレイン空間２９が切替えバルブ６３内の流路に接続されていない点で図１１及び図１３に示した接続状態とは異なる。シリンジ５１を押出し方向に駆動させる。主流路１３の下流側端はベローズ５３には接続されていないので、主流路１３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１５内の希釈混合液が注入流路１７を通って反応室５内に注入される。希釈混合液が反応室５内に注入された後は主流路１３内の気体の一部は計量流路１５及び注入流路１７を介して反応室５内に流れ込む。このとき、反応室５は反応室エアー抜き流路１９，２１、エアードレイン空間３１、ドレイン空間エアー抜き流路２５ａ及びエアー抜き流路５３ｂを介してベローズ５３に接続されているので、反応室５、ベローズ５３間の気体は順次ベローズ５３側へ移動する（白抜き矢印参照）。これにより、ベローズ５３は膨張する。

切替えバルブ６３を図１の接続状態にして反応容器１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６７により反応室５を加熱してワックス９を融解させる。これにより、反応室５に注入された希釈混合液はワックス９の下に入り、希釈混合液と試薬７が混ざり反応する。このように、反応容器１によれば反応処理を密閉系で行なうことができる。

また、希釈混合液を反応室５内に注入する前に、温調機構６７により反応室５を加熱してワックス９を融解させておき、反応室５内への希釈混合液の注入時にワックス９が融解しているようにしてもよい。この場合、反応室５に注入された希釈混合液は直ちにワックス９の下に入り、希釈混合液と試薬７が混ざり反応する。切替えバルブ６３の接続状態が図１５の状態であっても、ベローズ５３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６３を図１の接続状態にすれば、反応容器１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６３を図１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７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７の反応終了後であってもよい。
このように、反応容器１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１３，１５，１７，１９，２１，２３を形成するための溝は弾性体プレート１１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反応プレート３表面に形成してもよい。

図１６は反応容器の他の実施例の反応室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、反応室ベースと弾性体プレートの間に流路スペーサを配置した以外の構成は図１から図１５を参照して説明した上記実施例と同じである。

反応プレート３上に反応室５の配列領域を覆って流路スペーサ７３が配置され、さらにその上に弾性体プレート１１、保持プレート３３がその順に配置されている。流路スペーサ７３は例えばＰＤＭＳやシリコーンゴムからなる。流路スペーサ７３の厚みは例えば０.５〜５.０ｍｍである。流路スペーサ７３は反応室５内に突出している凸部７５を反応室５ごとに備えている。凸部７５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７５の表面には超撥水処理が施されている。ただし、凸部７５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７３は凸部７５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７７を凸部７５の形成位置ごとに備えている。注入流路７７の内径は例えば５００μｍである。注入流路７７の弾性体プレート１１側の開口は弾性体プレート１１の注入流路１７に接続されている。なお、この実施例では図１から図１５を参照して説明した上記実施例と比較して弾性体プレート１１に凹部２７を備えていない。
さらに、流路スペーサ７３は弾性体プレート１１の反応室エアー抜き流路１９と反応室５を連通させるための貫通孔からなる反応室エアー抜き流路７９も備えている。

また、図示は省略するが、流路スペーサ７３は、主流路１３の両端部、反応室エアー抜き流路２１のエアードレイン空間３１側の端部、及びドレイン空間エアー抜き流路２３，２５の両端部に貫通孔を備え、それらの流路１３，２１，２３，２５を反応プレート３に設けられた容器２９，３１又は流路２３ａ，２５ｂに接続している。

この実施例では、注入流路７７の注入流路１５とは反対側の端部（注入流路の他端）は反応室５の内側上面に突出して形成された凸部７５の先端に配置されているので、注入流路１５，７７を通って反応室５に注入される液体が反応室５に滴下しやすくなる。

さらに、液体が注入流路７７を通って凸部７５の先端から吐出される際に凸部７５の先端に形成される液滴が反応室５の側壁に接触するように凸部７５の先端を反応室５の側壁近傍に配置すれば、反応室５の側壁を伝って液体を反応室５内に注入することができ、より確実に反応室５内に液体を注入することができる。ただし、凸部７５の形成位置は、凸部７５の先端に形成される液滴が反応室５の側壁には接触しない位置であってもよい。

図１７は反応容器のさらに他の実施例の反応室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１６を参照して説明した実施例と比べて、反応室５の内部に突起部８１をさらに備えている。突起部８１の先端は凸部７５の先端の下方に配置されている。これにより、凸部７５の先端に形成される液滴を反応室５内に導きやすくなる。特に、突起部８１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１８は反応容器のさらに他の実施例の反応室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１７を参照して説明した実施例と比べて、反応室５の側壁に形成された段差部８３と、反応室５の上面とは間隔をもって段差部８３の上面に形成された凸条部８５をさらに備えている。段差部８３及び凸条部８５は上方から見て環状に形成されている。凸条部８５の先端は反応室５の側壁とは間隔をもって配置されている。

凸条部８５の先端が反応室５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、反応室５の内部に収容された液体が反応室の側壁を伝って反応室５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８５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１８に示した段差部８３及び凸条部８５を備えた構成は図１６に示した実施例にも適用することができる。
また、図１６、図１７又は図１８を参照して説明した各実施例では、流路１３，１５，１７，１９，２１，２３を形成するための溝は弾性体プレート１１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７３の弾性体プレート１１側表面、流路スペーサ７３の反応プレート１１側表面、反応プレート３表面のいずれに形成されていてもよい。
また、シリンジ５１について、シリンダ５１ａの一部分が切替えバルブ６３の一部分によって形成されていてもよい。

図１９は反応容器のさらに他の実施例を示す図であり（Ａ）は概略的な平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面に計量流路１５、注入流路１７、反応室エアー抜き流路１９，２１、液体ドレイン空間２９、エアードレイン空間３１及びベローズ５３の断面を加えた概略的な断面図、（Ｃ）はシリンジ５１及びベローズ５３近傍を拡大して示す概略的な断面図である。図２０は切替えバルブの概略的な分解図であり、（Ａ）はシール板の平面図及び断面図、（Ｂ）はロータアッパーの平面図及び断面図、（Ｃ）はロータベースの平面図及び断面図を示す。

この実施例では、シリンジ８７のシリンダ８７ａは、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により形成されており、切替えバルブ９５のロータアッパー９１と一体成形されたものである。
シリンジ８７は、反応プレート３及び容器ボトム５５に形成された貫通孔内に配置されたシリンダ８７ａと、シリンダ８７ａ内に配置されたプランジャ８７ｂとカバー体８７ｄにより形成されている。

カバー体８７ｄはプランジャ８７ｂの摺動方向に可撓性をもち、シリンダ８７ａとプランジャ８７ｂに接続されている。カバー体８７ｄは、シリンダ８７ａの内壁のプランジャ８７ｂが接触する部分をシリンダ８７ａ外の雰囲気とは気密性を保って遮断するためのものであり、シリンダ８７ａとプランジャ８７ｂとカバー体８７ｄで囲まれた封止空間８７ｅを形成している。

シリンダ８７ａに接続される側のカバー体８７ｄの端部はシリンダキャップ８７ｆによりシリンダ８７ａの上端に気密性を確保して固定されている。また、プランジャ８７ｂに接続される側のカバー体８７ｄの端部は接着剤によりプランジャ８７ｂの上面に気密性を確保して接続されている。ただし、カバー体８７ｄをシリンダ８７ａ、プランジャ８７ｂに接続する方法及び位置はこれに限定されるものではない。また、プランジャとカバー体は一体成形されたものであってもよい。一体成形されたプランジャとカバー体の材料として例えばシリコーンゴムを挙げることができる。

このように、カバー体８７ｄは、シリンダ８７ａとプランジャ８７ｂに接続されてシリンダ８７ａとプランジャ８７ｂとカバー体８７ｄで囲まれた封止空間８７ｅを形成しているので、シリンダ８７ａとプランジャ８７ｂの間を介しての、外部からの異物の進入や、液体の外部への環境汚染が防ぐことができる。なお、カバー体８７ｄはプランジャ８７ｂの摺動方向に可撓性をもつので、プランジャ８７ｂの摺動動作は可能である。

図２０も参照してシリンジエアー抜き流路５３ｃ及び切替えバルブ９５について説明する。
切替えバルブ９５は、円盤状のシール板８９、ロータアッパー９１及びロータベース９３によって形成されている。切替えバルブ９５はロック６５により容器ボトム５５に取り付けられている。

シール板８９は、その周縁部近傍に設けられ、流路１３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれかに接続される貫通孔８９ａと、それよりも内側の同心円上で流路２３ａ，２５ａ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂ，５３ｂのうち少なくとも２つ接続される貫通溝８９ｂと、中心に設けられ、シリンダ８７ａが挿入される貫通孔８９ｃを備えている。容器ボトム５５に対向するシール板８９の面にはフッ素樹脂層（図示は省略）が形成されている。

ロータアッパー９１は、その一表面の中央部に設けられた円筒状のシリンダ８７ａと、シール板８９の貫通孔８９ａと同じ位置に設けられた貫通孔９１ａと、シール板８９の貫通溝８９ｂに対応して表面に設けられた溝９１ｂと、溝９１ｂ内に設けられた貫通孔９１ｃと、中心に設けられた貫通孔９１ｄを備えている。貫通孔９１ｄは、シリンダ８７ａの底部に設けられており、シリンダ８７ａの吐出口を構成する。

ロータアッパー９１には、シリンダ８７ａの上端面からロータアッパー９１の裏面まで貫通している貫通孔からなるシリンジエアー抜き流路５３ｃも形成されている。シリンダ８７ａの上端面にはシリンダ８７ａの内壁からシリンジエアー抜き流路５３ｃにつながる切欠きが形成されている。この切欠きにより、図１９（Ｃ）に示すように、シリンダ８７ａの上端面がカバー体８７ｄで覆われた状態で封止空間８７ｅとシリンジエアー抜き流路５３ｃが連通する。

ロータベース９３は、ロータアッパー９１の裏面と貼り合わされる表面に、ロータアッパー９１に形成された貫通孔９１ａと貫通孔９１ｄを接続するための溝９３ａと、ロータアッパー９１に形成されたシリンジエアー抜き流路５３ｃと９１ｃを接続するための溝９３ｂを備えている。

シール板８９、ロータアッパー９１、ロータベース９３は、図１９に示すように、シール板８９の貫通孔８９ｃにシリンダ８７ａが挿入され、重ね合わされて配置されて、切替えバルブ９５を形成する。

シリンダ８７ａの吐出口を構成する、ロータアッパー９１の貫通孔９１ｄは、ロータベース９３の溝９３ａ及びロータアッパー９１の貫通孔９１ａを介して、シール板８９の貫通孔８９ａに接続される。

封止空間８７ｅ（図１９参照）は、シリンジエアー抜き流路５３ｃ、ロータベース９３の溝９３ｂ、ロータアッパー９１の貫通孔９１ｃ及び貫通溝９１ｂを介して、シール板８９の貫通溝８９ｂに接続される。

図１９及び図２０を参照して流路接続について説明する。
切替えバルブ９５の回転により、シリンダ８７ａの吐出口を構成する、ロータアッパー９１の貫通孔９１ｄが溝９３ａ、貫通孔９１ａ及び貫通孔８９ａを介して、流路１３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれかに接続される。

また、貫通孔９１ｄが流路１３ａ，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれかに接続されるのと同時に、エアー抜き流路５３ｂが貫通溝８９ｂ，９１ｂを介して流路２３ａ，２５ａ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂのうちの少なくともいずれかに接続される。このとき、封止空間８７ｅはシリンダエアー抜き流路５３ｃ、溝９３ｂ、貫通孔９１ｃ及び貫通溝８９ｂ，９１ｂを介してエアー抜き流路５３ｂに接続される。

この実施例によれば、シリンジ８７と切替えバルブ９５の間の流路を無くすことができ、流路構成が簡単になる。
また、流路に継ぎ目がある場合には、継ぎ目部分で液体や気体の漏れが発生したり、継ぎ目部分に液だまりが発生したりすることがある。この実施例ではシリンダ８７ａとロータアッパー９１は一体成形されているので、シリンジ８７と切替えバルブ９５の間に流路の継ぎ目が無く、シリンジ８７と切替えバルブ９５の間での漏れや液だまりの発生を無くすことができる。

また、継ぎ目部分での液だまりが発生すると、送液する液体の容量減少の懸念や、液だまりの液体と送液される他の液体との混合による液体のキャリーオーバーや汚染、濃度変動の懸念などが生じるが、この実施例ではシリンジ８７と切替えバルブ９５の間でのこれらの懸念もなくすことができる。

また、切替えバルブ上にシリンジを配置する場合、図１に示したようにシリンジ５１と切替えバルブ６３の間に流路５１ｃが形成されていると、流路５１ｃが形成されている部分にはシリンダ５１ａを形成することができないが、図１９に示した実施例ではシリンジ８７と切替えバルブ９５の間に流路がないので、シリンダ５１ａ，８１ａの平面サイズが同じであってもシリンダ８７ａの容量をシリンダ５１ａに比べて大きくすることができる。

また、シリンダ８７ａをシリンダ５１ａと同じ容量で形成する場合、シリンダ８７ａの高さをシリンダ５１ａと同じ平面サイズでシリンダ５１ａに比べて低くしたり、シリンダ８７ａの平面サイズをシリンダ５１ａと同じ高さでシリンダ５１ａに比べて小さくしたりすることができる。

例えば反応容器１全体の平面サイズの制限からシリンダ５１ａの上端面を反応容器１全体の上面から突出して配置しなければならない場合であっても、シリンダ８７ａの高さをシリンダ５１ａと同じ容量及び平面サイズでシリンダ５１ａに比べて低くすることができるので、シリンダ８７ａの上端面を反応容器１全体の上面と同じ位置かそれよりも低い位置に配置することができる。これにより、シリンダの上端面が反応容器全体の上面から突出している場合の不具合、例えば複数の反応容器を積み重ねて保管する場合の不具合や、反応容器の包装が大きくなる等の不具合をなくすことができる。
また、シリンダ８７ａの平面サイズをシリンダ５１ａと同じ容量でシリンダ５１ａに比べて小さくすれば、反応容器１全体の平面サイズの縮小も可能である。

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、寸法、流路構成などは一例であり、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５３ｂに接続されたベローズ５３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５３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３５，３７，３９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３５ｅ，３７ｅ，３９ｅ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、封止容器としての容器３５，３７，３９に連通して設けられたエアー抜き流路３５ｂ，３７ｂ，３９ｂは切替えバルブ６３を介してエアー抜き流路５３ｂ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外部、又はベローズ５３等の容量可変部に直接接続されていてもよい。
また、容器３５，３７，３９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、上記実施例では反応プレート３は１つの部品により形成されているが、反応プレートは複数の部品によって形成されていてもよい。
また、反応室５内の試薬は乾燥試薬でもよい。
また、サンプル容器３５内や反応室５内に予め試薬は収容されていなくてもよい。
また、上記実施例では試薬容器３７に希釈水４９が収容されているが、希釈水４９に変えて試薬を収容するようにしてもよい。

また、反応プレート３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、試薬容器３７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、反応室５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、反応室５内で遺伝子増幅反応を行なうことができる。
また、主流路１３に導入される液体に遺伝子が含まれている場合、反応室５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、上記実施例では、シリンジ５１は切替えバルブ６３上に配置されているが、シリンジ５１を配置する位置は切替えバルブ６３上に限定されるものではなく、どこでもよい。
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６３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、上記実施例では、計量流路１５に充填された液体を注入流路１７を介して反応室５に注入する際に、エアーパージ後の主流路１３内を加圧して液体を反応室５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５１を用いて反応室エアー抜き流路２１内を陰圧にできるように流路構成を変更し、反応室エアー抜き流路２１内、ひいては反応室５内を陰圧にすることによって計量流路１５に充填された液体を注入流路１７を介して反応室５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１３内を陽圧にし、かつ反応室５内を陰圧にして、反応室５に液体を注入するようにしてもよい。

また、上記実施例では、１本の主流路１３を備え、すべての計量流路１５が主流路１３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。

本発明の反応容器において、主流路は密閉可能なものであるが、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、「主流路の両端が開閉可能になっている」とは、主流路の端部に他の空間が接続され、この他の空間の、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、流路１３ａや、液体ドレイン空間２９、ドレイン空間エアー抜き流路２３及び流路２３ａが上記他の空間に相当する。

また、本発明の反応容器において、反応室エアー抜き流路は密閉可能なものであるが、反応室エアー抜き流路の反応室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室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、「反応室エアー抜き流路の反応室とは反対側の端部が開閉可能になっている」とは、反応室エアー抜き流路の反応室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、反応室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、エアードレイン空間３１、ドレイン空間エアー抜き流路２５及び流路２５ａが上記他の空間に相当する。

このような態様では、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室内に注入された後、主流路の両端、及び反応室エアー抜き流路の反応室とは反対側の端部が閉じられて主流路及び反応室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。

反応容器の一実施例を示す図であり（Ａ）は概略的な平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面にベローズ、ドレイン空間、計量流路、注入流路及び反応室エアー抜き流路の断面を加えた概略的な断面図、（Ｃ）はシリンジ５１及びベローズ５３近傍を拡大して示す概略的な断面図、（Ｄ）は保持プレートを反応プレートに固定する抜け止め用の突起近傍の断面図で、（Ａ）におけるＸ−Ｘ線位置での断面図である。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つの反応室近傍を示す概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は断面図である。同実施例のサンプル容器を拡大して示した図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）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図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）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図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ位置での断面図である。（Ａ）は保持プレートの抜け止め用の突起を示す断面図、（Ｂ）は保持プレートの抜け止め用の突起に対応する反応プレート上及び弾性体プレート上の位置を示す断面図、（Ｃ）は抜け止め用の突起により保持プレート及び弾性体プレートを反応プレートに固定した状態を示す断面図である。反応容器を処理するための反応処理装置を反応容器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室に導入する動作を説明するための平面図である。図９に続く動作を説明するための平面図である。図１０に続く動作を説明するための平面図である。図１１に続く動作を説明するための平面図である。図１２に続く動作を説明するための平面図である。図１３に続く動作を説明するための平面図である。図１４に続く動作を説明するための平面図である。反応容器の他の実施例の反応室近傍を拡大して示す概略的な断面図である。反応容器のさらに他の実施例の反応室近傍を拡大して示す概略的な断面図である。反応容器のさらに他の実施例の反応室近傍を拡大して示す概略的な断面図である。反応容器のさらに他の実施例を示す図であり（Ａ）は概略的な平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面に計量流路１５、注入流路１７、反応室エアー抜き流路１９，２１、液体ドレイン空間２９、エアードレイン空間３１及びベローズ５３の断面を加えた概略的な断面図、（Ｃ）はシリンジ５１及びベローズ５３近傍を拡大して示す概略的な断面図である。同実施例の切替えバルブの概略的な分解図であり、（Ａ）はシール板の平面図及び断面図、（Ｂ）はロータアッパーの平面図及び断面図、（Ｃ）はロータベースの平面図及び断面図を示す。

符号の説明

１反応容器
３反応プレート
５反応室
１１弾性体プレート
１３主流路
１５計量流路
１７注入流路
１９，２１反応室エアー抜き流路
３５サンプル容器
３５ｂ，３５ｄ，３５ｅサンプル容器エアー抜き流路
３７試薬容器
３７ｂ，３７ｄ，３７ｅ試薬容器エアー抜き流路
３９エアー吸引用容器
３９ｂ，３９ｄ，３９ｅエアー吸引用容器エアー抜き流路
５１，８７シリンジ
５１ａ，８７ａシリンダ
５１ｂ，８７ｂプランジャ
５１ｄ，８７ｄカバー体
５１ｅ，８７ｅ封止空間
５３ベローズ（容量可変部）
５３ｃシリンジエアー抜き流路
６３，９５切替えバルブ
７３流路スペーサ
７５凸部
７７注入流路
７９反応室エアー抜き流路
１００突起
１００ａ膨張部
１００ｂ切欠き
１００ｃ引掛り部
１１０貫通部
１１０ａ膜
１２０穴
１２２係合部
１２４凹部

Claims

サンプルに反応を起こさせる複数の反応室を備えた反応プレートと、前記反応室の開口を閉じるように反応プレート上に被せられた弾性体プレートと、弾性体プレートを反応プレートに固定するために弾性体プレート上に配置された保持プレートとを備え、
弾性体プレートは反応プレートとの対向面に、サンプル又はその他の溶液を前記反応室に供給するための流路を備えており、前記流路は全ての反応室に共通の主流路及び主流路から分岐して各反応室につながる個別流路からなり、各個別流路は一定容量をもつ計量流路及び計量流路と反応室との間に設けられた注入流路からなっており、
保持プレートは反応プレート側の面に抜け止め用の複数の突起を備え、前記弾性体プレートの前記突起に対応する位置に前記突起で貫通可能な貫通部が設けられ、前記反応プレートの前記突起に対応する位置の前記弾性体プレート側に凹部が設けられ、その凹部の底面中央に前記突起を挿入するための、前記凹部よりも小さい径をもつ穴が設けられており、前記突起と穴は保持プレートを反応プレートに対して位置決めするとともに、保持プレートにより弾性体プレートを反応プレートに対して液密を保って固定するように位置と寸法が設定されている反応容器。
前記貫通部は、前記反応プレート側が前記突起で貫通可能な程度に薄い膜で閉じられた凹部である請求項１に記載の反応容器。
前記注入流路は計量流路よりも細く、前記主流路及び計量流路に液体が導入されるときの液体導入圧力並びに前記主流路内の液体がパージされるときのパージ圧力では液体を通さず、それらよりも加圧状態で液体を通すことのできる流路抵抗をもつ大きさに設定されている請求項１又は２に記載の反応容器。
前記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である請求項１から３のいずれか一項に記載の反応容器。
前記弾性体プレートは反応室に接続された反応室エアー抜き流路をさらに備え、
前記主流路、個別流路及び反応室エアー抜き流路は全体として閉流路になっている請求項１から４のいずれか一項に記載の反応容器。
前記主流路は各個別流路への分岐部の下流に流路が狭くなった部分が形成されており、その流路が狭くなった部分の流路抵抗は計量流路の流路抵抗よりは大きく、注入流路の流路抵抗よりは小さくなるように設定されている請求項１から５のいずれか一項に記載の反応容器。
前記反応プレートは密閉可能に設けられたサンプル導入口を介して外部からサンプルを注入でき、前記主流路に接続されるサンプル導入部をさらに備えている請求項１から６のいずれか一項に記載の反応容器。
前記サンプル導入口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７に記載の反応容器。
前記サンプル導入部は容器を形成しており、該容器には予めサンプル前処理液又は試薬が封入されている請求項７又は８に記載の反応容器。
前記反応プレート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試薬容器をさらに備えている請求項１から９のいずれか一項に記載の反応容器。
前記反応プレートは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請求項１から１０のいずれか一項に記載の反応容器。
該反応容器はシリンダ、及び前記シリンダ内に配置されたプランジャを含むシリンジをさらに備えている請求項１から１１のいずれか一項に記載の反応容器。
前記シリンジを前記主流路及び他の流路に切り替えて接続するための切替えバルブをさらに備えている請求項１から１２のいずれか一項に記載の反応容器。
前記切替えバルブはロータリー式バルブである請求項１３に記載の反応容器。
前記反応室はその底部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１４のいずれか一項に記載の反応容器。
前記反応室は検出しようとする遺伝子と反応するプローブを備えている請求項１から１５のいずれか一項に記載の反応容器。