JP4962575B2 - Reaction vessel - Google Patents
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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。 The present invention relates to a reaction vessel suitable for performing various analyzes and analyzes in the field of medical analysis and chemistry in the fields of biological analysis, biochemical analysis, or chemical analysis in general, and reaction processing for processing the reaction vessel. It is about the method.
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。
Moreover, as a trace liquid weighing structure capable of quantitatively handling a trace amount of liquid, a first channel and a second channel, a third channel opening in the channel wall of the first channel, A structure having a fourth channel having a property of opening the channel wall of the two channels and connecting one end of the third channel and the second channel so that capillary attraction is relatively difficult to work than the third channel. Some are provided (see, for example,
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。When a conventional microwell reaction vessel is used, the upper surface of the reaction vessel is open to the atmosphere. Therefore, foreign matter may enter the sample from the outside, and conversely, the reaction product may contaminate the external environment.
Further, in the trace liquid weighing structure disclosed in
Therefore, an object of the present invention is to provide a reaction vessel that can prevent entry of foreign matters from the outside of the reaction vessel and environmental contamination to the outside, and a reaction processing method using the reaction vessel.
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。 A reaction container according to the present invention reacts a reaction plate having a plurality of reaction chambers for causing a sample to react, an elastic plate placed on the reaction plate so as to close an opening of the reaction chamber, and an elastic plate. And a holding plate disposed on the elastic plate for fixing to the plate.
弾性体プレートは反応プレートとの対向面にサンプルを含む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。 The elastic plate is provided with a flow path for supplying a solution containing a sample to the reaction chamber on the surface facing the reaction plate. The flow path includes a main flow path common to all reaction chambers and individual flow paths that branch from the main flow path and connect to the reaction chambers. Each individual channel includes a metering channel having a constant capacity and an injection channel provided between the metering channel and the reaction chamber.
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。 It is necessary to maintain a close contact state between the elastic plate and the reaction plate while maintaining liquid tightness. Therefore, an elastic material such as silicone resin or PDMS (polydimethylsiloxane) is used as the elastic plate. By using such an elastic material, the elastic plate can be kept in close contact with the reaction plate by self-adsorption. However, as time passes, air enters the boundary between the elastic plate and the reaction plate, so that it becomes impossible to maintain liquid tightness or air tightness. If even a slight liquid leakage occurs, it may not be possible to send the liquid to the measuring channel. In addition, if air leaks at a part of the boundary between the elastic plate and the reaction plate, the pressure can be uniformly applied to all the injection channels when the liquid is injected into the plurality of reaction chambers by the pressurized air. The liquid cannot be injected into the reaction chamber.
そこで、本発明では、反応プレート、弾性体プレート及び保持プレートの間に、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固定機構を備えている。
そのような固定機構の第1の形態では、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。弾性体プレートにはその突起を通すための貫通穴が開けられ、反応プレートにはその突起が挿入される穴が開けられている。そ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。Therefore, in the present invention, a fixing mechanism is provided between the reaction plate, the elastic body plate, and the holding plate so as to fix the elastic body plate to the reaction plate by the holding plate while maintaining liquid tightness.
In the first form of such a fixing mechanism, the holding plate is provided with a plurality of protrusions for retaining on the surface on the reaction plate side. The elastic plate is provided with a through hole through which the protrusion is passed, and the reaction plate is provided with a hole into which the protrusion is inserted. The protrusions and the holes are positioned and dimensioned so that the holding plate is positioned with respect to the reaction plate and the elastic plate is fixed with respect to the reaction plate by the holding plate in a liquid-tight manner.
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。 In this way, the elastic plate is fixed to the reaction plate by fixing the holding plate to the reaction plate with the protrusion for preventing the drop, and the liquid tightness between the elastic plate and the reaction plate is maintained.
そのような固定機構の第2の形態では、保持プレートの反応プレート側の面には、少なくとも各流路が形成されている領域よりも外側に相当する外周領域に、先端部から一方向に突出した爪部を有し保持プレートと同一材質の複数の固定用突起が設けられている。弾性体プレートには固定用突起に対応する位置に固定用突起を通すための貫通穴が設けられている。反応プレートには固定用突起に対応する位置に固定用突起が挿入されて爪部と係合する穴が設けられている。固定用突起と反応プレートのその穴は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寸法が設定されている。 In the second form of such a fixing mechanism, the surface of the holding plate on the reaction plate side protrudes in one direction from the tip portion at least in the outer peripheral region corresponding to the outer side of the region where each flow path is formed. A plurality of fixing protrusions having the same claw portion and made of the same material as the holding plate are provided. The elastic plate is provided with a through hole for passing the fixing protrusion at a position corresponding to the fixing protrusion. The reaction plate is provided with a hole in which the fixing protrusion is inserted and engaged with the claw portion at a position corresponding to the fixing protrusion. The dimensions of the fixing projection and the hole of the reaction plate are set so that the elastic plate is fixed to the reaction plate in a liquid-tight manner by the holding plate.
このように、保持プレートの反応プレート側の面の少なくとも弾性体プレートにおいて各流路が形成されている領域よりも外側に相当する外周領域に複数の固定用突起を設け、それら固定用突起を利用して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位置決めしながら両プレートを均一に密着させて両プレート間の液密を保つことができる。 As described above, a plurality of fixing protrusions are provided in the outer peripheral region corresponding to the outer side of the region where each flow path is formed in at least the elastic plate on the reaction plate side surface of the holding plate, and these fixing protrusions are used. By fixing the holding plate to the reaction plate, it is possible to keep both plates uniformly in close contact with each other while positioning the elastic body plate with respect to the reaction plate, thereby maintaining liquid tightness between the two plates.
固定用突起は保持プレートと同一材質のもの、すなわち保持プレートと一体成型により形成されたものである。固定用突起自身は保持プレートと別に形成することも可能であるが、固定用突起と保持プレートとを一体成型で形成することにより、固定用突起を保持部プレートに装着する工程を省略することができ、コストの低減を図ることができる。 The fixing protrusion is made of the same material as the holding plate, that is, formed by integral molding with the holding plate. The fixing protrusion itself can be formed separately from the holding plate, but the step of mounting the fixing protrusion on the holding portion plate can be omitted by forming the fixing protrusion and the holding plate by integral molding. And cost reduction can be achieved.
弾性体プレートを正確に反応プレートに対して位置決めするとともに反応プレートに押し付けて高い液密性を得るためには、固定用突起が保持プレートの反応プレート側の面の外周領域よりも内側の領域において密に設けられていることが好ましい。しかし、一方向に突出した爪部をもつ固定用突起の成型ではスライド型を用いる必要があるため、突起と突起との間隔を大きくする必要があり、複数の固定用突起を密に配置することができない。そのため、弾性体プレートと反応プレートとの間のシール性能には限界がある。 In order to position the elastic body plate accurately with respect to the reaction plate and press it against the reaction plate to obtain high liquid tightness, the fixing protrusion is located in the area inside the outer peripheral area of the reaction plate side surface of the holding plate. It is preferable that they are provided densely. However, since it is necessary to use a slide mold when molding a fixing protrusion having a claw protruding in one direction, it is necessary to increase the distance between the protrusions, and a plurality of fixing protrusions must be arranged closely. I can't. Therefore, there is a limit to the sealing performance between the elastic plate and the reaction plate.
そこで、固定用突起は外周領域のみに設けられているようにし、保持プレートの反応プレート側の面で外周領域よりも内側の領域には、先端部に爪部をもたない、保持プレートと同一材質のシール用突起が設けられているようにするのが好ましい。弾性体プレートにはシール用突起に対応する位置にシール用突起を通すための貫通穴が設けられ、反応プレートには固定用突起に対応する位置に内径が固定用突起の外径と同径の穴が設けられているようにすることが好ましい。 Therefore, the fixing protrusions are provided only in the outer peripheral region, and the holding plate has the same surface as that of the holding plate that does not have a claw at the tip in the region inside the outer peripheral region on the reaction plate side surface. It is preferable that a sealing protrusion made of a material is provided. The elastic plate is provided with a through-hole for passing the sealing protrusion at a position corresponding to the sealing protrusion, and the reaction plate has an inner diameter equal to the outer diameter of the fixing protrusion at a position corresponding to the fixing protrusion. It is preferable that a hole is provided.
先端部に爪部をもたないシール用突起はスライド型を用いることなく成型できるため、保持プレートの反応プレート側の面の外周領域よりも内側の領域に密に配置することができる。このような嵌め合いストレートタイプのシール用突起を外周領域よりも内側の領域に密に配置することにより、弾性体プレートと反応プレートとの間のシール性能を高めることができる。 Since the sealing projection having no claw at the tip can be molded without using a slide mold, it can be densely arranged in a region inside the outer peripheral region of the reaction plate side surface of the holding plate. Sealing performance between the elastic plate and the reaction plate can be enhanced by densely arranging the fitting straight type sealing protrusions in a region inside the outer peripheral region.
なお、ここで、反応プレートの穴の内径がシール用突起の外径と「同径」であるとは、穴の内径がシール用突起の外径と厳密な意味での同径である場合だけでなく、弾性変形によってシール用突起を挿入できかつ挿入されたシール用突起を弾性力によって保持できる程度に穴の内径が固定用突起の外径よりも少し小さい場合も含む。 Here, the inner diameter of the hole in the reaction plate is “same diameter” as the outer diameter of the sealing protrusion, only when the inner diameter of the hole is exactly the same diameter as the outer diameter of the sealing protrusion. In addition, the case where the inner diameter of the hole is slightly smaller than the outer diameter of the fixing protrusion is included so that the sealing protrusion can be inserted by elastic deformation and the inserted sealing protrusion can be held by the elastic force.
さらに、弾性体プレートに形成された流路と反応プレートに形成された反応室との間の位置決めが正確になされることが必要であり、この位置決めにずれがあると液漏れをしたり、空気漏れをしたりする。この位置決めのずれは、弾性体プレートと反応プレートとの間の液密や気密の劣化と同様の結果をもたらす。 Furthermore, the positioning between the flow path formed in the elastic plate and the reaction chamber formed in the reaction plate needs to be accurately performed. If there is a deviation in this positioning, liquid leakage or air Or leak. This misalignment brings the same result as the deterioration of liquid and air tightness between the elastic plate and the reaction plate.
そこで、さらに好ましい形態では、この位置決めのずれを防ぐために、弾性体プレートには保持プレートとの対向面に位置決め用の凹部又は凸部が形成され、保持プレートには弾性体プレートとの対向面で弾性体プレートの凹部又は凸部に対応する位置にそれらの凹部又は凸部に嵌め込まれる位置決め用の凸部又は凹部が形成されている。これにより、弾性体プレートが保持プレートに対して位置決めされ、保持プレートが突起を介して反応プレートに位置決めされることにより、弾性体プレートに形成された流路が反応プレートに形成された反応室に対して位置決めされる。 Therefore, in a more preferable embodiment, in order to prevent this displacement of positioning, the elastic plate is formed with a concave or convex portion for positioning on the surface facing the holding plate, and the holding plate is formed on the surface facing the elastic plate. Positioning convex portions or concave portions that are fitted into the concave portions or convex portions are formed at positions corresponding to the concave portions or convex portions of the elastic plate. As a result, the elastic plate is positioned with respect to the holding plate, and the holding plate is positioned with respect to the reaction plate via the protrusion, whereby the flow path formed in the elastic plate is formed in the reaction chamber formed in the reaction plate. Positioned against.
他の好ましい形態では、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。 In another preferred embodiment, the injection channel is narrower than the metering channel, and the liquid is introduced at the liquid introduction pressure when the liquid is introduced into the main channel and the metering channel, and at the purge pressure when the liquid in the main channel is purged. It is set to a size having a flow path resistance that allows liquid to pass through in a pressurized state without passing through. In this case, since the liquid is injected into the reaction chamber by pressurization using the flow path resistance of the injection flow path, it is called a passive valve. In the passive valve, it is more important to maintain a close contact state between the elastic plate and the reaction plate while maintaining liquid tightness.
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。The contact angle of the injection channel with respect to the water droplets can be 90 degrees or more, and the area of the boundary between the injection channel and the metering channel can be 1 to 10000000 μm 2 . Here, in the case where the injection channel is constituted by a plurality of channels, the above-mentioned area means the area of the boundary with each of the plurality of channels constituting the injection channel. When such a condition is satisfied, it is difficult for the liquid to enter the injection channel when the liquid is introduced into the main channel and the metering channel, and when the liquid is introduced into the main channel and the metering channel. The introduction pressure can be increased.
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。 The elastic plate preferably further includes a reaction chamber air vent channel connected to the reaction chamber. In that case, when liquid is injected into the reaction chamber from the injection flow path, air corresponding to the amount of the injected liquid can be discharged from the reaction chamber, so that liquid injection into the reaction chamber is facilitated.
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。 The main flow path, the individual flow path, and the reaction chamber air vent flow path are preferably closed as a whole. In this case, foreign substances can be prevented from entering the sample from the outside, and reaction products in the reaction container can also be prevented from contaminating the external environment.
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。 The main channel is formed with a narrowed channel downstream of the branch to each individual channel, and the channel resistance of the narrow channel is greater than the channel resistance of the metering channel. In addition, it is preferably set to be smaller than the channel resistance of the injection channel. In that case, when the liquid is supplied to the main flow path, the liquid is sequentially supplied from the upstream measurement flow path in accordance with the flow path resistance. That is, the liquid does not flow downstream through the main flow path until the liquid is fed to the most upstream side flow path and filled with the liquid. When the metering flow path is filled with liquid, the flow resistance of the main flow path at the branching position with respect to the measurement flow path is smaller than the flow resistance of the injection flow path. It is supplied to the downstream metering channel. In this manner, the liquid is sequentially filled up to the most downstream metering channel. Thereafter, the liquid remaining in the main flow path is purged with pressurized air, and if the entire main flow path is pressurized with air pressure, the liquid filled in each metering flow path is simultaneously injected into each reaction chamber.
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。 It is preferable that the reaction plate further includes a sample introduction part that can inject a sample from the outside through a sample introduction port provided in a hermetically sealed manner and is connected to the main flow path. The sample introduction port is preferably sealed by an elastic member that can be penetrated by a sharp dispensing instrument having a sharp tip and that can close the through hole by elasticity when the dispensing instrument is pulled out after penetration. Thereby, a sample liquid can be inject | poured into a sample introduction part via an elastic member, and it can prevent that a sample liquid leaks out of a sample introduction part after that.
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。 The sample introduction part forms a container, and the sample pretreatment liquid or reagent may be sealed in the container in advance. In that case, there is no need to dispense the sample pretreatment liquid or reagent into the sample introduction part.
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。 The reaction plate may further include a reagent container, which contains a reagent used for the reaction of the sample solution in advance and is sealed with a film, or has a cap that can be opened and closed to inject the reagent. Can be able to. In that case, it is not necessary to separately prepare a container for containing the reagent.
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。 The reaction plate can also be equipped with a gene amplification container for performing a gene amplification reaction. In that case, even in a sample solution containing only a very small amount of the gene to be measured, the analysis accuracy can be increased by amplifying the gene on the reaction vessel by a gene amplification reaction such as PCR method or LAMP method. And even if a gene amplification container is provided, if the gene amplification reaction is performed in a closed space and the analysis can be performed with the space closed after the analysis is completed, contamination from outside can be prevented. While being able to prevent contamination of other samples.
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。 The reaction vessel may further include a cylinder and a syringe including a plunger disposed in the cylinder. It is preferable to further include a switching valve for switching and connecting the syringe to the main channel and other channels. An example of the switching valve is a rotary valve.
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。 The reaction chamber is preferably made of a light transmissive material so that optical measurement can be performed from the bottom. In that case, the liquid in the reaction chamber can be measured optically without being moved to another container.
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。 In addition, if the reaction chamber contains a gene to be detected in the liquid introduced into the reaction chamber flow path, a base corresponding to the probe in the reaction chamber is provided. Detection of a gene having a sequence can be performed.
本発明にかかる反応容器では、抜け止め用又は固定用突起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。 In the reaction container according to the present invention, the elastic plate is fixed to the reaction plate by fixing the holding plate to the reaction plate with the protrusion of the retaining protrusion or the fixing protrusion. The liquid tightness between the reaction plates can be maintained. As a result, there is no inconvenience that the liquid cannot be sent to the measuring channel due to liquid leakage. In addition, when injecting liquids into multiple reaction chambers, it is possible to apply pressure uniformly to all the injection channels, and it is possible to inject liquids into all reaction chambers at the same time, resulting in analysis accuracy. Will improve.
また、抜け止め用の突起又は固定用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。 In addition, the work of fixing the holding plate to the reaction plate with the retaining protrusion or the fixing protrusion can be simply performed, so that adjustment such as alignment is not required, and the workability of the reaction container assembly work is improved. .
さらに、弾性体プレートが保持プレートに対して位置決めされ、保持プレートが突起を介して反応プレートに位置決めされることにより、弾性体プレートに形成された流路が反応プレートに形成された反応室に対して位置決めされるようになる。 Further, the elastic plate is positioned with respect to the holding plate, and the holding plate is positioned with respect to the reaction plate through the protrusion, so that the flow path formed in the elastic plate is in the reaction chamber formed in the reaction plate. Position.
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DESCRIPTION OF
53c Syringe
図1Aから図1Dは反応容器の一実施例を示す図であり、図1Aは概略的な平面図、図1Bは図1A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、図1C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、図1Dは保持プレートを反応プレートに固定する固定機構としての抜け止め用及び固定用の突起近傍の断面図で、図1AにおけるX−X線位置での断面図である。図3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4Aから図4Cはこの実施例の1つの反応室近傍を示す概略図であり、図4Aは平面図、図4Bは斜視図、図4Cは断面図である。図5Aと図5Bはサンプル容器を拡大して示した図であり、図5Aは平面図、図5Bは図5AのB−B位置での断面図である。図6Aと図6Bは試薬容器を拡大して示した図であり、図6Aは平面図、図6Bは図6AのC−C位置での断面図である。図7Aと図7Bはエアー吸引用容器を拡大して示した図であり、図7Aは平面図、図7Bは図7AのD−D位置での断面図である。
1A to 1D are views showing an embodiment of a reaction vessel, FIG. 1A is a schematic plan view, and FIG. 1B is a
図1Aから図7B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。An example of the reaction vessel will be described with reference to FIGS. 1A to 7B.
The
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。
The material of the
図1A〜1D及び図4A〜4C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1A及び図4A,4B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。
Referring to FIGS. 1A to 1D and FIGS. 4A to 4C, the
主流路13は1本の流路からなり、全ての反応室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。
The
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。
The
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。An
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。
A reaction chamber
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。
In this embodiment, a plurality of reaction chamber
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。
The drain space
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。
The drain space
弾性体プレート11上に保持プレート33(図1A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。
A holding plate 33 (not shown in FIG. 1A) is disposed on the
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。
A
図5A,5Bに示されるように、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。
As shown in FIGS. 5A and 5B, a
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。
The sample container
図6A,6B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。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
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。
The reagent container
図7A,7B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。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
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固定機構の第1の例を図1Dを参照して説明する。
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1Aに示されているように、各反応室ごとの注入流路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は基端部101が円柱状で、先端に球面状の膨張部102をもっている。突起100は先端部から基端部101にわたって軸方向に延びる切欠き104が設けられており、突起100自身の弾性力により切欠き104が開く方向に付勢されている。切欠き104が開いた状態では膨張部102の寸法が基端部101の直径よりも大きくなっている。膨張部102に切欠き104を閉じる方向の力が働くと切欠き104は閉じることができ、切欠き104が閉じると膨張部102の寸法は基端部101の直径よりも小さくなる。A first example of a fixing mechanism for fixing the
The holding
弾性体プレート11には突起100を通すための円形の貫通穴110が開けられている。貫通穴110の内径は突起100の基端部101の直径と同じかそれよりも大きく設定されている。
The
反応プレート3には突起100が挿入される穴120が開けられている。穴120の内径は突起100の切欠き104が開いた状態で基端部101と接触して、突起100を介して保持プレート33を反応プレート3に対して位置決めする大きさに設定されている。
The
反応プレート3の裏面側には、穴120の周囲に補強のために厚みが厚くなった鍔部122が形成されている。突起100の基端部101の長さ、すなわち突起100の基端から膨張部102が寸法を大きくしている部分までの長さは、弾性体プレート11の厚みと鍔部122の部分の反応プレート3の厚みの合計に等しいか又はわずかに短くなるように設定されている。これにより、反応プレート3上に弾性体プレート11を重ね、その上にさらに保持プレート33を重ねて、図1Dの状態になるように保持プレート33の突起100により弾性体プレート11を反応プレート3に固定したとき、保持プレート33により弾性体プレート11が反応プレート3に対して液密を保って固定されるようになる。特に突起100の基端部101の長さが弾性体プレート11の厚みと鍔部122の部分の反応プレート3の厚みの合計よりもわずかに短くなるように設定されている場合には、弾性体プレート11が圧縮された状態で固定されることになり、弾性体プレート11の弾性力が働いて、弾性体プレート11が反応プレート3に対してより確実に液密を保って固定されるようになる。
On the back side of the
突起100は弾性体プレート11の貫通穴110及び反応プレート3の穴120を通るときは、それらの穴の内径により切欠き104が閉じる方向に付勢されて膨張部102の寸法が縮小させられて穴を通過することができるようになり、膨張部102が穴を通過した時点でそれ自身の弾性力により切欠き104が開いて突起100が穴120内に固定される。
When the
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固定機構の第2の例を図2Aから図2Dを参照しながら説明する。固定機構以外の構造は図1Aから図1Dについて図3から図7Bにより説明されているものと同じである。
A second example of a fixing mechanism for fixing the
保持プレート33の反応プレート3側の面に複数の固定用突起200とシール用突起202が設けられている。固定用突起200及びシール用突起202は保持プレート33と一体成型により形成されたものである。弾性体プレート11のこれらの突起200,202に対応する位置にこれらの突起200,202を通すための貫通穴110,111が設けられており、反応プレート3のこれらの突起200,202に対応する位置にこれらの突起200,202が挿入される穴120,121が設けられている。
A plurality of fixing
固定用突起200は流路13,17,21,23が形成されている領域の外側を囲う領域(外周領域と呼ぶ)のみに列をなして形成されており、シール用突起は外周領域よりも内側の領域の各注入流路17の近傍に設けられている。
The fixing
固定用突起200の先端部には保持プレート33の面の外側方向に突出した爪部200aが設けられている。弾性体プレート11の貫通穴110は爪部200aを有する固定用突起200の先端部が通れる程度の内径を有する一方で、反応プレート3の穴120の内径は固定用突起200の基端部と同程度であり、固定用突起200の先端部よりも小さくなっている。図示は省略されているが、反応プレート3の穴120の周囲部に、例えば切り込みが入れられているなど、爪部200aが通る際に一時的に穴120の内径が広がり易くなる加工がなされており、固定用突起200の先端部が通りやすくなっている。固定用突起200は、爪部200aが反応プレート3の穴120を通過後に反応プレート3の裏面側と係合して反応プレート3と保持プレート33とで弾性体プレート11を挟み込んだ状態で固定するようにその長さ寸法が設定されている。
A
このような複数の固定用突起200が外周領域に設けられていることにより、保持プレート33は弾性体プレート11を反応プレート3側に押し付けた状態で均一に固定される。さらに、固定用突起200が弾性体プレート11の貫通穴110を通って反応プレート3の穴120に挿入されることにより、固定用突起200が設けられている位置での反応プレート3、弾性体プレート11及び保持プレート33の位置決めがなされる。
Since the plurality of fixing
なお、ここでは爪部200aが保持プレート33の面の外側方向に突出しているが、これに限定されるものではなく、保持プレート33の面の内側方向に突出していてもよい。
Here, the
シール用突起202は基端部から先端部までが均一な太さで形成されており、先端部に爪部が設けられていない。弾性体プレート11の貫通穴111はシール用突起202と同程度かそれよりも少し大きめの内径をもつ。反応プレート3の穴121の内径はシール用突起202の外径と略同径である。これにより、穴121に挿入されたシール用突起202は穴121に挿入された状態で固定される。
The
先端部に爪部をもつ固定用突起200のような突起は成型時にスライド型を用いる必要があるため、突起どおしの間隔を大きくとる必要があるが、シール用突起202のようなストレートタイプの突起は成型時にスライド型を用いないため、シール用突起202を密に配置することができる。
Since the projection such as the fixing
このような複数のシール用突起202が流路13,17,21,23の形成されている領域内に密に設けられていることにより、弾性体プレート11と反応プレート3との間の密着性を向上させ、両プレート3,11間の液密性能を向上させることができる。また、シール用突起202が貫通穴101を通って穴121に挿入されることにより、固定用突起200と同様に反応プレート3、弾性体プレート11及び保持プレート33の位置決めがなされるため、シール用突起202が密に設けられていることによって反応プレート3、弾性体プレート11及び保持プレート33の位置決め精度も向上する。
Such a plurality of sealing
なお、保持プレート33の反応プレート3側の面の外周領域よりも内側の領域に、シール用突起202に代えて又はシール用突起202とともに固定用突起200が設けられていてもよい。
Note that a fixing
このように、突起100,200,202により保持プレート33が反応プレート3に対して位置決めされる。一方、弾性体プレート11と反応プレート3との間の位置決めは、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ことを通してなされる。弾性体プレート11を保持プレート33に対して位置決めするために、弾性体プレート11には保持プレート33との対向面の適当な位置に凹部112が形成され、保持プレート33には弾性体プレート11との対向面で弾性体プレート11の凹部112に対応する位置に凸部106が形成されている。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、保持プレート33が突起100を介して反応プレート3に位置決めされて固定されることを通して弾性体プレート11に形成された流路が反応プレート3に形成された反応室5に対して位置決めされる。
Thus, the holding
反応プレート3、弾性体プレート11及び保持プレート33は突起100、凹部112、凸部106及び穴110,120とともに成型により製作することができる。
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100,200,202、凹部112、凸部106及び穴110,120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に記載のものと同じものを備えている。The
The
図1A〜1D及び図3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。
1A to 1D and FIG. 3, the
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。
The
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。
Thus, the
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。
In this embodiment, the
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。
The
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。
A
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。The
Thus, since the syringe
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。
A
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。
The
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。
The rotor upper 59 includes a through
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。
The
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。
The
図1A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。
The position of the switching
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。
In the
図8は反応容器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には固定機構は示されていないが、図1A〜1Dの反応容器1と図2A〜2Dの反応容器1の両方を含むものである。
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。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a reaction processing apparatus for processing the
The reaction processing apparatus includes a temperature adjustment mechanism 67 for adjusting the temperature of the
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1A〜1D及び図9から図15を参照してこの動作を説明する。図2A〜2Dの反応容器に適用する場合も全く同じである。
9 to 15 are plan views for explaining the operation of introducing the sample liquid from the
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。
Using a dispensing device having a sharp point (not shown), for example, 5 μL of sample liquid is dispensed into the
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1A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。The
As shown in FIG. 9, the switching
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1C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。
The
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。
As shown in FIG. 10, the switching
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。
As shown in FIG. 11, the switching
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)。
As shown in FIG. 12, the switching
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。
As shown in FIG. 13, the switching
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)。
As shown in FIG. 14, the switching
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。
As shown in FIG. 15, the switching
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。
After the switching
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1A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。Before injecting the diluted mixed solution into the
Thus, according to the
図1A〜1D及び図2A〜2D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。
In the embodiment of FIGS. 1A to 1D and FIGS. 2A to 2D, the grooves for forming the
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1A〜1Dから図15を参照して説明した上記実施例と同じである。 FIG. 16 is an enlarged schematic cross-sectional view showing the vicinity of the reaction chamber of another embodiment of the reaction vessel. This embodiment is the same as the above-described embodiment described with reference to FIGS. 1A to 1D to 15 except that a flow path spacer is disposed between the reaction chamber base and the elastic plate.
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。
A flow path spacer 73 is arranged on the
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1A〜1D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。Further, the flow path spacer 73 is provided with an
Further, the flow path spacer 73 is also provided with a reaction chamber
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。
Although not shown, the
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。
In this embodiment, the end of the
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。
Further, when the liquid is discharged from the tip of the
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。FIG. 17 is an enlarged schematic cross-sectional view showing the vicinity of the reaction chamber of another embodiment of the reaction vessel.
Compared with the embodiment described with reference to FIG. 16, this embodiment further includes a
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。FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing, in an enlarged manner, the vicinity of the reaction chamber of another embodiment of the reaction vessel.
In this embodiment, compared to the embodiment described with reference to FIG. 17, the stepped
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。
Since the tip of the
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。
The configuration provided with the
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。
In each embodiment described with reference to FIG. 16, FIG. 17 or FIG. 18, grooves for forming the
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。
Regarding the
図19A〜19Cは反応容器のさらに他の実施例を示す図であり、図19Aは概略的な平面図、図19Bは図19A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、図19C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20A〜20Cは切替えバルブの概略的な分解図であり、図20Aはシール板の平面図及び断面図、図20Bはロータアッパーの平面図及び断面図、図20Cはロータベースの平面図及び断面図を示す。
19A to 19C are views showing still another embodiment of the reaction vessel, FIG. 19A is a schematic plan view, and FIG. 19B is a cross-section at the position AA in FIG. 17, a schematic cross-sectional view of the reaction chamber
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。In this embodiment, the
The
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。
The
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。
The end of the
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。
As described above, the
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。
The syringe
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。
The switching
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。
The
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。
The rotor upper 91 corresponds to a
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19C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。
The rotor upper 91 is also formed with a syringe
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。
The
シール板89、ロータアッパー91、ロータベース93は、図19B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。
As shown in FIG. 19B, the
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。
The through
封止空間87e(図19C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。
The sealing
図19A〜19C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。The flow path connection will be described with reference to FIGS. 19A to 19C and FIG.
Through the rotation of the switching
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。
At the same time that the through
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。
According to this embodiment, the flow path between the
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。
When there is a seam in the flow path, leakage of liquid or gas may occur at the seam part, or a liquid pool may occur at the seam part. In this embodiment, since the
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。
If a liquid puddle occurs at the joint, there are concerns about the volume of the liquid being pumped down, liquid carryover or contamination due to mixing of the liquid in the puddle and other liquids being pumped, and concerns about concentration fluctuations. However, in this embodiment, these concerns between the
切替えバルブ上にシリンジを配置する場合、図1B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19A〜19C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。
When the syringe is arranged on the switching valve, if the
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。
When the
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。
For example, even if the upper end surface of the
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。
If the plane size of the
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。 The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these, and the shape, material, arrangement, number, dimensions, flow path configuration, etc. are examples, and are described in the claims. Various modifications are possible within the scope of the present invention.
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。
For example, the
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。
The capacity variable member such as the
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。
If liquids such as reagents are not previously stored in the
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。
In the above embodiment, the
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。
An openable / closable cap may be used as a sealing method for the
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。
In the above embodiment, the
反応室5内の試薬は乾燥試薬でもよい。
The reagent in the
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。
The reagent may not be stored in advance in the
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。
In the above embodiment, the
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。
You may make it equip the
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。
If a reagent for performing a gene amplification reaction is accommodated in the
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。
When a gene is contained in the liquid introduced into the
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。
In the said Example, although the
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。
In the above embodiment, the rotary
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。
In the above embodiment, when the liquid filled in the
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。
In the above embodiment, one
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。
In the reaction container of the present invention, the main channel can be sealed, but an example in which the main channel can be sealed by opening and closing both ends of the main channel can be given. Here, “the both ends of the main channel can be opened and closed” means that other space is connected to the end of the main channel, and the end of the other space opposite to the main channel can be opened and closed This includes cases where For example, in the above embodiment, the
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。
In the reaction container of the present invention, the reaction chamber air vent channel can be hermetically sealed, but the reaction chamber air vent channel can be opened and closed at the end opposite to the reaction chamber. An example in which the extraction channel can be sealed can be given. Here, "the end of the reaction chamber air vent channel opposite to the reaction chamber is openable" means that the other end of the reaction chamber air vent channel opposite to the reaction chamber This includes the case where a space is connected and the end of the other space opposite to the reaction chamber air vent channel can be opened and closed. For example, in the above embodiment, the
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。 In such an embodiment, the liquid is introduced into the main channel and the metering channel, and then the liquid in the main channel is purged, and the liquid remaining in the metering channel is injected into the reaction chamber, and then the main stream. Both ends of the channel and the end of the reaction chamber air vent channel opposite to the reaction chamber are closed, and the main channel and the reaction chamber air vent channel are sealed.
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。 The present invention can be used for measurement of various chemical reactions and biochemical reactions.
Claims (18)
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であって、該弾性体プレートは前記反応プレートとの対向面に、サンプルを含む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とからなり、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とからなっている、弾性体プレートと、
前記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、
前記反応プレート、弾性体プレート及び保持プレートの間に設けられて、前記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固定機構と、
を備え、
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反応容器。A reaction plate with multiple reaction chambers for reacting the sample;
An elastic plate placed on a reaction plate so as to close an opening of the reaction chamber, and the elastic plate is configured to supply a solution containing a sample to the reaction chamber on a surface facing the reaction plate. The flow path includes a main flow path that is common to all reaction chambers and individual flow paths that branch from the main flow path and connect to each reaction chamber. An elastic plate composed of an injection channel provided between the channel and the metering channel and the reaction chamber;
A holding plate disposed on the elastic plate to fix the elastic plate to the reaction plate;
A fixing mechanism provided between the reaction plate, the elastic body plate, and the holding plate, and fixing the elastic body plate to the reaction plate by the holding plate while maintaining liquid tightness;
Equipped with a,
The elastic plate further includes a reaction chamber air vent channel connected to the reaction chamber,
A reaction vessel in which the main channel, the individual channel, and the reaction chamber air vent channel are closed as a whole .
前記保持プレートの反応プレート側の面に設けられた抜け止め用の複数の突起と、
前記弾性体プレートに開けられて前記突起を通すための貫通穴と、
前記反応プレートに開けられて前記突起が挿入される穴とからなり、
前記突起と穴は前記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請求項1に記載の反応容器。The fixing mechanism is
A plurality of retaining protrusions provided on the reaction plate side surface of the holding plate;
A through hole that is opened in the elastic plate and allows the protrusion to pass through;
It consists of a hole that is opened in the reaction plate and into which the protrusion is inserted,
2. The protrusion and the hole are positioned and dimensioned so that the holding plate is positioned with respect to the reaction plate, and the elastic plate is fixed with respect to the reaction plate by the holding plate in a liquid-tight manner. The reaction container according to 1.
前記保持プレートの反応プレート側の面上で、少なくとも前記各流路が形成されている領域よりも外側の外周領域に設けられ、先端部の側方の一方向に突出した爪部を有し、前記保持プレートと同一材質にてなる複数の固定用突起と、
前記弾性体プレートで前記固定用突起に対応する位置に設けられて前記固定用突起を通すための貫通穴と、
反応プレートで前記固定用突起に対応する位置に設けられて前記固定用突起が挿入されて前記爪部と係合する穴とからなり、
前記固定用突起と前記穴は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寸法が設定されている請求項1に記載の反応容器。The fixing mechanism is
On the surface of the holding plate on the reaction plate side, provided at least in the outer peripheral region outside the region where each flow path is formed, and having a claw portion protruding in one direction on the side of the tip portion, A plurality of fixing protrusions made of the same material as the holding plate;
A through hole that is provided at a position corresponding to the fixing protrusion on the elastic plate and allows the fixing protrusion to pass through;
The reaction plate is provided at a position corresponding to the fixing protrusion, and includes a hole into which the fixing protrusion is inserted to engage with the claw portion,
The reaction container according to claim 1, wherein the fixing protrusion and the hole are dimensioned so that the elastic plate is fixed to the reaction plate in a liquid-tight manner by a holding plate.
前記保持プレートの反応プレート側の面上で前記外周領域よりも内側の領域には、先端部に爪部をもたず保持プレートと同一材質の複数のシール用突起が設けられており、
前記弾性体プレートには前記シール用突起に対応する位置に前記シール用突起を通すための貫通穴が設けられており、
前記反応プレートには前記シール用突起に対応する位置に内径が前記シール用突起の外径と同径の穴が設けられている請求項3に記載の反応容器。The fixing protrusion is provided only in the outer peripheral region,
On the reaction plate side surface of the holding plate, a region inside the outer peripheral region is provided with a plurality of sealing projections having the same material as the holding plate without a claw at the tip.
The elastic plate is provided with a through-hole for passing the sealing projection at a position corresponding to the sealing projection,
The reaction container according to claim 3, wherein the reaction plate is provided with a hole having an inner diameter equal to the outer diameter of the sealing projection at a position corresponding to the sealing projection.
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