JP5384903B2 - Temperature control reaction processing apparatus and temperature control reaction processing method - Google Patents

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本発明は、温度制御反応処理装置および温度制御反応処理方法に関するものである。   The present invention relates to a temperature controlled reaction processing apparatus and a temperature controlled reaction processing method.

近年、特定のDNA断片を、迅速かつ容易に増幅するDNA増幅方法として、ポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction:PCR)法や、恒温酵素反応等における温度制御処理が、生物関連のあらゆる分野で行なわれている。特に、PCR法は、鋳型DNAに相補的な2本のプライマーを設計し、そのプライマーに挟まれた領域を試験管内(in vitro)で複製する方法である。該方法は、鋳型DNA、プライマー、ヌクレオチド、耐熱性DNAポリメラーゼを含む反応溶液を各種温度でインキュベートするという温度サイクルを繰り返すことで指数関数的にDNAを増幅してPCR産物を得るものである。   In recent years, as a DNA amplification method for rapidly and easily amplifying a specific DNA fragment, a polymerase chain reaction (PCR) method and a temperature control process such as a constant temperature enzyme reaction have been carried out in all biological fields. ing. In particular, the PCR method is a method in which two primers complementary to a template DNA are designed, and a region sandwiched between the primers is replicated in vitro (in vitro). In this method, PCR products are obtained by amplifying DNA exponentially by repeating temperature cycles of incubating a reaction solution containing template DNA, primers, nucleotides, and heat-resistant DNA polymerase at various temperatures.

1回のサイクルは、鋳型DNA、プライマー、DNAポリメラーゼ、ヌクレオチド及び反応バッファ液が入った容器について、2本鎖のDNAを1本鎖に変性し、1本鎖のDNAにプライマーがアニールし、前記1本鎖に相補的なDNA鎖を合成するそれぞれの温度条件(各々、94℃、50℃から60℃、および74℃)でインキュベートすることからなり、1分子のDNA断片を2分子にする。次のサイクルでは前のサイクルで合成されたDNA断片も鋳型となるので、nサイクル後に合成されるDNA断片は、2分子となる。 In one cycle, for a container containing template DNA, primer, DNA polymerase, nucleotide and reaction buffer solution, double-stranded DNA is denatured to single-stranded, and the primer anneals to single-stranded DNA. It consists of incubating under the respective temperature conditions (94 ° C., 50 ° C. to 60 ° C., and 74 ° C., respectively) for synthesizing a DNA strand complementary to a single strand, so that one molecule of DNA fragment is made into two molecules. In the next cycle, the DNA fragment synthesized in the previous cycle also serves as a template, so the DNA fragment synthesized after n cycles becomes 2 n molecules.

従来、温度の制御は、前記鋳型DNA、プライマー、DNAポリメラーゼ、ヌクレオチド及び反応バッファ液等が入ったガラス等で形成された容器を、アルミニウム等の素材で形成されたブロック状の恒温装置の収容部内に収容して、該金属製のブロック状の収容部を加熱または冷却し、液温が均等な温度分布となるまで待つことによって、次の温度の加熱または冷却を行うようにしていた(特許文献1,2,3)。   Conventionally, the temperature is controlled by placing a container made of glass or the like containing the template DNA, primer, DNA polymerase, nucleotide, reaction buffer solution, etc. in a storage room of a block-shaped thermostat made of a material such as aluminum. The metal block-shaped container is heated or cooled and waits until the liquid temperature has a uniform temperature distribution, thereby heating or cooling the next temperature (Patent Document). 1, 2, 3).

その際、温度制御反応処理を行うための容器を蓋で密閉することは、外部からの異物の侵入を防止し、内部からの液漏れを防止し、かつ、前記収容部内の反応液が加熱または冷却されて均等な液温の温度分布になるまで外気および外気温の影響をできるだけ排除するために特に必要となる。   At that time, sealing the container for performing the temperature control reaction process with a lid prevents intrusion of foreign matter from the outside, prevents liquid leakage from the inside, and heats the reaction liquid in the storage section. It is particularly necessary to eliminate as much as possible the influence of outside air and outside air temperature until it is cooled and has a uniform liquid temperature distribution.

ところが、従来、容器を蓋で密閉するためには、ユーザが手動で行なうようにしていたために手間がかかり、処理の一貫した自動化への妨げになっていた。また、ユーザが手動で行なうために、蓋を容器で密閉する際に、容器内の反応液と接触してコンタミネーションのおそれがあった。さらには、反応が終了した後、蓋を容器から取り除こうとしても、水分によって蓋が容器開口部に密着して容易に蓋を開けることが困難となり、迅速な処理を行うことができないおそれがあった。また、蓋を開けた際に、蓋の内側に付着していた液が垂れたり飛散したりしてコンタミネーションのおそれがあった(特許文献4)。   However, conventionally, since the user manually performs sealing of the container with a lid, it takes time and hinders the consistent automation of the process. Further, since the user performs it manually, there is a risk of contamination due to contact with the reaction solution in the container when the lid is sealed with the container. Furthermore, even if the lid is removed from the container after the reaction is completed, the lid may be in close contact with the opening of the container due to moisture, making it difficult to open the lid, and there is a possibility that rapid processing cannot be performed. It was. In addition, when the lid is opened, the liquid adhering to the inside of the lid may drip or scatter, which may cause contamination (Patent Document 4).

特許第2622327号公報Japanese Patent No. 2622327 特表2000−511435公報Special Table 2000-511435 米国特許5,958,349号公報US Pat. No. 5,958,349 特開2002−10777公報JP 2002-10777 A

そこで、本発明は以上の問題点を解決するためになされたものであり、その第1の目的は、確実かつ迅速に反応容器の開口部を上蓋によって閉塞かつ開放して、反応生成物を解析等に迅速に利用することができるような高い処理効率をもち、かつ、装置規模を拡大することなく安価に製造し使用することができる温度制御反応処理装置および温度制御反応処理方法を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to reliably and quickly close and open the opening of the reaction vessel with an upper lid to analyze the reaction product. To provide a temperature-controlled reaction processing apparatus and a temperature-controlled reaction processing method that have high processing efficiency that can be used quickly, and that can be manufactured and used at low cost without increasing the scale of the apparatus. It is.

その第2の目的は、温度制御がされる反応容器に上蓋を設け、上蓋による反応容器の開口部に対する閉塞、開放、その他上蓋に対する作用を手動によらずに行なうことを可能とすることによって、前記反応容器内への外部からの異物の進入、反応容器からの液漏れ等によるコンタミネーションを確実に防止して、信頼性の高い処理を行なうことができる温度制御反応処理装置および温度制御反応処理方法を提供することを目的とするものである。   The second purpose is to provide an upper lid on the reaction vessel whose temperature is controlled, and to allow the upper lid to close and open the opening of the reaction vessel, and to perform other actions on the upper lid without manual operation. Temperature-controlled reaction processing apparatus and temperature-controlled reaction processing capable of reliably preventing contamination due to entry of foreign matter from the outside into the reaction vessel, liquid leakage from the reaction vessel, etc., and performing highly reliable processing It is intended to provide a method.

第3の目的は、温度制御がされる反応容器に上蓋を設け、上蓋を押圧して、液漏れや気体漏れを確実に防止し、または、上蓋の閉塞時に上蓋を振盪または移動可能とすることによって、上蓋を該反応容器から確実かつ容易に開放することでユーザの手間を削減し、取り扱いやすい温度制御反応処理装置および温度制御反応処理方法を提供することを目的とするものである。   The third purpose is to provide an upper lid in a reaction vessel whose temperature is controlled and press the upper lid to reliably prevent liquid leakage and gas leakage, or to allow the upper lid to be shaken or moved when the upper lid is closed. Thus, it is an object of the present invention to provide a temperature-controlled reaction processing apparatus and a temperature-controlled reaction processing method that reduce the user's trouble by opening the upper lid reliably and easily from the reaction container.

第1の発明は、気体の吸引および吐出を行う吸引吐出機構、および該吸引吐出機構によって液体の吸引および吐出が可能な分注チップを着脱可能に装着する1または2以上のノズルを有するノズルヘッドと、前記分注チップの先端が挿入可能な開口部をもつ1または2以上の反応容器と、前記ノズルと前記反応容器との間を相対的に移動可能とする移動機構と、1または2以上の前記反応容器内を温度制御可能な温度制御器と、前記温度制御器によって温度制御される1または2以上の前記反応容器の前記開口部に対して開閉可能に設けた上蓋と、前記吸引吐出機構または前記移動機構によって、前記上蓋による前記開口部の閉塞時に該上蓋の押圧、振盪または移動を可能とする上蓋閉塞時作用機構と、を有する温度制御反応処理装置である。   A first invention has a suction / discharge mechanism for sucking and discharging gas, and a nozzle head having one or more nozzles to which a dispensing tip capable of sucking and discharging liquid can be detachably mounted by the suction / discharge mechanism One or more reaction containers having an opening into which the tip of the dispensing tip can be inserted, a moving mechanism that allows relative movement between the nozzle and the reaction container, and one or more reaction containers A temperature controller capable of controlling the temperature inside the reaction vessel, an upper lid provided to be openable and closable with respect to the opening of one or more of the reaction vessels whose temperature is controlled by the temperature controller, and the suction discharge A temperature control reaction processing apparatus having a mechanism for closing the upper lid that enables the upper lid to be pressed, shaken or moved when the opening is closed by the upper lid by the mechanism or the moving mechanism.

「着脱可能に装着する」ためには、例えば、前記分注チップを前記ノズルから脱着する脱着機構をノズルヘッドまたは反応容器が設けられたステージに設けるのが好ましい。分注チップをノズルに装着するには、例えば、ステージに設けたチップ収容部に、分注チップのノズル装着用の開口部を上側にした状態で収容しておく。前記移動機構の上下方向移動機構により該ノズルとチップ収容部との間を接近させる方向に移動させて前記ノズルの下端を前記ノズル装着用の開口部内に挿入させて装着することができる。また、前記ノズルヘッドには、装着した前記分注チップ内に磁力を及ぼしかつ除去することが可能な磁力手段を設けることが、検体からのDNA等の物質の抽出等を行なうためには好ましい。   In order to “removably attach”, for example, it is preferable to provide a desorption mechanism for desorbing the dispensing tip from the nozzle on a stage provided with a nozzle head or a reaction vessel. In order to attach the dispensing tip to the nozzle, for example, it is accommodated in the tip accommodating portion provided on the stage with the nozzle mounting opening of the dispensing tip facing upward. The nozzle can be mounted by inserting the lower end of the nozzle into the opening for mounting the nozzle by moving the nozzle and the tip accommodating portion in a direction of approaching by the vertical movement mechanism of the moving mechanism. The nozzle head is preferably provided with a magnetic means capable of exerting and removing a magnetic force in the mounted dispensing tip in order to extract a substance such as DNA from a specimen.

ここで、「脱着機構」としては、例えば、前記ノズルの外径よりも大きいが、前記分注チップの最も太い部分よりかは小さい径をもつ孔の開いたプレートをノズルヘッドまたはステージに設け、前記各孔を貫通するノズルの軸方向に沿って該プレートを下降させることによって、装着した分注チップを脱着させる機構がある。脱着は、前記プレートをノズルヘッドに設けた場合には、前記吸引吐出機構としてのシリンダ内を摺動するピストンの駆動機構と前記プレートとを連動させることによって行ない、前記プレートをステージに設けた場合には、上下移動機構によってプレートに対してノズルを相対的に上下方向に移動することによって行なう。   Here, as the “desorption mechanism”, for example, a plate having a hole having a diameter larger than the outer diameter of the nozzle but smaller than the thickest part of the dispensing tip is provided in the nozzle head or the stage, There is a mechanism for removing the mounted dispensing tip by lowering the plate along the axial direction of the nozzle penetrating each hole. When the plate is provided on the nozzle head, the attachment / detachment is performed by interlocking the plate with the drive mechanism of the piston that slides in the cylinder as the suction / discharge mechanism, and the plate is provided on the stage. In this case, the nozzle is moved in the vertical direction relative to the plate by the vertical movement mechanism.

「ノズルと反応容器との間を相対的に移動可能とする」のであるから、反応容器またはステージを固定してノズルを移動させる場合と、ノズルを固定してステージまたは反応容器を移動させる場合、およびその双方を組み合わせた場合がある。   "Because it is relatively movable between the nozzle and the reaction vessel", when the reaction vessel or stage is fixed and the nozzle is moved, and when the nozzle is fixed and the stage or reaction vessel is moved, And a combination of both.

ステージには、前記反応容器の他に、検体、試薬等の液体を収容する液収容部、前記分注チップ等のチップを収容するチップ収容部を設けることが好ましい。また、容器には、複数の液収容部としてのウェルがマトリクス状または列(行)状に配列されたマイクロプレートや複数の液収容部としてのウェルが列状に配列されたカートリッジ状容器を含む。前記ノズルまたはノズルに装着された分注チップは、前記移動機構によってこれらの容器に到達して、液体の吸引および吐出、または、チップの装着や脱着が可能である。   In addition to the reaction container, the stage is preferably provided with a liquid storage unit for storing a liquid such as a specimen and a reagent, and a chip storage unit for storing a chip such as the dispensing tip. In addition, the container includes a microplate in which wells as a plurality of liquid storage portions are arranged in a matrix or a column (row), and a cartridge-like container in which wells as a plurality of liquid storage portions are arranged in a row. . The nozzle or the dispensing tip attached to the nozzle reaches these containers by the moving mechanism, and can suck and discharge liquid, or attach and detach the tip.

前記反応容器を含む容器や上蓋等の材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル等の樹脂、ガラス、金属、金属化合物等がある。容器のサイズは、例えば、数μリットルから数100μリットルの液体を収容可能であるとともに、分注チップの先端が挿入可能な大きさである。例えば、円筒状の場合には、例えば、1の容器の大きさの径が数ミリ〜数10ミリ、深さが数ミリ〜数10ミリである。   Examples of materials such as a container including the reaction container and an upper lid include resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and acrylic, glass, metal, and metal compounds. The size of the container is, for example, a size that can accommodate a liquid of several μl to several hundreds of μl and can be inserted into the tip of the dispensing tip. For example, in the case of a cylindrical shape, for example, the diameter of the size of one container is several millimeters to several tens of millimeters, and the depth is several millimeters to several tens of millimeters.

「分注チップ」は、例えば、太径部と、細径部と、該太径部と該細径部とを連通する移行部とからなり、前記太径部には、前記ノズルの下端が挿入されて前記ノズルに装着される装着用開口部を有し、前記細径部には、前記吸引吐出機構による気体の吸引吐出によって液体が流入および流出可能な先端口部とを有する。分注チップおよびノズルは、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリスチレン、アクリル等の樹脂等の有機物、ガラス、セラミックス等、ステンレススチール等の金属、金属化合物、半導体等の無機物によって製造される。なお、分注チップに代えて、後述する粒子状担体封入チップ等の解析用チップを前記ノズルに装着させて処理を行なうことも可能である。   The “dispensing tip” includes, for example, a large-diameter portion, a small-diameter portion, and a transition portion that communicates the large-diameter portion and the small-diameter portion. It has a mounting opening to be inserted and mounted on the nozzle, and the narrow-diameter portion has a front end opening through which liquid can flow in and out by suction and discharge of gas by the suction and discharge mechanism. Dispensing tips and nozzles are made of, for example, organic materials such as resins such as polypropylene, polystyrene, polyester, polystyrene, and acrylic, metals such as glass and ceramics, stainless steel, and the like, inorganic compounds such as metal compounds, and semiconductors. In addition, it can replace with a dispensing chip | tip, and it can also process by mounting | wearing the said nozzle with the analysis chip | tips, such as a particulate carrier enclosure chip | tip mentioned later.

「温度制御器」は、温度制御の対象となる液体を収容する反応容器内の温度を、外部からの信号等に基づいて上昇または下降が可能な温度源を有するものであり、温度源としては、例えば、ペルチェ素子、ヒータ、冷却装置等がある。PCR等の処理を行なうには、温度制御器としては、ペルチェ素子を用いたサーマルサイクラーが好ましい。   The “temperature controller” has a temperature source capable of raising or lowering the temperature in the reaction container containing the liquid to be temperature controlled based on an external signal or the like. For example, there are Peltier elements, heaters, cooling devices, and the like. In order to perform a process such as PCR, a thermal cycler using a Peltier element is preferable as the temperature controller.

「温度制御」とは、その対象となる液体または容器について、1または2以上の設定された所定温度に、設定された時間維持することを、定められた順序に従って、定められた回数実行することである。前記温度制御器への指示は、プログラムに基づいて該当する信号を送ることによってなされる。   “Temperature control” means that a target liquid or container is maintained at one or two or more set predetermined temperatures for a set time in accordance with a set order. It is. The temperature controller is instructed by sending a corresponding signal based on a program.

「所定温度」とは、対象となる液体等の物が到達すべき目標とする温度であり、例えば、前記液体に含有するDNA等の核酸やオリゴヌクレオチド等をPCR法によって増幅する場合には、設定される所定温度としては、例えば、PCR法で行なわれる温度サイクル、すなわち、DNAの変性、アニーリング若しくはハイブリダイゼイション、伸長に各々必要な各温度、約94℃、50℃から60℃の間の温度、例えば、約50℃、および約72℃である。さらに、該所定温度には、例えば、高温度の所定温度から低温度の所定温度への移行の場合に、温度調節器によって、これらの所定温度よりも低い移行促進用温度で冷却を行なうことで、または、低温度の所定温度から高温度の所定温度への移行の際に、これらの所定温度よりもさらに高い移行促進用温度で加熱を行なうことで、移行時間を短縮して1サイクル時間を所定サイクル時間内に収めるための移行促進用温度を含む。「所定時間」は、各温度の維持に必要な時間であって、PCR法で用いる試薬や液量、ノズルの形状、素材、大きさ、厚さ等に依存するが、1サイクルで、合計が、例えば、数秒から数10秒、PCR法全体としての処理時間は、例えば、約数分から数10分程度である。なお、移行時間をも所定時間に含める。   The “predetermined temperature” is a target temperature that an object such as a target liquid should reach. For example, when a nucleic acid such as DNA or an oligonucleotide contained in the liquid is amplified by a PCR method, The predetermined temperature to be set is, for example, a temperature cycle performed by the PCR method, that is, each temperature required for DNA denaturation, annealing or hybridization, and extension, approximately 94 ° C., between 50 ° C. and 60 ° C. For example, about 50 ° C. and about 72 ° C. Furthermore, for example, in the case of a transition from a predetermined temperature at a high temperature to a predetermined temperature at a low temperature, the predetermined temperature can be cooled by a temperature regulator at a transition promoting temperature lower than the predetermined temperature. Or, at the time of transition from a predetermined temperature of low temperature to a predetermined temperature of high temperature, heating is performed at a temperature for promoting transition higher than these predetermined temperatures, thereby shortening the transition time and reducing one cycle time. Includes transition-promoting temperature to keep within predetermined cycle time. “Predetermined time” is the time required to maintain each temperature, and depends on the reagent and volume used in the PCR method, the shape, material, size, thickness, etc. of the nozzle. For example, the processing time of the entire PCR method is about several minutes to several tens of minutes, for example, from several seconds to several tens of seconds. The transition time is also included in the predetermined time.

「吸引吐出機構」は、例えば、シリンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンと連結したナット部と、該ナット部が螺合するボール螺子と、該ボール螺子を正逆両方向に回転駆動するモータとを有するものや、ポンプ機構である。   The “suction / discharge mechanism” includes, for example, a cylinder, a piston sliding in the cylinder, a nut portion connected to the piston, a ball screw into which the nut portion is screwed, and the ball screw in both forward and reverse directions. It has a motor that rotates and a pump mechanism.

前記「移動機構」としては、例えば、前記反応容器、すなわち、該反応容器が設けられているステージとノズルとの間を相対的に、ノズルの軸方向および水平面内で移動可能とする機構があり、水平面内の移動としては、例えば、X軸およびY軸に沿ってステージまたはノズルについて、移動を行なうXY軸移動機構またはY軸もしくはX軸のみに沿って移動を行うY(X)軸移動機構があり、ノズルの軸方向の移動としては、前記ノズルをその軸線方向(Z軸方向)に移動させるノズルヘッドに設けた上下移動機構がある。前記作動具は、この移動機構によって、前記ノズルと連動するように駆動されることになる。   As the “movement mechanism”, for example, there is a mechanism that enables movement between the reaction vessel, that is, a stage in which the reaction vessel is provided, and a nozzle relatively in an axial direction and a horizontal plane of the nozzle. As the movement in the horizontal plane, for example, the stage or nozzle moves along the X axis and the Y axis, the XY axis movement mechanism that moves, or the Y (X) axis movement mechanism that moves only along the Y axis or the X axis. As the movement of the nozzle in the axial direction, there is a vertical movement mechanism provided in the nozzle head that moves the nozzle in the axial direction (Z-axis direction). The operating tool is driven by this moving mechanism so as to interlock with the nozzle.

「開口部の閉塞時に該上蓋の押圧、振盪または移動」を可能とするので、上蓋は開口部に不動状態で固定されているのではなく、開口部と上蓋との間はある程度の相対運動が可能な可動状態にある。押圧、振盪または移動は、例えば、上蓋の上方向から、上蓋の水平方向から、または、上方向および水平方向以外の方向から押圧し、振盪させ、または移動させる場合がある。   Since the upper lid can be pressed, shaken or moved when the opening is closed, the upper lid is not fixed to the opening in a stationary state, but a certain amount of relative movement is present between the opening and the upper lid. It is possible to move. The pressing, shaking, or moving may be performed by, for example, pressing, shaking, or moving from above the upper lid, from the horizontal direction of the upper lid, or from a direction other than the upper direction and the horizontal direction.

第2の発明は、前記吸引吐出機構は、前記ノズルと連通するシリンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンを駆動するピストン駆動機構とを有し、前記上蓋閉塞時作用機構は、前記ノズルヘッドに設けられ、前記ピストンと連動する1または2以上の作動具を有する温度制御反応処理装置である。ここで、「作動具」は、上蓋に力を加えるための器具であって、上蓋と別体に設けられた、例えば、棒状、筒状、錐状等の形状をもつ部材を有し、前記部材の端部が上蓋との接触可能部分である。   According to a second aspect of the present invention, the suction / discharge mechanism includes a cylinder communicating with the nozzle, a piston that slides within the cylinder, and a piston drive mechanism that drives the piston. The temperature control reaction processing apparatus is provided in the nozzle head and has one or more operating tools interlocking with the piston. Here, the “actuator” is an instrument for applying a force to the upper lid, and has a member provided separately from the upper lid, for example, a rod shape, a cylindrical shape, a cone shape, etc. The end of the member is a portion that can come into contact with the upper lid.

第3の発明は、前記上蓋閉塞時作用機構は、前記ノズルヘッドに設けられ、前記移動機構によって駆動される前記ノズルに連動する1または2以上の作動具を有する温度制御反応処理装置である。   A third aspect of the invention is a temperature control reaction processing apparatus in which the upper lid closing mechanism is provided in the nozzle head and has one or more operating tools interlocking with the nozzle driven by the moving mechanism.

第2の発明および第3の発明の場合、ロッド等の作動具の軸線方向とノズルの軸線方向は、通常上下方向に一致させることが好ましい。   In the case of the second invention and the third invention, it is preferable that the axial direction of an operating tool such as a rod and the axial direction of the nozzle are normally aligned with the vertical direction.

なお、2以上の作動具を有する場合に、上下方向の移動については、作動具の一部は、前記移動機構によって駆動され、他の作動具は前記ピストン駆動機構によって駆動されるようにしても良い。   In addition, when it has two or more actuators, about an up-down direction movement, a part of actuator may be driven by the said movement mechanism, and another actuator may be driven by the said piston drive mechanism. good.

前記作動具は、移動機構またはピストン駆動機構によって駆動されるのであるから、新たに作動具を駆動する機構を設ける必要がないので、装置規模の拡大または複雑化を防止するとともに、ノズルの駆動と同様な強度で作動具を駆動することができる。   Since the operating tool is driven by a moving mechanism or a piston driving mechanism, it is not necessary to provide a new mechanism for driving the operating tool. The actuator can be driven with similar strength.

なお、上下移動以外の水平移動はノズルヘッド外のステージまたは筐体等に設けられた移動機構によって、ノズルヘッドごと移動するように構成するのが好ましい。この場合、全ての作動具はノズルヘッドに設けられているので、上下移動以外の水平移動はノズルヘッドごとに移動することになる。   In addition, it is preferable that the horizontal movement other than the vertical movement is configured such that the entire nozzle head is moved by a moving mechanism provided on a stage or casing outside the nozzle head. In this case, since all the operating tools are provided in the nozzle head, horizontal movement other than vertical movement moves for each nozzle head.

第4の発明は、前記上蓋閉塞時作用機構は、前記移動機構によって駆動される1または2以上の前記ノズルを有する温度制御反応処理装置である。   4th invention is a temperature control reaction processing apparatus in which the action mechanism at the time of closing the upper lid has one or more nozzles driven by the moving mechanism.

第2、第3、または第4の発明の場合には、ノズルに装着した分注チップを脱着させる前記脱着機構をノズルヘッドに設け、該脱着機構によって、分注チップを予め脱着させることが好ましい。これによって、作動具を駆動する際に、分注チップが脱落したり、分注チップの残液が飛び散ったりする事態を防止することができるとともに、作動具やノズルの駆動のために連動する分注チップが動きうる空間を考慮する必要がないので作業空間を効率良く利用して作業効率を高めることができる。   In the case of the second, third, or fourth invention, it is preferable that the detaching mechanism for detaching the dispensing tip attached to the nozzle is provided in the nozzle head, and the dispensing tip is previously detached by the detaching mechanism. . As a result, it is possible to prevent the dispensing tip from dropping off or the remaining liquid from the dispensing tip from splashing when the actuator is driven, as well as the components linked to drive the actuator and nozzle. Since it is not necessary to consider the space in which the tip can move, the work space can be used efficiently to increase the work efficiency.

第5の発明は、前記上蓋の上面には、前記移動機構または前記吸引吐出機構によって前記作動具または前記ノズルと係合可能なフックを有する温度制御反応処理装置である。   5th invention is a temperature control reaction processing apparatus which has the hook which can be engaged with the said operation tool or the said nozzle by the said moving mechanism or the said suction discharge mechanism on the upper surface of the said upper cover.

ここで、「フック」としては、作動具の下端部やノズルの下端部が嵌合可能な形状および大きさのU字状等の切欠き部やスリットが形成されたプレートを設けたものである。作動具またはノズルをフックと係合させるために、作動具またはノズルの下端部に凸部や凹部を設けても良い。この場合には、前記「フック」は、例えば、前記上面から離間して設けたプレートに切り欠いて形成した略U字状切欠き部やスリットである。「凸部」としては、例えば、前記作動具やノズルの下端部の外周に沿って設けたフランジであり、前記「凹部」としては、例えば、前記作動具やノズルの下端部の外周に沿って設けた溝であり、前記プレートの下側に前記フランジが位置して前記切欠き部やスリットは該フランジが通過できない大きさに形成し、または、前記切欠き部やスリットが前記溝に嵌合可能に設ける。   Here, as the “hook”, a plate in which a lower end portion of the working tool and a lower end portion of the nozzle can be fitted and a U-shaped cutout portion and a slit are provided. . In order to engage the operating tool or nozzle with the hook, a convex portion or a concave portion may be provided at the lower end of the operating tool or nozzle. In this case, the “hook” is, for example, a substantially U-shaped notch or slit formed by notching a plate provided apart from the upper surface. The “convex portion” is, for example, a flange provided along the outer periphery of the lower end portion of the operating tool or nozzle, and the “recessed portion” is, for example, along the outer periphery of the lower end portion of the operating tool or nozzle. The groove is provided, and the flange is located below the plate, and the notch and the slit are formed in such a size that the flange cannot pass, or the notch and the slit are fitted into the groove. Provide as possible.

前記作動具または前記ノズルを前記フックと係合させるためには、例えば、前記作動具またはノズルを、前記移動機構を用いて、所定高さの水平面内で移動させることによって、フックが有する切欠き部やスリットが開いた方から挿入して前記作動具または前記ノズルと前記フックとを係合させる。なお、凸部や凹部を設けた場合には、前記フックとの連結を確実かつ強固に行なうことができる。特に、上方向への上蓋の移動等が可能となる。   In order to engage the operating tool or the nozzle with the hook, for example, the operating tool or the nozzle is moved in a horizontal plane having a predetermined height by using the moving mechanism, so that the notch included in the hook is provided. The actuator or the nozzle and the hook are engaged by inserting from the side where the part or the slit is opened. In addition, when a convex part and a recessed part are provided, a connection with the said hook can be performed reliably and firmly. In particular, the upper lid can be moved upward.

第6の発明は、前記反応容器が設けられたステージに取り付けられた軸支部と、該軸支部に軸支され、前記上蓋を弾性的に支持する上蓋支持部材をさらに有するとともに、前記上蓋は、前記上蓋閉塞時作用機構によって押圧される被押圧面、該被押圧面に向き合うように形成され前記反応容器の開口部を被覆する被覆面を有し、前記上蓋支持部材は該上蓋を前記被覆面から前記被押圧面に向かう方向に沿って弾性的に付勢した状態で支持する温度制御反応処理装置である。被覆状態では被覆面は開口部より浮いているのが好ましい。   The sixth invention further includes a shaft support portion attached to a stage provided with the reaction vessel, and an upper lid support member that is pivotally supported by the shaft support portion and elastically supports the upper lid. A pressed surface to be pressed by the action mechanism at the time of closing the upper lid, and a covering surface formed so as to face the pressed surface and covering the opening of the reaction vessel, and the upper lid support member covers the upper lid with the coated surface It is the temperature control reaction processing apparatus supported in the state which elastically biased along the direction which goes to the said to-be-pressed surface. In the coated state, the coated surface preferably floats from the opening.

ここで、「軸支部」は、上蓋を回転可能に支持する部材であり、例えば、ステージ上に固定された固定用ブロックと、該固定用ブロックに設けられた開閉ヒンジや回転軸であり、前記上蓋は、前記上蓋支持部材を介して軸支されることになる。前記被押圧面は、外部より押圧されるためには、上蓋の前記反応容器の閉塞時には、少なくとも該被押圧面は外方(下記の実施の形態では上方)に露出させる必要がある。   Here, the “shaft support portion” is a member that rotatably supports the upper lid, and includes, for example, a fixing block fixed on the stage, an open / close hinge provided on the fixing block, and a rotating shaft, The upper lid is pivotally supported via the upper lid support member. In order for the pressed surface to be pressed from the outside, it is necessary to expose at least the pressed surface outward (upward in the following embodiment) when the reaction container of the upper lid is closed.

前記上蓋を、前記被押圧面と被覆面を設けた中空の箱状または筒状に形成した場合には、その中空部分は、温度制御される反応容器に対し断熱効果をもたらす。これによって前記反応容器内に収容した液体に対して、均質な温度分布を与えることができる。さらに、該中空部にヒータ等の熱源を設けて、上蓋の被覆面に発生する結露を防止することができる。これによって前記上蓋を開放する際に、結露による上蓋の被覆面と反応容器との間の密着を防止ことができる。   When the upper lid is formed in a hollow box shape or a cylindrical shape provided with the pressed surface and the covering surface, the hollow portion provides a heat insulating effect to the reaction vessel whose temperature is controlled. Thereby, a uniform temperature distribution can be given to the liquid stored in the reaction vessel. Furthermore, a heat source such as a heater can be provided in the hollow portion to prevent dew condensation occurring on the cover surface of the upper lid. Thus, when the upper lid is opened, it is possible to prevent adhesion between the covering surface of the upper lid and the reaction vessel due to condensation.

なお、開閉駆動用モータを設けることで前記軸支部に支持された上蓋を回転駆動させて、開口部に対して開閉することができる。この場合には、上蓋の開閉動作を含む一連の作業を人手に触れることなく行なうことができることになり、コンタミネーションを確実に防止することができる。   In addition, by providing an opening / closing drive motor, the upper lid supported by the shaft support portion can be rotationally driven to open / close with respect to the opening portion. In this case, a series of operations including the opening / closing operation of the upper lid can be performed without touching, and contamination can be reliably prevented.

第7の発明は、ノズルヘッドに設けた1または2以上のノズルと1または2以上の反応容器との間を相対的に移動可能とする移動機構およびノズルヘッドに設けた気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構によって、1または2以上の前記ノズルに着脱可能に装着した分注チップ内に吸引した液体を、内部が温度制御可能あって、その開口部に対し開閉可能に設けた上蓋を開放した1または2以上の該反応容器内に吐出して収容する収容工程と、前記上蓋によって1または2以上の前記反応容器の開口部を閉塞し、前記吸引吐出機構または移動機構によって、前記上蓋を上側から押圧して前記反応容器内を温度制御する閉塞工程と、前記吸引吐出機構または前記移動機構によって、前記反応容器の開口部に対して閉塞した上蓋を振盪または移動させることで前記反応容器の開口部を開放する開放工程と、を有する温度制御反応処理方法である。   7th invention performs the suction / discharge of the gas provided in the movement mechanism and nozzle head which can move relatively between the 1 or 2 or more nozzle provided in the nozzle head, and 1 or 2 or more reaction containers. With the suction and discharge mechanism, the temperature of the liquid sucked into the dispensing tip detachably attached to one or two or more of the nozzles can be controlled, and the upper lid that can be opened and closed with respect to the opening is opened. An accommodating step of discharging and storing in one or two or more of the reaction containers, and an opening of one or more of the reaction containers are closed by the upper lid, and the upper lid is moved upward by the suction / discharge mechanism or the moving mechanism. And the upper lid closed with respect to the opening of the reaction vessel is shaken or moved by the closing step of controlling the temperature inside the reaction vessel by pressing and the suction / discharge mechanism or the moving mechanism. A releasing step of releasing the opening of the reaction vessel by a temperature control reaction treatment method with.

第8の発明は、前記閉塞工程は、前記吸引吐出機構によって駆動される1または2以上の作動具を用いて、または前記移動機構によって駆動され、前記ノズル、または前記ノズルヘッドに設けられ、該ノズルに連動する1または2以上の作動具を用いて、前記開口部を閉塞した前記上蓋を上側から押圧し、前記開放工程は、前記ノズルまたは前記作動具を用いて、前記開口部を閉塞した前記上蓋を振盪または移動させる温度制御反応処理方法である。   According to an eighth aspect of the present invention, the closing step is performed by using one or more operating tools driven by the suction / discharge mechanism or by the moving mechanism, and is provided in the nozzle or the nozzle head. Using one or more operating tools interlocking with the nozzle, the upper lid that closed the opening is pressed from above, and the opening step closes the opening using the nozzle or the operating tool. This is a temperature control reaction processing method in which the upper lid is shaken or moved.

ここで、「吸引吐出機構によって1または2以上の作動具を駆動する」には、例えば、前記ノズルと連通するシリンダ内を摺動するピストンを駆動するピストン駆動機構によってピストンと連動する1または2以上の作動具を駆動する場合がある。   Here, “to drive one or more actuators by the suction / discharge mechanism” means, for example, 1 or 2 that is linked to the piston by a piston drive mechanism that drives a piston that slides in a cylinder communicating with the nozzle. In some cases, the above-described operating tool is driven.

第9の発明は、前記分注チップを前記ノズルから脱着させる脱着工程をさらに有し、該脱着工程は、前記収容工程において、または、前記収容工程の後、前記閉塞工程の前で実行される温度制御反応処理方法である。   The ninth invention further includes a desorption step of desorbing the dispensing tip from the nozzle, and the desorption step is performed in the accommodating step or after the accommodating step and before the closing step. This is a temperature control reaction processing method.

第10の発明は、前記収容工程は、前記ノズルヘッドに配列された複数の前記ノズルの内、1の前記ノズルのみに1の前記分注チップを装着することによって行なう温度制御反応処理方法である。ここで、「1の前記ノズル」としては、ノズルヘッドに配列されたノズル列のうちの端に設けられたノズルとするのが好ましい。この場合には、装着すべき1のチップ以外のチップをも配列されている場合であっても、確実に1のチップのみを1のノズルに装着させることができるからである。2回目以降は、順次、使用したチップをノズルおよびチップ収容部から除去することで、他のノズルに1のチップを装着することも可能である。   A tenth aspect of the invention is a temperature control reaction processing method in which the accommodation step is performed by attaching one dispensing tip to only one nozzle among the plurality of nozzles arranged in the nozzle head. . Here, the “one nozzle” is preferably a nozzle provided at the end of the nozzle row arranged in the nozzle head. In this case, even if chips other than one chip to be mounted are also arranged, only one chip can be reliably mounted on one nozzle. From the second time onward, it is also possible to attach one chip to other nozzles by sequentially removing the used chips from the nozzle and the chip housing portion.

第1の発明または第7の発明によれば、温度制御可能な1または2以上の反応容器に開閉可能な上蓋を設けるとともに、吸引吐出機構または移動機構等の分注装置に備わった既存の機構を用いて、反応容器の開口部を閉塞した上蓋について、その押圧、振盪等を可能とした。   According to the first invention or the seventh invention, an existing mechanism provided in a dispensing device such as a suction / discharge mechanism or a moving mechanism is provided while providing an openable / closable upper lid on one or more reaction containers capable of controlling temperature. The upper lid with the opening of the reaction vessel closed can be pressed, shaken, and the like.

そのために、前記開口部を閉塞した状態にある前記上蓋を押圧し、または振盪もしくは移動させることによって、確実に開口部を上蓋で閉塞し、または、開口部と上蓋との間の密閉状態を迅速かつ容易に解除して開放することができる。   Therefore, by pressing, shaking, or moving the upper lid in a state where the opening is closed, the opening is reliably closed with the upper lid, or the sealed state between the opening and the upper lid is quickly closed. And it can be easily released and opened.

したがって、高い処理効率および信頼性を得ることができる。また、装置規模を拡大することなく安価に製造し使用することができる。   Therefore, high processing efficiency and reliability can be obtained. Further, it can be manufactured and used at low cost without increasing the scale of the apparatus.

前記開口部を閉塞した状態にある前記上蓋に対して、押圧等の作用を手動によらず行なうことによって、前記反応容器内への外部からの異物の進入を確実に防止する。さらに、前記開口部を閉塞した状態にある前記上蓋を、開口部に接する上蓋の面に平行な力を加えて振盪または移動させることで、上蓋の前記面に付着した結露による水分を除去することができる。したがって、上蓋の開放の際における、反応容器への異物の進入や反応容器からの液漏れ等によるコンタミネーションを確実に防止して信頼性の高い処理を行うことができる。また、ユーザの手間を削減して取り扱いやすい。   By performing an action such as pressing on the upper lid in a state in which the opening is closed without performing the manual operation, foreign substances can be reliably prevented from entering the reaction vessel. Furthermore, by removing the moisture due to condensation attached to the surface of the upper lid by shaking or moving the upper lid in a state in which the opening is closed while applying a force parallel to the surface of the upper lid in contact with the opening. Can do. Therefore, it is possible to reliably prevent contamination due to entry of foreign matter into the reaction vessel or leakage of liquid from the reaction vessel when the upper lid is opened, so that highly reliable processing can be performed. Moreover, it is easy to handle by reducing the user's trouble.

なお、1の上蓋で、複数の反応容器を一斉に閉塞することによって複数種類の目的の液体について、並行して温度制御を行い、効率的に温度制御処理を行うことができる。   In addition, by simultaneously closing a plurality of reaction vessels with one upper lid, temperature control can be performed efficiently for a plurality of types of target liquids in parallel.

第2の発明、または第3の発明によれば、前記作動具は、前記ピストンと連動し、またはノズルと連動するように設けられている。したがって、作動具は既存の機構を利用して、容易かつ確実に前記上蓋に対して作用することができる。そのため、装置規模を拡大することなく安価に製造することができる。   According to 2nd invention or 3rd invention, the said operation tool is provided so that it may interlock | cooperate with the said piston or a nozzle. Accordingly, the operating tool can easily and reliably act on the upper lid using an existing mechanism. Therefore, it can be manufactured at low cost without increasing the scale of the apparatus.

また、上蓋に作用する専用の器具である作動具を設ける場合には、ノズルを用いる場合に比較して上蓋との作用による汚染をさらに確実に防止することができて信頼性が高い。また、作動具は、移動機構とともにピストン駆動機構の双方のいずれかを各作動具に利用することができるので、両機構を同時に用いることで安定的かつ強力に上蓋に作用させることができる。   In addition, when an operating tool that is a dedicated instrument that acts on the upper lid is provided, contamination due to the action with the upper lid can be more reliably prevented and reliability is higher than when a nozzle is used. In addition, since the operating tool can use either the moving mechanism or the piston drive mechanism for each operating tool, it is possible to cause the upper lid to act stably and strongly by using both mechanisms simultaneously.

第4の発明または第8の発明によれば、ノズルおよび前記移動機構を用いて、反応容器の開口部の閉塞時の上蓋に作用することができるので、既存の機構のみを利用して装置規模を拡大することなく、より安価に製造することができる。   According to the fourth or eighth invention, since the nozzle and the moving mechanism can be used to act on the upper lid when the opening of the reaction vessel is closed, the scale of the apparatus can be obtained using only the existing mechanism. It is possible to manufacture at a lower cost without enlarging.

第5の発明によれば、前記作動具または前記ノズルの下端部と移動機構または吸引吐出機構を用いて係合可能なフックを設けて、前記作動具または前記ノズルを確実かつ容易に前記上蓋と連結または結合させることができる。したがって、上蓋に対して前記ノズルまたは作動具を連結させて、上蓋に対して複雑な作用を確実に加えることが可能となる。   According to a fifth aspect of the present invention, a hook that can be engaged with a lower end portion of the operating tool or the nozzle using a moving mechanism or a suction / discharge mechanism is provided, and the operating tool or the nozzle is securely and easily attached to the upper lid. Can be linked or combined. Therefore, it is possible to connect the nozzle or the operation tool to the upper lid and to reliably apply a complicated action to the upper lid.

また、ユーザが直接手を触れずに行なうことができるので、コンタミネーションを防止して、信頼性の高い処理を行なうことができる。   Further, since the user can perform the operation without touching it directly, contamination can be prevented and highly reliable processing can be performed.

第6の発明によれば、ステージに設けた軸支部に上蓋を弾性的に支持する上蓋支持部材を設けている。したがって、上蓋は、ステージに直接支持されているのではなく、弾性的に支持されているので、簡単な構造で、上蓋が前記反応容器の開口部を閉塞した状態で、上蓋を押圧して閉塞を確実にし、または、上蓋を振盪させ、または上蓋を移動させることができる。   According to the sixth aspect, the upper lid support member that elastically supports the upper lid is provided on the shaft support portion provided on the stage. Therefore, the upper lid is not directly supported by the stage but is elastically supported. Therefore, with a simple structure, the upper lid is closed by pressing the upper lid while closing the opening of the reaction vessel. Or the top lid can be shaken or the top lid can be moved.

また、上蓋に中空部分を設けた場合には、その中空部分に加熱パネルを挿入することで、反応容器の開口部における結露を防止することができる。さらに、ステージに対して上蓋を移動可能に支持する上蓋支持部材によって上蓋が弾性的に支持されているので、上蓋の反応容器の開口部との接触面にパッドを設けることで開口部の密着性を高めることができる。   Moreover, when a hollow part is provided in the upper lid, it is possible to prevent condensation at the opening of the reaction vessel by inserting a heating panel into the hollow part. Furthermore, since the upper lid is elastically supported by the upper lid support member that movably supports the upper lid with respect to the stage, the adhesiveness of the opening can be provided by providing a pad on the contact surface of the upper lid with the opening of the reaction vessel. Can be increased.

第8の発明によれば、閉塞工程または開放工程において、前記作動具または前記ノズルを用いて閉塞時の上蓋に対する押圧、振盪、または移動を行なうようにしている。したがって、前記移動機構または吸引吐出機構等の分注装置に備わっている機構を用いることによって容易に上蓋に作用することができる。したがって、装置規模を拡大することなく、安価に製造することができる。   According to the eighth invention, in the closing step or the opening step, the operating tool or the nozzle is used to press, shake, or move the upper lid at the closing time. Therefore, it is possible to easily act on the upper lid by using a mechanism provided in the dispensing device such as the moving mechanism or the suction / discharge mechanism. Therefore, it can be manufactured at low cost without increasing the scale of the apparatus.

第9の発明によれば、前記分注チップを前記ノズルから脱着させる脱着工程をさらに有することによって、上蓋に作用を加える際に、分注チップの残液の飛び散りや、上蓋の汚染、または分注チップ自体の破壊や汚染を防止することができる。分注チップがノズルに装着されていることによる作動具の形状や動きの制限を削減することができる。   According to the ninth aspect of the invention, by further including a desorption step of detaching the dispensing tip from the nozzle, when applying an action to the upper lid, splashing of the remaining liquid of the dispensing tip, contamination of the upper lid, Note: The chip itself can be prevented from being destroyed or contaminated. The restriction of the shape and movement of the operating tool due to the dispensing tip being mounted on the nozzle can be reduced.

第10の発明によれば、前記ノズルヘッドに複数のノズルを配列することによって、反応容器にDNA等を収容するための前段階の抽出処理等において、複数の分注チップを装着して分注処理を並行して効率良く行うことができるとともに、DNA等の少量(数μリットル程度)の液量を扱う処理には、複数本の反応容器に収容すべき液量をまとめて取り扱うために、1本のみの分注チップを装着することで処理を容易化することができる。その際、反応容器の配列のピッチを、他の容器の配列ピッチと異ならせることによって反応容器を集積化して効率的な温度制御を行うことができる。   According to the tenth invention, by arranging a plurality of nozzles in the nozzle head, a plurality of dispensing tips are mounted and dispensed in a previous stage extraction process for storing DNA or the like in the reaction container. The process can be efficiently performed in parallel, and in order to handle a small amount (about several μl) of liquid such as DNA in order to collectively handle the amount of liquid to be stored in a plurality of reaction vessels, By attaching only one dispensing tip, the processing can be facilitated. At that time, by making the arrangement pitch of the reaction vessels different from the arrangement pitch of the other vessels, the reaction vessels can be integrated and efficient temperature control can be performed.

本発明の第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置を示す一部断面正面図である。It is a partial cross section front view which shows the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の平面図である。It is a top view of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る各種チップを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the various chip | tip which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るノズルヘッドを示す図である。It is a figure which shows the nozzle head which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る上蓋付反応容器の押圧前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state before the press of the reaction container with an upper cover which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る上蓋付反応容器の押圧時の状態を示す図である。It is a figure which shows the state at the time of the press of the reaction container with an upper cover concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る温度制御反応処理装置を示す一部断面正面図である。It is a partial cross section front view which shows the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の平面図である。It is a top view of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の平面図である。It is a top view of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る上蓋付反応容器の押圧前の状態を示す図である。It is a figure which shows the state before the press of the reaction container with an upper cover concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る上蓋付反応容器の押圧時の状態を示す図である。It is a figure which shows the state at the time of the press of the reaction container with an upper cover concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る温度制御反応処理装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the temperature control reaction processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

続いて、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態は特に指定のない限り本発明を制限するものと解釈してはならない。また、各実施例において同一のものは同一の符号で表わし説明を省略した。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment should not be construed as limiting the present invention unless otherwise specified. Moreover, the same thing in each Example was represented by the same code | symbol, and description was abbreviate | omitted.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置10を示す。
該温度制御反応処理装置10は、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構23(シリンダ24等)、および、該吸引吐出機構23によって液体が吸引および吐出される後述する各種チップ(75,76,80、図2参照)を着脱可能に装着する所定ピッチ(例えば、18mm)で配列された複数のノズル22(この例では、4本)を有するノズルヘッド12と、種々の容器(液収容部40、チップ収容部42等)が設けられたステージ14と、前記ノズル22を前記ステージ14に対して移動させる移動機構(20,21)とを有する。該移動機構は前記ノズルヘッド12外に主として設けられたXY軸移動機構20、および該ノズルヘッド12内に設けられた前記上下移動機構としてのZ軸移動機構21を有する。
FIG. 1 shows a temperature-controlled reaction processing apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention.
The temperature control reaction processing apparatus 10 includes a suction / discharge mechanism 23 (cylinder 24 and the like) that performs gas suction / discharge, and various chips (75, 76, 80) to be described later that suck and discharge liquid by the suction / discharge mechanism 23. , Refer to FIG. 2), and a nozzle head 12 having a plurality of nozzles 22 (four in this example) arranged at a predetermined pitch (for example, 18 mm) for detachably mounting, and various containers (liquid container 40, A stage 14 provided with a chip accommodating portion 42 and the like, and a moving mechanism (20, 21) for moving the nozzle 22 relative to the stage 14. The moving mechanism has an XY-axis moving mechanism 20 mainly provided outside the nozzle head 12 and a Z-axis moving mechanism 21 as the up-and-down moving mechanism provided in the nozzle head 12.

これらのノズルヘッド12、前記移動機構(20,21)、および前記ステージ14は、前面の中央が開いた筐体16に組み込まれている。該筐体16の前面上側には、操作パネル18が設けられている。該操作パネル18は、ディスプレイ、および操作用キーボードを有し、前記ノズルヘッド、移動機構(20,21)、吸引吐出機構23、前記ステージ14に設けた後述する温度制御器等と共に前記筐体16内に設けた情報処理装置(図示せず)と電気的に接続されている。前記情報処理装置には、CPUおよびメモリの他、CD若しくはDVDドライバ等の外部メモリを含む周辺機器を有し、前記メモリには、前記ノズルヘッド12、吸引吐出機構23、移動機構(20,21)、したがって後述する上蓋閉塞時作用機構19、後述する温度制御器100、および作動具としてのロッド88,90等を制御するプログラムが導入されている。該上蓋閉塞時作用機構19の作用の内容、すなわち、押圧、振盪、振動の態様、強さ、タイミング、持続時間等は、例えば、指示の内容、温度制御の内容、気温、湿度、上蓋や反応容器の大きさ、または、収容物の量等に基づいて定める。   The nozzle head 12, the moving mechanism (20, 21), and the stage 14 are incorporated in a housing 16 whose front center is open. An operation panel 18 is provided on the upper front side of the housing 16. The operation panel 18 includes a display and an operation keyboard. The casing 16 together with the nozzle head, the moving mechanism (20, 21), the suction / discharge mechanism 23, a temperature controller (described later) provided on the stage 14, and the like. It is electrically connected to an information processing device (not shown) provided inside. The information processing apparatus includes a peripheral device including an external memory such as a CD or DVD driver in addition to a CPU and a memory. The memory includes the nozzle head 12, the suction / discharge mechanism 23, and the moving mechanism (20, 21). Therefore, a program for controlling an action mechanism 19 at the time of closing the upper lid, which will be described later, a temperature controller 100, which will be described later, and rods 88 and 90 as operating tools, is introduced. The content of the action of the action mechanism 19 at the time of closing the upper lid, that is, the manner of pressing, shaking, vibration, strength, timing, duration, etc. is, for example, the content of the instruction, the content of the temperature control, the temperature, the humidity, the upper lid and the reaction It is determined based on the size of the container or the amount of contents.

該ノズルヘッド12には、モータ支持台35上に取り付けられたZ軸モータ34と、該Z軸モータ34によって回転駆動されるボール螺子31と、該ボール螺子31と螺合するナット部(41)が設けられ前記所定ピッチで配列された前記4本のシリンダ24を固定して支持するシリンダ支持体25とを有し、前記ノズル22をZ軸方向(上下方向)に移動させる前記Z軸移動機構21に相当する。該ボール螺子31の下端は、基板39に回転可能に軸支されている。   The nozzle head 12 includes a Z-axis motor 34 mounted on a motor support 35, a ball screw 31 that is rotationally driven by the Z-axis motor 34, and a nut portion (41) that engages with the ball screw 31. And a cylinder support 25 that fixes and supports the four cylinders 24 arranged at the predetermined pitch, and moves the nozzle 22 in the Z-axis direction (vertical direction). It corresponds to 21. The lower end of the ball screw 31 is rotatably supported on the substrate 39.

また、該ノズルヘッド12には、前記吸引吐出機構23として、前記モータ支持台35に設けられたP軸モータ32と、該P軸モータ32によって回転駆動されるボール螺子30と、該ボール螺子30に螺合するナット部33が設けられた駆動用プレート28と、該駆動用プレート28に前記所定ピッチで配列されて支持された4本のピストン26と、該ピストン26がその内部を摺動するシリンダ24とを有する。該シリンダ24の下端には、前記チップ(75,76,80)が装着可能な前記ノズル22が設けられている。前記ボール螺子30の下端は、前記基板39に回転可能に支持されている。   The nozzle head 12 includes a P-axis motor 32 provided on the motor support 35 as the suction / discharge mechanism 23, a ball screw 30 that is rotationally driven by the P-axis motor 32, and the ball screw 30. A drive plate 28 provided with a nut portion 33 to be screwed onto the drive plate, four pistons 26 arranged and supported on the drive plate 28 at the predetermined pitch, and the piston 26 sliding inside thereof. And a cylinder 24. At the lower end of the cylinder 24, the nozzle 22 to which the tip (75, 76, 80) can be attached is provided. A lower end of the ball screw 30 is rotatably supported by the substrate 39.

該ノズルヘッド12には、さらに前記チップ(75,76,80)を前記ノズル22から脱着させる脱着機構(29,27)が設けられている。該脱着機構(29,27)は、前記ノズル22の外径よりも大きいが前記チップ(75,76,80)の装着用開口部の外径またはチップ(75,76,80)の上端に設けたフランジや突条等よりも小さい内径をもつ4個の孔(図示せず)を該各ノズル22が同時に貫通可能となるように前記所定ピッチで配列した脱着用プレート29と、4個の前記孔を両側から挟むようにそのX軸方向(行方向)に沿った前記脱着用プレート29の両端近くの位置でその下端が取り付けられ、前記駆動用プレート28にその上端が取り付けられて前記脱着用プレート29を前記駆動用プレート28に連動させる2本の支持柱27と、を有する。   The nozzle head 12 is further provided with a detaching mechanism (29, 27) for detaching the tip (75, 76, 80) from the nozzle 22. The desorption mechanism (29, 27) is larger than the outer diameter of the nozzle 22, but is provided at the outer diameter of the opening for mounting the tip (75, 76, 80) or at the upper end of the tip (75, 76, 80). A detaching plate 29 arranged at the predetermined pitch so that the nozzles 22 can simultaneously penetrate four holes (not shown) having an inner diameter smaller than a flange, a protrusion, and the like, and the four The lower end is attached at a position near both ends of the demounting plate 29 along the X-axis direction (row direction) so as to sandwich the hole from both sides, and the upper end is attached to the driving plate 28 so that the demounting is performed. And two support pillars 27 for interlocking the plate 29 with the driving plate 28.

したがって、前記チップ(75,76,80)を前記ノズル22から脱着させるには、前記駆動用プレート28を、吸引吐出のためのピストン26の上下方向に沿った移動範囲を超えてさらに下方にZ軸方向に沿って移動させることによって、前記ノズル22から該チップ(75,76,80)を剥がすように落とす。したがって、該チップ(75,76,80)を吸引吐出に用いる場合には、前記脱着用プレート29は、その孔に前記ノズル22が貫通した状態で前記チップ(75,76,80)よりも上方の前記移動範囲で上下動することになる。   Therefore, in order to detach the tip (75, 76, 80) from the nozzle 22, the drive plate 28 is moved further downwardly beyond the moving range along the vertical direction of the piston 26 for suction and discharge. The tip (75, 76, 80) is dropped from the nozzle 22 by moving along the axial direction. Therefore, when the tip (75, 76, 80) is used for suction and discharge, the detaching plate 29 is located above the tip (75, 76, 80) with the nozzle 22 passing through the hole. It moves up and down within the movement range.

前記ノズルヘッド12の基板39の下方には、前記磁力手段43が設けられている。該磁力手段43は、6個の永久磁石36がX軸方向(行方向)に沿って前記所定ピッチで配列され、この6個の内、両端を除く中央の4個の永久磁石36が前記各ノズル22の各軸線に対して、接近しかつ離間するようにY軸方向(列方向)に沿って移動可能に設けられている。この永久磁石36のY軸方向に沿った移動はモータ37によって実行される。前記ノズル本数よりも2個多い個数の永久磁石36を配列し、その中央の4個の永久磁石36のみを利用しているので、両端にある分注チップに対しても、他の中央にある2個の分注チップと同一の条件で磁場を及ぼすことができる。   The magnetic force means 43 is provided below the substrate 39 of the nozzle head 12. In the magnetic force means 43, six permanent magnets 36 are arranged at the predetermined pitch along the X-axis direction (row direction). It is provided so as to be movable along the Y-axis direction (column direction) so as to approach and separate from each axis of the nozzle 22. The movement of the permanent magnet 36 along the Y-axis direction is executed by a motor 37. Since the number of permanent magnets 36 that is two more than the number of nozzles is arranged and only the four permanent magnets 36 at the center are used, the dispensing tips at both ends are also at the other center. The magnetic field can be applied under the same conditions as the two dispensing tips.

前記ノズルヘッド12は、XY軸移動機構20によって、前記ステージ14または筐体16に対してX軸方向およびY軸方向に沿って移動可能に設けられている。該XY軸移動機構20は、前記筐体16またはステージ14に対してY軸方向に沿って移動可能に設けられたヘッド支持部材55と、前記筐体16に設けられ、該ヘッド支持部材55をY軸方向に沿って移動させるための鎖歯車駆動用のY軸モータ56と、タイミングベルトが掛け渡された鎖歯車58と、該ヘッド支持部材55をY軸方向に沿って移動可能に支持するため前記筐体16に取り付けられてY軸方向に沿って延びる2本のシャフト54とを有する。   The nozzle head 12 is provided so as to be movable along the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the stage 14 or the housing 16 by an XY-axis moving mechanism 20. The XY axis moving mechanism 20 includes a head support member 55 provided so as to be movable along the Y axis direction with respect to the casing 16 or the stage 14, and provided on the casing 16. A Y-axis motor 56 for driving a chain gear for moving along the Y-axis direction, a chain gear 58 around which a timing belt is stretched, and the head support member 55 are supported so as to be movable along the Y-axis direction. Therefore, it has two shafts 54 attached to the housing 16 and extending along the Y-axis direction.

該ヘッド支持部材55には、X軸方向に沿ったレール60と、該レール60に案内されてレール上を摺動可能な摺動子がその頂上に設けられ該レール60に吊着されたノズルヘッド12をX軸方向に沿って駆動するため5個の鎖歯車50,51に掛け渡されたタイミングベルト48と、前記鎖歯車51を回転駆動するモータ52とを有する。
なお、図1には、上蓋閉塞時作用機構19のロッド88,90は、ノズル22の後ろにあるために表示されていない。
The head support member 55 is provided with a rail 60 along the X-axis direction and a slider that is guided by the rail 60 and is slidable on the rail. In order to drive the head 12 along the X-axis direction, it has a timing belt 48 that is stretched over five chain gears 50 and 51, and a motor 52 that rotationally drives the chain gear 51.
In FIG. 1, the rods 88 and 90 of the upper lid closing action mechanism 19 are not shown because they are behind the nozzle 22.

図2には、前記ノズル22に装着可能な種々のチップ(75,76,77,80)が示されている。   FIG. 2 shows various chips (75, 76, 77, 80) that can be attached to the nozzle 22.

図2(a)は、前記穿孔用チップ75であり、後述するプレパック・カートリッジ容器の穿孔のためにだけ用いられ、その先端は鋭利になっていて前記プレパック・カートリッジ容器の開口部を覆う薄膜を穿孔可能である。その上端には前記ノズル22に装着するためのノズル装着用開口部75aが設けられている。   FIG. 2 (a) shows the perforating tip 75, which is used only for perforating a prepack cartridge container, which will be described later, and has a sharp tip and a thin film covering the opening of the prepack cartridge container. Can be drilled. A nozzle mounting opening 75a for mounting on the nozzle 22 is provided at the upper end.

図2(b)は、PCR用チップ80、図2(c)は、ゲノム抽出用チップ76、図2(d)は、解析用チップ77を各々示すものである。前記PCR用チップ80およびゲノム抽出用チップ76は、前記分注チップに相当するものであって、各々太径管80a,76a,細径管80b,76b、移行部80c,76cを有し太径管80a,76aの上端はノズル装着用開口部80e,76eが設けられている。ゲノム抽出用チップ76では、外部から磁場を前記細径管76bの内部に及ぼすことによって、その内壁に磁性粒子を吸着させて分離を行うのに適している。   2B shows the PCR chip 80, FIG. 2C shows the genome extraction chip 76, and FIG. 2D shows the analysis chip 77, respectively. The PCR chip 80 and the genome extraction chip 76 correspond to the dispensing chip and have large diameter tubes 80a and 76a, small diameter tubes 80b and 76b, and transition portions 80c and 76c, respectively. Nozzle mounting openings 80e and 76e are provided at the upper ends of the tubes 80a and 76a. The genome extraction chip 76 is suitable for performing separation by adsorbing magnetic particles on the inner wall by applying a magnetic field from the outside to the inside of the small-diameter tube 76b.

図2(d)は、解析用チップ77は、装着用開口部77eおよび嵌合部77cが設けられた太径管77aと、前記嵌合部77cにおいてその上端が嵌合して取り付けられる細径管77bとを有し、該細径管77b内には、複数の粒子状担体77dが封入され、粒子状担体77dの表面に所定の化学物質が結合しまたは結合可能となるように設けられている。また、各粒子状担体と結合しまたは結合可能な所定の化学物質と、該粒子状担体の配列位置または該粒子状担体の形状若しくは該粒子状担体の標識(例えば蛍光物質、化学発光、染料等)とが予め対応付けられている。   FIG. 2 (d) shows an analysis chip 77 having a large diameter tube 77a provided with a mounting opening 77e and a fitting portion 77c, and a small diameter to which the upper end of the fitting portion 77c is fitted and attached. A plurality of particulate carriers 77d are enclosed in the small-diameter tube 77b, and a predetermined chemical substance is provided on the surface of the particulate carrier 77d so that it can be bonded or can be bonded. Yes. In addition, a predetermined chemical substance that can bind to or bind to each particulate carrier, the arrangement position of the particulate carrier, the shape of the particulate carrier, or the label of the particulate carrier (for example, fluorescent substance, chemiluminescence, dye, etc.) ) In advance.

ここで、「所定の化学物質」とは、生体物質等であって、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク、糖、糖鎖、ペプチド等の生体高分子または低分子を含む化学物質であって、該生体物質は、リガンドとしての該生体物質に結合性を有する受容体としての生体物質の結合を検出し、捕獲し、分離し、抽出等に用いられる。受容体としては、前記核酸等の遺伝物質、タンパク、糖鎖、ペプチド等に各々結合性を有する核酸等の遺伝物質、タンパク、糖鎖、ペプチド等の生体物質が該当する。また、生体物質として、または生体物質の代わりに細胞、ウィルス、プラスミド等の生体自体を用いることができる。   Here, the “predetermined chemical substance” refers to a biological substance or the like, for example, a chemical substance including a genetic substance such as a nucleic acid, a biological polymer such as a protein, sugar, sugar chain, or peptide, or a low molecule. The biological material is used for detection, capture, separation, extraction and the like of the binding of the biological material as a receptor having a binding property to the biological material as a ligand. Examples of the receptor include genetic materials such as nucleic acids, genetic materials such as nucleic acids having binding properties to proteins, sugar chains, peptides and the like, and biological materials such as proteins, sugar chains and peptides. In addition, a living body itself such as a cell, a virus, or a plasmid can be used as the biological substance or instead of the biological substance.

「結合」は、前記粒子状担体に前記化学物質の少なくとも1種類を直接的または別種類の物質を介して間接的に結合することを含む。結合には、例えば、共有結合、化学吸着による場合の他、物理吸着、水素結合、電気的相互作用による場合等がある。または、該粒子上担体が有する結合物質と、各種物質との間の特異的反応、その他の方法で結合する場合がある。また、該粒子状担体を、多孔質性物質、凹凸性物質、繊維質性物質で形成することによって、各種物質との反応能力や結合能力を高めるようにしても良い。   “Binding” includes binding at least one chemical substance to the particulate carrier directly or indirectly through another kind of substance. Examples of bonding include, for example, physical adsorption, hydrogen bonding, and electrical interaction in addition to covalent bonding and chemical adsorption. Alternatively, there are cases where the binding substance possessed by the carrier on the particles and various substances bind with each other by a specific reaction or other methods. In addition, the particulate carrier may be formed of a porous material, an uneven material, or a fibrous material, thereby increasing the ability to react with or bind to various materials.

結合のためには、前記粒子状担体には、例えば、官能基を発現または生成するようにする。このためには、例えば、「ポリアミド系高分子」からなる、絹等、各種ナイロン、PPTA(ポリパラフェニレンテレフタルアミド)等の全芳香族ポリアミド、ヘテロ環含有芳香族ポリマー等が有するペプチド結合を加水分解することで、生体物質の結合に用いる官能基を発現または生成させる。生体物質と結合可能な官能基には、例えば、カルボキシル基-COOH、アミノ基-NH等、またはその誘導基がある。ここで、生体物質の結合に適した多孔の径は、例えば、数マイクロメートル以下である。 For binding, for example, the particulate carrier expresses or generates a functional group. For this purpose, for example, the peptide bonds possessed by “polyamide polymers”, such as silk, various nylons, wholly aromatic polyamides such as PPTA (polyparaphenylene terephthalamide), heterocycle-containing aromatic polymers, etc. are hydrolyzed. By decomposing, a functional group used for binding a biological substance is expressed or generated. Examples of the functional group capable of binding to a biological substance include a carboxyl group —COOH, an amino group —NH 2 and the like, or a derivative group thereof. Here, the porous diameter suitable for binding of biological substances is, for example, several micrometers or less.

粒子状担体77dは、前記解析用チップ77の細径管77b内に導入されて保持されることが可能な大きさをもつ粒子状の固体である。該粒子状担体の大きさは、例えば、差し渡しまたは径が0.1mmから数mmの大きさをもつ。該粒子状担体77dを保持する前記解析用チップ77の温度制御領域においては、その容量は、保持した粒子状担体77dを除いた空間部分が、例えば、数μリットルから数百マイクロリットルの容積である。   The particulate carrier 77d is a particulate solid having a size that can be introduced and held in the small-diameter tube 77b of the analysis chip 77. The size of the particulate carrier is, for example, a size of 0.1 mm to several mm in diameter or diameter. In the temperature control region of the analysis chip 77 that holds the particulate carrier 77d, the volume of the space excluding the held particulate carrier 77d is, for example, a volume of several μl to several hundreds of microliters. is there.

粒子状担体77dの素材としては、液体試料に対して不溶性の物質であり、例えば、金属、半導体、半金属、酸化金属等の金属化合物、セラミクス、ガラス、シリカのような無機物質、ゴム、ラテックス、またはポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、アクリル等の樹脂、セルロース、前述したナイロン等の繊維物質等の高分子物質、天然繊維物質等の有機物質がある。   The material of the particulate carrier 77d is a substance that is insoluble in a liquid sample. For example, metal compounds such as metals, semiconductors, metalloids, and metal oxides, ceramics, inorganic substances such as glass and silica, rubber, latex Or a polymer material such as a resin such as polystyrene, polypropylene, polyester, acrylic, cellulose, a fiber material such as nylon as described above, or an organic material such as a natural fiber material.

図3は、本発明の第1の実施の形態に係る前記ステージ14を上側から詳細に示す平面図である。   FIG. 3 is a plan view showing in detail the stage 14 according to the first embodiment of the present invention from above.

ステージ14の左上側には、12個のチップ収容部が3行×4列のマトリクス状に配列された容器74と、16個のチップ収容部4行×4列のマトリクス状に配列された容器78と、アルコールを収容する2個の液槽72と、4個の検体を収容可能な液収容部71(例えば、200μリットル)が1行状に配列された2個の容器70とが設けられている。各列の間隔は前記所定ピッチ(例えば、18mm)に等しい。   On the upper left side of the stage 14, a container 74 in which 12 chip accommodating portions are arranged in a matrix of 3 rows × 4 columns and a container 74 in which 16 chip accommodating portions are arranged in a matrix of 4 rows × 4 columns 78, two liquid tanks 72 for storing alcohol, and two containers 70 in which liquid storage portions 71 (for example, 200 μl) capable of storing four specimens are arranged in a line. Yes. The interval between the rows is equal to the predetermined pitch (for example, 18 mm).

前記容器74の12個の各前記チップ収容部の内、4個のチップ収容部74aには、4本の穿孔用チップ75が収容され、8個のチップ収容部74bには、磁性粒子を内壁に吸着させるのに適した前記分注チップとしての8本のゲノム抽出用チップ76が収容されている。同様に、前記容器78のチップ収容部の内、3行×4列のチップ収容部78aには、前記分注チップとしての12本のPCR用チップ80が収容され、4個のチップ収容部78bは空いた状態にある。   Of the twelve chip storage portions of the container 74, four chip storage portions 74a store four drilling tips 75, and eight chip storage portions 74b store magnetic particles on the inner wall. Eight genome extraction chips 76 serving as the above-mentioned dispensing chips suitable for adsorbing to the gel are accommodated. Similarly, 12 PCR chips 80 serving as the dispensing chips are accommodated in a 3 × 4 chip accommodating portion 78a among the chip accommodating portions of the container 78, and four chip accommodating portions 78b. Is in a vacant state.

また、該ステージ14の左下側には、8個のプレパック・カートリッジ状容器62,63が、4列ずつ前記所定ピッチで配列して設けられている。各カートリッジ状容器62,63は、インキュベーション用の液収容部40aと、チューブ保持用の孔部40bと、10個の所定試薬が予め収容された液収容部40cとを有し、各々穿孔可能な薄膜で被覆されている。カートリッジ状容器62は、ゲノム抽出用の試薬等、例えば、シリカ等で被覆された磁性粒子、乖離用液、バッファ液、洗浄液等各々が収容されたゲノム抽出用のカートリッジ状容器であり、カートリッジ状容器63は、解析用の試薬等、例えば、蛍光物質で標識化された所定塩基配列を有するヌクレオチド等の試薬、各種バッファ液、各種洗浄液等が収容された解析用のカートリッジ状容器である。前記ステージ14内には、前記インキュベーション用の液収容部40aまたはチューブ保持用の孔部40bに保持されたチューブを加熱するためのヒータ68が設けられている。   On the lower left side of the stage 14, eight prepack cartridge-like containers 62 and 63 are arranged in four rows at the predetermined pitch. Each of the cartridge-like containers 62 and 63 has a liquid storage part 40a for incubation, a hole part 40b for holding a tube, and a liquid storage part 40c in which ten predetermined reagents are stored in advance. It is covered with a thin film. The cartridge container 62 is a genome extraction cartridge container that contains a reagent for genome extraction, for example, magnetic particles coated with silica or the like, a separation solution, a buffer solution, a washing solution, and the like. The container 63 is a cartridge container for analysis in which a reagent for analysis and the like, for example, a reagent such as a nucleotide having a predetermined base sequence labeled with a fluorescent substance, various buffer solutions, various washing solutions and the like are accommodated. A heater 68 is provided in the stage 14 for heating the tube held in the incubation liquid container 40a or the tube holding hole 40b.

さらに、該ステージ14の右下側には、12本の液収容部が3行×4列のマトリクス状に配列されたPCR試薬保冷用ブロック64(例えば、4℃に保冷する)、および、前記分注チップの細径管内に前記複数の粒子状担体77dが封入された前記解析用チップ77を収容する1列状に配列された4個のチップ収容部42からなる容器44が設けられている。前記PCR試薬保冷用ブロック64の12個の各液収容部の内、8個の液収容部64aには、例えば、プライマー、ポリメラーゼ、リバース・プライマー、塩基等のPCR用試薬は反応容器98の各液収容部においては少量(例えば、数μリットル)を用いる。そのため、該PCR試薬保冷用ブロック64の各液収容部64aごとに異なる試薬をまとめて収容して取り扱いやすくするように各々200μリットルの容量をもたせている。該PCR試薬保冷用ブロック64の液収容部の内4個は、抽出されたゲノム保管用液収容部64bであり、1.5mリットルの容量をもたせ、前記ノズルヘッド12に1本のPCR用チップ80を装着して用いる。なお、これらの容器の各列の行間隔は前記所定ピッチに等しい。   Further, on the lower right side of the stage 14, a PCR reagent cooling block 64 in which twelve liquid storage portions are arranged in a matrix of 3 rows × 4 columns (for example, to cool at 4 ° C.), and A container 44 composed of four chip accommodating portions 42 arranged in a line for accommodating the analysis chips 77 in which the plurality of particulate carriers 77d are enclosed is provided in a small-diameter tube of a dispensing chip. . Of the 12 liquid storage sections of the PCR reagent cooling block 64, the 8 liquid storage sections 64a include PCR reagents such as primers, polymerases, reverse primers, bases, etc. A small amount (for example, several μl) is used in the liquid container. Therefore, each of the liquid storage portions 64a of the PCR reagent cooling block 64 has a capacity of 200 μl so that different reagents can be stored together for easy handling. Four of the liquid storage parts of the PCR reagent cooling block 64 are the extracted genome storage liquid storage parts 64b, which have a capacity of 1.5 ml and have one PCR chip 80 in the nozzle head 12. Use with. Note that the row spacing of each column of these containers is equal to the predetermined pitch.

さらに、該ステージ14の右上側には、さらに、温度制御器100によって温度制御可能な8列×4行のマトリクス状に配列された32個の反応容器98(図5、図6、図16等参照)と、その開口部を上方向に開閉可能に覆う上蓋86とを有する上蓋付反応容器82が設けられている。該反応容器98のピッチは、前記所定ピッチの半分(例えば、9mmピッチ)に設定されている。これによって、集積した状態で温度制御を行うことができることになる。前記上蓋付反応容器82は、さらに、ステージ14に固定して設けられた固定用ブロック87と、該固定用ブロック87に設けられ指示により開閉駆動される開閉ヒンジ87a(図4参照)と、該開閉ヒンジ87aを介して前記固定用ブロック87に軸支され、前記上蓋86を遊嵌して弾性的に支持する貫通孔83が設けられた上蓋支持部材としての上蓋支持枠体84と、を有する。   Further, on the upper right side of the stage 14, 32 reaction vessels 98 (FIGS. 5, 6, 16, etc.) arranged in a matrix of 8 columns × 4 rows that can be temperature-controlled by the temperature controller 100. And a top-covered reaction vessel 82 that covers the opening so as to be openable and closable in the upward direction. The pitch of the reaction vessel 98 is set to half the predetermined pitch (for example, 9 mm pitch). As a result, temperature control can be performed in an integrated state. The reaction vessel 82 with an upper lid is further provided with a fixing block 87 fixed to the stage 14, an opening / closing hinge 87a (see FIG. 4) provided on the fixing block 87 and driven to open and close according to instructions. An upper lid support frame 84 as an upper lid support member that is pivotally supported by the fixing block 87 via an opening / closing hinge 87a and provided with a through hole 83 that loosely fits and elastically supports the upper lid 86. .

ここで、前記固定用ブロック87、および前記開閉ヒンジ87aは前記軸支部に相当し、後述する開閉駆動用モータ(図10の符号201参照)とともに、上蓋付反応容器82に属する。なお、以上説明したステージ14の大きさは、例えば、縦横が各々0.5mから1m程度の大きさである。   Here, the fixing block 87 and the opening / closing hinge 87a correspond to the shaft support portion, and belong to the reaction vessel 82 with an upper lid together with an opening / closing driving motor (see reference numeral 201 in FIG. 10) described later. Note that the size of the stage 14 described above is, for example, about 0.5 m to 1 m in length and width.

図4は、図1に示した前記ノズルヘッド12の拡大平面図(図4(a))および拡大裏面図(図4(b))を示す。なお、図1と同一の符号は同一のものを表すので説明を省略する。   4 shows an enlarged plan view (FIG. 4A) and an enlarged back view (FIG. 4B) of the nozzle head 12 shown in FIG. Note that the same reference numerals as those in FIG.

図4(a)および図4(b)に示すように、前記P軸モータ32によって前記ボール螺子30を介して回転駆動されるナット部33が設けられた駆動用プレート28には、さらにロッド90が連結する。前記Z軸モータ34によって前記ボール螺子31を介して回転駆動されるナット部41が設けられたシリンダ支持体25には、さらにロッド88が連結する。すなわち、ロッド90は吸引吐出機構23(図1参照)によって駆動され、ロッド88は移動機構21(図1参照)によって駆動されることになる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, a rod 90 is further provided on the driving plate 28 provided with a nut portion 33 that is rotationally driven by the P-axis motor 32 via the ball screw 30. Are linked. A rod 88 is further connected to the cylinder support 25 provided with a nut portion 41 that is rotationally driven by the Z-axis motor 34 via the ball screw 31. That is, the rod 90 is driven by the suction / discharge mechanism 23 (see FIG. 1), and the rod 88 is driven by the moving mechanism 21 (see FIG. 1).

前記ロッド90と前記ロッド88の下端部には、凹部としての溝94,92が設けられている。前記上蓋86に設けたフック85に設けられ、前記溝92,94と嵌合可能な大きさに切り欠いたU字状切欠き部85aと、前記移動機構(20,21)を用いて係合することが可能である。ロッド88,90を用いて前記上蓋86の押圧、振盪または移動を行なう場合には、前記ロッド90と前記ロッド88との下端は同じ高さレベルを保つように高さ位置が制御される。なお、前記ボール螺子30,31の下端は、ボールベアリング30a,31aによって前記基板39に軸支されている。なお、該ノズルヘッド12は前面および後面が開いた枠体96内に移動可能に組み込まれている。
ここで、前記ロッド88,90、溝92,94、移動機構(20,21)、吸引吐出機構23、フック85等は、上蓋付反応容器82の前記開口部に対して開閉可能に設けた上蓋86の押圧、振盪または移動を可能とする前記上蓋閉塞時作用機構19に相当する。
Grooves 94 and 92 as recesses are provided at the lower ends of the rod 90 and the rod 88. The hook 85 provided on the upper lid 86 is provided with a U-shaped notch 85a cut into a size that can be fitted into the grooves 92 and 94, and is engaged with the moving mechanism (20, 21). Is possible. When the upper cover 86 is pressed, shaken or moved using the rods 88, 90, the height position is controlled so that the lower ends of the rod 90 and the rod 88 are maintained at the same height level. The lower ends of the ball screws 30 and 31 are pivotally supported on the substrate 39 by ball bearings 30a and 31a. The nozzle head 12 is incorporated in a frame 96 whose front and rear surfaces are open.
Here, the rods 88 and 90, the grooves 92 and 94, the moving mechanisms (20 and 21), the suction / discharge mechanism 23, the hook 85, and the like are provided as an upper lid that can be opened and closed with respect to the opening of the reaction vessel 82 with an upper lid. It corresponds to the action mechanism 19 at the time of closing the upper lid that enables 86 to be pressed, shaken or moved.

図5は、前記上蓋付反応容器82の押圧前の状態を詳細に示すものである。
図5(a)の平面図に示すように、該上蓋付反応容器82の前記上蓋86による前記反応容器98の開口部の閉塞時における上側の被押圧面86aにはフック85が設けられ、該フック85は、該被押圧面86aから所定高さに平行に設けたプレート85bを有し、該プレート85bには前記ロッド88,90の下端部に設けた前記凹部としての前記溝94,92と嵌合可能な前記2つのU字状切欠き部85aが設けられ、該U字状切欠き部85aが設けられた側と逆側の前記プレート85bの縁部は折り曲げられてその端が前記被押圧面86aに取り付けられている。
FIG. 5 shows in detail the state before the reaction vessel 82 with an upper lid is pressed.
As shown in the plan view of FIG. 5A, a hook 85 is provided on the upper pressed surface 86a when the opening of the reaction vessel 98 is closed by the upper lid 86 of the reaction vessel 82 with an upper lid, The hook 85 has a plate 85b provided parallel to a predetermined height from the pressed surface 86a, and the plate 85b includes the grooves 94 and 92 as the recesses provided at the lower ends of the rods 88 and 90. The two U-shaped cutout portions 85a that can be fitted are provided, and the edge portion of the plate 85b opposite to the side on which the U-shaped cutout portion 85a is provided is bent so that the end thereof is covered with the cover. It is attached to the pressing surface 86a.

図5(b)は、図5(a)のAA線視断面図であって、前記上蓋86は、前記ロッド88,90によって押圧される被押圧面86aと、該被押圧面86aに向き合うように形成され前記反応容器98の開口部を被覆する被覆面86bと、該被押圧面86aと被覆面86bと連結する側面86cとを有し、全体として中空部分105を囲むように略箱状に形成されている。   FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5A, and the upper lid 86 faces the pressed surface 86a pressed by the rods 88 and 90 and the pressed surface 86a. And has a covering surface 86b that covers the opening of the reaction vessel 98, and a side surface 86c that connects the pressed surface 86a and the covering surface 86b. Is formed.

また、前記上蓋86の前記側面86cは、開口部の閉塞時において前記被覆面86bを越えて反応容器98の上側を囲むように伸びて縁壁部107を形成し、また、側面86cはその法線方向に外方に突設したバネ支持用突部108が設けられている。   Further, the side surface 86c of the upper lid 86 extends beyond the covering surface 86b so as to surround the upper side of the reaction vessel 98 when the opening is closed, and forms an edge wall portion 107. A spring support protrusion 108 is provided protruding outward in the linear direction.

前記上蓋支持枠体84は、前記被覆面86bが前記反応容器98の開口部を被覆可能であって、前記上蓋86の被押圧面86aが上方に露出し、前記被覆面86bが下方に露出するように前記上蓋86の本体が貫通する貫通孔83が設けられている。前記上蓋支持枠体84には、弾性部材としてのバネ102の一端が取り付けられ、その他端は前記上蓋86の前記バネ支持用突部108に取り付けられ、該上蓋86は、該貫通孔83内において、前記被覆面86bから被押圧面86aに向かう方向に前記バネ102によって付勢して支持されていることになる。したがって、前記ロッド88,90によって前記被押圧面86aが押圧されない状態では、前記被覆面86bまたは後述するパッドは前記反応容器98の開口部を被覆するだけで接触していない。ここで、前記上蓋支持枠体84の他、貫通孔83、バネ102、バネ支持用突部108は前記上蓋支持部材に相当する。   In the upper lid support frame 84, the covering surface 86b can cover the opening of the reaction vessel 98, the pressed surface 86a of the upper lid 86 is exposed upward, and the covering surface 86b is exposed downward. Thus, a through hole 83 through which the main body of the upper lid 86 passes is provided. One end of a spring 102 as an elastic member is attached to the upper lid support frame 84, and the other end is attached to the spring support protrusion 108 of the upper lid 86. The upper lid 86 is located in the through hole 83. The spring 102 is urged and supported in the direction from the covering surface 86b toward the pressed surface 86a. Therefore, in a state where the pressed surface 86 a is not pressed by the rods 88, 90, the covering surface 86 b or a pad described later only covers the opening of the reaction vessel 98 and is not in contact. Here, in addition to the upper lid support frame 84, the through hole 83, the spring 102, and the spring support projection 108 correspond to the upper lid support member.

また、該上蓋支持枠体84は、その一端において、前記固定用ブロック87に前記開閉ヒンジ87aを介して軸支されている。前記開閉ヒンジ87aは、前記ステージ14または前記固定用ブロック87に設けられた開閉駆動用モータ(図示せず)により指示によって開閉駆動される。   The upper lid support frame 84 is pivotally supported at one end by the fixing block 87 via the opening / closing hinge 87a. The opening / closing hinge 87a is opened / closed by an instruction by an opening / closing driving motor (not shown) provided on the stage 14 or the fixing block 87.

前記被覆面86bと前記縁壁部107に密接するようにしてパッド106が設けられ、これによって、前記反応容器98の開口部の密閉性を高めている。なお、前記中空部分105には、前記反応容器98の開口部における結露防止のため加熱パネルを設けることが好ましい。   A pad 106 is provided so as to be in close contact with the covering surface 86 b and the edge wall portion 107, thereby enhancing the sealing performance of the opening of the reaction vessel 98. The hollow portion 105 is preferably provided with a heating panel to prevent condensation at the opening of the reaction vessel 98.

さらに、前記各反応容器98はその外周面に沿って突条103が設けられ、該突条103の外径よりも小さく該各反応容器98本体の外径よりも大きい内径をもつ複数(この例では32個)の孔が穿設された各反応容器98の浮き上り防止用プレート104を温度制御器100に取り付けることによって前記反応容器98が前記被覆面86bまたは前記パッド106に密着して上方に持ち上げられる事態を防止している。   Furthermore, each reaction vessel 98 is provided with a protrusion 103 along the outer peripheral surface thereof, and a plurality of (this example) having an inner diameter smaller than the outer diameter of the protrusion 103 and larger than the outer diameter of each reaction container 98 main body. In this case, the reaction vessel 98 is brought into close contact with the covering surface 86b or the pad 106 by attaching the lifting prevention plate 104 of each reaction vessel 98 having 32 holes) to the temperature controller 100. The situation where it is lifted is prevented.

また、前記上蓋付反応容器82には、温度制御器100が前記反応容器98の下側を囲むように設けられて前記反応容器98を温度制御する。該温度制御器100には、指示によって温度を昇降させることができるペルチェ素子を有するサーマルサイクラーが設けられている。   The reaction vessel 82 with an upper lid is provided with a temperature controller 100 so as to surround the lower side of the reaction vessel 98 to control the temperature of the reaction vessel 98. The temperature controller 100 is provided with a thermal cycler having a Peltier element that can raise and lower the temperature according to an instruction.

図6は、前記上蓋付反応容器82の押圧時の状態を示すものであって、前記ロッド88の溝92および前記ロッド90の溝94が前記フック85の2つのU字状切欠き部85aに各々嵌合するとともに、該ロッド88,90を下降させて、前記上蓋86による開口部の閉塞時において、前記被押圧面86aを押圧することによって、前記被覆面86bが前記パッド106を介して、前記反応容器98の開口部を押圧して密閉している状態を示す。
ここで、前記フック85、U字状切欠き部85a等は、前記ロッド88,90とともに、前記上蓋閉塞時作用機構19に相当する。
FIG. 6 shows a state when the reaction vessel 82 with the top lid is pressed, and the groove 92 of the rod 88 and the groove 94 of the rod 90 are formed in the two U-shaped notches 85 a of the hook 85. While fitting each, the rods 88 and 90 are moved down to press the pressed surface 86a when the opening is closed by the upper lid 86, so that the covering surface 86b is interposed through the pad 106. The state which pressed and sealed the opening part of the said reaction container 98 is shown.
Here, the hook 85, the U-shaped notch 85a, etc., together with the rods 88, 90, correspond to the action mechanism 19 when the upper lid is closed.

なお、温度制御終了後、前記上蓋86の開放時には、前記ロッド88,90を前記吸引吐出機構23および前記移動機構20,21を用いて上下、または左右に前記反応容器98に対して動かすことで、前記上蓋86の被覆面86bまたはパッド106と前記反応容器98の開口部との間の張り付きを解消することができる。   After the temperature control, when the upper lid 86 is opened, the rods 88 and 90 are moved up and down or left and right with respect to the reaction vessel 98 using the suction / discharge mechanism 23 and the moving mechanisms 20 and 21. The sticking between the covering surface 86b or the pad 106 of the upper lid 86 and the opening of the reaction vessel 98 can be eliminated.

図7乃至図9に基づいて、本発明の第1の実施の形態に係る前記温度制御反応処理装置10を用いて、DNAまたはゲノムを、温度制御してPCR処理を行なう場合の動作を説明する。   Based on FIG. 7 thru | or FIG. 9, operation | movement in the case of performing PCR processing by temperature-controlling DNA or a genome using the said temperature control reaction processing apparatus 10 which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. .

ステップS1において、例えば、口腔粘膜、血液、爪等の検体を4人の被検者から採取して、水に投入したものを容器70の各液収容部71内に収容し、4本の前記穿孔用チップ75を前記チップ収容部74aにおいて、前記ノズル22を一斉に下降させることで前記ノズル22に装着させて前記カートリッジ状容器62の開口部を覆う薄膜を穿孔した後、前記脱着機構によって前記チップ収容部74aにおいて脱着し、前記チップ収容部74bに収容された前記ゲノム抽出用チップ76を、前記ノズル22を下降することで前記ノズル22に装着させる。4本の該ゲノム抽出用チップ76を前記移動機構20,21によって移動して、吸引吐出機構23を用いて、該当する抽出用試薬が収容されている液収容部40cから必要な試薬を一斉に吸引し、検体が収容された前記液収容部71内に磁性粒子を含む所定試薬と共に吐出して、前記吸引吐出機構23によって一斉に吸引および吐出を繰り返すことで攪拌してインキュベートして反応させ、DNAを前記磁性粒子の表面に結合して捕獲する。   In step S1, for example, samples of oral mucosa, blood, nails and the like are collected from four subjects and put into water and stored in each liquid storage portion 71 of the container 70. After the tip for punching 75 is attached to the nozzle 22 by simultaneously lowering the nozzles 22 in the tip accommodating portion 74a to perforate a thin film covering the opening of the cartridge-like container 62, the attachment / detachment mechanism The genome extraction chip 76, which is detached from the chip accommodating portion 74a and accommodated in the chip accommodating portion 74b, is attached to the nozzle 22 by lowering the nozzle 22. The four genome extraction chips 76 are moved by the moving mechanisms 20, 21, and the necessary reagents are simultaneously collected from the liquid storage unit 40 c storing the corresponding extraction reagents using the suction / discharge mechanism 23. Aspirate, discharge together with a predetermined reagent containing magnetic particles in the liquid container 71 containing the specimen, and agitate and incubate by repeating aspiration and discharge all at once by the aspiration and discharge mechanism 23, and react to react. DNA is bound and captured on the surface of the magnetic particle.

ステップS2において、前記磁力手段43を用いて、前記永久磁石36を、太径管76a、太径管76aよりも細く形成した細径管76b、および太径管76aと細径管76bをつなぐ移行部76cよりなる4本の前記ゲノム抽出用チップ76の細径管76bに一斉に接近させることによって磁場を及ぼして前記磁性粒子を前記細径管76bの内壁に吸着させることによってDNAを分離する。   In step S2, the magnetic means 43 is used to move the permanent magnet 36 to a large diameter tube 76a, a small diameter tube 76b formed narrower than the large diameter tube 76a, and a transition connecting the large diameter tube 76a and the small diameter tube 76b. The DNA is separated by bringing a magnetic field into contact with the thin tubes 76b of the four genome extraction chips 76 comprising the portions 76c all at once, and adsorbing the magnetic particles on the inner walls of the thin tubes 76b.

ステップS3で、4本の該ゲノム抽出用チップ76を、前記DNAを捕獲した磁性粒子を該内壁に吸着させたまま前記移動機構(20,21)によって移動させて、前記乖離液を収容する前記カートリッジ状容器62の液収容部40cに位置させ、該ゲノム抽出用チップ76の先端口部76dを前記収容部40c内に挿入して、前記磁性粒子を内壁に吸着したまま吸引吐出を繰り返すことによって前記磁性粒子から前記DNAを乖離する。磁性粒子から乖離したDNAを含有する該DNA溶液を前記PCR試薬保冷用ブロック64の1行の4個のゲノム保管用液収容部64b内に吐出させて収容した後、該ゲノム抽出用チップ76を内壁に前記磁性粒子に吸着したまま空いた前記チップ収容部74bで脱着させる。   In step S3, the four genome extraction chips 76 are moved by the moving mechanism (20, 21) while adsorbing the magnetic particles capturing the DNA on the inner wall, and the detachment liquid is accommodated. By positioning the liquid container 40c of the cartridge-like container 62, inserting the tip opening 76d of the genome extraction chip 76 into the container 40c, and repeating suction and discharge while adsorbing the magnetic particles to the inner wall. The DNA is separated from the magnetic particles. The DNA solution containing the DNA separated from the magnetic particles is discharged into the four genome storage liquid storage portions 64b of the PCR reagent cooling block 64 and stored, and then the genome extraction chip 76 is mounted. The chip accommodating portion 74b that is vacant while adsorbed to the magnetic particles on the inner wall is detached.

ステップS4で、該ノズルヘッド12を移動させて、該ノズルヘッド12の端に配列されたノズル22を前記容器78の端にあるチップ収容部78aにまで移動させた後、前記Z軸移動機構21によって、該ノズル22を下降させることによって、収容された1本の該PCR用チップ80のノズル装着用開口部80eに前記ノズル22を挿入させて装着させる。   In step S4, the nozzle head 12 is moved, and the nozzles 22 arranged at the end of the nozzle head 12 are moved to the tip accommodating portion 78a at the end of the container 78, and then the Z-axis moving mechanism 21 is moved. Thus, the nozzle 22 is lowered to insert the nozzle 22 into the nozzle mounting opening 80e of the single PCR chip 80 accommodated.

ステップS5で、図7に示すように前記開閉ヒンジ87aを開閉駆動することによって、前記上蓋86を上方に開いて前記反応容器98の開口部を外部に露出させる。次に、1本の前記PCR用チップ80を用いて、PCR試薬保冷用ブロック64の該当する1の液収容部64aから、前記各反応容器98(個々では、前記所定ピッチの半分の9mm)の1本に必要な量(例えば、数μリットル)の複数倍(この例では、4倍)のPCR用の試薬、例えば、前記プライマー含有液を吸引して、前記上蓋付反応容器82内のピッチの異なる複数の各反応容器98に順次分注することによって収容する。その際、1本の反応容器で必要とする液量の複数倍の液量を取り扱っているので、液量が増えて吸引吐出を行いやすい。以上の工程を必要な試薬を分注し終わるまで繰り返す。   In step S5, the opening / closing hinge 87a is driven to open and close as shown in FIG. 7, thereby opening the upper lid 86 upward and exposing the opening of the reaction vessel 98 to the outside. Next, using the single PCR chip 80, each reaction container 98 (individually 9 mm, half of the predetermined pitch) from the corresponding one liquid storage section 64a of the PCR reagent cooling block 64 is used. Pitch in the reaction vessel 82 with the top lid by aspirating a PCR reagent, for example, the primer-containing solution, which is multiple times (in this example, 4 times) of the amount required for one (eg, several μl) Are accommodated by sequentially dispensing into a plurality of reaction vessels 98 of different sizes. At that time, since the amount of liquid multiple times the amount required for one reaction vessel is handled, the amount of liquid increases and it is easy to perform suction and discharge. The above steps are repeated until the necessary reagents are dispensed.

ステップS6で、前記ノズルヘッド12を前記移動機構20,21を用いて、前記ノズルヘッド12に装着した1本のPCR用チップ80を前記容器78の空いたチップ収容部78bに脱着した後、前記ノズルヘッド12の端または2番目に配列された前記ノズル22に、前記容器78の2番目のチップ収容部78aに収容されている新たな1本のPCR用チップ80を装着し、前記移動機構20,21を用いて前記PCR試薬保冷用ブロック64の抽出した前記DNAを収容している前記ゲノム保管用液収容部64bにまで移動して、4人の患者から抽出した前記各DNAの内の該当するDNA溶液を各反応容器98で必要とする量の複数倍(この例では、4倍)を吸引して、前記反応容器98にまで移動して必要な個数の容器数に順次分注する。以上の処理を、全4人の患者について繰り返す。   In step S6, the nozzle head 12 is detached from the empty chip housing portion 78b of the container 78 after removing one PCR chip 80 attached to the nozzle head 12 using the moving mechanisms 20 and 21. A new PCR chip 80 housed in the second chip housing portion 78a of the container 78 is attached to the end of the nozzle head 12 or the nozzle 22 arranged second, and the moving mechanism 20 , 21 is used to move to the genome storage solution storage section 64b storing the extracted DNA of the PCR reagent cooling block 64, and the corresponding of the DNA extracted from four patients A plurality of times (in this example, 4 times) the amount of DNA solution required in each reaction container 98 is aspirated, moved to the reaction container 98, and sequentially dispensed into the required number of containers. The above process is repeated for all four patients.

ステップS7において、前記上蓋付反応容器82について、前記反応容器98に対して前記浮上り防止用プレート104を装着した後、前記上蓋86の被覆面86bにパッド106を密接させて取り付け、前記開閉ヒンジ87aを回転駆動させることによって該上蓋支持枠体84を回転させて、前記反応容器98の開口部を前記上蓋86の被覆面86bまたは前記パッド106が被覆する状態にする。   In step S7, after attaching the floating prevention plate 104 to the reaction vessel 98 with respect to the reaction vessel 82 with an upper lid, a pad 106 is attached in close contact with the covering surface 86b of the upper lid 86, and the open / close hinge The upper lid support frame 84 is rotated by rotationally driving 87 a so that the opening of the reaction vessel 98 is covered with the covering surface 86 b of the upper lid 86 or the pad 106.

ステップS8において、前記ノズルヘッド12を移動機構20,21によって移動させて、空の前記チップ収容部78bの位置にまで移動した後、前記ノズル22から前記PCR用チップ80を前記脱着機構(29,27)によって脱着させる。   In step S8, the nozzle head 12 is moved by the moving mechanisms 20 and 21 to the empty chip housing portion 78b, and then the PCR chip 80 is removed from the nozzle 22 by the detaching mechanism (29, 29). 27).

ステップS9において、図8に示すように、前記吸引吐出機構23および前記移動機構(20,21)を用いて、前記ロッド88およびロッド90を前記ノズル22と連動し、または前記シリンダ内のピストンとともに連動して、前記ステージ14に対して所定高さにまで下降させた後、前記XY軸移動機構20によって、前記上蓋86が位置する前記上蓋付反応容器82までX軸方向に沿って移動させた後、前記XY軸移動機構20を用いてY軸方向に沿って移動させる。   In step S9, as shown in FIG. 8, the rod 88 and the rod 90 are interlocked with the nozzle 22 using the suction / discharge mechanism 23 and the moving mechanism (20, 21), or together with the piston in the cylinder. In conjunction with this, after being lowered to a predetermined height with respect to the stage 14, it is moved along the X-axis direction by the XY-axis moving mechanism 20 to the reaction vessel 82 with an upper lid where the upper lid 86 is located. Thereafter, the XY axis moving mechanism 20 is used to move along the Y axis direction.

ここで、前記「所定高さ」とは、前記ロッド88,90の下端部に形成した前記溝92、94が前記上蓋86の前記フック85と係合可能な高さである。   Here, the “predetermined height” is a height at which the grooves 92 and 94 formed at the lower ends of the rods 88 and 90 can be engaged with the hook 85 of the upper lid 86.

ステップS10で、図9に示すように、前記ロッド88の溝92および前記ロッド90の溝94が前記上蓋86の前記フック85の各U字状切欠き部85aに嵌合することでロッド88,90と前記フック85を介して前記上蓋86と係合させて連結する。   In step S10, as shown in FIG. 9, the groove 88 of the rod 88 and the groove 94 of the rod 90 are fitted into the U-shaped cutout portions 85a of the hook 85 of the upper lid 86, whereby the rod 88, 90 and the upper lid 86 are engaged with each other via the hook 85 and connected.


ステップS11で、前記ロッド88および前記ロッド90を、さらに下方向に移動させることで、前記上蓋86の被押圧面86aを押圧することによって、前記被覆面86bおよび前記パッド106を前記反応容器98の開口部を密閉することになる。
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In step S11, the rod 88 and the rod 90 are further moved downward to press the pressed surface 86a of the upper lid 86, thereby bringing the covering surface 86b and the pad 106 into the reaction vessel 98. The opening will be sealed.

ステップS12で、前記反応容器98に対して前記温度制御器100によって、PCR法に従った温度制御を行う。PCR法に従った温度制御は、投入された2本鎖の検体のDNAを、1本鎖に変性するために前記反応容器98の温度を94℃に設定し、次に、1本鎖のDNAとプライマーとのアニーリングまたはハイブリダイゼイションを行なわしめるために、前記反応容器98の温度を50℃から60℃に設定する。次に、前記一本鎖に相補的なDNA鎖を合成するために前記温度を74℃に設定してインキュベートするという操作を1サイクルとして、所定回繰り返して、例えば、約数分間行なうという温度制御を行う。   In step S12, the temperature control according to the PCR method is performed on the reaction vessel 98 by the temperature controller 100. In the temperature control according to the PCR method, the temperature of the reaction vessel 98 is set to 94 ° C. in order to denature the double-stranded sample DNA that has been input into single-stranded DNA, and then single-stranded DNA. In order to carry out annealing or hybridization between the primer and the primer, the temperature of the reaction vessel 98 is set to 50 ° C. to 60 ° C. Next, in order to synthesize a DNA strand complementary to the single strand, the operation of setting the temperature to 74 ° C. and incubating is performed as one cycle, and is repeated a predetermined number of times, for example, temperature control is performed for about several minutes. I do.

ステップS13で、温度制御終了後、前記ロッド88,90を、前記吸引吐出機構23または前記移動機構(20,21)を用いて、上下方向または水平方向(X軸方向)に振盪させまたは移動を繰り返すことによって、前記上蓋86の被覆面86bまたは前記パッド106に結露による水分を除去することによって、または位置をずらすことによって、前記反応容器98の開口部が前記パッド106または前記被覆面86bに密着した状態を解除して前記上蓋86を容易に開放させる。   In step S13, after temperature control is completed, the rods 88 and 90 are shaken or moved in the vertical direction or the horizontal direction (X-axis direction) using the suction / discharge mechanism 23 or the moving mechanism (20, 21). By repeating the removal of moisture due to condensation on the covering surface 86b or the pad 106 of the upper lid 86, or by shifting the position, the opening of the reaction vessel 98 adheres to the pad 106 or the covering surface 86b. The upper lid 86 is easily opened by releasing the state.

ステップS14で、前記上蓋86を開放させて、各反応容器98内に収容されたPCR産物を回収して、該PCR産物を用いて、前記解析用チップ77等を用いた種々の検査や解析が行なわれることになる。   In step S14, the upper lid 86 is opened, the PCR products accommodated in each reaction vessel 98 are collected, and various inspections and analyzes using the analysis chip 77 and the like are performed using the PCR products. Will be done.

図10は、第2の実施の形態に係る温度制御反応処理装置110を示す。
該温度制御反応処理装置110は、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構123(シリンダ124等)、および、該吸引吐出機構123によって液体が吸引及び吐出される前述した各種チップ(76,80、図2参照)を着脱可能に装着する所定ピッチで配列された2以上のノズル122(この例では、6本)を有するノズルヘッド112と、種々の容器が設けられたステージ114と、前記ノズル122を前記ステージ114に対して移動させる移動機構(120,121)とを有する。該移動機構は、前記ノズルヘッド112外に主として設けられたY軸移動機構120、および該ノズルヘッド112内に設けられた前記上下移動機構としてのZ軸移動機構121を有する。
FIG. 10 shows a temperature controlled reaction processing apparatus 110 according to the second embodiment.
The temperature control reaction processing apparatus 110 includes a suction / discharge mechanism 123 (cylinder 124 or the like) that performs gas suction / discharge, and the various chips (76, 80, FIG. 2), a nozzle head 112 having two or more nozzles 122 (six in this example) arranged in a predetermined pitch, a stage 114 provided with various containers, and the nozzle 122. A moving mechanism (120, 121) for moving the stage 114; The moving mechanism includes a Y-axis moving mechanism 120 mainly provided outside the nozzle head 112 and a Z-axis moving mechanism 121 serving as the up-and-down moving mechanism provided in the nozzle head 112.

これらのノズルヘッド112、前記移動機構(120,121)、および前記ステージ114は、前面及び片方の側面が開いた筐体116に組み込まれている。該筐体116の他方の側面側には、操作パネル118が設けられている。該操作パネル118は、ディスプレイ、および操作用キーボードを有し、前記ノズルヘッド、移動機構、吸引吐出機構、前記ステージ114に設けた後述する温度制御器等と共に、前記筐体116内に設けた情報処理装置(図示せず)と電気的に接続されている。前記情報処理装置については、第1の実施の形態で説明したように、CPU及びメモリの他、CDもしくはDVDドライバ等の外部メモリを含む周辺機器を有し、前記メモリには、前記ノズルヘッド112、吸引吐出機構123、移動機構(120,121)、したがって、後述する上蓋閉塞時作用機構119、および、後述する温度制御器200等を制御するプログラムが導入されている。   The nozzle head 112, the moving mechanism (120, 121), and the stage 114 are incorporated in a housing 116 whose front surface and one side surface are open. An operation panel 118 is provided on the other side surface of the casing 116. The operation panel 118 includes a display and an operation keyboard, and information provided in the casing 116 together with the nozzle head, a moving mechanism, a suction / discharge mechanism, a temperature controller (described later) provided on the stage 114, and the like. It is electrically connected to a processing device (not shown). As described in the first embodiment, the information processing apparatus includes a peripheral device including an external memory such as a CD or DVD driver in addition to a CPU and a memory, and the nozzle head 112 is included in the memory. A program for controlling the suction / discharge mechanism 123, the moving mechanism (120, 121), and therefore the upper lid closing action mechanism 119 described later, the temperature controller 200 described later, and the like are introduced.

該ノズルヘッド112には、モータ支持台135上に取り付けられたZ軸モータ134と、該Z軸モータ134によって回転駆動されるボール螺子131と、該ボール螺子131と螺合するナット部(141)が設けられ前記所定ピッチで配列された前記6本のシリンダ124を固定して支持するシリンダ支持体125とを有し、前記ノズル122をZ軸方向(上下方向)に移動させる前記Z軸移動機構121に相当する。該ボール螺子131の下端は、基板139に回転可能に軸支されている。   The nozzle head 112 includes a Z-axis motor 134 mounted on a motor support 135, a ball screw 131 that is rotationally driven by the Z-axis motor 134, and a nut portion 141 that is screwed with the ball screw 131. And a cylinder support 125 that fixes and supports the six cylinders 124 arranged at the predetermined pitch, and moves the nozzle 122 in the Z-axis direction (vertical direction). This corresponds to 121. The lower end of the ball screw 131 is rotatably supported on the substrate 139.

また、該ノズルヘッド112には、前記吸引吐出機構123として、前記モータ支持台135に設けられたP軸モータ132と、該P軸モータ132によって回転駆動されるボール螺子130と、該ボール螺子130に螺合するナット部133が設けられた駆動用プレート128と、該駆動用プレート128に前記所定ピッチで配列されて支持された6本のピストン126と、該ピストン126がその内部を摺動するシリンダ124とを有する。該シリンダ124の下端には、前記チップ(76,80)が装着可能な前記ノズル122が設けられている。前記ボール螺子130の下端は、前記基板139に回転可能に支持されている1。   Further, the nozzle head 112 includes a P-axis motor 132 provided on the motor support 135 as the suction / discharge mechanism 123, a ball screw 130 that is rotationally driven by the P-axis motor 132, and the ball screw 130. A drive plate 128 provided with a nut portion 133 to be screwed onto the drive plate, six pistons 126 arranged and supported on the drive plate 128 at the predetermined pitch, and the piston 126 sliding inside thereof. And a cylinder 124. At the lower end of the cylinder 124, the nozzle 122 to which the tip (76, 80) can be attached is provided. A lower end of the ball screw 130 is rotatably supported by the substrate 139 1.

該ノズルヘッド112には、さらに前記チップ(76,80)を前記ノズル122から脱着させる脱着機構(129,127)が設けられている。該脱着機構(129,127)は、前記ノズル122の外径よりも大きいが前記チップ(76,80)の装着用開口部の外径またはチップ(76,80)の上端に設けたフランジや突条等よりも小さい内径をもつ6個の孔(図示せず)が、前記各ノズル122が貫通可能となるように前記所定ピッチで配列された脱着用プレート129と、6個の前記孔を両側から挟むようにそのX軸方向に沿った前記脱着用プレート129の両端近くの位置でその下端が取り付けられ、前記駆動用プレート128にその上端が取り付けられて前記脱着用プレート129を前記駆動用プレート128に連動させる2本の支持柱127と、を有する。   The nozzle head 112 is further provided with a detaching mechanism (129, 127) for detaching the tip (76, 80) from the nozzle 122. The desorption mechanism (129, 127) is larger than the outer diameter of the nozzle 122, but has an outer diameter of the opening for mounting the tip (76, 80) or a flange or protrusion provided at the upper end of the tip (76, 80). 6 holes (not shown) having an inner diameter smaller than a strip or the like are arranged at the predetermined pitch so that the nozzles 122 can pass through, and the 6 holes are provided on both sides. The lower end is attached at a position near both ends of the detachable plate 129 along the X-axis direction so as to be sandwiched between the upper and lower ends, and the upper end is attached to the drive plate 128 to attach the detachable plate 129 to the drive plate. And two support pillars 127 interlocked with 128.

したがって、前記チップ(76,80)を前記ノズル122から脱着するには、前記駆動用プレート128を、吸引吐出のためのピストン126の上下方向に沿った移動範囲を超えてさらに下方にZ軸方向に沿って移動させることによって、前記ノズル122から該チップ(76,80)を剥がすようにして落とす。したがって、該チップ(76,80)を吸引吐出に用いる場合には、前記脱着用プレート129は、その孔に前記ノズル122が貫通した状態で前記チップ(76,80)の上側の前記移動範囲で上下動することになる。   Therefore, in order to detach the tip (76, 80) from the nozzle 122, the drive plate 128 is moved further down the Z axis direction beyond the moving range along the vertical direction of the piston 126 for suction and discharge. The tip (76, 80) is peeled off from the nozzle 122 by moving along the nozzle. Therefore, when the tip (76, 80) is used for suction and discharge, the detaching plate 129 is moved in the movement range above the tip (76, 80) with the nozzle 122 passing through the hole. It will move up and down.

前記ノズルヘッド112の基板139の下方には、前記磁力手段143が設けられている。該磁力手段143は、8個の永久磁石136がX軸方向(行方向)に沿って前記所定ピッチで配列され、この8個の内の両端を除く中央の6個の永久磁石136が前記各ノズル122の各軸線に対して、接近しかつ離間するようにY軸方向(列方向)に沿って移動可能に設けられている。この永久磁石136のY軸方向に沿った移動はモータ137によって実行される。前記ノズル本数よりも2個多い個数の永久磁石136を配列し、その中央の6個の永久磁石136のみを利用しているので、両端にある分注チップに対しても中央にある分注チップと同一の条件で磁場を及ぼすことができる。   The magnetic force means 143 is provided below the substrate 139 of the nozzle head 112. In the magnetic force means 143, eight permanent magnets 136 are arranged at the predetermined pitch along the X-axis direction (row direction), and the six permanent magnets 136 at the center excluding both ends of the eight permanent magnets 136 are arranged as described above. It is provided so as to be movable along the Y-axis direction (column direction) so as to approach and separate from each axis of the nozzle 122. The movement of the permanent magnet 136 along the Y-axis direction is executed by the motor 137. Since the number of permanent magnets 136, which is two more than the number of nozzles, is arranged and only the six permanent magnets 136 in the center are used, the dispensing tips in the center of the dispensing tips at both ends are also used. The magnetic field can be exerted under the same conditions.

前記ノズルヘッド112は、Y軸移動機構120によって、前記ステージ114または筐体116に対してY軸方向に沿ってのみ移動可能に設けられている。該Y軸移動機構120は、前記筐体116またはステージ114に対してY軸方向に沿って移動可能に設けられたヘッド支持部材155と、前記筐体116に取り付けられてY軸方向に沿って延びる2本のシャフト154とを有する。   The nozzle head 112 is provided so as to be movable only along the Y-axis direction with respect to the stage 114 or the housing 116 by the Y-axis moving mechanism 120. The Y-axis moving mechanism 120 includes a head support member 155 provided so as to be movable along the Y-axis direction with respect to the casing 116 or the stage 114, and attached to the casing 116 along the Y-axis direction. Two shafts 154 extending.

該ノズルヘッド112は、前記ボール螺子130によって回転駆動されるナット部133が設けられた駆動用プレート128と、前記ボール螺子131によって回転駆動されるナット部141(図示せず)が設けられたシリンダ支持体125とを有する。第2の実施の形態では、上蓋閉塞時作用機構119としては、第1の実施の形態とはロッド90およびロッド88を有していない点で異なる。   The nozzle head 112 includes a driving plate 128 provided with a nut portion 133 that is rotationally driven by the ball screw 130, and a cylinder provided with a nut portion 141 (not shown) that is rotationally driven by the ball screw 131. And a support body 125. The second embodiment differs from the first embodiment in that the upper lid closing action mechanism 119 does not have the rod 90 and the rod 88.

代わりに、前記ノズル122を用いて前記上蓋の押圧、振盪、または移動を行なう。なお、上蓋閉塞時作用機構119の作用の内容については、第1の実施の形態で説明したように、指示の内容等に基づいて制御する。該ノズル122の先端部が前記フック185のU字状切欠き部185aと嵌合可能な高さレベルをもつように高さ位置が制御される。なお、前記ボール螺子130,131の下端は、ボールベアリング(131a)によって前記基板139に軸支されている。該上蓋閉塞時作用機構119としては、ノズル122、移動機構(120,121)、フック185等を有する。なお、該ノズルヘッド112は前面および後面が開いた枠体196に組み込まれている。そのため、前記磁力手段143を駆動するモータ137は、該ロッド90,88の存在によってそのサイズが制限されないので、磁力手段143に対して、十分大きなモータを利用することができるという効果を奏する。   Instead, the nozzle 122 is used to press, shake, or move the upper lid. The contents of the action of the upper lid closing action mechanism 119 are controlled based on the contents of the instruction and the like as described in the first embodiment. The height position of the nozzle 122 is controlled so that the tip of the nozzle 122 has a height level that can be fitted into the U-shaped notch 185a of the hook 185. The lower ends of the ball screws 130 and 131 are pivotally supported on the substrate 139 by ball bearings (131a). The upper lid closing action mechanism 119 includes a nozzle 122, a moving mechanism (120, 121), a hook 185, and the like. The nozzle head 112 is incorporated in a frame body 196 whose front and rear surfaces are open. Therefore, since the size of the motor 137 for driving the magnetic force means 143 is not limited by the presence of the rods 90 and 88, an effect is obtained that a sufficiently large motor can be used for the magnetic force means 143.

図11(a)(b)は、本発明の第2の実施の形態に係る前記ステージ114を上側から詳細に示す平面図であり、図11(a)は、後述する上蓋186が反応容器198の開口部に対して開放された状態を示し、図11(b)は、該上蓋186が前記反応容器198の開口部に対して閉塞した状態を示すものである。なお、図11(b)は図11(a)と同一のものを示すので、図11(a)と同一の物については、理解しにくい場合を除いてその符号を省略した。   11 (a) and 11 (b) are plan views showing the stage 114 according to the second embodiment of the present invention in detail from the upper side. FIG. 11 (a) shows an upper lid 186, which will be described later, as a reaction vessel 198. FIG. 11 (b) shows a state in which the upper lid 186 is closed with respect to the opening of the reaction vessel 198. Since FIG. 11B shows the same thing as FIG. 11A, the code | symbol was abbreviate | omitted except the case where it was hard to understand about the same thing as FIG. 11A.

ステージ114には、抽出されたゲノムを収容する回収用の6個の液収容部174a、検体等を収容する6個の液収容部174d、および、これらの液収容部174a,174dに挟まれるように設けられた12個の4行×6列のマトリクス状に配列されたチップ収容部174b,174cを有する容器174と、2種類のPCR用試薬、例えば、プライマー、ポリメラーゼ、リバース・プライマー、塩基等から選択した2種類を1行ずつ収容可能な液収容部170a,170bからなる2行×6列のマトリクス状に設けられたPCR試薬保冷用ブロック170とが設けられている。各列の間隔は前記所定ピッチ(例えば、18mm)に等しい。   The stage 114 is sandwiched between six liquid storage parts 174a for collecting the extracted genome, six liquid storage parts 174d for storing specimens, and the liquid storage parts 174a and 174d. A container 174 having chip receiving portions 174b and 174c arranged in a matrix of 12 4 rows x 6 columns provided in the above, and two types of PCR reagents, for example, primers, polymerase, reverse primer, bases, etc. And a PCR reagent cold block 170 provided in a matrix of 2 rows × 6 columns composed of liquid storage portions 170a and 170b that can store 2 types selected from 1 row by row. The interval between the rows is equal to the predetermined pitch (for example, 18 mm).

前記容器174の前記チップ収容部174b,174cには、磁性粒子を内壁に吸着させるのに適した前記分注チップとしての6本のゲノム抽出用チップ76と、分注チップとしての6本のPCR用チップ80と、が各々収容されている。なお、カートリッジ状容器162の穿孔は、第1の実施の形態とは異なり、ノズルヘッド112に設けた穿孔用のニードル(図示せず)によって行う。   In the chip accommodating portions 174b and 174c of the container 174, six genome extraction chips 76 as the dispensing chips suitable for adsorbing magnetic particles on the inner wall and six PCRs as the dispensing chips are provided. Each chip 80 is accommodated. Unlike the first embodiment, the cartridge-like container 162 is pierced by a piercing needle (not shown) provided in the nozzle head 112.

また、該ステージ114には、6個のプレパックされたカートリッジ状容器162が、前記所定ピッチの間隔で配列して列方向に沿って設けられている。各カートリッジ状容器162は、インキュベーション用の液収容部140aと、チューブ保持用の孔部140bと、10個の所定試薬が予め収容された10個の液収容部140cとを有し、各々穿孔可能な薄膜で被覆されている。カートリッジ状容器162は、ゲノム抽出用の試薬等、例えば、シリカ等で被覆された磁性粒子、乖離用液、バッファ液、洗浄用液等各々が収容されたゲノム抽出用のカートリッジ状容器である。前記ステージ114内には、前記インキュベーション用の液収容部140aまたはチューブ保持用の孔部140bに保持されたチューブを加熱可能なヒータが設けられている。   The stage 114 is provided with six pre-packed cartridge-like containers 162 arranged along the row direction at intervals of the predetermined pitch. Each cartridge-like container 162 has a liquid storage part 140a for incubation, a hole part 140b for holding a tube, and 10 liquid storage parts 140c in which 10 predetermined reagents are stored in advance. Covered with a thin film. The cartridge-like container 162 is a genome-like cartridge-like container in which each of the reagents for genome extraction, for example, magnetic particles coated with silica or the like, separation liquid, buffer liquid, washing liquid, and the like are accommodated. In the stage 114, there is provided a heater capable of heating the tube held in the incubation liquid container 140a or the tube holding hole 140b.

さらに、該ステージ114には、温度制御可能な2行×6列のマトリクス状に配列された12個の反応容器198(そのピッチは前記所定ピッチと同一である。この例では18mm)と、その開口部を開閉可能に覆う上蓋186とを有する上蓋付反応容器182が設けられている。該上蓋付反応容器182は、さらに、ステージ114に設けられた固定用ブロック187と、該固定用ブロック187に設けられ指示により開閉駆動される開閉ヒンジ187aと、該開閉ヒンジ187aを介して前記固定用ブロック187に軸支され、前記上蓋186を遊嵌して弾性的に支持する貫通孔183が設けられた前記上蓋支持部材としての上蓋支持枠体184とを有する。   Further, the stage 114 has twelve reaction vessels 198 (the pitch is the same as the predetermined pitch, 18 mm in this example) arranged in a matrix of 2 rows × 6 columns capable of controlling the temperature, A reaction vessel 182 with an upper lid is provided that has an upper lid 186 that covers the opening so as to be openable and closable. The reaction vessel 182 with an upper lid is further provided with a fixing block 187 provided on the stage 114, an opening / closing hinge 187a provided on the fixing block 187 and driven to open and close according to instructions, and the fixing via the opening / closing hinge 187a. And an upper lid support frame 184 as the upper lid support member provided with a through hole 183 that is pivotally supported by the block 187 and elastically supports the upper lid 186 by being loosely fitted thereto.

また、前記上蓋支持枠体184には、弾性体としてのバネ202の一端が取り付けられ、その他端は前記上蓋186のバネ支持用突部208に取り付けられ、該上蓋186は、該貫通孔183内において、被覆面186bから被押圧面186aに向かう方向に前記バネ202によって付勢して支持されていることになる。したがって、前記ノズル122によって前記被押圧面186aが押圧されない状態では、前記被覆面186bまたは後述するパッド206は、前記反応容器98の開口部を被覆するだけで接触していない。ここで、前記上蓋支持枠体184の他、貫通孔183、バネ202、バネ支持用突部208は前記上蓋支持部材に相当する。   Further, one end of a spring 202 as an elastic body is attached to the upper lid support frame body 184, and the other end is attached to a spring support projection 208 of the upper lid 186, and the upper lid 186 is disposed in the through hole 183. In this case, the spring 202 is urged and supported in the direction from the covering surface 186b toward the pressed surface 186a. Therefore, in a state where the pressed surface 186 a is not pressed by the nozzle 122, the covering surface 186 b or a pad 206 described later only covers the opening of the reaction vessel 98 and is not in contact. Here, in addition to the upper lid support frame body 184, the through hole 183, the spring 202, and the spring support projection 208 correspond to the upper lid support member.

また、該上蓋支持枠体184は、その一端において、固定用ブロックに前記開閉ヒンジ187aを介して軸支されている。該開閉ヒンジ187aは、前記ステージ114または前記固定用ブロックに設けられた開閉用モータ(図示せず)により指示によって開閉駆動される。なお、このステージ114の大きさは、例えば、縦横が各々0.5mから1m程度の大きさである。   The upper lid support frame 184 is pivotally supported at one end by a fixing block via the opening / closing hinge 187a. The opening / closing hinge 187a is driven to open / close by an instruction by an opening / closing motor (not shown) provided on the stage 114 or the fixing block. The stage 114 is, for example, about 0.5 to 1 m in length and width.

図12から図15に基づいて、本発明の第2の実施の形態に係る温度制御反応処理装置110を用いて、該当する遺伝子のDNAまたはゲノムを、温度制御を行ってPCR処理を行なう場合の動作を説明する。   Based on FIGS. 12 to 15, when the temperature-controlled reaction processing apparatus 110 according to the second embodiment of the present invention is used, the DNA or genome of the corresponding gene is subjected to temperature control to perform PCR processing. The operation will be described.

ステップS21において、例えば、口腔粘膜、血液、爪等の検体を6人の被検者から採取して、水に投入したものを液収容部171内に収容し、前記ノズルヘッド112に設けられた穿孔用のニードル(図示せず)によって、前記カートリッジ状容器162の該当する試薬が収容されている液収容部140cの開口部を覆う薄膜を穿孔した後、前記移動機構(120,121)を用いて、前記ゲノム抽出用チップ76が収容されたチップ収容部174bにまで移動させ、前記ノズルヘッド112のノズル122を下降させることで6本の前記ノズル122に6本の前記ゲノム抽出用チップ76を一斉に装着させた後、前記移動機構(120,121)によって移動して、吸引吐出機構123を用いて、該当する抽出用試薬が収容されている液収容部140cから必要な試薬を吸引し、検体が収容された前記液収容部171内に磁性粒子を含む所定試薬とともに吐出し、前記吸引吐出機構によって吸引および吐出を繰り返すことで攪拌してインキュベートして反応させてDNAを前記磁性粒子の表面に結合して捕獲する。   In step S21, for example, samples of oral mucosa, blood, nails, and the like were collected from six subjects, and poured into water, stored in the liquid storage unit 171 and provided in the nozzle head 112. After a thin film covering the opening of the liquid container 140c in which the corresponding reagent is stored in the cartridge-like container 162 is punched by a needle for punching (not shown), the moving mechanism (120, 121) is used. Then, the genome extraction chip 76 is moved to the chip storage portion 174b in which the genome extraction chip 76 is stored, and the nozzles 122 of the nozzle head 112 are moved down, so that the six genome extraction chips 76 are connected to the six nozzles 122. After being attached all at once, the liquid is moved by the moving mechanism (120, 121), and the liquid collection container in which the corresponding extraction reagent is stored using the suction / discharge mechanism 123. Necessary reagents are aspirated from the part 140c, discharged together with a predetermined reagent containing magnetic particles into the liquid storage part 171 containing the specimen, and stirred and incubated by repeating suction and discharge by the suction and discharge mechanism. By reacting, DNA is bound to the surface of the magnetic particle and captured.

ステップS22において、前記磁力手段143を用いて、前記永久磁石136を、太径管76a,太径管76aよりも細く形成した細径管76b,および太径管76aと細径管76bをつなぐ移行部76cよりなる6本の前記ゲノム抽出用チップ76の細径管76bに一斉に接近させることによって磁場を及ぼして前記磁性粒子を前記細径管76bの内壁に吸着させることによって分離する。   In step S22, the magnetic means 143 is used to move the permanent magnet 136 to the large diameter tube 76a, the small diameter tube 76b formed narrower than the large diameter tube 76a, and the transition connecting the large diameter tube 76a and the small diameter tube 76b. The magnetic particles are separated by adsorbing the magnetic particles on the inner wall of the small-diameter tube 76b by applying a magnetic field by simultaneously approaching the small-diameter tubes 76b of the six genome extraction chips 76 composed of the portions 76c.

ステップS23で、6本の該ゲノム抽出用チップ76を、前記DNAを捕獲した磁性粒子を内壁に吸着させたまま前記移動機構(120,121)によって移動させて、前記乖離液を収容する液収容部140cに位置させ、該ゲノム抽出用チップ76の先端口部76dを該液収容部140c内に挿入して、前記磁性粒子を内壁に吸着したまま吸引吐出を繰り返すことによって前記磁性粒子から前記DNAを乖離する。磁性粒子から乖離したDNAを含有する該DNA溶液を前記容器174の前記液収容部174a内に吐出させた後、6本の該ゲノム抽出用チップ76を、前記磁性粒子を内壁に吸着したまま、元の6個の前記チップ収容部174bにおいて一斉に脱着させる。   In step S23, the six genome extraction chips 76 are moved by the moving mechanism (120, 121) while the magnetic particles capturing the DNA are adsorbed on the inner wall, and the liquid storage unit stores the divergence liquid. It is positioned in the portion 140c, the tip port portion 76d of the genome extraction chip 76 is inserted into the liquid storage portion 140c, and the suction and discharge are repeated while the magnetic particles are adsorbed on the inner wall. Deviate. After discharging the DNA solution containing DNA deviated from the magnetic particles into the liquid container 174a of the container 174, the six genomic extraction chips 76 are held while adsorbing the magnetic particles on the inner wall. The original six chip accommodating portions 174b are desorbed all at once.

ステップS24で、該ノズルヘッド112を移動させて、該ノズル122を、前記PCR用チップ80が収容されているチップ収容部174c上に位置させた後、前記Z軸移動機構によって、6本の該ノズル122を一斉に下降させることによって、6本の該PCR用チップ80のノズル装着用開口部80eに前記ノズル122を一斉に挿入させて装着させる。   In step S24, the nozzle head 112 is moved so that the nozzle 122 is positioned on the chip accommodating portion 174c in which the PCR chip 80 is accommodated, and then the six axes are moved by the Z-axis moving mechanism. By simultaneously lowering the nozzles 122, the nozzles 122 are simultaneously inserted into the nozzle mounting openings 80e of the six PCR chips 80 and mounted.

ステップS25で、図12に示すように、前記開閉ヒンジ187aをモータ201を回転駆動させることによって開閉駆動させて前記上蓋186を上方に開いて、前記反応容器198の開口部を外部に露出させておく。次に、6本の前記PCR用チップ80を用いて、前記PCR試薬保冷用ブロック170にまで移動させて、該当するPCR試薬が収容されている液収容部170aから、例えば、プライマー含有液を一斉に吸引して、前記移動機構(120,121)を用いて6個の前記反応容器198内に一斉に吐出することによって収容する。同様にして、液収容部170bについても、PCR試薬を一斉に吸引し、6個の前記反応容器198内に吐出する。   In step S25, as shown in FIG. 12, the opening / closing hinge 187a is driven to open and close by rotating the motor 201 to open the upper lid 186 upward, and the opening of the reaction vessel 198 is exposed to the outside. deep. Next, the six PCR chips 80 are used to move to the PCR reagent cooling block 170, and, for example, the primer-containing liquid is simultaneously mixed from the liquid storage part 170a in which the PCR reagent is stored. And are discharged together into the six reaction vessels 198 using the moving mechanism (120, 121). Similarly, the PCR reagent is also sucked into the liquid container 170b and discharged into the six reaction vessels 198.

ステップS26で、前記ノズルヘッド112を前記移動機構を用いて、前記容器174の前記抽出したDNAまたはゲノムが収容されている液収容部174aにまで移動して、6人の患者から抽出した前記DNAまたはゲノムを6本のPCR用チップ80に一斉に吸引し、再び、6個の前記反応容器198内にまで移動して一斉に吐出して収容する。   In step S26, the nozzle head 112 is moved to the liquid container 174a containing the extracted DNA or genome in the container 174 using the moving mechanism, and the DNA extracted from six patients is extracted. Alternatively, the genome is sucked all at once into the six PCR chips 80, moved again into the six reaction vessels 198, and discharged and accommodated all at once.

ステップS27において、前記ノズルヘッド112を移動機構によって移動させて、前記チップ収容部174cの位置にまで移動した後、前記ノズル122から前記PCR用チップ80を前記脱着機構によって脱着させる。図13にPCR用チップ80を脱着した状態を示す。   In step S27, the nozzle head 112 is moved by the moving mechanism to the position of the chip accommodating portion 174c, and then the PCR chip 80 is detached from the nozzle 122 by the detaching mechanism. FIG. 13 shows a state where the PCR chip 80 is detached.

ステップS28において、図14に示すように、前記上蓋付反応容器182について、前記反応容器198に前記浮上り防止用プレート204を装着した後、前記上蓋186の被覆面にパッド206を密接させて取り付けた後、前記開閉ヒンジ187aを回転駆動させることによって該上蓋支持枠体184を一定角度回転させて、前記反応容器198の開口部を前記上蓋186の被覆面186bまたはパッド206が被覆する状態にする。前記反応容器198には、その外周面に沿って突条203が設けられ、該突条203の外径よりも小さく該各反応容器198の本体の外径よりも大きい内径をもつ複数(この例では12個)の孔が穿設された各反応容器198の浮き上り防止用プレート204を温度制御器200の上側に取り付けることによって前記反応容器198が前記被覆面186bまたは前記パッド206に密着して上方に持ち上げられる事態を防止している。   In step S28, as shown in FIG. 14, the reaction container 182 with the upper lid is attached with the pad 206 in intimate contact with the covering surface of the upper lid 186 after the lifting prevention plate 204 is attached to the reaction container 198. Thereafter, the upper lid support frame 184 is rotated by a predetermined angle by rotationally driving the opening / closing hinge 187a, so that the opening of the reaction vessel 198 is covered with the covering surface 186b of the upper lid 186 or the pad 206. . The reaction vessel 198 is provided with a protrusion 203 along the outer peripheral surface thereof, and a plurality of (this example) having an inner diameter smaller than the outer diameter of the protrusion 203 and larger than the outer diameter of the main body of each reaction vessel 198. In this case, the reaction vessel 198 is brought into close contact with the covering surface 186b or the pad 206 by attaching the floating prevention plate 204 of each reaction vessel 198 having 12 holes) to the upper side of the temperature controller 200. The situation where it is lifted upward is prevented.

ステップS29において、図14に示すように、移動機構(120,121)を用いて、前記ノズルヘッド112のノズル122の位置を、前記ステージ114に対して所定高さ位置に下降させた後、Y軸移動機構120によって、前記上蓋186の位置にまで移動させる。   In step S29, as shown in FIG. 14, the position of the nozzle 122 of the nozzle head 112 is lowered to a predetermined height position with respect to the stage 114 using the moving mechanism (120, 121), and then Y The shaft moving mechanism 120 is moved to the position of the upper lid 186.

ここで、前記所定高さとは、前記ノズル122の下端部が前記上蓋186の前記フック185のU字状切欠き部185aと嵌合可能な高さである。   Here, the predetermined height is a height at which the lower end portion of the nozzle 122 can be fitted into the U-shaped cutout portion 185 a of the hook 185 of the upper lid 186.

ステップS30で、図15に示すように、前記ノズル122の下端部が前記上蓋186の前記フック185のU字状切欠き部185aに嵌合することでノズル122と前記フック185を介して前記上蓋186と結合する。   In step S30, as shown in FIG. 15, the lower end of the nozzle 122 is fitted into the U-shaped notch 185a of the hook 185 of the upper lid 186 so that the upper lid is interposed via the nozzle 122 and the hook 185. Combine with 186.

ステップS31で、前記ノズル122を、さらに下方向に移動させることで、前記上蓋186の被押圧面186aを押圧することによって、前記被覆面186bおよび前記パッド206を前記反応容器198の開口部を密閉することになる。   In step S31, the nozzle 122 is moved further downward to press the pressed surface 186a of the upper lid 186, thereby sealing the covering surface 186b and the pad 206 with the opening of the reaction vessel 198. Will do.

ステップS32で、前記反応容器198に対して前記温度制御器200によって、PCR法に従った温度制御を行う。PCR法に従った温度制御は、投入された2本鎖の検体のDNAを、一本鎖に変性するために反応容器198の温度を94℃に設定し、次に、1本鎖のDNAとプライマリーとのアニーリングまたはハイブリダイゼイションを行なわしめるために、前記反応容器198の温度を50℃から60℃に設定する。次に、前記一本鎖に相補的なDNA鎖を合成するために前記温度を74℃に設定してインキュベートするという操作を1サイクルとして、所定回繰り返して、例えば、約数分間行なうという温度制御を行う。   In step S32, the temperature control according to the PCR method is performed on the reaction vessel 198 by the temperature controller 200. The temperature control according to the PCR method is such that the temperature of the reaction vessel 198 is set to 94 ° C. in order to denature the input double-stranded sample DNA into single-stranded DNA, and then the single-stranded DNA and In order to perform annealing or hybridization with the primary, the temperature of the reaction vessel 198 is set to 50 ° C. to 60 ° C. Next, in order to synthesize a DNA strand complementary to the single strand, the operation of setting the temperature to 74 ° C. and incubating is performed as one cycle, and is repeated a predetermined number of times, for example, temperature control is performed for about several minutes. I do.

ステップS33で、温度制御終了後、前記ノズル122を、前記移動機構(120,121)を用いて、上下方向および水平方向(Y軸方向)に振盪させまたは移動を繰り返すことによって前記反応容器198の開口部が前記パッド206または前記被覆面186bに密着した状態を解除することにより、前記上蓋186の開放を容易にさせる。   In step S33, after temperature control is completed, the nozzle 122 is shaken or moved repeatedly in the vertical direction and the horizontal direction (Y-axis direction) using the moving mechanism (120, 121). By releasing the state in which the opening is in close contact with the pad 206 or the covering surface 186b, the upper lid 186 is easily opened.

ステップS34で、前記上蓋186を開放させて、各反応容器198内に収容されたPCR産物を回収して、該PCR産物を用いて、例えば、前記解析用チップ77等を用いた種々の検査や解析が行なわれることになる。   In step S34, the upper lid 186 is opened, and the PCR products accommodated in each reaction vessel 198 are collected. Using the PCR products, for example, various tests using the analysis chip 77 or the like can be performed. Analysis will be performed.

続いて、図16乃至図21に基づいて、本発明の第3の実施の形態に係る温度制御反応処理装置210を説明する。   Subsequently, a temperature controlled reaction processing apparatus 210 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図16に示すように、該温度制御反応処理装置210は、第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置10において、上方向に開く上蓋86をもった上蓋付反応容器82に代えて、水平面内で開く上蓋286をもった上蓋付反応容器282を設けたものであり、その他の構成は、第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置10と同じである。そこで、第1の実施の形態に係る温度制御反応処理装置10に用いた符号と同一の符号を持つものは、同一のものを表すので、その説明を省略する。上蓋閉塞時作用機構については第1の実施の形態に係るものと同一の構成であるが、上蓋付反応容器の構造の相違により制御の内容は異なり得る。   As shown in FIG. 16, the temperature controlled reaction processing apparatus 210 is replaced with a reaction container 82 with an upper lid having an upper lid 86 that opens upward in the temperature controlled reaction processing apparatus 10 according to the first embodiment. A reaction vessel 282 with an upper lid having an upper lid 286 that opens in a horizontal plane is provided, and other configurations are the same as those of the temperature-controlled reaction processing apparatus 10 according to the first embodiment. Therefore, those having the same reference numerals as those used in the temperature-controlled reaction processing apparatus 10 according to the first embodiment represent the same elements, and thus description thereof is omitted. The upper lid closing mechanism is the same as that according to the first embodiment, but the contents of the control may differ depending on the structure of the reaction vessel with the upper lid.

図16および図17(a)に示すように、本実施の形態に係る上蓋付反応容器282は、ステージ214の右上側に設けられ、温度制御可能な8列×4行のマトリクス状に配列された32個の前記反応容器98(図5、図6等参照)と、該反応容器98の下側を囲むように設けられて前記反応容器98を温度制御する温度制御器300と、その開口部を水平面内で開閉可能に覆う上蓋286と、前記上蓋286を弾性的に支持するための上蓋支持部材としての上蓋支持用取手283と、を有するものである。前記上蓋286による前記反応容器98の開口部の閉塞時における上側の被押圧面286aには、フック85が設けられている。該反応容器98のピッチは、前記所定ピッチの半分(例えば、9mmピッチ)に設定されている。これによって、集積した状態で温度制御を行うことができることになる。   As shown in FIGS. 16 and 17A, the reaction vessel 282 with an upper lid according to the present embodiment is provided on the upper right side of the stage 214 and is arranged in a matrix of 8 columns × 4 rows capable of temperature control. 32 reaction vessels 98 (see FIGS. 5 and 6, etc.), a temperature controller 300 provided so as to surround the lower side of the reaction vessel 98 and controlling the temperature of the reaction vessel 98, and its opening An upper lid 286 that can be opened and closed within a horizontal plane, and an upper lid support handle 283 as an upper lid support member for elastically supporting the upper lid 286. A hook 85 is provided on the upper pressed surface 286a when the opening of the reaction vessel 98 is closed by the upper lid 286. The pitch of the reaction vessel 98 is set to half the predetermined pitch (for example, 9 mm pitch). As a result, temperature control can be performed in an integrated state.

図17(b)および図17(c)に示すように、前記上蓋付反応容器282は、さらに、前記上蓋支持用取手283の下側から下方に突設された上蓋回転軸284を有し、該上蓋回転軸284の下端部には、該上蓋回転軸284よりも大きな半径を持ち上側に、1個またはある間隔で配列された複数個の歯、爪、突部、突条または溝が形成された下端部284aが設けられている。   As shown in FIGS. 17B and 17C, the reaction vessel 282 with an upper lid further has an upper lid rotation shaft 284 that protrudes downward from the lower side of the upper lid support handle 283, A plurality of teeth, claws, protrusions, ridges, or grooves are formed on the upper end of the upper lid rotating shaft 284 having a radius larger than that of the upper lid rotating shaft 284 and arranged at one or a certain interval. The lower end portion 284a is provided.

コイル状バネ302が該上蓋回転軸284の外周に沿って同軸に囲むように設けられている。該上蓋回転軸284の前記下端部284aは、ステージ214に固定して設けられたモータによって駆動され、前記軸支部に相当する中空の回転筒287内に挿入されている。前記コイル状バネ302は前記回転筒287と前記上蓋支持用取手283との間を軸方向に突っ張るように付勢して、前記上蓋286またはパッド306が前記各反応容器98の開口部と接触しないように持ち上げられている。   A coiled spring 302 is provided so as to be coaxially surrounded along the outer periphery of the upper lid rotating shaft 284. The lower end portion 284a of the upper lid rotating shaft 284 is driven by a motor fixed to the stage 214, and is inserted into a hollow rotating cylinder 287 corresponding to the shaft support portion. The coil spring 302 urges the rotating cylinder 287 and the upper lid support handle 283 to axially stretch so that the upper lid 286 or the pad 306 does not contact the opening of each reaction vessel 98. So that it is lifted.

該回転筒287の内部の上端の内壁の下側の前記下端部284aと向かい合う面には、前記歯、爪、突部、突条または溝と係合可能な歯、爪、突部、突条または溝が形成され、前記コイル状バネ302によって前記下端部284aと前記内壁の下側とが接触した場合には、前記回転筒287の回転により前記歯、爪、突部、突条または溝との間で周方向に係合して開閉駆動用モータ(図示せず)の回転を前記回転筒287、上蓋回転軸284等を介して前記上蓋286に伝達し、前記反応容器98の開口部と接触することなく上蓋286を水平面内で回転させることができる。   On the surface facing the lower end portion 284a on the lower side of the inner wall at the upper end inside the rotating cylinder 287, teeth, claws, protrusions, and protrusions that can be engaged with the teeth, claws, protrusions, protrusions, or grooves. Alternatively, when a groove is formed and the lower end portion 284a is in contact with the lower side of the inner wall by the coil spring 302, rotation of the rotating cylinder 287 causes the teeth, claws, protrusions, protrusions, or grooves to The rotation of the opening / closing drive motor (not shown) is transmitted to the upper lid 286 via the rotating cylinder 287, the upper lid rotating shaft 284, etc. The upper lid 286 can be rotated in a horizontal plane without contact.

ここで、符号304は、前記温度制御器300の上側に取り付けられて反応容器98が、の浮き上り防止用プレートであり、符号306は、上蓋の前記被覆面286bに密接するようにしてスライドして取り外し可能に挿入された断面L字状に形成されたパッドである。これによって、前記反応容器98の開口部の密閉性を高めている。なお、中空部分305には、前記反応容器98の開口部における結露防止のため加熱パネルを設けるのが好ましい。   Here, reference numeral 304 is a plate for preventing the reaction vessel 98 from being lifted up and attached to the upper side of the temperature controller 300, and reference numeral 306 slides in close contact with the covering surface 286b of the upper lid. It is the pad formed in the cross-sectional L-shape inserted removably. This enhances the hermeticity of the opening of the reaction vessel 98. The hollow portion 305 is preferably provided with a heating panel to prevent condensation at the opening of the reaction vessel 98.

前記浮き上り防止用プレート304は、32個の孔が穿設されて、各反応容器98が、前記被覆面286bまたは前記パッド306に密着して上方に持ち上げられる事態を防止している。ここで、前記上蓋支持用取手283の他、前記コイル状バネ302、および回転筒287等は、前記上蓋支持部材に相当する。   The floating prevention plate 304 has 32 holes, so that each reaction vessel 98 is prevented from being lifted upward in close contact with the covering surface 286b or the pad 306. Here, in addition to the upper lid support handle 283, the coiled spring 302, the rotating cylinder 287, and the like correspond to the upper lid support member.

また、前記上蓋付反応容器282には、温度制御器300が前記反応容器98の下側を囲むように設けられて前記反応容器98を温度制御する。温度制御器300には、指示によって温度を昇降させることができるペルチェ素子を有するサーマルサイクラーが設けられている。   In addition, a temperature controller 300 is provided in the reaction vessel 282 with an upper lid so as to surround the lower side of the reaction vessel 98 to control the temperature of the reaction vessel 98. The temperature controller 300 is provided with a thermal cycler having a Peltier element that can raise and lower the temperature according to an instruction.

図18(a)図18(b)および図18(c)は、前記ロッド88の溝92および前記ロッド90の溝94が前記フック85の2つのU字状切欠き部85aに各々嵌合させ該ロッド88,90を下降させて、前記上蓋86による開口部の閉塞時を示す。前記被押圧面286aを押圧することによって、前記被覆面286bを、前記パッド306を介して、前記反応容器98の開口部に押圧して密閉している状態である。   18 (a), 18 (b) and 18 (c), the groove 92 of the rod 88 and the groove 94 of the rod 90 are fitted into the two U-shaped notches 85a of the hook 85, respectively. The rods 88 and 90 are moved down to indicate when the opening is closed by the upper lid 86. By pressing the pressed surface 286a, the covering surface 286b is pressed against the opening of the reaction vessel 98 through the pad 306 and sealed.

この場合には、前記回転筒287の上端内壁の下側と上蓋回転軸284の下端部284aの上側とは離間しており、前記開閉駆動用モータの回転は上蓋286まで伝達されない状態となっている。   In this case, the lower side of the upper inner wall of the rotating cylinder 287 is separated from the upper side of the lower end portion 284a of the upper lid rotating shaft 284, and the rotation of the opening / closing driving motor is not transmitted to the upper lid 286. Yes.

図19乃至図21に基づいて、本発明の第3の実施の形態に係る前記温度制御反応処理装置210を用いて、DNAまたはゲノムを、温度制御してPCR処理を行う場合の動作を説明する。   Based on FIG. 19 thru | or FIG. 21, operation | movement in the case of performing PCR processing by temperature-controlling DNA or a genome using the said temperature control reaction processing apparatus 210 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. .

該動作は、前述した、第1の実施の形態に係る前記温度制御反応処理装置10を用いて、DNAまたはゲノムを、温度制御してPCR処理を行う場合の動作に略等しいが。上蓋付反応容器282に関する処理についてのみ異なっている。そこで、該上蓋付反応容器282に関する処理に係るステップS5乃至ステップS14に対応するステップS'5乃至S'14に関する処理についてのみ説明する。   This operation is substantially the same as that in the case of performing the PCR process by controlling the temperature of DNA or genome using the temperature controlled reaction processing apparatus 10 according to the first embodiment described above. Only the processing relating to the reaction vessel 282 with an upper lid is different. Therefore, only the processes related to steps S′5 to S′14 corresponding to steps S5 to S14 related to the processes related to the reaction container 282 with the upper lid will be described.

ステップS'5において、図19に示すように、前記回転筒287を回転駆動することによって、前記上蓋286を水平面内で回転させて開き、前記反応容器98の開口部を外部に露出させる。次に、1本の前記PCR用チップ80を用いて、PCR試薬保冷用ブロック64の該当する1の液収容部64aから、前記各反応容器98(個々では、前記所定ピッチの半分の9mm)の1本に必要な量(例えば、数μリットル)の複数倍(この例では、4倍)のPCR用の試薬、例えば、前記プライマー含有液を吸引して、前記上蓋付反応容器282内のピッチの異なる複数の各反応容器98に順次分注することによって収容する。その際、1本の反応容器で必要とする液量の複数倍の液量を取り扱っているので、液量が増えて吸引吐出を行いやすい。以上の工程を必要な試薬を分注し終わるまで繰り返す。   In step S′5, as shown in FIG. 19, by rotating the rotary cylinder 287, the upper lid 286 is rotated and opened in a horizontal plane, and the opening of the reaction vessel 98 is exposed to the outside. Next, using the single PCR chip 80, each reaction container 98 (individually 9 mm, half of the predetermined pitch) from the corresponding one liquid storage section 64a of the PCR reagent cooling block 64 is used. Pitch in the reaction vessel 282 with the top lid by aspirating a PCR reagent, for example, the primer-containing solution, which is multiple times (4 times in this example) of the amount required for one (eg, several μl). Are accommodated by sequentially dispensing into a plurality of reaction vessels 98 of different sizes. At that time, since the amount of liquid multiple times the amount required for one reaction vessel is handled, the amount of liquid increases and it is easy to perform suction and discharge. The above steps are repeated until the necessary reagents are dispensed.

ステップS'6で、前記ノズルヘッド12を前記移動機構20,21を用いて、前記ノズルヘッド12に装着した1本のPCR用チップ80を前記容器78の空いたチップ収容部78bに脱着した後、前記ノズルヘッド12の端または2番目に配列された前記ノズル22に、前記容器78の2番目のチップ収容部78aに収容されている新たな1本のPCR用チップ80を装着し、前記移動機構20,21を用いて前記PCR試薬保冷用ブロック64の抽出した前記DNAを収容している前記ゲノム保管用液収容部64bにまで移動して、4人の患者から抽出した前記各DNAの内該当するDNA溶液を各反応容器98で必要とする量の複数倍(この例では、4倍)を吸引して、前記反応容器98にまで移動して必要な個数の容器数に順次分注する。以上の処理を、全4人の患者について繰り返す。   In step S′6, after the nozzle head 12 is detached from the empty chip accommodating portion 78b of the container 78 by using the moving mechanisms 20 and 21, the single PCR chip 80 attached to the nozzle head 12 is detached. A new PCR chip 80 accommodated in the second chip accommodating portion 78a of the container 78 is attached to the end of the nozzle head 12 or the nozzle 22 arranged second, and the movement is performed. The mechanism 20 and 21 are used to move to the genome storage solution storage section 64b that stores the extracted DNA of the PCR reagent cooling block 64, and each of the DNA extracted from four patients A plurality of times (in this example, 4 times) the required amount of the DNA solution in each reaction container 98 is sucked, moved to the reaction container 98, and sequentially dispensed into the required number of containers. . The above process is repeated for all four patients.

ステップS'7において、前記上蓋付反応容器282について、前記反応容器98に対して前記浮上り防止用プレート304を温度制御器300の上面に装着して反応容器98の浮き上りを防止させた後、前記上蓋286の被覆面286bに断面L字状のパッド306を、前記被覆面286bの下側に側方からスライドさせて挿入させて(前記被覆面286b側には、前記パッド306を支持する支持溝等が設けられている)密接させて取り付け、前記回転筒287を開閉駆動用モータによって回転駆動させることによって、前記上蓋回転軸284を回転させて、前記上蓋支持用取手283および前記上蓋286を、前記パッド306を前記反応容器98の開口部と接触することなく水平面内で回転させて、前記反応容器98の開口部を前記上蓋86の被覆面286bまたはパッド306が被覆する状態とする。   In step S′7, after the reaction vessel 98 with the top lid is attached to the upper surface of the temperature controller 300 with respect to the reaction vessel 98 to prevent the reaction vessel 98 from being lifted up, The pad 306 having an L-shaped cross section is inserted into the covering surface 286b of the upper lid 286 by sliding it from the side below the covering surface 286b (the pad 306 is supported on the covering surface 286b side). A support groove or the like is provided) and the rotary cylinder 287 is rotated by an opening / closing drive motor to rotate the upper lid rotating shaft 284, thereby rotating the upper lid support handle 283 and the upper lid 286. The pad 306 is rotated in a horizontal plane without contacting the opening of the reaction vessel 98 so that the opening of the reaction vessel 98 is moved upward. The cover surface 286b of the lid 86 or the pad 306 is covered.

ステップS'8において、前記ノズルヘッド12を移動機構20,21によって移動させて、空の前記チップ収容部78bの位置にまで移動した後、前記ノズル22から前記PCR用チップ80を前記脱着機構(29,27)によって脱着させる。   In step S′8, the nozzle head 12 is moved by the moving mechanisms 20 and 21 to the position of the empty chip accommodating portion 78b, and then the PCR chip 80 is removed from the nozzle 22 by the detaching mechanism ( 29, 27).

ステップS'9において、図20および図21に示すように、前記吸引吐出機構23および前記移動機構(20,21)を用いて、前記ロッド88およびロッド90を前記ノズル22と連動し、または前記シリンダ内のピストンとともに連動して、前記ステージ214に対して所定高さまで下降させた後、前記XY軸移動機構20によって、前記上蓋86が位置する前記上蓋付反応容器282まで、X軸方向に沿って移動させた後、前記XY軸移動機構20を用いてY軸方向に沿って移動させる。   In step S′9, as shown in FIG. 20 and FIG. 21, the rod 88 and the rod 90 are interlocked with the nozzle 22 using the suction / discharge mechanism 23 and the moving mechanism (20, 21), or In conjunction with the piston in the cylinder, after being lowered to a predetermined height with respect to the stage 214, the X and Y axis moving mechanism 20 moves along the X axis direction to the reaction vessel 282 with the upper lid 86 where the upper lid 86 is located. Then, the XY axis moving mechanism 20 is used to move along the Y axis direction.

ここで、前記「所定高さ」とは、前記ロッド88,90の下端部に形成した溝92,94が前記上蓋286の前記フック85と係合可能な高さである。   Here, the “predetermined height” is a height at which the grooves 92 and 94 formed at the lower ends of the rods 88 and 90 can be engaged with the hook 85 of the upper lid 286.

ステップS'10で、図21に示すように、前記ロッド88の溝92および前記ロッド90の溝94が前記上蓋286の前記フック85の各U字状切欠き部85aに嵌合することでロッド88,90と前記フック85を介して前記上蓋86と係合させて連結する。   In step S′10, as shown in FIG. 21, the groove 92 of the rod 88 and the groove 94 of the rod 90 are fitted into the U-shaped notches 85a of the hook 85 of the upper lid 286, so that the rod The upper lid 86 is engaged with and connected to the upper cover 86 via the hooks 85 and 90.

ステップS'11で、前記ロッド88および前記ロッド90を、さらに下方向に移動させることで、前記上蓋286の被押圧面286aを押圧することによって、前記被覆面286bおよび前記パッド306を前記反応容器98の開口部を密封することになる。   In step S′11, the covered surface 286b and the pad 306 are moved to the reaction vessel by pressing the pressed surface 286a of the upper lid 286 by further moving the rod 88 and the rod 90 downward. 98 openings will be sealed.

ステップS'12で、前記反応容器98に対して前記温度制御器300によって、PCR法に従った温度制御を行う。PCR法に従った温度制御は、投入された2本鎖の検体DNAを、1本鎖に変性するために前記反応容器98の温度を94℃に設定し、次に、1本鎖のDNAとプライマーとのアニーリングまたはハイブリダイゼイションを行なわしめるために、前記反応容器98の温度を50℃から60℃に設定する。次に、前記1本鎖に相補的なDNA鎖を合成するために前記温度を74℃に設定してインキュベートするという操作を1サイクルとして、所定回繰り返して、例えば、約数分間行なうという温度制御を行う。   In step S′12, the temperature controller 300 performs temperature control according to the PCR method on the reaction vessel 98. The temperature control according to the PCR method is such that the temperature of the reaction vessel 98 is set to 94 ° C. in order to denature the input double-stranded sample DNA into single-stranded DNA, and then the single-stranded DNA and In order to perform annealing or hybridization with the primer, the temperature of the reaction vessel 98 is set to 50 ° C. to 60 ° C. Next, in order to synthesize a DNA strand complementary to the single strand, the operation of setting the temperature to 74 ° C. and incubating is performed as one cycle, and is repeated a predetermined number of times, for example, about several minutes. I do.

ステップS'13で、温度制御終了後、前記ロッド88,90を、前記吸引吐出機構23または前記移動機構(20,21)を用いて、上下方向または水平方向(X軸方向)に振盪させまたは移動を繰り返すことによって、前記上蓋286の被覆面286bの下側に設けたパッド306に結露による水分を除去することによって、または位置をずらすことによって、前記反応容器98の開口部が前記パッド306または前記被覆面286bに密着した状態を容易に開放させる。   In step S′13, after the temperature control is completed, the rods 88 and 90 are shaken in the vertical direction or the horizontal direction (X-axis direction) using the suction / discharge mechanism 23 or the moving mechanism (20, 21) or By repeating the movement, the opening of the reaction vessel 98 is removed from the pad 306 or the pad 306 provided on the lower side of the covering surface 286b of the upper lid 286 by removing moisture due to condensation or by shifting the position. The state of being in close contact with the covering surface 286b is easily released.

ステップS'14で、前記上蓋286を開放させて、各反応容器98内に収容されたPCR産物を回収して、該PCR産物を用いて、前記解析用チップ77等を用いた種々の検査や解析が行なわれることになる。   In step S′14, the upper lid 286 is opened to collect the PCR product stored in each reaction vessel 98, and various tests using the analysis chip 77 or the like can be performed using the PCR product. Analysis will be performed.

以上の実施の形態は、本発明をより良く理解させるために具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、上蓋閉塞時作用機構としてロッド等の作動具とノズルの双方を用いて形成することも可能である。また実施の形態にあっては、ゲノムのPCRの処理についてのみ記載したが、該例に限られず、他の生体化合物、例えば、タンパク質等の温度制御にも用いることができる。   The above embodiment has been specifically described for better understanding of the present invention, and does not limit other embodiments. Therefore, changes can be made without changing the gist of the invention. For example, it is possible to use both an operating tool such as a rod and a nozzle as the action mechanism when the upper lid is closed. In the embodiment, only the genomic PCR process has been described, but the present invention is not limited to this example, and the present invention can also be used for temperature control of other biological compounds such as proteins.

また、ノズルの本数またはロッドの本数や、容器の種類、その配列、使用した試薬、検体等についても実施の形態に示した例に限られるものではない。さらに、上蓋付反応容器の構成についても実施の形態に示した例に限られない。以上の例では、ノズルをステージに対して移動させるようにしたが、ステージをノズルに対して移動させることも可能である。   Further, the number of nozzles or the number of rods, the type of container, its arrangement, the reagent used, the specimen, and the like are not limited to the examples shown in the embodiments. Furthermore, the configuration of the reaction container with the upper lid is not limited to the example shown in the embodiment. In the above example, the nozzle is moved with respect to the stage, but it is also possible to move the stage with respect to the nozzle.

また、本発明の各実施の形態で説明した、上蓋付反応容器、温度制御器、上蓋支持部材、分注チップ、反応容器、移動機構、吸引吐出機構、ノズル、作動具、試薬、液収容部、チップ収容部の個数、配列、大きさ等は、本例に限られるものではない。また、これらの部品は適当に選んで、適当な変更を加えながら相互に組み合わせることができる。   In addition, the reaction container with an upper lid, the temperature controller, the upper lid support member, the dispensing tip, the reaction container, the moving mechanism, the suction / discharge mechanism, the nozzle, the operating tool, the reagent, and the liquid storage unit described in each embodiment of the present invention In addition, the number, arrangement, size, and the like of the chip accommodating portion are not limited to this example. Also, these parts can be selected appropriately and combined with each other with appropriate changes.

本発明は、例えば、主としてDNA、RNA、mRNA、rRNA、tRNA、プラスミド等の生体物質、検査、解析が要求される分野、例えば、工業分野、食品、農産、水産加工等の農業分野、薬品分野、衛生、保健、疾病、遺伝等の医療分野、生化学もしくは生物学等の埋学分野等に関係するものである。本発明は、特に、PCR、リアルタイムPCR等の種々のDNA等を扱う処理や解析に用いることができる。   The present invention mainly includes, for example, biological materials such as DNA, RNA, mRNA, rRNA, tRNA, and plasmid, fields requiring examination and analysis, for example, industrial fields, agricultural fields such as food, agricultural products, and marine products processing, and pharmaceutical fields. It relates to medical fields such as hygiene, health, disease, heredity, etc., and buried fields such as biochemistry or biology. The present invention can be used particularly for processing and analysis for handling various DNAs such as PCR and real-time PCR.

符号の説明Explanation of symbols

10,110,210 温度制御反応処理装置
12,112 ノズルヘッド
14,114,214 ステージ
16,116,216 筐体
19,119 上蓋閉塞時作用機構
20 XY軸移動機構
120 Y軸移動機構
21,121 Z軸移動機構
22,122 ノズル
23,123 吸引吐出機構
24,124 シリンダ
43,143 磁力手段
75,76,80 穿孔用チップ、ゲノム抽出用チップ、PCR用チップ
82,182,282 上蓋付反応容器
86,186,286 上蓋
88,90 ロッド(作動具)
92,94 溝
98,198 反応容器
100,200,300 温度制御器
10, 110, 210 Temperature control reaction processing device 12, 112 Nozzle head 14, 114, 214 Stage 16, 116, 216 Case 19, 119 Upper lid closing mechanism 20 XY axis moving mechanism 120 Y axis moving mechanism 21, 121 Z Axis moving mechanism 22, 122 Nozzle 23, 123 Suction / discharge mechanism 24, 124 Cylinder 43, 143 Magnetic means 75, 76, 80 Perforation chip, genome extraction chip, PCR chip 82, 182, 282 Reaction vessel 86 with top cover 186,286 Upper cover 88,90 Rod (actuator)
92, 94 Groove 98, 198 Reaction vessel 100, 200, 300 Temperature controller

Claims (10)

気体の吸引および吐出を行う吸引吐出機構、および該吸引吐出機構によって液体の吸引および吐出が可能な分注チップを着脱可能に装着する1または2以上のノズルを有するノズルヘッドと、
前記分注チップの先端が挿入可能な開口部をもつ1または2以上の反応容器と、
前記ノズルと前記反応容器との間を相対的に移動可能とする移動機構と、
1または2以上の前記反応容器内を温度制御可能な温度制御器と、
前記温度制御器によって温度制御される1または2以上の前記反応容器の前記開口部に対して開閉可能に設けた上蓋と、
前記吸引吐出機構または前記移動機構によって駆動されるとともに、前記上蓋による前記開口部の閉塞時に該上蓋の押圧、振盪または移動を可能とする上蓋閉塞時作用機構と、を有する温度制御反応処理装置。
A suction / discharge mechanism for sucking and discharging gas, and a nozzle head having one or more nozzles to which a dispensing tip capable of sucking and discharging liquid can be detachably attached by the suction / discharge mechanism;
One or more reaction vessels having an opening into which the tip of the dispensing tip can be inserted;
A moving mechanism that is relatively movable between the nozzle and the reaction vessel;
A temperature controller capable of controlling the temperature in one or more of the reaction vessels;
An upper lid provided to be openable and closable with respect to the opening of one or more of the reaction vessels whose temperature is controlled by the temperature controller;
A temperature control reaction processing apparatus, which is driven by the suction / discharge mechanism or the moving mechanism, and has an upper lid closing action mechanism that allows the upper lid to be pressed, shaken or moved when the opening is closed by the upper lid.
前記吸引吐出機構は、前記ノズルと連通するシリンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンを駆動するピストン駆動機構とを有し、前記上蓋閉塞時作用機構は、前記ノズルヘッドに設けられ、前記ピストンと連動する1または2以上の作動具を有する請求項1に記載の温度制御反応処理装置。   The suction / discharge mechanism includes a cylinder communicating with the nozzle, a piston that slides within the cylinder, and a piston drive mechanism that drives the piston. The action mechanism when the upper lid is closed is provided in the nozzle head. The temperature-controlled reaction processing apparatus according to claim 1, further comprising one or more operating tools interlocking with the piston. 前記上蓋閉塞時作用機構は、前記ノズルヘッドに設けられ、前記移動機構によって駆動される前記ノズルに連動する1または2以上の作動具を有する請求項1または請求項2のいずれかに記載の温度制御反応処理装置。   3. The temperature according to claim 1, wherein the upper lid closing operation mechanism includes one or more operating tools provided in the nozzle head and interlocking with the nozzle driven by the moving mechanism. Control reaction processing equipment. 前記上蓋閉塞時作用機構は、前記移動機構によって駆動される1または2以上の前記ノズルを有する請求項1に記載の温度制御反応処理装置。   The temperature control reaction processing apparatus according to claim 1, wherein the upper lid closing mechanism has one or more nozzles driven by the moving mechanism. 前記上蓋の上面には、前記移動機構または前記吸引吐出機構によって駆動される前記上蓋閉塞時作用機構が有する前記作動具または前記ノズルと係合可能なフックを有する請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の温度制御反応処理装置。 5. The hook according to claim 2, further comprising a hook engageable with the operation tool or the nozzle of the upper lid closing mechanism that is driven by the moving mechanism or the suction / discharge mechanism. A temperature-controlled reaction processing apparatus according to claim 1. 前記反応容器が設けられたステージに取り付けられた軸支部と、該軸支部に軸支され、前記上蓋を弾性的に支持する上蓋支持部材をさらに有するとともに、
前記上蓋は、前記上蓋閉塞時作用機構によって押圧される被押圧面、該被押圧面に向き合うように形成され前記反応容器の開口部を被覆する被覆面を有し、前記上蓋支持部材は、該上蓋を前記被覆面から前記被押圧面に向かう方向に沿って弾性的に付勢した状態で支持する請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の温度制御反応処理装置。
A shaft support portion attached to the stage provided with the reaction vessel; and an upper lid support member that is pivotally supported by the shaft support portion and elastically supports the upper lid.
The upper lid has a pressed surface that is pressed by the action mechanism when the upper lid is closed, a covering surface that is formed so as to face the pressed surface, and covers the opening of the reaction vessel. The temperature control reaction processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the upper lid is supported in a state of being elastically biased along a direction from the covering surface toward the pressed surface.
ノズルヘッドに設けた1または2以上のノズルと1または2以上の反応容器との間を相対的に移動可能とする移動機構および前記ノズルヘッドに設けた気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構によって、1または2以上の前記ノズルに着脱可能に装着した分注チップ内に吸引した液体を、内部が温度制御可能であって、その開口部に対し開閉可能に設けた上蓋を開放した1または2以上の該反応容器内に吐出して収容する収容工程と、
前記上蓋によって1または2以上の前記反応容器の開口部を閉塞し、前記吸引吐出機構または前記移動機構によって駆動される上蓋閉塞時作用機構によって、前記上蓋を上側から押圧して前記反応容器内を温度制御する閉塞工程と、
前記吸引吐出機構または前記移動機構によって駆動される前記上蓋閉塞時作用機構によって、前記反応容器の開口部に対して閉塞した上蓋を振盪または移動させることで前記反応容器の開口部を開放する開放工程と、を有する温度制御反応処理方法。
By a moving mechanism that can relatively move between one or two or more nozzles provided in the nozzle head and one or two or more reaction vessels, and a suction / discharge mechanism that performs gas suction / discharge provided in the nozzle head, 1 or 2 or more in which the temperature of the liquid sucked into the dispensing tip removably attached to one or more of the nozzles can be controlled, and the upper lid that can be opened and closed with respect to the opening is opened. An accommodating step of discharging and accommodating in the reaction container;
Closes the opening portion of one or more of said reaction vessel by said upper lid, the lid closed when the action mechanism driven by said suction and discharge mechanism or the moving mechanism, the reaction vessel by pressing the upper lid from above A clogging step for temperature control;
An opening step of opening the opening of the reaction container by shaking or moving the upper cover closed with respect to the opening of the reaction container by the action mechanism when the upper cover is closed driven by the suction / discharge mechanism or the moving mechanism And a temperature-controlled reaction processing method.
前記閉塞工程は、前記吸引吐出機構によって駆動される前記上蓋閉塞時作用機構が有する1または2以上の作動具を用いて、または前記移動機構によって駆動される前記上蓋閉塞時作用機構が有する前記ノズル、または前記ノズルヘッドに設けられ、該ノズルに連動する1または2以上の作動具を用いて、前記開口部を閉塞した前記上蓋を上側から押圧し、
前記開放工程は、前記ノズルまたは前記作動具を用いて、前記開口部を閉塞した前記上蓋を振盪または移動させる請求項7に記載の温度制御反応処理方法。
The closing step, the nozzle where the suction upper lid closed when the action mechanism driven by a discharge mechanism with one or more of the working tool having the or wherein Ru is driven by a moving mechanism lid closed when the action mechanism has Or, using one or more actuators provided in the nozzle head and interlocking with the nozzle, pressing the upper lid closing the opening from above,
The temperature control reaction processing method according to claim 7, wherein in the opening step, the upper lid that closes the opening is shaken or moved using the nozzle or the operating tool.
前記分注チップを前記ノズルから脱着させる脱着工程をさらに有し、該脱着工程は、
前記収容工程において、または、前記収容工程の後、前記閉塞工程の前で実行される請求項7に記載の温度制御反応処理方法。
A desorption step of desorbing the dispensing tip from the nozzle, the desorption step,
The temperature control reaction processing method according to claim 7, wherein the temperature control reaction processing method is executed in the housing step or after the housing step and before the closing step.
前記収容工程は、前記ノズルヘッドに配列された複数の前記ノズルの内、1の前記ノズルのみに1の前記分注チップを装着することによって行なう請求項7乃至請求項9のいずれかに記載の温度制御反応処理方法。   The said accommodating process is performed by mounting | wearing with one said dispensing tip only to one said nozzle among the several said nozzles arranged in the said nozzle head. Temperature control reaction processing method.
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