JP5881936B2 - 試料溶液導入キット及び試料溶液注入器 - Google Patents
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Description
本発明は試料溶液導入キット及び試料溶液注入器に関し、核酸を増幅する技術分野などにおいて好適なものである。
リアルタイムＰＣＲ装置又はＰＣＲ装置では、核酸の増幅反応の場となる複数の微小容器を有する基板が用いられる。従来、担体と、担体の表面を覆い担体に接着されるカバーとをもち、当該担体及びカバー間に微小容器とその微小容器を繋ぐ流路に相当する空隙部が設けられた基板が提案されている（非特許文献１参照）。
また、この基板に検体溶液を空隙部に導入する際の気泡の発生や進入を防止するデバイスも提案されている（特許文献１参照）。このデバイスは、液体が添加される液体添加部と、液体を空隙部に導入する液体導入部とを有し、当該液体添加部と液体導入部と間には、多孔構造でなる液体通過部が設けられている。液体通過部は、液体添加部から添加される液体に予め存在する泡を多孔構造によりトラップ（捕捉）し、また多孔構造の空孔率によって液体の導入速度を調整するというものである。
滝澤聡子ら、バイオテクノロジージャーナル、２００５年７−８月号、４１８−４２０頁
ところがかかる多孔構造体は、繊維、微粒子又は網などで、所定の空孔率をもつ構成とされるが、それを構成すること自体が煩雑となる。また、多孔構造体の空孔にはばらつきが生じるものであり、該ばらつきや、多孔構造体における物理的な障壁に起因して多孔構造体自体が泡の発生要因となりかねない。またばらつきに起因して液体の導入速度に対する調整が発揮できない場合もある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、泡の発生率を低減させて試料溶液を注入し得る簡易な構成の試料溶液導入キット及び試料溶液注入器を提案しようとするものである。
課題を解決するために本発明は、板状部材と、試料溶液注入器とでなる試料溶液導入キットであって、板状部材は、反応場として内部に形成され、予め大気圧よりも低圧な状態とされる複数の空間と、一端が板状部材の表面に開口されて通り、他端が閉塞する幹線部と、幹線部に対して、該幹線部となす流方向の上流側の角度よりも逆方向側の角度が小さくなるよう一端が連結され、複数の空間のそれぞれに他端が連結される支線部とからなり、予め大気圧よりも低圧な状態とされる連通空間とを有し、試料溶液注入器は、試料溶液が入れられる容器と、容器の天部に設けられ、試料溶液が入れられる際に容器から外される蓋と、容器の底部に連通され、所定の部材で塞がれた開口に貫通可能な管と、管の先端の開口に取外可能に嵌められる止め具と、試料溶液が入れられる前に容器に予め貯留され、試料溶液に対して不溶であり、該試料溶液に対して軽いシリコンオイルとを有する。
また本発明は、反応場として複数の空間が内部に形成され、該複数の空間に内部で連通しその一部が表面に開口される連通空間が形成される板状部材に対して、試料溶液を注入する試料溶液注入器であって、連通空間は、一端が板状部材の表面に開口されて通り、他端が閉塞する幹線部と、幹線部に対して、該幹線部となす流方向の上流側の角度よりも逆方向側の角度が小さくなるよう一端が連結され、複数の空間のそれぞれに他端が連結される支線部とからなり、複数の空間及び連通空間は、予め大気圧よりも低圧な状態とされ、試料溶液が入れられる容器と、容器の天部に設けられ、試料溶液が入れられる際に容器から外される蓋と、容器の底部に連通され、所定の部材で塞がれた開口に貫通可能な管と、管の先端の開口に取外可能に嵌められる止め具と、試料溶液が入れられる前に容器に予め貯留され、試料溶液に対して不溶であり、該試料溶液に対して軽いシリコンオイルとを有する。
本発明では、試料溶液が容器に入れられた場合、該試料溶液に対して不溶で軽い液体によって、試料溶液が低層として偏在され、該液体の自重によって試料溶液が均一に押圧される。
したがって試料溶液注入器は、試料溶液を入れた際にその試料溶液や液体に気泡が生じた場合であっても、低層として偏在される試料溶液に気泡を移行させることなく、該試料溶液を板状部材の空間に注入することができる。
また試料溶液の注入速度は、試料溶液注入器における管の開口径と、試料容器に入れるべき試料溶液の容量（つまり板状部材の空間容量）とに応じて、液体の量を調整することにより実現可能である。したがって多孔構造体を構成する場合に比して、その調整が容易であり、構造上のばらつきといったものも回避することができる。また試料溶液に対して不溶で軽い液体は、それ自体を新たに精製することなく、一般に市販等されるものを適用可能である。かくして、泡の発生率を低減させて試料溶液を注入し得る簡易な構成の試料溶液導入キット及び試料溶液注入器を実現できる。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下に示す順序とする。
＜１．実施の形態＞
［１−１．反応基板の構成］
［１−２．試料注入器の構成］
［１−３．反応基板に対する試料の注入手順］
［１−４．効果等］
＜２．他の実施の形態＞
＜１．実施の形態＞
［１−１．反応基板の構成］
［１−２．試料注入器の構成］
［１−３．反応基板に対する試料の注入手順］
［１−４．効果等］
＜２．他の実施の形態＞
＜１．実施の形態＞
一実施の形態として試料溶液導入キットを説明する。この実施の形態における試料溶液導入キットは、複数の反応場を有する板状部材（以下、これを反応基板とも呼ぶ）と、該反応基板の反応場に対して試料溶液を注入する試料注入器とによって構成される。これら反応基板及び試料注入器はセットとして梱包され、現場に搬送される。
［１−１．反応基板の構成］
この実施の形態における反応基板は、リアルタイムＰＣＲ装置（又はＰＣＲ装置）における反応室の所定位置に対してセットされるものである。図１において反応基板の概略的な構成を示す。
一実施の形態として試料溶液導入キットを説明する。この実施の形態における試料溶液導入キットは、複数の反応場を有する板状部材（以下、これを反応基板とも呼ぶ）と、該反応基板の反応場に対して試料溶液を注入する試料注入器とによって構成される。これら反応基板及び試料注入器はセットとして梱包され、現場に搬送される。
［１−１．反応基板の構成］
この実施の形態における反応基板は、リアルタイムＰＣＲ装置（又はＰＣＲ装置）における反応室の所定位置に対してセットされるものである。図１において反応基板の概略的な構成を示す。
この反応基板１は、シート状のフィルム１Ａ及び１Ｂを、熱若しくは超音波又は接着剤等を用いて貼り合わされた構成とされる。このフィルム１Ａ及び１Ｂの材料にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が採用され、該フィルム１Ａ及び１Ｂの厚さは例えば２００［μｍ］とされる。
一方のフィルム１Ａの表面には、ターゲットを選択的に結合する性質をもつ物質（以下、これを選択結合性物質とも呼ぶ）との反応場である複数の空間（以下、これをウェルとも呼ぶ）１０が格子状に配列された状態で形成される。
ウェル１０の形状は半球状とされ、開口径は例えば５００［μｍ］とされ、深さは例えば１００［μｍ］とされる。行方向又は列方向に隣接するウェル１０の間隔は、ウェル１０の開口径に比例し、例えば１０００［μｍ］とされる。またウェル１０の開口と対向する湾曲部分は平坦に形成され、その部分には選択結合性物質として例えばプライマーや酵素等のが固定される。
例えば６［ｃｍ］四方の反応基板１を用いた場合、１［μＬ］以下の容量でなる１６００個程度のウェル１０を形成することが可能である。したがってこの反応基板１は、同種又は異種でなる多くの標的核酸を同時に増幅させることができる。
他方のフィルム１Ｂには、複数の空間に連通される連通空間（以下、これを流路とも呼ぶ）２０が形成される。
この流路２０は、行方向の一端から他端にわたって、隣接する行間ごとにジグザグ状に通る幹線部（以下、これを幹流路とも呼ぶ）２０Ａと、該幹流路から各ウェル１０にそれぞれ連結される支線部（以下、これを支流路とも呼ぶ）２０Ｂとでなる。
幹流路２０Ａの一端は流入口２１として、フィルム１Ｂのうちフィルム１Ａと貼り合う面と対向する表面に開口され、他端は閉塞される。ただし幹流路２０Ａの閉塞端には、フィルム１Ｂの表面に通気孔２２が設けられる。流路２０の深さは例えば［１０μｍ］とされ、幹流路２０Ａの流路幅は例えば［１００μｍ］とされる。また流入口２１は例えば１[ｍｍ]とされ、通気孔２２は例えば０．５[ｍｍ]径とされる。
またこの流路２０では、流入口２１から注入される標的核酸を含む溶液（以下、これを試料溶液とも呼ぶ）に対する抵抗を低減する構造が採用される。例えば、幹流路２０Ａのうち、隣接する行間ごとの連結部分は湾曲形状とされる。支流路２０Ｂは、幹流路２０Ａの断面積よりも小さくされ、該幹流路２０Ａに対して、該幹流路２０Ａとなす流方向側の角θ１よりも逆方向側の角θ２が小さくなるよう連結される。幹流路２０Ａを挟む一方の行側のウェル１０に連結される各支流路２０Ｂと、他方の行側のウェル１０に連結される各支流路２０Ｂとは、流方向へ交互にずらした状態とされる。幹流路２０Ａ及び支流路２０Ｂの断面形状は半円状とされる。
したがってこの反応基板１は、流入口２１から試料溶液が注入された場合、各ウェル１０に対して、泡の発生を大幅に抑制させながらも試料溶液を効率よく与えることができるようになされている。ちなみに、試料溶液は、緩衝液、酵素、ｄＮＴＰ又は蛍光色素等を適宜用いて調整される。
この実施の形態における反応基板１では、流入口２１及び通気孔２２がシート状の透明な接着剤（以下、これを接着テープとも呼ぶ）２３（２３Ａ，２３Ｂ）により封止され、各ウェル１０及び流路２０が例えば１０［Ｔｏｒｒ］以下の低圧状態とされる。したがってこの反応基板１は、流入口２１から注入される試料溶液を、より一段と効率よく与えることができるようになされている。
［１−２．試料注入器の構成］
次に、図２において試料注入器の概略的な構成を示す。この試料注入器３０は、試料溶液が入れられる容器（以下、これを試料容器と呼ぶ）３１を有する。この試料容器３１は透明なプラスチック材料により円柱状に成形される。
次に、図２において試料注入器の概略的な構成を示す。この試料注入器３０は、試料溶液が入れられる容器（以下、これを試料容器と呼ぶ）３１を有する。この試料容器３１は透明なプラスチック材料により円柱状に成形される。
試料容器３１の外底面の中央位置には、試料容器３１に入れられる液体を流路２０に注ぎ込むための管（以下、これを注入管とも呼ぶ）３２が、該試料容器３１と一体に形成される。注入管３２の開口には、当該開口を塞ぐ器具（以下、これをビスとも呼ぶ）３３が、取外可能に嵌められる。
注入管３２の長さは、流入口２１（図１）の面から深さ方向における流路２０の面に当たらない程度とされる。試料容器３１の外底面のうち注入管３２以外の領域は、注入管３２が流入口２１に根元まで挿入された場合に、反応基板１の面を土台として試料容器３１を直立可能な程度の面積とされる。
一方、試料容器３１の天部には、該試料容器３１に対する蓋３４が、柔軟性をもつ連結部材３５を介して試料容器３１の外側面に取り付けられる。試料容器３１の内部には、試料溶液に溶けず、該試料溶液よりも軽い液体（以下、これをオイルとも呼ぶ）３６が入れられている。
オイル３６には、例えば、水のように液体状の粘性をもつ程度のシリコンオイルが採用される。試料容器３１に入れるべきオイル３６の量は、例えば、反応基板１における各ウェル１０と、流路２０（幹流路２０Ａ及び支流路２０Ｂの双方）との容量に比例する量とされる。
他方、試料容器３１の外側面には、容量を示す目盛り３７が付される。この目盛り３７のうち、各ウェル１０及び流路２０の容量と、オイル３６の容量とを合計した容量に相当する目盛り部分は、他の目盛り部分に比べて強調して示される。
［１−３．反応基板に対する試料の注入手順］
次に、図３において反応基板に対する試料の注入手順を示す。この注入手順については、図４〜図８を適宜用いて説明する。なお、図４〜図８は、幹流路２０Ａに沿った断面図である。
次に、図３において反応基板に対する試料の注入手順を示す。この注入手順については、図４〜図８を適宜用いて説明する。なお、図４〜図８は、幹流路２０Ａに沿った断面図である。
すなわち第１工程ＳＰ１として、反応基板１の流路２０に注入すべき試料溶液が調整される。試料容器３１の表面には容量を示す目盛り３７が付され、該試料容器３１に入れられているオイル３６の容量と、反応基板１における各ウェル１０及び流路２０の容量との合計容量に相当する目盛り部分が他の目盛り部分に比べて強調して示される。
したがって、この試料容器３１は、現在のオイルの量と、強調される目盛り部分とから、調整すべき試料溶液量を把握させることができ、この結果、反応基板１に対する試料溶液の過多又は過少を未然に防止することができる。
第２工程ＳＰ２として、図４（Ａ）に示すように、試料注入器３０の試料容器３１から蓋３４が外され、該試料容器３１に試料溶液４０が入れられる。試料容器３１には既にオイル３６が入れられているが、該オイル３６は試料溶液４０に対して不溶で軽い液体である。
このため試料溶液４０はオイル３６の下側に偏在し始め、図４（Ｂ）に示すように、低層として上層のオイル３６と分離することとなる。したがってこの試料注入器３０は、試料溶液４０に気泡を生成させることなく、該試料溶液４０を試料容器３１に貯留することができる。
またこの第２工程ＳＰ２において試料容器３１から蓋３４を外した場合、該蓋３４を連結部材３５が試料容器３１の外側面に連結しているため、その紛失を防止することができる。
ちなみに、試料容器３１に試料溶液４０を入れる器具は、図４（Ａ）では、ピペットとされているが、該ピペットに限定されるものではない。
第３工程ＳＰ３として、試料注入器３０における注入管３２の先端開口に嵌められるビス３３が取り外され、図５に示すように、注入管３２が、接着テープ２３Ａを貫通させて反応基板１における流入口２１に挿入される。
この結果、図６（Ａ）に示すように、試料容器３１の試料溶液４０は、オイル３６の上面に与えられる大気圧によって均一に押され、これにより注入管３２を介して一定の流速を保って各ウェル１０に速やかに流入する。試料容器３１から全ての試料溶液４０が流入し終わると、図６（Ｂ）に示すように、該試料溶液４０の上層となるオイル３６が流入する。
したがってこの試料注入器３０は、ウェル１０又は流路２０に気泡を生成させることなく、各ウェル１０それぞれに試料溶液４０を充填させることができ、またオイル３６によって流入口２１から試料溶液４０が蒸発することを大幅に低減することができる。
なお、接着テープ２３Ａは透明であるため流入口２１が視認可能である。したがってこの反応基板１は、流入口２１に対して注入管３２をスムーズに挿入させることができる。また、試料容器３１の外底面のうち注入管３２以外の領域は、注入管３２が流入口２１に根元まで挿入された場合に、反応基板１の面を土台として試料容器３１を直立可能な程度の面積とされる。したがってこの試料注入器３０は、該試料注入器３０をユーザに触れさせることなく、試料溶液を注入することができる。
さらに、注入管３２の長さは、流入口２１（図１）の面から深さ方向における流路２０の面に当たらない程度とされる。このため注入管３２が流入口２１に根元まで挿入された場合、注入管３２の先端は、流路２０が形成されるフィルム１Ｂに貼り合わされるフィルム１Ａとの貼合面に接することなく、流路２０の空間に位置される。したがってこの試料注入器３０は、注入管３２の先端が貼合面に接する場合に比して余計な抵抗を与えることなく試料溶液４０を注入し得るようになされている。
ところで、図２に示すようなウェルが形成され、該ウェルと、そのウェルに対する流路の構成を上述した構成とした反応基板に対して、試料注入器３０によって試料溶液を注入する実験を行った。この実験では、試料容器３１に入れられる試料溶液４０及びオイル３６がなくなるまでの時間は１[秒]程度であった。この実験からも明らかなように、試料注入器３０は、ウェルに対して試料溶液を人為的に与える場合に比べて、その時間を大幅に短縮することができる。
第４工程ＳＰ４として、図７に示すように、試料容器３１内にオイル３６が残る場合、あるいは、試料溶液４０が途中で停滞する場合、注入管３２の先端から取り外されたビス３３によって、接着テープ２３Ｂが貫通され、通気孔２２が開放される。
この結果、通気孔２２にまで試料溶液４０が流れ、試料容器３１内に残った試料溶液４０又はオイル３６が速やかに流入し、該オイル３６は流入口２１近傍の幹流路２０Ａにおいて停滞することとなる。
第５工程ＳＰ５として、図８に示すように、反応基板１における通気孔２２に対してビス３３が再挿入され、流入口２１に対して、接着テープ、パラフィン又はグリセリンゼリー等の封止材５０により封止される。
［１−４．効果等］
以上の構成において、この試料注入器３０は、試料溶液４０が入れられる試料容器３１に対して、該試料溶液４０に不溶で軽い液体（オイル３６）を予め入れておく（図２参照）。
以上の構成において、この試料注入器３０は、試料溶液４０が入れられる試料容器３１に対して、該試料溶液４０に不溶で軽い液体（オイル３６）を予め入れておく（図２参照）。
この試料注入器３０は、試料溶液４０が試料容器３１に入れられた場合、該試料溶液４０を、オイル３６によって低層として偏在させるとともに、該オイル３６の上面に与えられる大気圧によって均一に押圧する（図６参照）。
したがって試料注入器３０は、試料溶液４０を入れた際にその試料溶液４０やオイル３６に気泡が生じた場合であっても、低層として偏在される試料溶液４０に気泡を移行させることなく、該試料溶液４０を反応基板１に注入することができる。
試料溶液４０の注入速度は、注入管３２の開口径と、試料容器３１に入れられるべき試料溶液４０の容量（つまり反応基板１のウェル１０及び流路２０の空間容量）とに応じて、 オイル３６の量を調整することにより実現可能である。したがって多孔構造体を構成する場合に比して、その調整が容易であり、構造上のばらつきといったものも回避することができる。
またオイル３６は、それ自体を新たに精製することなく、一般に市販等されるものを適用可能であるため、簡易な構成の試料注入器３０を実現できる。
以上の構成によれば、試料溶液４０を、オイル３６によって低層として偏在させるとともに、該オイル３６の自重によって均一に押圧するようにしたことにより、泡の発生率を低減させて試料溶液を注入し得る簡易な構成の試料注入器３０が実現可能となる。
＜２．他の実施の形態＞
上述の実施の形態では、増幅対象の標的核酸を選択的に結合する性質をもつ物質との反応場として複数の空間（ウェル１０）が板状部材（反応基板１）の内部に形成された。しかしながら反応場の用途は、増幅対象の標的核酸を選択的に結合する性質をもつ物質との反応に限定されるものではない。
上述の実施の形態では、増幅対象の標的核酸を選択的に結合する性質をもつ物質との反応場として複数の空間（ウェル１０）が板状部材（反応基板１）の内部に形成された。しかしながら反応場の用途は、増幅対象の標的核酸を選択的に結合する性質をもつ物質との反応に限定されるものではない。
例えば、検出対象の標的核酸を選択的に結合する性質をもつ物質との反応、あるいは、検出対象の抗体等のタンパク質を選択的に結合する性質をもつ物質との反応、または、検出対象の糖鎖を選択的に結合する性質をもつ物質との反応に用いることができる。
また空間の形状は半球とされた。しかしながら形状はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、断面が楕円状、矩形状又は台形状等のように、種々の形状が適用可能である。ただし、効率よく試料液を流す観点では湾曲状を呈する（角がない）ウェル１０が好ましい。
また空間の配列は格子状とされた。しかしながら配列はこの実施の形態に限定されるものではなく、いかなる態様であってもよい。さらに隣接する空間は全体的に隔離されたが、上方部分等の一部において接触していてもよい。
要するに、反応場として、複数の空間が板状部材の内部において形成されているものであればよい。
また上述の実施の形態では、行方向の一端から他端にわたって、隣接する行間ごとにジグザグ状に通る幹線部（幹流路２０Ａ）と、該幹線部から各ウェル１０にそれぞれ連結される支線部（支流路２０Ｂ）とでなる連通空間（流路２０）が板状部材（反応基板１）の内部に形成された。しかしながら連通態様はこの実施の形態に限定されるものではない。
例えば、板状部材（反応基板１）の表面の開口から各ウェル１０に個別に連通される連通態様が適用されてもよい。また別例として、行方向に隣接するウェル間を連通し、列方向において隣接するウェルの一部又は全部を連通する連通態様が適用されてもよい。なお、板状部材（反応基板１）の表面に開口される流入口２１から各ウェルに連通される連通空間（流路２０）のうち、該流入口２１近傍部分については、図９に示すように、効率よく試料液を流す観点では湾曲状を呈する（角がない）ものが好ましい。
また通気孔２２は表面に形成されたが側面としてもよく、また通気孔２２の数は複数であってもよい。なお、通気孔２２は必須の構成要素としてなくともよい。
要するに反応基板は、反応の場とされる複数の空間と、これら複数の空間に内部で連通され、その一部が表面に開口される連通空間とを有するものであればよい。
また上述の実施の形態では、板状部材（反応基板１）が、ウェル１０が形成されたＰＥＴのフィルム１Ａと、流路２０が形成されたＰＥＴのフィルム１Ｂとを貼り合わせて構成された。しかしながら板状部材の構成態様はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、担体の表面に対してウェル１０及び流路２０を形成し、該表面に対してカバー部材を貼り付けた構成態様でなる板状部材（反応基板１）が適用されてもよい。また別例として、ウェル１０及び流路２０を形成すべき層をシリコン樹脂とし、当該シリコン樹脂の層をガラス層で挟みこむといった三層構造が適用されてもよい。この例示以外にも幅広く適用することが可能である。要は、上述したように、反応の場とされる複数の空間と、これら複数の空間に内部で連通され、その一部が表面に開口される連通空間とを有する板状部材であればよい。
また上述の実施の形態では、板状部材（反応基板１）の材料としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が適用された。しかしながら板状部材の材料はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、アクリル樹脂、シリコン樹脂又はガラス等のように、各種プラスチック材が適用可能である。
また上述の実施の形態では、透明なプラスチック材料により円柱状に成形される試料容器３１が適用された。しかしながら試料容器の透明性、材質及び形状はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の態様を取ることができる。
また上部が開口される試料容器３１が適用されたが密閉されていてもよい。この場合、試料溶液は注射器を用いて入れるようにすれば上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。ただし、使い勝手の観点では上述の実施の形態が好ましい。
また上述の実施の形態では、流入口２１又は通気孔２２はシート状の透明な接着剤（接着テープ２３）により封止されたが、注入管３２又はビス３３が貫通可能なもので流入口２１又は通気孔２２を塞ぐ部材であれば、種々の部材を適用することができる。
また上述の実施の形態では、反応基板１における各ウェル１０と、流路２０（幹流路２０Ａ及び支流路２０Ｂ）との容量程度であることが、目盛り部分が他の目盛り部分に比して強調することで示された。しかしながら表示態様はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、目盛りとは別に、線又は矢印を付す表示態様が適用されてもよい。要するに、オイル３６の容量と、複数の空間（ウェル１０）及び連通空間（流路２０）の容量との合計量に相当する位置が示されればよい。
また上述の実施の形態では、オイル３６の量は、流入口２１近傍において停滞する程度とされたが、流路２０（幹流路２０Ａ及び支流路２０Ｂの双方）の容量と同程度としてもよい。この場合、例えば図１０に示すように、試料注入器３０の新たな構成要素として、試料注入器３０から取り外し可能でなり、該試料容器３１に入れられるオイル３６を流路２０に押し込むための部材（以下、これを押込シリンダーとも呼ぶ）５０を設けることができる。オイル３６は、上述の第４工程ＳＰ４において（図７）、ビス３３によって通気孔２２が開放された後に、押込シリンダー５０によって流入口２１から流路２０に押し込まれる。
このオイル３６は、試料溶液よりも軽い液体であるためウェル１０に入り込むことなく、該流路２０だけに充填されることとなる。したがって、この試料注入器３０は、流路２０に充填されるオイル３６によって、各ウェル１０における試料溶液の蒸発を大幅に低減できる。また流路２０に充填されたオイル３６が、ウェル１０に入れられた試料溶液が該ウェル１０から流出することを抑制して、当該ウェル１０間における試料溶液の往来を断絶することができ、この結果、コンタミネーションを防止することができる。
また上述に実施の形態では、反応基板１におけるウェル１０及び流路２０が低圧状態とされた。しかしながらウェル１０及び流路２０は真空状態であってもよく、また大気圧状態であってもよい。
なお、ウェル１０及び流路２０が大気圧状態である場合、減圧装置によって現場で真空状態又は低気圧状態とすることも可能である。ここで、図１１において減圧装置５０を示す。この減圧装置５０は、反応基板１を配すべきステージ５１と、該反応基板１におけるウェル１０及び流路２０に有する大気を吸引する吸引器５２と、吸引器５２を駆動させる吸引駆動部５３とを含む構成とされる。
ステージ５１には、反応基板１の側面方向に対する動きを制限して反応基板１を配すべき定位置を規定する基板位置規定部５１Ａが設けられる。この基板位置規定部５１Ａは、例えば図１１に示されるように、反応基板１の角部分の側面に当接されるＬ字状のフレームとされる。
吸引器５２は、円筒形の筒（以下、これをシリンジとも呼ぶ）５２Ａと、先端部分にパッキングが取り付けられる棒状のピストン５２Ｂとを有する。
シリンジ５２Ａの先端部分にはノズルＮＺが成形され、該シリンジ５２Ａの外周面には、減圧量を示す目盛りＧＴが付される。この目盛りＧＴのうち、減圧調整の目安とすべき目盛りは、他の目盛り部分に比べて強調して示される。具体的には、試料容器３１に強調して付される目盛り３７に相当する容量分の液体を気泡が生じない程度の速度で通気孔２２に到達させるために要する減圧量に相当する目盛りが、減圧調整の目安として強調される。
吸引駆動部５３は、ステージ５１の所定位置に配される反応基板１の通気孔２２にノズルＮＺが圧着した状態で該通気孔２２に直交する方向にシリンジ５２Ａを固定する機構を有する。
具体的にこの図１１の例では、ステージ５１面に垂直となる支柱６１が、基板位置規定部５１Ａから所定の距離を隔てて設けられる。支柱６１には、シリンジ５２ＡにおけるノズルＮＺの先端が差し込まれる孔（以下、これを差込孔とも呼ぶ）ＩＨを、定位置に配される反応基板１の通気孔２２に対して所定の隙間を隔てた位置で支持する部（以下、これを差込口支持部とも呼ぶ）６２が設けられる。
差込孔ＩＨには、図１２に示すように、Ｏリング又はガスケット等のように、差込孔ＩＨの内周面及び角を覆う環部材７０が取り付けられる。この環部材７０は、可動式レバー６３が所定の退避位置にある場合、定位置に配される反応基板１の上面に対して非接触とされる。一方、可動式レバー６３が退避位置から所定の加圧位置で固定された場合、図１２に示されるように、定位置に配される反応基板１の上側となる面１Ａに対して通気孔２２を囲う状態で押付けられ、環部材７０に差し込まれるノズルＮＺと通気孔２２との間における気体の漏れが防止される。
また支柱６１には、第１アームＡＭ１及び第２アームＡＭ２が取り付けられる棒状の軸ＡＸを、ステージ５１面に垂直となる状態で支持する部（以下、これをアーム支持部とも呼ぶ）６４が設けられる。第１アームＡＭ１は軸ＡＸに固定され、把持すべきシリンジ径に応じて挟み入れ可能な部（以下、これを把持部とも呼ぶ）６５が設けられる。第２アームＡＭ２は軸ＡＸに摺動自在とされ、その先端には把持部６６が設けられる。ちなみに第２アームＡＭ２は手動で摺動され、第１アームＡＭ１から離れる方向に第２アームＡＭ２が摺動されるほど吸引量が多くなる関係にある。
ちなみにこの減圧装置５０を用いて減圧するまでの手順を一例として挙げる。まず、差込孔ＩＨの環部材７０に対して上側からシリンジ５２ＡにおけるノズルＮＺが差し込まれる。次に、シリンジ５２Ａが第１アームＡＭ１の把持部６５に挟み入れられ、ノズルＮＺ末端に位置されるピストン５２Ｂが第２アームＡＭ２の把持部６６に挟み入れられる。次に、可動式レバー６３が退避位置から所定の加圧位置に動かされその位置で固定される。これにより差込孔ＩＨは、定位置に配される反応基板１の上面に押し付けられる。この状態において、第１アームＡＭ１から離れる方向に第２アームＡＭ２が摺動される。この結果、反応基板１におけるウェル１０及び流路２０に有する大気が吸引され、反応基板１が減圧される。
反応基板１に対する減圧が終了した場合、試料容器３１に対してオイル３６及び試料溶液４０が入れられた試料注入器３０の注入管３２が、接着テープ２３Ａを貫通させて反応基板１の流入口２１に挿入される。
なお、減圧装置５０に対して、定位置に配される反応基板１の流入口２１に注入管３２が挿入された試料注入器３０を押し付けた状態で支持する部（以下、これを注入器押付支持部とも呼ぶ）を設けることもできる。
便宜上、この注入器押付支持部は図１１では省略するが、具体的には、例えば、第１アームＡＭ１の下側の軸ＡＸを摺動可能、かつ、任意の軸位置で固定可能な第３アームとされる。この第３アームは、その先端に把持部を有し、該把持部には、オイル３６及び試料溶液４０が入れられた試料注入器３０が挟み入れられる。この状態において、試料注入器３０の注入管３２が、接着テープ２３Ａを貫通させて反応基板１の流入口２１に挿入される。このとき第３アームが、第１アームＡＭ１から離れる方向に摺動され、試料注入器３０を加圧する位置で固定される。注入器押付支持部を設けるようにした場合、試料溶液４０を反応基板１に注入する際に試料注入器３０が倒れるといったことが確実に防止される。
また、減圧装置５０によって、反応基板１におけるウェル１０及び流路２０に有する大気を吸引する場合、その吸引と同時に試料溶液４０を反応基板１に注入させることも可能である。この場合、反応基板１から大気を吸引する前に、図１３に示すように、ビス３３が外された流入口２１に対して、ピペット等を用いて試料溶液４０を液滴ＬＤとして配する。その後、第１アームＡＭ１から離れる方向に第２アームＡＭ２を摺動させることで、反応基板１におけるウェル１０及び流路２０に有する大気を吸引すると同時に試料溶液４０を注入させることができる。
このようにした場合、試料注入器３０を用いることなく、反応基板１に対して減圧及び試料注入が実行できるため、上述の実施の形態に場合に比べて簡易である。ただし、反応基板１におけるウェル１０及び流路２０の体積が、流入口２１に配すべき液滴ＬＤの量よりも大きい場合、液滴ＬＤの全てが反応基板１に流入する前に、気泡を生じさせずに液滴ＬＤを付け足すという手技が必要となる。
本発明は、遺伝子実験、医薬の創製又は患者の経過観察などのバイオ産業上において利用することができる。
１……反応基板、１Ａ，１Ｂ……フィルム、１０……ウェル、２０……流路、２０Ａ……幹流路、２０Ｂ……支流路、２１……流入口、２２……通気孔、３０……試料溶液注入器、３１……試料容器、３２……注入管、３３……ビス、３４……蓋、３５……連結部材、３６……オイル、３７，ＧＴ……目盛り、４０……試料溶液、５０……減圧装置、５１……ステージ、５２……吸引器、５３……吸引駆動部、６１……支柱、６２……差込口支持部、６３……可動式レバー、６４……アーム支持部、６５，６６……把持部、７０……環部材、ＡＭ１……第１アーム、ＡＭ２……第２アーム、ＡＸ……軸、ＩＨ……差込孔、ＬＤ……液滴。
Claims (16)
- 板状部材と、試料溶液注入器とでなる試料溶液導入キットであって、
上記板状部材は、
反応場として内部に形成され、予め大気圧よりも低圧な状態とされる複数の空間と、
一端が上記板状部材の表面に開口されて通り、他端が閉塞する幹線部と、上記幹線部に対して、該幹線部となす流方向の上流側の角度よりも逆方向側の角度が小さくなるよう一端が連結され、上記複数の空間のそれぞれに他端が連結される支線部とからなり、予め大気圧よりも低圧な状態とされる連通空間と
を有し、
上記試料溶液注入器は、
試料溶液が入れられる容器と、
上記容器の天部に設けられ、上記試料溶液が入れられる際に上記容器から外される蓋と、
上記容器の底部に連通され、所定の部材で塞がれた上記開口に貫通可能な管と、
上記管の先端の開口に取外可能に嵌められる止め具と、
上記試料溶液が入れられる前に上記容器に予め貯留され、上記試料溶液に対して不溶であり、該試料溶液に対して軽いシリコンオイルと
を有する試料溶液導入キット。 - 上記幹線部を挟む一方の行側の上記空間に連結される各上記支線部と、他方の行側の上記空間に連結される各上記支線部とは、流方向へ交互にずらした状態である
請求項１に記載の試料溶液導入キット。 - 上記支線部は、上記幹線部よりも断面積が小さい
請求項１に記載の試料溶液導入キット。 - 上記幹線部及び上記支線部の断面形状は半円形状である
請求項１に記載の試料溶液導入キット。 - 上記連通空間に連通される通気孔が上記板状部材の表面に開口され、該通気孔は、上記止め具が貫通可能な部材で塞がれる
請求項１に記載の試料溶液導入キット。 - 上記容器の底部のうち上記管の連通部分以外の領域は、上記管が根元まで上記開口に挿入された場合、上記板状部材の表面を土台として上記容器を直立させる形状とされる
請求項５に記載の試料溶液導入キット。 - 上記シリコンオイルは、上記連通空間に充填され、上記連通空間の下側に配置された上記複数の空間に入れられた試料溶液が該複数の空間から流出することを抑制するものとされる
請求項５に記載の試料溶液導入キット。 - 上記容器の側面には、上記シリコンオイルの容量と、上記複数の空間及び上記連通空間の容量との合計量に相当する位置が示される
請求項６又は請求項７に記載の試料溶液導入キット。 - 反応場として複数の空間が内部に形成され、該複数の空間に内部で連通しその一部が表面に開口される連通空間が形成される板状部材に対して、試料溶液を注入する試料溶液注入器であって、
上記連通空間は、一端が上記板状部材の表面に開口されて通り、他端が閉塞する幹線部と、上記幹線部に対して、該幹線部となす流方向の上流側の角度よりも逆方向側の角度が小さくなるよう一端が連結され、上記複数の空間のそれぞれに他端が連結される支線部とからなり、
上記複数の空間及び上記連通空間は、予め大気圧よりも低圧な状態とされ、
上記試料溶液が入れられる容器と、
上記容器の天部に設けられ、上記試料溶液が入れられる際に上記容器から外される蓋と、
上記容器の底部に連通され、所定の部材で塞がれた上記開口に貫通可能な管と、
上記管の先端の開口に取外可能に嵌められる止め具と、
上記試料溶液が入れられる前に上記容器に予め貯留され、上記試料溶液に対して不溶であり、該試料溶液に対して軽いシリコンオイルと
を有する試料溶液注入器。 - 上記幹線部を挟む一方の行側の上記空間に連結される各上記支線部と、他方の行側の上記空間に連結される各上記支線部とは、流方向へ交互にずらした状態である
請求項９に記載の試料溶液注入器。 - 上記支線部は、上記幹線部よりも断面積が小さい
請求項９に記載の試料溶液注入器。 - 上記幹線部及び上記支線部の断面形状は半円形状である
請求項９に記載の試料溶液注入器。 - 上記止め具は、
上記連通空間に連通される通気孔を塞ぐ部材を貫通して挿入されるものである
請求項９に記載の試料溶液注入器。 - 上記容器の底部のうち上記管の連通部分以外の領域は、上記管が根元まで上記開口に挿入された場合、上記板状部材の表面を土台として上記容器を直立させる形状とされる
請求項９に記載の試料溶液注入器。 - 上記シリコンオイルは、上記連通空間に充填され、上記連通空間の下側に配置された上記複数の空間に入れられた試料溶液が該複数の空間から流出することを抑制するものとされる
請求項９に記載の試料溶液注入器。 - 上記容器の側面には、上記シリコンオイルの容量と、上記複数の空間及び上記連通空間の容量との合計量に相当する位置が示される
請求項１４又は請求項１５に記載の試料溶液注入器。
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