JP5906197B2 - 自動反応・光測定装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動反応・光測定装置およびその方法に関するものである。

核酸（ＤＮＡ，ＲＮＡ等）やその断片（オリゴヌクレオチド、ヌクレオチド等）の増幅等の反応を行なう際に、遺伝子発現量の解析といった定量性が求められる検査では、各核酸の相対的な量の比がわかるように増幅させることが必要となる。そのためリアルタイムＰＣＲ法を用いて、サーマルサイクラーと分光蛍光光度計を備えた装置を用いて、ＰＣＲでのＤＮＡ増幅産物の生成過程をリアルタイムで検出し解析することによって電気泳動法の解析を不要とした。また、増幅前のサンプルに含まれる各ＤＮＡやＲＮＡの相対的な量の比について定量性を維持したまま増幅するＤＮＡ増幅法として、ＳＰIＡ（Single Primer Isothermal Amplification）法が用いられる。該ＳＰIＡ法では、ＤＮＡ／ＲＮＡキメラプライマ、ＤＮＡポリメラーゼ、ＲＮａｓｅＨを利用した等温反応によるリニアＤＮＡ増幅法が用いられるようになった。

さて、このような核酸増幅等の処理およびその測定を行なう場合には、従来では、用手法によりフィルタを用いるか、磁性粒子を用いて磁場により容器やピペットチップの内壁に吸着させるか、または遠心分離機を用いるかして目的物質を検体から分離抽出していた。分離抽出した目的物質は反応用溶液とともに反応容器内に用手法等で移送かつ導入し、該反応容器を用手法等で密閉した上で反応用の温度制御装置を用いて反応する際に、反応容器に対して光測定器を用いて光学的な測定を行なっていた（特許文献１）。

各工程を用手法で実行する場合には、ユーザに大きな負担を強いることとなり、各工程を分注機、遠心分離機、磁力装置、温度制御器、反応容器の密閉用装置、光測定装置等を組み合わせて実行する場合には、使用する装置規模が増大し作業面積が拡大するおそれがあった。特に、複数の検体を扱う場合には、複数の目的核酸を分離抽出して、それぞれ増幅する必要があるためにその手間は一層大きくなり、また、作業面積も一層拡大するおそれがあった。

特に、増幅する核酸（ＤＮＡ，ＲＮＡ等）等の反応が複数の反応容器内で行なわれ、これらの反応を光学的に測定してモニタリングする場合には、１の測定器を各反応容器にまで用手法で順次移動させて測定を行なうか、または予め各反応容器ごとに測定器を設けておいて測定を行なうことになる。

前者の１の測定器を用いる場合には、測定器を各反応容器の開口部にまで手動で移動させようとすると、反応容器と測定器との間の微妙な位置のずれや相対運動によって、反応容器ごとに測定の条件に微妙な差異が生じるおそれがあった。

後者の各反応容器ごとに測定器を設ける場合には位置決め精度は高いことになるが、装置規模が拡大し、製造コストが増大するおそれがあった。また、温度制御および測定の際には、反応容器の開口部を密閉することが好ましいが、用手法により複数の反応容器に対して蓋で密閉したり開閉することは手間がかかり、特に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ったり、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。また、専用の蓋の開閉機構を設けることは装置を複雑化し、製造コストが増大するおそれがあった（特許文献２）。

また、密閉した反応容器について光学的測定を行なう際に、透光性のある蓋や光学系要素が結露してくもり、測定が困難となるおそれがあった。

そのため、核酸増幅等の測定を行なうには、その前提として、専門の研究員や技術者を必要とすることになり、このようなことが、遺伝子解析の汎用化や、病院等における臨床応用の拡大を妨げることになっている。

そこで、臨床時等において、クロスコンタミネーションを防止しかつユーザの手間を軽減して、核酸等について抽出から増幅さらには測定による遺伝子解析を容易に行なうためには、目的物質の抽出から増幅等の反応さらには測定までを一貫して自動化して装置の小型化と、安価で高精度の装置を提供することが重要である。

国際公開ＷＯ９６/２９６０２ 特開２００２−１０７７７公報

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、核酸等についての反応の光学的な測定を自動化し、ユーザの手間を削減し、迅速かつ効率的に行なうとともに、装置規模を拡大しまたは装置を複雑化することなく安価に製造し使用することができる自動反応・光測定装置および自動反応・光測定方法を提供することである。

その第２の目的は、核酸の増幅等の反応が行なわれる反応容器内の溶液に対する精度が高い光学的測定を可能とする自動反応・光測定装置および自動反応・光測定方法を提供することである。

その第３の目的は、核酸の増幅等の反応が行われる反応容器に対する、光学的測定それに付随する処理を一貫して自動化することで、反応容器内への外部からの異物の侵入、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自動反応・光測定装置および自動反応・光測定方法を提供することである。

第１の発明は、2以上の反応容器が配列された容器群と、前記各反応容器の各開口部と直接的または間接的に連結可能であって、連結した該反応容器内部と光学的に接続する導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台と、前記架台を前記容器群に対して相対的に移動可能とする架台移動機構と、前記架台上に設けられ前記連結端の前記導光部と光学的に接続可能な少なくとも１の導光部を有する測定端を有し、該測定端を介して前記反応容器内の光学的状態に基づく光を受光可能な測定器と、前記測定端を前記架台上で移動可能とする架台上測定端移動機構と、前記連結端が2以上の前記反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように前記架台移動機構を制御した後、前記連結端の前記導光部と前記測定端の前記導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御して前記測定器による測定を指示する測定制御部とを有する自動反応・光測定装置である。

前記容器群には、前記反応容器の他、検体、試薬等の液体を収容する2以上の液収容部を有するのが好ましい。また、容器群には、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。核酸の増幅を行なう場合には、前記容器群には、例えば、検体、増幅対象である核酸またはその断片を捕獲可能な磁性粒子が懸濁した磁性粒子懸濁液、前記増幅対象の分離および抽出に用いる分離抽出用溶液、核酸増幅に用いる増幅用溶液を収容する2以上の液収容部を有することになる。

ここで、「増幅用溶液」とは、例えばＰＣＲ法による増幅を行なう場合には、増幅対象の鋳型ＤＮＡ溶液、プライマ溶液、ＤＮＡポリメラーゼ溶液、ヌクレオチド溶液、反応バッファ溶液等であり、ＳＰIＡ法による増幅を行う場合には、ＤＮＡ／ＲＮＡキメラプライマ溶液、ＤＮＡポリメラーゼ溶液、ＲＮａｓｅＨ溶液等である。また、リアルタイムＰＣＲでは、通常蛍光物質を含有する蛍光試薬を用いて行なう方法として、インターカレーション法、ハイブリダイゼーション法、およびＬＵＸ法がある。「インターカレーション法」は、SYBR（登録商標）GREEN I、エチジウムブロマイド 等の蛍光物質が伸長反応の際に、二本鎖ＤＮＡに入り込み、励起光の照射によって蛍光を発する特性を利用してＤＮＡ量を測定する方法である。したがって、増幅用溶液の中には、少なくとも、前記蛍光物質と、該蛍光物質の発光を抑制するクエンチャーを含有させることになる。「ハイブリダイゼーション法」は、ＰＣＲプライマに加え、蛍光物質で標識したＤＮＡプローブを用いて目的のＰＣＲ産物だけを検出する方法である。すなわち、蛍光で標識したＤＮＡプローブが目的のＰＣＲ産物にハイブリダイゼーションすることで、そのハイブリダイズしたＤＮＡ（量）が検出される。「ＬＵＸ法」は、オリゴ核酸に標識した蛍光物質の蛍光シグナルが、そのオリゴ核酸の形状（配列や一本鎖または二本鎖等）によって影響される性質を利用したものである。実際のリアルタイムＰＣＲでは、１種類の蛍光物質で標識化したＰＣＲプライマ（ＬＵＸプライマ）とそれに対する何も標識化されていないＰＣＲプライマを用いてリアルタイムＰＣＲを行なう。そのＬＵＸプライマは、蛍光物質を３'末端付近に標識してあり、５'末端との間でヘアピン構造をとるように設計されている。ＬＵＸプライマがヘアピン構造をとっている時は消光効果が解かれて蛍光シグナルが増大するようになる。このシグナル増大を測定することによって、ＰＣＲ産物量を測定することができる。

前記反応容器を含む容器や蓋等の材料は、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。

前記反応容器内は温度制御器によって温度制御が可能であるのが好ましい。
「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、ブロック状部材に例えば、ペルチェ素子、ヒーター、冷却装置等を設けたものである。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。前記容器群またはステージに、ペルチェ素子等を有する温度源を、前記反応容器の一部または全体に接触または近接して設けた温度制御器によって温度制御がなされるのが好ましい。

「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。温度制御の例としては、アイソサーマル増幅を用いたLAMP法による温度制御も可能である。

「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等の核酸や核酸の断片である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ーション、伸長に各々必要な各温度、約94℃、50℃から60℃の間の温度、および約72℃である。一方、アイソサーマルＳＰIＡ法による場合には、一定温度、例えば、55℃等に設定されることになる。

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、温度制御器によって、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、増幅法の種類や、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。

前記「架台移動機構」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測定用架台との間を相対的に、測定用架台の垂直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測定用架台について、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、測定用架台の軸方向の移動としては、前記測定用架台をそのＺ軸方向に移動させる上下移動機構がある。測定用架台に設けられた連結端の配列およびステージの形状に基づいて定める。

ここで、「測定制御部」は、該自動反応・光測定装置に内蔵したコンピュータ（ＣＰＵ）および該コンピュータを駆動するプログラムからなり、例えば、ＤＡ変換器を通して信号を前記移動機構を駆動する核制御部に送ることによって測定制御がなされることになる。

「連結端」は、前記反応容器の開口部と直接的または密閉蓋等を介して間接的に連結可能であるとともに、前記反応容器内の光学的状態に基づく光を導光可能な導光部を有するものである。例えば、連結端は、測定用架台の板状部分であって、導光部は、その板状部分に穿設された孔、透光性部分もしくはレンズ等の光学系要素である。その場合、連結端は、前記反応容器の開口部に密着したり、反応容器の開口部の外周縁と直接的または密閉蓋等を介して間接的に嵌合することで直接的または間接的に連結する。または、連結端は、測定用架台から下方に突出するように設けられた円筒状等の部材であり、反応容器の内部に挿入されることによって直接的にまたは密閉蓋を介して間接的に連結し、導光部としては、該円筒状等の部材に設けられた空洞、光ファイバ等の透光性部分もしくはレンズ等の光学系要素が設けられたものである。導光部は照射用と受光用の別個の導光部からなる場合がある。該連結端は、前記反応容器との直接的に連結する場合には、該反応容器を密閉可能となるように形成するのが好ましい。

「前記連結端の前記導光部と前記測定端の前記導光部とを順次光学的に接続する」とは、前記連結端を貫通する導光部と前記測定器の測定端の導光部とが、至近距離で向かい合うことで光学的に接続させることである。接続の瞬間は、前記測定器が受光する光量の極大値に相当するので、前記測定制御部は、該光量の極大値を算出することで測定すべきデータを特定することになる。

「測定器」は、例えば、蛍光、化学発光の測定を可能にするものであって、前者の場合には、1または2以上の種類の励起光の照射、1または2以上の種類の波長をもつ蛍光の受光、そのためのフィルタを有する。その他、これらを光ファイバを用いて導光することが好ましい。「測定端」とは、前記測定器に設けられた受光すべき光の入射口を少なくとも有し、蛍光の測定の場合には照射すべき光の出射口を有する。

「架台上測定端移動機構」は、前記架台上において測定端を前記連結端を通る移動軌跡に沿って連続的または間欠的に移動させることによって前記各連結端の前記導光部と前記測定端の前記導光部とを光学的に順次接続させる機構である。なお、測定端と測定器本体とは一体的に形成される場合と、測定端と測定器本体とが光ファイバのような可撓性の導光路によって接続される場合がある。前者の場合には、架台上測定端移動機構は、測定端を含む測定器全体を移動させ、後者の場合には、例えば、測定端のみを移動させ、測定器本体は不動とする。

架台上測定端移動機構による測定端の移動は、安定的受光可能時間内に測定すべき全反応容器からの受光を完了するように行う必要がある。ここで「安定的受光可能時間」とは、反応容器内の受光可能な光学的状態が安定的に維持される時間であって、例えば、リアルタイムＰＣＲのインターカレーション法やＬＵＸ法またはハイブリダイゼーション法のTaqManプローブの場合には、ＰＣＲの各サイクルの伸長反応が行われる時間がこれに相当する。なお、ハイブリダイゼーション法でFRETプローブを用いる場合はアニーリングが行われる時間がこれに相当する。

１サイクルにかかる時間が例えば、数10秒から数分とすると、この安定的受光可能時間は、例えば、数秒程度ということになる。但、ＰＣＲ反応の初期のサイクルは蛍光検出量は検出限界以下であり、ＰＣＲ反応の後期のサイクルはプラトー状態になり厳密な意味で定量性を確保するには、指数関数的なＰＣＲ増幅が観察できる増幅曲線の範囲内ということになる。本発明は、安定的受光可能時間が、測定端の反応容器間の移動時間に用いることができることを利用して、各反応容器からの光の受光に必要な測定端の移動をこの安定的受光可能時間内に行うことで、複数の反応容器からの受光を、複雑な光学系を用いることなく、かつ装置規模を拡大することなく反応容器数に比較して十分に少ない個数もしくは１の測定器により、ほぼ並行して行なうことができるものである。

「少なくとも１の導光部を有する測定端」であるから、例えば、前記測定端の移動方向に垂直な方向に並んだ連結端の2つの導光部と各々接続可能な2つの導光部を前記測定端が有し、切り換えて導光して１の測定器を用いるようにすることができる。

「光学的状態」とは、発光、呈色、変色または変光等の状態である。光学的状態に基づく光とは、発光もしくは変光による光、呈色もしくは変色に対し照射した光の反射光もしくは透過光、散乱光等である。

第２の発明は、前記測定器は、前記連結端の前記導光部と光学的に接続可能な少なくとも１の導光部を有する測定端を有するとともに特定波長または特定波長帯の光を受光可能な複数種類の特定波長測定器と、複数の前記各測定端を直列状に束ねる測定端結束部とを有し、前記測定端は、前記架台上で前記架台上測定端移動機構により直列状に移動可能であり、前記測定制御部は、前記測定端の移動により、前記各連結端の前記導光部と前記特定波長測定器の各測定端の前記導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御する自動反応・光測定装置である。

ここで、蛍光を測定する場合には、前記測定器または各特定波長測定器には、対応する励起光を照射する励起光照射部を受光部の他に設ける必要がある。前記連結端の導光部と光学的に接続可能な前記測定器の測定端には、例えば、空洞、レンズ等の光学系要素、光ファイバ等の導光路が設けられることになる。

「連結」は、一体的または連鎖的に行われる。「一体的」とは、前記測定端間が自由度なしで相互に固定されるように連結されること。「連鎖的」とは、前記測定端間が鎖のようにある程度の自由度をもって連結されること、「直列状」とは、架台上または容器群上に設定された同一の移動軌跡に沿って連結順に各連結端が並んでいる状態をいう。

本発明によれば、複数種類の発光物質、呈色物質、変色物質または変光物質を用いることで、複数種類の増幅対象を１の反応容器で、同一条件で並行に増幅処理することで、複数種類の増幅対象について、複数種類の発光物質等で標識化したプライマを用いること等によって多重ＰＣＲ増幅や多重リアルタイムＰＣＲを行なうことが可能である。

「特定波長または特定波長帯の光」であるから、例えば、可視光でいえば、赤色、黄色、緑色、青色、紫色等の波長の範囲である。

第３の発明は、前記容器群には、前記反応容器の開口部に装着されて該反応容器を密閉する透光性を有する密閉蓋を有し、該密閉蓋は、該連結端と連結可能であり、前記測定制御部は、該密閉蓋を前記連結端に装着するように前記架台を移動させ、前記密閉蓋を介して間接的に連結端が前記反応容器の開口部と連結するように前記架台移動機構を制御する自動反応・光測定装置である。

ここで、「密閉蓋」には、板状またはブロック状の非可撓性のものの他、柔軟性のあるフィルム状または膜状のものも含む。前記「装着」には、嵌合、螺合、摩擦、吸着、付着、接着等が含まれる。この場合、着脱可能に装着するのが好ましい。

第４の発明は、前記架台移動機構は前記架台を前記容器群に対して上下方向に相対的に移動可能であり、前記測定制御部は、前記架台移動機構を制御して連結端を前記反応容器の開口部を被覆するように密閉蓋を介して間接的に連結した後、該開口部を被覆する密閉蓋を押圧または振盪するように制御する自動反応・光測定装置である。

前記連結端は前記架台の下方に突出するように設けられるのが好ましい。この場合、連結端は、例えば、棒状、筒状、錐状等の形状をもち、該部材の下端部が前記密閉蓋と接触可能である。押圧または振盪は、例えば、前記連結端と連動する架台をＺ軸に沿って移動させる移動機構によって行なう。

第５の発明は、前記連結端を加熱可能な加熱部を有する自動反応・光測定装置である。

ここで、該加熱部による連結端の加熱は、前記連結端が直接的または間接的に密閉した前記反応容器の温度制御の際の連結端の直接的または間接的な結露防止のために行う。前記測定制御部または核酸処理制御部は、前記連結端が2以上の反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように架台移動機構を制御した後、前記連結端の直接的または間接的な結露を防止するように前記加熱部を制御することになる。「連結端の直接的な結露防止」とは、連結端自体の先端部の結露防止であり、「間接的な結露防止」としては、連結端に装着した密閉蓋の結露防止である。ここでは、「加熱部」は、加える電流の大きさまたはオン・オフ制御に基づいて設定される温度での加熱機能があれば足りる。

第６の発明は、下側壁部分および該下側壁部分よりも上側に位置した上側壁部分を有する前記反応容器の前記下側壁部分と接触または近接可能に設けられた温度源を有し前記反応容器内の温度制御を行う温度制御器と、前記上側壁部分に接触または近接可能に設けられて、前記上側壁部分を加熱可能な加熱源を有する加熱部とを有する自動反応・光測定装置である。

ここで、「下側壁部分」は、反応容器の全容量の一部（例えば、1%から90%）の予め定めた規定液量が収容される容量部分を囲み底部を含む壁部分またはその一部である。該下側壁部分は、例えば、前記規定容量の液体を収容した液面から底部までの部分の壁部分である。前記連結端が装着される広口管部および細口管部からなる反応容器の場合には、細口管部に設けられる。「上側壁部分」は、反応容器の全容量の内、前記規定液量が収容された下側容器部分の残りの容量を囲む容器部分またはその一部である。「上側壁部分」は、通常、前記下側壁部分よりも間隔を空けて上下方向に対して上側に設けられるのが好ましい。上側壁部分は、下側壁部分よりも開口部に近いが、前記連結端が装着される部分よりは下側に設ける。例えば、前記広口管部および前記細口管部からなる容器の場合には前記細口管部に設けられる。上側壁部分は、例えば、該容器壁の周に沿って帯状に設けられるのが好ましい。

なお、前記測定制御部は、前記連結端が反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように架台移動機構を制御した後に、前記連結端の直接的または間接的な結露を防止するように前記加熱部を制御する。「間接的な連結」とは、密閉蓋を介して前記連結端が反応容器と連結する場合である。「加熱部の制御」は、結露防止のために「温度制御」に応じて行われる。例えば、加熱温度は、温度制御で設定された各所定温度よりも数度から数10℃高い温度（結露防止に必要な温度で、水蒸気の露点温度を超えるが、反応容器の素材の融点より十分低い温度である。これらは反応容器の容量、形状、若しくは素材、反応容器内圧力若しくは湿度、前記所定温度を含む温度制御の内容、液量、溶液の成分、気温、気圧または処理目的等によって定める）のいずれかの温度に設定する。例えば、所定温度より1℃から60℃、好ましくは、約5℃程度高めに設定するように制御する。例えば、増幅がＰＣＲの場合には、最高の所定温度、例えば94℃から数度高い温度例えば100℃で恒温状態で加熱し、または、温度制御に応じた各所定温度より数度高い温度で追従するように加熱する。また、アイソサーマルの場合には、所定温度が約55℃の場合には、例えば、それよりも数度高い温度、例えば、60℃から70℃程度で加熱する。

加熱部が、連結端ではなく反応容器に対して加熱を行なうことによって、連結端に設けられた光学系要素、または連結端に近い測定端への熱的な影響を削減し、プリズム、光ファイバ、ロッドレンズ等の各種レンズ、ミラー、導波管等の光学系要素の劣化を防止し、または、光学系要素を通して得られる画像の信頼性を高めることができる。

第７の発明は、前記測定用架台は、気体の吸引及び吐出を行な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に設けられ、前記架台移動機構は、該ノズルヘッドを前記容器群との間で相対的に移動可能とするノズルヘッド移動機構を有する自動反応・光測定装置である。

この場合、前記ノズルに装着した前記分注チップまたは前記容器群に設けられた液収容部の内部に磁場を及ぼしかつ除去することが可能で前記分注チップまたは前記液収容部の内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁力部をさらに設けるとともに、前記吸引吐出機構、前記移動機構、および前記磁力部を制御して、前記反応溶液として、前記検体から前記増幅対象の溶液を分離抽出して液収容部内に前記増幅用溶液の一部として収容する抽出制御部を設けるのが好ましい。

ここで、「分離抽出用溶液」としては、検体に含有する細胞壁等を形成するタンパク質を分解または溶解して核酸またはその断片を細菌や細胞外に流出させる溶解液、前記磁性粒子への核酸またはその断片の捕獲を容易化するバッファ液、さらに前記磁性粒子に捕獲した核酸または核酸の断片を該磁性粒子から解離させる解離液等がある。前記核酸またはその断片の分離を行うためには、前記混合溶液の吸引吐出を繰り返すのが好ましい。

「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、アクリル等の樹脂等の有機物、ガラス、セラミックス、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。

「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によって形成する。

なお、2以上のノズルを用いる場合には、各ノズルに対応するように2以上の前記容器群が、１の前記ノズルが進入し他のノズルが進入しない各ノズルに対応した2以上の専用領域内に各々配列されることによって、各専用領域を、異なる検体ごとに設定することで、検体間のクロスコンタミネーションを確実に防止することができる。

第８の発明は、前記容器群は、1または2以上の前記ノズルからなる１組のノズルが進入し他の組のノズルが進入しない各組のノズルに対応した2以上の各専用領域からなり、各専用領域には、少なくとも１の前記反応容器、該反応に用いる反応溶液を収容する1または2以上の液収容部、前記連結端を用いて前記反応容器にまで運搬可能であって前記反応容器に収容した前記反応溶液を密閉可能な密閉蓋を少なくとも有し、前記測定用架台の各連結端は、前記各専用領域に1または2以上の連結端からなる１組の連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように対応付けられるように前記架台は前記全専用領域に渡って延設されている自動反応・光測定装置である。

「１組の前記ノズルが進入し他の組のノズルが進入しない」または「１組の連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように」するには、例えば、前記各専用領域に１組の前記ノズルが進入し他の組のノズルが進入しないように前記ノズルヘッド移動機構を制御し、前記各専用領域に１組の前記連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように前記測定機移動機構を制御する専用領域制御部を設けることで行う。

第９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以上のノズルが設けられたノズルヘッドと、種々の反応に用いる反応用溶液を収容する1または2以上の液収容部、目的物質を捕獲可能な磁性粒子が懸濁した磁性粒子懸濁液を収容する液収容部、検体を収容する液収容部、目的物質の分離抽出用溶液を収容する1または2以上の液収容部、および2以上の反応容器を少なくとも有する容器群と、前記ノズルヘッドと前記容器群との間を相対的に移動可能とするノズルヘッド移動機構と、前記ノズルに装着された各分注チップの内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁力部と、前記ノズルヘッドに設けられ、前記各反応容器の開口部と直接的または間接的に連結可能であって、連結した該反応容器内部と光学的に接続する導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台と、該架台上に設けられ前記連結端の前記導光部と光学的に接続する導光部を有する測定端を有し、該測定端を介して前記反応容器内の光学的状態に基づく光を受光可能な測定器と、前記測定端を前記架台上で移動可能とする架台上測定端移動機構と、前記ノズルに装着された各分注チップの内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁力を及ぼしかつ除去可能な磁力部とを有し、少なくとも、前記吸引吐出機構、前記ノズルヘッド移動機構、前記磁力部を制御して目的物質の分離抽出を制御する分離抽出制御部と、少なくとも、前記吸引吐出機構、前記ノズルヘッド移動機構を制御して、前記連結端が2以上の前記反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように前記架台を移動した後、前記架台上測定端移動機構を制御して、前記連結端が2以上の前記反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように前記架台を移動した後、前記連結端の前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続させるように前記架台上測定端移動機構を制御して前記測定器による測定を指示する測定制御部とを有する自動反応・光測定装置である。

ここで、前記「反応溶液」としては、例えば、核酸増幅に用いる増幅用溶液であり、「目的物質」としては、増幅対象である核酸またはその断片である。なお、前記連結端から前記密閉蓋を脱着する蓋脱着機構または分注チップを前記ノズルから脱着するチップ脱着機構を設けるのが好ましい。なお、本装置に、前記容器群に必要な検体、試薬、洗浄液、バッファ等を供給する分注機能を有する検体供給装置を前記自動反応・光装置のステージとは別の位置に設け、供給された容器群が組み込まれたステージごと、自動的に前記自動反応・光測定装置の前記ステージの位置に移動して差換え可能とすることが好ましい。これによって、容器群への分注処理や供給処理等の準備工程を含めて一貫して処理することができることになる。

第１０の発明は、前記測定器は、前記連結端の導光部と光学的に接続する導光部を有する測定端を有するとともに特定波長または特定波長帯の光を受光可能な複数種類の特定波長測定器と、複数の前記各測定端間を直列状に束ねる測定端結束部とを有し、前記各測定端は、前記架台上で前記架台上測定端移動機構により直列状に移動可能であり、前記測定制御部は前記測定端の移動により、前記各連結端の前記導光部と前記各特定波長測定器の各測定端の導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御する自動反応・光測定装置である。

第１１の発明は、前記容器群には、前記反応容器の開口部と嵌合して該反応容器を密閉可能な透光性を有する密閉蓋を有し、該密閉蓋は、前記連結端に装着可能であり、前記測定器は、前記反応容器内の光学的状態に基づく光を、前記連結端および前記密閉蓋を介して受光可能であるとともに、前記連結端に前記密閉蓋を一斉に装着するように前記ノズルヘッド移動機構を制御する密閉制御部をさらに有し、前記測定制御部は、前記密閉蓋を介して間接的に連結端が前記反応容器の開口部と一斉に連結するように前記ノズルヘッド移動機構を制御した後、前記連結端の前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御する自動反応・光測定装置である。

第１２の発明は、前記ノズルヘッドに設けられた前記測定用架台を該ノズルヘッドに対して上下方向に移動可能とする架台Ｚ軸移動機構をさらに有し、該架台Ｚ軸移動機構を制御して連結端を前記反応容器の開口部と間接的に連結した後、該開口部を被覆する密閉蓋を押圧または振盪するように制御する押圧等制御部をさらに有する自動反応・光測定装置である。ここで、「架台Ｚ軸移動機構」は、「ノズルヘッド移動機構」とは別個に設けられたものである。

第１３の発明は、前記連結端を加熱可能な加熱部を有する自動反応・光測定装置である。

ここで、前記加熱部は、前記連結端に前記密閉蓋を一斉に装着した後に、前記連結端が2以上の反応容器の開口部と一斉に間接的に連結するように架台移動機構を制御した後、前記連結端を通して前記密閉蓋を加熱するように、前記測定制御部または核酸処理制御部により制御される。

第１４の発明は、下側壁部分および該下側壁部分より上側に位置した上側壁部分を有する前記反応容器の前記下側壁部分と接触または近接可能に設けられた温度源を有し前記反応容器内の温度制御を行う温度制御器と、前記上側壁部分に接触または近接可能に設けられて、前記上側壁部分を加熱可能な加熱源を有する加熱部とを有する自動反応・光測定装置である。

なお、前記加熱部は、前記規定制御部または核酸処理制御部によって、前記連結端が前記反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように架台移動機構を制御した後に、前記温度制御器による温度制御の際に、前記連結端の直接的または間接的な結露を防止するように制御される。

第１５の発明は、前記容器群は、1または2以上の前記ノズルからなる１組の前記ノズルが進入し他の組のノズルが進入しない各組のノズルに対応した2以上の各専用領域からなり、各専用領域には、少なくとも１の前記反応容器、該反応に用いる反応溶液を収容する1または2以上の液収容部、目的物質を捕獲可能な磁性粒子が懸濁した磁性粒子懸濁液を収容する液収容部、検体を収容する液収容部、目的物質の分離抽出用溶液を収容する2以上の液収容部、前記連結端を用いて前記反応容器にまで運搬可能であって前記反応容器に収容した前記反応溶液を密閉可能な密閉蓋を少なくとも有し、前記測定用架台の各連結端は、前記各専用領域ごとに1または2以上の連結端からなる１組の連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように前記架台は前記全専用領域に渡って延設され、前記各専用領域に１組の前記ノズルが進入し他の組のノズルが侵入しないように前記ノズルヘッド移動機構を制御し、前記各専用領域に１組の前記連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように前記架台上測定端移動機構を制御する専用領域制御部をさらに有する自動反応・光測定装置である。

第１６の発明は、容器群に配列された2以上の反応容器の開口部に対して、導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台を移動し、前記反応容器の各開口部と前記連結端とを直接的または間接的に一斉に連結して、連結した前記反応容器内部と該連結端に設けられた前記導光部とを光学的に接続し、該反応容器内で温度制御を行い、該架台上を測定器に設けられた測定端が移動することによって、前記連結端に設けられた前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続し、前記各測定端を介して、前記各反応容器内の光学的状態に基づく光を前記測定器が受光して測定する自動反応・光測定方法である。

第１７の発明は、前記測定の際に、前記測定器として特定波長または特定波長帯の光を受光可能な特定波長測定器を複数種類設け、各特定波長測定器の各測定端の導光部は、前記連結端の前記導光部と光学的に接続して該測定端を介して前記反応容器内の光学液状態に基づく特定波長または特定波長帯の光を受光可能であり、複数種類の前記特定波長測定器の前記測定端は束ねられて前記架台上を直列状に移動することによって、前記連結端に設けられた前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続し、前記各測定端を介して、前記各反応容器内の光学的状態に基づく特定波長または特定波長帯の光を前記各特定波長測定器が受光して測定する自動反応・光測定方法である。

第１８の発明は、前記容器群に配列され、前記反応容器の開口部と嵌合可能な透光性を有する2以上の密閉蓋に対して前記架台を移動し、該密閉蓋を前記連結端に一斉に装着させてから前記反応容器の開口部に対して、前記架台を移動させる自動反応・光測定方法である。

第１９の発明は、前記測定用架台に各反応容器を取り付けた後、前記反応容器の開口部を被覆する密閉蓋に対して押圧または振盪する自動反応・光測定方法である。

第２０の発明は、ノズルヘッドに設けた気体の吸引および吐出を行なう各ノズルに着脱可能に分注チップを装着し、磁力部、前記ノズルヘッドと容器群との間を相対的に移動するノズルヘッド移動機構、容器群に収容された目的物質を捕獲可能な磁性粒子が懸濁した磁性粒子懸濁液、検体、および目的物質の分離抽出用溶液を用いて目的物質を分離し、分離した目的物質および反応に用いる反応用溶液を容器群に設けられた複数の反応容器に導入し、該反応容器の開口部に対して、前記ノズルヘッドに設けられるとともに導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台を少なくとも前記ノズルヘッド移動機構により移動し、前記反応容器の各開口部と前記連結端とを直接的または間接的に一斉に連結して、連結した該反応容器内部と該連結端に設けられた導光部とを光学的に接続し、該反応容器内で温度制御を行い、該架台上を測定器に設けられた測定端が移動することによって、前記連結端の導光部と前記測定端の導光部とを光学的に順次接続し、前記各測定端を介して、前記各反応容器内の光学的状態に基づく光を前記測定器が受光して測定する自動反応・光測定方法である。

第２１の発明は、前記反応容器の各開口部と前記連結端とを直接的または間接的に連結して、反応容器内の温度制御を行う際に、前記反応容器の下側壁部分と接触または近接して設けられた温度源の温度制御に応じて、前記下側壁部分よりも上側に位置した該反応容器の上側部分に接触または近接して設けられた加熱源によって、前記連結端の直接的または間接的な結露を防止する自動反応・光測定方法である。

第２２の発明は、2以上の反応容器が配列された容器群と、前記反応容器内部と光学的に接続可能な導光部を有する測定端を有し、該測定端を介して前記反応容器内の光学的状態に基づく特定波長または特定波長帯の光を受光可能な複数種類の特定波長測定器と、複数の前記各測定端を直列状に束ねる測定端結束部と、前記容器群に対して、束ねられた前記測定端を相対的に移動可能とする測定端移動機構と、前記各測定端を前記各反応容器の開口部を順次通過する移動経路に沿って移動することで、前記各測定端の導光部と前記反応容器内部とを順次光学的に接続するように前記測定端移動機構を制御し、前記各特定波長測定器に対し前記反応容器内の光学的状態に基づく前記特定波長または特定波長帯の光の受光による測定を指示する測定制御部とを有する自動反応・光測定装置である。ここで、「測定端移動機構」は、前記架台移動機構および架台上測定端移動機構に相当する。

第２３の発明は、前記各反応容器の各開口部と直接的または間接的に連結可能であって、連結した前記反応容器内部と光学的に接続する導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台をさらに有し、前記各特定波長測定器の各測定端は前記架台上に設けられるとともに、前記測定端移動機構は前記容器群に対して、相対的に前記架台を移動可能とする架台移動機構と、前記各特定波長測定器の各測定端を前記架台上で直列状に移動可能とする架台上測定端移動機構とを有する自動反応・光測定装置である。

第２４の発明は、反応容器と、該反応容器の下側壁部分および該下側壁部分の上側に位置した上側壁部分を有する該反応容器の前記下側壁部分と接触または近接可能に設けられた温度源を有し前記反応容器内の温度制御を行う温度制御器と、前記上側壁部分に接触または近接可能に設けられて、前記上側壁部分を加熱可能な加熱源を有する加熱部とを有する反応容器制御システムである。

なお、前記加熱部は、前記反応容器の開口部に装着された光測定用部材の結露を防止するように前記加熱部が制御される。ここで、「光測定用部材」には、反応容器内の光学的状態を測定するための測定用部材であって、前記反応容器の開口部に装着される透光性をもつ密閉蓋や前記連結端、光ファイバの先端部、導波管、ロッドレンズ等の各種レンズ、ミラー、プリズム等の光学系要素、またはそれらが組み込まれた部材を含む。

第２５の発明は、前記反応容器は、広口管部と、該広口管部の下側に設けられ該広口管部と連通し該広口管部よりも細く形成された細口管部とからなり、該広口管部は前記光測定用部材が装着可能であって、該細口管部には液体が収容可能であり、前記下側壁部分及び前記上側壁部分は前記細口管部に設けられた反応容器制御システムである。

第１の発明、第９の発明、第１６の発明、第２０の発明または第２３の発明によれば、複数の反応容器の開口部を測定用架台に設けられた連結端により連結することにより複数の前記反応容器と測定用架台との間を一体化して位置関係を固定化し、離れていた場合に位置決めの際に生ずる微妙なずれや相対的運動を排除した状態で連結端に設けた導光部が反応容器と光学的に円滑に接続して反応容器の中央部分の光学的状態を測定用架台に載置された測定器に導光することができる。さらに、測定用架台を介して正しく位置決めされた複数の反応容器に対し、測定用架台上に設定された測定器の測定端が前記導光部の架台上の端部を通る直線状等の予め定めた経路を通過するように測定器を連続的または間欠的に移動させることによって、連結端の導光部と測定器の測定端の導光部とを順次確実に光学的に接続して反応容器の定位置からの光を高い精度で受光して測定することができる。リアルタイムＰＣＲによる測定の結果、増幅曲線を作成して、ＤＮＡの初期濃度の決定等の種々の解析に利用することができる。

また、安定的受光可能時間を利用して１の測定器で、複数の反応容器の測定を行なうことができるので、装置規模の拡大を抑制し、製造コストを削減することができる。また、反応容器と連結した連結端の導光部の上端を測定端が通る予め定めた経路に沿って順次最短距離で移動することで測定可能なので、光の切換え機構等を必要とせず複数の反応容器間の移動機構のみの簡単な機構で測定を並行して行なうことができる。

反応容器の開口部を連結部で連結することで反応容器を閉塞して反応および測定を行なうので、クロスコンタミネーションを確実に防止することができる信頼性の高い自動測定を行なうことができる。

第２の発明、第１０の発明、第１７の発明、第２２の発明または第２３の発明によれば、１の反応容器内で複数種類の発光物質、呈色物質、変色物質または変光物質を用いることで、例えば、複数種類の増幅対象を１の反応容器で同一条件で並行に増幅処理する場合に、複数種類の増幅対象について、複数種類の発光物質等で標識化したプライマを用いること等によって多重ＰＣＲ増幅や多重リアルタイムＰＣＲを行なうことが可能である。その際、複数種類の発光物質等からの複数種類の特定波長または特定波長帯の光の受光の切換えを、安定的受光可能時間を利用して複数の反応容器間の移動の際に用いる機構と兼用することで、特別な光切換え機構を別途設ける必要がなく、装置機構を簡略化し、製造費用を削減することができる。さらに、各特定波長測定器ごとに単独の特定波長または特定波長帯の光を受光するようにしているので、他の特定波長または特定波長帯からの影響を受けず高精度の測定を行なうことができる。また、各特定波長測定器ごとにモジュール化して除去追加を行なうことができるので、処理目的に応じた汎用性の高い処理を行なうことができる。なお、第２の発明、第１０の発明、第１７の発明、または第２３の発明の場合には、反応容器の開口部と連結端とを連結して反応容器と架台とを一体化した上で測定器を移動するので、受光を高精度で行なうことができる。

第３の発明、第１１の発明または第１８の発明によれば、容器群に配列された密閉蓋を連結端に装着することで測定用架台の移動により前記反応容器の開口部に装着することが可能なので、反応容器内の収容物が前記架台の連結端に直接接触することがないので、クロスコンタミネーションを有効に防止することができる。また、該密閉蓋を反応容器に装着するための専用の機構を設ける必要がないので、装置規模を拡大することがなく、製造コストを削減することになる。

第４の発明、第１２の発明または第１９の発明によれば、前記反応容器の開口部を被覆する密閉蓋を押圧するように制御することによって、反応容器の密閉を確実にすることができる。また、密閉蓋を振盪することによって、反応容器の開口部と密閉蓋との間の密閉状態を迅速かつ容易に解除し開放することができる。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。

第５の発明、または第１３の発明によれば、前記連結端を加熱するように制御することによって、前記連結端が直接的または間接的に密閉した前記反応容器の温度制御の際の結露を防止し、連結端または透光性のある密閉蓋を通しての測定を確実かつ高い精度で行なうことができる。

第６の発明、第１４の発明、または第２１の発明によれば、反応容器の下側壁部分、したがって下側壁部分の温度制御の他に、反応容器の上側壁部分の加熱制御により直接的または間接的に接した連結端の加熱の制御を行うことによって、連結端の直接的または間接的な結露を防止することができる。すると、連結端を直接的に加熱するのではなく、反応容器の上側壁部分において、加熱を行うようにしているので、連結端に設けられた光学系要素への直接的な加熱の影響を軽減することができる。これによって光学系要素の劣化や変質による画像の歪み等を軽減若しくは除去するとともに、該加熱に応じて下側壁部分を冷却が可能なペルチェ素子等を用いて設定した各所定温度に導くように温度制御して信頼性の高い測定を行なうことができる。さらに、連結端に種々の光学系要素を設けることができるので、精密で汎用性の高い測定を行なうことができる。また、反応容器の壁部分を加熱することで連結端の直接的または間接的な結露防止を図るようにしているので、容器の直上に加熱部を設ける必要がなく、容器直上の構造、したがって装置全体の構造が簡単化され、かつ光学系要素を持つ連結端を容器により接近させて光学的測定を確実に行なうことができる。

第７の発明乃至第９の発明、第１５の発明、または第２０の発明によれば、前記測定用架台を、ノズルが設けられたノズルヘッドに組み込むことで、測定器の反応容器間の移動機構（少なくともＸ軸およびＹ軸方向）を別途設けることなく、ノズルの移動機構と兼用することができるので、装置規模の拡大を防止することができる。また、測定対象となる反応容器内に収容すべき検体溶液、試薬溶液や反応溶液の反応容器への移送や調製をノズルの機能を用いて行うことができるので、測定対象の処理から測定までを一貫して効率的かつ迅速に行うことができる。

第２４の発明または第２５の発明によれば、反応容器の下側壁部分の温度制御の他に、反応容器の上側壁部分において加熱の制御を行うことによって、反応容器内の光学状態の光学的測定を行なうための光測定用部材の直接的または間接的な結露を防止するようにしている。すると、光測定用部材を直接的に加熱するのではなく、反応容器の上側壁部分において加熱制御を行うようにしているので、光測定用部材に設けられた光学系要素への加熱の影響を軽減することができる。これによって光学系要素の劣化や変質による画像の歪み等を軽減若しくは除去するとともに、該加熱に応じて下側壁部分を冷却が可能なペルチェ素子等を用いて設定した各所定温度に導くように温度制御して信頼性の高い測定を行ない、精密で汎用性の高い測定を行うことができる。また、反応容器の壁部分を加熱することで前記光測定用部材の直接的または間接的な結露防止を図るようにしているので、容器の直上に加熱部を設ける必要がなく、容器直上の構造、したがって容器反応システム全体の構造が簡単化され、かつ光学系要素を持つ光測定用部材を容器により接近させることができるので、光学的測定を確実に行なうことができることになる。

本発明の第１の実施の形態に係る自動反応・光測定装置を示す全体ブロック図である。 図１に示した自動反応・光測定装置についての第１の実施の形態例を示す斜視図である。 図２に示した自動反応・光測定装置の容器群を拡大して示す平面図である。 図２に示した自動反応・光測定装置のノズルヘッドの全体を拡大して示す図である。 図２乃至図４に示した装置のノズルに分注チップを装着した場合を示す斜視図である。 図３に示す反応容器５に連結端を連結した状態を示す断面図および斜視図である。 図１に示した自動反応・測定装置についての第２の実施の形態例を示す斜視図である。 図７に示した自動反応・光測定装置の容器群を拡大して示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態例に係る測定器を示す図である。 本発明の第４の実施の形態例に係る測定器を示す図である。 本発明の第５の実施の形態例に係る測定器を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る自動反応・光測定装置を示す全体ブロック図である。 図１２に示した自動反応・光測定装置のノズルヘッドの全体を拡大して示す側面図である。 （ａ）第２の実施の形態の第１の実施の形態例に係る反応容器制御システムを示す断面図である。（ｂ）第２の実施の形態の第２の実施の形態例に係る反応容器制御システムを示す断面図である。

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、各実施の形態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。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１０のブロック図を示す。
該自動反応・光測定装置１０は、大きくは、複数（この例では12個）の反応容器群２３i（i=1,…,12,以下省略）が配列された容器群２０と、分注チップを着脱可能に装着する複数（この例では12個）のノズル７１iが配列されたノズル配列部７０および測定用架台３０を有するノズルへッド５０と、該架台３０上に設けられた測定器４０と、前記ノズルヘッド５０を、例えば、Ｘ軸方向に移動可能とするノズルヘッド移動機構５１と、前記容器群の反応容器群２３iに対する所定の温度制御を行う温度制御器２９と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種外部メモリ、ＬＡＮ等の通信機能、およびＲＯＭ等に格納されたプログラム等からなるＣＰＵ＋プログラム６０と、液晶ディスプレイ等の表示部や操作キー、タッチパネル等の操作部を有する操作パネル１３とを有する。

前記ノズルヘッド５０には、前記ノズル配列部７０とは独立に前記架台３０を前記容器群２０に対してＺ軸方向に移動可能とする架台Ｚ軸移動機構３５、前記架台３０とは独立に前記ノズル配列部７０を前記容器群２０に対してＺ軸に移動可能とするノズルＺ軸移動機構７５、前記ノズル７１iに着脱可能に装着された分注チップ２１１iの細径部２１１iａに接離可能に設けられた磁石５７１によって内部に磁場を及ぼしかつ除去することが可能な磁力部５７と、前記ノズル７１iに対して気体の吸引および吐出を行うことでノズル７１iに装着された分注チップ２１１iに対して液体の吸引吐出を可能とする吸引吐出機構５３と、前記吸引吐出機構５３によって駆動され前記容器群２０の各液収容部の開口部を被覆して予め各種液体を収容するフィルムを穿孔するための穿孔機構５５とを有する。

前記架台３０には、さらに、前記測定端４４したがって測定器４０を該架台３０の長手方向のＹ軸方向に沿って移動させる架台上測定端移動機構４１と、前記各反応容器２３１iの各開口部と一斉に直接的または間接的に連結可能であって、連結した該反応容器２３１i内部と光学的に接続する導光部３３iを有する複数（この例では12個）の連結端３１iと、前記連結端３１iを加熱して連結端３１iの先端または装着された透光性のある密閉蓋２５１の結露を防止するための前記加熱部としてのヒーター３７とを有する。また、前記測定器４０は、前記架台３０上で、前記測定器４０をＹ軸方向に沿った移動を案内しかつ内部に前記連結端３１iに設けられた導光部３３iと光学的に接続可能な導光部４３が設けられた測定端４４を有している。

前記容器群２０は、1（この例では、1組は1に相当）のノズルが進入し他のノズルが進入しない各ノズルに対応した複数（この例では12個）の専用領域２０iからなる。各専用領域２０iには、試薬液等を収容しまたは収容可能な複数の収容部からなる液収容部群２７iと、前記架台３０に設けられた連結端３１iに着脱可能に装着される透光性のある1または2以上の前記密閉蓋２５１を収容しまたは収容可能な密閉蓋収容部２５iと、ノズルに着脱可能に装着される複数の分注チップ２１１iや検体等を収容するチップ等収容部群２１iとを有する。前記液収容部群２７iには、少なくとも磁性粒子懸濁液を収容する1または2以上の液収容部、核酸またはその断片の分離および抽出に用いる分離抽出用溶液を収容する2以上の液収容部を有し、必要ならば、さらに、核酸の増幅に用いる増幅用溶液を収容する2以上の液収容部、前記反応容器２３１iに収容した前記増幅用溶液を該反応容器２３１i内に密閉するための密閉液を収容する液収容部を有する。

なお、前記各専用領域２０iには、各専用領域２０iを識別する識別情報が表示されているのが好ましい。

前記ＣＰＵ＋プログラム６０は、核酸またはその断片についての、抽出、増幅、増幅用溶液の密閉等の一連の処理のための指示を 、温度制御器２９、ノズルヘッド移動機構５１、チップ保持・脱着機構５９、吸引吐出機構５３、磁力部５７、ノズルＺ軸移動機構７５に対して行なう核酸処理制御部６３と、前記連結端３１iが複数（この例では12個）の前記反応容器２３１iの開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように前記ノズルヘッド移動機構５１および架台Ｚ軸移動機構３５を制御した後、前記連結端３１iの前記導光部３３iと前記測定器４０の測定端４４の導光部４３とを光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構４１を制御することで前記測定器４０による測定を指示する測定制御部６１を少なくとも有する。

また、前記核酸処理制御部６３には、抽出制御部６５および密閉蓋制御部６７を有し、前記抽出制御部６５は、前記チップ保持・脱着機構５９、吸引吐出機構５３、磁力部５７、ノズルＺ軸移動機構７５およびノズルヘッド移動機構５１、架台Ｚ軸移動機構３５に対して前記核酸またはその断片の抽出についての一連の処理の指示を行なう抽出制御部６５と、前記架台Ｚ軸移動機構３５およびノズルヘッド移動機構５１に対し、密閉蓋による密閉処理について指示を行なう密閉蓋制御部６７とを有する。

以下に図２から図１１に基づいて、前述した本発明の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１０についてのより具体的な種々の実施の形態例を説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態例を示す斜視図である。

図２（ａ）は、該自動反応・光測定装置１０の外観を示すものであって、縦350mm（Ｙ軸方向）、横600mm（Ｘ軸方向）、高さ600mm（Ｚ軸方向）の大きさで、内部に、前記容器群２０、温度制御器２９、ノズルヘッド５０、ノズルヘッド移動機構５１、およびＣＰＵ＋プログラム６０が内蔵されている筐体１１と、前記筐体１１に設けられた液晶表示部および操作キーを有する操作パネル１３と、前記扉１７の開閉に用いるとともに、開成した場合に該扉１７を水平に支える支持部材を形成するハンドル１５とを有する。

図２（ｂ）は、前記扉１７を開成した該扉１７の裏面側に設けられたガイドレール１９と、該扉１７を開成して水平に載置した場合に該ガイドレール１９に案内されて扉１７の裏面上に引出し可能なステージ２２とを示す。

図２（ｃ）は、前記扉１７上に引き出されたステージ２２であり、ステージ２２には、前記容器群２０が組み込まれている。該筐体１１内部には、ノズルヘッド５０が設けられている。なお、該ステージ２２にはチップ等収容部群２１が組み込まれている。

図３は、前記ステージ２２に組み込まれた図２に示す容器群２０を拡大して示す平面図である。該容器群２０は、その長手方向がＸ軸方向に沿って一列状に収容部が配列された12個の専用領域２０i（i＝1,…,12）が、例えば、ピッチ18mmで、Ｙ軸方向に平行に配列されたものである。各専用領域２０iには、前記測定用架台３０に設けられた12個の前記連結端３１iに着脱可能に装着される透光性のある1の密閉蓋２５１iを収容する密閉蓋収容部２５iと、反応容器２３１i、反応チューブ収容孔２４１i、反応容器２４２i、10個の液収容部群２７i、検体および1または2以上の分注チップ２１１iを収容するチップ等収容部群２１iとを有する。

前記反応容器２３１iの容量は約200μL程度、その他の各反応容器、各液収容部およびチューブの容量は約2mL程度である。

前記反応容器２３１iは、核酸またはその断片の増幅に用いられ、前記温度制御器２９によって、例えば、サーマルサイクル（4℃から95℃）等の所定の増幅法に基づいて温度制御が行われる。該反応容器２３１iは、例えば、図６（ａ）に示すように、２段に形成され、下側に設けられ前記増幅用溶液２３４iが収容される細口管部２３３iと、上側に設けられ前記密閉蓋２５１iが嵌合可能な広口管部２３２iとを有する。該広口管部２３２iの内径は例えば8mm、細口管部２３３iの開口部の内径は例えば5mm程度である。反応チューブ収容孔２４１iに収容された反応チューブ、反応容器２４２iでは、インキュベーションのために、例えば、55℃の恒温状態に温度制御する。

前記液収容部群２７iには、分離抽出用溶液を次のように収容する。第１の液収容部には、Lysis１を40μL、第２の液収容部には、Lysis 2を200μL、第３の液収容部には結合バッファ液500μL、第４の液収容部には、磁性粒子懸濁液、第５の液収容部には、洗浄液１を700μL、第６の液収容部には、洗浄液２を700μL、第７の液収容部には解離液、第８および第９の液収容部は空に、第１０の液収容部には、蒸留水1.2mLが各々収容された全部で10個の液収容部があり、その各開口部は穿孔可能なフィルムの被覆により前記各試薬等はプレパックされている。

前記チップ等収容部群２１iには、3本の分注チップ２１１iと、細菌や細胞等の懸濁液または全血等の検体を200μL収容したチューブと、前記タンパク質分離抽出用溶液の一部として、タンパク質の除去等に用いるイソプロピルアルコール（i-Propanol）を1300μL収容したチューブとが保持されているものとする。

図４は、本発明の第1の実施の形態例に係るノズルヘッド５０を示す。
該ノズルヘッド５０は、ノズル配列部７０と、チップ保持・脱着機構５９と、吸引吐出機構５３と、穿孔機構５５と、磁力部５７と、ノズルＺ軸移動機構７５と、測定用架台３０と、該架台３０上に設けられた測定端４４を有する測定器４０と、前記測定端４４を前記架台３０上で移動させる架台上測定端移動機構４１と、架台Ｚ軸移動機構３５とを有するものである。

前記ノズル配列部７０には、12本のシリンダ５３１が所定の前記ピッチ、例えば、18mmでＹ軸方向に沿って配列するように支持したシリンダ支持部材７３が設けられ、各シリンダ５３１の下方の先端には前記ノズル７１iが、該シリンダ５３１と連通するように設けられている。

チップ保持・脱着機構５９は、前記ノズル７１iに装着された全部で12本の分注チップ２１１iをノズル７１iに保持するための12個の半円状の切欠部５９２が設けられＹ軸方向に延びるとともに前記シリンダ支持部材７３にアーム５９６を介して軸支されるように櫛歯状に形成されたチップ保持部材５９１と、両側に脱着用シャフト５９９が設けられ12本の分注チップ２１１iをノズル７１iから脱着させるチップ脱着部材５９８とを有する。

前記吸引吐出機構５３は、前記ノズル７１iと連通し該ノズル７１iに装着された分注チップ２１１iの内部に対し気体の吸引吐出を行うための前記シリンダ５３１および該シリンダ５３１内を摺動するピストン用ロッド５３２と、該ピストン用ロッド５３２を駆動する駆動板５３６と、該駆動板５３６と螺合するボール螺子５３３と、該ボール螺子５３３を軸支するとともに前記シリンダ支持部材７３と一体的に形成されたノズルＺ軸移動体５３５、該ノズルＺ軸移動体５３５上に載置され前記ボール螺子５３３を回転駆動するモータ５３４とを有する。

前記穿孔機構５５は、前記駆動板５３６のシリンダ５３１が設けられている側に対向する側の垂直面に沿った四角状の支持枠５５２の下縁に沿って、前記各ノズル７１iの配列に対応する位置に穿孔ピン５５１iが設けられている。該ピン５５１iの先端は、吸引吐出時ではノズル７１iの下端よりも上方に位置し、ノズル７１iの下端を越えて下降することはない。一方、穿孔時には、前記駆動板５３６が前記吸引吐出範囲の下限を超えて下降するために、前記穿孔ピン５５１iの先端は、ノズル７１iの下端を越えて下降するが前記シリンダ５３１の上端に達することはない。この下降によって前記穿孔ピン５５１iは前記容器群２０の一列状に配列された12個の液収容部群２７iの開口部を被覆するフィルムを穿孔することができる。

前記磁力部５７は、前記ノズル７１iに着脱可能に装着された分注チップ２１１iの細径部２１１iａに対し接離可能に設けられて分注チップ２１１i内に磁場を及ぼしかつ除去することが可能な磁石５７１を有する。

前記ノズルＺ軸移動機構７５は、前記ノズルＺ軸移動体５３５と螺合して該Ｚ軸移動体５３５をＺ軸方向に沿って上下動させるボール螺子７５２と、該ボール螺子７５２を軸支し、その下側においては前記磁石５７をＸ軸方向に移動可能に支持するとともに後述するノズルヘッド移動機構５１によってそれ自身Ｘ軸方向に移動可能なノズルヘッド基体７５３と、該ノズルヘッド基体７５３の上側に設けられ前記ボール螺子７５２を回転駆動するモータ７５１とを有する。

前記測定用架台３０は、断面Ｌ字状板の水平板３０ａと、垂直板３０ｂとからなり、前記反応容器２３１iの各開口部と直接的または間接的に連結可能であって、連結した前記反応容器２３１i内部と光学的に接続する導光部３３iを有する12個の連結端３１iが前記水平板３０ａから下方向に突出して設けられている。また、該連結端３１iの根元には、該連結端３１iに装着する密閉蓋２５１を加熱して結露を防止するヒーター３７が設けられている。該ヒーター３７の温度は例えば、105℃程度に設定しておく。該架台３０はノズルヘッド基体７５３に前記ノズルヘッド架台Ｚ軸移動機構３５を介してＺ軸方向に移動可能に支持されているので、ノズルＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能となっている。

該架台Ｚ軸移動機構３５は、前記ノズルヘッド基体７５３に設けられた側板３５５と、該側板３５５に軸支された垂直方向に配列された２つの鎖歯車３５３の間に掛け渡されたタイミングベルト３５２に支持されてＺ軸方向に上下動する架台駆動用帯状部材３５４と、前記側板３５５の裏側に取り付けられ該鎖歯車３５３を回転駆動するモータ３５１とを有する。

前記架台３０の水平板３０ａ上には、Ｙ軸方向に沿って前記各連結端３１iに設けられた導光部３３iの上端がその底に配列された移動用溝３２が刻設され、前記測定器４０の測定端４４が該溝３２に挿入されて摺動することで測定器４０がＹ軸方向に沿って移動可能に設けられている。測定器４０は、蛍光の測定に対応したものであって、前記反応容器２３１iで発生した蛍光を受光する受光部４７と、前記反応容器２３１iに励起光を照射する照射部４６と、前記測定端４４とを有し、該測定端４４には、前記連結端３１iの導光部と光学的に接続可能な導光部４３が設けられている。

前記架台３０の垂直板３０ｂには、前記架台上測定端移動機構４１が設けられている。該架台上測定端移動機構４１には、前記垂直板３０ｂの面上にＹ軸方向に沿って配列した2個の鎖歯車４１３と、該鎖歯車４１３に掛け渡されたタイミングベルト４１２と、該タイミングベルト４１２と結合するとともに前記測定器４０の測定端４４と結合する結合部４１５と、該結合部４１５のＹ軸方向の移動を案内するガイドレール４１４と、前記鎖歯車４１３を回転駆動するモータ４１１とを有する。

図５は、ノズル７１iに分注チップ２１１iを装着した際に、該分注チップ２１１iを、前記チップ保持・脱着機構５９を用いて該分注チップ２１１iをノズル７１iに保持する動作および状態を示すものである。各分注チップ２１１iは、細径部２１１iａ，該細径部２１１iａよりも太径の太径部２１１iｂ、全体で最も外径が大きい装着部２１iｃ、液体の流入流出が行われる先端の口部２１１iｄおよび前記ノズル７１iが挿入される装着用開口部２１１iｅからなる。

前記チップ保持部材５９１には、前記分注チップ２１１iの後述する装着部２１ｃの外径よりも小さいが、前記太径部２１１iｂの外径よりも大きい内径の半円状の12個の切欠き部５９２が設けられている。前記アーム５９６は、モータ５９５によって回転駆動されるローラ６０２によりベルト６０１を介して回転する回転軸５９７により回転駆動される。

前記チップ脱着部材５９８は、2本のチップ脱着用シャフト５９９の下降に連動して分注チップ２１１iを前記ノズル７１iから脱着させる。前記チップ脱着用シャフト５９９は、上方向に付勢されるように外周にまきつけられたバネ６００によって弾性的に前記シリンダ支持部材７３に支持され、前記シリンダ５３１の上端よりも上方であるが、後述するシリンダ用駆動板５３６の通常の吸引吐出の上下動範囲の下限位置よりも下方にその上端が位置している。2本の該チップ脱着用シャフト５９９は、前記シリンダ用駆動板５３６が前記上下動範囲を超えてシリンダ５３１の上端近くまで下降することによって下方向に押されてチップ脱着部材５９８を下降させる。該チップ脱着部材５９８には、前記ノズル７１iの外径よりも大きいが前記分注チップ２１１iの最大外径である装着部２１１iｃよりも小さな内径をもつ12個の孔が該ノズル７１iが貫通するように前記ピッチで配列されている。

前記チップ保持・脱着機構５９によりチップの保持を行なう場合には、前記チップ保持・脱着機構５９のチップ保持部材５９１を前記ノズル７１iから離間した位置にまで前記アーム５９６を回転移動させた状態で該分注チップ２１１iが収容される部分にまで、該ノズルヘッド５０を移動した後、ノズルＺ軸移動機構７５により前記ノズル７１iを下降させて前記開口部２１１iｅに挿入させることで装着する。その後、前記チップ保持・脱着機構５９の前記チップ保持部材５９１を回転させて、前記切欠部５９２を前記分注チップ２１１iの装着部２１１iｃの下側で前記太径部２１１iｂに接触または接近させることによって行なう。その際、前記アーム５９６の回転半径方向に対してその長手方向がやや斜めに穿設された長孔５９４に挿入された前記チップ保持部材５９１の両側に突出する支持軸５９３が長孔５９４内で回転軸方向に移動することによって前記切欠部５９２が前記装着部２１１iｃの直下の位置に位置付けられることになる。

一方、ノズル７１iに装着された分注チップ２１１iを脱着させるには、前記チップ保持部材５９１を回転させて、前記分注チップ２１１iから離間させた後に、前記駆動板５３６を、通常の吸引吐出位置よりもさらに下降させることで前記脱着用シャフト５９９を下方向に移動させることにより脱着部材５９８を下降させて、前記分注チップ２１１iを前記ノズル７１iから脱着することになる。

図６（ａ）は、前記架台３０に設けられた前記連結端３１iに透光性のある密閉蓋２５１iを装着した前記連結端３１iを前記専用領域２０iの前記反応容器２３１iの開口部に装着した例を示す。該反応容器２３１iは、広口管部２３２iと、該広口管部２３２iと連通し、該広口管部２３２iよりも細く形成された細口管部２３３iとからなり、細口管部２３３iには、予め乾燥され、または液体状の増幅用溶液２３４iが収容されている。広口管部２３２iおよび細口管部２３３iは該容器の基部２３０と一体的に連結している。ここでリアルタイム用増幅用試薬は、例えば、酵素、バッファ、プライマ等からなるマスタミックス（SYBR(登録商標)Green Mix）を70μL予め収容されている。

該広口管部２３２iの開口部には、透光性をもつ前記密閉蓋２５１iの先端が嵌合可能な大きさをもつ。さらに、前記連結端３１iは該密閉蓋２５１i内に嵌合可能な大きさをもつ。嵌合した際には、前記連結端３１iの内部を通る導光部３３iの径は、前記細口管部２３３iの開口部の径の大きさと同一かそれよりも大きいことが好ましい。これによって、前記反応容器２３１iからの光を確実に受光することができることになる。該細口管部２３３iは温度制御器２９によって加熱または冷却される温度制御用ブロック２９１i内に収容されている。

図６（ｂ）は、前記架台３０の水平板３０ａから下側に突出する連結端３１iが密閉蓋２５１に嵌合した状態で反応容器２３１iに連結した状態を示すものである。図６（ｃ）および図６（ｄ）は、前記測定器４０が前記架台３０上を移動する動作を示すものであり、測定端４４が前記溝３２に挿入された状態で、前記架台上測定端移動機構４１によって溝３２に沿って移動しながら、該溝３２に配列された12個の前記連結端３１iの導光部３３iと、前記測定端４４の導光部４３とを順次光学的に接続するものである。この測定用架台３０上の測定端４４、したがって、前記測定器４０の速度は、前記安定的受光可能時間、反応容器の個数、およびピッチ等を考慮して定められ、例えば、リアルタイムＰＣＲの測定の場合には、秒速100mmから500mmとなるように制御する。本実施の形態例では、前記測定端４４は溝３２内を摺動して移動するので、測定端４４の下端面に入射する雑光を防止することができる。

図７は、第２の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１００を示す斜視図である。
該装置１００は、前記ノズルヘッド５０およびノズルヘッド移動機構５１、ステージ２２に組み込まれた容器群２０とを有する第１の実施の形態例に係る自動反応・光測定装置１０に相当する部分と、検体等供給装置８０とからなるものである。

ここで、前記ノズルヘッド移動機構５１は、前記ノズルヘッド５０をタイミングベルト５１１およびそれと結合する結合部５１２とを有しＸ軸方向に移動可能とする機構であり、前記第１の実施の形態例に係る自動反応・光測定装置１０と同様である。

一方、検体等供給装置８０は、前記容器群２０に対して親検体等を分注して供給するための装置であって、前記親検体等が供給された該容器群２０を組み込んだステージ２２は、自動的に前記自動反応・光測定装置に移動させることになる。親検体等を収容する親容器群８１と、チップ脱着機構、吸引吐出機構、および該機構によって気体の吸引吐出が行われるとともに分注チップ２１１iが着脱可能に装着される1本のノズル８５を有し、前記親容器群８１および前記容器群２０のチップ等収容部群２１に対してＺ軸方向に沿って移動する機構をもつノズルヘッド８９と、該ノズルヘッド８９を前記親容器群８１等に対しＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構をもつＸ軸移動体８７と、該Ｘ軸移動体８７を前記親容器群８１等に対しＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸移動機構８６と、前記親容器群８１とを有する。前記親容器群８１は、前記容器群２０のチップ等収容部群２１に供給されるべき親検体を収容する12行×8列の行列状に配列された親検体収容部群８２と、蒸留水・洗浄液群８３と、試薬ボトル群８４とを有する。符号８８は、該装置１００の台座部である。

該検体等供給装置８０は、前記ノズルヘッド８９を前記容器群２０の分注チップ２１１iを収容している収容部にまで移動し、下降することによってそのノズル８５に分注チップ２１１iを装着し、該ノズルヘッド８９のＺ軸移動機能、前記Ｘ軸移動機構８６およびＸ軸移動体８７のＹ軸移動機能を用いて該当する前記親検体収容部群８２の親検体収容部にまで移動して、検体を吸引して、前記容器群２０の該当するチップ等収容部群２１iの収容部にまで移送される。移送が終了した分注チップ２１１iは、該収容部に前記チップ脱着部により脱着される。必要な洗浄液や試薬等については、別の分注チップ２１１iを用いて、同様なやり方で該チップ等収容部群２１iに供給されることになる。

図８は、前記台座部８８の内部を示すものであって、前記検体等供給装置８０の下側には複数のステージ２２が積層されており、最上段のステージ２２に対して検体供給処理が終了して、該ステージ２２がＹ軸方向に沿って移動して、前記自動反応・光測定装置１０の下側に位置すると、下側のステージ２２が弾性力等で付勢されているので上段側に順次移動することになる。これによって、迅速で効率的な処理を行なうことができる。

図９は、本発明の第３の実施の形態例に係る測定器４０１を示す。
該測定器４０１は、複数（この例では6個）の特定波長測定器４０１j（j=1,2,3,4,5,6）が測定端４４１を含めて直列状でかつ一列状に一体的に連結したものである。符合４５は、これらの特定波長測定器４０１jを一体的に束ねるための測定端結束部としてのシャフトであって、各特定波長測定器４０１jに穿設された前記シャフトの外径よりやや大きい内径をもつ各孔を貫抜くように貫通させて該孔よりも十分大きな外径を持つ螺子式の端部を締めることで連結するものである。

各特定波長測定器４０１jの移動方向のピッチは、前記容器群２０の反応容器２３１i間または前記架台３０上の連結端３１iの導光部３３iの端部のピッチ、例えば、18mmとすると、その半分の9mmである。したがって、前記架台上測定端移動機構４１は、該ピッチ進むごとに瞬間的に停止するように間欠的に、または連続的に前記各特定波長測定器４０１jの測定端４４１jを移動させることになる。

図９（ｃ）は、該特定波長測定器４０１ｊの内部を示すものであって、該測定器４０１ｊは、反応容器２３１iに励起光を出射し反応容器２３１iからの蛍光が入射するレンズ４４４およびダイクロイックミラー４４５を導光部に設けた測定端４４１と、フィルタ４６６、レンズ４６５および励起光照射用のＬＥＤ４６４を有する照射部４６１と、フィルタ４７６、レンズ４７５およびフォトダイオード４７４を有する受光部４７１とを有する。

本発明の第３の実施の形態例によれば、ＬＥＤ４６４からの光は、前記フィルタ４６６を通過する特定波長帯域の励起光は、ダイクロイックミラー４４５により反射して測定端４４１のレンズ４４４を通して前記反応容器２３１i内に照射され、該励起光により励起された蛍光は、前記測定端４４１の前記レンズ４４４を通って前記ダイクロイックミラー４４５を透過して前記フィルタ４７６により選択された所定の特定波長の蛍光が前記レンズ４７５をとってフォトダイオード４７４に入射して受光される。他の波長の蛍光についても、前記６枚の特定波長測定器４０３ｊを用いて順次受光される。

図１０には、本発明の第４の実施の形態例に係る測定器４０２を示す。
該測定器４０２は、複数（この例では6個）の特定波長測定器４０２ｊが測定端４４２を含めて直列状でかつ一列状に一体的に連結したものである。該各特定波長測定器４０２ｊは、前述した第３の実施の形態例に係る各特定波長測定器４０１ｊとその内部が図１０（ｃ）に示すように相違する。

本実施の形態例に係る特定波長測定器４０２ｊは、反応容器２３１iに励起光を出射するための光ファイバ４６９、および反応容器２３１iからの光を入射するための光ファイバ４７９を有するとともに、前記光ファイバ４６９の照射端４４６および前記光ファイバ４７９の受光端４４７が下端に設けられた測定端４４２と、前記光ファイバ４６９を通って励起光を照射するＬＥＤ４６７、およびフィルタ４６８を有する照射部４６２と、光ファイバ４７９、ドラムレンズ４７８、フィルタ４７７およびフォトダイオード４７４を有する受光部４７２とを有する。

図１１には、本発明の第５の実施の形態例に係る測定器４０３を示す。
該測定器４０３は、各専用領域２０iごとに、4個の反応容器２３５i，２３６i，２３７i，２３８iを有するものであり、反応容器群２３iとして、測定器４０３の移動方向（Ｙ軸方向）に対してＸ軸方向に例えば、9mmピッチの間隔で２列の反応容器列２３５i，２３７iと、反応容器列２３６i，２３８iとからなっている。

該測定器４０３は、複数（この例では6個）の特定波長測定器４０３ｊが測定端４４３を含めて直列状でかつ一列状に一体的に連結したものである。該各特定波長測定器４０３ｊは、前述した測定器４０１ｊ，４０２ｊとはその内部が図１１（ｃ）に示すように相違する。

図１１（ｃ）は、本実施の形態例に係る測定器４０３ｊの内部を示すものであって、該測定器４０３ｊは、反応容器２３５iまたは反応容器２３７iに励起光を出射し反応容器２３５iまたは反応容器２３７iからの蛍光が入射するレンズ４４４、および、反応容器２３６iまたは反応容器２３８iに励起光を出射し反応容器２３６iまたは反応容器２３８iからの蛍光が入射するレンズ４４８、ダイクロイックミラー４４５、および該ダイクロイックミラー４４５と前記レンズ４４４を結ぶ導光部とレンズ４４８と該ダイクロイックミラー４４５を結ぶ導光部のいずれかに切り替えるための回転可能な菱形プリズム４４９を有する測定端４４３iと、フィルタ４６６、レンズ４６５および励起光照射用のＬＥＤ４６４を有する照射部４６３と、フィルタ４７６、レンズ４７５およびフォトダイオード４７４を有する受光部４７３とを有する。

図１１（ｃ）の前記菱形プリズム４４９の位置は、レンズ４４４を介して反応容器２３５iまたは２３７iに対して光の入射、出射を行なう場合であり、図１１（ｄ）の前記菱形プリズム４４９の位置は、レンズ４４８を介して反応容器２３６iまたは反応容器２３８iに対して光の入射、出射を行なう場合である。

なお、各測定端４４１，４４２，４４３、したがって各測定器４０１，４０２，４０３の前記容器群２０または測定用架台３０に対する速度は、例えば、100mmから500mm程度である。

続いて、第１の実施の形態例に係る自動反応・光測定装置１０を用いた細菌が含まれる検体の核酸のリアルタイムＰＣＲを行なう一連の処理動作について説明する。以下のステップＳ１からステップＳ１３については、分離抽出処理に相当する。

ステップＳ１で、図２に示す自動反応・光測定装置１０の扉１７を開けて、前記ステージ２２を引出し、該ステージ２２上に前記容器群２０に別途設けた前記検体等供給装置８０等を利用して、検査対象の検体、各種洗浄液、各種試薬を予め供給し、また、試薬等がプレパックされた液収容部を装着しておく。

ステップＳ２で、ステージ２２を元に戻して前記扉１７を閉じた後、前記操作パネル１３のタッチパネル等の操作により、分離抽出および増幅処理の開始を指示する。

ステップＳ３で、前記自動反応・光測定装置１０のＣＰＵ＋プログラム６０の核酸処理制御部６３に設けられた抽出制御部６５は、前記ノズルヘッド移動機構５１に指示して前記ノズルヘッド５０をＸ軸方向に移動して、前記容器群の液収容部群２７iの最初の液収容部の上方に前記穿孔ピン５５１iを位置させ前記吸引吐出機構５３の前記駆動板５３６を、吸引吐出範囲の下限を超えて下降させることで、前記液収容部の開口部を被覆するフィルムを穿孔し、同様にして、前記ノズルヘッド５０をＸ軸方向に移動させて前記吸引吐出機構５３を用いて該液収容部群２７iの他の液収容部および反応容器群２３iについても順次穿孔する。

ステップＳ４で、前記ノズルヘッド５０を再度Ｘ軸方向に移動させて、チップ等収容部群２１iにまで移動させ、かつ前記各ノズル７１iを前記ノズルＺ軸移動機構７５によって下降させて分注チップ２１１iを装着させる。次に、前記チップ保持・脱着機構５９の前記チップ保持部材５９１を前記分注チップ２１１iの前記太径部２１１iｂに接触させることで、該分注チップ２１１iをノズル７１iに保持して脱着を防止する。前記ノズルＺ軸移動機構７５によって上昇させた後、該分注チップ２１１iを前記ノズルヘッド移動機構５１によってＸ軸に沿って移動させて、前記液収容部群２７iの第１０の液収容部にまで達した後、ノズルＺ軸移動機構７５により前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａを下降挿入させて、前記吸引吐出機構５３によって蒸留水50μLを吸引して、再度分注チップ２１１iを前記液収容部の上方に上昇させた後、ノズルヘッド移動機構５１により該分注チップ２１１iを移動させて第８の液収容部内に吐出して解離液として収容する。同様にして蒸留水350μLを第６の液収容部に収容する。

ステップＳ５では、さらに、予め第３の液収容部と第５の液収容部に収容されている溶液成分（NaCl，SDS溶液）、および前記第６の液収容部に収容した蒸留水に、前述したように、前記チューブから所定量のイソプロパノール（Isopropanol，i-Propanol）を吸引して前記第３の液収容部、第５の収容部、第６の液収容部に所定量ずつ分注することによって、第３、第５、第６の各液収容部内に分離抽出用溶液として各々結合バッファ液（NaCl，SDS，i-Propanol）が500μL、洗浄液1 （NaCl， SDS，i-Propanol）が700μL、洗浄液2（水50％，i-Propanol 50％）が700μL調製されることになる。

ステップＳ６では、チップ等収容部群２１iの内、検体が収容されている検体用チューブにまで移動した後、ノズルＺ軸移動機構７５を用いて、分注チップ２１１iの細径部２１１iａを下降挿入させて、前記吸引吐出機構５３の駆動板５３６を上昇および下降させることで該検体用チューブに収容されている検体の懸濁液について、吸引吐出を繰り返すことで該検体を液中に懸濁させた後、該検体懸濁液を分注チップ２１１i内に吸引する。該検体懸濁液は前記ノズルヘッド移動機構５１によってＸ軸に沿って分離抽出用溶液としてのLysis 1（酵素）が収容されている液収容部群２７iの第１の液収容部にまで移動させて、穿孔されたフィルムの孔を通して前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａを挿入して前記検体懸濁液と前記Lysis 1とを攪拌するため吸引吐出を繰り返す。

ステップＳ７で、攪拌した該液の全量を、前記分注チップ２１１iによって吸引し、前記恒温制御部によって55℃に設定された前記収容孔２４１iに保持された各反応用チューブに収容してインキュベーションを行なう。これによって、前記検体に含まれるタンパク質を破壊して低分子化する。所定時間経過後、該反応液を前記反応用チューブに残したまま、前記分注チップ２１１iを前記ノズルヘッド移動機構５１によって前記液収容部群２７iの第２の液収容部にまで移動し、ノズルＺ軸移動機構７５および前記吸引吐出機構５３を用いて該第２の液収容部内に収容されている液の全量を吸引し、ノズルヘッド移動機構５１により前記分注チップ２１１iを用いて移送し、前記第３の液収容部内に前記フィルムの孔を貫通して前記細径部を挿入して前記反応溶液を吐出する。

ステップＳ８で、該第３の液収容部内に収容されている分離抽出溶液としての結合バッファ液と、前記反応溶液とを攪拌して、可溶化したタンパク質をさらに脱水させ、核酸またはその断片を溶液中に分散させる。

ステップＳ９で、前記分注チップ２１１iを用いて該第３の液収容部中にその細径部を前記フィルムの孔を貫通して挿入し、全量を吸引してノズルＺ軸移動機構７５により該分注チップ２１１iを上昇させ、該反応溶液を、第４の液収容部にまで移送し、該第４の液収容部内に収容されている磁性粒子懸濁液と前記反応溶液とを攪拌する。該磁性粒子懸濁液内に含まれる磁性粒子の表面に形成された水酸基にNa+ イオンが結合するカチオン構造が形成されている。そのために負に帯電したＤＮＡが磁性粒子に捕獲される。

ステップＳ１０で、前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａに前記磁力部５７の磁石５７１を接近させることによって該分注チップ２１１iの細径部２１１iａの内壁に前記磁性粒子を吸着させる。該磁性粒子を該分注チップ２１１iの細径部２１１iａの内壁に吸着させた状態で、前記ノズルＺ軸移動機構７５により上昇させ、前記ノズルヘッド移動機構５１を用いて該分注チップ２１１iを該第４の液収容部から第５の液収容部にまで移動させ前記フィルムの孔を貫通して前記細径部２１１iａを挿入する。

前記磁力部５７の前記磁石５７１を該分注チップ２１１iの細径部２１１iａから離間させることによって前記細径部２１１ａ内への磁力を除去した状態で、該第５の液収容部に収容されている洗浄液1（NaCl， SDS， i-Propanol）について吸引吐出を繰り返すことにより前記磁性粒子を前記内壁から離脱させて洗浄液1中で攪拌することでタンパク質を洗浄する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を再び前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａに接近させることで前記磁性粒子を細径部２１１iａの内壁に吸着させた状態で、前記分注チップ２１１iを、前記ノズルＺ軸移動機構７５により該第５の液収容部から第６の液収容部にまで前記ノズルヘッド移動機構５１により移動させる。

ステップＳ１１で、前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａをノズルＺ軸移動機構７５を用いて前記フィルムの孔を貫通して挿入する。前記磁力部５７の磁石５７１を前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａから離間させることで前記細径部２１１iａ内への磁力を除去した状態で、該第６の液収容部に収容されている洗浄液２（i-Propanol）について吸引吐出を繰り返すことで、前記磁性粒子を液中で攪拌させNaClおよびSDSを除去し、タンパク質を洗浄する。その後、前記磁力部５７の磁石５７１を再び前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａに接近させることで前記磁性粒子を細径部２１１iａの内壁に吸着させた状態で、前記分注チップ２１１iを、前記ノズルＺ軸移動機構７５により上昇させた後、該第６の液収容部から、蒸留水が収容されている前記第９の液収容部に前記ノズルヘッド移動機構５１によって移動させる。

ステップＳ１２で、前記ノズルＺ軸移動機構７５によって、前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａを前記孔を通って下降させ、前記磁力を前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａ内に及ぼした状態で、ゆっくりとした流速での前記水の吸引吐出を繰り返すことで、i-Propanolを水と置き換えて除去する。

ステップＳ１３で、前記ノズルヘッド移動機構５１によって、前記分注チップ２１１iをＸ軸方向に沿って移動させ、前記第８の液収容部内に前記フィルムの孔を通って細径部２１１iａを挿入し、前記磁力部５７の磁石５７１を前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａから離間させて磁力を除去した状態で前記磁性粒子を前記解離液としての蒸留水中で吸引吐出を繰り返すことで攪拌して、前記磁性粒子が保持していた核酸またはその断片を磁性粒子から液中に解離（溶出）する。その後、前記分注チップ２１１iの細径部２１１iａに前記磁石５７１を接近させることで細径部内に磁場を及ぼし磁性粒子を内壁に吸着させ、前記第８の液収容部内に前記抽出した核酸等を含有する溶液を残留させる。ノズルヘッド移動機構５１により前記分注チップ２１１iを前記チップ等収容部群２１iの該分注チップ２１１iが収容されていた収容部にまで移動させ、前記チップ保持・脱着機構５９のチップ保持部材５９１を該分注チップ２１１iから離間させた後、前記脱着部材５９８を用いて該ノズル１８１から磁性粒子を吸着した該分注チップ２１１iを前記磁性粒子と共に該収容部内に脱着させる。

続く、ステップＳ１４からステップＳ１７は、核酸増幅および測定工程に該当する。
ステップＳ１４において、前記ノズルヘッド移動機構５１によって前記ノズルヘッド５０を移動させて、前記測定用架台３０の前記連結端３１iが前記容器群２０の密閉蓋２５１を収容する密閉蓋収容部２５iの上方にまで移動させる。前記架台Ｚ軸移動機構３５を用いて下降させることによって前記密閉蓋２５１を前記連結端３１iの下端に嵌合させることで装着する。該架台Ｚ軸移動機構３５によって上昇させた後、前記ノズルヘッド移動機構５１を用いて該密閉蓋２５１を装着した前記連結端３１iが前記反応容器２３１i上に位置させ、前記架台Ｚ軸移動機構３５によって、該密閉蓋２５１が装着された連結端３１iを下降させることによって、該密閉蓋２５１とともに該反応容器２３１iの広口管部２３２iの開口部と連結する。

ステップＳ１５において、前記核酸処理制御部６３による指示により前記温度制御器２９はリアルタイムＰＣＲによる温度制御のサイクル、例えば、該反応容器２３１iを96度で5秒間加熱し、60度で15秒間加熱するというサイクルを、例えば49回繰り返すように指示する。

ステップＳ１６において、前記測定制御部６１は、前記核酸処理制御部６３による各サイクルでの温度制御が開始されると、各サイクルでの伸長反応工程の開始を判断し、前記測定端４４従って測定器４０の連続的または間欠的な移動を指示する。その移動速度は、前記安定的受光可能時間および前記専用領域２０iの個数（この例では12個）に基づいて算出された速度で移動させることになる。これによって前記安定的受光可能時間内での全12個の反応容器２３１iからの受光が完了することになる。

ステップＳ１７において、前記測定制御部６１は、前記連結端３１iの導光部３３iと前記測定端４４の導光部４３との各光学的接続の瞬間を判断して励起光の照射および受光を前記測定器４０に指示する。

この測定は、指数関数的増幅が行われるサイクルについて実行され、該測定に基づいて増幅曲線が得られ、該増幅曲線に基づき種々の解析が行なわれることになる。なお、測定の際に、前記測定制御部６１は前記ヒーター３７を加熱して前記密閉蓋２５１の結露を防止して、明瞭な測定を行なうことができる。なお、複数種類の目的核酸についてリアルタイムＰＣＲによる測定を行なう場合には、前記測定器４０に代えて第３、第４または第５の実施の形態例で説明した測定器４０１，４０２，４０３を用いることで実行することで測定することができる。

図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１１０のブロック図を示す。
なお、第１の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１０と同一のものは、同一符号で示し、その説明を省略する。

第２の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１１０は、そのノズルヘッド１５０が測定用架台３０とは異なる測定用架台１３０を有する点で第１の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１０と相違する。該測定用架台１３０は、前記各反応容器２３１iの各開口部と一斉に直接的または間接的に連結可能であって、連結した該反応容器２３１i内部と光学的に接続する導光部３３iを有する複数（この例では12個）の連結端１３１iを有するが、該連結端１３１iを加熱するための加熱部としてのヒーター１３７の加熱源は測定用架台１３０に設けられた連結端１３１iまたはその近くには設けられていない点で前記測定用架台３０とは相違する。

ヒーター１３７の加熱源は、容器群１２０またはステージに設けられている。該容器群１２０は、その長手方向がＸ軸方向に沿って一列状に収容部が配列された12個の専用領域１２０ｉ（ｉ＝1,…,12）が、例えば、Ｙ軸方向に配列されたものである。各専用領域１２０ｉには、反応容器群１２３ｉと、液収容部群２７iと、前記測定用架台１３０に設けられた12個の前記連結端１３１ｉに着脱可能に装着される透光性のある１の密閉蓋２５１ｉを収容する密閉蓋収容部２５ｉと、チップ等収容部群２１ｉとを有する。

前記反応容器１２３i、温度制御器２９、ヒーター１３７は、反応容器制御システム９０に含まれる。

図１３は、前記ノズルヘッド１５０の側面図を示すものである。該ノズルヘッド１５０は、第１の実施の形態に係るノズルヘッド５０と異なり、ヒーター１３７が前記測定用架台１３０には設けられておらず、前記連結端１３１iには、前記ヒーター１３７の加熱源が設けられていない。

図１４（ａ）は、第２の実施の形態の第１の実施の形態例に係る反応容器制御システム９０１および該反応容器制御システム９０１の複数個（この例では12個）の反応容器２３１iが設けられた反応容器群の開口部に、測定用架台１３０の連結端１３１iが装着されて、該測定用架台１３０の水平板１３０ａ上を垂直板１３０ｂに支持されて移動する所定波長または波長帯の光を測定するための特定波長測定器４０４ｊの光ファイバ４６９，４７９が前記連結端１３１iと接続した状態を示すものである。

図１４（ａ）に示すように、該反応容器制御システム９０１は、目的塩基配列をもつＤＮＡ等の目的溶液を収容して増幅等の反応が行われる反応容器２３１iと、ヒーター１３７iの加熱源と、温度源に相当する温度制御器２９の温度制御用ブロック２９４iと、複数個（この例では12個）の反応容器２３１iを載置し、断熱性を持つ容器基板と、前記ヒーター１３７iの加熱源と温度源としての前記温度制御用ブロック２９４ｉとの間に設けられた断熱板２９５ｉとを有する。

前記反応容器２３１iは、広口管部２３２ｉと、該広口管部２３２iの下側に設けられ該広口管部２３２iと連通し該広口管部２３２iよりも細く形成された細口管部２３３iとからなり、該広口管部２３２iは透光性の密閉蓋２５２iが嵌合して装着され、該密閉蓋２５２iには前記光測定用部材としての連結端１３１iが装着されている。

該細口管部２３３iは、前記温度制御用ブロック２９４が接触して設けられている下側壁部分２３３aiと、該下側壁部分２３３aiと前記断熱板２９５iを挟んで間隔を空けて上側に位置し、前記ヒーター１３７iの加熱源が近接して設けられた帯状の上側壁部分２３３ｂiとを有する。

本実施の形態例によれば、測定制御部１６１（ＣＰＵ＋プログラム１６０）の指示により、温度制御器２９による温度制御に応じて、ＰＣＲの場合には、最高の所定温度（例えば、94℃）よりも数度、好ましくは約５℃高い一定温度（例えば、100℃）で前記上側壁部分２３３ｂiを加熱するようにヒーター１３７iを制御することで、前記反応容器２３１iの前記広口管部２３２iに嵌合した密閉蓋２５２iを加熱して該密閉蓋の結露を防止することができる。その際、該上側壁部分２３３ｂiは、前記温度制御がなされる下側壁部分２３３ａiと所定間隔だけ離し、て、かつ下側壁部分よりも小さな表面積をもつ上側壁部分２３３biに加熱源を接触または近接させて加熱する。したがって、上側壁部分２３３ｂiの加熱の影響は、上側壁部分２３３ｂiに近い位置に設けられている密閉蓋２５２iを加熱して密閉蓋２５２iの下端面を加熱して結露を防止することができる。

一方、連結端１３１iは、密閉蓋２５２iの上側であるので密閉蓋２５２iに対するほどの加熱の影響はない。同様に、前記下側壁部分２３３aiについては冷却機能を有するペルチェ素子を用いて前記所定温度に温度制御されることになる。

図１４（ｂ）は、第２の実施の形態に係る自動反応・光測定装置１１０の第２の実施の形態例に係る反応容器制御システム９０２を示す断面図である。
該反応容器制御システム９０２では、前記連結端１３２iの導光部３３iに光学系要素の例としてロッドレンズ４３０が設けられたものである。これによって反応容器２３１iからの光学的状態を確実に捉え、かつ励起光を反応容器内に均一に照射することができる。

本実施の形態例にあっては、前記ヒーター１３７iは、連結端１３２iを直接的に加熱せず、反応容器２３１iの上側壁部分を加熱することで密閉蓋２５２iを加熱するものであるため、加熱の影響が連結端１３２iには及びにくいため、内部にロッドレンズ４３０等の光学系要素を内蔵しても、その劣化や変質等を防止して信頼性の高い測定を行うことができることになる。

以上の実施の形態例は、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、ノズル、分注チップ、穿孔ピン、容器群、その専用領域、収容部、測定端、測定器、特定波長測定器、吸引吐出機構、移動機構、磁力部、加熱部、反応容器、密閉蓋、測定用架台、連結端、導光部、ノズルヘッド、温度制御器、ヒーター等の構成、形状、材料、配列、量、個数、および、使用した試薬、検体等についても実施の形態例に示した例に限られるものではない。また、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。

また、以上の説明では、ＰＣＲ用の反応容器の密閉に密閉蓋を用いて増幅用溶液を密閉したが、代わりに、または併用して、ミネラルオイル等の密閉液を用いて密閉するようにしても良い。さらに穿孔ピンの代わりに前記ノズルに穿孔用チップを装着して穿孔することも可能である。さらに、複数の特定波長測定器をこれらを貫通するシャフトの両端を螺子止めすることで連結するようにしたがこれに限られることなく、例えば、枠体内に複数の特定波長測定器を収納することで連結するようにしても良い。また、連結は一体的な場合に限られず、複数の特定波長測定器または測定端を鎖を用いてまたは鎖状に連結することも可能である。また、以上の説明では、リアルタイムＰＣＲの測定について説明したが、この測定に限定されることなく、温度制御の行われる他の種々の測定にも適用することができる。また、以上の説明においては、前記測定器を分注装置に設けた場合について説明したが必ずしもこれに限定されるものではない。測定用架台を用いた場合について説明したが、測定用架台を用いず直接反応容器と複数の特定波長測定器の測定端の導光部とを光学的に順次接続することも可能である。

また、本発明の各実施の形態例で説明した装置、これらの装置を形成する部品またはこれらの部品を形成する部品は適当に選んで適当な変更を加えて相互に組み合わせることができる。なお、本出願内の「上方」、「下方」、「上側」、「下側」、「内部」、「外部」、「Ｘ軸」、「Ｙ軸」、「Ｚ軸」等の空間的な表示は、図解のためのみであって、前記構造の特定の空間的な方向また配置に制限するものではない。

本発明は、例えば、主としてＤＮＡ，ＲＮＡ，ｍＲＮＡ，ｒＲＮＡ，ｔＲＮＡを含む核酸についての処理、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、製剤分野、衛生、保険、疾病、遺伝等の医療分野、生化学若しくは生物学等の理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等の種々の核酸等を扱う処理や解析に用いることができる。

１０，１００，１１０ 自動反応・光測定装置
２０, １２０ 容器群
２０i，１２０i（i=1,…,12） 専用領域
２１１i（i=1,…,12） 分注チップ
２３１i（i=1,…,12） 反応容器
３０, １３０ 測定用架台
３１i，１３１i，１３２i（i=1,…,12） 連結端
３７，１３７ ヒーター(加熱部)
４０，４０１j，４０２j，４０３j,４０４j(j=1,…,6) (特定波長)測定器
４４，４４１，４４２，４４３ 測定端
５０，１５０ ノズルヘッド
５３ 吸引吐出機構
５９ チップ保持・脱着機構
６１，１６１ 測定制御部
７０ ノズル配列部
７１i（i=1,…,12） ノズル

Claims (23)

1. 2以上の反応容器が配列された容器群と、
   前記各反応容器の各開口部と直接的または間接的に連結可能であって、連結した該反応容器内部と光学的に接続する導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台と、
   前記架台を前記容器群に対して相対的に移動可能とする架台移動機構と、
   前記架台上に設けられ前記連結端の前記導光部と光学的に接続可能な少なくとも１の導光部を有する測定端を有し、該測定端を介して前記反応容器内の光学的状態に基づく光を受光可能な測定器と、
   前記測定端を、前記架台上で、前記2以上の各連結端を通る移動軌跡に沿って移動可能とする架台上測定端移動機構と、
   前記連結端が2以上の前記反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように前記架台移動機構を制御した後、前記連結端の前記導光部と前記測定端の前記導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御して前記測定器による測定を指示する測定制御部とを有する自動反応・光測定装置。
2. 前記測定器は、前記連結端の前記導光部と光学的に接続可能な少なくとも１の導光部を有する測定端を有するとともに特定波長または特定波長帯の光を受光可能な複数種類の特定波長測定器と、複数の前記各測定端を直列状に束ねる測定端結束部とを有し、前記測定端は、前記架台上で前記架台上測定端移動機構により直列状に移動可能であり、前記測定制御部は、前記測定端の移動により、前記各連結端の前記導光部と前記各特定波長測定器の各測定端の前記導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御する請求項１に記載の自動反応・光測定装置。
3. 前記容器群には、前記反応容器の開口部に装着されて該反応容器を密閉する透光性を有する密閉蓋を有し、
   該密閉蓋は、該連結端と連結可能であり、前記測定制御部は、該密閉蓋を前記連結端に装着するように前記架台を移動させ、前記密閉蓋を介して間接的に連結端が前記反応容器の開口部と連結するように前記架台移動機構を制御する請求項１または請求項２のいずれかに記載の自動反応・光測定装置。
4. 前記架台移動機構は前記架台を前記容器群に対して上下方向に相対的に移動可能であり、前記測定制御部は、前記架台移動機構を制御して連結端を前記反応容器の開口部を被覆するよう密閉蓋を介して間接的に連結した後、該開口部を被覆する密閉蓋を押圧または振盪するように制御する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置。
5. 前記連結端を加熱可能な加熱部を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置。
6. 下側壁部分および該下側壁部分よりも上側に位置した上側壁部分を有する前記反応容器の前記下側壁部分と接触または近接可能に設けられた温度源を有し前記反応容器内の温度制御を行う温度制御器と、前記上側壁部分に接触または近接可能に設けられて、前記上側壁部分を加熱可能な加熱源を有する加熱部とを有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の自動反応・光測定装置。
7. 前記測定用架台は、気体の吸引及び吐出を行な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に設けられ、前記架台移動機構は、該ノズルヘッドを前記容器群との間で相対的に移動可能とするノズルヘッド移動機構を有する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置。
8. 前記容器群は、1または2以上の前記ノズルからなる１組のノズルが進入し他の組のノズルが進入しない各組のノズルに対応した2以上の各専用領域からなり、各専用領域には、少なくとも１の前記反応容器、該反応に用いる反応溶液を収容する1または2以上の液収容部、前記連結端を用いて前記反応容器にまで運搬可能であって前記反応容器に収容した前記反応溶液を密閉可能な密閉蓋を少なくとも有し、前記測定用架台の各連結端は、前記各専用領域に1または2以上の連結端からなる１組の連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように対応付けられるように前記架台は前記全専用領域に渡って延設されている請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置
9. 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以上のノズルが設けられたノズルヘッドと、
   種々の反応に用いる反応用溶液を収容する1または2以上の液収容部、目的物質を捕獲可能な磁性粒子が懸濁した磁性粒子懸濁液を収容する液収容部、検体を収容する液収容部、目的物質の分離抽出用溶液を収容する1または2以上の液収容部、および2以上の反応容器を少なくとも有する容器群と、
   前記ノズルヘッドと前記容器群との間を相対的に移動可能とするノズルヘッド移動機構と、
   前記ノズルに装着された各分注チップの内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁力部と、
   前記ノズルヘッドに設けられ、前記各反応容器の開口部と直接的または間接的に連結可能であって、連結した該反応容器内部と光学的に接続する導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台と、
   該架台上に設けられ前記連結端の前記導光部と光学的に接続する導光部を有する測定端を有し、該測定端を介して前記反応容器内の光学的状態に基づく光を受光可能な測定器と、
   前記測定端を、前記架台上で、前記2以上の各連結端を通る移動軌跡に沿って移動可能とする架台上測定端移動機構と、
   前記ノズルに装着された各分注チップの内壁に前記磁性粒子を吸着可能な磁力を及ぼしかつ除去可能な磁力部とを有し、
   少なくとも、前記吸引吐出機構、前記ノズルヘッド移動機構、前記磁力部を制御して目的物質の分離抽出を制御する分離抽出制御部と、
   少なくとも、前記吸引吐出機構、ノズルヘッド移動機構を制御して、前記連結端が2以上の前記反応容器の開口部と一斉に直接的または間接的に連結するように前記架台を移動した後、前記連結端の前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続させるように前記架台上測定端移動機構を制御して前記測定器による測定を指示する測定制御部とを有する自動反応・光測定装置。
10. 前記測定器は、前記連結端の導光部と光学的に接続する導光部を有する測定端を有するとともに特定波長または特定波長帯の光を受光可能な複数種類の特定波長測定器と、複数の前記各測定端間を直列状に束ねる測定端結束部とを有し、前記各測定端は、前記架台上で前記架台上測定端移動機構により直列状に移動可能であり、前記測定制御部は前記測定端の移動により、前記各連結端の前記導光部と前記各特定波長測定器の各測定端の導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御する請求項９に記載の自動反応・光測定装置。
11. 前記容器群には、前記反応容器の開口部と嵌合して該反応容器を密閉可能な透光性を有する密閉蓋を有し、該密閉蓋は、前記連結端に装着可能であり、前記測定器は、前記反応容器内の光学的状態に基づく光を、前記連結端および前記密閉蓋を介して受光可能であるとともに、前記連結端に前記密閉蓋を一斉に装着するように前記ノズルヘッド移動機構を制御する密閉制御部をさらに有し、前記測定制御部は、前記密閉蓋を介して間接的に連結端が前記反応容器の開口部と一斉に連結するように前記ノズルヘッド移動機構を制御した後、前記連結端の前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続するように前記架台上測定端移動機構を制御する請求項９または請求項１０のいずれかに記載の自動反応・光測定装置。
12. 前記ノズルヘッドに設けられた前記測定用架台を該ノズルヘッドに対して上下方向に移動可能とする架台Ｚ軸移動機構をさらに有し、該架台Ｚ軸移動機構を制御して連結端を前記反応容器の開口部と間接的に連結した後、該開口部を被覆する密閉蓋を押圧または振盪するように制御する押圧等制御部をさらに有する請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置。
13. 前記連結端を加熱可能な加熱部を有する請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置。
14. 下側壁部分および該下側壁部分より上側に位置した上側壁部分を有する前記反応容器の前記下側壁部分と接触または近接可能に設けられた温度源を有し前記反応容器内の温度制御を行う温度制御器と、前記上側壁部分に接触または近接可能に設けられて、前記上側壁部分を加熱可能な加熱源を有する加熱部とを有する請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置。
15. 前記容器群は、1または2以上の前記ノズルからなる１組の前記ノズルが進入し他の組のノズルが進入しない各組のノズルに対応した2以上の各専用領域からなり、各専用領域には、少なくとも１の前記反応容器、該反応に用いる反応溶液を収容する1または2以上の液収容部、目的物質を捕獲可能な磁性粒子が懸濁した磁性粒子懸濁液を収容する液収容部、検体を収容する液収容部、目的物質の分離抽出用溶液を収容する2以上の液収容部、前記連結端を用いて前記反応容器にまで運搬可能であって前記反応容器に収容した前記反応溶液を密閉可能な密閉蓋を少なくとも有し、前記測定用架台の各連結端は、前記各専用領域ごとに1または2以上の連結端からなる１組の連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように前記架台は前記全専用領域に渡って延設され、前記各専用領域に１組の前記ノズルが進入し他の組のノズルが侵入しないように前記ノズルヘッド移動機構を制御し、前記各専用領域に１組の前記連結端が進入し他の組の連結端が進入しないように前記架台上測定端移動機構を制御する専用領域制御部をさらに有する前記請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の自動反応・光測定装置。
16. 容器群に配列された2以上の反応容器の開口部に対して、導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台を移動し、
    前記反応容器の各開口部と前記連結端とを直接的または間接的に一斉に連結して、連結した前記反応容器内部と該連結端に設けられた前記導光部とを光学的に接続し、
    該反応容器内で温度制御を行い、
    該架台上を測定器に設けられた測定端が、前記2以上の各連結端を通る移動軌跡に沿って移動することによって、前記連結端に設けられた前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続し、前記各測定端を介して、前記各反応容器内の光学的状態に基づく光を前記測定器が受光して測定する自動反応・光測定方法。
17. 前記測定の際に、前記測定器として特定波長または特定波長帯の光を受光可能な特定波長測定器を複数種類設け、各特定波長測定器の各測定端の導光部は、前記連結端の前記導光部と光学的に接続して該測定端を介して前記反応容器内の光学液状態に基づく特定波長または特定波長帯の光を受光可能であり、複数種類の前記特定波長測定器の前記測定端は束ねられて前記架台上を直列状に移動することによって、前記連結端に設けられた前記導光部と前記測定端の導光部とを順次光学的に接続し、前記各測定端を介して、前記各反応容器内の光学的状態に基づく特定波長または特定波長帯の光を前記各特定波長測定器が受光して測定する請求項１６に記載の自動反応・光測定方法。
18. 前記容器群に配列され、前記反応容器の開口部と嵌合可能な透光性を有する2以上の密閉蓋に対して前記架台を移動し、該密閉蓋を前記連結端に一斉に装着させてから前記反応容器の開口部に対して、前記架台を移動させる請求項１６または請求項１７のいずれかに記載の自動反応・光測定方法。
19. 前記測定用架台に各反応容器を取り付けた後、前記反応容器の開口部を被覆する密閉蓋に対して押圧または振盪する請求項１６乃至請求項１８のいずれか１項に記載の自動反応・光測定方法。
20. ノズルヘッドに設けた気体の吸引および吐出を行なう各ノズルに着脱可能に分注チップを装着し、
    磁力部、前記ノズルヘッドと容器群との間を相対的に移動するノズルヘッド移動機構、容器群に収容された目的物質を捕獲可能な磁性粒子が懸濁した磁性粒子懸濁液、検体、および目的物質の分離抽出用溶液を用いて目的物質を分離し、
    分離した目的物質および反応に用いる反応用溶液を容器群に設けられた複数の反応容器に導入し、
    該反応容器の開口部に対して、前記ノズルヘッドに設けられるとともに導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台を少なくとも前記ノズルヘッド移動機構により移動し、
    前記反応容器の各開口部と前記連結端とを直接的または間接的に一斉に連結して、連結した該反応容器内部と該連結端に設けられた導光部とを光学的に接続し、
    該反応容器内で温度制御を行い、
    該架台上を測定器に設けられた測定端が、前記2以上の各連結端を通る移動軌跡に沿って移動することによって、前記連結端の導光部と前記測定端の導光部とを光学的に順次接続し、前記各測定端を介して、前記各反応容器内の光学的状態に基づく光を前記測定器が受光して測定する自動反応・光測定方法。
21. 前記反応容器の各開口部と前記連結端とを直接的または間接的に連結して、反応容器内の温度制御を行う際に、前記反応容器の下側壁部分と接触または近接して設けられた温度源の温度制御に応じて、前記下側壁部分よりも上側に位置した該反応容器の上側壁部分に接触または近接して設けられた加熱源によって、前記連結端の直接的または間接的な結露を防止する請求項２０に記載の自動反応・光測定方法。
22. 2以上の反応容器が配列された容器群と、
    前記反応容器内部と光学的に接続可能な導光部を有する測定端を有し、該測定端を介して前記反応容器内の光学的状態に基づく特定波長または特定波長帯の光を受光可能な複数種類の特定波長測定器と、
    複数の前記各測定端を直列状に束ねる測定端結束部と、
    前記容器群に対して、束ねられた前記測定端を相対的に移動可能とする測定端移動機構と、
    前記各測定端を前記各反応容器の開口部を順次通過する移動経路に沿って移動することで、前記各測定端の導光部と前記反応容器内部とを順次光学的に接続するように前記測定端移動機構を制御し、前記各特定波長測定器に対し前記反応容器内の光学的状態に基づく前記特定波長または特定波長帯の光の受光による測定を指示する測定制御部とを有する自動反応・光測定装置。
23. 前記各反応容器の各開口部と直接的または間接的に連結可能であって、連結した前記反応容器内部と光学的に接続する導光部を有する2以上の連結端が設けられた測定用架台をさらに有し、前記各特定波長測定器の各測定端は前記架台上に設けられるとともに、前記測定端移動機構は前記容器群に対して、相対的に前記架台を移動可能とする架台移動機構と、前記各特定波長測定器の各測定端を前記架台上で直列状に移動可能とする架台上測定端移動機構とを有する請求項２２に記載の自動反応・光測定装置。

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