JP6131595B2 - 測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、測定方法に関するものである。

例えば、生体分子の蛍光測定に用いられるウェルプレートとして、板状のプレート上にシール材を介して格子状の枠部材を設けることによって複数のウェルを区画形成したプレートが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特表２００５−５１３４５７号公報

しかしながら、上記のような技術において、プレートに形成された複数のウェルと異なる数（例えば、１個）の測定対象について測定を行う場合に効率的に対応できない問題があった。また、例えば、複数のウェルの一部のみを測定に使用した場合、全てのウェルが同一のプレート上に形成されているため、多くのウェル（未使用のウェル）が無駄となってしまう。

本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、測定対象ごとに個別に測定を行うことができる測定方法を提供することを目的としている。

本発明の態様に従えば、検体と特異的に反応可能な生体分子を支持する台座部と、前記台座部に対して着脱可能であり、少なくとも一部が前記台座部の側面を囲うように構成され、前記台座部との間で前記検体を収容する収容空間を形成する検体収容部と、を備えた分注及び測定用の保持装置を用いて、前記生体分子の測定を行う測定方法であって、前記台座部に前記検体収容部が装着された前記保持装置を準備する準備工程と、前記検体収容部に前記検体を注入して、前記生体分子と前記検体とを反応させる反応工程と、反応後の前記生体分子を洗浄する洗浄工程と、洗浄後の前記生体分子を乾燥する乾燥工程と、前記検体収容部を前記台座部から外す工程と、前記生体分子を測定する測定工程と、を備える測定方法が提供される。

本発明によれば、測定対象ごとに個別に測定を行うことができる測定方法を提供できる。

実施形態に係る保持装置の一例を示す斜視図。 本実施形態における保持装置の断面構成を示す図。 本実施形態における複数の保持装置を一体に支持可能なケース部材の一例を示す図。 本実施形態における複数のケース部材を支持する支持プレートの一例を示す図。 本実施形態における測定装置の一例を示す図。 本実施形態におけるステージの要部構成を示す図。 本実施形態における本測定方法を示すフロー図。 本実施形態における本測定方法の各工程を説明するための図。 本実施形態における識別素子として一次元バーコードを用いた場合の保持装置の構成を示す図。 本実施形態における複数の保持装置を一体に支持するケース部材の構成を示す図。 本実施形態における台座部の変形例に係る構成を示す図。 本実施形態における別の変形例に係る台座部の構成を示す図。

以下、本発明の保持装置及び測定方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る保持装置１０の一例を示す斜視図である。図２は保持装置１０の断面構成を示す図である。また、本実施形態における保持装置は、検体（例、全血や血清）の分注及び測定を連続的に（又は一貫して）実施するのに適した構成である。
図１、２に示すように、保持装置１０は、蛍光標識された検体と特異的に反応可能な生体分子（例、生体を構成する基本材料である生体分子）が形成されたバイオチップ（基板）７を支持する本体部１と、本体部１に対して着脱可能とされ、装着時に、本体部１との間で検体が収容される収容空間Ｋを形成する検体収容部２と、を備える。本実施形態に係る保持装置１０は、本体部１と検体収容部２とが装着されることで内部に検体を収容するための収容空間Ｋを構成したカプセル構造を有する。

本体部１は、ベース部４と、ベース部４の上面（第２面）４ａから突設された台座部５と、を有する。

本実施形態において、ベース部４は上面４ａ側から視た平面形状が円形からなるシリンドリカル部材である。例えば、上面４ａに平行な断面の形状が円形である。
ベース部４の外周面の一部には、ベース部４の高さ方向に沿って溝部（位置決め部）６が形成されている。溝部６は、ベース部４の中心を通る鉛直軸線回り方向の位置決めに用いられる位置決め用のノッチである。また、溝部６は、後述する測定時において測定装置に対する回転方向の位置決めにも使用される。なお、位置決め部は、本体部１の位置決めを行うことができる形状であれば良く、凹部、凸部、或いは凹部および凸部を組み合わせた構造を採用しても良い。

台座部５の上面（第１面）５ａには、バイオチップ（生体分子アレイ）７が配置されている。例えば、本実施形態において、台座部５の上面５ａは、バイオチップ７を介して生体分子を間接的に支持する支持面を構成する。バイオチップ７を上面５ａに支持する方法は、例えば、両面テープを用いた接着方式、接着剤を用いた接着方式、或いは超音波溶着による接着方式を例示することができる。

バイオチップ７は、例えば、１〜１０ｍｍ四方の基板の上に、複数の生体分子が積層されることで構成されたプローブ（スポット）が多数形成されたものである。バイオチップ７は、例えば、シリコンウエハ上にスポットを形成した後、シリコンウエハをダイシングして個片化することで形成される。なお、プローブは、例えば、シリコンウエハ上に所定の生体分子形成材料を配置する工程と、マスクを介して生体分子形成材料に所定波長の光を選択的に照射する露光工程と、を複数回繰り返すことにより、複数の生体分子を積層することで形成される。このようにして形成された生体分子は、測定対象の蛍光標識された検体と特異的な反応をすることで検体と結合し、所定の光（励起光）の照明によって所定の蛍光を発生させる。

台座部５の側面５ｂは、上面５ａに交差した状態に接続される。本実施形態において、台座部５は、上面５ａおよび側面５ｂが実質的に直交した状態（直角状態）に接続されている。

台座部５は、ベース部４と同様に、上面５ａ側から視た平面形状がシリンドリカルである。なお、台座部５の上面５ａと、ベース部４の上面４ａとは実質的に平行である。台座部５は、上面５ａに平行な断面の形状が円形であり、ベース部４よりも外径が小さい（断面積が小さい）。また、ベース部４は、台座部５の上面（第１面）５ａに平行な断面の面積が上面（第１面）５ａの面積よりも大きくなるように構成されている。ベース部４は、上面（第１面）５ａに平行な断面であって、上面（第１面）５ａと相似形の断面を有する。

本実施形態において、本体部１は、例えば、石英又は樹脂材料を成型することで形成され、台座部５はベース部４と一体的に成型されている。そのため、台座部５の側面５ｂとベース部４の上面４ａとは接続されている（連続している）。この場合、ベース部４の上面（第２面）４ａとは、台座部５の形成領域を除いて規定される面をいう。

なお、台座部５はベース部４と別体から構成されていても良く、台座部５はベース部４に例えば接着剤や螺子等により取り付けられる。この場合、ベース部４と台座部５との間には界面が生じるが、台座部５の側面５ｂとベース部４とは実質的に接続されている（連続している）ものとする。この場合、ベース部４の上面（第２面）４ａとは、台座部５の取り付け領域（界面）を除いて規定される面をいう。

本実施形態において、ベース部４の上面４ａは、後述のように検体収容部２に当接可能である。

本実施形態において、保持装置１０は、台座部５の側面５ｂと検体収容部２との間に配置される密閉部材３を有している。密閉部材３は、台座部５の側面５ｂの全周に亘って設けられている。密閉部材３は、検体収容部２及び側面５ｂとの間で検体の収容空間Ｋを密閉可能なシール材である。本実施形態では、密閉部材３として、例えば、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコンゴム、或いはフッ素ゴムから構成されたＯリングを用いた。密閉部材３は、例えば、図２に示すように、台座部５の側面５ｂの全周に亘って切欠状の溝部５ｂ１を設け、該溝部５ｂ１に嵌合された状態に設置されている。これにより検体収容部２の着脱に伴って密閉部材３が外れるといった不具合の発生を防止することが可能である。なお、密閉部材３の台座部５への固定方法は、これに限定されず、例えば、接着剤等により接着固定されていてもよい。

なお、検体収容部２が本体部１に装着された際、台座部５の側面５ｂと検体収容部２との間で実質的に収容空間Ｋから検体が漏れ出さない程度の密閉性が得られる場合においては、密閉部材３は必ずしも必要ではない。
また、密閉部材３は、検体収容部２側に設けられていてもよい。

検体収容部２は、本体部１に対して着脱可能とされ、装着時に、本体部１との間で検体が収容される収容空間Ｋを形成するためのものである。検体収容部２は、例えば、樹脂材料を成型することで形成されている。本実施形態における検体収容部２の形成材料は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）のような透明プラスチック材料を用いている。そのため、検体収容部２は光透過性を有することとなり、本体部１に装着された状態であっても内部を視認することが可能である。なお、検体収容部２は、全体が光透過性を有している必要は無く、収容空間Ｋを外部から視認可能となる程度に少なくとも一部が光透過性を有していればよい。

上述のように本体部１は、ベース部４及び台座部５から構成されるので、加工性が比較的容易であることから、各部材（ベース部４及び台座部５）の平面度が高いものとされている。そのため、バイオチップ７を支持する支持面を構成する台座部５の上面５ａの平面度が高く、後述する測定装置による測定を行う際、バイオチップ７と測定装置との位置を精度良く合わせることができ、信頼性の高い測定を行うことが可能である。

検体収容部２は、一方面に底面を有した有底筒状部材であり、例えば外径が７ｍｍの円筒状部材から構成される。検体収容部２の高さは、例えば、収容空間Ｋにおいて、バイオチップ７の上面を検体により確実に覆った状態にできる程度に設定される。検体収容部２は、底面２ａと反対側の端部（検体収容部２の一部）２ｂが本体部１の台座部５の側面５ｂを囲むように本体部１に装着される。検体収容部２の底面２ａは、本体部１に嵌合された際、本体部１の台座部５の上面５ａと対向する。

検体収容部２の端部２ｂは、台座部５の外形と同等もしくは僅かに大きい内径の内面形状を有している。ここで、台座部５の外形と同等もしくは僅かに大きい内径の内面形状とは、検体収容部２の端部２ｂと台座部５の側面５ｂとが嵌合した際、側面５ｂに設けられた密閉部材３が端部２ｂの内面に押圧されることで良好に密着し、十分なシール性能を発揮できる状態をいう。
なお、上述のように密閉部材３を設けない場合、端部２ｂの内面形状は、検体収容部２が本体部１に装着された際、台座部５の側面５ｂと検体収容部２との間で実質的に収容空間Ｋが漏れ出さない程度の密閉性が得られればよい。

本実施形態において、検体収容部２は、端部２ｂの内面のうち密閉部材３と当接する領域に密閉部材３の外形に対応した断面が半球面状の溝部３ａが内面の全周に亘って形成されている。検体収容部２は、本体部１に嵌合した際、押圧された密閉部材３が溝部３ａに入り込むため、密閉部材３と端部２ｂとの接触面積を増加させ、シール性能を向上させることが可能である。

検体収容部２は、本体部１に装着された際、端部２ｂが本体部１におけるベース部４の上面４ａに当接する。すなわち、ベース部４の上面４ａは、本体部１に装着された検体収容部２の端部２ｂを本体部１の高さ方向における下方（鉛直方向下方）に向かう動きを規制するストッパーとして機能する。

検体収容部２の底面２ａには、平面形状が円形である開口部２ｃが形成されている。この開口部２ｃは、検体収容部２の内部（収容空間Ｋ）に検体を注入するためのものである。開口部２ｃの中心は、検体収容部２の底面２ａの中心に一致していても良いし、ずれて（偏芯して）いても良い。この開口部２ｃはシール（被覆部材）９で蓋をされている。シール９は、裏面に設けられた糊によって開口部２ｃを覆った状態に配置されており、剥離可能とされている。シール９は、検体収容部２の底面２ａと概ね同等（若干大きい、或いは若干小さい場合を含む）の大きさを有し、開口部２ｃを被覆する被覆部９ａと、被覆部９ａに設けられ、検体収容部２に貼りつけられた状態で底面２ａからはみ出す把持部９ｂと、を含む。測定者は、把持部９ｂを例えば指で把持して引っ張ることで、シール９を検体収容部２の底面２ａから容易に剥離することができる。

検体収容部２は、未使用時の状態で、開口部２ｃがシール９に覆われているため、バイオチップ７の生体分子（スポット）にゴミや埃等の異物が付着することが抑制される。開口部２ｃは、シール９が剥離されて露出することで、検体収容部２内に検体を注入するための注入口として利用される。

本実施形態において、本体部１は、ベース部４及び台座部５の少なくとも一方に、検体又は生体分子に関する所定情報を識別する識別素子が設けられている。本実施形態においては、識別素子としてＩＣタグ６０がベース部４内に埋め込まれている。なお、ＩＣタグ６０を台座部５にも埋め込むようにしても良い。ここで、所定情報は、例えば、バイオチップ７に形成された生体分子の種類や配置位置、使用される検体の種類等を例示できる。また、ＩＣタグ６０は、例えば、保持装置１０の製造会社、製造番号、製造日時、有効期限等を含んでいてもよい。

以上述べた構成に基づき、保持装置１０は、本体部１に対して検体収容部２を容易に着脱可能とされている。
保持装置１０において本体部１に検体収容部２を装着する場合、検体収容部２の端部２ｂ内に本体部１の台座部５が挿入可能となるように位置合わせし、保持装置１０の高さ方向（図１における上下方向）に沿って、検体収容部２の端部２ｂとベース部４（本体部１）の上面４ａとを当接させるように互いを押し込む力を付与する。このとき、本体部１の台座部５が検体収容部２の端部２ｂの内面に嵌合されるとともに、台座部５の側面５ｂに設けられた密閉部材３が検体収容部２の端部２ｂの内面に押圧される。検体収容部２は、端部２ｂがベース部４の上面４ａに当接した際、密閉部材３が溝部３ａに嵌合される。これにより、検体収容部２、台座部５の上面５ａ、側面５ｂの一部、及び密閉部材３との間で、収容空間Ｋを密閉した状態とすることができる。

一方、保持装置１０において本体部１から検体収容部２を取り外す場合、保持装置１０の高さ方向に沿って、検体収容部２及び本体部１を互いに引き離す力を付与する。これにより、検体収容部２の端部２ｂがベース部４（本体部１）の上面４ａから離間されることで検体収容部２が本体部１から取り外され、検体収容部２と本体部１とを分離させることができる。

ところで、保持装置１０を保管する場合、或いは保持装置１０を保管場所から搬送する場合、搬送効率や保管スペースの都合上、複数の保持装置１０を並べて一体化した状態で取り扱うことが望ましい。
図３は、複数の保持装置１０を一体に支持可能なケース部材の一例を示す図であり、図３（ａ）はケース部材が保持装置を挿脱可能に支持した状態を示す図であり、図３（ｂ）はケース部材のみを示す図である。図３（ａ）に示すように、ケース部材９０は、８個の保持装置１０を一列に並べた状態で保持可能である。

ケース部材９０は、図３（ｂ）に示すように、矩形状の底板９１と、底板９１の両端に設けられて上方に延出した一対の側板部９２と、一対の側板部９２を連結する上板９３と、を含む。底板９１は、一面側において保持装置１０の本体部１（ベース部４）を支持する。底板９１には、保持装置１０を支持するための支持部材９４が複数（本実施形態では８個）設けられている。支持部材９４は、ピン９４ａ及び底面を有する穴部９４ｂを含む。ピン９４ａは、底板９１に支持された各保持装置１０（ベース部４）の溝部６に嵌合され、保持装置１０の回転方向θの位置決めに用いられる。また、穴部９４ｂは、本体部１より僅かに大きい形状（例、円形）を有し、保持装置１０の水平面内（Ｘ、Ｙ方向）の位置決めに用いられる。これらにより、各保持装置１０は、ケース部材９０に対して位置決めされた状態に支持されている。

上板９３には、複数（本実施形態では８個）の開口９３ａが形成されている。開口９３ａの開口径は、保持装置１０を挿通可能な大きさに設定されている。本実施形態において、保持装置１０は、図２に示したように本体部１のベース部４の外形が最大であることから、開口９３ａの開口径はベース部４を挿通可能な大きさに設定されている。

ケース部材９０は、検体収容部２の側面を開口９３ａで支持することで長尺状の保持装置１０が倒れるのを防止した状態で支持する。また、ケース部材９０は、ピン９４ａとは異なる形状又は大きさのピンを底板９１に複数有してもよく、それらのピンによって保持装置１０の下部を支持する構成にしてもよい。

なお、ケース部材９０が支持する保持装置１０の数は８個に限定されることはなく、用途に応じて適宜変更可能である。また、図４に示される支持プレート１００を用いることで、複数（例えば、１２個）のケース部材９０を一括的に支持するようにしてもよい。例えば、支持プレート１００は、合計で９６個の保持装置１０を一括的に支持することができる。これによれば、ケース部材９０は、多数の保持装置１０を一括的に運搬或いは保管できるので、運搬効率を向上させつつ、保管スペースを削減させることができる。

次に、保持装置１０を用いた測定方法を説明するに先立ち、本実施形態の測定方法に用いる測定装置の構成について説明する。
図５は、測定装置２０の一例を示す図である。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
図５に示すように、測定装置２０は、保持装置１０（バイオチップ７に形成されたスポット）を観察する測定装置本体２１と、測定装置本体２１の動作を制御する制御装置２２と、制御装置２２に接続された表示装置２３とを備えている。制御装置２２は、コンピュータシステムを含む。表示装置２３は、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。

測定装置本体２１は、光源装置３１と、対物レンズ３２等を含む光学システム２５と、保持装置１０を支持しながら移動可能なステージ（測定ステージ）２６と、接眼部２７と、物体を介した光を受光可能なセンサ（例、撮像素子など）２８を含む観察カメラ２９とを備えている。例えば、センサ２８は、ＰＭＴ（photomultiplier tube）などの光検出器、や撮像素子を含む。なお、本実施形態において、センサ２８は一例として撮像素子を用いている。センサ２８は、物体の像情報を取得可能であり、例えばＣＣＤ（charge coupled device）やＣＭＯＳセンサを含む。測定装置本体２１は、ボディ２４を備えており、光源装置３１、光学システム２５、ステージ２６、接眼部２７、及び観察カメラ２９のそれぞれは、ボディ２４に支持される。

光学システム２５は、光源装置３１から射出された光を用いて保持装置１０を照明する照明光学系３６と、照明光学系３６で照明された保持装置１０の像を、センサ２８、及び接眼部２７の近傍に形成する結像光学系３３とを備えている。センサ２８、接眼部２７は、結像光学系３３の像面側に配置されている。

対物レンズ３２は、無限系の対物レンズであり、ステージ２６に支持されている保持装置１０と対向可能である。本実施形態においては、対物レンズ３２は、保持装置１０の＋Ｚ側（上方）に配置されている。
光源装置３１は、保持装置１０（例、バイオチップ７に形成されたスポット）から蛍光を発生させる所定波長帯域の励起光と、保持装置１０（例、バイオチップ７に形成されたスポット）を観察する所定波長帯域の照明光とを射出可能である。

照明光学系３６は、光源装置３１から射出された光を用いて、励起光または照明光で保持装置１０を照明する。照明光学系３６は、対物レンズ３２、及び励起光および照明光と蛍光とを分離可能な光学ユニット３７を含む。対物レンズ３２は、保持装置１０を照明するための励起光、及び照明光を射出する。照明光学系３６は、ステージ２６に支持されている保持装置１０を、所定の上方（Ｚ方向）から励起光、及び照明光で照明する。また、照明光学系３６は、保持装置１０（スポット）で生じた蛍光を透過させて結像光学系３３へと導く。

結像光学系３３は、対物レンズ３２からの光を分離する光学素子４７と、反射ミラー４５とを含み、保持装置１０の像を、センサ２８、及び接眼部２７の近傍に形成する。光学素子４７は、ハーフミラーを含み、入射した光の一部を透過し、一部を反射する。なお、光学素子４７は、ダイクロイックミラーであってもよい。また、光学素子４７は、光路を切り替える機能を有する全反射ミラー（例、クイックリターンミラー）であってもよい。

ステージ２６は、結像光学系３３の物体面側で、保持装置１０を支持する。保持装置１０は、その台座部５の上面５ａに支持されるバイオチップ７の表面７ａが対物レンズ３２と対向するように、ステージ２６に支持される。なお、保持装置１０は、ステージ２６に支持される際、検体収容部２が取り外されており、バイオチップ７を含む本体部１のみが支持される。

保持装置１０（例、バイオチップ７に形成されたスポット）から対物レンズ３２を介して光学素子４７に入射した光の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。バイオチップ７（例、スポット）の像は、結像光学系３３により、接眼部２７の近傍に形成される。これにより、観察者は、接眼部２７を介して、スポットの像を確認できる。

また、保持装置１０（例、バイオチップ７に形成されたスポット）から対物レンズ３２及び対物レンズ４６を介して光学素子４７に入射した光の一部は、光学素子４７及び反射ミラー４５で順に反射されて、観察カメラ２９のセンサ２８に入射する。バイオチップ７（例、スポット）の像は、結像光学系３３により、センサ２８に形成される。これにより、観察カメラ２９のセンサ２８は、バイオチップ７（例、スポット）の像情報を取得可能である。

図５に示したように、観察カメラ２９のセンサ２８と制御装置２２とは、ケーブル４８を介して接続されており、センサ２８で取得したバイオチップ７（スポット）の像情報（例、画像信号）は、ケーブル４８を介して、制御装置２２に出力される。制御装置２２は、センサ２８からの像情報を、表示装置２３を用いて表示する。表示装置２３は、センサ２８で取得したバイオチップ７（例、スポット）の像情報を拡大して表示することができる。

また、図５に示したように、本実施形態においては、ステージ２６は、保持装置１０（本体部１）を支持するステージ定盤５０と、ベース部材５１上でステージ定盤５０を移動する駆動装置５２とを備えている。ステージ定盤５０は、ベース部材５１上において、ＸＹ平面内及びＺ方向に移動可能である。ステージ２６（駆動装置５２）と制御装置２２とはケーブル４９で接続されており、制御装置２２は、駆動装置５２を用いて、保持装置１０（本体部１）を支持するステージ定盤５０をＸＹ平面内で移動可能である。

図６（ａ）は、ステージ２６の要部構成を示す拡大斜視図である。図６（ｂ）は、本体部１が配置された時のステージ２６の上面視図である。
ステージ２６のステージ定盤５０は、図６（ａ）に示されるように、保持装置１０（本体部１）を支持するための支持部材１６を有している。支持部材１６は、ステージ定盤５０に支持される本体部１（ベース部４）に形成された溝部６に嵌合されるピン１６ａと、底面を有し本体部１より僅かに大きい形状（例、円形）の穴部１６Ｂと、を含む。

ステージ２６は、ステージ定盤５０上において、保持装置１０の本体部１の中心を通る鉛直軸線回り方向（回転方向θ）の位置をピン１６ａで位置決めするとともに、保持装置１０の水平面内（Ｘ、Ｙ方向）の位置を穴部１６ｂで位置決めする。よって、測定装置２０は、光学系（例えば、対物レンズ３２）に対して、保持装置１０を所定の位置に容易に位置決め可能となっている。

次に、測定方法の実施の形態として、本実施形態の保持装置１０を用いた測定方法について、図面を参照しながら説明する。図７は、本測定方法を示すフロー図である。図８は本測定方法の各工程を説明するための図である。なお、以下の測定方法の少なくとも一部は、検体を保持装置１０に分注する分注装置と、上述の測定装置２０と、保持装置を分注装置から測定装置２０へ搬送する搬送機構と、を備える分注及び測定システムによって、自動的に行ってもよい。また、例えば、分注及び測定システムは、保持装置１０が配置される分注ステージと、保持装置１０に検体を分注するノズルと、を備える分注装置と、保持装置１０が配置される測定ステージ２６と、光学システム２５と、センサ２８と、を備える測定装置と、分注ステージに配置される保持装置１０を測定ステージ２６へ搬送する搬送機構と、を備える。
まず、本体部１に検体収容部２が装着された保持装置１０を準備する（図７に示す準備工程Ｓ１）。
準備工程Ｓ１は、上述したケース部材９０（図３参照）に保持装置１０をセットし、ケース部材９０（図３参照）により複数の保持装置１０を一括的に支持する工程（図７に示す支持工程ＳＳ１）と、複数の保持装置１０を支持したケース部材９０（図３参照）を所定領域（一連の測定工程が行われる測定領域や分注ステージ）に搬送する搬送工程（図７に示す搬送工程ＳＳ２）とを含む。

次に、検体収容部２に検体を注入して、バイオチップ７に形成された生体分子と検体とを反応させる（図７に示す反応工程Ｓ２）。例えば、ケース部材９０（図３参照）から保持装置１０を自動的又は手動的に取り出し、図８（ａ）に示すように、検体収容部２の底面２ａを覆うシール９を剥離し、開口部２ｃを露出させる。測定者は、シール９の把持部９ｂを指或いはロボットで把持して引っ張ることで、シール９を検体収容部２の底面２ａから容易に剥離することができる。

その後、図８（ｂ）に示すように、自動的又は手動的に、検体注入用のノズル（注入ノズル）Ｎｚ１を開口部２ｃから検体収容部２内へと挿入させ、ノズルＮｚ１から収容空間Ｋ内に検体を注入し、所定時間経過させることで検体と生体分子とを反応させる。

本実施形態において、検体を注入する際、保持装置１０を鉛直方向に対して傾けた状態で行うようにしている。これによれば、ノズルＮｚ１を検体収容部２の内壁面に近づけることができるので、内壁面に沿って検体を収容空間Ｋ内に注入することができる。よって、注入時に検体が泡立つことで収容空間Ｋ内から溢れ出すといった不具合の発生が防止される。

なお、上記反応工程Ｓ２において、収容空間Ｋ内に検体を注入する際、シール９を剥離して開口部２ｃを露出させる場合を例に挙げたが、検体の注入方法はこれに限定されない。例えば、ノズルＮｚ１によりシール９を貫通し、ノズルＮｚ１を収容空間Ｋ内に直接挿通させることが検体の注入を行うようにしてもよい。

以上のようにして、収容空間Ｋへの検体の注入による反応工程Ｓ２が終了する。
本実施形態に係る保持装置１０によれば、検体収容部２と本体部１（台座部５の側面５ｂ）との間で収容空間Ｋが形成されているので、注入された検体を収容空間Ｋに保持することができる。また、台座部５の側面５ｂと検体収容部２との間が密閉部材３によりシールされているため、収容空間Ｋからの検体の漏れを確実に防止できる。
よって、収容空間Ｋ内のバイオチップ７に形成された生体分子と検体とを良好に反応させることができる。

なお、測定対象として種類の異なる検体を複数用いる場合、例えば、図３に示したケース部材９０、または図４に示した支持プレート１００を用い、これらケース部材９０または支持プレート１００に支持される複数の保持装置１０に対して各検体をそれぞれ注入するようにしてもよい。

次に、バイオチップ７の洗浄する工程を行う（図７に示す洗浄工程Ｓ３）。
まず、図８（ｃ）に示すように、検体収容部２を本体部１から取り外す。この場合、保持装置１０の高さ方向に沿って検体収容部２及び本体部１を互いに引き離す力を自動的又は手動的に付与すればよい。これにより、検体収容部２の端部２ｂがベース部４（本体部１）の上面４ａから離間されることで検体収容部２が本体部１から取り外され、検体収容部２と本体部１とを容易に分離することができる。検体収容部２が本体部１から取り外されることで収容空間Ｋに収容されていた検体は不図示の検体排出容器に排出される。なお、検体収容部２を本体部１から取り外すに先立ち、収容空間Ｋ内から検体を予め排出させておいてもよい。

次に、図８（ｄ）に示すように、洗浄用のノズルＮｚ２から洗浄液を吹き付けることでバイオチップ７の洗浄を行う。これにより、バイオチップ７に付着した検体を洗い流すことができる。なお、バイオチップ７の洗浄方法は、ノズルＮｚ２からの洗浄液の吹き付けに限定されることはなく、例えば、本体部１の上下を反転し、洗浄液を貯留した貯留部にバイオチップ７を浸漬するようにしてもよい。このとき、貯留部において洗浄液に流れを付与し、バイオチップ７に常に新鮮な洗浄液が供給されるようにしてもよい。

次に、洗浄後のバイオチップ７を乾燥させる工程が行われる（図７に示す乾燥工程Ｓ４）。例えば、図８（ｅ）に示すように、ファンＦから乾燥用の温風をバイオチップ７に向けて噴き出す。これにより、洗浄液で濡れたバイオチップ７を乾燥させることができる。

なお、上記説明では、洗浄工程Ｓ３および乾燥工程Ｓ４を行う際、検体収容部２を取り外した状態で行う場合を例に挙げたが、これに限定されることはない。例えば、洗浄工程Ｓ３が終了した後、検体収容部２を本体部１から取り外すようにしても良い。この場合、例えば、開口部２ｃを介して収容空間Ｋから検体を排出させた後、開口部２ｃを介して洗浄液を検体収容部２の収容空間Ｋに注入すればよい。このような工程順とすれば、収容空間Ｋを洗浄液の貯留部として利用することができるので、バイオチップ７を良好に洗浄することができる。また、本実施形態によれば、洗浄液の使用量が抑えられるので、洗浄に要するコストを抑えることができる。本実施形態によれば、ベース部４の側面を汚染することなくバイオチップ７の洗浄が可能となる。

また、洗浄工程Ｓ３および乾燥工程Ｓ４が終了した後、検体収容部２を本体部１から取り外すようにしても良い。この場合、例えば、開口部２ｃを介して収容空間Ｋから洗浄液を排出させた後、開口部２ｃを介して乾燥用ノズルを収容空間Ｋ内に挿入し、温調したエアーを吹き付けてバイオチップ７を乾燥させればよい。このような工程順とすれば、収容空間Ｋをバイオチップ７の乾燥を行う乾燥空間として利用することができるので、例えば、クリーン度が比較的低い環境下で乾燥工程が行われている場合においてはエアーによって舞い上がったゴミ等の異物が付着するといった不具合を防止できる。また、温調したエアーが収容空間Ｋに集中的に供給されるため、バイオチップ７を短時間で乾燥させることができる。

あるいは、上述のように洗浄工程Ｓ３および乾燥工程Ｓ４を複数回ずつ繰り返す場合においては、洗浄工程Ｓ３とこれに続く乾燥工程Ｓ４との間、或いは乾燥工程Ｓ４とこれに続く洗浄工程Ｓ３との間といったように、任意のタイミングで検体収容部２を取り外すようにしてもよい。検体収容部２を取り外した後、上述の洗浄工程Ｓ３および乾燥工程Ｓ４が行われる。

あるいは、上述のように洗浄工程Ｓ３および乾燥工程Ｓ４を複数回ずつ繰り返す場合においては、１回の洗浄工程Ｓ３が終了したタイミング毎に検体収容部２を本体部１から取り外すようにしても良い。例えば、乾燥工程Ｓ４とこれに続く洗浄工程Ｓ３との間で検体収容部２を本体部１に装着し、洗浄工程Ｓ３が終了したタイミングで検体収容部２を本体部１から取り外す。このような工程順とすれば、収容空間Ｋを洗浄液の貯留部として利用することができるので、バイオチップ７を良好に洗浄することができる。
また、上述した準備工程Ｓ１から乾燥工程Ｓ４の少なくとも１つの工程は、保持装置１０が配置される分注ステージ、保持装置１０やケース部材９０を所定領域や分注ステージへ搬送する搬送機構、分注用のノズル、バイオチップ７を洗浄する洗浄部（例、洗浄用のノズル）、及びバイオチップ７を乾燥させる乾燥部（例、ファンＦ）などを備える分注装置によって行われる。

次に、バイオチップ７の洗浄及び乾燥工程が終了した後、バイオチップ７の測定を行う（図７に示す測定工程Ｓ５）。
例えば、図５に示した測定装置２０を用い、バイオチップ７に形成されたスポット（例、生体分子）において発生する蛍光の測定を行う。図６に示したように、測定時において、保持装置１０は、検体収容部２が外され、本体部１のみがステージ２６（ステージ定盤５０）に載置される。

測定装置２０は、本体部１の表面をＺ方向の所定位置に位置決めすると、バイオチップ７における所定（所定数）のスポットが測定可能となる第１の撮像領域に、ステージ２６により本体部１をＸＹ平面内で移動させ、観察用の照明光を用いてスポットの像を撮像する。

次に、測定装置２０は、光源装置３１から照明光を選択して射出させ、本体部１の表面を照明する。光源装置３１から射出された照明光は、光学ユニット３７で反射光と透過光とに分離されて、部分反射及び部分透過し、部分反射した照明光が対物レンズ３２を透過した後に、本体部１の表面を照明する。本体部１又はバイオチップ７の表面で反射した照明光は、対物レンズ３２、光学ユニット３７を透過して光学素子４７に入射する。

そして、光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７を透過して、接眼レンズ４３に導かれ、接眼部２７より射出される。これにより、バイオチップ７のスポットの像が、接眼部２７の近傍に形成される。また、光学素子４７に入射した照明光の一部は、光学素子４７および反射ミラー４５で順次反射されて、観察カメラ２９のセンサ２８に入射する。

これらにより、センサ２８の撮像特性及び所定の倍率に応じた大きさの視野内に複数のスポットの像がセンサ２８に形成される。センサ２８は、スポットの像情報（スポットの受光情報）及びバイオチップ７に設けられた不図示のアライメントマークの像情報（位置情報）を取得する。制御装置２２は、スポットＳの像情報を記憶するとともに、アライメントマークの位置情報から視野におけるスポット群の配置（Ｘ、Ｙ、θＺ）を求めて記憶する。

この後、測定装置２０は、蛍光測定を行うために、光源装置３１から射出される光を、例えば所定波長帯域の励起光に切り替える。光源装置３１から射出された励起光は、光学ユニット３７で反射（全反射）し、対物レンズ３２を透過した後に、本体部１（例、バイオチップ７）の表面（例、スポット）を照明する。励起光で照明されたスポットのうち検体の物質とターゲットの物質とが特異的な反応により結合したスポットから蛍光が発生する。発生した蛍光は、対物レンズ３２、および光学ユニット３７を透過して光学素子４７に入射する。

そして、照明光によるスポットの測定と同様に、蛍光を発生したスポットの像は、接眼部２７の近傍に形成されるとともに、センサ２８の視野内に形成される。センサ２８は、蛍光を発生したスポットの像情報（スポットの受光情報）を取得する。

測定装置２０は、バイオチップ７における第１の撮像領域の計測が完了すると、第１の撮像領域と隣り合う第２の撮像領域にバイオチップ７（又は、本体部１）を移動させる。第２の撮像領域は、第１の撮像領域で撮像したアライメントマークの一部がセンサ２８の視野で撮像される位置に設定される。そして、測定装置２０は、上記第１の撮像領域に対する撮像処理と同様に、照明光を用いたスポット及びアライメントマークの計測及び蛍光を用いたスポットの計測を実施する。

そして、全てのスポットの計測が完了するまで複数の撮像領域の計測処理を実施すると、制御装置２２は、各撮像領域におけるアライメントマークの計測結果から照明光によるスポットの計測結果を画面合成するとともに、蛍光によるスポットの計測結果を画面合成する。画面合成された結果を比較することにより、検体の物質とターゲットの物質とが特異的な反応により結合したスポットのバイオチップ７におけるアドレスを計測することができる。

以上説明したように、本実施形態では、保持装置１０が検体収容部２および本体部１から構成される収容空間Ｋにバイオチップ７（例、生体分子）を格納したカプセル構造を有するので、検体と生体分子との反応を収容空間Ｋ内で個別に行うことができる。
したがって、測定時において、測定対象となる検体の種類に応じた数の保持装置１０を用意すればよく、非常に小規模（例えば、測定対象とされる検体の数が１個）の測定であっても、資材を無駄にすることなく、個別に対応することができる。

また、保持装置１０は、例えば、密閉部材３の不良によって収容空間Ｋから検体が漏れ出したとしても、検体の収容空間Ｋが個別に形成されているので、複数の検体が混じり合うことで汚染されるといった不具合の発生が防止される。よって、本実施形態における分注及び測定システムは、検体の汚染が無いため、収容空間Ｋにおいて検体と生体分子とを常に安定して反応させることができ、信頼性の高い測定を行うことができる。

保持装置１０は、本体部１に検体収容部２が装着されることで収容空間Ｋが密閉された状態とされているので、バイオチップ７へのゴミや埃等の異物の付着が抑制され、保管や搬送等といった管理時における信頼性を向上させることができる。

また、保持装置１０は、本体部１から検体収容部２を取り外すことでバイオチップ７を容易に露出させることができるので、バイオチップ７の測定に伴って必要とされる処理（洗浄及び乾燥）に短時間で移行できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態の保持装置１０は、識別素子としてＩＣタグ６０がベース部４に埋め込まれた構成を例示したが、これに限定されるものではなく、識別素子として、一次元もしくは二次元のバーコードを用いるようにしてもよい。図９は、識別素子として一次元バーコードを用いた場合の保持装置１１０の構成を示す図である。図９に示すように、保持装置１１０は、ベース部４の側面４ｂにバーコード１０１が貼付されている。図９においては、長尺状のバーコード１０１を貼付するため、ベース部４が上記実施形態よりも長尺状に形成されている。

図１０は複数の保持装置１１０を一体に支持するケース部材１９０の構成を示す図である。なお、図１０は、図３に示したケース部材９０と基本構成は同一であるため、各部材についてはケース部材９０と同じ符号を用いて説明する。

図１０に示すように、保持装置１１０は、上記実施形態よりもベース部４が長尺状に形成されるため、ケース部材１９０に支持された際に上板９３の開口９３ａの上側にベース部４が突出した状態とされている。すなわち、ベース部４の上面４ａに設けられた台座部５及びその上面５ａに設けられたバイオチップ７は、上記実施形態と異なり、上板９３の上方に配置されている。

図１０に示したケース部材１９０によれば、保持装置１１０を保管する用途あるいは搬送用途のほか、測定装置２０のステージ２６のステージ定盤５０に保持装置１１０を支持したケース部材１９０を直接載置し、バイオチップ７（生体分子）の蛍光観察を行うようにしてもよい。なお、この場合、図６に示した支持部材１６は不要となる。これによれば、ステージ２６上に複数の保持装置１１０を配置できるので、複数のバイオチップ７に対して測定を一括して行うことができる。なお、各保持装置１０は、ケース部材１９０の底板９１に設けられた上述の支持部材９４によりケース部材１９０に対して位置決めされる。よって、ケース部材１９０をステージ定盤５０に対して位置決めすれば、複数の保持装置１１０をステージ２６上の所定位置に位置決めすることができる。

また、上記実施形態では、台座部５において、上面５ａと側面５ｂとが直角に交差する形状を例示したが、これに限定されず、上面５ａおよび側面５ｂが直交以外の構成を有していてもよい。図１１は、台座部５の変形例に係る構成を示す図である。

図１１（ａ）に示すように、台座部５は、側面５ｂがベース部４の上面４ａ側から上面５ａに向かって、台座部５の断面積が小さくなるテーパ面を構成していてもよい。この場合において、検体収容部２は、図１１（ｂ）に示すように、側面５ｂを囲む端部２ｂのみを検体収容部２の内径を拡大させる方向に屈曲させ、端部２ｂ以外の部分を円筒状に形成される。あるいは、検体収容部２は、図１１（ｃ）に示すように、全体が側面５ｂに倣ったテーパ状の内面を有する円錐台状に形成されていてもよい。

図１２は、別の変形例に係る台座部の構成を示す図である。本変形例において、上記実施形態と共通の部材については同一の符号を付して説明する。
図１２に示すように、台座部１０５は、平面形状が円形状の溝部１０６が形成され、溝部１０６にバイオチップ７が設けられている。すなわち、本実施形態において、溝部１０６の底面がバイオチップ７を支持する支持面（第１面）１０５ａを構成し、溝部１０６において支持面１０５ａに対して鉛直方向の上方に沿って延設される面が側面１０５ｂを構成する。

本変形例において、検体収容部２は、溝部１０６に挿入された端部２ｂが台座部１０５の支持面１０５ａに当接するとともに側面１０５ｂを囲むように構成されている。本変形例において、検体収容部２の端部２ｂとは、側面１０５ｂを囲む部分をいう。端部２ｂと側面１０５ｂとの間には、密閉部材３が設けられている。

なお、本変形例においては、検体収容部２の端部２ｂ（少なくとも一部）が側面１０５ｂを囲う構成を例示したが、これに限定されず、検体収容部の全部が側面１０５ｂを囲む構成でも良い。すなわち、検体収容部２が端部２ｂのみから構成されていてもよく、この場合、収容空間Ｋは上方が解放された状態となる。また、検体収容部２が端部２ｂのみから構成される場合、他の部材を検体収容部２に組み合わせることで収容空間Ｋの容積を稼ぐようにしても良い。また、他の部材により収容空間Ｋを閉塞するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、台座部５およびベース部４の平面形状が円形からなる構成された場合を例示したが、これに限定されず、台座部５およびベース部４の平面形状は円形以外の三角形状、四角形状、台形形状等のいずれでも構わない。この場合、検体収容部２の端部２ｂは、台座部５を挿入可能な内面形状を有する。

また、上記実施形態では、保持装置１０の本体部１がベース部４及び台座部５を含む場合を例示したが、これに限定されず、本体部１が台座部５のみから構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、検体収容部２の底面２ａに開口部２ｃが形成された場合を例示したが、これに限定されず、開口部２ｃが必ずしも形成されていなくともよい。例えば、検体収容部２の底面２ａを検体注入用のノズルＮｚ１で貫通させることで収容空間Ｋに検体を直接注入するようにしてもよい。この場合、少なくとも検体収容部２の底面２ａをノズルＮｚ１が挿通可能な材料、例えばゴムなどの弾性体から形成すればよい。

また、上記実施形態では、台座部５の上面５ａにバイオチップ７を設ける場合を例示したが、これに限定されず、例えば、台座部５をシリコンを用いて形成することで露光プロセスを用いて上面５ａに生体分子を直接形成するようにしてもよい。この場合、台座部５は、上面５ａが生体分子を直接的に支持する態様となる。

２…検体収容部、２ｃ…開口部、３…密閉部材、４…ベース部、４ａ…上面（第２面）、５…台座部、５ａ…上面（第１面）、５ｂ…側面、６…溝部（位置決め部）、７…バイオチップ（基板）、９…シール（被覆部材）、１０，１１０…保持装置、２０…測定装置、９０，１９０…ケース部材、９３ａ…開口、Ｓ１…準備工程、Ｓ２…反応工程、Ｓ３…洗浄工程、Ｓ４…乾燥工程、Ｓ５…測定工程、Ｎｚ１…ノズル（注入ノズル）、Ｋ…収容空間、ＳＳ１…支持工程、ＳＳ２…搬送工程

Claims (4)

1. 検体と特異的に反応可能な生体分子を支持する台座部と、前記台座部に対して着脱可能であり、少なくとも一部が前記台座部の側面を囲うように構成され、前記台座部との間で前記検体を収容する収容空間を形成する検体収容部と、を備えた分注及び測定用の保持装置を用いて、前記生体分子の測定を行う測定方法であって、
   前記台座部に前記検体収容部が装着された前記保持装置を準備する準備工程と、
   前記検体収容部に前記検体を注入して、前記生体分子と前記検体とを反応させる反応工程と、
   反応後の前記生体分子を洗浄する洗浄工程と、
   洗浄後の前記生体分子を乾燥する乾燥工程と、
   前記検体収容部を前記台座部から外す工程と、
   前記生体分子を測定する測定工程と、を備える
   測定方法。
2. 前記検体収容部は、被覆部材で被覆された開口部を有し、
   前記被覆部材を剥離した後、前記開口部を介して前記検体を前記検体収容部に注入する
   請求項１に記載の測定方法。
3. 前記検体収容部は、被覆部材で被覆された開口部を有し、
   前記被覆部材を貫通させることで前記開口部に挿入した注入ノズルにより前記検体を前記検体収容部に注入する
   請求項１に記載の測定方法。
4. 前記準備工程は、ケース部材を用いて複数の前記保持装置を一括的に支持する支持工程と、
   前記複数の保持装置を支持した前記ケース部材を所定領域に搬送する搬送工程と、を含む
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定方法。

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