JP6855154B2

JP6855154B2 - 核酸検出カセット

Info

Publication number: JP6855154B2
Application number: JP2014178422A
Authority: JP
Inventors: 真之湯本; 徹也桑原; 岡田　純; 純岡田
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2034-09-02
Also published as: JP2016052254A

Description

実施形態は、電気信号を用いて核酸を検出する核酸検査装置に利用される核酸検出カセットに関する。

近年、遺伝子工学の発展に伴い、医療分野では、遺伝子による病気の診断、或いは、予防が可能となりつつある。これは遺伝子診断と呼ばれ、これによれば病気の原因となるヒトの遺伝子欠陥、或いは、遺伝子変化を検出することで病気の発症前、若しくは、極めて初期段階での病気の診断、或いは、予測をすることが可能となる。また、ヒトゲノムの解読とともに、遺伝子型と疫病との関連に関する研究が進み、各個人の遺伝子型に合わせた治療（テーラーメイド医療）も現実化しつつある。従って、遺伝子の検出並びに遺伝子型の決定を簡便に行うことが非常に重要となっている。

核酸検査装置として、ＤＮＡチップを用いたデバイスが知られている（特許文献１）。ＤＮＡチップは、核酸プローブが固定化された複数のセンサ部から成る検出領域を基板上に備え、一度に多数の核酸配列を検出できる特徴を備えている。一般的に、核酸プローブは、液体に溶解された状態で、各センサ部上に滴下されることによってセンサ表面に固定化される。また、センサ部毎に互いに異なる核酸プローブを固定化するため、センサ部間で液滴同士が接触することは避けなければならないとされている。

一方、１つのカセット内において、複数の試薬が関わる複数の反応を順次行うことのできるμ−ＴＡＳと呼ばれるカセットが盛んに研究開発されている。μ−ＴＡＳは、試薬保持領域、核酸の反応領域、検出領域などから成り、それらをつなぐ流路を備えている。

更に、上記電流検出方式のＤＮＡチップを内蔵した核酸検出カセットを用いて核酸を検出するための核酸検査装置も開発されている。このようなカセット内で核酸検出を行う場合、複数の試薬を使用し、所定の条件下において複数の処理及び反応、例えば、抽出、精製、核酸増幅反応、核酸ハイブリダイゼーション反応などを行う必要がある。これらの試薬は、一般的に高価であるため、可能な限り使用量を低減し、そのような少ないサンプル溶液から多くの情報を得ることが望まれている。そのため、カセット内に流路を形成し、流路内に各センサ部を配置することにより、各センサ部に効率的にサンプル溶液、洗浄液及び試薬を供給できる核酸検出カセットが実現されることが望まれている。

内部に液体を保持、送液する核酸検出カセットにおいて、核酸検出カセット全体に高いシール性を与えることは必須とされている。通常のカセットでは、接着或いは溶着等で高いシール性が実現されているが、工程が増えることによってコストが増大され、また、シールする為の溶剤の悪影響などが懸念されている。ゴム部品等の弾性材料の圧縮によりカセットの高いシール性を実現することが望ましいが、継続的な圧縮或いはカセット前面の均一な圧縮を実現することは技術的に困難を伴うとされている。

特開２００８−２２４６５１号公報特開２００８−４９３１１号公報特開２００５−２７４４０５号公報特開２０１３−５２１７８０号公報

特許文献１には、シリコンゴムの一種であるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から作られている矩形状の薄板部材に流路が形成されてガラス基板に自己吸着力により装着するチップが開示されている。

特許文献２には、凹凸部を有する第１、第２素材同士をかしめ結合手段として用いるマイクロチッププレートが開示されている。

特許文献３には、溝を形成した素材の上に蓋となる部材をかしめで固定するマイクロ流体デバイスが開示されている。

特許文献４には、精製膜や粒子状フィルタを熱かしめによりサブアセンブリに取り付ける装置が開示されている。

いずれの特許文献１−４においても、核酸検出デバイス全体に高いシール性を与えることは必須とされている。しかし、これら特許文献１−４に開示される通常のデバイスでは、接着或いは溶着等で高いシール性が実現されているが、工程が増えることによってコストが増大され、また、シールする為の溶剤の悪影響などが懸念されている。ゴム部品等の弾性材料の圧縮によりカセットの高いシール性を実現することが望ましいが、継続的な圧縮或いはカセット前面の均一な圧縮を実現することは技術的に困難を伴うとされている。

以上のように、核酸検出カセットの低価格化に向けては、核酸検出カセットには、高いシール性が求められ、しかも、核酸検出カセットの小型化が求められている。

本発明の目的は、高いシール性を有し、小型化された単純な構造の核酸検出カセット提供することにある。

上記課題を解決するために、実施の形態によれば、
硬質材料から作られ、第１及び第２の貫通孔を有する第１のプレートと、
硬質材料から作られ、第１及び第２のシリンジ窪み、加熱されるべき増幅部を定める増幅領域内にメアンダー状に形成され、複数のウェルを有する増幅流路溝及び、前記シリンジ窪みと前記増幅流路溝との間に設けられる第１及び第２の流路溝が形成されている第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に挟み込まれて加圧固定される弾性部材から作られているパッキンであって、
前記第１及び第２の貫通孔内に配置され、前記第１及び第２のシリンジ窪みの夫々を覆い、前記窪みとの間にシリンジ空間を定めるように前記窪みとは反対方向に膨らむ膨出形状を有する弾性変形可能な第１及び第２の膨出部と、
所定の第１の膜厚（Ｔ１）を有し、前記第１及び第２の膨出部を囲むように設けられる第１領域と、
前記所定の第１の膜厚（Ｔ１）を有し、前記流路溝を覆うように配置されている帯状の第２領域と、
前記所定の第１の膜厚（Ｔ１）よりも薄い第２の膜厚（Ｔ２）を有し、前記帯状の第１及び第２領域の周囲に設けられている第３領域と、
前記所定の第１の膜厚（Ｔ１）を有し、前記増幅領域において増幅流路溝を覆う第４領域と、及び
前記第２の膜厚（Ｔ２）を有し、前記第４領域の周囲に設けられている第５領域と、
が一体的に形成されているパッキンと、
を具備する核酸検出カセットにおいて、
前記貫通孔を介して外部から変形可能な第１及び第２のシリンジが前記第１及び第２のシリンジ窪みと前記第１及び第２の膨出部とによって構成され、
この第１及び第２のシリンジが前記第１領域の加圧固定によって液密に形成され、
前記帯状の第２領域が前記第１及び第２の流路溝を覆うように、前記第２領域が前記第２のプレートに加圧固定されて前記第１及び第２のシリンジに連通及び前記増幅部の増幅流路に連通される第１及び第２の流路が液密に形成され、
前記増幅流路溝が形成される増幅領域を前記第４領域が覆うように、前記第４領域が前記第２のプレートにより加圧されて増幅流路溝が液密に形成されることを特徴とする核酸検出カセットが提供される。

実施の形態に係る核酸検査装置を概略的に示すブロック図である。図１に示される核酸検査装置に装着される核酸検出カセットの外観を概略的に示す斜視図である。図２に示される核酸検出カセットを分解して概略的に示す分解斜視図である。図２に示される核酸検出カセットを透視して内部構造を概略的に示す透視平面図である。図２に示される核酸検出カセット内に設けられる流路及び流路に連結される各部を概略的示す平面図である。図２に示される核酸検出カセット内に設けられる流路及び流路に連結される各部を概略的に示す斜視図である。図２に示される核酸検出カセットの増幅部の形態を概略的に示す平面図である。図２に示される核酸検出カセットのＤＮＡチップの平面構造を概略的に示す平面図である。図２に示される核酸検出カセットからキャップ及びカバーを取り外した外観を概略的に示す斜視図である。図４に示される核酸検出カセットの下部プレートの一部を概略的に示す部分斜視図である。図４に示される核酸検出カセットのパッキンの一部を概略的に示す部分斜視図である。図９に示される核酸検出カセットをＢ−Ｂ線に沿って切断した断面を概略的に示す部分断面斜視図である。図１２に示される核酸検出カセットのシリンジとこのシリンジを押し込むシリンジロッドの配置を概略的に示す部分断面図である。図１３に示されるシリンジの膨出部にシリンジロッドを押し込んで変形した様子を概略的に示す部分断面図である。挿入剤シリンジおよび第２洗浄液シリンジの膨出部に押し込まれるシリンジロッドを示す斜視図である。シリンジの膨出部に押し込まれるシリンジロッドの別の形態を示す斜視図である。図８に示される増幅部の流入及び流出路に設けられる常開バルブの外観構造を概略的に示す平面図である。図１７に示される常開バルブの形態を概略的に示す部分断面図である。図１８に示される、常開バルブ及びこの常開バルブ上に位置されるバルブロッドの一部を概略的に示す部分断面斜視図である。図３に示すパッキンの背面の形態を概略的に示す斜視図である。図３に示される組み立ての為に位置合わせされた核酸検査カセットカセットの上部プレートとパッキンとを概略的に示す背面側からの斜視図である。図２１に示される上部プレートの背面にパッキンを取り付けた構造を概略的に示す斜視図である。図２２に示されるパッキンを取り付けた上部プレートを下部プレートに取り付ける工程を概略的に示す斜視図である。図１示される核酸検査装置の内部構造を概略的に示す側面図である。図１に核酸検査装置におけるサンプルの電気化学的に検査の過程を示すフローチャートである。図６に示される核酸検出カセット内の増幅部へのサンプルの供給を概略的に示す平面図である。図６に示される核酸検出カセット内の増幅部への第１洗浄液の供給及び検出部へのサンプルの供給を概略的に示す平面図である。図６に示される核酸検出カセット内の検出部への第２洗浄液の供給を概略的に示す平面図である。図６に示される核酸検出カセット内の検出部への挿入剤液の供給を概略的に示す平面図である。

以下、実施の形態に係る核酸検出カセットついて、図面を参照して詳細に説明する。

（核酸検査装置の概略構成）
図１は、実施の形態に係る核酸検査装置８のブロックを示している。この核酸検査装置８は、サンプルの増幅からサンプルの電気化学反応の検出までを完全に自動化可能に構成されている。核酸検査装置８は、液密に密閉されたカセット核酸検出カセット１０と、この核酸検出カセット１０と電気的に接続される測定部１２、核酸検出カセット１０内に設けられた流路系を外部から物理的に駆動制御する送液制御機構１６及び核酸検出カセット１０の各部を温度制御する温度制御機構１４等を備える。核酸検出カセット１０は、後に詳述するように、その内部にＤＮＡチップ６が収納されている。このＤＮＡチップ６上には、後に詳細に説明するように、サンプル等の溶液が流れる検出流路が設けられている。ＤＮＡチップ６上の検出流路には、ハイブリダイズ信号を取り出すための複数の電極が配置されている。これらの電極には、検出されるべき塩基配列に相補的な配列を含む核酸プローブが固定化された作用電極、対向電極及び参照電極が含まれる。対向電極及び参照電極は、作用電極に対向されるような配置で夫々少なくとも１つが設けられている。図１に示す測定部１２は、ＤＮＡチップ６に接続され、ＤＮＡチップ６内の作用電極及び対向電極間への入力電圧の印加に応じて参照極の電圧をフィードバック（負帰還）させる３電極方式のポテンシオ・スタットとして構成されている。従って、この測定部１２によれば、核酸検出カセット１０におけるセル内の電極、或いは、溶液などの各種条件の変動によらずに溶液中に所望の電圧を印加することができ、電気化学的反応による電流（以下において「電気化学的電流」と言う。）を電気化学的に測定することができる。

上述した測定部１２、温度制御機構１４及び送液制御機構１６は、装置制御部１８に接続され、装置制御部１８は、インタフェース（図示せず）を介して核酸検査装置８外のコンピュータ４に接続されている。コンピュータ４からの動作指示等のコマンドに応答して、装置制御部１８は、内蔵プログラムに従って測定部１２、温度制御機構１４及び送液制御機構１６を制御している。装置制御部１８は、送液制御機構１６を制御してサンプル等の溶液を送液させ、温度制御機構１４を制御してサンプル溶液の温度を制御して、核酸の増幅反応、ハイブリダイズ反応及び電気化学反応を生じさせている。また、装置制御部１８は、測定部１２を制御してハイブリダイズ反応に続く電気化学反応を検出し、得られた検出信号を検出データとしてコンピュータ４に転送している。コンピュータ４では、転送された検出データを解析してサンプル溶液中の核酸の存在を特定している。図１に示される核酸検査装置８は、サンプル溶液中の核酸の増幅からの電気化学反応の検出までを自動化し、サンプルが収納されている核酸検出カセット１０の装着のみでサンプル溶液中に含まれる核酸の塩基配列についてのデータを獲得することができる。

［核酸検出カセットの基本構造］
図２に示すように、核酸検出カセット１０は、矢印５に示す方向で核酸検査装置８に装着され、また、取り出される矩形カセット形状の外観を有している。ここで、核酸検出カセット１０は、核酸検査装置８に装着する際の向きを定める為に、その一部に切欠部２２を設けている。図２に示す実施形態では、装置への挿入（装着）方向５を基準に矩形核酸検出カセット１０における前方右側のコーナが切欠されて切欠部２２が設けられている。ユーザ（オペレータ）は、この切欠部２２を先端側として確認することによって核酸検出カセット１０を正しく核酸検査装置８に装着することができる。尚、このようにコーナを切欠する形態に限らず、他の箇所が切欠されて矩形核酸検出カセット１０の上面が特定され、核酸検出カセット１０の装着方向が特定されても良い。以下の説明において、核酸検出カセット１０の切欠部２２を先端側とする装着方向を基準に、先端側と反対側を後方と称し、核酸検出カセット１０にキャップ２０が取り付けられた面を上面と称する。

この核酸検出カセット１０は、図３に分解して示すように、内部に流路を備える積層構造体である。核酸検出カセット１０は、下部プレート３０、パッキン４０、上部プレート５０、カバープレート６０及びキャップ２０から構成されている。下部プレート３０は、硬質材料、例えば、ポリカーボネート等の硬質樹脂材料で作られ、ＤＮＡチップ６が収納されるチップ用窪み１３０が形成され、核酸プローブ固定化領域を含むように流路が形成される領域である流路形成部１００Ａの面が上面に向けられるようにＤＮＡチップ６がこの窪み１３０に嵌め込み固定されている。下部プレート３０には、ＤＮＡチップ６上に形成される検出流路１００に連通される送液系の流路の為の溝１３２が形成され、また、送液系を定める為のシリンジ用窪み１３４及びタンク用窪み１３６が形成されている。

パッキン４０は、弾性材料、例えば、エラストマ等のゴム弾性材料で作られ、下部プレート３０上に載置されている。このパッキン４０には、下部プレート３０の窪み１３４に対応して送液系を定める為の膨出部１４４、送液流路用貫通孔１４２及び縦長貫通溝１４６が形成されている。また、このパッキン４０には、ＤＮＡチップ６上に検出流路１００を定める為の溝１１１が設けられている。更に、パッキン４０には、液注入孔を定める為の開口突起１４１、１４３が設けられ、空気抜き孔を定める為の開口突起１４５、１４７が形成されている。更にまた、ＤＮＡチップ６の電極パッド部を外部からアクセスすることを可能にする為の縦長貫通溝１４９が形成されている。

上部プレート５０は、硬質材料、例えば、ポリカーボネート等の硬質樹脂材料で作られ、パッキン４０上に載置され、パッキン４０が上部プレート５０及び下部プレート３０間に加圧されて挟み込まれる。より詳細には、上部プレート５０の下面には、複数のスタッドピン１５６、１５８が突出して設けられ、上部プレート５０の周辺に配置されたスタッドピン１５６は、下部プレート３０の周辺に設けた周辺スタッド孔１３８Ａに直接に挿通される。また、パッキン４０に対向するように上部プレート５０に設けられたスタッドピン１５８は、パッキン４０の中央部に設けられた挿通孔１４８を通って下部プレート３０の上面に設けたスタッド孔１３８Ｂに挿通される。これらスタッドピン１５６、１５８の先端は、熱カシメされて抜け止めボスに変形されて下部プレート３０に固定される。このスタッドピン１５６、１５８によって上部プレート５０、パッキン４０及び下部プレート３０が一体化されている。この構造においては、上部プレート５０がパッキン４０を加圧するように下部プレート３０に固定されて、上部プレート５０及びパッキン４０間に液密な送液系が定められ、下部プレート３０及びパッキン４０間にも同様に液密な送液系が定められる。上部プレート５０には、パッキン４０に形成された膨出部１４４、貫通孔１４２及び縦長溝１４６等に対応して縦長貫通溝１５４、貫通孔１４２に連通する溝(図示せず）及び縦長貫通溝１４９に連通する縦長貫通溝１５９等が形成されている。また、上部プレート５０には、パッキン４０の開口突起１４１、１４３、１４５、１４７が挿通される貫通孔１５１、１５３、１５５、１５７が形成されている。

上部プレート５０は、後方領域１５０及び前方領域１５２に区分され、後方領域１５０及び前方領域１５２がステップ１６９を介して連接されている。上部プレート５０の後方領域１５０には、カバープレート６０が取り外し不能に装着されている。カバープレート６０は、硬質材料、例えば、ポリカーボネート等の硬質樹脂材料で作られ、キャップ２０を嵌め込み可能な切欠部１６０が形成されている。この切欠部１６０にキャップ２０が取り付けられている。カバープレート６０には、上部プレート５０の後方領域１５０に形成されている縦長貫通溝１５４等に対応し、且つ仕切り１６５を有する縦長溝１６４が設けられている。

上部プレート５０の後方領域１５０に対向するカバープレート６０の下面周辺には、係合突起１６２が下方に向けて延出され、この係合突起１６２は、この係合突起１６２に対応して設けられた上部プレート５０の挿通孔１６６を通して、下部プレート３０に設けられた係合孔１３１に取り外し不能に係合されている。

（核酸検出カセット内の送液系）
核酸検出カセット内の送液系を図４、図５及び図６を参照して説明する。図４は、核酸検出カセット１０の内部に設けられる送液系を透視して示している。また、図５及び図６は、図４に示す核酸検出カセット１０内に形成される送液系の配置を示している。

図４に示すように核酸検出カセット１０は、シリンジ部７０、増幅部８０及び検出部９０から構成され、その送液系は、シリンジ部７０、増幅部８０及び検出部９０を連通するように構成されている。シリンジ部７０は、カバープレート６０及びキャップ２０で覆れ、上部プレート５０の後方領域１５０に対応する核酸検出カセット１０中に設けられている。増幅部８０及び検出部９０は、上部プレート５０の前方領域１５２に対応する核酸検出カセット１０中に設けられて流路により構成される。

シリンジ部７０には、サンプル溶液が入れられたサンプルシリンジ７０２、第１の洗浄液が充填された第１洗浄液シリンジ７０４、挿入剤液が充填された挿入剤シリンジ７０６及び第１の洗浄液と同一組成の第２洗浄液が充填された第２洗浄液シリンジ７０８が核酸検出カセット１０の短辺方向に沿って配置されている。これらシリンジ７０２，７０４、７０６及び７０８は、核酸検出カセット１０の長手方向に延出した筒状空間として形成され、この筒状空間は、夫々下部プレート３０の窪み１３４をパッキン４０の膨出部１４４で覆うことにより窪み１３４と膨出部１４４と間に定められる。

図４に示すようにサンプルシリンジ７０２は、サンプル液が流入される流路７１２を介してサンプル液を注入するサンプル注入孔７１０に連通され、また、空気抜き用の流路７１４を介して空気抜き開口７１６に連通されている。また、流路７１２は、サンプルシリンジ７０２の流入側で分岐され、常閉バルブ７１８に連通されている。第１洗浄液シリンジ７０４も流路７２４を介して第１洗浄液供給孔７２０に連通され、また、常閉バルブ７２８に連通されている流路７２２から分岐された流路を介して空気抜き開口７２６に連通されている。第１洗浄液は、第１洗浄液供給孔７２０から加圧されて第１洗浄液シリンジ７０４に供給され、第１洗浄液シリンジ７０４内の空気は、空気抜き開口７２６を介して外部に放出される。同様に、挿入剤シリンジ７０６も流路７３４を介して挿入剤供給孔７３０に連通され、また、常閉バルブ７３８に連通されている流路７３２から分岐された流路を介して空気抜き開口７４６に連通されている。挿入剤は、挿入剤供給孔７３０から加圧されて挿入剤シリンジ７０６に供給され、挿入剤シリンジ７０６内の空気は、空気抜き開口７３６を介して外部に放出される。更に、第２洗浄液シリンジ７０８も流路７２４を介して第２洗浄液供給孔７４０に連通され、また、常閉バルブ７４８に連通されている流路７４２から分岐された流路を介して空気抜き開口７４６に連通されている。第２洗浄液は、第２洗浄液供給孔７４０から加圧されて第２洗浄液シリンジ７０８に供給され、第２洗浄液シリンジ７０８内の空気は、空気抜き開口７４６を介して外部に放出される。ここで、第２洗浄液は、第１洗浄液と同一組成の洗浄液として用意されている。

ここで、シリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８は、その内部に充填されたサンプル溶液、洗浄液或いは試薬を保存するタンクとしての機能を有すると共にその内部に充填されたサンプル溶液、洗浄液或いは試薬を流路７１２、７２２、７３２、７４２に送り出すポンプの機能を有している。即ち、シリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８は、弾性を有する膨出部１４４によってその内部が空洞に形成され、検査装置８の送液制御機構１６に設けられたシリンジロッドによって弾性を有する膨出部１４４を押し潰すことによって、その内部のサンプル溶液、洗浄液或いは試薬を流路７１２、７２２、７３２、７４２に送り出すことができる。また、常閉バルブ７１８、７２８、７３８、７４８は、シリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８内にサンプル溶液、洗浄液或いは試薬の保存を維持する機能を有し、検査が開始されると、これらの常閉バルブ７１８、７２８、７３８、７４８は、検査装置８の送液制御機構１６に設けられたバルブロッドによって順次開放され、開放されたままに維持される。供給孔７１０、７２０、７３０、７４０及び空気抜き開口７１６、７２６，７３６、７４６は、パッキン４０に設けられた開口突起１４１、１４３、１４５、１４７で形成され、サンプル溶液、洗浄液或いは試薬をシリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８に外部から注入するために設けられている。供給孔７２０、７３０、７４０及び空気抜き開口７２６、７３６、７４６は、洗浄液或いは試薬がシリンジ７０４、７０６及び７０８に注入された後に、カバープレート６０を上部プレートに取り付けられている。カバープレート６０はパッキン４０に設けられた開口突起１４１、１４７を圧縮変形して閉塞する。従って、洗浄液或いは試薬のシリンジ７０４、７０６及び７０８への注入後、洗浄液或いは試薬が核酸検出カセット１０外に漏れ出ることが防止される。また、サンプル注入孔７１０及び空気抜き開口７１６は、サンプル溶液がサンプルシリンジ７０２に注入された後に、キャップ２０によりパッキン４０の開口突起１４３、１４５を圧縮変形して閉塞する。従って、サンプル溶液のサンプルシリンジ７０２への注入後、サンプル溶液が核酸検出カセット１０外に漏れ出ることが防止される。

増幅部８０には、入力ポート側及び出力ポート側に常開バルブ８１０、８２０が設けられている。入力ポート側の常開バルブ８１０、８２０は、互いに直列に連通されている増幅流路８１２、８１６のうちの増幅流路８１２の始端側に接続され、出力ポート側の常開バルブ８２０は増幅流路８１６の終端側に接続されている。入力ポート側の常開バルブ８１０は、シリンジ部７０の常閉バルブ７１８及び７２８に共通に連結された流路８０２に接続されている。また、出力ポート側の常開バルブ８２０は、流路８０６に接続されている。シリンジ部７０の常閉バルブ７３８及び７４８は、流路８０４に共通に連結されている。更に、流路８０４及び流路８０６は、共通接続されて検出部９０の流路９０８に連通されている。ここで、出力ポートとは、下部プレートから上部プレートへと出るポートであり、入力ポートとは、上部プレートから出て下部プレートへと戻るポートである。

各増幅流路８１２、８１６のパターンは、図７に拡大して示すように、流路長を大きくする為のメアンダー流路がＵ字状に折り返された形態に形成されている。そして、このＵ字状のメアンダーパターン（meander pattern）を有する増幅流路８１２、８１６は、両者間の中心軸８１８に関して線対称に配置されて両者が一方向流通路を形成するように連通されている。増幅流路８１２、８１６が対称パターンを有することから、検査装置８内に設けられた温度制御機構１４のヒータは、増幅流路８１２、８１６を比較的に均一に加熱するように設計することができる。

各増幅流路８１２、８１６には、ウェル８３０が流路に沿って一定長以上の間隔を空けるように配置されている。図４に示した例では、メアンダー状の増幅流路８１２、８１６において、略一定の流路長を空けてウェル８３０が配置されることから、増幅部８０内にウェル８３０が直線上に点在して配置されている。ウェル８３０が直線上に点在して配置されることから、同様に、温度制御機構１４のヒータは、これらのウェル８３０を比較的に均一に加熱するように設計することができる。

増幅部８０内に設けられた複数のウェル８３０には、ウェル毎に互いに異なる種類のプライマーセット８３２が遊離可能に固定されている。増幅部８０内に１又は複数のサンプルＤＮＡ（塩基配列）を含むサンプル溶液が供給されると、固定されたプライマーセット８３２がサンプル溶液中に遊離する。そして、この増幅部８０が温度制御機構１４のヒータによって加熱されると、複数のサンプルＤＮＡは、複数種類のプライマーセット８３２によりマルチ増幅される。ここで、各ウェル８３０には、目的とする１種類のサンプルＤＮＡを増幅するために必要な複数のプライマーにより構成される１種類のプライマーセットが固定されている。

また、このサンプルＤＮＡの増幅に際しては、増幅部８０の入力ポート側の常開バルブ８１０及び出力ポート側の常開バルブ８２０は、検査装置８内に設けられたバルブロッドで閉鎖される。従って、サンプルＤＮＡの増幅時に増幅部８０に与えられる熱によって、膨張されるサンプル溶液が増幅部８０の入力ポート及び出力ポートより外側の流路８０２、８０６に流出して試薬等に混合されるような事態を防止することができる。

検出部９０には、図８に拡大して示すＤＮＡチップ６が配置されている。ＤＮＡチップ６には、1対のＵ字状の流路を連通した検出流路１００が設けられている。この検出流路１００には、パッキン４０に互いに連通する1対のＵ字状の溝１１１が設けられている。溝１１１がＤＮＡチップ６上の検出流路１００に重ね合わされ、パッキン４０がＤＮＡチップ６に液密に密着されることによって、ＤＮＡチップ６とパッキン４０との間に検出流路１００が定められる。この検出流路１００は、ＤＮＡチップ６上の入力ポート９１０及び出力ポート９１４に連結されている。図６に示すように入力ポート９１０は、流路９２２を介して出力ポート９１２に接続され、出力ポート９１２には、流路９０８の終端が連結されている。また、出力ポート９１４は、流路９２４を介して入力ポート９１６に接続されて、入力ポート９１６には流路９２６の始端が連結されている。従って、増幅部８０での増幅反応により生じた増幅産物を含むサンプル溶液は、増幅部８０から流路８０６、９０８、出力ポート９１２、流路９２２及び入力ポート９１０を介してＤＮＡチップ６の検出流路１００に流入される。

上述した流路構成において、第１洗浄液シリンジ７０４に充填された第１洗浄液を増幅流路８１２、８１６に送液することにより、増幅産物を含むサンプル溶液が増幅流路８１２、８１６から押し出されてＤＮＡチップ６の検出流路１００に流入される。図６に示すように、この後、シリンジ７０６及び７０８に充填された挿入剤及び第２洗浄液を夫々流路７３２及び流路７４２を介して流路８０４に供給する。流路８０４に供給された挿入剤或いは第２洗浄液は、流路９０８、出力ポート９１２、流路９２２及び入力ポート９１０を介してＤＮＡチップ６の検出流路１００に流入される。

特に、増幅産物を含むサンプル溶液は第１洗浄液の送液で増幅部８０の増幅流路８１２、８１６を介して流路８０４が合流される流路９０８に押し出されてＤＮＡチップ６の検出流路１００に流入されている。第１洗浄液の送液は、サンプル溶液を確実に増幅部８０の増幅流路８１２、８１６からＤＮＡチップ６の検出流路１００に送液することができる。しかも、挿入剤及び第２洗浄剤が流入する流路８０４は、増幅流路８１２、８１６とは、分離され、流路９０８で合流されている。従って、挿入剤及び第２洗浄剤が増幅流路８１２、８１６を介さず検出流路１００に流入され、挿入剤が増幅部８０のサンプル溶液と混ざることを回避し、同時に増幅部８０における残余の熱で加熱されることも防止される。

検出部９０には、ＤＮＡチップ６からの廃液を溜める廃液タンク９３０及び補助廃液タンク９３２が設けられている。廃液タンク９３０は、ＤＮＡチップ６の出力ポート９１４、流路９２４、入力ポート９１６及び流路９２６を介して連通されている。また、廃液タンク９３０は、流路９２６を介して補助廃液タンク９３２に連通されている。補助廃液タンク９３２には、好ましくは、補助廃液タンク９３２内の空気を排気するための排気孔９３４が設けられ、ＤＮＡチップ６から廃液が廃液タンク９３０に流入した際に補助廃液タンク９３２内の空気が排気される。

第２洗浄液が第２洗浄液シリンジ７０８から送液されると、検出流路１００内の未反応サンプルは、この第２洗浄液によって検出流路１００から廃液として押し出され、廃液タンク９３０に流入される。その後、挿入剤が挿入剤シリンジ７０６からから送液されると、検出流路１００内の第２洗浄液は、この挿入剤によって検出流路１００から廃液として押し出され、廃液タンク９３０に同様に流入される。

ここで、一連の検査工程で生ずる廃液は、廃液タンク９３０に流入されてその内に留められ、補助廃液タンク９３２には、廃液が流路９２６を介して流入する。しかも、供給孔７１０、７２０、７３０、７４０及び空気抜き開口７１６、７２６、７３６、７４６は、サンプル溶液がサンプルシリンジ７０２に注入された後には、閉塞され、これら供給孔７１０、７２０、７３０、７４０及び空気抜き開口７１６、７２６、７３６、７４６と補助廃液タンク９３２の排気孔９３４との間の送液系は、液密に維持されている。従って、一連の検査工程で送液系が加熱されたとしても、廃液が補助廃液タンク９３２の排気孔９３４から漏れ出るような事態を防止することができる。

これら廃液タンク９３０、９３２は、下部プレート３０に形成された窪み１３６、パッキン４０の縦長溝１４６及び上部プレート５０の裏面に形成した窪み１３６に対応する窪み(図示せず）で定められる縦長の空間として形成される。特に、廃液タンク９３０は、シリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８から押し出されたサンプル溶液、第１洗浄液、挿入剤及び第２洗浄液の全てを受け入れることができる容積を有することが好ましい。

上述した送液系における流路７１２、７１４、７２２、７２４、７３２、７３４、７４２、７４４、８０２、８０４、８０６、９０８、９２６は、下部プレート３０に形成された溝１３２をパッキン４０で覆うことによって溝１３２とパッキン４０の平坦な下面との間に定められている流路である。同様に、増幅流路８１２、８１６も下部プレート３０に形成されたウェル８３０を有するメアンダー状の溝１３２をパッキン４０で覆うことによって溝１３２とパッキン４０の平坦な下面との間に定められている流路である。ＤＮＡチップ６の検出流路１００は、ガラス製或いはシリコン製の平坦な基板にＵ字状流路が電極配列で定められる。この基板上のＵ字状流路がパッキン４０に設けたＵ字状の溝１１１に位置合わせされ、平坦な基板をパッキン４０で覆うことによって検出流路１００がパッキン４０のＵ字状の溝と基板の平坦な上面との間に定められる流路である。

ＤＮＡチップ６のポート９１０及び９１４は、パッキン４０に穿けられた貫通孔（符号９１０及び９１４に相当する。）に対応している。また、流路９０８の出力ポート９１２及び流路９２６の入力ポート９１６もパッキン４０に穿けられた貫通孔（符号９１２及び９１６に相当する。）に対応している。そして、出力ポート９１２及びポート９１０間の流路９２２並びに入力ポート９１６及びポート９１４間の流路９２４は、上部プレート５０の下面に形成された溝（図示せず）をパッキン４０で覆うことによって、この溝とパッキン４０の平坦な上面との間に定められる。従って、ＤＮＡチップ６のポート９１０及び９１４に至る流路は、ＤＮＡチップ６の上面側で連通される。ＤＮＡチップ６のポート９１０及び９１４では、上部プレート５０が下部プレート３０に向けて押し付けられ、パッキン４０で両者間が液密とされている。それ故、ＤＮＡチップ６が硬質の基板構造であっても、ＤＮＡチップ６がパッキン４０に密着された状態に維持され、ＤＮＡチップ６の検出流路１００が下部プレート３０とパッキン４０との間に形成される送液系流路に確実に連通される。ＤＮＡチップ６の検出流路１００が加熱されてもＤＮＡチップ６の検出流路１００からサンプル溶液等が漏れ出すことが防止される。

［ＤＮＡチップ］
ＤＮＡチップ６について、図３及び図８を参照しながら説明する。図３に示すように、ＤＮＡチップ６は、パッキン４０の背面の溝１１１によってガラス製或いはシリコン製の基板の平坦面上の流路形成部１００Ａを覆うように定められる検出流路１００及びこの検出流路１００の両側に配置された電極パッド領域１１０、１１２を有している。この検出流路１００には、図９に示すように、一定間隔で作用電極９４０が設けられている。また、電極パッド領域１１０、１１２には、電極パッド９４２が配列され、この電極パッド９４２が夫々対応する作用電極９４０に電気的に接続されている。また、検出流路１００のＵ字形の頂部には、参照電極９４４及び対向電極９４６、９４８が設けられ、夫々対応する電極パッド９４２に接続されている。図９においては、図を簡略化する目的から、電極パッド９４２と作用電極９４０、参照電極９４４及び対向電極９４６、９４８との間の結線を省略している。

作用電極９４０は、検出されるべき核酸の塩基配列に相補的な配列を含む核酸プローブ、例えば、ＳＮＰ（１）〜ＳＮＰ（Ｎ）（一塩基多型：Single Nucleotide Polymorphism）を検出する為の核酸プローブが、電極、例えば、金電極に種類毎に固定されて構成されている。核酸プローブは、作用電極９４０毎に種類毎に複数本固定されている。加熱下において、サンプル溶液中に相補的な塩基配列（即ち、ターゲットＤＮＡ）があると、それは固定された核酸プローブに対してハイブリダイゼーション反応によって結合される。ハイブリダイゼーション反応によって結合されなかった未反応のサンプル溶液は、上述したように第２の洗浄液によって検出流路１００から押し出されて除去され、作用電極９４０が第２の洗浄液で洗浄される。その後、挿入剤が検出流路１００に供給されて第２の洗浄液が除去される。作用電極９４０が挿入剤中に浸漬された状態で、作用電極９４０及び対向電極９４６、９４８間に一定の電圧が印加される。ここで、挿入剤は、作用電極９４０上にハイブリダイゼーション反応により生じた２本鎖部分を認識してそこに入り込み、電気化学的に活性化する物質を含む。電圧の印加に起因して、ハイブリダイゼーション反応により２本鎖となった核酸プローブの固定されている作用電極９４０からは、信号電流が検出される。この信号電流は、上述の図１に示す測定部１２に含まれる電流プローブが電極パッド９４２に物理的に接触されて検出される。検出された電流は、増幅されて測定部１２のバッファに格納され、外部のコンピュータ４で検出データとして出力される。

ここで、参照電極９４４は、作用電極９４０及び対向電極９４６、９４８間の印加電圧をモニタし、帰還回路を介して作用電極９４０及び対向電極９４６、９４８間の印加電圧を一定にする作用を有している。

（核酸検出カセットの上面構造）
再び図２を参照し、また、新たに図９を参照して核酸検出カセット１０の上面構造について、より詳細に説明する。図９は、図２に示す核酸検出カセット１０からカバープレート６０が取り外された外観を示している。

図２及び図３を参照して説明したように、核酸検出カセット１０の後方領域には、矩形核酸検出カセット１０に嵌め込み固定されたカバープレート６０が設けられ、このカバープレート６０には、キャップ２０が装着されている。このキャップ２０は、矩形上面平坦部２１及びこの上面平坦部２１から核酸検出カセット１０の後方側面に沿って延出する側部２３を有するＬ字形に形成されている。また、キャップ２０を開閉する為の軸部２５が平坦部２１の側部に設けられ、側部２３には、下部プレート３０の係合溝（図示せず）に係合固定される係合部２７が設けられている。カバープレート６０には、キャップ２０の平坦部２１を受容する切欠部１６０が形成され、また、キャップ２０の軸部２５を軸支するための軸支孔（図示せず）が平坦部２１の切欠部側面に形成されている。軸部２５を支点としてキャップ２０が閉じられると、キャップ２０の矩形上面平坦部２１がカバープレート６０の上面に連接して略平坦な面を核酸検出カセット１０に与えるようにキャップ２０が核酸検出カセット１０に嵌め込まれる。この嵌め込みに際しカバープレート６０にキャップ２０を押し付けると、キャップ２０の係合部２７が下部プレート３０の係合溝（図示せず）に係合される。その結果、キャップ２０が下部プレート３０に取り外し不能に固定される。サンプル溶液がサンプル注入孔７１０を介してサンプルシリンジ７０２内に注入された後に、キャップ２０が嵌め込み装着されると、キャップ２０の下面でサンプル注入孔７１０及び空気抜き開口７１６が圧接変形されてサンプル注入孔７１０及び空気抜き開口７１６が閉塞される。従って、核酸検出カセット１０は、液密に密閉され、サンプルの増幅或いはサンプルの電気化学反応の検出において、核酸検出カセット１０が加熱されても核酸検出カセット１０から外部にサンプルが漏れ出ることが防止される。

このように、核酸検出カセット１０にサンプルを充填する前においては、キャップ２０は、軸部２５でカバープレート６０に軸支されたまま、カバープレート６０に対して開放され、軸部２５の周りに回動可能に維持された状態で取り付けられている。核酸検出カセット１０にサンプルが充填された後においては、上述したように、キャップ２０が核酸検出カセット１０に取り外し不能に固定される。キャップ２０の核酸検出カセット１０への取り外し不能な固定は、ユーザに対して核酸検出カセット１０へのサンプルの収納が成されていること明示することとなり、再度サンプルを誤って核酸検出カセット１０へ注入するような事態を防止することができる。

カバープレート６０には、核酸検出カセット１０の幅方向に沿って縦長溝１６４が並列して配置され、その内部には、シリンジ７０２、７０４、７０６、７０８が縦長溝１６４内に膨出するように設けられている。また、カバープレート６０には、核酸検出カセット１０の幅方向に沿ってＴ字形窪み４１、４２、４４、４６が設けられ、この窪み４１、４２、４４、４６の背後に常閉バルブ７１８、７２８、７３８、７４８の片持ちはり構造が設けられている。送液制御機構１６のバルブロッドによってカバープレート６０背面側からこの片持ちはり構造が開放操作されると、この窪み４１、４２、４４、４６の背後の常閉バルブ７１８、７２８、７３８、７４８が開放される。シリンジ７０２、７０４、７０６、７０８が配置される縦長溝１６４は、指が入り込まないような幅を有し、また、縦長長が大きな縦長溝１６４には、図２に示すように仕切り１６５が設けられて長手方向における指の進入を防止するようにしている。

尚、図２に示す核酸検出カセット１０は、カバープレート６０が設けられた上部プレート５０及び下部プレート３０の幅方向の両側面に滑り止め用の凹凸溝１３９が設けられ、ユーザが確実に核酸検出カセット１０を把持することを可能としている。

図２に示す核酸検出カセット１０のカバープレート６０は、図３に示すように、カバープレート６０の上面がこの前方領域１５２に面一となるように上部プレート５０に取り付け固定される。上部プレート５０の前方領域１５２には、増幅部領域を固定する為に矩形状の窪み５１が形成され、この窪み５１の両側に常開バルブ８１０、８２０を操作するロッド穴５２、５４が設けられている。このロッド穴５２、５４に送液制御機構１６のバルブロッドが挿入されて常開バルブ８１０、８２０にその先端が押し付けられることによって常開バルブ８１０、８２０が開放される。また、ＤＮＡチップ６の電極パッドが配列された電極パッド領域１１０，１１２に電流プローブを装着する為の縦長なプローブ孔５６、５８が上部プレート５０の前方領域１５２に並列して形成されている。

カバープレート６０が取り外されて露出される、上部プレート５０の後方領域１５０には、パッキン４０に設けられた第１洗浄液供給孔７２０、挿入剤供給孔７３０、第２洗浄液供給孔７４０の為の開口突起１４１の先端及び空気抜き開口７２６、７３６、７４６の為の開口突起１４７の先端が露出されている。核酸検出カセット１０の製造工程では、図９に示すようなカバープレート６０が取り外された状態で、第１洗浄液供給孔７２０を介して第１洗浄液が第１洗浄液シリンジ７０４に注入され、挿入剤供給孔７３０を介して挿入剤液が挿入剤シリンジ７０６に注入され、第２洗浄液供給孔７４０を介して第２洗浄液が第２洗浄液シリンジ７０８に注入される。その後、カバープレート６０が上部プレート５０の後方領域１５０に取り外し不能に取り付け固定される。この取り付け固定に際しては、カバープレート６０の下面が開口突起１４１及び開口突起１４７に押し付けられ、開口突起１４１及び開口突起１４７がカバープレート６０の下面に圧接される。従って、カバープレート６０が上部プレート５０に取り付けられると、第１洗浄液供給孔７２０、挿入剤供給孔７３０、第２洗浄液供給孔７４０口及び空気抜き開口７２６、７３６、７４６が閉塞される。

（シリンジの構造）
シリンジ部７０における４つのシリンジ７０２、７０４、７０６、７０８の構造を前述した図４及び図１０〜図１５を参照して詳細に説明する。

サンプルシリンジ７０２、第１洗浄液シリンジ７０４、挿入剤シリンジ７０６及び第２洗浄液シリンジ７０８は、図１２に示すように核酸検出カセット１０の幅方向に沿って左から右に向けて配置されている。各シリンジ７０２、７０４、７０６、７０８は、それぞれ図１０図に示す硬質材料で作られる下部プレート３０の細長状の窪み１３４を図１１に示す弾性材料で作られるパッキン４０の細長状の膨出部１４４で覆うことにより、窪み１３４と膨出部１４４と間に定められた、核酸検出カセット１０の長手方向に延出した筒状空間７０９を有する。

サンプルシリンジ７０２へのサンプル液の注入、第１洗浄液シリンジ７０４への第１洗浄液の供給、挿入剤シリンジ７０６への挿入剤の供給、及び第２洗浄液シリンジ７０８への第２洗浄液の供給の動作は、既に説明した通りであり、より詳細には検出装置の動作を参照して後述する。

前記構成のシリンジ７０２、７０４、７０６、７０８の筒状空間７０９に充填されたサンプル溶液、洗浄液或いは試薬は、図１２に示すように検査装置８の送液制御機構１６を用いて送出される。即ち、送液制御機構１６にはそれぞれ４つのロッド保持部７４９が取り付けられ、このロッド保持部７４９の先端にシリンジロッド７５０が設けられている。シリンジロッド７５０の先端面は、図１５に示すように、細長状で幅方向と奥行方向に沿う両端部とがそれぞれ凸状に湾曲した形状を有する。図１３に示すように、このシリンジロッド７５０の先端をカバープレート６０の縦長溝１６４及び上部プレート５０の縦長溝１５４を通してシリンジ７０２（または７０４、７０６、７０８）の弾性材料で作られる膨出部１４４に当接させる。その後、図１４に示すようにシリンジロッド７５０を膨出部１４４に対して荷重を加え、膨出部１４４を押し潰すことにより、筒状空間７０９に充填されたサンプル溶液、洗浄液或いは試薬を前述した図４に示すように流路７１２，７２２，７３２、７４２に送出することができる。

このようなシリンジロッド７５０によりシリンジ７０２（または７０４、７０６、７０８）の膨出部１４４を押し潰すに際し、核酸検出カセット１０の小型軽量化のためにシリンジロッドの当該膨出部１４４に対する圧縮荷重を低減するとともに、薬液の有効活用（薬液コストの最小化）のために送液後のシリンジ７０２（または７０４、７０６、７０８）内の液残りを最小化することが要望されている。

ここで、シリンジロッド７５０でシリンジ７０２（または７０４、７０６、７０８）の膨出部１４４を押し潰す際、シリンジの筒状空間内での液残りの最小化を重視すると、膨出部１４４への圧縮荷重の増大、位置ずれマージンの低下を生じる。

事実、図１４に示すシリンジ幅Ｗ_Cを４．０ｍｍ、シリンジロッド幅Ｗ_Rを3.0ｍｍ、膨出部の膜厚ｔ_Eを０．５ｍｍに設定した。シリンジ内に試薬を２００μＬ注入し、満充填した。その後、シリンジロッドを液残り量が５〜８μＬになるようにシリンジのエラストマ（硬度：６０）から作られた膨出部に荷重を加えて押し潰す操作を１０回繰り返す試験を行ってシリンジロッドによる荷重を計測した所、１．０ｋｇｆ前後の高い荷重を加える必要があり、その上荷重が１．０ｋｇｆ前後にばらついて位置ずれマージンが低下する問題を生じる。このような問題は、押し潰される弾性材料部材が平坦ではなく、図１４に示すように下部プレート３０の細長状の窪み１３４に対して反対方向に突出させて膨出させた形状を有するためである。

なお、「シリンジ幅Ｗ_B」とは図１３に示すようにシリンジを構成する細長状の窪み１３４の開口部の幅方向の長さを意味する。

実施形態は、前述した膨出部１４４を有するシリンジ７０２（または７０４、７０６、７０８）において、シリンジ幅をＷ_B、シリンジロッド幅をＷ_R、膨出部の膜厚をｔ_Eとすると、当該シリンジ幅Ｗ_Bが次式：
Ｗ_R＋３ｔ_E≦Ｗ_B≦Ｗ_R＋４ｔ_E… （１）
の関係を満たすように設定している。ここで、膨出部の膜厚はカセット寸法にもよるが、０．１〜１．０ｍｍにする好ましい。このようにシリンジ幅Ｗ_Bを設定することによって、核酸検出カセット１０の薬液の有効活用（薬液コストの最小化）のために送液後のシリンジ内の液残りを最小化することができる。

なお、シリンジロッド７５０の先端をシリンジ７０２（または７０４、７０６、７０８）の弾性材料で作られる膨出部１４４に当接させる際、前述したようにカバープレート６０の縦長溝１６４及び上部プレート５０の縦長溝１５４を通過させる。カバープレート６０の縦長溝１６４の中で、容積の大きい挿入剤シリンジ７０６及び第２洗浄液シリンジ７０８に対応する縦長溝１６４は前述した図２及び図３に示すように仕切り１６５が縦長溝１６４の長さ方向に沿う中間に設けられ、長手方向における指の進入を防止するようにしている。縦長溝１６４の仕切りに対応して、図１６に示すようにシリンジロッド７５０の長さ方向に仕切り１６５より大きい幅のスリット７５１を設けている。このようなシリンジロッド７５０をカバープレート６０の縦長溝１６４を通過させる際、前記仕切り１６５がシリンジロッド７５０のスリット７５１内を通るため、シリンジロッド７５０を膨出部１４４に円滑に押し込むことができる。

実施形態において、図１７に示すようにシリンジロッド７５０の先端面の長手方向に沿って例えば２つの突起部７５３を設けてもよい。このような構成によれば、シリンジロッド７５０によるシリンジ７０２（または７０４、７０６、７０８）の膨出部１４４に荷重を加える際に、シリンジロッド７５０と膨出部１４４の接触面積を前記突起部７５３により小さくできる。その結果、シリンジロッド７５０による膨出部１４４への荷重を低減できる。

尚、上述においては、シリンジ７０２、７０４、７０６、７０８からのサンプル溶液、第１洗浄液、挿入剤液及び第２洗浄液について説明したが、核酸検出カセット１０の製造工程において、シリンジ７０２、７０４、７０６、７０８へのサンプル溶液、第１洗浄液、挿入剤液及び第２洗浄液に際しては、シリンジ７０２、７０４、７０６、７０８の膨出部１４４が押し潰され、その後、膨出部１４４が復帰する際にシリンジ７０２、７０４、７０６、７０８内に生ずる負圧が利用されてサンプル溶液、第１洗浄液、挿入剤液及び第２洗浄液がシリンジ７０２、７０４、７０６、７０８内に注入される。

（常開バルブの構造）
増幅部８０には、既に説明したように、増幅流路８１２、８１６の入力ポート側及び出力ポート側には、常開バルブ８１０、８２０が設けられている。この常開バルブ８１０、８２０は、図１７及び図１８に示すように上部プレート５０のロッド穴５２、５４内に可撓性パッキン４０の筒状部５５として形成されている。パッキン４０には、上部プレート５０のロッド穴５２、５４に一致される窪み５７が形成され、その窪み５７内に筒状部５５が配置されている。筒状部５５とこの筒状部５５が配置される下部プレート３０の上面との間に常開バルブ８１０、８２０の為の空洞部（流路）が形成され、この空洞部は、流路８０２及び増幅流路８１２或いは増幅流路８１６及び流路８０６を連通している。この構造から明らかなように、筒状部５５は、窪み５７内にパッキン４０と一体に形成されていることから、パッキン４０の膜厚Ｔ１よりも十分薄く、より好ましくは、膜厚Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）よりも薄く形成される。ここで、膜厚Ｔ１は、凸部領域及び凹部領域で形成されるパッキン４０の凸部領域膜厚に相当し、膜厚Ｔ２は、凹部領域膜厚に相当している。従って、図１９に示すように筒状部５５の内部に設けた空洞部を外部から挿入されたロッド５９で押し潰すことができ、筒状部５５を押し潰すことで空洞部を閉塞することができる。空洞部を閉塞によって、流路８０２と増幅流路８１２との間の流路或いは増幅流路８１６と流路８０６との間の流路が遮断される。また、筒状部５５が可撓性を有することから、増幅部８０が加熱されてサンプル内のターゲットＤＮＡが増幅された後に、ロッド５９を退避することによって、押し潰された筒状部５５を再びその内に空洞が形成させるような原形状の筒状部に戻すことができる。従って、この筒状部５５内の空洞を介して流路８０２及び増幅流路８１２或いは増幅流路８１６及び流路８０６を連通させることができる。

（常閉バルブ構造）
常閉バルブ７１８、７２８、７３８、７４８は、図１９に示される常開バルブ５７がカバープレート６０の裏面に設けた突起部４３によって閉塞されて構成されている。より詳細には、常閉バルブ７１８、７２８、７３８、７４８は、突起部４３が上部プレート５０に設けた貫通孔を介してパッキン４０に設けた溝に進入され、この溝内の可撓性筒状部を押し潰して筒状部の流路を閉塞するように構成される。カバープレート６０の裏面に設けた突起部４３は、基部がカバープレート６０に枢支固定され、基部から延びる舌片が可動可能にカバープレート６０に切欠支持された片持梁構造に形成される。常閉バルブ７１８、７２８、７３８、７４８の開放時には、片持梁構造の舌片がロッドで持ち上げられて突起部４３が筒状部から取り除かれて筒状部に流路が確保されることによって開放される。

（パッキンの構造）
図２０を参照してパッキン４０の構造を説明する。図２０は、パッキン４０の背面形状を示している。パッキン４０の背面では、膨出部１４４が窪みとして示され、開口突起１４１、１４３、１４５、１４７に相当する箇所には、貫通孔１４１Ａ、１４３Ａ、１４５Ａ、１４７Ａが空けられている。また、パッキン４０には、上部プレート５０の下面に設けたスタッドピン１５８が挿入される挿通孔１４８が穿けられている。そして、パッキン４０の背面は、流路系に対応して凹凸の領域（薄膜領域及び厚膜領域）を有する形状に形成されている。パッキン４０の背面の凸部領域（厚膜領域）は、比較的厚い膜厚Ｔ１を有し、凸部領域間の凹部領域（薄膜領域）は、膜厚Ｔ１に比べて薄い膜厚Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）を有している。具体的には、シリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８を定める膨出部１４４の周囲を囲むように、厚い膜厚Ｔ１を有するフレーム部１４４Ｂがパッキン４０の背面に形成されている。貫通孔１４１Ａ、１４３Ａ、１４５Ａ、１４７Ａの周囲も、膜厚Ｔ１を有するリング状突出部１４１Ｂ、１４３Ｂ、１４５Ｂ、１４７Ｂに形成されている。また、下部プレート３０の窪み１３６と共にタンク９３０、９３２を定める縦長貫通溝１４６の周囲にも、厚い膜厚Ｔ１を有するフレーム部１４６Ｂが形成されている。更にまた、流路７１２、７１４、７２２、７２４、７３２、７３４、７４２、７４４、８０２、８０４、８０６、９０８、９２６を定める、下部プレート３０の溝１３２が密着される帯状の領域７１２Ｂ、７１４Ｂ、７２２Ｂ、７２４Ｂ、７３２Ｂ、７３４Ｂ、７４２Ｂ、７４４Ｂ、７２２Ｂ、７３２Ｂ、７４２Ｂ、８０２Ｂ、８０４Ｂ、８０６Ｂ、９０８Ｂも、厚い膜厚Ｔ１を有するように形成されている。従って、下部プレート３０が膜厚Ｔ１を有する領域に液密に密着され、送液系の液密な密閉を確実に確保することができる。

増幅部８０の増幅流路８１２、８１６に対応するパッキン４０の矩形領域８１２Ｂ、８１４Ｂも、増幅部８０の増幅流路８１２、８１６を覆うことができる矩形の平坦領域に形成され、この平坦領域も周辺領域の膜厚Ｔ２に比べて厚い膜厚Ｔ１を有している。従って、下部プレート３０に形成された増幅部８０の増幅流路８１２、８１６も下部プレート３０が膜厚Ｔ１を有する領域に液密に密着され、増幅流路８１２、８１６の液密な密閉を確実に確保することができる。この液密な密閉は、増幅部８０の加熱に対しても十分に耐えることができる。

更にまた、ＤＮＡチップ６の検出流路１００に相当するパッキン４０の流路形成領域１００Ｂには、互いに連結された一対のＵ状の貫通溝１０２が形成されている。このパッキン４０の流路形成領域１００Ｂの貫通溝１０２がＤＮＡチップ６の検出流路１００を形成するようにパッキン４０がＤＮＡチップ６の平坦な基板に密着される。ここで、作用電極９４０、参照電極９４４及び対向電極９４６、９４８は、溝１０２内に配置されるようにパッキン４０がＤＮＡチップ６に対して位置合わせされて両者が密着される。パッキン４０の流路形成領域１００Ｂは、同様にその周辺の領域の膜厚Ｔ２に比べて厚い膜厚Ｔ１を有している。従って、下部プレート３０が膜厚Ｔ１を有するパッキン４０の流路形成領域１００Ｂに密着されると、ＤＮＡチップ６上に検出流路１００を液密に形成することができる。

また、上部プレート５０がパッキン４０を介して下部プレート３０に圧着された際に、可撓性を有するパッキン４０が変形されるが、その変形に伴う厚み変化は、厚さＴ１を有する凸部領域（厚膜領域）から厚さＴ２を有する凹部領域（薄膜領域）へのはみ出しによって吸収される。

シリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８を定めるフレーム部１４４Ｂは、上述したように厚い膜厚Ｔ１を有しているが、より好ましくは、フレーム部１４４Ｂ間の領域には、パッキン４０を貫通する切り込みとしてスリット１４４Ｃが形成される。このスリット１４４Ｃは、上部プレート５０がパッキン４０を介して下部プレート３０に圧着された際の可撓性を有するパッキン４０の変形を確実に許容し、パッキン４０に生ずる歪みを吸収除去し、下部プレート３０とパッキン４０との密着をより確実にすることができる。また、パッキン４０の変形に伴う厚み変化を吸収するためにシリンジ７０２、７０４、７０６及び７０８の外周に設けられる膜厚Ｔ２を有する領域（薄膜領域）は、必要に応じて切除され、除去されても良い。

同様に増幅流路８１２、８１６に対応するパッキン４０の領域８１２Ｂ、８１４Ｂ間及びその両側にもスリット（切り込み）或いは貫通孔８１２Ｃ、８１６Ｃが設けられることが好ましい。このスリット或いは貫通孔８１２Ｃ、８１６Ｃは、密着時におけるパッキン４０に生ずる歪みを除去することができる。

スタッドピン１５８が挿入される挿通孔１４８は、好ましくは、パッキン４０の変形を吸収する為にスタッドピン１５８の外径よりも大きな内径を有するように形成され、その周囲は、膜厚Ｔ２を有する筒状に形成され、スタッドピン１５８外周と筒状部の内面との間には、ギャップが設けられている。スタッドピン１５８が熱カシメによって上部プレート５０が下部プレート３０に圧着された際に、挿通孔１４８の筒状部が変形されて挿通孔１４８内に入り込み、製造時に生じていたスタッドピン１５８外周と筒状部の内面との間のギャップが変形したパッキン４０の材料で埋められる。従って、確実にスタッドピン１５８が保持され、上部プレート５０を下部プレート３０に確実に固定することができる。

尚、一例として前述した凸部領域（厚膜領域）の膜厚Ｔ１は、シリコンゴムでパッキンが作られている際には１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲、好ましくは、１．８ｍｍに定められ、凹部領域（薄膜領域）の膜厚Ｔ２は、シリコンゴムでパッキンが作られている際には０．３ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲、好ましくは、１．０ｍｍに定められる。また、パッキン４０の材料がシリコンゴムであれば、製造時に生じていたスタッドピン１５８外周と筒状部の内面との間のギャップは、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲、好ましくは０．６ｍｍに定められる。

（核酸検出カセットの組み立て）
図２１、図２２及び図２３を参照して図２に示す核酸検出カセットの組み立て工程について説明する。

始めに図２１に示すように、上部プレート５０の下面が上方に向けられて配置され、この上部プレート５０の下面に取り付けられるパッキン４０が用意される。上部プレート５０の下面に設けたスタッドピン１５８がパッキン４０に設けられた挿通孔１４８に挿入されて図２２に示すように上部プレート５０の下面にパッキン４０が載置される。ここで、上部プレート５０の外周に設けられたスタッドピン１５６は、図２２に示すようにパッキン４０の周囲に配置される。

次に、図２２に示す上部プレート５０とパッキン４０の組み立て体が裏返されて、図２３に示すように、ＤＮＡチップ６が載置された下部プレート３０の上面上にパッキン４０及び上部プレート５０が載置される。組み立て体のスタッドピン１５６、１５８が下部プレート３０のスタッド孔１３８に挿通される。その後、スタッドピン１５６、１５８の先端を下部プレート３０に熱カシメすることにより上部プレート５０、パッキン４０及び下部プレート３０が一体化される。

（検査装置）
図２４は、図２に示される核酸検出カセット１０が装着される検査装置の内部構造を示している。この検査装置内には、装着された核酸検出カセット１０の背面側に、増幅部８０を加熱する為のヒータ８５０及びＤＮＡチップ６の検出流路１００を反応温度に維持する為のペルチェ素子８５２が夫々リフト機構８５４，８５６によって矢印で示すように上下動可能に設けられている。ヒータ８５０及びペルチェ素子８５２並びにリフト機構８５４，８５６は、図１に示す温度制御機構１４を構成している。

また、核酸検出カセット１０の上面側に、ＤＮＡチップ６の電極パッド領域１１０、１１２の電極パッドに電気的に接続されて検出電流を取り出す電流プローブ９６０が上下動可能に設けられている。この電流プローブ９６０は、信号処理の為のプロセッサを含む回路基板９６２に電気的に接続され、図１に示す測定部１２を構成している。

更に、核酸検出カセット１０の上面側には、シリンジ７０２、７０４、７０６、７０８からサンプル溶液、洗浄液或いは挿入剤液を送り出すためのシリンジロッド７５０が設けられ、また、常開バルブ８１０、８２０を閉じる為の常開バルブロッド５９が設けられている。核酸検出カセット１０の下面側には、常閉バルブ７１８、７２８、７３８及び７４８を開放する為の常閉バルブロッド７５２が設けられている。これらシリンジロッド７５０、常開バルブロッド５９及び常閉バルブロッド７５２は、送液制御機構１６を構成している。

これら測定部１２、温度制御機構１４及び送液制御機構１６を構成する各部は、制御部１８に格納されたプログラムによって制御されて図２５に示されるサンプルの電気化学的な検査が実行される。

（サンプルの電気化学的検査）
図２５に示されるフローチャート及び図２６から図２９に示される送液動作を参照して、図１に示される核酸検査装置におけるサンプルの電気化学的検査を説明する。

核酸検出カセット１０の製造時に、第１洗浄液シリンジ７０４に第１洗浄液が充填され、挿入剤シリンジ７０６に挿入剤液が充填され、第２洗浄液シリンジ７０８に第２洗浄液が充填されて核酸検出カセット１０が用意される。その後、ユーザ(オペレータ）がサンプル溶液をサンプルシリンジ７０２に注入する。その後、核酸検出カセット１０が核酸検査装置８に装着されて検査が開始される（ステップＳ１０）。サンプル溶液のサンプルシリンジ７０２への注入に際しては、ユーザ（オペレータ）が核酸検出カセット１０を把持し、マイクロシリンジや医療用シリンジ等を利用してサンプル注入孔７１０にサンプル溶液が注入される。サンプルシリンジ７０２へのサンプル溶液の注入が完了すると、核酸検出カセット１０にキャップ２０が取り付けられる。キャップ２０は、核酸検出カセット１０に取り外し不能に取り付けることによりサンプル注入孔７１０及び空気抜き開口７１６が閉塞される。

核酸検出カセット１０が検査装置８に装着されると、電流プローブ９６０が核酸検出カセット１０に向けて降下され、ＤＮＡチップ６の電極パッド領域１１０、１１２内の電極パッド９４２に電気的に接触され、検出流路１００における反応電流の検出が可能になる。

検査が開始されると、始めに、常閉バルブロッド７５２がサンプルシリンジ７０２に連通されている常閉バルブ７１８に押し付けられ、この常閉バルブ７１８が開放される。その後、サンプルシリンジ７０２がシリンジロッド７５０で押し潰され、その内部のサンプル溶液が図２６に示されるように、流路８０２を介して増幅流路８１２、８１６に供給される（ステップＳ１２）。増幅流路８１２、８１６がサンプル溶液で満たされると、常開バルブロッド５９が常開バルブ８１０、８２０を押し潰してこのロット孔５２、５４を閉鎖する。また、ヒータ８５０が核酸検出カセット１０の増幅部８０に押し付けられて増幅部８０の増幅流路８１２、８１６がヒータによって加熱され、一定温度に維持される。従って、閉塞された増幅流路８１２、８１６内で、サンプル溶液に含まれる複数種類のターゲットＤＮＡは、増幅流路８１２、８１６の壁面から遊離した対応する複数種類のプライマーセットによってマルチ増幅される（ステップＳ１４）。

次に、常開バルブロッド７５２が常開バルブ８１０、８２０から離れて元の位置に戻ることにより、この常開バルブ８１０、８２０が再び開放される。つづいて、常閉バルブロッド７５２が第１洗浄液シリンジ７０４に連通される常閉バルブ７２８に押し付けられ、この常閉バルブ７２８が開放される。その後、第１洗浄液シリンジ７０４がシリンジロッド７５０で押し潰されてその内部の第１洗浄液が図２７に示されるように、流路８０２を介して増幅流路８１２、８１６に供給される。このとき、増幅流路８１２、８１６内の増幅産物を含むサンプル溶液は、流路８０６、９０８、９２２を介して検出部９０の検出流路１００に供給される（ステップＳ１６）。ここで、第１洗浄液が流路７２２内の空気を押し出して増幅産物を含むサンプル溶液を増幅流路８１２、８１６から検出流路１００に送液している。従って、増幅産物を含むサンプル溶液と第１洗浄液とは、空気層を介して接することとなり、互いに混じり合うことなく、流路８０２、増幅流路８１２、８１６内を送液される。

増幅産物を含むサンプル溶液が検出流路１００に送液されると、核酸検査装置８のペルチェ素子８５２が核酸検出カセット１０に向けて上昇されて検出部９０に接触される。そして、ペルチェ素子８５２によって検出流路１００がハイブリダイゼーション反応に最適な温度に制御される。検出流路１００内では、サンプル溶液中の増幅産物に含まれるターゲットＤＮＡが核酸プローブとハイブリダイズにより結合する（ステップＳ１８）。その後、常閉バルブロッド７５２が第２洗浄液シリンジ７０８に連通されている常閉バルブ７４８に押し付けられ、この常閉バルブ７４８が開放される。その後、第２洗浄液シリンジ７０８がシリンジロッド７５０で押し潰され、その内部の第２洗浄液が図２８に示されるように、流路８０４、９０８、９２２を介して検出流路１００に供給される（ステップＳ２０）。従って、検出流路１００内のハイブリダイズされない未反応のＤＮＡを含むサンプル溶液は、検出流路１００から流路９２４、９２６を介して廃液タンク９３０に送液される。ここで、ペルチェ素子８５２によって検出流路１００が洗浄に最適な温度に制御され、検出流路１００内が洗浄される（ステップＳ２２）。

尚、第２洗浄液が流路８０４に供給されると、第２洗浄液が空気層を介してサンプル溶液を押し出すこととなる。ここで、流路８０４と流路８０６とが流路９０８で連通されているが、流路８０４及び流路９０８に送液圧力が空気層を介して付加され、流路８０６には、逆送圧力が空気層を介して付加される。従って、第１洗浄液が第２洗浄液中に混じることがなく、第２洗浄液が検出流路１００に供給され、サンプル溶液は、検出流路１００から廃液タンク９３０に送液される。

洗浄が完了すると、常閉バルブロッド７３８が挿入剤シリンジ７０６に連通される常閉バルブ７３８に押し付けられ、この常閉バルブ７３８が開放される。その後、挿入剤シリンジ７０６がシリンジロッド７５０で押し潰され、その内部の挿入剤液が図２９に示されるように、流路８０４、９０８、９２２を介して検出流路１００に供給される（ステップＳ２４）。ここで、流路８０４及び流路９０８に送液圧力が空気層を介して付加され、流路８０６には、逆送圧力が空気層を介して付加される。従って、第１洗浄液が挿入剤液中に混じることがなく、挿入剤液が検出流路１００に供給される。また、検出流路１００内の第２洗浄液は、検出流路１００から流路９２４、９２６を介して廃液タンク９３０に送液される。

挿入剤液の検出流路１００への供給後、ペルチェ素子８５２によって検出流路１００が挿入剤反応に最適な温度に制御され、検出流路１００内で挿入剤反応が生起される（ステップＳ２６）。ここで挿入剤反応においては、例えば、挿入剤により二本鎖部分が認識され、認識された二本鎖部分に挿入剤が入り込み、電気化学的に活性化され、電気信号が発生する。この挿入剤反応は、電圧の印加の下でＤＮＡチップ６の電極パッド領域１１０、１１２内の電極パッド９４２を介して電流プローブ９６０で検出される(ステップＳ２８）。電流プローブ９６０で検出された測定電流は、回路基板９６２のプロセッサで処理されて測定データとしてコンピュータ４に送られ、解析される。

以上のように、実施の形態によれば、高集積化され、サンプルの増幅からサンプルの電気化学反応の検出までを自動化されている核酸検査装置に利用可能な核酸検出カセットを提供することができる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］貫通孔を各々有する第１プレートと第２プレートと、
前記第１プレートと第２プレートとの間に設けられ、所定の厚みを有する第１領域と前
記所定の厚みよりも薄い第２厚みを有する第２領域とを有する弾性部材と、
サンプルを注入する注入部と、
この注入部から注入されたサンプルを貯蔵する貯蔵部と、
前記注入部から注入されたサンプルが前記貯蔵部へ流れる流路と、を有し、
前記弾性部材の第１領域が少なくとも前記流路及び前記貯蔵部を覆うように設けられた
こと、
を特徴とする核酸検出カセットが提供される。
［２］硬質材料から作られ、貫通孔を有する第１プレートと、
硬質材料から作られ、シリンジ窪み及び流路溝を有する第２のプレートと、
弾性材料から作られ、変形可能な膨出部及び第１厚みを有する帯状凸領域及び第１厚みよりも薄い第２厚みを有し、前記凸領域の周囲に設けられている凹領域が所定パターンで第１面に設けられているパッキンであって、
前記シリンジ窪みを前記膨出部が覆い、前記シリンジ窪みの周囲を前記凸領域が囲み、前記流路溝を前記凸領域が覆うように前記パッキンが第２のプレート上に載置され、
前記膨出部が前記貫通孔内に配置されるように前記第１プレートが前記パッキン上に載置され、前記パッキンが前記第１及び第２のプレート間に圧縮されるように固定されているパッキンと、
前記シリンジ窪み、前記膨出部及び前記凸領域によって、前記貫通孔を介して外部から変形可能に液密に形成されているシリンジと、
前記流路溝及びこの流路溝を覆う前記凸領域で形成され、前記シリンジに連通されている流路と、
を具備する核酸検出カセットが提供される。
［３］前記第１プレートは、廃液用タンクの空洞を定める枠部を有し、前記パッキンには、この枠部が挿通される貫通孔が形成され、この貫通孔を囲むように前記凸領域が設けられ、前記枠部が前記パッキンの前記貫通孔に挿通されて前記凸領域が前記第１プレート下面に液密に密着されて廃液用タンクが形成される［２］核酸検出カセット。
［４］前記第１プレートは、スタッドピンを有し、前記パッキンは、このスタッドピンが挿通される、このスタッドピンよりも大きな内径をする挿通孔を有し、この挿通孔を囲むように前記凸領域が設けられ、第２プレートは、前記スタッドピンが装着されるスタッド孔を有し、
前記第１プレートの前記第２プレートへの装着固定時に、前記スタッドが前記スタッド孔に固着され、前記挿通孔中に前記凸領域が押し出されて前記スタッドが前記スタッド孔に保持される［２］の核酸検出カセットが提供される。
［５］前記第１プレートは、補助溝を有し、前記パッキンは、前記補助溝に前記第１面に対向する第２面に設けた平坦な面を密着させるように前記補助溝に対応して前記第１面に前記凸領域が形成され、前記補助溝と前記平坦な面との間に補助流路を形成し、
前記パッキンは、この補助流路と前記流路との間を連通する貫通孔を有している［２］の核酸検出カセットが提供される。
［６］前記第１プレートは、前記シリンジに溶液を外部から注入することができる注入孔を有し、前記パッキンは、前記注入孔に挿入される突起部を有し、この突起部に前記流路に連通される流路孔が形成され、前記突起部が注入孔に挿入されて前記流路孔及び前記流路を介して前記シリンジに前記溶液を供給することができる［２］の核酸検出カセット。
［７］前記第２のプレート及び前記パッキンによって形成され、サンプル溶液中のサンプルＤＮＡを増幅して増幅産物を生成するプライマーセットが固定されている増幅流路で構成される増幅部を更に具備し、
この増幅部は、前記第２のプレートの前記流路溝と前記パッキンとの間に規定される増
幅流路を有する［２］の核酸検出カセットが提供される。
［８］前記第２のプレート上に載置され、ハイブリダイゼーション反応を電気的に検出するための電極及びこの電極に接続されている複数の電極パッドを有するＤＮＡチップを含み、前記ＤＮＡチップと前記パッキンとの間に形成され、前記増幅部から前記増幅産物を含む前記サンプル溶液を供給するように前記増幅部に接続され、前記電極が配列された検出流路を更に含む検出部を更に具備する［７］の核酸検出カセットが提供される。

４…コンピュータ、６…ＤＮＡチップ、８…核酸検査装置、１０…核酸検出カセット、１２…測定部、１４…温度制御機構、１６…送液制御機構、１８…装置制御部、２０…キャップ、２１…矩形上面平坦部、２３…側部、２２…切欠部、２５…軸部、２７…係合部、３０…下部プレート、４０…パッキン、５０…上部プレート、５１…窪み、５２、５４…ロッド孔、５５…筒状部、５７…窪み、５６、５８…プローブ孔、５９…ロッド、６０…カバープレート、７０…シリンジ部、８０…増幅部、９０…検出部、１００…検出流路、１００Ｂ…流路形成領域、１１０、１１２…電極パッド領域、１３０…チップ用窪み、１３１…係合孔、１３２…溝、１３４…シリンジ用窪み、１３６…タンク用窪み、１３８…スタッド孔、１３９…凹凸溝、１４４…膨出部、１４４Ｃ…スリット、１４１、１４３、１４５、１４７…開口突起、１４１Ａ、１４３Ａ、１４５Ａ、１４７Ａ…貫通突起、１４２…送液流路用貫通孔、１４４Ｂ、１４６Ｂ…フレーム部、１４６、１４９…縦長貫通溝、１４８…挿通孔、１５０…前方領域、１５１、１５３、１５５、１５７…貫通孔、１５２…前方領域、１５５…スタッドピン、１５４、１５９…縦長貫通溝、１５６、１５８…スタッドピン、１６９…ステップ、１６０…切欠部、１６２…係合突起、１６４…縦長溝、１６６…挿通孔、７０２…サンプルシリンジ、７０４…第１洗浄液シリンジ、７０６…挿入剤シリンジ、７０８…第２洗浄液シリンジ、７１０…サンプル注入孔、７２０…第１洗浄液供給孔、７３０…挿入剤供給孔、７４０…第２洗浄液供給孔、７１２、７１４、７２２、７２４、７３２、７３４、７４２、７４４…流路、７１８、７２８、７３８、７４８…常閉バルブ、７５０…シリンジロッド、７５２…常閉バルブロッド、７１６、７２６、７３６、７４６…空気抜き開口、８０２、８０４，８０６…流路、８１０、８２０…常開バルブ、８１２、８１６…増幅流路、８３０…ウェル、８３２…プライマーセット、９０２…流路、９１０、９１２…入力ポート、９１４、９１６…出力ポート、９０８、９２２，９２４、９２６、９２８…流路、７１２Ｂ、７１４Ｂ、７２２Ｂ、７２４Ｂ、７３２Ｂ、７３４Ｂ、７４２Ｂ、７４４Ｂ、７２２Ｂ、７３２Ｂ、７４２Ｂ、８０２Ｂ、８０４Ｂ、８０６Ｂ、９０８Ｂ…帯状領域、８１２Ｂ、８１４Ｂ…矩形領域、８１２Ｃ、８１６Ｃ…貫通孔、８５０…ヒータ、８５２…ペルチェ素子、８５４、８５６…リフト機構、９３０…廃液タンク、９３２…補助廃液タンク、９４０…作用電極、９４４…参照電極、９４６、９４８…対向電極、９６０…電流プローブ、９６２…回路基板

Claims

硬質材料から作られ、第１及び第２の貫通孔を有する第１のプレートと、
硬質材料から作られ、第１及び第２のシリンジ窪み、加熱されるべき増幅部を定める増幅領域内にメアンダー状に形成され、複数のウェルを有する増幅流路溝及び前記シリンジ窪みと前記増幅流路溝との間に設けられる第１及び第２の流路溝が形成されている第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に挟み込まれて加圧固定される弾性部材から作られているパッキンであって、
前記第１及び第２の貫通孔内に配置され、前記第１及び第２のシリンジ窪みの夫々を覆い、前記窪みとの間にシリンジ空間を定めるように前記窪みとは反対方向に膨らむ膨出形状を有する弾性変形可能な第１及び第２の膨出部と、
所定の第１の膜厚（Ｔ１）を有し、前記第１及び第２の膨出部を囲むように設けられる第１領域と、
前記所定の第１の膜厚（Ｔ１）を有し、前記流路溝を覆うように配置されている帯状の第２領域と、
前記所定の第１の膜厚（Ｔ１）よりも薄い第２の膜厚（Ｔ２）を有し、前記帯状の第１及び第２領域の周囲に設けられている第３領域と、
前記所定の第１の膜厚（Ｔ１）を有し、前記増幅領域において増幅流路溝を覆う第４領域と、及び
前記第２の膜厚（Ｔ２）を有し、前記第４領域の周囲に設けられている第５領域と、
が一体的に形成されているパッキンと、
を具備する核酸検出カセットにおいて、
前記貫通孔を介して外部から変形可能な第１及び第２のシリンジが前記第１及び第２のシリンジ窪みと前記第１及び第２の膨出部とによって構成され、
この第１及び第２のシリンジが前記第１領域の加圧固定によって液密に形成され、
前記帯状の第２領域が前記第１及び第２の流路溝を覆うように、前記第２領域が前記第２のプレートに加圧固定されて前記第１及び第２のシリンジに連通及び前記増幅部の増幅流路に連通される第１及び第２の流路が液密に形成され、
前記増幅流路溝が形成される増幅領域を前記第４領域が覆うように、前記第４領域が前記第２のプレートにより加圧されて増幅流路溝が液密に形成されることを特徴とする核酸検出カセット。
前記第１のプレートは、廃液用タンクの空洞を定める枠部を有し、前記パッキンには、この枠部が挿通される貫通孔が形成され、この貫通孔を囲むようにフレーム状の第６領域が設けられ、前記枠部が前記パッキンの前記貫通孔に挿通されて前記フレーム状の第６領域が前記第１のプレートに加圧固定されて廃液用タンクが液密に形成されることを特徴とする請求項１の核酸検出カセット。
前記第１のプレートは、第３の貫通孔を有し、
前記パッキンには、外部からサンプルを注入することができるサンプル注入部が設けられ、このサンプル注入部が前記第３の貫通孔に配置され、
前記流路が前記サンプル注入部をシリンジに連通することを特徴とする請求項１の核酸検出カセット。
前記増幅流路の所定のウェルには、サンプル溶液中のサンプルＤＮＡを増幅して増幅産物を生成するプライマーセットが固定されていることを特徴とする請求項１の核酸検出カセット。
前記パッキンは、シリコンゴムで作られ、前記所定の第１の膜厚（Ｔ１）は、１．０〜３．０ｍｍの範囲内で定められ、前記第２の膜厚（Ｔ２）は、０．３〜２．０ｍｍ内で定められることを特徴とする請求項１の核酸検出カセット。