JPH09511572A - 分子分析器および使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 放射性同位元素を用いずに、検出しようとする液体サンプル中の特異的分子または標的分子あるいは分子の特異的部分を、高感度、迅速かつ正確に検出するための分子分析器および使用方法。テストサンプルを含有する多数のサンプルチューブ（23）を密封状態で保持し、そしてサンプルチューブから結合していない分子を除去するために予め組み込まれ、内部に含有された検出試薬、ならびにテストサンプルの温度を迅速に変化させるための手段、およびサンプルチューブ内の分子を環境に接触させることなく標的分子を定量するための手段を有するための装置を提供する。あるいは、本装置は改造されて、検出試薬またはテストサンプルを大気に曝すことなく予め組み込まれていない検出試薬を受け入れ得る。

Description

【発明の詳細な説明】 分子分析器および使用方法発明の背景 本発明は分子分析器および使用方法に関する。この分析器により液体サンプル 中の特定の分子、または液体サンプル中の分子の特定の部分を迅速かつ正確に検 出できる。これらの分子は、溶液中で独立した存在として、あるいは弱い結合に よりもしくは共有結合により結合した分子複合体の部分として存在し得る。生体 高分子の場合、検出される要素は、タンパク質上のエピトープもしくはより大き なRNA分子またはDNA分子中のヌクレオチド塩基の特定の配列のような独特の物理 的配置に制限され得る。 放射性、発ガン性、腐食性、毒性もしくは感染性であり得る物質を用いる実験 を安全に行う手段を有する必要性が科学者および技術者により広まっている。血 液を用いる診断試験あるいは生物学的に活性な化合物もしくは放射性同位元素を 用いる研究室での実験は、特にこれらの試験もしくは実験がサンプルの手動操作 を含む場合、環境汚染および人員への危害という危険性を有する。他の汚染の危 険性は、化学反応もしくは酵素反応の産物自体が有害である場合に生じる。その ような例は、ポリメラーゼ連鎖反応(「PCR」)である。これにより特定の核酸配列 を数百万倍に増幅することが可能となる。もしも一回の実験で増幅された産物が 僅かでも周囲へ漏出すれば、それらの産物は２度目のPCR実験を汚染し、増幅の 鋳型として働き、２度目のサンプル中にオリジナルの核酸配列が存在することを 誤って示すかもしれない。一度の実験で増幅された産物のたとえ１分子による汚 染でも、別の実験で偽陽性シグナルを生成するには十分である。本発明は、主に PCRの実行に適合した実施態様に関して記載されるが、当業者は、本発明が他の 化学反応または分析手段にも同じように適用されることを認識するであろう。 ヒト免疫不全ウイルス-1(「HIV」)、すなわち後天性免疫不全症候群([AIDS])を 引き起こす物質の検出のためのPCRの使用は、血液中の少数のHIVの核酸分子を検 出する手段を提供した。同様に、微少量の他の病原体の精密な検出が、PCRの使 用で可能である。しかし、PCR試験が、病原体の直接的な検出を提供し、そして 代用マーカーのスクリーニングに基づいた他の方法より潜在的により感度がよい ということがたとえ周知であっても、PCRは、現在のところ広く臨床的に使用さ れていない。これは、PCRを用いる試験の費用が高額であること、および試験設 備の汚染を防ぐことが事実上困難であることによる。従って、PCRは、血液の供 給をHIVまたは他の病原体から保護するために血液銀行によって使用されてこな かった。またPCRは、PCRの感度が現在用いられている試験より多くの利点を与え 得る臨床診断産業、バイオテクノロジー産業、製薬業もしくは食品産業において 日常的に用いられてこなかった。 PCRは、任意の標的核酸配列がテストサンプルに存在する場合、それを増幅し そして検出するプロセスである。一般にPCRは以下のように行われる。初めに、 標的二本鎖DNAを含有し得るテストサンプルを加熱して、DNA二重らせんをなして いる２本の相補鎖を分離する。分離された各DNA鎖はそれ自身の鏡像コピーを作 るための鋳型となる。次に、DNA溶液を、短い相補的なDNA鎖およびDNAポリメラ ーゼ存在下で冷却する。DNAポリメラーゼは、新しい鏡像コピーが元の鋳型から できるまでDNA鎖を伸長する。こうして２つの新しい二重らせんDNA分子が生成さ れる。 溶液が融点まで再度加熱される場合、２本の新しく形成されたDNA分子の鎖は 分離して４本の鋳型鎖となる。反応混合物をさらにサイクルさせることによりDN A分子の数は指数的に増加する。温度サイクルの後、増幅されたDNAの分子は、当 業者に公知の多くの研究室の方法のうち任意の方法により検出される。 Mullisによる米国特許第4,683,202号によって記載されたPCRは、手動で行われ た。以来、化学作用および温度サイクルを行う装置の点で改良が行われてきたが 、他の領域、たとえば、サンプルの調製、サンプルチューブを手でロードするこ と、および温度サイクル後にサンプルチューブから溶液を取り出すことは、大き な労働力を要するままである。多くの技術が増幅された産物を検出するために開 発されてきた。最も感度の高い検出技術（たとえば、放射性プローブによる液体 ハイブリダイゼーション、ならびにそれに続く電気泳動およびオートラジオグラ フィー）は放射性同位元素の使用が必要であり、時間がかかって大きな労働力を 要す る。マイクロタイタープレート中での固定化ハイブリダイゼーションプローブを 用いる他の検出方法は、より迅速であるが、費用がかかりDNAの混入という問題 がある。 試験設備の汚染は、増幅されたDNAの現在の検出方法により悪化する重要な問 題である。例えば、サンプルチューブを温度サイクルの後に開ける場合、増幅し たDNAの分子を含むエーロゾルが放出される。たとえ汚染フードを用い、さらに 作業条件を厳しく制御しても、増幅されたDNA分子による試験設備の汚染（キャ リーオーバーDNA(carryover DNA)として知られている）を防ぐことはほとんど不 可能であった。 Mullisによって記載された温度サイクルは、温度制御した水槽、およびマイク ロ遠心チューブ（DNA鋳型の緩衝化溶液、モル過剰の２つのオリゴヌクレオチド プライマー、ヌクレオチド三リン酸、およびDNAポリメラーゼを含有している） を用いて手動で行われた。そのとき以来、化学作用、産物検出および温度サイク ルを行う装置の改良を記載した多くの文献が発表されてきた。固体加熱ブロック 、温度を制御した水、および高温の空気を用いるプログラム可能な温度サイクラ ーが記載された。金属の加熱ブロックを用いる最新式の温度サイクラーは、１℃ ／秒の範囲の温度移行速度を有し、通常30サイクルのPCR増幅を行うのに60〜90 分間が必要である。標準的な検出方法を用いると、PCRの結果を得るのにしばし ば１〜２日間必要である。これにより、医学および科学の多くの領域におけるPC Rの適用が大きく制限され、分析され得るサンプル数も制限される。高温の空気 を用いるより速い温度サイクラーも利用し得るが、サンプルの操作が難しいので 広く用いられてはいない。 新しい病気（例えば、AIDSおよびラッサ熱）の最近の出現ならびに昔の病気（ 例えば、結核およびペスト肺炎）の復活は、国際的な病気の調査の包括的なシス テムを確立する緊急性を高めている。PCRのみが、そのウイルスおよび細菌の種 を区別する能力、および少量のサンプルからの詳細な分子情報を与える能力によ ってこの情報を提供することができる。しかし、必要とされるスケールのPCR試 験の実行は、現在の技術を用いると非常に費用がかかる。高い処理能力を有する PCRは、多くの領域の公衆衛生、環境モニター、食品産業に利益を提供し、そ して遺伝病の大規模なスクリーニングを可能にする。 従って、少量のサンプルから詳細な分子情報を提供し得る、サンプル中の特定 の分子もしくは分子の特定の部分の検出のための分子分析器および使用方法（例 えば、PCRを使用して）を提供することが望ましい。 また、詳細な分子情報を短時間で提供し得る分子分析器および使用方法を提供 することも望ましい。 さらに、周囲の研究室の状態の汚染を排除する分子分析器および使用方法を提 供することが望ましい。 さらに、現在の検出方法より費用のかからない分子分析器および使用方法を提 供することが望ましい。 さらに、現在の検出方法より大きな労働力を必要としない分子分析器および使 用方法を提供することが望ましい。 また、放射性物質を使用せずに増幅されたDNAの高感度の検出を提供する分子 分析器および使用方法を提供することも望ましい。 また、完全に自動化された分子分析器および使用方法を提供することも望まし い。 また、サンプル中の特定の分子もしくは分子の特定の部分の高い検出能力を提 供し得る分子分析器および使用方法を提供することも望ましい。 また、サンプルの温度を精密かつ迅速に制御し得る分子分析器および使用方法 を提供することも望ましい。発明の要旨 従って、本発明の目的は、少量のサンプルから詳細な分子情報を提供し得る、 サンプル中の特定の分子もしくは分子の特定の部分の検出のための分子分析器お よび使用方法（例えば、PCRを使用して）を提供することである。 本発明のさらなる目的は、詳細な分子情報を短時間で提供し得る分子分析器お よび使用方法を提供することである。 また、本発明の目的は、周囲の研究室の状態の汚染を排除する分子分析器およ び使用方法を提供することである。 また、本発明の目的は、現在の検出方法より費用のかからない分子分析器およ び使用方法を提供することである。 本発明のさらなる目的は、現在の検出方法より大きな労働力を必要としない分 子分析器および使用方法を提供することである。 また、本発明の目的は、放射性物質を使用せずに増幅されたDNAの高感度の検 出を提供する分子分析器および使用方法を提供することである。 また、本発明の目的は、完全に自動化された分子分析器および使用方法を提供 することである。 また、本発明の目的は、サンプル中の特定の分子もしくは分子の特定の部分の 高い検出能力を提供し得る分子分析器および使用方法を提供することである。 また、本発明の目的は、サンプルの精密かつ迅速な温度の制御を提供し得る分 子分析器および使用方法を提供することである。 本発明のこれらのおよび他の目的は、本発明の原理に従って、放射性同位元素 を使用せずに検出するべきテストサンプル中の特定の分子もしくは分子の特定の 部分の、高感度で迅速かつ精密な検出のための分子分析器および使用方法を提供 することにより達成される。本発明によれば、少なくとも１つのサンプルチュー ブを有するサンプルチューブホルダー（このホルダーの内側の表面は分析される べき分子を特異的に結合し得る）が、それに取り付けられたエラストマー性部材 を有するフレームからなり得る。このフレームもしくはエラストマー性部材は、 検出試薬を保持するための少なくとも１つの内部チャンバ、および真空排気チャ ンバを備え、両チャンバは、例えば、内部コンジットによって、上記少なくとも １つのサンプルチューブとつながっている。このサンプルチューブホルダーは、 さらに、上記内部コンジットを遮断するかもしくは遮断を解く手段を備える。そ の結果、その内部コンジットが遮断されると、上記少なくとも１つのサンプルチ ューブ、上記少なくとも一つの内部チャンバおよび上記真空排気チャンバの間の 連絡が起こらない。そして、上記コンジットが選択的に遮断を解かれると、連絡 が起こり、内部チャンバに入っていた試薬が選択的に上記少なくとも１つのサン プルチューブを通って、サンプル中のいかなる分子も大気中に漏出することなく 真空排気チャンバに引き込まれる。 あるいは、このサンプルチューブホルダーは、それらの間に密封されて保持さ れている(sealingly held therebetween)少なくとも１つのサンプルチューブを 有するエラストマー性部材を有し、そして上記少なくとも１つのサンプルチュー ブへの密封可能なアクセスを提供するための少なくとも１組のオリフィスを有す るフレームからなり得る。このフレームは、検出試薬を保持するための少なくと も１つの内部チャンバおよび真空排気チャンバを備え、両チャンバは上記少なく とも１つのサンプルチューブと連絡している。このサンプルおよび検出試薬は、 連続的に上記少なくとも１組のオリフィスの１つにロードされ、このオリフィス でそれらは連続的に少なくとも１つのサンプルチューブを通って真空排気チャン バに引き込まれ、上記少なくとも１組のオリフィスの残りの１つから除かれ得る 。このフレームはさらに凹部を備え、その結果、上記エラストマー性部材は上記 フレーム内の上記凹部内に処分され得、その結果、上記エラストマー性部材、お よび上記少なくとも１つのサンプルチューブが一緒に上記フレームから取り除か れ得る。 あるいは、上記サンプルチューブホルダーは、それらの間に密封されて保持さ れている少なくとも１つのサンプルチューブを有するエラストマー性部材を備え るフレーム、ならびに検出試薬を入れた少なくとも１つの内部チャンバを備える 上記エラストマー性部材の１つ、および真空排気チャンバを有するもう１つのエ ラストマー性部材からなり得、少なくとも１つの内部チャンバおよび真空排気チ ャンバの両方は、内部コンジットにより、上記少なくとも１つのサンプルチュー ブと連絡している。このサンプルチューブホルダーは、内部コンジットを連続的 に遮断するかまたは遮断を解く手段を備え得、それは、端孔と側孔を有する中空 針からなり得、その結果、内部コンジットが遮断されると、上記少なくとも１つ の内部チャンバおよび上記少なくとも１つのサンプルチューブとの間の連絡が起 こらない。そして、内部コンジットが遮断を解かれると、連絡が起こり、試薬が 連続的に上記少なくとも１つのサンプルチューブを通って真空排気チャンバを通 過する。 あるいは、このサンプルチューブホルダーは、少なくとも１つのサンプルチュ ーブをフレームの向かい合った側の間に密封して保持している硬質フレーム、フ レームの一方の側にスライド可能に係合し得る試薬チャンバ、およびフレームの もう一方の側にスライド可能に係合し得る真空排気チャンバからなり得る。その 結果、この試薬チャンバと真空排気チャンバとがフレームに係合している場合、 試薬チャンバ、少なくとも１つのサンプルチューブ、および真空排気チャンバと の間には流体の通路が提供される。このフレームは、少なくとも１つのサンプル チューブの少なくとも１組の端部を確実に保持するために蝶番でフレームに取り 付けられた少なくとも１つの扉をさらに備え得る。 本発明による分子分析器はまた、テストサンプルの温度を制御する手段を包含 し得る。３コンパートメントの空気温度制御器が好ましくは提供され、これは高 温の空気を再循環させる高温空気コンパートメント、低温の空気を再循環させる 低温空気コンパートメント、および空気を再循環させ、中にサンプルチューブを 入れるサンプルコンパートメントを有し、高温空気コンパートメントとサンプル コンパートメントとの間には回転可能な扉が提供され、そして低温空気コンパー トメントとサンプルコンパートメントとの間にも回転可能な扉が提供される。扉 の開閉により３つのコンパートメント間の空気流路が変化する。これらの扉を、 DNAポリメラーゼの活性に最適であり、そしてDNAアニーリングに最適なサンプル コンパートメント内の温度を達成するように、開閉し得る。 温度制御器のサンプルコンパートメントはまた、好ましくは、本発明の任意の サンプルチューブホルダーを保持する熱伝導ベースによって上部と下部とに分け られ、下部は、低温空気コンパートメントの温度に維持される。サンプルチュー ブホルダー（上記ベースに置かれている）の試薬チャンバ内に入れられた試薬は 、それによって低温空気コンパートメントの温度に維持され得る。 本発明の分子分析器はまた、放射性同位元素を使用することなく、そしてサン プルチューブからテストサンプルを取り出す必要なしに、テストサンプル中の少 なくとも１つの標的分子（分子分析の産物を含み、ポリメラーゼ連鎖反応のDNA 産物をさらに含む）の存在または非存在を検出する手段を有し得る。テストサン プルの化学発光は、サンプルチューブホルダーに保持されているサンプルチュー ブを可動台部(carriage)に連続的に移動させることによって測定され得る。可動 台部は鏡（好ましくは一次曲面放物面鏡(first-surface parabolic mirror)であ る）を備える上部およびレンズを備える下部からなり、その結果、サンプルチュ ーブからの光が鏡によって反射されてレンズに入り、レンズによって検出器エレ メントに集束されてそこで光子が計数される。テストサンプルの蛍光放射は、サ ンプルチューブホルダーに保持されたサンプルチューブを鏡（好ましくは一次曲 面放物面鏡である）の間で連続的に移動させることによっても測定され得る。そ して下部はレンズを備え、その結果、サンプルチューブからの蛍光放射は鏡によ って反射されてレンズに入り、そしてレンズによって検出器エレメントに集束さ れる。 図面の簡単な説明 本発明の上記のおよび他の目的ならびに利点は、以下の好ましい実施態様の詳 細な説明から明らかであり、それには添付の図面が組み合わされ、図面において は、同様の指示符号は、全体を通して同様の要素を示す。そして図面において： 図１は、本発明のサンプルチューブホルダーの好ましい実施態様を示す； 図２は、図１の2-2の線で切った断面図である； 図3A〜Cは、図１の3-3の線で切った断面図である； 図4Aは、本発明のサンプルチューブホルダーの別の実施態様の投影図である； 図4Bは、図4Aの4B-4Bの線で切った断面図である； 図5Aは、図4Aに示したサンプルチューブホルダーへのサンプルの導入を示す； 図5Bは、図5Aの5B-5Bの線で切った断面図である； 図6Aは、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好ましい実施態様の平面図 である； 図6Bは、図6Aに示したサンプルチューブホルダーの部分の等角投影図である； 図7A〜Cは、化学発光による増幅されたDNAの検出を示す本発明のサンプルチュ ーブホルダーの断面図である； 図８は、多数のサンプルチューブを含む本発明のサンプルチューブホルダー、 およびサンプルチューブへのサンプルの導入を示す； 図9Aは、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好ましい実施態様を示す； 図9Bは、図9Aに示すサンプルチューブホルダーの断面図であり、検出のメカニ ズムを示す； 図9C〜Eは、図9Aおよび9Bのサンプルチューブホルダーの検出メカニズムを示 す； 図10は、高容量の使用に特に適した本発明の好ましい実施態様を示す； 図11A〜Cは、本発明の温度制御器の好ましい実施態様の平面図である； 図12は、図11A〜Cに示す温度制御器の部分の断面図である； 図13A、13A'および13Bは、図11および12に示した温度制御器内およびサンプル チューブ内の温度の記録である； 図14Aおよび14Bは、標的分子を検出するための好ましい方法の部分図である； 図15は、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好ましい実施態様の等角投 影図である； 図16は、図15の16-16の線で切った断面図である； 図17は、図15の17-17の線で切った断面図である； 図18は、本発明の別の好ましい実施態様の図15の17-17の線で切った断面図で ある； 図19A〜Cは、本発明のサンプルチューブホルダーの部分、断面図である； 図20は、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好ましい実施態様の等角投 影図である； 図21は、図20の21-21の線で切った断面図である； 図22Aおよび22Cは、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好ましい実施態 様の平面図である； 図22Bは、図22Aに示したサンプルチューブホルダーの断面図である； 図23は、本発明のサンプルチューブホルダーの別の好ましい実施態様の等角投 影図である； 図24は、ラック中に保持されたサンプルチューブホルダー群の断面図であり、 ラックの中央部分を水平に横切っている； 図25は、本発明による検出手段の好ましい実施態様の概略図である；そして 図26は、本発明による自動化されたPCRのための完全な装置の１つの好ましい 実施態様の概略図である。図面の詳細な説明 本発明の分子分析器および使用方法を図１〜26に示す。本発明は、主にPCRに 関して本明細書中で記載される；しかし、本発明の装置および方法は、PCRに制 限されないことは当業者に理解されるであろう。 図１は、本発明の分子分析器のサンプルチューブホルダー10の好ましい実施態 様を示す。本発明のこの実施態様は、多数の液体サンプルを同時に処理する（例 えば温度サイクル）ためにサンプルチューブホルダー10にロードすることを可能 にし、そしてまたサンプルチューブ内の分子に周囲の環境を曝露せずに反応産物 が検出されることを可能にする。 サンプルチューブホルダー10は、好ましくはフレーム11からなり、フレーム11 は、好ましくは長方形であり、そして好ましくは、長さＬが約10.2cm（4.0イン チ）、高さＨが5.7cm(2.25インチ)、および幅Ｗが0.8cm（0.3インチ）の寸法で ある。しかし、どのような大きさまたは配置のフレーム11も本発明に従って用い られ得る。 図２に示すように、フレーム11は、長さＬのフレームの側部部材の１つの中に 内部の真空排気廃棄物チャンバ20を備える。フレーム11はさらに、長さＬのフレ ーム11のもう一方の側部部材の中に第１および第２の内部の試薬チャンバ22、24 を備える。あるいは、いずれかのもしくは全ての真空排気チャンバ20および内部 の試薬チャンバ22、24を、エラストマー性部材15の中に備え得る。内部の試薬チ ャンバ22、24を、行われる特定の分析に適切な任意の検出試薬で満たす。たとえ ば、PCRが行われて、化学発光により増幅されたDNA産物を検出することが望まし い場合には、第１の内部試薬チャンバ22にはアルカリホスファターゼ結合体の溶 液を入れ、そして第２の内部試薬チャンバ24にはジオキセタンを入れる。いかな る数の内部試薬チャンバ22、24を備えてもよい；内部試薬チャンバ22、24の数お よび内容物は、行われる分析のタイプに依存する。 サンプルチューブホルダー10は、さらに１組の向かい合って配置されたエラス トマー性部材15（好ましくはシリコーンゴムでできた）を備えている。エラスト マー性部材15は、図１および２に示すように、フレーム11にぴったりと取り付け られている。この目的のため、フレーム11は、図２に示すように伸長部12を備え ている。サンプルチューブ23は、代表的には10μlのReporterTubes^TMであり、エ ラストマー性部材15の間に張り渡され、密封されてエラストマー性部材15に係合 しており、その結果、液体テストサンプルを満たす前に各サンプルチューブ23内 に真空が存在する。好ましくは、８本のサンプルチューブ23が各サンプルチュー ブホルダー10に包含されるが、いかなる数のサンプルチューブ23も用いられ得る 。 サンプルチューブ23は、好ましくは、ガラスもしくは他の透明で硬質の物質か らできており、それらの内部表面に付着した分子を有し、その内部表面は特定の 方法でテストサンプル中の標的分子を結合し得、それにより、標的分子をサンプ ルチューブ23の内部表面に結合させる。 複数のサンプルローディングポート26は、エラストマー性部材15の１つに備え られる。サンプルローディングポート26の数は保持されるサンプルチューブ23の 数と同じである。サンプルローディングポート26は、エラストマー性部材15を通 って伸び、サンプルチューブ23にコンジットを形成する。サンプルローディング ポート26は、リップ27およびオリフィス21を備え得、図4Bおよび5Bに示されるも のと同様である。 サンプルチューブ23は、以下のように評価される液体テストサンプルで満たさ れ得る。マルチチャンネルマイクロピペッター150のピペッターチップ118（図5A および5B参照）を液体テストサンプルを保持しているバイアルもしくは他の容器 に入れる。ピペッターチップ118を液体サンプルで満たす。サンプルチューブホ ルダー10のサンプルローディングポート26のリップ27とオリフィス21を、ピペッ ターチップ118が配置されてオリフィス21に押し出されることを容易にし、そし て導くように、形成する（図5Aおよび5B参照）。次いで、下向きの力をかけるこ とによりピペッターチップ118によってリップ27に穴を開け、そしてキャビティ ー25に入れる（図２に示す。図５に示すキャビティー125と同様である）。次い で、ピペッターチップ118に入れられた液体サンプルは吸引によってサンプルチ ューブ23に引き入れられる。 サンプルチューブホルダー10はまた、第１のバルブコアロッド30および第２の バルブコアロッド31を備える。バルブコアロッド30および31は、図１〜３に示す ように、エラストマー性部材15を縦に通って伸びている。バルブコアロッド30お よび31は、フレーム11の長さＬの方向に可動性である。バルブコアロッド30およ び31は、図3A〜Cに示すように、バルブコアロッド中実部分38およびバルブコア ロッドチャンネル部分36を備える。バルブコアロッドチャンネル部分36は、中実 ではなく、そして内部試薬チャンバ22、24およびサンプルチューブ23の間の開放 経路を提供する。 図２に示すように、第１の試薬コンジット32は、第１の内部試薬チャンバ22か らエラストマー性部材15を通って第１のバルブコアロッド30に届くまで伸びてい る。第２の試薬コンジット34は、第２の内部試薬チャンバ22から第１のバルブコ アロッド30に届くまで伸びている。 サンプルチューブ23が分析されるべき液体サンプルで満たされた後、そして温 度サイクルによって増幅された後、内部試薬チャンバ22、24に入っている試薬も またサンプルチューブ23にロードされなくてはならず、その結果標的分子の検出 が行われ得る。本発明は、試薬および分析されるテストサンプルのどちらも大気 にふれさせることなく、以下のようにして、第１の内部試薬チャンバ22および第 ２の内部試薬チャンバ24に入っている試薬の連続的な添加を可能にする。 内部試薬チャンバ22、24に入っている試薬のどちらかをサンプルチューブ23に 添加する前は、第１のバルブコアロッド30を図３に示す位置にある。第１のバル ブコアロッド30をこの位置すると、第１のバルブコアロッド30の中実部分38は第 １および第２の試薬コンジット32、34と接触する。従って、第１および第２の試 薬コンジット32および34の両方が遮断され、そして内部試薬チャンバ22、24に入 っている試薬はどちらも自由にサンプルチューブ23に流入しない。同様に、第２ のバルブコアロッド31は、第３のコンジット35を遮断してサンプルチューブ23と 真空排気チャンバ20との間の連結を妨げる。 温度サイクルの後、第１の試薬をサンプルチューブ23に添加することが所望さ れる場合、第１のバルブコアロッド30を図3Bに示した位置まで押し、そして同時 に第２のバルブコアロッド31を第３のコンジット35の遮断が解かれ、サンプルチ ューブ23と真空排気チャンバ20との間の連絡が生じる点まで押す。この位置でバ ルブコアロッドチャンネル部分36は、第１の試薬コンジット32と連絡してサンプ ルチューブ23への経路を提供する。次いで、第１の試薬が真空排気チャンバ20の 吸引によりサンプルチューブ23へ図3Bに示す矢印の方向へ引き入れられる。 第２の試薬をサンプルチューブ23に添加することが所望される場合、第１のバ ルブコアロッド30を図3Cに示す位置まで押す。この位置で、バルブコアロッドチ ャンネル部分36は第２の試薬コンジット34と連絡してサンプルチューブ23への経 路を提供する。第２のバルブコアロッド31は、第３のコンジット35の遮断が解か れる位置にとどまっている。従って、第２の試薬は、真空排気チャンバ20の吸引 によりサンプルチューブ23へ図3Cに示す矢印の方向へ引き入れられる。 バルブコアロッド30および31は、第１および第２の試薬コンジット32および34 および第３のコンジット35を遮断しそして遮断を解く好ましい手段を提供する。 種々の他の方法がこの目的のために用いられ得ることは当業者に理解される。 図4A〜5Bは、本発明による使用のためのサンプルチューブホルダー100の別の 実施態様を示す。このタイプのサンプルチューブホルダー100は、温度サイクル の後増幅されたDNA産物を回収することが必要な場合にPCRを行う、あるいは更な る使用のために他の分子を回収することが所望される場合そのような分子を検出 するのに特に有用である。本発明のこの実施態様は同時に多数の液体テストサン プルをロードすることを可能にし、そして好ましくは、評価のためにテストサン プルをサンプルチューブ123に満たす前に各サンプルチューブ123に減圧が存在す るようにフレーム111に密封されて係合されているサンプルチューブ123を有する フレーム111からなる。各サンプルチューブ123は減圧を保持している間は空であ り得る。フレーム111は、好ましくはエラストマー性部材、例えば、シリコーン ゴムでできている。 フレーム111は、図4Bに示すように、フレーム内部に形成された複数のキャビ ティー125を有する。キャビティー125は、好ましくは、密封されたサンプルチュ ーブ123の端部に位置する。各キャビティー125は、リップ127およびオリフィス1 21を有して形成され得、そのように形成されたのは、ピペッターチップ118を置 いてオリフィス121に押し入れるように導くためである。ここでは、図5Bに示す ように、下向きにかけた力によってピペッターチップ118がリップ127に穴を開け てキャビティー125に入る。ピペッターチップ118が液体サンプルを含む場合、そ のような液体はこのとき吸引によりキャビティー125およびサンプルチューブ123 に引き入れられる。図5Aは、そのチップ118のそれぞれがオリフィス121に係合さ れているマルチチャンネルマイクロピペッター150を、部分図で示す。 図4Bおよび5Bに示すように、リップ127は、チップ118が引き抜かれた後、チッ プ118の進入によってできた入口が閉じられ、サンプルチューブ123内で高まり得 る内部の圧力が孔を密封し、分子が漏出するのを防ぐように形成される。 温度サイクルの後、例えば、増幅されたDNAを別の実験で使うために精製する ために、液体テストサンプルをサンプルチューブ123から取り出すことが所望さ れ得る。本発明により、テストサンプルの温度サイクルの後、大気をサンプル溶 液中の分子による汚染にさらすことなく、液体サンプルをサンプルチューブ123 から取り出すことが可能である。少量の鉱油を各オリフィス121に滴下し、各オ リフィス121の表面を覆う。多数のエーロゾル抵抗性チップ118の付いたマイクロ ピペッター150を用いて、チップ118をサンプルチューブ123の１つの端部につな がったキャビティー125に導き入れる。チップ118をマイクロピペッター150から 離してその場に残し、そこでそれらは、サンプルチューブ123と大気との間のフ ィルターされた連結(filtered connection)を提供する。次いで、マイクロピペ ッター150をさらなる多数のエーロゾル抵抗性チップ118を再びロードする。次に 、図4Aおよび5Aに示すように、さらなるチップ118を、サンプルチューブ123の反 対側の端部にあるオリフィス121に押し入れる。次に、マイクロピペッター150を 用いてサンプルチューブ123の内容物をチップ118に引き込む。サンプルチューブ 123の反対側の端部は開いているので、サンプルを引き出すのに抵抗はない。次 に、マイクロピペッター150をゆっくりと持ち上げ、チップ118はサンプルチュー ブホルダー100のオリフィス121に残ったままなので、図5Bに示す鉱油の層117は 、サンプル溶液からの分子がサンプルチューブホルダー123には存在し得ず、そ して大気にも入り得ないことを確実にする。オイル117はピペッターチップ118の 外側をコートし、チップをオイル層117から上げるときにチップ118の端部が流れ 落ちて端部に集まるオイルによって密封される。次いで、チップ118の内容物を 、さらなるサンプルチューブまたはオイルを重層したマイクロタイタープレート のウェルに移し得、そのため水性サンプルはオイルの下に排出される。この移入 は、チップをサンプルウェルから引き上げるときに少量のオイルを各チップに吸 い入 れることによって完了し、それによってピペッターチップは廃棄前にオイルによ って密封される。 増幅されたDNA分子による汚染の危険性を最少にする、サンプルを取り除く好 ましい方法は、図4Bおよび5Bに示すように、オリフィス121を取り囲む成形され た壁(molded wall)119を利用する。 図6Aおよび6Bは、サンプルチューブホルダー200の別の実施態様を示す。この 実施態様では、１組のエラストマー性ストリップ220が多数のサンプルチューブ2 23を保持する。サンプルチューブ223は、図6Aに示すように、その各端部でエラ ストマー性ストリップ220によって保持される。オリフィス210は、先に記載した ように、サンプルチューブ223へのアクセスを提供する。 エラストマー性ストリップ220は、硬質フレーム224（代表的には熱可塑性物質 から形成される）に保持される。図6Bは、サンプルチューブ223またはエラスト マー性ストリップ220のない硬質フレーム224を示す。硬質フレーム224は、エラ ストマー性ストリップ220を収容する凹部229を備え得る。硬質フレーム224はさ らに、サンプルチューブ223が硬質フレーム224を横切るのを可能にする開口部23 0を備え得る。 図7A〜Cは、増幅されたDNAの化学発光による検出に特に有用なサンプルチュー ブホルダー300の断面図を示す。サンプルチューブホルダー300は、フレーム311 、エラストマー性部材333、およびエラストマー性部材333の１つの内側に形成さ れる内部試薬チャンバ331、332を備えている。内部試薬チャンバ331および332は 、例えば、温度サイクルの後に増幅されたDNAを検出するために、ジオキセタン 、アルカリホスファターゼ結合体のような試薬、あるいは例えば、サンプルチュ ーブ323内に結合した抗原を検出するために、試薬を含み得る。エラストマー性 部材333はそれらの間にサンプルチューブ323を密封して保持する。サンプルチュ ーブホルダー300はさらに、真空排気チャンバ320を備えている。真空排気チャン バ320は、フレーム311ともう一方のエラストマー性部材333との間に備えられ得 、それは内部試薬チャンバ331、322を有さない。あるいは、真空排気チャンバ32 0は、エラストマー性部材333の一つの中に備えられ得る。 上記のように、サンプルチューブ323を液体テストサンプルで満たし温度サイ クルを行った後、内部試薬チャンバ331、332に入っていた試薬はサンプルチュー ブ323に導かれなければならない。中空針334および335は、内部試薬チャンバ331 、332に入っていた検出試薬をサンプルチューブ323に導き出す手段を提供する。 図7A〜Cにおいて、針334、335は、サンプルチューブ323に対して90°の方向で示 されている；しかし、針334、335は、サンプルチューブ323に対して平行でも、 あるいは所望の、もしくは便利な他の角度であり得る。図7A〜Cに示すように、 この操作は、試薬もしくは液体サンプルのいずれかを汚染が起こりやすい大気に さらすことなく行われ得る。 中空針334および335は、それらの端部339Aに端孔339を備えている。中空針334 および335は、さらに側孔338をそれらの側部338Aに備えている。針334、335を約 ２mm、図7Bに示す位置に押す場合、端孔339および側孔338は、チャンバ332に入 っていた試薬がサンプルチューブ323に流入し、通り抜けてその後真空排気チャ ンバ320に入る経路を提供する。内部試薬チャンバ332に入っている試薬は、最初 に針334の側孔338から針334の短い距離を通り抜け、次に針334の端孔339を通り 抜けてサンプルチューブ323に入る。真空排気チャンバ320内の減圧により、内部 試薬チャンバ332に入っている試薬はサンプルチューブ323から引き込まれる。次 いで、その試薬は、針335の端孔339から針335の短い距離を通り抜け、次いで針3 35の側孔338を通って真空排気チャンバ320に流れ出る。 例えば、PCR分析において、ストレプトアビジンに結合したアルカリホスファ ターゼの溶液を内部試薬チャンバ332に入れる。アルカリホスファターゼ溶液は 、サンプルチューブ323から結合しなかった物質を真空排気チャンバ320へ洗い流 す。酵素は、サンプルチューブ323の内側に結合したビオチン化アンプリマー(am plimer)によって捕捉される。このようにして結合しなかった物質はサンプルチ ューブ323から洗い流されて増幅されたDNAの分子はアルカリホスファターゼ酵素 に結合する。 サンプルチューブ323をチャンバ332に入っている試薬で洗浄した後、針334お よび335を別々に図7Cに示す位置に押し入れる。最初に、針334をエラストマー性 部材333にさらに押し入れる。針334の孔339は、チャンバ331に入っている試薬が 最初に針334の短い距離を流れて次に側孔338を通り、次いでサンプルチューブ32 3に入る通路を提供する。 例えば、PCR分析において、ジオキセタン溶液は、先にサンプルチューブ323を 通過した結合しなかった酵素を洗い流し、サンプルチューブを満たす。 内部試薬チャンバ332に入っていた第２の試薬がサンプルチューブ323を満たし ている間、針335は、図7Bに示す位置にとどまっている。 先にサンプルチューブ323を通過した結合しなかった酵素または他の試薬を洗 い流した後、針335は、図7Cに示した位置に移動してサンプルチューブ323から真 空排気チャンバ320への流れを密封する。密封されたサンプルチューブ323はこの 時点で化学発光測定の準備ができている。 他の任意の適切な手段、例えば図１〜３に関連して記載したバルブコアロッド を用いて内部試薬チャンバ331、332に入っていた試薬のサンプルチューブ323へ のアクセスを提供し得るということが当業者によってもちろん理解されるてあろ う。 本発明による分子分析器は、任意の数のサンプルチューブ423を有するサンプ ルチューブホルダー400を用い得る。例えば、図８は、使い捨てチップ418を有す る36チャンネルピペッター445を用いてロードされ得る36本のサンプルチューブ4 23を有するサンプルチューブホルダー400を示す。このようなピペッター445は、 ロボットデバイス(robotic device)（図は示さず）によって作動し、それにより 一度に36個のサンプルをロードするかあるいは取り出す。 図9Aは、間に密封されて保持されている多くのサンプルチューブ523を有する ２つのエラストマー性部材510および520を備えたサンプルチューブホルダー500 の別の実施態様を示す。サンプルチューブホルダー500は、数千のサンプルチュ ーブ523、ならびに任意の数の内部に入っている検出試薬を保持し得る。サンプ ルチューブホルダー500は、図9Aに示すように、便利な保管および分配のために ロールされている。 図9Bは、自動化された試薬の送達を提供する内部エレメントを含む、図9Aの連 続したサンプルチューブホルダー500アセンブリの詳細を示す。第１のエラスト マー性部材510は、オリフィス521およびリップ527を備えており、それによって 液体テストサンプルは真空排気キャビティー525にロードされ得る。次いで、液 体サンプルは、先に記載したように、吸引によってサンプルチューブ523に引き 入れられる。 第１のエラストマー性部材510は、さらに、第１の内部試薬チャンバ522および 第２の内部試薬チャンバ524を備える。内部試薬チャンバ522、524は、行われる べき分析に適切な任意の検出試薬によって満たされ得る。例えば、PCRを行う場 合、第１の内部試薬チャンバ522は、アルカリホスファターゼ結合体の溶液を、 そして第２の内部試薬チャンバ524は、ジオキセタンの溶液を含み得る。任意の 数の内部チャンバを備え得る；そのようなチャンバの数および内容物は、行われ る分析のタイプに依存する。 第１のエラストマー性部材510はまた、第１および第２の内部試薬チャンバ522 と524との間に位置する第１のコンジット543を備える。第１のコンジット543は 、サンプルチューブ523と協同してそれらの間の液体の連結を提供する。第１の 中空針534もまた第１のエラストマー性部材510内に備わっている。第１の中空針 534は、第１の針側孔534Aを備える。第１の針側孔534Aは、下記により詳細に記 載されるように、第１の内部試薬チャンバ522と第１のコンジット543との間の液 体連結、および第２の内部試薬チャンバ524と第１のコンジット543との間の液体 連結を可能にする。 第２のエラストマー性部材520は、内部真空排気チャンバ540を具備する。真空 排気チャンバ540は、第２のエラストマー性部材520内で実用的であり得る程度に 大きな容量を有する。なぜなら、真空排気チャンバ540内を真空にすることによ ってモーターが引かれ、それによって試薬がサンプルチューブ523を通って流れ るからである。 第２のエラストマー性部材520はまた、第２のコンジット545を具備する。この 第２のコンジットは、これと真空排気チャンバ540との間に第２のエラストマー 性部材520の周囲セグメントを有するように位置する。この周囲セグメントは、 サンプルチューブ523と真空排気チャンバ540との間の選択的な協同作用を可能に する。第２のコンジット545は、サンプルチューブ523と協同して、その間に流体 の結合を提供する。第２の中空針535もまた、第２のエラストマー性部材520内に 具備される。第２の中空針535は、第２の針側孔535Aを具備する。第２の針側孔5 35Aは、下記により詳細に記載するように、内部真空排気チャンバ540と第２のコ ンジット545との間の流体での連通を可能にする。 図９Ｃ〜Ｄは、温度サイクル後の分析の自動化定量のための方法に関連して、 図９Ａおよび９Ｂに示されるサンプルチューブホルダーの実施態様を示す。この 実施態様は、年に何百万ものサンプルを、PCRを用いて分析しようとする場合の 使用、例えば血液検査、臨床診断、疾患の監視および環境検査に好ましい。 図９Ｃ〜Ｄは、第１および第２の輸送フレーム部材552、554からなる輸送フレ ームを示す。この輸送フレームは、サンプル読み取りデバイス(示さず)のコンポ ーネントであり得る。第１の輸送フレーム部材552は、第１のエラストマー性部 材510を取り囲み、そして第２の輸送フレーム部材554は、第２のエラストマー性 部材520を取り囲む。第１の対の内部ローラー562は、内部試薬チャンバ522、524 を取り囲む領域付近の第１の輸送フレーム部材552内に具備される。第２の対の 内部ローラー564は、内部真空排気チャンバ540を取り囲む領域付近の第２の輸送 フレーム部材554内に具備される。 温度サイクルの直後、サンプルチューブホルダー500が、サンプルチューブ読 み取りデバイス(示さず)に侵入するとき、第１および第２の内部ローラー562、5 64、第１および第２のエラストマー性部材510、520、ならびに第１および第２の 針534、535の相対的な位置関係は、図９Ｃに示されるようなものである。第１お よび第２の針534および535は、第１のコンジット543にも第２のコンジット545に も未だ接触しておらず、従って第１の内部試薬チャンバ522からの試薬も第２の 内部試薬チャンバ524からの試薬もサンプルチューブ523に侵入していない。 次いで、第１および第２の対の内部ローラー562、564が、図９Ｄに示される位 置に下降する。第１の対の内部ローラー562は、所定の位置まで下降し、ここで 、第１のエラストマー性部材510は、第１の針534が第１のコンジット543と接触 する点まで圧縮される。第２の内部ローラー564は、所定の位置まで下降し、こ こで、第２のエラストマー性部材520は、第２の針535が第２のコンジット545と 接触する点まで圧縮される。第１の針の側孔534Aは、第１の内部試薬チャンバ52 2内に含まれる第１の試薬が第１のコンジット522を通ってサンプルチューブ523 に流れるための流体通路を提供する。第１の試薬は、真空排気チャンバ540内を 真 空にすることにより、第１のコンジット543、サンプルチューブ523、および第２ のコンジット545を通って真空排気チャンバ540中に引き込まれる。第２の針の側 孔535Aは、第１の試薬が、第１の試薬によってサンプルチューブ523から洗い流 された結合していない分子と共に、真空排気チャンバ540に流れるための流体通 路を提供する。例えば、PCR分析においては、アルカリホスファターゼ結合体溶 液は、サンプルチューブ523から結合していない分子を洗い流し、そしてサンプ ルチューブ523内に固定化されたプローブにハイブリダイズした増幅されたDNAに 結合する。 次に、第１の試薬がサンプルチューブ523を通過した後、第１および第２の内 部ローラー562、564が、図９Ｅに示される位置に下降する。第１の対の内部ロー ラー562は、第１の針534が第２の内部試薬チャンバ524に接触する点まで、第１ のエラストマー性部材510がさらに圧縮されるように、さらに下降する。第１の 針の側孔534Aは、第２の内部試薬チャンバ524内に含まれる第２の試薬が第１の コンジット543を通ってサンプルチューブ523に流れるための流体通路を提供する 。第２の試薬は、真空排気チャンバ540内を真空にすることにより、第１のコン ジット543、サンプルチューブ523、および第２のコンジット545を通って真空排 気チャンバ540中に引き込まれる。例えば、PCR分析においては、ジオキセタン基 質溶液は、サンプルチューブ523から、結合していない酵素を洗い流し、そして サンプルチューブ523を満たす。 結合していない分子がサンプルチューブ523から真空排気チャンバ540に洗い流 された後、第２の内部ローラー564は、引き上げられて元の位置に戻され、従っ てサンプルチューブ523からの基質の流れは密封される。上記の中空針以外の手 段が、試薬の流れのための流体通路を提供するために使用し得ることは、当業者 に理解される。 図10は、高容量分析に好ましい本発明の実施態様を示す。図９Ａに示されるよ うに、巻かれ、そして何千ものサンプルチューブ523を含む、サンプルチューブ ホルダー500は、ディスペンサー551に貯蔵され得る。サンプルチューブホルダー 500は、トラック554に沿って、サンプルローディングステーション552に供給さ れる。サンプルローディングステーションでは、図８に示されるプロセスと同様 に、マルチチャンネルピペッター553が、分析すべきサンプルをサンプルチュー ブ523にロードする。ロードされたサンプルチューブ523は、空気温度制御器555 に侵入し、そして温度サイクルにかけられる。最後の増幅サイクルの後、サンプ ルチューブ523は、アンプリマー(amplimer)固定コンパートメント556に侵入し、 ここで、サンプルチューブ523内の増幅されたDNAは、サンプルチューブ523の内 面に付着されたハイブリダイゼーションプローブとアニーリングされる。引き続 くプロトコルは、実行される分析のタイプによって決定され、そして温度プロト コル(アンプリマーをハイブリダイゼーションプローブに最大限結合させ、そし てDNAの伸長を生じることなくDNAポリメラーゼをプライミングしたアンプリマー に結合することを選択する)へと続く前に、DNAポリメラーゼ酵素を変性させるか または不活化させるためのサンプル溶液の温度の予備的操作を包含し得る。次い で、結合した酵素が使用され、親和性に基づく検出試薬に基質を提供することに よって、増幅されたDNAのシグナルを増幅し得る。アンプリマー固定後、サンプ ルチューブ523が、次いで、サンプルチューブ読み取り器557内を通過する。ここ で、針がサンプルチューブホルダー550中に押し込まれ、あるいは、任意の他の 手段が使用されて、結合したDNAを検出する前に、サンプルチューブ523から結合 していない分子を洗い流し、そして試薬を添加する。 図11Ａ〜Ｃは、本発明のサンプルチューブ23に含まれるテストサンプルの温度 サイクル(または、任意の他の所望の温度操作)のための温度制御器40の好ましい 実施態様を示す。熱風コンパートメント60は、第１のファン61によって、上昇し た温度、代表的には200℃の空気を循環させる。この第１のファンは、空気を第 １の中央壁62の周りに加熱エレメント63を通して強制的に循環させる。冷風コン パートメント70は、第２のファン71によって、低い温度、代表的には０℃の空気 を循環させる。この第２のファンは、空気を第２の中央壁72の周りに冷却エレメ ント73を通して強制的に循環させる。空気は、マルチブレードタービンファン81 によって、サンプルコンパートメント80内を循環させられる。このマルチブレー ドタービンファンは、空気をサンプルチューブホルダー10、または本発明の任意 の他のサンプルチューブホルダーの実施態様を通して第３の中央壁83の周りに強 制的に循環させる。 温度制御器40はまた、ドア90および91を具備する。このドアは、閉鎖位置と任 意の程度の開口位置との間で動かされ得る。ドア90および91は、協同して働き、 サンプルコンパートメント60内の空気の温度を制御する。ドア90および91は、マ イクロプロセッサー制御により指令されるサーボ機構(示さず)によって回転され 得る。例えば、このマイクロプロセッサーは、温度制御器40中の種々の位置の温 度についての情報を使用して、サンプルチューブ23内に含まれるテストサンプル の温度コントロールのために登録されたプロトコルをできるだけ正確に実行する ために、ドア90またはドア91のいずれかを開けるべきか否か、およびドア90また はドア91のいずれかの開けるべき程度を計算し得る。 図11Ｂは、第１のドア90が開いた後の温度制御器40内の空気の流れを示す。熱 風コンパートメント60からの熱風が、「Ｈ」と記された矢印の方向にサンプルコ ンパートメント80に侵入する。ここで、熱風は、マルチブレードタービンファン 81中に引き込まれる。マルチブレードファン81は、これに侵入する異なる温度の 空気の流れを組み合わせて混合した後、ブレンドされた空気を、サンプルチュー ブホルダー10内に保持されたサンプルチューブ23に強制的に接触させる。サンプ ルコンパートメント80からの空気は出て、そして「Ｓ」と記された矢印の方向の 熱風コンパートメント60に侵入する。 同様に、冷風コンパートメント70からの空気は、図11Ｃに示されるように、第 ２のドア91が回転した場合に、サンプルコンパートメント80に侵入し得る。冷風 コンパートメント70からの冷風は、「Ｃ」と記された矢印の方向のサンプルコン パートメント80に侵入する。ここで、冷風は、マルチブレードタービンファン81 中に引き込まれる。サンプルコンパートメント80からの空気は、サンプルコンパ ートメント80を出て行き、そして「Ｓ」と記された矢印の方向の冷風コンパート メント70に侵入する。 本発明の温度制御器40の形態は、サンプルチューブ23内に含まれるサンプル溶 液の迅速な速度の温度変化を可能にする。その結果、伸長温度から変性およびア ニーリング温度への移動は、実質的に即時に起こる。従って、反応サイクル時間 は最小にされ、そして最高度のDNA標的特異性および増幅された生産収率が得ら れる。さらに、PCR増幅後のサンプルの迅速な冷却は、化学発光、蛍光測定法、 または他の技法によって検出する前に、サンプルチューブの内面で標的分子をト ラッピングするための手段を提供する。迅速な温度推移はまた、偽プライミング (false Priming)を劇的に減少させる。 費用効率および生産性を最大にするために、PCRサンプル溶液は、最適なポリ メラーゼ伸長温度には、できるだけ長い時間、変性およびアニーリング温度への 推移のための介入にはできるだけ短い時間曝されるべきである。例えば、10秒の PCR温度サイクルの間における、本発明の温度制御器40のドアの移動が記載され る。このような10秒の温度サイクルの間に、温度制御器40のサンプルチューブ23 内で記録された温度変化の記録を、図13Bに示す。サンプルチューブ23を含むサ ンプルチューブホルダー10が、サンプルコンパートメント80中にロードされる。 第３のサンプルコンパートメント80内の空気は、72℃と78℃との間に維持される 。熱風コンパートメント60内の空気は200℃に維持される。冷風コンパートメン ト70内の空気は０℃に維持される。 第１のドア90が開く場合、熱風コンパートメント60からの200℃の熱風が、サ ンンプルコンパートメント80に流れ込む。一方、同時に、サンプルコンパートメ ント80からの72℃〜78℃の空気が、熱風コンパートメント60に流れ込む。正味の 効果は、サンプルコンパートメント80内の空気の温度が、迅速に上昇することで ある。温度の測定値は、最終目標温度を達成するため、温度制御器40によって使 用され、ドア90をどの程度開くべきか、およびその完全な閉鎖の時間を計算する 。この実施例では、最終目標温度は、96℃〜97℃であり、この温度で、テストサ ンプル中に存在するDNAが即座に変性する。 この溶液の温度は、ここで、第２のドア91を開くことにより、最適なアニーリ ング温度まで迅速に低下させ得る。冷風コンパートメント70からの０℃の冷風は 、サンプルコンパートメント80に流れ込む。一方、同時に、サンプルコンパート メントからの96℃の空気が、冷風コンパートメント70に流れ込む。この手段によ って、サンプルコンパートメント80内の空気の温度は、96℃から54℃まで、また はプライマーのテンプレートDNAへのアニーリングが生じる最適な別の温度まで 迅速に低下し得る。アニーリングは、実質的に即座に生じ得るか、またはほんの 数秒を必要とし得る。 アニーリングは、実質的に即座に生じ得るか、またはほんの数秒を必要とし得 る。本発明の温度制御器40は、第１のドア90または第２のドア91を必要に応じて 開き、少量の熱風または冷風をサンプルコンパートメント80に侵入させることに よって、サンプル温度を任意の所望の温度に非常に正確に維持し得る。加える熱 風または冷風の量は、サンプルコンパートメント80内で連続的に行われる温度測 定に基づいて、マイクロプロセッサーおよびソフトウェアによって計算される。 アニーリングが生じた後、第１のドア90は、再び開けられる。熱風コンパート メント60からの200℃の熱風は、サンプルコンパートメント80に流れ込む。一方 、サンプルコンパートメント80からの54℃の空気は、熱風コンパートメント60に 流れ込む。正味の効果は、サンプルコンパートメント80内の空気の温度が、78℃ まで、またはアニーリングしたプライマーのポリメラーゼ伸長に最適な別の温度 まで上昇することである。伸長に必要な時間の長さは、主に、作成されるべき増 幅されるDNAの長さおよびそのDNAの配列に依存する。taqポリメラーゼは、例え ば、１秒当たり30〜80塩基の速度でヌクレオチド塩基を取り込む。十分な時間伸 長させた後、元の二本鎖DNA分子のそれぞれの鎖は二重鎖となり、そして温度サ イクルプロセスは、代表的には、30〜50ラウンドの間繰り返され得る。 本発明の温度制御器40の形態はまた、サンプルチューブホルダー10、または本 明細書中に記載される任意の他のサンプルチューブホルダーの内部試薬チャンバ 22、24内に含まれる検出試薬が、温度サイクルまたは他の温度操作の間冷たく維 持されることを可能にする。特定の好ましい検出試薬、例えば、アルカリホスフ ァターゼまたは他の酵素および有機試薬は、高温では不安定であるので、このこ とは有利である。これら試薬は、安定性のために、好ましくは、室温、またはそ れ以下に保持されるべきである。この目的のために、温度制御器40のサンプルコ ンパートメント80は、好ましくは、図12に示されるベース84を具備する。ベース 84は、好ましくは、高度に伝導性の金属、例えば、アルミニウムから作成される 。ベース84は、サンプルチューブホルダー10を受けとめるためのスペース86を具 備する。サンプルチューブホルダー10は、温度サイクルの間スペース86に置かれ る。ベース84はまた、サンプルチューブホルダー10の冷却効率の改善を助けるフ ィン88を具備する。 アルミニウムベース84は、効果的には、サンプルコンパートメント80を第１の セクション80Aおよび第２のセクション80Bに分割する。第１のセクション80Aの みが、ドア90が開く場合、熱風コンパートメント60からの熱風に曝される。第２ のセクション80Bは、冷風コンパートメント70からの冷却された空気によって、 いつでも低温を維持される。従って、アルミニウムベース84およびサンプルチュ ーブホルダー10に含まれる検出試薬は冷たく維持される。一方、サンプルチュー ブ23は、温度サイクルの間熱風に曝される。 図13Ａおよび13A'は、本発明のエアー温度制御器40から得られたデータを示す 。好ましくは、温度制御器40は、温度制御器40内のサンプルチューブ23に含まれ るサンプル溶液中で、50℃と100℃との温度範囲内で、１秒当たり200℃の温度変 化を誘導する。もちろん、温度制御器40は、単に、熱風コンパートメント60およ び冷風コンパートメント70内の温度を調整することならびに第１および第２のド ア90および91が開く速度を調節することによって、任意の所望の温度範囲内で任 意の所望の温度変化を提供し得ることが理解される。図13Bは、本発明の温度制 御器40によって誘導された、サンプルチューブ23内での温度変化の記録である。 この記録は、PCRを使用するDNAの増幅のために、変性、アニーリングおよび伸長 温度の間で達成され得る迅速な温度推移を示す。 温度サイクル後、アンプリマーは、サンプルチューブ23の内面に共有結合によ り付着されているハイブリダイゼーションプローブによって捕獲される。これら プローブはPCR増幅を妨害しない。なぜなら、アニーリング工程の間にプローブ によって結合され得る任意のアンプリマーから、伸長反応の間にDNAポリメラー ゼによって伸長が開始されるからである。最終の増幅後、結合したプローブによ るアンプリマーの捕獲のために溶液を最適なアニーリング温度でインキュベート する前に、DNAポリメラーゼ活性を破壊するために、溶液は、一時的に130℃まで 上昇され得る。あるいは、溶液は変性温度まで上昇され、次いで20℃未満に迅速 に冷却され得る。一本鎖DNAは、この温度でプローブと安定なハイブリッドを形 成する；しかし、DNAポリメラーゼは活性でなく、そしてそのプローブまたはサ ンプルチューブ23の壁から標的DNAを除去しない。 図24は、温度サイクルに好ましいサンプルチューブ23の配置を示す。図24は、 １群のサンプルチューブホルダー10A〜Hを保持するバウンディングコンテナー17 の断面図である。これは、サンプルチューブホルダー10A〜Hによって保持される サンプルチューブ23の中間部分を横切る水平断面図である。図24に示される配置 は、本明細書中に記載される本発明のサンプルチューブホルダーの全ての実施態 様に実行可能であることが理解される。ホルダー10A〜Hに含まれるサンプルチュ ーブ23のそれぞれの列(row)は、他の列とは少しずれた配置である。このことは 、非対称的に保持されたサンプルチューブ23を有するサンプルチューブホルダー 10を使用することによって達成され得る。従って、サンプルチューブホルダー10 Aの第１のチューブ23Aとバウンディングコンテナー17の端部との間の距離は、サ ンプルチューブホルダー10Aの最後のサンプルチューブ23Bとバウンディングコン テナー17の反対の端部との距離より短い。このことは、バウンディングコンテナ ー17内で交替する(alternating)サンプルチューブホルダー10を回転させること によって達成される好ましい形態を可能にする。サンプルチューブホルダー10B 、10D、10F、および10Hは、サンプルチューブホルダー10A、10C、10E、および10 Gに対して180°回転され、サンプルチューブ23とサンプルチューブホルダー10A 〜Hとの距離が逆になっている。この結果は、バウンディングコンテナー17内に 含まれる隣接するサンプルチューブ23が整列されていないが、互いに等距離の間 隔を開けられており、従って各サンプルチューブ23の周りの空気の流れを最大に することである。矢印は、温度サイクルの間に、温度制御器40内でのサンプルチ ューブ23の周りを流れる空気の方向を示す。あるいは、サンプルチューブ23のお 互いのずれは、代替(alternate)サンプルチューブホルダー10(示さず)を互い違 いに配列することによって達成され得る。 温度サイクル後に本発明のサンプルチューブ23内で標的分子を検出するのため の多くの方法は、本発明の装置を使用して行われ得る。化学発光による検出に好 ましい方法を、図14A〜Bに示す。この方法に従うと、検出試薬が、サンプルチュ ーブホルダー10内、または本明細書中に記載する任意の他のサンプルチューブホ ルダー内に保持されるサンプルチューブ23に導入された後、サンプルチューブホ ルダー10は、サンプル読み取りコンパートメント(示さず)のキャリッジ800中に 置かれる。ここで、光子が、それぞれのサンプルチューブ23についてカウントさ れる。キャリッジ800は、上部セクション810と下部セクション820とを具備する 。上部セクション810は鏡830を具備する。鏡830は、好ましくは、一次曲面の放 物面鏡であり、好ましくは、１インチ×0.0250インチであって、図１〜３に示さ れるサンプルチューブホルダー10の好ましい実施態様の大きさに適合する。キャ リッジ800の下部セクション820は、好ましくは、凸レンズまたは両凸レンズであ るレンズ840を具備する。レンズ840の下方のレンズ840の焦点には、デジタルホ トマルチプライアーチューブ852の検出エレメント850がある。 図14Aに示されるように、サンプルチューブホルダー10は、第１のセクション8 10と第２のセクション820との間に位置し、サンプルチューブホルダー10内に保 持されるサンプルチューブ23は、鏡830とレンズ840との間にある。次いで、鏡83 0は、図14Bに示される化学発光の読み取りのための位置に下降する。ここで、サ ンプルチューブ23は、鏡830とレンズ840との間に位置し、鏡830が、サンプルチ ューブ23からの化学発光の光を、レンズ840内に反射する。鏡830が放物面鏡830 である場合、サンプルチューブ23は、放物面鏡830の焦点内に位置する。サンプ ルチューブ23内のサンプルから放射される光子は、鏡830によって、レンズ840内 に反射され、そしてデジタルホトマルチプライアーチューブ852の検出エレメン ト850に集められる。このことにより、光子をカウントすることが可能になる。 キャリッジ800が図14Bに示される位置にある場合、第１および第２のセクション 810および820は、外部の光(隣接するサンプルチューブ23からの光を含む)を排除 するように密接にフィットされるので、得られる読み取り値は、独占的に、読み 取られるサンプルチューブから放射された光からなる。 光子数を得るための選択された時間が経過した後、鏡830は、図14Aに示される 位置に引っ込められる。光子をカウントするために選択される時間の長さは、要 求される感度、使用される特定の酵素および基質、ならびに選択される測定方法 を含む、多くのファクターに依存する。代表的には、化学発光反応の輝度は、プ ラトー領域に達するまで、存在する酵素の量に比例する割合で、線形的に増加す る。線形的増加の最初の期間の間の輝度の増加率は、サンプルチューブ23の定期 的な読み取りを行うことによって決定され得る。これらの測定値から計算され得 る輝度の増加率は、「動的読み取り(dynamic readings)」として公知であり、所 定の時間の経過後に行われる１点測定よりも正確な化学発光の尺度を提供する。 次いで、サンプルチューブホルダー10内に保持される次のサンプルチューブ23 は、第１のセクション810と第２のセクション820との間を移動し、そして光子を 読み取るプロセスが、そのサンプルチューブ23について繰り返される。この手順 は、サンプルチューブホルダー10内に保持されるそれぞれのサンプルチューブ23 について繰り返される。 サンプルチューブ読み取り器(示さず)の好ましい実施態様は、12個のサンプル チューブホルダー10まで保持するカルーセル分配デバイス(carousel dispensing device)を利用する。サンプルチューブホルダー10は、光子カウントのために、 連続してキャリッジ800内に置かれ、それによってそれぞれのサンプルチューブ2 3についての多重読み取りがなされ得る。代表的には、光子カウントのためには 、それぞれのサンプルチューブ23について５秒が必要である。 図25は、サンプルチューブ23における蛍光法によって、物質の存在または不在 を検出するための別の好ましい手段を示す概略図である。サンプルチューブ23の 断片的なセクションは、サンプルチューブホルダー10のバックグランドに対して 示されている。細長い鏡180は、サンプルチューブ23によって囲まれた空間内に 移動する手段(示さず)を有し、そしてサンプルチューブ23に関して、サンプルチ ューブ23が鏡180とレンズ186との間に配置されるように、鏡自身を位置させる手 段(示さず)を有する。好ましくは、鏡180は、放物線の湾曲を有する。鏡180は、 放物面鏡の場合、放物線の焦点内にサンプルチューブ23を置くように、移動する 。サンプルチューブ23内に存在し得る蛍光物質は、光源181からの誘導光184、好 ましくはレーザをサンプルチューブ23に放射することによって検出され得る。サ ンプルチューブ23の周りの放射状の線「Ｌ」により示される蛍光エミッションは 、鏡180により平行化した様式185でレンズ186に反射される。レンズ186は、光18 4を検出エレメント183に集め、検出エレメントで測定が行われる。 多くの検出スキームが本発明の装置および方法を使用して可能であることが理 解される。例えば、レーザ181を用いずに、図25に示される配置の改変は、使用 され、シンチレーションエミッションまたは化学発光を測定するか、あるいはサ ンプルチューブ23内の溶液による特定の波長の光吸収量を測定し得る。 本発明のサンプルチューブ内でPCR増幅後の標的DNA分子を化学発光的に検出す るの別の例は、ここに記載する。この場合、プライマーは、PCR増幅の間に二本 鎖DNAに取り込まれる。DNAプライマーは、ビオチン、ジゴキシゲニン、または別 の標識で5'標識される。二本鎖DNAは変性されて一本鎖のDNAが得られる。次いで 、一本鎖のDNAが、増幅された生成物の配列の内部に相補的な配列を有するハイ ブリダイゼーションプローブを使用して捕獲され得る。 温度サイクル、およびサンプルチューブの内面へのアンプリマーの接着後、サ ンプルチューブホルダー内に貯蔵される２つの溶液は、連続して使用される。ま ず、全ての結合していない分子は、アルカリホスファターゼを含む溶液によって 、サンプルチューブから洗い流される。このアルカリホスファターゼは、ビオチ ン化プライマーが使用された場合には、ストレプトアビジンに、またはプライマ ーがジゴキシゲニンで標識された場合には、抗ジゴキシゲニン抗体に結合された 。もちろん、検出酵素が、他の手段、例えば、種々のエピトープ分子で標識した プライマーとの酵素−抗体結合体を使用して、またはDNAまたはRNA分子の相補的 なペアを使用することによってアンプリマーに接着され得ることは、当業者に理 解される。次に、結合していない酵素は、ジオキセタンまたは別の化学発光性基 質を含む溶液を使用して洗い流され、そしてこの基質と表面に結合した酵素との 触媒的相互作用によって生成する化学発光の読み取りが行われる。読み取りが行 われた後、サンプルチューブホルダーは、サンプルチューブを開けることなくま たは環境に増幅されたDNA生成物を曝すことなく処分される。 別の例として、本発明のサンプルチューブ内でのPCR増幅後のDNA標的分子の蛍 光検出もまた、本発明の装置を使用して用いられ得る。この場合、蛍光タグ(tag )または稀土類キレート基で標識されたプライマーが、PCR増幅の間に二本鎖DNA に取り込まれる。二本鎖DNAが変性されて、一本鎖のDNAが得られる。次いで、一 本鎖のDNAが、増幅された生成物の配列の内部に相補的な配列を有するDNAプロー ブを使用して捕獲され得る。 温度サイクル後、増幅されたDNAはガラスに結合したプローブによって捕獲さ れる。このプローブにハイブリダイズする、増幅されたこれら生成物のみが検出 される。キレート基が使用される場合には、Eu+++またはSm+++を含み得る洗浄溶 液は、サンプルチューブホルダー内の１つの試薬チャンバに貯蔵されており、こ れは、次いで、蛍光によって、または時分割(time-resolved)蛍光法によってア ンプリマーを定量する前に、全ての結合していない分子を、サンプルチューブホ ルダー内の真空排気チャンバ中に洗い流すために使用される。 さらなる例として、本発明のサンプルチューブ内でPCR増幅後にDNA標的分子を 検出するための³²Ｐ標識もまた、本発明の装置を使用して用いられ得る。この場 合、PCRは、PCR増幅の間に二本鎖DNAに取り込まれる³²Ｐ dNTP、例えば、α³²Ｐ チミジン5'三リン酸を使用して実行される。温度サイクル後、³²Ｐを取り込だ増 幅したDNAはプローブにハイブリダイズされる。このプローブにハイブリダイズ するこれら増幅した生成物のみが検出される。次いで、サンプルチューブホルダ ー内のチャンバ中に貯蔵されたシンチレーション液が使用され、全ての結合して いない分子を洗い流し、そしてサンプルチューブ内の捕獲された生成物を検出す る。定量光子カウンターを使用して、それぞれのチューブについて読み取りが行 われる。次いで、増幅された生成物が、標準曲線を参照して定量され得る。読み 取りが行われた後、サンプルチューブホルダーは、サンプルチューブを開けるこ となくまたは環境に増幅されたDNA生成物を曝すことなく処分される。 さらなる例として、モノクローナル抗体を使用する、本発明のサンプルチュー ブ内での標的分子の検出もまた、本発明の装置を使用して用いられ得る。この場 合、測定すべき物質を認識するモノクローナル抗体は、サンプルチューブがサン プルチューブホルダー内で組み立てられる前に、まず、サンプルチューブの内面 に化学的に接着される。未知の量の標的分子を含むサンプル溶液は、サンプルチ ューブホルダー内に保持されるサンプルチューブを通過させられる。その後、サ ンプルチューブホルダーは読み取り器内で処理される。この読み取り器は、結合 していない分子を洗い流し、そして結合した標的分子と検出試薬、例えば、標的 物を認識する２次抗体に結合したアルカリホスファターゼとを反応させる。次い で、結合していない酵素は、基質を含む溶液によって洗い流され、そしてチュー ブは密封されて読み取られる。 サンプルチューブの内面への標的分子の接着後、サンプルチューブホルダー内 のチャンバ中に貯蔵された１つまたは２つの溶液は、使用されるべき検出方法に 依存して、連続して使用され得る。DNAまたはRNA以外の結合した標的分子を含む サンプルチューブは、PCR反応後にサンプルを処理するために使用される同じ器 具類(instrumentation)において自動的に処理され得る。病原性生物体の存在を 検出するためのこの方法は、好ましくあり得る。なぜなら、サンプルチューブを 開けることも、チューブの内容物を環境に曝すこともなく、定量が成されるから である。定量後、感染因子を含み得るサンプルチューブホルダーおよび密封され たサンプルチューブは、安全に廃棄され得る。 図15は、多数のサンプルチューブ423を含み得るサンプルチューブホルダー400 の別の実施態様を示す。サンプルチューブ423は、サンプルチューブホルダー400 のフレーム部材410の幅にわたり、そして密封状態でフレーム部材410と結合され ている。サンプルチューブ423の端部428、429は、内部配管444(図15において破 線で示される)によって、サンプルチューブホルダー400内に形成された第１、第 ２、および第３のポート421、422、および424に接続されている。第１および第 ２のポート421および422は、サンプルチューブ423と大気との間の接続通路を提 供する。一方、第３のポート424は、サンプルチューブ423と中空ブロック430の 真空排気空間450との間の接続通路を提供する。 図17は、図15の線17−17に沿った断面図である。図17は、サンプルチューブ42 3とポート421、422との間の内部接続を示す。エラストマー性チューブホルダー4 39は、サンプルチューブ423とフレーム部材410との間を密封する手段を提供する 。 各ポート421、422、424の面は、保持スプリングクリップ432によりポート面に 押しつけられるエラストマー性パッド431、441、425によって密封されている。 スプリングクリップ432は、好ましくは、その外周に沿って鋭いエッジを有して 形成される。このエッジは、スプリングクリップ432がポート421、422および424 に押し込まれるのを可能にする。そのエッジがポート421、422および424の壁に 埋まり、このことによって、スプリングクリップ432がポート421、422および424 から出てくるのを防ぐ。スプリングクリップ432の中央部分は、好ましくは、ス プリングクリップ432の中心の穴に向かってテーパ状である。このテーパは、針 が密封パッド431、441、425に侵入する前には、密封パッド431、441、425の中心 と一直線をなし得ない針(示さず)をスプリングクリップ432が導く手段を提供す る。 図15および16に示すように、中空真空排気ブロック430は、円筒状ウェル427と 協同するスタッド443によって、フレーム部材410にスライド式に係合される。ス タッド443は、フレーム部材410に対面する真空排気ブロック430の側部から突き 出る。円筒状ウェル427は、真空排気ブロック430に対面するフレーム部材410の 側部に形成され、そしてポート422の反対側に位置する。円筒状ウェル427は、真 空排気ブロック430がフレーム部材410に対して押しつけられた場合、真空排気ブ ロック430のスタッド443を受けとめるように形成される。 スタッド443は、その中にその中心軸に沿って、図16に示されるような中空針4 26を有する。中空針426は、真空排気ブロック430の内壁428に点445で侵入するこ とによって、真空排気ブロック430の内部空間450と連通する。中空針426の先端4 57は、内部空間450からの真空の喪失を防ぐエラストマー性シール456によって覆 われる。 ブロック430とフレーム410との間への圧縮力の印加は、スタッド443をウェル4 27内に押し込む。スタッド443は、シール456の上部外面がパッド425と接触する まで、ウェル427中を移動し得る。スタッド443によるさらなる移動は、針の先端 457がシール456を突き通しそしてパッド425中に侵入することを引き起こす。ス タッド443によるさらなる移動は、このとき密封されていない中空針の先端457が パッド425を完全に貫通することを引き起こし、このことによって、流体がサン プルチューブ423とブロック430内の真空排気空間450との間を移動する手段を提 供する。 環状の空間458が、それぞれのスタッド443の端部に形成されて、スタッド443 がパッド425中に最大限に押し込まれた後に突き通されたシール456が存在するた めの場所を提供する。中空ブロック430は、一方の端部をエラストマー性密封ニ ップル442で密封される。このエラストマー性密封ニップルは、ポート421および 422がスプリングクリップ432によって密封されるのと同一の方法で、スプリング クリップ(示さず)によって保持される。密封ニップル442は、ブロック430が真空 排気された後に大気圧が中心部分をスプリングクリップのレベルより下に押し下 げるように形成される。真空の喪失は、エラストマーの弾性が、部分的に真空排 気された空間450と大気との間の部分的な圧力差を克服するのを可能にし、ニッ プル442を中間の新たな形態に「突然変化」させ、このことによってブロック430 内の真空の喪失を検出するための手段を提供する。 図18は、図15の線17-17に沿った断面図であり、本発明の好ましい実施態様で あるポート422とサンプルチューブ423との間の配管の直径の変形を示す。示され た実施態様は、濾過エレメント435を具備し、分析するサンプル溶液から成分を 添加または除去する。例えば、界面活性剤除去ビーズは、チャンバの１つに温度 サイクルが形成される前に、組織由来のサンプルから選択的に界面活性剤を吸着 するために組み込まれ得る。追加ポートの供給または一方向バルブの使用を包含 し得、それぞれが異なる利益を提供し得る、配管直径の変形体が可能であること 、およびこのような変形体が本発明の範囲内にあることは理解される。従って、 図18に示される実施態様は、使用し得る配管の配置のタイプを全く制限しない。 サンプルがサンプルチューブ423内に注入される前に、シリンジ手段(示さず) がポート422のシール431を貫通し、そしてサンプルチューブ423を真空排気する 。次いで、サンプルが、ポート421を通ってサンプルチューブ423内に注入され、 続いて、ポート421とその接続路433との間の配管419から、ポート422とサンプル チューブ423との間の配管に、サンプルを完全に押し込むのに十分な容量の空気 が注入される。次いで、ポート422からのサンプルは、気体または液体あるいは 両方の組み合わせの注入によって、サンプルチューブ423内に完全に押し込まれ る。第１のチャンバ434を満たすように計算された最終容量のバリアー液が、ポ ート422から注入される。第１のチャンバの容量は、第２のチャンバ436の容量よ りも大きい。 温度サイクルまたは別の処置が実行された後、シリンジ手段(示さず)は、ポー ト422のシールを貫通し、そして第１のチャンバ434から十分なバリアー液を引き 込み、サンプルチューブ423内のサンプル全体を、試薬または試薬を接着された ビーズ435への曝露のために第２のチャンバ436に吸い込ませ得る。インキュベー ション後、サンプル混合物は、さらなる温度サイクルのため、または他の処置の ために、バリアー液を注入し戻す(injecting back)ことによって、サンプルチュ ーブ423に戻され得る。あるいは、真空排気ブロック430は、フレーム410に対し て圧縮されサンプルチューブ423の真空排気を引き起こし得る。図面は、例示の 目的で提供されるのであって、一定の比率で縮尺して描かれてはいないことに注 意すべきである。使用される配管チャンバの容量は、実際には、代表的には、２ から20マイクロリッターまで変化する。 図19A〜Cは、本発明の分子分析器の任意の実施態様に使用され得る、チューブ 端部シール95とサンプルを含むサンプルチューブ23との１つの実施態様の断面図 である。サンプルチューブ23は、毛細管チューブであり得る。この実施態様にお いて、チューブ端部シール95の内部キャビティ96は、第１の部分96Aおよび第２ の部分96Bを具備する。内部キャビティ96の第１の部分96Aは、サンプルチューブ 23の端部に対してぴったりと密封してフィットする。内部キャビティ96の第２の 部分96Bは、中空針31が侵入するための空間を提供して、物質がサンプルチュー ブ23に注入されるかまたはサンプルチューブ23から除去され得る。 図19Bは、チューブ端部シール95内に挿入されたサンプルチューブ23の断面図 である。サンプルチューブ23は、内部キャビティ96の第１の部分96A内にフィッ トされる。チューブ端部シール95に、サンプルチューブ23の中心軸に対して直角 に侵入した中空針31は、サンプルチューブ23から物質を除去することが可能であ るか、またはサンプルチューブ23に物質を添加することが可能である。 図19Cは、チューブ端部シール95およびサンプルチューブ23の断面図であり、 サンプルチューブ23の中心軸に沿ってチューブ端部シール95に侵入し、そしてサ ンプルチューブ23から物質を除去することが可能であるか、またはサンプルチュ ーブ23に物質を添加することが可能である中空針31を示す。 図20は、エラストマー性端部シール581によって密封された、12個のサンプル チューブ523を具備するサンプルチューブホルダー500およびスパンフレーム530 の別の実施態様である。フレーム530は、フレーム530にエラストマー性端部シー ル581を保持する２つのドア529を具備し得る。図20は、フレーム530の左側の１ つのこのようなドア529を示す。フレーム530の右側のドア529は、図20には示さ れていないので、端部シール581は示され得ない。真空排気廃棄チャンバ(evacua ted waste chamber)508および試薬チャンバ509は、サンプルチューブホルダー50 0のフレーム530に、それぞれ左側および右側で繋げられている。真空排気廃棄50 8および試薬チャンバ509は、図15に関して記載されている方法と同様な方法でフ レーム部材530とスライド可能に係合可能である。 図21は、図20の線21-21にほぼ沿った断面図であり、真空排気廃棄コンパート メント508、針531、チューブ端部シール581、サンプルチューブ523、および試薬 チャンバ509の間の内部の連通を示す。フレーム部材530は、その中に形成された １またはそれ以上の破壊可能に密封されたサンプルローディングポート546を具 備し得る。このポートは、サンプルチューブ523中への物質の、例えば、図19Bに 示されるように、シリンジおよび針を使用することによる、導入を可能にする針 ガイドとして役立ち得る。代表的には、フレーム部材530に具備された、存在す るサンプルチューブ523と同数のホール546がある。ホール546は、試薬チャンバ5 09に隣接する、フレーム部材530の一方の側のみに具備される。 試薬チャンバ509は、試薬ローディングポート542を具備し、これは、破壊可能 シール543を具備する。代表的には、試薬チャンバ509に具備された、存在するサ ンプルチューブ523と同数の試薬ローディングポート542がある。試薬ローディン グポート542は、所望の分析を実行するのに必要な試薬を連続してロードするた めの、空間544および続くサンプルチューブ523へのアクセスを提供する。 試薬チャンバ509、フレーム部材530、および真空排気廃棄コンパートメント50 8の間の協同的相互作用は、本発明の他の実施態様に関して記載されたように、 確立され、そして空間544に存在する溶液が、サンプルチューブ523を通って真空 排気廃棄チャンバ空間545へ流れる手段を有するための流体の結合を提供する。 図22Aおよび22Bの部分図に示されるように、本発明のサンプルチューブホルダ ー600の別の実施態様は、多数のサンプルチューブ623を具備し得る。サンプルチ ューブホルダー600は、２つのエラストマー性部材610および620を具備する。こ れは、図22Cに示すように、共に、それらの間に保持される１つまたはそれ以上 のサンプルチューブ623の両端を密封する。図22Bに示されるように、サンプルチ ューブホルダー600内に形成される内部キャビティ696は、サンプルチューブ623 の貫通の程度を制限する環状リング619を具備し、図19A〜Cに示されるキャビテ ィ96と同様な、サンプルチューブ623の背後にあるキャビティ696の第２の部分69 6Bを提供し得る。第２の部分696Bおよびキャビティ696は、図19Bおよび19Cに示 されるように、中空針31によるサンプルチューブ623へのアクセスを提供するこ とにおいて有用である。 ホール625は、サンプルチューブ623を受けとめるために、エラストマー性部材 610に具備される。スリット626もまた、エラストマー性部材内で、ホール625の 上下に、ホール625の直径上に180°離れて形成され得る。スリット626は、この ようなサンプルチューブ623が、スリット626によって到達する深さを超えて挿入 されない場合に、外部空気とエラストマー性部材610に保持されるサンプルチュ ーブ623の内部との間の連通を可能にする。この方法において、１群のサンプル チューブ623は、毛細管作用によって同時に、液体テストサンプルで満たされ得 る。 サンプルチューブ623が満たされた後、第２のエラストマー性部材620は、満た されたサンプルチューブ623の端部を覆って置かれ得、そして両方のエラストマ ー性部材610および620は、図22Cに示すように、共に押し込まれて、満たされた サンプルチューブ623の両端部を密封し得る。この形態はまた、後の時点での、 サンプルチューブ623の内容物への容易なアクセスを可能にする。 図23は、多数のサンプルチューブ723を保持するサンプルチューブホルダー700 の別の実施態様を示す。この実施態様において、サンプルチューブ723は、サン プルチューブホルダー700のフレーム部材705内で、エラストマー性チューブホル ダー729によって、図6Aおよび6Bに示されるものと同様な方法で、密封される。 フレーム部材705は、エラストマー性チューブホルダー729を保護するためのドア 783を具備し得る。ドア783は、ドア783が開くことを可能にするヒンジ721によっ て、フレーム部材705に取り付けられる。フレーム部材705の左側に位置するドア 783は、図23に開いた位置で示される。ホール787、788は、ドア783に、またはフ レーム部材705の側部に形成されて、試薬またはサンプル溶液を、サンプルチュ ーブ623に添加するかまたはサンプルチューブ623から除去するための針(示さず) を導き得る。 図26は、共に協同して、自動化PCR分析を提供する本発明の完全な装置の１つ の実施態様を提供し得る、コンポーネントデバイスの配置を示す概略図である。 トラック機構270(これに沿ってロボットアーム(示さず)が移動し得る)は、ピペ ットチップ伸張ツール271および試薬フラスコ272へのアクセスを提供する。ツー ル271は、ロボットアームによって使用されて、ピペットチップまたはディスポ ーザブルマイクロシリンジ(示さず)を密封状態で係合し、そして処分する。コン ベアーベルト273は、ピペットチップまたはディスポーザブルマイクロシリンジ( 示さず)のトレイを、ロボットアームによる使用のために運び得るプラットフォ ーム274を輸送する手段を提供する。第２のコンベアーベルト275は、サンプルプ レート(示さず)に形成されるウェル中のサンプル溶液を運び得る、プラットフォ ーム276を輸送する。輸送機構277は、本発明に従うエラストマー性または硬質の チューブホルダー278に保持されるサンプルチューブ23の個々の群を移動させ、 このようなサンプルチューブ23を、ロボットアームによるアクセスのための位置 に移動させる手段を提供して、サンプルチューブ23がサンプルをロードされ得る 。 サンプルチューブ23の群は、ストレージ279に保持され得る。このストレージ からサンプルチューブの群は、輸送機構277に分配され得る。あるいは、サンプ ルチューブの連続ロールが、図9Aに示すように使用され得る。サンプルチューブ 23のロードは、シリンジポンプ機構または真空源に取り付けられた針手段280と の協同作用を包含し得る。サンプルチューブ23の個々の群が使用されている場合 、１つの群がロードされた後、輸送機構277によってラック281に輸送される。次 いで、サンプルチューブ23の第２の群は、ロボットアームによってロードされ、 そして続いて281に輸送される。ラックが、サンプルチューブ23の群で満たされ る場合、輸送機構277は、ロードされたラック281を温度制御器282に移動する。 これは、サンプルチューブ23を、温度サイクルの前に、図24に示されるような、 スタガ型(staggered)の形態に構成させる手段を提供する。 温度サイクルが完結した場合、サンプルチューブ23は、検出モジュール283に 輸送される。図１、７または９に示されるサンプルチューブホルダーのような、 検出試薬を有するサンプルチューブホルダーが使用される場合、検出モジュール 283は、これらの試薬をサンプルチューブ23に放出する手段を具備する。図15に 示されるサンプルチューブホルダーのようなサンプルチューブホルダーの実施態 様が使用される場合、検出モジュール283は、サンプルチューブ23の群を検出モ ジュール283に輸送する前に、試薬をサンプルチューブ23に導入するための針手 段および真空排気廃棄コンパートメントをサンプルチューブホルダーで圧縮する ための手段を具備する。検出モジュールは、反応生成物を、例えば、前記の任意 の検出手段を使用して検出するための手段を具備する。 従って、サンプル中の特定の分子または分子の特定の部分を検出し得、より低 い費用でかつより労力を必要とせず、周囲の研究室状態の汚染を避ける、高い能 力の分子分析器および使用方法が提供されることが理解される。上記は、本発明 の原理を単に例示したのみであること、および種々の改変が、当業者によって、 本発明の範囲および精神から逸脱することなくなされ得ることが理解される。上 記の実施態様は、制限よりむしろ例示を目的としており、そして本発明は、以下 の請求の範囲によってのみ制限される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９４０４７５８．６ (32)優先日 1994年３月11日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９４０５５６５．４ (32)優先日 1994年３月21日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９４１３６４１．３ (32)優先日 1994年７月６日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９４２１３７８．２ (32)優先日 1994年10月24日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 フィールズ， ロバート イー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94025, メンロ パーク，エディソン ウェイ− 3475，スイート ティー， エディソン テクノロジー パーク （番地なし）， アイティーアイ モレキュラー ダイアグ ノスティクス，インコーポレイテッド内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いに対向するように配置された複数の側面を備えた硬質のフレームを有す るサンプルチューブホルダーと、該フレームの該複数の側面の少なくとも１つの 側面の内側に含まれている少なくとも１つの内部チャンバと、少なくとも１つの サンプルチューブと、該少なくとも１つの内部チャンバおよび該少なくとも１つ のサンプルチューブの間の連絡を可能にする少なくとも１つの内部コンジットと 、を備えている分子分析器であって、 該サンプルチューブホルダーが、該硬質のフレームに取り付けられており、か つ該硬質のフレームと密着接続されて保持されている複数のエラストマー性部材 をさらに備えており、 該少なくとも１つのサンプルチューブが該複数のエラストマー性部材の間に密 封されて保持されており、 該少なくとも１つの内部チャンバには検出試薬が充填されており、 少なくとも１つのポートが該複数のエラストマー性部材の１つに設けられてお り、該少なくとも１つのポートは、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロ ードされるテストサンプルに対して密封可能にアクセスすることを可能にし、 真空排気チャンバが、該フレームの該複数の側面の中の別の１つの側面内に含 まれており、かつ該少なくとも１つのサンプルチューブと連絡がとられており、 かつ 該少なくとも１つの内部コンジットを閉塞させ、かつその閉塞を解除する手段 において、該少なくとも１つの内部コンジットが閉塞させられる時には、該少な くとも１つの内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチューブとの間に連絡 がとられないようにする一方、該少なくとも１つの内部コンジットの閉塞が解除 される時には、該少なくとも１つの内部チャンバと該少なくとも１つのサンプル チューブとの間に連絡がとられるようにし、それによって該検出試薬が、該少な くとも１つの内部コンジットおよび該少なくとも１つのサンプルチューブを通っ て流れて、該真空排気チャンバ内に流入することができる、 ことを特徴とする、分子分析器。 ２．閉塞させ、かつ閉塞を解除する前記手段が、複数の中実部分と複数のチャネ ル部分とが設けられたバルブコアロッドを備えている、請求項１に記載の分子分 析器。 ３．前記複数の内部チャンバのそれぞれには、化学発光によるポリメラーゼ連鎖 反応のＤＮＡ生成物の検出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求項１ に記載の分子分析器。 ４．前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体とジオキセタンとを含んでいる、 請求項３に記載の分子分析器。 ５．前記少なくとも１つのポートが、オリフィスと１対のリップとを備えており 、該オリフィスは前記テストサンプルで充填された充填手段を受け入れることが できる形状であり、かつ該１対のリップは、前記少なくとも１つのサンプルチュ ーブの背後の、前記複数のエラストマー性部材の前記１つに形成された少なくと も１つの内部キャビティと、大気との間を、該少なくとも１つの内部キャビティ が該テストサンプルで充填される以前に密封することを可能にする形状である、 請求項１に記載の分子分析器。 ６．前記少なくとも１つのサンプルチューブには、前記テストサンプルに存在す る少なくとも１つの標的分子を結合することが可能な複数の分子が供給されてお り、該複数の分子は該少なくとも１つのサンプルチューブの内側表面に付着され 、それによって該少なくとも１つの標的分子が該内側表面に結合される、請求項 １に記載の分子分析器。 ７．前記テストサンプルの温度を制御する手段をさらに備えている、請求項１に 記載の分子分析器。 ８．前記テストサンプルの温度を制御する前記手段が、 サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１つのサンプルチューブ ホルダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に第１の温度で空気 を再循環させる第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと 、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に第２の温度で高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられて いる、高温空気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に第３の温度で低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられて いる、低温空気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、分子分析器であって、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該 第２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメ ントおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメ ントと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパ ートメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、請求項７ に記載の分子分析器。 ９．前記第１の温度が、ＤＮＡポリメラーゼ活性に対して最適の温度である、請 求項８に記載の分子分析器。 １０．前記第２のドアが、該第２のドアの前記閉鎖位置から該第２のドアの前記 少なくとも１つの開放位置へと移動される時には、前記第１の温度をＤＮＡアニ ーリングに最適の温度にまで低下させる、請求項９に記載の分子分析器。 １１．前記サンプルコンパートメントには、前記第１の温度に維持された第１の 部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコン パートメントの該第２の部分との間を再循環する前記低温空気により前記第３の 温度に維持された第２の部分と、該サンプルコンパートメントを該第１の部分と 該第２の部分とに分割する熱伝導性材料からなり、前記少なくとも１つのサンプ ルチューブホルダーを保持するベースと、がさらに設けられており、前記検出試 薬が該第３の温度に維持されている、請求項８に記載の分子分析器。 １２．前記テストサンプル中に前記少なくとも１つの標的分子が存在または非存 在を検出する手段をさらに備えている、請求項１に記載の分子分析器。 １３．前記検出する手段が、前記テストサンプルの化学発光を測定する手段を備 えている、請求項１２に記載の分子分析器。 １４．前記検出する手段が、 前記少なくとも１つのサンプルチューブから出射される光子の量の第１のカウ ントを行うことができる読み取り器と、 上部および下部からなる可動台部であって、該上部はミラーからなり、かつ該 下部はレンズからなる、可動台部と、 前記サンプルチューブホルダーを、該可動台部の該上部と該下部との間で移動 させる手段であって、該少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれが、該可 動台部の該上部と該下部との間に順次位置づけられることによって、該少なくと も１つのサンプルチューブからの化学発光光を該ミラーが該レンズへと反射する ように、該ミラーと該レンズとの間に位置決めされるようにする手段と、を備え ている、分子分析器であって、 該少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれが、該可動台部の該上部と該 下部との間に位置決めされる時、該少なくとも１つのサンプルチューブに外部か らの光が到達することを防止できるように、該可動台部の該第１の部分が下方に 移動して該下部と接触する、請求項１３に記載の分子分析器。 １５．前記ミラーが焦点を有する１次曲面放物面鏡であり、かつ、前記可動台部 の前記上部と前記下部との間で前記サンプルチューブホルダーを移動させる前記 手段が、該放物面鏡の該焦点内で前記少なくとも１つのサンプルチューブのそれ ぞれが順次位置決めされるように、該少なくとも１つのサンプルチューブホルダ ーを移動させる、請求項１４に記載の分子分析器。 １６．前記検出する手段が、前記テストサンプルの蛍光発光を測定する手段を備 えている、請求項１２に記載の分子分析器。 １７．前記検出する手段が、 ミラーと、 前記少なくとも１つのサンプルチューブを照射する誘発光を供給する光源と、 該光を、該少なくとも１つのサンプルチューブに存在する蛍光発光の量を測定 する手段へと焦点合わせするレンズと、 前記サンプルチューブホルダーを該ミラーと該レンズとの間で移動させる手段 であって、該少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれが、該ミラーと該レ ンズとの間に順次位置づけられることによって、該少なくとも１つのサンプルチ ューブからの蛍光発光を該ミラーが該レンズへと反射するように、該ミラーと該 レンズとの間に位置決めされるようにする手段と、 該少なくとも１つのサンプルチューブに存在する該蛍光発光の量を読み取る手 段と、 を備えている、請求項１６に記載の分子分析器。 １８．前記ミラーが焦点を有する１次曲面放物面鏡であり、かつ、前記ミラーと 前記レンズとの間で前記サンプルチューブホルダーを移動させる前記手段が、該 放物面鏡の該焦点内で前記少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれが順次 位置決めされるように該少なくとも１つのサンプルチューブホルダーを移動させ る、請求項１７に記載の分子分析器。 １９．前記検出する手段が、前記テストサンプルのシンチレーション発光を測定 する手段を備えている、請求項１２に記載の分子分析器。 ２０．前記検出する手段が、前記テストサンプルの特定の波長における光吸収量 を測定する手段を備えている、請求項１２に記載の分子分析器。 ２１．互いに対向する２対の側面を有するフレームを有しており、かつ該フレー ムの該互いに対向する２対の側面のうち１対の側面のそれぞれの中に形成された 少なくとも１対の内部キャビティが設けられているサンプルチューブホルダーと 、該少なくとも１対の内部キャビティのそれぞれと連絡する内部キャビティを有 する少なくとも１つのサンプルチューブと、を備えている分子分析器であって、 該少なくとも１つのサンプルチューブは、該フレームの該互いに対向する２対 の側面のうち１対の側面の間に密封されて保持されており、 少なくとも１対のオリフィスのそれぞれが、該フレームの該互いに対向する２ 対の側面のうち１対の側面のそれぞれに設けられており、該少なくとも１対のオ リフィスは、該少なくとも１対の内部キャビティに密封可能にアクセスすること を可能にし、 該少なくとも１つのサンプルチューブにテストサンプルを充填する手段におい て、該テストサンプルは該少なくとも１対のオリフィスの一方にロードされ、か つ該少なくとも１つのサンプルチューブ内に流入し、かつ 少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブを通して流 す手段において、該少なくとも１つの検出試薬は、該少なくとも１対のオリフィ スの一方の中にロードされ、該少なくとも１つのサンプルチューブを通って流れ 、かつ該少なくとも１対のオリフィスの他方から除去される、 ことを特徴とする、分子分析器。 ２２．前記フレームがエラストマー性材料からなる、請求項２１に記載の分子分 析器。 ２３．前記少なくとも１対のオリフィスがさらに、前記少なくとも１対の内部キ ャビティと大気との間を、前記テストサンプルが前記少なくとも１つのサンプル チューブ内に充填される以前に密封することを可能にする形状である１対のリッ プを備えている、請求項２１に記載の分子分析器。 ２４．前記テストサンプルの温度を制御する手段をさらに備えている、請求項２ １に記載の分子分析器。 ２５．前記テストサンプル中に前記少なくとも１つの標的分子が存在または非存 在を検出する手段をさらに備えている、請求項２１に記載の分子分析器。 ２６．前記複数の検出試薬のそれぞれが、化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応 のＤＮＡ生成物の検出に用いるのに適している、請求項２１に記載の分子分析器 。 ２７ 前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体とジオキセタンとを含んでいる 、請求項２６に記載の分子分析器。 ２８．前記テストサンプルの温度を制御する前記手段が、 サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１つのサンプルチューブ ホルダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に第１の温度で空気 を再循環させる第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと 、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に第２の温度で高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられて いる、高温空気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に第３の温度で低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられて いる、低温空気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、分子分析器であって、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該第 ２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、請求項２ ４に記載の分子分析器。 ２９．前記サンプルコンパートメントには、前記第１の温度に維持された第１の 部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコン パートメントの該第２の部分との間を再循環する前記低温空気により前記第３の 温度に維持された第２の部分と、該サンプルコンパートメントを該第１の部分と 該第２の部分とに分割する熱伝導性材料からなり、前記少なくとも１つのサンプ ルチューブホルダーを保持するベースと、がさらに設けられており、前記検出試 薬が該第３の温度に維持されている、請求項２８に記載の分子分析器。 ３０．互いに対向するように配置された複数の凹部が設けられた硬質のフレーム からなるサンプルチューブホルダーと、少なくとも１つのサンプルチューブと、 を備えている分子分析器であって、 該複数の凹部が１対のエラストマー性ストリップを受け、 該少なくとも１つのサンプルチューブが該エラストマー性ストリップの間に密 封されて保持されており、該エラストマー性ストリップおよび該少なくとも１つ のサンプルチューブが該フレームから共に取り外し可能であり、 該複数のエラストマー性部材の１つの中に形成され、かつ該少なくとも１つの サンプルチューブホルダーのそれぞれの背後に位置決めされた少なくとも１つの 内部キャビティにおいて、該少なくとも１つの内部キャビティは該少なくとも１ つのサンプルチューブの内部キャビティと連絡しており、 少なくとも１対のオリフィスのそれぞれが、該１対のエラストマー性ストリッ プのそれぞれに設けられており、該少なくとも１対のオリフィスは、該少なくと も１対の内部キャビティに密封可能にアクセスすることを可能にし、 該少なくとも１つのサンプルチューブにテストサンプルを充填する手段におい て、該テストサンプルは該少なくとも１対のオリフィスの１つにロードされ、か つ該少なくとも１つのサンプルチューブ内に流入し、かつ 少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブを通して流 す手段において、該少なくとも１つの検出試薬は、該少なくとも１対のオリフィ スの１つの中にロードされ、該少なくとも１つのサンプルチューブを通って流れ 、かつ該少なくとも１対のオリフィスの該他方から除去される、 ことを特徴とする、分子分析器。 ３１．前記複数の検出試薬が、化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応のＤＮＡ生 成物の検出に用いるのに適している、請求項３０に記載の分子分析器。 ３２．前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体とジオキセタンとを含んでいる 、請求項３１に記載の分子分析器。 ３３．前記テストサンプルの温度を制御する手段をさらに備えている、請求項３ ０に記載の分子分析器。 ３４．前記テストサンプル中に前記少なくとも１つの標的分子が存在または非存 在を検出する手段をさらに備えている、請求項３０に記載の分子分析器。 ３５．前記テストサンプルの温度を制御する前記手段が、 サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１つのサンプルチューブ ホルダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に第１の温度で空気 を再循環させる第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと 、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に第２の温度で高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられて いる、高温空気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に第３の温度で低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられて いる、低温空気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、分子分析器であって 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該第 ２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、請求項３ ３に記載の分子分析器。 ３６．前記サンプルコンパートメントには、前記第１の温度に維持された第１の 部分と、第２の部分であって、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコン パートメントの該第２の部分との間を再循環する前記低温空気により前記第３の 温度に維持された第２の部分と、該サンプルコンパートメントを該第１の部分と 該第２の部分とに分割する熱伝導性材料からなり、前記少なくとも１つのサンプ ルチューブホルダーを保持するベースと、がさらに設けられており、前記検出試 薬が該第３の温度に維持されている、請求項３５に記載の分子分析器。 ３７．前記テストサンプルに含有される少なくとも１つの標的分子を検出する手 段をさらに備えている、請求項３０に記載の分子分析器。 ３８．硬質のフレームからなるサンプルチューブホルダーと、少なくとも１つの サンプルチューブと、を備えている分子分析器であって、 該サンプルチューブホルダーには、互いに対向するように配置された１対のエ ラストマー性ストリップがさらに設けられており、 該少なくとも１つのサンプルチューブが該エラストマー性ストリップの間に密 封されて保持されており、 検出試薬で充填された少なくとも１つの内部チャンバにおいて、該少なくとも １つの内部チャンバは該エラストマー性ストリップの１つの内側に含まれており 、 該エラストマー性ストリップの１つに設けられた少なくとも１つのポートにお いて、該少なくとも１つのポートは、該少なくとも１つのサンプルチューブ内に ロードされるテストサンプルに密封可能にアクセスすることを可能にし、 真空排気チャンバが、該エラストマー性ストリップのもう一方の中に位置決め されており、かつ 該少なくとも１つの内部チャンバと該真空排気チャンバとの間に通路を設ける 手段によって、該検出試薬が、該内部試薬チャンバから該少なくとも１つのサン プルチューブを通って流れて、そして該真空排気チャンバ内に流入する、 ことを特徴とする、分子分析器。 ３９．通路を設ける前記手段が、前記エラストマー性ストリップの１つに配置さ れており、かつ第１の位置と第２の位置との間を移動可能である第１の中空針、 および、該１対のエラストマー性ストリップの他方に配置されており、かつ第１ の位置と第２の位置との間を移動可能である第２の中空針を備えており、該２つ の針のそれぞれが側孔および端孔を有していることによって、該第１の中空針が 該第１の位置にあり、かつ該第２の針が該第１の位置にある時は、前記検出試薬 が、前記少なくとも１つの内部チャンバから前記サンプルチューブを通って前記 真空排気チャンバ内へと流れないように閉塞させられる一方で、該第１の中空針 が該第２の位置にあり、かつ該第２の中空針が該第１の位置にある時には、該検 出試薬が、該第１の中空針の該側孔、該第１の中空針、該サンプルチューブの該 端孔、該少なくとも１つのサンプルチューブ、該第２の中空針の該端孔および該 第２の中空針の該側孔を通って該少なくとも１つの内部チャンバ内を流れて、該 真空排気チャンバ内に流入する、請求項３８に記載の分子分析器。 ４０．前記複数の内部チャンバのそれぞれには、化学発光によるポリメラーゼ連 鎖反応のＤＮＡ生成物の検出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求項 ３８に記載の分子分析器。 ４１．前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体とジオキセタンとを含んでいる 、請求項４０に記載の分子分析器。 ４２．前記第１の中空針がさらに第３の位置に移動可能であり、かつ前記第２の 中空針もまたさらに第３の位置に移動可能であることによって、該第１の中空針 が該第３の位置にあり、かつ該第２の針が前記第２の位置にある時には、前記第 ２の内部試薬チャンバからの前記検出試薬が、該第２の内部試薬チャンバから、 該第１の中空針の前記端孔、該第１の中空針、該第１の中空針の前記側孔、前記 少なくとも１つのサンプルチューブ、該第２の中空針の前記端孔、該第２の中空 針および該第２の中空針の前記側孔を通って、前記真空排気チャンバ内に流入す る、請求項３８に記載の分子分析器。 ４３．前記テストサンプルの温度を制御する手段をさらに備えている、請求項３ ８に記載の分子分析器。 ４４．前記テストサンプルの温度を制御する前記手段が、 サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１つのサンプルチューブ ホルダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に空気を再循環させ る第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられている、高温空 気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられている、低温空 気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、分子分析器であって、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該第 ２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、請求項４ ３に記載の分子分析器。 ４５．前記サンプルコンパートメントには、第１の部分と、第２の部分であって 、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部分 との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コンパートメントの温度と同 温に維持された第２の部分と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも １つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、該サンプルコンパート メントを該第１の部分と該第２の部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、そ れによって前記検出試薬が該第３の温度に維持されている、請求項４４に記載の 分子分析器。 ４６．前記テストサンプル中に前記標的分子が存在または非存在を検出する手段 をさらに備えている、請求項３８に記載の分子分析器。 ４７．複数のサンプルチューブを有する分子分析器であって、 １対のエラストマー性部材が互いに対向するように配置されており、 該複数のサンプルチューブが該エラストマー性部材の間に密封されて保持され ており、 検出試薬が充填された少なくとも１つの内部チャンバにおいて、該少なくとも １つの内部チャンバは該エラストマー性部材の一方の内側に含まれており、 少なくとも１つの内部コンジットが、該少なくとも１つの内部チャンバと該少 なくとも１つのサンプルチューブとの間の連絡を可能にし、 該少なくとも１つのサンプルチューブのそれぞれの背後に形成された少なくと も１つの内部キャビティにおいて、該少なくとも１つの内部キャビティは、該少 なくとも１つのサンプルチューブの内部キャビティと連絡しており、 該エラストマー性部材の１つに設けられた少なくとも１つのポートにおいて、 該少なくとも１つのポートは、該少なくとも１つの内部キャビティ内にロードさ れるテストサンプルに対して密封可能にアクセスすることを可能にし、 真空排気チャンバが、該エラストマー性部材の別の１つの中に位置決めされて おり、かつ該少なくとも１つのサンプルチューブと連絡しており、 該少なくとも１つの内部コンジットを閉塞させ、かつその閉塞を解除する手段 において、該少なくとも１つの内部コンジットが閉塞される時には、該少なくと も１つの内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチューブとの間に連絡がと られないようにする一方、該少なくとも１つの内部コンジットの閉塞が解除され る時には、該少なくとも１つの内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチュ ーブとの間に連絡がとられるようにする、 ことを特徴とする、分子分析器。 ４８．閉塞させ、かつその閉塞を解除する前記手段が、前記エラストマー性部材 の１つの中に配置された第１の中空針と、該エラストマー性部材の他方の中に配 置された第２の中空針と、該エラストマー性部材の該１つの周囲に配置され、か つ第１の位置と第２の位置との間を移動可能である１対の第１のローラ、および 、該エラストマー性部材の該他方の周囲に配置され、かつ第１の位置と第２の位 置との間を移動可能である１対の第２のローラを含んでいるトランスポートフレ ームと、を備えており、それによって、該第１のローラが該第１のローラの該第 １の位置にあり、かつ該第２のローラが該第１の位置にある時には、該エラスト マー性部材の該１つが圧縮されず、前記少なくとも１つの内部コンジットが閉塞 される一方で、該第１のローラが該第１のローラの該第２の位置にあり、かつ該 第２のローラが該第２の位置にある時には、該エラストマー性部材が両方とも圧 縮され、該少なくとも１つの内部コンジットが閉塞されない、請求項４７に記載 の分子分析器。 ４９．前記複数の内部チャンバのそれぞれには、化学発光によるポリメラーゼ連 鎖反応のＤＮＡ生成物の検出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求項 ４７に記載の分子分析器。 ５０．前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体とジオキセタンとを含んでいる 、請求項４９に記載の分子分析器。 ５１．前記テストサンプルの温度を制御する手段をさらに備えている、請求項４ ７に記載の分子分析器。 ５２．前記テストサンプルの温度を制御する前記手段が、 サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１つのサンプルチューブ ホルダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に空気を再循環させ る第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられている、高温空 気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられている、低温空 気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、分子分析器であって、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該第 ２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、請求項５ １に記載の分子分析器。 ５３．前記サンプルコンパートメントには、第１の部分と、第２の部分であって 、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部分 との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コンパートメントの温度と同 温に維持された第２の部分と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも １つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、該サンプルコンパート メントを該第１の部分と該第２の部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、そ れによって前記検出試薬が該第３の温度に維持されている、請求項５２に記載の 分子分析器。 ５４．前記テストサンプル中に前記標的分子が存在または非存在を検出する手段 をさらに備えている、請求項４７に記載の分子分析器。 ５５．分子分析器用の熱制御器であって、 サンプルコンパートメントであって、少なくとも１つのサンプルチューブホル ダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に第１の温度で空気を再 循環させる第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に第２の温度で高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられて いる、高温空気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に第３の温度で低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられて いる、低温空気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、熱制御器であって、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該第 ２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、 ことを特徴とする、熱制御器。 ５６．前記第１の温度が、ＤＮＡポリメラーゼ活性に対して最適の温度である、 請求項５５に記載の熱制御器。 ５７．前記第２の温度が摂氏２００度に維持され、かつ前記第３の温度が摂氏０ 度に維持される、請求項５６に記載の熱制御器。 ５８．前記第１のドアが、該第１のドアの前記閉鎖位置から該第１のドアの前記 少なくとも１つの開放位置へと移動される時に、前記第１の温度をおよそ摂氏９ ６度にまで上昇させる、請求項５７に記載の熱制御器。 ５９．前記第２のドアが、該第２のドアの前記閉鎖位置から該第２のドアの前記 少なくとも１つの開放位置へと移動される時に、前記第１の温度をＤＮＡアニー リングに最適の温度にまで低下させる、請求項５６に記載の熱制御器。 ６０．前記サンプルコンパートメントには、第１の部分と、第２の部分であって 、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部分 との間を再循環する前記低温空気により前記第３の温度に維持された第２の部分 と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも１つのサンプルチューブホ ルダーを保持する前記手段が、該サンプルコンパートメントを該第１の部分と該 第２の部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、それによって該サンプルチュ ーブホルダーに含まれている少なくとも１つの検出試薬が該第３の温度に維持さ れている、請求項５５に記載の熱制御器。 ６１．互いに対向する２対の側面を有する硬質のフレームからなるサンプルチュ ーブホルダーと、該互いに対向する側面のうちの１対の間に保持されている少な くとも１つのサンプルチューブであって、該側面に形成された少なくとも１つの ウェルが設けられている、サンプルチューブと、該フレームの該互いに対向する 側面のうちの該１対の他方の側面内に形成され、背後に位置決めされ、かつ該少 なくとも１つのサンプルチューブの内部キャビティと連絡している、少なくとも １つの内部キャビティと、を備えている分子分析器であって、 該少なくとも１つのサンプルチューブが、該フレームの該互いに対向する複数 の対をなす側面の１対の間に密封されて保持されており、 少なくとも１つのサンプルポートが、該フレームの該互いに対向する複数の対 をなす側面の該１対の該他方の該側面内に設けられており、該少なくとも１つの サンプルポートは、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードされるテス トサンプルに対して密封可能にアクセスすることを可能にし、 少なくとも１つの試薬ポートが、該フレームの該互いに対向する複数の対をな す側面の該１対の該他方の該側面内に設けられており、該少なくとも１つの試薬 ポートは、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードされる少なくとも１ つの検出試薬に対して密封可能にアクセスすることを可能にし、 真空排気ブロックには、内側中空チャンバと、該少なくとも１つのウェルと係 合する少なくとも１つのスタッドと、が設けられており、それによって、該少な くとも１つのスタッドが該少なくとも１つのウェルにより受けられた時、該少な くとも１つの内部キャビティと該内側中空チャンバとの間に流体経路が設けられ る、 ことを特徴とする、分子分析器。 ６２．前記複数の検出試薬が、化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応のＤＮＡ生 成物の検出に用いるのに適している、請求項６１に記載の分子分析器。 ６３．前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体とジオキセタンとを含んでいる 、請求項６２に記載の分子分析器。 ６４．前記テストサンプルの温度を制御する手段をさらに備えている、請求項６ １に記載の分子分析器。 ６５．前記テストサンプルの温度を制御する前記手段が、 サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１つのサンプルチューブ ホルダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に空気を再循環させ る第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられている、高温空 気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられている、低温空 気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、分子分析器であって、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該第 ２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、請求項６ ４に記載の分子分析器。 ６６．前記サンプルコンパートメントには、第１の部分と、第２の部分であって 、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部分 との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コンパートメントの温度と同 温に維持された第２の部分と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも １ つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、該サンプルコンパートメ ントを該第１の部分と該第２の部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、それ によって前記検出試薬が前記第３の温度に維持されている、請求項６５に記載の 分子分析器。 ６７．前記テストサンプル中に前記標的分子が存在または非存在を検出する手段 をさらに備えている、請求項６１に記載の分子分析器。 ６８．前記真空排気ブロックが、該真空排気ブロックの真空喪失を検出する手段 をさらに備えている、請求項６１に記載の分子分析器。 ６９．互いに対向する２対の側面を有する硬質のフレームからなるサンプルチュ ーブホルダーと、該互いに対向する側面のうちの１対の間に保持された少なくと も１つのサンプルチューブと、を備えている分子分析器であって、 該少なくとも１つのサンプルチューブが、該フレームの該互いに対向する側面 のうちの該１対の間に密封されて保持されており、 内部キャビティを有し、かつ該互いに対向する複数の対をなす側面のうちの一 方の側面とスライド可能に係合することができる試薬チャンバにおいて、該試薬 チャンバには、該試薬チャンバ内にロードされる少なくとも１つの試薬に密封可 能にアクセスすることを可能にする少なくとも１つの試薬ポートが設けられてお り、 真空排気チャンバが、内部キャビティを有し、かつ該互いに対向する複数の対 をなす側面のうちの１対の側面の他方の側面とスライド可能に係合することがで きることによって、 該試薬チャンバと該真空排気チャンバが該フレームと係合するときに、該試薬 チャンバの該内部キャビティと、該サンプルチューブと、該真空排気チャンバの 該内部キャビティとの間に流体通路が設けられる、 ことを特徴とする、分子分析器。 ７０．前記フレームが、該フレームに蝶番式に接続された少なくとも１つのドア をさらに備えており、該少なくとも１つのドアが、大気と、該フレームの前記互 いに対向する複数の対をなす側面の１対の間に密封されて保持されている前記少 なくとも１つのサンプルチューブの少なくとも１対の端部と、の間に障壁を設け る、請求項６９に記載の分子分析器。 ７１．前記複数の検出試薬が、化学発光によるポリメラーゼ連鎖反応のＤＮＡ生 成物の検出に用いるのに適している、請求項６９に記載の分子分析器。 ７２．前記試薬がアルカリホスファターゼ結合体とジオキセタンとを含んでいる 、請求項７１に記載の分子分析器。 ７３．前記テストサンプルの温度を制御する手段をさらに備えている、請求項６ ９に記載の分子分析器。 ７４．前記テストサンプルの温度を制御する前記手段が、 サンプルコンパートメントであって、前記少なくとも１つのサンプルチューブ ホルダーを保持する手段と、該サンプルコンパートメント内に空気を再循環させ る第１のファンとが設けられている、サンプルコンパートメントと、 高温空気コンパートメントであって、加熱エレメントと、該高温空気コンパー トメント内に高温空気を再循環させる第２のファンとが設けられている、高温空 気コンパートメントと、 低温空気コンパートメントであって、冷却エレメントと、該低温空気コンパー トメント内に低温空気を再循環させる第３のファンとが設けられている、低温空 気コンパートメントと、 該サンプルコンパートメントと該高温空気コンパートメントとの間に位置決め された第１のドアであって、該第１のドアの閉鎖位置と該第１のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第１のドアと、 該サンプルコンパートメントと該低温空気コンパートメントとの間に位置決め された第２のドアであって、該第２のドアの閉鎖位置と該第２のドアの少なくと も１つの開放位置との間で移動可能である、第２のドアと、 を備えている、分子分析器であって、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメントと該高温空気コ ンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、該サンプルコンパートメント と該低温空気コンパートメントとの間でも空気が循環せず、 該第１のドアが該第１のドアの該少なくとも１つの開放位置にあり、かつ該第 ２のドアが該第２のドアの該閉鎖位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該高温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該高温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該低温空気コンパートメントとの間では空気が循環せず、かつ、 該第１のドアが該第１のドアの該閉鎖位置にあり、かつ該第２のドアが該第２ のドアの該少なくとも１つの開放位置にある時には、該サンプルコンパートメン トおよび該低温空気コンパートメントからの空気が、該サンプルコンパートメン トと該低温空気コンパートメントとの間で循環する一方で、該サンプルコンパー トメントと該高温空気コンパートメントとの間では空気が循環しない、請求項７ ３に記載の分子分析器。 ７５．前記サンプルコンパートメントには、第１の部分と、第２の部分であって 、前記低温空気コンパートメントと該サンプルコンパートメントの該第２の部分 との間を再循環する前記低温空気により該低温空気コンパートメントの温度と同 温に維持された第２の部分と、がさらに設けられており、かつ、前記少なくとも １つのサンプルチューブホルダーを保持する前記手段が、該サンプルコンパート メントを該第１の部分と該第２の部分とに分割する熱伝導性ベースからなり、そ れによって前記検出試薬が該第３の温度に維持されている、請求項７４に記載の 分子分析器。 ７６．前記テストサンプル中に前記標的分子が存在または非存在を検出する手段 をさらに備えている、請求項６９に記載の分子分析器。 ７７．前記真空排気ブロックが、該真空排気ブロックの真空喪失を検出する手段 をさらに備えている、請求項６９に記載の分子分析器。 ７８．テストサンプル中に標的分子が存在または非存在を検出する方法であって 、互いに対向するように配置された複数の側面を有する硬質のフレームを備えて いるサンプルチューブホルダーに保持されている少なくとも１つのサンプルチュ ーブ内にテストサンプルをロードするステップを含む方法において、 該硬質のフレームに取り付けられており、かつ該硬質のフレームと密着接続さ れて保持されている、互いに対向するように配置された複数のエラストマー性部 材に該サンプルチューブを密閉して保持し、該フレームの該複数の側面の一方に は、該側面内に含まれている少なくとも１つの検出試薬が供給されており、かつ 該フレームの該複数の側面の他方には、該側面内に含まれている真空排気チャン バが設けられており、 該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内側表面に特異的に結合 され、かつ該テストサンプルにおけるその他の分子が結合されないように、該テ ストサンプルの温度を制御し、 該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チャンバに流入するように、 該少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブに通して流 し、該真空排気チャンバ内に流入させる手段を設け、かつ 該標的分子の量を測定する手段を設ける、 ことを特徴とする、方法。 ７９．テストサンプル中に標的分子が存在または非存在を検出する方法であって 、互いに対向するように配置された凹部を有する硬質のフレームを備えているサ ンプルチューブホルダーに保持されている少なくとも１つのサンプルチューブ内 にテストサンプルをロードするステップを含む方法において、 該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチューブホルダーに密閉し て保持し、該凹部は、該少なくとも１つのサンプルチューブの背後に位置決めさ れた少なくとも１つの内部キャビティが設けられている１対のエラストマー性部 材を受け、 該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内側表面に特異的に結合 され、かつ該テストサンプルにおけるその他の分子が結合されないように、該テ ストサンプルの温度を制御し、 該結合されていない分子が該少なくとも１つのサンプルチューブを通して洗浄 され、かつ該少なくとも１つの内部キャビティ内に流入するように、該少なくと も１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードし、かつ 該標的分子の量を測定する手段を設ける、 ことを特徴とする、方法。 ８０．テストサンプル中に標的分子が存在または非存在を検出する方法であって 、テストサンプルを少なくとも１つのサンプルチューブ内にロードするステップ を含む方法において、 互いに対向するように配置された複数のエラストマー性部材の間に該少なくと も１つのサンプルチューブを密閉して保持し、該複数のエラストマー性部材の一 方には、該部材内に含まれている少なくとも１つの検出試薬が供給されており、 かつ該複数のエラストマー性部材の他方には、該部材内に含まれている真空排気 チャンバが設けられており、 該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内側表面に特異的に結合 され、かつ該テストサンプルにおけるその他の分子が結合されないように、該テ ストサンプルの温度を制御し、 該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チャンバに流入するように、 該少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブに通して流 し、該真空排気チャンバ内に流入させる手段を設け、かつ 該標的分子の量を測定する手段を設ける、 ことを特徴とする、方法。 ８１．テストサンプル中に標的分子が存在または非存在を検出する方法であって 、硬質のフレームを備えているサンプルチューブホルダーに保持されている少な くとも１つのサンプルチューブ内にテストサンプルをロードするステップを含む 方法において、 該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチューブホルダーに密閉し て保持し、該サンプルチューブホルダーには、該フレームに取り付けられており 、かつ該フレームと密着接続されて保持されている、互いに対向するように配置 された複数のエラストマー性部材が設けられており、該複数のエラストマー性部 材の一方には、該部材内に含まれている少なくとも１つの検出試薬が供給されて おり、かつ該複数のエラストマー性部材の他方には、該部材内に含まれている真 空排気チャンバが設けられており、 該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内側表面に特異的に結合 され、かつ該テストサンプルにおけるその他の分子が結合されないように、該テ ストサンプルの温度を制御し、 該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チャンバに流入するように、 該少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチューブに通して流 し、該真空排気チャンバ内に流入させる手段を設け、かつ 該標的分子の量を測定する手段を設ける、 ことを特徴とする、方法。 ８２．テストサンプル中に標的分子が存在または非存在を検出する方法であって 、互いに対向するように配置された２対の側面であって、該互いに対向する複数 の対をなす側面のうちの１対の側面中の一方には、該側面に形成された少なくと も１つのウェルが設けられている、２対の側面を有する硬質のフレームを備えて いるサンプルチューブホルダーに保持されている少なくとも１つのサンプルチュ ーブ内にテストサンプルをロードするステップを含む方法において、 該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチューブホルダーに密閉し て保持し、 該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内側表面に特異的に結合 され、かつ該テストサンプルにおけるその他の分子が結合されないように、該テ ストサンプルの温度を制御し、 少なくとも１つの検出試薬を、該フレームの該互いに対向する複数の対をなす 側面のうちの該１対の側面中の他方の側面にロードし、 内側中空チャンバと、該少なくとも１つのウェルを係合させる少なくとも１つ のスタッドと、が設けられている真空排気ブロックを係合させることによって、 該少なくとも１つのスタッドが該少なくとも１つのウェルにより受けられる時に 、流体経路が提供され、それによって、該結合されていない分子が洗浄されて該 真空排気チャンバ内に入るように、該少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも １つのサンプルチューブに通して流し、該内側中空チャンバ内に流入させ、かつ 該標的分子の量を測定する手段を設ける、 ことを特徴とする、方法。 ８３．テストサンプル中に標的分子が存在または非存在を検出する方法であって 、対向する２対の側面を有する硬質のフレームを備えているサンプルチューブホ ルダーに保持されている少なくとも１つのサンプルチューブ内にテストサンプル をロードするステップを含む方法において、 該少なくとも１つのサンプルチューブを該サンプルチューブホルダーに密閉し て保持し、 該標的分子が該少なくとも１つのサンプルチューブの内側表面に特異的に結合 され、かつ該テストサンプルにおけるその他の分子が結合されないように、該テ ストサンプルの温度を制御し、 内部キャビティを有する試薬チャンバであって、少なくとも１つの検出試薬が 供給されている該試薬チャンバを、該複数の対をなす対向する側面のうちの側面 の一方に係合させ、 流体経路が設けられるように、内側中空チャンバが設けられている真空排気ブ ロックを該複数の対をなす対向する側面のうちの１対の側面の他方に係合させる ことによって、該結合されていない分子が洗浄されて該真空排気チャンバ内に流 入するように、該少なくとも１つの検出試薬を該少なくとも１つのサンプルチュ ーブに通して流し、該真空排気チャンバの該内部キャビティ内に流入させ、かつ 該標的分子の量を測定する手段を設ける、 ことを特徴とする、方法。 ８４．テストサンプルの温度を制御する方法であって、 （ａ）熱制御器の、第１の温度に維持されているサンプルコンパートメント内 に少なくとも１つのサンプルチューブホルダーをロードするステップであって、 該熱制御器が高温空気コンパートメントと低温空気コンパートメントとをさらに 備えている、ステップと、 （ｂ）該サンプルコンパートメント内の該第１の温度が、該標的分子の変性す る第２の温度にまで急速に上昇するように、該高温空気コンパートメントと該サ ンプルコンパートメントとの間に位置決めされた第１のドアを開くステップと、 （ｃ）該テストサンプルの完全な変性を確実に行うのに十分な長さである第１ の時間のあいだ、該サンプルコンパートメント内で該少なくとも１つのサンプル チューブホルダーを該第２の温度に維持するステップと、 （ｄ）該標的分子がプライマー分子によりアニールされる第３の温度にまで該 サンプルコンパートメント内の該第２の温度が急速に低下するように、該低温空 気コンパートメントと該サンプルコンパートメントとの間に位置決めされた第２ のドアを開くステップと、 （ｅ）該テストサンプルの完全なアニーリングを確実に行うのに十分な長さで ある第２の時間のあいだ、該サンプルコンパートメント内で該少なくとも１つの サンプルチューブホルダーを該第３の温度に維持するステップと、 （ｆ）該サンプルコンパートメント内の該第３の温度が、最適なＤＮＡポリメ ラーゼ活性の発生する第４の温度にまで急速に上昇するように、該第１のドアを 開くステップと、 （ｇ）標的により増幅されたＤＮＡ分子を検出可能な量だけ発生するのに十分 な時間のあいだ該ステップ（ｂ）から該ステップ（ｆ）を反復するステップと、 を含んでいる方法。 ８５．テストサンプルの化学発光を測定する方法であって、 少なくとも１つのサンプルチューブをサンプル読み取りコンパートメント内に 移動させ、かつ該少なくとも１つのサンプルチューブをミラーとレンズとの間に 位置決めするステップであって、該少なくとも１つのサンプルチューブから出射 された光を該ミラーが該レンズへと反射するように、該少なくとも１つのサンプ ルチューブが該ミラーと該レンズとの間で位置決めされる、ステップと、 外部からの光が、該サンプル読み取りコンパートメントに入射することを防止 するステップと、 光子をカウントする手段を設けるステップと、 光子をカウントする該手段を用いて、該少なくとも１つのサンプルチューブか ら出射された光子の数の読み取りを行うステップと、 を含んでいる方法。 ８６．前記ミラーが焦点を有する１次曲面放物面鏡であり、かつ前記少なくとも １つのサンプルチューブを該ミラーと前記レンズとの間に位置決めする前記ステ ップが、該少なくとも１つのサンプルチューブを該放物面鏡の該焦点内に位置決 めするステップをさらに含んでいる、請求項８５に記載の方法。 ８７．複数である前記少なくとも１つのサンプルチューブを前記ミラーと前記レ ンズとの間に順次位置決めするステップをさらに含んでいる、請求項８５に記載 の方法。 ８８．テストサンプルの蛍光発光を測定する方法であって、 少なくとも１つのサンプルチューブをサンプル読み取りコンパートメント内に 移動させ、かつ該少なくとも１つのサンプルチューブをミラーとレンズとの間に 位置決めするステップであって、該少なくとも１つのサンプルチューブからの蛍 光発光を該ミラーが該レンズへと反射するように、該少なくとも１つのサンプル チューブが該ミラーと該レンズとの間で位置決めされる、ステップと、 該少なくとも１つのサンプルチューブを照射する光源から発せられた誘発光を 該サンプル読み取りコンパートメントに与えるステップと、 光子をカウントする手段を設けるステップと、 該誘発光が、光子をカウントする該手段に入射することを防止するステップと 、 外部からの光が、光子をカウントする該手段に入射することを防止するステッ プと、 該少なくとも１つのサンプルチューブからの蛍光発光の量の読み取りを行うス テップと、 を含んでいる方法。 ８９．前記ミラーが焦点を有する１次曲面放物面鏡であり、かつ前記少なくとも １つのサンプルチューブを該ミラーと前記レンズとの間に位置決めする前記ステ ップが、該少なくとも１つのサンプルチューブを該放物面鏡の該焦点内に位置決 めするステップをさらに含んでいる、請求項８８に記載の方法。 ９０．複数である前記少なくとも１つのサンプルチューブを前記ミラーと前記レ ンズとの間に順次位置決めするステップをさらに含んでいる、請求項８８に記載 の方法。 ９１．互いに対向するように配置された複数の側面を備えた硬質のフレームを有 するサンプルチューブホルダーと、該サンプルチューブホルダー内に含まれてい る少なくとも１つの内部チャンバと、少なくとも１つのサンプルチューブと、を 備えている分子分析器であって、 該サンプルチューブホルダーが、該フレームの該互いに対向する側面のそれぞ れに取り付けられており、かつ該側面と密着接続されて保持されている、互いに 対向するように配置された複数のエラストマー性部材をさらに備えており、 該少なくとも１つのサンプルチューブが該複数のエラストマー性部材の間に密 封されて保持されており、 該少なくとも１つの内部チャンバには検出試薬が充填されており、 少なくとも１つのポートが該複数のエラストマー性部材の１つに設けられてお り、該少なくとも１つのポートは、該少なくとも１つのサンプルチューブ内にロ ードされるテストサンプルに対して密封可能にアクセスすることを可能にし、 真空排気チャンバが、該サンプルチューブホルダー内に含まれており、かつ該 少なくとも１つのサンプルチューブと連絡されており、かつ 該少なくとも１つの内部コンジットを閉塞させ、かつその閉塞を解除する手段 において、該少なくとも１つの内部コンジットが閉塞される時には、該少なくと も１つの内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチューブとの間に連絡がと られないようにする一方、該少なくとも１つの内部コンジットの閉塞が解除され る時には、該少なくとも１つの内部チャンバと該少なくとも１つのサンプルチュ ーブとの間に連絡がとられるようにし、それによって該検出試薬が、該少なくと も１つの内部コンジットおよび該少なくとも１つのサンプルチューブを通って流 れ、該真空排気チャンバ内に流入することができる、 ことを特徴とする、分子分析器。 ９２．閉塞させ、かつ閉塞を解除する前記手段が、複数の中実部分と複数のチャ ネル部分とが設けられたバルブコアロッドを備えている、請求項９１に記載の分 子分析器。 ９３．前記複数の内部チャンバのそれぞれには、化学発光によるポリメラーゼ連 鎖反応のＤＮＡ生成物の検出に用いるのに適した試薬が充填されている、請求項 ９１に記載の分子分析器。 ９４．前記少なくとも１つの内部チャンバが、前記フレームの前記互いに対向す る複数の側面の１つの内側に位置決めされる、請求項９１に記載の分子分析器。 ９５．前記少なくとも１つの内部チャンバが、前記エラストマー性部材の前記互 いに対向する複数の側面の１つの内側に位置決めされる、請求項９１に記載の分 子分析器。 ９６．前記真空排気チャンバが、前記フレームの前記互いに対向する複数の側面 の１つ内側に位置決めされる、請求項９１に記載の分子分析器。 ９７．前記真空排気チャンバが、前記エラストマー性部材の前記互いに対向する 複数の側面の１つの内側に位置決めされる、請求項９１に記載の分子分析器。