JPWO2007029616A1 - 各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、およびその処理方法 - Google Patents

Abstract

各種物質が固定されまたは固定可能な複数の粒子状担体を、予め定めた位置や順序に配列することなく相互に識別可能とすることで、各種物質の予め定めた位置または順序の配列の手間を省いて処理の迅速化かつ容易化を図ることができる各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、およびその処理方法を提供することを目的とし、複数種類の化学物質が固定されまたは固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合と、複数個の該粒子状担体または複数組の該粒子状担体の集合を外部から測定可能であって略静止状態に保持する担体保持部とを有し、前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部への導入保持前に、相互に識別可能に標識化されるように構成する。

Description

本発明は、各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、およびその処理方法に関するものである。

従来、検査対象となる目的物質について多数の試薬や物質を用いた一連の反応処理を行う場合には、例えば、前記目的物質をビーズ等の微小担体に結合させて試験管に収容する。その後、該試験管に種々の試薬等を注入し、該担体を何らかの方法で分離し、該担体を別容器に移動し、さらに別の試薬等を注入したり、加熱等の処理を行ったりしていた。例えば、該担体が磁性体である場合には、磁場によって、試験管の内壁に吸着させることで分離を行っていた。

また、プレパラート等の平面状の担体に、例えば、種々のオリゴヌクレオチドを固定したものを用いて目的物質の検査を行う処理については、該担体自体を、標識化した目的物質が懸濁する懸濁液中に移動させたり、該担体自体に種々の試薬を分注したり、該担体自体を洗浄液中に移動させたり、発光の測定を行うために該担体を測定機の測定位置にまで移動させたりする一連の反応処理を行うことによって、前記目的物質の塩基配列構造を調べていた。

これらの処理を行うには、前記担体自体の分離、および担体自体の移送が必要であり、そのため処理が複雑かつ手間がかかるおそれがあるという問題点を有していた。特に、これらの担体自体を移送する場合については、人手で行う場合には使用者に大きな負担をかけ、またクロスコンタミネーションのおそれもあった。また、担体自体を機械によって移送する場合には大掛かりな装置が必要であった。また、非磁性担体の分離を行う場合には、担体の大きさや比重によって分離を行う必要があり、処理が複雑で手間がかかるという問題点を有していた。

一方、試験管または平面状担体を用いるのではなく、液体の通過が可能な液通過路が設けられたピペットチップ、該ピペットチップが装着されるノズル、前記ピペットチップの液通過路に磁場を及ぼす磁力装置と、該ピペットチップ内に流体を吸引し吐出させる吸引吐出機構を有するピペット装置を用いて反応処理を行うものがあった。この方法によると、表面に各種物質が保持された多数の磁性粒子が懸濁する懸濁液を吸引し、吸引の際に磁場を及ぼすことによって、該磁性粒子を効率的にピペットチップの前記液通過路に吸着させて分離等を行うことができるが、磁性粒子が液通過路を通過可能であるため、磁性粒子を前記ピペットチップ内に保持するには磁場をかけて内壁に吸着させておく必要があった。そのために、処理を行うには、吸引吐出制御と、磁場による吸着制御、ピペットチップの移動制御とを組み合わせる必要があった。また、前記担体が非磁性粒子の場合については、該装置によって分離を行うことはできないという問題点があった（特許文献１〜３）。

また、プローブ付のビーズを小さな孔に保持し、ついで、キャピラリーあるいは溝に移動させ種類ごとに定められた順番でビーズを配列させてプローブビーズアレイを作製し、または液体フロー中に定められた順番でプローブ付ビーズを流し込み、溝あるいはキャピラリー内に収納し、定められた順番のプローブアレイを作製するものがあった（特許文献４）。

さらに、流体サンプル中の多数の分析物を検出してリアルタイムで解析して表示するためのシステムまたは方法として、少なくとも１の光源と、少なくとも１の光検出器を有し、実質的に同一平面上の光学的アセンブリを含み、コンピュータと通信可能であり、コンピュータにより読み出し可能でかつコンピュータの命令を記憶するメモリ媒体が備えられ、該命令がフローアナライザーを用いたある生物学サンプルの処理と、処理ステップと実質的に同時に該生物学サンプル内の関心のある少なくとも１つの分析物の存在と量との決定とを含むものがあった（特許文献５）。

しかしながら、粒子は、人間が取り扱うには非常に小さいもの（例えば、数10μmから数mm）であるため、多数の粒子を予め定めた順番で、溝やキャピラリー内に正確に整列させることは手間がかかり取り扱いにくいおそれがあるという問題点を有していた。また、粒子の配列のずれによって、正確な対応をつけることができないおそれがあるという問題点を有していた。また、液体中に懸濁させた状態の粒子に一定の流速を与えて流管内を移動させ、流管外に設けた光検出器で測定する場合には、１粒子１粒子を厳格に追跡して測定する必要があり、装置構造が複雑化しまた複雑な制御を行う必要のおそれがあるという問題点を有していた。

特許第３１１５５０１号公報 国際公開ＷＯ９６／２９６０２号 国際公開ＷＯ９７／４４６７１号 特開２０００−３４６８４２号公報 特表平１４−５３４６５７号公報

そこで、本発明の第１の目的は、生体物質等の各種物質が固定されまたは固定可能な複数の粒子状担体を、各種物質等に応じた予め定めた位置や順序に配列することなく相互に識別可能とすることで、各種物質の配列の手間を省いて処理の迅速化かつ容易化を図ることができる各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、およびその方法を提供することである。

本発明の第２の目的は、該粒子状担体を、吸着や吸引によって固定することなくまた流体力を加えて動作させることなく、略静止した状態で保持することで、各粒子状担体の取り扱いや測定を容易化し、かつ高精度化して、小規模の装置構成によって容易に処理を実行することができる各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、およびその方法を提供することである。

本発明の第３の目的は、粒子状担体を用いて、各種物質の固定、移送、反応、その測定等の一連の処理を一貫して自動的に行うことを可能にした自動化に適した各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、およびその方法を提供することである。

本発明の第４の目的は、粒子状担体自体に対する固定処理等の処理を測定が行われる場所とは異なる場所で実行し、それらを容易に導入保持して測定することができるようにして、処理の効率化、処理の信頼性、処理の確実性を高めることができる各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、およびその方法を提供することである。

本発明の第５の目的は、粒子状担体に対する固定化、標識化、解離処理と、略静止状態に保持した測定とを任意の回数、容易に繰り返すことが可能な、処理の効率性が高い各種物質保持体、各種物質保持体処理装置及びその方法を提供することである。

第１の発明は、複数種類の化学物質が固定されまたは固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合と、複数個の該粒子状担体または複数組の該粒子状担体の集合を外部から測定可能であって略静止状態に保持する担体保持部とを有し、前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の各粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部に導入保持前に、相互に識別可能に標識化された各種物質保持体である。

ここで、「複数種類の化学物質」、すなわち各種物質は、複数種類の生体物質等の化学物質、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク、糖、糖鎖、ペプチド等の生体高分子または低分子を含む化学物質であって、該生体物質は、リガンドとして該生体物質に結合性を有する受容体としての生体物質の結合を検出し、捕獲し、分離し、抽出等に用いられる。受容体としては、前記核酸等の遺伝物質、タンパク、糖鎖、ペプチド等に各々結合性を有する核酸等の遺伝物質、タンパク、糖鎖、ペプチド等の生体物質が該当する。また、生体物質として、または生体物質の代わりに細胞、ウィルス、プラスミド等の生体自体を用いることができる。

「固定」とは、前記粒子状担体に前記化学物質の少なくとも１種類を直接的または別種類の物質を介して間接的に結合して関係付けることをいう。結合には、例えば、共有結合、化学吸着による場合の他、物理吸着、水素結合、電気的相互作用による場合等がある。または、該粒子状担体が有する結合物質と、各種物質との間の特異的反応、その他の方法で固定されている。また、該粒子状担体を、多孔質性部材、凹凸性部材、繊維質性部材で形成することによって、各種物質との反応能力や結合能力を高めるようにしても良い。固定のためには、前記粒子状担体には、例えば、官能基を発現または生成するようにする。そのためには、例えば、「ポリアミド系高分子」からなる、絹等、ナイロン（3-ナイロン、6-ナイロン、6,6-ナイロン、6,10-ナイロン、7-ナイロン、12-ナイロン等）、PPTA（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）等の全芳香族ポリアミド、や、へテロ環含有芳香族ポリマー等が有するペプチド結合を加水分解することで、生体物質の固定に用いる官能基を発現または生成させる。生体物質と結合可能な官能基には、例えば、カルボキシル基−COOH、アミノ基−NH₂、またはその誘導基がある。ここで、生体物質の固定に適した多孔の径は、例えば、数マイクロメートル以下である。

「粒子状担体」とは、前記担体保持部に導入されて保持されることが可能な大きさをもつ粒子状の固体である。該粒子状担体の大きさは、例えば、差し渡しまたは径が0.1mmから数mmの大きさをもつ。該粒子状担体を保持可能な各種物質保持体の該粒子状担体を保持する空間部分においては、その容量は、保持した該粒子状担体を除いた空間部分が、例えば、数マイクロリットルから数百マイクロリットルの容積である。粒子状担体は、中実の場合、または、内部に物質を収容可能な中空の場合がある。

「粒子状担体」の素材としては、液体試料に対して不溶性の物質であり、例えば、金属、半導体、半金属、酸化金属等の金属化合物、セラミックス、ガラス、シリカのような無機物質、ゴム、ラテックス、または、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、アクリル等の樹脂、セルロース、前述したナイロン等の繊維物質等の高分子物質、絹等の天然繊維等の天然物質のような有機物質がある。さらに、詳しくは、前記樹脂については、例えば、次に示すようなモノマーを単独でまたは2種類以上組み合わせて得られたポリマーをも含む。モノマーの例としては、スチレン、αメチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート等のアクリレート類またはメタクリレート類、アクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート等の多官能（メタ）アクリレート化合物、ジビニルベンゼン等の多官能芳香族ビニル化合物である。これらとともに、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルピリジン等の官能基を有するモノマーを前記モノマーと併用することができる。また、繊維物質等としては、アガロース、デキストラン、セルロース、カルボキシメチルセルロース等の多糖類の架橋体、メチル化アルブミン、ゼラチン、コラーゲン、カゼイン等のタンパク質の架橋体がある。また、「ポリアミド系高分子」からなる、絹等、ナイロン（3-ナイロン、6-ナイロン、6,6-ナイロン、6,10-ナイロン、7-ナイロン、12-ナイロン等）、PPTA（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）等の全芳香族ポリアミド、や、へテロ環含有芳香族ポリマー等である。また、粒子状担体として、例えば、繊維状体、多孔質体、ゲル状体であっても良い。

「粒子状担体の集合」とは、少なくとも２個の粒子状担体が属する粒子状担体の集まりであって、その集合に属する粒子状担体は、予め定めた個数によって、属する粒子状担体間の予め定めた距離によって、粒子状担体が位置する予め定めた範囲によって、または、属する粒子状担体を囲む予め定めた境界、被膜やケースによって特定されている。これによって、あたかも、粒子状担体の集合を１の粒子状担体の如くまとめて取り扱うことも可能である。また、各種物質を固定化する機能をもつ粒子状担体、識別化を行う機能を持つ粒子状担体、その他の粒子状担体（集合間の境界を示すため、または、標識化によって生ずる光等が混在しないように、光等の遮蔽のため）の如く機能を粒子ごとに分散させて取り扱いを容易化し、さらに他の種々の機能を付加することができる。また、粒子状担体の集合であることさえ明瞭に識別することができれば、それに属する粒子状担体の個数を自由に設定することができるので、拡張性、汎用性、多様性がある。

「外部から測定可能」とは、前記担体保持部に保持されている各粒子状担体の標識化された状態を外部から特定することができることをいう。

「略静止状態に保持」とは、各粒子状担体が担体保持部内で、自由に移動するのではなく、各粒子状担体が、他の粒子状担体または担体保持部または導入された液体に対して、測定可能にほぼ静止している状態にあることをいう。しかし完全に固定されている必要はない。

「前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の各粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部に導入保持前に、相互に識別可能に標識化された」のであるから、各粒子状担体を前記担体保持部に予め定めた配列で導入保持することによって、その位置的な情報（順序情報も含む）から初めて相互に識別可能となるアレイを形成する必要はない。

「粒子状担体が識別可能に標識化された」とは、粒子状担体自体に識別可能な標識要素を保持し、結合し、または固定されることによって、または、粒子状担体自体が識別可能に加工または形成されていることを意味する。すなわち、標識化の原因が、粒子状担体に存在することを意味し、粒子状担体の配列や位置等のように、標識化の原因が粒子状担体の外に存在する場合とは相違する。例えば、粒子状担体の形状を、球、立方体、円柱、四角柱、円錐、角錐、凹凸を設ける等に形成することによって、粒子状担体の大きさを種々変えることによって、種々の色素を粒子状担体に付することによって、種々の蛍光物質、燐光物質、化学発光物質等の発光物質、種々の波長の赤外線、紫外線、電波を含む種々の波長の電磁波を発する放射物質、種々の磁性強度を持つ磁性体等の標識要素を粒子状担体に設けることによって標識化する。その場合、標識化は、粒子状担体の表面に前記発光物質、各種電磁波放射性物質、磁性体等の標識要素を設ける場合のみならず、粒子状担体の内部に設ける場合を含む。内部に設ける場合としては、粒子状担体が中空に形成され、その中空内にこれらの物質を収容しまたは束ねる粒子状ケースまたは粒子状被膜である場合がある。その場合、発光物質の場合には、該粒子状ケース又は粒子状被膜は透明又は半透明であり、放射性物質の場合には、それらの電磁波の波長帯域に対して透明又は半透明である必要がある。前記粒子状担体は前記担体保持部への導入保持前に既に標識要素を有し、または粒子状担体自体が識別可能に加工または形成されていることになる。

なお、前記標識要素としては、測定によって識別可能な予め定めた発光物質等と特異的に反応可能な結合物質であって、未だ該発光物質等と反応していない状態にある結合物質をも含む。このような結合物質の例としては、リガンドと結合した前記発光物質等に対して、前記リガンドに結合性を有する受容体がある。この標識要素は、潜在的には標識化がなされており、予め定めた前記発光物質等と反応させることで、標識化が顕在化されることになる。したがって、この標識要素を用いることで粒子状担体は、担体保持部に導入前に、潜在的に相互に識別可能に標識化されており、導入後の反応によって前記標識が顕在化するような場合も、導入前に標識化されていることに含まれる。

これによって、相互に識別された粒子状担体は、位置識別可能に配列し、または、粒子状担体を順序を定めて移動させることなく、各粒子状担体または各粒子状担体の集合を識別することによって、該粒子状担体に固定されまたは固定可能な各種物質を認識することができる。したがって、例えば、該各種物質と反応または結合する別方法で標識化された目的物質の懸濁液と前記粒子状担体とを接触させることによって、目的物質の標識化と粒子状担体の標識化との組合せにより、前記目的物質が結合した各種物質を特定することができる。

すなわち、本発明によれば、各粒子状担体は、各種物質との対応関係をもった位置または順序に配列したアレイを構成することなく、無作為、自由、任意の、または不規則的な位置または順序に保持することでも、該粒子状担体が固定しまたは固定可能な各種物質を認識させることができる。

第２の発明は、前記担体保持部は、気体の吸引吐出が行われるノズルに装着可能な装着用開口部、および前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部を有するチップ状容器を有する各種物質保持体である。

ここで、「チップ状容器」とは、ノズルへの装着用開口部と、流体の流出入用の口部を有する容器である。チップ状容器では、装着用開口部が上端に口部が下端に設けられるのが好ましい。チップ状容器は、装着用開口部またはノズルよりも細く形成され、各種容器への挿入を可能とする細管を有し、細管の先端に口部が設けるのが好ましい。また、装着用開口部と細管と連通する液体の貯留が可能な貯留部が設けられるのが好ましい。これは、前記細管は前記装着用開口部よりも細く形成されているために、直接連通させることができないからである。該貯留部としては、前記細管よりも太く形成された太管を有するのが好ましい。細管は前記貯留部または太管と一体に設ける場合と、着脱可能に設ける場合がある。着脱自在に設ける場合には、前記担体の細管内への収容が容易である。この太管および細管は、該太径部と連通する細管に相当する細径部とを有する典型的な分注チップの形状をもつ場合に限られない。例えば、太径部の代わりに、四角柱の形状をもつものであっても良く、細径管の代わりに角筒状の管であっても良い。また、前記細管の内径または断面の大きさは、前記装着用開口部に装着されるノズルの内径よりも小さい。さらに、前記担体は、細管内に収容される。該細管の容積は、数マイクロリットルから数百マイクロリットルの範囲を持つのが好ましい。

チップ状容器の材料は、光学的測定を行うことを可能にするために少なくとも細管部分は透光性の素材が好ましい。チップ状容器の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル等の樹脂、ガラス、金属、金属化合物等がある。サイズは、例えば、細管において数μリットルから数100μリットルの液体を収容可能な大きさである。

なお、粒子状担体は、後述するように、前記チップ状容器の細管内に収容する場合と、前記貯留部に収容する場合、またはその双方に収容する場合がある。貯留部に収容する場合には、貯留部に挿入または嵌挿可能なコアを貯留部内に設け、前記コアの外表面に、例えば、螺旋状、ジグザグ状、直線状、蛇行状に溝または突条を設けることによって、貯留部の内壁と溝との間または貯留部の内壁、コアの外表面および突条との間に細い通路を形成し、該通路に沿って粒子状担体を収容する場合がある。または、貯留部の内壁に前述した形状の溝または突条を設け、外溝と前記コアの外表面との間、または前記貯留部の内壁、突条およびコアの外表面との間で細い通路を形成する場合、貯留部の内壁及びコアの双方に、前述した形状の溝または突条を設け、細い通路を形成する場合がある。これらの通路は、前記粒子状担体が１列に並ぶような大きさに形成する。これらの場合には、後述する細管自体を螺旋状等に形成して粒子状担体を保持させるよりも、コンパクトでありかつ剛性をもつことになる。また、これらの前記通路は前記細管と連通するように設けて、前記貯留部と細管の双方に粒子状担体を連続的に保持するようにしても良い。

第３の発明は、前記チップ状容器は、液体の貯留が可能であって、前記装着用開口部を有する貯留部と、該貯留部と連通し前記口部を有し前記貯留部よりも細く形成された細管とを有し、前記粒子状担体は、前記細管内に保持された各種物質保持体である。

この場合、前記粒子状担体を前記細管内に１列に保持されるようにすれば、前記細管に沿って、前記粒子状担体を走査することによってより一層測定が容易である。ここで、１列であるので、前記細管の径または軸方向に垂直な断面は、前記粒子状担体が軸方向に沿ってすれ違うことができないか、または軸方向に垂直方向に２個以上並ぶことができないような形状又は大きさを持つ必要がある。すなわち、該粒子状担体の外径よりも大きく、その外径の２倍よりも小さい内径または幅および長さをもつ細管を有するようにする。

すると、各粒子状担体を、前記列に沿って走査して測定することができる。このような粒子状担体の外径は例えば、約0.1mmから3mm程度であり、前記細管は、例えば、約0.2mmから6mm程度の内径をもたせる。

細管は直線状に限られず、曲線状であっても良い。例えば、口部と装着用開口部とを結ぶ軸の周りの円筒に沿って回旋し、又は平面内で渦巻き状に回旋する螺旋状であったり、湾曲していたり、または、U字状部分を有していてもよい。細管は、流体の流れ方向に垂直方向の断面が円形又は環状の場合のみならず、内壁の断面が、例えば、四角形状であっても良い。保持されるべき粒子状担体が球状である場合には、四角形の頂点が流体が通過可能な溝としての役割を果たす。

第４の発明は、前記担体保持部には、前記口部から流入した流体と接触可能な状態で、前記担体保持部内に前記粒子状担体を封入する封入部を有する各種物質保持体である。

ここで、「封入部」の例としては、流体は通過可能であるが前記担体は通過不能であるように、該保持部に対して別体に前記装着用開口部または開口部と前記口部との間を仕切るように設けた１または２以上の担体通過阻止部材を有するものがある。

「担体通過阻止部材」としては、前記チップ状容器とは別体の部材によって形成したものである。該チップ状容器の壁等、該チップ状容器の壁等を加工したものとの双方を組み合わせて用いたものであっても良い。前記担体通過阻止部材は、容器の内壁面との間に隙間を形成することによって流体が通過可能であるが、その貫通孔または隙間の大きさは粒子状担体が通過できない大きさまたは形をもつものである。例えば、車輪状、十字状、一文字状、放射状、網状、若しくは環状に細管を仕切るように設けた部材、貫通孔を有する貫通性多孔質部材である。貫通性多孔質部材の場合にはポア径よりも大きいサイズを持つ種々の粒子状担体について確実に封入することができる。前記「貫通性多孔質部材」としては、何らかの物質を吸着等により捕獲するフィルタである必要はない。しかし、該封入部がフィルタ、メンブレン等の薄膜状フィルタである場合には、口部や装着用開口部からの前記担体の流出を防止するのみならず、所定の物質を捕獲することができる。なお、封入部をチップ状容器とは別体に設けた場合には、流体の流れ方向が薄い薄板状若しくは薄膜状に形成した部材を用い、または担体が流出しない条件でポア径の大きい貫通性多孔質部材を用いる。前記担体通過阻止部材の個数は、前記粒子状担体が、前記口部からの流出および前記装着用開口部からの流出の双方を防止するためには、該粒子状担体を口部側と、前記装着用開口部側の双方から挟むようにして少なくとも２箇所に設けるのが好ましい。

また、別体に設けた前記担体通過阻止部材を着脱自在に設けることによって、前記担体の封入および抜出を容易に行うことができる。

また、封入部としてチップ状容器を加工して設けた場合には、担体が流出しない条件で開口部分を大きくすることによって、吸引吐出に必要な圧力を低減することができる。チップ状容器そのものを用いたものとしては、前記細管を絞るように細めるために、管の中央方向に突出する突起部を設けたものや、前記装着用開口部と前記口部との間を仕切る方向に前記保持部の壁面を突出させた１または２以上の突出部を有するものがある。

これによって、粒子状担体を加工することなく、前記チップ状容器を加工、変形することによって、粒子状担体を確実に封入することができる。

第５の発明は、前記担体保持部の壁の全体または一部は、所定電気抵抗値をもつ導電性部材で形成された各種物質保持体である。

ここで、導電性部材を前記チップ状容器に設けることによって、該導電性部材に外部に設けた電源回路に接続された端子を接触させて、所定抵抗値をもつ該導電性部材に電流を流して発熱を行わしめることができる。該電流値については、後述する制御部によって、処理内容に基づいて制御されることになる。

また、「所定電気抵抗値」としては、所定の電流を前記導電性部材内に流すことによって、該導電性部材が目的に応じた温度を達成するのに必要な発熱を行うことができる値である。例えば、表面抵抗値でいうと、単位面積あたり例えば、数百Ωから数Ω程度、また、誘導加熱を可能とする抵抗値は、例えば、数Ωcm以上である。

「導電性部材」としては、例えば、金属、金属酸化物等の金属化合物、合金、半導体、半金属、導電性樹脂等の導電性物質、これらの導電性物質と非導電性物質、例えばセラミックス、ガラス、合成樹脂等とを組み合わせたもの、または、導電性物質同士を組み合わせたものであっても良い。例えば、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化スズ、鉄、鉄合金、ニクロム合金、２種類以上の異なる導電性物質で形成した部材を接着、溶接、接合することによって結合した場合がある。これらの部材に電流を流すことによって、または鉄、鉄合金の場合には、時間的に変動する磁場を印加することによって、これらの部材を誘導加熱することができる。２種類の導電性物質を接合した場合には、ベルティエ効果により、電流の方向によって加熱および冷却を行うことができる。

導電性部材の形状としては、線状、薄膜状、箔状、膜状、薄板状、板状、細長形状、層状等がある。導電性部材の補強のために該導電性部材を非導電性部材に接着、溶着、蒸着した物であっても良い。該導電性部材は、「電磁気的信号」（電気的信号または磁気的信号）によって所定温度に制御される。該電磁気的信号には、熱や冷気を加えることによる熱力学的信号は除かれる。

なお、前記壁は、その内壁面が前記チップ状容器内に面し、その外壁面が該チップ状容器外にあって、その内外壁面間が一体的に形成されたチップ状容器である。すなわち、チップ状容器の内壁面と外壁面とで挟まれた壁の部分は、例えば、金属、樹脂等またはこれらを結合した固体の状態で分割自在ではないように壁として形成されている。したがって、壁全体または壁の一部として形成された導電性部材としては、壁から分離自在な導電性部材を有する場合、例えば、単に壁に接触しているだけに過ぎない導電性部材や、壁に螺子等によって着脱自在に取り付けられた導電性部材、壁に溶接等で取り付けた別部材に対して着脱自在に取付けた導電性部材、壁から完全に離れている導電性部材は分割可能であるので除外される。そのために、チップ状容器の壁が、チップ状容器の壁として要求される厚さ程度になるように導電性部材を設けるようにすれば、チップ状容器のサイズや装置全体の規模を抑制し、加熱手段の存在を意識することなく取り扱うことができる。

第６の発明は、各組の前記粒子状担体の集合は、少なくとも２個の別体に設けた粒子状担体を有し、少なくとも１の粒子状担体は、各化学物質が固定され又は固定可能な反応用粒子であり、他の少なくとも１の粒子状担体は、その各化学物質の種類または該粒子状担体の集合を識別可能に標識化された標識用粒子である各種物質保持体である。

ここで、「反応用粒子」としては、例えば、粒子状担体において説明したように、表面活性を有する素材または化学物質（反応物質）を十分固定できる素材または性質をもつ物が適当である。一方、「標識用粒子」としては、蛍光物質、化学発光物質、放射性物質で被覆された素材、種々の色素で被覆された素材、または、識別可能な所定形状、例えば、立方体、円筒、角柱、円錐、十字形状等を有する粒子、識別可能な所定の大きさを有する粒子、またはこれらの蛍光物質、化学発光物質、放射性物質若しくは所定形状の内の一部または全部の組合せを用いるのが適当である。なお、これらの標識用粒子としては、前記各種物質、またはそれと結合性を有する物質の付着ができる限り少ない性質をもつ物が良い。

第７の発明は、各組の前記粒子状担体の集合は、少なくとも２個の別体に設けた粒子状担体を有し、少なくとも１の粒子状担体は、前記標識化による粒子状担体の集合の相互間の影響を排除し、または相互の境界を定める境界用粒子である各種物質保持体である。

ここで、標識化は、前記反応用粒子そのものに対して行われる場合、反応後に、後述する第２の標識に基づいて反応用粒子が標識化される場合も含む。反応用粒子とは別個の粒子を標識化した場合には、反応用粒子、標識化粒子と境界用粒子の少なくとも３個の粒子状担体が１の集合に属する場合と、標識化粒子そのものが境界用粒子であって、少なくとも２個の粒子が１の集合に属する場合であっても良い。なお、「境界用粒子」の例としては、例えば、蛍光、化学発光等の光を遮蔽する遮光性をもつ金属、セラミックス等で形成された粒子がある。

第８の発明は、前記粒子状担体の外表面、または前記担体保持部の内で、粒子状担体が保持される部分の内壁のいずれか一方には、各々１または２以上の凸部、または、１または２以上の突条若しくは溝を設けた各種物質保持体である。

ここで、「担体保持部の内で、粒子状担体が保持される部分」とは、例えば、粒子状担体が一列状に保持されている細管部分である。これによって、粒子状担体が球形で、細管が円筒状の内壁をもち、または、前記封入部が、円形の貫通孔をもっていても、前記粒子状担体が、担体保持部の内壁に密着し、または貫通孔を塞いで流体の流れを遮断することはない。

第９の発明は、前記粒子状担体を保持した前記担体保持部の内、流体を収容可能な空間の容積は数マイクロリットルから数百マイクロリットル程度である各種物質保持体である。
ここで、「流体を収容可能な空間」とは、概ね、該細管に封入された担体の表面と細管の内壁面との間にできる空間をいう。

該細管の容積をこのように限定することによって、微小量の液体、すなわち、数マイクロリットルから数百マイクロリットルの体積の液体を細管に吸引したとしても、該液体を前記担体の表面に一様に、または均一に接触させることができる。この微小量は、通常生体化学、特にＤＮＡの分野において、生体から容易に抽出されて取り扱われる物質の量である。また、前記チップ状容器としては、細管の他に、該細管と連通する太管を設け、例えば、細管の容積の数倍から数10倍の容積とすることによって、種々の液量を扱うことができる。

第１０の発明は、気体の吸引吐出を行う１または複数連のノズルを有するノズルヘッドと、該ノズルを介して気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と、複数種類の化学物質が固定され又は固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合、および前記ノズルに装着されまたは装着可能であって、前記複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を外部から測定可能であって略静止状態に保持する担体保持部を有し、前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、粒子状担体ごと、または粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部への導入保持前に、相互に識別可能に標識化された１または２以上の各種物質保持体と、を有する各種物質保持体処理装置である。
ここで、「各種物質保持体」は、第１の発明から第９の発明のいずれかに係るものである。特に、該各種物質保持体は、前記ノズルに装着され、または装着可能である必要がある。

第１１の発明は、種々の液体を収容しまたは収容可能な液収容部群と、前記ノズルヘッドを前記液収容部群に相対的に移動させる移動手段と、前記ノズルの吸引吐出の量、スピード、回数、時間または位置を、前記各種物質保持体の構造、該粒子状担体に固定されまたは流体中に存在する各種物質の種類、濃度、液体の量、該液体の収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、処理内容に基づいて制御する制御部とを有する各種物質保持体処理装置である。

ここで、「処理内容」とは、例えば、反応、洗浄、移送、分注、分離、抽出、加熱、冷却、清澄、測定、混合、乖離、溶出、攪拌等、またはこれらの一連の処理を、処理目的に応じて、所定順序または所定時間スケジュールに従って、重複を含みながら組み合わせたものである。「時間」には、吸引吐出の持続時間またはタイミングを含む。持続時間またはタイミングを設定することによって、間欠的、連続的または断続的な吸引吐出の設定を可能にする。

「反応」処理の場合には、例えば、前記物質条件に応じて、該当する試薬が収容されている容器位置において、前記条件で定まる前記吸引吐出を所定のスピードで、前記細管の担体封入領域の容積の例えば、80パーセントの液量で吸引吐出を繰り返す制御がされる。その吸引吐出の回数についても前記物質条件に応じて定めた制御を行う。「洗浄」処理の場合には、例えば、前記物質条件に応じて、洗浄液が収容されている容器位置において、前記吸引吐出を該処理に応じて定まる所定のスピードで、吸引吐出を所定回数繰り返すという制御がされる。同様にして、前記処理に応じた吸引吐出の制御がなされる。「スピード」としては、例えば、扱う物質がＤＮＡの場合にはそのサイズが、タンパク質に比べて小さいので、ＤＮＡ同士の遭遇性を高めるためには、スピードを上げる必要がある。また、スピードは、処理の内容によって相違し、洗浄や攪拌の場合は、反応処理を行う場合に比べればその吸引吐出のスピードは小さいことになる。

「各種物質保持体の構造」には、該チップの形状、封入された粒子状担体の位置、収容された粒子状担体の形状や性質、または封入部の形状等も含む。「化学物質の種類」に応じて吸引吐出の動作を定めるとは、例えば、ＤＮＡ等の遺伝物質のように、タンパク質のサイズよりも一般に小さい場合には、扱う液量は小さく、また、スピードは速い方が扱いやすいことになる。これは、サイズが小さければ小さいほど、一般に遭遇性が低くなるからである。

ここで、前記各種物質保持体は、例えば、該ノズルに装着された装着用開口部および前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部をもち前記ノズルよりも細い細管を有するチップ状容器、所定の生体物質が、外部から識別可能な予め定めた複数の異なる粒子状担体に固定されまたは固定可能であって前記口部を通過可能な大きさ又は形状をもち、かつ前記保持体内に流入した流体と接触可能な状態で、該保持体内に該担体を封入する前記チップ状容器に設けた封入部を有するものである。

第１２の発明は、前記担体保持部に保持された前記粒子状担体からの信号を受信する受信装置と、該受信装置からの信号に基づいて、解析を行う解析装置とを有する各種物質保持体処理装置である。

ここで、「信号の受信」には、光信号の受光を含む種々の帯域の電磁波信号からの受信を含む。受信装置による受信は、前記複数連のノズルを有するノズルヘッドに装着された複数の粒子状担体保持体に対して一括して行う場合と、受信装置によって、前記各種物質保持体ごとに順次受光する場合がある。後者の場合には、前記受信装置と前記容器との間において相対的に移動する移動手段を用いて、前記チップまたは受信装置を順次１ずつ相対的に搬送させながら行うことになる。その場合、測定は時間をずらして行われるので、一部の試薬、例えば、ＤＮＡの抽出を行う場合には、ＰＣＲの前処理でのＰＣＲ反応液は、または化学発光の場合の基質液の注入等の場合も反応の直前または一定時間前に分注する必要がある。したがって、一斉に分注するのではなく、時間的に１ずつずらせて時間差を設けて分注を行うのが好ましい。なお、蛍光を測定する場合には、さらに、前記容器内に所定励起用光を照射する発光装置を設ける。

第１３の発明は、前記解析装置は、前記受信装置によって受信された、前記担体保持部に導入保持前に前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて相互に識別可能とした第１の標識に基づく信号と、前記導入保持後に前記粒子状担体を標識化した第２の標識に基づく信号とに基づいて、解析を行う各種物質保持体処理装置である。

ここで、「第１の標識に基づく信号」は、第１の標識に属することが標識され、かつ第１の標識に基づく信号同士の間で相互に識別可能でなければならない。かつ、「第２の標識に基づく信号」は、第２の標識に属することが標識され、かつ、「第２の標識に基づく信号」同士の間で相互に識別可能でなければならない。したがって、「第１の標識に基づく信号」と「第２の標識に基づく信号」との間は、相互に識別可能でなければならない。また、第２の標識に基づく信号の強さまたは信号の受信量に基づいて、前記各種物質との間の反応量を測定することができることになる。

第１４の発明は、前記担体保持部の外側に、外部からの信号によって温度を昇降させる温度昇降体を接近若しくは接触させまたは接近可能若しくは接触可能に設けた各種物質保持体処理装置である。

ここで、「温度昇降体」とは、外部からの信号に応じてその温度を上昇させまたは下降することが可能な部材または装置をいう。「信号」とは、前記温度昇降体が導電性部材の場合には、電磁気的信号、すなわち電気または磁気による信号である。温度昇降体による温度を検知して、該温度に基づいて信号を発生することも可能である。

なお、前記温度昇降体は、前記各種物質保持体に対して相対的に移動可能に設けるのが好ましい。また、この場合には、前記制御部は、吸引吐出の制御の他、温度の制御をも処理内容に基づいて制御することになる。

第１５の発明は、前記ノズルヘッドは、複数連の一括ノズルおよび１の個別ノズルが列方向に沿って配列され、前記吸引吐出機構は、前記ノズルヘッドの一括ノズルおよび個別ノズルに対して一斉に気体の吸引吐出を行い、前記移動手段は、前記ノズルヘッドを前記液収容部群を有するステージに対して相対的に行方向に沿って移動させるノズルヘッド移動手段、ならびに、前記一括ノズルの移動経路上であって、前記列方向に沿う列搬送経路および、前記個別ノズルの移動経路上であって、前記行方向に沿う行搬送経路を含む搬送経路を有し、前記一括ノズルから脱着したチップ状容器または前記一括ノズルヘッドから吐出された液体を各々収容可能な搬送収容部を前記搬送経路に沿って搬送する行列経路搬送手段を有する各種物質保持体処理装置である。

ここで、「列方向」と「行方向」とは必ずしもＸ方向（横方向）およびＹ方向（縦方向）のような直交する必要はなく、斜交する場合であっても良い。「一括ノズルヘッド」と「個別ノズルヘッド」とは、独立に移動可能であっても良い。また、前記行列経路搬送手段は、前記ノズルヘッドの移動経路上にある行搬送経路および列搬送経路を有すれば、例えば、四角形状または多角形状等の閉じた搬送経路を有する場合であっても、開いた搬送経路を有する場合であっても良い。

ここで、「搬送収容部」は、前記搬送手段においてチップまたは液体を収容する部分であって、少なくとも一括ノズルヘッドのノズル数と同一数の搬送収容部を有することが好ましい。

第１６の発明によると、前記行列経路搬送手段の前記搬送経路に沿った所定位置に、脱着した前記チップ状容器又は前記搬送収容部からの信号を受信する受信手段を設けた各種物質保持体処理装置である。

第１７の発明は、複数種類の化学物質が固定されまたは固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する粒子状担体であって、該複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または粒子状担体の集合ごとに応じて相互に標識化されたものを、捕獲可能な担体捕獲部と、該担体捕獲部が捕獲した粒子状担体を担体捕獲部とともに移動させる担体捕獲移動部とを有し、前記担体捕獲部が捕獲した粒子状担体を、複数個の該粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を保持可能で外部から測定可能で略静止状態に保持する担体保持部に移動させて、各種物質保持体を製造する各種物質保持体製造装置である。

ここで、「担体捕獲移送部」としては、例えば、気体を吸引可能な吸引部と、該吸引部と連通し、該吸引部による吸引により前記粒子状担体を捕獲可能な管状部材と、第１の発明ないし第９の発明のいずれかの担体保持部との間で、前記管状部材を相対的に移動可能な管状部材移動手段とを有するものがある。管状部材は、例えば、その先端で前記粒子状担体を１個ずつ捕獲するようにする。

第１８の発明は、前記担体保持部はチップ状容器であって、気体の吸引吐出が行われるノズルに装着可能な装着用開口部、および前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部を有し、該チップ状容器を前記装着用開口部または口部を上方に向けて支持するチップ状容器支持部と、支持された前記チップ状容器の上方に向いた前記装着用開口部または口部の周りを囲み、上方に拡開する漏斗状のガイドと、前記チップ状容器の下方に向いた前記口部または装着用開口部に向かって、気体を吸引する下方吸引機構とをさらに有する各種物質保持体製造装置である。

第１９の発明は、種々の粒子状担体を収容しまたは収容可能な担体収容部群と、前記担体保持部を収容する担体保持部収容部とを有する各種物質保持体製造装置である。

第２０の発明は、複数種類の化学物質を複数個の前記粒子状担体に固定し、または、該化学物質を固定した粒子状担体に対し、化学物質を固定可能な複数の粒子状担体に対し、または化学物質を固定した粒子状担体若しくは化学物質を固定可能な粒子状担体以外の粒子状担体に対し、その化学物質の種類、粒子状担体ごと、または粒子状担体を含む粒子状担体の集合ごとに応じて、相互に識別可能に標識化する固定標識化工程と、該複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を、外部から測定可能で略静止状態に担体保持部に導入して保持させる導入保持工程とを有する各種物質保持体製造方法である。

第２１の発明は、前記導入保持工程は、化学物質が固定され、または化学物質が固定可能な相互に識別可能に標識化された複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を前記担体保持部に移送して該担体保持部内に導入する導入工程と、前記担体保持部に導入した複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を該担体保持部に封入して略静止状態に保持する保持工程とを有する各種物質保持体製造方法である。

ここで、前記導入保持工程は、例えば、粒子状担体が収容されたステージ上の粒子状担体収容部から、気体を吸引する吸引部と連通し、前記粒子状担体をその先端で保持可能な管状部材によってその先端に保持させて該管状部材を、前記担体保持部にまで移送することによって行う。

第２２の発明は、気体の吸引吐出を行う１または複数連のノズルに装着可能な装着用開口部および気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部をもつ１または２以上の担体保持部内に、複数種類の化学物質が固定されまたは固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を、外部から測定可能であって略静止状態に保持し、前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部への導入保持前に、相互に識別可能に標識化された１または２以上の各種物質保持体を前記ノズルに装着する装着工程と、前記ノズルを相対的に移動して、前記各種物質保持体の口部を１または２以上の所定の液収容部に順次移動し、前記粒子状担体と液収容部内の液体とを接触させて反応させる反応工程と、前記担体保持部内に保持された前記粒子状担体からの受信された信号に基づいて、解析を行う解析工程とを有する各種物質保持体処理方法である。

ここで、ノズルに装着可能な装着用開口部及び気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部をもつ担体保持部は、チップ状容器である。

第２３の発明は、前記解析工程は、前記受信工程で受信された、前記担体保持部に導入保持前に、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、相互に識別可能とした第１の標識に基づく信号と、前記導入保持後に前記粒子状担体を標識化した第２の標識に基づく信号とに基づいて、解析を行う各種物質保持体処理方法である。

なお、第１の標識としては、例えば、蛍光物質を用いて標識化し、第２の標識としては、化学発光物質によって標識化するとすれば、第１の標識に基づく信号を受信するには、励起光を該粒子状担体に照射することによって行うことになる。なお、反応工程後に１回の走査で第１の標識に基づく信号および第２の標識に基づく信号の受信を行うには、例えば、各粒子状担体の標識化に応じて、励起光パルスをＯＮまたはＯＦＦを繰り返すことで受信することができる。

第２４の発明は、前記反応工程は、前記各種物質保持体を装着したノズルを、所定の液収容部に移動し、前記ノズルを介した吸引吐出の量、スピード、回数、時間及び位置からなる吸引吐出の動作を、前記担体保持部の構造、該粒子状担体に固定されまたは液中に存在する化学物質の種類、濃度、液体の量、または該液体の収容位置を含む位置座標からなる物質条件、および、処理内容に基づいて制御することによって前記粒子状担体に固定されている化学物質と液収容部に収容されている液体とを接触させて反応させる各種物質保持体処理方法である。

第２５の発明は、前記反応工程の後、前記担体保持部内に収容された前記粒子状担体からの信号を受信する受信工程を有する各種物質保持体処理方法である。

なお、前記第１の標識に基づく信号については、反応とは無関係なので、前記反応工程前に受信するようにしても良い。第２の標識に基づく信号については、反応工程の後に受信することになる。従って、この場合には、前記粒子状担体に沿った走査が少なくとも２回行われることになる。一方、反応工程の後に、第１の標識に基づく信号および第２の標識に基づく信号について受信を行う場合には、１回の走査で済ますことができることになる。

第２６の発明は、前記反応工程は、前記担体保持部内の温度を昇降させる温度昇降工程を有する各種物質保持体処理方法である。

第１の発明または第２０の発明によれば、粒子状担体または粒子状担体の集合は、担体保持部に導入保持前に、既に前記各種物質（複数種類の化学物質）の種類、前記粒子状担体ごと、または粒子状担体の集合ごとに応じて相互に識別可能に標識化されている。したがって、担体保持部に導入保持する際に、各種物質等を相互に識別する為に各粒子状担体を各種物質等に応じた予め定めた位置に配置するアレイを形成する必要がなく、各粒子状担体は各種物質との対応関係をもたない無作為または任意の位置に、又は無作為または任意の順序で、略静止状態に保持すれば足りる。そのため、各種物質の配列の手間を省いて導入保持を容易に、かつ、迅速行うことができる。

また、本発明によれば、前記粒子状担体に保持されている各種物質を、該粒子状担体に対応付けられた位置に基づいて識別するものではないので、各粒子状担体を各位置に厳密に固定し又はその順序を厳密に維持し、厳密に測定する必要がない。また、流体力を加えて動かすものではなく、略静止状態で保持するものであるため、複雑な同期制御等を行うことなく簡単な制御で、各粒子状担体の取り扱いや測定を容易化し、高精度化することができる。

さらに、本発明によれば、同一の粒子状担体を一貫して用いて、各種物質の固定、反応、その測定等を行うので、一連の処理を一貫して自動的に行うのに適している。

本発明によれば、各種物質が固定され又は固定可能な複数の粒子状担体については、それを保持する担体保持部に、位置や順序を予め定めることなく簡単に導入しかつ保持することができる。したがって、粒子状担体自体に対する固定処理等の処理を前記担体保持部とは異なる場所で容易に実行することができるので、処理の効率化、処理の信頼性、処理の確実性を高めることができる。

本発明によれば、各種物質が固定され又は固定可能な複数の粒子状担体を保持前に予め標識化し、該粒子状担体を略静止状態に任意の位置に保持して測定することで、標識物質の有無を測定することで足り、細かい位置座標の測定を行う必要がないので測定が容易である。

さらに、本発明によれば、複数の粒子状担体を有する粒子状担体の集合ごとに、標識化することができる。したがって、その集合に属する粒子状担体については、各種物質を固定しまたは固定可能な粒子状担体と、標識化に用いる粒子状担体とを、異ならせることで、粒子状担体ごとに異なる機能を分担させることができる。したがって、標識化、固定化等各粒子状担体ごとに機能を特化することができるのでより高精度の処理を行うことができる。

また、前記粒子状担体の集合に属する粒子状担体の個数を自由に設定することで、種々の標識化を行うことができるので、拡張性、多様性または汎用性がある。

第２の発明によれば、前記担体保持部を基体の吸引吐出が行われるノズルに装着可能なチップ状容器を有する。したがって、該ノズルを用いて、流体の吸引吐出の量、スピード、位置、回数、時間、タイミング等を制御することで、各種物質の固定、移送、反応、その測定等の一連の処理を一貫して自動的に行うことを可能にした。

第３の発明によれば、前記チップ状容器は、前記装着用開口部を有する貯留部と、貯蓄部よりも細く形成された細管とを有するように形成することによって、例えば、粒子状担体については、細管に、例えば、１列に並べるように保持することによって、各粒子状担体を一次元的に保持させて、確実に測定することが可能となる。また、細管に沿って走査するように測定することで、測定を容易化することができる。

さらに、細管に沿って流体を導入し、排出するようにすれば、流体との接触を確実に行うことができる。また、細管なので外部に設けた種々の容器に挿入することができるので、液体の吸引、吐出に都合がよい。また、本発明によれば、粒子状担体と流体とを常に接触可能な状態で処理することができるので、処理の効率性が高い。

第４の発明によれば、封入部を設けることによって、粒子状担体を前記担体保持部内に流体との接触が可能な状態で確実に封入することができる。これによって、粒子状担体が担体保持部から流出することなく担体保持部内に保持させながら、また、粒子状担体の存在によって流体の流れを妨げることなく流体との接触が可能となる。

第５の発明によれば、前記担体保持部の壁の全体または一部に形成した導電性部材に電流を流すことによって、該導電性部材を発熱させて、前記担体保持部に収容された粒子状担体および流体を加熱または冷却させることによって、反応の温度制御を行うことができる。

したがって、担体保持部の壁の外側にヒータ等の加熱手段を設ける場合に比較して、チップ状容器内と直接接触しているので、壁による熱の反射を防ぎ、チップ状容器内に対して熱をより一層効率的に伝達することができ、熱効率が高く、正確な温度制御を行うことができる。

さらに、担体保持部の壁を導電性部材で形成しているので、熱効率が高く、金属ブロック等の必要以上に大きな加熱手段をチップ状容器の外側に設ける必要がなく、外部には、その駆動装置を設けるだけで足りる。したがって、外部の構造が単純化され、全体の装置規模を縮小することができる。

予め各担体保持部に最適な温度昇降体を設けることができるので、外部に、種々の条件を満足する加熱手段を設ける必要がなく、汎用性、多様性がある。

直接導電性部材が担体保持部内と接触しているので、高い精度かつ忠実な応答性をもって、該液体の温度制御を行うことができる。

該担体保持部および導電性部材に対して前記液体に対する加熱または冷却の信号を与えてから液温が均等な温度分布になるまでの時間を短縮化して、迅速にかつ効率的に処理を行うことができる。

第６の発明によれば、少なくとも２個の別体に設けた粒子状担体を有する粒子状担体の集合ごとに、各種物質が固定されまたは固定可能な少なくとも１の粒子状担体、および、該各種物質または該集合を識別可能に標識化する少なくとも１の粒子状担体を有するようにしている。したがって、各種物質を固定化する機能を有する粒子状担体と、標識化を行う粒子状担体とを分けて利用することができるので、それぞれに適した別種の粒子状担体を用いることで、高い信頼性をもって物質を固定しかつ標識化することができる。また、標識化に複数の粒子状担体を組み合わせることができるので、少数種類の標識化された粒子状担体を用いて多数の各種物質等を識別することができることになる。

第７の発明によれば、少なくとも２個の別体に設けた粒子状担体を有する粒子状担体の集合ごとに、標識化用の少なくとも１の粒子状担体と、集合間の影響を排除し、または相互の境界を定まる境界用粒子を有している。したがって、各集合ごとに、確実に標識化を行うことができるので、信頼性が高い。特に、１列状に粒子状担体を配列し、各集合においては、発光強度に差異を持たせることによって標識化を行う場合に、隣接する集合間の影響を遮光性のある境界用粒子を隣接する集合間に用いることによって確実に測定することができる。

第８の発明によれば、前記粒子状担体の外表面とそれを保持する担体保持部の内壁との間に隙間が形成されるので、粒子状担体によって流体の流れが阻害されることなく、導入された流体と粒子状担体とを確実に接触させることができる。特に、前記細管内に保持された複数個の前記粒子状担体の内の少なくとも一端に配列された粒子状担体の外表面に凸部を設けることで、前記封入部が、円形の貫通孔をもっていても、前記粒子状担体が貫通孔を塞いで、流体の流れを遮断することはなく、流体との接触を確実にする。

第９の発明によれば、前記担体保持部の内粒子状担体を保持する部分（例えば細管）、該担体保持部に保持された粒子状担体の表面と担体保持部の内壁面との間にできる流体を収容可能な空間の容積を、処理に用いる液体の量（微小量）に押えることにより、該担体保持部内に吸引された液体と前記粒子状担体の表面全体との間の接触を可能にして、微小量の液体に対して、信頼性の高い取り扱いを可能にする。

第１０の発明または第２２の発明によれば、各種物質保持体に対して、該各種物質保持体を移動可能なノズルに装着することによって、その担体保持部内に、液体を導入し、該担体保持部内から液体を吐出することができるので、該各種物質保持体に対する処理を一貫して行うことができる。また、該装置によれば、複数のノズルを一斉に用いることができるので、処理を同時に一括して効率的に行うことができる。また、各種物質保持体の処理を一貫して自動化することができる。

第１１の発明によれば、各種物質を固定し又は固定可能な粒子状担体を保持した前記各種物質保持体の担体保持部を、ノズルに装着し、該ノズルに対する吸引吐出の量、スピード、回数または位置を、その担体保持部の形状、粒子状担体の形状、大きさ、該粒子状担体に固定されまたは懸濁する各種物質の種類、液体の量、該液体の収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、インキュベーションの時間、温度または処理内容からなる処理条件に基づいて制御する。

したがって、本発明によれば、所定の構造をもった各種物質保持体を用いるとともに、吸引吐出についてきめ細かな制御を行うことによって、該各種物質保持体の担体保持部内に封入した粒子状担体に固定され、または固定可能な各種物質について反応、攪拌、洗浄等の処理を容易に、一貫して、かつ高い信頼性をもって、迅速かつ効率的に行うことができる。また、本発明によれば、制御の内容を変えることによって、種々の処理に対応することができるので、汎用性、多様性がある。

第１２の発明または第２５の発明によれば、前記粒子状担体からの信号を受信することによって、さらに測定までの処理を一貫して、かつ高い信頼性をもって、迅速かつ効率的に行うことができる。

第１３の発明または第２３の発明によれば、各種物質の種類ごとに識別可能とした第１の標識に基づく信号と、導入保持後に前記粒子状担体を標識化した第２の標識に基づく信号とを組み合わせたものに基づいて解析を行うものであるため、位置情報を抽出することなく、同レベルの標識信号情報を検出することで解析することができるので、解析が容易である。

第１４の発明または第２６の発明によると、前記各種物質保持体の担体保持部、したがってそこに保持される粒子状担体について、外部から温度昇降体を接近させることで温度制御を行っている。したがって、該各種物質保持体外に設けた容器を加熱することによって液体の温度制御を行って粒子状担体との反応を行わしめる場合に比較して、より効率的に、かつ確実に反応を行わしめることができる。

第１５の発明によれば、一括ノズルおよび個別ノズルを一斉に行方向に移動可能とし、前記一括ノズルおよび個別ノズルの移動経路上に、前記列搬送経路および行搬送経路を設けた搬送経路をもつ行列経路搬送手段を設けている。したがって、該搬送手段によって、一括ノズルおよび個別ノズルのいずれによっても処理可能であり、多数のノズルや吸引吐出機構を行列状に配置することなく、少数のノズルを用いた簡単でコンパクトな構造で、多様で複雑な処理を可能とする。

また、多数の処理対象について吸引吐出処理を行う際に、共通する処理事項については、一括ノズルを用いて一括して処理を行い、個別に処理を行う必要がある処理事項については、個別ノズルを用いて個別に処理することによって、効率的で迅速に、多様な処理を行うことができる。
特に、個別に測定を行う場合にその測定の直前に必要な試薬を加える場合や、個別に行われる処理の直前に、所定温度に保持する必要のある試薬を加えるような場合に適する。

第１６の発明によると、前記行列経路搬送手段の前記搬送経路上の少なくとも１箇所において、受光手段を設けることによって、複数連のノズルで処理した各ノズルに対応する処理を、少数の受光手段を用いて順次測定を行うことができる。したがって、装置を簡単化することができる。特に、前記受光手段による受光の直前でのみ必要となる試薬を、個別ノズルヘッドによって、受光の直前に順次投入することができるので、効率的で信頼性の高い受光を行うことができる。

第１７の発明によれば、粒子状担体を、吸引等によって個々に捕獲することで、容器から取り出し、移送、担体保持部への導入を行うことができる。したがって、液体中に粒子状担体を懸濁することなく、空気中で取り扱うことができるので各種物質保持体の製造が容易である。

第１８の発明によれば、前記粒子状担体を、液体中に懸濁させることなく前記担体保持部に確実に導入保持させることができるので各種物質保持体の製造が容易で、かつ信頼性が高い。

第１９の発明によると、ステージ上に担体保持部を収容する担体保持部収容部を設けているので、担体保持部への粒子状担体の導入から、該担体保持部の前記ノズルへの装着までも、手動によらず、自動的に行うことができる。

第２１の発明によると、各種物質が固定され又は固定可能な複数個の粒子状担体を、担体保持部の位置に移送することで各種物質保持体を製造することができる。その際、前記粒子状担体または粒子状担体の集合の移送の順序や前記担体保持部内の位置は問われないので、各種物質保持体の製造が容易である。

第２４の発明によると、前記担体保持部であるチップ状容器内に各種物質を固定しまたは固定可能な粒子状担体が封入された各種物質保持体をノズルに装着し、該ノズルに対する吸引吐出の量、スピード、回数または位置を、その担体保持部の形状、粒子状担体の形状、該粒子状担体に固定されまたは懸濁する各種物質の種類、液体の量、該液体の収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、インキュベーションの時間、温度または処理内容からなる処理条件に基づいて制御する。したがって、本発明によれば、所定の構造をもった各種物質保持体を用いるとともに、吸引吐出についてきめ細かな制御を行うことによって、該担体保持部内に保持した粒子状担体に固定され、または固定可能な各種物質について吸引した液体との反応、その攪拌、洗浄等の処理を容易に、一貫して、かつ高い信頼性をもって、迅速かつ効率的に行うことができる。また、制御内容を変えることによって、種々の処理に対応することができるので、汎用性、多様性をもつ。

本発明は、粒子状担体を、粒子状担体またはその集合を担体保持部への導入前に、相互に識別可能に標識化しておくことで、処理の効率化を図り、また、担体保持部内に導入した粒子状担体を略静止状態で外部から測定可能とするように保持することで、各種物質との十分な反応から測定に至るまでの処理の一貫した自動化を実現した。

続いて、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。各実施の形態の説明は、特に指定のない限り、本発明を制限するものと解釈してはならない。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る各種物質保持体１１の斜視図を示すものである。該各種物質保持体１１は、液体を貯留可能な貯留部としての太管１３および該太管１３よりも細く形成された細管１５を有し透光性をもつ担体保持部としてのチップ状容器１２を有するものである。該太管１３の上端には、気体の吸引吐出を行う図示しないノズルに装着されるべき装着用開口部１４を有する。前記細管１５の先端には、気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部１６が設けられている。

前記細管１５内には、複数種類の化学物質（各種物質）としての生体物質が１種類ずつ固定されまたは固定可能であって、相互に識別可能に標識化された複数個（この例では３１個）の同一の形状（例えば、球形）、同一大きさの粒子状担体としての粒子１７が、該細管１５の軸方向に沿って、外部から個々に測定可能であって略静止状態に一列状に保持されている。前記粒子１７は、該チップ状容器１２に導入される前に、前記粒子１７に固定され、または固定可能な各種物質としての生体物質ごとに相互に識別可能に、標識要素として、蛍光物質、化学発光物質等の発光物質によって標識化されている。

前記太管１３を含む太管部と前記細管１５を含む細管部とは、着脱可能に設けられている。前記太管部については、該太管１３の前記装着用開口部１４とは反対側の下端部１８を、前記太管１３よりも径がやや小さく形成し、細管部については、前記細管１５の上側に、該細管１５よりも径がやや大きく形成した嵌合部１５ａを設け、前記下端部１８は前記嵌合部１５ａ内に嵌合可能に設け、前記下端部１８を前記嵌合部１５ａに嵌合させることで、太管部と細管部を連結する。

前記細管１５の下側には、前記口部１６が先端にもつ先細り形状の先端部１９が設けられて、前記粒子１７が前記口部１６を通って流出するのを防止している。

図２（ａ）は、図１の各種物質保持体１１を詳細に示す拡大正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＡ線の矢印方向に見た断面図であり、図２（ｃ）は平面図である。

図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前記太管１３の下側に設けた下端部１８の底面には前記粒子１７の径よりも小さい幅または長さをもつ放射状の開口１８ａが設けられているために、前記粒子１７が太管１３にまで浸入することはなく、前記粒子１７は細管１５内に封入されている。また、該先端部１９の内壁には、流体の流れ方向に沿って内方に突出する８本の突出部１６ａが設けられ、前記粒子１７が内壁に密着して流体の流れを妨げないように隙間を設けている。前記開口１８ａ、この突出部１６ａおよび先端部１９は、前記封止部に相当する。なお、符号１４ａは、前記装着用開口部１４の外面に設けた突条である。この第１の実施の形態に係る各種物質保持体１１の大きさは、例えば、前記太管部の長さが、例えば、1〜10cmであり、細管部の長さは、1〜10cmである。また、前記粒子１７の径は、例えば、0.1mmから３mmであり、前記細管１５の内径または軸方向に垂直な断面の幅長さは、この粒子を１列状に保持可能な大きさである。

図３には、前記粒子状担体としての粒子１７を捕獲して移送する担体捕獲移送部２０を示す。
ここでは、前記担体捕獲移送部２０が、前記粒子１７を、担体収容部（図示せず）から捕獲し、第２の実施の形態に係る各種物質保持体のチップ状容器２４まで移送して、該チップ状容器２４内に前記粒子１７を導入保持させる場合を示している。

ここで、該担体捕獲移送部２０は、基体を吸引可能な吸引部（図示せず）と、該吸引部と連通し前記吸引部による吸引により前記粒子１７を捕獲可能な管状部材２１と、前記担体保持部としてのチップ状容器との間で、前記管状部材を相対的に移動可能な管状部材移動手段（図示せず）とを有するものである。

さらに、第２の実施の形態に係る前記チップ状容器２４は、第１の実施の形態に係る前記チップ状容器１２と異なり、細管２５の先端２６には、先細り形状の封止部（図示せず）が着脱自在に設けられている。細管２５の前記先端２６の反対側の端部には、嵌合部２５ａが設けられ、太管１３の下端部１８が嵌合する。前記粒子１７を該細管２５内に導入する際には、前記封止部は取り外されている。

また、図３に示すように、前記チップ状容器２４は、その先端２６を上方に向けて設置される。該チップ状容器２４は、図示しないチップ状容器支持部によって支持される。なお、第１の実施の形態に係るチップ状容器１２の場合には、前記装着用開口部１４を上側に向けて設置されることになる。

また、図３に示すように、前記先端２６の周りを囲むようにして、上方に拡開する漏斗状のガイド２３が設けられている。また、前記太管１３の下側に設けられた前記装着用開口部から、気体を吸引する下方吸引機構（図示せず）を設けて、確実に粒子１７を前記細管２５内に導入するようにしても良い。

続いて、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に、第３乃至第５の実施の形態に係る各種物質保持体３０，４１，５０を示す。

図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る各種物質保持体３０の断面模式図を示すものである。該各種物質保持体３０は、前記担体保持部としてのチップ状容器３１と、該チップ状容器３１内に保持された複数個（この例では５個、見やすくするために実際の場合に比べて個数を小さくした）の各種物質が固定されまたは固定可能な前記粒子１７とを有する。

該チップ状容器３１は、前記貯留部としての太管３２および該太管３２よりも細く形成された細管３４を有し、透光性をもつものである。該太管３２の上端には、気体の吸引吐出を行う図示しないノズルに装着されるべき装着用開口部３３を有する。前記細管３４の先端には、口部３５が設けられて、前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能である。細管３４及び太管３２は、略円筒状に形成された外面及び内面をもっている。

前記太管３２の前記装着用開口部３３のやや下方には、フィルタ３８が取り付けられ、気体の通過が可能である。また、該太管３２の下側には、細管３４と太管３２との間の略漏斗状の移行部３４ａを利用して、前記担体通過阻止部としての薄いメッシュ状部材３７が設けられその上側においてリング３６によって押えられている。移行部３４ａにおいて、前記メッシュ状部材３７を支えるために、前記移行部３４ａに支持される複数の支持板４０が設けられている。前記細管３４内には、複数の粒子状担体としての粒子１７（この例では５個）が収容され、その下方において、流体の通過が可能な前記担体通過阻止部材としての貫通性多孔質部材３９が前記細管３４に取り付けられている。該貫通性多孔質部材３９は、細管３４に形成した絞りや段差を利用して取り付けるのが好ましい。ここで、前記メッシュ状部材３７及び貫通性多孔質部材３９は前記封入部に相当する。

ここで、前記粒子状担体の粒子１７の外径は、例えば、約1.8mmであり、前記細管３４の内径は例えば、約2.0mmであり、前記貫通性多孔質部材３９と、前記メッシュ状部材３７との間の長さは、例えば、約50mmである。

また、粒子状担体である粒子が多数保持されている場合には、保持位置を明確にするために、色彩を付したり、蛍光物質で被覆した基準の粒子状担体としての粒子を所定位置に保持させるのが好ましい。

前記細管３４の外側面の周囲は、所定の電気抵抗をもち、透光性のある導電性薄膜３４ｂで被覆されている。ここに電流を流すことによって細管３４内の温度を上昇させることができる。

図４（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る各種物質保持体４１の断面図を示すものである。該各種物質保持体４１は、前記担体保持部としてのチップ状容器４２と、該チップ状容器４２内に保持された複数個（この例では５個、見やすくするために実際の場合に比べて個数を小さくした）の各種物質が固定されまたは固定可能な前記粒子１７とを有する。

該チップ状容器４２は、前記貯留部としての太管４３および該太管４３よりも細く形成され、前記太管４３に対して着脱可能に設けられた細管４５を有し、透光性をもつものである。該太管４３の上端には、気体の吸引吐出を行う図示しないノズルに装着されるべき装着用開口部４４を有する。前記細管４５の先端には、気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部４６が設けられている。前記太管４３の下端においてその中心軸を通るように設けられた孔４８を囲むように設けられた嵌合部４９に対して、細管４５はその上端において嵌合可能に設けられている。前記細管４５の上端を前記嵌合部４９に嵌合した場合には、細管４５が外れないように、超音波、接着剤、または熱によって溶着させるのが好ましい。前記チップ状容器４２は、例えば、ガラス、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等によって形成される。細管４５及び太管４３は、その内面および外面を含み略円筒状に形成されている。

また、該細管４５内には、複数の粒子状担体としての粒子１７（この例では５個）が収容される。その細管４５の下方において、前記粒子１７の通過を阻止することができる程度の小さい孔または空隙をもち、前記粒子１７の存在によって流体の通過が妨げられないような孔が形成されるようにその半径方向に突出する突出部４７を設ける。なお、前記細管４５の下端に設けられた前記突出部４７の大きさは、前記粒子１７の通過を阻止する大きさである。該粒子１７は、例えば、吸水性の素材、多孔質プラスチック、樹脂等で形成される。前記孔４８及び突出部４７は前記封入部に相当する。

ここで、例えば、前記細管の外径は約2.5mmであり、内径は、約2mmである。また、前記嵌合部４９の外径は、約5mmであり、その内径は前記細管の外径に一致している。また、前記突出部４７と前記孔４８までの長さは、例えば、約50mmであり、前記孔４８の径は、前記粒子１７が通過しないように例えば、約1mmであり、前記太管４３の長さは、例えば、約50mmである。

図４（ｃ）は、本発明の第５の実施の形態に係る各種物質保持体５０の断面図を示すものである。該各種物質保持体５０は、図４（ｂ）に示した第４の実施の形態に係る各種物質保持体４１と異なり、前記細管４５内に封入された粒子１７の内、最も下側に位置する粒子１７の代わりに、表面に凹凸のある粒子５１を採用したものである。これによって、前記粒子１７が前記突出部４７に密着して流体の流れを妨げる事態を防止することができる。

図５は、第６の実施の形態に係る各種物質保持体５２の断面模式図を示すものである。図５（ａ）は、図５（ｂ）のＡＡ線視断面図を示すものである。該各種物質保持体５２は、前記担体保持部としてのチップ状容器５３と、該チップ状容器５３内に保持された複数個（この例では、15個）の各種物質が固定されまたは固定可能であって蛍光物質等の標識要素で相互に識別可能に標識化された前記粒子１７を有する。前記チップ状容器５３は、前記貯留部としての太管５４の下端部に装着される嵌合部５５ａおよび前記太管５４の円筒部分よりも細く形成された細管５５を有し、透光性をもつものである。該太管５４の上端部には、気体の吸引吐出を行う図示しないノズルに装着されるべき装着用開口部を有する。前記細管５５の先端部５６ａは先細りの形状で、先端には口部５６が設けられて、前記粒子１７の排出を阻止しながら前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能である。なお、前記太管５４の下底部には、前記粒子１７の径よりも小さい長さまたは幅をもつ放射状の開口５４ａが設けられている。前記開口５４ａ及び先端部５６ａは前記封入部に相当する。放射状の開口５４ａは、例えば、中心部に円板をもちそれが内周面に向かって放射状に伸びる棒で支持されているような構造をもつ。

また、該細管５５の内壁には、前記口部５６と前記装着用開口部との間を仕切る方向に突出し、該口部５６と前記装着用開口部を結ぶ軸方向に沿って４本の突条５７が設けられている。この突条５７を設けたことによって、円筒状の細管５５内で、粒子１７が前記口部５６を通って流出入する流体が円滑に流れて、流体と前記各粒子１７との間の接触を確実に行うことができる。

図６は、第７乃至第９の実施の形態に係る各種物質保持体５８，６３，６５の断面図を示すものである。

図６（ａ）に示す第７の実施の形態に係る各種物質保持体５８は、前記担体保持部としてのチップ状容器５９と、該チップ状容器５９内に保持された複数組（この例では、８組）の粒子状担体の集合としての粒子集合６１であって、各粒子集合６１には、各種物質が固定されまたは固定可能であって、例えば蛍光物質で相互に識別可能に標識化された前記粒子１７および前記蛍光物質からの光が隣接する粒子集合６１に達しないように遮蔽する前記境界用粒子としての遮蔽用粒子６２を有する。該遮蔽用粒子６２としては、不透明なものであれば良く、例えば、金属製粒子、プラスチック等の樹脂製粒子がある。前記チップ状容器５９は、塩基貯留部としての太管５４の下端部と装着される嵌合部６０ａ、および前記太管５４の円筒部分よりも細く形成された細管６０を有し、透光性をもつものである。該太管５４の上端には、気体の吸引吐出を行う図示しないノズルに装着されるべき装着用開口部を有する。

前記細管６０の内面は、例えば、角柱状に形成され、内部に粒子１７等を保持した状態でも、ノズルによる気体の吸引吐出によって液体が細管６０に沿って円滑に流れることができる。該細管６０の先端部６０ｃは先細りの形状に形成され、その先端には口部６０ｂが設けられ、前記粒子１７の排出を阻止しながら前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能である。なお、前記太管５４の下底部には、前記粒子１７の径よりも小さい内径をもつ放射状の開口５４ａが設けられている。前記先端部６０ｃ及び開口５４ａは封入部に相当する。

図６（ｂ）に示す第８の実施の形態に係る各種物質保持体６３は、前記担体保持部としてのチップ状容器５９と、該チップ状容器５９内に保持された複数組（この例では、８組）の粒子状態担体の集合としての各粒子集合６１ａ〜６１ｈが保持されている。各粒子集合６１ａ〜６１ｈには、各種物質としての、相互に異なる生体物質が固定されまたは固定可能な粒子状担体としての反応用粒子１７ａ〜１７ｈを各々有するとともに、これらの各種物質を相互に識別することが可能な標識物質が固定された粒子状担体としての標識用粒子６４１〜６４８のいずれかを各々有している。

図６（ｃ）に示す第９の実施の形態に係る各種物質保持体６５は、前記担体保持部としてのチップ状容器５９と、該チップ状容器５９内に保持された複数組（この例では、５組）の粒子状担体の集合である各粒子集合６１１ａ〜６１１ｅが保持されている。各粒子集合６１１ａ〜６１１ｅには、各種物質としての、相互に異なる生体物質が固定されまたは固定可能な粒子状担体としての反応用粒子１７ａ〜１７ｅを各々有するとともに、これらの各種物質を相互に識別することが可能な標識物質が固定された粒子状担体としての標識用粒子６４１〜６４４を有している。但し、第８の実施の形態に係る各種物質保持体６３の場合と異なり、各粒子集合６１１ａ〜６１１ｅに属する粒子状担体の個数は同一ではなく、ばらつきがある。また、標識用粒子６４１〜６４４の個数（4個）は識別すべき粒子集合６１１ａ〜６１１ｅの組数（5個）よりも小さい個数で相互に識別する。
また、境界用粒子としての遮蔽用粒子６２が各集合に設けられている点でも相違する。

図７は、第１０の実施の形態に係る各種物質保持体６６の斜視図を示すものである。該各種物質保持体６６は、前記担体保持部としてのチップ状容器６７と、該チップ状容器６７内に保持された複数個の各種物質が固定されまたは固定可能であって、蛍光物質等で相互に識別可能に標識化された前記粒子１７を有する。前記チップ状容器６７は、前記貯留部としての太管６８の下端部に装着される嵌合部６９ａ及び前記太管６８の円筒部分よりも細く形成された細管６９を有し、透光性をもつものである。該太管６８の上端部には、気体の吸引吐出を行う図示しないノズルに装着されるべき装着用開口部（図示せず）を有する。

前記細管６９は、図７に示すように、前記太管６８の下端部に装着される嵌合部６９ａと、該嵌合部６９ａの下側に設けられ、前記太管６８の装着用開口部と口部７０とを結ぶ軸の周りに回旋するように螺旋状に設けられた螺旋部６９ｂと、各種容器内に挿入可能なように前記軸方向に沿って直線状に設けられ、口部７０を有する先端部が先細りに形成された直線部６９ｃとを有する。前記粒子１７は、前記細管６９に保持されている。該実施の形態に係る各種物質保持体６６によると、細管６９が軸周りに螺旋状に回旋するように設けられた螺旋部６９ｂを有するため、多数の粒子状単体をコンパクトに保持することができるので場所を取らずまた剛性がある。また、細管６９に沿って走査するように粒子１７からの光を受光することで測定が容易である。

図８は、本発明の第１１の実施の形態に係る各種物質処理装置１０の全体を表す平面模式図である。

該各種物質処理装置１０は、吸引吐出機構を有し、前記各種物質保持体１１をノズルに装着して、該各種物質保持体１１に対して吸引吐出処理を行う各種物質保持体処理装置８０と、種々の検体や試薬等を含有する懸濁液を前記各種物質保持体１１内に吸引しまたは吐出することによって、前記粒子１７に対する懸濁液の吸引、吐出、外部容器への分注、攪拌、洗浄、抽出、移送、反応等を行うための各種物質保持体処理領域８１と、前記各種物質保持体処理装置８０が有する１のノズルを用いて前記各種物質保持体１１のチップ状容器１２内に測定用等の試薬を分注するための試薬分注領域８２と、前記各種物質保持体１１内に封入された粒子１７について測定を実行するために光情報を得る測定領域８３とを有する。

図８、図９に示す前記各種物質保持体処理装置８０は、吸引吐出機構と連通するノズルを用いて気体の吸引吐出が行われる。該各種物質保持体処理装置８０は、列方向（図面内の縦方向）に配列された複数連（この例では９連）のノズル１１７を有するノズルヘッド８４を有し、該ノズルヘッド８４に対しては、一斉に吸引吐出が行われる。なお、9連のノズル１１７の内、端の１のノズル１１７は、個別ノズルであって、その位置（図８の符号１１２ｂの位置）に示すように、8連のノズル１１７、すなわち、一括ノズルの位置（図８の符号１１２ａの位置）からやや離れて設けられている。

図９に示すように、前記吸引吐出機構においては、前記各ノズル１１７のやや上部に設けた太径部１１６と、該各ノズル１１７と連結したシリンダ１１５内でプランジャ１１５ａを摺動するためのロッド１１２とを有する。さらに、９本の前記ロッド１１２は、一斉に上下運動可能な駆動板１２３の縁に設けた各々９個の各切欠き部に該ロッド１１２の径よりも大きな径をもって半径方向に突出している８連の端部１１２ａおよび１の端部１１２ｂを掛けるようにして取り付けられている。なお、前記ノズルヘッド８４は、行方向（図面上横方向または左右方向）に一斉に移動することになる。

また、図９に示すように、該駆動板１２３は、ボール螺子１１４と螺合するナット部１１３と連結している。前記各ロッド１１２は、前記シリンダ１１５に設けられたばねによって常時下方向に付勢されている。そのため、前記各ロッド１１２は、上方向に動く場合には前記各ナット部１１３によって上げられるが、下方向に下がる場合には、該各ナット部１１３によるのではなく、前記ばね力によって下がる。該各ボール螺子１１４は、断面コの字状の支持部材１１１に設けられたモータ１１０によって回転駆動され、これによって、前記駆動板１２３および9本の前記ロッド１１２が一斉に上下動する。

なお、9連のノズル１１７のうち、前記個別ノズルは、前記ノズルヘッド８４に設けられているので、他の8連の一括ノズルとともに一斉に吸引吐出が行われ、また、昇降機構についても、行方向の水平移動（図８の左右方向）についても一斉に行われる。しかし、該個別ノズルは、前記試薬分注領域８２において、前記各種物質保持体１１内に測定用の試薬を分注するために用いられる。該個別ノズルを用いる場合には、他の一括ノズルからは前記各種物質保持体が除去された状態になっている。また、一括ノズルを用いる場合には、該個別ノズルには、前記チップ状容器等は装着されていない状態にある。

図９において、筐体８７内にはボール螺子１１９、該ボール螺子１１９に螺合するナット部１２０および該ナット部１２０に取り付けられた前記支持部材１１１を一端に有する支持体１２１を有する。また、該筐体８７上には、前記ボール螺子１１９を回転駆動するモータ８８が設けられている。これらの部品によって構成された上下動機構によって、前記ノズル１１７が上下動可能である。

筐体８７の下方には、温度昇降手段７１が設けられている。該温度昇降手段７１は、９連のノズルに装着された９本の前記各種物質保持体１１の主として細管１５に接近または接触可能となるような高さおよび幅を持つように列方向に沿って形成され、内部にヒータを有する加熱壁７２と、該加熱壁７２に取り付けられ、前記各チップを両側から各々挟むように突出して設けられた内部にヒータを有する10枚の加熱板７３とを有し、加熱壁７２は、温度制御の対象となるチップの形状に合わせた形状をもつように形成するのが好ましい。ここで、前記加熱壁７２および加熱板７３は前記温度昇降体に相当する。

該温度昇降手段７１は、前記ノズルヘッド８４の前記ノズル１１７に装着された前記各種物質保持体１１に接近または接触して、該チップを加熱することを可能にするためのモータ７４、該モータ７４によって回転駆動されるボール螺子７６ａ、および該ボール螺子７６ａに螺合するナット部７５、該ナット部７５に連結して図上左右方向に移動可能であって、前記加熱壁７２および加熱板７３とも連結する移動用ロッド７６ｂを有する。

該温度昇降手段７１の下側には、櫛歯状の爪１２２ａおよび9個の磁石１２２ｂと、図上左右方向に移動させて、前記ノズル１１７に装着された前記各種物質保持体１１を除去し、または磁場を及ぼすことを可能にするためのモータ８９、該モータ８９によって左右方向に移動可能な移動用支持板９０および該移動用支持板９０に取り付けられた移動用ロッド９１ａ，９１ｂを有する。

なお、該各種物質保持体処理装置８０は、上側から吊り下げられるように設けられ、前記各種物質処理装置１０の全域および他の必要領域を覆うように、図示しない直動機構を利用したＸ軸（行方向）移動機構によって移動可能に設けられている。

また、図８に戻り、前記各種物質保持体処理領域８１においては、検体が懸濁する懸濁液を収容する8連のウェル列９２ａを有するカートリッジ容器９２と、各種物質保持体の細管を収容するウェル列７９、種々の生成物または検体から抽出した目的物質、若しくは、粒子状担体、例えば、反応用粒子、標識用粒子または遮蔽用粒子等を収容するウェル列９６、９９、および、各種物質保持体１１の細管を有する細管部または該細管部に装着される太管を有する太管部を収容するウェル列９７を有する6列×8行のウェルからなるマトリクス状容器９５と、該処理を実行するために必要な各種試薬、各種蛍光物質や物質または処理結果物を収容するためのプレパック可能なウェル１００ａから１００ｌを有する８個のカートリッジ容器１００とを有する。該カートリッジ容器１００のうち、符号１００ｋ、１００ｌは、各々、ヒートブロックが設けられた予備のインキュベータ用ウェルおよびインキュベータ用ウェルを示す。また、前記ノズル１１７には、前記管状部材２１を着脱自在に装着して、粒子１７を捕獲移送可能にするように形成することも可能である。

さらに、検体等の前記対象物質を収容するウェル列９２ａには各々その対象物質に関する情報を示すバーコード９２ｂが付されている。該バーコード９２ｂは、バーコード９２ｂを読み取るバーコード読取部９３が走査するように移動して読み取る。符号９３ａは該バーコード読取部９３を駆動する移動機構である。

８連の前記カートリッジ容器１００の周囲を囲むようにして、前記各種物質保持体処理装置８０の前記８連のノズル１１７（一括ノズル）の移動経路上において８連のノズルの配列方向に平行な列方向（図面上の縦方向、Ｙ方向）に沿った列搬送経路１０３ａ，１０３ｃおよび、前記１のノズル１１７（個別ノズル）の移動経路上の行方向（横方向、Ｘ方向）に沿った行搬送経路１０３ｂをもつ四角形状の搬送経路に沿って移動可能なコンベイヤー１０３が設けられている。

該コンベイヤー１０３は、前記行列経路搬送手段に相当し、前記ノズル間の間隔に一致するように全部で32個のチップ収容部（またはチューブ）１０２が、該コンベイヤー１０３とともに移動可能に連結されている。したがって、図８に示すような位置において、前記各種物質保持体処理装置８０の8連のノズル１１７によって、列搬送経路１０３ａ，１０３ｃに配列された２列のチップ収容部１０２群に対して液体の吸引吐出が可能である。また、前記各種物質保持体処理装置８０の前記一括ノズルの前記8連のノズル群とは離れて設けた前記ノズル１１７（個別ノズル）によって、前記行列経路搬送手段として四角形状に配列された搬送経路の内、下辺の行搬送経路１０３ｂ、すなわち前記試薬分注領域８２内にある選択したチップ収容部（またはチューブ）１０２に対して、目的に応じた試薬、例えば化学発光における基質液等を分注することができる。特に、ＤＮＡ抽出を行う場合のＰＣＲ前処理でのＰＣＲ反応液等反応の直前に分注するようにする。

さらに、前記測定領域８３内であって、前記行列経路搬送手段の四角形状の搬送経路の内に測定ポイント１０４を設け、該測定ポイント１０４において、トリガー光源１０５より、励起光を前記各種物質保持体１１内に励起光を照射して、発生した光を受光部１０６において受光して測定を行うようにする。これによって、各各種物質保持体１１ごとに処理目的に応じた処理を行うことができる。

なお、図示していないが、これらの各種物質処理装置１０を制御するために、使用者からの指示やデータを入力するための入力装置、各種演算等の処理を行うＣＰＵ、表示装置、各種メモリ、伝達手段等を有する情報処理装置が、前記各種物質保持体処理装置８０の吸引吐出機構や、移動機構、行列経路搬送手段、測定領域８３内の装置等に指示を行いまたこれらの装置からの信号を受ける。該情報処理装置には、前記ノズルの吸引若しくは吐出の量、スピード、回数、時間または位置を、前記ノズル、ノズルに装着される部材若しくは各種物質保持体の構造、流体中に存在する物質の種類、濃度、流体の量、流体若しくは担体の温度または該流体の収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、処理内容に基づいて制御する制御部が設けられている。

続いて、図１０に基づいて、第１２の実施の形態に係る各種物質保持体処理方法として、ＤＮＡのSNPs（１塩基多型）タイピングについて前記各種物質保持体３０を用いた例を説明する。

測定しようとする複数のSNP位置において、ハイブリダイズの可能性のある塩基配列をもつオリゴヌクレオチドの4種類をプローブ物質として、複数個（この例では、5個）の前記粒子１７の内の4個に１種類ずつそれぞれ固定する。粒子１７に固定するには、予め前記粒子１７の表面に官能基を生成または発現させておき、前記プローブ物質と結合させ、適当な溶媒で表面を洗浄しておく。

例えば、SNP1（第１の位置）においては、塩基Ｔまたは塩基Ｃの２つの型の可能性があり、SNP2（第２の位置）においては、塩基Ｇまたは塩基Ａの２つの型の可能性があるものとする。すなわち、塩基Ｔ，Ｃ，Ｇ，Ａの４種類である。

SNP1のＴ判定用の塩基配列を固定した粒子１７、SNP1のＣ判定用の塩基配列を固定した粒子１７、SNP2のＧ判定用の塩基配列を固定した粒子１７、SNP2のＡ判定用の塩基配列を固定した粒子１７を、相互に識別可能な標識要素として、所定の4種類の蛍光物質、例えば、FITC（フルオレッセイン イソチオシアネート）、ローダミン、イソチオシアネート、IRD40、CY3若しくはCY5等の有機物質またはユウロピウム錯体等の長寿命の蛍光を発する無機物質の中から4種類の異なる蛍光物質を選択して、4種類の異なる塩基配列を各々固定した前記粒子１７を相互に識別可能となるように標識化しておく。ここで各粒子１７間を相互に識別するために用いた蛍光物質からの光は、前記第１の標識に基づく信号に相当する。

図１０（ａ）に示すように、透光性のある８本の前記チップ状容器３１の前記細管３４内に、貫通性多孔質部材３９を設け、前記塩基配列及び蛍光物質が固定された前記粒子１７を含む５個の粒子１７（この内１の粒子１７は塩基配列も標識化もされていない）を無作為又は任意の順序で入れて、メッシュ状部材３７を設けて封入することによって、8本の各種物質保持体３０を形成する。

例えば、８人の被験者について、各々複数箇所（この例では２箇所）のＳＮＰｓタイピング位置を同時に決定しようとする場合について説明する。この場合には、ステップＳ１において、このようにして形成された８本の各種物質保持体３０を、その太管３２の上端に設けた装着用開口部３３に前記各種物質保持体処理装置８０の８連の前記ノズル１１７に各々装着させる。

一方、前記各種物質保持体処理領域８１に設けられた、８個の検体を収容するウェル列９２ａには次のような検体を収容する。すなわち、8人の被験者の血液からのゲノムを各々抽出し、これらのゲノムのうち、複数箇所の前記SNPsタイピング位置を含む断片を、サーマル・サイクラーによって増幅し、蛍光物質で標識化したものを生成して、各被験者ごとに８個の前記検体を収容する前記ウェル列９２ａに収容しておく。また、前記８連のカートリッジ容器１００には、そのウェル１００ａ〜１００ｃには、BWバッファ液を収容する。

ステップＳ２において、図１０（ｂ）に示すように、前記各種物質保持体処理装置８０の前記ノズルヘッド８４を移動手段によって行方向に前進させて、８本の前記細管３４を該ウェル列９２ａに一斉に挿入し、前記ウェル列９２ａ内にある懸濁液を吸引して一斉に前記細管３４内を満たす。

ステップＳ３において、図１０（ｃ）に示すように、前記ノズルを介して、例えば10回、所定スピードs1（例えば、約200μリットル／sec）で、量v1（例えば、約400μリットル）で吸引吐出を繰り返すことによって攪拌して、前記細管３４内の複数の前記粒子１７と、前記懸濁液とを十分に接触させる。その際、反応を促進するために、前記導電性薄膜３４ｂに所定電流を流して温度制御を行う。

すると、ステップＳ４において、図１０（ｄ）に示すように、前記懸濁液中の蛍光物質で標識化されたＤＮＡ断片が、前記SNPの各位置のうち該当する前記粒子１７と、ハイブリダイゼーションによって結合する。残液を前記ウェル列９２ａ内に吐出する。ここで、該ＤＮＡ断片を標識化するための蛍光物質は、各粒子１７に固定した塩基配列を識別するための前記4種類の蛍光物質とは異なる種類の蛍光物質によって行う。該蛍光物質からの信号は、前記第２の標識に基づく信号に相当する。

ステップＳ５において、図１０（ｅ）に示すように、前記各種物質保持体処理装置８０は、反応の終了した前記粒子１７を封入した前記各種物質保持体３０を、前記8連のカートリッジ容器１００のウェル１００ａの位置にまで移送し、前記BWバッファ液について、例えば、所定スピードs2（例えば、約760から1700μリットル／sec）によって、微小量v2、例えば、数10μリットルから数100μリットル（例えば、約500μリットル）で10回吸引吐出を繰り返すことによって洗浄する。さらに、ウェル１００ｂ、１００ｃについて、同様の動作を繰り返す。

ステップＳ６において、図１０（ｆ）に示すように、洗浄の終了した前記各種物質保持体３０は、前記コンベイヤー１０３の列搬送経路１０３ａに停止しているチップ収容部（またはチューブ）１０２の位置にまで、前記ノズルヘッド８４を移動させ、前記爪１２２ａによって該ノズルヘッド８４に設けられた複数連の一括ノズル（１１７）から離脱させて該チップ収容部１０２に収容し、前記コンベイヤー１０３を駆動して、前記搬送経路に沿って搬送させる。該チップ収容部１０２が、前記行搬送経路１０３ｂに達した際に、前記個別ノズル（１１７）が分注チップ７８を収容している位置に来るようにノズルヘッド８４全体を移動させ、下降させることで該個別ノズルのみに分注チップ７８を装着させ、さらに前記試薬収容部７７にまで移動して所定試薬を吸引した後、前記行搬送経路１０３ｂに沿って停止している8個の各チップ収容部１０２の内、選択した前記各種物質保持体３０の装着用開口部３３から、例えば、前記所定の試薬として、測定用の試薬を分注する。その後、該コンベイヤー１０３を駆動して該搬送経路上に設けた測定ポイント１０４にまで搬送し、該測定ポイント１０４において、励起光を照射させ、前記細管３４内の光を受光部１０６で受光する。その際、前記第１の標識に基づく信号と第２の標識に基づく信号との組合せを測定することによって前記目的物質の構造の解析を行う。

次に、図１１に基づいて、タンパクの解析例としてアレルギー検査についての第１３の実施の形態に係る各種物質保持体処理手順を前記各種物質保持体５０を用いた場合について示す。

各種アレルゲン物質、例えば、スギ花粉、ブタクサ、ダニ、かびから得られた４種類の物質を、４個の粒子１７に各々固定する。粒子１７に前記アレルゲン物質を固定するには予め前記粒子１７の表面に官能基を生成または発現させておく。これらの４種類のアレルゲン物質を各々固定した粒子１７を、標識要素として、相互に識別可能な４種類の異なる蛍光物質、例えば前述したような蛍光物質の中から選択して、相互に識別可能となるように標識化しておく。ここで、各粒子１７間を相互に識別するために用いた蛍光物質からの光は、前記第１の標識に基づく信号に相当する。

図１１（ａ）に示すように、ステップＳ１１において、8個の前記ウェル列９９に、図４（ｃ）に示した、透光性のある8本の前記チップ状容器４２の各細管４５を収容しておき、該各細管４５内には凹凸のある粒子５１を入れておく。次に、前記アレルゲン物質及び蛍光物質が固定した粒子１７を含む４個の粒子１７を無作為又は任意の順序でそれぞれ入れ、最後に、前記細管４５は、前記ウェル列９７に収容しておいた太管部の前記太管４３の上端に設けた装着用開口部４４に前記ノズル１１７に装着させて移動し、該嵌合部４９を前記細管４５に押し付けるようにして、その嵌合部４９に嵌合させて、接着、超音波又は熱による溶着等で取り付けて封入し、８本の各種物質保持体５０を形成する。

一方、前記各種物質保持体処理領域８１に設けられた、前記検体を収容するウェル列９２ａには、8人の被験者から採取した血清を収容し、8連のカートリッジ容器１００の、各ウェル１００ａには、50mMのTBSバッファ溶液、pH8、１％のBSA溶液を収容し、ウェル１００ｂから１００ｆには、50mMのTBSバッファ液、pH8、0.005％のTween溶液からなる洗浄液を収容し、ウェル１００ｇには、蛍光物質で標識化された抗ヒトIgE抗体を懸濁する液を収容しておく。なお、前記抗ヒトIgE抗体を標識化する蛍光物質は、各粒子１７に固定したアレルゲン物質を識別するための前記４種類の蛍光物質とは異なる種類の蛍光物質によって行う。該蛍光物質からの信号は、前記第２の標識に基づく信号に相当する。

この段階で、前記各種物質保持体５０を、前記コンベイヤー１０３の前記列搬送経路１０３ａに停止しているチップ収容部１０２にまで、前記ノズルヘッド８４を移動させ、前記爪１２２ａによって前記ノズルヘッド８４に設けられた８連の一括ノズル（１１７）から離脱させて前記列搬送経路１０３ａに配列されている該チップ収容部１０２に収容し、前記コンベイヤー１０３を駆動して、前記搬送経路に沿って搬送させる。該チップ収容部１０２が、前記行搬送経路１０３ｂの位置に達した際に、前記個別ノズル１１７を前記所定の試薬を収容する試薬収容部７７にまで移動させて、必要ならば所定試薬を吸引し、前記行搬送経路１０３ｂに沿って停止している８個の各チップ収容部１０２の内、選択した前記各種物質保持体５０にまで移動し、該各種物質保持体５０の装着用開口部４４から前記所定試薬を分注する。その後、前記搬送経路上に設けた前記測定ポイント１０４において、該粒子１７からの光を前記受光部１０６において受光して測定する。これによって、各粒子１７を第１の標識に基づく信号によって識別し、各粒子１７の標識情報を読み取ることができる。該標識情報は、制御部としてのメモリ内に格納しておく。

ステップＳ１２において、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように，ウェル１００ａに収容されている溶液を量v3（例えば、約500μリットル）スピードs3（例えば、約76０μリットル／sec）吸引吐出することによって、該溶液を攪拌し、前記粒子１７表面をブロッキング（遮断）する。

ステップＳ１３で、図１１（ｄ）に示すように、前記カートリッジ容器１００のウェル１００ｂに収容された50mMのTBSバッファ溶液、pH8、0.005％Tween溶液で洗浄する。さらに、ステップＳ１４において、図１１（ｅ）に示すように、前記ノズルに装着された前記各種物質保持体５０を、検体を収容する前記ウェル列９２ａにまで移動させ、該ウェル列９２ａに収容された血清を前記細管４５内に吸引して接触させて、該細管４５内を約37度で30分の間、血清中のIgE抗体と前記アレルゲン物質とを反応させる。その際、該細管４５を恒温状態に保つために、該細管４５を両側から挟むようにして、前記８連の前記各種物質保持体５０に前記温度昇降手段７１の櫛歯状に配列された加熱板７３に挟まれて設けられた加熱壁７２を接近させるようにして加熱する。これによって、細管４５内を効率的かつ確実に加熱することができる。

次に、ステップＳ１５において、図１１（ｆ）に示すように、該各種物質保持体５０を、前記カートリッジ容器１００のウェル１００ｃにまで移動する。該ウェル１００ｃには、前述した洗浄液が収容されており、例えば、スピードs4（例えば、約760μから1700μリットル／sec）で、量v4（例えば、約500μリットル）10回の吸引吐出を繰り返すことで洗浄する。さらに、前記各種物質保持体４１を、ウェル１００ｄにまで移送して、洗浄を繰り返す。

次に、ステップＳ１６において、図１１（ｇ）に示すように、前記ウェル１００ｇにまで、前記ノズルヘッド８４を移動し、該ウェル１００ｇに収容されている蛍光物質で標識化された抗ヒトIgE抗体と反応させるために、該懸濁液を吸引して前記粒子１７と接触させて、37℃で30分維持させる。この場合も、前述したように、前記各種物質保持体５０に温度昇降手段７１の加熱壁７２を接近させることによって該細管４５内を加熱する。

ステップＳ１７において、図１１（ｈ）に示すように、前記カートリッジ容器１００のウェル１００ｅにまで移送し、収容されている洗浄液を、例えば、スピードs5（例えば、約760から1700μリットル／sec）で、量v5（例えば、500μリットル）で約10回吸引吐出を行うことによって、前記粒子１７を洗浄する。同じ動作を、ウェル１００ｆにまで移動して、繰り返す。

次にステップＳ１８において、図１１（ｉ）に示すように、前記各種物質保持体５０を、前記コンベイヤー１０３の前記列搬送経路１０３ａに停止しているチップ収容部１０２にまで、前記ノズルヘッド８４を移動させ、前記爪１２２ａによって前記ノズルヘッド８４に設けられた８連の一括ノズル１１７から離脱させて前記列搬送経路１０３ａに配列されている該チップ収容部１０２に収容し、前記コンベイヤー１０３を駆動して、前記搬送経路に沿って搬送させる。該チップ収容部１０２が、前記行搬送経路１０３ｂの位置に達した際に、前記個別ノズル１１７を前記所定の試薬を収容する試薬収容部７７にまで移動させて、所定試薬を吸引し、前記行搬送経路１０３ｂに沿って停止している8個の各チップ収容部１０２の内、選択した前記各種物質保持体５０にまで移動し、該各種物質保持体５０の装着用開口部４４から前記所定試薬を分注する。その後、前記搬送経路上に設けた前記測定ポイント１０４において、該粒子１７からの光を前記受光部１０６において受光して測定する。その際、前記第１の標識に基づく信号から得られた各粒子１７の標識情報と第２の標識に基づく信号との組合せから、反応したアレルゲン物質を特定することができる。

図１２に基づいて、プロテインを固定したタンパク質解析例を前記各種物質保持体４１を用いた場合の第１４の実施の形態に係る各種物質保持体処理方法について説明する。該処理にあっては、図１２（ａ）において、数種類（この例では、5種類）のタンパク質発現用塩基配列と発現したタンパク質を捕獲するタンパク質捕獲用物質をもつオリゴヌクレオチドを、図４（ｂ）に示した粒子１７に各々固定しておく。これらの5種類のタンパク質発現用塩基配列を各々固定した粒子１７は、さらに、標識要素として、相互に識別可能な５種類の異なる蛍光物質、例えば、前述したような蛍光物質の中から選択して、相互に識別可能となるように標識化しておく。ここで、各粒子１７間を相互に識別する為に用いた蛍光物質からの光は、前記第１の標識に基づく信号に相当する。これらの物質を固定するには、前記粒子１７の表面に官能基を生成または発現させておく。これによって、発現したタンパク質の発現量、特定のタンパク質との結合性とを検査する。本例では、5種類の前記粒子１７を、8本の前記チップ状容器４２の各細管４５内に無作為又は任意の順序で収容し、該粒子１７が収容された細管４５を前記太管４３の下端に設けた嵌合部４９に嵌合して接着または溶着によって取り付けることによって封入し、8本の前記各種物質保持体４１を形成する。

一方、図８の前記各種物質保持体処理領域８１に設けられた、８連のカートリッジ容器１００の各々の１の液収容部１００ａには、アミノ酸、リボゾーム等の溶液が収容され、液収容部１００ｂから１００ｇには、PBSバッファ液、界面活性剤である0.05％のTween２０バッファ液からなる洗浄液（以下「PBS-T」という）が収容され、液収容部１００ｈには、PBS-Tに5％のスキムミルクの懸濁液が収容され、液収容部１００ｉには、化学発光物質で標識化された抗体、ビオチン化物質の溶液を収容しているものとする。なお、標識化に用いた該化学発光物質は、各粒子１７に固定した塩基配列を識別する為の前記5種類の蛍光物質とは当然異なることになる。該化学発光物質からの信号は、前記第２の標識に基づく信号に相当する。

ステップＳ２１において、このようにして形成された各種物質保持体４１をその太管４３の上端に設けた装着用開口部４４に前記各種物質保持体処理装置８０の前記ノズル１１７に装着させる。次に、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前記各種物質保持体処理装置８０の前記ノズルヘッド８４の８連のノズル１１７を一斉に前記カートリッジ容器１００の液収容部１００ａにまで移動させ、該液収容部１００ａに収容されている前記アミノ酸等の溶液を前記細管４５内に、スピードs6（例えば、約200μリットル／sec）、量v6（例えば、約500μリットル）吸引する。この状態で、該細管４５内を、例えば、該細管４５を両側から挟むようにして、前記８連の前記各種物質保持体４１に前記温度昇降手段７１の櫛歯状に配列された加熱板７３に挟まれて設けられた加熱壁７２を接近させるようにして加熱する。これによって、細管４５内を効率的かつ確実に加熱させて、37℃に１時間維持させる。

ステップＳ２２において、図１２（ｄ）に示すように、前記細管４５から前記液を吐出した後、前記ノズルヘッド８４を液収容部１００ｂにまで移動させ、前記PBS-T溶液を前記細管４５に対して吸引吐出を例えば10回、スピードs7（例えば、約760から1700μリットル／sec）、量v7（例えば、約500μリットル）で繰り返すことによって洗浄する。この動作を、液収容部１００ｃにおいても繰り返す。

ステップＳ２３において、図１２（ｅ）に示すように、前記ノズルヘッド８４を液収容部１００ｈに移動させ、前記PBS-Ｔ及び5％のスキムミルク懸濁液を吸引し、室温の状態で、約１時間反応させて、ブロッキングを行う。

ステップＳ２４において、図１２（ｆ）に示すように、前記細管４５から前記液を吐出した後、前記ノズルヘッド８４を液収容部１００ｄにまで移動させ、前記PBS-T溶液を前記細管４５に対して吸引吐出を例えば10回、スピードs8（例えば、約760から1700μリットル）、量v8（例えば、約500μリットル）で繰り返すことによって洗浄する。この動作を、液収容部１００ｅにおいても繰り返す。

ステップＳ２５において、図１２（ｇ）に示すように、該各種物質保持体４１を液収容部１００ｉにまで移送し、前記化学発光物質によって標識化した抗体、ビオチン化物質を懸濁する前記懸濁液を吸引して室温で約30分から１時間インキュベーションする。

さらに、ステップＳ２６において、図１２（ｈ）に示すように、液収容部１００ｆに移送し、前記PBS-T溶液を前記細管４５に対して吸引吐出を例えば10回、スピードs3で繰り返すことによって洗浄する。この動作を、液収容部１００ｇにおいても繰り返す。

ステップＳ２７において、図１２（ｉ）に示すように、前記各種物質保持体４１を、前記コンベイヤー１０３の前記列搬送経路１０３ａに停止しているチップ収容部１０２にまで、前記ノズルヘッド８４を移動させ、前記爪１２２ａによって前記ノズルヘッド８４に設けられた複数連（８連）の一括ノズル（１１７）から離脱させて前記列搬送経路１０３ａに配列されている該チップ収容部１０２に収容し、前記コンベイヤー１０３を駆動して、前記搬送経路に沿って搬送させる。該チップ収容部１０２が、前記行搬送経路１０３ｂの位置にまで達した際に、前記個別ノズル１１７を、前記試薬収容部７７にまで移動させて所定の試薬を吸引し、前記行搬送経路１０３ｂに沿って停止している8個の各チップ収容部１０２の内、選択した前記各種物質保持体４１にまで移動し、該各種物質保持体４１の前記装着用開口部４４から所定試薬として化学発光用の基質液を分注する。その後、搬送経路上に設けた前記測定ポイント１０４において、該粒子１７からの光を受光部１０６において受光して測定する。その際、第１の標識に基づく信号を受信するには、前記トリガー光源１０５からの該当する波長の励起光パルスをＯＮ状態にして各粒子１７ごとに照射して、受光部１０６において受信し、該パルスがＯＦＦ状態のときに第２の標識化に基づく信号の強度を各粒子ごとに、ＯＮ，ＯＦＦを繰り返したパルス制御によって測定する。この第１の標識に基づく信号及び前記第２の標識に基づく信号の強度に基づいて、前記化学発光物質で標識化した抗体、ビオチン化物質等と反応したタンパク質を特定し、またはその強度からその発現量を測定する。

続いて、図１３に基づいて、第１５の実施の形態に係る各種物質保持体の処理方法をSNPs検出反応に適用する場合について説明する。
図１３に模式的に示すように、該方法は、８人の被検者から採取した検体の遺伝子（ATase exon6、ATase exon8、CYP2C19 exon5、CYP2D6 exon1）の４箇所の各SNPｓ(Single Nucleotide Polymorphysms)の多型（ここでは2種類）の塩基を検出するための処理に適用したものである。この処理は、検体の遺伝子を抽出して増幅し、後述するＡＳＰＥ法によってASPE産物を調製する準備段階としての試料調製工程Ｓ３１と、前記各種物質保持体１１のチップ状容器１２の細管１５内に封入すべき粒子に検出用のプローブである後述するタグＤＮＡを結合させた複数種類（この例では8種類）の粒子１７を調製して前記細管１５内に封入する封入工程Ｓ３２と、該粒子１７と前記ASPE産物との結合反応を行わせる結合反応工程Ｓ３３と、結合反応結果を検出する検出工程Ｓ３４とを有する。

ステップＳ３１の試料調製工程は、図１３（ａ）に示すように、例えば、口腔粘膜、血液、爪等の検体を８人の被検者から各々採取する採取工程と、該口腔粘膜等に含有されているＤＮＡを抽出して、各々ＰＣＲ法で増幅する増幅工程と、該ＤＮＡを精製する精製工程と、精製したＤＮＡを後述するＡＳＰＥ法を用いてASPE産物を調製するASPE産物調製工程とを有する。

前記採取工程は、例えば、図１３に示すように、８人の被検者から採取した前記口腔粘膜等を懸濁させた液体を各々８個の前記ウェル列９２ａをもつカートリッジ容器９２に収容する。前記細管１５に粒子が封入されていない状態の各種物質保持体１１のチップ状容器１２または分注チップを前記ノズルヘッド８４のノズル１１７に装着し、各ウェル列９２ａに、表面が多孔性の物質またはシリカ等の物質で覆われた磁性粒子の懸濁液を吸引して移送し各々一斉に吐出することで投入する。

前記駆動板１２３およびロッド１１２を上下動させることで、前記プランジャ１１５ａを上下動させ吸引吐出を繰り返して、前記ＤＮＡを磁性粒子に結合して捕獲させる。その際、8個の前記磁石１２２ｂを8本の前記各種物質保持体１１の各細管１５に各々接近させてその内部に磁場を及ぼすことによって前記チップ状容器１２の細管１５の内壁に前記ＤＮＡを捕獲した前記磁性粒子を吸着させて分離させる。該分離した前記ＤＮＡを捕獲した磁性粒子から前記ＤＮＡを乖離させることでＤＮＡを抽出し、マイクロプレートのウェル列９６内に収容する。

次に、各検体ごとに抽出されたＤＮＡをＰＣＲ法によって、所定のプライマーを用いて、４つの前記ＤＮＡを得るように増幅し前記マイクロプレートの８個のウェル列９９の左列内に収容する。増幅したＤＮＡの懸濁液を収容した各ウェル内に、プライマーや口腔粘膜等の残留物を含む夾雑物を除去するために、新たな磁性粒子の懸濁液を、新たなチップ状容器１２を前記ノズルヘッド８４に装着し、前記プランジャ１１５ａを上下動させて吸引吐出を行うことで前記ＤＮＡを前記磁性粒子に捕獲させる。その際、前記櫛歯状磁石１２２ｂを用いて前記チップ状容器１２内に磁場を及ぼして前記磁性粒子を前記チップ状容器１２の内壁に吸着させて分離して精製する。

次に、ＡＳＰＥ（Allele-specific primer extension 法）を用いて、各検体の遺伝子について前記4箇所のSNPの決定を行うためのASPE産物１７８を調製する。

図１３（ｂ）に示すように、後述する一本鎖のタグＤＮＡ１７２の塩基配列１７３に相補的な塩基配列１７４を３'末端にもち、前記SNPの塩基１７５を５'末端にもち、塩基配列１７４と塩基１７５の間の配列は４つの前記各遺伝子のSNPの直近配列に相補的な塩基配列となるように設計した一本鎖の数十塩基からなる合成ＤＮＡをプライマーとして用意する。多型の可能性のある種類、ここでは４つの各遺伝子ごとに2種類ずつ、計8種類のプライマーを合成し、各プライマーには、8種類の相互に異なる所定の塩基配列をもつタグＤＮＡ１７２の１および該当するSNPの塩基が含まれる。そのプライマーと、塩基「Ｔ」に代えてDig-dUTP１７６を塩基に用いて、前記検体ごとの各遺伝子に基づいてＰＣＲ法により伸長増幅させる。すると、前記検体のＤＮＡの多型の種類に応じたプライマーのみについて伸長増幅が行われ、8の各検体ごとに前記ASPE産物１７８が調製されることになる。

調製された各検体ごとのASPE産物１７８は、マトリクス状容器９５のウェル列９９の右側列内に収容しておく。一方、前記カートリッジ容器１００の8個のウェル１００ａには、後述するステップＳ３４の検出工程で用いる洗浄液を収容しておく。さらに、8個のウェル１００ｂには前記Dig-dUTP１７６と特異的に結合する前記AP標識抗Dig抗体１７７が収容され、8個のウェル１００ｃには他の洗浄液を収容し、前記試薬収容部７７には基質液１７９（CDP-Star）を収容しておく。

なお、この例では、各検体ごとに８種類の前記ASPE産物１７８の全てを混合したものをウェル列９９に収容しているが、例えば、２種類の前記ASPE産物１７８ごとに混合したものを異なるウェル列を４組用意して処理を行うようにしても良い。

ステップＳ３２においては、前記各種物質保持体１１内に収容すべき粒子１７を作製して封入する。作製すべき粒子１７は、図１３（ｂ）に示すように、例えば、アビディン１７１で被覆され、ビオチン化した所定の塩基配列１７３をもつタグＤＮＡ１７２を結合させたものである。ここで、前記粒子１７としては、例えば、直径略1mm前後のサイズであって、例えば、ナイロン（Polysciences社製）等の各種樹脂を用いる。その他、例えば、セラミックス（千葉セラミック社製、アルミナ1.88mm径）を用いることができる。なお、前記遮光性粒子を用いる場合には、例えば、直径2.0mmのカラーガラスを用いる。

また、各タグＤＮＡ１７２の塩基配列１７３、および前記プライマーに含有させた相補的な塩基配列１７４は、前記各遺伝子のSNPの可能性のある多型の塩基ごとに異なる塩基配列１７３，１７４を持つように合成する。すると、本実施の形態に係る処理では、４箇所のSNPにおいて、それぞれ2種類ずつの可能性のある多型の塩基に対しては、8種類の塩基配列１７３，１７４が必要となるので8種類の粒子１７が作製されることになる。

8種類の前記粒子１７は、封入前に、顔料、染料等の標識物質を用いて、例えば、色彩（紫、紺、緑、黄、赤、青、茶、オレンジ）によって、種類ごとに相互に識別可能に標識化され、各色彩と各遺伝子のSNPとを予め対応付ける。例えば、「紫」の粒子と、「紺」の粒子は、前記遺伝子 ATase exon6に対応させ、タグＤＮＡ１７２として、各々Tag1（塩基Ｃ）およびTag3 （塩基Ｔ）を用い、「緑」の粒子および「黄」の粒子は、前記遺伝子 ATase exon8に対応させ、タグＤＮＡ１７２として、各々Tag4（塩基Ａ）およびTag2（塩基Ｇ）を用い、「赤」の粒子および「青」の粒子は、前記遺伝子 CYP2C19 exon5に対応させ、タグＤＮＡ１７２として、各々Tag7（塩基Ａ），Tag6（塩基Ｇ）を用い、「茶」の粒子および「オレンジ」の粒子は、前記遺伝子 CYP2D6 exon1に対応させ、タグＤＮＡ１７２として、各々Tag9（塩基Ｃ），Tag10（塩基Ｔ）を用いるものである。

このようにして作製された前記ビオチン化した8種類の前記所定の塩基配列１７３を有するタグＤＮＡ１７２を結合した8種類の粒子１７の組を、前記チップ状容器１２の前記細管１５内に配列順序を特に定めることなく無作為または任意の順序で各々封入して8本の各種物質保持体１１を作製し、前記ノズルヘッド８４に装着し、１列状に配列する。該粒子１７を封入するには、前記チップ状容器１２の太管１３から脱着した細管１５内に8種類の前記粒子１７の組を収容した後、該細管１５の嵌合部１５ａに前記太管１３の下端部１８を嵌合させることによって行う。なお、遮光性粒子を用いる場合には、例えば、反応用の粒子と遮光性粒子とを交互に配列する。

前記細管１５としては、例えば、ポリプロピレン製の前記細管１５を用いる。該細管１５の大きさとしては、例えば、前記粒子として、1.0mm径のセラミック製を用いる場合には、例えば、1.1mm径の丸型を用いる。また、1.88mm径のセラミック製を用いる場合には、2.0mm径の丸型を用いる。さらに、遮光性粒子として、前記2.0mmのガラスビーズを用いるには、2.2mm径の丸型を用いる。

ステップＳ３３において、移動部（図示せず）を用いて、前記ノズルヘッド８４の１列状に配列された8本の前記各種物質保持体１１の各前記口部１６が前記マトリクス状容器９５のウェル列９９の各ウェルに挿入可能な位置に移動させる。次に、前記移動部（図示せず）によって、前記口部１６を前記マトリクス状容器９５のウェル列９９に一斉に挿入させる。前記各種物質保持体１１に対して前記プランジャ１１５ａを上方向に動かすことによって、または上下方向に動かして吸引吐出動作を繰り返すことで、各検体ごとに収容した前記ASPE産物１７８の混合液と前記各種物質保持体１１内の各粒子１７とを接触させる。すると、前記タグＤＮＡ１７２の塩基配列１７３と、前記ASPE産物１７８の前記塩基配列１７３と相補性のある塩基配列１７４との間でハイブリダイゼーション反応を起こさせて、前記各粒子１７ごとに、対応するASPE産物１７８が存在する場合には、該ASPE産物１７８が結合することになる。

次に、ステップＳ３４において、移動部（図示せず）を用いて、前記ノズルヘッド８４を洗浄液が収容されている前記カートリッジ容器１００の第２のウェル１００ａにまで、前記移動経路としての前記行方向に移動させて、前記口部１６を該第２のウェル１００ａに一斉に挿入させる。次に、前記プランジャ１１５ａを上下方向に動かすことによって、吸引吐出を繰り返して洗浄する。

その後、前記ノズルヘッド８４を、前記Dig-dUTP１７６と特異的に結合する前記AP標識抗Dig抗体１７７を収容したカートリッジ容器１００の8個のウェル１００ｂにまで移動させて、前記口部１６を8個の該ウェル１００ｂに位置させて一斉に挿入させ、前記プランジャ１１５ａを用いて吸引吐出を繰り返すことで、前記前記Dig-dUTP１７６と前記AP標識抗Dig抗体１７７とを結合させる。すると、各検体ごとに、存在する多型に応じた種類のみに前記AP標識抗Dig抗体１７７が結合したASPE産物１７８が粒子１７に結合していることになる。さらに、前記カートリッジ容器１００のウェル１００ｃにまで、ノズルヘッド８４を移動させて、前記口部１６を該ウェル１００ｃに位置させて一斉に挿入させ、収容されている洗浄液について吸引吐出を繰り返して洗浄する。

次に、前記移動部（図示せず）を用いて、前記ノズルヘッド８４をさらに前記移動経路としての前記行方向に行間隔だけ移動させて、前記ノズルヘッド８４の口部１６に対応する位置に列方向に並んだ8個のチップ収容部１０２内に前記各種物質保持体１１を脱着させて収容させた後、前記コンベイヤー１０３によって搬送させ、これらの8個のチップ収容部１０２が行方向に並んだ際に、前記ノズルヘッド８４の内、前記各種物質保持体１１を脱着させた8連の一括ノズルから離れて設けられた個別ノズルが分注チップ７８を収容している位置に来るように前記ノズルヘッド８４全体を移動させ、その位置で降下させることで個別ノズルのみに分注チップ７８を嵌合、装着させ、ノズルヘッド８４をさらに移動して前記試薬収容部７７に前記分注チップ７８を位置させ、該試薬収容部７７から基質液を分注チップ７８内に吸引する。

前記移動部（図示せず）を用いて、該ノズルヘッド８４を移動させて、行方向に並んだ前記チップ収容部１０２内に収容された８個の前記各種物質保持体１１の装着用開口部１４から順次基質液１７９を分注するとともに、前記コンベイヤー１０３によって、前記搬送経路に沿って8個の前記各種物質保持体１１を搬送させる。すると、前記基質液１７９と前記Digとの反応によって生じた化学発光を前記測定ポイント１０４において8人の検体に関して順次検出することになる。

図１３のステップＳ３４には、8人の検体の内の１人の検体の遺伝子についての測定結果を写真に示している。この検体についての前記各種物質保持体１１に封入された粒子１７は、たまたま、前記色彩（紫、紺、緑、黄、赤、青、茶、オレンジ）の順に上から第１の粒子１７から第８の粒子１７まで配列されていたものとすれば、この検体の遺伝子については、第１の粒子（紫）、第６の粒子（青）および第７の粒子（茶）については、非常に弱い発光しか検出されていないことから、この検体の遺伝子ATase exon6のSNPについては、塩基Ｔであり、遺伝子ATase exon8のSNPについては、塩基Ａ／Ｇであり、遺伝子CYP2C19 exon5のSNPについては、塩基Ａであり、遺伝子CYP2D6 exon1のSNPについては、塩基Ｔであることがわかる。

以上の例では、Dig-dUDPと、それと特異的に結合するAP標識抗Dig抗体を用いたが、AP標識抗Dig抗体の代わりに、例えば、HRP標識抗Dig抗体またはPOD標識抗Dig抗体を用いることもできる。

以上説明した各実施の形態は、本発明をより良く理解させる為に具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、前記実施の形態では、ＤＮＡ、アレルゲン物質及びタンパク質の場合のみについて説明したが、糖鎖、他のＤＮＡ物質、ＲＮＡ等であっても良い。また、粒子状担体としては、球形の粒子の場合で、かつ複数の粒子状担体が同一径をもつ場合についてのみ説明したが、この場合に限られず、粒子の形状は、円柱状、直方体状であっても、粒子の大きさも不ぞろいであっても良い。また、不定形の粒子状担体にも適用できる。また、以上の説明で用いた数値、回数、形状、個数、量等についてもこれらの場合に限定されるものではない。要は、前記口部又は装着用開口部を通過できる大きさまたは形状に形成されかつ前記担体収容部内に保持した状態で流体の吸引および吐出を行うことができるようにしたものであれば、前記粒子状担体として用いることができる。

さらに、粒子状担体は、１次元的に配列した場合についてのみ説明したが、その場合に限られるものではないが、この場合には、測定時においては化学物質の配列を１次元経路に沿って確実に対応させることができるので、測定の信頼性が高い。また、粒子状担体は、細管に収容する場合のみについて説明したが、太管または貯留部内にコアを設け、コアの外壁または太管若しくは貯留部の内壁に溝または突条を設けて通路を形成し、該通路内に収容するようにしても良い。

また、以上の各構成要素、各粒子状担体、各細管、チップ状容器、ノズルヘッド、封止部、ノズル等、加熱手段等または各装置は、適当に変形しながら任意に組み合わせることができる。さらに、リガンドとしてもＤＮＡに限られず、オリゴヌクレオチド、ＲＮＡ等の遺伝物質、免疫物質、タンパク質、糖鎖、さらにフェロモン、アロモン、ミトコンドリア、ウィルス、プラスミド等をも含む。

また、前述した試薬や物質は例を示すものであって、他の試薬や物質を使用することも可能である。また、ＤＮＡ等を捕獲した担体を前記細管等から取り出して、保存、他の処理の対象とすることができる。

本発明は、各種物質保持体、各種物質保持体処理装置、及びその処理方法に関する。本発明は、遺伝子、免疫系、アミノ酸、蛋白質、糖等の生体高分子、生体低分子の扱いが要求される分野、例えば、工業分野、食品、農産、水産加工等の農業分野、薬品分野、衛生、保健、免疫、疾病、遺伝等の医療分野、化学若しくは生物学等の理学分野等、あらゆる分野に関係するものである。
本発明は、特に、多数の試薬や物質を用いた一連の処理を所定の順序に連続的に実行する場合に有効な方法である。

第１の実施の形態に係る各種物質保持体の斜視図である。 第１の実施の形態に係る各種物質保持体の正面図、断面図及び平面図である。 第２の実施の形態に係る各種物質保持体の製造装置を示す模式図である。 第３乃至第５の実施の形態に係る各種物質保持体を示す断面図である。 第６の実施の形態に係る各種物質保持体を示す平面図及び断面図である。 第７乃至第９の実施の形態に係る各種物質保持体を示す断面図である。 第１０の実施の形態に係る各種物質保持体を示す模式図である。 第１１の実施の形態に係る各種物質保持体処理装置の全体を示す平面模式図である。 第１１の実施の形態に係る各種物質保持体処理装置を示す側面図である。 第１２の実施の形態に係る各種物質保持体の処理方法を流れ図である。 第１３の実施の形態に係る各種物質保持体の処理方法を示す流れ図である。 第１４の実施の形態に係る各種物質保持体の処理方法を示す流れ図である。 第１５の実施の形態に係る各種物質保持体の処理方法を示す流れ図である。

符号の説明

１０ 各種物質保持体処理装置
１１，３０，４１，５０，５２，５８，６３，６５，６６ 各種物質保持体
１２，２４，３１，４２，５３，５９，６７ チップ状容器
１３，３２，４３，５４，６８ 太管
１５，２５，３４，４５，５５，６０，６９ 細管
１７ 粒子（粒子状担体）
６１，６１ａ，６１１ａ 粒子集合（粒子状担体の集合）
８４ ノズルヘッド
１０３ コンベイヤー（行列経路搬送手段）
１０６ 受光部

Claims (26)

1. 複数種類の化学物質が固定されまたは固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合と、複数個の該粒子状担体または複数組の該粒子状担体の集合を外部から測定可能であって略静止状態に保持する担体保持部とを有し、前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の各粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部への導入保持前に、相互に識別可能に標識化された各種物質保持体。
2. 前記担体保持部は、気体の吸引吐出が行われるノズルに装着可能な装着用開口部、および前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部を有するチップ状容器を有する請求の範囲第１項に記載の各種物質保持体。
3. 前記チップ状容器は、液体の貯留が可能であって、前記装着用開口部を有する貯留部と、該貯留部と連通し前記口部を有し前記貯留部よりも細く形成された細管とを有し、前記粒子状担体は、前記細管内に保持された請求の範囲第２項に記載の各種物質保持体。
4. 前記担体保持部には、前記口部から流入した流体と接触可能な状態で、前記担体保持部内に前記粒子状担体を封入する封入部を有する請求の範囲第２項または請求の範囲第３項のいずれかに記載の各種物質保持体。
5. 前記担体保持部の壁の全体または一部は、所定電気抵抗値をもつ導電性部材で形成された請求の範囲第１項ないし請求の範囲第４項のいずれかに記載の各種物質保持体。
6. 各組の前記粒子状担体の集合は、少なくとも２個の別体に設けた粒子状担体を有し、少なくとも１の粒子状担体は、各化学物質が固定され又は固定可能な反応用粒子であり、他の少なくとも１の粒子状担体は、その各化学物質の種類または該粒子状担体の集合を識別可能に標識化された標識用粒子である請求の範囲第１項ないし請求の範囲第５項のいずれかに記載の各種物質保持体。
7. 各組の前記粒子状担体の集合は、少なくとも２個の別体に設けた粒子状担体を有し、少なくとも１の粒子状担体は、標識化による粒子状担体の集合の相互間の影響を排除し、または相互の境界を定める境界用粒子である請求の範囲第１項ないし請求の範囲第６項のいずれかに記載の各種物質保持体。
8. 前記粒子状担体の外表面、または前記担体保持部の内で、粒子状担体が保持される部分の内壁のいずれか一方には、各々１または２以上の凸部、または、１または２以上の突条若しくは溝を設けた請求の範囲第１項ないし請求の範囲第７項のいずれかに記載の各種物質保持体。
9. 前記粒子状担体を保持した前記担体保持部の内、流体を収容可能な空間の容積は数マイクロリットルから数百マイクロリットル程度である請求の範囲第１項ないし請求の範囲第８項のいずれかに記載の各種物質保持体。
10. 気体の吸引吐出を行う１または複数連のノズルを有するノズルヘッドと、該ノズルを介して気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と、複数種類の化学物質が固定され又は固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合、および前記ノズルに装着されまたは装着可能であって、前記複数個の粒子状担体または前記複数組の粒子状担体の集合を外部から測定可能であって略静止状態に保持する担体保持部を有し、前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、粒子状担体ごと、または粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部への導入保持前に、相互に識別可能に標識化された１または２以上の各種物質保持体と、を有する各種物質保持体処理装置。
11. 種々の液体を収容しまたは収容可能な液収容部群と、前記ノズルヘッドを前記液収容部群に相対的に移動させる移動手段と、前記ノズルの吸引吐出の量、スピード、回数、時間または位置を、前記各種物質保持体の構造、該粒子状担体に固定されまたは流体中に存在する各種物質の種類、濃度、液体の量、該液体の収容位置を含む座標位置からなる物質条件、および、処理内容に基づいて制御する制御部と、を有する請求の範囲第１０項に記載の各種物質保持体処理装置。
12. 前記担体保持部に保持された前記粒子状担体からの信号を受信する受信装置と、該受信装置からの信号に基づいて、解析を行う解析装置とを有する請求の範囲第１０項または請求の範囲第１１項のいずれかに記載の各種物質保持体処理装置。
13. 前記解析装置は、前記受信装置によって受信された、前記担体保持部に導入保持前に前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて相互に識別可能とした第１の標識に基づく信号と、前記導入保持後に前記粒子状担体を標識化した第２の標識に基づく信号とに基づいて、解析を行う請求の範囲第１０項に記載の各種物質保持体処理装置。
14. 前記担体保持部の外側に、外部からの信号によって温度を昇降させる温度昇降体を接近若しくは接触させまたは接近若しくは接触可能に設けた請求の範囲第８項ないし請求の範囲第１３項のいずれかに記載の各種物質保持体処理装置。
15. 前記ノズルヘッドは、複数連の一括ノズルおよび１の個別ノズルが列方向に沿って配列され、前記吸引吐出機構は、前記ノズルヘッドの一括ノズルおよび個別ノズルに対して一斉に気体の吸引吐出を行い、前記移動手段は、前記ノズルヘッドを前記液収容部群を有するステージに対して相対的に行方向に沿って移動させるノズルヘッド移動手段、ならびに、前記一括ノズルの移動経路上であって、前記列方向に沿う列搬送経路および、前記個別ノズルの移動経路上であって、前記行方向に沿う行搬送経路を含む搬送経路を有し、前記一括ノズルから脱着したチップ状容器または前記一括ノズルヘッドから吐出された液体を各々収容可能な搬送収容部を前記搬送経路に沿って搬送する行列経路搬送手段を有する請求の範囲第８項に記載の各種物質保持体処理装置。
16. 前記行列経路搬送手段の前記搬送経路に沿った所定位置に、脱着した前記チップ状容器又は前記搬送収容部からの信号を受信する受信手段を設けた請求の範囲第１５項に記載の各種物質保持体処理装置。
17. 複数種類の化学物質が固定されまたは固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する粒子状担体であって、該複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または粒子状担体の集合ごとに応じて相互に標識化されたものを、捕獲可能な担体捕獲部と、該担体捕獲部が捕獲した粒子状担体を担体捕獲部とともに移動させる担体捕獲移動部とを有し、前記担体捕獲部が捕獲した粒子状担体を、複数個の該粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を保持可能で外部から測定可能で略静止状態に保持する担体保持部に移動させて、各種物質保持体を製造する各種物質保持体製造装置。
18. 前記担体保持部はチップ状容器であって、気体の吸引吐出が行われるノズルに装着可能な装着用開口部、および前記気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部を有し、
    該チップ状容器を前記装着用開口部または口部を上方に向けて支持するチップ状容器支持部と、
    支持された前記チップ状容器の上方に向いた前記装着用開口部または口部の周りを囲み、上方に拡開する漏斗状のガイドと、
    前記チップ状容器の下方に向いた前記口部または装着用開口部に向かって、気体を吸引する下方吸引機構とを有する請求の範囲第１７項に記載の各種物質保持体製造装置。
19. 種々の粒子状担体を収容しまたは収容可能な担体収容部群と、前記担体保持部を収容する担体保持部収容部とを有する請求の範囲第１７項または請求の範囲第１８項のいずれかに記載の各種物質保持体製造装置。
20. 複数種類の化学物質を複数個の前記粒子状担体に固定し、または、該化学物質を固定した粒子状担体に対し、化学物質を固定可能な複数の粒子状担体に対し、または化学物質を固定した粒子状担体若しくは化学物質を固定可能な粒子状担体以外の粒子状担体に対し、その化学物質の種類、粒子状担体ごと、または前記粒子状担体を含む粒子状担体の集合ごとに応じて相互に識別可能に標識化する固定標識化工程と、
    該複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を、外部から測定可能で略静止状態に担体保持部に導入して保持させる導入保持工程とを有する各種物質保持体製造方法。
21. 前記導入保持工程は、前記化学物質が固定され、または化学物質が固定可能な相互に識別可能に標識化された複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を前記担体保持部に移送して該担体保持部内に導入する導入工程と、
    前記担体保持部に導入した複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を該担体保持部に封入して略静止状態に保持する保持工程とを有する請求の範囲第２０項に記載の各種物質保持体製造方法。
22. 気体の吸引吐出を行う１または複数連のノズルに装着可能な装着用開口部および気体の吸引吐出によって流体の流出入が可能な口部をもつ１または２以上の担体保持部内に、複数種類の化学物質が固定されまたは固定可能な複数個の粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合を、外部から測定可能であって略静止状態に保持し、前記複数個の粒子状担体の各粒子状担体または複数組の粒子状担体の集合に属する少なくとも１の各粒子状担体は、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、前記担体保持部への導入保持前に、相互に識別可能に標識化された１または２以上の各種物質保持体を前記ノズルに装着する装着工程と、
    前記ノズルを相対的に移動して、前記各種物質保持体の口部を１または２以上の所定の液収容部に順次移動し、前記粒子状担体と液収容部内の液体とを接触させて反応させる反応工程と、
    前記担体保持部内に保持された各粒子状担体からの受信された信号に基づいて、解析を行う解析工程と、を有する各種物質保持体処理方法。
23. 前記解析工程は、前記受信工程で受信された、前記担体保持部に導入保持前に、前記化学物質の種類、前記粒子状担体ごと、または前記粒子状担体の集合ごとに応じて、相互に識別可能とした第１の標識に基づく信号と、前記導入保持後に前記粒子状担体を標識化した第２の標識に基づく信号とに基づいて、解析を行う請求の範囲第２２項に記載の各種物質保持体処理方法。
24. 前記反応工程は、前記各種物質保持体を装着したノズルを、所定の液収容部に移動し、前記ノズルを介した吸引吐出の量、スピード、回数、時間及び位置からなる吸引吐出の動作を、前記担体保持部の構造、該粒子状担体に固定されまたは液中に存在する化学物質の種類、濃度、液体の量、または該液体の収容位置を含む位置座標からなる物質条件、および、処理内容に基づいて制御することによって前記粒子状担体に固定されている化学物質と液収容部に収容されている液体とを接触させて反応させる請求の範囲第２２項に記載の各種物質保持体処理方法。
25. 前記反応工程の後、前記担体保持部内に保持された前記粒子状担体からの信号を受信する受信工程を有する請求の範囲第２２項に記載の各種物質保持体処理方法。
26. 前記反応工程は、前記担体保持部内の温度を昇降させる温度昇降工程を有する請求の範囲第２２項ないし請求の範囲第２５項のいずれかに記載の各種物質保持体処理方法。

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