KR101046801B1 - 연속적 광학측정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

기초부재에 배열된 각 고정위치에서의 발광을, 간단한 장치 또는 제어로 얻을 수 있는 염가이며, 코스트 퍼포먼스가 높은 연속적 광학측정장치 및 그 방법이다.

소정의 복수종의 검출용 물질이, 배치 라인을 따라서 소정간격으로 고정되어, 각 검출용 물질과 그 고정위치가 대응된 기초부재를 수용가능한 투광성 또는 반투광성의 1이상의 수용부와, 상기 수용부의 외부의 소정 위치에 설치되어, 상기 고정위치로부터의 빛으로서, 상기 배치 라인의 폭보다 좁은 폭을 가진 수광폭의 빛을 받아들이는 1이상의 수광부와, 상기 수광폭을 가진 나선형상의 이동 라인을 따라서 상기 기초부재상의 상기 고정위치를 주사하도록 하여 연속적으로 상기 수광부와 상기 수용부의 사이를 상대적으로 이동시키는 연속이동부를 가진다.

Description

연속적 광학측정장치 및 그 방법 {Continuous Optical Measuring Apparatus and Continuous Optical Measuring Method}

본 발명은, 연속적 광학측정장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 유전자, 면역계, 아미노산, 단백질, 당 등의 생체고분자, 생체저분자의 취급이 요구되는 분야, 예를 들면, 공학분야, 식품, 농산, 수산가공 등의 농학분야, 약학분야, 위생, 보건, 면역, 질병, 유전 등의 의학분야, 또는 화학분야 등, 모든 분야에 관계되는 것이다.

본 발명은, 특히, 유전자의 변이해석, 다형해석, 매핑, 염기배열해석, 발현해석 등에 대하여 적합한 연속적 광학측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래, 유전자의 염기배열의 결정을 행할 때에 DNA 팁을 사용하는 경우가 있었다(미국 특허 제5445934호, 미국 특허 제5744305호).

DNA 팁은, 반도체막이나, 슬라이드 글래스 등의 평판의 표면상에, 기존의 다수종류의 올리고누레오티드를 각각 미소량의 현탁액이 점상이 되도록, 어레이형상으로 배열하여 고정한 것이다. DNA 팁은, 그 좁은 표면상에 다수의 올리고누레오티드 어레이를 형성하기 위해서는, 피펫 장치를 사용하여, 1점 1점 미소량의 올리고누레오티드 현탁액을 일정한 간격을 두고 혼입 방지를 도모하면서, 분주하여 제 조된 것이다. 이 DNA 팁을 이용하여, 유전자에 관한 각종의 분석이나 해석 등을 행한다.

예를 들면, 미지의 목적유전자의 염기 배열을 결정하고자 하려면, 종래에는, 사용자는, 발광물질로 표식화된 목적유전물질이 현탁한 액을, 상기 DNA 팁상에 분주한다. 일정한 반응시간을 둔 후에, 세정에 의해서 여분의 현탁액을 제거한다. 다음에, DNA 팁으로부터의 발광의 검출을 행함으로써, 발광이 검출된 위치로부터 염기배열을 결정하고자 하는 것이다.

그런데, DNA 팁을 제조하기 위해서는, 좁은 영역에 평면상에 고밀도로 다수 종류의 올리고누레오티드를 배열하려고 하면 할수록, 서로 접근하므로, 크로스 콘터미네이션이 생기기 쉬워질 뿐만 아니라, 각 고정위치에서의 올리고 뉴클레오티드가 더 한층 소량화하게 된다. 특히, 각 고정위치에서의 올리고누레오티드가 소량화하면, 그 발광위치를 정하는 것은, 오차가 발생하기 쉬워 정확성에 있어서 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래, 각 올리고 뉴클레오티드 등의 물질을, 예를 들면, 약 2.6cm×7.6cm정도의 크기의 프레파라트상태의 유리판 등의 평면에 고정한 DNA팁을 사용하고 있었다. 상기 평면의 각 고정위치에 있는 올리고 뉴클레오티드 등의 물질에 액체를 공급하기 위해서는, 수십 μ리터 정도의 액체를 상기 평면상에 분주한 후, 수작업으로 상기 평면상에 유리판 또는 필름을 샌드위치형상으로 얹어 놓는 것에 의해서, 균일한 박액층을 형성하여 각 고정 위치에 균등하게 미소한 액체를 공급하는 방법을 취하고 있었다. 이 방법에서는 필름 등을 얹어 놓는 공정이 필요하기 때문 에 작업자동화의 장해가 되고 있었다. 또한, 필름 등을 얹어 놓는 것에 의해서 액체를 공급하기 때문에, 공급해야 할 액체를 유동화시키는 것이 곤란하고, 또한, 소량화에 의해서, 점점 목적물질과의 조우성이나 반응성이 낮아져 처리에 시간이 걸리며, 또한 처리를 위해서 고농도의 액체가 필요하다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 평면상에 샘플을 배치하는 것이기 때문에, 고밀도가 되면 될수록 그 취급이나 자동화가 보다 한층 어려워진다. 따라서, DNA 팁의 제조는, 매우 많은 수고와 시간을 필요로 하므로 고가가 되고 있다. 특히, 방대한 양의 염기배열을 포함한 미지의 목적물질의 구조의 해석, 분석이나 결정을 행하기 위해서는, 대량의 DNA 팁의 해석, 분석 등이 필요하였다. 그 때문에, 본 출원인의 발명자는, 이 문제를 해결하기 위한 발명(국제공개 WO01/53831, 국제공개 WO01/61361, 국제공개 WO01/69249)을 행하여, 1 또는 2이상의 실형상, 끈형상, 테이프형상, 또는 막대형상 등의 가늘고 긴 형상으로 형성된 기초부재와, 그 기초부재의 길이방향에 나열되어 고정된 소정의 화학구조를 가진 각종 검출용 물질을 가지며, 상기 기초부재는, 감겨지거나, 적층되거나 또는 정렬되어, 각종 검출용 물질의 고정 위치와 그 각 화학구조가 대응되어진 집적 지지체에 대하여 개시하고 있다.

또한, 종래에는, 본 출원의 발명자에 의해서 이루어진 바와 같이, 각 고정위치가, 표식물질로 표식화된 목적물질과의 결합을 검사하기 위해서, 고정위치 전체를, 또는, 복수의 고정위치를 한 번에 측정하여, 각 고정위치에 있어서의 발광을 측정하여, 목적물질의 화학적 구조나, 그 친화성 등의 검사를 효율적으로 행하고 있었다(국제 공개 WO02/063300).

그러나, 이러한 집적 지지체의 제조가 용이하고 가격이 낮다고 하여도, 이 집적 지지체를 사용한 반응, 측정, 식별에 대해서도, 효율적, 신속하게 행할 수 없으면, 집적 지지체의 이점이 충분히 발휘되지 않는다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

한편, DNA 팁의 광학적인 측정을 행하는 경우에는, DNA 팁은 평면상에 2차원적으로 배열하고 있기 때문에, 각 고정위치에서의 발광을 측정하기 위해서는, 예를 들면, X축 방향을 따라서 왕복하면서 Y축 방향으로 이동시키도록, 방향이나 위치를 비연속적으로 바꾸어 측정을 행하는 복잡한 경로를 따라서 수광부를 이동시키는 것이 필요하다. 그 때문에, 장치가 복잡해지고, 또한, 장치규모가 확대할 우려가 있다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래와 같이 주로 1종류의 표식물질로 표식화된 목적물질의 유무를 검출하는 것인 경우에는, 다수의 표식화한 고정위치에 대하여, 한번에, 복수의 고정위치를 측정하여도, 각 고정위치에서의 표식물질의 유무는 용이하게 식별할 수 있었다.

그러나, 근래, DNA의 염기배열의 결정이나 해석을 위해서, 다수 종류의 목적물질을 표식화할 필요성이 점점 발생하고 있다. 이와 같이 다수 종류의 목적물질을 표식화하기 위해서는, 각 고정위치에 복수의 다른 종류의 표식물질을 이용한 것만으로는 불충분하고, 그 양비(질량비)도 지정하여 표식화할 필요가 있다(국제 공개 WO00/5357). 그 때, 각 고정위치마다 그 표식 화물질로부터의 정보를 얻기 위 해서는, 각 고정위치에 대하여 상세한 정보를 얻을 필요가 있었다.

따라서, 본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 제 1의 목적은, 기초부재에 대하여 배열된 각 고정위치에서의 발광을, 간단한 장치 또는 제어로 확실하게 얻을 수 있는 염가로 또는 코스트 퍼포먼스의 높은 연속적 광학측정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

제 2의 목적은, 기초부재에 있어서 배열된 각 고정위치에서의 정보를 정확하고 정밀하게 얻을 수 있는 신뢰성이 높은 연속적 광학측정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

그 제 3의 목적은, 기초부재의 각 고정위치에 있어서, 반응의 결과 생긴 복수종류의 표식물질의 양비를 바꾸는 것에 의해서 실시하는 표식화에 대하여, 그 식별을 확실하게 행할 수 있는 연속적 광학측정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

제 4의 목적은, 기초부재에 대한 반응, 측정, 및 검출용 물질 또는 결합성 물질의 식별에 대하여 일관되게, 자동적으로 행할 수 있는 연속적 광학측정장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다.

제 5의 목적은, 기초부재의 고정위치에서의 발광의 측정을 효율적으로 행할 수 있는 연속적 광학측정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

이상의 기술적 과제를 해결하기 위해서, 제 1의 발명은, 소정의 복수종의 검출용 물질이, 배치라인을 따라서 소정간격으로 고정되어, 각 검출용 물질과 그 고정위치가 대응된 기초부재를 수용가능한 투광성 또는 반투광성의 1이상의 수용부와, 상기 수용부의 외부의 소정 위치에 설치되고, 상기 고정위치로부터의 빛으로서, 상기 배치 라인의 폭보다 좁은 폭을 가진 수광폭의 영역으로부터의 빛을 받아들이는 1이상의 수광부와, 상기 수광폭을 가진 나선모양의 이동라인을 따라서 상기 기초부재상의 상기 고정위치를 주사하도록 하여 연속적으로 상기 수광부와 상기 수용부의 사이를 상대적으로 이동시키는 연속이동부를 가진 연속적 광학측정장치이다.

여기서, 「복수종의 검출용 물질」이란, 특정의 결합성 물질에 의해 인식, 결합될 수 있는 소정의 화학구조를 가진 화학물질로서, 예를 들면, 핵산, 단백질, 아미노산, 당쇄, 펩티드 등의 생체 고분자 또는 저분자를 포함한 화학물질이다. 핵산으로서는, 2개 쇄 DNA 또는 1개 쇄 DNA, cDNA, RNA, 올리고 뉴클레오티드, 뉴클레오티드 등이 있다. 결합성 물질은, 상기 검출용 물질에 결합성을 가진 소정의 화학구조를 가진 화학물질로서, 예를 들면, 핵산, 단백질, 당쇄, 펩티드 등의 생체고분자 또는 생체저분자 등의 화학물질이다. 검출용 물질 또는 결합성 물질은, 천연분자여도 되고 인공분자여도 된다.

본 발명에 있어서, 검출용 물질과 상기 검출용 물질에 결합성을 가진 결합성 물질의 접촉표면특성은, 서로 상보적이다. 목적물질의 구조의 결정이나, 여러가지 분석이나, 해석을 행하기 위해서 사용된다. 예를 들면, 올리고 뉴클레오티드 등의 유전물질, 면역물질이고, 유전물질에는, 핵산(폴리 뉴클레오티드), 그 분해생성물의 올리고 뉴클레오티드, 뉴클레오티드 등을 포함한다.

「소정의 화학 구조」란, 분자구조로서, 예를 들면, 상기 검출용 물질 또는 결합성 물질 외전 물질의 경우는, 염기배열이다. 여기서, 「기초부재」는, 가요성의 재료 또는 비가요성의 재료로 형성된다. 즉, 기초부재는, 비록, 실형상, 끈형상 등의 가늘고 긴 형상이어도, 가요성일 필요는 없고, 철사 또는 막대와 같은 비가요성의 소재여도 좋다. 비가요성의 기초부재가 코일형상으로 형성되어 있는 것이어도 좋다. 이들 재료는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리프로필렌, 우레탄 등의 유기재, 유리섬유, 세라믹스, 금속 등의 무기재, 또는 유기재의 필름이나 테이프에 미세한 세라믹스 입자를 전체면에 깐 것과 같은 유기재와 무기재를 조합한 재료 등이어도 좋다. 한편, 유기재에는, 인공소재뿐만 아니라, 비단, 면 등의 천연섬유 등의 천연소재도 포함한다. 또한, 기초부재는 적어도 각 고정위치에 있어서는, 여러가지 다공성재, 발포성재, 섬유성재, 요철성재로 형성되는 것이 바람직하다.

여기에서는, 상기 기초부재는, 반드시 가늘고 긴 형상일 필요는 없고, 또한, 집적 지지체와 같이 여러가지 형상을 가진 지지체에 감겨장착된 가늘고 긴 형상의 기초부재여도 좋다. 또한, 기초부재는, 예를 들면, 회전체, 플레이트, 원주, 각주 등의 입체여도 좋다. 「(소정간격으로) 고정되어」란, 각 고정위치를 바깥쪽으로부터 측정할 수 있도록 하여, 예를 들면, 상기 기초부재가 가늘고 긴 형상인 경우에는, 상기 기초부재의 길이방향에 따라서 나열하여 배치하는 상태이다. 기초부재가 플레이트형상인 경우에는, 예를 들면, 매트릭스형상으로 배치하는 상태이다.

「소정간격」이란, 인접하는 검출용 물질사이의 접촉을 피할 필요가 있는 분석이나 해석의 경우에는, 각 검출용 물질의 고정량과 그 확대를 고려하여, 그 확대를 넘는 거리이고, 인접한 검출용 물질 사이의 접촉을 피할 필요가 없는 분석이나 해석의 경우에는, 상기 확대가 겹치는 거리여도 좋다. 또한, 간격은 일정할 필요는 없고, 다른 규칙적 또는 불규칙적인 간격이어도 좋다.

여기서, 「배치 라인」이란, 거기를 따라서 고정위치가 배치되는 직선 형상 또는 곡선형상의 라인으로서, 그 폭은 각 고정위치를 덮도 설정되어 있다. 배치 라인은, 전체 고정위치를 망라하도록 각 고정위치를 연결하는 라인이다. 감겨 장착되어 있는 가늘고 긴 형상의 기초부재를 따라서 각 고정위치가 배치되어 있는 경우는, 배치 라인은 기초부재를 따라서 나선형상이라고 할 수 있다. 그러나, 배치 라인은 반드시 항상 경사각이 일정한 나선형상일 필요는 없고, 예를 들면, 원통형상, 각통형상, 또는 플레이트형상 등의 기초부재에 매트릭스형상으로 고정위치가 배치되어 있는 경우라 하더라도 각 고정위치를 연결하도록 배치 라인을 설정할 수 있다. 「상기 폭보다 좁은 폭을 가진 수광폭의 영역으로부터의 빛을 받아들이는」로 한 것은, 배치 라인상의 각 고정위치를 상세하게 측정하기 위해서이다. 이에 따라, 고정위치의 전역에서 발광을 행하지 않아도, 파악할 수 있다. 수광폭은, 예를 들면, 사용하는 광파이버의 지름이거나, 렌즈계에 의해서 축소 확대된 폭이다.

「수광폭을 가진 나선형상의 이동 라인」은, 라인폭이 수광폭의 크기의 나선을 의미하고, 상기 배치 라인과는 달라진다. 이동 라인의 피치를 좁히면 동일한 고정위치에 대하여, 중복하여 수광 할 수 있다. 또한, 피치 또는 인접하는 라인사이를 넓게 비워 각 고정위치의 일부만으로부터의 수광만을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 인접하는 수광폭사이에서 접하거나 또는 중복을 허락하도록 하여 이동할 수도 있다. 배치 라인과 달리, 동일한 고정위치를 2회 이상 통과 가능하다.

「연속적인 이동」이란, 상기 라인을 따라서, 정지하거나 앞지르거나, 되돌리거나 급격한 또는 비연속적인 방향전환이나 이동 등을 하지 않고, 원할한 이동을 행하는 것을 말한다. 따라서, 간단한 장치 및 제어로 실현할 수 있다. 이동은 회전이동과 직선이동을 조합한 것이다.

「수광부」는, 반드시 1개일 필요는 없고, 각 수용부에 대응하여 복수개 설치하여도 좋다. 또한, 각 수용부마다, 복수 설치하여도 좋다. 그 경우에는, 예를 들면, 각 수광부마다 받아들이는 파장을 바꾸도록 한다. 「기초부재상의 고정위치를 주사하도록」이란, 기초부재상의 전체고정위치를 망라하도록 이동하는 것을 말한다.

제 1의 발명에 의하면, 이동 라인을 따라서, 상기 배치 라인을 따른 각 고정위치에 있어서의 발광을 세밀하고, 또한 중복하여 측정할 수 있으므로, 각 고정위치마다 정밀하고 상세한 정보를 얻을 수 있다.

따라서, 각 고정위치에 있어서의 표식을 확실하게 파악할 수 있고, 특히, 복수종류의 표식물질을 조합하여 그 양비도 바꾸는 것에 의해서 다수 종류의 표식화를 행하는 경우에는, 그 데이터의 해석을 용이화하고, 또한 자동화할 수 있다.

또한, 회전이동과 직선이동을 연속적으로 행함으로써 측정할 수 있으므로, 장치나 제어를 간단히 할 수 있고 비용을 인하할 수 있다.

제 2의 발명은, 상기 수광부에 의해서 수광된 빛과 상기 고정위치를, 상기 배치 라인상에 배치된 고정위치간의 각 간격, 각 고정위치의 순서, 형상, 상기 배치 라인의 형상, 또는 상기 이동 라인의 형상에 기초하여 관련짓는 발광위치 판별부를 가진 연속적 광학측정장치이다.

여기서, 상기 기초부재에, 예를 들면, 일정주기적으로 설치한 마크(발광물질, 색채 등)에 사용하여, 관련지기를 용이하게 하여도 좋다. 상기 마크는, 발광강도의 표준 강도를 나타내도록 구성하여도 좋다. 「라인의 형상」은, 그 지름, 피치, 라인폭, 수광폭 등의 형상을 특정하는 수치를 포함한다.

제 2의 발명에 의하면, 배치 라인상에 배치된 고정위치간의 간격, 각 고정위치의 순서 등에 기초하여, 자동적으로, 용이하게, 또한 확실하게 관련지을 수 있으므로 신뢰성이 높다.

제 3의 발명은, 상기 수광부에 의해서 수광된 빛에 포함되는 1 이상의 파장 또는 1 이상의 파장 범위, 또는/및, 그 대응하는 각 강도를 판별하는 발광내용 판별부를 가진 연속적 광학측정장치이다.

본 발명에 의하면, 각 고정위치로부터의 단독의 발광만이 수광되므로, 각 고정위치에 있어서는, 표식물질의 종류, 표식물질의 양을 바꾸는 것에 의한 표식화뿐만 아니라, 복수종류의 표식물질의 양비를 바꾸는 것에 의해서, 다수의 표식화가 가능해진다.

상기 발광내용 판별부는, 소정의 파장 또는 파장 범위만을 투과하는 필터 및 상기 필터를 통과한 광량을 측정하는 여러가지 측광계를 사용한다.

제 3의 발명에 의하면, 단순히 1종류의 표식물질을 이용한 표식화가 아니고, 복수의 표식물질을 그 양비를 바꾸어 행하도록 하는 표식을 실시하는 경우라 하더라도, 용이하게 또한 자동적으로 식별을 행할 수 있다.

제 4의 발명은, 상기 연속이동부는, 상기 수용부의 소정의 회전축선의 주위의 회전 및 상기 회전축선에 따른 상기 수용부의 직선이동이 가능한 회전승강부를 가진 연속적 광학측정장치이다.

그 때, 「수용부」 및 「기초부재」 또는 「기초부재를 집적화 한 것」은, 반드시 회전체가 아니어도 좋지만, 회전체인 것이 바람직하다.

제 4의 발명에 의하면, 상기 수용부의 회전축선의 주위의 회전과, 상기 회전축선에 따른 상기 수용부의 직선이동에 의해서, 상기 라인을 따라서 측정을 행하도록 하고 있으므로, 특히 수용부나 기초부재 또는 기초부재를 집적화한 것이 회전체로서, 라인이 나선형상을 따라고 있는 경우에는, 라인에 따른 용이하고 정확한 이동을 행할 수 있다. 또한, 회전이동과 직선이동에 의해서 행하므로 이동 기구의 구조를 간단화할 수 있다.

제 5의 발명은, 상기 기초부재는, 각 고정위치가 길이방향에 따라서 배열된 실형상, 끈형상 또는 테이프형상 등의 가늘고 긴 형상의 기초부재이며, 각 고정위치가 바깥쪽으로부터 측정가능한 상태로 감겨지거나, 적층되거나 또는 정렬되어 집적화된 연속적 광학측정장치이다. 따라서, 상기 배치 라인은, 감겨 장착된 기초부재에 일치한다.

여기서, 본 발명에서는, 「고정위치를 바깥쪽으로부터 측정가능한 상태로 집적화」 된다. 그를 위해서는, 예를 들면, 상기 기초부재를 입체 형상으로서 측정할 수 있도록 구성한다. 이에 따라, 검출용 물질의 측정가능면적을 증가시키고, 외부로부터의 측정을 확실하게 행하여, 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들면, 기초부재가 불투명 또는 반투명인 경우에는, 기초부재의 가장 바깥 표면뿐만 아니라, 기초부재의 측면도 측정가능하게 하도록, 기초부재의 길이방향에 수직이 되는 방향을 따라서 둘레방향으로 주위를 둘러싸도록 고정을 행하는 동시에, 기초부재간의 간격을 두고서 감는 등의 집적화를 행한다. 이에 따라, 기초부재가 비틀려 감겨져도 고정위치가 바깥쪽으로부터 측정가능하다. 또한, 투명 또는 반투명의 기초부재에 고정을 행하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 2의 다른 위치에서, 다른 방향에서 수광할 수 있도록 수광부를 설치하여 입체시각에 의해, 각 고정위치를 입체적으로 측정하도록 하여도 좋다. 또한, 상기 기초부재는, 통상, 1층만 감겨지는 등이 바람직하지만, 투명 또는 반투명의 기초부재를 입체시각에 의해 측정하는 경우에는 복수층으로 감을 수 있다.

기초부재가 집적화된 상기 집적 지지체에는, 상기 기초부재가 감겨져야 할 지지체를 설치하도록 하여도 좋다. 이것에 의해서, 기초부재가 가요성 소재의 경우에는, 위치 결정을 용이하고 확실하게 행할 수 있다. 그러나, 기초부재가 비가요성의 소재이면, 반드시 지지체를 필요로 하지 않는다.

「집적화된 기초부재」는, 예를 들어, 지지체를 설치하여, 상기 지지체에 형성한 틈새에 기초부재의 각 끝단을 끼워 넣어 마찰력으로 고정하는 것 등에 의해서 결속하여 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 집적 지지체는, 후술하는 수용부에 수용했을 때에, 수용부의 내벽과의 사이에서 액체가 부드럽게 통과가능하도록 틈새가 형성되는 구조를 가진 것이 바람직하다. 이에 따라, 액체를 흡인했을 때에, 액체와 검출용 물질 또는 결합성 물질과의 접촉을 확실하게 행하게 하고, 또한, 토출할 때에는 집적 지지체와 내벽과의 사이에 액체가 잔류하는 경우 없이 부드럽게 통과시킬 수 있다.

또한, 상기 집적 지지체 또는 기초부재를 상기 수용부에 수용할 때에, 상기 수용부의 이동에 의해서, 상기 집적 지지체 및 기초부재가 상기 수용 부내에서 이동하지 않도록 수용부내에서 위치가 고정될 필요가 있다.

이러한 구조로서는, 예를 들면, 집적 지지체에, 기초부재가 감겨지는 지지체(예를 들면, 원통형상, 각주형상)를 설치하도록 한다. 상기 집적 지지체를 수용하는 용기(후술하는 수용부도 포함한다) 내벽과 상기 기초부재와의 접촉을 방지하는 보호부를 상기 지지체에 설치하는 것에 의해서 실현되는 것이 바람직하다. 이 보호부로서는, 예를 들면, 지지체(예를 들면, 원통형상, 각주형상 등)의 적당한 부위(예를 들면, 양 가장자리부, 양 끝단부 등)에, 감겨 장착된 기초부재의 두께를 넘는 높이를 가지며, 그 선단이 상기 용기 내벽과 접촉하는 돌기부를 지지체의 표면으로부터 돌출시켜(예를 들면, 반경 방향으로) 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 그 보호부의 상기 용기 내벽과의 접촉점은 가능한 한 작은 면적을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이것은, 접촉점의 면적이 크면 액체의 잔류량이 증가할 우려가 있기 때문이다. 그 보호부의 형상은, 상기 수용 부내에서의 유체의 흐름이, 그 보호부의 존재에 의해서 불가능해지지 않도록 형성한다. 예를 들면, 고리형상으로 형성한 돌기부에 노치부를 설치하거나 핀형상의 돌기부를 설치하는 것에 의해서 방지된다. 이 보호부에 의해서 집적 지지체의 수용부내에서의 위치 결정도 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 지지체는, 미소량의 액체를 취급하는 경우에는 속을 차도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기초부재와 상기 용기의 내벽과의 거리는 가능한 한 좁은 편이 바람직하다. 한편, 비교적 큰 양의 액체를 취급하는 경우에는 상기 지지체는 중공 또는/및 다공성의 부재로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기초부재가 감겨지는 지지체의 표면에 요철이나, 나선형상등의 홈, 줄기를 설치하여 상기 요철이나 홈이나 줄기에 따라서 또는, 상기 요철이나 홈이나 줄기를 가로지르도록, 상기 기초부재를 감는 것에 의해서, 기초부재사이에 간격을 두거나 지지체와 기초부재사이에 간격을 설치하여, 유체가 유통하기 쉽게 하도록 하여도 좋다.

본 발명에 의하면, 기초부재의 각 고정위치가 바깥쪽으로부터 측정가능한 상태에서, 감겨 장착되고 있으므로 외부로부터, 표식화된 고정위치의 표식의 검출 또는 측정을 용이하고 확실하게 행할 수 있다. 따라서, 상기 집적화 지지체를 사용하면 반응뿐만 아니라 측정을 행할 때에, 취급이 용이하고, 일관된 처리를 행할 수 있다.

제 5의 발명에 의하면, 상기 기초부재가 가늘고 긴 형상의 기초부재이므로, 상기 기초부재를 따라서, 전체고정위치를 주사하도록, 상기 수광부를 이동시키는 것에 의해서, 확실하게 고정위치와 검출용 물질 또는 결합성 물질을 대응지을 수 있다.

제 6의 발명은, 상기 기초부재 또는 기초부재를 집적화한 것, 및 상기 수용부는 회전체이며, 그들 축심이 일치하도록 수용된 연속적 광학측정장치이다. 이것에 의해서, 상기 수광부에 의한 수광을 확실 명료하게 한다.

제 6의 발명에 의하면, 수용부 등이 회전체에 형성되어 있으며, 상기 기초부재 등과의 축심이 일치하도록 수용되어 있으므로, 회전이동과 직선이동을, 일정한 비율로 조합하는 것에 의해서 상기 라인을 따라서, 용이하게, 각 고정위치를 주사하도록 상기 수광부를 이동시킬 수 있다.

제 7의 발명은, 상기 광학측정부의 상기 수광부에는, 상기 수용부에 수용된 상기 기초부재의 각 고정위치에 초점을 맞출 수 있는 광학계가 설치된 연속적 광학측정장치이다.

제 7의 발명에 의하면, 각 고정위치에 확실하게 수광부의 초점을 맞출 수 있으므로, 각 고정위치의 빛을 명료하게 측정할 수 있다.

제 8의 발명은, 상기 광학측정부의 상기 수광부에는, 1개의 광파이버의 선단부가 장착된 연속적 광학측정장치이다.

제 8의 발명에 의하면, 1개의 광파이버에 의해서, 측정을 행할 수 있으므로, 장치구조를 간단하게 하고, 따라서 비용을 삭감할 수 있다.

제 9의 발명은, 상기 수용부는 유체의 입출구를 가지며, 상기 수용 부내의 압력을 조절하여, 상기 수용부에 대하여 유체의 흡인, 토출을 행하는 압력조절부와 연이어 통하는 노즐에 착탈가능하게 장착되는 동시에, 상기 연속이동부는, 상기 노즐을 상기 회전축선의 둘레에 회전시키고 또한 축선방향을 따라서 승강시키는 것이 가능한 노즐 회전승강부이다.

상기 수용부는, 유체의 입출구를 가진 것이기 때문에, 상기 수용부에는, 상기 기초부재뿐만 아니라 유체도 수용 가능하다. 이에 따라, 기초부재의 상기 검출용 물질과 액체에 함유하는 결합성 물질과의 반응이 상기 수용 부내에서 가능하게 된다. 한편, 수용부는 상기 기초부재를 수용하는 수용구를 가지게 된다. 이 수용구는, 예를 들면, 흡인 토출부와의 접속에 이용하는 것이어도 좋다.

또한, 수용부의 형상 또는 크기를, 상기 기초부재(또는 집적 지지체)의 형상 또는 크기에 기초하여, 상기 기초부재(또는 집적 지지체)의 형상 또는 크기에 접근하는 형상 또는 크기가 되도록 형성하는 것에 의해서, 수용부 내벽과 기초부재의 사이의 틈새를 좁게 형성하여 미소량에 대응할 수 있도록 하여도 좋다.

또한, 상기 입출구와 외부에 설치한 용기 등이 얹어 놓여진 처리영역과의 사이를 상대적으로 이동가능하게 하는 이동부를 더욱더 설치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 기초부재를 수용부에 수용한 채로 기초부재를 이동시키는 것에 의해서, 처리를 자동화하고 또한 일관되게 행할 수 있다.

또한, 상기 액체나 기초부재와 접촉하는 상기 수용부는 착탈이 자유롭게 장착되도록 하고 있으므로, 수용부마다 교환하는 것에 의해서, 크로스 콘터미네이션을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 자력수단을 수용부의 외부에 설치하는 것에 의해서, 또는, 자력수단을 설치하고 또한 자성입자를 내벽에 흡착하는 것에 의해서 분리를 가능하게 하는 피펫팁과 교환하는 것에 의해서, 자성입자를 취급하는 장치와 겸용할 수 있으므로, 많은 종류의 처리를 더욱 효율적으로, 또한 일관되게 행할 수 있다.

제 9의 발명에 의하면, 기초부재를 수용부에 수용한 채로 필요한 시약 등의 액체를 수용부에 대하여 흡인하고 또한 토출하는 것을 동일한 혹은 다른 액체에 대하여 행하는 것에 의해서 반응이나 세정을 행하고, 그 상태에서, 측정도 행할 수 있다. 따라서, 반응, 측정 등의 처리를 신속하고 간단한 조작으로 효율적으로 또한 일관되게 행할 수 있다. 또한, 상기 수용부에 수용한 채로 각종 처리를 행할 수 있으므로, 크로스 콘터미네이션을 방지하여 신뢰성이 높다. 또한, 상기 수용부의 형상 또는 크기를, 기초부재의 형상 또는 크기에 기초하여 정하는 것에 의해서, 미소량의 액체에 의해서도 처리를 행할 수 있다.

또한, 상기 수용부의 연속통과이동부로서, 노즐 회전승강부를 이용할 수 있으므로, 광학측정장치의 장치 구조를 간단화하고, 또는 전체적으로의 장치 규모를 억제할 수 있다.

제 10의 발명은, 상기 수광부에 의한 수광이 가능한 위치에, 상기 수용부가 위치하도록, 그 하단부를 회전가능하게 유지하는 유지부를 가진 연속적 광학측정장치이다.

제 10의 발명에서는, 상기 수용부의 하단부를 회전가능하게 유지함으로써, 확실한 위치결정을 행할 수 있다.

제 11의 발명은, 상기 수광부는, 상기 수용부의 회전이동에 수반하는 요동에 따라, 상기 수용부와의 거리를 일정하게 유지하도록 미소동작이 가능하도록 지지되고 있는 연속적 광학측정장치이다.

제 11의 발명에 의하면, 상기 수용부의 회전이동에 수반하여, 그 회전축심의 어긋남이나, 제품 자체의 변형에 의한 요동이 있었다고 하여도, 항상 수광부와 각 고정위치와의 거리를 일정하게 유지할 수 있으므로 신뢰성이 높은 측정을 행할 수 있다.

제 12의 발명은, 상기 광파이버는, 상기 광파이버를 통하여, 소정의 빛을 조사 가능하고, 상기 광파이버를 통하여, 수광가능한 연속적 광학측정장치이다.

제 12의 발명에 의하면, 결합성 물질의 표식화가 형광물질 등으로 행하여지는 경우에는, 수광을 행하는 광파이버를 사용하여 여기광을 조사할 수 있다. 따라서, 장치 구조를 간단화할 수 있다.

제 13의 발명은, 소정의 복수종의 검출용 물질이, 배치 라인을 따라서 소정간격으로 고정되고, 각 검출용 물질과 그 고정위치가 대응된 기초부재를 투광성 또는 반투광성의 1이상의 수용부에 수용하는 수용 공정과, 상기 수용부의 외부의 소정 위치에, 상기 수용부로부터, 상기 배치 라인의 폭보다 좁은 폭을 가진 수광폭의 영역으로부터의 빛을 받아들이는 1이상의 수광부가 위치하도록 이동하는 이동공정과, 상기 수광폭을 가진 나선형상의 이동 라인을 따라서 상기 기초부재상의 상기 고정위치를 주사하도록 하여 연속적으로 상기 수광부와 상기 수용부의 사이를 상대적으로 이동시키면서 측정을 행하는 연속측정공정을 가진 연속적 광학측정방법이다.

제 13의 발명은, 제 1의 발명에서 설명한 바와 같이, 이동 라인을 따라서, 상기 배치 라인에 따른 각 고정Ⅰ에 있어서의 발광을 세밀하게, 또한 중복하여 측정할 수 있으므로, 각 고정위치마다 정밀하고 상세한 정보를 얻을 수 있다. 따라서, 각 고정위치에 있어서의 표식을 확실하게 파악할 수 있고, 특히, 복수종류의 표식물질을 조합하여 그 양비도 바꾸는 것에 의해서 다수 종류의 표식화를 행하는 경우에는, 그 데이터의 해석을 용이화하고, 또한 자동화할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다. 또한, 회전이동과 직선이동을 연속적으로 행하는 것에 의해서 측정할 수 있으므로, 장치나 제어가 간단해지고 비용을 인하할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

제 14의 발명은, 또한, 상기 수광부에 의해서 수광된 빛과, 상기 고정위치를, 상기 배치 라인상에 배치된 고정위치간의 각 간격, 각 고정위치의 순서, 형상, 상기 배치 라인의 형상, 또는 상기 이동 라인의 형상에 기초하여 관련짓는 발광위치 판별공정을 가진 연속적 광학측정방법이다.

제 14의 발명은, 제 2의 발명에서 설명한 바와 같은 효과를 발휘한다.

제 15의 발명은, 또한, 상기 수광부에 의해서 수광된 빛에 포함되는 1이상의 파장 또는 1 이상의 파장 범위, 및, 그 대응하는 각 강도를 판별하는 발광내용 판별공정을 가진 연속적 광학측정방법이다.

제 15의 발명은, 제 3의 발명에서 설명한 바와 같은 효과를 발휘한다.

제 16의 발명은, 상기 연속측정공정은, 상기 수용부의 소정회전축선의 둘레의 회전 및 상기 회전축선에 따른, 상기 수용부의 승강이동에 의해서 행하는 연속적 광학측정방법이다.

제 16의 발명은, 제 4의 발명에서 설명한 바와 같은 효과를 발휘한다.

제 17의 발명은, 상기 수용공정의 후에, 상기 수용부에 설치된 유체의 입출구로부터, 표식화된 결합성 물질이 현탁하는 액체를 흡인하여, 상기 기초부재를 액체에 담궈 상기 결합성 물질과 상기 검출용 물질을 반응시키는 반응공정과, 반응에 기여하지 않았던 상기 결합성 물질 및 상기 액체를 제거하는 측정준비공정을 가진 연속적 광학측정방법이다.

제 18의 발명은, 상기 수용공정은, 선단에 유체의 입출구를 가진 투광성 또는 반투광성의 수용부에 기초부재를 수용하는 것이며, 상기 반응공정은, 상기 수용부의 압력을 조절하여 상기 수용부에 대하여 유체의 흡인, 토출을 행하는 압력조절부를 사용하여, 상기 액체 등을 흡인하는 것이고, 상기 측정준비공정은, 상기 압력조절부를 사용하여, 상기 액체 등을 토출하는 것에 의해서 행하고, 상기 연속측정공정은, 상기 수용부가 장착되어, 상기 압력조절부와 연이어 통하는 노즐을 그 회전축선의 둘레에 회전시키거나 또는 축선방향을 따라서 승강이동시키는 것에 의해서 행하는 연속적 광학측정방법이다.

제 17의 발명 및 제 18의 발명은, 제 9의 발명에서 설명한 바와 같은 효과를 발휘한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 연속적 광학측정장치를 조립한 장치의 일부단면측면도이고, 도 2는, 본 발명의 실시형태에 관한 기초부재 및 기초부재를 수용한 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은, 본 발명의 실시형태에 관한 연속적 광학측정장치의 주요부의 사시도이고, 도 4는, 본 발명의 실시형태에 관한 연속적 광학측정장치의 주요부의 측면도이며, 도 5는, 본 발명의 실시형태에 관한 연속적 광 학측정장치의 주요부의 평면도이다.

본 발명의 실시형태에 관한 연속적 광학측정장치 및 그 방법에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시형태의 설명은, 특히 지정이 없는 한, 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 연속적 광학측정장치(11)를 조립한 수용반응 측정장치(10)를 나타내는 일부단면측면도이다.

상기 수용반응 측정장치(10)는, 상술한, 기초부재를 수용부에 수용한 상태에서, 반응, 측정을 일관되게 자동적으로 행하는 장치이다. 상기 수용반응 측정장치(10)는, 상기 기초부재를 수용부에 수용시키고, 라인을 따라서 연속적 광학적으로 측정을 행하는 상기 연속적 광학측정장치(11)와, 상기 기초부재를 상기 수용부에 수용한 상태로 반응을 행하게 하기 위한 수용반응장치(12)가, 경계판(13)을 사이에 두고 상하에 설치되어 있다.

상기 수용반응장치(12)는, 상기 수용부로서 복수의(이 예에서는 6열의) 유체의 입출구를 가진 투광성 또는 반투광성의 피펫팁(14)과, 상기 피펫팁(14)이 장착되고, 그 축에 대하여 회전이 가능하고, 그 축방향을 따라서 승강가능하게 설치되어 있는 6열의 노즐부(15)와, 6열의 노즐부(15)에 대하여, 각각 6열의 원관(16)을 통하여 실린더(도시하지 않음)와 연이어 통하고, 그 압력을 조절하는 것에 의해서, 상기 피펫팁(14)에 대한 유체의 흡인 및 토출을 행하게 하는 압력조절부(17)를 가진다.

상기 각 피펫팁(14)은, 상기 노즐부(15)에 착탈 자유롭게 장착되는 장착부(18)와, 선단에 1개의 입출구(19)를 가지며 상기 수용반응장치(12)의 외부의 용기(도시하지 않음)에 삽입 가능한 가는지름부(20)와, 상기 가는지름부(20)와 상기 장착부(18)의 사이에 설치되어 상기 가는지름부(20)보다 큰 지름을 가지며, 상기 기초부재가 수용되는 굵은지름부(21)를 가지고 있다.

또한, 상기 압력조절부(17)는, 6열의 상기 노즐부(15)와 6열의 상기 원관(16)을 통하여 연이어 통하는 6열의 실린더를 가진 실린더 블록(도시하지 않음)과 각 실린더 블록내에 있는 각 실린더로드(피스톤)(도시하지 않음)와 접속되어 상기 6열의 실린더 로드를 일제히 상하 방향으로 미끄럼동작시키는 기구(도시하지 않음)를 가지고 있다. 또한, 상기 수용반응장치(12)에는, 상기 노즐부(15)를, 따라서, 피펫팁(14)을, 그 축심에 따라서 회전 구동시키기 위한 θ축모터(22), 및, 상기 θ축 모터(22)의 회전축에 설치된 톱니부착 풀리(도시하지 않음) 등에 의해, 상기 회전을 상기 노즐부(15)에 전달하는 노즐 회전기구가 설치되어 있다.

또한, 상기 노즐부(15), 따라서, 피펫팁(14)을, 상하 방향으로 승강가능하게 하는 승강부로서의, 상기 노즐부(15)가 고정하여 설치되어, 지지체(23)에 승강 가능하게 지지된 Z축슬라이더(24)와, 상기 Z축슬라이더(24)가 고정하여 설치된 너트부(25)와, 상기 너트부(25)와 나사맞춤하여, 회전에 의해서, 상기 너트부(25)를 상하 구동시키는 Z축볼 나사(26)와, 상기 Z축볼 나사(26)와 결합부(27)를 통하여 결합한 회전축을 가지며, 상기 Z축볼 나사(26)를 회전구동하는 Z축모터(28)를 가진다.

상기 승강부에 의해서, 상기 피펫팁(14)은, 상기 경계판(13)에 설치된 관통구멍(29)를 통과하여, 상기 경계판(13)의 하부에 설치한 상기 연속적 광학측정장치(11) 의 소정 위치에까지 하강할 수 있다.

여기서, 상기 회전기구부 및 승강부는, 상기 연속통과 이동부로서의 상기 노즐 회전승강부에 해당한다.

도 1중에서, 부호 25a는, 상기 피펫팁(14)의 선단이 용기의 바닥에 도착하거나 어떠한 사정으로, 선단에 힘이 가해졌을 경우를 검지하는 센서이다.

부호 30은, 용기(도시하지 않음) 내에 수용된 액체의 증발을 방지하기 위해서 용기의 통로를 덮는 얇은 시일을 천공하기 위한 핀으로서, 상기 실린더내의 피스톤과 연동하는 축(31)에 의해서, 노즐부(15)의 축방향으로 상하이동 가능한 것이다. 부호 32는, 상기 축(31)에 고정하여 설치된 스프링부(33)에 의해, 상기 핀(30)이 설치된 지지판(34)에 압착되어, 상기 노즐부(15)의 하강에 수반하여, 하강하고, 상기 피펫팁(14)이 상기 경계판(13)에 설치한 관통구멍(29)의 하부의 소정 위치로 이동했을 경우에, 상기 관통구멍(29)을 덮어 아래쪽을 광학적으로 차폐하여 암실을 형성하는 차폐판인 것이다.

부호 35는, 상기 피펫팁(14)의 동작을 감시하기 위해서, 정보로 설치한 CCD 카메라(도시하지 않음)의 렌즈{광축은 상기 노즐부(15)의 축방향에 평행}에, 상기 피펫팁(14)으로부터의 빛을 반사하여 유도하는 것이다. 또한, 부호 36은, 상기 피펫팁(14)에 빛을 조사하기 위한 백 라이트이다.

또한, 부호 60은, 노즐의 배치방향으로 상기 수광부(40)를 이동시키기 위한 노즐 배치방향 이동부로서의 노즐 배치방향 이동가이드부(60)이며, 부호 61은, 상기 노즐 배치방향 이동가이드부(60)를 도면의 전후방향에 이동시키기 위한, 모터 및 볼나사이다. 또한, 부호 62는 마그넷으로서, 상기 피펫팁(14)내에 자력을 미치게 하기 위한 것이다. 부호 63은, 상기 마그넷(62)을 부착하고 있는 플레이트로서, 상기 피펫팁(14)에 대하여 접근 및 이간 가능하도록 설치되어 있는 것이다. 상기 플레이트(63)가 상기 피펫팁(14)에의 접근했을 때에는, 상기 팁(14)내에 자력을 미치게 하고, 이간했을 때에는, 피펫팁(14)내에는 자력은 미치지 않는다. 또한, 상기 플레이트(63)의 위쪽에, 상기 피펫팁(14)으로부터의 액의 흐름을 받기 위한 액흐름 받음부(64)가 설치되어 있다. 한편 부호 65는, 상기 플레이트(63)를 움직이기 위한 모터(65)이다. 이 구조에 의해서, 피펫팁(14) 내에 자력을 미치게 하거나 미치지 않게 하거나 하는 것에 의해서, 피펫팁(14) 내를 통과 또는 수용되는 자성입자의 분리를 가능하게 하고, 이에 따라, 여러가지 다양한 처리를 이 장치만으로 일관되게 행할 수 있으므로, 처리 효율이 높다. 한편, 도 1의 상기 연속적 광학측정장치(11)의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.

도 2에는, 상기 수용부로서의 피펫팁(14)에 수용해야 할 기초부재 및 그것을 수용한 상태를 나타내는 것이다.

도 2(a)는, 상기 기초부재(38)을 그 표면에 감아 장착하여 지지하기 위한 막대형상 또는 원통형상의 지지체로서의 코어(37)를 나타내는 것이다. 도 2(b)는, 상기 기초부재(38)가 감겨 장착된 집적 지지체(39)를 나타내는 것이다. 여기서, 코어(37)의 지름은 예를 들면, 약 2에서 약 4mm이고, 기초부재(38)의 굵기는 예를 들면, 약 0.05mm에서 약 0.2mm이고, 기초부재(38)의 길이는, 예를 들면, 약 500mm에서 약 3000mm이다. 도 2(c)는, 상기 피펫팁(14)내에 상기 집적 지지체(39)를 수용한 상태를 나타내는 것이다. 상기 기초부재(38)의 길이방향에 따른 라인이 상기 배치 라인에 해당하고, 그 기초부재(38)의 지름이 상기 배치 라인의 폭에 거의 해당한다.

계속해서, 도 3, 도 4, 및 도 5에 기초하여, 본 실시형태에 관한 연속적 광학측정장치(11)에 대하여 설명한다.

상기 연속적 광학측정장치(11)는, 상기 피펫팁(14)의 외부의 소정 위치에 설치되고, 상기 피펫팁(14)으로부터의 빛을 받을 수 있는 수광부(40)와, 상기 수용반응장치(12)에 설치되어, 상기 기초부재(38)의 길이방향을 따르고 또한 소정 라인폭을 가진 배치 라인과는 다른 이동 라인을 따라서, 상기 기초부재(38)의 전체 고정위치를 주사하도록 상기 수광부(40)에 대하여, 상기 피펫팁(14)을 상대적으로 이동시키는 상술한 상기 노즐 회전승강부와, 상기 피펫팁(14)으로부터의 빛을 상기 수광부(40)가 수광 가능한 위치에 상기 피펫팁(14)을 유지하는 가이드부(41)를 가지고 있다.

상기 수광부(40)는, 상기 피펫팁(14)의 1에 수용되어 있는 상기 기초부재상의 각 고정위치로부터의 소정 수광폭을 가진 빛을 수광 가능해지도록 촛점거리가 조절된 광학계를 가진 수광 헤드(42)와, 상기 수광 헤드(42)의 단면을 1의 피펫팁(14)에 대하여 일정한 거리로 유지하기 위해서 상기 피펫팁(14)과 접하는 위치 결정 롤러(43)를 가진다. 상기 수광 헤드(42)에 내장되어 있는 광학계는, 예를 들 면, 상기 기초부재상에 있어서, 약 0.02mm의 수광폭을 가진 것으로 한다.

또한, 상기 수광부(40)는, 상기 수광 헤드(42)에 그 선단부(44)가 부착된 광파이버(45)와, 상기 광파이버(45)를 지지하는 지지틀(46)과, 상기 수광 헤드(42) 및 상기 지지틀(46)을 미소거리 수평 방향으로 이동 가능하게 유지하는 XY축 직동부(47)를 가진다. XY축 직동부는, X축 직동부와 Y축 직동부가 겹쳐지도록 형성된 것으로, 스프링(47a)에 의해서, 고정기둥(47b)에 이동 가능하도록 지지되고 있다. 또한, 상기 수광 헤드(42)는, 수직 평면내에서의 수광 헤드(42)의 각도를 조절가능하게 하기 위해 고니오 스테이지(48)에 얹어 놓여지고 있다. 이들 장치에 의해서, 상기 수광 헤드(42)의 광학계에 대하여, 1의 상기 피펫팁(14)에 대한 거리, 위치, 각도를 미세조절하여, 상기 광학계로서 최선의 촛점거리로 조절할 수 있다. 또한 상기 광파이버(45)는, 광파이버 억제금구(49a, 49b)에 끼워진 파이버 누름 스펀지(50)에 의해 상기 지지틀(46)에 부착되어 있다. 한편, 부호 42a는, 수광 헤드(42)에 설치된 광학계에 빛을 도입하기 위한 개구부이다.

다음에, 가이드부(41)에는, 6열의 피펫팁(14)의 하단부를 회전가능하게 유지하는 6개의 유지구멍(51)이 설치된 가이드 블록(52)을 가진다. 상기 각 유지구멍(51)에는, 상기 피펫팁(14)을 윗방향에 힘을 가하는 스프링(53)을 설치하여, 피펫팁(14)에 가해지는 아래방향에의 힘을 어느 정도 흡수한다.

상기 가이드 블록(52)은, 2개의 샤프트(54)를 따라서 상하이동 가능하게 설치된 슬라이더(55)에 부착되어 있다. 상기 슬라이더(55)는, 상기 각 샤프트(54)를 둘러싸도록 설치된 2개의 압축 스프링(56)에 의해서 윗방향으로 힘이 가해지고, 상 기 가이드 블록(52)에 삽입된 피펫팁(14)이 상기 수광부(40)의 수광 헤드(42)가 설치된 소정 위치에 위치결정된다. 그 때 상기 슬라이더(55)에, 센서 도그(57)에 의해서 부착된 포토 마이크로 센서(58)를 설치하고 있다. 상기 포토 마이크로 센서(58)는, 발광소자와 수광소자를 설치하여 그 사이를 센서 도그(57)가 차단할 때까지, 상기 노즐 승강부에 의해서 피펫팁(14)이 압착되는 것에 의해서, 상기 수광 헤드(42)에 의한 측정가능 위치에까지, 상기 피펫팁(14)을 위치 결정하게 된다.

한편, 수광부(40)의 전체는, 상술한 바와 같이, 상기 노즐 배치방향 이동부로서의 노즐 배치 방향 이동 가이드부(60)에 의해서 상기 가이드부(41)에 위치결정된 상기 6열의 피펫팁(14)의 배치 방향을 따라서 이동할 수 있다. 이에 따라, 6열의 각 피펫팁(14)마다 차례차례 이동시켜, 1개씩 측정을 하게 된다.

한편, 본 실시형태에서는, 그 외에 도시하지 않는 CPU, 메모리장치 및 각종 프로그램을 저장한 정보처리장치, 키보드, 마우스 등의 입력장치, 표시부, 프린터 등의 출력장치를 가진다. 상기 수용반응장치나 연속적 광학측정장치에 대한 동작 지시를 행하는 제어부, 상기 발광위치 판별부, 및, 발광내용 판별부는, 상기 정보처리 장치에 의해서 구성된다.

계속해서, 본 실시형태에 관한 연속적 광학측정장치(11)의 동작에 대하여 설명한다.

상기, 기초부재(38)를 코어(37)에 감아 장착한 집적 지지체(39)를 각각 6개의 상기 피펫팁(14)에 수용한다. 상기 기초부재에는, 다수의 고정위치가, 소정의 간격을 두고 형성되고, 상기 각 고정위치에는, 상기 검출용 물질로서, 예를 들면, 각각 소정의 염기배열을 가진 올리고 뉴클레오티드가 고정되어 있다. 상기 6개의 피펫팁(14)을 상기 수용반응장치(12)의 6열의 상기 노즐부(15)에 장착하고, 상기 수광부(40)를, 상기 노즐 배치방향 이동부의 상기 노즐 배치방향 가이드부(60)에 의해서, 예를 들면, 복수종류의 형광 물질로 표식화된 결합성 물질인 구조를 조사하고자 하는 6종류의 목적물질이 현탁하는 액 그 외의 필요한 시약이 수용된 6개의 용기위치 중 최초의 1개째에까지 이동한다. 상기 압력조절부에 의해, 상기 현탁액을 흡인하여, 하이브리다이제이션 반응을 하게 한다.

반응이 종료하면, 잔액을 토출하고, 새로이, 증류수 등의 측정용액을 흡인하여, 상기 수용반응장치(12)를 상기 경계판(13)의 위쪽으로서, 상기 관통구멍(29)이, 상기 피펫팁(14)의 바로 아래에 오도록 자리매김을 한다. 이 상태에서, 상기 노즐 승강부에 의해서, 6열의 상기 피펫팁(14)의 하단부가 상기 관통구멍(29)을 통과하여, 상기 연속적 광학측정장치(11)의 상기 가이드부(41)의 가이드 블록(52)에 설치된 각 유지구멍(51)에 삽입하고, 선단부를 압착한다. 그 때, 상기 유지구멍(51)에 설치된 스프링(53) 및 압축 스프링(56)에 의해서, 상기 피펫팁(14)은 윗방향의 힘을 받는다. 상기 포토 마이크로 센서(58)에 의해서, 상하 방향의 위치결정이 이루어진다. 그 때, 상기 경계판(13)의 관통구멍(29)은, 상기 차폐판(32)에 의해서 덮이므로, 상기 연속적 광학측정장치(11)의 주위에는, 상기 수용반응장치(12)로부터의 빛으로부터 차단되어, 암실상태가 된다.

상기 피펫팁(14)은, 상기 위치결정롤러(43)와도 접촉하므로, 상기 수광 헤드(42)의 단면과의 거리는 일정하게 유지되게 된다.

이 상태에서, 상기 노즐 회전승강부에 의해, 상기 나선형상의 수광 라인으로서, 상기 기초부재(38)의 길이방향에 따른 라인, 즉 상기 배치 라인에 대하여, 그 폭, 이 예에서는, 약 0.08mm와는 다른 라인폭, 즉 수광폭, 이 예에서는 0.02mm로, 상기 수광폭에서 인접하는 나선이 접하도록 또는 중복하도록 하여 상기 피펫팁(14)에 대하여, 회전동작과 승강동작을 조합하여 이동시킨다. 예를 들면, 상기 기초부재(38)끼리가 접하도록 상기 코어(37)에 감아 장착했을 경우의 높이가 20mm인 경우에, 상기 수광폭 0.02mm의 인접하는 나선이 접하는 이동 라인을 따라서 회전승강이동을 시키면, 상기 피펫팁(14)을 20/0.02로, 1000회 회전시키게 된다. 또한, 상기 수광폭이 0.01mm씩 중복하는 이동 라인을 따라서 회전승강이동을 시키는 경우에는, 20/0.01으로, 2000회 회전시키게 된다.

그렇게 되면, 상기 기초부재(38)에 배치된 각 고정위치로부터의 빛이 차례차례 상기 수광 헤드(42)의 렌즈계를 통과하여 상기 광파이버(45)에 전송된다.

1개째의 측정이 종료했을 경우에는, 상기 노즐 배치방향 이동 가이드부(60)를 이동시켜, 상기 수광부(40)를 다음의 2개째의 노즐 위치에까지 이동시키고, 다음의 측정을 실시하게 된다. 이와 같이 해서, 6열의 피펫팁(14)의 전부에 대하여 측정을 행할 수 있다.

상기 예에서는, 상기 배치 라인보다 결이 꼼꼼한 이동 라인상을 따라서, 각 고정위치로부터의 발광을 측정하므로, 동일한 고정위치로부터의 발광을 여러차례 중복하여 파악하게 된다. 이에 따라, 동일한 고정위치라 하더라도, 다른 부분으로부터의 발광을 파악할 수 있으므로, 보다 상세한 고정위치의 측정을 행할 수 있다.

상기 광파이버(45)에는, 예를 들면, 복수의 전송로로 분기시키고, 각각 상기 형광물질의 복수의 각 파장만을 통과하도록 하는 필터를 설치하는 동시에, 각 필터를 통과한 빛의 강도를 측정하는 측광기를 설치하여 둔다. 상기 장치는 상기 발광내용 판별부에 해당한다.

그렇게 하면, 도시하지 않은 정보처리 장치에 프로그램에 의해서 구성된 상기 발광위치 판별부에 의해, 상기 배치 라인상에 배치된 고정위치간의 간격, 각 고정위치의 상기 배치 라인상의 순서, 상기 폭, 이동 라인 또는 수광폭에 기초하여 각 발광위치가 고정위치와 관련되어, 상기 발광내용 판별부의 판별 결과와 조합하는 것에 의해서, 상기 목적물질의 염기 배열이나 친화성이 판단되게 된다.

이상 설명한 각 실시형태는, 본 발명을 보다 잘 이해시키기 위해서 구체적으로 설명한 것으로서, 다른 형태를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 발명의 주지를 변경하지 않는 범위에서 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 상기 연속통과 이동부로서 상기 수용반응장치의 노즐 회전승강부를 사용하였지만, 상기 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 상기 수용반응장치와 별개로 독립적으로, 상기 수용부에 대하여 회전승강을 행하는 것을 설치하여도 좋다.

또한, 검출용 물질로서 올리고 뉴클레오티드를 사용했을 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 다른 유전 물질뿐만 아니라, 면역물질이나, 아미노산, 단백질, 당 등이라도 좋다. 또한, 제 1 실시형태에서는, 흡인 토출부로서 펌프를 사용했을 경우에 대하여 설명했지만, 이 경우에 한정되지 않고 예를 들면, 실린더 및 실린더 로드에 의해서 구성하여도 좋다.

또한, 측정기로서 형광을 측정하는 경우뿐만 아니라, 화학발광의 경우나, 여러 가지의 파장의 전자파를 측정하는 것이라도 좋다. 예를 들면, 전자파로서 가시광선 이외의 적외선, 자외선, X선, 전파 등의 전자파의 파장 범위를 측정하는 경우여도 좋다.

또한, 이상의 설명에서는, 각 피펫팁은 6열의 경우에 대해서만 설명했지만, 이 경우에 한정되지 않고, 다른 열수의 피펫팁이나, 세관이 병설되어 있는 경우여도 좋다. 또한, 이상의 설명에서 사용한 수치는, 예시에 지나지 않고, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 또한, 각 실시형태에서 설명한 상기 연속적 광학측정장치나 수용반응장치를 구성하는 각 요소는, 임의로 선택하여 적당한 변경을 가하여 조합할 수 있다.

또한, 상기 수용부를 회전시켜 측정을 행하는 경우에, 회전 흔들림을 방지하기 위해 측정위치결정부로서, 예를 들면, 상기 수용부(피펫팁)의 외주면, 예를 들면, 굵은지름부나 가는지름부의 외주면을, 1개소에서 접촉하거나, 또는 복수 부분에서 사이에 끼우도록 접촉하거나, 또는 전체둘레에서 접촉하도록 하여, 회전을 안내하는 가이드 부재를 측정위치근방에 설치하도록 하여도 좋다. 또는, 상기 수용부 자체와 결합하여 상기 수용부를 회전 구동하는 기구를 설치하도록 하여도 좋다.

또한, 이상 설명한 처리에서는, 배치 라인이 가늘고 긴 기초부재를 따르고 있는 경우에 대하여 설명했지만, 배치 라인은, 가늘고 긴 기초부재를 따르지 않은 경우 등에 대해서도 적용할 수 있다.

Claims (18)

1. 소정의 복수종의 검출용 물질이, 배치 라인을 따라서 소정간격으로 고정되고, 각 검출용 물질과 그 고정위치가 대응지어진 기초부재를 수용가능한 투광성 또는 반투광성의 1이상의 수용부와, 상기 수용부의 외부의 소정 위치에 설치되고, 상기 고정위치로부터의 빛으로서, 상기 배치 라인의 폭보다 좁은 폭을 가진 수광폭의 영역으로부터의 빛을 받아 들이는 1이상의 수광부와, 상기 수광폭을 가진 나선형상의 이동 라인을 따라서 상기 기초부재상의 상기 고정위치를 주사하도록 하여 연속적으로 상기 수광부와 상기 수용부의 사이를 상대적으로 이동시키는 연속이동부를 가지며, 상기 연속이동부는, 상기 수용부의 소정의 회전축선의 둘레의 회전 및 상기 회전축선에 따른 상기 수용부의 직선이동이 가능한 회전직선이동부를 가진 연속적 광학측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수광부에 의해서 수광된 빛과 상기 고정위치를, 상기 배치 라인상에 배치된 고정위치간의 각 간격, 각 고정위치의 순서, 형상, 상기 배치 라인의 형상, 또는 상기 이동 라인의 형상에 기초하여 관련짓는 발광위치 판별부를 가진 연속적 광학측정장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 수광부에 의해서 수광된 빛에 포함되는 1이상의 파장 또는 1이상의 파장 범위, 및, 그 대응하는 각 강도를 판별하는 발광내용 판별부를 가진 연속적 광학측정장치.
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기초부재는, 각 고정위치가 길이방향에 따라서 배열된 실형상, 끈형상 또는 테이프형상 등의 가늘고 긴 형상의 기초부재이며, 각 고정위치가 바깥쪽으로부터 측정 가능한 상태로 감겨지거나, 적층되거나 또는 정렬되어 집적화된 것인 연속적 광학측정장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기초부재 자체 또는 기초부재를 집적화한 것, 및 상기 수용부는 회전체이며, 그들 축심이 일치하도록 수용된 연속적 광학측정장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 수광부에는, 상기 수용부에 수용된 상기 기초부재의 각 고정위치에 초점을 맞출 수 있는 광학계가 설치된 연속적 광학측정장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 수광부에는, 1개의 광파이버의 선단부가 부착된 연속적 광학측정장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 수용부는 유체의 입출구를 가지며, 상기 수용부내의 압력을 조절하여, 상기 수용부에 대하여 유체의 흡인, 토출을 행하는 압력조절부와 연이어 통하는 노즐에 착탈 가능하게 장착되는 동시에, 상기 연속이동부는, 상기 노즐을 상기 회전축선의 둘레에 회전시키고 또한 축선방향을 따라서 승강시키는 것이 가능한 노즐 회전승강부인 연속적 광학측정장치.
10. 제 3 항에 있어서,

    상기 수광부에 의한 수광이 가능한 위치에, 상기 수용부가 위치하도록, 그 하단부를 회전 가능하게 유지하는 가이드부를 가진 연속적 광학측정장치.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 수광부는, 상기 수용부의 회전이동에 수반하는 요동에 따라, 상기 수용부와의 거리를 일정하게 유지하도록 미소 동작이 가능하도록 지지되고 있는 연속적 광학측정장치.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 광파이버는, 상기 광파이버를 통과하여, 소정의 빛을 조사 가능하고, 상기 광파이버를 통과하여, 수광가능한 연속적 광학측정장치.
13. 소정의 복수종의 검출용 물질이, 배치 라인을 따라서 소정간격으로 고정되고, 각 검출용 물질과 그 고정위치가 대응지어진 기초부재를 투광성 또는 반투광성의 1이상의 수용부에 수용하는 수용공정과, 상기 수용부의 외부의 소정 위치에, 상기 수용부로부터, 상기 배치 라인의 폭보다 좁은 폭을 가진 수광폭의 영역으로부터의 빛을 받아들이는 1이상의 수광부가 위치하도록 이동하는 이동공정과, 상기 수광폭을 가진 나선형상의 이동 라인을 따라서 상기 기초부재상에 상기 고정위치를 주사하도록 하여 연속적으로 상기 수광부와 상기 수용부의 사이를 상대적으로 이동시키면서 측정을 행하는 연속측정공정을 가지며, 상기 연속측정공정은, 상기 수용부의 소정 회전축선의 둘레의 회전 및 상기 회전축선에 따른, 상기 수용부의 승강이동에 의해서 행하는 연속적 광학측정방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 수광부에 의해서 수광된 빛과, 상기 고정위치를, 상기 배치 라인상에 배치된 고정위치간의 각 간격, 각 고정위치의 순서, 형상, 상기 배치 라인의 형상, 또는 상기 이동 라인에 기초하여 관련짓는 발광위치 판별공정을 가진 연속적 광학측정방법.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

    상기 수광부에 의해서 수광된 빛에 포함되는 1이상의 파장 또는 1이상의 파장범위, 및, 그 대응하는 각 강도를 판별하는 발광내용 판별공정을 가진 연속적 광학측정방법.
16. 삭제
17. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

    상기 수용 공정 후에, 상기 수용부에 설치된 유체의 입출구로부터, 표식화된 결합성 물질이 현탁하는 액체를 흡인하여, 상기 기초부재를 액체에 담궈 상기 결합성 물질과 상기 검출용 물질을 반응시키는 반응공정과,

    반응에 기여하지 않았던 상기 결합성 물질 및 상기 액체를 제거하는 측정준비공정을 가진 연속적 광학측정방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 수용공정은, 선단에 유체의 입출구를 가진 투광성 또는 반투광성의 수용부에 기초부재를 수용하는 것이고, 상기 반응공정은, 상기 수용부의 압력을 조절하여 상기 수용부에 대하여 유체의 흡인, 토출을 행하는 압력조절부를 사용하여, 상기 액체 등을 흡인하는 것이며, 상기 측정준비공정은, 상기 압력조절부를 사용하여, 상기 액체 등을 토출하는 것에 의해서 행하고, 상기 연속측정공정은, 상기 수용부가 장착되어, 상기 압력조절부와 연이어 통하는 노즐을 그 회전축선의 주위에 회전시키거나 또는 축선방향을 따라서 승강 이동시키는 것에 의해서 행하는 연속적 광학측정방법.

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