KR101900120B1 - 반응 용기 및 그 제조 방법 - Google Patents

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유니바사루 바이오 리사치 가부시키가이샤
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Abstract

반응 용기 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 핵산의 추출, 증폭 등의 반응을 포함한 처리를 일관해서 신속하고 효율적으로 행하여, 유저의 수고를 경감하고, 장치 규모를 확대하는 일 없이 염가로 제공하는 것이다.
반응용 시약 또는 그 일부가 수용되거나 또는 수용 가능한 좁은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부와 연통하여 상기 좁은 입구관부의 위쪽에 설치되고, 상기 좁은 입구관부의 개구부보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부와, 상기 넓은 입구관부와 상기 좁은 입구관부와의 사이를 구분하도록 마련한 천공 가능 필름을 가지는 1 또는 2 이상의 반응용 수용부를 가지도록 구성한다.

Description

반응 용기 및 그 제조 방법{REACTION CONTAINER AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 반응 용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
핵산 증폭이나, 면역 항온 등의 온도 제어를 필요로 하는 반응과 동시에 광측정을 행하는 처리가 최근 증가하고 있다. 예를 들면, 핵산(DNA, RNA 등)이나 그 단편(斷片)(올리고뉴클레오티드, 뉴클레오티드 등)의 증폭을 행할 때에, 유전자 발현량의 해석이라고 하는 정량성이 요구되는 검사에서는, 각 핵산의 상대적인 양의 비를 알 수 있도록 증폭시키는 것이 필요하다. 그 때문에 리얼타임 PCR법을 이용하여, 서멀 사이클러(thermal cycler)와 분광 형광 광도계를 구비한 장치를 이용하고, PCR에서의 DNA 증폭 산물의 생성 과정을 리얼타임으로 검출하여 해석하는 것에 의해서 전기영동법(電氣永動法)의 해석을 불필요로 하였다. 또한, 증폭 전의 샘플에 포함되는 각 DNA나 RNA의 상대적인 양의 비에 대해서 정량성을 유지한 채로 증폭하는 DNA 증폭법으로서, SPIA(Single Primer Isothermal Amplification)법이 이용된다. 그 SPIA법에서는, DNA/RNA 키메라 프라이머(chimeric primer), DNA 폴리메라아제, RNaseH를 이용한 등온 반응에 의한 리니어 DNA 증폭법이 이용되게 되었다.
그런데, 이러한 핵산 증폭 등에서의 온도 제어는, 상기 주형(鑄型) DNA, 프라이머, DNA 폴리메라아제, 뉴클레오티드 및 반응 버퍼액 등의 필요한 시약을 폴리프로필렌 등으로 형성된 용기내에 수용하고, 알루미늄 등의 소재로 형성된 블록 형상의 항온 장치의 수용부 내에 수용하au, 그 금속제의 블록 형상의 수용부를 가열 또는 냉각하여, 액체 온도가 균등한 온도 분포가 될 때까지 기다리는 것에 의해서, 항온 또는 다음 온도의 가열 또는 냉각을 행하도록 하고 있었다(특허문헌 1, 2, 3).
그 때, 온도 제어를 행하기 위한 용기를 뚜껑으로 밀폐하고, 외부로부터의 이물의 침입을 방지하며, 내부로부터의 액 누설을 방지하고, 또한, 상기 수용부내의 반응액이 가열 또는 냉각되어 균등한 액체 온도의 온도 분포가 될 때까지 외기(外氣) 및 외기 온도의 영향을 가능한 한 배제하기 위해서 특히 필요하게 된다.
그러면, 증폭하는 핵산(DNA, RNA 등)을 리얼타임으로 형광 물질을 이용하여 모니터링하는 리얼타임 PCR 등에서는, 온도 사이클의 도중에서 증폭을 관측할 필요가 있고, 그러기 위해서는, 뚜껑으로 밀폐한 용기에 대해서, 외부로부터 투명한 뚜껑이나 측면을 통해 빛의 측정을 행할 필요가 있었다. 그러나, 뚜껑을 이용하여 유저가 수동으로 뚜껑을 여는 것은, 시간과 수고가 들어, 처리가 일관된 자동화에 방해가 되고 있었다. 또한, 뚜껑으로 다시 밀폐할 때에, 용기내의 반응액과 접촉하여 콘테미네이션(contamination)의 우려가 있었다. 또한, 온도 제어시에, 뚜껑을 용기로부터 제거하려고 해도, 수분에 의해서 뚜껑이 용기 개구부에 밀착하여 용이하게 뚜껑을 여는 것이 곤란해져, 신속한 처리를 행할 수 없게 될 우려가 있었다. 또한, 뚜껑을 열었을 때에, 뚜껑의 안쪽에 부착되어 있던 액이 흐르거나 비산하거나 하여 콘테미네이션의 우려가 있었다(특허문헌 4).
또한, 온도 제어시에, 상기 용기의 외부로부터 상기 용기내의 측정을 행하는 경우에는, 그 용기의 뚜껑을 투명하게 하여 용기 외로부터 측정을 행할 필요가 있지만, 뚜껑의 내부가 결로하여 흐려져, 측정이 곤란해질 우려가 있었다.
한편, 핵산 증폭 등의 처리를 행하기 위해서는, 그 전제로서, 미량의 핵산 등을 검체(檢體)로부터 추출하여 여러 가지의 시약, 프라이머, DNA 폴리메라아제, 뉴클레오티드 및 반응 버퍼 등과 함께 반응 용기내에, 예를 들면, 수동으로 또는 여러 가지의 장치를 이용하여 처리를 행할 필요가 있어, 핵산 등에 관한 전문 연구원이나 기술자를 필요로 하고 있는 것이 현상이다.
이러한 것이, 유전자 해석의 범용화나, 병원 등에 있어서의 임상 응용의 확대를 방해하고 있다. 따라서, 임상시 등에 있어서, 크로스 콘테미네이션을 방지하여 유저의 시간과 수고를 경감하고, 핵산 등에 대해 추출로부터 증폭 또는 측정에 의한 유전자 해석을 용이하게 행하기 위해서는, 핵산의 추출로부터 증폭 나아가서는 측정까지를 일관해서 자동화하는 전자동화가 필요함과 함께, 장치의 소형화와 염가로 고정밀도의 장치를 제공하는 것이 중요하다.
일본 특허공보 제2622327호 일본 공표특허공보 2000-511435호 미국 특허공보 5,958,349호 일본 공개특허공보 2002-10777호
따라서, 본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은, 핵산의 증폭 등의 온도 제어를 필요로 하는 반응을 행하는 반응 용기에의 외부로부터의 이물의 침입, 반응 용기로부터의 액의 비산 등에 의한 콘테미네이션을 확실히 방지하여, 신뢰성이 높은 처리를 행할 수 있는 반응 용기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
제 2 목적은, 적어도 핵산 증폭 등의 반응 및 광측정을 포함한 처리를 일관해서 자동화하여, 유저의 수고를 삭감하는 것과 함께, 신속하고 효율적으로 장치 규모를 확대하는 일 없이 염가로 제조하여 사용할 수 있는 반응 용기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
제 1 발명은, 반응용 시약 또는 그 일부가 수용되거나 또는 수용 가능한 좁은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부와 연통하여 상기 좁은 입구관부의 위쪽에 형성되고, 상기 좁은 입구관부의 개구부보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부와, 상기 넓은 입구관부와 상기 좁은 입구관부와의 사이를 구분하도록 형성한 천공 가능 필름을 가지는 1 또는 2 이상의 반응용 수용부를 가지는 반응 용기이다.
여기서, '반응 시약 또는 그 일부'란, 소정의 반응에 이용되는 시약 또는 그 시약의 일부로서, 액상 또는 건조 상태로 수용 가능하다. 예를 들면, 핵산 증폭 반응의 경우에 반응 시약은, 증폭용 용액으로서, 예를 들면 PCR법에 의한 증폭을 행하는 경우에는, 증폭 대상의 주형 DNA 용액, 프라이머 용액, DNA 폴리메라아제 용액, 뉴클레오티드 용액, 반응 버퍼 용액 등이며, SPIA법에 의한 증폭을 행하는 경우에는, DNA/RNA 키메라 프라이머 용액, DNA 폴리메라아제 용액, RNaseH 용액 등이다. 또한, 리얼타임 PCR에서는, 통상 형광 물질을 함유하는 형광 시약을 이용하여 행하는 방법으로서 인터칼레이션(intercalation)법, 하이브리다이제이션(hybridization)법, 및 LUX법이 있다. '인터칼레이션법'은, SYBR(등록상표) GREEN I, 에티듐브로마이드(ethidium bromide) 등의 형광 물질이 신장 반응시에, 2본쇄 DNA에 들어가고, 여기광(勵起光)의 조사(照射)에 의해서 형광을 발하는 특성을 이용하여 DNA량을 측정하는 방법이다. 따라서, 증폭용 용액 속에는, 적어도, 상기 형광 물질과 그 형광 물질의 발광을 억제하는 소광제(quencher, 消光劑)를 함유시키게 된다. '하이브리다이제이션법'은, PCR 프라이머에 첨가하여 형광 물질로 표지 한 DNA 프로브를 이용하여 목적의 PCR 산물만을 검출하는 방법이다. 즉, 형광으로 표지(標識)한 DNA 프로브가 목적의 PCR 산물에 하이브리다이제이션함으로써, 그 하이브리다이즈한 DNA(양)가 검출된다. 'LUX법'은, 올리고 핵산에 표지한 형광 물질의 형광 시그널이, 그 올리고 핵산의 형상(배열이나 1본쇄 또는 2본쇄 등)에 의해서 영향을 받는 성질을 이용한 것이다. 실제의 리얼타임 PCR에서는, 1종류의 형광 물질로 표지화한 PCR 프라이머(LUX 프라이머)와 그것에 대한 아무것도 표지화되어 있지 않은 PCR 프라이머를 이용하여 리얼타임 PCR을 행한다. 그 LUX 프라이머는, 형광 물질을 3'말단 부근에 표지되어 있고, 5'말단과의 사이에서 헤어핀 구조를 취하도록 설계되어 있다. LUX 프라이머가 헤어핀 구조를 취하고 있을 때는 소광효과가 해제되어 형광 시그널이 증대하게 된다. 이 시그널 증대를 측정하는 것에 의해서, PCR산 물량을 측정할 수 있다.
반응용 수용부를 포함한 반응 용기나 뚜껑 등의 재료는, 예를 들면, 폴리에틸렌(P.E.), 폴리프로필렌(P.P.), 폴리스티렌, 아크릴 등의 수지, 유리, 금속, 금속 화합물 등이 있다. 반응 용기의 사이즈는, 상기 좁은 입구관부가 예를 들면, 수㎕로부터 수백㎕의 액체를 수용 가능한 것과 함께, 분주(分注) 칩의 선단이 삽입 가능한 크기이다. 예를 들면, 원통 형상의 경우에는, 예를 들면, 1의 용기의 크기의 지름이 수㎜∼수십㎜, 깊이가 수㎜∼수십㎜이다. 예를 들면, 넓은 입구관부의 내경은, 예를 들면, 9㎜ 정도이고, 좁은 입구관부의 개구부의 내경은, 4㎜ 정도이고, 좁은 입구관부의 용량은, 예를 들면, 50㎕ 정도이고, 수용되는 액량은, 예를 들면, 25㎕ 정도이고, 두께는, 0.2㎜ 정도이다.
상기 반응 용기내는 온도 제어기에 의해서 온도 제어가 가능하다.
'온도 제어기'는, 온도 제어의 대상이 되는 액체를 수용하는 반응 용기내의 온도를, 외부로부터의 신호 등에 기초하여 상승 또는 하강이 가능한 온도원을 가지는 것이고, 온도원으로서는, 블록 형상 부재에 예를 들면, 펠티어 디바이스(peltier device), 히터, 냉각 장치 등을 설치한 것이다. PCR 등의 처리를 행하기 위해서는, 온도 제어기로서는, 펠티어 디바이스를 이용한 서멀 사이클러가 바람직하다. 또한, LAMP법에 의한 아이소서멀(isothermal)인 증폭의 온도 제어를 행하는 것도 가능하다.
'온도 제어'란, 그 대상이 되는 액체 또는 용기에 대해서, 1 또는 2 이상의 설정된 소정 온도로, 설정된 시간 유지하는 것을, 정해진 순서에 따라서, 정해진 회수 실행하는 것이다. 상기 온도 제어기에의 지시는, 프로그램에 기초하여 해당하는 신호를 보내는 것에 의해서 행하여진다.
'소정 온도'란, 대상이 되는 액체 등의 것이 도달해야 할 목표로 하는 온도이며, 예를 들면, 상기 액체에 함유되는 DNA 등의 핵산이나 핵산의 단편인 올리고 뉴클레오티드 등을 PCR법에 따라 증폭하는 경우에는, 설정되는 소정 온도로서는, 예를 들면, PCR법으로 행하여지는 온도 사이클, 즉, DNA의 변성, 어닐링 혹은 하이브리다이제이션, 신장에 각각 필요한 각 온도, 약 94℃, 50℃에서 60℃의 사이의 온도, 및 약 72℃이다. 한편, SPIA법(상표)에 따르는 경우에는, 일정 온도, 예를 들면, 55℃ 등으로 설정되게 된다.
또한, 상기 소정 온도에는, 예를 들면, 고온도의 소정 온도로부터 저온도의 소정 온도로의 이행의 경우에, 온도 제어기에 의해서, 이들의 소정 온도보다 낮은 이행 촉진용 온도에서 냉각을 행함으로써, 또는, 저온도의 소정 온도로부터 고온도의 소정 온도로의 이행시에, 이들의 소정 온도보다 더 높은 이행 촉진용 온도에서 가열을 행함으로써, 이행 시간을 단축하여 1사이클 시간을 소정 사이클 시간내에 넣기 위한 이행 촉진용 온도를 포함한다. '소정 시간'은, 각 온도의 유지에 필요한 시간으로서, 증폭법의 종류나, PCR법으로 이용하는 시약이나 액량, 노즐의 형상, 소재, 크기, 두께 등에 의존하지만, 1사이클로, 합계가, 예를 들면, 수초로부터 수십초, PCR법 전체로서의 처리 시간은, 예를 들면, 약 수분에서 수십분 정도이다. 한편, 이행 시간도 소정 시간에 포함한다.
천공 가능 필름에는, 예를 들면, 알루미늄박을 포함한다. 천공은, 예를 들면, 그 반응 용기에 액체를 분주를 하기 위해서 이용하는 그 반응 용기외에 설치한 분주 장치의 노즐에 천공용 칩을 장착하고, 그 반응 용기상에 위치시켜 하강시킴으로써 천공한다.
'좁은 입구관부'란, 그 개구부의 면적이, 상기 '넓은 입구관부'의 개구부보다 작은 것을 말한다. 바람직하게는, 좁은 입구관부의 개구부의 면적이, 넓은 입구관부의 바닥부 전체의 면적보다 작다. 넓은 입구관부와 좁은 입구관부란, 일체로 형성되는 경우와 별체로 형성되는 경우가 있다.
제 2 발명은, 상기 좁은 입구관부의 개구부가 상기 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙에 형성된 반응 용기이다.
바람직하게는, 넓은 입구관부 및 좁은 입구관부는 회전 대칭으로 형성되고, 또한, 넓은 입구관부 및 좁은 입구관부는 같은 축에 형성된다. 좁은 입구관부의 개구부가 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙이므로, 좁은 입구관부로부터의 빛은, 넓은 입구관부의 축방향을 따라서 확실히 수광(受光)할 수 있다. 또한, '바닥부'란, 넓은 입구관부의 하측 방향을 차단하도록 형성된 벽면이며, 수평 방향을 차단하도록 형성된 측부와는 다르다. 통상, 넓은 입구관부의 내벽면으로부터 안쪽 방향으로 돌출 형성되는 수평면, 또는, 하방을 향하여 좁아지도록 형성된 환상(環狀)의 단차의 수평면에 상당한다. 따라서, 넓은 입구관부의 측부와, 좁은 입구관부의 측부와의 사이는, 일체적으로 형성되고 있었다고 해도 똑같이 연속적으로 연결되는 것이 아니라 환상의 단차를 통하여 연결되게 된다.
제 3 발명은, 상기 좁은 입구관부와 상기 넓은 입구관부는, 일체로 형성되고, 상기 필름은 상기 넓은 입구관부의 바닥부에 부착된 반응용 수용부를 가지는 반응 용기이다.
이 경우에는, 넓은 입구관부와 좁은 입구관부를 일체적으로 성형하기 위해서 별체로 성형하여 조립하는 경우와 비교하여 작성이 용이한 한편, 천공 가능 필름의 부착 작업은, 미리 넓은 입구관부의 바닥부의 형상에 따라 절단한 상기 필름을 준비하고, 좁은 입구관부에 반응 시약을 수용한 후, 1개씩 넓은 입구관부측으로부터 떨어뜨려 넣어, 반응 시약에 접촉하지 않도록 바닥부에만 부착시킬 필요가 있다.
제 4 발명은, 상기 넓은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부는 별체로 형성되고, 상기 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙에는 구멍부가 천공 형성되고, 상기 좁은 입구관부는 그 개구부의 외주를 따라서, 상기 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지고, 상기 좁은 입구관부는, 상기 개구 가장자리부를 제외하고 상기 구멍부를 관통 가능하게 형성되고, 상기 좁은 입구관부는 상기 구멍부를 관통하도록 넓은 입구관부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출되고 상기 개구 가장자리부는 상기 넓은 입구관부의 바닥부에 부착되고, 상기 필름은 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착된 반응용 수용부를 가지는 반응 용기이다.
여기서, 넓은 입구관부와 좁은 입구관부는 별체로 형성되고, 천공 가능 필름은 상기 좁은 입구관부 내에 반응 시약을 수용한 후에, 복수의 좁은 입구관부를 평면 형상으로 배열한 후, 큰 상기 필름으로 복수의 좁은 입구관부의 개구 가장자리부에 한 번에 부착시키고, 좁은 입구관부의 개구 가장자리부에 맞추어 일괄해서 절단할 수 있다.
그 후, 개구 가장자리부에 천공 가능 필름을 부착한 좁은 입구관부를 상기 넓은 입구관부의 구멍부를 보다 관통시켜, 개구 가장자리부와 상기 넓은 입구관부의 바닥부를, 액 누설이 없도록 부착함으로써 제조한다. 한편, 상기 개구 가장자리부의 외주 길이는, 상기 구멍부의 내주 길이보다 길게 형성되어 있게 된다.
제 5 발명은, 상기 반응 용기의 상기 넓은 입구관부의 개구부에 장착되어 상기 반응 용기를 밀폐하는 투광성을 가지는 밀폐뚜껑을 더 가지는 반응 용기이다.
여기서, '밀폐뚜껑'에는, 판 형상 또는 블록 형상의 비가요성(非可撓性)의 것 외, 유연성이 있는 필름 형상 또는 막 형상의 것도 포함된다. 상기 '장착'에는, 끼워 맞춤, 나사결합, 마찰, 흡착, 부착, 접착 등에 의해서 행한다. 이 경우, 탈착 가능하게 장착하는 것이 바람직하다.
상기 밀폐뚜껑은, 1개로 1 또는 2 이상의 반응 용기의 개구부를 밀폐한다. 밀폐뚜껑은, 예를 들면, 후술하는 노즐에 장착시켜 이동하고, 칩 탈착 기구를 이용하여 반응 용기의 개구부를 밀폐시키게 된다. 그러기 위해서는, 밀폐뚜껑의 위쪽에는, 1 또는 2 이상의 상기 노즐에 장착 가능한 1 또는 2 이상의 장착용의 공동(空洞)이 형성되게 된다.
후술하는 1 또는 2 이상의 상기 연계부는, 상기 도광용(導光用) 가대(架臺)의 상하 방향의 이동에 의해서 이 장착용의 공동 내에 삽입되어 반응 용기와 연계시킬 수 있다.
또한, 상기 도광용 가대의 각 연계부를 각 반응 용기에 연계시킨 후, 상기 반응 용기의 개구부를 피복하는 밀폐뚜껑에 대해서, 상기 연계부 또는 노즐을 가압 또는 이동 가능하게 하는 것이 바람직하다.
상기 연계부는 상기 도광용 가대의 하방으로 돌출되도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 연계부는, 예를 들면, 막대 형상, 통 형상, 송곳 형상 등의 형상을 갖고, 그 부재의 하단부가 상기 밀폐뚜껑과 접촉 가능한 것이 바람직하다.
제 6 발명은, 상기 밀폐뚜껑은, 상기 넓은 입구관부에 끼워 맞춤 가능하고, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 마개부와, 상기 마개부의 선단에 설치되어, 그 마개부가 넓은 입구관부와 끼워 맞춤한 경우에 상기 좁은 입구관부의 개구부에 삽입 가능하여 천공한 상기 필름을, 좁은 입구관부의 내벽에 억누르는 것과 함께, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 억누름부를 가지는 반응 용기이다.
제 7 발명은, 상기 넓은 입구관부 또는 밀폐뚜껑은, 상기 반응 용기의 외부에 설치한 광측정기와 상기 반응용 수용부 내부를 광학적으로 접속하는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 연계부와 연계 가능하게 설치된 제 1 발명 내지 제 6 발명에 기재된 반응 용기이다.
여기서, '연계부'는, 상기 반응 용기와 직접적 또는 밀폐뚜껑 등을 통하여 간접적으로 해제 가능하게 연계 가능한 부재이다. 상기 연계부에는 상기 반응 용기 내와 광학적으로 접속하여 그 반응 용기 내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 도광 가능한 도광부의 선단이 설치되어 있다. 여기서, '반응 용기와의 연계'란, 반응 용기의 개구부, 외벽, 외측 바닥부 또는 장착된 밀폐뚜껑이나 칼집 등에 근접하여 또는 연결하는 것이고, '근접'은 접촉하지 않고 도광부와의 사이의 광학적 접속이 가능한 정도로 접근하는 것이며, '연결'에는, 접촉, 밀접, 밀착, 끼워 맞춤, 장착을 포함하여, 도광부와의 사이의 광학적 접속이 가능하도록 적어도 접촉하는 것이다. 이 연계에 의해서, 연계부에 설치된 도광부와 반응 용기 내가 광학적으로 접속하기 때문이다. 연계부로서는, 예를 들면, 도광용 가대의 판 형상 부분으로서, 도광부의 선단은, 그 판 형상 부분에 천공 형성된 구멍, 광섬유 등의 투광성 부분 혹은 렌즈 등의 광학계이다. 또는, 예를 들면, 상기 도광용 가대로부터 돌출되도록 형성된 원통 형상 등의 부재로서, 도광부의 선단은, 그 원통 형상 등의 부재에 형성된 공동, 광섬유 등의 투광성 부분 혹은 렌즈 등의 광학계이다. 가요성이 있는 도광부란, 예를 들면, 광섬유 또는 광섬유 다발이다. 형광을 측정하는 경우에는, 2 이상의 도광부를 가지고, 그 일부는 조사용, 그 외는 수광용으로서 이용한다. 한편, 상기 반응 용기의 개구부와 직접적으로 연계되는 경우에는, 미네랄 오일 등을 이용하여 반응 용기 내를 밀폐하는 경우로서, 그 경우에는 그 연계부는 그 반응 용기를 밀폐 가능해지도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 개구부 이외에서 연계하는 경우에는, 상기 반응 용기 또는 그 연계 부분은 투광성을 가질 필요가 있다.
여기서, '도광용 가대'에 대해서는, 후술하는 제 14 발명에 관련해서 설명한다.
제 8 발명은, 상기 밀폐뚜껑은, 그 중앙에 형성된 공동(空洞)과, 상기 공동의 하단을 차지하는 투광성이 있는 바닥면을 가지고, 상기 밀폐뚜껑의 상기 반응용 수용부에의 이동, 끼워 맞춤, 및/또는 상기 연계부와의 연계는, 반응 용기의 외부에 설치한 부재 및/또는 상기 연계부가 상기 공동에 삽입됨으로써 행하여지는 반응 용기이다.
여기서, '부재'에는, 예를 들면, 분주장치의 노즐이나, 분주장치의 노즐 헤드에 설치되어, 노즐과 연동하여 이동하는 밀폐뚜껑의 이동 전용의 막대 형상 부재 등이 있다.
제 9 발명은, 2 이상의 오목부가 일렬 형상으로 배열된 기판을 더 가지는 것과 함께, 상기 오목부의 1개에 상기 반응용 수용부가 형성되고, 상기 반응용 수용부가 형성된 오목부를 제외한 다른 오목부에는, 상기 반응용 수용부에 이동시켜 처리를 행하기 위한 기구가 수용되고 또는 수용 가능한 카트리지 용기를 가지는 반응 용기이다.
여기서, '처리'에는, 반응용 수용부에 대한 분주, 반응용 수용부에 형성된 천공 가능 필름의 천공, 반응용 수용부에의 밀폐뚜껑의 폐색, 탈착, 또는 상기 반응용 수용부에 수용된 용액에 관한 측정 등이 있다.
제 10 발명은, 상기 반응용 수용부가 형성된 오목부를 제외한 상기 다른 오목부에는, 상기 밀폐뚜껑을 수용하는 밀폐뚜껑 수용부, 상기 필름을 천공하는 천공용 칩을 수용하는 천공용 칩 수용부, 및/또는 분주 칩을 수용하는 분주 칩 수용부가 형성된 반응 용기이다.
제 11 발명은, 상기 반응용 수용부는, 상기 넓은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부가 별체로 형성되고, 상기 넓은 입구관부가 상기 오목부에 형성되고, 상기 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙에는 구멍부가 천공 형성되고, 상기 좁은 입구관부는, 그 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지고, 상기 좁은 입구관부는 상기 구멍부를 관통하도록 넓은 입구관부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출되고 상기 개구 가장자리부는 상기 넓은 입구관부의 바닥부에 부착되고, 상기 필름은 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착된 반응 용기이다.
제 12 발명은, 바닥부의 중앙에 구멍부가 천공 형성된 넓은 입구관부와, 개구부의 외주를 따라서 상기 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지는 좁은 입구관부를 별체로 제조하여, 상기 좁은 입구관부 내에, 반응용 시약 또는 그 일부를 수용하고, 또는 수용하지 않고, 천공 가능 필름을 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착시키고, 상기 좁은 입구관부를 그 개구 가장자리부를 제외하고 상기 구멍부를 관통하도록 상기 넓은 입구관부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출시키고 상기 개구 가장자리부를 상기 넓은 입구관부의 바닥부에 부착함으로써 반응용 수용부를 제조하는 반응 용기 제조 방법이다.
제 13 발명은, 2 이상의 오목부가 형성되고, 상기 오목부의 하나의 바닥부의 중앙에 구멍부가 천공 형성된 기판, 및 개구부의 외주를 따라서 상기 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지는 좁은 입구관부를 별체로 제조하여, 상기 좁은 입구관부 내에, 반응용 시약 또는 그 일부를 수용하고, 또는 수용하지 않고, 천공 가능 필름을 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착시키고, 상기 좁은 입구관부를 그 개구 가장자리부를 제외하고 상기 구멍부를 관통하도록 상기 넓은 입구관부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출시키고 상기 개구 가장자리부를 상기 오목부의 바닥부에 부착하고 반응용 수용부를 형성함으로써 카트리지 용기를 제조하는 반응 용기 제조 방법이다.
제 14 발명은, 기체의 흡인 및 토출을 행하는 흡인 토출 기구 및 그 흡인 토출 기구에 의해서 액체의 흡인 및 토출이 가능한 분주 칩을 탈착 가능하게 장착하는 1 또는 2 이상의 노즐이 설치된 노즐 헤드와, 반응에 이용하는 반응용 용액 또는 그 일부가 수용되거나 또는 수용 가능한 제 1 발명 내지 제 11 발명 중 어느 하나의 반응 용기를 적어도 가지는 용기군과, 상기 노즐 헤드와 상기 용기군과의 사이를 상대적으로 이동 가능하게 하는 노즐 이동 기구와, 상기 반응 용기 내의 온도 제어가 가능한 온도 제어기와, 상기 노즐 헤드에 설치되어, 상기 반응 용기의 상기 반응용 수용부와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 반응용 수용부 내부와 광학적으로 접속하는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 가지는 도광용 가대와, 상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 상기 도광부의 후단이 설치된 2 이상의 접속단을, 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 배열면을 가지는 접속단 배열체와, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되어, 상기 각 접속단과의 광학적 접속에 의해서 상기 반응 용기 내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 수광 가능한 측정기를 가지는 것과 함께, 상기 접속단 배열체의 상기 소정 경로를 따라서 설치된 상기 각 접속단과 상기 각 측정단을 차례차례 광학적으로 접속하도록 상대적으로 이동시키는 반응 용기 시스템이다.
'소정 경로'란, 상기 측정단과 상기 접속단 배열체가 상대적으로 이동함으로써, 상기 측정단이 그것을 따라 배열된 전체 접속단을 주사(走査) 가능한 평면 또는 곡면상의 경로로서, 전체 접속단을 연결하는 경로가, 1중 또는 다중의 교차하지 않는 선분(지그재그선, 폐직선도 포함한다), 곡선(나선, 폐곡선도 포함한다), 또는 이들의 조합 등을 따른 경로이다. 바람직하게는, 1중 또는 다중의 각 경로는, 연속적이고, 뾰족한 점이나 모서리가 없는 선분이나 매끄러운 곡선을 따른 것이 바람직하다.
상기 연계부와 접속단이란, 1대 1로 대응하는 경우, 복수대 1로 대응하는 경우, 1대 복수로 대응하는 경우가 있다. 이것은, 도중에, 도광부가 분기 또는 합류하고, 또는 복수의 도광부로 이루어지는 도광부 다발을 분기하고 또는 합류시키는 것이 가능하다.
상기 소정 경로는, 측정기의 측정단의 개수, 형상, 배치, 또는 사이즈에 기초하여, 원활한 주사가 가능하도록 정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 접속단의 측정단에 대한 이동에 있어서, 급격한 방향 전환, 예를 들면, 진행 방향에 대해, 둔각적, 직각적인 방향으로의 전환이 없는 직선을 따른 소정 경로가 바람직하다.
연계부의 배열 패턴은, 예를 들면, 행렬 형상, 열 형상 또는 행 형상이며, 접속단의 배열 패턴은, 예를 들면, 그것과 동일한 배열, 그것과 사이즈만 다른 서로 비슷한 배열, 또는 배열 패턴이 다른 경우, 예를 들면, 원형 모양, 그 외의 폐곡선 형상, 일렬 형상 혹은 보다 적은 열 수 또는 행 수를 가지는 행렬 형상의 경우가 있다. 배열된 접속단을 모두 통과하도록 상기 소정 경로가 정해진다.
또한, 상기 소정 경로(또는 상기 접속단의 배열 패턴)는, 상기 도광용 가대의 연계부의 배열 패턴을 둘러싸는 영역 면적 또는 인접하는 연계부간의 간격보다 작은 영역 면적 또는 작은 간격으로서, 전체 주사(走査) 거리가 짧아지도록 집적화되는 것이 바람직하다. 이것에 의해서 속도를 동일하게 한 경우에는, 상기 연계부를 직접 측정단이 주사하는 경우보다 짧은 시간에 처리 가능하다.
집적화의 정도는, 예를 들면, 상기 접속단 배열체와 상기 측정기와의 사이의 상대적인 이동 또는 주사(走査)가, 안정적 수광 가능 시간내에 측정해야 할 전체 반응 용기로부터의 수광을 완료할 수 있는 정도인 것이 바람직하다. 여기서, '안정적 수광 가능 시간'이란, 반응 용기 내의 수광 가능한 광학적 상태가 안정적으로 유지되는 시간으로서, 예를 들면, 리얼타임 PCR의 인터칼레이션이나 LUX법 또는 하이브리다이제이션법의 TaqMan 프로브의 경우에는, PCR의 각 사이클의 신장 반응이 행하여지는 시간이 이것에 상당한다. 한편, 하이브리다이제이션법으로 FRET 프로브를 이용하는 경우는 어닐링이 행하여지는 시간이 이것에 상당한다.
이것에 의해서, 안정적 수광 가능 시간이 짧은 발광체 등에 대해서도 적용할 수 있으므로 범용성이 높다.
1사이클에 걸리는 시간이 예를 들면, 수십 초부터 수분으로 하면, 그 안정적 수광 가능 시간은, 예를 들면, 수 초부터 10초 정도라는 것이 된다. 다만, PCR 반응의 초기의 사이클에서는 형광 검출량은 검출 한계 이하이며, PCR 반응의 후기의 사이클은 안정(plateau) 상태가 되어 엄밀한 의미로 정량성을 확보하기 위해서는, 지수함수적인 PCR 증폭을 관찰할 수 있는 증폭 곡선의 범위내라는 것이 된다. 본 발명은, 안정적 수광 가능 시간이, 측정단의 반응 용기간의 이동 시간에 이용할 수 있는 것을 이용하여, 각 반응 용기로부터의 빛의 수광에 필요한 상대적인 이동을 이 안정적 수광 가능 시간내에 행함으로써, 복수의 반응 용기로부터의 수광을, 복잡한 광학계를 이용하는 일 없이, 또한, 장치 규모를 확대하는 일 없이 반응 용기수와 비교하여 충분히 적은 개수 혹은 1의 측정기에 의해, 거의 병행하여 행할 수 있는 것이다.
'광학적 상태'란, 발광, 정색(呈色), 변색 또는 변광 등의 상태이다. 광학적 상태에 기초하는 빛이란, 발광 혹은 변광에 의한 빛, 정색 혹은 변색에 대해 조사한 빛의 반사광 혹은 투과광, 산란광 등이다.
'상기 각 접속단과 상기 측정단을 차례차례 광학적으로 접속한다'란, 상기 접속단과 상기 측정단이, 지근거리에서 서로 마주 봄으로써 광학적으로 접속시키는 것이다. 접속의 순간은, 상기 측정기가 수광하는 광량의 극대치에 상당하므로, 상기 측정 제어부는, 상기 광량의 극대치를 산출함으로써 측정해야 할 데이터를 특정하게 된다.
'측정기'는, 예를 들면, 형광, 화학 발광의 측정을 가능하게 하는 것으로서, 전자의 경우에는, 1 또는 2 이상의 종류의 여기광의 조사, 1 또는 2 이상의 종류의 파장을 가지는 형광의 수광, 그것을 위한 필터를 가진다. 이것들을 광섬유를 이용하여 도광하는 것이 바람직하다.
'측정단'은, 상기 측정기에 설치된 수광해야 할 빛의 입사구를 적어도 가지고, 형광의 측정의 경우에는 조사해야 할 빛의 출사구를 가진다. 이것들은, 별도의 측정단으로서 설치할 수 있다. 한편 상기 입사구 또는 출사구는, 내부에 마련한 광전 소자로 이루어지는 수광부 또는 조사원과 광학적으로 접속한다. 그 때, 각각 수광용의 도광부 또는 조사용의 도광부를 통하여 접속할 수 있다.
한편, 상기 반응 용기용 광측정 장치에는, 그 외, 명시하고 있지 않지만 '측정 제어부'를 가지고, '측정 제어부'는, 상기 측정기 및 도광 전환 기구를 제어하고, 상기 반응 용기용 광측정 장치에 내장한 컴퓨터(CPU) 및 그 컴퓨터를 구동하는 프로그램으로 이루어지고, 예를 들면, DA변환기를 통해 신호를 상기 이동 기구를 구동하는 상기 제어부에 보내는 것에 의해서 측정 제어가 이루어지게 된다.
제 15 발명은, 상기 용기군에는, 검체, 반응의 목적물을 포획 가능한 자성 입자가 현탁된 자성 입자 현탁액, 상기 목적물의 분리 및 추출에 이용하는 분리 추출용 용액을 수용하는 2 이상의 액수용부를 더 가지고, 상기 노즐에 장착한 상기 분주 칩 또는 상기 용기군에 설치된 액수용부의 내부에 자장(磁場)을 미치게 하여 제거하는 것이 가능하고 상기 분주 칩 또는 상기 액수용부의 내벽에 상기 자성 입자를 흡착 가능한 자력부(磁力部)를 더 가지는 반응 용기 시스템이다.
제 1 발명에 의하면, 반응 용기가 넓은 입구관부와 좁은 입구관부로 이루어지고, 천공 가능한 필름이 넓은 입구관부와 좁은 입구관부와의 사이를 구분하도록 형성되어 좁은 입구관부 내에 반응용 시약 또는 그 일부가 수용되어 있다. 따라서, 상기 필름을 천공할 때 또는 반응 처리시의 액의 비산을 방지할 수 있다. 또한, 광측정기와의 사이를 도광하기 위한 연계부와의 상기 넓은 입구관부와의 연계시에, 그 연계부의 내부를 통과하는 도광부는 좁은 입구관부 내에서의 빛을 측정기에까지 확실히 이끌 수 있게 된다.
제 2 발명에 의하면, 좁은 입구관부의 개구부가 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙에 형성되어 있으므로, 연계부와의 연계시에, 그 연계부의 내부를 통과하는 도광부가 좁은 입구관부 내에서의 빛을 측정기까지 확실히 이끌 수 있는 것과 함께, 바닥부의 주변이 남아 있으므로, 그것을 이용하여, 필름을 확실히 부착하거나, 별체로 형성된 좁은 입구관부를 확실히 지지할 수 있다.
제 3 발명에 의하면, 제 1 발명에 의한 효과 외, 넓은 입구관부와 좁은 입구관부가 일체로 형성되어 있으므로, 성형이 용이하다.
제 4 발명, 제 11 발명, 제 12 발명 또는 제 13 발명에 의하면, 넓은 입구관부와 좁은 입구관부는 별체로 형성되고, 천공 가능 필름이 좁은 입구관부의 개구 가장자리부에 부착시키도록 하고 있으므로, 복수의 좁은 입구관부를 평면 형상으로 배열한 후, 큰 필름으로 복수의 좁은 입구관부의 개구 가장자리부에 한 번에 부착시켜, 재관부(再管部)의 개구 가장자리부에 함께 일괄하여 절단할 수 있으므로, 상기 필름을 좁은 입구관부의 개구부를 확실히 또한 용이하게 부착시킬 수 있다.
제 5 발명에 의하면, 상기 반응부의 넓은 입구관부의 개구부에 장착되어 반응 용기를 밀폐하는 투광성을 가지는 밀폐뚜껑을 구비하고 있으므로, 온도 제어 및 광측정을 확실히 행할 수 있다.
제 6 발명에 의하면, 천공한 천공 가능 필름을 좁은 입구관부의 내벽에 억누르는 억누름부를 구비하고 있으므로, 상기 필름이 도광을 차단하는 사태를 방지하여, 신뢰성이 높은 측정을 행할 수 있다.
제 7 발명에 의하면, 넓은 입구관부 또는 밀폐뚜껑이, 도광부의 선단이 설치된 연계부와 연계하는 것에 의해서, 광측정기를 이동하는 일 없이 복수의 반응 용기를 차례차례 하나의 광측정기에 도광할 수 있으므로, 반응 용기 마다 광측정기를 설치하는 경우와 비교하여, 장치 규모를 컴팩트하게 할 수 있다.
제 8 발명에 의하면, 밀폐뚜껑은, 그 공동을 이용하여 노즐 등의 반응 용기외에 설치한 부재나 연계부에 장착하여 이동 가능하고, 또한, 연계부와 연계함으로써 광측정기와 광학적으로 접속 가능하므로, 분주장치를 이용하여 밀폐뚜껑의 이동, 가압 등을 가능하게 하여, 새로운 기구를 설치하는 일 없이 컴팩트한 장치를 제공할 수 있다.
제 9 발명은, 카트리지 용기의 기판에 대해서 일렬 형상으로 배열된 2 이상의 오목부를 형성하고, 그 1개에 반응용 수용부가 형성되어 있으므로, 천공 가능 필름이 기판면보다 하방에 형성되어 있게 되어, 천공시, 온도 제어시, 분주시 액의 비산에 의한 크로스 콘테미네이션을 확실히 방지할 수 있다. 또한, 기판면을 따라서 근접한 상태로 분주 칩 등의 이동이 가능하므로, 크로스 콘테미네이션을 방지하는 것과 함께 이동 제어하기 쉽다.
제 10 발명은, 1개의 카트리지 용기에, 상기 반응용 수용부, 밀폐뚜껑 수용부, 천공용 칩 수용부 및 분주 칩 수용부를 일렬 형상으로 형성함으로써, 분주장치를 이용하여, 상기 반응용 수용부에의 분주, 천공 가능 필름의 천공 및 밀폐뚜껑의 장착을 동일 노즐을 이용하여 실행할 수 있게 된다. 또한, 액체의 비산에 의한 크로스 콘테미네이션을 방지하고, 또한 장치 규모의 확대를 방지할 수 있다.
제 14 발명에 의하면, 복수의 반응 용기를 도광용 가대에 설치된 연계부에 의해 연계하여 반응 용기 내와 광학적으로 접속하는 것에 의해 복수의 상기 반응 용기와 도광용 가대 및 도광부를 통하여 접속단 배열체의 배열면의 접속단에까지 반응 용기내의 광학적 상태를 전달하고, 접속단 배열체의 배열면상에서의 소정 경로를 따라서 배열된 접속단과 측정기의 측정단을 차례차례 광학적으로 접속하도록 하고 있다. 따라서, 반응 용기의 개구부에 대해서 직접적으로 측정단을 주사하는 경우와 비교하여, 측정단과 액면과의 사이에서의 빛의 산란에 의한 감쇠나 빛의 누설을 방지하는 것과 함께, 접속단의 배열을, 측정단과의 접속이 확실하고, 신속하고 원활히 행하도록 다시 배열할 수 있으므로, 신뢰성이 높은 측정, 및 보다 효율적으로 신속한 반응 용기내의 광학적 상태의 측정을 행할 수 있다.
그렇게 하기 위해서는, 안정적 수광 가능 시간, 측정단의 구조 등을 고려하여, 전체의 상기 접속단의 배열 영역 또는 인접하는 접속단간의 거리를 연계부의 배열 영역 또는 인접하는 거리보다 작게 하는 집적화나, 연계부의 배열에 비교하여, 소정 경로의 직선화나 곡률 반경의 확대에 의한 측정단의 이동의 원활화에 의해 달성할 수 있다.
측정단과 접속단과의 사이의 배열면 상의 상기 소정 경로를 따른 이동에 의해서 광학계의 전환을 행하므로, 광학계의 구조를 간단화할 수 있다.
상기 측정단에 대한 접속단의 이동은, 연속적 또는 간헐적인 이동을 포함한다. 리얼타임 PCR에 의한 측정의 결과, 증폭 곡선을 작성하여, DNA의 초기 농도의 결정 등의 여러 가지의 해석에 이용할 수 있다.
또한, 안정적 수광 가능 시간을 이용하여 하나의 측정기로, 복수의 반응 용기의 측정을 병행하여 행할 수 있으므로, 측정기의 개수를 삭감하고 장치 규모의 확대를 억제하여, 제조비용을 삭감할 수 있다. 또한, 미리 정한 소정 경로를 따라서 차례차례 최단 거리로 측정단과 접속단 사이를 이동함으로써 측정 가능하므로, 이동 기구만의 간단한 기구로 측정을 병행하여 행할 수 있게 된다.
반응 용기의 개구부를 연계부에서 직접적 또는 간접적으로 연계함으로써 반응 용기를 폐색하여 반응 및 측정을 행하는 경우에는, 크로스 콘테미네이션 및 빛의 혼입을 확실히 방지할 수 있는 신뢰성이 높은 자동 측정을 행할 수 있다.
제 15 발명에 의하면, 검체로부터의 목적물의 추출로부터, 반응용 수용부에의 수용, 온도 제어(반응) 및 광측정까지를, 용기군에 속하는 용기의 치환을 행하는 일 없이 1개의 장치로 일관해서 자동적으로 행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 반응용 수용부를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 반응용 수용부에 대한 처리 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 밀폐뚜껑 및 그것을 장착한 반응용 수용부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 반응용 수용부에 연계부를 연계시킨 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 반응용 수용부 및 그 처리 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 반응용 수용부에 연계부를 연계시킨 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 반응용 수용부 및 그 처리 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 밀폐뚜껑 및 그것을 장착한 반응용 수용부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 반응용 수용부에 연계부를 연계시킨 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 카트리지 용기를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 카트리지 용기를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 반응 용기 시스템을 나타내는 전체 사시도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 반응 용기 시스템의 용기군을 확대해서 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 12에 나타낸 반응 용기 시스템의 노즐 헤드의 전체를 확대해서 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 14에 나타낸 반응 용기 시스템의 노즐 헤드의 앞쪽 사시도이다.
도 16은 도 14에 나타내는 이동 기구 및 흡인 토출 기구를 보다 구체적으로 나타내는 사시도이다.
도 17은 도 14에 나타내는 흡인 토출 기구를 보다 구체적으로 나타내는 사시도이다.
도 18은 도 14에 나타낸 노즐 헤드의 뒤쪽에서 본 사시도이다.
계속하여, 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 한편, 이 실시형태는 특별히 지정이 없는 한 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안된다. 또한, 각 실시형태의 예에서 동일한 것은 동일한 부호를 표시하고 설명을 생략하였다.
도 1(a)(b)는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 반응 용기로서의 반응용 수용부를 나타낸다.
상기 반응용 수용부(1)는, 핵산 증폭용의 반응 시약인 핵산 증폭용 용액 또는 그 일부가 수용 가능한 좁은 입구관부(1b)와, 상기 좁은 입구관부(1b)와 연통하여 상기 좁은 입구관부(1b)의 위쪽에 형성되고, 상기 좁은 입구관부(1b)의 개구부(1e)보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부(1a)와, 상기 넓은 입구관부(1a)와 좁은 입구관부(1b)와의 사이를 구분하도록 형성되어 알루미늄박 등으로 형성된 천공 가능 필름(1c)을 가진다. 좁은 입구관부(1b)는, 빈 상태로 상기 필름(1c)으로 밀봉되는 것에 의해서, 좁은 입구관부(1b)의 오염을 방지할 수 있다. 상기 좁은 입구관부(1b)의 개구부(1e)는, 상기 넓은 입구관부(1a)의 바닥부(1d)의 중앙부에 형성되어 있다. 또한, 상기 좁은 입구관부(1b)와 넓은 입구관부(1a)는 일체로 형성되고, 상기 필름(1c)은 상기 넓은 입구관부(1a)의 바닥부(1d)에 부착되어 있다.
도 2는, 후술하는 노즐 헤드(50)에 장착한 천공용 칩(212)을 이용하고, 도 2(a)에 나타내는 반응용 수용부(1)의 상기 필름(1c)을, 도 2(b)로 나타내는 바와 같이 천공하는 경우의 동작을 나타내는 것이다. 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 상기 필름(1c)이 천공된 후에 반응 시약 용액이 수용된 상태를 나타낸다.
도 3은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 밀폐뚜껑(251) 및 그 밀폐뚜껑(251)으로 밀폐된 반응용 수용부(1)로 이루어지는 반응 용기(2)를 나타낸다.
도 3(a), 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 투광성이 있는 상기 밀폐뚜껑(251)은 투광성이 있고, 넓은 입구관부(1a)의 개구부에 끼워 맞춤 가능한 마개부(251a)와, 그 마개부(251a)의 위쪽에 형성되어 축방향을 따른 복수의 돌출조(251b)가 외측면에 배열된 원통부재(251c)를 가지고, 마개부(251a)에는, 그 외주를 따라서 반경 방향으로 돌출되는 환상 돌기부(251e)가 형성되어 넓은 입구관부(1a)의 내벽과 밀착된다. 마개부(251a)의 아래쪽에는, 좁은 입구관부(1b)의 개구부에 삽입하여, 천공된 천공 가능 필름(1c)을 개구 둘레가장자리에 억누르는 억누름부(251d)가 구비되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 밀폐뚜껑(251)에 의해 밀폐된 반응용 수용부(1)로 이루어지는 반응 용기(2)는, 또한, 핵산 증폭 반응에 필요한 온도 제어를 행하는 온도 제어기(29)의 블록(29a)에 일렬 형상(도면의 표리 방향)으로 배열된 복수의 웅덩이에 각각 수용된다. 상기 블록(29a)은, 펠티어 디바이스(29b)와 히트 싱크(29c)에 의해서 가열 냉각된다. 상기 반응용 수용부(1)의 위쪽에는, 1개의 측정기가 이동하여 복수의 반응용 수용부(1)와 광학적으로 차례차례 접속 가능하도록 얹어 놓여지는 도광용 가대(147)가 설치되고, 복수개의 연계부(141i)가, 상기 도광용 가대(147)의 하방으로 돌출되어 일렬 형상(도면의 표리방향)에도 받게 되어 있다. 각 연계부(141)는 각 밀폐뚜껑(251)의 공동(251f)(도 3 참조)내에 삽입되고, 상기 연계부(141)의 내부를 통과하는 도광부(142)는 좁은 입구관부(1b)의 개구부를 덮을 정도의 크기를 가지므로, 상기 도광부(142)를 통해 좁은 입구관부(1b)내에서의 빛을 남기는 일 없이 상기 도광용 가대(147)상의 측정기에까지 확실히 이끌 수 있다. 이것에 의해서, 리얼타임 PCR법을 이용한 핵산(DNA, RNA 등)이나 그 단편(올리고 뉴클레오티드, 뉴클레오티드 등)의 증폭 반응을 행할 때에 발생하는 형광 등의 안정적인 수광 가능 시간을 이용하여 1개의 측정기가 이동함으로써, 복수의 반응용 수용부(1)에 관한 측정을 가능하게 하여 전체적인 장치 구조를 컴팩트하게 할 수 있다. 부호 143은 렌즈, 부호 144는 핫리드, 부호 145는 시트 히터, 부호 146은 단열재, 부호 148은 렌즈의 누름환이며, 이것들에 의해서 핵산 증폭 반응의 사인의 상기 밀폐뚜껑(251)의 결로방지를 도모한다. 또한, 도광용 가대(147)에 형성된 홈(149)은, 상기 측정기가 상기 각 반응용 수용부(1)에 대응하는 도광부(142)와 차례차례 접속 가능하도록 측정기의 이동(도면의 표리방향) 안내하는 것이다.
도 5는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 반응용 수용부(3) 및 그 처리 설명도이다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태에 관한 반응용 수용부(3)는, 핵산 증폭용의 반응 시약인 핵산 증폭용 용액 또는 그 일부(3f)가 미리 수용된 좁은 입구관부(3b)와, 상기 좁은 입구관부(3b)와 연통하여 상기 좁은 입구관부(3b)의 위쪽에 형성되고, 상기 좁은 입구관부(3b)의 개구부(3e)보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부(3a)와, 상기 넓은 입구관부(3a)와 좁은 입구관부(3b)와의 사이를 구분하도록 형성되어 알루미늄박 등으로 형성된 천공 가능 필름(3c)을 가진다. 좁은 입구관부(3b)는, 상기 필름(3c)으로 밀봉되는 것에 의해서, 좁은 입구관부(3b) 내에 수용한 시약의 증발이나 오염을 방지할 수 있다. 상기 좁은 입구관부(3b)의 개구부(3e)는, 상기 넓은 입구관부(3a)의 바닥부(3d)의 중앙부에 형성되어 있다. 또한, 상기 좁은 입구관부(3b)와 넓은 입구관부(3a)는 일체로 형성되고, 상기 필름(3c)은 상기 넓은 입구관부(3a)의 바닥부(3d)에 부착되어 있다.
도 5(b)는, 후술하는 노즐 헤드(50)에 장착한 천공용 칩(212)을 이용하여, 도 5(a)에 나타내는 반응 수용부(3)의 상기 필름(3c)을 천공하기 위해서 그 상방에 위치하고 있는 상태를 나타낸다. 도 5(c)는, 상기 천공용 칩(212)을 하강시킴으로써 선단을 좁은 입구관부(3b) 내에 삽입하여 상기 필름(3c)을 천공한 상태를 나타낸다. 도 5(d)는, 상기 필름(3c)이 천공된 반응용 수용부(3)의 넓은 입구관부(3a)내에 상기 밀폐뚜껑(251)의 마개부(251a)를 끼워 맞추게 하고, 상기 천공된 상기 필름(3c)을, 마개부(251a)의 선단에 설치된 억누름부(251d)로 상기 좁은 입구관부(3b)의 개구부의 내벽에 내리 누르고 있는 상태를 나타내는 밀폐뚜껑(251)과 반응용 수용부(3)로 이루어지는 반응 용기(4)를 나타낸다.
도 6(a), 도 6(b)는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 반응용 수용부(3)에 연계부(311)를 연계시킨 경우를 나타낸다.
상기 밀폐뚜껑(251)의 마개부(251a1)가, 천공된 필름(3c1)을 가지는 상기 반응용 수용부(3)의 넓은 입구관부(3a)에 끼워 맞춤하고, 상기 필름(3c1)이 억누름부(251d1)에 의해 좁은 입구관부(3b1)의 내벽에 내리 눌러진 상태를 나타낸다. 또한, 상기 밀폐뚜껑(2511)의 공동(251f1)에, 후술하는 연계부(311)가 삽입된 상태를 나타낸다.
도 6(a)는, 후술하는 도광용 가대(32)의 수평판(32a)으로부터 아래쪽으로 돌출되는 상기 연계부(31i)(여기에서는, 예를 들면 i=1)가, 상기 반응용 수용부(3)의 넓은 입구관부(3ai)에 장착된 투광성이 있는 밀폐뚜껑(251i)을 통하여, 상기 반응용 수용부(3)와 간접적으로 연계된 상태를 나타내는 것으로서, 상기 밀폐뚜껑(251i)의 공동(空洞)내에 상기 연계부(31i)가 삽입되고 그 단면이 상기 밀폐뚜껑(251i)의 공동의 바닥면에 밀착되어 있다. 상기 반응용 수용부(3i)는, 넓은 입구관부(3ai)와, 상기 넓은 입구관부(3ai)와 연통하여, 넓은 입구관부(3ai)보다 가늘게 형성된 좁은 입구관부(3bi)로 이루어지고, 상기 좁은 입구관부(3bi)에는, 미리 건조되고, 또는 액체 형상의 증폭용 용액(3fi)이 미리 수용되어 있다. 여기서, 리얼타임용 증폭용 시약은, 예를 들면, 효소, 버퍼, 프라이머 등으로 이루어지는 마스터 믹스(SYBR(등록상표) Green Mix)는 70㎕이다.
상기 넓은 입구관부(3ai)의 개구부에는, 투광성을 가지는 상기 밀폐뚜껑(251i)의 아래쪽으로 돌출한 상기 밀폐뚜껑(251i)을 반응용 수용부(3i)에 장착시키기 위해 그 밀폐뚜껑(251i)의 빛이 투과하는 중앙부를 둘러싸는 환상의 억누름부(251di)가 좁은 입구관부에 삽입됨으로써, 상기 연계부(31i)의 내부를 통과하는 도광부로서의 광섬유(다발)(33i)의 지름은, 상기 좁은 입구관부(3bi)의 개구부의 지름의 크기와 동일하거나 그것보다 큰 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 상기 반응용 수용부(3i)로부터의 빛을 확실히 수광할 수 있게 된다. 상기 좁은 입구관부(3bi)는 온도 제어기(29)에 의해서 가열 또는 냉각되는 온도 제어용 블록 내에 수용된다.
이 예에서는, 광섬유(다발)(33i)는, 상기 제 2 측정단(43j)과 접속 가능한 조사용 광섬유(다발)(332i)와, 상기 제 1 측정단(42j)과 접속 가능한 수광용의 광섬유(다발)(331j)로 이루어져 있다.
도 6(b)는, 상기 광섬유(다발)(33i)는, 상기 제 2 측정단(43j)과 접속 가능한 복수개의 수광용의 광섬유로 이루어지는 광섬유다발과, 상기 제 1 측정단(42j)과 접속 가능한 복수개의 조사용의 광섬유로 이루어지는 광섬유다발을 균질하게 되도록 혼재시킨 광섬유다발로 이루어지는 예를 나타낸다.
도 7은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 반응용 수용부(5) 및 그 처리 설명도이다.
도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태에 관한 반응용 수용부(5)는, 핵산 증폭용의 반응 시약인 핵산 증폭용 용액 또는 그 일부(5f)가 미리 수용된 좁은 입구관부(5b)와, 상기 좁은 입구관부(5b)와 연통하여 상기 좁은 입구관부(5b)의 위쪽에 형성되고, 상기 좁은 입구관부(5b)의 개구부(5e)보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부(5a)와, 상기 넓은 입구관부(5a)와 좁은 입구관부(5b)와의 사이를 구분하도록 형성되어 알루미늄박 등으로 형성된 천공 가능 필름(5c)을 가진다.
도 7(a)에 분해해서 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태에 관한 반응용 수용부(5)는, 제 1 또는 제 2 실시형태에 관한 반응용 수용부(1,3)와 상이하고, 상기 반응용 수용부(5)에서는, 상기 넓은 입구관부(5a)와, 상기 좁은 입구관부(5b)는 별체로 형성되고, 상기 넓은 입구관부(5a)의 바닥부(5d)의 중앙에는 구멍부(5h)가 천공 형성되고, 상기 좁은 입구관부(5b)는, 그 개구부(5e)의 외주를 따라서, 그 개구부(5e)를 둘러싸는 개구 가장자리부(5g)를 가지고, 상기 좁은 입구관부(5b)는, 상기 개구 가장자리부(5g)를 제외하고 상기 구멍부(5h)를 관통 가능하게 형성되고, 상기 좁은 입구관부(5b)는 상기 구멍부(5h)를 관통하도록 상기 넓은 입구관부(5a)의 상기 구멍부(5h)로부터 하방으로 돌출되고 상기 개구 가장자리부(5g)는 상기 넓은 입구관부(5a)의 바닥부(5d)에 부착되고, 상기 필름(5c)은 상기 좁은 입구관부(5b)의 상기 개구 가장자리부(5g)에 부착되어 있다. 도 7(c)은, 후술하는 노즐 헤드(50)에 장착된 천공용 칩(212)을 이용하여, 도 5(b)에 나타내는 반응용 수용부(5)의 상기 필름(5c)을 천공하기 위해서 그 상방에 위치하고 있는 상태를 나타낸다. 도 7(d)는, 상기 천공용 칩(212)을 하강시킴으로써 선단을 좁은 입구관부(5b)내에 삽입하고 상기 필름(5c)을 천공한 상태를 나타낸다.
제 3 실시형태에 관한 반응용 수용부(5)를 제조하기 위해서는, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 스텝 1에서, 예를 들면, P.P.나 P.E.를 이용하여 바닥부(5d)의 중앙에 구멍부(5h)가 천공 형성된 넓은 입구관부(5a)를 블로우 성형 또는 사출 성형 등에 의해 제조하는 것과 함께, 예를 들면, P.P.나 P.E.를 이용하여 개구부(5e)의 외주를 따라서 그 개구부(5e)를 둘러싸는 개구 가장자리부(5g)를 가지는 좁은 입구관부(5b)를 블로우 성형 등에 의해 별체로 제조한다.
스텝 2에서, 상기 좁은 입구관부(5b) 내에, 반응 시약 또는 그 일부(5f)를 수용한다.
스텝 3에서, 천공 가능 필름(5c)을 상기 좁은 입구관부(5b)의 개구 가장자리부(5g)의 위쪽에 접착제를 도포하고, 열 용착 또는 초음파 용착을 이용하여 공극이 없도록 부착시킴으로써 개구부(5e)를 폐색하고, 상기 반응 시약 또는 그 일부(5f)를 좁은 입구관부(5b) 내에 봉입한다. 한편, 필름은 알루미늄층 및 수지층으로 이루어진다.
스텝 4에서, 상기 좁은 입구관부(5b)를 그 개구 가장자리부(5g)를 제외하고, 상기 넓은 입구관부(5a)의 상기 구멍부(5h)를 관통하도록 하방으로 돌출시키고, 상기 개구 가장자리부(5g)의 아래쪽을 상기 넓은 입구관부(5a)의 바닥부(5d)의 위쪽에 접착제를 도포, 열 용착 또는 초음파 용착 등으로 공극이 없도록 부착시켜 부착함으로써, 상기 반응용 수용부(5)를 제조한다. 여기서, 접착제로서는, 예를 들면 1액 습기 경화형 다용도 탄성 접착제(예를 들면, HT-Bond Miracle 4)를 이용한다.
도 8은, 제 3 실시형태에 관한 반응용 수용부(5)를 이용한 다른 예로서의 반응 용기(6,7)를 나타내는 것이다.
도 8(a)는, 밀폐뚜껑(252)을 나타내는 것으로서, 상기 마개부(252a)의 아래쪽의 가장자리를 따라서 억누름부(252d)를 둘러싸도록 O링(252h)이 형성되어 있다. 이것에 의해서, 상기 밀폐뚜껑(252)을 상기 반응용 수용부(5)의 넓은 입구관부(5a)에 상기 마개부(252a)를 끼워 맞춤시킨 경우에는, 상기 좁은 입구관부(5b)의 개구 가장자리부(5g)에 부착된 상기 필름(5c)과 상기 밀폐뚜껑과의 사이를 봉하여, 액 누설이 없는 처리를 행할 수 있다.
도 8(b)은, 밀폐뚜껑(253)을 나타내는 것으로서, 상기 마개부(253a)의 선단에 설치된 억누름부(253d)의 선단의 외주를 따라서 환상 돌기부(253h)가 형성되어 있다. 이것에 의해서, 천공 형성된 상기 필름(5c)을 확실히 상기 좁은 입구관부(5b)의 내벽에 내리 누를 수 있다.
도 9는, 도 8(b)에서 나타낸 반응 용기(7)의 상기 밀폐뚜껑(253i)에 연계부(31i)를 연계시킨 상태를 나타내는 것이다.
도 10은, 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 카트리지 용기(9)를 나타내는 것이고, 기판(8j)에 형성된 4개의 오목부(8, 8k, 8l, 8m)가 일렬 형상으로 배열된 기판(8j)을 더 가지고, 오목부(8)에는, 반응용 수용부(8)가 형성되고, 오목부(8m)에는, 밀폐뚜껑(253)을 수용하는 밀폐뚜껑 수용부(8m), 오목부(8l)에는, 천공용 칩(212)을 수용하는 천공용 칩 수용부(8l), 오목부(8k)에는, 분주 칩(211)을 수용하는 분주 칩 수용부(8k)를 가진다.
상기 카트리지 용기(9)를 제조하기 위해서는, 스텝 s1에서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, P.P.나 P.E.를 이용하여 4개의 오목부(8a, 8k, 8l, 8m)가 일렬 형상으로 배열되는 것과 함께, 상기 오목부(넓은 입구관부)(8a)의 바닥부(8d)의 중앙에 구멍부(8h)가 천공 형성된 기판(8j)을 블로우 성형 또는 사출 성형 등에 의해 제조하는 것과 함께, 예를 들면, P.P.나 P.E.를 이용하여 개구부(8e)의 외주를 따라서 그 개구부(8e)를 둘러싸는 개구 가장자리부(8g)를 가지는 좁은 입구관부(8b)를 블로우 성형 등에 의해 별체로 제조한다.
스텝 s2에서, 상기 좁은 입구관부(8b) 내에, 반응 시약 또는 그 일부(8f)를 수용한다.
스텝 s3에서, 천공 가능 필름(8c)으로 상기 좁은 입구관부(8b)의 개구 가장자리부(8g)의 위쪽에 접착제를 도포하고, 열 용착 또는 초음파 용착 등을 이용하여 공극이 없도록 부착시킴으로써 개구부(8e)를 폐색하고, 상기 반응 시약 또는 그 일부(8f)를 좁은 입구관부(8b) 내에 봉입한다. 한편, 필름은 알루미늄층 및 수지층으로 이루어진다.
스텝 s4에서, 상기 좁은 입구관부(8b)를 그 개구 가장자리부(8g)를 제외하고, 상기 넓은 입구관부(8a)의 구멍부(8h)를 관통하도록 하방으로 돌출시키고, 상기 개구 가장자리부(8g)의 아래쪽을 상기 넓은 입구관부(8a)의 바닥부(8d)의 위쪽에 접착제의 도포, 열 용착 또는 초음파 용착 등을 이용하여 공극이 없도록 부착시켜 부착한다. 여기서, 접착제로서는, 예를 들면 1액 습기 경화형 다용도 탄성 접착제(예를 들면, HT-Bond Miracle 4)를 이용한다.
스텝 s5에서, 상기 분주 칩(211), 천공용 칩(212), 및 밀폐뚜껑(253)을 각 오목부(8k, 8l, 8m)에 수용함으로써, 상기 카트리지 용기(9)를 제조한다.
도 11은, 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 카트리지 용기(2011)를 나타내는 것으로서, 도 10에 나타낸 카트리지 용기(9)에, 오목부가 배열된 열방향(노즐의 이동 궤적)을 따라서 격벽(2010)이 설치되어 있다. 이것을 부호 2011로 표시한다. 이 카트리지 용기(2011)를 사용한 반응 용기 시스템으로서의 반응 용기용 광측정 장치(10)를 이하에 설명한다.
이하, 도 12로부터 도 18에 기초하여, 상술한 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 반응 용기 시스템으로서의 반응 용기용 광측정 장치(10)에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 도 12는, 상기 반응 용기용 광측정 장치(10)의 외관을 나타내는 투시 사시도이다.
도 12(a)는, 그 반응 용기용 광측정 장치(10)의 외관을 나타내는 것으로서, 예를 들면, 세로 500㎜(Y축방향), 가로 600㎜(X축방향), 높이 600㎜(Z축방향)의 크기로, 내부에, 상기 용기군(20), 노즐 헤드(50), 노즐 헤드 이동 기구, 및 CPU+프로그램이 수용되어 있는 케이스(11)와, 상기 케이스(11)에 설치된 조작 패널(13)과, 스테이지가 설치된 서랍(15)을 가진다.
도 12(b)는, 상기 케이스(11) 내를 투시하는 사시도로서, 용기군(20)을 조립해 넣은 스테이지가 상기 서랍(15)에 의해서 외부로 끌어내기 가능하게 설치되고, 상기 노즐 헤드(50)가, 상기 용기군(20)에 대해서, 상기 노즐 헤드 이동 기구에 의해서 X축 방향으로 이동 가능하게 더 설치되어 있다.
도 12(b)에는, 상기 노즐 헤드(50)는, 크게는, 상기 배열체 Y축 이동 기구(41), 가대 Z축 이동 기구(35) 및 노즐 Z축 이동 기구(75)를 가지는 각종 이동 기구(52)와, 횡단 가능 노즐 흡인 토출 기구(17)와, 상기 측정기(40)와, 접속단 배열체(30)와, 광섬유(다발)(33i)와, 상기 자력부(57)를 가지고 있는 것이 나타나 있다. 한편, 상기 횡단 가능 노즐 흡인 토출 기구(17) 및 상기 횡단 가능 노즐(710)은, 상기 배열체 Y축 이동 기구(41)에 의해서, 상기 전용 영역(20i)을 횡단하도록 Y축방향으로 이동 가능하도록 지지되어 있다.
도 13은, 도 12에 나타내는 용기군(20)을 확대해서 나타내는 평면도이다. 그 용기군(20)은, 그 길이방향이 X축방향을 따라서 일렬 형상으로 수용부가 배열된 12개의 전용 영역(20i)(i=1,…,12)이, 예를 들면, 피치 18㎜이고, Y축방향으로 평행하게 배열된 것이다. 각 전용 영역(20i)에는, 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 PCR 증폭용의 카트리지 용기(201i)와, 핵산 추출용의 카트리지 용기(202i)와, 칩 수용용 카트리지 용기(203i)가 별체로 설치되어 있다. 한편, 각 전용 영역(20i)의 카트리지 용기(201i, 202i, 203i)의 X축방향을 따른 한쪽의 가장자리에는 격벽(2010, 2020, 2030)이 설치되어, 전용 영역(20i)간의 크로스 콘테미네이션의 방지를 도모하고 있다.
상기 PCR 증폭용 카트리지 용기(2011)에는, 상기 도광용 가대(32)에 설치된 12개의 상기 연계부(31i)에 탈착 가능하게 보다 투광성이 있는 하나의 밀폐뚜껑(253i)을 통하여 연계되는 것과 함께, PCR 반응에 필요한 버퍼액 등의 핵산 증폭용 용액이 미리 수용된 상기 반응용 수용부(8i)와, 상기 밀폐뚜껑(253i)을 수용한 밀폐뚜껑 수용부(25i)와, 상기 반응용 수용부(8i) 및 좁은 입구관부(8bi)를 피복하는 천공 가능 필름(8c)을 천공하기 위한 천공용 칩(212i) 및 분주 칩(211i)을 각각 수용하는 칩 등 수용부(21i)를 가지고, 상기 PCR 증폭용 카트리지 용기(201i)에 관한 상기 검체 정보 및 검사 정보를 표시하는 바코드를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 핵산 추출용의 카트리지 용기(202i)에는, 핵산 추출용 각종 시약을 수용하는, 예를 들면 7개의 액수용부(272i)와, 추출된 핵산을 수용하는 반응 Y용 튜브(232i)와, 상기 카트리지 용기에 관한 여러 가지의 정보, 예를 들면, 검체 정보 및 검사 정보를 표시하는 바코드(82i)를 가진다. 상기 반응용 수용부(8i) 및 상기 반응용 튜브(232i)는, 상기 온도 제어기(29)에 의해 온도 제어 가능하다.
상기 칩 수용용 카트리지 용기(203i)는, 상기 핵산 추출용 카트리지 용기(202i)를 피복하는 필름을 천공 가능한 천공용 칩, 소량의 액체의 분주를 행하는 2개의 소량 분주 칩, 외부로부터 자력을 미치게 하여 제거하는 것에 의해서 자성 입자를 내벽에 흡착하여 분리 가능한 분리용 분주 칩을 수용하는 칩 등 수용부(21i)를 가지고, 상기 카트리지 용기(203i)에 관한 여러 가지의 정보를 표시하는 바코드를 가지는 것이 바람직하다.
상기 반응용 수용부(8i)의 용량은 약 200㎕ 정도, 그 외의 각 반응 용기, 각 액수용부 및 튜브의 용량은 약 2㎖ 정도이다.
상기 반응용 수용부(8i)는, 핵산 또는 그 단편의 증폭에 이용되고, 상기 온도 제어기(29)에 의해서, 예를 들면, 서멀 사이클(4℃에서 95℃) 등의 소정의 증폭법에 기초하여 온도 제어가 행하여진다. 상기 반응용 수용부(8i)는, 예를 들면, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 2단으로 형성되어, 아래쪽에 설치되고 상기 증폭용 용액(8fi)이 수용되는 좁은 입구관부(8bi)와, 위쪽에 설치되어 상기 밀폐뚜껑(253i)이 끼워 맞춤 가능한 넓은 입구관부(8ai)를 가진다. 상기 넓은 입구관부(8ai)의 내경은 예를 들면 8㎜, 좁은 입구관부(8bi)의 개구부의 내경은 예를 들면 5㎜ 정도이다. 반응 튜브 수용구멍에 수용된 반응용 튜브(232i)에서는, 인큐베이션을 위해서, 예를 들면, 55℃의 항온 상태로 온도 제어한다.
상기 액수용부군(272i)에는, 분리 추출용 용액을 다음과 같이 수용한다. 제 1 액수용부에는, Lysis 1을 40㎕, 제 2 액수용부에는, Lysis 2를 200㎕, 제 3 액수용부에는 결합 버퍼액 500㎕, 제 4 액수용부에는, 자성 입자 현탁액, 제 5 액수용부에는, 세정액 1을 700㎕, 제 6 액수용부에는, 세정액 2를 700㎕, 제 7 액수용부에는 해리액으로서 증류수를 50㎕ 수용하고, 조금 떨어진 제 8 액수용부에는, 상기 단백질 분리 추출용 용액의 일부로서, 단백질의 제거 등에 이용하는 이소프로필알코올(isopropanol)을 1300㎕ 수용되어 있는 것으로 한다. 그 각 개구부는 천공 가능한 필름의 피복에 의해 상기 각 시약 등은 사전포장(prepack)되어 있다.
그 외, 증류수 1.2㎖가 다른 증류수조에 수용되어, 세균이나 세포 등의 현탁액 또는 전체 혈액 등의 검체를 수용하는 튜브가 각 전용 영역(20i)마다 별도 준비되어 있다.
도 14는, 본 발명의 제 7 실시의 형태예에 관한 노즐 헤드(50)의 정면도 및 측면도, 및 도 15는 정면측에서의 사시도를 나타낸다.
상기 노즐 헤드(50)는, 12개의 노즐(71i)이 배열된 노즐 배열부(70)와, 상기 노즐(71i)에 장착된 분주 칩(211i)을 탈착 가능한 칩 탈착 기구(59)와, 흡인 토출 기구(53)와, 상기 분주 칩(211i)에 대해서 접합　분리 가능하게 설치된 12개의 자석(571)을 가지는 자력부(57)와, 도광용 가대(32)와, 상기 도광용 가대(32)에 설치된 12개의 연계부(31i)와, 노즐 Z축 이동 기구(75) 및 가대 Z축 이동 기구(35)를 가지는 이동 기구부(52)와, 연계부(31i)로부터 뒤쪽으로 연장되는 가요성이 있는 도광부로서의 광섬유(다발)(33i)와, 접속단 배열체(30)와, 상기 배열체 Y축 이동 기구(41)와, 측정단(44)을 가지는 측정기(40)와, 횡단 가능 노즐(710)과, 그 흡인 토출 기구(17)를 가지는 것이다.
상기 노즐 배열부(70)에는, 12개의 실린더(531i)가 소정의 상기 피치, 예를 들면, 18㎜로 Y축방향을 따라서 배열되도록 지지한 실린더 지지 부재(73)가 설치되고, 각 실린더(531i)의 하방의 선단에는 상기 노즐(71i)이, 그 실린더(531i)와 연통하도록 설치되어 있다.
칩 탈착 기구(59)는, 양측에 탈착용 샤프트(593)가 설치되어 12개의 분주 칩(211i)을, 상하 방향으로 슬라이드하는 것에 의해 노즐(71i)로부터 탈착시키는 칩 탈착 부재(591)를 가진다.
도 16 또는 도 17에 구체적으로 나타내는 바와 같이, 상기 칩 탈착 부재(591)는, 2개의 칩 탈착용 샤프트(593)의 하강에 연동하여 분주 칩(211i)을 상기 노즐(71i)로부터 탈착시킨다. 상기 칩 탈착용 샤프트(593)는, 상측 방향으로 힘이 가해지도록 외주에 휘감겨진 스프링(600)에 의해서 탄성적으로 상기 실린더 지지 부재(73)에 지지되고, 상기 실린더(531i)의 상단보다 상방이지만, 후술하는 실린더용 구동판(536)의 통상의 흡인 토출의 상하 이동범위의 하한 위치보다 하방에 그 상단이 위치하고 있다. 2개의 상기 칩 탈착용 샤프트(593)는, 상기 실린더용 구동판(536)이 상기 상하 이동범위를 넘어 실린더(531i)의 상단 근처까지 하강하는 것에 의해서 하측 방향으로 밀려나 칩 탈착 부재(591)를 하강시킨다. 상기 칩 탈착 부재(591)에는, 상기 노즐(71i)의 외경보다 크지만 상기 분주 칩(211i)의 최대 외경인 장착부(211ic)보다 작은 내경을 가지는 12개의 구멍이, 상기 노즐(71i)이 관통되도록 상기 피치로 배열되어 있다.
도 16 또는 도 17에 구체적으로 나타내는 바와 같이, 상기 흡인 토출 기구(53)는, 상기 노즐(71i)과 연통하여 상기 노즐(71i)에 장착된 분주 칩(211i)의 내부에 대해 기체의 흡인 토출을 행하기 위한 상기 실린더(531i) 및 상기 실린더(531i) 내를 슬라이딩하는 피스톤용 로드(532)와, 상기 피스톤용 로드(532)를 구동하는 구동판(536)과, 상기 구동판(536)과 나사결합하는 볼 나사(533)와, 상기 볼 나사(533)를 축으로 지지하는 것과 함께 상기 실린더 지지 부재(73)와 일체적으로 형성된 노즐 Z축 이동체(535), 상기 노즐 Z축 이동체(535)상에 얹어 놓여져서 상기 볼 나사(533)를 회전 구동하는 모터(534)를 가진다.
상기 자력부(57)는, 상기 노즐(71i)에 탈착 가능하게 장착된 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)에 대해 접합 분리 가능하게 설치되어 분주 칩(211i) 내에 자장을 미치게 하여 제거하는 것이 가능한 자석(571)을 가진다.
도 16에 구체적으로 나타내는 바와 같이, 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)는, 상기 노즐 Z축 이동체(535)와 나사결합하여 상기 Z축 이동체(535)를 Z축방향을 따라서 상하 이동시키는 볼 나사(752)와, 상기 볼 나사(752)를 축으로 지지하고, 그 아래쪽에서는 상기 자석(571)을 X축방향으로 이동 가능하게 지지하는 것과 함께 후술하는 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해서 그 자신이 X축방향으로 이동 가능한 노즐 헤드 기체(基體)(753)와, 상기 노즐 헤드 기체(753)의 위쪽에 설치되어, 상기 볼 나사(752)를 회전 구동하는 모터(751)를 가진다.
도 16에 구체적으로 나타내는 바와 같이, 상기 도광용 가대(32)는, 단면 L자 형상판의 수평판(32a)과, 수직판(32b)으로 이루어지고, 상기 PCR용 튜브(231i)의 각 개구부와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 PCR용 튜브(231i)내부와 광학적으로 접속하는 광섬유(다발)(33i)의 선단을 가지는 12개의 원기둥 형상의 연계부(31i)가 상기 수평판(32a)으로부터 하측 방향으로 돌출하여 설치되어 있다. 또한, 그 연계부(31i)의 근원에는, 그 연계부(31i)에 장착하는 밀폐뚜껑(251i)을 가열하여 결로를 방지하는 히터(37)가 내장되어 있다. 상기 히터(37)의 온도는 예를 들면, 105℃ 정도로 설정해 둔다. 상기 도광용 가대(32)는 노즐 헤드 기체(753)에 상기 노즐 헤드 가대 Z축 이동 기구(35)에 의해 Z축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있으므로, 노즐 X축방향 및 Z축방향으로 이동 가능해지고 있다.
상기 가대 Z축 이동 기구(35)는, 상기 노즐 헤드 기체(753)에 설치된 측판(355)과, 그 측판(355)에 축으로 지지된 수직 방향으로 배열된 2개의 체인 스프로킷(353)의 사이에 걸쳐진 타이밍 벨트(352)에 지지되어 Z축방향으로 상하 이동하는 가대 구동용 띠 형상 부재(354)와, 상기 노즐 헤드 기체(753)의 뒤쪽에 부착되어 그 체인 스프로킷(353)을 회전 구동하는 모터를 가진다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 상기 횡단 가능 노즐 흡인 토출 기구(17)에는, 칩 탈착 기구(592)가, 상기 흡인 토출 기구(17)의 아래쪽에서 상기 노즐(710)의 위쪽에 설치되어 있다. 또한, 상기 흡인 토출 기구(17)에는, 디지털·카메라(19)가 설치되어 있다. 상기 흡인 토출 기구(17)는, 모터(172)에 의해서 회전 구동되는 2개의 체인 스프로킷(173) 사이에 걸쳐진 타이밍 벨트(171)에 부착되어, Y축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.
도 18은, 상기 제 7 실시의 형태예에 관한 노즐 헤드의 이면(裏面)측으로부터 본 2개의 사시도로서, 상기 접속단 배열체(30)의 각 접속단과 상기 각 측정단을 광학적으로 차례차례 접속시킬 때의, 접속 개시 위치(도 18(a))와의 접속 종료 위치(도 18(b))를 나타내고 있다.
상기 연계부(31i)에는 광섬유(다발)(33i)의 선단이 설치되어, 상기 도광용 가대(32)의 수평판(32a)을 관통하고, 그 후단이 각 연계부(31i)에 대응해서 설치된, 접속단(34i)을 소정 경로로서의 Y축 방향의 직선을 따른 경로상에 각 연계부(31i)의 간격보다 짧은 간격으로 배열면에 배열된 접속단 배열체(30)와, 상기 배열면에 근접 또는 접촉해서 설치되어, 상기 각 접속단(34i)과 상기 직선을 따라서 차례차례 광학적으로 접속 가능한 6개의 측정단을 가지고, 상기 접속단과 상기 측정단과의 광학적 접속에 의해서 상기 반응용 수용부(8i)내의 광학적 상태로서의 형광을 수광 가능한 것과 함께 여기광을 조사 가능한 측정기(40)를 가진다.
또한, 상기 도광용 가대(32)에는, 상기 연계부(31i)로부터 뒤쪽으로 연장되는 광섬유(다발)(33i)를, 절곡을 방지하기 위해서 내부를 통과하도록 유지하는 통 형상체(311i)가 연계부(31i) 바로 위의 수평판(32a)으로부터 상방으로 돌출 형성되어 있다. 마찬가지로, 상기 접속단 배열체(30)에도 접속단(34i)로부터 연장되는 광섬유(다발)(33i)를, 절곡을 방지하기 위해서 내부를 통과하도록 유지하는 통 형상체(301i)가 접속단(34i)측에 설치되어 있다.　
상기 접속단 배열체(30)를 Y축 방향으로 이동시키는 상기 배열체 Y축 이동 기구(41)는, 상기 접속단 배열체(30)에 설치된 암(412,413)과, 상기 암(412,413)으로 타이밍 벨트를 결합시키는 결합체(411)와, 결합체(411)의 Y축 방향의 이동 안내하는 가이드 레일(414)과, 상기 타이밍 벨트가 걸쳐져, Y축방향을 따라서 배열한 2개의 체인 스프로킷을 가진다.
상기 측정기(40)는, 형광의 측정에 대응한 것으로서, 6종류의 형광의 측정에 대응하도록 상기 소정 경로로서의 Y축 방향의 직선을 따라서 직렬 형상으로 정렬시킨 6종류의 특정 파장 측정기(40j)로 이루어져, 노즐 헤드(50)의 기체, 예를 들면, 이동 기구부(52)를 둘러싸는 틀체, 또는 그것을 지지하는 부재에 고정해서 설치되어 있다. 따라서, 상기 이동 기구부(52)에 설치된 기구에 따라서는 측정기(40)는 이동하지 않는다.
상기 측정기(40)는, 복수 종류(이 예에서는 6종류)의 특정 파장 측정기(40j)(j=1,2,3,4,5,6)의 측정단, 따라서, 이 경우에는 특정 파장 측정기(40j) 자체를 일렬 형상으로 정렬시켜 상기 노즐 헤드 기체(753)와 연결한 부재에 고정구(45j)를 이용하여 일체적으로 고정하고 설치한 것이다. 각 특정 파장 측정기(40j)는, 상기 접속단(34i)과 차례차례 광학적으로 접속하도록, 소정 경로로서 상기 Y축방향의 직선 형상의 경로를 따라서 배열된 측정단(44j)과, 상기 PCR용 튜브(231i)에 여기광을 조사하는 조사원 및 상기 반응용 수용부(8i)에서 발생한 형광을 수광하는 수광부를 가지는 광학계가 내장된 광검출부(46j)와, 회로 기판(47j)을 가진다. 상기 측정단(44j)은, 상기 조사원과 광학적으로 접속하는 제 1 측정단(42j)과, 상기 수광부와 광학적으로 접속하는 제 2 측정단(43j)을 가진다. 여기서, 광검출부(46j) 및 회로 기판(47j)은 상기 측정기 본체에 상당한다.
각 접속단(34i) 간의 피치는, 예를 들면, 연계부(31i)간의 피치를, 예를 들면 18㎜로 하면, 그 절반의 9㎜이다. 그러면, 상기 측정단(44j)간의 피치는, 예를 들면, 9㎜ 이하이다.
상기 각 특정 파장 측정기(40j)의 측정단(44j)의 제 1 측정단(42j)과 제 2 측정단(43j)은, 상기 소정 경로를 따라서 Y축 방향의 직선을 따라서 횡방향(Y축 방향)으로 나란히 배열되는 경우와, 세로 방향(X축 방향)으로 나란히 배열되는 경우가 있다. 전자의 경우에는, 여기광의 발광은 정지하지 않고, 상기 접속단 배열체의 속도, 및 접속단간의 피치 및 측정단의 제 1 측정단과 제 2 측정단과의 사이의 거리, 측정단간의 피치에 기초하여 정해지는 수광의 타이밍으로 각 측정기가 차례차례 수광하게 된다.
한편, 후자의 경우에는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 접속단에 대해서, 제 1 접속단과 제 2 접속단을 설치하고, 제 1 접속단은, 상기 제 1 측정단(42j)과만 접속하고, 제 2 측정단(43j)은 제 2 접속단과만 접속하고, 상기 소정 경로는 2개의 경로이며, 광섬유(다발)(33i)는, 상기 제 1 접속단을 가지는 수광용의 광섬유(다발)(331i)와 제 2 접속단을 가지는 조사용의 광섬유(다발)(332i)를 가지게 된다. 이 경우에는, 전자의 경우와 비교하여, 조사원과 수광부가 전용의 광섬유에 의해서 상기 연계부와 접속하고 있으므로, 제어가 용이하고, 조사와 수광에 각각 적합한 광섬유를 이용할 수 있어 신뢰성이 높다.
상기 접속단 배열체(30)의 상기 측정단(44j)에 대한 속도는, 상기 안정적 수광 가능 시간, 여기광 조사에 대한 형광의 수명, 접속단의 개수, 및 접속단 간의 피치 등(소정 경로의 거리)을 고려하여 정해져, 예를 들면, 리얼타임 PCR의 측정의 경우에는, 초속 100㎜에서 500㎜가 되도록 제어한다. 본 실시의 형태예에서는, 상기 측정단(44)에 대해서 배열면을 슬라이딩해서 이동하므로, 측정단(44)에의 잡광(雜光)의 입사(入射)를 방지할 수 있다. 또한, 상기 접속단 배열체(30)는, 상기 접속단 간 또는 측정단 간의 1피치 진행될 때 마다 순간적으로 정지하도록 간헐적으로, 또는, 연속적으로 상기 측정단에 대해서 이동하게 된다.
계속하여, 제 7 실시의 형태예에 관한 반응 용기용 광측정 장치(10)를 이용한 세균이 포함되는 검체의 핵산의 리얼타임 PCR을 행하는 일련의 처리 동작에 대해 설명한다. 이하의 스텝 S1로부터 스텝 S11에 대해서는, 분리 추출 공정에 상당한다.
스텝 S1에서, 도 12에 나타내는 반응 용기용 광측정 장치(10)의 서랍(15)을 열고, 상기 용기군(20)을 끌어내어, 그 용기군(20)에 별도 마련한 상기 검체 등 공급 장치 등을 이용하여, 검사 대상의 검체, 각종 세정액, 각종 시약을 미리 공급하고, 또한, 시약 등이 사전포장된 액수용부를 장착해 둔다.
스텝 S2에서, 용기군(20)을 원래로 되돌리고 상기 서랍(15)을 닫은 후, 상기 조작 패널(13)의 터치 패널 등의 조작에 의해, 분리 추출 및 증폭 처리의 개시를 지시한다.
스텝 S3에서, 상기 반응 용기용 광측정 장치(10)의 CPU+프로그램의 핵산 처리 제어부에 설치된 추출 제어부는, 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)에 지시하여 상기 노즐 헤드(50)를 X축 방향으로 이동하고, 상기 용기군의 액수용부군(27i)의 최초의 액수용부의 상방에 상기 노즐(71i)에 장착한 상기 천공용 칩을 위치시켜 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해 노즐을 하강시킴으로써, 상기 액수용부의 개구부를 피복하는 필름을 천공하고, 마찬가지로 하여, 상기 노즐 헤드(50)를 X축 방향으로 이동시켜 상기 액수용부군(27i)의 다른 액수용부 및 반응 용기군(23i)에 대해서도 차례차례 천공한다.
스텝 S4에서, 상기 노즐 헤드(50)를 다시 X축 방향으로 이동시키고, 칩 등 수용부군(21i)에까지 이동시키고, 또한 상기 각 노즐(71i)을 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해서 하강시켜 분주 칩(211i)을 장착시킨다. 다음으로, 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해서 상승시킨 후, 상기 분주 칩(211i)을 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해서 X축을 따라서 이동시키고, 상기 액수용부군(27i)의 제 8 액수용부로 진행되어, 상기 액수용부로부터 소정량의 이소프로판올(isopropanol)을 흡인하여, 다시 X축을 따라서 이동시켜 제 3 액수용부와 제 5 액수용부에 수용되어 있는 용액 성분(NaCl, SDS 용액), 및 상기 제 6 액수용부에 수용한 증류수에, 소정량씩 분주하는 것에 의해서, 제 3, 제 5, 제 6의 각 액수용부 내에 분리 추출용 용액으로서 각각 결합 버퍼액(NaCl, SDS, isopropanol)이 500㎕, 세정액 1(NaCl, SDS, isopropanol)이 700㎕, 세정액 2(물 50%, isopropanol 50%)가 700㎕ 조제되게 된다.
스텝 S5에서는, 칩 등 수용부군(21i) 내, 별도 검체가 수용되어 있는 검체용 튜브에까지 이동한 후, 노즐 Z축 이동 기구(75)를 이용하여, 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)를 하강 삽입시키고, 상기 흡인 토출 기구(53)의 구동판(536)을 상승 및 하강시킴으로써 상기 검체용 튜브에 수용되어 있는 검체의 현탁액에 대해서, 흡인 토출을 반복함으로써 상기 검체를 액중에 현탁시킨 후, 상기 검체 현탁액을 분주 칩(211i) 내에 흡인한다. 상기 검체 현탁액은 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해서 X축을 따라서 분리 추출용 용액으로서의 Lysis 1(효소)이 수용되어 있는 액수용부군(27i)의 제 1 액수용부에까지 이동시켜, 천공된 필름의 구멍을 통해 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)를 삽입하고 상기 검체 현탁액과 상기 Lysis 1을 교반하기 위해 흡인 토출을 반복한다.
스텝 S6에서, 교반한 상기 액의 전량을, 상기 분주 칩(211i)에 의해서 흡인하고, 상기 항온 제어부에 의해서 55℃로 설정된 상기 수용구멍에 유지된 각 반응용 튜브(232i)에 수용하고 인큐베이션을 행한다. 이것에 의해서, 상기 검체에 포함되는 단백질을 파괴하여 저분자화한다. 소정 시간 경과 후, 그 반응액을 상기 반응용 튜브에 남긴 채로, 상기 분주 칩(211i)을 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해서 상기 액수용부군(27i)의 제 2 액수용부에까지 이동하고, 노즐 Z축 이동 기구(75) 및 상기 흡인 토출 기구(53)를 이용하여 상기 제 2 액수용부내에 수용되어 있는 액의 전량을 흡인하고, 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해 상기 분주 칩(211i)을 이용하여 이송하고, 상기 제 3 액수용부내에 상기 필름의 구멍을 관통하고 상기 세경부를 삽입하여 상기 반응 용액을 토출한다.
스텝 S7에서, 상기 제 3 액수용부 내에 수용되어 있는 분리 추출 용액으로서의 결합 버퍼액과, 상기 반응 용액을 교반하여, 가용화한 단백질을 더 탈수시키고, 핵산 또는 그 단편을 용액 중에 분산시킨다.　
스텝 S8에서, 상기 분주 칩(211i)을 이용하여 상기 제 3 액수용부 안에 그 세경부를 상기 필름의 구멍을 관통하여 삽입하고, 전량을 흡인하여 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해 상기 분주 칩(211i)을 상승시키고, 상기 반응 용액을, 제 4 액수용부에까지 이송하고, 상기 제 4 액수용부 내에 수용되어 있는 자성 입자 현탁액과 상기 반응 용액을 교반한다. 상기 자성 입자 현탁액 내에 포함되는 자성 입자의 표면에 형성된 수산기에 Na+ 이온이 결합하는 양이온 구조가 형성되어 있다. 그 때문에 마이너스로 대전(帶電)된 DNA가 자성 입자에 포획된다.
스텝 S9에서, 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)에 상기 자력부(57)의 자석(571)을 접근시키는 것에 의해서 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)의 내벽에 상기 자성 입자를 흡착시킨다. 상기 자성 입자를 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)의 내벽에 흡착시킨 상태로, 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해 상승시키고, 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)를 이용하여 상기 분주 칩(211i)을 상기 제 4 액수용부로부터 제 5 액수용부에까지 이동시키고 상기 필름의 구멍을 관통하여 상기 세경부(211ia)를 삽입한다.
상기 자력부(57)의 상기 자석(571)을 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)로부터 이간시키는 것에 의해서 상기 세경부(211ia) 내에의 자력을 제거한 상태로, 상기 제 5 액수용부에 수용되어 있는 세정액 1(NaCl, SDS, isopropanol)에 대해서 흡인 토출을 반복함으로써 상기 자성 입자를 상기 내벽으로부터 이탈시켜 세정액 1중에서 교반함으로써 단백질을 세정한다. 그 후, 상기 자력부(57)의 자석(571)을 다시 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)에 접근시킴으로써 상기 자성 입자를 세경부(211ia)의 내벽에 흡착시킨 상태로, 상기 분주 칩(211i)을, 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해 상기 제 5 액수용부로부터 제 6 액수용부에까지 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해 이동시킨다.
스텝 S10에서, 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)를 노즐 Z축 이동 기구(75)를 이용하여 상기 필름의 구멍을 관통하여 삽입한다. 상기 자력부(57)의 자석(571)을 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)로부터 이간시킴으로써 상기 세경부(211ia) 내에의 자력을 제거한 상태로, 상기 제 6 액수용부에 수용되어 있는 세정액 2(isoropanol)에 대해서 흡인 토출을 반복함으로써, 상기 자성 입자를 액중에서 교반시켜 NaCl 및 SDS를 제거하고, 단백질을 세정한다. 그 후, 상기 자력부(57)의 자석(571)을 다시 상기 분주칩(211i)의 세경부(211ia)에 접근시킴으로써 상기 자성 입자를 세경부(211ia)의 내벽에 흡착시킨 상태로, 상기 분주 칩(211i)을, 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해 상승시킨 후, 상기 제 6 액수용부로부터, 증류수가 수용되어 있는 상기 제 7 액수용부에 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해서 이동시킨다.
스텝 S11에서, 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해서, 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)를 상기 구멍을 통과하여 하강시키고, 상기 자력을 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)내에 미친 상태에서, 느린 유속으로의 상기 물의 흡인 토출을 반복함으로써, isoropanol을 물과 치환하여 제거한다. 그 후, 상기 자력부(57)의 자석(571)을 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)로부터 이간시켜 자력을 제거한 상태로 상기 자성 입자를 상기 해리액으로서의 증류수 중에서 흡인 토출을 반복함으로써 교반하고, 상기 자성 입자가 유지되어 있던 핵산 또는 그 단편을 자성 입자로부터 액중에 해리(용출)한다. 그 후, 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)에 상기 자석(571)을 접근시킴으로써 세경부 내에 자장을 미쳐 자성 입자를 내벽에 흡착시키고, 상기 제 8 액수용부내에 상기 추출한 핵산 등을 함유하는 용액을 잔류시킨다. 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해 상기 분주 칩(211i)을 상기 칩 등 수용부군(21i)의 상기 분주 칩(211i)이 수용되어 있던 수용부에까지 이동시키고, 상기 칩 탈착 기구(59)의 상기 탈착 부재(591)를 이용하여 상기 노즐(71i)로부터 자성 입자를 흡착한 상기 분주 칩(211i)을 상기 자성 입자와 함께 상기 수용부 내에 탈착시킨다.
계속하여, 스텝 S12로부터 스텝 S15는, 핵산 증폭 및 측정 공정에 해당한다.
스텝 S12에서, 상기 노즐(71i)에 새로운 분주 칩(211i)을 장착하고, 상기 제 8 액수용부내에 수용된 핵산 등을 함유하는 용액을 흡인하여, 미리 증폭용 용액(8fi)이 수용된 상기 반응용 수용부(8i)에까지 이송하고 토출하여 그 용기 내에 도입한다. 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)에 의해서 상기 노즐 헤드(50)를 이동시키고, 상기 노즐(71i)에 상기 용기군(20)의 밀폐뚜껑(253i)을 수용하는 밀폐뚜껑 수용부(8mi)의 상방에까지 이동시킨다. 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)를 이용하여 하강시키는 것에 의해서 상기 밀폐뚜껑(253)의 위쪽의 공동(253f)을 노즐(71i)의 하단에 끼워 맞춤시킴으로써 장착한다. 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해서 상승시킨 후, 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)를 이용하여 상기 밀폐뚜껑(253)을 상기 반응용 수용부(8i) 상에 위치시키고, 상기 노즐 Z축 이동 기구(75)에 의해서, 밀폐뚜껑(253)을 하강시켜 상기 반응용 수용부(8i)의 넓은 입구관부(8ai)의 개구부와 끼워 맞춤시켜 장착 밀폐한다.
스텝 S13에서, 상기 측정 제어부의 지시에 의해, 상기 노즐 헤드 이동 기구(51)를 지시하고, 노즐 헤드(50)를 X축을 따라서 이동시키는 것에 의해, 상기 도광용 가대(32)의 상기 연계부(31i)가 상기 밀폐뚜껑(253i)이 장착된 반응용 수용부(8i) 상방에 위치시키고, 상기 가대 Z축 이동 기구(35)에 의해서, 상기 도광용 가대(32)를 하강시키는 것에 의해서, 상기 연계부(31i)를 상기 밀폐뚜껑(253i)의 공동(253fi) 내에 삽입시키고, 그 하단을 상기 공동의 바닥면(253gi)에 접촉 또는 밀착시킨다.
스텝 S14에서, 상기 핵산 처리 제어부에 의한 지시에 의해 상기 온도 제어기(29)는 리얼타임 PCR에 의한 온도 제어의 사이클, 예를 들면, 상기 반응용 수용부(8i)를 96도에서 5초간 가열하고, 60도에서 15초간 가열한다고 하는 사이클을, 예를 들면 49회 반복하도록 지시한다.
스텝 S15에서, 상기 측정 제어부는, 상기 핵산 처리 제어부에 의한 각 사이클에서의 온도 제어가 개시되면, 각 사이클에서의 신장 반응 공정의 개시를 판단하고, 상기 접속단 배열체(30)를 상기 측정기(40)의 각 측정단(44j)에 대해, 연속적 또는 간헐적인 이동을 지시한다. 그 이동 속도는, 상기 안정적 수광 가능 시간, 형광 수명 및 상기 전용 영역(20i)의 개수(이 예에서는 12개) 등에 기초하여 산출된 속도로 이동시키게 된다. 이것에 의해서 상기 안정적 수광 가능 시간내에서의 전체 12개의 반응용 수용부(8i)로부터의 수광이 완료되게 된다.
스텝 S16에서, 상기 측정 제어부는, 예를 들면 상기 연계부(31i)의 광섬유(다발)(33i)와 상기 측정단(44)의 제 1 측정단, 제 2 측정단과의 각 광학적 접속의 순간을 판단하여 수광을 상기 측정기(40)에 지시한다.
이 측정은, 지수함수적 증폭이 행하여지는 사이클에 대해서 실행되어, 상기 측정에 기초하여 증폭 곡선을 얻을 수 있고, 상기 증폭 곡선에 기초하여 여러 가지의 해석이 행하여지게 된다. 한편, 측정시에, 상기 측정 제어부는 상기 도광용 가대(32)에 내장된 히터(37)를 가열하여 상기 밀폐뚜껑(253)의 결로를 방지하고, 명료한 측정을 행할 수 있다.
이상의 실시의 형태예는, 본 발명을 보다 잘 이해시키기 위해서 구체적으로 설명한 것으로서, 별도 형태를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 발명의 주지를 변경하지 않는 범위에서 변경 가능하다. 예를 들면, 노즐, 분주 칩, 천공 칩, 용기군, 그 전용 영역, 수용부, 반응용 수용부, 넓은 입구관부, 좁은 입구관부, 측정단, 측정기, 특정 파장 측정기, 흡인 토출 기구, 이동 기구부, 자력부, 가열부, 반응 용기, 밀폐뚜껑, 도광용 가대, 연계부, 도광부, 접속단, 접속단 배열체, 연계부 배열체, 노즐 헤드, 온도 제어기 등의 구성, 형상, 재료, 배열, 양, 개수, 및, 사용한 시약, 검체 등에 대해서도 실시의 형태예에 나타낸 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 노즐을 용기군에 대해서 이동시키도록 했지만, 용기군을 노즐에 대해서 이동시키는 것도 가능하다.
또한, 이상의 설명으로는, 상기 반응용 수용부의 밀폐에 밀폐뚜껑을 이용했지만, 대신에, 또는 병용하여, 미네랄 오일 등의 밀폐액을 이용하여 밀폐하는 것도 가능하다. 또한 상기 노즐에 천공용 칩을 장착하여 천공하는 대신에, 흡인 토출 기구로 구동하는 천공 핀을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 이상의 설명으로는, 리얼타임 PCR의 측정에 대해 설명했지만, 이 측정에 한정되는 일 없이, 온도 제어가 행하여지는 다른 여러 가지의 측정에도 적용할 수 있다. 또한, 이상의 설명에 있어서는, 상기 측정기를 분주장치에 설치한 경우에 대해 설명했지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 각 실시의 형태예에서 설명한 장치, 이들의 장치를 형성하는 부품 또는 이들의 부품을 형성하는 부품은 적당히 선택하여 적당한 변경을 가하여 서로 조합할 수 있다. 한편, 본 출원내의 '상방', '하방', '내부', '외부', 'X축', 'Y축', 'Z축' 등의 공간적인 표시는, 도면의 이해를 위한 것으로서, 상기 구조의 특정의 공간적인 방향 또는 위치에 제한하는 것은 아니다.
본 발명은, 예를 들면, 주로 DNA, RNA, mRNA, rRNA, tRNA를 포함한 핵산에 대한 처리, 검사, 해석이 요구되는 분야, 예를 들면, 공업 분야, 식품, 농산, 수산 가공 등의 농업 분야, 약품 분야, 제재 분야, 위생, 보험, 질병, 유전 등의 의료 분야, 생화학 혹은 생물학 등의 이학(理學) 분야 등에 관계되는 것이다. 본 발명은, 특히, PCR, 리얼타임 PCR 등의 여러 가지의 핵산 등을 취급하는 처리나 해석에 이용할 수 있다.
1, 3, 5, 8 : 반응용 수용부
1a, 3a, 5a, 8a : 넓은 입구관부
1b, 3b, 5b, 8b : 좁은 입구관부
1c, 3c, 5c, 8c : 천공 가능 필름
1f, 3f, 5f, 8f : 반응용 시약
2, 4, 6, 7, 9, 201 : 반응 용기
10 : 반응 용기용 광측정 장치
20 : 용기군 20i(i=1,…,12) : 전용 영역
211i(i=1,…,12) : 분주 칩 212 : 천공용 칩
231i, 236i(i=1,…,12) : PCR용 튜브(반응 용기)
251, 252, 253 : 밀폐뚜껑 251a, 252a, 253a : 마개부
251b, 252b, 253b : 돌출조 251c, 252c, 253c : 원통부재
251d, 252d, 252d : 억누름부 251e, 252e, 252e : 환상 돌기부
251f, 252f, 253f : 공동(空洞) 251g, 252g, 253g : 공동의 바닥
252h : O링 253h : 환상 돌기부
29 : 온도 제어기 30 : 접속단 배열체
31i, 141i(i=1,…,12) : 연계부 32 : 도광용 가대
33i, 142i : 광섬유(도광부) 40, 140 : 측정기
40j(j=1,…,6) : 특정 파장 측정기 44 : 측정단
50 : 노즐 헤드 52 : 이동 기구부
53 : 흡인 토출 기구 59 : 칩 탈착 기구
70 : 노즐 배열부 71i(i=1,…,12) : 노즐

Claims (15)

  1. 반응용 시약 또는 그 일부가 수용되거나 또는 수용 가능한 좁은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부와 연통하여 상기 좁은 입구관부의 위쪽에 형성되고, 상기 좁은 입구관부의 개구부보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부와, 상기 넓은 입구관부와 상기 좁은 입구관부와의 사이를 구분하도록 형성한 천공 가능 필름을 가지는 1 또는 2 이상의 반응용 수용부를 가지고,
    상기 반응용 수용부의 상기 넓은 입구관부의 개구부에 장착되어 상기 반응용 수용부를 밀폐하는 투광성을 가지는 바닥면이 형성된 밀폐뚜껑을 더 가지며,
    상기 밀폐뚜껑은, 상기 넓은 입구관부의 상기 개구부 내에 끼워 맞춤 가능하고, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능하고 상기 바닥면을 가지는 마개부와, 상기 마개부의 상기 바닥면에 설치되어, 상기 필름이 천공된 후로서 상기 마개부가 넓은 입구관부와 끼워 맞춤한 경우에 상기 좁은 입구관부의 개구부에 삽입 가능하여 천공된 상기 필름을, 좁은 입구관부의 내벽에 억누르는 것과 함께, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 억누름부를 가지는 것과 함께,
    상기 억누름부는, 상기 밀폐뚜껑의 빛이 투과 가능한 중앙부를 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면에서 환상(環狀)이 되도록 둘러싸고, 또한 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면으로부터 수직으로 아래 방향으로 연장되도록 형성된 원통 형상 벽면을 가지는 반응 용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좁은 입구관부의 개구부가 상기 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙에 형성된 반응 용기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 좁은 입구관부와 상기 넓은 입구관부는, 일체로 형성되고, 상기 필름은 상기 넓은 입구관부의 바닥부에 부착된 반응 용기.
  4. 반응용 시약 또는 그 일부가 수용되거나 또는 수용 가능한 좁은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부와 연통하여 상기 좁은 입구관부의 위쪽에 형성되고, 상기 좁은 입구관부의 개구부보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부와, 상기 넓은 입구관부와 상기 좁은 입구관부와의 사이를 구분하도록 형성한 천공 가능 필름을 가지는 1 또는 2 이상의 반응용 수용부를 가지는 것과 함께,
    상기 넓은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부는 별체로 형성되고,
    상기 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙에는 구멍부가 천공 형성되고, 상기 좁은 입구관부는 그 개구부의 외주를 따라서, 상기 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지고, 상기 좁은 입구관부는, 상기 개구 가장자리부를 제외하고 상기 구멍부를 관통 가능하게 형성되고, 상기 좁은 입구관부는 상기 구멍부를 관통하도록 넓은 입구관부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출되고 상기 개구 가장자리부는 상기 넓은 입구관부의 바닥부에 부착되고, 상기 필름은 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착되며,
    상기 반응용 수용부의 상기 넓은 입구관부의 개구부에 장착되어 상기 반응용 수용부를 밀폐하는 투광성을 가지는 바닥면이 형성된 밀폐뚜껑을 더 가지는 것과 함께,
    상기 밀폐뚜껑은, 상기 넓은 입구관부에 끼워 맞춤 가능하고, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 마개부와, 상기 마개부의 상기 바닥면에 설치되어, 상기 필름이 천공된 후로서 상기 마개부가 넓은 입구관부와 끼워 맞춤한 경우에 상기 좁은 입구관부의 개구부에 삽입 가능하여 천공된 상기 필름을, 좁은 입구관부의 내벽에 억누르는 것과 함께, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 억누름부를 가지는 것과 함께,
    상기 억누름부는, 상기 밀폐뚜껑의 빛이 투과 가능한 중앙부를 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면에서 환상(環狀)이 되도록 둘러싸고, 또한 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면으로부터 수직으로 아래 방향으로 연장되도록 형성된 원통 형상 벽면을 가지는 반응 용기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 넓은 입구관부 또는 밀폐뚜껑은, 상기 반응 용기의 외부에 설치한 광측정기와 상기 반응용 수용부 내부를 광학적으로 접속하는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 연계부와 연계 가능하게 설치된 반응 용기.
  8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 밀폐뚜껑은, 그 중앙에 형성된 공동(空洞)과, 상기 공동의 하단을 차지하는 투광성이 있는 바닥면을 가지고, 상기 밀폐뚜껑의 상기 반응용 수용부에의 이동, 끼워 맞춤, 및/또는 연계부와의 연계는, 반응 용기의 외부에 설치한 부재 및/또는 상기 연계부가 상기 공동에 삽입됨으로써 행하여지는 반응 용기.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    2 이상의 오목부가 일렬 형상으로 배열된 기판을 더 가지는 것과 함께, 상기 오목부의 1개에 상기 반응용 수용부가 형성되고, 상기 반응용 수용부가 형성된 오목부를 제외한 다른 오목부에는, 상기 반응용 수용부에 이동시켜 처리를 행하기 위한 기구가 수용되거나 또는 수용 가능한 카트리지 용기를 가지는 반응 용기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반응용 수용부가 형성된 오목부를 제외한 상기 다른 오목부에는, 상기 밀폐뚜껑을 수용하는 밀폐뚜껑 수용부, 상기 필름을 천공하는 천공용 칩을 수용하는 천공용 칩 수용부, 및/또는 분주 칩을 수용하는 분주 칩 수용부가 형성된 반응 용기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오목부에 형성된 상기 반응용 수용부의 상기 넓은 입구관부는, 상기 기판상에 형성된 개구부를 가지는 오목부로 이루어지고, 상기 좁은 입구관부는, 상기 넓은 입구관부와는 별체로 형성되고, 상기 넓은 입구관부의 바닥부의 중앙에는 구멍부가 천공 형성되고, 상기 좁은 입구관부는, 그 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지고, 상기 좁은 입구관부는 상기 구멍부를 관통하도록 넓은 입구관부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출되고 상기 개구 가장자리부는 상기 넓은 입구관부의 바닥부에 부착되고, 상기 필름은 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착된 반응 용기.
  12. 아래 방향을 차단하도록 형성된 벽면을 가지는 바닥부 및 수평 방향을 차단하도록 형성된 벽면을 가지는 측부를 가지고, 상기 바닥부의 중앙에 구멍부가 천공 형성된 넓은 입구관부와, 개구부의 외주를 따라서 그 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지는 좁은 입구관부를 별체로 제조하여,
    상기 좁은 입구관부 내에, 반응용 시약 또는 그 일부를 수용하고, 또는 수용하지 않고,
    천공 가능 필름을 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착시키고,
    상기 좁은 입구관부를 그 개구 가장자리부를 제외하고 상기 구멍부를 관통하도록 상기 넓은 입구관부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출시키고 상기 개구 가장자리부를 상기 넓은 입구관부의 상기 바닥부에 부착함으로써 반응용 수용부를 제조하는 것과 함께,
    상기 반응용 수용부의 상기 넓은 입구관부의 개구부에 장착되어 상기 반응용 수용부를 밀폐하는 투광성을 가지는 바닥면이 형성된 밀폐뚜껑을 더 설치하고,
    상기 밀폐뚜껑은, 상기 넓은 입구관부의 상기 개구부 내에 끼워 맞춤 가능하고, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능하고 상기 바닥면을 가지는 마개부와, 상기 마개부의 상기 바닥면에 설치되어, 상기 필름이 천공된 후로서 상기 마개부가 넓은 입구관부와 끼워 맞춤한 경우에 상기 좁은 입구관부의 개구부에 삽입 가능하여 천공된 상기 필름을, 좁은 입구관부의 내벽에 억누르는 것과 함께, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 억누름부를 가지는 것과 함께,
    상기 억누름부는, 상기 밀폐뚜껑의 빛이 투과 가능한 중앙부를 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면에서 환상(環狀)이 되도록 둘러싸고, 또한 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면으로부터 수직으로 한 방향으로 연장되도록 형성된 원통 형상 벽면을 가지는 반응 용기 제조 방법.
  13. 2 이상의 오목부가 형성되고, 상기 오목부의 하나의 바닥부의 중앙에 구멍부가 천공 형성된 기판, 및 개구부의 외주를 따라서 상기 개구부를 둘러싸는 개구 가장자리부를 가지는 좁은 입구관부를 별체로 제조하여,
    상기 좁은 입구관부 내에, 반응용 시약 또는 그 일부를 수용하거나 또는 수용하지 않고,
    천공 가능 필름을 상기 좁은 입구관부의 상기 개구 가장자리부에 부착시키고,
    상기 좁은 입구관부를 그 개구 가장자리부를 제외하고 상기 구멍부를 관통하도록 상기 오목부의 상기 구멍부로부터 하방으로 돌출시키고 상기 개구 가장자리부를 상기 오목부의 상기 바닥부에 부착하여 반응용 수용부를 형성하고,
    상기 반응용 수용부의 상기 넓은 입구관부의 개구부에 장착되어 상기 반응용 수용부를 밀폐하는 투광성을 가지는 바닥면이 형성된 밀폐뚜껑을 더 설치하고,
    상기 밀폐뚜껑은, 상기 오목부의 상기 개구부 내에 끼워 맞춤 가능하고, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능하고 상기 바닥면을 가지는 마개부와, 상기 마개부의 상기 바닥면에 설치되어, 상기 필름이 천공된 후로서 상기 마개부가 상기 오목부와 끼워 맞춤한 경우에 상기 좁은 입구관부의 개구부에 삽입 가능하여 천공된 상기 필름을, 좁은 입구관부의 내벽에 억누르는 것과 함께, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 억누름부를 가지는 것과 함께, 상기 억누름부는, 상기 밀폐뚜껑의 빛이 투과 가능한 중앙부를 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면에서 환상(環狀)이 되도록 둘러싸고, 또한 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면으로부터 수직으로 아래 방향으로 연장되도록 형성된 원통 형상 벽면을 가지는 카트리지 용기를 제조하는 반응 용기 제조 방법.
  14. 기체의 흡인 및 토출을 행하는 흡인 토출 기구 및 그 흡인 토출 기구에 의해서 액체의 흡인 및 토출이 가능한 분주 칩을 탈착 가능하게 장착하는 1 또는 2 이상의 노즐이 설치된 노즐 헤드와,
    반응에 이용하는 반응용 용액 또는 그 일부가 수용되거나 또는 수용 가능한 1 또는 2 이상의 반응 용기를 적어도 가지는 용기군과,
    상기 노즐 헤드와 상기 용기군과의 사이를 상대적으로 이동 가능하게 하는 노즐 이동 기구와,
    상기 반응 용기 내의 온도 제어가 가능한 온도 제어기와,
    상기 노즐 헤드에 설치되어, 상기 반응 용기와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 반응 용기와 광학적으로 접속하는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 가지는 도광용 가대(架臺)와, 상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 상기 도광부의 후단이 설치된 2 이상의 접속단을, 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 배열면을 가지는 접속단 배열체와,
    상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되어, 상기 소정 경로를 따라 배열된 상기 각 접속단과 측정단과의 광학적 접속에 의해서 상기 반응 용기 내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 수광 가능한 측정기를 가지는 것과 함께,
    상기 접속단 배열체의 상기 소정 경로를 따라서 설치된 상기 각 접속단과 상기 각 측정단을 차례차례 광학적으로 접속하도록 상대적으로 이동시키는 것과 함께,
    상기 반응 용기는, 반응용 시약 또는 그 일부가 수용되거나 또는 수용 가능한 좁은 입구관부와, 상기 좁은 입구관부와 연통하여 상기 좁은 입구관부의 위쪽에 형성되고, 상기 좁은 입구관부의 개구부보다 넓은 개구부를 가지는 넓은 입구관부와, 상기 넓은 입구관부와 상기 좁은 입구관부와의 사이를 구분하도록 형성한 천공 가능 필름을 가지는 1 또는 2 이상의 반응용 수용부를 가지고,
    상기 반응용 수용부의 상기 넓은 입구관부의 개구부에 장착되어서 상기 반응용 수용부를 밀폐하는 투광성을 가지는 바닥면이 형성된 밀폐뚜껑을 더 가지는 것과 함께,
    상기 연계부는, 상기 반응용 수용부의 상기 넓은 입구관부의 상기 개구부 또는 상기 밀폐뚜껑과 직접적 또는 간접적으로 연계가능하고,
    상기 밀폐뚜껑은, 상기 넓은 입구관부에 끼워 맞춤 가능하고, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 마개부와, 상기 마개부의 상기 바닥면에 설치되어, 상기 필름이 천공된 후로서 상기 마개부가 넓은 입구관부와 끼워 맞춤한 경우에 상기 좁은 입구관부의 개구부에 삽입 가능하여 천공된 상기 필름을, 좁은 입구관부의 내벽에 억누르는 것과 함께, 상기 좁은 입구관부로부터의 빛을 도광 가능한 억누름부를 가지는 것과 함께,
    상기 억누름부는, 상기 밀폐뚜껑의 빛이 투과 가능한 중앙부를 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면에서 환상(環狀)이 되도록 둘러싸고, 또한 상기 밀폐뚜껑의 상기 바닥면으로부터 수직으로 아래 방향으로 연장되도록 형성된 원통 형상 벽면을 가지고,
    상기 밀폐뚜껑은 그 중앙에 마련된 상측으로 열린 공동(空洞)과, 상기 공동의 하단을 막는 투광성이 있는 바닥면을 가지고, 상기 밀폐뚜껑의 상기 반응용 수용부에의 이동, 끼워 맞춤, 및/또는 상기 연계부와의 연계는, 반응 용기의 외부에 마련한 부재 및/또는 상기 연계부가 상기 공동에 삽입하는 것으로 행해지는 반응 용기 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 용기군에는, 검체, 반응의 목적물을 포획 가능한 자성 입자가 현탁된 자성 입자 현탁액, 상기 목적물의 분리 및 추출에 이용하는 분리 추출용 용액을 수용하는 2 이상의 액수용부를 더 가지고, 상기 노즐에 장착한 상기 분주 칩 또는 상기 용기군에 설치된 액수용부의 내부에 자장을 미치게 하여 제거하는 것이 가능하고 상기 분주 칩 또는 상기 액수용부의 내벽에 상기 자성 입자를 흡착 가능한 자력부를 더 가지는 반응 용기 시스템.
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