그러나, 특허 문헌 2에 기재한 바와 같은 반응 검출 장치는, 반응 블럭에 수용된 복수의 반응 용기에 광학적으로 증폭 반응을 검출하는 장치를 구비한 것이지만, 이러한 구성에서는 한번에 모든 반응 용기의 증폭 반응을 검출하기 위해, 광파이버선을 이용함으로써 광원으로부터의 광을 반응 용기 중으로 유도하고 있다. 그로 인해, 장치를 구성하는 부품의 비용이 증대되는 문제가 있다. 그래서, 광파이버선에 의한 비용의 증대를 회피하기 위해서는, 저비용으로 광원으로부터의 광을 반응 용기 중의 반응 시료로 유도할 필요가 있다. 또한, 고감도로 반응액으로부터의 형광을 수광하기 위해서는, 반응 용기의 상방으로부터 광원으로부터의 광을 유도하고, 상기 광원으로부터의 형광을 포함하는 반사광을 반응 검출 수단으로 수광할 필요가 있다. 왜냐하면, 반응 용기는, 반응 블럭에 형성된 유지 구멍에 수용된 상태에서, 상기 내부에 수용된 반응액의 분석을 행할 필요가 있기 때문이다.
그러나, 이 경우에는, 반응 블럭으로부터 상방에 위치하여 광원이나 반응 검출 수단을 설치할 필요가 있기 때문에 장치가 대형화되는 문제가 있다. 그래서, 반응 용기와 반응 검출 수단 사이의 형광의 광로를 짧게 하는 것이 바람직하지만, 상기 거리가 단축되면 광원으로부터 조사되고, 반사판을 거쳐서 반응 용기의 반응액으로 유도되는 광은, 상기 반응 블럭의 중앙에 위치하는 반응 용기와, 주변부에 위치하는 반응 용기에서 불균일이 생긴다. 즉, 도13에 도시된 바와 같이, 카메라(104)에 있어서 검출되는 형광은 중앙의 것과 주변부의 것에서 수광 상태에 불균일이 생긴다. 이것은, 중앙에 위치하는 반응 용기에는 대략 평행의 광이 조사되게 되지만, 주변에 위치하는 반응 용기에는, 입사 각도가 90°는 아니기 때문에 상기 반응 용기의 내벽에 의해 그림자가 생겨 광원으로부터의 입사광이나, 상기 반응액으로부터의 형광이나 반사광의 일부가 결핍되는 문제가 있다.
그로 인해, 중앙에 위치하는 반응 용기 내의 반응액의 검출 감도에 비해, 주변에 위치하는 반응 용기 내의 반응액의 검출 감도가 현저하게 저하되어 검출의 신뢰도가 나쁘기 때문에, 실제로는 상기 주변에 위치하는 반응 용기 내의 반응액의 검출은 행할 수 없다는 문제가 있었다.
그래서, 이 주변에 위치하는 반응 용기 내의 반응액의 검출 감도를 개선하기 위해서는, 반응 용기와 반응 검출 수단 사이의 형광의 광로를 길게 하는 것이 고려되지만, 이 경우에는 상술한 바와 같이 본체의 높이 치수가 대형화되게 된다. 또한, 이 경우에는, 광로가 길어짐으로써 전체의 감도가 나빠진다는 문제도 있다.
한편, 반응 블럭에 수용된 반응 용기는 측정 대상을 변경할 때마다 출납 작업을 행해야만 한다. 이러한 출납 작업을 행하기 위해서는, 상기 반응 블럭 상방에 소정의 작업 공간을 형성해야만 하고, 그것을 위해서는, 광원이나 반응 검출 수단을 상기 반응 블럭 상방으로부터 철거하거나, 반응 블럭마다 광원 등의 하방으로부터 이동시키는 등의 수단이 필요해진다.
이에 대해, 광원이나 반응 검출 수단은 상당 중량을 필요로 하는 장치이기 때문에, 상기 광원이나 반응 검출 수단을 이동 가능하게 구성하는 것은 곤란하다. 그로 인해, 반응 블럭마다 광원 하방으로부터 이동시킬 필요가 있지만, 이 반응 블럭 자체도 상당 중량을 필요로 하기 때문에 각별한 반송 수단이 필요해진다. 따라서, 광파이버선을 사용하지 않는 경우라도, 각별한 반송 수단을 설치해야만 하기 때문에, 고액의 부품 개수의 증가에 의해 비용이 크게 오르는 문제가 있다.
또한, 특허 문헌 3에 기재한 바와 같은 반응 검출 장치는, 반응액이 들어간 모세관이 평면 상에 일렬로 배치되어 있는 것이고, 미러를 주사 수단에 의해 움직이게 함으로써 각 모세관에 단계적으로 차례로 여기 방사선을 유도하고, 각각 모세관을 거친 광을 집속 렌즈에 집속시킴으로써 검출기에 반응 대상의 정보를 전송하는 구성으로 하고 있다. 그로 인해, 반응액에는 측방으로부터 광을 조사하고, 상기 반응액을 투과한 광을 집속 렌즈에서 집속하여 검출기로 유도되는 구성이기 때문에, 각 모세관은 평면 상에 일렬로 배치 가능하게 하는 수만 한번에 검출할 수 있어 검출수가 제한된다는 문제가 있다. 또한, 광원 및 주사 수단을 구비한 미러, 반응 블럭, 각 모세관, 집속 렌즈, 검출 수단의 모두를 평면 상에 구성해야만 하여 장치 자체의 설치 면적이 커진다는 문제가 있다.
그래서, 본 발명은 종래의 기술적 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 장치 자체의 높이 치수를 낮게 함으로써 공간 절약화를 실현할 수 있는 동시에, 각 반응 용기마다의 측정 감도의 불균일을 최소로 하여, 고감도이면서 고정밀도의 반응 검출을 가능하게 하는 반응 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 반응 검출 장치는, 본체에 구성된 반응실 내에 설치되어 온도 제어 가능한 반응 블럭에 의해, 반응 시료가 수납된 복수의 반응 용기, 또는 복수의 오목부를 갖는 반응 용기를 유지하는 동시에, 반응 용기에 광을 조사하였을 때의 반응 시료로부터의 광을 검출하는 것이며, 반응 블럭의 상측에 배치되어 광을 반사하는 반사 수단과, 본체 내에 설치된 광원 및 검출 수단을 구비하고, 광원으로부터의 광을 반사 수단에 의해 반사하여 반응 용기에 상방으로부터 입사시키는 동시에, 반응 시료로부터 상방을 향하는 광을 반사 수단에 의해 반사하여, 검출 수단으로 입사시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 발명의 반응 검출 장치는, 상기 발명에 있어서 반사 수단으로부터 반응 용기로 입사하는 광을, 상기 반응 용기에 대해 평행 혹은 평행에 가까운 광으로 하는 광집속 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 발명의 반응 검출 장치는, 상기 발명에 있어서 광집속 수단은 반사 수단과 반응 용기 사이에 위치하는 광학 렌즈인 것을 특징으로 한다.
청구항 4의 발명의 반응 검출 장치는, 상기 발명에 있어서 광학 렌즈는 프레 넬 렌즈인 것을 특징으로 한다.
청구항 5의 발명의 반응 검출 장치는, 상기 발명에 있어서 프레넬 렌즈는 볼록면을 하측으로 하여 배치되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6의 발명의 반응 검출 장치는, 상기 발명에 있어서 반응 용기의 상부에 대응하여 상기 반응 용기를 가열하는 압박 부재를 구비하고, 광학 렌즈와 압박 부재를 소정의 간격을 두고 일체화한 것을 특징으로 한다.
청구항 7의 발명의 반응 검출 장치는, 청구항 2의 발명에 있어서 반사 수단은 소정 곡률의 반사면을 구비하고, 광집속 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 한다.
청구항 8의 발명의 반응 검출 장치는, 상기 각 발명에 있어서 반응 블럭의 상방에 위치하여 반응실을 개폐 가능하게 폐색하고, 반응실로의 외광의 입사를 차단하는 커버를 구비하고, 반사 수단, 또는 상기 반사 수단 및 광집속 수단을 커버의 내측에 설치하여 일체로 개폐 가능하게 한 것을 특징으로 한다.
청구항 9의 발명의 반응 검출 장치는, 상기 발명에 있어서 커버는 광원 및 검출 수단과 반사 수단 사이의 광의 경로 방향으로 이동하여 반응실을 개폐 가능하게 하는 동시에, 개방 상태에 있어서 본체 내에 저장되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 기초로 하여 본 발명의 실시 형태를 상세하게 서술한다. 도1은 본 실시예의 반응 검출 장치(1)의 사시도, 도2는 도1의 반응 검출 장치(1)의 커버(2)를 개방한 상태의 사시도, 도3은 도1의 반응 검출 장치(1)의 내부 구성을 도시하는 종단 측면도이다. 본 실시예의 반응 검출 장치(1)는 반응 시료로서의 염색 체 DNA 증식을 행하는 동시에, 상기 증식에 관한 반응 상태를 광학적 측정 방법에 의해 검출을 행하는 장치이다.
반응 검출 장치(1)는, 상면에 반응실(4)을 형성한 본체(3)와, 상기 반응실(4)의 후방이며 본체(3)의 상면에 설치된 반응 검출부(5)를 구비하고 있다. 그리고, 이 반응실(4)에는 알루미늄 등의 열전도성 재료로 형성된 반응 블럭(6)이 설치되어 있다. 이 반응 블럭(6)에는, 내부에 DNA나 각종 시약, 배지가 되는 용액 등을 혼합한 반응 시료(반응액)를 수용한 복수의 반응 용기(7)를 유지하기 위한 복수의 유지 구멍(8)이 형성되어 있다. 또한, 상기 반응 용기(7)는, 이외에도 복수의 오목부를 갖는 반응 용기라도 좋은 것으로 한다.
본 실시예에 있어서 이용되는 반응 용기(7)는, 도4의 평면도 및 도5의 측면도에 도시된 바와 같이, 복수, 실제로는 종으로 12개, 횡으로 8개, 합계 96개의 반응 용기(7)를 일체로 형성하여 구성된다. 또한, 상기 반응 용기(7)의 개수는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 이외에도, 예를 들어 384개를 일체로 구성한 것이 취급성이 좋다. 또한, 각 반응 용기(7)는 상면으로 개방하여 형성되어 있고, 상기 상면 개구는 반응액의 온도 처리에 의한 증발을 저지하기 위해, 덮개 부재(9)가 개폐 가능하게 설치된다. 이 덮개 부재(9)는, 반응 용기(7)와 마찬가지로 각 반응 용기(7)의 상면 개구에 대해 일체로 형성하여 구성된다. 또한, 본 실시예에 있어서, 반응액의 검출에는 상기 덮개 부재(9)를 투과하여 검출이 행해지기 때문에, 광학적으로 우수한 재료로 구성되는 필름이나 캡 등이 이용된다.
그리고, 이 본체(2) 내에는 반응 블럭(6)을 가열 및 냉각하는 펠티에 소 자(10)를 구비하고 있다. 또한, 이 펠티에 소자(10)는, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 온도 제어됨으로써 반응 블럭(6)을 가열 및 냉각하고, 이에 의해 각 반응 용기(7) 내의 반응 시료의 배양(증폭)이 행해진다.
이 본체(2)의 후단부 상면에 설치된 반응 검출부(5)로부터 타단부, 본 실시예에서는 반응실(4)이 형성되는 본체(2) 전단부 상방에 걸쳐 암실 구성부(12)가 설치된다. 이 암실 구성부(12)의 전방면은 전방을 향해 개방하여 형성되어 있는 동시에, 이 전방면 개구에는, 전방을 향해 낮게 경사져 형성되는 상기 커버(2)가 개폐 가능하게 설치된다. 그리고, 이 커버(2)는, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 암실 구성부(12)의 전방, 즉 본체(2) 상면 전방부로부터 상기 암실 구성부(12) 내 후방부에 걸쳐 구성되는 레일 부재(13)에 의해 전후로 이동 가능하게 구성되고, 후방으로 이동한 상태에서 상기 커버(2)는 암실 구성부(12) 내에 수용된다. 또한, 본 실시예에서는, 상기 암실 구성부(12)의 측면은 커버(2)의 양측면에 걸쳐, 상기 커버(2)의 경사를 따라 전방을 향해 낮게 형성되어 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 커버 자체를 양측면을 구비하는 구성으로 하여, 양측면 및 전방면으로 구성되는 커버 전체를 암실 구성부(12) 내에 수용 가능하게 해도 좋은 것으로 한다.
그리고, 이 커버(2) 내에는, 상기 커버(2)가 폐색된 상태에서 반응실(4)의 반응 블럭(6)에 면하여 반응 용기(7)를 반응 블럭(6)으로 압박하기 위한 압박 부재(15)가 일체로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 압박 부재(15)는 열전도성이 양호한 알루미늄재 등에 의해 구성되는 판재이고, 도6 및 도7에 도시한 바와 같이, 각 반응 용기(7)의 상면 개구에 대응하여 복수의 투과 구멍(16)이 형성되어 있다. 그리고, 이 압박 부재(15)의, 예를 들어 양단부에는 상부 가열 수단으로서의 히터(17, 17)가 설치되어 있다. 또한, 이 압박 부재(15)에는 온도 센서(18)가 설치되어 있고, 상기 온도 센서(18)의 출력을 기초로 하여, 상기 제어 장치에 의해 히터(17)가 온도 제어된다. 이에 의해, 반응 용기(7)의 상부나 덮개 부재(9)가 결로 되는 문제점이 억제된다.
또한, 이 압박 부재(15)의 상측에는, 연결 부재(20)를 거쳐서 광학 렌즈로서의 프레넬 렌즈(21)가 배치된다. 이 프레넬 렌즈(21)는, 도7에 모식적으로 도면에 도시한 바와 같이 일반적으로 평면 상에 복수의 홈이 형성되어 있고, 이에 의해 입사한 광을 굴절시켜 확대하는 것이다. 이때, 프레넬 렌즈(21)는, 입사한 광을 굴절시켜 확대할 때 입사광을 평행 혹은 평행에 가까운 상태로 수렴시켜 투과하는 광학 특성을 갖고 있고, 이에 의해 입사광은 각 광로의 왜곡이 수정된 상태에서 투광되게 된다.
또한, 이때 프레넬 렌즈(21)는, 연결 부재(20)에 의해 상기 렌즈(21)와 압박 부재(15) 사이에 공기를 적절하게 유지하는 공간을 구성하고 있다. 그로 인해, 커버(2)가 폐색되어 있는 상태에서는, 압박 부재(15)에 설치되는 히터(17)에서 가열된 공기가 반응 용기(7)의 상방에서 유지되고, 반응 용기(7) 상부의 결로를 효과적으로 방지하고 있다. 또한, 상기 프레넬 렌즈(21)는 반응 용기(7)에 직접 접촉하지 않는 구성으로 하고 있기 때문에, 반응 용기(7)에 부착된 오물 등에 의해 프레넬 렌즈(21)의 흐린 부분을 생기하고, 이에 의해 광학 특성에 생기는 변동을 최소로 한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 상기 프레넬 렌즈(21)는 도7에 도시된 바와 같이 볼록면을 하측, 즉 반응 블럭(6)에 면하여 설치되어 있다. 이에 의해, 상기 프레넬 렌즈(21)에 형성된 복수의 홈에 먼지 등이 퇴적하는 문제점을 억제할 수 있어 청소성이 향상되는 동시에, 상기 렌즈를 투과하는 광의 왜곡의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 광학 렌즈로서 프레넬 렌즈(21)를 채용하고 있지만, 이외에도 일반적인 볼록 렌즈에 의해 구성해도 좋지만, 프레넬 렌즈(21)를 채용함으로써 상기 광학 렌즈를 박형으로 구성하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 반응 검출부(5) 내의 구성을 간소화할 수 있다.
한편, 반응 블럭(6)의 상방에 있어서, 반응실(4)의 전방 상방을 폐색하는 커버(2)의 반응실(4)측을 구성하는 면에는 반사판(22)이 설치된다. 본 실시예에 있어서의 반사판(22)은, 평판으로 구성되는 미러 등으로 구성되어 있고, 상세한 것은 후술하는 광원 램프(23)로부터의 광을 프레넬 렌즈(21)를 향해 굴곡시키는 것이다.
한편, 반응 검출부(5) 내에는, 도8 및 도9의 구성 설명도에 나타낸 바와 같이 광원 램프(23)와, 복수의 대역 통과 필터를 구비한 필터 장치(35)와, 반사판(26)과, 반응 검출 수단으로서의 카메라(27)와, 상기 카메라(27)에서 얻어진 화상으로부터 측정 대상물의 분석을 행하는 반응 분석부(28)를 구비하고 있다.
광원 램프(23)는, 반응액 내의 검출 대상이 되는 물질량에 따라서 상기 반응액으로부터 형광을 여기시키기 위한 여기광을 포함하는 광을 조사하는 램프이고, 일반적으로 할로겐 램프가 이용된다. 반사판(26)은 광원 램프(23)로부터 조사된 광을 소정의 각도로 굴곡시킴으로써 반사판(22)에 편광시키는 것이다. 또한, 이 반사판(26)은 소정의 형광을 투과하는 성질을 갖고 있다. 본 실시예에서는, 반응 검출부(5)의 상부에 설치되는 광원 램프(23)로부터의 광을 상기 반사판(26)에 의해 전방으로 굴곡시킴으로써, 상기 광원 램프(23)의 광이 반사판(22)에 조사된다.
필터 장치(35)는 수종류의 대역 통과 필터를 바퀴형으로 배치함으로써 구성되는 장치이고, 도시하지 않은 구동 장치에 의해 회전함으로써, 광원 램프(23)와 반사판(26) 사이나 반사판(22)과 카메라(27) 사이에 소정의 대역 통과 필터를 선택하여 위치시키는 것이다. 또한, 도면 중, 광원 램프(23)와 반사판(26) 사이에 위치시키는 것을 대역 통과 필터(24)로 하고, 반사판(22)과 카메라(27) 사이에 위치시키는 것을 대역 통과 필터(25)로 한다.
대역 통과 필터(24)는 광원 램프(23)로부터의 광의 성분 중, 반응액으로부터 형광을 여기하는 데 필요한 파장의 광만을 투과하는 성질을 갖는 광학 필터이고, 상기 필터(24)를 통과한 광은 반응액의 특정 성분으로부터 형광을 여기시키기 위한 여기광이 된다.
대역 통과 필터(25)는, 반사판(22)을 거쳐서 반응 용기(7)의 반응액으로부터 발하는 형광 및 반사광으로부터 소정의 형광 성분만을 투과하는 성질을 갖는 광학 필터이고, 여기서 상기 형광 이외의 반사광은 차단된다.
카메라(27)는 대역 통과 필터(25)를 투과한 형광을 검출하는 장치이고, 상기 카메라(27)에서 검출된 형광을 기초로 하여, 반응 분석부(28)에서 각 반응액의 농도, 즉 증폭량이 분석된다. 또한, 이들 대역 통과 필터(24, 25)는 검출 대상이 되는 반응액, 또한, 이에 대응하여 이용되는 형광 염료의 종류를 기초로 하여 이들 대역 통과 필터(24, 25)의 조합이 임의로 결정되어, 선택적으로 사용되는 것으로 한다.
또한, 도1 및 도2에 있어서, 본체(3)의 전방면 하부에 설치되는 부호 30은 반응 검출 장치(1)의 전원 스위치이다. 또한, 본체(3)의 측면에 설치되는 부호 31은 본체(3) 내의 배기를 외부로 배출하기 위한 배기구이고, 반응 검출부(5)의 상면에 설치되는 32는 반응 검출부(5) 내의 배열(排熱)을 외부로 배출하기 위한 배기구이다.
이상의 구성에 의해, 상기 제어 장치는 상기 펠티에 소자(10)를 제어하고, 반응 블럭(6)의 유지 구멍(8)에 유지된 반응 용기(7) 내의 반응액을, 예를 들어 +94 ℃의 열변성 온도로 하여 반응액을 열변성시키는 열변성 공정을 행한다. 계속해서, 제어 장치는 펠티에 냉각 소자(10)를 제어하고, 반응 블럭(6)을, 예를 들어 +37 ℃로 냉각하여, 반응 용기(7) 내에 수용되어 열변성된 반응액 중의 반응 시료의 어닐링 공정과 신장 공정을 행한다. 제어 장치는 이 열변성 공정과, 어닐링 공정과, 신장 공정을 1 사이클로서 복수회, 예를 들어 30회 반복함으로써 PCR법에 의한 DNA 등의 배양(증폭)을 행한다.
이 배양의 과정 또는 종료시에 있어서, 반응 검출부(5)는 각 반응 용기(7) 내의 반응액의 증폭 상태를 검출하기 위해, 임의로 또는 1 사이클 종료 후 등 정기적으로 검출 동작의 실행을 행한다. 검출 동작은, 우선 광원 램프(23)로부터 조사된 광이 대역 통과 필터(24)를 거쳐서 반사판(26)에 도달한다. 대역 통과 필터(24)는 광원 램프(23)로부터의 광 중 형광을 여기시키는 데 필요한 파장의 광, 즉 여기광만을 투과시킨다. 상기 여기광은 반사판(26)에 의해 암실 구성부(12) 내를 통과하여 반사판(22) 방향으로 조사되고, 또한, 반사판(22)에 의해 상기 여기광은 반응 블럭(6)에 면하여 설치되는 프레넬 렌즈(21)를 향해, 즉 위로부터 하측 방향을 향해 조사된다.
상기 프레넬 렌즈(21)에 조사된 여기광은 상기 렌즈(21)의 광학 특성에 의해 광을 집속하고, 반응 블럭(6)에 수용되는 각 반응 용기(7)에 대해 평행 혹은, 평행에 가까운 각도로 입사 각도가 변경된다. 이에 의해, 상기 렌즈(21)를 투과한 여기광은 압박 부재(15)에 형성된 각 투과 구멍(16)을 거쳐서 평행 혹은, 평행에 가까운 각도의 입사 각도로 각 반응 용기(7)로 입사시킨다.
각 반응 용기(7) 내에 평행 혹은 평행에 가까운 각도로 입사된 여기광은, 미리 소정의 형광 염료가 첨가된 반응 용기(7) 내의 반응 시료에 조사됨으로써 반응 시료의 양에 따른 형광을 발한다. 이 발생한 형광 및 그 외의 반응 시료로부터의 반사광은, 마찬가지로 압박 부재(15)에 형성된 각 투과 구멍(16) 및 프레넬 렌즈(21)를 거쳐서 반사판(22)에 도달한다.
그 후, 반사판(22)에 도달한 형광 및 그 외의 반사광은, 상기 반사판(22)의 작용에 의해 암실 구성부(12) 내를 대략 수평 방향으로 광로를 형성하면서, 상기 반사판(22)에 대향하여 설치되는 대역 통과 필터(25)를 거쳐서 카메라(27)에 도달한다. 또한, 이 경우에 있어서, 암실 구성부(12) 내는 커버(2)가 폐색되어 있음으로써 암실로 되어 있기 때문에 형광이 감쇠되는 등 문제점을 억제할 수 있다.
이때, 반사판(26)은 형광을 투과 가능하게 하는 재료로 구성되어 있기 때문 에, 상기 반사판(26)을 투과한 반사광 및 형광은 대역 통과 필터(25)에 조사되게 된다. 대역 통과 필터(25)에서는, 상술한 바와 같이 상기 필터(25)의 종류에 따라서 소정의 형광만이 투과 가능하게 되어 있기 때문에, 그 후방에 설치되는 카메라(27)에는 소정의 형광만이 조사되게 된다.
그리고, 카메라(27)에서는 수광된 형광을 촬영함으로써, 각 반응 용기(7) 내의 반응 시료의 형광 상태를 검출할 수 있다. 그리고, 이 검출된 각 반응 시료의 형광 상태는, 반응 분석부(28)에 있어서 분석됨으로써 각 시료의 농도, 즉 DNA 등의 증폭량을 검출하는 것이 가능해진다. 또한, 형광에 의해 DNA 등의 증폭량을 검출 및 분석하는 수법에 대해서는, 공지 기술과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 반응 용기(7)의 출납 작업을 행할 때에는, 도8 및 도9에 도시한 바와 같이 우선 커버(2)의 전단부를 후방으로 조금 경사지게 한 후, 상기 레일 부재(13)를 따라 후방으로, 즉 광원 램프(23) 및 카메라(27)와 반사판(22) 사이의 광의 경로 방향으로 미끄럼 이동시킨다. 이에 의해, 커버(2)는 개방 상태에 있어서 암실 구성부(12) 내에 수납되는 동시에 반응 블럭(6)의 상방은 개방되게 된다. 그로 인해, 상기 커버(2)가 반응 용기(7)의 출납 작업의 방해가 되지 않기 때문에, 반응 용기(7)의 출납 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이 경우에 있어서, 반응 용기(7)를 반응 블럭(6)으로 압박하기 위한 압박 부재(15)나, 프레넬 렌즈(21) 등은 커버(2)와 함께 후방으로 발거되고, 암실 구성부(12) 내에 저장되는 것이 되기 때문에, 반응 용기(7)의 상방은 커버(2)를 개방하는 등의 일 동작에 의해 용이하게 개방하는 것이 가능해져 편리성이 향상된다.
또한, 이러한 커버(2)의 구성에 따르면, 커버(2)의 개방 상태를 고려하여 장치를 설치할 필요가 없기 때문에, 보다 한층 장치의 콤팩트화를 도모할 수 있도록 된다. 그로 인해, 래크 등에 상기 반응 검출 장치(1)를 복수대 배치하는 경우에 있어서, 커버(2)의 개방 상태를 고려하여 배치할 필요가 없어 공간 절약화를 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반응 검출 장치(1)는, 본체(3)에 구성된 반응실(4) 내에 설치되어 온도 제어 가능한 반응 블럭(6)에 의해, 반응 시료가 수납된 복수의 반응 용기(7)를 유지하는 동시에, 반응 용기(7)에 광을 조사하였을 때의 반응 시료로부터의 광을 검출하는 것이며, 본체(3)의 일단부, 본 실시예에서는 본체(3)의 상면의 후단부에 반응 시료로부터의 광을 검출하는 반응 검출부(5)와, 본체(3)의 상면의 타단부, 본 실시예에서는 전단부이며, 반응 블럭(6)의 상방에 위치하는 커버(2)와, 이들 커버(2)와 반응 검출부(5) 사이에 암실을 구성하는 암실 구성부(12)를 구비하고, 커버(2)는 내측으로부터 외측을 향해 낮게 경사지는 경사면이 형성되는 동시에, 상기 경사면의 반응 블럭(6)측에 위치하는 면에는 반사판(22)이 설치되고, 반응 블럭(6)에 수용되는 각 반응 용기(7)의 상방에 위치하여, 광학 렌즈로서의 프레넬 렌즈(21)를 구비한다. 그리고, 반응 검출부(5)에는 광원 램프(23)와, 대역 통과 필터(24, 25)와, 검출 수단으로서의 카메라(27)나 반응 분석부(28)를 구비한다. 그리고, 광원 램프(23)로부터 상방을 향하는 광을 반사판(22)에 의해 반사하여 각 반응 용기(7)에 상방으로부터 입사시키는 동시에, 반응 용 기(7) 내의 반응 시료로부터 상방을 향하는 광을 반사판(22)에 의해 반사하여 반응 검출부(5)로 입사시킨다.
그로 인해, 광원 램프(23)나 대역 통과 필터(24, 25), 반사판(26), 카메라(27) 및 반응 분석부(28) 등이 배치되는 반응 검출부(5)를 반응 블럭(6)의 수직 상방에 설치할 필요가 없어지기 때문에, 반응 검출 장치(1) 자체의 높이 치수를 낮게 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 반사판(22)에 의해 광원 램프(23)로부터의 광을 각 반응 용기(7)의 상방으로부터 입사시킬 수 있도록 되기 때문에, 광로를 늘리지 않고 각 반응 용기(7)마다의 측정 감도의 불균일을 최소로 할 수 있다. 그로 인해, 소형화된 장치에 의해 고감도이면서 고정밀도의 반응 검출을 실현할 수 있도록 된다.
특히, 본 실시예에서는, 광집속 수단으로서, 반사판(22)으로부터 각 반응 용기(7)로 입사하는 광을 상기 반응 용기(7)에 대해 평행 혹은 평행에 가까운 광으로 하는 프레넬 렌즈(광학 렌즈)(21)가 설치되어 있기 때문에, 반사판(22)에서 반사된 광원 램프(23)로부터의 광이 광축을 중심으로 방사형으로 확산하여 감쇠되는 광을 이 렌즈(21)에 의해 효과적으로 낭비 없이 반응 용기(7) 내의 반응 시료에 조사하는 것이 가능해진다.
그로 인해, 중앙에 배치된 반응 용기(7)뿐만 아니라, 주변부에 배치된 반응 용기(7)에 대해서도 평행 혹은 평행에 가까운 광을 효과적으로 조사할 수 있기 때문에, 실제로 본 실시예에 의해, 카메라(27)에 의해 검출된 화상을 도시하는 도10에 도시된 바와 같이, 반응 용기(7)마다의 측정 감도의 불균일을 최소로 할 수 있 도록 된다. 이에 의해, 반응 용기(7)의 배치 위치에 영향을 미치지 않고 고감도의 검출을 실현할 수 있도록 된다.
특히, 본 실시예에 있어서, 광학 렌즈로서의 프레넬 렌즈(21)는 반사판(22)과 반응 용기(7)의 사이에 위치하여 설치되기 때문에, 반사판(22)을 평판에 의해 구성하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 반사판(22)의 구성을 간소화하면서, 각 반응 용기(7)에 대해 평행 혹은 평행에 가까운 광의 조사를 용이하게 실현할 수 있도록 된다.
또한, 본 실시예에 있어서 이용되는 프레넬 렌즈(21)는 모든 반응 용기(7)에 대해 대략 바로 위로부터 광을 입사시킬 수 있고, 효과적으로 광의 조사에 의해 얻어지는 상의 왜곡을 수정할 수 있다. 그리고, 모든 반응 용기(7)에 대해서도, 중앙에 위치하는 반응 용기(7)와 마찬가지로 결핍이 없는 상을 검출 수단으로 입사시키는 것이 가능해지기 때문에, 각 반응 용기(7)의 반응 시료를 불균일 없이 높은 측정 감도로 검출을 행할 수 있다.
게다가 또한, 상세한 것은 상세하게 서술한 바와 같이 반응 용기(7)를 가열하는 압박 부재(15)는, 프레넬 렌즈(21)와 압박 부재(15)를 소정의 간격을 두고 일체화하여 구성되어 있기 때문에, 상기 렌즈(21)와 압박 부재(15)에 의해 가열된 공기를 상기 반응 용기(7) 상부에 유지하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 상기 프레넬 렌즈(21)의 흐린 부분의 발생을 해소할 수 있고, 상기 흐린 부분에 의한 영향을 회피함으로써 검출 능력의 향상을 도모할 수 있도록 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 광집속 수단으로서 프레넬 렌즈(21) 등의 광 학 렌즈를 사용하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 도11에 나타낸 다른 실시예로서의 반응 검출 장치(29)와 같이, 광집속 수단으로서 커버(2)의 반응실(4)측을 구성하는 면에 설치된 소정 곡률의 반사면을 구비한 반사판(40), 예를 들어 비구면의 반사판 등에 의해 구성해도 좋은 것으로 한다.
상기 반사판(40)은, 광축을 중심으로 방사형으로 확산하여 감쇠되는 광원 램프(23)로부터의 광을 효과적으로 낭비 없이 각 반응 용기(7) 내의 반응 시료에 조사 가능하게 하는 곡률에서 형성된 반사면을 구비하기 때문에, 상기 실시예와 마찬가지로 중앙에 배치된 반응 용기(7)뿐만 아니라, 주변부에 배치된 반응 용기(7)에 대해서도, 평행 혹은 평행에 가까운 광을 효과적으로 조사할 수 있게 되어, 반응 용기(7)마다의 측정 감도의 불균일을 최소로 할 수 있도록 된다. 이에 의해, 보다 고감도의 검출을 실현할 수 있도록 된다. 또한, 이러한 경우에는, 반사판(40)이 반사 기능을 갖는 동시에 광집속 수단으로서도 기능하기 때문에 부품 개수의 삭감을 도모하는 것이 가능해져 구조의 간소화를 도모할 수 있도록 된다.
본 발명에 따르면, 본체에 구성된 반응실 내에 설치되어 온도 제어 가능한 반응 블럭에 의해, 반응 시료가 수납된 복수의 반응 용기, 또는 복수의 오목부를 갖는 반응 용기를 유지하는 동시에, 반응 용기에 광을 조사하였을 때의 반응 시료로부터의 광을 검출하는 반응 검출 장치에 있어서, 반응 블럭의 상측에 배치되어 광을 반사하는 반사 수단과, 본체 내에 설치된 광원 및 검출 수단을 구비하고, 광원으로부터의 광을 반사 수단에 의해 반사하여 반응 용기에 상방으로부터 입사시키 는 동시에, 반응 시료로부터 상방을 향하는 광을 반사 수단에 의해 반사하여 검출 수단으로 입사시킴으로써, 광원 및 검출 수단을 반응 블럭의 수직 상방에 설치할 필요가 없어지기 때문에 본체의 높이를 낮게 하는 것이 가능해진다. 또한, 반사 수단에 의해 광원으로부터의 광을 반응 용기의 상방으로부터 입사시키기 때문에, 광로를 늘리지 않고 각 반응 용기마다의 측정 감도의 불균일을 최소로 할 수 있다. 그로 인해, 소형화된 장치에 의해 고감도이면서 고정밀도의 반응 검출을 실현할 수 있다.
청구항 2의 발명에 따르면, 상기 발명에 있어서 반사 수단으로부터 반응 용기로 입사하는 광을, 상기 반응 용기에 대해 평행 혹은 평행에 가까운 광으로 하는 광집속 수단을 구비한 것에 의해, 반사 수단으로부터 반사된 광원으로부터의 광이 광축을 중심으로 방사형으로 확산하여 감쇠되는 광을 상기 광집속 수단에 의해 효과적으로 낭비 없이 반응 용기 내의 반응 시료에 조사하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 중앙에 위치하는 반응 용기뿐만 아니라, 주변부에 위치하는 반응 용기에 대해서도 평행 혹은 평행에 가까운 광을 효과적으로 조사할 수 있게 되어 반응 용기마다의 측정 감도의 불균일을 최소로 할 수 있도록 된다. 이에 의해, 보다 고감도의 검출을 실현할 수 있도록 된다.
청구항 3의 발명에 따르면, 상기 발명에 있어서 광집속 수단은 반사 수단과 반응 용기 사이에 위치하는 광학 렌즈이기 때문에 반사 수단을 평판에 의해 구성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 반사 수단의 구성을 간소화할 수 있게 되고, 각 반응 용기에 대한 평행 혹은 평행에 가까운 광의 조사를 용이하게 실현할 수 있도 록 된다.
청구항 4의 발명에 따르면, 상기 발명에 있어서 광학 렌즈는 프레넬 렌즈이기 때문에, 상기 프레넬 렌즈에 의한 모든 반응 용기에 대해 대략 바로 위로부터 광을 입사시킬 수 있고, 광의 조사에 의해 얻어지는 상의 왜곡을 효과적으로 수정할 수 있다. 그리고, 모든 반응 용기에 대해서도, 중앙에 위치하는 반응 용기와 마찬가지로 결핍이 없는 상을 검출 수단으로 입사시키는 것이 가능해지기 때문에, 각 반응 용기의 반응 시료를 불균일 없이 높은 측정 감도로 검출을 행할 수 있다.
또한, 상기 프레넬 렌즈는, 다른 볼록 렌즈에 비해 비교적 얇게 구성되기 때문에 구성 물품의 소형화를 도모하는 것이 가능해지고, 본체 내의 구성을 간소화할 수 있도록 된다.
청구항 5의 발명에 따르면, 상기 발명에 있어서 프레넬 렌즈는 볼록면을 하측으로 하여 배치되어 있기 때문에, 상기 프레넬 렌즈의 요철을 갖는 볼록면을 하측으로 함으로써 상면에 먼지 등이 퇴적하는 문제점을 억제할 수 있다. 또한, 상기 프레넬 렌즈의 상면에 위치하는 면의 청소성을 향상시킬 수 있고, 안정된 측정을 실현하는 것이 가능해진다.
청구항 6의 발명에 따르면, 상기 발명에 있어서 반응 용기의 상부에 대응하여 상기 반응 용기를 가열하는 압박 부재를 구비하고, 광학 렌즈와 압박 부재를 소정의 간격을 두고 일체화하였으므로, 광학 렌즈와 압박 부재에 의해 가열된 공기를 상기 반응 용기 상부에 유지하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 상기 광학 렌즈의 흐린 부분의 발생을 해소할 수 있어 검출 능력의 향상을 도모할 수 있도록 된다.
청구항 7의 발명에 따르면, 청구항 2의 발명에 있어서 반사 수단은 소정 곡률의 반사면을 구비하고, 광집속 수단으로서 기능하기 위해, 광축을 중심으로 방사형으로 확산하여 감쇠되는 광원으로부터의 광을 상기 반사 수단의 반사면에 의해 반사됨으로써, 효과적으로 낭비 없이 반응 용기 내의 반응 시료에 조사하는 것을 실현하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 중앙에 위치하는 반응 용기뿐만 아니라, 주변부에 위치하는 반응 용기에 대해서도 평행 혹은 평행에 가까운 광을 효과적으로 조사할 수 있게 되어, 반응 용기마다의 측정 감도의 불균일을 최소로 할 수 있도록 된다. 이에 의해, 보다 고감도의 검출을 실현할 수 있도록 된다. 또한, 이러한 경우에는, 반사 수단이 광집속 수단으로서도 기능하기 때문에 부품 개수의 삭감을 도모하는 것이 가능해지고, 구조의 간소화를 도모할 수 있도록 된다.
청구항 8의 발명에 따르면, 상기 각 발명에 있어서 반응 블럭의 상방에 위치하여 반응실을 개폐 가능하게 폐색하고, 반응실로의 외광의 입사를 차단하는 커버를 구비하고, 반사 수단, 또는 상기 반사 수단 및 광집속 수단을 커버의 내측에 설치하여 일체로 개폐 가능하게 하였으므로, 커버를 개방함으로써 반응 용기의 상방으로부터 반사 수단을 제거할 수 있다. 이에 의해, 반응 용기의 출납 작업을 용이하게 할 수 있어 편리성의 향상을 도모할 수 있다.
청구항 9의 발명에 따르면, 상기 발명에 있어서 커버는 광원 및 검출 수단과 반사 수단 사이의 광의 경로 방향으로 이동하여 반응실을 개폐 가능하게 하는 동시에, 개방 상태에 있어서 본체 내에 수납되므로, 커버의 개방 상태를 고려하여 장치를 설치할 필요가 없기 때문에, 보다 한층 장치의 콤팩트화를 도모할 수 있도록 된 다. 또한, 커버를 개방한 상태에서, 상기 커버가 반응 용기의 출납 작업의 방해가 되지 않기 때문에, 보다 한층 반응 용기의 출납 작업을 용이하게 할 수 있어 편리성이 향상된다.