KR20140033410A - 반응용기용 광측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

반응용기용 광측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 반응용기내에서의 광학적 상태를, 장치 규모를 확대하지 않고 효율적이고 신속하며, 또한 높은 신뢰성이 있는 측정을 행하는 것을 목적으로 한다.
2 이상의 반응용기가 배열된 용기군과, 각 반응용기와 연계 가능한 것으로서, 연계된 반응용기 내부와 광학적으로 접속하는 가요성이 있는 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 도광용 가대와, 각 연계부에 대응해서 설치되어 연계부에 그 선단이 설치된 도광부의 후단이 설치된 2 이상의 접속단을, 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 배열면을 갖는 접속단 배열체와, 배열면에 근접 또는 접촉해서 설치되어 각 접속단과 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속 가능한 측정단을 갖고, 접속단과 측정단과의 광학적 접속에 의해서 반응용기내로부터의 빛을 수광 가능한 측정기와, 접속단 배열체에 배열된 각 접속단과 각 측정단을 차례로 광학적으로 접속하도록 상대적으로 이동시키는 도광 전환 기구를 갖도록 구성한다.

Description

반응용기용 광측정 장치 및 그 방법{OPTICAL MEASUREMENT DEVICE FOR REACTION VESSEL AND METHOD THEREFOR}
본 발명은, 반응용기용 광측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
핵산(DNA, RNA 등)이나 그 단편(斷片)(올리고뉴클레오티드, 뉴클레오티드 등)의 증폭 등의 반응을 행할 때, 유전자 발현량의 해석 등의 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 광도계(fluorescence spectrophotometer)를 구비한 장치를 이용하여, PCR에서의 DNA 증폭산물의 생성과정을 리얼타임으로 검출하여 해석함에 의해 전기영동법(electrophoresis, 電氣泳動法)의 해석을 불필요로 하였다. 또한, 증폭 전의 샘플에 포함되는 각 DNA나 RNA의 상대적인 양의 비에 대해 정량성을 유지한 채로 증폭하는 DNA 증폭법으로서 SPIA(Single Primer Isothermal Amplification) 법이 이용된다. 이 SPIA법에서는, DNA/RNA 키메라 프라이머(chimera primer), DNA 폴리메라아제(polymerase), RNaseH를 이용한 등온(等溫) 반응에 의한 리니어 DNA 증폭법이 이용되게 되었다.
그런데, 이러한 핵산 증폭 등의 처리 및 그 측정을 행하는 경우에는, 종래에서는, 용수법(manual method, 用手法)에 의해 필터를 이용하거나, 자성(磁性) 입자를 이용하여 자장(磁場)에 의해 용기나 피펫 칩의 내벽에 흡착시키거나, 또는 원심분리기를 이용하거나 하여 목적 핵산을 검체(檢體)로부터 분리 추출하였다. 분리 추출한 목적물질은 반응용 용액과 함께 반응용기내에 용수법 등으로 이송하고 또한 도입하여, 상기 반응용기를 용수법 등으로 밀폐한 후에 반응용의 온도 제어장치를 이용해서 반응할 때, 반응용기에 대해서 광측정기를 이용하여 광학적인 측정을 행하였다(특허문헌 1).
각 공정을 용수법으로 실행하는 경우에는, 유저에게 큰 부담을 강요하게 되어, 각 공정을 분주기(分注機), 원심분리기, 자력(磁力) 장치, 온도 제어기, 반응용기의 밀폐용 장치, 광측정 장치 등을 조합하여 실행하는 경우에는, 사용하는 장치 규모가 증대되어 작업 면적이 확대될 우려가 있었다. 특히, 복수의 검체를 취급하는 경우에는, 복수의 목적 핵산을 분리 추출하여, 각각 증폭할 필요가 있기 때문에 그 수고는 한층 커지고, 또한, 작업 면적도 한층 확대될 우려가 있었다.
특히, 증폭하는 핵산(DNA, RNA 등) 등의 반응이 복수의 반응용기내에서 행하여져, 이들의 반응을 광학적으로 측정하여 모니터링을 하는 경우에는, 1의 측정기를 각 반응용기에까지 용수법으로 차례로 이동시키고 측정을 행하거나, 또는 미리 각 반응용기마다 측정기를 설치해 두고 측정을 행하게 된다.
전자(前者)의 1의 측정기를 이용하는 경우에는, 측정기를 각 반응용기의 개구부에까지 수동으로 이동시키고자 하면, 반응용기와 측정기와의 사이의 미묘한 위치의 어긋남이나 상대운동에 의해서, 반응용기마다 측정의 조건에 미묘한 차이가 생길 우려가 있었다.
후자(後者)의 각 반응용기마다 측정기를 설치하는 경우에는 위치 결정 정밀도는 높아지지만, 장치 규모가 확대되어, 제조비용이 증대할 우려가 있었다. 또한, 온도 제어 및 측정시에는, 반응용기의 개구부를 밀폐하는 것이 바람직하지만, 용수법에 의해 복수의 반응용기에 대해서 덮개으로 밀폐하거나 개폐하는 것은 수고가 들고, 특히 덮개가 용기 개구부에 밀착하여 용이하게 덮개를 여는 것이 곤란해지거나 덮개의 안쪽에 부착되어 있던 액체가 떨어지거나 비산하거나 하여 콘터미네이션(contamination)의 우려가 있었다. 또한, 전용 덮개의 개폐 기구를 설치하는 것은 장치가 복잡하게 되어 제조비용이 증대할 우려가 있었다(특허문헌 2).
각 반응용기마다 측정기를 설치하지 않고 자동적으로 측정하는 것으로서, 다수의 웰을 갖는 마이크로 플레이트를 서멀 사이클러로 온도 제어할 때, 마이크로 플레이트상에 검출 모듈을 이동시킴으로써, 차례로 각 웰의 빛의 측정을 행하는 장치가 있었다(특허문헌 3, 4).
이 장치에서는, 검출 모듈 자체를 상기 서멀 사이클러에 지지된 상태로 이동시키는 것이기 때문에, 정밀한 광학계 요소나 광전자 증배관(增配管) 등의 전자 회로를 갖는 검출 모듈에, 이동에 의한 가속도에 수반하는 부하가 걸려, 측정기의 노이즈나 고장의 원인으로 되고, 또한, 장치 수명을 짧게 할 우려가 있었다.
또한, 상기 검출 모듈을 상기 마이크로 플레이트에 지지되어, 또는 마이크로 플레이트의 각 웰을 밀폐한 덮개체에 지지되어 수평 방향으로만 이동하는 것이므로, 각 웰과 상기 측정기의 측정단(測定端)과의 사이에는, 일정한 간극이 필요하기 때문에, 빛의 산란에 의한 감쇠, 및, 인접하는 웰에 대한 빛의 누설이나 진입을 완전히 차단하여 방지할 수 없기 때문에 정밀도가 높은 측정을 행할 수 없게 될 우려가 있었다.
또한, 상기 검출 모듈은, 상기 용기로부터의 빛을 수광(受光)하거나 또는 조사(照射)할 때, 하프 미러(half mirror)를 이용하여 광로(光路)를 분할하도록 하고 있기 때문에, 측정기내에 긴 광로 길이를 취할 필요가 있어, 장치 규모가 커질 우려가 있다고 하는 문제점을 갖고 있었다.
또한, 검출 모듈이, 상기 마이크로 플레이트에 배열된 각 웰을 통과하도록 이동하는 것으로, 웰의 개수가 많아지는 경우에는, 이동거리가 길기 때문에 처리시간이 길어질 우려가 있는 동시에, 상술한 측정기에 대한 문제점도 발생할 우려가 있었다.
또한, 밀폐한 반응용기에 대해 광학적 측정을 행할 때, 투광성이 있는 덮개나 광학계 요소가 결로(結露)되어 흐려져, 측정이 곤란해질 우려가 있었다.
그 때문에, 핵산 증폭 등의 측정을 행하기 위해서는, 그 전제로서, 전문의 연구원이나 기술자를 필요로 하게 되어, 이러한 것이, 유전자 해석의 범용화나, 병원 등에 있어서의 임상 응용의 확대를 방해하는 것으로 된다.
따라서, 임상시 등에 있어서, 크로스 콘터미네이션을 방지하고 또한 유저의 수고를 경감하여, 핵산 등에 대해 추출로부터 증폭, 나아가서는 측정에 의한 유전자 해석을 용이하게 행하기 위해서는, 목적물질의 추출로부터 증폭 등의 반응, 나아가서는 측정까지를 일괄적으로 자동화하여 장치의 소형화와, 염가이면서 고정밀도의 장치를 제공하는 것이 중요하다.
국제공개 WO96/29602 일본 공개특허 2002-10777 공보 미국특허 제7148043호 미국특허 제7749736호
따라서, 본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 그 제 1 목적은, 핵산 등에 대한 반응용기내의 광학적 상태에 대해서, 정밀도 및 신뢰성이 높고, 신속하며 또한 효율적인 측정을 가능하게 할 수 있는 반응용기용 광측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
제 2 목적은, 광학계의 구조를 간단화하고, 또한 복수의 반응용기에 대해 소수의 측정기를 이용하여 측정을 행함으로써, 장치 규모의 확대나, 장치 구조의 복잡화를 방지하고, 염가로 제조하여 사용할 수 있는 반응용기용 광측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
제 3 목적은, 핵산의 증폭 등의 반응이 행하여지는 복수의 반응용기에 대한, 광학적 측정 및 그에 부수되는 처리를 병행하여 일관해서 자동화함으로써, 복수의 반응용기내로의 외부로부터의 이물의 침입, 복수의 반응용기로부터의 액누설 등에 의한 콘터미네이션 및 빛의 혼입을 확실히 방지하여, 신뢰성이 높은 처리를 행할 수 있는 반응용기용 광측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
제 1 발명은, 2 이상의 반응용기가 배열된 용기군과, 상기 각 반응용기와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 반응용기 내부와 광학적으로 접속하는 가요성(可撓性)이 있는 1 또는 2 이상의 도광부(導光部)의 선단(先端)이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 도광용 가대(架臺)와, 상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 도광부의 후단(後端)이 설치된 2 이상의 접속단을, 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 배열면을 갖는 접속단 배열체와, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 상기 각 접속단과 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속 가능한 1 또는 2 이상의 측정단을 갖고, 상기 접속단과 상기 측정단과의 광학적 접속에 의해서 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 수광 가능한 측정기와, 상기 접속단 배열체에 배열된 상기 각 접속단과 상기 각 측정단을 차례로 광학적으로 접속하도록 상대적으로 이동시키는 도광 전환 기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
상기 용기군에는, 상기 반응용기 외, 검체, 시약 등의 액체를 수용하는 2 이상의 액수용부를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 용기군에는, 복수의 액수용부로서의 웰이 매트릭스 형상 또는 열(행) 형상으로 배열된 마이크로 플레이트나 복수의 액수용부로서의 웰이 열 형상으로 배열된 카트리지 형태 용기를 포함한다. 핵산의 증폭을 행하는 경우에는, 상기 용기군에는, 예를 들면, 검체, 증폭 대상인 핵산 또는 그 단편을 포획 가능한 자성 입자가 현탁된 자성 입자 현탁액, 상기 증폭 대상의 분리 및 추출에 이용하는 분리 추출용 용액, 핵산 증폭에 이용하는 증폭용 용액을 수용하는 2 이상의 액수용부를 갖게 된다.
여기서, 「증폭용 용액」이란, 예를 들면 PCR법에 의한 증폭을 행하는 경우에는, 증폭 대상의 주형(鑄型) 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 형광물질을 함유하는 형광 시약을 이용하여 행하는 방법으로서 인터칼레이션법(intercalation), 하이브리디제이션(hybridization)법, 및 LUX법이 있다. 「인터칼레이션법」은, SYBR(등록상표) GREEN I, 에티듐 브로마이드 등의 형광물질이 신장(伸張) 반응시에, 2개 고리 DNA에 들어가, 여기광(勵起光)의 조사에 의해서 형광을 발하는 특성을 이용하여 DNA량을 측정하는 방법이다. 따라서, 증폭용 용액중에는, 적어도, 상기 형광물질과, 상기 형광물질의 발광을 억제하는 소광제(quencher, 消光劑)를 함유시키게 된다. 「하이브리디제이션법」은, PCR 프라이머에 더하여 형광물질로 표지(標識)한 DNA 프로브를 이용하여 목적의 PCR 산물만을 검출하는 방법이다. 즉, 형광으로 표지한 DNA 프로브가 목적의 PCR 산물에 하이브리디제이션함으로써, 그 하이브리다이징한 DNA(양)가 검출된다. 「LUX법」은, 올리고 핵산에 표지한 형광물질의 형광 시그널이, 그 올리고 핵산의 형상(배열이나 1개 고리 또는 2개 고리 등)에 의해서 영향을 받는 성질을 이용한 것이다. 실제의 리얼타임 PCR에서는, 1종류의 형광물질로 표지화한 PCR 프라이머(LUX 프라이머)와 그것에 대한 아무것도 표지화되어 있지 않은 PCR 프라이머를 이용하여 리얼타임 PCR을 행한다. 그 LUX 프라이머는, 형광물질을 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 측정함에 의해, PCR 산물량을 측정할 수 있다.
상기 반응용기를 포함한 용기나 덮개 등의 재료는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴 등의 수지, 유리, 금속, 금속 화합물 등이 있다. 용기의 사이즈는, 예를 들면, 수㎕로부터 수백㎕의 액체를 수용 가능한 동시에, 분주 칩의 선단이 삽입 가능한 크기이다. 예를 들면, 원통 형상의 경우에는, 예를 들면, 1의 용기의 크기의 직경이 수㎜∼수십㎜, 깊이가 수㎜∼수십㎜이다.
상기 반응용기내는 온도 제어기에 의해서 온도 제어가 가능한 것이 바람직하다.
「온도 제어기」는, 온도 제어의 대상이 되는 액체를 수용하는 반응용기내의 온도를, 외부로부터의 신호 등에 기초하여 상승 또는 하강이 가능한 온도원을 갖는 것으로, 온도원으로서는, 블록 형상 부재에 예를 들면, 펠티어 소자(peltier device), 히터, 냉각 장치 등을 설치한 것이다. PCR 등의 처리를 행하기 위해서는, 온도 제어기로서는, 펠티어 소자를 이용한 서멀 사이클러가 바람직하다. 즉, 상기 용기군 또는 스테이지에는, 온도원으로서 펠티어 소자에 의해서 온도가 승강하는 온도 제어용 블록을, 상기 반응용기의 일부(예를 들면, 하측벽 부분) 또는 전체에 접촉 또는 근접하여 설치함에 의해 온도 제어가 행하여지는 것이 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 회수를 실행함이다. 상기 온도 제어기에의 지시는, 프로그램에 기초하여 해당하는 신호를 보내는 것에 의해서 행하여진다.
「소정 온도」란, 대상이 되는 액체 등의 물건이 도달해야 할 목표로 하는 온도로서, 예를 들면, 상기 액체에 함유되는 DNA 등의 핵산이나 핵산의 단편인 올리고뉴클레오티드 등을 PCR법에 따라 증폭하는 경우에는, 설정되는 소정 온도로서는, 예를 들면, PCR법으로 행하여지는 온도 사이클, 즉, DNA의 변성, 어닐링(annealing) 혹은 하이브리디제이션, 신장에 각각 필요한 각 온도, 약 94℃, 50℃에서 60℃ 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, 높은 온도의 소정 온도로부터 낮은 온도의 소정 온도에의 이행의 경우에, 온도 제어기에 의해서, 이들의 소정 온도보다 낮은 이행 촉진용 온도에서 냉각을 행함으로써, 또는, 낮은 온도의 소정 온도로부터 높은 온도의 소정 온도에의 이행시에, 이들의 소정 온도보다 더 높은 이행 촉진용 온도에서 가열을 행함으로써, 이행 시간을 단축하여 1사이클 시간을 소정 사이클 시간내로 들게하기 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, 1사이클에서, 합계가, 예를 들면, 수초에서 수십초, PCR법 전체로서의 처리시간은, 예를 들면, 약 수분에서 수십분 정도이다. 아울러, 이행 시간도 소정 시간에 포함된다.
「연계부」는, 상기 반응용기와 직접적 또는 밀폐덮개 등을 통하여 간접적으로 해제 가능하게 연계 가능한 부재이다. 상기 연계부에는 상기 반응용기내와 광학적으로 접속하여 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 도광 가능한 도광부의 선단이 설치되어 있다. 여기서, 「반응용기와의 연계」란, 반응용기의 개구부, 외벽, 외부 바닥부 또는 장착된 밀폐덮개나 슬리브 등에 근접 또는 연결하는 것으로서, 「근접」은 접촉하지 않고 도광부와의 사이의 광학적 접속이 가능할 정도로 접근하는 것이고, 「연결」에는, 접촉, 밀접, 밀착, 끼워 맞춤, 장착을 포함하여, 도광부와의 사이의 광학적 접속이 가능하도록 적어도 접촉하는 것이다. 이 연계에 의해서, 연계부에 설치된 도광부와 반응용기내가 광학적으로 접속하기 때문이다. 연계부로서는, 예를 들면, 상기 도광용 가대의 판 형상 부분으로서, 도광부의 선단은, 그 판 형상 부분에 천공 형성된 구멍, 광섬유 등의 투광성 부분 혹은 렌즈 등의 광학계 요소이다. 또는, 예를 들면, 상기 도광용 가대로부터 돌출하도록 형성된 원통 형상 등의 부재로서, 도광부의 선단은, 상기 원통 형상 등의 부재에 형성된 공동(空洞), 광섬유 등의 투광성 부분 혹은 렌즈 등의 광학계 요소이다. 가요성이 있는 도광부란, 예를 들면, 광섬유 또는 광섬유 다발이다. 형광을 측정하는 경우에는, 2 이상의 도광부를 갖고, 그 일부는 조사용, 그 외는 수광용으로서 이용한다. 아울러, 상기 반응용기의 개구부와 직접적으로 연계하는 경우에는, 미네랄 오일 등을 이용하여 반응용기내를 밀폐하는 경우로서, 이 경우에는 상기 연계부는 상기 반응용기를 직접적으로 밀폐 가능해지도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 개구부 이외에서 연계하는 경우에는, 상기 반응용기 또는 그 연계 부분은 투광성을 가질 필요가 있다.
「소정 경로」란, 상기 측정단과 상기 접속단 배열체가 상대적으로 이동함으로써, 상기 측정단이 그것을 따라 배열된 전체 접속단을 주사 가능한 평면 또는 곡면상의 경로로서, 전체 접속단을 연결하는 경로가, 1중 또는 다중으로 교차하지 않는 선분(線分)(지그재그선, 폐직선(閉直線)도 포함한다), 곡선(나선, 폐곡선도 포함한다), 또는 이들의 조합 등을 따른 경로이다. 바람직하게는, 1중 또는 다중의 각 경로는, 연속적이고, 뾰족한 점이나 각이 없는 똑바른 선분이나, 측정단이 따라갈 수 있는 곡률을 갖는 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(分岐) 또는 합류하거나, 또는 복수의 도광부로 이루어지는 도광부 다발을 분기하거나 또는 합류시키는 것이 가능하다.
상기 소정 경로는, 측정기의 측정단의 개수, 형상, 배치, 또는 사이즈에 기초하여, 원활한 주사(走査)가 가능하도록 정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 접속단의 측정단에 대한 이동에 있어서, 급격한 방향 전환, 예를 들면, 진행 방향에 대해, 둔각적, 직각적인 방향에의 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 비슷한 배열, 또는 배열 패턴이 다른 경우, 예를 들면, 원형 형상, 그 외의 폐곡선 형상, 일렬 형상 혹은 더 적은 열 수 또는 행 수를 갖는 행렬 형상의 경우가 있다. 배열된 접속단을 모두 통과하도록 상기 소정 경로가 정해진다.
또한, 상기 접속단의 배열은, 상기 연계부의 배열에 대해서 집적화되어 있는 것이 바람직하다. 「집적화」는, 상기 소정 경로(또는 상기 접속단의 배열 패턴)가, 상기 도광용 가대의 연계부의 배열 패턴을 둘러싸는 영역 면적 또는 인접하는 연계부간의 간격보다 작은 영역 면적 또는 작은 간격으로서, 전체 주사 거리가 짧아짐에 의해서 행함이 바람직하다. 이에 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 주사가, 안정적 수광 가능 시간내에 측정해야 할 전체 반응용기로부터의 수광을 완료할 수 있는 정도인 것이 바람직하다. 여기서, 「안정적 수광 가능 시간」이란, 반응용기내의 수광 가능한 광학적 상태가 안정적으로 유지되는 시간으로서, 예를 들면, 리얼타임 PCR의 인터칼레이션법이나 LUX법 또는 하이브리디제이션법의 TaqMan 프로브의 경우에는, PCR의 각 사이클의 신장 반응이 행하여지는 시간이 이것에 상당한다. 아울러, 하이브리디제이션법으로 FRET 프로브를 이용하는 경우는 어닐링이 행하여지는 시간이 이에 상당한다.
이에 의해서, 안정적 수광 가능 시간이 짧은 발광체 등에 대해서도 적용할 수 있으므로 범용성이 높다.
1사이클에 걸리는 시간이 예를 들면, 수십초에서 수분이라고 하면, 이 안정적 수광 가능 시간은, 예를 들면, 수초에서 십초 정도로 된다. 다만, PCR 반응의 초기의 사이클에서는 형광 검출량은 검출 한계 이하이며, PCR 반응의 후기의 사이클은 플라토(plateau) 상태로 되어 엄밀한 의미로 정량성을 확보하기 위해서는, 지수함수적인 PCR 증폭을 관찰할 수 있는 증폭 곡선의 범위내라고 하는 것이 된다. 본 발명은, 안정적 수광 가능 시간이, 측정단의 반응용기간의 이동 시간에 이용할 수 있는 것을 이용하여, 각 반응용기로부터의 빛의 수광에 필요한 상대적인 이동을 이 안정적 수광 가능 시간내에 행함으로써, 복수의 반응용기로부터의 수광을, 복잡한 광학계 요소를 이용하지 않고, 또한 장치 규모를 확대하지 않고 반응용기수와 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 차례로 광학적으로 접속한다」란, 상기 접속단과 상기 측정단이, 지근거리에서 서로 마주함으로써 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 갖는 형광의 수광, 그것을 위한 필터를 갖는다. 이들을 광섬유를 이용하여 도광하는 것이 바람직하다.
「측정단」은, 상기 측정기에 설치된 수광해야 할 빛의 입사구를 적어도 갖고, 형광의 측정의 경우에는 조사해야 할 빛의 출사구를 갖는다. 이들은, 다른 측정단으로서 설치할 수 있다. 아울러 상기 입사구 또는 출사구는, 내부에 설치한 광전 소자로 이루어지는 수광부 또는 조사원과 광학적으로 접속한다. 그때, 각각 수광용의 도광부 또는 조사용의 도광부를 통하여 접속할 수 있다. 또한, 상기 접속단 배열체, 측정단, 측정기는, 가열 제어나 온도 제어가 행하여지는 반응용기나 장착용 가대(架臺)와, 직접적으로 접촉하거나 근접하지 않는 떨어진 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 반응용기용 광측정 장치에는, 그 외, 명시하지 않지만 「측정 제어부」를 갖고, 「측정 제어부」는, 상기 측정기 및 도광 전환 기구를 제어하여, 상기 반응용기용 광측정 장치에 내장한 컴퓨터(CPU) 및 그 컴퓨터를 구동하는 프로그램으로 이루어지고, 예를 들면, DA변환기를 통해 신호를 상기 이동기구를 구동하는 핵제어부에 보냄에 의해서 측정 제어가 행하여지게 된다.
제 2 발명은, 상기 측정기에 의한 수광시에는, 적어도 상기 측정단을 제외한 측정기 본체는 상기 반응용기 및 그것에 연계된 연계부를 갖는 상기 도광용 가대에 대해서 움직이지 않게 설치되어 있는 반응용기용 광측정 장치이다.
따라서, 상기 접속단 배열체가 상기 측정단에 대해 이동하거나, 또는 측정단이 상기 접속단 배열체에 대해서 이동하는 경우가 있고, 상기 측정기 본체는 상기 반응용기에 상기 도광용 가대가 연계할 때까지는, 상기 반응용기 또는 상기 도광용 가대에 대해서 이동 가능하게 설치되어 있어도 좋다. 전자의 경우는, 예를 들면, 측정기 본체가 상기 도광용 가대와 연동하는 경우 또는 일부 방향의 이동에 연동하는 경우이고, 후자의 경우는, 측정기 본체가 상기 반응용기와 연동하거나, 또는 반응용기와 함께 스테이지에 고정되어 있는 경우이다. 아울러, 측정단에는, 만약 존재하는 경우에는 측정기 본체의 밖에 있는, 측정단까지의 도광부도 포함한다.
제 3 발명은, 상기 연계부가 2 이상의 상기 반응용기와 일제히 직접적 또는 간접적으로 연계되도록 상기 도광용 가대를 상기 용기군에 대해서 상대적으로 이동하는 가대 이동기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
상기 가대 이동기구는 상기 도광용 가대를 상기 용기군에 대해서 상하 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 하는 경우에는, 상기 반응용기의 개구부를 피복하도록 장착된 밀폐덮개를 누르거나 또는 흔들 수 있다. 즉, 상기 측정 제어부는, 상기 반응용기의 개구부를 피복하도록 밀폐덮개를 통하여 상기 연계부와 간접적으로 연계된 후, 상기 밀폐덮개를 누르거나 또는 흔들도록 제어하는 것이 바람직하다. 누름에 의해서, 반응용기의 밀폐를 확실히 할 수 있는 동시에, 흔듦에 의해서, 반응용기의 개구부와 밀폐덮개과의 사이의 밀폐 상태를 신속하고 용이하게 해제하여 개방할 수 있다. 따라서, 높은 처리 효율 및 신뢰성을 얻을 수 있다.
아울러, 연계부가 상기 반응용기의 개구부와 직접적 또는 간접적으로 끼워 맞춤 등의 연결에 의해서가 아니라, 반응용기에 근접함으로써 반응용기와 연계하는 경우에는, 상하 방향의 상대적인 이동을 행하지 않고 수평 방향의 이동에 의해서, 연계부와 반응용기와의 사이의 연계와 그 해제를 차례로 원활히 반복할 수 있다.
또한, 상기 도광용 가대에 설치된 2 이상의 연계부는, 2 이상의 반응용기와 직접적 또는 간접적으로 일제히 연계 가능한 상태로 상기 도광용 가대에 대해서 수평 방향으로 이동 가능한 연계부 배열체에 배열되어, 상기 연계부 배열체를 상기 도광용 가대에 대해서 이동함에 의해, 상기 도광용 가대를 이동하지 않고 상기 연계부 배열체에 의해 일제히 연계 가능한 반응용기수보다 많은 반응용기와 연계 가능하게 하는 반응용기용 광측정 장치를 제공할 수 있다. 이 경우에는, 각 연계부와 반응용기와의 연계를, 각 연계부가 삽입 가능하고 그 연계부 배열체가 이동 가능한 수평 방향으로 연장되는 동시에 상기 도광용 가대에 상기 연계부마다 형성한 2 이상의 홈내 또는 서로 격벽으로 구분된 2 이상의 영역 등의 서로 차폐된 차폐 영역내에서 행함이 바람직하다. 이에 의해서, 다른 반응용기로부터의 빛의 혼입을 확실히 방지할 수 있다.
이 경우에는, 상기 연계부는, 상기 도광용 가대의 상하 방향의 이동에 의하지 않고, 수평 방향으로 이동하는 것만으로 용이하고 고속으로 반응용기와 연계시킬 수 있다. 따라서, 연계부 배열체의 수평 방향의 이동을 포함하여 상기 안정적 수광 가능 시간내에 행할 수 있도록 연계부 배열체의 속도를 설정함에 의해, 더 한층 다수의 반응용기에 대해서, 1조(組)의 측정기에 의해서, 거의 병행해서 수광 및 측정을 행할 수 있다.
제 4 발명은, 상기 측정기는, 상기 각 접속단과 광학적으로 접속 가능한 1 또는 2 이상의 측정단을 갖고 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 수광 가능한 복수 종류의 특정 파장 측정기와, 상기 소정 경로를 따라서 상기 각 접속단과 광학적으로 접속 가능하도록 복수의 상기 각 측정단을 정렬시키는 측정단 정렬부를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
여기서, 형광을 측정하는 경우에는, 상기 측정기 또는 각 특정 파장 측정기에는, 대응하는 여기광을 조사하는 여기광의 조사원과, 수광부를 갖는다. 상기 측정단에는, 상기 조사원과 접속하는 조사구(照射口), 수광부와 접속하는 수광구를 동일한 측정단 또는 별개의 측정단으로서 설치한다. 측정단에는, 예를 들면, 공동, 렌즈 등의 광학계 요소, 광섬유 등의 도광부가 설치되게 된다.
「정렬」은, 일체적 또는 연쇄적으로 행하여진다. 「일체적」이란, 상기 측정단 사이가 자유도 없이 서로 고정되도록 배열되는 것. 「연쇄적」이란, 상기 측정단 사이가 사슬과 같이 어느 정도의 자유도를 갖고 배열되는 것이다. 「정렬」은, 상기 소정 경로의 주사 방향 또는 주사 방향으로 수직인 방향을 따라서 각 측정단이 배열되는 경우가 있다. 후자의 경우에는, 소정 경로로서는, 복수의 경로가 병렬적으로 배열되게 된다.
본 발명에 의하면, 복수 종류의 발광 물질, 정색(呈色) 물질, 변색 물질 또는 변광(變光) 물질을 이용함으로써, 복수 종류의 증폭 대상을 1의 반응용기로, 동일 조건으로 병행하게 증폭처리함으로써, 복수 종류의 증폭 대상에 대해서, 복수 종류의 발광 물질 등으로 표지화한 프라이머를 이용하는 것 등에 의해서 다중 PCR 증폭이나 다중 리얼타임 PCR을 행함이 가능하다.
「특정 파장 또는 특정 파장대의 빛」이기 때문에, 예를 들면, 가시광선에서 말하자면, 적색, 황색, 녹색, 청색, 보라색 등의 파장의 범위이다.
제 5 발명은, 상기 용기군에는, 1 또는 2 이상의 상기 반응용기의 개구부에 장착되어 상기 반응용기를 밀폐하는 투광성을 갖는 밀폐덮개를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
여기서, 「밀폐덮개」에는, 판 형상 또는 블록 형상의 비가요성인 것 외, 유연성이 있는 필름 형상 또는 막 형상의 것도 포함된다. 상기 「장착」에는, 끼워 맞춤, 나사결합, 마찰, 흡착, 부착, 접착 등이 포함된다. 이 경우, 탈착 가능하게 장착하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도광용 가대의 각 연계부를 각 반응용기의 개구부에서 연계시킨 경우에는, 상기 반응용기의 개구부를 피복하는 밀폐덮개에 대해서, 상기 연계부 또는 노즐을 누르거나 또는 흔들기 가능하게 하는 것이 바람직하다.
상기 연계부는 상기 도광용 가대의 하방으로 돌출하도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 연계부는, 예를 들면, 막대 형상, 통 형상, 추 형상 등의 형상을 갖고, 상기 부재의 하단부가 상기 밀폐덮개과 접촉 가능한 것이 바람직하다.
상기 밀폐덮개는, 1개로 1 또는 2 이상의 반응용기의 개구부를 피복한다. 밀폐덮개는, 예를 들면, 후술하는 노즐에 장착시켜 이동하고, 칩 탈착기구를 이용하여 반응용기의 개구부를 피복시키게 된다. 그러기 위해서는, 밀폐덮개의 상측에는, 1 또는 2 이상의 상기 노즐에 장착 가능한 1 또는 2 이상의 장착용의 오목부(indentation)가 형성되게 된다. 1 또는 2 이상의 상기 연계부는, 상기 도광용 가대의 상하 방향의 이동에 의해서 이 오목부(연계용의 오목부이기도 하다) 내에 삽입되어 반응용기와 연계시킬 수 있다.
밀폐덮개를 노즐에 의해 이동하지 않고, 전용의 밀폐덮개 반송 기구를 설치할 수도 있다. 상기 밀폐덮개 반송 기구로서 상기 반응용기용 광측정 장치는, 예를 들면, 상기 용기군에 대해서 이동 가능한 반송체와, 각 반응용기의 개구부를 피복하는 피복판, 및 빛이 투과 가능한 상기 피복판의 중앙부를 제외한 부분에서 하측으로 돌출하여 상기 반응용기에 상기 피복판을 장착 가능한 장착부를 갖는 밀폐덮개에 대해서, 상기 장착부가 상기 반응용기에 장착 가능한 상태로 하측에 노출되도록 상기 피복판을 파지하고, 상기 반응용기의 배열에 따라 상기 반송체에 배열된 1 또는 2 이상의 파지부를 갖는 밀폐덮개 반송체를 갖는 것이다. 또한, 밀폐덮개 반송체는, 상기 도광용 가대와 연동시키도록 하면, 장치 구조를 간소화하여, 장치 규모의 확대를 막을 수 있다.
이 경우에는, 밀폐덮개의 상측에는, 노즐 장착용 등의 오목부를 형성할 필요가 없기 때문에, 상기 연계부는, 상기 도광용 가대의 상하 방향의 이동에 의하지 않고, 밀폐개상에서 반응용기의 개구부 사이를 수평 방향으로 이동하는 것만으로 용이하게 연계시킬 수 있다. 이 경우, 연계부의 수평 방향의 이동을 상기 안정적 수광 가능시간내에 행할 수 있으면, 더 한층 다수의 반응용기에 대해서, 거의 병행해서 수광 및 측정이 가능해진다.
제 6 발명은 상기 도광용 가대에는, 상기 밀폐덮개를 가열 가능한 가열부를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
예를 들면, 상기 측정 제어부는, 상기 연계부에 상기 밀폐덮개를 일제히 장착한 후에, 상기 광학적 연계부가 2 이상의 반응용기와 일제히 간접적으로 연계되도록 상기 가대 이동기구를 제어한 후, 상기 밀폐덮개를 가열하도록 상기 가열부를 제어한다. 「가열부」는, 예를 들면, 가하는 전류의 크기에 의해서 또는 온·오프 제어에 기초하여 설정되는 온도에서의 가열 기능을 갖는다.
여기서, 상기 가열부에 의한 밀폐덮개의 가열은, 상기 밀폐덮개가 밀폐된 상기 반응용기의 온도 제어시의 결로방지를 위해서 행한다.
제 7 발명은, 상기 반응용기의 하측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치된 온도원을 갖는 온도 제어기와, 상기 반응용기의 상기 하측벽 부분보다 상측에 위치한 상기 반응용기의 상측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치되고, 상기 상측벽 부분을 가열 가능한 가열원을 갖는 가열부를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
여기서, 「하측벽 부분」은, 반응용기의 전체 용량의 일부(예를 들면, 1%부터 90%)의 미리 정한 소정액량이 수용 가능한 용량 부분을 둘러싸고 바닥부를 포함한 벽부분 또는 그 일부이다. 상기 하측벽 부분은, 예를 들면, 상기 규정액량의 액체를 수용 가능한 부분의 벽부분이다. 예를 들면, 상기 연계부와 연계하는 넓은 입구관부 및 좁은 입구관부로 이루어지는 반응용기의 경우에는, 좁은 입구관부에 설치된다. 「상측벽 부분」은, 반응용기의 전체 용량중, 상기 규정액량이 수용된 하측 용기 부분의 나머지의 용량을 둘러싸는 용기 부분 또는 그 일부이다. 「상측벽 부분」은, 통상, 상기 하측벽 부분과 간격을 둔 반응용기의 상측에 설치되는 것이 바람직하다. 상측벽 부분은, 하측벽 부분보다 개구부, 밀폐덮개, 또는 연계부에 근접하게 된다. 예를 들면, 상기 넓은 입구관부 및 상기 좁은 입구관부로 이루어지는 용기의 경우에서, 연계부가 넓은 입구관부와 끼워 맞춰짐으로써 연계되는 경우에는, 넓은 입구관부의 벽부분에 상측벽 부분이 설치된다. 상측벽 부분은, 예를 들면, 상기 용기벽의 둘레를 따른 띠 형상에 상당하는 부분이다.
상기 측정 제어부는, 상기 연계부가 반응용기와 일제히 직접적 또는 간접적으로 연계되도록 가대 이동기구를 제어한 후에, 상기 연계부의 직접적 또는 간접적인 결로를 방지하도록 상기 가열부를 제어한다. 「간접적인 연계」란, 밀폐덮개, 반응용기 외벽 등을 통하여 상기 연계부가 반응용기와 연계하는 경우이다. 「가열부의 제어」는, 결로방지를 위해서 「온도 제어」에 따라서 행하여진다. 예를 들면, 가열 온도는, 온도 제어로 설정된 각 소정 온도보다, 몇도(결로방지에 필요한 수증기의 노점(露點)을 넘는 온도)부터 수십℃(반응용기의 소재의 융점보다는 충분히 낮은 온도), 예를 들면, 1℃에서 60℃, 바람직하게는, 약 5℃ 정도 높게 설정하도록 제어한다. 예를 들면, 증폭이 PCR의 경우에는, 94℃로부터 몇도 높은 온도, 예를 들면, 100℃에서 가열하고, 아이소서멀의 경우에는, 소정 온도가 약 55℃의 경우에는, 예를 들면, 그것보다 몇도 높은 온도, 예를 들면, 60℃에서 70℃ 정도로 가열된다.
가열부가, 직접, 연계부 또는 밀폐부가 아니라 반응용기에 대해서 가열을 행함에 의해, 연계부에 설치된 광학계 요소, 또는 연계부에 가까운 측정단에의 열적인 영향을 경감 또는 제거하고, 프리즘, 광섬유, 요철 렌즈, 볼 렌즈, 비구면 렌즈, 드럼 렌즈, 굴절률 분포형의 로드 렌즈 등의 각종 렌즈, 미러, 도파관(道波管) 등의 광학계 요소의 열화를 방지하고, 또한, 광학계 요소를 통해 얻을 수 있는 화상의 신뢰성을 높일 수 있다. 연계부에 상기 광학계 요소인, 볼 렌즈, 비구면 렌즈 등의 각종 렌즈를 이용함으로써, 상기 반응용기내에서 발생하여 개구부 방향으로 출사되는 빛을 확실히 집광(集光)하여 광섬유 등의 도광부에 입사하여 도광할 수 있다.
여기서, 반응용기와, 상기 반응용기의 상기 하측벽 부분과 접촉 또는 근접해서 설치된 온도원을 갖고 상기 반응용기내의 온도 제어를 행하는 온도 제어기와, 상기 상측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치되어, 상기 상측벽 부분을 가열 가능한 가열원을 갖는 가열부는, 반응용기 제어 시스템을 구성한다.
그 경우, 상기 반응용기는, 넓은 입구관부와, 상기 넓은 입구관부의 하측에 설치되어 상기 넓은 입구관부와 연이어 통하여 상기 넓은 입구관부보다 가늘게 형성된 좁은 입구관부로 이루어지고, 상기 넓은 입구관부는 상기 연계부의 선단이 끼워 맞춤 가능한 것으로서, 상기 좁은 입구관부에는 액체가 수용 가능하ㅁ, 상기 하측벽 부분은 상기 좁은 입구관부에, 상기 상측벽 부분은 상기 넓은 입구관부에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가열부에 의해 가열되는 반응용기의 상측벽 부분 혹은 그것과 접촉하는 밀폐덮개과, 상기 연계부와의 사이의 접촉면은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 이에 의해, 가열부에 의한 연계부의 광학계 요소에의 영향을 경감하거나 또는 제거할 수 있다.
제 8 발명은, 상기 도광용 가대는, 기체(氣體)의 흡인 및 토출을 행하는 흡인 토출기구 및 상기 흡인 토출기구에 의해서 액체의 흡인 및 토출이 가능한 분주 칩을 탈착 가능하게 장착하는 1 또는 2 이상의 노즐을 갖는 노즐헤드에 설치되고, 상기 노즐헤드를 상기 용기군과의 사이에서 상대적으로 이동 가능하게 하는 노즐헤드 이동기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
이 경우, 상기 노즐에 장착한 상기 분주 칩 또는 상기 용기군에 설치된 액수용부의 내부에 자장을 작용하게 하고 또한 제거하는 것이 가능하며 상기 분주 칩 또는 상기 액수용부의 내벽에 상기 자성 입자를 흡착 가능한 자력부(磁力部)를 더 설치하는 동시에, 상기 흡인 토출기구, 상기 이동기구, 및 상기 자력부를 제어하여, 상기 반응 용액으로서, 상기 검체로부터 상기 증폭 대상의 용액을 분리 추출하여 액수용부내에 상기 증폭용 용액의 일부로서 수용하는 추출 제어부를 설치하는 것이 바람직하다.
여기서, 「분리 추출용 용액」으로서는, 검체에 함유하는 세포벽 등을 형성하는 단백질을 분해 또는 용해하여 핵산 또는 그 단편을 세균이나 세포 밖으로 유출시키는 용해액, 상기 자성 입자에의 핵산 또는 그 단편의 포획을 용이화하는 버퍼액, 또한 상기 자성 입자에 포획한 핵산 또는 핵산의 단편을 상기 자성 입자로부터 해리(解離)시키는 해리액 등이 있다. 상기 핵산 또는 그 단편의 분리를 행하기 위해서는, 상기 혼합 용액의 흡인 토출을 반복하는 것이 바람직하다.
「분주 칩」은, 예를 들면, 태경부(太徑部)와, 세경부(細徑部)와, 상기 태경부와 상기 세경부를 연이어 통하는 이행부(移行部)로 이루어지고, 상기 태경부에는, 상기 노즐의 하단이 삽입되어 상기 노즐에 장착되는 장착용 개구부를 갖고, 상기 세경부에는, 상기 흡인 토출기구에 의한 기체의 흡인 토출에 의해서 액체가 유입 및 유출 가능한 선단 입구부를 갖는다. 분주 칩 및 노즐은, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 등의 유기물, 유리, 세라믹스, 스테인리스 스틸 등의 금속, 금속 화합물, 반도체 등의 무기물에 의해서 제조된다.
「흡인 토출기구」는, 예를 들면, 실린더와, 상기 실린더내를 슬라이딩하는 피스톤과, 상기 피스톤과 연결된 너트부와, 상기 너트부가 나사 결합하는 볼 나사와, 상기 볼 나사를 정역 양방향으로 회전 구동하는 모터에 의해서 형성한다.
아울러, 2 이상의 노즐을 이용하는 경우에는, 각 노즐에 대응하도록 2 이상의 상기 용기군이, 1의 상기 노즐이 진입하고 다른 노즐이 진입하지 않는 각 노즐에 대응한 2 이상의 전용영역내에 각각 배열됨에 의해서, 각 전용영역을, 다른 검체마다 설정함으로써, 검체 사이의 크로스 콘터미네이션을 확실히 방지할 수 있다.
상기 가대 이동기구는, 상기 노즐헤드 이동기구를, 적어도 일부 이용한다. 노즐 자체를 Z축방향으로 이동하는 노즐 이동기구도, 상기 노즐헤드 이동기구를, 적어도 일부 이용하고, 가대 이동기구와 노즐 이동기구는, Z축방향의 이동에 대해서는 독립하여 이동 가능하게 하는 것이 바람직하다.
제 9 발명은, 상기 노즐은, 밀폐덮개를 장착하여 유지 가능하고, 상기 밀폐덮개를 탈착함에 의해 상기 밀폐덮개를 상기 반응용기의 개구부에 장착 가능한 반응용기용 광측정 장치이다. 상기 밀폐덮개의 탈착은, 노즐에 장착한 분주 칩을 노즐로부터 탈착하는 칩 탈착기구로 겸용할 수 있다. 이 경우, 「밀폐덮개」에는, 반응용기의 개구부에 장착 가능한 밀폐부와, 노즐에 장착 가능한 연계용의 오목부를 갖게 된다. 또한, 밀폐덮개에 장착함으로써 연계부가 간접적으로 반응용기와 연계하는 경우로서, 노즐의 외경과 연계부의 외경이 다른 경우에는, 상기 밀폐덮개의 상기 연계용의 오목부는, 노즐 대신에 연계부의 선단과 끼워 맞춤, 장착하여, 연계부가 밀폐덮개를 유지 가능하게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 밀폐덮개의 연계부로부터의 탈착은, 전용의 밀폐덮개 탈착기구를 설치하는 것이 바람직하다.
제 10 발명은, 상기 각 연계부에 복수개의 도광부로 이루어지는 도광부 다발의 선단이 설치되고, 상기 도광부 다발의 일부의 도광부 다발의 후단은 상기 접속단 배열체의 제 1 접속단에 설치되고, 상기 도광부 다발의 나머지의 일부 또는 전부는, 상기 접속단 배열체의 제 2 접속단에 설치되고, 상기 소정 경로는, 제 1 경로와 제 2 경로로 이루어지고, 상기 접속단 배열체의 이동에 의해서, 상기 측정기에 설치된 제 1 측정단은 상기 제 1 접속단으로 이루어지는 제 1 경로를 따라서, 제 2 측정단은, 상기 제 2 접속단으로 이루어지는 제 2 경로를 따라서 각각 상대적으로 이동하는 반응용기용 광측정 장치이다.
제 11 발명은, 상기 제 1 측정단은, 상기 측정기의 조사원과 광학적으로 접속하고, 상기 제 2 측정단은, 상기 측정기의 수광부와 접속하며, 상기 제 1 접속단에 대응하는 선단과 상기 제 2 접속단에 대응하는 선단이 혼재되도록 배열되고, 상기 제 1 측정단은, 상기 제 1 접속단과 접속 가능하고, 상기 제 2 측정단은, 상기 제 2 접속단과 접속 가능한 반응용기용 광측정 장치이다.
여기서, 「선단의 혼재」는, 2종류 이상의 도광부의 선단이 균질화되도록 서로 섞이도록 배치하는 것이 바람직하다.
제 12 발명은, 상기 용기군은, 1 또는 2 이상의 상기 노즐로 이루어지는 1조의 노즐이 진입하고 다른 조의 노즐이 진입하지 않는 각 조의 노즐에 대응한 2 이상의 각 전용영역으로 이루어지며, 각 전용영역에는, 적어도 1의 상기 반응용기, 상기 반응에 이용하는 반응 용액을 수용하는 1 또는 2 이상의 액수용부, 상기 노즐을 이용하여 상기 반응용기에까지 운반 가능한 것으로서 상기 반응용기에 수용한 상기 반응 용액을 밀폐 가능한 밀폐덮개를 적어도 갖고, 상기 도광용 가대의 각 연계부는, 상기 각 전용영역에 1 또는 2 이상의 연계부로 이루어지는 1조의 연계부가 진입하고 다른 조의 연계부가 진입하지 않도록 대응지어지도록 상기 도광용 가대는 상기 전체 전용영역에 걸쳐서 연장하여 설치되어 있는 반응용기용 광측정 장치이다.
「1조의 상기 노즐이 진입하고 다른 조의 노즐이 진입하지 않는」 또는 「1조의 연계부가 진입하고 다른 조의 연계부가 진입하지 않도록」 하기 위해서는, 예를 들면, 상기 각 전용영역에 1조의 상기 노즐이 진입하고 다른 조의 노즐이 진입하지 않게 상기 노즐헤드 이동기구를 제어하여, 상기 각 전용영역에 1조의 상기 연계부가 진입하고 다른 조의 연계부가 진입하지 않도록 제어하는 전용영역 제어부를 설치함으로써 행한다.
제 13 발명은, 상기 각 전용영역을 횡단하도록 이동 가능한 것으로서, 각 전용영역에 침입 가능한 1 또는 2 이상의 노즐로 이루어지는 1조의 횡단 가능 노즐을 더 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
제 14 발명은, 상기 각 전용영역에는, 검체를 식별하거나 또는 관리하는 검체 정보 및 검사 내용을 나타내는 검사 정보가 가시적으로 표시되고, 상기 검체 정보 및 상기 검사 정보를 포함한 상기 각 전용영역에 표시된 내용을 촬영하여 화상 데이터를 얻는 디지털·카메라가 상기 횡단 가능 노즐에 설치된 반응용기용 광측정 장치이다.
여기서, 「검체 정보」란, 검체를 식별하거나 또는 관리하는데 필요한 정보로서, 검체를 식별하는 정보로서는, 예를 들면, 검체가 채취된 환자, 동물, 식재, 토양, 오수 등의 검체의 속성, 예를 들면, 환자의 이름, 연령, 성별, ID번호, 식재의 판매장소, 토양의 채취장소, 채취일시 등, 또는 채취한 검체의 물성, 예를 들면, 환자의 혈액, 소변, 대변, 체액, 세포 등의 종별, 식재의 종별, 토양의 종별, 오수의 종별 등이다. 검체를 관리하는 정보로서는, 예를 들면, 그 검체의 채취자, 채취일자, 그 검체에 대한 검사의 담당자, 그 검체에 대한 검사의 일자 등이다.
「검사 정보」란, 검체에 대해서 행하여지는 검사의 내용을 나타내는 정보로서, 예를 들면, 검사 항목, 예를 들면, 각종 유전자 정보(예를 들면 SNPs, 염기 배열 결정), 유전자 진단, 혹은 그 외의 각종 단백 정보, 또는 검사에서 사용하는 시약의 종류, 시약의 제조로트 번호, 시약의 검량 곡선, 혹은 검사용 용구의 종류, 구조, 담체 등에 고정되어 있는 생체 물질의 종류 등을 함유할 수 있다. 이들의 정보는, 수기의 경우, 인자(印字)된 경우, 바코드에 의한 경우 또는 QR(등록상표) 코드(matrices형 이차원 코드)에 의한 경우 등으로 표시된다. 화상 데이터는 해석되어, 그 코드 데이터에 대응하는 해석 데이터로 변환되어 출력된다.
제 15 발명은, 기체의 흡인 및 토출을 행하는 흡인 토출기구 및 상기 흡인 토출기구에 의해서 액체의 흡인 및 토출이 가능한 분주 칩을 탈착 가능하게 장착하는 1 또는 2 이상의 노즐이 설치된 노즐헤드와, 여러 가지의 반응에 이용하는 반응용 용액을 수용하는 1 또는 2 이상의 액수용부, 목적물질을 포획 가능한 자성 입자가 현탁된 자성 입자 현탁액을 수용하는 액수용부, 검체를 수용하는 액수용부, 목적물질의 분리 추출용 용액을 수용하는 1 또는 2 이상의 액수용부, 및 2 이상의 반응용기를 적어도 갖는 용기군과, 상기 노즐헤드와 상기 용기군과의 사이를 상대적으로 이동 가능하게 하는 노즐헤드 이동기구와, 상기 노즐에 장착된 각 분주 칩의 내벽에 상기 자성 입자를 흡착 가능한 자력부와, 상기 노즐헤드에 설치되어, 상기 각 반응용기와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 반응용기 내부와 광학적으로 접속하는 가요성이 있는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 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 갖는 접속단 배열체와, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 상기 각 접속단과 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속 가능한 1 또는 2 이상의 측정단을 갖고, 상기 접속단과 상기 측정단과의 광학적 접속에 의해서 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 수광 가능한 측정기와, 상기 접속단 배열체의 상기 소정 경로를 따라서 설치된 상기 각 접속단과 상기 각 측정단을 차례로 광학적으로 접속하도록 상대적으로 이동시키는 도광 전환 기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치이다.
여기서, 상기 「반응 용액」으로서는, 예를 들면, 핵산 증폭에 이용하는 증폭용 용액이며, 「목적물질」로서는, 증폭 대상인 핵산 또는 그 단편이다. 아울러, 상기 노즐로부터 상기 밀폐덮개 또는 분주 칩을 탈착하는 칩 탈착기구를 설치하는 것이 바람직하다. 아울러, 본 장치에, 상기 용기군에 필요한 검체, 시약, 세정액, 버퍼 등을 공급하는 분주기능을 갖는 검체 공급 장치를 상기 반응용기용 광측정 장치의 스테이지와는 다른 위치에 설치하여, 공급된 용기군이 조립해 넣어진 스테이지마다, 자동적으로 상기 반응용기용 광측정 장치의 상기 스테이지의 위치로 이동하여 교체 가능하게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 용기군에의 분주 처리나 공급 처리 등의 준비 공정을 포함해서 일관해서 처리할 수 있게 된다.
아울러, 제 2 발명 내지 제 13 발명에 대해 각각 본 발명과 조합하는 것이 가능하다.
제 16 발명은, 용기군에 배열된 2 이상의 반응용기에 대해서, 가요성이 있는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 도광용 가대를 이동하고, 상기 반응용기와 상기 연계부를 직접적 또는 간접적으로 일제히 연계하여, 연계한 상기 반응용기 내부와 상기 도광부를 광학적으로 접속하고, 상기 반응용기내에서 온도 제어를 행하여, 상기 반응용기로부터의 빛을, 상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 상기 도광부의 후단이 설치된 2 이상의 접속단을 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 배열면을 갖는 접속단 배열체로 안내해서, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 측정기에 설치된 1 또는 2 이상의 측정단과 상기 각 접속단을, 상기 접속단 배열체를 이동시킴으로써, 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속시켜서, 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 측정기가 수광하는 반응용기용 광측정 방법이다.
아울러, 제 2 발명 내지 제 13 발명에 대해 각각 본 발명과 조합하는 것이 가능하다.
제 17 발명은, 상기 측정기는 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 수광 가능한 특정 파장 측정기를 복수 종류 갖고, 각 특정 파장 측정기는 상기 각 접속단과 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속 가능한 적어도 1의 측정단을 갖고, 복수의 상기 각 측정단을 측정단 정렬부에 의해서 정렬시켜, 상기 각 측정단이 상기 경로를 따라서 상기 각 접속단과 차례로 광학적으로 접속하여, 각 특정 파장 측정기가 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 수광하는 반응용기용 광측정 방법이다.
제 18 발명은, 상기 용기군에 배열되어, 상기 반응용기의 개구부와 끼워 맞춤 가능한 투광성을 갖는 2 이상의 밀폐덮개를 반응용기에 일제히 장착시키고 나서, 상기 도광용 가대를 상기 반응용기의 각 밀폐덮개에 대해서, 이동시키는 반응용기용 광측정 방법이다.
제 19 발명은, 상기 반응용기의 개구부를 피복하는 밀폐덮개에 대해서 누르거나 또는 흔드는 반응용기용 광측정 방법이다.
제 20 발명은, 상기 도광용 가대를 통하여, 상기 반응용기를 밀폐하는 밀폐덮개를 가열하는 반응용기용 광측정 방법이다.
제 21 발명은, 상기 반응용기의 각 개구부와 상기 연계부를 직접적 또는 간접적으로 연계하고, 상기 반응용기내의 온도 제어를 행할 때, 상기 반응용기의 하측벽 부분과 접촉 또는 근접해서 설치된 온도원을 갖는 온도 제어기의 온도 제어에 따라서, 상기 하측벽 부분보다 상측에 위치한 상기 반응용기의 상측벽 부분을, 상기 상측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치된 가열부의 가열원에 의해서 가열하고, 상기 연계부의 직접적 또는 간접적인 결로를 방지하는 반응용기용 광측정 방법이다.
제 22 발명은, 노즐헤드에 설치한 기체의 흡인 및 토출을 행하는 각 노즐에 탈착 가능하게 분주 칩을 장착하고, 자력부, 상기 노즐헤드와 용기군과의 사이를 상대적으로 이동하는 노즐헤드 이동기구, 용기군에 수용된 목적물질을 포획 가능한 자성 입자가 현탁된 자성 입자 현탁액, 검체, 및 목적물질의 분리 추출용 용액을 이용하여 목적물질을 분리하고, 분리한 목적물질 및 반응에 이용하는 반응용 용액을 용기군에 설치된 복수의 반응용기에 도입하며, 상기 반응용기의 개구부에 대해서, 상기 노즐헤드에 설치되는 동시에 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 도광용 가대를 적어도 상기 노즐헤드 이동기구에 의해 이동하고, 상기 반응용기의 각 개구부와 상기 연계부를 직접적 또는 간접적으로 일제히 연계하여, 연계한 상기 반응용기 내부와 상기 도광부를 광학적으로 접속하고, 상기 반응용기내에서 온도 제어를 행하여, 상기 반응용기로부터의 빛을, 상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 상기 도광부의 후단이 설치된 2 이상의 접속단을 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 접속단 배열체로 안내하고, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 측정기에 설치된 1 또는 2 이상의 측정단과 상기 각 접속단을, 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속시켜서, 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 측정기가 수광하는 반응 측정용 광측정 방법이다.
아울러편, 제 2 발명 내지 제 14 발명에 대해서 각각 본 발명과 조합하는 것이 가능하다.
제 1 발명, 제 15 발명, 제 16 발명, 또는 제 22 발명에 의하면, 복수의 반응용기를 도광용 가대에 설치된 연계부에 의해 연계하여 반응용기내와 광학적으로 접속함에 의해 복수의 상기 반응용기와 도광용 가대 및 도광부를 통하여 접속단 배열체의 배열면의 접속단에까지 반응용기내의 광학적 상태를 전달하고, 접속단 배열체의 배열면상에서의 소정 경로를 따라서 배열된 접속단과 측정기의 측정단을 차례로 광학적으로 접속하도록 하고 있다. 따라서, 반응용기의 개구부에 대해서 직접적으로 측정단을 주사하는 경우와 비교하여, 측정단과 액면과의 사이에서의 빛의 산란에 의한 감쇠나 빛의 누설을 방지하는 동시에, 접속단의 배열을, 측정단과의 접속이 확실히, 신속하고 원활히 행하도록 다시 배열할 수 있으므로, 신뢰성이 높은 측정, 및 더 효율적이고 신속한 반응용기내의 광학적 상태의 측정을 행할 수 있다.
그러기 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 배열과 비교하여, 소정 경로의 직선화나 곡률 반경의 확대에 의한 측정단의 이동의 원활화에 의해 달성할 수 있다.
측정단과 접속단과의 사이의 배열면상의 상기 소정 경로를 따른 이동에 의해서 광학계의 전환을 행하므로, 광학계의 구조를 간단화할 수 있다. 또한, 접속단, 측정단, 및 측정기를 온도 제어나 가열 제어가 행하여지는 반응용기나 도광용 가대보다 멀리함에 의해 광학적 요소의 열적 영향을 배제하고 신뢰성이 높은 처리를 행할 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 1의 측정기로, 복수의 반응용기의 측정을 병행하여 행할 수 있으므로, 측정기의 개수를 삭감하고 장치 규모의 확대를 억제하여, 제조비용을 삭감할 수 있다. 또한, 미리 정한 소정 경로를 따라서 차례로 최단 거리로 측정단과 접속단 사이를 이동함으로써 측정 가능하므로, 이동기구만의 간단한 기구로 측정을 병행하여 행할 수 있게 된다.
반응용기의 개구부를 연계부에서 직접적 또는 간접적으로 연계함으로써 반응용기를 폐색하여 반응 및 측정을 행하는 경우에는, 크로스 콘터미네이션 및 빛의 혼입을 확실히 방지할 수 있는 신뢰성이 높은 자동 측정을 행할 수 있다.
제 2 발명에 의하면, 상기 접속단 배열체에 배열된 상기 각 접속단과 상기 각 측정단에 대한 이동시에는, 상기 측정기가 상기 반응용기 및 그것에 연계된 도광용 가대에 대해서 움직이지 않으므로, 측정시에, 측정기 본체에 내장된 광학계 요소나 전자계 요소에는, 이동에 수반하는 가속도 등에 의한 관성력의 부하가 걸리지 않고, 광학계 요소의 어긋남이나 전자계 요소의 파괴를 방지하여, 신뢰성이 높은 정밀한 측정을 행할 수 있다. 아울러, 측정 이외의 경우에는, 상기 측정기 본체는 반응용기 등에 대해서 이동 가능하므로, 측정기를 반응용기의 가까이에 운반하여 측정하는 것이 가능하다.
제 3 발명, 제 15 발명, 제 16 발명 또는 제 22 발명에 의하면, 도광용 가대를 이동시키는 가대 이동기구를 설치함에 의해, 상기 연계부를 사람 손을 통하지 않고 각 반응용기와 직접적 또는 간접적으로 일제히 연계할 수 있도록 하고 있으므로, 크로스 콘터미네이션을 방지하여, 처리를 효율적으로 행할 수 있다.
제 4 발명, 또는 제 17 발명에 의하면, 1의 반응용기내에서 복수 종류의 발광 물질, 정색 물질, 변색 물질 또는 변광 물질을 이용함으로써, 예를 들면, 복수 종류의 증폭 대상을 1의 반응용기로 동일 조건으로 병행하게 증폭 처리하는 경우에, 복수 종류의 증폭 대상에 대해서, 복수 종류의 발광 물질 등으로 표지화한 프라이머를 이용하는 것 등에 의해서 다중 PCR 증폭이나 다중 리얼타임 PCR을 행함이 가능하다. 그 때, 복수 종류의 발광 물질 등으로부터의 복수 종류의 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛의 수광의 전환을, 안정적 수광 가능 시간을 이용하여 복수의 반응용기간의 이동시에 이용하는 기구와 겸용함으로써, 특별한 광전환 기구를 별도 설치할 필요가 없고, 장치 기구를 간략화하여, 제조비용을 삭감할 수 있다. 또한, 각 특정 파장 측정기마다 단독의 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 수광하도록 하고 있으므로, 다른 특정 파장 또는 특정 파장대로부터의 영향을 받지 않고 고정밀도의 측정을 행할 수 있다. 또한, 각 특정 파장 측정기마다 모듈화되어 제거 추가를 행할 수 있으므로, 처리 목적에 따른 범용성이 높은 처리를 행할 수 있다.
제 5 발명, 또는 제 18 발명에 의하면, 용기군에 배열된 밀폐덮개를 연계부 또는 노즐에 장착함으로써 노즐헤드 등의 이동에 의해 상기 반응용기의 개구부에 장착하는 것이 가능하므로, 반응용기내의 수용물이 상기 가대의 연계부에 직접 접촉하는 일이 없기 때문에, 크로스 콘터미네이션을 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 밀폐덮개를 반응용기에 장착하기 위한 전용의 기구를 설치할 필요가 없기 때문에, 장치 규모를 확대하지 않고, 제조비용을 삭감하게 된다.
제 3 발명 또는 제 19 발명에 의하면, 상기 반응용기의 개구부를 피복하는 밀폐덮개를 누르도록 제어함에 의해, 반응용기의 밀폐를 확실히 할 수 있다. 또한, 밀폐덮개를 흔듦에 의해서, 반응용기의 개구부와 밀폐덮개과의 사이의 밀폐 상태를 신속하고 용이하게 해제하여 개방할 수 있다. 따라서, 높은 처리 효율 및 신뢰성을 얻을 수 있다.
제 6 발명 또는 제 20 발명에 의하면, 상기 밀폐덮개를 가열하도록 제어함에 의해, 상기 밀폐덮개가 밀폐된 상기 반응용기의 온도 제어시의 결로를 방지하여, 투광성이 있는 밀폐덮개를 통한 측정을 확실하고 높은 정밀도로 행할 수 있다.
제 7 발명 또는 제 21 발명에 의하면, 반응용기의 하측벽 부분의 온도 제어에 따라서, 반응용기의 상측벽 부분의 가열을 행함에 의해, 연계부의 직접적 또는 간접적인 결로를 방지할 수 있다. 이 경우, 연계부나 밀폐덮개를 직접적으로 가열하는 것이 아니라, 반응용기의 상측벽 부분에서, 가열을 행하도록 하고 있으므로, 연계부에 설치된 광학계 요소에의 직접적인 가열의 영향을 경감 혹은 제거할 수 있다. 이에 의해서 광학계 요소의 열화나 변질에 의한 화상의 변형 등을 경감 혹은 제거하는 동시에, 연계부에 여러 가지의 광학계 요소를 설치할 수 있으므로, 정밀하고 범용성이 높은 측정을 행할 수 있다. 또한, 용기의 바로 위에 가열부를 설치할 필요가 없고, 용기 바로 위의 구조, 따라서, 장치 전체의 구조가 간단화되고, 또한 광학계 요소를 갖는 연계부를 용기에 한층 접근시켜 광학적 측정을 확실히 행할 수 있다. 아울러, 하측벽 부분에 대해서는, 상측벽 부분의 가열에 따라서, 냉각이 가능한 펠티어 소자 등을 이용하여 설정한 각 소정 온도로 유도하도록 온도 제어하여 신뢰성이 높은 측정을 행할 수 있다.
제 8 발명, 제 12 발명, 제 15 발명에 의하면, 상기 도광용 가대를, 노즐이 설치된 노즐헤드에 조립해 넣음으로써, 측정기의 반응용기간의 이동기구(적어도 X축 및 Y축방향)를 별도 설치하지 않고, 노즐의 이동기구와 겸용할 수 있으므로, 장치 규모의 확대를 방지할 수 있다. 또한, 측정 대상이 되는 반응용기내에 수용해야 할 검체 용액, 시약 용액이나 반응 용액의 반응용기로의 이송이나 조제(調製)를 노즐의 기능을 이용하여 행할 수 있으므로, 측정 대상의 처리로부터 측정까지를 일관해서 효율적이고 또한 신속히 행할 수 있다.
제 9 발명에 의하면, 밀폐덮개를 노즐에 장착하여 이송하도록 하고 있으므로, 새로운 전용의 덮개 이송 기구를 설치하지 않고, 기존의 기구를 이용하여 장치 규모의 확대를 방지할 수 있다. 한편, 밀폐덮개를 연계부에 장착하여 이송 또는 유지하는 경우에는, 연계부와 노즐의 직경을 다르게 할 수 있으므로, 연계부내에 노즐의 사이즈에 한정되지 않는 여러 가지의 광학계 요소를 설치하는 것이 가능해져, 범용성이 높고 또한 신뢰성이 있는 처리를 행할 수 있게 된다.
제 10 발명에 의하면, 각 연계부에 복수개의 도광부로 이루어지는 도광부 다발의 선단을 설치하고, 상기 도광부 다발을 복수의 다발로 분할하여, 각 도광부의 후단을 복수의 접속단으로 나눔으로써, 1 또는 복수의 측정기를 갖는 복수의 측정단과 함께 접속시킴으로써, 복수 종류의 파장 또는 파장대의 수광이나, 반응용기에 대한 여기광의 조사와 수광을 동시에 행할 수 있으므로, 다중의 형광 처리를 행할 수 있다.
제 11 발명에 의하면, 제 1 측정단을 측정기의 조사원과 광학적으로 접속하고, 제 2 측정단은, 상기 측정기의 수광부와 광학적으로 접속하는 동시에, 조사원과 수광부와 접속 가능한 도광부의 선단을 혼재시킴으로써, 형광의 측정시에는, 반응용기내에 고르게 여기광을 조사하여, 확실하고 형광량에 따른 강도를 측정하는 것이 가능하다.
제 13 발명에 의하면, 각 전용영역을 횡단하도록 이동 가능한 횡단 가능 노즐을 설치함에 의해, 복수의 전용영역에 대해서, 동일한 핵산 등의 목적물질이나 검체를 분주함으로써, 동일한 목적물질이나 검체를 조건을 바꾼 반응에 이용할 수 있다. 또한, 상기 횡단 가능 노즐의 이동을 상기 접속단 배열체의 이동기구와 겸용함으로써, 장치 규모의 확대를 억제할 수 있다.
제 14 발명에 의하면, 각 전용영역에 정보를 표시하고, 횡단 가능 노즐의 이동에 수반하여, 각 전용영역에 표시된 정보를 카메라로 읽어냄으로써, 장치 규모를 확대하지 않고, 신뢰성이 높은 반응, 측정 처리를 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 반응용기용 광측정 장치를 나타내는 전체 블록도이다.
도 2는 제 1 실시 형태예에 관한 반응용기용 광측정 장치를 나타내는 전체 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 반응용기용 광측정 장치의 용기군을 확대해서 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 반응용기용 광측정 장치의 노즐헤드의 전체를 확대해서 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 노즐헤드의 겉쪽에서 본 사시도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 이동기구 및 흡인 토출기구를 더 구체적으로 나타내는 측면도이다.
도 7은 도 4에 나타내는 흡인 토출기구(53) 등을 더 구체적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 4에 나타낸 노즐헤드의 뒤쪽에서 본 사시도이다.
도 9는 도 4에 나타내는 연계부를 반응용기에 연계된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 4에 나타내는 특정 파장 측정기를 나타내는 도면이다.
도 11은 제 2 실시 형태예에 관한 반응용기용 광측정 장치의 도광용 가대, 접속단 배열체, 밀폐덮개 반송 기구를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 도광용 가대의 일부 절취해서 나타내는 확대 사시도이다.
도 13은 도 12에 나타내는 연계부의 확대 단면도이다.
도 14는 도 11에 나타내는 밀폐덮개의 예를 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 11에 나타내는 밀폐덮개 반송체의 확대 사시도이다.
도 16은 도 15에 나타내는 밀폐덮개 반송체의 단면도이다.
도 17은 도 15에 나타내는 밀폐덮개 반송체의 하측에서 본 사시도이다.
도 18은 연계부에 설치한 광섬유 선단과 반응용기와의 위치 관계의 예를 나타내는 개념도이다.
도 19는 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 반응용기용 광측정 장치를 나타내는 전체 블록도이다.
도 20은 도 19의 제 1 실시 형태예에 관한 이동기구 및 흡인 토출기구를 더 구체적으로 나타내는 측면도이다.
도 21은 도 19의 제 1 실시 형태예에 관한 연계부가 반응용기에 연계된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 22는 도 19의 제 2 실시 형태예에 관한 연계부가 반응용기에 연계된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 23은 도 19의 제 3 실시 형태예에 관한 연계부가 반응용기에 연계된 상태를 나타내는 단면도이다.
이어서, 도면에 기초하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 아울러, 이 실시 형태는 특별히 언급이 없는 한 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안된다. 또한, 각 실시 형태 또는 각 실시 형태예에 있어서 동일한 것은 동일한 부호로 나타내어 설명을 생략하였다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 반응용기용 광측정 장치(10)의 블록도를 나타낸다.
상기 반응용기용 광측정 장치(10)는, 크게는, 복수(이 예에서는 12개)의 반응용기군(23i)(i=1,…12, 이하 생략)이 배열된 용기군(20)과, 분주 칩을 탈착 가능하게 장착하는 복수(이 예에서는 12개)의 노즐(71i)이 배열된 노즐 배열부(70), 및 상기 각 반응용기의 각 개구부와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 반응용기 내부와 광학적으로 접속하는 가요성이 있는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 복수(이 예에서는 12개)의 연계부(31i)를 갖는 도광용 가대(32)를 갖는 노즐헤드(50)와, 상기 노즐헤드(50)에 고정해서 설치된 측정기(40)와, 상기 노즐헤드(50)를, 예를 들면, X축방향으로 이동 가능하게 하는 노즐헤드 이동기구(51)와, 상기 용기군의 반응용기군(23i)에 대한 소정의 온도 제어를 행하는 온도 제어기(29)와, CPU, ROM, RAM, 각종 외부 메모리, LAN 등의 통신 기능, 및 ROM 등에 격납된 프로그램 등으로 이루어지는 CPU＋프로그램(60)과 액정 디스플레이등의 표시부나 조작 키, 터치 패널 등의 조작부를 갖는 조작 패널(13)을 갖는다.
상기 노즐헤드(50)에는, 상기 노즐 배열부(70)와는 독립적으로 상기 도광용 가대(32)를 상기 용기군(20)에 대해서 Z축방향으로 이동 가능하게 하는 가대 Z축 이동기구(35), 상기 가대(32)와는 독립적으로 상기 노즐 배열부(70)를 상기 용기군(20)에 대해서 Z축으로 이동 가능하게 하는 노즐 Z축 이동기구(75), 상기 노즐(71i)에 탈착 가능하게 장착된 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)에 접합분리 가능하게 설치된 자석(571)에 의해서 내부에 자장을 작용하게 하고 제거하는 것이 가능한 자력부(57)와, 상기 노즐(71i)에 대해서 기체의 흡인 및 토출을 행함으로써 노즐(71i)에 장착된 분주 칩(211i)에 대해서 액체의 흡인 토출을 가능하게 하는 흡인 토출기구(53)와, 상기 흡인 토출기구(53)에 의해서 구동되어 상기 용기군(20)의 각 액수용부의 개구부를 피복하여 미리 각종 액체를 수용하는 필름을 천공하기 위한 천공기구(55)를 갖는다. 상기 가대 이동기구는 상기 노즐헤드 이동기구와 가대 Z축 이동기구에 상당한다.
상기 노즐헤드(50)에는, 또한, 상기 각 연계부(31i)에 대응해서 설치되고, 상기 연계부(31i)에 그 선단이 설치된 도광부로서의 광섬유(다발)(33i)의 후단이 설치된 복수(이 예에서는 12개)의 접속단(34i)을, 배열면으로서 수직 평면상에 설치한 소정 경로(이 예에서는, Y축방향을 따른 일직선 형상의 경로)를 따라서 상기 연계부(31i)간의 간격보다 좁은 간격으로 집적화되도록 배열해서 지지하는 접속단 배열체(30)를 갖는다. 또한, 상기 접속단 배열체(30)는, 도광용 가대(32)나 반응용기군(23i)로부터 떨어진 위치에 설치되어 있다.
상기 측정기(40)는, 6종류의 형광의 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 각각 수광 가능함과 함께, 상기 빛의 발광을 위해서 조사하는 6종류의 특정 파장 또는 특정 파장대의 여기광을 조사 가능한 6종류의 특정 파장 측정기(40j)(j=1,…6,이하 생략)를 갖는다.
각 특정 파장 측정기(40j)에는, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 상기 각 접속단(34i)과 상기 소정 경로(Y축방향을 따른 직선 형상 경로)를 따라서 차례로 접속 가능한 측정단(44j)을 갖고, 각 측정단(44j)은, Y축방향을 따라서 배열된 2개의 제 1 측정단(42j) 및 제 2 측정단(43j)을 갖고 있다. 상기 제 1 측정단(42j)은, 각 특정 파장 측정기(40j)에 설치된 조사원과 광학적으로 접속하고, 제 2 측정단(43j)은, 상기 특정 파장 측정기(40j)에 설치된 광전자 증배관 등의 광전 소자와 광학적으로 접속하고 있다.
또한, 상기 노즐헤드(50)에는, 상기 접속단 배열체(30)에 배열된 상기 각 접속단(34i)과, 상기 각 측정단(44j)을 차례로 접속하도록, 상기 접속단 배열체(30)를 Y축방향을 따라서 노즐헤드(50)상에서 이동시키는 도광 전환 기구로서의 배열체 Y축 이동기구(41)를 갖는다.
또한, 상기 도광용 가대(32)에는, 가열하여 연계부(31i)의 선단 또는 장착된 투광성이 있는 밀폐덮개(251i)의 결로를 방지하기 위한 상기 가열부로서의 히터(37)를 갖는다.
상기 용기군(20)은, 1(이 예에서는, 1조는 1에 상당)의 노즐이 진입하고 다른 노즐이 진입하지 않는 각 노즐에 대응한 복수(이 예에서는 12개)의 전용영역(20i)으로 이루어진다. 각 전용영역(20i)에는, 시약액 등을 수용하거나 또는 수용 가능한 복수의 수용부로 이루어지는 액수용부군(27i)과, 상기 노즐에 탈착 가능하게 장착되는 투광성이 있는 1 또는 2 이상의 상기 밀폐덮개(251i)을 수용하거나 또는 수용 가능한 밀폐덮개 수용부(25i)와, 노즐에 탈착 가능하게 장착되는 복수의 분주 칩(211i)이나 검체 등을 수용하는 칩 등 수용부군(21i)을 갖는다. 상기 액수용부군(27i)에는, 적어도 자성 입자 현탁액을 수용하는 1 또는 2 이상의 액수용부, 핵산 또는 그 단편의 분리 및 추출에 이용하는 분리 추출용 용액을 수용하는 2 이상의 액수용부를 갖고, 필요하면, 또한, 핵산의 증폭에 이용하는 증폭용 용액을 수용하는 2 이상의 액수용부, 상기 반응용기로서의 PCR용 튜브(231i)에 수용한 상기 증폭용 용액을 상기 PCR용 튜브(231i)내에 밀폐하기 위한 밀폐액을 수용하는 액수용부를 갖는다.
아울러, 상기 각 전용영역(20i)에는, 각 전용영역(20i)을 식별하기 위한 상기 검체 정보 및 검사 정보로서의 바코드가 표시되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노즐헤드(50)에는, 상기 전용영역(20i)을 횡단하여(Y축방향으로 이동하여) 액체를 이송 또는 분주 가능한 1의 횡단 가능 노즐(710)을 설치하고, 상기 흡인 토출기구(53)와는 다른 횡단 가능 노즐 흡인 토출기구(17)에 의해서 흡인 토출을 행하도록 하고 있다. 이에 의해 있는 전용영역(20i)에 수용한 DNA 등의 용액을, 다른 전용영역(20K)(k≠i)에 분주 또한 배송할 수 있다. 이 Y축방향의 이동은, 상기 배열체 Y축 이동기구(41)가 겸용하는 것이 바람직하다.
상기 CPU＋프로그램(60)은, 핵산 또는 그 단편에 대한, 추출, 증폭, 증폭용 용액의 밀폐 등의 일련의 처리를 위한 지시를, 온도 제어기(29), 노즐헤드 이동기구(51), 칩 탈착기구(59), 흡인 토출기구(53), 자력부(57), 노즐 Z축 이동기구(75)에 대해서 행하는 핵산처리 제어부(63)와, 상기 연계부(31i)가 복수(이 예에서는 12개)의 상기 PCR용 튜브(231i)의 개구부와 일제히 직접적 또는 간접적으로 연계되도록 상기 노즐헤드 이동기구(51) 및 가대 Z축 이동기구(35)를 제어한 후, 상기 연계부(31i)의 상기 도광부로서의 광섬유(다발)(33i)와, 상기 측정기(40j)의 측정단(44j)의 후술하는 제 1 측정단(42j), 제 2 측정단(43j)을 광학적으로 접속하도록 상기 배열체 Y축 이동기구(41)를 제어함으로써 상기 측정기(40j)에 의한 측정을 지시하는 측정 제어부(61)를 적어도 갖는다.
또한, 상기 핵산처리 제어부(63)에는, 추출 제어부(65) 및 밀폐덮개 제어부(67)를 갖고, 상기 추출 제어부(65)는, 상기 칩 탈착기구(59), 흡인 토출기구(53), 자력부(57), 노즐 Z축 이동기구(75) 및 노즐헤드 이동기구(51), 가대 Z축 이동기구(35)에 대해서 상기 핵산 또는 그 단편의 추출에 대한 일련의 처리의 지시를 행하는 추출 제어부(65)와, 상기 가대 Z축 이동기구(35) 및 노즐헤드 이동기구(51)에 대해, 밀폐덮개에 의한 밀폐 처리에 대해서 지시를 행하는 밀폐덮개 제어부(67)를 갖는다.
이하, 도 2부터 도 10에 기초하여, 상술한 본 발명의 실시 형태에 관한 반응용기용 광측정 장치(10)에 대한 더 구체적인 제 1 실시 형태예를 설명한다. 도 2는, 본 발명의 제 1 실시 형태예에 관한 반응용기용 광측정 장치(10)의 외관을 나타내는 투시 사시도이다.
도 2(a)는, 상기 반응용기용 광측정 장치(10)의 외관을 나타내는 것으로서, 예를 들면, 세로 500㎜(Y축방향), 가로 600㎜(X축방향), 높이 600㎜(Z축방향)의 크기로, 내부에, 상기 용기군(20), 노즐헤드(50), 도 1에서 설명한 노즐헤드 이동기구(51), 및 CPU＋프로그램(60)이 수용되어 있는 케이스(11)와, 상기 케이스(11)에 설치된 조작 패널(13)과 스테이지가 설치된 서랍(15)을 갖는다.
도 2(b)는, 상기 케이스(11)내를 투시하는 사시도로서, 용기군(20)이 조립해 넣어진 스테이지가 상기 서랍(15)에 의해서 외부로 끌어내기 가능하게 설치되고, 또한 상기 노즐헤드(50)가, 상기 용기군(20)에 대해서, 도 1의 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 X축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.
도 2(b)에는, 상기 노즐헤드(50)는, 크게는, 상기 배열체 Y축 이동기구(41), 가대 Z축 이동기구(35) 및 노즐 Z축 이동기구(75)를 갖는 각종 이동기구(52)와, 횡단 가능 노즐 흡인 토출기구(17)와, 상기 측정기(40)와, 접속단 배열체(30)와, 광섬유(다발)(33i)와, 상기 자력부(57)를 갖고 있는 것이 나타나 있다. 아울러, 상기 횡단 가능 노즐 흡인 토출기구(17) 및 상기 횡단 가능 노즐(710)은, 상기 배열체 Y축 이동기구(41)에 의해서, 상기 전용영역(20i)을 횡단하도록 Y축방향으로 이동 가능하도록 지지되어 있다.
도 3은, 도 2에 나타내는 용기군(20)을 확대해서 나타내는 평면도이다. 상기 용기군(20)은, 그 길이방향이 X축방향을 따라서 일렬 형상으로 수용부가 배열된 12개의 전용영역(20i)(i=1,…,12)이, 예를 들면, 피치 18㎜이고, Y축방향으로 평행하게 배열된 것이다. 각 전용영역(20i)에는, PCR 증폭용의 카트리지 용기(201i)와, 핵산 추출용의 카트리지 용기(202i)와, 칩 수용용 카트리지 용기(203i)가 별체로 설치되어 있다. 한편, 각 전용영역(20i)의 카트리지 용기(201i, 202i, 203i)의 X축방향을 따른 한쪽의 가장자리에는 격벽(2010, 2020, 2030)이 설치되고, 전용영역(20i)간의 크로스 콘터미네이션의 방지를 도모하고 있다.
상기 PCR 증폭용 카트리지 용기(2011)에는, 상기 도광용 가대(32)에 설치된 12개의 상기 연계부(31i)에 탈착 가능에 의해 투광성이 있는 1의 밀폐덮개(251i)을 통하여 연계되는 상기 반응용기로서의 PCR용 튜브(231i)와, PCR 반응에 필요한 버퍼액을 수용하는 액수용부(271i)와, 상기 밀폐덮개(251i)을 수용한 밀폐덮개 수용부(25i)와, 상기 PCR용 튜브(231i) 및 상기 액수용부(271i)를 피복하는 필름을 천공하기 위한 천공용 칩 및 분주 칩(211i)을 수용하는 칩 등 수용부(21i)와, 상기 PCR 증폭용 카트리지 용기(201i)에 관한 상기 검체 정보 및 검사 정보를 표시하는 바코드(81i)를 갖는다.
상기 핵산 추출용의 카트리지 용기(202i)에는, 핵산 추출용의 각종 시약을 수용하는, 예를 들면 7개의 액수용부(272i)에서 추출된 핵산을 수용하는 반응용기(232i)와, 상기 카트리지 용기에 관한 여러 가지의 정보, 예를 들면, 검체 정보 및 검사 정보를 표시하는 바코드(82i)를 갖는다. 상기 PCR용 튜브(231i) 및 상기 반응용기(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 소량분주 칩, 외부로부터 자력을 작용하게 하고 또한 제거함에 의해 자성 입자를 내벽에 흡착하여 분리 가능한 분리용 분주 칩을 수용하는 칩 수용부(21i)와, 상기 카트리지 용기(203i)에 관한 여러 가지의 정보를 표시하는 바코드(83i)를 갖는다.
상기 반응용기로서의 상기 PCR용 튜브(231i)의 용량은 약 200㎕ 정도, 그 외의 각 반응용기, 각 액수용부 및 튜브의 용량은 약 2mL 정도이다.
상기 PCR용 튜브(231i)는, 핵산 또는 그 단편의 증폭에 이용되어, 상기 온도 제어기(29)에 의해서, 예를 들면, 서멀 사이클(4℃에서 95℃) 등의 소정의 증폭법에 기초하여 온도 제어가 행하여진다. 상기 PCR용 튜브(231i)는, 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 2단으로 형성되고, 하측에 설치되어 상기 증폭용 용액(234i)이 수용되는 좁은 입구관부(233i)와, 상측에 설치되어 상기 밀폐덮개(251i)이 끼워 맞춤 가능한 넓은 입구관부(235i)를 갖는다. 상기 넓은 입구관부(235i)의 내경은 예를 들면 8㎜, 좁은 입구관부(233i)의 개구부의 내경은 예를 들면 5㎜ 정도이다. 반응 튜브 수용구멍에 수용된 반응용기(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 프리팩(prepack)되어 있다.
그 외, 증류수 1.2mL가 다른 증류수조에 수용되어, 세균이나 세포 등의 현탁액 또는 전혈(全血) 등의 검체를 수용하는 튜브가 각 전용영역(20i)마다 별도 준비되어 있다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시 형태예에 관한 노즐헤드(50)의 정면도 및 측면도, 및 도 5는 정면측에서의 사시도를 나타낸다.
상기 노즐헤드(50)는, 12개의 노즐(71i)이 배열된 노즐 배열부(70)와, 상기 노즐(71i)에 장착된 분주 칩(211i)을 탈착 가능한 칩 탈착기구(59)와, 흡인 토출기구(53)와, 상기 분주 칩(211i)에 대해서 접합 분리 가능하게 설치된 12개의 자석(571)을 갖는 자력부(57)와, 도광용 가대(32)와, 상기 도광용 가대(32)에 설치된 12개의 연계부(31i)와, 노즐 Z축 이동기구(75) 및 가대 Z축 이동기구(35)를 갖는 이동기구부(52)와, 연계부(31i)로부터 뒤쪽으로 연장되는 가요성이 있는 도광부로서의 광섬유(다발)(33i)와, 접속단 배열체(30)와, 상기 배열체 Y축 이동기구(41)와, 측정단(44)을 갖는 측정기(40)와, 횡단 가능 노즐(710)과 그 흡인 토출기구(17)를 갖는 것이다.
상기 노즐 배열부(70)에는, 12개의 실린더(531i)가 소정의 상기 피치, 예를 들면, 18㎜로 Y축방향을 따라서 배열하도록 지지한 실린더 지지 부재(73)가 설치되고, 각 실린더(531i)의 하방의 선단에는 상기 노즐(71i)이, 상기 실린더(531i)와 연이어 통하도록 설치되어 있다.
칩 탈착기구(59)는, 양측에 탈착용 샤프트(593)가 설치되어 12개의 분주 칩(211i)을, 상하 방향으로 슬라이드함에 의해 노즐(71i)로부터 탈착시키는 칩 탈착 부재(591)를 갖는다.
도 6 또는 도 7에 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 상하동 범위의 하한 위치보다 하방에 그 상단이 위치하고 있다. 2개의 상기 칩 탈착용 샤프트(593)는, 상기 실린더용 구동판(536)이 상기 상하동 범위를 넘어 실린더(531i)의 상단 근처까지 하강함에 의해 하측 방향으로 밀려 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 갖는 12개의 구멍이 상기 노즐(71i)이 관통하도록 상기 피치로 배열되어 있다.
도 6 또는 도 7에 구체적으로 나타내는 바와 같이, 상기 흡인 토출기구(53)는, 상기 노즐(71i)과 연이어 통하여 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 나사 결합하는 볼 나사(533)와, 상기 볼 나사(533)를 축 지지하는 동시에 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 갖는다.
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 미치고 제거하는 것이 가능한 자석(571)을 갖는다.
도 6에 구체적으로 나타내는 바와 같이, 상기 노즐 Z축 이동기구(75)는, 상기 노즐 Z축 이동체(535)와 나사 결합하여 상기 Z축 이동체(535)를 Z축방향을 따라서 상하 이동시키는 볼 나사(752)와, 상기 볼 나사(752)를 축 지지하고, 그 하측에서는 상기 자석(571)을 X축방향으로 이동 가능하게 지지하는 동시에 후술하는 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 그 자신 X축방향으로 이동 가능한 노즐헤드 기체(基體)(753)와, 상기 노즐헤드 기체(753)의 상측에 설치되어 상기 볼 나사(752)를 회전 구동하는 모터(751)를 갖는다.
도 6에 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 갖는 12개의 원기둥 형상의 연계부(31i)가 상기 수평판(32a)으로부터 하측 방향으로 돌출하여 형성되어 있다. 또한, 상기 연계부(31i)의 근원에는, 상기 연계부(31i)에 장착하는 밀폐덮개(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 노즐헤드 기체(753)에 상기 노즐헤드 가대 Z축 이동기구(35)에 의해 Z축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있으므로, 노즐 X축방향 및 Z축방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
상기 가대 Z축 이동기구(35)는, 상기 노즐헤드 기체(753)에 설치된 측판(355)과, 상기 측판(355)에 축 지지된 수직 방향으로 배열된 2개의 스프로킷(353)의 사이에 걸쳐진 타이밍 벨트(352)에 지지되어 Z축방향으로 상하 이동하는 가대 구동용 띠 형상 부재(354)와, 상기 노즐헤드 기체(753)의 뒤쪽에 부착되어 상기 스프로킷(353)을 회전 구동하는 모터를 갖는다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 횡단 가능 노즐 흡인 토출기구(17)에는, 칩 탈착기구(592)가, 상기 흡인 토출기구(17)의 하측에서 상기 노즐(710)의 상측에 설치되어 있다. 또한, 상기 흡인 토출기구(17)에는, 디지털·카메라(19)가 설치되어 있다. 상기 흡인 토출기구(17)는, 모터(172)에 의해서 회전 구동되는 2개의 스프로킷(173) 사이에 걸쳐진 타이밍 벨트(171)에 부착되어, Y축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.
도 8은, 상기 제 1 실시 형태예에 관한 노즐헤드의 이면(裏面)측으로부터 본 2개의 사시도로서, 상기 접속단 배열체(30)의 각 접속단과 상기 각 측정단을 광학적으로 차례로 접속시킬 때의, 접속 시작 위치(도 8(a))와의 접속 종료 위치(도 8(b))를 나타내고 있다.
상기 연계부(31i)에는 광섬유(다발)(33i)의 선단이 설치되고, 상기 도광용 가대(32)의 수평판(32a)을 관통하여, 그 후단이 각 연계부(31i)에 대응해서 설치된, 접속단(34i)을 소정 경로로서의 Y축방향의 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 차례로 광학적으로 접속 가능한 6개의 측정단을 갖고, 상기 접속단과 상기 측정단과의 광학적 접속에 의해서 상기 PCR용 튜브(231i)내의 광학적 상태로서의 형광을 수광 가능함과 함께 여기광을 조사 가능한 측정기(40)를 갖는다.
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 Y축방향으로 이동시키는 상기 배열체 Y축 이동기구(41)는, 상기 접속단 배열체(30)에 설치된 아암(412,413)과, 상기 아암(412,413)과 타이밍 벨트를 결합시키는 결합체(411)와, 결합체(411)의 Y축방향의 이동 안내하는 가이드 레일(414)과, 상기 타이밍 벨트가 걸쳐져, Y축방향을 따라서 배열한 2개의 스프로킷을 갖는다.
상기 측정기(40)는, 형광의 측정에 대응한 것으로서, 6종류의 형광의 측정에 대응하도록 상기 소정 경로로서의 Y축방향의 직선을 따라서 직렬 형상으로 정렬시킨 6종류의 특정 파장 측정기(40j)로 이루어지고, 노즐헤드(50)의 기체(基體), 예를 들면, 이동기구부(52)를 둘러싸는 틀체, 또는 그것을 지지하는 부재에 고정해서 설치되어 있다. 따라서, 상기 이동기구부(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 노즐헤드 기체(753)와 연결한 부재에 고정구(45j)를 이용하여 일체적으로 고정하고 설치한 것이다. 각 특정 파장 측정기(40j)는, 상기 접속단(34i)과 차례로 광학적으로 접속하도록, 소정 경로로서 상기 Y축방향의 직선 형상의 경로를 따라서 배열된 측정단(44j)과, 상기 PCR용 튜브(231i)에 여기광을 조사하는 조사원 및 상기 PCR용 튜브(231i)에서 발생한 형광을 수광하는 수광부를 갖는 광학계 요소가 내장된 광검출부(46j)와, 회로 기판(47j)을 갖는다. 상기 측정단(44j)은, 상기 조사원과 광학적으로 접속하는 제 1 측정단(42j)과, 상기 수광부와 광학적으로 접속하는 제 2 측정단(43j)을 갖는다. 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 반의 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 Y축방향의 직선을 따라서 가로방향(Y축방향)으로 나란히 배열되는 경우와, 세로 방향(X축방향)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, 측정단 사이의 피치에 기초하여 정해지는 수광의 타이밍으로 각 측정기가 차례로 수광하게 된다.
한편, 후자의 경우에는, 도 8에 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 갖는 수광용의 광섬유(다발)(331i)와 제 2 접속단을 갖는 조사용의 광섬유(다발)(332i)를 갖게 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 접속단간의 피치 등 (소정 경로의 거리)을 고려하여 정해지고, 예를 들면, 리얼타임 PCR의 측정의 경우에는, 초속 100㎜부터 500㎜가 되도록 제어한다. 본 실시 형태예에서는, 상기 측정단(44)에 대해서 배열면을 슬라이딩하여 이동하므로, 측정단(44)에의 잡광의 입사를 방지할 수 있다. 또한, 상기 접속단 배열체(30)는,
상기 접속단간 또는 측정단 사이의 1 피치 진행될 때마다 순간적으로 정지하도록 간헐적으로, 또는, 연속적으로 상기 측정단에 대해서 이동하게 된다.
도 9(a)는, 상기 도광용 가대(32)의 수평판(32a)으로부터 하측으로 돌출되는 상기 연계부(31i)(여기에서는, 예를 들면 i=1)가, 상기 전용영역(20i)에 있는 상기 PCR용 튜브(231i)의 개구부에 장착된 투광성이 있는 밀폐덮개(251i)을 통하여, 상기 PCR용 튜브(231i)와 간접적으로 연계된 상태를 나타내는 것으로서, 상기 밀폐덮개(251i)의 오목부내에 상기 연계부(31i)가 삽입되고 그 단면이 밀폐덮개(251i)의 오목부의 바닥면에 밀착되어 있다. 상기 PCR용 튜브(231i)는, 넓은 입구관부(235i)와, 상기 넓은 입구관부(235i)와 연이어 통하고, 상기 넓은 입구관부(235i)보다 가늘게 형성된 좁은 입구관부(233i)로 이루어지고, 좁은 입구관부(233i)에는, 미리 건조되거나, 또는 액체 상태의 증폭용 용액(234i)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(235i)의 개구부에는, 투광성을 갖는 상기 밀폐덮개(251i)의 하측으로 돌출된 상기 밀폐덮개(251i)을 반응용기에 장착시키기 위해 상기 밀폐덮개(251i)의 빛이 투과하는 중앙부를 둘러싸는 관 형상의 밀폐부(252i)가 끼워 맞춰짐으로써 반응용기에 장착되어 있다. 상기 밀폐부(252i)가 끼워 맞춰졌을 때에는, 상기 연계부(31i)의 내부를 통과하는 도광부로서의 광섬유(다발)(33i)의 직경은, 상기 좁은 입구관부(233i)의 개구부의 직경의 크기와 동일하거나 그것보다 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 PCR용 튜브(231i)로부터의 빛을 확실히 수광할 수 있게 된다. 상기 좁은 입구관부(233i)는 온도 제어기(29)에 의해서 가열 또는 냉각되는 온도 제어용 블록내에 수용되어 있다.
이 예에서는, 광섬유(다발)(33i)는, 상기 제 2 측정단(43j)과 접속 가능한 조사용의 광섬유(다발)(332i)와, 상기 제 1 측정단(42j)과 접속 가능한 수광용의 광섬유(다발)(331i)로 이루어져 있다.
도 9(b)는, 상기 광섬유(다발)(33i)는, 상기 제 2 측정단(43j)과 접속 가능한 복수개의 수광용의 광섬유로 이루어지는 광섬유 다발과, 상기 제 1 측정단(42j)과 접속 가능한 복수개의 조사용의 광섬유로 이루어지는 광섬유 다발을 균질하게 되도록 혼재시킨 광섬유 다발로 이루어지는 예를 나타낸다.
아울러, 상기 반응용기용 광측정 장치(10)에는, 검체 등 공급 장치를 조립해 넣는 것이 바람직하다. 검체 등 공급 장치는, 상기 용기군(20)에 대해서 친(親)검체 등을 분주하여 공급하기 위한 장치로서, 상기 친검체 등이 공급된 상기 용기군(20)을 조립해 넣은 스테이지는, 자동적으로 상기 반응용기 등 광측정 장치에 이동시키게 된다. 상기 검체 등 공급 장치는, 예를 들면, 친검체 등을 수용하는 친(親)용기군과 칩 탈착기구, 흡인 토출기구, 및 상기 기구에 의해서 기체의 흡인 토출이 행하여지는 동시에 분주 칩(211i)이 탈착 가능하게 장착되는 1개의 노즐을 갖고, 상기 친용기군 및 상기 용기군(20)의 칩 등 수용부군(21)에 대해서 Z축방향을 따라서 이동하는 기구를 갖는 노즐헤드와, 상기 노즐헤드를 상기 친용기군 등에 대해 Y축방향으로 이동시키는 Y축 이동기구를 갖는 X축 이동체와, 상기 X축 이동체를 상기 친용기군 등에 대해 X축방향을 따라서 이동시키는 X축 이동기구와, 상기 친용기군을 갖는다. 상기 친용기군은, 상기 용기군(20)의 칩 등 수용부군(21)에 공급되어야 할 친검체를 수용하는 12행×8열의 행렬 형상으로 배열된 친검체 수용부군과, 증류수·세정액군과 시약병군을 갖는 것이 바람직하다.
도 10은, 본 발명의 제 1 실시 형태예에 관한 측정기(40)에 속하는 1의 특정 파장 측정기(401)의 광검출부(461)를 나타낸다.
본 실시 형태예에 관한 특정 파장 측정기(461)는, PCR용 튜브(231i)에 여기광을 출사하기 위한 광섬유(469), 및 PCR용 튜브(231i)로부터의 빛을 입사하기 위한 광섬유(479)를 갖는 동시에, 상기 광섬유(469)의 제 1 측정단(421) 및 상기 광섬유(479)의 제 2 측정단(431)이 하단에 설치된 측정단(441)과, 상기 광섬유(469)를 통과하여 여기광을 조사하는 LED(467), 및 필터(468)를 갖는 조사부(462)와, 광섬유(479), 드럼 렌즈(478), 필터(477) 및 포토다이오드(472)를 갖는 수광부를 갖는다. 이 예에서는, 상기 제 1 측정단(421)과 제 2 측정단(431)이란, 상기 소정 경로인 Y축방향의 직선에 수직인 방향(X축방향)을 따라서 설치되어 있는 경우를 나타낸다.
이어서, 실시 형태예에 관한 반응용기용 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 2에 나타내는 반응용기용 광측정 장치(10)의 서랍(15)을 열고, 상기 용기군(20)을 꺼내, 상기 용기군(20)에 별도 설치한 상기 검체 등 공급 장치 등을 이용하여, 검사 대상의 검체, 각종 세정액, 각종 시약을 미리 공급하고, 또한, 시약 등이 프리팩된 액수용부를 장착해 둔다.
스텝 S2에서, 용기군(20)을 원래로 되돌려 상기 서랍(15)을 닫은 후, 상기 조작 패널(13)의 터치 패널 등의 조작에 의해, 분리 추출 및 증폭 처리의 시작을 지시한다.
스텝 S3에서, 상기 반응용기용 광측정 장치(10)의 CPU＋프로그램(60)의 핵산처리 제어부(63)에 설치된 추출 제어부(65)는, 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 지시하여 상기 노즐헤드(50)를 X축방향으로 이동하고, 상기 용기군의 액수용부군(27i)의 최초의 액수용부의 상방에 상기 노즐(71i)에 장착한 상기 천공용 칩을 위치시켜 노즐 Z축 이동기구(75)에 의해 노즐을 하강시킴으로써, 상기 액수용부의 개구부를 피복하는 필름을 천공하고, 마찬가지로 하여, 상기 노즐헤드(50)를 X축방향으로 이동시켜 상기 액수용부군(27i)의 다른 액수용부 및 반응용기군(23i)에 대해서도 차례로 천공한다.
스텝 S4에서, 상기 노즐헤드(50)를 다시 X축방향으로 이동시키고, 칩 등 수용부군(21i)에까지 이동시키고, 또한 상기 각 노즐(71i)을 상기 노즐 Z축 이동기구(75)에 의해서 하강시키고 분주 칩(211i)을 장착시킨다. 다음으로, 상기 노즐 Z축 이동기구(75)에 의해서 상승시킨 후, 상기 분주 칩(211i)을 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 X축을 따라서 이동시키고, 상기 액수용부군(27i)의 제 8 액수용부로 나아가, 상기 액수용부로부터 소정량의 이소프로판올을 흡인하고, 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 분주함에 의해, 제 3, 제 5, 제 6 각 액수용부내에 분리 추출용 용액으로서 각각 결합 버퍼액(NaCl, SDS, 이소프로판올)이 500㎕, 세정액 1(NaCl, SDS, 이소프로판올)이 700㎕, 세정액 2(물 50%, 이소프로판올 50%)가 700㎕ 조제되게 된다.
스텝 S5에서는, 칩 등 수용부군(21i) 중, 별도 검체가 수용되어 있는 검체용 튜브에까지 이동한 후, 노즐 Z축 이동기구(75)를 이용하여, 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)를 하강 삽입시키고, 상기 흡인 토출기구(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 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 X축을 따라서 분리 추출용 용액으로서의 Lysis 1(효소)이 수용되어 있는 액수용부군(27i)의 제 1 액수용부에까지 이동시키고, 천공된 필름의 구멍을 통해 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)를 삽입하여 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 수용구멍(232i)에 유지된 각 반응용 튜브로 이루어지는 상기 반응용기(232i)에 수용하여 인큐베이션을 행한다. 이에 의해, 상기 검체에 포함되는 단백질을 파괴하여 저분자화한다. 소정 시간 경과 후, 상기 반응액을 상기 반응용 튜브에 남긴 채로, 상기 분주 칩(211i)을 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 상기 액수용부군(27i)의 제 2 액수용부에까지 이동하고, 노즐 Z축 이동기구(75) 및 상기 흡인 토출기구(53)를 이용하여 상기 제 2 액수용부내에 수용되어 있는 액의 전량을 흡인하고, 노즐헤드 이동기구(51)에 의해 상기 분주 칩(211i)을 이용하여 이송하고, 상기 제 3 액수용부내에 상기 필름의 구멍을 관통하여 상기 세경부를 삽입하여 상기 반응 용액을 토출하였다.
스텝 S7에서, 상기 제 3 액수용부내에 수용되어 있는 분리 추출 용액으로서의 결합 버퍼액과, 상기 반응 용액을 교반하여, 가용화한 단백질을 더 탈수시키고, 핵산 또는 그 단편이 용액중에 분산시킨다.　
스텝 S8에서, 상기 분주 칩(211i)을 이용하여 상기 제 3 액수용부중에 그 세경부를 상기 필름의 구멍을 관통하여 삽입하고, 전량을 흡인하여 노즐 Z축 이동기구(75)에 의해 상기 분주 칩(211i)을 상승시키고, 상기 반응 용액을, 제 4 액수용부에까지 이송하고, 상기 제 4의 액수용부내에 수용되어 있는 자성 입자 현탁액과 상기 반응 용액을 교반한다. 상기 자성 입자 현탁액내에 포함되는 자성 입자의 표면에 형성된 수산기에 Na+ 이온이 결합하는 양이온 구조가 형성되어 있다. 그 때문에 마이너스로 대전(帶電)한 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 이동기구(75)에 의해 상승시키고, 상기 노즐헤드 이동기구(51)를 이용하여 상기 분주 칩(211i)을 상기 제 4 액수용부로부터 제 5 액수용부에까지 이동시켜 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 상태에서, 상기 제 5 액수용부에 수용되어 있는 세정액 1(NaCl, SDS, 이소프로판올)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 이동기구(75)에 의해 상기 제 5 액수용부로부터 제 6 액수용부에까지 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 의해 이동시킨다.
스텝 S10에서, 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)를 노즐 Z축 이동기구(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 상태에서, 상기 제 6 액수용부에 수용되어 있는 세정액 2(이소프로판올)에 대해 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 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 이동기구(75)에 의해 상승시킨 후, 상기 제 6 액수용부로부터, 증류수가 수용되어 있는 상기 제 7 액수용부에 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 이동시킨다.
스텝 S11에서, 상기 노즐 Z축 이동기구(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 상태로, 느려진 유속에서의 상기 증류수의 흡인 토출을 반복함으로써, 세정액 2(이소프로판올)를 물과 치환하여 제거한다. 그 후, 상기 자력부(57)의 자석(571)을 상기 분주 칩(211i)의 세경부(211ia)로부터 이간시키고 자력을 제거한 상태에서 상기 자성 입자를 상기 해리액으로서의 증류수중에서 흡인 토출을 반복함으로써 교반하여, 상기 자성 입자가 유지하고 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 세경부내에 자장을 미치고 자성 입자를 내벽에 흡착시켜, 상기 제 8 액수용부내에 상기 추출한 핵산 등을 함유하는 용액을 잔류시킨다. 노즐헤드 이동기구(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 탈착기구(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 수용부내에 탈착시킨다.
이어서, 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 흡인하고, 미리 증폭용 용액(234i)이 수용된 상기 PCR용 튜브(231i)에까지 이송하고 토출하여 상기 용기내에 도입한다. 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 상기 노즐헤드(50)를 이동시키고, 상기 노즐(71i)에 상기 용기군(20)의 밀폐덮개(251i)을 수용하는 밀폐덮개 수용부(25i)의 상방에까지 이동시킨다. 상기 노즐 Z축 이동기구(75)를 이용하여 하강시키는 것에 의해서 상기 밀폐덮개(251)의 상측의 연계용의 오목부(253i)를 노즐(71i)의 하단에 끼워 맞춤시킴으로써 장착한다. 상기 노즐 Z축 이동기구(75)에 의해서 상승시킨 후, 상기 노즐헤드 이동기구(51)를 이용하여 상기 밀폐덮개(251)을 상기 PCR용 튜브(231i)상에 위치시키고, 상기 노즐 Z축 이동기구(75)에 의해서, 밀폐덮개(251i)을 하강시켜 상기 PCR용 튜브(231i)의 넓은 입구관부(235i)의 개구부와 끼워 맞춤시켜 장착 밀폐한다.
스텝 S13에서, 상기 측정 제어부(61)의 지시에 의해, 상기 노즐헤드 이동기구(51)를 지시하고, 노즐헤드(50)를 X축을 따라서 이동시키는 것에 의해, 상기 도광용 가대(32)의 상기 연계부(31i)가 상기 밀폐덮개(251i)이 장착된 PCR용 튜브(231i) 상방에 위치시키고, 상기 가대 Z축 이동기구(35)에 의해서, 상기 도광용 가대(32)를 하강시키는 것에 의해서, 상기 연계부(31i)를 상기 밀폐덮개(251i)의 오목부내에 삽입시키고, 그 하단을 상기 오목부 바닥면에 접촉 또는 밀착시킨다.
스텝 S14에서, 상기 핵산처리 제어부(63)에 의한 지시에 의해 상기 온도 제어기(29)는 리얼타임 PCR에 의한 온도 제어의 사이클, 예를 들면, 상기 PCR용 튜브(231i)를 96℃에서 5초간 가열하고, 60℃에서 15초간 가열한다고 하는 사이클을, 예를 들면 49회 반복하도록 지시한다.
스텝 S15에서, 상기 측정 제어부(61)는, 상기 핵산처리 제어부(63)에 의한 각 사이클에서의 온도 제어가 시작되면, 각 사이클에서의 신장 반응 공정의 시작을 판단하여, 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 전용영역(20i)의 개수(이 예에서는 12개) 등에 기초하여 산출된 속도로 이동시키게 된다. 이에 의해 상기 안정적 수광 가능 시간내에서의 전체 12개의 PCR용 튜브(231i)로부터의 수광이 완료되게 된다.
스텝 S16에서, 상기 측정 제어부(61)는, 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 대해 실행되어, 상기 측정에 기초하여 증폭 곡선을 얻을 수 있고, 상기 증폭 곡선에 기초하여 여러 가지의 해석이 행하여지게 된다. 아울러, 측정시에, 상기 측정 제어부(61)는 상기 도광용 가대(32)에 내장된 히터(37)를 가열하고 상기 밀폐덮개(251)의 결로를 방지하여, 명료한 측정을 행할 수 있다.
도 11은, 본 발명의 제 2 실시 형태예에 관한 반응용기용 광측정 장치의 노즐헤드(500)의 정면측의 사시도 및 그 일부를 잘라 떼어 나타내는 사시도이다. 도 12는, 도 11이 잘라 떼어내져 나타난 일부를 확대해서 나타내는 사시도이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 실시 형태예에 관한 반응용기용 광측정 장치와 달리, 반응용기로서의 PCR용 튜브(236i)가, 12개씩 3열 이상 배열되어 있는 용기군을 갖는 것이다.
상기 노즐헤드(500)에 있어서의 노즐을 포함한 분주장치에 관한 부분, 및 횡단 가능 노즐, 노즐헤드의 이동기구, 및 배열체 이동기구에 관한 부분은, 제 1 실시 형태예와 큰 차이는 없기 때문에, 생략하여 설명한다. 상기 노즐헤드(500)에는, 도광용 가대(320)와, 상기 도광용 가대(320)에 설치된 12개의 연계부(310i)와, 연계부(310i)로부터 뒤쪽으로 연장되는 광섬유(다발)(33i)와, 접속단 배열체(300)와, 상기 도광용 가대(320)에 정렬하여 부착된 6종류의 특정 파장 측정기로 이루어지는 측정단을 갖는 측정기(400)와, 밀폐덮개 반송기구(125)를 갖는다.
제 2 실시 형태예에 관한 상기 도광용 가대(320)는, 2 이상(이 예에서는 12)의 반응용기(236i)와 일제히 연계 가능한 2 이상(이 예에서는, 12개)의 연계부(310i)가 배열되어, 상기 도광용 가대(320)에 대해 수평방향(이 예에서는 X축방향)으로 이동 가능한 연계부 배열체(322)를 갖고, 상기 연계부 배열체(322)의 이동에 의해서, 상기 도광용 가대(320)를 이동하지 않고, 상기 연계부 배열체(322)에 의해 일제히 연계 가능한 반응용기 수(이 예에서는 12개)보다 많은 반응용기(236i)(이 예에서는, 1열 12개의 반응용기가 3열분)와 연계 가능하다.
상기 도광용 가대(320)는, 수평판(320a), 수직판(320b) 및 삼각형 형상의 보강용 측판(320c)을 갖는다. 상기 도광용 가대(320)의 수평판(320a)에는, 상기 연계부 배열체(322)에 배열된 연계부(310i)의 배치에 따라서 2 이상, 이 예에서는 12개의 상기 차폐용 영역에 상당하는 긴 구멍(321i)이 식각 형성되어 있다.
상기 도광용 가대(322)의 수직판(320b)의 상측 가장자리에는 상기 측정기(400)가 고정되어 부착되어 있다. 따라서, 수광시에는, 상기 도광용 가대(320)는 정지되어 있으므로 상기 측정기(400)는, 상기 반응용기 및 상기 도광용 가대(320)에 대해서 움직이지 않게 설치되어 있다.
상기 연계부(310i)에 선단을 갖는 광섬유(다발)(33i)는, 도중에 수광용의 광섬유(다발)(331i)와, 조사용의 광섬유(다발)(332i)로 나뉘고, 상기 수광용의 광섬유(다발)(331i)는, 제 2 접속단(341i)과 접속하고, 조사용의 광섬유(다발)(332i)는, 제 1 접속단(342i)과 접속하여 상기 접속단 배열체(300)의 하측의 배열면으로서의 하향의 수평면에 Y축방향을 따른 2개의 경로로서 배열되게 된다. 그 때, 이들의 각 경로상의 인접하는 접속단간의 간격은, 예를 들면, 상기 연계부의 간격의 절반 또는 3분의 1 정도로 집적화되게 된다. 한편, 이들의 제 1 접속단(342i)에 대해서는, 상기 측정기(400)의 제 1 측정단과 차례로 접속 가능하고, 제 2 접속단(341i)에 대해서는, 제 2 측정단과 차례로 접속 가능하다.
도 12 또는 도 13에 나타내는 바와 같이, 상기 도광용 가대(320)의 수평판(320a)은, 수지 등으로 형성된 단열판(323)과, 단열판(323)의 하측에 설치되고, 상기 밀폐덮개(253i)을 가열하여 밀폐덮개(253i)의 결로를 방지하기 위한 히터(370)와, 히터(370)의 하측에 설치된 전열성의 금속판(325)이 적층해서 설치되어 있다. 한편, 부호 238은, 상기 반응용기(236i)를 수용하는 상기 카트리지 용기에 천공 형성된 수용구멍이며, 부호 239는, 상기 반응용기(236i)내에서 일정한 높이로 제어된 액면을 나타낸다. 부호 291은 PCR용의 온도 제어기이다.
상기 수평판(320a)에 식각 형성된 상기 긴 구멍(321i)은 상기 금속판(325)에까지 도달하고 있다. 상기 긴 구멍(321i)의 바닥의 상기 금속판(325)의 상기 반응용기(236i)의 개구부의 상방에서, 개구부와 같은 크기의 투광을 위한 구멍(326)이 천공 형성되어 긴 구멍(321i)의 바닥과 광학적으로 연이어 통하고 있다.
상기 연계부 배열체(332)에 설치된 연계부(310i) 및 내부에 설치된 광섬유(다발)(33i)의 선단이, 상기 밀폐덮개(253i)에 근접함으로써 상기 반응용기(236i)와 연계되어 있다.
도 14는, 상기 반응용기에 장착 가능한 제 2 실시 형태예에 관한 각종 밀폐덮개(254i 내지 257i)을 나타내는 것이다.
도 14(a)에는, 밀폐덮개(253i)은, 반응용기(236i)의 개구부(236ia)를 피복하는 피복판(253ia)과, 피복판(253ia)의 중앙에 둘레가장자리보다 얇은 두께로 형성되어 빛의 투과율을 높인 중앙부(253ic)와, 상기 중앙부(253ic)를 둘러싸고 하측으로 돌출되도록 설치되어 상기 반응용기의 개구부의 바깥가장자리부(236ib)에 장착 가능한 장착부로서의 2중의 고리 형상벽으로 이루어지는 고정구(253ib)를 갖는다.
도 14(b)에 나타내는 밀폐덮개(254i)은, 중앙부(254ic)를 용기 바깥쪽으로 부푸는 만곡면을 갖는 볼록 렌즈 형상으로 두껍게 형성되어 있다. 이에 의해 반응용기내에서 발생한 빛을 광섬유의 선단에 수속(converge, 收束)시키거나, 또는 광섬유로부터의 여기광을 액면 등에 수속시켜서, 빛을 효율적으로 수집할 수 있다.
도 14(c)에 나타내는 밀폐덮개(255i)은, 중앙부(255ic)를 용기 바깥쪽으로 부푸는 만곡면을 갖는 볼록 렌즈 형상으로 형성하고, 이에 의해 도 14(b)에서 나타낸 효과를 이룬다.
도 14(d)에 나타내는 밀폐덮개(256i)은, 중앙부(256ic)를 용기 안쪽으로 부푸는 만곡면을 가지도록 두껍게 형성되어 있다. 이에 의해 도 14(b)에서 나타낸 효과를 이룬다.
도 14(e)에 나타내는 밀폐덮개(257i)은, 중앙부(257ic)를 용기 안쪽으로 부푸는 만곡면을 가지도록 형성하고, 이에 의해 도 14(b)에서 나타낸 효과를 이룬다.
도 15는, 제 2 실시 형태예에 관한 밀폐덮개 반송체(125)를 나타낸다.
상기 밀폐덮개 반송체(125)는, 1열 12개의 상기 반응용기(236i)를 적어도 3열 갖는 상기 용기군(20)에 대해서, X축방향으로 이동 가능한 사각기둥(角柱) 형상 기재(基材)(128)와, 상기 밀폐덮개(253i)(내지(256i))에 대해서, 상기 장착부가 상기 반응용기에 장착 가능한 상태로 하측에 노출되도록 상기 피복판을 파지하고, 상기 반응용기의 배열에 따라 상기 사각기둥 형상 기재(128)에 배열된 1 또는 2 이상(이 예에서는, 12개)의 파지부(127i)와, 상기 사각기둥 형상 기재(128)의 하측에 부착된 바닥판(126)을 갖는 것이다.
도 16의 단면도 및 도 17의 하측에서 본 사시도에 나타내는 바와 같이, 상기 파지부(127i)는, 상기 사각기둥 형상 기재(128)로부터 상기 밀폐덮개(253i)의 피복판(253ia)의 대부분을 수납 가능하도록 대략 반원기둥 형상으로 도려내진 공동(空洞)(123i)을 갖고, 상기 바닥판(126)에는, 상기 밀폐덮개(253i)의 장착부로서의 고정구(253ib)가 하측으로 노출 가능하도록, 반원 긴 구멍 형상의 절결부(129i)가 형성되어 있다.
이어서, 제 2 실시 형태예에 관한 노즐헤드(500)를 이용한 처리 동작에 대해 설명한다.
상기 제 1 실시 형태예에서 설명한 공정중, 분리 추출 공정은 생략하고, 핵산 증폭 및 측정 공정에 상당하는 스텝 S'12로부터 스텝 S'16에 대해 설명한다.
스텝 S'12에서, 상기 노즐(71i)에 새로운 분주 칩(211i)을 장착하고, 상기 제 8 액수용부내에 수용된 핵산 등을 함유하는 용액을 흡인하고, 미리 증폭용 용액(234i)이 수용된 상기 반응용기(236i)에까지 이송하고 토출하여 상기 용기내에 도입한다. 상기 노즐헤드 이동기구(51)에 의해서 상기 노즐헤드(500)를 이동시킴으로써, 상기 밀폐덮개 반송체(125)에, 12개의 밀폐덮개(253i)이 수용되어 있는 밀폐덮개 수용부로부터 밀폐덮개(253i)을 상기 파지부(127i)의 상기 공동(124i)에 일제히 수용하여 파지시킨다.
상기 밀폐덮개(253i)을 파지한 상기 밀폐덮개 반송체(125)는, 도광용 가대(320)와 연동하므로, 상기 가대 Z축 이동기구(35)를 이용하여, 상기 가대(320)와 함께 약간 상방으로 들어 올리고 나서 X축방향으로 더 이동시키고, 상기 반응용기(236i)의 상방에까지 반송하여 하강시킴으로써, 상기 밀폐덮개 반송체(125)로부터 하측에 노출되어 있는 고정구(253ib)를 상기 PCR용 튜브(236i)에 부착함에 의해 12개의 밀폐덮개(253i)을 밀폐한다. 이와 같이 하여, 다른 2열의 24개의 반응용기열에 대해서도 밀폐덮개으로 차례로 밀폐한다.
스텝 S'13에서, 상기 측정 제어부(61)의 지시에 의해, 상기 노즐헤드 이동기구(51)를 지시하고, 노즐헤드(500)를 X축을 따라서 이동시킴으로써, 상기 도광용 가대(320)를 밀폐덮개가 장착된 3열의 36개의 반응용기를 덮도록 이동시킨다.
스텝 S'14에서, 상기 핵산처리 제어부(63)에 의한 지시에 의해 상기 온도 제어기(29)는 리얼타임 PCR에 의한 온도 제어의 사이클, 예를 들면, 상기 PCR용 튜브(231i)를 96℃에서 5초간 가열하고, 60℃에서 15초간 가열한다고 하는 사이클을, 예를 들면 49회 반복하도록 지시한다.
스텝 S'15에서, 상기 측정 제어부(61)는, 상기 핵산처리 제어부(63)에 의한 각 사이클에서의 온도 제어가 시작되면, 각 사이클에서의 신장 반응 공정의 시작을 판단하고, 상기 도광용 가대(320)상에 설치된 연계부 배열체(322)를 상기 도광용 가대(320)상에서 이동시키고, 상기 도광용 가대(320)에 형성한 상기 긴 구멍(321i)에 삽입된 상기 각 연계부(310i)를 상기 반응용기와 밀폐덮개(253i)을 통하여 간접적으로 연계하고, 반응용기내에 측정기(400)로부터의 여기광을 조사하면서, 반응용기로부터의 빛을 차례로 수광한다. 동시에, 상기 접속단 배열체(300)를 상기 측정기(400)의 각 측정단(44j)에 대해, 연속적 또는 간헐적인 이동을 지시한다. 그 이동 속도는, 상기 안정적 수광 가능 시간, 형광 수명 및 상기 도광용 가대(320)가 측정 가능한 전용영역(20i)의 반응용기의 개수(이 예에서는, 1열 12개의 반응용기가 3열) 등에 기초하여 산출된 속도로 이동시키게 된다. 이에 의해 상기 안정적 수광 가능 시간내에 상기 도광용 가대(320)상에서 상기 연계부 배열체(322)를 이동시키는 것에 의해서, 이 예에서는, 1열 12개로 3열의 36개의 반응용기에 대해서 병행하여 측정할 수 있게 된다.
스텝 S'16에서, 상기 측정 제어부(61)는, 상기 연계부(310i)의 광섬유(다발)(33i)와 상기 측정단(44)의 제 1 측정단, 제 2 측정단과의 각 광학적 접속의 순간을 판단하여 여기광의 조사 및 수광을 상기 측정기(400)에 지시한다.
도 18은, 상기 연계부가 반응용기(236i)의 개구부 이외의 장소에서 연계되는 경우에, 연계부에 설치한 수광용 및 조사용 광섬유 선단의 위치의 예를 나타내는 것이다. 도 18(a)는, 수광용의 광섬유(다발)(331i)가, 반응용기의 외부 바닥부에 근접하고, 조사용의 광섬유(다발)(332i)가 반응용기 외벽에 근접한 경우를 나타낸다. 도 18(b)는, 수광용의 광섬유(다발)(331i) 및 조사용의 광섬유(다발)(332i)가 반응용기 외벽에 근접한 경우를 나타내고, 도 18(c)는, 수광용의 광섬유(다발)(331i) 및 조사용의 광섬유(다발)(332i)가 반응용기의 외부 바닥부에 근접한 경우를 나타낸다. 이들은 일례에 지나지 않고, 근접 대신에 접촉 등에 의해 반응용기와 연결하는 경우도 가능하다.
도 19는, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 반응용기용 광측정 장치(110)의 블록도를 나타낸다. 아울러, 제 1 실시 형태에서 이용한 부호와 동일한 부호는, 동일한 것 또는 비슷한(사이즈만 상이) 것을 표시하므로, 그 설명을 생략하였다.
제 2 실시 형태에 관한 반응용기용 광측정 장치(110)는, 그 노즐헤드(150)가, 도광용 가대(32)와는 다른 도광용 가대(132)를 갖는 점에서, 제 1 실시 형태에 관한 반응용기용 광측정 장치(10)와는 상이하다. 제 2 실시 형태에 관한 상기 도광용 가대(132)는, 상기 PCR용 튜브(231i)내부와 광학적으로 접속하는 가요성이 있는 2 이상의 도광부로서의 광섬유의 선단 및 집광용의 광학계 요소가 내부에 설치된 복수(이 예에서는 12개)의 연계부(131i)를 갖고, 상기 반응용기를 가열하기 위한 가열부로서의 히터(137)의 가열원은, 상기 도광용 가대(132)가 아니라, 용기군(120) 또는 스테이지에 설치되어 있는 점에서 제 1 실시 형태에 관한 상기 도광용 가대(32)와는 상이하다.
또한, 밀폐덮개(251i)이, 노즐(71i)이 아니라, 연계부(131i)에 끼워 맞춰져 운반되어, 전용의 밀폐덮개 탈착기구(39)에 의해서, 상기 연계부로부터 탈착되는 점이 상이하다. 따라서, 밀폐덮개 제어부(167), 따라서, 핵산처리 제어부(163), CPU＋프로그램(160)이 제 1 실시 형태에 관한 장치(10)와는 상이하게 된다.
상기 용기군(120)은, 그 길이방향이 X축방향을 따라서 일렬 형상으로 수용부가 배열된 12개의 전용영역(120i)(i=1,…,12)이, 예를 들면, Y축방향으로 배열된 것이다. 각 전용영역(120i)에는, 반응용기군(23i)과, 액수용부군(27i)과, 상기 도광용 가대(132)에 설치된 상기 연계부(131i)에 탈착 가능하게 장착되는 투광성이 있는 밀폐덮개(251i)을 수용하는 밀폐덮개 수용부(25i)와, 칩 등 수용부(21i)를 갖는다.
상기 반응용기(23i), 온도 제어기(29), 히터(137)는, 반응용기 제어시스템(90)에 상당한다.
도 20은, 제 2 실시 형태의 제 1 실시 형태예에 관한 노즐헤드(150)중, 주로 이동기구 및 흡인 토출기구를 나타내는 측면도이다.
여기에서는, 상기 연계부(131i)의 직경이 노즐(71i)보다 굵기 때문에, PCR용 튜브에 장착되어야 할 밀폐덮개(251i)은 연계부(131i)에 의해 운반되도록 하고 있다. 그 때문에, 상기 자력부(57)의 자석(571)의 이동기구를 이용하여, 연계부(131i)에 대해서, 접합분리 가능하게 설치된 12개의 상기 연계통(131ai)의 직경에 대략 같은 반원 형상의 아치를 갖는 절결부가 배열된 빗살 형상의 탈착 부재(391)를 갖는 밀폐덮개 탈착기구(39)가 설치되어 있다. 본 실시 형태예에서는, 기존의 기구를 이용하여 밀폐덮개의 탈착을 행할 수 있으므로, 장치 규모의 확대, 복잡화를 방지할 수 있다.
도 21은, 제 2 실시 형태의 제 1 실시 형태예에 관한 반응용기 제어시스템(901) 및 상기 반응용기 제어시스템(901)의 복수개(이 예에서는 12개)의 반응용기로서의 PCR용 튜브(231i)가 설치된 반응용기군의 개구부에, 도광용 가대(132)의 수평판(132a)으로부터 하측으로 돌출되는 상기 연계부(131i)(여기에서는, 예를 들면 i=1)가, 상기 전용영역(120i)에 있는 상기 PCR용 튜브(231i)의 개구부에 장착된 투광성이 있는 밀폐덮개(251i)을 통하여, 상기 PCR용 튜브(231i)와 간접적으로 연계된 상태를 나타내는 것으로서, 상기 밀폐덮개(251i)의 연계용의 오목부(253i)내에 상기 연계부(131i)가 끼워 맞춰짐으로써 PCR용 튜브(231i)와 연계되어 있다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 상기 연계부(1311)는, PCR용 튜브(231i)와 밀폐덮개(253)을 통하여 간접적으로 연계함으로써, 상기 도광용 가대(132)의 수평판(132a)보다 하측 방향으로 돌출 형성된 대략 원통 형상의 연계통(131ai)을 갖고, 상기 연계통(131ai)의 바닥판의 중앙부에, 좁은 입구관부에 수용되는 액의 액면에 상당하는 크기의 개구를 갖는 원 구멍(131bi)이 천공 형성되고, 상기 바닥판의 둘레가장자리에는 하방에 돌출 형성된 고리 형상 가장자리부(131di)가 형성되어 있다. 이에 의해, 연계부와 밀폐덮개과의 밀착을 방지하고 있다. 상기 연계통의 내경에 상당하는 직경을 갖는 구상(球狀)의 볼 렌즈(381i)가, 상기 연계통(131ai)내에 느슨하게 삽입되어 상기 원 구멍(131bi)상에 얹어 놓여져 있다. 상기 볼 렌즈(381i)의 상방 소정 거리에는 선단이 위치하고 또한 상기 수평판(132a)을 관통하여 외부에 이르는 수지제의 페룰(ferrule)(131ci)로 피복된 광섬유(33i)가 설치되어 있다. 이 연계통(131ai), 원 구멍(131bi), 볼 렌즈(381i) 및 광섬유(33i)의 다발은, 연계통(131ai) 내부에서는 동축에 배치되어 있다.　
도 21에 나타내는 바와 같이, 상기 반응용기 제어시스템(901)은, 목적 염기 배열을 갖는 DNA 등의 목적 용액을 수용하여 증폭 등의 반응이 행하여지는 반응용기로서의 PCR용 튜브(231i), 히터(137), 및 PCR용의 온도 제어기(291i)를 갖는다. 히터(137)는, 높은 열전도성을 갖는 알루미늄판으로 이루어지는 가열용 블록(137c)과, 시트 히터(137a)와, 단열재(137b)가 적층해서 설치되어 있다. 복수의(이 예에서는 12개의) 상기 PCR용 튜브(231i)를 수용 유지하는 12개의 관통구멍(137di)이 동일한 히터(137)에 천공 형성되고, 넓은 입구관부(235i)가 상기 가열용 블록(137c)으로 지지되어 있다.
PCR용의 온도 제어기(291)는, 상기 반응용기로서의 PCR용 튜브(231i)의 좁은 입구관부(233i)에 접촉하여 수용 가능한 온도 제어용 블록(292i)과, 펠티어 소자(293i), 및 히트 싱크(294i)를 갖는다.
상기 PCR용 튜브(231i)의, 좁은 입구관부(233i)는, 상기 PCR용 블록(292i)이 접촉해서 설치되어 있는 부분의 하측벽 부분(233ai)을 갖고, 상기 하측벽 부분(233ai)의 간격을 둔 상측에 설치되어, 상기 히터의 가열용 블록(137c)과 접촉하는 넓은 입구관부(235i)의 벽부분에 상당하는 상측벽 부분(235ai)을 갖는다.
본 실시 형태예에 의하면, 우선, 밀폐덮개 제어부(167)(CPU＋프로그램(160))의 지시에 의해, 상기 노즐헤드 이동기구(51)를 지시하고, 상기 도광용 가대(132)의 각 연계부(131i)를 밀폐덮개 수용부(25i)에 이동시킨 후, 상기 가대 Z축 이동기구(35)를 지시하고 상기 연계부(131i)에 밀폐덮개(251i)에 끼워 맞춤시켜 장착한다. 다음으로, 소정의 PCR용 튜브(231i)의 개구부를 밀폐덮개(251i)으로 끼워 맞춤시킴으로써, 동시에 연계부(131i)를 PCR용 튜브(231i)에 연계시킨다.
다음으로, 측정 제어부(161)의 지시에 의해 온도 제어기(29)에 의한 온도 제어에 따라서, PCR의 경우에는, 최고의 소정 온도(예를 들면, 94℃)보다 몇도, 바람직하게는 약 5℃ 높은 일정 온도(예를 들면, 100℃)에서 상기 상측벽 부분(233bi)을 가열하도록 히터(137)를 제어함으로써, 상기 PCR용 튜브(231i)의 상기 넓은 입구관부(235i)에 끼워 맞춰진 밀폐덮개(251i)이 가열되어 상기 밀폐덮개의 결로를 방지할 수 있다. 그 때, 상기 상측벽 부분(235ai)은, 상기 온도 제어가 행하여지는 하측벽 부분(233ai)과, 소정간격만큼 떨어지고, 또한 하측벽 부분보다 작은 표면적을 갖는 상측벽 부분(233ai)에 가열원을 접촉 또는 근접시켜 가열한다. 따라서, 상측벽 부분(235ai)의 가열의 영향은, 상측벽 부분(235ai)에 가까운 위치에 설치되어 있는 밀폐덮개(251i)의 하면을 가열하여 결로를 방지할 수 있다.
한편, 연계부(131i)는, 밀폐덮개(251i)의 상측이란, 고리 형상 가장자리부(131di)를 통하여 접촉하고 있는 것에 지나지 않기 때문에 밀폐덮개(251i)에 대한 정도의 가열의 영향은 없다. 마찬가지로 상기 하측벽 부분(233ai)에 대해서는 가열 냉각 기능을 갖는 펠티어 소자를 이용하여 상기 소정 온도로 온도 제어되고, 또한 동시에 측정이 행하여지는 것이 된다. 측정 종료 후, 밀폐덮개 제어부(167)의 지시에 의해, 상기 탈착 부재(391)를 이용하여, 연계부(131i)에 접근시킨 후, 상기 가대 Z축 이동기구(35)에 의해 도광용 가대(132)를 상방으로 이동시키는 것에 의해 밀폐덮개(251i)을 상기 연계부로부터 탈착시켜 PCR용 튜브(231i)에 남긴 채로, 연계부를 이동시켜 연계를 해제하게 된다.
도 22는, 제 2 실시 형태예를 나타내는 것으로서, 상기 볼 렌즈(381i) 대신에, 상기 연계통(131ai)의 내경에 상당하는 렌즈직경을 갖는 드럼 렌즈(382i)가 상기 연계통(131ai)내에 느슨하게 삽입되어 상기 원 구멍(131bi)상에 얹어 놓여져, 상기 광섬유(33i)의 선단에 집광하도록 설치된 연계부(131i)를 나타내는 것이다.　
도 23은, 제 3 실시 형태예를 나타내는 것으로서, 상기 볼 렌즈(381i) 등 대신에, 상기 연계통(131ai)의 내경에 상당하는 렌즈직경을 갖는 비구면 렌즈(383i)가 상기 연계통(131ai)내에 느슨하게 삽입되고 상기 원 구멍(131bi)상에 얹어 놓여져서 상기 광섬유(33i)의 선단에 집광하도록 설치된 연계부(131i)를 나타내는 것이다. 한편, 부호 391은, 상기 밀폐덮개 탈착기구(39)의 빗살 형상의 탈착 부재로서, 연계부(131i)에 근접 또는 접촉한 상태를 표시한다. 이 상태에서, 연계부(131i)를 상승시키는 것에 의해서, 밀폐덮개(251i)이 상기 밀폐덮개 탈착 부재(391)와 걸어 맞춰져서 연계부(131i)로부터 벗어나 PCR용 튜브(231i)에 장착된 채로 남겨지게 된다. 또한, 상기 각 렌즈(381i∼383i)는, 상측으로부터 관 형상의 프레임을 부착하고 연계통(131ai)내에 느슨하게 장착하도록 해도 좋다.
이상의 실시 형태예는, 본 발명을 더 잘 이해시키기 위해서 구체적으로 설명한 것으로서, 다른 형태를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 발명의 주지를 변경하지 않는 범위에서 변경 가능하다. 예를 들면, 노즐, 분주 칩, 천공 칩, 용기군, 그 전용영역, 수용부, 측정단, 측정기, 특정 파장 측정기, 흡인 토출기구, 이동기구부, 자력부, 가열부, 반응용기, 밀폐덮개, 도광용 가대, 연계부, 도광부, 접속단, 접속단 배열체, 연계부 배열체, 노즐헤드, 온도 제어기, 노즐 탈착기구, 밀폐덮개 탈착기구 등의 구성, 형상, 재료, 배열, 양, 개수, 및, 사용한 시약, 검체 등에 대해서도 실시 형태예에 나타낸 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 노즐을 용기군에 대해서 이동시키도록 했지만, 용기군을 노즐에 대해서 이동시키는 것도 가능하다.
또한, 이상의 설명에서는, PCR용의 반응용기의 밀폐에 밀폐덮개를 이용하여 증폭용 용액을 밀폐했지만, 대신에, 또는 병용하여, 미네랄 오일 등의 밀폐액을 이용하여 밀폐하도록 해도 좋다. 또한 상기 노즐에 천공용 칩을 장착하여 천공하는 대신에, 흡인 토출기구로 구동하는 천공 핀을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 이상의 설명에서는, 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. 측정기 내부에는, 광섬유를 이용한 광학계에 대해서만 설명했지만, 렌즈계를 이용한 광학계를 채용하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 각 실시 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 또한 배치에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은, 예를 들면, 주로 DNA, RNA, mRNA, rRNA, tRNA를 포함한 핵산, 에 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 분야 등에 관계되는 것이다. 본 발명은, 특히, PCR, 리얼타임 PCR 등의 여러 가지의 핵산 등을 취급하는 처리나 해석에 이용할 수 있다.
10, 110 : 반응용기용 광측정 장치
20, 120 : 용기군
20i, 120i(i=1,…,12) : 전용영역
211i(i=1,…,12) : 분주 칩
231i, 236i(i=1,…,12) : PCR용 튜브(반응용기)
30, 300 : 접속단 배열체
31i, 131i(i=1,…,12) : 연계부
32, 320, 132 : 도광용 가대
33i : 광섬유(도광부)
40, 400 : 측정기
40 j(j=1,…,6) 특정 파장 측정기
44 : 측정단
50, 500, 150 : 노즐헤드
52 : 이동기구부
53 : 흡인 토출기구
59 : 칩 탈착기구
61, 161 : 측정 제어부
70 : 노즐 배열부
71i(i=1,…,12) : 노즐

Claims (22)

  1. 2 이상의 반응용기가 배열된 용기군과,
    상기 각 반응용기와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 반응용기 내부와 광학적으로 접속하는 가요성(可撓性)이 있는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단(先端)이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 도광용(導光用) 가대(架臺)와,
    상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 도광부의 후단(後端)이 설치된 2 이상의 접속단을, 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 배열면을 갖는 접속단 배열체와,
    상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 상기 각 접속단과 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속 가능한 1 또는 2 이상의 측정단을 갖고, 상기 접속단과 상기 측정단과의 광학적 접속에 의해서 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 수광(受光) 가능한 측정기와,
    상기 접속단 배열체에 배열된 상기 각 접속단과 상기 각 측정단을 차례로 광학적으로 접속하도록 상대적으로 이동시키는 도광 전환 기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 측정기에 의한 수광시에는, 적어도 상기 측정단을 제외한 측정기 본체는 상기 반응용기 및 그에 연계된 연계부를 갖는 상기 도광용 가대에 대해서 움직이지 않게 설치되어 있는 반응용기용 광측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연계부가 2 이상의 상기 반응용기와 일제히 직접적 또는 간접적으로 연계되도록 상기 도광용 가대를 상기 용기군에 대해서 상대적으로 이동하는 가대 이동기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정기는, 상기 각 접속단과 광학적으로 접속 가능한 1 또는 2 이상의 측정단을 갖고 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 수광 가능한 복수 종류의 특정 파장 측정기와, 상기 소정 경로를 따라서 상기 각 접속단과 광학적으로 접속 가능하도록 복수의 상기 각 측정단을 정렬시키는 측정단 정렬부를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 용기군에는, 1 또는 2 이상의 상기 반응용기의 개구부에 장착되어 상기 반응용기를 밀폐하는 투광성을 갖는 밀폐덮개를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광용 가대에는, 상기 밀폐덮개를 가열 가능한 가열부를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응용기의 하측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치된 온도원을 갖는 온도 제어기와, 상기 반응용기의 상기 하측벽 부분보다 상측에 위치한 상기 반응용기의 상측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치되어, 상기 상측벽 부분을 가열 가능한 가열원을 갖는 가열부를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광용 가대는, 기체의 흡인 및 토출을 행하는 흡인 토출기구 및 상기 흡인 토출기구에 의해서 액체의 흡인 및 토출이 가능한 분주 칩을 탈착 가능하게 장착하는 1 또는 2 이상의 노즐을 갖는 노즐헤드에 설치되고, 상기 노즐헤드를 상기 용기군과의 사이에서 상대적으로 이동 가능하게 하는 노즐헤드 이동기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 노즐은, 밀폐덮개를 장착하여 유지 가능하고, 상기 밀폐덮개를 탈착함에 의해 상기 밀폐덮개를 상기 반응용기의 개구부에 장착 가능한 반응용 용기용 광측정 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 연계부에 복수개의 도광부로 이루어지는 도광부 다발의 선단이 설치되고, 상기 도광부 다발의 일부의 도광부 다발의 후단은 상기 접속단 배열체의 제 1 접속단에 설치되고, 상기 도광부 다발의 나머지의 일부 또는 전부는, 상기 접속단 배열체의 제 2 접속단에 설치되고, 상기 소정 경로는, 제 1 경로와 제 2 경로를 갖고, 상기 접속단 배열체의 이동에 의해서, 상기 측정기에 설치된 제 1 측정단은 상기 제 1 접속단으로 이루어지는 제 1 경로를 따라서, 제 2 측정단은, 상기 제 2 접속단으로 이루어지는 제 2 경로를 따라서 각각 상대적으로 이동하는 반응용기용 광측정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 측정단은, 상기 측정기의 조사원과 광학적으로 접속하고, 상기 제 2 측정단은, 상기 측정기의 수광부와 접속하며, 상기 제 1 접속단에 대응하는 선단과 상기 제 2 접속단에 대응하는 선단이 혼재되도록 배열되고, 상기 제 1 측정단은, 상기 제 1 접속단과 접속 가능하고, 상기 제 2 측정단은, 상기 제 2 접속단과 접속 가능한 반응용기용 광측정 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기군은, 1 또는 2 이상의 상기 노즐로 이루어지는 1조(組)의 노즐이 진입하고 다른 조의 노즐이 진입하지 않는 각 조의 노즐에 대응한 2 이상의 각 전용영역으로 이루어지고, 각 전용영역에는, 적어도 1의 상기 반응용기, 상기 반응에 이용하는 반응 용액을 수용하는 1 또는 2 이상의 액수용부, 상기 노즐을 이용하여 상기 반응용기에까지 운반 가능한 것으로서 상기 반응용기에 수용한 상기 반응 용액을 밀폐 가능한 밀폐덮개를 적어도 갖고, 상기 도광용 가대의 각 연계부는, 상기 각 전용영역에 1 또는 2 이상의 연계부로 이루어지는 1조의 연계부가 진입하고 다른 조의 연계부가 진입하지 않도록 대응지어지도록 상기 도광용 가대는 상기 전체 전용영역에 걸쳐서 연장되어 설치되어 있는 반응용기용 광측정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 각 전용영역을 횡단하도록 이동 가능한 것으로서, 각 전용영역에 침입(侵入) 가능한 1 또는 2 이상의 노즐로 이루어지는 1조의 횡단 가능 노즐을 더 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 각 전용영역에는, 검체(檢體)를 식별하거나 또는 관리하는 검체 정보 및 검사 내용을 나타내는 검사 정보가 가시적으로 표시되고, 상기 검체 정보 및 상기 검사 정보를 포함한 상기 각 전용영역에 표시된 내용을 촬영하여 화상 데이터를 얻는 디지털·카메라가 상기 횡단 가능 노즐에 설치된 반응용기용 광측정 장치.
  15. 기체의 흡인 및 토출을 행하는 흡인 토출기구 및 상기 흡인 토출기구에 의해서 액체의 흡인 및 토출이 가능한 분주 칩을 탈착 가능하게 장착하는 1 또는 2 이상의 노즐이 설치된 노즐헤드와,
    여러 가지의 반응에 이용하는 반응용 용액을 수용하는 1 또는 2 이상의 액수용부, 목적물질을 포획 가능한 자성 입자가 현탁된 자성 입자 현탁액을 수용하는 액수용부, 검체를 수용하는 액수용부, 목적물질의 분리 추출용 용액을 수용하는 1 또는 2 이상의 액수용부, 및 2 이상의 반응용기를 적어도 갖는 용기군과,
    상기 노즐헤드와 상기 용기군과의 사이를 상대적으로 이동 가능하게 하는 노즐헤드 이동기구와,
    상기 노즐에 장착된 각 분주 칩의 내벽에 상기 자성 입자를 흡착 가능한 자력부와,
    상기 노즐헤드에 설치되어, 상기 각 반응용기와 직접적 또는 간접적으로 연계 가능한 것으로서, 연계된 상기 반응용기 내부와 광학적으로 접속하는 가요성이 있는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 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 갖는 접속단 배열체와,
    상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 상기 각 접속단과 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속 가능한 1 또는 2 이상의 측정단을 갖고, 상기 접속단과 상기 측정단과의 광학적 접속에 의해서 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 수광 가능한 측정기와,
    상기 접속단 배열체의 상기 소정 경로를 따라서 설치된 상기 각 접속단과 상기 각 측정단을 차례로 광학적으로 접속하도록 상대적으로 이동시키는 광학계 전환 기구를 갖는 반응용기용 광측정 장치.
  16. 용기군에 배열된 2 이상의 반응용기에 대해서, 가요성이 있는 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 도광용 가대를 이동하고,
    상기 각 반응용기와 상기 연계부를 직접적 또는 간접적으로 일제히 연계하여, 연계된 상기 반응용기 내부와 상기 도광부를 광학적으로 접속하며,
    상기 반응용기내에서 온도 제어를 행하고,
    상기 반응용기로부터의 빛을, 상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 상기 도광부의 후단이 설치된 2 이상의 접속단을 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 배열면을 갖는 접속단 배열체로 안내하고, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 측정기에 설치된 1 또는 2 이상의 측정단과 상기 각 접속단을, 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속시켜서, 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 측정기가 수광하는 반응용기용 광측정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 측정기는 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 수광 가능한 특정 파장 측정기를 복수 종류 갖고, 각 특정 파장 측정기는 상기 각 접속단과 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속 가능한 적어도 1의 측정단을 갖고, 복수의 상기 각 측정단을 측정단 정렬부에 의해서 정렬시켜, 상기 각 측정단이 상기 경로를 따라서 상기 각 접속단과 차례로 광학적으로 접속하여, 각 특정 파장 측정기가 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 특정 파장 또는 특정 파장대의 빛을 수광하는 반응용기용 광측정 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 용기군에 배열되어, 상기 반응용기의 개구부와 끼워 맞춤 가능한 투광성을 갖는 2 이상의 밀폐덮개를 반응용기에 일제히 장착시키고 나서, 상기 도광용 가대를 상기 반응용기의 각 밀폐덮개에 대해서, 이동시키는 반응용기용 광측정 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응용기의 개구부를 피복하는 밀폐덮개에 대해서 누르거나 또는 흔드는 반응용기용 광측정 방법.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광용 가대를 통하여, 상기 반응용기를 밀폐하는 밀폐덮개를 가열하는 반응용기용 광측정 방법.
  21. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응용기의 개구부와 상기 연계부를 직접적 또는 간접적으로 연계하여, 상기 반응용기내의 온도 제어를 행할 때, 상기 반응용기의 하측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치된 온도원을 갖는 온도 제어기의 온도 제어에 따라서, 상기 하측벽 부분보다 상측에 위치한 상기 반응용기의 상측벽 부분을, 상기 상측벽 부분에 접촉 또는 근접해서 설치된 가열부의 가열원에 의해서 가열하여, 상기 연계부의 직접적 또는 간접적인 결로를 방지하는 반응용기용 광측정 방법.
  22. 노즐헤드에 설치한 기체의 흡인 및 토출을 행하는 각 노즐에 탈착 가능하게 분주 칩을 장착하고,
    자력부(磁力部), 상기 노즐헤드와 용기군과의 사이를 상대적으로 이동하는 노즐헤드 이동기구, 용기군에 수용된 목적물질을 포획 가능한 자성 입자가 현탁된 자성 입자 현탁액, 검체, 및 목적물질의 분리 추출용 용액을 이용하여 목적물질을 분리하며,
    분리한 목적물질 및 반응에 이용하는 반응용 용액을 용기군에 설치된 복수의 반응용기에 도입하고,
    상기 반응용기에 대해서, 상기 노즐헤드에 설치되는 동시에 1 또는 2 이상의 도광부의 선단이 설치된 2 이상의 연계부를 갖는 도광용 가대를 적어도 상기 노즐헤드 이동기구에 의해 이동하며,
    상기 각 반응용기와 상기 연계부를 직접적 또는 간접적으로 일제히 연계하여, 연계된 상기 반응용기 내부와 상기 도광부를 광학적으로 접속하고,
    상기 반응용기내에서 온도 제어를 행하여,
    상기 반응용기로부터의 빛을, 상기 각 연계부에 대응해서 설치되고, 상기 연계부에 그 선단이 설치된 상기 도광부의 후단이 설치된 2 이상의 접속단을 소정 경로를 따라서 배열해서 지지하는 접속단 배열체로 안내하고, 상기 배열면에 근접 혹은 접촉해서 설치되고, 측정기에 설치된 1 또는 2 이상의 측정단과 상기 각 접속단을, 상기 접속단 배열체를 이동시킴으로써, 상기 소정 경로를 따라서 차례로 광학적으로 접속시켜, 상기 반응용기내의 광학적 상태에 기초하는 빛을 측정기가 수광하는 반응용기용 광측정 방법.
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