TWI386484B - 反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置 - Google Patents

Description

反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置

本發明係有關一種反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置。

近幾年，以將特定之DNA片段迅速且容易地予以放大之DNA放大方法而言，聚合酶連鎖反應(polymerase chain reaction，PCR)法係應用於生物相關的所有領域。PCR法係設計2個與模版DNA互補的引子(primer)，且於試管內(in vitro)複製該引子所包夾之區域的方法。該方法係藉由反覆進行以各種溫度培養包含模版DNA、引子、核苷酸(nucleoside)、耐熱性DNA聚合酶之反應溶液之溫度循環，而以指數函數方式放大DNA得到PCR產物之方法。

一次循環係針對盛有模版DNA、引子、DNA聚合酶、核苷酸及反應緩衝液之容器，將雙股的DNA變性為單股，使引子與單股的DNA進行退火處理，而以合成與前述單股互補的DNA鏈之個別的溫度條件加以培養而成，並將1分子的DNA片段作成2分子。於下一個循環中，因於之前的循環所合成之DNA片段也成為模板，故於n循環後所合成之DNA片段係成為2n分子。

以往，溫度的控制係將以盛有模版DNA、引子、DNA聚合酶、核苷酸及反應緩衝液之玻璃等所形成之容器，收納於以鋁等之材料形成之方塊狀之恆溫裝置之收納部內，且將該金屬製之方塊狀之收納部予以加熱或冷卻，並使液 溫呈均等之溫度分佈為止，再進行下一個溫度的加熱或冷卻(專利文獻1)。

因此，在前述容器內之反應液加熱或冷卻之前，因容器的容量較大，故至形成均等之液溫的溫度分佈為止較費時，同時，因前述收容部及容器之熱容量或比熱之差，會產生複雜的溫度變化，而以高精密度進行DNA的放大，則具有必須進行複雜的溫度指示之問題點。

但是，在PCR法中，溫度的控制相當重要，可藉由改變溫度循環，而改變最後所能得到之PCR產物之質與量。

特別是，於即時PCR中，係藉由即時檢測並解析PCR之放大產物之產生過程，而進行更正確的定量，且必須更正確地進行迅速之控制溫度。因此，提案有各種的裝置(專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4)。然而，這些裝置係設計複雜的流路，並使用大規模的離心裝置等，而為大規模且複雜的裝置。

相對地，本發明人係提供一種具有收納反應液之反應室之反應容器本體、及可封住反應室之開口部之蓋材，且該蓋材具有推壓反應液之推壓部之反應容器，而不需離心力，即可以簡單的裝置規模進行迅速的溫度控制(專利文獻5)。

但是，本發明人係藉由結合熱效率高之液體的薄層化或毛細化、與根據該容器之特殊形狀之合理的離心處理，而不用大規模之裝置，即可同時進行有關PCR等之-貫處理之縮短化與自動化。

[專利文獻1]日本專利第2622327號公報

[專利文獻2]日本特表2000-511435號公報

[專利文獻3]日本特表2003-500674號公報

[專利文獻4]日本特表2003-502656號公報

[專利文獻5]日本特開2002-10777號公報

因此，本發明係為解決上述之問題點而研創者，其第1目的在於提供可以高精密度且忠實之響應性，而進行收納於該容器內之液體之溫度控制的反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置。

第2目的在於提供可縮短自給予加熱或冷卻之指示之後，直到液體的溫度達到均等的分布為止之時間，且可迅速地進行處理的反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置。

第3目的在於提供在從液體內去除氣泡與氣體區域之狀態下，將液體薄層化或毛細化，藉此得到均質之反應及高精密度之光資訊的反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置。

第4目的在於提供對作為處理對象之液體，能以簡單的結構，而有效地自動進行一貫的處理的反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置。

第1發明係為一種反應容器，具有：設有開口部且可 貯留液體之貯留室、以及與該貯留室連通且形成為比該貯留室更薄或更細之反應室，該容器係可裝設於設置於外部之可旋轉之旋轉體，且該容器裝設於前述旋轉體時，該旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述容器，且前述反應室係以位於比前述貯留室距離前述旋轉軸線更遠之位置的方式所形成。

在此，「貯留室」係為可貯留液體之部分，係用以容易朝前述反應室導入液體而設置者。朝該貯留室導入液體係從前述開口部進行。該貯留室之大小或厚度係使液體從開口部導入至該貯留室基本上僅以重力即可容易進行、或可對開口部裝設旋轉體之大小或厚度。

「反應室」係為在排除氣體混入之狀態下，僅以重力不能容易進行導入液體之程度的薄度(細度)。反應室之厚度或粗細係例如0.1毫米至3毫米。各自處理之液量係相當於例如自數μ公升至300μ公升。按照此量，PCR法之處理時間相當於約數分鐘至數十分鐘。

再者，「連通」為連續地連通時，係藉由設置1條流路或液體導入用之流路與排氣用之二條流路來進行。在排除氣體混入反應室之狀態下，為了導入液體，如後述係利用離心力來進行。

設置「反應室」之理由係藉由導入液體至反應室，而至少將液體之厚度方向之熱傳導時間予以縮短化，且於短時間將熱傳導至液體，很快地使液溫達到均等之溫度分布，而使熱處理效率化。因此，加熱或冷卻係使固體或液 體之加熱冷卻媒體接觸或接近該反應室，或者，可利用乾燥機(drier)吹出熱風或冷風來進行。並且，利用前述加熱冷卻媒體，以從其積層方向之兩側包夾反應室之方式，亦即於厚度方向包夾，藉由自該反應室之兩側吹出熱風或冷風來進行。

「容器」係為具有可貯留液體之部分(在此為貯留室)，若具有如此的部分，則除了1個開口部之外，亦可為具有1個液體之吸取送出口之分注端片狀之物品。因該容器係於貯留室具有開口部，為達到作為容器之功能，裝設於旋轉體時，亦必須裝設為液體不會自前述開口部往外溢出。亦即在開口部不被旋轉體或其他的蓋材所閉塞時，開口部不會朝下或橫向裝設。因此，於開口部不受閉塞時，在作為容器使用時或者裝設於旋轉體時，開口部必須以可貯留液體之方式，朝向上方開放，該容器裝設於朝旋轉體時，該開口部開放的方向、與該旋轉體之旋轉軸線之間係沿著上下方向。亦可於該開口部裝設閉塞該開口部之帽蓋。作為容器之材料，係採用例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯等之樹脂、玻璃、金屬、金屬化合物等。

因「該容器裝設於前述旋轉體時，該旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述容器，且前述反應室係以位於比前述貯留室、離前述旋轉軸線更遠之位置的方式所形成」，故前述容器可藉由前述旋轉體，繞著貫穿其容器之旋轉軸線旋轉。亦即，容器係可以自轉。

此外，在此，所謂「物體自轉」係指該物體繞著貫穿 該物體之旋轉軸線旋轉，係為相對於該物體繞著僅通過該物體之外部之旋轉軸線旋轉之公轉的概念。貯留於前述貯留室之液體係藉由旋轉體之高速旋轉，利用離心力移動至比前述貯留室離旋轉軸線較遠之位置所裝設之反應室，且氣體之比重比液體小，因此會朝比液體更近於軸心之處移動，在未混入氣體之狀態下可將液體導入至反應室。並且由於將前述反應室放置於前述貯留室之下方，亦可利用重力，故更容易將液體導入反應室。再此，所謂「高速旋轉」係為例如數百rpm至數千rpm。所謂「旋轉軸線」係指以該軸線為中心，於其周圍進行旋轉之直線。

此外，由於「前述反應室係位於比前述貯留室、離前述旋轉軸線較遠之位置」，例如有：如第1圖所示，具有設有開口部之貯留室、以及與該貯留室連通，而比該貯留室更薄地形成層狀之反應室之情況；或者具有從於上側設有開口部之粗管狀之貯留室之下側，延伸於斜下方之細管狀或薄層狀之反應室之情況。有關「位於遠處」，係判斷例如作為對象之部分的重心或中心與旋轉軸線之間之距離較長之一方為遠處。

因「容器可裝設至旋轉體」，故於該容器具有可與旋轉體裝設之部分，亦即具有裝設部。該裝設部係具有例如前述開口部或其他容器之一部分，例如後述之旋轉體連接軸。此種裝設部本身亦為容器之一部分，故旋轉軸線係貫穿該容器。「裝設」係包含嵌合、螺合、其他安裝方法。

依據第1發明之反應容器，因前述反應容器係可自 轉，故可抑制反應容器旋轉時所需之空間的規模，無須藉由較大的離心裝置施加離心力，可使裝置規模縮小。此外，如利用後述之可旋轉噴嘴，則可將使用該容器之處理進行一貫自動化。

又，依據第1發明之反應容器，可藉由將液體導入至容器內，將液體薄層化或毛細化，並以高精密度且忠實的響應性，進行該液體之溫度控制。

再者，藉由將液體薄層化或毛細化，可縮短自給予對前述液體進行加熱或冷卻之指示直到液溫達到均等的溫度分布為止之時間，而迅速且有效率地進行處理。

藉由利用離心力，在從液體內去除氣泡與氣體混入之狀態下加以薄層化或毛細化，於溫度控制時，可得到均質的溫度分布，而且可測量高精密度的光資訊。

此外，因可將反應容器自由裝卸地裝設於設置於外部之旋轉體，故藉由將該容器裝設於該旋轉體而旋轉驅動，則可利用離心力容易地將暫時貯留於貯留室之液體導入至前述反應室。此時，藉由離心分離，在去除氣體與氣泡之狀態下，可將液體或懸浮於液體之固體確實地導入至前述反應室內。

如此，藉由利用離心力或壓力將液體導入至前述反應室，而使均質化之懸浮液不混入氣泡與氣體，則可容易且確實且均質地實現液體之薄層化或毛細化而加以密封，藉此方式，可提高前述液體之溫度控制之精密度及響應性，例如，可使於即時PCR之量的測量等之處理迅速化且效率 化。

第2發明係為一種反應容器，其中，前述旋轉體係為可進行氣體之吸取送出之可自轉的噴嘴，該噴嘴係具有沿著其軸向之旋轉軸線。

不僅該容器，該「噴嘴」最好是以可裝設分注端片、或後述之棒狀構件之方式形成。如此，經由分注端片，及經由液體之分注移送或棒狀構件，則可進行懸浮液之均質化處理，故可進一步進行更具多様性之處理。

依據第2發明，係採用可自轉之噴嘴作為前述旋轉體。因此，除了將液體導入至反應室而使液體薄層化或毛細化之外，亦可利用於朝反應容器分注液體，而可適用多様的處理。此外，因旋轉軸線與噴嘴之軸線一致，故旋轉半徑較小，而可抑制裝置規模。

第3發明係一種反應容器，其中，前述旋轉體係以令其旋轉軸線貫穿前述貯留室之開口部之方式，而可裝設於該開口部。

在此，藉由嵌合或螺合來裝設開口部與旋轉體時，其開口部與旋轉體之裝設部分之形狀必須一致。例如針對圓筒，必須具有圓筒狀內面。此外，藉由螺合安裝開口部與旋轉體時，由前述旋轉體所導致之旋轉方向，係為藉由前述旋轉體螺合於開口部而前進之方向。此時，該開口部之軸線與旋轉軸線為一致。

依據第3發明，前述旋轉體係以令其旋轉軸線貫穿前述貯留室之開口部之方式，而可裝設於該開口部。因此， 將本來用以導入液體之開口部亦用於旋轉體之裝設，故不必將旋轉體之安裝部另外設置於容器，而使構造簡單化。

此外，藉由螺合或嵌合而可確實且容易地對旋轉體與該反應容器進行裝設，尤其藉由螺合來安裝旋轉體時，因可利用旋轉體之旋轉，故具效率性。

第4發明係為一種反應容器，其中，前述反應室之至少一部分係為透光性或半透光性。

在此，「一部分為透光性或半透光性之反應室」係為了得到反應室內之光資訊，例如，藉由即時PCR，以螢光等測量標識化之DNA等之遺傳物質的量或濃度。

在此，所謂「即時PCR」係指一邊即時地測量DNA之放大量，一邊進行PCR之方法。即時PCR係不用電氣泳動，具有於溫度循環之中途可觀測放大，以及得到定量的結果之優點。作為使用一般螢光試藥進行之方法，係有循環探針(cycling probe)法、嵌入劑(intercalator)法、TaqMan探針法與MolecularBacon法。

依據第4發明，因使反應室之至少一部分具有透光性或半透光性，因此於即時PCR等中，可容易取得反應室內之光資訊。此外，反應室非為透光性或半透光性時，可於反應室內設置光導波路，以取得光資訊。

第5發明係為一種反應容器，其中，前述反應室之一部分或全部係以軟質材形成，藉由將該軟質材予以變形，而可將該反應室內之間隙密封。

在此，所謂「軟質材」，係指例如藉由施加熱與推壓 力，或施加其雙方等而變形，例如可藉由封閉用以連通前述反應室、與貯留室或吸取送出口之細通路而進行密封的材料。例如聚乙烯或矽酮樹脂等。

依據第5發明，因以軟質材形成前述反應室之一部分或全部，故藉由使該軟質材之預定部分變形，可容易形成未混入密封之氣體之薄層化或毛細化的液體。

第6發明係為一種反應容器，其中，自由裝卸地裝設於前述旋轉體之下端部且覆蓋該下端部之帽蓋係自由裝卸地設置於該開口部，以覆蓋前述開口部。

在此，該帽蓋與前述旋轉體之下端部之間，或該帽蓋與前述容器之開口部之間係以前述各種安裝方法裝設。

依據第6發明，於前述旋轉體之下端部，自由裝卸地設置用以遮蓋該下端部之帽蓋，經介該帽蓋裝設有容器之開口部，故可確實地避免在高速旋轉旋轉體時，液體飛散而旋轉體直接接觸容器內之液體而交叉污染。此外，藉由防止液體往上方飛散，將液體推回下方，可更具效率地使液體導入至前述反應室。

第7發明係為一種反應容器，其具有：設有開口部且可貯留液體之貯留室；與該貯留室連通且形成為比該貯留室更薄或更細之反應室；以及與前述反應室連通之流體之吸取送出口；前述貯留室之開口部係可藉由進行流體之吸取送出之噴嘴之下端部而閉塞之方式所形成。

在此，前述反應室例如係與前述貯留室於其上部連通，且前述吸取送出口例如係設於反應室之下部之相連通 之流路之下端。在此，藉由將該流路形成為細徑，可對應設置於外部之各種容器。為了「閉塞」，係包含密閉、載置、嵌插、嵌合、嵌著、裝設等。貯留室的大小係藉由流體之吸取可將流體導入至反應室之大小或可使由前述噴嘴吸取送出之大小。在此反應容器中，係藉由前述噴嘴吸引流體，而自前述吸取送出口將流體導入至前述反應室內。

依據第7發明，藉由前述噴嘴，利用前述吸取送出口，將液體通過反應室吸取至前述貯留室，且將液體導入至前述反應室。因此，不會使氣體區域或氣泡混入，而可確實地將液體導入至反應室。此時，無須旋轉噴嘴，故可使用以朝前述反應室導入液體之機構簡單化。

第8發明係為前述反應室之至少一部分為透光性或半透光性之反應容器。

依據第8發明，因使反應室之至少一部分為具有透光性或半透光性，因此於即時PCR等中，可容易取得反應室內之光資訊。此外，反應室不是透光性或半透光性時，可於反應室內設置光導波路，以取得光資訊。

第9發明係為一種反應容器，其中，前述反應室之一部分或全部係以軟質材形成，藉由將該軟質材予以變形，而可將該反應室密封。

依據第9發明，因以軟質材形成前述反應室之一部或全部，故藉由將該軟質材之預定部分予以變形，可容易形成未混入所密封之氣體之薄層化或毛細化之液體。

第10發明係為一種反應測量裝置，其具有：前述1或 2個以上之反應容器；與1或2個以上前述反應室接觸或接近而設置，並將該反應室予以加熱或冷卻之加熱冷卻部；以及取得1或2個以上前述反應室內之光資訊之光資訊測量部。

在此，進行加熱或冷卻之方向、與接收來自懸浮於前述液體內之物質的光之方向，可能有相同的情況與不同的情況。

依據第10發明，藉由與前述反應容器之前述反應室接觸或接近所設置之加熱冷卻部，來進行加熱及冷卻。因此，因不需要金屬塊(metal block)等，故針對在未混入氣體或氣泡之狀態下經薄層化或毛細化之液體，可以高精密度且忠實之響應性，進行收納於該容器內之液體之溫度控制。此外，藉由將在未混入氣體或氣泡之狀態下薄層化或毛細化之液體予以加熱或冷卻，可縮短自給予加熱或冷卻之指示直到液溫均等地分布為止之時間，而可迅速地進行處理。

並且，在未混入氣體或氣泡之狀態下，測量反應室內之光資訊，故可取得精密度高的光資訊。

尤其，沿著積層方向或厚度方向，自兩側包夾前述加熱冷卻部，並將前述液體加熱或冷卻的話，則可進一步迅速且具效率地加熱或冷卻前述液體。

第11發明係為反應測量裝置，其中，前述光資訊測量部係具有：設置於2個以上前述反應容器之前述反應室之各照射位置的2個以上照射端部；分別產生具有複數種類之波長之光之複數種類的光源；將來自前述光源之光中之 1種類的光予以依時間切換選擇，並同時導光至前述各照射端部之光源選擇部；設置於2個以上前述反應容器之前述反應室之各受光位置的2個以上受光端部；將欲讓來自該各受光端部之光予以依時間切換選擇之受光位置選擇部；將來自所選擇之受光位置之光通過之複數種類的濾光鏡(Filter)予以依時間切換選擇之濾光鏡選擇部；以及依序輸入來自所選擇之受光位置且通過所選擇濾光鏡之光之光電元件。

在此，設置複數種類的濾光鏡之情形，係於前述反應室內之即時PCR中，為了將欲測量量或濃度之DNA片段等加以標識化，而採用輸出複數種類之光的波長之標識化物質之情況。藉此方式，使具有各波長之光透射濾光鏡，藉此可測量合適的標識物質的存在或其量。

「光電元件」係為利用光電効果之電子元件，包含光電管、光電子增倍管(photo-multiplier tube)、光導電電池(photoconductive cell)、光電晶體(phototransistor)、光電二極體(photodiode)等。

依據第11發明，針對2個以上之反應容器，即使採用2個以上之標識物質時，由於係於時間性地將作為反應室及標識物質之對象的標識物質之種類予以切換，而可利用少數的光電元件進行處理，故可將整體的裝置規模予以縮小或簡單化。

第12發明係為一種反應測量裝置，其中，前述光資訊測量部係具有：設置於2個以上前述反應容器之前述反應 室之各照射位置的2個以上照射端部；分別產生具有複數種類之波長之光之複數種類的光源；將來自前述光源之光中之1種類之光予以依時間切換選擇，而將所選擇之光予以依時間切換，而導光至各受光端部之光源照射選擇部；設置於2個以上前述反應容器之前述反應室之各受光位置之2個以上受光端部；將欲讓來自前述受光位置之光通過之複數種類之濾光鏡予以依時間切換選擇之濾光鏡選擇部；以及依序輸入通過所選擇之濾光鏡之光的光電元件。

在此，需要激發光(exciting light)之原因係為為了將激發光照射於可存在於前述反應室內之螢光物質而使其發光。

依據第12發明，針對2個以上之反應容器，即使用2個以上之標識物質時，由於也可依時間將作為反應室及標識物質之對象之標識物質的種類予以切換，而可利用少數的光電元件進行處理，故可將整體的裝置規模予以縮小或簡單化。

第13發明係一種液體旋轉處理裝置，其係具有：可旋轉之1或2個以上旋轉體；以可自由裝卸地裝設於該旋轉體而形成的1或2個以上之反應容器；以及旋轉驅動該旋轉體之旋轉驅動部；而前述反應容器係具有：設有開口部且可貯留液體之貯留室、及與該貯留室連通且形成為比該貯留室更薄或更細之反應室；而前述旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述容器，且前述反應室係以位於比前述貯留室距離前述旋轉軸線更遠之位置之方式形成，而將收納於前述反應 容器之前述貯留室之液體導入至前述反應室。

依據本裝置，係對位於前述反應容器之前述貯留室內之液體施加離心力，而可在不混入氣體之狀態下將液體導入至位於比該貯留室距離旋轉軸線更遠處之反應室內。該反應容器係可用於第1發明至第5發明之反應容器。

再者，取代前述反應容器而裝設後述之棒狀構件，藉此可使用作為用以將懸浮液均質化之裝置。

依據第13發明，以旋轉體使前述反應容器自轉，藉此可將收納於貯留室之液體，利用離心力導入至反應室。因此，可進行在無氣體或氣泡之狀態下之液體的薄層化或毛細化。

並且，因藉由容器的自轉可將液體導入至反應室，故不需要使反應容器繞著僅通過其外部之旋轉軸線公轉之較大的空間，基本上利用1個容器大小之小規模之旋轉裝置，即可使液體導入。

因具有用以使容器自轉之旋轉體，故亦可利用該旋轉體，將棒狀構件裝設於該旋轉體，而將收納於容器內之懸浮液中懸浮之固形物質予以粉碎或細分化，故具有多様性。

如此，依據第13發明，藉由利用離心力或壓力將均質化之懸浮液，導入液體至前述反應室，則在未混入氣泡或氣體的情形下，實現容易且確實且均質地將液體薄層化或毛細化而加以密封，藉此方式，可提高前述液體之溫度控制之精密度及響應性，例如，可使於即時PCR之量之測量等的處理迅速化且效率化。

第14發明係為一種液體旋轉處理裝置，其中，前述旋轉體係為可吸取送出流體且可自轉之噴嘴，該噴嘴係具有沿著其軸向之旋轉軸線。

依據本發明，也可裝設分注端片吸取送出液體，或裝設棒狀構件進行懸浮液之均質化處理。此外，旋轉體必須具有可於上下方向移動之移動部，而若亦可於水平方向移動，則藉由將前述旋轉體移動至設置在各種位置之容器，可進一步進行各種的處理。

依據第14發明，使用噴嘴本身作為旋轉體，藉此可利用液體旋轉處理裝置作為分注裝置，且可藉由使用1個液體旋轉處理裝置，將各種之處理加以一貫自動化。

第15發明係為一種液體旋轉處理裝置，其中，前述旋轉體係以其旋轉軸線貫穿前述貯留室之開口部之方式，而可裝設於該開口部。

依據第15發明，係使前述旋轉體裝設於其開口部。因此，將本來用於液體之導入之開口部亦使用於旋轉體之裝設，故沒必要將旋轉體之安裝部另外設置於容器，而使構造簡單化。此外，可藉由螺合或嵌合而確實且容易地裝設在旋轉體與該反應容器之間。尤其藉由螺合安裝旋轉體時，因可利用旋轉體之旋轉，故具有效率性。

第16發明係為一種液體旋轉處理裝置，其中，於前述旋轉體之下端部係具有可自由裝卸地裝設且覆蓋前述下端部之帽蓋，該帽蓋係自由裝卸地裝設於該開口部，以覆蓋前述反應容器之開口部。

依據第16發明，於前述旋轉體之下端部，設置將該下端部予以遮蓋之帽蓋，並經介該帽蓋裝設置容器之開口部，故高速旋轉旋轉體時，可防止液體飛散，而使旋轉體直接與容器內之液體接觸，而可確實地避免交叉污染。再者，藉由防止液體往上方飛散，可將液體推回至下方，而可更有效率地使液體導入至前述反應室。

第17發明係為一種液體旋轉處理裝置，其具有：1或2個以上之可吸取送出氣體之噴嘴；以具有沿著該噴嘴之軸向之旋轉軸線之方式使該噴嘴旋轉之旋轉驅動部；使該噴嘴移動之移動部；自由裝卸地裝設於該噴嘴之下端部之棒狀構件；以及可插入前述棒狀構件，且可收納欲藉由該棒狀構件之旋轉而予以粉碎或均質化之固形物懸浮其中之懸浮液之容器；前述容器係具有：設有開口部且可貯留液體之貯留室、以及與該貯留室連通且比該貯留室更薄地或更細地形成之反應室。

在此，欲將於懸浮液所含有之固形物予以粉碎或均質化時，藉由裝設前述棒狀構件並插入於前述容器中，使該棒狀構件於容器中旋轉，且藉由施加流體力來進行。此時，前述棒狀構件，例如在插入前述容器之狀態下，係設置有具有接近該容器之內面之外表面的形狀、齒狀之突起或凹凸等。此外，與前述容器之內面及棒狀構件相對向之外表面係亦可為形成為凹凸狀之物體。又，於前述液體旋轉處理裝置中，於裝設於前述噴嘴之分注端片之外部，亦可設置使磁場施加於該端片內或可將磁場予以去除之磁力手段。

在此，「具有接近容器之內面的外表面」係指藉由在 此種狀態下使前述棒狀構件旋轉，而於棒狀構件之外表面與容器之內壁面之間之狹小區域，根據黏性使懸浮液產生流動，且將流體力施加於固形物加以粉碎或均質化。在此，「固形物」例如係為生物體之組織，此時，「粉碎或均質化」係指將組織分解至細胞層次。

在此，棒狀構件之外表面係有：棒狀構件本身之外表面的情況、與以可去除之蓋體覆蓋棒狀構件外側時之蓋體外表面之情況。在後者之情況下，因棒狀構件本身不與液體接觸，故藉由交換蓋體，不洗淨即可重複使用於處理。

依據第17發明，藉由使用可旋轉之噴嘴，於噴嘴裝設分注端片，不僅作為分注裝置使用而已，亦將棒狀構件裝設於噴嘴，藉由將該棒狀構件插入於收納作為處理對象之懸浮液之容器內並加以旋轉，而可將含有於該懸浮液中之固形物予以粉碎或細分化。因此，可使用於多樣的處理，同時可一貫自動地進行各種處理。

此外，依據第17發明，藉由將裝設於旋轉體之該棒狀構件於容器內旋轉，且藉由將懸浮液中的固形物予以打碎或細分化，可使懸浮液均質化。

並且，藉由將前述棒狀構件表面形成為凹凸狀，而藉由凹凸面產生亂流，則於固形物之攪拌/打碎/細分化方面更為有效。

第18發明係為一種液體旋轉處理裝置，其中，前述棒狀構件係具有帶磁性之磁性體，同時，於前述懸浮液懸浮有欲粉碎或均質化之固形物及磁性粒子。

在此，若有必要，磁性粒子以用以捕目標物之結合物質預先予以塗布。藉此方式，使均質化或粉碎之固形物結合於該磁性粒子，而可從裝設於容器或前述噴嘴之分注端片施加磁場，使該固形物吸附於容器之內壁面或分注端片之內壁而予以捕捉。此時，以磁鐵等磁性體形成前述棒狀構件，藉此亦可使磁性粒子更有效果地加以攪拌、分離、移送。

此外，前述棒狀構件帶有之磁性，最好磁力線係朝向垂直於該棒狀構件之軸向的方向。藉此方式，藉由棒狀構件之旋轉，磁力線方向或極性以反覆進行反轉之方式變動，而可藉由旋轉使前述磁性粒子有效果地移動攪拌。

此外，藉由於前述容器設置接近其外部且比前述棒狀構件具有更強力的磁力之磁力體，可使磁性粒子吸附於容器之內壁面而予以分離。

在此，前述磁力體係以可接近離開該容器之方式設置亦可。於攪拌時，使磁力體接近容器，而欲使磁性粒子全部吸附於前述棒狀磁力體時，使該磁力體從容器離開，藉此可進行各種處理。

依據第18發明，在使磁性粒子懸浮於懸浮液中之狀態下，使棒狀構件旋轉，將前述固形物予以粉碎或細分化，而藉由該磁性粒子，可使該固形物一部份附著並分離。此外，藉由以結合用物質包覆磁性粒子，則亦可利用於促進特異的反應。又，藉由使用該裝置，可使前述磁性粒子吸附於前述棒狀構件，而進行自容器朝向容器之移送。

接著，根據圖式就本發明之實施形態加以說明。再者，此實施形態只要沒特別指定，不得解釋為用以制限本發明者。此外，於各實施例中，同一元件係以同一符號表示，並省略其說明。

第1圖係表示本發明實施形態之第1實施例之反應容器11之斜視圖。

該反應容器11係具有：設有開口部13之圓筒狀之貯留室12與整體具透光性之反應部14，其中，反應部14係形成為層狀，而包夾與該貯留室12連通且比該貯留室12更薄層化之反應室15。前述開口部13係經由後述之帽蓋20，而可裝設於作為旋轉體之噴嘴22。該反應室15係於前述貯留室12之下方，且比貯留室12離前述開口部13或貯留室12之軸線以位置座標而言更達的位置。前述開口部13或貯留室12之軸線，係在將該反應容器11裝設於作為後述之旋轉體之噴嘴22時，與該旋轉體之旋轉軸線一致。

因此，使該旋轉體旋轉時，對於前述貯留室12內之液體施加離心力，而將液體導入至比前述旋轉軸線位於更遠位置之前述反應部14之反應室15內。前述反應室15係通過在前述貯留室12之內側壁面設有入口且於該反應室15之上部設有出口之較細的液體導入用流路16、以及於該反應室15之下部設有入口且於前述貯留室12之底面設有出口之較細的排氣用流路17，而與前述貯留室12相連通。

該排氣用流路17係沿著前述軸線設置。藉此方式，針 對前述軸線，旋轉前述反應容器11時，液體之流動不受離心力妨礙。前述反應部14係以自兩側於平面包夾前述反應室15之方式形成，其一面之板18係由容易因推壓而變形之聚乙烯或矽酮等軟質材形成，並藉由接著劑等且以高水密性安裝於形成有前述反應室15與液體導入用流路16、排氣用流路17的反應部14之本體。前述開口部13之內面19係刻有螺紋，可與後述之容器狀之帽蓋20的外面螺合。

第2圖(a)係表示，將本發明之實施形態之液體旋轉處理裝置50所具有之旋轉體之下端部裝設於前述第1實施例之反應容器11之情況下的部分剖面之側視圖，第2圖(b)係表示其前視圖。

作為本實施形態之液體旋轉處理裝置50之旋轉體係可吸取及送出流體，且具有可針對其軸心旋轉之噴嘴22。以將該噴嘴22之下端部予以覆蓋之方式，將前述帽蓋20之上側之內面與前述噴嘴22之螺合部23之外面相螺合。藉此方式，可防止噴嘴22與所裝設之反應容器11或其收納液體相接觸。該帽蓋20之外面係刻有螺紋，且藉由與前述反應容器11之前述開口部13之內面相螺合，將該反應容器11裝設於前述噴嘴22。與噴嘴22連接且與該噴嘴22一起以可旋轉方式設置之圓筒(未圖示)，係設置於圓筒狀構件21之內部，而於該圓筒狀構件21，經由軸承(未圖示)以可旋轉方式予以支撐。為了進行前述噴嘴22之流體之吸取送出，於前述圓筒內具有使調整噴嘴22內之壓力之活塞(未圖示)上下移動之拉桿24。於該拉桿24之上端，係裝設 有具有比該拉桿24之直徑更大之直徑之端部24a。插入於可旋轉之前述圓筒內之拉桿24，係以不可旋轉之方式設置於前述噴嘴22或圓筒。

如此，於本實施形態中，前述螺合部23與前述帽蓋20之間、以及該帽蓋20與前述反應容器11之前述開口部13之間，係藉由螺合予以連結。因此，藉由作為前述旋轉體之前述噴嘴22之旋轉，各螺合必須於鎖緊方向刻有螺紋。

再者，於第2圖(a)中，符號25、26係表示分別將前述流路16、17予以封閉，而密封導入該反應室15之液體之用的封閉位置。流路16、17的封閉，係於該封閉位置25、26，藉由後述之加熱冷卻部將前述板18予以加熱變形而進行。

第3圖(a)係表示本發明實施形態之第2實施例之反應容器31所裝設之前述液體旋轉處理裝置50之旋轉體之下端部。

該反應容器31係與前述反應容器11相同，隔介前述帽蓋20，並藉由螺合而裝設於作為前述旋轉體之前述噴嘴22者。但是，在該反應容器31中，與前述反應容器11不同，貯留室32係於其底面設置有凹部35，而連通經薄層化之反應室33與圓筒狀之貯留室32之液體導入用流路36、排氣用流路39，係以於該貯留室32之底面或前述凹部35具有其入口與出口之方式進行連通。在本實施例中，於前述貯留室32所收納之液體係暫時藉由重力，落入於前 述凹部35內之後，再藉由離心力而導入於前述反應室33，故尤其適用於導入少量液體之情況。在此，符號37、38係用以密封導入於該反應部34之液體之流路39、36之封閉位置。

第3圖(b)係表示本發明實施形態之第3實施例之裝設有反應容器41之前述液體旋轉處理裝置50之旋轉體之下端部。

該反應容器41係與第1及第2實施例之反應容器11、31不同，係呈分注端片形狀，並非藉由使作為前述旋轉體之噴嘴22旋轉以施加離心力而將液體予以薄層化，而係使前述噴嘴22之前述拉桿24移動而使前述反應容器41內成為負壓而吸取液體，藉此使液體薄層化。

該反應容器41係具有：具有藉由與作為前述旋轉體之噴嘴22之螺合部23相螺合而閉塞之開口部之圓筒狀貯留室42；於該貯留室42之下方，隔介流路44而與該貯留室42相連通，且比該貯留室42更薄地形成，而全體為透光性之薄層化之反應部48之反應室43；以及設置於該反應室43之下方，與該反應室43相連通且具有吸取送出口之細徑部45。此外，前述反應室43之一面係與前述之實施例相同，以軟質性之板而形成。

依據本實施例之反應容器41，於收納有液體之未圖示之容器內，插入前述細徑部45，藉由前述噴嘴22吸取液體至稍微超出前述吸取送出口及前述反應室43之位置，藉此將液體導入至前述反應室43，從而予以薄層化。在此， 符號46、47係為用以密封前述反應室43之封閉位置，且藉由加熱使前述板變形來進行。

第4圖(a)係表示本發明實施形態之第4實施例之裝設有反應容器131之前述液體旋轉處理裝置50之旋轉體之下端部。

該反應容器131係與前述反應容器11、31、41等相同，經由前述帽蓋20，再藉由螺合而裝設於作為前述旋轉體之前述噴嘴22。此外，反應室133係位於比貯留室132離貯留室132之軸線更遠之位置，亦即，離旋轉軸線更遠之位置。但是，該反應容器131中，經薄層化之反應部134之反應室133及圓筒狀之貯留室132僅以1條流路136相連通。在本實施例中，收納於前述貯留室132之液體係暫時藉由重力而落入凹部135之後，再藉由離心力，通過於該凹部135設有入口之流路136而導入於前述反應室133。此時，亦可以軟質材之板形成該反應部134之一面，再推壓且密封流路136。然而，因僅以1條流路136使反應室133與貯留室132相連通，故即使不密封，液體自反應室133漏出之量也較小。於本實施例之反應容器131中，反應部134之構造簡單，流路之封閉只要在1處進行即可或無須進行，故容易處理。

第4圖(b)係本發明實施形態之第5實施例之裝設有反應容器141之前述液體旋轉處理裝置50之旋轉體之下端部。

該反應容器141係與前述反應容器131相同，經薄層化 之反應室143係位於比圓筒狀之貯留室142之軸線亦即旋轉軸線距離更遠之位置，且前述反應部144之反應室143與前述貯留室142之間，係僅藉由1條流路145相連通。但是，與反應容器131不同，於貯留室142並未設置凹部。亦可以軟質材之板形成前述反應部144之一面，再推壓且密封流路145。但是，由於僅以1條流路連通反應室143與貯留室142，故即使不密封，液體自前述反應室143漏出之量也較小。在本實施例之反應容器141中，反應部144之構造簡單，流路之封閉只要在1處所進行即可或無須進行，故容易處理。

第5圖(a)係本發明實施形態之第6實施例之裝設有反應容器151之前述液體旋轉處理裝置50之旋轉體之下端部。

該反應容器151係與前述反應容器11、31、41、131、141不同，反應部155之反應室153係隔介流路156而位於貯留室152之旁側。該反應室153係位於明顯地比前述貯留室152離貯留室152之軸線亦即旋轉軸線更遠之位置。於本實施例之反應容器151中，因反應室153係設置於前述貯留室152之旁側，因此該反應室153全體而言係設置於比貯留室152更遠之位置，故可施加較強的離心力，而容易將液體導入至反應室153。

第5圖(b)係於本發明實施形態之第7實施例之反應容器161之開口部裝設帽蓋171之剖視圖。

該反應容器161係由反應容器本體162、以及與該反 應容器本體162藉由結合部170所結合之一條旋轉體連接軸167所構成。前述反應容器本體162係具有：設有可裝設前述帽蓋171之開口部之圓筒狀貯留室163、以及與該貯留室163相連通之薄薄地形成之反應部165之反應室164。此外，於前述貯留室163之底面設置有凹部166。自前述凹部166藉由一條流路172與反應室164相連通。又，前述旋轉體連接軸167之上端係藉由嵌合、螺合等而連結於未圖示之旋轉體，與該旋轉體之旋轉相連動，前述反應容器本體162可隨著該旋轉體連接軸167進行旋轉。

此外，該旋轉體連接軸167之下端169係可與未圖示之軸承部相嵌合或相接觸，於下端將該旋轉體連接軸167保持成可旋轉狀態。再者，前述反應室164係位於比前述貯留室163離沿著軸向貫穿旋轉軸線、亦即前述旋轉體連接軸167之直線更遠之位置。再者，即使於本實施例之反應容器161中，裝設於旋轉體時的旋轉軸線，亦貫穿該旋轉體連接軸167、亦即反應容器161之一部份。在本實施例之反應容器161中，因旋轉軸線係可設成通過相對於前述反應室164比前述貯留室163位於更外側之旋轉體連接軸167，故亦可適用於與前述開口部之間不能連接之旋轉體，故具有泛用性。

第5圖(c)係顯示本發明實施形態之第8實施例之裝設有反應容器161之前述液體旋轉處理裝置50之旋轉體之下端部。

該反應容器181係與前述反應容器161相同，係由反 應容器本體182、以及藉由結合部170與該反應容器本體182相結合之一條旋轉體連接軸167所構成。該反應容器本體182係具有設有可裝設前述帽蓋171之開口部之圓筒狀貯留室183，以及藉由流路186與該貯留室183相連通之薄薄地形成之反應部185之反應室184。但是，與前述反應容器161不同，並未設置有凹部。

再者，即使為本實施例之反應容器181，裝設於旋轉體時之旋轉軸線，亦貫穿該旋轉體連接軸167、亦即反應容器181。於本實施例之反應容器181中，因旋轉軸線可設成通過比前述貯留室183相對於前述反應室184位於更外側之旋轉體連接軸167，故亦可適用於與前述開口部之間不能連接之旋轉體，故具有泛用性。

第6圖係表示本發明實施形態之反應測量處理系統10之整體概念圖。

該反應測量處理系統10係具有：前述液體旋轉處理裝置50；根據各種檢體或試藥等，進行將含有檢體之懸浮液加以均質化、抽出、反應、移送、薄層化等之測量準備之液體處理區域51；以及針對密封於前述反應容器之反應室之溶液，得到用以實行即時PCR之光資訊之反應測量裝置52。

如第6圖或第7圖所示，前述液體旋轉處理裝置50係為具有作為旋轉體之可旋轉之複數(於此例中為8串)個噴嘴22，且於設置成比該噴嘴22之前端稍於上部之螺合部23裝設各種構件，而可進行各種處理，例如液體之薄層 化、懸浮液之均質化、液體之分注、移送、夾雜物之去除、目標物質之抽出、攪拌、洗淨等之裝置。

該液體旋轉處理裝置50係如第6圖及第7圖所示，具有：複數(於此例中為8串)個作為前述旋轉體之噴嘴22；藉由前述帽蓋20所覆蓋，且設有吸取送出口之該噴嘴22；藉由螺合裝設前述帽蓋20之設在比前述噴嘴22之下端稍微上部的螺合部23；以及用以使活塞(未圖示)於與該噴嘴22連結之圓筒22a內滑動之拉桿24。並且，該液體旋轉處理裝置50係具有：用以使8串之各前述噴嘴22及圓筒22a針對其軸心旋轉之設置成同軸心之各附齒皮帶輪(pulley)53；用以使8串之該噴嘴22及圓筒22a旋轉之馬達82；該馬達82之馬達軸83；以及於8個前述附齒皮帶輪53與馬達軸83所架設之皮帶84。符號85係為前述皮帶84之張力調整用滾輪。在此。於第6圖中，係省略前述馬達82、馬達軸83、輸送帶84、張力調整用滾輪85，而較易瞭解。此外，於第7圖中，係省略前述反應容器11等之裝設。

關於8根前述拉桿24，係將具有比該拉桿24之直徑更大之形狀而朝半徑方向突出之端部24a掛設於驅動板54之邊緣所設置之8個各缺口部，而加以安裝，該驅動板54係和與滾珠螺桿88螺合之螺帽部87相連接。前述拉桿24係藉由設置於前述圓筒22a之彈簧而經常性地朝下方向彈壓。因此，前述拉桿24往上方向移動時，係藉由前述螺帽部87而上升，往下方向下降時，並非藉由該螺帽部87， 而是藉由前述彈簧力下降。該滾珠螺桿88係藉由設置於剖面字狀之支撐構件56之馬達55而旋轉驅動，藉此方式，前述驅動板54及8根前述拉桿24係同時上下移動。

於第7圖中，符號23a係用以去除所裝設之分注端片之端片去除板，符號23b係用以下壓該端片去除板23a之下壓棒，藉由將前述驅動板54下降至比前述拉桿24之下死點更低之下方向，而藉由該驅動板54下壓該下壓棒23b。符號23c係為壓力感應器連接用之流路。

該支撐構件56係藉由設置於框體57內之滾珠螺桿機構所構成之上下移動機構而可上下移動。再者，馬達58係為旋轉驅動該滾珠螺桿者。於該框體57之下方設置有由馬達59、水平棒60、拉桿61、及磁鐵89所構成之磁力手段，其係於圖上左右方向移動磁鐵89，而自裝設於前述噴嘴22之分注端片之外側使磁場形成於端片內或去除磁場之磁鐵89移動用者。

再者，該液體旋轉處理裝置50係以自上側懸掛之方式設置，且以將前述反應測量處理系統10之整個區域予以覆蓋之方式，藉由利用了未圖示之直動機構之X軸Y軸移動機構而設置為可移動狀態。

第6圖之液體處理區域51係具有：具有收納檢體懸浮之懸浮液之8串的檢體收納井62a之匣盒容器62；具有5行×8列之井的矩陣狀容器65；用以收納為了實行即時PCR所需之各種試藥或物質或處理結果物之8個匣盒容器70；以及保持8個前述反應容器11及帽蓋20之保持用架70a。

並且，於前述檢體收納井62a，分別附有表示有關其檢體之資訊之條碼62b。該條碼62b係藉由用以讀取條碼之條碼讀取部63以掃描方式移動而讀取者。符號64係表示該條碼讀取部63之移動機構。

於前述矩陣狀容器65係保持有：將含有前述檢體之懸浮液予以均質化處理後，用以去除夾雜物之內建有過濾器(Filter)之端片66行；分注端片67行；具有用以實行均質化處理之凹凸面之容器68行；以及收納PCR所需之試藥之容器69行。

第8圖係表示使用在前述之懸浮液之均質化處理之容器之例、及欲插入該容器且進行旋轉處理之均質化用之棒狀構件之例。均質化處理係於檢體為生物體組織時，用於將其生物體組織粉碎至細胞之層次，而使從細胞抽出核酸等遺傳物質之處理容易進行者。

第8圖(a)係具有收納懸浮液之容器91與棒狀構件90，其中，棒狀構件90係具有比該容器內面之直徑稍小之直徑，並以在插入容器內時，產生將含有之固形物予以粉碎所需之充分程度之間隙之方式，而具有接近該容器內面之外面之大小之構件，第8圖(b)係用於使磁性粒子混入於懸浮液，而從經均質化之懸浮液中，捕捉所粉碎之固形物質之情形。此時，前述棒狀構件本身也設成具有與軸向垂直之方向之磁力線，而設成可攪拌磁性粒子者。再者，於容器之外部亦可設置具有比前述棒狀構件本身之磁力更強力之磁力之磁鐵93，而用來使前述磁性粒子吸附於容器之 內壁。

第8圖(c)係使容器68之內面呈凹凸狀，同時亦使前述棒狀構件94之外面呈凹凸狀，而容易粉碎懸浮液中之固形物者。

第8圖(d)係顯示容器91、與棒狀構件95，其中，棒狀構件95係具有比其容器內面之直徑更小之直徑，以在插入容器內時，產生將含有之固形物予以粉碎所需之充分程度之間隙之方式，於接近其容器內面之狀態下，一面繞著容器之軸線旋轉一面自轉之構件。

第8圖(e)係於容器91之外部，以可接近離開容器之方式設置複數個磁鐵93之同時，前述棒狀構件96係將4個棒磁鐵，以其極性互相不同之方式，沿著軸向鄰接排列。藉此方式，可更具效率地使混入於懸浮液中之磁性粒子進行攪拌。

第8圖(f)中，前述棒狀構件96係在使鄰接之磁鐵之極性互相反轉之狀態下將複數個磁鐵堆積而形成者。藉此方式，可更具效率地使混入於懸浮液中之磁性粒子進行攪拌。

第9圖係表示將保持於前述處理區域之矩陣狀容器65之內建有過濾器之端片66裝設於前述液體旋轉處理裝置50而予以使用時之使用狀態。

該內建有過濾器之端片66係嵌合於分注端片67而使用者。該分注端片67係具有：設置於上端之凸緣67a；收納液體之貯留部67b；設置於該貯留部67b之下側，且嵌 合於前述內建有過濾器之端片66之開口部之嵌合部67c；以及於前述貯留部67b之下方，與前述貯留部67b相連通，具有比該貯留部67b更細之直徑，且具有液體之吸取送出口之細徑部67d。

前述內建有過濾器之端片66係具有：設置於上端之凸緣66a；具有可利用嵌合部67c嵌合前述分注端片67之開口部，且可貯留液體之內建有過濾器100之貯留室66b；設置於該貯留室66b之下方，且與該貯留室66b相連通，而比該貯留室66b更細徑之細徑部66c。該過濾器100必須具有因應欲過濾之對象的孔徑。

為了使用該內建有過濾器之端片66而去除來自懸浮液中的夾雜物或分離目標物，如第9圖所示，係將設置於前述液體旋轉處理裝置50之前述噴嘴22之前端部嵌合於前述分注端片67之上端開口部之同時，使設置於該液體旋轉處理裝置50之扣合構件99與設置於前述分注端片67之上端之凸緣67a相扣合而進行裝設。接著，使前述內建有過濾器之端片66之貯留室66b之開口部嵌合於該分注端片67之嵌合部67c，藉此裝設該內建有過濾器之端片66。在此結合之狀態下，藉由使液體通過該過濾器100之方式，將液體予以吸取或送出，以分離液體中的夾雜物或目標物質。

如第6圖或第10圖所示，前述反應測量裝置52係具有：針對已將目標溶液導入於前述反應室15(或33、43等)內且予以密封之8個前述反應容器11，以可進行溫度控制 及光學測量之方式加以保持之PCR單元(unit)80；為了將於該PCR單元80所保持之前述反應容器11之反應部14予以加熱或冷卻，而具有以自沿著積層方向之兩側包夾各反應部14之方式所設置之珀耳帖元件(Peltier's element)之加熱冷卻部78、79；於該反應室15內，使用螢光物質作為標識物質時，為了得到來自該標識物質之光資訊，而將激發光照射於前述各反應室15內之各照射位置75之觸發器光源71；於受光位置76接收來自該反應室15之光之受光部72；及將所接收的光轉換成電氣信號之光電子增倍管73。

如第6圖及第10圖所示，前述反應容器11係在其開口部13被前述帽蓋20遮蓋之狀態下、且在裝設於前述噴嘴22之狀態下，分別插入前述PCR單元80之8個孔80a，且以開口部13之段差部分支撐，前述反應部14係插入於該PCR單元80之開縫80b。於前述PCR單元80之下方，平板狀之前述加熱冷卻部78、79係以將前述反應部14包夾之方式，設置於沿著其積層方向之兩側。

該加熱冷卻部78、79係藉由開關機構81，以可接近離開前述反應部14之方式予以設置。於位於該反應部14之設有前述板18之側面側之加熱冷卻部78，係於對應前述封閉位置37、38之部位，以朝平板狀之加熱冷卻部78之側面之法線方向突出之方式設置用以將前述板18推壓變形之突起部101、102。將前述反應容器11設置於前述PCR單元80時，係藉由前述開關機構81使加熱冷卻部 78、79移動至遠離反應部14之位置，而在進行加熱冷卻時，則在使該加熱冷卻部78、79接近或接觸反應部14之狀態下進行。關於對於該加熱冷卻部78、79之溫度控制，係藉由來自未圖示之資訊處理裝置之程式控制，設定流動於設在該加熱冷卻部78、79之珀耳帖元件之電流的方向及大小，從而進行者。

此外，於該反應測量裝置52係設置有用以測量於前述反應室15內之光資訊之光資訊測量部。在此，假設已藉由各種螢光物質將測量前述反應室15內之量的目標物質予以標識化時，該光資訊測量部係具有：用以照射激發光於各自設定在8個前述反應部14內的照射位置75之觸發器光源71；用以於8個各反應部14之預定的受光位置76接收前述反應部14內之發光之受光部72；以及將所接受的光轉換成電氣信號之光電子增倍管73。於第6圖(於第11圖、第12圖也相同)中，前述照射位置75、受光位置76係設置於與前述加熱冷卻部78、79相對向之側面側，在第10圖中，並非設於與前述加熱冷卻部78、79相對向之側面，而係設置於反應部14之層形成面(或厚度部分)。此外，照射位置75與受光位置76設置於同一側面時，以令照射方向及受光方向互相形成直角之方式，於2個鄰接之側面分別設置亦可。

第11圖係顯示關於前述觸發器光源71與前述受光部72之具體例。前述觸發器光源71係具有：將延伸至8個各反應部14之各照射位置75之光纖74束予以支撐之旋轉板 103；於對應該光纖74束之位置所穿設之孔，嵌入有光學透鏡105之旋轉板104；將用以對來自各雷射光源(未圖示；該各雷射光源係發出具有複數種類(於此例中為4種類)的波長之雷射光)之雷射光進行導光之光纖107於沿著前述光學透鏡105之行進路徑之圓周上等間隔地予以排列之支撐板106；在連接前述旋轉板103及旋轉板104之狀態下可旋轉地予以支撐，另一方面，針對前述支撐板106以不能旋轉之方式予以支撐之軸108。依據該觸發器光源71，將用以產生具有複數種類之波長之雷射光之4種類的光源所射出之光依時間予以切換，則可同時於前述照射位置75中，同時將光照射於8個各反應室15。該觸發器光源71係具有前述光源選擇部。再者，設在前述照射位置75之光纖74之前端部相當於照射端部。

前述受光部72係具有：將延伸至8個前述反應室15之各受光位置76之8個光纖77，以等間隔地排列之方式予以支撐之支撐板109；於與該支撐板109之前述各光纖77之排列位置所對應之圓周上，穿設具有與前述光纖77之直徑相對應之面積之孔111之旋轉板110；設置成可獨立於該旋轉板110之外進行旋轉，且排列有複數種類(於此例中為4種類)之濾光鏡113之旋轉板112；以及針對前述支撐板109係不可旋轉地予以支撐，而針對前述旋轉板110及旋轉板112係以可獨立旋轉之方式予以支撐之軸114。此受光部72係具有受光位置選擇部與濾光鏡選擇部。再者，設置於前述受光位置76之光纖77的前端係相當於前述受光 端部。

第12圖係表示其他之實施例之觸發器光源115及受光部116。前述觸發器光源115係具有：將延伸至8個前述反應部14之各照射位置75之8個光纖74，以等間隔排列之方式予以支撐之支撐板117；於與該支撐板117之前述各光纖74之排列位置所對應之圓周上，穿設具有與前述光纖74之直徑相對應之面積之孔119之旋轉板118；設置成可獨立於該旋轉板118之外進行旋轉，且將來自複數種類(於此例中為4種類)之光源之光纖121予以等間隔地排列之支撐板120；以及針對該支撐板117不可旋轉地予以支撐，而針對前述旋轉板118可旋轉地予以支撐之軸122。該觸發器光源115係具有前述光源照射位置選擇部。

前述受光部116係具有：將來自8個之前述反應室15之各受光位置76延伸之8個光纖77成束狀地予以支撐之支撐板123；穿設具有與該支撐板123之前述各光纖77束相對應之位置及大小之複數個(於此例為4個)孔，且設置4種類之濾光鏡125之旋轉板124；以及針對前述支撐板123不可旋轉地予以支撐，而針對前述旋轉板124可旋轉地予以支撐之軸126。因此，該受光部116係具有前述濾光鏡選擇部。

接著，根據第13圖加以說明使用以上說明之反應測量處理系統10之處理流程。

在此，為了測量預定的檢體所含有之DNA的量，就使用即時PCR法予以測量之情形加以說明。即時PCR係 使用核酸探針來測量核酸濃度的方法。此方法例如係以螢光色素標識化之核酸探針，與目標核酸混成(hybridize)時，依螢光色素所結合之部分之對鹼基之種類及鹼基排列依賴的程度，利用螢光色素之發光減少的現象，或者，藉由將核酸探針自目標核酸去除而使發光強度增大的現象(發光消光現象)，或利用藉由插入於雙股DNA，而將發出螢光之試藥施加於反應系統，而檢測出伴隨放大之螢光之方法，並使用藉由検出其螢光強度而進行定量之方法(嵌入劑(intercalator)法)。

於前述反應測量處理系統10之前述匣盒容器62，收納有預先自8個患者等取得之皮膚等生物體組織懸浮之懸浮液所構成之檢體。此外，於容器69、匣盒容器70，預先收納有例如PCR所需試藥、DNA聚合酶、反應緩衝液、螢光試藥、引子、其他試藥等。藉由未圖示之昇降結構，將前述液體旋轉處理裝置50之前述噴嘴22下壓至未圖示之端片架所保持之8片分注端片，而藉由嵌合同時裝設8片分注端片，並將收納於前述匣盒容器62之前述檢體同時予以吸取，再移動該液體旋轉處理裝置50，而移送至均質化用之容器68群，而送出至容器內。

藉由下壓前述驅動板54，並透過下壓棒23b下壓前述端片去除板23a，而並去除該分注端片。接著，於前述液體旋轉處理裝置50之噴嘴22之前述螺合部23，藉由使該噴嘴22旋轉而螺合前述棒狀構件94，再藉由昇降結構將該棒狀構件94插入於該容器68內，使用前述旋轉機構使 該噴嘴22旋轉，藉此將於該懸浮液含有之固形物之生物體組織粉碎或均質化至細胞層次。

接著，使用前述旋轉機構並藉由逆旋轉將前述棒狀構件94從前述液體旋轉處理裝置50之前述螺合部23取下後，將該液體旋轉處理裝置50移動至前述分注端片67的收納位置、亦即自矩陣狀容器65之圖中左方至第2行為止，且使用前述扣合構件99同時裝設8片於噴嘴22。接著，將該分注端片67移動至前述容器68，以吸取收納於該容器68內之懸浮液。該分注端片67係在貯留有該懸浮液之狀態下，移動至內建有過濾器之端片66被收納之位置，亦即移動至矩陣狀容器65之圖中左方之行為止，並使前述內建有過濾器之端片66之開口部嵌合於該分注端片67之嵌合部67c，而予以嵌合於分注端片67。在此狀態下，使該液體旋轉處理裝置50移動至前述容器69之位置，將該內建有過濾器之端片66之細徑部66c插入於該容器69，而使均質化之懸浮液送出。

如此一來，藉由該內建有過濾器之端片66之前述濾光鏡100，捕捉該懸浮液中之夾雜物，而使含有無夾雜物之目標DNA之溶液送出於前述容器69內。接著，將該內建有過濾器之端片66予以去除後，移至收納有試藥等之盒匣容器70，且利用前述分注端片67吸取含有DNA之溶液，再移送至收納有已藉由必要之試藥(例如螢光物質)標識化之探針等之盒匣容器70之預定井並予以送出，而產生與必要之試藥混合之溶液。操作前述扣合構件99，將8片前述 分注端片67同時去除。

接著，使前述液體旋轉處理裝置50之噴嘴頭移動，而將前述噴嘴22移動至未圖示之端片架，操作噴嘴22之昇降機構，將噴嘴22插入於該端片架所保持之8個未使用之分注端片127並使其嵌合裝設。接著，將該分注端片127移動至前述8個容器69，且將收納於該容器69內之各前述溶液128，同時吸取至未使用之8串分注端片127內。然後，如第13圖(a)所示，移至前述保持用架70a所保持之8個前述反應容器11，且送出前述溶液至該各貯留室12內。送出後係藉由前述端片去除板23a自該液體旋轉處理裝置50之前述噴嘴22去除8個該分注端片127而予以廢棄。

接著，該液體旋轉處理裝置50係移動至收納有8個帽蓋20之保持用架70a之位置，將前述噴嘴22同時插入於8個該帽蓋20內，並使該噴嘴22旋轉，藉此，將8個帽蓋20裝設於前述各螺合部23。

接著，如第13圖(b)所示，將該液體旋轉處理裝置50之噴嘴頭，移動至該保持用架70a之前述反應容器11所保持之位置，將裝設於該噴嘴22之該帽蓋20插入於收納有該溶液之各反應容器11之前述開口部13及貯留室12內，且藉由使前述噴嘴22同時旋轉，藉由螺合將該帽蓋20與前述開口部13予以裝設。然後，以與於前述帽蓋20及開口部13之螺合用之旋轉相同的旋轉方向，將該噴嘴22同時高速旋轉。其中，該反應容器11於前述保持用架70a 中，其反應室15係在分別插入設在該保持用架70a之開縫狀空間之狀態下被保持，故於噴嘴22之旋轉中，該反應容器11並不旋轉。再者，使反應容器11本身旋轉時，係於該保持用架70a之上方進行。

如此一來，如第13圖(c)所示，前述各貯留室12內所收納之溶液128係藉由離心力移動至前述反應室15，而導入於該反應室15內。

將前述溶液128導入於反應室15之該反應容器11，係在設有前述帽蓋20之狀態下，藉由前述液體旋轉處理裝置50移至PCR單元80，以藉由該PCR單元80之前述孔80a與開縫80b之部分予以支撐之方式被保持。

如第13圖(d)(e)所示，使前述加熱冷卻部78在加熱前接近前述反應室15，且將前述突起部101、102按壓至合適之各封閉位置25、26，使前述板18變形，而使前述反應室15內同時呈密封狀態。

接著，不僅使該加熱冷卻部78接近成接觸於該反應室15，且使加熱冷卻部79自背側同時接近或接觸於該反應室15，且根據PCR法進行溫度控制。此時，在本實施形態中，因使設有珀耳帖元件之加熱冷卻部78、79直接接近或接觸於各反應室15，故可提供一種相對於溫度變化具有忠實的響應性之PCR用容器。

於此PCR之放大製程中，例如，如第11圖所示，用以產生用於激發該各反應室15內所使用之屬於標識物質之螢光物質之激發光的前述觸發器光源71中、來自於前述 旋轉板104所選擇之波長之光源之光，係通過光纖74而於各照射位置75同時照射於前述各反應室15中。此時，於前述受光部72中，係針對8個反應室15，藉由前述旋轉板110依序選擇於各受光位置76受光之發光，且於前述旋轉板112選擇合適之濾光鏡113，而依序輸入於前述PMT73。針對4種類之所有光之波長進行以上之動作，而將由全反應室15所接受的光轉換為電氣信號而予以測量。藉此方式，即時測量螢光物質之發光強度之狀態，並測量作為其對象之DNA的量。

依據本實施形態，將含有檢體之懸浮液予以均質化，且自均質化之懸浮液抽出含有目標之DNA之溶液，並將於該DNA混合有各種試藥之溶液加以薄層化，針對薄層化之溶液，進行正確且響應性高之溫度控制，同時可將得到光資訊為止之作業，於小型的裝置效率佳地一貫自動地進行。

以上之實施形態係用以更理解本發明而具體地說明者，並非為限制另外形態者。因此，可於不變更發明之主旨之範圍內而進行變更。例如，有關前述光資訊測量裝置，並非如前述般將光依時間予以轉換選擇，亦可使用半反射鏡(Half Mirror)、反射鏡(Mirror)、濾光鏡等光學系統來分配光。

並且，關於各種之機構，也不受上述所限，例如，作為噴嘴之旋轉機構，亦可取代皮帶機構而使用齒輪機構。此外，例如亦可使用由本發明人所研創之 PCT/JP02/01147(WO02/063300A1)所揭示之旋轉機構。

前述反應容器之形狀並不限於以上說明者，不是圓筒狀亦可。此外，不經介前述帽蓋而直接裝設於噴嘴亦可。關於前述液體旋轉處理裝置50之噴嘴之旋轉機構或吸取送出機構、噴嘴之個數或各種容器之個數，亦不限定以上之說明。噴嘴或容器之個數，亦可為1個或8個以外之個數。又，前述過濾器係用以去除懸浮液中之夾雜物而使用，但亦可為用以捕捉目標物質者。

此外，於以上之說明中，係利用第11圖之光資訊測量部加以說明，但利用第12圖之光資訊測量部亦可。此外，加熱冷卻部係設置於前述反應室之兩側，但只於一側設置亦可。並且，加熱冷卻部並非固體，亦可為液體或氣體。甚且，於以上之說明中，僅舉出關於液體之薄層化之實施例，但亦可進行液體之毛細化。

此外，以上之各反應容器、貯留室、反應室、流路、反應部、旋轉體連接軸、分注端片、光測量部、帽蓋、各種容器、試藥、棒狀構件、噴嘴、加熱冷卻部等之零件、各種機構係可適當地予以變形，同時可任意地加以組合。

[產業上之利用可能性]

本發明係關於反應容器、反應測量裝置、及液體旋轉處理裝置。本發明例如係主要關於DNA、RNA、mRNA、rRNA、tRNA、質粒(plasmid)等遺傳因子之處理，檢查、解析所要求之領域、例如工業領域、食品、農產、水產加工等之農業領域、藥品領域、衛生、保健、疾病、遺傳等 之醫療領域、生物化學或生物學等之理科領域等、所有領域。本發明尤其係可用於處理PCR、即時PCR等各種DNA之解析或檢查。

10‧‧‧反應測量處理系統

11、31、41、131、141、151、161、181‧‧‧反應容器

12、42、67b、132、152、163‧‧‧貯留室

13‧‧‧開口部

14、34、48、134、144、155、165、185‧‧‧反應部

15、33、43、133、143、153、164、184‧‧‧反應室

16、36‧‧‧液體導入用流路

17、39‧‧‧排氣用流路

18‧‧‧板

19‧‧‧內面

20‧‧‧帽蓋

22‧‧‧噴嘴(旋轉體)

22a‧‧‧圓筒

23‧‧‧螺合部

24、61‧‧‧拉桿

24a‧‧‧端部

25、26、46、47‧‧‧封閉位置

45、67d‧‧‧細徑部

50‧‧‧液體旋轉處理裝置

52‧‧‧反應測量裝置

53‧‧‧齒皮帶輪

54‧‧‧驅動板

56‧‧‧支撐構件

59‧‧‧馬達

60‧‧‧水平棒

62、70‧‧‧匣盒容器

62a‧‧‧收納井

62b‧‧‧條碼

63‧‧‧條碼讀取部

64‧‧‧移動機構

65‧‧‧矩陣狀容器

66‧‧‧內建有過濾器之端片

67、127‧‧‧分注端片

68、69‧‧‧容器

71、115‧‧‧觸發器光源

72、116‧‧‧受光部

73‧‧‧PMT(光電子倍增管)

74、77、121‧‧‧光纖

76‧‧‧受光位置

78、79‧‧‧加熱冷卻部

80‧‧‧PCR單元

80a‧‧‧孔

80b‧‧‧開縫

81‧‧‧開關機構

82‧‧‧馬達

83‧‧‧馬達軸

84‧‧‧輸送帶

85‧‧‧張力調整用滾輪

87‧‧‧螺帽部

88‧‧‧滾珠螺桿

89、93‧‧‧磁鐵

95、96‧‧‧棒狀構件

99‧‧‧扣合構件

100‧‧‧過濾器

110、112、118、124‧‧‧旋轉板

113、125‧‧‧濾光鏡

117、120、123‧‧‧支撐板

126‧‧‧軸

128‧‧‧溶液

136、145、156、172、186‧‧‧流路

167‧‧‧旋轉體連接軸

第1圖係表示本發明實施形態之反應容器之斜視圖(實施例1)。

第2圖(a)及(b)係表示將本發明實施形態之反應容器裝設於噴嘴之狀態圖。

第3圖(a)及(b)係表示將本發明實施形態之反應容器裝設於噴嘴之狀態圖(實施例2、3)。

第4圖(a)及(b)係表示將本發明實施形態之反應容器裝設於噴嘴之狀態圖(實施例4、5)。

第5圖(a)至(c)係表示將本發明實施形態之反應容器裝設於噴嘴之狀態圖(實施例6、7、8)。

第6圖係表示本發明實施形態之反應測量處理系統之整體圖。

第7圖係表示本發明實施形態之液體旋轉處理裝置之側視圖。

第8圖(a)至(f)係表示本發明實施形態之用於均質化處理之容器及棒狀構件之例之概念圖。

第9圖係本發明實施形態之內建有過濾器之端片之使用狀態說明圖。

第10圖係本發明實施形態之反應測量裝置之側視圖。

第11圖係表示本發明實施形態之觸發器光源及受光 部之例的斜視圖。

第12圖係表示本發明實施形態之觸發器光源及受光部之其他例之斜視圖。

第13圖(a)至(e)係本發明實施形態之處理流程圖。

11‧‧‧反應容器

12‧‧‧貯留室

13‧‧‧開口部

14‧‧‧反應部

15‧‧‧反應室

16‧‧‧液體導入用流路

17‧‧‧排氣用流路

18‧‧‧板

19‧‧‧內面

Claims (18)

1. 一種反應容器，係具有：設有開口部且可貯留液體之貯留室、以及與該貯留室連通且比該貯留室更薄地或更細地形成之反應室，該容器係可裝設於設置於外部之可旋轉之旋轉體，該容器裝設於前述旋轉體時，該旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述容器，且前述反應室係以位於比前述貯留室距離前述旋轉軸線更遠之位置之方式所形成。
2. 如申請專利範圍第1項之反應容器，其中，前述旋轉體係為可吸取送出氣體且可自轉之噴嘴，該噴嘴係具有沿著其軸向之旋轉軸線。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之反應容器，其中，前述旋轉體係以令旋轉軸線貫穿前述貯留室之開口部之方式而可裝設於該開口部。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之反應容器，其中，前述反應室之至少一部分為透光性或半透光性。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項之反應容器，其中，前述反應室之一部份或全部係以軟質材形成，藉由將該軟質材予以變形，而可將該反應室密封。
6. 如申請專利範圍第3項之反應容器，其中，自由裝卸地裝設於前述旋轉體之下端部且覆蓋該下端部之帽蓋係自由裝卸地設置於該開口部，以覆蓋前述開口部。
7. 一種反應容器，係具有：設有開口部且可貯留液體之貯留室；與該貯留室連通且形成為比該貯留室更薄或更細 之反應室；以及與前述反應室連通之流體之吸取送出口；前述貯留室之開口部係形成為可藉由進行流體之吸取送出之噴嘴的下端部而閉塞。
8. 如申請專利範圍第7項之反應容器，其中，前述反應室之至少一部分為透光性或半透光性。
9. 如申請專利範圍第7項或第8項之反應容器，其中，前述反應室之一部份或全部係以軟質材形成，且藉由將該軟質材予以變形，而可將該反應室密封。
10. 一種反應測量裝置，係具有：申請專利範圍第1項至第9項中任一項之1或2個以上反應容器；接觸或接近1或2個以上之前述反應室而設置，且將該反應室予以加熱或冷卻之加熱冷卻部；以及取得1或2個以上前述反應室內之光資訊之光資訊測量部。
11. 如申請專利範圍第10項之反應測量裝置，其中，前述光資訊測量部係具有：設置於2個以上前述反應容器之前述反應室之各照射位置的2個以上照射端部；分別產生具有複數種類之波長之光之複數種類的光源；將來自前述光源之光中之1種類的光予以依時間切換選擇，且同時導光至前述各照射端部之光源選擇部；設置於2個以上前述反應容器之前述反應室之各受 光位置的2個以上受光端部；將來自該各受光端部之光予以依時間切換選擇之受光位置選擇部；將欲讓來自所選擇之受光位置之光通過之複數種類的濾光鏡予以依時間切換選擇之濾光鏡選擇部；以及依序輸入來自所選擇之受光位置且通過所選擇之濾光鏡之光之光電元件。
12. 如申請專利範圍第10項之反應測量裝置，其中，前述光資訊測量部係具有：設置於2個以上之前述反應容器之前述反應室之各照射位置的2個以上照射端部；分別產生具有複數種類之波長之光之複數種類的光源；將來自前述光源之光中之1種類的光予以依時間切換選擇，而將所選擇之光予以依時間切換，而導光至各受光端部之光源照射選擇部；設置於2個以上之前述反應容器之前述反應室之各受光位置之2個以上之受光端部；將欲讓來自前述受光位置之光通過之複數種類之濾光鏡予以依時間切換選擇之濾光鏡選擇部；以及依序輸入通過所選擇之濾光鏡之光的光電元件。
13. 一種液體旋轉處理裝置，係具有：可旋轉之1或2個以上之旋轉體；以可自由裝卸地裝設於該旋轉體而形成之1或2個 以上之反應容器；以及旋轉驅動該旋轉體之旋轉驅動部；而前述反應容器係具有：設有開口部且可貯留液體之貯留室、以及與該貯留室連通而形成為比該貯留室更薄或更細之反應室，前述旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述容器，且前述反應室係以位於比前述貯留室距離前述旋轉軸線更遠之位置之方式形成，而將收納於前述反應容器之前述貯留室之液體導入於前述反應室。
14. 如申請專利範圍第13項之液體旋轉處理裝置，其中，前述旋轉體係為可吸取送出氣體且可自轉之噴嘴，該噴嘴係具有沿著其軸向之旋轉軸線。
15. 如申請專利範圍第13項或第14項之液體旋轉處理裝置，其中，前述旋轉體係以其旋轉軸線貫穿前述貯留室之開口部之方式，而可裝設於該開口部。
16. 如申請專利範圍第15項之液體旋轉處理裝置，其中，於前述旋轉體之下端部係具有可自由裝卸地裝設且覆蓋前述下端部之帽蓋，該帽蓋係自由裝卸地裝設於該開口部，以覆蓋前述反應容器之開口部。
17. 一種液體旋轉處理裝置，係具有：1或2個以上之可吸取送出氣體之噴嘴；以具有沿著該噴嘴之軸向之旋轉軸之方式使該噴嘴旋轉之旋轉驅動部；使該噴嘴移動之移動部；自由裝卸地裝設於該噴嘴之下端部之棒狀構件；以 及可插入前述棒狀構件，且可收納欲藉由該棒狀構件之旋轉而予以粉碎或均質化之固形物懸浮其中之懸浮液之容器；前述容器係具有：設有開口部且可貯留液體之貯留室、以及與該貯留室連通且比該貯留室更薄地或更細地形成之反應室。
18. 如申請專利範圍第17項之液體旋轉處理裝置，其中，前述棒狀構件係具有帶有磁性之磁性體，且於前述懸浮液懸浮有欲予以粉碎或均質化之固形物及磁性粒子。