WO2005064339A1 - 生体サンプル判別装置、生体サンプル判別方法、及び生体サンプル判別用プレート - Google Patents

生体サンプル判別装置、生体サンプル判別方法、及び生体サンプル判別用プレート Download PDF

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Yoshinori Amano
Hideaki Hashimoto
Takeshi Nishida
Kazuyoshi Mori
Ryuuji Shimizu
Hiroshi Andou
Kenji Nakanishi
Naoki Yanagihara
Miho Hayashi
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis

Definitions

  • the present invention relates to a biological sample discriminating apparatus, a biological sample discriminating method, and a biological sample discriminating plate for discriminating a biological sample by moving a biological sample such as DNA or protein in a buffer.
  • SNPs short for single nucleotide polymorphism, which is generally translated as "single nucleotide polymorphism" and is a collective term for the difference of one code (one nucleotide) in a gene
  • SNPs single nucleotide polymorphism
  • the most commonly used method for examining SNPs is sequencing (determination of the nucleotide sequence) in which the nucleotide sequence of DNA is read directly from the end.
  • sequencing determination of the nucleotide sequence
  • the most commonly performed method is dideoxy sequencing (Sanger method). Sequencing can be performed by any method including the Sanger method, and the difference in the length of one base is separated by high resolution! Denaturing polyacrylamide gel electrophoresis or capillary electrophoresis. 'It is based on identifying technology.
  • the classification of SNPs by such a sequencing method involves isolating the target gene, amplifying it, purifying it, and reading the base sequence of the target gene using the gene base sequence determination method (apparatus). By doing Therefore, the experiment requires a large amount of work and time, and furthermore, a large running cost.
  • an automated apparatus for sequencing is very expensive, occupies a large space, and is expensive. The need for large amounts of reagents presents problems.
  • Affinity ligand cavernary electrophoresis is a technique that uses intermolecular affinity, especially specific affinity in ecosystems (enzyme-substrate affinity, antigen-antibody affinity, etc.) to give specificity to separation.
  • Affinity ligand cavernary electrophoresis is a technique that uses intermolecular affinity, especially specific affinity in ecosystems (enzyme-substrate affinity, antigen-antibody affinity, etc.) to give specificity to separation.
  • one of the two interacting components is added to the electrophoresis solution in a capillary tube, and the other component is electrophoresed.
  • the analysis focuses on the fact that changes occur in the moving speed (see, for example, Patent Document 1).
  • a single strand complementary to the base sequence of the test DNA is used as an affinity ligand that specifically recognizes the base sequence.
  • the affinity ligand containing a polynucleotide as a component has a negative charge, so that when a voltage is applied, the affinity ligand flows out of the cavities.
  • a single strand which is an affinity ligand and has a complementary relationship with the base sequence of the test DNA, is immobilized in a capillary.
  • test DNA As a method of immobilization, a method has been proposed in which vinylidani DNA is copolymerized with polyacrylamide, and the resulting DNA is covalently immobilized on the inner wall of the capillary.
  • the test DNA strongly interacts with the fixed oligonucleotide, which is an affinity ligand, and is adsorbed into the capillary, while the noise DNA flows out of the capillary without being adsorbed by the fixed oligonucleotide.
  • the test DNA can be detected (see Patent Document 1).
  • the present applicant has developed a method of immobilizing the affinity ligand in a capillary so that the interaction between the affinity ligand and the sample is not limited to the vicinity of the wall surface.
  • the target DNA contained in the DNA sample is detected.
  • DNA has a force DNA having a double-stranded DNA and a single-stranded DNA.
  • the four bases T, C, and G make it easy for A and T, and G and C to bind to each other, and are paired with ⁇ — ⁇ and G—C in the double strand of DN ⁇ .
  • the other DNA has a 3,1 TAGCGCA-5, t ⁇ ⁇ base sequence.
  • the DNA conjugate for separation for separating a DNA sample is complementary to the mutant DNA of the DNA sample in the DNA portion of the DNA conjugate for separation.
  • DNA sequences with relevant relationships are given. For example, when the DNA sequence of the mutant DNA, which is the target DNA to be detected in the DNA sample, contains 5,-ATCGCGT-3 'and the DNA sequence of the wild DNA contains 5, -ATCACGT-3', it is underlined. The bases of the mutant DNA and the wild DNA are different in the part where At this time, if the sequence of the DNA portion of the DNA conjugate for separation is 3, 1 TAGCGCA-5, the wild DNA will be underlined and will not be complementary to the DNA conjugate. As a result, the overall binding force of the mutant DNA is one base larger than that of the wild DNA, and the mutant DNA migrates later than the wild DNA during electrophoresis.
  • DNA samples are obtained by destroying cells from blood or the like, extracting DNA, and amplifying a portion containing the target DNA sequence by PCR or the like. At this time, when the amplification is performed with a predetermined number of bases, the number of bases of the DNA conjugate having the complementary sequence can also be determined.
  • the affinity ligand and DNA can be separated from each other based on the difference in the migration speed of the DNA sample, so that the interaction with the sample is not limited to the vicinity of the wall. Can be determined easily and accurately in a short time.
  • proteins are present in cells, tissues, and biological fluids, and regulate biological activity, supply energy to cells, synthesize important substances, maintain biological structures, and further improve communication between cells. -Involved in cases and intracellular communication. It is now becoming clear that proteins have multiple functions, depending on the various environments, the presence of other interacting proteins, and the degree and type of modification they have undergone.
  • a polymer compound formed by linking (polymerizing) a large number of L amino acids is a protein, which is one of the important components of living organisms.
  • This amino acid sequence is called the primary structure of the protein, and this sequence is determined by the sequence of the gene (DNA). Specifically, one amino acid is designated by three base sequences.
  • the ability to call the unit amino acid portion (one NH—CH (-R-) CO—) that has become a constituent component of a protein through peptide bond
  • the nature of each R varies depending on the R. The interaction of these residues results in the formation of secondary structures such as the a-helix (helix) structure and j8 sheet structure, and the tertiary structure of the whole protein.
  • the function of a protein is determined by the tertiary structure (steric structure). This means that even proteins consisting of the same amino acid sequence have different functions depending on the three-dimensional structure (folding). For example, the prions that cause BSE differ only in the three-dimensional structure from normal prions. Currently, research on the three-dimensional structure and function of proteins is underway, but it is thought that it will be possible to design and synthesize the three-dimensional structure of proteins according to their functions.
  • Proteins are made by connecting 20 types of amino acids in order according to the instruction of the gene (sequence information). The type is said to be tens of millions. If the sequence of the gene is known, Information on the order in which amino acids are connected can be obtained.
  • a set of proteins that also make up the genes (genomes) of living organisms is called a proteome. The proteome has been actively analyzed after the base sequence of the human genome has been decoded.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-340859
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 2000-513813
  • Patent Document 4 Japanese Translation of International Publication No. 2001-523341
  • Patent Document 5 JP-T-2000-514928
  • Patent Document 6 JP-A-2003-28883
  • a DNA conjugate for separation and a DNA sample are placed in a capillary tube filled with a buffer containing a linear polymer and a DNA binding regulator. Need to be filled. As described above, it is a troublesome task to fill each of the tubes with the DNA conjugate for separation and the DNA sample, and when filling the DNA conjugate for separation and the DNA sample, the amount of the DNA conjugate and the DNA sample are required. If there were differences between the cabins, the measurement results could be affected.
  • At least three electrodes are provided by intersecting a plurality of capillary channels and providing at least three electrodes. Force applied to two of the electrodes to move the sample through the intersection.In this method, because the flow paths intersect, the sample migrates well when electrophoresed. However, there is a possibility that accurate measurement results cannot be obtained. Also, for example, in the methods described in Patent Documents 3 and 4, a fine channel is embedded in a platform. By changing the rotation speed of the platform, the centripetal force generated by the rotation is changed to move the sample. However, in this method, the sample can be moved only in the centripetal direction. If the shape of the microchannel is considerably complicated, there is also a problem.
  • the biological sample discriminating apparatus comprises a first flow path into which a buffer agent flows, and a first flow path in a part of the flow path.
  • a filling unit for adding a fixed amount of the biological sample to the buffer, and a fixed amount held in the fixed portion. Moving the biological sample in the buffer, and moving the biological sample in the buffer.
  • a determination unit for determining the Le those comprising a.
  • the result of the determination of the biological sample can be obtained only by adding the biological sample to be determined and a buffer to the plate, so that complicated preparation work is not required.
  • a biological sample discriminating apparatus capable of obtaining an accurate discrimination result can be provided.
  • the plate in the biological sample determination device according to the second aspect of the present invention, may include a buffer injection unit communicating with the first flow path. And a sample injection part communicating with the second flow path, and an air hole communicating with the sample injection part in the second flow path.
  • the plate in which the buffer is injected into the agent injection section and the sample is injected into the sample injection section is rotated, and the buffer in the buffer injection section is centrifugally moved to the first flow path.
  • the plate is rotated and centrifugal force is applied.
  • the biological sample in the second flow path is separated so that a fixed amount of the biological sample remains in the quantitative section of the second flow path.
  • the filling process of the buffer into the flow path can be realized by centrifugal force
  • the filling process of the biological sample can be realized by the pressure difference in the flow path
  • a certain amount of the biological sample is added to the buffer. Since the quantitative addition process can be realized by the centrifugal force, as described above, a biological sample discriminating apparatus can be provided which does not require complicated preparation work and can obtain an accurate discrimination result in a short time.
  • the plate in the biological sample determination device according to claim 3 of the present invention, is provided with a buffer injecting part communicating with the first flow path. And a sample injection part communicating with the second flow path, and an air hole communicating with the sample injection part in the second flow path.
  • the plate into which the buffer is injected and the sample is injected into the sample injection unit is rotated, and the buffer in the buffer injection unit is caused to flow into the first flow path by centrifugal force.
  • the biological sample in the sample injecting section is caused to flow to a first inflow position that does not reach the quantitative section in the second flow path, the biological sample is pressurized, and the biological sample in the second flow path is pressed.
  • the first inflow After flowing from the device to the second inflow position including the quantification unit in the second flow path, suction is performed from the air hole so that the fixed amount of the biological sample remains in the quantification unit. This is to separate the biological sample in the second flow path.
  • the filling process of the buffer into the flow channel can be realized by centrifugal force, and the filling process of the biological sample into the flow channel and the quantitative addition process of adding a certain amount of the biological sample into the buffer are performed. Since this can be realized by the pressure difference generated in the flow path, complicated preparation work is performed as described above. It is possible to provide a biological sample discriminating apparatus that can obtain an unnecessary and accurate discrimination result in a shorter time.
  • the biological sample discriminating apparatus is the biological sample discriminating apparatus according to claim 2 or 3, wherein the filling unit comprises: a motor that rotates the plate at a high speed; And a pressure operation unit that pressurizes or suctions the second flow path.
  • the filling unit in addition to the biological sample determination device of claim 2 or 3, the filling unit is provided in the biological sample determination device.
  • the discrimination unit is provided at the top of the apparatus, and an elevating stage for vertically moving the plate between the filling unit and the discrimination unit is provided.
  • the biological sample determination device is the biological sample determination device according to claim 5, wherein the determination unit is provided on a ceiling plate provided at an upper part of the biological sample determination device. It is suspended via a panel.
  • the discrimination unit can be easily installed on the upper portion of the device, and the components of the discrimination unit and the plate can be reliably brought into contact with each other. Thus, an accurate determination result can be obtained.
  • the pressure operation unit that pressurizes or suctions the second flow path is provided. , And is suspended from the ceiling plate via a panel.
  • the biological sample determination device is the biological sample determination device according to claim 2 or 3, wherein the determination unit determines the temperature of the first channel.
  • a heater that measures the temperature with a thermistor and controls the first flow path to a predetermined temperature in accordance with the measurement result, and sets the first flow path to a predetermined temperature with the heater; The biological sample moving inside is determined.
  • the temperature of the first flow path can be set to the same condition, so that a more accurate determination result can be obtained in the device.
  • the determination unit is provided on the plate instead of the heater and the thermistor.
  • the heater and thermistor provided are provided with a heater contact pin and a thermistor contact pin for applying a voltage.
  • the discrimination unit can be made more compact, so that the device can be made smaller, lighter, and less expensive.
  • the heater is disposed on the first flow path, and the thermistor is provided.
  • the heater is disposed at a position apart from the heater by a distance between the first flow path and the heater.
  • the temperature of the first flow path is measured by the thermistor at a value close to the actual temperature, and the first flow path can be set to a predetermined temperature without error. , A more accurate determination result can be obtained.
  • the thermistor is arranged on the first flow path, and the heater is provided. In addition, it is arranged at a position apart from the thermistor by a distance between the first flow path and the thermistor.
  • the biological sample determination device is the biological sample determination device according to claim 2 or 3, wherein the determination unit includes a fitting pin provided on the plate. A fitting pin inserted into the hole, and a low pin for rotating the discrimination unit at a low speed. A high-speed motor, and the plate is fitted and fixed to the discrimination unit with the fitting pins, and then the plate is rotated at a low speed by the low-speed motor together with the discrimination unit, and the plate is rotated at a low speed. Inside, the biological sample moving in the buffer is determined.
  • the plate and the discrimination unit can be integrally rotated by the motor, so that a more accurate discrimination result can be obtained in the device.
  • the determination unit detects a positioning mark provided on the plate.
  • a positioning mark detection sensor is provided, the plate is rotated at a low speed by the low-speed rotation motor, the positioning pin detection sensor detects a fitting pin hole of the plate, and the plate is positioned. The fitting pin is inserted into the hole.
  • the plate and the determination unit can be securely fitted.
  • the biological sample determination device is the biological sample determination device according to claim 2 or 3, wherein the determination unit includes a positive electrode and a negative electrode.
  • the filling unit After the filling unit separates the biological sample in the second flow path so that a fixed amount of the biological sample remains in the quantitative section of the second flow path, the filling unit enters the first flow path in the second flow path. A positive electrode and a negative electrode are inserted, a voltage is applied between the positive electrode and the negative electrode, and a certain amount of the biological sample held in the quantitative section is moved by electrophoresis in the buffer, The biological sample moving in the buffer is determined.
  • the biological sample added to the buffer filled in the first flow path can be moved by electrophoresis, and a discrimination result can be obtained based on the movement state. In, an accurate determination result can be obtained in a shorter time.
  • a cleaning area for cleaning the positive electrode and the negative electrode is provided on the plate, After the filling unit separates the biological sample in the second flow path so that a fixed amount of the biological sample remains in the quantitative section of the second flow path, the positive electrode and the negative electrode are After washing in the washing area, the positive electrode and the negative electrode are It is inserted into the road.
  • the determination unit is provided on the plate instead of the positive electrode and the negative electrode. It has two electrode contact pins for applying voltage to the provided positive and negative electrodes.
  • the discrimination unit can be made more compact, so that the device can be made smaller, lighter, and less expensive.
  • the biological sample determination device is the biological sample determination device according to claim 14, wherein the biological sample is a DNA sample, and the buffer is the DNA sample. And a DNA conjugate for separation, which is a linear polymer and has a base sequence capable of hydrogen bonding to the target DNA to be detected, which is included in the above, and a DNA binding control agent and a pH buffer.
  • the presence or absence of SNPs in the DNA sample to be tested can be accurately determined in a short time without complicated preparation work.
  • the biological sample determination device according to claim 18 of the present invention further includes a cooling fan that cools an elevated temperature in the biological sample determination device according to claim 1,
  • the air intake of the cooling fan is provided with a light blocking portion for blocking light incident from outside the device.
  • the light blocking unit is made of a porous film.
  • the apparatus can accurately determine a biological sample.
  • the biological sample determination device according to claim 20 of the present invention is the biological sample determination device according to claim 18, wherein the light blocking portion has an L-shaped or crank-shaped baffle force. It is.
  • the apparatus can accurately determine a biological sample.
  • the biological sample determination device is the biological sample determination device according to claim 2 or 3, wherein the determination unit is filled in the first channel. And an optical detector for detecting the fluorescence or absorbance of the buffer, and discriminating the biological sample moving in the buffer based on the detection result of the optical detector.
  • the optical detection unit is provided on an elevating stage that moves the plate up and down. And a height adjustment unit for measuring a distance between the plate and the lifting stage on the lifting stage and adjusting the measurement result to be constant.
  • the distance between the optical detection unit and the plate can be kept constant, so that a more accurate determination result can be obtained in the device.
  • the biological sample determination method for detecting a biological sample moving in a buffer and determining the biological sample includes the buffer.
  • a fixed amount of the biological sample is left in the quantitative section of the second flow path, and a predetermined amount of the biological sample is added to the buffer.
  • the fixed amount of the biological sample is moved in the buffer, and the biological sample moving in the buffer is determined.
  • the discrimination result of the biological sample can be obtained only by adding the biological sample to be discriminated and the buffer to the plate, so that complicated preparation work is not required and an accurate discrimination result can be obtained. Can be.
  • the first flow path into which the buffer is injected, and the quantification unit A flow path pattern having the second flow path into which the biological sample is injected, and an air hole communicating with the sample injection part into which the biological sample is injected at V in the second flow path.
  • the formed plate is rotated at a high speed to cause the buffer to flow into and fill the first flow path by centrifugal force, and V does not reach the quantitative portion in the second flow path.
  • the biological sample is caused to flow to the inflow position, and the sample injection portion of the second flow path is pressurized to move the biological sample in the second flow path from the first inflow position to the second flow path.
  • the plate After flowing into the second inflow position including the quantitative portion of the flow path and filling
  • the plate After flowing into the second inflow position including the quantitative portion of the flow path and filling
  • the plate is rotated at a high speed, and the biological sample in the second flow path is separated by a centrifugal force so that a certain amount of the biological sample remains in the quantitative section of the second flow path.
  • the temperature of the passage is set to a constant temperature, a fixed amount of the biological sample held in the quantitative section is moved in the buffer, and the biological sample moving in the buffer is determined.
  • the filling process of the buffer into the flow path can be realized by the centrifugal force
  • the filling process of the biological sample can be realized by the pressure difference generated in the flow path
  • a certain amount of the biological sample is contained in the buffer. Since the quantitative addition process for adding the sample can be realized by centrifugal force, as in the above, complicated preparation work is not required, and an accurate determination result can be obtained in a short time.
  • the first flow path into which the buffer is injected in the biological sample determination method according to claim 23, the first flow path into which the buffer is injected; A flow path pattern having the second flow path into which the biological sample is injected, and an air hole communicating with the sample injection part into which the biological sample is injected at V in the second flow path.
  • the formed plate is rotated at high speed, and the first flow path is centrifuged. V, which does not reach the quantification section in the second flow path, and the biological sample is flowed to a first flow-in position, and the sample is injected into the second flow path.
  • the biological sample in the second flow path was flowed from the first flow-in position to a second flow-in position including the quantitative portion of the second flow path, and filled. Thereafter, the biological sample in the second flow path is separated from the air flow port of the second flow path by suctioning the air sample from the air hole, so that a fixed amount of the biological sample remains in the quantitative section of the second flow path. After the first flow path is brought to a constant temperature, a fixed amount of the biological sample held in the quantitative section is moved in the buffer, and the biological sample moving in the buffer is determined. It is.
  • the filling process of the buffer into the flow channel can be realized by centrifugal force, and the filling process of the biological sample into the flow channel and the quantitative addition process of adding a certain amount of the biological sample to the buffer are performed. Since this can be realized by the pressure difference in the flow path, as in the above, a complicated sample preparation operation is not required, and a biological sample discriminating apparatus capable of obtaining an accurate discrimination result in a shorter time can be provided.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 26 of the present invention is a plate for discriminating a biological sample, and for injecting a buffer reacting with the biological sample into the plate.
  • a buffer injection section a first flow path connected to the buffer injection section, a sample injection section for injecting the biological sample into the plate, and a second flow path connected to the sample injection section.
  • a second flow path wherein the second flow path includes a quantification unit that holds a fixed amount of a biological sample to be supplied to the first flow path in a part of the flow path.
  • the first flow path and the second flow path are connected via the quantitative section.
  • the biological sample determination plate according to claim 27 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 26, wherein the first flow path and the second flow path are the same. It comes into contact in parallel via the metering unit.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 28 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 26, wherein positive and negative electrode portions or negative electrode portions are provided in the first flow path.
  • the first and second electrode insertion portions into which the positive electrode and the negative electrode are inserted are provided.
  • a certain amount of the biological sample added to the buffer can be electrophoresed in the buffer.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 29 of the present invention is the same as the biological sample discriminating plate according to claim 26, except that the buffer injection part is connected to the first channel. And air holes communicating with the sample injection section are provided in the second flow path.
  • the buffer can be filled from both ends of the first flow path, so that the buffer can be filled in a short time without biting air bubbles in the first flow path.
  • the biological sample determination plate according to claim 30 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 26, wherein the buffer is injected into the buffer injection section, and the sample injection is performed. After injecting the biological sample into the portion, in a first step, a buffer injected from the buffer injecting portion is filled in a first flow path, and in a second step, the sample is injected. After the biological sample injected from the part is filled in the second flow path including the quantification part, in a third step, the biological sample in the second flow path is separated and the biological sample is separated. Is left in the quantitative section, and in the fourth step, the remaining fixed amount of the biological sample is moved in the buffer in the first flow path.
  • the biological sample determination plate according to claim 31 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 30, wherein the first step is performed by pressurizing, suctioning or capillary action.
  • the first step is performed by pressurizing, suctioning or capillary action.
  • the second step is performed by pressurizing, suctioning or capillary action.
  • the biological sample is filled in the second flow path including the quantitative section.
  • the second flow path can be easily and quickly filled with the biological sample.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 33 of the present invention is a biological sample discriminating plate for detecting a biological sample moving in a buffer and discriminating the biological sample.
  • a biological sample discriminating plate for detecting a biological sample moving in a buffer and discriminating the biological sample.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 34 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 33, wherein a part of the first flow path includes a negative electrode and a positive electrode. Are provided with the first and second electrode insertion portions into which are inserted.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 35 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 33, wherein the first flow path is formed of the biological sample discriminating plate.
  • An inner peripheral flow path which is an inner peripheral side of an arc-shaped flow path extending in a circumferential direction of a circle having a center as a center, an outer peripheral flow path which is on an outer peripheral side, and both of the inner peripheral flow path and the outer peripheral flow path.
  • a radial flow path extending in the radial direction from the center of the circle connecting the ends; and a flow path having a circular shape.
  • the second flow path includes the arc-shaped flow path located between the inner circumferential flow path and the outer circumferential flow path. And a U-shaped flow path provided in a part of the arc-shaped flow path.
  • the quantitative section includes a part of the outer peripheral flow path and the U-shaped shape of the second flow path. And a part of the flow path in parallel.
  • the biological sample is filled in the second flow path without containing air bubbles.
  • the quantification unit can add a biological sample to the buffer filled in the first flow path.
  • the biological sample determination plate according to claim 36 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 35, wherein the buffer is injected and communicates with the first channel.
  • the buffer injection section is located on the inner peripheral side of the first flow path.
  • the buffer added to the buffer injection section can be reliably filled in the first flow path in a short time by the centrifugal force.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 37 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 35, wherein the biological sample is injected and communicates with the second channel.
  • the sample injection section is located on the inner peripheral side of the second flow path.
  • the biological sample added to the sample injecting section can be caused to flow into the second flow path in a short time without containing bubbles by the centrifugal force.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 38 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 34, wherein the first and second electrode insertion portions are the first electrode inserting portion. In a part of the radiation channel.
  • the biological sample determination plate according to claim 39 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 35, wherein the plate is provided substantially at the center of the inner peripheral flow path of the first flow path.
  • a buffer injection section for injecting the buffer is provided.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 40 of the present invention is the same as the biological sample discriminating plate according to claim 35, except that the buffer is filled in the first channel. At this time, the buffer is filled in the outer peripheral flow path and the first and second electrode insertion portions of the first flow path.
  • the biological sample added to the buffer filled in the first flow path can be reliably electrophoresed, and an accurate discrimination result can be obtained.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 41 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 35, wherein the arc-shaped channel of the inner peripheral channel is an arc-shaped channel. And on an elliptical arc slightly shifted toward the outer peripheral flow path.
  • the biological sample determination plate according to claim 42 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 35, wherein the flow path width of the inner peripheral flow path is the flow path width of the outer peripheral flow path. It is wider.
  • the time from when the buffer is injected into the first flow channel to when it reaches the first and second electrode insertion portions can be shortened, so that the air in the flow channel can be efficiently removed.
  • the time until the buffer is filled in the first flow path can be further reduced.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 43 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 35, wherein the outer peripheral flow path is provided from the first electrode insertion section to the quantitative determination. And a flow path length adjusting section that adjusts a difference between a length of the flow path to the section and a length of the flow path from the second electrode insertion section to the fixed amount section.
  • the length from the first electrode insertion portion to the fixed portion can be made substantially the same as the length from the second electrode insertion portion to the fixed portion. Can be prevented from being included.
  • the biological sample is injected into one end of the second channel. A sample injecting section is provided, and the other end is provided with a sample pool for holding the biological sample into which the force of the sample injecting section has been injected when filling the second flow path with the biological sample.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 45 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 28 or 34, wherein the plate is provided above the first flow path.
  • a heater for heating the first channel and a thermistor for measuring the temperature of the first channel are provided, and a positive electrode and a negative electrode are provided in the first and second electrode insertion portions.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 46 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 28 or claim 34, wherein the first and second electrode insertion portions are different from each other. , Air holes.
  • the biological sample determination plate according to claim 47 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 44, wherein the sample pool has an air hole.
  • the biological sample determination plate according to claim 48 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 26 or 33, wherein the biological sample is A DNA sample, wherein the buffer is a DNA conjugate for separation comprising a linear polymer in which a base sequence capable of hydrogen bonding is bound to the target DNA to be detected contained in the DNA sample; and a DNA binding control agent. And a pH buffer.
  • the biological sample determination plate according to claim 49 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 28 or 34, wherein the first and second electrode insertion portions are provided. And an electrode insertion port for inserting the positive electrode and the negative electrode, and a cover film is attached to the electrode insertion port.
  • the buffer can be prevented from spilling out from the electrode insertion hole.
  • the biological sample determination plate according to claim 50 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 26 or 33, wherein the biological sample determination plate is the biological sample determination plate.
  • a plurality of the flow path patterns are formed.
  • the biological sample discriminating plate according to claim 51 of the present invention is the same as the biological sample discriminating plate according to claim 28 or claim 34. Providing a washing area for washing the positive electrode and the negative electrode, washing the positive electrode and the negative electrode in the washing area, and then inserting the positive electrode and the negative electrode into the first flow path. .
  • the biological sample discriminating plate according to claim 52 of the present invention is the biological sample discriminating plate according to claim 28 or claim 34, wherein the buffer injecting section is formed by the second It is provided at both ends of one flow path, and the buffer injection part is also used as the electrode part or the electrode insertion part.
  • the shape of the flow path pattern can be simplified, and the entirety of one flow path pattern can be reduced. Since the body shape can be made compact, a plurality of flow path patterns can be formed on the plate.
  • the biological sample determination plate according to claim 53 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 26 or 33, wherein the first flow path and the second flow path are different from each other.
  • the flow path is formed by a groove formed on the plate surface and a film covering the plate surface.
  • a closed channel can be formed with a simple configuration, and thus a channel pattern can be easily formed on the plate.
  • the biological sample determination plate according to claim 54 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 26 or 33, wherein the first flow path and the second channel are different from each other.
  • the channel is formed on the same surface of the plate.
  • the biological sample determination plate according to claim 55 of the present invention is the biological sample determination plate according to claim 26 or 33, wherein the first flow path and the second flow path are different from each other.
  • the channel is formed on the same surface of the plate.
  • the first flow path into which the buffer is introduced, and the first flow path and a part of the flow path are provided in a part of the flow path.
  • the second flow path of the second flow path A filling pipe for adding a certain amount of a biological sample to the buffer while leaving a certain amount of the biological sample in the quantification part, and a certain amount of the biological sample held in the quantification part are mixed in the buffer. And a determination unit for determining the biological sample moving in the buffer.
  • a filling unit is provided below the apparatus, a discriminating unit is provided above the apparatus, and an elevating stage for moving a plate between the filling unit and the discriminating unit is provided.
  • the biological sample discriminating apparatus can be compact and lightweight.
  • the filling unit includes a motor that rotates the plate at a high speed
  • the discrimination unit includes a pressure operation unit that generates a pressure difference in the second flow path.
  • the agent and the biological sample can be reliably filled in the second flow path, and a fixed amount of the biological sample can be quantified and added to the buffer.
  • the discrimination unit includes a positive electrode and a negative electrode, a certain amount of a biological sample added to the buffer can be moved by electrophoresis.
  • an optical detection unit for detecting the fluorescence or the absorbance is provided, and the first flow path is scanned to detect the moving state of the biological sample moving in the buffer, thereby determining the biological sample. , It is possible to easily obtain an accurate determination result in a short time.
  • the first flow path into which the buffer flows, and the first flow path and a part of the flow path are provided in a part of the flow path.
  • the flow path pattern formed on the plate is such that the buffer is injected into a part of the flow path pattern, and the biological sample determination plate is rotated at a high speed. Then, the biological sample is injected into a part of the first flow path filled with the buffer, and the biological sample is centrifugally distributed by rotating the biological sample discriminating plate at a high speed.
  • the first flow path is filled with the biological sample And a second flow path that shares a part of the flow path, so that the biological sample discriminating apparatus can be reduced in size, weight, and cost, and can be complicated. There is an effect that a biological sample can be discriminated accurately and in a short time without any work.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a biological sample discriminating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a detailed diagram showing a configuration example around a cooling fan of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (b) is a detailed diagram showing another configuration example around the cooling fan of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (a) is a diagram showing an upper surface of the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (b) is a diagram showing the lower surface of the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (c) is a diagram showing an AA cross section of the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a pattern formed on the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a series of operations of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (a) is a diagram when a sample is injected into a pattern formed on a plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (b) is a diagram at the time when a conjugate filling process is performed on the pattern formed on the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (c) is a diagram after a conjugate filling process has been performed on the pattern formed on the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (d) is a diagram after a pressure treatment is performed on the pattern formed on the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (e) is a view showing a pattern formed on the plate according to the first embodiment of the present invention after a quantitative addition process.
  • FIG. 7 (a)] is a diagram showing the position of the first cross section of the lifting stage of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 (b) is a diagram showing the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention in which the lifting stage is moving from the position of the first section to the position of the second stage. is there.
  • FIG. 7 (c) is a view showing the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention in which the lifting stage is moving from the position of the first cross section to the position of the second stage. is there.
  • FIG. 7 (d) is a diagram showing the position of the second stage of the lifting stage of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a signal of a plate alignment position detection sensor force of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating features of a pattern formed on a plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 (a) is a diagram showing an example of a positional relationship between a thermistor and a heater in the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 (b) is a diagram showing another example of the positional relationship between the thermistor and the heater in the biological sample determination device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows a DNA conduit in which a DNA sample is filled in a second channel formed in a plate according to the first embodiment of the present invention, and the DNA sample is filled in the first channel.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state of moving in a ligating solution.
  • FIG. 12 is a diagram showing a result of measuring the absorbance of a DNA sample in the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the principle of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing a lower surface in a case where four patterns are provided on the plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration of the biological sample discriminating apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a sectional view of a plate according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing another configuration of the biological sample discriminating apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing another configuration of the plate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a sectional view showing an example of a plate according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing another example of the plate according to the third embodiment of the present invention. [21] FIG. FIG. 20
  • FIG. 22 (a) is a diagram illustrating an example of a configuration of an optical detection unit of a biological sample determination device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 (b)] is a diagram showing another example of the configuration of the optical detection unit of the biological sample determination device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 (c) is a diagram showing another example of the configuration of the optical detection unit of the biological sample determination device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 (a) is a diagram showing a sample injection surface of a biological sample discriminating plate according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 (b) is a diagram showing a flow channel generation surface of the biological sample determination plate according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of a pattern formed on the biological sample determination plate according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the present invention realizes a biological sample discriminating apparatus that performs biological, enzymatic, immunological, and chemical assays by moving a biological sample in a buffer, and is small, light, and inexpensive. Is what you do.
  • the biological sample is a DNA sample
  • the buffer is a DNA conjugate such as MgCl on the DNA conjugate for separation.
  • the DNA conjugate solution contains a pH controlling agent and a pH buffering agent which also functions as an electrolyte.
  • the present biological sample discriminating apparatus has a predetermined amount of the DNA sample added to the DNA conjugate solution. Electrophoresis to determine the presence or absence of SNPs (base polymorphism) in the DNA sample.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment.
  • the biological sample discriminating apparatus 100 As shown in FIG. 1, the biological sample discriminating apparatus 100 according to the first embodiment A filling unit 20 for filling the DNA conjugate solution into the flow path formed in the flow path 10 and quantitatively adding the DNA sample into the flow path filled with the DNA conjugate solution; The DNA sample is electrophoresed in the DNA conjugate solution by applying pressure, heating, and voltage application, and a discrimination unit 30 for discriminating the presence or absence of SNPs, and the plate is vertically moved by a vertically moving motor 51. And a control board 68 for controlling the operation of the present apparatus 100.
  • the present apparatus 100 has a configuration in which an elevating stage 50 is disposed below the apparatus, a filling unit 20 is disposed on the elevating stage 50, and a determination unit 30 is disposed above the elevating stage 50. And the device configuration is more compact.
  • the filling unit 20 holds the plate 10 and a high-speed rotation motor 21 that rotates the plate 10 at a high speed, and a part of the plate 10 is fixed in the device 100 and provided in the housing 60.
  • the plate holding part 22 for transferring the internal force of the device 100 to the outside or from the outside to the inside
  • the plate confirmation sensor 23 for confirming the presence or absence of the plate before the start of the measurement
  • pressurizing the flow path for generating a pressure difference in the flow path.
  • the discriminating unit 30 includes a fitting pin 31 for fixing the plate 10 to the discriminating unit 30, and positive and negative electrodes 32a and 32b for applying a voltage to a flow path formed in the plate 10.
  • a heater 33 for maintaining the flow path at a constant temperature; a positioning mark detection sensor 35 for positioning when fixing the plate 10 and the discrimination unit 30; a clamper 36 for holding the plate 10;
  • the thermistor includes a thermistor 34 for detecting the temperature of the flow channel provided in 10 and a low-speed rotation motor 38 for rotating the plate at a low speed.
  • the pressurizing unit 24 that is a component of the filling unit 20 is used.
  • the pressurizing unit 24 are also installed on a ceiling plate 37 provided above the device.
  • the fitting pins 31, the positive and negative electrodes 32a and 32b, the heater 33, the thermistor 34, the clamper 36, and the pressurizing section 24 installed on the ceiling plate 37 have appropriate tension with respect to the plate 10.
  • a panel is provided so that the spring can be pressed against the plate 10 by the spring. It is made.
  • the fluorescence or absorbance of the DNA sample moving in the DNA conjugate solution is determined.
  • An optical detection unit 40 for detection is provided, and the detection result of the optical detection unit 40 is used to determine the migration state of the DNA sample in the DNA conjugate solution, and the presence or absence of SNPs in the DNA sample is determined based on the determination result. I do.
  • the optical detection unit 40 is provided on the elevating stage 50.
  • the heater 33 is provided with a heater temperature detection sensor 55 for detecting the temperature of the heater
  • the apparatus 100 is provided with an internal temperature detection sensor 54 for detecting the temperature inside the apparatus. ing.
  • the biological sample discriminating apparatus 100 includes an in-apparatus temperature detection sensor 54 for detecting the temperature in the apparatus, a pressurizing pump 52 connected to the pressurizing section 24 via a pump tube 53, A high voltage power supply 66 and a device power supply 67 are provided.
  • a power switch 62 for switching the device 100 on and off, an LED 63 illuminated when the power switch 62 is in the SON state, a cooling fan 64 for cooling the inside of the device 100, and a device Rubber feet 65a, 65b are provided to protect the device 100 from vibration and to be adjustable in height.
  • the cooling fan 64 provided in the device 100 is capable of taking in external air into the interior, and performs cooling by releasing the internal rising air to the exterior.
  • the biological sample discriminating apparatus 100 obtains a detection result by detecting the intensity of light on the plate in the optical detection unit 40, it is necessary to prevent light from entering the inside of the apparatus 100. Therefore, in the first embodiment, the cooling fan 64 is provided with a light blocking section so that air can pass through and light cannot pass through.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the light blocking unit.
  • the light blocking section As a first example of the light blocking section, as shown in FIG. 2A, a crank shape that blocks light but allows air to sufficiently pass inside a housing 60 to which a cooling fan 64 is attached is shown.
  • a light source as shown in FIG. 2 (b) is provided inside the housing 60 to which the cooling fan 64 is attached.
  • a filter 69b that does not transmit light but allows air to transmit.
  • the material of the filter 69b is a porous filter. Examples include materials having a porous structure in which several lums are stacked or microscopic pores are connected by a communication tube.
  • FIG. 3 (a) is a top view of the plate in the first embodiment
  • FIG. 3 (b) is a bottom view of the plate
  • FIG. 3 (c) is a view showing a cross section taken along line A-A of FIG. 4
  • FIG. FIG. 9 is a diagram showing a detailed shape of a pattern obtained.
  • the plate 10 according to the first embodiment is provided with an opening 10a at the center thereof, which is used for joining the motor 10 when rotating the play 10.
  • a fitting pin hole 11 into which a fitting pin 31 provided on a ceiling plate 37 in the biological sample discriminating apparatus 100 shown in FIG. 1 is inserted is provided.
  • a mark 13 is provided, and on the upper surface of the plate 10, as shown in FIG. 3 (a), a positioning mark 12 detected by the positioning mark detection sensor 35, and a DNA conjugate solution or sample.
  • Injection ports 123 and 124 for injecting DNA samples, electrode inlets 121 and 122 for inserting the electrodes 32a and 32b, air holes 131, 132, and 135 are provided.
  • a cavity seal 14 is placed so as to cover the flow path pattern 110 formed on the plate 10, and A cover film 15 is provided on the upper surface of the sheet 10 so as to cover only the electrode ⁇ entrance.
  • the cavernous seal 14 is preferably transparent because the optical detector 40 needs to measure the absorbance or the fluorescence of the DNA conjugate solution in the flow path.
  • the flow path pattern 110 includes a first flow path 116 filled with a DNA conjugate solution, and a second flow path 117 filled with a DNA sample.
  • the first flow path 116 The inner surface of the plate has an inner peripheral passage 116a and an outer peripheral passage 116b, which is an outer peripheral passage.
  • the channel pattern 110 is a DNA conduit for separating a DNA sample, which is located on the inner peripheral side of the plate 10 with respect to the inner peripheral channel 116a.
  • Injection part 113 into which the DNA sample is injected a buffer injection part 113 into which the sample solution is injected, a sample injection part 114 which is located on the inner peripheral side of the plate 10 with respect to the second flow path 117 and into which the DNA sample is injected.
  • An insertion portion 112 is provided.
  • the inner flow path 116a of the first flow path 116 connects between the buffer injection section 113 and the first electrode insertion section 111, and connects between the buffer injection section 113 and the second electrode insertion section 112.
  • the path 116b connects between the first electrode insertion part 111 and the second electrode insertion part 112.
  • the second flow path 117 connects the second electrode insertion portion 112 and the sample pool 115, and a part of the second flow path 117 is shared with a part of the first flow path 116.
  • a quantitative section 117a for holding a fixed amount of a DNA sample to be added to the DNA conjugate solution filled in the first flow path 116.
  • the fluorescence of the migration channel is detected by the optical detection unit 40
  • the efficiency of detecting the fluorescence is poor.
  • Preferably shallow For example, a flow path having a width of 300 m and a depth of 50 m is exemplified.
  • the absorbance of the electrophoresis flow path is detected by the optical detection unit 40, it is difficult to detect the absorbance if the depth of the electrophoresis flow path is too shallow, so the flow path preferably has an appropriate depth.
  • a flow path having a width of 3 m and a depth of 300 m is exemplified.
  • the flow path pattern 110 includes first and second electrode standby holes 118 and 119 for waiting the electrodes 32a and 32b when not in measurement.
  • a pressurization standby hole 136 provided on the concentric circle of the insertion portions 111 and 112 and for holding the pressurizing portion 24 when not pressurized by the pressurizing portion 24 is provided on the concentric circle of the sample injection portion 114. It is provided.
  • the first and second electrode inserts 11, 112 are provided with electrode inlets 121, 122 for inserting the negative electrode 32a and the positive electrode 32b, respectively, and air holes 131, 132.
  • the injection ports 123 and 124 are provided in the powder injection section 113 and the sample injection section 1114, respectively.
  • the sample pool 115 is provided with an air hole 135.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a series of operations of the biological sample determination device according to the first embodiment.
  • Step S1 First, a DNA sample serving as a specimen and a DNA conjugate solution are prepared, and the flow path provided on the plate 10 as shown in FIG.
  • the DNA conjugate solution Dc is injected from the injection port 123 into the buffer injection section 113 of the pattern 110, and the DNA sample Ds is injected from the injection port 124 into the sample injection section 114.
  • a single-stranded DNA having a length of about 60 bases and including a SNPs site to be discriminated is prepared as a DNA sample.
  • the method for extracting DNA and single-stranded DNA are not directly related to the present invention, and therefore, detailed description is omitted.
  • the DNA conjugate solution has properties including a DNA conjugate for separation, a pH buffering agent also serving as an electrolyte, and a DNA binding force controlling agent such as MgCl.
  • the DNA conjugate for separation is obtained by covalently binding a polymer linear polymer to the 5 'end of a 6- to 12-mer single-stranded DNA, and the single-stranded DNA is to be discriminated. It contains a sequence that is not complementary to a force variant that is complementary to a normal form of DNA containing the SNP s site.
  • the DNA conjugate solution has a property of weak binding to mutant DNA, which has strong binding to normal DNA.
  • this DNA conjugate solution has a characteristic that when electrophoresed, a linear polymer bound to the 5 'end becomes a weight, and the electrophoresis speed is considerably slow.
  • the DNA conjugate for separation is first prepared with a base complementary to the base sequence of the DNA sample.
  • the 5 'end of the DNA having the sequence is aminated (usually aminated through a hexyl group), and sterilized ultrapure water is diluted to 2.6 mM by diluting the mixture.
  • MOSU methacryloy-doxysuccinimide
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • a solution prepared by adjusting the pH of the adjusted solution with sodium hydrogencarbonate and sodium hydroxide to pH 9 for pH adjustment is added in the same amount as the amount of aminoamide DNA.
  • the solution obtained as described above is shaken overnight, and then, by using HP LC (High Performance Liquid Chromatography), the vulylated DNA in the shaken solution is removed. Separates from aminated DNA, MOSU and others. Since the vinylated DNA contains an eluent (TEAA; a mixed solution of triethylamine monoacetic acid and acetonitrile), it is further concentrated under reduced pressure using a centrifugal evaporator having a vacuum drying function.
  • TEAA a mixed solution of triethylamine monoacetic acid and acetonitrile
  • TEMD N, N, N'N'-tetramethylethylenediamine
  • APS ammonium persulfate
  • the AAM was 34 ⁇ l, the TEMD and the APS were 5 ⁇ 1 each, and the buried DNA was 0.01% relative to the AAM.
  • Molar to 0.05% mol add sterile ultrapure water to 1001 and leave it for about 60 minutes to obtain acrylamidated DNA conjugate for separation.
  • a pH buffer and a DNA binding regulator are added to the thus obtained DNA conjugate for separation to prepare a DNA conjugate solution.
  • the DNA sample and the DNA conjugate solution are quantified by a pipettor or the like, using the DNA injection part 124 of the plate 10 or the buffer solution. Dispense into the injection part 123.
  • the volume to be dispensed depends on the scale of the flow path pattern. For example, here, the DNA conjugate solution is 18 microliters and the DNA sample is 2 microliters.
  • Step S2 the DNA connector is After injecting a solution or a DNA sample, the power switch 62 of the device 100 is turned on, and an operation button (not shown) or the like is operated. The plate 10 into which the DNA conjugate solution Dc and the DNA sample Ds have been injected is set on the plate holder 22. Then, the operation button is operated again to perform plate loading for pulling the plate holding portion 22 into the housing 60. When the plate holding portion 22 is retracted by the operation of step S2, the plate 10 is automatically set to a position where the opening 10a fits into the plate receiving portion 21a of the high-speed rotating motor 21. The position of the lifting stage 50 in this state is defined as the lowest point.
  • Step S3 As described above, at the same time that the plate 10 is loaded into the biological sample discriminating apparatus 100, the elevating stage 50 moves the plate 10 from the lowest point by the vertical motor 51 from the clamp point. It rises to the first stage position, which is the position held by 36. At this time, together with the elevating stage 50, the optical detection unit 40, the high-speed rotation motor 21, the plate confirmation sensor 23, and the plate 10 fitted in the plate receiving portion 21a of the high-speed rotation motor 21 increase the force of the plate holder 22 Does not move because it is fixed to the device. As a result, the plate 10 can be fixed to a motor or the like in the apparatus with the center of gravity of the plate as the center.
  • FIG. 7 (a) is a diagram showing a state in which the elevating stage of the biological sample discriminating apparatus according to the first embodiment has moved up to the position of the first stage.
  • the lifting stage 50 starts to rise from the lowest point by the vertical movement motor 51, and as shown in FIG.
  • the opening 10a of the plate 10 fits into the plate receiving portion 21a.
  • the lifting stage 50 is further raised, and the plate 10 is raised together with the high-speed rotation motor 21.
  • the elevating stage 50 is raised to a certain position, the magnet provided on the lower surface of the clamper 36 above the plate 10 and the plate receiving portion 21a formed of metal of the high-speed rotating motor 21 are moved. Are connected and thereby held by the plate 10 force S clamper 36.
  • the elevating stage 50 stops, and this stop position force is the position of the first stage of the elevating stage 50.
  • the first stage position of the lift stage 50 is, for example, a position where the lowest point force of the lift stage 50 is increased by 8 mm. is there.
  • Step S4 Step S5
  • the filling unit 20 performs the first stage operation at the first stage position.
  • a filling process for filling the flow channel 116 with the DNA conjugate solution is performed.
  • the plate confirmation mark 13 of the plate 10 includes a notch, a mark, or the like.
  • an aluminum tape is applied here.
  • the plate confirmation sensor 23 such as a reflection type photo sensor.
  • the plate confirmation sensor 23 generates a difference between the output signal as shown in FIG. 8 between the aluminum tape which is the plate confirmation mark 13 and a portion other than the aluminum tape, so that the output signal has a rising edge and a falling edge. If plate 10 exists, on the other hand, if there is no rise and fall in the output signal, it is determined that plate 10 does not exist.
  • the plate confirmation sensor 23 determines that the plate 10 does not exist, the operation is stopped at this point. On the other hand, if it is determined that the plate 10 exists, for example, the high-speed rotating motor 21 of the filling unit 20 is used. Is rotated at a predetermined number of revolutions, here, for example, about 4000 rpm at a high speed for about 112 minutes to fill the first flow path 116 of the flow path pattern with the DNA conjugate solution.
  • the DNA conjugate solution injected into the buffer injection portion 113 in the flow channel pattern 110 is moved from the buffer injection section 113 to the first and second flow paths, respectively. It reaches the electrode insertion portions 111 and 112 of No. 2. Further, the outer peripheral flow path 116b of the first flow path 116 is further moved from the first and second electrode insertion portions 11 and 112, and finally, as shown in FIG. 6 (c).
  • the second electrode insertion portions 111 and 112 and the outer peripheral channel 116b are filled.
  • This D The NA conjugate solution originally exists in the outer peripheral channel 116b, and since the air is discharged from the air holes 135 of the sample pool 115, the NA conjugate solution is smoothly filled into the outer peripheral channel 116b.
  • the inner circulating channel 116a of the first channel 116 is prevented from being filled with the DNA conjugate solution by the first and second electrodes. This is to prevent electrophoresis from being performed on the inner peripheral channel 116a side when an electrode is inserted into the insertion sections 111 and 112 and a voltage is applied. Therefore, in step S1, the amount of the DNA conjugate solution to be injected into the buffer injection section 113 is preferably such that the DNA conjugate solution does not remain in the inner peripheral channel 116a after the conjugate filling treatment. Further, in a step described later, it is necessary to allow the DNA sample to flow into the quantitative section 117a which shares the outer peripheral flow path 116b and a part of the flow path.
  • the amount of the DNA conjugate solution to be injected into the buffer injection section 113 needs to be such that the flow path of the quantification section 117a is not filled with the DNA conjugate solution.
  • FIG. As shown in (4), it is preferable that the amount be less than half the height of the flow path of the quantification unit 117a. This is because if the amount of the DNA conjugate solution exceeds more than half of the height of the flow path of the quantification section 117a, there is a problem that the DNA conjugate solution overflows in the direction of the second flow path 117. is there.
  • the amount of the DNA conjugate solution is about 18 microliters.
  • the DNA sample injected into the sample injection section 114 flows through the second flow path 117 by the centrifugal force of the filling unit 20 during the conjugate filling processing by the filling unit 20 as described above. It moves in the circumferential direction and is distributed in a part of the second channel 117.
  • the aerodynamic force originally present in the outer peripheral flow path 116b or the second flow path 117 is discharged from the air hole 135 of the sample pool 115, so that the second flow path 1 17 Is distributed smoothly in a part of.
  • the DNA conjugate solution is placed in the outer peripheral channel 116b of the first channel 116 in the conjugate filling process by the filling unit 20.
  • the DNA sample flows into the quantification section 117a, and as a result, the DNA sample also flows into the outer peripheral channel 116b. Therefore, the amount of the DNA sample injected into the sample injection section 114 is remote.
  • the amount that does not reach the outer peripheral flow path 116b due to the force of the heart that is, as shown in FIGS. 6B and 6C, in the middle of the second flow path 117, specifically, at a position that does not reach the quantitative section (hereinafter , Referred to as the “first inflow position”.) Inject the amount that stops moving at E1.
  • the amount of the DNA sample that fills the entire second flow path 117 is not necessary, as long as there is a part that fills the second flow path 117, that is, the amount that fills the quantitative section 117a. Therefore, a small amount is sufficient.
  • the amount of the DNA sample may be about 2 microliter.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the flow path pattern formed on the plate according to the first embodiment.
  • the flow path pattern 110 of the first embodiment contains the DNA conjugate solution and the DNA sample when injecting and filling the DNA sample, or when quantifying the DNA sample, or when quantifying the DNA conjugate solution.
  • various measures are taken so that no bubbles are contained in the outer peripheral channel 116b.
  • the first feature of the flow channel pattern 110 is the shape of the buffer injection section 113 and the position where the buffer injection section 113 is located.
  • the buffer injection section 113 is located on the inner peripheral side of the first flow path 116, and the outlet thereof is branched into two.
  • the conjugate solution is branched and moved to both ends of the inner peripheral channel 116a.
  • the DNA conjugate solution is branched into two at the outlet of the buffer injection part 113 by centrifugal force to the outer peripheral side generated by the high-speed rotation of the plate 10 when injected. It moves smoothly in a short time toward both ends of the peripheral flow passage 116a, passes through the first and second electrode insertion portions 111 and 112, and is filled from both ends of the outer peripheral flow passage 116b.
  • buffer injection parts are provided at both ends of the first flow path, so that the DNA conjugate solution is injected at two places. The same effect can be obtained even if the same is performed.
  • the buffer injection section 113 is provided at one location on the inner peripheral channel 116a side, and the outlet of the buffer injection section 113 has a shape that branches into two. This eliminates the necessity of separately injecting the DNA conjugate solution from both ends of the flow path, so that there is no need to control the injection amount when the buffer is injected into both ends of the first flow path 116. can get. This also eliminates measurement errors caused by controlling the injection timing and injection amount of the DNA conjugate solution.
  • the buffer injection section 113 is provided in the first channel 116, it is provided in the center of the inner peripheral channel 116a as shown in FIG. 9, so that the DNA conjugate solution is provided in the outer channel 116b. At the time of filling, it is also possible to prevent the generation of air bubbles in the outer peripheral channel 116b due to the DNA conjugate solution being injected into the first channel 116 with a bias.
  • the second feature is the arrangement position of the first and second electrode insertion portions 111 and 112.
  • the electrode insertion portions 111 and 112 are provided in a part of the first flow path 116 in the radial direction.
  • the electrode insertion portions 111 and 112 are provided in a part of the first flow path 116 in the circumferential direction, the liquid injected into the first flow path 116 moves in the radial direction due to centrifugal force. Therefore, air bubbles may be generated inside each of the electrode insertion portions.
  • a third feature is the size of each corner R of the first and second flow paths 116 and 117.
  • the curvature of the corners R of the first and second flow paths 116 and 117 of the flow path pattern 110 is all 0.5 or more.
  • the fourth feature lies in the shape of the inner peripheral channel 116a.
  • the inner circumferential flow path 116a of the first embodiment is an elliptical circle that shifts toward the outer circumferential side as it moves away from the electrode insertion portions 111 and 112 that are not formed in concentric arcs. It is formed in an arc shape. This allows the DNA conjugate solution to be At the time of filling the channel 116, the DNA conjugate solution flowing on the way can be prevented from sticking or bubbles, by the centrifugal force generated by the high-speed rotation of the plate.
  • the width of the inner flow path 116a is made larger than that of the outer flow path 116b, the DNA condensers are connected to the first and second electrode inserts 111 and 112 from the buffer agent feeder 113. The ability to move the conjugate solution in a short period of time and improve the escape of air bubbles also has the effect of shortening the filling time of the DNA conjugate solution.
  • a fifth feature is the shape of the portion A of the second channel 117.
  • the quantification unit 117a included in the second flow path 117 shown in FIG. 9 is configured such that a part of the second flow path 117 is common to a part of the outer flow path 116b.
  • a fixed amount of the DNA sample can be quantified, and at the same time, the quantified DNA sample can be added to the DNA conjugate solution filled in the outer peripheral channel 116b.
  • the quantitative section 117a in the second flow path 117 is arranged on the inner peripheral side of the plate 10 with respect to the outer peripheral flow path 116b.
  • the plate 10 is formed into a substantially U-shape including a radial portion and a circumferential portion, and the U-shaped circumference is formed.
  • the aforementioned quantification section 117a is arranged in the direction part so that the DNA conjugate solution and a certain amount of the DNA sample are brought into parallel contact.
  • the flow path between the sample pool 115 and the quantification unit 117a in the second flow path 117 is shortened.
  • sample injection portion 114 is located on the inner peripheral side of second flow path 117, The injected DNA sample can be smoothly moved to the second flow path in a short time.
  • a sixth feature is the shape of the portion B of the outer peripheral channel 116b.
  • a bent portion is provided in the portion B of the outer peripheral channel 116b to adjust the length of the outer channel 116b at both ends.
  • the flow path length of the outer flow path 116b from the first electrode insertion section 111 to the fixed quantity section 117a and the second electrode insertion section If the length of the flow path from the inlet 112 to the quantification section 117a is extremely different, for example, if the length of the portion B is short, bubbles may be generated in the outer circumferential flow path 116b.
  • a seventh feature is that air holes are provided in the first and second electrode inlets 111 and 112 and the sample pool 115, respectively.
  • the DNA conjugate solution injected into the buffer injection part 113 can be vented by the air holes 131, 132 provided in the first and second electrode insertion parts 111, 112. This allows the outer peripheral flow path 116b to be filled without bubbles. Further, since the DNA sample filled in the second flow path 116b by the pressurizing process by the pressurizing unit 24 can be evacuated by the air holes 135 provided in the sample pool 115, centrifugal force generated by high-speed rotation causes The distribution area can be separated into the quantification section 117a and other areas, for example, the sample pool 115 and the sample injection section 114. As a result, a fixed amount of the DNA sample can be added to the DNA conjugate solution.
  • the eighth feature is that, as shown in Fig. 3 (c), the cover film 15 is attached to the electrode insertion ports 121 and 122 of the first and second electrode insertion sections 111 and 112. is there.
  • Step S6 In step S5 described above, the DNA conjugate solution or the DNA sample is injected into the plate 10 having the above characteristics, and after the filling operation of the DNA conjugate solution by the filling unit 20 is completed, The lifting stage 50 is And further rises to fit the disc 10 and the discrimination unit 30 together.
  • the fitting pin 31 of the discrimination unit 30 In order to fit the discrimination unit 30 and the plate 10, it is necessary to insert the fitting pin 31 of the discrimination unit 30 into the fitting pin hole 11 of the plate 10. In order to detect the position of the pinning hole 11, the plate 10 needs to be positioned.
  • the positioning mark 12 is provided on the upper surface of the plate 10 as shown in Fig. 3 (a), and the positioning mark 12 is detected by the positioning mark detection sensor 35.
  • the position where the discrimination unit 30 and the plate 10 can be fitted is determined. If the high-speed rotation motor 21 of the filling unit 20 is a servo-type motor, the position of the plate 10 after the high-speed rotation in the conjugate filling process can be limited, so that it is not necessary to position the plate 10.
  • the method of detecting the fitting position by the discriminating unit 30 is the same as the operation in step S4 described above.
  • the discrimination unit 30 has many components provided on the ceiling plate 37, and the cables and tubes around the discrimination unit 30. Since they are bundled together (not shown), the cables and tubes are rotated one half turn to 3Z4 turns in order from left and right to prevent the cables and tubes from getting entangled. Is rotated in the direction in which the discrimination unit 30 is less, so that the determination unit 30 is positioned.
  • Step S7 After positioning the discrimination unit 30 as described above, in order to fit the plate 10 and the discrimination unit 30, the lifting stage 50 is moved up and down by the vertically moving motor 51 in FIG. It rises from the first stage position shown in (a) to the second stage position shown in FIG. 7 (d).
  • the fitting pins 31 of the discrimination unit 30 are inserted into the fitting pin holes 11 of the plate 10 (FIG. 7 (b)), and then the first and second electrodes of the plate 10 are inserted. Electrode insertion holes for parts 111 and 112 12 At 1, 122, the electrodes 32a, 32b of the half IJ ⁇ IJ unit 30 were inserted with the force S, and after the pressurizing portion 24 came into contact with the calo-pressure waiting hole 136 of the plate 10 (FIG. 7 (c)). Then, the heater 33 rises until it contacts the plate 10 (FIG. 7 (d)).
  • the position of the elevating stage 50 where the discriminating unit 30 and the plate 10 are fitted is the position of the second stage.
  • the position of the second stage of the elevating stage 50 is, for example, a position where the positional force of the first stage is increased by 6.8 mm shown in FIG. 7A.
  • the temperature of the outer peripheral channel 116b is measured by the thermistor 34.
  • the temperature of the outer peripheral flow path 116b is maintained at a predetermined temperature.
  • the reason for setting the temperature of the outer peripheral flow path 116b to a predetermined temperature is that when the optical detector 40 detects absorbance and fluorescence in the flow path, the temperature conditions need to be constant.
  • the predetermined temperature may be a constant temperature higher than room temperature. The predetermined temperature is determined according to the DNA conjugate solution to be filled and the DNA sample added to the DNA conjugate solution.
  • the DNA sample is 40-60 bases
  • the temperature of the outer peripheral channel 116b is preferably 25 ° C to 45 ° C.
  • the temperature of the outer peripheral channel 116b is controlled by a thermistor 34 provided on the ceiling plate 37.
  • the heater 33 and the thermistor 34 are installed at positions just above the outer peripheral channel 116b and the thermistor 3 with respect to the outer peripheral channel 116b, for example, as shown in FIG. 4 is placed beside the heater 33 and at a position where the distances LI and L2 in the figure are the same, and the heater 33 is pressed directly above the outer peripheral flow passage 116b to perform heating without waste, and the thermistor 34
  • the heater 33 may be controlled by measuring the temperature of the heater 10 and estimating the temperature of the outer peripheral flow passage 116b from the measurement result, or as shown in FIG. 10 (b).
  • the thermistor 34 is disposed directly above the outer peripheral flow path 116b.
  • Accurate temperature The heater 33 may be controlled while measuring the degree. Further, the temperature rise of the heater is measured by a heater temperature detecting sensor (not shown) provided on the heater 33, and the heat transfer amount from the heater 33 to the plate 10 is measured in advance. In advance, the temperature difference between the plate 10 and the heater 33 may be measured to control the temperature of the outer peripheral channel 116b.
  • Step S8 After controlling the heater 33 as described above to bring the outer peripheral flow path 116b to a predetermined temperature, the voltage supplied from the high-voltage power supply 66 is applied to the electrodes 32a provided on the ceiling plate 37. , 32b for conjugate purification. At this time, the voltage applied to the outer peripheral flow path 116b may be a force of about 0.5 KV to about 5 KV, preferably 1 KV to 1.5 KV.
  • the voltage is applied to the DNA conjugate solution to carry out the conjugate purification treatment because of the inconvenience that occurs when preparing the DNA conjugate solution (the The purpose is to remove the unreacted DNA and low molecular weight conjugates and obtain a pure DNA conjugate solution. Then, the unreacted DNA and the conjugate having a small molecular weight removed at this time move to the second electrode insertion portion 112 where the positive electrode is inserted, and are retained.
  • Step S9-Step S12 After the conjugate purification process described above was completed, distribution was performed to the first inflow position E1 of the second flow path 117 in the step S5 by the filling tube 20 in the step S5. The DNA sample is distributed to the second inflow position E2 including the quantification section 117a.
  • This processing is performed, for example, by bringing the pressurizing section 24 into contact with the injection port 124 of the sample injection section 114 and applying pressure to the DNA sample held in the sample injection section 114 from the injection port 124.
  • the elevation stage 50 in order to bring the position of the pressurizing unit 24 from the pressurizing standby hole 136 at the current position to the injection port 124, the elevation stage 50 is once moved to the second position. Lower the discrimination unit 30 from the position of the stage to the position of the first stage, rotate the discrimination unit 30 slightly by the low-speed rotation motor 38, here about 10 degrees, and then raise the elevating stage 50 to the position of the second stage. . In this way, when the elevating stage 50 is raised to the second stage position and the pressurizing process is performed, the pressurizing section 24 can be brought into contact with the injection port 124 of the sample injection section 114. . At this time, since the electrodes 32a and 32b also rotate at the same time, the electrodes 32a and 32b
  • the first and second electrode standby holes 11 provided concentrically with the second electrode insertion portions 111 and 112
  • the small DNA sample which has been subjected to the centrifugal distribution in the circumferential direction is moved in the radial direction of the second flow path 117, and a part thereof is transferred to the sample pool 115.
  • the DNA sample can be moved to fill the second flow path 117.
  • the lifting stage 50 is also lowered to the second stage position (step S13).
  • the DNA sample filled in the channel 117 is separated so as to remain in the quantitative section 117a, and a predetermined amount of the DNA sample is centrifugally applied to a part of the outer circumferential channel 116b filled with the DNA conjugate solution. (Step S14).
  • the plate 10 is rotated by the high-speed rotation motor 21 of the filling unit 20 at a predetermined number of rotations for a predetermined time, here, about 4000 rpm, for about 10 seconds, as shown in FIG. 6 (d).
  • the DNA sample filled in the second flow path 117 between the sample injection part 114 and the sample pool 115 is left only in the quantification part 117a as shown in Fig. 6 (e) due to the centrifugal force generated by the high-speed rotation. .
  • the migration state of the DNA sample described above is shown in (1)-(4) in FIG. (1) in FIG. 11 shows the state after the completion of the DNA conjugate solution filling process, and there is no DNA sample in the region filled with the DNA conjugate solution.
  • the pressurizing process is performed by the pressurizing unit 24, as shown in (2) in FIG.
  • the DNA sample is moved to the sample pool 115, and the DNA sample is filled in the second flow path 117, as shown in (3) in FIG. It is.
  • the plate 10 is rotated at a high speed by the high-speed rotation motor 21, the state shown in (4) in FIG. 11 is obtained, and a certain amount of the DNA sample is It comes into contact with the solution in parallel.
  • Step S15 Thereafter, in order to perform the measurement operation by the determination unit 30, it is necessary to raise the elevating stage 50 from the position of the first stage to the position of the second stage by the vertically moving motor 51. However, at this time, the positioning mark 12 provided on the upper surface of the plate 10 is detected by the positioning mark detection sensor 35 to perform the positioning of the plate 10 in the same manner as the processing of the step S7. The specific operation at this time is the same as the operation of step S6 described above, and thus the description is omitted.
  • Step S16 Step S17
  • the elevation stage 50 is raised to the second stage position by the vertical movement motor 51, and the fitting pins 31 of the ceiling plate 37 are moved to the plate 10. And the ceiling plate 37 and the plate 10 are fitted together.
  • the heater 33 is inserted into the outer peripheral flow path 116b, and the electrodes 32a and bi are inserted into the electrode insertion holes 112 and 112.
  • the outer flow path 116b is heated to a predetermined temperature by the heater 33, and the voltage supplied from the high-voltage power supply 66 is applied to the electrodes 32a and 32b at a voltage of several hundred volts. Electrophoresis is performed in the outer peripheral channel 116b filled with the solution.
  • an electric field is generated in the outer flow path 116b and further in the quantification section 117a included in the second flow path 117, and a certain amount of the DNA sample Ds remaining in the quantification section 117a is corrected in the outer flow path 116b.
  • Electrophores to the electrode insertion part 112 side of the electrode is performed in which the electrophoretic state of the DNA sample is detected by the optical detection unit 40 using the optical detector 40 to detect the absorbance or the fluorescence of the outer peripheral channel 116b.
  • Detection of absorbance or fluorescence by the optical detection unit 40 is performed by rotating the plate 10 fitted with the ceiling plate 37 with respect to the optical detection unit 40 on the elevating stage 50 by the low-speed rotation motor 38.
  • the absorbance or the fluorescence of the electrophoresis channel C of the outer peripheral channel 116b is detected at predetermined time intervals, for example, every one minute from the start of measurement. If the second LED (not shown) is turned on at the same time as the voltage is applied to the electrodes 32a and 32b to indicate that the measurement is being performed, the door of the device 100 is erroneously detected during the measurement. 61 can be prevented from being opened.
  • the detection of the absorbance or the fluorescence by the optical detection unit 40 is performed by rotating the fitted plate 10 and the ceiling plate 37 about one turn by the low-speed rotating motor 38 and then rotating them in reverse.
  • the operation is repeated, and during rotation, the electrophoresis channel C of the outer peripheral channel 116b of the channel pattern 110 is scanned by the optical detection unit 40, and the absorbance or fluorescence of the electrophoresis channel C is detected. Measure the degree.
  • the scanning direction of the migration channel C by the optical detection unit 40 is only in the direction in which the DNA sample migrates in the DNA conjugate solution, and not in the opposite direction.
  • FIG. 12 is a diagram showing a detection result when the DNA sample in the migration channel C is detected using the absorbance (260 nm) in the biological sample discriminating apparatus of the first embodiment.
  • a solution prepared by adding 0.5 mM magnesium chloride as a DNA binding control agent to a 10 mM Tris-Borate buffer and a DNA conjugate for separation (conjugate 5, conjugate 5) was used.
  • the horizontal axis represents the distance over which the DNA sample migrates in the swimming channel C in the outer peripheral channel 116b.
  • the DNA sample migrates to the right as well as to the left in the graph. That is, the left side in FIG. 12 is the quantitative section 117a side of the swimming path C of the outer peripheral path 116b, and the right side is the positive electrode insertion section 112 side of the swimming path C.
  • the vertical axis indicates absorbance, every minute from the top. The time-varying waveform is shown in FIG.
  • Fig. 12 shows that one mountain gradually separates into two mountains. From this waveform diagram, it can be determined that substantially the same amounts of normal DNA and mutant DNA are present in the DNA sample that is the specimen.
  • the DNA sample contains mutant DNA (normal DNA)! /
  • the mutant DNA has a sequence complementary to the mutant DNA, as shown in FIG.
  • the electrophoresis speed is lower than that of wild DNA (abnormal DNA) due to the capture by the DNA conjugate.As a result, when the optical detection unit 40 detects the absorbance of the electrophoresis flow path C, as shown in FIG. And the mutant DNA are separated, and two peaks of absorbance appear. On the other hand, if the DNA sample does not contain mutant DNA, only one absorbance peak appears. This makes it possible to determine whether the DNA sample contains the mutant DNA or not.
  • the peak on the right side of the graph has a higher migration speed, so that the mutant DNA is normal, and the migration on the left side has a lower migration speed.
  • the plate 10 is rotated by the low-speed rotation motor 38 to measure the absorbance of the entire migration channel C of the outer channel 116b. It is also possible to measure the absorbance at one point in the migration channel C of 116b.
  • the optical detection unit 40 does not measure the absorbance at one point of the migration channel C.
  • the plate 10 is rotated at a low speed by the low-speed rotation motor 38, the entire optical path C is scanned by the optical detection unit 40, and the absorbance of the entire electrophoretic path C is measured after a predetermined time elapses. It is preferable to do so.
  • the reason for this is that, for example, at a position where the absorbance is not measured for the DNA sample to be measured, there is a speed difference between the wild DNA and the mutant DNA contained in the DNA sample, and at one point where the absorbance is measured, This is because the speed difference between wild DNA and mutant DNA may disappear.
  • Step S18 As described above, the outer peripheral flow path 116b is scanned an arbitrary number of times, here nine times, by the optical detection unit 40, and when the measurement is completed, the electrodes 32a, 32b are The voltage application is stopped, the heating of the heater 33 is also stopped, and the plate 10 is rotated together with the ceiling plate 37 by the low-speed rotation motor 38 so that the plate 10 is at a position where it can be held on the plate holding portion 22.
  • Step S19 After the position is determined, the elevating stage 50 is lowered from the position of the second stage to the position of the first stage, at which position the clamper 36 and the plate receiving portion 21a After being dissociated, the plate 10 is further lowered to the lowest point, and the plate 10 is held on the plate holding portion 22. At this point, the plate 10 is ready to be discharged from the biological sample determination device 100.
  • the DNA conjugate solution is filled in the outer peripheral channel 116b by centrifugal force using the filling kit 20 of the biological sample discriminating apparatus 100, and After the DNA sample is pressurized and quantitatively added to the DNA conjugate solution by centrifugal force, a voltage is applied to the electrodes 32a and 32b provided in the discrimination unit 30 to perform electrophoresis. Is rotated several times at low speed every predetermined time, and the optical detection unit 40 scans the entire migration flow path portion of the outer peripheral flow path 116b a predetermined number of times to measure the absorbance or fluorescence of the migration flow path part. Therefore, the presence of the target DNA to be detected contained in a DNA sample from which specific DNA has been extracted from cells, blood, etc. can be determined accurately and in a short time without using a single tube that requires complicated preparation work. To determine Possible and will, obtain accurately and quickly line determination or DNA abnormality studies of various diseases.
  • the lifting stage 50 is moved between the first stage position and the second stage position by the vertical movement motor 51.
  • the plate 10 is moved up and down.
  • the sample is filled by the filling unit 20, and at the second stage position, the optical detection process is performed by the discrimination unit 30.
  • the size of the biological sample discriminating apparatus can be reduced, and the weight can be reduced.
  • the biological sample is a DNA sample
  • the DNA sample contains a mutant sample.
  • the present apparatus is not limited to such use, but can be applied to an antigen-antibody reaction and an enzymatic reaction.
  • the plate 10 is rotated at a high speed by the high-speed rotation motor 21 of the filling unit 20 when filling the first flow path 116 with the DNA conjugate solution in step S5.
  • the DNA conjugate solution was filled in the flow channel by the centrifugal force generated by the high-speed rotation.
  • the buffer solution injection part 123 was pressurized by a pump or the like, or the sample pool was filled.
  • the DNA conjugate solution may be filled in the channel by suctioning the DNA conjugate solution with a pump or the like or by utilizing the capillary action of the DNA conjugate solution itself.
  • the pressurizing pump unit 52 in the device 100 is configured as a pump system capable of pressurizing and suctioning, If the suction process can be performed by the pressurizing unit 24 via the pump tube 53, the suction process can be realized without providing a new suction unit in the device.
  • step S12 when the DNA sample is moved from the first channel position E1 of the second channel 117 to the second inflow position E2 by the filling unit 20, the DNA sample is injected.
  • the case where the injection port 124 is pressurized by the pressurizing unit 24 for a certain period of time has been described as an example.
  • the injection port 124 or the air hole 135 of the sample pool 115 may be sucked by the pressurizing unit 24, or the capillary phenomenon of the DNA sample may be used.
  • step S14 when a certain amount of the DNA sample is added to the DNA conjugate solution, the plate 10 is rotated at a high speed, and the centrifugal force generated thereby leaves the DNA sample only in the quantification part 117a.
  • the DNA filled in the second flow path 117 may be used.
  • the sample can also be realized by aspirating the inlet 124 or the air hole 135 of the sample pool 115 with the pressurizing unit 24. Specifically, the DNA sample (see FIG.
  • the plate 10 is rotated at a high speed, and the movement of the DNA sample other than the quantification unit 117a is accelerated by the centrifugal force. Can be added in a shorter time to the outer peripheral channel 116b filled with the DNA conjugate solution.
  • the DNA sample of Step S5 is moved to the first inflow position of the second flow path 117.
  • the air hole in the sample pool 115 is used to bring the state of E1 (Fig. 6 (c)) to the state (Fig. 6 (e)) where the DNA sample in step S14 has been quantitatively added. It is also possible to carry out suction of 135.
  • the filling of the DNA sample into the quantitative section 117a is performed by the pressure difference between the sample injection section 114 of the second flow path 117 and the sample pool 115. It is also possible to perform this by pressurizing the inlet 124 of the part 114.
  • the second inflow position E2 is inside the sample pool 115. However, since the DNA sample may be filled in the quantification unit 117a, the second inflow position E2 is fixed. It is sufficient if it is the position to fill the measuring part 117a, and it is not necessary to reach the sample pool 115! /.
  • one channel pattern 110 is formed in plate 10, but as shown in FIG. 14, four identical patterns are formed in plate 10.
  • SNPs in four different DNA samples may be detected at one time.
  • four electrodes 32a and 32b provided on the ceiling plate 37, four heaters 33, one pressurizing part 24, and four thermistors 34 are required.
  • the voltage is applied to the electrodes 32 a and 32 b inserted into each pattern by the high-voltage power supply 66 in consideration of the time lag of the measurement in each channel pattern 110. , For each pattern. By doing so, the electrophoresis time of data at the time of measurement can be made the same for all patterns.
  • the number of repetitions to be measured can be set according to a user's request.
  • the same DNA conjugate is filled in all the patterns, and human DNA samples different in number from the flow path pattern formed on the plate 10 are injected into each of the flow path patterns. Then, the same SNPs can be discriminated for many people by one measurement, and information on the distribution status of each SNPs can be obtained at a time.
  • the heater 33 in order to control the outer peripheral channel 116b of the plate 10 to a predetermined temperature, the heater 33 is provided to heat the outer peripheral channel 116 to a constant temperature. Since the outer channel 116b only needs to be at a constant temperature, a Peltier element or the like is provided instead of the heater 33, for example, and cooling is performed according to the temperature of the outer channel 116b. The temperature may be controlled to be constant by heating or the like.
  • the DNA conjugate solution injected into the buffer injection unit 113 is purified in the first embodiment!
  • the DNA conjugate solution may be injected into the buffer injection unit 113.
  • a purification treatment such as removing unreacted beiled DNA at the time of preparing the DNA conjugate solution
  • put the prepared DNA conjugate solution inside a dialysis membrane such as cellophane. Rotate the dialysis membrane in a large amount of ultrapure water to remove unreacted DNA inside. As a result, a highly pure DNA conjugate solution can be obtained.
  • the plate 10 is inserted by the determination unit 30 in step S6. After detecting the matching position, proceed to step S10 Further, in the first embodiment, a case where a DNA sample as a biological sample moves in a DNA conjugate solution as a buffer by electrophoresis is described as an example.
  • the electrode insertion portions 111 and 112 for inserting the electrodes are provided on the plate 10, the electrodes 32 a and 32 b of the discrimination unit 30 and the electrodes 32 a and 32 b on the plate 10 are not provided.
  • the electrode inlets 111, 112 and the electrode standby holes 118, 119 are required.
  • the heater that heats the inside of the channel pattern provided on the plate and the thermistor that measures the temperature of the channel are provided from the ceiling plate of the discriminating unit 30. A force that is provided by suspending it. Finally, these are provided on a plate.
  • FIG. 15 is a configuration diagram of the biological sample discriminating apparatus according to the second embodiment.
  • the biological sample discriminating apparatus 200 according to the second embodiment includes a heater contact for applying a predetermined voltage to the plate 10 instead of the heater 33 provided in the discriminating unit 30.
  • a pin 233 is provided, and a thermistor contact pin 234 for applying a predetermined voltage to the plate 10 is provided instead of the thermistor 34 provided in the determination unit 30.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted here.
  • FIG. 16 is a diagram showing a cross section of the plate according to the second embodiment.
  • a heat wire or a circuit here, a heater electrode thin film
  • a thermistor 142 are embedded on the outer peripheral flow path 116b.
  • the heater contact pin 233 and the thermistor contact pin 234 provided in the discriminating unit 30 of the biological sample discriminating apparatus 200 force the contact with the heater electrode thin film 141 and the thermistor 142 to apply a voltage to the heater electrode thin film.
  • the configuration of the flow path pattern 110 of the plate 10 is the same as that of the first embodiment.
  • the thermistor and the heater provided in the discrimination unit 30 are provided on the plate 10, and the discrimination unit 30 is provided with the thermistor contact pin 234 and the heater contact pin 233, Since a predetermined voltage was applied to plate 10, this device
  • Step S1 First, by hand using a syringe, the DNA of the flow path pattern 110 provided on the plate 10 was added to the buffer agent ⁇ 113 and the Sampnore ⁇ 114, respectively, and the injection population was 123, 124. Inject the conjugate solution and DNA sample.
  • Step S2 Then, by operating the operation buttons (not shown) and the like, the plate 10 into which the sample is injected is set on the plate holding section 22 of the apparatus 200, and then the plate loading is performed.
  • the lowermost point is the position of the lifting stage 50 when this plate is loaded.
  • Step S3 Step S5
  • the lifting stage 50 is moved up to the first stage position by the vertical movement motor 51, and at the first stage position, the control by the high-speed rotation motor 21 is performed.
  • a conjugate filling process is performed. Since the conjugate filling process is the same as that described in the first embodiment, the description is omitted here.
  • Step S6 Step S7
  • the position where the plate 10 and the discriminating unit 30 are fitted is detected and detected by the positioning mark detection sensor 35 provided in the discriminating unit 30. Later, the lifting stage 50 moves to the second stage position.
  • the fitting pin 31 of the discrimination unit 30 is inserted into the fitting pin hole 11 of the plate 10.
  • the first and second electrode inserts 112 of the second plate 10, the electrode inserts 121 and 122 of the second plate 112, and the electrodes 32 a and 32 b of the discrimination unit 30 are inserted, and the plate 10 is put on standby for pressurization.
  • the pressurizing portion 24 comes into contact with the hole 136
  • the heater contact pin 233 provided on the discriminating unit 30, and the thermistor contact pin 234 come into contact. Rise up.
  • the fitting pins 31, the electrodes 32a, 32 b, the pressing unit 24, the heater contact pin 233, and the thermistor contact pin 234 are pressed, and the discrimination unit 30 and the plate 10 are fitted. Therefore, the position of the lifting stage 50 at which the discriminating unit 30 and the plate 10 are fitted to each other is the position of the second stage.
  • the lifting stage 50 is raised to the second stage position, and after the plate 10 and the components of the discrimination unit 30 are fitted, the heater contact pin 233 is used to move the plate.
  • a voltage is applied to the heater electrode thin film 141 buried in the plate 10, the temperature of the outer flow path 116 b is measured by the thermistor 142 buried in the plate 10, and the voltage applied to the heater electrode thin film 141 is controlled while controlling the voltage.
  • the outer peripheral channel 116b is heated to a predetermined temperature.
  • what is provided on the plate 10 is not limited to the heater electrode thin film 141, but may be anything as long as the temperature of the outer peripheral flow path 116b can be kept constant.
  • a circuit capable of cooling and heating such as a Peltier element that is not only heated, may be embedded in the plate 10.
  • Step S8 As described above, after the outer peripheral channel 116b is brought to a predetermined temperature, the voltage supplied from the high voltage power source 66 is applied to the electrodes 32a, 32b provided on the ceiling plate 37. Perform conjugate purification.
  • Step S9-Step S12 After the conjugate purification treatment described above, the filling sample 20 pressurizes the second sample injection part 114, and the DNA sample is subjected to the second treatment. The channel 117 is filled.
  • Step S13 Step S14
  • the elevation stage 50 is lowered from the second stage position to the first stage position by the up / down motor 51.
  • a quantitative addition operation is performed in which a fixed amount of a DNA sample is added to a part of the outer peripheral channel 116b filled with the conjugate solution.
  • Step S15 In order to perform the measurement operation by the determination unit 30, in order to raise the elevating stage 50 from the position of the first stage to the position of the second stage by the vertical movement motor 51, The plate confirmation mark 13 provided on the upper surface of the plate 10 is detected by the positioning mark detection sensor 35, and the position at which the discrimination unit 30 and the plate 10 can be fitted is determined.
  • Step S16 Step S17
  • the elevation stage 50 is raised to the second stage position by the vertical movement motor 51 and is fitted to the ceiling plate 37, and then the heater contact pins 233 are used.
  • the outer peripheral flow path 116b is heated to a predetermined temperature, and the voltage supplied from the high-voltage power supply 66 is applied to the electrodes 32a and 32b, so that the DNA sample is DNA-conjugated. Electrophoresis is performed in the outer peripheral channel 116b filled with the gate solution, and an optical detection process is performed in which the optical detector 40 detects absorbance or fluorescence of the outer peripheral channel 116b.
  • Step S18 The outer peripheral flow path 116b shown above is scanned an arbitrary number of times by the optical detection unit 40, and when the measurement is completed, the voltage application to the electrodes 32a and 32b by the high-voltage power supply 66 is stopped. The heating of the heater 33 is also stopped, and the plate 10 is rotated together with the ceiling plate 37 by the low-speed rotation motor 38 so that the plate 10 is at a position where it can be held on the plate holding portion 22.
  • Step S19 After the position is determined, the elevating stage 50 is lowered from the second stage position to the first stage position by the up / down motor 51, and at that position, the clamper 36 and the plate receiver are moved. After the part 21 is dissociated, it is further lowered to the lowest point to hold the plate 10 on the plate holding part 22. At this point, the plate 10 is ready to be discharged from the biological sample determination device 200.
  • the heater electrode thin film 141 and the thermistor 142 are embedded in the plate 10, and the heater contact pin 233 and the thermistor are installed in the determination unit 30 of the biological sample determination device 200.
  • a contact pin 234 is provided, a predetermined voltage is applied to the heater electrode thin film 141 of the plate 10 by the heater contact pin 233 to heat the outer peripheral flow path 116b, and to the thermistor 142 of the plate 10, A predetermined voltage is applied by the thermistor contact pin 234 to measure the temperature of the outer peripheral flow path 116b to control the heater electrode thin film 141.
  • the present biological sample discriminating apparatus 200 is capable of accurately and quickly discriminating the presence of the target DNA to be detected contained in the sample without using a capillary tube that does not require complicated preparation work. The size can be reduced and the weight can be reduced.
  • the first and second electrodes of the plate 10 are further provided.
  • the first and second electrodes 143a and 143b may be provided in the pole insertion portions 111 and 112.
  • voltage is applied to each electrode 143a and 143b provided on the plate 10.
  • the electrode contact pins 232a and 232b for applying the voltage may be provided.
  • the pressurizing pump section 52 is a pump system capable of pressurizing and suctioning, and the pressurizing section 24 is connected via a pump tube 53.
  • the DNA sample can be quantified, and the DNA sample can be filled and quantified, whereby the DNA sample can be quantified in a shorter time. A certain amount of DNA sample can be added to the solution.
  • each electrode is cleaned while the electrode to be inserted into the electrode insertion portion is on standby.
  • FIG. 19 is a diagram showing in detail the configuration of the first electrode insertion portion and the first electrode standby hole provided on the plate in the third embodiment
  • Fig. 20 shows the configuration of the third embodiment
  • FIG. 22 is a diagram showing in detail the vicinity of a first electrode insertion portion provided on a plate having another configuration in FIG. 3
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a detection unit in the third embodiment.
  • FIG. 19 a method of holding a cleaning liquid for cleaning an electrode in the first electrode standby hole 118 is shown.
  • the second sample injection unit 114 is pressurized by the pressurizing unit 24 in step S12 in FIG. Inserted into first electrode standby hole 118 and waits As a result, the electrode 32 can be cleaned with the cleaning liquid held in the first electrode standby hole 118 during this time. In this way, foreign substances such as dust attached to the electrode 32 can be washed away during conjugate purification or storage in the present apparatus 100 or 200.
  • the flow path is not formed on the concentric circle with the first electrode insertion portion 111 where the electrode 32 of the plate 10 is inserted.
  • a cleaning area 16 in which a large number of felts and fine brushes are present in one place is provided. If such a washing region 16 is provided on the plate 10, when the determination unit 30 is rotated by the measuring motor 38 in step S10 in FIG.
  • the electrode 32 can be washed by piercing the electrode 32 or slightly rotating after piercing, thereby purifying the conjugate during purification of the conjugate or the apparatus.
  • the electrode 32 can be pierced into the cleaning area 16 by raising and lowering the elevating stage 50, and a slight rotation in the cleaning area 16 is realized by rotating the discrimination unit 30 by the low-speed rotation motor 38. it can.
  • an electrode cleaning tank 301 is provided in the biological sample discriminating apparatus.
  • the electrode cleaning tank 301 is provided in the apparatus 300, and the electrode 32 is slid onto the electrode cleaning tank 301 while the series of operation determination units 30 are on standby or every time the apparatus 300 is operated. If the electrode 32 is washed, the electrode 32 can be washed, and foreign matter such as dust attached to the electrode 32 can be washed away during conjugate purification or storage of the apparatus 300.
  • the conjugate is purified. Until the electrodes 32a and 32b are inserted into the first and second electrode insertion portions 111 and 112, or if it is not necessary to purify the conjugate, the operation starting force is also changed to the first and second electrodes 32a and 32b.
  • the electrodes 32a and 32b are washed with a washing solution or a washing area 16 provided with a felt or the like provided on a plate before the electrodes 32a and 32b are inserted into the electrode insertion portions 111 and 112. A DNA sample from which specific DNA has been When a measurement is performed by the device, a more accurate detection result can be obtained.
  • the optical detection unit 40 is fixed on the lifting stage 50, and is configured to move integrally with the lifting stage 50.
  • a height adjusting mechanism for adjusting the height of the detection unit 40 is further provided.
  • the biological sample discriminating apparatus determines the presence or absence of SNPs in the DNA sample, and the determination is performed by the optical detection unit 40 using the flow path pattern 110 formed on the plate 10.
  • the optical detection unit 40 By detecting a part of the absorbance or fluorescence by the optical detection unit 40, the migration state of the DNA sample electrophoresing in the DNA conjugate solution is detected, and the presence or absence of SNPs is determined based on the detection result
  • the optical detection unit 40 determines the presence or absence of SNPs in the DNA sample, and the determination is performed by the optical detection unit 40 using the flow path pattern 110 formed on the plate 10.
  • the optical detection unit 40 needs to keep a constant distance from the plate 10 at all times. There is. This is because, if the measurement is not performed while maintaining a certain distance from the sample at the time of measurement, the amount of light entering the optical detection unit 40 varies, and as a result, the detection result varies.
  • the optical detection unit 40 is provided on the elevating stage 50, so that the plate 10 and the optical detection unit 40 are kept at a fixed distance.
  • the plate 10 receives pressure due to contact with the heater 33 or insertion of the electrode 32 into each of the electrode insertion sections 111 and 112. May change.
  • the distance from the plate 10 to the lift stage 50 is measured by laser reflection or the like.
  • a distance measuring unit 42 is provided, and a height adjusting unit 41 that adjusts the height of the optical detecting unit 40 according to the measurement result of the distance measuring unit 42 is provided in the optical detecting unit 40.
  • the height adjusting unit 41 an actuator is conceivable.
  • a micrometer 41a is provided as shown in FIG. 22 (a)
  • a voice coil motor 41b is provided as shown in FIG.
  • the coil 41b By changing the direction of the current flowing through the voice coil motor 41b according to the measurement result from the distance measuring unit 42, the coil 41b can be moved up and down, or as shown in FIG. It is conceivable that the piezoelectric element 41c is moved up and down by providing a voltage according to the measurement result from the distance measuring unit 42 to the piezoelectric element 41c. This makes it possible to finely adjust the positions of the optical detection unit 40 and the plate 10 and always keep a constant distance.
  • the distance measurement unit 42 is provided on the lifting stage 50, and the height adjustment unit 41 for adjusting the height is provided on the optical detection unit 40.
  • the distance between the plate 10 and the optical detecting unit 40 can always be kept constant by the height adjusting unit 41.
  • cells, blood, etc. It is possible to obtain extremely accurate detection results when measuring a DNA sample obtained by extracting a specific DNA from the biological sample with this biological sample discriminator.
  • FIG. 23 is a configuration diagram of the biological sample discriminating plate according to the fifth embodiment.
  • FIG. 23A shows a sample injection surface of the plate
  • FIG. 23B shows a channel forming surface of the plate.
  • the plate 10 in the fifth embodiment has a thickness of 2 mm, and has an opening 10a at the center as shown in FIG.
  • a groove with a depth of 50 m is dug on the flow path pattern forming surface of the plate, and a 50 m thick acrylic film is adhered to the groove forming surface to form a closed flow path.
  • Four channel patterns 110a-110d are formed on the plate of the fifth embodiment, and the portion shown within the broken line is the analysis pattern of one sample.
  • a DNA conjugate and a DNA sample, which is a sample, are injected into the closed channel, and the injection locator 123a for the DNA conjugate solution is injected into each channel pattern 110a-110d for injecting them.
  • each flow path pattern 110 Details of each flow path pattern 110 are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
  • FIG. 24 is a diagram showing another example of the flow channel pattern formed on the biological sample determination plate.
  • the flow path pattern shown in FIG. 24 is different from the flow path pattern of Embodiment 1 in that the buffer solution injection section 123 and the inner peripheral flow path 116a in the flow path pattern 110 shown in Embodiment 1 are deleted.
  • the electrode insertion portions 121 and 122 for inserting the negative and positive electrodes are also used as buffer insertion portions for injecting the DNA conjugate solution.
  • the second flow path including the buffer injection section 123, the inner flow path 116a, the electrode insertion sections 111 and 112, the outer flow path 116b, the sample injection section 124, and the quantification section 117a.
  • the inner circumferential flow path 116a and the outer circumferential flow path 116b and the second flow path 117 including the quantification unit 117a may be formed on the front and back of the plate 10 in the same plate.
  • the sample injection unit 124 and the buffer injection The portion 114 may be formed on another surface. In this way, when a sample or a buffer is injected into the plate 10, the injection port can be easily identified, and it can be prevented from being injected erroneously.
  • a fixed amount of the DNA sample is held by the quantitative section A on the plate 10, and the positive electrode insertion section 112, the negative electrode insertion section 121, the flow path 116b, A configuration in which electrophoresis can be performed by B, and the flow path 116b for electrophoresis is formed in an arc shape, so that a DNA sample from which specific DNA such as cells or blood is extracted can be used in the present biological sample discrimination plate.
  • the biological sample determination device of the present invention performs determination of a biological sample such as a DNA sample. It is useful as an inexpensive and simple one.

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Abstract

　緩衝剤が注入される第１の流路（１１６）と、その流路の一部に、前記第１の流路とその一部の流路を共通とし、生体サンプルを一定量保持する定量部（１１７ａ）を含み、該定量部を含む流路に生体サンプルが注入される第２の流路（１１７）と、を有する流路パターン（１１０）が形成されたプレート（１０）を、充填ユニット（２０）によって高速回転させて、前記第１の流路に緩衝剤を充填させた後、判別ユニット（３０）によって前記第２の流路を加圧して、該第２の流路に生体サンプルを充填すると共に、緩衝剤中に一定量の生体サンプルを添加するようにする。これにより、生体サンプルの判別を行う際に、煩雑な準備作業をしなくても、正確且つ短時間に判別結果が得られる。

Description

明 細 書
生体サンプル判別装置、生体サンプル判別方法、及び生体サンプル判 別用プレート
技術分野
[0001] 本発明は、 DNAやタンパクその他の生体サンプルを緩衝剤中で移動させ、生体サ ンプルを判別する生体サンプル判別装置、生体サンプル判別方法、及び生体サン プル判別用プレートに関する。
背景技術
[0002] 一般的な生体サンプルを考えた場合、大きくは DNAとタンパクが存在して 、る。そ して、近年、分子生物学の急速な進展によって、様々な疾患において遺伝子の関与 力 Sかなり正確に理解されるようになり、遺伝子をターゲットにした医療に注目が集まる ようになってきている。
[0003] DNAに関しては、現在 SNPs (single nucleotide polymorphismの略で「1塩基多型」 と一般に訳されており、遺伝子における 1暗号（1塩基)の違いの総称である。）が注 目されている。その理由としては、 SNPsの分類により、多くの疾患に対する罹患率や 各個人の薬剤に対する効果や感受性を予測でき、さらには、地球上に親子兄弟とい えども全く同じ SNPsを持つ人間は絶対に存在しないことから個人の完全な特定がで きると考えられて 、るからである。
[0004] 現在 SNPsを調べる方法としては、 DNAの塩基配列を端から直接読んでいくシー ケンシング (塩基配列の決定）が最も一般的に用いられている。そして、前記シーケン シングを行う方法としては、いくつかの報告がある力 もっとも一般的に行われている のは、ジデォキシシーケリング（Sanger法）である。なお、シーケンシングは、この Sanger法を含め何れの方法にぉ 、ても、分離能の高!、変性ポリアクリルアミドゲル電 気泳動か、キヤビラリ一電気泳動によって 1塩基長の長さの違いを分離'識別する技 術が基になって成り立つている。そして、このようなシーケンシング法による SNPsの 分類は、ターゲットとする遺伝子を単離した後、増幅'精製し、遺伝子の塩基配列決 定法 (装置)を用いて、 目的遺伝子の塩基配列を読むことによって行なうものであるた め、実験に膨大な作業量と時間、さらには多大のランニングコストを要し、またその際 に使用する塩基配列決定のための自動化装置は、非常に高価で、大きなスペースを 占有し、高価な試薬を大量に必要とすると 、う問題を有して 、る。
[0005] こうした問題点は、ァフィ-ティリガンドキヤビラリ一電気泳動によって DNAを分離 する方法を用いればほぼ解決できる。ァフィ二ティリガンドキヤビラリ一電気泳動は、 分子間親和力、とくに生態系における特異的親和力（酵素と基質、抗原と抗体の親 和力等)を利用して分離に特異性を持たせるものであり、具体的には、キヤビラリ一管 中の泳動溶液に、相互作用する二成分のうちの一方を添加しておき、他方の成分を 電気泳動させると、試料混合物中で相互作用する分子種だけが移動速度に変化を 生じることに着目して分析を行うものである（例えば、特許文献 1参照)。
[0006] ここで、従来のァフィ二ティリガンドキヤビラリ一電気泳動では、塩基配列を特異的 に認識するァフィ-ティリガンドとして、被検体 DNAの塩基配列と相補的関係の 1本 鎖を使うが、ポリヌクレオチドを成分とするァフィ二ティリガンドは負電荷を有している ため、電圧を印加すると、このァフィ二ティリガンドがキヤビラリ一外に流出してしまう。 これを防ぐため、従来では、ァフィ-ティリガンドである、前記被検体 DNAの塩基配 列と相補的関係の 1本鎖を、キヤピラリー内に固定ィ匕している。そして、固定化の方法 としては、ビニルイ匕 DNAをポリアクリルアミドと共重合し、それをキヤビラリ一内壁に共 有結合的に固定ィ匕するものが提案されている。これにより、前記被検体 DNAは、ァ フィ-ティリガンドである固定的オリゴヌクレオチドと強く相互作用してキヤピラリー内 に吸着され、一方ノイズ DNAは該固定的オリゴヌクレオチドに吸着されずキヤビラリ 一外に流出され、この結果、前記被検体 DNAを検出することが可能となる（特許文 献 1参照)。
[0007] し力しながら、この方法では、ァフィ-ティリガンドがキヤビラリ一内壁にしかコーティ ングできないので、ァフィ-ティリガンドと試料との相互作用が壁面近傍に限られ、測 定が難しぐ且つ測定精度が悪くなるという問題がある。
[0008] そこで、本出願人は、ァフィ-ティリガンドと試料との相互作用が壁面近傍に限られ ないように、該ァフィ-ティリガンドをキヤピラリー内で擬似的に固定する方法を開発し た。これは、例えば、それぞれに電極を配置した第 1容器と第 2容器間を、リニアポリ マーと DNA結合制御剤とを含む緩衝液を充たしたキヤビラリ一管で連絡し、次 、で、 このキヤビラリ一管の緩衝液の中に、該 DNA試料に含まれる検出対象である目的 D NAに水素結合可能な塩基配列を結合したリニアポリマー力 なる分離用 DNAコン ジュゲートを充填した後、続いて被検体である DNA試料を充填し、その後、両電極 間に電圧を印加して、キヤビラリ一管内の被検体 DNA試料を電気泳動させることで、 該 DNA試料を分離する遺伝子診断装置と遺伝子診断方法を提案して ヽる (特許文 献 2参照)。
[0009] 以下、ァフィ-ティリガンドをキヤピラリー内で擬似的に固定する方法について説明 すると、 DNAは二重鎖を形成するものと一重鎖を形成するものとが存在する力 DN Aのもつ A, T, C, G4つの塩基は互いに Aと T、 Gと Cが結合し易くなつており、 DN Αの二重鎖においても Α— Τ, G— Cで対をなしている。従って、一方の DNAが 5'— A TCGCGT-3，と配列されて!ヽる場合、他方の DNAは 3，一 TAGCGCA— 5， t ヽぅ塩 基配列をもっている。
[0010] DNAサンプルを分離する分離用 DNAコンジュゲートは、前述したような DNAの相 補的関係を利用するために、該分離用 DNAコンジュゲートの DNA部分に、 DNAサ ンプルのミュータント DNAと相補的関係をもつ DNA配列を与えている。例えば、 DN Aサンプルの検出対象である目的 DNAであるミュータント DNAの DNA配列が 5，— ATCGCGT-3 'を含み、ワイルド DNAの DNA配列が 5， -ATCACGT-3 'を含む 場合、下線で示した部分でミュータント DNAとワイルド DNAの塩基が異なって 、る。 このとき、分離用 DNAコンジュゲートの DNA部分の配列を 3，一 TAGCGCA— 5，と すると、ワイルド DNAは下線部にぉ 、て DNAコンジュゲートと相補的ではなくなる。 これにより、全体の結合力はミュータント DNAの方がワイルド DNAより 1塩基分大きく なり、電気泳動時にミュータント DNAの方がワイルド DNAより遅延して泳動される。
[0011] DNAサンプルは血液などから、細胞を破壊して DN Aを抽出し、 PCRなどによって 目的の DNA配列を含む部分を増幅する。このとき、所定の塩基数にして増幅すると 相補的配列を持つ DNAコンジュゲートの塩基数も決定できる。
[0012] 前述した方法によれば、負に帯電した分離用 DNAコンジュゲートと DNA試料とを 、電気泳動で第 2容器力も第 1容器へ移動させる際に、ァフィ-ティリガンドと被 DNA 検体との相互作用が壁面近傍に限られないように擬似的に固定し、その DNA試料 の移動速度差から、該ワイルド DNAとミュータント DNAとを分離することができ、この 結果、 SNPsの遺伝子異常を短時間、且つ簡単、正確に判別することが可能になる。
[0013] 一方、タンパク質は、細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞への エネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミ ュ-ケーシヨンや細胞内情報伝達に関与している。現在では、タンパク質が様々な環 境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類 に応じて、複数の機能を有することが明らかになってきている。
[0014] ここで、 L アミノ酸が多数連結 (重合)してできた高分子化合物がタンパク質であり、 生体の重要な構成成分のひとつである。このアミノ酸の配列をタンパク質の一次構造 とよぶが、この配列は遺伝子 (DNA)の配列により決定される。詳細には、 3つの塩基 配列により、 1つのアミノ酸が指定される。ペプチド結合してタンパク質の構成成分と なった単位アミノ酸部分 (一 NH— CH (-R-) CO—)をアミノ酸残基と呼ぶ力 それぞ れの Rによってその性質が異なる。この残基の相互作用によって aヘリックス（ら旋） 構造や j8シート構造などの二次構造をとり、さらにはタンパク質全体としての三次構 造をとることになる。タンパク質の機能は、前記三次構造 (立体構造）によって決定さ れる。これは、同じアミノ酸の配列からなるタンパク質でも、立体構造 (畳まれ方）によ つて機能が変わるということである。たとえば、 BSEの原因となるプリオンは、正常なプ リオンとは立体構造が違うだけである。現在タンパク質の立体構造と機能についての 研究が進められて 、るが、 、ずれはほし 、機能にあわせてタンパク質の立体構造を 設計し、合成できるようになるだろうと考えられて 、る。
[0015] タンパク質は、 20種類のアミノ酸が遺伝子の指示 (配列情報）により順番につながる ことでつくられており、その種類は数千万種と言われる力 その遺伝子の配列がわか れば、どのアミノ酸がどういう順番でつながってできているかの情報を得ることができ る。生物の遺伝子 (ゲノム）力も作られるタンパク質の集合はプロテオームと呼ばれる 力 ヒトゲノムの塩基配列解読が終わった今、プロテオームの解析が盛んに進められ ている。
[0016] このようなタンパク質の機能解析研究としては、同定やキャラクタリゼーシヨンのみな らず、生化学アツセィゃタンパク質間相互作用研究、タンパク質ネットワーク、または 細胞内外のシグナリング解明なども行っていく必要がある。このタンパク質機能の研 究には、多方面の技術が使用され、酵素アツセィ、酵母 two— hybridアツセィ、クロマ トグラフィ一による精製、情報ツールとデータベース等があるが、特に、電気泳動によ るたんぱく質の判別は重要な手法である。そして、電気泳動のように、キヤビラリ一管 中のサンプル、分析物、緩衝剤、及び試薬等の液体を移動させた際に得られる輸送 反応を検出して、該サンプルの分析、判別、判定等を行う場合の前記液体の輸送及 び方向付けに関しては、さまざまな報告がある (例えば、特許文献 3—特許文献 6)。 特許文献 1：特開平 7 - 311198号公報
特許文献 2：特開 2002— 340859号公報
特許文献 3：特表 2000—513813号公報
特許文献 4:特表 2001— 523341号公報
特許文献 5 :特表 2000-514928号公報
特許文献 6：特開 2003— 28883号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0017] しかし、前述した特許文献 2の遺伝子診断装置と診断方法においては、リニアポリ マーと DNA結合制御剤とを含む緩衝液を充たしたキヤビラリ一管に、分離用 DNAコ ンジュゲートと DNA試料とを充填する必要がある。このように、キヤビラリ一管 1本 1本 に、分離用 DNAコンジュゲートと DNA試料を充填するのは面倒な作業であり、また 分離用 DNAコンジュゲートと DNA試料を充填する際に、それらの量がキヤビラリ一 管間で異なれば、測定結果にも影響が及ぼされる可能性があった。
[0018] さらに、試料の分離を行うのに、例えば特許文献 5, 6に記載の方法では、複数のキ ャピラリーチャンネルを交差させ、且つ少なくとも 3つ電極を設けて、該少なくとも 3つ 設けられた電極のうちの 2つの電極に印加して、前記交差部を通して前記試料を移 動させている力 この方法では、流路が交差していることから、試料を電気泳動させる 際にうまく泳動しな 、可能性があり、正確な測定結果が得られな 、と 、う問題がある。 また、例えば特許文献 3, 4に記載の方法では、プラットホームに微細チャンネルを埋 設し、該プラットホームの回転速度を変化させることで、該回転から生じる向心力を変 化させて試料を移動させているが、この方法では、試料を向心方向にしか移動させる ことができな ヽと 、う問題にカ卩え、該微小チャンネルの形状がかなり複雑であると!/、う 問題もある。
[0019] 本発明は、流路に充填された緩衝剤中で生体サンプルを移動させ、該生体サンプ ルの判別を行う時に、煩雑な準備作業が不要で、短時間で正確な検出結果が得ら れる、小型で軽量、且つ安価な生体サンプル判別装置、生体サンプル判別方法、及 び前記生体サンプル判別装置で使用する生体サンプル判別用プレートを提供する ことを目的とする。
課題を解決するための手段
[0020] 前記課題を解決するために、本発明の請求項 1に記載の生体サンプル判別装置は 、緩衝剤が流入される第 1の流路と、その流路の一部に、前記第 1の流路とその一部 の流路を共通とし、一定量の生体サンプルを保持する定量部を含み、該定量部を含 む流路に前記生体サンプルが流入される第 2の流路と、を有する流路パターンが形 成されたプレートを備え、さらに、前記プレートの前記第 1の流路に前記緩衝剤を充 填させ、前記定量部を含む前記第 2の流路に前記生体サンプルを充填させた後、該 第 2の流路の定量部に一定量の生体サンプルを残存させて、前記緩衝剤に生体サ ンプルを一定量だけ添加する充填ユニットと、前記定量部に保持した一定量の生体 サンプルを、前記緩衝剤中で移動させ、該緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを 判別する判別ユニットと、を備えるものである。
[0021] これにより、生体サンプルの判別を行う際、プレートに、判別対象の生体サンプルと 緩衝剤とを添加するだけで、該生体サンプルの判別結果が得られるため、煩雑な準 備作業が不要で、正確な判別結果を得ることができる生体サンプル判別装置を提供 できる。
[0022] また、本発明の請求項 2に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 1に記載の生 体サンプル判別装置において、前記プレートは、前記第 1の流路に連通する緩衝剤 注入部と、前記第 2の流路に連通するサンプル注入部と、前記第 2の流路において 前記サンプル注入部と連通する空気孔を有しており、前記充填ユニットは、前記緩衝 剤注入部に前記緩衝剤が注入され、前記サンプル注入部に前記サンプルが注入さ れた前記プレートを回転させ、遠心力により前記緩衝剤注入部内の前記緩衝剤を前 記第 1の流路に流入させるとともに、前記サンプル注入部内の前記生体サンプルを 前記第 2の流路中の前記定量部に達しない第 1の流入位置まで流入させ、前記サン プル注入部を加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サンプルを、前記第 1の流入 位置から、該第 2の流路中の前記定量部を含む第 2の流入位置まで流入させた後、 前記プレートを回転させ、遠心力により前記第 2の流路の定量部に一定量の生体サ ンプルが残るように、前記第 2の流路内の前記生体サンプルを分離するものである。
[0023] これにより、緩衝剤の流路への充填処理を遠心力により実現でき、生体サンプルの 充填処理を流路中の圧力差により実現でき、緩衝剤中に一定量の生体サンプルを 添加する定量添加処理を遠心力により実現できるため、前記同様、煩雑な準備作業 が不要で、且つ正確な判別結果を短時間で得ることができる生体サンプル判別装置 を提供できる。
[0024] また、本発明の請求項 3に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 1に記載の生 体サンプル判別装置において、前記プレートは、前記第 1の流路に連通する緩衝剤 注入部と、前記第 2の流路に連通するサンプル注入部と、前記第 2の流路において 前記サンプル注入部と連通する空気孔を有しており、前記充填ユニットは、前記緩衝 剤注入部に前記緩衝剤が注入され、前記サンプル注入部に前記サンプルが注入さ れた前記プレートを回転させ、遠心力により前記緩衝剤注入部内の前記緩衝剤を前 記第 1の流路に流入させるとともに、前記サンプル注入部内の前記生体サンプルを 前記第 2の流路中の前記定量部に達しない第 1の流入位置まで流入させ、前記生体 サンプルを加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サンプルを、前記第 1の流入位 置から、該第 2の流路中の前記定量部を含む第 2の流入位置まで流入させた後、前 記空気孔から吸引して、前記定量部に前記一定量の生体サンプルが残るように、前 記第 2の流路内の生体サンプルを分離するものである。
[0025] これにより、緩衝剤の流路への充填処理を遠心力により実現でき、生体サンプルの 流路への充填処理と、緩衝剤中に一定量の生体サンプルを添加する定量添加処理 とを流路中に生じさせた圧力差により実現できるため、前記同様、煩雑な準備作業が 不要で、且つ正確な判別結果をより短時間で得ることができる生体サンプル判別装 置を提供できる。
[0026] また、本発明の請求項 4に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 2または請求 項 3に記載の生体サンプル判別装置において、前記充填ユニットは、前記プレートを 高速回転させるモータと、前記第 2の流路を加圧、或いは吸引する圧力操作部とを 備えるものである。
[0027] これにより、流路中の緩衝剤や生体サンプルに対して遠心力を与えたり、また流路 中に圧力差を生じさせて、該流路中の緩衝剤や生体サンプルを移動させることがで きるため、生体サンプルの判別を行う際、プレートに、判別対象の生体サンプルと緩 衝剤とを添加するだけで、煩雑な準備作業が不要となる。
[0028] また、本発明の請求項 5に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 2または請求 項 3に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、前記充填ユニットを当該生体サンプ ル判別装置の下部に、前記判別ユニットを当該装置の上部に設け、前記プレートを、 前記充填ユニットと前記判別ユニットとの間で上下移動させる昇降ステージを備える ものである。
[0029] これにより、プレートを、判別ユニットと充填ユニットとの間を移動させて、各ユニット にて充填処理や定量添加処理などを行わせることが可能になるため、生体サンプル 判別装置をより小型化、且つ安価にすることができる。
[0030] また、本発明の請求項 6に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 5に記載の生 体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、当該装置の上部に設けられた 天井板に、パネを介して懸架されるものである。
[0031] これにより、前記判別ユニットを当該装置の上部に容易に設置でき、且つ該判別ュ ニットの構成要素と前記プレートとを確実に接触させることができるため、当該装置を より小型化できると共に、正確な判別結果を得ることができる。
[0032] また、本発明の請求項 7に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 6に記載の生 体サンプル判別装置において、前記第 2の流路を加圧、或いは吸引する圧力操作 部は、前記天井板にパネを介して懸架されるものである。
[0033] これにより、当該装置をより小型化することができる。 [0034] また、本発明の請求項 8に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 2または請求 項 3に記載の生体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、前記第 1の流 路の温度をサーミスタで測定し、該測定結果に応じて該第 1の流路を所定の温度に なるよう制御するヒータを備え、前記第 1の流路を前記ヒータで所定の温度にした後、 前記緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別するものである。
[0035] これにより、当該装置において、第 1の流路の温度を同じ条件にすることができるた め、当該装置において、より正確な判別結果を得ることができる。
[0036] また、本発明の請求項 9に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 8に記載の生 体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、前記ヒータ及びサーミスタの代 わりに、前記プレートに設けられたヒータ及びサーミスタに、電圧を印加するヒータ接 点ピン及びサーミスタ接点ピンを備えるものである。
[0037] これにより、前記判別ユニットをよりコンパクトにできるため、当該装置をより小型化、 軽量化、且つ安価にすることができる。
[0038] また、本発明の請求項 10に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 8に記載の 生体サンプル判別装置において、前記ヒータを、前記第 1の流路上に配置し、前記 サーミスタを、該ヒータから、前記第 1の流路と前記ヒータ間の距離だけ離れた位置に 配置するものである。
[0039] これにより、前記サーミスタで前記第 1の流路の温度を実温度に近い値で測定して 、前記第 1の流路を誤差なく所定の温度にすることができるため、当該装置において 、より正確な判別結果を得ることができる。
[0040] また、本発明の請求項 11に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 8に記載の 生体サンプル判別装置において、前記サーミスタを、前記第 1の流路上に配置し、前 記ヒータを、該サーミスタから、前記第 1の流路と前記サーミスタ間の距離だけ離れた 位置に配置するものである。
[0041] これにより、前記同様、より正確な判別結果を得ることができる。
[0042] また、本発明の請求項 12に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 2または請求 項 3に記載の生体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、前記プレートに 設けられた嵌合ピン孔に挿入される嵌合ピンと、該判別ユニットを低速回転させる低 速回転モータと、を備え、該嵌合ピンで前記プレートを当該判別ユニットに嵌合して 固定した後、該判別ユニットと共に前記プレートを前記低速回転モータで低速回転さ せ、該プレートの低速回転中に、前記緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別 するものである。
[0043] これにより、前記プレートと判別ユニットとを一体にして、モータで回転させることが できるため、当該装置において、より正確な判別結果を得ることができる。
[0044] また、本発明の請求項 13に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 12に記載の 生体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、前記プレートに設けられた位 置決めマークを検出する位置決めマーク検出センサを備え、前記低速回転モータで 前記プレートを低速回転させて、該位置決めマーク検出センサで前記プレートの嵌 合ピン孔を検出して、該プレートの位置決めをした後、該嵌合ピン孔に前記嵌合ピン を挿入するものである。
[0045] これにより、前記プレートと判別ユニットとを確実に嵌合させることができる。
[0046] また、本発明の請求項 14に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 2または請求 項 3に記載の生体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、正電極、負電 極を備え、前記充填ユニットが前記第 2の流路の前記定量部に一定量の生体サンプ ルが残るように、前記第 2の流路内の前記生体サンプルを分離した後、前記第 1の流 路中に前記正電極及び負電極を挿入して、該正電極と負電極間に電圧を印加し、 前記定量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩衝剤中で電気泳動によつ て移動させ、該緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別するものである。
[0047] これにより、前記第 1の流路に充填された緩衝剤に添加された生体サンプルを、電 気泳動により移動させ、その移動状態に基づいて判別結果を得ることができるため、 当該装置において、より短時間で正確な判別結果を得ることができる。
[0048] また、本発明の請求項 15に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 14に記載の 生体サンプル判別装置において、前記プレートに、前記正電極、負電極を洗浄する 洗浄領域を設け、前記充填ユニットが前記第 2の流路の前記定量部に一定量の生 体サンプルが残るように、前記第 2の流路内の前記生体サンプルを分離した後、前記 正電極及び負電極を前記洗浄領域で洗浄し、該正電極及び負電極を前記第 1の流 路中に挿入するものである。
[0049] これにより、当該装置を保管している間に正電極、負電極に付着したごみ等の異物 を洗い流すことができるため、当該装置において、より正確な判別結果を得ることが できる。
[0050] また、本発明の請求項 16に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 14に記載の 生体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、前記正電極及び負電極の 代わりに、前記プレートに設けられた正電極及び負電極に、電圧を印加する 2本の電 極接点ピンを備えるものである。
[0051] これにより、前記判別ユニットをよりコンパクトにできるため、当該装置をより小型化、 軽量化、且つ安価にすることができる。
[0052] また、本発明の請求項 17に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 14に記載の 生体サンプル判別装置において、前記生体サンプルは、 DNAサンプルであり、前記 緩衝剤は、該 DNAサンプルに含まれる検出対象である目的 DNAに水素結合可能 な塩基配列を結合したリニアポリマー力もなる分離用 DNAコンジュゲートと、 DNA結 合制御剤と pH緩衝剤とを含むものであるものである。
[0053] これにより、当該装置において、検査対象となる DNAサンプルの SNPsの有無を、 煩雑な準備作業をすることなぐ短時間で、且つ正確に判別することができる。
[0054] また、本発明の請求項 18に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 1に記載の 生体サンプル判別装置にぉ 、て、当該装置内の上昇した温度を冷却する冷却ファン を設け、該冷却ファンの空気取り入れ口に、当該装置外部から入射される光を遮断 する光遮断部を設けるものである。
[0055] これにより、当該装置内に光を入射させることなぐ空気を循環させて装置内部を冷 却することが可能となるため、当該装置において、生体サンプルを正確に判別するこ とがでさる。
[0056] また、本発明の請求項 19に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 18に記載の 生体サンプル判別装置において、前記光遮断部は、多孔質膜からなるものである。
[0057] これにより、前記同様、該装置において、生体サンプルを正確に判別することを実 現できる。 [0058] また、本発明の請求項 20に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 18に記載の 生体サンプル判別装置において、前記光遮断部は、 L字形状もしくはクランク形状の 邪魔板力 なるものである。
[0059] これにより、前記同様、該装置において、生体サンプルを正確に判別することを実 現できる。
[0060] また、本発明の請求項 21に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 2または請求 項 3に記載の生体サンプル判別装置において、前記判別ユニットは、前記第 1の流 路に充填された前記緩衝剤の蛍光度あるいは吸光度を検出する光学検出部を備え 、該光学検出部の検出結果に基づいて、前記緩衝剤中を移動する前記生体サンプ ルを判別するものである。
[0061] これにより、第 1の流路を光学検出部でスキャンすることで、緩衝剤中を移動する生 体サンプルの移動状態を検出することができるため、短時間で正確な判別結果を得 ることがでさる。
[0062] また、本発明の請求項 22に記載の生体サンプル判別装置は、請求項 21に記載の 生体サンプル判別装置において、前記光学検出部は、前記プレートを上下移動させ る昇降ステージ上に設けられており、該昇降ステージ上に、前記プレートと該昇降ス テージとの距離を測定し、該測定結果が一定になるよう調整する高さ調整部を備える ものである。
[0063] これにより、光学検出部とプレート間の距離を一定に保つことができるため、当該装 置においてより正確な判別結果を得ることができる。
[0064] また、本発明の請求項 23に記載の生体サンプル判別方法は、緩衝剤中を移動す る生体サンプルを検出して、生体サンプルを判別する生体サンプル判別方法にぉ ヽ て、前記緩衝剤が流入する第 1の流路と、その流路の一部に、前記第 1の流路とその 一部の流路を共通とし、一定量の生体サンプルを保持する定量部を含み、該定量部 を含む流路に前記生体サンプルが流入される第 2の流路と、を有する流路パターン が形成されたプレートを用い、前記第 1の流路に前記緩衝剤を充填させ、前記定量 部を含む第 2の流路に前記生体サンプルを充填させた後、該第 2の流路の定量部に 一定量の生体サンプルを残存させて、前記緩衝剤に生体サンプルを一定量だけ添 加し、該一定量の生体サンプルを前記緩衝剤中で移動させ、前記緩衝剤中を移動 する前記生体サンプルを判別するものである。
[0065] これにより、プレートに、判別対象の生体サンプルと緩衝剤とを添加するだけで、該 生体サンプルの判別結果が得られるため、煩雑な準備作業が不要で、正確な判別 結果を得ることができる。
[0066] また、本発明の請求項 24に記載の生体サンプル判別方法は、請求項 23に記載の 生体サンプル判別方法において、前記緩衝剤が注入される前記第 1の流路と、前記 定量部を含む前記生体サンプルが注入される前記第 2の流路と、該第 2の流路にお V、て前記生体サンプルを注入するサンプル注入部に連通する空気孔と、を有する流 路パターンが形成されたプレートを高速回転させて、遠心力により、前記第 1の流路 に前記緩衝剤を流入させ充填させると共に、該第 2の流路中の前記定量部に達しな V、第 1の流入位置まで前記生体サンプルを流入させ、前記第 2の流路のサンプル注 入部を加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サンプルを、前記第 1の流入位置か ら、該第 2の流路の前記定量部を含む第 2の流入位置まで流入させ充填させた後、 前記プレートを高速回転させ、遠心力により前記第 2の流路の定量部に一定量の生 体サンプルが残るように、前記第 2の流路内の生体サンプルを分離し、前記第 1の流 路を一定温度にした後、前記定量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩 衝剤中で移動させ、該緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別するものである
[0067] これにより、緩衝剤の流路への充填処理を遠心力により実現でき、生体サンプルの 充填処理を流路中に生じさせた圧力差により実現でき、緩衝剤中に一定量の生体サ ンプルを添加する定量添加処理を遠心力により実現できるため、前記同様、煩雑な 準備作業が不要で、且つ正確な判別結果を短時間で得ることができる。
[0068] また、本発明の請求項 25に記載の生体サンプル判別方法は、請求項 23に記載の 生体サンプル判別方法において、前記緩衝剤が注入される前記第 1の流路と、前記 定量部を含む前記生体サンプルが注入される前記第 2の流路と、該第 2の流路にお V、て前記生体サンプルを注入するサンプル注入部に連通する空気孔と、を有する流 路パターンが形成されたプレートを高速回転させて、遠心力により、前記第 1の流路 に前記緩衝剤を流入させ充填させると共に、該第 2の流路中の前記定量部に達しな V、第 1の流入位置まで前記生体サンプルを流入させ、前記第 2の流路のサンプル注 入部を加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サンプルを、前記第 1の流入位置か ら、該第 2の流路の前記定量部を含む第 2の流入位置まで流入させ充填させた後、 該第 2の流路の空気孔から吸引して、前記第 2の流路の定量部に一定量の生体サン プルが残るように、前記第 2の流路内の生体サンプルを分離し、前記第 1の流路をー 定温度にした後、前記定量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩衝剤中 で移動させ、該緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別するものである。
[0069] これにより、緩衝剤の流路への充填処理を遠心力により実現でき、生体サンプルの 流路への充填処理と、緩衝剤中に一定量の生体サンプルを添加する定量添加処理 とを流路中の圧力差により実現できるため、前記同様、煩雑な準備作業が不要で、 且つ正確な判別結果をより短時間で得ることができる生体サンプル判別装置を提供 できる。
[0070] また、本発明の請求項 26に記載の生体サンプル判別用プレートは、生体サンプル の判別を行なうためのプレートであって、前記生体サンプルと反応する緩衝剤を当該 プレートへ注入するための緩衝剤注入部と、前記緩衝剤注入部に接続された第 1の 流路と、前記生体サンプルを当該プレートへ注入するためのサンプル注入部と、前 記サンプル注入部に接続された第 2の流路と、を含むパターン流路を備え、前記第 2 の流路は、その流路の一部に前記第 1の流路に供給する生体サンプルを一定量保 持する定量部を含み、前記第 1の流路と前記第 2の流路とは前記定量部を介して接 続されているものである。
[0071] これにより、第 1の流路、第 2の流路それぞれに、緩衝剤、生体サンプルを充填する と、前記定量部にて、緩衝剤中に一定量の生体サンプルを添加することができる流 路パターンを備えた生体サンプル判別用プレートを提供できる。
[0072] また、本発明の請求項 27に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路と前記第 2の流路と が前記定量部を介して平行に接して ヽるものである。
[0073] これにより、定量部にて、緩衝剤中に一定量の生体サンプルを添加することが可能 となる。
[0074] また、本発明の請求項 28に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路中に、正および負の 電極部もしくは、正電極、負電極が挿入される第 1、第 2の電極挿入部が設けられて いるものである。
[0075] これにより、緩衝剤中に添加された一定量の生体サンプルを、該緩衝剤中で電気 泳動させることができる。
[0076] また、本発明の請求項 29に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26に 記載の生体サンプル判別用プレートにお!/、て、前記緩衝剤注入部を第 1の流路の両 端に設け、前記サンプル注入部と連通する空気孔を第 2の流路に設けるものである。
[0077] これにより、緩衝剤を第 1の流路の両端から充填することができるため、第 1の流路 中に気泡をかむことなぐ短時間で緩衝剤を充填させることができる。
[0078] また、本発明の請求項 30に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記緩衝剤注入部に前記緩衝剤を 注入し、前記サンプル注入部に前記生体サンプルを注入した後、第 1の工程におい て、前記緩衝剤注入部より注入された緩衝剤が第 1の流路に充填され、第 2の工程 にお ヽて、前記サンプル注入部より注入された生体サンプルが前記定量部を含む第 2の流路に充填された後、第 3の工程において、前記第 2の流路内の前記生体サン プルを分離して、前記生体サンプルを定量部に一定量残存させ、第 4の工程におい て、該残存させた一定量の生体サンプルを前記第 1の流路の緩衝剤中で移動させる ものである。
[0079] これにより、第 1の流路、第 2の流路にそれぞれ緩衝剤、生体サンプルを充填すると
、前記定量部において、緩衝剤に一定量の生体サンプルを添加できるため、生体サ ンプルの判別を行う際の煩雑な準備作業をなくすことができる。
[0080] また、本発明の請求項 31に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 30に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の工程が、加圧、吸引もしく は毛細管現象により、前記緩衝剤を前記第 1の流路へ充填するものであるものである [0081] これにより、第 1の流路に緩衝剤を容易に且つ短時間で充填させることができる。
[0082] また、本発明の請求項 32に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 30に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 2の工程が、加圧、吸引もしく は毛細管現象により、前記生体サンプルを前記定量部を含む前記第 2の流路に充 填するものであるものである。
[0083] これにより、第 2の流路に生体サンプルを容易に且つ短時間で充填させることがで きる。
[0084] また、本発明の請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートは、緩衝剤中を移 動する生体サンプルを検出して、生体サンプルを判別する生体サンプル判別用プレ ートであって、前記緩衝剤がその一部に注入され、当該プレートを高速回転させると 該緩衝剤が充填される第 1の流路と、その流路の一部に、前記第 1の流路とその一 部の流路を共通とし、一定量の前記生体サンプルを保持する定量部を含み、当該プ レートを高速回転させると前記生体サンプルが前記定量部に達しない第 1の流入位 置まで流入され、当該プレートを加圧させると、該第 2の流路中の生体サンプルが前 記第 1の流入位置から前記定量部を含む第 2の流入位置まで流入される第 2の流路 と、を有する流路パターンを備えるものである。
[0085] これにより、第 1の流路に緩衝剤を充填させた後に、第 2の流路に生体サンプルを 充填させることができるため、前記一定量の生体サンプルを緩衝剤中に確実に添カロ することができる。
[0086] また、本発明の請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 33に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路の一部に、負電極、 正電極が挿入される第 1、第 2の電極挿入部を備えるものである。
[0087] これにより、緩衝剤中に添加された一定量の生体サンプルを、該緩衝剤中で電気 泳動させることができる。
[0088] また、本発明の請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 33に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路は、当該生体サンプ ル判別用プレートの中心を円心とした円の円周方向に伸びる弧状流路の内周側で ある内周流路と、外周側にある外周流路と、該内周流路と外周流路のそれぞれの両 端を接続する前記円心から放射方向に伸びる放射流路とで周回形状を有する流路 からなり、前記第 2の流路は、前記内周流路と前記外周流路間に位置する前記弧状 流路と、その弧状流路一部に設けられたコの字形状の流路と、からなり、前記定量部 は、前記外周流路の一部と、前記第 2の流路の前記コの字形状を有する流路の一部 とが平行に接してなるものである。
[0089] これにより、緩衝剤を前記第 1の流路に気泡を含むことなく容易に短時間で充填し た後に、生体サンプルを第 2の流路に気泡を含むことなく充填し、また、前記定量部 にて、前記第 1の流路に充填された緩衝剤中に生体サンプルを添加することを実現 できる。
[0090] また、本発明の請求項 36に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記緩衝剤が注入され、第 1の流路 に連通する前記緩衝剤注入部が、前記第 1の流路の内周側に位置するものである。
[0091] これにより、遠心力によって、緩衝剤注入部に添加された緩衝剤を、第 1の流路中 に短時間で確実に充填させることができる。
[0092] また、本発明の請求項 37に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記生体サンプルが注入され、前記 第 2の流路に連通するサンプル注入部が、前記第 2の流路の内周側に位置するもの である。
[0093] これにより、遠心力によって、サンプル注入部に添加された生体サンプルを、第 2の 流路に気泡を含むことなぐ短時間で流入させることができる。
[0094] また、本発明の請求項 38に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 34に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1、第 2の電極挿入部は、前 記第 1の流路の前記放射流路の一部に設けられるものである。
[0095] これにより、前記第 1の流路に緩衝剤を充填する際に、第 1、第 2の電極挿入部の 内部に気泡が含まれな 、ようにすることができる。
[0096] また、本発明の請求項 39に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路の前記内周流路のほ ぼ中央に、前記緩衝剤を注入する緩衝剤注入部を設けるものである。 [0097] これにより、前記緩衝剤注入部に緩衝剤が注入されると、該緩衝剤は前記第 1の流 路の内周流路の中央から、その両端に 2つに分離されて充填されていくため、遠心力 により緩衝剤を第 1の流路に充填する際に該流路内に気泡を含まないようにできる。
[0098] また、本発明の請求項 40に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにお!/、て、前記緩衝剤を第 1の流路に充填させ た際、該緩衝剤は、前記第 1の流路のうちの、前記外周流路及び前記第 1、第 2の電 極挿入部に充填されるものである。
[0099] これにより、前記第 1の流路に充填された緩衝剤中に添加された生体サンプルを、 確実に電気泳動させることができるため、正確な判別結果を得ることができる。
[0100] また、本発明の請求項 41に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記内周流路の前記弧状流路は、 該流路が円弧上から前記外周流路側にすこしずれた楕円円弧上にあるものである。
[0101] これにより、遠心力により緩衝剤を第 1の流路に充填させる際に、途中で緩衝剤の 流れがとまったり、あるいは流路中に気泡が含まれたりするのを防止することができる
[0102] また、本発明の請求項 42に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記内周流路の流路幅は、前記外 周流路の流路幅より広 、ものである。
[0103] これにより、緩衝剤が第 1の流路に注入されてから、第 1,第 2の電極挿入部に達す るまでの時間を短くできるため、流路中にある空気の抜けをよくすると共に、緩衝剤が 第 1の流路に充填されるまでの時間をより短くできる。
[0104] また、本発明の請求項 43に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記外周流路は、前記第 1の電極挿 入部から前記定量部までの流路の長さと、前記第 2の電極挿入部から該定量部まで の流路の長さとの差を調整する流路長調整部を有するものである。
[0105] これにより、第 1の電極挿入部から定量部までの長さと、第 2の電極挿入部から定量 部までの長さとを略同じ長さにすることができるため、外周流路に気泡が含まれるの を防止することができる。 [0106] また、本発明の請求項 44に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 35に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 2の流路の一端に、前記生体 サンプルを注入するサンプル注入部を設け、そのもう一端に、前記第 2の流路に前記 生体サンプルを充填する際に、前記サンプル注入部力も注入された前記生体サンプ ルを保持するサンプルプールを設けるものである。
[0107] これにより、第 2の流路に圧力差を生じさせて、第 2の流路に生体サンプルを確実 に充填させることができる。
[0108] また、本発明の請求項 45に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 28また は請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路の上 部に、該第 1の流路を加熱するヒータ及び該第 1の流路の温度を測定するサーミスタ を設け、前記第 1、第 2の電極挿入部中に、正電極及び負電極を設けるものである。
[0109] これにより、第 1の流路の温度調整がしゃすくなり、より正確な判別結果が得られる と共に、当該プレートを装着する生体サンプル判別装置をより小型化、軽量化するこ とがでさる。
[0110] また、本発明の請求項 46に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 28また は請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1、第 2の電極 挿入部は、空気孔を有するものである。
[0111] これにより、第 1,第 2の電極挿入部に設けられた空気孔により空気抜きができるた め、外周流路に緩衝剤を遠心力によって充填する際に、気泡が含まれるの防止する ことができる。
[0112] また、本発明の請求項 47に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 44に 記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記サンプルプールは、空気孔を有 するものである。
[0113] これにより、前記サンプルプールに設けられた空気孔により空気抜きができるため、 第 2の流路に生体サンプルを充填する際に、気泡が含まれるのを防止することができ る。
[0114] また、本発明の請求項 48に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26また は請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、前記生体サンプルは DNAサンプルであり、前記緩衝剤は、該 DNAサンプルに含まれる検出対象である 目的 DNAに、水素結合可能な塩基配列を結合したリニアポリマーからなる分離用 D NAコンジュゲートと、 DN A結合制御剤と pH緩衝剤とを含むものであるものである。
[0115] これにより、当該生体サンプル判別用プレートにおいて、判別対象である DNAサン プルの SNPsの有無を判別することができる。
[0116] また、本発明の請求項 49に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 28また は請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1、第 2の電極 挿入部に、前記正電極、負電極を挿入するための電極挿入口を設け、該電極挿入 口には、カバーフィルムを貼るものである。
[0117] これにより、当該生体サンプル判別用プレートを高速回転させても、該電極挿入孔 カゝら緩衝剤がこぼれな ヽようにすることができる。
[0118] また、本発明の請求項 50に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26また は請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、当該生体サンプル判 別用プレート上に、前記流路パターンを複数個形成するものである。
[0119] これにより、生体サンプル判別装置の 1回動作で、多くの検出結果を得ることができ る。
[0120] また、本発明の請求項 51に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 28また は請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、当該生体サンプル判 別用プレートに、前記正電極、負電極を洗浄する洗浄領域を設け、前記正電極、負 電極を前記洗浄領域で洗浄した後、該正電極と負電極を前記第 1の流路に挿入す るものである。
[0121] これにより、測定開始前等に、前記正電極、負電極に付着したごみ等の異物を洗 い流すことができるため、より正確な判別結果を得ることができる。
[0122] また、本発明の請求項 52に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 28また は請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、前記緩衝剤注入部を 前記第 1の流路の両端に設け、該緩衝剤注入部を前記電極部もしくは前記電極挿 入部としても用いるものである。
[0123] これにより、流路パターンの形状を単純にできると共に、一つの流路パターンの全 体形状をコンパクトにできるため、プレートに複数の流路パターンを形成することがで きる。
[0124] また、本発明の請求項 53に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26また は請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路及び 前記第 2の流路が、前記プレート表面に形成された溝と、前記プレート表面を覆うフィ ルムとによって形成されているものである。
[0125] これにより、単純な構成で密閉流路を形成できるため、当該プレートに流路パター ンを簡単に形成することができる。
[0126] また、本発明の請求項 54に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26また は請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路及び 前記第 2の流路が、前記プレートの同一表面に形成されているものである。
[0127] これにより、流路パターンをプレート上に簡単に形成できる。
[0128] また、本発明の請求項 55に記載の生体サンプル判別用プレートは、請求項 26また は請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、前記第 1の流路及び 前記第 2の流路が、前記プレートの同一表面に形成されているものである。
[0129] これにより、緩衝剤注入口とサンプル注入口とを異なる面に形成できるため、あやま つて異なる液を注入口に注入するのを防止することができる。
発明の効果
[0130] 本発明の生体サンプル判別装置によれば、緩衝剤が流入される第 1の流路と、そ の流路の一部に、前記第 1の流路とその一部の流路を共通とし、一定量の生体サン プルを保持する定量部を含み、該定量部を含む流路に前記生体サンプルが流入さ れる第 2の流路と、を有する流路パターンが形成されたプレートを備え、さらに、該プ レートの前記第 1の流路に前記緩衝剤を充填させ、前記定量部を含む前記第 2の流 路に前記生体サンプルを充填させた後、該第 2の流路の定量部に一定量の生体サ ンプルを残存させて、前記緩衝剤に生体サンプルを一定量だけ添加する充填ュ-ッ トと、前記定量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩衝剤中で移動させ、 該緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別する判別ユニットと、を備えるよう〖こ したので、前記生体サンプルの判別を行う際に煩雑な準備作業が不要で、且つ正確 な判別結果を短時間で得ることができる生体サンプル判別装置を提供できる。
[0131] また、本発明の生体サンプル判別装置によれば、当該装置下部に充填ユニット、装 置上部に判別ユニット、及びプレートを前記充填ユニットと前記判別ユニットとの間で 移動させる昇降ステージを設けるようにしたので、当該生体サンプル判別装置を小型 ィ匕、軽量ィ匕することができる。
[0132] さらに、前記充填ユニットがプレートを高速回転させるモータを備え、前記判別ュニ ットが第 2の流路に圧力差を生じさせる圧力操作部を備えるので、第 1の流路に緩衝 剤を、また第 2の流路に生体サンプルを、確実に充填させることができると共に、一定 量の生体サンプルを定量して、緩衝剤中に添加することが可能となる。
[0133] さらに、前記判別ユニットが正電極、負電極を備えるので、緩衝剤中に添加された 一定量の生体サンプルを電気泳動により移動させることができる。
[0134] さらに、蛍光度あるいは吸光度を検出する光学検出部を設け、第 1の流路をスキヤ ンして、緩衝剤中を移動する生体サンプルの移動状態を検出して、該生体サンプル の判別を行うようにしたので、正確な判別結果を容易に短時間で得ることが可能とな る。
[0135] また、本発明の生体サンプル判別方法によれば、緩衝剤が流入する第 1の流路と、 その流路の一部に、前記第 1の流路とその一部の流路を共通とし、一定量の生体サ ンプルを保持する定量部を含み、該定量部を含む流路に前記生体サンプルが流入 される第 2の流路と、を有するプレートを用い、前記第 1の流路に前記緩衝剤を充填 させ、前記第 2の流路に前記生体サンプルを充填させた後に一定量の生体サンプル を定量して緩衝剤中に添加し、その後に、緩衝剤に対して移動する生体サンプルを 判別するようにしたので、煩雑な準備作業が不要で、正確且つ短時間で生体サンプ ルの判別ができる効果がある。
[0136] また、本発明の生体サンプル判別用プレートによれば、当該プレートに形成される 流路パターンは、前記緩衝剤がその一部に注入され、当該生体サンプル判別用プレ ートを高速回転させると該緩衝剤が充填される第 1の流路と、前記生体サンプルがそ の一部に注入され、当該生体サンプル判別用プレートを高速回転させると該生体サ ンプルが遠心分布され、加圧されると該生体サンプルが充填される、前記第 1の流路 とその流路の一部を共通にする第 2の流路と、を備えるようにしたので、前記生体サ ンプル判別装置を、小型且つ軽量で、安価にすることができると共に、煩雑な準備作 業が不要で、正確且つ短時間で生体サンプルの判別を行える効果がある。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の構成を示す図 である。
[図 2(a)]図 2 (a)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の冷却ファ ン周辺の構成例を示す詳細図である。
[図 2(b)]図 2 (b)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の冷却ファ ン周辺の別の構成例を示す詳細図である。
[図 3(a)]図 3 (a)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートの上面を示す図である。
[図 3(b)]図 3 (b)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートの下面を示す図である。
[図 3(c)]図 3 (c)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートの A— A断面を示す図であ る。
[図 4]図 4は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに形成されるパターンを示す図 である。
[図 5]図 5は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の一連の動作を 示すフローチャートである。
[図 6(a)]図 6 (a)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに形成されたパターンに、 サンプルを注入した時点の図である。
[図 6(b)]図 6 (b)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに形成されたパターンに 対し、コンジュゲート充填処理を施した時点の図である。
[図 6(c)]図 6 (c)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに形成されたパターンに 対し、コンジュゲート充填処理を施した後の図である。
[図 6(d)]図 6 (d)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに形成されたパターンに 対し、加圧処理を施した後の図である。
[図 6(e)]図 6 (e)は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに形成されたパターンに 対し、定量添加処理を施した後の図である。 圆 7(a)]図 7 (a)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の、昇降ス テージの第 1断面の位置を示す図である。
圆 7(b)]図 7 (b)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の、昇降ス テージが第 1断面の位置から第 2段目の位置に移動途中を示す図である。
圆 7(c)]図 7 (c)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の、昇降ス テージが第 1断面の位置から第 2段目の位置に移動途中を示す図である。
圆 7(d)]図 7 (d)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の、昇降ス テージの第 2段目の位置を示す図である。
[図 8]図 8は本実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の、プレート合わせ位置 検出センサ力 の信号を示す図である。
[図 9]図 9は本発明の実施の形態 1にかかるプレート上に形成されたパターンの特徴 を記した図である。
[図 10(a)]図 10 (a)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の、サー ミスタとヒータとの位置関係の一例を示す図である。
[図 10(b)]図 10 (b)は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の、サ 一ミスタとヒータとの位置関係の別の例を示す図である。
[図 11]図 11は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに形成された第 2の流路に D NAサンプルが充填されて、該 DNAサンプルが第 1の流路に充填された DNAコンジ ュゲート溶液中を移動していく様子を示す図である。
[図 12]図 12は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置において、 DN Aサンプルの吸光度を測定した結果を示す図である。
[図 13]図 13は本発明の実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の原理を説明 する図である。
[図 14]図 14は本発明の実施の形態 1にかかるプレートに、パターンを 4つ設けた場合 の下面を示す図である。
圆 15]図 15は本発明の実施の形態 2にかかる生体サンプル判別装置の構成を示す 図である。
[図 16]図 16は本発明の実施の形態 2にかかるプレートの断面図である。 圆 17]図 17は本発明の実施の形態 2にかかる生体サンプル判別装置の別の構成を 示す図である。
圆 18]図 18は本発明の実施の形態 2にかかるプレートの別の構成を示す断面図で ある。
[図 19]図 19は本発明の実施の形態 3にかかるプレートの一例を示す断面図である。
[図 20]図 20は本発明の実施の形態 3にかかるプレートの別の例を示す断面図である 圆 21]図 21は本発明の実施の形態 3にかかる生体サンプル判別装置の構成の一部 を示す図である。
圆 22(a)]図 22 (a)は本発明の実施の形態 4にかかる生体サンプル判別装置の光学 検出部の構成の一例を示す図である。
圆 22(b)]図 22 (b)は本発明の実施形態 4にかかる生体サンプル判別装置の光学検 出部の構成の別の例を示す図である。
圆 22(c)]図 22 (c)は本発明の実施の形態 4にかかる生体サンプル判別装置の光学 検出部の構成の別の例を示す図である。
[図 23(a)]図 23 (a)は本発明の実施の形態 5にかかる生体サンプル判別用プレートの 試料注入面を示す図である。
[図 23(b)]図 23 (b)は本発明の実施の形態 5にかかる生体サンプル判別用プレートの 流路生成面を示す図である。
圆 24]図 24は本発明の実施の形態 5にかかる生体サンプル判別用プレートに形成さ れるパターンの一例を示す図である。
符号の説明
10 プレート
10a 開口部
11 嵌合ピン孔
12 位置決めマーク
13 プレート確認マーク
14 キヤビラリ一シール カバーフィルム
洗浄領域
充填ユニット
高速回転モータa プレート受け部
プレート保持部
プレート確認センサ 加圧部
判別ユニット
嵌合ピン
a, 32b 電極
ヒータ
, 142 サーミスタ 位置決めマーク検出センサ クランノ
天井板
低速回転モータ 光学検出部
高さ調整部
a マイクロメータ
b ボイスコイルモータc 圧電素子
距離測定部
昇降ステージ
上下動モータ
加圧ポンプ部
ポンプチューブ
装置内温度検出センサ ヒータ温度検出センサ
筐体
扉
電源スィッチ
LED
冷却ファン
a, 65b ゴム脚
高圧電源
装置電源
制御基板
a 邪魔板
b フイノレタ
0, 200， 300 生体サンプル判別装置0 流路パターン
1 第 1の電極挿入部
2 第 2の電極揷入部
3 緩衝剤注入部
4 サンプノレ注入部
5 サンプルプーノレ
6 第 1の流路
6a 内周流路
6b 外周流路
7 第 2の流路
7a 定量部
8 第 1の電極待機孔
9 第 2の電極待機孔
1, 122 電極揷入口
3, 124 注入口 131, 132, 135 空気孔
136 加圧待機孔
141 ヒータ電極薄膜
143a 第 1の電極
143b 第 2の電極
232a, 232b 電極接点ピン
233 ヒータ接点ピン
234 サーミスタ接点ピン
301 電極洗浄槽
A サンプルの定量部
B 第 1の電極挿入部から定量部 Aに至る途中流路
C 泳動領域
R コーナー
発明を実施するための最良の形態
[0139] (実施の形態 1)
以下、図 1一図 14を用いて、本実施の形態 1における生体サンプル判別装置につ いて説明する。
[0140] 本発明は、生体サンプルを緩衝剤中で移動させて、生物学的、酵素的、免疫学的 、及び化学的アツセィを行う生体サンプル判別装置の小型化、軽量化且つ安価で実 現するものである。
[0141] なお、本実施の形態 1では、説明を具体的にするために、前記生体サンプルは DN Aサンプルであり、前記緩衝剤は分離用 DN Aコンジュゲートに MgClなどの DNA結
2
合制御剤及び電解質の役目もする pH緩衝剤を含めた DNAコンジュゲート溶液であ るものとし、本生体サンプル判別装置力 前記 DNAコンジュゲート溶液中に、一定量 の前記 DNAサンプルを添カ卩して電気泳動させ、該 DNAサンプルの SNPs (—塩基 多型)の有無を判別するものとする。
[0142] 図 1は、本実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置の構成図である。
[0143] 図 1に示すように、本実施の形態 1にかかる生体サンプル判別装置 100は、プレー ト 10に形成された流路に前記 DN Aコンジュゲート溶液を充填し、該 DN Aコンジュゲ ート溶液が充填された流路中に DNAサンプルを定量して添加する充填ユニット 20と 、プレート 10に対して加圧、加熱、電圧印加を行い、前記 DNAサンプルを前記 DN Aコンジュゲート溶液中で電気泳動させて、 SNPsの有無を判別する判別ユニット 30 と、前記プレートを上下動モータ 51により上下移動させる昇降ステージ 50と、本装置 100の動作を制御する制御基板 68とを備える。
[0144] また本装置 100は、装置の下部に昇降ステージ 50が配置され、該昇降ステージ 50 上に充填ユニット 20が配置され、さらに該昇降ステージ 50の上方に判別ユニット 30 が配置される構成を有しており、装置構成がよりコンパクトなものとなっている。
以下、各ユニットの詳細な構成を述べる。
[0145] 前記充填ユニット 20は、前記プレート 10を高速回転させる高速回転モータ 21と、 前記プレート 10を保持し、その一部が当該装置 100内に固定され、該筐体 60に設 けられた扉 61を介して、当該装置 100の内部力も外部へあるいは外部から内部へ移 動するプレート保持部 22と、測定開始前にプレートの有無を確認するプレート確認 センサ 23と、流路を加圧して流路中に圧力差を生じさせる加圧部 24とを備えている
[0146] また前記判別ユニット 30は、プレート 10を該判別ユニット 30に固定する嵌合ピン 3 1と、前記プレート 10に形成された流路に電圧を印加する正及び負の電極 32a, 32 bと、該流路を一定の温度に保つヒータ 33と、前記プレート 10と判別ユニット 30とを 固定する際の位置決めを行う位置決めマーク検出センサ 35と、前記プレート 10を保 持するクランパ 36、及びプレート 10に設けられた流路の温度を検出するサーミスタ 3 4と、プレートを低速回転させる低速回転モータ 38とを備えて 、る。
[0147] 本実施の形態 1の装置 100では、当該装置構成をコンパクトなものとするために、 前述した判別ユニット 30の構成要素に加え、前記充填ユニット 20の構成要素である 前記加圧部 24も、当該装置上部に設けられた天井板 37に設置している。
また、前記天井板 37に設置された、嵌合ピン 31、正，負電極 32a, 32b、ヒータ 33、 サーミスタ 34、クランパ 36、及び加圧部 24には、プレート 10に対して適度なテンショ ンを与えるためのパネが設けられ、該バネによりプレート 10に押し付けられるように構 成されている。
[0148] また、本実施の形態 1の装置 100では、 DNAコンジュゲート溶液中を移動する DN Aサンプルを判別するために、該 DNAコンジュゲート溶液中を移動する前記 DNA サンプルの蛍光度あるいは吸光度を検出する光学検出部 40を備え、前記光学検出 部 40の検出結果カゝら DNAサンプルの DNAコンジュゲート溶液中での移動状態を 判断し、その判断結果に基づいて DNAサンプルの SNPsの有無を判別する。なお、 本実施の形態 1では、前記光学検出部 40は昇降ステージ 50上に設けられている。
[0149] また、前記ヒータ 33には、ヒータの温度を検出するヒータ温度検出センサ 55が設け られ、装置 100内には、該装置内の温度を検出する装置内温度検出センサ 54が設 けられている。
[0150] さらに、本生体サンプル判別装置 100は、該装置内の温度を検出する装置内温度 検出センサ 54、また前記加圧部 24にポンプチューブ 53を介して接続されている加 圧ポンプ 52、高圧電源 66、装置電源 67が設けられている。そして、当該装置 100の 筐体 60に、装置 100の on、 off状態を切り換える電源スィッチ 62、該電源スィッチ 62 力 SON状態の際に点灯する LED63、装置 100内を冷却する冷却ファン 64、及び装 置 100を振動から守り、高さ調節可能なゴム脚 65a, 65bが備えられている。
[0151] ここで、前記装置 100に設けられる冷却ファン 64は、外部の空気を内部に取り込む 力 内部の上昇した空気を外部に逃がして冷却を行う。しかし、本生体サンプル判別 装置 100は、光学検出部 40においてプレート上の光の強度を検出して検出結果を 得るものであるため、装置 100内部に光が侵入しないようにしなければならない。そこ で、本実施の形態 1では、冷却ファン 64に光遮断部を設けて、空気は通して光は通 さないようにしている。
[0152] 図 2は、光遮断部の構成例を示す断面図である。前記光遮断部の 1つ目の例として は、冷却ファン 64が取り付けられる筐体 60の内側に、図 2 (a)に示すような、光を遮 断するが空気は十分通過可能なクランク形状もしくは L字形状を有する邪魔板 69aを 設けることが考えられ、また、 2つ目の例としては、冷却ファン 64が取り付けられる筐 体 60の内側に、図 2 (b)に示すような、光は透過しないが空気は透過させるフィルタ 6 9bを設けることが考えられる。なお、前記フィルタ 69bの材料としては、多孔質のフィ ルムを数枚重ねたり、微小な細孔を連通管で接続していく多孔質構造の材料が例と して挙げられる。
[0153] 次に、プレート 10について説明する。
図 3 (a)は本実施の形態 1におけるプレートの上面、図 3 (b)はプレートの下面、図 3 (c)はプレートの A— A断面を示す図であり、図 4はプレートに形成されたパターンの 詳細な形状を示す図である。
[0154] 図 3 (a)に示すように、本実施の形態 1におけるプレート 10はその中央に、本プレー 10を回転させる場合モータ等と接合するために使用する開口部 10aが設けられ、図 1に示す本生体サンプル判別装置 100内の天井板 37に設けられた嵌合ピン 31の挿 入先である嵌合ピン孔 11が設けられている。そして該プレート 10の下面には、図 3 (b )に示すように、 DNAコンジュゲート溶液中で DNAサンプルを移動させるための流 路パターン 110、及び前記プレート確認センサ 23により検出されるプレート確認マー ク 13が設けられ、また、該プレート 10の上面には、図 3 (a)に示すように、前記位置決 めマーク検出センサ 35により検出される位置決めマーク 12、及び DNAコンジユゲー ト溶液や検体となる DNAサンプルを注入する注入口 123, 124、各電極 32a, 32b を挿入する電極揷入口 121, 122、空気孔 131, 132, 135などが設けられている。
[0155] また、前記プレート 10の下面には、図 3 (c)に示すように、プレート 10に形成された 前記流路パターン 110をふさぐようにキヤビラリ一シール 14がはられ、そして、該プレ ート 10の上面には、前記電極揷入口のみをふさぐようにカバーフィルム 15がはられ ている。なお、前記キヤビラリ一シール 14は、光学検出部 40により流路中の DNAコ ンジュゲート溶液の吸光度、あるいは蛍光度を測定する必要があるため透明である のがよい。
[0156] 以下、図 4を用いてプレートを詳細に説明する。
[0157] 前記流路パターン 110は、 DNAコンジュゲート溶液が充填される第 1の流路 116と 、 DNAサンプルが充填される第 2の流路 117とを備え、前記第 1の流路 116は、プレ 一トの内周側の流路である内周流路 116aと外周側の流路である外周流路 116bとに より周回形状を有する。詳述すると、前記流路パターン 110は、前記内周流路 116a よりプレート 10の内周側に位置する、 DNAサンプルを分離させる DNAコンジユゲー ト溶液が注入される緩衝剤注入部 113と、前記第 2の流路 117よりプレート 10の内周 側に位置する、 DNAサンプルが注入されるサンプル注入部 114と、該サンプル注入 部 114に注入された DNAサンプルが前記第 2の流路を介して移動した移動先であ るサンプルプール 115と、負電極を挿入する第 1の電極揷入部 111と、正電極を揷 入する第 2の電極挿入部 112とを備えている。前記第 1の流路 116の内周流路 116a は、緩衝剤注入部 113と第 1の電極挿入部 111間、及び緩衝剤注入部 113と第 2の 電極挿入部 112間を接続し、前記外周流路 116bは、前記第 1の電極挿入部 111と 第 2の電極挿入部 112間を接続する。そして、前記第 2の流路 117は、第 2の電極挿 入部 112とサンプルプール 115とを接続するものであり、その一部の流路に、前記第 1の流路 116の一部と共通で且つ該第 1の流路 116に充填された DN Aコンジユゲー ト溶液中に添加する一定量の DNAサンプルを保持する定量部 117aを含む。そして 、前述した生体サンプル判別装置 100にて、 DNAサンプルの SNPsの有無を判別 する際には、前記外周流路 116bの一部である泳動流路の吸光度、あるいは蛍光度 を前記光学検出部 40により測定することで、定量添加された DNAサンプルの SNPs の有無を判別する。
[0158] ここで、前記光学検出部 40により泳動流路の蛍光度を検出する場合、泳動流路の 深さが深すぎると蛍光度の検出効率が悪いため、流路の幅は広ぐ深さは浅いのが 好ましい。例えば幅 300 m、深さ 50 mの流路が例に挙げられる。一方、光学検 出部 40により泳動流路の吸光度を検出する場合には、泳動流路の深さが浅すぎると 吸光度が検出されにくいため、流路は適度な深さがあることが好ましぐ例えば、幅 3 m、深さ 300 mの流路が例に挙げられる。ただし、電気泳動の分離能を考慮 すると、できれば流路の幅は細い方が望ましい。
[0159] さらに、前記流路パターン 110には、測定時でないときに前記電極 32a, 32bを待 機させるための第 1,第 2の電極待機孔 118, 119が、第 1,第 2の電極挿入部 111, 112の同心円上に設けられ、また、加圧部 24による加圧時でないときに該加圧部 24 を待機させるための加圧待機孔 136が、サンプル注入部 114の同心円上に設けられ て ヽる。また、前記第 1,第 2の電極挿人咅 11, 112【こ【ま、負電極 32a,正電極 32b をそれぞれ挿入する電極揷入口 121, 122、及び空気孔 131, 132が設けられ、緩 衝剤注入部 113、サンプル注入部 1114にはそれぞれ注入口 123, 124が設けられ
、サンプルプール 115には空気孔 135が設けられている。
[0160] 以下、 DNAサンプルの SNPs (—塩基多型）の有無を判別するまでの生体サンプ ル判別装置の具体的な操作及び動作について説明する。
[0161] 図 5は、本実施の形態 1の生体サンプル判別装置の一連の動作を示すフローチヤ ートである。
[0162] (ステップ S1)まず、検体となる DNAサンプル、及び DN Aコンジュゲート溶液をを 準備し、シリンジによる手作業で、図 6 (a)に示すように、プレート 10に設けられた流 路パターン 110の緩衝剤注入部 113に、注入口 123から DNAコンジュゲート溶液 D cを注入し、また、サンプル注入部 114に、注入口 124から DNAサンプル Dsを注入 する。
[0163] 本来 DNAは 2本鎖の螺旋構造をしたものである力 本実施の形態では、 DNAサン プルとして、判別したい SNPs部位を含む約 60塩基長の 1本鎖 DNAを準備する。な お、 DNAの抽出方法や 1本鎖化については本発明とは直接関係がないので、詳細 説明は省略する。
[0164] DNAコンジュゲート溶液は、前述したように、分離用 DNAコンジュゲート、電解質 の役目もする pH緩衝剤、及び MgClなどの DNA結合力制御剤を含んだ物性であ
2
る。
[0165] 前記分離用 DNAコンジュゲートは、 6— 12塩基長 1本鎖 DNAの 5'末端に、高分 子のリニアポリマーを共有結合させたものであり、該 1本鎖 DNAは、判別したい SNP s部位を含む DNAの正常型に対しては相補である力 変異型に対しては相補ではな い配列を含むものである。つまり、 DNAコンジュゲート溶液には、正常型 DNAに対 しての結合力が強ぐ変異型 DNAに対しての結合力が弱い特性がある。また、この DNAコンジュゲート溶液は、電気泳動させた場合に 5'末端に結合したリニアポリマ 一がおもりとなり、泳動速度がかなり遅いという特性も有する。
[0166] ここで、前記緩衝剤注入部 113に注入される DNAコンジュゲート溶液の具体的な 作成方法の一例を示す。
[0167] 分離用 DNAコンジュゲートは、まず、 DNAサンプルの塩基配列に相補的な塩基 配列を有する DNAの 5'末端をァミノ化 (通常は、へキシル基を介してアミノ化）し、 2 . 6mMになるように滅菌した超純水をカ卩えて希釈する。次いで、 MOSU (メタクリロイ ドォキシスクシンイミド）を 71. 388mM〖こなるように DMSO (ディメチルスルォキシド） で希釈する。そして、このようにして得たアミノ化 DNAと MOSUを 1 : 50の比率になる ように加えて調整する。そしてこの後さらに、前記調整溶液に対して、 pH調整用とし て pH9になるように炭酸水素ナトリウムと水酸ィ匕ナトリウムで調整した溶液を、アミノィ匕 DNAの量と等量カ卩える。以上のようにして得られた溶液を一晩振とうし、その後、 HP LC (High Performance Liquid Chromatography：咼'速揿体クロマトクラフィ 一）を使用して、振とうした溶液中のビュル化 DNAを、アミノ化 DNA, MOSU,その 他と分離する。ビニル化 DNAは溶離液 (TEAA;トリェチルァミン一酢酸とァセトニト リルの混合溶液)を含んでいるため、さらに真空乾燥機能を持った遠心エバポレータ 一で減圧濃縮する。次 、で、重合溶液である 10%の AAM (アクリルアミド)を 53 μ m ol窒素置換する。さらに、重合開始剤である 1. 34%の TEMD (N, N, N' N' -テト ラメチルエチレンジァミン)を超音波で脱気した滅菌超純水で希釈する。これを重合 開始剤である 1. 34%の APS (過硫酸アンモ-ゥム）を同じく超音波で脱気した滅菌 超純水で希釈する。さらに濃縮したビニル化 DNAを滅菌した超純水で希釈する。そ して、 100 μ 1の分離用 DNAコンジュゲートを合成するために、前記の AAMを 34 μ 1 、前記の TEMDと APSを各々 5 ^ 1、ビュル化 DNAが AAMに対して 0. 01%モル 一 0. 05%モルになるようにカロえ、 100 1になるように滅菌超純水を追加して、 60分 程度放置しておくとアクリルアミド化された分離用 DNAコンジュゲートが得られる。そ して、このようにして得た前記分離用 DNAコンジュゲートに、 pH緩衝剤や DNA結合 力制御剤を加えて DNAコンジュゲート溶液を作製する。
[0168] 前述したようにして、 DNAサンプルあるいは DNAコンジュゲート溶液の準備した後 、該 DNAサンプル及び DNAコンジュゲート溶液を、ピぺッター等により定量をプレ ート 10の DNA注入部 124あるいは緩衝液注入部 123に分注する。分注量は、流路 パターンのスケールにより異なる力 例えばここでは、 DNAコンジュゲート溶液は 18 マイクロリットル、 DNAサンプルは 2マイクロリットルとする。
[0169] (ステップ S2)前記ステップ S1において、プレート 10の各注入口より、 DNAコンジ ユート溶液、あるいは DNAサンプルを注入した後、本装置 100の電源スィッチ 62を ON状態にし、操作ボタン（図示せず)等を操作して、筐体 60中から扉 61を介してプ レート保持部 22を引き出し、該プレート保持部 22上に、 DNAコンジュゲート溶液 Dc 及び DNAサンプル Dsが注入されたプレート 10をセットする。そして、再度操作ボタ ンを操作して、該プレート保持部 22を筐体 60内に引き込ませるプレートローデイング を行う。このステップ S2の動作によりプレート保持部 22が引き込まれると、プレート 10 は、開口部 10aが高速回転モータ 21のプレート受け部 21aに嵌まる位置に自動的に セットされる。この状態の昇降ステージ 50の位置を最下点とする。
[0170] (ステップ S3)前述したようにプレート 10が生体サンプル判別装置 100内にローデ イングされると同時に、昇降ステージ 50は、上下動モータ 51によって、前記最下点か ら、プレート 10がクランパ 36に保持される位置である第 1段目の位置まで上昇する。 このとき、昇降ステージ 50と共に、光学検出部 40、高速回転モータ 21、プレート確認 センサ 23、及び該高速回転モータ 21のプレート受け部 21aに嵌まっているプレート 1 0は上昇する力 プレート保持部 22は装置に固定されているため、移動しない。これ により、プレート 10を、装置内のモータ等にプレートの重心を中心にして固定できる。
[0171] 図 7 (a)は、本実施の形態 1の生体サンプル判別装置の昇降ステージが、前記第 1 段目の位置まで上昇したときの状態を示す図である。
[0172] 以下、前記プレート 10がクランパ 36に保持される状態になるまでの動きを詳細に示 す。まず、プレート 10が生体サンプル判別装置 100内にローデイングされると同時に 、昇降ステージ 50は上下動モータ 51によって最下点から上昇を開始して、図 1に示 すように、高速回転モータ 21のプレート受け部 21aにプレート 10の開口部 10aが嵌 まり込む。そしてこの後、昇降ステージ 50が更に上昇して、前記プレート 10は高速回 転モータ 21と一体ィ匕して上昇する。そして、昇降ステージ 50がある位置まで上昇す ると、該プレート 10の上方にあるクランパ 36の下面に設けられた磁石と、高速回転モ ータ 21の金属で形成されたプレート受け部 21aとが接続され、これによりプレート 10 力 Sクランパ 36に保持される。このように接続された時点で昇降ステージ 50は停止し、 この停止位置力 昇降ステージ 50の第 1段目の位置である。前記昇降ステージ 50の 第 1段目の位置は、例えば、該昇降ステージ 50の最下点力 8mm上昇した位置で ある。
[0173] (ステップ S4—ステップ S5)そして、前記昇降ステージ 50が、前述したようにして第 1段目の位置に移動した後、この第 1段目の位置において、充填ユニット 20により第 1の流路 116に DNAコンジュゲート溶液を充填する充填処理を行う。このとき、該充 填処理を行う前に、まずプレート 10が当該装置内にある力否かを確認する。
[0174] このプレート 10の有無の確認は、前記プレート確認センサ 23で、プレート 10下面 に設けられたプレート確認マーク 13を検出することにより行う。ここで、前記プレート 1 0のプレート確認マーク 13は、切り欠きやマーク等からなるものあり、例えば、ここでは アルミテープをはる。そして、高速回転モータ 21によってプレート 10が回転される時 に、反射型のフォトセンサ等であるプレート確認センサ 23でプレート 10の下面を測定 する。このとき、プレート確認センサ 23では、プレート確認マーク 13であるアルミテー プと、該アルミテープ以外の部分で図 8に示すような出力信号の差が生じるため、出 力信号に立ち上がりと立ち下がりがあればプレート 10が存在し、一方、出力信号に 立ち上がりと立ち下がりがなければプレート 10が存在しないと判断する。
[0175] そして、プレート確認センサ 23でプレート 10が無いと判断されれば、この時点で動 作を中止し、一方、プレート 10が有ると判断されれば、例えば充填ユニット 20の高速 回転モータ 21を予め決められた回転数、ここでは例えば約 4000rpmで、約 1一 2分 間高速回転させて、当該流路パターンの第 1の流路 116に DNAコンジュゲート溶液 を充填させる。
[0176] 以下、図 6 (a)—（c)を用いて、流路パターン 110中に DNAコンジュゲート溶液が 充填されていく様子を説明する。
[0177] まず、プレート 10が前記高速回転モータ 21によって高速回転されると、図 6 (a)に 示すように、流路パターン 110中の緩衝剤注入部 113に注入された DNAコンジュゲ ート溶液が、該高速回転によって生じる遠心力により、図 6 (b)に示すように、前記緩 衝剤注入部 113から、第 1の流路 116の内周流路 116aを移動して、それぞれ第 1, 第 2の電極挿入部 111, 112に到達する。そしてさらに、該第 1,第 2の電極挿入部 1 11, 112から、第 1の流路 116の外周流路 116bを移動して、最終的に、図 6 (c)に示 すように第 1,第 2の電極挿入部 111, 112と該外周流路 116bに充填される。この D NAコンジュゲート溶液は、外周流路 116b中に元々存在して!/、た空気がサンプルプ ール 115の空気孔 135より排出されるため、外周流路 116b中に円滑に充填される。
[0178] ここで、前述したコンジュゲート充填処理において、前記第 1の流路 116の内周流 路 116a側に DNAコンジュゲート溶液が充填されないようにするのは、前記第 1,第 2 の電極挿入部 111, 112に電極を挿入して電圧を印加した際に、内周流路 116a側 で電気泳動が行ることのないようにするためである。従って、前記ステップ S1におい て、緩衝剤注入部 113に注入する DNAコンジュゲート溶液の量は、コンジユゲート充 填処理後に DNAコンジュゲート溶液が内周流路 116aに残らない程度の量であるが 好ましい。また、後述するステップにおいて、外周流路 116bとその一部の流路を共 通にする定量部 117aに DNAサンプルを流入させる必要がある。従って、前記緩衝 剤注入部 113に注入する DNAコンジュゲート溶液の量は、該定量部 117aの流路が 該 DNAコンジュゲート溶液で充填されない量である必要があり、特に、図 11の（1) 一（4)に示すように定量部 117aの流路の高さの半分以下に収まる量であることが好 ましい。これは、 DNAコンジュゲート溶液の量が定量部 117aの流路の高さの半分以 上を超えると DNAコンジュゲート溶液が第 2の流路 117の方向へ溢れ出たりする問 題が生じるからである。本実施の形態 1では、 DNAコンジュゲート溶液の量は約 18 マイクロリットル程度あればょ ヽ。
[0179] 一方、サンプル注入部 114に注入された DNAサンプルは、前述したような充填ュ ニット 20によるコンジュゲート充填処理中に、前述した充填ユニット 20による遠心力 により第 2の流路 117を円周方向に移動して、第 2の流路 117の一部に分布される。 DNAサンプルにつ!/、ても、外周流路 116bあるいは第 2の流路 117中に元々存在し ていた空気力 サンプルプール 115の空気孔 135より排出されるため、第 2の流路 1 17の一部に円滑に分布される。
[0180] このとき、前記サンプル注入部 114に注入される前記 DNAサンプルの量が多けれ ば、充填ユニット 20によるコンジュゲート充填処理において第 1の流路 116の外周流 路 116bに DNAコンジュゲート溶液が充填される前に、 DN Aサンプルが定量部 117 aに流れ込んでしまい、その結果、該外周流路 116bにも DNAサンプルが流れてしま うこととなる。従って、前記サンプル注入部 114に注入する DNAサンプルの量は、遠 心力によって前記外周流路 116bにまで達しない量、つまり、図 6 (b) , (c)に示すよう に第 2の流路 117の途中、具体的には、定量部に達しない位置（以下、「第 1の流入 位置」と称す。） E1で移動が止まる量を注入するようにする。
[0181] また、 DNAサンプルは、第 2の流路 117全体に充填される量は必要なぐ第 2の流 路 117中の一部、すなわち、定量部 117a部分に充填される量があればよいため、少 量でよい。本実施の形態 1では、 DNAサンプルの量は約 2マイクロリットル程度あれ ばよい。
[0182] ここで、プレート 10上に設けられた流路パターン 110の形状の特徴を詳細に説明 する。図 9は、本実施の形態 1のプレート上に形成された流路パターンの一例を示し た図である。
[0183] DNAサンプルを、プレート 10に設けられた流路パターン 110の、外周流路 116b の一部である泳動流路 Cで電気泳動させて、正確な検出結果を得るためには、前記 外周流路 116b中に気泡がかまないようにする必要がある。従って、本実施の形態 1 の流路パターン 110には、 DNAコンジュゲート溶液及び DNAサンプルを注入及び 充填する際、あるいは DNAサンプルを定量する際、あるいは DNAコンジュゲート溶 液に対して定量された DN Aサンプルを添加する際に、外周流路 116b中に気泡が 含まれな 、ように様々な工夫がされて 、る。
[0184] 以下、具体的に述べる。本流路パターン 110の 1つ目の特徴は、緩衝剤注入部 11 3の形状と、その配置されている位置にある。
[0185] 本実施の形態 1においては、図 9に示すように、緩衝剤注入部 113が第 1の流路 11 6より内周側に位置し、またその出口が 2つに分岐され、 DNAコンジュゲート溶液が 内周流路 116aの両端に分岐して移動するようにしている。これにより、 DNAコンジュ ゲート溶液は、緩衝剤注入部 113に注入されると前記プレート 10の高速回転により 生じる外周側への遠心力によって、緩衝剤注入部 113の出口で 2つに枝分かれして 内周流路 116aの両端に向カゝつてスムーズに短時間で移動し、第 1,第 2の電極挿入 部 111, 112を通過して、外周流路 116bの両端から充填されるため、前記外周流路 116b中に気泡を含むことなく確実に充填させることができる。もちろん、緩衝剤注入 部を第 1の流路の両端に設け、 2箇所力 DNAコンジュゲート溶液を注入するように しても同様の効果が得られる。なお、本実施の形態 1のように、前記緩衝剤注入部 11 3を内周流路 116a側に 1箇所設け、該緩衝剤注入部 113の出口を 2つに枝分かれ する形状を持たせて ヽるので、該 DNAコンジュゲート溶液の注入を流路の両端から 別々に行う必要がなくなり、第 1の流路 116の両端それぞれに緩衝剤を注入するタイ ミングゃ注入量を制御しなくてもよい効果が得られる。そして、これにより、 DNAコン ジュゲート溶液の注入タイミングや注入量を制御することにより生じる測定の誤差もな くすことができる。さらに、前記緩衝剤注入部 113を第 1の流路 116に設ける場合、そ れを図 9に示すように内周流路 116aの中央に設けて 、るので、 DNAコンジュゲート 溶液を外周流路 116bに充填させる際、第 1の流路 116に対して該 DNAコンジュゲ ート溶液が偏って注入等されることによる、外周流路 116b中の気泡の発生も防ぐこと ができる。
[0186] 2つ目の特徴は、第 1,第 2の電極挿入部 111, 112の配置位置にある。
[0187] 本実施の形態 1においては、図 9に示すように、各電極挿入部 111, 112を、第 1の 流路 116の放射方向の一部に設けている。これにより、遠心力によって DNAコンジ ュゲート溶液を充填する際に、該各電極挿入部 111, 112の内部に気泡が含まれな いようにできる。例えば、前記各電極挿入部 111, 112が第 1の流路 116の円周方向 の一部に設けられていると、第 1の流路 116に注入された液は遠心力によって放射 方向に移動していくため、前記各電極挿入部内部に気泡が生じる可能性がある。
[0188] 3つ目の特徴は、第 1,第 2の流路 116, 117の各コーナー Rの大きさにある。
[0189] 本実施の形態 1においては、流路パターン 110の第 1,第 2の流路 116, 117のコ ーナー Rの曲率がすべて 0. 5以上であるように構成されており、こうすることで、プレ ートの回転により生じる外周側への遠心力によって DNAコンジュゲート溶液を充填 する際に、該第 1,第 2の流路 116, 117のすベての角の部分に気泡が含まれないよ うにすることができる。
[0190] 4つ目の特徴は、内周流路 116a形状にある。
[0191] 本実施の形態 1の内周流路 116aは、図 9に示すように、同心円弧状に形成されて いるのではなぐ各電極挿入部 111, 112から遠ざかるにつれて、外周側にずれるよ うに楕円円弧状に形成されている。これにより、 DNAコンジュゲート溶液を第 1の流 路 116に充填する際に、途中で DNAコンジユゲート溶液が流れて 、かなかつたり、 気泡をかんだりすることを、プレートの高速回転により生じる遠心力によって防止する ことができる。さらに、内周流路 116aの流路幅を、外周流路 116bに比べて大きくし て!ヽるので、緩衝剤注人咅 113力ら第 1,第 2の電極挿人咅 111, 112に DNAコン ジュゲート溶液を短時間で移動させて、気泡の抜けを良くできることにカ卩え、 DNAコ ンジュゲート溶液の充填処理時間を短くできる効果もある。
[0192] 5つ目の特徴は、第 2の流路 117の A部分の形状にある。
[0193] 本実施の形態 1において、図 9に示す第 2の流路 117に含まれる定量部 117aは、 第 2の流路 117の一部が外周流路 116bの一部の流路と共通になっており、その共 通流路部分において、一定量の DNAサンプルを定量すると同時に、該定量した DN Aサンプルを外周流路 116bに充填された DNAコンジュゲート溶液に添加することが できる。この第 2の流路 117中の定量部 117aは、外周流路 116bよりプレート 10の内 周側に配置されている。
[0194] 例えば、本実施の形態 1においては、図 9に示すように、プレート 10の放射方向部 分と円周方向部分とからなる略コの字形状にし、該コの字形状の円周方向部分に前 記定量部 117aを配置して、 DNAコンジュゲート溶液と一定量の DNAサンプルとを 、平行に接触させるようにしている。
[0195] さらに、本実施の形態 1においては、第 2の流路 117のうち、サンプルプール 115と 前記定量部 117a間の流路を短くしているので、 DNAサンプルの定量添加処理の際 に、サンプルプール 115に DNAコンジュゲート溶液が流れ込むことを防止でき、また 、第 2の流路 117に生じた気泡の抜けを良くすることができる。
[0196] また、本実施の形態 1では、図 9に示すようにサンプル注入部 114が第 2の流路 11 7より内周側に位置して!/、るので、該サンプル注入部 114に注入された DNAサンプ ルを第 2の流路にスムーズに短時間で移動させることができる。
[0197] 6つ目の特徴は、外周流路 116bの B部分の形状にある。
[0198] 本実施の形態 1においては、図 9に示すように、外周流路 116bの B部分に折部を 設けて、外周流路 116bの両端力もの流路の長さ調整をしている。例えば、外周流路 116bの、第 1の電極挿入部 111から定量部 117aまでの流路長さと、第 2の電極挿 入部 112から定量部 117aまでの流路長さが極端に違う、例えば、 B部分の長さが短 いと、外周流路 116bに気泡が発生する可能性がある。
[0199] 7つ目の特徴は、第 1,第 2の電極揷入部 111, 112及びサンプルプール 115に、 それぞれ空気孔を設けていることにある。
[0200] 緩衝剤注入部 113に注入された DNAコンジュゲート溶液は、第 1,第 2の電極挿入 部 111, 112に設けられた空気孔 131, 132により空気抜きができるため、高速回転 による遠心力によって、外周流路 116bに気泡をかむことなく充填させることができる 。また加圧部 24による加圧処理によって第 2の流路 116bに充填された DNAサンプ ルは、前記サンプルプール 115に設けられた空気孔 135により空気抜きができるた め、高速回転による遠心力によって、その分布領域を定量部 117a部分とそれ以外 の領域、例えばサンプルプール 115やサンプル注入部 114部分、にその分布域を 分離させることができる。これにより、 DNAコンジュゲート溶液に対して一定量の DN Aサンプルを添加することができる。
[0201] 8つ目の特徴は、図 3 (c)に示すように、第 1、第 2の電極挿入部 111, 112の電極 挿入口 121, 122にカバーフィルム 15が貼られていることにある。
[0202] このようにすることにより、コンジュゲート充填処理においてプレートを高速回転させ る際に、 DNAコンジュゲート溶液が飛び散って、 DNAコンジュゲート溶液が足りなく なり、外周流路 116bに DNAコンジュゲート溶液が充填されなくなることを防止できる
[0203] なお、緩衝剤注入部 113,サンプノレ注入部 114の注入口 123, 124に、カバーフィ ルム 15を貼る必要はない。その理由は、緩衝剤注入部 113,サンプル注入部 114の それぞれの注入口 123, 124力 図 4に示すようにプレートの内周側に設けられてい るため、プレートを高速回転させると遠心力により各サンプルがプレートの外周側に 移動するため、各注入部 113, 114から DNAコンジュゲート溶液や DNAサンプルが 飛び散ることがない。
[0204] (ステップ S6)前述したステップ S5において、以上のような特徴を有するプレート 10 に DNAコンジュゲート溶液あるいは DNAサンプルを注入し、充填ユニット 20による DNAコンジュゲート溶液の充填動作が終了した後、昇降ステージ 50は、前記プレー ト 10と判別ユニット 30とを嵌合させるために更に上昇する。ただし、前記判別ユニット 30とプレート 10とを嵌合させるためには、該判別ユニット 30の嵌合ピン 31を、プレー ト 10の嵌合ピン孔 11に挿入する必要があるため、プレート 10の嵌合ピン孔 11の位 置を検出するために、プレート 10の位置決めする必要がある。
[0205] そこで、本実施の形態 1においては、図 3 (a)に示すようにプレート 10の上面に位置 決めマーク 12を設けておき、位置決めマーク検出センサ 35により該位置決めマーク 12を検出して、判別ユニット 30とプレート 10とを嵌合できる位置を決定する。なお、 充填ユニット 20の高速回転モータ 21がサーボタイプのモータであれば、コンジュゲ ート充填処理における高速回転後のプレート 10の位置が限定できるため、プレート 1 0の位置決めを行う必要はな 、。
[0206] この判別ユニット 30による嵌合位置の検出方法は、前述ステップ S4の動作と同様 で、低速回転モータ 38によって判別ユニット 30を回転させる際に、例えば反射型セ ンサ一等である位置決めマーク検出センサ 35でプレート 10の上面を測定すると、位 置決めマーク 12であるマーク部と該マーク以外とで図 8に示すような出力信号の差が 生じるため、この立ち上がり立下りに注目して、判別ユニット 30の位置決めを行う。こ こで、判別ユニット 30を低速回転モータ 38により回転させて位置決めを行う時には、 判別ユニット 30は多くの構成要素が天井板 37に設けられて、該判別ユニット 30周辺 にそれらのケーブル、チューブ類が束ねられて存在するため（図示せず）、前記ケー ブル、チューブ類がからまないように、右 ·左方向へ半回転から 3Z4回転ほど順次回 転して位置を検出した後、回転角度が少ない方向に回転して判別ユニット 30の位置 決めを行うようにする。
[0207] (ステップ S7)以上のようにして、判別ユニット 30を位置決めした後、前記プレート 1 0と判別ユニット 30とを嵌合するために、昇降ステージ 50は、上下動モータ 51により 、図 7 (a)に示す第 1段目の位置から、図 7 (d)に示す第 2段目の位置まで上昇する。
[0208] 以下、図 7 (b)—図 7 (d)を用いて、前記プレート 10が判別ユニット 30と嵌合するま での状態を詳細に説明する。
[0209] まず、プレート 10の嵌合ピン孔 11に、判別ユニット 30の嵌合ピン 31が揷入され始 め（図 7 (b) )、次にプレート 10の第 1,第 2の電極挿入部 111, 112の電極挿入口 12 1, 122に、前記半 IJ另 IJュニッ卜 30の電極 32a, 32b力 S挿人され、プレー卜 10のカロ圧待 機孔 136に加圧部 24が接触した後（図 7 (c) )、ヒータ 33がプレート 10と接触するま で上昇する（図 7 (d) )。この結果、プレート 10に、嵌合ピン 31、電極 32a, 32b、加圧 部 24、ヒータ 33、及びサーミスタ 34が押し付けられる状態となり、判別ユニット 30とプ レート 10とが嵌合された状態となる。従って、図 7 (d)に示すように、判別ユニット 30と プレート 10とが嵌合される昇降ステージ 50の位置が、第 2段目の位置となる。該昇降 ステージ 50の第 2段目の位置は、例えば図 7 (a)に示す第 1段目の位置力 6. 8mm 上昇した位置である。
[0210] そして、昇降ステージ 50が第 2段目の位置まで上昇して、プレート 10と判別ユニット 30の各構成要素とが嵌合された後、サーミスタ 34で外周流路 116bの温度を測定し て、該測定結果に応じてヒータ 33を制御しながら、外周流路 116bの温度を所定の 温度に保つようにする。ここで、外周流路 116bの温度を所定の温度にする理由は、 光学検出部 40にて流路内の吸光度、蛍光度の検出を行う際に、その温度条件を一 定にする必要があるためであり、この所定の温度としては、室温より高い一定温度で あればよい。そして、前記所定の温度は、充填させる DNAコンジュゲート溶液や、該 DN Aコンジュゲート溶液に添カ卩する DNAサンプルに応じて決定されるものであり、 例えば DNAサンプルが 40— 60塩基で、なお且つ、検出対象である目的 DNAと相 補的関係をもつ配列を有する DN Aコンジユゲート溶液の DN A配列が 6— 8塩基の場 合、外周流路 116bの温度は 25度一 45度が好ましい。そして、この外周流路 116b の温度制御は、天井板 37に設けられたサーミスタ 34により行う。
[0211] このときの外周流路 116bに対する、ヒータ 33及びサーミスタ 34の設置位置は、例 えば、図 10 (a)に示すように、ヒータ 33を外周流路 116bの真上に、またサーミスタ 3 4をヒータ 33の横で、且つ図中の距離 LI, L2が同じになる位置に配置し、ヒータ 33 を外周流路 116bの真上に押し当てて加熱を無駄なく行い、サーミスタ 34によりプレ ート 10の温度を測定して、その測定結果より外周流路 116bの温度を推測して、ヒー タ 33の制御を行うものであってもよいし、図 10 (b)に示すように、ヒータ 33を外周流 路 116bの横で、且つ図中の距離 LI, L2が同じになる位置に、またサーミスタ 34を 該外周流路 116bの真上に配置して、サーミスタ 34により外周流路 116bの正確な温 度を測定しながら、ヒータ 33の制御をするようにしてもよい。さらに、ヒータ 33上に設 けられたヒータ温度検出センサ（図示せず）にお 、てヒータの温度上昇を測定して!/ヽ き、予めヒータ 33からプレート 10への熱伝達量を測定しておき、プレート 10とヒータ 3 3との温度差を測定して外周流路 116bの温度制御を行うようにしてもょ 、。
[0212] (ステップ S8)以上のようにヒータ 33を制御して、外周流路 116bを所定の温度にし た後、前記高圧電源 66より供給された電圧を、天井板 37に設けられた電極 32a, 32 bに印加して、コンジュゲート精製処理を行う。このとき、外周流路 116bへの印加電 圧としては、約 0. 5KVから 5KV程度が考えられる力 好ましくは 1KVから 1. 5KVで ある。
[0213] なお、前記ステップ S7において DNAコンジュゲート溶液に対して電圧を印加し、コ ンジュゲート精製処理をするのは、 DNAコンジュゲート溶液を作成する際に生じた不 具合（DNAコンジュゲート溶液中に含まれる未反応の DNAや分子量の小さ!/、コン ジュゲート）を除去し、純粋な DN Aコンジュゲート溶液を得るためである。そして、こ の時除去された未反応の DNAや分子量の小さいにコンジュゲートは、正電極が揷 入される第 2の電極挿入部 112まで移動して、保持される。
[0214] (ステップ S9—ステップ S12)前述したコンジュゲート精製処理の終了後、充填ュ- ット 20によって、前記ステップ S5で第 2の流路 117の第 1の流入位置 E1まで分布さ れた DNAサンプルを、定量部 117aを含む第 2の流入位置 E2まで分布させる。
[0215] この処理は、例えば加圧部 24を、サンプル注入部 114の注入口 124に接触させ、 該注入口 124からサンプル注入部 114に保持された DNAサンプルに圧力をかける ことにより行う。
[0216] 従って、本実施の形態 1においては、前記加圧部 24の位置を、現在位置する加圧 待機孔 136上から、注入口 124上にもってくるために、一度昇降ステージ 50を第 2段 目の位置から第 1段目の位置に下降させ、低速回転モータ 38により判別ユニット 30 をすこし回転、ここでは約 10度回転させた後、昇降ステージ 50を第 2段目の位置に 上昇させる。このようにすれば、昇降ステージ 50を第 2段目の位置に上昇させて加圧 処理を行う際に、前記加圧部 24をサンプル注入部 114の注入口 124に接触させるこ とがでさる。 [0217] なおこのとき、前記電極 32a, 32bも同時に回転するため、該電極 32a, 32bは、第
1,第 2の電極挿入部 111, 112と同心円上に設けられた第 1,第 2の電極待機孔 11
8, 119に挿入して待機させる。
[0218] そして、前記電極 32a, 32bを第 1,第 2の電極待機孔 118, 119に待機させた状態 で、加圧部 24によって、 DNAサンプルが保持されているサンプル注入部 114をカロ 圧する。
[0219] この加圧処理により、図 6 (b) , (c)に示すように、前記ステップ S5の DNAコンジュ ゲート溶液の充填処理では、第 2の電極挿入部 112から第 2の流路 117の円周方向 にしカゝ遠心分布されなカゝつた DNAサンプルを、図 6 (d)に示すように、該第 2の流路 117の放射方向に移動させ、その一部をサンプルプール 115まで移動させて、 DN Aサンプルを第 2の流路 117に充填させることができる。
[0220] そして前記ステップ S 12による加圧処理の後、昇降ステージ 50を第 2段目の位置 力も第 1段目の位置に下降させ (ステップ S13)、充填ユニット 20によって、前記第 2 の流路 117に充填された DNAサンプルを定量部 117aに残すように分離させて、前 記 DNAコンジュゲート溶液が充填されている外周流路 116bの一部に、遠心力によ つて一定量の DNAサンプルを添カ卩する（ステップ S 14)。
[0221] 例えばここでは、充填ユニット 20の高速回転モータ 21でプレート 10を所定の回転 数で所定時間、ここでは約 4000rpmで、およそ 10秒回転させることで、図 6 (d)に示 すようにサンプル注入部 114とサンプルプール 115間の第 2の流路 117に充填され ていた DNAサンプルを、高速回転により生じる遠心力によって、図 6 (e)に示すよう に定量部 117a部分にのみ残す。このようにすることで、一定量の DNAサンプルを、 外周流路 116bに充填された DNAコンジュゲート溶液中に添加することが可能となる
[0222] 以上に記載した DNAサンプルの移動状態を、図 11中の (1)一 (4)に示した。図 11中 の (1)は DNAコンジュゲート溶液の充填処理終了後の状態で、 DNAコンジュゲート 溶液が充填されている領域には DNAサンプルは無ぐ第 2の流路 117の第 1の流入 位置 E 1で移動が止まり、 DNAサンプルは第 2の流路 117に遠心分布された状態に ある。そしてこの後、加圧部 24による加圧処理がなされると、図 11中の (2)に示すよう に、第 2の流路 117に遠心分布された状態の DNAサンプル力 図 11中の (3)に示す ように、サンプルプール 115まで移動して、 DNAサンプルが第 2の流路 117に充填さ れる。そしてこの後、高速回転モータ 21によりプレート 10を高速回転させると、図 11 中の (4)の状態となり、第 2の流路 117の定量部 117aにおいて、一定量の DNAサン プルが DNAコンジュゲート溶液に平行に接して、添加された状態となる。
[0223] (ステップ S15)この後、判別ユニット 30による測定動作を行うために、上下動モー タ 51によって、昇降ステージ 50を第 1段目の位置から第 2段目の位置に上昇させる 必要があるが、このとき、前記ステップ S7の処理と同様にして、前記プレート 10の上 面に設けられた位置決めマーク 12を、位置決めマーク検出センサ 35により検出して 、プレート 10の位置決めを行う。この際の具体的な動作については、前述したステツ プ S6の動作と同様であるため説明は省略する。
[0224] (ステップ S16—ステップ S17)プレート 10の位置決めの後、上下動モータ 51により 昇降ステージ 50を第 2段目の位置まで上昇させて、天井板 37の嵌合ピン 31をプレ ート 10の嵌合ピン孔 11に挿入して、天井板 37とプレート 10とを嵌合させる。これによ り、ヒータ 33ίま外周流路 116b上【こ、また電極 32a, biま電極挿人咅 i l l, 112【こ挿 入される。そして、ヒータ 33により外周流路 116bを所定の温度に加熱し、高圧電源 6 6により供給された電圧を電極 32a, 32bに数百 Vの電圧を印加させて、 DNAサンプ ルを、 DNAコンジュゲート溶液が充填された外周流路 116b中で電気泳動させる。こ のとき、外周流路 116b、さらには第 2の流路 117に含まれる定量部 117aにおいて電 界が発生し、定量部 117aに一定量残存した DNAサンプル Dsは、外周流路 116b中 を正電極の電極挿入部 112側へ泳動する。そして、その DNAサンプルの泳動状態 を、前記外周流路 116bの吸光度、あるいは蛍光度を光学検出部 40により検出する 光学検出処理を行う。
[0225] このときの DNAサンプルの状態を、図 11中の (5)— (8)に示した。図 11中の (5)— (8) は電圧印加が開始され、 DNAサンプルが外周流路 116bに充填された DNAコンジ ュゲート溶液中を電気泳動して 、く様子を示して 、る。
このように、 DNAサンプルを DNAコンジュゲート溶液中に攪拌混合させず、 DNAコ ンジュゲート溶液と平行に接触させただけでも、外周流路 116bに対して電圧を印加 してやれば、 DNAサンプルは DNAコンジュゲート溶液の内部を電気泳動によって 移動していく。
[0226] 光学検出部 40による吸光度、あるいは蛍光度の検出は、天井板 37と嵌合状態の プレート 10を、昇降ステージ 50上の光学検出部 40に対して、低速回転モータ 38で 回転させ、外周流路 116bの泳動流路 Cの部分の吸光度、あるいは蛍光度を、所定 時間おきに、例えばここでは測定開始から 1分経過おきに、検出して行う。なお、測 定中であることを示すために、前記電極 32a, 32bに対する電圧印加と同時に、第 2 の LED (図示せず）を点灯させるようにすれば、測定中に誤つて装置 100の扉 61を 開けるのを防止することができる。
[0227] また、前記光学検出部 40による吸光度、あるいは蛍光度の検出は、低速回転モー タ 38により、嵌合されたプレート 10と天井板 37を、約 1回転させた後、逆回転して初 めの位置に戻ると!、う動作を繰り返し、回転中に流路パターン 110の外周流路 116b の泳動流路 Cを、光学検出部 40によりスキャンさせ、該泳動流路 Cの吸光度あるいは 蛍光度を測定する。このときの光学検出部 40による泳動流路 Cのスキャン方向は、 D NAサンプルが DNAコンジュゲート溶液中を泳動する方向のみ行!ヽ、反対方向につ いては行わない。
[0228] 図 12は、本実施の形態 1の生体サンプル判別装置において、吸光度（260nm)を 利用して泳動流路 C中の DNAサンプルを検出した場合の検出結果を示す図である 。ここでは、 10mMの Tris- Borate緩衝液に DNA結合制御剤として 0.5mMの塩化マ グネシゥムを添カ卩した溶液と分離用 DNAコンジュゲート（コンジュゲート 5，
- TAACGGT-3' )とを混合した DNAコンジュゲート溶液を外周流路 116に充填し、該 外周流路 116にミュータント DNA (5， -ATGTGGAACCTTTACTAAAG-3， )とワイル ド DNA (5， -ATGTGGAACCGTTACTAAAG-3， )とを含む標識した DNAサンプルを 注入して、外周流路 116bの泳動流路 C中を電気泳動させて!/、る。
[0229] 図 12において、横軸は DNAサンプルが外周流路 116b中の泳道流路 Cを泳動す る距離を示している。図 12では、 DNAサンプルはグラフの左力も右へ泳動している。 つまり、図 12中の左側が外周流路 116bの泳道流路 Cの定量部 117a側で、右側が 泳道流路 Cの正電極挿入部 112側である。また、縦軸は吸光度を示し、上から 1分毎 に計時変化した波形を表して 、る。
[0230] 図 12をみると、一つの山が徐々に 2つの山に分離していく様子がわかる。この波形 図により、検体である DNAサンプル中に、ほぼ同量の正常型 DNAと変異型 DNAと が存在して 、ることが判別できる。
[0231] DNAサンプル中にミュータント DNA (正常型 DNA)が含まれて!/、れば、該ミュータ ント DNAは、図 13に示すように、該ミュータント DNAと相補関係をもつ配列を有する 分離用 DNAコンジュゲートに捕捉されてワイルド DNA (異常型 DNA)より泳動速度 が遅くなり、この結果、光学検出部 40において泳動流路 Cの吸光度を検出した際に は、図 12に示すようにワイルド DNAとミュータント DNAとが分離された状態となり、吸 光度のピークが 2つ現れる。一方、 DNAサンプルにミュータント DNAが含まれていな ければ、吸光度のピークは一つしか現れない。これにより、 DNAサンプルにミュータ ント DNAが含まれている力否かを判別することが可能となる。
[0232] 図 12の場合は、グラフ右側の山のほうが泳動速度が速いので変異型 DNA、左側 のほうが泳動速度が遅いので正常型である。
[0233] さらに、本実施の形態 1の生体サンプル判別装置において、プレート 10を低速回 転モータ 38で回転させて外周流路 116bの泳動流路 C全体の吸光度を測定するの ではなぐ外周流路 116bの泳動流路 Cのある一点における吸光度を測定することも 可能である。
[0234] また、吸光度を測定するのではなぐ DNA末端に蛍光物質 (例えば Cy5, FITCな ど）を修飾して蛍光で検出する方法もある。
[0235] ここで、吸光度あるいは吸光度を測定する際に、常に正確な結果を得るためには、 前記光学検出部 40で泳動流路 Cの一点において吸光度を測定するのではなぐ図 12に示したように、プレート 10を低速回転モータ 38で低速回転させ、光学検出部 40 で該泳動流路 C全体をスキャンして、泳動流路 C全体の吸光度を所定の時間経過お きに測定するようにしたほうが好ましい。この理由は、例えば、測定対象の DNAサン プルが、吸光度が測定されない位置では、該 DNAサンプルに含まれるワイルド DN Aとミュータント DNAとに速度差があり、吸光度が測定される一点において、前記ワイ ルド DNAとミュータント DNAとの速度差がなくなってしまうような場合があるからであ る。
[0236] 従って、光学検出部 40で泳動流路 C全体を所定時間経過毎にスキャンして、蛍光 度あるいは吸光度を測定するようにすれば、常に正確な結果を得ることができる。
[0237] (ステップ S18)前述のようにして、外周流路 116bを光学検出部 40により任意の回 数、ここでは 9回スキャンして、測定が終了すると、高圧電源 66による電極 32a, 32b の電圧印加を停止し、ヒータ 33の加熱も停止して、プレート 10がプレート保持部 22 上に保持できる位置になるように、低速回転モータ 38で、プレート 10を天井板 37と 共に回転させる。
[0238] (ステップ S 19)そして、前記位置が決定後、昇降ステージ 50を、第 2段目の位置か ら第 1段目の位置まで下降させ、その位置においてクランパ 36とプレート受け部 21a とを解離させた後、さらに最下点に下降させて、プレート 10をプレート保持部 22上に 保持させる。この時点で、プレート 10が当該生体サンプル判別装置 100より排出でき る状態となる。
[0239] 以上のように、本実施の形態 1によれば、生体サンプル判別装置 100の充填ュ-ッ ト 20により遠心力を用いて外周流路 116bに DNAコンジュゲート溶液を充填させ、且 つ DNAサンプルを加圧して遠心力により該 DNAコンジュゲート溶液に定量添カロし た後、判別ユニット 30に設けられた電極 32a, 32bに電圧を印加して電気泳動させ、 該判別ユニット 30によりプレート 10を所定時間毎に数回低速回転させるて、光学検 出部 40により外周流路 116bの泳動流路部分全体を所定回数スキャンさせ、泳動流 路部分の吸光度、あるいは蛍光度を測定するようにしたので、細胞や血液等から特 定の DNAを取り出した DNAサンプル中に含まれる検出対象である目的 DNAの存 在を、煩雑な準備作業が必要なキヤビラリ一管を使うことなく正確且つ短時間に判別 することが可能となり、種々の病気の判別や DNA異常の研究を正確且つ迅速に行 える。
[0240] また、本実施の形態 1の生体サンプル判別装置 100によれば、昇降ステージ 50を 上下動モータ 51によって第 1段目の位置と第 2段目の位置との間を移動させることで プレート 10を上下に移動させ、第 1段目の位置では充填ユニット 20によるサンプルの 充填処理を行い、第 2段目の位置では、判別ユニット 30による光学検出処理を行うよ うにしたので、生体サンプル判別装置を小型化して、軽量ィ匕することが可能となる。
[0241] なお、本実施の形態 1にお 、ては、生体サンプルが DNAサンプルであり、該 DNA サンプルにミュータントサンプルが含まれて 、るか否力、すなわち SNPsの有無を判 別する場合を例に挙げて説明したが、本装置はこのような使用に限られるものではな ぐ抗原抗体反応や、酵素反応にも応用が可能である。
[0242] なお、本実施の形態 1においては、ステップ S5の、第 1の流路 116に DN Aコンジュ ゲート溶液を充填処理する際、充填ユニット 20の高速回転モータ 21でプレート 10を 高速回転させ、その高速回転によって生じる遠心力により、 DNAコンジュゲート溶液 を流路中に充填させるようにしたが、遠心力以外にも、例えば、緩衝液注入部 123を ポンプなどにより加圧したり、あるいはサンプルプール 115の空気孔 135力もポンプ などによって DNAコンジュゲート溶液を吸引したり、或いは DNAコンジュゲート溶液 自体の毛細管現象を利用することによって、 DNAコンジュゲート溶液を流路中に充 填させてもよい。
[0243] そして、前述したように、吸引により DNAコンジュゲート溶液を流路中に充填させる 場合、例えば、装置 100内の加圧ポンプ部 52を、加圧と吸引が可能なポンプシステ ムとし、ポンプチューブ 53を介して該加圧部 24で吸引処理を行えるようにすれば、装 置に新たな吸引部を設けずとも吸引処理を実現することができる。
[0244] また、前記ステップ S12において、 DNAサンプルを充填ユニット 20によって、第 2 の流路 117の第 1の流路位置 E1から第 2の流入位置 E2までの移動させる際、 DNA サンプルを注入する注入口 124を加圧部 24で一定時間加圧する場合を一例に挙げ たが、加圧処理以外にも、例えば、前記同様、加圧ポンプ部 52を加圧と吸引が可能 なポンプシステムとしておき、前記注入口 124や、サンプルプール 115の空気孔 135 を加圧部 24で吸引したり、さらには DNAサンプルの毛細管現象を利用すること〖こよ つても実現できる。
[0245] さらに、前記ステップ S 14において、 DNAサンプルを DNAコンジュゲート溶液に一 定量添加する際、プレート 10を高速回転させ、それにより生じる遠心力によって定量 部 117a部分にだけ DNAサンプルを残すことで、 DNAサンプルを定量添加する場 合を一例に挙げた力 遠心力以外にも、例えば、第 2の流路 117に充填された DNA サンプルを、注入口 124、あるいはサンプルプール 115の空気孔 135を、前記加圧 部 24で吸引することでも実現できる。具体的には、加圧部 24により、第 2の流路 117 の第 2の流入位置 E2まで移動した DNAサンプル（図 6 (d)参照）を、例えば一定量 の DNAサンプノレカ S定量咅 117aに残るように、サンプノレプーノレ 115の空気孑し 135力 ら吸引して移動させて、 DNAサンプルを分離させる。なおこの場合、加圧ポンプ部 5 2の吸引によって、定量部 117aに残存すべき一定量の DNAサンプルや、第 1の流 路中にある DNAコンジュゲート溶液が吸引されてしまうことを回避するために、 DNA コンジュゲート溶液と DNAサンプルとの粘度調整を予め施す必要がある。
[0246] このように、 DNAサンプルの定量を、吸引処理によって行なうようにすると、プレート 10を高速回転させ、遠心力により定量部 117a以外の DNAサンプルの移動が速くな り、この結果、 DNAサンプルの一定量を、より短時間で DNAコンジュゲート溶液が 充填された外周流路 116b中に添加することが可能となる。
[0247] よって、第 2の流路 117の定量部 117a〖こ、一定量の DNAサンプルを定量添カロす る際、ステップ S 5の DNAサンプルが第 2の流路 117の第 1の流入位置 E1にある状 態（図 6 (c) )力もステップ S14の DNAサンプルが定量添加された状態（図 6 (e) )に するのに、加圧部 24を用いて、サンプルプール 115の空気孔 135を吸引して行なう ことも可能である。このように、 DNAサンプルの定量部 117aへの充填は、第 2の流路 117のサンプル注入部 114内とサンプルプール 115内との圧力差によって行なうも のであるため、加圧部 24によりサンプル注入部 114の注入口 124を加圧することで 行なうことも可能である。
[0248] また、本実施の形態 1では、第 2の流入位置 E2をサンプルプール 115内部としたが 、 DNAサンプルは定量部 117aに充填されればよいため、第 2の流入位置 E2は、定 量部 117aを充填する位置であればよく、サンプルプール 115に達しなくともよ！/、。
[0249] また、本実施の形態 1においては、プレート 10に流路パターン 110が 1つ形成され ているとして説明したが、図 14に示すように、プレート 10に同じパターンを 4つ形成し て、一度に 4つの異なる DNAサンプルの SNPsを検出するようにしてもよい。この場 合、天井板 37に設けられた電極 32a, 32b、ヒータ 33、加圧部 24、サーミスタ 34が各 々 4つづつ必要となる。このようにプレート上に 4つの流路パターン 110を設けた場合 には、判別ユニット 30にて測定動作を行う際に、各流路パターン 110における測定 のタイムラグ分を考慮して、高圧電源 66により各パターンに挿入される電極 32a, 32 bに対する電圧の印加を、パターン毎にずらすようにする。このようにすることにより、 測定時のデータの電気泳動時間を、すべてのパターンで同一にすることが出来る。 なお、測定する繰り返し回数は、使用者の要求によって設定が可能である。
[0250] また、図 14に示すように、プレート 10に複数の流路パターン 110を形成する場合に は、該各流路パターン 110に対し、同一の人間の SNPsでなぐ多数の異なる人間の DNAサンプルを添カ卩して、 SNPsの判別に利用することができる。
[0251] 例えば、すべてのパターンに同一の DNAコンジュゲートを充填しておいて、プレー ト 10に形成された流路パターンの数分の異なる人間の DNAサンプルを、該流路パ ターンそれぞれに注入すれば、 1回の測定で同一の SNPsの判別が多人数に対して 可能となり、 SNPs毎の分布状況に関する情報を一度に入手できる。
[0252] なお、本実施の形態 1においては、プレート 10の外周流路 116bを所定の温度に 制御するために、ヒータ 33を設けて該外周流路 116を一定の温度になるよう加熱す るようにした力 前記外周流路 116bが一定の温度になればよいため、例えば前記ヒ ータ 33の代わりにペルチヱ素子等を設けるようにし、該外周流路 116bの温度に応じ て、冷却したり加熱したりして、一定の温度になるよう制御するものであってもよい。
[0253] また、本実施の形態 1にお!/、ては、ステップ S7にお!/、て緩衝剤注入部 113に注入 された DNAコンジュゲート溶液の精製処理を行う場合にっ 、て説明した力 該 DNA コンジュゲート溶液の作成時に精製処理まで行った後、緩衝剤注入部 113に注入す るようにしてもよい。このように、 DNAコンジュゲート溶液の作成時に、未反応のビ- ルイ匕 DNAを除去するなどの精製処理まで行う場合は、セロファンなどの透析膜の内 部に、作成した DNAコンジュゲート溶液を入れて密封し、大量の超純水の中で透析 膜を回転させて、内部の未反応 DNAを除去する。これにより、純度の高い DNAコン ジュゲート溶液が得られる。
[0254] そしてこのように DNAコンジュゲート溶液の作成時に精製処理まで行った場合は、 判別ユニット 30によるコンジュゲート精製処理を行う必要がないため、ステップ S6に おいて判別ユニット 30でプレート 10の嵌合位置の検出後、ステップ S10に移行する [0255] さらに、本実施の形態 1においては、電気泳動により生体サンプルである DNAサン プルが緩衝剤である DNAコンジュゲート溶液中を移動する場合を例に挙げ、判別ュ ニット 30に電極 32a, 32bを、またプレート 10上に該電極を挿入する電極揷入部 11 1, 112を設けるものとして説明したが、電気泳動により移動させない場合は、判別ュ ニット 30の電極 32a, 32b、及びプレート 10上の電極揷入部 111, 112、電極待機孔 118, 119力 S必要な 、ことは 、うまでもな 、。
[0256] (実施の形態 2)
以下、図 15—図 18を用いて、本実施の形態 2にかかる生体サンプル判別装置に ついて説明する。
[0257] 前記実施の形態 1の生体サンプル判別装置 100においては、プレートに設けられ た流路パターン中を加熱するヒータと、該流路の温度を測定するサーミスタを、判別 ユニット 30の天井板から吊り下げるようにして設けるようにした力 本実施の形態 2に お！、ては、これらをプレート上に設けるようにしたものである。
[0258] 図 15は、本実施の形態 2にかかる生体サンプル判別装置の構成図である。図 15に 示すように、本実施の形態 2にかかる生体サンプル判別装置 200は、判別ユニット 30 に設けられていたヒータ 33の代わりに、プレート 10に対して所定の電圧を印加するヒ ータ接点ピン 233を設け、また、判別ユニット 30に設けられていたサーミスタ 34の代 わりに、プレート 10に対して所定の電圧を印加するサーミスタ接点ピン 234を設けた 。そのほかの構成は、前記実施の形態 1と同様であるため、ここでは説明を省略する
[0259] 図 16は本実施の形態 2にかかるプレートの断面を示す図である。本実施の形態 2 にかかるプレート 10には、図 16に示すように、外周流路 116b上に、ヒータの代わりと なる熱線あるいは回路 (ここでは、ヒータ電極薄膜） 141、及びサーミスタ 142が埋め 込まれ、前記生体サンプル判別装置 200の判別ユニット 30に設けられたヒータ接点 ピン 233、及びサーミスタ接点ピン 234力 前記ヒータ電極薄膜 141、及びサーミスタ 142に接触して電圧を印加することで、ヒータ電極薄膜 141は前記外周流路 116bを 所定の温度に加熱し、サーミスタ 142は、該外周流路 116bの温度を測定してヒータ 電極薄膜 141に印加する電圧を制御する。なお、プレート 10の流路パターン 110の 構成は、前記実施の形態 1と同様である。
[0260] このように、判別ユニット 30に設けていたサーミスタ、及びヒータを、プレート 10に設 けるようにし、前記判別ユニット 30には、サーミスタ接点ピン 234、及びヒータ接点ピ ン 233を設けて、プレート 10に対して所定の電圧を印加するようにしたので、本装置
200をよりコンパクトにすることができる。
[0261] 以下、本実施の形態 2にかかる生体サンプル判別装置 200の動作を説明する。
(ステップ S1)まず、シリンジによる手作業で、プレート 10に設けられた流路パター ン 110の緩衝剤注人咅 113,サンプノレ注人咅 114に、注人口 123, 124力らそれぞ れ DN Aコンジュゲート溶液、 DNAサンプルを注入する。
[0262] (ステップ S2)そして、操作ボタン（図示せず)等を操作して、本装置 200のプレート 保持部 22上に、サンプル注入されたプレート 10をセットした後、プレートローデイング を行う。このプレートローデイングされたときの昇降ステージ 50の位置を最下点とする
[0263] (ステップ S3—ステップ S5)そしてこの後、昇降ステージ 50は、上下動モータ 51に より第 1段目の位置まで上昇し、その第 1段目の位置で、高速回転モータ 21によるコ ンジュゲート充填処理が行われる。このコンジュゲート充填処理については前記実施 の形態 1で説明したのと同様であるため、ここでは説明を省略する。
[0264] (ステップ S6—ステップ S7)前記コンジュゲート充填処理が終了後、判別ユニット 3 0に設けられた位置決めマーク検出センサ 35により、プレート 10と判別ユニット 30と の嵌合位置を検出し、検出後に昇降ステージ 50が第 2段目の位置まで移動する。
[0265] 以下、前記プレート 10が判別ユニット 30と嵌合するまでの状態を詳細に説明すると 、まず、プレート 10の嵌合ピン孔 11に、判別ユニット 30の嵌合ピン 31が挿入され始 め、次 ίこプレー卜 10の第 1,第 2の電極挿人咅 112の電極挿人 Ρ 121, 122【こ 、前記判別ユニット 30の電極 32a, 32bが揷入され、プレート 10の加圧待機孔 136 に加圧部 24が接触した後、プレート 10に設けられたヒータ電極薄膜 141及びサーミ スタ 142と、判別ユニット 30に設けられたヒータ接点ピン 233と、サーミスタ接点ピン 2 34とが接触するまで上昇する。この結果、プレート 10に、嵌合ピン 31、電極 32a, 32 b、加圧部 24、ヒータ接点ピン 233、及びサーミスタ接点ピン 234が押し付けられる状 態となり、判別ユニット 30とプレート 10とが嵌合された状態となる。従って、この判別 ユニット 30とプレート 10とが嵌合される昇降ステージ 50の位置力 第 2段目の位置と なる。
[0266] そして以上のようにして、昇降ステージ 50が第 2段目の位置まで上昇して、プレート 10と判別ユニット 30の各構成要素とが嵌合された後、ヒータ接点ピン 233によりプレ ート 10に埋設されたヒータ電極薄膜 141に電圧を印加し、プレート 10に埋設された サーミスタ 142で外周流路 116bの温度を測定してヒータ電極薄膜 141に印加する電 圧を制御しながら、該外周流路 116bを所定の温度に加熱する。なお、前記実施の 形態 1において述べたように、プレート 10に設けるのはヒータ電極薄膜 141に限るも のではなぐ外周流路 116bの温度を一定温度にできるものであればなんでもよい。 例えば、加熱するのみではなぐペルチェ素子のような、冷却も加熱も可能な回路を プレート 10に埋め込んでもよい。
[0267] (ステップ S8)以上のようにして、外周流路 116bを所定の温度にした後、前記高圧 電源 66より供給された電圧を天井板 37に設けられた電極 32a, 32bに印加して、コ ンジュゲート精製処理を行う。
[0268] (ステップ S9—ステップ S12)前述したコンジュゲート精製処理の終了後、充填ュ- ット 20により、第 2のサンプル注入部 114に対して加圧処理がなされ、 DNAサンプル を第 2の流路 117に充填させる。
[0269] (ステップ S13—ステップ S14)そしてこの後、上下動モータ 51により、昇降ステージ 50を第 2段目の位置から第 1段目の位置に下降させ、充填ユニット 20にて、前記 DN Aコンジュゲート溶液が充填されている外周流路 116bの一部に、一定量の DNAサ ンプルを添加する定量添加動作を行う。
[0270] (ステップ S15)そして、判別ユニット 30による測定動作を行うために、上下動モータ 51によって、昇降ステージ 50を第 1段目の位置から第 2段目の位置に上昇させるた めに、プレート 10の上面に設けられたプレート確認マーク 13を、位置決めマーク検 出センサ 35により検出して、判別ユニット 30とプレート 10とが嵌合可能な位置を決定 する。 [0271] (ステップ S16—ステップ S17)位置決めの後、上下動モータ 51により昇降ステージ 50を第 2段目の位置まで上昇させて、天井板 37と嵌合させた後、ヒータ接点ピン 23 3によりヒータ電極薄膜 141に電圧が印加されることにより外周流路 116bを所定の温 度に加熱し、高圧電源 66により供給された電圧を電極 32a, 32bに印カロさせて、 DN Aサンプルを DNAコンジュゲート溶液が充填された外周流路 116b中で電気泳動さ せ、その外周流路 116bの吸光度、あるいは蛍光度を光学検出部 40により検出する 光学検出処理を行う。
[0272] (ステップ S 18)以上に示した外周流路 116bを光学検出部 40により任意の回数ス キャンして、測定が終了すると、高圧電源 66による電極 32a, 32bの電圧印加を停止 し、ヒータ 33の加熱も停止して、プレート 10がプレート保持部 22上に保持できる位置 になるように、低速回転モータ 38で、プレート 10を天井板 37と共に回転させる。
[0273] (ステップ S19)そして、前記位置が決定後、上下動モータ 51により昇降ステージ 50を、第 2段目の位置から第 1段目の位置まで下降させ、その位置においてクランパ 36とプレート受け部 21とを解離させた後、さらに最下点に下降させて、プレート 10を プレート保持部 22上に保持させる。この時点で、プレート 10が当該生体サンプル判 別装置 200より排出できる状態となる。
[0274] 以上のように、本実施の形態 2によれば、プレート 10にヒータ電極薄膜 141及びサ 一ミスタ 142を埋め込み、生体サンプル判別装置 200の判別ユニット 30に、ヒータ接 点ピン 233及びサーミスタ接点ピン 234を設け、該プレート 10のヒータ電極薄膜 141 に対して、ヒータ接点ピン 233により所定の電圧を印加して、外周流路 116bを加熱し 、また、プレート 10のサーミスタ 142に対して、サーミスタ接点ピン 234により所定の 電圧を印加して、外周流路 116bの温度を測定して、ヒータ電極薄膜 141を制御する ようにしたので、細胞や血液等力 特定の DNAを取り出した DNAサンプル中に含ま れる検出対象である目的 DNAの存在を、煩雑な準備作業が不要なキヤビラリ一管を 使うことなく正確且つ短時間に判別することが可能な本生体サンプル判別装置 200 をより小型化し、軽量ィ匕することができる。
[0275] なお、前記説明においては、プレート 10上にヒータ電極薄膜 141及びサーミスタ 14 2を設ける場合を説明したが、さらに図 18に示すように、プレート 10の第 1,第 2の電 極揷入部 111, 112中に、第 1,第 2の電極 143a, 143bを設けるようにしても良い。 このようにした場合、生体サンプル判別装置側では、判別ユニット 30に設けられてい た電極 32a, 32bの代わりに、図 17に示すように、プレート 10に設けられた各電極 14 3a, 143bに電圧を印加する電極接点ピン 232a, 232bを設けるようにすればよい。 このように構成すれば、本生体サンプル判別装置 200を、さらに小型化、軽量化し、 且つ安価にすることができる。
[0276] また、本実施の形態 2においても、前記実施の形態 1と同様、加圧ポンプ部 52を、 加圧と吸引が可能なポンプシステムとし、ポンプチューブ 53を介して該加圧部 24で 吸引処理を行えるようにし、該吸引処理により、 DNAサンプルの定量処理、及び DN Aサンプルを充填及び定量処理することができ、これにより、より短時間で DNAサン プルを定量し、 DNAコンジュゲート溶液中に一定量の DNAサンプルを添カ卩すること ができる。
[0277] (実施の形態 3)
以下、図 19一図 21を用いて、実施の形態 3にかかる生体サンプル判別装置につ いて説明する。
本実施の形態 3においては、電極挿入部に挿入する電極を待機させる間に、各電 極を洗浄するようにしたものである。
[0278] 図 19は、本実施の形態 3におけるプレート上に設けられた第 1の電極挿入部と第 1 の電極待機孔の構成を詳細に示す図であり、図 20は、本実施の形態 3における別の 構成を有するプレート上に設けられた第 1の電極挿入部付近を詳細に示す図であり 、図 21は、本実施の形態 3における検出ユニットの構成を示す図である。なお、以下 の説明においては、説明を簡略ィ匕するために、第 1の電極挿入部のみを例に挙げて 説明する力 もちろん第 2の電極挿入部についても同様の構成を持たせて同時に洗 净するものである。
[0279] まず 1つ目の方法としては、図 19に示すように、前記第 1電極待機孔 118に、電極 を洗浄する洗浄液を保持する方法である。このように、第 1の電極待機孔 118に洗浄 液を保持するようにすれば、図 5のステップ S12において、加圧部 24により第 2のサ ンプル注入部 114が加圧され、電極 32が第 1の電極待機孔 118に挿入されて待機 して 、る間、該電極 32を第 1の電極待機孔 118中に保持された洗浄液で洗浄するこ とが可能なる。このようにすれば、コンジュゲート精製時に、もしくは本装置 100, 200 保管時に、該電極 32に付着したごみ等の異物を洗い流すことができる。
[0280] 次に、 2つめの方法としては、図 20に示すように、プレート 10の電極 32が挿入され る第 1の電極挿入部 111と同心円上であって、流路が形成されていない部分に、電 極待機孔 118の代わり、フェルトや細い起毛が一箇所に多数存在する洗浄領域 16 を設ける方法である。このような洗浄領域 16を、プレート 10上に設けるようにすれば、 図 5のステップ S10において測定モータ 38により判別ユニット 30を回転させて、電極 32を待機させる際に、該洗浄領域 16の部分に対して、該電極 32を突き刺したり、或 いは突き刺した後若干の回転をカ卩えたりすることによって、該電極 32を洗浄すること が可能となり、これにより、コンジュゲート精製時に、もしくは装置 100, 200保管時に 、該電極 32に付着したごみ等の異物を洗い流すことができる。なお、電極 32を洗浄 領域 16に突き刺すのは、昇降ステージ 50を上下させることで実現でき、洗浄領域 16 内で若干回転を加えるのは、低速回転モータ 38により判別ユニット 30を回転させる ことで実現できる。
[0281] さらに、 3つの目の方法としては、図 21に示すように、本生体サンプル判別装置内 に電極洗浄槽 301を設けるようにする方法である。このように、電極洗浄槽 301を本 装置 300内に設け、一連の動作中の判別ユニット 30が待機中、あるいは装置 300を 動作させる毎に電極 32を前記電極洗浄槽 301上にスライドさせて、電極 32を洗浄す るようにすれば、電極 32を洗浄することが可能となり、コンジュゲート精製時に、もしく は装置 300保管時に、該電極 32に付着したごみ等の異物を洗い流すことができる。
[0282] 以上のように、本実施の形態 3においては、電極 32a, 32bを電極挿入部 111, 11 2に挿入してコンジュゲート精製する必要がある場合はコンジュゲート精製をしてから 次に電極 32a, 32bを第 1,第 2の電極挿入部 111, 112に挿入するまでの間、ある いは、コンジュゲート精製する必要が無い場合は動作開始力も電極 32a, 32bを第 1 ,第 2の電極挿入部 111, 112に挿入するまでの間に、該電極 32a, 32bを洗浄液、 あるいはプレート上に設けられたフェルト等力もなる洗浄領域 16で洗浄するようにし たので、細胞や血液等から特定の DNAを取り出した DN Aサンプルを本生体サンプ ル判別装置において測定する際に、より正確な検出結果を得ることが可能となる。
[0283] (実施の形態 4)
以下、図 22を用いて、本実施の形態 4にかかる生体サンプル判別装置について説 明する。
[0284] 前記実施の形態 1一 3においては、前記光学検出部 40を昇降ステージ 50上に固 定し、昇降ステージ 50と一体で移動する構造とした力 本実施の形態 4においては、 前記光学検出部 40の高さを調整する高さ調整機構をさらに設けるようにしたものであ る。
[0285] 前記各実施の形態では、本生体サンプル判別装置が DNAサンプルの SNPsの有 無を判別するものとし、その判別を、光学検出部 40において、プレート 10に形成され た流路パターン 110の一部の吸光度、あるいは蛍光度を光学検出部 40により検出 することで、 DNAサンプルが DNAコンジュゲート溶液中を電気泳動する移動状態を 検出し、該検出結果に基づいて SNPsの有無を判断するものとした。
[0286] このように、流路パターン 110の一部の吸光度、あるいは蛍光度を検出することで 生体サンプルの判別を行う場合、前記光学検出部 40は、プレート 10から常に一定の 距離を保つ必要がある。これは、測定する際に検体に対して一定の距離を保って測 定しないと、光学検出部 40に入光する光の量がばらつき、その結果、検出結果がば らついてしまうからである。
[0287] ここで、前記各実施の形態においては、光学検出部 40を昇降ステージ 50上に設 けることで、プレート 10と光学検出部 40とが一定の距離を保つよう構成しているが、 前記プレート 10は、測定時に、ヒータ 33が接触したり、電極 32が各電極挿入部 111 , 112に挿入される等によって圧力を受けるため、プレート 10に微妙なたわみ等が生 じて、その位置が変化する可能性がある。
[0288] そこで、このような微妙なたわみ等によるプレート位置の変化に対応するため、本実 施の形態 4においては、昇降ステージ 50上に、プレート 10との距離をレーザの反射 等により測定する距離測定部 42を設け、また、前記光学検出部 40に、前記距離測 定部 42の測定結果に応じて該光学検出部 40の高さを調整する高さ調整部 41を設 けるようにする。 [0289] 前記高さ調整部 41としては、ァクチユエータが考えられる。例えば、図 22 (a)に示さ れるように、マイクロメータ 41aを設けたり、また図 22 (b)に示すように、ボイスコイルモ ータ 41bを設けて、周囲に永久磁石で磁束を発生させ、前記距離測定部 42からの 測定結果に応じてボイスコイルモータ 41bに流す電流の方向を変化させることで該コ ィル 41bを上下に移動させたり、あるいは図 22 (c)に示すように、圧電素子 41cを設 け、該圧電素子 41cに、前記距離測定部 42からの測定結果に応じた電圧を印加し て、圧電素子 41cを上下に移動させたりすることが考えられる。これにより、光学検出 部 40とプレート 10の位置を微調整し、常に一定距離を保つようにすることができる。
[0290] 以上のように、本実施の形態 4によれば、昇降ステージ 50に距離測定部 42を設け 、光学検出部 40に、高さを調整する高さ調整部 41を設けるようにしたので、前記距 離測定部 42の測定結果に応じて前記高さ調整部 41より、前記プレート 10と光学検 出部 40との距離を常に一定に保つことが可能となり、この結果、細胞や血液等から 特定の DNAを取り出した DNAサンプルを本生体サンプル判別装置にお!、て測定 する際に、極めて正確な検出結果を得ることが可能となる。
[0291] (実施の形態 5)
以下、図 23—図 27を用いて、生体サンプル判別用プレートについて説明する。
[0292] 図 23は、本実施の形態 5における生体サンプル判別プレートの構成図であり、図（ a)は、プレートの試料注入面、図（b)はプレートの流路形成面である。
[0293] 本実施の形態 5におけるプレート 10は、厚みが 2mmであり、図 23に示されるように 、その中央に開口部 10aが設けられている。そして、プレートの流路パターン形成面 には、深さ 50 mの溝が掘られており、その溝形成面に厚さ 50 mのアクリル製フィ ルムを接着することで、密閉流路を形成している。本実施の形態 5のプレートには、 4 っ流路パターン 110a— 110dが形成されており、破線内に示す部分が一検体の分 析パターンである。前記密閉流路には、 DNAコンジュゲートと、検体である DNAサ ンプルが注入され、それらを注入するための注入ロカ 各流路パターン 110a— 110 dに対して、 DNAコンジュゲート溶液の注入部 123a— 123d、及び DNAサンプルの 注入口 124a— 124dが設けられている。従って、本プレート 10では、同時に 4つの D NAを分析することが可能である。 [0294] なお、各流路パターン 110の詳細ついては、前記実施の形態 1において述べたも のと同じであるため、ここでは省略する。
[0295] 図 24は、生体サンプル判別用プレートに形成される流路パターンの別の例を示す 図である。
[0296] 図 24に示す流路パターンは、前記実施の形態 1において示した流路パターン 110 における緩衝液注入部 123と、内周流路 116aとを削除し、前記実施の形態 1の流路 パターンでは負電極、正電極を挿入する電極挿入部 121, 122を、前記 DNAコンジ ュゲート溶液を注入する緩衝液挿入部としても用いるようにしたものである。
[0297] このように構成した場合、前記実施の形態 1において流路パターンと同様、より簡単 な流路で、精度よく且つ短時間で、 DNAサンプルの SNPsの有無を判別することが できる。
[0298] また、前記各実施の形態においては、緩衝剤注入部 123、内周流路 116a、電極 挿入部 111, 112、外周流路 116b、サンプル注入部 124、定量部 117aを含む第 2 の流路 117、サンプルプール 115などを含む流路パターン力 プレート 10上の同一 表面に形成されているとして記述したが、これらの注入部や流路の内、特に、内周流 路 116aと、外周流路 116bと、定量部 117aを含む第 2の流路 117とが、同一プレート において、プレート 10の表と裏とにそれぞれ形成されても良ぐまた、例えば、サンプ ル注入部 124と、緩衝液注入部 114とを別の面に形成するなどしてもよい。このように すれば、サンプルや緩衝剤をプレート 10に注入する際に、注入口の判別がしゃすく なり、誤って注入することを防止できる。
[0299] 以上のように、本実施の形態 5によれば、プレート 10上の定量部 Aにより DNAサン プルを一定量保持し、正電極挿入部 112と負電極挿入部 121と流路 116b、 Bによつ て電気泳動できるような構成とし、さらには電気泳動する流路 116bを円弧状としたこ とで、細胞や血液等力 特定の DNAを取り出した DNAサンプルを本生体サンプル 判別プレートにおいて測定する際に、極めて正確な検出結果を得ることが可能となる 産業上の利用可能性
[0300] 本発明の生体サンプル判別装置は、 DNAサンプル等の生体サンプルの判別を、 安価で、且つ簡便に行えるようにするものとして有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 緩衝剤が流入される第 1の流路と、その流路の一部に、前記第 1の流路とその一部 の流路を共通とし、一定量の生体サンプルを保持する定量部を含み、該定量部を含 む流路に前記生体サンプルが流入される第 2の流路と、を有する流路パターンが形 成されたプレートを備え、さらに、
該プレートの前記第 1の流路に前記緩衝剤を充填させ、前記定量部を含む前記第 2の流路に前記生体サンプルを充填させた後、該第 2の流路の定量部に一定量の生 体サンプルを残存させて、前記緩衝剤に生体サンプルを一定量だけ添加する充填 ユニットと、
前記定量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩衝剤中で移動させ、該緩 衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別する判別ユニットと、を備える、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[2] 請求項 1に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記プレートは、前記第 1の流路に連通する緩衝剤注入部と、前記第 2の流路に連 通するサンプル注入部と、前記第 2の流路にお ヽて前記サンプル注入部と連通する 空気孔を有しており、
前記充填ユニットは、
前記緩衝剤注入部に前記緩衝剤が注入され、前記サンプル注入部に前記サンプ ルが注入された前記プレートを回転させ、遠心力により前記緩衝剤注入部内の前記 緩衝剤を前記第 1の流路に流入させるとともに、前記サンプル注入部内の前記生体 サンプルを前記第 2の流路中の前記定量部に達しない第 1の流入位置まで流入させ 前記サンプル注入部を加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サンプルを、前記 第 1の流入位置から、該第 2の流路中の前記定量部を含む第 2の流入位置まで流入 させた後、
前記プレートを回転させ、遠心力により前記第 2の流路の定量部に一定量の生体 サンプルが残るように、前記第 2の流路内の前記生体サンプルを分離する、 ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[3] 請求項 1に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記プレートは、前記第 1の流路に連通する緩衝剤注入部と、前記第 2の流路に連 通するサンプル注入部と、前記第 2の流路にお ヽて前記サンプル注入部と連通する 空気孔を有しており、
前記充填ユニットは、
前記緩衝剤注入部に前記緩衝剤が注入され、前記サンプル注入部に前記サンプ ルが注入された前記プレートを回転させ、遠心力により前記緩衝剤注入部内の前記 緩衝剤を前記第 1の流路に流入させるとともに、前記サンプル注入部内の前記生体 サンプルを前記第 2の流路中の前記定量部に達しない第 1の流入位置まで流入させ 前記生体サンプルを加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サンプルを、前記第 1の流入位置から、該第 2の流路中の前記定量部を含む第 2の流入位置まで流入さ せた後、
前記空気孔から吸引して、前記定量部に前記一定量の生体サンプルが残るように 、前記第 2の流路内の生体サンプルを分離する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[4] 請求項 2または請求項 3に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記充填ユニットは、前記プレートを高速回転させるモータと、
前記第 2の流路を加圧、或いは吸引する圧力操作部とを備える、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[5] 請求項 2または請求項 3に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記充填ユニットを当該生体サンプル判別装置の下部に、前記判別ユニットを当 該装置の上部に設け、
前記プレートを、前記充填ユニットと前記判別ユニットとの間で上下移動させる昇降 ステージを備える、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[6] 請求項 5に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記判別ユニットは、当該装置の上部に設けられた天井板に、パネを介して懸架さ れる、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[7] 請求項 6に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記第 2の流路を加圧、或いは吸引する圧力操作部は、前記天井板にパネを介し て懸架される、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[8] 請求項 2または請求項 3に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記判別ユニットは、前記第 1の流路の温度をサーミスタで測定し、該測定結果に 応じて該第 1の流路を所定の温度になるよう制御するヒータを備え、
前記第 1の流路を前記ヒータで所定の温度にした後、前記緩衝剤中を移動する前 記生体サンプルを判別する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[9] 請求項 8に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記判別ユニットは、前記ヒータ及びサーミスタの代わりに、前記プレートに設けら れたヒータ及びサーミスタに、電圧を印加するヒータ接点ピン及びサーミスタ接点ピン を備える、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[10] 請求項 8に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記ヒータを、前記第 1の流路上に配置し、前記サーミスタを、該ヒータから、前記 第 1の流路と前記ヒータ間の距離だけ離れた位置に配置する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[11] 請求項 8に記載の生体サンプル判別装置において、
前記サーミスタを、前記第 1の流路上に配置し、前記ヒータを、該サーミスタから、前 記第 1の流路と前記サーミスタ間の距離だけ離れた位置に配置する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[12] 請求項 2または請求項 3に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記判別ユニットは、前記プレートに設けられた嵌合ピン孔に挿入される嵌合ピンと 、該判別ユニットを低速回転させる低速回転モータと、を備え、 該嵌合ピンで前記プレートを当該判別ユニットに嵌合して固定した後、該判別ュニ ットと共に前記プレートを前記低速回転モータで低速回転させ、該プレートの低速回 転中に、前記緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[13] 請求項 12に記載の生体サンプル判別装置において、
前記判別ユニットは、前記プレートに設けられた位置決めマークを検出する位置決 めマーク検出センサを備え、
前記低速回転モータで前記プレートを低速回転させて、該位置決めマーク検出セ ンサで前記プレートの嵌合ピン孔を検出して、該プレートの位置決めをした後、該嵌 合ピン孔に前記嵌合ピンを挿入する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[14] 請求項 2または請求項 3に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記判別ユニットは、正電極、負電極を備え、
前記充填ユニットが前記第 2の流路の前記定量部に一定量の生体サンプルが残る ように、前記第 2の流路内の前記生体サンプルを分離した後、前記第 1の流路中に 前記正電極及び負電極を挿入して、該正電極と負電極間に電圧を印加し、前記定 量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩衝剤中で電気泳動によって移動 させ、該緩衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[15] 請求項 14に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記プレートに、前記正電極、負電極を洗浄する洗浄領域を設け、
前記充填ユニットが前記第 2の流路の前記定量部に一定量の生体サンプルが残る ように、前記第 2の流路内の前記生体サンプルを分離した後、前記正電極及び負電 極を前記洗浄領域で洗浄し、該正電極及び負電極を前記第 1の流路中に挿入する ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[16] 請求項 14に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記判別ユニットは、前記正電極及び負電極の代わりに、前記プレートに設けられ た正電極及び負電極に、電圧を印加する 2本の電極接点ピンを備える、 ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[17] 請求項 14に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記生体サンプルは、 DNAサンプルであり、
前記緩衝剤は、該 DNAサンプルに含まれる検出対象である目的 DNAに水素結 合可能な塩基配列を結合したリニアポリマー力もなる分離用 DNAコンジュゲートと、 DNA結合制御剤と pH緩衝剤とを含むものである、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[18] 請求項 1に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
当該装置内の上昇した温度を冷却する冷却ファンを設け、
該冷却ファンの空気取り入れ口に、当該装置外部力 入射される光を遮断する光 遮断部を設ける、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[19] 請求項 18に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記光遮断部は、多孔質膜からなる、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[20] 請求項 18に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記光遮断部は、 L字形状もしくはクランク形状の邪魔板力 なる、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[21] 請求項 2または請求項 3に記載の生体サンプル判別装置にぉ 、て、
前記判別ユニットは、前記第 1の流路に充填された前記緩衝剤の蛍光度あるいは 吸光度を検出する光学検出部を備え、
該光学検出部の検出結果に基づいて、前記緩衝剤中を移動する前記生体サンプ ルを判別する、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[22] 請求項 21に記載の生体サンプル判別装置にお 、て、
前記光学検出部は、前記プレートを上下移動させる昇降ステージ上に設けられて おり、 該昇降ステージ上に、前記プレートと該昇降ステージとの距離を測定し、該測定結 果が一定になるよう調整する高さ調整部を備える、
ことを特徴とする生体サンプル判別装置。
[23] 緩衝剤中を移動する生体サンプルを検出して、生体サンプルを判別する生体サン プル判別方法において、
前記緩衝剤が流入する第 1の流路と、その流路の一部に、前記第 1の流路の一部 その流路を共通にし、一定量の生体サンプルを保持する定量部を含み、該定量部を 含む流路に前記生体サンプルが流入される第 2の流路と、を有する流路パターンが 形成されたプレートを用い、
前記第 1の流路に前記緩衝剤を充填させ、
前記定量部を含む第 2の流路に前記生体サンプルを充填させた後、
該第 2の流路の定量部に一定量の生体サンプルを残存させて、前記緩衝剤に生体 サンプルを一定量だけ添加し、
該一定量の生体サンプルを前記緩衝剤中で移動させ、前記緩衝剤中を移動する 前記生体サンプルを判別する、
ことを特徴とする生体サンプル判別方法。
[24] 請求項 23に記載の生体サンプル判別方法にぉ 、て、
前記緩衝剤が注入される前記第 1の流路と、前記定量部を含む前記生体サンプル が注入される前記第 2の流路と、該第 2の流路にお 、て前記生体サンプルを注入す るサンプル注入部に連通する空気孔と、を有する流路パターンが形成されたプレート を高速回転させて、遠心力により、前記第 1の流路に前記緩衝剤を流入させ充填さ せると共に、該第 2の流路中の前記定量部に達しない第 1の流入位置まで前記生体 サンプルを流入させ、
前記第 2の流路のサンプル注入部を加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サン プルを、前記第 1の流入位置から、該第 2の流路の前記定量部を含む第 2の流入位 置まで流入させ充填させた後、
前記プレートを高速回転させ、遠心力により前記第 2の流路の定量部に一定量の 生体サンプルが残るように、前記第 2の流路内の生体サンプルを分離し、 前記第 1の流路を一定温度にした後、
前記定量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩衝剤中で移動させ、該緩 衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別する、
ことを特徴とする生体サンプル判別方法。
[25] 請求項 23に記載の生体サンプル判別方法にぉ 、て、
前記緩衝剤が注入される前記第 1の流路と、前記定量部を含む前記生体サンプル が注入される前記第 2の流路と、該第 2の流路にお 、て前記生体サンプルを注入す るサンプル注入部に連通する空気孔と、を有する流路パターンが形成されたプレート を高速回転させて、遠心力により、前記第 1の流路に前記緩衝剤を流入させ充填さ せると共に、該第 2の流路中の前記定量部に達しない第 1の流入位置まで前記生体 サンプルを流入させ、
前記第 2の流路のサンプル注入部を加圧して、前記第 2の流路中の前記生体サン プルを、前記第 1の流入位置から、該第 2の流路の前記定量部を含む第 2の流入位 置まで流入させ充填させた後、
該第 2の流路の空気孔力 吸引して、前記第 2の流路の定量部に一定量の生体サ ンプルが残るように、前記第 2の流路内の生体サンプルを分離し、
前記第 1の流路を一定温度にした後、
前記定量部に保持した一定量の生体サンプルを、前記緩衝剤中で移動させ、該緩 衝剤中を移動する前記生体サンプルを判別する、
ことを特徴とする生体サンプル判別方法。
[26] 生体サンプルの判別を行なうためのプレートであって、
前記生体サンプルと反応する緩衝剤を当該プレートへ注入するための緩衝剤注入 部と、
前記緩衝剤注入部に接続された第 1の流路と、
前記生体サンプルを当該プレートへ注入するためのサンプル注入部と、 前記サンプル注入部に接続された第 2の流路と、を含むパターン流路を備え、 前記第 2の流路は、その流路の一部に前記第 1の流路に供給する生体サンプルを 一定量保持する定量部を含み、前記第 1の流路と前記第 2の流路とは前記定量部を 介して接続されている、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[27] 請求項 26に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1の流路と前記第 2の流路とが前記定量部を介して平行に接している、 ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[28] 請求項 26に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1の流路中に、正および負の電極部もしくは、正電極、負電極が挿入される 第 1、第 2の電極挿入部が設けられている、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[29] 請求項 26に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記緩衝剤注入部を第 1の流路の両端に設け、前記サンプル注入部と連通する空 気孔を第 2の流路に設ける、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[30] 請求項 26に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記緩衝剤注入部に前記緩衝剤を注入し、前記サンプル注入部に前記生体サン プルを注入した後、
第 1の工程において、前記緩衝剤注入部より注入された緩衝剤が第 1の流路に充 填され、
第 2の工程にぉ ヽて、前記サンプル注入部より注入された生体サンプルが前記定 量部を含む第 2の流路に充填された後、
第 3の工程において、前記第 2の流路内の前記生体サンプルを分離して、前記生 体サンプルを定量部に一定量残存させ、
第 4の工程において、該残存させた一定量の生体サンプルを前記第 1の流路の緩 衝剤中で移動させる、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[31] 請求項 30に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、
前記第 1の工程が、加圧、吸引もしくは毛細管現象により、前記緩衝剤を前記第 1 の流路へ充填するものである、 ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[32] 請求項 30に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 2の工程が、加圧、吸引もしくは毛細管現象により、前記生体サンプルを前 記定量部を含む前記第 2の流路に充填するものである、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[33] 緩衝剤中を移動する生体サンプルを検出して、生体サンプルを判別する生体サン プル判別用プレートであって、
前記緩衝剤がその一部に注入され、当該プレートを高速回転させると該緩衝剤が 充填される第 1の流路と、
その流路の一部に、前記第 1の流路とその流路の一部を共通とし、一定量の前記 生体サンプルを保持する定量部を含み、当該プレートを高速回転させると前記生体 サンプルが前記定量部に達しな!/、第 1の流入位置まで流入され、当該プレートをカロ 圧させると、該第 2の流路中の生体サンプルが前記第 1の流入位置から前記定量部 を含む第 2の流入位置まで流入される第 2の流路と、を有する流路パターンを備える ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[34] 請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1の流路の一部に、負電極、正電極が挿入される第 1、第 2の電極挿入部を 備える、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[35] 請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1の流路は、当該生体サンプル判別用プレートの中心を円心とした円の円 周方向に伸びる弧状流路の内周側である内周流路と、外周側にある外周流路と、該 内周流路と外周流路のそれぞれの両端を接続する前記円心から放射方向に伸びる 放射流路とで周回形状を有する流路からなり、
前記第 2の流路は、前記内周流路と前記外周流路間に位置する前記弧状流路と、 その弧状流路一部に設けられたコの字形状の流路と、からなり、
前記定量部は、前記外周流路の一部と、前記第 2の流路の前記コの字形状を有す る流路の一部とが平行に接してなる、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[36] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記緩衝剤が注入され、第 1の流路に連通する前記緩衝剤注入部が、前記第 1の 流路の内周側に位置する、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[37] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記生体サンプルが注入され、前記第 2の流路に連通するサンプル注入部が、前 記第 2の流路の内周側に位置する、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[38] 請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1、第 2の電極挿入部は、前記第 1の流路の前記放射流路の一部に設けら れる、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[39] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1の流路の前記内周流路のほぼ中央に、前記緩衝剤を注入する緩衝剤注 入部を設ける、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[40] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記緩衝剤を第 1の流路に充填させた際、該緩衝剤は、前記第 1の流路のうちの、 前記外周流路及び前記第 1、第 2の電極挿入部に充填される、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[41] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにおいて、
前記内周流路の前記弧状流路は、該流路が円弧上から前記外周流路側にすこし ずれた楕円円弧上にある、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[42] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記内周流路の流路幅は、前記外周流路の流路幅より広い、 ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[43] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記外周流路は、前記第 1の電極挿入部から前記定量部までの流路の長さと、前 記第 2の電極挿入部から該定量部までの流路の長さとの差を調整する流路長調整 部を有する、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[44] 請求項 35に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 2の流路の一端に、前記生体サンプルを注入するサンプル注入部を設け、 そのもう一端に、前記第 2の流路に前記生体サンプルを充填する際に、前記サンプ ル注入部から注入された前記生体サンプルを保持するサンプルプールを設ける、 ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[45] 請求項 28または請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1の流路の上部に、該第 1の流路を加熱するヒータ及び該第 1の流路の温 度を測定するサーミスタを設け、
前記第 1、第 2の電極挿入部中に、正電極及び負電極を設ける、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[46] 請求項 28または請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1、第 2の電極挿入部は、空気孔を有する、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[47] 請求項 44に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記サンプルプールは、空気孔を有する、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[48] 請求項 26または請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記生体サンプルは DNAサンプルであり、前記緩衝剤は、該 DNAサンプルに含 まれる検出対象である目的 DNAに、水素結合可能な塩基配列を結合したリニアポリ マーカゝらなる分離用 DNAコンジュゲートと、 DNA結合制御剤と pH緩衝剤とを含むも のである、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[49] 請求項 28または請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、 前記第 1、第 2の電極挿入部に、前記正電極、負電極を挿入するための電極挿入 口を設け、
該電極挿入口には、カバーフィルムを貼る、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[50] 請求項 26または請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお ヽて、
当該生体サンプル判別用プレート上に、前記流路パターンを複数個形成する、 ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[51] 請求項 28または請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
当該生体サンプル判別用プレートに、前記正電極、負電極を洗浄する洗浄領域を 設け、
前記正電極、負電極を前記洗浄領域で洗浄した後、該正電極と負電極を前記第 1 の流路に挿入する、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[52] 請求項 28または請求項 34に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記緩衝剤注入部を前記第 1の流路の両端に設け、該緩衝剤注入部を前記電極部 もしくは前記電極挿入部としても用いる、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[53] 請求項 26または請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお ヽて、
前記第 1の流路及び前記第 2の流路が、前記プレート表面に形成された溝と、前記プ レート表面を覆うフィルムとによって形成されている、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[54] 請求項 26または請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお 、て、
前記第 1の流路及び前記第 2の流路が、前記プレートの同一表面に形成されている ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
[55] 請求項 26または請求項 33に記載の生体サンプル判別用プレートにお ヽて、
前記第 1の流路と前記第 2の流路とが、前記プレートの異なる表面に形成されてい る、
ことを特徴とする生体サンプル判別用プレート。
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