WO2016047561A1

WO2016047561A1 - 核酸検査装置

Info

Publication number: WO2016047561A1
Application number: PCT/JP2015/076532
Authority: WO
Inventors: 徹也桑原; 岡田　純; 海野　洋敬; 真之湯本; 豊村野
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2016-03-31

Abstract

【課題】作業者の手を煩わせることなく、短時間で精度よく核酸検査を行うことが可能な核酸検査装置を提供することである。【解決手段】本実施形態による核酸検査装置が装着する核酸検出デバイスは保存部が少なくとも検体サンプルを保存する。増幅部が保存部に保存された検体サンプルに含まれる核酸を増幅する。第１流路は保存部から増幅部まで検体サンプルを移動させる。検出部は増幅部で核酸増幅された検体サンプルに含まれる核酸を検出する。第２流路は増幅部から検出部まで検体サンプルを移動させる。核酸検査装置は、第１開閉部が第１流路を開閉する。第２開閉部が第２流路を開閉する。加熱部が増幅部を加熱する。制御部が、第１及び第２開閉部を予め決められた順序で開閉するよう制御し、第１及び第２開閉部の開閉動作に連動し増幅部を加熱するよう加熱部を制御する。

Description

核酸検査装置

　本発明の実施形態は、核酸検査装置に関する。

　この種の検査装置としては、電流検出型ＤＮＡチップを使用したものが知られている。この電流検出型ＤＮＡチップは、基板上に設けられた複数の電極上に既知の塩基配列を有するＤＮＡプローブを少なくとも１個配置し、このＤＮＡプローブと検査対象に含まれるＤＮＡとが結合した場合に流れる電流を検出して、検査対象に含まれるＤＮＡの種類を特定するものである。

　しかし、従来の電流検出型ＤＮＡチップにおいては、基板上に設けられる電極の個数が少なく、検出可能な遺伝子数が少なかった。

　また、上述した電流検出によるＤＮＡ検査を行う前に、検査対象に含まれるＤＮＡの増幅処理を行わなければならない。従来は、別の容器で核酸増幅を行った後に、容器を移し替えてＤＮＡ検査を行っており、作業者の手間がかかり、ＤＮＡ検査を短時間で行えないという問題があった。

　本発明が解決しようとする課題は、作業者の手を煩わせることなく、短時間で精度よく核酸検査を行うことが可能な核酸検査装置を提供することである。

　本実施形態による核酸検査装置が装着する核酸検出デバイスは保存部が少なくとも検体サンプルを保存する。増幅部が保存部に保存された検体サンプルに含まれる核酸を増幅する。第１流路は保存部から増幅部まで検体サンプルを移動させる。検出部は増幅部で核酸増幅された検体サンプルに含まれる核酸を検出する。第２流路は増幅部から検出部まで検体サンプルを移動させる。
　核酸検査装置は、第１開閉部が第１流路を開閉する。第２開閉部が第２流路を開閉する。加熱部が増幅部を加熱する。制御部が、第１及び第２開閉部を予め決められた順序で開閉するよう制御し、第１及び第２開閉部の開閉動作に連動し増幅部を加熱するよう加熱部を制御する。

一実施形態による核酸検査装置を備えた核酸検査システムの外観図、核酸検査装置のユニット構成図、核酸検査装置に設けられるトレイの開閉を示す図。情報処理装置の表示画面に表示されるＧＵＩ画面の一例を示す図。図３（ａ）乃至（ｃ）は、ＤＮＡプローブと検査するＤＮＡが相補的であることを説明する図。図４（ａ）乃至４（ｄ）は塩基配列検出チップを説明する図。図５（ａ）、５（ｂ）は塩基配列検出チップから検出される酸化電流の測定結果の一例を示す波形図。核酸検査カードの外観図。核酸検査カードの構成を示す斜視図。４つのシリンジの構成を示す斜視図。核酸検査カードの流路モデルを示す図。バルブＮＯＶの断面図。ＮＣバルブの構造を示す図。核酸検査カードの流路モデルを示す図。増幅流路の詳細な構造を示す平面図。三電極法を用いて電流検出を行う塩基配列検出チップの断面図。塩基配列検出チップの電流検出系の一例を示す図。ＤＮＡチップの詳細な構造を示す平面図。第１実施形態に係る作用電極群における作用電極の形状および配列の一例を示す図。図１８（ａ）、１８（ｂ）はそれぞれ第１実施形態および比較例に係る作用電極群における作用電極の形状および配列を示す図。第１実施形態に係る作用電極群における作用電極の形状および配列の他の例を示す図。気泡ができる要因を説明する図。流路幅と気泡の到達位置との関係を示す図。流路が形成された第１実施形態の塩基配列検出チップを示す平面図。一実施形態による核酸検査装置の制御系のブロック図。核酸検査装置内の筐体ファンによる空気流路の図。ヒータとペルチェ素子の外観図。５つのモータとこれらモータにより駆動されるシリンジロッド、ＮＣＶロッド，ＮＯＶロッド，温調支持体，プローブ支持体との配置場所を示す平面図。ラックギアの断面図。シリンジ軸モータにより駆動されるシリンジロッドを示す平面図。ポンチの斜視図。（ａ）と２２（ｂ）はポンチの幅を変えてシリンジに押しつけた例を示す図。シリンジの位置ズレとシリンジからの送液量との関係を示す図。シリンジロッドをテーパ構造にした図。ＮＣＶ軸モータにより駆動されるＮＣＶロッドを示す平面図。（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はフォーク部の先端形状を示す図。ＮＯＶ軸モータにより駆動されるＮＯＶロッドを示す平面図。（ａ）と（ｂ）はヒータ・ペルチェ軸モータにより駆動される温調支持体を示す平面図と斜視図。（ａ）と（ｂ）はプローブ軸モータにより駆動されるプローブ支持体を示す平面図と斜視図。位置決め用のピンの構造を示す図。制御部による各モータの駆動シーケンスの一例を示すフローチャート。核酸検査カード上の液体の移動状態を示す図。核酸検査装置の制御系のブロック図。本実施形態による情報処理装置の自己診断に関連する機能ブロック図。自己診断結果の表示画面例を示す図。ユーザが自己診断の項目を任意に選択する診断画面の表示例を示す図。情報処理装置が電源起動時に自動的に行う自己診断処理の一例を示す図。

　以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。以下の実施形態では、核酸検査装置内の特徴的な構成および動作を中心に説明するが、核酸検査装置には以下の説明で省略した構成および動作が存在しうる。ただし、これらの省略した構成および動作も本実施形態の範囲に含まれるものである。

　（全体構成）
　図１（ａ）は本実施形態による核酸検査装置を備えた核酸検査システムの外観図、図１（ｂ）は核酸検査装置のユニット構成図、図１（ｃ）は核酸検査装置に設けられるトレイの開閉を示す図である。図１（ａ）に示すように、核酸検査システム１００は、核酸検査装置１１０と情報処理装置１５０とを備えている。核酸検査装置１１０は、後述するように、検体サンプルに含まれる核酸を検査するためのものである。情報処理装置１５０は、核酸検査装置１１０に対して検査条件や検査開始を指示したり、核酸検査装置１１０による検査結果の分析や表示を行うものである。

　本実施形態による核酸検査装置１１０は、複数の検体サンプルを一度に検査できることを特徴としている。図１（ｂ）の例では、４種類の検体サンプルを一度に検査できるように、４つの検査ユニット１，２，３，４と、制御基板１５と、を備えている。各検査ユニット１，２，３，４は個別独立に制御基板１５の制御に基づいて動作し、各検査ユニット１，２，３，４ではそれぞれ別個の検体サンプルの核酸検査を別個のタイミングで行うことができる。

　個々の検体サンプルは、後述するように、着脱可能な核酸検査カード（核酸検出デバイス）７００に入れられた状態で、開閉口１０１，１０２，１０３，１０４を介して核酸検査装置１１０から出し入れされる。出し入れを容易にするために、図１（ｃ）に示すようなトレイ１１４（装着部）を検査ユニット１，２，３，４ごとに設けており、これらのトレイ１１１，１１２，１１３、１１４に核酸検査カード７００をそれぞれ置くと、後は自動的に核酸増幅と核酸検査を行うことができる。

　本実施形態による核酸検査装置１１０は、それ自体では、設定入力機能と表示機能を持たない。よって、核酸検査装置１１０の小型化と装置コストの削減を図ることができる。核酸検査装置１１０に対する設定入力と核酸検査結果の分析等は、核酸検査装置１１０に接続される情報処理装置１５０で行う。情報処理装置１５０は、市販のＰＣなどの汎用的なコンピュータで構成可能なため、安価なコストで導入可能であり、また保守費用もそれほどかからない。核酸検査装置１１０と情報処理装置１５０とは、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの汎用的な通信インタフェースで各種情報の送受を行う。このように、核酸検査装置１１０と情報処理装置１５０とで核酸検査システムを構築することで、核酸検査装置１１０の保守管理を容易にするとともに、核酸検査装置１１０への設定入力と検査結果の分析および表示とを行いやすくしている。

　図２は情報処理装置１５０の表示画面に表示されるＧＵＩ画面の一例を示す図である。図２のＧＵＩ画面２０１、２０２，２０３、２０４には、４つの検査ユニットの設定入力項目がそれぞれ表示されている。このＧＵＩ画面２０１、２０２，２０３、２０４に従って、各検査ユニット１，２，３，４ごとに、各検体サンプルに関する各種情報を入力することができる。入力した各種情報は、必要に応じて、情報処理装置１５０から核酸検査装置１１０に伝送されて、核酸検査装置１１０内に設定される。例えば、このＧＵＩ画面内２０１、２０２，２０３、２０４には、各検査ユニット１，２，３，４を使用して核酸検査を行うときに選択する選択ボタン２１１，２１２，２１３、２１４と、検査開始を指示する検査開始ボタン２２１，２２２、２２３、２２４と、核酸検査装置１１０での検査の進捗状況を表示する表示領域２３１，２３２、２３３、２３４とが設けられている。情報処理装置１５０と核酸検査装置１１０は、有線または無線により、各種情報の送受を行っており、選択ボタン２１１，２１２，２１３、２１４や検査開始ボタン２２１，２２２、２２３、２２４を選択した情報は瞬時に核酸検査装置１１０に送信され、核酸検査装置１１０での検査進捗情報は定期的に核酸検査装置１１０から情報処理装置１５０に送信される。

　情報処理装置１５０の表示画面に表示されるＧＵＩ画面２０１、２０２，２０３、２０４は、ソフトウェアにより任意に変更可能である。よって、図２のＧＵＩ画面２０１、２０２，２０３、２０４は、一例に過ぎない。ソフトウェアの更新により、ユーザにとって使いやすいＧＵＩ画面を提供できるとともに、新たな種類の核酸検査にも容易に対応可能となる。

　（核酸検査の基本原理）
　本実施形態による核酸検査装置１１０について詳細に説明する前に、本実施形態が採用する核酸検査の基本原理について説明する。

　ＤＮＡは、Ａ（アデニン）、Ｔ（チミン）、Ｇ（グアニン）、Ｃ（シトシン）の４つの塩基の配列からなる鎖が２つ結合した二本鎖構造である。二本鎖構造では、塩基Ａと塩基Ｔ、および塩基Ｇと塩基Ｃという特定の組み合わせで結合する。ＤＮＡの断片は簡単に合成できるので、ＤＮＡチップ５００では、配列がわかっている一本鎖の塩基配列をプローブとして電極上に固定する。検体サンプルのＤＮＡも一本鎖にし、電極上に固定されたＤＮＡプローブと反応させる。検体サンプルのＤＮＡの配列がＤＮＡプローブの配列と相補的であれば、結合して二本鎖になる。例えば、図３（ａ）に示すようにＤＮＡプローブがＴＡＧＡＣの順序で配列されているときに、検体サンプルのＤＮＡがＡＴＣＴＧの順序で配列されていれば（図３（ｂ））、配列は互いに相補的であるため、図３（ｃ）に示すこれらの一本鎖のＤＮＡが結合して二本鎖になる。このように、検体サンプルの塩基配列が、相補的なＤＮＡプローブの塩基配列と結合して二本鎖になることをハイブリダイゼーションという。

　図４（ａ）に示すように、ＤＮＡチップ５００は、例えばガラスまたはシリコンからなる基板５１０上に複数の電極５２０を離間して配置し、各電極５２０上に異なる配列のＤＮＡプローブ５３０を固定したものである。このＤＮＡチップ５００上に、核酸増幅した検体サンプルを流す。このとき、検体サンプル中の塩基配列と相補的な塩基配列を有するＤＮＡプローブ５３０がＤＮＡチップ５００上に存在すれば、両者は結合してハイブリダイゼーションが生じ、二本鎖ＤＮＡが生成される（図４（ｂ）、（ｃ））。一方、検体サンプル中の塩基配列と相補的な塩基配列を有するＤＮＡプローブが存在しない場合は、ハイブリダイゼーションは生じない。その後、ＤＮＡチップ５００を洗浄し、挿入剤５５０を含む試薬（溶液）をＤＮＡチップ５００上に流す。すると、ハイブリダイゼーションが生じた二本鎖のＤＮＡプローブ５３０に挿入剤５５０が結合する。この状態でＤＮＡチップ５００に電圧を印加すると、ハイブリダイゼーションが生じた二本鎖のＤＮＡプローブ５３０が固定された電極５２０に、挿入剤５５０の酸化電流が流れる（図４（ｄ））。

　この酸化電流、すなわちハイブリダイゼーションが生じた電極からの信号の一例を図５（ａ）に示し、ハイブリダイゼーションが生じない電極からの信号の一例を図５（ｂ）に示す。図５（ａ）からわかるように、ＤＮＡチップ５００に印加する電圧を増加していくと、５００ｍＶ程度の電圧で酸化電流が急に大きく上昇している。これに対して、ハイブリダイゼーションが生じない電極からの信号値は、ＤＮＡチップ５００に印加する電圧が５００ｍＶ程度になると若干上昇するが、図５（ａ）に示す場合に比べて上昇度は小さい。このように、どの電極から電流が検出されたかを判別することにより、検体サンプルのＤＮＡの配列を把握できる。

　本実施形態による核酸検査装置１１０は、上述した基本原理に従って、ＤＮＡチップ５００上の電極に流れる酸化電流の有無を検出し、検体サンプルのＤＮＡを検査する。

　なお、本実施形態が対象とする検体サンプルの核酸検査は、必ずしもＤＮＡ（デオキシリボ核酸）だけには限定されない。ＲＮＡ（リボ核酸）、その他のオリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチドなどの種々の核酸の検査にも適用可能である。ただし、以下の説明では、検体サンプル中のＤＮＡを検査する例を説明する。

　（核酸検査カード）
　本実施形態による核酸検査装置１１０では、着脱可能な核酸検査カード７００の中に検体サンプルを入れて、核酸検査装置１１０で検査を行う。

　図６は核酸検査カード７００の外観図である。核酸検査カード７００は、着脱可能な薄型の矩形体であり、キャップ７５０と、カバー７４０と、上プレート７３０と、パッキン７２０と、ＤＮＡチップ５００と、下プレート７１０とで構成されている。このうち、キャップ７５０、カバー７４０、上プレート７３０および下プレート７１０は、ＰＣ（ポリカーボネート）等の硬質の樹脂部材で形成され、パッキン７２０はエラストマ等の弾力性のある樹脂部材で形成され、ＤＮＡチップ５００はガラス等の透明基材で形成されている。

　このように、わずか６部品で核酸検査カード７００を構成できるため、材料費と組立工数を削減でき、核酸検査カード７００を安価に提供できる。特に、本実施形態による核酸検査カード７００は、使い捨てを前提としているため、低価格で提供できることは大きな利点である。

　図７は核酸検査カード７００の組立手順を説明する図である。下プレート７１０の上にＤＮＡチップ５００が配置され、その上にパッキン７２０が配置される。下プレート７１０には、図８（ａ）に示すように４つのシリンジの場所に対応づけて４つの凹部７１１Ｃ１、７１１Ｃ２、７１１Ｃ３、７１１Ｃ４が一体成形されており、また、パッキン７２０には、図８（ｂ）に示すように４つのシリンジの場所に対応づけて４つのドーム状の凸部７２１Ｃ１、７２１Ｃ２、７２１Ｃ３、７２１Ｃ４が一体成形されている。下プレート７１０の上にパッキン７２０を取り付けると、図８（ｃ）に示すように、凹部と凸部が対向配置されて、保存部としての４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４が形成される。これらシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４には、後述するように、検体サンプルや洗浄液等が個別に収納される。

　また、下プレート７１０には、図７および図８（ａ）に示すように、シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４からＤＮＡチップ５００の方向に、液体が流れる流路となる溝が形成されている。また、パッキン７２０にも、下プレート７１０の溝位置に合わせて、溝が形成されている。よって、下プレート７１０にパッキン７２０を取り付けると、対向配置された溝同士によって、流路が形成される。また、下プレート７１０に取り付けられるＤＮＡチップ５００の上面は平坦面であるが、パッキン７２０のＤＮＡチップ５００との対向位置には、溝が形成されており、下プレート７１０にパッキン７２０を取り付けると、ＤＮＡチップ５００上に検査流路（検査部）７１２が形成される。この検査流路７１２は、下プレート７１０の溝とパッキン７２０の溝とで形成される流路と繋がるようになっている。

　次に、下プレート７１０の上に上プレート７３０が取り付けられる。上プレート７３０の一部は、核酸検査カード７００の外側表面となる。図６及ぶ図７に示すように上プレート７３０には、ＤＮＡチップ５００の電極の位置に合わせて、２つの貫通孔７７１，７７２が設けられている。これら貫通孔７７１，７７２は、電流プローブ１８６を上方から挿入して、ＤＮＡチップ５００上の電極に接触させるために用いられる。

　また、上プレート７３０には、核酸検査カード７００の増幅流路（増幅部）７１０ｆをそれに繋がる流路から遮断するためのＮＯ（Ｎｏｒｍａｌｌｙ　Ｏｐｅｎ）バルブ７１０ａ１、７１０ａ２用の２つの貫通孔７６１，７６２が設けられている。これら貫通孔７６１，７６２は、ＮＯＶロッド２４の第３ロッド２４１（第３開閉部），２４３（第２開閉部）を挿入して、ＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２の開閉を行うために用いられる。

　次に、上プレート７３０の一部を覆うようにカバー７４０が取り付けられる。図６及ぶ図７に示すように上プレート７３０とカバー７４０には、４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４の位置に合わせて、４つの貫通孔７８１，７８２，７８３、７８４が設けられている。これら貫通孔７８１，７８２，７８３、７８４は、上方からシリンジロッド２０の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４を挿入して、シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４内の液体を流路に押し出すために用いられる。

　また、上プレート７３０とカバー７４０には、４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４の注入口の位置に合わせて、４つの貫通孔７２０ｄ１、７２０ｄ２、７２０ｄ３、７２０ｄ４が設けられている。これら貫通孔７２０ｄ１、７２０ｄ２、７２０ｄ３、７２０ｄ４を介して、４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４に液体が注入される。より具体的には、検体サンプルと、第１洗浄液と、挿入剤、第２洗浄液と、とがそれぞれ別個の注入口７１０ｄ１、７１０ｄ２、７１０ｄ３、７１０ｄ４を介して各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４に注入される。ここで、検体サンプルは、例えば、酵素、デオキシリボヌクレオチド３リン酸（ｄＮＴＰ）、界面活性剤、塩化マグネシウム、硫酸アンモニウムのいずれか一つを含む液体である。また、洗浄液１は、例えば、クエン酸ナトリウム、又は塩化ナトリウムを含む液体である。また、挿入剤は、例えば、ヘキスト３３２５８（Ｈｏｅｃｈｓｔ３３２５８）を含む液体である。また、洗浄液２は、例えば、クエン酸ナトリウム、又は塩化ナトリウムを含む液体である。

　さらに、上プレート７３０とカバー７４０には、４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４と、各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４に繋がる流路とを遮断する４つのＮＣ（Ｎｏｒｍａｌｌｙ　Ｃｌｏｓｅ）バルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４用の貫通孔７１０ｈ１、７１０ｈ２、７１０ｈ３、７１０ｈ４が設けられている。これら貫通孔７１０ｈ１、７１０ｈ２、７１０ｈ３、７１０ｈ４は、ＮＣＶロッド２３の第２ロッド２２１（第１開閉部），２２２（第４開閉部），２２３（第５開閉部），２２４（第６開閉部）を挿入して、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４の開閉を行うために用いられる。

　次に、カバー７４０の切り欠き部にキャップ７５０がヒンジにより取り付けられ、これにより核酸検査カード７００が完成する。キャップ７５０を設けたのは、検体サンプルをユーザ自身で注入口７１０ｄ１から入れられるようにしたためである。検体サンプル以外の第１洗浄液、第２洗浄液および挿入剤は、予め核酸検査カード７００を製造する段階で対応するシリンジに注入されており、ユーザが事後的に注入するのは検体サンプルだけである。よって、検体サンプルの注入口７１０ｄ１を覆うキャップ７５０が設けられている。

　このように、本実施形態による核酸検査カード７００は、検体サンプルなどを個別に収納する複数のシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４と、核酸増幅を行う増幅流路７１０ｆと、ＤＮＡ検査を行う検査流路７１２とを備えており、検体サンプルや試薬等を移し替えなくても、一つのカードで、核酸増幅とＤＮＡ検査を行うことができることから、ＤＮＡ検査の自動化が可能となる。

　図９は核酸検査カード７００からキャップ、カバー７４０および上プレート７３０を外した状態を示す平面図である。図９に示すように、矩形状の核酸検査カード７００の長手方向片側に、短手方向に沿って４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４が配置されている。左端のシリンジ（第１保存室）７１０Ｃ１は検体サンプルを収納する。左端から２番目のシリンジ（第２保存室）７１０Ｃ２は第１洗浄液を収納する。右端から２番目のシリンジ（第４保存室）７１０Ｃ３は挿入剤を収納する。右端のシリンジ（第３保存室）７１０Ｃ４は第２洗浄液を収納する。

　各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４の脇には、各シリンジ内７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４に液体を注入するための注入口７１０ｄ１、７１０ｄ２、７１０ｄ３、７１０ｄ４と、各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４内の空気を排気するための排気孔７１０ｅ１、７１０ｅ２、７１０ｅ３、７１０ｅ４とが設けられている。

　核酸検査カード７００の長手方向中央部には、検体サンプル内の核酸を増幅させるための増幅流路７１０ｆが設けられている。増幅流路７１０ｆと検体サンプルを収納するシリンジ（７１０Ｃ１）とは、流路（第１流路）で繋がっている。この流路は途中で分岐しており、分岐した流路（第３流路）には第１洗浄液を収納するシリンジ（７１０Ｃ２）が繋がっている。また、増幅流路７１０ｆとＤＮＡチップ５００内の検査流路７１２とは流路（第２流路）でつながっている。　よって、増幅流路７１０ｆで核酸増幅した検体サンプルを、第１洗浄液により押し出すことができ、複雑なバルブ制御なしで、検体サンプルをＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２まで移動させることができる。

　また、第２流路は途中で分岐しており、この分岐した流路（第４流路）には、第２洗浄液を収納するシリンジ（７１０Ｃ４）が繋がっている。また、この流路（第４流路）は途中で分岐しており、この分岐した流路（第５流路）には挿入剤を収納するシリンジ（７１０Ｃ３）が繋がっている。　よって、検査流路７１２に溜まっている第２洗浄液を、挿入剤によって押し出すことができる。

　増幅流路７１０ｆの両端には、ＮＯバルブ７２０ａ１、７１２０ａ２が設けられている。ＮＯバルブ７２０ａ１、７１２０ａ２は、通常は開いており、増幅流路７１０ｆにつながる流路と増幅流路７１０ｆとの間を液体は自由に流れることができるようになっている。ＮＯバルブ７２０ａ１、７１２０ａ２を閉じると、増幅流路７１０ｆと、それに繋がる流路とが遮断され、増幅流路７１０ｆ内の液体が流路を通ってシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４に逆流したり、ＤＮＡチップ５００の検査流路７１２に流れるおそれがなくなる。本実施形態では、増幅流路７１０ｆで核酸増幅を行う最中は、ＮＯバルブ７２０ａ１、７２０ａ２を閉じるようにしている。これにより、核酸増幅した検体サンプルが、シリンジ（７１０Ｃ１）内の検体サンプルと混じり合わなくなる。

　図１０はＮＯバルブの構造を示す模式的な断面図である。下プレート７１０上に配置されるパッキン７２０は、ＮＯバルブ７２０ａ１の形成箇所がドーム状の凸部になっており、凸部の内部に流路が形成されている。この凸部を上方からシリンジロッド２５１で押しつけると、流路が閉じるようになっている。ＮＯバルブ７２０ａ２も同様に形成されている。

　図９に戻って、各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４と流路との接続箇所の近傍には、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４が設けられている。４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４があるため、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４も４つ設けられている。ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４は、通常は閉じており、各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４と、それに繋がる流路とは遮断している。ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４が開くと、各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４と流路とが繋がり、開いたＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４に対応するシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４内の液体が、それに繋がる流路に流れるようになる。

　図１１はＮＣバルブの構造を示す図であり、図１１（ａ）は斜視図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４は、カバー７４０で形成された片持ち梁であり、この片持ち梁の基端部はカバー７４０に支持され、片持ち梁の先端部は上下に可動可能となっており、かつ先端部は流路を閉じる方向に付勢されている。よって、通常は、流路は閉じている。この片持ち梁の先端部付近を下方から、ＮＣＶロッド２３の先端側のフォーク部２３１，２３２，２３３，２２４で押し上げることで、片持ち梁の先端部が持ち上がり、流路を開くことができる。

　図９に戻って、核酸検査カード７００の増幅流路７１０ｆを挟んで、４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４が配置された側と反対側には、短手方向に沿って、廃液タンク７１１ｇ１と、ＤＮＡチップ５００と、廃液タンク７１１ｇ２とが配置されている。増幅流路７１０ｆで核酸増幅された検体サンプルは、流路を通って、ＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に流れ込む。その後、検査流路７１２には第１洗浄液が流れ込むとともに、検査流路７１２の検体サンプルは廃液タンクに移動する。次に、第２洗浄液が検査流路７１２に流れ込むと、第１洗浄液は廃液タンクに移動し、さらに次に、挿入剤が検査流路７１２に流れ込むと、第２洗浄液は廃液タンクに移動する。

　図１２は核酸検査カード７００の流路モデルを示す図である。検体サンプル、第１洗浄液、挿入剤および第２洗浄液はそれぞれ、注入口７１０ｄ１、７１０ｄ２、７１０ｄ３、７１０ｄ４から注入されて、シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４に収納される。ＮＣバルブ７１０ｖ１が開くと、シリンジ（７１０Ｃ１）に収納されている検体サンプルは、流路を通って、増幅流路７１０ｆに到達する。ここで、ＮＯバルブ７２０ａ１、７１２０ａ２を閉じて、核酸増幅が行われる。その後、ＮＣバルブ７１０ｖ２とＮＯバルブ７２０ａ１、７１２０ａ２が開くと、シリンジ（７１０Ｃ２）に収納されている第１洗浄液は、増幅流路７１０ｆに到達する。今まで増幅流路７１０ｆに留まっていた検体サンプルは、第１洗浄液に押し出されるようにして、流路を通ってＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に到達する。その後、ＮＣバルブ７１０ｖ４が開くと、シリンジ（７１０Ｃ４）に収納されていた第２洗浄液は、流路を通ってＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に到達する。今まで、検査流路７１２に留まっていた検体サンプルは、廃液タンク７１１ｇ１，７１１ｇ２に移動する。その後、ＮＣバルブ７１０ｖ３が開くと、シリンジ７１０Ｃ３に収納されていた挿入剤は、流路を通ってＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に到達する。今まで、検査流路７１２に留まっていた第２洗浄液は、廃液タンク７１１ｇ１，７１１ｇ２に移動する。

　図１３は増幅流路７１０ｆの詳細な構造を示す平面図である。図１３に示すように、増幅流路７１０ｆは、液体がゆっくりと流れるように、蛇行している。核酸増幅には、例えばＬＡＭＰ（Loop-Mediated Isothermal Amplification）法が用いられる。増幅流路７１０ｆには、予め検体サンプル中の核酸の一部分に結合して増幅するプライマが配置されている。増幅流路７１０ｆに検体サンプルを流し込んで、所定の温度に加熱すると、わずか数十分で、核酸増幅を完了させることができる。核酸増幅による増幅産物の中には、ＤＮＡの二本鎖だけでなく、一本鎖も含まれている。後述するＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２では、核酸増幅で生成された一本鎖を用いて、電流検出を行う。

　なお、本実施形態による核酸増幅の手法は必ずしもＬＡＭＰ法には限定されない。ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）法などの種々の核酸増幅手法を用いてもよい。

　増幅流路７１０ｆには、等間隔で液体が一時的に溜まるウェルが複数設けられている。本発明者は、このような複数のウェルを設けることで、異なる複数のＤＮＡを増幅するマルチ増幅を行うことができることを初めて見出した。なお、本発明者が検討したところ、ウェル間の間隔は流路に沿って４ｍｍ以上が望ましいことがわかった。

　（電流検出）
　次に、ＤＮＡチップ５００の電流検出の一例について図１４および図１５を参照して説明する。この電流検出は、例えば三電極法を用いて行う。この三電極法が用いられるＤＮＡチップ５００においては、例えば図１４に示すように、基板５１０上に、作用電極５２０と、カウンタ電極５２２と、参照電極５２４とが設けられている。作用電極５２０、カウンタ電極５２２、および参照電極５２４は互いに離間して設けられる。作用電極５２０には同一の配列を有するＤＮＡプローブ５３０が少なくとも１個（図１４では３個）固定され、基板５１０上に設けられた端子Ｗと接続される。なお、説明を簡単にするために、作用電極５２０は１個しか示していないが、一般に複数個設けられる。カウンタ電極５２２は基板５１０上に設けられた端子Ｃに接続され、参照電極５２４は基板５１０上に設けられた端子Ｒに接続される。

　このように構成されたＤＮＡチップ５００の電流検出系の一例を図１５に示す。図１５に示す電流検出系６００は、カウンタ電極５２２の入力に対して参照電極５２４の電圧をフィードバックさせることにより、基板５１０内の電極および溶液などの各種条件の変動によらずに溶液中に所望の電圧を印加するポテンショスタットである。

　このポテンショスタット６００は、作用電極５２０に対する参照電極の電圧がある所定の特性に設定されるようにカウンタ電極５２２の電圧を変化させ、挿入剤による酸化電流を電気化学的に測定する。

　作用電極５２０は、ＤＮＡプローブ５３０が固定された電極で、ＤＮＡチップ（塩基配列検出チップ）５００内の反応電流を検出する電極である。カウンタ電極５２２は、作用電極５２０との間に所定の電圧を印加して塩基配列検出チップ内に電流を供給する電極である。参照電極５２４は、参照電極５２４と作用電極５２０との間の電圧を所定の電圧特性となるように制御するべく、この参照電極５２４の電圧をカウンタ電極５２２にフィードバックさせる電極である。これにより、カウンタ電極５２２による電圧が制御され、塩基配列検出チップ内の各種検出条件に左右されない精度の高い酸化電流の検出を行うことができる。

　電極間を流れる電流を検出するための電圧パターンを発生する電圧パターン発生回路６１０が配線６１２ｂを介して参照電極５２４の参照電圧制御用の反転増幅器６１２の反転入力端子に接続される。

　この電圧パターン発生回路６１０は、図示しない塩基配列検出制御装置の制御機構から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して電圧パターンを発生させる回路であり、ＤＡ変換器を備えている。

　配線６１２ｂには抵抗Ｒ_ｓが接続されている。反転増幅器６１２は、非反転入力端子が接地され、出力端子が配線６０２ａに接続されている。反転増幅器６１２の反転入力端子側の配線６１２ｂと出力端子側の配線６０２ａは配線６１２ａで接続されている。この配線６１２ａには、フィードバック抵抗Ｒ_ｆ’およびスイッチＳＷ_ｆからなる保護回路６２０が設けられている。

　配線６０２ａは端子Ｃに接続されている。端子Ｃは、ＤＮＡチップ５００上のカウンタ電極５２２に接続されている。カウンタ電極５２２が複数設けられている場合には、それぞれに対して並列に端子Ｃが接続される。これにより、１つの電圧パターンにより複数のカウンタ電極に同時に電圧を印加することができる。配線６０２ａには、端子Ｃへの電圧印加のオンオフ制御を行うスイッチＳＷ_０が設けられる。

　反転増幅器６１２に設けられた保護回路６２０により、カウンタ電極５２２に過剰な電圧が印加されない構成となっている。したがって、電流検出時に過剰な電圧がカウンタ電極に５２２に印加され、溶液が電気分解されてしまうことにより、所望の挿入剤の酸化電流の検出に影響を及ぼすことが無く、安定した測定を行うことが可能となる。

　端子Ｒは配線６０３ａにより電圧フォロア増幅器６１３の非反転入力端子に接続される。この電圧フォロア増幅器６１３の反転入力端子は、電圧フォロア増幅器６１３の出力端子に接続された配線６１３ｂと、配線６１３ａにより短絡している。配線６１３ｂには抵抗Ｒ_ｆが設けられており、この抵抗Ｒ_ｆは一端が配線５１３ｂに接続され、他端が抵抗Ｒ_ｓと、配線６１２ａと配線６１２ｂとの交点との間に接続される。これにより、電圧パターン発生回路６１０により生成される電圧パターンに、参照電極５２４の電圧をフィードバックさせた電圧反転増幅器６１２に入力させ、このような電圧を反転増幅した出力に基づきカウンタ電極５２２の電圧を制御する。

　端子Ｗは配線６０１ａによりトランス・インピーダンス増幅器６１１の反転入力端子に接続される。このトランス・インピーダンス増幅器６１１は、非反転入力端子が接地され、出力端子が配線６１１ｂに接続されるとともに配線６１１ａを介して反転入力端子に接続される。配線６１１ａには抵抗Ｒ_ｗが設けられている。このトランス・インピーダンス増幅器６１１の出力側の端子Ｏの電圧をＶ_ｗ、電流をＩ_ｗとすると、Ｖ_ｗ＝Ｉ_ｗ×Ｒ_ｗとなる。この端子Ｏから得られる電気化学信号は、図示しない塩基配列検出制御装置の制御機構に出力される。

　作用電極５２０は、複数個あるため、端子Ｗおよび端子Ｏは作用電極５２０のそれぞれに対応して複数個設けられる。複数の端子Ｏからの出力は後述する信号切換部により切り換えられ、ＡＤ変換されることにより、各作用電極からの電気化学信号をデジタル値として取得することができる。なお、端子Ｗおよび端子Ｏの間のトランス・インピーダンス増幅器６１１等の回路は、複数の作用電極で共有してもよい。この場合、配線６０１ａに複数の端子Ｗからの配線を切り換えるための信号切換部を備えればよい。

　このような構成のポテンショスタット６００を用いて、塩基配列検出チップの電流測定は、以下のように行われる。
　１．まず、ポテンショスタット６００を用いて作用電極５２０の電位を参照電極５２４の電位に対して一定にする。
　２．作用電極５２０は、この電極５２０上で挿入剤を電気分解する。
　３．作用電極５２０で電気分解を維持するために必要な電流は、カウンタ電極５２２から流れる電流Ｉｃである。
　４．このとき、ポテンショスタット６００は作用電極５２０とカウンタ電極５２２との間に流れる電流を正確に測定する。すなわち、参照電極５２４には電流はほとんど流れない。

　図１６はＤＮＡチップ５００の詳細な構造を示す平面図である。図１６に示すＤＮＡチップ５００は、固相基板５１０上に、４０組の作用電極群５２０_１～５２０_４０と、カウンタ電極５２２ａ、５２２ｂと、参照電極５２４とを備えている。カウンタ電極５２２ａ、５２２ｂはそれぞれ図面上でＣＥと表示され、参照電極５２４はＲＥと表示されている。固相基板５１０は、例えば、ガラス基板またはシリコン基板などである。

　４０組の作用電極群５２０_１～５２０_４０は、第１乃至第４の部分に分けられて配列される。第１の部分は１０組の作用電極群５２０_１～５２０_１０からなり、図面上で左から右に向かって配列される。第２の部分は、１０組の作用電極群５２０_１１～５２０_２０からなり、図面上で第１の部分の下方に配置されるとともに図面上で右から左に向かって配列される。第３の部分は、１０組の作用電極群５２０_２１～５２０_３０からなり、図面上で第２の部分の下方に配置されるとともに図面上で左から右に向かって配列される。第４の部分は、１０組の作用電極群５２０_３１～５２０_４０からなり、図面上で第３の部分の下方に配置されるとともに図面上で右から左に向かって配列される。

　各作用電極群５２０_ｉ（ｉ＝１，・・・，４０）は、離間して設けられる３つの作用電極を有しこれら作用電極には、同一のＤＮＡ配列を有するＤＮＡプローブが固定される。各作用電極は例えば金から形成される。

　カウンタ電極５２２ａはＵ字形状を有しており、このＵ字形状の一端が第１の部分の作用電極群５２０_１０に近接して配置され、Ｕ字形状の他端が第２の部分の作用電極群５２０_１１に近接して配置される。カウンタ電極５２２ｂはＵ字形状を有しており、このＵ字形状の一端が第３の部分の作用電極群５２０_３０に近接して配置され、Ｕ字形状の他端が第４の部分の作用電極群５２０_３１に近接して配置される。

　参照電極５２４は、Ｕ字形状を有しており、Ｕ字形状の一端が第２の部分の作用電極群５２０_２０に近接して配置され、Ｕ字形状の他端が第３の部分の作用電極群５２０_２１に近接して配置される。

　また、基板５１０には、各作用電極群５２０_ｉ（ｉ＝１，・・・，４０）の作用電極にそれぞれ電気的に接続される端子Ｗが設けられている。これら端子Ｗには、電流プローブ１８６が接触される。

　また、基板５１０には、Ｃ端子５２３ａ、５２３ｂと、Ｒ端子５２５ａ、５２５ｂと、Ｘ端子５２６と、Ｙ端子５２８ａ、５２８ｂと、複数の導通検出端子５８が更に設けられている。Ｃ端子５２３ａはカウンタ電極５２２ａに電気的に接続され、Ｃ端子５２３ｂはカウンタ電極５２２ｂに電気的に接続される。Ｒ端子５２５ａ、５２５ｂはそれぞれ参照電極５２４に接続される。Ｘ端子５２６ａ、５２６ｂはＤＮＡチップ５００の両端に設けられ、これらの端子５２６ａ、５２６ｂ間に電圧を印加し、ＤＮＡチップ５００が導通しているか否かを検出する端子である。また、同様にＹ端子５２８ａ、５２８ｂはＤＮＡチップ５００の両端に設けられ、これらの端子５２８ａ、５２８ｂ間に電圧を印加し、ＤＮＡチップ５００が導通しているか否かを検出する端子である。複数の導通検出端子５８０は、作用電極群５２０_１～５２０_４０の作用電極に対応して設けられ、各導通検出端子５８０は、対応する作用電極に接続され、対応する作用電極に電気的に接続される端子Ｗとの間に電圧を印加することにより、上記対応する作用電極と上記端子Ｗとの間が導通するか否かを検出する。上記端子は、図６に示すように、作用電極群５２０_ｉ（ｉ＝１，・・・，４０）を挟むように、図面上で上下の組みに分かれて設けられる。

　ＤＮＡチップ５００は核酸検査カード７００に装着される。装着された場合、作用電極群５２０_１から作用電極５２０_１０に向かって挿入剤を含む試薬が流れるように、第１の部分上に流路が形成される。また、カウンタ電極５２２ａ上にも、作用電極群５２０_１０から作用電極５２０_１１に向かって上記試薬が流れるように流路が形成される。作用電極群５２０_１１から作用電極５２０_２０に向かって上記試薬が流れるように、第２の部分上に流路が形成される。また、参照電極５２４上にも、作用電極群５２０_２０から作用電極５２０_２１に向かって上記試薬が流れるように流路が形成される。作用電極群５２０_２１から作用電極５２０_３０に向かって上記試薬が流れるように、第３の部分上に流路が形成される。また、カウンタ電極５２２ｂ上にも、作用電極群５２０_３０から作用電極５２０_３１に向かって上記試薬が流れるように流路が形成される。作用電極群５２０_３１から作用電極５２０_４０に向かって上記試薬が流れるように、第４の部分上に流路が形成される。これらの流路は、作用電極群５２０_ｉの第１乃至第４部分、カウンタ電極、参照電極が形成されたＤＮＡチップ５００の領域と、これらの領域を覆う上蓋とによって形成される。上蓋としては、例えば、塩基配列検出装置のパッキンが用いられる。

　挿入剤を含む試薬は、第１の部分上の流路、カウンタ電極５２２ａ上の流路、第２の部分上の流路、参照電極５２４上の流路、第３の部分上の流路、カウンタ電極５２２ｂ上の流路、および第４の部分上の流路をこの順序で通過する。

　本実施形態のＤＮＡチップ５００の各作用電極群５２０_ｉ（ｉ＝１，・・・，４０）における３個の作用電極の一例を図１７に示す。各作用電極５２０は、長方形の対向する１組の辺にそれぞれ半円を接続した、レーストラック（race track）形状を有している。なお、３個の作用電極５２０は楕円形状であってもよい。これら３個の作用電極５２０にそれぞれ、同一のＤＮＡ配列を有するＤＮＡプローブが固定される。これらのＤＮＡプローブは、上記同一のＤＮＡ配列を含む液を３個の作用電極５２０を含む作用電極群に滴下することによって、各作用電極５２０上に固定される。このとき、３個の作用電極５２０を含む範囲に上記液のスポット５２５が形成される。なお、各作用電極群における作用電極の個数は奇数であることが好ましい。これは、各作用電極群内の複数の作用電極には同一の配列を有するＤＮＡプロ－ブが固定され、各作用電極から検出される酸化電流の有無を多数決で決定するためである。

　上記３個の作用電極５２０は、挿入剤を含む試薬が流れる方向、図１７上では左から右に向かう方向に沿って並列して配置される。各作用電極５２０は、試薬が流れる方向に短軸を有し、試薬が流れる方向と直交する方向に長軸を有する形状を有している。このように形状および配列とすることにより、図１８（ｂ）に示す比較例のように各作用電極５２０の形状が円である場合に比べて、図１８（ａ）に示す本実施形態のようにスポット５２５の直径を小さくすることが可能となるとともに隣接するスポット５２５の中心間距離も短くすること可能となる。これにより、ＤＮＡチップ５００上に作用電極群の個数を多く配列することができ、検出可能な遺伝子数を多くすることが可能となる。

　また、更に、ＤＮＡチップ５００上に作用電極群の個数を多く配列するために、下記の（１）乃至（４）の条件を満たすことが望ましい。３個の作用電極５２０の全幅をａとし、各作用電極５２０の短軸幅および長軸幅をそれぞれｘおよびｙとし、３個の作用電極５２０のうち隣接する作用電極間の中心距離および最短距離をそれぞれ、ｂおよびｃとし、スポット５２５の半径をｒとする。

　本実施形態においては、３個の作用電極５２０の全幅ａはスポット５２５の直径の９０％以下であることが望ましい。すなわち、
　　　　ａ＜１．８ｒ　　　　　（１）
の条件を満たすことが望ましい。この条件は、３個の作用電極５２０がスポット５２５内に配置されるための条件である。

　また、
　　　　ｘ＜ｙ＜２ｘ　　　　　（２）
の条件を満たすことが望ましい。

　また、
　　　　ｂ＝ｘ＋ｃ　　　　　　（３）
の条件を満たすことが望ましい。

　また、
　　　　ｃ＝０．５（ａ－３ｘ）＜０．５（１．８ｒ―３ｘ）　　　（４）
の条件を満たすことが望ましい。ただし、ｃは、作用電極５２０をパターニングする際のリソグラフィーの最小加工寸法より大きく、例えばｃ＞１０ｎｍである。（４）の条件は３個の作用電極５２０が重ならないための条件である。

　次に、本実施形態のＤＮＡチップ５００の各作用電極群５２０_ｉ（ｉ＝１，・・・，４０）における３個の作用電極の他の例を図１９に示す。この他の例においては、３個の作用電極５２０は同心円状に配列された扇形形状を有している。また、これらの３個の作用電極５２０は、それぞれの中心が正三角形の頂点に配置される。正三角形の頂点の１つはスポット５２５の横軸上でかつ挿入剤を含む試薬が流入する側（図１９では左側）に位置している。

　このように３個の作用電極５２０をそれぞれ扇形にしかつそれら作用電極５２０の中心を正三角形の頂点に配置することにより、スポット５２５の直径を小さくすることが可能となるとともに隣接するスポット５２５の中心間距離も短くすること可能となる。これにより、ＤＮＡチップ５００上に作用電極群の個数を多く配列することができ、検出可能な遺伝子数を多くすることが可能となる。

　更に、ＤＮＡチップ５００上に作用電極群の個数を多く配列するために、下記の（５）乃至（６）の条件を満たすことが望ましい。３個の作用電極５２０の最大半径をａとし、３個の作用電極５２０のうち隣接する作用電極間の最短距離をｃとし、スポット５２５の半径をｒとする。

　図１９に示す他の例においては、３個の作用電極５２０の最大半径ａはスポット５２５の半径の９０％以下であることが望ましい。すなわち、
　　　　ａ＜０．９ｒ　　　　　（５）
の条件を満たすことが望ましい。この条件は、３個の作用電極５２０がスポット５２５内に配置されるための条件である。

　また、
　　　　ｃ＜２ａ　　　　　　　（６）
の条件を満たすことが望ましい。ただし、ｃは、作用電極５２０をパターニングする際のリソグラフィーの最小加工寸法より大きく、例えばｃ＞１０ｎｍである。

　以上説明したように、本実施形態によれば、より小さな基板を用いても作用電極の個数を多くすることができる。各作用電極群に対して互いに異なるＤＮＡ配列を有するＤＮＡプローブを固定すれば、検出可能な遺伝子数を多くすることができる。

　ＤＮＡ配列の検出は、ＤＮＡチップ５００の電極上に形成される検出流路に挿入剤を含む試薬を流すことにより行われる。この試薬を流したときに、電極上に気泡が存在すると、正確な電流検出を行うことができず、ＤＮＡ配列を正確に検出することが難しい。本発明者達は、ＤＮＡチップ５００の電極上の流路内に気泡が発生する要因について鋭意研究に努めた。その結果、以下のことが判明した。試薬が流入するＤＮＡチップ５００の入口は、図２０に示すように、ＤＮＡチップ５００に対してほぼ垂直に上蓋７７０に設けられた構成となっている。このため、試薬は、矢印７６５ａに示すように入口７６０ａから鉛直下方にＤＮＡチップ５００に向かって流入する。このため、入口直下の流路７８０の領域には淀み７９０が生じ、この淀みによって気泡が発生し、この気泡が矢印７６５ｂに示すように、流路７８０を通って電極５２０上の領域に達する。

　そこで、本発明者達は、実験を行い、気泡は入口直下の領域から流路内をどのくらいの距離送られるかを調べた。その結果を図２１に示す。図２１からわかるように、流路幅が１ｍｍの場合は気泡の到達位置は流路幅の１．６倍であり、流路幅が１．２ｍｍの場合は、１．６４倍であった。以上のことから、気泡は、流路７８０の幅の２．０倍以上離れた領域には、送られないことが判明した。

　この結果を踏まえて、第１実施形態のＤＮＡチップ５００においては、試薬が流入する入口に最も近接する電極を、入口７６０ａから流路７８０の幅の２．０倍以上離して配置する。すなわち、入口７６０ａから最近接の電極までの距離Ｌｏｆは、流路７８０の幅の２．０倍以上とする。また、上記実験結果から、距離Ｌｏｆは流路７８０の幅の２～３倍であることが好ましいことが分かった。

　流路７８０が上蓋７７０によって形成されたＤＮＡチップ５００を図２２に示す。試薬が流入する入口７６０ａから、この入口７６０ａに最も近接する、流路７８０内の作用電極５２０ａまで距離Ｌｏｆは、流路７８０の幅Ｌｗの２．０倍以上である。また、本実施形態においては、試薬がＤＮＡチップ５００から流出する出口７６０ｂ側についても入口側と同様な配置とする。すなわち、出口７６０ｂに最も近接する作用電極５２０ｂは、出口７６０ｂから流路７８０の幅Ｌｗの２．０倍以上離して配置する。

　以上により、本実施形態のＤＮＡチップ５００は、電極上の流路に気泡が送られることを抑制することができる。

　（核酸検査装置の構成および動作）
　図２３は本実施形態による核酸検査装置１１０の制御系のブロック図である。図２３に示すように、核酸検査装置１１０の制御系は、制御部１５１と、通信部１５２と、トレイ有無センサ１５３と、カード有無センサ１５４と、筐体ファン１５５と、ブザー１５６と、ＬＥＤ１５７と、電流プローブ制御部１５８と、モータ群１５９と、フォトセンサ１６０と、温度センサ１６１と、温度調整部１６２と、電源供給部１６３とを備えている。

　通信部１５２は、情報処理装置１５０と制御部１５１との間で、データ通信を行う。例えば、通信部１５２は、情報処理装置１５０の画面に表示されるＧＵＩ画面２０１、２０２，２０３、２０４で設定された情報を、情報処理装置１５０から受け取って制御部１５１に伝送する。また、通信部１５２は、ＤＮＡチップ５００の電極に流れる電流の検出結果を制御部１５１から情報処理装置１５０に伝送するとともに、制御部１５１で検出された異常を制御部１５１から情報処理装置１５０に伝送する。通信部１５２の通信インタフェースは、例えばＵＳＢを用いることができるが、具体的な通信インタフェースは問わない。また、通信部１５２は、必ずしも有線である必要はなく、無線でデータ通信を行ってもよい。

　トレイ有無センサ１５３は、トレイ１１１，１１２，１１３、１１４の開閉を検出し、その検出結果を制御部１５１に伝送する。トレイ有無センサ１５３は、トレイ１１１，１１２，１１３、１１４の開閉を例えば機械的または光学的に検出する。

　カード有無センサ１５４は、トレイ１１１，１１２，１１３、１１４に核酸検査カード７００が置かれたか否かを検出し、その検出結果を制御部１５１に伝送する。トレイ１１１，１１２，１１３、１１４に核酸検査カード７００が置かれたか否かの検出は、例えば、核酸検査カード７００の有無を機械的または光学的に検出するセンサにて行うことが可能である。

　筐体ファン１５５は、例えば図２４に示すように、設置面から鉛直（上下）方向に置かれた筐体の背面側に、上下方向に沿って２個設けられている。また、筐体の正面下側には、空気流入口が設けられている。筐体ファン１５５の回転／停止は、制御部１５１により制御される。制御部１５１が筐体ファン１５５を回すと、空気流入口から外気が筐体に取り込まれて、筐体内で循環された後、筐体ファン１５５から排気される。これにより、筐体の内部全体が冷却されるようにしている。なお、筐体ファン１５５の数や設置場所については、筐体のサイズや形状などにより、任意に変更すればよい。

　ブザー１５６とＬＥＤ１５７は、例えば核酸検査装置１１０内に何らかの異常が生じたときにオンする。異常の種類によって、ブザー１５６の鳴動状態やＬＥＤ１５７の点灯形態を切り替えてもよい。ブザー１５６とＬＥＤ１５７のオン／オフは、制御部１５１が行う。

　電流プローブ制御部１５８は、ＤＮＡチップ５００の複数の電極に接触される複数の電流プローブ１８６に流れる電流を検出する。各電流プローブ１８６に流れる電流はわずかであるため、電流プローブ制御部１５８は、各電流プローブ１８６に流れる電流を、ノイズを除去して増幅して電圧に変換する処理を行う。

　モータ群１５９は、５つのモータ１８１，１８２，１８３，１８４，１８５を有する。これらモータのうち、シリンジ軸モータ１８４は、各シリンジ内の液体を流路に移動させるシリンジロッド２０１，２０２，２０３，２０４の駆動を制御する。ＮＯＶ軸モータ１８１は、ＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２の開閉を行うＮＯＶロッド２４の駆動を制御する。ＮＣＶ軸モータ１８５は、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４の開閉を行うＮＣロッド２０の駆動を制御する。ヒータ・ペルチェ軸モータ１８３は、ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１が載置された温調支持体２５の駆動を制御する。プローブ軸モータ１８２は、電流プローブ１８６が取り付けられたプローブ支持体２６の駆動を制御する。

　上述した５つのモータ１８１，１８２，１８３，１８４，１８５の近傍には、それぞれフォトセンサ１６０が配置されている。各モータに対応するフォトセンサ１６０は、各モータの動作原点位置を光学的に検出して、各モータを動作原点位置に復帰させる動作を行う。

　温度調整部１６２は、図２５に示すように、ヒータ１７０とペルチェ素子１７１の近傍にそれぞれ設けられた温度センサ１６１ａ，１６１ｂの温度検出結果に基づいて、ヒータ１７０とペルチェ素子１７１の温度をそれぞれ別個に調整する。また、これら温度センサ１６１ａ，１６１ｂとは別個に、筐体内の温度を測定する温度センサ１６１ｃも設けられており、温度調整部１６２は、筐体内の温度に基づいて、筐体ファン１５５の強弱やオン／オフを制御部１５１に対して指示する。

　電源供給部１６３は、核酸検査装置１１０内の各部で使用する複数の直流電源電圧を生成して、各部に供給する。電源供給部１６３は、商用電源から複数の電源電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータを有する。

　図２６は上述した５つのモータ１８１，１８２，１８３，１８４，１８５とこれらモータにより駆動されるシリンジロッド２０、ＮＣＶロッド２３，ＮＯＶロッド２４，温調支持体２５，プローブ支持体２６との配置場所を示す平面図である。図２６は、核酸検査装置１１０の側面から見た平面図であり、図示の右側が正面、左側が背面である。図２６に示すように、鉛直（上下）方向に延びる支持板１８０に、上から下に向かって順に、ＮＯＶ軸モータ１８１、プローブ軸モータ１８２およびヒータ・ペルチェ軸モータ１８３が支持されている。また、正面側の上方には、シリンジ軸モータ１８４を支持する支持板１９１が鉛直方向に配置されている。さらに、正面側の下方には、ＮＣＶ軸モータ１８５を支持する支持板１９２が鉛直方向に配置されている。これら５つのモータの回転軸はいずれも、水平方向に配置されている。これら回転軸のギア１４ｃには、図２７に示すようなラックギア１４ｄが噛み合っており、回転軸１２ｃの回転が鉛直方向の直線運動に変換されて、各モータに対応するロッドが鉛直方向に移動する。また、各モータの回転軸の回転方向を切り替えることで、対応するロッドが上方または下方に移動する。

　図２８はシリンジ軸モータ１８４により駆動されるシリンジロッド２０を示す平面図である。シリンジロッド２０は、核酸検査カード７００内の４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４に接触する４本の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４を有する。これら４本の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４は、筐体の上方から下方に向かって延びており、各第１ロッドの先端部の高さは、それぞれ相違している。より具体的には、左端の第１ロッド２０１が最も先端部が低い位置にあり、次に左端から二番目の第１ロッド２０２の先端位置が低く、次に右端の第１ロッド２０４の先端位置が低く、右端から二番目の第１ロッド２０３の先端位置が最も高い。これら４本の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４は、共通の支持板２０５により支持されており、この支持板２０５は、シリンジ軸モータ１８４の回転軸の回転に伴って上下する。よって、４本の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４は同期して上下する。

　４本の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４の先端部には、弾力性のあるポンチ２１１，２１２，２１３，２１４が取り付けられている。

　図２９はポンチ２１３の斜視図である。ポンチ２１３は、シリンジの形状に合わせて細長い形状であり、シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４を構成するドーム状のパッキン７２０の上面を上方から押しつけて、シリンジ内の液体を対応する流路に押し出す。

　本発明者は、ポンチの形状を特定するに当たって、幅が異なる２種類のポンチを用意し、ポンチでシリンジを押しつけたときに、シリンジ内に液残りが生じるか否かを検討した。図３０（ａ）は幅の広いポンチ２１３ａをシリンジ７１０ｃ３に押しつけた例、図３０（ｂ）は幅の狭いポンチ２１３ｂをシリンジ７１０ｃ３に押しつけた例を示している。また、図３１は、ポンチ２１３ｂがシリンジ７１０ｃ３を押しつける位置がずれた場合のシリンジ７１０ｃ３の液量を図３０（ａ）の場合、ポンチ２１３ａをシリンジ７１０ｃ３に押しつけたときに、シリンジ７１０ｃ３のパッキン７２０が図示のようにＭ字状に変形し、パッキン同士で大きなズリ荷重が発生してシリンジ内に液残りが生じた。これに対して、図３０（ｂ）の場合、ポンチ２１３ｂとシリンジ７１０ｃ３との接触面積が小さいことから、シリンジ７１０ｃ３の中央部に応力が集中し、シリンジ７１０ｃ３内に液残りが生じないことがわかった。より具体的には、ポンチの短手方向の幅をシリンジ７１０ｃ３の短手方向の幅よりも０．３ｍｍ以上小さくするのが望ましいことがわかった。

　また、図３１に示すように、シリンジ７１０Ｃの中央からずれた場所をシリンジロッド２５１で押した場合、シリンジ７１０Ｃを十分に押し込めないことから、十分な送液量が確保できない。そこで、図３２に示すように、ロッドガイド２５２に沿って上下するシリンジロッド２５１の先端よりも上部の核酸検査カード５００に触れない場所をテーパー構造２５３にして、核酸検査カード７００に対して位置合わせができるようにしてもよい。この構造により、シリンジロッド２５１がシリンジ７１０Ｃを押す位置がずれることによって送液量が減少することを避けられるため、適切な送液量を実現できる。

　４本の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４は、バネ等の弾力性のある部材で形成されており、その先端部にポンチ２１１，２１２，２１３，２１４が取り付けられている。各第１ロッドは、通常の状態では、下方に付勢力が働いており、図２８に示すように、先端部の高さがそれぞれ異なっている。支持板を下降させると、先端部が最も低い位置にある第１ロッドのポンチ２１１が一番先に対応するシリンジ（７１０Ｃ１）の上面に押しつけられて、第１ロッド２０１が収縮する。支持板２０５が下降するほど、ポンチ２１１は強くシリンジ７１０Ｃ１に押しつけられることになり、シリンジ７１０Ｃ１内部の液体がすべて対応する流路に押し出される。

　４本の第１ロッド２０１，２０２，２０３，２０４の先端部の高さはそれぞれ異なるため、まず、左端の第１ロッド２０１がシリンジ７１０Ｃ１に接触し、次に左から二番目の第１ロッド２０２がシリンジ７１０Ｃ２に接触し、次に右端の第１ロッド２０４がシリンジ７１０Ｃ４に接触し、最後に右端から二番目の第１ロッド２０３がシリンジ７１０Ｃ３に接触する。ポンチがシリンジの上面に接触した順に、シリンジから対応する流路にシリンジ内の液体が押し出される。

　上述したように、本実施形態の核酸検査カード７００では、検体サンプル、第１洗浄液、第２洗浄液、および挿入剤の順に、各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４から対応する流路に移動させる必要がある。そこで、図２８では、各シリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４から対応する流路に液体を送り出す順序に従って、４本の第１ロッドの先端部の高さを相違させており、これにより、支持板を上方から下方に一回移動させるだけで、これらシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４内の液体を予め定めた順に各流路に移動させることができ、シリンジロッドの駆動制御が容易になる。

　図３３はＮＣＶ軸モータ１８４により駆動されるＮＣＶロッド２３を示す平面図である。ＮＣＶロッド２３は、核酸検査カード７００内の４つのＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４を開閉する４本の第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４を有する。これら４本の第２ロッドは、筐体の下方から上方に向けて延びており、各第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４の先端側には二股に分かれたフォーク部２３１，２３２，２３３，２３４が設けられている。これら４本の第２ロッドのフォーク部２３１，２３２，２３３，２３４の高さはそれぞれ異なっており、各第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４は、左端２２１、左端から２番目２２２、右端２２４、右端から２番目２２３の順に高さが低くなる。

　また、第２ロッドのフォーク部２３１，２３２，２３３，２３４の先端は、図３４（ａ）または図３４（ｂ）のような曲面形状（Ｒ面形状）か、図３４（ｃ）のようなテーパー形状（Ｃ面形状）になっていることが好ましい。このような先端形状にすることにより、核酸検査カード７００内の各ＮＣバルブの位置と多少ずれていても、各ＮＣバルブの開閉を行うことができる。

　ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４は、図１１で説明したように、片持ち梁の構造になっており、片持ち梁の先端部は、流路を閉じる方向に付勢力が働いている。第２ロッドの先端側のフォーク部２３１，２３２，２３３，２３４が片持ち梁の先端部を両側から上方に持ち上げることで、流路を開くことができる。

　４本の第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４は、共通の支持板２３０により支持されており、この支持板２３０は、ＮＣＶ軸モータ１８４の回転軸の回転に伴って上下する。よって、４本の第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４は同期して上下する。これら第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４は、下方から上方に移動するため、各第２ロッドのフォーク部２３１，２３２，２３３，２３４は、対応するＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４の片持ち梁に下方から接触して、容保貼りを上方に持ち上げて、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４を開状態にする。第２ロッドが上方から下方に移動し、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４に接触しなくなると、ＮＣバルブは元の閉状態に復帰する。

　４本の第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４は、バネ等の弾力性のある部材で形成されており、その先端部がＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４に接触すると、第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４が収縮し、その先端部がＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４から離れると、付勢力により図３３に示す初期位置に復帰する。

　ＮＣＶ軸モータ１８４を回転させて支持板２３０を上方に移動させると、まずは左端の第２ロッド２２１が対応するＮＣバルブ７１０ｖ１を開き、検体サンプルが増幅流路７１０ｆに流れ込む。さらに支持板２３０を上昇させると、左端から２番目の第２ロッド２２２が対応するＮＣバルブ７１０ｖ２を開き、第１洗浄液が増幅流路７１０ｆに流れ込む。さらに支持板２３０を上昇させると、右端の第２ロッド２２４が対応するＮＣバルブ７１０Ｖ４を開き、第２洗浄液が流路を通って、ＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に流れ込む。さらに支持板２３０を上昇させると、右端から２番目の第２ロッド２２３が対応するＮＣバルブ７１０ｖ３を開き、挿入剤が流路を通ってＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に流れ込む。

　このように、４本の第２ロッド２２１，２２２，２２３，２２４は、先端部の高さがそれぞれ異なる状態で、共通の支持板２３０に支持されて上下されるため、支持板２３０の一回の上方移動で、４つのＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４を順に開けることができ、４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４内の液体を順に対応する流路に移動させることができる。よって、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４の開閉制御を容易に行うことができる。

　図３５はＮＯＶ軸モータ１８１により駆動されるＮＯＶロッド２４を示す平面図である。ＮＯＶロッド２４は、核酸検査カード７００内の２つのＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２を開閉する二本の第３ロッド２４１，２４３と、位置決め用の第３ロッド２４２とを有する。これら３本の第３ロッド２４１，２４２，２４３は、筐体の上方から下方に向けて延びており、３本のうち中央の位置決め用の第３ロッド２４２は、残り２本２４１，２４３よりも若干、先端部の高さが高くなっている。

　これら第３ロッド２４１，２４２，２４３は、共通の支持板２４０により支持されており、この支持板２４０は、ＮＯＶ軸モータ１８１の回転軸の回転に伴って上下する。よって、３本の第３ロッド２４１，２４２，２４３は同期して上下する。

　支持板２４０を下降させると、３本のうち中央の第３ロッド２４２がまず最初に核酸検査カード７００の上面に接触して位置決めを行う。残り２本の第３ロッド２４１，２４３は、図６で示したように、パッキン７２０のチューブ構造を上方から押しつけて、流路を閉じる。

　図３５に示すように、位置決め用の第３ロッド２４２は、残り二本の第３ロッド２４１，２４３よりも、先端位置が高くなっているが、これら二本の第３ロッド２４１，２４３は、核酸検査カード７００の上面よりも下方にあるパッキン７２０に接触されるため、これら二本の第３ロッド２４１，２４３よりも先に、位置決め用の第３ロッド２４２が核酸検査カード７００の上面に接触されて、位置決めが行われる。

　図９で説明したように、２個のＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２は、核酸検査カード７００上の増幅流路７１０ｆの出入り口に設けられており、これらのＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２を第３ロッド２４１，２４３で同時に閉じることで、増幅流路７１０ｆ内の液体がシリンジに逆流したり、ＤＮＡチップ５００側に流れることを防止できる。本実施形態では、ＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２を閉じた状態で、増幅流路７１０ｆを加熱して核酸増幅が行われる。

　図３６（ａ）はヒータ・ペルチェ軸モータ１８３により駆動される温調支持体２５を示す平面図、図３６（ｂ）は温調支持体２５の斜視図である。温調支持体２５は、ヒータ１７０を支持する第１支持板１７４と、ペルチェ素子１７１を支持する第２支持板１７５と、第１支持板１７４および第２支持板１７５と第３支持板１７６との間に配置されるバネ等の伸縮部材とを有する。第１支持板１７４と第２支持板１７５は、伸縮部材が付勢されていない状態では、ほぼ同じ高さに配置されている。第３支持板１７６は、ヒータ・ペルチェ軸モータの回転１８３により上下移動し、これに伴って、第１支持板１７４と第２支持板１７５も同期して上下する。

　第１支持板１７４の上面に配置されるヒータ１７０は矩形状であり、第２支持板１７５の上面に配置されるペルチェ素子１７１も矩形状である。第３支持板１７６が上方に移動すると、核酸検査カード７００の裏面側に設けられた一方の凹部にヒータ１７０が収納されるとともに、他方の凹部にペルチェ素子１７１が収納される。核酸検査カード７００の裏面側の凹部は、ヒータ１７０とペルチェ素子１７１の外形に合わせた大きさであり、これら凹部にヒータ１７０とペルチェ素子１７１が収納されることで、ヒータ１７０とペルチェ素子１７１の正確な位置決めが行われる。核酸検査カード７００におけるヒータ用の凹部は、増幅流路７１０ｆの直下に設けられており、ペルチェ素子用の凹部は、ＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２の直下に設けられている。これにより、ヒータ１７０は増幅流路７１０ｆを加熱することができ、ペルチェ素子１７１は検査流路７１２を加熱冷却することができる。

　このように、ヒータ１７０とペルチェ素子１７１は、ほぼ同時に核酸検査カード７００に接触することになるが、ヒータ１７０の加熱制御とペルチェ素子１７１の温調制御とは、個別に行うことができる。本実施形態では、核酸検査カード７００で核酸増幅を開始する前に、温調支持体２５を上方に移動させて、ヒータ１７０とペルチェ素子１７１を核酸検査カード７００に接触させ、その後にシリンジ内の検体サンプルを増幅流路７１０ｆに移動させて、ヒータで加熱しながら核酸増幅を行う。その後、核酸増幅した検体サンプルがＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に移動すると、ペルチェ素子で検査流路７１２を加熱冷却する。温調支持体２５は、ＤＮＡチップ５００にプローブを接触させて電流検出を行うまで、上方に移動させたままにしておく。

　図３７（ａ）はプローブ軸モータ１８２により駆動されるプローブ支持体２６を示す平面図、図３７（ｂ）はプローブ支持体２６の斜視図である。プローブ支持体２６は、核酸検査カード７００の上方に配置されている。プローブ支持体２６は、電流プローブ１８６を支持する支持板１９７を有する。この支持板１９７は、プローブ軸モータ１８２の回転軸の回転に応じて上下に移動する。支持板１９７の裏面側には、電流プローブ１８６と、電流プローブ１８６の位置決め用のピン２６１，２６２とが設けられている。尚、当該電流プローブ１８６には、図３８に示すように、スプリング２６３が内蔵された構造になっている。ピン２６１，２６２の押込み圧力が少ない場合、接触抵抗により導通が取れなくなる可能性があるが、スプリング２６３を設けることで、プローブピン２６１，２６２の押込み圧力を、核酸検査カード７００に対して導通が可能な押し込み応力にすることができる。尚、本実施形態では、スプリング２６３を内蔵する構造としたが、スプリング２６３以外の弾性体も適宜採用することができる。

　電流プローブ１８６は、ＤＮＡチップ５００上の電極の数だけ設けられており、支持板１９７には、各電流プローブ１８６を流れる電流を検出するための配線パターンが形成されている。プローブ軸モータ１８２を駆動すると、電流プローブ１８６は上方から徐々に下降していき、まず、位置決め用のピン２６１，２６２が核酸検査カード７００上の孔部に嵌めこまれて位置決めされ、その後に電流プローブ１８６がＤＮＡチップ５００上の各電極に接触する。位置決め用のピン２６１，２６２で先に位置決めを行うため、多数の電流プローブ１８６が正確に、対応するＤＮＡチップ５００上の電極に接触する。

　図３９は制御部１５１による各モータの駆動シーケンスの一例を示すフローチャート、図４０は核酸検査カード７００上の液体の移動状態を示す図である。以下、これらの図に基づいて、核酸検査の処理手順を説明する。

　プローブ軸モータ１８２を駆動して、プローブ支持体２６を下降させる。そして、電流プローブ１８６を位置決めした状態で、核酸検査カード７００に装着されたＤＮＡチップ５００上の各電極に電流プローブ１８６を接触させる（ステップＳ１）。

　ＮＯＶ軸モータ１８１を駆動して、ＮＯＶロッド２４の位置決め用の第３ロッド２４２を核酸検査カード７００の所定位置に接触させて位置決めを行う（ステップＳ２）。

　ヒータ・ペルチェ軸モータ１８３を駆動して、温調支持体２５を上方に移動させ、ヒータ１７０とペルチェ素子１７１をともに核酸検査カード７００の裏面側の凹部に収納させて位置決めを行う（ステップＳ３）。この状態では、ＮＣバルブ７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４はすべて閉じているため、図４０（ａ）に示すように、４つのシリンジ７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４内の液体は、流路には流れない。

　ＮＣバルブ軸モータ１８５を駆動してＮＣＶロッド２３を上昇させ、先端部が一番高い位置にあった第２ロッド２２１の先端部にて、対応する片持ち梁を持ち上げて、検体サンプル用のシリンジの出口にあるＮＣバルブ７１０ｖ１を開ける（ステップＳ４）。

　シリンジ軸モータ１８７を駆動して、シリンジロッド２０を下降させ、先端部が一番低い位置にあった第１ロッド２０１を検体サンプル用のシリンジ７１０Ｃ１の上面に押しつけて、検体サンプルを流路に押し出す（ステップＳ５）。これにより、図４０（ｂ）に示すように、検体サンプル用のシリンジ７１０Ｃ１内の検体サンプルが流路を通って、増幅流路７１０ｆに流れる。

　ＮＯＶ軸モータ１８１を駆動して、ＮＯＶロッド２４の二本の第３ロッド２４１，２４３をＮＯバルブのパッキン７２０に接触させて、ＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２を閉じるとともに、ヒータ１７０にて増幅流路７１０ｆを加熱する（ステップＳ６）。この加熱により、増幅流路７１０ｆ内で、検体サンプルに含まれる核酸の増幅が行われる。核酸の増幅が終わると、ヒータ１７０による加熱が停止される。ヒータ１７０は、特に冷却機能を持たないため、自然冷却される。

　ステップＳ６とは逆方向にＮＯＶ軸モータ１８１を駆動し、ＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２を開く（ステップＳ７）。

　ＮＣバルブ軸モータ１８５をステップＳ４と同じ方向に駆動して、ＮＣＶロッド２３をさらに上昇させ、先端部が二番目に高い位置にあった第２ロッド２２２の先端部にて、対応する片持ち梁を持ち上げて、第１洗浄液用のシリンジ７１０Ｃ２の出口にあるＮＣバルブ７１０ｖ２を開ける（ステップＳ８）。

　シリンジ軸モータ１８７をステップＳ５と同じ方向に駆動して、シリンジロッド２０をさらに下降させ、先端部が二番目に低い位置にあった第１ロッド２０２を第１洗浄液用のシリンジ７１０Ｃ２の上面に押しつけて、第１洗浄液を増幅流路７１０ｆに押し出す（ステップＳ９）。これにより、図４０（ｃ）に示すように、増幅流路７１０ｆには第１洗浄液が入り、増幅流路７１０ｆで核酸増幅された検体サンプルは、ＤＮＡチップ５００内の検出流路に押し出される。

　ステップＳ６と同様に、ＮＯＶ軸モータ１８１を駆動して、ＮＯＶロッド２４の二本の第３ロッド２４１，２４３をＮＯバルブのパッキン７２０に再度接触させて、ＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２を閉じる。これに並行して、ペルチェ素子１７１にて、ＤＮＡチップ５００を加熱する（ステップＳ１０）。

　次に、ＮＣバルブ軸モータ１８５をステップＳ４，Ｓ８と同じ方向に駆動して、ＮＣＶロッド２３をさらに上昇させ、先端部が三番目に高い位置にあった第２ロッド２２４の先端部にて、対応する片持ち梁を持ち上げて、第２洗浄液用のシリンジ７１０Ｃ４の出口にあるＮＣバルブ７１０ｖ４を開ける（ステップＳ１１）。

　次に、シリンジ軸モータ１８４をステップＳ５，Ｓ９と同じ方向に駆動して、シリンジロッド２０をさらに下降させ、先端部が三番目に低い位置にあった第１ロッド２０４を第２洗浄液用のシリンジ７１０Ｃ４の上面に押しつけて、第２洗浄液をＤＮＡチップ５００に繋がる流路に押し出す（ステップＳ１２）。これにより、図４０（ｄ）に示すように、第２洗浄液はＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に移動し、それまで検査流路７１２に溜まっていた検体サンプルは、廃液タンク７１１ｇ１，７１１ｇ２に押し出される。

　次に、ＮＣバルブ軸モータ１８５をステップＳ４，Ｓ８，Ｓ１１と同じ方向に駆動して、第２ロッドをさらに上昇させ、先端部が一番低い位置にあった第２ロッド２２３の先端部にて、対応する片持ち梁を持ち上げて、挿入剤用のシリンジ７１０Ｃ３の出口にあるＮＣバルブ７１０ｖ３を開ける（ステップＳ１３）。

　次に、シリンジ軸モータ１８７をステップＳ５，Ｓ９，Ｓ１２と同じ方向に駆動して、シリンジロッド２０をさらに下降させ、先端部が一番高い位置にあった第１ロッド２０３を挿入剤用のシリンジ７１０Ｃ３の上面に押しつけて、挿入剤をＤＮＡチップ５００に繋がる流路に押し出す（ステップＳ１４）。これにより、図４０（ｅ）に示すように、挿入剤はＤＮＡチップ５００上の検査流路７１２に移動し、それまで検査流路７１２に溜まっていた第２洗浄液は廃液タンクに押し出される。その後、ＤＮＡチップ５００の電極に接触している電流プローブ１８６にて、電極に流れる電流を検出する。

　（核酸検査装置の構成および動作）
　図４１は核酸検査装置１１０の制御系のブロック図である。図４１に示すように、核酸検査装置１１０の内部には、制御基板１２１と、通信インタフェース基板１２２と、プローブ基板１２３と、フォトセンサ基板１２４と、温調基板１２５と、電源基板１２７とが設けられている。なお、これらの基板に分割することは必ずしも必須ではなく、例えば複数の基板を一つの基板に統合してもよい。

　制御基板１２１には、制御部１５１と電流検出部１２８とが実装されている。通信インタフェース基板１２２には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ハブ機能を有する通信部１５２が実装されている。プローブ基板１２３には、複数の電流プローブ１８６と、電流プローブ１８６を流れる電流を伝送する配線パターンと、電流プローブ１８６の電流を増幅して電圧変換するプローブ制御部１５１と、が実装されている。フォトセンサ基板１２４には、モータ群（液体移動部）１５９内の各モータ１８１～１８５の動作原点位置を検出するフォトセンサ１６０が実装されている。温調基板１２５には、ヒータ（加熱部）１７０およびペルチェ素子（温度調整部）１７１と、ヒータ１７０用の温度センサ（温度測定器）１６１ａと、ペルチェ素子１７１用の温度センサ（温度測定器）１６１ｂと、筐体内の温度を測定する温度センサ（温度測定器）１６１ｃと、ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１の温度調整を行う温度調整部１６２とが実装されている。電源基板１２７には、商用電源から複数の直流電源を生成する電源供給部１６３と電源ファン１２９とが実装されている。

　制御部１５１は、トレイ有無センサ１５３、カード有無センサ１５４、フォトセンサ１６０、および温度センサ１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃで検出された信号を受信する。より具体的には、制御部１５１は、トレイ有無センサ１５３により、核酸検査装置１１０のトレイ１１１～１１４の開閉を検出する。トレイ１１１～１１４の開閉の検出は、トレイ１１１～１１４の開閉を機械的または光学的に行うセンサにて行うことが可能である。また、制御部１５１は、カード有無センサ１５４により、トレイ１１１～１１４に核酸検査カードが置かれたか否かを検出する。また、制御部１５１は、フォトセンサ１６０により、モータ群１５９の各モータ１８１～１８５の回転位置を検出する。また、制御部１５１は、温度センサ１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃにより、筐体の内部の温度、ヒータ１７０の温度、およびペルチェ素子１７１の温度を測定する。

　また、制御部１５１は、筐体ファン（換気部）１５５、ブザー１５６、ＬＥＤ１５７、およびモータ群１５９を制御する。

　筐体ファン１５５は、例えば図２４に示すように、設置面から鉛直（上下）方向に置かれた筐体の背面側に、上下方向に沿って２個設けられている。筐体ファン１５５は、外気を筐体内に取り込み、取り込んだ外気を筐体内で循環させ、筐体外に排気する。また、筐体の正面下側には、空気流入口が設けられている。筐体ファン１５５の回転／停止は、制御部１５１により制御される。制御部１５１が筐体ファン１５５を回すと、空気流入口から外気が筐体に取り込まれて、筐体内で循環された後、筐体ファン１５５から排気される。これにより、筐体の内部全体が冷却されるようにしている。なお、筐体ファン１５５の数や設置場所については、筐体のサイズや形状などにより、任意に変更すればよい。

　プローブ制御部１５８は、ＤＮＡチップ５００の複数の電極に接触される複数の電流プローブ１８６に流れる電流を検出する。各電流プローブ１８６に流れる電流はわずかであるため、プローブ制御部１５８は、各電流プローブ１８６に流れる電流を、ノイズを除去して増幅して電圧に変換する処理を行う。

　モータ群１５９は、図２６に示すように、５つのモータ１８１～１８５を有する。図２６は、５つのモータ１８１～１８５とこれらモータにより駆動されるシリンジロッド２０、ＮＣＶロッド２３，ＮＯＶロッド２４，温調支持体２５，プローブ支持体２６との配置場所を示す平面図である。図２６は、核酸検査装置１１０の側面から見た平面図であり、図示の右側が正面、左側が背面である。

　５つのモータ１８１～１８５のうち、シリンジ軸モータ１８４は、各シリンジ内の液体を流路に移動させるシリンジロッド２０１～２０４の駆動を制御する。ＮＯＶ軸モータ１８１は、ＮＯバルブ７１０ａ１、７１０ａ２の開閉を行うＮＯＶロッド２４の駆動を制御する。ＮＣＶ軸モータ１８５は、ＮＣバルブ（ＮＶＣ）の開閉を行うＮＣロッド２０の駆動を制御する。ヒータ・ペルチェ軸モータ１８３は、ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１が載置された温調支持体２５の駆動を制御する。プローブ軸モータ１８２は、電流プローブ１８６が取り付けられたプローブ支持体２６の駆動を制御する。

　図２６に示すように、鉛直（上下）方向に延びる支持板１８０に、上から下に向かって順に、ＮＯＶ軸モータ１８１、プローブ軸モータ１８２およびヒータ・ペルチェ軸モータ１８３が支持されている。また、正面側の上方には、シリンジ軸モータ１８４を支持する支持板１９１が鉛直方向に配置されている。さらに、正面側の下方には、ＮＣＶ軸モータ１８５を支持する支持板１９２が鉛直方向に配置されている。これら５つのモータの回転軸はいずれも、水平方向に配置されている。これら回転軸のギアにはラックギアが噛み合っており、回転軸１２ｃの回転が鉛直方向の直線運動に変換されて、各モータ１８１～１８５に対応するロッドが鉛直方向に移動する。また、各モータ１８１～１８５の回転軸の回転方向を切り替えることで、対応するロッドが上方または下方に移動する。

　上述した５つのモータ１８１～１８５の近傍には、それぞれフォトセンサ１６０が配置されている。各モータ１８１～１８５に対応するフォトセンサ１６０は、各モータ１８１～１８５の動作原点位置を光学的に検出して、各モータ１８１～１８５を動作原点位置に復帰させる動作を行う。

　図４１に示す電流検出部１２８は、電流プローブ１８６を流れる電流を検出する。電流プローブ１８６を流れる電流は、プローブ基板１２３上で電圧に変換された後に電流検出部１２８に送られる。電流検出部１２８は、オフセット補正と回路ノイズを除去した状態で、電流プローブ１８６を流れる電流に応じた電圧を検出する。

　図４２は本実施形態による情報処理装置１５０の自己診断に関連する機能ブロック図である。図４２の情報処理装置１５０は、第１～第６診断部１３１～１３６と、警告部１３７と、診断画面生成部１３８と、診断制御部１３９とを有する。第１～第６診断部１３１～１３６は、核酸検査装置１１０の電源起動時に自動的に自己診断を行う。また、第１～第６診断部１３１～１３６は、診断画面生成部１３８により任意に選択されて、任意のタイミングで自己診断を行うことも可能である。

　第１診断部１３１は、核酸検査装置１１０内の制御部１５１および電流検出部１２８と通信確認を行う。より具体的には、第１診断部１３１は、情報処理装置１５０から制御部１５１および電流検出部１２８のそれぞれに所定の信号を送信し、この信号に対する応答信号が所定期間以内に制御部１５１および電流検出部１２８から送り返されたか否かで通信確認を行う。図４１に示すように、情報処理装置１５０は、核酸検査装置１１０内の通信インタフェース基板１２２を介して、例えばＵＳＢの規格に従って核酸検査装置１１０と情報の送受を行う。

　第２診断部１３２は、複数のモータの動作確認を行う。第２診断部１３２は、各モータ１８１～１８５の動作原点位置に設けたフォトセンサ１６０を用いて各モータ１８１～１８５の動作確認を行う。すなわち、各モータ１８１～１８５を、動作原点位置から正回転させた後に逆回転させて、元の動作原点位置に復帰したか否かをフォトセンサ１６０で確認し、復帰すれば正常と判断し、動作原点位置からずれていれば、異常と判断する。

　第３診断部１３３は、ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１の動作確認を行う。より具体的には、第３診断部１３３は、ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１による加熱を所定時間ずつ行い、ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１の近傍にそれぞれ配置された温度センサ１６１ａ，１６１ｂで温度上昇を測定し、単位時間当たりの温度上昇値が予め想定した範囲内であれば正常と判定し、想定した範囲から外れていれば異常と判断する。

　第４診断部１３４は、ファンの動作確認を行う。核酸検査装置１１０の内部には、筐体ファン１５５と電源ファン１２９が設けられている。第４診断部１３４は、筐体ファン１５５と電源ファン１２９をそれぞれ回転させた状態で、これらファン１５５，１２９から出力される信号を検出する。ファン１５５，１２９が出力する信号は、ファン１５５，１２９が回転しているときに特定の論理になる信号である。第４診断部１３４は、上記信号が特定の論理になっていれば正常と判断し、別の論理であれば異常と判断する。

　第５診断部１３５は、電流検出部１２８の動作確認を行う。電流検出部１２８は、オフセット調整をした上で、核酸検査カード７００に装着されるＤＮＡチップ５００の検査流路７１２に検体サンプルを流し込まない状態で、検査流路７１２上の電極に流れる電流が０アンペアになるか否かを確認する。

　第６診断部１３６は、核酸検査装置１１０の筐体内の温度が予め定めた温度範囲内であるか否かを確認する。第６診断部１３６は、筐体内の所定箇所（例えば、中継基板１２６上）に設けられる温度センサ１６１ｃで測定した温度を取得し、この温度が予め定めた温度範囲内であれば正常と判断し、温度範囲外であれば異常を判断する。

　警告部１３７は、第１～第６診断部１３１～１３６の少なくとも一つで異常と判断された場合には、警告処理を行う。警告処理とは、例えば、情報処理装置１５０の表示画面に異常箇所を表示する。このとき、作業者の注意を喚起するために、目立ちやすい色で異常箇所を表示したり、異常箇所を点滅表示してもよい。あるいは、警告処理は、核酸検査装置１１０と情報処理装置１５０の少なくとも一方にて、警告音を音声出力してもよい。警告部１３７が行う警告処理の具体的な内容は任意に変更して構わない。例えば、核酸検査に影響がない異常であれば、そのまま核酸検査を継続して実施してもよいし、核酸検査に影響がある異常の場合には、ユーザに異常箇所を知らせて点検および修理を促し、核酸検査装置１１０の電源を強制的に遮断するなどして、信頼性の低い核酸検査が行われないようにしてもよい。

　診断制御部１３９は、核酸検査システム１００の電源を起動した際に、上述した第１～第６診断部１３１～１３６に対して自己診断を行うよう指示する。第１～第６診断部１３１～１３６による診断を行う順序は特に問わない。場合によっては、第１～第６診断部１３１～１３６による自己診断の少なくとも一部を並列的に実行させてもよい。

　また、診断制御部１３９は、第１～第６診断部１３１～１３６のうち任意の診断部をユーザに選択させて、ユーザが選択した診断部による自己診断を任意のタイミングで実行させてもよい。

　診断画面生成部１３８は、情報処理装置１５０の表示画面に表示される診断画面を生成する。診断画面には、電源起動時に自動的に行われた第１～第６診断部１３１～１３６による自己診断の結果が表示される。また、診断画面には、複数の自己診断項目の中から、ユーザが任意の自己診断項目を選択するボタンや、自己診断の開始を指示するボタンなどが設けられている。

　図４３は自己診断結果の表示画面例を示す図である。図４３に示すように、自己診断結果は、核酸検査装置１１０に設けられる４つの検査ユニット１～４のそれぞれごとに表示される。図４３は、検査ユニット１において、ペルチェ素子１７１の断線を検出した異常と、ペルチェ素子１７１用のファンが停止したままである異常とを検出して、その異常内容を表示する例を示している。なお、異常内容を表示する表示形態は、図４３に示したものに限定されない。

　一方、図４４はユーザが自己診断の項目を任意に選択する診断画面の表示例を示している。図４４の表示画面には、カード７００の検出、トレイ１１１～１１４の検出、上側の筐体ファン１５５（ケースファン１）の回転検出、下側の筐体ファン１５５（ケースファン２）の回転検出、および電源ファン１２９の回転検出を選択するチェックボタン群Ｂ１と、ペルチェ素子１７１の動作確認に関する詳細項目を選択するチェックボタン群Ｂ２と、ヒータ１７０の動作確認に関する詳細項目選択するチェックボタンＢ３とが表示されている。図４４は診断画面の一例であり、診断画面は任意に変更しても構わない。

　図４５は情報処理装置１５０が電源起動時に自動的に行う自己診断処理の一例を示すフローチャートである。まず、情報処理装置１５０は、第１診断部１３１による自己診断を行う（ステップＳ１）。より具体的には、情報処理装置１５０内の診断制御部１３９は、核酸検査装置１１０内の制御部１５１および電流検出部１２８と通信確認を行う。上述したように、制御部１５１と電流検出部１２８はいずれも制御基板１２１上に実装されており、ステップＳ１では、情報処理装置１５０が核酸検査装置１１０に対して、通信インタフェース基板１２２を介して通信信号を送信し、この通信信号に対応する応答信号が所定時間内に、通信インタフェース基板１２２を介して情報処理装置１５０にて受信されたときに、通信確認が正常であると判断する（ステップＳ２のＹＥＳ）。

　情報処理装置１５０は、第２診断部１３２～第６診断部１３６の診断結果も、通信インタフェース基板１２２を介して受け取るため、第１診断部１３１で正常でないと判断されると（ステップＳ２のＮＯ）、第２診断部１３２～第６診断部１３６による診断を行うことなく、警告処理を行う（ステップＳ３）。

　第１診断部１３１による診断結果が正常であると判断された場合には、第２診断部１３２による自己診断を行う（ステップＳ４）。より具体的には、第２診断部１３２は、複数のモータの動作確認を行う。ここでは、上述したように、モータを動作原点位置から正回転させた後に逆回転させて、元の動作原点位置に復帰するか否かを確認する。ステップＳ４で正常でないと判断されたモータが存在する場合には（ステップＳ５でＮＯ）、そのモータの情報を通信インタフェース基板１２２を介して情報処理装置１５０に伝送する（ステップＳ６）。

　第２診断部１３２による診断結果が正常であると判断された場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、第３診断部１３３による自己診断を行う（ステップＳ７）。より具体的には、第３診断部１３３は、ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１の動作確認を行う。ヒータ１７０およびペルチェ素子１７１の少なくとも一方が正常でないと判断された場合（ステップＳ８でＮＯ）、その情報を通信インタフェース基板１２２を介して情報処理装置１５０に伝送する（ステップＳ９）。

　第３診断部１３３による診断結果が正常であると判断された場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、第４診断部１３４による自己診断を行う（ステップＳ１０）。より具体的には、ファンの動作確認を行う。ファンが回らないなどの異常があると判断された場合（ステップＳ１１でＮＯ）、その情報を通信インタフェース基板１２２を介して情報処理装置１５０に伝送する（ステップＳ１２）。

　第４診断部１３４による診断結果が正常であると判断された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、第５診断部１３５による自己診断を行う（ステップＳ１３）。より具体的には、電流検出部１２８の動作確認を行う。オフセット調整をし、かつ核酸検査カードに装着されるＤＮＡチップの検査流路に検体サンプルを流し込まない状態で、検査流路上の電極に流れる電流が０アンペアにならないような異常があると判断された場合（ステップＳ１４でＮＯ）、その情報を通信インタフェース基板１２２を介して情報処理装置１５０に伝送する（ステップＳ１５）。

　第５診断部１３５による診断結果が正常であると判断された場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、第６診断部１３６による自己診断を行う（ステップＳ１６）。より具体的には、核酸検査装置１１０の筐体内の温度が予め定めた温度範囲内であれば正常と判断し、温度範囲外であれば異常と判断する（ステップＳ１７）。異常と判断された場合は、その情報を通信インタフェース基板１２２を介して情報処理装置１５０に伝送する（ステップＳ１７）。

　情報処理装置１５０は、図４５のステップＳ３，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ１８の少なくとも一つにて異常情報を受信した場合には、その異常情報を表示画面に表示するなどの警告処理を行う。

　このように、本実施形態による核酸検査装置１１０は、核酸増幅と核酸検査をともに行える核酸検査カード７００をユーザが核酸検査装置１１０のトレイに置くだけで、後は自動的に核酸増幅と核酸検査を行うため、核酸検査の手間を省いて利便性を向上できることに加えて、核酸検査結果が得られるまでの時間も大幅に削減できる。

　また、一つの核酸検査カード７００に、検体サンプルや必要な試薬等をすべて収納でき、また、核酸増幅も核酸検査もこのカード内で行えるため、使用する試薬等の量も削減でき、核酸検査に要する部材コストを大幅に削減できる。

　尚、より精度の高い位置決めを行うために、図３１におけるＳ１「電流プローブ１８６を降ろして位置決め」の前工程として、以下の工程を追加してもよい。

　（１）先ず、核酸検査カード７００とプローブ支持体２６との大まかな位置決めを行うために、プローブ軸モータ１８２を駆動して、プローブ支持体２６を下降させ、図３０に示すように、位置決め用のピン２６１，２６２を核酸検査カード７００の位置決め用穴に挿入し、電流プローブ１８６が対応する電極に接触する前に、プローブ支持体２６を停止させる。

　（２）次に、さらに位置決めを行うために、ＮＣバルブ軸モータ１８５を駆動して、ＮＣＶロッド２３を上昇させ、先端部が一番高い位置にあった第２ロッド２２１の先端部が対応する片持ち梁に接触する前にＮＣバルブ軸モータ１８５を停止させる。

　以上の前工程を追加することにより、より精度の高い位置決めを実現することができる。

　核酸検査装置１１０は、図１８に示すように小スペースの筐体の中に必要なモータ等をコンパクトにまとめてあり、また、図４５に示すように排熱にも配慮しているため、小型化が実現でき、また消費電力も抑制できる。

　また、本実施形態による情報処理装置１５０は、核酸検査装置１１０の電源起動時に、第１～第６診断部１３１～１３６による自己診断を自動的に行うため、核酸検査装置１１０内に生じた何らかの異常をいち早く検出でき、異常のある状態で核酸検査を行うおそれを回避できる。また、異常と判断された場合には、情報処理装置１５０の表示画面に異常の内容をわかりやすく表示するため、異常箇所を迅速に特定できる。場合によっては、核酸検査装置１１０のブザー１５６やＬＥＤ１５７を利用して、異常が生じたことをユーザに報知することも可能である。

　さらに、本実施形態では、複数の自己診断機能のうち、任意の自己診断機能を、ユーザが任意に情報処理装置１５０の表示画面上で選択して、任意のタイミングで実行できるため、核酸検査装置１１０を最適な状態に維持した状態で、核酸検査を行うことができる。特に、本実施形態では、情報処理装置１５０の表示画面に表示されるＧＵＩ画面にて、自己診断項目を任意に選択できるため、自己診断項目の選択が容易になり、ユーザの利便性が向上する。

　上述した実施形態で説明した核酸検査装置１１０の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、核酸検査装置１１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

　また、核酸検査装置１１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１０・・・核酸検査装置、１１１，１１２，１１３、１１４・・・トレイ、１５０・・・情報処理装置、１７０・・・ヒータ、１７１・・・ペルチェ素子、１８１，１８２，１８３，１８４，１８５・・・モータ、１８６・・・電流プローブ、２０１，２０２，２０３，２０４・・・第１ロッド、２２１，２２２，２２３，２２４・・・第２ロッド、２４１，２４２，２４３・・・第３ロッド、５００・・・ＤＮＡチップ、５２０・・・電極（作用電極）、７００・・・核酸検査カード、７１０ａ１、７１０ａ２・・・ＮＯバルブ、７１０Ｃ１、７１０Ｃ２、７１０Ｃ３、７１０Ｃ４・・・シリンジ、７１０ｆ・・・増幅流路、７１０ｖ１、７１０ｖ２、７１０ｖ３、７１０Ｖ４・・・ＮＣバルブ、７１２・・・検査流路

Claims

　少なくとも検体サンプルを保存する保存部と、前記保存部に保存された検体サンプルに含まれる核酸を増幅する増幅部と、前記保存部から前記増幅部まで検体サンプルを移動させる第１流路と、前記増幅部で核酸増幅された検体サンプルに含まれる核酸を検査する検査部と、前記増幅部から前記検査部まで検体サンプルを移動させる第２流路と、を有する核酸検査デバイスを装着する装着部と、
　前記第１流路を開閉する第１開閉部と、
　前記第２流路を開閉する第２開閉部と、
　前記増幅部を加熱する加熱部と、
　前記第１及び第２開閉部を予め決められた順序で開閉するよう制御し、前記第１及び第２開閉部の開閉動作に連動し前記増幅部を加熱するよう前記加熱部を制御する制御部と、
　を備える核酸検査装置。
　前記第１流路に設けられ、前記増幅部への検体サンプルの流入を制御する第３開閉部を備え、
　前記第１開閉部は、前記第１流路に設けられ、前記保存部からの検体サンプルの流出を制御し、
　前記第２開閉部は、前記第２流路に設けられ、前記検査部への検体サンプルの流入を制御し、
　前記制御部は、前記第１開閉部を開けて前記保存部に保存された検体サンプルを前記増幅部に移動させた後、前記第２開閉部及び前記第３開閉部を閉じて、前記加熱部にて前記増幅部を加熱する請求項１に記載の核酸検査装置。
　前記保存部は、第１洗浄液を更に保存しており、
　前記核酸検査デバイスは、前記保存部から前記増幅部に前記第１洗浄液を移動させる、前記第１流路から分岐した第３流路を有し、
　前記第３流路を開閉する第４開閉部と、
　前記検査部の温度調整をする加熱冷却部と、を更に備え、
　前記制御部は、前記増幅部での核酸増幅が終了した後、前記第２乃至第４開閉部を共に開いて、前記第１洗浄液を前記第３流路および前記第１流路を介して前記増幅部に移動させるとともに、前記増幅部で核酸増幅された検体サンプルを前記第２流路を介して前記検査部に移動させ、前記第２開閉部を閉じて前記加熱冷却部にて前記検査部の温度調整を行う請求項２に記載の核酸検査装置。
　前記保存部は、第２洗浄液を更に保存しており、
　前記核酸検査デバイスは、前記保存部から前記検査部まで前記第２洗浄液を移動させる、前記第２流路から分岐した第４流路を更に有し、
　前記第４流路を開閉する第５開閉部を更に備え、
　前記制御部は、前記第５開閉部を開けて、前記第２洗浄液を前記第４流路および前記第２流路を介して前記検査部に移動させる請求項３に記載の核酸検査装置。
　前記保存部は、核酸検査に用いる試薬を更に保存しており、
　前記核酸検査デバイスは、前記保存部から前記検査部まで前記試薬を移動させる、前記第２流路から分離した第５流路と、を更に有し、
　前記第５流路を開閉する第６開閉部を更に備え、
　前記制御部は、前記第６開閉部を開けて、前記試薬を前記第５流路および前記第２流路を介して前記検査部に移動させ、前記検査部にて前記検体サンプルに含まれる核酸を検査する請求項４に記載の核酸検査装置。
　前記核酸検査デバイスは、それぞれ異なる種類の核酸との間でハイブリダイゼーションを生じさせる複数のプローブ分子が付着された複数の電極を有し、
　前記検査部は、前記試薬を前記検査部に移動させたときに前記複数の電極にハイブリダイゼーションによる酸化電流が流れるか否かで、前記検体サンプルに含まれる核酸を検査する請求項５に記載の核酸検査装置。
　前記保存部は、前記検体サンプルを保存する第１保存室と、前記第１洗浄液を保存する第２保存室と、前記第２洗浄液を保存する第３保存室と、前記試薬を保存する第４保存室と、を有し、
　前記第１乃至第４保存室にそれぞれ圧力をかけて、保存物を対応する流路に押し出す４本の第１ロッドを備え、
　前記制御部は、これら４本の第１ロッドを同期させて一方向に移動させ、
　前記４本の第１ロッドが前記一方向に移動する最中に、４本のうちの一本の第１ロッドが最初に前記第１保存室に圧力をかけて前記検体サンプルを前記第１流路に移動させ、次に別の第１ロッドが前記第２保存室に圧力をかけて前記第１洗浄液を前記第３流路に移動させ、次に別の第１ロッドが前記第３保存室に圧力をかけて前記第２洗浄液を前記第４流路に移動させ、次に別の第１ロッドが前記第４保存室に圧力をかけて前記試薬を前記第５流路に移動させる請求項５または６に記載の核酸検査装置。
　基板上に互いに離間して設けられた複数の第１電極群であって、各第１電極群は離間して配置された複数の第１電極を有し、各第１電極はレーストラックまたは楕円の平面形状を有し、各第１電極群内の前記複数の第１電極は長軸が互いに平行となるように並列して配置される、複数の第１電極群と、
　各第１電極に対応して設けられ、対応する第１電極に固定され、塩基配列を有するプローブと、
　を備えた塩基配列検出チップ。
　基板上に互いに離間して設けられた複数の第１電極群であって、各第１電極群は同心円上に離間して配置された複数の第１電極を有し、各第１電極は前記同心円の外周に向かって広がる扇型の平面形状を有する、複数の第１電極群と、
　各第１電極に対応して設けられ、対応する第１電極に固定され、塩基配列を有するプローブと、
　を備えた塩基配列検出チップ。
　各第１電極群内の前記複数の第１電極は、同じ塩基配列を有するプローブが固定される請求項８または９記載の塩基配列検出チップ。
　前記複数の第１電極は、第１電極群毎に異なる塩基配列を有するプローブが固定される請求項８に記載の塩基配列検出チップ。
　前記基板上に設けられた第２電極であって、前記第２電極と前記複数の第１電極との間に電圧が印加されることにより前記基板に電流を供給するための第２電極と、
　前記基板上に設けられた第３電極であって、前記第３電極と前記複数の第１電極との間の電圧が所定の電圧特性となるように制御するための第３電極と、
　を更に備えた請求項８に記載の塩基配列検出チップ。
　前記複数の第１電極群は、第１乃至第４部分に分割され、前記第２部分は前記第１部分と前記第４部分との間に配置され、前記第３部分は前記第２部分と前記第４部分との間に配置され、
　前記第２電極は２つの部分に分割され、
　前記第２電極の一方の部分はＵ字形状を有し、前記第２電極の前記一方の部分は一端が前記第１部分の一方の端部に近接して設けられ、他端が前記第１部分の前記一方の端部と同じ側にある前記第２部分の一方の端部に近接して設けられ、
　前記第２電極の他方の部分はＵ字形状を有し、前記第２電極の前記他方の部分は一端が前記第３部分の一方の端部に近接して設けられ、他端が前記第３部分の前記一方の端部と同じ側にある前記第４部分の一方の端部に近接して設けられ、
　前記第３電極はＵ字形状を有し、前記第３電極は一端が前記第２部分の他方の端部に近接して設けられ、他端が前記第４部分の他方の端部に近接して設けられる請求項１２記載の塩基配列検出チップ。
　基板上に互いに離間して配列された複数の電極群であって、各電極群は離間して配置された複数の第１電極を有する、複数の電極群と、
　各第１電極に対応して設けられ、対応する第１電極に固定され、塩基配列を有するプローブと、
　前記複数の電極群の配列方向に沿って前記複数の電極群を覆うように前記基板上に設けられ、前記基板とともに流路を形成するカバー部材であって、試薬が流入する入口と、前記流路を通過した前記試薬が流出する出口とを有するカバー部材と、
　を備え、
　前記入口に最近接した第１電極は前記入口から前記流路の幅の２．０倍以上離れた位置に設けられている塩基配列検出チップ。
　前記入口に最近接した前記第１電極は前記入口から前記流路の幅の２～３倍の距離に位置している請求項１４記載の塩基配列検出チップ。
　前記出口は前記基板に対して前記試薬が略垂直に流出するように設けられ、前記出口に最近接した第１電極は前記出口から前記流路の幅の１．４倍以上離れた位置に設けられている請求項１４または１５記載の塩基配列検出チップ。
　各電極群内の前記複数の第１電極は、同じ塩基配列を有するプローブが固定される請求項１４に記載の塩基配列検出チップ。
　前記複数の第１電極は、前記電極群毎に異なる塩基配列を有するプローブが固定される請求項１４に記載の塩基配列検出チップ。
　前記基板上に設けられた第２電極であって、前記第２電極と前記複数の第１電極との間に電圧が印加されることにより前記基板に電流を供給するための第２電極と、
　前記基板上に設けられた第３電極であって、前記第３電極と前記複数の第１電極との間の電圧が所定の電圧特性となるように制御するための第３電極と、
　を更に備えた請求項１４に記載の塩基配列検出チップ。
　請求項１に記載の核酸検査装置と、前記核酸検査装置との間で情報の送受を行う情報処理装置と、を備え、
　前記核酸検査装置は、
　前記検査部の温度調整を行う温度調整部と、
　外気を筐体内に取込み、取込んだ外気を筐体内を循環させ、筐体外に排気する換気部と、
　前記検査部に設けられた電極に流れる電流を検出する電流検出部と、
　筐体内の温度を測定する温度測定器と、を有し、
　前記制御部は、前記液体移動部、前記加熱部、前記温度調整部および前記換気部の駆動を制御し、
　前記情報処理装置は、当該核酸検査装置の電源起動時に自動的に自己診断を行う第１乃至第６診断部を有し、
　前記第１診断部は、前記制御部および前記電流検出部との通信確認を行い、
　前記第２診断部は、前記液体移動部の動作確認を行い、
　前記第３診断部は、前記加熱部および前記温度調整部の動作確認を行い、
　前記第４診断部は、前記換気部の動作確認を行い、
　前記第５診断部は、前記電流検出部の動作確認を行い、
　前記第６診断部は、前記温度測定器にて測定された温度に基づく前記筐体内の温度確認を行う核酸検査システム。