WO2020032226A1 - 分析装置 - Google Patents

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WO2020032226A1
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analysis
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光一郎 辻丸
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株式会社Ｍｉｒａｉ Ｇｅｎｏｍｉｃｓ
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    • G01N2035/0449—Combinations of the above using centrifugal transport of liquid

Definitions

  • the present invention relates to an analyzer for analyzing genes and the like using, for example, an analysis chip.
  • a sample is added to an analysis chip, the analysis chip is set on an analysis device, and the sample of the analysis chip is subjected to gene amplification and analysis of the obtained amplification product in the analysis device. That is becoming common.
  • gene amplification heating is usually required for annealing of a primer to a template, extension from the primer, dissociation of the template from the extended strand, and the like.
  • a heating mechanism for heating the analysis chip is provided.
  • the heating mechanism for example, a method using a blower fan and a heating unit is known. That is, the analysis chip is set in the analysis chamber of the analysis device, air is blown by the blower fan, and the blown air is heated by the heating means, thereby heating the analysis chip. (For example, Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to provide an analyzer with improved analysis accuracy.
  • the analyzer of the present invention comprises: A setting section for setting an analysis chip, A storage chamber for storing the set unit, A blower fan that blows the analysis chip set in the setting section, A heating unit for heating the air blown by the blower fan, Inside the storage chamber, a driving unit that rotates the analysis chip set in the setting unit, An analysis unit for analyzing the analysis chip set in the setting unit, The accommodation room, In a state in which the setting section is housed, the analysis chamber of the analysis chip set in the setting section, The analysis unit includes: In a state where the set portion is stored in the storage chamber, the analysis portion is disposed at a position for analyzing the analysis chip set in the set portion, In the expropriation room, The direction of air flow by the blower fan and the direction of rotation of the analysis chip by the drive unit are opposite directions, or A flow direction of the air by the blower fan is perpendicular to a rotation direction of the analysis chip by the driving unit and is a direction toward the analysis chip.
  • the analyzer of the present invention by controlling the flow of air by the blower fan and the rotating direction of the analysis chip as described above, temperature unevenness of the analysis chip is suppressed, and as a result, analysis accuracy is improved. Can be improved.
  • FIGS. 1A and 1B are perspective views showing the analyzer of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view showing an analysis chip set on the analysis chip of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating the outline of the accommodation room in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating another example of the setting unit according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a setting section of the analyzer according to the second embodiment.
  • the air heated by the heating unit is blown by the blower fan to the analysis chip set in the setting unit.
  • the flow direction of the air is the same direction as the rotation direction of the analysis chip by the driving unit, for example, the temperature of the air cannot be accurately controlled, and the temperature of the air becomes uneven, so that the analysis chip
  • the present inventors have found that temperature unevenness also occurs, and as a result, the reaction in the analysis chip becomes unstable.
  • the present inventors set the air flow direction to be opposite to the rotation direction of the analysis chip, or set the air flow direction to be perpendicular to the rotation direction of the analysis chip.
  • the present invention has been constructed on the premise that the above problem can be avoided by setting the direction toward the analysis chip.
  • the heated air is stirred, so that the temperature of the analysis chip can be kept constant.
  • the air flow direction is perpendicular to the rotation direction of the analysis chip and is directed to the analysis chip, so that the air flow direction is parallel to the rotation direction of the analysis chip. Since the heated air can be applied to the entire surface, the temperature of the analysis chip can be kept constant. Further, by setting the flow direction of the air to the vertical direction, for example, the influence on the rotation speed of the analysis chip can be further suppressed.
  • the analysis chip set in the setting section has a plurality of analysis regions at radial positions from the center in the plane direction.
  • the analyzer of the present invention further has, for example, a light irradiation unit for irradiating light. Further, in the analysis device of the present invention, for example, the analysis unit includes a light detection unit that detects light.
  • the analyzer of the present invention for example, irradiates the analysis chip with light from a center position of the analysis chip set in the setting portion in a state where the set portion is stored in the storage chamber, and the outer periphery of the analysis chip. Then, light from the analysis chip is detected.
  • the set portion has a circular base portion, and a wall portion protruding upward from the outer periphery of the base portion,
  • the light detection unit is disposed on an inner wall of the wall of the set unit, In a state where the accommodation room accommodates the set unit,
  • the light irradiation unit is arranged at a center position of a base in the setting unit.
  • the analysis unit includes a plurality of the light detection units, and the plurality of the light detection units are arranged along a circumferential direction on an inner wall of a wall in the set unit. .
  • the storage chamber has an opening through which the set section can be taken in and out.
  • the analyzer of the present invention further includes, for example, a temperature measurement unit that measures the temperature of the storage chamber, and a heating control unit that controls heating by the heating unit, and the heating control unit includes the temperature measurement unit.
  • the heating by the heating unit is controlled based on the temperature measured in the step (1).
  • the analyzer of the present invention is, for example, for gene analysis.
  • the present embodiment is an example of a mode in which the direction of air flow is controlled in the analysis device of the present invention in a direction opposite to the rotation direction of the analysis chip.
  • the analyzer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1A and 1B are perspective views schematically showing an analyzer 1 of the present embodiment, and FIG. 2 is a top view schematically showing an analysis chip 2 set in the analyzer 1.
  • the analyzer 1 has a main body 10, a lid 11, and an operation unit 12.
  • FIG. 1A shows the analyzer 1 with the lid 11 closed
  • FIG. 1B shows the analyzer 1 with the lid 11 open.
  • the main body 10 is a concave part that opens upward, and has, in the center thereof, a setting part 15 for setting the analysis chip 2, a driving part 16 for rotating the analysis chip 2, and a blowing unit 17 having a blowing port 18.
  • One end of the lid 11 is connected to one end of the main body 10 so as to be openable and closable. When the lid 11 is opened by raising the other end of the lid 11 upward, the inside of the main body 10 is exposed.
  • the inside of the main body 10 is Be cut off from.
  • the analyzer 1 when the lid 11 is closed, the space surrounded by the concave portion of the main body 10 and the lid 11 is the storage chamber, and when the analyzer 1 is used, the storage chamber is used for analysis. Room.
  • a set unit 15 is arranged near the center of the main body 10, a blower unit 17 is arranged adjacent to the set unit 15, and the analysis chip 2 arranged in the set unit 15 is analyzed.
  • An analysis unit (not shown) is provided.
  • the setting section 15 has a base section 15A on which the analysis chip 2 is arranged, and a wall section (convex section) 15B protruding upward from the outer periphery of the base section 15A. Are located.
  • the position of the analysis chip 2 set on the setting unit 15 can be fixed by the wall 15B.
  • the analysis chip 2 set in the setting unit 15 is rotated by the driving unit 16 in, for example, the direction of arrow A (counterclockwise).
  • the direction of rotation of the analysis chip 2 by the drive unit 16 is not limited to this, and may be any direction that is opposite to the direction of air flow by the blower fan 19 described later, for example, the direction opposite to the arrow A direction (clockwise). May be.
  • the operation unit 12 is disposed in front of the main body 10 and includes a power button 13, a display unit 14, and the like.
  • the drive unit 16 includes, for example, a support unit and a motor.
  • the support section rotatably supports, for example, the analysis chip 2 set on the setting section 15 and is connected to the motor.
  • the analysis section 2 is driven by the motor to drive the analysis chip 2.
  • the analysis chip 2 set in the setting unit 15 can be rotated inside the accommodation chamber with the analysis chip 2 set and the lid 11 closed.
  • a centrifugal force is generated in the analysis chip 2.
  • the reaction solution in the analysis chip 2 can be mixed or moved in the analysis chip 2.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the accommodation chamber in the analyzer 1. Note that, in FIG. 3, the upper surface covering the internal structure of the blower unit 17 is omitted to show the internal structure.
  • the blower unit 17 is a compartment unit that houses a blower fan 19 that generates an air flow by rotation and a heating unit 20 that heats the air blown by the blower fan 19.
  • the air outlet 18 discharges the air heated by the section 20.
  • the blower fan 19 is not particularly limited, and may be, for example, a centrifugal fan as shown in FIG.
  • the blower fan 19 is not limited to this, and for example, a general fan driven by a motor such as an axial fan can be used.
  • the heating unit 20 only needs to be able to heat the air blown by the blower fan 19, and for example, a general heater for heating air can be used.
  • the blower unit 17 when the blower fan 19 is rotated in the direction of arrow B (clockwise), an air flow is generated outward in the centrifugal direction of the blower fan 19, and the air is heated by the heating unit 20. You. Then, the heated air proceeds in the direction of the white arrow C, and is discharged from the blower port 18 into the collection chamber. Since the air discharged from the blower unit 17 has directionality in this way, for example, it travels in the accommodation room depending on the directionality, and along the inner wall of the accommodation room, Circulate. As shown in FIGS. 1 and 3, for example, the corner portion 10W of the inner wall of the storage chamber may be curved.
  • the air moves along the curved surface, whereby the circulation in the direction of the outline arrow C is performed more efficiently.
  • the flow direction of the air only needs to be opposite to the rotation direction of the analysis chip 2, and the control of the flow direction of the air is performed by, for example, adjusting the position of a blower fan or controlling the air guide tube. It can be performed by a general method such as use.
  • the rotation direction of the analysis chip 2 is in the direction of arrow A, and the flow direction of the air by the blower fan 19 is the same as the rotation direction of the blower fan (direction of arrow B) in the direction of the white arrow C. Yes, they are in opposite directions. For this reason, the air heated by the heating unit 20 is stirred in the collection chamber, and as a result, the temperature of the analysis chip 2 can be kept constant.
  • the analyzer 1 is used, for example, as follows. First, the lid 11 of the analyzer 1 is automatically or manually opened, and the analysis chip 2 is set on the setting unit 15 of the main body 10. Next, the lid 11 is closed automatically or manually. In the analyzer 1, the analysis chip 2 is accommodated by closing the lid 11 with respect to the concave portion of the main body 10, and the accommodation chamber becomes an analysis chamber for the analysis chip 2. Then, in the storage chamber inside the analyzer 1, the analysis chip 2 is rotated by the driving unit 16 and the heating unit 20 is driven to heat the air, and the blowing fan 19 is driven to heat the storage chamber. Blows the air. By the blowing of the heated air, the analysis chip 2 set in the setting section 15 is heated, a reaction is performed by the analysis chip 2, and the analysis chip 2 is analyzed by the analysis section.
  • the analyzer 1 may further include a temperature measurement unit that measures the temperature of the storage room (analysis room) and a heating control unit that controls heating by the heating unit 20.
  • the temperature measurement unit measures the temperature of the accommodation room, and the heating control unit controls the heating by the heating unit 20 so that the temperature of the accommodation room becomes a predetermined temperature (set temperature).
  • the temperature measuring unit is, for example, a temperature sensor.
  • the temperature sensor is connected to the heating control unit, and the heating control unit is connected to the heating unit 20.
  • the predetermined temperature can be appropriately determined according to, for example, a reaction of a sample to be analyzed, and can be maintained at, for example, a preset temperature by the temperature measuring unit, the heating control unit, and the heating unit 20. .
  • the analysis chip 2 set in the setting unit 15 is, for example, a chip for analyzing a sample.
  • the analysis chip 2 is a circular main body, and has a through hole 24 at the center for inserting the driving unit 16 of the analysis device 1.
  • the analysis chip 2 has a plurality of analyzed parts radially from the center.
  • the part to be analyzed has an inlet 21 for introducing a sample, a flow path 22, and an area to be analyzed 23, and the inlet 21 and the area 23 to be analyzed communicate with each other via the flow path 22.
  • the analysis chip 2 is not limited to, for example, the example of FIG. 2 at all.
  • the analysis chip has, for example, one or two or more analysis areas.
  • the analysis region is, for example, a region where a sample to be analyzed, a reaction solution of the sample, and the like are arranged.
  • the analyzed area may be an area directly analyzed by the analysis unit of the analyzer 1 or an area indirectly analyzed.
  • the analysis target area is an area where various signals analyzed by the analysis unit of the analyzer 1 are generated.
  • the analysis unit of the analyzer 1 may detect, for example, the generated signal at a position of the analysis area, or may detect the generated signal at a position different from the analysis area. You may.
  • the analyzed area may be, for example, the area to be analyzed or may not be the area to be analyzed.
  • the light is detected by the analysis unit of the analyzer 1, but the light in the analysis area may be detected, or the light may be detected separately from the analysis area.
  • the light may be detected at the position.
  • the analysis chip preferably has a plurality of analysis regions at radial positions from the center in the plane direction, for example.
  • the plurality of analyzed regions may be arranged on the same circumference, for example, or may be arranged concentrically.
  • the analysis chip further has, for example, an introduction port and a flow path, and the introduction port communicates with each of the analysis areas via the flow path.
  • the inlet is, for example, an inlet for introducing a liquid such as a sample, a reagent, or a mixture thereof into the analysis chip. When the liquid is introduced from the introduction port, the liquid passes through the flow path and is introduced into the analysis area.
  • the inlet and the flow path may have, for example, a 1: 1 relationship, or each analysis area may be connected to one inlet by a plurality of branched flow paths.
  • the shape of the analysis chip is not particularly limited, and may be, for example, a circle.
  • a mixed solution of a sample and a reagent to be reacted by heating may be introduced into the analysis area of the analysis chip, or the reagent may be arranged in advance and the sample may be introduced. In the analysis area, the sample and the reagent may be mixed.
  • an amplification reagent such as a primer, a probe, an intercalator, an enzyme such as a polymerase, or the like can be used as the reagent.
  • the type of the analysis unit in the analyzer 1 is not particularly limited, and can be appropriately determined according to, for example, an analysis method for the heated reaction solution in the analysis chip.
  • the analysis unit includes, for example, a light detection unit that detects light.
  • the light detecting unit is, for example, a light receiving unit that receives light, such as an optical sensor. Examples of the light detection unit include a photodiode and the like.
  • the analyzer 1 may perform, for example, excitation by irradiating the heated reaction solution in the analysis chip with light irradiation, and receiving light emitted from the heated reaction solution to perform analysis.
  • the analysis device 1 has, for example, a light irradiation unit that irradiates light, and the analysis unit is, for example, the light receiving unit.
  • the light irradiating unit is not particularly limited, and includes, for example, an LED, and the light receiving unit includes, for example, the above-described photodiode.
  • the positions of the light irradiation unit and the analysis unit are not particularly limited.
  • the analysis device 1 irradiates the analysis chip with light from a center position (for example, a rotation center) of the analysis chip set in the setting unit 15 in the accommodation room with the lid 11 closed.
  • the light irradiation unit and the analysis unit only need to be disposed inside the storage chamber, for example, with the lid 11 closed.
  • FIG. 4 shows an example of the light irradiation unit and the analysis unit.
  • FIG. 4 is a schematic view showing another example of the setting section in the analyzer 1.
  • the upper figure is a perspective view
  • the lower figure is a cross-sectional view as seen from the II direction of the above-mentioned perspective view.
  • the set portion 35 is a circular concave body having a circular base portion 35A and a wall portion (annular convex portion) 35B protruding upward from the outer periphery of the base portion 35A.
  • the set portion 35 can fix the analysis chip when the analysis chip is arranged on the base portion 35A inside the concave shape by the wall portion (convex portion) 35B.
  • the setting section 35 has a light irradiating section 36 for irradiating the analysis chip to be set with light at the center of the base section 35A.
  • the light irradiation unit 36 may be arranged around the driving unit 16 in FIG.
  • the light irradiation unit 36 is, for example, an LED as described above.
  • a plurality of light detection sections 37 are arranged on the inner wall of the wall section 35B along the circumferential direction.
  • the light detection unit 37 is, for example, a light receiving unit that receives light from the analysis chip as described above, and includes a photodiode and the like.
  • the analysis chip to be set on the setting unit 35 has, for example, a through hole through which a light irradiation unit 36 penetrates at the center thereof, and the analysis target area is radially arranged from the center.
  • the set unit 35 can irradiate the analysis chip disposed on the base 35A with light from the center side by arranging the light irradiation unit 36 at the center of the base 35A.
  • the analysis chip since the analysis chip has the analysis regions radially, by irradiating light from the center side, it is possible to efficiently irradiate each analysis region with light. Further, at the time of light irradiation, as described above, by rotating the analysis chip, the analysis chip can be irradiated with light from the rotation center of the analysis chip.
  • the set section 35 has an annular wall section 35B on the outer periphery of the base section 35A, and has a plurality of light detection sections 37 on the inner wall of the wall section 35B. Therefore, the analysis chip is irradiated with light from the center, and the light generated from the analysis chip can be detected (received) by the light detection unit 37 on the inner wall of the wall 35B. As described above, since the analysis chip has the plurality of analysis regions in a radial manner, the analysis chip is provided on the inner wall of the outer peripheral wall 35B by the plurality of photodetectors 37 arranged in the circumferential direction. Light can be detected for the analysis area.
  • the setting unit 35 is not limited to the configuration shown in FIG. 4.
  • the light irradiation unit may be provided on the inner wall of the wall 35B, and the light detection unit may be provided at the center of the base 35A.
  • the display unit 14 can display, for example, a temperature, an analysis result, and the like.
  • FIG. 1 shows an example of the analyzer of the present invention in which the lid is opened and closed and the analysis chip is set on the set unit.
  • the analyzer of the present invention may have, for example, a form in which a main body and a tray are provided, and the tray is automatically or manually taken in and out through an opening in the front surface of the main body.
  • the tray has the setting section.
  • the space in which the tray is stored inside the main body is the storage chamber, and the storage chamber becomes the analysis chamber when the analyzer is used.
  • the tray housed in the housing chamber inside the analyzer is pulled out from the opening, and the analysis chip is set on the setting portion of the tray.
  • the tray is automatically or manually inserted into the storage chamber from the opening.
  • the storage chamber becomes an analysis chamber for the analysis chip.
  • the heated air is blown, and the analysis section analyzes the analysis chip.
  • the position of the analysis unit is not particularly limited, and may be any position as long as the analysis unit can analyze the analysis chip in a state where the analysis unit is set in the accommodation room, as described above.
  • the present embodiment is an example of a mode of controlling the flow direction of air in the analysis device of the present invention in a direction perpendicular to a rotation direction of the analysis chip by the driving unit and in a direction toward the analysis chip. .
  • This embodiment can use the description of the first embodiment except that the control of the air flow direction is different.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the same set unit 15 as FIG. 1B, and specifically, a cross-sectional view of the driving unit 16 along the axial direction.
  • the air heated by the heating unit is blown by the blower fan in the direction of the arrow, that is, from above to below.
  • the direction of air flow by the blower fan is perpendicular to the direction of rotation of the analysis chip by the drive unit 16 and is the direction toward the analysis chip, it is parallel to the direction of rotation of the analysis chip. Since the heated air can be applied to the entire surface of the analysis surface, the temperature of the analysis chip can be kept constant. Further, by setting the flow direction of the air to the vertical direction, for example, the influence on the rotation speed of the analysis chip can be further suppressed.
  • the location where the blower fan and the heating unit are disposed is not particularly limited, and heats the air and controls the flow of the heated air as described above. If possible.
  • a blower fan that blows air downward and a heating unit may be arranged on the inner surface of the lid unit 11, that is, on the upper surface of the housing unit.

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Abstract

分析チップを加熱でき且つ小型化可能な新たな分析装置を提供する。本発明の分析装置（１）は、分析チップをセットするセット部（１５）と、セット部（１５）に収容する収容室と、セットされた分析チップに送風する送風ファン（１９）と、送風される空気を加熱する加熱部（２０）と、分析チップを回転させる駆動部（１６）と、分析チップを分析する分析部とを有し、収容室は、セット部（１５）が収容された状態で分析チップの分析室となり、分析部は、収容室にセット部（１５）が収容された状態で、分析チップを分析する位置に配置され、収用室内において、送風ファン（１９）による空気の流れ方向と、駆動部（１６）による分析チップの回転方向とが、逆方向である、または、送風ファン（１９）による空気の流れ方向が、駆動部（１６）による分析チップの回転方向に対して垂直方向であり且つ前記分析チップに向かう方向であることを特徴とする。

Description

分析装置
　本発明は、例えば、分析チップを用いて、遺伝子等の分析を行う分析装置に関する。
　遺伝子工学の発展により、分析チップにサンプルを添加し、前記分析チップを分析装置にセットし、前記分析装置内で、前記分析チップのサンプルについて、遺伝子増幅と、得られた増幅産物の分析を行うことが一般的になっている。遺伝子増幅においては、通常、鋳型へのプライマーのアニール、前記プライマーからの伸長、前記鋳型と伸張鎖との解離等のために、加熱が必須である。このため、前記分析装置においては、前記分析チップを加熱するための加熱機構が設けられている。前記加熱機構としては、例えば、送風ファンと加熱手段とを利用する方法が知られている。すなわち、前記分析装置の分析室内に前記分析チップをセットし、前記送風ファンによって空気を送風し、且つ、前記送風される空気を前記加熱手段で加熱することによって、前記分析チップを加熱する機構である（例えば、特許文献１）。
特許第４２８１８７７号公報
　しかし、本発明者らは、前記分析装置のような機構では、前記分析チップに温度ムラが発生し、分析精度が低くなるという問題があることを見出した。
　そこで、本発明は、分析精度を向上した分析装置を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明の分析装置は、
分析チップをセットするセット部と、
前記セット部を収容する収容室と、
前記セット部にセットされた分析チップに送風する送風ファンと、
前記送風ファンにより送風される空気を加熱する加熱部と、
前記収容室の内部において、前記セット部にセットされた分析チップを回転させる駆動部と、
前記セット部にセットされた分析チップを分析する分析部とを有し、
前記収容室は、
　前記セット部が収容された状態で、前記セット部にセットされた分析チップの分析室となり、
前記分析部は、
　前記収容室に前記セット部が収容された状態で、前記セット部にセットされた分析チップを分析する位置に配置されており、
前記収用室内において、
　　前記送風ファンによる空気の流れ方向と、前記駆動部による前記分析チップの回転方向とが、逆方向である、または、
　　前記送風ファンによる空気の流れ方向が、前記駆動部による前記分析チップの回転方向に対して垂直方向であり且つ前記分析チップに向かう方向である
ことを特徴とする。
　本発明の分析装置によれば、前記送風ファンによる空気の流れと前記分析チップの回転方向とを前述のように制御することによって、前記分析チップの温度ムラを抑制し、結果として、分析精度を向上させることができる。
図１（Ａ）および（Ｂ）は、実施形態１の分析装置を示す斜視図である。 図２は、実施形態１の分析チップにセットする分析チップを示す上面図である。 図３は、実施形態１における収容室の概略を示す平面図である。 図４は、実施形態１におけるセット部の他の例を示す概略図である。 図５は、実施形態２の分析装置のセット部の断面図である。
　本発明の分析装置において、前記加熱部によって加熱された空気は、前記送風ファンによって前記セット部にセットされた分析チップに送風される。この際、その空気の流れ方向を、前記駆動部による前記分析チップの回転方向と同一方向とすると、例えば、空気の温度を正確に制御できず、空気の温度にムラが生じるため、前記分析チップにも温度ムラが生じ、結果的に、前記分析チップ内での反応が不安定になるということを、本発明者らは見出した。これに対して、本発明者らは、空気の流れ方向を、前記分析チップの回転方向と逆方向にする、または、空気の流れ方向を、前記分析チップの回転方向に対して垂直方向であり且つ前記分析チップに向かう方向にすることで、前述の問題を回避できるとして、本発明を構築するに至った。具体的に、本発明によれば、例えば、空気の流れ方向を、前記分析チップの回転方向と逆方向にした場合、加熱された空気が撹拌されるため、分析チップの温度を一定にできる。また、本発明によれば、例えば、空気の流れ方向を、前記分析チップの回転方向に対して垂直方向であり且つ前記分析チップに向かう方向にすることで、前記分析チップの回転方向と平行な面の全面に、加熱した空気を当てることができるため、分析チップの温度を一定にできる。また、空気の流れ方向を前記垂直方向とすることで、例えば、さらに、前記分析チップの回転速度への影響も抑制できる。
　本発明の分析装置において、例えば、前記セット部にセットされる分析チップは、平面方向において、その中心から放射状の位置に、複数の被分析領域を有する。
　本発明の分析装置は、例えば、さらに、光を照射する光照射部を有する。また、本発明の分析装置は、例えば、前記分析部が、光を検出する光検出部を含む。
　本発明の分析装置は、例えば、前記収容室に前記セット部を収容した状態において、前記セット部にセットされた分析チップの中心位置から、前記分析チップに光を照射し、前記分析チップの外周で、前記分析チップからの光を検出する。
　本発明の分析装置は、例えば、前記セット部が、円形の土台部と、土台部の外周から上方向に突出する壁部とを有し、
前記光検出部が、前記セット部の壁部における内壁に配置され、
前記収容室が前記セット部を収容した状態において、
前記光照射部は、前記セット部における土台部の中心位置に配置されている。
　本発明の分析装置において、例えば、前記分析部は、複数の前記光検出部を含み、前記セット部における壁部の内壁に、周方向に沿って、前記複数の光検出部が配置されている。
　本発明の分析装置において、例えば、前記収容室は、前記セット部を出し入れ可能な開口部を有する。
　本発明の分析装置は、例えば、さらに、前記収容室の温度を測定する温度測定部、および、前記加熱部による加熱を制御する加熱制御部を有し、前記加熱制御部は、前記温度測定部で測定した温度に基づいて、前記加熱部による加熱を制御する。
　本発明の分析装置は、例えば、遺伝子解析用である。
　以下、本発明の分析装置の一例について、図を用いて説明する。なお、これらは例示であって、本発明は、以下の形態には制限されない。
（実施形態１）
　本実施形態は、本発明の分析装置について、空気の流れ方向を、前記分析チップの回転方向と逆方向に制御する形態の一例である。本実施形態の分析装置について、図１および図２を用いて説明する。図１（Ａ）および（Ｂ）は、本実施形態の分析装置１の概略を示す斜視図であり、図２は、分析装置１にセットする分析チップ２の概略を示す上面図である。
　分析装置１は、本体１０と蓋部１１と操作部１２とを有する。図１（Ａ）は、蓋部１１が閉じている状態の分析装置１であり、図１（Ｂ）は、蓋部１１が開いている状態の分析装置１である。本体１０は、上方向が開口する凹部であり、その中央に、分析チップ２をセットするセット部１５、分析チップ２を回転させる駆動部１６、および送風口１８を有する送風ユニット１７を有する。蓋部１１は、その一端が、本体１０の一端と、開閉可能に連結している。蓋部１１の他端を上方に上げて蓋部１１を開けると、本体１０の内部が露出し、蓋部１１の他端を下方に下げて蓋部１１を閉めると、本体１０の内部が外部から遮断される。分析装置１において、蓋部１１を閉めた状態で、本体１０の前記凹部と蓋部１１とで囲まれる空間が、前記収容室であり、分析装置１の使用時において、前記収容室が、分析室となる。前記収容室の内部には、本体１０の中央付近にセット部１５が配置され、セット部１５に隣接して、送風ユニット１７が配置され、さらに、セット部１５に配置された分析チップ２を分析する分析部（図示せず）が配置されている。セット部１５は、分析チップ２を配置する土台部１５Ａと、土台部１５Ａの外周から上方向に突出する壁部（凸部）１５Ｂとを有し、セット部１５の中央に、駆動部１６が配置されている。壁部１５Ｂによって、例えば、セット部１５にセットされた分析チップ２の位置を固定できる。また、セット部１５にセットされた分析チップ２は、駆動部１６によって、例えば、矢印Ａ方向（反時計回り）に回転する。駆動部１６による分析チップ２の回転方向は、これには制限されず、後述する送風ファン１９による空気の流れ方向と逆方向であればよく、例えば、矢印Ａ方向とは反対方向（時計回り）でもよい。操作部１２は、本体１０の手前に配置され、電源ボタン１３、表示部１４等を備える。
　駆動部１６は、例えば、支持部とモータとを有する。前記支持部は、例えば、セット部１５にセットされた分析チップ２を回転可能に支持し、また、前記モータと連結されており、前記モータによって前記支持部を駆動することで、分析チップ２を回転できる。駆動部１６によれば、例えば、分析チップ２をセットし、蓋部１１を閉めた状態で、前記収容室の内部において、セット部１５にセットされた分析チップ２を回転させることができる。このように、分析装置１において、分析チップ２を回転させることで、分析チップ２内には遠心力が発生する。この遠心力を利用することで、例えば、分析チップ内２の反応液を、混合したり、分析チップ２内で移動させたりできる。
　つぎに、送風ユニット１７について、図３を用いて説明する。図３は、分析装置１における前記収容室の概略を示す平面図である。なお、図３において、送風ユニット１７は、内部構造を示すため、前記内部構造を覆う上面は省略して示す。送風ユニット１７は、回転により空気の流れを発生させる送風ファン１９と、送風ファン１９により送風される空気を加熱する加熱部２０とが収容されたコンパートメントユニットであり、送風ファン１９により送風され、加熱部２０で加熱された空気を吐出する送風口１８を有する。
　送風ファン１９は、特に制限されず、例えば、図１（Ｂ）に示すような遠心ファン等が例示できる。送風ファン１９は、これには制限されず、例えば、軸流ファン等、モータにより駆動する一般的なファンが使用できる。また、加熱部２０は、送風ファン１９により送風される空気を加熱できればよく、例えば、一般的な空気を加熱するヒーターが使用できる。
　送風ユニット１７において、送風ファン１９を矢印Ｂ方向（時計回り）に回転させると、送風ファン１９の遠心方向外側に向かって、空気の流れが発生し、また、その空気は加熱部２０により加熱される。そして、加熱された空気は、白抜き矢印Ｃ方向に進み、送風口１８から前記収用室内部に吐出される。このように送風ユニット１７から吐出された空気は、方向性を有しているため、例えば、その方向性に依存して、前記収容室内を進み、前記収容室の内壁に沿って、前記収容室内を循環する。前記収容室は、例えば、図１および図３に示すように、その内壁の角部１０Ｗが、湾曲した曲面であってもよい。前記収容室の角部１０Ｗが曲面であると、例えば、曲面に沿って空気が移動することで、白抜き矢印Ｃ方向に沿った循環が、より効率よく行われる。なお、本発明において、空気の流れ方向は、分析チップ２の回転方向と逆方向であればよく、前記空気の流れ方向の制御は、例えば、送風ファンの位置を調整したり、導風管を使用する等、一般的な方法により行える。
　図３に示すように、分析チップ２の回転方向は矢印Ａ方向であり、送風ファン１９による空気の流れ方向は、送風ファンの回転方向（矢印Ｂ方向）と同様に、白抜き矢印Ｃ方向であり、両者は逆方向の関係である。このため、加熱部２０により加熱された空気は、前記収用室内において撹拌され、その結果、分析チップ２の温度を一定にできる。
　分析装置１は、例えば、以下のようにして使用する。まず、分析装置１の蓋部１１を、自動または手動で開け、本体１０のセット部１５に分析チップ２をセットする。つぎに、蓋部１１を、自動または手動で閉める。分析装置１において、本体１０の凹部に対して蓋部１１を閉めることで、分析チップ２が収容され、前記収容室は、分析チップ２の分析室となる。そして、分析装置１内部の前記収容室において、駆動部１６により、分析チップ２を回転させ、且つ、加熱部２０を駆動させて空気を加熱し、送風ファン１９を駆動させて前記収容室内に加熱した空気を送風する。この加熱した空気の送風により、セット部１５にセットされた分析チップ２を加熱し、分析チップ２で反応を行い、前記分析部により、分析チップ２の分析を行う。
　分析装置１は、さらに、前記収容室（分析室）の温度を測定する温度測定部、および、加熱部２０による加熱を制御する加熱制御部を有してもよい。前記温度測定部により、前記収容室の温度を測定し、前記加熱制御部により、前記収容室の温度が所定の温度（設定温度）となるように、加熱部２０による加熱を制御することで、例えば、より精度に優れた分析が可能となる。前記温度測定部は、例えば、温度センサである。分析装置１において、例えば、前記温度センサは、前記加熱制御部に接続されており、前記加熱制御部は、加熱部２０に接続されている。前記所定の温度は、例えば、分析対象となるサンプルの反応に応じて適宜決定でき、前記温度測定部、前記加熱制御部および加熱部２０によって、例えば、予め設定された設定温度に保つことができる。
　セット部１５にセットされる分析チップ２は、例えば、サンプルの分析を行うためのチップである。図２において、分析チップ２は、円形の本体であり、中央に、分析装置１の駆動部１６を挿入する貫通孔２４を有する。分析チップ２は、その中心から放射状に、複数の被分析部を有する。前記被分析部は、試料を導入する導入口２１と、流路２２と、被分析領域２３とを有し、流路２２を介して、導入口２１と被分析領域２３とが連通している。分析チップ２は、例えば、図２の例には何ら限定されない。
　前記分析チップは、例えば、１つまたは２つ以上の複数の被分析領域を有する。前記被分析領域は、例えば、分析対象のサンプル、前記サンプルの反応液等が配置される領域である。前記被分析領域は、分析装置１の前記分析部によって、直接的に分析される領域でもよいし、間接的に分析される領域でもよい。具体的に、前記被分析領域は、分析装置１の前記分析部によって分析される種々のシグナルが発生する領域である。しかし、分析装置１の前記分析部は、例えば、前記発生するシグナルを、前記被分析領域の位置で検出してもよいし、前記発生するシグナルを、前記被分析領域とは異なる位置で検出してもよい。つまり、前記被分析領域は、例えば、分析される領域そのものでもよいし、分析される領域そのものでなくてもよい。例えば、前記被分析領域において、光等が発生する場合、分析装置１の前記分析部により光を検出するが、前記被分析領域における光を検出してもよいし、前記被分析領域とは別の位置で光を検出してもよい。
　前記分析チップは、例えば、平面方向において、その中心から放射状の位置に、複数の被分析領域を有することが好ましい。前記分析チップを前述のように回転させる場合、例えば、前記平面方向における中心が回転中心となる。前記複数の被分析領域は、例えば、同じ円周上に配置されてもよいし、同心円状に配置されてもよい。前記分析チップは、例えば、さらに、導入口および流路を有し、前記導入口は、前記流路を介して、前記各被分析領域と連通している。前記導入口は、例えば、サンプル、試薬、これらの混合液等の液体を、前記分析チップに導入するための導入口である。前記液体が前記導入口から導入されると、前記液体は、前記流路を通過して、前記被分析領域に導入される。この際、例えば、前述のように、前記分析チップを回転させて遠心力を発生させることで、前記液体の流路の通過を促進できる。前記導入口と前記流路とは、例えば、１：１の関係でもよいし、また、一つの導入口に対して、枝分かれした複数の流路によって各被分析領域が連通してもよい。
　前記分析チップの形状は、特に制限されず、例えば、円形があげられる。
　前記分析チップの前記被分析領域には、例えば、加熱によって反応させるサンプルと試薬との混合液を導入してもよいし、予め前記試薬を配置して、前記サンプルを導入することによって、前記被分析領域において、前記サンプルと前記試薬とを混合してもよい。前記分析チップにおいて、例えば、遺伝子を増幅させて、得られた増幅産物を検出する場合、前記試薬は、例えば、プライマー等の増幅試薬、プローブ、インターカレータ、ポリメラーゼ等の酵素等が使用できる。
　分析装置１における前記分析部の種類は、特に制限されず、例えば、前記分析チップにおける加熱反応液に対する分析方法に応じて適宜決定できる。前記加熱反応液を光によって分析する場合、前記分析部は、例えば、光を検出する光検出部を含む。前記光検出部は、例えば、光を受光する受光部であり、光学センサ等があげられる。前記光検出部としては、例えば、フォトダイオード等があげられる。
　分析装置１は、例えば、前記分析チップにおける前記加熱反応液に、光照射による励起を行い、前記加熱反応液から生じた発光を受光して、分析を行ってもよい。この場合、分析装置１は、例えば、光を照射する光照射部を有し、前記分析部は、例えば、前記受光部である。前記光照射部は、特に制限されず、例えば、ＬＥＤ等があげられ、前記受光部は、例えば、前述のようなフォトダイオード等があげられる。
　分析装置１において、前記光照射部と前記分析部の位置は、特に制限されない。分析装置１は、例えば、蓋部１１を閉めた状態で、前記収容室内において、セット部１５にセットされた前記分析チップの中心位置（例えば、回転中心）から、前記分析チップに光を照射し、前記分析チップの外周で、前記分析チップからの光を検出（例えば、受光）する形態があげられる。
　このため、本発明の分析装置において、前記光照射部および前記分析部は、それぞれ、例えば、蓋部１１を閉めた状態において、前記収容室の内部に配置されていればよい。
　前記光照射部および前記分析部の一例を、図４に示す。図４は、分析装置１におけるセット部の他の例を示す概略図であり、上図が、斜視図であり、下図が、前記斜視図のＩ－Ｉ方向からみた断面図である。図４に示すように、セット部３５は、円形の土台部３５Ａと、土台部３５Ａの外周から上方向に突出する壁部（環状凸部）３５Ｂとを有する、円形の凹状体である。セット部３５は、壁部（凸部）３５Ｂによって、凹状の内部であって土台部３５Ａの上に前記分析チップを配置した際、前記分析チップを固定できる。セット部３５は、その土台部３５Ａの中心に、セットされる前記分析チップに光照射するための、光照射部３６を有する。この場合、例えば、図１における駆動部１６の周囲に、光照射部３６が配置されてもよい。光照射部３６は、例えば、前述のように、ＬＥＤ等である。また、セット部３５において、壁部３５Ｂの内壁に、周方向に沿って、複数の光検出部３７が配置されている。光検出部３７は、例えば、前述のように、前記分析チップからの光を受光する受光部であり、フォトダイオード等があげられる。セット部３５にセットする前記分析チップは、例えば、その中心に、光照射部３６が貫通する貫通孔を有し、前記被分析領域は、その中心から放射状に配置されている。
　セット部３５は、土台部３５Ａの中心に光照射部３６を配置することによって、土台部３５Ａに配置した前記分析チップに対して、その中心側から、光を照射することができる。前述のように、前記分析チップは、放射状に前記被分析領域を有することから、前記中心側から光照射することで、効率よく、各被分析領域に光を照射することができる。また、光照射の際、前述のように、前記分析チップを回転させることによって、前記分析チップの回転中心から、前記分析チップに光照射することもできる。
　また、セット部３５は、土台部３５Ａの外周に、環状の壁部３５Ｂを有し、且つ、壁部３５Ｂの内壁に光検出部３７を複数有している。このため、前記分析チップに、中心から光を照射し、さらに、前記分析チップから発生した光は、壁部３５Ｂの内壁の光検出部３７によって、検出（受光）できる。前述のように、前記分析チップは、放射状に複数の前記被分析領域を有することから、外周の壁部３５Ｂの内壁に、周方向に配置された複数の光検出部３７により、それぞれの前記被分析領域について、光を検出することができる。
　セット部３５は、図４の形態には制限されず、例えば、壁部３５Ｂの内壁に、前記光照射部を有し、土台部３５Ａの中心に、前記光検出部を有してもよい。
　分析装置１において、表示部１４は、例えば、温度、分析結果等を表示できる。
　図１においては、本発明の分析装置として、前記蓋部を開閉し、前記分析チップを前記セット部にセットする形態を示したが、一例であって、本発明は、これには制限されない。本発明の分析装置は、例えば、本体とトレイとを有し、前記本体の前面の開口部から、前記トレイが自動または手動で出し入れされる形態であってもよい。この場合、前記トレイが、前記セット部を有する。この形態では、例えば、前記本体の内部において、前記トレイが収容される空間が、前記収容室であり、前記分析装置の使用時において、前記収容室が、分析室となる。
　この形態の場合、まず、前記分析装置の内部の前記収容室に収容されている前記トレイを、前記開口部から引出し、前記トレイの前記セット部に前記分析チップをセットする。つぎに、前記開口部から前記トレイを、自動または手動で、前記収容室に挿入する。前記分析装置の前記収容室に、前記分析チップがセットされた前記トレイが収容されることにより、前記収容室は、前記分析チップの分析室となる。そして、同様にして、加熱された空気を送風し、前記分析部により、前記分析チップの分析を行う。前記分析部の位置は、特に制限されず、前述と同様に、前記分析チップをセットした前記セット部が、前記収容室に収容状態において、前記分析チップを分析できる位置であればよい。
（実施形態２）
　本実施形態は、本発明の分析装置について、空気の流れ方向を、前記駆動部による前記分析チップの回転方向に対して垂直方向であり且つ前記分析チップに向かう方向に制御する形態の一例である。本実施形態は、空気の流れ方向の制御が異なる以外は、前記実施形態１の記載を援用できる。
　本実施形態における空気の流れ方向について、図５を用いて説明する。図５は、図１（Ｂ）と同じセット部１５の断面図であり、具体的には、駆動部１６の軸方向に沿った断面図である。本実施形態においては、前記加熱部で加熱した空気を、前記送風ファンによって、矢印方向、すなわち、上方向から下方向に向かって送風する。このように、前記送風ファンによる空気の流れ方向が、駆動部１６による前記分析チップの回転方向に対して垂直方向であり且つ前記分析チップに向かう方向であるため、前記分析チップの回転方向と平行な面の全面に、加熱した空気を当てることができるため、分析チップの温度を一定にできる。また、空気の流れ方向を前記垂直方向とすることで、例えば、さらに、前記分析チップの回転速度への影響も抑制できる。
　本実施形態の分析装置において、前記送風ファンおよび前記加熱部を配置する部位は、特に制限されず、前述のように、空気を加熱し、且つ、加熱された空気の流れを前述のように制御できればよい。具体例として、例えば、図１（Ｂ）において、蓋部１１の内部面、すなわち前記収容部の上面に、下方向に風を送風する送風ファンと、加熱部とを配置してもよい。
　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。
　この出願は、２０１８年８月１０日に出願された日本出願特願２０１８－１５１９３４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　以上のように、本発明によれば、前記送風ファンによる空気の流れと前記分析チップの回転方向とを前述のように制御することによって、前記分析チップの温度ムラを抑制し、結果として、分析精度を向上させることができる。このため、遺伝子等の分析の分野において、極めて有用である。
　１　　　分析装置
　１０　　本体
　１１　　蓋部
　１２　　操作部
　１３　　電源ボタン
　１４　　表示部
　１５、３５　　セット部
　１６　　駆動部
　１７　　送風ユニット
　１８　　送風口
　１９　　送風ファン
　２０　　加熱部
　３６　　光照射部
　３７　　光検出部
　２　　　分析チップ
　２１　　導入口
　２２　　流路
　２３　　被分析領域
　２４　　貫通孔

Claims (8)

  1. 分析チップをセットするセット部と、
    前記セット部を収容する収容室と、
    前記セット部にセットされた分析チップに送風する送風ファンと、
    前記送風ファンにより送風される空気を加熱する加熱部と、
    前記収容室の内部において、前記セット部にセットされた分析チップを回転させる駆動部と、
    前記セット部にセットされた分析チップを分析する分析部とを有し、
    前記収容室は、
    　前記セット部が収容された状態で、前記セット部にセットされた分析チップの分析室となり、
    前記分析部は、
    　前記収容室に前記セット部が収容された状態で、前記セット部にセットされた分析チップを分析する位置に配置されており、
    前記収用室内において、
    　　前記送風ファンによる空気の流れ方向と、前記駆動部による前記分析チップの回転方向とが、逆方向である、または、
    　　前記送風ファンによる空気の流れ方向が、前記駆動部による前記分析チップの回転方向に対して垂直方向であり且つ前記分析チップに向かう方向である、ことを特徴とする分析装置。
  2. 前記セット部にセットされる分析チップは、
    　平面方向において、その中心から放射状の位置に、複数の被分析領域を有する、請求項１に記載の分析装置。
  3. さらに、光を照射する光照射部を有し、
    前記分析部は、光を検出する光検出部を含む、請求項１または２に記載の分析装置。
  4. 前記セット部が、円形の土台部と、土台部の外周から上方向に突出する壁部とを有し、
    前記光検出部が、前記セット部の壁部における内壁に配置され、
    前記収容室が前記セット部を収容した状態において、
    前記光照射部は、前記セット部における土台部の中心位置に配置されている、請求項３記載の分析装置。
  5. 前記分析部は、複数の前記光検出部を含み、
    前記セット部における壁部の内壁に、周方向に沿って、前記複数の光検出部が配置されている、請求項４に記載の分析装置。
  6. 前記収容室は、前記セット部を出し入れ可能な開口部を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の分析装置。
  7. さらに、前記収容室の温度を測定する温度測定部、および、前記加熱部による加熱を制御する加熱制御部を有し、
    前記加熱制御部は、前記温度測定部で測定した温度に基づいて、前記加熱部による加熱を制御する、請求項１から６のいずれか一項に記載の分析装置。
  8. 遺伝子解析用である、請求項１から７のいずれか一項に記載の分析装置。
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