WO2020100659A1 - 核酸分析装置 - Google Patents

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nucleic acid
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movable table
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Inventor
達也 山下
庄司　智広
加藤　宏一
カイ ハスラー
ハンス ユルゲン ティドケ
ハンスエリ マイヤー
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
キアゲン ゲーエムベーハー
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    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence

Definitions

  • the present invention relates to a nucleic acid analyzer.
  • a nucleic acid analyzer is known as a device for analyzing the base sequence of DNA (deoxyribonucleic acid).
  • the nucleic acid analyzer is a device for analyzing the base sequence of DNA by denatured DNA fragment into single strands, using this as a mold to extend nucleic acid labeled with a fluorescence, one base at a time, and sequentially capturing fluorescence images.
  • a substrate in which a channel is provided in a plate of which a part or the whole is transparent is prepared, and the cloned DNA denatured into a single strand is denatured in the reaction field provided in the channel of the substrate. Fix multiple colonies of fragments.
  • the reagent for fluorescently labeling each base of the DNA and the channel are washed so that the four types of nucleotides (adenine, cytosine, guanine, thymine) that compose the DNA can be identified.
  • the reagents and the like are alternately fed.
  • a reagent required for each reaction process is selected from a plurality of types of reagents, and the flow path of the substrate is selected.
  • each base of the colony of the DNA fragment in the channel is fluorescently modified.
  • a fluorescent image of the entire surface of the substrate is taken while driving the movable table of the colony of the fluorescently modified DNA fragment.
  • Patent Document 1 describes a nucleic acid analyzer which reads such a variety of reagents for each reaction process, sends them to a substrate, and reads the DNA base sequence.
  • the nucleic acid analyzer of Patent Document 1 is equipped with a switching valve (rotary valve) as a reagent selection mechanism.
  • a switching valve rotary valve
  • the present invention has been made in view of the above problems, and reduces the reagent consumption, suppresses the influence of the operation of the reagent selection mechanism during the fluorescence image capturing, nucleic acid to obtain a clear fluorescence image
  • An object is to provide an analyzer.
  • the reagent selection mechanism included in the nucleic acid analyzer according to the present invention has a block having a plurality of branch channels and an electromagnetic valve incorporated on each branch channel, and the block is on a movable table holding a substrate. is set up.
  • the reagent consumption amount can be reduced by disposing the block of the reagent selection mechanism in the vicinity of the flow path inlet of the substrate. Further, by installing the solenoid valve at a place sufficiently distant from the substrate, it is possible to reduce the influence of driving the solenoid valve on the fluorescence image pickup.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a nucleic acid analyzer 100 according to the first embodiment. It is a figure which shows the specific structure of the block 150.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a nucleic acid analysis device 100 according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a nucleic acid analyzer 100 according to a third embodiment. It is a figure which shows the structural example of the block 150 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a nucleic acid analyzer 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the nucleic acid analyzer 100 is a device that analyzes the base sequence of DNA.
  • the nucleic acid analyzer 100 includes a substrate 110, a movable table 120, an imaging mechanism 130, a reagent bottle 141, a block 150, a solenoid valve 161, and a liquid delivery mechanism 170.
  • the block 150 and the solenoid valve 161 serve as a reagent selection mechanism that selects a reagent to be sent to the substrate 110.
  • the substrate 110 has a reaction field for analyzing the base sequence of a colony of DNA fragments.
  • the movable table 120 can be moved by mounting the substrate 110 thereon.
  • the imaging mechanism 130 captures a fluorescent image of a DNA fragment colony.
  • the reagent bottle 141 contains a plurality of types of reagents required in each reaction step.
  • the block 150 has a plurality of branch channels as described later.
  • the solenoid valve 161 is incorporated in each branch flow path.
  • the liquid sending mechanism 170 sends the reagent selected by the reagent selecting mechanism to the substrate 110.
  • a reagent is selected by opening the electromagnetic valve 161 corresponding to the reagent required in each reaction step and closing the other electromagnetic valves 161.
  • the reagent is sent to the substrate 110 using the solution sending mechanism 170.
  • the movable table 120 is driven to convey the imaging target region of the substrate 110 below the imaging mechanism 130.
  • the imaging mechanism 130 captures a fluorescence image of the imaging target region of the substrate 110.
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the block 150.
  • the upper part of FIG. 2 is a perspective view.
  • the middle part of FIG. 2 is a left side view / top view / right side view / front view, respectively.
  • the lower part of FIG. 2 is a sectional view taken along line AA.
  • the block 150 is a member having a rectangular parallelepiped shape as a whole, and has a configuration described below.
  • the block 150 has three reagent inlets 151, 152, and 153. Each reagent inlet is provided on the left side / right side / front of the block 150. Each reagent inlet is connected to a different reagent bottle 141 via a pipe. A T-shaped branch channel is formed inside the block 150, and each branch channel is connected to a reagent inlet port 151-153. The respective branch flow paths merge at an intersection 157.
  • a reagent outflow pipe 156 is arranged on the upper surface of the block 150.
  • the reagent outflow pipe 156 is connected to the intersection 157, and the reagent introduced into the block 150 is supplied to the substrate 110 via the intersection 157 and the reagent outflow pipe 156.
  • the space between the substrate 110 and the reagent outflow pipe 156 can be sealed by an appropriate means. For example, it is possible to arrange a rubber sealing member around the reagent outflow pipe 156.
  • the block 150 Since the block 150 has no movable member, the vibration generated by the operation of the block 150 does not propagate to the substrate 110. Therefore, the block 150 can be arranged in the vicinity of the substrate 110 (for example, on the movable table 120). This is because there is no possibility that the image quality of the fluorescent image will be deteriorated by the block 150. As a result, the length of the reagent outflow pipe 156 can be shortened, so that it is possible to suppress an excessive amount of reagent consumed due to reagent switching.
  • the length of the reagent outflow pipe 156 be as short as possible. If the length is long, the previous reagent remains in the reagent outflow pipe 156 at the time when the next reagent is started to be delivered after the delivery of a certain reagent. Because it will be.
  • the solenoid valve 161 be arranged as far away from the substrate 110 as possible. This is because vibration occurs when the solenoid valve 161 opens and closes. It is desirable that at least the solenoid valve 161 not be placed on the movable table 120.
  • the solenoid valve 161 is arranged in the space above or below the movable table 120.
  • the space between the legs is often empty, so that the solenoid valve 161 can be arranged in this space.
  • other members such as the image pickup mechanism 130 are arranged above the movable table 120, if there is a surplus space even if these members are arranged, the solenoid valve 161 is arranged in the space above the movable table 120. Good.
  • the reagent bottle 141 may be arranged above or below the movable table 120. However, if the reagent bottle 141 is arranged above the movable table 120, unnecessary reagents may spill onto the substrate 110, for example, when the solenoid valve 161 fails, so that the reagent bottle 141 should be placed below the movable table 120. It is more desirable to place them.
  • the nucleic acid analyzer 100 includes a block 150 and a solenoid valve 161 as a reagent selection mechanism.
  • the block 150 has reagent inlets 151 to 153 connected to each reagent bottle 141, and the reagent can be switched by opening and closing the solenoid valve 161. Since it is less likely that vibration will propagate from the block 150 to the substrate 110, the block 150 can be arranged near the substrate 110. Therefore, the length of the flow path (reagent outflow pipe 156) between the reagent selection mechanism and the substrate 110 can be shortened, so that the reagent consumption amount can be suppressed.
  • the nucleic acid analyzer 100 according to the first embodiment is more useful than the conventional nucleic acid analyzer in that all of these are improved.
  • FIG. 2 assuming that three types of reagents are used, the configuration example in which the block 150 has three reagent inlets 151 to 153 has been described.
  • the number of reagent inlets may be increased or decreased depending on the type of reagent. Further, along with this, the position and the number of intersections 157 can be changed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the nucleic acid analyzer 100 according to the second embodiment.
  • the nucleic acid analyzer 100 according to the second embodiment includes a second reagent selection mechanism in addition to the configuration described in the first embodiment. Since other configurations are similar to those of the first embodiment, the differences mainly relating to the second reagent selection mechanism will be described below.
  • the second reagent selection mechanism is composed of a block 181 and a solenoid valve 162.
  • One of the reagent inlets of the block 150 (for example, the reagent inlet 152) is connected to any of the reagent inlets of the block 181.
  • two electromagnetic valves 161 and a reagent bottle 141 are connected to the block 150, respectively, and four electromagnetic valves 162 and a reagent bottle 142 are connected to the block 181, respectively. ..
  • the numbers of these solenoid valves and reagent bottles are one example, and may be increased or decreased as necessary.
  • the block 181 has a plurality of reagent inlets.
  • FIG. 3 shows an example having five reagent inlets. Four of the reagent inlets are connected to different reagent bottles 142. The remaining reagent inlets are connected to the reagent inlets of block 150.
  • a reagent whose consumption is desired to be reduced (for example, an expensive reagent) is stored in the reagent bottle 141, and a reagent which does not need to be reduced (for example, an inexpensive reagent) is stored in the reagent bottle 142.
  • the reagent contained in the reagent bottle 141 the consumption amount can be suppressed by disposing the block 150 near the substrate 110, as in the first embodiment.
  • the reagent contained in the reagent bottle 142 the reagent is excessively consumed depending on the pipe length between the block 181 and the block 150. Therefore, it is decided to store the reagent, which is less necessary to suppress the consumption amount, in the reagent bottle 142.
  • the nucleic acid analyzer 100 according to the second embodiment further includes a second reagent selection mechanism.
  • the second reagent selection mechanism By the second reagent selection mechanism, the types of reagents that can be selected can be increased more than in the first embodiment.
  • By disposing the block 181 and the electromagnetic valve 162 on the movable table 120 it is possible to increase the types of reagents while suppressing the load on the movable table 120. Further, by appropriately selecting the type of the reagent contained in each of the reagent bottles 141 and 142, it is possible to suppress the cost associated with the reagent consumption as in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the nucleic acid analyzer 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • the nucleic acid analyzer 100 according to the third embodiment includes a switching valve 182 instead of the block 181 described in the second embodiment.
  • the switching valve 182 can be configured by, for example, a rotary valve or the like.
  • the switching valve 182 has a plurality of reagent inlets.
  • a reagent outflow pipe for connecting to the block 150 is connected to the upper surface of the switching valve 182.
  • the switching valve 182 can switch which reagent inflow port is connected to the reagent outflow pipe. Therefore, the solenoid valve 162 is not necessary in the third embodiment.
  • the reagent whose consumption is to be reduced is stored in the reagent bottle 141 as in the second embodiment. It is desirable to store a reagent in the reagent bottle 142 that is contained and is less necessary to reduce the consumption amount.
  • the nucleic acid analyzer 100 according to the third embodiment can exhibit the same effect as the second embodiment. Comparing the second and third embodiments, it is advantageous that the block 181 in the second embodiment is easy and inexpensive to manufacture. On the other hand, when the block 181 is used, it is desirable to optimize the shape of the reagent flow path, the intersection position of each flow path, and the like in order to prevent the reagents from being mixed when switching the reagents. Therefore, the design cost for that arises. Since the switching valve 182 can switch the flow path, it is advantageous that such an optimized design is not necessary.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the block 150 according to the fourth embodiment. Similar to FIG. 2, a perspective view / left side view / top view / right side view / front view / AA sectional view are shown.
  • the block 150 shown in FIG. 5 includes a reagent inlet 151 on the left side, reagent inlets 152 to 154 on the right side, and a reagent inlet 155 on the front.
  • channels are arranged as shown in the lower part of FIG. Specifically, from the flow path connecting the reagent inlets 151 and 152, the flow path toward the reagent inlet 155 is branched, and the flow path toward the reagent inlets 153 and 154 is branched.
  • the plane position of the intersection 157 (the position where the reagents intersect) is shifted from the plane position of the reagent outflow pipe 156. The reason for this will be described below using a specific example.
  • the reagent A is connected to the reagent inlet 151, and the reagents B1, B2, and B3 (collectively referred to as reagent group B) are connected to the reagent inlets 152 to 154, respectively.
  • reagent C is connected to inlet 155. It is assumed that the reagent A and the reagent group B cause a problem in analysis when mixed. It is assumed that even if the reagent A and the reagent C are mixed, there is no problem in the analysis, and if the reagent group B and the reagent C are similarly mixed, there is no problem in the analysis.
  • Reagent A remains in the reagent outflow pipe 156 at the time point when the liquid transfer of the reagent A is stopped.
  • the reagent A can be pushed out from the reagent outflow pipe 156. This is because there is no problem even if the reagents A and C are mixed.
  • the analysis procedure from the reagent A to the reagent group B can be performed without mixing the reagent A and the reagent group B.
  • the reagent group B is switched to the reagent A, the reagent group B can be pushed out from the reagent outflow pipe 156 by the reagent C.
  • the liquid feeding mechanism 170 is located on the downstream side of the substrate 110 as viewed from the block 150, but it may be arranged on the upstream side.
  • each solenoid valve can be mounted on the movable table 120 if it is operated in that way.
  • the configuration of the block 150 described in the fourth embodiment can be adopted as either or both of the block 150 and the block 181.
  • the blocks 181 and 150 are connected via the reagent outflow pipe 156.

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Abstract

本発明は、試薬消費量を低減させるとともに、蛍光画像撮像中における試薬選択機構の動作による影響を抑制し、鮮明な蛍光画像を取得する核酸分析装置を提供することを目的とする。本発明に係る核酸分析装置が備える試薬選択機構は、複数の分岐流路を有するブロックと、各分岐流路上に組み込まれた電磁弁とを有し、前記ブロックは基板を保持する可動テーブル上に設置されている（図１参照）。

Description

核酸分析装置
　本発明は、核酸分析装置に関する。
　ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）の塩基配列を解析するための装置として、核酸分析装置が知られている。核酸分析装置は、ＤＮＡ断片を変性させて１本鎖とし、これを型として蛍光標識を付与した核酸を１塩基ずつ伸長させ、順次蛍光画像を撮像することにより、ＤＮＡの塩基配列を解析する装置である。解析に際しては、一部または全体が透明な材質の板に流路を設けた基板を用意し、その基板の流路内に設けられた反応場に、変性させて一本鎖とされたクローンＤＮＡ断片のコロニーを複数固定する。これら複数のＤＮＡ断片のコロニーに対して、ＤＮＡを構成する４種類のヌクレオチド（アデニン、シトシン、グアニン、チミン）を識別可能にするためにＤＮＡの各塩基を蛍光標識する試薬と、流路を洗浄する試薬等を、交互に送液する。ＤＮＡ断片のコロニーが２本鎖に復元していく過程を蛍光画像として撮像することにより、ＤＮＡ塩基配列を逐次解析することができる。
　核酸分析装置におけるＤＮＡ塩基配列解析を実施する際には、まず可動テーブル上に基板を架設する。次に基板の流路内に設けられた反応場に固定された複数のＤＮＡ断片のコロニーに対して、複数種の試薬のなかから反応過程ごとに必要となる試薬を選択し、基板の流路へ送液することにより、流路内のＤＮＡ断片のコロニーの各塩基を蛍光修飾する。さらに蛍光修飾されたＤＮＡ断片のコロニーを、可動テーブルを駆動させながら、基板全面の蛍光画像を撮像する。
　下記特許文献１は、このような多種類の試薬を反応過程ごとに選択して基板へ送液し、ＤＮＡ塩基配列を読み取る核酸分析装置について記載している。
ＵＳ８２４１５７３Ｂ２
　特許文献１の核酸分析装置は、試薬選択機構として切替バルブ（ロータリーバルブ）を搭載している。同文献においては、蛍光画像撮像中に切替バルブの動作が基板に対して伝達しないように、撮像機構から離れた箇所に切替バルブを設置する必要がある。切替バルブの動作による振動が基板に対して伝搬すると、蛍光画像にブレなどが発生して画像品質が低下するからである。したがって同文献においては、試薬選択機構から基板までの配管が必要となり、その配管部分に余分な試薬が含まれることになるので、試薬消費量が増加する。
　本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、試薬消費量を低減させるとともに、蛍光画像撮像中における試薬選択機構の動作による影響を抑制し、鮮明な蛍光画像を取得する核酸分析装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る核酸分析装置が備える試薬選択機構は、複数の分岐流路を有するブロックと、各分岐流路上に組み込まれた電磁弁とを有し、前記ブロックは基板を保持する可動テーブル上に設置されている。
　本発明の核酸分析装置によれば、試薬選択機構のブロックを基板の流路入口近傍に配置することにより、試薬消費量を低減することができる。また、基板から十分離れた場所に電磁弁を設置することにより、電磁弁の駆動が蛍光画像撮像に与える影響を低減することができる。
実施形態１に係る核酸分析装置１００の構成を示す図である。 ブロック１５０の具体的構成を示す図である。 実施形態２に係る核酸分析装置１００の構成例を示す図である。 実施形態３に係る核酸分析装置１００の構成例を示す図である。 実施形態４に係るブロック１５０の構成例を示す図である。
＜実施の形態１＞
　図１は、本発明の実施形態１に係る核酸分析装置１００の構成を示す図である。核酸分析装置１００は、ＤＮＡの塩基配列を分析する装置である。核酸分析装置１００は、基板１１０、可動テーブル１２０、撮像機構１３０、試薬ボトル１４１、ブロック１５０、電磁弁１６１、送液機構１７０を備える。ブロック１５０と電磁弁１６１は、基板１１０に対して送液する試薬を選択する試薬選択機構としての役割を有する。
　基板１１０は、ＤＮＡ断片のコロニーの塩基配列を解析するための反応場を有する。可動テーブル１２０は、基板１１０を搭載して移動させることができる。撮像機構１３０は、ＤＮＡ断片のコロニーの蛍光画像を撮像する。試薬ボトル１４１は、各反応工程において必要となる複数種の試薬を含む。ブロック１５０は、後述するように複数の分岐流路を有する。電磁弁１６１は、各分岐流路上に組み込まれている。送液機構１７０は、試薬選択機構によって選択された試薬を基板１１０に対して送液する。
　核酸分析装置１００の動作手順について説明する。まず各反応工程において必要な試薬に対応した電磁弁１６１を開け、その他の電磁弁１６１を閉じることにより、試薬を選択する。次に、送液機構１７０を用いて基板１１０へ試薬を送液する。基板１１０上で試薬を反応させた後、可動テーブル１２０を駆動させて基板１１０の撮像対象領域を撮像機構１３０の下へ搬送する。その後、撮像機構１３０により基板１１０の撮像対象領域の蛍光画像を撮像する。上記を繰り返して、反応に必要な試薬を順次送液し、蛍光を検出することにより、塩基配列を解析する。
　図２は、ブロック１５０の具体的構成を示す図である。図２上段は斜視図である。図２中段はそれぞれ左側面図／上面図／右側面図／正面図である。図２下段はＡＡ断面図である。ブロック１５０は、全体としては直方体形状を有する部材であり、以下に説明する構成を備える。
　ブロック１５０は、３つの試薬流入口１５１、１５２、および１５３を有する。各試薬流入口は、それぞれブロック１５０の左側面／右側面／正面に設けられている。各試薬流入口は、配管を介してそれぞれ異なる試薬ボトル１４１に接続される。ブロック１５０の内部にはＴ字型の分岐流路が形成されており、各分岐流路はそれぞれ試薬流入口１５１～１５３と接続されている。各分岐流路は交点１５７において合流する。
　ブロック１５０の上面には、試薬流出配管１５６が配置されている。試薬流出配管１５６は交点１５７と接続されており、ブロック１５０内に導入された試薬は交点１５７と試薬流出配管１５６を介して基板１１０に対して供給される。基板１１０と試薬流出配管１５６との間は、適当な手段によって封止することができる。例えばゴム製の封止部材を試薬流出配管１５６の周りに配置することが考えられる。
　ブロック１５０は可動部材を備えていないので、ブロック１５０が稼働することにより生じる振動が基板１１０に対して伝搬することはない。したがってブロック１５０は基板１１０の近傍（例えば可動テーブル１２０上）に配置することができる。ブロック１５０によって蛍光画像の画像品質が低下するおそれはないからである。これにより、試薬流出配管１５６の長さを短くすることができるので、試薬切換にともなって消費される余分な試薬量を抑制することができる。
　試薬消費量を抑制する観点からは、試薬流出配管１５６の長さはできる限り短いほうが望ましい。この長さが長いと、ある試薬を送出し終えた後に次の試薬を送出し始めた時点において、前の試薬が試薬流出配管１５６内に残留しているので、その分の試薬が余剰分となってしまうからである。
　振動を基板１１０に対して伝搬させないためには、電磁弁１６１を基板１１０からできる限り離して配置することが望ましい。電磁弁１６１が開閉動作する際に振動が生じるからである。少なくとも電磁弁１６１は、可動テーブル１２０上に載置しないようにすることが望ましい。
　核酸分析装置１００の平面サイズを抑制する観点からは、電磁弁１６１を可動テーブル１２０の上下いずれかの空間に配置することが望ましい。例えば可動テーブル１２０の下方に脚部と除振部材が配置されている場合、脚部間の空間は空いていることが多いので、この空間に電磁弁１６１を配置することができる。可動テーブル１２０の上方には撮像機構１３０などのその他部材が配置されているので、これら部材を配置してなお余剰空間があるのであれば、可動テーブル１２０の上方空間に電磁弁１６１を配置してもよい。
　試薬ボトル１４１は、可動テーブル１２０の上下いずれに配置してもよい。ただし可動テーブル１２０の上方に試薬ボトル１４１を配置すると、例えば電磁弁１６１が故障した際に不要な試薬が基板１１０上にこぼれてくる可能性があるので、可動テーブル１２０の下方に試薬ボトル１４１を配置するほうがより望ましい。
＜実施の形態１：まとめ＞
　本実施形態１に係る核酸分析装置１００は、試薬選択機構としてブロック１５０と電磁弁１６１を備える。ブロック１５０は、各試薬ボトル１４１と接続された試薬流入口１５１～１５３を有し、電磁弁１６１を開閉させることによって試薬を切り替えることができる。ブロック１５０から基板１１０に対して振動が伝搬する恐れは少ないので、ブロック１５０は基板１１０の近傍に配置することができる。したがって、試薬選択機構と基板１１０との間の流路（試薬流出配管１５６）の長さを短くすることができるので、試薬消費量を抑制することができる。
　これに対して、試薬選択機構として例えばロータリーバルブを用いた場合、バルブ切替にともなって発生する振動の影響を抑制するために、基板１１０から離して配置する必要がある。またロータリーバルブ自体も可動部位を確保するために平面サイズが大きくなる傾向がある。したがってロータリーバルブのような試薬選択機構を用いると、試薬消費量の観点からも装置の平面サイズの観点からも、改善の余地があるといえる。本実施形態１に係る核酸分析装置１００は、これらをいずれも改善した点において、従来の核酸分析装置よりも有用である。
　図２においては３種類の試薬を用いることを想定して、ブロック１５０が３つの試薬流入口１５１～１５３を備える構成例を説明した。試薬流入口の個数は、試薬の種類に応じて増減させてもよい。またこれにともなって交点１５７の位置や個数を変更することもできる。
＜実施の形態２＞
　核酸分析装置１００が使用する試薬種類が多い場合、ブロック１５０に対してすべての試薬を接続すると、ブロック１５０のサイズが大きくなる。またこれにともなって可動テーブル１２０に対する負荷が大きくなるので、可動テーブル１２０のサイズと重量が増える。そこで本発明の実施形態２では、消費量を低減したい試薬のみ可動テーブル１２０上に載置されたブロック１５０に接続し、その他の試薬は可動テーブル１２０上に載置していない第２試薬選択機構へ接続する構成例を説明する。
　図３は、本実施形態２に係る核酸分析装置１００の構成例を示す図である。本実施形態２に係る核酸分析装置１００は、実施形態１で説明した構成に加えて第２試薬選択機構を備える。その他構成は実施形態１と同様であるので、以下では主に第２試薬選択機構に関連する差異点について説明する。
　第２試薬選択機構は、ブロック１８１と電磁弁１６２によって構成されている。ブロック１５０のいずれか１つの試薬流入口（例えば試薬流入口１５２）は、ブロック１８１が備えるいずれかの試薬流入口と接続されている。図３に示す構成例においては、ブロック１５０に対してそれぞれ２つの電磁弁１６１と試薬ボトル１４１が接続されており、ブロック１８１に対してそれぞれ４つの電磁弁１６２と試薬ボトル１４２が接続されている。これら電磁弁と試薬ボトルの個数は１例であり、必要に応じて増減してもよい。
　ブロック１８１は、ブロック１５０と同様に複数の試薬流入口を有する。図３においては５つの試薬流入口を有する例を示した。試薬流入口のうち４つは、それぞれ異なる試薬ボトル１４２に対して接続されている。残りの試薬流入口は、ブロック１５０の試薬流入口に対して接続されている。
　本実施形態２においては、消費量を低減したい試薬（例えば高価な試薬）を試薬ボトル１４１に収容し、消費量を低減する必要のない試薬（例えば安価な試薬）を試薬ボトル１４２に収容する。試薬ボトル１４１が収容する試薬については実施形態１と同様に、ブロック１５０を基板１１０の近傍に配置することによって消費量を抑制することができる。試薬ボトル１４２が収容する試薬については、ブロック１８１とブロック１５０との間の配管長に応じて、試薬を余分に消費することになる。したがって消費量を抑制する必要性が小さい試薬を試薬ボトル１４２に収容することとした。
　ブロック１８１と電磁弁１６２を可動テーブル１２０上に載置すると可動テーブル１２０に対して負荷をかけるので、電磁弁１６１と同様に例えば可動テーブル１２０の下方に配置することが望ましい。試薬ボトル１４２についても試薬ボトル１４１と同様に配置することが望ましい。
＜実施の形態２：まとめ＞
　本実施形態２に係る核酸分析装置１００は、第２試薬選択機構をさらに備える。第２試薬選択機構により、選択可能な試薬の種類を実施形態１よりも増やすことができる。ブロック１８１と電磁弁１６２を可動テーブル１２０上に載置しないようにすることにより、可動テーブル１２０に対する負荷を抑制しつつ試薬種類を増やすことができる。さらに、試薬ボトル１４１と１４２それぞれに収容する試薬種類を適切に選択することにより、実施形態１と同様に試薬消費にともなうコストを抑制することができる。
＜実施の形態３＞
　図４は、本発明の実施形態３に係る核酸分析装置１００の構成例を示す図である。本実施形態３に係る核酸分析装置１００は、実施形態２で説明したブロック１８１に代えて、切替バルブ１８２を備える。切替バルブ１８２は、例えばロータリーバルブなどによって構成することができる。切替バルブ１８２は複数の試薬流入口を備える。切替バルブ１８２の上面には、ブロック１５０と接続するための試薬流出配管が接続されている。切替バルブ１８２は、いずれの試薬流入口を試薬流出配管と接続するかを切り替えることができる。したがって本実施形態３において電磁弁１６２は必要ない。
　切替バルブ１８２の上面に配置された試薬流出配管に含まれる余分な試薬によるコスト増加を抑制するため、本実施形態３においても実施形態２と同様に、消費量を低減したい試薬を試薬ボトル１４１に収容し、消費量を低減する必要性が小さい試薬を試薬ボトル１４２に収容することが望ましい。
　本実施形態３に係る核酸分析装置１００は、実施形態２と同様の効果を発揮することができる。実施形態２と３を比較すると、実施形態２におけるブロック１８１は製造が容易かつ安価である点が有利である。他方でブロック１８１を用いる場合、試薬を切り替える際に試薬が混ざり合うことを抑制するためには、試薬流路の形状や各流路の交点位置などを最適化することが望ましい。したがってそのための設計コストが発生する。切替バルブ１８２は流路を切り替えることができるので、そのような最適化設計は必要ない点が有利である。
＜実施の形態４＞
　実施形態１～３で説明したブロック１５０は、可動部材を備えていないので、ブロック１５０自身が試薬を切り替えることはできない。これに起因して、ブロック１５０内部で複数の試薬が混合される可能性がある。そこで本発明の実施形態４では、ブロック１５０内部における試薬混合による影響を抑制する構成例について説明する。
　図５は、本実施形態４に係るブロック１５０の構成例を示す図である。図２と同様に、斜視図／左側面図／上面図／右側面図／正面図／ＡＡ断面図を示した。図５に示すブロック１５０は、左側面に試薬流入口１５１を備え、右側面に試薬流入口１５２～１５４を備え、正面に試薬流入口１５５を備える。
　ブロック１５０内部は、図５下段に示すように流路が配置されている。具体的には、試薬流入口１５１と１５２を接続する流路から、試薬流入口１５５へ向かう流路が分岐し、さらに試薬流入口１５３と１５４へ向かう流路が分岐している。交点１５７（試薬が交差する位置）の平面位置は、試薬流出配管１５６の平面位置からシフトして配置されている。この理由について具体例を用いて以下説明する。
　本実施形態３において、試薬流入口１５１に対して試薬Ａを接続し、試薬流入口１５２～１５４に対してそれぞれ試薬Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３（まとめて試薬群Ｂと呼ぶ）を接続し、試薬流入口１５５に対して試薬Ｃを接続すると仮定する。試薬Ａと試薬群Ｂは、混合させると分析に際して支障が生じるものとする。試薬Ａと試薬Ｃは混合しても分析に際して支障なく、試薬群Ｂと試薬Ｃも同様に混合しても分析に際して支障ないものとする。
　基板１１０に対してまず試薬Ａを導入した後、試薬群Ｂを導入する動作手順について以下説明する。試薬Ａの送液を停止した時点においては、試薬流出配管１５６内に試薬Ａが残留している。この時点で試薬Ｃを送液することにより、試薬Ａを試薬流出配管１５６から押し出すことができる。試薬Ａと試薬Ｃは混合しても支障ないからである。その後に試薬群Ｂを送液することにより、試薬Ａと試薬群Ｂが混合することなく、試薬Ａから試薬群Ｂに至る分析手順を実施することができる。試薬群Ｂから試薬Ａへ切り替える際も同様に試薬Ｃによって試薬群Ｂを試薬流出配管１５６から押し出すことができる。
　交点１５７の平面位置が試薬流出配管１５６の平面位置からシフトして配置されている点についてさらに説明する。図５に説明する構成によれば、試薬Ａを送液した後に試薬Ｃを送液することにより、交点１５７と試薬流出配管１５６との間の経路に残留している試薬Ａを押し出すことができる。同様に試薬群Ｂを送液した後に試薬Ｃを送液することにより、交点１５７と試薬流出配管１５６との間の経路に残留している試薬群Ｂを押し出すことができる。したがって試薬Ａと試薬群Ｂの混合を抑制することができる。
　図５とは異なり、交点１５７の平面位置が試薬流出配管１５６の平面位置と合致している（すなわち交点１５７に対して試薬流出配管１５６が直接接続されている）場合について検討する。この場合、試薬Ａを送液した後に試薬Ｃを送液したとしても、交点１５７と試薬流入口１５５との間の経路に残留する試薬Ａを押し出すことができるに過ぎない。同様に試薬群Ｂを送液した後に試薬Ｃを送液したとしても、交点１５７と試薬流入口１５５との間の経路に残留する試薬群Ｂを押し出すことができるに過ぎない。交点１５７の平面位置を試薬流出配管１５６の平面位置からシフトして配置することにより、上記のように余剰な試薬を押し出すことになるので、試薬間の混合を抑制することができる。
＜本発明の変形例について＞
　以上の実施形態において、送液機構１７０はブロック１５０からみて基板１１０の下流側に位置しているが、上流側に配置してもよい。
　以上の実施形態において、電磁弁１６１と１６２は可動テーブル１２０上に載置しないことが望ましいことを説明したが、蛍光画像を取得する際に各電磁弁を動作させなければ開閉動作にともなう振動の影響はないので、各電磁弁をそのように動作させるのであれば可動テーブル１２０上に載置することもできる。ただし核酸分析装置１００の平面サイズを抑制する観点からは、以上の実施形態において説明したように、例えば可動テーブル１２０の下方空間に配置することが望ましい。
　実施形態２において、ブロック１５０とブロック１８１のいずれか一方または双方として、実施形態４で説明したブロック１５０の構成を採用することもできる。ブロック１８１として実施形態４の構成を採用した場合、ブロック１８１と１５０は、試薬流出配管１５６を介して接続される。
１１０：基板
１２０：可動テーブル
１３０：撮像機構
１４１～１４２：試薬ボトル
１５０：ブロック
１５１～１５５：試薬流入口
１５６：試薬流出配管
１５７：交点
１６１～１６２：電磁弁
１７０：送液機構
１８１：ブロック
１８２：切替バルブ

Claims (7)

  1. 　核酸を解析するための反応場を有する基板、
    　前記基板を保持する可動テーブル、
    　前記基板に流入する試薬を選択する試薬選択機構、
    　前記試薬選択機構で選択された試薬を前記基板へ送液する送液機構、
    　前記基板上を撮像する撮像機構、
    　を備え、
    　前記試薬選択機構は、
    　　複数の分岐流路を有するブロック、
    　　各分岐流路上に組み込まれた電磁弁、
    　を有し、
    　前記ブロックは、前記可動テーブル上に設置されている
    　ことを特徴とする核酸分析装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記電磁弁は、前記電磁弁の動作が前記可動テーブルに影響を与えないように前記可動テーブルの外に設置されていることを特徴とする核酸分析装置。
  3. 　請求項１において、
    　前記電磁弁が、前記可動テーブル上に設置されていることを特徴とする核酸分析装置。
  4. 　請求項１において、
    　前記核酸分析装置はさらに、前記試薬選択機構に流入する試薬を選択する第二の試薬選択機構を備えることを特徴とする核酸分析装置。
  5. 　請求項４において、
    　前記第二の試薬選択機構の動作が、前記可動テーブルに影響を与えないように前記可動テーブルの外に設置されていることを特徴とする核酸分析装置。
  6. 　請求項４において、
    　前記第二の試薬選択機構が複数の分岐流路を有するブロックと各分岐流路上に組み込まれた電磁弁で構成されていることを特徴とする核酸分析装置。
  7. 　請求項４において、
    　前記第二の試薬選択機構が切り替えバルブを有することを特徴とする核酸分析装置。
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