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TWI392863B - 反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置及液體導入裝置 - Google Patents

反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置及液體導入裝置 Download PDF

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TWI392863B
TWI392863B TW094126872A TW94126872A TWI392863B TW I392863 B TWI392863 B TW I392863B TW 094126872 A TW094126872 A TW 094126872A TW 94126872 A TW94126872 A TW 94126872A TW I392863 B TWI392863 B TW I392863B
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reaction chamber
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chamber
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Application number
TW094126872A
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TW200613715A (en
Inventor
Hideji Tajima
Original Assignee
Universal Bio Research Co Ltd
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Publication date
Application filed by Universal Bio Research Co Ltd filed Critical Universal Bio Research Co Ltd
Publication of TW200613715A publication Critical patent/TW200613715A/zh
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    • G01N21/03Cuvette constructions
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Description

反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置及液體導入裝置
本發明係有關於反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置及液體導入裝置之相關技術。
近年來,作為迅速且輕易地將預定的DNA片段予以放大之DNA放大方法,而聚合酶連鎖反應(polymerase chain reaction:PCR)法係使用於生物關聯之所有領域。PCR法係將互補性的2條引子(primer)設計於模板DNA,且在試驗管內(in vitro)複製夾在該引子之區域的方法。該方法係藉由以各種溫度而重覆進行將含有模板DNA、引子、核苷酸(nucleotide)、耐熱性DNA聚合酶之反應溶液予以培養(incubate)之溫度循環,藉此以指數函數方式放大DNA而取得PCR產物。
1次循環係有關於模板DNA、引子、DNA聚合酶、核苷酸、以及注入反應緩衝液之容器,將雙股之DNA變性為單股,且對單股之DNA使引子退火,並在將互補性的DNA鏈結合成於前述單股之各個溫度條件下予以培養,將1分子之DNA片段作成2分子。在下一個之循環中,由於在先前之循環所合成之DNA片段亦形成模板,故於n循環後所合成之DNA片段係形成2n 分子。
習知技術中,溫度的控制係藉由將由模板DNA、引子、DNA聚合酶、核苷酸、以及注入反應緩衝液之玻璃等所形成之容器,收容於由鋁等之材料所形成之區塊狀的恆溫裝置之收容部內,且等待至將該金屬製之區塊狀的收容部進行加熱或冷卻,並使液溫形成均等的溫度分佈為止,再進行下一個之溫度之加熱或冷卻(專利第2622327號公報)因此,至使前述容器內的反應液體加熱或冷卻為止,由於容器之容量較大,故至形成均等的液溫之溫度分佈為止較費時,且因前述收容部和容器的熱容量或比熱之差而產生複雜的溫度變化,且以高精密度進行DNA之放大則具有必須進行複雜的溫度指示之問題點。
但在PCR法中,溫度的控制係相當重要,可藉由改變溫度循環而改變最後所取得之PCR產物的質或量。
特別是即時(real time)PCR係藉由即時檢測、解析PCR之放大產物的產生過程,而進行更正確的定量,且必須進行更正確且迅速之溫度控制。因此,提案有各種裝置(日本特表2000-511435公報、特表2003-500674公報、特表2003-502656公報、美國專利5,958,349號公報)。但此等之裝置係設置複雜的流路,且使用大規模的離心裝置等,而為大規模且複雜之裝置。
相對於此,本案發明人係揭示一種具備收容反應液的反應室之反應容器本體、以及能封裝反應室的開口部之蓋材,且該蓋材係具有推壓反應液的推壓部之反應容器,其無需離心力而能以簡單的裝置規模進行迅速的溫度控制(日本特開2002-10777公報)。
但本案發明者係藉由結合熱效率高的液體之薄層化或毛細化、以及根據該容器的特殊形狀之合理的離心處理或吸引吐出處理,而想出無須使用大規模的裝置,而能同時進行對PCR等之一貫性之處理的縮短化和自動化之情形。
因此,本發明係為了解決以上的問題點而創作者,其第1目的係提供能以高精密度且忠實的響應性而進行收容於該容器內之液體的溫度控制之反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置、以及液體導入裝置。
第2目的係提供能縮短在提供加熱或冷卻的指示之後,直至液體的溫度均等地分佈為止之時間,且能迅速地進行處理之反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置、以及液體導入裝置。
第3目的係提供在由液體內去除氣泡或氣體區域之狀態下使液體薄層化或毛細化,藉此能取得均質的反應和精密度高的光資訊之反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置、以及液體導入裝置。
第4目的係提供對作為處理對象的液體能以簡單的構造而有效地自動進行一貫的處理之反應容器、反應容器液體導入裝置、液體導入反應測定裝置、以及液體導入裝置。
第1發明之反應容器係具有:貯留室,具有開口部,且能貯留液體;反應室,以較該貯留室更薄或更細之方式形成;以及至少1條流路,連通前述貯留室或外部和前述反應室之間;且該容器係形成可連接於設置於外部之液體導入部,並藉由和該液體導入部相連接,而能將液體導入至前述反應室內。
此處,「貯留室」係能貯留液體的部份,且為了使往前述反應室之液體的導入容易化而設置者。往該貯留室之液體的導入係自前述開口部、或隔介前述流路而進行。
前述貯留室之大小或厚度係使液體從開口部導入至前述貯留室僅以基本的重力即能輕易地進行,或作成能連接旋轉體於開口部之大小或厚度。
「反應室」係在排除氣體的混入之狀態下,液體的導入為僅重力即能輕易地進行的程度之薄度(細度)。反應室之厚度或粗度係例如0.1毫米至3毫米。其伴隨而處理之液體量係例如相當於數μ升至300μ升。對應於該數量而PCR法之處理時間係相當於數分鐘至數十分鐘左右。例如,反應室的形狀其最大側面的大小係例如縱橫5mm或3mm之正方形、或半徑5mm或3mm之圓形,且厚度為1mm左右,因此,正方形其容積係25μ升或9μ升。
又,「流路」係連接貯留室或外部和反應室之間的部份,且為專門的液體通過所進行的部份,例如,相較於貯留室而為更細或更薄而形成的部份,或者,例如和薄層化的反應室之間係寬幅為狹窄而形成,或者,和毛細化的反應室之間係例如具有和反應室不同的粗度之部份。藉由使用流路而連接之方式即能確實進行液體的導入,且將容器形成小型,或者,使反應室之密閉容易化,且易於對旋轉軸線而使反應室位於較貯留室更遠。為了在排除氣體的混入之狀態下將液體導入至反應室,則例如利用離心力或吸引力而進行。
設置「反應室」的理由係藉由將液體導入至反應室,而對液體至少使該厚度方向之熱傳導時間縮短化,且在短時間內傳送熱度或溫度至液體,而儘早能達成液溫均等之溫度分佈而使熱處理效率化之故。因此,加熱或冷卻係使固體或液體之加熱冷卻媒體接觸或接近於該反應室,或者,能藉由乾燥機吹出熱風或冷風而進行。此外,藉由前述加熱冷卻媒體而例如對圍繞反應室的壁面之內,面積最大的壁面,或者,沿著面積最大的壁面之法線方向而自其兩側夾住反應室,而進行加熱或冷卻。又,以螢光物質將標的物質等予以標誌化時,為了取得該螢光之光資訊,則例如將激發用光照射於該大壁面,且自相同的大壁面或小壁面受光。
「容器」係具有能貯留液體的部份(此處係貯留室),若具有如此之部份,則除了1個開口之外,具有1個液體的吸引吐出口之分注端片(tip)狀者亦可。該容器由於係於貯留室具有開口部,故達成容器之功能係即使前述液體導入部為旋轉體,且將該容器連接於該旋轉體時,亦必須以液體不會自前述開口部向外流出之方式而連接。亦即開口部不會由旋轉體或另外之蓋材所閉塞,且不會向下或橫向地連接安裝。因此,當開口部不會由帽蓋所閉塞時,開口部在作為容器使用時或連接於旋轉體時,則必須以能貯留液體之方式而朝向上方開啟,而連接於該容器之旋轉體時,該開口部的開啟方向和該旋轉體之旋轉軸線則沿著上下方向。在該開口部亦可設置使該開口部閉塞之帽蓋。
該容器係作成將只具有1個開口或只連接1個流路之反應室時稱為流體儲存部、以及將具有2個以上的開口或連接2個以上的流路之反應室時稱為流體回路。前述分注端片狀之容器或後述之實施形態所示之幾個容器係相當於流體回路。流體回路之情形時,係自設置於前述反應室之一部份開口或流路而進行液體的導入,且自此外之開口或流路而進行氣體的排出,藉此而能有效且順暢地進行液體的導入。此外,由於能更確實地防止氣體或氣泡混入於導入至前述收容室的液體中,故能進行對反應室內的液體之均勻且高精密度的溫度控制、以及測定正確之光資訊。又,前述反應室之前述一部份開口或流路係必須和前述貯留室相連通。
「液體導入部」係自貯留室將液體導入至反應室、或自外部將液體導入至反應室,或者,自貯留室通過反應室而使液體移動至外部、或自外部通過反應室而使液體移動至貯留室時,具有導入液體至前述反應室的功能之部份,且設置成能和前述容器相連接之狀態。液體的導入係例如使用設置藉由施加離心力於液體而導入至反應室之容器的旋轉機構、藉由吸引液體而導入至反應室之吸引吐出機構之噴嘴。
「連接」係含有將前述反應容器安裝、嵌合、嵌插、嵌著、嵌裝、連結、螺合、密接、或緊靠液體導入部,或者,將前述反應容器全部收容或安裝於液體導入部,或者,和考量發明的主旨之此等相同程度之另外的安裝、接觸或收容方法。前述旋轉體係具有在前述反應容器的上側連接之情形、以及在該反應容器的下側連接之情形。由於「具有1個流路」,故前述反應室係必須具有導入或排出液體或氣體之至少1個開口。
根據第1樣態之反應容器,即能藉由自貯留室將液體導入至反應室,而輕易地使液體薄層化或毛細化。藉由使用該反應容器,即能具有高精度且忠實之響應性而施行該液體之溫度控制。
藉由該反應容器或該反應容器液體導入裝置而使液體薄層化或毛細化,而使自提供對前述液體的加熱或冷卻的指示直至形成液溫均等的溫度分佈為止之時間縮短化,而能迅速且有效地進行處理。
根據該反應容器或該反應容器液體導入裝置,則藉由利用離心力等之措施,即能在自液體內去除氣泡或氣體的混入之狀態下達成薄層化或毛細化。因此,在進行溫度控制時,即能取得均質的溫度分佈,此外,能測定高精度之光資訊。
此外,根據該反應容器,即能藉由設置1個流路而連接貯留室或外部和反應室之間。藉此而能將前述反應室和貯留室之間作距離上的隔離。因此,就根據離心力之反應容器液體導入裝置而言,可將大的離心力施加於應導入之液體。此外,就根據吸引吐出力之反應容器液體導入裝置而言,藉由隔介細的流路而連通外部和反應室之間,即能使流路之前端部插入至各種容器。此外,即使少量的液體亦易於吸引,且易於處理。此外,藉由閉塞流路而能輕易地使反應室密閉。
此外,根據該反應容器時,即能設置貯留室於反應容器,且能暫時貯留液體於該貯留室,藉此而能使往液體的反應室之導入容易化。
此外,對設置於外部之旋轉體等之液體導入部而裝卸自如地設置反應容器,且由於能形成使用反應容器即捨棄之狀態,故能廉價地進行處理。
第2樣態係前述反應室之至少一部份為具有透光性或半透光性之反應容器。在此,「一部份為透光性或半透光性之反應室」係為了取得反應室內之光資訊,例如為了藉由即時PCR,而測定以螢光等而予以標誌化之DNA等之遺傳物質的量或濃度之故。
此處,「即時PCR」係指即時測定DNA的放大量而進行PCR之方法。即時PCR係具有無須電氣泳動(electrophoresis)、且在溫度循環之途中能觀測放大之情形、以及能取得定量的結果之優點。通常使用螢光試藥而進行之方法係具有循環探針法、嵌入劑(intercalator)法、TacMan探針法、或MolccularBeacon法。
根據第2樣態,由於係作成反應室之至少一部份為具有透光性或半透光性之狀態,故在即時PCR等中,能輕易地取得反應室內之光資訊。又,當反應室並非透光性或半透光性時,則於反應室內設置光導波路而能取得光資訊。
第3樣態係前述開口部為具有能裝卸自如地連接於前述開口部之帽蓋之反應容器。
此處,該帽蓋係能使前述開口部密閉者,開口部和帽蓋係例如藉由安裝、嵌合、螺合、嵌裝、嵌著、嵌插、連接、密接、緊靠等之安裝、接觸方法而連接。此外,該帽蓋係設置成能藉由安裝等方式而安裝於與前述液體導入部之旋轉體的下端部之間之狀態亦可。藉此,即能防止來自前述開口部的液體或氣體的洩漏。
根據第3樣態,藉由設置能裝卸自如地連接於前述開口部的帽蓋,而能防止收容於貯留室之液體自前述開口部而洩漏於外部。此外,當能將前述液體導入部裝卸自如地連接於該帽蓋時,則亦能防止前述液體和前述液體導入部之接觸。
特別是,前述液體導入部係前述旋轉體時,若作成裝卸自如地將包覆液體導入部的帽蓋設置於該旋轉體的下端部,並隔介該帽蓋而連接容器的開口部之狀態下,當高速旋轉該旋轉體時,則液體飛散,且旋轉體係直接和容器內的液體接觸,而能確實地避免交叉污染。此外,藉由防止飛散於液體的上方,而能達成藉由將液體壓回至下方而有效地達成往前述反應室之液體的導入。
第4樣態係前述流路和前述反應室為由具有溝或孔之平板狀的框架、以及由單面側或由雙面側包覆該框架之軟質材的膜所形成之反應容器。
此處,「膜」亦包含薄板。
根據第4樣態之反應容器,由於係由單側或由雙側而包覆具有溝或孔之平板狀的框架之軟質材的膜所形成,故即使反應容器係複雜的構造,亦能輕易且廉價地製造具有能密閉的反應室。
第5樣態之反應容器係前述流路為連通前述反應室和前述貯留室之間者,前述液體導入部係能旋轉之旋轉體,且前述反應容器係能連接於該旋轉體,當連接時,前述旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述容器,而前述反應室係形成為位於較前述貯留室更遠離前述旋轉軸線之狀態,且能和前述旋轉體一起旋轉。
由於「反應容器係在連接於該旋轉體時,前述旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述容器,而前述反應室係形成為位於較前述貯留室更遠離前述旋轉軸線之狀態」,故前述容器係因前述旋轉體而能自轉。「旋轉軸線」係意指和具體的旋轉軸不同,而為抽象的旋轉中心線。
又,「物品自轉」係指該物品旋轉於能貫穿該物之旋轉軸線的周圍,並具有相對於物品係旋轉於設置於該物品的外部之旋轉軸線的周圍之公轉的概念。貯留於前述貯留室的液體係藉由旋轉體之高速旋轉,並藉由離心力而移動至連接於較前述貯留室更遠離旋轉軸線的位置之反應室,且由於氣體之比重係較液體更小,故能移動至較液體更接近軸心之處,且反應室係在無混入氣體之狀態下而導入液體。此外,若將前述反應室設置於前述貯留室的下方,則由於亦利用重力,故更易於將液體導入於反應室。此處,「高速旋轉」係指例如數百rpm至數千rpm。
此外,由於「前述反應室係位於較前述貯留室更遠離前述旋轉軸線」,故例如第1圖所示,具有開口部之貯留室、以及和該貯留室相連通且形成較該貯留室更薄的層狀之反應室之情形,或者,具有自在上側具有開口部之粗管狀之貯留室的下側而傾斜地延伸於下方之細管狀或薄層狀之反應室之情形。關於「位於遠方」係例如作為對象之部份的重心或中心和旋轉軸線之間的距離較長的一方即判斷為遠方。
由於「能使容器連接於旋轉體」,故該容器係具有能和旋轉體連接的部份,亦即具有連接部。該連接部係例如具有前述開口部或另外的容器之一部份或容器整體之情形。由於如此之連接部本身亦為容器之一部份或容器整體,故旋轉軸線係貫穿該容器。「連接」係含有對容器之一部份或容器整體而安裝、嵌合、螺合、嵌裝、嵌著、嵌插、或前述容器整體之收容、或另外之安裝方法。前述旋轉體係具有連接於前述反應容器的上側之情形、以及連接於該反應容器的下側之情形。又,前述反應容器與液體導入部的連接亦可隔介前述帽蓋而進行。
在此,藉由嵌合或螺合而連接開口部和旋轉體時,其開口部和旋轉體之連接部份的形狀係必須一致。例如對圓筒則必須具有圓筒狀內面。此外,藉由螺合而連接開口部和旋轉體時,前述旋轉體之旋轉方向係前述旋轉體藉由螺合相對於開口部前進之方向。此時,該開口部的軸線和旋轉軸線係形成一致之狀態。
此外,沿著該旋轉軸線而例如作成能設置突出於該容器的下側之旋轉支持軸時,則能施加不會使旋轉軸振動且穩定的旋轉。
本發明係由於前述反應容器能自轉,故無須藉由大的離心裝置而施加離心力,即能使裝置規模縮小化。此外,若利用後述之能旋轉的噴嘴,則能一貫且自動化進行使用該容器之處理。
根據第5樣態,則將前述流路設置成能連通前述反應室和前述貯留室之間,且前述液體導入部係設置能旋轉之旋轉體,前述旋轉體之旋轉軸線係貫穿該容器,而反應室係形成能位於較貯留室更遠離該旋轉軸線之狀態。亦即,藉由連接反應容器之旋轉體的旋轉,而使反應容器自轉,並藉由該自轉而施加離心力於液體,藉由離心分離即能在去除氣體或氣泡之狀態下,確實地將液體或懸濁於液體之固體導入至前述反應室內。此外,由於藉由該反應容器的自轉而導入液體,故能不佔空間,而確實地進行導入。
亦即,由於能藉由容器之自轉而將液體導入至反應室,故無須使設置於反應容器的外部之旋轉軸線的周圍公轉之大小的空間,且基本上能利用1個容器尺寸之小規模的旋轉裝置而達成液體之導入。
又,前述旋轉體之旋轉軸線係以能貫穿前述貯留室的開口部之方式而連接於該開口時,由於亦能將使用於原本液體的導入之開口部使用於旋轉體之連接,故無須將新穎的旋轉體之安裝部設置於容器,而使構造簡單化。
此外,能藉由螺合或嵌合而確實且輕易地連接旋轉體和該反應容器之間,特別是藉由螺合而安裝旋轉體時,由於能利用旋轉體之旋轉,故非常有效率。
第6樣態之反應容器係前述旋轉體為能進行氣體之吸引吐出且能旋轉之噴嘴,該噴嘴係具有沿著其軸方向的旋轉軸線。
該「噴嘴」係不僅該容器,而以形成能連接分注端片之狀態為佳。由於中介分注端片而亦能進行液體之分注移送等,故能進行更多樣性之處理。此外,該噴嘴係設置於具有通過此而進行液體的吸引和吐出之吸引吐出手段之分注裝置,相關業者係藉由明確的技術而以作成能上下移動和水平移動為佳,藉此而能將收容於設置於外部的容器之液體移送至另外的容器。
根據第6樣態,前述旋轉體係作成使用能自轉之噴嘴之狀態。因此,在往液體的反應室之導入之液體的薄層化或毛細化之外,由於亦能利用於往液體的反應容器之分注,且能適用於多樣之處理,故能一貫且自動化進行各種處理。此外,由於旋轉軸線和噴嘴的軸線係一致,故旋轉半徑較小,且能抑制裝置規模。
第7樣態之反應容器係前述流路為具有用以自前述貯留室將液體導入至前述反應室之液體導入用流路、以及用以自前述反應室排出氣體之排氣用流路,前述液體導入部 係具有能旋轉之旋轉體,前述反應容器係能連接於該旋轉體,且在連接時,前述反應室係形成為位於較前述貯留室更遠離前述旋轉軸線之狀態,且能和該旋轉體一同旋轉。
在此,由於反應室係設有2個流路,故反應室係具有導入或排出液體或氣體之2個開口。在此,設置液體導入用流路和排氣用流路之2個流路的理由,係為了在無混入氣體之狀態下而將液體導入至反應室,而能確實且有效率地去除氣體之故。根據排氣用流路而應排出之氣體係具有回復至貯留室之情形、以及排出於外部之情形。藉此即能迅速且順暢地進行液體的導入和氣體的排除。
此外,該旋轉體之旋轉軸線係具有貫穿前述容器之情形、以及未貫穿容器之情形。在貫穿容器之情形下雖係自轉,但在未貫穿之情形下,反應容器係公轉於前述旋轉軸線的周圍。
前述液體導入用流路係以位於較前述排氣用流路更遠離連接前述旋轉體時的前述旋轉軸線之方式而形成,藉此排氣用流路由於較液體導入用流路受離心力之影響更小,故能順暢地進行排氣。此時,若前述排氣用流路之至少一部份係沿著連接前述旋轉體時的前述旋轉軸線而設計時,則能更縮小對排氣用流路之離心力的影響。又,關於「連接」,由於已作說明,故予以省略。
前述反應室係例如形成大略圓筒狀,且該反應室之側面的面積係較雙底面更小,且具較前述貯留室更薄而形成。
根據第7樣態,由於藉由設置用以自前述貯留室將液體導入至前述反應室之液體導入用流路、以及用以自前述反應室排出氣體之排氣用流路,且作為液體導入部而使用旋轉體,即能使用另外的流路而進行液體的導入和氣體的排出,故能有效且迅速地進行液體的導入和氣體的排出。
第8樣態之反應容器係將可變形之軟質構件設置於前述流路或前述反應室之至少一部份,且前述反應室係可藉由使該軟質構件變形而密閉。
此處,「軟質構件」係指藉由施加推壓力、超音波、高頻率、振動、雷射、熱等而能變形之軟質材所形成之構件。軟質構件係例如由橡膠等之彈性體、含有聚乙烯或矽等之塑料等而形成之構件。軟質構件係例如含有圍繞前述流路或反應室之膜狀構件、或者設置於流路或反應室之後述的區塊狀構件。
使軟質構件變形係例如藉由推壓軟質材所形成之反應室或流路的壁部、或者,藉由施加超音波、高頻率、雷射、熱等而使前述軟質構件溶融而進行。當由橡膠等之彈性體形成軟質構件,且藉由壓制力而使軟質構件變形時,為了保持變形,則必須維持自外部往該彈性體之推壓。
根據第8樣態,將可變形之軟質構件設置於前述流路或前述反應室之至少一部份,且前述反應室係藉由使該軟質構件變形而能密封,並易於取得無混入氣體之薄層化或毛細化之液體。藉此,由於能防止導入的液體自反應室內流出,故能進行有效率且迅速之液體的導入。
第9樣態之反應容器係前述軟質構件為藉由推壓而能變形之區塊構件,且於內部具有液體和氣體能通過的空隙。
在此,上述「空隙」係含有貫穿孔。「彈性塊構件」係具有空隙於內部,例如後述之彈性閥體。為了使反應室密閉則必須將推壓力持續施加於該彈性塊構件。
根據第9樣態,將具有使液體等能通過藉由壓制而能變形的內部之彈性塊構件設置於流路或反應室,且藉由推壓制而能確實且輕易地將液體密封於前述反應室。此外,藉此由於能防止導入的液體自反應室內流出,故能達成有效率且迅速之液體的導入。
第10樣態之反應容器係具有:在將前述反應容器連接於前述旋轉體時,沿著該旋轉體之旋轉軸線的旋轉支持軸。
「旋轉支持軸」係以伴隨著前述旋轉體之旋轉而能進行該反應容器之順暢的旋轉之方式而設置之軸。該旋轉支持軸係例如反應容器在前述貯留室的開口部而連接於旋轉體時,以能突出於反應容器的下方之方式而設置,或者使突出於下方之旋轉支持軸亦突出於上方,且使該旋轉支持軸的上端能連接於該旋轉體之方式設置亦可。又,由於旋轉支持軸亦為反應容器的一部份,故該情形下,前述旋轉體之旋轉軸線係貫穿容器,且相當於自轉。
根據第10樣態,在將反應容器連接於前述旋轉體時,當該旋轉體之旋轉軸線貫穿該容器時,則沿著該旋轉軸線而將突出於容器的下方之旋轉支持軸安裝於設置在外部之軸承,並藉由使前述旋轉體旋轉,而反應容器對旋轉軸線即能在安定之狀態下旋轉。
第11發明之反應容器係前述開口部在藉由前述旋轉體的旋轉軸線而貫穿之狀態下,可藉由該旋轉體的下端部或能裝卸自如地連接於該旋轉體的下端部之帽蓋而裝卸自如地連接。
根據第11樣態,由於將包覆施轉體之帽蓋設置於前述旋轉體的下端部,並隔介該帽蓋而連接容器的開口部,故在高速旋轉該旋轉體時,即能使液體飛散,且防止旋轉體直接和容器內的液體相接觸,並可確實避免交叉污染。此外,藉由防止往液體的上方之飛散,即能將液體壓回至下方,而更有效率地達成往前述反應室之液體的導入。
第12樣態之反應容器係前述旋轉體為能進行氣體之吸引吐出之噴嘴,且該噴嘴係具有其軸方向之旋轉軸線或與其軸線方向平行之旋轉軸線。
根據第12樣態,由於係使用噴嘴而作為旋轉體,故能使用作為分注裝置,且能一貫且自動化進行各種處理。
第13發明之反應容器係具有在前述貯留室和前述反應室相連通的同時,亦連通前述反應室和外部的流路,前述液體導入部係具有噴嘴、以及經由該噴嘴而進行氣體之吸引吐出的吸引吐出部,前述貯留室之開口部係可藉由前述噴嘴而連接。
此處,「連接」係具有安裝、嵌合、螺合、嵌裝、嵌著、嵌插、溶融、或緊靠等接觸或安裝方法。
此外,前述反應室係例如在前述貯留室和上部中連接,而前述吸引吐出口係例如設置於在反應室的下部中所連接之流路的下端。在此,藉由形將該流路形成為,而能對應於設置於外部之各種容器。貯留室的大小係藉由流體的吸引而能使流體導入至反應室之大小、或作成能進行前述噴嘴的吸引吐出之大小。因而藉由前述噴嘴之流體的吸引,且自前述吸引吐出口將液體體導入至前述反應室內而進行。
又,該噴嘴係以設置於可水平移動和上下移動之分注裝置為佳。因此,根據將前述噴嘴移動至設置在各種位置的容器之情形,進而能進行各種處理。該噴嘴雖不一定能進行含有自轉之旋轉移動,但若作成能進行旋轉移動時,則亦能利用於液體之均質化。
前述貯留室和前述反應室之間係具有隔介流路而連接之情形,或在貯留室和反應室之間直接連接之情形。第13樣態由於係具有2個流路,故前述反應室係在和流路之間具有2個開口。
根據第13樣態,使用前述噴嘴而作為液體導入部,並藉由前述吸引吐出部而使液體通過反應室而吸引至於前述貯留室,且能將液體導入至前述反應室。因此,由於無須旋轉噴嘴,故能使導入液體至前述反應室之機構簡單化。
第14樣態之反應容器係前述反應室為在由粗徑部、以及較該粗徑部更細的細徑部所組成之吸液管端片(pipette tip)內,形成於隔介間隔物而收容於和該吸液管端片的內面之間之芯件的外面與形成於該吸液管端片的內面之間之間隙,前述貯留室係形成於前述反應室的上方之前述粗徑部內的空間,前述吸液管端片的細徑部係連通外部和前述反應室之流路,前述粗徑部之開口部係可藉由前述噴嘴而連接。
前述間隔物係例如具有自芯件的外面而突出於外側之複數個突部、或為自吸液管端片的內面而突出於內側之突部。該間隙係必須連通前述細徑部和粗徑部的上方。
此時,前述液體導入部之噴嘴係能旋轉,且該噴嘴係具有沿著該軸方向之旋轉軸線即可。此時,藉由噴嘴之旋轉而使往前述反應室之液體的導入容易化的同時,亦能進行液體之均質化。
根據第14樣態,將芯件收容於吸液管端片,且將形成於芯件的外面和吸液管端片的內面之間的間隙使用作為反應室,將該反應室的上方之粗徑部內之空間作成貯留室,且能將噴嘴連接於貯留室亦即粗徑部的開口部。因此,藉由噴嘴而自細徑部將收容於設置在外部的容器內之液體,自反應室朝向貯留室而吸引,藉此,即能將液體導入至前述反應室。此外,將在該反應室內因反應而產生之產生物,自前述噴嘴而吐出氣體,藉此可自前述反應室通過細徑部而將產生物吐出於容器內,而能輕易地取得產生物。
第15樣態之反應容器係在前述芯件的外面將預定之各種生體物質排列於預定的位置。
因此,例如排列以螢光物質等之發光物質予以標誌化之標的物質和在預定的各位置之各種預定之生體物質,並將懸濁目的物質之液體導入至前述反應室而使其反應,藉由測定該發光位置,而進行目的物質之構造的解析或解析其性質。
為了將預定之生體物質排列於芯件的外面所預設之位置,除了將直接預設於芯件的外面上之預定位置之生體物質予以固定之情形之外,尚有在線狀、絲狀等之細長形狀的媒體上之預定位置,將固定所預設之生體物質者藉由卷裝之方式而排列於芯件的外面之情形。在該情形下,藉由往媒體上之生體物質的排列,且將排列之媒體卷裝於芯件,即能輕易地將生體物質予以集積排列。或者,藉由追尋該媒體而能輕易地檢測發光位置等。
根據第15樣態,藉由將各種預設之生體物質固定於前述芯件的外面所預設的位置,測定與該生體物質反應之標誌化之目的物質的發光位置,而能進行標的物質之解析。
第16樣態之反應容器係藉由將前述噴嘴或貯留室和前述反應室之間、以及前述反應室和外部之間予以閉塞之方式,而使前述反應室能閉塞。
為了將噴嘴和前述反應室之間予以閉塞,係例如設置能裝卸自如地將第1帽蓋嵌插於該粗徑部之貯留室的上部,有關於該帽蓋本身係以能裝卸自如地連接於前述噴嘴之方式而設置。進而在吸液管端片的上部中,能將連接於該粗徑部的上部之該帽蓋移動於下方向,並藉由將該帽蓋移動於下方向,且與收納於前述吸液管端片內之芯件的上端相接觸,而將前述反應室自上側而予以閉塞。此外,有關於反應室的下側係藉由將前述細徑部的前端嵌插於第2帽蓋而連接之方式,將反應室自上下而予以閉塞。
另一方面,將貯留室和反應室之間、以及反應室和外部之間予以閉塞,係前述流路或反應室的一部份或全部為由能變形之軟質材所形成。前述反應室係藉由使該軟質材變形而進行。此等之帽蓋、移動手段、或用以進行變形之推壓手段係相當於密閉手段。
根據第16樣態,藉由將反應室予以密閉,即能迅速且輕易地防止導入至反應室之液體自反應室流出,由此即能進行有效率且迅速之液體的導入。
第17樣態之反應容器係前述反應室為形成略圓筒狀,該反應室之側面係較雙底面面積更小,且雙底面間之高度係較前述貯留室的厚度更薄而形成。
根據第17樣態,藉由將反應室形成大略圓筒狀,且對側面照射或接受光線而能取得均等之光資訊。
第18樣態係具有:1或2個以上之反應容器;以及1或2個以上之液體導入部,能裝卸自如地連接前述反應容器;前述反應容器係具有下列要素之容器:貯留室,具有開口部,且能貯留液體;反應室,較該貯留室更薄或更細而形成;以及至少1條之流路,連通前述貯留室或外部和前述反應室之間;且藉由液體導入部而將液體導入至前述反應室之反應容器液體導入裝置。
在此,「液體導入部」係例如能連接於前述反應容器之能旋轉之旋轉體、以及驅動該旋轉體之旋轉驅動部,或者,連接於前述反應容器之噴嘴、以及對該噴嘴吸引或吐出氣體之吸引吐出部。此外,前述旋轉體同時為噴嘴亦可。此外,液體導入部係以收容試藥等、或對能收容之外部容器等能相對性地移動為佳。藉此可更一步進行處理之自動化。
「能裝卸自如地連接」係例如在預先排列反應容器中,移動前述液體導入部之連接部份,且藉由嵌合、螺合等而連接,裝卸係例如藉由起動用以自前述連接部份而使前述反應容器掉落而進行,且藉由旋轉於和螺合的方向相反之方向而進行。
自第18樣態之反應容器液體導入裝置貯留室將液體導入至反應室,藉此能輕易地使液體薄層化或毛細化。藉由使用該反應容器而具有高精密度且忠實的響應性,並可進行該液體之溫度控制。
根據該反應容器或該反應容器液體導入裝置而使液體薄層化或毛細化,即能將供應對前述液體之加熱或冷卻的指示至液溫形成均等之溫度分佈為止之時間縮短化,並迅速且有效率地進行處理。
根據該反應容器或該反應容器液體導入裝置,藉由利用離心力等,即能在自液體內去除氣泡或氣體的混入之狀態下進行薄層化或毛細化。因此,在進行溫度控制時,即能取得均質之溫度分佈,此外,能測定高精密度之光資訊。
此外,根據該反應容器時,則藉由設置1個流路而連通貯留室或外部和反應室之間。藉此即能將前述反應室和貯留室之間作距離上的隔離。因此,就根據離心力之反應容器液體導入裝置而言,即能將大的離心力施加於應導入之液體。此外,就根據吸引吐出力之反應容器液體導入裝置而言,隔介細的流路而連接外部和反應室之間,藉此即能使流路之前端部插入至各種容器。此外,即使少量的液體亦能輕易地吸引,且易於處理。此外,藉由將流路予以閉塞,而能輕易地將反應室予以密閉。
此外,根據該反應容器,藉由將貯留室設置於反應容器,而能暫時將液體貯留於該貯留室,而能使往液體的反應室之導入容易化。
進而對設置於外部之旋轉體等的液體導入部裝卸自如地設置反應容器,由於能形成使用反應容器即捨棄之狀態,故能廉價地進行處理。
第19樣態之反應容器液體導入裝置係前述液體導入部為具有能旋轉之旋轉體、以及旋轉驅動該旋轉體之旋轉驅動部,連接於前述旋轉體之反應容器的前述反應室,係以位於較前述貯留室更遠離前述旋轉體的旋轉軸線之方式而形成,且前述反應容器係藉由前述旋轉體之旋轉,而將收容於前述貯留室之液體導入至前述反應室。
根據本裝置,將離心力施加於前述反應容器的前述貯留室內之液體,且能在無混入氣體的狀態下,將液體導入至位於較該貯留室更遠離旋轉軸線之反應室內。該反應容器係能使用第1樣態乃至第15樣態之反應容器。
在此,前述旋轉軸線係具有貫穿該容器而自轉之情形、以及通過該容器外而公轉之情形。自轉之情形時係能縮小裝置規模的同時,亦能將噴嘴本身作為旋轉體而使用,藉此即能以小型化之裝置而進行各種處理。此外,公轉之情形時係能施加強的離心力。
關於「連接」係如第5樣態所說明。
在此,為了進行自轉,連接於前述容器之前述旋轉體之旋轉軸線,必須以能貫穿該容器之方式而形成。又,前述旋轉體之旋轉軸線係以能貫穿前述貯留室的開口部,且能連接於該開口部為佳。
藉此,而由於開口部係由旋轉體所包覆,故無須以帽蓋等而包覆該開口部,而能防止來自前述開口部之液體的漏失。
根據第19樣態,液體導入部係設置能旋轉之旋轉體,反應室係形成能位於較貯留室更遠離該旋轉軸線之狀態。亦即,藉由連接反應容器之旋轉體的旋轉,而使反應容器自轉或公轉,並藉由該自轉或公轉而施加離心力於液體,藉由離心分離即能在去除氣體或氣泡之狀態下,確實地將液體或懸濁於液體之固體導入至前述反應室內。此外,藉由該反應容器的自轉而導入液體時,係不佔空間而能確實地進行導入。亦即,由於能藉由容器之自轉而將液體導入至反應室,故無須使設置於反應容器的外部之旋轉軸線的周圍公轉之大小的空間,且基本上能利用1個容器尺寸之小規模的旋轉裝置而達成液體之導入。另一方面,進行公轉時,即能以低旋轉數而取得大的離心力。
又,如前述旋轉體之旋轉軸線係貫穿前述貯留室的開口部,則在連接於該開口部時,由於亦將使用於原本液體的導入之開口部使用於旋轉體之連接,故無須將新穎的旋轉體之安裝部設於容器,而使構造簡單化。
此外,能藉由螺合或嵌合而確實且輕易地連接旋轉體和該反應容器之間,特別是藉由螺合而安裝旋轉體時,由於能利用旋轉體之旋轉,故較為有效率。
第20樣態之反應容器液體導入裝置係前述旋轉體為能進行氣體之吸引吐出之噴嘴,該噴嘴之旋轉軸線係沿著該噴嘴之軸方向或平行於噴嘴之軸方向。
噴嘴係藉由兼有旋轉體而連接分注端片,且能一貫進行液體之吸引吐出、或懸濁液之均質化處理等之各種多樣的處理。此外,旋轉體雖必須具有可上下方向移動的移動部,但若亦能作水平方向之移動,則藉由使前述旋轉體移動至設置在各種位置的容器,即更能進行各種處理。
根據第20樣態,因使用噴嘴而作為旋轉體,故能利用作為分注裝置,且能一貫且自動化進行各種處理。
第21樣態之反應容器液體導入裝置係前述反應容器之前述流路為具有:液體導入用流路,用以自前述貯留室或外部將液體導入至前述反應室;以及排氣用流路,用以自前述反應室排出氣體;且前述流路或前述反應室之至少一部份或全部係由可變形的軟質構件所形成,而且具有推壓前述該軟質構件的預定部份而將前述反應室予以密閉之推壓部。
在此,前述液體導入部係前者的組合之情形時為旋轉體,而後者的組合之情形時為噴嘴和吸引吐出部。後者之情形時,前述反應室係例如在前述貯留室和上部中連接,前述液體導入用流路係自反應室而延伸至下側之流路,藉由將該流路形成細徑,而能插入至設置於外部的各種容器。此外,前述排氣用流路係連通述反應室和設置於該上方之貯留室之間,前述噴嘴係例如作成能連接於前述貯留室的上側之開口部。並形成隔介前述排氣用流路而連接於上方之狀態。
根據該發明,在後者的組合之情形下,藉由前述噴嘴之流體的吸引,且通過前述液體導入用流路而將液體導入至前述反應室,該反應室之氣體係隔介前述排氣用流路,且通過前述貯留室而被吸引至噴嘴內。此時,前述液體之一部份被吸引至前述貯留室亦可。
根據第21樣態,設置可變形的軟質構件於前述流路或前述反應室之至少一部份,前述反應室係藉由使該軟質構件變形而能密封,且能輕易地取得無混入氣體之薄層化或毛細化的液體。藉此,由於能防止導入的液體自反應室內流出,故能進行有效率且迅速之液體的導入。
第22樣態之反應容器液體導入裝置係在前述反應容器中具有:前述貯留室和前述反應室相連通的同時,亦連通前述反應室和外部之流路,前述液體導入部係具有噴嘴和經由該噴嘴而進行氣體的吸引吐出之吸引吐出部,前述貯留室之開口部係可經由前述噴嘴的下端部或能連接於該噴嘴的下端部之帽蓋,而連接於噴嘴的下端部。
根據第22樣態,使用前述噴嘴而作為液體導入部,且藉由前述吸引吐出部使液體通過反應室而吸引至前述貯留室為止,且將液體導入至前述反應室。因此,在無混入氣體或氣泡之狀態下,而能確實地將液體導入至反應室。此時,由於無須旋轉噴嘴,故能使將液體導入至前述反應室之機構簡單化。
第23樣態之反應容器液體導入裝置,係前述反應容器之前述反應室為形成在收容於粗徑部以及較該粗徑部更細的細徑部所組成之吸液管端片內之芯件的外面、和該吸液管端片的內面之間之間隙,前述貯留室係具有形成於前述反應室的上方之前述粗徑部內的空間,前述吸液管端片的細徑部係連接外部和前述反應室之流路,前述粗徑部之開口部係藉由前述噴嘴而能連接。
根據第23樣態,將芯件收容於吸液管端片,且將形成於芯件的外面和吸液管端片的內面之間之間隙作為反應室而使用,將該反應室的上方之粗徑部內的空間作成貯留室,而能將噴嘴連接於貯留室亦即粗徑部之開口部。因此,藉由噴嘴而自細徑部將收容於設置在外部的容器內之液體,自反應室朝向貯留室而吸引,藉此能將液體導入至前述反應室。
此外,將在該反應室內因反應而產生之產生物,自前述噴嘴而吐出氣體,藉此即能自前述反應室通過細徑部而吐出產生物於容器內,而能輕易地取得產生物。
第24發明之反應容器液體導入裝置,係具有將前述噴嘴或前述貯留室和前述反應室之間、以及前述反應室和外部之間予以流體性地閉塞之密閉手段。
在此,作為該「密閉手段」係例如有關於在前述噴嘴和前述反應室之間,設置能裝卸自如地將第1帽蓋嵌插於前述粗徑部之貯留室的上部,有關於該帽蓋本身,係以能裝卸自如地連接於前述噴嘴之方式而設置。進而在吸液管端片的上部中,能將連接於該粗徑部的上部之該帽蓋往下方向移動,並藉由與納於前述吸液管端片內之芯件的上端相接觸,而將前述反應室自上側而予以閉塞。此外,有關於反應室的下側係藉由將前述細徑部的前端嵌插於第2帽蓋而連接之方式而予以閉塞。亦即,藉由前述噴嘴的下端部而使前述第1帽蓋移動時,具有該噴嘴之升降移動手段、以及使前述噴嘴移動至至配置前述第2帽蓋之位置為止之水平移動手段。
根據第24樣態,藉由使反應室密閉,而在排除氣體之狀態下,即能進行可靠性高之反應及其測定。此外,能達成迅速且有效率的液體之導入。
第25樣態之液體導入反應測定裝置係具有:1或2個以上之反應容器;以及1或2個以上之液體導入部,能裝卸自如地連接該反應容器;前述反應容器係具有下列要素之容器:貯留室,具有開口部,且能貯留液體;反應室,較該貯留室更薄或更細而形成;以及至少1個流路,連通前述貯留室或外部和前述反應室之間;此外,在具有能進行前述1或2個以上之前述反應室的加熱或冷卻之加熱冷卻部、以及取得1或2個以上之前述反應室內的光資訊之光資訊測定部的同時,亦針對藉由液體導入部而導入至反應室之液體使其產生反應,並測定其光資訊。
在此,對前述反應室而進行加熱或冷卻之反應室之面、接受來自前述反應室的光之面、以及將光線照射於反應室之面,係具有相同之情形和相異之情形。
前述光資訊測定部係至少將用以接受來自前述反應室的光之1或2以上之受光端部接觸或接觸於前述反應室而設定。發光物質係螢光物質等之情形時,則具有照射用以產生螢光的激發用光之1或2以上之照射端部。
此外,連接於前述液體導入部之反應容器之反應室、以及前述加熱冷卻部及/或前述光資訊測定部之間係以能相對性地移動為佳。藉此而能促進處理之自動化或使之容易化。
根據第25樣態,藉由與前述反應容器之前述反應室接觸或接近而設置之加熱冷卻部而進行加熱或冷卻。因此,由於不需要金屬區塊等,故能在無混入氣體或氣泡之狀態下,對薄層化或毛細化之液體以高精密度且忠實之響應性而進行收容於該容器內之液體的溫度控制。
此外,藉由在無混入氣體或氣泡之狀態下,將薄層化或毛細化之液體加熱或冷卻,而能縮短在提供加熱或冷卻的指示之後直至液溫均等地分佈為止之時間,且能迅速地進行處理。
此外,由於係作成能在無混入氣體或氣泡之狀態下,測定反應室內之光資訊,故能取得精密度高之光資訊。
特別是,沿著厚度方向而自兩側夾住前述加熱冷卻部,且作成能加熱或冷卻前述液體之狀態時,則能更進一步地迅速且有效地將前述液體加熱或冷卻。
第26樣態之液體導入反應測定裝置,係更具有用以將前述反應容器之前述反應室予以密閉之密閉手段。
在此,作為前述密閉手段係例如前述反應容器之前述流路或反應室的一部份或全部為由可變形之軟質材所形成時,藉由使該軟質材變形而將前述反應室予以密閉之推壓部,前述反應室若具有吸液管端片的內面和收容於該端片內之芯件的內面之間之間隙時,則具有第1帽蓋和第2帽蓋、以及使該第1帽蓋往下方向移動,且使該吸液管端片移動至第2帽蓋的位置為止,並將第2帽蓋連接於該端片的下端部之移動手段。此外,作為前述推壓部係設置於後述之受光端部的突部,或設置於前述光資訊測定之前述照射端部的端面之突部。此外,作為密閉手段係超音波放射手段或高頻率、雷射、發熱等之溶融手段等。
根據第26樣態,藉由將反應室予以密閉,即能在排除氣體之狀態下,進行可靠性高的反應及其測定。此外,能達成迅速且有效率之液體的導入。
第27樣態之液體導入反應測定裝置,係前述光資訊測定部為具有:1或2個以上之照射端部,將光線照射於前述反應室;以及1或2個以上之受光端部,接受來自前述反應室的光;前述照射端部係接觸或接近圍繞前述反應室之複數個壁面內之至少1個面積最大的壁面而設置,前述受光端部係接觸或接近於除了最大壁面之外的至少1個前述壁面而設置。
根據第27樣態,因藉由將光線照射於面積最大的壁面,而能照射充分的光量於反應室整體,故能有效率地取得光資訊。
第28樣態之液體導入反應測定裝置係具有:1或2個以上之照射端部,將光線照射於前述反應室;以及1或2個以上之受光端部,接受來自前述反應室的光;前述照射端部和前述受光端部係接觸或接近於圍繞前述反應室之複數個壁面內之1個壁面而設置。
根據第28樣態,由於在反應室之1個壁面中設置照射端部和受光端部,故可構成小型化的同時,亦能減少零件數量。
第29樣態之液體導入反應測定裝置,係前述光資訊測定部為具有:1或2個以上之照射端部,將光線照射於前述反應室;以及1或2個以上之受光端部,接受來自前述反應室的光,前述加熱冷卻部係具有進行和前述反應室接觸或接近而設置之加熱或冷卻之加熱冷卻用端部,前述光資訊測定部之照射端部和前述加熱冷卻用端部係接觸或接近於圍繞前述反應室之複數的壁面內之1個壁面而設置。
在此,「加熱冷卻用端部」係意指除了如帕耳帖元件(peltier element)之進行1的端部之加熱或冷卻之情形之外,尚有另外設置之加熱用端部或冷卻用端部之中之任意一個之情形,或加熱用端部和冷卻用端部之雙方。
根據第29樣態,藉由將1個壁面設置於加熱冷卻用端部和照射端部,而能削減裝置規模,且能有效率地配置。
第30樣態之液體導入反應測定裝置,係前述照射端部為設置有前述加熱冷卻部之發熱體或冷卻體。
該形態中,例如照射端部係拉桿透鏡、另外之透鏡、透明體等之光學系統,發熱體係例如鎳鉻合金線等之電阻線,具有如捲裝於拉桿透鏡等之光學系統之情形,或者,將發熱體封裝於前述拉桿透鏡等之光學系統中之情形。
或者,使用組裝於前述拉桿透鏡等之光學系統中之多重層化之感光發熱玻璃亦可。據此,即能提供具有透光性之加熱冷卻用端部、加熱用端部、或冷卻用端部。
根據第30樣態,藉由將加熱冷卻用端部設置於拉桿透鏡,而能將拉桿透鏡使用於加熱冷卻用端部,故能削減裝置規模,且能有效率地利用反應容器的周圍之狹窄空間。
第31樣態之液體導入反應測定裝置,係前述加熱冷卻部具有和前述反應室接觸或接近而設置之進行加熱之加熱用端部或進行冷卻之冷卻用端部,前述加熱用端部或冷卻用端部係接觸或接近圍繞前述反應室之複數個壁面內之面積最大的1之壁面而設置。在此,前述加熱用端部和前述照射端部均設置於前述壁面亦可。例如,連接加熱用端部和照射端部之情形即相當於如此之情形。
根據第31樣態,藉由將加熱冷卻用端部或冷卻用端部設置於圍繞反應室之壁面內最大的面積之壁面,而能有效率地進行加熱冷卻。
第32樣態之液體導入反應測定裝置,係前述加熱冷卻部為具有進行加熱或冷卻之加熱冷卻用端部,且該加熱冷卻用端部係對前述反應容器可相對性地接離而設置。
藉由控制相對於反應容器之前述加熱冷卻用端部的位置,而能對反應室接觸、或接近、或離開,藉此能變更熱的傳導效率。
「以能接離加熱冷卻用端部而設置」係具有能接離地可進行加熱及冷卻的端部而設置之情形、僅能接離地加熱用端部而設置之情形、僅能接離地冷卻用端部而設置之情形、以及能接離地加熱用端部和冷卻用端部而設置之情形。
根據第32樣態,由於藉由控制相對於反應容器之前述加熱冷卻用端部的位置,而能對反應室接觸、或接近、或離開,藉此能變更熱之傳導效率,故能有效率地進行精密度高之溫度控制。
第33樣態之液體導入反應測定裝置,係前述加熱冷卻部為將進行加熱之加熱用端部或進行冷卻之冷卻用端部之中之任意一個設置於複數之各區域,且依各區域提供複數種類之中之任一種的預定溫度,
連接於前述液體導入部之前述反應室與前述加熱用端部或冷卻用端部之間,係設置成能以互相接近或接觸之方式,且能相對性移動。
由此,預設的順序之溫度設定即能替換成通過提供該各溫度之前述區域的順序、以及移動路徑、各區域的滯留時間之移動控制。此時,前述複數各區域係對應於應設定於前述反應室之複數種類之溫度的設定順序,且具有依序例如以橫行狀、縱行狀、圓周狀、或曲折狀而隔離成互相不會有溫度影響的程度之間隔而排列。由此,即能將沿著對前述反應室之前述區域之相對性的移動路徑之移動距離作成最小限度,且能有效率地進行溫度控制。
此外,由於能相對性地移動,故設置成能使液體導入部和加熱冷卻部的雙方移動之狀態而設置亦可。例如,前述各區域間之移動係由前述液體導入部進行,在各區域中,前述加熱用端部或冷卻用端部係設置成以能對前述反應室接離而可移動之狀態亦可。又,複數種類之溫度之例 係例如進行PCR時所設定之溫度。又,作為液體導入部和前述加熱用端部或冷卻用端部之間的相對性之移動手段,係具有使液體導入部本身往上下方向或水平方向移動之手段、或使前述加熱用端部或冷卻用端部移動之手段、或該上述兩手段之組合。此外,作為加熱用端部或冷卻用端部係具有僅能提供預設的溫度之情形、以及能進行本身之各種溫度的設定之情形。此外,設定某個溫度之區域係由另外形成之2個部份所組成,且分別設置於面向於能夾住前述反應室之移動路徑的位置亦可。
根據第33樣態,則對各種溫度的設定係能藉由對液體導入部之反應容器的前述區域之相對性的移動而施行。因此,由於能將溫度控制替換成反應室和前述區域之間的移動控制,故能使各種試藥或液體的移送處理、或相同準位的處理單純化、統一化。此外,相較於對反應容器而使熱電容大的鋁區塊等之發熱體或冷卻體的溫度上升下降而進行溫度控制之情形,則其能量效率更高。此外,相較於熱電容大的鋁區塊等之發熱體或冷卻體的溫度之上升下降控制,由於能在瞬間移動至不同的溫度區域,故能使溫度達於穩定為止之緩和時間縮短化,且能高精密度地進行極細微的溫度控制。
第34樣態之液體導入反應測定裝置係以沿著相對於前述反應室之前述區域之相對性的移動路徑方向而排列之鄰接的前述區域之間隔,以橫斷該移動路徑方向之方式,設置有用以噴射對應於前述排列之溫度的氣體之氣體噴射 部。
特別是,在將反應室之溫度變更成較某個階段所設定的溫度更低之溫度時,即能將低溫氣體噴射至鄰接之前述區域間之間隔。由此,即能順暢地進行下降至設定之低溫度。氣體噴射部亦含有送風機。氣體噴射部係包含於加熱冷卻部。前述「移動路徑方向」係例如水平方向、垂直方向、或沿著圓周之方向。氣體噴射部係例如使用氣罐(gas bomb)。
根據第34樣態,在沿著前述相對性的移動路徑而將預定溫度之氣體噴射至設定複數的溫度之鄰接區域之間,則能順暢地進行溫度之移行的同時,亦能遮斷鄰接區域之間相互的溫度之影響。
第35發明之液體導入反應測定裝置,係前述光資訊測定部為具有前述受光端部,連接於前述液體導入部之前述反應室和前述受光端部之間,係設置成能以相互接近或接觸之方式而相對性地移動,並接受來自前述反應室之光。
在此,設置該受光端部之區域係含有設置前述加熱冷卻部之前述區域,沿著相對於前述反應室之該區域之相對性的移動路徑,並依該處理順序排列為佳。例如,在溫度的設定之後進行測定時,則以能位於沿著前述移動路徑之最後的溫度設定的區域之後之方式而設定。
根據第35樣態,則液體導入部即能在和光資訊測定部的前述受光端部之間相對性地移動,進而能沿著前述相對性的移動路徑而設置受光端部。因此,藉由使處理的順序和各區域的排列相對應,而能有效此進行處理。此外,由於能以相同的移動控制而進行溫度控制和光資訊的測定,故能使控制簡單化。
第36樣態之液體導入反應測定裝置,係前述光資訊測定部為具有將光線照射於前述反應室之1或2個以上之照射端部,該照射端部係以相對於前述反應容器能接近離開之方式而設置。
藉由控制相對於反應容器之前述照射端部的位置,而進行效率佳之光的照射,此外,如連接照射端部和前述加熱端部時,即能進行熱傳導或熱的遮斷等之控制。
根據第36樣態,藉由控制相對於反應容器之前述照射端部的位置,而進行效率佳之光的照射,此外,如連結照射端部和前述加熱端部時,則能進行熱傳導或熱的遮斷。因此,能有效地進行精密度高之溫度控制或光的照射。
第37樣態之液體導入反應測定裝置,係前述加熱冷卻部為具有進行冷卻之冷卻用端部,該冷卻用端部係朝向前述反應容器而送風的送風機。
由此,特別是自前述反應容器離開前述加熱端部或照射端部時,藉由該送風機而送入空氣,即能促進反應室的散熱,且能有效率地進行熱的控制。
根據第37樣態,藉此特別是自前述反應容器離開前述加熱端部或照射端部而使反應室冷卻時,藉由該送風機而送入空氣,由此即能促進反應室的散熱,且能有效率地進行熱的控制。
第38樣態之液體導入反應測定裝置,係前述反應容器的反應室為形成圓筒狀,且由2片圓板狀的大壁和側面的小壁所圍繞,並設置接受進入前述圓筒之半徑方向的光之1或2個以上的受光端部。
又,將照射端部設置於前述反應室時,係以能將光線照射於前述半徑方向之方式而設置。
根據第38發明時,藉由將反應室形成大略圓筒狀,且對側面照射或接受光線,而能取得均等之光資訊。
第39樣態之液體導入反應測定裝置中,前述光資訊測定部為具有:2個以上的照射端部,設置於2個以上之前述反應容器的前述反應室之各照射位置;複數種類的光源,分別產生具有複數種類之波長的光;光源選擇部,將來自前述光源的光之內的1種類的光予以時間性切換而選擇,並一同導光至前述各照射端部;2個以上的受光端部,設置於2個以上之前述反應容器的前述反應室之各受光位置;受光位置選擇部,將來自該各受光端部的光予以時間性切換而選擇;濾光器選擇部,將欲使來自所選擇之受光位置的光通過之複數種類的濾光器予以時間性切換而選擇;以及光電元件,將屬於來自所選擇之受光位置的光且通過所選擇之濾光器的光依序輸入。
在此,設置複數種類的濾光器係例如以前述反應室內之即時PCR等,為了將能測定量或濃度之DNA片段等予以標誌化,而使用輸出複數種類的光的波長之標誌物質之情形。由此,即能使具有各波長的光藉由透過濾光器而測定該標誌物質之存在或其數量。
「光電元件」係利用光電功效之光電元件,包含光電管、光電器增倍管、光導電單元、光電晶體、以及光二極體等。
又,光之照射係必須將激發用光照射於能存在於前述反應室內之螢光物質等而使其發光。
根據第39樣態或第40樣態時,即使相對2個以上之反應容器而使用2個以上之標誌物質時,在時間上亦能切換反應室和作為標誌物質的對象之標誌物質的種類,且能使用少數之光電元件而進行處理,故能使整體之裝置規模縮小或簡單化。
第40樣態之液體導入反應測定裝置中,前述光資訊測定部為具有:2個以上的照射端部,設置於2個以上之前述反應容器的前述反應室之各照射位置;複數種類的光源,分別產生具有複數種類之波長的光;光源照射位置選擇部,將來自前述光源的光之內的1種類的光予以時間性切換而選擇,並將所選擇的光予以時間性切換而引導至各受光端部;2個以上的受光端部,設置於2個以上之前述反應容器的前述反應室之各受光位置;濾光器選擇部,將欲使來自前述受光位置的光通過之複數種類的濾光器時間性切換而選擇;以及光電元件,依序輸入通過所選擇之濾光器的光。
第41樣態之液體導入反應測定裝置中前述光資訊測定部為具有將光照射於前述反應容器的前述反應室之照射端部、以及接受來自前述反應室的光之受光端部,對前述受光端部之前述反應室之受光方向和開口角係在根據前述照射端部的照射方向和反應室的形狀而決定之射入和反射路徑外,而確定前述受光端部係接受來自前述反應室的光。
照射端部和受光端部係例如相當於拉桿透鏡、或纖維的前端等之光學系統。例如,照射端部係設置於設有前述受光端部之前述區域、以及夾住移動具有透光性之前述反應室的移動路徑而相對向之區域。此時,使用前述照射端部的光軸和受光端部的光軸、或能使往反應室之射入角和來自反應室之透過角之間形成預定的有限角度之拉桿透鏡、或使纖維的前端等之光學系統僅互相傾斜前述角度、或使用纖維.拉桿.玻璃而使對受光端部之照射端部的影響減低化,且能使光資訊之測定高精度化。又,當對前述反應室之照射端部和受光端部的位置係具有位於能夾住反應室的大壁面之情形、分別位於大壁面和小壁面之情形、位於能夾住小壁面之情形、或位於相同的壁面之情形。
第42樣態之液體導入裝置係具有:1或2個以上之可進旋轉之旋轉體;1或2個以上之容器,能裝卸自如地連接於該旋轉體 而形成;以及旋轉驅動部,旋轉驅動該旋轉體,前述容器係具有:貯留室,具有開口部,且能貯留液體;以及作業室,前述貯留室相連通,且能使液體通過,並以遮蔽該液體的通過路徑之方式設置能對該液體進行預定的作業之媒體;前述作業室係形成能位於較前述貯留室更遠離前述旋轉體之旋轉軸線之狀態,且能將收容於前述貯留室之液體導入至前述作業室。
又,前述容器係亦可作成隔介帽蓋而能連接於前述旋轉體之狀態。
在此,作為「媒體」係具有後述之過濾器或行(column)的固定相。過濾器係含有藉由具有預定的尺寸(口徑或平均的空隙之直徑或長度)之多數貫穿性之孔或空隙而使液體通過,並將液體中的預定物質予以分離之情形,或藉由吸附方式而予以分離之情形。又,當前述旋轉體之旋轉軸線貫穿前述容器時係相當於自轉,且能縮小整體之裝置規模。由此,例如能使用於核酸、寡核苷酸、蛋白質等之各種生體物質的抽出、精製。
第43樣態之液體導入裝置,係前述旋轉體為可進行氣體的吸引吐出之能進行旋轉之噴嘴,且該噴嘴係具有沿著其軸方向之旋轉軸線。
第44樣態之液體導入裝置,係前述媒體為具有預定的 口徑之過濾器。
第45樣態之液體導入裝置,係前述作業室為具有:過濾器室,與前述貯留室相連通,並具有前述過濾器;以及收容室,與該過濾器室相連通,且能裝卸自如地安裝於該過濾器室;藉由前述旋轉體之旋轉,導入至前述過濾器室之液體係通過前述過濾器而到達前述收容室。
在此,前述收容室係收容透過前述過濾器之物質。在收容室和過濾器室之間係例如由螺絲等之安裝構件而連接。
第46樣態之液體導入裝置,係前述媒體為預定的固定相(stationary phase),前述作業室係具有收容前述媒體之管柱、以及與該管柱相連通且對該管柱能裝卸自如地安裝之收容室,藉由前述旋轉體之旋轉導入至前述管柱之液體係可通過該管柱而到達前述收容室。
此處,「固定相」係固體或液體。管柱係例如藉由適當的展開劑(移動相)而使試料混合物移動至管柱,且利用根據各成份之吸附性或分配係數的差異之移動速度的差而予以分離。
第47樣態之液體導入裝置,係前述作業室為形成較前述貯留室更薄或更細。
根據第42樣態、第44樣態、第45樣態、第46樣態或第47樣態時,則藉由將至少具有貯留室和位於遠離旋轉 軸線之作業室的各種容器連接於旋轉體並使之旋轉,則在大氣壓之下,即使對設置於前述作業室內之前述媒體的液體之通過較為困難之情形下,亦可利用離心力而使液體之通過容易化。此外,藉由連接各種容器而進行液體的導入,即能進行多樣的處理。此外,若藉由容器的自轉而達成液體的導入時,則相較於利用公轉之情形,即能縮小作業面積而有效率地進行處理。特別是,作為前述媒體係使用具有抽出或精製核酸、蛋白質等的功能之過濾器等,藉此而能進行核酸、蛋白質等之生體物質之抽出或精製。如此,則藉由組合前述PCR處理,而能一貫進行對核酸、蛋白質等之抽出、放大、發現、精製等之處理。此外,根據第44樣態或第45樣態,藉由設置裝卸自如之收容室於作業室,由於能收集施加預定作業的液體,並輕易地取出,故能輕易地處理。此外,根據第46樣態,施加預定作業於液體,並且能同時有效地進行將施加作業的液體予以薄層化或毛細化之處理。
根據第43樣態,旋轉體係利用可旋轉之噴嘴。因此,由於不只離心力,且能利用吸引吐出的壓力,故亦能進行往前述貯留室之液體的分注。此外,根據容器之形狀而能利用吸引吐出的壓力進行往反應室之液體的導入,故能一貫進行多樣的處理。
第48樣態之液體導入反應測定方法係具有: 將作為處理對象之液體收容於前述第1樣態乃至第17樣態中任一態樣之反應容器的貯留室之步驟;自前述貯留室而將前述液體導入至前述反應容器的反應室之步驟;將設置於前述反應室之開口或流路予以閉塞,且將前述液體予以密封於反應室之步驟;對密封於前述反應室之液體進行加熱冷卻之步驟;以及測定來自前述反應室的光資訊之步驟。
在此,「液體」係例如含有核酸等之標的物質、以及必要之試藥。「收容」係例如使用分注裝置而進行。「導入」係例如藉由將前述反應容器連接於作為前述液體導入部之噴嘴而使反應容器旋轉,或者使用液體導入部之分注裝置的吸引吐出機構而進行。
根據第48樣態,能藉由與前述反應容器之前述反應室接觸或接近而設置之加熱冷卻部而進行加熱和冷卻。因此,由於無需金屬區塊等,故能在無混入氣體或氣泡之狀態下,對薄層化或毛細化之液體進行以高精密度且忠實的響應性而收容於該容器內之液體的溫度控制。此外,藉由在無混入氣體或氣泡之狀態下,將薄層化或毛細化之液體進行加熱或冷卻,即能縮短提供加熱或冷卻的指示直至液溫均等地分佈為止之時間,而迅速地進行處理。此外,根據本發明,則能使用前述反應容器而使一系列的處理自動化。
此外,由於在將反應室予以密封且在無混入氣體或氣泡之狀態下,能測定反應室內的光資訊,故能取得精度高之光資訊。
特別是,沿著厚度方向而自兩側夾住前述加熱冷卻部,而將前述液體予以加熱或冷卻時,則可更進一步迅速且有效率地進行前述液體之加熱或冷卻。
根據本發明,利用離心力或壓力而將均質化之懸濁液導入至反應容器之反應室,藉此即能實現無混入氣泡或氣體之狀態下,輕易且確實而均質地將液體予以薄層化或毛細化並予以密封,藉此即能提高前述液體之溫度控制的精密度和響應性,例如使即時PCR之量的測定等處理迅速化且效率化。
繼之,根據圖式而說明本發明之實施形態。又,本實施形態並無特別限制,而不得解釋為侷限本發明者。此外,在各實施例中,相同物品係以相同的符號表示,而省略其說明。
第1圖(a)(b)(c)係表示本發明之第1實施形態的反應容器11之斜視圖、側視圖、以及前視圖。又,在第1圖(a)(c)中,為了明白顯示內部,則以去除形成其一部份之軟質構件的透明膜18之狀態而表示。
如第1圖(a)所示,該反應容器11係於上部具有開口部13,並具有:圓筒狀之貯留室12,能貯留液體;反應室15,隔介液體導入用流路16和排氣用流路17而與該貯留室12連通,且較該貯留室12更薄而形成;以及前述液體導入用流路16和前述排氣用流路17,前述液體導入用流路16、前述排氣用流路17、以及前述反應室15係夾住該容器而形成大略層狀,且其整體係設置於透光性之反應部14。由於本實施形態之反應容器11,其前述反應室15係與液體導入用流路16和排氣用流路17相連通,故相當於前述流體回路。前述開口部13係能嵌插後述之帽蓋20而連接,該帽蓋20係可進一步藉由螺合而連接於作為旋轉體之後述的噴嘴22。因此,該開口部13係隔介該帽蓋20而可連接於該噴嘴22。亦即,該反應容器11係作為將液體導入至前述反應室15之液體導入部,並屬於使用旋轉體且施加離心力而導入之種類。
該反應室15係在前述貯留室12的下方,且對前述開口部13或貯留室12的軸線,設置於較貯留室12更遠離各室的重心之位置座標之位置。前述開口部13或貯留室12的軸線係在將該反應容器11連接於作為後述的旋轉體之噴嘴22時,與該旋轉體之旋轉軸線作成一致。
因此,使該旋轉體旋轉時,則將離心力施加於前述貯留室12內的液體,並將液體導入至較前述旋轉軸線更遠的位置之前述反應室15內。該反應室15和前述液體導入用流路16、以及排氣用流路17之一部份係設置於形成有底的溝之平面狀的框架14a,該框架14a的單面側係藉由後述之膜18而閉塞。前述液體導入用流路16係於前述貯留室12的內側面具有入口,且於該反應室15的上部具有出口,前述排氣用流路17係於該反應室15的下部具有入口,且於前述貯留室12的內底面具有出口,並連通前述反應室15和前述貯留室12。
前述液體導入用流路16係具有作為由彈性體所形成之彈性塊構件之彈性閥體16a,且藉由推壓該彈性閥體16a而能將該液體導入用流路16予以閉塞。此外,前述排氣用流路17係具有:斜路17a,進入至與前述反應室15的下部連通之細斜上方向;孔部17b,以藉由些微的距離推壓前述膜18而能予以閉塞之方式而突出於前述膜18側;以及出口17d,設置於前述貯留室12的內底部。
如第1圖(b)所示,前述排氣用流路17係具有上下路17c,其係自前述孔部17b至前述出口17d為止平行於前述貯留室的圓筒之軸線而能流體性地連接於上下方向,該上下路17c係以能自設置平面狀之前述框架14a的前述反應室15等之底面之側稍微突出之狀態而設置。此外,在面向前述框架14a的前述上下路17c之側面,亦即,在前述反應部14的開口側,以使該閉口閉塞之方式,藉由接著等方式將前述膜18安裝在前述框架14a,而將前述反應室15或前述流路16、17等之開口予以閉塞。該膜18係由軟質構件,例如藉由推壓而易於變形之聚乙烯或矽酮等所形成。因此,前述反應室15雖係圍繞於複數的壁面,但在反應時,在設置該膜18之壁面的外部,設置設有推壓部101、102之纖維束等之受光端部78,而在該相反側之壁面配置有照射來自產生激發用的光之觸發器光源71的光之拉桿透鏡75。在此,該拉桿透鏡75係為了使該拉桿透鏡75具備加熱用端部之功能而卷裝有發熱體79之電阻線。此等之受光端部78和拉桿透鏡75係設置成可對於前述反應室15的大壁面接離之狀態。
該排氣用流路17的一部份係接近於前述軸線而平行地設置,藉此而對前述軸線旋轉前述反應容器11時,即能藉由離心力而縮小通過排氣用流路17的液體之導入。
如第1圖(c)所示,前述液體導入用流路16之前述彈性閥體16a係如後述般,在內部具有孔部16b和經推壓而能閉鎖之空隙16c。此外,前述貯留室12的上部內面19係具有能嵌合後述之帽蓋20之內徑。在前述貯留室12的外面設置有反應容器11之裝卸用之凸緣12a。此外,來自收容照射前述激發用光而發光之螢光物質等之前述反應室15之光係和第1圖(b)不同,例如自圍繞前述反應室之壁面之內的1個而受光。該例係自位於預定的小壁面之受光端部而受光,且通過光纖而導光至受光部72。
第2圖(a)係表示前述反應容器11、以及應連接於該反應容器11之帽蓋20之斜視圖。
該帽蓋20係嵌插於前述反應容器11之貯留室12的開口部13而連接之中空圓筒狀之構件。該帽蓋20係具有和前述開口部13的內面接觸之3種類的環狀之突起部,由下而為氣密框圈(rim)20a、20b、鎖定用框圈20c。此外,該帽蓋20的內面係與未圖示之噴嘴嵌合之噴嘴嵌合部20d。此外,帽蓋20的外面係沿著帽蓋20的軸方向而設置複數條之突條20c,且能與後述之帽蓋扣合部47a、47b相扣合,由此而能進行帽蓋20之自動裝卸。
第2圖(b)係表示前述帽蓋20嵌合於前述反應容器11而連接之狀態。
第3圖(a)係為了更詳細地表示前述反應容器11,而使前述帽蓋20嵌合連接於前述開口部13之狀態之正面透視圖。圖中符號14b係設置於前述框架14a之淺凹部。將由該AA線所切斷之剖視圖表示於第3圖(b)。在該圖中,表示前述帽蓋的氣密邊緣20a、20b、鎖定用框圈20c和前述貯留室12之上部的內面接觸之狀態。此外,有關於設置於前述上下路17c的下部之孔部17b附近係放大而表示於第3圖(d)。該孔部17b係突出於前述膜18側,由於具有對該膜18之間隔且接近設置,故藉由自外部推壓該膜18,即能使該孔部17b藉由該膜18而閉塞,並使排氣用流路17閉塞。
此外,第3圖(c)係表示由第3圖(a)之CC線所切斷之剖面的主要部份。該部份係表示設有前述彈性閥體16a之液體導入用流路16部份,且設置於前述框架14a和前述膜18之間。該彈性閥體16a係由合併參考第4圖而可知,其係由前述孔部16b、以及與該孔部16b連通之空隙16c所形成,藉由推壓前述空隙16c而閉塞前述空隙16c,即能將前述液體導入用流路16予以閉塞。由此而能將導入至前述反應室15內之液體密封於該反應室15內。
第5圖係表示第2實施形態的反應容器11a之示意圖。該反應容器11a和前述反應容器11並不相同,在該反應容器11a之前述反應部14的下側,沿著貯留室12的開口部13之軸線而設置旋轉支持軸14c,而能達成旋轉時之蕊振動之防止。
繼而根據第6圖和第7圖而說明屬於藉由噴嘴之吸引吐出而導入液體之種類的反應容器。
第6圖係表示第3實施形態的反應容器31之示意圖。
第6圖(a)係表示該反應容器31之斜視圖,第6圖(b)係其前視圖,第6圖(c)係其剖面側視圖,第6圖(d)係第6圖(c)所示之區域F的放大剖視圖,第6圖(e)係第6圖(d)所示之一部份的放大斜視圖。
該反應容器31係具有:粗徑的圓筒狀之貯留室32;反應室33,較該貯留室32更薄而形成之雙底面為菱形之角柱狀;以及細徑部34,較設置於該反應室33的下側之前述圓筒更細而形成。
前述貯留室32和前述反應室33之間、以及前述反應室33和外部之間,係分別藉由流路32c和細徑部34而連接。因此,由於本實施形態之反應容器31和反應室33係與2個流路連通,故相當於前述流體回路。此外,在前述由流路32c和細徑部34之閉塞位置,設置有能藉由推壓而閉塞之彈性閥體35、36。
前述貯留室32中,未圖示之噴嘴能在該開口部32a中嵌合而連接,該貯留室32的內部係在前述噴嘴之連接部份的下側,例如以能隔開該貯留室32之方式而設置隔熱用過濾器32b。因此能提高往反應室33之加熱冷卻功效。此外,前述貯留室32的下側係與形成前端較細之流路32c相連通。此外,在該貯留室32的外面係設置有複數條之突條32d,藉由該突條32d,且藉由後述之端片去除板23a而能自動地去除。
前述反應室33之大壁面的一方係展開能藉由推壓而變形之軟質構件所形成之膜37,而在該大壁面的另一方係藉由前述反應容器31的框架而形成的同時,亦為了提高熱傳導性,在包覆該反應室33之該框架設置凹部38,並形成薄壁狀。
前述彈性閥體35、36係如第6圖(e)所示,具有孔部39、以及能藉由推壓而閉塞之空隙部40。
第7圖係表示第4實施形態的端片狀反應容器41、且能進行流體的通過之帽蓋42、以及將前述端片狀反應容器41連接於兼具能旋轉、上下移動和水平移動之反應容器液體導入裝置之液體導入裝置50的噴嘴22之反應容器連接部份。
第7圖(a)係表示前述液體導入裝置50之反應容器連接部份之分解斜視圖,第7圖(b)係表示該液體導入裝置50之反應容器連接部份,第7圖(c)至(e)係表示使用前述液體導入裝置50而移動至設有作為前述加熱冷卻部之加熱用端部之熱傳導區塊49a、49b之區域為止,且來自對進行加熱冷卻時之前述端片狀反應容器41之前述液體導入裝置50的裝卸和連接之自動的動作。
如第7圖(a)所示,前述端片狀反應容器41係具有:圓筒狀之粗徑部45;細徑部46,設置於該粗徑部45的下側,且較該粗徑部45更細而形成;開口部45a,設置於前述粗徑部45的上側,且具有較前述粗徑部45更粗之外徑,並能嵌插前述帽蓋42的前端部42b;以及圓筒狀之芯件43,自前述粗徑部45橫跨至前述細徑部46而收容。在該芯件43的外周面,於與收容之前述粗徑部45或細徑部46的內周面之間,以突出於外方向之方式設置有作為用以形成間隙之間隔件的複數個突起部43a。該芯件43的外周面與前述粗徑部45的內周面之間的前述間隙係相當於前述反應室。此外,在前述粗徑部45的上側,其芯件43的上方之空間係相當於前述貯留室。
此外,該芯件43的下端係配合前述細徑部46的形狀而形成前端較細,該芯件43的上端係具有使前述帽蓋42的前端部42b閉塞,且不能進行流體的通過之閉塞部43b。該例中,該閉塞部43b係對應於擴展於設置於前述帽蓋42的前端部42b的外側之孔部42f(參閱第8圖)而形成圓錐狀。
此外,前述帽蓋42係整體為中空之大略圓筒狀,其係具有:基部42a;前端部42b,具有較該基部42a的外徑更細而形成之外徑;以及嵌合部42c,具有較前述基部42a的外徑之外徑更粗之外徑,並能嵌合前述噴嘴22的前端。在前述前端部42b設置有緊靠於前述反應容器41之開口部45a的內面之框圈42c、以及環狀的溝42d。
如第7圖(c)至第7圖(e)所示,表示藉由將前述反應容器41連接於前述噴嘴22之液體導入裝置50,而移動至加熱冷卻部之熱傳導區塊49a、49b為止之狀態。此外,該液體導入裝置50係具有半圓狀之缺口的端片去除板23a,其係為了刮掉前述端片狀反應容器41,而較前述開口部45a的外徑稍微小,且較前述帽蓋42之基部42a的外徑更大而穿設。該端片去除板23a係根據上下方向的移動、以及反應容器41而對噴嘴22之軸線可接近離開地設置。此外,該液體導入裝置50係自上下夾住前述帽蓋42之前述嵌合部42e,並設置能與該帽蓋42之前述嵌合部42e的段差部份相扣合之帽蓋扣合部47a、47b。下側之前述帽蓋扣合部47a係具有較前述帽蓋42之基部42a的外徑更大,且較前述嵌合部42e的外徑更小之半圓狀的缺口,上側之前述帽蓋扣合部47b係具有較前述噴嘴22的外徑更大,且較前述嵌合部42e的外徑更小之半圓狀的缺口。此外,該上側之帽蓋扣合部47a和下側之帽蓋扣合部47b之間的距離係固定,且此等帽蓋扣合部47a、47b不僅上下移動,且對前述噴嘴22之軸線可接近離開地設置。
第7圖(c)係表示藉由同時將前述帽蓋扣合部47a、47b、以及端片去除板23a降落於下側,自前述噴嘴22而將連接有帽蓋42之端片狀反應容器41取下,且該反應容器41的粗徑部係支持於夾住前述熱傳導區塊49a、49b之位置的狀體。
第7圖(d)係表示在將前述帽蓋42連接於前述噴嘴22之狀態下,僅使前述端片去除板23a降下,且自前述帽蓋42取下前述反應容器41之狀態。
第7圖(e)係表示在隔介前述帽蓋42而將前述反應容器41連接於前述噴嘴22之狀態下,將該反應容器41夾住於前述熱傳導區塊49a、49b之狀態。
第8圖(a)係對第7圖(e)以通過前述噴嘴22之軸線之面予以切斷之剖視圖。
第8圖(b)係表示將前述反應容器41的剖視圖放大,由前述芯件43的外面和前述粗徑部45的內面所圍繞之間隙部41a係相當於前述反應室,在該粗徑部45的上側,形成於前述芯件43的上部之空間部41b係相當於前述貯留室。此外,前述帽蓋42之前端部42b係穿設具有能藉由前述芯件43的閉塞部43b而閉塞之形狀的孔部42f。前述前端部42b係在最深地插入於前述反應容器41的開口部45a之狀態下,前述孔部42f係藉由前述閉塞部43b而予以閉塞。在前端部42b之內部的上側設置有隔熱用過濾器42g,且能防止來自前述反應室的熱傳達至噴嘴22。亦即,由於本實施形態之反應容器41係於該反應室設有2個開口,故相當於前述流體回路。
第8圖(c)係藉由使前述帽蓋扣合部47a、47b往上方向移動,而將前述帽蓋42之前述前端部42b懸掛於前述帽蓋42之嵌合部42e,且將該帽蓋42稍微往上方向移動。如此,則自前述孔部42f而取下前述芯件43的閉塞部43b,且前述噴嘴22係隔介前述帽蓋42之隔熱用過濾器42g而與前述反應容器41相連通。因此,將該反應容器41之細徑部46插入於收容有液體之容器內,前述帽蓋42的位置係在開放前述孔部42f之狀態下,藉由該噴嘴22而進行氣體之吸引,藉此而使液體通過前述反應容器41的細徑部46和前述間隙部41a,並導入至空間部41b。此後,將前述帽蓋42的前端部42b作成最深地插入於前述反應容器41的開口部45a之狀態,藉由前述閉塞部43b而使前述孔部42f閉塞的同時,亦能將前述細徑部46的前端插入於未圖示之另外的帽蓋而嵌合,藉此能將液體密封於前述間隙部41a內。
第9圖係表示隔介帽蓋20而將第5實施形態之反應容器211之例連接於作為具有該液體導入裝置50之旋轉體之前述噴嘴22的下端部,且藉由前述液體導入裝置50而移送至反應測定位置時之光資訊測定部之照射端部的拉桿透鏡75、以及例如相當於光纖之前端的受光端部78和捲裝於該拉桿透鏡75之加熱冷卻部之細長形狀之發熱體79的位置關係。又,在第9圖、第10圖中,帽蓋20、彈性閥體係概念性地表示。捲裝有發熱體79之拉桿透鏡75係照射端部,而且相當於加熱用端部。
第9圖(a)係表示前述反應容器211之正面剖視圖,該反應容器211係具有:貯留室212,具有開口部,且能進行液體之貯留;大略三角柱狀之反應室215,與該貯留室212相連通,且較前述貯留室212更薄而形成;以及排氣用流路217,連接前述貯留室212與前述反應室215之間。前述排氣用流路217和反應室係夾住此等而形成層狀,且設置於整體為透光性之反應部214。又,第9圖(a)之符號213和216係作為前述之彈性塊構件之彈性閥體,藉由第9圖(b)所示之推壓部101、102而推壓,即能將空隙予以密閉而閉塞。由於本實施形態之反應容器211係於該反應室215設有2個開口,故相當於前述流體回路。
該反應容器211係作為前述液體導入裝置50之旋轉體,而能進行流體之吸引和吐出,且作成對該軸心包覆能旋轉之噴嘴22的下端部之狀態,前述帽蓋20之上側的內面係與前述噴嘴22的螺合部23的外面螺合。由此,噴嘴22即能防止與所連接之反應容器211或該收容液之接觸。該帽蓋20的外面係被螺刻,且藉由與前述反應容器211的前述開口部的內面螺合,而使該反應容器211連接於前述噴嘴22。與該噴嘴22連接且和該噴嘴22一同旋轉而設置之圓筒(未圖示)係設置於圓筒狀構件21的內部,隔介軸承(未圖示)而能旋轉地支持於該圓筒狀構件21。為了進行前述噴嘴22之流體的吸引吐出,在前述圓筒內係具有拉桿24,其係能使調整噴嘴22內的壓力之柱塞(未圖示)上下移動。在該拉桿24的上端係設置具有較該拉桿24的直徑更大的直徑之端部24a。插入於能旋轉之前述圓筒內之拉桿24係設置成不能旋轉前述噴嘴22或圓筒之狀態。
如此,本實施形態中,前述螺合部23與前述帽蓋20之間、以及該帽蓋20與前述反應容器211的前述開口部之間係藉由螺合而連接,因此,藉由作為前述旋轉體之前述噴嘴22的旋轉,各螺合係必須螺刻於緊閉的方向。
本實施形態之反應容器211中,前述反應室215係設置於貯留室212的下方,較該貯留室212更遠離旋轉軸線,亦即遠離前述開口部的軸線之位置。因此,在前述貯留室212藉由前述噴嘴22的吸引吐出且藉由分注端片所分注之液體,係使該噴嘴22旋轉於該軸線的周圍,即能藉由離心力而導入至前述反應室215。當液體導入至該反應室215時,該反應室215內之空氣係通過前述排氣用流路217而排出於前述貯留室212內,由液體充滿該反應室215時,則推壓彈性閥體213和216而予以密封。前述反應室215和前述排氣用流路217係設置於形成有底的溝或凹部之框架214a。如第9圖(b)所示,該框架214a的開口係藉由透明的薄板或膜218所閉塞。
如第9圖(b)所示,相當於設置有用以推壓前述彈性閥體213和216之推壓部101、102之受光端部78、以及用以照射激發螢光物質之激發用光之照射端部之拉桿透鏡75和發熱體79,係以夾住具有前述反應室215之大面積的2個大壁面之方式而設置。該受光端部78和附帶加熱功能之拉桿透鏡75係以藉由第13圖所示之開閉機構81而可相對於前述反應室215接近離開之方式而設置。
第10圖係表示隔介帽蓋20而將第6實施形態至第8實施形態之反應容器131、141、151之例連接於作為液體導入裝置50所具有之旋轉體之噴嘴22的下端部,且藉由該液體導入裝置50而移送至反應測定位置時之光資訊測定部之受光端部76的位置關係。又,在此等情形下,前述推壓部並非設置於受光端部76,而設置於例如前述照射端部之拉桿透鏡75亦可。
第10圖(a)係表示第6實施形態之反應容器131之正面剖視圖,該反應容器131係具有:貯留室132,具有開口部,且能進行液體之貯留;正四角柱狀之反應室135,與該貯留室132相連通,且較前述貯留室132更薄而形成;以及液體導入用流路133和排氣用流路137,連通前述貯留室132和前述反應室135之間。液體導入用流路133係連通前述貯留室132的側面和前述反應室135的上部,而排氣用流路137係連通前述反應室135的下部和前述貯留室132的內底面。符號136、138係表示彈性閥體,且能藉由推壓而予以閉塞。
又,有關於作為前述液體導入裝置50的旋轉體之噴嘴22,由於係如第9圖所說明,故省略其說明。
本實施形態之反應容器131中,前述反應室135係設置於前述貯留室132的下方,較該貯留室132更遠離旋轉體之噴嘴22的旋轉軸線,亦即前述貯留室132之開口部的軸線之位置。因此,藉由前述噴嘴22的吸引吐出且藉由分注端片分注至前述貯留室132之液體,係使該噴嘴22旋轉於該軸線的周圍,即能藉由離心力而導入至前述反應室135。當液體導入至前述反應室135時,位於該反應室135內之空氣係通過前述排氣用流路137而排出至前述貯留室132內,當由液體充滿該反應室135時,則推壓彈性閥體136和138而予以密封。前述反應室135、前述液體導入用流路133、以及前述排氣用流路137係設置於形成有底的溝或凹部之框架134a。該框架134a的開口係藉由膜而予以閉塞。
第10圖(b)係表示第7實施形態之反應容器141之正面剖視圖,該反應容器141係具有:貯留室142,具有開口部,且能進行液體之貯留;圓柱狀之反應室145,與該貯留室142相連通,且較前述貯留室142更薄而形成;以及液體導入用流路143和排氣用流路147,連通前述貯留室142和前述反應室145之間。液體導入用流路143係連通前述貯留室142的底面和前述反應室145的稍微上部,而排氣用流路147係連通前述反應室145的稍微下部至前述液體導入用流路143。符號146、148係表示彈性閥體,且能藉由推壓而予以閉塞。
又,有關於作為前述液體導入裝置50的旋轉體之噴嘴22,由於係如第9圖所說明,故省略其說明。
本實施形態之反應容器141中,前述反應室145係設置於前述貯留室142的下方,較該貯留室142更遠離旋轉軸線,亦即前述貯留室142之開口部的軸線之位置。因此,藉由前述噴嘴22的吸引吐出且藉由分注端片分注至前述貯留室142之液體,係使該噴嘴22旋轉於該軸線的周圍,即能藉由離心力而導入至前述反應室145。當液體導入至反應室145時,位於該反應室145內之空氣係通過前述排氣用流路147而排出至前述貯留室142內,當由液體充滿該反應室145時,則推壓彈性閥體146和148而予以密封。前述反應室145、液體導入用流路143、以及前述排氣用流路147係設置於形成有底的溝或凹部之框架144a。該框架144a的開口係藉由膜而予以閉塞。
第10圖(c)係表示第8實施形態之反應容器151之正面剖視圖,該反應容器151係具有:貯留室152,具有開口部,且能進行液體之貯留;正四角柱狀之反應室155,與前述貯留室152相連通,且較前述貯留室152更薄而形成;以及液體導入用流路153,連通前述貯留室152與前述反應室155之間。液體導入用流路153係連通前述貯留室152的底面和前述反應室155的上部。符號156係表示彈性閥體,且能藉由推壓而予以閉塞。由於本實施形態之反應容器151不只具有1個開口,故相當於前述流體儲存部。另一方面,由於前述反應容器131、141中,其各反應室135、145係分別具有2個開口,故相當於前述流體回路。
又,有關於作為前述液體導入裝置50的旋轉體之噴嘴22,由於係如第9圖所說明,故省略其說明。
本實施形態之反應容器151中,前述反應室155係設置於前述貯留室152的下方,較該貯留室152更遠離旋轉體之旋轉軸線,亦即前述貯留室152之開口部的軸線之位置。因此,藉由前述噴嘴22的吸引吐出且藉由分注端片分注至前述貯留室152之液體,係使該噴嘴22旋轉於該軸線的周圍,即能藉由離心力而導入至前述反應室155。當液體導入至反應室155時,位於該反應室155內之空氣係通過相同的前述液體導入用流路153而排出至前述貯留室152內,當由液體充滿該反應室155時,則推壓彈性閥體156而予以密封。前述反應室155以及液體導入用流路153係設置於形成有底的溝或凹部之框架154a。該框架154a的開口係藉由膜而予以閉塞。
繼而根據第11圖而說明第9實施形態之反應容器221。
第11圖(a)係表示前述反應容器221之正面剖視圖,該反應容器221係具有:貯留室222,具有開口部,且能進行液體之貯留;大略四角柱狀之反應室225,隔介液體導入用流路223而與該貯留室222連通,且整體較前述貯留室222更薄而形成;以及前述液體導入用流路223和排氣用流路227,連通前述貯留室222和前述反應室225之間。因此,該反應容器221係相當於前述流體回路。前述液體導入用流路223、排氣用流路227以及反應室225係以透明的薄板或膜229由表裏夾住此等而形成為層狀,其整體係設置於透光性之反應部224。又,第11圖之符號228和226係例如設置作為前述之彈性塊構件之彈性閥體之閉塞位置,藉由第9圖(b)所示之推壓部予以推壓,而能將空隙予以密閉而閉塞。
該反應容器221係作為前述液體導入裝置50之旋轉體,而能進行流體之吸引和吐出,且對該軸心作成包覆能旋轉之噴嘴22的下端部,前述帽蓋220之上側的內面係與設置於前述噴嘴22的安裝部27的外面之突起27a相扣合,由此而使由橡膠等之彈性體所形成之帽蓋220安裝於前述噴嘴22。藉此,噴嘴22即能防止與所連接之反應容器221或其收容液之接觸。另一方面,藉由與前述反應容器221的前述開口部的內面相扣合,而使該反應容器221連接於前述帽蓋220。與該噴嘴22連接,且與該噴嘴22一同旋轉而設置之圓筒(未圖示)係設置於圓筒狀構件21的內部,隔介軸承(未圖示)而能旋轉地支持於該圓筒狀構件21。為了進行前述噴嘴22之流體的吸引吐出,在前述圓筒內係具有拉桿24,其係能使用以調整噴嘴22內的壓力之柱塞(未圖示)上下移動。在該拉桿24的上端係設置具有較該拉桿24的直徑更大的直徑之端部24a。插入於能旋轉之前述圓筒內之拉桿24係設置成不能旋轉前述噴嘴22或圓筒之狀態。
第12圖(a)係表示安裝有自前述安裝部27裝卸之狀態的帽蓋220之反應容器221的狀態之一部分剖面前視圖。此外,將該AA線剖視圖表示於第12圖(b),該BB線剖視圖表示於第12圖(c),該CC線剖視圖表示於第12(d)圖。此外,第12圖(e)係表示如第12圖(a)所示,安裝有自噴嘴22裝卸之狀態的帽蓋220之反應容器221之側視圖。設置於前述噴嘴22的安裝部27之突起27a,係自較設置於前述帽蓋220的上端之前述突起27a稍為大而形成之缺口220c,而插入於具有設置於帽蓋220之預定中心角之橫溝220b內,且以能夾住之方式而與該橫溝220b扣合。另一方面,有關於設置於前述帽蓋220的外面之環狀突起220a,係插入嵌合於設置於前述貯留室222的內壁之環狀橫溝。由前述彈性體形成之前述帽蓋220之下側的外面,係緊靠於前述反應容器221的貯留室222之上側的內面,且將該反應容器221的開口部予以閉塞。由此而能防止液漏和氣體洩漏。
如此,本實施形態中,前述安裝部27和前述帽蓋220之間係藉由扣合而連接,且該帽蓋220之下側外面和前述反應容器221的前述開口部之間係緊靠之狀態,因此,藉由作為前述旋轉體之前述噴嘴22的旋轉,而使前述反應容器221旋轉。
本實施形態之反應容器221中,前述反應室225係設置於貯留室222的下方,較該貯留室222更遠離旋轉軸線,亦即前述開口部的軸線之位置。因此,藉由前述噴嘴22的吸引吐出且藉由分注端片而分注至前述貯留室222之液體,係使該噴嘴22旋轉於該軸線的周圍,即能藉由離心力而導入至前述反應室225。當液體導入至前述反應室225時,位於該反應室225內之空氣係通過前述排氣用流路227而排出至前述貯留室222內,當由液體充滿該反應室225時,則在閉塞位置226、228推壓彈性閥體而予以密封。前述反應室225、前述貯留室222的一部份以及前述排氣用流路227係設置於形成有孔之框架224a。
第13圖係表示本發明之實施形態之反應測定處理系統10之整體的概念圖。
該反應測定處理系統10係具有:前述液體導入裝置50;液體處理區域51,根據各種檢體或試藥等而進行將含有檢體之懸濁液予以均質化、抽出、反應、移送、薄層化等之測定準備;以及反應測定區域52,藉由對密封於前述反應容器的反應室之溶液施行即時PCR而取得光資訊。
如第13圖或第14圖所示,前述液體導入裝置50係具有作為旋轉體之能旋轉的複數(在本例中係8串)個噴嘴22,並將各種構件連接於設置於距該噴嘴22的前端稍微上部之螺合部23,且能進行各種處理,例如液體的薄層化或毛細化、懸濁液的均質化、液體的分注、移送、夾雜物的去除、目的物質的抽出、攪拌、洗淨等之裝置。在此,關於連接係有安裝、螺合、嵌合、嵌插、收容等。
該液體導入裝置50係如第13圖或第14圖所示,具有:噴嘴22,作為複數(本例中為8串)前述旋轉體;螺合部23,設置於比藉由螺合而連接前述帽蓋20之前述噴嘴22的下端稍微上部;以及拉桿24,用以在與該噴嘴22連結之圓筒22a內,使柱塞(未圖示)滑動。此外,該液體導入裝置50係具有:各附齒滑輪53,為了對該軸心而使8串之各前述噴嘴22及圓筒22a旋轉而設置成同心之狀態;馬達82,用以使8串之該噴嘴22和圓筒22a旋轉;該馬達82之馬達軸83;以及皮帶84,懸掛於8個之前述附齒滑輪53和馬達軸83。符號85係前述皮帶84之張力調整用的滾輪。在此,在第11圖中,省略前述馬達82、馬達軸83、皮帶84、以及張力調整用滾輪85而較易瞭解。此外,第12圖係省略前述反應容器11等之連接。
8個前述拉桿24係以具有較該拉桿24之直徑更大之形狀,且能懸掛於突出於半徑方向之端部24a而安裝於設置於驅動板54的邊緣之8個各缺口部,且該驅動板54係連結在與球形螺絲88相螺合的螺帽部87。前述拉桿24係藉由設置於前述圓筒22a的彈簧而經常往下方向彈壓。因此,前述拉桿24在往上方向移動時,係藉由前述螺帽部87而上升,在往下方向下降時,則不藉由該螺帽部87而藉由前述彈簧力而下降。該球狀螺絲88係藉由設置於剖面字狀的支持構件56之馬達55而旋轉驅動,由此即能使前述驅動板54和8個之前述拉桿24一齊上下移動。
在第14圖中,符號23a係用以去除連接的分注端片之端片去除板,該端片去除板23a係具有往下方向延伸之支持部23b,且與球形螺絲23d螺合,該球狀螺絲23d係藉由馬達23e而旋轉驅動。因此,藉由該馬達23e之旋轉,而該端片去除板23a係可相對於前述噴嘴22進退。因此,端片去除板23a係藉由設置於筐體57內之球形螺絲機構所構成之上下移動機構而能上下移動。
前述球形螺絲23f係螺合設置有前述帽蓋扣合部47a、47b之扣合區塊47。藉由前述馬達23g之旋轉,即能對前述端片去除板23a而接近或離開前述帽套體扣合部47a、47b。
又,符號23c係壓力感測器連接用之流路。
該支持構件56係藉由設置於前述筐體57內之球形螺絲機構所構成之上下移動機構而使前述端片去除板23a能獨立地上下移動。又,馬達58係旋轉驅動該球形螺絲。該筐體57的下方係設置由磁鐵89移動用之馬達59、水平棒60、拉桿61和磁鐵89所構成之磁力手段,其係用以將磁鐵89往圖上左右方向移動,且自連接於前述噴嘴22之分注端片的外側至端片內影響或去除磁場。
又該液體導入裝置50係以能自上側而下吊之方式而設置,並以能包覆前述反應測定處理系統10的全域和另外之必要區域,且藉由利用未圖示之直動機構之X軸Y軸移動機構而可移動之方式設置。
第13圖之液體處理區域51係具有:匣式容器62,具有收容使檢體懸濁之懸濁液之8串的檢體收容阱62a;矩陣狀容器65,具有5行×8列之阱;8個匣式容器70,用以收容為了施行即時PCR所需之各種試藥或物質或處理結果物;以及保持用機架70a,保持8個之前述反應容器11和帽蓋20。
此外,前述檢體收容阱62a係標附有分別表示其檢體的相關資訊之條碼62b。該條碼62b係以能掃描讀取條碼之條碼讀取部63之方式而予以移動而讀取。符號64係表示該條碼讀取部63之移動機構。
前述矩陣狀容器65係保持:過濾器內建端片66行,用以在將含有前述檢體之懸濁液予以均質化處理之後,藉由該液體之吸引吐出而去除夾雜物;分注端片67行;容器161行,排列用以藉由旋轉含有前述檢體之懸濁液而均質化且去除夾雜物之過濾器內建容器161(或管柱連結容器171);以及阱69行,收容PCR所需之試藥。
第15圖(a)係表示將保持於前述處理區域之矩陣狀容器65之過濾器內建端片66連接於前述液體導入裝置50而使用時之使用狀態。
該過濾器內建端片66係嵌合於分注端片67而使用。該分注端片67係具有:凸緣67a,設置於上端;貯留部67b,用以收容液體;嵌合部67c,設置於該貯留部67b的下側,並嵌合於前述過濾器內建端片66的開口部;以及細徑部67d,在前述貯留部67b的下方與前述貯留部67b相連通,且較該貯留部67b更為細徑,並具有液體之吸引吐出口。
前述過濾器內建端片66係具有:凸緣66a,設置於上端;貯留部66b,具有能進行前述分注端片67的嵌合部67c之嵌合的開口部,且能貯留液體而內建有過濾器100;以及細徑部66c,設置於該貯留部66b的下方,且與該貯留部66b連通,且較該貯留部66b更為細徑。該過濾器100係必須具備對應於應過濾的對象之口徑。
使用該過濾器內建端片66而去除來自懸濁液中的夾雜物或將標的物予以分離係如第15圖所示,將設置於前述液體導入裝置50之前述噴嘴22的前端部嵌合於前述分注端片67之上端開口部的同時,亦將設置於該液體導入裝置50的扣合構件99和設置於前述分注端片67之上端的凸緣67a扣合而連接。並且藉由將前述過濾器內建端片66之貯留部66b的開口部嵌合於該分注端片67之嵌合部67c,而連接該過濾器內建端片66。在如此結合之狀態下,藉由吸引或吐出液體使液體能通過該過濾器100,而將液體中的夾雜物或標的物質予以分離。
此外,如第15圖(b)或第15圖(c)所示,使用保持於前述液體處理區域51的矩陣狀容器65之過濾器內建容器161或管柱連結容器171,以取代連接前述過濾器內建端片66,並利用前述液體導入裝置50之旋轉,使能將液體中的夾雜物或標的物質予以分離亦可。該過濾器內建容器161係具有:圓筒狀之貯留室162,具有能連接前述噴嘴22的下端部之開口部,且能貯留液體;過濾器室164,藉由具有預定口徑之過濾器100而隔開,且自前述貯留室162而延伸於斜下方向;以及收容室166,連接通過濾器室164,且可裝卸自如地安裝於該過濾器室164。
符號163係使用於由前述端片去除板23a進行去除之凸緣。
本過濾器內建容器161,能連接前述噴嘴22的下端部之開口部的軸線係形成旋轉軸線。此外,前述過濾器室165係位於較前述貯留室162而更遠離軸線之位置,此外,前述收容室166係位於較該過濾器室165而更遠離軸線之位置。因此,藉由前述噴嘴22的旋轉而使其所連接之該過濾器內建容器161旋轉,由此,收容於前述貯留室162的液體,即能藉由旋轉而通過過濾器室164,並到達收容室166。前述過濾器內建容器161係在連結前述貯留室162、前述凹部163、過濾器室164、以及收容室166的線和前述軸線之間形成大略銳角。
第15圖(c)係表示前述管柱連結容器171。該管柱連結容器171係具有:圓筒狀之貯留室172,具有能連接前 述噴嘴22的下端部之開口部,且能貯留液體;管柱174,與該貯留室172相連通,且收容具有預定的吸附性之固體175;以及收容室176,連通該管柱174,且可裝卸自如地安裝於該管柱174。又,符號173係使用於由前述端片去除板23a進行去除之凸緣。
本管柱連結容器171中,能連接前述噴嘴22的下端部之開口部的軸線係形成旋轉軸線。此外,前述管柱174係以對該旋轉軸線能形成銳角於下方向之方式,對該貯留室172延伸於該斜下方向而設置,該管柱174係設置於位於較該貯留室172更遠離旋轉軸線之位置。因此,藉由作為旋轉體之前述噴嘴22的旋轉,而使連接於該噴嘴22的下端部之該管柱連結容器171旋轉,由此,收容於前述貯留室172內的液體,一旦進入凹部173即能通過凹部173而導入至管柱174,不久即到達前述收容室176。
又,在第15圖(b)或(c)中,若將凹部設置於前述貯留室162、172的底部,並隔介該凹部而連通前述過濾器室164或管柱174時,即使為少量的液體,藉由暫時收容液體於凹部而亦能有效地使液體移動於前述過濾器室164或管柱174。
此外,返回至第13圖,前述反應測定區域52係具有:以能進行溫度控制和光學測定之方式,而保持將標的容器導入至前述反應室15(或33、41a、115、135、145、155、215、225)內而予以密封之8個前述反應容器11(31、41、111、131、141、151、211、221)之靜態PCR單元80;或以能進行溫度控制和光學測定之方式,而能上下移動地插入之動態PCR單元90。靜態PCR單元80和動態PCR單元90係藉由開關而切換使用。前述靜態PCR單元80係為了將在該靜止狀態下所保持之前述反應容器11之前述反應室15加熱或冷卻,以能沿著該厚度方向之兩側而夾住各反應室15之方式,設置捲裝有受光端部78和線狀之發熱體79之拉桿透鏡75。此等之受光端部78和拉桿透鏡75係以對前述反應室15可接近且離開之方式而設置。該拉桿透鏡75係相當於在前述反應室15內,使用螢光物質作為標誌物質時,為了取得來自該標誌物質之光資訊,在各照射位置照射激發用光於前述各反應室15內之前述光資訊測定部之照射端部。此外,具有:觸發器光源71,透過光纖74而將激發光供應至各照射端部之拉桿透鏡75;以及光電子增倍管73,以受光端部78接受來自前述反應室15的光,並將透過光纖77而接受之光變換成電氣信號。
另一方面,動態PCR單元90係如第13圖或第21圖所示,以沿著該厚度方向之兩側而夾住前述反應容器11的前述反應室15之方式,而設置之2片之可動壁90a、90b、以及設置於該可動壁90a、90b,並設置用以將前述反應室15加熱或冷卻之加熱用端部或冷卻用端部之區域91、92、93,係在各反應容器11朝上下方向排列。此外,在沿著此等區域91、92、93之行的最下部,用以進行光資訊測定之受光端部所位之區域94設置於各反應容器11。在前述可動壁90a、90b之外側,藉由使受光端部78位於各區域91至93、並使用以照射激發用光之前述拉桿透鏡75位於前述區域94,且固定設置於前述可動壁90a、90b,藉此即能以對前述反應室15接近且離開之方式設置。又,前述區域94係形成透明狀,且在前述PCR單元80、90設置送風至沿著前述反應容器11之排列的方向之送風機80c。又,在設置第21圖所示之前述加熱用端部或冷卻用端部之區域91、92、93的間隔設置冷卻用空氣之噴射部,且能順暢地進行在區域間所設定的溫度下降時之溫度的遷移。又,前述靜態PCR單元80之前述受光端部78和拉桿透鏡75(79)、以及前述動態PCR單元90之可動壁90a、90b的開閉係藉由開閉機構81而進行。
在動態PCR單元90中,由於能將溫度的控制和光資訊的測定之控制替換成前述區域間之移動,故能使控制和處理單純化。此外,相較於使熱容量大的發熱體或冷卻體的溫度上升下降之情形,由於係能藉由往不同的溫度區域之移動而瞬間變更溫度,故能提高溫度相對於指示之的響應性,且能進行高精密度且極細微的溫度控制。因此,能使用於要求高精度之處理。
前述反應容器11之開口部13係在由前述帽蓋20所包覆之狀態下,進而連接於前述噴嘴22,如第1圖(b)、第7圖(c)至(e)、第9圖或第13圖所示,分別插入至前述PCR單元80之8個孔80a,並由開口部13的凸緣12a之段差部份所支持,而前述反應部14係插入至該PCR單元80之開縫80b。在前述PCR單元80的下方,係沿著該反應部14的厚度方向,其一方之壁面側,亦即設置膜18之壁面側係設有前述受光端部78,而另一方之壁面側係設有捲裝有前述發熱體79之拉桿透鏡75。
前述受光端部78、以及拉桿透鏡75係藉由開閉機構81且對前述反應部14能一齊或分別接離而設置。設置該反應部14之前述膜18的側面側之受光端部78,係在對應於前述閉塞位置之彈性閥體16a和孔部17b的位置之部位,用以將前述膜18和彈性閥體16a推壓變形之推壓部101、102,係以突出於纖維束的前端之平板狀之受光端部78的側面之法線方向之方式而設置。此外,前述加熱冷卻部係具有送風機80c來作為冷卻用端部。該送風機80c係能沿著排列前述8串之反應容器11的方向而將空氣進行送風。例如,將卷裝有前述發熱體79之拉桿透鏡75自前述反應容器而予以離開時,為了反應室15之散熱,則藉由送入空氣,而能有效率地進行熱的控制。將前述反應容器11設置於前述PCR單元80時,係藉由前述開閉機構81而將受光端部78和拉桿透鏡75移動至遠離前述反應部14的位置,且在進行加熱冷卻時,係在使前述受光端部78和拉桿透鏡75接近或接觸於反應部14之狀態下進行。有關於對前述受光端部78和發熱體79之溫度控制,係藉由來自未圖示之資訊處理裝置的程式控制,並藉由設定往該受光端部78、發熱體79之電流的大小、前述拉桿透鏡75距前述反應室15的距離、或前述送風機80c之送風時序、強度等而進行。
此外,前述反應測定區域52係設置用以測定前述反應室15內的光資訊之光資訊測定部。在此係假定用以測定前述反應室15內之標的物質的量而以各種螢光物質予以標誌化之情形時,該光資訊測定部係如第1圖(b)所示,具有:拉桿透鏡75,為了照射於8個之前述反應部14而作為照射端部;以及觸發器光源71,用以照射激發用光,第1圖(c)係具有:受光端部78,在對8個之各反應部14之預定的受光裝置,亦即圍繞前述反應室15之壁部的內面積之最大的大壁面中,接受前述反應部14內之發光;以及受光部72,具有將以各受光端部78所接受之光予以變換成電氣信號之光電子增倍管73。與第1圖(c)同樣地,在第9圖(a)或第10圖中,捲裝有前述照射端部之發熱體79的拉桿透鏡75係設置於最大的面積之壁部,受光端部76係設置於最小面積之壁面。但藉由將照射端部之拉桿透鏡75和受光端部76設置於相同的壁面,而可使構成簡單化。或者,亦可使照射端部之拉桿透鏡75和受光端部76設置於相對向的壁面。
第16圖係表示前述觸發器光源71和前述受光部72的具體實例之示意圖。前述觸發器光源71係具有:旋轉板103,支持延伸至8個之各反應部14的各照射端部之光纖74的光束;旋轉板104,將光學透鏡105嵌入於穿設於對應於該光纖74的光束之位置的孔;支持板106,將來自發出具有複數種類(在此例中為4種類)的波長之雷射光之各雷射光源(未圖示)的雷射光進行導光之光纖107,以等間隔排列於沿著前述光學透鏡105的移動路徑之圓周上;以及軸108,以連接前述旋轉板103和旋轉板104之對應而能旋轉之方式予以支持,另一方面,對前述支持板106係以不能旋轉之方式予以支持。根據該觸發器光源71,則能將來自產生具有複數種類的波長之雷射光之4種光源的光予以時間性地切換,且在前述照射端部中,同時將光照射於8個之各反應室15。該觸發器光源71係具有前述光源選擇部。又,前述拉桿透鏡75係設置於光纖74的前端部。
前述受光部72係具有:支持板109,以預定間隔排列延伸至8個之前述反應室15的各受光端部78之8個光纖77之方式而支持;旋轉板110,使具有對應於前述光纖77的直徑之面積的孔111穿設於對應於該支持板109的前述各光纖77之排列位置的圓周上;旋轉板112,與該旋轉板110能獨立旋轉而設置,且排列有複數種類(此例為4種)的濾光器;以及軸114,不能相對於前述支持板10旋轉之方式,而對前述旋轉板110和旋轉板112能獨立旋轉之方式予以支持。該受光部72係相當於受光位置選擇部、以及濾光器選擇部。又,來自前述受光端部78之光纖77的選擇係相當於前述受光位置選擇部。
根據本實施形態之光資訊測定部,觸發器光源71係在連結前述旋轉板103和旋轉板104之狀態下,藉由旋轉各個預定角度,間隔固定時間而使4種光源斷續地旋轉,以一同各照射1種於8串之各反應容器的各反應室15。如此,由各反應容器11的各反應室15所激發之螢光,係在各反應室15之狹小面積的壁部,透過光纖77自該受光端部76而導光於前述受光部72。如此,旋轉板110係在照射前述1種激發光之間的螢光持續時間內,藉由斷續地使前述旋轉板110旋轉1周,而依序將來自8串之反應容器11的各反應室之光導入於旋轉板112,此外,在接受來自1個反應容器11的螢光之間,藉由使前述旋轉板112旋轉1周,而依序通過4種濾光器113,並將光導入於PMT73。對4種激發光依序進行該動作。
第17圖係表示另外的實施形態之觸發器光源115和受光部116之示意圖。
前述觸發器光源115係具有:支持板117,以預定間隔排列延伸至作為8個之前述反應部14的照射端部之拉桿透鏡75為止之8個光纖74之方式而支持;旋轉板118,使具有對應於前述光纖74的直徑之面積的孔119穿設於對應於該支持板117的前述各光纖74之排列位置的圓周上;支持板120,與該旋轉板118能獨立旋轉而設置,並以預定間隔排列有來自複數種類(此例為4種)之光源的光纖121;以及軸122,不能相對於該支持板117旋轉之方式,而對前述旋轉板118以能旋轉之方式予以支持。該觸發器光源115係具有前述光源照射位置選擇部。
此外,前述受光部116係具有:支持板123,將自8個之前述反應室15的各受光端部76所延伸之8個光纖77作成光束而予以支持;以及軸126,穿設具有對應於該支持板123的前述各光纖77的光束之位置和大小之複數(此例為4個)的穴,且對4種濾光器125以能旋轉之方式而予以支持。因此,該受光部116係具有前述濾光器選擇部。
根據本實施形態之光資訊測定部,將用以進行來自4種光源之螢光發光之激發光,藉由斷續地使前述旋轉板118旋轉1周,並通過設置於該旋轉板118之孔119,且透過光纖74而將激發光導光於8串之各反應容器11的各反應室15。如此,在照射到該激發光之各反應室15中所激發之螢光係透過光纖77而導光於受光部116。在持續來自1的反應室15之螢光的時間之間,藉由依序使前述旋轉板124旋轉,而依序使4種濾光器125通過,並導入於光電子增倍管73。
第18圖係表示作為前述照射端部之拉桿透鏡之例的示意圖。
再度返回至第13圖,前述反應測定區域52係復具有液體導入部200,其係設置藉由收容前述反應容器11,而相當於收容該反應容器11而使之旋轉之前述旋轉體之8串的容器收容部204。該液體導入部200係具有:筐體201,收容8串的容器收容部204;孔部202,用以將穿設於該筐體201的上部之應旋轉的反應容器11收容於前述容器收容部;以及開縫部203,用以輕易地收容反應容器11的反應部14等之突出部份。
第19圖(a)係表示設置於前述筐體201內之8串的容器收容部204之俯視圖。該容器收容部204係設有凹部205,且為插入應收容之前述反應容器11的反應部14的部分。
第19圖(b)係表示收容概念性地表示之前述反應容器11之前述容器收容部204之正面剖視圖。第19圖(c)係表示前述液體導入部200之筐體201、以及設置於該筐體之容器收容部204之剖面側視圖。
該容器收容部204係在收容前述反應容器11之狀態下而旋轉。容器收容部204之旋轉軸線係以能貫穿所收容的容器之方式而設置。根據本實施形態,由於在前述液體導入裝置50之外,亦設置該液體導入部200,故能有效率地進行。
第20圖係表示用以使液體毛細化以取代使液體薄層化之第10實施形態的反應容器191之例。該反應容器191係具有:貯留室192,具有開口部,且能貯留液體;以及反應室193,較該貯留室192更細而形成,該反應容器191的前述開口部係以可連接之方式形成在作為設置於外部的液體導入部之噴嘴22的下端部,並藉由連接於該噴嘴22而能使液體導入至前述反應室193內。在此,符號194係用以藉由前述端片去除板23a而能裝卸之凸緣,符號195係流路。
第21圖係表示前述動態PCR單元90、以及以該PCR單元90而接受處理的前述反應容器221之示意圖。
該PCR單元90係如前所述,由隔熱體所形成之2片可動壁90a、90b係以能自兩側夾住移動8串的前述反應容器221之8條移動路徑之方式而設置。反應容器221之上下方向的移動係在藉由前述馬達58而安裝於前述噴嘴22之狀態下而驅動。前述移動路徑方向係上下方向該PCR單元90係如第13圖所示,具有排列於水平方向之8組的區域群,1組區域群係如第21圖(a)所示,具有排列於4個的上下方向之區域91、92、93、94。前述各區域91、92、93、94係排列於前述反應容器221之內通過薄層之前述反應室225的部份之位置,含有該反應容器221之噴嘴22之圓筒部份,係以通過鄰接之前述區域群間的間隔之方式而形成。
此外,前述區域94係形成透明狀,設置於其一方之可動壁90a的區域94係設置有纖維的前端95,其係相當於照射來自前述觸發器光源71的光之照射端部,設置於另一方之可動壁90b的區域94係設置有受光端部78。此時,該纖維前端95的光軸和受光端部78的光軸係以預定角度傾斜之方式而設置。或者,將纖維、拉桿、玻璃95a、78a設置於前述照射端部和受光端部之一方或雙方,且將其光的照射方向和受光方向偏移預定角度,即能減低來自往受光端部之照射端部的光之影響。
此外,自各區域91至區域93係對應於PCR處理之溫度控制,例如,區域91係設置作成94℃的恆溫狀態之加熱端部,區域92係設置在50℃至60℃的範圍內使溫度上升下降之加熱端部,並設定對應於處理內容之溫度。此外,前述區域93係設置作成72℃的恆溫狀態之加熱端部。此外,使反應室225通過自各區域91至區域94為止的1週期之時間係例如大約15秒左右,且能重覆複數次移動。
繼之根據第13圖及概念性地表示處理的流程之第22圖而說明使用以上所說明之反應測定處理系統10之處理流程。
在此係說明為了測定包含於預定檢體之DNA量,使用即時PCR法而測定之情形。即時PCR法係測定使用核酸探針(probe)之核酸濃度之方法。該方法係例如以螢光色素予以標誌化之核酸探針係在混合於標的核酸時,利用依存於結合螢光色素之部份的鹽基之種類和鹽基排列之程度,減少螢光色素的發光之現象,或者,藉由自標的核酸去除核酸探針而增大發光強度之現象(發光消光現象),或利用將藉由插入至雙股DNA而發出螢光之試藥施加於反應系統,且檢測伴隨著放大而產生之螢光的方法,並使用藉由檢測該螢光強度而進行定量之方法(插入法)。
前述反應測定處理系統10之前述匣式容器62,係收容使預先自8位病患等所取得之皮膚等的生體組織懸濁之懸濁液所組成之檢體。此外,阱69、匣式容器70係預先收容例如PCR所需之試藥、DNA聚石酶、反應緩衝液、螢光試藥、引子、以及另外的試藥等。藉由未圖示之升降機構,對保持於未圖示之端片機架之8個分注端片而壓下,藉此一同嵌合8個分注端片而連接前述液體導入裝置50之前述噴嘴22,且關於收容於前述匣式容器62的前述檢體同一反覆進行吸引吐出,由此,即能使包含於前述懸濁液的固形物之生體組織破碎或均質化至其細胞位準為止。繼之在移動該液體導入裝置50,且將該懸濁液吸引至該分注端片內之狀態下,移動至收容8個之前述過濾器內建容器161之位置,亦即,移動至距離矩陣狀容器65的圖上左方第3行的位置為止,並將收容於該分注端片之懸濁液吐出於8個之該過濾器內建容器161之各貯留室162內。
插入前述噴嘴22的下端部而連接於前述貯留室162的開口部。在該狀態下,將該過濾器內建容器161舉起至前述矩陣狀容器65的上方為止,藉由一同旋轉8串之前述噴嘴22,而使各過濾器內建容器161和噴嘴22均能一同旋轉。如此,收容於該過濾器內建容器161的前述貯留室162之經均質化的前述懸濁液,藉由因旋轉所造成的離心力,自前述貯留室162通過位於前述過濾器室164內之過濾器100來移動至收容室166為止。藉由該過濾器100來捕足前述夾雜物,且在前述收容室166內取得含有無夾雜物之標的DNA之溶液。自該過濾器內建容器161之前述過濾器室164中卸除前述收容室166,並連接分注端片而吸引該溶液,移送且吐出於收容所需之試藥,例如以螢光物質予以標誌化之探針等之匣式容器70的預定阱69,而產生與所需之試藥混合之溶液。
繼之移動前述液體導入裝置50之噴嘴頭,並移動8串之前述噴嘴22直至未圖示之端片機架,操作該噴嘴22之升降機構,插入噴嘴22並嵌合連接在保持於端片機架之8個未使用之分注端片127。繼之將該分注端片127移動至前述8個之阱69,並將收容於該阱69內之各前述溶液128一同吸引至未使用之8串的分注端片127內。繼之如第22圖(a)之概念性所示,移送至保持於前述保持用機架70a之8個前述反應容器11為止,並將前述溶液128吐出於該各貯留室12內。吐出之後,8個之該分注端片127係藉由前述端片去除板23a自該液體導入裝置50之前述噴嘴22而去除且廢棄。
接著,該液體導入裝置50係移動至收容有8個帽蓋20之保持用機架70a的位置,並將前述噴嘴22一同插入至8個該帽蓋20內,且藉由旋轉該噴嘴22,而在前述各螺合部23中連接8個帽蓋20。
繼之如第22圖(b)所示,將該液體導入裝置50之噴嘴頭移動至保持該保持用機架70a之前述反應容器11的位置為止,將連接於該噴嘴22之該帽蓋20插入於收容有該溶液128之各反應容器11之前述開口部13和貯留室12內,並藉由一同旋轉前述噴嘴22,並藉由螺合將前述反應容器11連接於帽蓋20。然後在將該反應容器11拉起至前述保持用機架70a的上方之後,在與用以進行前述帽蓋20和前述開口部13的螺合之旋轉相同的旋轉方向,將該噴嘴22、以及連接於該噴嘴22之前述反應容器11一同高速旋轉。又,該反應容器11係在收容於前述保持用機架70a之狀態下,由於該反應室15係在分別插入於設置於該保持用機架70a之開縫狀空間狀態下而保持,故在噴嘴22之旋轉中,該反應容器11並不會旋轉。
如此,如第22圖(c)所示,收容於前述各貯留室12內之前述溶液128,係以離心力而移動至前述反應室15,並導入至該反應室15內。
前述溶液導入至前述反應室15之反應容器11係在作成前述帽蓋20之狀態下,藉由前述液體導入裝置50而移送至PCR單元80為止,並以該PCR單元80之前述孔80a和開縫80b的部份所支持之方式而予以保持。
如第22圖(d)(e)所示,藉由前述開閉機構81而使前述受光端部78接近於前述反應室15,並將前述推壓部101、102推壓該各閉塞位置25、26,而使前述閉塞位置,亦即彈性閥體16a和膜18變形,且將前述反應室15內一同作成密封狀態。
繼之自前述反應部14的背側,藉由前述開閉機構81而使該受光端部78以及捲裝著相當於加熱冷卻用端部之發熱體79之前述拉桿透鏡75一同接近或接觸於該反應室15,並根據PCR法來進行溫度控制。此時,本實施形態由於係作成能使捲裝有前述發熱體79之前述拉桿透鏡75直接接近或接觸於各反應室15之狀態,故能提供對溫度變化具有忠實的響應性之PCR用容器。
在該PCR之放大步驟中,例如第16圖所示,將激發該反應室15內所使用之標誌物質的螢光物質的激發用光在前述觸發器光源71中,且將來自前述旋轉板104所選擇之波長的光源之光通過光纖74,而在各照射端部之拉桿透鏡75中,一同照射於前述各反應室15中。此時,前述受光部72係對8個反應室15一同照射。此時,前述受光部72係對8個反應室15,藉由前述旋轉板110而依序選擇各受光位置之受光端部76所接受之發光,且在該旋轉板110之斷續的旋轉中,在選擇來自1個受光端部76的受光之時間內,依序斷續地使前述旋轉板112旋轉1周,且在選擇該濾光器113時,取得有關於輸入於前述PMT73的光之資料。將接受自全部反應室15的光變換成電氣信號而測定有關於以上的動作之4種的全部的光之波長。由此而能即時測定螢光物質的發光強度之情形,且能測定作為其對象之DNA量。
此外,自前述反應室15離開捲裝有前述發熱體79之前述拉桿透鏡75,且在使前述反應室15冷卻時,在使該拉桿透鏡75離開的同時,亦能藉由前述送風機80c而一同將冷風送入各反應容器11,藉此而有效率地自反應室15散熱。
根據本實施形態,即能以精簡之裝置而有效率且一貫地自動進行將含有檢體的懸濁液予以均質化,且自已均質化之懸濁液中抽出含有標的DNA的溶液,並將混合各種試藥於該DNA之溶液予以薄層化,且對經薄層化之溶液進行正確且響應性高之溫度控制直至取得光資訊為止之作業。
以上之說明係作為液體導入部,對前述液體導入裝置50雖藉由連接反應容器於作為旋轉體之噴嘴22,而能將收容於前述貯留室之液體導入至反應室,但並不自限於此,作為液體導入部,亦可在前述液體導入部200之前述容器收容部204內,將前述反應容器11連接於前述液體導入裝置50之噴嘴,並將該反應容器11收容於前述液體導入部200之各容器收容部204內,並藉由旋轉而進行。特別是有關於產生收容於前述反應容器11的溶液,係藉由使用該液體導入部200而使前述液體導入裝置50的動作簡單化。
作為前述反應容器,係隔介前述帽蓋42而將前述端片狀反應容器41連接於前述液體導入裝置50之噴嘴22,並非作為旋轉體,利用該噴嘴22之吸引吐出功能而將液體導入至作為反應室之前述間隙部41a。
此時,導入至前述間隙部41a之液體係在將該間隙部41a密閉而反應之後,藉由對前述端片去除板23a而將前述帽蓋扣合部47a、47b稍為移動至上方而開放前述孔部42f,由此而連通前述噴嘴22和前述間隙部41a而解除密封狀態,並藉由對前述噴嘴22通過前述細徑部46而吐出之手式,即能回收生產物。
以上之實施形態係為了更易於理解本發明而作之具體的說明,而並不限制另外之形態。因此,可在不變更發明的主旨之範圍內作變更。例如,有關於前述光資訊測定裝置係如前所述,並非作時間性的切換而選擇光,使用半鏡面、鏡子、濾光器等光學系統而將光予以分配亦可。
此外,有關於各種機構亦不自限於上述,例如作為噴嘴之旋轉機構,亦可使用齒輪機構以取代皮帶機構。此外,亦可使用由本案發明者所創作之PCT/JP02/01147(WO02/063300 A1)所揭示之旋轉機構。
前述反應容器的形狀並不自限於以上說明,貯留室部份即使非圓筒狀,亦可為角柱狀、球狀。此外,路說明隔介前述帽蓋而連接於噴嘴之例,但,亦可不隔介該帽蓋而直接連接於噴嘴。有關於前述液體導入裝置50之噴嘴之旋轉機構或吸引吐出機構、噴嘴的數量或各種容器的數量亦不限定於以上之說明。噴嘴或容器的數量係1個或8個以外的數量亦可。此外,前述過濾器雖係使用於去除懸濁液中之夾雜物,但亦可使用於捕捉標的物質。
有關於旋轉支持軸,除了沿著如第5圖所示之貯留室12的開口部13的軸線而設置之情形,亦可設置成能與該開口部13的軸線平行之狀態。由於該旋轉支持軸係容器的一部份,故此時之容器的旋轉支持軸之周圍的旋轉亦相當於容器的自轉。
此外,以上之說明雖係使用第16圖之光資訊測定部而說明,但,亦可使用第17圖之光資訊測定部。此外,加熱冷卻部雖係能設置於前述反應室的兩側,但,亦可僅設置於單側。此外,加熱冷卻部可不使用固體,而使用液體或氣體亦可。此外,以上之說明雖主要係列舉有關於液體的薄層化之實施例,但亦能進行液體之毛細化。
此外,以上之說明係在第13圖中,雖設置靜態PCR單元和動態PCR單元之雙方,且予以切換而使用,但亦可僅設置任一方之PCR單元。
此外,以上之各反應容器、貯留室、反應室、流路、反應部、旋轉體支持軸、分注端片、光測定部、帽蓋、各種容器、試藥、噴嘴、加熱冷卻部等之零件、液體導入部、各種機構係可作適當地變形且任意組合。
(產業上利用可能性)
本發明係有關於反應容器、反應測定裝置、以及液體旋轉處理裝置。本發明係例如主要係有關DNA、RNA、m RNA、rRNA、tRNA、質體(plasmid)等之遺傳子的處理、被要求檢查、解析之領域,例如工業領域、食品、農產、水產加工等農業領域、藥品領域、衛生、保健、疾病、遺傳等醫療領域、生化學或生物學等理學領域等所有領域。本發明特別係能使用於處理PCR、即時PCR等之各種DNA之解析或檢查。
10...反應測定處理系統
11、11a、31、41、131、141、151、191、211、221...反應容器
12、32、66、132、142、152、162、172、212、222...貯留室
12a...凸緣
13、32a、45a...開口部
14、14d、134、144、154、214、224...反應部
14a、214a、224a...框架
14b、163、173...凹部
14c...旋轉支持軸
15、33、135、145、155、215、225...反應室
16、133、143、153、213、223...液體導入用流路
16a、136、138、213、216、146、148...彈性閥體(閉塞位置)
16b、42f...孔部
16c...空隙
17c...上下路
17d...出口
17、137、147、217、227...排氣用流路
17a...斜路
17b...孔部(閉塞位置)
18、218...膜
20、42...帽蓋
22...噴嘴(旋轉體)
22a...圖筒
24...拉桿
32b...過濾器
32c...流路
32d...突條
34、46...細徑部
39...孔部
40...空隙部
41a...間隙部
42a...基部
42b...前端部
42c...框圈
43...芯件
43a、220a...突起
43b...閉塞部
45...粗徑部
47a、47b...帽蓋扣合部
49a、49b...熱傳導區塊
50...液體導入裝置
51...液體處理區域
52...反應測定區域
53...附齒滑輪
54...驅動板
57...框體
61...拉桿
64...移動
69...阱
70...捲筒容器
71、115...觸發器光源
72、116...受光部
73...PMT(光電子增倍管)
74、107、121...光纖
75...拉桿透鏡(照射端部)
76、78...受光端部
79...發熱體(加熱冷卻部)
80...CR單元
80c...送風機
81...開閉機構
83...馬達軸
84...皮帶
85...張力調整用滾輪
87...螺帽部
88...球形螺絲
89...磁鐵
100、101、102...推壓部
103、104、110、112、118...旋轉板
105...光學透鏡
106、117、120、123...支持板
126...軸
133、143、153、223...液體導入用流路
137、147、227...排氣用流路
138、136、148、146、156、213、216、226、228...閉塞位置
200...液體導入部
204...容器收容部
220b...模溝
第1圖(a)至(c)係表示本發明之第1實施形態的反應容器之示意圖。
第2圖(a)及(b)係表示本發明之第1實施形態的反應容器和帽蓋之斜視圖。
第3圖(a)至(d)係表示本發明之第1實施形態的反應容器之說明圖。
第4圖係表示本發明之第1實施形態的反應容器之一部份放大立體圖。
第5圖(a)及(b)係表示本發明之第2實施形態的反應容器之示意圖。
第6圖(a)至(e)係表示本發明之第3實施形態的反應容器之示意圖。
第7圖(a)至(e)係表示本發明之第4實施形態的反應容器之示意圖。
第8圖(a)至(c)係表示本發明之第4實施形態的反應容器之剖視圖。
第9圖(a)及(b)係表示本發明之第5實施形態的反應容器連接於噴嘴,且進行反應測定時之示意圖。
第10圖(a)至(c)係表示本發明之第6至第8實施形態的反應容器連接於噴嘴,且進行反應測定時之示意圖。
第11圖(a)及(b)係表示本發明之第9實施形態的反應容器之示意圖。
第12圖(a)至(e)係表示本發明之第9實施形態的反應容器之剖視圖和分解圖。
第13圖係表示本發明之實施形態之反應測定處理系統之整體圖。
第14圖係表示本發明之實施形態之液體導入裝置之側視圖。
第15圖(a)至(c)係表示本發明之實施形態之過濾器內建端片、過濾器內建容器、以及管柱連結容器。
第16圖係表示本發明之實施形態之觸發器光源和受光部之例之示意圖。
第17圖係表示本發明之另外的實施形態之觸發器光源和受光部之例之示意圖。
第18圖(a)至(f)係表示本發明之實施形態之拉桿透鏡之例之示意圖。
第19圖(a)至(c)係表示本發明之實施形態之旋轉機構之示意圖。
第20圖(a)及(b)係表示本發明之第10實施形態之反應容器之示意圖。
第21圖(a)及(b)係表示本發明之實施形態之PCR單元之示意圖。
第22圖(a)至(e)係表示本發明之實施形態之處理流程圖。
11...反應容器
12...貯留室
12a...凸緣
13...開口部
14...反應部
14a...框架
14b...凹部
15...反應室
16...液體導入用流路
16a...彈性閥體(閉塞位置)
16b...孔部
16c...空隙
17...排氣用流路
17a...斜路
17b...孔部(閉塞位置)
17c...上下路
17d...出口
18、218...膜
71...觸發器光源
72...受光部
73...PMT(光電子增倍管)
75...拉桿透鏡(照射端部)
76、78...受光端部
79...發熱體(加熱冷卻部)
101、102...推壓部

Claims (27)

  1. 一種反應容器,係具有:貯留室,具有開口部,且能貯留液體;反應室,以較該貯留室更薄或更細之方式形成;以及至少1條流路,連通前述貯留室或外部和前述反應室之間;該容器係形成可連接於設置於外部之液體導入部,並藉由與該液體導入部相連接,而能將液體導入至前述反應室內;在前述貯留室和前述反應室相連通的同時,亦具有連通前述反應室和外部的流路,前述液體導入部係具有噴嘴、以及經由該噴嘴而進行氣體之吸引吐出之吸引吐出部,前述貯留室之前述開口部係可藉由前述噴嘴而連接;且前述貯留室之前述開口部係沿著連通前述反應室和外部的前述流路的軸線而設置。
  2. 如申請專利範圍第1項之反應容器,其中,前述反應室之至少一部份係具有透光性或半透光性。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之反應容器,其中,前述開口部係具有能裝卸自如地連接於該開口部之帽蓋。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之反應容器,其中,前述流路和前述反應室係由具有溝或孔之平板 狀的框架、以及由單面側或由雙面側包覆該框架之軟質材的膜所形成。
  5. 如申請專利範圍第1項之反應容器,其中,前述反應室係形成大略圓筒狀,該反應室之側面係較雙底面面積更小,且雙底面間之高度係較前述貯留室的厚度更薄而形成。
  6. 一種反應容器液體導入裝置,係具有:1或2個以上之反應容器;以及1或2個以上之液體導入部,能裝卸自如地連接前述反應容器;前述反應容器係為具有下列要素之容器:貯留室,具有開口部,且能貯留液體;反應室,較該貯留室更薄或更細而形成;以及至少1條流路,連通前述貯留室或外部和前述反應室之間;藉由液體導入部而將液體導入至前述反應室;在前述貯留室和前述反應室相連通的同時,亦具有連通前述反應室和外部的流路,前述液體導入部係具有噴嘴、以及經由該噴嘴而進行氣體之吸引吐出之吸引吐出部,前述貯留室之開口部係可藉由前述噴嘴而連接;且前述流路之前述開口部、以及前述貯留室之前述開口部係沿著前述噴嘴的軸線而設置。
  7. 如申請專利範圍第6項之反應容器液體導入裝置,其中,前述反應容器之前述流路係具有:液體導入用流路,用以自前述貯留室或外部將液 體導入至前述反應室;以及排氣用流路,用以自前述反應室排出氣體;且前述流路或前述反應室之至少一部份或全部係由可變形的軟質構件所形成,而且具有推壓部,用以推壓前述該軟質構件的預定部份,而將前述反應室予以密閉。
  8. 如申請專利範圍第6項之反應容器液體導入裝置,其中,在前述反應容器中具有:使前述貯留室和前述反應室連通的同時,亦連通前述反應室和外部之流路,前述液體導入部係具有噴嘴和經由該噴嘴而進行氣體的吸引吐出之吸引吐出部,前述貯留室之開口部係可經由前述噴嘴的下端部或能連接於該噴嘴的下端部之帽蓋,而連接於噴嘴的下端部。
  9. 如申請專利範圍第6項至第8項中任一項之反應容器液體導入裝置,其中,具有密閉手段,用以將前述噴嘴或前述貯留室與前述反應室之間、以及前述反應室與外部之間予以流體性地閉塞。
  10. 一種液體導入反應測定裝置,係具有:1或2個以上之申請專利範圍第1項之反應容器;以及1或2個以上之液體導入部,能裝卸自如地連接該反應容器;前述反應容器係為具有下列要素之容器:貯留室,具有開口部,且能貯留液體;反應室,較該貯留室更薄或更細而形成;以及 至少1個流路,連通前述貯留室或外部和前述反應室之間,此外,具有:能進行前述1或2個以上之前述反應室的加熱或冷卻之加熱冷卻部;以及取得1或2個以上之前述反應室內的光資訊之光資訊測定部;同時,針對藉由液體導入部而導入至反應室之液體,使其產生反應,並測定其光資訊。
  11. 如申請專利範圍第10項之液體導入反應測定裝置,其中,更具有密閉手段,用以將前述反應容器之前述反應室予以密閉。
  12. 如申請專利範圍第11項之液體導入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有:1或2個以上之照射端部,將光線照射於前述反應室;以及1或2個以上之受光端部,接受來自前述反應室的光;而前述照射端部係接觸或接近圍繞前述反應室之複數個壁面內之至少1個之面積最大的壁面而設置,前述受光端部係接觸或接近於除了最大壁面之外的至少1個前述壁面而設置。
  13. 如申請專利範圍第11項之液體導入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有:1或2個以上之照射端部,將光線照射於前述反應室;以及1或2個以上之受光端部,接受來自前述反應室 的光;前述照射端部和前述受光端部係接觸或接近於圍繞前述反應室之複數個壁面內之1個壁面而設置。
  14. 如申請專利範圍第11項之液體導入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有:1或2個以上之照射端部,將光線照射於前述反應室;以及1或2個以上之受光端部,接受來自前述反應室的光,前述加熱冷卻部係具有和前述反應室接觸或接近而設置之進行加熱或冷卻之加熱冷卻用端部,前述光資訊測定部之照射端部及前述加熱冷卻用端部係接觸或接近於圍繞前述反應室之複數個壁面內之1個壁面而設置。
  15. 如申請專利範圍第14項之液體導入反應測定裝置,其中,在前述照射端部係設置有前述加熱冷卻部之發熱體或冷卻體。
  16. 如申請專利範圍第11項之液體導入反應測定裝置,其中,前述加熱冷卻部係具有與前述反應室接觸或接近而設置之進行加熱之加熱用端部或進行冷卻之冷卻用端部,前述加熱用端部或冷卻用端部係接觸或接近於圍繞前述反應室之複數個壁面內之面積最大的1個壁面而設置。
  17. 如申請專利範圍第11項之液體導入反應測定裝置,其中,前述加熱冷卻部係具有進行加熱或冷卻之加熱冷卻用端部,且該加熱冷卻用端部係以對前述反應容器可相對性地接近離開之方式而設置。
  18. 如申請專利範圍第11項之液體導入反應測定裝置,其中,前述加熱冷卻部係將進行加熱之加熱用端部或進行冷卻之冷卻用端部之中任一個設置於複數之各區域,而依各區域提供複數種類中任一種的預定溫度,連接於前述液體導入部之前述反應室和前述加熱用端部或冷卻用端部之間,係設置成能以互相接近或接觸之方式相對性移動。
  19. 如申請專利範圍第18項之液體導入反應測定裝置,其中,以沿著相對於前述反應室之前述區域之相對性的移動路徑方向而排列之鄰接的前述區域間之間隔,以橫斷該移動路徑方向之方式而設置有用以噴射對應於前述排列之溫度的氣體之氣體噴射部。
  20. 如申請專利範圍第11項至第19項中任一項之液體導入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有前述受光端部,連接於前述液體導入部之前述反應室和前述受光端部之間,係設置成能以相互接近或接觸之方式而相對性移動,並接受來自前述反應室之光。
  21. 如申請專利範圍第11項至第19項中任一項之液體導 入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有將光線照射於前述反應室之1或2個以上之照射端部,該照射端部係以對前述反應容器能接近離開之方式而設置。
  22. 如申請專利範圍第11項之液體導入反應測定裝置,其中,前述加熱冷卻部係具有進行冷卻之冷卻用端部,該冷卻用端部係朝向前述反應容器而送風的送風機。
  23. 如申請專利範圍第13項之液體導入反應測定裝置,其中,前述反應容器的反應室係形成圓筒狀,且由2面圓板狀的大壁和側面的小壁所圍繞,並設置接受於前述圓筒之半徑方向前進的光之1或2個以上的受光端部。
  24. 如申請專利範圍第11項至第19項中任一項之液體導入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有:2個以上的照射端部,設置於2個以上之前述反應容器的前述反應室之各照射位置;複數種類的光源,分別產生具有複數種類之波長的光;光源選擇部,將來自前述光源的光之內的1種類的光予以時間性切換而選擇,並一同導光至前述各照射端部;2個以上的受光端部,設置於2個以上之前述反 應容器的前述反應室之各受光位置;受光位置選擇部,將來自該各受光端部的光予以時間性切換而選擇;濾光器選擇部,將欲使來自所選擇之受光位置的光通過之複數種濾光器作時間性切換而選擇;以及光電元件,將屬於來自所選擇之受光位置的光且通過所選擇之濾光器的光依序輸入。
  25. 如申請專利範圍第11項至第19項中任一項之液體導入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有:2個以上的照射端部,設置於2個以上之前述反應容器的前述反應室之各照射位置;複數種類的光源,分別產生具有複數種類之波長的光;光源照射位置選擇部,將來自前述光源的光之內的1種光予以時間性切換而選擇,並將所選擇的光予以時間性切換而引導至各受光端部;2個以上的受光端部,設置於2個以上之前述反應容器的前述反應室之各受光位置;濾光器選擇部,將欲使來自前述受光位置的光通過之複數種濾光器予以時間性切換而選擇;以及光電元件,依序輸入通過所選擇之濾光器的光。
  26. 如申請專利範圍第11項至第19項中任一項之液體導入反應測定裝置,其中,前述光資訊測定部係具有將光照射於前述反應容器的前述反應室之照射端部、以及接受來自前述反應室的光之受光端部,前述受光端 部相對於前述反應室之受光方向係在根據前述照射端部的照射方向和反應室的形狀而決定之射入和反射路徑外,前述受光端部為接受來自前述反應室的光。
  27. 一種液體導入反應測定方法,其特徵在具有:將作為處理對象之液體收容於申請專利範圍第1項之前述反應容器的貯留室之步驟;自前述貯留室將前述液體導入至前述反應容器的反應室之步驟;將設置於前述反應室之開口或流路予以閉塞,而將前述液體予以密封於反應室之步驟;對密封於前述反應室之液體進行加熱冷卻之步驟;以及測定來自前述反應室的光資訊之步驟。
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