分注機および分注機を用いた分注方法
【課題】検体の検出感度が低下するのを防ぐことができる分注機および分注機を用いた分注方法を提供する。
【解決手段】測定対象の検体３を基板２の分注位置に分注するための分注機であり、吸引した検体３を、基板２の分注位置に分注する透明のノズル２０を有する分注ヘッド１１と、ノズル２０に対応して配置されて、検体３を吸引中にノズル２０内を通過する気泡または異物２５０を検出する検出センサ１３とを備え、検体３を吸引するためのノズル２０の吸引領域部分Ｄの内径は、検体３を吐き出すノズル２０の先端部２４にかけて連続的に縮小されている。
【解決手段】測定対象の検体３を基板２の分注位置に分注するための分注機であり、吸引した検体３を、基板２の分注位置に分注する透明のノズル２０を有する分注ヘッド１１と、ノズル２０に対応して配置されて、検体３を吸引中にノズル２０内を通過する気泡または異物２５０を検出する検出センサ１３とを備え、検体３を吸引するためのノズル２０の吸引領域部分Ｄの内径は、検体３を吐き出すノズル２０の先端部２４にかけて連続的に縮小されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分注機および分注機を用いた分注方法に関し、特に測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機および分注機を用いた分注方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体高分子に関する研究は、臨床検査、創薬や環境・食品検査分野への展開等様々な対象に対して行なれているが、この生体高分子が持つ情報を高感度で解析するための検出装置が、ますます重視されている。
【０００３】
従来の検出装置は、測定対象の基板に溶液である検体に対して光を当てることで、検体の蛍光色素が発光する蛍光を受光する。例えばレーザ光を試料台上の検体の反応領域に当てて、その反応領域から励起される反射光を光検出器により検出する。
【０００４】
この種の測定対象の基板には、ウェルと呼ばれる複数の凹部が配列して形成されており、各凹部には、分注機を用いてピペットを用いて分注するようになっている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第２００６/０１３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各凹部に検体を分注した基板に対しては、プラスチック板を溶着することで、外部から凹部内の検体に異物が混入するのを防いでいる。
【０００６】
しかし、凹部内に収容された検体には空気や異物が混入している場合がある。空気が混入すると、基板の凹部内の検体には空気層（気泡）が形成される。空気層（気泡）が検体に形成されたり、検体内に異物が入っていると、光の乱反射や散乱により検体から得られるレーザ光の測定光量が低下するので、検体の検出感度が低下してしまうという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解消するために、検体の検出感度が低下するのを防ぐことができる分注機および分注機を用いた分注方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解消するために、本発明の分注機は、測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機であって、吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する透明のノズルを有する分注ヘッドと、前記ノズルに対応して配置されて、前記検体を吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出する検出センサと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の分注機は、好ましくは前記検出センサは、前記ノズル内に液体である前記検体が不連続となる様に形成された前記気泡を検出し、前記ノズルは、ガラス製であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の分注機は、好ましくは前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されている。
【００１１】
本発明の分注機は、好ましくは複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に対応してそれぞれ配置されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の分注機は、好ましくは前記ノズルの周囲には、保護部材が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の分注機は、好ましくは前記基板における前記検体の前記分注位置は、前記基板に形成された凹部であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の分注機は、好ましくは前記分注ヘッドと前記検出センサとは、別々に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の分注機は、好ましくは前記ノズルの縦断面形状において、前記ノズルの外面の曲線と内面の曲線が、ともに変曲点を有する構造であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の分注機を用いた分注方法は、測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機を用いた分注方法であって、分注ヘッドの透明のノズルに吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する際に、前記ノズルに対応して配置されて検出センサが、前記検体を前記ノズル内に吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出することを特徴とする。
【００１７】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは前記検出センサが前記ノズル内を通過する前記検体内の前記気泡または前記異物を検出した時に、前記検体の吸引を止めて、吸引した前記検体を前記ノズルから吐き出して、再度前記ノズルにより前記検体を吸引することを特徴とする。
【００１８】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは前記ノズルはガラス製であり、前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されており、前記検体は、前記案内通路を通じて、前記基板における前記検体の前記分注位置に吐き出されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に吐き出されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは前記ノズルが連続している部分にだけ前記検体を吸引することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の分注機および分注機を用いた分注方法によれば、検体の検出感度が低下するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の分注機の好ましい実施形態を示す図である。図２は、分注機のノズルの先端部の付近と、ノズルの保護部材を示す正面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ線におけるノズルと保護部材の軸方向の断面図である。
【００２３】
図１に示すように、分注機１０は、分注ヘッド１１と、吸引吐出駆動部１２と、検出センサ１３と、直線移動操作部１４と、受光部１５と、発光部１６と、制御部１００を有している。
【００２４】
図１の分注ヘッド１１は、ノズル２０と、ノズル２０の保護部材２１を有している。ノズル２０は透明の材料、例えば透明のガラスにより作られ、ノズル２０は例えば先細り部分２５と、延長部２３を有している。ノズル２０の先細り部分２５は、図２と図３に示すように、後で説明する基板２の検体３を吸引する吸引領域部分Ｄの範囲において、延長部２３から先端部２４に至るにしたがって先細りになるように形成されている。すなわち、ノズル２０により検体３を吸引する場合には、検体３は、検体収容槽（図１では図示せず）から先端部２４から吸引領域部分Ｄの範囲で先細り部分２５の案内通路３０内に吸引されるようになっている。
【００２５】
ノズル２０の先細り部分２５は、図１と図３に示すように、下に向けたほぼ円錐状を有し、内径が先端部２４に向けて徐々に小さく形成されている。図３に示すように、先細り部分２５の内面がなめらかになるように内径方向の断面積が急激に変化しないように、先細り部分２５の案内通路３０が形成されている。あるいは先細り部分２５の案内通路３０の軸方向の形状がなめらかになり急激に変化しないように、先細り部分２５の案内通路３０が形成されている。
【００２６】
図１に例示するように、先細り部分２５の先端部２５とは反対の部分２６は、延長部２３の一端部２７に連続して形成されている。延長部２３は、軸方向に沿って同じ内径を有しており、延長部２３の空気の通路３１は、先細り部分２５の案内通路３０に接続されている。延長部２３の他端部２８は、図１の吸引吐出駆動部１２に対して、例えば、図１のような構成で接続される。図１４では、ガラス製のノズル２０は、延長部（平行部ともいう）２３と先細り部（縮径部ともいう）２５を有しており、延長部２３の端部はＳＵＳ製のチューブ２９Ｄに対して熱収縮チューブ２９Ｂを用いて接続されている。熱収縮チューブ２９Ｂは、固定兼シールの役割を果たす。ＳＵＳ製のチューブ２９Ｄの代わりに樹脂製フレキシブルチューブ２９を介して接続しても良い。
【００２７】
図１の吸引吐出駆動部１２が制御部１００の指令により空気の吸引動作をすることで、ノズル２０の先細り部分２５は、検体の貯蔵部から検体３を先細り部分２５の案内通路３０内に吸引して、この検体３を案内通路３０内に保持できる。そして、吸引吐出駆動部１２２が制御部１００の指令により空気の吐き出し動作をすることで、案内通路３０内の検体を、図１に示す基板２の凹部３へ吐き出すことができる。
【００２８】
このように、ノズル２０の先細り部分２５が、先端部２４に向けた円錐状を有し、内径が先端部２４に向けて徐々に小さく形成されていることで、ノズル２０の先細り部分２５は、先細り部分２５の案内通路３０内おいてスムーズに検体３を吸引して保持し、案内通路３０内の検体３をスムーズに基板２の凹部４内に吐き出すことができる。
【００２９】
好ましくは、ノズル２０の縮径部の形状を図２３に示す構造とする。すなわち、中心軸上で切断する断面形状において、外面と内面の曲線がともに、変曲点７０１，７０２を有する構造とする。このような構造とする事で、ノズル２０の縮径部７０３に段差や角部が発生しないので、検体吐出後のノズル内に空気層(気泡)が残らなくなる。一方、図２４，２５に示すように縮径部７０５に角部７０６や段差７０７がある場合、角部７０６や段差７０７に残液（検体３）と空気層(気泡２５０)の一部が残留し、検体を再吸引しても再びノズル内に気泡が入ってしまう事があり、再吐出と再吸引を頻繁に行う場合がある。
【００３０】
次に、図１の分注機１０の分注ヘッド１１の保護部材２１に説明する。
【００３１】
保護部材２１は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属により作られており、円筒状の部材である。保護部材２１は、延長部２３とノズル２０の一部の周囲を覆っている。保護部材２１が最もＧ方向に下がった状態では、保護部材２１はノズル２０の先端部２４を含む露出領域Ｆを露出している。好ましくは、領域Fを無くし、検体の吸引と吐出以外は保護部材２１でノズル全体を覆う事ができ、検体の吸引時だけ保護部材２１を移動させ、ノズル先端を露出できる構成（保護部材の移動機構は図示せず）とする。保護部材２１には、検出センサ１３の光入出射部１３Ｈと緩衝がないように、切り欠き２８０が設けられている（図２０を参照）。
【００３２】
図１に示す直線移動操作部１４が制御部１００の指令により動作することで、検体３の分注作業中では、図４に示すように直線移動操作部１４は保護部材２１をＨ方向に沿って上方位置に上昇させる。しかし、分注作業をしない待機時には、図１〜図３に示すように直線移動操作部１４が保護部材２１をＧ方向に沿って下方位置に下げて、ガラス製のノズル２０が外部からの力により損傷しないように、ノズル２０は保護部材２１により確実に保護することができる。
【００３３】
次に、図１の検出センサ１３について説明する。
【００３４】
図５は、検出センサ１３と、ノズル２０の先細り部分２５と、検体３を示している。
【００３５】
図５において、検体収容槽４０には、検体３が収容されており、ノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内には、図１の吸引吐出駆動部１２が動作すると検体３を吸引できる。この吸引動作の際に、検出センサ１３は、検体３内に気泡（または異物）２５０を含んでいる場合には、検体３から得られる光が、気泡の場合は反射し、異物の場合は散乱し、受光量が変化するので、その気泡（または異物）２５０の存在を光学的に検出することができる。
【００３６】
図５の検出センサ１３は、例えばバンドル型光ファイバセンサである。バンドルファイバ４１の中心の光ファイバ４２と外周部の光ファイバ４４の外径はそれぞれ０．５ｍｍ、０．２５ｍｍとした。中心の１本の光ファイバ４２の外周に、４本の光ファイバ４４を光ファイバ４２を中心とした同心円上に４等配した。また、光源４３は赤色発光ダイオード（６５０ｎｍ）とした。検体３がノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内おいてＨ方向に移動すると、バンドルファイバ４１の中心の光ファイバ４２には、光源４３から測定光が検体３に送られる。検体３を通り、入射部と反対側のガラス管内面で反射された光は、再び検体中を通りバンドルファイバ４１の外周部の光ファイバ４４を経て受光部４５に受光される。これにより、図１の制御部１００は、検体３内に気泡または異物２５０が存在すれば、受光部４５で得られる信号が変化することから、検体３内に気泡または異物２５０が存在していることを判断できる。
【００３７】
なお、光の出射と受光の効率を良くするため、光ファイバの開口数（NA）は、光ファイバ４２では低い開口数、例えば０．２とし、光ファイバ４４では高い開口数、例えば０．５とするのが好ましい。
【００３８】
好ましい実施例を図１５〜図２２に示す。
【００３９】
図１５に示すように、内径1mmノズル２０では気泡２５０の長軸の長さＢが1mm以上の気泡の場合、図１５に示すようにガラス管のノズル２０に検体３が接しない長さLの部分が発生する。このとき、光ファイバ４２からの測定光ＬＰはガラスから空気への入射となり、水に近い屈折率の検体への入射の場合と比較し、反射率が大きくなる。例えば、測定光ＬＰが垂直に入射する場合、ガラスの屈折率ｎ１＝１．４６、空気の屈折率ｎ０＝１として、屈折率比ｎα＝ｎ０／ｎ１＝０．６８５なので、反射率Ｒα＝｛（ｎα−１）／（ｎα＋１）｝２＝０．０３５となる。同様に、検体３が水の屈折率とほぼ同じ場合、その屈折率ｎ２＝１．３３として、屈折率比ｎβ＝ｎ２／ｎ１＝０．９１１なので、反射率Ｒβ＝｛（ｎβ−１）／（ｎβ＋１）｝２＝０．０２２となる。すなわち、検体とガラスの屈折率比が０．６９より大きい場合、反射率が大きくなる。
【００４０】
また、入射角度φの場合、反射率はP偏光、S偏光で異なるが、それぞれ式１、式２で示される。例えば、ガラス管内が空気の場合と屈折率比Nβの検体の場合での反射率（P偏光）の差Zは式３で示され、両者の大小関係は式３の正負で判定できる。なお、本実施例のように、外径Ｒが１．５８ｍｍ、内径ｒが１．００ｍｍのガラス管、光ファイバ４２の光出射端面とガラス管の間隔Ｌが０．５ｍｍとすると、開口数０．２の光ファイバ４２を使用する場合、図２１に示したようにガラス管内面への入射角は最大１８．４度となる。すなわち、式１ないし式３では、０度＜θ４≦１８．４度の範囲で考えれば十分である。
【００４１】
式３においては、０．１度≦φ≦１８．４度でZ＞０となるNβの最大値、最小値が表−１のようになる。
【００４２】
【数１】
【００４３】
【数２】
【００４４】
【数３】
【表１】
【００４５】
屈折率比ｎβが０．６９〜１．４の範囲内の溶液であれば、入射角度が０．１〜１８．４度の範囲で、Z＞０となるので、空気の場合は溶液の場合に比べ、反射率が高くなる。
【００４６】
図１５の構成で大きな気泡２５０の場合に実験した結果を図１７に示す。気泡２５０を図１５中下方から上方へ移動させた場合の結果であり、気泡が検知センサ部１３の光入出射部１３Ｈを通過中に光量レベルが大きくなる事を確認した。なお、図１６に示すように検知しようとする対象が水や他の溶液の場合は、第１のガラス内面での反射が小さく、かつ、第１のガラス内を透過した光も水中で減衰するため、反射光量が高まる事はない。
【００４７】
屈折率の検体を屈折率１．４６の石英ガラス管で水を吸引する場合、表―１に示したように、第１のガラス内面から０．１〜１８．４度の範囲の反射角で反射される光を測光できるように、受光用光ファイバ４４を配置すれば良い。
【００４８】
他の溶液、検体の場合も、以上の説明と同様に考える事ができる。
【００４９】
一方、内径1mmノズルでは気泡直径が1mm未満の気泡の場合、図２２に示すようにガラス管に検体が接する事が少なく、また、光が気泡球面で散乱するため、反射光量は小さくなる。更に、ノズルを通過する異物についても、図１９に示すように光が散乱するため、反射光量は小さくなる。よって、反射光量が小さくなる事を検知し、小さい気泡、または、異物が通過している事を知ることができる。
【００５０】
以上のように、反射光量の増減で、「ガラス内面に接する大きな気泡」と「ガラス内面に接しない小さな気泡、および、異物」を判別する事ができる。
【００５１】
検出センサ１３と分注ヘッド１１は、図５の例では分離された別部材である。しかし、図６の示すように連結部材４６を用いて、検出センサ１３と分注ヘッド１１の例えばノズル２０が機械的に一体的に構成されるようにしても良い。これにより、検出センサ１３とノズル２０の位置関係が常に一定に保てる。
【００５２】
次に、図７と図８を参照して、測定対象であるＤＮＡチップ１について説明する。
【００５３】
ＤＮＡチップ１は、ＤＮＡマイクロアレイとも呼ばれており、スライドガラスのような基板２の上の各分注位置には、複数の検体３が配置されている。図８に示す基板２の上の各分注位置の凹部４は、高密度に配置してアレイ化されている。この例では検体３は、ＤＮＡ断片であり、各検体３は蛍光色素により標識されている。このＤＮＡチップ１は、半導体技術を利用して作製されたアフィメトリクス型や、ピンスポットを有するスタンフォード型のものがある。検体３は、例えば試薬や生体試料を液体に分散させたサンプル液である。
【００５４】
図８は、基板２の断面構造を示しており、複数のウェルと呼ばれる凹部４が、高密度に配列して形成されている。これらの凹部４は、断面で見て台形状に形成されており、凹部４の開口部４Ｂから底部４Ｃにかけて先細りに形成されている。図８の例では各凹部４の縁部の近傍に沿って、隆起部分５が形成されている。この凹部４の中に検体３が収容されるようになっている。例えば０．５μＬ以下の検体３が凹部４の中に収容されている。各検体３は、反応を起こしたり、検体３の特性を検出する際に、並列的に処理して検体３に関する大量の情報を引き出すことに用いられる。
【００５５】
図９は、ノズル２０から検体３が凹部４内に分注された状態を示している。図１０は、検体３が各凹部４内に分注された後に、基板２の隆起部分５に対して透明なプラスチック製のカバー部材６を載せる状態を示している。図１１は、基板２とカバー部材６を超音波振動により溶着して、凹部４内を密封した状態を示している。カバー部材６により密封することにより、凹部４内の検体３が外部に漏れるのを防げる。
【００５６】
次に、図１２のフロー図を参照しながら、本発明の好ましい実施形態の分注機１０を用いて実施される検体３の分注方法の好ましい実施形態について説明する。
【００５７】
図５に示すように、検体収容槽４０には検体３が収容されており、図１の各ノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内には、図１２のステップＳＴ１において図１の吸引吐出駆動部１２が動作すると検体３を吸引できる。この吸引動作の際に、各ノズル２０に対応する各検出センサ１３は、検体３内に気泡（または異物）２５０を含んでいる場合には、その気泡（または異物）２５０を光学的に検出することができる。
【００５８】
なお、ＳＴ１の吸引は検体が図１４のノズル延長部２３の上部までの範囲で行う。これ以上吸引すると、ガラスノズルとＳＵＳ製チューブ２９Ｄの内面で形成される段差により、空気層(気泡)が発生する事がある。さらに、吐出後にも断差部に検体が残り、洗浄した場合にも洗浄液が残るので、次の吸引時のコンタミネーションとなり問題となってしまう。ノズル延長部２３の上部を越えるまで吸引してしまった場合はノズルを取り外し、ＳＵＳ製チューブ２９Ｄ内を洗浄後、清浄なノズルを取り付ける必要がある。
【００５９】
このように、図１２のステップＳＴ２において気泡（または異物）２５０が、ノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内の検体３に存在していると、ステップＳＴ３において図１の制御部１００は、吸引吐出駆動部１２による検体３の吸引を停止して、いったんノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内から検体３を検体収容槽４０に吐き出す。
【００６０】
図１２のステップＳＴ４では、再度検体収容槽４０から検体３の吸引動作を行って、検体３をノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内に吸引する。そして、再度ＳＴ２で検知されるか判断する。再び検知した場合は、ＳＴ３、ＳＴ４を行う。所定回数（例えば、３回）繰り返しても、再び気泡、または、異物が検知される場合は、ステップＳＴ５において、図１の制御部１００は、吸引作業を中断する。このように、検体３を凹部４に分注する前に検体３の気泡や異物を検出することにより、気泡や異物が入った検体３を凹部３内に分注してしまうことを確実に防ぐことができる。
【００６１】
前記検出センサは、前記ノズル内に液体である前記検体が不連続となる様に形成された前記気泡を検出することができる。
【００６２】
次に、図１２のステップＳＴ２において検出センサ１３が吸引した検体３に気泡（または異物）２５０が存在していないことを検出できると、図１２のステップＳＴ６では、図８の基板２の各凹部４に対して、図９に示すように各ノズル２０が位置決めされる。図１の制御部１００が吸引吐出駆動部１２を動作させて、図９に示すように、各ノズル２０の先端部２４が、凹部４の開口部４Ｂに挿入され、検体３が先端部２４からは吐き出されて、あらかじめ定めた量の検体３が凹部４内に収容される。
【００６３】
次に、図１２のステップＳＴ７において、図１０と図１１に示すように、カバー部材６を基板２に載せてカバー部材６と基板２を溶着させる。この際に、凹部３内には気泡などが混入しないように注意をする。
【００６４】
このようにして、検体３がそれぞれ凹部４内に封入された基板２は、図１２のステップＳＴ８において湯中で加熱して、例えば試薬と検体の反応を促進し、ステップＳＴ９では、各検体３の蛍光強度を、例えば図１３に例示するような蛍光強度の測定装置４００で測定する。
【００６５】
なお、本実施例では、ノズル先端から検体を吸引しているが、図１４のＳＵＳ製チューブ２９Ｄ側から検体を導入する場合にも、同様に気泡を検知する事ができる。この場合、ガラスノズルとＳＵＳ製チューブ２９Ｄの内面で形成される段差により、空気層(気泡)が発生する事がある。さらに、吐出後にも断差部に検体が残り、洗浄した場合にも洗浄液が残るので、次の吸引時のコンタミネーションとなり問題となる。この様にＳＵＳ製チューブ２９Ｄ側から検体を導入する場合は、１検体の分注ごとに、ガラス製ノズルを取り外し、ＳＵＳ製チューブ２９Ｄ内を洗浄後、清浄なノズルを取り付ける必要がある。
【００６６】
図１３は蛍光強度の測定装置例を示しており、蛍光強度の測定装置４００は、本発明の分注機１０に付設することができるし、別の装置であっても良い。
【００６７】
蛍光強度の測定装置４００は、検体の光情報認識装置とも言うことができ、光測定部４２０と光導波路４２２を有している。光導波路４２２は、光ファイバ４２３とレンズ４２８を有している。光ファイバ４２３は、光測定部４２０と検体３との間に光を伝搬させる。
【００６８】
光測定部４２０は、光源４１６と、光検出部４１８と、ビームスプリッタ４２６を有しており、光源４１６が発生する光は、ビームスプリッタ４２６を通ってレンズ４２８で集光されて、光ファイバ４２３を通じて検体３に照射される。光の照射により、検体３から発生した蛍光情報は、光ファイバ４２３とレンズ４２８を通じて、ビームスプリッタ４２６により光検出部４１８に受光されることにより、図示しない分析装置が検体３の蛍光強度を分析する。
【００６９】
上述したように、本発明の好ましい実施形態の分注機１０を用いることにより、適量の検体３を基板２の各凹部４内に、注入して付着させ、基板２に対してカバー部材を固定した後に、凹部２を封止して、その後検体３の測定を行うことができる。
【００７０】
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形例を採用することができる。
【００７１】
例えば、図１〜図３に示すノズル２０では、先細り部分２５と延長部２３はガラスにより一体的に一部材として形成されているが、先細り部分２５と延長部２３は、ガラス以外の透明の材料を用いて形成することもできる。先細り部分２５と延長部２３は、別部材にして両者を例えばはめ込むことで接続することができる。
【００７２】
図８に示す基板２には、凹部４の縁部の周囲に突起５が形成されているが、これに限らず、突起５を省略しても良い。
【００７３】
図８では、基板２の分注位置には、複数のウェルと呼ばれる凹部４が、高密度に配列して形成されている。これらの凹部４は、断面で見て台形状に形成されており、凹部４の開口部４Ｂから底部４Ｃにかけて先細りに形成されている。しかし、これに限らず、凹部４の断面形状は他の形状例えば長方形断面形状などを採用することもできる。
【００７４】
本発明は、遺伝子、免疫系、タンパク質、アミノ酸、糖類の生体高分子に関する検査、解析、分析が要求される分野、例えば工学分野、食品、農産、水産加工等の農学全般、薬学分野、衛生、保健、免疫、疫病、遺伝等の医学分野、化学もしくは生物学等の理学分野等、あらゆる分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の分注機の好ましい実施形態を示す図である。
【図２】分注機のノズルの先端部の付近と保護部材を示す正面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線における軸方向の断面図である。
【図４】分注作業時に保護部材がノズルから上昇した状態を示す図である。
【図５】検出センサとノズルの先細り部分と検体を示図である。
【図６】検出センサとノズルの別の実施形態を示す図である。
【図７】測定対象と検体を示す斜視図である。
【図８】測定対象の基板の断面構造例を示す図である。
【図９】ノズルから基板の凹部（ウェル）内に検体を分注する様子を示す図である。
【図１０】検体の分注後に、カバー部材を基板に溶着する前の状態を示す図である。
【図１１】検体の分注後に、カバー部材を基板に溶着した後の状態を示す図である。
【図１２】本発明の分注機の好ましい実施形態を用いた分注方法の例を示すフロー図である。
【図１３】検体の蛍光強度の測定装置の例を示す図である。
【図１４】ノズルの構造例を示す図である。
【図１５】大きな気泡がノズル内を通過する場合の例を示す図である。
【図１６】水がノズル内を通過する例を比較して示す図である。
【図１７】気泡が通過する場合における反射された光量レベルの変化を示す図である。
【図１８】異物がノズル内を通過する例を比較して示す図である。
【図１９】異物がノズル内を通過する場合における反射された光量レベルの変化を示す図である。
【図２０】ノズルとカバー部材と検出センサの構造例を示す図である。
【図２１】ノズルのガラス屈折率などを示す図である。
【図２２】小さな気泡がノズル内を通過する場合の例を示す図である。
【図２３】ノズルの形状例を示す断面図である。
【図２４】ノズルの縮径部に角部がある例を示す断面図である。
【図２５】ノズルの縮径部に段差がある例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ＤＮＡチップ（測定対象）
２ 基板
３ 検体
１０ 分注機
１１ 分注ヘッド
１２ 吸引吐出駆動部
１３ 検出センサ
１４ 直線移動操作部
２０ ノズル
２１ ノズルの保護部材
２４ ノズルの先端部
３０ ノズルの案内通路
１００ 制御部
２５０ 気泡（または異物）
４００ 検体の測定装置
Ｄ 吸引領域部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分注機および分注機を用いた分注方法に関し、特に測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機および分注機を用いた分注方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体高分子に関する研究は、臨床検査、創薬や環境・食品検査分野への展開等様々な対象に対して行なれているが、この生体高分子が持つ情報を高感度で解析するための検出装置が、ますます重視されている。
【０００３】
従来の検出装置は、測定対象の基板に溶液である検体に対して光を当てることで、検体の蛍光色素が発光する蛍光を受光する。例えばレーザ光を試料台上の検体の反応領域に当てて、その反応領域から励起される反射光を光検出器により検出する。
【０００４】
この種の測定対象の基板には、ウェルと呼ばれる複数の凹部が配列して形成されており、各凹部には、分注機を用いてピペットを用いて分注するようになっている。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第２００６/０１３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各凹部に検体を分注した基板に対しては、プラスチック板を溶着することで、外部から凹部内の検体に異物が混入するのを防いでいる。
【０００６】
しかし、凹部内に収容された検体には空気や異物が混入している場合がある。空気が混入すると、基板の凹部内の検体には空気層（気泡）が形成される。空気層（気泡）が検体に形成されたり、検体内に異物が入っていると、光の乱反射や散乱により検体から得られるレーザ光の測定光量が低下するので、検体の検出感度が低下してしまうという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解消するために、検体の検出感度が低下するのを防ぐことができる分注機および分注機を用いた分注方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解消するために、本発明の分注機は、測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機であって、吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する透明のノズルを有する分注ヘッドと、前記ノズルに対応して配置されて、前記検体を吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出する検出センサと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の分注機は、好ましくは前記検出センサは、前記ノズル内に液体である前記検体が不連続となる様に形成された前記気泡を検出し、前記ノズルは、ガラス製であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の分注機は、好ましくは前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されている。
【００１１】
本発明の分注機は、好ましくは複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に対応してそれぞれ配置されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の分注機は、好ましくは前記ノズルの周囲には、保護部材が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の分注機は、好ましくは前記基板における前記検体の前記分注位置は、前記基板に形成された凹部であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の分注機は、好ましくは前記分注ヘッドと前記検出センサとは、別々に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の分注機は、好ましくは前記ノズルの縦断面形状において、前記ノズルの外面の曲線と内面の曲線が、ともに変曲点を有する構造であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の分注機を用いた分注方法は、測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機を用いた分注方法であって、分注ヘッドの透明のノズルに吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する際に、前記ノズルに対応して配置されて検出センサが、前記検体を前記ノズル内に吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出することを特徴とする。
【００１７】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは前記検出センサが前記ノズル内を通過する前記検体内の前記気泡または前記異物を検出した時に、前記検体の吸引を止めて、吸引した前記検体を前記ノズルから吐き出して、再度前記ノズルにより前記検体を吸引することを特徴とする。
【００１８】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは前記ノズルはガラス製であり、前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されており、前記検体は、前記案内通路を通じて、前記基板における前記検体の前記分注位置に吐き出されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に吐き出されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の分注機を用いた分注方法は、好ましくは前記ノズルが連続している部分にだけ前記検体を吸引することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の分注機および分注機を用いた分注方法によれば、検体の検出感度が低下するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の分注機の好ましい実施形態を示す図である。図２は、分注機のノズルの先端部の付近と、ノズルの保護部材を示す正面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ線におけるノズルと保護部材の軸方向の断面図である。
【００２３】
図１に示すように、分注機１０は、分注ヘッド１１と、吸引吐出駆動部１２と、検出センサ１３と、直線移動操作部１４と、受光部１５と、発光部１６と、制御部１００を有している。
【００２４】
図１の分注ヘッド１１は、ノズル２０と、ノズル２０の保護部材２１を有している。ノズル２０は透明の材料、例えば透明のガラスにより作られ、ノズル２０は例えば先細り部分２５と、延長部２３を有している。ノズル２０の先細り部分２５は、図２と図３に示すように、後で説明する基板２の検体３を吸引する吸引領域部分Ｄの範囲において、延長部２３から先端部２４に至るにしたがって先細りになるように形成されている。すなわち、ノズル２０により検体３を吸引する場合には、検体３は、検体収容槽（図１では図示せず）から先端部２４から吸引領域部分Ｄの範囲で先細り部分２５の案内通路３０内に吸引されるようになっている。
【００２５】
ノズル２０の先細り部分２５は、図１と図３に示すように、下に向けたほぼ円錐状を有し、内径が先端部２４に向けて徐々に小さく形成されている。図３に示すように、先細り部分２５の内面がなめらかになるように内径方向の断面積が急激に変化しないように、先細り部分２５の案内通路３０が形成されている。あるいは先細り部分２５の案内通路３０の軸方向の形状がなめらかになり急激に変化しないように、先細り部分２５の案内通路３０が形成されている。
【００２６】
図１に例示するように、先細り部分２５の先端部２５とは反対の部分２６は、延長部２３の一端部２７に連続して形成されている。延長部２３は、軸方向に沿って同じ内径を有しており、延長部２３の空気の通路３１は、先細り部分２５の案内通路３０に接続されている。延長部２３の他端部２８は、図１の吸引吐出駆動部１２に対して、例えば、図１のような構成で接続される。図１４では、ガラス製のノズル２０は、延長部（平行部ともいう）２３と先細り部（縮径部ともいう）２５を有しており、延長部２３の端部はＳＵＳ製のチューブ２９Ｄに対して熱収縮チューブ２９Ｂを用いて接続されている。熱収縮チューブ２９Ｂは、固定兼シールの役割を果たす。ＳＵＳ製のチューブ２９Ｄの代わりに樹脂製フレキシブルチューブ２９を介して接続しても良い。
【００２７】
図１の吸引吐出駆動部１２が制御部１００の指令により空気の吸引動作をすることで、ノズル２０の先細り部分２５は、検体の貯蔵部から検体３を先細り部分２５の案内通路３０内に吸引して、この検体３を案内通路３０内に保持できる。そして、吸引吐出駆動部１２２が制御部１００の指令により空気の吐き出し動作をすることで、案内通路３０内の検体を、図１に示す基板２の凹部３へ吐き出すことができる。
【００２８】
このように、ノズル２０の先細り部分２５が、先端部２４に向けた円錐状を有し、内径が先端部２４に向けて徐々に小さく形成されていることで、ノズル２０の先細り部分２５は、先細り部分２５の案内通路３０内おいてスムーズに検体３を吸引して保持し、案内通路３０内の検体３をスムーズに基板２の凹部４内に吐き出すことができる。
【００２９】
好ましくは、ノズル２０の縮径部の形状を図２３に示す構造とする。すなわち、中心軸上で切断する断面形状において、外面と内面の曲線がともに、変曲点７０１，７０２を有する構造とする。このような構造とする事で、ノズル２０の縮径部７０３に段差や角部が発生しないので、検体吐出後のノズル内に空気層(気泡)が残らなくなる。一方、図２４，２５に示すように縮径部７０５に角部７０６や段差７０７がある場合、角部７０６や段差７０７に残液（検体３）と空気層(気泡２５０)の一部が残留し、検体を再吸引しても再びノズル内に気泡が入ってしまう事があり、再吐出と再吸引を頻繁に行う場合がある。
【００３０】
次に、図１の分注機１０の分注ヘッド１１の保護部材２１に説明する。
【００３１】
保護部材２１は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属により作られており、円筒状の部材である。保護部材２１は、延長部２３とノズル２０の一部の周囲を覆っている。保護部材２１が最もＧ方向に下がった状態では、保護部材２１はノズル２０の先端部２４を含む露出領域Ｆを露出している。好ましくは、領域Fを無くし、検体の吸引と吐出以外は保護部材２１でノズル全体を覆う事ができ、検体の吸引時だけ保護部材２１を移動させ、ノズル先端を露出できる構成（保護部材の移動機構は図示せず）とする。保護部材２１には、検出センサ１３の光入出射部１３Ｈと緩衝がないように、切り欠き２８０が設けられている（図２０を参照）。
【００３２】
図１に示す直線移動操作部１４が制御部１００の指令により動作することで、検体３の分注作業中では、図４に示すように直線移動操作部１４は保護部材２１をＨ方向に沿って上方位置に上昇させる。しかし、分注作業をしない待機時には、図１〜図３に示すように直線移動操作部１４が保護部材２１をＧ方向に沿って下方位置に下げて、ガラス製のノズル２０が外部からの力により損傷しないように、ノズル２０は保護部材２１により確実に保護することができる。
【００３３】
次に、図１の検出センサ１３について説明する。
【００３４】
図５は、検出センサ１３と、ノズル２０の先細り部分２５と、検体３を示している。
【００３５】
図５において、検体収容槽４０には、検体３が収容されており、ノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内には、図１の吸引吐出駆動部１２が動作すると検体３を吸引できる。この吸引動作の際に、検出センサ１３は、検体３内に気泡（または異物）２５０を含んでいる場合には、検体３から得られる光が、気泡の場合は反射し、異物の場合は散乱し、受光量が変化するので、その気泡（または異物）２５０の存在を光学的に検出することができる。
【００３６】
図５の検出センサ１３は、例えばバンドル型光ファイバセンサである。バンドルファイバ４１の中心の光ファイバ４２と外周部の光ファイバ４４の外径はそれぞれ０．５ｍｍ、０．２５ｍｍとした。中心の１本の光ファイバ４２の外周に、４本の光ファイバ４４を光ファイバ４２を中心とした同心円上に４等配した。また、光源４３は赤色発光ダイオード（６５０ｎｍ）とした。検体３がノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内おいてＨ方向に移動すると、バンドルファイバ４１の中心の光ファイバ４２には、光源４３から測定光が検体３に送られる。検体３を通り、入射部と反対側のガラス管内面で反射された光は、再び検体中を通りバンドルファイバ４１の外周部の光ファイバ４４を経て受光部４５に受光される。これにより、図１の制御部１００は、検体３内に気泡または異物２５０が存在すれば、受光部４５で得られる信号が変化することから、検体３内に気泡または異物２５０が存在していることを判断できる。
【００３７】
なお、光の出射と受光の効率を良くするため、光ファイバの開口数（NA）は、光ファイバ４２では低い開口数、例えば０．２とし、光ファイバ４４では高い開口数、例えば０．５とするのが好ましい。
【００３８】
好ましい実施例を図１５〜図２２に示す。
【００３９】
図１５に示すように、内径1mmノズル２０では気泡２５０の長軸の長さＢが1mm以上の気泡の場合、図１５に示すようにガラス管のノズル２０に検体３が接しない長さLの部分が発生する。このとき、光ファイバ４２からの測定光ＬＰはガラスから空気への入射となり、水に近い屈折率の検体への入射の場合と比較し、反射率が大きくなる。例えば、測定光ＬＰが垂直に入射する場合、ガラスの屈折率ｎ１＝１．４６、空気の屈折率ｎ０＝１として、屈折率比ｎα＝ｎ０／ｎ１＝０．６８５なので、反射率Ｒα＝｛（ｎα−１）／（ｎα＋１）｝２＝０．０３５となる。同様に、検体３が水の屈折率とほぼ同じ場合、その屈折率ｎ２＝１．３３として、屈折率比ｎβ＝ｎ２／ｎ１＝０．９１１なので、反射率Ｒβ＝｛（ｎβ−１）／（ｎβ＋１）｝２＝０．０２２となる。すなわち、検体とガラスの屈折率比が０．６９より大きい場合、反射率が大きくなる。
【００４０】
また、入射角度φの場合、反射率はP偏光、S偏光で異なるが、それぞれ式１、式２で示される。例えば、ガラス管内が空気の場合と屈折率比Nβの検体の場合での反射率（P偏光）の差Zは式３で示され、両者の大小関係は式３の正負で判定できる。なお、本実施例のように、外径Ｒが１．５８ｍｍ、内径ｒが１．００ｍｍのガラス管、光ファイバ４２の光出射端面とガラス管の間隔Ｌが０．５ｍｍとすると、開口数０．２の光ファイバ４２を使用する場合、図２１に示したようにガラス管内面への入射角は最大１８．４度となる。すなわち、式１ないし式３では、０度＜θ４≦１８．４度の範囲で考えれば十分である。
【００４１】
式３においては、０．１度≦φ≦１８．４度でZ＞０となるNβの最大値、最小値が表−１のようになる。
【００４２】
【数１】
【００４３】
【数２】
【００４４】
【数３】
【表１】
【００４５】
屈折率比ｎβが０．６９〜１．４の範囲内の溶液であれば、入射角度が０．１〜１８．４度の範囲で、Z＞０となるので、空気の場合は溶液の場合に比べ、反射率が高くなる。
【００４６】
図１５の構成で大きな気泡２５０の場合に実験した結果を図１７に示す。気泡２５０を図１５中下方から上方へ移動させた場合の結果であり、気泡が検知センサ部１３の光入出射部１３Ｈを通過中に光量レベルが大きくなる事を確認した。なお、図１６に示すように検知しようとする対象が水や他の溶液の場合は、第１のガラス内面での反射が小さく、かつ、第１のガラス内を透過した光も水中で減衰するため、反射光量が高まる事はない。
【００４７】
屈折率の検体を屈折率１．４６の石英ガラス管で水を吸引する場合、表―１に示したように、第１のガラス内面から０．１〜１８．４度の範囲の反射角で反射される光を測光できるように、受光用光ファイバ４４を配置すれば良い。
【００４８】
他の溶液、検体の場合も、以上の説明と同様に考える事ができる。
【００４９】
一方、内径1mmノズルでは気泡直径が1mm未満の気泡の場合、図２２に示すようにガラス管に検体が接する事が少なく、また、光が気泡球面で散乱するため、反射光量は小さくなる。更に、ノズルを通過する異物についても、図１９に示すように光が散乱するため、反射光量は小さくなる。よって、反射光量が小さくなる事を検知し、小さい気泡、または、異物が通過している事を知ることができる。
【００５０】
以上のように、反射光量の増減で、「ガラス内面に接する大きな気泡」と「ガラス内面に接しない小さな気泡、および、異物」を判別する事ができる。
【００５１】
検出センサ１３と分注ヘッド１１は、図５の例では分離された別部材である。しかし、図６の示すように連結部材４６を用いて、検出センサ１３と分注ヘッド１１の例えばノズル２０が機械的に一体的に構成されるようにしても良い。これにより、検出センサ１３とノズル２０の位置関係が常に一定に保てる。
【００５２】
次に、図７と図８を参照して、測定対象であるＤＮＡチップ１について説明する。
【００５３】
ＤＮＡチップ１は、ＤＮＡマイクロアレイとも呼ばれており、スライドガラスのような基板２の上の各分注位置には、複数の検体３が配置されている。図８に示す基板２の上の各分注位置の凹部４は、高密度に配置してアレイ化されている。この例では検体３は、ＤＮＡ断片であり、各検体３は蛍光色素により標識されている。このＤＮＡチップ１は、半導体技術を利用して作製されたアフィメトリクス型や、ピンスポットを有するスタンフォード型のものがある。検体３は、例えば試薬や生体試料を液体に分散させたサンプル液である。
【００５４】
図８は、基板２の断面構造を示しており、複数のウェルと呼ばれる凹部４が、高密度に配列して形成されている。これらの凹部４は、断面で見て台形状に形成されており、凹部４の開口部４Ｂから底部４Ｃにかけて先細りに形成されている。図８の例では各凹部４の縁部の近傍に沿って、隆起部分５が形成されている。この凹部４の中に検体３が収容されるようになっている。例えば０．５μＬ以下の検体３が凹部４の中に収容されている。各検体３は、反応を起こしたり、検体３の特性を検出する際に、並列的に処理して検体３に関する大量の情報を引き出すことに用いられる。
【００５５】
図９は、ノズル２０から検体３が凹部４内に分注された状態を示している。図１０は、検体３が各凹部４内に分注された後に、基板２の隆起部分５に対して透明なプラスチック製のカバー部材６を載せる状態を示している。図１１は、基板２とカバー部材６を超音波振動により溶着して、凹部４内を密封した状態を示している。カバー部材６により密封することにより、凹部４内の検体３が外部に漏れるのを防げる。
【００５６】
次に、図１２のフロー図を参照しながら、本発明の好ましい実施形態の分注機１０を用いて実施される検体３の分注方法の好ましい実施形態について説明する。
【００５７】
図５に示すように、検体収容槽４０には検体３が収容されており、図１の各ノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内には、図１２のステップＳＴ１において図１の吸引吐出駆動部１２が動作すると検体３を吸引できる。この吸引動作の際に、各ノズル２０に対応する各検出センサ１３は、検体３内に気泡（または異物）２５０を含んでいる場合には、その気泡（または異物）２５０を光学的に検出することができる。
【００５８】
なお、ＳＴ１の吸引は検体が図１４のノズル延長部２３の上部までの範囲で行う。これ以上吸引すると、ガラスノズルとＳＵＳ製チューブ２９Ｄの内面で形成される段差により、空気層(気泡)が発生する事がある。さらに、吐出後にも断差部に検体が残り、洗浄した場合にも洗浄液が残るので、次の吸引時のコンタミネーションとなり問題となってしまう。ノズル延長部２３の上部を越えるまで吸引してしまった場合はノズルを取り外し、ＳＵＳ製チューブ２９Ｄ内を洗浄後、清浄なノズルを取り付ける必要がある。
【００５９】
このように、図１２のステップＳＴ２において気泡（または異物）２５０が、ノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内の検体３に存在していると、ステップＳＴ３において図１の制御部１００は、吸引吐出駆動部１２による検体３の吸引を停止して、いったんノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内から検体３を検体収容槽４０に吐き出す。
【００６０】
図１２のステップＳＴ４では、再度検体収容槽４０から検体３の吸引動作を行って、検体３をノズル２０の先細り部分２５の案内通路３０内に吸引する。そして、再度ＳＴ２で検知されるか判断する。再び検知した場合は、ＳＴ３、ＳＴ４を行う。所定回数（例えば、３回）繰り返しても、再び気泡、または、異物が検知される場合は、ステップＳＴ５において、図１の制御部１００は、吸引作業を中断する。このように、検体３を凹部４に分注する前に検体３の気泡や異物を検出することにより、気泡や異物が入った検体３を凹部３内に分注してしまうことを確実に防ぐことができる。
【００６１】
前記検出センサは、前記ノズル内に液体である前記検体が不連続となる様に形成された前記気泡を検出することができる。
【００６２】
次に、図１２のステップＳＴ２において検出センサ１３が吸引した検体３に気泡（または異物）２５０が存在していないことを検出できると、図１２のステップＳＴ６では、図８の基板２の各凹部４に対して、図９に示すように各ノズル２０が位置決めされる。図１の制御部１００が吸引吐出駆動部１２を動作させて、図９に示すように、各ノズル２０の先端部２４が、凹部４の開口部４Ｂに挿入され、検体３が先端部２４からは吐き出されて、あらかじめ定めた量の検体３が凹部４内に収容される。
【００６３】
次に、図１２のステップＳＴ７において、図１０と図１１に示すように、カバー部材６を基板２に載せてカバー部材６と基板２を溶着させる。この際に、凹部３内には気泡などが混入しないように注意をする。
【００６４】
このようにして、検体３がそれぞれ凹部４内に封入された基板２は、図１２のステップＳＴ８において湯中で加熱して、例えば試薬と検体の反応を促進し、ステップＳＴ９では、各検体３の蛍光強度を、例えば図１３に例示するような蛍光強度の測定装置４００で測定する。
【００６５】
なお、本実施例では、ノズル先端から検体を吸引しているが、図１４のＳＵＳ製チューブ２９Ｄ側から検体を導入する場合にも、同様に気泡を検知する事ができる。この場合、ガラスノズルとＳＵＳ製チューブ２９Ｄの内面で形成される段差により、空気層(気泡)が発生する事がある。さらに、吐出後にも断差部に検体が残り、洗浄した場合にも洗浄液が残るので、次の吸引時のコンタミネーションとなり問題となる。この様にＳＵＳ製チューブ２９Ｄ側から検体を導入する場合は、１検体の分注ごとに、ガラス製ノズルを取り外し、ＳＵＳ製チューブ２９Ｄ内を洗浄後、清浄なノズルを取り付ける必要がある。
【００６６】
図１３は蛍光強度の測定装置例を示しており、蛍光強度の測定装置４００は、本発明の分注機１０に付設することができるし、別の装置であっても良い。
【００６７】
蛍光強度の測定装置４００は、検体の光情報認識装置とも言うことができ、光測定部４２０と光導波路４２２を有している。光導波路４２２は、光ファイバ４２３とレンズ４２８を有している。光ファイバ４２３は、光測定部４２０と検体３との間に光を伝搬させる。
【００６８】
光測定部４２０は、光源４１６と、光検出部４１８と、ビームスプリッタ４２６を有しており、光源４１６が発生する光は、ビームスプリッタ４２６を通ってレンズ４２８で集光されて、光ファイバ４２３を通じて検体３に照射される。光の照射により、検体３から発生した蛍光情報は、光ファイバ４２３とレンズ４２８を通じて、ビームスプリッタ４２６により光検出部４１８に受光されることにより、図示しない分析装置が検体３の蛍光強度を分析する。
【００６９】
上述したように、本発明の好ましい実施形態の分注機１０を用いることにより、適量の検体３を基板２の各凹部４内に、注入して付着させ、基板２に対してカバー部材を固定した後に、凹部２を封止して、その後検体３の測定を行うことができる。
【００７０】
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形例を採用することができる。
【００７１】
例えば、図１〜図３に示すノズル２０では、先細り部分２５と延長部２３はガラスにより一体的に一部材として形成されているが、先細り部分２５と延長部２３は、ガラス以外の透明の材料を用いて形成することもできる。先細り部分２５と延長部２３は、別部材にして両者を例えばはめ込むことで接続することができる。
【００７２】
図８に示す基板２には、凹部４の縁部の周囲に突起５が形成されているが、これに限らず、突起５を省略しても良い。
【００７３】
図８では、基板２の分注位置には、複数のウェルと呼ばれる凹部４が、高密度に配列して形成されている。これらの凹部４は、断面で見て台形状に形成されており、凹部４の開口部４Ｂから底部４Ｃにかけて先細りに形成されている。しかし、これに限らず、凹部４の断面形状は他の形状例えば長方形断面形状などを採用することもできる。
【００７４】
本発明は、遺伝子、免疫系、タンパク質、アミノ酸、糖類の生体高分子に関する検査、解析、分析が要求される分野、例えば工学分野、食品、農産、水産加工等の農学全般、薬学分野、衛生、保健、免疫、疫病、遺伝等の医学分野、化学もしくは生物学等の理学分野等、あらゆる分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の分注機の好ましい実施形態を示す図である。
【図２】分注機のノズルの先端部の付近と保護部材を示す正面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線における軸方向の断面図である。
【図４】分注作業時に保護部材がノズルから上昇した状態を示す図である。
【図５】検出センサとノズルの先細り部分と検体を示図である。
【図６】検出センサとノズルの別の実施形態を示す図である。
【図７】測定対象と検体を示す斜視図である。
【図８】測定対象の基板の断面構造例を示す図である。
【図９】ノズルから基板の凹部（ウェル）内に検体を分注する様子を示す図である。
【図１０】検体の分注後に、カバー部材を基板に溶着する前の状態を示す図である。
【図１１】検体の分注後に、カバー部材を基板に溶着した後の状態を示す図である。
【図１２】本発明の分注機の好ましい実施形態を用いた分注方法の例を示すフロー図である。
【図１３】検体の蛍光強度の測定装置の例を示す図である。
【図１４】ノズルの構造例を示す図である。
【図１５】大きな気泡がノズル内を通過する場合の例を示す図である。
【図１６】水がノズル内を通過する例を比較して示す図である。
【図１７】気泡が通過する場合における反射された光量レベルの変化を示す図である。
【図１８】異物がノズル内を通過する例を比較して示す図である。
【図１９】異物がノズル内を通過する場合における反射された光量レベルの変化を示す図である。
【図２０】ノズルとカバー部材と検出センサの構造例を示す図である。
【図２１】ノズルのガラス屈折率などを示す図である。
【図２２】小さな気泡がノズル内を通過する場合の例を示す図である。
【図２３】ノズルの形状例を示す断面図である。
【図２４】ノズルの縮径部に角部がある例を示す断面図である。
【図２５】ノズルの縮径部に段差がある例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ＤＮＡチップ（測定対象）
２ 基板
３ 検体
１０ 分注機
１１ 分注ヘッド
１２ 吸引吐出駆動部
１３ 検出センサ
１４ 直線移動操作部
２０ ノズル
２１ ノズルの保護部材
２４ ノズルの先端部
３０ ノズルの案内通路
１００ 制御部
２５０ 気泡（または異物）
４００ 検体の測定装置
Ｄ 吸引領域部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機であって、
吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する透明のノズルを有する分注ヘッドと、
前記ノズルに対応して配置されて、前記検体を吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出する検出センサと、
を備えることを特徴とする分注機。
【請求項２】
前記検出センサは、前記ノズル内に液体である前記検体が不連続となる様に形成された前記気泡を検出し、前記ノズルは、ガラス製であることを特徴とする請求項１に記載の分注機。
【請求項３】
前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されていることを特徴とする請求項２に記載の分注機。
【請求項４】
複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に対応してそれぞれ配置されることを特徴とする請求項３に記載の分注機。
【請求項５】
前記ノズルの周囲には、保護部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の分注機。
【請求項６】
前記基板における前記検体の前記分注位置は、前記基板に形成された凹部であることを特徴とする請求項５に記載の分注機。
【請求項７】
前記分注ヘッドと前記検出センサとは、別々に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の分注機。
【請求項８】
前記ノズルの縦断面形状において、前記ノズルの外面の曲線と内面の曲線が、ともに変曲点を有する構造であることを特徴とする請求項３に記載の分注機。
【請求項９】
測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機を用いた分注方法であって、
分注ヘッドの透明のノズルに吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する際に、
前記ノズルに対応して配置されて検出センサが、前記検体を前記ノズル内に吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出する、
ことを特徴とする分注機を用いた分注方法。
【請求項１０】
前記検出センサが前記ノズル内を通過する前記検体内の前記気泡または前記異物を検出した時に、前記検体の吸引を止めて、吸引した前記検体を前記ノズルから吐き出して、再度前記ノズルにより前記検体を吸引することを特徴とする請求項９に記載の分注機を用いた分注方法。
【請求項１１】
前記ノズルはガラス製であり、前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されており、前記検体は、前記案内通路を通じて、前記基板における前記検体の前記分注位置に吐き出されることを特徴とする請求項１０に記載の分注機を用いた分注方法。
【請求項１２】
複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に吐き出されることを特徴とする請求項１１に記載の分注機を用いた分注方法。
【請求項１３】
前記ノズルが連続している部分にだけ前記検体を吸引することを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１つの項に記載の分注機を用いた分注方法。
【請求項１】
測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機であって、
吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する透明のノズルを有する分注ヘッドと、
前記ノズルに対応して配置されて、前記検体を吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出する検出センサと、
を備えることを特徴とする分注機。
【請求項２】
前記検出センサは、前記ノズル内に液体である前記検体が不連続となる様に形成された前記気泡を検出し、前記ノズルは、ガラス製であることを特徴とする請求項１に記載の分注機。
【請求項３】
前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されていることを特徴とする請求項２に記載の分注機。
【請求項４】
複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に対応してそれぞれ配置されることを特徴とする請求項３に記載の分注機。
【請求項５】
前記ノズルの周囲には、保護部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の分注機。
【請求項６】
前記基板における前記検体の前記分注位置は、前記基板に形成された凹部であることを特徴とする請求項５に記載の分注機。
【請求項７】
前記分注ヘッドと前記検出センサとは、別々に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の分注機。
【請求項８】
前記ノズルの縦断面形状において、前記ノズルの外面の曲線と内面の曲線が、ともに変曲点を有する構造であることを特徴とする請求項３に記載の分注機。
【請求項９】
測定対象の検体を基板の分注位置に分注するための分注機を用いた分注方法であって、
分注ヘッドの透明のノズルに吸引した前記検体を、前記基板の前記分注位置に分注する際に、
前記ノズルに対応して配置されて検出センサが、前記検体を前記ノズル内に吸引中に前記ノズル内を通過する気泡または異物を検出する、
ことを特徴とする分注機を用いた分注方法。
【請求項１０】
前記検出センサが前記ノズル内を通過する前記検体内の前記気泡または前記異物を検出した時に、前記検体の吸引を止めて、吸引した前記検体を前記ノズルから吐き出して、再度前記ノズルにより前記検体を吸引することを特徴とする請求項９に記載の分注機を用いた分注方法。
【請求項１１】
前記ノズルはガラス製であり、前記検体を吸引するための前記ノズルの吸引領域部分の内径は、前記検体を吐き出す前記ノズルの先端部にかけて連続的に縮小されており、前記検体は、前記案内通路を通じて、前記基板における前記検体の前記分注位置に吐き出されることを特徴とする請求項１０に記載の分注機を用いた分注方法。
【請求項１２】
複数の前記ノズルを有しており、各前記ノズルは、前記基板における前記検体の各前記分注位置に吐き出されることを特徴とする請求項１１に記載の分注機を用いた分注方法。
【請求項１３】
前記ノズルが連続している部分にだけ前記検体を吸引することを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか１つの項に記載の分注機を用いた分注方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２００７−２６３９１９（Ｐ２００７−２６３９１９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９３１２９（Ｐ２００６−９３１２９）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]