化学分析装置
【課題】
試薬などを予め貯蔵する試薬カートリッジと流路が形成された流路カートリッジを用いて効果的に、高性能の分析を行うことができる化学分析装置を提供する。
【解決手段】
試料が注入され、前記試料と反応させる試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、前記構造体は、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続するよう形成されている。
試薬などを予め貯蔵する試薬カートリッジと流路が形成された流路カートリッジを用いて効果的に、高性能の分析を行うことができる化学分析装置を提供する。
【解決手段】
試料が注入され、前記試料と反応させる試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、前記構造体は、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続するよう形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡを含む液体試料からＤＮＡを抽出する方法としては、特表２００３−５０２６５６号公報に、小型化されたインビトロ増幅アッセイを行うための装置および方法が記載されている。この装置では、ＤＮＡ混合液を無機基体としてのガラスフィルタに通過させた後、洗浄液及び溶離液を通過させてＤＮＡのみを回収している。ガラスフィルタは回転可能な構造体に設けてあり、洗浄液や溶離液等の試薬は同じ構造体内の各試薬リザーバに保持してある。各試薬は構造体が回転することにより発生する遠心力で流動し、各試薬リザーバとガラスフィルタを結ぶ微細流路に設けたバルブを開くことにより試薬がガラスフィルタを通過する。
【０００３】
複数の化学物質を含む試料から核酸等の特定の化学物質を抽出し分析する化学分析装置としては、特表２００１−５２７２２０号公報に、一体型流体操作カートリッジが記載されている。この装置では、一体型カートリッジ内部に溶解液や洗浄液や溶離液等の試薬、及び核酸を捕獲する捕獲構成部品を備え、核酸を含む試料をカートリッジ内部に注入した後、前記試料と溶離液を混合させて前記捕獲構成部品に通過させ、さらに捕獲構成部品に洗浄液を通過させ、さらに捕獲構成部品に溶離液を通過させ、捕獲構成部品を通過した後の溶離液をＰＣＲ試薬に接触させ反応チャンバへと流している。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０２６５６号公報
【０００５】
【特許文献２】特表２００１−５２７２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これらの公報記載の形態は、試薬貯蔵部と反応部等がすべて一体となった形態となっており、各種試薬を予め貯蔵しようとすると、試薬の特性に応じた管理を十分行うことはできない。また、前記特表２００３−５０２６５６号公報記載の装置では、バルブには加熱することで溶けるワックス等を使用しているので、通過した試薬がバルブ部に残り回収したＤＮＡを汚染する可能性がある。すなわちＤＮＡ混合液や洗浄液がバルブ部に残り、遠心力で溶離液をガラスフィルタに通過させている工程で、バルブ部に残ったＤＮＡ混合液や洗浄液が流れ込む可能性がある。
【０００７】
また前記特表２００１−５２７２２０号公報記載の一体型流体操作カートリッジでは、各試薬をポンプで送液する際、各試薬チャンバと捕獲構成部品を結ぶ微細流路に設けたバルブ等を開くことで試薬が捕獲構成部品を通過する。さらに捕獲構成部品を通過した試薬のうち洗浄液は廃液チャンバへ、溶離液は反応チャンバへと流れるように捕獲構成部品と各チャンバとの間の流路に設けたバルブ等で切り替えている。ポンプで複数の試薬を送液する場合流路壁に試薬が残り、特にバルブ等の障害物があると液が残りやすく、一旦液が残ると流動することがないため、別の試薬との合流部で汚染する可能性がある。また、捕獲構成部品を通過した洗浄液と溶離液とをバルブ等で切り替えて別々のチャンバに流動させる場合、先に廃液チャンバへと流動した洗浄液が反応チャンバへ切り替えるバルブ等の上流流路を汚染するため、溶離液に洗浄液が混入する恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題の少なくとも一つを解決することができ、液体試料中の特定の化学物質を高精度に抽出し検出する簡易な化学分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は例えば以下の形態を備えることにより解決する。
（１）試料が注入され、試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、
前記構造体は、前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，
前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置された状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置である。
【００１０】
これにより、各種試薬を予め貯蔵する場合でも、試薬の特性に応じた管理を十分行うことができる。また、効果的な試料或は試薬の流動を形成することができる。また、カートリッジ高さを抑えることができ、それを収容する収容部での高さをより低く抑えることができる。
【００１１】
例えば、試薬カートリッジの外周側に流路カートリッジの内周側側面が対向する。具体的には、前記接続部で前記流路カートリッジの前記回転中心側と前記試薬カートリッジの前記回転外周側とが対向するよう形成されることが好ましい。
【００１２】
なお、複数の試薬カートリッジを有する場合は、各試薬カートリッジの外周側側面が、流路カートリッジに対向するよう形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記接続部の前記流路カートリッジの試薬流路断面積は、前記試薬カートリッジの試薬流路断面積より大きいことが好ましい。
【００１４】
また更に、例えば、前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、前記試料は核酸を含むものであり、前記流路カートリッジは前記試料の核酸を捕捉する捕捉部を有し、前記検出機構は前記構造体の外部に配置される。
【００１５】
または、前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，
前記試薬カートリッジと前記流路カートリッジとは回転方向に直交する方向よりも回転方向に沿う方向に近い複数の側面を有し、前記側面のうち、一の前記側面は他の前記側面より回転中心側に近い位置に形成されることを特徴とする分析装置である。
【００１６】
これにより、カートリッジの安定性を向上させることができ、分析装置の精度良い分析を行うことができる。
【００１７】
具体的には、例えば、前記接続部で前記流路カートリッジの回転中心側と前記試薬カートリッジの回転外周側とが勘合する。
【００１８】
または、（１）において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ内で回転中心側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数のほうが回転外周側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数より大きいことを特徴とする化学分析装置である。
【００１９】
または、（１）において、
前記試薬カートリッジには複数の試薬貯蔵容器と、前記試薬貯蔵容器と前記試薬カートリッジの端部とを連絡する流路を有し、第一の試薬貯蔵容器と第一の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジの第一の端に連絡する第一の流路と、第二の試薬貯蔵容器と第二の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジの第二の端に連絡する第二の流路と、を備え、流路カートリッジは前記試薬カートリッジと流路カートリッジとを接続した状態で、前記第一の試薬貯蔵容器内の試薬と前記第二の試薬貯蔵容器内の試薬とが前記流路カートリッジの前記試薬流路を介して連通した空間を形成するよう形成されたことを特徴とする化学分析装置である。
試薬貯蔵部はバルブレスの形態にする場合、試薬カートリッジを流路カートリッジに接続することで前記複数の試薬貯蔵部が流路カートリッジ内の試薬流路で連通するよう形成することが好ましい。
【００２０】
また、（１）において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、前記試薬カートリッジ或は前記流路カートリッジは、複数の側面が、回転方向に直交する方向よりも回転方向に近い方向に沿って配置され、前記側面のうち一方の面は他方の面より回転中心側に近くなるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置である。
【００２１】
これにより、前述した作用に加えてカートリッジの接続安定性を高め、高速回転の制御を行う場合であっても安定した液の流動を確保できる。このため、精度良い計測を行うことができる。
【００２２】
また、更に、以下の形態を有することが好ましい。
【００２３】
前記いずれかの形態において、前記試薬カートリッジを複数備え、第一の試薬カートリッジは第二の試薬カートリッジより低い温度で保持された後に前記収容部に収容されることを特徴とする。また更に好ましくは、前記第一の試薬カートリッジは前記第二の試薬カートリッジより体積が小さいことを特徴とする。
【００２４】
前記いずれかの形態において、前記流路カートリッジは試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備え、前記流路カートリッジは前記試薬カートリッジより低い温度で保持された後に前記収容部に収容されることが好ましい。
【００２５】
前記いずれかの形態において、前記試薬カートリッジを複数備え、前記流路カートリッジの第一の領域に対向して第一の試薬カートリッジが配置され、前記流路カートリッジの第二の領域に対向して第二の試薬カートリッジが配置されることが好ましい。
【００２６】
また、構造体としては、以下の形態を有することが好ましい。
特定の化学物質を含む試料の導入部と、前記試料と反応させる試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記前記試薬と反応させた試薬から前記化学物質を捕捉する捕捉部とを有する化学分析用構造体であって、
前記構造体は、複数の試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、
前記試薬カートリッジが接続可能な接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路カートリッジと、を備え、前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析用構造体である。
【００２７】
具体には、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続できる接続部と、前記接続部を経て供給される前記試薬が流れる試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡る反応領域と、前記試薬と反応した前記試料中の前記化学物質を捕捉する捕捉部と、を有し、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成された流路構造体である。
【００２８】
更に具体例としては、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続可能に構成され、前記試薬貯蔵部の試薬が供給される接続部と、特定の化学物質を含む試料を注入する注入口と、前記注入口から注入された試料から検査対象の遺伝子を含む分離試料を分離する分離部と、第一の前記接続部から供給された第一の試薬と前記分離試料とを導入して反応させる第一反応部と、前記反応した前記分離試料から前記遺伝子を捕捉する遺伝子捕捉部と、第二の前記接続部から供給された洗浄用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く洗浄用試薬流路と、第三の前記接続部から供給された溶離用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く溶離用試薬流路と、前記溶離された前記遺伝子を保持する保持部と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする流路構造体である。
【００２９】
又は、試薬が流下する試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流下する試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路構造体に接続可能に形成される接続部と、前前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記貯蔵された試薬を前記流路構造体に導く流路と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記流路構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする試薬構造体である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、試薬などを予め貯蔵する試薬カートリッジと流路が形成された流路カートリッジを用いて効果的に、高性能の分析を行うことができる化学分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、本願の特許請求の範囲や明細書に記載の形態に限定するものではなく、公知技術や公知技術となった技術に基づいて構成を変更することを妨げるものではない。
【００３２】
図１〜図１９を参照して、本発明による遺伝子検査装置の一実施例を説明する。
【００３３】
図１は本発明による遺伝子検査装置の全体構成図である。遺伝子分析装置１は、モータ１１により回転可能に支持された保持ディスク１２と、保持ディスク１２上に配置された複数の検査モジュール２と、液体の流動を制御するための穿孔機１３と、加温装置１４及び検出装置１５を備えている。操作者は各検査項目ごとに検査モジュール２を用意し、保持ディスク１２に装着し、遺伝子検査装置１を起動させる。
【００３４】
図２は検査モジュール２の構成図である。検査モジュール２は、試薬カートリッジ本体２１に透明な試薬カートリッジカバー２２を接合した試薬カートリッジ２０を、検査カートリッジ本体３１に透明な検査カートリッジカバー３２を接合した検査カートリッジ３０に装着して構成している。各試薬は各試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０，２９０，３８０，３９０に予め所定量だけ分注されている。試薬カートリッジ２０の側面（図３）には、各試薬容器に連通する試薬流出口２２１、２３１，２４１，２５１，２６１，２７１，２８１，２９１が設けてあり、検査カートリッジ３０に装着することで、図４に示す検査カートリッジ３０の各試薬流入口３２１，３３１，３４１，３６１，３８１，３９１に接続する。本実施例では試薬流出口２４１，２５１，２７１はまとめて試薬流入口３４１に接続している．試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に装着した時点で、各試薬容器は各試薬流出口および対応する各試薬流入口を通して検査カートリッジ内で連通する。
【００３５】
このように、本実施例の化学分析装置は、試料が注入され、試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体である検査モジュール２を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出装置１５と、を備える化学分析装置であって、前記検査モジュール２は、前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０と、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとなる検査カートリッジ３０とを備え，前記試薬カートリッジ２０の側面と前記検査カートリッジ３０の側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されている。
【００３６】
これにより、各種試薬を予め貯蔵する場合でも、試薬の特性に応じた管理を十分行うことができる。また、効果的な試料或は試薬の流動を形成することができる。また、カートリッジ高さを抑えることができ、それを収容する収容部での高さをより低く抑えることができる。
【００３７】
例えば、試薬カートリッジ２０の外周側に検査カートリッジ３０の内周側側面が対向する。具体的には、前記接続部で前記検査カートリッジ３０の前記回転中心側と前記試薬カートリッジ２０の前記回転外周側とが対向するよう形成されることが好ましい。
【００３８】
なお、複数の試薬カートリッジを有する場合は、各試薬カートリッジ２０の外周側側面が、検査カートリッジ３０に対向するよう形成されていることが好ましい。
【００３９】
また、前記接続部の前記検査カートリッジ３０の試薬流路断面積は、前記試薬カートリッジ２０の試薬流路断面積より大きいことが好ましい。
【００４０】
また更に、例えば、前記検査モジュール２は回転可能に前記収容部に設置され、前記試料は核酸を含むものであり、前記検査カートリッジ３０は前記試料の核酸を捕捉する捕捉部を有し、前記検出機構は前記検査モジュール２の外部に配置される。
【００４１】
または、前記検査モジュール２体は回転可能に前記収容部に設置され、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０と、前記試薬カートリッジ２０が接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する検査カートリッジ３０とを備え，前記試薬カートリッジ２０と前記検査カートリッジ３０とは回転方向に直交する方向よりも回転方向に沿う方向に近い複数の側面を有し、前記側面のうち、一の前記側面は他の前記側面より回転中心側に近い位置に形成される。
【００４２】
これにより、カートリッジの安定性を向上させることができ、分析装置の精度良い分析を行うことができる。
【００４３】
具体的には、例えば、前記接続部で前記検査カートリッジ３０の回転中心側と前記試薬カートリッジ２０の回転外周側とが勘合する形態であることが好ましい。
【００４４】
または、前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ２０内で回転中心側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数のほうが回転外周側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数より大きいように構成する。
【００４５】
または、前記試薬カートリッジ２０には複数の試薬貯蔵容器と、前記試薬貯蔵容器と前記試薬カートリッジ２０の端部とを連絡する流路を有し、第一の試薬貯蔵容器と第一の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジ２０の第一の端に連絡する第一の流路と、第二の試薬貯蔵容器と第二の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジ２０の第二の端に連絡する第二の流路と、を備え、検査カートリッジ３０は前記試薬カートリッジ２０と検査カートリッジ３０とを接続した状態で、前記第一の試薬貯蔵容器内の試薬と前記第二の試薬貯蔵容器内の試薬とが前記検査カートリッジ３０の前記試薬流路を介して連通した空間を形成するよう形成されることが好ましい。
【００４６】
なお、試薬貯蔵部はバルブレスの形態にする場合、試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に接続することで前記複数の試薬貯蔵部が検査カートリッジ３０の試薬流路で連通するよう形成することが好ましい。
【００４７】
または、前記検査モジュール２は回転可能に前記収容部に設置され、前記試薬カートリッジ２０或は前記検査カートリッジ３０は、複数の側面が、回転方向に直交する方向よりも回転方向に近い方向に沿って配置され、前記側面のうち一方の面は他方の面より回転中心側に近くなるよう形成されていることが好ましい。
【００４８】
これにより、前述した作用に加えてカートリッジの接続安定性を高め、高速回転の制御を行う場合であっても安定した液の流動を確保できる。このため、精度良い計測を行うことができる。
【００４９】
また、更に、以下の形態を有することが好ましい。
【００５０】
前記試薬カートリッジ２０を複数備え、第一の試薬カートリッジは第二の試薬カートリッジより低い温度で保持された後に前記収容部に収容される。また更に好ましくは、前記第一の試薬カートリッジは前記第二の試薬カートリッジより体積が小さくする。
【００５１】
また、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた前記検査カートリッジは前記試薬カートリッジ２０より低い温度で保持された後に前記収容部に収容されることが好ましい。
【００５２】
前記いずれかの形態において、前記試薬カートリッジ２０を複数備え、前記検査カートリッジ３０の第一の領域に対向して第一の試薬カートリッジが配置され、前記流路カートリッジの第二の領域に対向して第二の試薬カートリッジが配置されることが好ましい。
【００５３】
また、構造体である検査モジュール２としては、以下の形態を有することが好ましい。
特定の化学物質を含む試料の導入部と、前記試料と反応させる試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記前記試薬と反応させた試薬から前記化学物質を捕捉する捕捉部とを有する化学分析用検査モジュール２であって、前記検査モジュール２は、複数の試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０と、前記試薬カートリッジ２０が接続可能な接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する検査カートリッジ３０と、を備え、前記試薬カートリッジの側面と前記検査カートリッジ３０の側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されている。
【００５４】
具体的には、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ３０に接続できる接続部と、前記接続部を経て供給される前記試薬が流れる試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡る反応領域と、前記試薬と反応した前記試料中の前記化学物質を捕捉する捕捉部と、を有し、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成された検査カートリッジである。
【００５５】
更に具体例としては、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０に接続可能に構成され、前記試薬貯蔵部の試薬が供給される接続部と、特定の化学物質を含む試料を注入する注入口と、前記注入口から注入された試料から検査対象の遺伝子を含む分離試料を分離する分離部と、第一の前記接続部から供給された第一の試薬と前記分離試料とを導入して反応させる第一反応部と、前記反応した前記分離試料から前記遺伝子を捕捉する遺伝子捕捉部と、第二の前記接続部から供給された洗浄用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く洗浄用試薬流路と、第三の前記接続部から供給された溶離用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く溶離用試薬流路と、前記溶離された前記遺伝子を保持する保持部と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする検査カートリッジ３０である。
【００５６】
又は、試薬が流下する試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流下する試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する検査カートリッジ３０に接続可能に形成される接続部と、前前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記貯蔵された試薬を前記流路構造体に導く流路と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記流路構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする試薬カートリッジ２０である。
【００５７】
図６に、図２で示したＡ−Ａ部における試薬カートリッジ２０および検査カートリッジ３０の接続部縦断面図を、図５に、試薬カートリッジ２０と検査カートリッジ３０の接続前の上記Ａ−Ａ部に対応する縦断面図を示す。試薬カートリッジ２０の接続部には、試薬カートリッジ２０内に予め貯蔵されている試薬の漏れや蒸発を防ぐため、試薬カートリッジ保護シート２３が接着されている。また、検査カートリッジ３０の接続部には、検査カートリッジ３０内部の汚染を防ぐため、検査カートリッジ保護シート３３が接着されている。
【００５８】
操作者は、試薬カートリッジ保護シート２３および検査カートリッジ保護シート３３をはがし、試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に装着する。試薬流出口を構成する突起部（例えば図５の２９９）は試薬流入口と嵌め合うことで両カートリッジを位置決めし、かつ試薬が検査カートリッジの外に漏れ出すことはない。あるいは、検査カートリッジ保護シートの接着している検査カートリッジカバー３２に接着剤が添付することで、試薬カートリッジの接合面を接着し、試薬の漏れを防いでもよい。
尚、上記試薬カートリッジに設けた突起部（例えば図５の２６９）は、検査カートリッジ側に設けてもよい。
【００５９】
このように、凹凸構造を有する点を特徴とする。
【００６０】
試薬カートリッジ３０は試薬容器に連通する流路を備えた突起部を備え、検査カートリッジはこの突起を収容し、前記流路に対応する流路を備えた凹状の入口部を備える点を特徴とする。なお、前記突起部と入口部とは反対側のカートリッジに形成された組合わせであってもよい。突起は側方に伸びる形態であることが望ましい。
【００６１】
以下全血を試料として用いた場合のウイルス核酸の抽出及び分析動作を説明する。図７に、操作者による本発明の遺伝子検査装置の操作手順を、図８および図９に遺伝子検査装置内での動作手順を示す。
【００６２】
操作者は、真空採血管等で採血した全血を、検査カートリッジ３０の試料注入口３０１より試料容器３１０に注入し（図１０）、図５に示した試薬カートリッジ保護シート２３および検査カートリッジ保護シート３３をはがした後、試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に装着する（図２）。
【００６３】
このとき検査カートリッジ３０の試料注入口３０１は試薬カートリッジ２０により塞がれるため、以後試料が検査カートリッジ３０より漏れ出ることはない。あるいは試薬カートリッジ２０に試料通気孔３１３を貫通させておき（図２および図３）、空気は通すが試料およびそのミストは通さないフィルタを装着しておき、試料の流動時に通気が可能な状態にしてもよい。
【００６４】
試薬カートリッジが形成された核酸結合部に供給する洗浄液は、溶離液の貯蔵容器からの流路が流路カートリッジの対応流路と接続する接続部は、試薬容器３１０より外周側に位置することが効率的に液を流す上で好ましい。または、試薬カートリッジに形成された、回収した核酸を含む液に供給する増幅液又は検査液を貯蔵する貯蔵容器からの流路が、流路カートリッジの対応流路と接続する接続部は試薬容器３１０より外周側に位置することが効率的に液を流す上で好ましい。
【００６５】
組上げた分析モジュール２を図１の保持ディスク１２に必要な数だけ装着し、遺伝子検査装置１を稼動させれば、全血からウイルスの遺伝子が抽出され、最終的に遺伝子が検出される。
【００６６】
以下に、遺伝子検査装置１内部での各動作における液の流動状態を図１１から図１７に示す。全血５０１を注入後、モータ１１で保持ディスク１２を回転する。試料容器３１０に注入された全血は、保持ディスク１２の回転により発生する遠心力の作用で外周側に流動し、血球貯蔵容器３１１および血清定量容器３１２を満たし、余分な全血はオーバーフロー細管流路３１３からオーバーフロー太管流路３１４を通って全血廃棄容器３１５へ流れる（図１１）。全血廃棄容器３１５には全血廃棄用通気流路３１６が設けてあり、全血廃棄容器通気孔３１７を通して空気が自由に出入り可能である。オーバーフロー細管流路３１３からオーバーフロー太管流路３１４にかけての接続部は急拡大しておりかつオーバーフロー細管流路３１３の最内周側（半径位置６０１）にある
ため、全血はオーバーフロー細管流路３１３を満たした状態で前記接続部で切れる。したがって半径位置６０１より内周側に液は存在できないので、血清定量容器３１２の液面も半径位置６０１になる。また、血清定量容器３１２から分岐している血清毛細管３１８にも全血が流れ込み、ここでも全血の最内周部は半径位
置６０１になる。
【００６７】
さらに回転を続けると全血５０１は血球と血清に分離し(遠心分離)、血球５０２は外周側の血球貯蔵容器３１１へ移動し、血清定量容器３１２内は血清５０３だけになる（図１２）。
【００６８】
上記一連の血清分離動作時に、試薬カートリッジ２０にある各試薬容器の通気孔２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２，２８２，２９２は試薬カートリッジカバー２２（図５）で蓋をされていて空気が入らない状態になっている。遠心力により各試薬は試薬容器外周側より流出しようとするが、容器内に空気が入らないため試薬容器内の圧力が低下し、遠心力と釣り合って試薬は流出することができない。
しかし回転数が増加し遠心力が大きくなると、試薬容器内の圧力は徐々に低下し、試薬の飽和蒸気圧以下になると気泡が発生する。そこで、図１２に示すように、各試薬容器外周側から流出する試薬を一旦内周側に戻すような流路構造（戻り流路２２３、２３３、２４３、２５３、２６３、２７３，２８３，２９３）とすることで、試薬容器内の圧力低下を抑制し、気泡の発生を防ぐ。このように血清分離動作時には、各試薬は試薬容器に保持されたまま流動しない。
【００６９】
また，戻り流路部での圧力が飽和蒸気圧以下になっても気泡が発生する可能性がある．流路内で気泡が発生すると，試薬が流出する途中で液が切れてしまい，試薬容器内に液が残ってしまう可能性がある．戻り流路最内周部より下流側の流路においては，流路内を試薬が連続して流動している場合には，遠心力の作用で流路下流側の液が上流側の液を引っ張るため，戻り流路最内周部で圧力が最も低くなる．
たとえば第一洗浄液５４１が第一洗浄液戻り流路２４３を経て第一洗浄液流出口２４１から流出する場合，戻り流路最内周部の圧力Ｐ４０は次式で表される．
P40=P41-(1/2)ρ4(r42-R42)ω42
ここに，Ｐ４１は第一洗浄液流出口での圧力，ρ４は第一洗浄液の密度，ｒ４およびＲ４はそれぞれ第一洗浄液流出口半径および第一洗浄液戻り流路最内周部半径（図２１参照），ω４は回転速度である．
同様に溶離液５７１が溶離液戻り流路２７３を経て溶離液流出口２７１から流出する場合，戻り流路最内周部の圧力Ｐ７０は次式で表される．
P70=P71-(1/2)ρ7(r72-R72)ω72
ここに，Ｐ７１は溶離液流出口での圧力，ρ７は溶離液の密度，ｒ７およびＲ７はそれぞれ溶離液流出口半径および溶離液戻り流路最内周部半径（図２１参照），ω７は回転速度である．
第一洗浄液および溶離液の流出口半径ｒ４およびｒ７はほぼ同じ長さであるが，戻り流路最内周部半径は内周側に試薬貯蔵部を持つ溶離液戻り流路最内周部半径Ｒ７が外周側に試薬貯蔵部を持つ第一洗浄液戻り流路最内周部半径Ｒ４より短いため，戻り流路最内周部での圧力は，回転速度が同じ場合，溶離液（圧力Ｐ７０）のほうが第一洗浄液（圧力Ｐ４０）より低くなるため，第一洗浄液戻り流路最内周部より溶離液戻り流路最内周部で飽和蒸気圧以下になりやすい．そのため，第一洗浄液５４１に比べて回転中心側にある溶離液５７１を流動させる場合は，第一洗浄液を流動させるときの回転速度（ω４）より溶離液を流動させる時の回転速度（ω７）を小さくして，戻り流路最内周部での圧力が飽和蒸気圧以下になるのを防ぐことが望ましい．
所定の時間回転させ血清分離動作が終了すると分析モジュール２は停止し、血清定量容器３１２内の血清５０３の一部が血清毛細管３１８内部に表面張力により毛細管流動し、混合部４１０と血清毛細管３１８との接続部である混合部入り口４１１まで流動し、血清毛細管３１８を満たす。
【００７０】
以下穿孔機１３が各試薬容器上流部の通気孔にひとつづつ穴をあけてはモータ１１を回転し、各試薬を遠心力で流動させる。
【００７１】
以下に血清分離終了後の動作を示す。
【００７２】
溶解液容器２２０には血清中のウイルスの膜蛋白を溶解するための溶解液５２１が分注してある。穿孔機１３が溶解液通気孔２２２に穴をあけた後、モータ１１を回転させると、遠心力の作用により溶解液５２１は溶解液容器２２０より溶解液戻り流路２２３を経て、混合部４１０に流れ込む。
【００７３】
本実施例では溶解液は、試薬カートリッジ側から流路カートリッジ側に流入した後に血清と合流するように形成されている例を示している。
【００７４】
また、血清定量容器３１２内の血清の最内周側（血清分離終了時には半径位置６０１）が混合部入り口４１１（半径位置６０２）より内周側にあるため、遠心力によるヘッド差で血清定量容器３１２および血清毛細管３１８内の血清は、混合部入り口４１１から混合部４１０に流れ込む（図１３）。混合部４１０は溶解液と血清を混合するための空間であるが，血清と溶解液を混合する部材で構成することで，混合を促進してもよい。例えば樹脂やガラス、紙等の多孔性フィルタや繊維、或いはエッチングや機械加工等で製作したシリコンや金属等の突起物などである。
図３および図４あるいは図５に示すように，検査カートリッジにおける試薬流入口３２１（図５では３９１）の流路断面積は試薬カートリッジにおける試薬流出口２２１（図５では２９１）の流路断面積より大きいため，試薬カートリッジから流出した溶解液は検査カートリッジの試薬流入口でせき止められることなく流れ，試薬カートリッジと検査カートリッジの接続部から漏れ出ることはない．
血清と溶解液は混合部４１０で混合し反応容器４２０へ流れ込む（図１４）。反応容器４２０には反応容器用通気孔４２３が設けてあり、空気が自由に出入り可能である。血清定量容器３１２から血清毛細管３１８への分岐部３１９（半径位置６０３）は混合部入り口４１１（半径位置６０２）より内周側にあるため、サイホン効果により血清毛細管３１８内の血清はすべて混合部４１０に流れ出る。一方血清定量容器３１２の血清は遠心力で血清毛細管３１８に流れ込むから、血清定量容器３１２内での血清の液面が分岐部３１９（半径位置６０３）に到達するまで血清は混合部４１０に流出し続け、血清の液面が分岐部３１９に到達した時点で、血清毛細管３１８に空気が混入し空になって流動は終了する。すなわち血清分離終了時点での半径位置６０１から半径位置６０３までの血清定量容器３１２、オーバーフロー細管流路３１３および血清毛細管流路３１８内の血清が混合部４１０に流出し、溶解液と混合する。
【００７５】
このように、半径位置６０１から半径位置６０３までの血清定量容器３１２、オーバーフロー細管流路３１３および血清毛細管流路３１８を所定の容積（必要血清量）になるよう設計すれば、全血に対する血清の比率が全血試料ごとに異なっても、分析に使用する血清を定量することができる。例えば、血球貯蔵容器の容積を２５０マイクロリットルとし、必要血清量を２００マイクロリットルに設計したとき、全血を５００マイクロリットル分注すれば、全血廃棄容器３１５へ５０マイクロリットルの全血がオーバーフローし、残りの４５０マイクロリットルが血清と血球に分離し、分離した血清のうち２００マイクロリットルが混合部４１０へ流出する。すなわち４５０マイクロリットルの全血に対して、血清の量が２００マイクロリットル以上の全血試料については本発明のデバイスで分析が可能になる。血清の比率が小さい全血に対しては、血球貯蔵容器の容積を大きくし全血試料を多くすればよい。
【００７６】
反応容器４２０では混合した血清と溶解液が反応する。血清と溶解液の混合液が反応容器４２０に流入した後の反応容器４２０内の液面は、反応液流路４２１の最内周部（半径位置６０４）よりも外周側にあるため、反応液流路４２１の最内周部を越えることができず、回転中は混合液が反応容器４２０に保持される。
【００７７】
溶解液は、血清中のウイルスや細菌等からその膜を溶解して核酸を溶出させる働きをするが、さらに核酸結合部材３０１への核酸の吸着を促進させる。このような試薬としては、ＤＮＡの溶出及び吸着には塩酸グアニジンを、ＲＮＡにはグアニジンチオシアネートを用いればよく、核酸結合部材としては石英やガラスの多孔質材や繊維フィルタ等を用いればよい。
【００７８】
血清と溶解液が反応容器４２０に保持された後、モータ１１を停止し、穿孔機１３で追加液容器２３０に空気を供給するための追加液通気孔２３２に穴をあけ、再びモータ１１を回転させると、遠心力の作用により追加液５３１は追加液容器２３０より追加液戻り流路２３３を経て、反応容器４２０に流れ込み、反応容器内の混合液の液面を内周側に移動させる（図１５）。液面が反応液流路４２１の最内周部（半径位置６０４）に達すると、混合液は反応液流路の最内周部を越えて流れ出し、核酸結合部材３０１へ流れ込む。追加液としては、たとえば上述の溶解液を使用すればよい。
【００７９】
尚、試料によっては混合液の壁面に対する濡れ性がよく、停止状態では反応液流路４２１内を毛細管現象で混合液が流動する場合もあり、このときは追加液５３１を必要としない。このようにして溶解液と血清の混合液が核酸結合部材を通過すると、核酸が核酸結合部材３０１に吸着し、液は溶離液回収容器３９０へと流れ込む。
【００８０】
溶離液回収容器３９０には、溶離液回収容器用通気孔３９４が設けてあり、空気が自由に出入り可能である。核酸結合部材３０１通過後の廃液３９１は、混合容器４２０のときと同様、廃液戻り流路３９３のために、一旦溶離液回収容器３９０に保持されるが、廃液量に比べて溶離液回収容器３９０の容積が十分小さい
ため、廃液は廃液戻り流路３９３の最内周側を越え、廃液流出流路３９９を経て廃液貯蔵容器４０２へと流出する（図１６）。
【００８１】
次にモータ１１を停止し、穿孔機１３で第一洗浄液容器２４０に空気を供給するための第一洗浄液通気孔２４２に穴をあけた後、再びモータ１１を回転させると、遠心力の作用により第一洗浄液は第一洗浄液容器２４０より第一洗浄液戻り流路２４３経て、核酸結合部材３０１に流れ込み、核酸結合部材３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄する。第一洗浄液としては、たとえば上述の溶解液或いは溶解液の塩濃度を低減した液を使用すればよい。洗浄後の廃液は、上述の混合液同様、溶離液回収容器３９０を経て、廃液貯蔵容器４０２へと流出する。
【００８２】
同様の洗浄動作を複数回繰り返す。たとえば、第一洗浄液に引き続き、モータ停止の状態で、穿孔機１３で第二洗浄液容器２５０に空気を供給するための第二洗浄液通気孔２５２に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、核酸結合部材３０１に付着した塩等の不要成分を洗浄する。第二洗浄液としては、たとえばエタノール或いはエタノール水溶液を用いればよい。
【００８３】
同様に第三洗浄液容器２６０に空気を供給するための第三洗浄液通気孔２６２の蓋に穴をあける。第三洗浄液は溶離液回収容器３９０に直接流入し、溶離液回収容器３９０に付着した塩等の成分を洗浄する。第三洗浄液としては、たとえば滅菌水やｐＨを７から９に調整した水溶液を用いればよい。
【００８４】
このように核酸結合部材３０１および溶離液回収容器３９０を洗浄した後、核酸の溶離工程および増幅，検出工程に移行する（図１７）。
【００８５】
すなわちモータ停止の状態で、穿孔機１３で溶離液容器２７０に空気を供給するための溶離液通気孔２７２の蓋に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、核酸結合部材３０１に溶離液５７１を流す（図１７）。溶離液は、核酸を核酸結合部材３０１から溶離する液で、水或いはｐＨを７から９に調整した水溶液を用いればよい。特に溶離しやすくするため、４０度以上に加温することが望ましい。加温には図１の加温装置１４を用い、溶離液回収容器３９０の上から光を照射すればよい。核酸を溶離して回収した溶離液は液量が溶離液回収容器３９０の容積より小さく廃液戻り流路３９３の最内周側を越えることができず、溶離液回収容器内に保持される。
【００８６】
ここで、第一或は第二の洗浄液と溶離液とは、試薬カートリッジの端まで独立した流路を形成し、流路カートリッジ内で合流するように形成されていることが好ましい。例えば、コンタミ等を抑制するためである。溶離液容器から核酸結合部材３０１までの流路のうち、流路カートリッジ上での流路より試薬カートリッジ上での流路が長くなるよう形成する。或は、洗浄液容器から核酸結合部材３０１までの流路のうち、流路カートリッジ上の流路より試薬カートリッジ上の流路を長くなるよう形成されている。
【００８７】
次にモータ停止の状態で、穿孔機１３で増幅液貯蔵容器２８０に空気を供給するための増幅液通気孔２８２に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、増幅液５８１を流す（図１８）。増幅液５８１は乾燥増幅試薬の入った増幅試薬容器３８５を経て、増幅試薬と一緒に溶離液回収容器３９０に流入し，核酸を溶離した溶離液と混合する．増幅試薬は、核酸を増幅するための試薬で、デオキシヌクレオシド三リン酸を含んでいる。増幅方法に応じて、加温装置１４を用いて、溶離液回収容器３９０の上から光を照射して加温し、溶離液回収容器３９０内で核酸を増幅する。
【００８８】
例えば、増幅液貯蔵容器２８０から溶離液回収容器までの流路のうち、流路カートリッジ上の流路より試薬カートリッジ上での流路が長くなるよう形成する。また、検査液容器から溶離液回収容器までの流路のうち、流路カートリッジ上の流路より試薬カートリッジ上での流路が長くなるよう形成する。好ましくは、溶離液回収容器に供給される洗浄液と増幅液と、又は更に検出液とは、それらの供給流路の合流部は流路カートリッジ側にあることが好ましい。コンタミを抑制し、効果的に反応を得るためである。
【００８９】
次にモータ停止の状態で、穿孔機１３で検出液貯蔵容器２９０に空気を供給するための増幅液通気孔２９２に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、検出液５９１を流す（図１９）。検出液５９１は乾燥検出試薬の入った検出試薬容器３９５を経て、検出試薬と一緒に溶離液回収容器３９０に流入し，増幅液と混合する．検出試薬には、蛍光試薬等を含んでいる。
次に検出装置１５を溶離液回収容器３９０の上に移動させ、例えば蛍光発光量を検出する。
【００９０】
本発明によれば、試薬の分注操作が不要となり作業不備による試薬の汚染の心配がない。また各試薬の流動を制御するためのバルブを流路途中に設ける必要がなく、流路途中でのバルブ部での液残りは発生せず、前工程での試薬による汚染を防止でき、液体試料中の核酸等の特定成分を高純度に抽出でき、高精度に分析できる。
【００９１】
また、本発明によれば、試薬カートリッジを検査カートリッジとは別に供給するため、検査項目に合わせて、例えば検査項目により試薬の液量が異なる場合には、試薬カートリッジのみを検査項目ごとに用意し、検査カートリッジは共通で使用できるため、生産コストを低減できる。
【００９２】
あるいは、各検査項目毎に保存しておかなければならないのは試薬カートリッジのみで、検査カートリッジの保有数は少なくてすみ、保存スペースを小さくできる。特に試薬の温度管理が必要な場合には、試薬カートリッジのみ温度管理すればよく、温度管理に必要なスペースを小さくできる。
あるいは、停電等で試薬に不具合が生じた場合でも、検査カートリッジは独立して使用できるため、試薬カートリッジのみを購入すればよく経済的である。
【００９３】
図１０に示す実施例では，乾燥増幅試薬の入った増幅試薬容器３８５および乾燥検出試薬の入った検出試薬容器３９５を設けたが，図２０に示すように増幅液貯蔵容器２８０および検出液貯蔵容器２９０のそれぞれ下流の流路内に凍結乾燥した増幅試薬および凍結乾燥した検出試薬を流路表面に保持しておいてもよい．例えば，凍結乾燥する前の液状試薬を前記流路内に分注し，カートリッジごと凍結乾燥すれば，液体の状態で試薬を定量でき一定量を高精度に保持できる．また，流路内に薄くかつ一様に乾燥試薬を分布させることができるため，乾燥試薬を溶解するための液状試薬（５８１および５９１）を流動させるだけで乾燥試薬を溶解でき，溶解時の攪拌操作が不要となる．
このようにすることにより、試薬などを予め貯蔵する試薬カートリッジと流路が形成された流路カートリッジを用いて効果的に、高性能の分析装置を提供することができる。バルブ成分や複数の試薬を備えた場合の試薬間コンタミを抑制するのに好適な形態を得ることができ、分析時の高性能化を図ることができる。
【００９４】
また図２に示す実施例では、各試薬は全て一体の試薬カートリッジ２０に貯蔵されているが、増幅試薬によっては低温保存が必要である。そこで、増幅試薬容器のみを別カートリッジとした増幅試薬カートリッジを試薬カートリッジ２０から分離し、必要に応じて増幅試薬カートリッジのみを温度管理すればよい。
【００９５】
具体的には、増幅用の特に酵素を含む試薬を増幅カートリッジでマイナス２０℃程度で保存し、抽出試薬や検出用の蛍光試薬等は試薬カートリッジ２０で室温にて保存する。増幅用の酵素等、低温で保存する必要のある試薬は量が少なく、増幅試薬カートリッジは、試薬カートリッジ２０に比べ小さい。低温用保存庫ののスペースを専有しない点で、増幅試薬カートリッジを試薬カートリッジ２０とは別にするのは有利である。
【００９６】
また本発明の実施形態によれば、異なる温度管理の必要な試薬カートリッジを別々に温度管理できるので、試薬の調整が簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の一実施例による遺伝子検査装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施例による検査モジュールの構成図である。
【図３】本発明の一実施例による試薬カートリッジの構成図である。
【図４】本発明の一実施例による検査カートリッジの構成図である。
【図５】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび検査カートリッジの断面図である。
【図６】本発明の一実施例による検査モジュールの断面図である。
【図７】本発明の一実施例による操作手順を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施例による遺伝子診断装置内での動作手順を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施例による遺伝子診断装置内での動作手順を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１１】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１２】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１３】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１４】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１５】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１６】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１７】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１８】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１９】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図２０】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図２１】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…遺伝子検査装置、２…検査モジュール、１１…モータ、１２…保持ディスク、１３…穿孔機、１４…加温装置、１５…検出装置、２０…試薬カートリッジ、３０…検査カートリッジ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡを含む液体試料からＤＮＡを抽出する方法としては、特表２００３−５０２６５６号公報に、小型化されたインビトロ増幅アッセイを行うための装置および方法が記載されている。この装置では、ＤＮＡ混合液を無機基体としてのガラスフィルタに通過させた後、洗浄液及び溶離液を通過させてＤＮＡのみを回収している。ガラスフィルタは回転可能な構造体に設けてあり、洗浄液や溶離液等の試薬は同じ構造体内の各試薬リザーバに保持してある。各試薬は構造体が回転することにより発生する遠心力で流動し、各試薬リザーバとガラスフィルタを結ぶ微細流路に設けたバルブを開くことにより試薬がガラスフィルタを通過する。
【０００３】
複数の化学物質を含む試料から核酸等の特定の化学物質を抽出し分析する化学分析装置としては、特表２００１−５２７２２０号公報に、一体型流体操作カートリッジが記載されている。この装置では、一体型カートリッジ内部に溶解液や洗浄液や溶離液等の試薬、及び核酸を捕獲する捕獲構成部品を備え、核酸を含む試料をカートリッジ内部に注入した後、前記試料と溶離液を混合させて前記捕獲構成部品に通過させ、さらに捕獲構成部品に洗浄液を通過させ、さらに捕獲構成部品に溶離液を通過させ、捕獲構成部品を通過した後の溶離液をＰＣＲ試薬に接触させ反応チャンバへと流している。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０２６５６号公報
【０００５】
【特許文献２】特表２００１−５２７２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これらの公報記載の形態は、試薬貯蔵部と反応部等がすべて一体となった形態となっており、各種試薬を予め貯蔵しようとすると、試薬の特性に応じた管理を十分行うことはできない。また、前記特表２００３−５０２６５６号公報記載の装置では、バルブには加熱することで溶けるワックス等を使用しているので、通過した試薬がバルブ部に残り回収したＤＮＡを汚染する可能性がある。すなわちＤＮＡ混合液や洗浄液がバルブ部に残り、遠心力で溶離液をガラスフィルタに通過させている工程で、バルブ部に残ったＤＮＡ混合液や洗浄液が流れ込む可能性がある。
【０００７】
また前記特表２００１−５２７２２０号公報記載の一体型流体操作カートリッジでは、各試薬をポンプで送液する際、各試薬チャンバと捕獲構成部品を結ぶ微細流路に設けたバルブ等を開くことで試薬が捕獲構成部品を通過する。さらに捕獲構成部品を通過した試薬のうち洗浄液は廃液チャンバへ、溶離液は反応チャンバへと流れるように捕獲構成部品と各チャンバとの間の流路に設けたバルブ等で切り替えている。ポンプで複数の試薬を送液する場合流路壁に試薬が残り、特にバルブ等の障害物があると液が残りやすく、一旦液が残ると流動することがないため、別の試薬との合流部で汚染する可能性がある。また、捕獲構成部品を通過した洗浄液と溶離液とをバルブ等で切り替えて別々のチャンバに流動させる場合、先に廃液チャンバへと流動した洗浄液が反応チャンバへ切り替えるバルブ等の上流流路を汚染するため、溶離液に洗浄液が混入する恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題の少なくとも一つを解決することができ、液体試料中の特定の化学物質を高精度に抽出し検出する簡易な化学分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は例えば以下の形態を備えることにより解決する。
（１）試料が注入され、試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、
前記構造体は、前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，
前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置された状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置である。
【００１０】
これにより、各種試薬を予め貯蔵する場合でも、試薬の特性に応じた管理を十分行うことができる。また、効果的な試料或は試薬の流動を形成することができる。また、カートリッジ高さを抑えることができ、それを収容する収容部での高さをより低く抑えることができる。
【００１１】
例えば、試薬カートリッジの外周側に流路カートリッジの内周側側面が対向する。具体的には、前記接続部で前記流路カートリッジの前記回転中心側と前記試薬カートリッジの前記回転外周側とが対向するよう形成されることが好ましい。
【００１２】
なお、複数の試薬カートリッジを有する場合は、各試薬カートリッジの外周側側面が、流路カートリッジに対向するよう形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記接続部の前記流路カートリッジの試薬流路断面積は、前記試薬カートリッジの試薬流路断面積より大きいことが好ましい。
【００１４】
また更に、例えば、前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、前記試料は核酸を含むものであり、前記流路カートリッジは前記試料の核酸を捕捉する捕捉部を有し、前記検出機構は前記構造体の外部に配置される。
【００１５】
または、前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，
前記試薬カートリッジと前記流路カートリッジとは回転方向に直交する方向よりも回転方向に沿う方向に近い複数の側面を有し、前記側面のうち、一の前記側面は他の前記側面より回転中心側に近い位置に形成されることを特徴とする分析装置である。
【００１６】
これにより、カートリッジの安定性を向上させることができ、分析装置の精度良い分析を行うことができる。
【００１７】
具体的には、例えば、前記接続部で前記流路カートリッジの回転中心側と前記試薬カートリッジの回転外周側とが勘合する。
【００１８】
または、（１）において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ内で回転中心側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数のほうが回転外周側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数より大きいことを特徴とする化学分析装置である。
【００１９】
または、（１）において、
前記試薬カートリッジには複数の試薬貯蔵容器と、前記試薬貯蔵容器と前記試薬カートリッジの端部とを連絡する流路を有し、第一の試薬貯蔵容器と第一の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジの第一の端に連絡する第一の流路と、第二の試薬貯蔵容器と第二の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジの第二の端に連絡する第二の流路と、を備え、流路カートリッジは前記試薬カートリッジと流路カートリッジとを接続した状態で、前記第一の試薬貯蔵容器内の試薬と前記第二の試薬貯蔵容器内の試薬とが前記流路カートリッジの前記試薬流路を介して連通した空間を形成するよう形成されたことを特徴とする化学分析装置である。
試薬貯蔵部はバルブレスの形態にする場合、試薬カートリッジを流路カートリッジに接続することで前記複数の試薬貯蔵部が流路カートリッジ内の試薬流路で連通するよう形成することが好ましい。
【００２０】
また、（１）において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、前記試薬カートリッジ或は前記流路カートリッジは、複数の側面が、回転方向に直交する方向よりも回転方向に近い方向に沿って配置され、前記側面のうち一方の面は他方の面より回転中心側に近くなるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置である。
【００２１】
これにより、前述した作用に加えてカートリッジの接続安定性を高め、高速回転の制御を行う場合であっても安定した液の流動を確保できる。このため、精度良い計測を行うことができる。
【００２２】
また、更に、以下の形態を有することが好ましい。
【００２３】
前記いずれかの形態において、前記試薬カートリッジを複数備え、第一の試薬カートリッジは第二の試薬カートリッジより低い温度で保持された後に前記収容部に収容されることを特徴とする。また更に好ましくは、前記第一の試薬カートリッジは前記第二の試薬カートリッジより体積が小さいことを特徴とする。
【００２４】
前記いずれかの形態において、前記流路カートリッジは試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備え、前記流路カートリッジは前記試薬カートリッジより低い温度で保持された後に前記収容部に収容されることが好ましい。
【００２５】
前記いずれかの形態において、前記試薬カートリッジを複数備え、前記流路カートリッジの第一の領域に対向して第一の試薬カートリッジが配置され、前記流路カートリッジの第二の領域に対向して第二の試薬カートリッジが配置されることが好ましい。
【００２６】
また、構造体としては、以下の形態を有することが好ましい。
特定の化学物質を含む試料の導入部と、前記試料と反応させる試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記前記試薬と反応させた試薬から前記化学物質を捕捉する捕捉部とを有する化学分析用構造体であって、
前記構造体は、複数の試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、
前記試薬カートリッジが接続可能な接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路カートリッジと、を備え、前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析用構造体である。
【００２７】
具体には、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続できる接続部と、前記接続部を経て供給される前記試薬が流れる試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡る反応領域と、前記試薬と反応した前記試料中の前記化学物質を捕捉する捕捉部と、を有し、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成された流路構造体である。
【００２８】
更に具体例としては、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続可能に構成され、前記試薬貯蔵部の試薬が供給される接続部と、特定の化学物質を含む試料を注入する注入口と、前記注入口から注入された試料から検査対象の遺伝子を含む分離試料を分離する分離部と、第一の前記接続部から供給された第一の試薬と前記分離試料とを導入して反応させる第一反応部と、前記反応した前記分離試料から前記遺伝子を捕捉する遺伝子捕捉部と、第二の前記接続部から供給された洗浄用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く洗浄用試薬流路と、第三の前記接続部から供給された溶離用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く溶離用試薬流路と、前記溶離された前記遺伝子を保持する保持部と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする流路構造体である。
【００２９】
又は、試薬が流下する試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流下する試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路構造体に接続可能に形成される接続部と、前前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記貯蔵された試薬を前記流路構造体に導く流路と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記流路構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする試薬構造体である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、試薬などを予め貯蔵する試薬カートリッジと流路が形成された流路カートリッジを用いて効果的に、高性能の分析を行うことができる化学分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、本願の特許請求の範囲や明細書に記載の形態に限定するものではなく、公知技術や公知技術となった技術に基づいて構成を変更することを妨げるものではない。
【００３２】
図１〜図１９を参照して、本発明による遺伝子検査装置の一実施例を説明する。
【００３３】
図１は本発明による遺伝子検査装置の全体構成図である。遺伝子分析装置１は、モータ１１により回転可能に支持された保持ディスク１２と、保持ディスク１２上に配置された複数の検査モジュール２と、液体の流動を制御するための穿孔機１３と、加温装置１４及び検出装置１５を備えている。操作者は各検査項目ごとに検査モジュール２を用意し、保持ディスク１２に装着し、遺伝子検査装置１を起動させる。
【００３４】
図２は検査モジュール２の構成図である。検査モジュール２は、試薬カートリッジ本体２１に透明な試薬カートリッジカバー２２を接合した試薬カートリッジ２０を、検査カートリッジ本体３１に透明な検査カートリッジカバー３２を接合した検査カートリッジ３０に装着して構成している。各試薬は各試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０，２９０，３８０，３９０に予め所定量だけ分注されている。試薬カートリッジ２０の側面（図３）には、各試薬容器に連通する試薬流出口２２１、２３１，２４１，２５１，２６１，２７１，２８１，２９１が設けてあり、検査カートリッジ３０に装着することで、図４に示す検査カートリッジ３０の各試薬流入口３２１，３３１，３４１，３６１，３８１，３９１に接続する。本実施例では試薬流出口２４１，２５１，２７１はまとめて試薬流入口３４１に接続している．試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に装着した時点で、各試薬容器は各試薬流出口および対応する各試薬流入口を通して検査カートリッジ内で連通する。
【００３５】
このように、本実施例の化学分析装置は、試料が注入され、試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体である検査モジュール２を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出装置１５と、を備える化学分析装置であって、前記検査モジュール２は、前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０と、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとなる検査カートリッジ３０とを備え，前記試薬カートリッジ２０の側面と前記検査カートリッジ３０の側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されている。
【００３６】
これにより、各種試薬を予め貯蔵する場合でも、試薬の特性に応じた管理を十分行うことができる。また、効果的な試料或は試薬の流動を形成することができる。また、カートリッジ高さを抑えることができ、それを収容する収容部での高さをより低く抑えることができる。
【００３７】
例えば、試薬カートリッジ２０の外周側に検査カートリッジ３０の内周側側面が対向する。具体的には、前記接続部で前記検査カートリッジ３０の前記回転中心側と前記試薬カートリッジ２０の前記回転外周側とが対向するよう形成されることが好ましい。
【００３８】
なお、複数の試薬カートリッジを有する場合は、各試薬カートリッジ２０の外周側側面が、検査カートリッジ３０に対向するよう形成されていることが好ましい。
【００３９】
また、前記接続部の前記検査カートリッジ３０の試薬流路断面積は、前記試薬カートリッジ２０の試薬流路断面積より大きいことが好ましい。
【００４０】
また更に、例えば、前記検査モジュール２は回転可能に前記収容部に設置され、前記試料は核酸を含むものであり、前記検査カートリッジ３０は前記試料の核酸を捕捉する捕捉部を有し、前記検出機構は前記検査モジュール２の外部に配置される。
【００４１】
または、前記検査モジュール２体は回転可能に前記収容部に設置され、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０と、前記試薬カートリッジ２０が接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する検査カートリッジ３０とを備え，前記試薬カートリッジ２０と前記検査カートリッジ３０とは回転方向に直交する方向よりも回転方向に沿う方向に近い複数の側面を有し、前記側面のうち、一の前記側面は他の前記側面より回転中心側に近い位置に形成される。
【００４２】
これにより、カートリッジの安定性を向上させることができ、分析装置の精度良い分析を行うことができる。
【００４３】
具体的には、例えば、前記接続部で前記検査カートリッジ３０の回転中心側と前記試薬カートリッジ２０の回転外周側とが勘合する形態であることが好ましい。
【００４４】
または、前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ２０内で回転中心側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数のほうが回転外周側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数より大きいように構成する。
【００４５】
または、前記試薬カートリッジ２０には複数の試薬貯蔵容器と、前記試薬貯蔵容器と前記試薬カートリッジ２０の端部とを連絡する流路を有し、第一の試薬貯蔵容器と第一の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジ２０の第一の端に連絡する第一の流路と、第二の試薬貯蔵容器と第二の試薬貯蔵容器に連絡し、試薬カートリッジ２０の第二の端に連絡する第二の流路と、を備え、検査カートリッジ３０は前記試薬カートリッジ２０と検査カートリッジ３０とを接続した状態で、前記第一の試薬貯蔵容器内の試薬と前記第二の試薬貯蔵容器内の試薬とが前記検査カートリッジ３０の前記試薬流路を介して連通した空間を形成するよう形成されることが好ましい。
【００４６】
なお、試薬貯蔵部はバルブレスの形態にする場合、試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に接続することで前記複数の試薬貯蔵部が検査カートリッジ３０の試薬流路で連通するよう形成することが好ましい。
【００４７】
または、前記検査モジュール２は回転可能に前記収容部に設置され、前記試薬カートリッジ２０或は前記検査カートリッジ３０は、複数の側面が、回転方向に直交する方向よりも回転方向に近い方向に沿って配置され、前記側面のうち一方の面は他方の面より回転中心側に近くなるよう形成されていることが好ましい。
【００４８】
これにより、前述した作用に加えてカートリッジの接続安定性を高め、高速回転の制御を行う場合であっても安定した液の流動を確保できる。このため、精度良い計測を行うことができる。
【００４９】
また、更に、以下の形態を有することが好ましい。
【００５０】
前記試薬カートリッジ２０を複数備え、第一の試薬カートリッジは第二の試薬カートリッジより低い温度で保持された後に前記収容部に収容される。また更に好ましくは、前記第一の試薬カートリッジは前記第二の試薬カートリッジより体積が小さくする。
【００５１】
また、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた前記検査カートリッジは前記試薬カートリッジ２０より低い温度で保持された後に前記収容部に収容されることが好ましい。
【００５２】
前記いずれかの形態において、前記試薬カートリッジ２０を複数備え、前記検査カートリッジ３０の第一の領域に対向して第一の試薬カートリッジが配置され、前記流路カートリッジの第二の領域に対向して第二の試薬カートリッジが配置されることが好ましい。
【００５３】
また、構造体である検査モジュール２としては、以下の形態を有することが好ましい。
特定の化学物質を含む試料の導入部と、前記試料と反応させる試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記前記試薬と反応させた試薬から前記化学物質を捕捉する捕捉部とを有する化学分析用検査モジュール２であって、前記検査モジュール２は、複数の試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０と、前記試薬カートリッジ２０が接続可能な接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する検査カートリッジ３０と、を備え、前記試薬カートリッジの側面と前記検査カートリッジ３０の側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されている。
【００５４】
具体的には、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ３０に接続できる接続部と、前記接続部を経て供給される前記試薬が流れる試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡る反応領域と、前記試薬と反応した前記試料中の前記化学物質を捕捉する捕捉部と、を有し、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成された検査カートリッジである。
【００５５】
更に具体例としては、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジ２０に接続可能に構成され、前記試薬貯蔵部の試薬が供給される接続部と、特定の化学物質を含む試料を注入する注入口と、前記注入口から注入された試料から検査対象の遺伝子を含む分離試料を分離する分離部と、第一の前記接続部から供給された第一の試薬と前記分離試料とを導入して反応させる第一反応部と、前記反応した前記分離試料から前記遺伝子を捕捉する遺伝子捕捉部と、第二の前記接続部から供給された洗浄用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く洗浄用試薬流路と、第三の前記接続部から供給された溶離用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く溶離用試薬流路と、前記溶離された前記遺伝子を保持する保持部と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする検査カートリッジ３０である。
【００５６】
又は、試薬が流下する試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流下する試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する検査カートリッジ３０に接続可能に形成される接続部と、前前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記貯蔵された試薬を前記流路構造体に導く流路と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記流路構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする試薬カートリッジ２０である。
【００５７】
図６に、図２で示したＡ−Ａ部における試薬カートリッジ２０および検査カートリッジ３０の接続部縦断面図を、図５に、試薬カートリッジ２０と検査カートリッジ３０の接続前の上記Ａ−Ａ部に対応する縦断面図を示す。試薬カートリッジ２０の接続部には、試薬カートリッジ２０内に予め貯蔵されている試薬の漏れや蒸発を防ぐため、試薬カートリッジ保護シート２３が接着されている。また、検査カートリッジ３０の接続部には、検査カートリッジ３０内部の汚染を防ぐため、検査カートリッジ保護シート３３が接着されている。
【００５８】
操作者は、試薬カートリッジ保護シート２３および検査カートリッジ保護シート３３をはがし、試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に装着する。試薬流出口を構成する突起部（例えば図５の２９９）は試薬流入口と嵌め合うことで両カートリッジを位置決めし、かつ試薬が検査カートリッジの外に漏れ出すことはない。あるいは、検査カートリッジ保護シートの接着している検査カートリッジカバー３２に接着剤が添付することで、試薬カートリッジの接合面を接着し、試薬の漏れを防いでもよい。
尚、上記試薬カートリッジに設けた突起部（例えば図５の２６９）は、検査カートリッジ側に設けてもよい。
【００５９】
このように、凹凸構造を有する点を特徴とする。
【００６０】
試薬カートリッジ３０は試薬容器に連通する流路を備えた突起部を備え、検査カートリッジはこの突起を収容し、前記流路に対応する流路を備えた凹状の入口部を備える点を特徴とする。なお、前記突起部と入口部とは反対側のカートリッジに形成された組合わせであってもよい。突起は側方に伸びる形態であることが望ましい。
【００６１】
以下全血を試料として用いた場合のウイルス核酸の抽出及び分析動作を説明する。図７に、操作者による本発明の遺伝子検査装置の操作手順を、図８および図９に遺伝子検査装置内での動作手順を示す。
【００６２】
操作者は、真空採血管等で採血した全血を、検査カートリッジ３０の試料注入口３０１より試料容器３１０に注入し（図１０）、図５に示した試薬カートリッジ保護シート２３および検査カートリッジ保護シート３３をはがした後、試薬カートリッジ２０を検査カートリッジ３０に装着する（図２）。
【００６３】
このとき検査カートリッジ３０の試料注入口３０１は試薬カートリッジ２０により塞がれるため、以後試料が検査カートリッジ３０より漏れ出ることはない。あるいは試薬カートリッジ２０に試料通気孔３１３を貫通させておき（図２および図３）、空気は通すが試料およびそのミストは通さないフィルタを装着しておき、試料の流動時に通気が可能な状態にしてもよい。
【００６４】
試薬カートリッジが形成された核酸結合部に供給する洗浄液は、溶離液の貯蔵容器からの流路が流路カートリッジの対応流路と接続する接続部は、試薬容器３１０より外周側に位置することが効率的に液を流す上で好ましい。または、試薬カートリッジに形成された、回収した核酸を含む液に供給する増幅液又は検査液を貯蔵する貯蔵容器からの流路が、流路カートリッジの対応流路と接続する接続部は試薬容器３１０より外周側に位置することが効率的に液を流す上で好ましい。
【００６５】
組上げた分析モジュール２を図１の保持ディスク１２に必要な数だけ装着し、遺伝子検査装置１を稼動させれば、全血からウイルスの遺伝子が抽出され、最終的に遺伝子が検出される。
【００６６】
以下に、遺伝子検査装置１内部での各動作における液の流動状態を図１１から図１７に示す。全血５０１を注入後、モータ１１で保持ディスク１２を回転する。試料容器３１０に注入された全血は、保持ディスク１２の回転により発生する遠心力の作用で外周側に流動し、血球貯蔵容器３１１および血清定量容器３１２を満たし、余分な全血はオーバーフロー細管流路３１３からオーバーフロー太管流路３１４を通って全血廃棄容器３１５へ流れる（図１１）。全血廃棄容器３１５には全血廃棄用通気流路３１６が設けてあり、全血廃棄容器通気孔３１７を通して空気が自由に出入り可能である。オーバーフロー細管流路３１３からオーバーフロー太管流路３１４にかけての接続部は急拡大しておりかつオーバーフロー細管流路３１３の最内周側（半径位置６０１）にある
ため、全血はオーバーフロー細管流路３１３を満たした状態で前記接続部で切れる。したがって半径位置６０１より内周側に液は存在できないので、血清定量容器３１２の液面も半径位置６０１になる。また、血清定量容器３１２から分岐している血清毛細管３１８にも全血が流れ込み、ここでも全血の最内周部は半径位
置６０１になる。
【００６７】
さらに回転を続けると全血５０１は血球と血清に分離し(遠心分離)、血球５０２は外周側の血球貯蔵容器３１１へ移動し、血清定量容器３１２内は血清５０３だけになる（図１２）。
【００６８】
上記一連の血清分離動作時に、試薬カートリッジ２０にある各試薬容器の通気孔２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２，２８２，２９２は試薬カートリッジカバー２２（図５）で蓋をされていて空気が入らない状態になっている。遠心力により各試薬は試薬容器外周側より流出しようとするが、容器内に空気が入らないため試薬容器内の圧力が低下し、遠心力と釣り合って試薬は流出することができない。
しかし回転数が増加し遠心力が大きくなると、試薬容器内の圧力は徐々に低下し、試薬の飽和蒸気圧以下になると気泡が発生する。そこで、図１２に示すように、各試薬容器外周側から流出する試薬を一旦内周側に戻すような流路構造（戻り流路２２３、２３３、２４３、２５３、２６３、２７３，２８３，２９３）とすることで、試薬容器内の圧力低下を抑制し、気泡の発生を防ぐ。このように血清分離動作時には、各試薬は試薬容器に保持されたまま流動しない。
【００６９】
また，戻り流路部での圧力が飽和蒸気圧以下になっても気泡が発生する可能性がある．流路内で気泡が発生すると，試薬が流出する途中で液が切れてしまい，試薬容器内に液が残ってしまう可能性がある．戻り流路最内周部より下流側の流路においては，流路内を試薬が連続して流動している場合には，遠心力の作用で流路下流側の液が上流側の液を引っ張るため，戻り流路最内周部で圧力が最も低くなる．
たとえば第一洗浄液５４１が第一洗浄液戻り流路２４３を経て第一洗浄液流出口２４１から流出する場合，戻り流路最内周部の圧力Ｐ４０は次式で表される．
P40=P41-(1/2)ρ4(r42-R42)ω42
ここに，Ｐ４１は第一洗浄液流出口での圧力，ρ４は第一洗浄液の密度，ｒ４およびＲ４はそれぞれ第一洗浄液流出口半径および第一洗浄液戻り流路最内周部半径（図２１参照），ω４は回転速度である．
同様に溶離液５７１が溶離液戻り流路２７３を経て溶離液流出口２７１から流出する場合，戻り流路最内周部の圧力Ｐ７０は次式で表される．
P70=P71-(1/2)ρ7(r72-R72)ω72
ここに，Ｐ７１は溶離液流出口での圧力，ρ７は溶離液の密度，ｒ７およびＲ７はそれぞれ溶離液流出口半径および溶離液戻り流路最内周部半径（図２１参照），ω７は回転速度である．
第一洗浄液および溶離液の流出口半径ｒ４およびｒ７はほぼ同じ長さであるが，戻り流路最内周部半径は内周側に試薬貯蔵部を持つ溶離液戻り流路最内周部半径Ｒ７が外周側に試薬貯蔵部を持つ第一洗浄液戻り流路最内周部半径Ｒ４より短いため，戻り流路最内周部での圧力は，回転速度が同じ場合，溶離液（圧力Ｐ７０）のほうが第一洗浄液（圧力Ｐ４０）より低くなるため，第一洗浄液戻り流路最内周部より溶離液戻り流路最内周部で飽和蒸気圧以下になりやすい．そのため，第一洗浄液５４１に比べて回転中心側にある溶離液５７１を流動させる場合は，第一洗浄液を流動させるときの回転速度（ω４）より溶離液を流動させる時の回転速度（ω７）を小さくして，戻り流路最内周部での圧力が飽和蒸気圧以下になるのを防ぐことが望ましい．
所定の時間回転させ血清分離動作が終了すると分析モジュール２は停止し、血清定量容器３１２内の血清５０３の一部が血清毛細管３１８内部に表面張力により毛細管流動し、混合部４１０と血清毛細管３１８との接続部である混合部入り口４１１まで流動し、血清毛細管３１８を満たす。
【００７０】
以下穿孔機１３が各試薬容器上流部の通気孔にひとつづつ穴をあけてはモータ１１を回転し、各試薬を遠心力で流動させる。
【００７１】
以下に血清分離終了後の動作を示す。
【００７２】
溶解液容器２２０には血清中のウイルスの膜蛋白を溶解するための溶解液５２１が分注してある。穿孔機１３が溶解液通気孔２２２に穴をあけた後、モータ１１を回転させると、遠心力の作用により溶解液５２１は溶解液容器２２０より溶解液戻り流路２２３を経て、混合部４１０に流れ込む。
【００７３】
本実施例では溶解液は、試薬カートリッジ側から流路カートリッジ側に流入した後に血清と合流するように形成されている例を示している。
【００７４】
また、血清定量容器３１２内の血清の最内周側（血清分離終了時には半径位置６０１）が混合部入り口４１１（半径位置６０２）より内周側にあるため、遠心力によるヘッド差で血清定量容器３１２および血清毛細管３１８内の血清は、混合部入り口４１１から混合部４１０に流れ込む（図１３）。混合部４１０は溶解液と血清を混合するための空間であるが，血清と溶解液を混合する部材で構成することで，混合を促進してもよい。例えば樹脂やガラス、紙等の多孔性フィルタや繊維、或いはエッチングや機械加工等で製作したシリコンや金属等の突起物などである。
図３および図４あるいは図５に示すように，検査カートリッジにおける試薬流入口３２１（図５では３９１）の流路断面積は試薬カートリッジにおける試薬流出口２２１（図５では２９１）の流路断面積より大きいため，試薬カートリッジから流出した溶解液は検査カートリッジの試薬流入口でせき止められることなく流れ，試薬カートリッジと検査カートリッジの接続部から漏れ出ることはない．
血清と溶解液は混合部４１０で混合し反応容器４２０へ流れ込む（図１４）。反応容器４２０には反応容器用通気孔４２３が設けてあり、空気が自由に出入り可能である。血清定量容器３１２から血清毛細管３１８への分岐部３１９（半径位置６０３）は混合部入り口４１１（半径位置６０２）より内周側にあるため、サイホン効果により血清毛細管３１８内の血清はすべて混合部４１０に流れ出る。一方血清定量容器３１２の血清は遠心力で血清毛細管３１８に流れ込むから、血清定量容器３１２内での血清の液面が分岐部３１９（半径位置６０３）に到達するまで血清は混合部４１０に流出し続け、血清の液面が分岐部３１９に到達した時点で、血清毛細管３１８に空気が混入し空になって流動は終了する。すなわち血清分離終了時点での半径位置６０１から半径位置６０３までの血清定量容器３１２、オーバーフロー細管流路３１３および血清毛細管流路３１８内の血清が混合部４１０に流出し、溶解液と混合する。
【００７５】
このように、半径位置６０１から半径位置６０３までの血清定量容器３１２、オーバーフロー細管流路３１３および血清毛細管流路３１８を所定の容積（必要血清量）になるよう設計すれば、全血に対する血清の比率が全血試料ごとに異なっても、分析に使用する血清を定量することができる。例えば、血球貯蔵容器の容積を２５０マイクロリットルとし、必要血清量を２００マイクロリットルに設計したとき、全血を５００マイクロリットル分注すれば、全血廃棄容器３１５へ５０マイクロリットルの全血がオーバーフローし、残りの４５０マイクロリットルが血清と血球に分離し、分離した血清のうち２００マイクロリットルが混合部４１０へ流出する。すなわち４５０マイクロリットルの全血に対して、血清の量が２００マイクロリットル以上の全血試料については本発明のデバイスで分析が可能になる。血清の比率が小さい全血に対しては、血球貯蔵容器の容積を大きくし全血試料を多くすればよい。
【００７６】
反応容器４２０では混合した血清と溶解液が反応する。血清と溶解液の混合液が反応容器４２０に流入した後の反応容器４２０内の液面は、反応液流路４２１の最内周部（半径位置６０４）よりも外周側にあるため、反応液流路４２１の最内周部を越えることができず、回転中は混合液が反応容器４２０に保持される。
【００７７】
溶解液は、血清中のウイルスや細菌等からその膜を溶解して核酸を溶出させる働きをするが、さらに核酸結合部材３０１への核酸の吸着を促進させる。このような試薬としては、ＤＮＡの溶出及び吸着には塩酸グアニジンを、ＲＮＡにはグアニジンチオシアネートを用いればよく、核酸結合部材としては石英やガラスの多孔質材や繊維フィルタ等を用いればよい。
【００７８】
血清と溶解液が反応容器４２０に保持された後、モータ１１を停止し、穿孔機１３で追加液容器２３０に空気を供給するための追加液通気孔２３２に穴をあけ、再びモータ１１を回転させると、遠心力の作用により追加液５３１は追加液容器２３０より追加液戻り流路２３３を経て、反応容器４２０に流れ込み、反応容器内の混合液の液面を内周側に移動させる（図１５）。液面が反応液流路４２１の最内周部（半径位置６０４）に達すると、混合液は反応液流路の最内周部を越えて流れ出し、核酸結合部材３０１へ流れ込む。追加液としては、たとえば上述の溶解液を使用すればよい。
【００７９】
尚、試料によっては混合液の壁面に対する濡れ性がよく、停止状態では反応液流路４２１内を毛細管現象で混合液が流動する場合もあり、このときは追加液５３１を必要としない。このようにして溶解液と血清の混合液が核酸結合部材を通過すると、核酸が核酸結合部材３０１に吸着し、液は溶離液回収容器３９０へと流れ込む。
【００８０】
溶離液回収容器３９０には、溶離液回収容器用通気孔３９４が設けてあり、空気が自由に出入り可能である。核酸結合部材３０１通過後の廃液３９１は、混合容器４２０のときと同様、廃液戻り流路３９３のために、一旦溶離液回収容器３９０に保持されるが、廃液量に比べて溶離液回収容器３９０の容積が十分小さい
ため、廃液は廃液戻り流路３９３の最内周側を越え、廃液流出流路３９９を経て廃液貯蔵容器４０２へと流出する（図１６）。
【００８１】
次にモータ１１を停止し、穿孔機１３で第一洗浄液容器２４０に空気を供給するための第一洗浄液通気孔２４２に穴をあけた後、再びモータ１１を回転させると、遠心力の作用により第一洗浄液は第一洗浄液容器２４０より第一洗浄液戻り流路２４３経て、核酸結合部材３０１に流れ込み、核酸結合部材３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄する。第一洗浄液としては、たとえば上述の溶解液或いは溶解液の塩濃度を低減した液を使用すればよい。洗浄後の廃液は、上述の混合液同様、溶離液回収容器３９０を経て、廃液貯蔵容器４０２へと流出する。
【００８２】
同様の洗浄動作を複数回繰り返す。たとえば、第一洗浄液に引き続き、モータ停止の状態で、穿孔機１３で第二洗浄液容器２５０に空気を供給するための第二洗浄液通気孔２５２に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、核酸結合部材３０１に付着した塩等の不要成分を洗浄する。第二洗浄液としては、たとえばエタノール或いはエタノール水溶液を用いればよい。
【００８３】
同様に第三洗浄液容器２６０に空気を供給するための第三洗浄液通気孔２６２の蓋に穴をあける。第三洗浄液は溶離液回収容器３９０に直接流入し、溶離液回収容器３９０に付着した塩等の成分を洗浄する。第三洗浄液としては、たとえば滅菌水やｐＨを７から９に調整した水溶液を用いればよい。
【００８４】
このように核酸結合部材３０１および溶離液回収容器３９０を洗浄した後、核酸の溶離工程および増幅，検出工程に移行する（図１７）。
【００８５】
すなわちモータ停止の状態で、穿孔機１３で溶離液容器２７０に空気を供給するための溶離液通気孔２７２の蓋に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、核酸結合部材３０１に溶離液５７１を流す（図１７）。溶離液は、核酸を核酸結合部材３０１から溶離する液で、水或いはｐＨを７から９に調整した水溶液を用いればよい。特に溶離しやすくするため、４０度以上に加温することが望ましい。加温には図１の加温装置１４を用い、溶離液回収容器３９０の上から光を照射すればよい。核酸を溶離して回収した溶離液は液量が溶離液回収容器３９０の容積より小さく廃液戻り流路３９３の最内周側を越えることができず、溶離液回収容器内に保持される。
【００８６】
ここで、第一或は第二の洗浄液と溶離液とは、試薬カートリッジの端まで独立した流路を形成し、流路カートリッジ内で合流するように形成されていることが好ましい。例えば、コンタミ等を抑制するためである。溶離液容器から核酸結合部材３０１までの流路のうち、流路カートリッジ上での流路より試薬カートリッジ上での流路が長くなるよう形成する。或は、洗浄液容器から核酸結合部材３０１までの流路のうち、流路カートリッジ上の流路より試薬カートリッジ上の流路を長くなるよう形成されている。
【００８７】
次にモータ停止の状態で、穿孔機１３で増幅液貯蔵容器２８０に空気を供給するための増幅液通気孔２８２に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、増幅液５８１を流す（図１８）。増幅液５８１は乾燥増幅試薬の入った増幅試薬容器３８５を経て、増幅試薬と一緒に溶離液回収容器３９０に流入し，核酸を溶離した溶離液と混合する．増幅試薬は、核酸を増幅するための試薬で、デオキシヌクレオシド三リン酸を含んでいる。増幅方法に応じて、加温装置１４を用いて、溶離液回収容器３９０の上から光を照射して加温し、溶離液回収容器３９０内で核酸を増幅する。
【００８８】
例えば、増幅液貯蔵容器２８０から溶離液回収容器までの流路のうち、流路カートリッジ上の流路より試薬カートリッジ上での流路が長くなるよう形成する。また、検査液容器から溶離液回収容器までの流路のうち、流路カートリッジ上の流路より試薬カートリッジ上での流路が長くなるよう形成する。好ましくは、溶離液回収容器に供給される洗浄液と増幅液と、又は更に検出液とは、それらの供給流路の合流部は流路カートリッジ側にあることが好ましい。コンタミを抑制し、効果的に反応を得るためである。
【００８９】
次にモータ停止の状態で、穿孔機１３で検出液貯蔵容器２９０に空気を供給するための増幅液通気孔２９２に穴をあけ再びモータ１１を回転させ、検出液５９１を流す（図１９）。検出液５９１は乾燥検出試薬の入った検出試薬容器３９５を経て、検出試薬と一緒に溶離液回収容器３９０に流入し，増幅液と混合する．検出試薬には、蛍光試薬等を含んでいる。
次に検出装置１５を溶離液回収容器３９０の上に移動させ、例えば蛍光発光量を検出する。
【００９０】
本発明によれば、試薬の分注操作が不要となり作業不備による試薬の汚染の心配がない。また各試薬の流動を制御するためのバルブを流路途中に設ける必要がなく、流路途中でのバルブ部での液残りは発生せず、前工程での試薬による汚染を防止でき、液体試料中の核酸等の特定成分を高純度に抽出でき、高精度に分析できる。
【００９１】
また、本発明によれば、試薬カートリッジを検査カートリッジとは別に供給するため、検査項目に合わせて、例えば検査項目により試薬の液量が異なる場合には、試薬カートリッジのみを検査項目ごとに用意し、検査カートリッジは共通で使用できるため、生産コストを低減できる。
【００９２】
あるいは、各検査項目毎に保存しておかなければならないのは試薬カートリッジのみで、検査カートリッジの保有数は少なくてすみ、保存スペースを小さくできる。特に試薬の温度管理が必要な場合には、試薬カートリッジのみ温度管理すればよく、温度管理に必要なスペースを小さくできる。
あるいは、停電等で試薬に不具合が生じた場合でも、検査カートリッジは独立して使用できるため、試薬カートリッジのみを購入すればよく経済的である。
【００９３】
図１０に示す実施例では，乾燥増幅試薬の入った増幅試薬容器３８５および乾燥検出試薬の入った検出試薬容器３９５を設けたが，図２０に示すように増幅液貯蔵容器２８０および検出液貯蔵容器２９０のそれぞれ下流の流路内に凍結乾燥した増幅試薬および凍結乾燥した検出試薬を流路表面に保持しておいてもよい．例えば，凍結乾燥する前の液状試薬を前記流路内に分注し，カートリッジごと凍結乾燥すれば，液体の状態で試薬を定量でき一定量を高精度に保持できる．また，流路内に薄くかつ一様に乾燥試薬を分布させることができるため，乾燥試薬を溶解するための液状試薬（５８１および５９１）を流動させるだけで乾燥試薬を溶解でき，溶解時の攪拌操作が不要となる．
このようにすることにより、試薬などを予め貯蔵する試薬カートリッジと流路が形成された流路カートリッジを用いて効果的に、高性能の分析装置を提供することができる。バルブ成分や複数の試薬を備えた場合の試薬間コンタミを抑制するのに好適な形態を得ることができ、分析時の高性能化を図ることができる。
【００９４】
また図２に示す実施例では、各試薬は全て一体の試薬カートリッジ２０に貯蔵されているが、増幅試薬によっては低温保存が必要である。そこで、増幅試薬容器のみを別カートリッジとした増幅試薬カートリッジを試薬カートリッジ２０から分離し、必要に応じて増幅試薬カートリッジのみを温度管理すればよい。
【００９５】
具体的には、増幅用の特に酵素を含む試薬を増幅カートリッジでマイナス２０℃程度で保存し、抽出試薬や検出用の蛍光試薬等は試薬カートリッジ２０で室温にて保存する。増幅用の酵素等、低温で保存する必要のある試薬は量が少なく、増幅試薬カートリッジは、試薬カートリッジ２０に比べ小さい。低温用保存庫ののスペースを専有しない点で、増幅試薬カートリッジを試薬カートリッジ２０とは別にするのは有利である。
【００９６】
また本発明の実施形態によれば、異なる温度管理の必要な試薬カートリッジを別々に温度管理できるので、試薬の調整が簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の一実施例による遺伝子検査装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施例による検査モジュールの構成図である。
【図３】本発明の一実施例による試薬カートリッジの構成図である。
【図４】本発明の一実施例による検査カートリッジの構成図である。
【図５】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび検査カートリッジの断面図である。
【図６】本発明の一実施例による検査モジュールの断面図である。
【図７】本発明の一実施例による操作手順を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施例による遺伝子診断装置内での動作手順を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施例による遺伝子診断装置内での動作手順を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１１】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１２】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１３】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１４】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１５】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１６】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１７】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１８】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図１９】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図２０】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【図２１】本発明の一実施例による試薬カートリッジおよび分析カートリッジの動作説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…遺伝子検査装置、２…検査モジュール、１１…モータ、１２…保持ディスク、１３…穿孔機、１４…加温装置、１５…検出装置、２０…試薬カートリッジ、３０…検査カートリッジ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が注入され、試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、
前記構造体は、前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え、
前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置された状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記接続部の前記流路カートリッジの試薬流路断面積は、前記試薬カートリッジの試薬流路断面積より大きいことを特徴とする化学分析装置。
【請求項３】
試料が注入され、前記試料と反応させる試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，
前記試薬カートリッジと前記流路カートリッジとは回転方向に直交する方向よりも回転方向に沿う方向に近い複数の側面を有し、前記側面のうち、一の前記側面は他の前記側面より回転中心側に近い位置に形成されることを特徴とする化学分析装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ内で回転中心側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数のほうが回転外周側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数より大きいことを特徴とする化学分析装置。
【請求項５】
請求項１において、前記試薬カートリッジと前記流路カートリッジとが前記収容部に装着された状態で、前記試薬カートリッジの第一の前記試薬貯蔵部と第二の前記試薬貯蔵部は前記流路カートリッジに形成された前記試薬流路或いは前記試料流路を介して連通した空間が形成されることを特徴とする化学分析装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ或は前記流路カートリッジは、複数の側面が、回転方向に直交する方向よりも回転方向に近い方向に沿って配置され、前記側面のうち一方の面は他方の面より回転中心側に近くなるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項７】
特定の化学物質を含む試料の導入部と、前記試料と反応させる試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記前記試薬と反応させた試薬から前記化学物質を捕捉する捕捉部とを有する化学分析用構造体であって、
前記構造体は、複数の試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、
前記試薬カートリッジが接続可能な接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路カートリッジと、を備え、前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析用構造体。
【請求項８】
試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続できる接続部と、前記接続部を経て供給される前記試薬が流れる試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡る反応領域と、前記試薬と反応した前記試料中の前記化学物質を捕捉する捕捉部と、を有し、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成された流路構造体。
【請求項９】
試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続可能に構成され、前記試薬貯蔵部の試薬が供給される接続部と、
特定の化学物質を含む試料を注入する注入口と、
前記注入口から注入された試料から検査対象の遺伝子を含む分離試料を分離する分離部と、
第一の前記接続部から供給された第一の試薬と前記分離試料とを導入して反応させる第一反応部と、
前記反応した前記分離試料から前記遺伝子を捕捉する遺伝子捕捉部と、
第二の前記接続部から供給された洗浄用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く洗浄用試薬流路と、
第三の前記接続部から供給された溶離用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く溶離用試薬流路と、
前記溶離された前記遺伝子を保持する保持部と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする流路構造体。
【請求項１０】
試薬が流下する試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流下する試料流路と、
前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路構造体に接続可能に形成される接続部と、前前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記貯蔵された試薬を前記流路構造体に導く流路と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記流路構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする試薬構造体。
【請求項１】
試料が注入され、試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、
前記構造体は、前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え、
前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置された状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記接続部の前記流路カートリッジの試薬流路断面積は、前記試薬カートリッジの試薬流路断面積より大きいことを特徴とする化学分析装置。
【請求項３】
試料が注入され、前記試料と反応させる試薬が貯蔵され、前記試料と前記試薬とが反応する反応領域を有する構造体を収容する収容部と、前記反応後の前記試料の検出機構と、を備える化学分析装置であって、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、前記試薬カートリッジが接続する接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路に連絡する前記反応領域とを有する流路カートリッジとを備え，
前記試薬カートリッジと前記流路カートリッジとは回転方向に直交する方向よりも回転方向に沿う方向に近い複数の側面を有し、前記側面のうち、一の前記側面は他の前記側面より回転中心側に近い位置に形成されることを特徴とする化学分析装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ内で回転中心側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数のほうが回転外周側の試薬貯蔵部の試薬を流出させる回転数より大きいことを特徴とする化学分析装置。
【請求項５】
請求項１において、前記試薬カートリッジと前記流路カートリッジとが前記収容部に装着された状態で、前記試薬カートリッジの第一の前記試薬貯蔵部と第二の前記試薬貯蔵部は前記流路カートリッジに形成された前記試薬流路或いは前記試料流路を介して連通した空間が形成されることを特徴とする化学分析装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記構造体は回転可能に前記収容部に設置され、
前記試薬カートリッジ或は前記流路カートリッジは、複数の側面が、回転方向に直交する方向よりも回転方向に近い方向に沿って配置され、前記側面のうち一方の面は他方の面より回転中心側に近くなるよう形成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項７】
特定の化学物質を含む試料の導入部と、前記試料と反応させる試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記前記試薬と反応させた試薬から前記化学物質を捕捉する捕捉部とを有する化学分析用構造体であって、
前記構造体は、複数の試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬カートリッジと、
前記試薬カートリッジが接続可能な接続部と、前記試薬が流れる試薬流路と、前記試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路カートリッジと、を備え、前記試薬カートリッジの側面と前記流路カートリッジの側面とが対向して配置され他状態で、前記接続部を介し接続しうるよう形成されていることを特徴とする化学分析用構造体。
【請求項８】
試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続できる接続部と、前記接続部を経て供給される前記試薬が流れる試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流れる試料流路と、前記試薬流路と前記試料流路が連絡る反応領域と、前記試薬と反応した前記試料中の前記化学物質を捕捉する捕捉部と、を有し、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成された流路構造体。
【請求項９】
試薬を貯蔵する試薬貯蔵部を備えた試薬構造体に接続可能に構成され、前記試薬貯蔵部の試薬が供給される接続部と、
特定の化学物質を含む試料を注入する注入口と、
前記注入口から注入された試料から検査対象の遺伝子を含む分離試料を分離する分離部と、
第一の前記接続部から供給された第一の試薬と前記分離試料とを導入して反応させる第一反応部と、
前記反応した前記分離試料から前記遺伝子を捕捉する遺伝子捕捉部と、
第二の前記接続部から供給された洗浄用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く洗浄用試薬流路と、
第三の前記接続部から供給された溶離用試薬を前記遺伝子捕捉部へ導く溶離用試薬流路と、
前記溶離された前記遺伝子を保持する保持部と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記試薬構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする流路構造体。
【請求項１０】
試薬が流下する試薬流路と、特定の化学物質を含む試料が流下する試料流路と、
前記試薬流路と前記試料流路が連絡する前記反応領域と、を有する流路構造体に接続可能に形成される接続部と、前前記試薬を貯蔵する試薬貯蔵部と、前記貯蔵された試薬を前記流路構造体に導く流路と、を備え、前記接続部は自身の側面と前記流路構造体の側面とが対向して配置された状態で接続しうるよう形成されたことを特徴とする試薬構造体。
【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】
【公開番号】特開２００６−１０５６３８（Ｐ２００６−１０５６３８Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８９５０７（Ｐ２００４−２８９５０７）
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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