反応処理装置
【課題】反応容器プレートの外部からの異物の進入や外部への環境汚染を防ぎながら精度よく反応処理を行なうことができる反応処理装置を提供する。
【解決手段】反応処理装置は、プレート保持部１、シリンジ駆動部２、バルブ駆動部３、温度調節部４及びそれらの動作を制御する制御部５を備えている。制御部５は、シリンジ５１でサンプル容器３５内の混合液を試薬容器３７へ送液する際に、サンプル容器３５内の混合液を送液量よりも多く吸引し、試薬容器３７へ所定量の混合液を注入した後、過剰に吸引した残りの混合液をサンプル容器３５へ戻すように構成されている。
【解決手段】反応処理装置は、プレート保持部１、シリンジ駆動部２、バルブ駆動部３、温度調節部４及びそれらの動作を制御する制御部５を備えている。制御部５は、シリンジ５１でサンプル容器３５内の混合液を試薬容器３７へ送液する際に、サンプル容器３５内の混合液を送液量よりも多く吸引し、試薬容器３７へ所定量の混合液を注入した後、過剰に吸引した残りの混合液をサンプル容器３５へ戻すように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生物学的分析、生化学的分析、又は化学分析一般の分野において、医療や化学の現場において各種の解析や分析を行なうのに適する反応容器プレートを用いて反応処理を行なう反応処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生化学的分析や通常の化学分析に使用する小型の反応装置としては、マイクロマルチチャンバ装置が使用されている。そのような装置としては、例えば平板状の基板表面に複数のウエルを形成したマイクロタイタープレートなどのマイクロウエル反応容器プレートが用いられている（例えば特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、微量の液体を定量的に扱うことができる微量液体秤取構造として、第１流路及び第２流路と、上記第１流路の流路壁に開口する第３流路と、第２流路の流路壁に開口して第３流路の一端と第２流路を連結し第３流路よりも相対的に毛管引力が働きにくい性質を第４流路とを有する構造を備えたものがある（例えば特許文献２，３を参照。）。その微量液体秤取構造によれば、第１流路に導入された液体が第３流路内に引き込まれた後、第１流路に残存する上記液体を取り除き、第３流路の容積に応じた体積の液体を第２流路に秤取することができる。
【特許文献１】特開２００５−１７７７４９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３１０４号公報
【特許文献３】特開２００５−１１４４３０号公報
【特許文献４】特許第３４５２７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のマイクロウエル反応容器プレートは、使用時には反応容器プレートの上面は大気に開放された状態となる。そのため、サンプルに外部から異物が進入する恐れがあるし、逆に反応生成物が外部の環境を汚染することもありうる。
また、特許文献２，３に開示された微量液体秤取構造では、第１流路の両端及び第２流路の両端に液体導入用のポートが形成されているが、それらのポートは大気に開放されており、それらのポートを介して反応生成物が外部の環境を汚染することもありうる。
【０００５】
そこで、本発明者らは、サンプルに反応を起こさせるための反応容器、その反応容器に接続されてサンプルや反応試薬などを流通させるための反応容器流路、試料や試薬などを封入するための封止容器、その封止容器に接続されうる封止容器流路のほか、液体を送液するためのシリンジやシリンジに反応容器流路又は封止容器流路を切り替えて接続するための切替えバルブなどを１枚のプレートに集積し、反応容器、反応容器流路、封止容器、封止容器流路を密閉系とした反応容器プレートを提案している。提案の反応容器プレートによれば、反応容器プレートの外部からの異物の進入や、外部への環境汚染を防ぐことができる。
【０００６】
反応容器プレートの中には、複数の封止容器を備えたものがある。そのような反応容器プレートを用いて、ある封止容器に試薬を予め収容しておき、その試薬をシリンジを用いて別の封止容器に所定量だけ送液してサンプル液や試薬と混合し反応させるといった処理が行なわれる。その場合、正確な反応処理を行なうために試薬の送液量を高精度に制御する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記の反応容器プレートを用いて反応容器プレートの外部からの異物の進入や外部への環境汚染を防ぎながら精度よく反応処理を行なうことができる反応処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、反応容器、反応容器とは別途設けられた複数の封止容器、及び切替えバルブを介して反応容器又は封止容器に接続されるシリンジを備え、少なくとも１つの封止容器に反応処理で使用する液体が収容されている反応容器プレートを処理するための反応処理装置であり、反応容器プレートの切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部と、シリンジを駆動するためのシリンジ駆動部と、反応容器内におけるサンプルの反応処理を行なうための反応処理部と、バルブ駆動部、シリンジ駆動部及び反応処理部を制御する制御部と、を備えている。反応処理部は、反応容器の温度をサンプルと反応試薬との間で反応を起こさせるための温度に調節する機能を備えたものである。制御部は、反応処理で使用する液体が収容されている送液元の封止容器から別の送液先の封止容器に所定量の液体を送液する際に、シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量よりも多くの液体を吸引する過剰吸引工程と、シリンジを送液先の封止容器に接続して所定量の液体を注入する注入工程と、シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量より過剰に吸引した分の液体を送液元の封止容器に戻す過剰液返還工程と、を順に実行するための送液手段を備えている。
【０００９】
シリンジは吸引開始直後から正確に液体を吸引できるわけではないため、送液すべき量と同量の液体を吸引して注入したのでは送液量が吸引開始直後に発生する誤差の影響を受けることになり、高精度の送液を達成できない。そこで本発明の反応処理装置では、送液量よりも多くの液体を送液元の封止容器からシリンジで吸引し、所定量だけ送液先の封止容器に注入して残りの液体は再び送液元の封止容器に戻す機能を設けた。
【００１０】
さらに、シリンジからサンプル容器までの流路内に上記の過剰液返還工程後も液体が残ってしまうことがあり、その液体がキャリーオーバーの原因となることがある。そこで、反応容器プレートが、パージ用エアーを収容して切替えバルブを介してシリンジに接続されるエアー収容空間を備えているものである場合には、送液手段を、過剰液返還工程の後でシリンジをエアー収容空間に接続してパージ用エアーを吸引し、シリンジを送液元の封止容器に接続してパージ用エアーによりシリンジから送液元の封止容器までをパージするパージ工程が実行されるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反応処理装置は、反応容器、反応容器流路、封止容器、封止容器流路、切替えバルブ及びシリンジを備えて密閉系の中でサンプルや反応試薬を流通させる密閉型の反応容器プレートを処理するために、バルブ駆動部、シリンジ駆動部、反応処理部及び制御部を備えているので、外部からの異物の進入や外部への環境汚染を防ぎながら自動で反応処理を行なうことができる。そして制御部は、送液元の封止容器から所定量よりも多くの液体を吸引する過剰吸引工程と、所定量の液体を送液先の封止容器に注入する注入工程と、所定量より過剰に吸引した分の液体を送液元の封止容器に戻す過剰液返還工程と、を順に実行するための送液手段を備えているので、送液先への液体の注入量がシリンジの吸引開始直後の吸引量の誤差の影響を受けることがなく、送液を高精度に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は一実施例の反応処理装置を概略的に示すブロック図である。
この実施例の反応処理装置が対象としている反応容器プレートは、反応容器のほか、反応容器とは別途設けられた封止容器、封止容器から液体を吸入したり吸入した液体を別の容器に注入したりすることができるシリンジ、シリンジと反応容器又は封止容器との間で液体を流通させるための流路、流路の接続を切り替えるための切替えバルブなどを１枚のプレートに備えたものである。
【００１３】
上記の反応容器プレートを扱うために、反応処理装置は、反応容器プレート７を保持するためのプレート保持部１、反応容器プレートに設けられているシリンジを駆動するためのシリンジ駆動部２、切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部３及び反応容器の温度を所定温度に調節して反応させる反応処理部としての温度調節部４を備えている。シリンジ駆動部２、バルブ駆動部３及び温度調節部４の動作は専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータによって実現される制御部５によって制御される。制御部５は各部を制御するためのプログラムを備えている。そのプログラムの１つとして、封止容器から別の封止容器に試薬等の液体を高精度に送液するための送液手段が組み込まれている。反応処理装置の具体的な動作については後述する。
【００１４】
図２は同実施例の反応処理装置が対象とする反応容器プレートの一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面に計量流路１５、注入流路１７、反応容器エアー抜き流路１９，２１、液体ドレイン空間２９、エアードレイン空間３１及びベローズ５３の断面を加えた図である。
【００１５】
複数の反応容器１０が上面を封止された状態で配列された領域が設けられている。同じ領域には、主流路１３、計量流路１５、注入流路１７、反応容器エアー抜き流路１９，２１、ドレイン空間エアー抜き流路２３，２５も設けられている。主流路１３、計量流路１５及び注入流路１７は反応容器流路を構成する。なお、図２（Ａ）では、実際には上からは見えていない各流路を、便宜上、図示している。
【００１６】
主流路１３の一端１３ａは後述の切替えバルブ６３のシリンジ接続流路６３ａへの接続ポートに接続されている。主流路１３の他端は液体ドレイン空間２９に接続されている。液体ドレイン空間２９にはドレイン空間エアー抜き流路２３の一端が接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路２３の他端２３ａは切替えバルブ６３のシリンジ接続流路６３ａへの接続ポートに接続されている。
【００１７】
計量流路１５は主流路１３から反応容器１０ごとに枝分かれした流路であり、注入流路１７を介して各反応容器１０に接続されている。計量流路１５の主流路１３からの分岐部分の流路幅はそのすぐ下流の主流路１３の流路幅よりも広く流路抵抗が小さくなっており、主流路１３を流れる液体が計量流路１５に優先的に流れ込み、計量流路１５を充填した後で主流路１３の下流側へ流れる構造である。
【００１８】
注入流路１７は、反応容器１０内と注入流路１７内で圧力差がない状態で反応容器１０内の液密を保つ寸法で形成されている。注入流路１７は複数の溝からなる。
【００１９】
反応容器エアー抜き流路２１は各反応容器１０に反応容器エアー抜き流路１９を介して接続されているとともに一端がエアードレイン空間３１に接続されている。反応容器エアー抜き流路１９は反応容器１０内と反応容器エアー抜き流路１９内で圧力差がない状態で反応容器１０内の液密を保つ寸法及び構造であり、例えば複数の微細流路からなるものである。エアードレイン空間３１にはドレイン空間エアー抜き流路２５の一端が接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路２５の他端２５ａは切替えバルブ６３の円弧状流路６３ｂへの接続ポートに接続されている。
【００２０】
反応容器１０が配列されている領域とは異なる領域に封止容器としてサンプル容器３５、試薬容器３７が設けられており、パージ用エアー収容空間としてエアー吸引用容器３９が設けられている。図２（Ｂ）では図示されていない（サンプル容器３５のみが図示されている。）が、これらの容器３５，３７及び３９の上面は封止されており、特にサンプル容器３５の上面は弾性部材からなるセプタムを含む密閉部材で密閉されている。以下に、図３を参照しながらこれらの容器３５，３７及び３９について説明する。
【００２１】
サンプル容器３５はサンプル容器収容部３６内に収容されている。サンプル収容部３５の下方にサンプル流路３５ａとサンプル容器エアー抜き流路３５ｂが設けられている。サンプル流路３５ａの一端はサンプル容器収容部３６の底部から上向きに突起した第１突起流路３５ｄであり、サンプル容器エアー抜き流路３５ｂの一端は上向きに突起した第２突起流路３５ｅである。図２（Ａ）に示されているように、サンプル容器流路３５ａの他端は切替えバルブ６３のシリンジ接続流路６３ａへの接続ポートとなっており、サンプル容器エアー抜き流路３５ｂの他端は切替えバルブ６３の円弧状流路６３ｂへの接続ポートとなっている。第１突起部３５ｄの基端部の外周側面及び第２突起部３５ｅの基端部の外周側面に、例えばＯリングなど環状のパッキン３５ｆが設けられている。
【００２２】
サンプル容器３５は、サンプル液や試薬を貯留するための液体収容部３５ｇと、液体収容部３５ｇの上部側面に突起部分として設けられたエアー抜き部３５ｉを備えている。サンプル収容部３５ｇとサンプル容器エアー抜き部３５ｉは液体収容部３５ｇに貯留される液体の液面よりも上方にくるように設けられた流路３５ｈによって連通している。
【００２３】
サンプル容器３５の上面は、例えばアルミニウムからなるフィルム３５ｋと弾性部材からなるセプタム４１によって封止されており、注射器などの分注器具を突き刺してサンプルなどの液体を注入できるようになっている。セプタム４１は分注器具の引抜き後の穴を弾性で閉じることができるものである。流路３５ｈは液体収容部３５ｇ内とサンプル容器エアー抜き部３５ｉ内で圧力差がない状態で液体収容部３５ｇの液密を保つように形成されている。この例では、液体収容部３５ｇ内に試薬４５が予め収容されている。
【００２４】
サンプル容器３５のサンプル収容部３５ｇ底面は突起流路３５ａによって貫通可能な第１貫通部３５ｊとなっており、サンプル容器エアー抜き部３５ｉの底面は突起流路３５ｅによって貫通可能な第２貫通部３５ｌとなっている。貫通部３５ｊ，３５ｌは例えばアルミニウムからなるフィルムにより構成されていてもよいし、サンプル容器３５とともに一体成型により形成されていてもよい。
【００２５】
サンプル容器収容部３６の近傍にサンプル容器３５を保持するための係止ツメ３５ｃが設けられており、サンプル容器３５の外周面に係止ツメ３５ｃと係合する係止用溝３５ｍ，３５ｎが設けられている。未使用時のサンプル容器３５は、サンプル容器３５の底面がサンプル容器収容部３６の底から少し浮いた状態で保持され、サンプル容器３５の底面がサンプル容器収容部３６の底に達するまでサンプル容器３５を下方に押し込むことによって使用可能となる。サンプル容器３５の底面がサンプル容器収容部３６の底から少し浮いた状態では、第１貫通部３５ｊと第１突起部３５ｄ、第２貫通部３５ｌと第２突起部３５ｅが対向している（図３（Ｅ）参照。）。この状態からサンプル容器３５を下方に押し込むことによって、第１突起部３５ｄが第１貫通部３５ｊを、第２突起部３５ｅが貫通部３５ｌをそれぞれ貫通し、サンプル収容部３５ｇとサンプル容器流路３５ａ、サンプル容器エアー抜き部３５ｉとサンプル容器エアー抜き流路３５ｂがそれぞれ接続される（図３（Ｆ）参照。）。サンプル容器３５のサンプル容器本体の下面はパッキン３５ｆに押し付けられることにより、液漏れ及びエアー漏れが防止される。
【００２６】
試薬容器３７、エアー吸引用容器３９もサンプル容器３５と同様の構造をもち、それぞれ液体収容部（エアー吸引用容器３９は液体を収容しない。）とエアー抜き部とを備えている。そして、それぞれに一端が接続される試薬容器流路３７ａ、試薬容器エアー抜き流路３７ｂ、エアー吸引用容器流路３９ａ、エアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂがサンプル容器流路３５ａ、サンプル容器エアー抜き流路３５ｂと同様に設けられている。
【００２７】
図２に戻って反応容器プレートの説明を続ける。
シリンジ５１は上面が開口したシリンダ５１ａ、シリンダ５１ａ内に上下方向に摺動可能に配置されたプランジャ５１ｂ及びカバー体５１ｄからなる。シリンダ５１ａの底部にシリンジ流路５１ｃの一端が連通している。シリンジ流路５１ｃの他端は切替えバルブ６３の回転中心に設けられたポートに接続されている。
【００２８】
カバー体５１ｄはプランジャ５１ｂの摺動方向に可撓性をもち、一端がシリンダ５１ａに接続され、他端がプランジャ５１ｂに接続されている。シリンダ５１ａとプランジャ５１ｂとカバー体５１ｄで囲まれた空間はシリンジエアー抜き流路５３ｂを介してベローズ５３に接続されている。ベローズ５３は伸縮することにより密閉された内部容量が受動的に変化するものである。これにより、プランジャ５１ｂの摺動が円滑になされる。ベローズ５３にはベローズ流路５３ａの一端が接続されており、ベローズ流路５３ａの他端は切替えバルブ６３内の円弧状流路６３ｂに接続するためのポートとなっている。
【００２９】
切替えバルブ６３は該反応容器プレートの下面側のシリンジ５１の下方の位置に設けられている。切替えバルブ６３は中央から半径方向に伸びたシリンジ接続流路６３ａを備えたローターを回転させることによってシリンジ接続流路６３ａの接続先を切り替えるロータリー方式の切替えバルブである。シリンジ接続流路６３ａの一端はバルブ中央のポートに直接的に接続されており、その中央のポートにシリンジ流路５１ｃが接続されている。シリンジ接続流路６３ａの他端はシリンジ流路５１ｃへの接続ポートであり、ローターを回転させることによりシリンジ流路５１ｃを流路１３，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれかに切り替えて接続することができる。また、切替えバルブ６３のローターは円弧状流路６３ｂも備えており、ベローズ流路５３ａを流路２３ａ，２５ａ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂのいずれかに切り替えて接続することができる。なお、図２（Ａ）はシリンジ流路５１ｃ及びベローズ流路５３ａをいずれの流路にも接続していない初期の状態を示している。
【００３０】
図４は図１に示した反応処理装置を具体的に示した断面図である。なお、この図では、プレート保持部１の図示は省略している。
シリンジ駆動部２は反応容器プレートの上方に配置されており、例えばステッピングモータ等の駆動によってシリンジ５１のプランジャ５１ｂを上下方向に任意の距離だけ移動させることができる。
バルブ駆動部３は切替えバルブ６３の切替え時に切替えバルブ６３のローターの下方に配置され、平面内方向に任意の角度だけ回転させることができる。
温度調節部４は例えばペルチェ素子によって構成されており、反応容器１０が配列されている領域の直上又は直下に配置されて反応容器１０の温度を所定温度に調節できる。
【００３１】
既述のように、シリンジ駆動部２、バルブ駆動部３及び温度調節部４の動作は送液手段６などが組み込まれた制御部５によって制御される。図５は同実施例の反応処理装置の反応処理動作の一例を示すフローチャートである。以下にこのフローチャートとともに図６〜図１２を参照しながら反応処理時の動作について説明する。
【００３２】
反応処理装置が分析動作を開始する前に、分析者による前処理として、注射器などの分注器具を用いてセプタム４１越しに例えば５μＬのサンプル液をサンプル容器３５内に注入する。この動作は反応処理装置のプレート保持部に反応容器プレートをセットする前に行なってもよいし、プレート保持部に反応容器プレートをセットしてから行なってもよい。さらに、サンプル容器３５、試薬容器３７及びエアー吸引用容器３９を下方へ押し込んで、各容器３５，３７，３９の液体収容部とエアー抜き部の底部を突起流路で貫通し、各容器３５，３７，３９の各部に対応する流路を接続する。なお、この押込み作業の後でサンプル容器３５へのサンプル液の注入を行なうこともできる。
【００３３】
上記の分析者による前処理後、反応処理装置による処理動作を開始する。バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをサンプル流路３５ａに接続し、ベローズ流路５３ａをサンプル容器エアー抜き流路３５ｂに接続する（ステップＳ１）（図６参照）。このとき、エアー抜き流路３７ｂ，３９ｂもベローズ流路５３ａに接続される。
【００３４】
シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吸引側へ駆動し、サンプル容器３５の液体収容部３５ｇ側の内圧をエアー抜き部３５ｉ側よりも減圧する（ステップＳ２）。サンプル容器３５の液体収容部３５ｇには例えば４５μＬの試薬４５が予め収容されているが、反応容器プレートが振動したり衝撃を受けたりすることによって試薬４５がエアー抜き部３５ｉ側へ入り込んでしまっている場合があるので、液体収容部３５ｇ側を陰圧にすることによってエアー抜き部３５ｉ側へ入り込んでいる試薬４５を液体収容部３５ｇへ戻す。さらにシリンジ５１を吸引方向と吐出方向へ複数回往復駆動することによりサンプル容器３５内を攪拌し、サンプル液と試薬４５とを混合する（ステップＳ３）。混合液は所定量、例えば５μＬを希釈液４９が収容された試薬容器３７に送液して希釈するが、まずシリンジ５１で所定量（５μＬ）よりも多い例えば１５μＬの混合液を吸引する（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを試薬流路３７ａに接続し、ベローズ流路５３ａを試薬容器エアー抜き流路３７ｂに接続する（図７参照。）。試薬容器３７には例えば９５μＬの希釈水４９が予め収容されている。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吐出側へ駆動して５μＬの混合液を試薬容器３７に注入する（ステップＳ５）。
【００３６】
切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをサンプル流路３５ａに接続し（図６の状態）、シリンジ５１を吐出方向へ駆動してシリンジ５１や流路中にある残りの混合液をサンプル容器３５に戻す（ステップＳ６）。シリンジ流路５１ｃをエアー吸引用流路３９ａに接続するように切替えバルブ６３を切り替えて（例えば図９の状態）、シリンジ５１を吸引方向へ駆動してエアー吸引用容器３９からエアーを吸引した後（ステップＳ７）、シリンジ流路５１ｃをサンプル流路３５ａに接続するように再び切替えバルブ６３を切り替えて（図６の状態）、シリンジ５１を吐出方向へ駆動することによりエアーをサンプル容器３５側へ送り込んで、シリンジ５１からサンプル容器３５までの流路をパージする（ステップＳ８）。このパージ工程を経ることにより、シリンジ５１やシリンジ流路５１ａ等に残った液体によるその後の送液への影響をなくすことができる。なお、このパージ工程を複数回行なうようになっていてもよいが、このパージ工程は必須の工程ではないため、パージ工程を１回も行なわずに、試薬容器３７に混合液を注入した後、そのまま下記の攪拌工程に移行するようになっていてもよい。
【００３７】
上記のパージ工程の後、切替えバルブ６３を切り替えて、再びシリンジ流路５１ｃを試薬流路３７ａに接続し（図７の状態）、シリンジ５１を吸引方向と吐出方向へ往復駆動して試薬容器３７内を攪拌することにより、混合液と希釈水４９とを混合する（ステップＳ９）。シリンジ５１を吸引方向へ駆動することによりその希釈混合液を例えば７５μＬ吸引する（ステップＳ１０）。
【００３８】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを主流路１３の一端１３ａに接続し、ベローズ流路５３ａをドレイン空間エアー抜き流路２３，２５の一端２３ａ，２５ａに接続する（図８参照。）。シリンジ駆動部３によってシリンジ５１を吐出方向に駆動し、先の工程で吸引した希釈混合液を主流路１３に注入する（ステップＳ１１）。主流路１３に注入された希釈混合液は、上流側から順に計量流路１５を満たし、液体ドレイン空間２９に到達する。
【００３９】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをエアー吸引用流路３９ａに接続し、ベローズ流路５３ａをエアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂに接続する（図９参照。）。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吸引側に駆動してエアー吸引用容器３９からエアーを吸引する（ステップＳ１２）。
【００４０】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを主流路１３の一端１３ａに接続し、ベローズ流路５３ａをドレイン空間エアー抜き流路２３，２５の一端２３ａ，２５ａに接続する（図１０参照。）。この状態は、図８の接続状態と同じである。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吐出方向に駆動し、前工程で吸引した気体を主流路１３に送って主流路１３内の希釈混合液をパージする（ステップＳ１３）（図１０の白抜き矢印参照）。このときのパージ圧力状態では希釈混合液が注入流路１７を通過せず、計量流路１５内に留まる（シボ参照。）。パージされた希釈混合液は液体ドレイン空間２９内に収容される。
【００４１】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをエアー吸引用流路３９ａに接続し、ベローズ流路５３ａをエアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂに接続する（図１１参照。）。この状態は、図９の接続状態と同じである。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吸引側に駆動し、エアー吸引用容器３９内の気体を吸引する（ステップＳ１４）。
【００４２】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを主流路１３の一端１３ａに接続し、ベローズ流路５３ａをドレイン空間エアー抜き流路２５の一端２５ａに接続する（ステップＳ１５）（図１２参照。）。この状態は、ドレイン空間エアー抜き流路２３の一端２３ａがベローズ流路５３ａに接続されていない点で図８及び図１０に示した接続状態とは異なる。ドレイン空間エアー抜き流路２３の一端２３ａがベローズ流路５３ａに接続されていないため、主流路１３の下流端は閉じられた状態となる。この状態で、シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吐出方向に駆動する。主流路１３内は液体導入圧力及びパージ導入圧力よりも大きく加圧され、計量流路１５内の希釈混合液が注入流路１７を通過して反応容器１０内に注入される（ステップＳ１６）。
【００４３】
その後、バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて図２の接続状態にすることにより、反応容器プレート内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉する（ステップＳ１７）。その状態で温度調節部４によって反応容器１０を所定温度に加熱し、ワックス１２を融解させる（ステップＳ１８）。反応容器１０に注入された希釈混合液はワックス１２の下に入り、希釈混合液と試薬１１が混ざり反応する。
【００４４】
また、希釈混合液を反応容器１０内に注入する前に、温度調節部４によって反応容器１０を加熱してワックス１２を融解させておいてもよい。その場合は、反応容器１０に注入された希釈混合液が直ちにワックス１２の下に入り、希釈混合液と試薬１１が混ざり反応する。切替えバルブ６３による流路接続状態が図１２の状態であっても、ベローズ５３により密閉系は確保されている。希釈混合液の注入後に切替えバルブ６３を図２の接続状態にすれば、反応容器プレート内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉することができる。ここで切替えバルブ６３を図２の接続状態に切り替えるタイミングは、希釈混合液の注入直後から希釈混合液と試薬１１の反応終了までのいずれのタイミングであってもよいし、希釈混合液と試薬１１の反応終了後であってもよい。
【００４５】
また、上記実施例では、計量流路１５に充填された液体を注入流路１７を介して反応容器１０に注入する際に、エアーパージ後の主流路１３内を加圧して液体を反応容器１０に注入しているが、本発明の反応処理方法はこれに限定されるものではない。例えば、シリンジ５１を用いて反応容器エアー抜き流路２１内を陰圧にできるように流路構成を変更し、反応容器エアー抜き流路２１内、ひいては反応容器１０内を陰圧にすることによって計量流路１５に充填された液体を注入流路１７を介して反応容器１０に注入するようにしてもよい。また、別途シリンジを用意して、主流路１３内を陽圧にし、かつ反応容器１０内を陰圧にして、反応容器１０に液体を注入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一実施例の反応処理装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】反応容器プレートの一実施例を示す図であり（Ａ）は概略的な平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面にベローズ、ドレイン空間、計量流路、注入流路及びサンプル容器エアー抜き流路の断面を加えた概略的な断面図である。
【図３】同実施例のサンプル容器収容部とサンプル容器を拡大して示した図であり（Ａ）はサンプル容器収容部の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図、（Ｃ）はサンプル容器の平面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＣ−Ｃ位置での断面図、（Ｅ）はサンプル容器をサンプル容器収容部に第１保持位置で配置した断面図、（Ｆ）はサンプル容器をサンプル容器収容部に第２保持位置で配置した断面図である。
【図４】反応処理装置を具体的に示した断面図である。
【図５】反応処理装置の反応処理時の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図６】反応処理装置の反応処理時の動作の一例を説明するための１つの工程を示す平面図である。
【図７】図６に続く動作を説明するための平面図である。
【図８】図７に続く動作を説明するための平面図である。
【図９】図８に続く動作を説明するための平面図である。
【図１０】図９に続く動作を説明するための平面図である。
【図１１】図１０に続く動作を説明するための平面図である。
【図１２】図１１に続く動作を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ プレート保持部
２ シリンジ駆動部
３ バルブ駆動部
４ 温度調節部
５ 制御部
６ 送液手段
７ 反応容器プレート
１０ 反応容器
１３ 主流路
１５ 計量流路
１７ 注入流路
１９，２１ 反応容器エアー抜き流路
３５ サンプル容器
３５ａ サンプル容器流路
３５ｂ サンプル容器エアー抜き流路
３５ｃ 係止ツメ
３５ｄ，３５ｅ 突起部
３５ｆ パッキン
３５ｊ，３５ｌ 貫通部
３５ｍ，３５ｎ 係止用溝
３７ 試薬容器
３７ａ 試薬容器流路
３７ｂ 試薬容器エアー抜き流路
３９ エアー吸引用容器
３９ａ エアー吸引用容器流路
３９ｂ エアー吸引用容器エアー抜き流路
４１ セプタム
５１ シリンジ
５１ａ シリンダ
５１ｂ プランジャ
５１ｄ カバー体
５３ ベローズ
５３ａ ベローズ流路
５３ｂ シリンジエアー抜き流路
６３ 切替えバルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は生物学的分析、生化学的分析、又は化学分析一般の分野において、医療や化学の現場において各種の解析や分析を行なうのに適する反応容器プレートを用いて反応処理を行なう反応処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生化学的分析や通常の化学分析に使用する小型の反応装置としては、マイクロマルチチャンバ装置が使用されている。そのような装置としては、例えば平板状の基板表面に複数のウエルを形成したマイクロタイタープレートなどのマイクロウエル反応容器プレートが用いられている（例えば特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、微量の液体を定量的に扱うことができる微量液体秤取構造として、第１流路及び第２流路と、上記第１流路の流路壁に開口する第３流路と、第２流路の流路壁に開口して第３流路の一端と第２流路を連結し第３流路よりも相対的に毛管引力が働きにくい性質を第４流路とを有する構造を備えたものがある（例えば特許文献２，３を参照。）。その微量液体秤取構造によれば、第１流路に導入された液体が第３流路内に引き込まれた後、第１流路に残存する上記液体を取り除き、第３流路の容積に応じた体積の液体を第２流路に秤取することができる。
【特許文献１】特開２００５−１７７７４９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３１０４号公報
【特許文献３】特開２００５−１１４４３０号公報
【特許文献４】特許第３４５２７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のマイクロウエル反応容器プレートは、使用時には反応容器プレートの上面は大気に開放された状態となる。そのため、サンプルに外部から異物が進入する恐れがあるし、逆に反応生成物が外部の環境を汚染することもありうる。
また、特許文献２，３に開示された微量液体秤取構造では、第１流路の両端及び第２流路の両端に液体導入用のポートが形成されているが、それらのポートは大気に開放されており、それらのポートを介して反応生成物が外部の環境を汚染することもありうる。
【０００５】
そこで、本発明者らは、サンプルに反応を起こさせるための反応容器、その反応容器に接続されてサンプルや反応試薬などを流通させるための反応容器流路、試料や試薬などを封入するための封止容器、その封止容器に接続されうる封止容器流路のほか、液体を送液するためのシリンジやシリンジに反応容器流路又は封止容器流路を切り替えて接続するための切替えバルブなどを１枚のプレートに集積し、反応容器、反応容器流路、封止容器、封止容器流路を密閉系とした反応容器プレートを提案している。提案の反応容器プレートによれば、反応容器プレートの外部からの異物の進入や、外部への環境汚染を防ぐことができる。
【０００６】
反応容器プレートの中には、複数の封止容器を備えたものがある。そのような反応容器プレートを用いて、ある封止容器に試薬を予め収容しておき、その試薬をシリンジを用いて別の封止容器に所定量だけ送液してサンプル液や試薬と混合し反応させるといった処理が行なわれる。その場合、正確な反応処理を行なうために試薬の送液量を高精度に制御する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記の反応容器プレートを用いて反応容器プレートの外部からの異物の進入や外部への環境汚染を防ぎながら精度よく反応処理を行なうことができる反応処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、反応容器、反応容器とは別途設けられた複数の封止容器、及び切替えバルブを介して反応容器又は封止容器に接続されるシリンジを備え、少なくとも１つの封止容器に反応処理で使用する液体が収容されている反応容器プレートを処理するための反応処理装置であり、反応容器プレートの切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部と、シリンジを駆動するためのシリンジ駆動部と、反応容器内におけるサンプルの反応処理を行なうための反応処理部と、バルブ駆動部、シリンジ駆動部及び反応処理部を制御する制御部と、を備えている。反応処理部は、反応容器の温度をサンプルと反応試薬との間で反応を起こさせるための温度に調節する機能を備えたものである。制御部は、反応処理で使用する液体が収容されている送液元の封止容器から別の送液先の封止容器に所定量の液体を送液する際に、シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量よりも多くの液体を吸引する過剰吸引工程と、シリンジを送液先の封止容器に接続して所定量の液体を注入する注入工程と、シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量より過剰に吸引した分の液体を送液元の封止容器に戻す過剰液返還工程と、を順に実行するための送液手段を備えている。
【０００９】
シリンジは吸引開始直後から正確に液体を吸引できるわけではないため、送液すべき量と同量の液体を吸引して注入したのでは送液量が吸引開始直後に発生する誤差の影響を受けることになり、高精度の送液を達成できない。そこで本発明の反応処理装置では、送液量よりも多くの液体を送液元の封止容器からシリンジで吸引し、所定量だけ送液先の封止容器に注入して残りの液体は再び送液元の封止容器に戻す機能を設けた。
【００１０】
さらに、シリンジからサンプル容器までの流路内に上記の過剰液返還工程後も液体が残ってしまうことがあり、その液体がキャリーオーバーの原因となることがある。そこで、反応容器プレートが、パージ用エアーを収容して切替えバルブを介してシリンジに接続されるエアー収容空間を備えているものである場合には、送液手段を、過剰液返還工程の後でシリンジをエアー収容空間に接続してパージ用エアーを吸引し、シリンジを送液元の封止容器に接続してパージ用エアーによりシリンジから送液元の封止容器までをパージするパージ工程が実行されるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反応処理装置は、反応容器、反応容器流路、封止容器、封止容器流路、切替えバルブ及びシリンジを備えて密閉系の中でサンプルや反応試薬を流通させる密閉型の反応容器プレートを処理するために、バルブ駆動部、シリンジ駆動部、反応処理部及び制御部を備えているので、外部からの異物の進入や外部への環境汚染を防ぎながら自動で反応処理を行なうことができる。そして制御部は、送液元の封止容器から所定量よりも多くの液体を吸引する過剰吸引工程と、所定量の液体を送液先の封止容器に注入する注入工程と、所定量より過剰に吸引した分の液体を送液元の封止容器に戻す過剰液返還工程と、を順に実行するための送液手段を備えているので、送液先への液体の注入量がシリンジの吸引開始直後の吸引量の誤差の影響を受けることがなく、送液を高精度に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は一実施例の反応処理装置を概略的に示すブロック図である。
この実施例の反応処理装置が対象としている反応容器プレートは、反応容器のほか、反応容器とは別途設けられた封止容器、封止容器から液体を吸入したり吸入した液体を別の容器に注入したりすることができるシリンジ、シリンジと反応容器又は封止容器との間で液体を流通させるための流路、流路の接続を切り替えるための切替えバルブなどを１枚のプレートに備えたものである。
【００１３】
上記の反応容器プレートを扱うために、反応処理装置は、反応容器プレート７を保持するためのプレート保持部１、反応容器プレートに設けられているシリンジを駆動するためのシリンジ駆動部２、切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部３及び反応容器の温度を所定温度に調節して反応させる反応処理部としての温度調節部４を備えている。シリンジ駆動部２、バルブ駆動部３及び温度調節部４の動作は専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータによって実現される制御部５によって制御される。制御部５は各部を制御するためのプログラムを備えている。そのプログラムの１つとして、封止容器から別の封止容器に試薬等の液体を高精度に送液するための送液手段が組み込まれている。反応処理装置の具体的な動作については後述する。
【００１４】
図２は同実施例の反応処理装置が対象とする反応容器プレートの一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面に計量流路１５、注入流路１７、反応容器エアー抜き流路１９，２１、液体ドレイン空間２９、エアードレイン空間３１及びベローズ５３の断面を加えた図である。
【００１５】
複数の反応容器１０が上面を封止された状態で配列された領域が設けられている。同じ領域には、主流路１３、計量流路１５、注入流路１７、反応容器エアー抜き流路１９，２１、ドレイン空間エアー抜き流路２３，２５も設けられている。主流路１３、計量流路１５及び注入流路１７は反応容器流路を構成する。なお、図２（Ａ）では、実際には上からは見えていない各流路を、便宜上、図示している。
【００１６】
主流路１３の一端１３ａは後述の切替えバルブ６３のシリンジ接続流路６３ａへの接続ポートに接続されている。主流路１３の他端は液体ドレイン空間２９に接続されている。液体ドレイン空間２９にはドレイン空間エアー抜き流路２３の一端が接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路２３の他端２３ａは切替えバルブ６３のシリンジ接続流路６３ａへの接続ポートに接続されている。
【００１７】
計量流路１５は主流路１３から反応容器１０ごとに枝分かれした流路であり、注入流路１７を介して各反応容器１０に接続されている。計量流路１５の主流路１３からの分岐部分の流路幅はそのすぐ下流の主流路１３の流路幅よりも広く流路抵抗が小さくなっており、主流路１３を流れる液体が計量流路１５に優先的に流れ込み、計量流路１５を充填した後で主流路１３の下流側へ流れる構造である。
【００１８】
注入流路１７は、反応容器１０内と注入流路１７内で圧力差がない状態で反応容器１０内の液密を保つ寸法で形成されている。注入流路１７は複数の溝からなる。
【００１９】
反応容器エアー抜き流路２１は各反応容器１０に反応容器エアー抜き流路１９を介して接続されているとともに一端がエアードレイン空間３１に接続されている。反応容器エアー抜き流路１９は反応容器１０内と反応容器エアー抜き流路１９内で圧力差がない状態で反応容器１０内の液密を保つ寸法及び構造であり、例えば複数の微細流路からなるものである。エアードレイン空間３１にはドレイン空間エアー抜き流路２５の一端が接続されている。ドレイン空間エアー抜き流路２５の他端２５ａは切替えバルブ６３の円弧状流路６３ｂへの接続ポートに接続されている。
【００２０】
反応容器１０が配列されている領域とは異なる領域に封止容器としてサンプル容器３５、試薬容器３７が設けられており、パージ用エアー収容空間としてエアー吸引用容器３９が設けられている。図２（Ｂ）では図示されていない（サンプル容器３５のみが図示されている。）が、これらの容器３５，３７及び３９の上面は封止されており、特にサンプル容器３５の上面は弾性部材からなるセプタムを含む密閉部材で密閉されている。以下に、図３を参照しながらこれらの容器３５，３７及び３９について説明する。
【００２１】
サンプル容器３５はサンプル容器収容部３６内に収容されている。サンプル収容部３５の下方にサンプル流路３５ａとサンプル容器エアー抜き流路３５ｂが設けられている。サンプル流路３５ａの一端はサンプル容器収容部３６の底部から上向きに突起した第１突起流路３５ｄであり、サンプル容器エアー抜き流路３５ｂの一端は上向きに突起した第２突起流路３５ｅである。図２（Ａ）に示されているように、サンプル容器流路３５ａの他端は切替えバルブ６３のシリンジ接続流路６３ａへの接続ポートとなっており、サンプル容器エアー抜き流路３５ｂの他端は切替えバルブ６３の円弧状流路６３ｂへの接続ポートとなっている。第１突起部３５ｄの基端部の外周側面及び第２突起部３５ｅの基端部の外周側面に、例えばＯリングなど環状のパッキン３５ｆが設けられている。
【００２２】
サンプル容器３５は、サンプル液や試薬を貯留するための液体収容部３５ｇと、液体収容部３５ｇの上部側面に突起部分として設けられたエアー抜き部３５ｉを備えている。サンプル収容部３５ｇとサンプル容器エアー抜き部３５ｉは液体収容部３５ｇに貯留される液体の液面よりも上方にくるように設けられた流路３５ｈによって連通している。
【００２３】
サンプル容器３５の上面は、例えばアルミニウムからなるフィルム３５ｋと弾性部材からなるセプタム４１によって封止されており、注射器などの分注器具を突き刺してサンプルなどの液体を注入できるようになっている。セプタム４１は分注器具の引抜き後の穴を弾性で閉じることができるものである。流路３５ｈは液体収容部３５ｇ内とサンプル容器エアー抜き部３５ｉ内で圧力差がない状態で液体収容部３５ｇの液密を保つように形成されている。この例では、液体収容部３５ｇ内に試薬４５が予め収容されている。
【００２４】
サンプル容器３５のサンプル収容部３５ｇ底面は突起流路３５ａによって貫通可能な第１貫通部３５ｊとなっており、サンプル容器エアー抜き部３５ｉの底面は突起流路３５ｅによって貫通可能な第２貫通部３５ｌとなっている。貫通部３５ｊ，３５ｌは例えばアルミニウムからなるフィルムにより構成されていてもよいし、サンプル容器３５とともに一体成型により形成されていてもよい。
【００２５】
サンプル容器収容部３６の近傍にサンプル容器３５を保持するための係止ツメ３５ｃが設けられており、サンプル容器３５の外周面に係止ツメ３５ｃと係合する係止用溝３５ｍ，３５ｎが設けられている。未使用時のサンプル容器３５は、サンプル容器３５の底面がサンプル容器収容部３６の底から少し浮いた状態で保持され、サンプル容器３５の底面がサンプル容器収容部３６の底に達するまでサンプル容器３５を下方に押し込むことによって使用可能となる。サンプル容器３５の底面がサンプル容器収容部３６の底から少し浮いた状態では、第１貫通部３５ｊと第１突起部３５ｄ、第２貫通部３５ｌと第２突起部３５ｅが対向している（図３（Ｅ）参照。）。この状態からサンプル容器３５を下方に押し込むことによって、第１突起部３５ｄが第１貫通部３５ｊを、第２突起部３５ｅが貫通部３５ｌをそれぞれ貫通し、サンプル収容部３５ｇとサンプル容器流路３５ａ、サンプル容器エアー抜き部３５ｉとサンプル容器エアー抜き流路３５ｂがそれぞれ接続される（図３（Ｆ）参照。）。サンプル容器３５のサンプル容器本体の下面はパッキン３５ｆに押し付けられることにより、液漏れ及びエアー漏れが防止される。
【００２６】
試薬容器３７、エアー吸引用容器３９もサンプル容器３５と同様の構造をもち、それぞれ液体収容部（エアー吸引用容器３９は液体を収容しない。）とエアー抜き部とを備えている。そして、それぞれに一端が接続される試薬容器流路３７ａ、試薬容器エアー抜き流路３７ｂ、エアー吸引用容器流路３９ａ、エアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂがサンプル容器流路３５ａ、サンプル容器エアー抜き流路３５ｂと同様に設けられている。
【００２７】
図２に戻って反応容器プレートの説明を続ける。
シリンジ５１は上面が開口したシリンダ５１ａ、シリンダ５１ａ内に上下方向に摺動可能に配置されたプランジャ５１ｂ及びカバー体５１ｄからなる。シリンダ５１ａの底部にシリンジ流路５１ｃの一端が連通している。シリンジ流路５１ｃの他端は切替えバルブ６３の回転中心に設けられたポートに接続されている。
【００２８】
カバー体５１ｄはプランジャ５１ｂの摺動方向に可撓性をもち、一端がシリンダ５１ａに接続され、他端がプランジャ５１ｂに接続されている。シリンダ５１ａとプランジャ５１ｂとカバー体５１ｄで囲まれた空間はシリンジエアー抜き流路５３ｂを介してベローズ５３に接続されている。ベローズ５３は伸縮することにより密閉された内部容量が受動的に変化するものである。これにより、プランジャ５１ｂの摺動が円滑になされる。ベローズ５３にはベローズ流路５３ａの一端が接続されており、ベローズ流路５３ａの他端は切替えバルブ６３内の円弧状流路６３ｂに接続するためのポートとなっている。
【００２９】
切替えバルブ６３は該反応容器プレートの下面側のシリンジ５１の下方の位置に設けられている。切替えバルブ６３は中央から半径方向に伸びたシリンジ接続流路６３ａを備えたローターを回転させることによってシリンジ接続流路６３ａの接続先を切り替えるロータリー方式の切替えバルブである。シリンジ接続流路６３ａの一端はバルブ中央のポートに直接的に接続されており、その中央のポートにシリンジ流路５１ｃが接続されている。シリンジ接続流路６３ａの他端はシリンジ流路５１ｃへの接続ポートであり、ローターを回転させることによりシリンジ流路５１ｃを流路１３，３５ａ，３７ａ，３９ａのいずれかに切り替えて接続することができる。また、切替えバルブ６３のローターは円弧状流路６３ｂも備えており、ベローズ流路５３ａを流路２３ａ，２５ａ，３５ｂ，３７ｂ，３９ｂのいずれかに切り替えて接続することができる。なお、図２（Ａ）はシリンジ流路５１ｃ及びベローズ流路５３ａをいずれの流路にも接続していない初期の状態を示している。
【００３０】
図４は図１に示した反応処理装置を具体的に示した断面図である。なお、この図では、プレート保持部１の図示は省略している。
シリンジ駆動部２は反応容器プレートの上方に配置されており、例えばステッピングモータ等の駆動によってシリンジ５１のプランジャ５１ｂを上下方向に任意の距離だけ移動させることができる。
バルブ駆動部３は切替えバルブ６３の切替え時に切替えバルブ６３のローターの下方に配置され、平面内方向に任意の角度だけ回転させることができる。
温度調節部４は例えばペルチェ素子によって構成されており、反応容器１０が配列されている領域の直上又は直下に配置されて反応容器１０の温度を所定温度に調節できる。
【００３１】
既述のように、シリンジ駆動部２、バルブ駆動部３及び温度調節部４の動作は送液手段６などが組み込まれた制御部５によって制御される。図５は同実施例の反応処理装置の反応処理動作の一例を示すフローチャートである。以下にこのフローチャートとともに図６〜図１２を参照しながら反応処理時の動作について説明する。
【００３２】
反応処理装置が分析動作を開始する前に、分析者による前処理として、注射器などの分注器具を用いてセプタム４１越しに例えば５μＬのサンプル液をサンプル容器３５内に注入する。この動作は反応処理装置のプレート保持部に反応容器プレートをセットする前に行なってもよいし、プレート保持部に反応容器プレートをセットしてから行なってもよい。さらに、サンプル容器３５、試薬容器３７及びエアー吸引用容器３９を下方へ押し込んで、各容器３５，３７，３９の液体収容部とエアー抜き部の底部を突起流路で貫通し、各容器３５，３７，３９の各部に対応する流路を接続する。なお、この押込み作業の後でサンプル容器３５へのサンプル液の注入を行なうこともできる。
【００３３】
上記の分析者による前処理後、反応処理装置による処理動作を開始する。バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをサンプル流路３５ａに接続し、ベローズ流路５３ａをサンプル容器エアー抜き流路３５ｂに接続する（ステップＳ１）（図６参照）。このとき、エアー抜き流路３７ｂ，３９ｂもベローズ流路５３ａに接続される。
【００３４】
シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吸引側へ駆動し、サンプル容器３５の液体収容部３５ｇ側の内圧をエアー抜き部３５ｉ側よりも減圧する（ステップＳ２）。サンプル容器３５の液体収容部３５ｇには例えば４５μＬの試薬４５が予め収容されているが、反応容器プレートが振動したり衝撃を受けたりすることによって試薬４５がエアー抜き部３５ｉ側へ入り込んでしまっている場合があるので、液体収容部３５ｇ側を陰圧にすることによってエアー抜き部３５ｉ側へ入り込んでいる試薬４５を液体収容部３５ｇへ戻す。さらにシリンジ５１を吸引方向と吐出方向へ複数回往復駆動することによりサンプル容器３５内を攪拌し、サンプル液と試薬４５とを混合する（ステップＳ３）。混合液は所定量、例えば５μＬを希釈液４９が収容された試薬容器３７に送液して希釈するが、まずシリンジ５１で所定量（５μＬ）よりも多い例えば１５μＬの混合液を吸引する（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを試薬流路３７ａに接続し、ベローズ流路５３ａを試薬容器エアー抜き流路３７ｂに接続する（図７参照。）。試薬容器３７には例えば９５μＬの希釈水４９が予め収容されている。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吐出側へ駆動して５μＬの混合液を試薬容器３７に注入する（ステップＳ５）。
【００３６】
切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをサンプル流路３５ａに接続し（図６の状態）、シリンジ５１を吐出方向へ駆動してシリンジ５１や流路中にある残りの混合液をサンプル容器３５に戻す（ステップＳ６）。シリンジ流路５１ｃをエアー吸引用流路３９ａに接続するように切替えバルブ６３を切り替えて（例えば図９の状態）、シリンジ５１を吸引方向へ駆動してエアー吸引用容器３９からエアーを吸引した後（ステップＳ７）、シリンジ流路５１ｃをサンプル流路３５ａに接続するように再び切替えバルブ６３を切り替えて（図６の状態）、シリンジ５１を吐出方向へ駆動することによりエアーをサンプル容器３５側へ送り込んで、シリンジ５１からサンプル容器３５までの流路をパージする（ステップＳ８）。このパージ工程を経ることにより、シリンジ５１やシリンジ流路５１ａ等に残った液体によるその後の送液への影響をなくすことができる。なお、このパージ工程を複数回行なうようになっていてもよいが、このパージ工程は必須の工程ではないため、パージ工程を１回も行なわずに、試薬容器３７に混合液を注入した後、そのまま下記の攪拌工程に移行するようになっていてもよい。
【００３７】
上記のパージ工程の後、切替えバルブ６３を切り替えて、再びシリンジ流路５１ｃを試薬流路３７ａに接続し（図７の状態）、シリンジ５１を吸引方向と吐出方向へ往復駆動して試薬容器３７内を攪拌することにより、混合液と希釈水４９とを混合する（ステップＳ９）。シリンジ５１を吸引方向へ駆動することによりその希釈混合液を例えば７５μＬ吸引する（ステップＳ１０）。
【００３８】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを主流路１３の一端１３ａに接続し、ベローズ流路５３ａをドレイン空間エアー抜き流路２３，２５の一端２３ａ，２５ａに接続する（図８参照。）。シリンジ駆動部３によってシリンジ５１を吐出方向に駆動し、先の工程で吸引した希釈混合液を主流路１３に注入する（ステップＳ１１）。主流路１３に注入された希釈混合液は、上流側から順に計量流路１５を満たし、液体ドレイン空間２９に到達する。
【００３９】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをエアー吸引用流路３９ａに接続し、ベローズ流路５３ａをエアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂに接続する（図９参照。）。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吸引側に駆動してエアー吸引用容器３９からエアーを吸引する（ステップＳ１２）。
【００４０】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを主流路１３の一端１３ａに接続し、ベローズ流路５３ａをドレイン空間エアー抜き流路２３，２５の一端２３ａ，２５ａに接続する（図１０参照。）。この状態は、図８の接続状態と同じである。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吐出方向に駆動し、前工程で吸引した気体を主流路１３に送って主流路１３内の希釈混合液をパージする（ステップＳ１３）（図１０の白抜き矢印参照）。このときのパージ圧力状態では希釈混合液が注入流路１７を通過せず、計量流路１５内に留まる（シボ参照。）。パージされた希釈混合液は液体ドレイン空間２９内に収容される。
【００４１】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃをエアー吸引用流路３９ａに接続し、ベローズ流路５３ａをエアー吸引用容器エアー抜き流路３９ｂに接続する（図１１参照。）。この状態は、図９の接続状態と同じである。シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吸引側に駆動し、エアー吸引用容器３９内の気体を吸引する（ステップＳ１４）。
【００４２】
バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて、シリンジ流路５１ｃを主流路１３の一端１３ａに接続し、ベローズ流路５３ａをドレイン空間エアー抜き流路２５の一端２５ａに接続する（ステップＳ１５）（図１２参照。）。この状態は、ドレイン空間エアー抜き流路２３の一端２３ａがベローズ流路５３ａに接続されていない点で図８及び図１０に示した接続状態とは異なる。ドレイン空間エアー抜き流路２３の一端２３ａがベローズ流路５３ａに接続されていないため、主流路１３の下流端は閉じられた状態となる。この状態で、シリンジ駆動部２によってシリンジ５１を吐出方向に駆動する。主流路１３内は液体導入圧力及びパージ導入圧力よりも大きく加圧され、計量流路１５内の希釈混合液が注入流路１７を通過して反応容器１０内に注入される（ステップＳ１６）。
【００４３】
その後、バルブ駆動部３によって切替えバルブ６３を切り替えて図２の接続状態にすることにより、反応容器プレート内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉する（ステップＳ１７）。その状態で温度調節部４によって反応容器１０を所定温度に加熱し、ワックス１２を融解させる（ステップＳ１８）。反応容器１０に注入された希釈混合液はワックス１２の下に入り、希釈混合液と試薬１１が混ざり反応する。
【００４４】
また、希釈混合液を反応容器１０内に注入する前に、温度調節部４によって反応容器１０を加熱してワックス１２を融解させておいてもよい。その場合は、反応容器１０に注入された希釈混合液が直ちにワックス１２の下に入り、希釈混合液と試薬１１が混ざり反応する。切替えバルブ６３による流路接続状態が図１２の状態であっても、ベローズ５３により密閉系は確保されている。希釈混合液の注入後に切替えバルブ６３を図２の接続状態にすれば、反応容器プレート内部の容器、流路及びドレイン空間を密閉することができる。ここで切替えバルブ６３を図２の接続状態に切り替えるタイミングは、希釈混合液の注入直後から希釈混合液と試薬１１の反応終了までのいずれのタイミングであってもよいし、希釈混合液と試薬１１の反応終了後であってもよい。
【００４５】
また、上記実施例では、計量流路１５に充填された液体を注入流路１７を介して反応容器１０に注入する際に、エアーパージ後の主流路１３内を加圧して液体を反応容器１０に注入しているが、本発明の反応処理方法はこれに限定されるものではない。例えば、シリンジ５１を用いて反応容器エアー抜き流路２１内を陰圧にできるように流路構成を変更し、反応容器エアー抜き流路２１内、ひいては反応容器１０内を陰圧にすることによって計量流路１５に充填された液体を注入流路１７を介して反応容器１０に注入するようにしてもよい。また、別途シリンジを用意して、主流路１３内を陽圧にし、かつ反応容器１０内を陰圧にして、反応容器１０に液体を注入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一実施例の反応処理装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】反応容器プレートの一実施例を示す図であり（Ａ）は概略的な平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面にベローズ、ドレイン空間、計量流路、注入流路及びサンプル容器エアー抜き流路の断面を加えた概略的な断面図である。
【図３】同実施例のサンプル容器収容部とサンプル容器を拡大して示した図であり（Ａ）はサンプル容器収容部の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図、（Ｃ）はサンプル容器の平面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＣ−Ｃ位置での断面図、（Ｅ）はサンプル容器をサンプル容器収容部に第１保持位置で配置した断面図、（Ｆ）はサンプル容器をサンプル容器収容部に第２保持位置で配置した断面図である。
【図４】反応処理装置を具体的に示した断面図である。
【図５】反応処理装置の反応処理時の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図６】反応処理装置の反応処理時の動作の一例を説明するための１つの工程を示す平面図である。
【図７】図６に続く動作を説明するための平面図である。
【図８】図７に続く動作を説明するための平面図である。
【図９】図８に続く動作を説明するための平面図である。
【図１０】図９に続く動作を説明するための平面図である。
【図１１】図１０に続く動作を説明するための平面図である。
【図１２】図１１に続く動作を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ プレート保持部
２ シリンジ駆動部
３ バルブ駆動部
４ 温度調節部
５ 制御部
６ 送液手段
７ 反応容器プレート
１０ 反応容器
１３ 主流路
１５ 計量流路
１７ 注入流路
１９，２１ 反応容器エアー抜き流路
３５ サンプル容器
３５ａ サンプル容器流路
３５ｂ サンプル容器エアー抜き流路
３５ｃ 係止ツメ
３５ｄ，３５ｅ 突起部
３５ｆ パッキン
３５ｊ，３５ｌ 貫通部
３５ｍ，３５ｎ 係止用溝
３７ 試薬容器
３７ａ 試薬容器流路
３７ｂ 試薬容器エアー抜き流路
３９ エアー吸引用容器
３９ａ エアー吸引用容器流路
３９ｂ エアー吸引用容器エアー抜き流路
４１ セプタム
５１ シリンジ
５１ａ シリンダ
５１ｂ プランジャ
５１ｄ カバー体
５３ ベローズ
５３ａ ベローズ流路
５３ｂ シリンジエアー抜き流路
６３ 切替えバルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器、前記反応容器とは別途設けられた複数の封止容器、及び切替えバルブを介して前記反応容器又は前記封止容器に接続されるシリンジを備え、少なくとも１つの封止容器に反応処理で使用する液体が収容されている反応容器プレートを処理するための反応処理装置であって、
前記反応容器プレートを保持するためのプレート保持部と、
前記反応容器プレートの前記切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部と、
前記シリンジを駆動するためのシリンジ駆動部と、
前記反応容器におけるサンプルの反応処理を行なうための反応処理部と、
前記バルブ駆動部、シリンジ駆動部及び反応処理部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、反応処理で使用する液体が収容されている送液元の封止容器から別の送液先の封止容器に所定量の液体を送液する際に、前記シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量よりも多くの液体を吸引する過剰吸引工程と、前記シリンジを送液先の封止容器に接続して所定量の液体を注入する注入工程と、前記シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量より過剰に吸引した分の液体を送液元の封止容器に戻す過剰液返還工程と、を順に実行するための送液手段を備えている反応処理装置。
【請求項２】
前記反応容器プレートは、パージ用エアーを収容して前記切替えバルブを介して前記シリンジに接続されるエアー収容空間を備えているものであり、
前記送液手段は、前記過剰液返還工程の後で前記シリンジを前記エアー収容空間に接続してパージ用エアーを吸引し、前記シリンジを送液元の封止容器に接続して前記パージ用エアーにより前記シリンジから送液元の封止容器までをパージするパージ工程を実行するものである請求項１に記載の反応処理装置。
【請求項１】
反応容器、前記反応容器とは別途設けられた複数の封止容器、及び切替えバルブを介して前記反応容器又は前記封止容器に接続されるシリンジを備え、少なくとも１つの封止容器に反応処理で使用する液体が収容されている反応容器プレートを処理するための反応処理装置であって、
前記反応容器プレートを保持するためのプレート保持部と、
前記反応容器プレートの前記切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部と、
前記シリンジを駆動するためのシリンジ駆動部と、
前記反応容器におけるサンプルの反応処理を行なうための反応処理部と、
前記バルブ駆動部、シリンジ駆動部及び反応処理部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、反応処理で使用する液体が収容されている送液元の封止容器から別の送液先の封止容器に所定量の液体を送液する際に、前記シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量よりも多くの液体を吸引する過剰吸引工程と、前記シリンジを送液先の封止容器に接続して所定量の液体を注入する注入工程と、前記シリンジを送液元の封止容器に接続して所定量より過剰に吸引した分の液体を送液元の封止容器に戻す過剰液返還工程と、を順に実行するための送液手段を備えている反応処理装置。
【請求項２】
前記反応容器プレートは、パージ用エアーを収容して前記切替えバルブを介して前記シリンジに接続されるエアー収容空間を備えているものであり、
前記送液手段は、前記過剰液返還工程の後で前記シリンジを前記エアー収容空間に接続してパージ用エアーを吸引し、前記シリンジを送液元の封止容器に接続して前記パージ用エアーにより前記シリンジから送液元の封止容器までをパージするパージ工程を実行するものである請求項１に記載の反応処理装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−４８７８２（Ｐ２０１０−４８７８２Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１５８２７（Ｐ２００８−２１５８２７）
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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