固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル及び反応装置並びに反応装置の運転方法
【課題】 抗原抗体反応を利用した免疫測定のように，検体中の測定対象物の量を測定するための従来の技術では測定に時間がかかったり，コンタミネーションの問題があったり，自動化が困難であったり，反応部位が小さく一度に検出できる反応数に限りがあるというような課題がある。
【解決手段】 そこで流路を構成するための連続溝２を一方側の面に形成すると共に，連続溝の両端側に気液出入部３，４を形成した第１の板体１と，この板体の一方側の面に当接させる第２の板体７とから構成し，これらの板体の一方側を光透過性とし，第２の板体において，第１の板体と当接する側の面で，連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成した反応用フローセルと，それを用いた反応装置を構成することにより，課題を解決した。
【解決手段】 そこで流路を構成するための連続溝２を一方側の面に形成すると共に，連続溝の両端側に気液出入部３，４を形成した第１の板体１と，この板体の一方側の面に当接させる第２の板体７とから構成し，これらの板体の一方側を光透過性とし，第２の板体において，第１の板体と当接する側の面で，連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成した反応用フローセルと，それを用いた反応装置を構成することにより，課題を解決した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えば抗原抗体反応等における固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル及び反応装置並びに反応装置の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，抗原抗体反応を利用した免疫測定のように，検体中の測定対象物の量を測定するための技術が開発されている。免疫測定法の一つとして，酵素活性を標識として抗原抗体反応を追跡し，その結果に基づいて抗原または抗体の量を定量するEIA法（酵素免疫測定法，Enzyme Immunoassay）と云われる測定方法がある。そして，このEIA法には，例えば，化学発光を利用したCLEIA法（化学発光・酵素免疫測定法，Chemiluminescent
Enzyme Immunoassay）と，蛍光物質を標識としたFIA法（蛍光免疫測定法，Fluorescence Immunoassay）がある。
【０００３】
前者の方法は，被検物質に対する抗原を担体に固相したものに検体および酵素標識抗体を反応させ，これに化学発光基質を加える過程を有するもので，この基質は酵素により分解され酵素量に応じて発光し，その発光量を測定して定量する測定法である。
【０００４】
また後者の方法は，抗原と反応した検体に蛍光物質によって標識された抗体を反応させ，励起光を照射して標識物質から発せられた蛍光の発光量から定量する測定法である。
【０００５】
また，他の測定法として，非特許文献１には，抗原を固定化したスライドを検体，酵素標識抗体の順に反応させ，その後化学発光基質を流通させるための溝をもったチップを積載してフローセルとし，フローセル内で化学発光反応を生じさせ発光強度を測定するものが記載されている。
【０００６】
更に他の測定法として，特許文献１には，2枚の平板をその縁部に平行に配置された対向する2つの角柱状スペーサーを介して互いに積層してなり，両平板間に毛管現象による注入および排出が可能な間隙を有する反応容器において抗原抗体反応および化学発光反応を行うものが記載されている。
【０００７】
更に他の測定法として，特許文献２には，マイクロチャネルチップにおいて検体と標識抗体をあらかじめ反応させ，測定対象物と特異的に結合する物質が固定化された反応部位において反応を検出するものがある。
【０００８】
【非特許文献１】「Microarrays for the Screeningof Allergen-Specific IgE in Human Serum」(Anal. Chem，. 2003 75(3)，556-562)
【特許文献１】特開平６−１４８０７５号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら以上に説明した従来技術では以下に示すような課題がある。
まず，従来のCLEIA法やFIA法では，抗原抗体反応を十分に実行させるために，比較的長時間を要するという課題がある。
【００１０】
また非特許文献１に記載の従来技術では，あらかじめ検体，酵素標識抗体との反応を別工程で行わなければならず，作業効率が悪いという課題がある。一方，フローセルに検体および酵素標識抗体を流通することも考えられるが，ひし形をしているため液が広がりやすく，液−液間の混合（コンタミネーション）が懸念される。また，配管内の流通においては液−液間に空気を挟んで混合を防ぐ方法があるが，ひし形のフローセル内ではエアが変形しやすく，やはりコンタミネーションの不安が残る。更に，この従来技術ではポンプの数が多く装置が高価で大きくなるという課題がある。
【００１１】
次に特許文献１に記載の従来技術では，液体の注入および排出において毛管現象を利用するため開放系となり，自動で行うことが困難であると共に，注入および排出の流速を制御できないという課題がある。
【００１２】
更に特許文献２に記載の従来技術では，検体と標識抗体をあらかじめ反応させるため標識抗体が多量に必要となり，また，反応部位が小さく一度に検出できる反応数に限りがあるという課題がある。
【００１３】
本発明は以上の課題に鑑みて創案されたものであり，即ち，少量のサンプルを混合することなく用いて、短時間で効率よく抗原抗体反応等の，固定反応物質と液体反応物質との反応を進行させて、免疫測定のような検体中の測定対象物の量を測定することが可能で、かつ操作が簡便な抗原抗体反応等に用いるフローセル及び自動操作が可能な反応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】
【００１４】
以上の課題を解決するために，まず本発明では，流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第２の板体において，第１の板体と当接する側の面で，上記連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルを提案する。
【００１５】
次に，本発明では、流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第１の板体において，上記連続溝の複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルを提案する。
【００１６】
そして本発明では、以上の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，連続溝は蛇行形状とすることを提案する。
【００１７】
また本発明では、以上の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，第１の板体と第２の板体を，剛性を有する支持板体で挟持することにより当接状態で支持し，第１の又は第２の板体のうち，光透過性の板体に対応する支持板体は，固定反応物質の固定範囲に対応する個所に開口を形成するか又は少なくとも固定反応物質の固定範囲に対応する個所を光透過性とすることにより光透過可能に構成することを提案する。
【００１８】
また本発明では、この固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，開口を形成していない支持板体に，固定反応物質の固定範囲に対応して熱供給手段を設置す
ることを提案する。
【００１９】
そして本発明では，以上の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，固定反応物質を抗原とすると共に，液体反応物質を，検体，洗浄液，酵素標識物質及び化学発光基質とすることを提案する。
【００２０】
次に本発明では、以上の構成のフローセルを暗箱内に設置し，光透過性の板体側にディジタルカメラを配置し，第１の板体の一方側の気液出入部に気液供給管を接続すると共に，他方側の気液出入部に廃液管を接続し，気液供給管は，シリンジポンプと切換弁と各種液体反応物質容器とから成る気液供給装置に接続したことを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置を提案する。
【００２１】
そして本発明では、この反応装置において，気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成することを提案する。
【００２２】
そして本発明では、この反応装置において，液体反応物質容器は，洗浄液容器，検体容器，酵素標識抗体容器及び化学発光基質容器とすることを提案する。
【００２３】
また本発明では、以上の反応装置において，シリンジポンプで吐出されるシステム液により，上記各液体容器内の液体を気液供給管を介してフローセルに供給する際には，供給する液体に先立ち，空気を吸気配管から切換弁を介してサンプルループに吸引することにより，次にサンプルループに吸引する液体とシステム液との間に空気を介在させることを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置の運転方法を提案する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るフローセルでは，固定反応物質と液体反応物質とを反応させる流路を，蛇行形状等の連続溝を形成した第１の板体と，第２の板体とを当接させた状態で支持することにより形成するので，外した状態で連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定することが容易であり，共通の流路を流れる液体反応物質と，この流路に沿って固定された複数の固定反応物質との反応を効率的に行うことができ，また反応により発生する光は，光透過性の第１又は第２の板体を介してディジタルカメラにより検出することができる。
【００２５】
流路を流れる液体反応物質は，連続溝と板面とから構成される流路内に保持されて拡がらないため，この液体反応物質をシステム液を用いて移動させる際，液体反応物質とシステム液間に空気を介在させると，流路においても液体−空気−液体の界面が維持されるので，液体相互のコンタミネーションを確実に防止することができる。
【００２６】
そして，第１の板体と第２の板体は，当接させた支持状態から外すことができるので，繰り返しの使用が可能となり，特に，固定反応物質を，連続溝を形成した第１の板体ではなく，第２の板体に固定するものでは，第１の板体を，異なった固定反応物質を固定した他の第２の板体にも共通して使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係るフローセルに液体反応物質を供給する気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成することにより，ポンプを必要最小限の構成とすることができ，コストを低減すると共に省スペースとなる。
【実施例１】
【００２８】
次に，本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１〜図５は本発明に係るフローセルＦの第１の実施例を示すもので，符号１は第１の板体であり，この第１の板体１の一方側の面，即ち図において上面には，流路を形成するための連続溝２を形成すると共に，この連続溝２の両端側に気液出入部３，４を形成し，この気液出入部３，４に配管を接続している。一方側の配管は後記気液供給装置に連なる気液供給管５であり，また他方側の配管は廃液管６である。尚，図では連続溝２は，図において第１の板体１の長手方向に進む蛇行形状に形成しているが，幅方向に進む蛇行形状とすることもできる。また場合によっては，渦巻状に形成することもできる。
【００２９】
符号７は第２の板体であり，この第２の板体７は光透過性であり，図中下面を第１の板体１の上面に当接する構成である。この第２の板体７は，第１の板体１と当接する側の面，即ち図中下面において，上記連続溝２に対応する複数の個所に固定反応物質８を，所定の担体により固定している。図においては，固定反応物質８は，蛇行する連続溝２に対応して，マトリクス状の縦横位置に固定している。
【００３０】
以上の構成において，第１の板体１と第２の板体７を当接させた状態で支持することにより，複数個所に固定した固定反応物質８に対して共通する，液体反応物質９の流路１０を形成することができる。尚，第１の板体１と第２の板体７を当接状態で支持する構成は，クランプ装置等の適宜の挟持機構を適用することができる。
【００３１】
以上の構成において，後述する気液供給装置により気液供給管５を流れてきた液体反応物質９は，一方側の気液出入部３から連続溝２と第２の板体７の面とから構成される流路１０に至り，この流路１０を蛇行しながら流れるうちに，複数の固定反応物質８の位置に順次至り，それらの場所で反応を起こさせることができる。液体反応物質９は，一方側の気液出入部３から他方側の気液出入部４に１回のみ通過させて，この他方側の気液出入部４から廃液管６を経て排出することもできるが，流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させることにより確実さを向上させることができる。
【００３２】
流路を流れる液体反応物質９は，連続溝２と板面とから構成される流路１０内に保持されて拡がらないため，後述するように，液体反応物質９をシステム液を用いて移動させる際，液体反応物質９とシステム液間に空気１１を介在させると，流路１０においても液体−空気−液体の界面１２が維持されるので，液体相互のコンタミネーションを確実に防止することができる。
【００３３】
このように本発明のフローセルＦを用いれば，固定反応物質８と液体反応物質９とを反応させる流路１０を，蛇行形状等の連続溝２を形成した第１の板体１と，第２の板体２とを当接させた状態で支持することにより形成するので，外した状態で連続溝２に対応する複数の個所に固定反応物質８を固定することが容易であり，共通の流路１０を流れる液体反応物質９と，この流路１０に沿って固定された複数の固定反応物質８との反応を効率的に行うことができ，また反応により発生する光は，光透過性の板体，この場合は第２の板体７を介して，図中上方からディジタルカメラにより撮影してコンピュータ等を利用して検出することができる。
【００３４】
そして，第１の板体１と第２の板体７は，このように当接させた支持状態から外すことができるので，繰り返しの使用が可能となり，特に，固定反応物質８を，この実施例に示すように，連続溝２を形成した第１の板体１ではなく，第２の板体７に固定するものでは，第１の板体１を，異なった固定反応物質８を固定した他の第２の板体７にも共通して使用することが可能となる。
【００３５】
しかしながら，他の実施例として，固定反応物質８を，連続溝２を形成した第１の板体１に，この連続溝２に沿った複数の個所に固定反応物質８を固定することもできる。
【００３６】
また，上述した実施例では，第２の板体７を光透過性として，第２の板体７側からディジタルカメラにより反応により発生する光を撮影して検出する構成としているが，次の実施例に示すように，第１の板体１を光透過性として，第１の板体１側から光を検出する構成とすることもできる。
【実施例２】
【００３７】
即ち，図６は本発明に係るフローセルＦの第２の実施例を示すもので，この実施例は，第１の実施例とは，光透過性とする板体を逆に構成して，ディジタルカメラによる撮影方向も逆方向としたものであり，その他の構成要素は同様であるので，対応する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち，この第２の実施例では，蛇行する連続溝２を形成した第１の板体１を光透過性とすると共に，第２の板体７は光不透過性しており，一方，ディジタルカメラは第１の実施例と同様にフローセルＦの上側に配置しているので，第１の板体１を上方，第２の板体７を下方に配置したものである。
【００３８】
以上の第２の実施例のフローセルＦの動作は，第１の実施例と同様で，自明であるので，重複する説明は省略する。
【実施例３】
【００３９】
図７，図８は本発明に係るフローセルＦの第３の実施例を示すものである。この実施例は，第１の実施例に示すフローセルＦの当接状態における支持機構の具体例を示すものであり，第１の実施例の構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち，この第３の実施例では，連続溝２を形成した第１の板体１に対応して第１の支持板体１３を設けると共に，光透過性の第２の板体７に対応して第２の支持板体１４を設けている。
【００４０】
これら第１の支持板体１３と第２の支持板体１４は，剛性を有する材質，例えばアルミニウム製ブロックにより構成しており，それらは図８に示すボルト・ナット等の締付部材１５用の貫通穴１６を設けている。そして第１の支持板体１３には，上記第１の板体１の気液出入部３，４に対応する位置に貫通孔１８を形成すると共に，気液供給管５と廃液管６の端部に設けた接続部材１９を螺合等により接続するための接続部２０を形成している。そして第２の支持板体１４には，光透過性の第２の板体７に固定した固定反応物質８の固定範囲に対応して開口２１を形成している。
【００４１】
以上の構成においては，当接した第１の板体１と第２の板体７を第１の支持板体１３と第２の支持板体１４により挟み，上記貫通穴１６を以てボルト・ナット１５により締め付けることにより，第１の板体１と第２の板体７を当接状態で支持することができる。尚，第１の支持板体１３と第２の支持板体１４は，ボルト・ナット１５に代えて，クランプ機構を用いる等の適宜の挟持機構を適用することができる。
【００４２】
上記状態で，気液供給管５と廃液管６の端部に設けた接続部材１９を螺合等により接続部２０に接続することにより，フローセルＦの流路１０に気液供給管５から液体反応物質９を供給し，流路１０に沿って固定した複数の固定反応物質８との反応を行わせた後，廃液管６を経て排出することができる。
【００４３】
反応により発生する光は，光透過性の板体，この場合は第２の板体７と，第２の支持板体１４の開口２１を介して，図中上方からディジタルカメラにより撮影して検出することができる。
【実施例４】
【００４４】
次に図９，図１０は本発明に係るフローセルＦの第４の実施例を示すものである。この実施例は，第２の実施例に示すフローセルＦの当接状態における支持機構の具体例を示すものであり，第２の実施例の構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち，この第４の実施例では，第３の実施例と同様に，連続溝２を形成した第１の板体１に対応して第１の支持板体１３を設けると共に，第２の板体７に対応して第２の支持板体１４を設けているが，第１の板体１を光透過性としているため，第１の支持板体１３に，第２の板体７に固定した固定反応物質８の固定範囲に対応して開口２１を形成し，ディジタルカメラによる撮影方向は下方としたものである。その他の構成要素は，第３の実施例と同様であり，動作も自明であるので，この実施例の構成要素と同一な構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【実施例５】
【００４５】
次に図１１は本発明に係るフローセルＦの第５の実施例を示すものである。この実施例は，第４の実施例の構成において，第２の支持板体１４に，ヒーター２２を設置して，フローセルＦにおける固定反応物質８と液体反応物質９との反応に際しての温度制御機能を持たせたものである。その他の構成要素は，第４の実施例と同様であり，動作も自明であるので，この実施例の構成要素と同一な構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４６】
尚，他の実施例として，上記ヒーター２２に代えて，加熱・冷却可能な温度制御装置を設けることもできる。
【実施例６】
【００４７】
次に，図１２は本発明に係るフローセルＦを使用した反応装置の全体構成を示す系統説明図であり，図１３はその要部の拡大図である。
符号２３は暗箱であり，この暗箱２３内にフローセルＦを設置すると共に，その上方にＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサを用いたディジタルカメラ２４を設置しており，その出力はコンピュータ２５に入力している。
【００４８】
またフローセルＦの第１の板体１の一方側の気液出入部３に気液供給管５を接続すると共に，他方側の気液出入部４に廃液管６を接続して，廃液管６を適宜の排出場所に至らせると共に，気液供給管５は，概して，シリンジポンプ２６と切換弁２７と各種液体反応物質容器２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，…）とから成る気液供給装置ＡＬに接続している。
【００４９】
気液供給装置ＡＬを更に詳細に説明すると，気液供給装置ＡＬは，シリンジポンプ２６と，シリンジポンプ２６の吸引側に配置したシステム液容器２９と，シリンジポンプ２６の吐出側にサンプルループ３０を有する共通配管３１を介して共通ポート○１に接続した切換弁２７と，切換弁２７の切換ポート○２〜○５の夫々に接続した配管３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，…）を介して配置した複数の液体反応物質容器２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，…）と，切換弁２７の切換ポートの一つ○６に接続した排液及び吸気兼用配管３２ｅと，上記気液供給管５を接続する切換弁２７の切換ポート○７とから構成している。
【００５０】
以上の構成の反応装置を抗原抗体反応の反応装置とした場合，上記液体反応物質容器２８中，夫々２８ａは洗浄液容器，２８ｂは検体容器，２８ｃは酵素標識抗体容器及び２８ｄは化学発光基質容器である。
【００５１】
以上の構成において，抗原抗体反応装置としての反応装置の操作手順を，図１４の流れ図を参照して説明する。
【００５２】
まずステップＳ１では，シリンジポンプ２６を正動作させてシステム液容器２９内のシステム液をサンプルループ３０に満たす。この際，切換弁２７の切換ポートは○６を選択しておくことにより，サンプルループ３０内の空気は配管３２ｅを経て外気に放出される。
【００５３】
次いでステップＳ２では，シリンジポンプ２６を逆動作させてサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○３に切り換へて，検体容器２８ｂ内の検体をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００５４】
この時点では，サンプルループ３０内には，検体とシステム液が空気を介在させて離れていてコンタミネーションの発生はない。
【００５５】
次いでステップＳ３では，切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の検体は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて固定反応物質８と反応する。この状態において，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，検体を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させることができ，確実さを向上させることができる。
【００５６】
次いでステップＳ４では，切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○２に切り換えて，洗浄液容器２８ａ内の洗浄液をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００５７】
次いで切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の洗浄液は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて，流路１０内の余分な検体を洗浄する。この場合においても，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，洗浄液を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させる。
【００５８】
次いでステップＳ５では，切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○４に切り換へて，酵素標識抗体容器２８ｃ内の酵素標識抗体をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００５９】
次いでステップＳ６では，切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の酵素標識抗体は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて固定反応物質８と反応する。この場合にも，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，酵素標識抗体を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させる。尚，前工程の洗浄液は，前工程において残留したシステム液に押されて廃液管６を経て排出される。
【００６０】
次いでステップＳ７ではステップＳ４と同様に，切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○２に切り換へて，洗浄液容器２８ａ内の洗浄液をサンプルループ３０内に吸い込む。次いで切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の洗浄液は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて，流路１０内の酵素標識抗体を洗浄する。この場合においても，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，洗浄液を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させる。
【００６１】
次いでステップＳ８では，まず切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○５に切り換へて，化学発光基質容器２８ｄ内の化学発光基質をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００６２】
次いでステップＳ９では，切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の化学発光基質は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて固定反応物質８において化学発光反応させる。この場合には，複数の固定反応物質の夫々の発光を観察するため，化学発光基質がフローセルＦの流路１０を満たすまで送液後、送液を停止してフローセルＦの流路１０内に化学発光基質をとどまらせる。
【００６３】
次いでステップＳ１０では，以上のステップを経過して固定反応物質８の位置からの化学発光をディジタルカメラ２４で撮影してディジタル信号としてコンピュータ２５に取り込み，コンピュータ２５において解析して，所定の出力を行う。
【００６４】
尚，以上の実施例においては，システム液と各種液体反応物質とを，空気を介在させて離しているが，空気の代わりに，窒素ガス等の不活性ガスを介在させることもでき，この場合には，上記切換弁２７の切換ポートに配管を介して不活性ガスボンベを接続して，上述と同様な操作を行えばよい。また、ガスの代わりにシステム液および各種液体反応物質と相互溶解しない不溶性液体を介在させることもでき、この場合には、上記切換弁２７の切換ポートに配管を介して不溶性液体容器を配置して、上述と同様な操作を行えばよい。さらに、各種液体反応物質と相互溶解することのないシステム液を用いることで、他の物質を介在させることなく操作することも可能である。
【００６５】
また以上の実施例においては，CLEIA法による抗原抗体反応の操作手順を示しているが，本発明のフローセル及び反応装置は，FIA法を適用することもできるもので，この場合には，暗箱２３内に励起光源を設置すれば良い。
【００６６】
また本発明のフローセル及び反応装置は，抗原抗体反応のみならず，生体由来の物質と特異的に結合可能で，かつ塩基配列や塩基の長さ，組成などが既知の，様々なタンパク質（細胞，ウィルス，）や核酸，cDNA，DNA，RNAなどを固定化し，生体から採取され，あるいはさらに化学的処理，化学修飾などの処理が施された生体由来の液体物質を反応させ，光電的に検出し，その生体由来の物質を解析する様々な反応に適用することができる。
【実施例７】
【００６７】
次に，本発明のフローセル及び反応装置の具体例及び，これにより行った抗原抗体反応の具体例を示す。
まず，フローセルＦを構成する第２の板体７には，光透過性のあるアクリル板を用いた。また第１の板体１には，PDMS（ポリジメチルシロキサン）製チップを用いて溝幅1mm・溝深0.2mmの蛇行した連続溝２を形成した。これら第１の板体１と第２の板体７を当接してフローセルを形成した際の，流路１０内の容量は75μLである。
一方，抗原は、光固定化法により第２の板体７であるアクリル板に固定化した。
第１の板体１と第２の板体７は接着せず，図７に示すようなアルミニウムブロックの第１と第２の支持板体を用いて圧着することで接合した。そして第１の支持板体のアルミブロックにヒーターをつけ、温度一定（37℃）条件の下、抗原抗体反応を進行させた。抗原としてダニアレルゲンが固定化され、検体には血清、酵素標識抗体にはペルオキシターゼでラベル化された抗体を用いた。
気液供給装置によるフローセルへの送液は、流速3.3μL/secで行った。
抗原抗体反応は上述した図１４の手順により行った。
以上により，固定化されたダニアレルゲンと血清の抗原抗体反応を、本発明装置を用いてCLEIA法により確認した。また、検体に含まれる抗体量を定量した。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は以上のとおりであるので，以下に示すような特徴を有し，産業上の利用可能性が大である。
１．本発明に係るフローセルでは，固定反応物質と液体反応物質とを反応させる流路を，蛇行形状等の連続溝を形成した第１の板体と，第２の板体とを当接させた状態で支持することにより形成するので，外した状態で連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定することが容易であり，共通の流路を流れる液体反応物質と，この流路に沿って固定された複数の固定反応物質との反応を，一度に多く効率的に行うことができ，また反応により発生する光は，光透過性の第１又は第２の板体を介してディジタルカメラにより検出することができる。
２．流路を流れる液体反応物質は，連続溝と板面とから構成される流路内に保持されて拡がらないため，この液体反応物質をシステム液を用いて移動させる際，液体反応物質とシステム液間に空気を介在させると，流路においても液体−空気−液体の界面が維持されるので，液体相互のコンタミネーションを確実に防止することができる。
３．第１の板体と第２の板体は，当接させた支持状態から外すことができるので，繰り返しの使用が可能となり，特に，固定反応物質を，連続溝を形成した第１の板体ではなく，第２の板体に固定するものでは，第１の板体を，異なった固定反応物質を固定した他の第２の板体にも共通して使用することが可能となる。 ４．本発明に係るフローセルに液体反応物質を供給する気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成することにより，ポンプを必要最小限の構成とすることができ，コストを低減すると共に省スペースとなる。
５．吸引、排出動作のできるシリンジポンプを使用することで、検体および標識物質等の液体反応物質を反応場であるフローセルの流路内で往復させることができ、反応効率があがる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るフローセルの第１の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図２】第１と第２の板体の当接支持状態の側面図である。
【図３】第１の板体の要部斜視図である。
【図４】図２の要部横断面図である。
【図５】図２の要部縦断面図である。
【図６】本発明に係るフローセルの第２の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図７】本発明に係るフローセルの第３の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図８】本発明に係るフローセルの第３の実施例の支持状態の縦断面図である。
【図９】本発明に係るフローセルの第４の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図１０】本発明に係るフローセルの第４の実施例の支持状態の縦断面図である。
【図１１】本発明に係るフローセルの第５の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図１２】本発明に係るフローセルを使用した反応装置の全体構成を示す系統説明図である。
【図１３】図１２の要部拡大図である。
【図１４】本発明に係る反応装置により，抗原抗体反応をCLEIA法を用いて測定する際の操作手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 第１の板体
２ 連続溝
３，４ 気液出入部
５ 気液供給管
６ 廃液管
７ 第２の板体
８ 固定反応物質（抗原）
９ 液体反応物質（検体等）
１０ 流路
１１ 空気
１２ 界面
１３ 第１の支持板体
１４ 第２の支持板体
１５ ボルト・ナット
１６ 貫通穴
１８ 貫通孔
１９ 接続部材
２０ 接続部
２１ 開口
２２ ヒーター
２３ 暗箱
２４ ディジタルカメラ
２５ コンピュータ
２６ シリンジポンプ
２７ 切換弁（六方弁）
２８ 液体反応物質容器
２８ａ 洗浄液容器
２８ｂ 検体容器
２８ｃ 酵素標識抗体容器
２８ｄ 化学発光基質容器
２９ システム液容器
３０ サンプルループ
３１ 共通配管
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ… 配管
Ｆ フローセル
○１ 共通ポート
○２〜○７ 切換ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えば抗原抗体反応等における固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル及び反応装置並びに反応装置の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，抗原抗体反応を利用した免疫測定のように，検体中の測定対象物の量を測定するための技術が開発されている。免疫測定法の一つとして，酵素活性を標識として抗原抗体反応を追跡し，その結果に基づいて抗原または抗体の量を定量するEIA法（酵素免疫測定法，Enzyme Immunoassay）と云われる測定方法がある。そして，このEIA法には，例えば，化学発光を利用したCLEIA法（化学発光・酵素免疫測定法，Chemiluminescent
Enzyme Immunoassay）と，蛍光物質を標識としたFIA法（蛍光免疫測定法，Fluorescence Immunoassay）がある。
【０００３】
前者の方法は，被検物質に対する抗原を担体に固相したものに検体および酵素標識抗体を反応させ，これに化学発光基質を加える過程を有するもので，この基質は酵素により分解され酵素量に応じて発光し，その発光量を測定して定量する測定法である。
【０００４】
また後者の方法は，抗原と反応した検体に蛍光物質によって標識された抗体を反応させ，励起光を照射して標識物質から発せられた蛍光の発光量から定量する測定法である。
【０００５】
また，他の測定法として，非特許文献１には，抗原を固定化したスライドを検体，酵素標識抗体の順に反応させ，その後化学発光基質を流通させるための溝をもったチップを積載してフローセルとし，フローセル内で化学発光反応を生じさせ発光強度を測定するものが記載されている。
【０００６】
更に他の測定法として，特許文献１には，2枚の平板をその縁部に平行に配置された対向する2つの角柱状スペーサーを介して互いに積層してなり，両平板間に毛管現象による注入および排出が可能な間隙を有する反応容器において抗原抗体反応および化学発光反応を行うものが記載されている。
【０００７】
更に他の測定法として，特許文献２には，マイクロチャネルチップにおいて検体と標識抗体をあらかじめ反応させ，測定対象物と特異的に結合する物質が固定化された反応部位において反応を検出するものがある。
【０００８】
【非特許文献１】「Microarrays for the Screeningof Allergen-Specific IgE in Human Serum」(Anal. Chem，. 2003 75(3)，556-562)
【特許文献１】特開平６−１４８０７５号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら以上に説明した従来技術では以下に示すような課題がある。
まず，従来のCLEIA法やFIA法では，抗原抗体反応を十分に実行させるために，比較的長時間を要するという課題がある。
【００１０】
また非特許文献１に記載の従来技術では，あらかじめ検体，酵素標識抗体との反応を別工程で行わなければならず，作業効率が悪いという課題がある。一方，フローセルに検体および酵素標識抗体を流通することも考えられるが，ひし形をしているため液が広がりやすく，液−液間の混合（コンタミネーション）が懸念される。また，配管内の流通においては液−液間に空気を挟んで混合を防ぐ方法があるが，ひし形のフローセル内ではエアが変形しやすく，やはりコンタミネーションの不安が残る。更に，この従来技術ではポンプの数が多く装置が高価で大きくなるという課題がある。
【００１１】
次に特許文献１に記載の従来技術では，液体の注入および排出において毛管現象を利用するため開放系となり，自動で行うことが困難であると共に，注入および排出の流速を制御できないという課題がある。
【００１２】
更に特許文献２に記載の従来技術では，検体と標識抗体をあらかじめ反応させるため標識抗体が多量に必要となり，また，反応部位が小さく一度に検出できる反応数に限りがあるという課題がある。
【００１３】
本発明は以上の課題に鑑みて創案されたものであり，即ち，少量のサンプルを混合することなく用いて、短時間で効率よく抗原抗体反応等の，固定反応物質と液体反応物質との反応を進行させて、免疫測定のような検体中の測定対象物の量を測定することが可能で、かつ操作が簡便な抗原抗体反応等に用いるフローセル及び自動操作が可能な反応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】
【００１４】
以上の課題を解決するために，まず本発明では，流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第２の板体において，第１の板体と当接する側の面で，上記連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルを提案する。
【００１５】
次に，本発明では、流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第１の板体において，上記連続溝の複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルを提案する。
【００１６】
そして本発明では、以上の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，連続溝は蛇行形状とすることを提案する。
【００１７】
また本発明では、以上の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，第１の板体と第２の板体を，剛性を有する支持板体で挟持することにより当接状態で支持し，第１の又は第２の板体のうち，光透過性の板体に対応する支持板体は，固定反応物質の固定範囲に対応する個所に開口を形成するか又は少なくとも固定反応物質の固定範囲に対応する個所を光透過性とすることにより光透過可能に構成することを提案する。
【００１８】
また本発明では、この固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，開口を形成していない支持板体に，固定反応物質の固定範囲に対応して熱供給手段を設置す
ることを提案する。
【００１９】
そして本発明では，以上の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセルにおいて，固定反応物質を抗原とすると共に，液体反応物質を，検体，洗浄液，酵素標識物質及び化学発光基質とすることを提案する。
【００２０】
次に本発明では、以上の構成のフローセルを暗箱内に設置し，光透過性の板体側にディジタルカメラを配置し，第１の板体の一方側の気液出入部に気液供給管を接続すると共に，他方側の気液出入部に廃液管を接続し，気液供給管は，シリンジポンプと切換弁と各種液体反応物質容器とから成る気液供給装置に接続したことを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置を提案する。
【００２１】
そして本発明では、この反応装置において，気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成することを提案する。
【００２２】
そして本発明では、この反応装置において，液体反応物質容器は，洗浄液容器，検体容器，酵素標識抗体容器及び化学発光基質容器とすることを提案する。
【００２３】
また本発明では、以上の反応装置において，シリンジポンプで吐出されるシステム液により，上記各液体容器内の液体を気液供給管を介してフローセルに供給する際には，供給する液体に先立ち，空気を吸気配管から切換弁を介してサンプルループに吸引することにより，次にサンプルループに吸引する液体とシステム液との間に空気を介在させることを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置の運転方法を提案する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るフローセルでは，固定反応物質と液体反応物質とを反応させる流路を，蛇行形状等の連続溝を形成した第１の板体と，第２の板体とを当接させた状態で支持することにより形成するので，外した状態で連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定することが容易であり，共通の流路を流れる液体反応物質と，この流路に沿って固定された複数の固定反応物質との反応を効率的に行うことができ，また反応により発生する光は，光透過性の第１又は第２の板体を介してディジタルカメラにより検出することができる。
【００２５】
流路を流れる液体反応物質は，連続溝と板面とから構成される流路内に保持されて拡がらないため，この液体反応物質をシステム液を用いて移動させる際，液体反応物質とシステム液間に空気を介在させると，流路においても液体−空気−液体の界面が維持されるので，液体相互のコンタミネーションを確実に防止することができる。
【００２６】
そして，第１の板体と第２の板体は，当接させた支持状態から外すことができるので，繰り返しの使用が可能となり，特に，固定反応物質を，連続溝を形成した第１の板体ではなく，第２の板体に固定するものでは，第１の板体を，異なった固定反応物質を固定した他の第２の板体にも共通して使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係るフローセルに液体反応物質を供給する気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成することにより，ポンプを必要最小限の構成とすることができ，コストを低減すると共に省スペースとなる。
【実施例１】
【００２８】
次に，本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図１〜図５は本発明に係るフローセルＦの第１の実施例を示すもので，符号１は第１の板体であり，この第１の板体１の一方側の面，即ち図において上面には，流路を形成するための連続溝２を形成すると共に，この連続溝２の両端側に気液出入部３，４を形成し，この気液出入部３，４に配管を接続している。一方側の配管は後記気液供給装置に連なる気液供給管５であり，また他方側の配管は廃液管６である。尚，図では連続溝２は，図において第１の板体１の長手方向に進む蛇行形状に形成しているが，幅方向に進む蛇行形状とすることもできる。また場合によっては，渦巻状に形成することもできる。
【００２９】
符号７は第２の板体であり，この第２の板体７は光透過性であり，図中下面を第１の板体１の上面に当接する構成である。この第２の板体７は，第１の板体１と当接する側の面，即ち図中下面において，上記連続溝２に対応する複数の個所に固定反応物質８を，所定の担体により固定している。図においては，固定反応物質８は，蛇行する連続溝２に対応して，マトリクス状の縦横位置に固定している。
【００３０】
以上の構成において，第１の板体１と第２の板体７を当接させた状態で支持することにより，複数個所に固定した固定反応物質８に対して共通する，液体反応物質９の流路１０を形成することができる。尚，第１の板体１と第２の板体７を当接状態で支持する構成は，クランプ装置等の適宜の挟持機構を適用することができる。
【００３１】
以上の構成において，後述する気液供給装置により気液供給管５を流れてきた液体反応物質９は，一方側の気液出入部３から連続溝２と第２の板体７の面とから構成される流路１０に至り，この流路１０を蛇行しながら流れるうちに，複数の固定反応物質８の位置に順次至り，それらの場所で反応を起こさせることができる。液体反応物質９は，一方側の気液出入部３から他方側の気液出入部４に１回のみ通過させて，この他方側の気液出入部４から廃液管６を経て排出することもできるが，流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させることにより確実さを向上させることができる。
【００３２】
流路を流れる液体反応物質９は，連続溝２と板面とから構成される流路１０内に保持されて拡がらないため，後述するように，液体反応物質９をシステム液を用いて移動させる際，液体反応物質９とシステム液間に空気１１を介在させると，流路１０においても液体−空気−液体の界面１２が維持されるので，液体相互のコンタミネーションを確実に防止することができる。
【００３３】
このように本発明のフローセルＦを用いれば，固定反応物質８と液体反応物質９とを反応させる流路１０を，蛇行形状等の連続溝２を形成した第１の板体１と，第２の板体２とを当接させた状態で支持することにより形成するので，外した状態で連続溝２に対応する複数の個所に固定反応物質８を固定することが容易であり，共通の流路１０を流れる液体反応物質９と，この流路１０に沿って固定された複数の固定反応物質８との反応を効率的に行うことができ，また反応により発生する光は，光透過性の板体，この場合は第２の板体７を介して，図中上方からディジタルカメラにより撮影してコンピュータ等を利用して検出することができる。
【００３４】
そして，第１の板体１と第２の板体７は，このように当接させた支持状態から外すことができるので，繰り返しの使用が可能となり，特に，固定反応物質８を，この実施例に示すように，連続溝２を形成した第１の板体１ではなく，第２の板体７に固定するものでは，第１の板体１を，異なった固定反応物質８を固定した他の第２の板体７にも共通して使用することが可能となる。
【００３５】
しかしながら，他の実施例として，固定反応物質８を，連続溝２を形成した第１の板体１に，この連続溝２に沿った複数の個所に固定反応物質８を固定することもできる。
【００３６】
また，上述した実施例では，第２の板体７を光透過性として，第２の板体７側からディジタルカメラにより反応により発生する光を撮影して検出する構成としているが，次の実施例に示すように，第１の板体１を光透過性として，第１の板体１側から光を検出する構成とすることもできる。
【実施例２】
【００３７】
即ち，図６は本発明に係るフローセルＦの第２の実施例を示すもので，この実施例は，第１の実施例とは，光透過性とする板体を逆に構成して，ディジタルカメラによる撮影方向も逆方向としたものであり，その他の構成要素は同様であるので，対応する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち，この第２の実施例では，蛇行する連続溝２を形成した第１の板体１を光透過性とすると共に，第２の板体７は光不透過性しており，一方，ディジタルカメラは第１の実施例と同様にフローセルＦの上側に配置しているので，第１の板体１を上方，第２の板体７を下方に配置したものである。
【００３８】
以上の第２の実施例のフローセルＦの動作は，第１の実施例と同様で，自明であるので，重複する説明は省略する。
【実施例３】
【００３９】
図７，図８は本発明に係るフローセルＦの第３の実施例を示すものである。この実施例は，第１の実施例に示すフローセルＦの当接状態における支持機構の具体例を示すものであり，第１の実施例の構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち，この第３の実施例では，連続溝２を形成した第１の板体１に対応して第１の支持板体１３を設けると共に，光透過性の第２の板体７に対応して第２の支持板体１４を設けている。
【００４０】
これら第１の支持板体１３と第２の支持板体１４は，剛性を有する材質，例えばアルミニウム製ブロックにより構成しており，それらは図８に示すボルト・ナット等の締付部材１５用の貫通穴１６を設けている。そして第１の支持板体１３には，上記第１の板体１の気液出入部３，４に対応する位置に貫通孔１８を形成すると共に，気液供給管５と廃液管６の端部に設けた接続部材１９を螺合等により接続するための接続部２０を形成している。そして第２の支持板体１４には，光透過性の第２の板体７に固定した固定反応物質８の固定範囲に対応して開口２１を形成している。
【００４１】
以上の構成においては，当接した第１の板体１と第２の板体７を第１の支持板体１３と第２の支持板体１４により挟み，上記貫通穴１６を以てボルト・ナット１５により締め付けることにより，第１の板体１と第２の板体７を当接状態で支持することができる。尚，第１の支持板体１３と第２の支持板体１４は，ボルト・ナット１５に代えて，クランプ機構を用いる等の適宜の挟持機構を適用することができる。
【００４２】
上記状態で，気液供給管５と廃液管６の端部に設けた接続部材１９を螺合等により接続部２０に接続することにより，フローセルＦの流路１０に気液供給管５から液体反応物質９を供給し，流路１０に沿って固定した複数の固定反応物質８との反応を行わせた後，廃液管６を経て排出することができる。
【００４３】
反応により発生する光は，光透過性の板体，この場合は第２の板体７と，第２の支持板体１４の開口２１を介して，図中上方からディジタルカメラにより撮影して検出することができる。
【実施例４】
【００４４】
次に図９，図１０は本発明に係るフローセルＦの第４の実施例を示すものである。この実施例は，第２の実施例に示すフローセルＦの当接状態における支持機構の具体例を示すものであり，第２の実施例の構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち，この第４の実施例では，第３の実施例と同様に，連続溝２を形成した第１の板体１に対応して第１の支持板体１３を設けると共に，第２の板体７に対応して第２の支持板体１４を設けているが，第１の板体１を光透過性としているため，第１の支持板体１３に，第２の板体７に固定した固定反応物質８の固定範囲に対応して開口２１を形成し，ディジタルカメラによる撮影方向は下方としたものである。その他の構成要素は，第３の実施例と同様であり，動作も自明であるので，この実施例の構成要素と同一な構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【実施例５】
【００４５】
次に図１１は本発明に係るフローセルＦの第５の実施例を示すものである。この実施例は，第４の実施例の構成において，第２の支持板体１４に，ヒーター２２を設置して，フローセルＦにおける固定反応物質８と液体反応物質９との反応に際しての温度制御機能を持たせたものである。その他の構成要素は，第４の実施例と同様であり，動作も自明であるので，この実施例の構成要素と同一な構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４６】
尚，他の実施例として，上記ヒーター２２に代えて，加熱・冷却可能な温度制御装置を設けることもできる。
【実施例６】
【００４７】
次に，図１２は本発明に係るフローセルＦを使用した反応装置の全体構成を示す系統説明図であり，図１３はその要部の拡大図である。
符号２３は暗箱であり，この暗箱２３内にフローセルＦを設置すると共に，その上方にＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサを用いたディジタルカメラ２４を設置しており，その出力はコンピュータ２５に入力している。
【００４８】
またフローセルＦの第１の板体１の一方側の気液出入部３に気液供給管５を接続すると共に，他方側の気液出入部４に廃液管６を接続して，廃液管６を適宜の排出場所に至らせると共に，気液供給管５は，概して，シリンジポンプ２６と切換弁２７と各種液体反応物質容器２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，…）とから成る気液供給装置ＡＬに接続している。
【００４９】
気液供給装置ＡＬを更に詳細に説明すると，気液供給装置ＡＬは，シリンジポンプ２６と，シリンジポンプ２６の吸引側に配置したシステム液容器２９と，シリンジポンプ２６の吐出側にサンプルループ３０を有する共通配管３１を介して共通ポート○１に接続した切換弁２７と，切換弁２７の切換ポート○２〜○５の夫々に接続した配管３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，…）を介して配置した複数の液体反応物質容器２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，…）と，切換弁２７の切換ポートの一つ○６に接続した排液及び吸気兼用配管３２ｅと，上記気液供給管５を接続する切換弁２７の切換ポート○７とから構成している。
【００５０】
以上の構成の反応装置を抗原抗体反応の反応装置とした場合，上記液体反応物質容器２８中，夫々２８ａは洗浄液容器，２８ｂは検体容器，２８ｃは酵素標識抗体容器及び２８ｄは化学発光基質容器である。
【００５１】
以上の構成において，抗原抗体反応装置としての反応装置の操作手順を，図１４の流れ図を参照して説明する。
【００５２】
まずステップＳ１では，シリンジポンプ２６を正動作させてシステム液容器２９内のシステム液をサンプルループ３０に満たす。この際，切換弁２７の切換ポートは○６を選択しておくことにより，サンプルループ３０内の空気は配管３２ｅを経て外気に放出される。
【００５３】
次いでステップＳ２では，シリンジポンプ２６を逆動作させてサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○３に切り換へて，検体容器２８ｂ内の検体をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００５４】
この時点では，サンプルループ３０内には，検体とシステム液が空気を介在させて離れていてコンタミネーションの発生はない。
【００５５】
次いでステップＳ３では，切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の検体は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて固定反応物質８と反応する。この状態において，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，検体を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させることができ，確実さを向上させることができる。
【００５６】
次いでステップＳ４では，切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○２に切り換えて，洗浄液容器２８ａ内の洗浄液をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００５７】
次いで切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の洗浄液は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて，流路１０内の余分な検体を洗浄する。この場合においても，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，洗浄液を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させる。
【００５８】
次いでステップＳ５では，切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○４に切り換へて，酵素標識抗体容器２８ｃ内の酵素標識抗体をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００５９】
次いでステップＳ６では，切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の酵素標識抗体は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて固定反応物質８と反応する。この場合にも，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，酵素標識抗体を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させる。尚，前工程の洗浄液は，前工程において残留したシステム液に押されて廃液管６を経て排出される。
【００６０】
次いでステップＳ７ではステップＳ４と同様に，切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○２に切り換へて，洗浄液容器２８ａ内の洗浄液をサンプルループ３０内に吸い込む。次いで切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の洗浄液は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて，流路１０内の酵素標識抗体を洗浄する。この場合においても，シリンジポンプ２６を正動作と逆動作を複数回交互に行うことにより，洗浄液を流路１０の一方側と他方側の間を複数回往復させる。
【００６１】
次いでステップＳ８では，まず切換弁２７の切換ポートは○６を選択してシリンジポンプ２６を逆動作させることによりサンプルループ３０内に空気を吸い込んだ後，切換弁２７の切換ポートを○５に切り換へて，化学発光基質容器２８ｄ内の化学発光基質をサンプルループ３０内に吸い込む。
【００６２】
次いでステップＳ９では，切換弁２７の切換ポートを○７に切り換えてシリンジポンプ２６を正動作させる。この動作により，サンプルループ３０内の化学発光基質は空気を介してシステム液に押され，気液供給管５を流れてフローセルＦに至り，フローセルＦの流路１０を流れて固定反応物質８において化学発光反応させる。この場合には，複数の固定反応物質の夫々の発光を観察するため，化学発光基質がフローセルＦの流路１０を満たすまで送液後、送液を停止してフローセルＦの流路１０内に化学発光基質をとどまらせる。
【００６３】
次いでステップＳ１０では，以上のステップを経過して固定反応物質８の位置からの化学発光をディジタルカメラ２４で撮影してディジタル信号としてコンピュータ２５に取り込み，コンピュータ２５において解析して，所定の出力を行う。
【００６４】
尚，以上の実施例においては，システム液と各種液体反応物質とを，空気を介在させて離しているが，空気の代わりに，窒素ガス等の不活性ガスを介在させることもでき，この場合には，上記切換弁２７の切換ポートに配管を介して不活性ガスボンベを接続して，上述と同様な操作を行えばよい。また、ガスの代わりにシステム液および各種液体反応物質と相互溶解しない不溶性液体を介在させることもでき、この場合には、上記切換弁２７の切換ポートに配管を介して不溶性液体容器を配置して、上述と同様な操作を行えばよい。さらに、各種液体反応物質と相互溶解することのないシステム液を用いることで、他の物質を介在させることなく操作することも可能である。
【００６５】
また以上の実施例においては，CLEIA法による抗原抗体反応の操作手順を示しているが，本発明のフローセル及び反応装置は，FIA法を適用することもできるもので，この場合には，暗箱２３内に励起光源を設置すれば良い。
【００６６】
また本発明のフローセル及び反応装置は，抗原抗体反応のみならず，生体由来の物質と特異的に結合可能で，かつ塩基配列や塩基の長さ，組成などが既知の，様々なタンパク質（細胞，ウィルス，）や核酸，cDNA，DNA，RNAなどを固定化し，生体から採取され，あるいはさらに化学的処理，化学修飾などの処理が施された生体由来の液体物質を反応させ，光電的に検出し，その生体由来の物質を解析する様々な反応に適用することができる。
【実施例７】
【００６７】
次に，本発明のフローセル及び反応装置の具体例及び，これにより行った抗原抗体反応の具体例を示す。
まず，フローセルＦを構成する第２の板体７には，光透過性のあるアクリル板を用いた。また第１の板体１には，PDMS（ポリジメチルシロキサン）製チップを用いて溝幅1mm・溝深0.2mmの蛇行した連続溝２を形成した。これら第１の板体１と第２の板体７を当接してフローセルを形成した際の，流路１０内の容量は75μLである。
一方，抗原は、光固定化法により第２の板体７であるアクリル板に固定化した。
第１の板体１と第２の板体７は接着せず，図７に示すようなアルミニウムブロックの第１と第２の支持板体を用いて圧着することで接合した。そして第１の支持板体のアルミブロックにヒーターをつけ、温度一定（37℃）条件の下、抗原抗体反応を進行させた。抗原としてダニアレルゲンが固定化され、検体には血清、酵素標識抗体にはペルオキシターゼでラベル化された抗体を用いた。
気液供給装置によるフローセルへの送液は、流速3.3μL/secで行った。
抗原抗体反応は上述した図１４の手順により行った。
以上により，固定化されたダニアレルゲンと血清の抗原抗体反応を、本発明装置を用いてCLEIA法により確認した。また、検体に含まれる抗体量を定量した。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は以上のとおりであるので，以下に示すような特徴を有し，産業上の利用可能性が大である。
１．本発明に係るフローセルでは，固定反応物質と液体反応物質とを反応させる流路を，蛇行形状等の連続溝を形成した第１の板体と，第２の板体とを当接させた状態で支持することにより形成するので，外した状態で連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定することが容易であり，共通の流路を流れる液体反応物質と，この流路に沿って固定された複数の固定反応物質との反応を，一度に多く効率的に行うことができ，また反応により発生する光は，光透過性の第１又は第２の板体を介してディジタルカメラにより検出することができる。
２．流路を流れる液体反応物質は，連続溝と板面とから構成される流路内に保持されて拡がらないため，この液体反応物質をシステム液を用いて移動させる際，液体反応物質とシステム液間に空気を介在させると，流路においても液体−空気−液体の界面が維持されるので，液体相互のコンタミネーションを確実に防止することができる。
３．第１の板体と第２の板体は，当接させた支持状態から外すことができるので，繰り返しの使用が可能となり，特に，固定反応物質を，連続溝を形成した第１の板体ではなく，第２の板体に固定するものでは，第１の板体を，異なった固定反応物質を固定した他の第２の板体にも共通して使用することが可能となる。 ４．本発明に係るフローセルに液体反応物質を供給する気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成することにより，ポンプを必要最小限の構成とすることができ，コストを低減すると共に省スペースとなる。
５．吸引、排出動作のできるシリンジポンプを使用することで、検体および標識物質等の液体反応物質を反応場であるフローセルの流路内で往復させることができ、反応効率があがる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るフローセルの第１の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図２】第１と第２の板体の当接支持状態の側面図である。
【図３】第１の板体の要部斜視図である。
【図４】図２の要部横断面図である。
【図５】図２の要部縦断面図である。
【図６】本発明に係るフローセルの第２の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図７】本発明に係るフローセルの第３の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図８】本発明に係るフローセルの第３の実施例の支持状態の縦断面図である。
【図９】本発明に係るフローセルの第４の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図１０】本発明に係るフローセルの第４の実施例の支持状態の縦断面図である。
【図１１】本発明に係るフローセルの第５の実施例の構成要素を示す拡散図である。
【図１２】本発明に係るフローセルを使用した反応装置の全体構成を示す系統説明図である。
【図１３】図１２の要部拡大図である。
【図１４】本発明に係る反応装置により，抗原抗体反応をCLEIA法を用いて測定する際の操作手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 第１の板体
２ 連続溝
３，４ 気液出入部
５ 気液供給管
６ 廃液管
７ 第２の板体
８ 固定反応物質（抗原）
９ 液体反応物質（検体等）
１０ 流路
１１ 空気
１２ 界面
１３ 第１の支持板体
１４ 第２の支持板体
１５ ボルト・ナット
１６ 貫通穴
１８ 貫通孔
１９ 接続部材
２０ 接続部
２１ 開口
２２ ヒーター
２３ 暗箱
２４ ディジタルカメラ
２５ コンピュータ
２６ シリンジポンプ
２７ 切換弁（六方弁）
２８ 液体反応物質容器
２８ａ 洗浄液容器
２８ｂ 検体容器
２８ｃ 酵素標識抗体容器
２８ｄ 化学発光基質容器
２９ システム液容器
３０ サンプルループ
３１ 共通配管
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ… 配管
Ｆ フローセル
○１ 共通ポート
○２〜○７ 切換ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第２の板体において，第１の板体と当接する側の面で，上記連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項２】
流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第１の板体において，上記連続溝の複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項３】
連続溝は蛇行形状としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項４】
第１の板体と第２の板体を，剛性を有する支持板体で挟持することにより当接状態で支持し，第１の又は第２の板体のうち，光透過性の板体に対応する支持板体は，固定反応物質の固定範囲に対応する個所に開口を形成するか又は少なくとも固定反応物質の固定範囲に対応する個所を光透過性とすることにより光透過可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項５】
開口を形成していない支持板体に，固定反応物質の固定範囲に対応して熱供給手段を設置したことを特徴とする請求項４に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項６】
固定反応物質は抗原であり，また液体反応物質は，検体，洗浄液，酵素標識物質及び化学発光基質であることを特徴とする請求項１〜５に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフローセルを暗箱内に設置し，光透過性の板体側にディジタルカメラを配置し，第１の板体の一方側の気液出入部に気液供給管を接続すると共に，他方側の気液出入部に廃液管を接続し，気液供給管は，シリンジポンプと切換弁と各種液体反応物質容器とから成る気液供給装置に接続したことを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置。
【請求項８】
気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成したことを特徴とする請求項７に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応装置。
【請求項９】
液体反応物質容器は，洗浄液容器，検体容器，酵素標識抗体容器及び化学発光基質容器であることを特徴とする請求項８に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の反応装置において，シリンジポンプで吐出されるシステム液により，上記各液体反応物質容器内の液体を気液供給管を介して請求項１〜６項のいずれか１項に記載のフローセルに供給する際には，供給する液体に先立ち，空気を吸気配管から切換弁を介してサンプルループに吸引することにより，次にサンプルループに吸引する液体とシステム液との間に空気を介在させることを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置の運転方法
【請求項１】
流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第２の板体において，第１の板体と当接する側の面で，上記連続溝に対応する複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項２】
流路を構成するための連続溝を一方側の面に形成すると共に，上記連続溝の両端側に気液出入部を形成した第１の板体と，該第１の板体の上記一方側の面に当接させる第２の板体とから構成し，第１と第２の板体の少なくとも一方側を光透過性とすると共に，該第１の板体において，上記連続溝の複数の個所に固定反応物質を固定し，第１と第２の板体を当接させて支持することにより，複数の固定反応物質に対して共通する液体反応物質の流路を形成することを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項３】
連続溝は蛇行形状としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項４】
第１の板体と第２の板体を，剛性を有する支持板体で挟持することにより当接状態で支持し，第１の又は第２の板体のうち，光透過性の板体に対応する支持板体は，固定反応物質の固定範囲に対応する個所に開口を形成するか又は少なくとも固定反応物質の固定範囲に対応する個所を光透過性とすることにより光透過可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３までのいずれか１項に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項５】
開口を形成していない支持板体に，固定反応物質の固定範囲に対応して熱供給手段を設置したことを特徴とする請求項４に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項６】
固定反応物質は抗原であり，また液体反応物質は，検体，洗浄液，酵素標識物質及び化学発光基質であることを特徴とする請求項１〜５に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応用フローセル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフローセルを暗箱内に設置し，光透過性の板体側にディジタルカメラを配置し，第１の板体の一方側の気液出入部に気液供給管を接続すると共に，他方側の気液出入部に廃液管を接続し，気液供給管は，シリンジポンプと切換弁と各種液体反応物質容器とから成る気液供給装置に接続したことを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置。
【請求項８】
気液供給装置は，シリンジポンプと，シリンジポンプの吸引側に配置したシステム液容器と，シリンジポンプの吐出側にサンプルループを有する共通配管を介して共通ポートに接続した切換弁と，切換弁の切換ポートの夫々に接続した配管を介して配置した複数の液体反応物質容器と，切換弁の切換ポートに接続した廃液配管と，切換弁の切換ポートに接続した吸気配管と，上記気液供給管を接続する切換弁の共通ポートとから構成したことを特徴とする請求項７に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応装置。
【請求項９】
液体反応物質容器は，洗浄液容器，検体容器，酵素標識抗体容器及び化学発光基質容器であることを特徴とする請求項８に記載の固定反応物質と液体反応物質との反応装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の反応装置において，シリンジポンプで吐出されるシステム液により，上記各液体反応物質容器内の液体を気液供給管を介して請求項１〜６項のいずれか１項に記載のフローセルに供給する際には，供給する液体に先立ち，空気を吸気配管から切換弁を介してサンプルループに吸引することにより，次にサンプルループに吸引する液体とシステム液との間に空気を介在させることを特徴とする固定反応物質と液体反応物質との反応装置の運転方法
【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】
【公開番号】特開２００６−３０８３３２（Ｐ２００６−３０８３３２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２８６３２（Ｐ２００５−１２８６３２）
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（０００１３８２００）株式会社モリテックス (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（０００１３８２００）株式会社モリテックス (120)
【Ｆターム（参考）】
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