核酸検出カセット
【課題】 核酸増幅及びその他の必要な処理と標的核酸の検出までを一貫して自動的に処理するのに適する小型閉鎖型の核酸検出カセットを提供するにある。
【解決手段】 核酸検出カセットにおいては、加熱処理チャンバと送液流路とが固定部材及び可撓性部材により構成されている核酸検出カセットにおいて、加熱処理チャンバの両側から凸状加熱部が挟み込むことにより、加熱処理チャンバと送液流路とを空間的に分離する。従って、対象サンプルの核酸増幅及びその他の必要な処理と標的核酸の検出までの一貫した処理を自動的に行うことが出来る。
【解決手段】 核酸検出カセットにおいては、加熱処理チャンバと送液流路とが固定部材及び可撓性部材により構成されている核酸検出カセットにおいて、加熱処理チャンバの両側から凸状加熱部が挟み込むことにより、加熱処理チャンバと送液流路とを空間的に分離する。従って、対象サンプルの核酸増幅及びその他の必要な処理と標的核酸の検出までの一貫した処理を自動的に行うことが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、前処理工程及びこの前処理工程に続く標的核酸の検出を全自動で処理するに適する核酸検出カセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の遺伝子工学の発展に伴い、医療分野では、遺伝子による病気の診断或いは予防が可能となりつつある。このような診断は、遺伝子診断と称せられ、遺伝子診断によって、病気の原因となるヒトの遺伝子欠陥或いは変化を検出して病気の発症前若しくは極めて初期の段階での病気の診断或いは病気の予測をすることが出来る。また、ヒトゲノムの解読とともに、遺伝子型と疫病との関連に関する研究が進み、各個人の遺伝子型に合わせた治療（テーラーメイド医療）も現実化しつつある。
【０００３】
また、バイオテロと呼ばれる、毒ガスや劇薬等の化学物質を用いた犯罪も増えており、社会的な脅威になっている。犯罪で使用された物質を迅速に特定することは、人命救助の観点から必須である。従って、簡便に且つ迅速に遺伝子を検出し、また、遺伝子型を決定することは非常に重要となっている。
【０００４】
従来、核酸を検出するシステムとしては、核酸抽出装置、核酸増幅装置、ハイブリダイゼーション装置、核酸検出装置、データ解析装置等の各装置が個別に利用されるシステムが知られている。このようなシステムにおいては、これら装置で実現される以外のサンプルの調製或いは装置間のサンプルの移動等は、人手を必要とされている。
【０００５】
核酸増幅においては、増幅前のサンプルに極僅かでも別な核酸が混入するとその核酸をも大量に増幅し、誤検出を引き起こすという問題がある。核酸分子は、乾燥状態でも安定であり、様々な物質に吸着し、更には、空気中を浮遊することもあることが知られている。従って、誤検出を防ぐために、核酸抽出をおこなう場所には増幅後のサンプルを持ち込まない等の厳重な管理体制を必要としている。
【０００６】
近年、ハイブリダイゼーション反応からデータ解析までの工程を自動で行う装置が開発され、最近になって核酸抽出からデータ解析までを自動で行う全自動核酸検出装置も開発されている。
【０００７】
しかし、現存する全自動核酸検出装置は、上記の検出非対象核酸分子の混入に対して確実な対策が取られたものではなく、また、大型のものが多かったため、研究用途向けのものとなっている。例えば、特許文献１には、自動処理に対応可能な核酸検出装置として核酸増幅及び核酸増幅に引き続いて核酸を検出する核酸検出装置が開示されている。
【０００８】
核酸解析装置の開発にあたっての重要な課題は、検出非対象核酸分子の混入であり、また、核酸サンプルの外部への漏れ出しであるとされている。
【特許文献１】特開平３−７５７１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６１２９８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に核酸の抽出及び増幅工程においては、試料となる溶液を加熱する手法がとられている。従来の核酸解析装置にあっては、特許文献２にも開示されるように溶液の送液経路を切り替えるためにバルブが搭載されている。このようなバルブによって送液経路を切り替える構造にあっては、開放流路部に対しては、加熱処理部で発生した蒸気が流出し、加熱処理による反応制御性が劣ってしまう問題がある。
【００１０】
そこで、加熱処理部を孤立させるために、流路切り替えのためのバルブをすべて閉じてしまう方法が思い付くが、加熱処理部分とバルブにより閉鎖される位置とが同一でないため、加熱処理部に連通されている領域に非加熱部が生じてしまう。その結果、加熱部において加熱された溶液が蒸気となって拡散し、非加熱領域において結露してしまう。この結露現象が発生すると、加熱により反応した溶液部と、加熱時に蒸気となり、反応せずに結露した溶液部とが乖離してしまう問題がある。従って、１）反応時の溶液濃度が加熱開始時から変化してしまうため、有効な反応が遂行されない虞がある。また、２）溶液が分断されてしまうため、処理済溶液を送液する際に、所望の溶液を所望の位置に移動させることに困難が生じる場合がある。更に、上記の問題が発生しないように、バルブの位置の領域まで広げて加熱することも考えられる。しかし、加熱領域を広げることにより、隣接する処理チャンバへの距離が短くなってしまうため、温度上昇を望まない領域への熱伝導が顕著に発生するようになる。このような熱伝導を防止するためには、距離を充分に取ることが必要となり、結果として、検出カセットが大型化してしまう問題もある。
【００１１】
また、核酸の反応をカセット内で処理するためには、予め、カセット内に必要試薬が内蔵される。ところが、これらの試薬量は、非常に微量であり、必要位置に保持したままにおくことが困難とされる。例えば、チャンバ内に保持していた試薬がチャンバからの流出流路に接触してしまうと、毛細管現象により、流路を伝って、チャンバ外に流出してしまうことがしばしば発生する。
【００１２】
また、流路等を小型していくと、カセット内の微妙な体積変動により、試薬同士が混合してしまい、標的核酸の検出を阻害してしまうことがしばしば発生する。
【００１３】
このように、小型カセットにおいて、加熱による反応領域を限定でき、且つ、必要な溶液移動が確実にさせることが望まれている。また、その小型カセット内に内蔵試薬を確実に保持しておくことが要求されている。更には、試薬の動きを確実に制御することが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされてものであり、その目的は、核酸増幅及びその他の必要な処理と標的核酸の検出までを一貫して自動的に処理するのに適する小型閉鎖型の核酸検出カセットを提供することにある。
【００１５】
この核酸検出カセットは、加熱処理による反応制御性並びに送液の確実性が両立しされることが好ましいとされる。
【００１６】
また、この核酸検出カセットでは、内蔵している試薬を確実に所定位置に保持移動しておく構造を有することが好ましいとされる。
【００１７】
この発明によれば、
表面及びこの表面に対向する対向面を有し、剛性を有する材料で作られ、前記表面に開口部を有する第１の空間（ＢＶ）を有するプレート状部材と、
前記表面及び対向面を覆う第１並びに第２のシート状部材と、
前記プレート状部材に形成され、気体圧力を供給するポンプ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と連通し、核酸サンプルを保持するサンプル・チャンバ部と、
前記ポンプ部と前記サンプル・チャンバ部間を連通させるポンプ部−サンプル・チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記サンプル・チャンバ部に連通し、前記核酸サンプルを受け、前記核酸サンプルから標的核酸を検出する検出部と、
前記サンプル・チャンバ部と前記検出部とを連通するサンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記検出部と前記ポンプ部を連通する還流流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部及び前記検出部に連通し、洗浄液を保持する洗浄液チャンバ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と前記洗浄液チャンバ部を連通するポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材の前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路に設けられ、
前記第１の空間（ＢＶ）が前記第１のシート状部材で覆われ、前記第１のシート状部材が前記開口部に押付けられ、前記第１の空間の容積が封鎖されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を閉鎖し、前記第１のシート状部材の前記開口部への押し付けが開放され、第１の空間（ＢＶ）の容積が確保されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を開放するバルブ部（Ｂ）と、
前記洗浄液チャンバ部と前記検出部とを連通する洗浄液チャンバ部−検出部間流路と、
前記サンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路とが合流する合流部（ＳＢ）と
を具備し、
前記第１の空間（ＢＶ）の容積が、前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路の容積の内、前記洗浄液チャンバ部と前記合流部（ＳＢ）の間の容積よりも小さいことを特徴とする核酸検出カセットが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外部環境への核酸の漏れ、また、外部からの核酸の混入を防ぎ、核酸増幅及びその他の必要な処理と目的核酸の検出までを一貫して自動的に処理することができる。
【００１９】
また、予め内部に保存されている試薬が、所定の位置に保持され、不本意な流出が発生しない、またバルブ動作等によるカセット内容積変化があっても、試薬同士の混合等が起こらないため、安定した反応処理及び検出を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る核酸検出カセット及び核酸検出装置について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態に係わる核酸検出カセット１００を概略的に示す分解斜視図である。
【００２２】
この核酸検出カセット１００は、カセット本体１及びシート状部材２、３を備えた流路閉鎖型のカセットである。
【００２３】
カセット本体１は、剛性を有するプレート状部材により構成され、表面側並びに対向面に溝及び溝に連通した窪みが形成されると共に表面側（上面側）から対向面側（下面側）に貫通する貫通孔が形成されている。シート状部材２、３及びカセット本体１間の溝並びに貫通孔によって連続する流路がカセット本体１に形成される。シート状部材２、３がカセット本体１の両面に貼付され、カセット本体１の表面側並びに対向面に形成された溝、窪み及び貫通孔が流路に規定されている。以下の説明で、上面側の溝或いは窪みで定められる流路は、上面側流路と称し、また、下面側の溝或いは窪みで定められる流路は、下面側流路と称する。
【００２４】
カセット本体１は、チャンバ間で熱が伝達されないように、熱伝導率が比較的低いポリカーボネート、ポリプロピレン、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ、ポリ乳酸系樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＦＥ、ＰＰＳ等の高分子材料で作られている。また、シート状部材２、３は、少なくとも一部が可撓性材料で作られている。可撓性材料としては加熱用のヒータから熱がチャンバ内に伝わるように、比較的熱伝導率が高いシリコンゴム、ポリプロピレンゴム、ウレタンゴム、エラストマー等が望ましい。により作られている。シート状部材は、膜厚を薄くすることにより、必ずしも熱伝導率が高い材料を選択しなくても、同様の効果を得ることが出来る。溝及び貫通孔は、プレート状部材を切削加工して作られても良く、射出成型や、成形時にプレス加工して形成されても良い。
【００２５】
（第１の構成）
図１６は第１の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図１７は第１の構成の核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部（Ｓ）及びその周辺を示す概略断面図である。図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ及び図１８Ｄは第１の構成の核酸検出カセットの洗浄液チャンバ部（Ｂ）、及びバルブ部（Ｂ）及びその周辺を示す概略断面図である。図１９は第１の構成の核酸検出カセットの検出部（Ｄ）及びその周辺を示す概略断面図である。
【００２６】
図１６に示すように、第１の構成の核酸検出カセットには、気体圧力を供給するポンプ部（Ｐ）と、核酸サンプルを保持するサンプル・チャンバ部（Ｓ）、核酸サンプルから標的核酸を検出する検出部（Ｄ）、及びハイブリダイゼーション反応後に検出部（Ｄ）内の例えばＤＮＡチップを洗浄するための洗浄液が予め保持されている洗浄液チャンバ部（Ｂ）が同一のカセット本体に設けられている。ポンプ部（Ｐ）と、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と、検出部（Ｄ）は、互いに流路によって環状に連通している。またこのカセットはポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）間の流路から分岐する流路と、この流路に接続する洗浄液チャンバ部（Ｂ）と、洗浄液チャンバ部（Ｂ）に接続し、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と検出部（Ｄ）との間の流路に合流点（ＳＢ）にて合流する流路を有する。また、このカセットはポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｓ）、及びポンプ部（Ｐ）と洗浄液チャンバ部（Ｂ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｂ）を有する。
【００２７】
検出の際には、まず、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。サンプル・チャンバ部（Ｓ）内には必要に応じて、予め核酸抽出や核酸増幅などのサンプル前処理の試薬が用意されており、検出時に投入したサンプル・チャンバ部（Ｓ）にて核酸サンプルに対して前処理が自動で行われても良い。
【００２８】
次に、バルブ部（Ｓ）が開放され、バルブ部（Ｂ）を閉鎖した状態で、ポンプ部（Ｐ）を動作させ、ポンプ部（Ｐ）から流路を通じてサンプル・チャンバ部（Ｓ）に気体圧力を供給することによって、サンプル・チャンバ部（Ｓ）中の核酸サンプルが、流路に吐出される。
【００２９】
吐出された核酸サンプルは流路を通じて検出部（Ｄ）に供給される。検出部（Ｄ）には、例えば、核酸プローブが基板に固定化されたＤＮＡチップ等サンプル中の標的核酸の検出を行う装置が設けられている。
【００３０】
検出部にＤＮＡチップを設けた場合、次に核酸サンプルとＤＮＡチップをハイブリダイゼーション条件下におくことにより、核酸サンプルと核酸プローブとがハイブリダイゼーション反応する。
【００３１】
次に、バルブ部（Ｓ）を閉鎖し、バルブ部（Ｂ）を開放した状態で、ポンプ部（Ｐ）を動作させることにより、ポンプ部（Ｐ）から流路を通じて洗浄液チャンバ部（Ｂ）に気体圧力が与えられ、洗浄液が、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から検出部（Ｄ）に供給され、ＤＮＡチップ上に洗浄液が供給された状態にて、ＤＮＡチップを洗浄条件下におくことにより、核酸サンプルと核酸プローブとの間で生じている非特異ハイブリダイゼーションサンプルを洗浄し、廃液となった核酸サンプルが検出部（Ｄ）から排出される。ここでは、ハイブリダイゼーション反応後、バルブ部（Ｂ）を開放して洗浄液を検出部（Ｄ）に供給することにより、核酸サンプルの排出を同時に行う場合を示したが、核酸サンプルを検出部（Ｄ）から排出してからバルブ部（Ｓ）及びバルブ部（Ｂ）を切替えて、洗浄液を検出部（Ｄ）に供給するという動作を逐次実行しても良い。
【００３２】
次に検出部（Ｄ）で核酸サンプルと核酸プローブとのハイブリダイゼーションを既知の方法（蛍光検出法、挿入剤を用いた電気化学的検出方法等）にて検出することにより、核酸サンプル中の標的核酸の存在を検出する。
【００３３】
検出部（Ｄ）から排出された核酸サンプル、洗浄液及びポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力は、最終的には検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【００３４】
図１７に第１の構成の核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部（Ｓ）の周辺の断面概略構造例を示す。
【００３５】
表面および裏面を有するプレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｓ）２１２、第２の貫通孔（Ｓ）２１３、表面側に第１の溝（Ｓ１）２１４と、 表面側に第１の溝（Ｓ２）２１５、及び裏面側に第２の溝（Ｓ）２１６が設けられている。
【００３６】
このプレート状部材の表面及び対向面は、第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８にて覆われている。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｓ）２１２を覆う領域２１９、２２０は可撓性材料にて形成されている。第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８全体が可撓性材料にて形成されていてもよい。
【００３７】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）は第１の貫通孔（Ｓ）２１２が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｓ１）２１４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｓ２）２１５が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｓ２）が定められる。対向面側の第２の溝（Ｓ）２１６が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｓ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｓ）２１３が前記第１のシート状部材２１７及び第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通流路である第３の流路（３Ｓ）が定められる。
【００３８】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）には第1の流路（１Ｓ１）及び第２の流路（２Ｓ）が接続している。第２の流路（２Ｓ）には第３の流路（３Ｓ）が接続している。第３の流路（３Ｓ）には第1の流路（１Ｓ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｓ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１Ｓ２）は検出部（Ｄ）に通じている。
【００３９】
外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７の第１の貫通孔（Ｓ）２１２を覆う領域２１９を、サンプル・チャンバ部（Ｓ）の第１の貫通孔（Ｓ）２１２の表面側の開口部に押し付けることによって第１の流路（１Ｓ１）が閉鎖する。また外部から与えた押圧力を開放することにより、第１の流路（１Ｓ１）が開放する。
【００４０】
また、外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８の第１の貫通孔（Ｓ）２１２を覆う領域２２０を、サンプル・チャンバ部（Ｓ）の第１の貫通孔（Ｓ）２１２の対向面側の開口部に押し付けることによって第２の流路（２Ｓ）が閉鎖する。また外部から与えた押圧力を開放することにより、第２の流路（２Ｓ）が開放する。
【００４１】
外部から第１並びに第２シート状部材２１７、２１８に押圧力を与えるタイミングと、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングを調節することで、核酸サンプルの移動のタイミングを制御することが出来る。
【００４２】
また、核酸サンプルの温度制御のために、外部から押圧力を与える際の加圧部材として発熱体を使用することによってサンプル・チャンバ部（Ｓ）中の試薬や核酸サンプルの加熱処理を行うことも可能である。カセットの上下から発熱体を使用して圧力を与えることにより、加熱処理部を孤立させることができ、意図せざる蒸気の流出を防ぐと共に、加熱処理による反応制御性が向上する。
【００４３】
核酸サンプルの移動は、以下のように行われる。
【００４４】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。このとき外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けることによって、第２の流路（２Ｓ）が閉鎖されている。核酸サンプル投入後は、投入孔は封止する。封止後、さらに外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けて、第１の流路（１Ｓ１）を閉鎖する。このとき第１、第２のシート状部材に圧力を与える加圧部材として発熱体を使用し、上下からサンプル・チャンバ部（Ｓ）を加熱してもよい。
【００４５】
次に第１、第２のシート状部材２１７、２１８への押圧力を開放することによって、第１の流路（１Ｓ１）及び第２の流路（２Ｓ）を開放する。第１の流路（１Ｓ１）からポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が与えられることによって、核酸サンプルは、第２の流路（２Ｓ）、第３の流路（３Ｓ）及び第１の流路（１Ｓ２）を経由して吐出される。吐出された核酸サンプルは、検出部（Ｄ）方向に供給される。
【００４６】
図１９に核酸検出カセットの検出部（Ｄ）の周辺の断面概略構造例を示す。プレート状部材２１１に、側面部に凹凸を有する貫通孔３００が設けられている。また、表面側に第１の溝（Ｄ１）３０２と、 表面側に第１の溝（Ｄ２）３０３が設けられている。
【００４７】
このプレート状部材の表面は、第１のシート状部材２１７にて覆われている。
【００４８】
検出部（Ｄ）貫通孔３００の側面部に設けられた凹凸にＤＮＡチップ３０１が貫通孔をふさぐように嵌合されている。ＤＮＡチップ３０１は核酸プローブが固定化された基板を備えている。ＤＮＡチップ３０１は、基板上に例えばＡｕなどの金属電極が配置され、その上に核酸プローブが固定化された構造であってもよい。またＤＮＡチップ３０１のプローブ固定化面に核酸サンプルや、洗浄液、挿入剤溶液などの試薬が晒されるように、プローブ固定化面側に流入口及び流出口を有する流路３０４が形成されている。この流路を形成するためにＤＮＡチップ３０１表面に溝が形成された部材３０５が積層されている。また、ＤＮＡチップ３０１上の温度制御をするためにプローブ固定化面とは反対側の面は開口されて、外部に晒されている。ＤＮＡチップ３０１は外部から加熱手段などにより温度制御できる構造となっている。なお本例ではＤＮＡチップ３０１はプレート状部材２１１の貫通孔中に設置されているが、プレート状部材に凹部を形成し、その凹部中に載置されていても良い。
【００４９】
また、表面側の第１の溝（Ｄ１）３０２、第1の溝（Ｄ２）３０３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｄ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｄ２）が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｄ２）が定められる。第1の流路（１Ｄ１）は流路３０４の流入口に接続している。また第1の流路（１Ｄ２）には流路３０４の流出口に接続している。
【００５０】
ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力が与えられることによりサンプル・チャンバ部（Ｓ）方向から流出した核酸サンプル溶液或いは後述する洗浄液、挿入剤溶液などの試薬は、第1の流路（１Ｄ１）を経由して、流路３０４の流入口から供給され、ＤＮＡチップ上の流路３０４を充填し、各種反応を行った後、流出口を通してＤＮＡチップ上から排出され、第1の流路（１Ｄ２）を経由して排出される。上記のように第１の構成の核酸検出カセットは、核酸サンプルの投入後、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル等の液体を制御性良く保持、移動させることができる。 図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ及び図１８Ｄに第１の構成の核酸検出カセットの洗浄液チャンバ部（Ｂ）及びバルブ部（Ｂ）周辺の断面概略構造を示す。図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ及び図１８Ｄは一部を除き同一構造であるため、同一のパーツは同一符号にて示している。
【００５１】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｂ）２２１、第２の貫通孔（Ｂ）２２２、表面側に第１の溝（Ｂ１）２２３と、 表面側に第１の溝（Ｂ２）２２４、及び対向面に第２の溝（Ｂ）２２５が設けられている。
【００５２】
洗浄液チャンバ部（Ｂ）は前記第１の貫通孔（Ｂ）２２１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｂ１）２２３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｂ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｂ２）２２４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｂ２）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ｂ）２２５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｂ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｂ）２２２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ｂ）が定められる。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように第３の流路（３Ｂ）の断面積は流路方向に沿って均一であってもよいし、図１８Ｃ及び図１８Ｄに示すように、表面側で、断面積が途中から大きくなっていてもよい。表面側で断面積が大きくなる流路構造とすることにより、チャンバ内に保持していた洗浄液が流路の毛細管現象により、チャンバ外に流出してしまうような意図しない現象を防止することができる。
【００５３】
洗浄液チャンバ部（Ｂ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【００５４】
洗浄液チャンバ部（Ｂ）には第1の流路（１Ｂ１）及び第２の流路（２Ｂ）が接続している。第２の流路（２Ｂ）には第３の流路（３Ｂ）が接続している。第３の流路（３Ｂ）には第1の流路（１Ｂ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｂ１）はバルブ部（Ｂ）に通じている。第１の流路（１Ｂ２）は合流点（ＳＢ）に通じている。
【００５５】
第１の流路（１Ｂ１）に連通する流路には各々流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｂ）２２６が設けられている。（バルブ部（Ｂ）の構造については後述する。）
洗浄液の移動は以下のように行われる。
【００５６】
洗浄液は、洗浄液チャンバ部（Ｂ）に予め保持されている。このときバルブ部（Ｂ）は閉鎖している。
【００５７】
次にバルブ部（Ｓ）は閉鎖、バルブ部（Ｂ）を開放する。ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力が、第１の流路（１Ｂ１）を通って洗浄液チャンバ部（Ｂ）に与えられる。洗浄液は第２の流路（２Ｂ）、第３の流路（３Ｂ）及び第１の流路（１Ｂ２）を経由して吐出され、検出部（Ｄ）に供給される。
【００５８】
上記のようにポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ｓ），（Ｂ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、洗浄液供給のタイミングを制御することが出来る。
【００５９】
図１８Ａ〜図１８Ｄに示されるバルブ部（Ｂ）２２６について説明する。
【００６０】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（ＢＶ）１８１、第２の貫通孔（ＢＶ）１８２、表面側に第１の溝（ＢＶ１）１８３と、 表面側に第１の溝（ＢＶ２）１８４、及び裏面側に第２の溝（ＢＶ）１８５が設けられている。
【００６１】
第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（ＢＶ）１８１を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８全体が可撓性材料にて形成されていてもよい。
【００６２】
第１の貫通孔（ＢＶ）１８１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって流路（ＢＶ）が定められる。また表面側の第１の溝（ＢＶ１）１８３が第１のシート状部材２１７によって覆われることにより上面側流路である第１の流路（１ＢＶ１）が定められる。表面側の第１の溝（ＢＶ２）１８４が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１ＢＶ２）が定められる。対向面側の第２の溝（ＢＶ）１８５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２ＢＶ）が定められる。また、第２の貫通孔（ＢＶ）１８２が前記第１のシート状部材２１７及び第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通流路である第３の流路（３ＢＶ）が定められる。
【００６３】
流路（ＢＶ）には第1の流路（１ＢＶ１）及び第２の流路（２ＢＶ）が接続している。第２の流路（２ＢＶ）には第３の流路（３ＢＶ）が接続している。第３の流路（３ＢＶ）には第1の流路（１ＢＶ２）が接続している。また、第1の流路（１ＢＶ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１ＢＶ２）は第1の流路（１Ｂ１）と接続しており、これらは同一の流路であってよい。第１の流路（１ＢＶ２）は洗浄液チャンバ部（Ｂ）に通じている。よって一連の第1の流路（１ＢＶ１）−流路（ＢＶ）−第２の流路（２ＢＶ）−第３の流路（３ＢＶ）―第１の流路（１ＢＶ２）はポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路の一部をなしている。
【００６４】
ポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路に設けられたバルブ部（Ｂ）２２６とは、シート状部材２１７で覆われた流路（ＢＶ）の表面側開口部付近の空間（以下、「第１の空間」（図面上では２２６で示す。）とする。）がこれに相当する。
【００６５】
バルブ部（Ｂ）２２６を閉鎖、すなわちポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路を閉鎖するには、流路（ＢＶ）の開口部上の第１のシート状部材２１７に対し、外部からプッシャ１８６にて押圧力を付与して、第１のシート状部材２１７をプレート部材２２１の流路（ＢＶ）の開口部に押し付けることにより行う。シート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより、押し付ける前に比べて減少する流路（ＢＶ）の容積を第１の空間２２６の容積、即ちバルブ部（Ｂ）の容積とする。この押圧力の付与により第1の空間２２６の容積が封鎖され、バルブ部（Ｂ）２２６が閉鎖する。
【００６６】
またバルブ部（Ｂ）を開放、すなわちポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路を開放するには、この押圧力を開放し、シート状部材２１７のこの押し付けを開放されることにより行う。これにより第1の空間２２６の容積が確保される。
【００６７】
流路（ＢＶ）１８１の開口端、即ち外部からプッシャ１８６が押し付けられる部分には、図に示すようにテーパー状であってもよいし、テーパー状でなくとも良い。テーパー状であることが望ましい。それによりプッシャ１８６との接触面積を増やし、バルブの封止力を向上させることが出来る。
【００６８】
バルブ部（Ｂ）の容積は、図１８Ａや図１８Ｃに記載のバルブ部（Ｂ）２２６のように、第1の貫通孔（ＢＶ）１８１の径を大きくし、テーパーを深くすることによって大きな容積としても良いし、図１８Ｂや図１８Ｄに記載のバルブ部（Ｂ）２２６のように、径を小さくし、テーパーを浅くすることによって小さな容積にしても良い。しかしながら、バルブ部（Ｂ）の容積は適切な容積を有している必要がある。
【００６９】
バルブ部（Ｂ）２２６の容積について以下に説明する。図２０Ａ及び図２０Ｂは図１８Ａと、図２０Ｃ及び図２０Ｄは図１８Ｂと、図２０Ｅ及び図２０Ｆは、図１８Ｃと、図２０Ｇ及び図２０Ｈは図１８Ｄと、各々同様な構造の洗浄液チャンバ（Ｂ）に、洗浄液が保持された状態を示す図である。図２０Ａ〜図２０Ｈは、図１８Ａ〜図１８Ｄと一部を除き同一構造であるため、同一のパーツは同一符号にて示している。
【００７０】
図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｅ及び図２０Ｆは、バルブ部（Ｂ）２２６の容積が大きすぎる場合について示す。図２０Ａ、図２０Ｅに示すようにバルブ部（Ｂ）２２６は開放された状態で、洗浄液チャンバ（Ｂ）に液体が保持されているとする。この状態から図２０Ｂ、図２０Ｆに示すように、プッシャ１８６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｂ）の第１の空間２２６の容積が封鎖したときには、プッシャ１８６により押された分核酸検出カセット１００内の容積が圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｂ１）を通って洗浄液チャンバ部（Ｂ）に与えられる。そして洗浄液の液面に圧力がかかり、洗浄液が、第２の流路（２Ｂ）から第1の流路（１Ｂ２）に流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことになる。
【００７１】
これに対し、図２０Ｃ、図２０Ｄ、図２０Ｇ及び図２０Ｈに示すように、バルブ部（Ｂ）の容量が適切である場合は、図２０Ｃ及び図２０Ｇに示すように、バルブ部（Ｂ）２２６が開放され、洗浄液チャンバ（Ｂ）に洗浄液が保持された状態から、図２０Ｄ及び図２０Ｆに示すように、プッシャ１８６によってバルブ部（Ｂ）２２６が閉鎖し、洗浄液の液面に圧力がかかったとしても、かかる圧力は少なく、第２の流路（２Ｂ）から第1の流路（１Ｂ２）に洗浄液が流出することはない。
【００７２】
ここでバルブ部（Ｂ）２２６の容積、すなわちシート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより減少する流路（ＢＶ）の容積をＶｂとする。また、洗浄液チャンバ部（Ｂ）からの洗浄液流出路である、第２の流路（２Ｂ）の容積をＶ２ｂ、第３の流路（３Ｂ）の容積をＶ３ｂ、更に接続されている第１の流路（１Ｂ２）のサンプル・チャンバ部−検出部間流路との合流点（ＳＢ）までの容積をＶ１ｂ２とする。
【００７３】
プッシャ１８６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｂ）が閉鎖したときには、核酸検出カセット１００内の容積は、Ｖｂ圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｂ１）を通って洗浄液チャンバ部（Ｂ）に与えられる。洗浄液チャンバ部（Ｂ）に予め洗浄液が保持されている場合には、洗浄液の液面に圧力がかかり、第２の流路（２Ｂ）から最大でＶｂの体積の洗浄液が、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から流出することになる。第２の流路（２Ｂ）、第３の流路（３Ｂ）及び第１の流路（１Ｂ２）が撥水性処理されており、洗浄液チャンバ部（Ｂ）に圧力が印加されていない状態で、第２の流路（２Ｂ）に洗浄液が侵入していない場合には、
Ｖｂ ＜ Ｖ２ｂ ＋ Ｖ３ｂ ＋ Ｖ１ｂ２・・・式（１）
であれば、バルブ部（Ｂ）が動作した際に、洗浄液が合流点（ＳＢ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【００７４】
図１８Ｃ及び図１８Ｄに示すように、第３の流路（３Ｂ）の断面積が途中で大きくなっている場合、第２の流路（２Ｂ）に接続されている側の容積をＶ３ｂ１、第１の流路（１Ｂ２）に接続されている側の容積をＶ３ｂ２とすると、
Ｖ３ｂ ＝ Ｖ３ｂ１ ＋ Ｖ３ｂ２
の下で、
Ｖｂ ＜ Ｖ３ｂ２ ＋ Ｖ１ｂ２・・・式（２）
が成り立っていれば、たとえ、流路が撥水性処理されておらず、洗浄液が毛細管現象により、第３の流路の断面積が大きくなる境界部分まで予め流出していたとしても、バルブ部（Ｂ）が動作した際に、洗浄液が合流点（ＳＢ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【００７５】
また、さらに望ましくは、 Ｖｂ ＜ Ｖ１ｂ２・・・式（３）
が成り立っていれば、洗浄液が毛細管現象によって、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から、第３の流路（３Ｂ）を満たすまで予め流出していても、バルブ部（Ｂ）が動作した際に、洗浄液が合流点（ＳＢ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【００７６】
なおバルブ部（Ｓ）もバルブ部（Ｂ）と同様の構造であってよい。
【００７７】
また、図１８Ａ〜図１８Ｄに示されるバルブ部（Ｂ）とは異なるバルブ部の構造について以下に説明する。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｂ）２２１を覆う領域を可撓性材料とし、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７を第１の貫通孔（Ｂ）２２１の表面側の開口部に押し付けることによって、第１の流路（１Ｂ１）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第１の流路（１Ｂ１）を開放することができる。また、外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８を第１の貫通孔（Ｂ）２２１の対向面側の開口部に押し付けることによって、第２の流路（２Ｂ）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第２の流路（２Ｂ）を開放することができる。すなわち洗浄液チャンバ部（Ｂ）に接続する第1の流路（１Ｂ１）がバルブの機能を果たす。この場合も式（１）、式（２）若しくは式（３）を満たすようにする。
【００７８】
このような外部からの押圧力を利用した流路の開放／閉鎖の制御を、ポンプ部や他のバルブ部の制御と併用することにより、液が意図せざる流路へ流出することを防止することが可能となる。
【００７９】
第１の構成のカセットは、核酸サンプルの投入後、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル、洗浄液などの種類の異なる液体をその種類毎に目的に応じて制御性良く保持、移動させることができる。
【００８０】
図１６では、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に接続されている流路にバルブ部（Ｓ）が設置されている機能ブロック図を示しているが、サンプル・チャンバ部（Ｓ）において、外部から押圧力を与えることにより、上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）及び下面側流路である第２の流路（２Ｓ）を閉鎖することが可能である。即ち、サンプル・チャンバ部（Ｓ）そのものがバルブの機能を果たしていることになるので、必ずしも、別途、バルブ部（Ｓ）を具備している必要はない。
【００８１】
（第２の構成）
図２１は第２の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図２２は第２の構成の核酸検出カセットの廃液チャンバ部（Ｗ）及びその周辺を示す概略断面図である。
【００８２】
図２２に示すように、第２の構成の核酸検出セットは、カセット本体に廃液チャンバ部（Ｗ）をさらに有している点で、第１の構成と基本的に異なる。廃液チャンバ部（Ｗ）は、検出部（Ｄ）から排出された前記核酸サンプル等の廃液を受け、保持する。廃液チャンバ部（Ｗ）は検出部（Ｄ）ポンプ部（Ｐ）との間に流路を介して設けられている。廃液チャンバ部（Ｗ）、検出部（Ｄ）、サンプル・チャンバ部（Ｓ）もしくは洗浄液チャンバ部（Ｂ）、及びポンプ部（Ｐ）は互いに流路によって環状に連通している。また、ポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｓ）、及びポンプ部（Ｐ）と前記洗浄液チャンバ部（Ｓ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｂ）が設けられている。
【００８３】
検出の方法は、第１の構成と同様の手順であってよい。
【００８４】
検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）方向に排出された核酸サンプルや洗浄液などの廃液は、廃液チャンバ部（Ｗ）内に流入、保持される。ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力はポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【００８５】
図２２に第２の構成の核酸検出カセットの廃液チャンバ部（Ｗ）の周辺の断面概略構造を示す。なお、廃液チャンバ部（Ｗ）以外の各部およびその周辺構造は第１の構成と同様であってよい。第１の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【００８６】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｗ）２３１が設けられている。またプレート状部材２１１の表面側に第１の溝（Ｗ１）２３２、表面側に第１の溝（Ｗ２）２３３が形成されている。
【００８７】
廃液チャンバ部（Ｗ）は、前記第１の貫通孔（Ｗ１）２３１が前記第１のシート状部材２１７並びに第２のシート状部材２１８によって閉じられることによって定められる。また、表面側の第１の溝（Ｗ１）２３２が前記第１のシート状部材によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｗ１）が定められている。表面側の第１の溝（Ｗ２）２３３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｗ２）が定められている。廃液チャンバ部（Ｗ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【００８８】
廃液チャンバ部（Ｗ）には第１の流路（１Ｗ１）および第１の流路（１Ｗ２）が接続している。
【００８９】
廃液の移動は以下のように行われる。
【００９０】
廃液チャンバ部（Ｗ）では、ポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力によって、第１流路（１Ｗ１）を通って、検出部（Ｄ）からの廃液が流入する。重力によって、廃液は廃液チャンバ部（Ｗ）内に保持されるが、気体圧力は、第１流路（１Ｗ１）から、第１の流路（１Ｗ２）を通ってポンプ部方向に排出される。
【００９１】
第２の構成のカセットは、核酸サンプルの投入後は、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル、洗浄液、廃液をその種類毎に、目的に応じて制御性良く保持、移動させることができる。また、廃液チャンバ部（Ｗ）の上部に液体の流入、排出のための流路を形成しているため、液体と気体を分離して、液体のみをチャンバ内に保持し、気体のみを排出することが出来る。
【００９２】
本構成には、第１の構成に廃液チャンバを設けた構成を記載したが、その他の構成に本構成の廃液チャンバを設けてもよい。
【００９３】
図２１では、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に接続されている流路にバルブ部（Ｓ）が設置されている機能ブロック図を示しているが、サンプル・チャンバ部（Ｓ）において、外部から押圧力を与えることにより、上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）及び下面側流路である第２の流路（２Ｓ）を閉鎖することが可能である。即ち、サンプル・チャンバ部（Ｓ）そのものがバルブの機能を果たしていることになるので、必ずしも、別途、バルブ部（Ｓ）を具備している必要はない。
【００９４】
また、バルブ部（Ｂ）の内部容量に関しては、式（１）、式（２）若しくは式（３）を満たすようにする。
【００９５】
（第３の構成）
図２３は第３の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図２４Ａ及び図２４Ｂは第３の構成の核酸検出カセットの挿入剤チャンバ部（Ｉ）及びその周辺を示す概略断面図である。 図２３Ａ示すように、第３の構成の核酸検出カセットは、カセット本体に挿入剤チャンバ部（Ｉ）をさらに有している点で第２の構成と基本的に異なる。
【００９６】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）には、挿入剤溶液が保持されている。挿入剤溶液は、検出部（Ｄ）のＤＮＡチップにて核酸サンプルと核酸プローブとのハイブリダイゼーションを電気化学的検出法にて検出する場合に用いられる。挿入剤は２本鎖核酸と特異的に結合する性質を有すると共に、電気化学的な酸化還元反応を生じる物質である。電気化学的検出法は、核酸サンプルと核酸プローブのハイブリダイゼーション反応後に、挿入剤溶液を供給する。２本鎖核酸に結合した挿入剤から電気化学的信号を検出することで、標的核酸の存在を検出することができる。
【００９７】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）の追加に伴い、このカセットに、ポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）との間の流路から分岐する流路と、この流路に接続する挿入剤チャンバ部（Ｉ）と、挿入剤チャンバ部（Ｉ）に接続し、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と検出部（Ｄ）との間の流路もしくは洗浄液チャンバ部（Ｂ）と検出部（Ｄ）との間の流路に合流点（ＢＩ）にて合流する流路を有する。また、このカセットは、ポンプ部（Ｐ）と挿入剤チャンバ部（Ｉ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｉ）を有する。
【００９８】
ポンプ部（Ｐ）と、サンプル・チャンバ部（Ｄ）若しくは洗浄液チャンバ部（Ｂ）もしくは挿入剤チャンバ部（Ｉ）と、検出部（Ｄ）は、互いに流路によって環状に連通している。
【００９９】
検出の際には、まず、第１の構成と同様の手順で、サンプル・チャンバ部（Ｓ）から検出部（Ｄ）に核酸サンプルが供給され、核酸サンプルが核酸プローブとハイブリダイゼーション反応し、核酸サンプルが検出部（Ｄ）から排出される。このときバルブ部（Ｉ）は閉鎖されている。
【０１００】
次に第１の構成と同様の手順で、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から検出部（Ｄ）に洗浄液が供給されて、例えばＤＮＡチップ上を洗浄し、洗浄液は検出部（Ｄ）から排出される。このときバルブ部（Ｉ）は閉鎖されている。
【０１０１】
次に、挿入剤溶液が挿入剤チャンバ部（Ｉ）から検出部（Ｄ）に供給される。このときバルブ部（Ｓ）およびバルブ部（Ｂ）は閉鎖、バルブ部（Ｉ）は開放されている。またポンプ部（Ｐ）から流路を通じて挿入剤チャンバ部（Ｉ）に気体圧力が与えられる。供給された挿入剤はＤＮＡチップ上の２本鎖核酸に結合する。
【０１０２】
次に検出部（Ｄ）でのハイブリダイゼーション反応を電気化学的検出方法にて検出することにより核酸サンプル中の標的核酸の存在を検出する。
【０１０３】
最終的には、検出部（Ｄ）から排出された核酸サンプル、洗浄液は廃液チャンバ部（Ｗ）に排出される。ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力は、検出部（Ｄ）から廃液チャンバ部（Ｗ）を通ってポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１０４】
図２４Ａ、図２４Ｂに第３の構成の核酸検出カセットのバルブ部（Ｉ）及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）周辺の断面概略構造を示す。なお、バルブ部（Ｉ）及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）以外の各部およびその周辺構造は第１の構成及び第２の構造と同様であってよい。第１及び第２の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【０１０５】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｉ）２４１、第２の貫通孔（Ｉ）２４２、表面側に第１の溝（Ｉ１）２４３と、表面側に第１の溝（Ｉ２）２４４、及び対向面に第２の溝（Ｉ）２４５が設けられている。
【０１０６】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）は前記第１の貫通孔（Ｉ）２４１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｉ１）２４３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｉ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｉ２）２４４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｉ２）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ｉ）２４５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｉ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｉ）２４２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ｉ）が定められる。
【０１０７】
図２４Ａに示すように第３の流路（３Ｂ）の断面積は流路方向に沿って均一であってもよいし、図２４Ｂに示すように、表面側で、断面積が途中から大きくなっていてもよい。図２４Ｂに示すように表面側で断面積が大きくなる流路構造とすることにより、チャンバ内に保持していた挿入剤が流路の毛細管現象により、チャンバ外に流出してしまうような意図しない現象を防止することができる。
【０１０８】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【０１０９】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）には第1の流路（１Ｉ１）及び第２の流路（２Ｉ）が接続している。第２の流路（２Ｉ）には第３の流路（３Ｉ）が接続している。第３の流路（３Ｉ）には第1の流路（１Ｉ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｉ１）はバルブ部（Ｉ）に通じている。第１の流路（１Ｉ２）は合流点（ＢＩ）に通じている。
【０１１０】
第１の流路（１Ｉ１）に連通する流路途中には各々流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｉ）２４７が設けられている。（バルブ部（Ｉ）の構造については後述する。）
挿入剤の移動は以下のように行われる。
【０１１１】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）に予め挿入剤溶液が保持されている。このときバルブ部（Ｉ）は閉鎖している。
【０１１２】
次にバルブ部（Ｓ）、バルブ部（Ｂ）は閉鎖、バルブ部（Ｉ）を開放し、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力が、第１の流路（１Ｉ１）を通って挿入剤チャンバ部（Ｉ）に与えられる。挿入剤溶液は第２の流路（２Ｉ）、第３の流路（３Ｉ）及び第１の流路（１Ｉ２）を経由して吐出され、検出部（Ｄ）に供給される。
【０１１３】
上記のようにて、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ｓ），（Ｂ），（Ｉ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、核酸サンプル、洗浄液、挿入剤溶液供給のタイミングを制御することが出来る。
【０１１４】
図２４Ａ、図２４Ｂに示されるバルブ部（Ｉ）２４７について説明する。
【０１１５】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（ＩＶ）２５１、第２の貫通孔（ＩＶ）２５２、表面側に第１の溝（ＩＶ１）２５３と、 表面側に第１の溝（ＩＶ２）２５４、及び裏面側に第２の溝（ＩＶ）２５５が設けられている。
【０１１６】
第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（ＩＶ）２５１を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８全体が可撓性材料にて形成されていてもよい。
【０１１７】
第１の貫通孔（ＩＶ）２５１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって流路（ＩＶ）が定められる。また表面側の第１の溝（ＩＶ１）２５３が第１のシート状部材２１７によって覆われることにより上面側流路である第１の流路（１ＩＶ１）が定められる。表面側の第１の溝（ＩＶ２）２５４が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１ＩＶ２）が定められる。対向面側の第２の溝（ＩＶ）２５５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２ＩＶ）が定められる。また、第２の貫通孔（ＩＶ）２５２が前記第１のシート状部材２１７及び第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通流路である第３の流路（３ＩＶ）が定められる。
【０１１８】
流路（ＩＶ）には第1の流路（１ＩＶ１）及び第２の流路（２ＩＶ）が接続している。第２の流路（２ＩＶ）には第３の流路（３ＩＶ）が接続している。第３の流路（３ＩＶ）には第1の流路（１ＩＶ２）が接続している。また、第1の流路（１ＩＶ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１ＩＶ２）は第1の流路（１Ｉ１）と接続しており、これらは同一の流路であってよい。第１の流路（１ＩＶ２）は挿入剤チャンバ部（Ｉ）に通じている。よって一連の第1の流路（１ＩＶ１）−流路（ＢＶ）−第２の流路（２ＩＶ）−第３の流路（３ＩＶ）―第１の流路（１ＩＶ２）はポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路の一部をなしている。
ポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路に設けられたバルブ部（Ｉ）２４７とは、シート状部材２１７で覆われた流路（ＩＶ）の表面側開口部付近の空間（以下、「第１の空間」（図面上では２４７で示す。）とする。）がこれに相当する。
【０１１９】
バルブ部（Ｉ）２４７を閉鎖、すなわちポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路を閉鎖するには、流路（ＩＶ）の開口部上の第１のシート状部材２１７に対し、外部からプッシャ２５６にて押圧力を付与して、第１のシート状部材２１７をプレート部材２２１の流路（ＩＶ）の開口部に押し付けることにより行う。シート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより、押し付ける前に比べて減少する流路（ＩＶ）の容積を第１の空間２４７の容積、即ちバルブ部（Ｉ）の容積とする。この押圧力の付与により第1の空間２４７の容積が封鎖され、バルブ部（Ｉ）２４７が閉鎖する。
【０１２０】
またバルブ部（Ｉ）を開放、すなわちポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路を開放するには、この押圧力を開放し、シート状部材２１７のこの押し付けを開放されることにより行う。これにより第1の空間２４７の容積が確保される。
【０１２１】
流路（ＩＶ）２５１の開口端、即ち外部からプッシャ２５６が押し付けられる部分には、図に示すようにテーパー状であってもよいし、テーパー状でなくとも良い。テーパー状であることが望ましい。それによりプッシャ２５６との接触面積を増やし、バルブの封止力を向上させることが出来る。
【０１２２】
バルブ部（Ｉ）の容積は、第1の貫通孔（ＩＶ）２５１の径を大きくし、テーパーを深くすることによって大きな容積としても良いし、径を小さくし、テーパーを浅くすることによって小さな容積にしても良い。しかしながら、バルブ部（Ｉ）の容積は適切な容積を有している必要がある。
【０１２３】
バルブ部（Ｉ）２４７の容積について以下に説明する。図２４Ｃ、図２４Ｄは、図２４Ａと同様な構造の挿入剤チャンバ（Ｉ）挿入剤溶液が保持された状態を示す図である。図２４Ａ〜図２４Ｄは一部を除き同一構造であるため、同一のパーツは同一符号にて示している。
【０１２４】
図２４Ｃ、２４Ｅに示すようにバルブ部（Ｉ）２５６は開放された状態で、挿入剤チャンバ（Ｉ）に液体が保持されているとする。この状態から図２４Ｄ、２４Ｆに示すように、プッシャ２５６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｉ）２４７が閉鎖したときには、プッシャ２５６により押された分、核酸検出カセット１００内の容積が圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｉ１）を通って挿入剤チャンバ部（Ｉ）に与えられる。そして挿入剤溶液の液面に圧力がかかり、第２の流路（２Ｉ）から挿入剤溶液が、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から流出する方向に移動する。このとき、バルブ部（Ｉ）の容積が大きすぎ、プッシャ２５６により押される容積が大きすぎると、大きな圧力がかかり、第２の流路（２Ｉ）から挿入剤溶液が、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことになる。したがってバルブ部（Ｉ）２４７の容積を適切にする必要がある。
【０１２５】
ここでバルブ部（I）２４７の容積、すなわちシート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより減少する流路（ＩＶ）の容積をＶｉとする。また、挿入剤チャンバ部（Ｉ）からの挿入剤流出路である、第２の流路（２Ｉ）の容積をＶ２ｉ、第３の流路（３Ｉ）の容積をＶ３ｉ、更に接続されている第１の流路（１Ｉ２）のサンプル・チャンバ部−検出部間流路との合流点もしくは洗浄液チャンバ部−検出部間流路との合流点のうち、挿入剤チャンバ部（Ｉ）までの容積が小さい合流点（Ｉ）までの容積をＶ１ｉ２とする。
【０１２６】
プッシャ２５６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｉ）が閉鎖したときには、核酸検出カセット１００内の容積は、Ｖｉ圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｉ１）を通って挿入剤チャンバ部（Ｉ）に与えられる。挿入剤チャンバ部（Ｉ）に予め挿入剤が保持されている場合には、挿入剤の液面に圧力がかかり、第２の流路（２Ｉ）から最大でＶｉの体積の挿入剤が、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から流出することになる。第２の流路（２Ｉ）、第３の流路（３Ｉ）及び第１の流路（１Ｉ２）が撥水性処理されており、挿入剤チャンバ部（Ｉ）に圧力が印加されていない状態で、第２の流路（２Ｉ）に挿入剤が侵入していない場合には、
Ｖｉ ＜ Ｖ２ｉ ＋ Ｖ３ｉ ＋ Ｖ１ｉ２・・・式（４）
であれば、バルブ部（Ｉ）が動作した際に、挿入剤が合流点（Ｉ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【０１２７】
図２４Ｂに示すように、第３の流路（３Ｉ）の断面積が途中で大きくなっている場合、第２の流路（２Ｉ）に接続されている側の容積をＶ３ｉ１、第１の流路（１Ｉ２）に接続されている側の容積をＶ３ｉ２とすると、
Ｖ３ｉ ＝ Ｖ３ｉ１ ＋ Ｖ３ｉ２
の下で、
Ｖｉ ＜ Ｖ３ｉ２ ＋ Ｖ１ｉ２・・・・式（５）
が成り立っていれば、たとえ、流路が撥水性処理されておらず、挿入剤が毛細管現象により、第３の流路の断面積が大きくなる境界部分まで予め流出していたとしても、バルブ部（Ｉ）が動作した際に、挿入剤が合流点（Ｉ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【０１２８】
また、さらに望ましくは、
Ｖｉ ＜ Ｖ１ｉ２・・・・式（６）
が成り立っていれば、挿入剤が毛細管現象によって、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から、第３の流路（３Ｉ）を満たすまで予め流出していても、バルブ部（Ｉ）が動作した際に、挿入剤が合流点（Ｉ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【０１２９】
なお、また、図２４Ａ〜図２４Ｆに示されるバルブ部（Ｉ）とは異なるバルブ部の構造を以下に示す。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｉ）２４１を覆う領域を可撓性材料とし、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７を第１の貫通孔（Ｉ）２４１の表面側の開口部に押し付けることによって、第１の流路（１Ｉ１）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第１の流路（１Ｉ１）を開放することができる。また、外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８を第１の貫通孔（Ｉ）２４１の対向面側の開口部に押し付けることによって、第２の流路（２Ｉ）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第２の流路（２Ｉ）を開放することができる。すなわち挿入剤チャンバ部（Ｉ）に接続する第１の流路（１Ｉ１）そのものがバルブの機能を果たす。この場合も式（４）、式（５）若しくは式（６）を満たすようにする。
【０１３０】
このような外部からの押圧力を利用した流路の開放／閉鎖の制御を、ポンプ部やバルブ部の制御と併用することにより、液が意図せざる流路へ流出することを防止することが可能となる。
【０１３１】
第３の構成のカセットは、核酸サンプルの投入後は、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル、洗浄液、挿入剤溶液などの種類の異なる液体をその種類毎に目的に応じて制御性良く移動させることができる。
【０１３２】
図２３では、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に接続されている流路にバルブ部（Ｓ）が設置されている機能ブロック図を示しているが、サンプル・チャンバ部（Ｓ）において、外部から押圧力を与えることにより、上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）及び下面側流路である第２の流路（２Ｓ）を閉鎖することが可能である。即ち、サンプル・チャンバ部（Ｓ）そのものがバルブの機能を果たしていることになるので、必ずしも、別途、バルブ部（Ｓ）を具備している必要はない。
【０１３３】
（第４の構成）
図２５は第４の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図２６Ａは第４の構成の核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部（Ｓ）、増幅チャンバ部（Ａ）及びその周辺を示す概略断面図、図２６Ｂは、増幅チャンバ部（Ａ）の、図２６Ａとは異なる方向での断面図、図２７Ａは試料保持チャンバ部（Ｍ）及びその周辺を示す概略断面図、図２７Ｂは試料保持チャンバ部（Ｍ）の図２７Ａとは異なる方向での断面図である。
【０１３４】
図２５に示すように、第４の構成の核酸検出カセットは、カセット本体に増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）をさらに有している点で第２の構成と基本的に異なる。
【０１３５】
増幅チャンバ部（Ａ）は、プライマーやバッファといった核酸サンプルの増幅を行なう試薬があらかじめ保持されている。サンプル・チャンバ部（Ｓ）では、投入された核酸サンプルに対して、核酸抽出などの前処理を行い、増幅チャンバ部（Ａ）にて必要な領域の核酸増幅反応を行なうようにしても良い。 試料保持チャンバ部（Ｍ）は、検出部（Ｄ）での検出のために核酸サンプルの塩濃度を調製するバッファなどの試薬があらかじめ保持されていてもよい。
【０１３６】
増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）は、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と検出部（Ｄ）との間に流路を介して設けられている。ポンプ部（Ｐ）と、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と、増幅チャンバ部（Ａ）と、試料保持チャンバ部（Ｍ）と検出部（Ｄ）は、互いに流路によって環状に連通している。さらに、増幅チャンバ部（Ａ）から、検出部（Ｄ）とポンプ部（Ｐ）間の流路に合流点（Ａ）にて合流するバイパス流路（Ａ）（還流流路）及びこのバイパス流路（Ａ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ａ）が設けられている。さらに、試料保持チャンバ部（Ｍ）から、検出部（Ｄ）と合流点（Ａ）との間の流路に合流点（Ｍ）にて合流するバイパス流路（Ｍ）（還流流路）及びこのバイパス流路（Ｍ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｍ）が設けられている。また、検出部（Ｄ）と合流点（Ｍ）との間の流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｄ）が設けられている。
【０１３７】
検出は、以下のように行われる。
【０１３８】
まず、第１の構成と同様の手順で、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。次にサンプル・チャンバ部（Ｓ）から核酸サンプルが吐出される。このときバルブ部（Ｂ）は閉鎖、バルブ部（Ａ）は開放、バルブ部（Ｍ）、（Ｄ）は閉鎖しておく。吐出された核酸サンプルは、流路を通じて増幅チャンバ部（Ａ）に供給される。このとき液体の核酸サンプルのみが増幅チャンバ部（Ａ）に残り、ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力のみがバイパス経路（Ａ）を通ってポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１３９】
次に、増幅チャンバ部（Ａ）にて核酸サンプルの増幅が行われる。
【０１４０】
次に、バルブ部（Ａ）を閉鎖、バルブ部（Ｍ）を開放、バルブ部（Ｄ）を閉鎖し、ポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が増幅チャンバ部（Ａ）に与えられることによって、核酸サンプルは増幅チャンバ部（Ａ）から核酸サンプルが吐出される。吐出された核酸サンプルは、流路を通じて試料保持チャンバ部（Ｍ）に供給される。このとき液体の核酸サンプルのみが試料保持チャンバ部（Ｍ）に残り、ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力のみがバイパス経路（Ｍ）を通ってポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１４１】
次に、試料保持チャンバ部（Ｍ）にてバッファとの混合が行われる。
【０１４２】
次に、バルブ部（Ａ）を閉鎖、バルブ部（Ｍ）を閉鎖、バルブ部（Ｄ）を開放し、ポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が保持チャンバ部（Ｍ）に与えられることによって、核酸サンプルは検出部（Ｄ）に供給される。
【０１４３】
次に第１の構成と同様に、検出部（Ｄ）にて標的核酸の存在を検出する。
【０１４４】
廃液を検出部（Ｄ）から排出する際は、バルブ部（Ａ）は閉鎖、バルブ部（Ｄ）は開放し、ポンプ部（Ｐ）から検出部（Ｄ）に気体圧力が与えられる。最終的に、廃液及びポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力は、ポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１４５】
図２６Ａ及び図２６Ｂで増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）以外の各部およびその周辺構造は第２の構成と同様であってよい。第２の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【０１４６】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）、第1の流路（１Ｓ１、１Ｓ２）、第２の流路（２Ｓ）、及び第３の流路（３Ｓ）の構造、検出部（Ｄ）の構造は第１の構成と同等である。
【０１４７】
さらにプレート状部材２１１には、第１の貫通孔（Ａ）２５１、第２の貫通孔（Ａ）２５２が設けられている。さらに表面側に第１の溝（Ａ１）２５３が設けられている。第１の溝（Ａ１）２５３は、第１の溝（Ｓ２）２１５と連通して設けられる。これらは同一の溝であってよい。さらに表面側に形成された第１の溝（Ａ２）２５４及び対向面に第２の溝（Ａ）２５５が設けられている。さらに、表面側に第１の溝（Ａ３）２５８が設けられている。
【０１４８】
このプレート状部材２１１の表面及び対向面は、第１のシート状部材２１７並びに第２のシート状部材２１８にて覆われている。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ａ）２５１を覆う領域２５６、２５７は可撓性材料にて形成されている。
【０１４９】
増幅チャンバ部（Ａ）は前記第１の貫通孔（Ａ）２５１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ａ１）２５３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ａ１）が定められる。これは第１の流路（１Ｓ２）と連続した流路であり、同一の流路であっても良い。表面側の第１の溝（Ａ２）２５４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ａ２）が定められる。表面側の第１の溝（Ａ３）２５８が、第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ａ３）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ａ）２５５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ａ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ａ）２５２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ａ）が定められる。
【０１５０】
増幅チャンバ部（Ａ）には第1の流路（１Ａ１、１Ａ３）及び第２の流路（２Ａ）、が接続している。第２の流路（２Ａ）には第３の流路（３Ａ）が接続している。第３の流路（３Ａ）には第1の流路（１Ａ２）が接続している。また、第1の流路（１Ａ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１Ａ２）は検出部（Ｄ）に通じている。第１の流路（１Ａ３）は検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）にいたる流路中に合流点（Ａ）にて合流するバイパス流路（Ａ）（還流流路）である。
【０１５１】
第１の流路（１Ａ３）途中にはバイパス流路（Ａ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ａ）が設けられている。第１のシート状部材２１７の、第１の流路（１Ａ３）２５１の少なくとも一部（バルブ部（Ａ）に相当）を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。バルブ部（Ａ）を閉鎖するには、第１の流路（１Ａ３）を覆う第１のシート状部材２１７に対し、外部から押圧力を付与し、第１のシート状部材２１７を第１の溝（Ａ３）２５８に押し付けることにより行うことができる。またバルブ部（Ａ）を開放するにはこの押圧力を開放することにより行う。
【０１５２】
図２７Ａ及び図２７Ｂで増幅チャンバ部（Ａ）と試料保持チャンバ部（Ｍ）以外の各部およびその周辺構造は第３の構成と同様であってよい。第３の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【０１５３】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）、第1の流路（１Ｓ１、１Ｓ２）、第２の流路（２Ｓ）、及び第３の流路（３Ｓ）の構造、増幅チャンバ部（Ａ）の構造、第1の流路（１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３）、第２の流路（２Ａ）、及び第３の流路（３Ａ）の構造、検出部（Ｄ）及びその周辺の構造は第３の構成と同等である。
【０１５４】
さらにプレート状部材２１１には、第１の貫通孔（Ｍ）２６１、第２の貫通孔（Ｍ）２６２が設けられている。さらに表面側に第１の溝（Ｍ１）２６３が設けられている。第１の溝（Ｍ１）２６３は、第１の溝（Ａ２）２５４と連通して設けられる。これらは同一の溝であってよい。さらに表面側に形成された第１の溝（Ｍ２）２６４及び対向面に第２の溝（Ｍ）２６５が設けられている。さらに、表面側に第１の溝（Ｍ３）２６８が設けられている。
【０１５５】
試料保持チャンバ部（Ｍ）は前記第１の貫通孔（Ｍ）２５１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｍ１）２６３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｍ１）が定められる。これは第１の流路（１Ａ２）と連通した流路であり、同一の流路であっても良い。表面側の第１の溝（Ｍ２）２６４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｍ２）が定められる。表面側の第１の溝（Ｍ３）２６８が、第１のシート状部材２１７によって覆われることによって第１の流路（１Ｍ３）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ｍ）２６５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｍ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｍ）２６２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ｍ）が定められる。ここで、試料保持チャンバ部（Ｍ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【０１５６】
試料保持チャンバ部（Ｍ）には第1の流路（１Ｍ１、１Ｍ３）及び第２の流路（２Ｍ）、が接続している。第２の流路（２Ｍ）には第３の流路（３Ｍ）が接続している。第３の流路（３Ｍ）には第1の流路（１Ｍ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｍ１）は増幅チャンバ（Ａ）に通じている。第１の流路（１Ｍ２）は検出部（Ｄ）に通じている。また、試料保持チャンバ部（Ｍ）には第１の流路（１Ｍ３）が接続している。第１の流路（１Ｍ３）は検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）にいたる流路中に合流点（Ｍ）にて合流するバイパス流路（Ｍ）（還流流路）である。
【０１５７】
第１の流路（１Ｍ３）途中にはバイパス流路（Ｍ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｍ）が設けられている。第１のシート状部材２１７の、第１の流路（１Ｍ３）の少なくとも一部（バルブ部（Ｍ）に相当）を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。バルブ部（Ｍ）を閉鎖するには、第１の流路（１Ｍ３）を覆う第１のシート状部材２１７に対し、外部から押圧力を付与し、第１のシート状部材２１７を第１の溝（Ｍ３）２６８に押し付けることにより行うことができる。またバルブ部（Ｍ）を開放するにはこの押圧力を開放することにより行う。
【０１５８】
また、検出部（Ｄ）から合流点（Ｍ）に至る流路途中には検出部（Ｄ）から合流点（Ｍ）間の流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｄ）が設けられている。第１のシート状部材２１７の、第１の流路（１Ｄ２）の少なくとも一部（バルブ部（Ｄ）に相当）を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。バルブ部（Ｄ）の切り替えは、バルブ部（Ｍ）と同様、第１の流路（１Ｄ２）を覆う第１のシート状部材２１７に対し、外部から押圧力の付与／開放することにより行うことができる。
【０１５９】
また、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７の第１の貫通孔（Ａ）２５１を覆う領域２５６を、第１の貫通孔（Ａ）２５１の表面側の開口部に押し付けることによって増幅チャンバ部（Ａ）と、第１の流路（１Ａ１）、（１Ａ３）の間の接続が阻止される。また外部から与えた押圧力を開放することにより、増幅チャンバ部（Ａ）と、第１の流路（１Ａ１）、（１Ａ３）の間が接続する。
【０１６０】
また、外部から圧力を与え、第２のシート状部材２１８の第１の貫通孔（Ａ）２５１を覆う領域２５７を、第１の貫通孔（Ａ）２５１の対向面側の開口部に押し付けることによって増幅チャンバ部（Ａ）と、第２の流路（２Ａ）の間の接続が阻止される。また外部から与えた圧力を開放することにより、増幅チャンバ部（Ａ）と、第２の流路（２Ａ）の間が接続する。外部からサンプル・チャンバ部（Ｓ）、増幅チャンバ部（Ａ）を覆う第１並びに第２のシート状部材に圧力を与えるタイミングと、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ａ），（Ｄ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、核酸サンプル移動のタイミングを制御することが出来る。また、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と同様、外部から圧力を与える際の加圧部材として発熱体を使用することによって増幅チャンバ中の加熱処理を行うことも可能である。
【０１６１】
核酸サンプルの移動は以下のように行われる。
【０１６２】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。このとき外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けることによって、第２の流路（２Ｓ）が閉鎖されている。核酸サンプル投入後は、投入孔は封止する。封止後、さらに外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けて、第１の流路（１Ｓ１）を閉鎖する。このとき第１、第２のシート状部材に圧力を与える加圧部材として発熱体を使用し、上下からサンプル・チャンバ部（Ｓ）を加熱してもよい。
【０１６３】
次に第１、第２のシート状部材２１７、２１８への押圧力を開放することによって、第１の流路（１Ｓ１）及び第２の流路（２Ｓ）を開放する。第１の流路（１Ｓ１）からポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が与えられることによって、核酸サンプルは、第２の流路（２Ｓ）、第３の流路（３Ｓ）及び第１の流路（１Ｓ２）を経由して吐出される。このときバルブ部（Ａ）を開放、バルブ部（Ｄ）は閉鎖しておく。
【０１６４】
核酸サンプルは、第１の流路（１Ｓ２＝１Ａ１）から増幅チャンバ部（Ａ）に供給される。この時、増幅チャンバ部（Ａ）には第２のシート状部材２１８が押し付けられることによって、第２の流路（２Ａ）が封鎖されている。気体圧力は第１の流路（１Ａ３）からバイパス流路（Ａ）を経由し、ポンプ部（Ｐ）方向に還流する。液体の核酸サンプルのみ、重力によって増幅チャンバ部（Ａ）内に流入する。
【０１６５】
次に増幅チャンバ部（Ａ）に第１のシート状部材２１７を押し付け、第１の流路（１Ａ１、１Ａ３）を封鎖する。シート状部材に圧力を与える加圧部材として発熱体を使用し、上下から増幅チャンバ部（Ａ）を加熱することにより、核酸増幅が行われる。
【０１６６】
次にバルブ部（Ａ）を閉鎖し、バルブ部（Ｍ）を開放する。第１、第２のシート状部材２１７、２１８の増幅チャンバ部（Ａ）に対する押し付け力を開放し、第１の流路（１Ａ１，１Ａ３）、第２の流路（２Ａ）を開放する。またさらにポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を第１の経路（１Ａ１）から増幅チャンバ部（Ａ）に与えることにより、増幅チャンバ部（Ａ）に保持されている核酸サンプルは、第２の流路（２Ａ）から、第３の流路（３Ａ）、第１の流路（１Ａ２）に吐出され、試料保持チャンバ部（Ｍ）に供給される。
【０１６７】
核酸サンプルは、第１の流路（１Ａ２＝１Ｍ１）から試料保持チャンバ部（Ｍ）に供給される。気体圧力は第１の流路（１Ｍ３）からバイパス流路（Ｍ）を経由し、ポンプ部（Ｐ）方向に還流する。液体の核酸サンプルのみ、重力によって試料保持チャンバ部（Ｍ）内に流入する。流入した核酸サンプルは試薬と混合する。
【０１６８】
次にバルブ部（Ｍ）を閉鎖し、バルブ部（Ｄ）を開放する。さらにポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を第１の経路（１Ｍ１）から試料保持チャンバ部（Ｍ）に与えることにより、試料保持チャンバ部（Ｍ）に保持されている核酸サンプルは、第２の流路（２Ｍ）から、第３の流路（３Ｍ）、第１の流路（１Ｍ２）に吐出され、検出部（Ｄ）に供給される。
【０１６９】
第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｍ）２６１を覆う領域２６６、２６７は可撓性材料にて形成してもよいし、しなくとも良い。
【０１７０】
この場合、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７の第１の貫通孔（Ｍ）２６１を覆う領域２６６を、第１の貫通孔（Ｍ）２６１の表面側の開口部に押し付けることによって試料保持チャンバ部（Ｍ）と、第１の流路（１Ｍ１）、（１Ｍ３）の間の接続が阻止される。また外部から与えた押圧力を開放することにより、増幅チャンバ部（Ｍ）と、第１の流路（１Ｍ１）、（１Ｍ３）の間が接続する。
【０１７１】
また、外部から圧力を与え、第２のシート状部材２１８の第１の貫通孔（Ｍ）２６１を覆う領域２６７を、第１の貫通孔（Ｍ）２６１の対向面側の開口部に押し付けることによって保持チャンバ部（Ｍ）と、第２の流路（２Ｍ）の間の接続が阻止される。また外部から与えた圧力を開放することにより、試料保持チャンバ部（Ｍ）と、第２の流路（２Ｍ）の間が接続する。外部からサンプル・チャンバ部（Ｓ）、増幅チャンバ部（Ａ）、試料保持チャンバ部（Ｍ）を覆う第１並びに第２のシート状部材に圧力を与えるタイミングと、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ａ），（Ｍ）、（Ｄ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、核酸サンプル移動のタイミングを制御することが出来る。
【０１７２】
このような構成にすることにより、核酸サンプルの投入後は、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、増幅前の核酸サンプル、増幅後の核酸サンプルなど種類の異なる液体をその種類毎に目的に応じて制御性良く移動させることができる。
【０１７３】
（変形例）
第４の構成には、第２の構成に増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）を設けた構成を記載したが、更に、第３の構成で記載した挿入剤チャンバ部（Ｉ）が分岐した流路及びバルブ部と共に設けられていてもよい（図２８）。
【０１７４】
図２５に示すようにバイパス流路（Ａ）もしくは（Ｍ）が廃液チャンバ部（Ｗ）に接続していてもよいし、廃液チャンバ部（Ｗ）を、合流点（Ａ）からポンプ部（Ｐ）に至る流路上あるいは、合流点（Ｍ）からポンプ部（Ｐ）に至る流路上に設けてもよいことを説明したが、また、その構成にさらに投入された核酸サンプルに対し複数の異なる条件で増幅するために、増幅チャンバ部（Ａ）を複数設けてもよい。その場合サンプル・チャンバ部（Ｓ）から検出部（Ｄ）に至る流路が、複数に分岐し、各々分岐した流路に増幅チャンバ部（Ａ）が設けられ、再びそれらの流路を合流させ、検出部（Ｄ）に至るようしてもよい（図２９）。
【０１７５】
また、その構成において廃液チャンバ部（Ｗ）を合流点（Ａ）からポンプ部（Ｐ）に至る流路上に設けてもよい。この場合増幅チャンバ部（Ａ）、試料保持チャンバ部（Ｍ）、検出部（Ｄ）からの流路を合流させてから廃液チャンバ部（Ｗ）に連結していてよい（図３０）。
【０１７６】
（第１の実施形態）
以下に、図２９にその機能ブロック図を示した核酸検出カセットの構造例を示す。
【０１７７】
図２及び図３は、図２９に機能ブロック図、図１に概略斜視図を示した核酸検出カセット１００を概略的に透視して示す透視上面図及び下面図である。図２及び図３において、上面から下面に貫通する貫通孔は、チャンバに定められ、全て実線で示されている。図２においては、上面側に形成される流路（第１の流路）は実線で示され、下面側に形成される流路（第２の流路）は破線で示されている。また貫通孔による流路（第３の流路）同様に、図３においては、下面側に形成される流路は実線で示され、上面側に形成される流路は破線で示されている。後に説明されるように、サンプル、洗浄液、或いは、挿入剤は、必ず対応するチャンバに直接連通する下面側流路から流れ出し、他のチャンバ或いは検出部には、必ず上面側流路から吐出される。従って、気体圧力が与えられていない工程では、サンプル、洗浄液、或いは、挿入剤は、対応するチャンバの下面側又は下面側流路に留められる。
【０１７８】
この核酸検出カセット１００は、核酸サンプルを注入する為のサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１を備えている。可撓性シート２には、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１に相当する位置４０１が開放されており、その開放口４０１から、核酸サンプルを注入し、その後に、シール等４０２により密閉する。ここで、図１では、シール４０２は、別部品として図示されているが、検出カセット１００と一部接続されており、一部分一体構成となっていると、開放口４０１とシール４０２の位置決めの確実性の観点からも好ましい。このサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１は、上面側流路（１Ｓ１）を介してバルブ部（Ｓ）１７ａに接続され、このバルブ１７ａ（Ｓ）は、上面側流路を介してポンプ部（Ｐ）１６に接続されている。次に、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１が開放、バルブ１７ａによりポンプ部（P）−廃液チャンバ部（Ｗ）間を閉鎖、バルブ部１７ｃにより、ポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ部（Ｂ）間を閉鎖、バルブ部１５ｂによりポンプ部（Ｐ）−挿入剤チャンバ（Ｉ）間を閉鎖、バルブ部（Ｍ）１７ｅ及びバルブ部（Ｄ）１７ｆを閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃの下面側流路（２Ａ）を閉鎖、バルブ部（Ａ）１７ｄを開放した状態で、ポンプ部（Ｐ）１６が動作すると、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１内のサンプルに圧力が加えられて、それぞれ増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃに連通されているサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１の下面側流路（２Ｓ）に３分割されて流出する。
【０１７９】
この３つのサンプルは、夫々下面側流路（２Ｓ）から貫通路（３Ｓ）を介して上面側流路（１Ｓ２）に戻され、上面側流路（１Ａ１）を介して増幅チャンバ１２a〜１２ｃに供給される。増幅チャンバ部（Ａ）が複数設けられているのは、同一のサンプルを異なる条件の増幅するためである。増幅チャンバ部（Ａ）数は、３に限らず１以上であればよい良い。増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃは、夫々上面側流路（１Ａ３）を介してバルブ部（Ａ）１７ｄに連通されている。このバルブ部（Ａ）１７ｄが開放されている状態では、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃに供給された気体圧力は、このバルブ部（Ａ）１７ｄを介して廃液チャンバ部（Ｗ）１８に排気され、液体である核酸サンプルのみが重力に従って、増幅チャンバ部（Ａ）内に供給される。更に、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃの各々の上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）を閉鎖し、各増幅チャンバ部（Ａ）をそれぞれ密閉した状態で、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃでは、３つのサンプルがそれぞれ核酸増幅される。次に、バルブ部（Ａ）１７ｄを閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を開放し、バルブ部（Ｍ）１７ｅを開放した状態で、ポンプ部（Ｐ）１６を動作させると、増幅チャンバ部（Ａ）１２aに供給された気体圧力によって増幅チャンバ部（Ａ）１２a内の３つのサンプルは、下面側流路（２Ａ）に供給される。下面側流路は、貫通路（３Ａ）を介して上面側流路（１Ａ２）に連通され、上面側流路（１Ａ２＝１Ｍ１）を介して混合チャンバ部（保持チャンバ部（Ｍ））１３に連通されている。混合チャンバ部（Ｍ）１３の開口部には、テーパーが付けられていることからスムーズにサンプルが供給される。増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ内のサンプルを混合チャンバ部（Ｍ）１３に供給後、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を閉鎖した後に、増幅チャンバ部（Ａ）１２ｂの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を開放した状態で同様にポンプ部（Ｐ）１６を動作させることにより、今度は、増幅チャンバ部（Ａ）１２ｂ内のサンプルを混合チャンバ部（Ｍ）１３にサンプルを供給することが出来る。増幅チャンバ部（Ａ）１２ｃ内のサンプルについても、同様の動作により、混合チャンバ部（Ｍ）１３に供給することが出来る。このようにして、上面側流路（１Ｍ１）から吐出された３つのサンプルは、混合チャンバ部（Ｍ）１３に供給され、混合チャンバ部（Ｍ）１３において３つのサンプルが混合される。ここで、混合チャンバ部（Ｍ）１３の下面側流路（２Ｍ）を閉鎖した状態で、増幅チャンバ部（Ａ）から混合チャンバ部（Ｍ）へのサンプル供給動作を行えば、より好ましい。続いて、バルブ部１７ｄを閉鎖したまま、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を開放し、バルブ部（Ｍ）１７ｅを閉鎖し、混合チャンバ部（Ｍ）１３の下面側流路（２Ｍ）を開放し、更に、バルブ部（Ｄ）１７ｆを開放した状態で、ポンプ（Ｐ）１６を動作させ混合チャンバ部（Ｍ）１３内の圧力が高まると、混合されたサンプルは、混合チャンバ１３から下面側流路（２Ｍ）並びに貫通路（３Ｍ）を介して上面側流路（１Ｍ２）に供給され、この上面側流路（１Ｍ２）から検出部（Ｄ）１９に吐出されて標的核酸を検出する検出部（Ｄ）１９に供給される。この検出部（Ｄ）１９は、カセット本体１に組み込み固定されている。
【０１８０】
検出部（Ｄ）１９には、この検出部（Ｄ）１９に洗浄液を供給する洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４及びこの検出部（Ｄ）１９に挿入剤を供給する挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａが連通されている。洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４内の圧力が高められると、洗浄液チャンバ部（Ｉ）１４内の洗浄液は、下面側流路（２Ｂ）を通り、貫通孔（３Ｂ）を介して上面側流路（１Ｂ２）に供給され、この上面側流路（１Ｂ２）から検出部（Ｄ）１９に吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。同様に、挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａ内の挿入剤は、挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａの圧力が高められると、下面側流路（２Ｉ）を介して貫通孔（３Ｉ）に供給され、上面側流路（１Ｉ２）から吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａ及び洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４は、バルブ部（Ｂ）１７ｃ及びバルブ部（Ｉ）１５ｂに接続され、このバルブ部（Ｂ）１７ｃ及びバルブ部（Ｉ）１５ｂによって選択的にポンプ部（Ｐ）１６に連通される。即ち、バルブ部（Ｄ）１７ｆを開放した状態で、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１を閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃ及びバルブ部（Ｉ）１５ｂを閉鎖し、バルブ部（Ｂ）１７ｃを開放することによって洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４がポンプ部（Ｐ）１６に連通され、ポンプ部（Ｐ）１６が動作されると、洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４内の圧力が高められ、洗浄液が上面側流路（１Ｂ２）から吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。また、バルブ部（Ｄ）１７ｆを開放、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１を閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃを閉鎖した状態で、バルブ部（Ｂ）１７ｃを閉鎖しバルブ部（Ｉ）１５ｂを開放することによって挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａがポンプ部（Ｐ）１６に連通され、ポンプ部（Ｐ）１６が動作されると、挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａ内圧力が高められ、挿入剤が上面側流路（１Ｉ２）から吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。
【０１８１】
検出部１９は、上面側流路（１Ｄ２）及びバルブ部（Ｄ）１７ｆを介して廃液チャンバ部（Ｗ）１８に連通されている。従って、バルブ部（Ｄ）１７ｆが開放され、検出部１９（Ｄ）内の流路に気体圧力が与えられることによって検出部（Ｄ）１９内の液体は、廃液として廃液チャンバ部（Ｗ）１８に排出される。サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１とポンプ部（Ｐ）１６との間に設けたバルブ部（Ｓ）１７ａは、下面側流路及び貫通孔並びに上面側流路を介して廃液チャンバ部（Ｗ）１８に連結されている。
【０１８２】
尚、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１は、プレート状のカセット本体に貫通孔として形成されるとともにその周囲には、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１の円筒状の側壁面を定めるように削りとられた堀込部２０が形成されている。この堀込部２０は、特に増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を分断するように形成され、残された底部にサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１と増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを連通する下面側流路（２Ｓ）が形成されている。核酸サンプルが注入されたサンプル・チャンバ部（Ｓ）が加熱された際に、この堀込部２０は、試薬酵素が保持されている隣接する増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃに熱が進入されることを抑制している。また、増幅チャンバ（Ａ）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ周囲にも、掘込部２０が形成されていると好ましい。この場合には、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃが加熱された際に、この掘込部２０は、混合チャンバ（Ｍ）１３、洗浄液チャンバ（Ｂ）１４、挿入剤チャンバ（Ｉ）１５ａ、検出部（Ｄ）１９に熱が侵入することを抑制している。熱伝導の観点から、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１及び増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ，１２ｂ，１２ｃを構成する壁の厚さは、機械的強度が保持できる範囲において、出来るだけ薄いことが好ましい。壁の厚さは、例えば２ｍｍ以下に、より好ましくは、１ｍｍ以下に設定する。
【０１８３】
検出部（Ｄ）１９は、例えばＤＮＡチップ（図示せず）を備えている。電流検出タイプであっても蛍光検出タイプであっても良い。電流検出タイプのＤＮＡチップの場合、日本特許２５７３４４３で知られるようにハイブリダイゼーション反応並びに核酸検出反応の為の核酸検出用基板が装着されている。核酸検出用基板上には、Ａｕ個別電極が配置され、Ａｕ個別電極上の夫々に核酸プローブＤＮＡが固定されている。プローブＤＮＡが配列された検出空間（反応部）を介して対極や参照極といった共通電極が配置され、前記検出空間内に挿入剤を充填した状態で、共通電極と個別電極との間に電圧を印加して個別電極に電流が流れたことを検知してターゲットＤＮＡを特定している。当然ながらＤＮＡチップも密閉構造を有し、ＤＮＡチップの基板上には、流路が形成され、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１、洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａに通じているポートを備えている。ＤＮＡチップ内の流路には、個別電極及び共通電極が配置され、個別電極及び共通電極上を液体が送液される。ＤＮＡチップの配線は、この個別電極及び共通電極に接続され、また、電極パッド（図示せず）に接続されている。電極パッドは、核酸検出カセット１００上に露出するように配列され、電流検出時には、核酸検出装置側の電極コネクタに接触接続される。
【０１８４】
この明細書では、電流検出タイプのＤＮＡチップの詳細については、説明を省略する。このＤＮＡチップのより詳細な説明については、１９９８年７月７日に特許されたUSP 5,776,672 and１９９９年１０月２６日に特許されたUSP 5,972,692（いずれもKoji Hashimoto et. al and Assignee Kabushiki Kaisha Toshiba）並びに対応する日本特許２５７３４４３を参照されたい。この米国特許の明細書の記載は、この明細書の一部をなすものとする。さらには、電流検出タイプのＤＮＡチップの測定装置については、特願２００２-２２３３９３もしくは特願２００３−２００４４０を参照されたい。
【０１８５】
核酸検出カセット１００は、核酸検出装置に装着されて後に述べる手順でサンプルの前処理並びに検査が実施されるが、核酸検出装置には、核酸検出カセット１００の各部に対応する駆動機構が図４に示すように設けられている。即ち、核酸検出装置は、ポンプ部１６に対応したポンプ機構２６を備えている。既に説明したようにポンプ部１６は、プレート部材１に設けた貫通孔及びにこの貫通孔を覆う可撓性部材２、３で構成され、このポンプ部１６を動作させるポンプ機構１６は、可撓性膜をプレスするプレス機構として実現される。核酸検出装置は、バルブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆに対応したバルブ機構２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆを備えている。バルブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは、プレート部材１に設けた窪み及びにこの窪みを覆う可撓性部材２、３で構成され、このバルブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆの開閉を制御するバルブ機構２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、可撓性部材２、３を窪み内に押し付けて流路を閉鎖し、可撓性部材２、３を窪み内から離脱させて流路を開放するプレス機構として実現される。サンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、貫通孔及びこの貫通孔を塞ぐ可撓性部材２、３で構成され、可撓性部材２、３を貫通孔に押し付けることによって貫通孔に連通する流路を閉鎖することができ、可撓性部材２、３を貫通孔から離脱させることによって流路を開放することができる。
【０１８６】
また、核酸検出装置によって、サンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、前処理工程において、サンプルが加熱される。従って、核酸検出装置は、サンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対応してこれらをバルブとして動作させる共にこれらサンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内のサンプルを加熱するヒータを備えたプッシュ機構としてヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃを備えている。
【０１８７】
サンプル・チャンバ１１及び増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、より具体的には、図５に示すような構造を有し、各々ヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヘッドで加熱される。サンプル・チャンバ１１及び増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃでは、夫々剛性プレート部材、即ち、本体１に空けられた貫通孔３０３、３０２の開口部にヘッド２０１ｂが適合されるようなテーパーが形成されている。プレート部材、即ち、本体１の上面側と可撓性部材２との間には、流路２０４、２０６、２０８が形成され、本体１の下面側と可撓性部材３との間には、流路２０３、２０５が形成されている。また、上面側流路２０６と下面側流路２０３を連通させるために貫通流路２０７がプレート部材に形成されている。
【０１８８】
図５には、サンプル・チャンバ１１から、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにサンプルＳを送液する場合を示す。図５には、代表して、増幅チャンバ１２ａに送液する場合を示しているが、増幅チャンバ１２ｂ、１２ｃへの送液も対称であるため、同様の機構である。まず、サンプル・チャンバ１１内にサンプルＳが貯蔵されている状態では、ヒータ付きバルブ機構２１が動作され、ヘッドが貫通孔３０３の開口部に可撓性部材２及び可撓性部材３を押し付け、サンプル・チャンバ１１に連通されている流路２０４、２０３、２０７はいずれも閉鎖されている。次にサンプル・チャンバ１１から増幅チャンバ１２ａにサンプルＳを送液する場合には、まず、送液先である増幅チャンバ１２ａのヒータ付きバルブ機構２２ａの内、下面側のヒータ付きバルブ機構のみを動作させ、ヘッド２０１ｂを貫通孔３０２の開口部に可撓性部材３を押し付け、流路２０５を閉鎖する。続いて、サンプル・チャンバ１１の開口部３０３の可撓性部材２及び可撓性部材３を押し付けているヒータ付きバルブ機構２１のヘッドを上下ともに開放することにより、サンプル・チャンバ１１に連通している上面側流路２０４及び下面側流路２０３をいずれも開放する。更に、この状態において、ポンプ部１６を動作させ、サンプル・チャンバ１１に流路２０４を介して圧力を加えることにより、サンプルＳは、サンプル・チャンバ１１の下面側流路２０３、貫通流路２０７及び上面側流路２０６を通して、増幅チャンバ１２ａに流入する。増幅チャンバ１２ｂ、及び増幅チャンバ１２ｃへも全く相似の構造であるので、同様な構成でサンプルＳが供給される。なお、サンプルＳの増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへの供給の際には、上面側流路２０８が確保されていることから、サンプルＳと共に増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに掛かる圧力及び気体は、流路２０８を介して廃液チャンバ１８に排出され、液体であるサンプルＳのみが重力により、増幅チャンバ１２ａ内に供給される。所定量のサンプルＳが増幅チャンバ１２ａに供給されると、上面側ヒータ付きのバルブ機構２２ａも動作して、増幅チャンバ１２ａの上面側流路２０６及び２０８をヘッド２０１ａが閉鎖し、増幅チャンバ１２ａが密閉された状態とする。続いて、ヒータつきバルブ機構２２ａのヒータ（図示せず）が通電されてヘッドによってサンプルＳが所定温度まで加熱される。
【０１８９】
図６Ａ〜６Ｃは、サンプル・チャンバ１１から、増幅チャンバ１２ａもしくは１２ｂもしくは１２ｃにサンプル溶液を供給する際の手順を示している。図６Ａ〜６Ｃにおいては、図５に示したと同一の符号を同一箇所に付してその説明を省略する。
【０１９０】
図６Ａ〜６Ｃに示す増幅チャンバ１２ａもしくは１２ｂもしくは１２ｃにおいては、貫通孔３０２の上面側及び下面側開口部にヘッド２０１ａ、２０１ｂが適合されるようなテーパーが形成され、図６Ａに示されるように、この開口部に夫々対向してヘッド２０１ａ、２０１ｂが配置されている。
【０１９１】
このような増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにおいては、図６Ｂに示すようにヒータ（図示せず）が非通電の状態に維持されたまま、ヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃが動作されてヘッド２０１ｂが貫通孔３０２の開口部に可撓性部材３を押しけ、流路２０５が遮断される。この流路２０５の遮断状態でサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給される。図６Ｃに示すように所定量のサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給されると、バルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃが動作されてヘッド２０１ａが貫通孔３０２の開口部に可撓性部材２を押し付け、流路２０６、２０８が遮断される。その後、ヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヒータ（図示せず）が通電されてヘッド２０１ａ、２０１ｂによってサンプルＳが所定温度まで加熱される。図６Ａ〜６Ｃに示す構造では、サンプルＳの加熱時にサンプルの蒸発が生じる可能性があるが、この蒸発されたサンプルは、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内に閉じこめられることから、蒸発サンプルによる悪影響を防止することができる。また、加熱後においては、ヘッド２０１ｂが貫通孔３０２から離れてサンプルＳが流路２０５を介して混合チャンバ１３に供給される。特に、上述したように加熱ヒータにシール機能を与えることで、カセットを小型化することができ、また、核酸検出カセット１００の上下からチャンバが挟み込まれていることから、チャンバ内の均熱化が図ることができ、結露による液残りを防止することができる。
【０１９２】
図５及び図６Ａ〜６Ｃにおいては、サンプル・チャンバ１１から増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへのサンプルＳの送液手順を例に説明したが、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに限らず、他のチャンバで液を制御する際には他のチャンバも同様の構造を有し、同様に液が制御されても良いことは明らかである。
【０１９３】
混合チャンバ１３も、増幅チャンバ１２と同様に、チャンバ下面側を可撓性部材で構成し、チャンバ下面側流路を閉鎖してから、サンプル溶液を混合チャンバ１３に供給し、混合チャンバ１３から検出部１９に供給する際に、混合チャンバ１３下面側流路を開放して、サンプル溶液を移動させる、というカセット及び装置構成、また、カセット動作としても良い。
【０１９４】
図２〜図４に示される構造では、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、放射状に延出する流路によってサンプル・チャンバ１１に並列的に連結されている。図５及び図６Ａ〜６Ｃを参照して説明したようにサンプル・チャンバ１１に圧力を加えることによってサンプルＳが３分割されて均一な量のサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給されるとしている。この場合には、増幅チャンバ１２ａを介する流路抵抗と、増幅チャンバ１２ｂを介する流路抵抗と、増幅チャンバ１２ｃを介する流路抵抗が等しく形成されていることが望ましい。例えば、流路断面積が共通の場合には、流路長を共通にすることにより実現することが可能である。このように増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃがサンプル・チャンバ１１に並列的に連結されるに代えて、図７Ａ〜７Ｃ及び図８に示すように増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃがサンプル・チャンバ１１に直列的に連結されても良い。図８に示されるような接続にあっては、サンプル・チャンバ１１に溜められている溶液を前記送液方法により送液する際、チャンバ間の流路２０３，２０７，２０６、２０８、２０９、２１０の長さ並びに流路断面形状が同一でなくとも、適切な流速で送液することにより、均等に分配することができる。
【０１９５】
尚、図７Ａ〜７Ｃにおいては、図５及び図６Ａ〜６Ｃに示した符号と同一符号は同一箇所を示すものとしてその説明を省略する。また、図８は、図７Ａ〜７Ｃに示されるチャンバ及び流路の接続関係を模示的に示している。
【０１９６】
図７Ａ〜７Ｃに示す核酸検出カセット１００の構造においては、サンプル・チャンバ１１には、上面側流路２０４及び増幅チャンバ１２ａに連通している下面側流路２０３のみが接続されている。また、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、それぞれ下面側の流路（図示せず）が混合チャンバ１３に連通されている。サンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルＳを送液する際には、図７Ａ〜７Ｃにおいては、この下面側の流路（図示せず）は、ヘッド２０１ｂ、２０１ｅ、２０１ｆで押し付けられた可撓性部材３で閉鎖されているものとする。増幅チャンバ１２ａが上面側の流路２０６、２０８を介してサンプル・チャンバ１１及び増幅チャンバ１２ｂに連通され、増幅チャンバ１２ｂが上面側の流路２０８、２０９を介して増幅チャンバ１２ａ、１２ｃに連通され、更に、増幅チャンバ１２ｃが上面側流路２０９、２１０を介して増幅チャンバ１２ｂ及び廃液チャンバ１８に連通されている。また、ヘッド２０１ｂ、２０１ｅ、２０１ｆが貫通孔３０２の開口部に可撓性部材３を押し付けた状態における増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに貯蔵することができるサンプルの容積Ｖaとすると、サンプル・チャンバ１１に貯蔵されるサンプルの容積Ｖsは、３Ｖａ以上になるように定められている。（Ｖｓ≧３Ｖａ）このように定めることによってサンプル・チャンバ１１内のサンプルＳで増幅チャンバ１２ａが満たされ、あふれた分で１２ｂが満たされ、更にあふれた分で１２ｃ内が満たされ、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにほぼ均等にサンプルＳを配分することができる。従って、この場合には、各増幅チャンバに充填されるサンプル量は、各増幅チャンバの容積によって規定される。ここでは、増幅チャンバの容量は共通になるようにしている例を示しているが、増幅を行う液量を変える要請がある場合には、増幅チャンバの容積を適宜変更することにより対応することができ、基本的なカセット構成を変更する必要がない。
【０１９７】
図７Ａ〜７Ｃに示す構造においては、図７Ａに示すように始めにサンプル・チャンバ１１に貯蔵されたサンプルＳは、圧力Ｐ１によって流路２０３、２０７、２０６を介して第１の増幅チャンバ１２ａに供給される。図７Ｂに示すように第１の増幅チャンバ１２ａに供給されたサンプルＳで第１の増幅チャンバ１２ａが満たされると、圧力Ｐ１によって更にサンプルＳが第１の増幅チャンバ１２ａから流路２０８を介して第２の増幅チャンバ１２ｂに供給される。更に、図７Ｃに示すように第２の増幅チャンバ１２ｂに供給されたサンプルＳで第２の増幅チャンバ１２ｂが満たされると、圧力Ｐ１によって更にサンプルＳが第２の増幅チャンバ１２ｂから流路２０９を介して第３の増幅チャンバ１２ｃに供給される。第３の増幅チャンバ１２ｃがサンプルＳで満たされることによって全ての増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにサンプルＳが配分される。なお、サンプルＳをサンプル・チャンバ１１から増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ供給する際には、廃液チャンバ１８に連通された上面側流路２１０が確保されていることから、サンプルＳと共に増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに掛かる圧力及び気体は、流路２１０を介して廃液チャンバ１８に排出され、液体であるサンプルＳのみが重力により、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内に供給される。
【０１９８】
図１〜図８に示される構造においては、サンプル、洗浄液及び挿入剤がサンプル・チャンバ１１、洗浄液チャンバ１４及び挿入剤チャンバ１５ａから他のチャンバに供給される際には、必ず、下面側流路から流出し、上面側流路から供給される。従って、サンプル、洗浄液及び挿入剤がカセット構造内で容易に移動することが防止され、カセット搬送時等においてカセット構造が傾いてしまったとしても、各チャンバに圧力を掛けない限り、液の移動を防止することができる。
【０１９９】
図９Ａ及び９Ｂは、ポンプ部１６及びポンプ機能２６の構造の一例を示している。
【０２００】
図９Ａ及び９Ｂには、サンプル・チャンバ１１に連通するポンプ部１６に関してサンプル・チャンバ１１から送液する動作について説明する。図９Ａ及び９Ｂにおいては、説明を簡略化する為にサンプル・チャンバ１１、ポンプ１６及びバルブ１７ａを展開した図式としている。このバルブ１７ａは、ポンプ部１６と廃液チャンバ１８の開放／閉鎖の切り替えを行なう。
【０２０１】
ポンプ部１６も同様に貫通孔３０５が本体１に形成されて定められている。このポンプ部１６は、上面側流路２０４を介してサンプル・チャンバ１１に連通されている。ポンプ部１６は、更に上面側流路２１４を介して貫通流路３０６で構成されるバルブ部１７ａに連通されている。このバルブ部１７ａは、下面側流路３１０を介して廃液チャンバ１８に連通されている。ポンプ部１６に対向してポンプ機構２６のポンプ・プッシャ５０２が配置され、また、バルブ部１７ａに対向してバルブ・プッシャ５０１が配置されている。
【０２０２】
図９Ａに示されるような構造においては、貫通流路３０６の開口部に向けてバルブ・プッシャ５０１が可撓性部材２を押し付けると、図９Ｂに示すように貫通流路３０６の開口部３０６が可撓性部材２で塞がれる。この状態で、ポンプ・プッシャ５０１が可撓性シート２を加圧すると、ポンプ部１６内の圧力及び気体が上面側流路２０４を介して、サンプル・チャンバ１１に送り込まれる。従って、サンプル・チャンバ１１内のサンプルＳが下面側流路２０３に押しだされ、サンプル・チャンバ１１から吐出される。次に、図９Ａに示すように、バルブ・プッシャ５０１が戻されて貫通流路３０６の開口部が開放されてから、ポンプ・プッシャ５０２が戻されると、下面側流路３１０を介して気体がポンプ部１６に流入される。このようにバルブ・プッシャ５０１及びポンプ・プッシャ５０２が繰り返し動作されると、連続してサンプルＳがサンプル・チャンバ１１から送り出されると共にポンプ部１６に加圧用の気体が流入される。
【０２０３】
ここで、ポンプ部１６が機能する条件として、吐出側（流路２０４及びサンプル・チャンバ１１側）における圧力損失よりも、吸い込み側（流路３１０の側）における圧力損失の方が小さい必要がある。従って、空気入り口３１０側の流路は、空気出口側の流路２０４より流路断面積を大きくするのが好ましい。
【０２０４】
上述したように流路内にサンプルＳ、洗浄液及び挿入剤は、流路内に空気（気体）を介して分離され、ポンプ部１６によって空気（気体）に圧力を付すことによって流路内を移動される。後に説明されるように、バルブを適切に制御することによってサンプルＳ、洗浄液及び挿入剤を個別に流路内を移動させることができ、結果として適切な反応を検出部１９内で生じさせることができる。
【０２０５】
また、上述した核酸検出カセット１００においては、図１０に示すように、温度が加熱制御される増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ並びにサンプル・チャンバ１１等の反応チャンバ１０は、バルブ機構２１、２２ａ〜２２ｃによって隣接するチャンバ８，９から流路遮断して熱的に隔離されている。即ち、バルブ機構２１，２２ａ〜２２ｃのヘッド及び可撓性部材２及び可撓性部材３でバルブ７が構成され、ヘッドが可撓性部材２及び可撓性部材３を流路に押し付けることによってこれら反応チャンバ１０が隔離される。従って、反応チャンバ１０からサンプルが蒸発して漏れ出すような事態を防止することができる。より具体的には、反応チャンバ１０内を加熱する際には、ヘッドで反応チャンバ１０が上下から挟み込まれている。反応チャンバ１０の上面及び下面はテーパ形状に形成され、ヘッドは凸形状に形成され、反応チャンバ１０に可撓性部材２及び可撓性部材３が押し付けられてチャンバ１０が密閉される。このような構造を取ることによって、反応チャンバ１０内の加熱と、反応チャンバ１０の密閉を同時に実現することが可能となる。
【０２０６】
図１０に示される構造に対比して模示的に描かれている比較例１が図１１に示されている。図１１に示される比較例１では、温度制御領域としての反応チャンバ１０から分離してバルブ６Ａ，６Ｂが設けられ、反応チャンバ１０のみが加熱制御される。このような比較例１では、反応チャンバ１０とバルブ６Ａ，６Ｂとの間の流路に反応液が蒸発して流出し、流路内で結露して反応液が反応チャンバ１０外に流失する虞がある。また、反応液がチャンバからの流出流路に接触してしまうと、毛細管現象により、流路を伝って、反応チャンバ外に流出する虞もある。
【０２０７】
図１０に示される構造に対比して模式的に描かれている比較例２が図１２にも示されている。図１２に示される比較例２においては、反応チャンバ１０から分離してバルブ６Ａ，６Ｂが設けられ、比較例１の結露防止のため、温度制御領域としての反応チャンバ１０並びに反応チャンバ１０及びバルブ６Ａ，６Ｂ間の流路が加熱制御される。温度制御範囲がバルブ６Ａ，６Ｂにまで広げられる比較例２においては、熱が隣接するチャンバ８、９にまで伝達して不所望な反応が隣接チャンバ９、１０で生じる虞がある。
【０２０８】
図１３は、図１から図４に示される核酸検出カセット１００におけるチャンバ１１、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４、１５ｂ、ポンプ部１６、検出部１９及びこれらチャンバ１１、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４、１５ｂ、ポンプ１６及び検出部１９を接続する流路を示している。なお、簡略化のため、流路を制御するためのバルブ類は図示していない。
【０２０９】
また、図１４は、図１３に示される核酸検出カセット１００を制御する検出装置のブロック図を示している。また、図１５は、核酸検出カセット１００を図１４に示される制御システムで制御して核酸を検出するに至る手順を示すフローチャートを示している。
【０２１０】
核酸検出装置（測定ユニット）は、図１４に示されるように、核酸検出カセット１００内のサンプル・チャンバ、増幅チャンバ、検出部での温度等を測定し、ヒータ付きバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヘッドに内蔵されているヒータ出力に温度情報のフィードバックを掛けることにより、所望の温度に制御するための、温度制御部１０２を備え、また、流路におけるサンプルＳ等の送液を制御する送液制御部１０４を備えている。この送液部１０４は、既に説明したポンプ部１６及びポンプ機構２６及びヒータ付きバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃを含んでいる。核酸検出装置は、更に検出部１９、即ち、ＤＮＡチップに生じる反応を測定する測定部１０６を備えている。測定部１０６は、図１に示される電気接触コネクタを利用して電気接触パッドから検出信号を検出し、導通する電極を特定して核酸を特定している。これら温度制御部１０２、送液制御部１０４及び測定部１０６は、コンピュータユニット１１０の制御下にある制御機構１０８で制御されている。
【０２１１】
このような核酸検出装置においては、次のように図１５に示す手順で核酸の検出が実施される。
【０２１２】
核酸検出カセット１００は、ユーザに供給される際には、サンプル・チャンバ１１が密閉されないまま提供され、チャンバ１１の開口部（サンプル投入口）４０４が開放可能な状態で供される。この状態で提供された核酸検出カセット１００では、始めにサンプル・チャンバ１１の下側流路が密閉される。（ステップＳ１０）次に、サンプル・チャンバ１１の上側開口部からサンプル・チャンバ１１にサンプルＳが注入される。（ステップＳ１２）その後、サンプル・チャンバ１１の上側開口部が蓋（もしくはシール）４０２で閉じられる。（ステップＳ１４）そして、ヒータ付きバルブ機構２１のヘッド（図示せず）が可撓性部材にて構成されている蓋（シール）４０２及び密着され一体となった可撓性部材２に押し付けられてサンプル・チャンバＳ１４の上側流路が閉じられてサンプルＳがサンプル・チャンバ１１に密閉される。（ステップＳ１６）
【０２１３】
ヒータ付きバルブ機構２１のヒータが動作されてこのヒータが温度制御され、所定温度でサンプルＳが煮沸処理される。（ステップＳ１８）例えば、９５℃で５分間加熱されることにより、サンプルＳ中の核酸が抽出される。次に、ヒータ付きバルブ機構２１のヘッド（図示せず）が可撓性部材２，３から離されてサンプル・チャンバ１１に連通する下側流路が開放される。（ステップＳ２０）また、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃの下側ヘッドが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの下面側開口部に可撓性部材３に押しつけて増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに連通する下側流路が閉鎖される。その後、ポンプ２６が動作されて気体圧力がサンプル・チャンバ１１に付加される。従って、サンプル・チャンバ１１から下側流路、貫通流路及び上側流路を介してサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給される。（ステップＳ２４）
【０２１４】
更に、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃの上部ヘッドが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの開口部に上から押し付けられ、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが密閉された状態で、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヒータが動作してヒータが温度制御された状態で増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが加熱される。従って、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内のサンプルＳが加熱されてＤＮＡが増幅される。（ステップＳ２８）例えば、６５℃で６０分に亘ってサンプルＳが加熱されることにより、サンプルＳ中の核酸が増幅される。その後、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヘッドが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上側開口部及び下側開口部から離されて増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上側及び下側で連通する流路が開放される。（ステップＳ３０）次に、バルブ１７ｄをバルブ機構２７ｄにて押し付けることにより、空気抜き孔としての上側流路を介して廃液チャンバ１８に連通される経路を遮断する。（ステップＳ３２）ここで、ポンプ２６が動作されると、気体圧力が増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに付加され、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内のサンプルＳは、下側流路、貫通孔及び上側流路を介して混合チャンバ１３に供給される。（ステップＳ３４）バルブ１７ｅが閉じ、混合チャンバ１３の空気抜き孔としての上側流路が封鎖されている状態（ステップＳ３６）で、ポンプ２６が動作されると、気体圧力が混合チャンバ１３に与えられて混合チャンバ１３からサンプルＳが下側流路、貫通流路及び上側流路を介して検出部１９のＤＮＡチップ基板に供給される。（ステップＳ３８）検出部１９のＤＮＡチップ基板は、温度制御された状態で加熱されてその内でハイブリタイゼーションが生じさせられる。即ち、ＤＮＡチップ内において、ＤＮＡチップが温度制御された状態でプローブＤＮＡにターゲットＤＮＡが結合（ハイブリタイゼーション）される。
【０２１５】
その後、バルブ１７ｃが開放されることにより、ポンプ部から洗浄液チャンバ１４、更にはＤＮＡチップ基板に通じる流路が連通された状態で、バルブ１７ａ及びバルブ１５ｂが閉鎖される。（ステップＳ４２）この状態で、ポンプ２６が動作されると、気体圧力が洗浄液チャンバ１４に与えられ、洗浄液が検出部１９のＤＮＡチップ基板に供給される。（ステップＳ４４）従って、検出部１９のＤＮＡチップ基板内のサンプルＳは、バルブ１７ｆを介して廃液チャンバ１８に供給されると共に供給された洗浄液で検出部１９のＤＮＡチップ基板上の不必要な（ハイブリダイゼーションに寄与しない）ＤＮＡサンプルが洗浄される。この洗浄時には、検出部１９のＤＮＡチップ基板の温度が制御され、所定温度の洗浄液で洗浄される。（ステップＳ４６）即ち、ＤＮＡチップ内においては、ＤＮＡチップが所定温度に維持された状態でプローブＤＮＡと相補的な配列を持つターゲットＤＮＡを除くＤＮＡがこの洗浄液によって洗浄される。
【０２１６】
洗浄液用のバルブ１７ｃが閉鎖され、バルブ１５ｂが開放されることにより、洗浄液チャンバ１４への連通から挿入剤供給用に切り替えられる。ここで、ポンプ２６が動作されて気体圧力が挿入剤チャンバ１５ａに与えられ、挿入剤が検出部１９のＤＮＡチップ基板に供給される。（ステップＳ５２）この挿入剤の供給に伴い、検出部１９のＤＮＡチップ基板内の洗浄液は、バルブ１７ｆを介して廃液チャンバ１８に排出される。検出部１９が温度制御されて挿入剤が所定温度に維持されると、挿入剤がＤＮＡチップ基板上でのハイブリダイゼーションしたＤＮＡに結合する。（ステップＳ５４）この挿入剤溶液が注入された状態で対極及び個別電極間の電圧印加を行うことにより、挿入剤が酸化還元反応を生じ、それに伴う電流が個別電極で検出され、ハイブリダイゼーション反応が行われた電極が特定される。（ステップＳ５６）ＤＮＡチップのプローブＤＮＡの塩基配列は既知であることから、この酸化還元電流が検出された個別電極が特定されることによってターゲットＤＮＡの塩基配列を特定することができる。即ち、ターゲットＤＮＡの検出対象領域の塩基配列は電流検出電極のプローブＤＮＡ配列と相補的であることが判明する。
【０２１７】
この発明の実施の形態に係る核酸検出カセット及び核酸検出カセットは、上述したような構成並びに構造を有しているが、下記に説明するように種々の改良が与えられても良い。
【０２１８】
洗浄液チャンバ１４や挿入剤チャンバ１５ａのように保持しておくべき試薬量が、チャンバ容積と同等の量程度に多い場合、また、チャンバ下面側流路を直接閉鎖する構造を有していない場合、不本意に試薬がチャンバから流出してしまう恐れがある。
【０２１９】
そこで、図３１〜３３に記載のように、流出路の一部の断面積を大きくすることにより、流出量を最小限に制御することが可能になる。毛細管現象によりチャンバから流出する溶液が、断面積が変化している地点で停止するためである。図３１には洗浄液チャンバ１４の断面を、図３２には挿入剤チャンバ１５ａの断面を示してある。図中には、予め保持されている液体試薬の液面を模式的に記載してある。また、カセット内での他の領域の動作中に、当該チャンバ内の圧力が若干変動した場合にも、流路断面積が一部大きくなっていることにより、試薬先端位置が大きく変動することがなく、例えば隣接する領域に試薬が不本意に到達してしまう、という状態を防止することが可能である。
【０２２０】
このような効果は、図３３に示した混合チャンバ１３に対しても同様に有効である。即ち、混合チャンバ１３には、予め液体状態の試薬が保持されている場合も、固体状態の試薬が保持されている場合も想定できる。また、チャンバ下面側流路を直接閉鎖できる構造を有している場合だけでなく、有していない場合も想定できる。液体状態の試薬が保持されている場合には、前記洗浄液チャンバ１４及び挿入剤チャンバ１５ａと全く同様である。混合チャンバ１３に保持されている試薬が固体状態であり、最初に混合チャンバ１３内に液体が存在していない場合には、サンプル溶液が増幅チャンバ１２から混合チャンバ１３に供給された時点で、その効果を発揮することが分かる。即ち、混合チャンバ１３に液体が供給されるとほぼ同時に、混合チャンバ下面側流路から毛細管現象で溶液が流出してしまうが、図３３に記載のように、流出路の一部の断面積を大きくすることにより、毛細管現象による流出を断面積が変化している地点で停止させることが出来るので、流出を制御することが可能になる。また、洗浄液チャンバ１４や挿入剤チャンバ１５ａの場合と同様に、カセット内での他の領域の動作中に、当該チャンバ内の圧力が若干変動した場合にも、溶液先端位置が大きく変動しない効果も期待できる。
【０２２１】
図３１〜図３３に示す試料保持チャンバ３１０、３２０、３３０は各々洗浄液チャンバ１４、挿入剤チャンバ１５ａ、混合チャンバ１３に相当する。チャンバ３１０、３２０には、試薬３１２、３２２が貯蔵されている。また、チャンバ３３０にはサンプル溶液３３２が保持される。各々下面側流路２Ｂ、２Ｉ、２Ｍに、貫通孔流路３Ｂ、３Ｉ、３Ｍが接続している。このとき貫通孔流路３Ｂ，３Ｉ、３Ｍの上側３Ｂ２、３Ｉ２，３Ｍ２の断面積が下側よりも大きくなっている。また断面積の大きい貫通孔流路３Ｂ２、３Ｉ２，３Ｍ２に上面側流路１Ｂ２，１Ｉ２、１Ｍ２がそれぞれ接続している。このように貫通孔流路の上側の断面積を大きくすることにより、試薬３１２、３２２、サンプル溶液３３２の流出量を最小限に制御することが可能になる。例えば、３Ｂ、３Ｉ、３Ｍの断面はφ1mmとし、３Ｂ２、３Ｉ２、３Ｍ２の断面をφ2mmとすることにより、前記の効果を得ることが可能である。
【０２２２】
また、洗浄液チャンバ１４、挿入剤チャンバ１５ａ、混合チャンバ１３からの溶液の不本意な流出を防止する手段として、流路の疎水性処理を行うことが望ましい。図３４に示す試料保持チャンバ３４０は各々洗浄液チャンバ１４、挿入剤チャンバ１５ａ、もしくは混合チャンバ１３に相当する。図３４において、チャンバ３４０には、試薬３４１が貯蔵されている。チャンバ３４０には上面側流路１Ｒ１、下面側流路２Ｒが接続し、下面側流路２Ｒには貫通孔流路３Ｒを介して上面側流路１Ｒ２が接続している。少なくともチャンバ下面側流路２Ｒを疎水性処理することにより、チャンバ内に溶液が流入した際に、チャンバ内圧が上昇しない限り、下面側流路内に溶液が侵入することがないため、毛細管現象により溶液が下面側流路を介して流出してしまう恐れがない。洗浄液チャンバ１４及び挿入剤チャンバ１５ａについては、チャンバに予め装填されている洗浄液及び挿入剤溶液を確実にチャンバ内に充填しておくことが可能となる。混合チャンバ１３については、予め液体状態の試薬を装填しておく場合には、前記洗浄液チャンバ、挿入剤チャンバと同様に確実にチャンバ内に試薬を充填しておく効果を期待でき、混合チャンバに予め装填しておく試薬が固体状態である場合にも、サンプル溶液が混合チャンバに供給された際に、サンプル溶液がチャンバ下面側流路から毛細管現象により不本意に流出してしまうことを防止することが出来る。疎水性処理を行う流路は、前記の２Ｒに加えて、それぞれ、３Ｒ、１Ｒ２に施されていればより確実に上記の作用を得ることが出来る。また、上面側流路、即ち１Ｒ１に対して疎水性処理を行うことにより、カセットを誤って転倒してしまった際にも、チャンバ内の溶液が逆流することを防止する効果がある。混合チャンバの上面側流路１Ｒ１に対しては、チャンバ内に液体試薬を充填しておく場合には、洗浄液チャンバや挿入剤チャンバと同様にカセット転倒の際の逆流防止の効果が、また、増幅チャンバからのサンプル溶液流入のための流路でもあるため、圧力により疎水性流路１Ｒ１から親水性のチャンバＭに到達したサンプル溶液が、容易にチャンバ内に流入することが出来る。即ち、所謂「液切れ」を良くする効果も期待できる。
【０２２３】
流路の断面積を一部大きくする構成と、疎水性処理を施す手法を両方とも施すことにより、より一層の効果を期待することも可能である。即ち、疎水性処理を施すことにより、溶液が毛細管現象により流路に侵入するのを防止し、チャンバ内の内圧が変動することにより溶液が流路内に侵入してしまった場合には、途中で流路の断面積が大きくなっている箇所で、溶液の先端の移動量が小さくなる。それによって、隣接する機能、即ち、他の試薬との混合、他の溶液との混合、隣接するチャンバへの流入、他の部位への溶液の侵入等を防止することが可能である。
【０２２４】
更には、流路の疎水性処理は、洗浄液チャンバ、挿入剤チャンバ、混合チャンバだけでなく、サンプル・チャンバ１１の流路や、増幅チャンバ１２の流路に施しても、有効である。図３５Ａのチャンバ３５０はサンプル・チャンバ１１に相当し、図３５Ａにおいて、チャンバ３５０には上面側流路１Ｓ１、下面側流路２Ｓが接続し、下面側流路２Ｓには貫通孔流路３Ｓを介して上面側流路１Ｓ２が接続している。サンプル・チャンバ３５０の下面側流路２Ｓを疎水性処理することにより、カセットを装置にセットしてサンプル・チャンバ下面側流路２Ｓを閉鎖してからサンプル溶液を注入しなくても、下面側流路２Ｓを開放したままサンプル溶液を注入しても、下面側流路２Ｓからサンプル溶液は流出しないため、より厳密な検査が可能になる。更に、サンプル・チャンバの上面側流路１Ｓ１を疎水性処理することにより、前記洗浄液チャンバ・挿入剤チャンバと同様に、サンプル溶液注入後のカセット転倒の際のサンプル溶液流出を防止する効果を期待できる。
【０２２５】
図３５Ｂのチャンバ３５５は増幅チャンバ１２を示す。図３５Ｂにおいて、チャンバ３５５には上面側流路１Ａ１、下面側流路２Ａが接続し、下面側流路２Ａには貫通孔流路３Ａを介して上面側流路１Ａ２が接続している。
【０２２６】
増幅チャンバ３５５に関しては、下面側流路２Ａの疎水性処理は、サンプル・チャンバと同様にサンプル溶液注入後の流出を防止する効果が期待できる。増幅チャンバの上面側流路１Ａ１の疎水性処理は、サンプル・チャンバからの疎水性流路１Ａ１から親水性の増幅チャンバ３５５内に達したサンプル溶液が、容易にチャンバ内に流入することが期待できる。必ずしも、増幅チャンバ３５５内全体が親水性でなく、増幅チャンバ３５５内の、上面側流路１Ａ１との接続部の領域のみが親水性であっても、同様の効果が期待できる。即ち、上面側流路１Ａ１から増幅チャンバ３５５に到達した溶液が、増幅チャンバ３５５の上面側流路１Ａ１との接続部の親水性領域に誘導されるようにして、増幅チャンバ３５５に落下することが可能となる。また、混合チャンバに対しても、同様に上面側流路１Ｍ１との接続部を部分的に親水性にすることにより同様の効果を期待できる。
【０２２７】
更には、流路の疎水性処理は、増幅チャンバ１２からのバイパス流路や、混合チャンバ１３からのバイパス流路に施しても、有効である。図３６Ａのチャンバ３６０は増幅チャンバ１２のバイパス流路側断面を示す。図３６Ａにおいて、チャンバ３６０には上面側流路１Ａ３が接続している。チャンバ３６０に関しては、上面側流路１Ａ３の疎水性処理は、サンプル・チャンバから増幅チャンバへサンプル溶液を送液する際に、ポンプ部からの気体圧力排出経路である上面側流路１Ａ３にサンプル溶液が誤って進入してしまうことを防止する効果を期待できる。図３６Ｂのチャンバ３６５は混合チャンバ１３のバイパス流路側断面を示す。図３６Ｂにおいて、チャンバ３６５には上面側流路１Ｍ３が接続している。チャンバ３６５に関しては、上面側流路１Ｍ３の疎水性処理は、増幅チャンバから混合チャンバへサンプル溶液を送液する際に、ポンプ部からの気体圧力排出経路である上面側流路１Ｍ３にサンプル溶液が誤って進入してしまうことを防止する効果を期待できる。図３４、図３５Ａ、図３５Ｂ、図３６Ａ及び図３６Ｂにおいて、斜線で示した流路の領域は、疎水性であることが好ましい領域を示してある。それに対して、他の領域は親水性であることが好ましい。このように、チャンバ内を親水性に、流路内を疎水性にすることにより、溶液の制御をより厳密に行うことが可能になる。
【０２２８】
また、バルブ動作において、チャンバ内の液体が不本意に移動して、試薬同士の混合もしくは試薬と核酸サンプルとの混合が不本意に起こることが防止するため、バルブ内容量を規定しておくと効果的である。特に液体状態で試薬を保持して置くことが想定される洗浄液チャンバ部（Ｂ）に対するバルブ部（Ｂ）及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）に対するバルブ部（Ｉ）に対して、規定することが効果的である。
【０２２９】
本実施例においては、バルブ部（Ｂ）及びバルブ部（Ｉ）ともに、直径１．５ｍｍの半球状の内部容量とし、それに対して、洗浄液チャンバ部（Ｂ）の第１の流路（１Ｂ２）を断面積０．２５ｍｍ２で、合流点（ＳＢ）までの距離を１０ｍｍで、挿入剤チャンバ部（Ｉ）も同様に第１の流路（１Ｉ２）を断面積０．２５ｍｍ２で、合流点（Ｉ）までの距離を１０ｍｍで構成したため、いずれも、
Ｖｂ ＜ Ｖ１ｂ２
Ｖｉ ＜ Ｖ１ｉ２
を満足しているため、バルブ動作による不本意な液混合は発生しない。
【０２３０】
以上説明したように、この発明によれば、核酸の抽出、増幅、検出等の工程を自動でおこない、標的核酸を検出することを目的とした核酸検出カセット及びこの核酸検出カセットを用いた核酸検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の実施形態に係わる核酸検出カセットの全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示される核酸検出カセットの上面を概略的に示す平面図である。
【図３】図１に示される核酸検出カセットの下面を概略的に示す平面図である。
【図４】図１に示される核酸検出カセットを動作させる核酸検出装置に備えられる各動作部を核酸検出カセットと共に示すブロック図である。
【図５】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバへのヒータ付きバルブ機能における送液動作を概略的に示す断面図である。
【図６Ａ】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバを加熱する際のヒータ付きバルブ機能における加熱動作を概略的に示す断面図である。
【図６Ｂ】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバを加熱する際のヒータ付きバルブ機能における加熱動作を概略的に示す断面図である。
【図６Ｃ】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバを加熱する際のヒータ付きバルブ機能における加熱動作を概略的に示す断面図である。
【図７Ａ】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルを分配する図１から図３に示す構造とは異なる他の構造例をその分配動作と共に概略的に示す断面図である。
【図７Ｂ】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルを分配する図１から図３に示す構造とは異なる他の構造例をその分配動作と共に概略的に示す断面図である。
【図７Ｃ】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルを分配する図１から図３に示す構造とは異なる他の構造例をその分配動作と共に概略的に示す断面図である。
【図８】図６に示される構造においてサンプルを３分割する流路配置を模示的に示すブロック図である。
【図９Ａ】図１に示される核酸検出カセットにおけるポンプ部及びこのポンプ部を作動させるポンプ機構の動作を概略的に示す断面図である。
【図９Ｂ】図１に示される核酸検出カセットにおけるポンプ部及びこのポンプ部を作動させるポンプ機構の動作を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバの加熱を模示的に示す説明図である。
【図１１】図１に示される核酸検出カセットと比較する為の比較例１における増幅チャンバの加熱を模示的に示す説明図である。
【図１２】図１に示される核酸検出カセットと比較する為の比較例２における増幅チャンバの加熱を模示的に示す説明図である。
【図１３】図１に示される核酸検出カセットにおけるチャンバ、流路、ポンプ、並びに、検出部の流路配置を示す模式図である。
【図１４】図１に示される核酸検出カセットにおける核酸検査を実施する為の核酸件室装置を示すブロック図である。
【図１５】図１に示される核酸検出カセット及び図１４に示された核酸検出装置における検査工程を示すフローチャートである。
【図１６】核酸検査を実施する為の第１の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図である。
【図１７】核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図１８Ａ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。
【図１８Ｂ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ容積が小さい例）。
【図１８Ｃ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（流路断面積を大きくした例）
【図１８Ｄ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（流路断面積を大きくした例）
【図１９】核酸検査を実施する為の核酸検出カセットの検出部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２０Ａ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｂ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２０Ｃ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｄ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２０Ｅ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｆ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２０Ｇ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｈ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２１】核酸検査を実施する為の第２の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図である。
【図２２】図２１に示される核酸検出カセットの廃液チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２３】核酸検査を実施する為の第３の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図である。
【図２４Ａ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。
【図２４Ｂ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（流路断面積を大きくした例を示した図。）
【図２４Ｃ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（挿入剤が挿入剤チャンバに保持された図。）
【図２４Ｄ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の挿入剤の動きを示した図。）
【図２４Ｅ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（挿入剤が挿入剤チャンバに保持された図。）
【図２４Ｆ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の挿入剤の動きを示した図。）
【図２５】核酸検査を実施する為の第４の構成の核酸検出カセットの変形例を示す機能ブロック図である。
【図２６Ａ】核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部、増幅チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２６Ｂ】増幅チャンバ部（Ａ）の図２６Ａとは異なる方向での断面図である
【図２７Ａ】核酸検出カセットの試料保持チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２７Ｂ】試料保持チャンバ部（Ｍ）の図２７Ａとは異なる方向での概略断面図である。
【図２８】核酸検出カセットの変形例を示す機能ブロック図である。
【図２９】核酸検出カセットの更なる変形例を示す機能ブロック図である。
【図３０】核酸検出カセットの更なる変形例を示す機能ブロック図である。
【図３１】洗浄液チャンバ部の、流路断面積を大きくした場合の効果を説明する図である。
【図３２】挿入剤チャンバ部の流路断面積を大きくした場合の効果を説明する図である。
【図３３】試料保持チャンバ部の流路断面積を大きくした場合の効果を説明する図である。
【図３４】流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３５Ａ】サンプル・チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３５Ｂ】増幅チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３６Ａ】増幅チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３６Ｂ】試料保持チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【符号の説明】
【０２３２】
１…カセット本体、２、３…可撓性部材、１１…サンプル・チャンバ、１２ａ〜１２ｃ…増幅チャンバ、１３…混合チャンバ、１４…洗浄剤チャンバ、１５…挿入剤チャンバ、１６…ポンプ部、１７ａ〜１７ｅ…バルブ、１８…廃液チャンバ、１９…目的核酸検出部、２０…断熱用掘り込み部、２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…ヒータ付きのバルブ機構、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ…バルブ機構、５０ａ〜５０ｃ…流路、１００…核酸検出カセット、１１２…測定ユニット、２０１ａ〜２０１ｆ…ヘッド
【技術分野】
【０００１】
この発明は、前処理工程及びこの前処理工程に続く標的核酸の検出を全自動で処理するに適する核酸検出カセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の遺伝子工学の発展に伴い、医療分野では、遺伝子による病気の診断或いは予防が可能となりつつある。このような診断は、遺伝子診断と称せられ、遺伝子診断によって、病気の原因となるヒトの遺伝子欠陥或いは変化を検出して病気の発症前若しくは極めて初期の段階での病気の診断或いは病気の予測をすることが出来る。また、ヒトゲノムの解読とともに、遺伝子型と疫病との関連に関する研究が進み、各個人の遺伝子型に合わせた治療（テーラーメイド医療）も現実化しつつある。
【０００３】
また、バイオテロと呼ばれる、毒ガスや劇薬等の化学物質を用いた犯罪も増えており、社会的な脅威になっている。犯罪で使用された物質を迅速に特定することは、人命救助の観点から必須である。従って、簡便に且つ迅速に遺伝子を検出し、また、遺伝子型を決定することは非常に重要となっている。
【０００４】
従来、核酸を検出するシステムとしては、核酸抽出装置、核酸増幅装置、ハイブリダイゼーション装置、核酸検出装置、データ解析装置等の各装置が個別に利用されるシステムが知られている。このようなシステムにおいては、これら装置で実現される以外のサンプルの調製或いは装置間のサンプルの移動等は、人手を必要とされている。
【０００５】
核酸増幅においては、増幅前のサンプルに極僅かでも別な核酸が混入するとその核酸をも大量に増幅し、誤検出を引き起こすという問題がある。核酸分子は、乾燥状態でも安定であり、様々な物質に吸着し、更には、空気中を浮遊することもあることが知られている。従って、誤検出を防ぐために、核酸抽出をおこなう場所には増幅後のサンプルを持ち込まない等の厳重な管理体制を必要としている。
【０００６】
近年、ハイブリダイゼーション反応からデータ解析までの工程を自動で行う装置が開発され、最近になって核酸抽出からデータ解析までを自動で行う全自動核酸検出装置も開発されている。
【０００７】
しかし、現存する全自動核酸検出装置は、上記の検出非対象核酸分子の混入に対して確実な対策が取られたものではなく、また、大型のものが多かったため、研究用途向けのものとなっている。例えば、特許文献１には、自動処理に対応可能な核酸検出装置として核酸増幅及び核酸増幅に引き続いて核酸を検出する核酸検出装置が開示されている。
【０００８】
核酸解析装置の開発にあたっての重要な課題は、検出非対象核酸分子の混入であり、また、核酸サンプルの外部への漏れ出しであるとされている。
【特許文献１】特開平３−７５７１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６１２９８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に核酸の抽出及び増幅工程においては、試料となる溶液を加熱する手法がとられている。従来の核酸解析装置にあっては、特許文献２にも開示されるように溶液の送液経路を切り替えるためにバルブが搭載されている。このようなバルブによって送液経路を切り替える構造にあっては、開放流路部に対しては、加熱処理部で発生した蒸気が流出し、加熱処理による反応制御性が劣ってしまう問題がある。
【００１０】
そこで、加熱処理部を孤立させるために、流路切り替えのためのバルブをすべて閉じてしまう方法が思い付くが、加熱処理部分とバルブにより閉鎖される位置とが同一でないため、加熱処理部に連通されている領域に非加熱部が生じてしまう。その結果、加熱部において加熱された溶液が蒸気となって拡散し、非加熱領域において結露してしまう。この結露現象が発生すると、加熱により反応した溶液部と、加熱時に蒸気となり、反応せずに結露した溶液部とが乖離してしまう問題がある。従って、１）反応時の溶液濃度が加熱開始時から変化してしまうため、有効な反応が遂行されない虞がある。また、２）溶液が分断されてしまうため、処理済溶液を送液する際に、所望の溶液を所望の位置に移動させることに困難が生じる場合がある。更に、上記の問題が発生しないように、バルブの位置の領域まで広げて加熱することも考えられる。しかし、加熱領域を広げることにより、隣接する処理チャンバへの距離が短くなってしまうため、温度上昇を望まない領域への熱伝導が顕著に発生するようになる。このような熱伝導を防止するためには、距離を充分に取ることが必要となり、結果として、検出カセットが大型化してしまう問題もある。
【００１１】
また、核酸の反応をカセット内で処理するためには、予め、カセット内に必要試薬が内蔵される。ところが、これらの試薬量は、非常に微量であり、必要位置に保持したままにおくことが困難とされる。例えば、チャンバ内に保持していた試薬がチャンバからの流出流路に接触してしまうと、毛細管現象により、流路を伝って、チャンバ外に流出してしまうことがしばしば発生する。
【００１２】
また、流路等を小型していくと、カセット内の微妙な体積変動により、試薬同士が混合してしまい、標的核酸の検出を阻害してしまうことがしばしば発生する。
【００１３】
このように、小型カセットにおいて、加熱による反応領域を限定でき、且つ、必要な溶液移動が確実にさせることが望まれている。また、その小型カセット内に内蔵試薬を確実に保持しておくことが要求されている。更には、試薬の動きを確実に制御することが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされてものであり、その目的は、核酸増幅及びその他の必要な処理と標的核酸の検出までを一貫して自動的に処理するのに適する小型閉鎖型の核酸検出カセットを提供することにある。
【００１５】
この核酸検出カセットは、加熱処理による反応制御性並びに送液の確実性が両立しされることが好ましいとされる。
【００１６】
また、この核酸検出カセットでは、内蔵している試薬を確実に所定位置に保持移動しておく構造を有することが好ましいとされる。
【００１７】
この発明によれば、
表面及びこの表面に対向する対向面を有し、剛性を有する材料で作られ、前記表面に開口部を有する第１の空間（ＢＶ）を有するプレート状部材と、
前記表面及び対向面を覆う第１並びに第２のシート状部材と、
前記プレート状部材に形成され、気体圧力を供給するポンプ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と連通し、核酸サンプルを保持するサンプル・チャンバ部と、
前記ポンプ部と前記サンプル・チャンバ部間を連通させるポンプ部−サンプル・チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記サンプル・チャンバ部に連通し、前記核酸サンプルを受け、前記核酸サンプルから標的核酸を検出する検出部と、
前記サンプル・チャンバ部と前記検出部とを連通するサンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記検出部と前記ポンプ部を連通する還流流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部及び前記検出部に連通し、洗浄液を保持する洗浄液チャンバ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と前記洗浄液チャンバ部を連通するポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材の前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路に設けられ、
前記第１の空間（ＢＶ）が前記第１のシート状部材で覆われ、前記第１のシート状部材が前記開口部に押付けられ、前記第１の空間の容積が封鎖されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を閉鎖し、前記第１のシート状部材の前記開口部への押し付けが開放され、第１の空間（ＢＶ）の容積が確保されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を開放するバルブ部（Ｂ）と、
前記洗浄液チャンバ部と前記検出部とを連通する洗浄液チャンバ部−検出部間流路と、
前記サンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路とが合流する合流部（ＳＢ）と
を具備し、
前記第１の空間（ＢＶ）の容積が、前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路の容積の内、前記洗浄液チャンバ部と前記合流部（ＳＢ）の間の容積よりも小さいことを特徴とする核酸検出カセットが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外部環境への核酸の漏れ、また、外部からの核酸の混入を防ぎ、核酸増幅及びその他の必要な処理と目的核酸の検出までを一貫して自動的に処理することができる。
【００１９】
また、予め内部に保存されている試薬が、所定の位置に保持され、不本意な流出が発生しない、またバルブ動作等によるカセット内容積変化があっても、試薬同士の混合等が起こらないため、安定した反応処理及び検出を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る核酸検出カセット及び核酸検出装置について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態に係わる核酸検出カセット１００を概略的に示す分解斜視図である。
【００２２】
この核酸検出カセット１００は、カセット本体１及びシート状部材２、３を備えた流路閉鎖型のカセットである。
【００２３】
カセット本体１は、剛性を有するプレート状部材により構成され、表面側並びに対向面に溝及び溝に連通した窪みが形成されると共に表面側（上面側）から対向面側（下面側）に貫通する貫通孔が形成されている。シート状部材２、３及びカセット本体１間の溝並びに貫通孔によって連続する流路がカセット本体１に形成される。シート状部材２、３がカセット本体１の両面に貼付され、カセット本体１の表面側並びに対向面に形成された溝、窪み及び貫通孔が流路に規定されている。以下の説明で、上面側の溝或いは窪みで定められる流路は、上面側流路と称し、また、下面側の溝或いは窪みで定められる流路は、下面側流路と称する。
【００２４】
カセット本体１は、チャンバ間で熱が伝達されないように、熱伝導率が比較的低いポリカーボネート、ポリプロピレン、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ、ポリ乳酸系樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＦＥ、ＰＰＳ等の高分子材料で作られている。また、シート状部材２、３は、少なくとも一部が可撓性材料で作られている。可撓性材料としては加熱用のヒータから熱がチャンバ内に伝わるように、比較的熱伝導率が高いシリコンゴム、ポリプロピレンゴム、ウレタンゴム、エラストマー等が望ましい。により作られている。シート状部材は、膜厚を薄くすることにより、必ずしも熱伝導率が高い材料を選択しなくても、同様の効果を得ることが出来る。溝及び貫通孔は、プレート状部材を切削加工して作られても良く、射出成型や、成形時にプレス加工して形成されても良い。
【００２５】
（第１の構成）
図１６は第１の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図１７は第１の構成の核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部（Ｓ）及びその周辺を示す概略断面図である。図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ及び図１８Ｄは第１の構成の核酸検出カセットの洗浄液チャンバ部（Ｂ）、及びバルブ部（Ｂ）及びその周辺を示す概略断面図である。図１９は第１の構成の核酸検出カセットの検出部（Ｄ）及びその周辺を示す概略断面図である。
【００２６】
図１６に示すように、第１の構成の核酸検出カセットには、気体圧力を供給するポンプ部（Ｐ）と、核酸サンプルを保持するサンプル・チャンバ部（Ｓ）、核酸サンプルから標的核酸を検出する検出部（Ｄ）、及びハイブリダイゼーション反応後に検出部（Ｄ）内の例えばＤＮＡチップを洗浄するための洗浄液が予め保持されている洗浄液チャンバ部（Ｂ）が同一のカセット本体に設けられている。ポンプ部（Ｐ）と、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と、検出部（Ｄ）は、互いに流路によって環状に連通している。またこのカセットはポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）間の流路から分岐する流路と、この流路に接続する洗浄液チャンバ部（Ｂ）と、洗浄液チャンバ部（Ｂ）に接続し、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と検出部（Ｄ）との間の流路に合流点（ＳＢ）にて合流する流路を有する。また、このカセットはポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｓ）、及びポンプ部（Ｐ）と洗浄液チャンバ部（Ｂ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｂ）を有する。
【００２７】
検出の際には、まず、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。サンプル・チャンバ部（Ｓ）内には必要に応じて、予め核酸抽出や核酸増幅などのサンプル前処理の試薬が用意されており、検出時に投入したサンプル・チャンバ部（Ｓ）にて核酸サンプルに対して前処理が自動で行われても良い。
【００２８】
次に、バルブ部（Ｓ）が開放され、バルブ部（Ｂ）を閉鎖した状態で、ポンプ部（Ｐ）を動作させ、ポンプ部（Ｐ）から流路を通じてサンプル・チャンバ部（Ｓ）に気体圧力を供給することによって、サンプル・チャンバ部（Ｓ）中の核酸サンプルが、流路に吐出される。
【００２９】
吐出された核酸サンプルは流路を通じて検出部（Ｄ）に供給される。検出部（Ｄ）には、例えば、核酸プローブが基板に固定化されたＤＮＡチップ等サンプル中の標的核酸の検出を行う装置が設けられている。
【００３０】
検出部にＤＮＡチップを設けた場合、次に核酸サンプルとＤＮＡチップをハイブリダイゼーション条件下におくことにより、核酸サンプルと核酸プローブとがハイブリダイゼーション反応する。
【００３１】
次に、バルブ部（Ｓ）を閉鎖し、バルブ部（Ｂ）を開放した状態で、ポンプ部（Ｐ）を動作させることにより、ポンプ部（Ｐ）から流路を通じて洗浄液チャンバ部（Ｂ）に気体圧力が与えられ、洗浄液が、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から検出部（Ｄ）に供給され、ＤＮＡチップ上に洗浄液が供給された状態にて、ＤＮＡチップを洗浄条件下におくことにより、核酸サンプルと核酸プローブとの間で生じている非特異ハイブリダイゼーションサンプルを洗浄し、廃液となった核酸サンプルが検出部（Ｄ）から排出される。ここでは、ハイブリダイゼーション反応後、バルブ部（Ｂ）を開放して洗浄液を検出部（Ｄ）に供給することにより、核酸サンプルの排出を同時に行う場合を示したが、核酸サンプルを検出部（Ｄ）から排出してからバルブ部（Ｓ）及びバルブ部（Ｂ）を切替えて、洗浄液を検出部（Ｄ）に供給するという動作を逐次実行しても良い。
【００３２】
次に検出部（Ｄ）で核酸サンプルと核酸プローブとのハイブリダイゼーションを既知の方法（蛍光検出法、挿入剤を用いた電気化学的検出方法等）にて検出することにより、核酸サンプル中の標的核酸の存在を検出する。
【００３３】
検出部（Ｄ）から排出された核酸サンプル、洗浄液及びポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力は、最終的には検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【００３４】
図１７に第１の構成の核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部（Ｓ）の周辺の断面概略構造例を示す。
【００３５】
表面および裏面を有するプレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｓ）２１２、第２の貫通孔（Ｓ）２１３、表面側に第１の溝（Ｓ１）２１４と、 表面側に第１の溝（Ｓ２）２１５、及び裏面側に第２の溝（Ｓ）２１６が設けられている。
【００３６】
このプレート状部材の表面及び対向面は、第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８にて覆われている。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｓ）２１２を覆う領域２１９、２２０は可撓性材料にて形成されている。第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８全体が可撓性材料にて形成されていてもよい。
【００３７】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）は第１の貫通孔（Ｓ）２１２が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｓ１）２１４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｓ２）２１５が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｓ２）が定められる。対向面側の第２の溝（Ｓ）２１６が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｓ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｓ）２１３が前記第１のシート状部材２１７及び第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通流路である第３の流路（３Ｓ）が定められる。
【００３８】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）には第1の流路（１Ｓ１）及び第２の流路（２Ｓ）が接続している。第２の流路（２Ｓ）には第３の流路（３Ｓ）が接続している。第３の流路（３Ｓ）には第1の流路（１Ｓ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｓ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１Ｓ２）は検出部（Ｄ）に通じている。
【００３９】
外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７の第１の貫通孔（Ｓ）２１２を覆う領域２１９を、サンプル・チャンバ部（Ｓ）の第１の貫通孔（Ｓ）２１２の表面側の開口部に押し付けることによって第１の流路（１Ｓ１）が閉鎖する。また外部から与えた押圧力を開放することにより、第１の流路（１Ｓ１）が開放する。
【００４０】
また、外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８の第１の貫通孔（Ｓ）２１２を覆う領域２２０を、サンプル・チャンバ部（Ｓ）の第１の貫通孔（Ｓ）２１２の対向面側の開口部に押し付けることによって第２の流路（２Ｓ）が閉鎖する。また外部から与えた押圧力を開放することにより、第２の流路（２Ｓ）が開放する。
【００４１】
外部から第１並びに第２シート状部材２１７、２１８に押圧力を与えるタイミングと、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングを調節することで、核酸サンプルの移動のタイミングを制御することが出来る。
【００４２】
また、核酸サンプルの温度制御のために、外部から押圧力を与える際の加圧部材として発熱体を使用することによってサンプル・チャンバ部（Ｓ）中の試薬や核酸サンプルの加熱処理を行うことも可能である。カセットの上下から発熱体を使用して圧力を与えることにより、加熱処理部を孤立させることができ、意図せざる蒸気の流出を防ぐと共に、加熱処理による反応制御性が向上する。
【００４３】
核酸サンプルの移動は、以下のように行われる。
【００４４】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。このとき外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けることによって、第２の流路（２Ｓ）が閉鎖されている。核酸サンプル投入後は、投入孔は封止する。封止後、さらに外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けて、第１の流路（１Ｓ１）を閉鎖する。このとき第１、第２のシート状部材に圧力を与える加圧部材として発熱体を使用し、上下からサンプル・チャンバ部（Ｓ）を加熱してもよい。
【００４５】
次に第１、第２のシート状部材２１７、２１８への押圧力を開放することによって、第１の流路（１Ｓ１）及び第２の流路（２Ｓ）を開放する。第１の流路（１Ｓ１）からポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が与えられることによって、核酸サンプルは、第２の流路（２Ｓ）、第３の流路（３Ｓ）及び第１の流路（１Ｓ２）を経由して吐出される。吐出された核酸サンプルは、検出部（Ｄ）方向に供給される。
【００４６】
図１９に核酸検出カセットの検出部（Ｄ）の周辺の断面概略構造例を示す。プレート状部材２１１に、側面部に凹凸を有する貫通孔３００が設けられている。また、表面側に第１の溝（Ｄ１）３０２と、 表面側に第１の溝（Ｄ２）３０３が設けられている。
【００４７】
このプレート状部材の表面は、第１のシート状部材２１７にて覆われている。
【００４８】
検出部（Ｄ）貫通孔３００の側面部に設けられた凹凸にＤＮＡチップ３０１が貫通孔をふさぐように嵌合されている。ＤＮＡチップ３０１は核酸プローブが固定化された基板を備えている。ＤＮＡチップ３０１は、基板上に例えばＡｕなどの金属電極が配置され、その上に核酸プローブが固定化された構造であってもよい。またＤＮＡチップ３０１のプローブ固定化面に核酸サンプルや、洗浄液、挿入剤溶液などの試薬が晒されるように、プローブ固定化面側に流入口及び流出口を有する流路３０４が形成されている。この流路を形成するためにＤＮＡチップ３０１表面に溝が形成された部材３０５が積層されている。また、ＤＮＡチップ３０１上の温度制御をするためにプローブ固定化面とは反対側の面は開口されて、外部に晒されている。ＤＮＡチップ３０１は外部から加熱手段などにより温度制御できる構造となっている。なお本例ではＤＮＡチップ３０１はプレート状部材２１１の貫通孔中に設置されているが、プレート状部材に凹部を形成し、その凹部中に載置されていても良い。
【００４９】
また、表面側の第１の溝（Ｄ１）３０２、第1の溝（Ｄ２）３０３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｄ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｄ２）が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｄ２）が定められる。第1の流路（１Ｄ１）は流路３０４の流入口に接続している。また第1の流路（１Ｄ２）には流路３０４の流出口に接続している。
【００５０】
ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力が与えられることによりサンプル・チャンバ部（Ｓ）方向から流出した核酸サンプル溶液或いは後述する洗浄液、挿入剤溶液などの試薬は、第1の流路（１Ｄ１）を経由して、流路３０４の流入口から供給され、ＤＮＡチップ上の流路３０４を充填し、各種反応を行った後、流出口を通してＤＮＡチップ上から排出され、第1の流路（１Ｄ２）を経由して排出される。上記のように第１の構成の核酸検出カセットは、核酸サンプルの投入後、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル等の液体を制御性良く保持、移動させることができる。 図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ及び図１８Ｄに第１の構成の核酸検出カセットの洗浄液チャンバ部（Ｂ）及びバルブ部（Ｂ）周辺の断面概略構造を示す。図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ及び図１８Ｄは一部を除き同一構造であるため、同一のパーツは同一符号にて示している。
【００５１】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｂ）２２１、第２の貫通孔（Ｂ）２２２、表面側に第１の溝（Ｂ１）２２３と、 表面側に第１の溝（Ｂ２）２２４、及び対向面に第２の溝（Ｂ）２２５が設けられている。
【００５２】
洗浄液チャンバ部（Ｂ）は前記第１の貫通孔（Ｂ）２２１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｂ１）２２３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｂ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｂ２）２２４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｂ２）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ｂ）２２５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｂ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｂ）２２２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ｂ）が定められる。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように第３の流路（３Ｂ）の断面積は流路方向に沿って均一であってもよいし、図１８Ｃ及び図１８Ｄに示すように、表面側で、断面積が途中から大きくなっていてもよい。表面側で断面積が大きくなる流路構造とすることにより、チャンバ内に保持していた洗浄液が流路の毛細管現象により、チャンバ外に流出してしまうような意図しない現象を防止することができる。
【００５３】
洗浄液チャンバ部（Ｂ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【００５４】
洗浄液チャンバ部（Ｂ）には第1の流路（１Ｂ１）及び第２の流路（２Ｂ）が接続している。第２の流路（２Ｂ）には第３の流路（３Ｂ）が接続している。第３の流路（３Ｂ）には第1の流路（１Ｂ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｂ１）はバルブ部（Ｂ）に通じている。第１の流路（１Ｂ２）は合流点（ＳＢ）に通じている。
【００５５】
第１の流路（１Ｂ１）に連通する流路には各々流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｂ）２２６が設けられている。（バルブ部（Ｂ）の構造については後述する。）
洗浄液の移動は以下のように行われる。
【００５６】
洗浄液は、洗浄液チャンバ部（Ｂ）に予め保持されている。このときバルブ部（Ｂ）は閉鎖している。
【００５７】
次にバルブ部（Ｓ）は閉鎖、バルブ部（Ｂ）を開放する。ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力が、第１の流路（１Ｂ１）を通って洗浄液チャンバ部（Ｂ）に与えられる。洗浄液は第２の流路（２Ｂ）、第３の流路（３Ｂ）及び第１の流路（１Ｂ２）を経由して吐出され、検出部（Ｄ）に供給される。
【００５８】
上記のようにポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ｓ），（Ｂ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、洗浄液供給のタイミングを制御することが出来る。
【００５９】
図１８Ａ〜図１８Ｄに示されるバルブ部（Ｂ）２２６について説明する。
【００６０】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（ＢＶ）１８１、第２の貫通孔（ＢＶ）１８２、表面側に第１の溝（ＢＶ１）１８３と、 表面側に第１の溝（ＢＶ２）１８４、及び裏面側に第２の溝（ＢＶ）１８５が設けられている。
【００６１】
第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（ＢＶ）１８１を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８全体が可撓性材料にて形成されていてもよい。
【００６２】
第１の貫通孔（ＢＶ）１８１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって流路（ＢＶ）が定められる。また表面側の第１の溝（ＢＶ１）１８３が第１のシート状部材２１７によって覆われることにより上面側流路である第１の流路（１ＢＶ１）が定められる。表面側の第１の溝（ＢＶ２）１８４が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１ＢＶ２）が定められる。対向面側の第２の溝（ＢＶ）１８５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２ＢＶ）が定められる。また、第２の貫通孔（ＢＶ）１８２が前記第１のシート状部材２１７及び第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通流路である第３の流路（３ＢＶ）が定められる。
【００６３】
流路（ＢＶ）には第1の流路（１ＢＶ１）及び第２の流路（２ＢＶ）が接続している。第２の流路（２ＢＶ）には第３の流路（３ＢＶ）が接続している。第３の流路（３ＢＶ）には第1の流路（１ＢＶ２）が接続している。また、第1の流路（１ＢＶ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１ＢＶ２）は第1の流路（１Ｂ１）と接続しており、これらは同一の流路であってよい。第１の流路（１ＢＶ２）は洗浄液チャンバ部（Ｂ）に通じている。よって一連の第1の流路（１ＢＶ１）−流路（ＢＶ）−第２の流路（２ＢＶ）−第３の流路（３ＢＶ）―第１の流路（１ＢＶ２）はポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路の一部をなしている。
【００６４】
ポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路に設けられたバルブ部（Ｂ）２２６とは、シート状部材２１７で覆われた流路（ＢＶ）の表面側開口部付近の空間（以下、「第１の空間」（図面上では２２６で示す。）とする。）がこれに相当する。
【００６５】
バルブ部（Ｂ）２２６を閉鎖、すなわちポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路を閉鎖するには、流路（ＢＶ）の開口部上の第１のシート状部材２１７に対し、外部からプッシャ１８６にて押圧力を付与して、第１のシート状部材２１７をプレート部材２２１の流路（ＢＶ）の開口部に押し付けることにより行う。シート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより、押し付ける前に比べて減少する流路（ＢＶ）の容積を第１の空間２２６の容積、即ちバルブ部（Ｂ）の容積とする。この押圧力の付与により第1の空間２２６の容積が封鎖され、バルブ部（Ｂ）２２６が閉鎖する。
【００６６】
またバルブ部（Ｂ）を開放、すなわちポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ（Ｂ）間流路を開放するには、この押圧力を開放し、シート状部材２１７のこの押し付けを開放されることにより行う。これにより第1の空間２２６の容積が確保される。
【００６７】
流路（ＢＶ）１８１の開口端、即ち外部からプッシャ１８６が押し付けられる部分には、図に示すようにテーパー状であってもよいし、テーパー状でなくとも良い。テーパー状であることが望ましい。それによりプッシャ１８６との接触面積を増やし、バルブの封止力を向上させることが出来る。
【００６８】
バルブ部（Ｂ）の容積は、図１８Ａや図１８Ｃに記載のバルブ部（Ｂ）２２６のように、第1の貫通孔（ＢＶ）１８１の径を大きくし、テーパーを深くすることによって大きな容積としても良いし、図１８Ｂや図１８Ｄに記載のバルブ部（Ｂ）２２６のように、径を小さくし、テーパーを浅くすることによって小さな容積にしても良い。しかしながら、バルブ部（Ｂ）の容積は適切な容積を有している必要がある。
【００６９】
バルブ部（Ｂ）２２６の容積について以下に説明する。図２０Ａ及び図２０Ｂは図１８Ａと、図２０Ｃ及び図２０Ｄは図１８Ｂと、図２０Ｅ及び図２０Ｆは、図１８Ｃと、図２０Ｇ及び図２０Ｈは図１８Ｄと、各々同様な構造の洗浄液チャンバ（Ｂ）に、洗浄液が保持された状態を示す図である。図２０Ａ〜図２０Ｈは、図１８Ａ〜図１８Ｄと一部を除き同一構造であるため、同一のパーツは同一符号にて示している。
【００７０】
図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｅ及び図２０Ｆは、バルブ部（Ｂ）２２６の容積が大きすぎる場合について示す。図２０Ａ、図２０Ｅに示すようにバルブ部（Ｂ）２２６は開放された状態で、洗浄液チャンバ（Ｂ）に液体が保持されているとする。この状態から図２０Ｂ、図２０Ｆに示すように、プッシャ１８６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｂ）の第１の空間２２６の容積が封鎖したときには、プッシャ１８６により押された分核酸検出カセット１００内の容積が圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｂ１）を通って洗浄液チャンバ部（Ｂ）に与えられる。そして洗浄液の液面に圧力がかかり、洗浄液が、第２の流路（２Ｂ）から第1の流路（１Ｂ２）に流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことになる。
【００７１】
これに対し、図２０Ｃ、図２０Ｄ、図２０Ｇ及び図２０Ｈに示すように、バルブ部（Ｂ）の容量が適切である場合は、図２０Ｃ及び図２０Ｇに示すように、バルブ部（Ｂ）２２６が開放され、洗浄液チャンバ（Ｂ）に洗浄液が保持された状態から、図２０Ｄ及び図２０Ｆに示すように、プッシャ１８６によってバルブ部（Ｂ）２２６が閉鎖し、洗浄液の液面に圧力がかかったとしても、かかる圧力は少なく、第２の流路（２Ｂ）から第1の流路（１Ｂ２）に洗浄液が流出することはない。
【００７２】
ここでバルブ部（Ｂ）２２６の容積、すなわちシート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより減少する流路（ＢＶ）の容積をＶｂとする。また、洗浄液チャンバ部（Ｂ）からの洗浄液流出路である、第２の流路（２Ｂ）の容積をＶ２ｂ、第３の流路（３Ｂ）の容積をＶ３ｂ、更に接続されている第１の流路（１Ｂ２）のサンプル・チャンバ部−検出部間流路との合流点（ＳＢ）までの容積をＶ１ｂ２とする。
【００７３】
プッシャ１８６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｂ）が閉鎖したときには、核酸検出カセット１００内の容積は、Ｖｂ圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｂ１）を通って洗浄液チャンバ部（Ｂ）に与えられる。洗浄液チャンバ部（Ｂ）に予め洗浄液が保持されている場合には、洗浄液の液面に圧力がかかり、第２の流路（２Ｂ）から最大でＶｂの体積の洗浄液が、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から流出することになる。第２の流路（２Ｂ）、第３の流路（３Ｂ）及び第１の流路（１Ｂ２）が撥水性処理されており、洗浄液チャンバ部（Ｂ）に圧力が印加されていない状態で、第２の流路（２Ｂ）に洗浄液が侵入していない場合には、
Ｖｂ ＜ Ｖ２ｂ ＋ Ｖ３ｂ ＋ Ｖ１ｂ２・・・式（１）
であれば、バルブ部（Ｂ）が動作した際に、洗浄液が合流点（ＳＢ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【００７４】
図１８Ｃ及び図１８Ｄに示すように、第３の流路（３Ｂ）の断面積が途中で大きくなっている場合、第２の流路（２Ｂ）に接続されている側の容積をＶ３ｂ１、第１の流路（１Ｂ２）に接続されている側の容積をＶ３ｂ２とすると、
Ｖ３ｂ ＝ Ｖ３ｂ１ ＋ Ｖ３ｂ２
の下で、
Ｖｂ ＜ Ｖ３ｂ２ ＋ Ｖ１ｂ２・・・式（２）
が成り立っていれば、たとえ、流路が撥水性処理されておらず、洗浄液が毛細管現象により、第３の流路の断面積が大きくなる境界部分まで予め流出していたとしても、バルブ部（Ｂ）が動作した際に、洗浄液が合流点（ＳＢ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【００７５】
また、さらに望ましくは、 Ｖｂ ＜ Ｖ１ｂ２・・・式（３）
が成り立っていれば、洗浄液が毛細管現象によって、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から、第３の流路（３Ｂ）を満たすまで予め流出していても、バルブ部（Ｂ）が動作した際に、洗浄液が合流点（ＳＢ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【００７６】
なおバルブ部（Ｓ）もバルブ部（Ｂ）と同様の構造であってよい。
【００７７】
また、図１８Ａ〜図１８Ｄに示されるバルブ部（Ｂ）とは異なるバルブ部の構造について以下に説明する。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｂ）２２１を覆う領域を可撓性材料とし、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７を第１の貫通孔（Ｂ）２２１の表面側の開口部に押し付けることによって、第１の流路（１Ｂ１）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第１の流路（１Ｂ１）を開放することができる。また、外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８を第１の貫通孔（Ｂ）２２１の対向面側の開口部に押し付けることによって、第２の流路（２Ｂ）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第２の流路（２Ｂ）を開放することができる。すなわち洗浄液チャンバ部（Ｂ）に接続する第1の流路（１Ｂ１）がバルブの機能を果たす。この場合も式（１）、式（２）若しくは式（３）を満たすようにする。
【００７８】
このような外部からの押圧力を利用した流路の開放／閉鎖の制御を、ポンプ部や他のバルブ部の制御と併用することにより、液が意図せざる流路へ流出することを防止することが可能となる。
【００７９】
第１の構成のカセットは、核酸サンプルの投入後、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル、洗浄液などの種類の異なる液体をその種類毎に目的に応じて制御性良く保持、移動させることができる。
【００８０】
図１６では、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に接続されている流路にバルブ部（Ｓ）が設置されている機能ブロック図を示しているが、サンプル・チャンバ部（Ｓ）において、外部から押圧力を与えることにより、上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）及び下面側流路である第２の流路（２Ｓ）を閉鎖することが可能である。即ち、サンプル・チャンバ部（Ｓ）そのものがバルブの機能を果たしていることになるので、必ずしも、別途、バルブ部（Ｓ）を具備している必要はない。
【００８１】
（第２の構成）
図２１は第２の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図２２は第２の構成の核酸検出カセットの廃液チャンバ部（Ｗ）及びその周辺を示す概略断面図である。
【００８２】
図２２に示すように、第２の構成の核酸検出セットは、カセット本体に廃液チャンバ部（Ｗ）をさらに有している点で、第１の構成と基本的に異なる。廃液チャンバ部（Ｗ）は、検出部（Ｄ）から排出された前記核酸サンプル等の廃液を受け、保持する。廃液チャンバ部（Ｗ）は検出部（Ｄ）ポンプ部（Ｐ）との間に流路を介して設けられている。廃液チャンバ部（Ｗ）、検出部（Ｄ）、サンプル・チャンバ部（Ｓ）もしくは洗浄液チャンバ部（Ｂ）、及びポンプ部（Ｐ）は互いに流路によって環状に連通している。また、ポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｓ）、及びポンプ部（Ｐ）と前記洗浄液チャンバ部（Ｓ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｂ）が設けられている。
【００８３】
検出の方法は、第１の構成と同様の手順であってよい。
【００８４】
検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）方向に排出された核酸サンプルや洗浄液などの廃液は、廃液チャンバ部（Ｗ）内に流入、保持される。ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力はポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【００８５】
図２２に第２の構成の核酸検出カセットの廃液チャンバ部（Ｗ）の周辺の断面概略構造を示す。なお、廃液チャンバ部（Ｗ）以外の各部およびその周辺構造は第１の構成と同様であってよい。第１の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【００８６】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｗ）２３１が設けられている。またプレート状部材２１１の表面側に第１の溝（Ｗ１）２３２、表面側に第１の溝（Ｗ２）２３３が形成されている。
【００８７】
廃液チャンバ部（Ｗ）は、前記第１の貫通孔（Ｗ１）２３１が前記第１のシート状部材２１７並びに第２のシート状部材２１８によって閉じられることによって定められる。また、表面側の第１の溝（Ｗ１）２３２が前記第１のシート状部材によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｗ１）が定められている。表面側の第１の溝（Ｗ２）２３３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｗ２）が定められている。廃液チャンバ部（Ｗ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【００８８】
廃液チャンバ部（Ｗ）には第１の流路（１Ｗ１）および第１の流路（１Ｗ２）が接続している。
【００８９】
廃液の移動は以下のように行われる。
【００９０】
廃液チャンバ部（Ｗ）では、ポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力によって、第１流路（１Ｗ１）を通って、検出部（Ｄ）からの廃液が流入する。重力によって、廃液は廃液チャンバ部（Ｗ）内に保持されるが、気体圧力は、第１流路（１Ｗ１）から、第１の流路（１Ｗ２）を通ってポンプ部方向に排出される。
【００９１】
第２の構成のカセットは、核酸サンプルの投入後は、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル、洗浄液、廃液をその種類毎に、目的に応じて制御性良く保持、移動させることができる。また、廃液チャンバ部（Ｗ）の上部に液体の流入、排出のための流路を形成しているため、液体と気体を分離して、液体のみをチャンバ内に保持し、気体のみを排出することが出来る。
【００９２】
本構成には、第１の構成に廃液チャンバを設けた構成を記載したが、その他の構成に本構成の廃液チャンバを設けてもよい。
【００９３】
図２１では、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に接続されている流路にバルブ部（Ｓ）が設置されている機能ブロック図を示しているが、サンプル・チャンバ部（Ｓ）において、外部から押圧力を与えることにより、上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）及び下面側流路である第２の流路（２Ｓ）を閉鎖することが可能である。即ち、サンプル・チャンバ部（Ｓ）そのものがバルブの機能を果たしていることになるので、必ずしも、別途、バルブ部（Ｓ）を具備している必要はない。
【００９４】
また、バルブ部（Ｂ）の内部容量に関しては、式（１）、式（２）若しくは式（３）を満たすようにする。
【００９５】
（第３の構成）
図２３は第３の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図２４Ａ及び図２４Ｂは第３の構成の核酸検出カセットの挿入剤チャンバ部（Ｉ）及びその周辺を示す概略断面図である。 図２３Ａ示すように、第３の構成の核酸検出カセットは、カセット本体に挿入剤チャンバ部（Ｉ）をさらに有している点で第２の構成と基本的に異なる。
【００９６】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）には、挿入剤溶液が保持されている。挿入剤溶液は、検出部（Ｄ）のＤＮＡチップにて核酸サンプルと核酸プローブとのハイブリダイゼーションを電気化学的検出法にて検出する場合に用いられる。挿入剤は２本鎖核酸と特異的に結合する性質を有すると共に、電気化学的な酸化還元反応を生じる物質である。電気化学的検出法は、核酸サンプルと核酸プローブのハイブリダイゼーション反応後に、挿入剤溶液を供給する。２本鎖核酸に結合した挿入剤から電気化学的信号を検出することで、標的核酸の存在を検出することができる。
【００９７】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）の追加に伴い、このカセットに、ポンプ部（Ｐ）とサンプル・チャンバ部（Ｓ）との間の流路から分岐する流路と、この流路に接続する挿入剤チャンバ部（Ｉ）と、挿入剤チャンバ部（Ｉ）に接続し、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と検出部（Ｄ）との間の流路もしくは洗浄液チャンバ部（Ｂ）と検出部（Ｄ）との間の流路に合流点（ＢＩ）にて合流する流路を有する。また、このカセットは、ポンプ部（Ｐ）と挿入剤チャンバ部（Ｉ）間の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｉ）を有する。
【００９８】
ポンプ部（Ｐ）と、サンプル・チャンバ部（Ｄ）若しくは洗浄液チャンバ部（Ｂ）もしくは挿入剤チャンバ部（Ｉ）と、検出部（Ｄ）は、互いに流路によって環状に連通している。
【００９９】
検出の際には、まず、第１の構成と同様の手順で、サンプル・チャンバ部（Ｓ）から検出部（Ｄ）に核酸サンプルが供給され、核酸サンプルが核酸プローブとハイブリダイゼーション反応し、核酸サンプルが検出部（Ｄ）から排出される。このときバルブ部（Ｉ）は閉鎖されている。
【０１００】
次に第１の構成と同様の手順で、洗浄液チャンバ部（Ｂ）から検出部（Ｄ）に洗浄液が供給されて、例えばＤＮＡチップ上を洗浄し、洗浄液は検出部（Ｄ）から排出される。このときバルブ部（Ｉ）は閉鎖されている。
【０１０１】
次に、挿入剤溶液が挿入剤チャンバ部（Ｉ）から検出部（Ｄ）に供給される。このときバルブ部（Ｓ）およびバルブ部（Ｂ）は閉鎖、バルブ部（Ｉ）は開放されている。またポンプ部（Ｐ）から流路を通じて挿入剤チャンバ部（Ｉ）に気体圧力が与えられる。供給された挿入剤はＤＮＡチップ上の２本鎖核酸に結合する。
【０１０２】
次に検出部（Ｄ）でのハイブリダイゼーション反応を電気化学的検出方法にて検出することにより核酸サンプル中の標的核酸の存在を検出する。
【０１０３】
最終的には、検出部（Ｄ）から排出された核酸サンプル、洗浄液は廃液チャンバ部（Ｗ）に排出される。ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力は、検出部（Ｄ）から廃液チャンバ部（Ｗ）を通ってポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１０４】
図２４Ａ、図２４Ｂに第３の構成の核酸検出カセットのバルブ部（Ｉ）及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）周辺の断面概略構造を示す。なお、バルブ部（Ｉ）及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）以外の各部およびその周辺構造は第１の構成及び第２の構造と同様であってよい。第１及び第２の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【０１０５】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（Ｉ）２４１、第２の貫通孔（Ｉ）２４２、表面側に第１の溝（Ｉ１）２４３と、表面側に第１の溝（Ｉ２）２４４、及び対向面に第２の溝（Ｉ）２４５が設けられている。
【０１０６】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）は前記第１の貫通孔（Ｉ）２４１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｉ１）２４３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｉ１）が定められる。表面側の第１の溝（Ｉ２）２４４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｉ２）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ｉ）２４５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｉ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｉ）２４２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ｉ）が定められる。
【０１０７】
図２４Ａに示すように第３の流路（３Ｂ）の断面積は流路方向に沿って均一であってもよいし、図２４Ｂに示すように、表面側で、断面積が途中から大きくなっていてもよい。図２４Ｂに示すように表面側で断面積が大きくなる流路構造とすることにより、チャンバ内に保持していた挿入剤が流路の毛細管現象により、チャンバ外に流出してしまうような意図しない現象を防止することができる。
【０１０８】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【０１０９】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）には第1の流路（１Ｉ１）及び第２の流路（２Ｉ）が接続している。第２の流路（２Ｉ）には第３の流路（３Ｉ）が接続している。第３の流路（３Ｉ）には第1の流路（１Ｉ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｉ１）はバルブ部（Ｉ）に通じている。第１の流路（１Ｉ２）は合流点（ＢＩ）に通じている。
【０１１０】
第１の流路（１Ｉ１）に連通する流路途中には各々流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｉ）２４７が設けられている。（バルブ部（Ｉ）の構造については後述する。）
挿入剤の移動は以下のように行われる。
【０１１１】
挿入剤チャンバ部（Ｉ）に予め挿入剤溶液が保持されている。このときバルブ部（Ｉ）は閉鎖している。
【０１１２】
次にバルブ部（Ｓ）、バルブ部（Ｂ）は閉鎖、バルブ部（Ｉ）を開放し、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力が、第１の流路（１Ｉ１）を通って挿入剤チャンバ部（Ｉ）に与えられる。挿入剤溶液は第２の流路（２Ｉ）、第３の流路（３Ｉ）及び第１の流路（１Ｉ２）を経由して吐出され、検出部（Ｄ）に供給される。
【０１１３】
上記のようにて、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ｓ），（Ｂ），（Ｉ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、核酸サンプル、洗浄液、挿入剤溶液供給のタイミングを制御することが出来る。
【０１１４】
図２４Ａ、図２４Ｂに示されるバルブ部（Ｉ）２４７について説明する。
【０１１５】
プレート状部材２１１に、第１の貫通孔（ＩＶ）２５１、第２の貫通孔（ＩＶ）２５２、表面側に第１の溝（ＩＶ１）２５３と、 表面側に第１の溝（ＩＶ２）２５４、及び裏面側に第２の溝（ＩＶ）２５５が設けられている。
【０１１６】
第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（ＩＶ）２５１を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。第１のシート状部材２１７と、第２のシート状部材２１８全体が可撓性材料にて形成されていてもよい。
【０１１７】
第１の貫通孔（ＩＶ）２５１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって流路（ＩＶ）が定められる。また表面側の第１の溝（ＩＶ１）２５３が第１のシート状部材２１７によって覆われることにより上面側流路である第１の流路（１ＩＶ１）が定められる。表面側の第１の溝（ＩＶ２）２５４が前記第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１ＩＶ２）が定められる。対向面側の第２の溝（ＩＶ）２５５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２ＩＶ）が定められる。また、第２の貫通孔（ＩＶ）２５２が前記第１のシート状部材２１７及び第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通流路である第３の流路（３ＩＶ）が定められる。
【０１１８】
流路（ＩＶ）には第1の流路（１ＩＶ１）及び第２の流路（２ＩＶ）が接続している。第２の流路（２ＩＶ）には第３の流路（３ＩＶ）が接続している。第３の流路（３ＩＶ）には第1の流路（１ＩＶ２）が接続している。また、第1の流路（１ＩＶ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１ＩＶ２）は第1の流路（１Ｉ１）と接続しており、これらは同一の流路であってよい。第１の流路（１ＩＶ２）は挿入剤チャンバ部（Ｉ）に通じている。よって一連の第1の流路（１ＩＶ１）−流路（ＢＶ）−第２の流路（２ＩＶ）−第３の流路（３ＩＶ）―第１の流路（１ＩＶ２）はポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路の一部をなしている。
ポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路に設けられたバルブ部（Ｉ）２４７とは、シート状部材２１７で覆われた流路（ＩＶ）の表面側開口部付近の空間（以下、「第１の空間」（図面上では２４７で示す。）とする。）がこれに相当する。
【０１１９】
バルブ部（Ｉ）２４７を閉鎖、すなわちポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路を閉鎖するには、流路（ＩＶ）の開口部上の第１のシート状部材２１７に対し、外部からプッシャ２５６にて押圧力を付与して、第１のシート状部材２１７をプレート部材２２１の流路（ＩＶ）の開口部に押し付けることにより行う。シート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより、押し付ける前に比べて減少する流路（ＩＶ）の容積を第１の空間２４７の容積、即ちバルブ部（Ｉ）の容積とする。この押圧力の付与により第1の空間２４７の容積が封鎖され、バルブ部（Ｉ）２４７が閉鎖する。
【０１２０】
またバルブ部（Ｉ）を開放、すなわちポンプ部（Ｐ）−挿入剤溶液チャンバ（Ｉ）間流路を開放するには、この押圧力を開放し、シート状部材２１７のこの押し付けを開放されることにより行う。これにより第1の空間２４７の容積が確保される。
【０１２１】
流路（ＩＶ）２５１の開口端、即ち外部からプッシャ２５６が押し付けられる部分には、図に示すようにテーパー状であってもよいし、テーパー状でなくとも良い。テーパー状であることが望ましい。それによりプッシャ２５６との接触面積を増やし、バルブの封止力を向上させることが出来る。
【０１２２】
バルブ部（Ｉ）の容積は、第1の貫通孔（ＩＶ）２５１の径を大きくし、テーパーを深くすることによって大きな容積としても良いし、径を小さくし、テーパーを浅くすることによって小さな容積にしても良い。しかしながら、バルブ部（Ｉ）の容積は適切な容積を有している必要がある。
【０１２３】
バルブ部（Ｉ）２４７の容積について以下に説明する。図２４Ｃ、図２４Ｄは、図２４Ａと同様な構造の挿入剤チャンバ（Ｉ）挿入剤溶液が保持された状態を示す図である。図２４Ａ〜図２４Ｄは一部を除き同一構造であるため、同一のパーツは同一符号にて示している。
【０１２４】
図２４Ｃ、２４Ｅに示すようにバルブ部（Ｉ）２５６は開放された状態で、挿入剤チャンバ（Ｉ）に液体が保持されているとする。この状態から図２４Ｄ、２４Ｆに示すように、プッシャ２５６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｉ）２４７が閉鎖したときには、プッシャ２５６により押された分、核酸検出カセット１００内の容積が圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｉ１）を通って挿入剤チャンバ部（Ｉ）に与えられる。そして挿入剤溶液の液面に圧力がかかり、第２の流路（２Ｉ）から挿入剤溶液が、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から流出する方向に移動する。このとき、バルブ部（Ｉ）の容積が大きすぎ、プッシャ２５６により押される容積が大きすぎると、大きな圧力がかかり、第２の流路（２Ｉ）から挿入剤溶液が、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことになる。したがってバルブ部（Ｉ）２４７の容積を適切にする必要がある。
【０１２５】
ここでバルブ部（I）２４７の容積、すなわちシート状部材２１７をプレート部材２２１の開口部に押し付けることにより減少する流路（ＩＶ）の容積をＶｉとする。また、挿入剤チャンバ部（Ｉ）からの挿入剤流出路である、第２の流路（２Ｉ）の容積をＶ２ｉ、第３の流路（３Ｉ）の容積をＶ３ｉ、更に接続されている第１の流路（１Ｉ２）のサンプル・チャンバ部−検出部間流路との合流点もしくは洗浄液チャンバ部−検出部間流路との合流点のうち、挿入剤チャンバ部（Ｉ）までの容積が小さい合流点（Ｉ）までの容積をＶ１ｉ２とする。
【０１２６】
プッシャ２５６による押圧力が第1のシート２１７に付与されバルブ部（Ｉ）が閉鎖したときには、核酸検出カセット１００内の容積は、Ｖｉ圧縮される。その圧力は、第１の流路（１Ｉ１）を通って挿入剤チャンバ部（Ｉ）に与えられる。挿入剤チャンバ部（Ｉ）に予め挿入剤が保持されている場合には、挿入剤の液面に圧力がかかり、第２の流路（２Ｉ）から最大でＶｉの体積の挿入剤が、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から流出することになる。第２の流路（２Ｉ）、第３の流路（３Ｉ）及び第１の流路（１Ｉ２）が撥水性処理されており、挿入剤チャンバ部（Ｉ）に圧力が印加されていない状態で、第２の流路（２Ｉ）に挿入剤が侵入していない場合には、
Ｖｉ ＜ Ｖ２ｉ ＋ Ｖ３ｉ ＋ Ｖ１ｉ２・・・式（４）
であれば、バルブ部（Ｉ）が動作した際に、挿入剤が合流点（Ｉ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【０１２７】
図２４Ｂに示すように、第３の流路（３Ｉ）の断面積が途中で大きくなっている場合、第２の流路（２Ｉ）に接続されている側の容積をＶ３ｉ１、第１の流路（１Ｉ２）に接続されている側の容積をＶ３ｉ２とすると、
Ｖ３ｉ ＝ Ｖ３ｉ１ ＋ Ｖ３ｉ２
の下で、
Ｖｉ ＜ Ｖ３ｉ２ ＋ Ｖ１ｉ２・・・・式（５）
が成り立っていれば、たとえ、流路が撥水性処理されておらず、挿入剤が毛細管現象により、第３の流路の断面積が大きくなる境界部分まで予め流出していたとしても、バルブ部（Ｉ）が動作した際に、挿入剤が合流点（Ｉ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【０１２８】
また、さらに望ましくは、
Ｖｉ ＜ Ｖ１ｉ２・・・・式（６）
が成り立っていれば、挿入剤が毛細管現象によって、挿入剤チャンバ部（Ｉ）から、第３の流路（３Ｉ）を満たすまで予め流出していても、バルブ部（Ｉ）が動作した際に、挿入剤が合流点（Ｉ）を超えて流出し、核酸サンプルや他の試薬と不本意に混合してしまうことはない。
【０１２９】
なお、また、図２４Ａ〜図２４Ｆに示されるバルブ部（Ｉ）とは異なるバルブ部の構造を以下に示す。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｉ）２４１を覆う領域を可撓性材料とし、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７を第１の貫通孔（Ｉ）２４１の表面側の開口部に押し付けることによって、第１の流路（１Ｉ１）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第１の流路（１Ｉ１）を開放することができる。また、外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８を第１の貫通孔（Ｉ）２４１の対向面側の開口部に押し付けることによって、第２の流路（２Ｉ）を閉鎖することができる。また押圧力を開放することにより、第２の流路（２Ｉ）を開放することができる。すなわち挿入剤チャンバ部（Ｉ）に接続する第１の流路（１Ｉ１）そのものがバルブの機能を果たす。この場合も式（４）、式（５）若しくは式（６）を満たすようにする。
【０１３０】
このような外部からの押圧力を利用した流路の開放／閉鎖の制御を、ポンプ部やバルブ部の制御と併用することにより、液が意図せざる流路へ流出することを防止することが可能となる。
【０１３１】
第３の構成のカセットは、核酸サンプルの投入後は、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、核酸サンプル、洗浄液、挿入剤溶液などの種類の異なる液体をその種類毎に目的に応じて制御性良く移動させることができる。
【０１３２】
図２３では、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に接続されている流路にバルブ部（Ｓ）が設置されている機能ブロック図を示しているが、サンプル・チャンバ部（Ｓ）において、外部から押圧力を与えることにより、上面側流路である第１の流路（１Ｓ１）及び下面側流路である第２の流路（２Ｓ）を閉鎖することが可能である。即ち、サンプル・チャンバ部（Ｓ）そのものがバルブの機能を果たしていることになるので、必ずしも、別途、バルブ部（Ｓ）を具備している必要はない。
【０１３３】
（第４の構成）
図２５は第４の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図、図２６Ａは第４の構成の核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部（Ｓ）、増幅チャンバ部（Ａ）及びその周辺を示す概略断面図、図２６Ｂは、増幅チャンバ部（Ａ）の、図２６Ａとは異なる方向での断面図、図２７Ａは試料保持チャンバ部（Ｍ）及びその周辺を示す概略断面図、図２７Ｂは試料保持チャンバ部（Ｍ）の図２７Ａとは異なる方向での断面図である。
【０１３４】
図２５に示すように、第４の構成の核酸検出カセットは、カセット本体に増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）をさらに有している点で第２の構成と基本的に異なる。
【０１３５】
増幅チャンバ部（Ａ）は、プライマーやバッファといった核酸サンプルの増幅を行なう試薬があらかじめ保持されている。サンプル・チャンバ部（Ｓ）では、投入された核酸サンプルに対して、核酸抽出などの前処理を行い、増幅チャンバ部（Ａ）にて必要な領域の核酸増幅反応を行なうようにしても良い。 試料保持チャンバ部（Ｍ）は、検出部（Ｄ）での検出のために核酸サンプルの塩濃度を調製するバッファなどの試薬があらかじめ保持されていてもよい。
【０１３６】
増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）は、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と検出部（Ｄ）との間に流路を介して設けられている。ポンプ部（Ｐ）と、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と、増幅チャンバ部（Ａ）と、試料保持チャンバ部（Ｍ）と検出部（Ｄ）は、互いに流路によって環状に連通している。さらに、増幅チャンバ部（Ａ）から、検出部（Ｄ）とポンプ部（Ｐ）間の流路に合流点（Ａ）にて合流するバイパス流路（Ａ）（還流流路）及びこのバイパス流路（Ａ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ａ）が設けられている。さらに、試料保持チャンバ部（Ｍ）から、検出部（Ｄ）と合流点（Ａ）との間の流路に合流点（Ｍ）にて合流するバイパス流路（Ｍ）（還流流路）及びこのバイパス流路（Ｍ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｍ）が設けられている。また、検出部（Ｄ）と合流点（Ｍ）との間の流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｄ）が設けられている。
【０１３７】
検出は、以下のように行われる。
【０１３８】
まず、第１の構成と同様の手順で、サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。次にサンプル・チャンバ部（Ｓ）から核酸サンプルが吐出される。このときバルブ部（Ｂ）は閉鎖、バルブ部（Ａ）は開放、バルブ部（Ｍ）、（Ｄ）は閉鎖しておく。吐出された核酸サンプルは、流路を通じて増幅チャンバ部（Ａ）に供給される。このとき液体の核酸サンプルのみが増幅チャンバ部（Ａ）に残り、ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力のみがバイパス経路（Ａ）を通ってポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１３９】
次に、増幅チャンバ部（Ａ）にて核酸サンプルの増幅が行われる。
【０１４０】
次に、バルブ部（Ａ）を閉鎖、バルブ部（Ｍ）を開放、バルブ部（Ｄ）を閉鎖し、ポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が増幅チャンバ部（Ａ）に与えられることによって、核酸サンプルは増幅チャンバ部（Ａ）から核酸サンプルが吐出される。吐出された核酸サンプルは、流路を通じて試料保持チャンバ部（Ｍ）に供給される。このとき液体の核酸サンプルのみが試料保持チャンバ部（Ｍ）に残り、ポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力のみがバイパス経路（Ｍ）を通ってポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１４１】
次に、試料保持チャンバ部（Ｍ）にてバッファとの混合が行われる。
【０１４２】
次に、バルブ部（Ａ）を閉鎖、バルブ部（Ｍ）を閉鎖、バルブ部（Ｄ）を開放し、ポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が保持チャンバ部（Ｍ）に与えられることによって、核酸サンプルは検出部（Ｄ）に供給される。
【０１４３】
次に第１の構成と同様に、検出部（Ｄ）にて標的核酸の存在を検出する。
【０１４４】
廃液を検出部（Ｄ）から排出する際は、バルブ部（Ａ）は閉鎖、バルブ部（Ｄ）は開放し、ポンプ部（Ｐ）から検出部（Ｄ）に気体圧力が与えられる。最終的に、廃液及びポンプ部（Ｐ）から供給された気体圧力は、ポンプ部（Ｐ）方向に還流する。
【０１４５】
図２６Ａ及び図２６Ｂで増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）以外の各部およびその周辺構造は第２の構成と同様であってよい。第２の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【０１４６】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）、第1の流路（１Ｓ１、１Ｓ２）、第２の流路（２Ｓ）、及び第３の流路（３Ｓ）の構造、検出部（Ｄ）の構造は第１の構成と同等である。
【０１４７】
さらにプレート状部材２１１には、第１の貫通孔（Ａ）２５１、第２の貫通孔（Ａ）２５２が設けられている。さらに表面側に第１の溝（Ａ１）２５３が設けられている。第１の溝（Ａ１）２５３は、第１の溝（Ｓ２）２１５と連通して設けられる。これらは同一の溝であってよい。さらに表面側に形成された第１の溝（Ａ２）２５４及び対向面に第２の溝（Ａ）２５５が設けられている。さらに、表面側に第１の溝（Ａ３）２５８が設けられている。
【０１４８】
このプレート状部材２１１の表面及び対向面は、第１のシート状部材２１７並びに第２のシート状部材２１８にて覆われている。第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ａ）２５１を覆う領域２５６、２５７は可撓性材料にて形成されている。
【０１４９】
増幅チャンバ部（Ａ）は前記第１の貫通孔（Ａ）２５１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ａ１）２５３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ａ１）が定められる。これは第１の流路（１Ｓ２）と連続した流路であり、同一の流路であっても良い。表面側の第１の溝（Ａ２）２５４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ａ２）が定められる。表面側の第１の溝（Ａ３）２５８が、第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ａ３）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ａ）２５５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ａ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ａ）２５２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ａ）が定められる。
【０１５０】
増幅チャンバ部（Ａ）には第1の流路（１Ａ１、１Ａ３）及び第２の流路（２Ａ）、が接続している。第２の流路（２Ａ）には第３の流路（３Ａ）が接続している。第３の流路（３Ａ）には第1の流路（１Ａ２）が接続している。また、第1の流路（１Ａ１）はポンプ部（Ｐ）に通じている。第１の流路（１Ａ２）は検出部（Ｄ）に通じている。第１の流路（１Ａ３）は検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）にいたる流路中に合流点（Ａ）にて合流するバイパス流路（Ａ）（還流流路）である。
【０１５１】
第１の流路（１Ａ３）途中にはバイパス流路（Ａ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ａ）が設けられている。第１のシート状部材２１７の、第１の流路（１Ａ３）２５１の少なくとも一部（バルブ部（Ａ）に相当）を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。バルブ部（Ａ）を閉鎖するには、第１の流路（１Ａ３）を覆う第１のシート状部材２１７に対し、外部から押圧力を付与し、第１のシート状部材２１７を第１の溝（Ａ３）２５８に押し付けることにより行うことができる。またバルブ部（Ａ）を開放するにはこの押圧力を開放することにより行う。
【０１５２】
図２７Ａ及び図２７Ｂで増幅チャンバ部（Ａ）と試料保持チャンバ部（Ｍ）以外の各部およびその周辺構造は第３の構成と同様であってよい。第３の構成と同一パーツは同一符号にて示している。
【０１５３】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）、第1の流路（１Ｓ１、１Ｓ２）、第２の流路（２Ｓ）、及び第３の流路（３Ｓ）の構造、増幅チャンバ部（Ａ）の構造、第1の流路（１Ａ１、１Ａ２、１Ａ３）、第２の流路（２Ａ）、及び第３の流路（３Ａ）の構造、検出部（Ｄ）及びその周辺の構造は第３の構成と同等である。
【０１５４】
さらにプレート状部材２１１には、第１の貫通孔（Ｍ）２６１、第２の貫通孔（Ｍ）２６２が設けられている。さらに表面側に第１の溝（Ｍ１）２６３が設けられている。第１の溝（Ｍ１）２６３は、第１の溝（Ａ２）２５４と連通して設けられる。これらは同一の溝であってよい。さらに表面側に形成された第１の溝（Ｍ２）２６４及び対向面に第２の溝（Ｍ）２６５が設けられている。さらに、表面側に第１の溝（Ｍ３）２６８が設けられている。
【０１５５】
試料保持チャンバ部（Ｍ）は前記第１の貫通孔（Ｍ）２５１が前記第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８によって閉じられることによって定められる。表面側の第１の溝（Ｍ１）２６３が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｍ１）が定められる。これは第１の流路（１Ａ２）と連通した流路であり、同一の流路であっても良い。表面側の第１の溝（Ｍ２）２６４が第１のシート状部材２１７によって覆われることによって上面側流路である第１の流路（１Ｍ２）が定められる。表面側の第１の溝（Ｍ３）２６８が、第１のシート状部材２１７によって覆われることによって第１の流路（１Ｍ３）が定められる。対向面側の前記第２の溝（Ｍ）２６５が前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって下面側流路である第２の流路（２Ｍ）が定められる。また、第２の貫通孔（Ｍ）２６２が前記第１のシート状部材２１７及び前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって貫通孔流路である第３の流路（３Ｍ）が定められる。ここで、試料保持チャンバ部（Ｍ）は、必ずしも、プレート状部材２１１の貫通孔により構成されている必要はない。プレート状部材２１１の表面側の凹部を前記第1のシート状部材２１７によって覆われることによって定められても、プレート状部材２１１の対向面側の凹部を前記第２のシート状部材２１８によって覆われることによって定められても良い。
【０１５６】
試料保持チャンバ部（Ｍ）には第1の流路（１Ｍ１、１Ｍ３）及び第２の流路（２Ｍ）、が接続している。第２の流路（２Ｍ）には第３の流路（３Ｍ）が接続している。第３の流路（３Ｍ）には第1の流路（１Ｍ２）が接続している。また、第1の流路（１Ｍ１）は増幅チャンバ（Ａ）に通じている。第１の流路（１Ｍ２）は検出部（Ｄ）に通じている。また、試料保持チャンバ部（Ｍ）には第１の流路（１Ｍ３）が接続している。第１の流路（１Ｍ３）は検出部（Ｄ）からポンプ部（Ｐ）にいたる流路中に合流点（Ｍ）にて合流するバイパス流路（Ｍ）（還流流路）である。
【０１５７】
第１の流路（１Ｍ３）途中にはバイパス流路（Ｍ）の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｍ）が設けられている。第１のシート状部材２１７の、第１の流路（１Ｍ３）の少なくとも一部（バルブ部（Ｍ）に相当）を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。バルブ部（Ｍ）を閉鎖するには、第１の流路（１Ｍ３）を覆う第１のシート状部材２１７に対し、外部から押圧力を付与し、第１のシート状部材２１７を第１の溝（Ｍ３）２６８に押し付けることにより行うことができる。またバルブ部（Ｍ）を開放するにはこの押圧力を開放することにより行う。
【０１５８】
また、検出部（Ｄ）から合流点（Ｍ）に至る流路途中には検出部（Ｄ）から合流点（Ｍ）間の流路の開放／閉鎖を切り替えるバルブ部（Ｄ）が設けられている。第１のシート状部材２１７の、第１の流路（１Ｄ２）の少なくとも一部（バルブ部（Ｄ）に相当）を覆う領域は可撓性材料にて形成されている。バルブ部（Ｄ）の切り替えは、バルブ部（Ｍ）と同様、第１の流路（１Ｄ２）を覆う第１のシート状部材２１７に対し、外部から押圧力の付与／開放することにより行うことができる。
【０１５９】
また、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７の第１の貫通孔（Ａ）２５１を覆う領域２５６を、第１の貫通孔（Ａ）２５１の表面側の開口部に押し付けることによって増幅チャンバ部（Ａ）と、第１の流路（１Ａ１）、（１Ａ３）の間の接続が阻止される。また外部から与えた押圧力を開放することにより、増幅チャンバ部（Ａ）と、第１の流路（１Ａ１）、（１Ａ３）の間が接続する。
【０１６０】
また、外部から圧力を与え、第２のシート状部材２１８の第１の貫通孔（Ａ）２５１を覆う領域２５７を、第１の貫通孔（Ａ）２５１の対向面側の開口部に押し付けることによって増幅チャンバ部（Ａ）と、第２の流路（２Ａ）の間の接続が阻止される。また外部から与えた圧力を開放することにより、増幅チャンバ部（Ａ）と、第２の流路（２Ａ）の間が接続する。外部からサンプル・チャンバ部（Ｓ）、増幅チャンバ部（Ａ）を覆う第１並びに第２のシート状部材に圧力を与えるタイミングと、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ａ），（Ｄ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、核酸サンプル移動のタイミングを制御することが出来る。また、サンプル・チャンバ部（Ｓ）と同様、外部から圧力を与える際の加圧部材として発熱体を使用することによって増幅チャンバ中の加熱処理を行うことも可能である。
【０１６１】
核酸サンプルの移動は以下のように行われる。
【０１６２】
サンプル・チャンバ部（Ｓ）に設けられた投入孔から核酸サンプルが投入される。このとき外部から押圧力を与え、第２のシート状部材２１８をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けることによって、第２の流路（２Ｓ）が閉鎖されている。核酸サンプル投入後は、投入孔は封止する。封止後、さらに外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７をサンプル・チャンバ部（Ｓ）に押し付けて、第１の流路（１Ｓ１）を閉鎖する。このとき第１、第２のシート状部材に圧力を与える加圧部材として発熱体を使用し、上下からサンプル・チャンバ部（Ｓ）を加熱してもよい。
【０１６３】
次に第１、第２のシート状部材２１７、２１８への押圧力を開放することによって、第１の流路（１Ｓ１）及び第２の流路（２Ｓ）を開放する。第１の流路（１Ｓ１）からポンプ部（Ｐ）が供給した気体圧力が与えられることによって、核酸サンプルは、第２の流路（２Ｓ）、第３の流路（３Ｓ）及び第１の流路（１Ｓ２）を経由して吐出される。このときバルブ部（Ａ）を開放、バルブ部（Ｄ）は閉鎖しておく。
【０１６４】
核酸サンプルは、第１の流路（１Ｓ２＝１Ａ１）から増幅チャンバ部（Ａ）に供給される。この時、増幅チャンバ部（Ａ）には第２のシート状部材２１８が押し付けられることによって、第２の流路（２Ａ）が封鎖されている。気体圧力は第１の流路（１Ａ３）からバイパス流路（Ａ）を経由し、ポンプ部（Ｐ）方向に還流する。液体の核酸サンプルのみ、重力によって増幅チャンバ部（Ａ）内に流入する。
【０１６５】
次に増幅チャンバ部（Ａ）に第１のシート状部材２１７を押し付け、第１の流路（１Ａ１、１Ａ３）を封鎖する。シート状部材に圧力を与える加圧部材として発熱体を使用し、上下から増幅チャンバ部（Ａ）を加熱することにより、核酸増幅が行われる。
【０１６６】
次にバルブ部（Ａ）を閉鎖し、バルブ部（Ｍ）を開放する。第１、第２のシート状部材２１７、２１８の増幅チャンバ部（Ａ）に対する押し付け力を開放し、第１の流路（１Ａ１，１Ａ３）、第２の流路（２Ａ）を開放する。またさらにポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を第１の経路（１Ａ１）から増幅チャンバ部（Ａ）に与えることにより、増幅チャンバ部（Ａ）に保持されている核酸サンプルは、第２の流路（２Ａ）から、第３の流路（３Ａ）、第１の流路（１Ａ２）に吐出され、試料保持チャンバ部（Ｍ）に供給される。
【０１６７】
核酸サンプルは、第１の流路（１Ａ２＝１Ｍ１）から試料保持チャンバ部（Ｍ）に供給される。気体圧力は第１の流路（１Ｍ３）からバイパス流路（Ｍ）を経由し、ポンプ部（Ｐ）方向に還流する。液体の核酸サンプルのみ、重力によって試料保持チャンバ部（Ｍ）内に流入する。流入した核酸サンプルは試薬と混合する。
【０１６８】
次にバルブ部（Ｍ）を閉鎖し、バルブ部（Ｄ）を開放する。さらにポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を第１の経路（１Ｍ１）から試料保持チャンバ部（Ｍ）に与えることにより、試料保持チャンバ部（Ｍ）に保持されている核酸サンプルは、第２の流路（２Ｍ）から、第３の流路（３Ｍ）、第１の流路（１Ｍ２）に吐出され、検出部（Ｄ）に供給される。
【０１６９】
第１並びに第２のシート状部材２１７、２１８の少なくとも第１の貫通孔（Ｍ）２６１を覆う領域２６６、２６７は可撓性材料にて形成してもよいし、しなくとも良い。
【０１７０】
この場合、外部から押圧力を与え、第１のシート状部材２１７の第１の貫通孔（Ｍ）２６１を覆う領域２６６を、第１の貫通孔（Ｍ）２６１の表面側の開口部に押し付けることによって試料保持チャンバ部（Ｍ）と、第１の流路（１Ｍ１）、（１Ｍ３）の間の接続が阻止される。また外部から与えた押圧力を開放することにより、増幅チャンバ部（Ｍ）と、第１の流路（１Ｍ１）、（１Ｍ３）の間が接続する。
【０１７１】
また、外部から圧力を与え、第２のシート状部材２１８の第１の貫通孔（Ｍ）２６１を覆う領域２６７を、第１の貫通孔（Ｍ）２６１の対向面側の開口部に押し付けることによって保持チャンバ部（Ｍ）と、第２の流路（２Ｍ）の間の接続が阻止される。また外部から与えた圧力を開放することにより、試料保持チャンバ部（Ｍ）と、第２の流路（２Ｍ）の間が接続する。外部からサンプル・チャンバ部（Ｓ）、増幅チャンバ部（Ａ）、試料保持チャンバ部（Ｍ）を覆う第１並びに第２のシート状部材に圧力を与えるタイミングと、ポンプ部（Ｐ）からの気体圧力を与えるタイミングと、バルブ部（Ａ），（Ｍ）、（Ｄ）の開放／閉鎖のタイミングを調整することで、核酸サンプル移動のタイミングを制御することが出来る。
【０１７２】
このような構成にすることにより、核酸サンプルの投入後は、閉じた還流流路を形成することが出来るため、検出非対象核酸分子の混入や、核酸サンプルの外部への漏れ出しを防止することができる。また、増幅前の核酸サンプル、増幅後の核酸サンプルなど種類の異なる液体をその種類毎に目的に応じて制御性良く移動させることができる。
【０１７３】
（変形例）
第４の構成には、第２の構成に増幅チャンバ部（Ａ）及び試料保持チャンバ部（Ｍ）を設けた構成を記載したが、更に、第３の構成で記載した挿入剤チャンバ部（Ｉ）が分岐した流路及びバルブ部と共に設けられていてもよい（図２８）。
【０１７４】
図２５に示すようにバイパス流路（Ａ）もしくは（Ｍ）が廃液チャンバ部（Ｗ）に接続していてもよいし、廃液チャンバ部（Ｗ）を、合流点（Ａ）からポンプ部（Ｐ）に至る流路上あるいは、合流点（Ｍ）からポンプ部（Ｐ）に至る流路上に設けてもよいことを説明したが、また、その構成にさらに投入された核酸サンプルに対し複数の異なる条件で増幅するために、増幅チャンバ部（Ａ）を複数設けてもよい。その場合サンプル・チャンバ部（Ｓ）から検出部（Ｄ）に至る流路が、複数に分岐し、各々分岐した流路に増幅チャンバ部（Ａ）が設けられ、再びそれらの流路を合流させ、検出部（Ｄ）に至るようしてもよい（図２９）。
【０１７５】
また、その構成において廃液チャンバ部（Ｗ）を合流点（Ａ）からポンプ部（Ｐ）に至る流路上に設けてもよい。この場合増幅チャンバ部（Ａ）、試料保持チャンバ部（Ｍ）、検出部（Ｄ）からの流路を合流させてから廃液チャンバ部（Ｗ）に連結していてよい（図３０）。
【０１７６】
（第１の実施形態）
以下に、図２９にその機能ブロック図を示した核酸検出カセットの構造例を示す。
【０１７７】
図２及び図３は、図２９に機能ブロック図、図１に概略斜視図を示した核酸検出カセット１００を概略的に透視して示す透視上面図及び下面図である。図２及び図３において、上面から下面に貫通する貫通孔は、チャンバに定められ、全て実線で示されている。図２においては、上面側に形成される流路（第１の流路）は実線で示され、下面側に形成される流路（第２の流路）は破線で示されている。また貫通孔による流路（第３の流路）同様に、図３においては、下面側に形成される流路は実線で示され、上面側に形成される流路は破線で示されている。後に説明されるように、サンプル、洗浄液、或いは、挿入剤は、必ず対応するチャンバに直接連通する下面側流路から流れ出し、他のチャンバ或いは検出部には、必ず上面側流路から吐出される。従って、気体圧力が与えられていない工程では、サンプル、洗浄液、或いは、挿入剤は、対応するチャンバの下面側又は下面側流路に留められる。
【０１７８】
この核酸検出カセット１００は、核酸サンプルを注入する為のサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１を備えている。可撓性シート２には、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１に相当する位置４０１が開放されており、その開放口４０１から、核酸サンプルを注入し、その後に、シール等４０２により密閉する。ここで、図１では、シール４０２は、別部品として図示されているが、検出カセット１００と一部接続されており、一部分一体構成となっていると、開放口４０１とシール４０２の位置決めの確実性の観点からも好ましい。このサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１は、上面側流路（１Ｓ１）を介してバルブ部（Ｓ）１７ａに接続され、このバルブ１７ａ（Ｓ）は、上面側流路を介してポンプ部（Ｐ）１６に接続されている。次に、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１が開放、バルブ１７ａによりポンプ部（P）−廃液チャンバ部（Ｗ）間を閉鎖、バルブ部１７ｃにより、ポンプ部（Ｐ）−洗浄液チャンバ部（Ｂ）間を閉鎖、バルブ部１５ｂによりポンプ部（Ｐ）−挿入剤チャンバ（Ｉ）間を閉鎖、バルブ部（Ｍ）１７ｅ及びバルブ部（Ｄ）１７ｆを閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃの下面側流路（２Ａ）を閉鎖、バルブ部（Ａ）１７ｄを開放した状態で、ポンプ部（Ｐ）１６が動作すると、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１内のサンプルに圧力が加えられて、それぞれ増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃに連通されているサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１の下面側流路（２Ｓ）に３分割されて流出する。
【０１７９】
この３つのサンプルは、夫々下面側流路（２Ｓ）から貫通路（３Ｓ）を介して上面側流路（１Ｓ２）に戻され、上面側流路（１Ａ１）を介して増幅チャンバ１２a〜１２ｃに供給される。増幅チャンバ部（Ａ）が複数設けられているのは、同一のサンプルを異なる条件の増幅するためである。増幅チャンバ部（Ａ）数は、３に限らず１以上であればよい良い。増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃは、夫々上面側流路（１Ａ３）を介してバルブ部（Ａ）１７ｄに連通されている。このバルブ部（Ａ）１７ｄが開放されている状態では、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃに供給された気体圧力は、このバルブ部（Ａ）１７ｄを介して廃液チャンバ部（Ｗ）１８に排気され、液体である核酸サンプルのみが重力に従って、増幅チャンバ部（Ａ）内に供給される。更に、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃの各々の上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）を閉鎖し、各増幅チャンバ部（Ａ）をそれぞれ密閉した状態で、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃでは、３つのサンプルがそれぞれ核酸増幅される。次に、バルブ部（Ａ）１７ｄを閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を開放し、バルブ部（Ｍ）１７ｅを開放した状態で、ポンプ部（Ｐ）１６を動作させると、増幅チャンバ部（Ａ）１２aに供給された気体圧力によって増幅チャンバ部（Ａ）１２a内の３つのサンプルは、下面側流路（２Ａ）に供給される。下面側流路は、貫通路（３Ａ）を介して上面側流路（１Ａ２）に連通され、上面側流路（１Ａ２＝１Ｍ１）を介して混合チャンバ部（保持チャンバ部（Ｍ））１３に連通されている。混合チャンバ部（Ｍ）１３の開口部には、テーパーが付けられていることからスムーズにサンプルが供給される。増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ内のサンプルを混合チャンバ部（Ｍ）１３に供給後、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を閉鎖した後に、増幅チャンバ部（Ａ）１２ｂの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を開放した状態で同様にポンプ部（Ｐ）１６を動作させることにより、今度は、増幅チャンバ部（Ａ）１２ｂ内のサンプルを混合チャンバ部（Ｍ）１３にサンプルを供給することが出来る。増幅チャンバ部（Ａ）１２ｃ内のサンプルについても、同様の動作により、混合チャンバ部（Ｍ）１３に供給することが出来る。このようにして、上面側流路（１Ｍ１）から吐出された３つのサンプルは、混合チャンバ部（Ｍ）１３に供給され、混合チャンバ部（Ｍ）１３において３つのサンプルが混合される。ここで、混合チャンバ部（Ｍ）１３の下面側流路（２Ｍ）を閉鎖した状態で、増幅チャンバ部（Ａ）から混合チャンバ部（Ｍ）へのサンプル供給動作を行えば、より好ましい。続いて、バルブ部１７ｄを閉鎖したまま、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上面側流路（１Ａ１、１Ａ３）及び下面側流路（２Ａ）を開放し、バルブ部（Ｍ）１７ｅを閉鎖し、混合チャンバ部（Ｍ）１３の下面側流路（２Ｍ）を開放し、更に、バルブ部（Ｄ）１７ｆを開放した状態で、ポンプ（Ｐ）１６を動作させ混合チャンバ部（Ｍ）１３内の圧力が高まると、混合されたサンプルは、混合チャンバ１３から下面側流路（２Ｍ）並びに貫通路（３Ｍ）を介して上面側流路（１Ｍ２）に供給され、この上面側流路（１Ｍ２）から検出部（Ｄ）１９に吐出されて標的核酸を検出する検出部（Ｄ）１９に供給される。この検出部（Ｄ）１９は、カセット本体１に組み込み固定されている。
【０１８０】
検出部（Ｄ）１９には、この検出部（Ｄ）１９に洗浄液を供給する洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４及びこの検出部（Ｄ）１９に挿入剤を供給する挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａが連通されている。洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４内の圧力が高められると、洗浄液チャンバ部（Ｉ）１４内の洗浄液は、下面側流路（２Ｂ）を通り、貫通孔（３Ｂ）を介して上面側流路（１Ｂ２）に供給され、この上面側流路（１Ｂ２）から検出部（Ｄ）１９に吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。同様に、挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａ内の挿入剤は、挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａの圧力が高められると、下面側流路（２Ｉ）を介して貫通孔（３Ｉ）に供給され、上面側流路（１Ｉ２）から吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａ及び洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４は、バルブ部（Ｂ）１７ｃ及びバルブ部（Ｉ）１５ｂに接続され、このバルブ部（Ｂ）１７ｃ及びバルブ部（Ｉ）１５ｂによって選択的にポンプ部（Ｐ）１６に連通される。即ち、バルブ部（Ｄ）１７ｆを開放した状態で、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１を閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃ及びバルブ部（Ｉ）１５ｂを閉鎖し、バルブ部（Ｂ）１７ｃを開放することによって洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４がポンプ部（Ｐ）１６に連通され、ポンプ部（Ｐ）１６が動作されると、洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４内の圧力が高められ、洗浄液が上面側流路（１Ｂ２）から吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。また、バルブ部（Ｄ）１７ｆを開放、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１を閉鎖、増幅チャンバ部（Ａ）１２a〜１２ｃを閉鎖した状態で、バルブ部（Ｂ）１７ｃを閉鎖しバルブ部（Ｉ）１５ｂを開放することによって挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａがポンプ部（Ｐ）１６に連通され、ポンプ部（Ｐ）１６が動作されると、挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａ内圧力が高められ、挿入剤が上面側流路（１Ｉ２）から吐出されて検出部（Ｄ）１９に供給される。
【０１８１】
検出部１９は、上面側流路（１Ｄ２）及びバルブ部（Ｄ）１７ｆを介して廃液チャンバ部（Ｗ）１８に連通されている。従って、バルブ部（Ｄ）１７ｆが開放され、検出部１９（Ｄ）内の流路に気体圧力が与えられることによって検出部（Ｄ）１９内の液体は、廃液として廃液チャンバ部（Ｗ）１８に排出される。サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１とポンプ部（Ｐ）１６との間に設けたバルブ部（Ｓ）１７ａは、下面側流路及び貫通孔並びに上面側流路を介して廃液チャンバ部（Ｗ）１８に連結されている。
【０１８２】
尚、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１は、プレート状のカセット本体に貫通孔として形成されるとともにその周囲には、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１の円筒状の側壁面を定めるように削りとられた堀込部２０が形成されている。この堀込部２０は、特に増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間を分断するように形成され、残された底部にサンプル・チャンバ部（Ｓ）１１と増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを連通する下面側流路（２Ｓ）が形成されている。核酸サンプルが注入されたサンプル・チャンバ部（Ｓ）が加熱された際に、この堀込部２０は、試薬酵素が保持されている隣接する増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃに熱が進入されることを抑制している。また、増幅チャンバ（Ａ）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ周囲にも、掘込部２０が形成されていると好ましい。この場合には、増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃが加熱された際に、この掘込部２０は、混合チャンバ（Ｍ）１３、洗浄液チャンバ（Ｂ）１４、挿入剤チャンバ（Ｉ）１５ａ、検出部（Ｄ）１９に熱が侵入することを抑制している。熱伝導の観点から、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１及び増幅チャンバ部（Ａ）１２ａ，１２ｂ，１２ｃを構成する壁の厚さは、機械的強度が保持できる範囲において、出来るだけ薄いことが好ましい。壁の厚さは、例えば２ｍｍ以下に、より好ましくは、１ｍｍ以下に設定する。
【０１８３】
検出部（Ｄ）１９は、例えばＤＮＡチップ（図示せず）を備えている。電流検出タイプであっても蛍光検出タイプであっても良い。電流検出タイプのＤＮＡチップの場合、日本特許２５７３４４３で知られるようにハイブリダイゼーション反応並びに核酸検出反応の為の核酸検出用基板が装着されている。核酸検出用基板上には、Ａｕ個別電極が配置され、Ａｕ個別電極上の夫々に核酸プローブＤＮＡが固定されている。プローブＤＮＡが配列された検出空間（反応部）を介して対極や参照極といった共通電極が配置され、前記検出空間内に挿入剤を充填した状態で、共通電極と個別電極との間に電圧を印加して個別電極に電流が流れたことを検知してターゲットＤＮＡを特定している。当然ながらＤＮＡチップも密閉構造を有し、ＤＮＡチップの基板上には、流路が形成され、サンプル・チャンバ部（Ｓ）１１、洗浄液チャンバ部（Ｂ）１４及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）１５ａに通じているポートを備えている。ＤＮＡチップ内の流路には、個別電極及び共通電極が配置され、個別電極及び共通電極上を液体が送液される。ＤＮＡチップの配線は、この個別電極及び共通電極に接続され、また、電極パッド（図示せず）に接続されている。電極パッドは、核酸検出カセット１００上に露出するように配列され、電流検出時には、核酸検出装置側の電極コネクタに接触接続される。
【０１８４】
この明細書では、電流検出タイプのＤＮＡチップの詳細については、説明を省略する。このＤＮＡチップのより詳細な説明については、１９９８年７月７日に特許されたUSP 5,776,672 and１９９９年１０月２６日に特許されたUSP 5,972,692（いずれもKoji Hashimoto et. al and Assignee Kabushiki Kaisha Toshiba）並びに対応する日本特許２５７３４４３を参照されたい。この米国特許の明細書の記載は、この明細書の一部をなすものとする。さらには、電流検出タイプのＤＮＡチップの測定装置については、特願２００２-２２３３９３もしくは特願２００３−２００４４０を参照されたい。
【０１８５】
核酸検出カセット１００は、核酸検出装置に装着されて後に述べる手順でサンプルの前処理並びに検査が実施されるが、核酸検出装置には、核酸検出カセット１００の各部に対応する駆動機構が図４に示すように設けられている。即ち、核酸検出装置は、ポンプ部１６に対応したポンプ機構２６を備えている。既に説明したようにポンプ部１６は、プレート部材１に設けた貫通孔及びにこの貫通孔を覆う可撓性部材２、３で構成され、このポンプ部１６を動作させるポンプ機構１６は、可撓性膜をプレスするプレス機構として実現される。核酸検出装置は、バルブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆに対応したバルブ機構２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆを備えている。バルブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは、プレート部材１に設けた窪み及びにこの窪みを覆う可撓性部材２、３で構成され、このバルブ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆの開閉を制御するバルブ機構２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、可撓性部材２、３を窪み内に押し付けて流路を閉鎖し、可撓性部材２、３を窪み内から離脱させて流路を開放するプレス機構として実現される。サンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、貫通孔及びこの貫通孔を塞ぐ可撓性部材２、３で構成され、可撓性部材２、３を貫通孔に押し付けることによって貫通孔に連通する流路を閉鎖することができ、可撓性部材２、３を貫通孔から離脱させることによって流路を開放することができる。
【０１８６】
また、核酸検出装置によって、サンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、前処理工程において、サンプルが加熱される。従って、核酸検出装置は、サンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対応してこれらをバルブとして動作させる共にこれらサンプル・チャンバ１１，増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内のサンプルを加熱するヒータを備えたプッシュ機構としてヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃを備えている。
【０１８７】
サンプル・チャンバ１１及び増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、より具体的には、図５に示すような構造を有し、各々ヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヘッドで加熱される。サンプル・チャンバ１１及び増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃでは、夫々剛性プレート部材、即ち、本体１に空けられた貫通孔３０３、３０２の開口部にヘッド２０１ｂが適合されるようなテーパーが形成されている。プレート部材、即ち、本体１の上面側と可撓性部材２との間には、流路２０４、２０６、２０８が形成され、本体１の下面側と可撓性部材３との間には、流路２０３、２０５が形成されている。また、上面側流路２０６と下面側流路２０３を連通させるために貫通流路２０７がプレート部材に形成されている。
【０１８８】
図５には、サンプル・チャンバ１１から、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにサンプルＳを送液する場合を示す。図５には、代表して、増幅チャンバ１２ａに送液する場合を示しているが、増幅チャンバ１２ｂ、１２ｃへの送液も対称であるため、同様の機構である。まず、サンプル・チャンバ１１内にサンプルＳが貯蔵されている状態では、ヒータ付きバルブ機構２１が動作され、ヘッドが貫通孔３０３の開口部に可撓性部材２及び可撓性部材３を押し付け、サンプル・チャンバ１１に連通されている流路２０４、２０３、２０７はいずれも閉鎖されている。次にサンプル・チャンバ１１から増幅チャンバ１２ａにサンプルＳを送液する場合には、まず、送液先である増幅チャンバ１２ａのヒータ付きバルブ機構２２ａの内、下面側のヒータ付きバルブ機構のみを動作させ、ヘッド２０１ｂを貫通孔３０２の開口部に可撓性部材３を押し付け、流路２０５を閉鎖する。続いて、サンプル・チャンバ１１の開口部３０３の可撓性部材２及び可撓性部材３を押し付けているヒータ付きバルブ機構２１のヘッドを上下ともに開放することにより、サンプル・チャンバ１１に連通している上面側流路２０４及び下面側流路２０３をいずれも開放する。更に、この状態において、ポンプ部１６を動作させ、サンプル・チャンバ１１に流路２０４を介して圧力を加えることにより、サンプルＳは、サンプル・チャンバ１１の下面側流路２０３、貫通流路２０７及び上面側流路２０６を通して、増幅チャンバ１２ａに流入する。増幅チャンバ１２ｂ、及び増幅チャンバ１２ｃへも全く相似の構造であるので、同様な構成でサンプルＳが供給される。なお、サンプルＳの増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへの供給の際には、上面側流路２０８が確保されていることから、サンプルＳと共に増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに掛かる圧力及び気体は、流路２０８を介して廃液チャンバ１８に排出され、液体であるサンプルＳのみが重力により、増幅チャンバ１２ａ内に供給される。所定量のサンプルＳが増幅チャンバ１２ａに供給されると、上面側ヒータ付きのバルブ機構２２ａも動作して、増幅チャンバ１２ａの上面側流路２０６及び２０８をヘッド２０１ａが閉鎖し、増幅チャンバ１２ａが密閉された状態とする。続いて、ヒータつきバルブ機構２２ａのヒータ（図示せず）が通電されてヘッドによってサンプルＳが所定温度まで加熱される。
【０１８９】
図６Ａ〜６Ｃは、サンプル・チャンバ１１から、増幅チャンバ１２ａもしくは１２ｂもしくは１２ｃにサンプル溶液を供給する際の手順を示している。図６Ａ〜６Ｃにおいては、図５に示したと同一の符号を同一箇所に付してその説明を省略する。
【０１９０】
図６Ａ〜６Ｃに示す増幅チャンバ１２ａもしくは１２ｂもしくは１２ｃにおいては、貫通孔３０２の上面側及び下面側開口部にヘッド２０１ａ、２０１ｂが適合されるようなテーパーが形成され、図６Ａに示されるように、この開口部に夫々対向してヘッド２０１ａ、２０１ｂが配置されている。
【０１９１】
このような増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにおいては、図６Ｂに示すようにヒータ（図示せず）が非通電の状態に維持されたまま、ヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃが動作されてヘッド２０１ｂが貫通孔３０２の開口部に可撓性部材３を押しけ、流路２０５が遮断される。この流路２０５の遮断状態でサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給される。図６Ｃに示すように所定量のサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給されると、バルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃが動作されてヘッド２０１ａが貫通孔３０２の開口部に可撓性部材２を押し付け、流路２０６、２０８が遮断される。その後、ヒータ付きのバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヒータ（図示せず）が通電されてヘッド２０１ａ、２０１ｂによってサンプルＳが所定温度まで加熱される。図６Ａ〜６Ｃに示す構造では、サンプルＳの加熱時にサンプルの蒸発が生じる可能性があるが、この蒸発されたサンプルは、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内に閉じこめられることから、蒸発サンプルによる悪影響を防止することができる。また、加熱後においては、ヘッド２０１ｂが貫通孔３０２から離れてサンプルＳが流路２０５を介して混合チャンバ１３に供給される。特に、上述したように加熱ヒータにシール機能を与えることで、カセットを小型化することができ、また、核酸検出カセット１００の上下からチャンバが挟み込まれていることから、チャンバ内の均熱化が図ることができ、結露による液残りを防止することができる。
【０１９２】
図５及び図６Ａ〜６Ｃにおいては、サンプル・チャンバ１１から増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへのサンプルＳの送液手順を例に説明したが、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに限らず、他のチャンバで液を制御する際には他のチャンバも同様の構造を有し、同様に液が制御されても良いことは明らかである。
【０１９３】
混合チャンバ１３も、増幅チャンバ１２と同様に、チャンバ下面側を可撓性部材で構成し、チャンバ下面側流路を閉鎖してから、サンプル溶液を混合チャンバ１３に供給し、混合チャンバ１３から検出部１９に供給する際に、混合チャンバ１３下面側流路を開放して、サンプル溶液を移動させる、というカセット及び装置構成、また、カセット動作としても良い。
【０１９４】
図２〜図４に示される構造では、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、放射状に延出する流路によってサンプル・チャンバ１１に並列的に連結されている。図５及び図６Ａ〜６Ｃを参照して説明したようにサンプル・チャンバ１１に圧力を加えることによってサンプルＳが３分割されて均一な量のサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給されるとしている。この場合には、増幅チャンバ１２ａを介する流路抵抗と、増幅チャンバ１２ｂを介する流路抵抗と、増幅チャンバ１２ｃを介する流路抵抗が等しく形成されていることが望ましい。例えば、流路断面積が共通の場合には、流路長を共通にすることにより実現することが可能である。このように増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃがサンプル・チャンバ１１に並列的に連結されるに代えて、図７Ａ〜７Ｃ及び図８に示すように増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃがサンプル・チャンバ１１に直列的に連結されても良い。図８に示されるような接続にあっては、サンプル・チャンバ１１に溜められている溶液を前記送液方法により送液する際、チャンバ間の流路２０３，２０７，２０６、２０８、２０９、２１０の長さ並びに流路断面形状が同一でなくとも、適切な流速で送液することにより、均等に分配することができる。
【０１９５】
尚、図７Ａ〜７Ｃにおいては、図５及び図６Ａ〜６Ｃに示した符号と同一符号は同一箇所を示すものとしてその説明を省略する。また、図８は、図７Ａ〜７Ｃに示されるチャンバ及び流路の接続関係を模示的に示している。
【０１９６】
図７Ａ〜７Ｃに示す核酸検出カセット１００の構造においては、サンプル・チャンバ１１には、上面側流路２０４及び増幅チャンバ１２ａに連通している下面側流路２０３のみが接続されている。また、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、それぞれ下面側の流路（図示せず）が混合チャンバ１３に連通されている。サンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルＳを送液する際には、図７Ａ〜７Ｃにおいては、この下面側の流路（図示せず）は、ヘッド２０１ｂ、２０１ｅ、２０１ｆで押し付けられた可撓性部材３で閉鎖されているものとする。増幅チャンバ１２ａが上面側の流路２０６、２０８を介してサンプル・チャンバ１１及び増幅チャンバ１２ｂに連通され、増幅チャンバ１２ｂが上面側の流路２０８、２０９を介して増幅チャンバ１２ａ、１２ｃに連通され、更に、増幅チャンバ１２ｃが上面側流路２０９、２１０を介して増幅チャンバ１２ｂ及び廃液チャンバ１８に連通されている。また、ヘッド２０１ｂ、２０１ｅ、２０１ｆが貫通孔３０２の開口部に可撓性部材３を押し付けた状態における増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに貯蔵することができるサンプルの容積Ｖaとすると、サンプル・チャンバ１１に貯蔵されるサンプルの容積Ｖsは、３Ｖａ以上になるように定められている。（Ｖｓ≧３Ｖａ）このように定めることによってサンプル・チャンバ１１内のサンプルＳで増幅チャンバ１２ａが満たされ、あふれた分で１２ｂが満たされ、更にあふれた分で１２ｃ内が満たされ、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにほぼ均等にサンプルＳを配分することができる。従って、この場合には、各増幅チャンバに充填されるサンプル量は、各増幅チャンバの容積によって規定される。ここでは、増幅チャンバの容量は共通になるようにしている例を示しているが、増幅を行う液量を変える要請がある場合には、増幅チャンバの容積を適宜変更することにより対応することができ、基本的なカセット構成を変更する必要がない。
【０１９７】
図７Ａ〜７Ｃに示す構造においては、図７Ａに示すように始めにサンプル・チャンバ１１に貯蔵されたサンプルＳは、圧力Ｐ１によって流路２０３、２０７、２０６を介して第１の増幅チャンバ１２ａに供給される。図７Ｂに示すように第１の増幅チャンバ１２ａに供給されたサンプルＳで第１の増幅チャンバ１２ａが満たされると、圧力Ｐ１によって更にサンプルＳが第１の増幅チャンバ１２ａから流路２０８を介して第２の増幅チャンバ１２ｂに供給される。更に、図７Ｃに示すように第２の増幅チャンバ１２ｂに供給されたサンプルＳで第２の増幅チャンバ１２ｂが満たされると、圧力Ｐ１によって更にサンプルＳが第２の増幅チャンバ１２ｂから流路２０９を介して第３の増幅チャンバ１２ｃに供給される。第３の増幅チャンバ１２ｃがサンプルＳで満たされることによって全ての増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃにサンプルＳが配分される。なお、サンプルＳをサンプル・チャンバ１１から増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ供給する際には、廃液チャンバ１８に連通された上面側流路２１０が確保されていることから、サンプルＳと共に増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに掛かる圧力及び気体は、流路２１０を介して廃液チャンバ１８に排出され、液体であるサンプルＳのみが重力により、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内に供給される。
【０１９８】
図１〜図８に示される構造においては、サンプル、洗浄液及び挿入剤がサンプル・チャンバ１１、洗浄液チャンバ１４及び挿入剤チャンバ１５ａから他のチャンバに供給される際には、必ず、下面側流路から流出し、上面側流路から供給される。従って、サンプル、洗浄液及び挿入剤がカセット構造内で容易に移動することが防止され、カセット搬送時等においてカセット構造が傾いてしまったとしても、各チャンバに圧力を掛けない限り、液の移動を防止することができる。
【０１９９】
図９Ａ及び９Ｂは、ポンプ部１６及びポンプ機能２６の構造の一例を示している。
【０２００】
図９Ａ及び９Ｂには、サンプル・チャンバ１１に連通するポンプ部１６に関してサンプル・チャンバ１１から送液する動作について説明する。図９Ａ及び９Ｂにおいては、説明を簡略化する為にサンプル・チャンバ１１、ポンプ１６及びバルブ１７ａを展開した図式としている。このバルブ１７ａは、ポンプ部１６と廃液チャンバ１８の開放／閉鎖の切り替えを行なう。
【０２０１】
ポンプ部１６も同様に貫通孔３０５が本体１に形成されて定められている。このポンプ部１６は、上面側流路２０４を介してサンプル・チャンバ１１に連通されている。ポンプ部１６は、更に上面側流路２１４を介して貫通流路３０６で構成されるバルブ部１７ａに連通されている。このバルブ部１７ａは、下面側流路３１０を介して廃液チャンバ１８に連通されている。ポンプ部１６に対向してポンプ機構２６のポンプ・プッシャ５０２が配置され、また、バルブ部１７ａに対向してバルブ・プッシャ５０１が配置されている。
【０２０２】
図９Ａに示されるような構造においては、貫通流路３０６の開口部に向けてバルブ・プッシャ５０１が可撓性部材２を押し付けると、図９Ｂに示すように貫通流路３０６の開口部３０６が可撓性部材２で塞がれる。この状態で、ポンプ・プッシャ５０１が可撓性シート２を加圧すると、ポンプ部１６内の圧力及び気体が上面側流路２０４を介して、サンプル・チャンバ１１に送り込まれる。従って、サンプル・チャンバ１１内のサンプルＳが下面側流路２０３に押しだされ、サンプル・チャンバ１１から吐出される。次に、図９Ａに示すように、バルブ・プッシャ５０１が戻されて貫通流路３０６の開口部が開放されてから、ポンプ・プッシャ５０２が戻されると、下面側流路３１０を介して気体がポンプ部１６に流入される。このようにバルブ・プッシャ５０１及びポンプ・プッシャ５０２が繰り返し動作されると、連続してサンプルＳがサンプル・チャンバ１１から送り出されると共にポンプ部１６に加圧用の気体が流入される。
【０２０３】
ここで、ポンプ部１６が機能する条件として、吐出側（流路２０４及びサンプル・チャンバ１１側）における圧力損失よりも、吸い込み側（流路３１０の側）における圧力損失の方が小さい必要がある。従って、空気入り口３１０側の流路は、空気出口側の流路２０４より流路断面積を大きくするのが好ましい。
【０２０４】
上述したように流路内にサンプルＳ、洗浄液及び挿入剤は、流路内に空気（気体）を介して分離され、ポンプ部１６によって空気（気体）に圧力を付すことによって流路内を移動される。後に説明されるように、バルブを適切に制御することによってサンプルＳ、洗浄液及び挿入剤を個別に流路内を移動させることができ、結果として適切な反応を検出部１９内で生じさせることができる。
【０２０５】
また、上述した核酸検出カセット１００においては、図１０に示すように、温度が加熱制御される増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ並びにサンプル・チャンバ１１等の反応チャンバ１０は、バルブ機構２１、２２ａ〜２２ｃによって隣接するチャンバ８，９から流路遮断して熱的に隔離されている。即ち、バルブ機構２１，２２ａ〜２２ｃのヘッド及び可撓性部材２及び可撓性部材３でバルブ７が構成され、ヘッドが可撓性部材２及び可撓性部材３を流路に押し付けることによってこれら反応チャンバ１０が隔離される。従って、反応チャンバ１０からサンプルが蒸発して漏れ出すような事態を防止することができる。より具体的には、反応チャンバ１０内を加熱する際には、ヘッドで反応チャンバ１０が上下から挟み込まれている。反応チャンバ１０の上面及び下面はテーパ形状に形成され、ヘッドは凸形状に形成され、反応チャンバ１０に可撓性部材２及び可撓性部材３が押し付けられてチャンバ１０が密閉される。このような構造を取ることによって、反応チャンバ１０内の加熱と、反応チャンバ１０の密閉を同時に実現することが可能となる。
【０２０６】
図１０に示される構造に対比して模示的に描かれている比較例１が図１１に示されている。図１１に示される比較例１では、温度制御領域としての反応チャンバ１０から分離してバルブ６Ａ，６Ｂが設けられ、反応チャンバ１０のみが加熱制御される。このような比較例１では、反応チャンバ１０とバルブ６Ａ，６Ｂとの間の流路に反応液が蒸発して流出し、流路内で結露して反応液が反応チャンバ１０外に流失する虞がある。また、反応液がチャンバからの流出流路に接触してしまうと、毛細管現象により、流路を伝って、反応チャンバ外に流出する虞もある。
【０２０７】
図１０に示される構造に対比して模式的に描かれている比較例２が図１２にも示されている。図１２に示される比較例２においては、反応チャンバ１０から分離してバルブ６Ａ，６Ｂが設けられ、比較例１の結露防止のため、温度制御領域としての反応チャンバ１０並びに反応チャンバ１０及びバルブ６Ａ，６Ｂ間の流路が加熱制御される。温度制御範囲がバルブ６Ａ，６Ｂにまで広げられる比較例２においては、熱が隣接するチャンバ８、９にまで伝達して不所望な反応が隣接チャンバ９、１０で生じる虞がある。
【０２０８】
図１３は、図１から図４に示される核酸検出カセット１００におけるチャンバ１１、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４、１５ｂ、ポンプ部１６、検出部１９及びこれらチャンバ１１、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４、１５ｂ、ポンプ１６及び検出部１９を接続する流路を示している。なお、簡略化のため、流路を制御するためのバルブ類は図示していない。
【０２０９】
また、図１４は、図１３に示される核酸検出カセット１００を制御する検出装置のブロック図を示している。また、図１５は、核酸検出カセット１００を図１４に示される制御システムで制御して核酸を検出するに至る手順を示すフローチャートを示している。
【０２１０】
核酸検出装置（測定ユニット）は、図１４に示されるように、核酸検出カセット１００内のサンプル・チャンバ、増幅チャンバ、検出部での温度等を測定し、ヒータ付きバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヘッドに内蔵されているヒータ出力に温度情報のフィードバックを掛けることにより、所望の温度に制御するための、温度制御部１０２を備え、また、流路におけるサンプルＳ等の送液を制御する送液制御部１０４を備えている。この送液部１０４は、既に説明したポンプ部１６及びポンプ機構２６及びヒータ付きバルブ機構２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃを含んでいる。核酸検出装置は、更に検出部１９、即ち、ＤＮＡチップに生じる反応を測定する測定部１０６を備えている。測定部１０６は、図１に示される電気接触コネクタを利用して電気接触パッドから検出信号を検出し、導通する電極を特定して核酸を特定している。これら温度制御部１０２、送液制御部１０４及び測定部１０６は、コンピュータユニット１１０の制御下にある制御機構１０８で制御されている。
【０２１１】
このような核酸検出装置においては、次のように図１５に示す手順で核酸の検出が実施される。
【０２１２】
核酸検出カセット１００は、ユーザに供給される際には、サンプル・チャンバ１１が密閉されないまま提供され、チャンバ１１の開口部（サンプル投入口）４０４が開放可能な状態で供される。この状態で提供された核酸検出カセット１００では、始めにサンプル・チャンバ１１の下側流路が密閉される。（ステップＳ１０）次に、サンプル・チャンバ１１の上側開口部からサンプル・チャンバ１１にサンプルＳが注入される。（ステップＳ１２）その後、サンプル・チャンバ１１の上側開口部が蓋（もしくはシール）４０２で閉じられる。（ステップＳ１４）そして、ヒータ付きバルブ機構２１のヘッド（図示せず）が可撓性部材にて構成されている蓋（シール）４０２及び密着され一体となった可撓性部材２に押し付けられてサンプル・チャンバＳ１４の上側流路が閉じられてサンプルＳがサンプル・チャンバ１１に密閉される。（ステップＳ１６）
【０２１３】
ヒータ付きバルブ機構２１のヒータが動作されてこのヒータが温度制御され、所定温度でサンプルＳが煮沸処理される。（ステップＳ１８）例えば、９５℃で５分間加熱されることにより、サンプルＳ中の核酸が抽出される。次に、ヒータ付きバルブ機構２１のヘッド（図示せず）が可撓性部材２，３から離されてサンプル・チャンバ１１に連通する下側流路が開放される。（ステップＳ２０）また、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃの下側ヘッドが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの下面側開口部に可撓性部材３に押しつけて増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに連通する下側流路が閉鎖される。その後、ポンプ２６が動作されて気体圧力がサンプル・チャンバ１１に付加される。従って、サンプル・チャンバ１１から下側流路、貫通流路及び上側流路を介してサンプルＳが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給される。（ステップＳ２４）
【０２１４】
更に、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃの上部ヘッドが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの開口部に上から押し付けられ、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが密閉された状態で、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヒータが動作してヒータが温度制御された状態で増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが加熱される。従って、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内のサンプルＳが加熱されてＤＮＡが増幅される。（ステップＳ２８）例えば、６５℃で６０分に亘ってサンプルＳが加熱されることにより、サンプルＳ中の核酸が増幅される。その後、ヒータ付きバルブ機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃのヘッドが増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上側開口部及び下側開口部から離されて増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上側及び下側で連通する流路が開放される。（ステップＳ３０）次に、バルブ１７ｄをバルブ機構２７ｄにて押し付けることにより、空気抜き孔としての上側流路を介して廃液チャンバ１８に連通される経路を遮断する。（ステップＳ３２）ここで、ポンプ２６が動作されると、気体圧力が増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに付加され、増幅チャンバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内のサンプルＳは、下側流路、貫通孔及び上側流路を介して混合チャンバ１３に供給される。（ステップＳ３４）バルブ１７ｅが閉じ、混合チャンバ１３の空気抜き孔としての上側流路が封鎖されている状態（ステップＳ３６）で、ポンプ２６が動作されると、気体圧力が混合チャンバ１３に与えられて混合チャンバ１３からサンプルＳが下側流路、貫通流路及び上側流路を介して検出部１９のＤＮＡチップ基板に供給される。（ステップＳ３８）検出部１９のＤＮＡチップ基板は、温度制御された状態で加熱されてその内でハイブリタイゼーションが生じさせられる。即ち、ＤＮＡチップ内において、ＤＮＡチップが温度制御された状態でプローブＤＮＡにターゲットＤＮＡが結合（ハイブリタイゼーション）される。
【０２１５】
その後、バルブ１７ｃが開放されることにより、ポンプ部から洗浄液チャンバ１４、更にはＤＮＡチップ基板に通じる流路が連通された状態で、バルブ１７ａ及びバルブ１５ｂが閉鎖される。（ステップＳ４２）この状態で、ポンプ２６が動作されると、気体圧力が洗浄液チャンバ１４に与えられ、洗浄液が検出部１９のＤＮＡチップ基板に供給される。（ステップＳ４４）従って、検出部１９のＤＮＡチップ基板内のサンプルＳは、バルブ１７ｆを介して廃液チャンバ１８に供給されると共に供給された洗浄液で検出部１９のＤＮＡチップ基板上の不必要な（ハイブリダイゼーションに寄与しない）ＤＮＡサンプルが洗浄される。この洗浄時には、検出部１９のＤＮＡチップ基板の温度が制御され、所定温度の洗浄液で洗浄される。（ステップＳ４６）即ち、ＤＮＡチップ内においては、ＤＮＡチップが所定温度に維持された状態でプローブＤＮＡと相補的な配列を持つターゲットＤＮＡを除くＤＮＡがこの洗浄液によって洗浄される。
【０２１６】
洗浄液用のバルブ１７ｃが閉鎖され、バルブ１５ｂが開放されることにより、洗浄液チャンバ１４への連通から挿入剤供給用に切り替えられる。ここで、ポンプ２６が動作されて気体圧力が挿入剤チャンバ１５ａに与えられ、挿入剤が検出部１９のＤＮＡチップ基板に供給される。（ステップＳ５２）この挿入剤の供給に伴い、検出部１９のＤＮＡチップ基板内の洗浄液は、バルブ１７ｆを介して廃液チャンバ１８に排出される。検出部１９が温度制御されて挿入剤が所定温度に維持されると、挿入剤がＤＮＡチップ基板上でのハイブリダイゼーションしたＤＮＡに結合する。（ステップＳ５４）この挿入剤溶液が注入された状態で対極及び個別電極間の電圧印加を行うことにより、挿入剤が酸化還元反応を生じ、それに伴う電流が個別電極で検出され、ハイブリダイゼーション反応が行われた電極が特定される。（ステップＳ５６）ＤＮＡチップのプローブＤＮＡの塩基配列は既知であることから、この酸化還元電流が検出された個別電極が特定されることによってターゲットＤＮＡの塩基配列を特定することができる。即ち、ターゲットＤＮＡの検出対象領域の塩基配列は電流検出電極のプローブＤＮＡ配列と相補的であることが判明する。
【０２１７】
この発明の実施の形態に係る核酸検出カセット及び核酸検出カセットは、上述したような構成並びに構造を有しているが、下記に説明するように種々の改良が与えられても良い。
【０２１８】
洗浄液チャンバ１４や挿入剤チャンバ１５ａのように保持しておくべき試薬量が、チャンバ容積と同等の量程度に多い場合、また、チャンバ下面側流路を直接閉鎖する構造を有していない場合、不本意に試薬がチャンバから流出してしまう恐れがある。
【０２１９】
そこで、図３１〜３３に記載のように、流出路の一部の断面積を大きくすることにより、流出量を最小限に制御することが可能になる。毛細管現象によりチャンバから流出する溶液が、断面積が変化している地点で停止するためである。図３１には洗浄液チャンバ１４の断面を、図３２には挿入剤チャンバ１５ａの断面を示してある。図中には、予め保持されている液体試薬の液面を模式的に記載してある。また、カセット内での他の領域の動作中に、当該チャンバ内の圧力が若干変動した場合にも、流路断面積が一部大きくなっていることにより、試薬先端位置が大きく変動することがなく、例えば隣接する領域に試薬が不本意に到達してしまう、という状態を防止することが可能である。
【０２２０】
このような効果は、図３３に示した混合チャンバ１３に対しても同様に有効である。即ち、混合チャンバ１３には、予め液体状態の試薬が保持されている場合も、固体状態の試薬が保持されている場合も想定できる。また、チャンバ下面側流路を直接閉鎖できる構造を有している場合だけでなく、有していない場合も想定できる。液体状態の試薬が保持されている場合には、前記洗浄液チャンバ１４及び挿入剤チャンバ１５ａと全く同様である。混合チャンバ１３に保持されている試薬が固体状態であり、最初に混合チャンバ１３内に液体が存在していない場合には、サンプル溶液が増幅チャンバ１２から混合チャンバ１３に供給された時点で、その効果を発揮することが分かる。即ち、混合チャンバ１３に液体が供給されるとほぼ同時に、混合チャンバ下面側流路から毛細管現象で溶液が流出してしまうが、図３３に記載のように、流出路の一部の断面積を大きくすることにより、毛細管現象による流出を断面積が変化している地点で停止させることが出来るので、流出を制御することが可能になる。また、洗浄液チャンバ１４や挿入剤チャンバ１５ａの場合と同様に、カセット内での他の領域の動作中に、当該チャンバ内の圧力が若干変動した場合にも、溶液先端位置が大きく変動しない効果も期待できる。
【０２２１】
図３１〜図３３に示す試料保持チャンバ３１０、３２０、３３０は各々洗浄液チャンバ１４、挿入剤チャンバ１５ａ、混合チャンバ１３に相当する。チャンバ３１０、３２０には、試薬３１２、３２２が貯蔵されている。また、チャンバ３３０にはサンプル溶液３３２が保持される。各々下面側流路２Ｂ、２Ｉ、２Ｍに、貫通孔流路３Ｂ、３Ｉ、３Ｍが接続している。このとき貫通孔流路３Ｂ，３Ｉ、３Ｍの上側３Ｂ２、３Ｉ２，３Ｍ２の断面積が下側よりも大きくなっている。また断面積の大きい貫通孔流路３Ｂ２、３Ｉ２，３Ｍ２に上面側流路１Ｂ２，１Ｉ２、１Ｍ２がそれぞれ接続している。このように貫通孔流路の上側の断面積を大きくすることにより、試薬３１２、３２２、サンプル溶液３３２の流出量を最小限に制御することが可能になる。例えば、３Ｂ、３Ｉ、３Ｍの断面はφ1mmとし、３Ｂ２、３Ｉ２、３Ｍ２の断面をφ2mmとすることにより、前記の効果を得ることが可能である。
【０２２２】
また、洗浄液チャンバ１４、挿入剤チャンバ１５ａ、混合チャンバ１３からの溶液の不本意な流出を防止する手段として、流路の疎水性処理を行うことが望ましい。図３４に示す試料保持チャンバ３４０は各々洗浄液チャンバ１４、挿入剤チャンバ１５ａ、もしくは混合チャンバ１３に相当する。図３４において、チャンバ３４０には、試薬３４１が貯蔵されている。チャンバ３４０には上面側流路１Ｒ１、下面側流路２Ｒが接続し、下面側流路２Ｒには貫通孔流路３Ｒを介して上面側流路１Ｒ２が接続している。少なくともチャンバ下面側流路２Ｒを疎水性処理することにより、チャンバ内に溶液が流入した際に、チャンバ内圧が上昇しない限り、下面側流路内に溶液が侵入することがないため、毛細管現象により溶液が下面側流路を介して流出してしまう恐れがない。洗浄液チャンバ１４及び挿入剤チャンバ１５ａについては、チャンバに予め装填されている洗浄液及び挿入剤溶液を確実にチャンバ内に充填しておくことが可能となる。混合チャンバ１３については、予め液体状態の試薬を装填しておく場合には、前記洗浄液チャンバ、挿入剤チャンバと同様に確実にチャンバ内に試薬を充填しておく効果を期待でき、混合チャンバに予め装填しておく試薬が固体状態である場合にも、サンプル溶液が混合チャンバに供給された際に、サンプル溶液がチャンバ下面側流路から毛細管現象により不本意に流出してしまうことを防止することが出来る。疎水性処理を行う流路は、前記の２Ｒに加えて、それぞれ、３Ｒ、１Ｒ２に施されていればより確実に上記の作用を得ることが出来る。また、上面側流路、即ち１Ｒ１に対して疎水性処理を行うことにより、カセットを誤って転倒してしまった際にも、チャンバ内の溶液が逆流することを防止する効果がある。混合チャンバの上面側流路１Ｒ１に対しては、チャンバ内に液体試薬を充填しておく場合には、洗浄液チャンバや挿入剤チャンバと同様にカセット転倒の際の逆流防止の効果が、また、増幅チャンバからのサンプル溶液流入のための流路でもあるため、圧力により疎水性流路１Ｒ１から親水性のチャンバＭに到達したサンプル溶液が、容易にチャンバ内に流入することが出来る。即ち、所謂「液切れ」を良くする効果も期待できる。
【０２２３】
流路の断面積を一部大きくする構成と、疎水性処理を施す手法を両方とも施すことにより、より一層の効果を期待することも可能である。即ち、疎水性処理を施すことにより、溶液が毛細管現象により流路に侵入するのを防止し、チャンバ内の内圧が変動することにより溶液が流路内に侵入してしまった場合には、途中で流路の断面積が大きくなっている箇所で、溶液の先端の移動量が小さくなる。それによって、隣接する機能、即ち、他の試薬との混合、他の溶液との混合、隣接するチャンバへの流入、他の部位への溶液の侵入等を防止することが可能である。
【０２２４】
更には、流路の疎水性処理は、洗浄液チャンバ、挿入剤チャンバ、混合チャンバだけでなく、サンプル・チャンバ１１の流路や、増幅チャンバ１２の流路に施しても、有効である。図３５Ａのチャンバ３５０はサンプル・チャンバ１１に相当し、図３５Ａにおいて、チャンバ３５０には上面側流路１Ｓ１、下面側流路２Ｓが接続し、下面側流路２Ｓには貫通孔流路３Ｓを介して上面側流路１Ｓ２が接続している。サンプル・チャンバ３５０の下面側流路２Ｓを疎水性処理することにより、カセットを装置にセットしてサンプル・チャンバ下面側流路２Ｓを閉鎖してからサンプル溶液を注入しなくても、下面側流路２Ｓを開放したままサンプル溶液を注入しても、下面側流路２Ｓからサンプル溶液は流出しないため、より厳密な検査が可能になる。更に、サンプル・チャンバの上面側流路１Ｓ１を疎水性処理することにより、前記洗浄液チャンバ・挿入剤チャンバと同様に、サンプル溶液注入後のカセット転倒の際のサンプル溶液流出を防止する効果を期待できる。
【０２２５】
図３５Ｂのチャンバ３５５は増幅チャンバ１２を示す。図３５Ｂにおいて、チャンバ３５５には上面側流路１Ａ１、下面側流路２Ａが接続し、下面側流路２Ａには貫通孔流路３Ａを介して上面側流路１Ａ２が接続している。
【０２２６】
増幅チャンバ３５５に関しては、下面側流路２Ａの疎水性処理は、サンプル・チャンバと同様にサンプル溶液注入後の流出を防止する効果が期待できる。増幅チャンバの上面側流路１Ａ１の疎水性処理は、サンプル・チャンバからの疎水性流路１Ａ１から親水性の増幅チャンバ３５５内に達したサンプル溶液が、容易にチャンバ内に流入することが期待できる。必ずしも、増幅チャンバ３５５内全体が親水性でなく、増幅チャンバ３５５内の、上面側流路１Ａ１との接続部の領域のみが親水性であっても、同様の効果が期待できる。即ち、上面側流路１Ａ１から増幅チャンバ３５５に到達した溶液が、増幅チャンバ３５５の上面側流路１Ａ１との接続部の親水性領域に誘導されるようにして、増幅チャンバ３５５に落下することが可能となる。また、混合チャンバに対しても、同様に上面側流路１Ｍ１との接続部を部分的に親水性にすることにより同様の効果を期待できる。
【０２２７】
更には、流路の疎水性処理は、増幅チャンバ１２からのバイパス流路や、混合チャンバ１３からのバイパス流路に施しても、有効である。図３６Ａのチャンバ３６０は増幅チャンバ１２のバイパス流路側断面を示す。図３６Ａにおいて、チャンバ３６０には上面側流路１Ａ３が接続している。チャンバ３６０に関しては、上面側流路１Ａ３の疎水性処理は、サンプル・チャンバから増幅チャンバへサンプル溶液を送液する際に、ポンプ部からの気体圧力排出経路である上面側流路１Ａ３にサンプル溶液が誤って進入してしまうことを防止する効果を期待できる。図３６Ｂのチャンバ３６５は混合チャンバ１３のバイパス流路側断面を示す。図３６Ｂにおいて、チャンバ３６５には上面側流路１Ｍ３が接続している。チャンバ３６５に関しては、上面側流路１Ｍ３の疎水性処理は、増幅チャンバから混合チャンバへサンプル溶液を送液する際に、ポンプ部からの気体圧力排出経路である上面側流路１Ｍ３にサンプル溶液が誤って進入してしまうことを防止する効果を期待できる。図３４、図３５Ａ、図３５Ｂ、図３６Ａ及び図３６Ｂにおいて、斜線で示した流路の領域は、疎水性であることが好ましい領域を示してある。それに対して、他の領域は親水性であることが好ましい。このように、チャンバ内を親水性に、流路内を疎水性にすることにより、溶液の制御をより厳密に行うことが可能になる。
【０２２８】
また、バルブ動作において、チャンバ内の液体が不本意に移動して、試薬同士の混合もしくは試薬と核酸サンプルとの混合が不本意に起こることが防止するため、バルブ内容量を規定しておくと効果的である。特に液体状態で試薬を保持して置くことが想定される洗浄液チャンバ部（Ｂ）に対するバルブ部（Ｂ）及び挿入剤チャンバ部（Ｉ）に対するバルブ部（Ｉ）に対して、規定することが効果的である。
【０２２９】
本実施例においては、バルブ部（Ｂ）及びバルブ部（Ｉ）ともに、直径１．５ｍｍの半球状の内部容量とし、それに対して、洗浄液チャンバ部（Ｂ）の第１の流路（１Ｂ２）を断面積０．２５ｍｍ２で、合流点（ＳＢ）までの距離を１０ｍｍで、挿入剤チャンバ部（Ｉ）も同様に第１の流路（１Ｉ２）を断面積０．２５ｍｍ２で、合流点（Ｉ）までの距離を１０ｍｍで構成したため、いずれも、
Ｖｂ ＜ Ｖ１ｂ２
Ｖｉ ＜ Ｖ１ｉ２
を満足しているため、バルブ動作による不本意な液混合は発生しない。
【０２３０】
以上説明したように、この発明によれば、核酸の抽出、増幅、検出等の工程を自動でおこない、標的核酸を検出することを目的とした核酸検出カセット及びこの核酸検出カセットを用いた核酸検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の実施形態に係わる核酸検出カセットの全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示される核酸検出カセットの上面を概略的に示す平面図である。
【図３】図１に示される核酸検出カセットの下面を概略的に示す平面図である。
【図４】図１に示される核酸検出カセットを動作させる核酸検出装置に備えられる各動作部を核酸検出カセットと共に示すブロック図である。
【図５】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバへのヒータ付きバルブ機能における送液動作を概略的に示す断面図である。
【図６Ａ】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバを加熱する際のヒータ付きバルブ機能における加熱動作を概略的に示す断面図である。
【図６Ｂ】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバを加熱する際のヒータ付きバルブ機能における加熱動作を概略的に示す断面図である。
【図６Ｃ】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバを加熱する際のヒータ付きバルブ機能における加熱動作を概略的に示す断面図である。
【図７Ａ】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルを分配する図１から図３に示す構造とは異なる他の構造例をその分配動作と共に概略的に示す断面図である。
【図７Ｂ】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルを分配する図１から図３に示す構造とは異なる他の構造例をその分配動作と共に概略的に示す断面図である。
【図７Ｃ】図１に示される核酸検出カセットにおけるサンプル・チャンバから増幅チャンバにサンプルを分配する図１から図３に示す構造とは異なる他の構造例をその分配動作と共に概略的に示す断面図である。
【図８】図６に示される構造においてサンプルを３分割する流路配置を模示的に示すブロック図である。
【図９Ａ】図１に示される核酸検出カセットにおけるポンプ部及びこのポンプ部を作動させるポンプ機構の動作を概略的に示す断面図である。
【図９Ｂ】図１に示される核酸検出カセットにおけるポンプ部及びこのポンプ部を作動させるポンプ機構の動作を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１に示される核酸検出カセットにおける増幅チャンバの加熱を模示的に示す説明図である。
【図１１】図１に示される核酸検出カセットと比較する為の比較例１における増幅チャンバの加熱を模示的に示す説明図である。
【図１２】図１に示される核酸検出カセットと比較する為の比較例２における増幅チャンバの加熱を模示的に示す説明図である。
【図１３】図１に示される核酸検出カセットにおけるチャンバ、流路、ポンプ、並びに、検出部の流路配置を示す模式図である。
【図１４】図１に示される核酸検出カセットにおける核酸検査を実施する為の核酸件室装置を示すブロック図である。
【図１５】図１に示される核酸検出カセット及び図１４に示された核酸検出装置における検査工程を示すフローチャートである。
【図１６】核酸検査を実施する為の第１の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図である。
【図１７】核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図１８Ａ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。
【図１８Ｂ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ容積が小さい例）。
【図１８Ｃ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（流路断面積を大きくした例）
【図１８Ｄ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（流路断面積を大きくした例）
【図１９】核酸検査を実施する為の核酸検出カセットの検出部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２０Ａ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｂ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２０Ｃ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｄ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２０Ｅ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｆ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２０Ｇ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（洗浄液が洗浄液チャンバに保持された図。）
【図２０Ｈ】洗浄液チャンバ部（Ｂ）とバルブ部（Ｂ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の洗浄液の動きを示した図。）
【図２１】核酸検査を実施する為の第２の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図である。
【図２２】図２１に示される核酸検出カセットの廃液チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２３】核酸検査を実施する為の第３の構成の核酸検出カセットの機能ブロック図である。
【図２４Ａ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。
【図２４Ｂ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（流路断面積を大きくした例を示した図。）
【図２４Ｃ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（挿入剤が挿入剤チャンバに保持された図。）
【図２４Ｄ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の挿入剤の動きを示した図。）
【図２４Ｅ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（挿入剤が挿入剤チャンバに保持された図。）
【図２４Ｆ】挿入剤チャンバ部（Ｉ）とバルブ部（Ｉ）の断面構造を示した図。（バルブ部が動作した際の挿入剤の動きを示した図。）
【図２５】核酸検査を実施する為の第４の構成の核酸検出カセットの変形例を示す機能ブロック図である。
【図２６Ａ】核酸検出カセットのサンプル・チャンバ部、増幅チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２６Ｂ】増幅チャンバ部（Ａ）の図２６Ａとは異なる方向での断面図である
【図２７Ａ】核酸検出カセットの試料保持チャンバ部及びその周辺を示す概略断面図である。
【図２７Ｂ】試料保持チャンバ部（Ｍ）の図２７Ａとは異なる方向での概略断面図である。
【図２８】核酸検出カセットの変形例を示す機能ブロック図である。
【図２９】核酸検出カセットの更なる変形例を示す機能ブロック図である。
【図３０】核酸検出カセットの更なる変形例を示す機能ブロック図である。
【図３１】洗浄液チャンバ部の、流路断面積を大きくした場合の効果を説明する図である。
【図３２】挿入剤チャンバ部の流路断面積を大きくした場合の効果を説明する図である。
【図３３】試料保持チャンバ部の流路断面積を大きくした場合の効果を説明する図である。
【図３４】流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３５Ａ】サンプル・チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３５Ｂ】増幅チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３６Ａ】増幅チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【図３６Ｂ】試料保持チャンバ部の流路内面を疎水性処理した場合の効果を説明する図である。
【符号の説明】
【０２３２】
１…カセット本体、２、３…可撓性部材、１１…サンプル・チャンバ、１２ａ〜１２ｃ…増幅チャンバ、１３…混合チャンバ、１４…洗浄剤チャンバ、１５…挿入剤チャンバ、１６…ポンプ部、１７ａ〜１７ｅ…バルブ、１８…廃液チャンバ、１９…目的核酸検出部、２０…断熱用掘り込み部、２１、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…ヒータ付きのバルブ機構、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ…バルブ機構、５０ａ〜５０ｃ…流路、１００…核酸検出カセット、１１２…測定ユニット、２０１ａ〜２０１ｆ…ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及びこの表面に対向する対向面を有し、剛性を有する材料で作られ、前記表面に開口部を有する第１の空間（ＢＶ）を有するプレート状部材と、
前記表面及び対向面を覆う第１並びに第２のシート状部材と、
前記プレート状部材に形成され、気体圧力を供給するポンプ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と連通し、核酸サンプルを保持するサンプル・チャンバ部と、
前記ポンプ部と前記サンプル・チャンバ部間を連通させるポンプ部−サンプル・チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記サンプル・チャンバ部に連通し、前記核酸サンプルを受け、前記核酸サンプルから標的核酸を検出する検出部と、
前記サンプル・チャンバ部と前記検出部とを連通するサンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記検出部と前記ポンプ部を連通する還流流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部及び前記検出部に連通し、洗浄液を保持する洗浄液チャンバ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と前記洗浄液チャンバ部を連通するポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材の前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路に設けられ、
前記第１の空間（ＢＶ）が前記第１のシート状部材で覆われ、前記第１のシート状部材が前記開口部に押付けられ、前記第１の空間の容積が封鎖されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を閉鎖し、前記第１のシート状部材の前記開口部への押し付けが開放され、第１の空間（ＢＶ）の容積が確保されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を開放するバルブ部（Ｂ）と、
前記洗浄液チャンバ部と前記検出部とを連通する洗浄液チャンバ部−検出部間流路と、
前記サンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路とが合流する合流部（ＳＢ）と
を具備し、
前記第１の空間（ＢＶ）の容積が、前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路の容積の内、前記洗浄液チャンバ部と前記合流部（ＳＢ）の間の容積よりも小さいことを特徴とする核酸検出カセット。
【請求項２】
前記プレート状部材は、前記表面もしくは前記対向面に開口部を有する第２の空間（Ｂ）と、第２の貫通孔（Ｂ）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｂ１）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｂ２）、及び前記対向面に設けられた第２の溝（Ｂ）を具備し、
前記核酸検出カセットは、
前記第１の溝（Ｂ１）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｂ１）と、
前記第１の溝（Ｂ２）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｂ２）と、
前記第２の溝（Ｂ）が前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第２の流路（２Ｂ）と、
前記第２の貫通孔（Ｂ）が前記第１のシート状部材及び前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第３の流路（３Ｂ）と、を具備し、
前記洗浄液チャンバ部は、前記第２の空間（Ｂ）の少なくとも開口部が前記第１のシート状部材もしくは前記第２のシート状部材によって閉じられることによって定められ、
前記洗浄液チャンバ部には、前記第１の流路（１Ｂ１）及び前記第２の流路（２Ｂ）が接続し、
前記第２の流路（２Ｂ）には前記第３の流路（３Ｂ）が接続し、
前記第３の流路（３Ｂ）には前記第１の流路（１Ｂ２）が接続し、
前記バルブ部（Ｂ）は、前記第１の流路（１Ｂ１）に接続し、
前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路は、前記第２の流路（２Ｂ）及び前記第３の流路（３Ｂ）及び前記第１の流路（１Ｂ２）を有することを特徴とする請求項１記載の核酸検出カセット。
【請求項３】
前記プレート状部材は、更に、前記表面に開口部を有する第１の空間（ＩＶ）を具備し、
前記核酸検出カセットは、
前記ポンプ部及び前記検出部に連通し、挿入剤を保持する挿入剤チャンバ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と前記挿入剤チャンバ部を連通するポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材の前記ポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路に設けられ、
前記第１の空間（ＩＶ）が前記第１のシート状部材で覆われ、前記第１のシート状部材が前記開口部に押し付けられ、前記第１の空間（ＩＶ）の容積が封鎖されることにより前記ポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路を閉鎖し、前記第１のシート状部材の前記開口部への押し付けを開放し、前記第１の空間（ＩＶ）の容積が確保されることにより、前記ポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路を開放するバルブ部（Ｉ）と、
前記挿入剤チャンバ部と前記検出部を連通する挿入剤チャンバ部−検出部間流路と、
前記サンプル・チャンバ部−検出部間流路もしくは前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路と、前記挿入剤チャンバ部−検出部間流路とが合流する合流部（ＳＩ）とを具備し、
前記第１の空間（ＩＶ）の容積が、前記挿入剤チャンバ部−検出部間流路の容積の内、前記挿入剤チャンバ部と前記合流部（ＳＩ）の間の容積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の核酸検出カセット。
【請求項４】
前記プレート状部材は、前記表面もしくは前記対向面に開口部を有する第２の空間（Ｉ）と、第２の貫通孔（Ｉ）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｉ１）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｉ２）、及び前記対向面に設けられた第２の溝（Ｉ）を具備し、
前記核酸検出カセットは、
前記第１の溝（Ｉ１）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｉ１）と、
前記第１の溝（Ｉ２）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｉ２）と、
前記第２の溝（Ｉ）が前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第２の流路（２Ｉ）と、
前記第２の貫通孔（Ｉ）が前記第１のシート状部材及び前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第３の流路（３Ｉ）と、を具備し、
前記挿入剤チャンバ部は、前記第２の空間（Ｉ）の少なくとも開口部が前記第１のシート状部材もしくは前記第２のシート状部材によって閉じられることによって定められ、
前記挿入剤チャンバ部には、前記第１の流路（１Ｉ１）及び前記第２の流路（２Ｉ）が接続し、
前記第２の流路（２Ｉ）には前記第３の流路（３Ｉ）が接続し、
前記第３の流路（３Ｉ）には前記第１の流路（１Ｉ２）が接続し、
前記バルブ部（Ｉ）は、前記第１の流路（１Ｉ１）に接続し、
前記挿入剤チャンバ部−検出部間流路は、前記第２の流路（２Ｉ）及び前記第３の流路（３Ｉ）及び前記第１の流路（１Ｉ２）を有することを特徴とする請求項３記載の核酸検出カセット。
【請求項１】
表面及びこの表面に対向する対向面を有し、剛性を有する材料で作られ、前記表面に開口部を有する第１の空間（ＢＶ）を有するプレート状部材と、
前記表面及び対向面を覆う第１並びに第２のシート状部材と、
前記プレート状部材に形成され、気体圧力を供給するポンプ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と連通し、核酸サンプルを保持するサンプル・チャンバ部と、
前記ポンプ部と前記サンプル・チャンバ部間を連通させるポンプ部−サンプル・チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記サンプル・チャンバ部に連通し、前記核酸サンプルを受け、前記核酸サンプルから標的核酸を検出する検出部と、
前記サンプル・チャンバ部と前記検出部とを連通するサンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記検出部と前記ポンプ部を連通する還流流路と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部及び前記検出部に連通し、洗浄液を保持する洗浄液チャンバ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と前記洗浄液チャンバ部を連通するポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材の前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路に設けられ、
前記第１の空間（ＢＶ）が前記第１のシート状部材で覆われ、前記第１のシート状部材が前記開口部に押付けられ、前記第１の空間の容積が封鎖されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を閉鎖し、前記第１のシート状部材の前記開口部への押し付けが開放され、第１の空間（ＢＶ）の容積が確保されることにより前記ポンプ部−洗浄液チャンバ部間流路を開放するバルブ部（Ｂ）と、
前記洗浄液チャンバ部と前記検出部とを連通する洗浄液チャンバ部−検出部間流路と、
前記サンプル・チャンバ部−検出部間流路と、
前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路とが合流する合流部（ＳＢ）と
を具備し、
前記第１の空間（ＢＶ）の容積が、前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路の容積の内、前記洗浄液チャンバ部と前記合流部（ＳＢ）の間の容積よりも小さいことを特徴とする核酸検出カセット。
【請求項２】
前記プレート状部材は、前記表面もしくは前記対向面に開口部を有する第２の空間（Ｂ）と、第２の貫通孔（Ｂ）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｂ１）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｂ２）、及び前記対向面に設けられた第２の溝（Ｂ）を具備し、
前記核酸検出カセットは、
前記第１の溝（Ｂ１）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｂ１）と、
前記第１の溝（Ｂ２）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｂ２）と、
前記第２の溝（Ｂ）が前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第２の流路（２Ｂ）と、
前記第２の貫通孔（Ｂ）が前記第１のシート状部材及び前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第３の流路（３Ｂ）と、を具備し、
前記洗浄液チャンバ部は、前記第２の空間（Ｂ）の少なくとも開口部が前記第１のシート状部材もしくは前記第２のシート状部材によって閉じられることによって定められ、
前記洗浄液チャンバ部には、前記第１の流路（１Ｂ１）及び前記第２の流路（２Ｂ）が接続し、
前記第２の流路（２Ｂ）には前記第３の流路（３Ｂ）が接続し、
前記第３の流路（３Ｂ）には前記第１の流路（１Ｂ２）が接続し、
前記バルブ部（Ｂ）は、前記第１の流路（１Ｂ１）に接続し、
前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路は、前記第２の流路（２Ｂ）及び前記第３の流路（３Ｂ）及び前記第１の流路（１Ｂ２）を有することを特徴とする請求項１記載の核酸検出カセット。
【請求項３】
前記プレート状部材は、更に、前記表面に開口部を有する第１の空間（ＩＶ）を具備し、
前記核酸検出カセットは、
前記ポンプ部及び前記検出部に連通し、挿入剤を保持する挿入剤チャンバ部と、
前記プレート状部材に形成され、前記ポンプ部と前記挿入剤チャンバ部を連通するポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路と、
前記プレート状部材の前記ポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路に設けられ、
前記第１の空間（ＩＶ）が前記第１のシート状部材で覆われ、前記第１のシート状部材が前記開口部に押し付けられ、前記第１の空間（ＩＶ）の容積が封鎖されることにより前記ポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路を閉鎖し、前記第１のシート状部材の前記開口部への押し付けを開放し、前記第１の空間（ＩＶ）の容積が確保されることにより、前記ポンプ部−挿入剤チャンバ部間流路を開放するバルブ部（Ｉ）と、
前記挿入剤チャンバ部と前記検出部を連通する挿入剤チャンバ部−検出部間流路と、
前記サンプル・チャンバ部−検出部間流路もしくは前記洗浄液チャンバ部−検出部間流路と、前記挿入剤チャンバ部−検出部間流路とが合流する合流部（ＳＩ）とを具備し、
前記第１の空間（ＩＶ）の容積が、前記挿入剤チャンバ部−検出部間流路の容積の内、前記挿入剤チャンバ部と前記合流部（ＳＩ）の間の容積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の核酸検出カセット。
【請求項４】
前記プレート状部材は、前記表面もしくは前記対向面に開口部を有する第２の空間（Ｉ）と、第２の貫通孔（Ｉ）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｉ１）と、前記表面に形成された第１の溝（Ｉ２）、及び前記対向面に設けられた第２の溝（Ｉ）を具備し、
前記核酸検出カセットは、
前記第１の溝（Ｉ１）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｉ１）と、
前記第１の溝（Ｉ２）が前記第１のシート状部材によって覆われることによって定められる第１の流路（１Ｉ２）と、
前記第２の溝（Ｉ）が前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第２の流路（２Ｉ）と、
前記第２の貫通孔（Ｉ）が前記第１のシート状部材及び前記第２のシート状部材によって覆われることによって定められる第３の流路（３Ｉ）と、を具備し、
前記挿入剤チャンバ部は、前記第２の空間（Ｉ）の少なくとも開口部が前記第１のシート状部材もしくは前記第２のシート状部材によって閉じられることによって定められ、
前記挿入剤チャンバ部には、前記第１の流路（１Ｉ１）及び前記第２の流路（２Ｉ）が接続し、
前記第２の流路（２Ｉ）には前記第３の流路（３Ｉ）が接続し、
前記第３の流路（３Ｉ）には前記第１の流路（１Ｉ２）が接続し、
前記バルブ部（Ｉ）は、前記第１の流路（１Ｉ１）に接続し、
前記挿入剤チャンバ部−検出部間流路は、前記第２の流路（２Ｉ）及び前記第３の流路（３Ｉ）及び前記第１の流路（１Ｉ２）を有することを特徴とする請求項３記載の核酸検出カセット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２０Ｅ】
【図２０Ｆ】
【図２０Ｇ】
【図２０Ｈ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２４Ｃ】
【図２４Ｄ】
【図２４Ｅ】
【図２４Ｆ】
【図２５】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５Ａ】
【図３５Ｂ】
【図３６Ａ】
【図３６Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２０Ｅ】
【図２０Ｆ】
【図２０Ｇ】
【図２０Ｈ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２４Ｃ】
【図２４Ｄ】
【図２４Ｅ】
【図２４Ｆ】
【図２５】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５Ａ】
【図３５Ｂ】
【図３６Ａ】
【図３６Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−７５０７２（Ｐ２０１０−７５０７２Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４４７４４（Ｐ２００８−２４４７４４）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、文部科学省、独立行政法人科学技術振興機構「生物剤検出用ＤＮＡチップおよび自動検知システムの開発に関する研究」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、文部科学省、独立行政法人科学技術振興機構「生物剤検出用ＤＮＡチップおよび自動検知システムの開発に関する研究」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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