CN100554945C - 连续性光学测量装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种用简单的装置或控制就能获得在基础部材上排列的各固定位置处的发光的廉价或性价比高的连续性光学测量装置及其方法。具有：可收纳沿着配置线以规定间隔固定规定的多种检测用物质，使各检测用物质与其固定位置对应起来的基础部材的透光性或半透光性的1个及以上的收纳部；设在该收纳部的外部的规定位置，接受来自该固定位置的光，即来自具有比所述配置线的宽度窄的宽度的受光宽度的光的1个及以上的受光部；以及为沿着具有所述受光宽度的螺旋状的移动线，对所述基础部材上的所述固定位置进行扫描，而连续性地使所述受光部和所述收纳部之间相对移动的连续移动部。

Description

连续性光学测量装置及其方法
技术领域
本发明涉及连续性光学测量装置及其方法。本发明涉及需要处置遗传基因、免疫系、氨基酸、蛋白质、糖等生物高分子、生物低分子的领域，例如，工学领域，食品、农产、水产加工等农学领域，药学领域，卫生、保健、免疫、疾病、遗传等医学领域或化学领域等所有领域。
本发明特别涉及适合于遗传基因的变异分析、多型分析、基因定位、碱基排列分析、发现分析等的连续性光学测量装置及其方法。
背景技术
以前，有在进行遗传基因的碱基排列的决定时采用DNA芯片的(美国专利第5445934号，美国专利第5744305号)。
DNA芯片是在半导体膜、承物玻璃片等平板的表面上阵列状地排列固定既知的多种低核苷酸(オリゴヌレオチド)，使各微量的悬浮液成为点状。DNA芯片是为了在其窄的表面上形成多个低核苷酸阵列，采用移液管装置，把1点1点微量的低核苷酸悬浮液隔开一定的间隔，混入防止，同时，进行分注而制造成的。采用该DNA芯片来进行与遗传基因有关的各种分析、解析等。
例如，以前，为决定未知的目的遗传基因的碱基排列，使用者在上述DNA芯片上分注悬浮了用发光物质进行了标识化的目的遗传物质的液。在一定的反应时间之后，通过洗净而除去多余的悬浮液。其次，进行来自DNA芯片的发光的检测，根据发光被检测出的位置来决定碱基排列。
不过，为了制造DNA芯片，在狭窄的区域上平面状地高密度排列多种低核苷酸，排列得越来越多，越来越互相接近，因而不但容易产生交叉混合，而且在各固定位置的低核苷酸会进一步变少。特别是，在各固定位置的低核苷酸变少的话，在决定其发光位置方面就容易产生误差，在正确性上有问题。
还有，以前采用例如在约2.6cm×7.6cm的程度的大小的显微镜用标本状的玻璃板等平面上固定了各低核苷酸等物质的DNA芯片。为了对在该平面的各固定位置的低核苷酸等物质供给液体，在该平面上分注数10μ升的程度的液体之后，以手作业在上述平面上以三明治状载置玻璃板或薄膜，从而形成均匀的薄液层，对各固定位置均等地供给微小液体，这是现有的方法。该方法中需要载置薄膜等的工序，因而成为作业自动化的障碍。还有，由于通过载置薄膜等来供给液体，因而难以使要供给的液体流动，还有，由于量变少，因而与目的物质的遭遇性和反应性变得愈来愈低，处理很费时间，并且为了处理就需要高浓度的液体，这是存在的问题点。
还有，由于是平面状地配置样品，因而随着愈来愈高密度化，其处置及自动化变得更难。因此，DNA芯片的制造就要花费非常多的工夫和时间，成为高价的了。特别是为了进行含有庞大的量的碱基排列的未知的目的物质的构造的解析、分析或决定，就需要大量的DNA芯片的解析、分析等。为此，本申请人的发明者提出了为解决该问题的发明(国际公开WO01/53831，国际公开WO01/61361，国际公开WO01/69249)，披露了具有形成为1个或2个及以上的线状、缨状、带状或棒状等细长形状的基础部材和在该基础部材的较长方向并排固定的具有规定的化学构造的各种检测用物质，把上述基础部材卷绕、层积或排列起来，把各种检测用物质的固定位置和其各化学构造对应起来的集成支承体。
再有，如以前由本申请的发明者提出的，为了检查各固定位置与用标识物质标识化了的目的物质的结合，一次测量固定位置整体或多个固定位置，测量在各固定位置处的发光，有效进行目的物质的化学构造、其亲和性等的检查(国际公开WO02/063300)。
不过，虽然这样的集成支承体的制造容易，价格低，但是如果对于使用了该集成支承体的反应、测量、识别不能有效、迅速地进行，则不能充分发挥集成支承体的优点，这是存在的问题点。
另一方面，在进行DNA芯片的光学测量的场合，DNA芯片2维排列在平面上，因而为测量在各固定位置的发光，就必须例如一边沿着X轴方向往复一边在Y轴方向移动，非连续性地改变方向和位置来进行测量，这样沿着复杂的路径使受光部移动。因此，装置就会复杂化，还有，装置规模就会扩大，这是存在的问题点。
还有，像以前在对用1种标识物质为主进行了标识化的目的物质的有无进行检测的场合，对于多个进行了标识化的固定位置，即使一次测量多个固定位置，在各固定位置的标识物质的有无也能容易地识别。
可是，近几年，为了DNA的碱基排列的决定、分析，愈来愈需要对多种目的物质进行标识化。这样，为了对多种目的物质进行标识化，仅仅在各固定位置使用多个不相同的种类的标识物质是不够的，还需要指定其量比(质量比)来进行标识化(国际公开WO00/5357)。此时，为了按各固定位置来获得来自该标识化物质的信息，就需要获得关于各固定位置的详细信息。
因此，本发明是为了解决以上的问题点而提出的，其第1目的是提供一种用简单的装置或控制就能确实地获得在基础部材上排列的各固定位置处的发光的廉价或性价比高的连续性光学测量装置及其方法。
第2目的是提供一种能正确且精密地获得在基础部材上排列的各固定位置处的信息的可靠性高的连续性光学测量装置及其方法。
其第3目的是提供一种对于在基础部材的各固定位置，通过改变反应的结果产生的多种标识物质的量比来进行的标识化，能确实进行其识别的连续性光学测量装置及其方法。
第4目的是提供一种能使与基础部材有关的反应、测量和检测用物质或结合性物质的识别连贯起来，自动地进行的连续性光学测量装置及其方法。
第5目的是提供一种能有效进行在基础部材的固定位置的发光的测量的连续性光学测量装置及其方法。
发明内容
为了解决以上技术课题，第1发明是一种连续性光学测量装置，具有：可收纳沿着配置线以规定间隔固定规定的多种检测用物质，使各检测用物质与其固定位置对应起来的基础部材的透光性或半透光性的1个及以上的收纳部；设在该收纳部的外部的规定位置，接受来自上述固定位置的光，即来自具有比上述配置线的宽度窄的宽度的受光宽度的区域的光的1个及以上的受光部；以及为沿着具有上述受光宽度的螺旋状的移动线，对上述基础部材上的上述固定位置进行扫描，而连续性地使上述受光部和上述收纳部之间相对移动的连续移动部。
此处，「多种检测用物质」是可由指定的结合性物质进行识别、结合的具有规定的化学构造的化学物质，例如含有核酸、蛋白质、氨基酸、糖链、肽等生物高分子或有低分子的化学物质。作为核酸，有双链DNA或单链DNA、cDNA、RNA、低核苷酸、核苷酸等。结合性物质是具有与上述检测用物质有结合性的规定的化学构造的化学物质，例如核酸、蛋白质、糖链、肽等生物高分子或是生物低分子等化学物质。检测用物质或结合性物质可以是天然分子也可以是人工分子。
在本发明中，检测用物质和与该检测用物质有结合性的结合性物质的接触表面特性是互补的。用于目的物质的构造的决定、各种解析、分析。例如是低核苷酸等遗传物质、免疫物质，遗传物质中含有核酸(多核苷酸)、其分解生成物的低核苷酸、核苷酸等。
「规定的化学构造」是分子构造，例如，上述检测用物质或结合性物质外电物质的场合是碱基排列。此处，「基础部材」由挠性的材料或非挠性的材料来形成。即，基础部材，即使是线状、纽状等细长形状，也不必是挠性的，可以是铁丝或棒一类的非挠性的素材。还有，非挠性的基础部材形成为线圈状也可以。这些材料可以是例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、氨甲酸酯等有机材料，玻璃纤维、陶瓷、金属等无机材料，或在有机材料的薄膜或带子上撒满微细陶瓷粒子的这种把有机材料和无机材组调准来的材料等。另外，有机材料不仅是人工素材，也包括丝绸、棉等天然纤维等天然素材。还有，优选的是，基础部材至少在各固定位置由各种多孔性材料、发泡性材料、纤维性材料、凹凸性材料来形成。
此处，上述基础部材不必一定是细长形状，也可以是在像集成支承体一样具有各种形状的支承体上卷装而成的细长形状的基础部材。再有，基础部材可以是例如回转体、平板、圆柱、棱柱等立体的。「以(规定间隔)来固定」是使各固定位置可从外方测量，例如在上述基础部材为细长形状的场合，沿着上述基础部材的较长方向并列配置的状态。在基础部材为平板状的场合，例如是矩阵状配置的状态。
「规定间隔」是在需要避免邻接的检测用物质间的接触的分析、解析的场合，考虑到各检测用物质的固定量及其分布后，超过其分布的距离，在不需要避免邻接的检测用物质间的接触的分析、解析的场合，可以是与上述分布重叠的距离。还有，间隔不必一定，其它规则的或不规则的间隔也可以。
此处，「配置线」是沿着它来配置固定位置的直线状或曲线状的线，其宽度按覆盖各固定位置来设定。配置线是网罗所有固定位置而连接各固定位置的线。在沿着卷装了的细长形状的基础部材来配置各固定位置的场合，可以说配置线是沿着基础部材的螺旋状。不过，配置线不必是通常倾角一定的螺旋状，例如在圆筒状、棱筒状或平板状等的基础部材上阵列状地配置固定位置的场合，也可以把各固定位置连接起来设定配置线。「接受来自具有比上述配置线的宽度窄的宽度的受光宽度的区域的光」是为了详细测量配置线上的各固定位置。这样，即使不在固定位置的全域进行发光，也可以捕捉。受光宽度例如是使用的光纤的直径或是由透镜***缩小放大了的宽度。
「具有受光宽度的螺旋状的移动线」是指线宽度为受光宽度的大小的螺旋，与上述配置线不同。如果缩短移动线的螺距，就能对于同一固定位置重复受光。还有，也可以使螺距或邻接的线间隔开得大些，使得仅来自各固定位置的一部分的受光成为可能。还有，也可以允许在邻接的受光宽度间接触或重复而移动。与配置线不同，可能通过同一固定位置2回及以上。
「连续性地移动」是指不进行沿着上述线停止、飞越、返回一类急剧的或非连续性的方向转换及移动等，而是光滑地进行移动。因此，以简单的装置和控制就能实现。移动是指组合了回转移动和直线移动的移动。
「受光部」不限于1个，可以与各收纳部对应而设置多个。还有，可以对各收纳部的每一个设置多个。在这种场合，例如，就会改变各收纳部的每一个所接受的波长。「对上述基础部材上的上述固定位置进行扫描」是指网罗基础部材上的所有固定位置而移动。
按照第1发明，能够沿着移动线，精细且重复测量沿着上述配置线的各固定位置上的发光，因而能对各固定位置的每一个获得精密详细的信息。
因此，在能确实捕捉各固定位置上的标识，特别是在组合多种标识物质，通过改变其量比来进行多种标识化的场合，能使其数据的分析变得容易或自动化。
还有，能通过连续性地进行回转移动与直线移动来测量，因而能简化装置及控制，降低成本。
第2发明是一种连续性光学测量装置，具有：根据配置在上述配置线上的固定位置间的各间隔、各固定位置的顺序、形状、上述配置线的形状或上述移动线的形状，把由上述受光部接受的光和上述固定位置联系起来的发光位置判别部。
此处，也可以用上述基础部材上例如以一定周期设置的记号(发光物质，色彩等)，使联系变得容易些。该记号可以构成为表示发光强度的标准强度。「线的形状」包括指定其直径、螺距、线宽度、受光宽度等形状的数值。
按照第2发明，能根据配置在配置线上的固定位置间的间隔、各固定位置的顺序等，自动、容易且确实地联系起来，因而可靠性高。
第3发明是一种连续性光学测量装置，具有：对由上述受光部接受的光中含有的1个及以上的波长或1个及以上的波长范围，或/和与其对应的各强度进行判别的发光内容判别部。
按照本发明，只接受来自各固定位置的单独的发光，因而在各固定位置，不仅改变标识物质的种类、标识物质的量的标识化，而且通过改变多种标识物质的量比，多个标识化也成为可能。
该发光内容判别部采用只透过规定的波长或波长范围的过滤器和测量通过了该过滤器的光量的各种测光计。
按照第3发明，不仅在使用1种标识物质的标识化，而且在改换其量比来进行多个标识物质的标识的场合，也可以容易且自动地进行识别。
第4发明是一种连续性光学测量装置，其中，上述连续移动部具有可进行上述收纳部的绕规定的回转轴线的回转和沿着该回转轴线的上述收纳部的直线移动的回转升降部。
此时，「收纳部」和「基础部材」或「把基础部材集成化而成的装置」可以不限于回转体，不过，优选的是回转体。
按照第4发明，借助于上述收纳部的绕规定的回转轴线的回转和沿着该回转轴线的上述收纳部的直线移动而沿着上述线进行测量，因而特别是在收纳部和基础部材或把基础部材集成化而成的装置是回转体，线沿着螺旋状的场合，就能进行沿着线的容易、正确地移动基础部材。还有，因为通过回转移动和直线移动来进行，所以能简化移动机构的构造。
第5发明是一种连续性光学测量装置，其中，上述基础部材是沿着较长方向排列各固定位置的线状、缨状或带状等细长状基础部材，在各固定位置可从外方测量的状态下被卷绕、层积或排列而集成化。因此，上述配置线与卷装而成的基础部材一致。
此处，本发明中，「在从外方可测量固定位置的状态下集成化」。为此，例如使该基础部材构成为立体形状而能测量。这样，就能使检测用物质的可测量面积增加，确实进行来自外部的测量，提高可靠性。例如，在基础部材为不透明或半透明的场合，沿着与基础部材的较长方向垂直的方向在周方向围着周围进行固定，使得不仅是基础部材的最外表面，而且基础部材的侧面也可测量，并且留出基础部材间的间隔，进行卷绕等集成化。这样，即使扭转卷绕基础部材，也可从外方测量固定位置。还有，优选的是，对透明或半透明的基础部材进行固定。再有，也可以使得在2不同的位置，在不同的方向能够受光来设置受光部，可以通过立体视觉而立体地测量各固定位置。还有，上述基础部材通常优选的是卷1层，不过，在以立体视觉来测量透明或半透明的基础部材的场合，可以卷成多层。
对于由基础部材集成化了的该集成支承体，可以设置上述基础部材要卷绕的支承体。这样，在基础部材为挠性素材的场合，能容易、确实地进行定位。可是，如果基础部材为非挠性素材，就不一定需要支承体。
优选的是，例如，设置支承体，把基础部材的各端夹在设在该支承体上的间隙中，用摩擦力固定等，从而绑扎支承「集成化了的基础部材」。
再有，优选的是以下构造：集成支承体收纳在了后述的收纳部中时，在与收纳部的内壁之间形成液体可顺畅通过的间隙。这样，在吸入了液体时，就能使得液体与检测用物质或结合性物质的接触确实进行，并且使得在排出时在集成支承体和内壁之间液体不残留而顺畅通过。
还有，在把该集成支承体或基础部材收纳到上述收纳部中时，必须借助于该收纳部的移动，在收纳部内固定位置，使得该集成支承体和基础部材在该收纳部内不移动。
作为这样的构造，例如，在集成支承体上设置缠了基础部材的支承体(例如圆筒状、棱柱状)。优选的是，把防止收纳上述集成支承体的容器(也包括后述的收纳部)内壁和上述基础部材的接触的保护部设在上述支承体上来实现。作为该保护部，优选的是，例如在支承体(例如圆筒状、棱柱状)的恰当的部位(例如两缘部、两端部等)设有具有超过卷装了的基础部材的厚度的高度且其前端与上述容器内壁接触的突起部，使其从支承体的表面突出(例如半径方向)。
还有，优选的是形成为，该保护部与上述容器内壁的接触点尽可能具有小的面积。这是由于接触点的面积大的话，液体的残留量就会增加。该保护部的形状形成为，上述收纳部内的流体的流动不会由于该保护部的存在而变得不可能。例如，在形成为环状的突起部设置切口部，或设置销钉状的突起部来防止。由于该保护部，还能进行在集成支承体的收纳部内的定位。
还有，优选的是，上述支承体在处置微量液体的场合中实的。还有，优选的是，上述基础部材和上述容器的内壁的距离尽可能窄些。另一方面，优选的是，在处置比较大的量的液体的场合上述支承体用中空或/和多孔性的部材来形成。
还有，也可以在卷绕上述基础部材的支承体的表面上设置凹凸或螺旋状等的槽、筋，沿着该凹凸或槽、筋，或者横切该凹凸或槽、筋而卷绕上述基础部材，从而在基础部材间隔开间隔，或在支承体和基础部材间设置间隔，使得流体容易流通。
按照本发明，在基础部材的各固定位置从外方可测量的状态下，卷装起来，因而能容易且确实地从外部进行标识化了的固定位置的标识的检测或测量。因此，如果采用该集成化支承体，在进行反应以及测量时，处置都很容易，能进行连贯的处理。
按照第5发明，上述基础部材是细长状基础部材，因而沿着该基础部材使上述受光部移动，扫描所有固定位置，就能确实把固定位置与检测用物质或结合性物质对应起来。
第6发明是一种连续性光学测量装置，其中，上述基础部材或把基础部材集成化而成的装置和上述收纳部是回转体，它们的轴心一致而被收纳。这样就使上述受光部的受光确实明了。
按照第6发明，收纳部等形成为回转体，与上述基础部材等的轴心一致而被收纳，因而以一定的比例组合回转移动和直线移动，就能使上述受光部沿着上述线移动，容易地扫描各国定位置。
第7发明是一种连续性光学测量装置，其中，在上述光学测量部的上述受光部设有能对收纳在上述收纳部中的上述基础部材的各固定位置调准焦点的光学***。
按照第7发明，能对各固定位置确实地调准受光部的焦点，因而能明了地测量各固定位置的光。
第8发明是一种连续性光学测量装置，其中，在上述光学测量部的上述受光部安装有1根光纤的前端部。
按照第8发明，能由1根光纤进行测量，因而能简化装置构造，从而削减成本。
第9发明，上述收纳部具有流体的出入口，可着脱地安装在与调节该收纳部内的压力，对该收纳部进行流体的吸入、排出的压力调节部连通的管嘴上，并且上述连续移动部是可使该管嘴绕该回转轴线回转且沿着轴线方向升降的管嘴回转升降部。
上述收纳部具有流体的出入口，所以该收纳部不但可收纳上述基础部材，也可收纳流体。这样，基础部材的上述检测用物质和液体中含有的结合性物质的反应就可上述收纳部内进行。另外，收纳部要有收纳上述基础部材的收纳口。该收纳口例如可以是用于与吸入排出部的连接的装置。
还有，根据上述基础部材(或集成支承体)的形状或大小来形成收纳部的形状或大小，使其成为与上述基础部材(或集成支承体)的形状或大小接近的形状或大小，就能很窄地形成收纳部内壁和基础部材之间的间隙，与微量对应。
还有，优选的是，还设有在上述出入口和载置设在外部的容器等的处理区域之间可相对移动的移动部。这样，在收纳部中收纳了上述基础部材的状态下使基础部材移动，就能使处理自动化且连贯进行。
还有，接触上述液体和基础部材的上述收纳部是自由着脱地安装的，因而按收纳部进行交换，就能确实防止交叉混合。还有，把磁力装置设在收纳部的外部，或者与设有磁力装置且在内壁吸附磁性粒子而使分离成为可能的移液管头进行交换，就能与处置磁性粒子的装置兼用，因而能更有效且连贯地进行多种处理。因为能与由由
按照第9发明，在收纳部中收纳了基础部材的状态下对收纳部吸入或排出必要的试剂等液体对同一或不同的液体进行，就能进行反应、洗净，在该状态下，也能进行测量。因此，以迅速且简单的操作就能有效且连贯地进行反应、测量等处理。还有，能在上述收纳部中收纳了的状态下进行各种处理，因而防止了交叉混合，可靠性高。再有，根据基础部材的形状或大小来决定上述收纳部的形状或大小，因而通过微量的液体也能进行处理。
再有，作为上述收纳部的连续通过移动部，能利用管嘴回转升降部，因而能简化光学测量装置的装置构造，或抑制作为整体的装置规模。
第10发明是一种连续性光学测量装置，具有使上述收纳部位于上述受光部可受光的位置而可回转地保持其下端部的保持部。
在第10发明中，由于可回转地保持上述收纳部的下端部，因而能进行确实的定位。
第11发明是一种连续性光学测量装置，其中，上述受光部可进行微小动作地被支承着，从而与上述收纳部的回转移动中伴随的摇动对应来保持与该收纳部的距离一定。
按照第11发明，即使有上述收纳部的回转移动中伴随的其回转轴心的偏差、产品自身的歪斜所致的摇动，由于常维持受光部和各固定位置的距离为一定，因而也能进行可靠性高的测量。
第12发明是一种连续性光学测量装置，其中，上述光纤可通过该光纤而照射规定的光，可通过该光纤而受光。
按照第12发明，在结合性物质的标识化用荧光物质等来进行的场合，能用进行受光的光纤照射激励光。因此能简化装置构造。
第13发明是一种连续性光学测量方法，具有：沿着配置线以规定间隔固定规定的多种检测用物质，使各检测用物质与其固定位置对应起来的基础部材收纳在透光性或半透光性的1个及以上的收纳部中的收纳工序；为使从该收纳部接受来自具有比上述配置线的宽度窄的宽度的受光宽度的区域的光的1个及以上的受光部位于该收纳部的外部的规定位置而进行移动的移动工序；以及为沿着具有上述受光宽度的螺旋状的移动线，对上述基础部材上的上述固定位置进行扫描，而连续性地使上述受光部和上述收纳部之间相对移动，并进行测量的连续测量工序。
第13发明，如第1发明中说明了的，具有以下效果。能够沿着移动线，精细且重复测量沿着上述配置线的各固定I上的发光，因而能对各固定位置的每一个获得精密详细的信息。因此，在能确实捕捉各固定位置上的标识，特别是在组合多种标识物质，通过改变其量比来进行多种标识化的场合，能使其数据的分析变得容易或自动化。还有，能通过连续性地进行回转移动与直线移动来测量，因而能简化装置及控制，降低成本。
第14发明一种连续性光学测量方法，还具有：根据配置在上述配置线上的固定位置间的各间隔、各固定位置的顺序、形状、上述配置线的形状或上述移动线的形状，把由上述受光部接受的光和上述固定位置联系起来的发光位置判别工序。
第14发明的效果与第2发明中说明了的相同。
第15发明是一种连续性光学测量方法，还具有：对由上述受光部接受的光中含有的1个及以上的波长或1个及以上的波长范围，或/和与其对应的各强度进行判别的发光内容判别工序。
第15发明的效果与第3发明中说明了的相同。
第16发明是一种连续性光学测量方法，其中，上述连续移动工序是通过上述收纳部的绕规定的回转轴线的回转和沿着该回转轴线的上述收纳部的升降移动来进行的。
第16发明的效果与第4发明中说明了的相同。
第17发明是一种连续性光学测量方法，具有：在上述收纳工序之后，从设在上述收纳部的流体的出入口，吸入标识化了的结合性物质悬浮的液体，把上述基础部材浸在液体中，使上述结合性物质和上述检测用物质进行反应的反应工序；以及除去对反应未贡献的上述结合性物质和上述液体的测量准备工序。
第18发明是一种连续性光学测量方法，其中，上述收纳工序是在前端具有流体的出入口的透光性或半透光性的收纳部中收纳基础部材；上述反应工序是用调节该收纳部的压力，对该收纳部进行流体的吸入、排出的压力调节部来吸入上述液体等；上述测量准备工序是用上述压力调节部，通过排出上述液体等来进行的；并且上述连续测量工序是通过使安装有上述收纳部，与该压力调节部连通的管嘴绕其回转轴线回转或沿着轴线方向升降移动来进行的。
第17发明和第18发明的效果与第9发明中说明了的相同。
附图说明
图1是组装了本发明的实施方式所涉及的连续性光学测量装置的装置的局部剖面侧视图，图2是表示本发明的实施方式所涉及的基础部材和收纳了基础部材的状态的图，图3是本发明的实施方式所涉及的连续性光学测量装置的局部透视图，图4是本发明的实施方式所涉及的连续性光学测量装置的局部侧视图，图5是本发明的实施方式所涉及的连续性光学测量装置的局部俯视图。
具体实施方式
按照附图来说明本发明的实施方式所涉及的连续性光学测量装置及其方法。本实施方式的说明在没有特别指定的情况下，不得解释为是对本发明的限制。
图1是表示组装了本发明的实施方式所涉及的连续性光学测量装置11的收纳反应测量装置10的局部剖面侧视图。
该收纳反应测量装置10是在上述的在收纳部收纳了基础部材的状态下，连贯、自动地进行反应、测量的装置。该收纳反应测量装置10夹隔着境界板13在上下设有：在收纳部中收纳该基础部材，沿着线连续地光学性地进行测量的上述连续性光学测量装置11；以及用于在把该基础部材收纳在上述收纳部的状态下使反应进行的收纳反应装置12。
上述收纳反应装置12具有：作为上述收纳部，具有多个(该例中为6连的)流体的出入口的透光性或半透光性的移液管头14；安装该移液管头14，对其轴可回转，沿着其轴方向可升降地设置的6连的管嘴部15；对6连的管嘴部15，分别通过6连的圆管16而与气缸(未图示)连通，通过调节其压力来进行对上述移液管头14的流体的吸入和排出的压力调节部17。
上述各移液管头14具有：自由着脱地安装在上述管嘴部15上的安装部18；在前端具有1个出入口19，可***该收纳反应装置12的外部的容器(未图示)的细径部20；以及设在该细径部20和该安装部18之间，具有比上述细径部20大的直径的收纳上述基础部材的粗径部21。
还有，上述压力调节部17具有：6连的上述管嘴部15；具有通过6连的上述圆管16而连通的6连的气缸的气缸区(未图示)；以及与在各气缸区内的各气缸杆(活塞)(未图示)连接，使该6连的气缸杆一齐在上下方向滑动的机构(未图示)。还有，在该收纳反应装置12上设有用于沿着其轴心回转驱动上述管嘴部15及移液管头14的θ轴马达22和由设在该θ轴马达22的回转轴上的有齿皮带轮(未图示)等来对上述管嘴部15传递该回转的管嘴回转机构。
还具有：作为使该管嘴部15及移液管头14在上下方向可升降的升降部，固定设置该管嘴部15，可升降地支承在支承体23上的Z轴滑动件24；固定设置该Z轴滑动件24的螺母部25；与该螺母部25螺合，通过回转而上下驱动该螺母部25的Z轴圆头螺栓26；具有通过结合部27与该Z轴圆头螺栓26结合的回转轴的回转驱动该Z轴圆头螺栓26的Z轴马达28。
借助于该升降部，上述移液管头14就能通过上述境界板13上设置的贯通孔29而降落至在该境界板13的下方设置的上述连续性光学测量装置11的规定位置。
此处，上述回转机构部和升降部相当于作为上述连续通过移动部的上述管嘴回转升降部。
图1中，标号25a是检测上述移液管头14的前端到达了容器的底部，或由于某种原因，前端受到了力的情况的传感器。
标号30是用于对为了防止收纳在容器(未图示)内的液体的蒸发而覆盖容器的开口的薄的密封垫进行穿孔的销钉，借助于与上述气缸内的活塞连动的轴31而在管嘴部15的轴方向可上下移动。标号32是由固定设在上述轴31上的弹簧部33按压在设有上述销钉30的支承板34上，随着该管嘴部15的降落而降落，在上述移液管头14移动到设在上述境界板13上的贯通孔29的下方的规定位置的场合，覆盖该贯通孔29而光学性地遮蔽下方，形成暗室的遮蔽板装置。
标号35是为了监视上述移液管头14的动作，以信息向设置的CCD摄像头(未图示)的透镜(光轴与该管嘴部15的轴方向平行)反射、引导来自该移液管头14的光的装置。还有，标号36是用于向上述移液管头14照射光的背照灯。
还有，标号60是作为用于在管嘴的配置方向使上述受光部40移动的管嘴配置方向移动部的管嘴配置方向移动导向部60，标号61是用于在图前后方向使上述管嘴配置方向移动导向部60移动的马达和圆头螺栓。还有，标号62是磁铁，是用于对上述移液管头14内带来磁力的装置。标号63是安装有上述磁铁62的平板，是对上述移液管头14可接离地设置的装置。在该平板63对上述移液管头14接近时，对该管头14内带来磁力，离开时，不对移液管头14内带来磁力。还有，在该平板63的上侧，设有接受来自上述移液管头14的落液的落液受部64。另外，标号65是用于驱动上述平板63的马达65。根据该构造，通过对移液管头14内带来或不带来磁力，就可使通过移液管头14内或收纳在其中的磁性粒子分离，这样，只用该装置就能连贯进行各种多样处理，因而处理效率高。另外，图1的上述连续性光学测量装置11的详细情况后述。
图2表示在作为上述收纳部的移液管头14中应该收纳的基础部材和收纳了它的状态。
图2(a)表示用于把上述基础部材38卷装在其表面而进行支承的作为棒状或圆筒状的支承体的芯子37。图2(b)表示卷装上述基础部材38而成的集成支承体39。此处，芯子37的直径为例如约2至约4mm，基础部材38的粗细为例如约0.05mm至约0.2mm，基础部材38的长度为例如约500mm至约3000mm。图2(c)表示在上述移液管头14内收纳了该集成支体39的状态。沿着该基础部材38的较长方向的线相当于上述配置线，该基础部材38的直径大体上相当于上述配置线的宽度。
接着，按照图3、图4和图5来说明本实施方式所涉及的连续性光学测量装置11。
该连续性光学测量装置11具有：设在上述移液管头14的外部的规定位置，能接受来自该移液管头14的光的受光部40；设在上述收纳反应装置12上，沿着上述基础部材38的较长方向，并且沿着与具有规定线宽度的配置线不同的移动线，为扫描该基础部材38的所有固定位置而使上述移液管头14相对于上述受光部40移动的上述管嘴回转升降部；以及把该移液管头14保持在上述受光部40可接受来自该移液管头14的光的位置的导向部41。
上述受光部40具有：具有调节焦距，以便可接受来自上述移液管头14的1个中收纳的上述基础部材上的各固定位置的规定受光宽度的光的光学***的受光头42；以及为使该受光头42的端面对1个移液管头14维持一定的距离而与该移液管头14接触的定位辊43。内装于该受光头42的光学***是例如在上述基础部材上具有约0.02mm的受光宽度的装置。
还有，该受光部40具有：其前端部44安装在上述受光头42上的光纤45；支承该光纤45的支承架46；以及以微小距离在水平方向可移动地保持该受光头42和该支承架46的XY轴直动部47。XY轴直动部是由X轴直动部和Y轴直动部重叠而形成的装置，由弹簧47a可移动地支承在固定柱47b上。再有，上述受光头42为了使得在垂直平面内的受光头42的角度可调节而载置在角架(ゴニオステ一ジ)48上。通过这些装置，就能对于上述受光头42的光学***，微调节对1个上述移液管头14的距离、位置、角度，调节到作为上述光学***最好的焦距。另外，上述光纤45，由光纤压夹件(抑え金具)49a、49b所夹着的光纤按压海绵(押さえスポンジ)50安装在上述支承架46上。另外，标号42a是用于向设在受光头42上的光学***导入光的开口部。
其次，在导向部41上，具有设有可回转地保持6连的移液管头14的下端部的6个保持孔51的导向块52。在该各保持孔51中设有对上述移液管头14向上方向赋能的弹簧53，在某种程度上吸收加在移液管头14上的向下方向的力。
该导向块52安装在沿着2个轴54可上下移动地设置的滑动件55上。该滑动件55由围绕上述各轴54而设置的2个压缩弹簧56向上方向赋能，把在上述导向块52中***了的移液管头14定位在设有上述受光部40的受光头42的规定位置。其中在上述滑动件55上设有通过传感器销57安装了的微光传感器58。该微光传感器58设有发光元件和受光元件，由上述管嘴升降部来推压移液管头14，直到传感器销57遮住其间，从而把该移液管头14定位在上述受光头42可测量的位置。
另外，受光部40的整体，如上所述，借助于作为上述管嘴配置方向移动部的管嘴配置方向移动导向部60，能沿着在上述导向部41上定位的上述6连的移液管头14的配置方向移动。这样，按6连的各移液管头14依次使其移动，就可1次1个进行测量。
另外，本实施方式中，还有其它未图示的CPU、存储器装置和存放了各种程序的信息处理装置、键盘、鼠标等输入设备、表示部、打印机等输出装置。进行对上述收纳反应装置和连续性光学测量装置的动作指示的控制部、上述发光位置判别部和发光内容判别部由该信息处理装置构成。
接着，说明本实施方式所涉及的连续性光学测量装置11的动作。
如上所述，分别在6个上述移液管头14中收纳把基础部材38卷装在芯子37上而成的集成支承体39。在该基础部材上隔开规定的间隔而形成了多个固定位置，在该各固定位置上，作为上述检测用物质，例如，分别固定有具有规定的碱基排列的低核苷酸。把该6个移液管头14装在上述收纳反应装置12的6连的上述管嘴部15上，由上述管嘴配置方向移动部的上述管嘴配置方向导向部60把该受光部40移动到例如，用多种荧光物质进行了标识化的结合性物质即要调查构造的6种目的物质悬浮的液和其它必要的试剂被收纳了的6个容器位置中的最初的第1个为止。借助于上述压力调节部，吸入该悬浮液，使其进行杂交反应。
如果反应结束，就排出残液，重新吸入蒸馏水等测量用液，把该收纳反应装置12置于上述境界板13的上方，使上述贯通孔29到达上述移液管头14的正下方。在该状态下，6连的上述移液管头14的下端部借助于上述管嘴升降部，通过上述贯通孔29，***设在上述连续性光学测量装置11的上述导向部41的导向块52上的各保持孔51中，压住前端部。此时，由于设在上述保持孔51中的弹簧53和压缩弹簧56，该移液管头14就会受到向上方向的力。由上述微光传感器58进行上下方向的定位。此时，上述境界板13的贯通孔29被上述遮蔽板32覆盖，因而在上述连续性光学测量装置11的周围，来自上述收纳反应装置12的光就被遮断，成为暗室状态。
该移液管头14也会与上述定位辊43接触，因而与上述受光头42的端面要保持一定的距离。
在该状态下，通过上述管嘴回转升降部，作为上述螺旋状的受光线，以与沿着上述基础部材38的较长方向的线—即对于上述配置线，其宽度在该例中为约0.08mm—不同的线宽度，即受光宽度，—该例中为0.02mm，以该受光宽度使邻接的螺旋接触或重复，对于上述移液管头14，组合回转动作和升降动作而使其移动。例如，在上述基础部材38彼此接触而卷装在上述芯子37上时的高度为20mm的场合，使上述受光宽度0.02mm的邻接的螺旋沿着接触的移动线而回转升降移动的话，就使上述移液管头14以20/0.02回转1000回。还有，在使上述受光宽度沿着按0.01mm重复的移动线而回转升降移动的场合，就使其以20/0.01回转2000回。
于是，来自上述基础部材38上配置的各固定位置的光就依次通过上述受光头42的透镜***，传送给上述光纤45。
第1个的测量结束后，使上述管嘴配置方向移动导向部60移动，使上述受光部40移动到接着的第2个管嘴位置，进行下一测量。这样就能对6连的移液管头14全部进行测量。
在上述例子中，沿着比上述配置线更细的移动线上，测量来自各固定位置的发光，因而要重复多次来捕捉来自同一固定位置的发光。这样，就能捕捉来自同一固定位置、不同的部分的发光，因而能进行更详细的固定位置的测量。
对于该光纤45，例如，使其分支为多个传输线，设置分别只通过上述荧光物质的多个各波长的过滤器，并且预先设置测量通过了各过滤器的光的强度的测光机。该装置相当于上述发光内容判别部。
于是，借助于未图示的信息处理装置中由程序构成的上述发光位置判别部，根据配置在上述配置线上的固定位置间的间隔、各固定位置的上述配置线上的顺序、上述宽度、移动线或受光宽度，把各发光位置与固定位置联系起来，与上述发光内容判别部的判别结果进行组合，从而判断上述目的物质的碱基排列和亲和性。
以上说明了的各实施方式是为了更好地理解本发明而具体说明了的，并不限制别的方式。因此，可在不变更发明的主旨的范围内进行变更。例如，上述实施方式中，作为上述连续通过移动部，使用了上述收纳反应装置的管嘴回转升降部，不过，并不限于这种情况，例如，也可以与该收纳反应装置分开，独立设置对上述收纳部进行回转升降的装置。
还有，作为检测用物质，并不限于使用低核苷酸的情况，例如，不仅可以是其它遗传物质，而且可以是免疫物质、氨基酸、蛋白质、糖等。还有，第1实施方式中，作为吸入排出部，对于采用了泵的情况进行了说明，不过，并不限于这种情况，例如，也可以由气缸和气缸杆构成。
还有，作为测量机，不限于测量荧光的情况，也可以测量化学发光及各种波长的电磁波。例如，作为电磁波，也可以测量可见光以外的红外线、紫外线、X射线、电波等电磁波的波长范围。
再有，在以上的说明中，仅对各移液管头为6连的情况进行了说明，不过，并不限于这种情况，也可以是并设其它连数的移液管头及细管。还有，在以上的说明中使用了的数值只不过是例示，不言而喻，并不受此限制。再有，在各实施方式中说明了的构成上述连续性光学测量装置及收纳反应装置的各要素可以任意选择，加以恰当变更而进行组合。
再有，在使上述收纳部回转而进行测量的场合，为防止回转飘动，作为测量定位部，可以在测量位置近旁设置引导回转的导向部材，例如，使其在1处接触上述收纳部(移液管头)的外周面，例如粗径部和细径部外周面，或在多处夹着接触，或以全周接触。还有，也可以设置与该收纳部自身结合，回转驱动该收纳部的机构。
还有，在以上说明的处理中，对于配置线为沿着细长的基础部材的情况进行了说明，不过，也可以适用于配置线不是沿着细长的基础部材的情况等。

Claims (16)

1.一种连续性光学测量装置，具有：可收纳沿着配置线以规定间隔固定规定的多种检测用物质，使各检测用物质与其固定位置对应起来的基础部材的透光性或半透光性的1个及以上的收纳部；设在该收纳部的外部的规定位置，接受来自所述固定位置的光，即来自具有比所述配置线的宽度窄的宽度的受光宽度的区域的光的1个及以上的受光部；以及为沿着具有所述受光宽度的螺旋状的移动线，对所述基础部材上的所述固定位置进行扫描，而连续性地使所述受光部和所述收纳部之间相对移动的连续移动部，
所述连续移动部具有可进行所述收纳部的绕规定的回转轴线的回转和沿着该回转轴线的所述收纳部的直线移动的回转直线移动部。
2.根据权利要求1所述的连续性光学测量装置，具有：根据配置在所述配置线上的固定位置间的各间隔、各固定位置的顺序、形状、所述配置线的形状或所述移动线的形状，把由所述受光部接受的光和所述固定位置联系起来的发光位置判别部。
3.根据权利要求1或2所述的连续性光学测量装置，具有：对由所述受光部接受的光中含有的1个及以上的波长或1个及以上的波长范围，或/和与其对应的各强度进行判别的发光内容判别部。
4.根据权利要求1或2所述的连续性光学测量装置，其中，所述基础部材是沿着较长方向排列各固定位置的线状、缨状或带状等细长状基础部材，在各固定位置可从外方测量的状态下被卷绕、层积或排列而集成化。
5.根据权利要求1所述的连续性光学测量装置，其中，所述基础部材自身或把基础部材集成化而成的装置和所述收纳部是回转体，它们的轴心一致而被收纳。
6.根据权利要求1或2所述的连续性光学测量装置，其中，在所述受光部设有能对收纳在所述收纳部中的所述基础部材的各固定位置调准焦点的光学***。
7.根据权利要求1、2或5中任意一项所述的连续性光学测量装置，其中，在所述受光部安装有1根光纤的前端部。
8.根据权利要求1、2或5中任意一项所述的连续性光学测量装置，其中，所述收纳部具有流体的出入口，可着脱地安装在与调节该收纳部内的压力，对该收纳部进行流体的吸入、排出的压力调节部连通的管嘴上，并且所述连续移动部是可使该管嘴绕该回转轴线回转且沿着轴线方向升降的管嘴回转升降部。
9.根据权利要求3或5所述的连续性光学测量装置，具有使所述收纳部位于所述受光部可受光的位置而可回转地保持其下端部的导向部。
10.根据权利要求1、2或5中任意一项所述的连续性光学测量装置，其中，所述受光部可进行微小动作地被支承着，从而与所述收纳部的回转移动中伴随的摇动对应来保持与该收纳部的距离一定。
11.根据权利要求1、2或5中任意一项所述的连续性光学测量装置，其中，所述光纤可通过该光纤而照射规定的光，可通过该光纤而受光。
12.一种连续性光学测量方法，具有：把沿着配置线以规定间隔固定规定的多种检测用物质，使各检测用物质与其固定位置对应起来的基础部材收纳在透光性或半透光性的1个及以上的收纳部中的收纳工序；为使从该收纳部接受来自具有比所述配置线的宽度窄的宽度的受光宽度的区域的光的1个及以上的受光部位于该收纳部的外部的规定位置而进行移动的移动工序；以及为沿着具有所述受光宽度的螺旋状的移动线，对所述基础部材上的所述固定位置进行扫描，而连续性地使所述受光部和所述收纳部之间相对移动，并进行测量的连续测量工序，
所述连续移动工序是通过所述收纳部的绕规定的回转轴线的回转和沿着该回转轴线的所述收纳部的升降移动来进行的。
13.根据权利要求12所述的连续性光学测量方法，具有：根据配置在所述配置线上的固定位置间的各间隔、各固定位置的顺序、形状、所述配置线的形状或所述移动线，把由所述受光部接受的光和所述固定位置联系起来的发光位置判别工序。
14.根据权利要求12或13所述的连续性光学测量方法，具有：对由所述受光部接受的光中含有的1个及以上的波长或1个及以上的波长范围及其对应的各强度进行判别的发光内容判别工序。
15.根据权利要求12或13所述的连续性光学测量方法，具有：
在所述收纳工序之后，从设在所述收纳部上的流体的出入口，吸入标识化了的结合性物质悬浮的液体，把所述基础部材浸在液体中，使所述结合性物质和所述检测用物质进行反应的反应工序；以及
除去对反应未贡献的所述结合性物质和所述液体的测量准备工序。
16.根据权利要求12或13所述的连续性光学测量方法，其中，所述收纳工序是在前端具有流体的出入口的透光性或半透光性的收纳部中收纳基础部材；所述反应工序是用调节该收纳部的压力，对该收纳部进行流体的吸入、排出的压力调节部来吸入所述液体等；所述测量准备工序是用所述压力调节部，通过排出所述液体等来进行的；并且所述连续测量工序是通过使安装有所述收纳部，与该压力调节部连通的管嘴绕其回转轴线回转或沿着轴线方向升降移动来进行的。
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