KR101354764B1 - 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그처리방법 - Google Patents

각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그처리방법 Download PDF

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Abstract

각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수의 입자형상 담체를, 미리 정해진 위치나 순서로 배열하지 않고 상호 식별이 가능하도록 함으로써, 각종 물질의 미리 정해진 위치 또는 순서로 배열하는 수고를 생략하고 처리의 신속화와 용이화를 도모할 수 있는 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합과, 복수개의 상기 입자형상 담체 또는 복수조의 상기 입자형상 담체의 집합을 외부로부터 측정 가능하고 대략 정지 상태로 유지하는 담체 유지부를 가지며, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부로의 도입 유지전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화되도록 구성한다.

Description

각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 처리방법{VARIOUS SUBSTANCES SUPPORTER, VARIOUS SUBSTANCES SUPPORTER PROCESSING APPARATUS, AND METHOD OF MENTIONED PROCESSING}
본 발명은, 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 처리방법에 관한 것이다.
종래, 검사 대상이 되는 목적물질에 대해서 다수의 시약이나 물질을 이용한 일련의 반응 처리를 행하는 경우에는, 예를 들면, 상기 목적물질을 비즈 등의 미소 담체에 결합시켜 시험관에 수용한다. 그 후, 이 시험관에 여러 가지 시약 등을 주입하여, 상기 담체를 어떠한 방법으로 분리하고, 상기 담체를 별도의 용기로 이동t시켜, 다른 시약 등을 더 주입하거나 가열 등의 처리를 행하거나 하였다. 예를 들어, 상기 담체가 자성체인 경우에는, 자장에 의해서, 시험관의 내벽에 흡착시킴으로써 분리를 행하고 있었다.
또한, 프레파라아트 등의 평면형상의 담체에, 예를 들어, 여러 가지 올리고 뉴클레오티드를 고정한 것을 이용하여 목적물질을 검사하는 처리에 대해서는, 상기 담체 자체를, 표지화(標識化)한 목적물질이 현탁한 현탁액속으로 이동시키거나, 상기 담체 자체에 여러 가지 시약을 분주(分注)하거나, 상기 담체 자체를 세정액속으 로 이동시키거나, 발광을 측정하기 위해서 상기 담체를 측정기의 측정 위치에까지 이동시키거나 하는 일련의 반응 처리를 행하는 것에 의해서, 상기 목적물질의 염기 배열 구조를 조사하고 있었다.
이들 처리를 행하려면, 상기 담체 자체의 분리, 및 담체 자체의 이송이 필요하고, 그 때문에 처리가 복잡하고 시간이 걸릴 우려가 있다고 하는 문제점을 가지고 있었다. 특히, 이들 담체 자체를 이송하는 경우에 대해서는, 사람 손으로 행하는 경우에는 사용자에게 큰 부담을 주고, 또한 크로스 컨태미네이션의 우려도 있었다. 또한, 담체 자체를 기계에 의해서 이송하는 경우에는 대규모의 장치가 필요했다. 또한, 비자성 담체를 분리할 경우에는, 담체의 크기나 비중에 따라서 분리를 행할 필요가 있어, 처리가 복잡하고 시간이 걸린다고 하는 문제점을 가지고 있었다.
한편, 시험관 또는 평면형상 담체를 이용하는 것이 아니라, 액체의 통과가 가능한 액통과로가 형성된 피펫 칩, 이 피펫 칫이 장착되는 노즐, 상기 피펫 칩의 액통과로에 자장을 미치는 자력장치와, 이 피펫 칩내에 유체를 흡인하여 토출시키는 흡인토출기구를 가진 피펫 장치를 이용하여 반응 처리를 행하는 것이 있었다. 이러한 방법에 의하면, 표면에 각종 물질이 유지된 다수의 자성 입자가 현탁한 현탁액을 흡인하고, 흡인할 때에 자장을 미치는 것에 의해서, 상기 자성 입자를 효율적으로 피펫 칩의 상기 액통과로에 흡착시켜 분리 등을 행할 수 있지만, 자성 입자가 액통과로를 통과할 수 있기 때문에, 자성 입자를 상기 피펫 칩내로 유지하려면 자장을 가하여 내벽에 흡착시켜 둘 필요가 있었다. 그 때문에, 처리를 행하려면, 흡인 토출 제어와, 자장에 의한 흡착 제어, 피펫 칩의 이동 제어를 조합할 필요가 있었다. 또한, 상기 담체가 비자성 입자인 경우에 대해서는, 상기 장치에 의해서 분리를 행할 수 없다고 하는 문제점이 있었다(특허 문헌 1∼3).
또한, 프로우브가 부착된 비즈를 작은 구멍에 유지하고, 이어서, 모세관 혹은 홈으로 이동시켜 종류마다 정해진 순번으로 비즈를 배열시켜 프로우브 비즈 어레이를 제작하거나, 또는 액체 흐름중에 정해진 순번으로 프로우브 부착 비즈를 흘려 넣고, 홈 혹은 모세관내에 수납하여, 정해진 순번의 프로우브 어레이를 제작하는 것이 있었다(특허 문헌 4).
또한, 유체 샘플중의 다수의 분석물을 검출하여 리얼타임으로 해석하여 표시하기 위한 시스템 또는 방법으로서, 적어도 하나의 광원과, 적어도 하나의 광검출기를 가지며, 실질적으로 동일 평면상의 광학적 어셈블리를 포함하고, 컴퓨터와 통신할 수 있고, 컴퓨터에 의해 읽기가 가능하며 또한 컴퓨터의 명령을 기억하는 메모리 매체가 구비되고, 해당 명령이 플로우 애널라이저를 이용하고 있는 생물학 샘플의 처리와, 처리 스텝과 실질적으로 동시에 해당 생물학 샘플내의 관심이 있는 적어도 하나의 분석물의 존재와 양의 결정(決定)을 포함하는 것이 있었다(특허 문헌 5).
그러나, 입자는, 사람이 취급하기에는 매우 작기 때문에(예를 들면, 수십㎛로부터 수mm), 다수의 입자를 미리 정해진 순번으로, 홈이나 모세관내에 정확하게 정렬시키는 것은 시간이 걸리고 취급이 어려울 우려가 있다고 하는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 입자 배열의 어긋남에 의해서, 정확하게 대응시킬 수 없을 우려 가 있다고 하는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 액체중에 현탁시킨 상태의 입자에 일정한 유속을 부여하여 유관내를 이동시켜, 유관 외에 설치한 광검출기로 측정하는 경우에는, 입자 하나하나를 엄격하게 추적하여 측정할 필요가 있어, 장치 구조가 복잡해지고 또한 복잡한 제어를 행할 필요가 있다고 하는 문제점을 가지고 있었다.
특허 문헌 1 : 일본특허 제 3115501호 공보
특허 문헌 2 : 국제 공개 W096/29602호
특허 문헌 3 : 국제 공개 W097/44671호
특허 문헌 4 : 일본 특개 2000-346842호 공보
특허 문헌 5 : 일본 특표평14-534657호 공보
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
따라서, 본 발명의 제1의 목적은, 생체 물질 등의 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수의 입자형상 담체를, 각종 물질 등에 따른 미리 정해진 위치나 순서로 배열함이 없이 상호 식별이 가능하도록 함으로써, 각종 물질을 배열하는 수고를 생략하고 처리의 신속화 및 용이화를 도모할 수 있는 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은, 상기 입자형상 담체를, 흡착이나 흡인에 의해서 고정하지 않고 또한 유체력을 가하여 동작시키지 않고, 대략 정지(靜止)한 상태로 유지함으로써, 각 입자형상 담체의 취급이나 측정을 용이화하고, 또한 고정밀화하여, 소규모의 장치 구성에 의해서 용이하게 처리를 실행할 수 있는 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3의 목적은, 입자형상 담체를 이용하여, 각종 물질의 고정, 이송, 반응, 그 측정 등의 일련의 처리를 일관하여 자동적으로 행하는 것을 가능하게 한 자동화에 적합한 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제4의 목적은, 입자형상 담체 자체에 대한 고정 처리 등의 처리를 측정이 이루어지는 장소와는 다른 장소에서 실행하고, 그것들을 용이하게 도입 유지하여 측정할 수 있도록 하여, 처리의 효율화, 처리의 신뢰성, 처리의 확실성을 높일 수 있는 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제5의 목적은, 입자형상 담체에 대한 고정화, 표지화, 해리 처리와, 대략 정지 상태로 유지한 측정을 임의의 횟수로, 용이하게 반복하는 것이 가능한, 처리의 효율성이 높은 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제1의 발명은, 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조(複數組)의 입자형상 담체의 집합과, 복수개의 상기 입자형상 담체 또는 복수조의 상기 입자형상 담체의 집합을 외부로부터 측정 가능하고 대략 정지 상태로 유지하는 담체 유지부를 가지며, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 각 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부에 도입 유지하기 전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화된 각종 물질 유지체이다.
여기서, 「복수 종류의 화학물질」, 즉 각종 물질은, 복수 종류의 생체 물질 등의 화학물질, 예를 들면, 핵산 등의 유전 물질, 단백질, 당(糖), 당쇄(糖鎖), 펩티드 등의 생체 고분자 또는 저분자를 포함한 화학물질이고, 이 생체 물질은, 리간드로서 이 생체 물질에 결합성을 가지는 수용체로서의 생체 물질의 결합을 검출하고, 포획하고, 분리하고, 추출하는 등에 이용된다. 수용체로서는, 상기 핵산 등의 유전 물질, 단백질, 당쇄, 펩티드 등에 각각 결합성을 가진 핵산 등의 유전 물질, 단백질, 당쇄, 펩티드 등의 생체 물질이 해당된다. 또한, 생체 물질로서 또는 생체 물질 대신에 세포, 바이러스, 플라스미드 등의 생체 자체를 이용할 수 있다.
「고정」이란, 상기 입자형상 담체에 상기 화학물질의 적어도 1종류를 직접적 또는 다른 종류의 물질을 개재하여 간접적으로 결합하여 관계짓는 것을 말한다. 결합에는, 예를 들면, 공유결합, 화학흡착에 의한 경우 외에, 물리 흡착, 수소결합, 전기적 상호작용에 의한 경우 등이 있다. 또는, 상기 입자형상 담체가 가진 결합 물질과, 각종 물질과의 사이의 특이적 반응, 그 외의 방법으로 고정되어 있다. 또한, 상기 입자형상 담체를, 다공질성 부재, 요철성 부재, 섬유질성 부재로 형성하는 것에 의해서, 각종 물질과의 반응 능력이나 결합 능력을 높이도록 해도 좋다. 고정을 위해서는, 상기 입자형상 담체에는, 예를 들면, 관능기를 발현 또는 생성하도록 한다. 그러기 위해서는, 예를 들면, 「폴리아미드계 고분자」로 이루어지는, 실크 등, 나일론(3-나일론, 6-나일론, 6,6-나일론, 6,10-나일론, 7-나일론, 12-나일론 등), PPTA(폴리파라페닐렌테레프탈아미드) 등의 전방향족 폴리아미드나, 헤테로환 함유 방향족 폴리머 등이 가진 펩티드 결합을 가수분해함으로써, 생체 물질의 고정에 이용하는 관능기를 발현 또는 생성시킨다. 생체 물질과 결합 가능한 관능기에는, 예를 들면, 카르복실기-COOH, 아미노기-NH, 또는 그 유도기가 있다. 여기서, 생체 물질의 고정에 적절한 다공의 지름은, 예를 들면, 수마이크로 미터 이하이다.
「입자형상 담체」란, 상기 담체 유지부에 도입되어 유지되는 것이 가능한 크기를 가진 입자형상의 고체이다. 이 입자형상 담체의 크기는, 예를 들면, 직경 또는 지름이 0.1mm로부터 수mm의 크기를 가진다. 상기 입자형상 담체를 유지할 수 있는 각종 물질 유지체의 상기 입자형상 담체를 유지하는 공간 부분에서는, 그 용량은, 유지한 상기 입자형상 담체를 제외한 공간 부분이, 예를 들면, 수마이크로 리터로부터 수백 마이크로 리터의 용적이다. 입자형상 담체는, 속이 찬 경우, 또는, 내부에 물질을 수용할 수 있는 속이 빈 경우가 있다.
「입자형상 담체」의 소재로서는, 액체 시료에 대해서 불용성의 물질이며, 예를 들면, 금속, 반도체, 반금속, 산화 금속 등의 금속 화합물, 세라믹스, 유리, 실리카와 같은 무기물질, 고무, 라텍스, 또는, 폴리스틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지, 셀룰로오스, 상술한 나일론 등의 섬유 물질 등의 고분자 물질, 실크 등의 천연 섬유 등의 천연 물질과 같은 유기물질이 있다. 더 상세하게는, 상기 수지에 대해서는, 예를 들면, 다음에 나타내는 것과 같은 모노머를 단독으로 또는 2종류 이상 조합하여 얻어진 폴리머도 포함한다. 모노머의 예로서는, 스틸렌, α 메틸스틸렌 등의 방향족 비닐 화합물, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴레이트류 또는 메타크릴레이트류, 아크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등의 다관능(메타)아크릴레이트 화합물, 디비닐벤젠 등의 다관능 방향족 비닐 화합물이다. 이들과 함께, 아크릴산, 메타크릴산, 스틸렌술폰산, 스틸렌술폰산, 비닐피리딘 등의 관능기를 가짐 모노머를 상기 모노머와 병용할 수 있다. 또한, 섬유 물질 등으로서는, 아가로스, 덱스트란, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 다당류의 가교체, 메틸화알부민, 젤라틴, 콜라겐, 카제인 등의 단백질의 가교체가 있다. 또한, 「폴리아미드계 고분자」로 이루어지는, 실크 등, 나일론(3-나일론, 6-나일론, 6,6-나일론, 6,10-나일론, 7-나일론, 12-나일론 등), PPTA(폴리파라페닐렌테레프탈아미드) 등의 전방향족 폴리아미드나, 헤테로환함유 방향족 폴리머 등이다. 또한, 입자형상 담체로서 예를 들면, 섬유형상체, 다공질체, 겔상체여도 좋다.
「입자형상 담체의 집합」이란, 적어도 2개의 입자형상 담체가 속하는 입자형상 담체의 집합으로서, 그 집합에 속하는 입자형상 담체는, 미리 정해진 개수에 의해서, 속하는 입자형상 담체간의 미리 정해진 거리에 의해서, 입자형상 담체가 위치하는 미리 정해진 범위에 의해서, 또는, 속하는 입자형상 담체를 둘러싸는 미리 정해진 경계, 피막이나 케이스에 의해서 특정되어 있다. 이에 따라서, 마치, 입자형상 담체의 집합을 하나의 입자형상 담체와 같이 일괄하여 취급하는 것도 가능하다. 또한, 각종 물질을 고정화하는 기능을 가진 입자형상 담체, 식별화를 행하는 기능을 가진 입자형상 담체, 그 외의 입자형상 담체(집합간의 경계를 나타내기 위해서, 또는, 표지화에 의해서 발생하는 빛 등이 혼재하지 않도록 빛 등을 차폐하기 위해서)와 같이 기능을 입자마다 분산시켜 취급을 용이화하고, 다른 여러 가지 기능을 더 부가할 수 있다. 또한, 입자형상 담체의 집합인 것만 명료하게 식별할 수 있으면, 거기에 속하는 입자형상 담체의 개수를 자유롭게 설정할 수 있으므로, 확장성, 범용성, 다양성이 있다.
「외부로부터 측정 가능」이란, 상기 담체 유지부에 유지되어 있는 각 입자형상 담체의 표지화된 상태를 외부로부터 특정할 수 있는 것을 말한다.
「대략 정지 상태로 유지」란, 각 입자형상 담체가 담체 유지부내에서, 자유롭게 이동하는 것이 아니라, 각 입자형상 담체가, 다른 입자형상 담체 또는 담체 유지부 또는 도입된 액체에 대해서, 측정이 가능하도록 거의 정지하고 있는 상태에 있는 것을 말한다. 그러나 완전하게 고정되어 있을 필요는 없다.
「상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 각 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부에 도입 유지하기 전에, 상호 식별 가능하도록 표지화된」것이기 때문에, 각 입자형상 담체를 상기 담체 유지부에 미리 정해진 배열로 도입 유지하는 것에 의해서, 그 위치적인 정보(순서 정보도 포함한다)로부터 비로소 상호 식별 가능해지는 어레이를 형성할 필요는 없다.
「입자형상 담체가 식별이 가능하도록 표지화된」이란, 입자형상 담체 자체에 식별이 가능한 표지 요소를 유지하거나, 결합하거나, 또는 고정되는 것에 의해서, 또는, 입자형상 담체 자체가 식별이 가능하도록 가공 또는 형성되어 있는 것을 의미한다. 즉, 표지화의 원인이, 입자형상 담체에 존재하는 것을 의미하고, 입자형상 담체의 배열이나 위치 등과 같이, 표지화의 원인이 입자형상 담체의 밖에 존재하는 경우와는 상이하다. 예를 들면, 입자형상 담체의 형상을, 구, 입방체, 원기둥, 사각기둥, 원추, 각추, 요철을 설치하는 등으로 형성하는 것에 의해서, 입자형상 담체의 크기를 여러 가지로 바꾸는 것에 의해서, 여러 가지 색소를 입자형상 담체에 부여하는 것에 의해서, 여러 가지 형광 물질, 인광 물질, 화학 발광 물질 등의 발광 물질, 여러 가지 파장의 적외선, 자외선, 전파를 포함한 여러 가지 파장의 전자파를 발하는 방사 물질, 여러 가지 자성 강도를 가진 자성체 등의 표지 요소를 입자형상 담체에 설치하는 것에 의해서 표지화한다. 그 경우, 표지화는, 입자형상 담체의 표면에 상기 발광 물질, 각종 전자파 방사성 물질, 자성체 등의 표지 요소를 설치하는 경우뿐만 아니라, 입자형상 담체의 내부에 설치하는 경우를 포함한다. 내부에 설치하는 경우로서는, 입자형상 담체가 중공으로 형성되고, 그 중공 내에 이들 물질을 수용하거나 또는 묶는 입자형상 케이스 또는 입자형상 피막인 경우가 있다. 그 경우, 발광 물질의 경우에는, 상기 입자형상 케이스 또는 입자형상 피막은 투명 또는 반투명이며, 방사성 물질의 경우에는, 그들 전자파의 파장 대역에 대해서 투명 또는 반투명일 필요가 있다. 상기 입자형상 담체는 상기 담체 유지부로 도입 유지하기 전에 이미 표지 요소를 가지거나, 또는 입자형상 담체 자체가 식별 가능하도록 가공 또는 형성되어 있게 된다.
한편, 상기 표지 요소로서는, 측정에 의해서 식별이 가능한 미리 정해진 발광 물질 등과 특이적으로 반응 가능한 결합 물질로서, 아직 상기 발광 물질 등과 반응하고 있지 않은 상태에 있는 결합 물질도 포함한다. 이러한 결합 물질의 예로서는, 리간드와 결합한 상기 발광 물질 등에 대해서, 상기 리간드에 결합성을 가진 수용체가 있다. 이 표지 요소는, 잠재적으로는 표지화가 되어 있으며, 미리 정해진 상기 발광 물질 등과 반응시킴으로써, 표지화가 현재화(顯在化)되게 된다. 따라서, 이 표지 요소를 이용함으로써 입자형상 담체는, 담체 유지부에 도입하기 전에, 잠재적으로 상호 식별이 가능하도록 표지화되어 있으며, 도입후의 반응에 의해서 상기 표지가 현재화하는 경우도, 도입전에 표지화되어 있는 것에 포함된다.
이에 따라서, 상호 식별된 입자형상 담체는, 위치 식별이 가능하도록 배열하거나, 또는, 입자형상 담체를 순서를 정하여 이동시키지 않고, 각 입자형상 담체 또는 각 입자형상 담체의 집합을 식별하는 것에 의해서, 상기 입자형상 담체에 고정되거나 또는 고정 가능한 각종 물질을 인식할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 상기 각종 물질과 반응 또는 결합하는 다른 방법으로 표지화된 목적물질의 현탁액과 상기 입자형상 담체를 접촉시키는 것에 의해서, 목적물질의 표지화와 입자형상 담체의 표지화의 조합에 의해, 상기 목적물질이 결합한 각종 물질을 특정할 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면, 각 입자형상 담체는, 각종 물질과의 대응 관계를 가진 위치 또는 순서대로 배열한 어레이를 구성함이 없이, 무작위, 자유, 임의의, 또는 불규칙적인 위치 또는 순서로 유지하는 것으로도, 상기 입자형상 담체가 고정하거나 또는 고정 가능한 각종 물질을 인식시킬 수 있다.
제2의 발명은, 상기 담체 유지부는, 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부, 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 가진 칩형상 용기를 가진 각종 물질 유지체이다.
여기서, 「칩형상 용기」란, 노즐에의 장착용 개구부와, 유체의 유출 입용의 입구부를 가진 용기이다. 칩형상 용기에서는, 장착용 개구부가 상단에 입구부가 하단에 설치되는 것이 바람직하다. 칩형상 용기는, 장착용 개구부 또는 노즐보다 가늘게 형성되며 각종 용기에의 삽입을 가능하게 하는 세관(細管)을 가지며, 세관의 선단에 입구부가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 장착용 개구부와 세관과 연이어 통하는 액체의 저류(貯留)가 가능한 저류부가 설치되는 것이 바람직하다. 이것은, 상기 세관은 상기 장착용 개구부보다 가늘게 형성되어 있기 때문에, 직접 연통시킬 수 없기 때문이다. 상기 저류부로서는, 상기 세관보다 굵게 형성된 태관(太管)을 가진 것이 바람직하다. 세관은 상기 저류부 또는 태관과 일체로 설치하는 경우와, 착탈 가능하게 설치하는 경우가 있다. 착탈 자유롭게 설치하는 경우에는, 상기 담체의 세관내로의 수용이 용이하다. 이 태관 및 세관은, 해당 태경부(太徑部)와 연이어 통하는 세관에 상당하는 세경부(細徑部)를 가진 전형적인 분주 칩의 형상을 가진 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 태경부 대신에, 사각기둥의 형상을 가진 것이어도 좋고, 세경관 대신에 각통형상의 관이어도 좋다. 또한, 상기 세관의 내경 또는 단면의 크기는, 상기 장착용 개구부에 장착되는 노즐의 내경보다 작다. 또한, 상기 담체는, 세관내에 수용된다. 상기 세관의 용적은, 수마이크로 리터로부터 수백 마이크로 리터의 범위를 가진 것이 바람직하다.
칩형상 용기의 재료는, 광학적 측정을 행하는 것을 가능하게 하기 위해서 적어도 세관 부분은 투광성의 소재가 바람직하다. 칩형상 용기의 재료로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 아크릴 등의 수지, 유리, 금속, 금속 화합물 등이 있다. 사이즈는, 예를 들면, 세관에 있어서 수μ리터로부터 수백 μ리터의 액체를 수용 가능한 크기이다.
한편, 입자형상 담체는, 후술하는 바와 같이, 상기 칩형상 용기의 세관내에 수용하는 경우와, 상기 저류부에 수용하는 경우, 또는 그 쌍방에 수용하는 경우가 있다. 저류부에 수용하는 경우에는, 저류부에 삽입 또는 끼워 삽입할 수 있는 코어를 저류부 내에 설치하고, 상기 코어의 바깥표면에, 예를 들면, 나선형상, 지그재그형상, 직선형상, 사행형상으로 홈 또는 돌출조를 형성하는 것에 의해서, 저류부의 내벽과 홈의 사이 또는 저류부의 내벽, 코어의 바깥표면 및 돌출조의 사이에 가는 통로를 형성하고, 이 통로를 따라서 입자형상 담체를 수용하는 경우가 있다. 또는, 저류부의 내벽에 상술한 형상의 홈 또는 돌출조를 형성하고, 바깥홈과 상기 코어의 바깥표면과의 사이, 또는 상기 저류부의 내벽, 돌출조 및 코어의 바깥표면과의 사이에 가는 통로를 형성하는 경우, 저류부의 내벽 및 코어의 쌍방에, 상술한 형상의 홈 또는 돌출조를 형성하여, 가는 통로를 형성하는 경우가 있다. 이들 통로는, 상기 입자형상 담체가 일렬로 나열되도록 하는 크기로 형성한다. 이러한 경우에는, 후술하는 세관 자체를 나선형상 등으로 형성하여 입자형상 담체를 유지시키는 것보다도, 컴팩트하고 또한 강성을 가지게 된다. 또한, 이들 상기 통로는 상기 세관과 연이어 통하도록 설치하여, 상기 저류부와 세관의 쌍방에 입자형상 담체를 연속적으로 유지하도록 해도 좋다.
제3의 발명은, 상기 칩형상 용기는, 액체의 저류가 가능하고, 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 이 저류부와 연이어 통하고 상기 입구부를 가지며 상기 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지며, 상기 입자형상 담체는, 상기 세관내에 유지된 각종 물질 유지체이다.
이 경우, 상기 입자형상 담체를 상기 세관내에 일렬로 유지되도록 하면, 상기 세관을 따라서, 상기 입자형상 담체를 주사(走査)하는 것에 의해서 보다 한층 측정이 용이하다. 여기서, 일렬이므로, 상기 세관의 지름 또는 축방향에 수직인 단면은, 상기 입자형상 담체가 축방향을 따라서 엇갈릴 수 없거나, 또는 축방향에 수직 방향으로 2개 이상 나열할 수 없도록 하는 형상 또는 크기를 가질 필요가 있다. 즉, 상기 입자형상 담체의 외경보다 크고, 그 외경의 2배보다 작은 내경 또는 폭 및 길이를 가진 세관을 가지도록 한다.
그렇게 하면, 각 입자형상 담체를, 상기 열을 따라서 주사하여 측정할 수 있다. 이러한 입자형상 담체의 외경은 예를 들면, 약 0.1mm로부터 3 mm정도이고, 상기 세관은, 예를 들면, 약 0.2mm에서 6mm정도의 내경을 갖게 한다.
세관은 직선형상에 한정되지 않고, 곡선형상이어도 좋다. 예를 들면, 입구부와 장착용 개구부를 연결하는 축 주위의 원통을 따라서 선회하거나, 또는 평면내에서 소용돌이 형상으로 선회하는 나선형상이거나、만곡하고 있거나 또는, U자형상 부분을 가지고 있어도 좋다. 세관은, 유체의 흐름 방향에 수직 방향의 단면이 원형 또는 고리 형상인 경우뿐만 아니라, 내벽의 단면이, 예를 들면, 사각형상이어도 좋다. 유지되어야 할 입자형상 담체가 구 형상인 경우에는, 사각형의 정점이 유체가 통과할 수 있는 홈으로서의 역할을 수행한다.
제4의 발명은, 상기 담체 유지부에는, 상기 입구부로부터 유입한 유체와 접촉 가능한 상태로, 상기 담체 유지부내에 상기 입자형상 담체를 봉입하는 봉입부를 가진 각종 물질 유지체이다.
여기서, 「봉입부」의 예로서는, 유체는 통과할 수 있지만 상기 담체는 통과할 수 없도록, 상기 유지부에 대해서 별체로 상기 장착용 개구부 또는 개구부와 상기 입구부의 사이를 구분하도록 설치한 1 또는 2이상의 담체 통과 저지 부재를 가진 것이 있다.
「담체 통과 저지 부재」로서는, 상기 칩형상 용기와는 별체의 부재에 의해서 형성한 것이다. 상기 칩형상 용기의 벽 등, 상기 칩형상 용기의 벽 등을 가공한 것과의 쌍방을 조합하여 이용한 것이어도 좋다. 상기 담체 통과 저지 부재는, 용기의 내벽면의 사이에 틈새를 형성하는 것에 의해서, 유체가 통과할 수 있지만, 그 관통구멍 또는 틈새의 크기는 입자형상 담체를 통과할 수 없는 크기 또는 형태를 가진 것이다. 예를 들면, 차륜형상, 십자형상, 한일(一)자형상, 방사형상, 망형상, 혹은 고리 형상으로 세관을 구분하도록 설치한 부재, 관통구멍을 가진 관통성 다공질 부재이다. 관통성 다공질 부재의 경우에는 포어 지름보다 큰 사이즈를 가진 여러 가지 입자형상 담체에 대해 확실하게 봉입할 수 있다. 상기 「관통성 다공질 부재」로서는, 어떠한 물질을 흡착 등에 의해 포획하는 필터일 필요는 없다. 그러나, 상기 봉입부가 필터, 멤브레인 등의 박막형상 필터인 경우에는, 입구부나 장착용 개구부로부터의 상기 담체의 유출을 방지할 뿐만 아니라, 소정의 물질을 포획할 수 있다. 한편, 봉입부를 칩형상 용기와는 별체로 설치했을 경우에는, 유체의 흐름 방향이 얇은 박판형상 혹은 박막형상으로 형성한 부재를 이용하거나 또는 담체가 유출하지 않는 조건으로 포어 지름이 큰 관통성 다공질 부재를 이용한다. 상기 담체 통과 저지 부재의 개수는, 상기 입자형상 담체가, 상기 입구부로부터의 유출 및 상기 장착용 개구부로부터의 유출의 쌍방을 방지하기 위해서는, 상기 입자형상 담체를 입구부측과, 상기 장착용 개구부측의 쌍방으로부터 사이에 끼워지도록 하여 적어도 2개소에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 별체로 설치한 상기 담체 통과 저지 부재를 착탈 자유롭게 설치하는 것에 의해서, 상기 담체의 봉입 및 발출(拔出)을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 봉입부로서 칩형상 용기를 가공하여 설치했을 경우에는, 담체가 유출하지 않는 조건으로 개구부분을 크게 하는 것에 의해서, 흡인 토출에 필요한 압력을 저감할 수 있다. 칩형상 용기 그 자체를 이용한 것으로서는, 상기 세관이 좁혀져 가늘게 하기 위해서, 관의 중앙 방향으로 돌출하는 돌기부를 설치한 것이나, 상기 장착용 개구부와 상기 입구부의 사이를 구분하는 방향으로 상기 유지부의 벽면을 돌출시킨 1 또는 2 이상의 돌출부를 가진 것이 있다.
이것에 의해서, 입자형상 담체를 가공하지 않고, 상기 칩형상 용기를 가공, 변형하는 것에 의해서, 입자형상 담체를 확실하게 봉입할 수 있다.
제5의 발명은, 상기 담체 유지부의 벽의 전체 또는 일부는, 소정 전기저항치를 가진 도전성 부재로 형성된 각종 물질 유지체이다.
여기서, 도전성 부재를 상기 칩형상 용기에 설치하는 것에 의해서, 상기 도전성 부재에 외부에 설치한 전원 회로에 접속된 단자를 접촉시켜, 소정저항치를 가진 상기 도전성 부재에 전류를 흐르게 하여 발열을 행하게 할 수 있다. 상기 전류치에 대해서는, 후술하는 제어부에 의해서, 처리 내용에 기초하여 제어되게 된다.
또한, 「소정 전기저항치」로서는, 소정의 전류를 상기 도전성 부재내에 흐르게 하는 것에 의해서, 상기 도전성 부재가 목적에 따른 온도를 달성하는데 필요한 발열을 행할 수 있는 값이다. 예를 들면, 표면 저항치라 하면, 단위면적당 예를 들면, 수백Ω로부터 수Ω정도, 또, 유도 가열을 가능하게 하는 저항치는, 예를 들면, 수Ωcm 이상이다.
「도전성 부재」로서는, 예를 들면, 금속, 금속 산화물 등의 금속 화합물, 합금, 반도체, 반금속, 도전성 수지 등의 도전성 물질, 이들 도전성 물질과 비도전성 물질, 예를 들면 세라믹스, 유리, 합성 수지 등을 조합한 것, 또는, 도전성 물질끼리를 조합한 것이어도 좋다. 예를 들면, 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화주석, 철, 철합금, 니크롬합금, 2종류 이상의 다른 도전성 물질로 형성한 부재를 접착, 용접, 접합하는 것에 의해서 결합한 경우가 있다. 이들 부재에 전류를 흐르게 하는 것에 의해서, 또는 철, 철합금의 경우에는, 시간적으로 변동하는 자장을 인가하는 것에 의해서, 이들 부재를 유도 가열할 수 있다. 2종류의 도전성 물질을 접합한 경우에는, 펠티에 효과에 의해, 전류의 방향에 의해서 가열 및 냉각을 행할 수 있다.
도전성 부재의 형상으로서는, 선형상, 박막형상, 박(箔)형상, 막형상, 박판형상, 판형상, 가늘고 긴 형상, 층형상 등이 있다. 도전성 부재의 보강을 위해서 상기 도전성 부재를 비도전성 부재에 접착, 용착, 증착한 것이어도 좋다. 상기 도전성 부재는, 「전자기적 신호」(전기적 신호 또는 자기적 신호)에 의해서 소정 온도로 제어된다. 상기 전자기적 신호에는, 열이나 냉기를 더하는 것에 의한 열역학적 신호는 제외된다.
한편, 상기 벽은, 그 내벽면이 상기 칩형상 용기내에 면하고, 그 외벽면이 상기 칩형상 용기 바깥에 있고, 그 내외벽면 사이가 일체적으로 형성된 칩형상 용기이다. 즉, 칩형상 용기의 내벽면과 외벽면 사이에 있는 벽의 부분은, 예를 들면, 금속, 수지 등 또는 이들을 결합한 고체 상태로 분할이 자유롭게 되지는 않도록 벽으로서 형성되어 있다. 따라서, 벽전체 또는 벽의 일부로서 형성된 도전성 부재로서는, 벽으로부터 분리가 자유로운 도전성 부재를 가진 경우, 예를 들면, 단지 벽에 접촉하고 있을 뿐인 도전성 부재나, 벽에 나사 등에 의해서 착탈 자유롭게 부착된 도전성 부재, 벽에 용접 등으로 부착된 별도의 부재에 대해서 착탈 자유롭게 부착한 도전성 부재, 벽으로부터 완전하게 떨어져 있는 도전성 부재는 분할이 가능하므로 제외된다. 그 때문에, 칩형상 용기의 벽이, 칩형상 용기의 벽으로서 요구되는 두께 정도가 되도록 도전성 부재를 설치하도록 하면, 칩형상 용기의 사이즈나 장치 전체의 규모를 억제하여, 가열수단의 존재를 의식하지 않고 취급할 수 있다.
제6의 발명은, 각 조(組:set)의 상기 입자형상 담체의 집합은, 적어도 2개의 별체로 설치한 입자형상 담체를 가지며, 적어도 하나의 입자형상 담체는, 각 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 반응용 입자이며, 다른 적어도 하나의 입자형상 담체는, 그 각 화학물질의 종류 또는 상기 입자형상 담체의 집합을 식별이 가능할 수 있도록 표지화된 표지용 입자인 각종 물질 유지체이다.
여기서, 「반응용 입자」로서는, 예를 들면, 입자형상 담체에서 설명한 바와 같이, 표면 활성을 가진 소재 또는 화학물질(반응 물질)을 충분히 고정할 수 있는 소재 또는 성질을 가진 것이 적당하다. 한편, 「표지용 입자」로서는, 형광 물질, 화학 발광 물질, 방사성 물질로 피복된 소재, 여러 가지 색소로 피복된 소재, 또는, 식별이 가능한 소정 형상, 예를 들면, 입방체, 원통, 각기둥, 원추, 십자 형상 등을 가진 입자, 식별이 가능한 소정의 크기를 가진 입자, 또는 이들 형광 물질, 화학 발광 물질, 방사성 물질 혹은 소정 형상 중의 일부 또는 전부의 조합을 이용하는 것이 적당하다. 또한, 이들 표지용 입자로서는, 상기 각종 물질, 또는 그것과 결합성을 가진 물질의 부착이 되도록 적은 성질을 가진 것이 좋다.
제7의 발명은, 각 조의 상기 입자형상 담체의 집합은, 적어도 2개의 별체로 설치한 입자형상 담체를 가지며, 적어도 하나의 입자형상 담체는, 상기 표지화에 의한 입자형상 담체의 집합 상호간의 영향을 배제하거나, 또는 상호의 경계를 정하는 경계용 입자인 각종 물질 유지체이다.
여기서, 표지화는, 상기 반응용 입자 그 자체에 대해서 이루어지는 경우, 반응후에, 후술하는 제2의 표지에 기초하여 반응용 입자가 표지화되는 경우도 포함한다. 반응용 입자와는 별개의 입자를 표지화했을 경우에는, 반응용 입자, 표지화 입자와 경계용 입자의 적어도 3개의 입자형상 담체가 하나의 집합에 속하는 경우와, 표지화 입자 그 자체가 경계용 입자로서, 적어도 2개의 입자가 하나의 집합에 속하는 경우라도 좋다. 한편, 「경계용 입자」의 예로서는, 예를 들면, 형광, 화학 발광 등의 빛을 차폐하는 차광성을 가진 금속, 세라믹스 등으로 형성된 입자가 있다.
제8의 발명은, 상기 입자형상 담체의 바깥표면, 또는 상기 담체 유지부 내에서, 입자형상 담체가 유지되는 부분의 내벽의 어느 한쪽에는, 각각 1 또는 2 이상의 볼록부, 또는, 1 또는 2 이상의 돌출조 혹은 홈을 형성한 각종 물질 유지체이다.
여기서, 「담체 유지부 내에서, 입자형상 담체가 유지되는 부분」이란, 예를 들면, 입자형상 담체가 일렬형상으로 유지되어 있는 세관 부분이다. 이것에 의해서, 입자형상 담체가 구형이고, 세관이 원통형의 내벽을 갖고, 또는, 상기 봉입부가, 원형의 관통구멍을 갖고 있어도, 상기 입자형상 담체가, 담체 유지부의 내벽에 밀착하거나, 또는 관통구멍을 막아 유체의 흐름을 차단하는 경우는 없다.
제9의 발명은, 상기 입자형상 담체를 유지한 상기 담체 유지부 내에서, 유체를 수용 가능한 공간의 용적은 수마이크로 리터로부터 수백 마이크로 리터 정도인 각종 물질 유지체이다.
여기서, 「유체를 수용 가능한 공간」이란, 대체로, 상기 세관에 봉입된 담체의 표면과 세관의 내벽면의 사이에 생기는 공간을 말한다.
상기 세관의 용적을 이렇게 한정하는 것에 의해서, 미소량의 액체, 즉, 수마이크로 리터로부터 수백 마이크로 리터의 체적의 액체를 세관에 흡인했다고 해도, 상기 액체를 상기 담체의 표면에 일정하게, 또는 균일하게 접촉시킬 수 있다. 이 미소량은, 통상 생체 화학, 특히 DNA의 분야에 있어서, 생체로부터 용이하게 추출되어 취급되는 물질의 양이다. 또한, 상기 칩형상 용기로서는, 세관 외에, 상기 세관과 연이어 통하는 태관을 설치하고, 예를 들면, 세관의 용적의 수배로부터 수십배의 용적으로 하는 것에 의해서, 여러 가지의 액량(液量)을 취급할 수 있다.
제10의 발명은, 기체의 흡인 토출을 실시하는 하나 또는 복수열의 노즐을 가진 노즐 헤드와, 상기 노즐을 통하여 기체의 흡인 토출을 실시하는 흡인토출기구와, 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합, 및 상기 노즐에 장착되거나 또는 장착 가능하고, 상기 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을 외부로부터 측정 가능하고, 대략 정지 상태로 유지하는 담체 유지부를 가지며, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 입자형상 담체마다, 또는 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부로의 도입 유지전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화된 1 또는 2 이상의 각종 물질 유지체를 가진 각종 물질 유지체 처리장치이다.
여기서, 「각종 물질 유지체」는, 제1의 발명으로부터 제9의 발명의 어느 하나에 관련된 것이다. 특히, 상기 각종 물질 유지체는, 상기 노즐에 장착되거나 또는 장착 가능할 필요가 있다.
제11의 발명은, 여러 가지의 액체를 수용하거나 또는 수용 가능한 액수용부 군(液收容部群))과, 상기 노즐 헤드를 상기 액수용부 군으로 상대적으로 이동시키는 이동수단과, 상기 노즐의 흡인 토출의 양, 스피드, 횟수, 시간 또는 위치를, 상기 각종 물질 유지체의 구조, 상기 입자형상 담체에 고정되거나 또는 유체중에 존재하는 각종 물질의 종류, 농도, 액체의 양, 상기 액체의 수용 위치를 포함한 좌표 위치로 이루어진 물질 조건, 및, 처리 내용에 기초하여 제어하는 제어부를 가진 각종 물질 유지체 처리장치이다.
여기서, 「처리 내용」이란, 예를 들면, 반응, 세정, 이송, 분주, 분리, 추출, 가열, 냉각, 청징(淸澄), 측정, 혼합, 괴리(乖離), 용출(溶出), 교반 등, 또는 이들 일련의 처리를, 처리 목적에 따라서, 소정 순서 또는 소정 시간 스케줄에 따라서, 중복을 포함하면서 조합한 것이다. 「시간」이란, 흡인 토출의 지속 시간 또는 타이밍을 포함한다. 지속 시간 또는 타이밍을 설정하는 것에 의해서, 간헐적, 연속적 또는 단속적인 흡인 토출의 설정을 가능하게 한다.
「반응」처리의 경우에는, 예를 들면, 상기 물질 조건에 따라서, 해당하는 시약이 수용되어 있는 용기 위치에 있어서, 상기 조건으로 정해진 상기 흡인 토출을 소정의 스피드로, 상기 세관의 담체 봉입 영역의 용적의 예를 들면, 80퍼센트의 액량으로 흡인 토출을 반복하는 제어가 이루어진다. 그 흡인 토출의 횟수에 대해서도 상기 물질 조건에 따라 정해진 제어를 행한다.「세정」처리의 경우에는, 예를 들면, 상기 물질 조건에 따라서, 세정액이 수용되어 있는 용기 위치에 있어서, 상기 흡인 토출을 상기 처리에 따라서 정해진 소정의 스피드로, 흡인 토출을 소정 횟수 반복한다고 하는 제어가 이루어진다. 마찬가지로 하여, 상기 처리에 따른 흡인 토출의 제어가 이루어진다. 「스피드」로서는, 예를 들면, 취급하는 물질이 DNA인 경우에는 그 사이즈가, 단백질에 비해 작기 때문에, DNA끼리의 조우성(遭遇性)을 높이기 위해서는, 스피드를 높일 필요가 있다. 또한, 스피드는, 처리의 내용에 따라서 상이하고, 세정이나 교반의 경우는, 반응 처리를 행하는 경우에 비하면 그 흡인 토출의 스피드는 느린 것이 된다.
「각종 물질 유지체의 구조」에는, 상기 칩의 형상, 봉입된 입자형상 담체의 위치, 수용된 입자형상 담체의 형상이나 성질, 또는 봉입부의 형상 등도 포함한다. 「화학물질의 종류」에 따라 흡인 토출의 동작을 정한다는 것은, 예를 들면, DNA등의 유전 물질과 같이, 단백질의 사이즈보다 일반적으로 작은 경우에는, 취급하는 액량은 작고, 또, 스피드는 빠른 것이 취급하기 쉬워진다. 이것은, 사이즈가 작으면 작을수록, 일반적으로 조우성이 낮아지기 때문이다.
여기서, 상기 각종 물질 유지체는, 예를 들면, 상기 노즐에 장착된 장착용 개구부 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 가지며 상기 노즐보다 가는 세관을 가진 칩형상 용기, 소정의 생체 물질이, 외부로부터 식별 가능한 미리 정해진 복수의 다른 입자형상 담체에 고정되거나 또는 고정 가능하고 상기 입구부를 통과할 수 있는 크기 또는 형상을 가지며, 또한 상기 유지체 내에 유입한 유체와 접촉 가능한 상태로, 상기 유지체내에 상기 담체를 봉입하는 상기 칩형상 용기에 설치한 봉입부를 가진 것이다.
제12의 발명은, 상기 담체 유지부에 유지된 상기 입자형상 담체로부터의 신호를 수신하는 수신장치와, 상기 수신장치로부터의 신호에 기초하여, 해석을 행하는 해석장치를 가진 각종 물질 유지체 처리장치이다.
여기서, 「신호의 수신」에는, 광신호의 수광(受光)을 포함한 여러 가지 대역의 전자파 신호로부터의 수신을 포함한다. 수신장치에 의한 수신은, 상기 복수열의 노즐을 가진 노즐 헤드에 장착된 복수의 입자형상 담체 유지체에 대해서 일괄하여 행하는 경우와, 수신장치에 의해서, 상기 각종 물질 유지체 마다에 차례로 수광하는 경우가 있다. 후자의 경우에는, 상기 수신장치와 상기 용기의 사이에서 상대적으로 이동하는 이동수단을 이용하여, 상기 칩 또는 수신장치를 차례로 하나씩 상대적으로 반송시키면서 행하게 된다. 그 경우, 측정은 시간을 어긋나게 하여 이루어지므로, 일부의 시약, 예를 들면, DNA를 추출하는 경우에는, PCR의 전처리에서의 PCR 반응액은, 또는 화학 발광의 경우의 기질액(基質液)의 주입 등의 경우도 반응의 직전 또는 일정시간전에 분주할 필요가 있다. 따라서, 일제히 분주하는 것이 아니라, 시간적으로 하나씩 어긋나게 하여 시간차를 두어 분주를 행하는 것이 바람직하다. 한편 형광을 측정하는 경우에는, 상기 용기내에 소정 여기용 빛을 조사하는 발광장치를 더 설치한다.
제13의 발명은, 상기 해석장치는, 상기 수신장치에 의해서 수신된, 상기 담체 유지부에 도입 유지하기 전에 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서 상호 식별이 가능하도록 한 제1의 표지에 근거한 신호와, 상기 도입 유지후에 상기 입자형상 담체를 표지화한 제2의 표지에 근거한 신호에 기초하여, 해석을 행하는 각종 물질 유지체 처리장치이다.
여기서, 「제1의 표지에 근거한 신호」는, 제1의 표지에 속하는 것이 표지되고, 또한 제1의 표지에 근거한 신호끼리의 사이에서 상호 식별 가능하지 않으면 안된다. 동시에, 「제2의 표지에 근거한 신호」는, 제2의 표지에 속하는 것이 표지되고, 또한, 「제2의 표지에 근거한 신호」끼리의 사이에서 상호 식별 가능하지 않으면 안된다. 따라서, 「제1의 표지에 근거한 신호」와 「제2의 표지에 근거한 신호」의 사이는, 상호 식별 가능하지 않으면 안된다. 또한, 제2의 표지에 근거한 신호의 강도 또는 신호의 수신량에 기초하여, 상기 각종 물질의 사이의 반응량을 측정할 수 있게 된다.
제14의 발명은, 상기 담체 유지부의 바깥측에, 외부로부터의 신호에 의해서 온도를 승강시키는 온도 승강체를 접근 혹은 접촉시키거나 또는 접근 가능 혹은 접촉 가능하도록 설치한 각종 물질 유지체 처리장치이다.
여기서, 「온도 승강체」란, 외부로부터의 신호에 따라서 그 온도를 상승시키거나 또는 하강하는 것이 가능한 부재 또는 장치를 말한다.「신호」란, 상기 온도 승강체가 도전성 부재인 경우에는, 전자기적 신호, 즉 전기 또는 자기에 의한 신호이다. 온도 승강체에 의한 온도를 검지하여, 상기 온도에 기초하여 신호를 발생하는 것도 가능하다.
한편, 상기 온도 승강체는, 상기 각종 물질 유지체에 대해서 상대적으로 이동 가능하도록 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우에는, 상기 제어부는, 흡인 토출의 제어 외에, 온도의 제어도 처리 내용에 기초하여 제어하게 된다.
제15의 발명은, 상기 노즐 헤드는, 복수열의 일괄 노즐 및 하나의 개별 노즐이 열방향을 따라서 배열되고, 상기 흡인토출기구는, 상기 노즐 헤드의 일괄 노즐 및 개별 노즐에 대해서 일제히 기체의 흡인 토출을 행하고, 상기 이동수단은, 상기 노즐 헤드를 상기 액수용부 군을 가진 스테이지에 대해서 상대적으로 행방향을 따라서 이동시키는 노즐 헤드 이동수단, 및, 상기 일괄 노즐의 이동 경로상으로서, 상기 열방향을 따르는 열(列) 반송경로 및, 상기 개별 노즐의 이동 경로상으로서, 상기 행방향을 따르는 행(行) 반송경로를 포함한 반송 경로를 가지며, 상기 일괄 노즐로부터 탈착한 칩형상 용기 또는 상기 일괄 노즐 헤드로부터 토출된 액체를 각각 수용 가능한 반송 수용부를 상기 반송 경로를 따라서 반송하는 행렬 경로 반송 수단을 가진 각종 물질 유지체 처리장치이다.
여기서, 「열방향」과 「행방향」은 반드시 X방향(가로방향) 및 Y방향(세로 방향)과 같은 직교할 필요는 없고, 비스듬히 교차하는 경우여도 좋다. 「일괄 노즐 헤드」와「개별 노즐 헤드」는, 독립하여 이동 가능하여도 좋다. 또한, 상기 행렬 경로 반송 수단은, 상기 노즐 헤드의 이동 경로상에 있는 행 반송경로 및 열 반송경로를 가지면, 예를 들면, 사각형상 또는 다각형상 등의 닫힌 반송 경로를 가진 경우라도 좋고, 열린 반송 경로를 가진 경우라도 좋다.
여기서, 「반송 수용부」는, 상기 반송 수단에 있어서 칩 또는 액체를 수용하는 부분으로서, 적어도 일괄 노즐 헤드의 노즐수와 동일한 수의 반송 수용부를 가진 것이 바람직하다.
제16의 발명에 의하면, 상기 행렬 경로 반송 수단의 상기 반송 경로를 따른 소정 위치에, 착탈된 상기 칩형상 용기 또는 상기 반송 수용부로부터의 신호를 수신하는 수신수단을 설치한 각종 물질 유지체 처리장치이다.
제17의 발명은, 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 입자형상 담체로서, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 입자형상 담체의 집합마다에 따라서 상호 표지화된 것을, 포획 가능한 담체 포획부와, 상기 담체 포획부가 포획한 입자형상 담체를 담체 포획부와 함께 이동시키는 담체 포획이동부를 가지며, 상기 담체 포획부가 포획한 입자형상 담체를, 복수개의 상기 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을 유지할 수 있고 외부로부터 측정이 가능하고 대략 정지 상태로 유지하는 담체 유지부로 이동시켜, 각종 물질 유지체를 제조하는 각종 물질 유지체 제조장치이다.
여기서, 「담체 포획 이송부」로서는, 예를 들면, 기체를 흡인 가능한 흡인부와, 상기 흡인부와 연이어 통하며, 상기 흡인부에 의한 흡인에 의해 상기 입자형상 담체를 포획 가능한 관형상 부재와 제1의 발명 내지 제9의 발명의 어느 하나의 담체 유지부와의 사이에서, 상기 관형상 부재를 상대적으로 이동 가능한 관형상 부재 이동수단을 가진 것이 있다. 관형상 부재는, 예를 들면, 그 선단에서, 상기 입자형상 담체를 1개씩 포획하도록 한다.
제18의 발명은, 상기 담체 유지부는 칩형상 용기로서, 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부, 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 가지며, 상기 칩형상 용기를 상기 장착용 개구부 또는 입구부를 위쪽을 향해서 지지하는 칩형상 용기 지지부와, 지지된 상기 칩형상 용기의 위쪽을 향한 상기 장착용 개구부 또는 입구부의 주위를 둘러싸고, 위쪽으로 확장되어 벌어지는 깔때기 모양의 가이드와, 상기 칩형상 용기의 아래쪽을 향한 상기 입구부 또는 장착용 개구부를 향하여, 기체를 흡인하는 하부 흡인 기구를 더 가진 각종 물질 유지체 제조장치이다.
제19의 발명은, 여러 가지 입자형상 담체를 수용하거나 또는 수용 가능한 담체 수용부군과, 상기 담체 유지부를 수용하는 담체 유지부 수용부를 가진 각종 물질 유지체 제조장치이다.
제20의 발명은, 복수 종류의 화학물질을 복수개의 상기 입자형상 담체에 고정하거나, 또는, 상기 화학물질을 고정한 입자형상 담체에 대해, 화학물질을 고정 가능한 복수의 입자형상 담체에 대해, 또는 화학물질을 고정한 입자형상 담체 혹은 화학물질을 고정 가능한 입자형상 담체 이외의 입자형상 담체에 대해, 그 화학물질의 종류, 입자형상 담체마다, 또는 입자형상 담체를 포함한 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상호 식별이 가능하도록 표지화하는 고정 표지화 공정과, 상기 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을, 외부로부터 측정 가능하고 대략 정지 상태로 담체 유지부에 도입하여 유지시키는 도입 유지 공정을 가진 각종 물질 유지체 제조 방법이다.
제21의 발명은, 상기 도입 유지 공정은, 화학물질이 고정되거나 또는 화학물질이 고정 가능한 상호 식별이 가능하도록 표지화된 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을 상기 담체 유지부에 이송하여 상기 담체 유지부내에 도입하는 도입 공정과, 상기 담체 유지부에 도입한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을 상기 담체 유지부에 봉입하여 대략 정지 상태로 유지하는 유지 공정을 가진 각종 물질 유지체 제조 방법이다.
여기서, 상기 도입 유지 공정은, 예를 들면, 입자형상 담체가 수용된 스테이지상의 입자형상 담체 수용부로부터, 기체를 흡인하는 흡인부와 연이어 통하고, 상기 입자형상 담체를 그 선단에서 유지할 수 있는 관형상 부재에 의해서 그 선단에 유지시켜 상기 관형상 부재를, 상기 담체 유지부에까지 이송하는 것에 의해서 행한다.
제22의 발명은, 기체의 흡인 토출을 행하는 하나 또는 복수열의 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부 및 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 가진 1 또는 2이상의 담체 유지부내에, 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을, 외부로부터 측정 가능하고 대략 정지 상태로 유지하고, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부에의 도입 유지전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화된 1 또는 2이상의 각종 물질 유지체를 상기 노즐에 장착하는 장착 공정과, 상기 노즐을 상대적으로 이동하고, 상기 각종 물질 유지체의 입구부를 1 또는 2이상의 소정의 액수용부로 순차 이동하여, 상기 입자형상 담체와 액수용부내의 액체를 접촉시켜 반응시키는 반응 공정과, 상기 담체 유지부내에 유지된 상기 입자형상 담체로부터의 수신 신호에 기초하여, 해석을 행하는 해석 공정을 가진 각종 물질 유지체 처리방법이다.
여기서, 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부 및 기체의 흡인 토출에 의해서, 유체의 유출입이 가능한 입구부를 가진 담체 유지부는, 칩형상 용기이다.
제23의 발명은, 상기 해석 공정은, 상기 수신 공정에서 수신된, 상기 담체 유지부에 도입 유지하기 전에, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상호 식별이 가능하도록 한 제1의 표지에 근거한 신호와, 상기 도입 유지후에 상기 입자형상 담체를 표지화한 제2의 표지에 근거한 신호에 기초하여, 해석을 행하는 각종 물질 유지체 처리방법이다.
한편, 제1의 표지로서는, 예를 들면, 형광 물질을 이용하여 표지화하고, 제2의 표지로서는, 화학 발광 물질에 의해서 표지화한다고 하면, 제1의 표지에 근거한 신호를 수신하려면, 여기광을 상기 입자형상 담체에 조사하는 것에 의해서 행하게 된다. 한편 반응 공정후에 1회의 주사로 제1의 표지에 근거한 신호 및 제2의 표지에 근거한 신호의 수신을 행하려면, 예를 들면, 각 입자형상 담체의 표지화에 따라서, 여기광 펄스를 ON 또는 OFF를 반복함으로써 수신할 수 있다.
제24의 발명은, 상기 반응 공정은, 상기 각종 물질 유지체를 장착한 노즐을, 소정의 액수용부로 이동하고, 상기 노즐을 통한 흡인 토출의 양, 스피드, 횟수, 시간 및 위치로 이루어진 흡인 토출의 동작을, 상기 담체 유지부의 구조, 상기 입자형상 담체에 고정되거나 또는 액속에 존재하는 화학물질의 종류, 농도, 액체의 양, 또는 상기 액체의 수용 위치를 포함한 위치 좌표로 이루어진 물질 조건, 및, 처리 내용에 기초하여 제어하는 것에 의해서 상기 입자형상 담체에 고정되어 있는 화학물질과 액수용부에 수용되어 있는 액체를 접촉시켜 반응시키는 각종 물질 유지체 처리방법이다.
제25의 발명은, 상기 반응 공정후에, 상기 담체 유지부내에 수용된 상기 입자형상 담체로부터의 신호를 수신하는 수신 공정을 가진 각종 물질 유지체 처리방법이다.
한편, 상기 제1의 표지에 근거한 신호에 대해서는, 반응과는 관계가 없으므로, 상기 반응 공정전에 수신하도록 해도 좋다. 제2의 표지에 근거한 신호에 대해서는, 반응 공정후에 수신하게 된다. 따라서, 이 경우에는, 상기 입자형상 담체에 따른 주사가 적어도 2회 이루어지게 된다. 한편, 반응 공정후에, 제1의 표지에 근거한 신호 및 제2의 표지에 근거한 신호에 대하여 수신을 행하는 경우에는, 1회의 주사로 끝낼 수 있게 된다.
제26의 발명은, 상기 반응 공정은, 상기 담체 유지부내의 온도를 승강시키는 온도 승강 공정을 가진 각종 물질 유지체 처리방법이다.
[발명의 효과]
제1의 발명 또는 제20의 발명에 의하면, 입자형상 담체 또는 입자형상 담체의 집합은, 담체 유지부에 도입 유지하기 전에, 이미 상기 각종 물질(복수 종류의 화학물질)의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 입자형상 담체의 집합마다에 따라서 상호 식별이 가능하도록 표지화되어 있다. 따라서, 담체 유지부에 도입 유지할 때에, 각종 물질 등을 상호 식별하기 위해서 각 입자형상 담체를 각종 물질 등에 따른 미리 정해진 위치에 배치하는 어레이를 형성할 필요가 없고, 각 입자형상 담체는 각종 물질과의 대응 관계를 갖지 않는 무작위 또는 임의의 위치에, 또는 무작위 또는 임의의 순서로, 대략 정지 상태로 유지하면 충분하다. 그 때문에, 각종 물질을 배열하는 수고를 생략하여 도입 유지를 용이하게, 또한, 신속하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 입자형상 담체에 유지되어 있는 각종 물질을, 상기 입자형상 담체에 대응시킨 위치에 기초하여 식별하는 것은 아니기 때문에, 각 입자형상 담체를 각 위치에 엄밀하게 고정하거나 또는 그 순서를 엄밀하게 유지하여, 엄밀하게 측정할 필요가 없다. 또한, 유체력을 가하여 움직이는 것이 아니라, 대략 정지 상태로 유지하는 것이기 때문에, 복잡한 동기(同期) 제어 등을 실시하지 않고 간단한 제어로, 각 입자형상 담체의 취급이나 측정을 용이화하여, 고정밀화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 동일한 입자형상 담체를 일관하여 이용하여, 각종 물질의 고정, 반응, 그 측정 등을 행하므로, 일련의 처리를 일관하여 자동적으로 행하기에 적합하다.
본 발명에 의하면, 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수의 입자형상 담체에 대해서는, 그것을 유지하는 담체 유지부에, 위치나 순서를 미리 정하지 않고 간단하게 도입하여 유지할 수 있다. 따라서, 입자형상 담체 자체에 대한 고정 처리 등의 처리를 상기 담체 유지부와는 다른 장소에서 용이하게 실행할 수 있으므로, 처리의 효율화, 처리의 신뢰성, 처리의 확실성을 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수의 입자형상 담체를 유지하기 전에 미리 표지화하여, 상기 입자형상 담체를 대략 정지 상태로 임의의 위치에 유지하여 측정함으로써, 표지 물질의 유무를 측정하는 것으로 충분하고, 세세한 위치 좌표를 측정할 필요가 없기 때문에 측정이 용이하다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수의 입자형상 담체를 가진 입자형상 담체의 집합마다, 표지화할 수 있다. 따라서, 그 집합에 속하는 입자형상 담체에 대해서는, 각종 물질을 고정하거나 또는 고정 가능한 입자형상 담체와, 표지화에 이용하는 입자형상 담체를 다르게 함으로써, 입자형상 담체마다 다른 기능을 분담시킬 수 있다. 따라서, 표지화, 고정화 등 각 입자형상 담체마다 기능을 특화할 수 있으므로, 보다 정밀도가 높은 처리를 행할 수 있다.
또한, 상기 입자형상 담체의 집합에 속하는 입자형상 담체의 개수를 자유롭게 설정함으로써, 여러 가지 표지화를 행할 수 있으므로, 확장성, 다양성 또는 범용성이 있다.
제2의 발명에 의하면, 상기 담체 유지부를 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 칩형상 용기를 가진다. 따라서, 상기 노즐을 이용하여, 유체의 흡인 토출의 양, 스피드, 위치, 횟수, 시간, 타이밍 등을 제어함으로써, 각종 물질의 고정, 이송, 반응, 그 측정 등의 일련의 처리를 일관하여 자동적으로 행하는 것을 가능하게 했다.
제3의 발명에 의하면, 상기 칩형상 용기는, 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지도록 형성하는 것에 의해서, 예를 들면, 입자형상 담체에 대해서는, 세관에, 예를 들면, 일렬로 나열되도록 유지하는 것에 의해서, 각 입자형상 담체를 일차원적으로 유지시켜, 확실하게 측정하는 것이 가능해진다. 또한, 세관을 따라서 주사하도록 측정함으로써, 측정을 용이하게 할 수 있다.
또한 세관을 따라서 유체를 도입하고, 배출하도록 하면, 유체와의 접촉을 확실하게 행할 수 있다. 또한, 세관이므로 외부에 설치한 여러 가지 용기에 삽입할 수 있으므로, 액체의 흡인, 토출에 편리하다. 또한, 본 발명에 의하면, 입자형상 담체와 유체를 항상 접촉 가능한 상태로 처리할 수 있으므로, 처리의 효율성이 높다.
제4의 발명에 의하면, 봉입부를 설치하는 것에 의해서, 입자형상 담체를 상기 담체 유지부내에 유체와의 접촉이 가능한 상태로 확실하게 봉입할 수 있다. 이것에 의해서, 입자형상 담체가 담체 유지부로부터 유출하지 않고 담체 유지부내에 유지시키면서, 또한, 입자형상 담체의 존재에 의해서 유체의 흐름을 방해하지 않고 유체와의 접촉이 가능해진다.
제5의 발명에 의하면, 상기 담체 유지부의 벽의 전체 또는 일부에 형성한 도전성 부재에 전류를 흐르게 하는 것에 의해서, 상기 도전성 부재를 발열시키고, 상기 담체 유지부에 수용된 입자형상 담체 및 유체를 가열 또는 냉각시키는 것에 의해서, 반응의 온도 제어를 실시할 수 있다.
따라서, 담체 유지부의 벽의 바깥측에 히터 등의 가열수단을 설치하는 경우와 비교해서, 칩형상 용기내와 직접 접촉하고 있으므로, 벽에 의한 열의 반사를 막아, 칩형상 용기내에 대해서 열을 보다 한층 효율적으로 전달할 수 있어 열효율이 높고, 정확한 온도 제어를 행할 수 있다.
또한, 담체 유지부의 벽을 도전성 부재로 형성하고 있으므로, 열효율이 높고, 금속 블록 등의 필요이상으로 큰 가열수단을 칩형상 용기의 바깥측에 설치할 필요가 없고, 외부에는, 그 구동장치를 설치하는 것만으로 충분하다. 따라서, 외부의 구조가 단순화되어 전체의 장치 규모를 축소할 수 있다.
미리 각 담체 유지부에 최적인 온도 승강체를 설치할 수 있으므로, 외부에, 여러 가지 조건을 만족하는 가열수단을 설치할 필요가 없고, 범용성, 다양성이 있다.
직접 도전성 부재가 담체 유지부내와 접촉하고 있으므로, 높은 정밀도와 충실한 응답성을 가지고, 상기 액체의 온도 제어를 행할 수 있다.
상기 담체 유지부 및 도전성 부재에 대해서 상기 액체에 대한 가열 또는 냉각의 신호를 부여하고 나서 액체의 온도가 균등한 온도 분포가 될 때까지의 시간을 단축화하여, 신속하고 효율적으로 처리를 행할 수 있다.
제6의 발명에 의하면, 적어도 2개의 별체로 설치한 입자형상 담체를 가진 입자형상 담체의 집합마다, 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 적어도 하나의 입자형상 담체, 및, 상기 각종 물질 또는 상기 집합을 식별이 가능하도록 표지화하는 적어도 하나의 입자형상 담체를 가지도록 하고 있다. 따라서, 각종 물질을 고정화하는 기능을 가진 입자형상 담체와, 표지화를 행하는 입자형상 담체를 나누어 이용할 수 있으므로, 각각 적합한 별종의 입자형상 담체를 이용함으로써, 높은 신뢰성으로 물질을 고정하고 또한 표지화할 수 있다. 또한, 표지화에 복수의 입자형상 담체를 조합시킬 수 있으므로, 소수 종류의 표지화된 입자형상 담체를 이용하여 다수의 각종 물질 등을 식별할 수 있게 된다.
제7의 발명에 의하면, 적어도 2개의 별체로 설치한 입자형상 담체를 가진 입자형상 담체의 집합마다, 표지화용의 적어도 하나의 입자형상 담체와, 집합간의 영향을 배제하거나, 또는 상호의 경계를 정한 경계용 입자를 가지고 있다. 따라서, 각 집합마다, 확실하게 표지화를 행할 수 있으므로, 신뢰성이 높다. 특히, 일렬형상으로 입자형상 담체를 배열하고, 각 집합에 대해서는, 발광 강도에 차이를 갖게 하는 것에 의해서 표지화를 행하는 경우에, 인접한 집합간의 영향을 차광성이 있는 경계용 입자를 인접한 집합간에 이용함으로써 확실하게 측정할 수 있다.
제8의 발명에 의하면, 상기 입자형상 담체의 바깥표면과 그것을 유지하는 담체 유지부의 내벽의 사이에 틈새가 형성되므로, 입자형상 담체에 의해서 유체의 흐름이 저해되지 않고, 도입된 유체와 입자형상 담체를 확실하게 접촉시킬 수 있다. 특히, 상기 세관내에 유지된 복수개의 상기 입자형상 담체중의 적어도 일단에 배열된 입자형상 담체의 바깥표면에 볼록부를 설치함으로써, 상기 봉입부가, 원형의 관통구멍을 갖고 있어도, 상기 입자형상 담체가 관통구멍을 막아 유체의 흐름을 차단하는 경우가 없어, 유체와의 접촉을 확실하게 한다.
제9의 발명에 의하면, 상기 담체 유지부내의 입자형상 담체를 유지하는 부분(예를 들면 세관), 상기 담체 유지부에 유지된 입자형상 담체의 표면과 담체 유지부의 내벽면의 사이에 생기는 유체를 수용할 수 있는 공간의 용적을, 처리에 이용하는 액체의 양(미소량)으로 억제함으로써, 상기 담체 유지부내에 흡인된 액체와 상기 입자형상 담체의 표면 전체의 사이의 접촉을 가능하게 하여, 미소량의 액체에 대해서, 신뢰성이 높은 취급을 가능하게 한다.
제10의 발명 또는 제22의 발명에 의하면, 각종 물질 유지체에 대해서, 상기 각종 물질 유지체를 이동 가능한 노즐에 장착하는 것에 의해서, 그 담체 유지부내에, 액체를 도입하고, 상기 담체 유지부내로부터 액체를 토출할 수 있으므로, 상기 각종 물질 유지체에 대한 처리를 일관하여 행할 수 있다. 또한, 상기 장치에 의하면, 복수의 노즐을 일제히 이용할 수 있으므로, 처리를 동시에 일괄하여 효율적으로 행할 수 있다. 또한, 각종 물질 유지체의 처리를 일관하여 자동화할 수 있다.
제11의 발명에 의하면, 각종 물질을 고정하거나 또는 고정 가능한 입자형상 담체를 유지한 상기 각종 물질 유지체의 담체 유지부를, 노즐에 장착하고, 상기 노즐에 대한 흡인 토출의 양, 스피드, 횟수 또는 위치를, 그 담체 유지부의 형상, 입자형상 담체의 형상, 크기, 상기 입자형상 담체에 고정되거나 또는 현탁하는 각종 물질의 종류, 액체의 양, 상기 액체의 수용 위치를 포함한 좌표 위치로 이루어진 물질 조건, 및, 인큐베이션의 시간, 온도 또는 처리 내용으로 이루어진 처리 조건에 기초하여 제어한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 소정의 구조를 가진 각종 물질 유지체를 이용함과 함께, 흡인 토출에 대해서 세밀한 제어를 행하는 것에 의해서, 상기 각종 물질 유지체의 담체 유지부내에 봉입한 입자형상 담체에 고정되거나 또는 고정 가능한 각종 물질에 대해 반응, 교반, 세정 등의 처리를 용이하게, 일관하여, 또한 높은 신뢰성을 가지고, 신속하고 효율적으로 실시할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 제어의 내용을 바꾸는 것에 의해서, 여러 가지 처리에 대응할 수 있으므로, 범용성, 다양성이 있다.
제12의 발명 또는 제25의 발명에 의하면, 상기 입자형상 담체로부터의 신호를 수신하는 것에 의해서, 또한, 측정까지의 처리를 일관적으로, 동시에 높은 신뢰성을 가지고, 신속하고 효율적으로 실시할 수 있다.
제13의 발명 또는 제23의 발명에 의하면, 각종 물질의 종류마다 식별이 가능하도록 한 제1의 표지에 근거한 신호와, 도입 유지한 후에 상기 입자형상 담체를 표지화한 제2의 표지에 근거한 신호를 조합시킨 것에 기초하여 해석을 행하는 것이기 때문에, 위치 정보를 추출하지 않고, 동일 레벨의 표지 신호 정보를 검출함으로써 해석할 수 있으므로, 해석이 용이하다.
제14의 발명 또는 제26의 발명에 의하면, 상기 각종 물질 유지체의 담체 유지부, 따라서 거기에 유지되는 입자형상 담체에 대해서, 외부로부터 온도 승강체를 접근시킴으로써, 온도 제어를 행하고 있다. 따라서, 상기 각종 물질 유지체 외에 설치한 용기를 가열하는 것에 의해서 액체의 온도 제어를 행하여 입자형상 담체와의 반응을 행하게 하는 경우와 비교하여, 보다 효율적으로, 또한 확실하게 반응을 행하게 할 수 있다.
제15의 발명에 의하면, 일괄 노즐 및 개별 노즐을 일제히 행방향으로 이동 가능하게 하고, 상기 일괄 노즐 및 개별 노즐의 이동 경로상에, 상기 열 반송경로 및 행 반송경로를 설치한 반송 경로를 가진 행렬 경로 반송 수단을 설치하고 있다. 따라서, 상기 반송수단에 의해서, 일괄 노즐 및 개별 노즐중의 어느 하나에 의해서도 처리가 가능하며, 다수의 노즐이나 흡인토출기구를 행렬형상으로 배치하지 않고, 소수의 노즐을 이용한 간단하고, 컴팩트한 구조로, 다양하고 복잡한 처리를 가능하게 한다.
또한, 다수의 처리 대상에 대해서 흡인 토출 처리를 행할 때에, 공통되는 처리 사항에 대해서는, 일괄 노즐을 이용하여 일괄하여 처리를 행하고, 개별적으로 처리를 행할 필요가 있는 처리 사항에 대해서는, 개별 노즐을 이용하여 개별적으로 처리하는 것에 의해서, 효율적으로 신속하게, 다양한 처리를 행할 수 있다.
특히, 개별적으로 측정을 행하는 경우에 그 측정 직전에 필요한 시약을 첨가하는 경우나, 개별적으로 행해지는 처리 직전에, 소정 온도로 유지할 필요가 있는 시약을 첨가하는 경우에 적절하다.
제16의 발명에 의하면, 상기 행렬 경로 반송 수단의 상기 반송 경로상의 적어도 1개소에 있어서, 수광수단을 설치하는 것에 의해서, 복수열의 노즐로 처리한 각 노즐에 대응하는 처리를, 소수의 수광수단을 이용하여 차례로 측정을 행할 수 있다. 따라서, 장치를 간단화할 수 있다. 특히, 상기 수광수단에 의한 수광의 직전에서만 필요한 시약을, 개별 노즐 헤드에 의해서, 수광의 직전에 차례로 투입할 수 있으므로, 효율적이고 신뢰성이 높은 수광을 행할 수 있다.
제17의 발명에 의하면, 입자형상 담체를, 흡인 등에 의해서 개개로 포획함으로써, 용기로부터 꺼내어, 이송, 담체 유지부에의 도입을 행할 수 있다. 따라서, 액체중에 입자형상 담체를 현탁하지 않고, 공기중에서 취급할 수 있으므로 각종 물질 유지체의 제조가 용이하다.
제18의 발명에 의하면, 상기 입자형상 담체를, 액체중에 현탁하지 않고 상기 담체 유지부에 확실하게 도입 유지시킬 수 있으므로 각종 물질 유지체의 제조가 용이하고, 또한 신뢰성이 높다.
제19의 발명에 의하면, 스테이지상에 담체 유지부를 수용하는 담체 유지부 수용부를 설치하고 있으므로, 담체 유지부에의 입자형상 담체의 도입으로부터, 상기 담체 유지부의 상기 노즐에의 장착까지도, 수동에 의하지 않고, 자동적으로 행할 수 있다.
제21의 발명에 의하면, 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체를, 담체 유지부의 위치에 이송함으로써 각종 물질 유지체를 제조할 수 있다. 그 때, 상기 입자형상 담체 또는 입자형상 담체의 집합의 이송의 순서나 상기 담체 유지부내의 위치는 상관없으므로, 각종 물질 유지체의 제조가 용이하다.
제24의 발명에 의하면, 상기 담체 유지부인 칩형상 용기내에 각종 물질을 고정하거나 또는 고정 가능한 입자형상 담체가 봉입된 각종 물질 유지체를 노즐에 장착하고, 상기 노즐에 대한 흡인 토출의 양, 스피드, 횟수 또는 위치를, 그 담체 유지부의 형상, 입자형상 담체의 형상, 상기 입자형상 담체에 고정되거나 또는 현탁하는 각종 물질의 종류, 액체의 양, 상기 액체의 수용 위치를 포함한 좌표 위치로 이루어진 물질 조건, 및, 인큐베이션의 시간, 온도 또는 처리 내용으로 이루어진 처리 조건에 기초하여 제어한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 소정의 구조를 가진 각종 물질 유지체를 이용함과 함께, 흡인 토출에 대하여 세밀한 제어를 행하는 것에 의해서, 상기 담체 유지부내에 유지한 입자형상 담체에 고정되거나 또는 고정 가능한 각종 물질에 대해 흡인한 액체와의 반응, 그 교반, 세정 등의 처리를 용이하게, 일관하여, 또한 높은 신뢰성을 가지고, 신속하고 효율적으로 실시할 수 있다. 또한, 제어 내용을 바꾸는 것에 의해서, 여러 가지 처리에 대응할 수 있으므로, 범용성, 다양성을 가진다.
[도 1] 제1의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 사시도이다.
[도 2] 제1의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 정면도, 단면도 및 평면도이다.
[도 3] 제2의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 제조장치를 나타내는 모식도이다.
[도 4] 제3 내지 제5의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체를 나타내는 단면도이다.
[도 5] 제6의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
[도 6] 제7 내지 제9의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체를 나타내는 단면도이다.
[도 7] 제10의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체를 나타내는 모식도이다.
[도 8] 제11의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체 처리장치의 전체를 나타내는 평면 모식도이다.
[도 9] 제11의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체 처리장치를 나타내는 측면도이다.
[도 10] 제12의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 처리방법을 나타내는 흐름도이다.
[도 11] 제13의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 처리방법을 나타내는 흐름도이다.
[도 12] 제14의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 처리방법을 나타내는 흐름도이다.
[도 13] 제15의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 처리방법을 나타내는 흐름도이다.
[부호의 설명]
10 각종 물질 유지체 처리장치
11, 30, 41, 50, 52, 58, 63, 65, 66 각종 물질 유지체
12, 24, 31, 42, 53, 59, 67 칩형상 용기
13, 32, 43, 54, 68 태관
15, 25, 34, 45, 55, 60, 69 세관
17 입자(입자형상 담체)
61, 61a, 611a 입자 집합(입자형상 담체의 집합)
84 노즐 헤드
103 컨베이어(행렬 경로 반송 수단)
106 수광부
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명은, 입자형상 담체를, 입자형상 담체 또는 그 집합을 담체 유지부로의 도입전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화해 둠으로써, 처리의 효율화를 도모하고, 또한, 담체 유지부내에 도입한 입자형상 담체를 대략 정지 상태로 외부로부터 측정할 수 있도록 유지함으로써, 각종 물질과의 충분한 반응으로부터 측정에 이르기까지의 처리가 일관된 자동화를 실현했다.
계속해서, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다. 각 실시형태의 설명은, 특별히 지정이 없는 한, 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(11)의 사시도를 나타내는 것이다. 상기 각종 물질 유지체(11)는, 액체를 저류할 수 있는 저류부로서의 태관(13) 및 상기 태관(13)보다 가늘게 형성된 세관(15)을 가지며, 투광성을 가진 담체 유지부로서의 칩형상 용기(12)를 가진 것이다. 상기 태관(13)의 상단에는, 기체의 흡인 토출을 행하는 도시하지 않은, 노즐에 장착되어야 할 장착용 개구부(14)를 가진다. 상기 세관(15)의 선단에는, 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부(16)가 설치되어 있다.
상기 세관(15)내에는, 복수 종류의 화학물질(각종 물질)로서의 생체 물질이 1종류씩 고정되거나 또는 고정이 가능하고, 상호 식별이 가능하도록 표지화된 복수개(이 예에서는 31개)의 동일한 형상(예를 들면, 구형), 동일 크기의 입자형상 담체로서의 입자(17)가, 상기 세관(15)의 축방향을 따라서, 외부로부터 개개로 측정 이 가능하고, 대략 정지 상태로 일렬 형상으로 유지되고 있다. 상기 입자(17)는, 상기 칩형상 용기(12)에 도입되기 전에, 상기 입자(17)에 고정되거나 또는 고정 가능한 각종 물질로서의 생체 물질마다 상호 식별이 가능하도록, 표지 요소로서 형광 물질, 화학 발광 물질 등의 발광 물질에 의해서 표지화되고 있다.
상기 태관(13)을 포함한 태관부와 상기 세관(15)을 포함한 세관부는, 착탈이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 태관부에 대해서는, 상기 태관(13)의 상기 장착용 개구부(14)와는 반대측의 하단부(18)를, 상기 태관(13)보다 지름을 약간 작게 형성하고, 세관부에 대해서는, 상기 세관(15)의 위쪽에, 상기 세관(15)보다 지름을 약간 크게 형성한 끼워맞춤부(15a)를 설치하고, 상기 하단부(18)는 상기 끼워맞춤부(15a)내에 끼워맞춤할 수 있도록 형성하여, 상기 하단부(18)를 상기 끼워맞춤부(15a)에 끼워맞춤시킴으로써, 태관부와 세관부를 연결한다.
상기 세관(15)의 아래쪽에는, 상기 입구부(16)가 선단에 가진 끝이 가는 형상의 선단부(19)가 설치되어, 상기 입자(17)가 상기 입구부(16)를 통하여 유출하는 것을 방지하고 있다.
도 2(a)는, 도 1의 각종 물질 유지체(11)를 상세하게 나타내는 확대 정면도이고, 도 2(b)는, 도 2(a)의 AA선의 화살표 방향으로 본 단면도이며, 도 2(c)는 평면도이다.
도 2(a)(b)(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 태관(13)의 아래쪽에 설치한 하단부(18)의 바닥면에는 상기 입자(17)의 지름보다 작은 폭 또는 길이를 가진 방사형상의 개구(18a)가 설치되어 있기 때문에, 상기 입자(17)가 태관(13)까지 침입하는 경우는 없고, 상기 입자(17)는 세관(15)내에 봉입되어 있다. 또한, 상기 선단부(19)의 내벽에는, 유체의 흐름 방향을 따라서 안쪽으로 돌출하는 8개의 돌출부(16a)가 설치되어, 상기 입자(17)가 내벽에 밀착하여 유체의 흐름을 방해하지 않도록 틈새를 형성하고 있다. 상기 개구(18a), 이 돌출부(16a) 및 선단부(19)는, 상기 밀봉부에 상당한다. 한편 부호 14a는, 상기 장착용 개구부(14)의 바깥면에 설치한 돌출조이다. 이 제1의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(11)의 크기는, 예를 들면, 상기 태관부의 길이가, 예를 들면, 1∼10cm이고, 세관부의 길이는, 1∼10cm이다. 또한, 상기 입자(17)의 지름은, 예를 들면, 0.1mm로부터 3mm이고, 상기 세관(15)의 내경 또는 축방향으로 수직인 단면의 폭 길이는, 이 입자를 일렬형상으로 유지할 수 있는 크기이다.
도 3에는, 상기 입자형상 담체로서의 입자(17)를 포획하여 이송하는 담체 포획 이송부(20)를 나타낸다.
여기서는, 상기 담체 포획 이송부(20)가, 상기 입자(17)를, 담체 수용부(도시하지 않음)로부터 포획하여, 제2의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 칩형상 용기(24)까지 이송하여, 상기 칩형상 용기(24)내에 상기 입자(17)를 도입 유지시키는 경우를 나타내고 있다.
여기서, 상기 담체 포획 이송부(20)는, 기체를 흡인 가능한 흡인부(도시하지 않음)와, 상기 흡인부와 연이어 통하여 상기 흡인부에 의한 흡인에 의해 상기 입자(17)를 포획 가능한 관형상 부재(21)와, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기의 사이에서, 상기 관형상 부재를 상대적으로 이동 가능한 관형상 부재 이동수단(도시 하지 않음)을 가진 것이다.
또한, 제2의 실시형태와 관련된 상기 칩형상 용기(24)는, 제1의 실시형태와 관련된 상기 칩형상 용기(12)와 달리, 세관(25)의 선단(26)에는, 끝이 가는 형상의 밀봉부(도시하지 않음)가 착탈 자유롭게 설치되어 있다. 세관(25)의 상기 선단(26)의 반대측의 단부에는, 끼워맞춤부(25a)가 설치되어 태관(13)의 하단부(18)가 끼워맞춤한다. 상기 입자(17)를 상기 세관(25)내에 도입할 때에는, 상기 밀봉부는 떼내어져 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 칩형상 용기(24)는, 그 선단(26)이 위쪽을 향하여 형성된다. 상기 칩형상 용기(24)는, 도시하지 않은 칩형상 용기 지지부에 의해서 지지된다.
한편 제1의 실시형태와 관련된 칩형상 용기(12)의 경우에는, 상기 장착용 개구부(14)가 위쪽을 향해서 설치되게 된다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 선단(26)의 주위를 둘러싸도록 하여, 위쪽으로 확장되어 벌어지는 깔때기 모양의 가이드(23)가 설치되어 있다. 또한, 상기 태관(13)의 아래쪽에 설치된 상기 장착용 개구부로부터, 기체를 흡인하는 하부 흡인 기구(도시하지 않음)를 설치하여, 확실하게 입자(17)를 상기 세관(25)내에 도입하도록 해도 좋다.
계속해서, 도 4(a)(b)(c)에, 제3 내지 제5의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(30,41,50)를 나타낸다.
도 4(a)는, 본 발명의 제3의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(30)의 단 면 모식도를 나타내는 것이다. 상기 각종 물질 유지체(30)는, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기(31)와, 상기 칩형상 용기(31)내에 유지된 복수개(이 예에서는 5개, 보기 쉽게 하기 위해서 실제의 경우에 비해 개수를 작게 했다)의 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 상기 입자(17)를 가진다.
상기 칩형상 용기(31)는, 상기 저류부로서의 태관(32) 및 상기 태관(32)보다 가늘게 형성된 세관(34)을 가지며, 투광성을 가진 것이다. 상기 태관(32)의 상단에는, 기체의 흡인 토출을 행하는 도시하지 않은 노즐에 장착되어야 할 장착용 개구부(33)를 가진다. 상기 세관(34)의 선단에는, 입구부(35)가 설치되고, 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능하다. 세관 (34)및 태관(32)은, 대략 원통형상으로 형성된 외면 및 내면을 갖고 있다.
상기 태관(32)의 상기 장착용 개구부(33)의 약간 아래쪽에는, 필터(38)가 부착되고, 기체의 통과가 가능하다. 또한, 상기 태관(32)의 아래쪽에는, 세관(34)과 태관(32)의 사이의 대략 깔때기 모양의 이행부(34a)를 이용하여, 상기 담체 통과 저지부로서의 얇은 메쉬 형상 부재(37)가 설치되고 그 위쪽에서 링(36)에 의해서 눌려져 있다. 이행부(34a)에 있어서, 상기 메쉬 형상 부재(37)를 지지하기 때문에, 상기 이행부(34a)에 지지되는 복수의 지지판(40)이 설치되어 있다. 상기 세관(34)내에는, 복수의 입자형상 담체로서의 입자(17)(이 예에서는 5개)가 수용되고, 그 아래쪽에서, 유체의 통과가 가능한 상기 담체 통과 저지 부재로서의 관통성 다공질 부재(39)가 상기 세관(34)에 부착되어 있다. 상기 관통성 다공질 부재(39)는, 세관(34)에 형성한 좁힘부나 단차를 이용하여 부착하는 것이 바람직하다. 여기서, 상 기 메쉬 형상 부재(37) 및 관통성 다공질 부재(39)는 상기 봉입부에 상당한다.
여기서, 상기 입자형상 담체의 입자(17)의 외경은, 예를 들면, 약 1.8mm이고, 상기 세관(34)의 내경은 예를 들면, 약 2.0mm이며, 상기 관통성 다공질 부재(39)와, 상기 메쉬 형상 부재(37)의 사이의 길이는, 예를 들면, 약 50mm이다.
또한, 입자형상 담체인 입자가 다수 유지되어 있는 경우에는, 유지 위치를 명확하게 하기 위해서, 색채를 부여하거나 형광 물질로 피복한 기준의 입자형상 담체로서의 입자를 소정 위치에 유지시키는 것이 바람직하다.
상기 세관(34)의 바깥측면의 주위는, 소정의 전기저항을 갖고, 투광성이 있는 도전성 박막(34b)으로 피복되고 있다. 여기에 전류를 흐르게 하는 것에 의해서 세관(34)내의 온도를 상승시킬 수 있다.
도 4(b)는, 본 발명의 제4의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(41)의 단면도를 나타내는 것이다. 상기 각종 물질 유지체(41)는, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기(42)와, 상기 칩형상 용기(42)내에 유지된 복수개(이 예에서는 5개, 보기 쉽게 하기 위해서 실제의 경우에 비해 개수를 작게 했다)의 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 상기 입자(17)를 가진다.
상기 칩형상 용기(42)는, 상기 저류부로서의 태관(43) 및 상기 태관(43)보다 가늘게 형성되어, 상기 태관(43)에 대하여서 착탈 가능하게 설치된 세관(45)을 가지며, 투광성을 가진 것이다. 상기 태관(43)의 상단에는, 기체의 흡인 토출을 행하는 도시하지 않은 노즐에 장착되어야 할 장착용 개구부(44)를 가진다. 상기 세관(45)의 선단에는, 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구 부(46)가 설치되어 있다. 상기 태관(43)의 하단에 있어서 그 중심축을 통과하도록 형성된 구멍(48)을 둘러싸도록 설치된 끼워맞춤부(49)에 대해서, 세관(45)은 그 상단에서 끼워맞춤이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 세관(45)의 상단을 상기 끼워맞춤부(49)에 끼워맞춤했을 경우에는, 세관(45)이 벗어나지 않도록, 초음파, 접착제, 또는 열에 의해서 용착시키는 것이 바람직하다. 상기 칩형상 용기(42)는, 예를 들면, 유리, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리프로필렌 등에 의해서 형성된다. 세관 (45) 및 태관(43)은, 그 내면 및 외면을 포함하여 대략 원통형상으로 형성되어 있다.
또한, 상기 세관(45)내에는, 복수의 입자형상 담체로서의 입자(17)(이 예에서는 5개)가 수용된다. 그 세관(45)의 아래쪽에 있어서, 상기 입자(17)의 통과를 저지할 수 있는 정도가 작은 구멍 또는 공극을 갖고, 상기 입자(17)의 존재에 의해서 유체의 통과를 방해할 수 없도록 하는 구멍이 형성되도록 그 반경 방향으로 돌출하는 돌출부(47)를 설치한다. 한편, 상기 세관(45)의 하단에 설치된 상기 돌출부(47)의 크기는, 상기 입자(17)의 통과를 저지하는 크기이다. 상기 입자(17)는, 예를 들면, 흡수성의 소재, 다공질 플라스틱, 수지 등으로 형성된다. 상기 구멍 (48) 및 돌출부(47)는 상기 봉입부에 상당한다.
여기서, 예를 들면, 상기 세관의 외경은 약 2.5mm이고, 내경은, 약 2mm이다. 또한, 상기 끼워맞춤부(49)의 외경은, 약 5mm이며, 그 내경은 상기 세관의 외경에 일치하고 있다. 또한, 상기 돌출부(47)와 상기 구멍(48)까지의 길이는, 예를 들면, 약 50mm이고, 상기 구멍(48)의 지름은, 상기 입자(17)가 통과하지 않도록 예를 들 면, 약 1mm이고, 상기 태관(43)의 길이는, 예를 들면, 약 50mm이다.
도 4(c)는, 본 발명의 제5의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(50)의 단면도를 나타내는 것이다. 상기 각종 물질 유지체(50)는, 도 4(b)에 나타낸 제4의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(41)와 달리, 상기 세관(45)내에 봉입된 입자(17)중, 가장 아래쪽에 위치하는 입자(17) 대신에, 표면에 요철이 있는 입자(51)를 채용한 것이다. 이것에 의해서, 상기 입자(17)가 상기 돌출부(47)에 밀착하여 유체의 흐름을 방해하는 사태를 방지할 수 있다.
도 5는, 제6의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(52)의 단면 모식도를 나타내는 것이다. 도 5(a)는, 도 5(b)의 AA선에서 본 단면도를 나타내는 것이다. 상기 각종 물질 유지체(52)는, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기(53)와, 상기 칩형상 용기(53)내에 유지된 복수개(이 예에서는, 15개)의 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능하고, 형광 물질 등의 표지 요소로 상호 식별이 가능하도록 표지화된 상기 입자(17)를 가진다. 상기 칩형상 용기(53)는, 상기 저류부로서의 태관(54)의 하단부에 장착되는 끼워맞춤부(55a) 및 상기 태관(54)의 원통 부분보다 가늘게 형성된 세관(55)을 가지며, 투광성을 가진 것이다. 상기 태관(54)의 상단부에는, 기체의 흡인 토출을 행하는 도시하지 않은 노즐에 장착되어야 할 장착용 개구부를 가진다. 상기 세관(55)의 선단부(56a)는 끝이 가는 형상으로, 선단에는 입구부(56)이 설치되고, 상기 입자(17)의 배출을 저지하면서 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능하다. 한편 상기 태관(54) 아래바닥부에는, 상기 입자(17)의 지름보다 작은 길이 또는 폭을 가진 방사형상의 개구(54a)가 설치되어 있다. 상기 개구(54a) 및 선단부(56a)는 상기 봉입부에 상당한다. 방사형상의 개구(54a)는, 예를 들면, 중심부에 원판을 가지며 그것이 안둘레면을 향하여 방사형상으로 뻗는 봉으로 지지되고 있는 구조를 가진다.
또한, 상기 세관(55)의 내벽에는, 상기 입구부(56)와 상기 장착용 개구부의 사이를 구분하는 방향으로 돌출하여, 상기 입구부(56)와 상기 장착용 개구부를 연결하는 축방향을 따라서 4개의 돌출조(57)가 설치되어 있다. 이 돌출조(57)를 설치한 것에 의해서, 원통형의 세관(55)내에서, 입자(17)가 상기 입구부(56)를 통하여 유출입하는 유체가 원활하게 흐르고, 유체와 상기 각 입자(17) 사이의 접촉을 확실하게 행할 수 있다.
도 6은, 제7 내지 제9의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(58,63,65)의 단면도를 나타내는 것이다.
도 6(a)에 나타내는 제7의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(58)는, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기(59)와, 상기 칩형상 용기(59)내에 유지된 복수조(이 예에서는, 8조)의 입자형상 담체의 집합으로서의 입자 집합(61)으로서, 각 입자 집합(61)에는, 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능하고, 예를 들면 형광 물질로 상호 식별이 가능하도록 표지화된 상기 입자(17) 및 상기 형광 물질로부터의 빛이 인접한 입자 집합(61)에 도달하지 않도록 차폐하는 상기 경계용 입자로서의 차폐용 입자(62)를 가진다. 상기 차폐용 입자(62)로서는, 불투명한 것이면 좋고, 예를 들면, 금속제 입자, 플라스틱 등의 수지제 입자가 있다. 상기 칩형상 용기(59)는, 염기 저류부로서의 태관(54)의 하단부와 장착되는 끼워맞춤부(60a), 및 상기 태관(54)의 원통 부분보다 가늘게 형성된 세관(60)을 가지며, 투광성을 가진 것이다. 상기 태관(54)의 상단에는, 기체의 흡인 토출을 행하는 도시하지 않은 노즐에 장착되어야 할 장착용 개구부를 가진다.
상기 세관(60)의 내면은, 예를 들면, 각기둥형상으로 형성되고, 내부에 입자(17) 등을 유지한 상태에서도, 노즐에 의한 기체의 흡인 토출에 의해서 액체가 세관(60)을 따라서 원활하게 흐를 수 있다. 상기 세관(60)의 선단부(60c)는 끝이 가는 형상으로 형성되어, 그 선단에는 입구부(60b)가 설치되고, 상기 입자(17)의 배출을 저지하면서 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능하다. 한편, 상기 태관(54)의 아래바닥부에는, 상기 입자(17)의 지름보다 작은 내경을 가진 방사형상의 개구(54a)가 설치되어 있다. 상기 선단부(60c) 및 개구(54a)는 봉입부에 상당한다.
도 6(b)에 나타내는 제8의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(63)는, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기(59)와, 상기 칩형상 용기(59)내에 유지된 복수조(이 예에서는, 8조)의 입자 상태 담체의 집합으로서의 각 입자 집합(61a∼61h)이 유지되고 있다. 각 입자 집합(61a∼61h)에는, 각종 물질로서의, 서로 다른 생체 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 입자형상 담체로서의 반응용 입자(17a∼17h)를 각각 가짐과 함께, 이들 각종 물질을 상호 식별하는 것이 가능한 표지 물질이 고정된 입자형상 담체로서의 표지용 입자(641∼648)의 어느 하나를 각각 가지고 있다.
도 6(c)에 나타내는 제9의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(65)는, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기(59)와, 상기 칩형상 용기(59)내에 유지된 복수조 (이 예에서는, 5조)의 입자형상 담체의 집합인 각 입자 집합(611a∼611e)가 유지되고 있다. 각 입자 집합(611a∼611e)에는, 각종 물질로서의, 서로 다른 생체 물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 입자형상 담체로서의 반응용 입자(17a∼17e)를 각각 가짐과 함께, 이들 각종 물질을 상호 식별하는 것이 가능한 표지 물질이 고정된 입자형상 담체로서의 표지용 입자(641∼644)를 가지고 있다. 다만, 제8의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(63)의 경우와 달리, 각 입자 집합(611a∼611e)에 속하는 입자형상 담체의 개수는 동일하지 않고, 편차가 있다. 또한, 표지용 입자(641∼644)의 개수(4개)는 식별해야 할 입자 집합(611a∼611e)의 조수(組數)(5개)보다 작기 개수로 상호 식별한다.
또한, 경계용 입자로서의 차폐용 입자(62)가 각 집합에 설치되어 있는 점에서도 상이하다.
도 7은, 제10의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(66)의 사시도를 나타내는 것이다. 상기 각종 물질 유지체(66)는, 상기 담체 유지부로서의 칩형상 용기(67)와, 상기 칩형상 용기(67)내에 유지된 복수개의 각종 물질이 고정되거나 또는 고정 가능하고, 형광 물질 등으로 상호 식별이 가능하도록 표지화된 상기 입자(17)를 가진다. 상기 칩형상 용기(67)는, 상기 저류부로서의 태관(68)의 하단부에 장착되는 끼워맞춤부(69a) 및 상기 태관(68)의 원통 부분보다 가늘게 형성된 세관(69)을 가지며, 투광성을 가진 것이다. 상기 태관(68)의 상단부에는, 기체의 흡인 토출을 행하는 도시하지 않은 노즐에 장착되어야 할 장착용 개구부(도시하지 않음)를 가진다.
상기 세관(69)은, 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 태관(68)의 하단부에 장착되는 끼워맞춤부(69a)와 상기 끼워맞춤부(69a)의 아래쪽에 설치되어, 상기 태관(68)의 장착용 개구부와 입구부(70)를 연결하는 축의 주위로 선회하도록 나선형상으로 설치된 나선부(69b)와, 각종 용기내에 삽입 가능하도록 상기 축방향을 따라서 직선형상으로 설치되어, 입구부(70)를 가진 선단부가 끝이 가늘게 형성된 직선부(69c)를 가진다. 상기 입자(17)는, 상기 세관(69)에 유지되고 있다. 상기 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체(66)에 의하면, 세관(69)이 축주위로 나선형상으로 선회하도록 설치된 나선부(69b)를 가지기 때문에, 다수의 입자형상 단체(單體)를 컴팩트하게 유지할 수 있으므로 장소를 차지하지 않고 또한 강성이 있다. 또한, 세관(69)을 따라 주사하도록 입자(17)로부터의 빛을 수광하는 것으로 측정이 용이하다.
도 8은, 본 발명의 제11의 실시형태와 관련된 각종 물질 처리장치(10)의 전체를 나타내는 평면 모식도이다.
상기 각종 물질 처리장치(10)는, 흡인토출기구를 가지며, 상기 각종 물질 유지체(11)를 노즐에 장착하여, 상기 각종 물질 유지체(11)에 대해서 흡인 토출 처리를 행하는 각종 물질 유지체 처리장치(80)와, 여러 가지 검체나 시약 등을 함유하는 현탁액을 상기 각종 물질 유지체(11) 내에 흡인하거나 또는 토출하는 것에 의해서, 상기 입자(17)에 대한 현탁액의 흡인, 토출, 외부 용기로의 분주, 교반, 세정, 추출, 이송, 반응 등을 행하기 위한 각종 물질 유지체 처리 영역(81)과, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)가 가진 1개의 노즐을 이용하여 상기 각종 물질 유지 체(11)의 칩형상 용기(12)내에 측정용 등의 시약을 분주하기 위한 시약분주영역(82)과, 상기 각종 물질 유지체(11)내에 봉입된 입자(17)에 대하여 측정을 실행하기 위해서 광(光)정보를 얻는 측정 영역(83)을 가진다.
도 8, 도 9에 나타내는 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)는, 흡인토출기구와 연이어 통하는 노즐을 이용하여 기체의 흡인 토출이 이루어진다. 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)는, 열방향(도면내의 세로 방향)으로 배열된 복수열(이 예에서는 9열)의 노즐(117)을 가진 노즐 헤드(84)를 가지며, 상기 노즐 헤드(84)에 대해서는, 일제히 흡인 토출이 이루어진다. 한편, 9열의 노즐(117)중, 끝단의 하나의 노즐(117)은, 개별 노즐로서, 그 위치(도 8의 부호 112b의 위치)에 나타낸 바와 같이, 8열의 노즐(117), 즉, 일괄 노즐의 위치(도 8의 부호 112a의 위치)로부터 약간 떨어져 설치되어 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 흡인토출기구에 대해서는, 상기 각 노즐(117)의 약간 상부에 설치한 태경부(116)와, 상기 각 노즐(117)과 연결된 실린더(115)내에서, 플런저(115a)를 미끄럼동작하기 위한 로드(112)를 가진다. 또한, 9개의 상기 로드(112)는, 일제히 상하 운동할 수 있는 구동판(123)의 가장자리에 설치한 각각 9개의 각 절결 부분에 상기 로드(112)의 지름보다 큰 지름을 가지고 반경 방향으로 돌출하고 있는 8열의 끝단부(112a) 및 1개의 끝단부(112b)에 걸도록 해서 장착되어 있다. 한편, 상기 노즐 헤드(84)는, 행방향(도면상 가로방향 또는 좌우 방향)으로 일제히 이동하게 된다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 구동판(123)은, 볼 나사(114)와 나사 결합하는 너트부(113)와 연결되어 있다. 상기 각 로드(112)는, 상기 실린더(115)에 설치된 스프링에 의해서 항상 아랫방향으로 힘이 가해지고 있다. 그 때문에, 상기 각 로드(112)는, 윗방향으로 움직이는 경우에는 상기 각 너트부(113)에 의해서 올려지지만, 아래방향으로 내려지는 경우에는, 상기 각 너트부(113)에 의해서가 아니라, 상기 스프링힘에 의해서 내려진다. 상기 각 볼 나사(114)는, 단면이 コ자 형상의 지지 부재(111)에 설치된 모터(110)에 의해서 회전 구동되고, 이것에 의해서, 상기 구동판(123) 및 9개의 상기 로드(112)가 일제히 상하이동한다.
한편, 9열의 노즐(117) 중에서, 상기 개별 노즐은, 상기 노즐 헤드(84)에 설치되어 있으므로, 다른 8열의 일괄 노즐과 함께 일제히 흡인 토출이 이루어지고, 또한, 승강기구에 대해서도, 행방향의 수평 이동(도 8의 좌우 방향)에 대해서도 일제히 이루어진다. 그러나, 상기 개별 노즐은, 상기 시약분주영역(82)에 있어서, 상기 각종 물질 유지체(11)내에 측정용의 시약을 분주하기 위해서 이용된다. 상기 개별 노즐을 이용하는 경우에는, 다른 일괄 노즐에서는 상기 각종 물질 유지체가 제거된 상태가 되어 있다. 또한, 일괄 노즐을 이용하는 경우에는, 상기 개별 노즐에는, 상기 칩형상 용기 등은 장착되어 있지 않은 상태에 있다.
도 9에 있어서, 케이스(87)내에는 볼 나사(119), 상기 볼 나사(119)에나사결합하는 너트부(120) 및 상기 너트부(120)에 부착된 상기 지지부재(111)를 일끝단에 구비한 지지체(121)를 가진다. 또한, 상기 케이스(87)상에는, 상기 볼 나사(119)를 회전 구동하는 모터(88)가 설치되어 있다. 이들 부품에 의해서 구성된 상하이동기구에 의해서, 상기 노즐(117)이 상하이동 가능하다.
케이스(87)의 아래쪽에는, 온도 승강 수단(71)이 설치되어 있다. 상기 온도 승강 수단(71)은, 9열의 노즐에 장착된 9개의 상기 각종 물질 유지체(11)의 주로 세관(15)에 접근 또는 접촉 가능해지는 높이 및 폭을 갖도록 열방향을 따라서 형성되고, 내부에 히터를 가진 가열벽(72)과, 상기 가열벽(72)에 장착되어 상기 각 칩이 양측으로부터 사이에 위치하도록 돌출하여 설치된 내부에 히터를 가진 10매의 가열판(73)을 가지며, 가열벽(72)은, 온도 제어의 대상이 되는 칩의 형상에 부합하는 형상을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 가열벽(72) 및 가열판(73)은 상기 온도 승강체에 상당한다.
상기 온도 승강 수단(71)은, 상기 노즐 헤드(84)의 상기 노즐(117)에 장착된 상기 각종 물질 유지체(11)에 접근 또는 접촉하고, 상기 칩을 가열하는 것을 가능하게 하기 위한 모터(74), 상기 모터(74)에 의해서 회전 구동되는 볼 나사(76a), 및 상기 볼 나사(76a)에 나사결합하는 너트부(75), 상기 너트부(75)에 연결되어 도면상에서 좌우 방향으로 이동이 가능하고, 상기 가열벽(72) 및 가열판(73)과도 연결되는 이동용 로드(76b)를 가진다.
상기 온도 승강 수단(71)의 아래쪽에는, 빗살모양의 조(爪)(122a) 및 9개의 자석(122b)과, 도면상에서 좌우 방향으로 이동시켜, 상기 노즐(117)에 장착된 상기 각종 물질 유지체(11)를 제거하거나, 또는 자장을 미치는 것을 가능하게 하기 위한 모터(89), 상기 모터(89)에 의해서 좌우 방향으로 이동 가능한 이동용 지지판(90) 및 상기 이동용 지지판(90)에 부착된 이동용 로드(91a,91b)를 가진다.
한편, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)는, 위쪽으로부터 매달리도록 설 치되고, 상기 각종 물질 처리장치(10)의 전영역 및 다른 필요 영역을 덮도록, 도시하지 않은 직동기구를 이용한 X축(행방향) 이동 기구에 의해서 이동 가능하도록 설치되어 있다.
또한, 도 8로 돌아와, 상기 각종 물질 유지체 처리 영역(81)에서는, 검체가 현탁되는 현탁액을 수용하는 8열의 웰(well)의 열(92a)을 가진 카트리지 용기(92)와 각종 물질 유지체의 세관을 수용하는 웰의 열(79), 여러 가지 생성물 또는 검체로부터 추출한 목적물질, 혹은, 입자형상 담체, 예를 들면, 반응용 입자, 표지용 입자 또는 차폐용 입자 등을 수용하는 웰의 열(96,99), 및, 각종 물질 유지체(11)의 세관을 가진 세관부 또는 상기 세관부에 장착되는 태관을 가진 태관부를 수용하는 웰의 열(97)을 가진 6열×8 행의 웰로 이루어진 매트릭스형상 용기(95)와, 이 처리를 실행하기 위해서 필요한 각종 시약, 각종 형광 물질이나 물질 또는 처리 결과물을 수용하기 위한 프리팩 가능한 웰(100a)로부터 (100l)을 가진 8개의 카트리지 용기(100)를 가진다. 상기 카트리지 용기(100) 중에서, 부호 100k, 100l은, 각각, 히트 블록이 설치된 예비의 인큐베이터용 웰 및 인큐베이터용 웰을 나타낸다. 또한, 상기 노즐(117)에는, 상기 관형상 부재(21)를 착탈 자유롭게 장착하여, 입자(17)를 포획 이송 가능하도록 형성하는 것도 가능하다.
또한, 검체 등의 상기 대상 물질을 수용하는 웰의 열(92a)에는 각각 그 대상 물질에 관한 정보를 나타내는 바코드(92b)가 붙어 있다. 상기 바코드(92b)는, 바코드(92b)를 읽어내는 바코드 독해부(93)가 주사하듯이 이동하여 읽어낸다. 부호 (93a)는 상기 바코드 독해부(93)를 구동하는 이동기구이다.
8열의 상기 카트리지 용기(100)의 주위를 둘러싸도록 하여, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 상기 8열의 노즐(117)(일괄 노즐)의 이동 경로상에 있어 8열의 노즐의 배열 방향으로 평행한 열방향(도면상의 세로 방향, Y방향)을 따르는 열 반송경로(103a,103c) 및, 상기 1의 노즐(117)(개별 노즐)의 이동 경로상의 행방향(가로방향, X방향)을 따르는 행 반송경로(103b)를 가진 사각형상의 반송 경로를 따라서 이동 가능한 컨베이어(103)가 설치되어 있다.
상기 컨베이어(103)는, 상기 행렬 경로 반송 수단에 상당하고, 상기 노즐간의 간격에 일치하도록 전부 32개의 칩 수용부(또는 튜브)(102)가, 상기 컨베이어(103)와 함께 이동 가능하도록 연결되어 있다. 따라서, 도 8에 나타내는 위치에 있어서, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 8열의 노즐(117)에 의해서, 열 반송경로(103a,103c)에 배열된 2열의 칩 수용부(102)군에 대해서 액체의 흡인 토출이 가능하다. 또한, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 상기 일괄 노즐의 상기 8열의 노즐군과는 떨어져 설치한 상기 노즐(117)(개별 노즐)에 의해서, 상기 행렬 경로 반송 수단으로서 사각형상으로 배열된 반송 경로중, 아랫변의 행 반송경로(103b), 즉 상기 시약분주영역(82)내에 있는 선택한 칩 수용부(또는 튜브)(102)에 대해서, 목적에 따른 시약, 예를 들면 화학 발광에 있어서의 기질액 등을 분주할 수 있다. 특히, DNA 추출을 실시하는 경우의 PCR 전처리에서의 PCR 반응액 등 반응의 직전에 분주하도록 한다.
또한, 상기 측정 영역(83)내로서, 상기 행렬 경로 반송 수단의 사각형상의 반송 경로중에 측정 포인트(104)를 설치하여, 상기 측정 포인트(104)에 있어서, 트 리거 광원(105)으로부터, 여기광을 상기 각종 물질 유지체(11)내에 여기광을 조사하여, 발생한 빛을 수광부(106)에서 수광하여 측정을 행하도록 한다. 이것에 의해서, 각 각종 물질 유지체(11)마다 처리 목적에 따른 처리를 행할 수 있다.
또, 도시하고 있지 않지만, 이들 각종 물질 처리장치(10)를 제어하기 위해서, 사용자로부터의 지시나 데이터를 입력하기 위한 입력장치, 각종 연산 등의 처리를 행하는 CPU, 표시장치, 각종 메모리, 전달 수단 등을 가진 정보처리장치가, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 흡인토출기구나, 이동 기구, 행렬 경로 반송 수단, 측정 영역(83)내의 장치 등에 지시를 행하거나 또는 이들 장치로부터의 신호를 받는다. 상기 정보처리장치에는, 상기 노즐의 흡인 혹은 토출의 양, 스피드, 횟수, 시간 또는 위치를, 상기 노즐, 노즐에 장착되는 부재 혹은 각종 물질 유지체의 구조, 유체중에 존재하는 물질의 종류, 농도, 유체의 양, 유체 혹은 담체의 온도 또는 상기 유체의 수용 위치를 포함한 좌표 위치로 이루어진 물질 조건, 및, 처리 내용에 기초하여 제어하는 제어부가 설치되어 있다.
계속해서, 도 10에 기초하여, 제12의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체 처리방법으로서 DNA의 SNPs(1염기 다형(鹽基多型)) 타이핑에 대하여 상기 각종 물질 유지체(30)를 이용한 예를 설명한다.
측정하고자 하는 복수의 SNP 위치에 있어서, 하이브리다이즈(hybridize)의 가능성이 있는 염기 배열을 가진 올리고 뉴클레오티드의 4종류를 프로우브 물질로 하고, 복수개(이 예에서는, 5개)의 상기 입자(17)중의 4개에 1종류씩 각각 고정한다. 입자(17)에 고정하려면, 미리 상기 입자(17)의 표면에 관능기를 생성 또는 발 현시켜 두고, 상기 프로우브 물질과 결합시켜, 적당한 용매로 표면을 세정해 둔다.
예를 들면, SNP1(제1의 위치)에서는, 염기 T 또는 염기 C의 2개의 형태의 가능성이 있고, SNP2(제2의 위치)에서는, 염기 G 또는 염기 A의 2개의 형태의 가능성이 있는 것으로 한다. 즉, 염기 T, C, G, A의 4종류이다.
SNP1의 T판정용의 염기 배열을 고정한 입자(17), SNP1의 C판정용의 염기 배열을 고정한 입자(17), SNP2의 G판정용의 염기 배열을 고정한 입자(17), SNP2의 A판정용의 염기 배열을 고정한 입자(17)를, 상호 식별이 가능한 표지 요소로서 소정의 4종류의 형광 물질, 예를 들면, FITC(플루오레세인 이소티오시아네이트), 로다민, 이소티오시아네이트, IRD40, CY3 혹은 CY5 등의 유기물질 또는 유로퓸 착체 등의 수명이 긴 형광을 발하는 무기물질중으로부터 4종류의 다른 형광 물질을 선택하여, 4종류의 다른 염기 배열을 각각 고정한 상기 입자(17)를 상호 식별이 가능해지도록 표지화해 둔다. 여기서 각 입자(17)간을 상호 식별하기 위해서 이용한 형광 물질로부터의 빛은, 상기 제1의 표지에 근거한 신호에 상당한다.
도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 투광성이 있는 8개의 상기 칩형상 용기(31)의 상기 세관(34)내에, 관통성 다공질 부재(39)를 설치하여, 상기 염기 배열 및 형광 물질이 고정된 상기 입자(17)를 포함한 5개의 입자(17)(이 중 하나의 입자(17)는 염기 배열도 표지화도 되어 있지 않다)를 무작위 또는 임의의 순서로 넣어, 메쉬 형상 부재(37)를 설치하여 봉입하는 것에 의해서, 8개의 각종 물질 유지체(30)를 형성한다.
예를 들면, 8명의 피험자에 대해서, 각각 복수 개소(이 예에서는 2개소)의 SNPs 타이핑 위치를 동시에 결정하고자 하는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우에는, 스텝 S1에 있어서, 이렇게 해서 형성된 8개의 각종 물질 유지체(30)를, 그 태관(32)의 상단에 설치한 장착용 개구부(33)에 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 8열의 상기 노즐(117)에 각각 장착시킨다.
한편, 상기 각종 물질 유지체 처리 영역(81)에 설치된, 8개의 검체를 수용하는 웰의 열(92a)에는 다음과 같은 검체를 수용한다. 즉, 8명의 피험자의 혈액으로부터의 게놈을 각각 추출하여, 이들 게놈중에서, 복수 개소의 상기 SNPs 타이핑 위치를 포함한 단편을, 서멀·사이클러에 의해서 증폭하여, 형광 물질로 표지화한 것을 생성하여, 각 피험자마다 8개의 상기 검체를 수용하는 상기 웰의 열(92a)에 수용해 둔다. 또한, 상기 8열의 카트리지 용기(100)에는, 그 웰(100a∼100d)에는, BW버퍼액을 수용한다.
스텝 S2에 있어서, 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 상기 노즐 헤드(84)를 이동수단에 의해서 행방향으로 전진시켜, 8개의 상기 세관(34)을 상기 웰의 열(92a)에 일제히 삽입하여, 상기 웰의 열(92a)내에 있는 현탁액을 흡인하여 일제히 상기 세관(34)내를 채운다.
스텝 S3에 있어서, 도 10(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐을 개재하여, 예를 들면 10회, 소정 스피드 s1(예를 들면, 약 200μ리터/sec)로, 양(量) v1(예를 들면, 약 400μ리터)로 흡인 토출을 반복하는 것에 의해서 교반하고, 상기 세관(34)내의 복수의 상기 입자(17)와, 상기 현탁액을 충분히 접촉시킨다. 그 때, 반응을 촉진하기 위해서, 상기 도전성 박막(34b)에 소정 전류를 흐르게 하여 온도 제 어를 행한다.
그렇게 하면, 스텝 S4에 있어서, 도 10(d)에 나타낸 바와 같이, 상기 현탁액중의 형광 물질로 표지화된 DNA 단편이, 상기 SNP의 각 위치중의 해당하는 상기 입자(17)와 하이브리다이제이션에 의해서 결합한다. 잔액을 상기 웰의 열(92a)내로 토출한다. 여기서, 상기 DNA 단편을 표지화하기 위한 형광 물질은, 각 입자(17)에 고정한 염기 배열을 식별하기 위한 상기 4종류의 형광 물질과는 다른 종류의 형광 물질에 의해서 행한다. 상기 형광 물질로부터의 신호는, 상기 제2의 표지에 근거한 신호에 상당한다.
스텝 S5에 있어서, 도 10(e)에 나타낸 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)는, 반응이 종료한 상기 입자(17)를 봉입한 상기 각종 물질 유지체(30)를, 상기 8열의 카트리지 용기(100)의 웰(100a)의 위치에까지 이송하고, 상기 BW버퍼액에 대하여, 예를 들면, 소정 스피드 s2(예를 들면, 약 760으로부터 1700μ리터/sec)에 의해서, 미소량 v2, 예를 들면, 수십μ리터로부터 수백μ리터(예를 들면, 약 500μ리터)로 10회 흡인 토출을 반복하는 것에 의해서 세정한다. 계속해서, 웰(100b,100c)에 대하여, 동일한 동작을 반복한다.
스텝 S6에 있어서, 도 10(f)에 나타낸 바와 같이, 세정이 종료한 상기 각종 물질 유지체(30)는, 상기 컨베이어(103)의 열 반송경로(103a)에 정지하고 있는 칩 수용부(또는 튜브)(102)의 위치에까지, 상기 노즐 헤드(84)를 이동시켜, 상기 조(122a)에 의해 상기 노즐 헤드(84)에 설치된 복수열의 일괄 노즐((117))로부터 이탈시켜 상기 칩 수용부(102)에 수용하고, 상기 컨베이어(103)를 구동하여, 상기 반송 경로를 따라서 반송시킨다. 상기 칩 수용부(102)가, 상기 행 반송경로(103b)에 도달했을 때에, 상기 개별 노즐(117)이 분주 칩(78)을 수용하고 있는 위치에 오도록 노즐 헤드(84) 전체를 이동시켜, 하강시킴으로써 상기 개별 노즐에만 분주 칩(78)을 장착시키고, 또한 상기 시약 수용부(77)까지 이동하여 소정 시약을 흡인한 후, 상기 행 반송경로(103b)를 따라서 정지하고 있는 8개의 각 칩 수용부(102)중, 선택한 상기 각종 물질 유지체(30)의 장착용 개구부(33)로부터, 예를 들면, 상기 소정의 시약으로서 측정용의 시약을 분주한다. 그 후, 상기 컨베이어(103)를 구동하여 상기 반송 경로상에 설치한 측정 포인트(104)에까지 반송하고, 상기 측정 포인트(104)에 있어서, 여기광을 조사시켜, 상기 세관(34) 내의 빛을 수광부(106)로 수광한다. 그 때, 상기 제1의 표지에 근거한 신호와 제2의 표지에 근거한 신호의 조합을 측정하는 것에 의해서 상기 목적물질의 구조의 해석을 행한다.
다음에, 도 11에 기초하여, 단백질의 해석예로서 알레르기 검사에 관한 제13의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체 처리 순서를 상기 각종 물질 유지체(50)를 이용했을 경우에 대하여 나타낸다.
각종 알레르겐 물질, 예를 들면, 삼목화분, 돼지풀, 진드기, 곰팡이로부터 얻어진 4종류의 물질을, 4개의 입자(17)에 각각 고정한다. 입자(17)에 상기 알레르겐 물질을 고정하려면 미리 상기 입자(17)의 표면에 관능기를 생성 또는 발현시켜 둔다. 이들 4종류의 알레르겐 물질을 각각 고정한 입자(17)를, 표지 요소로 하여 상호 식별이 가능한 4종류의 다른 형광 물질, 예를 들면 상술한 바와 같은 형광 물질중에서 선택하여, 상호 식별이 가능해지도록 표지화해 둔다. 여기서, 각 입 자(17)간을 상호 식별하기 위해서 이용한 형광 물질로부터의 빛은, 상기 제1의 표지에 근거한 신호에 상당한다.
도 11(a)에 나타낸 바와 같이, 스텝 S11에 있어서, 8개의 상기 웰의 열(99)에, 도 4(c)에 나타낸, 투광성이 있는 8개의 상기 칩형상 용기(42)의 각 세관(45)을 수용해 두고, 상기 각 세관(45)내에는 요철이 있는 입자(51)를 넣어 둔다. 다음에, 상기 알레르겐 물질 및 형광 물질이 고정된 입자(17)를 포함한 4개의 입자(17)를 무작위 또는 임의의 순서로 각각 넣고, 마지막으로, 상기 세관(45)은, 상기 웰의 열(97)에 수용해 둔 태관부의 상기 태관(43)의 상단에 설치한 장착용 개구부(44)에 상기 노즐(117)에 장착시켜 이동하여, 상기 끼워맞춤부(49)를 상기 세관(45)에 눌러붙이도록 하여, 그 끼워맞춤부(49)에 끼워맞춤시켜, 접착, 초음파 또는 열에 의한 용착 등으로 부착하여 봉입하여, 8개의 각종 물질 유지체(50)를 형성한다.
한편, 상기 각종 물질 유지체 처리 영역(81)에 설치된, 상기 검체를 수용하는 웰의 열(92a)에는, 8명의 피험자로부터 채취한 혈청을 수용하고, 8열의 카트리지 용기(100)의 각 웰(100a)에는, 50mM의 TBS 버퍼 용액, pH8, 1%의 BSA 용액을 수용하며, 웰(100b로부터 100f)에는, 50mM의 TBS 버퍼액, pH8, 0.005%의 Tween 용액으로 이루어진 세정액을 수용하고, 웰(100g)에는, 형광 물질로 표지화된 항인 IgE 항체를 현탁한 액을 수용해 둔다. 한편, 상기 항인 IgE 항체를 표지화하는 형광 물질은, 각 입자(17)에 고정한 알레르겐 물질을 식별하기 위한 상기 4종류의 형광 물질과는 다른 종류의 형광 물질에 의해서 행한다. 상기 형광 물질로부터의 신호는, 상기 제2의 표지에 근거한 신호에 상당한다.
이 단계에서, 상기 각종 물질 유지체(50)를, 상기 컨베이어(103)의 상기 열 반송경로(103a)에 정지하고 있는 칩 수용부(102)에까지, 상기 노즐 헤드(84)를 이동시켜, 상기 조(122a)에 의해서 상기 노즐 헤드(84)에 설치된 8열의 일괄 노즐((117))로부터 이탈시켜 상기 열 반송경로(103a)에 배열되어 있는 상기 칩 수용부(102)에 수용하여, 상기 컨베이어(103)를 구동하여, 상기 반송 경로를 따라서 반송시킨다. 상기 칩 수용부(102)가, 상기 행 반송경로(103b)의 위치에 도달했을 때에, 상기 개별 노즐(117)을 상기 소정의 시약을 수용하는 시약 수용부(77)에까지 이동시키고, 필요하면 소정 시약을 흡인하여, 상기 행 반송경로(103b)를 따라서 정지하고 있는 8개의 각 칩 수용부(102)중, 선택한 상기 각종 물질 유지체(50)에까지 이동하여, 상기 각종 물질 유지체(50)의 장착용 개구부(44)로부터 상기 소정 시약을 분주한다. 그 후, 상기 반송 경로상에 설치한 상기 측정 포인트(104)에 있어서, 상기 입자(17)로부터의 빛을 상기 수광부(106)에서 수광하여 측정한다. 이것에 의해서, 각 입자(17)를 제1의 표지에 근거한 신호에 의해서 식별하여, 각 입자(17)의 표지 정보를 읽어낼 수 있다. 상기 표지 정보는, 제어부로서의 메모리내에 저장해 둔다.
스텝 S12에 있어서, 도 11(a)(b)(c)에 나타낸 바와 같이, 웰(100a)에 수용되어 있는 용액을 양 v3(예를 들면, 약 500μ리터) 스피드 s3(예를 들면, 약 760μ리터/sec) 흡인 토출하는 것에 의해서, 상기 용액을 교반하고, 상기 입자(17) 표면을 블로킹(차단)한다.
스텝 S13에서, 도 11(d)에 나타낸 바와 같이, 상기 카트리지 용기(100)의 웰(100b)에 수용된 50mM의 TBS 버퍼 용액, pH8, 0.005% Tween 용액으로 세정한다. 계속해서 스텝 S14에 있어서, 도 11(e)에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐에 장착된 상기 각종 물질 유지체(50)를, 검체를 수용하는 상기 웰의 열(92a)에까지 이동시켜, 상기 웰의 열(92a)에 수용된 혈청을 상기 세관(45)내에 흡인하여 접촉시키고, 상기 세관(45)내를 약 37도로 30 분간, 혈청중의 IgE 항체와 상기 알레르겐 물질을 반응시킨다. 그 때, 상기 세관(45)을 항온 상태로 유지하기 위해서, 상기 세관(45)을 양측으로부터 사이에 두도록 하여, 상기 8열의 상기 각종 물질 유지체(50)에 상기 온도 승강 수단(71)의 빗살모양으로 배열된 가열판(73)에 끼워져서 설치된 가열벽(72)을 접근시키도록 하여 가열한다. 이것에 의해서, 세관(45) 내를 효율적이고 확실하게 가열할 수 있다.
다음에, 스텝 S15에 있어서, 도 11(f)에 나타낸 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체(50)를, 상기 카트리지 용기(100)의 웰(100c)에까지 이동한다. 상기 웰(100c)에는, 상술한 세정액이 수용되어 있으며, 예를 들면, 스피드 s4(예를 들면, 약 760μ로부터 1700μ리터/sec)로, 양 v4(예를 들면, 약 500μ리터) 10회의 흡인 토출을 반복함으로써 세정한다. 계속해서, 상기 각종 물질 유지체(41)를, 웰(100d)에까지 이송하여, 세정을 반복한다.
다음에, 스텝 S16에 있어서, 도 11(g)에 나타낸 바와 같이, 상기 웰(100g)에까지, 상기 노즐 헤드(84)를 이동하여, 상기 웰(100g)에 수용되어 있는 형광 물질로 표지화된 항인 IgE 항체와 반응시키기 위해서, 상기 현탁액을 흡인하여 상기 입 자(17)와 접촉시켜, 37℃로 30분 유지시킨다. 이 경우에도, 상술한 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체(50)에 온도승강수단(71)의 가열벽(72)을 접근시키는 것에 의해서 상기 세관(45)내를 가열한다.
스텝 S17에 있어서, 도 11(h)에 나타낸 바와 같이, 상기 카트리지 용기(100)의 웰(100e)에까지 이송하여, 수용되어 있는 세정액을, 예를 들면, 스피드 s5(예를 들면, 약 760으로부터 1700μ리터/sec)로, 양 v5(예를 들면, 500μ리터)로 약 10회 흡인 토출을 행하는 것에 의해서, 상기 입자(17)를 세정한다. 동일한 동작을, 웰(100f)에까지 이동하여, 반복한다.
다음에 스텝 S18에 있어서, 도 11(i)에 나타낸 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체(50)를, 상기 컨베이어(103)의 상기 열 반송경로(103a)에 정지하고 있는 칩 수용부(102)에까지, 상기 노즐 헤드(84)를 이동시켜, 상기 조(122a)에 의해 상기 노즐 헤드(84)에 설치된 8열의 일괄 노즐(117)로부터 이탈시켜 상기 열 반송경로(103a)에 배열되어 있는 상기 칩 수용부(102)에 수용하고, 상기 컨베이어(103)를 구동하여, 상기 반송 경로를 따라서 반송시킨다. 상기 칩 수용부(102)가, 상기 행 반송경로(103b)의 위치에 도달했을 때에, 상기 개별 노즐(117)을 상기 소정의 시약을 수용하는 시약 수용부(77)에까지 이동시켜, 소정 시약을 흡인하고, 상기 행 반송경로(103b)를 따라서 정지하고 있는 8개의 각 칩 수용부(102)중, 선택한 상기 각종 물질 유지체(50)에까지 이동하여, 상기 각종 물질 유지체(50)의 장착용 개구부(44)로부터 상기 소정 시약을 분주한다. 그 후, 상기 반송 경로상에 설치한 상기 측정 포인트(104)에 있어서, 상기 입자(17)로부터의 빛을 상기 수광부(106)에서 수 광하여 측정한다. 그 때, 상기 제1의 표지에 근거한 신호로부터 얻어진 각 입자(17)의 표지 정보와 제2의 표지에 근거한 신호의 조합으로부터, 반응한 알레르겐 물질을 특정할 수 있다.
도 12에 기초하여, 프로테인을 고정한 단백질 해석예를 상기 각종 물질 유지체(41)를 이용했을 경우의 제14의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체 처리방법에 대하여 설명한다. 상기 처리에 있어서는, 도 12(a)에 있어서, 여러종류(이 예에서는, 5종류)의 단백질 발현용 염기 배열과 발현한 단백질을 포획하는 단백질 포획용 물질을 가진 올리고 뉴클레오티드를, 도 4(b)에 나타낸 입자(17)에 각각 고정해 둔다. 이들 5종류의 단백질 발현용 염기 배열을 각각 고정한 입자(17)는, 또한, 표지 요소로서 상호 식별이 가능한 5종류의 다른 형광 물질, 예를 들면, 상술한 바와 같은 형광 물질중에서 선택하여, 상호 식별이 가능해지도록 표지화해 둔다. 여기서, 각 입자(17) 사이를 상호 식별하기 위해서 이용한 형광 물질로부터의 빛은, 상기 제1의 표지에 근거한 신호에 상당한다. 이들 물질을 고정하려면, 상기 입자(17)의 표면에 관능기를 생성 또는 발현시켜 둔다. 이것에 의해서, 발현한 단백질의 발현량, 특정의 단백질과의 결합성을 검사한다. 본 예에서는, 5종류의 상기 입자(17)를, 8개의 상기 칩형상 용기(42)의 각 세관(45)내에 무작위 또는 임의의 순서로 수용하고, 상기 입자(17)가 수용된 세관(45)을 상기 태관(43)의 하단에 설치한 끼워맞춤부(49)에 끼워맞춤하여 접착 또는 용착에 의해서 부착하는 것에 의해서 봉입하여, 8개의 상기 각종 물질 유지체(41)를 형성한다.
한편, 도 8의 상기 각종 물질 유지체 처리 영역(81)에 설치된, 8열의 카트리 지 용기(100)의 각각의 하나의 액수용부(100a)에는, 아미노산, 리보좀 등의 용액이 수용되고, 액수용부(100b로부터 100g)에는, PBS 버퍼액, 계면활성제인 0.05%의 Tween20 버퍼액으로 이루어진 세정액(이하 「PBS-T」라고 한다)가 수용되며, 액수용부(100h)에는, PBS-T에 5%의 스킴 밀크의 현탁액이 수용되고, 액수용부(100i)에는, 화학 발광물질로 표지화된 항체, 비오틴화물질의 용액을 수용하고 있는 것으로 한다. 한편, 표지화에 이용한 상기 화학 발광 물질은, 각 입자(17)에 고정한 염기 배열을 식별하기 위한 상기 5종류의 형광 물질과는 당연히 다른 것이 된다. 상기 화학 발광 물질로부터의 신호는, 상기 제2의 표지에 근거한 신호에 상당한다.
스텝 S21에 있어서, 이렇게 해서 형성된 각종 물질 유지체(41)를 그 태관(43)의 상단에 설치한 장착용 개구부(44)에 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 상기 노즐(117)에 장착시킨다. 다음에, 도 12(a)(b)(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체 처리장치(80)의 상기 노즐 헤드(84)의 8열의 노즐(117)을 일제히 상기 카트리지 용기(100)의 액수용부(100a)에까지 이동시켜, 상기 액수용부(100a)에 수용되어 있는 상기 아미노산 등의 용액을 상기 세관(45)내에, 스피드 s6(예를 들면, 약 200μ리터/sec), 양 v6(예를 들면, 약 500μ리터) 흡인한다. 이 상태에서, 상기 세관(45)내를, 예를 들면, 상기 세관(45)을 양측으로부터 사이에 두도록 하여, 상기 8열의 상기 각종 물질 유지체(41)에 상기 온도 승강 수단(71)의 빗살모양으로 배열된 가열판(73)에 끼워져서 설치된 가열벽(72)을 접근시키도록 하여 가열한다. 이것에 의해서, 세관(45)내를 효율적이고 확실하게 가열시켜, 37℃에서 1시간 유지시킨다.
스텝 S22에 있어서, 도 12(d)에 나타낸 바와 같이, 상기 세관(45)으로부터 상기 액을 토출한 후, 상기 노즐 헤드(84)를 액수용부(100b)에까지 이동시켜, 상기 PBS-T용액을 상기 세관(45)에 대해서 흡인 토출을 예를 들면 10회, 스피드 s7(예를 들면, 약 760으로부터 1700μ리터/sec), 양 v7(예를 들면, 약 500μ리터)로 반복하는 것에 의해서 세정한다. 이 동작을, 액수용부(100c)에서도 반복한다.
스텝 S23에 있어서, 도 12(e)에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐 헤드(84)를 액수용부(100h)로 이동시켜, 상기 PBS-T 및 5%의 스킴 밀크 현탁액을 흡인하여, 실온 상태에서, 약 1시간 반응시켜, 블로킹을 행한다.
스텝 S24에 있어서, 도 12(f)에 나타낸 바와 같이, 상기 세관(45)으로부터 상기 액을 토출한 후, 상기 노즐 헤드(84)를 액수용부(100d)에까지 이동시켜, 상기 PBS-T용액을 상기 세관(45)에 대해서 흡인 토출을 예를 들면 10회, 스피드 s8(예를 들면, 약 760로부터 1700μ리터), 양 v8(예를 들면, 약 500μ리터)로 반복하는 것에 의해서 세정한다. 이 동작을, 액수용부(100e)에서도 반복한다.
스텝 S25에 있어서, 도 12(g)에 나타낸 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체(41)를 액수용부(100i)에까지 이송하여, 상기 화학 발광 물질에 의해서 표지화한 항체, 비오틴화물질을 현탁하는 상기 현탁액을 흡인하여 실온에서 약 30분부터 1시간 인큐베이션한다.
계속해서 스텝 S26에 있어서, 도 12(h)에 나타낸 바와 같이, 액수용부(100f)로 이송하여, 상기 PBS-T용액을 상기 세관(45)에 대해서 흡인 토출을 예를 들면 10회, 스피드 s3로 반복하는 것에 의해서 세정한다. 이 동작을, 액수용부(100g)에서 도 반복한다.
스텝 S27에 있어서, 도 12(i)에 나타낸 바와 같이, 상기 각종 물질 유지체(41)를, 상기 컨베이어(103)의 상기 열 반송경로(103a)에 정지하고 있는 칩 수용부(102)에까지, 상기 노즐헤드(84)를 이동시켜, 상기 조(122a)에 의해 상기 노즐 헤드(84)에 설치된 복수열(8열)의 일괄 노즐(117)로부터 이탈시켜 상기 열 반송경로(103a)에 배열되어 있는 상기 칩 수용부(102)에 수용하고, 상기 컨베이어(103)를 구동하여, 상기 반송 경로를 따라서 반송시킨다. 상기 칩 수용부(102)가, 상기 행 반송경로(103b)의 위치에까지 도달했을 때에, 상기 개별 노즐(117)을, 상기 시약 수용부(77)에까지 이동시켜 소정의 시약을 흡인하고, 상기 행 반송경로(103b)를 따라 정지하고 있는 8개의 각 칩 수용부(102)중, 선택한 상기 각종 물질 유지체(41)에까지 이동하여, 상기 각종 물질 유지체(41)의 상기 장착용 개구부(44)로부터 소정 시약으로서 화학 발광용의 기질액을 분주한다. 그 후, 반송 경로상에 설치한 상기 측정 포인트(104)에 있어서, 상기 입자(17)로부터의 빛을 수광부(106)에서 수광하여 측정한다. 그 때, 제1의 표지에 근거한 신호를 수신하려면, 상기 트리거 광원(105)으로부터의 해당하는 파장의 여기광 펄스를 ON상태로 하여 각 입자(17)마다 조사하여, 수광부(106)에서 수신하고, 상기 펄스가 OFF 상태일 때에 제2의 표지화에 근거한 신호의 강도를 각 입자마다, ON, OFF를 반복한 펄스 제어에 의해서 측정한다. 이 제1의 표지에 근거한 신호 및 상기 제2의 표지에 근거한 신호의 강도에 기초하여, 상기 화학 발광 물질로 표지화한 항체, 비오틴화물질 등과 반응한 단백질을 특정하거나, 또는 그 강도로부터 그 발현량을 측정한다.
계속해서, 도 13에 기초하여, 제15의 실시형태와 관련된 각종 물질 유지체의 처리방법을 SNPs 검출 반응에 적용하는 경우에 대하여 설명한다.
도 13에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 상기 방법은, 8명의 피검사자로부터 채취한 검체의 유전자(ATase exon6, ATase exon8, CYP2C19exon5, CYP2D6exon1)의 4개소의 각 SNPs(Single Nucleotide Polymorphysms)의 다형(여기서는 2종류)의 염기를 검출하기 위한 처리에 적용한 것이다. 이 처리는, 검체의 유전자를 추출하여 증폭하고, 후술하는 ASPE법에 따라 ASPE 산물을 조제하는 준비 단계로서의 시료 조제 공정 S31과, 상기 각종 물질 유지체(11)의 칩형상 용기(12)의 세관(15)내에 봉입하여야 할 입자에 검출용의 프로우브인 후술하는 태그 DNA를 결합시킨 복수 종류(이 예에서는 8종류)의 입자(17)를 조제하여 상기 세관(15)내에 봉입하는 봉입 공정 S32과, 상기 입자(17)와 상기 ASPE 산물과의 결합 반응을 행하게 하는 결합 반응 공정 S33과, 결합 반응 결과를 검출하는 검출 공정 S34를 가진다.
스텝 S31의 시료 조제 공정은, 도 13(a)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 구강 점막, 혈액, 손톱 등의 검체를 8명의 피검사자로부터 각각 채취하는 채취 공정과, 상기 구강 점막 등에 함유되어 있는 DNA를 추출하여, 각각 PCR법으로 증폭하는 증폭 공정과, 상기 DNA를 정제하는 정제 공정과, 정제한 DNA를 후술하는 ASPE법을 이용하여 ASPE 산물을 조제하는 ASPE 산물 조제 공정을 가진다.
상기 채취 공정은, 예를 들면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 8명의 피검사자로부터 채취한 상기 구강 점막 등을 현탁시킨 액체를 각각 8개의 상기 웰의 열(92a)을 가진 카트리지 용기(92)에 수용한다. 상기 세관(15)에 입자가 봉입되어 있지 않 은 상태의 각종 물질 유지체(11)의 칩형상 용기(12) 또는 분주 칩을 상기 노즐 헤드(84)의 노즐(117)에 장착하고, 각 웰의 열(92a)에, 표면이 다공성인 물질 또는 실리카 등의 물질로 덮인 자성 입자의 현탁액을 흡인하고 이송하여 각각 일제히 토출하는 것에 의하여 투입한다.
상기 구동판(123) 및 로드(112)를 상하이동시킴으로써, 상기 플런저(115a)를 상하이동시켜 흡인 토출을 반복하여, 상기 DNA를 자성 입자에 결합하여 포획시킨다. 그 때, 8개의 상기 자석(122b)을 8개의 상기 각종 물질 유지체(11)의 각 세관(15)에 각각 접근시켜 그 내부에 자장을 미치는 것에 의해서 상기 칩형상 용기(12)의 세관(15)의 내벽에 상기 DNA를 포획한 상기 자성 입자를 흡착시켜 분리시킨다. 상기 분리한 상기 DNA를 포획한 자성 입자로부터 상기 DNA를 괴리시킴으로써 DNA를 추출하여, 마이크로 플레이트의 웰의 열(96)내에 수용한다.
이어서, 각 검체마다 추출된 DNA를 PCR법에 의해서, 소정의 프라이머를 이용하여, 4개의 상기 DNA를 얻도록 증폭하여 상기 마이크로 플레이트의 8개의 웰의 열(99)의 왼쪽 열내에 수용한다. 증폭한 DNA의 현탁액을 수용한 각 웰내에, 프라이머나 구강 점막 등의 잔류물을 포함한 협잡물을 제거하기 위해서, 새로운 자성 입자의 현탁액을, 새로운 칩형상 용기(12)를 상기 노즐 헤드(84)에 장착하고, 상기 플런저(115a)를 상하이동시켜 흡인 토출을 행하는 것에 의해 상기 DNA를 상기 자성 입자에 포획시킨다. 그 때, 상기 빗살모양 자석(122b)을 이용하여 상기 칩형상 용기(12)내에 자장을 미치게 하여 상기 자성 입자를 상기 칩형상 용기(12)의 내벽에 흡착시켜 분리하여 정제한다.
다음에, ASPE(Allele-specific primer extension법)를 이용하여, 각 검체의 유전자에 대하여 상기 4개소의 SNP의 결정을 행하기 위한 ASPE 산물(178)을 조제한다.
도 13(b)에 나타낸 바와 같이, 후술하는 1개 사슬의 태그 DNA(172)의 염기 배열(173)에 상보적인 염기 배열(174)를 3'말단에 가지며, 상기 SNP의 염기(175)를 5'말단에 가지며, 염기 배열(174)과 염기(175)의 사이의 배열은 4개의 상기 각 유전자의 SNP의 직근(直近) 배열에 상보적인 염기 배열이 되도록 설계한 1개 사슬의 수십 염기로 이루어진 합성 DNA를 프라이머로서 준비한다. 다형의 가능성이 있는 종류, 여기서는 4개의 각 유전자마다 2종류씩, 합계 8종류의 프라이머를 합성하고, 각 프라이머에는, 8종류의 서로 다른 소정의 염기 배열을 가진 태그 DNA(172)의 하나 및 해당하는 SNP의 염기가 포함된다. 그 프라이머와 염기 「T」에 대신하여 Dig-dUTP(176)를 염기로 이용하여, 상기 검체마다의 각 유전자에 기초하여 PCR법에 의해 신장 증폭시킨다. 그렇게 하면, 상기 검체의 DNA의 다형의 종류에 따른 프라이머에만 대하여 신장 증폭이 이루어져, 8개의 각 검체마다 상기 ASPE 산물(178)이 조제되게 된다.
조제된 각 검체마다의 ASPE 산물(178)은, 매트릭스형상 용기(95)의 웰의 열(99)의 우측렬내에 수용해 둔다. 한편, 상기 카트리지 용기(100)의 8개의 웰(100a)에는, 후술하는 스텝 S34의 검출 공정에서 이용하는 세정액을 수용해 둔다. 또한, 8개의 웰(100b)에는 상기 Dig-dUTP(176)와 특이적으로 결합하는 상기 AP표지 항 Dig 항체(177)가 수용되고, 8개의 웰(100c)에는 다른 세정액을 수용하고, 상기 시약 수용부(77)에는 기질액(179(CDP-Star)를 수용해 둔다.
한편, 이 예에서는, 각 검체마다 8종류의 상기 ASPE 산물(178)의 전부를 혼합한 것을 웰의 열(99)에 수용하고 있지만, 예를 들면, 2종류의 상기 ASPE 산물(178)마다 혼합한 것을 다른 웰의 열을 4조 준비하여 처리를 행하도록 해도 좋다.
스텝 S32에서는, 상기 각종 물질 유지체(11)내에 수용해야 할 입자(17)를 제작하여 봉입한다. 제작해야 할 입자(17)는, 도 13(b)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 아비딘(171)으로 피복되어, 비오틴화한 소정의 염기 배열(173)을 가진 태그 DNA(172)를 결합시킨 것이다. 여기서, 상기 입자(17)로서는, 예를 들면, 직경 대략 1mm전후의 사이즈로서, 예를 들면, 나일론(Polysciences사 제품) 등의 각종 수지를 이용한다. 그 외, 예를 들면, 세라믹스(치바 세라믹사 제품, 알루미나 1.88mm 지름)을 이용할 수 있다. 또, 상기 차광성 입자를 이용하는 경우에는, 예를 들면, 직경 2.0mm의 칼라 유리를 이용한다.
또한, 각 태그 DNA(172)의 염기 배열(173), 및 상기 프라이머에 함유시킨 상보적인 염기 배열(174)은, 상기 각 유전자의 SNP의 가능성이 있는 다형의 염기마다 다른 염기 배열(173,174)을 가지도록 합성한다. 그렇게 하면, 본 실시형태와 관련된 처리에서는, 4개소의 SNP에 있어서, 각각 2종류씩의 가능성이 있는 다형의 염기에 대해서는, 8종류의 염기 배열(173,174)이 필요하므로 8종류의 입자(17)가 제작되게 된다.
8종류의 상기 입자(17)는, 봉입전에, 안료, 염료 등의 표지 물질을 이용하 여, 예를 들면, 색채(자주색, 감색, 녹색, 황색, 적색, 청색, 갈색, 오렌지색)에 의해서, 종류마다 상호 식별이 가능하도록 표지화되어, 각 색채와 각 유전자의 SNP를 미리 대응시킨다. 예를 들면, 「자주색」의 입자와, 「감색」의 입자는, 상기 유전자 ATase exon6에 대응시키고, 태그 DNA(172)로서, 각각 Tag1(염기 C) 및 Tag3(염기 T)를 이용하며, 「녹색」의 입자 및 「황색」의 입자는, 상기 유전자 ATase exon8에 대응시키고, 태그 DNA(172)로서 각각 Tag4(염기 A) 및 Tag2(염기 G)를 이용하며, 「적색」의 입자 및 「청색」의 입자는, 상기 유전자 CYP2C19 exon5에 대응시키고, 태그 DNA(172)로서 각각 Tag7(염기 A), Tag6(염기 G)를 이용하며, 「갈색」의 입자 및 「오렌지색」의 입자는, 상기 유전자 CYP2D6 exon1에 대응시키고, 태그 DNA(172)로서 각각 Tag9(염기 C), Tag10(염기 T)를 이용하는 것이다.
이렇게 해서 제작된 상기 비오틴화한 8종류의 상기 소정의 염기 배열(173)을 가진 태그 DNA(172)를 결합한 8종류의 입자(17)의 조(組)를, 상기 칩형상 용기(12)의 상기 세관(15)내에 배열 순서를 특별히 정하지 않고 무작위 또는 임의의 순서로 각각 봉입하여 8개의 각종 물질 유지체(11)를 제작하고, 상기 노즐 헤드(84)에 장착하여, 1열형상으로 배열한다. 상기 입자(17)를 봉입하려면, 상기 칩형상 용기(12)의 태관(13)으로부터 착탈되는 세관(15)내에 8종류의 상기 입자(17)의 조를 수용한 후, 상기 세관(15)의 끼워맞춤부(15a)에 상기 태관(13)의 하단부(18)를 끼워맞춤시키는 것에 의해서 행한다. 한편, 차광성 입자를 이용하는 경우에는, 예를 들면, 반응용의 입자와 차광성 입자를 교대로 배열한다.
상기 세관(15)으로서는, 예를 들면, 폴리프로필렌제의 상기 세관(15)을 이용 한다. 상기 세관(15)의 크기로서는, 예를 들면, 상기 입자로서 1.0mm지름의 세라믹제를 이용하는 경우에는, 예를 들면, 1.1mm 지름의 환형(丸型)을 이용한다. 또한, 1.88mm지름의 세라믹제를 이용하는 경우에는, 2.0mm지름의 환형을 이용한다. 또한, 차광성 입자로서 상기 2.0mm의 글래스 비즈를 이용하려면, 2.2mm 지름의 환형을 이용한다.
스텝 S33에 있어서, 이동부(도시하지 않음)를 이용하여, 상기 노즐 헤드(84)의 1열형상으로 배열된 8개의 상기 각종 물질 유지체(11)의 각 상기 입구부(16)가 상기 매트릭스형상 용기(95)의 웰의 열(99)의 각 웰에 삽입 가능한 위치로 이동시킨다. 다음에, 상기 이동부(도시하지 않음)에 의해서, 상기 입구부(16)를 상기 매트릭스형상 용기(95)의 웰의 열(99)에 일제히 삽입시킨다. 상기 각종 물질 유지체(11)에 대해서 상기 플런저(115a)를 윗방향으로 움직이는 것에 의해서, 또는 상하 방향으로 작동시켜 흡인 토출 동작을 반복하는 것에 의해, 각 검체마다 수용한 상기 ASPE 산물(178)의 혼합액과 상기 각종 물질 유지체(11)내의 각 입자(17)를 접촉시킨다. 그렇게 하면, 상기 태그 DNA(172)의 염기 배열(173)과, 상기 ASPE 산물(178)의 상기 염기 배열(173)과 상보성이 있는 염기 배열(174)의 사이에서 하이브리다이제이션 반응을 일으켜, 상기 각 입자(17)마다, 대응하는 ASPE 산물(178)이 존재하는 경우에는, 상기 ASPE 산물(178)이 결합하게 된다.
다음에, 스텝 S34에 있어서, 이동부(도시하지 않음)를 이용하여, 상기 노즐 헤드(84)를 세정액이 수용되어 있는 상기 카트리지 용기(100)의 제2의 웰(100a)에까지, 상기 이동 경로로서의 상기 행방향으로 이동시키고, 상기 입구부(16)를 상기 제2의 웰(100a)에 일제히 삽입시킨다. 다음에, 상기 플런저(115a)를 상하 방향으로 작동시키는 것에 의해서, 흡인 토출을 반복하여 세정한다.
그 후, 상기 노즐 헤드(84)를, 상기 Dig-dUTP(176)와 특이적으로 결합하는 상기 AP표지 항Dig 항체(177)를 수용한 카트리지 용기(100)의 8개의 웰(100b)에까지 이동시켜, 상기 입구부(16)를 8개의 상기 웰(100b)에위치시켜 일제히 삽입시키고, 상기 플런저(115a)를 이용하여 흡인 토출을 반복함으로써, 상기 Dig-dUTP(176)와 상기 AP표지 항Dig 항체(177)을 결합시킨다. 그렇게 하면, 각 검체마다, 존재하는 다형에 따른 종류에만 상기 AP표지 항Dig 항체(177)가 결합한 ASPE 산물(178)이 입자(17)에 결합하고 있게 된다. 또한, 상기 카트리지 용기(100)의 웰(100d)에까지, 노즐 헤드(84)를 이동시키고, 상기 입구부(16)를 상기 웰(100c)에 위치시키고 일제히 삽입시켜, 수용되어 있는 세정액에 대하여 흡인 토출을 반복하여 세정한다.
다음에, 상기 이동부(도시하지 않음)를 이용하여, 상기 노즐헤드(84) 를 상기 이동 경로로서의 상기 행방향에 행간격만큼 더 이동시키고, 상기 노즐 헤드(84)의 입구부(16)에 대응하는 위치에 열방향으로 나열된 8개의 칩 수용부(102)내에 상기 각종 물질 유지체(11)를 탈착시켜 수용시킨 후, 상기 컨베이어(103)에 의해서 반송시키고, 이들 8개의 칩 수용부(102)가 행방향으로 나열되었을 때에, 상기 노즐 헤드(84)중에서, 상기 각종 물질 유지체(11)를 탈착시킨 8열의 일괄 노즐로부터 떨어져 설치된 개별 노즐이 분주칩(78)을 수용하고 있는 위치에 오도록 상기 노즐 헤드(84) 전체를 이동시키고, 그 위치에서 강하시킴으로써 개별 노즐에만 분주칩(78)을 끼워맞춤, 장착시키고, 노즐 헤드(84)를 더 이동하여 상기 시약 수용부(77)에 상기 분주칩(78)을 위치시키고, 상기 시약 수용부(77)로부터 기질액을 분주칩(78)내에 흡인한다.
상기 이동부(도시하지 않음)를 이용하여, 상기 노즐 헤드(84)를 이동시키고, 행방향으로 나열된 상기 칩 수용부(102)내에 수용된 8개의 상기 각종 물질 유지체(11)의 장착용 개구부(14)로부터 차례로 기질액(179)을 분주함과 함께, 상기 컨베이어(103)에 의해서, 상기 반송 경로를 따라서 8개의 상기 각종 물질 유지체(11)를 반송시킨다. 그렇게 하면, 상기 기질액(179)과 상기 Dig의 반응에 의해서 발생한 화학 발광을 상기 측정 포인트(104)에 대하여 8명의 검체에 관해서 차례로 검출하게 된다.
도 13의 스텝 S34에는, 8명의 검체중의 1명의 검체의 유전자에 대한 측정 결과를 사진에 나타내고 있다. 이 검체에 대한 상기 각종 물질 유지체(11)에 봉입된 입자(17)는, 드문드문, 상기 색채(자주색, 감색, 녹색, 황색, 적색, 청색, 갈색, 오렌지색)의 순서대로 위로부터 제1의 입자(17)로부터 제8의 입자(17)까지 배열되어 있는 것으로 하면, 이 검체의 유전자에 대해서는, 제1의 입자(자주색), 제6의 입자(청색) 및 제7의 입자(갈색)에 대해서는, 매우 약한 발광 밖에 검출되고 있지 않기 때문에, 이 검체의 유전자 ATase exon6의 SNP에 대해서는, 염기 T이며, 유전자 ATase exon8의 SNP에 대해서는, 염기 A/G이며, 유전자 CYP2C19 exon5의 SNP에 대해서는, 염기 A이며, 유전자 CYP2D6 exon1의 SNP에 대해서는, 염기 T인 것을 알 수 있다.
이상의 예에서는, Dig-dUDP와 그것과 특이적으로 결합하는 AP표지 항Dig 항 체를 이용했지만, AP표지 항Dig 항체 대신에, 예를 들면, HRP 표지 항Dig 항체 또는 POD 표지 항Dig항체를 이용할 수도 있다.
이상 설명한 각 실시형태는, 본 발명을 보다 잘 이해시키기 위해서 구체적으로 설명한 것으로서, 다른 형태를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 발명의 주된 취지를 변경하지 않는 범위에서 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, DNA, 알레르겐 물질 및 단백질의 경우에 대해서만 설명했지만, 당쇄, 다른 DNA 물질, RNA 등이어도 좋다. 또한, 입자형상 담체로서는, 구형의 입자의 경우이고, 또한 복수의 입자형상 담체가 동일지름을 가진 경우에 대해서만 설명했지만, 이 경우에 한정되지 않고, 입자의 형상은, 원기둥형상, 직방체형상이어도 좋고, 입자의 크기도 고르지 않아도 좋다. 또한, 부정형의 입자형상 담체에도 적용할 수 있다. 또한, 이상의 설명에서 이용한 수치, 횟수, 형상, 개수, 양 등에 대해서도 이들 경우에 한정되는 것은 아니다. 요점은, 상기 입구부 또는 장착용 개구부를 통과할 수 있는 크기 또는 형상으로 형성되고 또한 상기 담체 수용부내에 유지한 상태로 유체의 흡인 및 토출을 실시할 수 있도록 한 것이면, 상기 입자형상 담체로서 이용할 수 있다.
또한, 입자형상 담체는, 1차원적으로 배열했을 경우에 대해서만 설명했지만, 그 경우에 한정되는 것은 아니지만, 이 경우에는, 측정시에 있어서는 화학물질의 배열을 1차원 경로를 따라서 확실하게 대응시킬 수 있으므로, 측정의 신뢰성이 높다. 또한, 입자형상 담체는, 세관에 수용하는 경우에 대해서만 설명했지만, 태관 또는 저류부내에 코어를 설치하고, 코어의 외벽 또는 태관 혹은 저류부의 내벽에 홈 또는 돌출조를 설치하여 통로를 형성하고, 상기 통로내에 수용하도록 해도 좋다.
또한, 이상의 각 구성요소, 각 입자형상 담체, 각 세관, 칩형상 용기, 노즐헤드, 밀봉부, 노즐 등, 가열수단 등 또는 각 장치는, 적당하게 변형하면서 임의로 조합할 수 있다. 또한, 리간드로서도 DNA에 한정되지 않고, 올리고 뉴클레오티드, RNA 등의 유전 물질, 면역 물질, 단백질, 당쇄, 또한 페로몬, 아로몬, 미토콘드리아, 바이러스, 플라스미드 등도 포함한다.
또한, 상술한 시약이나 물질은 예를 나타내는 것으로서, 다른 시약이나 물질을 사용하는 것도 가능하다. 또한, DNA등을 포획한 담체를 상기 세관 등으로부터 꺼내어, 보존, 다른 처리의 대상으로 할 수 있다.
본 발명은, 각종 물질 유지체, 각종 물질 유지체 처리장치, 및 그 처리방법에 관한 것이다. 본 발명은, 유전자, 면역계 아미노산, 단백질, 당 등의 생체 고분자, 생체 저분자의 취급이 요구되는 분야, 예를 들면, 공업 분야, 식품, 농산, 수산 가공 등의 농업 분야, 약품 분야, 위생, 보건, 면역, 질병, 유전 등의 의료 분야, 화학 혹은 생물학 등의 이학 분야 등, 모든 분야에 관계하는 것이다.
본 발명은, 특히, 다수의 시약이나 물질을 이용한 일련의 처리를 소정의 순서로 연속적으로 실행하는 경우에 유효한 방법이다.

Claims (26)

  1. 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조(複數組)의 입자형상 담체의 집합과, 복수개의 상기 입자형상 담체 또는 복수조의 상기 입자형상 담체의 집합을 외부로부터 측정 가능하며 정지 상태로 유지하는 담체 유지부를 가지며, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 각 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부에의 도입 유지전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화되는 동시에,
    상기 담체 유지부는, 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부, 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 구비한 칩형상 용기, 및, 상기 입구부로부터 유입한 유체와 접촉 가능한 상태로, 상기 담체 유지부내에 입자형상 담체를 봉입하는 봉입부를 가지며, 상기 칩형상 용기는, 액체의 저류가 가능하고 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 상기 저류부와 연이어 통하고 상기 입구부를 구비하며 상기 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지며, 상기 입자형상 담체는 상기 세관내에 유지되는 동시에,
    상기 세관은, 별체에 형성된 상기 저류부의 하단부에 끼워맞춤에 의해 장착된 복수 종류 물질 유지체.
  2. 제 1 항에 있어서, 각 조(組:set)의 상기 입자형상 담체의 집합은, 적어도 2개의 별체(別體)로 설치된 입자형상 담체를 가지며, 적어도 하나의 입자형상 담체는, 각 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 반응용 입자이며, 다른 적어도 하나의 입자형상 담체는, 그 각 화학물질의 종류 또는 상기 입자형상 담체의 집합을 식별 가능하게 표식화된 표지용 입자인 복수 종류 물질 유지체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각 조의 상기 입자형상 담체의 집합은, 적어도 2개의 별체로 설치한 입자형상 담체를 가지며, 적어도 하나의 입자형상 담체는, 표지화에 의한 입자형상 담체의 집합의 상호간의 영향을 배제하거나, 또는 상호의 경계를 정하는 경계용 입자인 복수 종류 물질 유지체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 입자형상 담체의 바깥표면, 또는 상기 담체 유지부 내에서, 입자형상 담체가 유지되는 부분의 내벽의 어느 한쪽에는, 각각 1 또는 2 이상의 볼록부, 또는, 1 또는 2이상의 돌출조 혹은 홈을 형성한 복수 종류 물질 유지체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 입자형상 담체를 유지한 상기 담체 유지부중에서, 유체를 수용할 수 있는 공간의 용적은 수마이크로 리터로부터 수백 마이크로 리터인 복수 종류 물질 유지체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 담체 유지부의 벽의 전체 또는 일부는, 소정 전기저항치를 가진 도전성 부재로 형성된 복수 종류 물질 유지체.
  7. 기체의 흡인 토출을 행하는 복수열의 노즐을 가진 노즐 헤드와, 상기 노즐을 개재하여 기체의 흡인 토출을 행하는 흡인토출기구와, 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합, 및 상기 노즐에 장착되거나 장착 가능하고 상기 복수개의 입자형상 담체 또는 상기 복수조의 입자형상 담체의 집합을 외부로부터 측정 가능하며 정지 상태로 유지하는 담체 유지부를 가지며, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 입자형상 담체마다, 또는 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부에의 도입 유지전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화된 2 이상의 복수 종류 물질 유지체와,
    여러 가지 액체를 수용하거나 또는 수용 가능한 액수용부 군(液收容部群)과,
    상기 노즐 헤드를 상기 액수용부 군으로 상대적으로 이동시키는 이동수단과,
    상기 담체 유지부의 바깥측에서, 상기 담체 유지부에 접근 혹은 접촉시키거나 또는 접근 혹은 접촉 가능하게 설치되어, 외부로부터의 신호에 의해서 온도를 승강시키는 온도 승강체와,
    상기 노즐의 흡인 토출의 양, 스피드, 횟수, 시간 또는 위치, 상기 복수 종류 물질 유지체의 구조, 상기 입자형상 담체에 고정되거나 또는 유체중에 존재하는 복수 종류 물질의 종류, 농도, 액체의 양, 상기 액체의 수용 위치를 포함한 좌표 위치로 이루어진 물질 조건, 및, 처리 내용에 기초하여 제어하는 동시에, 상기 온도 승강체의 온도 제어를, 처리 내용에 기초하여 제어하는 제어부를 갖는 동시에,
    상기 담체 유지부는, 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부, 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 구비한 칩형상 용기를 가지며, 상기 칩형상 용기는, 액체의 저류가 가능하고 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 상기 저류부와 연이어 통하고 상기 입구부를 구비하며 상기 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지며, 상기 입자형상 담체는 상기 세관내에 유지된 복수 종류 물질 유지체 처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 담체 유지부에 유지된 상기 입자형상 담체로부터의 신호를 수신하는 수신장치와, 상기 수신장치로부터의 신호에 기초하여 해석을 행하는 해석장치를 가진 복수 종류 물질 유지체 처리장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 해석장치는, 상기 수신장치에 의해서 수신된, 상기 담체 유지부에 도입 유지하기 전에 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서 상호 식별이 가능하도록 한 제1의 표지에 근거한 신호와, 상기 도입 유지후에 상기 입자형상 담체를 표지화한 제2의 표지에 근거한 신호에 기초하여, 해석을 행하는 복수 종류 물질 유지체 처리장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 노즐헤드는 복수열의 일괄 노즐 및 하나의 개별 노즐이 열방향을 따라서 배열되고, 상기 흡인토출기구는 상기 노즐 헤드의 일괄 노즐 및 개별 노즐에 대해서 일제히 기체의 흡인 토출을 행하고, 상기 이동수단은 상기 노즐 헤드를 상기 액수용부 군을 가진 스테이지에 대해서 상대적으로 행방향을 따라서 이동시키는 노즐 헤드 이동수단, 및, 상기 일괄 노즐의 이동 경로상으로서, 상기 열방향을 따르는 열 반송경로 및 상기 개별 노즐의 이동 경로상으로서, 상기 행방향을 따르는 행 반송경로를 포함한 반송 경로를 가지며, 상기 일괄 노즐로부터 탈착되는 칩형상 용기 또는 상기 일괄 노즐 헤드로부터 토출된 액체를 각각 수용할 수 있는 반송 수용부를 상기 반송 경로를 따라서 반송하는 행렬 경로 반송 수단을 가진 복수 종류 물질 유지체 처리장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 행렬 경로 반송 수단의 상기 반송 경로에 따른 소정 위치에, 탈착되는 상기 칩형상 용기 또는 상기 반송 수용부로부터의 신호를 수신하는 수신수단을 설치한 복수 종류 물질 유지체 처리장치.
  12. 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 입자형상 담체로서, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 입자형상 담체의 집합마다에 따라서 상호 표지화된 것을 포획 가능한 담체 포획부와, 상기 담체 포획부가 포획한 입자형상 담체를 담체 포획부와 함께 이동시키는 담체 포획 이동부를 가지며,
    상기 담체 포획부가 포획한 입자형상 담체를, 복수개의 상기 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을 유지할 수 있고 외부로부터 측정이 가능하며 정지 상태로 유지하는 담체 유지부로 이동시켜, 복수 종류 물질 유지체를 제조하는 동시에,
    상기 담체 유지부는, 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부, 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 가진 칩형상 용기를 갖고, 상기 칩형상 용기는, 액체의 저류가 가능하고, 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 상기 저류부와 연이어 통하고 상기 입구부를 가지며 상기 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지며, 상기 입자형상 담체는, 상기 세관내에 유지되는 복수 종류 물질 유지체 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 칩형상 용기를 상기 장착용 개구부 또는 입구부를 위쪽을 향해서 지지하는 칩형상 용기 지지부와,
    지지된 상기 칩형상 용기의 위쪽을 향한 상기 장착용 개구부 또는 입구부의 주위를 둘러싸고, 위쪽으로 확장되어 벌어지는 깔때기 모양의 가이드와,
    상기 칩형상 용기의 아래쪽을 향한 상기 입구부 또는 장착용 개구부를 향하여, 기체를 흡인하는 하부 흡인 기구를 가진 복수 종류 물질 유지체 제조장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 여러 가지 입자형상 담체를 수용하거나 또는 수용 가능한 담체 수용부군과, 상기 담체 유지부를 수용하는 담체 유지부 수용부를 가진 복수 종류 물질 유지체 제조장치.
  15. 복수 종류의 화학물질을 복수개의 입자형상 담체에 고정하거나, 또는 상기 화학물질을 고정한 입자형상 담체에 대하여, 화학물질을 고정 가능한 복수의 입자형상 담체에 대하여, 또는 화학물질을 고정한 입자형상 담체 혹은 화학물질을 고정 가능한 입자형상 담체 이외의 입자형상 담체에 대하여, 그 화학물질의 종류, 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체를 포함한 입자형상 담체의 집합마다에 따라서 상호 식별이 가능하도록 표지화하는 고정 표지화 공정과,
    상기 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을, 외부로부터 측정할 수 있고 정지 상태로, 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부, 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 구비한 칩형상 용기를 가지며, 상기 칩형상 용기는 액체의 저류가 가능하고 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 상기 저류부와 연이어 통하고 상기 입구부를 구비하며 상기 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지는 담체 유지부에 도입하여, 상기 세관내에 유지시키는 도입 유지 공정을 가진 복수 종류 물질 유지체 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 도입 유지 공정은, 상기 화학물질이 고정되거나 또는 화학물질이 고정 가능한 상호 식별이 가능하도록 표지화된 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을 상기 담체 유지부에 이송하여 상기 담체 유지부내에 도입하는 도입 공정과,
    상기 담체 유지부에 도입한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을 상기 담체 유지부에 봉입하여 정지 상태로 유지하는 유지 공정을 가진 복수 종류 물질 유지체 제조 방법.
  17. 기체의 흡인 토출을 행하는 하나 또는 복수열의 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부 및 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능한 입구부를 가진 칩형상 용기를 가지며, 상기 칩형상 용기는, 액체의 저류가 가능하고 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 상기 저류부와 연이어 통하고 상기 입구부를 구비하며 상기 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지는 2 이상의 담체 유지부내에, 복수 종류의 화학물질이 고정되거나 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합을, 외부로부터 측정 가능하고 정지 상태로 상기 세관내에 유지하여, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부에의 도입 유지전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화된 2이상의 복수 종류 물질 유지체를 상기 노즐에 장착하는 장착 공정과,
    상기 노즐을 상대적으로 이동하여, 상기 복수 종류 물질 유지체의 입구부를 2 이상의 소정의 액수용부로 순차 이동하여, 상기 입자형상 담체와 액수용부내의 액체를 접촉시켜 반응시키는 반응 공정과,
    상기 담체 유지부내에 유지된 각 입자형상 담체로부터의 수신된 신호에 기초하여, 해석을 행하는 해석 공정을 갖는 동시에,
    상기 반응 공정은, 상기 담체 유지부내의 온도를, 외부로부터의 신호에 의해 온도를 승강시키는 온도 승강체를 상기 담체 유지부에 접근 혹은 접촉시키는 것에 의해 담체 유지부내의 온도를 승강시키는 온도 승강 공정을 가진 복수 종류 물질 유지체 처리방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 해석 공정은, 상기 수신 공정으로 수신된, 상기 담체 유지부에 도입 유지하기 전에, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상호 식별이 가능하도록 한 제1의 표지에 근거한 신호와, 상기 도입 유지후에 상기 입자형상 담체를 표지화한 제2의 표지에 근거한 신호에 기초하여, 해석을 행하는 복수 종류 물질 유지체 처리방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 반응 공정은, 상기 복수 종류 물질 유지체를 장착한 노즐을, 소정의 액수용부로 이동하고, 상기 노즐을 개재한 흡인 토출의 양, 스피드, 횟수, 시간 및 위치로 이루어진 흡인 토출의 동작을, 상기 담체 유지부의 구조, 상기 입자형상 담체에 고정되거나 또는 액중에 존재하는 화학물질의 종류, 농도, 액체의 양, 또는 상기 액체의 수용 위치를 포함한 위치 좌표로 이루어진 물질 조건, 및, 처리 내용에 기초하여 제어하는 것에 의해서 상기 입자형상 담체에 고정되어 있는 화학물질과 액수용부에 수용되어 있는 액체를 접촉시켜 반응시키는 복수 종류 물질 유지체 처리방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 반응 공정후에, 상기 담체 유지부내에 유지된 상기 입자형상 담체로부터의 신호를 수신하는 수신 공정을 가진 복수 종류 물질 유지체 처리방법.
  21. 복수 종류의 화학물질이 고정되거나, 또는 고정 가능한 복수개의 입자형상 담체 또는 복수조의 입자형상 담체의 집합과, 복수개의 상기 입자형상 담체 또는 복수조의 상기 입자형상 담체의 집합을 외부로부터 측정할 수 있고 정지 상태로 유지하는 담체 유지체를 가지며, 상기 복수개의 입자형상 담체의 각 입자형상 담체 또는 복수조의 각 입자형상 담체의 집합에 속하는 적어도 하나의 각 입자형상 담체는, 상기 화학물질의 종류, 상기 입자형상 담체마다, 또는 상기 입자형상 담체의 집합마다에 따라서, 상기 담체 유지부에의 도입 유지전에, 상호 식별이 가능하도록 표지화되는 동시에,
    상기 담체 유지부는, 기체의 흡인 토출이 이루어지는 노즐에 장착 가능한 장착용 개구부, 및 상기 기체의 흡인 토출에 의해서 유체의 유출입이 가능하고 외부 용기에 삽입 가능한 입구부를 구비한 칩형상 용기를 가지며, 상기 칩형상 용기는, 액체의 저류가 가능하고, 상기 장착용 개구부를 가진 저류부와, 상기 저류부와 연이어 통하고 상기 입구부를 구비하며 상기 저류부보다 가늘게 형성된 세관을 가지며, 상기 입자형상 담체는 상기 세관내에 유지되고, 상기 입구부로부터 유입된 유체와 접촉 가능한 상태로, 상기 세관내에 상기 입자형상 담체를 봉입하는 봉입부를 가지며, 상기 저류부는 상기 입자형상 담체를 유지한 상기 세관내의, 유체를 수용가능한 공간의 용적보다 큰 용적을 갖는 동시에,
    상기 입자형상 담체는, 적어도 3개 이상이고, 상기 세관의 축방향을 따라 일렬 형상으로 유지되며, 상기 세관에 유지되어 있는 각 입자형상 담체의 표지화된 상태를 외부로부터 특정 가능한 복수 종류 물질 유지체.
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