特許 6334251 遺伝子検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334251

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】遺伝子検査装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20180521BHJP

   G01N 33/53 20060101ALI20180521BHJP

   G01N 33/483 20060101ALI20180521BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20180521BHJP

   G01N 35/04 20060101ALI20180521BHJP

   G01N 35/02 20060101ALI20180521BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/00 A

   G01N33/53 M

   G01N33/483 C

   G01N37/00 102

   G01N35/04 G

   G01N35/02 B

   G01N35/00 B

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-97873(P2014-97873)

(22)【出願日】2014年5月9日

(65)【公開番号】特開2015-213465(P2015-213465A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2017年1月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】390003193

【氏名又は名称】東洋鋼鈑株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100118773

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 節

(72)【発明者】

【氏名】大場 光芳

(72)【発明者】

【氏名】山野 博文

(72)【発明者】

【氏名】平山 幸一

【審査官】 藤井 美穂

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１０７０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１４５３３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−３２２２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６１３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１１４５６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００４／０１７０６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０９２４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１７６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００３８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０３４２４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ １／００ − ３／００

Ｃ１２Ｎ １５／００ − １５／９０

Ｃ１２Ｑ １／００ − ３／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＤＮＡマイクロアレイを搭載することができ、当該ＤＮＡマイクロアレイを所定の位置に位置決めするチップ駆動部と、
核酸増幅反応後の反応液を入れることができるチューブと、先端部に当該チューブの開口端部を取り付けられる中空容器と、当該チューブに溶液を供給する機構と、チューブ内の溶液の温度を調整する温度調整部とを有する反応部と、
上記チップ駆動部により上記中空容器内の第１の位置に位置した状態のＤＮＡマイクロアレイに対して洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
上記チップ駆動部により上記中空容器内の第２の位置に位置した状態のＤＮＡマイクロアレイからの光学信号を検出する検出部と
を備え、上記機構が上記中空容器に取り付けられた上記チューブ内の反応液に上記溶液を供給することでハイブリダイズ反応用溶液とし、上記中空容器は、少なくとも上記第２の位置が透光性を有していることを特徴とする遺伝子検査装置。

【請求項2】

上記機構は、少なくとも端面がフィルムからなり内部に溶液を保持した溶液保持材であり、当該溶液保持材が上記チューブの開口端部に載置され、上記フィルムを割ることで当該溶液保持材内の溶液を上記チューブ内に供給することを特徴とする請求項１記載の遺伝子検査装置。

【請求項3】

上記チップ駆動部は、ＤＮＡマイクロアレイを取り付ける担体支持部材を取り付けることができ、当該担体支持部材を上記フィルムに押圧するよう駆動することで当該フィルムを割ることを特徴とする請求項２記載の遺伝子検査装置。

【請求項4】

上記中空容器は上記第１の位置に開口部を有しており、上記洗浄液供給手段は当該開口部を介して洗浄液をＤＮＡマイクロアレイに供給することを特徴とする請求項１記載の遺伝子検査装置。

【請求項5】

上記反応部は、チューブ内の溶液を撹拌する撹拌手段を有していることを特徴とする請求項１記載の遺伝子検査装置。

【請求項6】

上記温度調整部は、上記ＤＮＡマイクロアレイを用いたハイブリダイズ反応に関する温度制御と、上記チューブ内で行う核酸増幅反応に関する温度制御とを行うことを特徴とする請求項１記載の遺伝子検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＤＮＡマイクロアレイ（ＤＮＡチップとも呼ばれる）を用いた遺伝子検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ゲノム解析の進展により、種々の生物の生理反応に関与する生体関連分子が解明されてきた。これら生体関連分子には、ＤＮＡ、蛋白質、糖鎖、細胞などがあり、機能や構造等が解明されたものは、創薬や臨床検査、食品検査、環境検査などの各種産業用途に利用される。

【0003】

臨床検査を始めとする検査では、以下の方法が一般的によく採用される。すなわち、検出したい生体関連分子（以下、アナライトと呼称する）と特異的に結合するプローブ分子（以下、リガンドと呼称する）を担体上に固定したデバイスに検体を接触させると、検体にアナライトが存在する場合、リガンドと結合してアナライトが担体上に捕捉されるので、この捕捉されたアナライトが検出される。

【0004】

上記のような検査方法においても、近年、高速化、自動化が求められ、数百〜数万の生体関連分子を同時に網羅的に計測する検出方法が要望されるようになり、生体関連分子固定の集積化技術、いわゆる、ＭＥＭＳ技術を用いたデバイス設計が可能となり、いわゆるマイクロアレイとして、創薬研究やバイオ研究における網羅的解析に用いられている。なかでも、担体上に核酸分子を固定した所謂ＤＮＡマイクロアレイ（ＤＮＡチップとも呼ばれる）を用いた遺伝子検査が実用化されている。

【0005】

ＤＮＡマイクロアレイを用いた解析では、先ず、ＤＮＡマイクロアレイ上に、例えば、蛍光物質で予め蛍光標識を行った検体ＤＮＡを接触させ、担体上に固定されたプローブＤＮＡと検体ＤＮＡとを特異的にハイブリダイズさせる。その後、ＤＮＡマイクロアレイを洗浄し、蛍光物質が発する蛍光シグナルを検出測定することにより検体ＤＮＡを同定又は定量する。

【0006】

ＤＮＡマイクロアレイは、通常、スライドガラス様の大きさで、専らその上に検体を垂らしプレパラートで覆い反応させる。今後は用途に応じてマイクロアレイを大量に自動処理する必要がある。その場合、マイクロアレイの小型化が望まれ、さらに小型化したマイクロアレイを自動で処理するための効率的な手段の開発が望まれる。

【0007】

ＤＮＡマイクロアレイを用いた遺伝子検査装置としては、例えば、特許文献１が挙げられる。特許文献１に開示された遺伝子検査装置は、ＤＮＡマイクロアレイのための温度調整部、ＤＮＡマイクロアレイからの光学信号を検出する検出部、ＤＮＡマイクロアレイへの流体を給排する流体輸送部、全体の動作を制御する制御部を備えている。

【0008】

遺伝子検査装置は、例えば図１３に示すように、ＤＮＡマイクロアレイ１０１と、ＤＮＡマイクロアレイ１０１を固定する担体支持部材１０２を備え、担体支持体に固定されたＤＮＡマイクロアレイ１０１を移動自在としている。また、遺伝子検査装置は、図１３に示すように、検査対象の生物から抽出した核酸としてポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）等により所定の領域を増幅する核酸増幅反応部１０３と、ＰＣＲ等の核酸増幅反応後の溶液を用いてハイブリダイズ反応を行うハイブリダイズ反応部１０４、ハイブリダイズ反応後のＤＮＡマイクロアレイ１０１を洗浄する洗浄部１０５と、洗浄後のＤＮＡマイクロアレイ１０１からの蛍光を検出する検出部１０６とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００４−２８７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、遺伝子検査装置においては、例えば、ハイブリダイズ反応の工程、洗浄の工程及び検出の工程といった一連の工程を自動化する場合、各工程を実施するための構成が必要となり大型化してしまうといった問題点があった。

【0011】

そこで、本発明は、上述した実情に鑑み、ＤＮＡマイクロアレイを利用して各種工程を自動化することができ、小型化が実現された遺伝子検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上述した目的を達成した本発明は以下を包含する。
（１）ＤＮＡマイクロアレイを搭載することができ、当該ＤＮＡマイクロアレイを所定の位置に位置決めするチップ駆動部と、核酸増幅反応後の反応液を入れることができるチューブと、当該チューブに取り付けられる中空容器と、当該チューブに溶液を供給する機構と、チューブ内の溶液の温度を調整する温度調整部とを有する反応部と、上記チップ駆動部により上記中空容器内の第１の位置に位置した状態のＤＮＡマイクロアレイに対して洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、上記チップ駆動部により上記中空容器内の第２の位置に位置した状態のＤＮＡマイクロアレイからの光学信号を検出する検出部とを備え、上記機構が上記チューブ内の反応液に上記溶液を供給することでハイブリダイズ反応用溶液とすることを特徴とする遺伝子検査装置。
（２）上記機構は、少なくとも端面がフィルムからなり内部に溶液を保持した溶液保持材であり、当該溶液保持材が上記チューブの開口端部に載置され、上記フィルムを割ることで当該溶液保持材内の溶液を上記チューブ内に供給することを特徴とする（１）記載の遺伝子検査装置。
（３）上記チップ駆動部は、ＤＮＡマイクロアレイを取り付ける担体支持部材を取り付けることができ、当該担体支持部材を上記フィルムに押圧するよう駆動することで当該フィルムを割ることを特徴とする（２）記載の遺伝子検査装置。
（４）上記中空容器は上記第１の位置に開口部を有しており、上記洗浄液供給手段は当該開口部を介して洗浄液をＤＮＡマイクロアレイに供給することを特徴とする（１）記載の遺伝子検査装置。
（５）上記中空容器は、少なくとも上記第２の位置が透光性を有していることを特徴とする（１）記載の遺伝子検査装置。
（６）上記反応部は、チューブ内の溶液を撹拌する撹拌手段を有していることを特徴とする（１）記載の遺伝子検査装置。
（７）上記温度調整部は、上記ＤＮＡマイクロアレイを用いたハイブリダイズ反応に関する温度制御と、上記チューブ内で行う核酸増幅反応に関する温度制御とを行うことを特徴とする（１）記載の遺伝子検査装置。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る遺伝子検査装置は、ＤＮＡマイクロアレイを用いた遺伝子検査を、より人による作業を行なわずに実現することができる。したがって、本発明に係る遺伝子検査装置は、低コスト化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明を適用した遺伝子検査装置の概略構成図である。

【図2】本発明を適用した遺伝子検査装置の制御構成を示す構成図である。

【図3】遺伝子検査装置におけるチップ駆動部及び反応部を示す要部斜視図である。

【図4】反応部におけるハイブリダイズ反応の工程を示す要部断面図である。

【図5】反応部におけるハイブリダイズ反応用溶液を調整する工程を示す要部断面図である。

【図6】反応部における撹拌手段を示す要部断面図である。

【図7】チューブにハイブリダイズ反応用溶液を入れた状態を示す要部断面図である。

【図8】チューブに入れたハイブリダイズ反応用溶液にチップを浸漬した状態を示す要部断面図である。

【図9】ハイブリダイズ反応後の洗浄工程に際してチップを位置決めした状態を示す要部断面図である。

【図10】洗浄工程後の検出工程に際してチップを位置決めした状態を示す要部断面図である。

【図11】ハイブリダイズ反応後の洗浄工程の他の形態を示す要部断面図である。

【図12】ハイブリダイズ反応後の洗浄工程の更に他の形態を示す要部断面図である。

【図13】従来の遺伝子検査装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明を適用した遺伝子検査装置は、ＤＮＡマイクロアレイを用いて遺伝子検査を行うものである。遺伝子検査装置に使用できるＤＮＡマイクロアレイとしては、特に限定されず、例えば、平板状の担体と、担体表面に固定化したＤＮＡ断片（プローブと称する）とから構成されるものを挙げることができる。

【0016】

図１に示すように、遺伝子検査装置１は、少なくとも、ＤＮＡマイクロアレイを搭載して所定の位置に当該ＤＮＡマイクロアレイを位置決めするためのチップ駆動部２と、ＤＮＡマイクロアレイを用いたハイブリダイズ反応工程、洗浄工程及び検出工程を行うことができる反応部３、ＤＮＡマイクロアレイからの光学信号を検出するための検出部４を備える。また、遺伝子検査装置１は、図２に示すように、装置全体の動作を制御する制御部５を有している。制御部５は、チップ駆動部２の駆動制御、反応部３における温度を調整する温度調整部６の動作制御、検出部４の検出動作制御を行う。

【0017】

チップ駆動部２は、図３に示すように、所定の一軸方向にガイド７を有するガイド部材８と、ガイド部材８のガイド７に摺動可能に取り付けられた一軸アクチュエータ９とを備え、一軸アクチュエータ９の先端部に取り付けたチップ１０をガイド７の軸方向（図３中の矢印Ａ方向）及び一軸アクチュエータ９の軸方向（図３中の矢印Ｂ方向）に自在に移動することができる。

【0018】

なお、チップ１０は、ＤＮＡマイクロアレイ１１と、ＤＮＡマイクロアレイ１１を取り付けた担体支持部材１２とから構成されている。チップ１０の形状及び構成については何等限定されないが、一例として、特許第４９５０３３６号に開示された、担体が固定された担体支持部材を適用することができる。すなわち、担体支持部材１２は、略円錐形の形状における側面に凹部が形成されており、凹部の底面にＤＮＡマイクロアレイ１１が取り付けられている。担体支持部材１２の凹部は、ＤＮＡマイクロアレイを取り付ける底面と、図３中矢印Ｂ方向に位置する傾斜面とにより形成されている。

【0019】

また、チップ１０は、一軸アクチュエータ９の先端部に対して着脱自在となっている。例えば、チップ１０の一方端部が開口しており、一軸アクチュエータ９の先端部を当該開口部に圧入することで、チップ１０を一軸アクチュエータ９に取り付けることができる。

【0020】

反応部３では、少なくとも、ＤＮＡマイクロアレイ１１を用いたハイブリダイズ反応と、ハイブリダイズ反応後のＤＮＡマイクロアレイ１１の洗浄とを行う。一例として、反応部３は、図３に示すように、ハイブリダイズ反応に使用する溶液を保持するチューブ１３と、チューブ１３の開口端部に取り付けられる中空容器１４とを備えている。なお、反応部３は、図３には示さないが、チューブ１３内の溶液温度を所定の温度に調整する温度調整部６を有している。また、反応部３は、図３には示さないが、チューブ１３内の溶液を撹拌するための撹拌手段を有している。

【0021】

中空容器１４は、図３に示すように、チューブ１３を取り付けた端部とは反対側が開口端部となっており、チップ１０を取り付けた一軸アクチュエータ９の軸を挿入するようにチップ駆動部２に取り付けられる。中空容器１４とチップ駆動部２とが連結した状態で、チップ１０は、中空容器１４の内部に矢印Ｂ方向に位置決め自在となる。

【0022】

中空容器１４は、側面の一部に透光性を有する窓１５を有している。窓１５は、図３には示していないが、検出部４と対向している。すなわち、検出部４は、窓１５を介してＤＮＡマイクロアレイ１１からの光学信号を検出する。なお、中空容器１４が透光性を有する材料から形成されている場合には、窓１５を有している必要はないことは勿論である。

【0023】

中空容器１４は、側面の一部に開口部１６を有している。開口部１６は、図３において、窓１５の下方に位置しているが、これに限定されず、側面の如何なる位置に形成されていても良い。例えば、開口部１６は、窓１５と同じ高さ位置であり、窓１５と隣接する位置や窓１５とは反対側の位置に形成されていても良い。開口部１６には、図示しないが、洗浄液等の溶液を供給するためのパイプ先端部が挿入される。開口部１６に挿入されたパイプは、中空容器１４の内部に位置するチップ１０に所定のタイミングで洗浄液等の溶液を供給することができる。なお、開口部１６には、アルゴンガスや空気といった気体を供給するためのパイプ先端部が挿入されていても良い。

【0024】

以上のように構成された遺伝子検査装置では、図４（ａ）に示すように、先ず、ポリメラーゼ増幅反応（ＰＣＲ）等の核酸増幅反応により増幅された核酸を含む溶液（核酸増幅反応溶液）をチューブ１３内に準備する。

【0025】

そして、図４（ｂ）に示すように、この核酸増幅反応溶液に所定の組成の溶液を加えることで、ハイブリダイズ反応に適した組成の溶液とする。ハイブリダイズ反応に適した組成の溶液とは、ＤＮＡマイクロアレイ１１が有するプローブと、核酸増幅反応により得られた核酸断片との間の特異的なハイブリダイズが形成される反応を意味する。ハイブリダイズ反応は、溶液中の塩濃度、有機溶媒濃度及び温度等の条件によりストリンジェンシーが規定される。高ストリンジェントな条件でハイブリダイズ反応を行うことによって、非特異的なハイブリダイズが防止され、特異的なハイブリダイズが形成される。例えば、溶液中の塩濃度を低くするか、有機溶媒濃度を増加させるか、反応温度を高くすることにより高ストリンジェントな条件とすることができる。

【0026】

上記のような高ストリンジェントな条件下では、ＤＮＡマイクロアレイ１１が有するプローブと、核酸増幅反応により得られた核酸断片との間の特異的なハイブリダイズが形成される。特異的なハイブリダイズとは、配列間の一致度が８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上を有する場合にハイブリダイズできることを意味する。

【0027】

そして、チューブ１３内の溶液が、ハイブリダイズ反応に適した組成の溶液となった後、図４（ｃ）に示すように、チップ駆動部２を降下させ、チューブ１３内の溶液にＤＮＡマイクロアレイ１１を浸漬させる。なお、このとき、温度調整部６によりチューブ１３内の溶液がハイブリダイズ反応に適した温度（高ストリンジェントな条件）とされる。

【0028】

ここでＤＮＡマイクロアレイ１１は、担体支持部材１２の凹部に取り付けられている。よって、チップ駆動部２を降下させ、チューブ１３内の溶液にＤＮＡマイクロアレイ１１を浸漬させる際、この凹部を形成する傾斜面により気泡が上部に逃げやすくなる。気泡がうまく逃げないと、ＤＮＡマイクロアレイ１１と溶液との接触が阻害され、ハイブリダイズ反応が阻害される虞がある。気泡をうまく逃がす上記構成とすることにより、ＤＮＡマイクロアレイ１１と溶液との良好な接触が達成できる。言い換えると、核酸増幅反応溶液に加える溶液は、図４（ｃ）に示すように、チューブ１３内の溶液にＤＮＡマイクロアレイ１１全体を浸漬させるに足る量とする。

【0029】

ところで、図４（ｂ）に示すように、核酸増幅反応溶液に所定の組成の溶液を加えてハイブリダイズ反応用溶液とするとき、例えば、図５に示すような方法を採用することができる。すなわち、核酸増幅反応溶液を入れたチューブ１３の開口端部に、上下端面がフィルム２０からなり内部に溶液を保持した溶液保持材２１を載置し、チップ駆動部２を降下させることで担体支持部材１２の先端部で上下端面のフィルム２０を割り、溶液保持材２１内部の溶液をチューブ１３内に供給する方法である。

【0030】

溶液保持材２１は、例えば樹脂製の筒部材の一端面にフィルム２０を貼り、溶液を充填した後、他端面にフィルム２０を貼ることで作製することができる。フィルム２０と筒部材との接着は熱圧着等の手段によることができる。なお、溶液保持材２１は、全体がフィルムから作製されたものでも良い。また、溶液保持材２１に充填される溶液は、核酸増幅反応溶液と混合されてハイブリダイズ反応用溶液となる組成である。このとき、核酸増幅反応溶液が僅少量であり、混合しても組成変化が無視できる場合には、ハイブリダイズ反応用溶液そのものを溶液保持材２１に充填しても良い。

【0031】

遺伝子検査装置１では、図５に示したような機構により、核酸増幅反応溶液をハイブリダイズ反応用溶液にすることができるため、核酸増幅反応溶液に溶液を添加するためのポンプや弁といった流路機構を必要としない。このため、図５に示したような機構を有する遺伝子検査装置１は、装置構成を簡略化することができ小型化を実現することができる。

【0032】

ところで、遺伝子検査装置１は、反応部３において核酸増幅反応を行い、その後、核酸増幅反応後の溶液を用いてハイブリダイズ反応を行うものであっても良い。核酸増幅反応は、特に限定されず、ＰＣＲ法やＬＡＭＰ法など如何なる原理を採用するものでもよい。反応部３においてＰＣＲ法を用いて核酸増幅反応を行う場合、例えば、先ず、細胞や組織から抽出した核酸、核酸増幅反応に必要な試薬（基質や、プライマー、ポリメラーゼ等の酵素）をチューブ１３に充填する。そして、温度調整部６が予め設定した温度サイクルに従ってチューブ１３内の溶液温度を制御することで、チューブ１３内で核酸増幅反応を行うことができる。具体的に温度調整部６は、熱変性温度として例えば９４℃を設定し、プライマーのアニーリング温度として例えば５５℃を設定し、ＤＮＡポリメラーゼによる伸長反応温度として例えば７２℃を設定することができる。そして、温度調整部６は、熱変性温度、アニーリング温度及び伸長反応温度を１サイクルとして、例えば２５〜３０サイクル行うように設定することができる。

【0033】

核酸増幅反応の終了後、図４及び図５に示したように、所定の組成の溶液をチューブ１３内に加えることでハイブリダイズ反応用溶液とすることができる。なお、遺伝子検査装置１では、反応部３において核酸増幅反応を行う場合、或いは核酸増幅反応を他の装置で行う場合に拘わらず、チューブ１３内において核酸増幅反応溶液と、ハイブリダイズ反応溶液にするための所定の組成の溶液とを十分に混合することが好ましい。例えば、チップ１０を取り付けたチップ駆動部２を上下動させることで、チップ１０の上下動によりチューブ１３内の溶液を撹拌することができる。また、遺伝子検査装置１は、チューブ１３内の溶液を撹拌するための撹拌手段を備えることができる。

【0034】

撹拌手段としては、図６（ａ）に示すように、撹拌翼２５と撹拌翼２５に取り付けた軸２６とからなる機構とすることができる。図示しないモーターにより軸２６を回転させることで撹拌翼２５が溶液を撹拌することができる。

【0035】

また、撹拌手段としては、図６（ｂ）に示すように、磁性体からなる撹拌子２７と内部にて回転動作可能な磁性体を有するスターラー本体２８とからなる機構とすることができる。スターラー本体２８内部の磁性体を回転させることでチューブ１３内の撹拌子２７を回転させ、これにより溶液を撹拌することができる。

【0036】

さらに、撹拌手段としては、図６（ｃ）に示すように、アルゴンガスや窒素等の気体を導入するパイプ２９と、パイプ２９に連結した気泡発生部３０とからなる機構とすることができる。パイプ２９を介して気泡発生部３０から気泡を発生させることで、チューブ１３内の溶液を撹拌することができる。

【0037】

さらにまた、撹拌手段としては、図６（ｄ）に示すように、ピペット装置３１と、ピペット装置３１の先端に取り付けたチップ３２とからなる機構とすることができる。チップ３２の先端部をチューブ１３内の溶液内に位置した状態でピペット装置３１が溶液の吸引及び吐出を繰り返すことで、チューブ１３内の溶液を撹拌することができる。

【0038】

さらにまた、撹拌手段としては、図６（ｅ）に示すように、回転による振動や超音波といった振動を発生する振動発生装置３３からなる機構とすることができる。振動発生装置３３から発生した振動をチューブ１３内の溶液内に伝達することで、チューブ１３内の溶液を撹拌することができる。

【0039】

なお、撹拌手段としては、図６（ａ）〜（ｅ）に示した機構を組み合わせて使用することもできる。

【0040】

以上のように反応部３において、ＤＮＡマイクロアレイ１１を用いたハイブリダイズ反応を行う。すなわち、遺伝子検査装置１の反応部３は、図７に示すようにチューブ１３の内部にハイブリダイズ反応用の溶液が入れられた状態から、図８に示すようにチップ１０がチューブ１３内の溶液に浸漬した状態となる。次に、遺伝子検査装置１では、チップ１０の洗浄工程及びＤＮＡマイクロアレイ１１から生じる光学信号の検出工程を行う。

【0041】

洗浄工程では、先ず、図９に示すように、チップ駆動部２を駆動して、ＤＮＡマイクロアレイ１１が開口部１６に対向する位置（第１の位置）とする。そして、図示しないが、開口部１６を介して洗浄液をチップ１０に対して供給する。チップ１０に供給された洗浄液は、ＤＮＡマイクロアレイ１１を含むチップ１０を洗浄した後にチューブ１３内に溜められる。

【0042】

ここで洗浄液とは、ＤＮＡマイクロアレイ１１に固定されたプローブと、核酸増幅反応により得られた核酸断片との間の特異的なハイブリダイズが維持され、非特異的にハイブリダイズした核酸断片を洗い流せるものである。また、洗浄液をチップ１０に対して供給することで、ＤＮＡマイクロアレイ１１に付着した核酸断片や各種成分を洗い流すこともできる。

【0043】

洗浄液としては、ハイブリダイズ反応用の溶液と同じ組成の溶液を使用することができる。具体的には、例えば４２℃、５×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳの溶液を使用することができる。また、好ましくは５０℃、５×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳの溶液を使用することができる。さらに好ましくは、６５℃、０．１×ＳＳＣ及び０．１％ＳＤＳの溶液を使用することができる。

【0044】

洗浄工程の後、ＤＮＡマイクロアレイ１１から生じる光学信号の検出工程では、図１０に示すように、チップ駆動部２を駆動して、ＤＮＡマイクロアレイ１１が窓１５に対向する位置（第２の位置）とする。そして、図示しないが、窓１５を介して検出部４がＤＮＡマイクロアレイから生じる光学信号を検出する。具体的に、核酸増幅反応において増幅した核酸断片を蛍光物質で標識しておいた場合には、検出部４において励起光をＤＮＡマイクロアレイ１１に照射し、励起した蛍光を検出部４にて検出する。なお、中空容器１４が透光性を有する材料からなる場合、検出工程は中空容器１４の任意の位置で行うことができる（第２の位置）。

【0045】

より具体的に、検出部４としては、結像光学系の検出器を用いることが好ましい。結像光学系の検出器は、励起光を担体に照射し、得られる蛍光の強度を検出するものである。結像光学系の検出器は、通常、励起光を照射するためのレーザー、目的の波長の蛍光のみを透過させる蛍光フィルター、蛍光フィルターを透過した蛍光を検出するための光検出部（例えば、ＣＣＤカメラ）を有する。通常、レーザーで一度にＤＮＡマイクロアレイ１１全体に斜めに励起光を照射し、ＤＮＡマイクロアレイ１１の正面から蛍光を検出する。励起光をＤＮＡマイクロアレイ１１に対して斜めに照射するとは、ＤＮＡマイクロアレイ１１表面とレーザー光のなす角度が、９０°未満であることをさし、通常、３０〜７０°、好ましくは４０〜６０°の角度で照射する。結像光学系の検出部４では、ＤＮＡマイクロアレイ１１の全面にレーザーを走査させる必要がなく、検出を短時間で実施することができる。一度に担体全体に励起光を照射するため、ＤＮＡマイクロアレイ１１としては、比較的サイズの小さいもの、例えば、寸法が１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下、最も好ましくは１〜５ｍｍ四方のサイズとする。

【0046】

ところで、上述した洗浄工程は、開口部１６を介して洗浄液をチップ１０に対して供給するものであった。しかし、洗浄液の供給方法については、特に限定されず、例えば図１１に示すように、先端部がチップ１０に取り付けたＤＮＡマイクロアレイ１１に対向する位置となるようチップ駆動部２に取り付けられた洗浄液供給チューブ４０を利用しても良い。洗浄液供給チューブ４０を利用することにより、中空容器１４に開口部１６を形成する必要が無くなり、中空容器１４を簡略な構成とすることができる。なお、この場合、洗浄工程は中空容器１４内の任意の位置で行うことができる（第１の位置）。

【0047】

また、洗浄液の供給方法としては、例えば、図１２に示すように、先端部がチップ１０に取り付けたＤＮＡマイクロアレイ１１に対向する位置となるよう、中空容器１４の内壁に沿うように配設された洗浄液供給管５０を利用しても良い。洗浄液供給管５０を利用することにより、中空容器１４に開口部１６を形成する必要が無くなり、中空容器１４を簡略な構成とすることができる。なお、洗浄液供給管５０は、中空容器１４に固定されていても良いし、中空容器１４に対して着脱自在であっても良い。なお、この場合、洗浄工程は洗浄液供給管５０の先端部に対向する位置で行うこととなる（第１の位置）。

【0048】

以上のように、本発明を適用した遺伝子検査装置１では、反応部３において、核酸増幅反応後の反応液を用いてハイブリダイズ反応を行い、その後、反応部３において洗浄工程を行うことができる。よって、本発明を適用した遺伝子検査装置１では、ハイブリダイズ反応のための機構と、洗浄のための機構とを別々に用意する必要が無く、装置構成を簡略化することができ小型化を実現できる。特に、反応部３において核酸増幅反応を行うことができるため、この場合には、核酸増幅反応のための機構と、ハイブリダイズ反応のための機構と、洗浄のための機構とを別々に用意する必要が無い。すなわち、本発明を適用した遺伝子検査装置１は、反応部３において核酸増幅反応を行う場合であっても、装置構成が複雑になることはなく小型化を実現することができる。

【符号の説明】

【0049】

１…遺伝子検査装置、２…チップ駆動部、３…反応部、４…検出部、５…制御部、６…温度調整部、１０…チップ、１１…ＤＮＡマイクロアレイ、１３…チューブ、１４…中空容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】