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專利名稱：連續性光學測量裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及連續性光學測量裝置及其方法。本發明涉及需要處置遺傳基因、免疫系、氨基酸、蛋白質、糖等生物高分子、生物低分子的領域，例如，工學領域，食品、農產、水產加工等農學領域，藥學領域，衛生、保健、免疫、疾病、遺傳等醫學領域或化學領域等所有領域。
本發明特別涉及適合于遺傳基因的變異分析、多型分析、基因定位、堿基排列分析、發現分析等的連續性光學測量裝置及其方法。
背景技術：
以前，有在進行遺傳基因的堿基排列的決定時采用DNA芯片的(美國專利第5445934號，美國專利第5744305號)。
DNA芯片是在半導體膜、承物玻璃片等平板的表面上陣列狀地排列固定既知的多種低核苷酸(ォリゴヌレォチド)，使各微量的懸浮液成為點狀。DNA芯片是為了在其窄的表面上形成多個低核苷酸陣列，采用移液管裝置，把1點1點微量的低核苷酸懸浮液隔開一定的間隔，混入防止，同時，進行分注而制造成的。采用該DNA芯片來進行與遺傳基因有關的各種分析、解析等。
例如，以前，為決定未知的目的遺傳基因的堿基排列，使用者在上述DNA芯片上分注懸浮了用發光物質進行了標識化的目的遺傳物質的液。在一定的反應時間之后，通過洗凈而除去多余的懸浮液。其次，進行來自DNA芯片的發光的檢測，根據發光被檢測出的位置來決定堿基排列。
不過，為了制造DNA芯片，在狹窄的區域上平面狀地高密度排列多種低核苷酸，排列得越來越多，越來越互相接近，因而不但容易產生交叉混合，而且在各固定位置的低核苷酸會進一步變少。特別是，在各固定位置的低核苷酸變少的話，在決定其發光位置方面就容易產生誤差，在正確性上有問題。
還有，以前采用例如在約2.6cm×7.6cm的程度的大小的顯微鏡用標本狀的玻璃板等平面上固定了各低核苷酸等物質的DNA芯片。為了對在該平面的各固定位置的低核苷酸等物質供給液體，在該平面上分注數10μ升的程度的液體之后，以手作業在上述平面上以三明治狀載置玻璃板或薄膜，從而形成均勻的薄液層，對各固定位置均等地供給微小液體，這是現有的方法。該方法中需要載置薄膜等的工序，因而成為作業自動化的障礙。還有，由于通過載置薄膜等來供給液體，因而難以使要供給的液體流動，還有，由于量變少，因而與目的物質的遭遇性和反應性變得愈來愈低，處理很費時間，并且為了處理就需要高濃度的液體，這是存在的問題點。
還有，由于是平面狀地配置樣品，因而隨著愈來愈高密度化，其處置及自動化變得更難。因此，DNA芯片的制造就要花費非常多的工夫和時間，成為高價的了。特別是為了進行含有龐大的量的堿基排列的未知的目的物質的構造的解析、分析或決定，就需要大量的DNA芯片的解析、分析等。為此，本申請人的發明者提出了為解決該問題的發明(國際公開WO01/53831，國際公開WO01/61361，國際公開WO01/69249)，披露了具有形成為1個或2個及以上的線狀、纓狀、帶狀或棒狀等細長形狀的基礎部材和在該基礎部材的較長方向并排固定的具有規定的化學構造的各種檢測用物質，把上述基礎部材卷繞、層積或排列起來，把各種檢測用物質的固定位置和其各化學構造對應起來的集成支承體。
再有，如以前由本申請的發明者提出的，為了檢查各固定位置與用標識物質標識化了的目的物質的結合，一次測量固定位置整體或多個固定位置，測量在各固定位置處的發光，有效進行目的物質的化學構造、其親和性等的檢查(國際公開WO02/063300)。
不過，雖然這樣的集成支承體的制造容易，價格低，但是如果對于使用了該集成支承體的反應、測量、識別不能有效、迅速地進行，則不能充分發揮集成支承體的優點，這是存在的問題點。
另一方面，在進行DNA芯片的光學測量的場合，DNA芯片2維排列在平面上，因而為測量在各固定位置的發光，就必須例如一邊沿著X軸方向往復一邊在Y軸方向移動，非連續性地改變方向和位置來進行測量，這樣沿著復雜的路徑使受光部移動。因此，裝置就會復雜化，還有，裝置規模就會擴大，這是存在的問題點。
還有，像以前在對用1種標識物質為主進行了標識化的目的物質的有無進行檢測的場合，對于多個進行了標識化的固定位置，即使一次測量多個固定位置，在各固定位置的標識物質的有無也能容易地識別。
可是，近幾年，為了DNA的堿基排列的決定、分析，愈來愈需要對多種目的物質進行標識化。這樣，為了對多種目的物質進行標識化，僅僅在各固定位置使用多個不相同的種類的標識物質是不夠的，還需要指定其量比(質量比)來進行標識化(國際公開WO00/5357)。此時，為了按各固定位置來獲得來自該標識化物質的信息，就需要獲得關于各固定位置的詳細信息。
因此，本發明是為了解決以上的問題點而提出的，其第1目的是提供一種用簡單的裝置或控制就能確實地獲得在基礎部材上排列的各固定位置處的發光的廉價或性價比高的連續性光學測量裝置及其方法。
第2目的是提供一種能正確且精密地獲得在基礎部材上排列的各固定位置處的信息的可靠性高的連續性光學測量裝置及其方法。
其第3目的是提供一種對于在基礎部材的各固定位置，通過改變反應的結果產生的多種標識物質的量比來進行的標識化，能確實進行其識別的連續性光學測量裝置及其方法。
第4目的是提供一種能使與基礎部材有關的反應、測量和檢測用物質或結合性物質的識別連貫起來，自動地進行的連續性光學測量裝置及其方法。
第5目的是提供一種能有效進行在基礎部材的固定位置的發光的測量的連續性光學測量裝置及其方法。

發明內容
為了解決以上技術課題，第1發明是一種連續性光學測量裝置，具有可收納沿著配置線以規定間隔固定規定的多種檢測用物質，使各檢測用物質與其固定位置對應起來的基礎部材的透光性或半透光性的1個及以上的收納部；設在該收納部的外部的規定位置，接受來自上述固定位置的光，即來自具有比上述配置線的寬度窄的寬度的受光寬度的區域的光的1個及以上的受光部；以及為沿著具有上述受光寬度的螺旋狀的移動線，對上述基礎部材上的上述固定位置進行掃描，而連續性地使上述受光部和上述收納部之間相對移動的連續移動部。
此處，「多種檢測用物質」是可由指定的結合性物質進行識別、結合的具有規定的化學構造的化學物質，例如含有核酸、蛋白質、氨基酸、糖鏈、肽等生物高分子或有低分子的化學物質。作為核酸，有雙鏈DNA或單鏈DNA、cDNA、RNA、低核苷酸、核苷酸等。結合性物質是具有與上述檢測用物質有結合性的規定的化學構造的化學物質，例如核酸、蛋白質、糖鏈、肽等生物高分子或是生物低分子等化學物質。檢測用物質或結合性物質可以是天然分子也可以是人工分子。
在本發明中，檢測用物質和與該檢測用物質有結合性的結合性物質的接觸表面特性是互補的。用于目的物質的構造的決定、各種解析、分析。例如是低核苷酸等遺傳物質、免疫物質，遺傳物質中含有核酸(多核苷酸)、其分解生成物的低核苷酸、核苷酸等。
「規定的化學構造」是分子構造，例如，上述檢測用物質或結合性物質外電物質的場合是堿基排列。此處，「基礎部材」由撓性的材料或非撓性的材料來形成。即，基礎部材，即使是線狀、紐狀等細長形狀，也不必是撓性的，可以是鐵絲或棒一類的非撓性的素材。還有，非撓性的基礎部材形成為線圈狀也可以。這些材料可以是例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、氨甲酸酯等有機材料，玻璃纖維、陶瓷、金屬等無機材料，或在有機材料的薄膜或帶子上撒滿微細陶瓷粒子的這種把有機材料和無機材組調準來的材料等。另外，有機材料不僅是人工素材，也包括絲綢、棉等天然纖維等天然素材。還有，優選的是，基礎部材至少在各固定位置由各種多孔性材料、發泡性材料、纖維性材料、凹凸性材料來形成。
此處，上述基礎部材不必一定是細長形狀，也可以是在像集成支承體一樣具有各種形狀的支承體上卷裝而成的細長形狀的基礎部材。再有，基礎部材可以是例如回轉體、平板、圓柱、棱柱等立體的。「以(規定間隔)來固定」是使各固定位置可從外方測量，例如在上述基礎部材為細長形狀的場合，沿著上述基礎部材的較長方向并列配置的狀態。在基礎部材為平板狀的場合，例如是矩陣狀配置的狀態。
「規定間隔」是在需要避免鄰接的檢測用物質間的接觸的分析、解析的場合，考慮到各檢測用物質的固定量及其分布后，超過其分布的距離，在不需要避免鄰接的檢測用物質間的接觸的分析、解析的場合，可以是與上述分布重疊的距離。還有，間隔不必一定，其它規則的或不規則的間隔也可以。
此處，「配置線」是沿著它來配置固定位置的直線狀或曲線狀的線，其寬度按覆蓋各固定位置來設定。配置線是網羅所有固定位置而連接各固定位置的線。在沿著卷裝了的細長形狀的基礎部材來配置各固定位置的場合，可以說配置線是沿著基礎部材的螺旋狀。不過，配置線不必是通常傾角一定的螺旋狀，例如在圓筒狀、棱筒狀或平板狀等的基礎部材上陣列狀地配置固定位置的場合，也可以把各固定位置連接起來設定配置線。「接受來自具有比上述配置線的寬度窄的寬度的受光寬度的區域的光」是為了詳細測量配置線上的各固定位置。這樣，即使不在固定位置的全域進行發光，也可以捕捉。受光寬度例如是使用的光纖的直徑或是由透鏡系統縮小放大了的寬度。
「具有受光寬度的螺旋狀的移動線」是指線寬度為受光寬度的大小的螺旋，與上述配置線不同。如果縮短移動線的螺距，就能對于同一固定位置重復受光。還有，也可以使螺距或鄰接的線間隔開得大些，使得僅來自各固定位置的一部分的受光成為可能。還有，也可以允許在鄰接的受光寬度間接觸或重復而移動。與配置線不同，可能通過同一固定位置2回及以上。
「連續性地移動」是指不進行沿著上述線停止、飛越、返回一類急劇的或非連續性的方向轉換及移動等，而是光滑地進行移動。因此，以簡單的裝置和控制就能實現。移動是指組合了回轉移動和直線移動的移動。
「受光部」不限于1個，可以與各收納部對應而設置多個。還有，可以對各收納部的每一個設置多個。在這種場合，例如，就會改變各收納部的每一個所接受的波長。「對上述基礎部材上的上述固定位置進行掃描」是指網羅基礎部材上的所有固定位置而移動。
按照第1發明，能夠沿著移動線，精細且重復測量沿著上述配置線的各固定位置上的發光，因而能對各固定位置的每一個獲得精密詳細的信息。
因此，在能確實捕捉各固定位置上的標識，特別是在組合多種標識物質，通過改變其量比來進行多種標識化的場合，能使其數據的分析變得容易或自動化。
還有，能通過連續性地進行回轉移動與直線移動來測量，因而能簡化裝置及控制，降低成本。
第2發明是一種連續性光學測量裝置，具有根據配置在上述配置線上的固定位置間的各間隔、各固定位置的順序、形狀、上述配置線的形狀或上述移動線的形狀，把由上述受光部接受的光和上述固定位置聯系起來的發光位置判別部。
此處，也可以用上述基礎部材上例如以一定周期設置的記號(發光物質，色彩等)，使聯系變得容易些。該記號可以構成為表示發光強度的標準強度。「線的形狀」包括指定其直徑、螺距、線寬度、受光寬度等形狀的數值。
按照第2發明，能根據配置在配置線上的固定位置間的間隔、各固定位置的順序等，自動、容易且確實地聯系起來，因而可靠性高。
第3發明是一種連續性光學測量裝置，具有對由上述受光部接受的光中含有的1個及以上的波長或1個及以上的波長范圍，或/和與其對應的各強度進行判別的發光內容判別部。
按照本發明，只接受來自各固定位置的單獨的發光，因而在各固定位置，不僅改變標識物質的種類、標識物質的量的標識化，而且通過改變多種標識物質的量比，多個標識化也成為可能。
該發光內容判別部采用只透過規定的波長或波長范圍的過濾器和測量通過了該過濾器的光量的各種測光計。
按照第3發明，不僅在使用1種標識物質的標識化，而且在改換其量比來進行多個標識物質的標識的場合，也可以容易且自動地進行識別。
第4發明是一種連續性光學測量裝置，其中，上述連續移動部具有可進行上述收納部的繞規定的回轉軸線的回轉和沿著該回轉軸線的上述收納部的直線移動的回轉升降部。
此時，「收納部」和「基礎部材」或「把基礎部材集成化而成的裝置」可以不限于回轉體，不過，優選的是回轉體。
按照第4發明，借助于上述收納部的繞規定的回轉軸線的回轉和沿著該回轉軸線的上述收納部的直線移動而沿著上述線進行測量，因而特別是在收納部和基礎部材或把基礎部材集成化而成的裝置是回轉體，線沿著螺旋狀的場合，就能進行沿著線的容易、正確地移動基礎部材。還有，因為通過回轉移動和直線移動來進行，所以能簡化移動機構的構造。
第5發明是一種連續性光學測量裝置，其中，上述基礎部材是沿著較長方向排列各固定位置的線狀、纓狀或帶狀等細長狀基礎部材，在各固定位置可從外方測量的狀態下被卷繞、層積或排列而集成化。因此，上述配置線與卷裝而成的基礎部材一致。
此處，本發明中，「在從外方可測量固定位置的狀態下集成化」。為此，例如使該基礎部材構成為立體形狀而能測量。這樣，就能使檢測用物質的可測量面積增加，確實進行來自外部的測量，提高可靠性。例如，在基礎部材為不透明或半透明的場合，沿著與基礎部材的較長方向垂直的方向在周方向圍著周圍進行固定，使得不僅是基礎部材的最外表面，而且基礎部材的側面也可測量，并且留出基礎部材間的間隔，進行卷繞等集成化。這樣，即使扭轉卷繞基礎部材，也可從外方測量固定位置。還有，優選的是，對透明或半透明的基礎部材進行固定。再有，也可以使得在2不同的位置，在不同的方向能夠受光來設置受光部，可以通過立體視覺而立體地測量各固定位置。還有，上述基礎部材通常優選的是卷1層，不過，在以立體視覺來測量透明或半透明的基礎部材的場合，可以卷成多層。
對于由基礎部材集成化了的該集成支承體，可以設置上述基礎部材要卷繞的支承體。這樣，在基礎部材為撓性素材的場合，能容易、確實地進行定位。可是，如果基礎部材為非撓性素材，就不一定需要支承體。
優選的是，例如，設置支承體，把基礎部材的各端夾在設在該支承體上的間隙中，用摩擦力固定等，從而綁扎支承「集成化了的基礎部材」。
再有，優選的是以下構造集成支承體收納在了后述的收納部中時，在與收納部的內壁之間形成液體可順暢通過的間隙。這樣，在吸入了液體時，就能使得液體與檢測用物質或結合性物質的接觸確實進行，并且使得在排出時在集成支承體和內壁之間液體不殘留而順暢通過。
還有，在把該集成支承體或基礎部材收納到上述收納部中時，必須借助于該收納部的移動，在收納部內固定位置，使得該集成支承體和基礎部材在該收納部內不移動。
作為這樣的構造，例如，在集成支承體上設置纏了基礎部材的支承體(例如圓筒狀、棱柱狀)。優選的是，把防止收納上述集成支承體的容器(也包括后述的收納部)內壁和上述基礎部材的接觸的保護部設在上述支承體上來實現。作為該保護部，優選的是，例如在支承體(例如圓筒狀、棱柱狀)的恰當的部位(例如兩緣部、兩端部等)設有具有超過卷裝了的基礎部材的厚度的高度且其前端與上述容器內壁接觸的突起部，使其從支承體的表面突出(例如半徑方向)。
還有，優選的是形成為，該保護部與上述容器內壁的接觸點盡可能具有小的面積。這是由于接觸點的面積大的話，液體的殘留量就會增加。該保護部的形狀形成為，上述收納部內的流體的流動不會由于該保護部的存在而變得不可能。例如，在形成為環狀的突起部設置切口部，或設置銷釘狀的突起部來防止。由于該保護部，還能進行在集成支承體的收納部內的定位。
還有，優選的是，上述支承體在處置微量液體的場合中實的。還有，優選的是，上述基礎部材和上述容器的內壁的距離盡可能窄些。另一方面，優選的是，在處置比較大的量的液體的場合上述支承體用中空或/和多孔性的部材來形成。
還有，也可以在卷繞上述基礎部材的支承體的表面上設置凹凸或螺旋狀等的槽、筋，沿著該凹凸或槽、筋，或者橫切該凹凸或槽、筋而卷繞上述基礎部材，從而在基礎部材間隔開間隔，或在支承體和基礎部材間設置間隔，使得流體容易流通。
按照本發明，在基礎部材的各固定位置從外方可測量的狀態下，卷裝起來，因而能容易且確實地從外部進行標識化了的固定位置的標識的檢測或測量。因此，如果采用該集成化支承體，在進行反應以及測量時，處置都很容易，能進行連貫的處理。
按照第5發明，上述基礎部材是細長狀基礎部材，因而沿著該基礎部材使上述受光部移動，掃描所有固定位置，就能確實把固定位置與檢測用物質或結合性物質對應起來。
第6發明是一種連續性光學測量裝置，其中，上述基礎部材或把基礎部材集成化而成的裝置和上述收納部是回轉體，它們的軸心一致而被收納。這樣就使上述受光部的受光確實明了。
按照第6發明，收納部等形成為回轉體，與上述基礎部材等的軸心一致而被收納，因而以一定的比例組合回轉移動和直線移動，就能使上述受光部沿著上述線移動，容易地掃描各固定位置。
第7發明是一種連續性光學測量裝置，其中，在上述光學測量部的上述受光部設有能對收納在上述收納部中的上述基礎部材的各固定位置調準焦點的光學系統。
按照第7發明，能對各固定位置確實地調準受光部的焦點，因而能明了地測量各固定位置的光。
第8發明是一種連續性光學測量裝置，其中，在上述光學測量部的上述受光部安裝有1根光纖的前端部。
按照第8發明，能由1根光纖進行測量，因而能簡化裝置構造，從而削減成本。
第9發明，上述收納部具有流體的出入口，可著脫地安裝在與調節該收納部內的壓力，對該收納部進行流體的吸入、排出的壓力調節部連通的管嘴上，并且上述連續移動部是可使該管嘴繞該回轉軸線回轉且沿著軸線方向升降的管嘴回轉升降部。
上述收納部具有流體的出入口，所以該收納部不但可收納上述基礎部材，也可收納流體。這樣，基礎部材的上述檢測用物質和液體中含有的結合性物質的反應就可上述收納部內進行。另外，收納部要有收納上述基礎部材的收納口。該收納口例如可以是用于與吸入排出部的連接的裝置。
還有，根據上述基礎部材(或集成支承體)的形狀或大小來形成收納部的形狀或大小，使其成為與上述基礎部材(或集成支承體)的形狀或大小接近的形狀或大小，就能很窄地形成收納部內壁和基礎部材之間的間隙，與微量對應。
還有，優選的是，還設有在上述出入口和載置設在外部的容器等的處理區域之間可相對移動的移動部。這樣，在收納部中收納了上述基礎部材的狀態下使基礎部材移動，就能使處理自動化且連貫進行。
還有，接觸上述液體和基礎部材的上述收納部是自由著脫地安裝的，因而按收納部進行交換，就能確實防止交叉混合。還有，把磁力裝置設在收納部的外部，或者與設有磁力裝置且在內壁吸附磁性粒子而使分離成為可能的移液管頭進行交換，就能與處置磁性粒子的裝置兼用，因而能更有效且連貫地進行多種處理。因為能與由由按照第9發明，在收納部中收納了基礎部材的狀態下對收納部吸入或排出必要的試劑等液體對同一或不同的液體進行，就能進行反應、洗凈，在該狀態下，也能進行測量。因此，以迅速且簡單的操作就能有效且連貫地進行反應、測量等處理。還有，能在上述收納部中收納了的狀態下進行各種處理，因而防止了交叉混合，可靠性高。再有，根據基礎部材的形狀或大小來決定上述收納部的形狀或大小，因而通過微量的液體也能進行處理。
再有，作為上述收納部的連續通過移動部，能利用管嘴回轉升降部，因而能簡化光學測量裝置的裝置構造，或抑制作為整體的裝置規模。
第10發明是一種連續性光學測量裝置，具有使上述收納部位于上述受光部可受光的位置而可回轉地保持其下端部的保持部。
在第10發明中，由于可回轉地保持上述收納部的下端部，因而能進行確實的定位。
第11發明是一種連續性光學測量裝置，其中，上述受光部可進行微小動作地被支承著，從而與上述收納部的回轉移動中伴隨的搖動對應來保持與該收納部的距離一定。
按照第11發明，即使有上述收納部的回轉移動中伴隨的其回轉軸心的偏差、產品自身的歪斜所致的搖動，由于常維持受光部和各固定位置的距離為一定，因而也能進行可靠性高的測量。
第12發明是一種連續性光學測量裝置，其中，上述光纖可通過該光纖而照射規定的光，可通過該光纖而受光。
按照第12發明，在結合性物質的標識化用熒光物質等來進行的場合，能用進行受光的光纖照射激勵光。因此能簡化裝置構造。
第13發明是一種連續性光學測量方法，具有沿著配置線以規定間隔固定規定的多種檢測用物質，使各檢測用物質與其固定位置對應起來的基礎部材收納在透光性或半透光性的1個及以上的收納部中的收納工序；為使從該收納部接受來自具有比上述配置線的寬度窄的寬度的受光寬度的區域的光的1個及以上的受光部位于該收納部的外部的規定位置而進行移動的移動工序；以及為沿著具有上述受光寬度的螺旋狀的移動線，對上述基礎部材上的上述固定位置進行掃描，而連續性地使上述受光部和上述收納部之間相對移動，并進行測量的連續測量工序。
第13發明，如第1發明中說明了的，具有以下效果。能夠沿著移動線，精細且重復測量沿著上述配置線的各固定I上的發光，因而能對各固定位置的每一個獲得精密詳細的信息。因此，在能確實捕捉各固定位置上的標識，特別是在組合多種標識物質，通過改變其量比來進行多種標識化的場合，能使其數據的分析變得容易或自動化。還有，能通過連續性地進行回轉移動與直線移動來測量，因而能簡化裝置及控制，降低成本。
第14發明一種連續性光學測量方法，還具有根據配置在上述配置線上的固定位置間的各間隔、各固定位置的順序、形狀、上述配置線的形狀或上述移動線的形狀，把由上述受光部接受的光和上述固定位置聯系起來的發光位置判別工序。
第14發明的效果與第2發明中說明了的相同。
第15發明是一種連續性光學測量方法，還具有對由上述受光部接受的光中含有的1個及以上的波長或1個及以上的波長范圍，或/和與其對應的各強度進行判別的發光內容判別工序。
第15發明的效果與第3發明中說明了的相同。
第16發明是一種連續性光學測量方法，其中，上述連續移動工序是通過上述收納部的繞規定的回轉軸線的回轉和沿著該回轉軸線的上述收納部的升降移動來進行的。
第16發明的效果與第4發明中說明了的相同。
第17發明是一種連續性光學測量方法，具有在上述收納工序之后，從設在上述收納部的流體的出入口，吸入標識化了的結合性物質懸浮的液體，把上述基礎部材浸在液體中，使上述結合性物質和上述檢測用物質進行反應的反應工序；以及除去對反應未貢獻的上述結合性物質和上述液體的測量準備工序。
第18發明是一種連續性光學測量方法，其中，上述收納工序是在前端具有流體的出入口的透光性或半透光性的收納部中收納基礎部材；上述反應工序是用調節該收納部的壓力，對該收納部進行流體的吸入、排出的壓力調節部來吸入上述液體等；上述測量準備工序是用上述壓力調節部，通過排出上述液體等來進行的；并且上述連續測量工序是通過使安裝有上述收納部，與該壓力調節部連通的管嘴繞其回轉軸線回轉或沿著軸線方向升降移動來進行的。
第17發明和第18發明的效果與第9發明中說明了的相同。


圖1是組裝了本發明的實施方式所涉及的連續性光學測量裝置的裝置的局部剖面側視圖，圖2是表示本發明的實施方式所涉及的基礎部材和收納了基礎部材的狀態的圖，圖3是本發明的實施方式所涉及的連續性光學測量裝置的局部透視圖，圖4是本發明的實施方式所涉及的連續性光學測量裝置的局部側視圖，圖5是本發明的實施方式所涉及的連續性光學測量裝置的局部俯視圖。
具體實施例方式
按照附圖來說明本發明的實施方式所涉及的連續性光學測量裝置及其方法。本實施方式的說明在沒有特別指定的情況下，不得解釋為是對本發明的限制。
圖1是表示組裝了本發明的實施方式所涉及的連續性光學測量裝置11的收納反應測量裝置10的局部剖面側視圖。
該收納反應測量裝置10是在上述的在收納部收納了基礎部材的狀態下，連貫、自動地進行反應、測量的裝置。該收納反應測量裝置10夾隔著境界板13在上下設有在收納部中收納該基礎部材，沿著線連續地光學性地進行測量的上述連續性光學測量裝置11；以及用于在把該基礎部材收納在上述收納部的狀態下使反應進行的收納反應裝置12。
上述收納反應裝置12具有作為上述收納部，具有多個(該例中為6連的)流體的出入口的透光性或半透光性的移液管頭14；安裝該移液管頭14，對其軸可回轉，沿著其軸方向可升降地設置的6連的管嘴部15；對6連的管嘴部15，分別通過6連的圓管16而與氣缸(未圖示)連通，通過調節其壓力來進行對上述移液管頭14的流體的吸入和排出的壓力調節部17。
上述各移液管頭14具有自由著脫地安裝在上述管嘴部15上的安裝部18；在前端具有1個出入口19，可插入該收納反應裝置12的外部的容器(未圖示)的細徑部20；以及設在該細徑部20和該安裝部18之間，具有比上述細徑部20大的直徑的收納上述基礎部材的粗徑部21。
還有，上述壓力調節部17具有6連的上述管嘴部15；具有通過6連的上述圓管16而連通的6連的氣缸的氣缸區(未圖示)；以及與在各氣缸區內的各氣缸桿(活塞)(未圖示)連接，使該6連的氣缸桿一齊在上下方向滑動的機構(未圖示)。還有，在該收納反應裝置12上設有用于沿著其軸心回轉驅動上述管嘴部15及移液管頭14的θ軸馬達22和由設在該θ軸馬達22的回轉軸上的有齒皮帶輪(未圖示)等來對上述管嘴部15傳遞該回轉的管嘴回轉機構。
還具有作為使該管嘴部15及移液管頭14在上下方向可升降的升降部，固定設置該管嘴部15，可升降地支承在支承體23上的Z軸滑動件24；固定設置該Z軸滑動件24的螺母部25；與該螺母部25螺合，通過回轉而上下驅動該螺母部25的Z軸圓頭螺栓26；具有通過結合部27而與該Z軸圓頭螺栓26結合的回轉軸的回轉驅動該Z軸圓頭螺栓26的Z軸馬達28。
借助于該升降部，上述移液管頭14就能通過上述境界板13上設置的貫通孔29而降落至在該境界板13的下方設置的上述連續性光學測量裝置11的規定位置。
此處，上述回轉機構部和升降部相當于作為上述連續通過移動部的上述管嘴回轉升降部。
圖1中，標號25a是檢測上述移液管頭14的前端到達了容器的底部，或由于某種原因，前端受到了力的情況的傳感器。
標號30是用于對為了防止收納在容器(未圖示)內的液體的蒸發而覆蓋容器的開口的薄的密封墊進行穿孔的銷釘，借助于與上述氣缸內的活塞連動的軸31而在管嘴部15的軸方向可上下移動。標號32是由固定設在上述軸31上的彈簧部33按壓在設有上述銷釘30的支承板34上，隨著該管嘴部15的降落而降落，在上述移液管頭14移動到設在上述境界板13上的貫通孔29的下方的規定位置的場合，覆蓋該貫通孔29而光學性地遮蔽下方，形成暗室的遮蔽板裝置。
標號35是為了監視上述移液管頭14的動作，以信息向設置的CCD攝像頭(未圖示)的透鏡(光軸與該管嘴部15的軸方向平行)反射、引導來自該移液管頭14的光的裝置。還有，標號36是用于向上述移液管頭14照射光的背照燈。
還有，標號60是作為用于在管嘴的配置方向使上述受光部40移動的管嘴配置方向移動部的管嘴配置方向移動導向部60，標號61是用于在圖前后方向使上述管嘴配置方向移動導向部60移動的馬達和圓頭螺栓。還有，標號62是磁鐵，是用于對上述移液管頭14內帶來磁力的裝置。標號63是安裝有上述磁鐵62的平板，是對上述移液管頭14可接離地設置的裝置。在該平板63對上述移液管頭14接近時，對該管頭14內帶來磁力，離開時，不對移液管頭14內帶來磁力。還有，在該平板63的上側，設有接受來自上述移液管頭14的落液的落液受部64。另外，標號65是用于驅動上述平板63的馬達65。根據該構造，通過對移液管頭14內帶來或不帶來磁力，就可使通過移液管頭14內或收納在其中的磁性粒子分離，這樣，只用該裝置就能連貫進行各種多樣處理，因而處理效率高。另外，圖1的上述連續性光學測量裝置11的詳細情況后述。
圖2表示在作為上述收納部的移液管頭14中應該收納的基礎部材和收納了它的狀態。
圖2(a)表示用于把上述基礎部材38卷裝在其表面而進行支承的作為棒狀或圓筒狀的支承體的芯子37。圖2(b)表示卷裝上述基礎部材38而成的集成支承體39。此處，芯子37的直徑為例如約2至約4mm，基礎部材38的粗細為例如約0.05mm至約0.2mm，基礎部材38的長度為例如約500mm至約3000mm。圖2(c)表示在上述移液管頭14內收納了該集成支體39的狀態。沿著該基礎部材38的較長方向的線相當于上述配置線，該基礎部材38的直徑大體上相當于上述配置線的寬度。
接著，按照圖3、圖4和圖5來說明本實施方式所涉及的連續性光學測量裝置11。
該連續性光學測量裝置11具有設在上述移液管頭14的外部的規定位置，能接受來自該移液管頭14的光的受光部40；設在上述收納反應裝置12上，沿著上述基礎部材38的較長方向，并且沿著與具有規定線寬度的配置線不同的移動線，為掃描該基礎部材38的所有固定位置而使上述移液管頭14相對于上述受光部40移動的上述管嘴回轉升降部；以及把該移液管頭14保持在上述受光部40可接受來自該移液管頭14的光的位置的導向部41。
上述受光部40具有具有調節焦距，以便可接受來自上述移液管頭14的1個中收納的上述基礎部材上的各固定位置的規定受光寬度的光的光學系統的受光頭42；以及為使該受光頭42的端面對1個移液管頭14維持一定的距離而與該移液管頭14接觸的定位輥43。內裝于該受光頭42的光學系統是例如在上述基礎部材上具有約0.02mm的受光寬度的裝置。
還有，該受光部40具有其前端部44安裝在上述受光頭42上的光纖45；支承該光纖45的支承架46；以及以微小距離在水平方向可移動地保持該受光頭42和該支承架46的XY軸直動部47。XY軸直動部是由X軸直動部和Y軸直動部重疊而形成的裝置，由彈簧47a可移動地支承在固定柱47b上。再有，上述受光頭42為了使得在垂直平面內的受光頭42的角度可調節而載置在角架(ゴニォステ一ヅ)48上。通過這些裝置，就能對于上述受光頭42的光學系統，微調節對1個上述移液管頭14的距離、位置、角度，調節到作為上述光學系統最好的焦距。另外，上述光纖45，由光纖壓夾件(抑え金具)49a、49b所夾著的光纖按壓海綿(押さえスポンヅ)50安裝在上述支承架46上。另外，標號42a是用于向設在受光頭42上的光學系統導入光的開口部。
其次，在導向部41上，具有設有可回轉地保持6連的移液管頭14的下端部的6個保持孔51的導向塊52。在該各保持孔51中設有對上述移液管頭14向上方向賦能的彈簧53，在某種程度上吸收加在移液管頭14上的向下方向的力。
該導向塊52安裝在沿著2個軸54可上下移動地設置的滑動件55上。該滑動件55由圍繞上述各軸54而設置的2個壓縮彈簧56向上方向賦能，把在上述導向塊52中插入了的移液管頭14定位在設有上述受光部40的受光頭42的規定位置。其中在上述滑動件55上設有通過傳感器銷57安裝了的微光傳感器58。該微光傳感器58設有發光元件和受光元件，由上述管嘴升降部來推壓移液管頭14，直到傳感器銷57遮住其間，從而把該移液管頭14定位在上述受光頭42可測量的位置。
另外，受光部40的整體，如上所述，借助于作為上述管嘴配置方向移動部的管嘴配置方向移動導向部60，能沿著在上述導向部41上定位的上述6連的移液管頭14的配置方向移動。這樣，按6連的各移液管頭14依次使其移動，就可1次1個進行測量。
另外，本實施方式中，還有其它未圖示的CPU、存儲器裝置和存放了各種程序的信息處理裝置、鍵盤、鼠標等輸入設備、表示部、打印機等輸出裝置。進行對上述收納反應裝置和連續性光學測量裝置的動作指示的控制部、上述發光位置判別部和發光內容判別部由該信息處理裝置構成。
接著，說明本實施方式所涉及的連續性光學測量裝置11的動作。
如上所述，分別在6個上述移液管頭14中收納把基礎部材38卷裝在芯子37上而成的集成支承體39。在該基礎部材上隔開規定的間隔而形成了多個固定位置，在該各固定位置上，作為上述檢測用物質，例如，分別固定有具有規定的堿基排列的低核苷酸。把該6個移液管頭14裝在上述收納反應裝置12的6連的上述管嘴部15上，由上述管嘴配置方向移動部的上述管嘴配置方向導向部60把該受光部40移動到例如，用多種熒光物質進行了標識化的結合性物質即要調查構造的6種目的物質懸浮的液和其它必要的試劑被收納了的6個容器位置中的最初的第1個為止。借助于上述壓力調節部，吸入該懸浮液，使其進行雜交反應。
如果反應結束，就排出殘液，重新吸入蒸餾水等測量用液，把該收納反應裝置12置于上述境界板13的上方，使上述貫通孔29到達上述移液管頭14的正下方。在該狀態下，6連的上述移液管頭14的下端部借助于上述管嘴升降部，通過上述貫通孔29，插入設在上述連續性光學測量裝置11的上述導向部41的導向塊52上的各保持孔51中，壓住前端部。此時，由于設在上述保持孔51中的彈簧53和壓縮彈簧56，該移液管頭14就會受到向上方向的力。由上述微光傳感器58進行上下方向的定位。此時，上述境界板13的貫通孔29被上述遮蔽板32覆蓋，因而在上述連續性光學測量裝置11的周圍，來自上述收納反應裝置12的光就被遮斷，成為暗室狀態。
該移液管頭14也會與上述定位輥43接觸，因而與上述受光頭42的端面要保持一定的距離。
在該狀態下，通過上述管嘴回轉升降部，作為上述螺旋狀的受光線，以與沿著上述基礎部材38的較長方向的線—即對于上述配置線，其寬度在該例中為約0.08mm—不同的線寬度，即受光寬度，—該例中為0.02mm，以該受光寬度使鄰接的螺旋接觸或重復，對于上述移液管頭14，組合回轉動作和升降動作而使其移動。例如，在上述基礎部材38彼此接觸而卷裝在上述芯子37上時的高度為20mm的場合，使上述受光寬度0.02mm的鄰接的螺旋沿著接觸的移動線而回轉升降移動的話，就使上述移液管頭14以20/0.02回轉1000回。還有，在使上述受光寬度沿著按0.01mm重復的移動線而回轉升降移動的場合，就使其以20/0.01回轉2000回。
于是，來自上述基礎部材38上配置的各固定位置的光就依次通過上述受光頭42的透鏡系統，傳送給上述光纖45。
第1個的測量結束后，使上述管嘴配置方向移動導向部60移動，使上述受光部40移動到接著的第2個管嘴位置，進行下一測量。這樣就能對6連的移液管頭14全部進行測量。
在上述例子中，沿著比上述配置線更細的移動線上，測量來自各固定位置的發光，因而要重復多次來捕捉來自同一固定位置的發光。這樣，就能捕捉來自同一固定位置、不同的部分的發光，因而能進行更詳細的固定位置的測量。
對于該光纖45，例如，使其分支為多個傳輸線，設置分別只通過上述熒光物質的多個各波長的過濾器，并且預先設置測量通過了各過濾器的光的強度的測光機。該裝置相當于上述發光內容判別部。
于是，借助于未圖示的信息處理裝置中由程序構成的上述發光位置判別部，根據配置在上述配置線上的固定位置間的間隔、各固定位置的上述配置線上的順序、上述寬度、移動線或受光寬度，把各發光位置與固定位置聯系起來，與上述發光內容判別部的判別結果進行組合，從而判斷上述目的物質的堿基排列和親和性。
以上說明了的各實施方式是為了更好地理解本發明而具體說明了的，并不限制別的方式。因此，可在不變更發明的主旨的范圍內進行變更。例如，上述實施方式中，作為上述連續通過移動部，使用了上述收納反應裝置的管嘴回轉升降部，不過，并不限于這種情況，例如，也可以與該收納反應裝置分開，獨立設置對上述收納部進行回轉升降的裝置。
還有，作為檢測用物質，并不限于使用低核苷酸的情況，例如，不僅可以是其它遺傳物質，而且可以是免疫物質、氨基酸、蛋白質、糖等。還有，第1實施方式中，作為吸入排出部，對于采用了泵的情況進行了說明，不過，并不限于這種情況，例如，也可以由氣缸和氣缸桿構成。
還有，作為測量機，不限于測量熒光的情況，也可以測量化學發光及各種波長的電磁波。例如，作為電磁波，也可以測量可見光以外的紅外線、紫外線、X射線、電波等電磁波的波長范圍。
再有，在以上的說明中，僅對各移液管頭為6連的情況進行了說明，不過，并不限于這種情況，也可以是并設其它連數的移液管頭及細管。還有，在以上的說明中使用了的數值只不過是例示，不言而喻，并不受此限制。再有，在各實施方式中說明了的構成上述連續性光學測量裝置及收納反應裝置的各要素可以任意選擇，加以恰當變更而進行組合。
再有，在使上述收納部回轉而進行測量的場合，為防止回轉飄動，作為測量定位部，可以在測量位置近旁設置引導回轉的導向部材，例如，使其在1處接觸上述收納部(移液管頭)的外周面，例如粗徑部和細徑部外周面，或在多處夾著接觸，或以全周接觸。還有，也可以設置與該收納部自身結合，回轉驅動該收納部的機構。
還有，在以上說明的處理中，對于配置線為沿著細長的基礎部材的情況進行了說明，不過，也可以適用于配置線不是沿著細長的基礎部材的情況等。
權利要求
1.一種連續性光學測量裝置，具有可收納沿著配置線以規定間隔固定規定的多種檢測用物質，使各檢測用物質與其固定位置對應起來的基礎部材的透光性或半透光性的1個及以上的收納部；設在該收納部的外部的規定位置，接受來自所述固定位置的光，即來自具有比所述配置線的寬度窄的寬度的受光寬度的區域的光的1個及以上的受光部；以及為沿著具有所述受光寬度的螺旋狀的移動線，對所述基礎部材上的所述固定位置進行掃描，而連續性地使所述受光部和所述收納部之間相對移動的連續移動部。
2.根據權利要求1所述的連續性光學測量裝置，具有根據配置在所述配置線上的固定位置間的各間隔、各固定位置的順序、形狀、所述配置線的形狀或所述移動線的形狀，把由所述受光部接受的光和所述固定位置聯系起來的發光位置判別部。
3.根據權利要求1或2中任意一項所述的連續性光學測量裝置，具有對由所述受光部接受的光中含有的1個及以上的波長或1個及以上的波長范圍，或/和與其對應的各強度進行判別的發光內容判別部。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，所述連續移動部具有可進行所述收納部的繞規定的回轉軸線的回轉和沿著該回轉軸線的所述收納部的直線移動的回轉直線移動部。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，所述基礎部材是沿著較長方向排列各固定位置的線狀、纓狀或帶狀等細長狀基礎部材，在各固定位置可從外方測量的狀態下被卷繞、層積或排列而集成化。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，所述基礎部材自身或把基礎部材集成化而成的裝置和所述收納部是回轉體，它們的軸心一致而被收納。
7.根據權利要求1至6中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，在所述受光部設有能對收納在所述收納部中的所述基礎部材的各固定位置調準焦點的光學系統。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，在所述受光部安裝有1根光纖的前端部。
9.根據權利要求1至8中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，所述收納部具有流體的出入口，可著脫地安裝在與調節該收納部內的壓力，對該收納部進行流體的吸入、排出的壓力調節部連通的管嘴上，并且所述連續移動部是可使該管嘴繞該回轉軸線回轉且沿著軸線方向升降的管嘴回轉升降部。
10.根據權利要求3至9中任意一項所述的連續性光學測量裝置，具有使所述收納部位于所述受光部可受光的位置而可回轉地保持其下端部的導向部。
11.根據權利要求1至10中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，所述受光部可進行微小動作地被支承著，從而與所述收納部的回轉移動中伴隨的搖動對應來保持與該收納部的距離一定。
12.根據權利要求1至11中任意一項所述的連續性光學測量裝置，其中，所述光纖可通過該光纖而照射規定的光，可通過該光纖而受光。
13.一種連續性光學測量方法，具有把沿著配置線以規定間隔固定規定的多種檢測用物質，使各檢測用物質與其固定位置對應起來的基礎部材收納在透光性或半透光性的1個及以上的收納部中的收納工序；為使從該收納部接受來自具有比所述配置線的寬度窄的寬度的受光寬度的區域的光的1個及以上的受光部位于該收納部的外部的規定位置而進行移動的移動工序；以及為沿著具有所述受光寬度的螺旋狀的移動線，對所述基礎部材上的所述固定位置進行掃描，而連續性地使所述受光部和所述收納部之間相對移動，并進行測量的連續測量工序。
14.根據權利要求13所述的連續性光學測量方法，具有根據配置在所述配置線上的固定位置間的各間隔、各固定位置的順序、形狀、所述配置線的形狀或所述移動線，把由所述受光部接受的光和所述固定位置聯系起來的發光位置判別工序。
15.根據權利要求13或14中任意一項所述的連續性光學測量方法，具有對由所述受光部接受的光中含有的1個及以上的波長或1個及以上的波長范圍及其對應的各強度進行判別的發光內容判別工序。
16.根據權利要求13至15中任意一項所述的連續性光學測量方法，其中，所述連續移動工序是通過所述收納部的繞規定的回轉軸線的回轉和沿著該回轉軸線的所述收納部的升降移動來進行的。
17.根據權利要求13至16中任意一項所述的連續性光學測量方法，具有在所述收納工序之后，從設在所述收納部上的流體的出入口，吸入標識化了的結合性物質懸浮的液體，把所述基礎部材浸在液體中，使所述結合性物質和所述檢測用物質進行反應的反應工序；以及除去對反應未貢獻的所述結合性物質和所述液體的測量準備工序。
18.根據權利要求13至17中任意一項所述的連續性光學測量方法，其中，所述收納工序是在前端具有流體的出入口的透光性或半透光性的收納部中收納基礎部材；所述反應工序是用調節該收納部的壓力，對該收納部進行流體的吸入、排出的壓力調節部來吸入所述液體等；所述測量準備工序是用所述壓力調節部，通過排出所述液體等來進行的；并且所述連續測量工序是通過使安裝有所述收納部，與該壓力調節部連通的管嘴繞其回轉軸線回轉或沿著軸線方向升降移動來進行的。
全文摘要
一種用簡單的裝置或控制就能獲得在基礎部材上排列的各固定位置處的發光的廉價或性價比高的連續性光學測量裝置及其方法。具有可收納沿著配置線以規定間隔固定規定的多種檢測用物質，使各檢測用物質與其固定位置對應起來的基礎部材的透光性或半透光性的1個及以上的收納部；設在該收納部的外部的規定位置，接受來自該固定位置的光，即來自具有比所述配置線的寬度窄的寬度的受光寬度的光的1個及以上的受光部；以及為沿著具有所述受光寬度的螺旋狀的移動線，對所述基礎部材上的所述固定位置進行掃描，而連續性地使所述受光部和所述收納部之間相對移動的連續移動部。
文檔編號G01N21/78GK1745293SQ200480003340
公開日2006年3月8日 申請日期2004年2月2日 優先權日2003年1月31日
發明者田島秀二 申請人:環球生物研究株式會社