分析装置およびキャリーオーバー防止方法
【課題】分析精度を落とさず反応容器を繰り返し使用することができる分析装置およびキャリーオーバー防止方法を提供すること。
【解決手段】分析装置１は、反応容器１４１内の反応液を排出し反応容器１４１を洗浄する洗浄部２０と検査対象を破壊または変質させて検査対象を消失させる電子線照射部２１とを備える。キャリーオーバー防止方法は、反応容器１４１内の反応液を排出し反応容器１４１を洗浄する洗浄ステップと、検査対象を破壊または変質させて検査対象を消失させる消失ステップとを備える。反応容器１４１内の検査対象を消失させる処理は、反応容器１４１内の反応液の特性を測定後、再び試料が分注される前までであって、反応容器１４１を洗浄する前または／および後に行う。
【解決手段】分析装置１は、反応容器１４１内の反応液を排出し反応容器１４１を洗浄する洗浄部２０と検査対象を破壊または変質させて検査対象を消失させる電子線照射部２１とを備える。キャリーオーバー防止方法は、反応容器１４１内の反応液を排出し反応容器１４１を洗浄する洗浄ステップと、検査対象を破壊または変質させて検査対象を消失させる消失ステップとを備える。反応容器１４１内の検査対象を消失させる処理は、反応容器１４１内の反応液の特性を測定後、再び試料が分注される前までであって、反応容器１４１を洗浄する前または／および後に行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料と試薬との混合液である反応液を収容する反応容器を繰り返し使用する分析装置およびキャリーオーバー防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、免疫検査、生化学検査などさまざまな分野で使用される分析装置は、試料と試薬との反応液に所定の波長を持つ光を照射し、反応液の特性を光学的に測定して、この特性に基づいて試料の分析を行っている。分析装置は、多試料を同時に分析処理することができ、かつ高精度で分析できる。
【０００３】
また、例えばＳＮＰ（一塩基多型）検査など、所定の塩基配列を有するデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）からなる遺伝子を検出する検査にも分析装置は適している。このような遺伝子検出に用いられる分析装置は、上述の分析装置と同様に、所定の塩基配列を有するＤＮＡ等を増幅させる処理を行った試料と試薬とを反応させて、反応液の特性を光学的に測定し、この特性に基づいて試料中の所定の塩基配列を有するＤＮＡ等を検出するようにしている（特許文献１、２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９５１３４号公報
【特許文献２】特許第３５４５１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、生化学検査に用いられる従来の分析装置では、反応容器は反応液の特性を測定後、自動的に洗浄され繰り返し使用されている。一方、遺伝子検出に用いられる分析装置では、反応容器が試料ごとに交換され、使用済みの反応容器は繰り返し使用されず廃棄されていた。遺伝子検出に用いられる分析装置で反応容器が廃棄されるのは、生化学検査の検査対象であるタンパク質や糖に比べて、遺伝子検出検査の検査対象であるＤＮＡ等が微細であるため、洗浄液などを用いて反応容器を洗浄しても、使用後の反応容器からＤＮＡ等を完全に除去することが困難なためである。したがって、分析精度を保つために試料ごとに新しい反応容器を用いる必要があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検査対象が微細であっても分析精度を落とすことなく、反応容器を繰り返し使用することができる分析装置およびキャリーオーバー防止方法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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる分析装置は、試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する分析装置であって、前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄手段と、前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、前記消失手段は、前記反応容器に電子線を照射する電子線照射装置であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記消失手段は、前記洗浄手段による洗浄前の前記反応容器内の前記検査対象および／または前記洗浄手段による洗浄後の前記反応容器内の前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する際の前記反応容器内の該検査対象のキャリーオーバーを防止するキャリーオーバー防止方法であって、 前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄ステップと、前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、上記の発明において、前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、前記消失ステップは、前記反応容器に電子線を照射することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、上記の発明において、前記消失ステップは、前記反応液の特性を測定後から、前記試料の分注前までに、１回以上前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、上記の発明において、前記消失ステップは、前記洗浄ステップの前および／または後に前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる分析装置およびキャリーオーバー防止方法は、反応容器内の反応液を排出し反応容器を洗浄するとともに、検査対象を破壊または変質させて検査対象を消失させるので、検査対象がＤＮＡのように微細であり反応容器の洗浄を行っても完全に除去できない物質であっても、検査対象を消失させることによって、確実に検査対象のキャリーオーバーを防止でき、分析精度を落とすことなく反応容器を繰り返し使用できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態である遺伝子検出検査に用いられる分析装置およびキャリーオーバー防止方法について図面を参照して説明する。なお、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１６】
なお、この実施の形態にかかる分析装置は、遺伝子検出検査の一連の工程のうちの一部に用いられる。遺伝子検出検査は、検体からＤＮＡを抽出する抽出工程と、抽出したＤＮＡのうち所定の塩基配列を有するＤＮＡの一部を増幅する増幅工程と、増幅したＤＮＡを検出する検出工程とがこの順番で行われる。この実施の形態にかかる分析装置は、検出工程で用いられる。
【００１７】
（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態にかかる分析装置の概略を示す図である。図１に示すように、分析装置１は、試料と試薬とを反応容器に分注し、反応容器内で反応した液体に対して光学的な測定を行う測定機構１０１と、測定機構１０１を含む分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構１０１における測定結果の分析を行う制御機構１０３とを備える。分析装置１は、これら２つの機構が連携することによって複数の試料の遺伝子検出検査を自動的に行う。なお、ここでいう「液体」には、固体成分を含有する液体も含まれ、具体的には後述するような試料や試薬が含まれる。
【００１８】
まず、測定機構１０１について説明する。測定機構１０１は、大別して、試料容器移送部１１、第１試薬容器保持部１２、第２試薬容器保持部１３、反応容器保持部１４、試料分注部１５、第１試薬分注部１６、第２試薬分注部１７、攪拌部１８、測光部１９、洗浄部２０、電子線照射部２１を備える。
【００１９】
試料容器移送部１１は、試料を収容した試料容器１１１を複数保持するラック１１２と、このラック１１２を移送する移送手段とを備える。第１試薬容器保持部１２と第２試薬容器保持部１３と反応容器保持部１４とは、それぞれ第１試薬容器１２１と第２試薬容器１３１と反応容器１４１とを保持するホイールと、それぞれのホイールの底面中心に取り付けられ、その中心を通る鉛直線を回転軸としてホイールを回転させる駆動手段とを備える。
【００２０】
試料容器１１１には、内部に収容する試料を識別する識別情報を所定の情報コード（バーコード、２次元バーコード等）にコード化して記録した情報コード記録媒体が貼付されている。また、第１試薬容器１２１および第２試薬容器１３１には、内部に収容する試薬を識別する識別情報を所定の情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体が貼付されている。このため、測定機構１０１には、試料容器１１１に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ１、第１試薬容器１２１に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ２、第２試薬容器１３１に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ３が、それぞれ試料容器移送部１１、第１試薬容器保持部１２、第２試薬容器保持部１３に設けられている。
【００２１】
反応容器１４１は、例えばガラス製の容器であり、測光部１９が照射する光を透過し、また半永久的に繰り返し使用可能な容器である。
【００２２】
試料分注部１５は、細管状のプローブと、プローブの先端に着脱自在に装着されるチップと、鉛直方向への昇降および水平方向の回転を自在に行うアームと、チップの先端が液面に達したことを検知する液面検知手段とを備える。試料分注部１５は、試料容器移送部１１によって所定位置に移送された試料容器１１１内の試料をチップ内に吸引し、アームを旋回させ、反応容器保持部１４によって所定位置に移送された反応容器１４１内にチップ内の試料を吐出する。
【００２３】
また、試料分注部１５の動作線上に、未使用のチップを保持するチップ格納部１５１と、使用済みのチップをプローブから取り外して廃棄するチップ廃棄部１５２とが設けられている。試料分注部１５は、チップ格納部１５１でプローブに未使用のチップを装着し、チップ廃棄部１５２で使用済みのチップを取り外す。使用済みチップは、廃棄ボックスへ自動的に収容される。
【００２４】
第１試薬分注部１６は、細管状のプローブと、鉛直方向への昇降および水平方向の回転を自在に行うアームと、プローブを洗浄する洗浄手段と、プローブの先端が液面に達したことを検知する液面検知手段とを備える。第１試薬分注部１６は、第１試薬容器保持部１２によって所定の位置に移送された第１試薬容器１２１内の試薬をプローブ内に吸引し、アームを旋回させ、反応容器保持部１４によって所定の位置に移送された反応容器１４１内に試薬を分注する。また、第２試薬分注部１７は、第１試薬分注部１６と同様の構成を有し、第２試薬容器保持部１３によって所定の位置に移送された第２試薬容器１３１内の試薬をプローブ内に吸引し、アームを旋回させ、反応容器保持部１４によって所定の位置に移送された反応容器１４１内に試薬を分注する。
【００２５】
攪拌部１８は、例えば、音波（表面弾性波）によって、反応容器１４１に分注された液体を非接触で攪拌する装置、または攪拌へらを反応容器１４１内の液体中に浸漬させてこの液体を攪拌する装置を備える。
【００２６】
測光部１９は、所定波長の光、例えば８００ｎｍの分析光を反応容器１４１側面に垂直な平行光にして反応容器１４１側面の所定領域に照射する光源機構と、反応液を透過した光の光量を測定する受光量測定機構とを備える。反応容器１４１内の反応液が懸濁している場合、反応液に照射された分析光は散乱されるので、受光測定機構に到達する分析光の光量は減少する。
【００２７】
洗浄部２０は、複数のノズルと液体吸引装置と洗浄液注入装置とを備える。洗浄部２０は、ノズルを介して反応容器１４１内の反応液を吸引して排出するとともに、ノズルを介して反応容器１４１に洗剤や洗浄水などの洗浄液を繰り返し注入および吸引することで、反応容器１４１を洗浄する。
【００２８】
電子線照射部２１は、例えば、高さ約１００ｍｍ、直径５０ｍｍ程度の小型の電子線照射管を有し、この電子線照射管から反応容器１４１に電子線を照射することによって、反応容器１４１内の検査対象を破壊して消失させる。なお、電子線照射部２１は、上述のように小型であるので、生化学検査等に用いられる分析装置と同程度の大きさの分析装置にも搭載可能である。
【００２９】
次に、制御機構１０３について説明する。制御機構１０３は、１つまたは複数のコンピューターシステムを用いて実現され、測定機構１０１に接続する。制御機構１０３は、分析装置１の各処理にかかわる各種プログラムを用いて測定機構１０１の動作処理の制御を行うとともに、測定機構１０１の測定結果の分析を行う。制御機構１０３は、制御部３１、分析部３２、記憶部３３、出力部３４、入力部３５を備える。
【００３０】
制御部３１は、制御機能を有するＣＰＵ等を用いて構成され、分析装置１の各構成部位の処理および動作を制御する。制御部３１は、各構成部位に入出力される情報に対して所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。制御部３１は記憶部３３が記憶するプログラムをメモリから読み出すことにより分析装置１の制御を実行する。
【００３１】
分析部３２は、測定機構１０１の測光部１９から入力した測定結果の分析演算を行う。分析部３２は、測光部１９から入力した受光量に基づいて反応液の濁度を算出し、取得した濁度と所定の基準濁度とを比較する。分析部３２は、算出した濁度が所定の基準濁度以上であれば、試料は所定の塩基配列を有するＤＮＡを含有していると判断する。この分析結果は、出力部３４から出力される一方、記憶部３３に記憶される。
【００３２】
記憶部３３は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、分析装置１が処理を実行する際にその処理にかかわる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを備える。記憶部３３は、それらに基準濁度や試料の分析結果などを記憶する。記憶部３３は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＰＣカード等の記憶媒体に記憶された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。
【００３３】
出力部３４は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカー等を備え、分析に関する諸情報を外部へ出力する。入力部３５は、さまざまな情報を入力するためのキーボード、出力部３４の有するディスプレイの表示画面上における任意の位置を指定するためのマウス等を備え、試料の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報を外部から取得する。
【００３４】
続いて、反応容器１４１内で起こる反応について説明する。具体的には、図２、３を参照して、試料中の検査対象を検出する際の検査対象と試薬との反応および破壊された検査対象と試薬との反応について説明する。
【００３５】
ここで、分析装置１が検出する検査対象であるＤＮＡ４１は、図２に示すように、所定の塩基配列を有する２本鎖状のＤＮＡであって、それぞれの鎖に所定の抗原または抗体４１ａ、４１ｂが結合されている。
【００３６】
また、試料は、ＤＮＡ抽出工程とＤＮＡ増幅工程とを経て作成される。まず、ＤＮＡ抽出工程で、被験者等から採取された検体のＤＮＡが抽出される。次いで、ＤＮＡ増幅工程で、抽出したＤＮＡを含む試料に対して、所定の塩基配列を有するＤＮＡの所定の部分のみが増幅するような処理が行われる。ＤＮＡ増幅工程では、例えばＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法を用いた処理が行われる。ＰＣＲ法を用いて、例えばＳＮＰ部位の塩基がアデニンであるＤＮＡを増幅させる場合、ＳＮＰ部位の塩基がアデニンであるＤＮＡのみが増幅するようなプライマーを用いる。この場合、プライマーに所定の抗原または抗体を結合させておけば、所定の抗原または抗体を結合したＤＮＡが増幅される。したがって、被験者等が所定の塩基配列を有するＤＮＡを持っている場合、上述の工程を経て作成された試料は多量のＤＮＡ４１を含む。一方、被験者等が所定の塩基配列を有するＤＮＡを持っていない場合、上述の工程を経て作成された試料であってもＤＮＡ４１を含まない。なお、ＤＮＡ４１に結合させる抗原は不完全抗原であるハプテンなどであってもよい。
【００３７】
ＤＮＡ４１を検出するための試薬は、図２に示すように、例えばＤＮＡ４１に結合した抗原または抗体４１ａ、４１ｂを認識する抗体または抗原４２ａ、４２ｂが結合されたラテックスビーズ４２ｃのような粒子４２を含む液体である。この試薬は、分析装置１で第２試薬として用いられる。なお、分析装置１で用いられる第１試薬は、例えば緩衝液のような試薬であって、検出試薬と試料との反応に直接関与しない試薬である。したがって、分析装置１では、緩衝液を第１試薬とし、検出試薬を第２試薬としたが、検出試薬を第１試薬として緩衝液よりも先に反応容器１４１に分注してもよく、また、緩衝液は使用せず検出試薬のみを使用するとしてもよい。
【００３８】
ＤＮＡ４１を含む試料と粒子４２を含む第２試薬とを混合した場合、ＤＮＡ４１に結合した抗原または抗体４１ａ、４１ｂと、ラテックスビーズ４２ｃに結合した抗体または抗原４２ａ、４２ｂとは抗原抗体反応を起こし結合する。この結合が生じると、図２に示すように、粒子４２の間をＤＮＡ４１が架橋して、粒子４２とＤＮＡ４１とは凝集物４３をつくる。このように、試料中にＤＮＡ４１があれば、試料と第２試薬とが混合されると凝集物４３がつくられるので、反応液は懸濁する。したがって、分析装置１は反応液の濁度に基づいて試料中のＤＮＡ４１を検出することができる。
【００３９】
一方、図３に示すように、破壊されたＤＮＡ４１の断片である残存物４１ｃと粒子４２とが混合されても、残存物４１ｃに結合した抗原または抗体４１ａ、４１ｂとラテックスビーズ４２ｃに結合した抗体または抗原４２ａ、４２ｂとは抗原抗体反応を起こして結合する。しかし、残存物４１ｃは粒子４２の間を架橋することができないため、残存物４１ｃと粒子４２とは凝集物４３を生成せず、残存物４１ｃと粒子４２とを含む液体は懸濁しない。
【００４０】
なお、この実施の形態では、ＤＮＡ４１を破壊するために電子線を用いる。電子線は、電離作用等によりリン酸とデキシリボースとからなるＤＮＡ鎖を切断し、ＤＮＡの持つ塩基を酸化または欠落させることによって、ＤＮＡを破壊することができる。また、電子線は、同じく電離作用等を有する他の電離放射線、例えば電子線と同じく医療器具等の滅菌に使用されるγ線と比較して、短時間の照射でＤＮＡを破壊することができること、装置が小型であること、安全性が高いことなどの利点を持つ。
【００４１】
次いで、図４を参照して、図１にかかる分析装置１において制御部３１が行う検査処理を説明する。まず、制御部３１は、反応容器保持部１４を用いて所定の反応容器１４１を第１試薬分注位置に移送し、反応容器１４１内に第１試薬を分注する（ステップＳ１０１）。制御部３１は、第１試薬を収容した反応容器１４１を試料分注位置に移送し、この反応容器１４１に試料を分注する（ステップＳ１０２）。次に、制御部３１は、第１試薬と試料とを収容した反応容器１４１を第２試薬分注位置に移送し、この反応容器１４１に第２試薬を分注する（ステップＳ１０３）。なお、制御部３１は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の直後の各液体を収容した反応容器１４１を攪拌部１８に移送し、反応容器１４１内の液体を攪拌する。次いで、制御部３１は、反応液を収容した反応容器１４１を測光部１９に移送し、反応液の濁度を測定する（ステップＳ１０４）。
【００４２】
その後、制御部３１は、濁度測定済みの反応液を収容する反応容器１４１を洗浄部２０に移送し、反応容器１４１内の反応液を排出して反応容器１４１内を洗浄する（ステップＳ１０５）。次いで、制御部３１は、反応容器１４１を電子線照射部２１に移送し、洗浄済みの反応容器１４１に電子線を照射する（ステップＳ１０６）。制御部３１は分析停止指示の入力がなければ（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、再度上述の処理を繰り返す。制御部３１は、上述の処理によって、特に反応容器１４１洗浄後に電子線を照射することによって検査対象のキャリーオーバーを防止して、分析精度を落とすことなく反応容器１４１を繰り返し使用して、試料の検査を行う。
【００４３】
例えば、上述の検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合、まず、反応容器１４１に第１試薬４４が分注され（図５（１））、ＤＮＡ４１を含む試料が分注され（図５（２））、粒子４２を含む第２試薬が分注されて、ＤＮＡ４１と粒子４２とが結合して凝集し凝集物４３を生じる（図５（３））。この際、反応容器１４１内のすべてのＤＮＡ４１が粒子４２と結合し凝集するのではなく、粒子４２と結合せずに浮遊しているＤＮＡ４１も存在する。そして、反応液の濁度測定および洗浄後の反応容器１４１内にも、キャリーオーバーとしてＤＮＡ４１が残存する（図５（４））。これは、生化学検査に用いられる従来の分析装置に搭載されている反応容器洗浄装置を用いて反応容器を洗浄する場合、ラテックスビーズ程度の大きさの粒子は除去することが可能であるが、ＤＮＡ４１は微細であるため洗浄部２０を用いて反応容器１４１を洗浄しても、反応容器１４１内のＤＮＡ４１を完全に除去できないためである。この反応容器１４１を再び新たな試料の分析に使用すると、新たな試料の分析結果に影響を及ぼしてしまう。したがって、この状態では反応容器１４１を繰り返し使用することはできない。
【００４４】
そこで、ＤＮＡ４１が残存している反応容器１４１に電子線を照射すると、ＤＮＡ４１は電子線によって破壊されて消失する（図５（５））。破壊されたＤＮＡ４１の断片である残存物４１ｃと粒子４２とが反応しても、その反応液は懸濁しないので、電子線照射後の反応容器１４１が再度、別の試料の分析に使用されても、別の試料の分析結果に影響を与えることはない。したがって、分析装置１において、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００４５】
このように、この実施の形態にかかる分析装置１は、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射して、反応容器１４１内に残存する検査対象のＤＮＡ４１を破壊して消失させることによって、検査対象のキャリーオーバーを防止するので、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００４６】
なお、反応容器１４１を繰り返し使用することによって、反応容器補充のための時間が短縮でき、分析効率が向上する。加えて、新たな反応容器の補充が不要となるので、操作者の負担を軽減することができる。また、試料ごとに新たな反応容器を用意する必要がなくなり、費用が抑えられる。さらに、試料ごとに反応容器を廃棄しないので、環境にも負担をかけない。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、検査処理の際、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射する場合を説明したが、この実施の形態の変形例１として、反応液の濁度測定後であって洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射してもよい。
【００４８】
すなわち、図６に示すように、制御部３１は、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様に、第１試薬等を分注後、測光部１９で反応液の濁度を測定し（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）、反応液を収容した反応容器１４１に電子線を照射する（ステップＳ２０５）。制御部３１は、電子線照射後の反応容器１４１を洗浄部２０に移送し、反応容器１４１内の反応液を排出して反応容器１４１内を洗浄する（ステップＳ２０６）。制御部３１は、分析停止指示の入力がなければ（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻り、上述の処理を繰り返す。制御部３１は、上述の処理によって、特に反応容器１４１洗浄前に電子線を照射することによって、検査対象のキャリーオーバーを防止し分析精度を落とすことなく反応容器１４１を繰り返して、試料の検査を行う。
【００４９】
例えば、上述の検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合、濁度測定後の反応液を収容した反応容器１４１に電子線を照射すると、主に、粒子４２と凝集せず浮遊するＤＮＡ４１が電子線によって破壊される（図７（４））。これは、凝集物４３の内部にはラテックスビーズ４２ｃ等が障害物となり電子線が到達しにくく、電子線の効果が到達しにくいためである。また、この場合、電子線は反応液中の水分子などにも作用し、反応性の高いラジカル、例えばＯＨラジカル等を発生させる。ラジカルは電子線と同様に、ＤＮＡ４１のＤＮＡ鎖切断等をする。
【００５０】
電子線照射後の反応容器１４１が洗浄されても、電子線によって破壊されたＤＮＡ４１の断片である残存物４１ｃは残存する（図７（５））。しかし、上述のように、残存物４１ｃは、他の試料の分析結果に影響を与えることはないので、反応容器１４１を繰り返し試料の分析に使用することができる。
【００５１】
このように、この実施の形態にかかる分析装置１は、洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射しても、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射した場合と同様に、反応容器１４１内のＤＮＡ４１を破壊し消失させて、検査対象のキャリーオーバーを防止するので、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００５２】
つまり、この実施の形態にかかる分析装置１は、反応容器１４１の洗浄の前または後、すなわち反応容器１４１の洗浄の前後を問わず、反応液の濁度測定後であって再び第１試薬が分注される前の反応容器１４１に電子線を照射することによって、検査対象のキャリーオーバーを防止するので、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００５３】
ただし、洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射する場合、反応液中には検査対象のＤＮＡ４１以外の成分、例えば水分や凝集物４３などが障害物となり、電子線がＤＮＡ４１に到達しにくい。この場合には、反応容器１４１洗浄後であって障害物が少ない状態で電子線を照射してＤＮＡ４１を破壊する場合と比べて、さらに高いエネルギーを持つ電子線を照射する必要がある。
【００５４】
また、上述した実施の形態では、検査処理の際、洗浄前または洗浄後のいずれかに、反応容器１４１に電子線を照射することとしたが、この実施の形態の変形例２として、洗浄前および洗浄後に反応容器１４１に電子線を照射してもよい。
【００５５】
すなわち、図８に示すように、本発明にかかる分析装置２は、洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射する電子線照射部２１ａと、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射する電子線照射部２１ｂとを備える。その他の構成は、上述した分析装置１と同様である。
【００５６】
また、図９に示すように、制御部３１は、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様に、第１試薬等の分注および測光部１９による反応液の濁度の測定後（ステップＳ３０１〜Ｓ３０４）、反応液を収容した反応容器１４１を電子線照射部２１ａに移送し、電子線を照射する（ステップＳ３０５）。次いで、制御部３１は、反応容器１４１を洗浄部２０に移送し、反応容器１４１内の反応液を排出して反応容器１４１内を洗浄する（ステップＳ３０６）。そして、制御部３１は、反応容器１４１を電子線照射部２１ｂに移送し、反応容器１４１に電子線を照射する（ステップＳ３０７）。制御部３１は、分析停止指示の入力がなければ（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、ステップＳ３０１に戻り、上述の処理を繰り返す。制御部３１は、上述の処理によって、特に洗浄前後の反応容器１４１に電子線を照射することによって、検査対象のキャリーオーバーを防止し分析精度を落とすことなく反応容器１４１を繰り返し使用して、試料の検査を行う。
【００５７】
例えば、上述の検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合、濁度測定後に電子線が照射された反応液中には、電子線等によって破壊されたＤＮＡ４１の残存物４１ｃとＤＮＡ４１とが残存する場合がある（図１０（４））。これは、照射した電子線のもつエネルギーが少ない場合、反応液自体が障害となりＤＮＡ４１に電子線が到達せず、このようにＤＮＡ４１が残存する可能性があるためである。そして、洗浄後の反応容器１４１内にも、ＤＮＡ４１と残存物４１ｃとが残存する（図１０（５））。この反応容器１４１に電子線が照射されると、ＤＮＡ４１のＤＮＡ鎖が切断等され破壊される（図１０（６））。上述のように、残存物４１ｃは、他の試料の分析結果に影響を与えることはないので、反応容器１４１を繰り返し試料の分析に使用することができる。
【００５８】
この実施の形態の変形例２にかかる分析装置２は、洗浄前後の反応容器１４１に電子線を照射するので、上述した実施の形態と比較してさらに確実に反応容器１４１内の検査対象であるＤＮＡ４１を消失させることができるので、より確実に検査対象のキャリーオーバーを防止することができ、より精度の高い検査結果を得ることができる。
【００５９】
なお、上述の実施の形態の変形例２では、電子線照射手段として電子線照射部２１ａ、２１ｂの２つを設けたが、電子線照射手段は１つであってもよい。この場合には、同じ電子線照射手段を用いて同じ反応容器１４１に複数回電子線を照射する。
【００６０】
また、上述した実施の形態およびその変形例１、２では、反応容器１４１の洗浄前または／および後に各１回、電子線を照射することとした。しかし、反応液の濁度測定後であって再び試料が分注される前までに、反応容器１４１内のＤＮＡ４１が消失されれば、反応容器１４１洗浄前または／および後にそれぞれ複数回、電子線を照射するとしてもよい。
【００６１】
なお、上述した実施の形態およびその変形例１、２では、情報コード記録媒体と情報コード読取部ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３とを用いて試料および試薬の識別情報を取得したが、例えばＲＦＩＤを利用したような、試料および試薬の識別情報が無線により情報の読み出しまたは書き込みのできるＩＣチップに記載され、このＩＣチップが内蔵された無線ＩＣタグが、試料容器１１１と第１試薬容器１２１と第２試薬容器１３１とに備えられ、情報コード読取部ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３に替えてＩＣタグのリーダーによって、試料容器１１１または第１試薬容器１２１若しくは第２試薬容器１３１を識別し、それらが収容する試料または試薬の識別情報を読み取るとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の実施の形態にかかる分析装置の概要を示す模式図である。
【図２】図１に示す分析装置で検査対象と試薬に含まれる粒子とが結合し凝集した状態を示す図である。
【図３】図１に示す分析装置で電子線照射後の検査対象の断片と試薬に含まれる粒子とが結合した状態を示す図である。
【図４】図１に示す分析装置で、制御部３１が行う検査処理であって、洗浄後の反応容器に電子線を照射する場合の処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合の反応容器内の状態を示す図である。
【図６】図１に示す分析装置で、制御部３１が行う検査処理であって、洗浄前に反応容器に電子線を照射する場合の処理を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合の反応容器内の状態を示す図である。
【図８】この発明の形態の変形例にかかる分析装置の概要を示す模式図である。
【図９】図８に示す分析装置で、制御部３１が行う検査処理であって、洗浄前後に反応容器に電子線を照射する場合の処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示す検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合の反応容器内の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２ 分析装置
１１ 試料容器移送部
１２ 第１試薬容器保持部
１３ 第２試薬容器保持部
１４ 反応容器保持部
１５ 試料分注部
１６ 第１試薬分注部
１７ 第２試薬分注部
１８ 攪拌部
１９ 測光部
２０ 洗浄部
２１、２１ａ、２１ｂ 電子線照射部
３１ 制御部
３２ 分析部
３３ 記憶部
３４ 出力部
３５ 入力部
４１ ＤＮＡ
４１ａ、４１ｂ 抗原または抗体
４１ｃ 残存物
４２ 粒子
４２ａ、４２ｂ 抗体または抗原
４２ｃ ラテックスビーズ
４３ 凝集物
４４ 第１試薬
１０１、２０１ 測定機構
１０３ 制御機構
１１１ 試料容器
１１２ ラック
１２１ 第１試薬容器
１３１ 第２試薬容器
１４１ 反応容器
１５１ チップ格納部
１５２ チップ廃棄部
ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３ 情報コード読取部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料と試薬との混合液である反応液を収容する反応容器を繰り返し使用する分析装置およびキャリーオーバー防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、免疫検査、生化学検査などさまざまな分野で使用される分析装置は、試料と試薬との反応液に所定の波長を持つ光を照射し、反応液の特性を光学的に測定して、この特性に基づいて試料の分析を行っている。分析装置は、多試料を同時に分析処理することができ、かつ高精度で分析できる。
【０００３】
また、例えばＳＮＰ（一塩基多型）検査など、所定の塩基配列を有するデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）からなる遺伝子を検出する検査にも分析装置は適している。このような遺伝子検出に用いられる分析装置は、上述の分析装置と同様に、所定の塩基配列を有するＤＮＡ等を増幅させる処理を行った試料と試薬とを反応させて、反応液の特性を光学的に測定し、この特性に基づいて試料中の所定の塩基配列を有するＤＮＡ等を検出するようにしている（特許文献１、２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９５１３４号公報
【特許文献２】特許第３５４５１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、生化学検査に用いられる従来の分析装置では、反応容器は反応液の特性を測定後、自動的に洗浄され繰り返し使用されている。一方、遺伝子検出に用いられる分析装置では、反応容器が試料ごとに交換され、使用済みの反応容器は繰り返し使用されず廃棄されていた。遺伝子検出に用いられる分析装置で反応容器が廃棄されるのは、生化学検査の検査対象であるタンパク質や糖に比べて、遺伝子検出検査の検査対象であるＤＮＡ等が微細であるため、洗浄液などを用いて反応容器を洗浄しても、使用後の反応容器からＤＮＡ等を完全に除去することが困難なためである。したがって、分析精度を保つために試料ごとに新しい反応容器を用いる必要があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検査対象が微細であっても分析精度を落とすことなく、反応容器を繰り返し使用することができる分析装置およびキャリーオーバー防止方法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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる分析装置は、試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する分析装置であって、前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄手段と、前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、前記消失手段は、前記反応容器に電子線を照射する電子線照射装置であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる分析装置は、上記の発明において、前記消失手段は、前記洗浄手段による洗浄前の前記反応容器内の前記検査対象および／または前記洗浄手段による洗浄後の前記反応容器内の前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する際の前記反応容器内の該検査対象のキャリーオーバーを防止するキャリーオーバー防止方法であって、 前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄ステップと、前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、上記の発明において、前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、前記消失ステップは、前記反応容器に電子線を照射することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、上記の発明において、前記消失ステップは、前記反応液の特性を測定後から、前記試料の分注前までに、１回以上前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるキャリーオーバー防止方法は、上記の発明において、前記消失ステップは、前記洗浄ステップの前および／または後に前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる分析装置およびキャリーオーバー防止方法は、反応容器内の反応液を排出し反応容器を洗浄するとともに、検査対象を破壊または変質させて検査対象を消失させるので、検査対象がＤＮＡのように微細であり反応容器の洗浄を行っても完全に除去できない物質であっても、検査対象を消失させることによって、確実に検査対象のキャリーオーバーを防止でき、分析精度を落とすことなく反応容器を繰り返し使用できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態である遺伝子検出検査に用いられる分析装置およびキャリーオーバー防止方法について図面を参照して説明する。なお、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１６】
なお、この実施の形態にかかる分析装置は、遺伝子検出検査の一連の工程のうちの一部に用いられる。遺伝子検出検査は、検体からＤＮＡを抽出する抽出工程と、抽出したＤＮＡのうち所定の塩基配列を有するＤＮＡの一部を増幅する増幅工程と、増幅したＤＮＡを検出する検出工程とがこの順番で行われる。この実施の形態にかかる分析装置は、検出工程で用いられる。
【００１７】
（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態にかかる分析装置の概略を示す図である。図１に示すように、分析装置１は、試料と試薬とを反応容器に分注し、反応容器内で反応した液体に対して光学的な測定を行う測定機構１０１と、測定機構１０１を含む分析装置１全体の制御を行うとともに測定機構１０１における測定結果の分析を行う制御機構１０３とを備える。分析装置１は、これら２つの機構が連携することによって複数の試料の遺伝子検出検査を自動的に行う。なお、ここでいう「液体」には、固体成分を含有する液体も含まれ、具体的には後述するような試料や試薬が含まれる。
【００１８】
まず、測定機構１０１について説明する。測定機構１０１は、大別して、試料容器移送部１１、第１試薬容器保持部１２、第２試薬容器保持部１３、反応容器保持部１４、試料分注部１５、第１試薬分注部１６、第２試薬分注部１７、攪拌部１８、測光部１９、洗浄部２０、電子線照射部２１を備える。
【００１９】
試料容器移送部１１は、試料を収容した試料容器１１１を複数保持するラック１１２と、このラック１１２を移送する移送手段とを備える。第１試薬容器保持部１２と第２試薬容器保持部１３と反応容器保持部１４とは、それぞれ第１試薬容器１２１と第２試薬容器１３１と反応容器１４１とを保持するホイールと、それぞれのホイールの底面中心に取り付けられ、その中心を通る鉛直線を回転軸としてホイールを回転させる駆動手段とを備える。
【００２０】
試料容器１１１には、内部に収容する試料を識別する識別情報を所定の情報コード（バーコード、２次元バーコード等）にコード化して記録した情報コード記録媒体が貼付されている。また、第１試薬容器１２１および第２試薬容器１３１には、内部に収容する試薬を識別する識別情報を所定の情報コードにコード化して記録した情報コード記録媒体が貼付されている。このため、測定機構１０１には、試料容器１１１に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ１、第１試薬容器１２１に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ２、第２試薬容器１３１に貼付された情報コードを読み取る情報コード読取部ＣＲ３が、それぞれ試料容器移送部１１、第１試薬容器保持部１２、第２試薬容器保持部１３に設けられている。
【００２１】
反応容器１４１は、例えばガラス製の容器であり、測光部１９が照射する光を透過し、また半永久的に繰り返し使用可能な容器である。
【００２２】
試料分注部１５は、細管状のプローブと、プローブの先端に着脱自在に装着されるチップと、鉛直方向への昇降および水平方向の回転を自在に行うアームと、チップの先端が液面に達したことを検知する液面検知手段とを備える。試料分注部１５は、試料容器移送部１１によって所定位置に移送された試料容器１１１内の試料をチップ内に吸引し、アームを旋回させ、反応容器保持部１４によって所定位置に移送された反応容器１４１内にチップ内の試料を吐出する。
【００２３】
また、試料分注部１５の動作線上に、未使用のチップを保持するチップ格納部１５１と、使用済みのチップをプローブから取り外して廃棄するチップ廃棄部１５２とが設けられている。試料分注部１５は、チップ格納部１５１でプローブに未使用のチップを装着し、チップ廃棄部１５２で使用済みのチップを取り外す。使用済みチップは、廃棄ボックスへ自動的に収容される。
【００２４】
第１試薬分注部１６は、細管状のプローブと、鉛直方向への昇降および水平方向の回転を自在に行うアームと、プローブを洗浄する洗浄手段と、プローブの先端が液面に達したことを検知する液面検知手段とを備える。第１試薬分注部１６は、第１試薬容器保持部１２によって所定の位置に移送された第１試薬容器１２１内の試薬をプローブ内に吸引し、アームを旋回させ、反応容器保持部１４によって所定の位置に移送された反応容器１４１内に試薬を分注する。また、第２試薬分注部１７は、第１試薬分注部１６と同様の構成を有し、第２試薬容器保持部１３によって所定の位置に移送された第２試薬容器１３１内の試薬をプローブ内に吸引し、アームを旋回させ、反応容器保持部１４によって所定の位置に移送された反応容器１４１内に試薬を分注する。
【００２５】
攪拌部１８は、例えば、音波（表面弾性波）によって、反応容器１４１に分注された液体を非接触で攪拌する装置、または攪拌へらを反応容器１４１内の液体中に浸漬させてこの液体を攪拌する装置を備える。
【００２６】
測光部１９は、所定波長の光、例えば８００ｎｍの分析光を反応容器１４１側面に垂直な平行光にして反応容器１４１側面の所定領域に照射する光源機構と、反応液を透過した光の光量を測定する受光量測定機構とを備える。反応容器１４１内の反応液が懸濁している場合、反応液に照射された分析光は散乱されるので、受光測定機構に到達する分析光の光量は減少する。
【００２７】
洗浄部２０は、複数のノズルと液体吸引装置と洗浄液注入装置とを備える。洗浄部２０は、ノズルを介して反応容器１４１内の反応液を吸引して排出するとともに、ノズルを介して反応容器１４１に洗剤や洗浄水などの洗浄液を繰り返し注入および吸引することで、反応容器１４１を洗浄する。
【００２８】
電子線照射部２１は、例えば、高さ約１００ｍｍ、直径５０ｍｍ程度の小型の電子線照射管を有し、この電子線照射管から反応容器１４１に電子線を照射することによって、反応容器１４１内の検査対象を破壊して消失させる。なお、電子線照射部２１は、上述のように小型であるので、生化学検査等に用いられる分析装置と同程度の大きさの分析装置にも搭載可能である。
【００２９】
次に、制御機構１０３について説明する。制御機構１０３は、１つまたは複数のコンピューターシステムを用いて実現され、測定機構１０１に接続する。制御機構１０３は、分析装置１の各処理にかかわる各種プログラムを用いて測定機構１０１の動作処理の制御を行うとともに、測定機構１０１の測定結果の分析を行う。制御機構１０３は、制御部３１、分析部３２、記憶部３３、出力部３４、入力部３５を備える。
【００３０】
制御部３１は、制御機能を有するＣＰＵ等を用いて構成され、分析装置１の各構成部位の処理および動作を制御する。制御部３１は、各構成部位に入出力される情報に対して所定の入出力制御を行い、かつ、この情報に対して所定の情報処理を行う。制御部３１は記憶部３３が記憶するプログラムをメモリから読み出すことにより分析装置１の制御を実行する。
【００３１】
分析部３２は、測定機構１０１の測光部１９から入力した測定結果の分析演算を行う。分析部３２は、測光部１９から入力した受光量に基づいて反応液の濁度を算出し、取得した濁度と所定の基準濁度とを比較する。分析部３２は、算出した濁度が所定の基準濁度以上であれば、試料は所定の塩基配列を有するＤＮＡを含有していると判断する。この分析結果は、出力部３４から出力される一方、記憶部３３に記憶される。
【００３２】
記憶部３３は、情報を磁気的に記憶するハードディスクと、分析装置１が処理を実行する際にその処理にかかわる各種プログラムをハードディスクからロードして電気的に記憶するメモリとを備える。記憶部３３は、それらに基準濁度や試料の分析結果などを記憶する。記憶部３３は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＰＣカード等の記憶媒体に記憶された情報を読み取ることができる補助記憶装置を備えてもよい。
【００３３】
出力部３４は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカー等を備え、分析に関する諸情報を外部へ出力する。入力部３５は、さまざまな情報を入力するためのキーボード、出力部３４の有するディスプレイの表示画面上における任意の位置を指定するためのマウス等を備え、試料の分析に必要な諸情報や分析動作の指示情報を外部から取得する。
【００３４】
続いて、反応容器１４１内で起こる反応について説明する。具体的には、図２、３を参照して、試料中の検査対象を検出する際の検査対象と試薬との反応および破壊された検査対象と試薬との反応について説明する。
【００３５】
ここで、分析装置１が検出する検査対象であるＤＮＡ４１は、図２に示すように、所定の塩基配列を有する２本鎖状のＤＮＡであって、それぞれの鎖に所定の抗原または抗体４１ａ、４１ｂが結合されている。
【００３６】
また、試料は、ＤＮＡ抽出工程とＤＮＡ増幅工程とを経て作成される。まず、ＤＮＡ抽出工程で、被験者等から採取された検体のＤＮＡが抽出される。次いで、ＤＮＡ増幅工程で、抽出したＤＮＡを含む試料に対して、所定の塩基配列を有するＤＮＡの所定の部分のみが増幅するような処理が行われる。ＤＮＡ増幅工程では、例えばＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法を用いた処理が行われる。ＰＣＲ法を用いて、例えばＳＮＰ部位の塩基がアデニンであるＤＮＡを増幅させる場合、ＳＮＰ部位の塩基がアデニンであるＤＮＡのみが増幅するようなプライマーを用いる。この場合、プライマーに所定の抗原または抗体を結合させておけば、所定の抗原または抗体を結合したＤＮＡが増幅される。したがって、被験者等が所定の塩基配列を有するＤＮＡを持っている場合、上述の工程を経て作成された試料は多量のＤＮＡ４１を含む。一方、被験者等が所定の塩基配列を有するＤＮＡを持っていない場合、上述の工程を経て作成された試料であってもＤＮＡ４１を含まない。なお、ＤＮＡ４１に結合させる抗原は不完全抗原であるハプテンなどであってもよい。
【００３７】
ＤＮＡ４１を検出するための試薬は、図２に示すように、例えばＤＮＡ４１に結合した抗原または抗体４１ａ、４１ｂを認識する抗体または抗原４２ａ、４２ｂが結合されたラテックスビーズ４２ｃのような粒子４２を含む液体である。この試薬は、分析装置１で第２試薬として用いられる。なお、分析装置１で用いられる第１試薬は、例えば緩衝液のような試薬であって、検出試薬と試料との反応に直接関与しない試薬である。したがって、分析装置１では、緩衝液を第１試薬とし、検出試薬を第２試薬としたが、検出試薬を第１試薬として緩衝液よりも先に反応容器１４１に分注してもよく、また、緩衝液は使用せず検出試薬のみを使用するとしてもよい。
【００３８】
ＤＮＡ４１を含む試料と粒子４２を含む第２試薬とを混合した場合、ＤＮＡ４１に結合した抗原または抗体４１ａ、４１ｂと、ラテックスビーズ４２ｃに結合した抗体または抗原４２ａ、４２ｂとは抗原抗体反応を起こし結合する。この結合が生じると、図２に示すように、粒子４２の間をＤＮＡ４１が架橋して、粒子４２とＤＮＡ４１とは凝集物４３をつくる。このように、試料中にＤＮＡ４１があれば、試料と第２試薬とが混合されると凝集物４３がつくられるので、反応液は懸濁する。したがって、分析装置１は反応液の濁度に基づいて試料中のＤＮＡ４１を検出することができる。
【００３９】
一方、図３に示すように、破壊されたＤＮＡ４１の断片である残存物４１ｃと粒子４２とが混合されても、残存物４１ｃに結合した抗原または抗体４１ａ、４１ｂとラテックスビーズ４２ｃに結合した抗体または抗原４２ａ、４２ｂとは抗原抗体反応を起こして結合する。しかし、残存物４１ｃは粒子４２の間を架橋することができないため、残存物４１ｃと粒子４２とは凝集物４３を生成せず、残存物４１ｃと粒子４２とを含む液体は懸濁しない。
【００４０】
なお、この実施の形態では、ＤＮＡ４１を破壊するために電子線を用いる。電子線は、電離作用等によりリン酸とデキシリボースとからなるＤＮＡ鎖を切断し、ＤＮＡの持つ塩基を酸化または欠落させることによって、ＤＮＡを破壊することができる。また、電子線は、同じく電離作用等を有する他の電離放射線、例えば電子線と同じく医療器具等の滅菌に使用されるγ線と比較して、短時間の照射でＤＮＡを破壊することができること、装置が小型であること、安全性が高いことなどの利点を持つ。
【００４１】
次いで、図４を参照して、図１にかかる分析装置１において制御部３１が行う検査処理を説明する。まず、制御部３１は、反応容器保持部１４を用いて所定の反応容器１４１を第１試薬分注位置に移送し、反応容器１４１内に第１試薬を分注する（ステップＳ１０１）。制御部３１は、第１試薬を収容した反応容器１４１を試料分注位置に移送し、この反応容器１４１に試料を分注する（ステップＳ１０２）。次に、制御部３１は、第１試薬と試料とを収容した反応容器１４１を第２試薬分注位置に移送し、この反応容器１４１に第２試薬を分注する（ステップＳ１０３）。なお、制御部３１は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の直後の各液体を収容した反応容器１４１を攪拌部１８に移送し、反応容器１４１内の液体を攪拌する。次いで、制御部３１は、反応液を収容した反応容器１４１を測光部１９に移送し、反応液の濁度を測定する（ステップＳ１０４）。
【００４２】
その後、制御部３１は、濁度測定済みの反応液を収容する反応容器１４１を洗浄部２０に移送し、反応容器１４１内の反応液を排出して反応容器１４１内を洗浄する（ステップＳ１０５）。次いで、制御部３１は、反応容器１４１を電子線照射部２１に移送し、洗浄済みの反応容器１４１に電子線を照射する（ステップＳ１０６）。制御部３１は分析停止指示の入力がなければ（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、再度上述の処理を繰り返す。制御部３１は、上述の処理によって、特に反応容器１４１洗浄後に電子線を照射することによって検査対象のキャリーオーバーを防止して、分析精度を落とすことなく反応容器１４１を繰り返し使用して、試料の検査を行う。
【００４３】
例えば、上述の検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合、まず、反応容器１４１に第１試薬４４が分注され（図５（１））、ＤＮＡ４１を含む試料が分注され（図５（２））、粒子４２を含む第２試薬が分注されて、ＤＮＡ４１と粒子４２とが結合して凝集し凝集物４３を生じる（図５（３））。この際、反応容器１４１内のすべてのＤＮＡ４１が粒子４２と結合し凝集するのではなく、粒子４２と結合せずに浮遊しているＤＮＡ４１も存在する。そして、反応液の濁度測定および洗浄後の反応容器１４１内にも、キャリーオーバーとしてＤＮＡ４１が残存する（図５（４））。これは、生化学検査に用いられる従来の分析装置に搭載されている反応容器洗浄装置を用いて反応容器を洗浄する場合、ラテックスビーズ程度の大きさの粒子は除去することが可能であるが、ＤＮＡ４１は微細であるため洗浄部２０を用いて反応容器１４１を洗浄しても、反応容器１４１内のＤＮＡ４１を完全に除去できないためである。この反応容器１４１を再び新たな試料の分析に使用すると、新たな試料の分析結果に影響を及ぼしてしまう。したがって、この状態では反応容器１４１を繰り返し使用することはできない。
【００４４】
そこで、ＤＮＡ４１が残存している反応容器１４１に電子線を照射すると、ＤＮＡ４１は電子線によって破壊されて消失する（図５（５））。破壊されたＤＮＡ４１の断片である残存物４１ｃと粒子４２とが反応しても、その反応液は懸濁しないので、電子線照射後の反応容器１４１が再度、別の試料の分析に使用されても、別の試料の分析結果に影響を与えることはない。したがって、分析装置１において、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００４５】
このように、この実施の形態にかかる分析装置１は、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射して、反応容器１４１内に残存する検査対象のＤＮＡ４１を破壊して消失させることによって、検査対象のキャリーオーバーを防止するので、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００４６】
なお、反応容器１４１を繰り返し使用することによって、反応容器補充のための時間が短縮でき、分析効率が向上する。加えて、新たな反応容器の補充が不要となるので、操作者の負担を軽減することができる。また、試料ごとに新たな反応容器を用意する必要がなくなり、費用が抑えられる。さらに、試料ごとに反応容器を廃棄しないので、環境にも負担をかけない。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、検査処理の際、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射する場合を説明したが、この実施の形態の変形例１として、反応液の濁度測定後であって洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射してもよい。
【００４８】
すなわち、図６に示すように、制御部３１は、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様に、第１試薬等を分注後、測光部１９で反応液の濁度を測定し（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）、反応液を収容した反応容器１４１に電子線を照射する（ステップＳ２０５）。制御部３１は、電子線照射後の反応容器１４１を洗浄部２０に移送し、反応容器１４１内の反応液を排出して反応容器１４１内を洗浄する（ステップＳ２０６）。制御部３１は、分析停止指示の入力がなければ（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻り、上述の処理を繰り返す。制御部３１は、上述の処理によって、特に反応容器１４１洗浄前に電子線を照射することによって、検査対象のキャリーオーバーを防止し分析精度を落とすことなく反応容器１４１を繰り返して、試料の検査を行う。
【００４９】
例えば、上述の検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合、濁度測定後の反応液を収容した反応容器１４１に電子線を照射すると、主に、粒子４２と凝集せず浮遊するＤＮＡ４１が電子線によって破壊される（図７（４））。これは、凝集物４３の内部にはラテックスビーズ４２ｃ等が障害物となり電子線が到達しにくく、電子線の効果が到達しにくいためである。また、この場合、電子線は反応液中の水分子などにも作用し、反応性の高いラジカル、例えばＯＨラジカル等を発生させる。ラジカルは電子線と同様に、ＤＮＡ４１のＤＮＡ鎖切断等をする。
【００５０】
電子線照射後の反応容器１４１が洗浄されても、電子線によって破壊されたＤＮＡ４１の断片である残存物４１ｃは残存する（図７（５））。しかし、上述のように、残存物４１ｃは、他の試料の分析結果に影響を与えることはないので、反応容器１４１を繰り返し試料の分析に使用することができる。
【００５１】
このように、この実施の形態にかかる分析装置１は、洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射しても、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射した場合と同様に、反応容器１４１内のＤＮＡ４１を破壊し消失させて、検査対象のキャリーオーバーを防止するので、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００５２】
つまり、この実施の形態にかかる分析装置１は、反応容器１４１の洗浄の前または後、すなわち反応容器１４１の洗浄の前後を問わず、反応液の濁度測定後であって再び第１試薬が分注される前の反応容器１４１に電子線を照射することによって、検査対象のキャリーオーバーを防止するので、反応容器１４１を繰り返し使用することができる。
【００５３】
ただし、洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射する場合、反応液中には検査対象のＤＮＡ４１以外の成分、例えば水分や凝集物４３などが障害物となり、電子線がＤＮＡ４１に到達しにくい。この場合には、反応容器１４１洗浄後であって障害物が少ない状態で電子線を照射してＤＮＡ４１を破壊する場合と比べて、さらに高いエネルギーを持つ電子線を照射する必要がある。
【００５４】
また、上述した実施の形態では、検査処理の際、洗浄前または洗浄後のいずれかに、反応容器１４１に電子線を照射することとしたが、この実施の形態の変形例２として、洗浄前および洗浄後に反応容器１４１に電子線を照射してもよい。
【００５５】
すなわち、図８に示すように、本発明にかかる分析装置２は、洗浄前の反応容器１４１に電子線を照射する電子線照射部２１ａと、洗浄後の反応容器１４１に電子線を照射する電子線照射部２１ｂとを備える。その他の構成は、上述した分析装置１と同様である。
【００５６】
また、図９に示すように、制御部３１は、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様に、第１試薬等の分注および測光部１９による反応液の濁度の測定後（ステップＳ３０１〜Ｓ３０４）、反応液を収容した反応容器１４１を電子線照射部２１ａに移送し、電子線を照射する（ステップＳ３０５）。次いで、制御部３１は、反応容器１４１を洗浄部２０に移送し、反応容器１４１内の反応液を排出して反応容器１４１内を洗浄する（ステップＳ３０６）。そして、制御部３１は、反応容器１４１を電子線照射部２１ｂに移送し、反応容器１４１に電子線を照射する（ステップＳ３０７）。制御部３１は、分析停止指示の入力がなければ（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、ステップＳ３０１に戻り、上述の処理を繰り返す。制御部３１は、上述の処理によって、特に洗浄前後の反応容器１４１に電子線を照射することによって、検査対象のキャリーオーバーを防止し分析精度を落とすことなく反応容器１４１を繰り返し使用して、試料の検査を行う。
【００５７】
例えば、上述の検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合、濁度測定後に電子線が照射された反応液中には、電子線等によって破壊されたＤＮＡ４１の残存物４１ｃとＤＮＡ４１とが残存する場合がある（図１０（４））。これは、照射した電子線のもつエネルギーが少ない場合、反応液自体が障害となりＤＮＡ４１に電子線が到達せず、このようにＤＮＡ４１が残存する可能性があるためである。そして、洗浄後の反応容器１４１内にも、ＤＮＡ４１と残存物４１ｃとが残存する（図１０（５））。この反応容器１４１に電子線が照射されると、ＤＮＡ４１のＤＮＡ鎖が切断等され破壊される（図１０（６））。上述のように、残存物４１ｃは、他の試料の分析結果に影響を与えることはないので、反応容器１４１を繰り返し試料の分析に使用することができる。
【００５８】
この実施の形態の変形例２にかかる分析装置２は、洗浄前後の反応容器１４１に電子線を照射するので、上述した実施の形態と比較してさらに確実に反応容器１４１内の検査対象であるＤＮＡ４１を消失させることができるので、より確実に検査対象のキャリーオーバーを防止することができ、より精度の高い検査結果を得ることができる。
【００５９】
なお、上述の実施の形態の変形例２では、電子線照射手段として電子線照射部２１ａ、２１ｂの２つを設けたが、電子線照射手段は１つであってもよい。この場合には、同じ電子線照射手段を用いて同じ反応容器１４１に複数回電子線を照射する。
【００６０】
また、上述した実施の形態およびその変形例１、２では、反応容器１４１の洗浄前または／および後に各１回、電子線を照射することとした。しかし、反応液の濁度測定後であって再び試料が分注される前までに、反応容器１４１内のＤＮＡ４１が消失されれば、反応容器１４１洗浄前または／および後にそれぞれ複数回、電子線を照射するとしてもよい。
【００６１】
なお、上述した実施の形態およびその変形例１、２では、情報コード記録媒体と情報コード読取部ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３とを用いて試料および試薬の識別情報を取得したが、例えばＲＦＩＤを利用したような、試料および試薬の識別情報が無線により情報の読み出しまたは書き込みのできるＩＣチップに記載され、このＩＣチップが内蔵された無線ＩＣタグが、試料容器１１１と第１試薬容器１２１と第２試薬容器１３１とに備えられ、情報コード読取部ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３に替えてＩＣタグのリーダーによって、試料容器１１１または第１試薬容器１２１若しくは第２試薬容器１３１を識別し、それらが収容する試料または試薬の識別情報を読み取るとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の実施の形態にかかる分析装置の概要を示す模式図である。
【図２】図１に示す分析装置で検査対象と試薬に含まれる粒子とが結合し凝集した状態を示す図である。
【図３】図１に示す分析装置で電子線照射後の検査対象の断片と試薬に含まれる粒子とが結合した状態を示す図である。
【図４】図１に示す分析装置で、制御部３１が行う検査処理であって、洗浄後の反応容器に電子線を照射する場合の処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合の反応容器内の状態を示す図である。
【図６】図１に示す分析装置で、制御部３１が行う検査処理であって、洗浄前に反応容器に電子線を照射する場合の処理を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合の反応容器内の状態を示す図である。
【図８】この発明の形態の変形例にかかる分析装置の概要を示す模式図である。
【図９】図８に示す分析装置で、制御部３１が行う検査処理であって、洗浄前後に反応容器に電子線を照射する場合の処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示す検査処理によって検査対象を含む試料を検査する場合の反応容器内の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２ 分析装置
１１ 試料容器移送部
１２ 第１試薬容器保持部
１３ 第２試薬容器保持部
１４ 反応容器保持部
１５ 試料分注部
１６ 第１試薬分注部
１７ 第２試薬分注部
１８ 攪拌部
１９ 測光部
２０ 洗浄部
２１、２１ａ、２１ｂ 電子線照射部
３１ 制御部
３２ 分析部
３３ 記憶部
３４ 出力部
３５ 入力部
４１ ＤＮＡ
４１ａ、４１ｂ 抗原または抗体
４１ｃ 残存物
４２ 粒子
４２ａ、４２ｂ 抗体または抗原
４２ｃ ラテックスビーズ
４３ 凝集物
４４ 第１試薬
１０１、２０１ 測定機構
１０３ 制御機構
１１１ 試料容器
１１２ ラック
１２１ 第１試薬容器
１３１ 第２試薬容器
１４１ 反応容器
１５１ チップ格納部
１５２ チップ廃棄部
ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３ 情報コード読取部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する分析装置であって、
前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄手段と、
前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失手段と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、
前記消失手段は、前記反応容器に電子線を照射する電子線照射装置であることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記消失手段は、前記洗浄手段による洗浄前の前記反応容器内の前記検査対象および／または前記洗浄手段による洗浄後の前記反応容器内の前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する際の前記反応容器内の該検査対象のキャリーオーバーを防止するキャリーオーバー防止方法であって、
前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄ステップと、
前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失ステップと、
を含むことを特徴とするキャリーオーバー防止方法。
【請求項５】
前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、
前記消失ステップは、前記反応容器に電子線を照射することを特徴とする請求項４に記載のキャリーオーバー防止方法。
【請求項６】
前記消失ステップは、前記反応液の特性の測定後から、前記試料の分注前までに、１回以上前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする請求項４または５に記載のキャリーオーバー防止方法。
【請求項７】
前記消失ステップは、前記洗浄ステップの前および／または後に前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載のキャリーオーバー防止方法。
【請求項１】
試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する分析装置であって、
前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄手段と、
前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失手段と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、
前記消失手段は、前記反応容器に電子線を照射する電子線照射装置であることを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記消失手段は、前記洗浄手段による洗浄前の前記反応容器内の前記検査対象および／または前記洗浄手段による洗浄後の前記反応容器内の前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
試料と試薬とを反応容器に分注して、該試料と該試薬とを反応させて、反応液の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記試料中の検査対象を検出または分析する際の前記反応容器内の該検査対象のキャリーオーバーを防止するキャリーオーバー防止方法であって、
前記反応容器内の前記反応液を排出し、該反応容器を洗浄する洗浄ステップと、
前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させる消失ステップと、
を含むことを特徴とするキャリーオーバー防止方法。
【請求項５】
前記検査対象は、デオキシリボ核酸であり、
前記消失ステップは、前記反応容器に電子線を照射することを特徴とする請求項４に記載のキャリーオーバー防止方法。
【請求項６】
前記消失ステップは、前記反応液の特性の測定後から、前記試料の分注前までに、１回以上前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする請求項４または５に記載のキャリーオーバー防止方法。
【請求項７】
前記消失ステップは、前記洗浄ステップの前および／または後に前記検査対象を破壊または変質させて該検査対象を消失させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載のキャリーオーバー防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２１６０６８（Ｐ２００８−２１６０６８Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４３５５（Ｐ２００７−５４３５５）
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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