分注用装置
【課題】主たる目的は、例えば核酸抽出用装置において、核酸抽出された試料を、次工程で用いられるＰＣＲ増幅用装置や核酸計測用装置で用いるための試料容器に分注することによって、核酸抽出試料の次工程への試料容器への分注作業を削減するとともに、消耗品である精製品収納容器を削減することである。
【解決手段】第２の検体容器の形状および分取量を設定する手段として操作パネル上に設定画面を設け、設定された内容を制御用計算機に記憶しておき、検体を第２の検体容器に分取する際に、記憶されている検体容器の形状および分取量によって分離ノズルの吐出位置（高さ）や分注量を制御する。また第２の検体容器の形状および分取量を設定する代替的手段としてこれらの情報をバーコードとしてコード化し、検小容器の一部に貼付けし、バーコードリーダを用いることによって読み取る。
【解決手段】第２の検体容器の形状および分取量を設定する手段として操作パネル上に設定画面を設け、設定された内容を制御用計算機に記憶しておき、検体を第２の検体容器に分取する際に、記憶されている検体容器の形状および分取量によって分離ノズルの吐出位置（高さ）や分注量を制御する。また第２の検体容器の形状および分取量を設定する代替的手段としてこれらの情報をバーコードとしてコード化し、検小容器の一部に貼付けし、バーコードリーダを用いることによって読み取る。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物試料に含まれる核酸を共存物質から分離して取り出すのに適した分注用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】分子生物学の進歩によって、遺伝子に関する数々の技術が開発され、また、それらの技術により多くの疾患性の遺伝子が分離され、同定された。その結果、医療の分野でも、診断、或いは、検査法に分子生物学的な技術法が取り入れられ、従来不可能であった診断が可能となったり、検査日数の大幅短縮が達成されつつある。
【０００３】このような進歩は、核酸増幅法、特に、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ法と称される、polymerase chain reaction)の実用化によるところが大きい。ＰＣＲ法は、溶液中の核酸を配列特異的に増幅することが可能なため、例えば、血清中に極微量しか存在しないウイルスを、そのウイルスの遺伝子である核酸を増幅し検出することにより、間接的に証明できる。
【０００４】しかし、このＰＣＲ法を臨床の場で日常検査に使用した際に、いくつかの問題点が存在する。その中でも特に、前処理における核酸の抽出、抽出工程が精度維持のために重要である。核酸の抽出に関しては、いくつかの手法が提案されている。
【０００５】特開平2−289596 号公報は、カオトロピック物質の存在下で核酸と結合することが可能なシリカ粒子を、核酸結合用固相として使用することを教示している。この特開平2−289596 号公報には、シリカ粒子の懸濁液とカオトロピック物質としてのグアニジチオシアネート緩衝液とが入った反応容器に、核酸を含む試料を加えて混合し、核酸がシリカ粒子に結合された複合体を遠心分離した後、上清を廃棄し、残った複合体に洗浄液を加えてボルテックスミキサーを使用して洗浄し、再沈澱した複合体をエタノール水溶液で洗浄した後アセトンで洗浄し、アセトンを除去して乾燥した複合体に溶離用緩衝液を加えて核酸を溶離して回収する抽出方法が記載されている。
【０００６】また、特開平8−320274 号公報は、単一検体のために多数の容器と分注チプを用いてＤＮＡを単離する方法を教示している。
【０００７】この特開平8−320274 号公報には、次の点が記載されている。
【０００８】すなわち、移動機構によって移動されるピペットノズルに第１チップを装着し、その第１チップ内に検体を吸引する。次いで、第１チップの下端に血球の殻を取るフィルタを嵌合し、該フィルタを通して第１チップ内の検体を第１容器へ吐出する。その後、ピペットノズルからフィルタ及び第１チップを取り外し、ピペットノズルの下端に第２チップを装着し、第１容器内の検体を第２チップ内に吸引する。
【０００９】次いで、第２チップの下端にＤＮＡを捕獲するためのシリカメンブランフィルタを嵌合し、第２チップ内の検体をシリカメンブランを通して第２容器へ吐出することによりシリカメンブランでＤＮＡを捕獲すると共に爽雑物を第２容器に吐出する。その後、ピペットノズルを洗浄液が収容された第３容器まで移送し、ＤＮＡを捕獲したシリカメンブランフィルタを第２チップから取り外して、第３容器の洗浄液中に浸漬する。
【００１０】次いで、第２チップを取り外したピペットノズルに第３チップを装着し、第３チップ下端に第３容器内のシリカメンブランフィルタを嵌合し、第３チップ内に洗浄液とＤＮＡの混合液を吸引した後、その混合液を第４容器内に吐出する。
【００１１】さらに、特開平7−250681 号公報は、ガラスパウダー層を２枚のガラス繊維フィルタとメンブランフィルタで挟んだ四重構造の濾過部材を有するカートリッジ容器を用いてＤＮＡ抽出液を抽出する方法を教示している。
【００１２】この特開平7−250681 号公報では、調製されたＤＮＡ含有培養液を前処理しトラップフィルタに形質転換体を集菌し、溶菌用試薬を添加してプラスミドＤＮＡを細胞外に溶出させたものを抽出用試料とする。
【００１３】抽出工程では、カートリッジ容器に抽出用試薬とカオトロピックイオン生成用試薬（ヨウ化ナトリウム）を添加し、カートリッジ容器に真空減圧又は遠心分離処理を施しカートリッジ容器のガラスパウダー層にプラスミドＤＮＡを吸着させる。
【００１４】次いで、カートリッジ容器に洗浄用緩衝液を添加して真空減圧又は遠心分離処理により洗浄し、その後、カートリッジ容器に溶出用緩衝液を添加して真空減圧又は遠心分離操作を施し、プラスミドＤＮＡのみを溶出する。
【００１５】これらの核酸の抽出方法に関する公知例では、核酸の抽出工程において用いられるべき装置の操作性については考慮されていなかった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は核酸抽出された試料を、次工程で用いられるＰＣＲ増幅用装置や核酸計測用装置で用いるための試料容器に分注することによって、核酸抽出試料の次工程への試料容器への分注作業を削減するとともに、消耗品である精製品収納容器を削減することである。
【００１７】また異なる試料容器を用いるＰＣＲ増幅用装置を所有する操作者に対して、１台の核酸抽出用装置から各々のＰＣＲ増幅用装置の専用容器に直接精製された核酸を分注する装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】精製品容器の形状および分取量を設定する手段として操作パネル上に設定画面を設け、設定された内容を制御用計算機に記憶しておき、精製品を精製品容器に分取する際に記憶されている精製品容器の形状および分取量によって分離ノズルの精製品吐出位置（高さ）や吐出量を制御する。
【００１９】また精製品容器の形状および分取量を設定する代替的手段としてこれらの情報をバーコードとしてコード化し、精製品容器の一部に貼付けし、バーコードリーダを用いることによって読み取る。
【００２０】
【発明の実施の形態】核酸含有試料としては、全血，血清，喀痰，尿等の生体試料や培養細胞，培養細菌等の生物学的な試料、あるいは、電気泳動後のゲルに保持された状態の核酸，ＤＮＡ増幅酵素等の反応産物や素抽出状態の核酸を含む物質等を対象とすることができる。
【００２１】なお、ここでの核酸とは、２本鎖，１本鎖、あるいは部分的に２本鎖もしくは１本鎖構造を有するデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）及びリボ核酸（ＲＮＡ）を含む。
【００２２】シリカ含有の固相への核酸の結合を促進する物質としては、核酸の吸収ピークがある２６０ｎｍの波長付近の吸収が少ない物質が好ましい。なぜなら、核酸の純度や量の検定には、分光光度計により２６０ｎｍの吸収を測定することが多いからである。
【００２３】また、チオシアン酸を含む物質は、酸と反応すると致死性のガスを発生するため取り扱い上好ましくない。
【００２４】本発明の望ましい実施例では、これらの点を考慮し、カオトロピック剤として塩酸グアニジン（ＧｕＨＣｌ）を用いる。塩酸グアニジンの使用時の最終濃度は、４〜６mol ／ｌであることが望ましい。
【００２５】核酸捕捉用チップに内蔵されるシリカ含有固相としては、ガラス粒子，シリカ粒子，石英濾紙，石英ウール、あるいは、それら破砕物，ケイソウ土など、酸化ケイ素を含有する物質であれば使用することができるが、チップ外へ固相が出ないようにするために、チップ先端部の内径を小さくし、且つ、固相をチップ先端部内径よりも大きな外径を持たせる、或いは、チップ内の先端部付近に、固相の外径より孔径の小さい保持材を設置するなどにより、チップ内に試料を吸入したときに試料が固相に大きな接触面積で接触されるように、固相がチップ内に保持される。
【００２６】核酸を固相から溶離する工程は、洗浄工程後の固相に対して低塩濃度の水溶液、或いは、水を混合することにより達成される。この操作により核酸は固相から水相へと移行するため、その水相を精製品用容器に回収することで抽出済みの核酸水溶液が得られる。
【００２７】以下、本発明に基づく一実施例である核酸抽出用装置の構成を、図１〜図１３を参照して説明する。
【００２８】図１は核酸抽出用装置の概略外観図、図２および図３は一実施例の装置の平面図、図３はその外観図、図４は電気系および計算機制御系のブロックダイヤグラム、図５は試薬パックの例、図６は分注器の系統図、図７は検体ラック、図８および図９は精製品ラックおよびチューブ、図１０は分離チップラック、図１１は分離チップの例、図１２および図１３は分離ノズルに分離チップを装着，取り外しする動作の説明図である。
【００２９】図１は核酸抽出用装置の概略外観図である。
【００３０】装置１は卓上形の核酸抽出用装置であり、試薬や純水，分離チップなどの消耗品，精製品収納チューブ，検体チューブを装置内に設定してから一括で処理するが、これは一般的に核酸抽出や次工程のＰＣＲ増幅に要する時間が長く、まだ核酸を利用した検査件数がそれほど多くないため纏まった数の検体が集まってから核酸抽出処理が行われることを想定しているためである。
【００３１】本体１にはハンディタイプのバーコードリーダ１４が接続されていて、検体ラック，試薬パック，精製品ラックに表示されている情報を読み取ることによって操作者による入力操作を容易にしているが、それぞれの情報を読み取るための専用の固定式バーコードリーダを設置しても良い。
【００３２】また検体ラック，試薬パック，精製品ラックに表示されている情報が文字やラックや試薬パックの一部の形状や色などでエンコードされている場合にはバーコードリーダの代わりに、形状認識や文字読み取り手段を設けても良い。
【００３３】装置本体１の正面の右上部に設置されている操作パネル２は液晶タッチパネルからなり、装置状態や抽出処理の進行状況を表示したり、画面上の表示されているボタンなどを指で押して操作することによって抽出処理のためのパラメータを設定することができる。操作パネルは操作者が立った姿勢からでも扱いやすいように、斜め上方に向けて使用することもできる。
【００３４】装置１の正面上部には純水タンク４と試薬パック５−１および５−２が収納されていて、核酸の抽出処理を行う際にリニアスライダーに設置された分注ノズル６を通して検体ラック１０上の検体に分注される。
【００３５】図２は抽出部の上面図である。
【００３６】分注ノズル６が設置された分注ノズルホルダ６Ａと分離ノズル７が設置された分離ノズルホルダ７Ａはリニアスライダーバー３に接続されていて、リニアスライダーバー３が水平方向に駆動されると分注ノズルホルダおよび分離ノズルホルダも平行移動する。
【００３７】分注ノズルホルダ６Ａはリニアスライダーバー３上を縦方向に移動する駆動機構を持ち、各分注ノズル６は上下方向の駆動機構を持っている。これによって検体ラック上の任意の位置に移動して試薬を分注することができる。
【００３８】また分離ノズルホルダ７Ａはリニアスライダーバー３に固定されているが、分離ノズル７の位置を検体ラック，精製品ラックおよび分離チップラックの穴に合わせてあるため、リニアスライダーバー３と上下方向の駆動機構によって検体の吸引吐出，分離チップの装着および精製品の分注を行うことができる。以下、装置１の正面に向かって水平方向をＸ軸，縦方向（奥行き方向）をＹ軸，上下方向をＺ軸とする。
【００３９】図３は核酸抽出部の分注機構部を除いた時の上面図である。
【００４０】核酸を抽出する血清などの検体は検体ラック１０に予め決められた量だけ分注されていて、検体ラックのその位置において分注ノズル６から分注される試薬と分離チップラック１１に設置された分離チップ２５によって核酸の抽出処理が行われ、最終的に精製された核酸は精製品ラック１２に設置されている精製品チューブに分注される。
【００４１】また核酸抽出の工程において検体の細胞膜などの不要物や用済みの試薬が混合した不要液は廃液口８より廃棄され、１回の抽出処理に使用された分離チップはチップ廃棄口９より廃棄される。検体ラック１０，分離チップラック１１，精製品ラック１２は消耗品トレー１３の内部に設置され、抽出時に用いられる消耗品の設置および用済み品の回収は消耗品トレー１３を引き出すことによって行う。これによって操作者は装置の機構部が動作する空間に手を入れる必要がなくなるため、ノズル先端に誤って接触するなどの危険性を低減し、また操作者の腕から出される塵埃などによって消耗品トレー１３内部が汚染されることを防いでいる。
【００４２】消耗品トレー上の配置は、左端から精製品ラック１２，２つの分離チップラック１１，検体ラック１０，廃液口８，チップ廃棄口９の順序で配列されている。検体ラック１０および精製品ラック１２が６行８列の検体および精製品を保持し、分離チップは、２つの６行４列の分離チップラック１１上に設置されていて、ほぼ同じ行間隔が有るのは６連ノズルによる同時分離処理を行うためである。
【００４３】精製品容器をチップ廃棄口および廃液口から最も遠い位置に配置するのは、廃液およびチップ廃棄の際に廃液中に存在している拡散が霧状に飛散することによる精製品のコンタミを防止するためである。また同様の理由によって分離チップをチップ廃棄口や廃液口から遠い位置に配置している。
【００４４】検体容器が廃液口の隣に配置されているのは、核酸抽出の化学反応を伴う工程が検体容器上で行われるため、廃棄口との距離を近づけることによって分注機構および分離機構を装備したリニアスライダーの移動距離を短縮することによって核酸抽出に要する時間を短縮するためである。また検体容器と廃液口を隣接させることによって分注ノズルあるいは分離ノズルからの液ダレによる汚染の危険性を小さくする効果がある。
【００４５】図４は制御系の構成を表すブロック図である。
【００４６】制御用計算機３０は装置本体１の内部に組み込まれており、本装置を制御するための制御プログラム３８を実行して、制御用計算機３０に接続されているバーコードリーダー１４，操作パネル２および機構制御部３１を通して操作者からの入力やセンサ３６やＩ／Ｏからの信号を取得し、シリンジ３３，分注ノズルホルダ６Ａ，リニアスライダー３などを駆動したり、操作パネルの表示を更新したりする。
【００４７】図５は界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２），洗浄剤（Ｒ３），溶離液（Ｒ４）からなる試薬パックである。
【００４８】試薬パックの側面あるいは任意の位置にバーコード１５が貼付けされており、そこに各試薬の成分情報，吸引量，攪拌回数，使用順序からなる制御情報が表示されている。制御情報には使用する検体量や精製品ラックに分注する際の分注量を表示しても良い。
【００４９】図６は２つの試薬パックを切り替えるための分注機構の系統図を示している。分注ノズル６はＲ１からＲ４に対応した４本があるが、すべて同じ機構によって制御されるため、以下Ｒ１の分注ノズル６−１に着目して説明する。
【００５０】シリンジ３３−１は試薬パック５−１，５−２または純水タンク４から試薬または純水を吸上げて分注する。試薬と純水の切り替えは電磁弁３７−２によって切り替え、試薬パックの切り替えは電磁弁３７−３によって行う。純水と試薬の切り替え、あるいは試薬パックの切り替えを行う際はＲ１からＲ４の電磁弁の切り替えを同時に行う必要がある。
【００５１】図７は検体ラック１０である。
【００５２】検体は検体チューブ（図示せず）に充填されて検体ラック１０の穴に挿入された状態で消耗品トレー１３に架設される。検体ラック１０には６行８列の４８検体を設置することができ、分離チップを用いた核酸と担体との結合，廃棄物の洗浄，担体からの核酸溶離は１列に含まれる６検体を多連分離ノズル７を用いて同時処理する。
【００５３】図８は精製品ラックの１例であり、現在標準的に使用されているＰＣＲ装置用の試料ラックである。
【００５４】ラックの高さ，上面の形状、試料穴の大きさおよび間隔は一定であるが、充填する精製品の量によって穴の深さが異なるラックが数種類使われていて、試料穴の直径は７mm、間隔は９.０mm の精製品ラックが用いられることが多い。精製品ラックはその穴に精製品を分注するチューブを架設したり、１枚のプレート上に試料を保持するための凹みを持つマイクロプレートであってもよい。
【００５５】図９は精製品チューブであり、図８で示した精製品ラックの代替品であり、次のＰＣＲ工程ではこの精製品チューブは２組１２本を用いて６本組のそれぞれ互いの両端を接続して円形に丸めて装置が使われることが多い。この場合、チューブ間隔は９.４mm 間隔でチューブ間を軟性のジョイントで結合しており、本実施例で用いる時には精製品ラック上の９.４mm 間隔の穴に精製品チューブを挿し込んで使用する。
【００５６】図８に示すＰＣＲ用精製品容器と図９に示すAMPLICOR用精製品チューブは間隔が０.４mm の差があり、１列を考えると２.０mm（０.４×５）の差となるため、分離ノズル７の間隔をどちらか一方に合わせてしまうと、もう一方では合わなくなってしまう。そのため分離ノズル７の間隔をそれらの中間の９.２mm とし、その中心を３番目と４番目の検体位置に合わせることにより、ＰＣＲ用精製品容器とＡＭＰＬＩＣＯＲ用精製品チューブの両方に対応することができる。
【００５７】図１０は分離チップラック１１、図１１には分離チップ２５を示す。
【００５８】１つのチップラック１１は６行４列の分離チップを保持することができ、２個までの分離チップラック２５を架設して抽出処理を実行することができる。分離チップ２５の上部は外周が大きくなっていて、そこが分離チップラック１１の穴に掛かって保持される。その内部は円筒形になっていて、分離ノズル７の方から核酸を含む試料に汚物が混入するのを防ぐためにフィルタ２６を詰めている。
【００５９】フィルタ２６の下方には実際に核酸を捕捉するための担体２７が詰められていて、結合促進剤が存在する場合に核酸をその表面に吸着し、溶離液のもとでは捕捉された核酸はその表面から溶離する。担体２７の材料としては、シリカを原料とした粒子を固めて用いても良い。
【００６０】分離チップ２５を分離ノズル７に装着する動作を図１５によって説明する。
【００６１】リニアスライダーバー３を水平移動して分離ノズル７を分離チップラック１１のチップ装着位置まで移動し、そこから分離ノズル７を下降してその先端を分離チップ２５の内部に押し付ける。分離ノズル７の外径と分離チップ２５の上部内径は等しく設定されいるため分離チップ２５は分離ノズル７の先端に固定されることに成る。
【００６２】用済みとなった分離チップ２５を廃棄する動作を図１６によって説明する。
【００６３】まず分離ノズル７をチップ廃棄口９まで移動し、分離チップ２５がその内部に完全に収まるまで下降させる。廃棄口９は図２に示すようにその右側に分離チップ２５の外周よりも小さく、分離ノズル７の外周よりも小さい半円形の切れ込み部があるため、分離チップ２５の上端部がその切れ込みに掛かるように分離ノズル７を移動してから上昇させる。これによって使用済みとなった分離チップ２５は廃棄トレー（図示せず）に収納される。
【００６４】続いて図１４および図１５を用いて本実施例で示した装置の操作フローを説明する。
【００６５】装置電源（図示せず）を投入すると（Ｓ−１）、制御用計算機３０は制御用プログラム３８をローディングしてそれを起動する。制御用プログラム３８は初期処理（Ｓ−２）を実行して、バーコードリーダ１４，操作パネル２，機構制御部３１を利用可能な状態に遷移させる。
【００６６】以下、操作パネル２の核酸抽出画面から操作者が入力した命令を受け付けて（Ｓ−４）、それに応じた処理を繰り返し実行する（Ｓ−３）。
【００６７】制御要求には核酸抽出要求や各種のメンテナンス要求および終了要求などがあり、それに応じて分岐をする（Ｓ−５）。
【００６８】核酸抽出要求が入力されると、ステップＳ−６に分岐して操作者はまず消耗品トレー１３を引き出して検体ラック１０，分離チップラック１１，精製品ラック１２を架設する。続いて操作者からの核酸抽出の開始命令が入力されると、後述の核酸抽出処理が実行され(Ｓ−７）、完了したら精製品を回収する(Ｓ−８）。使用済みの廃液や分離チップ２５は廃棄物として装置本体１内の廃棄物トレー（図示せず）の中に保持されているため、それらの回収を行う（Ｓ−９）。核酸抽出処理が終了するとステップＳ−５に戻って次の制御命令を受け付ける。
【００６９】ステップＳ−５にてメンテナンス要求が入力された場合、メニュー画面（図示せず）が表示されて、その中の項目が選択されると（Ｓ−１０）それに応じた処理（Ｓ−１１）が実行される。メニュー項目には精製品容器の形状や精製品の分注量設定が含まれているが、それについては後述する。
【００７０】ステップＳ−５にて終了要求が入力された場合、すなわち核酸抽出画面１１８の「SHUTDOWN」ボタン１１５が押された場合には終了処理を実行し、装置の電源を遮断できる状態にして制御プログラム３８は終了する。
【００７１】核酸抽出処理を図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００７２】ステップＳ−３０では分離ノズルホルダ６Ａには６本の分離ノズル６が設置されていて、検体ラック１０上の列に対応する６検体の抽出が同時に実行される。このためフローは列について同様の処理を繰り返して実行するが、処理中の列の番号をＮとする。
【００７３】次にステップＳ−３１で検体ラック１０上の列Ｎの各検体に対して、試料中に含まれる核酸とその他の組織を分離するための界面活性剤(Ｒ１)、および分離された核酸と分離チップ２５の中の担体２７との結合を促進する結合促進剤(Ｒ２)を分注する。この時、界面活性剤（Ｒ１）と結合促進剤（Ｒ２）の分注ノズルを各検体の上方に移動するため、リニアスライダーバー３によって水平方向に駆動し、分注ノズルホルダ６Ａに設置されているステッピングモータによって奥行き方向の位置を調整する。
【００７４】分注ノズル６を検体の真上に移動させたら、分注ノズル６の先端を検体に近づけてから界面活性剤（Ｒ１）あるいは結合促進剤（Ｒ２）を分注するが、これは検体汚染の原因となる飛沫の発生を抑制するためである。
【００７５】ステップＳ−３２では先述したように分離チップ２５を分離ノズル７に装着する。
【００７６】ステップＳ−３３ではステップＳ−３２で装着した分離チップ２５を列Ｎの検体の上まで移動して、下降しその先端を検体中に浸して吸引して検体の液量を確認する。すなわち検体量が不足している場合には核酸抽出が適切に行われない可能性があるため、エラーとしてログ情報を残す。
【００７７】ステップＳ−３４では検体を分離チップ２５の内部に吸引したり、検体ラック１０に吐出して戻すことによって検体と界面活性剤(Ｒ１），結合促進剤(Ｒ２）の混合液の攪拌を行う。混合液内の検体は核酸とそれ以外の組織に分解されているため、分離チップ２５中の担体２７を通過する際に結合促進剤（Ｒ２）の働きによって核酸のみが担体２７を構成するシリカ粒子に吸着することになる。混合液の攪拌は６検体分を同時に行う。
【００７８】ステップＳ−３５では検体と界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２）の混合液のうち、核酸以外の組織物と試薬を廃棄する。混合液の全量を分離チップ２５中に吸い込んでから、分離ノズル７を上昇させ、廃液口８の上方に移動するまでスライダーバー３を駆動する。廃液の飛沫を抑制するため分離ノズルを廃液口内部まで下降してから分離チップ２５内の混合液を全量吐出する。
【００７９】ステップＳ−３６では界面活性剤（Ｒ１）や結合促進剤（Ｒ２）と同様の方法によって洗浄液（Ｒ３）を列Ｎの検体に分注する。ステップＳ−３５で検体は界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２）とともに廃棄されているので検体ラックの列Ｎには洗浄液（Ｒ３）のみが存在している。
【００８０】ステップＳ−３７ではステップＳ−３４と同様の操作を行う。これはステップＳ−３５によって核酸が分離チップ２５内の担体２７に捕捉された状態になっているが、それ以外の共存物も担体に若干残存しているため、洗浄液（Ｒ３）によってこれらの残存している共存物を洗浄するために行うものである。
【００８１】ステップＳ−３８ではステップＳ−３５と同様の操作を行う。これによって分離チップ２５内の担体２７には核酸のみが捕捉された状態となる。
【００８２】ステップＳ−３９ではステップＳ−３６と同様の操作によって溶離液（Ｒ４）を検体ラック１０の列Ｎの検体に分注する。
【００８３】ステップＳ−４０ではステップＳ−３７と同様の操作を行う。これによって分離チップ２５内の担体２７に捕捉されていた核酸は遊離され、担体２７を構成するシリカ粒子の間隙を溶離液との混合液として流動可能となる。
【００８４】ステップＳ−４１ではあらかじめ設定されていた量の混合液を分離チップ２５内に分取してから、分離ノズル７を精製品ラック１２の列Ｎ上方に移動し、飛沫を押えるために精製品ラック１２の近傍まで下降させてから吐出する。
【００８５】ステップＳ−４２では前述の手順によって用済みとなった分離チップ２５を廃棄する。
【００８６】次に精製品容器形状の設定および精製品の分注量の設定について述べる。精製品容器形状の設定および精製品の分注量の設定は本実施例の中ではメンテナンス処理として位置付けられている。
【００８７】図１４の操作フローのステップＳ−５においてメンテナンス処理の要求を受けるとメンテナンスメニュー画面（図示せず）を表示して（Ｓ−１０）、各種のメンテナンス処理（Ｓ−１１）を実行する。メンテナンスメニュー画面の選択項目の中には核酸抽出のパラメータ設定を選択するボタンが設けられており、それを押下すると図１６に示す抽出パラメータ表示画面が開かれる。
【００８８】抽出パラメータには界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２），洗浄液(Ｒ３)，溶離液(Ｒ４）などの試薬や空気，検体の吸引量(ＶＯＬ１〜ＶＯＬ４，ＶＯＬ＿ＡＩＲ，VOLSMPL)や検体との攪拌回数(ＳＴＩＲ１〜ＳＴＩＲ４，Ｓ＿ＡＩＲ)があるが、これらは検体や試薬の種類によって最適値が異なるため、これらのパラメータの値の組を抽出パターンとして登録し、識別番号を指定することによって抽出パラメータを切り替えることが可能になる。
【００８９】抽出パラメータ表示画面６０に表示されている抽出パターンの識別番号はテキストボックス６０に表示されており、表示中の抽出パターンが実際の核酸抽出処理にも参照される。
【００９０】表示中の抽出パターンは数値変更ボタン６１によって変更することができ、逆三角ボタン（▽）を押すと識別番号が１だけ減少し、三角ボタン（△）を押すと増加する。表示されているパラメータを変更する時には「CHANGE PARAMETER」ボタンを押すことによって図１７１７に示す変更項目選択画面６５に切り替える。
【００９１】変更項目選択画面６５には値を変更するための項目を選択するために、試薬の吸引量（使用量）を選択する「Ｒ１〜Ｒ４，ＡＩＲ」ボタン６６−１，試薬の攪拌回数を選択する「Ｒ１〜Ｒ４，ＡＩＲ」ボタン６６−２，検体の分注量を選択するための「SAMPLE」ボタン６７，精製品の分注量を選択するための「ISOLATOR」ボタン６８および精製品容器を選択するための「CUP DEPTH」ボタン６９が配置されている。
【００９２】吸引量，分注量，攪拌回数を設定する場合には図１９に示すパラメータ設定画面７０が表示され、数値変更ボタン７２によって数値を変更し、その値が数値テキストボックス７１に表示される。変更された値をパラメータとして取り込む場合にはＯＫボタン７３，取り消す場合にはCANCELボタン７４が押される。また精製品の容器形状を指定する場合には図２０に示す精製品容器設定画面５０が表示される。
【００９３】本実施例では１２本の試料チューブを９.４mm 間隔で円形状に配置するCOBASAMPLICOR装置用の容器選択ボタン５１と標準的に用いられている９.０mm 間隔で精製品を保持するＰＣＲ装置用の容器選択ボタン５２−１〜５２−５が選択可能である。
【００９４】ＰＣＲ容器は図２０に示すように深さの異なる容器が広く使われているが、精製品の分注時に飛沫の発生を抑えるために容器の底部に近づけて分注することが望ましい。
【００９５】精製品容器の形状や分注量を指定するための代替案として、精製品容器に精製品収納部の深さや液量をコード化したバーコードを貼付けし、バーコードリーダ１４によってそれらの情報を取り込む方法もある。
【００９６】
【発明の効果】本発明によれば核酸抽出を行った精製品を、次工程で用いるＰＣＲ装置などの試料容器に分注する必要がなくなる。これにより次工程におけるＰＣＲ増幅などの結果が安定し、核酸に対する検査の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】核酸抽出用装置の概略外観図である。
【図２】本発明の一実施例である核酸抽出用装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施例である核酸抽出用装置の平面図である。
【図４】電気系の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図５】試薬パックを示す図である。
【図６】分注器の系統図である。
【図７】検体容器を示す図である。
【図８】精製品容器（標準ＰＣＲ）を示す図である。
【図９】精製品容器（Amplicor対応）を示す図である。
【図１０】分離チップラックを示す図である。
【図１１】分離チップを示す図である。
【図１２】分離チップの取り付け動作を説明する図である。
【図１３】分離チップの取り外し動作を説明する図である。
【図１４】操作フローを示す図である。
【図１５】抽出処理のフローチャートである。
【図１６】抽出パラメータ表示画面を示す図である。
【図１７】変更する抽出パラメータ選択画面を示す図である。
【図１８】抽出パラメータ変更画面を示す図である。
【図１９】精製品容器形状設定画面を示す図である。
【符号の説明】
１…核酸抽出装置本体、２…操作パネル、３…リニアスライダーバー、４…純水タンク、５（５−１，５−２）…試薬パック、５−１…試薬ボトル、５−２…ジョイント、６…分注ノズル、６Ａ，３４…分注ノズルホルダ、７…分離ノズル、７Ａ…分離ノズルホルダ、８…廃液口、９…チップ廃棄口、１０…検体ラック、１１…分離チップラック、１２…精製品ラック、１３…消耗品トレー、１４…バーコードリーダ、１５…試薬バーコード、２５…分離チップ、２６…フィルタ、２７…担体、３０…制御用計算機、３１…機構制御部、３２…ステッピングモータ、３３…シリンジ、３６（３６−１〜３６−４）…電磁弁、３７…センサ、３８…分岐ジョイント、５０…精製品容器設定画面、５１…COBAS AMPLICOR用の選択ボタン、５２−１〜５２−５…標準ＰＣＲ容器の選択ボタン、６０…抽出パラメータ表示画面、６１…抽出パラメータ番号テキストボックス、６２…抽出パターン変更ボタン、６３…パラメータ変更画面を呼び出すボタン、６５…変更するパラメータの選択画面、６６−１，６６−２…試薬の吸引量，攪拌回数変更の選択ボタン、６７…検体吸引量の選択ボタン、６８…精製品吐出量の選択ボタン、６９…精製品容器深さの選択ボタン、７０…パラメータ設定画面、７１…設定値テキストボックス、７２…数値変更ボタン、７３…設定値確定ボタン、７４…設定値取り消しボタン。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物試料に含まれる核酸を共存物質から分離して取り出すのに適した分注用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】分子生物学の進歩によって、遺伝子に関する数々の技術が開発され、また、それらの技術により多くの疾患性の遺伝子が分離され、同定された。その結果、医療の分野でも、診断、或いは、検査法に分子生物学的な技術法が取り入れられ、従来不可能であった診断が可能となったり、検査日数の大幅短縮が達成されつつある。
【０００３】このような進歩は、核酸増幅法、特に、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ法と称される、polymerase chain reaction)の実用化によるところが大きい。ＰＣＲ法は、溶液中の核酸を配列特異的に増幅することが可能なため、例えば、血清中に極微量しか存在しないウイルスを、そのウイルスの遺伝子である核酸を増幅し検出することにより、間接的に証明できる。
【０００４】しかし、このＰＣＲ法を臨床の場で日常検査に使用した際に、いくつかの問題点が存在する。その中でも特に、前処理における核酸の抽出、抽出工程が精度維持のために重要である。核酸の抽出に関しては、いくつかの手法が提案されている。
【０００５】特開平2−289596 号公報は、カオトロピック物質の存在下で核酸と結合することが可能なシリカ粒子を、核酸結合用固相として使用することを教示している。この特開平2−289596 号公報には、シリカ粒子の懸濁液とカオトロピック物質としてのグアニジチオシアネート緩衝液とが入った反応容器に、核酸を含む試料を加えて混合し、核酸がシリカ粒子に結合された複合体を遠心分離した後、上清を廃棄し、残った複合体に洗浄液を加えてボルテックスミキサーを使用して洗浄し、再沈澱した複合体をエタノール水溶液で洗浄した後アセトンで洗浄し、アセトンを除去して乾燥した複合体に溶離用緩衝液を加えて核酸を溶離して回収する抽出方法が記載されている。
【０００６】また、特開平8−320274 号公報は、単一検体のために多数の容器と分注チプを用いてＤＮＡを単離する方法を教示している。
【０００７】この特開平8−320274 号公報には、次の点が記載されている。
【０００８】すなわち、移動機構によって移動されるピペットノズルに第１チップを装着し、その第１チップ内に検体を吸引する。次いで、第１チップの下端に血球の殻を取るフィルタを嵌合し、該フィルタを通して第１チップ内の検体を第１容器へ吐出する。その後、ピペットノズルからフィルタ及び第１チップを取り外し、ピペットノズルの下端に第２チップを装着し、第１容器内の検体を第２チップ内に吸引する。
【０００９】次いで、第２チップの下端にＤＮＡを捕獲するためのシリカメンブランフィルタを嵌合し、第２チップ内の検体をシリカメンブランを通して第２容器へ吐出することによりシリカメンブランでＤＮＡを捕獲すると共に爽雑物を第２容器に吐出する。その後、ピペットノズルを洗浄液が収容された第３容器まで移送し、ＤＮＡを捕獲したシリカメンブランフィルタを第２チップから取り外して、第３容器の洗浄液中に浸漬する。
【００１０】次いで、第２チップを取り外したピペットノズルに第３チップを装着し、第３チップ下端に第３容器内のシリカメンブランフィルタを嵌合し、第３チップ内に洗浄液とＤＮＡの混合液を吸引した後、その混合液を第４容器内に吐出する。
【００１１】さらに、特開平7−250681 号公報は、ガラスパウダー層を２枚のガラス繊維フィルタとメンブランフィルタで挟んだ四重構造の濾過部材を有するカートリッジ容器を用いてＤＮＡ抽出液を抽出する方法を教示している。
【００１２】この特開平7−250681 号公報では、調製されたＤＮＡ含有培養液を前処理しトラップフィルタに形質転換体を集菌し、溶菌用試薬を添加してプラスミドＤＮＡを細胞外に溶出させたものを抽出用試料とする。
【００１３】抽出工程では、カートリッジ容器に抽出用試薬とカオトロピックイオン生成用試薬（ヨウ化ナトリウム）を添加し、カートリッジ容器に真空減圧又は遠心分離処理を施しカートリッジ容器のガラスパウダー層にプラスミドＤＮＡを吸着させる。
【００１４】次いで、カートリッジ容器に洗浄用緩衝液を添加して真空減圧又は遠心分離処理により洗浄し、その後、カートリッジ容器に溶出用緩衝液を添加して真空減圧又は遠心分離操作を施し、プラスミドＤＮＡのみを溶出する。
【００１５】これらの核酸の抽出方法に関する公知例では、核酸の抽出工程において用いられるべき装置の操作性については考慮されていなかった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は核酸抽出された試料を、次工程で用いられるＰＣＲ増幅用装置や核酸計測用装置で用いるための試料容器に分注することによって、核酸抽出試料の次工程への試料容器への分注作業を削減するとともに、消耗品である精製品収納容器を削減することである。
【００１７】また異なる試料容器を用いるＰＣＲ増幅用装置を所有する操作者に対して、１台の核酸抽出用装置から各々のＰＣＲ増幅用装置の専用容器に直接精製された核酸を分注する装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】精製品容器の形状および分取量を設定する手段として操作パネル上に設定画面を設け、設定された内容を制御用計算機に記憶しておき、精製品を精製品容器に分取する際に記憶されている精製品容器の形状および分取量によって分離ノズルの精製品吐出位置（高さ）や吐出量を制御する。
【００１９】また精製品容器の形状および分取量を設定する代替的手段としてこれらの情報をバーコードとしてコード化し、精製品容器の一部に貼付けし、バーコードリーダを用いることによって読み取る。
【００２０】
【発明の実施の形態】核酸含有試料としては、全血，血清，喀痰，尿等の生体試料や培養細胞，培養細菌等の生物学的な試料、あるいは、電気泳動後のゲルに保持された状態の核酸，ＤＮＡ増幅酵素等の反応産物や素抽出状態の核酸を含む物質等を対象とすることができる。
【００２１】なお、ここでの核酸とは、２本鎖，１本鎖、あるいは部分的に２本鎖もしくは１本鎖構造を有するデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）及びリボ核酸（ＲＮＡ）を含む。
【００２２】シリカ含有の固相への核酸の結合を促進する物質としては、核酸の吸収ピークがある２６０ｎｍの波長付近の吸収が少ない物質が好ましい。なぜなら、核酸の純度や量の検定には、分光光度計により２６０ｎｍの吸収を測定することが多いからである。
【００２３】また、チオシアン酸を含む物質は、酸と反応すると致死性のガスを発生するため取り扱い上好ましくない。
【００２４】本発明の望ましい実施例では、これらの点を考慮し、カオトロピック剤として塩酸グアニジン（ＧｕＨＣｌ）を用いる。塩酸グアニジンの使用時の最終濃度は、４〜６mol ／ｌであることが望ましい。
【００２５】核酸捕捉用チップに内蔵されるシリカ含有固相としては、ガラス粒子，シリカ粒子，石英濾紙，石英ウール、あるいは、それら破砕物，ケイソウ土など、酸化ケイ素を含有する物質であれば使用することができるが、チップ外へ固相が出ないようにするために、チップ先端部の内径を小さくし、且つ、固相をチップ先端部内径よりも大きな外径を持たせる、或いは、チップ内の先端部付近に、固相の外径より孔径の小さい保持材を設置するなどにより、チップ内に試料を吸入したときに試料が固相に大きな接触面積で接触されるように、固相がチップ内に保持される。
【００２６】核酸を固相から溶離する工程は、洗浄工程後の固相に対して低塩濃度の水溶液、或いは、水を混合することにより達成される。この操作により核酸は固相から水相へと移行するため、その水相を精製品用容器に回収することで抽出済みの核酸水溶液が得られる。
【００２７】以下、本発明に基づく一実施例である核酸抽出用装置の構成を、図１〜図１３を参照して説明する。
【００２８】図１は核酸抽出用装置の概略外観図、図２および図３は一実施例の装置の平面図、図３はその外観図、図４は電気系および計算機制御系のブロックダイヤグラム、図５は試薬パックの例、図６は分注器の系統図、図７は検体ラック、図８および図９は精製品ラックおよびチューブ、図１０は分離チップラック、図１１は分離チップの例、図１２および図１３は分離ノズルに分離チップを装着，取り外しする動作の説明図である。
【００２９】図１は核酸抽出用装置の概略外観図である。
【００３０】装置１は卓上形の核酸抽出用装置であり、試薬や純水，分離チップなどの消耗品，精製品収納チューブ，検体チューブを装置内に設定してから一括で処理するが、これは一般的に核酸抽出や次工程のＰＣＲ増幅に要する時間が長く、まだ核酸を利用した検査件数がそれほど多くないため纏まった数の検体が集まってから核酸抽出処理が行われることを想定しているためである。
【００３１】本体１にはハンディタイプのバーコードリーダ１４が接続されていて、検体ラック，試薬パック，精製品ラックに表示されている情報を読み取ることによって操作者による入力操作を容易にしているが、それぞれの情報を読み取るための専用の固定式バーコードリーダを設置しても良い。
【００３２】また検体ラック，試薬パック，精製品ラックに表示されている情報が文字やラックや試薬パックの一部の形状や色などでエンコードされている場合にはバーコードリーダの代わりに、形状認識や文字読み取り手段を設けても良い。
【００３３】装置本体１の正面の右上部に設置されている操作パネル２は液晶タッチパネルからなり、装置状態や抽出処理の進行状況を表示したり、画面上の表示されているボタンなどを指で押して操作することによって抽出処理のためのパラメータを設定することができる。操作パネルは操作者が立った姿勢からでも扱いやすいように、斜め上方に向けて使用することもできる。
【００３４】装置１の正面上部には純水タンク４と試薬パック５−１および５−２が収納されていて、核酸の抽出処理を行う際にリニアスライダーに設置された分注ノズル６を通して検体ラック１０上の検体に分注される。
【００３５】図２は抽出部の上面図である。
【００３６】分注ノズル６が設置された分注ノズルホルダ６Ａと分離ノズル７が設置された分離ノズルホルダ７Ａはリニアスライダーバー３に接続されていて、リニアスライダーバー３が水平方向に駆動されると分注ノズルホルダおよび分離ノズルホルダも平行移動する。
【００３７】分注ノズルホルダ６Ａはリニアスライダーバー３上を縦方向に移動する駆動機構を持ち、各分注ノズル６は上下方向の駆動機構を持っている。これによって検体ラック上の任意の位置に移動して試薬を分注することができる。
【００３８】また分離ノズルホルダ７Ａはリニアスライダーバー３に固定されているが、分離ノズル７の位置を検体ラック，精製品ラックおよび分離チップラックの穴に合わせてあるため、リニアスライダーバー３と上下方向の駆動機構によって検体の吸引吐出，分離チップの装着および精製品の分注を行うことができる。以下、装置１の正面に向かって水平方向をＸ軸，縦方向（奥行き方向）をＹ軸，上下方向をＺ軸とする。
【００３９】図３は核酸抽出部の分注機構部を除いた時の上面図である。
【００４０】核酸を抽出する血清などの検体は検体ラック１０に予め決められた量だけ分注されていて、検体ラックのその位置において分注ノズル６から分注される試薬と分離チップラック１１に設置された分離チップ２５によって核酸の抽出処理が行われ、最終的に精製された核酸は精製品ラック１２に設置されている精製品チューブに分注される。
【００４１】また核酸抽出の工程において検体の細胞膜などの不要物や用済みの試薬が混合した不要液は廃液口８より廃棄され、１回の抽出処理に使用された分離チップはチップ廃棄口９より廃棄される。検体ラック１０，分離チップラック１１，精製品ラック１２は消耗品トレー１３の内部に設置され、抽出時に用いられる消耗品の設置および用済み品の回収は消耗品トレー１３を引き出すことによって行う。これによって操作者は装置の機構部が動作する空間に手を入れる必要がなくなるため、ノズル先端に誤って接触するなどの危険性を低減し、また操作者の腕から出される塵埃などによって消耗品トレー１３内部が汚染されることを防いでいる。
【００４２】消耗品トレー上の配置は、左端から精製品ラック１２，２つの分離チップラック１１，検体ラック１０，廃液口８，チップ廃棄口９の順序で配列されている。検体ラック１０および精製品ラック１２が６行８列の検体および精製品を保持し、分離チップは、２つの６行４列の分離チップラック１１上に設置されていて、ほぼ同じ行間隔が有るのは６連ノズルによる同時分離処理を行うためである。
【００４３】精製品容器をチップ廃棄口および廃液口から最も遠い位置に配置するのは、廃液およびチップ廃棄の際に廃液中に存在している拡散が霧状に飛散することによる精製品のコンタミを防止するためである。また同様の理由によって分離チップをチップ廃棄口や廃液口から遠い位置に配置している。
【００４４】検体容器が廃液口の隣に配置されているのは、核酸抽出の化学反応を伴う工程が検体容器上で行われるため、廃棄口との距離を近づけることによって分注機構および分離機構を装備したリニアスライダーの移動距離を短縮することによって核酸抽出に要する時間を短縮するためである。また検体容器と廃液口を隣接させることによって分注ノズルあるいは分離ノズルからの液ダレによる汚染の危険性を小さくする効果がある。
【００４５】図４は制御系の構成を表すブロック図である。
【００４６】制御用計算機３０は装置本体１の内部に組み込まれており、本装置を制御するための制御プログラム３８を実行して、制御用計算機３０に接続されているバーコードリーダー１４，操作パネル２および機構制御部３１を通して操作者からの入力やセンサ３６やＩ／Ｏからの信号を取得し、シリンジ３３，分注ノズルホルダ６Ａ，リニアスライダー３などを駆動したり、操作パネルの表示を更新したりする。
【００４７】図５は界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２），洗浄剤（Ｒ３），溶離液（Ｒ４）からなる試薬パックである。
【００４８】試薬パックの側面あるいは任意の位置にバーコード１５が貼付けされており、そこに各試薬の成分情報，吸引量，攪拌回数，使用順序からなる制御情報が表示されている。制御情報には使用する検体量や精製品ラックに分注する際の分注量を表示しても良い。
【００４９】図６は２つの試薬パックを切り替えるための分注機構の系統図を示している。分注ノズル６はＲ１からＲ４に対応した４本があるが、すべて同じ機構によって制御されるため、以下Ｒ１の分注ノズル６−１に着目して説明する。
【００５０】シリンジ３３−１は試薬パック５−１，５−２または純水タンク４から試薬または純水を吸上げて分注する。試薬と純水の切り替えは電磁弁３７−２によって切り替え、試薬パックの切り替えは電磁弁３７−３によって行う。純水と試薬の切り替え、あるいは試薬パックの切り替えを行う際はＲ１からＲ４の電磁弁の切り替えを同時に行う必要がある。
【００５１】図７は検体ラック１０である。
【００５２】検体は検体チューブ（図示せず）に充填されて検体ラック１０の穴に挿入された状態で消耗品トレー１３に架設される。検体ラック１０には６行８列の４８検体を設置することができ、分離チップを用いた核酸と担体との結合，廃棄物の洗浄，担体からの核酸溶離は１列に含まれる６検体を多連分離ノズル７を用いて同時処理する。
【００５３】図８は精製品ラックの１例であり、現在標準的に使用されているＰＣＲ装置用の試料ラックである。
【００５４】ラックの高さ，上面の形状、試料穴の大きさおよび間隔は一定であるが、充填する精製品の量によって穴の深さが異なるラックが数種類使われていて、試料穴の直径は７mm、間隔は９.０mm の精製品ラックが用いられることが多い。精製品ラックはその穴に精製品を分注するチューブを架設したり、１枚のプレート上に試料を保持するための凹みを持つマイクロプレートであってもよい。
【００５５】図９は精製品チューブであり、図８で示した精製品ラックの代替品であり、次のＰＣＲ工程ではこの精製品チューブは２組１２本を用いて６本組のそれぞれ互いの両端を接続して円形に丸めて装置が使われることが多い。この場合、チューブ間隔は９.４mm 間隔でチューブ間を軟性のジョイントで結合しており、本実施例で用いる時には精製品ラック上の９.４mm 間隔の穴に精製品チューブを挿し込んで使用する。
【００５６】図８に示すＰＣＲ用精製品容器と図９に示すAMPLICOR用精製品チューブは間隔が０.４mm の差があり、１列を考えると２.０mm（０.４×５）の差となるため、分離ノズル７の間隔をどちらか一方に合わせてしまうと、もう一方では合わなくなってしまう。そのため分離ノズル７の間隔をそれらの中間の９.２mm とし、その中心を３番目と４番目の検体位置に合わせることにより、ＰＣＲ用精製品容器とＡＭＰＬＩＣＯＲ用精製品チューブの両方に対応することができる。
【００５７】図１０は分離チップラック１１、図１１には分離チップ２５を示す。
【００５８】１つのチップラック１１は６行４列の分離チップを保持することができ、２個までの分離チップラック２５を架設して抽出処理を実行することができる。分離チップ２５の上部は外周が大きくなっていて、そこが分離チップラック１１の穴に掛かって保持される。その内部は円筒形になっていて、分離ノズル７の方から核酸を含む試料に汚物が混入するのを防ぐためにフィルタ２６を詰めている。
【００５９】フィルタ２６の下方には実際に核酸を捕捉するための担体２７が詰められていて、結合促進剤が存在する場合に核酸をその表面に吸着し、溶離液のもとでは捕捉された核酸はその表面から溶離する。担体２７の材料としては、シリカを原料とした粒子を固めて用いても良い。
【００６０】分離チップ２５を分離ノズル７に装着する動作を図１５によって説明する。
【００６１】リニアスライダーバー３を水平移動して分離ノズル７を分離チップラック１１のチップ装着位置まで移動し、そこから分離ノズル７を下降してその先端を分離チップ２５の内部に押し付ける。分離ノズル７の外径と分離チップ２５の上部内径は等しく設定されいるため分離チップ２５は分離ノズル７の先端に固定されることに成る。
【００６２】用済みとなった分離チップ２５を廃棄する動作を図１６によって説明する。
【００６３】まず分離ノズル７をチップ廃棄口９まで移動し、分離チップ２５がその内部に完全に収まるまで下降させる。廃棄口９は図２に示すようにその右側に分離チップ２５の外周よりも小さく、分離ノズル７の外周よりも小さい半円形の切れ込み部があるため、分離チップ２５の上端部がその切れ込みに掛かるように分離ノズル７を移動してから上昇させる。これによって使用済みとなった分離チップ２５は廃棄トレー（図示せず）に収納される。
【００６４】続いて図１４および図１５を用いて本実施例で示した装置の操作フローを説明する。
【００６５】装置電源（図示せず）を投入すると（Ｓ−１）、制御用計算機３０は制御用プログラム３８をローディングしてそれを起動する。制御用プログラム３８は初期処理（Ｓ−２）を実行して、バーコードリーダ１４，操作パネル２，機構制御部３１を利用可能な状態に遷移させる。
【００６６】以下、操作パネル２の核酸抽出画面から操作者が入力した命令を受け付けて（Ｓ−４）、それに応じた処理を繰り返し実行する（Ｓ−３）。
【００６７】制御要求には核酸抽出要求や各種のメンテナンス要求および終了要求などがあり、それに応じて分岐をする（Ｓ−５）。
【００６８】核酸抽出要求が入力されると、ステップＳ−６に分岐して操作者はまず消耗品トレー１３を引き出して検体ラック１０，分離チップラック１１，精製品ラック１２を架設する。続いて操作者からの核酸抽出の開始命令が入力されると、後述の核酸抽出処理が実行され(Ｓ−７）、完了したら精製品を回収する(Ｓ−８）。使用済みの廃液や分離チップ２５は廃棄物として装置本体１内の廃棄物トレー（図示せず）の中に保持されているため、それらの回収を行う（Ｓ−９）。核酸抽出処理が終了するとステップＳ−５に戻って次の制御命令を受け付ける。
【００６９】ステップＳ−５にてメンテナンス要求が入力された場合、メニュー画面（図示せず）が表示されて、その中の項目が選択されると（Ｓ−１０）それに応じた処理（Ｓ−１１）が実行される。メニュー項目には精製品容器の形状や精製品の分注量設定が含まれているが、それについては後述する。
【００７０】ステップＳ−５にて終了要求が入力された場合、すなわち核酸抽出画面１１８の「SHUTDOWN」ボタン１１５が押された場合には終了処理を実行し、装置の電源を遮断できる状態にして制御プログラム３８は終了する。
【００７１】核酸抽出処理を図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００７２】ステップＳ−３０では分離ノズルホルダ６Ａには６本の分離ノズル６が設置されていて、検体ラック１０上の列に対応する６検体の抽出が同時に実行される。このためフローは列について同様の処理を繰り返して実行するが、処理中の列の番号をＮとする。
【００７３】次にステップＳ−３１で検体ラック１０上の列Ｎの各検体に対して、試料中に含まれる核酸とその他の組織を分離するための界面活性剤(Ｒ１)、および分離された核酸と分離チップ２５の中の担体２７との結合を促進する結合促進剤(Ｒ２)を分注する。この時、界面活性剤（Ｒ１）と結合促進剤（Ｒ２）の分注ノズルを各検体の上方に移動するため、リニアスライダーバー３によって水平方向に駆動し、分注ノズルホルダ６Ａに設置されているステッピングモータによって奥行き方向の位置を調整する。
【００７４】分注ノズル６を検体の真上に移動させたら、分注ノズル６の先端を検体に近づけてから界面活性剤（Ｒ１）あるいは結合促進剤（Ｒ２）を分注するが、これは検体汚染の原因となる飛沫の発生を抑制するためである。
【００７５】ステップＳ−３２では先述したように分離チップ２５を分離ノズル７に装着する。
【００７６】ステップＳ−３３ではステップＳ−３２で装着した分離チップ２５を列Ｎの検体の上まで移動して、下降しその先端を検体中に浸して吸引して検体の液量を確認する。すなわち検体量が不足している場合には核酸抽出が適切に行われない可能性があるため、エラーとしてログ情報を残す。
【００７７】ステップＳ−３４では検体を分離チップ２５の内部に吸引したり、検体ラック１０に吐出して戻すことによって検体と界面活性剤(Ｒ１），結合促進剤(Ｒ２）の混合液の攪拌を行う。混合液内の検体は核酸とそれ以外の組織に分解されているため、分離チップ２５中の担体２７を通過する際に結合促進剤（Ｒ２）の働きによって核酸のみが担体２７を構成するシリカ粒子に吸着することになる。混合液の攪拌は６検体分を同時に行う。
【００７８】ステップＳ−３５では検体と界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２）の混合液のうち、核酸以外の組織物と試薬を廃棄する。混合液の全量を分離チップ２５中に吸い込んでから、分離ノズル７を上昇させ、廃液口８の上方に移動するまでスライダーバー３を駆動する。廃液の飛沫を抑制するため分離ノズルを廃液口内部まで下降してから分離チップ２５内の混合液を全量吐出する。
【００７９】ステップＳ−３６では界面活性剤（Ｒ１）や結合促進剤（Ｒ２）と同様の方法によって洗浄液（Ｒ３）を列Ｎの検体に分注する。ステップＳ−３５で検体は界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２）とともに廃棄されているので検体ラックの列Ｎには洗浄液（Ｒ３）のみが存在している。
【００８０】ステップＳ−３７ではステップＳ−３４と同様の操作を行う。これはステップＳ−３５によって核酸が分離チップ２５内の担体２７に捕捉された状態になっているが、それ以外の共存物も担体に若干残存しているため、洗浄液（Ｒ３）によってこれらの残存している共存物を洗浄するために行うものである。
【００８１】ステップＳ−３８ではステップＳ−３５と同様の操作を行う。これによって分離チップ２５内の担体２７には核酸のみが捕捉された状態となる。
【００８２】ステップＳ−３９ではステップＳ−３６と同様の操作によって溶離液（Ｒ４）を検体ラック１０の列Ｎの検体に分注する。
【００８３】ステップＳ−４０ではステップＳ−３７と同様の操作を行う。これによって分離チップ２５内の担体２７に捕捉されていた核酸は遊離され、担体２７を構成するシリカ粒子の間隙を溶離液との混合液として流動可能となる。
【００８４】ステップＳ−４１ではあらかじめ設定されていた量の混合液を分離チップ２５内に分取してから、分離ノズル７を精製品ラック１２の列Ｎ上方に移動し、飛沫を押えるために精製品ラック１２の近傍まで下降させてから吐出する。
【００８５】ステップＳ−４２では前述の手順によって用済みとなった分離チップ２５を廃棄する。
【００８６】次に精製品容器形状の設定および精製品の分注量の設定について述べる。精製品容器形状の設定および精製品の分注量の設定は本実施例の中ではメンテナンス処理として位置付けられている。
【００８７】図１４の操作フローのステップＳ−５においてメンテナンス処理の要求を受けるとメンテナンスメニュー画面（図示せず）を表示して（Ｓ−１０）、各種のメンテナンス処理（Ｓ−１１）を実行する。メンテナンスメニュー画面の選択項目の中には核酸抽出のパラメータ設定を選択するボタンが設けられており、それを押下すると図１６に示す抽出パラメータ表示画面が開かれる。
【００８８】抽出パラメータには界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２），洗浄液(Ｒ３)，溶離液(Ｒ４）などの試薬や空気，検体の吸引量(ＶＯＬ１〜ＶＯＬ４，ＶＯＬ＿ＡＩＲ，VOLSMPL)や検体との攪拌回数(ＳＴＩＲ１〜ＳＴＩＲ４，Ｓ＿ＡＩＲ)があるが、これらは検体や試薬の種類によって最適値が異なるため、これらのパラメータの値の組を抽出パターンとして登録し、識別番号を指定することによって抽出パラメータを切り替えることが可能になる。
【００８９】抽出パラメータ表示画面６０に表示されている抽出パターンの識別番号はテキストボックス６０に表示されており、表示中の抽出パターンが実際の核酸抽出処理にも参照される。
【００９０】表示中の抽出パターンは数値変更ボタン６１によって変更することができ、逆三角ボタン（▽）を押すと識別番号が１だけ減少し、三角ボタン（△）を押すと増加する。表示されているパラメータを変更する時には「CHANGE PARAMETER」ボタンを押すことによって図１７１７に示す変更項目選択画面６５に切り替える。
【００９１】変更項目選択画面６５には値を変更するための項目を選択するために、試薬の吸引量（使用量）を選択する「Ｒ１〜Ｒ４，ＡＩＲ」ボタン６６−１，試薬の攪拌回数を選択する「Ｒ１〜Ｒ４，ＡＩＲ」ボタン６６−２，検体の分注量を選択するための「SAMPLE」ボタン６７，精製品の分注量を選択するための「ISOLATOR」ボタン６８および精製品容器を選択するための「CUP DEPTH」ボタン６９が配置されている。
【００９２】吸引量，分注量，攪拌回数を設定する場合には図１９に示すパラメータ設定画面７０が表示され、数値変更ボタン７２によって数値を変更し、その値が数値テキストボックス７１に表示される。変更された値をパラメータとして取り込む場合にはＯＫボタン７３，取り消す場合にはCANCELボタン７４が押される。また精製品の容器形状を指定する場合には図２０に示す精製品容器設定画面５０が表示される。
【００９３】本実施例では１２本の試料チューブを９.４mm 間隔で円形状に配置するCOBASAMPLICOR装置用の容器選択ボタン５１と標準的に用いられている９.０mm 間隔で精製品を保持するＰＣＲ装置用の容器選択ボタン５２−１〜５２−５が選択可能である。
【００９４】ＰＣＲ容器は図２０に示すように深さの異なる容器が広く使われているが、精製品の分注時に飛沫の発生を抑えるために容器の底部に近づけて分注することが望ましい。
【００９５】精製品容器の形状や分注量を指定するための代替案として、精製品容器に精製品収納部の深さや液量をコード化したバーコードを貼付けし、バーコードリーダ１４によってそれらの情報を取り込む方法もある。
【００９６】
【発明の効果】本発明によれば核酸抽出を行った精製品を、次工程で用いるＰＣＲ装置などの試料容器に分注する必要がなくなる。これにより次工程におけるＰＣＲ増幅などの結果が安定し、核酸に対する検査の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】核酸抽出用装置の概略外観図である。
【図２】本発明の一実施例である核酸抽出用装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施例である核酸抽出用装置の平面図である。
【図４】電気系の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図５】試薬パックを示す図である。
【図６】分注器の系統図である。
【図７】検体容器を示す図である。
【図８】精製品容器（標準ＰＣＲ）を示す図である。
【図９】精製品容器（Amplicor対応）を示す図である。
【図１０】分離チップラックを示す図である。
【図１１】分離チップを示す図である。
【図１２】分離チップの取り付け動作を説明する図である。
【図１３】分離チップの取り外し動作を説明する図である。
【図１４】操作フローを示す図である。
【図１５】抽出処理のフローチャートである。
【図１６】抽出パラメータ表示画面を示す図である。
【図１７】変更する抽出パラメータ選択画面を示す図である。
【図１８】抽出パラメータ変更画面を示す図である。
【図１９】精製品容器形状設定画面を示す図である。
【符号の説明】
１…核酸抽出装置本体、２…操作パネル、３…リニアスライダーバー、４…純水タンク、５（５−１，５−２）…試薬パック、５−１…試薬ボトル、５−２…ジョイント、６…分注ノズル、６Ａ，３４…分注ノズルホルダ、７…分離ノズル、７Ａ…分離ノズルホルダ、８…廃液口、９…チップ廃棄口、１０…検体ラック、１１…分離チップラック、１２…精製品ラック、１３…消耗品トレー、１４…バーコードリーダ、１５…試薬バーコード、２５…分離チップ、２６…フィルタ、２７…担体、３０…制御用計算機、３１…機構制御部、３２…ステッピングモータ、３３…シリンジ、３６（３６−１〜３６−４）…電磁弁、３７…センサ、３８…分岐ジョイント、５０…精製品容器設定画面、５１…COBAS AMPLICOR用の選択ボタン、５２−１〜５２−５…標準ＰＣＲ容器の選択ボタン、６０…抽出パラメータ表示画面、６１…抽出パラメータ番号テキストボックス、６２…抽出パターン変更ボタン、６３…パラメータ変更画面を呼び出すボタン、６５…変更するパラメータの選択画面、６６−１，６６−２…試薬の吸引量，攪拌回数変更の選択ボタン、６７…検体吸引量の選択ボタン、６８…精製品吐出量の選択ボタン、６９…精製品容器深さの選択ボタン、７０…パラメータ設定画面、７１…設定値テキストボックス、７２…数値変更ボタン、７３…設定値確定ボタン、７４…設定値取り消しボタン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】分注ノズルと分注ノズルホルダと該分注ノズルホルダを水平方向に移動させる機構と上下に移動させる機構とを持ち、第１の検体容器に充填されている検体を第２の検体容器に分注する装置において、第２の検体容器の形状に関する情報を取得する手段を有し、第２の検体容器の形状により分注時の分注ノズルの種類を切り替えることを特徴とした分注用装置。
【請求項２】請求項１の分注用装置において、ディスプレイ装置と情報入力手段を有し、該ディスプレイ装置上に第２の検体容器の形状に関する情報を表示し、情報入力手段によって選択することによって第２の検体容器の形状に関する情報を取得することを特徴とした分注用装置。
【請求項３】請求項１の分注用装置において、第２の検体容器に付与された形状情報を取得する手段を有することを特徴とした分注用装置。
【請求項４】請求項３の分注用装置において、第２の検体容器に付与された検体の分注量を取得する手段を有し、該分注量だけを第２の検体容器に分注することを特徴とした分注用装置。
【請求項５】請求項１の分注用装置において、配列状に検体を保持する容器を第２の検体容器とし、第２の検体容器として検体の配列間隔の異なる容器を架設可能である時に、第２の検体容器の検体の配列間隔の最大値以下かつ最小値以上の分注ノズルを有することを特徴とした分注用装置。
【請求項１】分注ノズルと分注ノズルホルダと該分注ノズルホルダを水平方向に移動させる機構と上下に移動させる機構とを持ち、第１の検体容器に充填されている検体を第２の検体容器に分注する装置において、第２の検体容器の形状に関する情報を取得する手段を有し、第２の検体容器の形状により分注時の分注ノズルの種類を切り替えることを特徴とした分注用装置。
【請求項２】請求項１の分注用装置において、ディスプレイ装置と情報入力手段を有し、該ディスプレイ装置上に第２の検体容器の形状に関する情報を表示し、情報入力手段によって選択することによって第２の検体容器の形状に関する情報を取得することを特徴とした分注用装置。
【請求項３】請求項１の分注用装置において、第２の検体容器に付与された形状情報を取得する手段を有することを特徴とした分注用装置。
【請求項４】請求項３の分注用装置において、第２の検体容器に付与された検体の分注量を取得する手段を有し、該分注量だけを第２の検体容器に分注することを特徴とした分注用装置。
【請求項５】請求項１の分注用装置において、配列状に検体を保持する容器を第２の検体容器とし、第２の検体容器として検体の配列間隔の異なる容器を架設可能である時に、第２の検体容器の検体の配列間隔の最大値以下かつ最小値以上の分注ノズルを有することを特徴とした分注用装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１１】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図１７】
【図１５】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１１】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図１７】
【図１５】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０００−２６６７６４（Ｐ２０００−２６６７６４Ａ）
【公開日】平成１２年９月２９日（２０００．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−７３１４０
【出願日】平成１１年３月１８日（１９９９．３．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年９月２９日（２０００．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年３月１８日（１９９９．３．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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