化学分析装置及び化学分析カートリッジ
【課題】
構造が簡単なカートリッジとそれを用いた化学分析装置を提供する。
【解決手段】
化学分析装置は、モータ、モータにより回転可能な保持ディスク、保持ディスク上に配置された複数の検査カートリッジ、検査カートリッジに穿孔するための穿孔機、加温装置及び検出装置を有する。検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板を含む、基板には、容器及び流路を覆うカバーが装着される。保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、回転軸線に対して内周側の容器から流路を経由して回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させる。
構造が簡単なカートリッジとそれを用いた化学分析装置を提供する。
【解決手段】
化学分析装置は、モータ、モータにより回転可能な保持ディスク、保持ディスク上に配置された複数の検査カートリッジ、検査カートリッジに穿孔するための穿孔機、加温装置及び検出装置を有する。検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板を含む、基板には、容器及び流路を覆うカバーが装着される。保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、回転軸線に対して内周側の容器から流路を経由して回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力を利用して溶液の移動、混合等を行う化学分析装置に関し、特に、取り外し可能なカートリッジを使用する化学分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡを含む液体試料からＤＮＡを抽出する方法としては、特表２００３−５０２６５６号公報に、小型化されたインビトロ増幅アッセイを行うための装置および方法が記載されている。この装置では、ＤＮＡ混合液を無機基体としてのガラスフィルタに通過させた後、洗浄液及び溶離液を通過させてＤＮＡのみを回収している。ガラスフィルタは回転可能な構造体に設けてあり、洗浄液や溶離液等の試薬は同じ構造体内の各試薬リザーバに保持してある。各試薬は構造体が回転することにより発生する遠心力で流動し、各試薬リザーバとガラスフィルタを結ぶ微細流路に設けたバルブを開くことにより試薬がガラスフィルタを通過する。
【０００３】
複数の化学物質を含む試料から核酸等の特定の化学物質を抽出し分析する化学分析装置としては、特表２００１−５２７２２０号公報に、一体型流体操作カートリッジが記載されている。この装置では、一体型カートリッジ内部に溶解液や洗浄液や溶離液等の試薬、及び核酸を捕獲する捕獲構成部品を備え、核酸を含む試料をカートリッジ内部に注入した後、前記試料と溶離液を混合させて前記捕獲構成部品に通過させ、さらに捕獲構成部品に洗浄液を通過させ、さらに捕獲構成部品に溶離液を通過させ、捕獲構成部品を通過した後の溶離液をＰＣＲ試薬に接触させ反応チャンバへと流している。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０２６５６号公報
【特許文献２】特表２００１−５２７２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特表２００３−５０２６５６号公報記載の装置では、バルブには加熱することで溶けるワックス等を使用しているので、通過した試薬がバルブ部に残り回収したＤＮＡを汚染する可能性がある。すなわちＤＮＡ混合液や洗浄液がバルブ部に残り、遠心力で溶離液をガラスフィルタに通過させている工程で、バルブ部に残ったＤＮＡ混合液や洗浄液が流れ込む可能性がある。
【０００６】
また前記特表２００１−５２７２２０号公報記載の一体型流体操作カートリッジでは、各試薬をポンプで送液する際、各試薬チャンバと捕獲構成部品を結ぶ微細流路に設けたバルブ等を開くことで試薬が捕獲構成部品を通過する。さらに捕獲構成部品を通過した試薬のうち洗浄液は廃液チャンバへ、溶離液は反応チャンバへと流れるように捕獲構成部品と各チャンバとの間の流路に設けたバルブ等で切り替えている。ポンプで複数の試薬を送液する場合流路壁に試薬が残り、特にバルブ等の障害物があると液が残りやすく、一旦液が残ると流動することがないため、別の試薬との合流部で汚染する可能性がある。また、捕獲構成部品を通過した洗浄液と溶離液とをバルブ等で切り替えて別々のチャンバに流動させる場合、先に廃液チャンバへと流動した洗浄液が反応チャンバへ切り替えるバルブ等の上流流路を汚染するため、溶離液に洗浄液が混入する恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題の少なくとも一つを解決することができ、液体試料中の特定の化学物質を高精度に抽出し検出する簡易な化学分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
化学分析装置は、モータ、モータにより回転可能な保持ディスク、保持ディスク上に配置された複数の検査カートリッジ、検査カートリッジに穿孔するための穿孔機、加温装置及び検出装置を有する。検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板を含む。基板には、容器及び流路を覆うカバーが装着される。保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、回転軸線に対して内周側の容器から流路を経由して回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させる。
【０００９】
内周側の容器から外周側の容器へ溶液を移動させる流路は、内周側の容器の外周側端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、外周側の容器の内周側端にて終わる。検査カートリッジには、空気流路及び通気孔が設けられ、該通気孔を覆うカバーを穿孔することによって容器は通気孔及び空気流路を介して大気圧に接続される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、バルブ成分や複数の試薬を備えた場合の試薬間コンタミネーションを抑制できる高性能の分析装置及び分析用構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明による化学分析装置の例を示す図である。化学分析装置１は、モータ１１、モータ１１により回転可能な保持ディスク１２、保持ディスク１２上に配置された複数の検査カートリッジ２、検査カートリッジ２に穿孔するための穿孔機１３、加温装置１４及び検出装置１５を有する。操作者は検査項目ごとに検査カートリッジ２を用意し、保持ディスク１２に装着し、化学分析装置１を起動させる。
【００１２】
本例の化学分析装置では、加温装置１４と検出装置１５はそれぞれ別の場所に設けられているが例えば両者を一体化し、加温と検出を同一の位置で行ってもよい。また、加温装置、及び、検出装置は、保持ディスク１２の上面に位置されているが、どちらか一方又は両方を保持ディスク１２の下面に配置してもよい。
【００１３】
図２は検査カートリッジ２の斜視図である。検査カートリッジ２は略６角形の薄い基板２１からなる。６角形の短辺が保持ディスクの回転中心の内周側に配置され、６角形の長辺が外周側に配置される。従って、以下に、６角形の短辺側を内周側、６角形の長辺側を外周側と称する。
【００１４】
検査カートリッジ２には、溶解液容器２２０、追加液容器２３０、洗浄液容器２４０、２５０、２７０、溶離液容器２６０、及び、検出試薬容器２８０、２９０が形成されている。これらの試薬容器には予め所定量の試薬が分注されている。
【００１５】
検査カートリッジ２には、更に、試料容器２１０、血球貯蔵容器２１１、血清定量容器２１２、全血廃棄容器２１５、核酸捕捉部３０１、混合容器３１０、反応容器３２０、溶離液回収容器３９０、廃液貯蔵容器５０２が設けられている。核酸捕捉部３０１は、石英やガラスの多孔質材や繊維フィルタ等を有する。これらの容器等は互いに流路によって接続されている。これらの容器、及び、流路は、検査カートリッジ２の上面に形成された凹部である。流路の深さは、容器の深さより小さい。
【００１６】
検査カートリッジ２の上面には、フィルム又は薄板等で構成されるカートリッジカバー２２がカートリッジ上面の全体を覆うように、接着又は接合されている。従って、容器、及び、流路は、密閉空間を形成している。
【００１７】
本例では、遠心力を利用して、流路によって互いに接続されている２つの容器間にて試薬又は溶液を移動させる。先ず、２つの容器を覆うカートリッジカバー２２を穿孔し、２つの容器を大気圧に開放する。次に、保持ディスク１２を回転させることにより、容器内の試薬又は溶液は、遠心力の作用によって、内周側の容器から外周側の容器に移動する。このような操作を順次繰り返すことにより、所定の処理を実行することができる。
【００１８】
以下全血を試料として用いた場合のウイルス核酸の抽出及び分析動作を説明する。図３に示すように、ステップａにて、操作者は、真空採血管等によって採血した全血を検査カートリッジ２に分注する。ステップｂにて、検査カートリッジ２を図１の保持ディスク１２に必要な数だけ装着する。ステップｃにて、化学分析装置１を稼動する。それによって、全血からウイルスの遺伝子が抽出され、最終的に遺伝子が検出される。
【００１９】
図４は化学分析装置の動作の概略を示す。図５は各動作の内容を示す。ステップＳ１にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、試料容器２１０、血清定量容器２１２、血球貯蔵容器２１１及び全血廃棄容器２１５を大気圧に接続する。ステップＳ２にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ１００にて、全血の血清が血球より分離する。ステップＳ１００の血清分離は、図５に示すように、２つの工程を含む。ステップＳ１０１の全血流動では、試料容器２１０の全血は血清定量容器２１２及び血球貯蔵容器２１１に移動する。ステップＳ１０２の血清分離では、血清と血球は、それぞれ血清定量容器２１２と血球貯蔵容器２１１に分離される。ステップＳ３にて、保持ディスク１２の回転を停止する。ステップＳ１５０にて、血清定量容器２１２内の血清の一部は、表面張力による毛細管力によって、血清毛細管内を移動する。
【００２０】
ステップＳ４にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、溶解液容器２２０及び反応容器３２０を大気圧に接続する。ステップＳ５にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ２００にて、血清と溶解液が反応容器３２０にて混合する。ステップＳ２００の混合は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ２０１の血清定量流動及び溶解液流動では、溶解液容器２２０の溶解液及び血清定量容器２１２の血清は反応容器３２０に移動する。ステップＳ２０２の血清及び溶解液混合では、血清と溶解液は混合する。ステップＳ２０３にて、血清と溶解液は反応する。ステップＳ６にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２１】
ステップＳ７にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、追加液容器２３０、溶離液回収容器３９０及び廃液貯蔵容器５０２を大気圧に接続する。ステップＳ８にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ３００にて、核酸捕捉がなされる。ステップＳ３００の核酸捕捉は、図５に示すように４つの工程を含む。ステップＳ３０１の追加液流動では、追加液容器２３０の追加液は反応容器３２０に移動する。ステップＳ３０２の混合液流動では、反応容器３２０の混合液は、追加液によって押し出され核酸捕捉部３０１に移動する。ステップＳ３０３の核酸捕捉部通過では、混合液は核酸捕捉部を通過する。ステップＳ３０４にて、核酸捕捉部を通過した混合液は溶離液回収容器３９０を経由して廃液貯蔵容器５０２に移動する。ステップＳ９にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２２】
次に、洗浄工程を説明する。洗浄工程は、第１、第２、及び第３洗浄工程を含む。これらの洗浄工程毎に、ステップＳ１０〜ステップＳ１２及びステップＳ４００の動作を繰り返す。先ず、第１洗浄工程を説明する。ステップＳ１０にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第１洗浄液容器２４０を大気圧に接続する。ステップＳ１１にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ４００にて、洗浄がなされる。ステップＳ４００の洗浄は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ４０１の洗浄液流動では、第１洗浄液容器２４０の洗浄液は核酸捕捉部３０１に移動する。ステップＳ４０２にて、第１洗浄液容器２４０の洗浄液は核酸捕捉部３０１を洗浄する。ステップＳ４０３にて、核酸捕捉部３０１を洗浄した洗浄液は、廃液貯蔵容器５０２に移動する。ステップＳ１２にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２３】
次に、第２洗浄工程を説明する。ステップＳ１０にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第２洗浄液容器２５０を大気圧に接続する。以下は、第１洗浄工程と同様である。第３洗浄工程を説明する。ステップＳ１０にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第３洗浄液容器２７０を大気圧に接続する。ステップＳ１１にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ４００にて、洗浄がなされる。ステップＳ４０１の洗浄液流動では、第３洗浄液容器２７０の洗浄液は溶離液回収容器３９０に移動する。ステップＳ４０２にて、第３洗浄液容器２７０の洗浄液は溶離液回収容器３９０を洗浄する。ステップＳ４０３にて、溶離液回収容器３９０を洗浄した洗浄液は、廃液貯蔵容器５０２に移動する。ステップＳ１２にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２４】
ステップＳ１３にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、溶離液容器２６０及び第１検出試薬容器２８０を大気圧に接続する。ステップＳ１４にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ５００にて、溶離溶解がなされる。ステップＳ５００の溶離溶解は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ５０１の溶離液流動では、溶離液容器２６０の溶離液は核酸捕捉部３０１に移動する。ステップＳ５０２にて、溶離液は核酸捕捉部３０１を通過し、核酸捕捉部３０１に捕捉された核酸を溶離する。ステップＳ５０３にて、核酸を溶離した溶離液は、第１検出試薬容器２８０に移動し、乾燥第１検査試薬を溶解する。ステップＳ１５にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２５】
ステップＳ１６にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第２検出試薬容器２９０を大気圧に接続する。ステップＳ１７にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ６００にて、溶解検出がなされる。ステップＳ６００の溶解検出は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ６０１の検出液流動では、第１検出試薬容器２８０の溶液は第２検出試薬容器２９０に移動する。ステップＳ６０２にて、第２検出試薬容器２９０内の第２検出試薬は溶解し、保持される。ステップＳ６０３にて、第２検出試薬容器２９０は加温される。第２検出試薬容器２９０内の核酸を検査装置によって検査する。以下に、化学分析装置の動作の詳細を説明する。
【００２６】
図６を参照して説明する。溶解液容器２２０には血清中のウイルスの膜蛋白を溶解して核酸を溶出させるための溶解液６２１が分注されている。溶解液６２１は、血清中のウイルスや細菌の膜であるタンパク質を溶解し、さらに核酸捕捉部３０１への核酸の吸着を促進させる。溶解液６２１は、例えば、ＤＮＡの溶出及び吸着には塩酸グアニジン、ＲＮＡの溶出及び吸着にはグアニジンチオシアネートであってよい。
【００２７】
追加液容器２３０には、溶解液を補充するための追加液６３１が分注されている。追加液６３１は、例えば、溶解液６２１そのものであってよい。第１洗浄液容器２４０には、核酸捕捉部３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄するための第１洗浄液６４１が分注されている。第１洗浄液６４１は、例えば溶解液６２１或いは溶解液６２１の塩濃度を低減した液であってよい。第２洗浄液容器２５０には、核酸捕捉部３０１に付着した塩等の不要成分を洗浄するための第２洗浄液６５１が分注されている。第２洗浄液６５１は、例えばエタノール或いはエタノール水溶液であってよい。溶離液容器２６０には核酸捕捉部３０１から核酸を溶離するための溶離液６６１が分注されている。溶離液６６１は、滅菌水又はｐＨを７から９に調整した水溶液であってよい。
【００２８】
第３洗浄液容器２７０には、溶離液回収容器３９０に付着した塩等の成分を洗浄するための第３洗浄液６７１が分注されている。第３洗浄液６７１は、例えば滅菌水又はｐＨを７から９に調整した水溶液であってよい。
【００２９】
第１検出試薬容器２８０および第２検出試薬容器２９０には、それぞれ乾燥状態の乾燥第１検出試薬６８１および乾燥第２検出試薬６９１が保存されている。乾燥第１検出試薬は、例えば、プライマー、プローブ、デオキシヌクレオシド三リン酸であり、乾燥第２検出試薬は酵素であってよい。２つの検出試薬に含まれる全ての試薬成分を一種類の乾燥試薬として第２検出試薬容器２９０に保持してもよい。その場合には第１検出試薬容器２８０は不要となる。
【００３０】
検出試薬を乾燥状態にして保存することで、長期間かつ常温あるいは冷蔵での保存が可能となる。しかし、乾燥状態での保存が不要な場合には、溶離液６６１に予め検出試薬を溶解しておけばよい。
【００３１】
試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０の内周端には、通気孔２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２、２８２、２９２が設けられている。全血廃棄容器２１５の内周端には、空気流路２１６を介して通気孔２１７が設けられている。反応容器３２０、溶離液回収容器３９０、廃液貯蔵容器５０２の内周端には、通気孔３２３、３９４、５０３が設けられている。これらの通気孔の上側にて、カバーを穿孔することにより、これらの容器は大気圧に接続される。
【００３２】
試料容器２１０には試料注入口２０１が設けられている。操作者は、検査カートリッジ２の試料注入口２０１の上側にてカートリッジカバー２２を穿孔し、真空採血管等で採血した全血６１０を試料注入口２０１より試料容器２１０に注入する。
【００３３】
先ず、ステップＳ１００の血清分離処理について説明する。穿孔機１３によって全血廃棄容器通気孔２１７の上側にてカバーを穿孔する。それによって、全血廃棄容器２１５は、全血廃棄容器通気孔２１７を介して大気圧に接続される。尚、試料容器２１０は試料注入口２０１を介して大気圧に接続されている。
【００３４】
モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。図７に示すように、試料容器２１０内の全血は、遠心力の作用により、外周方向に移動し、血球貯蔵容器２１１および血清定量容器２１２に流れる。
【００３５】
血清定量容器２１２と全血廃棄容器２１５の間には、血清定量容器２１２の内周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有するオーバーフロー流路が設けられている。オーバーフロー流路は、血清定量容器２１２から折り返し部までの断面積が小さいオーバーフロー細管流路２１３と折り返し部から全血廃棄容器２１５までの断面積が大きいオーバーフロー太管流路２１４を含む。即ち、折り返し部にて、オーバーフロー細管流路２１３とオーバーフロー太管流路２１４は接続されている。従って、血球貯蔵容器２１１および血清定量容器２１２が全血によって満たされると、全血は、オーバーフロー流路を介して、全血廃棄容器２１５に流れる。
【００３６】
保持ディスク１２を回転し続けると、血球６１２は外周側の血球貯蔵容器２１１へ移動し血清６１３は内周側の血清定量容器２１２に残る。即ち、全血６１０は血球と血清に分離する。所定の時間回転させ血清遠心分離動作が終了すると保持ディスク１２の回転を停止させる。
【００３７】
図８は、全血６１０が血球と血清に分離し、血球６１２は外周側の血球貯蔵容器２１１へ移動し、血清６１３は内周側の血清定量容器２１２に残った状態を示す。血清定量容器２１２と血球貯蔵容器２１１の間に堰が設けられており、血球貯蔵容器２１１内の血球６１２が血清定量容器２１２内に戻ることはできない。
【００３８】
ステップＳ１５０の血清毛細管流動を説明する。血清定量容器２１２と混合容器３１０の間には、血清定量容器２１２の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する血清毛細管２１８が設けられている。血清定量容器２１２内の血清６１３の一部は、表面張力による毛細管力によって、血清毛細管２１８内を移動し、混合容器３１０と血清毛細管２１８の境界である混合容器入り口３１１に達する。しかしながら、混合容器３１０では、断面積が拡大するので、毛細管力は減少し、血清がそれ以上移動することはない。同様に、血清定量容器２１２内の血清６１３の一部は、表面張力による毛細管力によって、オーバーフロー細管流路２１３内を移動するが、オーバーフロー太管流路２１４では、断面積が拡大するので、毛細管力は減少し、血清がそれ以上移動することはない。半径方向位置４０１は、血清定量容器２１２、及び、オーバーフロー細管流路２１３における液面レベルを示す。
【００３９】
本例では、血清定量容器２１２は所定量の血清を定量する機能を有する。例えば、血球貯蔵容器２１２の容積が２５０マイクロリットル、必要血清量が２００マイクロリットルであると仮定する。試料容器２１０に５００マイクロリットルの全血を分注すれば、全血廃棄容器２１５へ５０マイクロリットルの全血がオーバーフローし、残りの４５０マイクロリットルの全血が血清と血球に分離する。このうち２００マイクロリットルの血清が混合容器３１０へ流出する。本例では、４５０マイクロリットルの全血より、２００マイクロリットル以上の血清を得ることができる。血清の比率が小さい全血の場合には、血球貯蔵容器の容積を大きくし全血試料を多くすればよい。
【００４０】
試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０の外周側には、出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１が設けられている。出口流路には、試薬容器の外周端から始まり内周側に折り返した後に外周側に延びる折り返し部２２３、２３３、２４３、２５３、２６３、２７３が形成されている。
【００４１】
検査カートリッジ２の上面にはカートリッジカバー２２が装着されているから、通気孔の位置にてカートリッジカバー２２に穿孔しない限り、試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、及び、出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１は、密閉され、そこに空気が流入することはない。しかしながら、これらの試薬容器、及び、出口流路には、カートリッジカバーを装着したときに封入された微量の空気が存在する。遠心力が作用すると、各試薬は試薬容器の外周側に移動し、出口流路内に押し込まれるが、試薬容器内に初期に封入された微量の空気が膨張し、試薬容器内に負圧が生成される。この負圧が遠心力と釣り合って試薬は試薬容器より流出することができない。
【００４２】
回転数が増加し遠心力が大きくなると、試薬容器内の圧力は更に低下し、試薬の飽和蒸気圧以下になると気泡が発生する。それによって、負圧が減少し、遠心力との釣り合いが破れる。しかしながら、本例では、各試薬容器の出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１に、内周側に戻る折り返し部２２３、２３３、２４３、２５３、２６３、２７３が設けられているから、遠心力が大きくなっても、試薬容器内の負圧の減少を抑制し、試薬が出口流路から流出することが防止される。
【００４３】
以下、穿孔機１３によって、各試薬容器の通気孔の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、各試薬容器を大気圧に接続する。モータ１１によって保持ディスクを回転させることにより、遠心力によって、各試薬を遠心力で流動させる。
【００４４】
次にステップＳ２００の混合処理を説明する。穿孔機１３によって、溶解液容器２２０の通気孔２２２の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔する。反応容器３２０の通気孔３２３の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔する。それによって、溶解液容器２２０及び反応容器３２０は大気圧に接続される。
【００４５】
モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。溶解液容器２２０内の溶解液６２１は、遠心力の作用で外周側に流動し、折り返し部を有する溶解液容器出口流路２２１、混合容器３１０、及び、流路拡大部３１２を経由して、反応容器３２０に移動する。
【００４６】
図９に示すように、溶解液容器２２０の出口の半径方向位置４０１は、混合容器入り口３１１の半径方向位置４０２より内周側にあるから、サイホン効果により、溶解液容器２２０内の全ての溶解液６２１は混合容器３１０に流出する。
【００４７】
図１０に示すように、血清定量容器２１２と血清毛細管２１８の接続位置を通る半径方向位置４０３は、混合容器入り口３１１の半径方向位置４０２より内周側にある。従って、サイホン効果により血清定量容器２１２内の血清のうち半径方向位置４０３より内周側にある血清は全て混合容器３１０に流れ出る。混合容器３１０に流出した溶解液及び血清は、流路拡大部３１２を経由して反応容器３２０に移動する。反応容器３２０では、血清と溶解液６２１が混合され、反応する。
【００４８】
混合容器３１０は溶解液と血清を混合するための空間であるが、そこに血清と溶解液の混合を促進させる部材を設けてもよい。混合を促進させる部材には、樹脂、ガラス、紙等からなる多孔性フィルタ、繊維、エッチングや機械加工等で製作したシリコンや金属等の突起物などがある。
【００４９】
反応容器３２０と核酸捕捉部３０１の間には、反応容器３２０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する反応容器出口流路３２１が設けられている。回転中、反応容器３２０内の液面レベルは、反応容器出口流路３２１の折り返し部の最内周端の半径方向位置４０４よりも外周側にある。従って、反応容器３２０内の混合液は、反応容器出口流路３２１の折り返し部を越えて核酸捕捉部３０１へ移動することはない。回転中、混合液は反応容器３２０に保持される。
【００５０】
所定の時間回転させ、血清と溶解液の混合処理が終了するとモータ１１を停止し、保持ディスク１２の回転を停止させる。
【００５１】
尚、流路拡大部３１２は、保持ディスクの回転が停止したとき、反応容器３２０内の混合液が毛細管力によって、混合容器３１０に流れ出ることを防止するために設けた。即ち、反応容器３２０内の混合液が毛細管力によって、混合容器３１０方向に流れるとき、流路拡大部３１２によって毛細管力が減少し、それ以上、混合液が進むことはない。
【００５２】
次に、スタップＳ３００の核酸捕捉処理を説明する。図１０に示すように、追加液容器２３０と反応容器３２０の間には、追加液容器２３０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する追加液容器出口流路２３１が設けられている。
【００５３】
穿孔機１３によって、追加液容器２３０の通気孔２３２の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、追加液容器２３０を大気圧に接続する。溶離液回収容器３９０の通気孔３９４の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、溶離液回収容器３９０を大気圧に接続する。廃液貯蔵容器５０２の通気孔５０３の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、廃液貯蔵容器５０２を大気圧に接続する。
【００５４】
モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。遠心力の作用により、追加液容器２３０内の追加液６３１は追加液出口流路２３１を経て、反応容器３２０に移動する。それによって、反応容器３２０内の混合液の液面レベルは内周方向に移動する。図１１に示すように、混合液の液面が反応容器出口流路３２１の最内周部の位置４０４に達すると、混合液は反応容器出口流路３２１の折り返し部を越えて流れ出し、核酸捕捉部３０１へ流れ込む。
【００５５】
血清と溶解液の混合液の壁面に対する濡れ性がよい場合、遠心力が作用しないときでも、毛細管現象によって血清反応容器出口流路４２１内を混合液が逆流する場合がある。このような場合には、追加液６３１を必要としない。
【００５６】
核酸捕捉部３０１に導かれた混合液は、遠心力の作用によって外周方向に移動し、核酸捕捉部３０１を通過する。混合液が核酸捕捉部を通過すると、混合液中の核酸は核酸捕捉部３０１に吸着し、残りの廃液は溶離液回収容器３９０へ流れ込む。
【００５７】
溶離液回収容器３９０と廃液貯蔵容器５０２の間には、溶離液回収容器３９０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３９３を有する溶離液回収容器出口流路３９１が設けられている。第３洗浄液容器２７０と溶離液回収容器出口流路３９１の間には、第３洗浄液容器２７０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する第３洗浄液容器出口流路２７１が設けられている。
【００５８】
溶離液回収容器３９０と第１検出試薬容器２８０の間には、溶離液回収容器３９０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部２８３を有する第１検出液流入流路２８１が設けられている。第１検出試薬容器２８０と第２検出試薬容器２９０の間には、第１検出試薬容器２８０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部２９３を有する第１検出液流入流路２９１が設けられている。
【００５９】
溶離液回収容器３９０及び廃液貯蔵容器５０２は大気圧に接続されているが、第３洗浄液容器２７０、第１検出試薬容器２８０及び第２検出試薬容器２９０は大気圧に接続されていない。
【００６０】
溶離液回収容器３９０の容積は、反応容器３２０の混合液の体積より小さい。従って、溶離液回収容器３９０に流れ込んだ廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１に流れ込み、折り返し部３９３を越えて廃液貯蔵容器５０２に流れる。全ての廃液が廃液貯蔵容器５０２へ移動すると、次の洗浄工程を実行する。
【００６１】
ステップＳ４００の洗浄工程を説明する。図１２を参照して説明する。洗浄工程は第１、第２及び第３洗浄工程を含む。先ず、第１及び第２洗浄工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第１洗浄液容器２４０の通気孔２４２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第１洗浄液容器２４０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第１洗浄液は第１洗浄液容器２４０から第１洗浄液容器出口流路２４１を経て、核酸捕捉部３０１に流れ込み、核酸捕捉部３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄する。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１を経て、廃液貯蔵容器５０２へと流出する。
【００６２】
モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第２洗浄液容器２５０の通気孔２５２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第２洗浄液容器２５０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第２洗浄液は第２洗浄液容器２５０から第２洗浄液容器出口流路２５１を経て、核酸捕捉部３０１に流れ込み、核酸捕捉部３０１に付着した塩等の不要成分を洗浄する。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１を経て、廃液貯蔵容器５０２へと流出する。
【００６３】
第３洗浄工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第３洗浄液容器２７０の通気孔２７２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第３洗浄液容器２７０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第３洗浄液は第３洗浄液容器２７０から第３洗浄液容器出口流路２７１を外周方向に移動し、溶離液回収容器出口流路３９１を満たし、更に、溶離液回収容器３９０内に逆流する。第３洗浄液容器２７０内の第３洗浄液が全て流出すると、溶離液回収容器３９０内の第３洗浄液の液面レベルと溶離液回収容器出口流路３９１内の液面レベルは半径方向位置４０５になる。溶離液回収容器３９０内は逆流した第３洗浄液によって洗浄される。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１を経て、廃液貯蔵容器５０２へと流出する。洗浄工程の次に、核酸の溶離工程を実行する。
【００６４】
ステップＳ５００の溶離溶解工程を説明する。図１３に示すように、モータ１１を停止し、穿孔機１３によって溶離液容器２６０の通気孔２６２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、溶離液容器２６０は大気圧に接続される。第１検出試薬容器２８０の通気孔２８２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第１検出試薬容器２８０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、溶離液６６１は溶離液容器２６０から出口流路２６１を経て核酸捕捉部３０１に流れ込む。核酸捕捉部３０１にて、捕捉された核酸は、溶離液によって溶離される。溶離した核酸を含む溶離液は、核酸捕捉部３０１から溶離液回収容器３９０に流れ込む。
【００６５】
第１検出液流入流路２８１の折り返し部２８３の最内周部の半径方向位置４０６は、溶離液回収容器出口流路３９１の最内周部の半径方向位置４０５より外周側にあるため、核酸を溶離した溶離液は第１検出液流入流路２８１を通って第１検出試薬容器２８０に流入し、乾燥第１検出試薬を溶解する。
【００６６】
このとき、第２検出試薬容器２９０は未だ大気圧に接続されていないので、第１検出液試薬容器２８０に流入した溶離液は、第２検出試薬容器２９０へ流出することはできない。即ち、第１検出容器２８０内の溶離液は、その液面レベルが第２検出液流入流路２９１の折り返し部２９３の最内周部の半径方向位置４０７より内周側にあっても、第１検出試薬容器２８０内に保持される。
【００６７】
最後にステップＳ６００の溶解検出を説明する。図１４に示すように、モータ１１を停止し、第２検出試薬容器２９０の通気孔２９２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第２検出試薬容器２９０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第１検出試薬容器２８０内の液が第２検出液流入流路２９１を経て第２検出試薬容器２９０に流入し乾燥第２検出試薬を溶解する。
【００６８】
増幅検出方法に応じて、加温装置１４を用いて、第１検出試薬容器２８０あるいは第２検出試薬容器２９０の上から光を照射して加温する。次に検出装置１５を第２検出試薬容器２９０の上に移動させ、例えば蛍光発光量を検出する。
【００６９】
本発明によれば、試薬の分注操作が不要となり作業不備による試薬の汚染が起きることがない。また各試薬の流動を制御するためのバルブを流路途中に設ける必要がなく、流路途中でのバルブ部での液残りは発生せず、前工程での試薬による汚染を防止でき、液体試料中の核酸等の特定成分を高純度に抽出でき、高精度に分析できる。
【００７０】
図１５は本発明による検査カートリッジの他の例を示す。図６〜図１４に示した第１の例と比較すると、本例では、第３洗浄液容器２７０の代わりに、追い出し液７３１を収納する追い出し液容器３３０が設けられている点が異なる。追い出し液７３１は水より比重が大きく水に溶けないシリコンオイル等の液体である。更に、第１検出試薬容器２８０及び第２検出試薬容器２９０の代わりに、乾燥第１検出試薬６８１を保存する検出容器３４０、乾燥第２検出試薬６９１を収納する第２検出試薬容器３５０、及び、第２検出試薬溶解試薬７６１を収納する第２検出試薬溶解試薬容器３６０が設けられている点が異なる。
【００７１】
追い出し液容器３３０と溶離液回収容器３９０の間には、追い出し液容器３３０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３３３を有し、溶離液回収容器３９０の内周端にて終わる追い出し液容器出口流路３３１が設けられている。溶離液回収容器３９０と検出容器３４０の間には、溶離液回収容器３９０の内周端近傍より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３４３を有し、検出容器３４０の内周端にて終わる溶離液流出流路３４１が設けられている。第２検出液溶解試薬容器３６０と乾燥第２試薬容器３５０の間には、第２検出液溶解試薬容器３６０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３６３を有する第２検出液溶解試薬流路３６１が設けられている。乾燥第２試薬容器３５０と検出容器３４０の間には、乾燥第２試薬容器３５０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３５３を有する第２試薬流出流路３５１が設けられている。溶離液回収容器３９０の外周側に接続されている流路は折り返し部３９３を有する溶離液回収容器出口流路３９１のみである。
【００７２】
第２洗浄工程までの動作は、図６〜図１４に示した第１の例の場合と同様である。溶離液流出流路３４１の折り返し部３４３の最内周部の半径方向位置４０８は、溶離液回収容器出口流路３９１の折り返し部３９３の最内周部の半径方向位置４０５より内周側にあるため、溶離液回収容器３９０に流入した第１及び第２洗浄液は溶離液回収容器出口流路３９１を経て廃液貯蔵容器５０２に流出する。
【００７３】
本例では、第３洗浄工程の代わりに、追い出し液７３１の充填工程を行う。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって追い出し液容器３３０の通気孔３３２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、追い出し液容器３３０は大気圧に接続される。溶離液回収容器３９０は既に大気圧に接続されている。
【００７４】
図１６に示すように、モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、追い出し液７３１は追い出し液容器３３０から出口流路３３１を経て溶離液回収容器３９０に流れ込む。溶離液回収容器３９０と溶離液流出流路３４１の接続部は、溶離液回収容器出口流路３９１の折り返し部３９３の最内周部の半径方向位置４０５より外周側にある。追い出し液７３１の液量は、それが溶離液回収容器３９０に流入した時に液面レベルが丁度この接続部の位置になるように、設定されている。従って、溶離液回収容器３９０に流入した追い出し液７３１は、溶離液回収容器３９０に留まり、溶離液回収容器出口流路３９１を介して流出することはない。
【００７５】
ステップＳ５００の溶離工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって溶離液容器２６０の通気稿２６２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、溶離液容器２６０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、溶離液６６１は溶離液容器２６０から出口流路２６１を経て核酸捕捉部３０１に流れ込む。核酸捕捉部３０１にて、捕捉された核酸は、溶離液によって溶離される。溶離した核酸を含む溶離液は、核酸捕捉部３０１から溶離液回収容器３９０に流れ込む。
【００７６】
溶離液回収容器３９０には、既に、水より比重が大きく水に溶けない追い出し液７３１が充填されている。従って、図１７に示すように、溶離液回収容器３９０に流れ込んだ溶離液は、追い出し液７３１の上を流れ、溶離液流出流路３４１を介して、検出容器３４０に流出し、乾燥第１検出試薬６８１を溶解する。
【００７７】
モータ１１を停止し、第２検出試薬溶解試薬容器３６０の通気孔３６２を穿孔する。それによって、第２検出試薬溶解試薬容器３６０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第２検出試薬溶解試薬７６１は第２検出試薬溶解試薬容器３６０から乾燥第２試薬容器３５０に流出し、乾燥第２試薬６９１を溶解する。第２検出試薬溶解試薬７６１によって溶解された第２試薬６９１は、検出容器３４０に流入し、溶解した第１試薬と混合する。
【００７８】
増幅検出方法に応じて、加温装置１４を用いて、検出容器３４０の上から光を照射して加温する。次に検出装置１５を検出容器３４０の上に移動させ、例えば蛍光発光量を検出する。
【００７９】
本発明によれば、試薬の分注操作が不要となり作業不備による試薬の汚染の心配がない。また各試薬の流動を制御するためのバルブを流路途中に設ける必要がなく、流路途中でのバルブ部での液残りは発生せず、前工程での試薬による汚染を防止でき、液体試料中の核酸等の特定成分を高純度に抽出でき、高精度に分析できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による化学分析装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明による検査カートリッジの外観を示す斜視図である。
【図３】本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の操作手順の概略を説明するための説明図である。
【図４】本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の操作手順を説明するための説明図である。
【図５】本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の手順の詳細を説明するための説明図である。
【図６】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図７】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図８】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図９】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１０】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１１】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１２】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１３】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１４】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１５】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１６】本発明による検査カートリッジの核酸捕捉部の構成図である。
【図１７】本発明による検査カートリッジの核酸捕捉部のフィルタフォルダの構成図である。
【図１８】本発明による検査カートリッジの核酸捕捉部のフィルタフォルダの構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・化学分析装置、２・・・検査カートリッジ、１１・・・モータ、１２・・・保持ディスク、１３・・・穿孔機、１４・・・加温装置、１５・・・検出装置、
２１０・・・試料容器、２１１・・・血球貯蔵容器、２１２・・・血清定量容器、２１５・・・全血廃棄容器、２２０・・・溶解液容器、２３０・・・追加液容器、２４０・・・第１洗浄液容器、２５０・・・第２洗浄液容器、２６０・・・溶離液容器、２７０・・・第３洗浄液容器、２８０・・・第１検出試薬容器、２９０・・・第２検出試薬容器、３０１・・・核酸捕捉部、３１０・・・混合容器、３２０・・・反応容器、３３０・・・追い出し液容器、３４０・・・検出容器、３５０・・・第２検出試薬容器、３６０・・・第２検出試薬溶解試薬容器、３９０・・・溶離液回収容器、５０２・・・廃液貯蔵容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力を利用して溶液の移動、混合等を行う化学分析装置に関し、特に、取り外し可能なカートリッジを使用する化学分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡを含む液体試料からＤＮＡを抽出する方法としては、特表２００３−５０２６５６号公報に、小型化されたインビトロ増幅アッセイを行うための装置および方法が記載されている。この装置では、ＤＮＡ混合液を無機基体としてのガラスフィルタに通過させた後、洗浄液及び溶離液を通過させてＤＮＡのみを回収している。ガラスフィルタは回転可能な構造体に設けてあり、洗浄液や溶離液等の試薬は同じ構造体内の各試薬リザーバに保持してある。各試薬は構造体が回転することにより発生する遠心力で流動し、各試薬リザーバとガラスフィルタを結ぶ微細流路に設けたバルブを開くことにより試薬がガラスフィルタを通過する。
【０００３】
複数の化学物質を含む試料から核酸等の特定の化学物質を抽出し分析する化学分析装置としては、特表２００１−５２７２２０号公報に、一体型流体操作カートリッジが記載されている。この装置では、一体型カートリッジ内部に溶解液や洗浄液や溶離液等の試薬、及び核酸を捕獲する捕獲構成部品を備え、核酸を含む試料をカートリッジ内部に注入した後、前記試料と溶離液を混合させて前記捕獲構成部品に通過させ、さらに捕獲構成部品に洗浄液を通過させ、さらに捕獲構成部品に溶離液を通過させ、捕獲構成部品を通過した後の溶離液をＰＣＲ試薬に接触させ反応チャンバへと流している。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０２６５６号公報
【特許文献２】特表２００１−５２７２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特表２００３−５０２６５６号公報記載の装置では、バルブには加熱することで溶けるワックス等を使用しているので、通過した試薬がバルブ部に残り回収したＤＮＡを汚染する可能性がある。すなわちＤＮＡ混合液や洗浄液がバルブ部に残り、遠心力で溶離液をガラスフィルタに通過させている工程で、バルブ部に残ったＤＮＡ混合液や洗浄液が流れ込む可能性がある。
【０００６】
また前記特表２００１−５２７２２０号公報記載の一体型流体操作カートリッジでは、各試薬をポンプで送液する際、各試薬チャンバと捕獲構成部品を結ぶ微細流路に設けたバルブ等を開くことで試薬が捕獲構成部品を通過する。さらに捕獲構成部品を通過した試薬のうち洗浄液は廃液チャンバへ、溶離液は反応チャンバへと流れるように捕獲構成部品と各チャンバとの間の流路に設けたバルブ等で切り替えている。ポンプで複数の試薬を送液する場合流路壁に試薬が残り、特にバルブ等の障害物があると液が残りやすく、一旦液が残ると流動することがないため、別の試薬との合流部で汚染する可能性がある。また、捕獲構成部品を通過した洗浄液と溶離液とをバルブ等で切り替えて別々のチャンバに流動させる場合、先に廃液チャンバへと流動した洗浄液が反応チャンバへ切り替えるバルブ等の上流流路を汚染するため、溶離液に洗浄液が混入する恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題の少なくとも一つを解決することができ、液体試料中の特定の化学物質を高精度に抽出し検出する簡易な化学分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
化学分析装置は、モータ、モータにより回転可能な保持ディスク、保持ディスク上に配置された複数の検査カートリッジ、検査カートリッジに穿孔するための穿孔機、加温装置及び検出装置を有する。検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板を含む。基板には、容器及び流路を覆うカバーが装着される。保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、回転軸線に対して内周側の容器から流路を経由して回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させる。
【０００９】
内周側の容器から外周側の容器へ溶液を移動させる流路は、内周側の容器の外周側端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、外周側の容器の内周側端にて終わる。検査カートリッジには、空気流路及び通気孔が設けられ、該通気孔を覆うカバーを穿孔することによって容器は通気孔及び空気流路を介して大気圧に接続される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、バルブ成分や複数の試薬を備えた場合の試薬間コンタミネーションを抑制できる高性能の分析装置及び分析用構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明による化学分析装置の例を示す図である。化学分析装置１は、モータ１１、モータ１１により回転可能な保持ディスク１２、保持ディスク１２上に配置された複数の検査カートリッジ２、検査カートリッジ２に穿孔するための穿孔機１３、加温装置１４及び検出装置１５を有する。操作者は検査項目ごとに検査カートリッジ２を用意し、保持ディスク１２に装着し、化学分析装置１を起動させる。
【００１２】
本例の化学分析装置では、加温装置１４と検出装置１５はそれぞれ別の場所に設けられているが例えば両者を一体化し、加温と検出を同一の位置で行ってもよい。また、加温装置、及び、検出装置は、保持ディスク１２の上面に位置されているが、どちらか一方又は両方を保持ディスク１２の下面に配置してもよい。
【００１３】
図２は検査カートリッジ２の斜視図である。検査カートリッジ２は略６角形の薄い基板２１からなる。６角形の短辺が保持ディスクの回転中心の内周側に配置され、６角形の長辺が外周側に配置される。従って、以下に、６角形の短辺側を内周側、６角形の長辺側を外周側と称する。
【００１４】
検査カートリッジ２には、溶解液容器２２０、追加液容器２３０、洗浄液容器２４０、２５０、２７０、溶離液容器２６０、及び、検出試薬容器２８０、２９０が形成されている。これらの試薬容器には予め所定量の試薬が分注されている。
【００１５】
検査カートリッジ２には、更に、試料容器２１０、血球貯蔵容器２１１、血清定量容器２１２、全血廃棄容器２１５、核酸捕捉部３０１、混合容器３１０、反応容器３２０、溶離液回収容器３９０、廃液貯蔵容器５０２が設けられている。核酸捕捉部３０１は、石英やガラスの多孔質材や繊維フィルタ等を有する。これらの容器等は互いに流路によって接続されている。これらの容器、及び、流路は、検査カートリッジ２の上面に形成された凹部である。流路の深さは、容器の深さより小さい。
【００１６】
検査カートリッジ２の上面には、フィルム又は薄板等で構成されるカートリッジカバー２２がカートリッジ上面の全体を覆うように、接着又は接合されている。従って、容器、及び、流路は、密閉空間を形成している。
【００１７】
本例では、遠心力を利用して、流路によって互いに接続されている２つの容器間にて試薬又は溶液を移動させる。先ず、２つの容器を覆うカートリッジカバー２２を穿孔し、２つの容器を大気圧に開放する。次に、保持ディスク１２を回転させることにより、容器内の試薬又は溶液は、遠心力の作用によって、内周側の容器から外周側の容器に移動する。このような操作を順次繰り返すことにより、所定の処理を実行することができる。
【００１８】
以下全血を試料として用いた場合のウイルス核酸の抽出及び分析動作を説明する。図３に示すように、ステップａにて、操作者は、真空採血管等によって採血した全血を検査カートリッジ２に分注する。ステップｂにて、検査カートリッジ２を図１の保持ディスク１２に必要な数だけ装着する。ステップｃにて、化学分析装置１を稼動する。それによって、全血からウイルスの遺伝子が抽出され、最終的に遺伝子が検出される。
【００１９】
図４は化学分析装置の動作の概略を示す。図５は各動作の内容を示す。ステップＳ１にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、試料容器２１０、血清定量容器２１２、血球貯蔵容器２１１及び全血廃棄容器２１５を大気圧に接続する。ステップＳ２にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ１００にて、全血の血清が血球より分離する。ステップＳ１００の血清分離は、図５に示すように、２つの工程を含む。ステップＳ１０１の全血流動では、試料容器２１０の全血は血清定量容器２１２及び血球貯蔵容器２１１に移動する。ステップＳ１０２の血清分離では、血清と血球は、それぞれ血清定量容器２１２と血球貯蔵容器２１１に分離される。ステップＳ３にて、保持ディスク１２の回転を停止する。ステップＳ１５０にて、血清定量容器２１２内の血清の一部は、表面張力による毛細管力によって、血清毛細管内を移動する。
【００２０】
ステップＳ４にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、溶解液容器２２０及び反応容器３２０を大気圧に接続する。ステップＳ５にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ２００にて、血清と溶解液が反応容器３２０にて混合する。ステップＳ２００の混合は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ２０１の血清定量流動及び溶解液流動では、溶解液容器２２０の溶解液及び血清定量容器２１２の血清は反応容器３２０に移動する。ステップＳ２０２の血清及び溶解液混合では、血清と溶解液は混合する。ステップＳ２０３にて、血清と溶解液は反応する。ステップＳ６にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２１】
ステップＳ７にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、追加液容器２３０、溶離液回収容器３９０及び廃液貯蔵容器５０２を大気圧に接続する。ステップＳ８にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ３００にて、核酸捕捉がなされる。ステップＳ３００の核酸捕捉は、図５に示すように４つの工程を含む。ステップＳ３０１の追加液流動では、追加液容器２３０の追加液は反応容器３２０に移動する。ステップＳ３０２の混合液流動では、反応容器３２０の混合液は、追加液によって押し出され核酸捕捉部３０１に移動する。ステップＳ３０３の核酸捕捉部通過では、混合液は核酸捕捉部を通過する。ステップＳ３０４にて、核酸捕捉部を通過した混合液は溶離液回収容器３９０を経由して廃液貯蔵容器５０２に移動する。ステップＳ９にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２２】
次に、洗浄工程を説明する。洗浄工程は、第１、第２、及び第３洗浄工程を含む。これらの洗浄工程毎に、ステップＳ１０〜ステップＳ１２及びステップＳ４００の動作を繰り返す。先ず、第１洗浄工程を説明する。ステップＳ１０にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第１洗浄液容器２４０を大気圧に接続する。ステップＳ１１にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ４００にて、洗浄がなされる。ステップＳ４００の洗浄は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ４０１の洗浄液流動では、第１洗浄液容器２４０の洗浄液は核酸捕捉部３０１に移動する。ステップＳ４０２にて、第１洗浄液容器２４０の洗浄液は核酸捕捉部３０１を洗浄する。ステップＳ４０３にて、核酸捕捉部３０１を洗浄した洗浄液は、廃液貯蔵容器５０２に移動する。ステップＳ１２にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２３】
次に、第２洗浄工程を説明する。ステップＳ１０にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第２洗浄液容器２５０を大気圧に接続する。以下は、第１洗浄工程と同様である。第３洗浄工程を説明する。ステップＳ１０にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第３洗浄液容器２７０を大気圧に接続する。ステップＳ１１にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ４００にて、洗浄がなされる。ステップＳ４０１の洗浄液流動では、第３洗浄液容器２７０の洗浄液は溶離液回収容器３９０に移動する。ステップＳ４０２にて、第３洗浄液容器２７０の洗浄液は溶離液回収容器３９０を洗浄する。ステップＳ４０３にて、溶離液回収容器３９０を洗浄した洗浄液は、廃液貯蔵容器５０２に移動する。ステップＳ１２にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２４】
ステップＳ１３にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、溶離液容器２６０及び第１検出試薬容器２８０を大気圧に接続する。ステップＳ１４にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ５００にて、溶離溶解がなされる。ステップＳ５００の溶離溶解は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ５０１の溶離液流動では、溶離液容器２６０の溶離液は核酸捕捉部３０１に移動する。ステップＳ５０２にて、溶離液は核酸捕捉部３０１を通過し、核酸捕捉部３０１に捕捉された核酸を溶離する。ステップＳ５０３にて、核酸を溶離した溶離液は、第１検出試薬容器２８０に移動し、乾燥第１検査試薬を溶解する。ステップＳ１５にて、保持ディスク１２の回転を停止する。
【００２５】
ステップＳ１６にて、カートリッジカバー２２を穿孔し、第２検出試薬容器２９０を大気圧に接続する。ステップＳ１７にて、保持ディスク１２を回転させる。それによって、ステップＳ６００にて、溶解検出がなされる。ステップＳ６００の溶解検出は、図５に示すように３つの工程を含む。ステップＳ６０１の検出液流動では、第１検出試薬容器２８０の溶液は第２検出試薬容器２９０に移動する。ステップＳ６０２にて、第２検出試薬容器２９０内の第２検出試薬は溶解し、保持される。ステップＳ６０３にて、第２検出試薬容器２９０は加温される。第２検出試薬容器２９０内の核酸を検査装置によって検査する。以下に、化学分析装置の動作の詳細を説明する。
【００２６】
図６を参照して説明する。溶解液容器２２０には血清中のウイルスの膜蛋白を溶解して核酸を溶出させるための溶解液６２１が分注されている。溶解液６２１は、血清中のウイルスや細菌の膜であるタンパク質を溶解し、さらに核酸捕捉部３０１への核酸の吸着を促進させる。溶解液６２１は、例えば、ＤＮＡの溶出及び吸着には塩酸グアニジン、ＲＮＡの溶出及び吸着にはグアニジンチオシアネートであってよい。
【００２７】
追加液容器２３０には、溶解液を補充するための追加液６３１が分注されている。追加液６３１は、例えば、溶解液６２１そのものであってよい。第１洗浄液容器２４０には、核酸捕捉部３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄するための第１洗浄液６４１が分注されている。第１洗浄液６４１は、例えば溶解液６２１或いは溶解液６２１の塩濃度を低減した液であってよい。第２洗浄液容器２５０には、核酸捕捉部３０１に付着した塩等の不要成分を洗浄するための第２洗浄液６５１が分注されている。第２洗浄液６５１は、例えばエタノール或いはエタノール水溶液であってよい。溶離液容器２６０には核酸捕捉部３０１から核酸を溶離するための溶離液６６１が分注されている。溶離液６６１は、滅菌水又はｐＨを７から９に調整した水溶液であってよい。
【００２８】
第３洗浄液容器２７０には、溶離液回収容器３９０に付着した塩等の成分を洗浄するための第３洗浄液６７１が分注されている。第３洗浄液６７１は、例えば滅菌水又はｐＨを７から９に調整した水溶液であってよい。
【００２９】
第１検出試薬容器２８０および第２検出試薬容器２９０には、それぞれ乾燥状態の乾燥第１検出試薬６８１および乾燥第２検出試薬６９１が保存されている。乾燥第１検出試薬は、例えば、プライマー、プローブ、デオキシヌクレオシド三リン酸であり、乾燥第２検出試薬は酵素であってよい。２つの検出試薬に含まれる全ての試薬成分を一種類の乾燥試薬として第２検出試薬容器２９０に保持してもよい。その場合には第１検出試薬容器２８０は不要となる。
【００３０】
検出試薬を乾燥状態にして保存することで、長期間かつ常温あるいは冷蔵での保存が可能となる。しかし、乾燥状態での保存が不要な場合には、溶離液６６１に予め検出試薬を溶解しておけばよい。
【００３１】
試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０の内周端には、通気孔２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２、２８２、２９２が設けられている。全血廃棄容器２１５の内周端には、空気流路２１６を介して通気孔２１７が設けられている。反応容器３２０、溶離液回収容器３９０、廃液貯蔵容器５０２の内周端には、通気孔３２３、３９４、５０３が設けられている。これらの通気孔の上側にて、カバーを穿孔することにより、これらの容器は大気圧に接続される。
【００３２】
試料容器２１０には試料注入口２０１が設けられている。操作者は、検査カートリッジ２の試料注入口２０１の上側にてカートリッジカバー２２を穿孔し、真空採血管等で採血した全血６１０を試料注入口２０１より試料容器２１０に注入する。
【００３３】
先ず、ステップＳ１００の血清分離処理について説明する。穿孔機１３によって全血廃棄容器通気孔２１７の上側にてカバーを穿孔する。それによって、全血廃棄容器２１５は、全血廃棄容器通気孔２１７を介して大気圧に接続される。尚、試料容器２１０は試料注入口２０１を介して大気圧に接続されている。
【００３４】
モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。図７に示すように、試料容器２１０内の全血は、遠心力の作用により、外周方向に移動し、血球貯蔵容器２１１および血清定量容器２１２に流れる。
【００３５】
血清定量容器２１２と全血廃棄容器２１５の間には、血清定量容器２１２の内周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有するオーバーフロー流路が設けられている。オーバーフロー流路は、血清定量容器２１２から折り返し部までの断面積が小さいオーバーフロー細管流路２１３と折り返し部から全血廃棄容器２１５までの断面積が大きいオーバーフロー太管流路２１４を含む。即ち、折り返し部にて、オーバーフロー細管流路２１３とオーバーフロー太管流路２１４は接続されている。従って、血球貯蔵容器２１１および血清定量容器２１２が全血によって満たされると、全血は、オーバーフロー流路を介して、全血廃棄容器２１５に流れる。
【００３６】
保持ディスク１２を回転し続けると、血球６１２は外周側の血球貯蔵容器２１１へ移動し血清６１３は内周側の血清定量容器２１２に残る。即ち、全血６１０は血球と血清に分離する。所定の時間回転させ血清遠心分離動作が終了すると保持ディスク１２の回転を停止させる。
【００３７】
図８は、全血６１０が血球と血清に分離し、血球６１２は外周側の血球貯蔵容器２１１へ移動し、血清６１３は内周側の血清定量容器２１２に残った状態を示す。血清定量容器２１２と血球貯蔵容器２１１の間に堰が設けられており、血球貯蔵容器２１１内の血球６１２が血清定量容器２１２内に戻ることはできない。
【００３８】
ステップＳ１５０の血清毛細管流動を説明する。血清定量容器２１２と混合容器３１０の間には、血清定量容器２１２の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する血清毛細管２１８が設けられている。血清定量容器２１２内の血清６１３の一部は、表面張力による毛細管力によって、血清毛細管２１８内を移動し、混合容器３１０と血清毛細管２１８の境界である混合容器入り口３１１に達する。しかしながら、混合容器３１０では、断面積が拡大するので、毛細管力は減少し、血清がそれ以上移動することはない。同様に、血清定量容器２１２内の血清６１３の一部は、表面張力による毛細管力によって、オーバーフロー細管流路２１３内を移動するが、オーバーフロー太管流路２１４では、断面積が拡大するので、毛細管力は減少し、血清がそれ以上移動することはない。半径方向位置４０１は、血清定量容器２１２、及び、オーバーフロー細管流路２１３における液面レベルを示す。
【００３９】
本例では、血清定量容器２１２は所定量の血清を定量する機能を有する。例えば、血球貯蔵容器２１２の容積が２５０マイクロリットル、必要血清量が２００マイクロリットルであると仮定する。試料容器２１０に５００マイクロリットルの全血を分注すれば、全血廃棄容器２１５へ５０マイクロリットルの全血がオーバーフローし、残りの４５０マイクロリットルの全血が血清と血球に分離する。このうち２００マイクロリットルの血清が混合容器３１０へ流出する。本例では、４５０マイクロリットルの全血より、２００マイクロリットル以上の血清を得ることができる。血清の比率が小さい全血の場合には、血球貯蔵容器の容積を大きくし全血試料を多くすればよい。
【００４０】
試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０の外周側には、出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１が設けられている。出口流路には、試薬容器の外周端から始まり内周側に折り返した後に外周側に延びる折り返し部２２３、２３３、２４３、２５３、２６３、２７３が形成されている。
【００４１】
検査カートリッジ２の上面にはカートリッジカバー２２が装着されているから、通気孔の位置にてカートリッジカバー２２に穿孔しない限り、試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、及び、出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１は、密閉され、そこに空気が流入することはない。しかしながら、これらの試薬容器、及び、出口流路には、カートリッジカバーを装着したときに封入された微量の空気が存在する。遠心力が作用すると、各試薬は試薬容器の外周側に移動し、出口流路内に押し込まれるが、試薬容器内に初期に封入された微量の空気が膨張し、試薬容器内に負圧が生成される。この負圧が遠心力と釣り合って試薬は試薬容器より流出することができない。
【００４２】
回転数が増加し遠心力が大きくなると、試薬容器内の圧力は更に低下し、試薬の飽和蒸気圧以下になると気泡が発生する。それによって、負圧が減少し、遠心力との釣り合いが破れる。しかしながら、本例では、各試薬容器の出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１に、内周側に戻る折り返し部２２３、２３３、２４３、２５３、２６３、２７３が設けられているから、遠心力が大きくなっても、試薬容器内の負圧の減少を抑制し、試薬が出口流路から流出することが防止される。
【００４３】
以下、穿孔機１３によって、各試薬容器の通気孔の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、各試薬容器を大気圧に接続する。モータ１１によって保持ディスクを回転させることにより、遠心力によって、各試薬を遠心力で流動させる。
【００４４】
次にステップＳ２００の混合処理を説明する。穿孔機１３によって、溶解液容器２２０の通気孔２２２の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔する。反応容器３２０の通気孔３２３の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔する。それによって、溶解液容器２２０及び反応容器３２０は大気圧に接続される。
【００４５】
モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。溶解液容器２２０内の溶解液６２１は、遠心力の作用で外周側に流動し、折り返し部を有する溶解液容器出口流路２２１、混合容器３１０、及び、流路拡大部３１２を経由して、反応容器３２０に移動する。
【００４６】
図９に示すように、溶解液容器２２０の出口の半径方向位置４０１は、混合容器入り口３１１の半径方向位置４０２より内周側にあるから、サイホン効果により、溶解液容器２２０内の全ての溶解液６２１は混合容器３１０に流出する。
【００４７】
図１０に示すように、血清定量容器２１２と血清毛細管２１８の接続位置を通る半径方向位置４０３は、混合容器入り口３１１の半径方向位置４０２より内周側にある。従って、サイホン効果により血清定量容器２１２内の血清のうち半径方向位置４０３より内周側にある血清は全て混合容器３１０に流れ出る。混合容器３１０に流出した溶解液及び血清は、流路拡大部３１２を経由して反応容器３２０に移動する。反応容器３２０では、血清と溶解液６２１が混合され、反応する。
【００４８】
混合容器３１０は溶解液と血清を混合するための空間であるが、そこに血清と溶解液の混合を促進させる部材を設けてもよい。混合を促進させる部材には、樹脂、ガラス、紙等からなる多孔性フィルタ、繊維、エッチングや機械加工等で製作したシリコンや金属等の突起物などがある。
【００４９】
反応容器３２０と核酸捕捉部３０１の間には、反応容器３２０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する反応容器出口流路３２１が設けられている。回転中、反応容器３２０内の液面レベルは、反応容器出口流路３２１の折り返し部の最内周端の半径方向位置４０４よりも外周側にある。従って、反応容器３２０内の混合液は、反応容器出口流路３２１の折り返し部を越えて核酸捕捉部３０１へ移動することはない。回転中、混合液は反応容器３２０に保持される。
【００５０】
所定の時間回転させ、血清と溶解液の混合処理が終了するとモータ１１を停止し、保持ディスク１２の回転を停止させる。
【００５１】
尚、流路拡大部３１２は、保持ディスクの回転が停止したとき、反応容器３２０内の混合液が毛細管力によって、混合容器３１０に流れ出ることを防止するために設けた。即ち、反応容器３２０内の混合液が毛細管力によって、混合容器３１０方向に流れるとき、流路拡大部３１２によって毛細管力が減少し、それ以上、混合液が進むことはない。
【００５２】
次に、スタップＳ３００の核酸捕捉処理を説明する。図１０に示すように、追加液容器２３０と反応容器３２０の間には、追加液容器２３０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する追加液容器出口流路２３１が設けられている。
【００５３】
穿孔機１３によって、追加液容器２３０の通気孔２３２の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、追加液容器２３０を大気圧に接続する。溶離液回収容器３９０の通気孔３９４の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、溶離液回収容器３９０を大気圧に接続する。廃液貯蔵容器５０２の通気孔５０３の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、廃液貯蔵容器５０２を大気圧に接続する。
【００５４】
モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。遠心力の作用により、追加液容器２３０内の追加液６３１は追加液出口流路２３１を経て、反応容器３２０に移動する。それによって、反応容器３２０内の混合液の液面レベルは内周方向に移動する。図１１に示すように、混合液の液面が反応容器出口流路３２１の最内周部の位置４０４に達すると、混合液は反応容器出口流路３２１の折り返し部を越えて流れ出し、核酸捕捉部３０１へ流れ込む。
【００５５】
血清と溶解液の混合液の壁面に対する濡れ性がよい場合、遠心力が作用しないときでも、毛細管現象によって血清反応容器出口流路４２１内を混合液が逆流する場合がある。このような場合には、追加液６３１を必要としない。
【００５６】
核酸捕捉部３０１に導かれた混合液は、遠心力の作用によって外周方向に移動し、核酸捕捉部３０１を通過する。混合液が核酸捕捉部を通過すると、混合液中の核酸は核酸捕捉部３０１に吸着し、残りの廃液は溶離液回収容器３９０へ流れ込む。
【００５７】
溶離液回収容器３９０と廃液貯蔵容器５０２の間には、溶離液回収容器３９０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３９３を有する溶離液回収容器出口流路３９１が設けられている。第３洗浄液容器２７０と溶離液回収容器出口流路３９１の間には、第３洗浄液容器２７０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する第３洗浄液容器出口流路２７１が設けられている。
【００５８】
溶離液回収容器３９０と第１検出試薬容器２８０の間には、溶離液回収容器３９０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部２８３を有する第１検出液流入流路２８１が設けられている。第１検出試薬容器２８０と第２検出試薬容器２９０の間には、第１検出試薬容器２８０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部２９３を有する第１検出液流入流路２９１が設けられている。
【００５９】
溶離液回収容器３９０及び廃液貯蔵容器５０２は大気圧に接続されているが、第３洗浄液容器２７０、第１検出試薬容器２８０及び第２検出試薬容器２９０は大気圧に接続されていない。
【００６０】
溶離液回収容器３９０の容積は、反応容器３２０の混合液の体積より小さい。従って、溶離液回収容器３９０に流れ込んだ廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１に流れ込み、折り返し部３９３を越えて廃液貯蔵容器５０２に流れる。全ての廃液が廃液貯蔵容器５０２へ移動すると、次の洗浄工程を実行する。
【００６１】
ステップＳ４００の洗浄工程を説明する。図１２を参照して説明する。洗浄工程は第１、第２及び第３洗浄工程を含む。先ず、第１及び第２洗浄工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第１洗浄液容器２４０の通気孔２４２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第１洗浄液容器２４０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第１洗浄液は第１洗浄液容器２４０から第１洗浄液容器出口流路２４１を経て、核酸捕捉部３０１に流れ込み、核酸捕捉部３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄する。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１を経て、廃液貯蔵容器５０２へと流出する。
【００６２】
モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第２洗浄液容器２５０の通気孔２５２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第２洗浄液容器２５０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第２洗浄液は第２洗浄液容器２５０から第２洗浄液容器出口流路２５１を経て、核酸捕捉部３０１に流れ込み、核酸捕捉部３０１に付着した塩等の不要成分を洗浄する。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１を経て、廃液貯蔵容器５０２へと流出する。
【００６３】
第３洗浄工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第３洗浄液容器２７０の通気孔２７２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第３洗浄液容器２７０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第３洗浄液は第３洗浄液容器２７０から第３洗浄液容器出口流路２７１を外周方向に移動し、溶離液回収容器出口流路３９１を満たし、更に、溶離液回収容器３９０内に逆流する。第３洗浄液容器２７０内の第３洗浄液が全て流出すると、溶離液回収容器３９０内の第３洗浄液の液面レベルと溶離液回収容器出口流路３９１内の液面レベルは半径方向位置４０５になる。溶離液回収容器３９０内は逆流した第３洗浄液によって洗浄される。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器出口流路３９１を経て、廃液貯蔵容器５０２へと流出する。洗浄工程の次に、核酸の溶離工程を実行する。
【００６４】
ステップＳ５００の溶離溶解工程を説明する。図１３に示すように、モータ１１を停止し、穿孔機１３によって溶離液容器２６０の通気孔２６２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、溶離液容器２６０は大気圧に接続される。第１検出試薬容器２８０の通気孔２８２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第１検出試薬容器２８０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、溶離液６６１は溶離液容器２６０から出口流路２６１を経て核酸捕捉部３０１に流れ込む。核酸捕捉部３０１にて、捕捉された核酸は、溶離液によって溶離される。溶離した核酸を含む溶離液は、核酸捕捉部３０１から溶離液回収容器３９０に流れ込む。
【００６５】
第１検出液流入流路２８１の折り返し部２８３の最内周部の半径方向位置４０６は、溶離液回収容器出口流路３９１の最内周部の半径方向位置４０５より外周側にあるため、核酸を溶離した溶離液は第１検出液流入流路２８１を通って第１検出試薬容器２８０に流入し、乾燥第１検出試薬を溶解する。
【００６６】
このとき、第２検出試薬容器２９０は未だ大気圧に接続されていないので、第１検出液試薬容器２８０に流入した溶離液は、第２検出試薬容器２９０へ流出することはできない。即ち、第１検出容器２８０内の溶離液は、その液面レベルが第２検出液流入流路２９１の折り返し部２９３の最内周部の半径方向位置４０７より内周側にあっても、第１検出試薬容器２８０内に保持される。
【００６７】
最後にステップＳ６００の溶解検出を説明する。図１４に示すように、モータ１１を停止し、第２検出試薬容器２９０の通気孔２９２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第２検出試薬容器２９０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第１検出試薬容器２８０内の液が第２検出液流入流路２９１を経て第２検出試薬容器２９０に流入し乾燥第２検出試薬を溶解する。
【００６８】
増幅検出方法に応じて、加温装置１４を用いて、第１検出試薬容器２８０あるいは第２検出試薬容器２９０の上から光を照射して加温する。次に検出装置１５を第２検出試薬容器２９０の上に移動させ、例えば蛍光発光量を検出する。
【００６９】
本発明によれば、試薬の分注操作が不要となり作業不備による試薬の汚染が起きることがない。また各試薬の流動を制御するためのバルブを流路途中に設ける必要がなく、流路途中でのバルブ部での液残りは発生せず、前工程での試薬による汚染を防止でき、液体試料中の核酸等の特定成分を高純度に抽出でき、高精度に分析できる。
【００７０】
図１５は本発明による検査カートリッジの他の例を示す。図６〜図１４に示した第１の例と比較すると、本例では、第３洗浄液容器２７０の代わりに、追い出し液７３１を収納する追い出し液容器３３０が設けられている点が異なる。追い出し液７３１は水より比重が大きく水に溶けないシリコンオイル等の液体である。更に、第１検出試薬容器２８０及び第２検出試薬容器２９０の代わりに、乾燥第１検出試薬６８１を保存する検出容器３４０、乾燥第２検出試薬６９１を収納する第２検出試薬容器３５０、及び、第２検出試薬溶解試薬７６１を収納する第２検出試薬溶解試薬容器３６０が設けられている点が異なる。
【００７１】
追い出し液容器３３０と溶離液回収容器３９０の間には、追い出し液容器３３０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３３３を有し、溶離液回収容器３９０の内周端にて終わる追い出し液容器出口流路３３１が設けられている。溶離液回収容器３９０と検出容器３４０の間には、溶離液回収容器３９０の内周端近傍より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３４３を有し、検出容器３４０の内周端にて終わる溶離液流出流路３４１が設けられている。第２検出液溶解試薬容器３６０と乾燥第２試薬容器３５０の間には、第２検出液溶解試薬容器３６０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３６３を有する第２検出液溶解試薬流路３６１が設けられている。乾燥第２試薬容器３５０と検出容器３４０の間には、乾燥第２試薬容器３５０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部３５３を有する第２試薬流出流路３５１が設けられている。溶離液回収容器３９０の外周側に接続されている流路は折り返し部３９３を有する溶離液回収容器出口流路３９１のみである。
【００７２】
第２洗浄工程までの動作は、図６〜図１４に示した第１の例の場合と同様である。溶離液流出流路３４１の折り返し部３４３の最内周部の半径方向位置４０８は、溶離液回収容器出口流路３９１の折り返し部３９３の最内周部の半径方向位置４０５より内周側にあるため、溶離液回収容器３９０に流入した第１及び第２洗浄液は溶離液回収容器出口流路３９１を経て廃液貯蔵容器５０２に流出する。
【００７３】
本例では、第３洗浄工程の代わりに、追い出し液７３１の充填工程を行う。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって追い出し液容器３３０の通気孔３３２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、追い出し液容器３３０は大気圧に接続される。溶離液回収容器３９０は既に大気圧に接続されている。
【００７４】
図１６に示すように、モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、追い出し液７３１は追い出し液容器３３０から出口流路３３１を経て溶離液回収容器３９０に流れ込む。溶離液回収容器３９０と溶離液流出流路３４１の接続部は、溶離液回収容器出口流路３９１の折り返し部３９３の最内周部の半径方向位置４０５より外周側にある。追い出し液７３１の液量は、それが溶離液回収容器３９０に流入した時に液面レベルが丁度この接続部の位置になるように、設定されている。従って、溶離液回収容器３９０に流入した追い出し液７３１は、溶離液回収容器３９０に留まり、溶離液回収容器出口流路３９１を介して流出することはない。
【００７５】
ステップＳ５００の溶離工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって溶離液容器２６０の通気稿２６２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、溶離液容器２６０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、溶離液６６１は溶離液容器２６０から出口流路２６１を経て核酸捕捉部３０１に流れ込む。核酸捕捉部３０１にて、捕捉された核酸は、溶離液によって溶離される。溶離した核酸を含む溶離液は、核酸捕捉部３０１から溶離液回収容器３９０に流れ込む。
【００７６】
溶離液回収容器３９０には、既に、水より比重が大きく水に溶けない追い出し液７３１が充填されている。従って、図１７に示すように、溶離液回収容器３９０に流れ込んだ溶離液は、追い出し液７３１の上を流れ、溶離液流出流路３４１を介して、検出容器３４０に流出し、乾燥第１検出試薬６８１を溶解する。
【００７７】
モータ１１を停止し、第２検出試薬溶解試薬容器３６０の通気孔３６２を穿孔する。それによって、第２検出試薬溶解試薬容器３６０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第２検出試薬溶解試薬７６１は第２検出試薬溶解試薬容器３６０から乾燥第２試薬容器３５０に流出し、乾燥第２試薬６９１を溶解する。第２検出試薬溶解試薬７６１によって溶解された第２試薬６９１は、検出容器３４０に流入し、溶解した第１試薬と混合する。
【００７８】
増幅検出方法に応じて、加温装置１４を用いて、検出容器３４０の上から光を照射して加温する。次に検出装置１５を検出容器３４０の上に移動させ、例えば蛍光発光量を検出する。
【００７９】
本発明によれば、試薬の分注操作が不要となり作業不備による試薬の汚染の心配がない。また各試薬の流動を制御するためのバルブを流路途中に設ける必要がなく、流路途中でのバルブ部での液残りは発生せず、前工程での試薬による汚染を防止でき、液体試料中の核酸等の特定成分を高純度に抽出でき、高精度に分析できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による化学分析装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明による検査カートリッジの外観を示す斜視図である。
【図３】本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の操作手順の概略を説明するための説明図である。
【図４】本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の操作手順を説明するための説明図である。
【図５】本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の手順の詳細を説明するための説明図である。
【図６】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図７】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図８】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図９】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１０】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１１】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１２】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１３】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１４】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１５】本発明による検査カートリッジの動作説明図である。
【図１６】本発明による検査カートリッジの核酸捕捉部の構成図である。
【図１７】本発明による検査カートリッジの核酸捕捉部のフィルタフォルダの構成図である。
【図１８】本発明による検査カートリッジの核酸捕捉部のフィルタフォルダの構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・化学分析装置、２・・・検査カートリッジ、１１・・・モータ、１２・・・保持ディスク、１３・・・穿孔機、１４・・・加温装置、１５・・・検出装置、
２１０・・・試料容器、２１１・・・血球貯蔵容器、２１２・・・血清定量容器、２１５・・・全血廃棄容器、２２０・・・溶解液容器、２３０・・・追加液容器、２４０・・・第１洗浄液容器、２５０・・・第２洗浄液容器、２６０・・・溶離液容器、２７０・・・第３洗浄液容器、２８０・・・第１検出試薬容器、２９０・・・第２検出試薬容器、３０１・・・核酸捕捉部、３１０・・・混合容器、３２０・・・反応容器、３３０・・・追い出し液容器、３４０・・・検出容器、３５０・・・第２検出試薬容器、３６０・・・第２検出試薬溶解試薬容器、３９０・・・溶離液回収容器、５０２・・・廃液貯蔵容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心を通る回転軸線周りに回転可能な保持ディスクと、該保持ディスクに保持された取り外しが可能な検査カートリッジと、を有し、上記検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析装置において、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記廃液流出流路の折り返し部の最内周位置は上記溶離液流出流路の最内周位置より内周側に配置され、それによって上記溶離液容器からの溶離液は上記捕捉部を通過してから上記溶離液回収容器に導かれ、更に上記溶離液流出流路を経由して上記検出容器に導かれることを特徴とする化学分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記基板には、上記捕捉部を洗浄するための洗浄液を収容する捕捉部洗浄液容器が設けられ、上記検出容器を大気圧に接続しないで密閉することによって、上記捕捉部洗浄液容器からの洗浄液を上記捕捉部、上記溶離液回収容器、及び上記廃液流出流路を経由して上記廃液貯蔵容器に導くように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記基板には、上記溶離液回収容器を洗浄するための洗浄液を収容する溶離液回収容器洗浄液容器が設けられ、上記検出容器を大気圧に接続しないで密閉することによって、上記溶離液回収容器洗浄液容器からの洗浄液を上記溶離液回収容器に導き、更に、上記廃液流出流路を経由して上記廃液貯蔵容器に導くように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記検出容器には乾燥された検査試薬が収容され、該検出容器に導入された溶離液によって上記検査試薬が溶解されるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記検出容器の外周側には乾燥された第２の検査試薬を収容する第２の検出容器が設けられ、上記検出容器と上記第２の検出容器の間には、上記検出容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記第２の検出容器の内周側端にて終わる検査試薬流出流路が設けられ、上記検出容器からの上記検査試薬を溶解した溶離液は上記検査試薬流出流路を経由して上記第２の検出容器に導かれ、上記第２の検出容器に導入された溶離液によって上記第２の検査試薬が溶解されるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項７】
中心を通る回転軸線周りに回転可能な保持ディスクと、該保持ディスクに保持された取り外しが可能な検査カートリッジと、を有し、上記検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析装置において、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記溶離液より比重が大きく且つ上記溶離液に溶解しない追い出し液を収容する追い出し液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
上記溶離液回収容器と上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられ、
上記追い出し液容器からの追い出し液を上記溶離液回収容器に導き、そこに保持することによって、上記捕捉部から排出され上記溶離液回収容器に導かれた上記物質を含む溶離液は、上記溶離液回収容器内の上記追い出し液の上を通り、上記溶離液流出流路を経由して上記検出容器に導かれることを特徴とする化学分析装置。
【請求項８】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記溶離液回収容器に導かれた上記追い出し液の液面レベルは、上記廃液流出流路の折り返し部の最内周位置より外周側にあることを特徴とする化学分析装置。
【請求項９】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記廃液流出流路の折り返し部の最内周位置は上記溶離液流出流路の最内周位置より外周側に配置され、それによって上記溶離液回収容器に上記追い出し液が保持されていないとき、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液は上記廃液貯蔵容器によって回収されることを特徴とする化学分析装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記検出容器には乾燥された検査試薬が収容され、該検出容器に導入された溶離液によって上記検査試薬が溶解されるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記検出容器の内周側には乾燥された第２の検査試薬を収容する第２の検出容器が設けられ、該第２の検出容器の内周側には上記第２の検出試薬を溶解するための溶解試薬を収容する溶解試薬容器が設けられ、上記溶解試薬容器からの溶解液は流路を経由して上記第２の検出容器に導かれて上記第２の検査試薬を溶解し、該第２の検査試薬を溶解した溶解液は流路を経由して上記検出容器に導かれるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項１２】
請求項１又は７に記載の化学分析装置において、上記検出容器内の溶液を加温するための加温装置と上記検出容器内の溶液より所定の物質を検出するための検出装置とを有することを特徴とする化学分析装置。
【請求項１３】
凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記基板に垂直な回転軸線周りの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析カートリッジにおいて、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられていることを特徴とする化学分析カートリッジ。
【請求項１４】
凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記基板に垂直な回転軸線周りの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析カートリッジにおいて、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記溶離液より比重が大きく且つ上記溶離液に溶解しない追い出し液を収容する、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
上記溶離液回収容器と上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられ、
上記追い出し液容器からの追い出し液を上記溶離液回収容器に導き、そこに保持することによって、上記捕捉部から排出され上記溶離液回収容器に導かれた上記物質を含む溶離液は、上記溶離液回収容器内の上記追い出し液の上を通り、上記溶離液流出流路を経由して上記検出容器に導かれることを特徴とする化学分析カートリッジ。
【請求項１】
中心を通る回転軸線周りに回転可能な保持ディスクと、該保持ディスクに保持された取り外しが可能な検査カートリッジと、を有し、上記検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析装置において、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記廃液流出流路の折り返し部の最内周位置は上記溶離液流出流路の最内周位置より内周側に配置され、それによって上記溶離液容器からの溶離液は上記捕捉部を通過してから上記溶離液回収容器に導かれ、更に上記溶離液流出流路を経由して上記検出容器に導かれることを特徴とする化学分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記基板には、上記捕捉部を洗浄するための洗浄液を収容する捕捉部洗浄液容器が設けられ、上記検出容器を大気圧に接続しないで密閉することによって、上記捕捉部洗浄液容器からの洗浄液を上記捕捉部、上記溶離液回収容器、及び上記廃液流出流路を経由して上記廃液貯蔵容器に導くように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記基板には、上記溶離液回収容器を洗浄するための洗浄液を収容する溶離液回収容器洗浄液容器が設けられ、上記検出容器を大気圧に接続しないで密閉することによって、上記溶離液回収容器洗浄液容器からの洗浄液を上記溶離液回収容器に導き、更に、上記廃液流出流路を経由して上記廃液貯蔵容器に導くように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記検出容器には乾燥された検査試薬が収容され、該検出容器に導入された溶離液によって上記検査試薬が溶解されるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の化学分析装置において、上記検出容器の外周側には乾燥された第２の検査試薬を収容する第２の検出容器が設けられ、上記検出容器と上記第２の検出容器の間には、上記検出容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記第２の検出容器の内周側端にて終わる検査試薬流出流路が設けられ、上記検出容器からの上記検査試薬を溶解した溶離液は上記検査試薬流出流路を経由して上記第２の検出容器に導かれ、上記第２の検出容器に導入された溶離液によって上記第２の検査試薬が溶解されるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項７】
中心を通る回転軸線周りに回転可能な保持ディスクと、該保持ディスクに保持された取り外しが可能な検査カートリッジと、を有し、上記検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析装置において、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記溶離液より比重が大きく且つ上記溶離液に溶解しない追い出し液を収容する追い出し液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
上記溶離液回収容器と上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられ、
上記追い出し液容器からの追い出し液を上記溶離液回収容器に導き、そこに保持することによって、上記捕捉部から排出され上記溶離液回収容器に導かれた上記物質を含む溶離液は、上記溶離液回収容器内の上記追い出し液の上を通り、上記溶離液流出流路を経由して上記検出容器に導かれることを特徴とする化学分析装置。
【請求項８】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記溶離液回収容器に導かれた上記追い出し液の液面レベルは、上記廃液流出流路の折り返し部の最内周位置より外周側にあることを特徴とする化学分析装置。
【請求項９】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記廃液流出流路の折り返し部の最内周位置は上記溶離液流出流路の最内周位置より外周側に配置され、それによって上記溶離液回収容器に上記追い出し液が保持されていないとき、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液は上記廃液貯蔵容器によって回収されることを特徴とする化学分析装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記検出容器には乾燥された検査試薬が収容され、該検出容器に導入された溶離液によって上記検査試薬が溶解されるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の化学分析装置において、上記検出容器の内周側には乾燥された第２の検査試薬を収容する第２の検出容器が設けられ、該第２の検出容器の内周側には上記第２の検出試薬を溶解するための溶解試薬を収容する溶解試薬容器が設けられ、上記溶解試薬容器からの溶解液は流路を経由して上記第２の検出容器に導かれて上記第２の検査試薬を溶解し、該第２の検査試薬を溶解した溶解液は流路を経由して上記検出容器に導かれるように構成されていることを特徴とする化学分析装置。
【請求項１２】
請求項１又は７に記載の化学分析装置において、上記検出容器内の溶液を加温するための加温装置と上記検出容器内の溶液より所定の物質を検出するための検出装置とを有することを特徴とする化学分析装置。
【請求項１３】
凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記基板に垂直な回転軸線周りの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析カートリッジにおいて、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられていることを特徴とする化学分析カートリッジ。
【請求項１４】
凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記基板に垂直な回転軸線周りの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析カートリッジにおいて、
上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記溶離液より比重が大きく且つ上記溶離液に溶解しない追い出し液を収容する、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収する廃液貯蔵容器と、が設けられ、
内周側の上記溶離液回収容器と外周側の上記廃液貯蔵容器の間には、上記溶離液回収容器の外周端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記廃液貯蔵容器の内周側端にて終わる廃液流出流路が設けられ、
上記溶離液回収容器と上記検出容器の間には、上記溶離液回収容器から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、上記検出容器の内周側端にて終わる溶離液流出流路が設けられ、
上記追い出し液容器からの追い出し液を上記溶離液回収容器に導き、そこに保持することによって、上記捕捉部から排出され上記溶離液回収容器に導かれた上記物質を含む溶離液は、上記溶離液回収容器内の上記追い出し液の上を通り、上記溶離液流出流路を経由して上記検出容器に導かれることを特徴とする化学分析カートリッジ。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
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【図１５】
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【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−１８９３７４（Ｐ２００６−１８９３７４Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６４７（Ｐ２００５−２６４７）
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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