説明

反応処理装置

【課題】液体が気泡を含むことによってシリンジによる送液精度が低下することを防止する。
【解決手段】制御部は、液体容器とシリンジとを接続してシリンジ内に液体を吸引した後、シリンジが密閉されるように切替えバルブを切り替えた状態でシリンジを吸引側へ駆動することによりシリンジ内を減圧して液体の脱泡を行なう脱泡手段を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は生物学的分析、生化学的分析、又は化学分析一般の分野において、医療や化学の現場において各種の解析や分析を行なうのに適する反応容器プレートを用いて反応処理を行なう反応処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
生化学的分析や通常の化学分析に使用する小型の反応装置としては、マイクロマルチチャンバ装置が使用されている。そのような装置としては、例えば平板状の基板表面に複数のウエルを形成したマイクロタイタープレートなどのマイクロウエル反応容器プレートが用いられている(例えば特許文献1を参照。)。
【0003】
また、微量の液体を定量的に扱うことができる微量液体秤取構造として、第1流路及び第2流路と、上記第1流路の流路壁に開口する第3流路と、第2流路の流路壁に開口して第3流路の一端と第2流路を連結し第3流路よりも相対的に毛管引力が働きにくい性質を第4流路とを有する構造を備えたものがある(例えば特許文献2,3を参照。)。その微量液体秤取構造によれば、第1流路に導入された液体が第3流路内に引き込まれた後、第1流路に残存する上記液体を取り除き、第3流路の容積に応じた体積の液体を第2流路に秤取することができる。
【0004】
従来のマイクロウエル反応容器プレートは、使用時には反応容器プレートの上面は大気に開放された状態となる。そのため、サンプルに外部から異物が進入する恐れがあるし、逆に反応生成物が外部の環境を汚染することもありうる。
また、特許文献2,3に開示された微量液体秤取構造では、第1流路の両端及び第2流路の両端に液体導入用のポートが形成されているが、それらのポートは大気に開放されており、それらのポートを介して反応生成物が外部の環境を汚染することもありうる。
【0005】
そこで、反応容器やサンプル容器のほか、液体の吸引及び吐出を行なうシリンジ、シリンジを反応容器又はサンプル容器に切り替えて接続する切替えバルブを1枚のプレートに集積して反応容器プレート内を密閉系にすることが提案されている(特許文献4参照。)。提案の反応容器プレートによれば、反応容器プレートの外部からの異物の進入や、外部への環境汚染を防ぐことができる。
【特許文献1】特開2005−177749号公報
【特許文献2】特開2004−163104号公報
【特許文献3】特開2005−114430号公報
【特許文献4】WO2008/096492号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のような反応容器プレートを処理する際に問題となるのは、シリンジで吸引する液体に気泡が含まれていた場合や反応容器に注入する液体に気泡が含まれていた場合である。液体に気泡が含まれていると、シリンジを用いた分注の精度が低下し、その気泡が反応容器内に入ると反応容器内での反応測定の妨げとなる。
【0007】
そこで本発明は、液体が気泡を含むことによってシリンジによる送液精度が低下することを防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の反応処理装置は、サンプルに反応を起こさせるための反応容器、反応容器に供給するサンプル又はその他の液体を収容するための液体容器、接続する流路を切り替えるための切替えバルブ、及び切替えバルブを介して液体容器、反応容器のいずれかに接続され又は切替えバルブによって密閉されるシリンジを備えた反応容器プレートを保持するためのプレート保持部と、反応容器プレートの切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部と、シリンジを駆動するためのシリンジ駆動部と、バルブ駆動部及びシリンジ駆動部を制御する制御部と、を備え、制御部は、液体容器とシリンジとを接続してシリンジ内に液体を吸引した後、シリンジが密閉されるように切替えバルブを切り替えた状態でシリンジを吸引側へ駆動することによりシリンジ内を減圧して液体の脱泡を行なう脱泡手段を備えているものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、反応容器、反応容器に供給するサンプル又はその他の液体を収容するための液体容器、切替えバルブ、及び切替えバルブを介して液体容器、反応容器のいずれかに接続され又は切替えバルブによって密閉されるシリンジを備えた反応容器プレートを用い、液体容器とシリンジとを接続してシリンジ内に液体を吸引した後、シリンジが密閉されるように切替えバルブを切り替えた状態でシリンジを吸引側へ駆動することによりシリンジ内を減圧して液体の脱泡を行なうようになっているので、シリンジ内で反応容器に注入する液体の脱泡が行なわれ、シリンジから液体を吐出する際の気泡による吐出精度の低下を防止できる。さらには、反応容器に注入する液体の脱気をシリンジ内で行なうことができるので、反応容器内での気泡の発生が抑制され、気泡が反応測定に与える影響を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
図1は一実施例の反応処理装置を概略的に示すブロック図である。
この実施例の反応処理装置で扱う反応容器プレートは、反応容器のほか、反応容器に注入する液体を収容するための液体容器、液体や気体の吸引と吐出を行なうためのシリンジ、流路の接続を切り替えるための切替えバルブなどを1枚のプレートに備えたものである。そのような反応容器プレートを扱うために、反応処理装置は、反応容器プレート7を保持するためのプレート保持部1、反応容器プレートに設けられているシリンジを駆動するためのシリンジ駆動部2及び切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部3を備えている。
【0011】
シリンジ駆動部2及びバルブ駆動部3の動作は制御部5によって制御される。制御部5はシリンジに吸引した液体の脱泡を行なうための脱泡手段を備えている。なお、この実施例では図示していないが、反応処理装置としては、反応容器プレート7の反応容器温度を調節するための温度調節部や反応容器内の反応を測定するための反応測定部などを備えていてもよい。
【0012】
本発明の反応処理装置で扱う反応容器プレートについて図2を参照しながら概略的に説明する。図2は同実施例の反応処理装置が対象とする反応容器プレートの一例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A位置での断面図、(C)はシリンジをサンプル容器に接続したときのA−A位置での断面図である。なお、同図(A)及び(B)はシリンジがいずれの容器や流路に接続されずに密閉されている状態を示している。
【0013】
反応容器プレート7にはシリンジ及び切替えバルブの一部をなすローター40がシールプレート42を介して回転可能に取り付けられている。ローター40はその回転中心にシリンジを構成するシリンダとなる空間40aを備え、その内部にプランジャ40cが配置されている。ローター40は、シリンダ40aに繋がり一端が反応容器プレート7の下面との接触面に引き出されたシリンジ接続流路40bと、反応容器プレート7の下面との接触面に設けられた円弧状流路40dを備えている。ローター40の回転に応じてこれらの流路40b,40dがその回転方向に移動し、反応容器プレート7下面に引き出された所定の流路に接続されるようになっている。
【0014】
反応容器プレート7のローター40取付け位置とは異なる位置に複数の反応容器10が上面を封止された状態で配列された領域が設けられている。この領域に主流路13や反応容器エアー抜き流路21等も設けられている。主流路13の上流端13aは反応容器プレート7の下面側のシリンジ接続流路40bへ接続されうる位置に引き出されている。反応容器エアー抜き流路21の下流端は反応容器プレート7の下面側の円弧状流路40dへ接続されうる位置に引き出されている。
【0015】
ローター40取付け位置の周囲に液体容器としてのサンプル容器35及び試薬容器37と、エアー吸引用容器39が設けられている。これらの容器35,37及び39の上面は封止されており、サンプル容器35の上面は弾性部材からなるセプタムを含む密閉部材で密閉されている。これらの容器35,37及び39はそれぞれ流路35a,37a及び39aを介して反応容器プレート7の下面側のシリンジ接続流路40bへ接続されうる位置に引き出されている。また、これらの容器35,37及び39内の圧力変化を緩和するためのエアー抜き流路35b,37b,39bも設けられており、エアー抜き流路35b,37b,39bは反応容器プレート7の下面側の円弧状流路40dに接続されうる位置に引き出されている。
【0016】
このほか、反応容器プレート7には受動的に内部容量を変化させるベローズ53も設けられており、ベローズ53の内部空間に繋がる流路が反応容器プレート7の下面側の円弧状流路40dに接続されうる位置に引き出されている。
【0017】
図3は反応処理装置の概略構成断面図である。
シリンジ駆動部2は反応容器プレート7の上方に配置されてローター40内のプランジャ40cを把持し、例えばステッピングモータ等の駆動によってプランジャ40cを上下方向に任意の距離だけ移動させることができる。バルブ駆動部3は接続流路の切替え時にローター40の裏面に設けられた凹部からなる爪部40eに凹部を挿入して回転することにより、ローター40を平面内方向に任意の角度だけ回転させることができる。
【0018】
シリンジ駆動部2及びバルブ駆動部3の動作は制御部5によって制御される。制御部5はサンプル分注工程等の各工程に応じて各部の動作制御を行なうためのプログラムを保持している。そのプログラムの一例として、シリンジ51内に吸引した液体の脱泡を行なうための脱泡手段が挙げられる。
【0019】
図4は同実施例の反応処理装置によるサンプル分注動作の一例を示すフローチャートである。以下にこのフローチャートとともに図5〜図7を参照しながら反応処理時の動作について説明する。なお、反応処理装置による反応処理を開始する前に、分析者による前処理として、注射器などの分注器具によりサンプル液がサンプル容器35内に注入された状態の反応容器プレート7が装置に設置される。
【0020】
バルブ駆動部3でローター40を回転させ、シリンジ接続流路40bをサンプル容器35に接続し(ステップS1)(図5参照)、プランジャ40cを吸引方向と吐出方向へ複数回往復駆動することによりサンプル容器35内を攪拌する(ステップS2)。サンプル容器35内には分析者によって注入されたサンプル液と試薬が封入されており、これらの液体が混合される。その後、混合液をシリンダ40a内に例えば10μLだけ吸引する(ステップS3)。
【0021】
バルブ駆動部3でローター40を回転させ、シリンジ接続流路40bがいずれの流路にも接続されない状態(例えば図2(b)の状態)にしてシリンダ40a内を密閉し、プランジャ40cを吸引側へさらに駆動してシリンダ40a内の圧力を例えば10〜40Torr程度、望ましくは1〜10Torr程度にすることにより、シリンダ40a内の混合液の脱泡を行なう(ステップS4)。
【0022】
次に、バルブ駆動部3でローター40を回転させ、シリンジ接続流路40bを試薬容器37に接続する(ステップS5)(図6参照。)。試薬容器37には例えば190μLの希釈水が予め収容されている。シリンジ駆動部2によってプランジャ40cを吐出側へ駆動し、シリンダ40a内の混合液を試薬容器37内に注入する(ステップS6)。さらに、プランジャ40cを吸引方向と吐出方向へ往復駆動して試薬容器37内を攪拌し、注入した混合液と希釈水とを混合する(ステップS7)。混合後、プランジャ40cを吸引方向へ駆動してその希釈混合液を例えば200μL(全部)吸引する(ステップS8)。
【0023】
バルブ駆動部3でローター40を回転させ、シリンジ接続流路40bがいずれの流路にも接続されない状態(例えば図2(b)の状態)にしてシリンダ40a内を密閉し、プランジャ40cを吸引側へさらに駆動してシリンダ40a内の圧力を例えば10〜40Torr程度、望ましくは1〜10Torr程度にすることにより、シリンダ40a内に吸引した希釈混合液の脱泡を行なう(ステップS9)。
【0024】
バルブ駆動部3でローター40を回転させ、シリンジ接続流路40bを主流路13の上流端13aに接続する(ステップS10)(図7参照。)。シリンジ駆動部3によってプランジャ40cを吐出方向に駆動し、シリンダ40a内の希釈混合液を主流路13に注入する(ステップS11)。
【0025】
その後、主流路13に注入した希釈混合液は、エアー吸引用容器39からエアーをシリンダ40a内に吸引して主流路13に送り込むことにより、希釈混合液の主流路13内からのパージと各反応容器10への注入を行なう。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】一実施例の反応処理装置を概略的に示すブロック図である。
【図2】反応容器プレートの一実施例を示す図であり(A)は概略的な平面図、(B)は(A)のA−A位置での断面図、(C)はシリンジをサンプル容器に接続したときのA−A位置での断面図である。
【図3】反応処理装置の概略構成断面図である。
【図4】反応処理装置の反応処理時の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図5】反応処理装置の反応処理時の動作の一例を説明するための1つの工程を示す平面図である。
【図6】図5に続く動作を説明するための平面図である。
【図7】図6に続く動作を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【0027】
1 プレート保持部
2 シリンジ駆動部
3 バルブ駆動部
5 制御部
6 脱泡手段
7 反応容器プレート
10 反応容器
13 主流路
15 計量流路
17 注入流路
19,21 反応容器エアー抜き流路
35 サンプル容器
35a サンプル容器流路
35b サンプル容器エアー抜き流路
37 試薬容器
37a 試薬容器流路
37b 試薬容器エアー抜き流路
39 エアー吸引用容器
39a エアー吸引用容器流路
39b エアー吸引用容器エアー抜き流路
40 ローター
40a シリンダ
40b シリンジ接続流路
40c プランジャ
40d 円弧状流路
40e 爪部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
サンプルに反応を起こさせるための反応容器、前記反応容器に供給するサンプル又はその他の液体を収容するための液体容器、接続する流路を切り替えるための切替えバルブ、及び前記切替えバルブを介して前記液体容器、反応容器のいずれかに接続され又は前記切替えバルブによって密閉されるシリンジを備えた反応容器プレートを保持するためのプレート保持部と、
前記反応容器プレートの前記切替えバルブを駆動するためのバルブ駆動部と、
前記シリンジを駆動するためのシリンジ駆動部と、
前記バルブ駆動部及びシリンジ駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記液体容器と前記シリンジとを接続して前記シリンジ内に液体を吸引した後、前記シリンジが密閉されるように前記切替えバルブを切り替えた状態で前記シリンジを吸引側へ駆動することにより前記シリンジ内を減圧して前記液体の脱泡を行なう脱泡手段を備えている反応処理装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2010−133838(P2010−133838A)
【公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−310385(P2008−310385)
【出願日】平成20年12月5日(2008.12.5)
【出願人】(000001993)株式会社島津製作所 (3,708)
【Fターム(参考)】