対象物処理装置
【課題】プレート上の対象物に対して個別的かつ効率的な液体処理（試薬処理、洗浄処理）を行う。
【解決手段】ノズルユニット１０は内筒１２、中筒１４及び外筒１６により構成されている。外筒１６はプレート１８の上面に当接され、これによって隔離空間としての密閉空間が形成される。その状態は、内筒１２及び中筒１４の先端面は対象物２０に近接しつつも、そこに接触しない高さに位置決められる。外筒１６に対して、内筒１２及び中筒１４の高さを相対的に調整する機構を設けるようにしてもよい。試薬処理時には、空間Ａから試薬が吐出され、残液が空間Ｂから吸引される。洗浄時には、空間Ａから洗浄液が吐出され、空間Ｂから洗浄液が吸引される。空間Ｃは洗浄液流路及びエア供給路等として機能する。
【解決手段】ノズルユニット１０は内筒１２、中筒１４及び外筒１６により構成されている。外筒１６はプレート１８の上面に当接され、これによって隔離空間としての密閉空間が形成される。その状態は、内筒１２及び中筒１４の先端面は対象物２０に近接しつつも、そこに接触しない高さに位置決められる。外筒１６に対して、内筒１２及び中筒１４の高さを相対的に調整する機構を設けるようにしてもよい。試薬処理時には、空間Ａから試薬が吐出され、残液が空間Ｂから吸引される。洗浄時には、空間Ａから洗浄液が吐出され、空間Ｂから洗浄液が吸引される。空間Ｃは洗浄液流路及びエア供給路等として機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は対象物処理装置に関し、特に、抗体抗原反応、核酸ハイブリダイゼーション等の分析、試験において対象物を液体（試薬、洗浄液）により処理するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
抗体抗原反応、核酸ハイブリダイゼーション等の分析、試験においては、抗体、抗原、核酸等の対象物が多数の試薬を利用して段階的に処理される。つまり、そのような一連の過程では、対象物の試薬反応処理や洗浄処理が段階的に実行される。具体的には、例えば、スライドガラスのようなプレートの表面上に互いに離間して複数の対象物がそれぞれスポット状に設けられ、これにより対象物アレイが構成される。対象物アレイに対して試薬反応処理を行わせる場合、そこに試薬が導入される。その後、対象物アレイを洗浄する場合、プレート表面へ大量の洗浄液が供給され、あるいは、プレートが洗浄漕に漬けられる。以下においては、洗浄処理について具体的に説明するが、そこで指摘された事項は試薬反応処理においても同様に指摘可能なものである。
【０００３】
従来法によると、どうしてもアレイ全体を常に一律に処理しなければならず、個々の対象物に対して洗浄処理条件（洗浄液種類（親水性、疎水性）、洗浄実行タイミング、洗浄期間、流量、等）を異ならせることができない。あるいは、従来法によると、洗浄液が大量に必要になり、洗浄効率を高められないので、時間がかかるし、装置の小型化も困難となる。しかも、あまり強烈に洗浄液を供給すると、対象物にダメージを与えたりあるいは対象物が剥離したりする問題も危惧される。なお、洗浄効率を高めるためにはノズルの先端を対象物に近付けることが望ましいが、空中における高精度の位置決めは非常に難しい。もし、対象物にノズル先端面が接触すると、対象物を損傷させてしまうおそれがある。
【０００４】
特許文献１には洗浄等に用いられる二重管ノズルが開示されている。洗浄対象は反応管及び測定セル等である。その内部の底面に外パイプの先端を接触させた状態で、外パイプに形成された溝から洗浄液が外パイプの外部へ流出する構成となっている。特許文献２には溶液吸引具内の吸収部材によってウエル上の溶液を吸い取ることが記載されている。その図２４等にはパイプの先端面をウエル上面から隔てて位置決めすることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２２３３５３号公報
【特許文献２】特開２００５−５５３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の洗浄処理装置では、プレート単位で洗浄処理が行われ、つまり複数の対象物を同時に洗浄していたので、対象物ごとに洗浄処理条件を変えることができなかった。あるいは、洗浄効率を高められなかった。この問題は試薬反応処理についても同様に指摘でき、従来においては対象物ごとに試薬を変えることが困難であった。また、試薬や洗浄液が各対象物からその周囲に飛散する問題が指摘されている。
【０００７】
本発明の目的は、対象物ごとに能率的にあるいは適切に液体処理を行えるようにすることにある。本発明の他の目的は、対象物ごとに個別的な洗浄を行えるようにすることにある。本発明の他の目的は、対象物の試薬処理効率又は洗浄効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、対象物が表面に設けられたプレートと、前記プレート上の対象物に対して液体処理を行う場合に利用され、複数の流路を有する多重管構造をもったノズルユニットと、前記ノズルユニットが有する複数の流路に接続された吸引吐出機構と、を含み、前記ノズルユニットは、前記対象物の液体処理において、前記対象物を取り囲みつつ前記プレートの表面に当接される外筒先端面を有し、その外筒先端面の当接状態で前記対象物を含んだ密閉空間を形成する外筒と、前記外筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する中筒先端面を有する中筒と、前記中筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する内筒先端面を有する内筒と、を含み、前記外筒と前記中筒との間に外側流路が形成され、前記中筒と前記内筒との間に中間流路が形成され、前記内筒の中に内側流路が形成され、前記密閉空間の形成状態で、前記外側流路、前記中間流路及び前記内側流路からなる流路群の中から選択された複数の流路を利用して前記対象物の液体処理が行われる、ことを特徴とする対象物処理装置に関する。
【０００９】
上記構成によれば、対象物処理の際に、対象物が外筒によって包み込まれ、外部と区画された密閉空間（例えば、試薬処理空間、洗浄処理空間）が形成される。その状態で、複数の流路の内の少なくとも１つを利用して液体（試薬や洗浄液）が密閉空間に注入され、同時に又はその後に、複数の流路の内の少なくとも１つを利用して密閉空間から液体が吸引される。よって、対象物の処理効率を高めることができる。密閉空間の形成状態では、３つの流路が形成されるので、液体の供給及び吸引の他に、ガス供給等も行うことも可能である。なお、２つの流路を使って液体を供給し、他の１つの流路を使って液体を吸引することも可能であり、その逆のパターン、つまり１つの流路を使って液体を供給し、他の２つの流路を使って液体を吸引することも可能である。１つの流路が吐出と吸引で兼用されてもよい。
【００１０】
密閉空間の形成によれば、対象物単位での個別処理を実現でき、つまり、ある対象物の処理による他の対象物への影響を防止できる。局所集中的な処理により処理効率を高められるという利点を得られ、また、処理の最後に、吐出後の液体を吸引する場合においても残液の残留量を従来よりも低減できるので、その後の処理を適正に行えるという利点が得られる。外筒先端面はプレート上面における対象物周囲に接触するだけであり（対象物に対しては非接触に保たれる）、中筒先端面及び内筒先端面は対象物に近接しつつもそれに接触しない高さに位置決めされるので、対象物の破損や剥がれを防止でき、しかも近接状態で処理を行えるから、その意味においても処理効率を高められる。液体の供給と吸引とを繰り返し行うようにしてもよい。試薬処理と洗浄処理とを同一の多重管ノズルユニットで行えれば、装置構成を簡略化でき、しかも一連の処理を効率化できる。
【００１１】
望ましくは、前記吸引吐出機構は、前記流路群の中の第１流路に接続され、前記対象物の液体処理としての前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ洗浄液を供給するための第１ポンプ手段と、前記流路群の中の第２流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ供給された洗浄液を吸引するための第２ポンプ手段と、前記流路群の中の第３流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に乾燥用ガスを供給する第３ポンプ手段と、を含む。ガス供給によれば、残液を吹き飛ばして、より低減できるという利点を得られる。
【００１２】
望ましくは、前記吸引吐出機構は、前記流路群の中の所定流路に接続され、前記対象物の液体処理としての試薬による反応処理の際に、試薬槽から当該流路へ試薬の吸引を行わせ且つ当該流路から前記密閉空間へ試薬を吐出させる分注手段を含む。
【００１３】
望ましくは、前記所定流路及び前記第１流路は前記内側流路であり、前記内側流路が、前記反応処理における試薬の吸引及び吐出並びに前記対象物の洗浄処理における洗浄液の吐出で兼用される。
【００１４】
望ましくは、前記内側流路にはシリンジポンプが接続され、前記シリンジポンプは、前記反応処理において前記分注手段を構成し且つ前記対象物の洗浄処理において前記第１ポンプ手段を構成する。望ましくは、前記シリンジポンプは、前記対象物の洗浄処理後の前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第１流路としての前記内側流路に洗浄液を供給し、前記第２ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第２流路としての前記中間流路に洗浄液を供給し、前記第３流路としての前記外側流路には第４ポンプ手段が接続され、前記第４ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第３流路としての前記外側流路に洗浄液を供給する。この構成によれば、すべての流路を清浄状態に保てる。ノズルユニット自身の洗浄に関しては、垂れ流し方式の他、環流方式も考えられる。
【００１５】
望ましくは、前記第３ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第４ポンプ手段による前記外側流路への前記洗浄液の供給後に、前記外側流路へ乾燥用ガスを供給する。
【００１６】
望ましくは、前記プレートの表面は平坦面であり、少なくとも前記外筒先端面の当接状態において、前記外筒先端面よりも前記中筒先端面及び前記内筒先端面が奥側に引っ込んだ高い位置にある。
【００１７】
望ましくは、前記プレートの表面には、前記対象物を底面に収容する凹部とその底面よりも高い周囲部とが形成され、前記外筒先端面が前記周囲部の上面に当接した状態において、 前記中筒先端面及び前記内筒先端面が前記対象物の上面よりも高い位置に位置決めされる。
【００１８】
望ましくは、前記外筒に対して前記中筒及び前記内筒のうち少なくとも一方を相対的に上下動させる調整機構が設けられる。この構成によれば、対象物の高さに応じて、あるいは、接触相手となるプレートの形状に応じて、中筒及び内筒の高さを最適化できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、対象物ごとに能率的にあるいは適切に液体処理を行える。本発明によれば、対象物ごとに個別的な洗浄を行える。あるいは、本発明によれば、対象物の試薬処理効率又は洗浄効率を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１には、本発明に係る対象物処理装置の好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示す概念図である。この処理装置は、対象物に対して段階的に試薬処理を行う試薬処理装置の中に組み込まれるものであってもよい。対象物の処理の概念には、試薬処理及び洗浄処理が含まれる。
【００２２】
図１において、プレート１８は図１に示す例において平坦なプレートであり、その上面には対象物２０が設けられている。具体的には、プレート１８の上面に相互に離間して複数の対象物２０がアレイ状に設けられており、各対象物２０はスポットを構成する。対象物２０は例えば抗体、抗原、核酸などである。対象物２０の厚みｄ１は例えば数百ｎｍ〜数μｍである。
【００２３】
本処理装置は、本実施形態において、ノズルユニット１０を備えている。ノズルユニット１０は三重管構造を有し、具体的には、内筒１２、中筒１４及び外筒１６を有している。図１に示す構成例ではそれらの３つの筒部材が互いに一体的に連結されている。流路Ａは内筒１２内に存在する空間であり、流路Ｂは中筒１４と内筒１２との間に形成される空間であり、流路Ｃは外筒１６と中筒１４との間に形成される空間である。
【００２４】
本実施形態において、外筒１６における先端面の高さよりも、中筒１４及び内筒１２のそれぞれの先端面の高さが上方に引き上げられている。それらの高さのギャップが図１においてΔｄで表されている。対象物２０の厚みｄ１よりもギャップΔｄの方が大きく（例えば、数百μｍ）、その結果、外筒１６の先端面をプレート１８の上面に当接させ、ノズルユニット１０内に密閉空間が形成された状態では、試料２０の上面に対して内筒１２及び中筒１４の先端面が近接しつつも非接触の状態におかれる。そのような状態で液体（試薬、洗浄液）の吐出および吸引を行えば対象物２０を効率的に処理（試薬処理、洗浄処理）することができ、しかも、液体が他の対象物に対して回り込んでしまうことを防止できるので、各対象物ごとの個別処理を実現できるという利点がある。さらに、内筒１２及び中筒１４の先端面が対象物２０に対して非接触の状態におかれるため、対象物２０の破損やはがれといった問題を効果的に防止できるという利点が得られる。
【００２５】
搬送機構２２は、ノズルユニット１０を搬送する機構である。搬送機構２２及びその他の図１に示される各構成は制御部２８によって制御されている。なお、各筒状部材１２，１４，１６は例えばテフロン（登録商標）等の部材によって構成されるのが望ましい。
【００２６】
次に、ノズルユニット１０以外の構成（吸引吐出機構を含む）について説明する。ノズルユニット１０内の流路Ａには流路ａが接続されており、流路ａには弁Ｖ１を介して流路ａ１及び流路ａ２が接続されている。流路ａ１にはシリンジポンプＰ１が接続されている。このシリンジポンプＰ１は洗浄液を内部に取り込んで、その取り込まれた洗浄液を流路ａ１に対して送り込むポンプである。流路ａ２は洗浄液タンク２４へ導かれている。このシリンジポンプＰ１は、洗浄液の吸引吐出時の他、試薬の吸引吐出時においても機能する。
【００２７】
ノズルユニット１０内の流路Ｂは流路ｂに接続されている。流路ｂ上にはポンプ（送液／吸引ポンプ）Ｐ２が設けられており、さらに、その流路ｂには弁Ｖ２を介して流路ｂ１及び流路ｂ２が接続されている。流路ｂ１は廃液タンク２６に繋がっており、流路ｂ２は洗浄液タンク２４に繋がっている。
【００２８】
ノズルユニット１０内の流路Ｃには流路ｃが接続されており、その流路ｃには弁Ｖ３を介して流路ｃ１及び流路ｃ２が接続されている。流路ｃ１上にはポンプ（送液ポンプ）Ｐ３が設けられており、流路ｃ１の上流端は洗浄液タンク２４内に位置している。流路ｃ２にはポンプ（送気ポンプ）Ｐ４が接続されており、その流路ｃ２上には大気開放用の弁Ｖ４が接続されている。
【００２９】
図２には、図１に示した構成の動作例がフローチャートとして示されている。このフローチャートは特に試薬処理後の洗浄工程を示すものである。初期状態において、各ポンプＰ１‐Ｐ４は停止状態にある。Ｓ１０１では、ポンプＰ２の作用により、流路（中空間）Ｂに対する吸引が行われ（弁Ｖ２はｂ１を選択）、それに先立ってノズルユニットが対象となる検体（対象物）の上方位置に位置決めされ、その後ノズルユニットの下降が開始される。これにより、Ｓ１０２で示される基板洗浄処理工程が実行される。すなわち、Ｓ１０３では、下降途中において弁Ｖ４が開放され（弁Ｖ４はｃ２を選択）、これによって流路Ｃが大気圧とされる。Ｓ１０４において、外筒の先端面（下面）が基板上面に接触したことがセンサによって検知されると、ノズルユニットの下降が停止される。外筒の先端面の接触によりノズルユニット内に密閉空間が形成され、その際において圧力上昇が生じても、それは上記の大気開放等によって逃がされる。つまり、接触時においてプレート上に液滴等があっても、それが隣接する対象物へ飛散するといったことが大気開放及び流路Ｂの吸引によって防止されている。
【００３０】
Ｓ１０５では、シリンジポンプＰ１により洗浄液タンク２４から洗浄液が吸引され（弁Ｖ１は流路ｂ２を選択）、その後弁Ｖ１により流路ａ１と流路ａとが接続され、その状態でポンプＰ１の作用により流路（内空間）Ａに対して洗浄液が一定量吐出される。続いて、Ｓ１０６において、ポンプＰ２の作用により流路Ｂに対して吸引が実行される。吸引された洗浄液は流路Ｂ、流路ｂ、ポンプＰ２、弁Ｖ２を介して流路ｂ１から廃液タンク２６へ導かれる。このＳ１０５及びＳ１０６の工程が必要回数分だけ繰り返される。本実施形態においては、その回数ｎとして３が設定されており、Ｓ１０５及びＳ１０６の工程が３回繰り返される。Ｓ１０５において供給される洗浄液の量を少量としておけば、洗浄液供給を原因とする悪影響が対象物に対して及ぶことを効果的に防止することが可能である。
【００３１】
Ｓ１０７では、今まで開放されていた弁Ｖ４が閉じられ、その後、Ｓ１０８においては流路（外空間）Ｃに対してポンプＰ４の作用によってエアが供給される。同時に、流路（中空間）Ｂに対してポンプＰ２の作用により吸引が実行される。このＳ１０８の工程においてノズルユニット内における残液の吸引が効果的に行われる。このように残液の残留量を極力少なくすることによって次の試薬処理を適正に行えるという利点が得られる。
【００３２】
次に、ノズル洗浄処理工程Ｓ１０９について説明する。Ｓ１１０では、ノズルユニットが洗浄ポジションへ移動される。Ｓ１１１では、弁Ｖ２が洗浄液側つまり流路ｂ２に切り替えられ、弁Ｖ３についてはポンプＰ３側つまり流路ｃ１側に切り替えられる。そして、Ｓ１１２では、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の作用により、すべての流路Ａ，Ｂ，Ｃに対して洗浄液が供給される。すなわち垂れ流し方式によってノズルユニット内が効果的に洗浄される。必要に応じて、ノズルユニットの先端部を洗浄井戸内に差し込み、その状態で各流路から洗浄液を流せば、ノズルユニットの外側表面の洗浄を行うことも可能である。また、場合によっては環流方式により洗浄処理を行うようにしてもよい。
【００３３】
Ｓ１１３では、各ポンプによる送液が停止され、Ｓ１１４では、弁Ｖ２が廃液タンク２６側に切り替えられ、弁Ｖ３が送気側に切り替えられる。そして、Ｓ１１５では、搬送機構２２によってノズルユニットが上昇され、洗浄井戸の液面から離脱された後、流路（外空間）Ｃに対する送気が実行され、これにより流路Ｃを乾燥させる。そして、Ｓ１１６では、送気及び吸引が停止される。Ｓ１１７では、次の洗浄処理を行うか否かが判断され、そのような処理が必要であれば対象となる検体の上方にノズルユニットが位置決めされ、すなわち上述したＳ１０１以降の各工程が繰り返し実行される。
【００３４】
以上のように、本実施形態では、密閉空間を形成した状態で複数の流路を使って洗浄液の供給及び吸引を行うことができるので、対象物を効率的に洗浄することが可能である。しかも、内筒及び中筒が対象物に近接しつつもそこから隔てられて位置決めされるので、対象物の破損やはがれといった問題を効果的に防止することができる。さらに、送気により残留液を吹き飛ばしてそれを除去吸引できるので、次の試薬処理を適正に行えるという利点がある。上述した実施形態においては、ひとつのノズルユニットが示されていたが、複数のノズルユニットを同時にあるいは個別的に動作させるようにしてもよい。いずれにしても、各対象物ごとに洗浄処理を独立して行うことができるので、各対象物に対して必要なタイミングで洗浄処理を実行できるという利点がある。
【００３５】
次に、図３を用いて他の実施形態について説明する。なお、図１に示した構成と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。図３に示されるノズルユニット３０は、図１に示した実施形態と同様に内筒１２，中筒１４及び外筒１６を有している。ただし、内筒１２及び中筒１４は一体化された内部二重管３２を構成し、その内部二重管３２は外筒１６に対して独立して相対運動をすることが可能である。内部二重管３２と外筒１６とを合わせてノズル体３４が構成される。
【００３６】
外筒１６にはブロック３６を介して搬送機構３８が連結されている。搬送機構３８は、軸４０を備えており、その軸４０を介して搬送機構３８による上下運動がブロック３６に伝達されている。ただし、フレーム４２に対してバネ４６を介してブロック３６が連結されており、外筒１６がプレート上面に当接した段階における衝撃はバネ４６によって吸収可能である。搬送機構３８は接触センサ４４を備えており、接触センサ４４によりプレートへの当接が検出される。
【００３７】
本実施形態では、ブロック３６上にアクチュエータ５２が設けられており、そのアクチュエータ５２はブロック３６に対して相対的にブロック５４を運動させるものである。そのブロック５４には内部二重管３２の上端部が連結されている。すなわち、アクチュエータ５２によって外筒１６を基準として内部二重管３２の上下方向の位置を定めることが可能である。
【００３８】
ブロック３６には内部二重管３２の中間部分を保持するシール構造が形成されており、具体的には図示されるようにシール部材としてのＯリング５０が設けられている。すなわち外筒１６に対して内部二重管３２が運動しても気密性が保持されている。ブロック５４には距離センサ５６が設けられている。距離センサ５６は発光器６０及び受光器６２により構成され、発光器６０により生じた光がブロック３６上の反射面５８にて反射され、その光が受光器６２にて受波される。このような光計測によりブロック５４とブロック３６との間の相対的な距離、すなわち外筒１６を基準とした場合における内部二重管３２の位置を観測することが可能である。その結果、制御部の制御により、外筒１６の先端面を基準として、内筒１２及び中筒１４の先端面の高さを適正にすることができ、すなわちギャップΔｈを設定することが可能である。このギャップΔｈは例えばサンプルの厚みに応じて可変するようにしてもよい。すなわち、サンプルに近接しつつもそこに接触しないように内部二重管３２の高さを位置決めするものである。
【００３９】
また、図４に示されるように、プレート６０にサンプルとしての対象物６４を収容するウェル６２が形成され、そのウェル６２の外側周囲に外筒１６の先端面を当接させる場合、図３に示されるような構成を採用するのが望ましい。すなわち、ウェル６２の深さに応じて、あるいは対象物６４の厚みに応じて、外筒１６の先端面を基準としつつ内筒１２及び中筒１４の先端面の高さを定めるものである。一般に、外筒１６の先端面の高さｈ２よりも、内部二重管の先端面の高さｈ３の方が高い位置にあると考えられるが、状況によっては、それらの高さ関係が逆転するということも考えられる。
【００４０】
次に、図５乃至図８を用いて、図１に示した装置を用いた試薬処理の例を説明する。本実施形態に係る装置は、三重管であるノズルユニットを試薬処理及び洗浄処理の両方において用いることが可能であるという特徴事項を具備する。勿論、ノズルユニットを試薬処理及び洗浄処理の一方だけで用いることも可能である。
【００４１】
図５には試薬処理を行う場合の要部構成が示されている。装置全体については図１に示したものが利用される。ノズルユニット１０は、内筒１２、中筒１４及び外筒１６で構成され、図５に示す例では、外筒１６の外側に温度管理用のヒーター１０６が設けられている。プレート１８には対象物である検体２０が設けられ、試薬処理時においては、外筒１６の先端面が、プレート１８の上面であって検体２０の周囲に当接される。これにより試薬処理用の密閉空間が形成されれる。その際、内筒１２の先端面及び中筒１４の先端面は、検体２０に近接するが、それに接触しない高さに位置決めされる。プレート１８の下面側には温度管理用のヒーター１０８が設けられている。
【００４２】
プレート１８の近くには試薬容器１１０が設置されている。試薬容器１１０はその内容に試薬を貯留するものであり、その下部１１２が水平方向に広がっており、その上部には中間壁１１７から突出形成された差込筒１１６が存在し、それに隣接して中間壁１１７から突出形成した貯留室１１４が存在する。貯留室１１４の上部開口は開閉可能な蓋１１４Ａによって塞がれている。差込筒１１６の開口面レベルと、貯留室１１４の開口面レベルは図５に示す構成例において同一であるが、それらの間に相違があってもよい。差込筒１１６は、図６に示すように、ノズルユニットにおける内筒１２と中筒１４との間の隙間である空間Ｂに挿入可能な直径をもって円形の形態に構成されている。貯留室１１４は上方から見て矩形の形態を有しているが、その他の形態をもって構成されていてもよい。
【００４３】
図７には、試薬吸引時の様子が示されている。試薬吸引時においては、この例において、内筒１２及び中筒１４が外筒１６に対して下方へ引き下ろされ、それらの間に差込筒１１６が差し込まれる。その状態において、外筒１６の先端面レベルは符合１２２に示す高さにあり、内筒１２及び中筒１４の先端面レベルは符号１２４に示す高さにある。その先端面レベル１２４は、衝突防止のために中間壁の上面よりも若干高く、差込筒１１６内の液面レベルよりも低いところに定められ、図示の例では、差込筒１１６の大部分が内筒１２及び中筒１４の間に入り込んでいる。その状態で、試薬がノズルユニット１０の内筒１２の内部に吸引される。なお、本実施形態では、内筒１２と中筒１４とが一体化されており、それによって、それらが同時に上下動するが、それらを個別的に上下動させることが可能な構成が採用されている場合には内筒１２だけを下降させてその内部に試薬を吸引させるようにしてもよい。
【００４４】
試薬吸引後における試薬処理の際には、図５に示したように、外筒１６により構成される密閉空間内に対して、空間Ａから試薬が供給されて、検体に対する試薬処理が遂行される。一定時間の後、密閉空間内の試薬は空間Ｂを介して吸引される。密閉空間から試薬吸引を行えるので、残液を極力少なくできる。試薬の吐出及び吸引がなされた後、図５に示される洗浄槽１２０を利用してノズルユニット１０が洗浄される。その場合には、各流路から洗浄液を垂れ流して洗浄槽１２０で洗浄液を捕獲するようにしてもよいし、洗浄槽１２０を洗浄井戸として利用して、ノズルユニット１０から流出した洗浄液を外筒１６の外部表面へ環流させて、いわゆるオーバーフロー方式によってノズルユニット１０を洗浄するようにしてもよい。
【００４５】
次に、図８を用いて図１に示した装置についての他の動作例について説明する。なお、図２に示した動作例では、プレート洗浄からノズルユニット洗浄までの工程が示されていたが、図８に示した動作例では、試薬処理からノズルユニット洗浄までの工程が示されている。ここで、Ｓ２０１は試薬処理工程を示し、Ｓ２０２はプレート洗浄工程を示し、Ｓ２０３はノズル洗浄工程を示している。以下、各工程の具体的内容を説明する。
【００４６】
Ｓ２０４では、図５に示した試薬容器１１０の上方にノズルユニット１０が位置決めされる。Ｓ２０５では、ノズルユニット１０の全体が一定の高さまで引き下ろされた後、外筒１６をそのままの高さに維持させたままで、内筒１２及び中筒１４だけが更に下方へ引き下ろされ、それらの間に試薬吸引口である差込筒１１６が差し込まれる。Ｓ２０６では、内筒１２の内部である空間Ａ内に試薬が吸引される。その場合、図１に示した弁Ｖ１により流路ａ１が選択され、シリンジポンプＰ１による吸引動作がなされる。その後、その吸引状態が試薬吐出まで維持される。Ｓ２０７では、内筒１２及び中筒１４が上方へ引き上げられ、それらが外筒１６内に格納される。格納状態において、外筒１６の先端面レベルよりも内筒１２及び中筒１４の先端面レベルの方が所定量だけ上方に位置決められるように構成するのが望ましい。Ｓ２０８では、ノズルユニット１０が上方に引き上げられ、それが反応処理を行う部位の上方へ、つまりプレート１８上の検体２０の上方へ位置決められる。その後、弁Ｖ３及び弁Ｖ４によって空間Ｃが大気開放状態におかれる（Ｓ２０９）。Ｓ２１０では、ノズルユニット１０が下降し、外筒１６の先端面がプレート１８の上面に当接され、その時点でノズルユニット１０の下降が停止する。その状態では、外筒１６内に検体２０を含む密閉空間が形成される。Ｓ２１１では、密閉空間内で内筒１２及び中筒１４を上下動し、検体２０との間の位置制御を行う。Ｓ２１２では、シリンジポンプＰ１が駆動されて、空間Ａから検体２０に対して試薬が吐出される。その直後のＳ２１３で弁Ｖ４が閉じられ、一定時間にわたって試薬処理が遂行される。その際に必要であれば温度が管理される。
【００４７】
試薬処理後のプレート洗浄時には、Ｓ２１４において、弁Ｖ４が開放され、外筒１６による検体を包んだ密閉状態つまりプレート上での隔離状態のまま、Ｓ２１５において、弁Ｖ１及びシリンジポンプＰ１の作用により、一定量の洗浄液が空間Ａを経由して密閉空間へ注ぎ込まれる。その後、Ｓ２１６において、ポンプＰ２により洗浄液が吸引され、その際に弁Ｖ２は流路ｂ１（廃液タンク側）を選択する。これらのＳ２１５及びＳ２１６の工程が必要回数繰り返される。例えば３回繰り返される。Ｓ２１７では、弁Ｖ４が閉鎖され、Ｓ２１８において、弁Ｖ３及びポンプＰ４の作用により、空間Ｃにエアが注ぎ込まれ、同時に、ポンプＰ２及び弁Ｖ２の作用によって、空間Ｂが吸引される。
【００４８】
次に、Ｓ２１９においては、ノズルユニットが上昇駆動され、それがノズルユニット１０の洗浄を行う洗浄槽１２０（図５）の上方へ位置決めされる。そして、Ｓ２２０において、ノズルユニット１０の下降駆動によりそれが洗浄槽１２０内に差し込まれてその状態で停止される。Ｓ２２１では、弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３及びポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の作用によって、空間Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ洗浄液が流し込まれる。その洗浄液は洗浄槽１２０で捕獲され、その際に、ノズルユニット１０の外部まで洗浄液が環流するならば、その部分の洗浄効率も高められる。Ｓ２２２では、洗浄液の供給が停止され、Ｓ２２３では、弁Ｖ２，Ｖ３が切り替えられた後、ノズルユニット１０が上昇駆動される。Ｓ２２４では、ポンプＰ３により、空間Ｃに対してエアが送り込まれる。その際、ポンプＰ２により空間Ｂが吸引される。Ｓ２２５では、空間Ｃへのエアの供給及び空間Ｂからの吸引がそれぞれ停止される。Ｓ２２６では、プロセスを続行するか否かが判断され、続行する場合にはＳ２０４以降の工程が繰り返し実行される。
【００４９】
上記実施形態によれば、三重管構造をもったノズルユニットを利用して試薬処理及びプレート洗浄を効率的に行うことができる。特に、それらの工程間でノズルの運動を行わせる必要がないので、つまりノズルユニットの接触状態をそのまま維持できるから、動作効率が非常によい。また、ノズルユニットに形成された複数の流路を使って効率的な試薬処理及び洗浄処理を行えるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る処理装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した処理装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図３】他の実施形態に係る洗浄処理装置を説明するための図である。
【図４】ウェルを有するプレートに対する洗浄処理を説明するための図である。
【図５】試薬処理のための構成を示す概念図である。
【図６】試薬容器の上面図である。
【図７】試薬吸引時の動作を示す説明図である。
【図８】図１に示した処理装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ノズルユニット、１２ 内筒、１４ 中筒、１６ 外筒、１８ プレート、２０ 対象物、２２ 搬送機構、２８ 制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は対象物処理装置に関し、特に、抗体抗原反応、核酸ハイブリダイゼーション等の分析、試験において対象物を液体（試薬、洗浄液）により処理するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
抗体抗原反応、核酸ハイブリダイゼーション等の分析、試験においては、抗体、抗原、核酸等の対象物が多数の試薬を利用して段階的に処理される。つまり、そのような一連の過程では、対象物の試薬反応処理や洗浄処理が段階的に実行される。具体的には、例えば、スライドガラスのようなプレートの表面上に互いに離間して複数の対象物がそれぞれスポット状に設けられ、これにより対象物アレイが構成される。対象物アレイに対して試薬反応処理を行わせる場合、そこに試薬が導入される。その後、対象物アレイを洗浄する場合、プレート表面へ大量の洗浄液が供給され、あるいは、プレートが洗浄漕に漬けられる。以下においては、洗浄処理について具体的に説明するが、そこで指摘された事項は試薬反応処理においても同様に指摘可能なものである。
【０００３】
従来法によると、どうしてもアレイ全体を常に一律に処理しなければならず、個々の対象物に対して洗浄処理条件（洗浄液種類（親水性、疎水性）、洗浄実行タイミング、洗浄期間、流量、等）を異ならせることができない。あるいは、従来法によると、洗浄液が大量に必要になり、洗浄効率を高められないので、時間がかかるし、装置の小型化も困難となる。しかも、あまり強烈に洗浄液を供給すると、対象物にダメージを与えたりあるいは対象物が剥離したりする問題も危惧される。なお、洗浄効率を高めるためにはノズルの先端を対象物に近付けることが望ましいが、空中における高精度の位置決めは非常に難しい。もし、対象物にノズル先端面が接触すると、対象物を損傷させてしまうおそれがある。
【０００４】
特許文献１には洗浄等に用いられる二重管ノズルが開示されている。洗浄対象は反応管及び測定セル等である。その内部の底面に外パイプの先端を接触させた状態で、外パイプに形成された溝から洗浄液が外パイプの外部へ流出する構成となっている。特許文献２には溶液吸引具内の吸収部材によってウエル上の溶液を吸い取ることが記載されている。その図２４等にはパイプの先端面をウエル上面から隔てて位置決めすることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２２３３５３号公報
【特許文献２】特開２００５−５５３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の洗浄処理装置では、プレート単位で洗浄処理が行われ、つまり複数の対象物を同時に洗浄していたので、対象物ごとに洗浄処理条件を変えることができなかった。あるいは、洗浄効率を高められなかった。この問題は試薬反応処理についても同様に指摘でき、従来においては対象物ごとに試薬を変えることが困難であった。また、試薬や洗浄液が各対象物からその周囲に飛散する問題が指摘されている。
【０００７】
本発明の目的は、対象物ごとに能率的にあるいは適切に液体処理を行えるようにすることにある。本発明の他の目的は、対象物ごとに個別的な洗浄を行えるようにすることにある。本発明の他の目的は、対象物の試薬処理効率又は洗浄効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、対象物が表面に設けられたプレートと、前記プレート上の対象物に対して液体処理を行う場合に利用され、複数の流路を有する多重管構造をもったノズルユニットと、前記ノズルユニットが有する複数の流路に接続された吸引吐出機構と、を含み、前記ノズルユニットは、前記対象物の液体処理において、前記対象物を取り囲みつつ前記プレートの表面に当接される外筒先端面を有し、その外筒先端面の当接状態で前記対象物を含んだ密閉空間を形成する外筒と、前記外筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する中筒先端面を有する中筒と、前記中筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する内筒先端面を有する内筒と、を含み、前記外筒と前記中筒との間に外側流路が形成され、前記中筒と前記内筒との間に中間流路が形成され、前記内筒の中に内側流路が形成され、前記密閉空間の形成状態で、前記外側流路、前記中間流路及び前記内側流路からなる流路群の中から選択された複数の流路を利用して前記対象物の液体処理が行われる、ことを特徴とする対象物処理装置に関する。
【０００９】
上記構成によれば、対象物処理の際に、対象物が外筒によって包み込まれ、外部と区画された密閉空間（例えば、試薬処理空間、洗浄処理空間）が形成される。その状態で、複数の流路の内の少なくとも１つを利用して液体（試薬や洗浄液）が密閉空間に注入され、同時に又はその後に、複数の流路の内の少なくとも１つを利用して密閉空間から液体が吸引される。よって、対象物の処理効率を高めることができる。密閉空間の形成状態では、３つの流路が形成されるので、液体の供給及び吸引の他に、ガス供給等も行うことも可能である。なお、２つの流路を使って液体を供給し、他の１つの流路を使って液体を吸引することも可能であり、その逆のパターン、つまり１つの流路を使って液体を供給し、他の２つの流路を使って液体を吸引することも可能である。１つの流路が吐出と吸引で兼用されてもよい。
【００１０】
密閉空間の形成によれば、対象物単位での個別処理を実現でき、つまり、ある対象物の処理による他の対象物への影響を防止できる。局所集中的な処理により処理効率を高められるという利点を得られ、また、処理の最後に、吐出後の液体を吸引する場合においても残液の残留量を従来よりも低減できるので、その後の処理を適正に行えるという利点が得られる。外筒先端面はプレート上面における対象物周囲に接触するだけであり（対象物に対しては非接触に保たれる）、中筒先端面及び内筒先端面は対象物に近接しつつもそれに接触しない高さに位置決めされるので、対象物の破損や剥がれを防止でき、しかも近接状態で処理を行えるから、その意味においても処理効率を高められる。液体の供給と吸引とを繰り返し行うようにしてもよい。試薬処理と洗浄処理とを同一の多重管ノズルユニットで行えれば、装置構成を簡略化でき、しかも一連の処理を効率化できる。
【００１１】
望ましくは、前記吸引吐出機構は、前記流路群の中の第１流路に接続され、前記対象物の液体処理としての前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ洗浄液を供給するための第１ポンプ手段と、前記流路群の中の第２流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ供給された洗浄液を吸引するための第２ポンプ手段と、前記流路群の中の第３流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に乾燥用ガスを供給する第３ポンプ手段と、を含む。ガス供給によれば、残液を吹き飛ばして、より低減できるという利点を得られる。
【００１２】
望ましくは、前記吸引吐出機構は、前記流路群の中の所定流路に接続され、前記対象物の液体処理としての試薬による反応処理の際に、試薬槽から当該流路へ試薬の吸引を行わせ且つ当該流路から前記密閉空間へ試薬を吐出させる分注手段を含む。
【００１３】
望ましくは、前記所定流路及び前記第１流路は前記内側流路であり、前記内側流路が、前記反応処理における試薬の吸引及び吐出並びに前記対象物の洗浄処理における洗浄液の吐出で兼用される。
【００１４】
望ましくは、前記内側流路にはシリンジポンプが接続され、前記シリンジポンプは、前記反応処理において前記分注手段を構成し且つ前記対象物の洗浄処理において前記第１ポンプ手段を構成する。望ましくは、前記シリンジポンプは、前記対象物の洗浄処理後の前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第１流路としての前記内側流路に洗浄液を供給し、前記第２ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第２流路としての前記中間流路に洗浄液を供給し、前記第３流路としての前記外側流路には第４ポンプ手段が接続され、前記第４ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第３流路としての前記外側流路に洗浄液を供給する。この構成によれば、すべての流路を清浄状態に保てる。ノズルユニット自身の洗浄に関しては、垂れ流し方式の他、環流方式も考えられる。
【００１５】
望ましくは、前記第３ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第４ポンプ手段による前記外側流路への前記洗浄液の供給後に、前記外側流路へ乾燥用ガスを供給する。
【００１６】
望ましくは、前記プレートの表面は平坦面であり、少なくとも前記外筒先端面の当接状態において、前記外筒先端面よりも前記中筒先端面及び前記内筒先端面が奥側に引っ込んだ高い位置にある。
【００１７】
望ましくは、前記プレートの表面には、前記対象物を底面に収容する凹部とその底面よりも高い周囲部とが形成され、前記外筒先端面が前記周囲部の上面に当接した状態において、 前記中筒先端面及び前記内筒先端面が前記対象物の上面よりも高い位置に位置決めされる。
【００１８】
望ましくは、前記外筒に対して前記中筒及び前記内筒のうち少なくとも一方を相対的に上下動させる調整機構が設けられる。この構成によれば、対象物の高さに応じて、あるいは、接触相手となるプレートの形状に応じて、中筒及び内筒の高さを最適化できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、対象物ごとに能率的にあるいは適切に液体処理を行える。本発明によれば、対象物ごとに個別的な洗浄を行える。あるいは、本発明によれば、対象物の試薬処理効率又は洗浄効率を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１には、本発明に係る対象物処理装置の好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示す概念図である。この処理装置は、対象物に対して段階的に試薬処理を行う試薬処理装置の中に組み込まれるものであってもよい。対象物の処理の概念には、試薬処理及び洗浄処理が含まれる。
【００２２】
図１において、プレート１８は図１に示す例において平坦なプレートであり、その上面には対象物２０が設けられている。具体的には、プレート１８の上面に相互に離間して複数の対象物２０がアレイ状に設けられており、各対象物２０はスポットを構成する。対象物２０は例えば抗体、抗原、核酸などである。対象物２０の厚みｄ１は例えば数百ｎｍ〜数μｍである。
【００２３】
本処理装置は、本実施形態において、ノズルユニット１０を備えている。ノズルユニット１０は三重管構造を有し、具体的には、内筒１２、中筒１４及び外筒１６を有している。図１に示す構成例ではそれらの３つの筒部材が互いに一体的に連結されている。流路Ａは内筒１２内に存在する空間であり、流路Ｂは中筒１４と内筒１２との間に形成される空間であり、流路Ｃは外筒１６と中筒１４との間に形成される空間である。
【００２４】
本実施形態において、外筒１６における先端面の高さよりも、中筒１４及び内筒１２のそれぞれの先端面の高さが上方に引き上げられている。それらの高さのギャップが図１においてΔｄで表されている。対象物２０の厚みｄ１よりもギャップΔｄの方が大きく（例えば、数百μｍ）、その結果、外筒１６の先端面をプレート１８の上面に当接させ、ノズルユニット１０内に密閉空間が形成された状態では、試料２０の上面に対して内筒１２及び中筒１４の先端面が近接しつつも非接触の状態におかれる。そのような状態で液体（試薬、洗浄液）の吐出および吸引を行えば対象物２０を効率的に処理（試薬処理、洗浄処理）することができ、しかも、液体が他の対象物に対して回り込んでしまうことを防止できるので、各対象物ごとの個別処理を実現できるという利点がある。さらに、内筒１２及び中筒１４の先端面が対象物２０に対して非接触の状態におかれるため、対象物２０の破損やはがれといった問題を効果的に防止できるという利点が得られる。
【００２５】
搬送機構２２は、ノズルユニット１０を搬送する機構である。搬送機構２２及びその他の図１に示される各構成は制御部２８によって制御されている。なお、各筒状部材１２，１４，１６は例えばテフロン（登録商標）等の部材によって構成されるのが望ましい。
【００２６】
次に、ノズルユニット１０以外の構成（吸引吐出機構を含む）について説明する。ノズルユニット１０内の流路Ａには流路ａが接続されており、流路ａには弁Ｖ１を介して流路ａ１及び流路ａ２が接続されている。流路ａ１にはシリンジポンプＰ１が接続されている。このシリンジポンプＰ１は洗浄液を内部に取り込んで、その取り込まれた洗浄液を流路ａ１に対して送り込むポンプである。流路ａ２は洗浄液タンク２４へ導かれている。このシリンジポンプＰ１は、洗浄液の吸引吐出時の他、試薬の吸引吐出時においても機能する。
【００２７】
ノズルユニット１０内の流路Ｂは流路ｂに接続されている。流路ｂ上にはポンプ（送液／吸引ポンプ）Ｐ２が設けられており、さらに、その流路ｂには弁Ｖ２を介して流路ｂ１及び流路ｂ２が接続されている。流路ｂ１は廃液タンク２６に繋がっており、流路ｂ２は洗浄液タンク２４に繋がっている。
【００２８】
ノズルユニット１０内の流路Ｃには流路ｃが接続されており、その流路ｃには弁Ｖ３を介して流路ｃ１及び流路ｃ２が接続されている。流路ｃ１上にはポンプ（送液ポンプ）Ｐ３が設けられており、流路ｃ１の上流端は洗浄液タンク２４内に位置している。流路ｃ２にはポンプ（送気ポンプ）Ｐ４が接続されており、その流路ｃ２上には大気開放用の弁Ｖ４が接続されている。
【００２９】
図２には、図１に示した構成の動作例がフローチャートとして示されている。このフローチャートは特に試薬処理後の洗浄工程を示すものである。初期状態において、各ポンプＰ１‐Ｐ４は停止状態にある。Ｓ１０１では、ポンプＰ２の作用により、流路（中空間）Ｂに対する吸引が行われ（弁Ｖ２はｂ１を選択）、それに先立ってノズルユニットが対象となる検体（対象物）の上方位置に位置決めされ、その後ノズルユニットの下降が開始される。これにより、Ｓ１０２で示される基板洗浄処理工程が実行される。すなわち、Ｓ１０３では、下降途中において弁Ｖ４が開放され（弁Ｖ４はｃ２を選択）、これによって流路Ｃが大気圧とされる。Ｓ１０４において、外筒の先端面（下面）が基板上面に接触したことがセンサによって検知されると、ノズルユニットの下降が停止される。外筒の先端面の接触によりノズルユニット内に密閉空間が形成され、その際において圧力上昇が生じても、それは上記の大気開放等によって逃がされる。つまり、接触時においてプレート上に液滴等があっても、それが隣接する対象物へ飛散するといったことが大気開放及び流路Ｂの吸引によって防止されている。
【００３０】
Ｓ１０５では、シリンジポンプＰ１により洗浄液タンク２４から洗浄液が吸引され（弁Ｖ１は流路ｂ２を選択）、その後弁Ｖ１により流路ａ１と流路ａとが接続され、その状態でポンプＰ１の作用により流路（内空間）Ａに対して洗浄液が一定量吐出される。続いて、Ｓ１０６において、ポンプＰ２の作用により流路Ｂに対して吸引が実行される。吸引された洗浄液は流路Ｂ、流路ｂ、ポンプＰ２、弁Ｖ２を介して流路ｂ１から廃液タンク２６へ導かれる。このＳ１０５及びＳ１０６の工程が必要回数分だけ繰り返される。本実施形態においては、その回数ｎとして３が設定されており、Ｓ１０５及びＳ１０６の工程が３回繰り返される。Ｓ１０５において供給される洗浄液の量を少量としておけば、洗浄液供給を原因とする悪影響が対象物に対して及ぶことを効果的に防止することが可能である。
【００３１】
Ｓ１０７では、今まで開放されていた弁Ｖ４が閉じられ、その後、Ｓ１０８においては流路（外空間）Ｃに対してポンプＰ４の作用によってエアが供給される。同時に、流路（中空間）Ｂに対してポンプＰ２の作用により吸引が実行される。このＳ１０８の工程においてノズルユニット内における残液の吸引が効果的に行われる。このように残液の残留量を極力少なくすることによって次の試薬処理を適正に行えるという利点が得られる。
【００３２】
次に、ノズル洗浄処理工程Ｓ１０９について説明する。Ｓ１１０では、ノズルユニットが洗浄ポジションへ移動される。Ｓ１１１では、弁Ｖ２が洗浄液側つまり流路ｂ２に切り替えられ、弁Ｖ３についてはポンプＰ３側つまり流路ｃ１側に切り替えられる。そして、Ｓ１１２では、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の作用により、すべての流路Ａ，Ｂ，Ｃに対して洗浄液が供給される。すなわち垂れ流し方式によってノズルユニット内が効果的に洗浄される。必要に応じて、ノズルユニットの先端部を洗浄井戸内に差し込み、その状態で各流路から洗浄液を流せば、ノズルユニットの外側表面の洗浄を行うことも可能である。また、場合によっては環流方式により洗浄処理を行うようにしてもよい。
【００３３】
Ｓ１１３では、各ポンプによる送液が停止され、Ｓ１１４では、弁Ｖ２が廃液タンク２６側に切り替えられ、弁Ｖ３が送気側に切り替えられる。そして、Ｓ１１５では、搬送機構２２によってノズルユニットが上昇され、洗浄井戸の液面から離脱された後、流路（外空間）Ｃに対する送気が実行され、これにより流路Ｃを乾燥させる。そして、Ｓ１１６では、送気及び吸引が停止される。Ｓ１１７では、次の洗浄処理を行うか否かが判断され、そのような処理が必要であれば対象となる検体の上方にノズルユニットが位置決めされ、すなわち上述したＳ１０１以降の各工程が繰り返し実行される。
【００３４】
以上のように、本実施形態では、密閉空間を形成した状態で複数の流路を使って洗浄液の供給及び吸引を行うことができるので、対象物を効率的に洗浄することが可能である。しかも、内筒及び中筒が対象物に近接しつつもそこから隔てられて位置決めされるので、対象物の破損やはがれといった問題を効果的に防止することができる。さらに、送気により残留液を吹き飛ばしてそれを除去吸引できるので、次の試薬処理を適正に行えるという利点がある。上述した実施形態においては、ひとつのノズルユニットが示されていたが、複数のノズルユニットを同時にあるいは個別的に動作させるようにしてもよい。いずれにしても、各対象物ごとに洗浄処理を独立して行うことができるので、各対象物に対して必要なタイミングで洗浄処理を実行できるという利点がある。
【００３５】
次に、図３を用いて他の実施形態について説明する。なお、図１に示した構成と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。図３に示されるノズルユニット３０は、図１に示した実施形態と同様に内筒１２，中筒１４及び外筒１６を有している。ただし、内筒１２及び中筒１４は一体化された内部二重管３２を構成し、その内部二重管３２は外筒１６に対して独立して相対運動をすることが可能である。内部二重管３２と外筒１６とを合わせてノズル体３４が構成される。
【００３６】
外筒１６にはブロック３６を介して搬送機構３８が連結されている。搬送機構３８は、軸４０を備えており、その軸４０を介して搬送機構３８による上下運動がブロック３６に伝達されている。ただし、フレーム４２に対してバネ４６を介してブロック３６が連結されており、外筒１６がプレート上面に当接した段階における衝撃はバネ４６によって吸収可能である。搬送機構３８は接触センサ４４を備えており、接触センサ４４によりプレートへの当接が検出される。
【００３７】
本実施形態では、ブロック３６上にアクチュエータ５２が設けられており、そのアクチュエータ５２はブロック３６に対して相対的にブロック５４を運動させるものである。そのブロック５４には内部二重管３２の上端部が連結されている。すなわち、アクチュエータ５２によって外筒１６を基準として内部二重管３２の上下方向の位置を定めることが可能である。
【００３８】
ブロック３６には内部二重管３２の中間部分を保持するシール構造が形成されており、具体的には図示されるようにシール部材としてのＯリング５０が設けられている。すなわち外筒１６に対して内部二重管３２が運動しても気密性が保持されている。ブロック５４には距離センサ５６が設けられている。距離センサ５６は発光器６０及び受光器６２により構成され、発光器６０により生じた光がブロック３６上の反射面５８にて反射され、その光が受光器６２にて受波される。このような光計測によりブロック５４とブロック３６との間の相対的な距離、すなわち外筒１６を基準とした場合における内部二重管３２の位置を観測することが可能である。その結果、制御部の制御により、外筒１６の先端面を基準として、内筒１２及び中筒１４の先端面の高さを適正にすることができ、すなわちギャップΔｈを設定することが可能である。このギャップΔｈは例えばサンプルの厚みに応じて可変するようにしてもよい。すなわち、サンプルに近接しつつもそこに接触しないように内部二重管３２の高さを位置決めするものである。
【００３９】
また、図４に示されるように、プレート６０にサンプルとしての対象物６４を収容するウェル６２が形成され、そのウェル６２の外側周囲に外筒１６の先端面を当接させる場合、図３に示されるような構成を採用するのが望ましい。すなわち、ウェル６２の深さに応じて、あるいは対象物６４の厚みに応じて、外筒１６の先端面を基準としつつ内筒１２及び中筒１４の先端面の高さを定めるものである。一般に、外筒１６の先端面の高さｈ２よりも、内部二重管の先端面の高さｈ３の方が高い位置にあると考えられるが、状況によっては、それらの高さ関係が逆転するということも考えられる。
【００４０】
次に、図５乃至図８を用いて、図１に示した装置を用いた試薬処理の例を説明する。本実施形態に係る装置は、三重管であるノズルユニットを試薬処理及び洗浄処理の両方において用いることが可能であるという特徴事項を具備する。勿論、ノズルユニットを試薬処理及び洗浄処理の一方だけで用いることも可能である。
【００４１】
図５には試薬処理を行う場合の要部構成が示されている。装置全体については図１に示したものが利用される。ノズルユニット１０は、内筒１２、中筒１４及び外筒１６で構成され、図５に示す例では、外筒１６の外側に温度管理用のヒーター１０６が設けられている。プレート１８には対象物である検体２０が設けられ、試薬処理時においては、外筒１６の先端面が、プレート１８の上面であって検体２０の周囲に当接される。これにより試薬処理用の密閉空間が形成されれる。その際、内筒１２の先端面及び中筒１４の先端面は、検体２０に近接するが、それに接触しない高さに位置決めされる。プレート１８の下面側には温度管理用のヒーター１０８が設けられている。
【００４２】
プレート１８の近くには試薬容器１１０が設置されている。試薬容器１１０はその内容に試薬を貯留するものであり、その下部１１２が水平方向に広がっており、その上部には中間壁１１７から突出形成された差込筒１１６が存在し、それに隣接して中間壁１１７から突出形成した貯留室１１４が存在する。貯留室１１４の上部開口は開閉可能な蓋１１４Ａによって塞がれている。差込筒１１６の開口面レベルと、貯留室１１４の開口面レベルは図５に示す構成例において同一であるが、それらの間に相違があってもよい。差込筒１１６は、図６に示すように、ノズルユニットにおける内筒１２と中筒１４との間の隙間である空間Ｂに挿入可能な直径をもって円形の形態に構成されている。貯留室１１４は上方から見て矩形の形態を有しているが、その他の形態をもって構成されていてもよい。
【００４３】
図７には、試薬吸引時の様子が示されている。試薬吸引時においては、この例において、内筒１２及び中筒１４が外筒１６に対して下方へ引き下ろされ、それらの間に差込筒１１６が差し込まれる。その状態において、外筒１６の先端面レベルは符合１２２に示す高さにあり、内筒１２及び中筒１４の先端面レベルは符号１２４に示す高さにある。その先端面レベル１２４は、衝突防止のために中間壁の上面よりも若干高く、差込筒１１６内の液面レベルよりも低いところに定められ、図示の例では、差込筒１１６の大部分が内筒１２及び中筒１４の間に入り込んでいる。その状態で、試薬がノズルユニット１０の内筒１２の内部に吸引される。なお、本実施形態では、内筒１２と中筒１４とが一体化されており、それによって、それらが同時に上下動するが、それらを個別的に上下動させることが可能な構成が採用されている場合には内筒１２だけを下降させてその内部に試薬を吸引させるようにしてもよい。
【００４４】
試薬吸引後における試薬処理の際には、図５に示したように、外筒１６により構成される密閉空間内に対して、空間Ａから試薬が供給されて、検体に対する試薬処理が遂行される。一定時間の後、密閉空間内の試薬は空間Ｂを介して吸引される。密閉空間から試薬吸引を行えるので、残液を極力少なくできる。試薬の吐出及び吸引がなされた後、図５に示される洗浄槽１２０を利用してノズルユニット１０が洗浄される。その場合には、各流路から洗浄液を垂れ流して洗浄槽１２０で洗浄液を捕獲するようにしてもよいし、洗浄槽１２０を洗浄井戸として利用して、ノズルユニット１０から流出した洗浄液を外筒１６の外部表面へ環流させて、いわゆるオーバーフロー方式によってノズルユニット１０を洗浄するようにしてもよい。
【００４５】
次に、図８を用いて図１に示した装置についての他の動作例について説明する。なお、図２に示した動作例では、プレート洗浄からノズルユニット洗浄までの工程が示されていたが、図８に示した動作例では、試薬処理からノズルユニット洗浄までの工程が示されている。ここで、Ｓ２０１は試薬処理工程を示し、Ｓ２０２はプレート洗浄工程を示し、Ｓ２０３はノズル洗浄工程を示している。以下、各工程の具体的内容を説明する。
【００４６】
Ｓ２０４では、図５に示した試薬容器１１０の上方にノズルユニット１０が位置決めされる。Ｓ２０５では、ノズルユニット１０の全体が一定の高さまで引き下ろされた後、外筒１６をそのままの高さに維持させたままで、内筒１２及び中筒１４だけが更に下方へ引き下ろされ、それらの間に試薬吸引口である差込筒１１６が差し込まれる。Ｓ２０６では、内筒１２の内部である空間Ａ内に試薬が吸引される。その場合、図１に示した弁Ｖ１により流路ａ１が選択され、シリンジポンプＰ１による吸引動作がなされる。その後、その吸引状態が試薬吐出まで維持される。Ｓ２０７では、内筒１２及び中筒１４が上方へ引き上げられ、それらが外筒１６内に格納される。格納状態において、外筒１６の先端面レベルよりも内筒１２及び中筒１４の先端面レベルの方が所定量だけ上方に位置決められるように構成するのが望ましい。Ｓ２０８では、ノズルユニット１０が上方に引き上げられ、それが反応処理を行う部位の上方へ、つまりプレート１８上の検体２０の上方へ位置決められる。その後、弁Ｖ３及び弁Ｖ４によって空間Ｃが大気開放状態におかれる（Ｓ２０９）。Ｓ２１０では、ノズルユニット１０が下降し、外筒１６の先端面がプレート１８の上面に当接され、その時点でノズルユニット１０の下降が停止する。その状態では、外筒１６内に検体２０を含む密閉空間が形成される。Ｓ２１１では、密閉空間内で内筒１２及び中筒１４を上下動し、検体２０との間の位置制御を行う。Ｓ２１２では、シリンジポンプＰ１が駆動されて、空間Ａから検体２０に対して試薬が吐出される。その直後のＳ２１３で弁Ｖ４が閉じられ、一定時間にわたって試薬処理が遂行される。その際に必要であれば温度が管理される。
【００４７】
試薬処理後のプレート洗浄時には、Ｓ２１４において、弁Ｖ４が開放され、外筒１６による検体を包んだ密閉状態つまりプレート上での隔離状態のまま、Ｓ２１５において、弁Ｖ１及びシリンジポンプＰ１の作用により、一定量の洗浄液が空間Ａを経由して密閉空間へ注ぎ込まれる。その後、Ｓ２１６において、ポンプＰ２により洗浄液が吸引され、その際に弁Ｖ２は流路ｂ１（廃液タンク側）を選択する。これらのＳ２１５及びＳ２１６の工程が必要回数繰り返される。例えば３回繰り返される。Ｓ２１７では、弁Ｖ４が閉鎖され、Ｓ２１８において、弁Ｖ３及びポンプＰ４の作用により、空間Ｃにエアが注ぎ込まれ、同時に、ポンプＰ２及び弁Ｖ２の作用によって、空間Ｂが吸引される。
【００４８】
次に、Ｓ２１９においては、ノズルユニットが上昇駆動され、それがノズルユニット１０の洗浄を行う洗浄槽１２０（図５）の上方へ位置決めされる。そして、Ｓ２２０において、ノズルユニット１０の下降駆動によりそれが洗浄槽１２０内に差し込まれてその状態で停止される。Ｓ２２１では、弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３及びポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の作用によって、空間Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ洗浄液が流し込まれる。その洗浄液は洗浄槽１２０で捕獲され、その際に、ノズルユニット１０の外部まで洗浄液が環流するならば、その部分の洗浄効率も高められる。Ｓ２２２では、洗浄液の供給が停止され、Ｓ２２３では、弁Ｖ２，Ｖ３が切り替えられた後、ノズルユニット１０が上昇駆動される。Ｓ２２４では、ポンプＰ３により、空間Ｃに対してエアが送り込まれる。その際、ポンプＰ２により空間Ｂが吸引される。Ｓ２２５では、空間Ｃへのエアの供給及び空間Ｂからの吸引がそれぞれ停止される。Ｓ２２６では、プロセスを続行するか否かが判断され、続行する場合にはＳ２０４以降の工程が繰り返し実行される。
【００４９】
上記実施形態によれば、三重管構造をもったノズルユニットを利用して試薬処理及びプレート洗浄を効率的に行うことができる。特に、それらの工程間でノズルの運動を行わせる必要がないので、つまりノズルユニットの接触状態をそのまま維持できるから、動作効率が非常によい。また、ノズルユニットに形成された複数の流路を使って効率的な試薬処理及び洗浄処理を行えるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る処理装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した処理装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図３】他の実施形態に係る洗浄処理装置を説明するための図である。
【図４】ウェルを有するプレートに対する洗浄処理を説明するための図である。
【図５】試薬処理のための構成を示す概念図である。
【図６】試薬容器の上面図である。
【図７】試薬吸引時の動作を示す説明図である。
【図８】図１に示した処理装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ノズルユニット、１２ 内筒、１４ 中筒、１６ 外筒、１８ プレート、２０ 対象物、２２ 搬送機構、２８ 制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物が表面に設けられたプレートと、
前記プレート上の対象物に対して液体処理を行う場合に利用され、複数の流路を有する多重管構造をもったノズルユニットと、
前記ノズルユニットが有する複数の流路に接続された吸引吐出機構と、
を含み、
前記ノズルユニットは、
前記対象物の液体処理において、前記対象物を取り囲みつつ前記プレートの表面に当接される外筒先端面を有し、その外筒先端面の当接状態で前記対象物を含んだ密閉空間を形成する外筒と、
前記外筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する中筒先端面を有する中筒と、
前記中筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する内筒先端面を有する内筒と、
を含み、
前記外筒と前記中筒との間に外側流路が形成され、前記中筒と前記内筒との間に中間流路が形成され、前記内筒の中に内側流路が形成され、
前記密閉空間の形成状態で、前記外側流路、前記中間流路及び前記内側流路からなる流路群の中から選択された複数の流路を利用して前記対象物の液体処理が行われる、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記吸引吐出機構は、
前記流路群の中の第１流路に接続され、前記対象物の液体処理としての前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ洗浄液を供給するための第１ポンプ手段と、
前記流路群の中の第２流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ供給された洗浄液を吸引するための第２ポンプ手段と、
前記流路群の中の第３流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に乾燥用ガスを供給する第３ポンプ手段と、
を含むことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記吸引吐出機構は、前記流路群の中の所定流路に接続され、前記対象物の液体処理としての試薬による反応処理の際に、試薬槽から当該流路へ試薬の吸引を行わせ且つ当該流路から前記密閉空間へ試薬を吐出させる分注手段を含む、ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記所定流路及び前記第１流路は前記内側流路であり、
前記内側流路が、前記反応処理における試薬の吸引及び吐出並びに前記対象物の洗浄処理における洗浄液の吐出で兼用される、ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記内側流路にはシリンジポンプが接続され、
前記シリンジポンプは、前記反応処理において前記分注手段を構成し且つ前記対象物の洗浄処理において前記第１ポンプ手段を構成する、ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
前記シリンジポンプは、前記対象物の洗浄処理後の前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第１流路としての前記内側流路に洗浄液を供給し、
前記第２ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第２流路としての前記中間流路に洗浄液を供給し、
前記第３流路としての前記外側流路には第４ポンプ手段が接続され、
前記第４ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第３流路としての前記外側流路に洗浄液を供給する、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記第３ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第４ポンプ手段による前記外側流路への前記洗浄液の供給後に、前記外側流路へ乾燥用ガスを供給する、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、
前記プレートの表面は平坦面であり、
少なくとも前記外筒先端面の当接状態において、前記外筒先端面よりも前記中筒先端面及び前記内筒先端面が奥側に引っ込んだ高い位置にある、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、
前記プレートの表面には、前記対象物を底面に収容する凹部とその底面よりも高い周囲部とが形成され、
前記外筒先端面が前記周囲部の上面に当接した状態において、前記中筒先端面及び前記内筒先端面が前記対象物の上面よりも高い位置に位置決めされる、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、
前記外筒に対して前記中筒及び前記内筒のうち少なくとも一方を相対的に上下動させる調整機構が設けられた、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項１】
対象物が表面に設けられたプレートと、
前記プレート上の対象物に対して液体処理を行う場合に利用され、複数の流路を有する多重管構造をもったノズルユニットと、
前記ノズルユニットが有する複数の流路に接続された吸引吐出機構と、
を含み、
前記ノズルユニットは、
前記対象物の液体処理において、前記対象物を取り囲みつつ前記プレートの表面に当接される外筒先端面を有し、その外筒先端面の当接状態で前記対象物を含んだ密閉空間を形成する外筒と、
前記外筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する中筒先端面を有する中筒と、
前記中筒の中に設けられた筒状部材であって、前記対象物の液体処理において、前記対象物に対してその上方から非接触で近接する内筒先端面を有する内筒と、
を含み、
前記外筒と前記中筒との間に外側流路が形成され、前記中筒と前記内筒との間に中間流路が形成され、前記内筒の中に内側流路が形成され、
前記密閉空間の形成状態で、前記外側流路、前記中間流路及び前記内側流路からなる流路群の中から選択された複数の流路を利用して前記対象物の液体処理が行われる、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記吸引吐出機構は、
前記流路群の中の第１流路に接続され、前記対象物の液体処理としての前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ洗浄液を供給するための第１ポンプ手段と、
前記流路群の中の第２流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に前記密閉空間へ供給された洗浄液を吸引するための第２ポンプ手段と、
前記流路群の中の第３流路に接続され、前記対象物の洗浄処理の際に乾燥用ガスを供給する第３ポンプ手段と、
を含むことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記吸引吐出機構は、前記流路群の中の所定流路に接続され、前記対象物の液体処理としての試薬による反応処理の際に、試薬槽から当該流路へ試薬の吸引を行わせ且つ当該流路から前記密閉空間へ試薬を吐出させる分注手段を含む、ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記所定流路及び前記第１流路は前記内側流路であり、
前記内側流路が、前記反応処理における試薬の吸引及び吐出並びに前記対象物の洗浄処理における洗浄液の吐出で兼用される、ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記内側流路にはシリンジポンプが接続され、
前記シリンジポンプは、前記反応処理において前記分注手段を構成し且つ前記対象物の洗浄処理において前記第１ポンプ手段を構成する、ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
前記シリンジポンプは、前記対象物の洗浄処理後の前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第１流路としての前記内側流路に洗浄液を供給し、
前記第２ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第２流路としての前記中間流路に洗浄液を供給し、
前記第３流路としての前記外側流路には第４ポンプ手段が接続され、
前記第４ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第３流路としての前記外側流路に洗浄液を供給する、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記第３ポンプ手段は、前記ノズルユニット自身の洗浄処理において、前記第４ポンプ手段による前記外側流路への前記洗浄液の供給後に、前記外側流路へ乾燥用ガスを供給する、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、
前記プレートの表面は平坦面であり、
少なくとも前記外筒先端面の当接状態において、前記外筒先端面よりも前記中筒先端面及び前記内筒先端面が奥側に引っ込んだ高い位置にある、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、
前記プレートの表面には、前記対象物を底面に収容する凹部とその底面よりも高い周囲部とが形成され、
前記外筒先端面が前記周囲部の上面に当接した状態において、前記中筒先端面及び前記内筒先端面が前記対象物の上面よりも高い位置に位置決めされる、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、
前記外筒に対して前記中筒及び前記内筒のうち少なくとも一方を相対的に上下動させる調整機構が設けられた、
ことを特徴とする対象物処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２２２７００（Ｐ２００９−２２２７００Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０３４８１（Ｐ２００８−２０３４８１）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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