核酸試料検査装置
【課題】各工程に試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動させることができ、かつ小型である核酸試料検査装置を提供する。
【解決手段】搬送キャリア13が搬送ガイド14に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア13上には、反応容器であるDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と、試薬容器17とが連結されないで配置されている。また、搬送キャリア13の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に、ハイブリダイジーション反応を行なう処理部18が配置されている。搬送キャリア13の移動範囲の上方には、搬送部19が搬送ガイド20と接続されて配置されている。搬送部19は、搬送ガイド20に沿ってピペットユニット1の移動方向と同じ方向に移動可能である。また、搬送部19の可動範囲上に検出部21が配置されている。
【解決手段】搬送キャリア13が搬送ガイド14に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア13上には、反応容器であるDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と、試薬容器17とが連結されないで配置されている。また、搬送キャリア13の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に、ハイブリダイジーション反応を行なう処理部18が配置されている。搬送キャリア13の移動範囲の上方には、搬送部19が搬送ガイド20と接続されて配置されている。搬送部19は、搬送ガイド20に沿ってピペットユニット1の移動方向と同じ方向に移動可能である。また、搬送部19の可動範囲上に検出部21が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、核酸試料検査装置に係り、特に複数の工程を処理でき、容器を搬送するための搬送系を備えた核酸試料検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、DNAマイクロアレイ、DNAチップ等の試験片を用いた遺伝子解析が行われている。スライドガラスやシリコン基板などからなる基板表面に多数のDNAプローブをプローブスポットとしてマトリクス状に配置固定した検出体であるDNAチップと、蛍光色素などで標識付けられたDNAなどの核酸試料をハイブリダイゼーション条件下で接触させる。検出体(DNAチップ)及び試料に互いにハイブリダイゼーションする核酸同士が含まれていれば、検出体に標識物質(標識付けられた試料)がプローブ核酸を介して固定される。そして検出体上のどこに標識物質が存在するかを検出することにより、ハイブリダイズした核酸の種類を特定することができるものである。このハイブリダイゼーション反応を利用したDNAマイクロアレイは、病原菌を特定する医療診断や患者の体質等を検査する遺伝子診断への応用が期待されている。
【0003】
一般的に核酸試料検査装置のような液体を用いて反応させるような装置においては、試薬や検体などの液体はピペットなどの分注装置を用いて反応容器に分注し、かつ反応容器は温度調節部などの反応エリアに配置させる必要がある。そこで試薬や反応容器を別々の搬送系で分注装置部や反応エリアへの移動をさせるような装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平9−96643号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
核酸試料検査装置においては抽出、増幅、ハイブリダイゼーション、検出というような複数の工程を処理する必要があり、解析を迅速に、しかも多量に行うためには複数の工程を同時に並列処理する必要がある。また、工程が複数にわたるため、構成を簡略化して装置を小型化する必要がある。特許文献1に開示された装置においては、試薬と反応容器は異なる搬送系上に配置されているため、搬送系が2つ必要となっている。また、反応用の搬送系上には、反応部と検出部が配置されているが、この構成では反応と検出を並列で同時に処理することが不可能であるという問題がある。
【0005】
したがって、それぞれの工程ごとに試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動することができ、処理が終了すれば次の工程に移動でき、かつ小型であるような装置が求められていた。
【0006】
本発明は、上記従来技術の実状に鑑み、各工程に試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動させることができ、かつ小型である核酸試料検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の核酸試料検査装置は、1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない1つ以上の反応容器とを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えたことを特徴とする。あるいは、1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない、1つ以上の反応容器を保持する反応容器ホルダーとを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、1つの搬送部に試薬と反応容器が搭載されて、1つの搬送部で反応エリアに搬送することができるため、装置構成の簡略化が可能である。また、試薬容器と反応容器を別々の容器としており、反応終了後は反応容器のみを次の工程(検査部)に搬送し、試薬容器のみを元の位置に戻して回収することが可能となる。従って、不要な試薬を検出部に持ち込まないので検出部の汚染などの心配がない。あるいは、反応容器のみを検出部に搬送することができるため、検出部を不要に大きくする必要がない。また、試薬の回収後、次のサンプルをセットすれば新たな検査を開始することができ、効率よく並列処理を開始することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
図1は本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す正面図である。本実施形態の核酸試料検査装置35では、装置前面に設けられた右扉33・左扉34を開放することでウェル等を装置セット部に設置することができる。
【0011】
図2は本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す上面図であり、右扉33・左扉34を開放した状態の図である。図3は本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す右側面図である。図4は図2のA−A断面図である。図5は図1のB−B断面図である。
【0012】
図4・5を参照すると、検体、試薬など液体をハンドリングするためのピペットユニット1は、ピペットユニット1を移動させるためのピペットガイド2と接続されて配置されている。また、ピペットユニット1の移動可能範囲には新しいピペットチップを収納するためのピペットチップ収納部3、検体置場4が配置されている。
【0013】
ピペットユニット1の移動方向にあって検体置場4の隣には、第1工程のための搬送キャリア5および搬送ガイド6が配置されている。搬送キャリア5は搬送ガイド6に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア5上には試薬容器7が配置されている。また、搬送キャリア5の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に処理部8が配置されている。
【0014】
ピペットユニット1の移動方向にあって上記の搬送キャリア5の移動エリアの隣には、第1工程と同様に、第2工程のための搬送キャリア9および搬送ガイド10が配置されている。搬送キャリア9は搬送ガイド10に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア9上には試薬容器11が配置されている。また、搬送キャリア9の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に処理部12が配置されている。
【0015】
さらに、ピペットユニット1の移動方向にあって上記の搬送キャリア9の移動エリアの隣には、第3工程のための搬送キャリア13および搬送ガイド14が配置されている。搬送キャリア13は搬送ガイド14に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア13上には、反応容器であるDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と、試薬容器17とが連結されないで配置されている。また、搬送キャリア13の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に処理部18が配置されている。なお、本実施形態では、搬送キャリア13上に、複数の試薬を収納できる1つの試薬容器17と、複数のDNAマイクロアレイ15を載せた1つのトレイ16とが連結されないで配置されている。しかし、試薬容器17やDNAマイクロアレイ15の載置数は、図示された数に限られず任意である。
【0016】
また、搬送キャリア13の移動範囲の上方には、搬送部19が搬送ガイド20と接続されて配置されている。搬送部19は、搬送ガイド20に沿ってピペットユニット1の移動方向と同じ方向に移動可能である。また、搬送部19の可動範囲上に検出部21が配置されている。
【0017】
上記構成において、検体置場4に検体、ピペットチップ収納部3にピペットチップ、搬送キャリア5に試薬の入った試薬容器7がそれぞれ配置されると、第1工程の処理が開始される。
【0018】
ただし、処理開始条件はこの限りではなく、例えば搬送キャリア9,13上にそれぞれ試薬の入った試薬容器11,17、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16が配置されていなければ処理を開始できないようにしてもよい。
【0019】
まず、第1工程を処理するために、搬送キャリア5は処理部8まで移動する。次に、ピペットユニット1はピペットチップ収納部3から未使用のピペットチップを装着し、それで検体置場4の検体を吸引後、処理部8の位置まで移動し、ピペットユニット1は検体を試薬容器7に吐出する。その後、処理部8において所定の処理を行ったのち、第1の処理を終了する。第1の処理とは例えば抽出・精製処理であって、試薬の混合、攪拌などの工程を含む。抽出・精製工程終了すると、試薬容器7には検体から取り出されたDNAがセットされる。
【0020】
次に、第2工程を処理するために、搬送キャリア9は処理部12まで移動する。ピペットユニット1は新しいピペットチップで第1工程処理産物を試薬容器7から吸引し、試薬容器11に吐出する。試薬容器11において所定の処理を行い第2の処理を終了する。第2の処理とは例えば増幅工程であって、試薬の混合、攪拌、温調などの工程を含む。増幅工程終了すると、試薬容器11には増幅されたDNAがセットされる。
【0021】
次に、第3工程を処理するために、搬送キャリア13は処理部18まで移動する。ピペットユニット1は新しいピペットチップで第2工程処理産物を試薬容器11から吸引し、試薬容器17に吐出する。試薬容器17において試薬混合、攪拌を行い、混合液を作成する。次に、混合液をDNAマイクロアレイ15上にセットし、処理部18は温度調節を行い、第3工程を実施する。第3工程は例えばハイブリダイゼーションである。DNAマイクロアレイ15はDNAプローブ上に混合液を溜めてハイブリダイゼーション反応させられるような構造をしていればよく、たとえばDNAマイクロアレイ15上にカバーがかかっているようなものでもよい。あるいは、液の注入口、流路、チャンバー、排出口を持つようなカートリッジ構造であってもよい。
【0022】
第3工程が終了すると、搬送部19は搬送ガイド20に沿って、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16を検出部21に移動させ、反応結果を検出する。続いて、搬送キャリア13は試薬容器17を試薬容器回収位置(図1のように処理部18から離れた位置)まで退避させて試薬容器17を回収可能とする。必要に応じて、検出部21での検出中に、次の検査用のDNAマイクロアレイと試薬容器とをセットすれば、並列処理が可能となる。
【0023】
本実施形態においてはピペットチップは全ての工程に対して処理終了後、図示しない方法で廃棄される。また、試薬容器7,11,17は試薬の混合あるいは反応を兼ねており、各工程が終了後、それぞれの試薬容器はここには図示しない手段で回収・廃棄される。
【0024】
また、上記の実施形態では試薬は全て予め試薬容器に入れた状態で搬送キャリア上に載せる構成としているが、このような構成をとらず、試薬はあらかじめ装置内に保管されていて、必要に応じてピペットや他の手段で試薬容器に運ばれるような構成でもよい。
【0025】
また、検体置場4は搬送キャリア上にセットして使用するような構成であっても良い。
【0026】
図6はDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16の詳細な構成を示しており、図5のC−C断面図である。
【0027】
トレイ16には各DNAマイクロアレイ15を落とし入れることができる段付き穴が形成されており、この穴にDNAマイクロアレイ15が設置される。穴の内側面に押さえ部材31が設けられている。穴にDNAマイクロアレイ15が設置された時、押さえ部材31がDNAマイクロアレイ15を押さえて、DNAマイクロアレイ15はトレイ16内から飛び出さないようになっている。DNAマイクロアレイ15の押さえ方はこの限りではなく、少なくともトレイ16の中から飛び出さないような構造であればよい。なお、このようなトレイ16は、搬送キャリア13を貫通する穴に入れて搬送キャリア13に載置されている(図7〜10参照)。
【0028】
図7〜図10は上述したハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを順次示している。なお、各図は本実施形態の核酸試料検査装置の一部を示す正面図である。
【0029】
図7ではハイブリダイゼーション直前の状態を表している。複数のDNAマイクロアレイ15を配置したトレイ16と、複数の試薬の入った試薬容器17とが搬送キャリア13上に連結されないで配置されている。所定の反応位置(図5の処理部18)に移動された搬送キャリア13の上方に搬送部19が配置されている。同位置において、DNAマイクロアレイ15の下方には、モーター22、上下動軸23、上下台24、ペルチェ25、ヒートブロック26が配置されている。さらに、DNAマイクロアレイ15の上方には圧接ブロック27が配置されている。また、搬送キャリア13の左隣には検出部21が配置されている。
【0030】
図8ではハイブリダイゼーション中の状態を表している。DNAマイクロアレイ15を温度調節するためにモーター22が駆動し、上下動軸23に沿って上下台24が上昇し、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26とが接触する。その後、DNAマイクロアレイ15の上面と、図示しない本体に固定された圧接ブロック27とが接触するまで上昇する。これによって、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26とが密着する。このとき、図6で説明した構造によって、DNAマイクロアレイ15が持ち上がればトレイ16は一緒に搬送キャリア13から浮き上がることになる。次に、ペルチェ25を図示しない制御部で温度制御を開始すると、DNAマイクロアレイ15の温度調節が開始される。DNAマイクロアレイ15上にハイブリダイゼーション用の検体や試薬がセットされればハイブリダイゼーション反応を行うことができる。
【0031】
図9ではハイブリダイゼーション反応終了後、搬送部19が、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16を検出部21に搬送した状態である。図8の状態から搬送部19が所定の位置まで移動後、モーター22が駆動され、上下動軸23に沿ってヒートブロック26が下降し、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16は搬送部19にセットされる。そして、図9に示すように搬送部19がトレイ16を検出部21に移動しセットすると、ハイブリダイゼーション結果の検出が行われる。その後、搬送部19を図7に示される位置に退避させ、搬送キャリア13を図5のように処理部18から離れた位置まで移動させて試薬容器17を回収する。この検査中、必要に応じて、次の検査用のDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と新しい試薬容器17を搬送キャリア13上にセットすれば、並列処理が可能となる。つまり、本実施形態では、反応後の検出時はDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16のみが検出部21に搬送され、搬送キャリア13には次のサンプルをセット可能となり新たな検査を開始できるため、効率よい並列処理が可能である。また、不要な試薬を検出部21に持ち込まないので検出部21の汚染の心配がない。さらに、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16のみを検出部21に搬送するため、検出部21を不要に大きくする必要がなくなる。
【0032】
なお、図7〜図9に示したようなハイブリダイゼーションを行なう際に使用する圧接ブロック27にバネをつけることが好ましい。図10はこの構成例を示した図である。ハイブリダイゼーションを行なう際は、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26とが密着させればよく、図10のように圧接ブロック27にバネ28をつけることによって、より安定した圧接力を得ることができる。これにより、DNAマイクロアレイ15とヒートブロック26の密着性が安定する。
【0033】
上記の実施形態において、ハイブリダイゼーション中は図8に示したようにDNAマイクロアレイ15とトレイ16が搬送キャリア13から浮いている。このため、搬送キャリア13が例えばヒートブロック26と干渉しない範囲であれば、必要に応じて試薬容器17を移動させることも可能である。例えば試薬容器17の位置をずらしてピペッティングするということも可能である。
【0034】
また、上記の実施形態では温調機構を上下動させて、反応容器としてのDNAマイクロアレイとヒートブロック26とを密着させる機能と、トレイ16を搬送キャリア13から浮かせる機能とを兼用させているが、温調機構と上下動機構を別々に構成してもよい。
【0035】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0036】
ここでは、上述した第3工程を行なうための搬送キャリア13の周辺機構の別の例を示す。図11は第2の実施形態の核酸試料検査装置の一部を示す正面図である。なお、この図では第1の実施形態と同じ機構、部品には同一符号を付してある。
【0037】
図11に示すように、第3工程を行なうための搬送キャリア13上には、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と、試薬容器17とが配置されている。搬送キャリア13の上面には、トレイ16を固定するためのトレイ固定機構31が配置されている。搬送キャリア13の上方には、トレイ16を上下動可能な搬送部32が配置されている。また、DNAマイクロアレイ15の下方には、モーター22、上下動軸23、上下台24、ペルチェ25、ヒートブロック26が配置されている。搬送キャリア13の左隣には検出部21が配置されている。
【0038】
上記構成において、搬送キャリア13は所定の反応位置まで移動すると、反応を開始する。まず、トレイ固定機構31がトレイ16を上から押さえて上下動しないように固定する。次に、モータ22が駆動し、上下動軸23に沿ってヒートブロック26が上昇し、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26が接触する。このとき、トレイ固定機構31がトレイ16を押さえているので、DNAマイクロアレイ15とヒートブロック26との密着性が確保される。次に、ペルチェ25を図示しない制御部で温度制御を開始すると、DNAマイクロアレイ15の温度調節が開始される。DNAマイクロアレイ15
上にハイブリダイゼーション用の検体や試薬がセットされれば、ハイブリダイゼーション反応を行うことができる。次に、ハイブリダイゼーション反応が終了すると、モータ22を駆動させてヒートブロック26は降下する。一方、トレイ固定機構31はトレイ16の固定を解除する。その後、搬送部32がトレイ16を搬送キャリア13から持ち上げて検出部21に搬送する。トレイ16の運搬は、搬送部32の上側に載せてもよいし、あるいは空気で吸引したり、マグネットを用いて搬送部32の下側に配置して運搬したりしてもよい。
【0039】
以上の第1および第2の実施形態では、DNAマイクロアレイ15はトレイ16上に設置してから、搬送キャリア13に載せるようにしているが、DNAマイクロアレイ15を直接搬送キャリア13に載せるようにしてもよいことは言うまでもない。その場合は、搬送部19又は32は1つずつDNAマイクロアレイ15を検出部21に搬送するか、もしくは複数個のDNAマイクロアレイ15を同時に搬送部19又は32に設置できるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す正面図である。
【図2】本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す上面図である。
【図3】本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す右側面図である。
【図4】図2のA−A断面図である。
【図5】図1のB−B断面図である。
【図6】図5のC−C断面図である。
【図7】本発明の第1の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するとき装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図8】本発明の第1の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図9】本発明の第1の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図10】図7〜図9に示した工程で使用する圧接ブロックにバネを取付けた状態の図である。
【図11】本発明の第2の実施形態による装置の一部を示した正面図である。
【符号の説明】
【0041】
13 搬送キャリア(第1の搬送部)
14 搬送ガイド
15 DNAマイクロアレイ(反応容器)
16 トレイ
17 試薬容器
18 処理部(反応エリア)
19 搬送部(第2の搬送部)
20 搬送ガイド
21 検査部
33 右扉
34 左扉
35 核酸試料検査装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、核酸試料検査装置に係り、特に複数の工程を処理でき、容器を搬送するための搬送系を備えた核酸試料検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、DNAマイクロアレイ、DNAチップ等の試験片を用いた遺伝子解析が行われている。スライドガラスやシリコン基板などからなる基板表面に多数のDNAプローブをプローブスポットとしてマトリクス状に配置固定した検出体であるDNAチップと、蛍光色素などで標識付けられたDNAなどの核酸試料をハイブリダイゼーション条件下で接触させる。検出体(DNAチップ)及び試料に互いにハイブリダイゼーションする核酸同士が含まれていれば、検出体に標識物質(標識付けられた試料)がプローブ核酸を介して固定される。そして検出体上のどこに標識物質が存在するかを検出することにより、ハイブリダイズした核酸の種類を特定することができるものである。このハイブリダイゼーション反応を利用したDNAマイクロアレイは、病原菌を特定する医療診断や患者の体質等を検査する遺伝子診断への応用が期待されている。
【0003】
一般的に核酸試料検査装置のような液体を用いて反応させるような装置においては、試薬や検体などの液体はピペットなどの分注装置を用いて反応容器に分注し、かつ反応容器は温度調節部などの反応エリアに配置させる必要がある。そこで試薬や反応容器を別々の搬送系で分注装置部や反応エリアへの移動をさせるような装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平9−96643号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
核酸試料検査装置においては抽出、増幅、ハイブリダイゼーション、検出というような複数の工程を処理する必要があり、解析を迅速に、しかも多量に行うためには複数の工程を同時に並列処理する必要がある。また、工程が複数にわたるため、構成を簡略化して装置を小型化する必要がある。特許文献1に開示された装置においては、試薬と反応容器は異なる搬送系上に配置されているため、搬送系が2つ必要となっている。また、反応用の搬送系上には、反応部と検出部が配置されているが、この構成では反応と検出を並列で同時に処理することが不可能であるという問題がある。
【0005】
したがって、それぞれの工程ごとに試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動することができ、処理が終了すれば次の工程に移動でき、かつ小型であるような装置が求められていた。
【0006】
本発明は、上記従来技術の実状に鑑み、各工程に試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動させることができ、かつ小型である核酸試料検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の核酸試料検査装置は、1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない1つ以上の反応容器とを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えたことを特徴とする。あるいは、1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない、1つ以上の反応容器を保持する反応容器ホルダーとを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、1つの搬送部に試薬と反応容器が搭載されて、1つの搬送部で反応エリアに搬送することができるため、装置構成の簡略化が可能である。また、試薬容器と反応容器を別々の容器としており、反応終了後は反応容器のみを次の工程(検査部)に搬送し、試薬容器のみを元の位置に戻して回収することが可能となる。従って、不要な試薬を検出部に持ち込まないので検出部の汚染などの心配がない。あるいは、反応容器のみを検出部に搬送することができるため、検出部を不要に大きくする必要がない。また、試薬の回収後、次のサンプルをセットすれば新たな検査を開始することができ、効率よく並列処理を開始することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
図1は本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す正面図である。本実施形態の核酸試料検査装置35では、装置前面に設けられた右扉33・左扉34を開放することでウェル等を装置セット部に設置することができる。
【0011】
図2は本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す上面図であり、右扉33・左扉34を開放した状態の図である。図3は本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す右側面図である。図4は図2のA−A断面図である。図5は図1のB−B断面図である。
【0012】
図4・5を参照すると、検体、試薬など液体をハンドリングするためのピペットユニット1は、ピペットユニット1を移動させるためのピペットガイド2と接続されて配置されている。また、ピペットユニット1の移動可能範囲には新しいピペットチップを収納するためのピペットチップ収納部3、検体置場4が配置されている。
【0013】
ピペットユニット1の移動方向にあって検体置場4の隣には、第1工程のための搬送キャリア5および搬送ガイド6が配置されている。搬送キャリア5は搬送ガイド6に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア5上には試薬容器7が配置されている。また、搬送キャリア5の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に処理部8が配置されている。
【0014】
ピペットユニット1の移動方向にあって上記の搬送キャリア5の移動エリアの隣には、第1工程と同様に、第2工程のための搬送キャリア9および搬送ガイド10が配置されている。搬送キャリア9は搬送ガイド10に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア9上には試薬容器11が配置されている。また、搬送キャリア9の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に処理部12が配置されている。
【0015】
さらに、ピペットユニット1の移動方向にあって上記の搬送キャリア9の移動エリアの隣には、第3工程のための搬送キャリア13および搬送ガイド14が配置されている。搬送キャリア13は搬送ガイド14に沿ってピペットユニット1の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア13上には、反応容器であるDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と、試薬容器17とが連結されないで配置されている。また、搬送キャリア13の移動範囲上で、且つピペットユニット1の移動可能範囲に処理部18が配置されている。なお、本実施形態では、搬送キャリア13上に、複数の試薬を収納できる1つの試薬容器17と、複数のDNAマイクロアレイ15を載せた1つのトレイ16とが連結されないで配置されている。しかし、試薬容器17やDNAマイクロアレイ15の載置数は、図示された数に限られず任意である。
【0016】
また、搬送キャリア13の移動範囲の上方には、搬送部19が搬送ガイド20と接続されて配置されている。搬送部19は、搬送ガイド20に沿ってピペットユニット1の移動方向と同じ方向に移動可能である。また、搬送部19の可動範囲上に検出部21が配置されている。
【0017】
上記構成において、検体置場4に検体、ピペットチップ収納部3にピペットチップ、搬送キャリア5に試薬の入った試薬容器7がそれぞれ配置されると、第1工程の処理が開始される。
【0018】
ただし、処理開始条件はこの限りではなく、例えば搬送キャリア9,13上にそれぞれ試薬の入った試薬容器11,17、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16が配置されていなければ処理を開始できないようにしてもよい。
【0019】
まず、第1工程を処理するために、搬送キャリア5は処理部8まで移動する。次に、ピペットユニット1はピペットチップ収納部3から未使用のピペットチップを装着し、それで検体置場4の検体を吸引後、処理部8の位置まで移動し、ピペットユニット1は検体を試薬容器7に吐出する。その後、処理部8において所定の処理を行ったのち、第1の処理を終了する。第1の処理とは例えば抽出・精製処理であって、試薬の混合、攪拌などの工程を含む。抽出・精製工程終了すると、試薬容器7には検体から取り出されたDNAがセットされる。
【0020】
次に、第2工程を処理するために、搬送キャリア9は処理部12まで移動する。ピペットユニット1は新しいピペットチップで第1工程処理産物を試薬容器7から吸引し、試薬容器11に吐出する。試薬容器11において所定の処理を行い第2の処理を終了する。第2の処理とは例えば増幅工程であって、試薬の混合、攪拌、温調などの工程を含む。増幅工程終了すると、試薬容器11には増幅されたDNAがセットされる。
【0021】
次に、第3工程を処理するために、搬送キャリア13は処理部18まで移動する。ピペットユニット1は新しいピペットチップで第2工程処理産物を試薬容器11から吸引し、試薬容器17に吐出する。試薬容器17において試薬混合、攪拌を行い、混合液を作成する。次に、混合液をDNAマイクロアレイ15上にセットし、処理部18は温度調節を行い、第3工程を実施する。第3工程は例えばハイブリダイゼーションである。DNAマイクロアレイ15はDNAプローブ上に混合液を溜めてハイブリダイゼーション反応させられるような構造をしていればよく、たとえばDNAマイクロアレイ15上にカバーがかかっているようなものでもよい。あるいは、液の注入口、流路、チャンバー、排出口を持つようなカートリッジ構造であってもよい。
【0022】
第3工程が終了すると、搬送部19は搬送ガイド20に沿って、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16を検出部21に移動させ、反応結果を検出する。続いて、搬送キャリア13は試薬容器17を試薬容器回収位置(図1のように処理部18から離れた位置)まで退避させて試薬容器17を回収可能とする。必要に応じて、検出部21での検出中に、次の検査用のDNAマイクロアレイと試薬容器とをセットすれば、並列処理が可能となる。
【0023】
本実施形態においてはピペットチップは全ての工程に対して処理終了後、図示しない方法で廃棄される。また、試薬容器7,11,17は試薬の混合あるいは反応を兼ねており、各工程が終了後、それぞれの試薬容器はここには図示しない手段で回収・廃棄される。
【0024】
また、上記の実施形態では試薬は全て予め試薬容器に入れた状態で搬送キャリア上に載せる構成としているが、このような構成をとらず、試薬はあらかじめ装置内に保管されていて、必要に応じてピペットや他の手段で試薬容器に運ばれるような構成でもよい。
【0025】
また、検体置場4は搬送キャリア上にセットして使用するような構成であっても良い。
【0026】
図6はDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16の詳細な構成を示しており、図5のC−C断面図である。
【0027】
トレイ16には各DNAマイクロアレイ15を落とし入れることができる段付き穴が形成されており、この穴にDNAマイクロアレイ15が設置される。穴の内側面に押さえ部材31が設けられている。穴にDNAマイクロアレイ15が設置された時、押さえ部材31がDNAマイクロアレイ15を押さえて、DNAマイクロアレイ15はトレイ16内から飛び出さないようになっている。DNAマイクロアレイ15の押さえ方はこの限りではなく、少なくともトレイ16の中から飛び出さないような構造であればよい。なお、このようなトレイ16は、搬送キャリア13を貫通する穴に入れて搬送キャリア13に載置されている(図7〜10参照)。
【0028】
図7〜図10は上述したハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを順次示している。なお、各図は本実施形態の核酸試料検査装置の一部を示す正面図である。
【0029】
図7ではハイブリダイゼーション直前の状態を表している。複数のDNAマイクロアレイ15を配置したトレイ16と、複数の試薬の入った試薬容器17とが搬送キャリア13上に連結されないで配置されている。所定の反応位置(図5の処理部18)に移動された搬送キャリア13の上方に搬送部19が配置されている。同位置において、DNAマイクロアレイ15の下方には、モーター22、上下動軸23、上下台24、ペルチェ25、ヒートブロック26が配置されている。さらに、DNAマイクロアレイ15の上方には圧接ブロック27が配置されている。また、搬送キャリア13の左隣には検出部21が配置されている。
【0030】
図8ではハイブリダイゼーション中の状態を表している。DNAマイクロアレイ15を温度調節するためにモーター22が駆動し、上下動軸23に沿って上下台24が上昇し、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26とが接触する。その後、DNAマイクロアレイ15の上面と、図示しない本体に固定された圧接ブロック27とが接触するまで上昇する。これによって、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26とが密着する。このとき、図6で説明した構造によって、DNAマイクロアレイ15が持ち上がればトレイ16は一緒に搬送キャリア13から浮き上がることになる。次に、ペルチェ25を図示しない制御部で温度制御を開始すると、DNAマイクロアレイ15の温度調節が開始される。DNAマイクロアレイ15上にハイブリダイゼーション用の検体や試薬がセットされればハイブリダイゼーション反応を行うことができる。
【0031】
図9ではハイブリダイゼーション反応終了後、搬送部19が、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16を検出部21に搬送した状態である。図8の状態から搬送部19が所定の位置まで移動後、モーター22が駆動され、上下動軸23に沿ってヒートブロック26が下降し、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16は搬送部19にセットされる。そして、図9に示すように搬送部19がトレイ16を検出部21に移動しセットすると、ハイブリダイゼーション結果の検出が行われる。その後、搬送部19を図7に示される位置に退避させ、搬送キャリア13を図5のように処理部18から離れた位置まで移動させて試薬容器17を回収する。この検査中、必要に応じて、次の検査用のDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と新しい試薬容器17を搬送キャリア13上にセットすれば、並列処理が可能となる。つまり、本実施形態では、反応後の検出時はDNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16のみが検出部21に搬送され、搬送キャリア13には次のサンプルをセット可能となり新たな検査を開始できるため、効率よい並列処理が可能である。また、不要な試薬を検出部21に持ち込まないので検出部21の汚染の心配がない。さらに、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16のみを検出部21に搬送するため、検出部21を不要に大きくする必要がなくなる。
【0032】
なお、図7〜図9に示したようなハイブリダイゼーションを行なう際に使用する圧接ブロック27にバネをつけることが好ましい。図10はこの構成例を示した図である。ハイブリダイゼーションを行なう際は、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26とが密着させればよく、図10のように圧接ブロック27にバネ28をつけることによって、より安定した圧接力を得ることができる。これにより、DNAマイクロアレイ15とヒートブロック26の密着性が安定する。
【0033】
上記の実施形態において、ハイブリダイゼーション中は図8に示したようにDNAマイクロアレイ15とトレイ16が搬送キャリア13から浮いている。このため、搬送キャリア13が例えばヒートブロック26と干渉しない範囲であれば、必要に応じて試薬容器17を移動させることも可能である。例えば試薬容器17の位置をずらしてピペッティングするということも可能である。
【0034】
また、上記の実施形態では温調機構を上下動させて、反応容器としてのDNAマイクロアレイとヒートブロック26とを密着させる機能と、トレイ16を搬送キャリア13から浮かせる機能とを兼用させているが、温調機構と上下動機構を別々に構成してもよい。
【0035】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0036】
ここでは、上述した第3工程を行なうための搬送キャリア13の周辺機構の別の例を示す。図11は第2の実施形態の核酸試料検査装置の一部を示す正面図である。なお、この図では第1の実施形態と同じ機構、部品には同一符号を付してある。
【0037】
図11に示すように、第3工程を行なうための搬送キャリア13上には、DNAマイクロアレイ15を載せたトレイ16と、試薬容器17とが配置されている。搬送キャリア13の上面には、トレイ16を固定するためのトレイ固定機構31が配置されている。搬送キャリア13の上方には、トレイ16を上下動可能な搬送部32が配置されている。また、DNAマイクロアレイ15の下方には、モーター22、上下動軸23、上下台24、ペルチェ25、ヒートブロック26が配置されている。搬送キャリア13の左隣には検出部21が配置されている。
【0038】
上記構成において、搬送キャリア13は所定の反応位置まで移動すると、反応を開始する。まず、トレイ固定機構31がトレイ16を上から押さえて上下動しないように固定する。次に、モータ22が駆動し、上下動軸23に沿ってヒートブロック26が上昇し、DNAマイクロアレイ15の下面とヒートブロック26が接触する。このとき、トレイ固定機構31がトレイ16を押さえているので、DNAマイクロアレイ15とヒートブロック26との密着性が確保される。次に、ペルチェ25を図示しない制御部で温度制御を開始すると、DNAマイクロアレイ15の温度調節が開始される。DNAマイクロアレイ15
上にハイブリダイゼーション用の検体や試薬がセットされれば、ハイブリダイゼーション反応を行うことができる。次に、ハイブリダイゼーション反応が終了すると、モータ22を駆動させてヒートブロック26は降下する。一方、トレイ固定機構31はトレイ16の固定を解除する。その後、搬送部32がトレイ16を搬送キャリア13から持ち上げて検出部21に搬送する。トレイ16の運搬は、搬送部32の上側に載せてもよいし、あるいは空気で吸引したり、マグネットを用いて搬送部32の下側に配置して運搬したりしてもよい。
【0039】
以上の第1および第2の実施形態では、DNAマイクロアレイ15はトレイ16上に設置してから、搬送キャリア13に載せるようにしているが、DNAマイクロアレイ15を直接搬送キャリア13に載せるようにしてもよいことは言うまでもない。その場合は、搬送部19又は32は1つずつDNAマイクロアレイ15を検出部21に搬送するか、もしくは複数個のDNAマイクロアレイ15を同時に搬送部19又は32に設置できるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す正面図である。
【図2】本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す上面図である。
【図3】本発明の核酸試料検査装置の第1の実施形態を示す右側面図である。
【図4】図2のA−A断面図である。
【図5】図1のB−B断面図である。
【図6】図5のC−C断面図である。
【図7】本発明の第1の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するとき装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図8】本発明の第1の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図9】本発明の第1の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図10】図7〜図9に示した工程で使用する圧接ブロックにバネを取付けた状態の図である。
【図11】本発明の第2の実施形態による装置の一部を示した正面図である。
【符号の説明】
【0041】
13 搬送キャリア(第1の搬送部)
14 搬送ガイド
15 DNAマイクロアレイ(反応容器)
16 トレイ
17 試薬容器
18 処理部(反応エリア)
19 搬送部(第2の搬送部)
20 搬送ガイド
21 検査部
33 右扉
34 左扉
35 核酸試料検査装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない1つ以上の反応容器とを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えた核酸試料検査装置。
【請求項2】
前記第一搬送部によって前記反応エリアに搬送された前記反応容器を前記反応エリアでの反応処理後に前記第一搬送部上から次の工程に搬送する第二搬送部をさらに備えた、請求項1に記載の核酸試料検査装置。
【請求項3】
1つ以上の前記反応容器を1つずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項2に記載の核酸試料検査装置。
【請求項4】
1つ以上の前記反応容器を複数個ずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項2に記載の核酸試料検査装置。
【請求項5】
前記第一搬送部は、前記第二搬送部が前記反応容器を次の工程に移動すると前記試薬容器のみを元の位置へ搬送する、請求項2乃至請求項4に記載の核酸試料検査装置。
【請求項6】
1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない、1つ以上の反応容器を保持する反応容器ホルダーとを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えた核酸試料検査装置。
【請求項7】
前記第一搬送部によって前記反応エリアに搬送された前記反応容器ホルダーを前記反応エリアでの反応処理後に前記第一搬送部上から次の工程に搬送する第二搬送部をさらに備えた、請求項6に記載の核酸試料検査装置。
【請求項8】
前記反応容器ホルダー内の1つ以上の前記反応容器を1つずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項7に記載の核酸試料検査装置。
【請求項9】
前記反応容器ホルダー内の1つ以上の前記反応容器を複数個ずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項7に記載の核酸試料検査装置。
【請求項10】
前記第一搬送部は、前記第二搬送部が前記反応容器ホルダーを次の工程に搬送すると前記試薬容器のみを元の位置へ搬送する、請求項7に記載の核酸試料検査装置。
【請求項11】
前記反応容器はDNAマイクロアレイを含んだ容器である、請求項1乃至10のいずれかに記載の核酸試料検査装置。
【請求項1】
1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない1つ以上の反応容器とを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えた核酸試料検査装置。
【請求項2】
前記第一搬送部によって前記反応エリアに搬送された前記反応容器を前記反応エリアでの反応処理後に前記第一搬送部上から次の工程に搬送する第二搬送部をさらに備えた、請求項1に記載の核酸試料検査装置。
【請求項3】
1つ以上の前記反応容器を1つずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項2に記載の核酸試料検査装置。
【請求項4】
1つ以上の前記反応容器を複数個ずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項2に記載の核酸試料検査装置。
【請求項5】
前記第一搬送部は、前記第二搬送部が前記反応容器を次の工程に移動すると前記試薬容器のみを元の位置へ搬送する、請求項2乃至請求項4に記載の核酸試料検査装置。
【請求項6】
1つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない、1つ以上の反応容器を保持する反応容器ホルダーとを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えた核酸試料検査装置。
【請求項7】
前記第一搬送部によって前記反応エリアに搬送された前記反応容器ホルダーを前記反応エリアでの反応処理後に前記第一搬送部上から次の工程に搬送する第二搬送部をさらに備えた、請求項6に記載の核酸試料検査装置。
【請求項8】
前記反応容器ホルダー内の1つ以上の前記反応容器を1つずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項7に記載の核酸試料検査装置。
【請求項9】
前記反応容器ホルダー内の1つ以上の前記反応容器を複数個ずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項7に記載の核酸試料検査装置。
【請求項10】
前記第一搬送部は、前記第二搬送部が前記反応容器ホルダーを次の工程に搬送すると前記試薬容器のみを元の位置へ搬送する、請求項7に記載の核酸試料検査装置。
【請求項11】
前記反応容器はDNAマイクロアレイを含んだ容器である、請求項1乃至10のいずれかに記載の核酸試料検査装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2007−127622(P2007−127622A)
【公開日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−213357(P2006−213357)
【出願日】平成18年8月4日(2006.8.4)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年8月4日(2006.8.4)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
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