遠心装置用プレート、及び遠心装置
【課題】 液体試料を遠心力によって移動させて、液体試料を試料保持部内で定量化を行い、確実に一定量の液体試料を流路内に流入する遠心装置用プレート、及び遠心装置を提供する。
【解決手段】 試料保持部を持つプレートに液体試料を注入後、遠心力によって前記液体試料の移動を行うプレート１０１において、遠心された際に定量化を行う定量部１１０を形成するための壁１０９を試料保持部１０７の円心方向へ覆いかぶさるように設け、液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行う。
【解決手段】 試料保持部を持つプレートに液体試料を注入後、遠心力によって前記液体試料の移動を行うプレート１０１において、遠心された際に定量化を行う定量部１１０を形成するための壁１０９を試料保持部１０７の円心方向へ覆いかぶさるように設け、液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡやタンパクその他の生体サンプルを緩衝剤中で移動させて得られる輸送反応を検出して生体サンプルを判別するための液体試料の定量を行い、一定量の液体試料を流路内に充填する遠心装置用プレート、及び遠心装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な生体サンプルを考えた場合、大きくはＤＮＡとタンパクが存在している。そして、近年、分子生物学の急速な進展によって、様々な疾患において遺伝子の関与がかなり正確に理解されるようになり、遺伝子をターゲットにした医療に注目が集まるようになってきている。
【０００３】
ＤＮＡに関しては、現在ＳＮＰｓ（ｓｉｎｇｌｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍの略で「１塩基多型」と一般に訳されており、遺伝子における１暗号（１塩基）の違いの総称である。）が注目されている。その理由としては、ＳＮＰｓの分類により、多くの疾患に対する罹患率や各個人の薬剤に対する効果や感受性を予測でき、さらには、地球上に親子兄弟といえども全く同じＳＮＰｓを持つ人間は絶対に存在しないことから個人の完全な特定ができると考えられているからである。
【０００４】
現在ＳＮＰｓを調べる方法としては、ＤＮＡの塩基配列を端から直接読んでいくシーケンシング（塩基配列の決定）が最も一般的に用いられている。そして、前記シーケンシングを行う方法としては、いくつかの報告があるが、もっとも一般的に行われているのは、ジデオキシシーケリング（Ｓａｎｇｅｒ法）である。なお、シーケンシングは、このＳａｎｇｅｒ法を含め何れの方法においても、分離能の高い変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動か、キャピラリー電気泳動によって１塩基長の長さの違いを分離・識別する技術が基になって成り立っている。
【０００５】
また他の方法として、アフィニティリガンドキャピラリー電気泳動法がある。
アフィニティリガンドキャピラリー電気泳動は、分子間親和力、とくに生態系における特異的親和力（酵素と基質、抗原と抗体の親和力等）を利用して分離に特異性を持たせるものであり、具体的には、キャピラリー管中の泳動溶液に、塩基配列を特異的に認識するアフィニティリガンドを添加しておき、試料を電気泳動させると、試料混合物中で相互作用する分子種だけが移動速度に変化を生じることに着目して分析を行うものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
一方、タンパク質は、細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞へのエネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミュニケーションや細胞内情報伝達に関与している。現在では、タンパク質が様々な環境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類に応じて、複数の機能を有することが明らかになってきている。
【０００７】
タンパク質は、２０種類のアミノ酸が遺伝子の指示（配列情報）により順番につながることでつくられており、その種類は数千万種と言われるが、その遺伝子の配列がわかれば、どのアミノ酸がどういう順番でつながってできているかの情報を得ることができる。生物の遺伝子（ゲノム）から作られるタンパク質の一そろいのセットは、プロテオームと呼ばれるが、ヒトゲノムの塩基配列解読が終わった今、プロテオームの解析が盛んに進められている。
【０００８】
そして、このようなタンパク質の機能解析研究としては、同定やキャラクタリゼーションのみならず、生化学アッセイやタンパク質間相互作用研究、タンパク質ネットワーク、または細胞内外のシグナリング解明なども行っていく必要がある。このタンパク質機能の研究には、多方面の技術が使用され、酵素アッセイ、酵母 ｔｗｏ−ｈｙｂｒｉｄ アッセイ、クロマトグラフィーによる精製、情報ツールとデータベース等があるが、特に、電気泳動によるたんぱく質の判別は重要な手法である。そして、電気泳動のように、キャピラリー管中のサンプル、分析物、緩衝剤、及び試薬等の液体を移動させた際に得られる輸送反応を検出して、該サンプルの分析、判別、判定等を行う場合の前記液体の輸送及び方向付けに関しては、さまざまな報告がある（例えば、特許文献２〜特許文献４）。
【特許文献１】特開平７−３１１１９８号公報
【特許文献２】特表２０００−５１３８１３号公報
【特許文献３】特表２００１−５２３３４１号公報
【特許文献４】国際公開第２００５／０６４３３９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、ＤＮＡやタンパクその他の生体サンプルを緩衝剤中で移動させて得られる輸送反応を検出して生体サンプルを判別するための液体試料を遠心する際に、液体試料は遠心装置用プレートにピペッター等により注入されるが、注入される液体試料の量にはバラツキが生じるため、確実に一定量を流路に充填することは難しく、流路に充填される液体試料の量に過不足が生じるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献４に記載の方法では、プラットホームに微細チャンネルを埋設し、該プラットホームの回転速度を変化させることで、該回転から生じる向心力を変化させて液体試料を移動させているが、この方法では、１回目の遠心により液体試料は流路に流入してしまうため、液体試料の入れ忘れや不足した場合に、流路が使用できなくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、液体試料を遠心力によって移動させて、液体試料を試料保持部内で定量化を行い、確実に一定量の液体試料を流路内に充填することができる遠心装置用プレート、及び遠心装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１にかかる遠心装置用プレートは、試料保持部に液体試料を注入した後、遠心力によって前記液体試料の移動を行う遠心装置用プレートにおいて、前記試料保持部は、遠心された際に前記液体試料を定量化する定量部を試料保持部の最外周部の側壁から円心方向に向って突出する壁で形成し、前記試料保持部の前記定量部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる流路を設け、前記液体試料は、前記試料保持部内の前記壁の位置よりも、前記プレートの内周側の位置に注入されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２にかかる遠心装置は、請求項１に記載の遠心装置用プレートを用いる遠心装置において、前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項３にかかる遠心装置は、請求項２に記載の遠心装置において、前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った後に一旦停止し、Ｐ1＜Ｐ2となる回転数で再び遠心を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４にかかる遠心装置用プレートは、請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、前記壁は、前記試料保持部の円心方向へ覆いかぶさるようにせり出し、注入された液体試料は、遠心されることで定量化する液体試料を前記壁の下部へ移動し、定量化しない液体試料を前記壁の上部へ分離することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５にかかる遠心装置用プレートは、請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、前記流路が前記壁の下部の定量部に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６にかかる遠心装置用プレートは、請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、前記遠心装置用プレートの前記試料保持部に対し、プレートの重心方向の位置に、前記液体試料を注入する試料注入部を設け、前記試料保持部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる第１の流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記第１の流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心した際に前記液体試料が前記試料保持部へ流入する第２の流路を、前記試料注入部の最外周部から前記試料保持部にのびる位置に設け、前記試料保持部は、前記液体試料が前記第２の流路から前記試料保持部に流入する流入口を設け、前記流入口は、遠心された際前記液体試料が前記定量部に流れ込み、前記試料保持部を左右に分割するように１枚または複数枚の壁を前記プレートの遠心方向の位置に設け、遠心することで、定量化する液体試料を前記第１の流路の形成された試料保持部の最外周部に移動し、定量化しない液体試料を前記定量化する液体試料が移動した側と前記壁を隔てた反対側に分離することを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７にかかる遠心装置用プレートは、請求項４から６のいずれかに記載の遠心装置用プレートにおいて、前記壁は、前記液体試料にぬれやすい材料、または前記液体試料にぬれやすい処理を行った材料であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項８にかかる遠心装置用プレートは、請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき前記液体試料の有無を確認する１対または複数対の正電極と負電極を、前記定量部内に設けることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項９にかかる遠心装置用プレートは、請求項８に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき前記流路に流入するのに必要な量の前記液体試料が保持されているか確認する１対の正電極と負電極を、前記壁の最内周上に設けることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１０にかかる遠心装置用プレートは、請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する複数対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設けることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１１にかかる遠心装置用プレートは、請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する１対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置によれば、複数のパターンがプレート上に放射状に形成され、前記試料保持部に液体試料を注入した後、遠心力によって前記液体試料の移動を行う遠心装置用プレートにおいて、前記試料保持部は、遠心された際に前記液体試料を定量化する定量部を試料保持部の最外周部の側壁から円心方向に向って突出する壁で形成し、前記試料保持部の前記定量部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる流路を設け、前記液体試料は、前記試料保持部内の前記壁の位置よりも、前記プレートの重心方向の位置に注入されるようにし、前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心することにより、注入された液体試料の量にかかわらず液体試料の定量化を行うことができる。
【００２４】
また、本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置によれば、流路に液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った後に一旦停止し、Ｐ1＜Ｐ2となる回転数で再び遠心を行うことにより、注入された液体試料の量にかかわらず液体試料の定量化を行い、確実に一定量の液体試料を流路に充填することができる。
【００２５】
また、本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置によれば、定量部に電極を設け、電流値を測定することにより、液体試料の有無および量の確認を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
以下、図１〜図６を用いて、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレート、及び遠心装置について説明する。
本発明の実施の形態１では、本遠心装置用プレートが、注入された液体試料を予備回転により定量化し、液体試料は本回転により流路へ流入するものである。
【００２７】
まず、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートの構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートの流路形成面を示す図である。
図１において、本実施の形態１によるプレート１０１には、パターン１０２が８個放射状に形成されている。
【００２８】
図１に示すように本実施の形態１におけるプレート１０１の外形は８センチ四方の正方形で４角のうち３角は円の一部を形成するよう角を丸くしたＲ（アール）が設けられ、残りの１角は面取りされている。
【００２９】
プレート１０１は更に穴１０４を設けているが、これは外形を非対称にしてパターンの場所を特定できるようにされている。プレート１０１の材料はアクリル系の樹脂を使用し厚みは２ｍｍである。流路形成面には溝が形成され、さらに厚さ５０μｍのアクリル製フィルムを接着することで密閉流路が形成されている。また、重心１０５は本プレートの重心であり、重心１０５を中心に本プレートを回転部に固定するための回転部固定用穴１０３を設けている。
【００３０】
次に、パターン１０２について説明する。例えば、図１のパターン１０２は、２つの試料保持部１０７が管により連結された構成とする。
図２は、図１に示すプレート１０１に形成されたパターン１０２の詳細形状を示す図である。図３は、パターン１０２のＡ−Ａ断面図である。
【００３１】
パターン１０２には液体試料が注入される試料注入口１０６と、注入された試料を一旦保持するための試料保持部１０７と、試料保持部１０７の最外周部から外周方向にのびる流路１０８が設けられている。
【００３２】
図３に示すように、試料保持部１０７には液体試料にぬれやすい処理を行った壁１０９が試料保持部１０７の最外周部の側壁から円心方向へ覆いかぶさるようにせり出しており、試料保持部１０７は壁１０９の上部と下部に分割されている。また、流路１０８は壁１０９の下部より形成されており、定量部１１０は遠心された際に液体試料を定量化する試料保持部１０７の最外周部の側壁から円心方向へ向って突出する壁１０９の下部になっている。ここで、壁１０９は液体試料にぬれやすい材料であるようにしてもよい。
【００３３】
また、定量部１１０に正電極１１１および負電極１１２が設けられている。正電極１１１は正電圧印加部１１３と、負電極１１２は負電圧印加部１１４とそれぞれ接続されており、正電圧印加部１１３に正電圧、負電圧印加部１１４に負電圧を印加することにより、液体試料の有無および量を確認することができる。ここで、正電圧印加部１１３と負電圧印加部１１４を流路形成面に設ける場合、正電極１１１および負電極１１２は壁１０９を形成するプレートに設け、正電圧印加部１１３と負電圧印加部１１４を裏面に設ける場合は正電極１１１および負電極１１２は密閉流路を形成するフィルムに設ける。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態１のプレート１０１に設ける正電極１１１および負電極１１２のパターンについて説明する。
【００３５】
本実施の形態１のパターン１０２では、壁１０９の最内周部から最外周部にかけて壁１０９の最内周部上を含めて複数対の電極が設けられている。この場合、試料保持部１０７に保持される液体試料の量により、電流の流れる電極の本数が変化するため、電圧を印加し、電流値を測定することにより、試料の有無および量を確認することができる。
【００３６】
次に、図４を用いて、本発明の実施の形態１による遠心装置の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態１による遠心装置の構成図である。
【００３７】
本実施の形態１による遠心装置は、プレート１０１内の液体試料を移動させるためのモータ１０と、該モータ１０によりプレート１０１を搭載可能な回転駆動するプレートトレイ２０と、プレート１０１に対して電圧印加を行う電圧印加手段３０と、本遠心装置１００の動作を制御する制御基板４０などを備える。
【００３８】
また、電圧印加手段３０は液体試料の有無および量を電流値により確認するための電極プローブ３１ａ、３１ｂを備えている。ここで、電極プローブ３１ａ、３１ｂはそれぞれプレート１０１上に複数対の電極を設ける場合は電極対の数設けられる。また、本実施の形態１ではプレート１０１上にパターン１０２が８つ設けられているため、電極プローブ３１ａ、３１ｂはそれぞれ８つずつ設けられている。さらに多くのパターン１０２が設けられる場合はこの限りではない。
【００３９】
また、本実施の形態１では電圧印加手段３０はトレイ２０の上側に設けているが、正電圧印加部１１３および負電圧印加部１１４の設けられている面次第では、例えば、図３に示す壁１０９の下面に正電圧印加部１１３および負電圧印加部１１４を設けた場合は、電圧印加手段３０はトレイ２０の下側に設けてもよい。
【００４０】
また、電圧印加手段３０のベースである電圧印加手段ベースプレート３２上では、プレート１０１に電圧を印加するための電極プローブ３１ａ、３１ｂを電気的に接続して固定した電極基板ユニット３３を、プレート１０１に対して離間或いは接触動作を行わせるために、ＤＣモータなどの電極駆動手段３４と係合された状態で配置されているが、電極プローブ３１ａ、３１ｂの先端部には、圧縮バネなどの電極プローブ内蔵バネ３５を備えていることにより、プレート１０１に対する電極プローブ３１ａ、３１ｂの接触圧力を調整している。
【００４１】
さらに、本遠心装置１００には、電圧印加手段３０の電極プローブ３１ａ、３１ｂに接続されている電源５０、装置電源６０、当該装置のｏｎ、ｏｆｆ状態を切り換える電源スイッチ７０、該電源スイッチがＯＮ状態の際に点灯するＬＥＤ７１、遠心装置内を冷却する冷却ファン８０、及び遠心装置１００を振動から守り、高さ調節可能なゴム脚９０が備えられている。
【００４２】
次に、以下液体試料を定量化するまでの具体的操作および動作の一例を図５、６を利用して説明する。
図５、６は、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図である。
【００４３】
まず、液体試料をプレート内へ注入し、液体試料を定量化するため、予備回転を行う。
【００４４】
液体試料はピペッター等により試料剤注入口１０６から試料保持部１０７へ注入する。
【００４５】
次に、遠心装置１００のプレートトレイ２０にプレート１０１を固定し、重心１０５を軸にプレート１０１を回転させる。このとき、回転数は液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数、すなわち、液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力が、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力よりも大きくなる回転数で遠心を行う。
【００４６】
この時、液体試料は、遠心力により外周方向へと移動し、図５に示すように液体保持部内１０７で同一円周上に液面が保持される。ここで、注入された液体試料の量が定量よりも多い場合、図６に示すように液体試料は遠心力により、壁１０９の下部へ移動した後、不要な液体試料は壁１０９の上部へ分離され、下部の定量部１１０で定量化される。ここで、壁１０９は液体試料にぬれやすい材料であるため、ＤＮＡ液体試料は容易に分離することができる。
【００４７】
次に、試料を定量化するための予備回転を一旦停止し、試料保持部１０７の定量部１１０の液体試料の量の確認を行う。
【００４８】
パターン１０２の正電圧印加部１１３および負電圧印加部１１４に電極プローブ３１ａ、３１ｂを押し当て、電圧を印加する。
【００４９】
正電極１１１および負電極１１２は壁１０９の最内周部から最外周部にかけて壁１０９の最内周部上を含めて複数対設けられている。そのため、定量部１１０に液体試料が保持されていれば、電極に電流が流れ、電流値を測定することにより液体試料の有無を確認することができる。さらに、壁１０９の最内周上に電極を設けることにより、最内周上に設けた電極の電流の有無により、液体試料の不足を確認することができる。また、電極を複数設け、電流の流れた電極を確認することにより、液体試料の不足量を確認することができる。
【００５０】
ここで、印加する電圧は液体試料が酸化還元反応により気泡が発生しない程度である。
【００５１】
液体試料の量が不足している場合、不足している量の液体試料を追加注入する。そして、再度回転を行うことで液体試料の定量化を行う。これにより、一定量の液体試料を確実にプレートに充填することができる。
【００５２】
次に、予備回転で定量化した液体試料を流路１０８に流入するため、本回転を行う。
Ｐ1＜Ｐ2となる回転数、すなわち、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力が、液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力よりも大きくなる回転数で再び遠心を行うことにより、定量化された液体試料は流路１０８に流入することになる。
【００５３】
なお、本実施の形態１では、壁１０９をプレート表面に対して水平方向に形成する場合について説明したが、プレート表面に対して垂直方向に形成するようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、本実施の形態１によれば、試料保持部に遠心を行った際に定量化を行う壁を設けて、液体試料が流路に流入しない程度の回転数で遠心を行うことにより液体試料を定量化し、一定量の液体試料を流路に流入することができる。また、電極を設けることにより、液体試料の有無および量を確認でき、不足分を補充することができるため、流路が使用不可能になってしまう心配がないという効果がある。
【００５５】
（実施の形態２）
以下図７、８を用いて、本発明の実施の形態２による遠心装置用プレート、及び遠心装置について説明する。
【００５６】
なお、本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同様の遠心装置を用いており、プレート１０１上に形成されるパターン１０２の別の例について説明する。
【００５７】
図７は、本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートのパターン１０２の流路形成面から見た図である。
【００５８】
パターン１０２には液体試料が注入される試料注入口１１５と、注入された液体試料を一旦保持するための試料注入部１１６と、試料保持部１１７と、試料注入部１１６の最外周部から試料保持部１１７へのびる第２の流路１１８と、試料保持部１１７の最外周部から外周方向へのびる第１の流路１１９が設けられている。
【００５９】
ここで第２の流路１１８は、第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数、すなわち、第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力が、遠心を行った際に第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力よりも大きくなる回転数で遠心を行った際に、液体試料が試料保持部１１７に流入するように設けられている。
【００６０】
試料保持部１１７には液体試料にぬれやすい処理を行った第１、第２の壁１２０ａ、１２０ｂが円心方向へ左右を分割するよう設けられている。また、第１の流路１１９は第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂに挟まれた部分より形成されており、定量部１２１は遠心された際に液体試料を定量化する第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂに挟まれた部分になっている。ここで、第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂは液体試料にぬれやすい材料であるようにしてもよい。
【００６１】
また、第２の流路１１８から試料保持部１１７へ流入する流入口１２２は、遠心された際に液体試料が定量部１２１へ流れ込むように設けられている。
【００６２】
また、定量部１２１に正電極１２３および負電極１２４が設けられている。正電極１２３は正電圧印加部１２５と、負電極１２４は負電圧印加部１２６とそれぞれ接続されており、正電圧印加部１２５に正電圧１２３、負電圧印加部１２６に負電圧１２４を印加することにより、液体試料の有無および量を確認することができる。ここで、正電圧印加部１２５と負電圧印加部１２６を流路形成面に設ける場合、正電極１２３および負電極１２４はプレート１０１の裏面を形成するプレートに設け、正電圧印加部１２５と負電圧印加部１２６を裏面に設ける場合は正電極１２３および負電極１２４は密閉流路を形成するフィルムに設ける。
【００６３】
次に、プレート１０１に設ける正電極１２３および負電極１２４のパターンについて説明する。
【００６４】
本発明の実施の形態２のパターン１０２では、第１、２の壁１２０ａおよび１２０ｂの最内周部から最外周部にわたって１対の電極が設けられている。この場合、試料保持部１１７に保持される液体試料の量により抵抗値が変化するため、電圧を印加し、電流値を測定することにより、液体試料の有無および量を確認することができる。
【００６５】
次に、本発明の実施の形態２において以下液体試料を定量化するまでの具体的操作および動作の一例を図８を用いて説明する。
図８は、本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図である。
【００６６】
液体試料の準備が終わったところで、液体試料をプレート内へ注入し、液体試料を定量化するため、予備回転を行う。
【００６７】
まず、液体試料をプレート内へ注入する。液体試料はピペッター等により液体試料注入口１１５から試料注入部１１６へ注入する。
【００６８】
次に、実施の形態１と同様に遠心装置１００のプレートトレイ２０にプレート１０１を固定し、液体試料を第１の流路１１９に流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に第１の流路１１９にかかる圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数、すなわち、液体試料を第１の流路１１９に流入するために必要な圧力が、遠心を行った際に第１の流路１１９にかかる圧力より大きくなる回転数で遠心を行う。
【００６９】
このとき、第２の流路１１８はＰ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った際に液体試料が試料保持部１１７に流入するように設けているため、液体試料は、遠心力により外周方向へと移動し、液体試料は第２の流路１１８を通って流入口１２２より試料保持部１１７の定量部１２１へ移動する。そして、液体試料は図８に示すように試料保持部内１１７で同一円周上に液面が保持される。この時、注入された液体試料は定量部１２１の容量よりも多い場合は、第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂにより不要な液体試料は定量部１２１の左右へ分離される。ここで、第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂは液体試料にぬれやすい処理を行っているため容易に分離することができる。
【００７０】
次に、液体試料を定量化するための予備回転を一旦停止し、試料保持部１１７の定量部１２１の液体試料の量の確認を行う。
【００７１】
パターン１２０の正電圧印加部１２５および負電圧印加部１２６に第１、第２の電極プローブ３１ａ、３１ｂを押し当て、電圧を印加する。
【００７２】
正電極１２３および負電極１２４は第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂの最内周部から最外周部にわたって１対設けられている。そのため、液体試料の量が変化すると電極間の抵抗値が変化するため、電圧を印加して電流値を測定することにより、液体試料およびサンプルの有無および量の確認を行うことができる。
【００７３】
ここで、印加する電圧は、液体試料が酸化還元反応により気泡が発生しない程度である。液体試料の量が不足している場合、不足している量の液体試料を追加注入する。そして、再度回転を行うことで液体試料の定量化を行う。これにより、一定量の液体試料を確実にプレートに充填することができる。
【００７４】
次に、予備回転で定量化した液体試料を第１の流路１１９に流入するため、本回転を行う。
Ｐ1＜Ｐ2となる回転数、すなわち、遠心を行った際に第１の流路１１９にかかる圧力が、液体試料を第１の流路１１９に流入するために必要な圧力より大きくなる回転数で再び遠心を行い、定量化された液体試料は第１の流路１１９に流入する。
【００７５】
なお、本実施の形態２では、壁１２０ａ、１２０ｂをプレート表面に対して垂直方向に形成する場合について説明したが、プレート表面に対して水平方向に形成するようにしてもよい。
【００７６】
以上のように、本実施の形態２によれば、試料保持部に遠心を行った際に定量化を行う壁を設けて、液体試料が流路に流入しない程度の回転数で遠心を行うことにより液体試料を定量化し、一定量の液体試料を流路に流入することができる。また、電極を設けることにより、液体試料の有無および量を確認でき、不足分を補充することができるため、流路が使用不可能になってしまう心配がないという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置は、流路へ液体試料を充填する前に、確実に定量化するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートの流路形成面を示す図
【図２】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートに形成されるパターン１０２を示す図
【図３】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートに形成されるパターン１０２の断面を示す図
【図４】本発明の実施の形態１による遠心装置の構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図
【図６】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示すプレート断面図
【図７】本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートに形成されるパターン１０２を示す図
【図８】本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図
【符号の説明】
【００７９】
１０１ プレート
１０２ 流路パターン
１０３ 回転部固定用穴
１０４ 位置決め穴
１０５ プレート重心
１０６ 試料注入口
１０７ 試料保持部
１０８ 流路
１０９ 壁
１１０ 定量部
１１１ 正電極
１１２ 負電極
１１３ 正電圧印加部
１１４ 負電圧印加部
１１５ 試料注入口
１１６ 試料注入部
１１７ 試料保持部
１１８、１１９ 流路
１２０ａ、１２０ｂ 壁
１２１ 定量部
１２２ 流入口
１２３ 正電極
１２４ 負電極
１２５ 正電圧印加部
１２６ 負電圧印加部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡやタンパクその他の生体サンプルを緩衝剤中で移動させて得られる輸送反応を検出して生体サンプルを判別するための液体試料の定量を行い、一定量の液体試料を流路内に充填する遠心装置用プレート、及び遠心装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な生体サンプルを考えた場合、大きくはＤＮＡとタンパクが存在している。そして、近年、分子生物学の急速な進展によって、様々な疾患において遺伝子の関与がかなり正確に理解されるようになり、遺伝子をターゲットにした医療に注目が集まるようになってきている。
【０００３】
ＤＮＡに関しては、現在ＳＮＰｓ（ｓｉｎｇｌｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍの略で「１塩基多型」と一般に訳されており、遺伝子における１暗号（１塩基）の違いの総称である。）が注目されている。その理由としては、ＳＮＰｓの分類により、多くの疾患に対する罹患率や各個人の薬剤に対する効果や感受性を予測でき、さらには、地球上に親子兄弟といえども全く同じＳＮＰｓを持つ人間は絶対に存在しないことから個人の完全な特定ができると考えられているからである。
【０００４】
現在ＳＮＰｓを調べる方法としては、ＤＮＡの塩基配列を端から直接読んでいくシーケンシング（塩基配列の決定）が最も一般的に用いられている。そして、前記シーケンシングを行う方法としては、いくつかの報告があるが、もっとも一般的に行われているのは、ジデオキシシーケリング（Ｓａｎｇｅｒ法）である。なお、シーケンシングは、このＳａｎｇｅｒ法を含め何れの方法においても、分離能の高い変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動か、キャピラリー電気泳動によって１塩基長の長さの違いを分離・識別する技術が基になって成り立っている。
【０００５】
また他の方法として、アフィニティリガンドキャピラリー電気泳動法がある。
アフィニティリガンドキャピラリー電気泳動は、分子間親和力、とくに生態系における特異的親和力（酵素と基質、抗原と抗体の親和力等）を利用して分離に特異性を持たせるものであり、具体的には、キャピラリー管中の泳動溶液に、塩基配列を特異的に認識するアフィニティリガンドを添加しておき、試料を電気泳動させると、試料混合物中で相互作用する分子種だけが移動速度に変化を生じることに着目して分析を行うものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
一方、タンパク質は、細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞へのエネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミュニケーションや細胞内情報伝達に関与している。現在では、タンパク質が様々な環境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類に応じて、複数の機能を有することが明らかになってきている。
【０００７】
タンパク質は、２０種類のアミノ酸が遺伝子の指示（配列情報）により順番につながることでつくられており、その種類は数千万種と言われるが、その遺伝子の配列がわかれば、どのアミノ酸がどういう順番でつながってできているかの情報を得ることができる。生物の遺伝子（ゲノム）から作られるタンパク質の一そろいのセットは、プロテオームと呼ばれるが、ヒトゲノムの塩基配列解読が終わった今、プロテオームの解析が盛んに進められている。
【０００８】
そして、このようなタンパク質の機能解析研究としては、同定やキャラクタリゼーションのみならず、生化学アッセイやタンパク質間相互作用研究、タンパク質ネットワーク、または細胞内外のシグナリング解明なども行っていく必要がある。このタンパク質機能の研究には、多方面の技術が使用され、酵素アッセイ、酵母 ｔｗｏ−ｈｙｂｒｉｄ アッセイ、クロマトグラフィーによる精製、情報ツールとデータベース等があるが、特に、電気泳動によるたんぱく質の判別は重要な手法である。そして、電気泳動のように、キャピラリー管中のサンプル、分析物、緩衝剤、及び試薬等の液体を移動させた際に得られる輸送反応を検出して、該サンプルの分析、判別、判定等を行う場合の前記液体の輸送及び方向付けに関しては、さまざまな報告がある（例えば、特許文献２〜特許文献４）。
【特許文献１】特開平７−３１１１９８号公報
【特許文献２】特表２０００−５１３８１３号公報
【特許文献３】特表２００１−５２３３４１号公報
【特許文献４】国際公開第２００５／０６４３３９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、ＤＮＡやタンパクその他の生体サンプルを緩衝剤中で移動させて得られる輸送反応を検出して生体サンプルを判別するための液体試料を遠心する際に、液体試料は遠心装置用プレートにピペッター等により注入されるが、注入される液体試料の量にはバラツキが生じるため、確実に一定量を流路に充填することは難しく、流路に充填される液体試料の量に過不足が生じるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献４に記載の方法では、プラットホームに微細チャンネルを埋設し、該プラットホームの回転速度を変化させることで、該回転から生じる向心力を変化させて液体試料を移動させているが、この方法では、１回目の遠心により液体試料は流路に流入してしまうため、液体試料の入れ忘れや不足した場合に、流路が使用できなくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、液体試料を遠心力によって移動させて、液体試料を試料保持部内で定量化を行い、確実に一定量の液体試料を流路内に充填することができる遠心装置用プレート、及び遠心装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１にかかる遠心装置用プレートは、試料保持部に液体試料を注入した後、遠心力によって前記液体試料の移動を行う遠心装置用プレートにおいて、前記試料保持部は、遠心された際に前記液体試料を定量化する定量部を試料保持部の最外周部の側壁から円心方向に向って突出する壁で形成し、前記試料保持部の前記定量部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる流路を設け、前記液体試料は、前記試料保持部内の前記壁の位置よりも、前記プレートの内周側の位置に注入されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２にかかる遠心装置は、請求項１に記載の遠心装置用プレートを用いる遠心装置において、前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項３にかかる遠心装置は、請求項２に記載の遠心装置において、前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った後に一旦停止し、Ｐ1＜Ｐ2となる回転数で再び遠心を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４にかかる遠心装置用プレートは、請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、前記壁は、前記試料保持部の円心方向へ覆いかぶさるようにせり出し、注入された液体試料は、遠心されることで定量化する液体試料を前記壁の下部へ移動し、定量化しない液体試料を前記壁の上部へ分離することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５にかかる遠心装置用プレートは、請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、前記流路が前記壁の下部の定量部に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６にかかる遠心装置用プレートは、請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、前記遠心装置用プレートの前記試料保持部に対し、プレートの重心方向の位置に、前記液体試料を注入する試料注入部を設け、前記試料保持部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる第１の流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記第１の流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心した際に前記液体試料が前記試料保持部へ流入する第２の流路を、前記試料注入部の最外周部から前記試料保持部にのびる位置に設け、前記試料保持部は、前記液体試料が前記第２の流路から前記試料保持部に流入する流入口を設け、前記流入口は、遠心された際前記液体試料が前記定量部に流れ込み、前記試料保持部を左右に分割するように１枚または複数枚の壁を前記プレートの遠心方向の位置に設け、遠心することで、定量化する液体試料を前記第１の流路の形成された試料保持部の最外周部に移動し、定量化しない液体試料を前記定量化する液体試料が移動した側と前記壁を隔てた反対側に分離することを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７にかかる遠心装置用プレートは、請求項４から６のいずれかに記載の遠心装置用プレートにおいて、前記壁は、前記液体試料にぬれやすい材料、または前記液体試料にぬれやすい処理を行った材料であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項８にかかる遠心装置用プレートは、請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき前記液体試料の有無を確認する１対または複数対の正電極と負電極を、前記定量部内に設けることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項９にかかる遠心装置用プレートは、請求項８に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき前記流路に流入するのに必要な量の前記液体試料が保持されているか確認する１対の正電極と負電極を、前記壁の最内周上に設けることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１０にかかる遠心装置用プレートは、請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する複数対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設けることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１１にかかる遠心装置用プレートは、請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する１対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置によれば、複数のパターンがプレート上に放射状に形成され、前記試料保持部に液体試料を注入した後、遠心力によって前記液体試料の移動を行う遠心装置用プレートにおいて、前記試料保持部は、遠心された際に前記液体試料を定量化する定量部を試料保持部の最外周部の側壁から円心方向に向って突出する壁で形成し、前記試料保持部の前記定量部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる流路を設け、前記液体試料は、前記試料保持部内の前記壁の位置よりも、前記プレートの重心方向の位置に注入されるようにし、前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心することにより、注入された液体試料の量にかかわらず液体試料の定量化を行うことができる。
【００２４】
また、本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置によれば、流路に液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った後に一旦停止し、Ｐ1＜Ｐ2となる回転数で再び遠心を行うことにより、注入された液体試料の量にかかわらず液体試料の定量化を行い、確実に一定量の液体試料を流路に充填することができる。
【００２５】
また、本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置によれば、定量部に電極を設け、電流値を測定することにより、液体試料の有無および量の確認を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
以下、図１〜図６を用いて、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレート、及び遠心装置について説明する。
本発明の実施の形態１では、本遠心装置用プレートが、注入された液体試料を予備回転により定量化し、液体試料は本回転により流路へ流入するものである。
【００２７】
まず、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートの構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートの流路形成面を示す図である。
図１において、本実施の形態１によるプレート１０１には、パターン１０２が８個放射状に形成されている。
【００２８】
図１に示すように本実施の形態１におけるプレート１０１の外形は８センチ四方の正方形で４角のうち３角は円の一部を形成するよう角を丸くしたＲ（アール）が設けられ、残りの１角は面取りされている。
【００２９】
プレート１０１は更に穴１０４を設けているが、これは外形を非対称にしてパターンの場所を特定できるようにされている。プレート１０１の材料はアクリル系の樹脂を使用し厚みは２ｍｍである。流路形成面には溝が形成され、さらに厚さ５０μｍのアクリル製フィルムを接着することで密閉流路が形成されている。また、重心１０５は本プレートの重心であり、重心１０５を中心に本プレートを回転部に固定するための回転部固定用穴１０３を設けている。
【００３０】
次に、パターン１０２について説明する。例えば、図１のパターン１０２は、２つの試料保持部１０７が管により連結された構成とする。
図２は、図１に示すプレート１０１に形成されたパターン１０２の詳細形状を示す図である。図３は、パターン１０２のＡ−Ａ断面図である。
【００３１】
パターン１０２には液体試料が注入される試料注入口１０６と、注入された試料を一旦保持するための試料保持部１０７と、試料保持部１０７の最外周部から外周方向にのびる流路１０８が設けられている。
【００３２】
図３に示すように、試料保持部１０７には液体試料にぬれやすい処理を行った壁１０９が試料保持部１０７の最外周部の側壁から円心方向へ覆いかぶさるようにせり出しており、試料保持部１０７は壁１０９の上部と下部に分割されている。また、流路１０８は壁１０９の下部より形成されており、定量部１１０は遠心された際に液体試料を定量化する試料保持部１０７の最外周部の側壁から円心方向へ向って突出する壁１０９の下部になっている。ここで、壁１０９は液体試料にぬれやすい材料であるようにしてもよい。
【００３３】
また、定量部１１０に正電極１１１および負電極１１２が設けられている。正電極１１１は正電圧印加部１１３と、負電極１１２は負電圧印加部１１４とそれぞれ接続されており、正電圧印加部１１３に正電圧、負電圧印加部１１４に負電圧を印加することにより、液体試料の有無および量を確認することができる。ここで、正電圧印加部１１３と負電圧印加部１１４を流路形成面に設ける場合、正電極１１１および負電極１１２は壁１０９を形成するプレートに設け、正電圧印加部１１３と負電圧印加部１１４を裏面に設ける場合は正電極１１１および負電極１１２は密閉流路を形成するフィルムに設ける。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態１のプレート１０１に設ける正電極１１１および負電極１１２のパターンについて説明する。
【００３５】
本実施の形態１のパターン１０２では、壁１０９の最内周部から最外周部にかけて壁１０９の最内周部上を含めて複数対の電極が設けられている。この場合、試料保持部１０７に保持される液体試料の量により、電流の流れる電極の本数が変化するため、電圧を印加し、電流値を測定することにより、試料の有無および量を確認することができる。
【００３６】
次に、図４を用いて、本発明の実施の形態１による遠心装置の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態１による遠心装置の構成図である。
【００３７】
本実施の形態１による遠心装置は、プレート１０１内の液体試料を移動させるためのモータ１０と、該モータ１０によりプレート１０１を搭載可能な回転駆動するプレートトレイ２０と、プレート１０１に対して電圧印加を行う電圧印加手段３０と、本遠心装置１００の動作を制御する制御基板４０などを備える。
【００３８】
また、電圧印加手段３０は液体試料の有無および量を電流値により確認するための電極プローブ３１ａ、３１ｂを備えている。ここで、電極プローブ３１ａ、３１ｂはそれぞれプレート１０１上に複数対の電極を設ける場合は電極対の数設けられる。また、本実施の形態１ではプレート１０１上にパターン１０２が８つ設けられているため、電極プローブ３１ａ、３１ｂはそれぞれ８つずつ設けられている。さらに多くのパターン１０２が設けられる場合はこの限りではない。
【００３９】
また、本実施の形態１では電圧印加手段３０はトレイ２０の上側に設けているが、正電圧印加部１１３および負電圧印加部１１４の設けられている面次第では、例えば、図３に示す壁１０９の下面に正電圧印加部１１３および負電圧印加部１１４を設けた場合は、電圧印加手段３０はトレイ２０の下側に設けてもよい。
【００４０】
また、電圧印加手段３０のベースである電圧印加手段ベースプレート３２上では、プレート１０１に電圧を印加するための電極プローブ３１ａ、３１ｂを電気的に接続して固定した電極基板ユニット３３を、プレート１０１に対して離間或いは接触動作を行わせるために、ＤＣモータなどの電極駆動手段３４と係合された状態で配置されているが、電極プローブ３１ａ、３１ｂの先端部には、圧縮バネなどの電極プローブ内蔵バネ３５を備えていることにより、プレート１０１に対する電極プローブ３１ａ、３１ｂの接触圧力を調整している。
【００４１】
さらに、本遠心装置１００には、電圧印加手段３０の電極プローブ３１ａ、３１ｂに接続されている電源５０、装置電源６０、当該装置のｏｎ、ｏｆｆ状態を切り換える電源スイッチ７０、該電源スイッチがＯＮ状態の際に点灯するＬＥＤ７１、遠心装置内を冷却する冷却ファン８０、及び遠心装置１００を振動から守り、高さ調節可能なゴム脚９０が備えられている。
【００４２】
次に、以下液体試料を定量化するまでの具体的操作および動作の一例を図５、６を利用して説明する。
図５、６は、本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図である。
【００４３】
まず、液体試料をプレート内へ注入し、液体試料を定量化するため、予備回転を行う。
【００４４】
液体試料はピペッター等により試料剤注入口１０６から試料保持部１０７へ注入する。
【００４５】
次に、遠心装置１００のプレートトレイ２０にプレート１０１を固定し、重心１０５を軸にプレート１０１を回転させる。このとき、回転数は液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数、すなわち、液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力が、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力よりも大きくなる回転数で遠心を行う。
【００４６】
この時、液体試料は、遠心力により外周方向へと移動し、図５に示すように液体保持部内１０７で同一円周上に液面が保持される。ここで、注入された液体試料の量が定量よりも多い場合、図６に示すように液体試料は遠心力により、壁１０９の下部へ移動した後、不要な液体試料は壁１０９の上部へ分離され、下部の定量部１１０で定量化される。ここで、壁１０９は液体試料にぬれやすい材料であるため、ＤＮＡ液体試料は容易に分離することができる。
【００４７】
次に、試料を定量化するための予備回転を一旦停止し、試料保持部１０７の定量部１１０の液体試料の量の確認を行う。
【００４８】
パターン１０２の正電圧印加部１１３および負電圧印加部１１４に電極プローブ３１ａ、３１ｂを押し当て、電圧を印加する。
【００４９】
正電極１１１および負電極１１２は壁１０９の最内周部から最外周部にかけて壁１０９の最内周部上を含めて複数対設けられている。そのため、定量部１１０に液体試料が保持されていれば、電極に電流が流れ、電流値を測定することにより液体試料の有無を確認することができる。さらに、壁１０９の最内周上に電極を設けることにより、最内周上に設けた電極の電流の有無により、液体試料の不足を確認することができる。また、電極を複数設け、電流の流れた電極を確認することにより、液体試料の不足量を確認することができる。
【００５０】
ここで、印加する電圧は液体試料が酸化還元反応により気泡が発生しない程度である。
【００５１】
液体試料の量が不足している場合、不足している量の液体試料を追加注入する。そして、再度回転を行うことで液体試料の定量化を行う。これにより、一定量の液体試料を確実にプレートに充填することができる。
【００５２】
次に、予備回転で定量化した液体試料を流路１０８に流入するため、本回転を行う。
Ｐ1＜Ｐ2となる回転数、すなわち、遠心を行った際に流路１０８にかかる圧力が、液体試料を流路１０８に流入するために必要な圧力よりも大きくなる回転数で再び遠心を行うことにより、定量化された液体試料は流路１０８に流入することになる。
【００５３】
なお、本実施の形態１では、壁１０９をプレート表面に対して水平方向に形成する場合について説明したが、プレート表面に対して垂直方向に形成するようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、本実施の形態１によれば、試料保持部に遠心を行った際に定量化を行う壁を設けて、液体試料が流路に流入しない程度の回転数で遠心を行うことにより液体試料を定量化し、一定量の液体試料を流路に流入することができる。また、電極を設けることにより、液体試料の有無および量を確認でき、不足分を補充することができるため、流路が使用不可能になってしまう心配がないという効果がある。
【００５５】
（実施の形態２）
以下図７、８を用いて、本発明の実施の形態２による遠心装置用プレート、及び遠心装置について説明する。
【００５６】
なお、本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同様の遠心装置を用いており、プレート１０１上に形成されるパターン１０２の別の例について説明する。
【００５７】
図７は、本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートのパターン１０２の流路形成面から見た図である。
【００５８】
パターン１０２には液体試料が注入される試料注入口１１５と、注入された液体試料を一旦保持するための試料注入部１１６と、試料保持部１１７と、試料注入部１１６の最外周部から試料保持部１１７へのびる第２の流路１１８と、試料保持部１１７の最外周部から外周方向へのびる第１の流路１１９が設けられている。
【００５９】
ここで第２の流路１１８は、第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数、すなわち、第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力が、遠心を行った際に第１の流路１１９に液体試料を流入するために必要な圧力よりも大きくなる回転数で遠心を行った際に、液体試料が試料保持部１１７に流入するように設けられている。
【００６０】
試料保持部１１７には液体試料にぬれやすい処理を行った第１、第２の壁１２０ａ、１２０ｂが円心方向へ左右を分割するよう設けられている。また、第１の流路１１９は第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂに挟まれた部分より形成されており、定量部１２１は遠心された際に液体試料を定量化する第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂに挟まれた部分になっている。ここで、第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂは液体試料にぬれやすい材料であるようにしてもよい。
【００６１】
また、第２の流路１１８から試料保持部１１７へ流入する流入口１２２は、遠心された際に液体試料が定量部１２１へ流れ込むように設けられている。
【００６２】
また、定量部１２１に正電極１２３および負電極１２４が設けられている。正電極１２３は正電圧印加部１２５と、負電極１２４は負電圧印加部１２６とそれぞれ接続されており、正電圧印加部１２５に正電圧１２３、負電圧印加部１２６に負電圧１２４を印加することにより、液体試料の有無および量を確認することができる。ここで、正電圧印加部１２５と負電圧印加部１２６を流路形成面に設ける場合、正電極１２３および負電極１２４はプレート１０１の裏面を形成するプレートに設け、正電圧印加部１２５と負電圧印加部１２６を裏面に設ける場合は正電極１２３および負電極１２４は密閉流路を形成するフィルムに設ける。
【００６３】
次に、プレート１０１に設ける正電極１２３および負電極１２４のパターンについて説明する。
【００６４】
本発明の実施の形態２のパターン１０２では、第１、２の壁１２０ａおよび１２０ｂの最内周部から最外周部にわたって１対の電極が設けられている。この場合、試料保持部１１７に保持される液体試料の量により抵抗値が変化するため、電圧を印加し、電流値を測定することにより、液体試料の有無および量を確認することができる。
【００６５】
次に、本発明の実施の形態２において以下液体試料を定量化するまでの具体的操作および動作の一例を図８を用いて説明する。
図８は、本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図である。
【００６６】
液体試料の準備が終わったところで、液体試料をプレート内へ注入し、液体試料を定量化するため、予備回転を行う。
【００６７】
まず、液体試料をプレート内へ注入する。液体試料はピペッター等により液体試料注入口１１５から試料注入部１１６へ注入する。
【００６８】
次に、実施の形態１と同様に遠心装置１００のプレートトレイ２０にプレート１０１を固定し、液体試料を第１の流路１１９に流入するために必要な圧力をＰ1、遠心を行った際に第１の流路１１９にかかる圧力をＰ2とした場合に、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数、すなわち、液体試料を第１の流路１１９に流入するために必要な圧力が、遠心を行った際に第１の流路１１９にかかる圧力より大きくなる回転数で遠心を行う。
【００６９】
このとき、第２の流路１１８はＰ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った際に液体試料が試料保持部１１７に流入するように設けているため、液体試料は、遠心力により外周方向へと移動し、液体試料は第２の流路１１８を通って流入口１２２より試料保持部１１７の定量部１２１へ移動する。そして、液体試料は図８に示すように試料保持部内１１７で同一円周上に液面が保持される。この時、注入された液体試料は定量部１２１の容量よりも多い場合は、第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂにより不要な液体試料は定量部１２１の左右へ分離される。ここで、第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂは液体試料にぬれやすい処理を行っているため容易に分離することができる。
【００７０】
次に、液体試料を定量化するための予備回転を一旦停止し、試料保持部１１７の定量部１２１の液体試料の量の確認を行う。
【００７１】
パターン１２０の正電圧印加部１２５および負電圧印加部１２６に第１、第２の電極プローブ３１ａ、３１ｂを押し当て、電圧を印加する。
【００７２】
正電極１２３および負電極１２４は第１、２の壁１２０ａ、１２０ｂの最内周部から最外周部にわたって１対設けられている。そのため、液体試料の量が変化すると電極間の抵抗値が変化するため、電圧を印加して電流値を測定することにより、液体試料およびサンプルの有無および量の確認を行うことができる。
【００７３】
ここで、印加する電圧は、液体試料が酸化還元反応により気泡が発生しない程度である。液体試料の量が不足している場合、不足している量の液体試料を追加注入する。そして、再度回転を行うことで液体試料の定量化を行う。これにより、一定量の液体試料を確実にプレートに充填することができる。
【００７４】
次に、予備回転で定量化した液体試料を第１の流路１１９に流入するため、本回転を行う。
Ｐ1＜Ｐ2となる回転数、すなわち、遠心を行った際に第１の流路１１９にかかる圧力が、液体試料を第１の流路１１９に流入するために必要な圧力より大きくなる回転数で再び遠心を行い、定量化された液体試料は第１の流路１１９に流入する。
【００７５】
なお、本実施の形態２では、壁１２０ａ、１２０ｂをプレート表面に対して垂直方向に形成する場合について説明したが、プレート表面に対して水平方向に形成するようにしてもよい。
【００７６】
以上のように、本実施の形態２によれば、試料保持部に遠心を行った際に定量化を行う壁を設けて、液体試料が流路に流入しない程度の回転数で遠心を行うことにより液体試料を定量化し、一定量の液体試料を流路に流入することができる。また、電極を設けることにより、液体試料の有無および量を確認でき、不足分を補充することができるため、流路が使用不可能になってしまう心配がないという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の遠心装置用プレート、及び遠心装置は、流路へ液体試料を充填する前に、確実に定量化するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートの流路形成面を示す図
【図２】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートに形成されるパターン１０２を示す図
【図３】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートに形成されるパターン１０２の断面を示す図
【図４】本発明の実施の形態１による遠心装置の構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図
【図６】本発明の実施の形態１による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示すプレート断面図
【図７】本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートに形成されるパターン１０２を示す図
【図８】本発明の実施の形態２による遠心装置用プレートのパターン１０２に遠心を行った時の液体試料の状態を示す図
【符号の説明】
【００７９】
１０１ プレート
１０２ 流路パターン
１０３ 回転部固定用穴
１０４ 位置決め穴
１０５ プレート重心
１０６ 試料注入口
１０７ 試料保持部
１０８ 流路
１０９ 壁
１１０ 定量部
１１１ 正電極
１１２ 負電極
１１３ 正電圧印加部
１１４ 負電圧印加部
１１５ 試料注入口
１１６ 試料注入部
１１７ 試料保持部
１１８、１１９ 流路
１２０ａ、１２０ｂ 壁
１２１ 定量部
１２２ 流入口
１２３ 正電極
１２４ 負電極
１２５ 正電圧印加部
１２６ 負電圧印加部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料保持部に液体試料を注入した後、遠心力によって前記液体試料の移動を行う遠心装置用プレートにおいて、
前記試料保持部は、遠心された際に前記液体試料を定量化する定量部を試料保持部の最外周部の側壁から円心方向に向って突出する壁で形成し、前記試料保持部の前記定量部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる流路を設け、
前記液体試料は、前記試料保持部内の前記壁の位置よりも、前記プレートの内周側の位置に注入される、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心装置用プレートを用いる遠心装置において、
前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心する、
ことを特徴とする遠心装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遠心装置において、
前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った後に一旦停止し、Ｐ1＜Ｐ2となる回転数で再び遠心を行う、
ことを特徴とする遠心装置。
【請求項４】
請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記壁は、前記試料保持部の円心方向へ覆いかぶさるようにせり出し、
注入された液体試料は、遠心されることで定量化する液体試料を前記壁の下部へ移動し、定量化しない液体試料を前記壁の上部へ分離する、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項５】
請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記流路が前記壁の下部の定量部に形成されている、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項６】
請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記遠心装置用プレートの前記試料保持部に対し、プレートの重心方向の位置に、前記液体試料を注入する試料注入部を設け、
前記試料保持部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる第１の流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記第１の流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心した際に前記液体試料が前記試料保持部へ流入する第２の流路を、前記試料注入部の最外周部から前記試料保持部にのびる位置に設け、
前記試料保持部は、前記液体試料が前記第２の流路から前記試料保持部に流入する流入口を設け、前記流入口は、遠心された際前記液体試料が前記定量部に流れ込み、
前記試料保持部を左右に分割するように１枚または複数枚の壁を前記プレートの遠心方向の位置に設け、
遠心することで、定量化する液体試料を前記第１の流路の形成された試料保持部の最外周部に移動し、定量化しない液体試料を前記定量化する液体試料が移動した側と前記壁を隔てた反対側に分離する、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記壁は、前記液体試料にぬれやすい材料、または前記液体試料にぬれやすい処理を行った材料である、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項８】
請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき前記液体試料の有無を確認する１対または複数対の正電極と負電極を、前記定量部内に設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項９】
請求項８に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき前記流路に流入するのに必要な量の前記液体試料が保持されているか確認する１対の正電極と負電極を、前記壁の最内周上に設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項１０】
請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する複数対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項１１】
請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する１対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項１】
試料保持部に液体試料を注入した後、遠心力によって前記液体試料の移動を行う遠心装置用プレートにおいて、
前記試料保持部は、遠心された際に前記液体試料を定量化する定量部を試料保持部の最外周部の側壁から円心方向に向って突出する壁で形成し、前記試料保持部の前記定量部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる流路を設け、
前記液体試料は、前記試料保持部内の前記壁の位置よりも、前記プレートの内周側の位置に注入される、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心装置用プレートを用いる遠心装置において、
前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心する、
ことを特徴とする遠心装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遠心装置において、
前記流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心を行った後に一旦停止し、Ｐ1＜Ｐ2となる回転数で再び遠心を行う、
ことを特徴とする遠心装置。
【請求項４】
請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記壁は、前記試料保持部の円心方向へ覆いかぶさるようにせり出し、
注入された液体試料は、遠心されることで定量化する液体試料を前記壁の下部へ移動し、定量化しない液体試料を前記壁の上部へ分離する、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項５】
請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記流路が前記壁の下部の定量部に形成されている、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項６】
請求項１に記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記遠心装置用プレートの前記試料保持部に対し、プレートの重心方向の位置に、前記液体試料を注入する試料注入部を設け、
前記試料保持部の最外周部から前記プレートの遠心方向にのびる第１の流路に前記液体試料を流入するのに必要な圧力をＰ1、遠心により前記第１の流路にかかる圧力をＰ2とした場合、Ｐ1＞Ｐ2となる回転数で遠心した際に前記液体試料が前記試料保持部へ流入する第２の流路を、前記試料注入部の最外周部から前記試料保持部にのびる位置に設け、
前記試料保持部は、前記液体試料が前記第２の流路から前記試料保持部に流入する流入口を設け、前記流入口は、遠心された際前記液体試料が前記定量部に流れ込み、
前記試料保持部を左右に分割するように１枚または複数枚の壁を前記プレートの遠心方向の位置に設け、
遠心することで、定量化する液体試料を前記第１の流路の形成された試料保持部の最外周部に移動し、定量化しない液体試料を前記定量化する液体試料が移動した側と前記壁を隔てた反対側に分離する、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の遠心装置用プレートにおいて、
前記壁は、前記液体試料にぬれやすい材料、または前記液体試料にぬれやすい処理を行った材料である、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項８】
請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき前記液体試料の有無を確認する１対または複数対の正電極と負電極を、前記定量部内に設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項９】
請求項８に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき前記流路に流入するのに必要な量の前記液体試料が保持されているか確認する１対の正電極と負電極を、前記壁の最内周上に設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項１０】
請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する複数対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【請求項１１】
請求項７に記載の遠心装置用プレートにおいて、
電流値に基づき保持されている前記液体試料の量を測定する１対の正電極と負電極を、前記定量部内の前記壁の最内周部から最外周部にかけて設ける、
ことを特徴とする遠心装置用プレート。
【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２００８−２１６０９０（Ｐ２００８−２１６０９０Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５０８７（Ｐ２００７−５５０８７）
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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