(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、複数の試料に対して、異なるアッセイを処理できる核酸分析装置を提供することである。【解決手段】  本発明は、核酸含有試料と試薬を保持できる反応容器と、異なる温度に設定された反応容器の温度を制御できる恒温機構と、反応容器に保持された該試料を分析する分析機構と、反応容器を移送する移送機構と、を備えた核酸分析装置に関する。核酸含有試料に実施すべきアッセイに応じて、移送機構が、所定の恒温機構に、所定の順序で、反応容器を移送する。これにより、各アッセイに応じた温度変化を各試料に実施できる。そして、試料調整過程を経た反応容器は、所定のタイミングで分析機構に移送され、試料は分析される。本発明によれば、試料液調整過程における温度変化が異なるアッセイや、反応・検出時間や検出間隔が異なるアッセイでも、反応容器を連続的に分析することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
核酸含有試料と試薬を保持できる複数の反応容器と、
それぞれ異なる温度に設定された、反応容器の温度を制御できる、複数の恒温機構と、
反応容器に保持された該試料を分析する分析機構と、
反応容器を所定の恒温機構に移送する移送機構と、
移送機構を制御する制御機構と、
を備え、
核酸含有試料に実施すべきアッセイに応じて、移送機構が、所定の恒温機構に、所定の順序で、反応容器を移送する核酸分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の核酸分析装置であって、
前記分析機構が、前記試料の分析反応を経時的に検出可能であることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の核酸分析装置であって、
前記分析機構が、複数の反応容器を保持できる回転ディスクを有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の核酸分析装置であって、
前記移送機構が、所望の恒温機構及び分析機構に反応容器を移送することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の核酸分析装置であって、
反応容器に保持された前記試料と前記試薬を攪拌することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５記載の核酸分析装置であって、
反応容器を恒温機構で温度制御した後に、前記試料と前記試薬を攪拌することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１記載の核酸分析装置であって、
前記恒温機構に移送される前の試料温度に応じて、当該試料を保持する反応容器が当該恒温機構により制御される時間を変化させることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１記載の核酸分析装置であって、
前記分析機構に移送される前に前記反応容器が移送された恒温機構に応じて、恒温機構から分析機構へ移送される時間を変化させることを特徴とする装置。
【請求項９】
核酸分析装置の分析方法であって、
それぞれ異なる温度に設定された、反応容器の温度を制御できる、複数の恒温機構と、核酸含有試料と試薬を保持した反応容器と、を準備し、
前記核酸含有試料に実施すべきアッセイに応じて、当該反応容器を所望の恒温機構へ移送し、当該恒温機構が、当該反応容器の温度を制御し、当該反応容器を異なる所望の恒温機構へ移送し、当該恒温機構が、当該反応容器を異なる温度に制御し、この恒温機構への移送を所望の順序で実施して当該試料に所望の温度変化を施し、
その後、当該反応容器を分析機構へ移送し、当該試料を分析する方法。
【請求項１０】
請求項９記載の分析方法であって、
前記分析機構が、前記試料の分析反応を経時的に検出することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９記載の分析方法であって、
前記分析機構が、複数の反応容器を保持できる回転ディスクを有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９記載の分析方法であって、
反応容器に保持された前記試料と前記試薬を攪拌することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の分析方法であって、
反応容器を恒温機構で温度制御した後に、前記試料と前記試薬を攪拌することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１記載の分析方法であって、
前記恒温機構に移送される前の試料温度に応じて、当該試料を保持する反応容器が当該恒温機構により制御される時間を変化させることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記分析機構に移送される前に前記反応容器が移送された恒温機構に応じて、恒温機構から分析機構へ移送される時間を変化させることを特徴とする方法。
【請求項１６】
反応液調整過程に２温度以上の温度変化を必要とする分析方法であって、
アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の異なる定温器と、試料を調整するための分注プローブと、標的物質を検出する検出器を準備し、
分注プローブを用いて試料と試薬を混合し反応液を調整し、
アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の定温器間で反応容器を移動させ、反応液調整過程の温度変化を実施し、
標的物質を検出する方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の分析方法であって、
試料と試薬の混合を、温度変化の実施前後に実施することを特徴とする方法。
【請求項１８】
反応液調整過程に２温度以上の温度変化を必要とする分析法を実施する自動分析装置であって、
アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の異なる定温器と、
試料を調整するための分注プローブと、
反応容器を移動させる機構と、
標的物質を検出する検出器を備え、
分注プローブを用いて、試料と試薬を混合し反応液を調整する機能と、
反応容器を移動させる機構により、アッセイに必要な温度に設定された定温器間で反応容器を移動させる機能と、
検出器により標的物質を検出する機能と、を有する装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の自動分析装置であって、
回転ディスクと組合せた検出器により、反応容器を連続的に投入可能であることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１８の自動分析装置であって、
分析反応を経時的に検出可能であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液や尿等の生体試料中に含まれる標的核酸を定性分析や定量分析する分析法に係り、試料調整過程にて温度変化を必要とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料調整過程に温度変化を必要とする分析法としては、遺伝子増幅法であるＮＡＳＢＡ法，ＬＡＭＰ法，ＴＭＡ法等の等温遺伝子増幅法が挙げられる。これらの遺伝子増幅法は、何れも、安定した分析結果を得るために、増幅反応前の加熱によって核酸の立体構造を変化させる工程を必要とする。さらに、核酸増幅酵素が高温で活性を失い易いため、加熱した反応液を、少なくとも酵素の増幅反応温度まで冷却する工程を必要とする。また、この温度変化の速度は、分析時間や、核酸立体構造の変化効率に関わるため、より迅速であることが望ましい。
【０００３】
このため、これらの分析法は迅速な温度変化を実現するために、通常、ペルティエ素子を用い、電圧の変化により迅速な温度変化を実現している。さらに、複数の試料に対して当該温度変化を効率的に実現するために、複数の試料を一括で処理するバッチ処理による調整が一般的であった。
【０００４】
また、特開平６−２８１５５号や特開平８−２７１５２４号には、血液等を抗原抗体反応を用いて分析する自動分析装置であって、複数の恒温槽を備えるものが開示されている。
【０００５】
また、特開平６−２７７０３６号には、核酸試料を温度制御するインキュベータであって、複数のチューブを保持した反応ブロックを過熱ブロックと冷却ブロックの間で移送し、反応ブロックの下面を、加熱ブロック、又は冷却ブロックに接触させるものが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２８１５５号公報
【特許文献２】特開平８−２７１５２４号公報
【特許文献３】特開平６−２７７０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
試料調整過程に２温度以上の温度変化を必要とする分析法は、従来、加熱や冷却を迅速に実施するために、ペルティエ素子を用い、電圧の変化により迅速な温度変化を実現している。しかし、当該温度変化を効率的に実現するために、従来の分析法では、複数の試料を一括処理していた。全ての分析工程において、複数の試料を一括処理する必要がある為、試料調整過程の温度変化がアッセイによって異なる場合や、反応時間や検出時間がアッセイによって異なる場合、当該異なるアッセイを同時に処理できなかった。
【０００８】
また、複数の試料を一括処理しているため、試薬添加から温度変化までの時間や、温度変化から酵素添加までの時間を、各試料に対して完全に一致させることが困難であった。これは、検査結果のバラツキが増大する要因の１つとなっていた。
【０００９】
本発明の目的は、複数の試料に対して、異なるアッセイを処理できる核酸分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、核酸含有試料と試薬を保持できる反応容器と、異なる温度に設定された反応容器の温度を制御できる恒温機構と、反応容器に保持された該試料を分析する分析機構と、反応容器を移送する移送機構と、を備えた核酸分析装置に関する。核酸含有試料に実施すべきアッセイに応じて、移送機構が、所定の恒温機構に、所定の順序で、反応容器を移送する。これにより、各アッセイに応じた温度変化を各試料に実施できる。そして、試料調整過程を経た反応容器は、所定のタイミングで分析機構に移送され、試料は分析される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、試料液調整過程における温度変化が異なるアッセイや、反応・検出時間や検出間隔が異なるアッセイでも、反応容器を連続的に分析することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施例では、試料調整過程（反応液調整過程）に２温度以上の温度変化を必要とする分析法に対して、アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の異なる定温器と、試料を調整するための分注プローブと、標的物質を検出する検出器と、を用い、少なくとも以下の３つの工程により分析するものを開示する。
【００１３】
１）分注プローブを用いて試料と試薬を混合し反応液を調整する工程
２）アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の定温器間で反応容器を移動させるこ      とにより、反応液調整過程の温度変化を実施する工程
３）標的物質（標的核酸）を検出する工程
【００１４】
尚、上記工程１）の反応液調整工程の実施は、上記工程２）の前に限定されない。工程３）の標的核酸検出工程の前であればどの時点でもよく、工程２）の前後、両方、工程２）の途中においても実施可能である。
【００１５】
また、実施例では、反応液調整過程に２温度以上の温度変化を必要とする分析法を実現する自動分析装置であって、アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の異なる定温器と、試料を調整するための分注プローブと、反応容器を移動させる機構と、標的核酸を検出する検出器と、を備え、少なくとも以下の３つの機能により試料を分析する自動分析装置を開示する。
１）分注プローブを用いて、試料と試薬を混合し反応液を調整する機能
２）反応容器を移動させる機構により、アッセイに必要な温度に設定された定温器間で      反応容器を移動させる機能
３）検出器により標的核酸を検出する機能
【００１６】
尚、上記機能１）の反応液調整機能の実施は、温度変化の前に限定されず、機能３）の標的物質検出機能の実施前であればどの時点でもよい。機能２）の前後，両方、または機能２）の途中においても実施可能である。
【００１７】
標的核酸を検出する検出器は、連続的に反応容器を投入でき、反応容器内の分析反応を検出できればいかなる検出器でもよい。好ましくは、回転ディスク方式で、一定の位置から連続的に反応容器を投入できる検出器である。より好ましくは、反応過程を経時的に検出でき、検出完了後、反応容器を自動的に廃棄できる検出器である。当該検出器の検出方法及び検出機構は分析方法により異なり、標的核酸を定量又は定性検出できれば、いかなる方法および機構を用いてもよい。
【００１８】
また、実施例では、核酸含有試料と試薬を保持できる複数の反応容器と、それぞれ異なる温度に設定された、反応容器の温度を制御できる、複数の恒温機構と、反応容器に保持された該試料を分析する分析機構と、反応容器を所定の恒温機構に移送する移送機構と、移送機構を制御する制御機構と、を備え、核酸含有試料にすべきアッセイに応じて、移送機構が、所定の恒温機構に、所定の順序で、反応容器を移送する核酸分析装置を開示する。
【００１９】
また、実施例では、それぞれ異なる温度に設定された、反応容器の温度を制御できる、複数の恒温機構と、核酸含有試料と試薬を保持した反応容器と、を準備し、核酸含有試料にすべきアッセイに応じて、当該反応容器を所望の恒温機構へ移送し、当該恒温機構が、当該反応容器の温度を制御し、当該反応容器を異なる所望の恒温機構へ移送し、当該恒温機構が、当該反応容器を異なる温度に制御し、この恒温機構への移送を所望の順序でして当該試料に所望の温度変化を施し、その後、当該反応容器を分析機構へ移送し、当該試料を分析する核酸分析装置の分析方法を開示する。
【００２０】
また、実施例では、分析機構が、試料の分析反応を経時的に検出可能であることを開示する。
【００２１】
また、実施例では、分析機構が、複数の反応容器を保持できる回転ディスクを有することを開示する。
【００２２】
また、実施例では、移送機構が、所望の恒温機構及び分析機構に反応容器を移送することを開示する。
【００２３】
また、実施例では、反応容器に保持された試料と試薬を攪拌することを開示する。
【００２４】
また、実施例では、反応容器を恒温機構で温度制御した後に、試料と試薬を攪拌することを開示する。
【００２５】
また、実施例では、恒温機構に移送される前の試料温度に応じて、当該試料を保持する反応容器が当該恒温機構により制御される時間を変化させることを開示する。
【００２６】
また、実施例では、分析機構に移送される前に反応容器が移送された恒温機構に応じて、恒温機構から分析機構へ移送される時間を変化させることを開示する。
【００２７】
以下、上記およびその他の本発明の新規な特徴と効果について、図面を用いて詳細に説明するが、以下に記述する具体例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２８】
本実施例では、試料を調整するための分注プローブ，アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の異なる定温器、及び標的物質を検出する検出器、を用いる。
【００２９】
試料を調整するための分注プローブとしては、試料および試薬を正確に分注可能であれば、いかなる分注プローブを用いても良い。好ましくは、試料のコンタミネーションを防ぐために、交換可能な着脱式の分注チップを用いるのがよい。具体的には、ピペットマン（ギルソン社製），電子ピペッター（バイオヒット社製）等が挙げられる。
【００３０】
アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の異なる定温器としては、反応容器の反応液部分が密着可能で、アッセイに必要な温度に設定可能な定温器であればいかなる定温器でもよい。設定すべき温度が室温より高ければ加熱型の定温器、室温より低ければ冷却型の定温器である。
【００３１】
標的物質を検出する検出器としては、標的物質を検出可能であればいかなる検出器でもよく、検出方法および検出機構は分析法によって異なる。より好ましくは、反応容器内の分析反応を経時的に検出できるのが望ましい。具体的には、分析方法が蛍光発光を分析する場合、本検出器は蛍光発光を励起するための励起光照射機と、励起光を検出するための検知器を備え、蛍光発光を検出する構成となる。
【００３２】
本実施例は、上述の３つの器具を用いて、以下３つの工程を実施することにより、標的物質を分析する。
【００３３】
１）分注プローブを用いて試料と試薬を混合し、反応液を調整する工程
２）アッセイに必要な温度に設定された２つ以上の定温器間で反応容器を移動させるこ      とにより、反応液調整過程の温度変化を実施する工程
３）標的物質を検出する工程
以下、図１を用いて、各工程について具体例を用いて詳細に記述する。
【００３４】
工程１）では、被検試料として生体試料に由来する試料の入った試料容器を用いる。分注プローブを用いて、試料容器から試料を分取し、反応容器に分注する。次に、試薬容器から試薬を分取し、反応容器に分注する。次に、反応容器内において、試料と試薬を分注プローブの吸引と吐出の繰返しにより混合する。より好ましくは、試料または試薬のコンタミネーションを防ぐために、試料分注又は試薬分注毎に、分注チップを交換する。本工程では、試料容器中の試料量が検査に必要な量であれば、試料容器を反応容器として使用することもできる。この場合、試料容器から試料を分取して、反応容器に分注する操作を省略できる。また、反応容器の混合には、混合攪拌機を用いてもよい。
【００３５】
本実施例における生体試料とは、集団検診，健康診断，ドック検診、又は郵送検診等の検診試料や、病院における外来・入院患者の血液，組織，尿中の標的物質を含む生物試料、若しくは当該生物試料の付着した試料を意味する。
【００３６】
また、本実施例における標的物質とは、ウイルス，微生物を含む生物由来の成分、より好ましくはタンパク質，ペプチド，アミノ酸，核酸を意味する。また、被検試料は、生体試料に対して精製等の前処理を実施した試料でもよい。当該前処理の具体例としては、標的物質がウイルス核酸の場合、生体試料より該核酸を精製処理する方法である。例えば、フェノールとクロロホルムを用いて核酸と蛋白成分を分離し、精製する方法である。また、シリカカラムに核酸を吸着させ、洗浄した後、核酸溶解液を用いてシリカカラムから核酸を溶出させる核酸精製方法である。
【００３７】
また、本実施例に用いる試料容器，反応容器、及び試薬容器としては、容器成分が試料，試薬，反応液中に溶出しなければいかなる容器を用いてもよい。好ましくは、透明なポリプロピレン製の容器を用いる。具体的には、例えば、１.５mlエッペンドルフチューブ（エッペンドル社製），０.２mlＰＣＲチューブ等が挙げられる。
【００３８】
工程２）は、分析方法として要求される温度条件に従い、２つ以上の定温器間で反応容器を移動させることによって反応液の温度を迅速に変化させる工程である。より具体的には、温度条件が、３７℃で１５分間，９５℃で５分間，４１℃で２分間である場合、定温器として３７℃，９５℃，４１℃の３種類を用意する。最初に反応容器を３７℃の定温器に置き、１５分間保持する。次に反応容器を９５℃の定温器に移し、５分間保持する。最後に４１℃に移し、２分間保持する。好ましくは、移送後溶液の温度が目的の温度へ到達する時間を加味して、保持時間を増やすのがよい。本到達時間は温度変化の差により異なり、本願発明者等の実験によれば、目的温度への到達時間は、表１に示す通りである。また、本温度変化により、反応液の蒸発が起こる場合がある。本蒸発を防ぐ方法としては、オイルを添加する方法や、反応容器に蓋をして蓋を加熱する等の公知の方法を使用することができる。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
工程３）は、検出器で反応を検出する工程である。本工程は、分析法に従い標的物質を検出できればいかなる方法でもよい。好ましくは、複数の反応容器を連続的に分析するために回転ディスクを用いて、反応容器を回転させ、回転周期に合わせて検出器で検出する。より好ましくは、反応を経時的に検出する。
【００４１】
本実施例によれば、試料液調整過程における温度変化が異なるアッセイや、反応・検出時間や検出間隔が異なるアッセイでも、反応容器を連続的に分析することができる。また、各サンプルの調整プロセスを完全に一致させることが可能となる。さらに、従来法と比較して、より迅速に温度を変化させることが可能となる。
【実施例２】
【００４２】
本実施例では、実施例１で説明した分析を自動的に実施する自動分析装置を説明する。本実施例の自動分析装置は、反応液調整過程に２温度以上の温度変化を必要とする分析法を自動分析する装置であり、図２に示す装置動作と、図３，図４に示す装置構成により、実現するものである。以下、実施例１との相違点を中心に、図２〜図５を用いて詳細に説明する。
【００４３】
図３は、分注プローブと反応容器移送機構を除く、本実施例の自動分析装置の基本構成である。本装置は、被検試料が納められた試料容器１がセットできる試料容器ラック２と、試料の各種成分と反応する試薬を納めた複数の試薬容器３を収納した試薬ラック４と、試料と試薬を混ぜる反応容器５を収納した反応容器ラック６と、分注チップ７が収められた分注チップラック８と、２つ以上の異なる温度に設定された複数の定温器９と、円周上に複数の反応容器キャリアー１０を配置した反応ディスク１１と、反応を検出する検出器１２とを有する。
【００４４】
図４は、各ラック間で試料または試薬を分注するための分注プローブ２０と、反応容器を移送するための反応容器移送機構２１と、これらを接続するヘッド２２と、当該ヘッドをＸ軸方向およびＹ軸方向に動かすためのサイドレール２３とセンターレール２４と、を説明するための概略図である。
【００４５】
本実施例の自動分析装置は、図２に示す動作により、試料を自動分析する。すなわち、分注プローブ２０は、サイドレール２３とセンターレール２４の動作により分注チップラック８の位置に移動し、分注チップ７を取り付ける。分注チップ７が取り付けられた分注プローブ２０は、試料容器１から試料を分取し、反応容器５に排出する。次に、分注チップ７を交換し、試薬容器３から試薬を分取し、反応容器５に排出し、分注プローブ２０は吸引と排出の繰返しにより反応液を混合する。反応液の入った反応容器５は、反応容器移送機構２１により定温器９の１つに移送され、反応液の温度を変化させる。定温器で所定の時間保持した後、反応容器移送機構により別の定温器９に移送し、反応液の温度を変化させ、同様に定温器で所定の時間保持する。当該定温器間の移送を分析方法に定められた条件で実施する。定められた分析法に従い、当該定温器間の温度変化の後、又は途中で、分注チップ７が取り付けられた分注プローブ２０が、試薬容器３から試薬を分取し、反応容器５に試薬を排出してもよい。当該温度変化の後、反応容器移送機構２１は、反応容器を反応ディスク１１に配置された反応容器キャリアー１０に反応容器５を置く。当該反応容器キャリアー１０は反応が最も効果的に進む温度に保持される。当該反応は検出器１２により検出される。より好ましくは、検出器１２は反応ディスク１１の回転周期に合わせて、反応を経時的に検出する。
【００４６】
図５に、本自動分析装置と周辺機器との関連を示す。本自動分析装置には、検出データを記憶する記憶装置３０，記憶された検出データを演算処理する演算機３１、及び演算結果を出力するモニター３２が接続される。これら周辺機器は、自動分析装置と接続ケーブル３３で接続され独立して機能してもよいし、自動分析装置に内蔵されてもよい。
【００４７】
本後工程を含めた装置動作として、検出器１２で検出された検出データは記憶装置３０に送られ、演算機３１により演算処理され、検出結果はモニター３２に出力される。
【００４８】
上記実施例では、反応容器を移送する移送機構として、分注プローブと反応容器の双方を移送するものを開示しているが、分注プローブと反応容器を別の移送機構で取り扱ってもよい。また、上記実施例では移送機構は一つだけだが、複数の恒温機構や分析機構に対応して、複数の移送機構を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例における分析動作を説明する概略フロー図。
【図２】実施例における自動分析装置の動作を説明する概略フロー図。
【図３】実施例における自動分析装置の基本構成を説明する概略図。
【図４】実施例における反応容器移送機構等を説明する概略図。
【図５】実施例における自動分析装置と周辺機器との関連を示す概略図。
【符号の説明】
【００５０】
１  試料容器
２  試料容器ラック
３  試薬容器
４  試薬ラック
５  反応容器
６  反応容器ラック
７  分注チップ
８  分注チップラック
９  定温器
１０  反応容器キャリアー
１１  反応ディスク
１２  検出器
２０  分注プローブ
２１  反応容器移送機構
２２  ヘッド
２３  サイドレール
２４  センターレール
３０  記憶装置
３１  演算機
３２  モニター
３３  接続ケーブル
【図１】
2010002353.tif 000004
【図２】
2010002353.tif 000005
【図３】
2010002353.tif 000006
【図４】
2010002353.tif 000007
【図５】
2010002353.tif 000008