(57)【要約】  容器の反復利用率を高めることによって作業空間を削減し作業時間を短縮することができる容器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法を提供することを目的とし、１または２以上の反応容器と、液廃棄槽と、処理内容に応じて、２以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択された１または２以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器に供給する１または２以上の流路を有する試薬等供給装置と、前記反応容器および前記液廃棄槽に挿入可能な先端部を有し、前記先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上の処理用ノズル、および、該先端部内に磁場を及ぼして該先端部内の液に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁することが可能な磁力手段を有する磁力分離装置とを有するように構成する。
2008096776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき液を収容可能な１または２以上の反応容器と、
廃棄すべき液を収容しまたは通過させることが可能な液廃棄槽と、
処理内容に応じて、２以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択された１または２以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器に供給する１または２以上の流路を有する試薬等供給装置と、
前記反応容器および前記液廃棄槽に挿入可能な先端部を有し、前記先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上の処理用ノズル、および、該先端部内に磁場を及ぼして該先端部内の液に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁することが可能な磁力手段を有する磁力分離装置とを有するとともに、
前記処理用ノズルの先端部は、前記反応容器および前記液廃棄槽との間で相対的に移動可能に設けた容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項２】
前記試薬等供給装置は、処理に必要な種々の溶液および磁性粒子懸濁液を予め収容する２以上の試薬等収容部を有し、前記流路は前記反応容器に挿入可能な先端部を有し、前記試薬等収容部からの種々の溶液および磁性粒子懸濁液が該先端部を通して吐出されるとともに、該流路の先端部は前記反応容器との間で相対的に移動可能に設けられた請求の範囲第１項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項３】
前記反応容器を、前記流路の先端部の移動経路上に設け、前記反応容器および前記液廃棄槽は前記処理用ノズルの先端部の移動経路上に設けた請求の範囲第２項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項４】
前記反応容器および液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して移動可能に設けられるとともに、前記反応容器は、前記流路の先端部の移動経路上の供給位置を通過可能である請求の範囲第２項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項５】
前記反応容器および前記液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して直線に沿った往復運動が可能な処理用キャリッジに設けられた請求の範囲第１項、請求の範囲第３項または請求の範囲第４項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項６】
前記反応容器が、前記処理用ノズルの先端部の移動経路上の処理位置と前記流路の先端部の移動経路上の供給位置との間を移動可能に設けられた請求の範囲第２項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項７】
前記反応容器の内底部は、前記処理用ノズルの先端部が当接しても液の吸引および吐出が可能であるように形成された請求の範囲第１項乃至請求の範囲第６項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項８】
前記反応容器の内底部は、その中央近傍に前記先端部の口径よりも幅狭で先端部の口径よりも長い長さをもつ空隙部が形成された請求の範囲第７項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項９】
前記液廃液槽には、その開口部の周縁部に吸水部を有する請求の範囲第１項乃至請求の範囲第８項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項１０】
１または２以上の反応容器に磁性粒子懸濁液を供給することで得た第１液を収容する懸濁液収容工程と、
先端部を有し、該先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上処理用ノズルおよび前記先端部内に磁場を及ぼす磁力手段を有する磁力分離装置の１または２以上の前記先端部を前記反応容器内に挿入して、該反応容器内に収容された前記第１液を全量吸引する全量吸引工程と、
前記先端部に磁場を及ぼすことによって前記処理用ノズルの該先端部の内壁に前記磁性粒子を吸着させた状態で、前記第１液の残液の全量を液廃棄槽に該先端部から吐出し、該吐出に並行して、前記反応容器に第２液を前記反応容器内に供給する全量吐出・供給工程と、
前記反応容器内に前記処理用ノズルの前記先端部を挿入して前記第２液を吸引することで前記磁性粒子と前記第２液とを接触させる磁性粒子接触工程とを有する容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１１】
前記接触工程は、磁場を除去した状態で磁性粒子を前記第２液中に再懸濁することによって、または磁場を及ぼした状態で磁性粒子を吸着したまま吸引吐出を行って磁性粒子を前記第２液と接触させる請求の範囲第１０項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１２】
前記磁性粒子懸濁液を含む第１液または前記第２液は、試薬等供給装置の１または２以上の流路の先端部を前記反応容器内に一斉に挿入して、前記第１液および前記第２液を構成する溶液および磁性粒子懸濁液を収容する試薬等収容部から前記流路の先端部を通じて吐出することによって行う請求の範囲第１０項または請求の範囲第１１項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１３】
前記全量吸引工程における前記第１液を前記第２液に代え、全量吐出・供給工程における前記第１液を前記第２液に代え、全量吐出・供給工程および前記磁性粒子接触工程における前記第２液を第３液に代えて適用する請求の範囲第１０項乃至請求の範囲第１２項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１４】
前記反応容器の内底部は、前記先端部が当接しても液体の吸引および吐出が可能であるように形成され、前記全量吸引工程は、前記先端部を前記反応容器の内底部に当接させた状態で吸引する請求の範囲第１０項乃至請求の範囲第１３項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１５】
前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記流路の先端部を前記反応容器に対して相対的に移動し、かつ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して相対的に移動させることによって行う請求の範囲第１１項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１６】
前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器を、前記処理用ノズルの先端部の移動経路における処理位置と、前記流路の先端部の移動経路の供給位置との間を移動することによって行う請求の範囲第１５項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１７】
前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器に対して流路の先端部を移動させ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して移動させる請求の範囲第１４項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、DNA等の生体物質の処理を行うには、処理に用いる磁性粒子の懸濁液、検体の溶液、検体の処理に必要な試薬の溶液、および洗浄液等が予め収容されている試薬等容器群から、これらの溶液等を、処理に用いる２以上の液収容部に、処理の順番に従って分注装置を用いて分注して配列しておく。溶液の配列が完了した後に、前記各液収容部に挿入可能な１または２以上の先端部を有し、前記先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上の処理用ノズルを用いて、磁性粒子の懸濁液を第１の液収容部から吸引および吐出することで、磁化されたシリカ等の磁性粒子と、前記検体に含まれる目的DNA等を捕獲して、処理用ノズル内に磁場を及ぼして磁性粒子を処理用ノズルの先端部の内壁に吸着することで分離する。磁性粒子吸着後の残液を前記第１の液収容部内に吐出した後、磁性粒子を先端部の内壁に吸着したまま第２の液収容部にまで移動する。移動後、処理用ノズルの先端部を第２の液収容部に挿入して、該収容部に収容されている溶液を、磁場を除去した状態で吸引および吐出することで、磁性粒子を液中に再懸濁して吸引吐出を繰り返すことで洗浄し、洗浄後、液を吸引して磁場を先端部内に及ぼし、磁性粒子を前記内壁に吸着させ、残液を第２の液収容部内に吐出する。次に、洗浄した磁性粒子を前記内壁に吸着したまま、第３の液収容部にまで移動する。移動後、処理用ノズルの先端部を第３の液収容部に挿入して、該収容部に収容されている解離液を吸引吐出することで、前記磁性粒子に捕獲されたDNAを磁性粒子より解離してDNAの溶液を得ることができる（特許文献１，２）。【０００３】
以上説明したように、従来の磁性粒子を用いた生体物質の処理にあっては、最初に、処理の工程数に等しい液収容部を用意し、必要な処理用の溶液等の液を各工程ごとに分注して配列する。配列が完了した後に、前記処理用ノズルを用いて、各液収容部ごとに、収容されている液を吸引しまたは吸引吐出を繰り返した後に吸引し、磁場を及ぼして磁性粒子を先端部の内壁に吸着して分離し、残液を前記液収容部ごとに吐出して、磁性粒子を内壁に吸着させたまま前記処理用ノズルを次の液収容部にまで移動して、同様の処理を、処理工程数回繰り返すことになる。【０００４】
このように、従来の処理は、予め試薬等が収容された容器の他に、処理の工程数に相当する２以上の容器を用意して、試薬等を予め分注して配列しておく必要があった。特に、多数の検体、例えば、９６人の被験者から抽出した検体について一括して処理を行う場合には、９６ウェルを例えば、マトリクス状（８行×１２列）に配列したものを、さらに、工程数分用意して並べる必要があった。そのために、大きな作業空間を必要とするおそれがあり、空間的な作業効率が低下するおそれがあるという問題点を有していた。【０００５】
また、従来の処理では、処理に必要な試薬等を、工程数分用意した各液収容部に分注が完了した後に、該分注装置のノズルに処理用の先端部を装着して、処理の実行が開始されていた。しかも、各液収容部ごとの処理は、各液収容部で用いた液を、その液収容部に吐出しながら、次の液収容部に移動していくために、処理の完了までに、各液収容部への試薬等の分注時間、試薬等の吸引および吸着の時間、残液の吐出の時間が各工程ごとにかかることとなり、大きな作業時間がかかり、時間的な作業効率が低下するおそれがあるという問題点を有していた。【０００６】
それに対して、本願発明者は、容器の内底部を適切な形状に形成することによって、容器内に収容した液体を、分注用ノズルの先端部を用いて、確実に全量を吸引することができる発明をなし（特許文献３）、この発明を利用することによって、各液収容部に残留する液の損失を補うように、指定された液量を超える余分な液量について処理を行わなくても、予め定めた量の液で確実に処理することが可能であることを示していた。そのために、発明者はこの発明等を利用することによって、磁性粒子を用いた処理の作業効率を高めることができることに思い至った。
【特許文献１】特開平８−６２２２４号公報
【特許文献２】特開平８−３２０２７４号公報
【特許文献３】国際公開第９７／０５４９２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】
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、磁性粒子の処理に使用する容器または液収容部の個数を削減して、容器の反復利用率を高めることによって作業空間を削減することができる容器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法を提供することである。【０００８】
本発明の第２の目的は、磁性粒子の並行処理を行うことによって作業時間を短縮することができる容器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法を提供することである。【０００９】
本発明の第３の目的は、信頼性の高い精密な処理を行うことができる自動化に適した容器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、処理すべき液を収容可能な１または２以上の反応容器と、廃棄すべき液を収容しまたは通過させることが可能な液廃棄槽と、処理内容に応じて、２以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択された１または２以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器に供給する１または２以上の流路を有する試薬等供給装置と、前記反応容器および前記液廃棄槽に挿入可能な先端部を有し、前記先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上の処理用ノズル、および、該先端部内に磁場を及ぼして該先端部内の液に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁することが可能な磁力手段を有する磁力分離装置とを有するとともに、前記処理用ノズルの先端部は、前記反応容器および前記液廃棄槽との間で相対的に移動可能に設けた容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。【００１１】
ここで、前記反応容器の容量は、例えば、数10μリットルから数1000μリットル程度であり、したがって、扱う液量は、これよりも小さく、数μリットルから数1000μリットルということになり、前記先端部の容量は、前記反応容器の容量に等しいかそれよりも大きく形成する必要があり、例えば、数10μリットルから数1000μリットル程度である。反応容器は、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、アクリル等の有機物質、またはガラス、セラミックス、金属等の無機物質で形成される。【００１２】
２以上の前記反応容器を設けた場合には、該反応容器間および前記処理用ノズル間は、同一の配列ピッチ（心間隔）をもつようにすれば、前記反応容器内に、前記処理用ノズルの先端部を一斉に挿入することができる。反応容器には、容器内部を加熱しまたは冷却するように制御する温度制御部を設けるのが好ましい。【００１３】
「選択された液」は、処理内容に応じて、種々の試薬溶液、洗浄液、検体溶液若しくは磁性粒子懸濁液から選択された１または２の液を有する液である。なお、検体溶液については、試薬等供給装置によって選択の行われる液の中から除外して、前記反応容器と同様に、前記処理用ノズルの先端部に対して相対的に移動可能な容器に収容しておくようにしても良い。「廃棄すべき液を通過させる」には、例えば、前記液廃棄槽の底に排出用口を設けることによって行う。【００１４】
「磁性粒子」とは、磁性をもつ粒子であって、その大きさは、例えば、約1nmから数10μmである。該サイズ、質量、材料、構造（単一ドメイン、表面に種々の被覆物質で被覆等）、その性質（常磁性、超常磁性、強磁性等、フェリ磁性、磁力の大きさ）等は、その処理目的に応じて定めることができる。該材料としては、水酸化鉄、酸化鉄水和物、酸化鉄、混合酸化鉄、あるいは鉄、γ-Fe2O3, Fe3O4等からなる。磁性粒子は、前記材料に種々の被覆物質で被覆することによって得られる。被覆物質としては、各種の官能基を生じさせる有機物質、イオンを生じさせるイオン性物質、磁場による凝集や沈澱を防ぐ表面安定化物質（脂肪族ジー、ポリカルボン酸およびこれらの置換生成物および誘導体等）、特異的結合物質（リガンド、受容体等）、薬利的活性物質等がある。または、非磁性担体、例えば、シリカ、ガラス、セラミックス、金属等の無機物、またはセルロース、アガロース・ゲル、ゴム、ナイロン等の有機物に、磁性体を付着、内蔵または結合することで磁化して磁性粒子として用いるようにしても良い。【００１５】
「リガンド」とは、特定の受容体により結合される分子であって、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク質、糖、糖鎖、ペプチド等の生体物質を含む。例えば、細胞膜受容体に対するアゴニストおよびアンタゴニスト、毒素（toxinおよびvenom）、ウイルスエピトープ、ホルモン、ホルモン受容体、ペプチド、酵素、酵素基質、レクチン、糖、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、オリゴサッカライド、抗体等である。天然物質でも人工物質でも良い。「受容体」とは、前記リガンドに結合性を有するものであり、例えば、核酸等の遺伝物質、タンパク質、糖、糖鎖、ペプチド等の生体物質を含むものである。より具体的な受容体とリガンドとの組合としては、例えば、核酸と相補的核酸、マルトース結合タンパク質とマルトース、酵素と基質、各種の抗原と抗体(例えば、例えば、ビオチンとアビディン、ビオチンとストレプトアビディン等)、IgGとプロテインA、ATP結合タンパク質とATP等がある。【００１６】
「所定量」は、前記反応容器に収容する液の合計量が、前記反応容器の容量よりも小さくなるように設定する。「所定タイミング」とは、前記処理用ノズルの吸引吐出または移動動作に応じて設定したタイミングである。【００１７】
磁力分離装置には、該磁力分離装置の前記先端部の先端が容器の内底部に当接したことを検知することを可能とする着底検知部を設けることによって、反応容器等の容器からの液の全量吸引を円滑にかつ確実に行うことができる。【００１８】
なお、該試薬等供給装置の流路の先端部を、前記反応容器に取り付けるようにしても良いし、前記反応容器との間で相対的に移動可能に設けるようにしても良い。【００１９】
第２の発明は、前記試薬等供給装置は、処理に必要な種々の溶液および磁性粒子懸濁液を予め収容する２以上の試薬等収容部を有し、前記流路は前記反応容器に挿入可能な先端部を有し、前記試薬等収容部からの種々の溶液および磁性粒子懸濁液が該先端部を通して吐出されるとともに、該流路の先端部は前記反応容器との間で相対的に移動可能に設けられた容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。【００２０】
「試薬等供給装置」としては、例えば、各溶液が貯溜された試薬等収容部としてのタンクを弁で切り替えて流路と接続させて前記タンクからの流体をポンプを用いて一方向にのみ吐出するように前記流路が各容器ごとに設けられたもの、各溶液が貯溜された試薬等収容部としてのシリンダの内部を摺動可能に設けたプランジャを押圧することでシリンダから流路を通して液を吐出するようにしたもの、または、各溶液を試薬等収容部としての処理に必要な種々の溶液を予め収容する２以上の試薬等収容容器および磁性粒子懸濁液を予め収容する磁性粒子懸濁液収容容器を設けた試薬等収容部と、前記反応容器および前記試薬等収容部に、挿入可能な先端部を有し、前記先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上の流路としての分注用ノズルを有する分注装置とを有し、前記反応容器および前記試薬等収容部と前記分注用ノズルとの間で相対的に移動可能に設けたような場合がある。【００２１】
なお、前記流路の先端部が前記反応容器との間で相対的に移動可能に設けられた場合には、前記処理用ノズルの先端部が前記液廃棄槽に挿入可能な位置に移動した場合には、その位置を維持したまま、前記流路の先端部は前記反応容器に挿入可能な位置に移動可能であるように設けられる【００２２】
磁性粒子懸濁液を収容する磁性粒子懸濁液収容容器については、収容する磁性粒子を液中に懸濁するための攪拌機構を設けるのが好ましい。該攪拌機構は、例えば、容器内部に容器の内壁から容器を貫く回転軸線に向かって突出する突部を設け、該容器を前記回転軸線の周りに回転させる機構とを設けたものである。この場合、前記容器を該回転機構に連結させることによって容器内部に収容された液体を攪拌する。【００２３】
第３の発明は、前記反応容器を、前記流路の先端部の移動経路上に設け、前記反応容器および前記液廃棄槽は前記処理用ノズルの先端部の移動経路上に設けた容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。【００２４】
反応容器は、流路の先端部の移動経路および処理用ノズルの先端部の移動経路の双方に共通して存在するように設けられているので、反応容器が固定されている場合には、前記流路の先端部の移動経路と前記処理用ノズルの先端部の移動経路とは前記反応容器において交差し、該反応容器の位置は、溶液等の供給位置であり、かつ前記処理用ノズルによる処理位置である。前記移動経路の交差の角度は、流路または処理用ノズルまたは反応容器の配列、および各移動経路に応じて定めるのが適切である。各ウェルやノズルが直交する行と列からなる行列状に配列されている場合には直線状の移動経路が互いに直交するように設けるのが適当である。反応容器が移動可能に設けられている場合には、該反応容器は、前記流路の移動経路と、前記処理用ノズルの先端部の移動経路との間で移動可能に設けられていることになる。【００２５】
なお、試薬等供給装置として、前記試薬等収容部および前記分注装置を設けた場合には、前記流路の移動経路は、前記分注用ノズルの移動経路に相当し、該移動経路には、前記試薬等収容部、および反応容器が設けられている。【００２６】
第４の発明は、前記反応容器および液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して移動可能に設けられるとともに、前記反応容器は、前記流路の先端部の移動経路上の供給位置を通過可能である容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。【００２７】
第５の発明は、前記反応容器および前記液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して直線に沿った往復運動が可能な処理用キャリッジに設けられた容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。【００２８】
第６の発明は、前記反応容器が、前記処理用ノズルの先端部の移動経路上の処理位置と前記流路の先端部の移動経路上の供給位置との間を移動可能に設けられた容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。
ここで、「処理位置」とは反応容器内の磁性粒子に対する処理が行なわれる位置であり、「供給位置」とは、反応容器内に試薬等が供給される位置であり、各々処理内容に応じた処理用ノズルの先端部の位置またはその移動経路、試薬等供給装置の流路の先端部の位置またはその移動経路に応じて定まる。【００２９】
第７の発明は、前記反応容器の内底部は、前記処理用ノズルの先端部が当接しても液の吸引および吐出が可能であるように形成された容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。【００３０】
第８の発明は、前記反応容器の内底部は、その中央近傍に前記先端部の口径よりも幅狭で先端部の口径よりも長い長さをもつ空隙部が形成された容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。
空隙部の形状としては、例えば、内底部の水平断面が楕円状の孔をもち、その短径が前記口径よりも短く、その長径が前記口径よりも長く形成されるような場合がある。また、容器壁から該空隙部の縁に至る一様な下がり勾配の傾斜面が形成されるようにしても良い。【００３１】
第９の発明は、前記液廃液槽には、その開口部の周縁部に吸水部を有する容器反復利用磁性粒子並行処理装置である。
ここで、「吸水部」は、例えば、スポンジ、多孔性材、浸潤性材等でできた吸水性のある素材によって形成する。【００３２】
第１０の発明は、１または２以上の反応容器に磁性粒子懸濁液を供給することで得た第１液を収容する懸濁液収容工程と、先端部を有し、該先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上処理用ノズルおよび前記先端部内に磁場を及ぼす磁力手段を有する磁力分離装置の１または２以上の前記先端部を前記反応容器内に挿入して、該反応容器内に収容された前記第１液を全量吸引する全量吸引工程と、前記先端部に磁場を及ぼすことによって前記処理用ノズルの該先端部の内壁に前記磁性粒子を吸着させた状態で、前記第１液の残液の全量を液廃棄槽に該先端部から吐出し、該吐出に並行して、前記反応容器に第２液を前記反応容器内に供給する全量吐出・供給工程と、前記反応容器内に前記処理用ノズルの先端部を挿入して前記第２液を吸引することで前記磁性粒子と前記第２液とを接触させる磁性粒子接触工程とを有する容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。【００３３】
ここで、「第１液」には、少なくとも磁性粒子が含有されている。また、例えば、その他、前記磁性粒子が有する結合物質との結合性を有する可能性のある物質を含有する検体、試薬等が混合されている。「全量」とは、対象となっている量の約100パーセントである。また、適用する処理内容において測定誤差内に含まれる程度の量が残留しても良い。【００３４】
第１１の発明は、前記接触工程は、磁場を除去した状態で磁性粒子を前記第２液中に再懸濁することによって、または磁場を及ぼした状態で磁性粒子を吸着したまま吸引吐出を行って磁性粒子を前記第２液と接触させる容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。【００３５】
第１２の発明は、前記磁性粒子懸濁液を含む第１液または前記第２液は、試薬等供給装置の１または２以上の流路の先端部を前記反応容器内に一斉に挿入して、前記第１液および前記第２液を構成する溶液および磁性粒子懸濁液を収容する試薬等収容部から前記流路の先端部を通じて吐出することによって行う容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。【００３６】
例えば、前記試薬等供給装置が分注装置および試薬等収容部の場合には、前記磁性粒子懸濁液を含む第１液または前記第２液の供給は、少なくとも液体の吸引および吐出を行う分注装置の１または２以上の分注用ノズルの先端部を一斉に挿入して、前記第１液を形成する液成分、および前記第２液を形成する液成分が収容されている試薬等収容部から分注することによって行うことになる。【００３７】
ここで、「第１液」および「第２液」は、種々の試薬溶液、洗浄液、検体溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択した１または２以上の液から構成される。【００３８】
第１３の発明は、前記全量吸引工程における前記第１液を前記第２液に代え、全量吐出・供給工程における前記第１液を前記第２液に代え、全量吐出・供給工程および前記磁性粒子接触工程における前記第２液を第３液に代えて適用する容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。
ここで、「第３液」およびそれ以降で用いる液についても、種々の試薬溶液、洗浄液、検体溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択した１または２以上の液から構成される。【００３９】
第１４の発明は、前記反応容器の内底部は、前記先端部が当接しても液体の吸引および吐出が可能であるように形成され、前記全量吸引工程は、前記先端部を前記反応容器の内底部に当接させた状態で吸引する容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。【００４０】
第１５の発明は、前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記流路の先端部を前記反応容器に対して相対的に移動し、かつ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して相対的に移動させることによって行う容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。【００４１】
第１６の発明は、前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器を、前記処理用ノズルの先端部の移動経路における処理位置と、前記流路の先端部の移動経路の供給位置との間を移動することによって行う容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。【００４２】
第１７の発明は、前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器に対して流路の先端部を移動させ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して移動させる容器反復利用磁性粒子並行処理方法である。
【発明の効果】
【００４３】
第１の発明または第１０の発明によれば、磁性粒子の処理に使用する反応容器に対して、処理内容に応じた工程ごとに新たに液を供給し、該液を全量除去する処理を繰り返すとともに、磁性粒子を処理用ノズルの先端部の内壁に吸着して残液を液廃棄槽に廃棄しながら、次の工程で用いる液を前記反応容器に供給し、次の工程の処理に移行するようにしている。したがって、同一の容器を工程数にかかわらず反復して利用することができるため、処理に使用する容器数を工程数の増加にも拘らず増加させる必要がなく、作業面積を削減することができる。また、各工程の終了時に行われる処理用ノズルからの残液の廃棄の際という所定タイミングを利用して次の工程で用いる液を前記反応容器に供給することによって処理の各工程で使用する液を予め分注しておくための時間を削減し、迅速な磁性粒子の処理を行うことができることになる。【００４４】
処理の際に必要となる磁性粒子の液中への懸濁状態を、処理用ノズルを用いた吸引吐出によって実現するので磁性粒子を懸濁状態のまま確実に吸引して、反応容器から除去することができる。また、磁性粒子を懸濁するための攪拌が処理中に必要でないので、液のとびはねによるクロスコンタミネーションを確実に防止することができる。【００４５】
第２の発明または第１２の発明によれば、試薬等供給装置の流路の先端部を反応容器との間で相対的に移動可能に設けるとともに、その先端部を反応容器に挿入することで処理に必要な液を供給するようにしている。したがって、供給が必要な場合にのみ先端部を反応容器に挿入して液の供給を行うことができるので、試薬等供給装置の先端部と、処理用ノズルの先端部とが反応容器においてかち合うことがないので、供給および処理を円滑に行うことができるとともに、先端部同士の接触によるクロスコンタミネーションを避けることができる。特に、試薬等供給装置として、試薬等収容部と、分注装置を用いた場合には、前記処理用ノズルで用いる装置と共通の部品を用いて容易に組み立てることができるので、製造費を削減することができる。【００４６】
第３の発明によれば、流路及び処理用ノズルの先端部を移動可能とし、反応容器を流路の先端部の移動経路および処理用ノズルの先端部の移動経路の双方に存在するように設けることで、反応容器を固定した状態で、または、前記移動経路のいずれかの地点を通過することが可能となるような最短の経路で形成することができる。【００４７】
第４の発明によれば、処理用ノズルの先端部に対して、反応容器および液廃棄槽を移動可能に設けることで、処理用ノズルの先端部を移動させる場合に比較して運動量を削減することができるとともに、反応容器と液廃棄槽を一体として動かすことで、装置構造および移動制御を簡単化させることができる。【００４８】
第５の発明によれば、前記反応容器および液廃棄槽を処理用キャリッジに設けて処理用ノズルの先端部に対して直線に沿った往復運動をさせることによって、さらに一層装置構造および移動制御を簡単化させることができる。【００４９】
第６の発明によれば、反応容器を、前記処理用ノズルの先端部の移動経路上の処理位置と前記流路の先端部の移動経路上の供給位置との間を移動可能に設けるようにしている。したがって、該処理用ノズルの先端部の移動経路と流路の先端部の移動経路との距離が最短の地点に各々供給位置と処理位置を設けることで、反応容器の移動距離を短縮して、処理を迅速化することができる。また、前記処理用ノズルの先端部と流路の先端部の移動経路を全く別個に設けることで、例えば、平行に隣接して設けることによって処理用ノズルと流路との衝突を防止することができる。【００５０】
第７の発明、第８の発明または第１４の発明によれば、反応容器の内底部は、前記処理用ノズルの先端部の先端が当接しても液の吸引吐出が可能であるように形成されているので、処理用ノズルの先端部を内底部に当接することによって、収容されている液の全量を確実に吸引することができる。したがって、反応容器内の液および磁性粒子の全量吸引を確実に行うことによって高精度で信頼性の高い制御を行うことができる。【００５１】
第９の発明によれば、吸水部を設けることで、前記先端部に残液の全量を確実に除去することができる。【００５２】
第１１の発明によれば、磁性粒子を再懸濁しながら液と接触させ、または磁性粒子を内壁に吸着したまま液と接触させることができるので、処理の内容に応じて選択することによって、多様な処理を行うことができる。例えば、磁性粒子に目的物質を捕獲するためには、磁性粒子と目的物質との遭遇性を高めるために、液中に再懸濁させ、磁性粒子の洗浄を行うためには、吸着したまま洗浄液と接触させることによって、捕獲した目的物質の磁性粒子からの解離を最小限に留めることができる。【００５３】
第１３の発明によれば、工程数がいくら増加しても、同一の反応容器を繰り返して使用することによって、際限のない使用容器数の増加を防止することができる。【００５４】
第１５の発明、第１６の発明または第１７の発明によれば、前記流路および処理用ノズルの先端部が反応容器に対して相対的に移動可能に設けられ、液廃棄槽は処理用ノズルの先端部に対してのみ相対的に移動可能に設けられているので、各装置の規模や処理内容に応じて、作業効率を高めるように、配置または制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
続いて、図１乃至図7に基づいて、本発明の第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置１０について説明する。【００５６】
図１に示すように、該容器反復利用磁性粒子並行処理装置１０は、使用する液を収容する反応容器１２、および廃棄する液を収容することが可能な液廃棄槽１４を少なくとも有する処理用キャリッジ１１と、処理内容に応じて、２以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択された２以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器１２に供給する１または２以上の流路を有する試薬等供給装置１６と、前記反応容器１２、液廃棄槽１４に対して液を吸引しかつ吐出を行うとともに、吸引した液に対して磁場を及ぼして液内に含有する磁性粒子を分離しかつ磁場を除去して液中に磁性粒子を再懸濁して吐出する磁力分離装置１８とを有するものである。前記処理用キャリッジ１１上の前記反応容器１２と前記液廃棄槽１４との間の距離は、前記処理位置と供給位置との間の距離に等しく設定してある。【００５７】
該容器反復利用磁性粒子並行処理装置１０の全体は、例えば、縦600ｍｍ、横500ｍｍ程度のステージ上に設けられて、例えば図示しない箱体内に収容される。前記処理用キャリッジ１１は、前記箱体内で該箱体または前記ステージに対して移動可能であって、前記箱体に取り付けられた前記磁力分離装置１８および後述する分注用ノズルヘッド１７の移動経路の下方を通過する図上Ｙ軸方向に沿った直線状の移動経路を持っている。【００５８】
該処理用キャリッジ１１の基板２６に設けた前記反応容器１２は、２以上（この例では８個）の図上Ｘ軸方向に沿った１列状に所定ピッチで配列された底の深いウェル１３からなる。該反応容器１２の基板２６の下側には、前記反応容器１２を加熱しまたは冷却するための、ペルチェ素子等により温度制御を行う温度制御部２１が設けられている。【００５９】
図３、図４に詳細に示すように、前記液廃棄槽１４は、該処理用キャリッジ１１の基板２６に設けられた液廃棄槽挿入孔１０６に挿入されて設けられている。図上Ｘ軸方向に沿った２列状に前記ピッチで配列された２以上（この例では８個）の廃棄用貫通孔１０４が穿設された前記吸水部としての吸水パッド１０２が、液廃棄槽１４の上部のパッド支持部１０５の段差によって支えられて設けられている。吸水パッド１０２は、スポンジ等の多孔性部材等の吸水性のある素材によって形成されている。【００６０】
図１に戻り、前記処理用キャリッジ１１には、前記反応容器１２および前記液廃棄槽１４の他に、検体を収容可能な２以上（この例では８個）の図上Ｘ軸方向に沿った１列状に前記ピッチで配列された底の深い前記ウェル１３からなる検体用容器２０と、ＰＣＲ用の、または解離用の液を収容可能な２以上（この例では８個）の図上Ｘ軸方向に沿った１列状に前記ピッチで配列されたウェルからなる容器２４と、前記磁力分離装置１８の後述する処理用ノズル５０の先端部として、該処理用ノズル５０に装着可能な２以上の（この例では８本の）分注チップ４８を前記ピッチで収容するチップラック２２とを有する。【００６１】
前記試薬等供給装置１６は、処理に必要な種々の溶液および磁性粒子懸濁液を収容する試薬等収容部１９と、前記反応容器１２の各ウェル１３に挿入可能な１の分注チップ３８を有し、該分注チップ３８を通して前記試薬等収容部１９から種々の溶液および磁性粒子懸濁液を吸引し、前記反応容器１２の各ウェル１３に移送して吐出することが可能な分注用ノズルヘッド１７とを有している。【００６２】
前記試薬等収容部１９は、前記箱体内で該箱体に対して移動可能であって、前記分注用ノズルヘッド１７の移動経路の下方を通過する図上Ｙ軸方向に沿った直線状の移動経路をもつ供給用キャリッジ３０に設けられている。【００６３】
該供給用キャリッジ３０の基板には、２以上の（この例では６個の）試薬等収容容器２８と、磁性粒子懸濁液を収容する磁性粒子懸濁液収容容器３２と、該試薬等収容容器２８および該磁性粒子懸濁液収容容器３２ごとに、専用の分注チップ３８を収容する２以上の（この例では７個の）孔３４が穿設されている。【００６４】
また、前記磁性粒子懸濁液収容容器３２は、収容されている磁性粒子を液中に懸濁させるために、前記磁性粒子懸濁液収容容器３２に、収容する磁性粒子を液中に懸濁するための攪拌機構が設けられている。該攪拌機構は、前記容器を内方向に凹ませて、内部に突部を設けるとともに、外部の凹みを利用して、外部の回転機構の突部と係合させて、該容器を前記回転機構に連結し、容器の中心軸線に沿った回転軸線の周りに回転させることによって行う。前記回転機構としてのモータはモータ収納部３５内に収納する。【００６５】
前記分注用ノズルヘッド１７は、該試薬等収容容器２８、該磁性粒子懸濁液収容容器３２、前記反応容器１２の各ウェル１３に挿入可能な先端部としての１の分注チップ３８が装着された前記流路としての１の分注用ノズル４１を有している。該分注用ノズル４１の下端は前記分注チップ３８の上端にある開口部に嵌合して装着可能であり、その上端にはシリンダ４０が連通し、吸引吐出が可能である。該シリンダ４０は、Ｚ軸方向に移動可能なＺ軸移動体４２に取り付けられ、該Ｚ軸移動体４２は、ノズルヘッドの基部３６の側面においてＺ軸方向に移動可能に設けられている。また、前記基部３６は、前記供給用キャリッジ３０および処理用キャリッジ１１のステージ上に投影した各移動経路と、交差するようにその上方に設けられたガイドレール４４に沿ってＸ軸方向に沿って移動可能に設けられている。また、基部３６の下側には、前記分注チップ３８の開口部の径よりも小さいが、前記分注用ノズル４１の径よりも大きい幅をもつ２本の突起をもったU字状に形成され、前記分注チップ３８に対して進退可能に設けたチップ脱着部材３９を有している。【００６６】
前記磁力分離装置１８は、前記反応容器１２および前記液廃棄槽１４に挿入可能な先端部としての２以上の（この例では８本の）分注チップ４８と、該分注チップ４８が先端に装着され該分注チップ４８を通して液の吸引および吐出を行う８本の前記ピッチで１列状（図上Ｘ軸方向に沿った）に配列された処理用ノズル５０、および、各分注チップ４８に磁場を及ぼして該分注チップ４８内の液に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁することが可能な磁力手段としての磁石支持部７４を有する。【００６７】
前記処理用キャリッジ１１の移動経路には、前記分注チップ４８を通るＺ軸との交点である処理位置、および、前記流路の先端部である分注チップ３８の移動経路との交点となる供給位置（必ずしも固定されていない）を有している。【００６８】
前記磁力分離装置１８の前記処理用ノズル５０の上方には、各処理用ノズルと連通した２以上の（この例では８本の）シリンダ（図示せず）が収容されたシリンダ収容部５２と、該シリンダを支持するシリンダ支持部材５１と、前記シリンダ内を摺動するプランジャを駆動する２以上の（この例では８本の）ロッド５４と、２以上のロッド５４と連結して一斉に上下動させる駆動板５６と、該駆動板５６に設けられたナット部６１と、該ナット部６１と螺合するボール螺子６０と、該ボール螺子６０を回転駆動させる吸引吐出用モータ７０と、該吸引吐出用モータ７０を支持し、ガイド柱５７に案内されて上下動可能に設けられたノズル支持可動部５８とを有する。【００６９】
前記ガイド柱５７は、Ｚ軸移動体６４に設けられたものであり、該Ｚ軸移動体６４は、図示しない箱体に固定された基部６６に取り付けられたモータ７１の回転駆動によって回転する回転ローラ６９と、該回転ローラ６９の回転を伝達するベルト６７と、該ベルト６７がかけ渡された回転ローラ６８によって回転駆動されるボール螺子（図示せず）と、該ボール螺子に螺合し該ノズル支持可動部５８に設けられたナット部（図示せず）によって駆動される。前記ノズル支持可動部５８は、ガイド柱５７に拘束されながらも該Ｚ軸移動体６４に自重で載置されているだけであり、前記Ｚ軸移動体６４とともに上下動する。しかし、該処理用ノズル５０に装着された分注チップ４８の先端が容器の内底部に当接する（着底）と、その際に受ける反力によって、前記ノズル支持可動部５８は、前記ガイド柱５７に案内されて上方向に移動する。該ノズル支持可動部５８の動きを別途設けた光学的センサ（図示せず）によって検知することで着底を検知することができる。該光学的センサーは前記着底検知部に相当する。図１中、符号５６は、前記ロッド５４の上端に設けられた頭部であって、ロッド５４を前記駆動板５６に連結させている。【００７０】
前記シリンダ支持部材５１の下側には、前記処理用ノズル５０に装着された分注チップ４８の上端の径よりもやや小さい幅で、シリンダに対して相対的に移動可能に内部にシリンダ（図示せず）を収容するシリンダ収容部５２が設けられている。該シリンダ収容部５２は、前記駆動板５６が一定以上下げることによって、該駆動板５６より下方向に突出するピン５３によって押し下げられて、前記ピペットチップ４８を前記処理用ノズル５０から脱着する。【００７１】
前記磁力分離装置１８の下側には、前記基部６６に固定された基底部７８が設けられ、前記先端部としての分注チップ４８の内部に磁場を及ぼすための磁石支持部７４がＹ軸方向に沿って、前記分注チップ４８の軸線に対して進退可能に前記基底部７８に設けられている。また、該磁石支持部７４のやや上方には、前記分注チップ４８からの液垂れを防止するための液垂れ防止板７６が、前記分注チップ４８の下方を覆うことができるようにＹ軸方向に沿って進退可能に設けられている。【００７２】
尚、図２において、符号８０は、前記磁石支持部７４および液垂れ防止板７６を駆動するためのモータである。また、符号８６は、前記分注チップ４８の口部である。
図３において、符号１００は、前記磁石支持部７４に設けられた２以上の（この例では８個）前記ピッチでＸ軸方向に沿って一列状に配列された磁石であって、前記各分注チップ４８に接近可能となるように設けられている。【００７３】
図５は、前記分注チップ４８と、前記反応容器１２から抜き出した１のウェル１３とを示すものである。【００７４】
図５（ｂ）に示すように、該分注チップ４８は、その先端に流体の流入および流出が可能な口部８６を有する細径部８８と、前記処理用ノズル５０の先端に嵌合して装着可能な開口部９４を有する太径部９２と、前記細径部８８と太径部９２との間の移行部９０とを有するものであり、前記磁石支持部７４の磁石１００は、前記細径部８８の外壁に接近するのが好ましい。【００７５】
該分注チップ４８が挿入可能な該ウェル１３の内底部８４は、図５（ｆ）（ｇ）に示すように、楕円形状をしており、その長径は、前記分注チップ４８の先端の外径よりも長く、その短径は、その分注チップ４８の先端の外径よりも小さく形成されている。また、容器壁から空隙部８５に相当する前記楕円状の内底部８４の縁に至る一様な下がり勾配の傾斜面を形成している。そのため、前記分注チップ４８の先端が該内底部８４に当接しても液を全量吸引し吐出できることになる。【００７６】
続いて、図６および図７に基づいて、第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置１０の動作について説明する。【００７７】
図６は、前記処理用キャリッジ１１を移動させて、前記処理位置にチップラック２２がくるように移動させた後、前記処理用ノズル５０を降下させてチップラック２２に収容されている分注チップ４８の開口部に処理用ノズル５０の先端を挿入して嵌合させることで装着させる。次に、該処理用ノズル５０を上昇させるとともに処理用キャリッジ１１を移動させて、前記処理位置に前記検体用容器２０がくるように移動させた後、前記分注チップ４８を降下させて該検体用容器２０の各ウェルに挿入させる。各検体の所定量を吸引した後、該分注チップ４８を上昇させる。次に、処理用キャリッジ１１を移動させて、前記処理位置に前記反応容器１２がくるように移動させた後、前記分注チップ４８を下降させて各ウェル１３内にその先端を挿入し、吸引した検体の全量を各ウェル１３内に吐出する。【００７８】
次に、該処理用キャリッジ１１の移動経路と前記分注用ノズルヘッド１７の移動経路とステージ上で交差する第１の供給位置に反応容器１２が来るように該処理用キャリッジ１１を移動させるとともに、供給用キャリッジ３０を移動させて、試薬等収容容器２８ａが、前記分注用ノズルヘッド１７の移動経路に位置させた後、前記分注用ノズルヘッド１７の分注用ノズル４１の先端に、前記孔３４に収容された分注チップ３８の開口部に挿入させ、前記Ｚ軸移動体４２を下方向に移動させることによって分注チップ３８を分注用ノズル４１に嵌合させて装着させ、前記分注チップ３８を上昇させた後、前記ガイドレール４４に沿って移動し、前記試薬等収容容器２８ａに該分注チップ３８を下降させて所定量の第１の試薬を吸引し、上昇させた後前記ガイドレール４４に沿って移動し、前記反応容器１２の各ウェル１３に前記分注チップ３８を下降挿入させて吐出し上昇させた後に次ぎのウェル１３に移るようにして順次所定量ずつ分注する。【００７９】
次に、前記分注チップ３８を前記孔３４において、前記チップ脱着部材３９を前記分注チップ３８の分注チップ３８の上端やや上側の位置で分注用ノズル４１に接近させた状態で、分注用ノズル４１を上昇させることで該分注チップ３８を脱着する。その後、前記反応容器１２を同じ供給位置にした状態で、該分注チップ３８を前記試薬等収容容器２８ａに隣接する前記試薬等収容容器２８ｂに移動し、同様にして、前記分注用ノズルヘッド１７の分注用ノズル４１の先端に専用の分注チップ３８を装着して、第２の試薬を吸引し、前記ガイドレール４４に沿って移動し、前記反応容器１２の各ウェル１３に順次、所定量ずつ分注する。【００８０】
次に、該分注チップ３８を前記孔３４で脱着した後、前記供給用キャリッジ３０を移動させて、前記磁性粒子懸濁液収容容器３２が前記分注用ノズルヘッド１７の移動経路に来るように移動させ、該分注用ノズルヘッド１７の分注用ノズル４１の先端に、専用の分注チップ３８を装着して、磁性粒子懸濁液を吸引し、前記ガイドレール４４に沿って移動し、前記反応容器１２の各ウェル１３に順次所定量の磁性粒子懸濁液を供給し、供給後、前記孔３４に前記チップ脱着部材３９を用いて脱着させる。磁性粒子は、例えば、磁化されたセルロース、または表面の官能基に化学結合した抗体等の結合性物質を有するが磁性粒子である。以上の工程が懸濁液収容工程に相当し、前記反応容器１２に収容されている液が第１液に相当する。【００８１】
次に、図７に示すように、前記処理用キャリッジ１１を移動させて、前記反応容器１２を処理位置に移動させて、前記磁力分離装置１８の前記分注チップ４８を降下させてその先端を前記反応容器１２の各ウェル１３に挿入する。前記着底検知部によって内底部への着底が検知されると着底の信号が出力され、該分注チップ４８の降下を停止して、該分注チップ４８の先端が内底部に当接した状態で、該反応容器１２内に収容した磁性粒子懸濁液について吸引および吐出を繰り返すことで攪拌し、前記磁性粒子の表面に検体中に含有する目的物質との遭遇を促進させる。【００８２】
その際、前記反応容器１２の下側に設けた温度制御部の制御によって前記反応容器１２内を所定恒温状態に保つことでインキュベーションを行い反応結合処理を行う。その後、前記分注チップ４８を前記反応容器１２内に挿入して下降させる。前記着底検知部による内底部への着底が検知されると、着底の信号が出力され、該分注チップ４８の降下を停止し、該分注チップ４８の先端を内底部に当接した状態で、吸引を開始して前記該反応容器１２の各ウェル１３に収容されている液を全量吸引し、該反応容器１２の各ウェル１３内を空にする。その吸引の際または吸引後に、前記磁石支持部７４を前記分注チップ４８の細径部８８に接近させることで分注チップ４８内に磁場を及ぼし吸引した液体の中から目的物質を捕獲した磁性粒子を細径部８８の内壁に吸着させることで分離する。以上の工程が全量吸引工程に相当する。【００８３】
次に、前記磁性粒子を内壁に吸着させ、かつ液を内部に収容した状態で該分注チップ４８を上昇させて前記反応容器１２から抜き出した後、図６に示すように、前記処理用キャリッジ１１を移動させて、前記処理位置、すなわち、前記磁力分離装置１８の各分注チップ４８の下側に前記液廃棄槽１４が位置するようにする。すると、前記処理用キャリッジ１１に設けた前記反応容器１２は、前記分注チップ３８の移動経路、すなわち供給位置にくることになる（液廃棄槽１４と反応容器１２との間の距離は、前記処理位置と分注チップ３８の移動経路との距離に等しく設定されていた）。【００８４】
そこで、前記分注チップ４８を、前記磁石支持部７４を接近させて磁場を及ぼした状態のまま、図４に示す位置まで下降させて、吸引した液を前記液廃棄槽１４内に全量吐出させる。したがって、分注チップ４８内には、内壁に吸着した磁性粒子のみが分離されて残ることになる。該磁性粒子には、前記検体に含有していた目的物質が捕獲されていることになる。【００８５】
分注チップ４８に吸引された液体が前記液廃棄槽１４に吐出されている際に、前述したように、空になった前記反応容器１２の各ウェル１３内には、前記分注チップ３８によって、前述したようにして前記目的物質を処理すべきために必要な試薬、洗浄液等が分注されることになる。すなわち、前記供給用キャリッジ３０を移動させて、前記分注チップ３８の移動経路に次の試薬等が収容されている試薬等収容容器２８ｃ、２８ｄが来るように移動させて、前記反応容器１２の各ウェル１３に順次分注することになる。以上の工程が全量吐出・供給工程に相当し、前記反応容器に収容されている液が前記第２液に相当する。【００８６】
前記反応容器１２への分注による供給が完了すると、図７に示すように、前記処理用キャリッジ１１を移動させて、前記第２液に相当する液が収容されている前記反応容器１２を処理位置にまで移動させ、内壁に磁性粒子が吸着した状態の前記分注チップ４８を降下させて、その先端を前記各ウェル１３内に挿入する。前記着底検知部によって内底部への着底が検知されると、該分注チップ４８の降下を停止して、該分注チップ４８の先端を内底部に当接した状態で、該反応容器１１２内に収容した前記第２液について吸引および吐出を繰り返すことで攪拌する。その際、前記目的物質が表面に捕獲された前記磁性粒子は磁場を除去した状態で懸濁化させる場合と、内壁に吸着したままで行う場合がある。これによって第２液が磁性粒子と接触し、したがって、目的物質と第２液とが接触または反応することになる。以上の工程が前記磁性粒子接触工程に相当する。【００８７】
これによって、磁性粒子の処理が終了する場合には、例えば、磁性粒子から目的物質を解離させる、解離した目的物質を、例えば、前記解離用容器２４を処理位置にまで移動させて収容しておく。その場合には、液垂れを防止するために、前記分注チップ４８の下側に液垂れ防止板７６を前進させて、分注チップ４８の下側を覆った状態で移動する。もし、磁性粒子の処理がさらに続く場合には、さらに、前記全量吸引工程および全量吐出・供給工程が続きさらに、磁性粒子接触工程が繰り返して続行されることになる。その場合には、第２液に代えて、第３液等が供給されることになる。【００８８】
図８は、第２の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置１１０を示すものである。該容器反復利用磁性粒子並行処理装置１１０は、使用する液を収容可能な８行×１２列のマトリクス状に配列されたウェルを有する反応容器１１２、および廃棄する液を収容可能な液廃棄槽１１４を有する処理用キャリッジ１１１と、処理内容に応じて、２以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から処理内に応じて選択された２以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器１１２に供給する１または２以上の（この例では１２本の）流路を有する試薬等供給装置１１６と、前記反応容器１１２、液廃棄槽１１４に対して液を吸引しかつ吐出を行うとともに、吸引した液に対して磁場を及ぼして液内に含有する磁性粒子を分離しかつ磁場を除去して液中に磁性粒子を再懸濁して吐出する磁力分離装置１１８とを有するものである。前記処理用キャリッジ１１１上の前記反応容器１１２と前記液廃棄槽１１４との間の距離は、前記処理位置と供給位置との間の距離に等しく設定してある。【００８９】
該容器反復利用磁性粒子並行処理装置１１０の全体は、例えば、縦600ｍｍ、横900ｍｍ程度のステージ１３２上に設けられ、図示しない箱体内に囲まれている。前記処理用キャリッジ１１１は、前記ステージ１３２に対して移動可能であって、Ｘ軸方向に沿って移動可能な前記磁力分離装置１１８および前記試薬等供給装置１１６の後述する同じくＸ軸方向に沿って移動可能な分注装置１２６の移動経路を直角に交差するようにＹ軸方向に沿った移動経路をもっている。【００９０】
該処理用キャリッジ１１１の基板１１３に設けた前記反応容器１１２は、２以上（この例では９６個）のマトリクス状に所定ピッチで配列された底の深いウェル１３からなる。該反応容器１１２の基板１１３の下側には、前記反応容器１１２を加熱しまたは冷却するための、ペルチェ素子等により温度制御を行う温度制御部（図示せず）が設けられている。前記液廃棄槽１１４は、中央部に開口部が設けられ、該開口部からの周縁には下り勾配の斜面が設けられている。【００９１】
前記処理用キャリッジ１１１には、前記反応容器１１２および前記液廃棄槽１１４が、後述する分注装置１２６の移動経路と磁力分離装置１１８の移動経路とのピッチに等しいピッチを持って間隔をあけて設けられており、前記反応容器１１２は、前記分注装置１２６の移動経路から前記磁力分離装置１１８の移動経路との間を移動可能となるようにＹ軸方向に沿って移動可能である。図８（ａ）の前記反応容器１１２の位置は供給位置であり、図８（ｂ）の前記反応容器１１２の位置は、処理位置である。【００９２】
前記試薬等供給装置１１６は、処理に必要な種々の溶液および磁性粒子懸濁液を収容する１２行および１列または複数列からなる試薬等収容部１３０と、１２行×３列の分注チップ３８が収容されているチップラック１２８と、該試薬等収容部１３０および前記反応容器１１２の各ウェル１３に挿入可能なＹ軸方向に配列された１２本の分注チップ３８を有し、該分注チップ３８を通して前記試薬等収容部１３０から種々の溶液および磁性粒子懸濁液を吸引し、前記反応容器１１２の各ウェル１３に移送して吐出することが可能な分注装置１２６とを有している。【００９３】
該分注装置１２６の構造は、Ｘ軸方向に沿ってステージ１３２上を移動可能であって、ノズルの数が１２本である点、および磁石支持部７４が設けられていない点およびＸ軸方向に移動可能である点を除いて前述した磁力分離装置１８とほぼ同一であるので詳細な説明は省略する。【００９４】
前記磁力分離装置１１８は、図９に示すように、前記反応容器１１２および前記液廃棄槽１１４内に挿入可能な先端部としての２以上の（この例では８行×１２列のマトリクス状に配列された９６本の）分注チップ１３４を有し、該分注チップ１３４が先端に装着され該分注チップ１３４を通して液の吸引および吐出を行う９６本の前記ピッチで前記マトリクス状に配列された処理用ノズル１３６、および、各分注チップ１３４に磁場を及ぼして該分注チップ１３４内の液に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁することが可能な前記磁力手段としての磁石支持部１３７を有する。【００９５】
前記磁力分離装置１１８は、さらに、前記処理用ノズル（図示せず）の上方に設けられ、各処理用ノズルと連通した２以上の（この例では８行×１２列の９６本の）シリンダ１３８と、前記シリンダ内を摺動するプランジャを駆動する２以上の（この例では８行×１２列の９６本の）ロッド１４０と、２以上の該ロッド１４０と連結して一斉に上下動させる駆動板１４２と、該駆動板１４２と連結し該駆動板１４２を上下方向に動かすアクチュエータ１４４と、該アクチュエータと連結し、該アクチュエータ１４４を上下方向に駆動するためにボール螺子１５０と螺合し、ボール螺子１５０の回転によって上下方向に並進移動するナット１４６と、吸引吐出用モータ１５２によって回転駆動するボール螺子１５０とを有する。なお、吸引吐出用モータ１５２、および前記アクチュエータ１４４を上下動可能に支持するものは、ノズルヘッド支持体１４８である。該ノズルヘッド支持体１４８は、後述するナット部１６０と連結している。【００９６】
前記シリンダ１３８の下側には、ノズル（図示せず）の径よりも大きく、前記分注チップ１３４の上端よりも小さい径をもち前記ノズルが貫通した状態でも受けられたチップ脱着用板１４５が設けられている。前記駆動板１４２には、その下側から該チップ脱着用板１４５と接触可能なチップ脱着用ピン１４３が突出して設けられており、前記駆動板１４２が図９の位置よりもさらに下げられた場合には、前記ノズルに装着されている分注チップ１３４をノズルからしごき落とすようにして脱着することになる。【００９７】
前記磁力分離装置１１８は、さらに枠１５４を有し、前記箱体に取り付けられた移動機構によってステージ１３２上でＸ軸方向に移動可能に支持されている。該枠１５４には、回転可能に支持され上下方向（Ｚ軸方向）に伸びるボール螺子１５６と、該ボール螺子１５６に螺合するとともに、前記ノズルヘッド支持体１４８と連結具１５８を介して連結し、該ノズルヘッド支持体１４８を上下方向に並進移動させるナット部１６０と、該枠１５４に支持され、前記ボール螺子１５６を回転駆動するＺ軸モータ１６２とを有する。なお、図示していないが、本装置には、前記磁力分離装置１１８、分注装置１２６、処理用キャリッジ１７２、供給用キャリッジ、温度制御部等を制御するための制御部を有している。該制御部は例えば、ＣＰＵ，メモリからなる情報処理装置、マウス、キーボード等のデータ入力装置、液晶パネル等の表示装置、プリンタ等のデータ出力装置、通信手段、またはＣＤやＤＶＤ等の外部メモリ等の駆動装置等を有している（第１の実施の形態についても同様である）。【００９８】
前記磁力分離装置１１８の下側には、前記枠１５４に固定された下板１５７が設けられ、前記先端部としての分注チップ１３４の内部に磁場を及ぼすための磁石支持部１３７がガイドレール１５３に案内されてＹ軸方向に沿って移動可能に設けられている。該磁石支持部１３７は、前記分注チップ１３４の配列の１２列の２列ごとの分注チップ１３４列間の空間に挿入できるようにＹ軸方向に伸びる５本の櫛歯部材１４１が櫛歯状に突出するように設けられている。該５本の櫛歯部材１４１の両側には８個ずつ磁石１３９が配列され、前記間隔に進入することによって、前記９６本の全部の分注チップ１３４内に磁場を及ぼすことができる。尚、図９において、符号１５５は、前記磁石支持部１３７を駆動するためのモータである。【００９９】
図１０は、第３の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置１７０を示すものである。なお、図８と同一の符号は同一のものを示すので説明を省略する。該容器反復利用磁性粒子並行処理装置１７０は、使用する液を収容可能な８行×１２列のマトリクス状に配列されたウェルを有する反応容器１１２を有する処理用キャリッジ１７２と、廃棄する液を収容可能な液廃棄槽１１４と、処理内容に応じて、２以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から処理内に応じて選択された２以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器１１２に供給する１または２以上の（この例では１２本の）流路を有する試薬等供給装置１１６と、前記反応容器１１２、液廃棄槽１１４に対して液を吸引しかつ吐出を行うとともに、吸引した液に対して磁場を及ぼして液内に含有する磁性粒子を分離しかつ磁場を除去して液中に磁性粒子を再懸濁して吐出する磁力分離装置１１８とを有するものである。【０１００】
該容器反復利用磁性粒子並行処理装置１７０の全体は、ステージ１７４上に設けられ、前記処理用キャリッジ１７２は、前記ステージ１７４内で該ステージ１７４に対して移動可能であって、Ｘ軸方向に沿って移動可能な前記磁力分離装置１１８および前記試薬等供給装置１１６の後述する同じくＸ軸方向に沿って移動可能な分注装置１２６の移動経路を直角に交差するようにＹ軸方向に沿った移動経路をもっている。【０１０１】
該処理用キャリッジ１７２の基板１７３に設けた前記反応容器１１２は、２以上（この例では９６個）のマトリクス状に所定ピッチで配列された底の深いウェル１３からなる。該反応容器１１２の基板１７３の下側には、前記反応容器１１２を加熱しまたは冷却するための、ペルチェ素子等により温度制御を行う温度制御部（図示せず）が設けられている。前記液廃棄槽１１４は、図８の場合と異なり、前記磁力分離装置１１８の移動経路上に固定して設けられ、中央部に開口部が設けられ、該開口部からの周縁には下り勾配の斜面が設けられている。【０１０２】
前記処理用キャリッジ１７２によって、前記反応容器１１２は、前記分注装置１２６の移動経路から前記磁力分離装置１１８の移動経路との間を移動可能となるようにＹ軸方向に沿って移動可能である。図１０（ａ）の前記反応容器１１２の位置は供給位置に相当し、図８（ｂ）の前記反応容器１１２の位置は、処理位置に相当する。【０１０３】
以上説明した各実施の形態は、本発明をより良く理解させる為に具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、前記実施の形態では、反応容器が８の場合９６個（８行×１２列）の場合についてのみ説明したが、該場合に限られることなく、種々の個数、例えば、１個の場合、１０個、１２個、３８４個（１６行×２４列）、または１５３６個（３２行×４８列）の場合等についても適用することができる。【０１０４】
また、各反応容器、液廃棄槽、磁力分離装置、試薬等供給装置等についても、その形状または構成は、前記例に限定されることはなく、種々の形状が可能である。特に、試薬等供給装置については、分注装置、分注用ノズルヘッドを用いた場合についてのみ説明したが、例えば、ポンプによって試薬を供給するようにしても良い。【０１０５】
また、以上の各構成要素、装置、例えば、処理用ノズル、分注用ノズルヘッド、分注チップ、反応容器、液廃棄槽、磁力分離装置、着底検知部、試薬等収容容器、吸水部、磁力手段等、または、これらを構成する各部品等は、適当に変形しながら任意に組み合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、容器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法に関する。本発明は、遺伝子、免疫系、アミノ酸、蛋白質、糖等の生体高分子、生体低分子の扱いが要求される分野、例えば、工業分野、食品、農産、水産加工等の農業分野、製薬分野、衛生、保健、免疫、疾病、遺伝等の医療分野、化学もしくは生物学等の理学の分野等、あらゆる分野に関係するものである。本発明は、特に、多数の試薬や物質を用いた一連の処理を所定の順序に連続的に実行する場合に有効な方法である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る反応容器の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明平面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明平面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の平面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る磁力分離装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行処理装置の平面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１１０，１７０    容器反復利用磁性粒子並行処理装置
１２，１１２        反応容器
１４，１１４        液廃棄槽
１６，１１６        試薬等供給装置
１８，１１８        磁力分離装置
１９，１３０        試薬等収容部
３８，４８，１３４    分注チップ
１１，１１１          処理用キャリッジ
３０          供給用キャリッジ
７４，１３７          磁石支持部（磁力手段）
【図１】
2008096776.tif 000003
【図２】
2008096776.tif 000004
【図３】
2008096776.tif 000005
【図４】
2008096776.tif 000006
【図５】
2008096776.tif 000007
【図６】
2008096776.tif 000008
【図７】
2008096776.tif 000009
【図８】
2008096776.tif 000010
【図９】
2008096776.tif 000011
【図１０】
2008096776.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月10日(2009.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき液を収容可能な１または２以上の反応容器と、
廃棄すべき液を収容しまたは通過させることが可能な液廃棄槽と、
処理内容に応じて、２以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択された１または２以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器に供給する１または２以上の流路を有する試薬等供給装置と、
前記反応容器および前記液廃棄槽に挿入可能な先端部を有し、前記先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上の処理用ノズル、および、該先端部内に磁場を及ぼして該先端部内の液に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁することが可能な磁力手段を有する磁力分離装置とを有するとともに、
前記処理用ノズルの先端部は、前記反応容器および前記液廃棄槽との間で相対的に移動可能に設け、
前記流路は前記反応容器に挿入可能な先端部を有し、前記溶液および前記磁性粒子懸濁液が該先端部を通して吐出されるとともに、該流路の先端部は前記反応容器との間で相対的に移動可能に設け、
前記処理用ノズルの先端部が前記液廃棄槽に挿入可能な位置に移動した場合には、その位置を維持したまま、前記流路の先端部は前記反応容器に挿入可能な位置に移動可能である容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項２】
前記試薬等供給装置は、処理に必要な種々の溶液および磁性粒子懸濁液を予め収容する２以上の試薬等収容部を有する請求の範囲第１項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項３】
前記反応容器を、前記流路の先端部の移動経路上に設け、前記反応容器および前記液廃棄槽は前記処理用ノズルの先端部の移動経路上に設けた請求の範囲第１項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項４】
前記反応容器および液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して移動可能に設けられるとともに、前記反応容器は、前記流路の先端部の移動経路上の供給位置を通過可能である請求の範囲第１項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項５】
前記反応容器および前記液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して直線に沿った往復運動が可能な処理用キャリッジに設けられた請求の範囲第１項、請求の範囲第３項または請求の範囲第４項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項６】
前記反応容器が、前記処理用ノズルの先端部の移動経路上の処理位置と前記流路の先端部の移動経路上の供給位置との間を移動可能に設けられた請求の範囲第１項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項７】
前記反応容器の内底部は、前記処理用ノズルの先端部が当接しても液の吸引および吐出が可能であるように形成された請求の範囲第１項乃至請求の範囲第６項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項８】
前記反応容器の内底部は、その中央近傍に前記先端部の口径よりも幅狭で先端部の口径よりも長い長さをもつ空隙部が形成された請求の範囲第７項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項９】
前記液廃棄槽には、その開口部の周縁部に吸水部を有する請求の範囲第１項乃至請求の範囲第８項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
【請求項１０】
１または２以上の反応容器に磁性粒子懸濁液を供給することで得た第１液を収容する懸濁液収容工程と、
先端部を有し、該先端部を通して液の吸引および吐出を行う１または２以上処理用ノズルおよび前記先端部内に磁場を及ぼす磁力手段を有する磁力分離装置の１または２以上の前記先端部を前記反応容器内に挿入して、該反応容器内に収容された前記第１液を全量吸引する全量吸引工程と、
前記先端部に磁場を及ぼすことによって前記処理用ノズルの該先端部の内壁に前記磁性粒子を吸着させた状態で、前記第１液の残液の全量を液廃棄槽に該先端部から吐出し、該吐出に並行して、前記反応容器に第２液を前記反応容器内に供給する全量吐出・供給工程と、
前記反応容器内に前記処理用ノズルの前記先端部を挿入して前記第２液を吸引することで前記磁性粒子と前記第２液とを接触させる磁性粒子接触工程とを有し、
前記懸濁液収容工程、前記全量吸引工程、および前記全量吐出・供給工程は、前記流路の先端部を前記反応容器に対して相対的に移動し、かつ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して相対的に移動させることによって行い、前記全量吐出・供給工程は、前記処理用ノズルの先端部を前記液廃棄槽に挿入可能な位置に移動した際に、その位置を維持したまま、前記流路の先端部を前記反応容器に挿入可能な位置に移動することによって行なう容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１１】
前記接触工程は、磁場を除去した状態で磁性粒子を前記第２液中に再懸濁することによって、または磁場を及ぼした状態で磁性粒子を吸着したまま吸引吐出を行って磁性粒子を前記第２液と接触させる請求の範囲第１０項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１２】
前記磁性粒子懸濁液を含む第１液または前記第２液は、試薬等供給装置の１または２以上の流路の先端部を前記反応容器内に一斉に挿入して、前記第１液および前記第２液を構成する溶液および磁性粒子懸濁液を収容する試薬等収容部から前記流路の先端部を通じて吐出することによって行う請求の範囲第１０項または請求の範囲第１１項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１３】
前記全量吸引工程における前記第１液を前記第２液に代え、全量吐出・供給工程における前記第１液を前記第２液に代え、全量吐出・供給工程および前記磁性粒子接触工程における前記第２液を第３液に代えて適用する請求の範囲第１０項乃至請求の範囲第１２項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１４】
前記反応容器の内底部は、前記先端部が当接しても液体の吸引および吐出が可能であるように形成され、前記全量吸引工程は、前記先端部を前記反応容器の内底部に当接させた状態で吸引する請求の範囲第１０項乃至請求の範囲第１３項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１５】
（削除）
【請求項１６】
前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器を、前記処理用ノズルの先端部の移動経路における処理位置と、前記流路の先端部の移動経路の供給位置との間を移動することによって行う請求の範囲第１０項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【請求項１７】
前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器に対して流路の先端部を移動させ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して移動させる請求の範囲第１４項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
【国際調査報告】
2008096776.tif 000013
2008096776.tif 000014
2008096776.tif 000015
2008096776.tif 000016