(57)【要約】【課題】検体のコンタミネーションを防止しつつ処理速度を向上する。【解決手段】検体を収容し該検体を複数の成分に分離する分離室４、該分離室４において分離された成分を処理する処理室５、および分離室４と処理室５とを接続する通路９を内部に有する容器１と、分離室４および処理室５のうち少なくとも一方の圧力を調整し、分離室４と処理室５との間の圧力差によって成分を分離室４と処理室５との間で移動させる移動手段と、容器１を、所定の軸に対して分離室４の所定の方向が交差するように保持し、容器１を所定の軸回りに回転させることにより分離室４において検体を遠心分離する遠心分離手段とを備え、通路９が、所定の方向の途中位置において分離室４に接続され、遠心分離手段によって分離された複数の成分間の界面を所定の方向に移動させることにより界面の途中位置に対する位置を調整する界面位置調整手段１０とを備える検体処理装置を提供する。【選択図】図３
2014006073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を収容し該検体を複数の成分に分離する分離室、該分離室において分離された前記成分を処理する処理室、および前記分離室と前記処理室とを接続する通路を内部に有する容器と、
前記分離室および前記処理室のうち少なくとも一方の圧力を調整し、前記分離室と前記処理室との間の圧力差によって前記成分を前記分離室と前記処理室との間で移動させる移動手段と、
前記容器を、所定の軸に対して前記分離室の所定の方向が交差するように保持し、前記容器を前記所定の軸回りに回転させることにより前記分離室において前記検体を遠心分離する遠心分離手段とを備え、
前記通路が、前記所定の方向の途中位置において前記分離室に接続され、
前記遠心分離手段によって分離された複数の成分間の界面を前記所定の方向に移動させることにより前記界面の前記途中位置に対する位置を調整する界面位置調整手段とを備える検体処理装置。
【請求項２】
前記界面位置調整手段が、前記分離室の前記所定の方向の少なくとも一方の端部において前記分離室と接続された界面調整室を備え、前記分離室において前記少なくとも一方の端部の側に遠心分離された成分を前記界面調整室へ移動させることにより前記界面を移動させる請求項１に記載の検体処理装置。
【請求項３】
前記界面位置調整手段が、前記分離室および前記界面調整室のうち少なくとも一方の圧力を調整し、前記分離室と前記界面調整室との間の圧力差によって前記成分を前記界面調整室へ移動させる請求項２に記載の検体処理装置。
【請求項４】
前記移動手段が、流体を供給または吸引するポンプを備え、
前記遠心分離手段は、前記容器を前記所定の軸に対して前記分離室の所定の方向が交差する姿勢で保持可能な保持部を備え、
該保持部が、保持している前記容器内の前記分離室および前記処理室と前記ポンプとを接続する管路を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の検体処理装置。
【請求項５】
前記保持部が、保持している前記容器内の前記分離室と隣接する位置に設けられ、前記分離室に収容されている前記検体に衝撃波を供給する衝撃波発生部を備える請求項４に記載の検体処理装置。
【請求項６】
前記保持部が、保持している前記容器内の前記分離室と隣接する位置に設けられ、前記分離室に収容されている前記検体に超音波振動を供給する超音波発生部を備える請求項４に記載の検体処理装置。
【請求項７】
前記処理室は、前記検体から核酸を抽出する抽出室と、該抽出室において得られた核酸を検出する検出室とを備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の検体処理装置。
【請求項８】
前記処理室は、該処理室の内部を、前記通路を介して前記分離室と連通する空間と、前記成分の処理に用いられる処理液を収容する空間とに分画し、その厚さ方向に押圧されることにより開裂する膜部材を備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の検体処理装置。
【請求項９】
前記処理室は、前記処理液を収容する空間を囲む部材の少なくとも一部が柔軟な材料から構成され、
前記保持部が、保持している前記容器の前記処理液を収容する空間に隣接する位置に設けられ、前記膜部材の少なくとも一部を押圧する押圧手段を備える請求項８に記載の検体処理装置。
【請求項１０】
前記通路に、該通路を移動する前記検体または該検体から分離された成分に乱流を発生させる構造体が設けられている請求項１から請求項９のいずれかに記載の検体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、核酸などの検体を処理槽に設置し、該処理槽に各種の処理液を順番に供給することにより、検体に対する一連の処理を処理槽にて行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、処理槽を複数備えることにより、複数の検体を並行して処理可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５７２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、処理槽の周囲に配置された容器から分注装置によって処理液を処理槽に移動しているが、この操作は開放された空間で行われるため、検体への異物の混入（コンタミネーション）が発生する可能性がある。また、ノズルの容器から処理槽への移動やノズルに装着されるチップの交換などの機械的な動作を高速化した場合には、分注装置による操作を慎重に行うことが難しく、コンタミネーションや検体・処理液の飛散などが発生しやすくなる。すなわち、特許文献１の装置構成では、さらなる処理速度の向上を図ることが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、検体のコンタミネーションを防止しつつ処理速度を向上することができる検体処理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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、検体を収容し該検体を複数の成分に分離する分離室、該分離室において分離された前記成分を処理する処理室、および前記分離室と前記処理室とを接続する通路を内部に有する容器と、前記分離室および前記処理室のうち少なくとも一方の圧力を調整し、前記分離室と前記処理室との間の圧力差によって前記成分を前記分離室と前記処理室との間で移動させる移動手段と、前記容器を、所定の軸に対して前記分離室の所定の方向が交差するように保持し、前記容器を前記所定の軸回りに回転させることにより前記分離室において前記検体を遠心分離する遠心分離手段とを備え、前記通路が、前記所定の方向の途中位置において前記分離室に接続され、前記遠心分離手段によって分離された複数の成分間の界面を前記所定の方向に移動させることにより前記界面の前記途中位置に対する位置を調整する界面位置調整手段とを備える検体処理装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、容器内において、分離室で検体から分離された成分が、移動手段によって通路を介して処理室へ移動され、該処理室において処理される。このように、容器内において検体の分離から処理までの操作を連続して行うことができる。
この場合に、分離室における検体の分離は、容器を遠心分離手段に保持させて遠心分離手段によって容器を遠心回転させることにより行われる。
【０００８】
次に、分離室の所定の方向が略鉛直方向となるように、かつ、分離された複数の成分のうち所望の成分が上側に配されるように容器を配置した状態で、分離室内において所望の成分と該所望の成分の下側に隣接する成分との間の界面が、処理室につながる通路の入口の下方まで界面位置調整手段によって移動される。次に、移動手段により、前記入口よりも上方に配されている所望の成分が選択的に通路を介して処理室へと移動される。
このように、検体または該検体の成分を、圧力差を駆動力として異なる工程を行う室の間で移動させ、一連の処理を１つの容器の内部で行うことにより、検体のコンタミネーションを防止しつつ処理速度を向上することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記界面位置調整手段が、前記分離室の前記所定の方向の少なくとも一方の端部において前記分離室と接続された界面調整室を備え、前記分離室において前記少なくとも一方の端部の側に遠心分離された成分を前記界面調整室へ移動させることにより前記界面を移動させてもよい。
このようにすることで、界面調整室へ移動する成分の量を変化させることにより界面の位置を容易に調整することができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記界面位置調整手段が、前記分離室および前記界面調整室のうち少なくとも一方の圧力を調整し、前記分離室と前記界面調整室との間の圧力差によって前記成分を前記界面調整室へ移動させてもよい。
このようにすることで、検体の成分を分離室から界面調整室へ容易にかつ迅速に移動することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記移動手段が、流体を供給または吸引するポンプを備え、前記遠心分離手段は、前記容器を前記所定の軸に対して前記分離室の所定の方向が交差する姿勢で保持可能な保持部を備え、該保持部が、保持している前記容器内の前記分離室および前記処理室と前記ポンプとを接続する管路を備えていてもよい。
このようにすることで、遠心分離手段の保持部に容器を保持させた状態のまま、該容器内の分離室および処理室の圧力を調整して検体または該検体の成分を移動することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記保持部が、保持している前記容器内の前記分離室と隣接する位置に設けられ、前記分離室に収容されている前記検体に衝撃波を供給する衝撃波発生部を備えていてもよい。
このようにすることで、遠心分離手段に容器を保持させた状態のまま、検体に含まれる細胞の細胞膜を破壊して細胞内に含まれる成分を溶出させることができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記保持部が、保持している前記容器内の前記分離室と隣接する位置に設けられ、前記分離室に収容されている前記検体に超音波振動を供給する衝超音波発生部を備えていてもよい。
このようにすることで、遠心分離手段に容器を保持させた状態のまま、検体に超音波振動を供給することによりキャビテーションを発生させ、該キャビテーションにより検体に含まれる細胞の細胞膜を破壊して細胞内に含まれる成分を溶出させることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記処理室は、前記検体から核酸を抽出する抽出室と、該抽出室において得られた核酸を検出する検出室とを備えていてもよい。
このようにすることで、検体に含まれている核酸を検出することができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記処理室は、該処理室の内部を、前記通路を介して前記分離室と連通する空間と、前記成分の処理に用いられる処理液を収容する空間とに分画し、その厚さ方向に押圧されることにより開裂する膜部材を備えていてもよい。
このようにすることで、処理室において所望のタイミングで検体の成分に処理液を供給することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記処理室は、前記処理液を収容する空間を囲む部材の少なくとも一部が柔軟な材料から構成され、前記保持部が、保持している前記容器の前記処理液を収容する空間に隣接する位置に設けられ、前記膜部材の少なくとも一部を押圧する押圧手段を備えていてもよい。
このようにすることで、遠心分離手段の保持部に容器を保持させた状態のまま、押圧手段の作動によって処理液を介して膜部材を押圧して該膜部材を開裂させ、検体の成分に処理液を供給することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記通路に、該通路を移動する前記検体または該検体から分離された成分に乱流を発生させる構造体が設けられていてもよい。
このようにすることで、例えば、分離室または処理室において処理液が添加された検体または該検体の成分を通路において移動させるだけでこれらを撹拌することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、検体のコンタミネーションを防止しつつ処理速度を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る検体処理装置の全体構成図である。
【図２】図１の検体処理装置の一部を拡大した図である。
【図３】図１の検体処理装置が備えるカートリッジの内部構成を示す図である。
【図４】図１の検体処理装置が備えるホルダの構成を示す図である。
【図５】図３のカートリッジの検出室および図４のホルダの検出部の構成を示す図である。
【図６】保存容器から図３のカートリッジに検体を移動する操作の一例を説明する図である。
【図７】図１の検体処理装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】図３のカートリッジの分離室における処理過程を説明する図であり、（ａ）検体と保存液とが遠心分離された状態、（ｂ）検体と保存液との間の界面の位置が調整された状態、（ｃ）検体が複数の成分に遠心分離された状態、および（ｄ）水層と中間層との間の界面の位置が調整された状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一実施形態に係る検体処理装置１００について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る検体処理装置１００は、図１および図２に示されるように、検体の一連の処理を内部で行う箱状のカートリッジ（容器）１と、該カートリッジ１が着脱されるホルダ（保持部）２を有しカートリッジ１を遠心回転させる遠心分離機（遠心分離手段）３とを備えている。
【００２１】
図３は、カートリッジ１を正面側から見た内部の構成を示している。図３に示されるように、カートリッジ１の内部には、検体を複数の成分に分離する分離室（抽出室）４と、該分離室４において分離された一の成分からＲＮＡを精製する精製室（処理室）５と、該精製室５において精製されたＲＮＡを逆転写して相補的ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）を合成する前室（処理室）６と、該前室６において合成されたｃＤＮＡを定量する検出室（処理室）７と、該検出室７において検出に供されたｃＤＮＡを貯留する控室８とを備えられている。これらの室４，５，６，７，８は通路９によって順番に直列に接続されている。また、分離室４に通路９を介して接続された界面調整室（界面位置調整手段）１０と、分離室４および精製室５に通路９を介して接続された２つの廃液室１１，１２とが備えられている。
【００２２】
また、カートリッジ１は、５つの開口１３ａ〜１３ｅを有している。すなわち、後述する保存容器４０から検体が注入される注入口１３ａと、控室８、界面調整室１０および２つの廃液室１１，１２の内部をそれぞれカートリッジ１の外部と連通させる加減圧口１３ｂ、界面調整口１３ｃおよび廃液口１３ｄ，１３ｅとがカートリッジ１に設けられている。注入口１３ａと加減圧口１３ｂとの間は、分離室４、精製室５、前室６、検出室７および控室８を介して連通した構造となっている。
【００２３】
各開口１３ａ〜１３ｅには、弾性材料からなる弁体が設けられている。弁体は、通常状態においては開口１３ａ〜１３ｅを密閉し、開口１３ａ〜１３ｅに挿入された細長いピン部材によってカートリッジ１の内側に押圧されることにより、弾性変形して開口１３ａ〜１３ｅを開放する。そして、ピン部材が開口１３ａ〜１３ｅから抜かれると、弁体は元の形状に復元して再び開口１３ａ〜１３ｅを密閉するようになっている。
【００２４】
分離室４は、膜部材１４によって２つの空間４ａ，４ｂに分画されている。一方の空間４ａは、カートリッジ１の一方向（図面の横方向）に細長い形状を有し、通路９を介して注入口１３ａ、界面調整室１０および廃液室１１と連通している。他方の空間４ｂは、ＲＮＡの抽出に用いられる試薬、例えば、クロロホルムやＲＮＡ分解酵素阻害剤を収容している。膜部材１４は、所定の圧力よりも大きな圧力が厚さ方向に作用することにより開裂するように構成されている。
【００２５】
精製室５は、膜部材１４によって２つの空間５ａ，５ｂに分画されている。一方の空間５ａは、分離室４と通路９を介して連通するとともに、分離室４から送られてきたＲＮＡと接触させられる位置にＲＮＡを吸着する核酸吸着材５ｃを備えている。他方の空間５ｂは、さらに３つの小空間に分画され、各小空間には核酸結合剤、洗浄液または核酸溶出液が別々に収容されている。
【００２６】
ここで、分離室４を精製室５および廃液室１１に接続する２つの通路９は、分離室４の長軸方向の途中位置に接続されている。また、分離室４を注入口１３ａに接続する通路９は、分離室４の長軸方向の一端側に接続され、分離室４を界面調整室１０に接続する通路９は、分離室４の長軸方向の他端側に接続されている。
【００２７】
前室６は、膜部材１４によって２つの空間６ａ，６ｂに分画されている。一方の空間６ａは、通路９を介して精製室５と連通し、他方の空間６ｂは、ＲＮＡの逆転写反応に用いられる試薬、例えば、プライマ、逆転写酵素、４種類のデオキシヌクレオチドミックスおよび緩衝液を収容している。
検出室７は、検査対象のＲＮＡと同一の遺伝子配列を有するプローブが固定化された電極を備えている。
【００２８】
遠心分離機３は、図１に示されるように、略鉛直方向に沿って配置される円柱状の軸部３ａを備え、該軸部３ａの外周面に複数のホルダ２が設けられている。軸部３ａの内部には、カートリッジ１の内部において検体の処理を実行させる制御部（図示略）と、気体を吐出および吸引するポンプ（移動手段、図示略）とが備えられている。
【００２９】
図２は、１つのホルダ２を拡大した図である。ホルダ２は、図２に示されるように、カートリッジ１が取り付けられる固定部２１と、該固定部２１を軸部３ａに連結するアーム２２とを備えている。
【００３０】
固定部２１は、軸部３ａの略中心を通り軸部３ａの長手方向に平行な平面内に配置される取付面２１ａを有し、該取付面２１ａにカートリッジ１の背面が取り付けられるようになっている。また、固定部２１は、前記平面内において回転可能にアーム２２に連結されている。アーム２２に対して固定部２１を回転させることにより、固定部２１に取り付けられたカートリッジ１内の分離室４は、長軸が軸部３ａの半径方向に沿って配される位置置と、長軸が略鉛直方向に沿って配される位置との間で移動可能となっている。アーム２２に対する固定部２１の回転は、図示しないモータによって駆動される。
【００３１】
図４は、固定部２１の取付面２１ａに設けられている構成を示している。固定部２１は、図４に示されるように、分離室４に対応する位置に設けられた撹拌部２３および衝撃波発生部２４と、精製室５に対応する位置に設けられた撹拌部２５と、前室６に対応する位置に設けられた撹拌部２６および温度調節部２７と、検出室７に対応する位置に設けられた温度調節部２８および検出部２９とを備えている。
【００３２】
撹拌部２３，２５，２６は、分離室４、精製室５または前室６の一方の空間４ａ，５ａ，６ａの背面を押圧するローラ（図示略）を備え、該ローラを分離室４、精製室５または前室６の背面を周縁に沿って回転させながら移動させることで、分離室４、精製室５または前室６の内容物を撹拌するようになっている。したがって、一方の空間４ａ，５ａ，６ａの背面は、柔軟な材料から構成されている。
【００３３】
衝撃波発生部２４は、分離室４の一方の空間４ａに隣接する位置に設けられ、衝撃波発生部２４から発生した衝撃波が分離室４内の検体に供給されるようになっている。衝撃波が検体に供給されることにより、検体に含まれる細胞の細胞膜を効率的に破壊することができる。なお、衝撃波発生部２４に代えて、超音波振動を発生する超音波発生部が備えられていてもよい。超音波発生部から発生した超音波振動が分離室４内の検体に供給されることにより、検体Ｂ内にキャビテーションを発生させ、該キャビテーションよっても細胞膜を効率的に破壊することができる。
温度調節部２７，２８は、前室６または検出室７を加熱および冷却する。
【００３４】
検出部２９は、図５に示されるように、検出室７に備えられている電極７１を流れる電流を検出する電流センサ２９１と、該電流センサ２９１によって検出された電流値を積分する積分器２９２とを備えている。図５において、左図は検出室７を正面から見た図であり、右図はカートリッジ１が固定部２１に取り付けられた状態における検出室７および検出部２９を側方から見た図である。符号Ｐは、プローブを示している。
上記の各部２３〜２９は、中空構造のアーム２２の内部を介して軸部３ａの内部の制御部と配線（図示略）によって接続され、制御部によって動作が制御されるようになっている。
【００３５】
また、固定部２１は、各開口１３ａ〜１３ｅに対応する位置に開口する管路１５ａ〜１５ｅを備えている。各管路１５ａ〜１５ｅは、固定部２１の略中心に設けられた貫通孔２１ｂおよびアーム２２の内部を介して軸部３ａの内部のポンプと接続され、該ポンプによって互いに独立に内部が加圧および減圧されるようになっている。
【００３６】
また、取付面２１ａには、各管路１５ａ〜１５ｅから取付面２１ａに対して略垂直に突出し、各開口１３ａ〜１３ｅに挿入される中空のピン部材（図示略）が設けられている。カートリッジ１が取付面２１ａに取り付けられると、ピン部材が各開口１３ａ〜１３ｅに挿入され、弁体が開口１３ａ〜１３ｅを開放させ、各管路１５ａ〜１５ｅが各室４，８，１０，１１，１２と連通するようになっている。
【００３７】
また、固定部２１は、分離室４、精製室５および前室６の、試薬を収容している他方の空間４ｂ，５ｂ，６ｂと対応する位置に設けられた押圧部（押圧手段）３０ａ〜３０ｃを備えている。押圧部３０ａ〜３０ｃは、制御部からの制御信号に基づき、各室４，５，６の空間４ｂ，５ｂ，６ｂを囲んでいる部材を押圧して該空間４ｂ，５ｂ，６ｂに収容されている試薬に所定の圧力以上の大きさの圧力を作用させることにより、膜部材１４を開裂させるようになっている。したがって、各室４，５，６を囲む壁の、少なくとも空間４ｂ，５ｂ，６ｂと取付面２１ａとに挟まれる部分は、柔軟な材料から構成されている。また、押圧部３０ｂは、精製室５の３つの小空間内の各試薬に独立に圧力を作用させることができるように構成されている。
【００３８】
次に、このように構成された検体処理装置１００の作用について説明する。
本実施形態において使用される検体は、例えば、血液、尿、糞便などである。被験者から採取された検体は、カートリッジ１によって検査されるまでの期間、適切な保存液とともに保存容器４０内に保存される。
【００３９】
図６は、保存容器４０から注入口１３ａを介してカートリッジ１内に検体を移動する際に使用されるアダプタ５０を示している。アダプタ５０は、保存容器４０の底面に穿刺される中空の針５１を有している。針５１の先端を保存容器４０の底面に穿刺し、針５１の基端を注入口１３ａに挿入することにより、保存容器４０の内部と通路９の内部とが針５１を介して連通する。符号１５は、弁体を示している。
【００４０】
そして、保存容器４０の蓋に、チューブ５２に接続された中空の針５３を穿刺し、チューブ５２を介して保存容器４０内に気体を加圧しながら注入することにより、気体の圧力によって検体を通路９内へ移動することができる。カートリッジ１内において、検体は、まず、注入口１３ａの直後段に接続された分離室４に貯留される。この後、カートリッジ１をホルダ２に取り付けて、制御部による処理を開始する。
【００４１】
図７は、制御部による制御の流れを説明するタイミングチャートである。検体処理装置１００による検体の処理は、図７に示されるように、第１から第５の工程に大別される。
まず、第１の工程において、分離室４に貯留された検体と保存液とのうち保存液が除去される。すなわち、分離室４の他端側が軸部３ａに対して半径方向外方を向く位置にカートリッジ１が配され、軸部３ａが回転する。これにより、検体は、図８（ａ）に示されるように、液体成分である保存液Ａと固体成分である検体Ｂとに分離される。次に、分離室４の他端側が略鉛直下方を向く位置にカートリッジ１が回転させられる。これにより、分離室４内において保存液Ａは上側に、検体Ｂは下側に配される。
【００４２】
次に、ポンプの作動により、注入口１３ａからの加圧と界面調整口１３ｃからの減圧とが同時に行われる。これにより、検体Ｂが下層側から順番に界面調整室１０へと移動し、図８（ｂ）に示されるように、保存液Ａと検体Ｂとの界面が廃液室１１につながる通路９よりも若干下側まで移動したところで検体Ｂの界面調整室１０への移動が停止される。次に、注入口１３ａからの加圧と廃液口１３ｄからの減圧とが同時に行われることにより、分離室４内の保存液Ａは廃液室１１へ移動する。次に、注入口１３ａからの減圧と界面調整口１３ｃからの加圧とが同時に行われることにより、界面調整室１０に移動された検体Ｂが分離室４に戻される。以上の工程により、保存液Ａが除去された検体Ｂが分離室４内に得られる。
【００４３】
次に、第２の工程において、分離室４内で検体ＢからＲＮＡが抽出される。すなわち、押圧部３０ａの作動により膜部材１４が開裂されることにより、膜部材１４によって隔離されていたクロロホルムおよびＲＮＡ分解酵素阻害剤が検体Ｂに供給される。次に、撹拌部２３の作動により、検体ＢとクロロホルムおよびＲＮＡ分解酵素阻害剤とが分離室４内において撹拌される。これとともに、衝撃波発生部２４の作動により検体Ｂに衝撃波が供給され、検体Ｂに含まれていた細胞の細胞膜が衝撃波によって破壊され、細胞内の成分が溶出する。
【００４４】
次に、分離室４の他端側が軸部３ａに対して半径方向外方を向く位置にカートリッジ１が回転され、軸部３ａが回転する。これにより、検体Ｂは、図８（ｃ）に示されるように、ＲＮＡを含む水層Ｃと、ＤＮＡを含む中間層Ｄと、蛋白質などを含む有機溶媒層Ｅとに遠心分離される。次に、分離室４の他端が略鉛直下方を向く位置にカートリッジ１が回転される。これにより、分離室４内において水層Ｃが最も上側に配される。
【００４５】
次に、ポンプの作動により、注入口１３ａからの加圧と界面調整口１３ｃからの減圧とが同時に行われる。これにより、有機溶媒層Ｅおよび中間層Ｄが下層側から順番に界面調整室１０へと移動し、図８（ｄ）に示されるように、水層Ｃと中間層Ｄとの界面が精製室５につながる通路９よりも若干下側まで移動したところで有機溶媒層Ｅおよび中間層Ｄの界面調整室１０への移動が停止される。次に、注入口１３ａからの加圧と加減圧口１３ｂからの減圧とが同時に行われることにより、分離室４内の水層Ｃは精製室５へ移動する。これにより、ＲＮＡの水溶液である水層Ｃが精製室５に得られる。
【００４６】
次に、第３の工程において、水層ＣからＲＮＡが精製される。すなわち、押圧部３０ｂの作動により精製室５に核酸結合剤が供給され、撹拌部２５の作動により水層Ｃと核酸結合剤とが撹拌される。核酸結合剤の作用により、水層Ｃに含まれているＲＮＡが核酸吸着材５ｃに結合する。次に、注入口１３ａからの加圧と廃液口１３ｅからの減圧とが同時に行われることにより、水層Ｃに含まれていたＲＮＡ以外の成分が廃液室１２に移動する。
【００４７】
次に、押圧部３０ｂの作動により精製室５に洗浄剤が供給され、先と同様にして洗浄液が廃液室１２に移動されることにより、核酸吸着材５ｃが洗浄される。次に、押圧部３０ｂの作動により精製室５に核酸溶出液が供給される。核酸溶出液の作用により、核酸吸着材５ｃに結合していたＲＮＡが核酸吸着材５ｃから解離する。次に、注入口１３ａからの加圧と加減圧口１３ｂからの減圧とが同時に行われることにより、ＲＮＡを含む核酸溶出液が前室６に移動する。これにより、精製されたＲＮＡの溶液が前室６に得られる。
【００４８】
次に、第４の工程において、精製されたＲＮＡを逆転写して該ＲＮＡよりも構造的に安定なｃＤＮＡが合成される。すなわち、押圧部３０ｃの作動によりＲＮＡの溶液に逆転写に必要な試薬が供給され、撹拌部２６の作動によりＲＮＡと試薬とが撹拌される。次に、温度調節部２７の作動により、前室６が、例えば、２５度で１０分間、５５度で３０分間、９５度で２分間、加熱される。これにより、ＲＮＡの塩基配列に対して相補的な塩基配列を有するｃＤＮＡが合成される。この温度サイクルは、必要に応じて複数回を繰り返される。
【００４９】
第４の工程においては、ＲＮＡの濃度が低い場合に、ＲＮＡを逆転写した後に、得られたｃＤＮＡをＰＣＲにより増幅する処理が行われてもよい。この場合、前室６は、ＰＣＲに必要な試薬を貯留するもう１つの空間を有し、該空間に対応した押圧部が固定部２１に設けられる。
【００５０】
次に、第５の工程において、検査対象のＲＮＡに対応するｃＤＮＡの量が測定される。すなわち、まず、注入口１３ａからの加圧と加減圧口１３ｂからの減圧とが同時に行われることにより、前室６から検出室７へｃＤＮＡが移動する。
【００５１】
次に、温度調節部２８の作動により検出室７が所定の温度まで加熱され、電流センサ２９１の作動により所定の温度からの冷却中に電極７１に流れる電流が検出される。これにより、検出室７の冷却中にプローブＰにハイブリダイゼーションしたｃＤＮＡの量が、電極７１に流れる電流値として電流センサ２９１によって検出される。その後、温度調節部２８の作動により検出室７が再加熱されることにより、プローブＰにハイブリダイゼーションしたｃＤＮＡが解離させられる。この検出室７の加熱、電流の検出、および検出室７の再加熱は複数回繰り返される。そして、検出部２９によって検出された複数回分の電流値が積分器２９２によって積分され、この積分値からｃＤＮＡの量を測定することができる。
【００５２】
このときに、ｃＤＮＡを検出室７内において往復移動させながら以上の工程が繰り返される。すなわち、検出室７の加熱前および検出室７の再加熱後に注入口１３ａからの加圧と加減圧口１３ｂからの減圧とが同時に行われることにより、前室６から検出室７へ、また、検出室７から控室８へｃＤＮＡは移動し、次の検出室７の加熱前および検出室７の再加熱後に注入口１３ａからの減圧と加減圧口１３ｂからの加圧とが同時に行われることにより、控室８から検出室７へ、また、検出室７から前室６へｃＤＮＡは移動する。このようにして、ｃＤＮＡを検出室７内において往復させながら電流値の検出を繰り返し、検出された電流値を積分することにより、ｃＤＮＡの検出感度を向上し、定量性を向上することができる。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、検体Ｂに含まれるＲＮＡの検査に係る全ての工程が、カートリッジ１内において連続して行われる。したがって、検体のコンタミネーションを防ぐことができるという利点がある。また、各種の処理液の供給や検体および該検体から抽出された成分を、高速化に不向きな機械的な操作によって移動させるのではなく、各室４〜８，１０〜１２の間の圧力差を駆動力として流動させる構成とすることにより、処理速度を容易に向上することができるという利点がある。また、全ての処理が終了した後、ホルダ２から取り外されたカートリッジ１の内部に処理済みの検体や試薬が密閉された状態で保持されているので、処理済みの検体や試薬によってカートリッジ１の外部が汚染されることが防止され、カートリッジ１の取り扱いを容易にすることができる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、検体Ｂまたは該検体Ｂから抽出された成分と試薬との撹拌を固定部２１に設けられた撹拌部２３，２５，２６によって行うこととしたが、これに代えて、通路９を移動している間にこれらが撹拌されるように、乱流を発生させる構造体が通路９内に備えられていてもよい。構造体は、分離室４、精製室５および前室６に接続された通路９に設けられる。構造体は、通路９の内部に複数の並列な流路を形成する仕切り部材であってもよく、通路９内の流動方向を局所的に変える突起物であってもよい。また、より確実に撹拌するために、検体Ｂまたは該検体Ｂから抽出された成分と試薬とを通路９内で往復させてもよい。このようにすることで、装置構成をより簡略にすることができる。
【００５５】
また、本実施形態において説明したＲＮＡの定量方法は一例であって、他の方法を用いてもよい。例えば、検出室７において、電気泳動によりＲＮＡを定量してもよい。すなわち、検体対象のＲＮＡと同一の塩基長を有する核酸をマーカとして用い、該マーカと精製されたＲＮＡとを別々のレーンで電気泳動し、マーカと同一位置に現われたバンドの濃度を、該バンドの透過光量または反射光量から検出する。
【００５６】
また、ＲＮＡの定量方法として競合ＰＣＲ法も用いてもよい。その場合、前室として、上述した前室６と同様にＲＮＡを逆転写してｃＤＮＡを合成する逆転写室と、合成されたｃＤＮＡを、検査対象のＲＮＡに対応するｃＤＮＡと競合する既知の量の核酸とともに競合ＰＣＲにより増幅する増幅室とが備えられる。検出室においては、検査対象のＲＮＡに対応するｃＤＮＡと添加された核酸とを電気泳動によって定量する。測定された２つの量の比と核酸の初期の量とから検査対象ＲＮＡのコピー数が計算される。
【００５７】
また、本実施形態においては、カートリッジ１内において検体を移動させる流体として気体を用いることとしたが、これに代えて、液体を用いることとしてもよい。
非圧縮性の液体を用いた場合、圧縮性の気体と比べて、各室４〜８，１０〜１２の圧力を正確に制御することが可能であり、検体の移動をより容易にかつ正確に制御することができる。特に、粘性の高い液体を用いることで、該液体が検体に混入してしまうことを防ぐことができる。また、全ての処理が終了した後に、検体と接触した液体の全体をカートリッジ１内に留めておくことが可能であるので、カートリッジ１の外部の汚染をさらに確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  カートリッジ（容器）
２  ホルダ（保持部）
３  遠心分離機
４  分離室（抽出室）
４ａ  空間
５  精製室（処理室）
６  前室（処理室）
７  検出室（処理室）
８  控室
９  通路
１０  界面調整室（界面位置調整手段）
１１，１２  廃液室
１３ａ  注入口
１３ｂ  加減圧口
１３ｃ  界面調整口
１３ｄ，１３ｅ  廃液口
１４  膜部材
１５  弁体
２１  固定部
２１ａ  取付面
２２  アーム
２３  撹拌部
２４  衝撃波発生部
２５  撹拌部
２６  撹拌部
２７  温度調節部
２８  温度調節部
２９  検出部
３０ａ〜３０ｃ  押圧部（押圧手段）
４０  保存容器
５０  アダプタ
５１，５３  針
５２  チューブ
７１  電極
１００  検体処理装置
２９１  電流センサ
２９２  積分器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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