(57)【要約】  本発明の検体処理測定システム２０００は、検体の処理を並行して実行するために、複数の処理レーンを備える移動ステージ２３００と、検体の処理に用いる消耗品を保管して移動ステージ２３００に供給する消耗品供給モジュール２１００と、検体の処理に用いるカートリッジを保管して、移動ステージ２３００に供給するカートリッジ供給モジュール２５００と、移動ステージ２４００を各モジュールに移送するステージ移送機構２４００とを備える。カートリッジ供給モジュール２５００は、カートリッジを積み重ねて収容する複数のカートリッジカートンと、カートリッジカートンからカートリッジをカートリッジ供給モジュール２５００の供給位置に押出す押出し機構とを備える。
2018181487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検体について、核酸の抽出、増幅、及び測定を含む処理を並行して実行する検体処理測定システムであって、
前記処理を並行して実行するための、複数の処理レーンを備える移動ステージと、
前記移動ステージを搭載して前記処理を実行する処理実行モジュールと
前記検体及び前記処理に用いる消耗品を、前記移動ステージに供給する消耗品供給モジュールと、を備え、
前記移動ステージは、前記複数の処理レーンに、それぞれ１つ又は複数のカートリッジを装着した状態で、前記処理実行モジュールに対して着脱可能又は交換可能である、検体処理測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理は、前記複数の検体について同時に行うバッチ処理である、検体処理測定システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジの少なくとも一部分が、前記処理に必要な試薬及び／または溶液が予め密封されたプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記検体処理測定システは、複数の処理実行モジュールを備え、
前記複数の処理実行モジュールの間に、前記消耗品供給モジュールが配置される、検体処理測定システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記消耗品供給モジュールから前記複数の検体、及び／又は前記消耗品を前記移動ステージに供給するピックアップユニットを備える、検体処理測定システム。
【請求項６】
請求項５に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行モジュール及び前記消耗品供給モジュールの上方で、前記ピックアップユニットを移動するピックアップユニット移動機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体処理測定システムは、さらに、
前記抽出、前記増幅、及び前記測定の少なくとも１つに用いるカートリッジを保管して、前記移動ステージに供給するカートリッジ供給モジュールと、
前記移動ステージを各モジュールに移送するステージ移送機構と、を備える、検体処理測定システム。
【請求項８】
請求項７に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給モジュールは、前記カートリッジを積み重ねて保管する少なくとも一つのカートリッジ保管容器と、前記カートリッジ保管容器から前記カートリッジを前記カートリッジ供給モジュールの供給位置に供給するためのカートリッジ供給機構とを備える、検体処理測定システム。
【請求項９】
請求項８に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給機構は、前記カートリッジ保管容器内の前記カートリッジを前記供給位置に押し出す押出し棒を備え、
前記カートリッジ保管容器は、当該カートリッジ保管容器内に前記押出し棒を挿入するための棒挿入開口と、前記カートリッジ保管容器から前記カートリッジを前記供給位置に押し出すための押出し開口とを備える、検体処理測定システム。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給機構は、前記カートリッジ保管容器内に積み重ねられた前記カートリッジうち、最下段にあるカートリッジを前記供給位置に供給する、検体処理測定システム。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ保管容器及び／または前記カートリッジは、前記カートリッジの情報を読出し可能に記憶する情報記憶部を備える、検体処理測定システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給モジュールは、前記情報記憶部から前記カートリッジの情報を読取る情報読取り部を備える、検体処理測定システム。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、
複数のカートリッジ保管容器を収容するための複数の棚を有する収容棚をさらに備える、検体処理測定システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジの前記供給位置に対して、前記複数の棚を移動する棚移動機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項１５】
請求項７〜１４のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給モジュールは、前記少なくとも１つのカートリッジをピックアップして移動するカートリッジピッカーを備える、検体処理測定システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを吸着する吸着部を備える、検体処理測定システム。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを吸着する複数の吸着部を備える、検体処理測定システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、長手方向の寸法が異なる複数のカートリッジに合わせて前記一対の吸着部の間の距離を伸縮する伸縮機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、長手方向の寸法が異なる複数のカートリッジに合わせて、吸着部間の距離が異なる複数対の吸着部を備える、検体処理測定システム。
【請求項２０】
請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは凸部を備え、前記カートリッジは前記凸部が挿入される凹部を備える、検体処理測定システム。
【請求項２１】
請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、当該カートリッジピッカーを昇降するカートリッジピッカー昇降機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジを前記移動ステージに固定するカートリッジ固定機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行モジュールにおける核酸の抽出で得られた抽出液の一部を分取して保管する抽出液保管部を備える、検体処理測定システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記抽出液保管部は、前記消耗品提供モジュールに設けられる、検体処理測定システム。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行モジュールにおける核酸の抽出で抽出液が得られると、前記抽出液の一部を、第１の処理レーンから分取して、１又は複数の第2の処理レーンに分割移動する、検体処理測定システム。
【請求項２６】
請求項２５に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記分割移動は、前記移動ステージを前記消耗品提供モジュールに移送して実行される、検体処理測定システム。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行モジュールは、前記複数の処理レーンのそれぞれに搭載された前記カートリッジに対して、前記処理を並行して実行するために、複数の分注ノズルを有する処理実行ユニットを備える、検体処理測定システム。
【請求項２８】
請求項２７に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行モジュールは、前記消耗品を廃棄する消耗品廃棄部を備え、
前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記移動ステージから前記消耗品を取り出して前記消耗品廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。
【請求項２９】
請求項２７又は２８に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行モジュールは、前記検体を含む廃液を廃棄する廃液槽を備え、
前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記移動ステージから前記廃液を吸引して前記廃液槽に廃棄する、検体処理測定システム。
【請求項３０】
請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給モジュールは、前記カートリッジを廃棄するカートリッジ廃棄部を備え、
前処理完了後に、前記カートリッジピッカーが、前記カートリッジ供給モジュールに移送された前記移動ステージから使用済みの廃棄カートリッジをピックアップして、前記カートリッジ廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ廃棄部は、前記廃棄カートリッジを収容する廃棄カートリッジ保管容器と、前記廃棄カートリッジ保管容器内に前記廃棄カートリッジを整列するカートリッジ整列装置とを備える、検体処理測定システム。
【請求項３２】
請求項３１に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ整列装置は、前記廃棄カートリッジ保管容器内を昇降する昇降アームと、前記昇降アームの昇降機構とから構成される、検体処理測定システム。
【請求項３３】
請求項３１または３２に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記廃棄カートリッジ保管容器は、空になった前記カートリッジ保管容器である、検体処理測定システム。
【請求項３４】
請求項１〜３３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジの少なくとも一部が、前記処理に用いる溶液、前記核酸の抽出試薬、及び／または前記核酸の増幅試薬が予め密封された少なくとも１つのプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。
【請求項３５】
請求項１〜３４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記移動ステージは、前記カートリッジをスライド可能に搭載するレールと、前記カートリッジを前記レールに導くためのカートリッジ受入口とを備える、検体処理測定システム。
【請求項３６】
請求項３５に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記移動ステージは、上面体と、前記レールを含む下面体とから構成され、前記上面体及び前記レールが、前記カートリッジのスライド方向とは異なる方向への前記カートリッジの移動を制限する、検体処理測定システム。
【請求項３７】
請求項８〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記移動ステージは、前記カートリッジをスライド可能に搭載するレールと、前記カートリッジを前記レールに導くためのカートリッジ受入口とを備え、
前記移動ステージの前記カートリッジ受入口が、前記カートリッジ供給モジュールから前記カートリッジが供給される前記供給位置に配置される、検体処理測定システム。
【請求項３８】
請求項３７に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給容器は、前記カートリッジを前記供給位置に供給するカートリッジ供給口を備え、
前記移動ステージの前記カートリッジ受入口が、前記カートリッジ供給口と対向している、検体処理測定システム。
【請求項３９】
請求項３７又は３８に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給機構は、前記カートリッジを前記カートリッジ保管容器から前記移動ステージに直接押し込む、検体処理測定システム。
【請求項４０】
請求項１〜３９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジは、第１のカートリッジ及び第２のカートリッジから構成され、前記第１のカートリッジ及び前記第２のカートリッジは、１つのレーンに収容される、検体処理測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の生体関連物質の検体について、連続的に処理及び測定を実行するための検体処理測定システムに関する。より詳細には、検体処理測定システムにおいて、検体の処理及び測定に用いるカートリッジを効率よく提供できる検体処理測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子等の生体関連物質のサンプルは、所定の前処理を行った上で、検出または定量といった測定処理が行われる。所定の前処理として、サンプルの捕獲・精製・分離・洗浄等の物理的処理や、遺伝子の増幅や化学的反応処理等が行われる。測定処理としては、化学発光、蛍光、吸光光度等の測定が行われる。このような前処理や測定を行うためには、複数の試薬・反応溶液等を分注するための分注チップ等のプラスチック部材・消耗品をその処理目的に合わせて選抜し、これらを順次用いて適切な前処理工程を実行する必要がある。【０００３】
本発明者は、磁性体粒子を利用したマグトレーション技術（特許文献１）を提案している。さらに、本発明者は、マグトレーション技術に加えて、特許文献２にて提案したような、カートリッジ多列整列、複数分注ノズルにて、同時に溶液の分注を制御、磁性体の分離を用いた分注制御により、多検体一括バッチ処理を可能としている。【０００４】
前処理の自動化としては、複数サンプル・バッチ方式、及び１サンプル・ランダム・アクセス方式の２つが提案されている。複数サンプル・バッチ方式は、複数サンプルを並行して一括処理するものである。複数サンプル・バッチ方式の製品としては、プレシジョン・システム・サイエンス株式会社が提供する「ｇｅｎｅＬＥＡＤ  ＸＩＩ」が挙げられる。複数サンプル・バッチ方式の製品としては、ロシュ・ダイアグノスティックス・インクが提供する「ｃｏｂａｓ」シリーズが挙げられる。１サンプルランダム・アクセス方式は、１サンプル毎に情報を逐一読取り、情報に基づき異なった物理的処理および反応処理を順次実行するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８２３０２号（図３）
【特許文献２】国際公開第２０１０／０７４２６５号（図３８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数サンプル・バッチ方式のメリットは、複数サンプルに対し、「処理のための各機能部」を「固定化したシステム構成」にて、一括して処理することにより、装置を小型・簡素化できることである。しかしながら、複数サンプル・バッチ方式のデメリットは、異なった工程を複数要求されるサンプルへの対応や、連続的に導入される異なったサンプルへの対応が困難となることである。具体的には、図１に示すように、複数サンプルＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５，ＳＡ６，ＳＡＢ１，ＳＢＣ１を複数サンプル・バッチ方式で処理する場合を想定する。サンプルＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５，ＳＡ６は、項目Ａの前処理を行う必要があり、項目Ｂ及びＣの前処理は不要である。サンプルＳＡＢ１は、項目Ａ及び項目Ｂの前処理を順に行う必要があり、項目Ｃの前処理は不要である。サンプルＳＢＣ１は、項目Ｂ及び項目Ｃの前処理を順に行う必要があり、項目Ａの前処理は不要である。このように必要な項目が異なる複数サンプルを複数サンプル・バッチ処理で同時に並行処理を行うことは困難である。【０００７】
これに対して、１サンプル・ランダム・アクセス方式のメリットは、複数の工程処理（項目）が要求されるサンプルに対し、異なる処理項目を一貫性を持って連続的に処理できることである。しかしながら、１サンプル・ランダム・アクセス方式のデメリットは、図２に示すように、処理のために指定された機能部から機能部へ、サンプルを移送し、異なる処理工程をそれぞれ実行しなければならないことである。したがって、サンプル毎に処理工程が相違することにより、処理工程を制御するハードウェアおよびソフトウェアが複雑になる。その結果、必要なシステムまたは装置が、非常に複雑で高価、大型（５ｍ〜１０ｍ）にならざるを得ないという問題が生じている。例えば、図２に示すように、サンプルＳＡ１，ＳＡＢ１，ＳＢＣ１を１サンプル・ランダム・アクセス方式で処理する場合を想定する。初めに、サンプルＳＡ１を項目Ａ処理機能部に移送して項目Ａの処理工程を実行した後、サンプルＳＡ１をサンプル回収部に移送する。次に、サンプルＳＡＢ１を項目Ａ処理機能部に移送して項目Ａの処理工程を実行し、サンプルＳＡＢ１を項目Ｂ処理機能部に移送して項目Ｂの処理工程を実行し、サンプルＳＡＢ１をサンプル回収部に移送する。最後に、サンプルＳＢＣ１を項目Ｂ処理機能部に移送して項目Ｂの処理工程を実行し、次にサンプルＳＢＣ１を項目Ｃ処理機能部に移送して項目Ｃの処理工程を実行し、サンプルＳＢＣ１をサンプル回収部に移送する。さらに、１サンプル・ランダム・アクセス方式は、１サンプルずつの処理となるため、複数サンプルを処理する場合、多くの時間を要するという問題も生じている。【０００８】
複数サンプルの前処理工程の自動化システムにおける要求は次の通りである。必要とされる検査項目が数十種類に及ぶため、試薬類や消耗品を間違えることなく、正確にバーコードやＩＣタグによる選抜を行う情報管理方式が必要である。また、試薬やサンプルが微量でも混じることのないコンタミネーション防止対策、出来るだけ大量のサンプル処理を連続して行うための試薬や、消耗品類の大量収納・供給・廃棄を実現するステージレイアウト・移送方法を検討する必要がある。他にも、多数サンプルの連続処理と緊急検査のための優先検体の割り込み機能、操作者が容易に対応出来るユーザーフレンドリーなインターフェイス、装置本体の小型化、安価な価格、確実な安全性を保障できる構造が課題となる。【０００９】
本発明は、複数の検体を処理する場合に、効率よく連続的に処理及び測定を実行することができる、新規な検体処理測定システムの提供を目的とする。または、本発明は、複数の検体の処理に用いる複数のカートリッジの保管、取出、搭載、及び／または廃棄を効率よく行うことができる新規な検体処理測定システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の各態様は次の通りである。
（態様１）複数の検体について、核酸の抽出、増幅、及び測定を含む処理を並行して実行する検体処理測定システムであって、前記処理を並行して実行するための、複数の処理レーンを備える移動ステージと、前記移動ステージを搭載して前記処理を実行する処理実行モジュールと、前記検体及び前記処理に用いる消耗品を、前記移動ステージに供給する消耗品供給モジュールと、を備え、前記移動ステージは、前記複数の処理レーンに、それぞれ１つ又は複数のカートリッジを装着した状態で、前記処理実行モジュールに対して着脱可能又は交換可能である、検体処理測定システム。（態様２）態様１に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理は、前記複数の検体について同時に行うバッチ処理である、検体処理測定システム。（態様３）態様１又は２に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジの少なくとも一部分が、前記処理に必要な試薬及び／または溶液が予め密封されたプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。【００１１】
（態様４）態様１〜３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体処理測定システは、複数の処理実行モジュールを備え、前記複数の処理実行モジュールの間に、前記消耗品供給モジュールが配置される、検体処理測定システム。（態様５）態様１〜４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記消耗品供給モジュールから前記複数の検体、及び／又は前記消耗品を前記移動ステージに供給するピックアップユニットを備える、検体処理測定システム。（態様６）態様５に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行モジュール及び前記消耗品供給モジュールの上方で、前記ピックアップユニットを移動するピックアップユニット移動機構を備える、検体処理測定システム。（態様７）態様１〜３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体処理測定システムは、さらに、前記抽出、前記増幅、及び前記測定の少なくとも１つに用いるカートリッジを保管して、前記移動ステージに供給するカートリッジ供給モジュールと、前記移動ステージを各モジュールに移送するステージ移送機構と、を備える、検体処理測定システム。【００１２】
（態様８）態様７に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給モジュールは、前記カートリッジを積み重ねて保管する少なくとも一つのカートリッジ保管容器と、前記カートリッジ保管容器から前記カートリッジを前記カートリッジ供給モジュールの供給位置に供給するためのカートリッジ供給機構とを備える、検体処理測定システム。（態様９）態様８に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給機構は、前記カートリッジ保管容器内の前記カートリッジを前記供給位置に押し出す押出し棒を備え、前記カートリッジ保管容器は、当該カートリッジ保管容器内に前記押出し棒を挿入するための棒挿入開口と、前記カートリッジ保管容器から前記カートリッジを前記供給位置に押し出すための押出し開口とを備える、検体処理測定システム。（態様１０）態様８又は９に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給機構は、前記カートリッジ保管容器内に積み重ねられた前記カートリッジうち、最下段にあるカートリッジを前記供給位置に供給する、検体処理測定システム。【００１３】
（態様１１）態様８〜１０のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ保管容器及び／または前記カートリッジは、前記カートリッジの情報を読出し可能に記憶する情報記憶部を備える、検体処理測定システム。（態様１２）態様１１に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給モジュールは、前記情報記憶部から前記カートリッジの情報を読取る情報読取り部を備える、検体処理測定システム。（態様１３）態様８〜１２のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、複数のカートリッジ保管容器を収容するための複数の棚を有する収容棚をさらに備える、検体処理測定システム。（態様１４）態様１３に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジの前記供給位置に対して、前記複数の棚を移動する棚移動機構を備える、検体処理測定システム。（態様１５）態様７〜１４のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給モジュールは、前記少なくとも１つのカートリッジをピックアップして移動するカートリッジピッカーを備える、検体処理測定システム。【００１４】
（態様１６）態様１５に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを吸着する吸着部を備える、検体処理測定システム。（態様１７）態様１５又は１６に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを吸着する複数の吸着部を備える、検体処理測定システム。（態様１８）態様１７に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、長手方向の寸法が異なる複数のカートリッジに合わせて前記一対の吸着部の間の距離を伸縮する伸縮機構を備える、検体処理測定システム。（態様１９）態様１７に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジピッカーは、長手方向の寸法が異なる複数のカートリッジに合わせて、吸着部間の距離が異なる複数対の吸着部を備える、検体処理測定システム。【００１５】
（態様２０）態様１５〜１９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは凸部を備え、前記カートリッジは前記凸部が挿入される凹部を備える、検体処理測定システム。（態様２１）態様１５〜２０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジピッカーは、当該カートリッジピッカーを昇降するカートリッジピッカー昇降機構を備える、検体処理測定システム。（態様２２）態様１〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジを前記移動ステージに固定するカートリッジ固定機構を備える、検体処理測定システム。（態様２３）態様１〜２２のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行モジュールにおける核酸の抽出で得られた抽出液の一部を分取して保管する抽出液保管部を備える、検体処理測定システム。【００１６】
（態様２４）態様２３に記載の検体処理測定システムにおいて、前記抽出液保管部は、前記消耗品提供モジュールに設けられる、検体処理測定システム。（態様２５）態様１〜２４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行モジュールにおける核酸の抽出で抽出液が得られると、前記抽出液の一部を、第１の処理レーンから分取して、１又は複数の第2の処理レーンに分割移動する、検体処理測定システム。（態様２６）態様２５に記載の検体処理測定システムにおいて、前記分割移動は、前記移動ステージを前記消耗品提供モジュールに移送して実行される、検体処理測定システム。（態様２７）態様１〜２６のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行モジュールは、前記複数の処理レーンのそれぞれに搭載された前記カートリッジに対して、前記処理を並行して実行するために、複数の分注ノズルを有する処理実行ユニットを備える、検体処理測定システム。【００１７】
（態様２８）態様２７に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行モジュールは、前記消耗品を廃棄する消耗品廃棄部を備え、前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記移動ステージから前記消耗品を取り出して前記消耗品廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。（態様２９）態様２７又は２８に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行モジュールは、前記検体を含む廃液を廃棄する廃液槽を備え、前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記移動ステージから前記廃液を吸引して前記廃液槽に廃棄する、検体処理測定システム。（態様３０）態様１５〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給モジュールは、前記カートリッジを廃棄するカートリッジ廃棄部を備え、前処理完了後に、前記カートリッジピッカーが、前記カートリッジ供給モジュールに移送された前記移動ステージから使用済みの廃棄カートリッジをピックアップして、前記カートリッジ廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。（態様３１）態様３０に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ廃棄部は、前記廃棄カートリッジを収容する廃棄カートリッジ保管容器と、前記廃棄カートリッジ保管容器内に前記廃棄カートリッジを整列するカートリッジ整列装置とを備える、検体処理測定システム。【００１８】
（態様３２）態様３１に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ整列装置は、前記廃棄カートリッジ保管容器内を昇降する昇降アームと、前記昇降アームの昇降機構とから構成される、検体処理測定システム。（態様３３）態様３１または３２に記載の検体処理測定システムにおいて、前記廃棄カートリッジ保管容器は、空になった前記カートリッジ保管容器である、検体処理測定システム。（態様３４）態様１〜３３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジの少なくとも一部が、前記処理に用いる溶液、前記核酸の抽出試薬、及び／または前記核酸の増幅試薬が予め密封された少なくとも１つのプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。（態様３５）態様１〜３４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記移動ステージは、前記カートリッジをスライド可能に搭載するレールと、前記カートリッジを前記レールに導くためのカートリッジ受入口とを備える、検体処理測定システム。（態様３６）態様３５に記載の検体処理測定システムにおいて、前記移動ステージは、上面体と、前記レールを含む下面体とから構成され、前記上面体及び前記レールが、前記カートリッジのスライド方向とは異なる方向への前記カートリッジの移動を制限する、検体処理測定システム。【００１９】
（態様３７）態様８〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記移動ステージは、前記カートリッジをスライド可能に搭載するレールと、前記カートリッジを前記レールに導くためのカートリッジ受入口とを備え、前記移動ステージの前記カートリッジ受入口が、前記カートリッジ供給モジュールから前記カートリッジが供給される前記供給位置に配置される、検体処理測定システム。（態様３８）態様３７に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給容器は、前記カートリッジを前記供給位置に供給するカートリッジ供給口を備え、前記移動ステージの前記カートリッジ受入口が、前記カートリッジ供給口と対向している、検体処理測定システム。（態様３９）態様３７又は３８に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給機構は、前記カートリッジを前記カートリッジ保管容器から前記移動ステージに直接押し込む、検体処理測定システム。（態様４０）態様１〜３９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジは、第１のカートリッジ及び第２のカートリッジから構成され、前記第１のカートリッジ及び前記第２のカートリッジは、１つのレーンに収容される、検体処理測定システム。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の検体処理測定システムは、異なる処理工程を必要とする複数の検体を処理及び測定する場合に、効率よく連続処理を実行することができる。さらに、本発明の検体処理測定システムは、複数の検体の処理に用いる複数のカートリッジの保管、取出、搭載、及び／または廃棄を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】複数サンプル・バッチ方式を説明する模式図である。
【図２】１サンプル・ランダム・アクセス方式を説明する模式図である。
【図３】本発明のランダムバッチアクセス方式に関するベン図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る検体処理測定システムの上面図である。
【図５】図４の検体処理測定システムの正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に含まれる消耗品供給モジュールの上面図である。
【図７】図６の消耗品供給モジュールに含まれる、ピックアップユニットの正面図である。
【図８】図７のピックアップユニットの側面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に含まれる、処理実行モジュールの上面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に含まれるステージラックの、（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【図１１】図９の処理実行モジュールに含まれる、ステージラック装着機構の斜視図である。
【図１２】図１１のステージラック装着機構へのステージラックの移送を示す上面図である。
【図１３】図１１のステージラック装着機構へのステージラックの装着を示す上面図である。
【図１４】図１１のステージラック装着機構へのステージラックの装着を示す側面図である。
【図１５】図１１のステージラック装着機構に装着されたステージラックの移動を示す上面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に含まれる、カートリッジの斜視図である。
【図１７】図１６のカートリッジの固定機構を示す斜視図である。
【図１８】図１７のカートリッジの固定機構の動作を示す側面図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に含まれる、カートリッジ供給モジュールの上面図である。
【図２０】図１９のカートリッジ供給モジュールに含まれるカートリッジカートンの、（ａ）斜視図、（ｂ）幅広面側の側面図、（ｃ）幅狭面側の側面図である。
【図２１】図２０のカートリッジカートンの下部の斜視図である。
【図２２】図２０のカートリッジカートンの側面を構成する板材の展開図である。
【図２３】図２０のカートリッジカートンの上面及び下面を構成するキャップ部材の（ａ）正面図、（ｂ）斜視図である。
【図２４】図２０のカートリッジカートンを収容棚に並べて配置した状態の斜視図である。
【図２５】カートリッジカートンからカートリッジを押出す前の状態を示す、（ａ）側面図、（ｂ）後方斜視図である。
【図２６】カートリッジカートンからカートリッジを押出した後の状態を示す、（ａ）側面図、（ｂ）前方斜視図である。
【図２７】図２６の状態から押出し棒が下降した状態を示す、（ａ）後方斜視図、（ｂ）前方斜視図、（ｂ）側面図である。
【図２８】図２７の状態から押出し棒が後退した状態を示す、（ａ）側面図、（ｂ）後方斜視図である。
【図２９】カートリッジカートンを収容した収容棚の昇降状態を示す正面図である。
【図３０】図４の検体処理測定システムにおける、モジュール配置の変更例を示す模式図である。
【図３１】本発明の第１の実施形態に含まれる、カートリッジピッカーの側面図である。
【図３２】本発明の変形形態に用いるステージラックの構造を示す、（ａ）上面図、（ｂ）側面図である。
【図３３】図３２のステージラックの分解斜視図である。
【図３４】図３２のステージラックに対するカートリッジの搭載状態を示す側面図である。
【図３５】本発明の変形形態に用いるカートリッジの要部を示す斜視図である。
【図３６】図３２のステージラックに対するカートリッジカートンの配置を示す、（ａ）背面側斜視図、（ｂ）正面側斜視図である。
【図３７】図３２のステージラックへのカートリッジの挿入状態を示す上面図である。
【図３８】本発明の変形形態における一検体に対して複数項目を測定する状態を示すステージラックの上面図である。
【図３９】本発明の第２の実施形態に係る検体処理測定システムの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の各実施形態に係る検体処理測定システムを図面を参照して説明する。各図において同一部分には同一符号を付して説明するが、各部材の相対的な大きさは、完全に一致していない点に留意されたい。本発明の各実施形態は、図３に示すように、従来の複数サンプル・バッチ方式と１サンプル・ランダム・アクセス方式を組み合わせたランダム・バッチ・アクセス方式の検体処理測定システムを提供する。本発明の各実施形態において、「処理」とは、核酸を含む検体の抽出、精製、及び増幅を含み、「測定」とは、処理された検体（核酸）の測定、例えばリアルタイムＰＣＲによる測定またはゲル電気泳動によるバンドの測定を含む。以下の説明において、ｘ方向は実質的に水平な第１の方向とすることができ、ｙ方向は第１の方向と異なる実質的に水平な第２の方向とすることができ、ｚ方向は、実質的に垂直な第３の方向とすることができる。
【００２３】
〔第１の実施形態に係る検体処理測定システムの概要〕
本発明の第１の実施形態に係る検体処理測定システム２０００を説明する。図４及び図５に示すように、検体処理測定システム２０００は、消耗品供給モジュール２１００と、処理実行モジュール２２００と、カートリッジ供給モジュール２５００と、各モジュール間を往復移動可能な複数のステージラック（移動ステージ）２３００と、消耗品供給モジュール２１００、処理実行モジュール２２００、及びカートリッジ供給モジュール２５００の間で複数のステージラック２３００を移送するステージラック移送機構２４００とを備える。消耗品供給モジュール２１００で、消耗品等がステージラック２３００に配置または搭載される。消耗品等が配置されたステージラック２３００は、カートリッジ供給モジュール２５００に移送され、ステージラック２３００にカートリッジが搭載される。なお、カートリッジ供給モジュール２５００でステージラック２３００にカートリッジを搭載した後、消耗品供給モジュール２１００で、消耗品等がステージラック２３００に搭載されてもよい。消耗品等及びカートリッジが搭載されたステージラック２３００は、処理実行モジュール２２００側に移送され、処理実行モジュール２２００に装着される。処理実行モジュール２２００は、複数の処理実行ユニット４００を備えている。これらの処理実行ユニット４００は、ステージラック２３００の検体容器に収容された複数の検体に対して、ステージラック２３００上に設けられた複数の処理ラインにそって、処理及び測定を並行的に実行する。
【００２４】
〔消耗品供給モジュール〕
消耗品供給モジュール２１００は、各種消耗品等を保管する消耗品供給ステージ２１１０と、消耗品供給ステージ２１１０の上方で３次元的に移動可能なピックアップユニット３００とを備えている。さらに、消耗品供給ステージ２１１０は、分注チップやピアシングチップ等の消耗品を保管する消耗品保管部２１４０と、ＰＣＲ試薬等の各種試薬容器及び／または子検体容器を保管する容器保管部２１５０、親検体を保管する親検体保管部２１６０と、検体抽出液保管部２１７０とを備える。消耗品保管部２１４０は、例えば、大容量用分注チップ、小容量用分注チップ、密閉容器のアルミシールを穿孔するピアシングチップ（ピアサー）等の少なくとも一つまたはすべての消耗品を収容している。容器保管部２１５０は、例えば、反応液用ウェル、試薬用ウェル、ＰＣＲウェル密閉用のキャップ等の少なくとも一つまたはすべての消耗品を収容している。容器保管部２１５０、親検体保管部２１６０、及び／または検体抽出液保管部２１７０は、好ましくは、試薬、親検体、及び／または検体抽出液を、温度調整（冷却）する温度調整機構（冷却機構）を備えることができる。なお、消耗品供給モジュール２１００に検体抽出液保管部２１７０を設けるものとしたが、これに限定されず、検体抽出液保管部２１７０を他のモジュールに設けてもよい。本実施形態において、「消耗品」とは、消耗品保管部２１４０に保管されるものに限らず、容器保管部２１５０に保管されるもの、各種試薬、溶液、検体も含む。
【００２５】
ピックアップユニット３００は、図７及び図８に示すように、分注用チップが接続されるノズル部（分注ノズル）３２０と、分注用チップ、チューブ、キャップ等の消耗品をピックアップする消耗品ピッカー（消耗品取出し具）３３０とを備える。ノズル部３２０は、ピックアップユニット３００に搭載されたノズル部昇降用モータ３２２によって昇降可能である。なお、ノズル部３２０は分注チップを取り付けた状態で、不図示の真空ポンプによって液体を分注チップに対して吸引吐出可能である。消耗品ピッカー３３０は、ピックアップユニット３００に搭載された消耗品ピッカー昇降用モータ３３２によって昇降可能である。さらに、消耗品ピッカー３３０は、複数の結合端部（図７では４個）を備えた多連消耗品ピッカーとして構成され、複数の結合端部を分注用チップ、チューブ、キャップ等の開口部に結合（挿入）することにより、これらを一度に取り出すことができる。なお、各結合端部には、ピックアップした消耗品を押し出すこと等により、各結合端部から取外す取外し具（不図示）を備えている。
【００２６】
図６に示す親検体保管部２１６０には、複数の親検体（例えば真空採血管）が保管されている。親検体は、親検体トレー２１６０ｂに乗せられて検体搬入部２１６０ａから搬入される。親検体トレー（細長いラック）２１６０ｂは、好ましくは１２本の親検体容器を収容している。親検体保管部２１６０は、親検体トレー２１６０ｂを８個収容するので、合計９６個の親検体を収容することができる。また、個々の親検体容器には、その表面にＱＲコード（登録商標）、バーコード、またはＩＣタグ等の情報記憶部が設けられている。親検体保管部２１６０に設けた情報読取り装置２１６０ｃによって、情報記憶部から検体情報が読み取られる。情報記憶部には、検体情報として、検体番号、検体採取日、採取場所（病棟名）、担当医師、検体を提供した患者の情報、緊急検体か否か、検査対象感染症等のいずれかが記録されている。
【００２７】
〔処理実行モジュール〕
処理実行モジュール２２００は、図９に示すように、処理測定ステージ２２０２と、処理測定ステージ２２０２に設けられた複数の処理実行ユニット４００と、各処理測定ステージ２２０２上にステージラック２３００を装着するステージラック装着部２２１０と、処理測定ステージ２２０２にステージラック２３００を移動して装着するステージラック装着機構２２５０（図１１〜図１５）とを備える。複数の処理実行ユニット４００は、検体の処理及び測定を実行するために複数の分注ノズルを備え、レール２２４０にそってｙ方向に独立して往復移動可能である。
【００２８】
処理実行モジュール２２００は、処理測定ステージ２２４０の手前の、ステージラック２３００がｘ方向に移動する領域の下方に、消耗品廃棄ボックス２２３０、及び廃液槽２２３２を備えている。処理実行ユニット４００の分注ノズルに対して着脱可能な消耗品（使用済みの分注チップや、取り外されたキャップ等）は、処理実行ユニット４００に設けられた分注ノズルに消耗品を装着した状態で消耗品廃棄ボックス２２３０の上方まで移動される。その後、消耗品は、分注ノズルに設けられた消耗品取外機構により、分注ノズルから取り外され（押し外され）、消耗品廃棄ボックス２２３０内に廃棄される。同様に、廃液は、処理実行ユニット４００の分注ノズルで吸引された状態で、廃液槽２２３２の上方まで移動される。その後、廃液は、分注チップから吐出され廃液槽２２３２に廃棄される。
【００２９】
〔ステージラック〕
ステージラック（移動ステージ）２３００は、図１０に示すように、概略平板状であり、互いに並行に配置された複数の処理レーン２３１０と、各処理レーンに対応した長細いチューブ収容部２３１８とを備えている。各処理レーン上で、個々の検体について、独立して前処理工程（前処理機能）及び測定工程（測定機能）が実行される。処理レーン２３１０上で前処理工程を実行する前処理機能部、及び測定工程を実行する測定機能部の位置は固定されている。チューブ収容部２３１８には、子検体及び／または試薬用の１つ又は複数のチューブが収容される。各処理レーン２３１０の間には、各処理レーン２３１０に対して並行に突出した仕切壁２３１２が設けられている。チューブ収容部２３１８の間には、チューブ収容部２３１８に対して並行に突出した仕切壁２３１３が設けられている。仕切壁２３１２、２３１３によって、各処理レーンで処理される検体のコンタミネーションを防止することができる。
【００３０】
ステージラック２３００は、さらに、複数の移送用接続孔２３１４と、複数の装着用接続孔２３１６とを備える。複数の移送用接続孔２３１４には、後述するステージラック移送機構２４００の複数の移送用突起２４０２（図１１及び図１４）が挿入される。複数の装着用接続孔２３１６には、後述するステージラック装着機構２２５０の複数の装着用突起２２５２（図１１及び図１４）が挿入される。移送用接続孔２３１４、装着用接続孔２３１６は、好ましくは、それぞれ４つ設けることができるが、４つに限定されず、少なくとも２つ以上であればよい。なお、各処理レーン２３１０には、図１３に示すように、複数の子検体チューブ、ＤＮＡ抽出カートリッジ及びＰＣＲカートリッジを一体化した一体型カートリッジ１１３等のカートリッジが配置される。なお、本実施形態では、一体型カートリッジ１１３を用いる場合を説明したが、これに限定されず、ＤＮＡ抽出カートリッジと、ＰＣＲカートリッジとを１つの処理レーンにそれぞれ配置してもよい。これらのカートリッジは、好ましくは、それぞれ透明な樹脂から成型することができる。また、これらのカートリッジは、好ましくは、それぞれ、凍結乾燥した試薬や、溶液等を予め密閉したウェルを備えたプレフィルドカートリッジとすることができる。これによって、試薬ボトルや溶液ボトルを予め準備して分注する動作を省略できる。
【００３１】
１つのステージラック２３００は、図１０に示すように、８つの異なる子検体を同時に処理するために、好ましくは、８つの処理レーン２３１０、及び８つのチューブ収容部２３１８を備えることができる。これに対応して、１つの処理実行ユニット４００は、８つの分注ノズルを備え、８つの分注ノズルは、各処理レーン及びチューブ収容部にそって同時に移動して実質的に同じプロトコールで処理及び測定を行うことができる。なお、ステージラック２３００に設ける処理レーン２３１０及びチューブ収容部２３１８の数は、８つに限らず、４、１０、１２、１６等、任意の複数の処理レーンを設けることができる。同様に、処理実行ユニット４００に設ける分注ノズルの数も、８つに限らず、ステージラックに設けるレーンの数に対応して、４、１０、１２、１６等、任意の複数の分注ノズルを設けることができる。
【００３２】
〔ステージラック移送機構〕
ステージラック移送機構２４００は、図４及び図６等に示すように、一対のステージラック移送アーム２４０１を有する。ステージラック移送アーム２４０１は、消耗品供給モジュール２１００、処理実行モジュール２２００、及びカートリッジ供給モジュール２５００の間を延びるレール２４１０にそって、不図示の移動用モータ及びスライダによって往復移動可能である。ステージラック移送アーム２４０１のそれぞれの上面には、少なくとも１つの移送用突起２４０２（図１１及び図１４）が設けられる。移送用突起２４０３が、ステージラック２３００の移送用接続孔２３１４に挿入されると、ステージラック移送機構２４００にステージラック２３００が固定されて一体化される。これによって、ステージラック２３００は、ステージラック移送アーム２４０１に保持された状態で、レール２４１０にそって往復移動可能となる。
【００３３】
〔ステージラック装着機構〕
処理実行モジュール２２００に設けられたステージラック装着機構２２５０を、図１１を用いて説明する。ステージラック装着機構２２５０は、処理実行ユニット４００毎に、処理測定ステージ２２０２に設けられている。ステージラック装着機構２２５０は、処理測定ステージ２２０２に設けられｙ方向に往復移動可能である。ステージラック装着機構２２５０は、一対のステージラック装着アーム２２５１と、ステージラック装着アーム２２５１のそれぞれに少なくとも１つ設けられた突起２２５２と、ステージラック装着アーム２２５１のそれぞれの一端から下方に延びる一対の第１の柱２２５３ａと、一対の第１の柱２２５３ａの下端を接続する接続アーム２２５４と、接続アーム２２５４の両端に設けられた一対の第１のスライダー２２５６ａと、ステージラック装着アーム２２５１のそれぞれの他端から下方に延びる第２の柱２２５３ｂと、第２の柱２２５３ｂのそれぞれの下端に設けられた第２のスライダー２２５６ｂとから構成される。ステージ２２４０上には、第１のスライダー２２５６ａ及び第２のスライダー２２５６ｂをｙ方向にスライドするために一対のレール２２５５が設けられる。さらに、ステージラック装着機構２２５０には、ステージラック装着機構２２５０を自動的に往復移動可能とするために不図示の移動用モータが設けられる。
【００３４】
次に、図１２〜図１５を用いて、ステージラック移送機構２４００及びステージラック装着機構２２５０を用いたステージラック２３００の移送及び装着を説明する。ステージラック２３００は、消耗品供給モジュール２１００で、ステージラック移送機構２４００の一対のステージラック移送アーム２４０１の上で保持された状態で、消耗品等が各処理レーンに搭載され、さらに、カートリッジ供給モジュール２５００でカートリッジ１１３等のカートリッジが搭載される。その後、消耗品等及びカートリッジを搭載したステージラック２３００は、図１２に示すように、消耗品供給モジュール２１００またはカートリッジ供給モジュール２５００から処理実行モジュール２２００に移動する。さらに、ステージラック２３００が、処理実行モジュール２２００のレール２２５５の間の上方まで移送され、ステージラック装着機構２２５０がステージラック２３００の下方に移動されると、図１３に示す状態となる。
【００３５】
図１４は、図１３の上面図のｘ方向からステージラック２３００を見た側面図である。図１４（ａ）の状態では、ステージラック２３００を保持したステージラック移送機構２４００がステージラック装着機構２２５０の上方に位置している。図１４（ａ）の状態から、ステージラック移送機構２４００が、不図示の昇降機構によってステージラック装着アーム２２５１より下方移動すると、図１４（ｂ）の状態となる。この下方移動によって、ステージラック移送アーム２４０１の移送用突起２４０２がステージラック２３００の移送用接続孔２３１４から外れるとともに、ステージラック装着機構２２５０のステージラック装着用突起２２５２が、ステージラック２３００の装着用接続孔２３１６に挿入される。これによって、ステージラック２３００が、ステージラック移送機構２４００からステージラック装着機構２２５０に受け渡される。図１３に示すように、一対のステージラック移送アーム２４０１の外側面の間の幅Ｗ１は、一対のステージラック装着アーム２２５１の内側面の間の幅Ｗ２より小さいため、この下方移動の際、ステージラック２３００及びステージラック移送アーム２４０１が互いに干渉することはない。図１４（ｂ）の状態となった後、ステージラック２３００を保持したステージラック装着機構２２５０は、レール２２５５にそってｙ方向に移動し、図１５に示すように、処理実行ユニット４００の手前のステージラック装着部２２１０（装着位置）で停止し、処理及び測定が可能な配置となる。
【００３６】
〔カートリッジ固定機構〕
一体型カートリッジ１１３等をステージラック２３００に固定するためのカートリッジ固定機構を、図１６〜図１８を用いて説明する。一体型カートリッジ１１３は、図１６に示すように、ＤＮＡ抽出精製部１３３ＡとＰＣＲ反応測定部１１３Ｂとから構成され、抽出カートリッジとＰＣＲカートリッジと一体化したものである。一体型カートリッジ１１３は、カートリッジ上面に設けられた一対の窪み（複数の窪み）１１３ａと、カートリッジの種類等を記憶する情報記憶部１１３ｂと、複数のウェルとを備える。一対の窪み１１３ａは、好ましくはカートリッジの両端に設けることができるが、両端に限定されない。例えば、一対の窪み１１３ａは、カートリッジ１１３の長手方向に所定の距離を置いて設ければよい。情報記憶部１１３ｂはＱＲコード（登録商標）、バーコード、またはＩＣタグ等である。さらに、一体型カートリッジ１１３は、その中央部近辺にカートリッジの長手方向と交差するように１つの凹溝部（ピン挿入部）１１３ｆを備える。図１７及び１８に示すように、カートリッジ固定機構は、カートリッジ１１３の側面方向から凹溝部１１３ｆに挿脱するピン１１３ｇと、ピン１１３ｇを移動可能に支持するピン支持体１１３ｈと、ピン支持体１１３ｈを移動するアクチュエータ等の移動機構（不図示）とを備える。
【００３７】
カートリッジ固定機構の動作を説明する。図１７及び図１８（ｃ）は、凹溝部１１３ｆにピン１１３ｇが挿入された状態である。図１８（ａ）に示すように一体型カートリッジ１１３等のカートリッジは、カートリッジピッカー２５４０（図３１）によって上方からステージラック２３００の処理レーン２３１０に向かって下降して、処理レーン２３１０上の定位置に搭載される。その後、図１７及び図１８（ｃ）に示すようにピン１１３ｇが凹溝部１１３ｆに挿入されて、カートリッジ１１３が固定される。カートリッジ１１３を固定することによって、ステージラック２３００の移送及び装着時に、カートリッジ１１３の浮き上がり及び脱落が防止される。ピン１１３ｇ及びピン支持体１１３ｈは、ステージラック２３００の下方に配置されており、ピン支持体１１３ｈはステージラック２３００等に設けたスライド機構によりスライドされる。なお、一体型カートリッジ１１３に凹溝部を設けた場合を説明したが、一体型カートリッジ１１３を用いず、抽出カートリッジ、ＰＣＲカートリッジを用いて、これらにそれぞれ凹溝部を設け、それぞれの凹溝部をピンによって固定してもよい。
【００３８】
〔カートリッジ供給モジュール〕
カートリッジ供給モジュール２５００は、図１９に示すように、カートリッジ供給ステージ２５１０と、カートリッジ供給ステージ２５１０の後方に設けられてカートリッジを収容する収容棚２５３０と、収容棚２５３０の後方に設けられたカートリッジ押出部２５２０と、カートリッジ供給ステージ２５１０の上方で三次元的に移動可能なカートリッジピッカー２５４０と、カートリッジ供給ステージ２５１０の前方に設けられたカートリッジ廃棄ボックス２５５０とを備える。カートリッジピッカー２５４０は、図１９に示す第１レール２５４２にそってｘ方向に移動するためのｘ方向移動用モータ２５４０ｃ（図３１）、第２レール２５４４にそってｙ方向に移動するためのｙ方向移動用モータ（不図示）を備える。カートリッジ廃棄ボックス２５５０は、カートリッジ供給モジュール２５００に移動したステージラック２３００の斜め下方に配置される。使用済みのカートリッジは、カートリッジピッカー２５４０を用いてカートリッジ廃棄ボックス２５５０内に廃棄される。
【００３９】
カートリッジ供給モジュール２５００に設けられたカートリッジピッカー２５４０の構造を、図３１を用いて説明する。カートリッジピッカー２５４０は、カートリッジ１１３の複数の窪み１１３ａを吸着する複数の吸着部（凸部）２５４０ａと、複数の吸着部２５４０ａをｚ方向に昇降するための昇降用モータ２５４０ｂと、第１レール２５４２にそって、カートリッジピッカー２５４０を移動するｘ方向移動用モータ２５４０ｃとを備える。複数の吸着部２５４０ａは、それぞれ円錐状に突出しその先端には吸着口が設けられ、当該吸着口は、不図示の真空ポンプに接続される。カートリッジ１１３をピックアップする際には、カートリッジピッカー２５４０をカートリッジ１１３の上方に移動し、破線で示すように一対の吸着部２５４０ａを降下させてカートリッジ１１３を吸着する。カートリッジピッカー２５４０は、カートリッジ１１３を吸着した状態で上昇し、ステージラック２３００の処理レーン２３１０に移動して、処理レーン２３１０にカートリッジを載置する。
【００４０】
一対の吸着部２５４０ａは、吸着部支持部材２５４０ｅにより支持されている。好ましくは、吸着部支持部材２５４０ｅに伸縮機構を設けることにより、一対の吸着部２５４０の間の距離を、長手方向の寸法が異なるカートリッジに応じて変更して、これらのカートリッジをピックアップすることができる。伸縮機構を設けない場合、長さが異なる複数の吸着部支持部材を設けることにより、異なる寸法のカートリッジをピックアップすることもできる。さらに、カートリッジピッカー２５４０は、カートン情報記憶部２６０１ｂ（図２０）及び／またはカートリッジ情報記憶部１１３ｂ（図１６）から、情報を読み出すためのカートン情報読出部２５４０ｄ及び／またはカートリッジ情報読出部２５４０ｅが設けられている。
【００４１】
〔カートリッジカートン〕
収容棚２５３０に収容されるカートリッジカートン（ブックタイプカートン）２６００の構造を、図２０〜図２３を用いて説明する。カートリッジカートン２６００は、図２２に示すように、扁平な容器であり、その内部に一体型カートリッジ１１３等のカートリッジを積み上げた状態で収容する。カートリッジカートン２６００は、図２２の展開図した状態で示す板状の側面部材２６０１と、図２３に示す上面及び下面を構成するキャップ部材２６０２とから構成される。カートリッジカートン２６００は、好ましくは透明または半透明な樹脂材料から形成され、１２個のカートリッジを積み重ねて収容することができる。図２０に示すように、側面部材２６０１の一対の幅広側面２６０１Ｗのそれぞれには、少なくとも１つのスロット（細長い孔）２６０１ａが形成される。第１幅狭側面２６０１Ｎ１の上部には、ＱＲコード（登録商標）、バーコード、またはＩＣタグ等のカートン情報記憶部２６０１ｂが設けられる。カートン情報記憶部２６０１ｂは、カートリッジカートン２６００に収容されるカートリッジの種類、製造番号、及び／又は使用期限等を記憶し、カートリッジ情報読出装置２５４０ｄ（図１９及び図３１）によって読み出される。カートン情報記憶部２６０１ｂは、ＱＲコード（登録商標）、バーコード、またはＩＣタグ等とすることができる。
【００４２】
図２０及び図２１に示すように、第１幅狭側面２６０１Ｎ１の下部には、カートリッジを押出すための押出し開口２６０１ｃが形成され、押出し開口２６０１ｃは、シール板２６０３で覆われている。シール板２５０３は、カートリッジの押出し前に取り除かれる。図２２に示すように、側面部材２６０１の第２幅狭側面２６０１Ｎ２の下部には、カートリッジを押出すための押出し棒２５２１（図２５）を挿入するための棒挿入開口２６０１ｄが形成されている。幅広側面２６０１Ｗの上下端には、細長い窪みまたは孔２６０１ｅが形成されている。
【００４３】
図２２の側面部材２６０１は、一点鎖線に沿って折り曲げて、第３幅狭側面２６０１Ｎ３を第１幅狭側面２６０１Ｎ１に接着することにより、矩形筒状に形成される。矩形筒状の側面部材２６０１の上下に、キャップ部材２６０２を取り付けることにより箱状に形成される。図２３に示すように、キャップ部材２６０２の一対の側壁には、それぞれスリット２６０２ａが形成され、スリット２６０２ａの内部には突条２６０２ｂが形成されている。キャップ部材２６０２を矩形筒状の側面部材２６０１に取り付けると、突条２６０２ｂが細長い窪み２６０１ｅに嵌まり込み、キャップ部材２６０２が側面部材２６０１に固定される。複数のカートリッジカートン２６００は、図２４に示すように、収容棚２５３０に収容される。なお、カートリッジカートン２６００は、収容棚２５３０に収容された状態で、不図示の固定機構により収容棚２５３０に固定される。
【００４４】
次に、カートリッジカートン２６００内から一体型カートリッジ１１３等のカートリッジをカートリッジ供給ステージ２５１０上に押出す押出し機構２５２０を説明する。押出し機構２５２０は、図１９に示すように押出し棒２５２１と、押出し棒２５２１をｙ方向に伸縮させるアクチュエータ２５２３と、押出し棒２５２１及びアクチュエータ２５２３の昇降機構（不図示）とから構成される。図１９には、一組の押出し棒２５２１及びアクチュエータ２５２３のみを図示しているが、複数のカートリッジカートン２６００に対応して、複数の押出し棒２５２１及びアクチュエータ２５２３が設けられる。
【００４５】
次に、図２５〜図２８を用いて、カートリッジカートン２６００からカートリッジ１１３を押し出すための、押出し棒２５２１の動作を説明する。図２５（ｂ）に示すように、押出し棒２５２１は、Ｔ字状に形成された押出し端部２５２１ａを備える。図２５は、押出し端部２５２１ａをカートリッジカートン２６００の棒挿入開口２６０１ｄの上側幅広部近傍で、カートリッジカートン２６００内に配置した状態である。この状態で、押出し端部２５２１ａは、カートリッジカートン２６００に収容された一体型カートリッジ１１３の後端部に当接している。図２５の状態から矢印の方向に押出し棒２５２１を移動させると、図２６の状態となる。
【００４６】
図２６は、押出し棒２５２１がカートリッジカートン２６００内を移動して、押出し端部２５２１ａが押出し開口２６０１ｃまで移動することにより、最下段のカートリッジ１１３をカートリッジ供給ステージ２５１０上に完全に押出した状態となる。図２６の状態から、押出し棒２５２１が昇降機構により矢印方向に下降すると、図２７（ａ）の状態となる。押出し棒２５２１を徐々に下降することにより、押出し棒２５２１の上に積み重ねられた複数のカートリッジ１１３も徐々に下降することができる。これによって、複数のカートリッジ１１３の急降下による破損等を防止することができる。
【００４７】
押出し棒２５２１が図２７（ｂ）に示すようにカートリッジカートン２６００の底面近傍まで下降すると、図２７（ｃ）に示すように押出し棒２５２１はカートリッジカートン２６００内から引き抜かれる。図２８は、押出し棒２５２１がカートリッジカートン２６００内から完全に引き抜かれた状態である。押出し端部２５２１ａは、カートリッジカートン２６００の棒挿入開口２６０１ｄの下側幅広部から引き抜かれる。押出し棒２５２１は、次のカートリッジ押出し動作に備えて、図２８の状態から昇降機構により上昇して、図２５の状態となる。
【００４８】
図２９は、収容棚２５３０を積層された複数の棚とし、さらに昇降可能としたものである。各棚には、複数のカートリッジカートン２６００が収容されている。収容棚２５３０は、各棚はカートリッジ供給ステージ２５１０と同じ高さとなるように、棚昇降機構２５３１を用いて昇降される。複数の棚は、例えば、３つとすることができ、棚ごとに保管するカートリッジの種類を変えてもよい。
【００４９】
〔検体処理測定システムの動作〕
第１の実施形態の検体処理測定システム２０００は、前処理工程の効率化をはかり、ハイスループットを実現するために、次の通り動作する。初めに、カートリッジ供給モジュール２５００における準備動作を説明する。図１９に示すように、ステージラック２３００は、カートリッジ供給モジュール２５００のカートリッジ搭載位置に移動される。カートリッジ押出し機構２５２０が、カートリッジ供給ステージ２５１０上にカートリッジ１１３等を押し出す。カートリッジ供給ステージ２５１０上に供給されたカートリッジ１１３は、カートリッジピッカー２５４０を用いてステージラック２３００に搭載される。ステージラック２３００に搭載されたカートリッジ１１３は、固定機構（図１７及び図１８）によってステージラック２３００に固定され、カートリッジ１１３の搭載が完了する。カートリッジ１１３の搭載完了後、ステージラック２３００は、ステージラック移送機構２４００によって、消耗品供給モジュール２１００に移送される。
【００５０】
次に、消耗品供給モジュール２１００における準備動作を説明する。図６に示すように、ステージラック２３００は、消耗品供給モジュール２１００の消耗品搭載位置に移動される。消耗品保管部２１４０に保管された分注チップやピアシングチップ等の消耗品は、ピックアップユニット３００の４連の消耗品ピッカー３３０（図７及び図８）によって、４個毎にピックアップされステージラック２３００に搭載される。容器保管部２１５０に保管された試薬容器及び／または子検体容器等の消耗品も、ピックアップユニット２１３０の４連の消耗品ピッカー３３０によって、４個毎にピックアップされステージラック２３００に搭載される。
【００５１】
試薬保管部２１５２に保管されたＰＣＲ試薬等の各種試薬は、ピックアップユニット３００の分注ノズル３２０（図７及び図８）によって、ステージラック２３００に搭載された試薬容器に分注される。親検体保管部２１６０の親検体トレー２１６０ｂに保管された親検体は、ピックアップユニット３００の分注ノズル３２０によって、ステージラック２３００に搭載された子検体容器２３２０に分注される。各種消耗品等がステージラック２３００に配置された後、ステージラック移送機構２４００によって処理実行モジュール２２００に移送される。
【００５２】
図９に示すように処理実行モジュール２２００に移送されたステージラック２３００は、ステージラック装着機構２２５０（図１１〜図１５）を用いて、ステージラック装着部２２１０に装着される。ステージラック装着部２２１０に装着された状態で、ステージラック２３００は昇降機構により下降して、ステージラック２３００のカートリッジ１１３に設けられたＰＣＲウェルが、ステージラック装着部２２１０に設けられたヒートブロック（ペルチェ素子等の加熱冷却部）に密着されて、装着動作が完了する。ステージラック２３００の装着動作が完了すると、処理実行ユニット４００がステージラック２３００の上に移動して、検体からＤＮＡの抽出、精製、リアルタイムＰＣＲ等による増幅及び測定、の各処理が実行される。
【００５３】
処理実行ユニット４００による上記各処理が終わると、処理実行ユニット４００の分注ノズルを用いて、ステージラック２３００上の廃液が廃液槽２２３２に排出され、次いでステージラック２３００上の消耗品が消耗品廃棄ボックス２２３０に破棄される。消耗品の廃棄及び廃液後、ステージラック装着機構２２５０がステージラック２３００をステージラック装着部２２１０から取り外して、ステージラック移動機構２４００にステージラック２３００を搭載する。このステージラック２３００は、カートリッジ供給モジュール２５００に移送されて、カートリッジ１１３がカートリッジピッカー２５４０を用いてカートリッジ廃棄ボックス２５５０に廃棄される。
【００５４】
〔廃棄カートリッジ整列装置〕
図１９に示すように、カートリッジ廃棄ボックス２５５０には、廃棄カートリッジを積み重ねて収容するために複数のカートリッジカートン２６００’が配置されている。カートリッジカートン２６００’は、空になったカートリッジカートン２６００から、上面のキャップ部材２６０２を取り外して、その上面を開口したものである。カートリッジ廃棄ボックス２５５０には、廃棄カートリッジ整列装置２５５１が配置されている。廃棄カートリッジ整列装置２５５１は、一対の昇降アーム２５５２と、昇降アーム２５５２の昇降機構とを備えている。一対の昇降アーム２５５２は、カートリッジカートン２６００’の一対のスロット２６０１ａに、挿入された状態である。この状態で、廃棄カートリッジ整列装置２５５１が一対の昇降アーム２５５２をカートリッジカートン２６００’の上面開口付近に配置することにより、カートリッジピッカー２５４０を用いて第１の廃棄カートリッジが昇降アーム２５５２上に載せられる。次に、廃棄カートリッジ整列装置２５５１が昇降アーム２５５２を廃棄カートリッジの高さ分、下降させると、第２の廃棄カートリッジを第１の廃棄カートリッジ上に載せることができる。これを繰り返すことにより、カートリッジカートン２６００’内に廃棄カートリッジを整列して積み上げることができる。これによって、カートリッジの廃棄時に、カートリッジを自動的に整列して破棄することができ、乱雑にカートリッジを収容して廃棄する場合に比べて、廃棄体積を削減することができる。
【００５５】
〔モジュール配置の変更〕
検体処理測定システム２０００において、各モジュール配置は自由に変更することができる。図４では、左から消耗品供給モジュール２１００、処理実行モジュール２２００、カートリッジ供給モジュール２５００の順に配置したがこれに限定されない。例えば、図３０に示すように、左から消耗品供給モジュール２１００、カートリッジ供給モジュール２５００、処理実行モジュール２２００の順に配置してもよい。
【００５６】
〔抽出液の分取保管〕
図６に示した検体抽出液保管部２１７０は、処理実行モジュール２２００で処理実行ユニット４００を用いて抽出されたＤＮＡ等の抽出液の一部を分取保管することができる。抽出液の一部を分取保管する際は、処理実行ユニット４００の動作をＤＮＡの抽出精製工程後に一時停止して、ステージラック２３００を処理実行モジュール２２００から消耗品供給モジュール２１００に移送する。ステージラック２３００が消耗品供給モジュール２１００に移送された後、ステージラック２３００のカートリッジ１１３中の抽出液ウェルからピックアップユニット３００の分注ノズル３２０（図７及び図８）を用いて、抽出液の一部を検体抽出液保管部２１７０の１つまたは複数の抽出液保管チューブ２１７０ａに移動する。抽出液の一部を保管する抽出液保管チューブ２１７０ａは、キャップ等で密閉され、検体抽出液保管部２１７０の冷却機構で、好ましくは４℃前後に冷却保管される。抽出液の一部保管後、ステージラック２３００を消耗品供給モジュール２１００から処理実行モジュール２２００に移送し、処理実行ユニット４００で抽出液中のＤＮＡの増幅、測定等を実行する。抽出液保管チューブ２１７０ａに保管された抽出液の一部は、処理実行ユニット４００で再開後に行われる測定とは異なる他の測定（他の遺伝子検査）に使用することができる。
【００５７】
次に、抽出液の一部保管に関する具体例を説明する。抽出液の一部保管処理によって、ＰＣＲ工程前のＤＮＡ抽出液５０ｍｌについて、１０ｍｌをＰＣＲ、測定に使い、４０ｍｌを残して保存し、後日、別の検査に用いることができる。たとえば、被験者Ａについて、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）、Ｂ型肝炎ウイルス（ＨＢＶ）、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）の３つの検査をする際、抽出時に、１０ｍｌを用いて優先度の高いＨＩＶ検査のみを行う。後日、保管された一部のＤＮＡ抽出液（４０ｍｌ）を用いて、いずれかの検査を実行することができる。これによって、ＤＮＡ抽出液が無駄にならない。
【００５８】
〔抽出液の分割〕
処理実行モジュール２２００で処理実行ユニット４００を用いて抽出されたＤＮＡ等の抽出液を別の処理レーンに分割して処理及び測定を実行することもできる。抽出液を分割する際は、処理実行ユニット４００の動作をＤＮＡの抽出精製工程後に一時停止して、ステージラック２３００を処理実行モジュール２２００から消耗品供給モジュール２１００に移送する。ステージラック２３００が消耗品供給モジュール２１００に移送された後、分注ノズル３２０を用いてステージラック２３００の第１のカートリッジ１１３の抽出液ウェル中の抽出液を、ステージラック２３００の第２のカートリッジ１１３の空の抽出液ウェルに分割することができる。抽出液の分割後、ステージラック２３００を消耗品供給モジュール２１００から処理実行モジュール２２００に移送し、第１及び第２のカートリッジ１１３に分割された抽出液を用いて、抽出液中のＤＮＡの増幅、測定等を実行することができる。
【００５９】
〔カートリッジ供給モジュールの変形形態〕
図１９に示したカートリッジ供給モジュール２５００は、カートリッジカートン２６００からステージ上にカートリッジを押し出し、押し出されたカートリッジをカートリッジピッカー２５４０を用いてピックアップし、ステージラック２３００にカートリッジを載置した。これに対し、本変形形態は、カートリッジカートン２６００から、直接、カートリッジをステージラック２７００に押し込む。本変形形態では、ステージラック２３００に換えて、図３２〜図３３に示すステージラック２７００を用いる。
【００６０】
本変形形態に係るステージラック２７００の構造を図３２及び図３３を用いて説明する。ステージラック２７００は、概略板状であり、略矩形の上面体２７０１と、略櫛形の下面体２７０３と、上面体２７０１及び下面体２７０３を貫通する複数の開口部２７０７とから構成される。開口部２７０７は、上面体２７０１に形成された複数の長方形状開口と、下面体２７０３の櫛の間の隙間とから構成される。下面体２７０３は、互いに平行に延びている複数の第1レール部２７０３ａと、ステージラック２７００の外周側に設けられ、第1レール部２７０３ａと平行に延びている第２レール部２７０３ｂとを備える。第1レール部２７０３ａ及び第２レール部２７０３ｂにより、下面体２７０３の櫛形の部分が構成される。上面体２７０１、下面体２７０３は、好ましくは金属板を切削加工及び／又は打抜き加工して形成することができる。加工後に上面体２７０１及び下面体２７０３は、溶接、カシメ、またはねじ止め等により一体化される。
【００６１】
図３２に示すようにステージラック２７００の側面には複数のカートリッジ受入口２７０５ａが形成されている。図３２（ａ）に示すように、第1レール部２７０３ａ及び第２レール部２７０３ｂの末端がカートリッジ受入口２７０５ａから外側に突出している。図３２（ｂ）に示すように、第1レール部２７０３ａは、側面から見て上下が反転したＴ字状であり、第２レール部２７０３ｂは、側面から見てＬ字状又は左右が反転したＬ字状である。各レール部の間には、開口部２７０７によってカートリッジ挿入空間が形成されている。各レール部は、開口部２７０７にそってｙ方向に延びている。図３２（ａ）に示すｙ方向に延びる矢印にそって、後述するカートリッジが、カートリッジ受入口２７０５ａからステージラック２７００内に押し入れられる。
【００６２】
図３４の側面図を用いて、ステージラック２７００にカートリッジ１１４が挿入された状態を説明する。カートリッジ１１４の上面板１１４ａの一方の長手方向縁１１４ａ１は、上面体２７０１と第１レール２７０３ａとの間に挟まれている。カートリッジ１１４の一方の側面突出部１１４ｅ１は、第１レール２７０３ａの側面と対向している。カートリッジ１１４の上面板１１４ａの他方の長手方向縁１１４ａ２は、上面体２７０１と第２レール２７０３ｂとの間に挟まれている。カートリッジ１１４の他方の側面突出部１１４ｅ２は、第２レール２７０３ｂの側面と対向している。これによって、カートリッジ１１４は、ステージラック２７００に対して、ｘ方向、及びｚ方向の移動が制限され、ｙ方向にレール上をスライド可能となる。なお、図３４においては、カートリッジ１１４を、上面体２７０１、第１レール２７０３ａ、及び第２レール２７０３ｂを用いて、スライド可能に配置している。しかしながら、図３４のような配置に限定されず、カートリッジ１１４を、上面体２７０１、隣り合う一対の第１レール２７０３ａを用いて、スライド可能に配置することもできる。
【００６３】
図３５を用いて、カートリッジ１１４の構造を説明する。カートリッジ１１４は、上面板１１４ａと、上面板１１４ａに開口するウェル１１４ｂと、上面板１１４ａの短辺側から上方に突出する少なくとも１つのリブ１１４ｃと、上面板１１４ａの短辺側から下方に突出する少なくとも１つのリブ１１４ｄとから構成される。上面板１１４ａは、その長編側に一対の長手方向縁１１４ａ１、１１４ａ２を備えている。カートリッジ１１４をステージラック２７００に押し込む際、カートリッジ１１４は図３５の矢印方向に移動する。この移動時にリブ１１４ｄが、上面体２７０１の外側面２７０１ｂ（図３２及び図３４）に当接してカートリッジ１１４の移動を制限する。
【００６４】
図３６は、ステージラック２７００及びカートリッジカートン２６００の相対的な配置関係を示している。ステージラック２７００及びカートリッジカートン２６００は、カートリッジ供給モジュール２５００に配置される。カートリッジカートン２６００のカートリッジ押出し開口２６０１ｃと、ステージラック２７００のカートリッジ受入口２７０５ａとは、対向した状態に配置される。この対向状態で、カートリッジ押出し開口２６０１ｃからカートリッジ受入口２７０５ａを介してカートリッジ１１２、１１４がステージラック２７００内に押し込まれる。図３６において、押出し棒２５２１を含む押出し機構２５２０の図示は省略されている。図３６に示すカートリッジカートン２６００に対するステージラック２７００の位置が、カートリッジ供給位置である。
【００６５】
ステージラック２７００は、ステージラック移送機構２４００によってレール２４１０にそって、図３６のｘ方向に往復移動可能である。第１のカートリッジカートン２６００を用いて、ステージラック２７００の複数のレーンにカートリッジ１１２をセットすることができる。カートリッジ１１２をセットした後、ステージラック２７００をｘ方向に移動し、第２のカートリッジカートン２６００（不図示）を用いて、ステージラック２７００の複数のレーンにカートリッジ１１４をセットすることができる。図３６には１つのカートリッジカートン２６００のみを図示しているが、好ましくは、図２４に示したように複数のカートリッジカートン２６００を並べて配置することができる。
【００６６】
図３７に示すように、ステージラック２７００は、細長い複数のレーン（開口部２７０７）を備え、各レーンには、それぞれ各機能部を構成するために、複数のカートリッジ１１２、１１４が収容される。例えば、ステージラック２７００は、ステージラックの奥側にＤＮＡ抽出カートリッジ１１２を、ステージラックの手前側にＰＣＲカートリッジ１１４を、それぞれ収容することができる。ＤＮＡ抽出カートリッジ１１２は、細胞等の検体からＤＮＡ等の核酸を抽出、精製するための抽出機能部を構成し、ＰＣＲカートリッジ１１４は、抽出されたＤＮＡのＰＣＲを実行するとともに、ＰＣＲにより増幅されたＤＮＡを測定するＰＣＲ及び測定機能部を構成する。ＤＮＡ抽出カートリッジ１１２の奥側の末端は、開口部２７０７の内面２７０７ａに接触して位置決めされる。ＰＣＲカートリッジ１１４の手前側の末端は、ＰＣＲカートリッジ１１４のリブ１１４ｃが上面体２７０１の外側面２７０１ｂに当接することにより位置決めされる。
【００６７】
図３８は、ステージラック２７００を用いて、一検体に対して複数項目を測定するためのカートリッジのセット状態を示している。ステージラック２７００は、予め、カートリッジ供給モジュール２５００において、図３８に示すようにＤＮＡ抽出カートリッジ１１２、ＰＣＲカートリッジ１１４がセットされる。具体的には、第１レーン２７０７には１個のＤＮＡ抽出カートリッジ１１２及び１個のＰＣＲカートリッジ１１４がセットされ、第２レーン２７０７Ａ〜第４レーン２７０７Ｃには、抽出カートリッジ１１２はセットされず、それぞれ１個のＰＣＲカートリッジ１１４Ａ〜１１４Ｃがセットされる。図３８の状態のステージラック２７００を消耗品供給モジュール２１００に移送し、検体、試薬等を分注した後、処理実行モジュール２２００に移送し検体の抽出、ＰＣＲ、測定が実行される。
【００６８】
処理実行モジュール２２００において第１レーン２７０７にセットされた抽出カートリッジ１１２上で検体の抽出を行った後、ステージラック２７００を、再度、消耗品供給モジュール２１００に移送し、消耗品供給モジュール２１００の分注ノズル３２０を用いて、抽出されたＤＮＡを抽出カートリッジ１１２から、ＰＣＲカートリッジ１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ、及び１１４Ｃに分注する。ＰＣＲカートリッジ１１４〜１１４Ｃへの分注完了後、ステージラック２７００を、処理実行モジュール２２００に移送し、各ＰＣＲカートリッジ１１４〜１１４Ｃ上でＰＣＲ及び測定を実行する。各ＰＣＲカートリッジ１１４〜１１４Ｃに予め異なる試薬等を供給することにより、各ＰＣＲカートリッジ１１４〜１１４Ｃにおいて、１つの検体に対して、異なる項目の測定を並行して実行することができる。
【００６９】
カートリッジ供給モジュールの変形形態（図３２〜図３８）は、カートリッジを直接ステージラック２７００にセットすることができるため、ステージ２５１０上にカートリッジを押し出す空間が不要となり、さらに図３１に示したカートリッジピッカーも不要となる。また、この変形形態は、ステージラック２７００自体がカートリッジを上下で保持するため、図１７及び図１８に示したカートリッジの浮き上がり防止機構が不要となる。このように変形形態では、カートリッジ供給モジュールの構造をコンパクトにかつ簡易にすることができる。
【００７０】
変形形態において、ステージラック２７００から使用後のカートリッジを廃棄する際は、カートリッジ供給モジュール２５００にステージラック２７００を移送し、不図示の押出し機構を用いて図３７の奥側から手前側にカートリッジを押し出して廃棄ボックス２５５０に廃棄することもできる。変形形態においては、ＤＮＡ抽出カートリッジ１１２、及びＰＣＲカートリッジ１１４、の２種類のカートリッジを用いたがこれに限定されず、ＤＮＡ抽出機能部、及びＰＣＲ機能部を一体化したカートリッジ１１３を用いてもよい。変形形態のステージラック２７００は、図１０のステージラック２３００と同様の構造、例えば、複数の移送用接続孔２３１４、複数の装着用接続孔２３１６、検体用チューブを収容するチューブ収容部２３１８、各レーンを仕切る複数の仕切壁２３１２、複数の仕切壁２３１３の１又は任意の複数の要素を備えることができる。さらに変形形態のステージラック２７００は、カートリッジ１１４がカートリッジ受入口２７０５ａから脱落することを防止するカートリッジ固定機構を備えてもよい。このカートリッジ固定機構は、例えば、カートリッジ受入口２７０５ａ側でカートリッジの端部を押さえる移動式爪等から構成することができる。
【００７１】
〔第２の実施形態に係る検体処理測定システム〕
本発明の第２の実施形態に係る検体処理測定システム２０００Ａを説明する。図３９の平面図に示すように、検体処理測定システム２０００Ａは、消耗品供給モジュール２１００と、１つ又は複数の処理実行モジュール２２００と、１つ又は複数の処理実行モジュール２２００に対して脱着可能な１つ又は複数のステージラック（移動ステージ）２３００又は２７００と、ピックアップユニット３００と、ピックアップユニット３００を実質的に水平に移動するピックアップユニット移動機構２８００とを備えている。
【００７２】
ピックアップユニット３００は、消耗品供給モジュール２１００から消耗品、検体、溶液、及び／又は試薬を、ピックアップ又は吸引してステージラック２３００又は２７００に搭載された一体型カートリッジ１１３等のカートリッジに供給する。ピックアップユニット移動機構２８００は、ピックアップユニット３００をｘ方向に往復移動可能とする第１レール２８０１と、第１レール２６１０上でピックアップユニット３００をｘ方向に移動するためのｘ方向移動用モータ（不図示）と、第１レール２８０１をｙ方向に往復移動可能とする一対の第２レール２８０３と、第１レール２８０３をｙ方向に移動するためのｙ方向移動用モータ（不図示）とを備える。ピックアップユニット３００は、ピックアップユニット移動機構２８００によって、各モジュールの上方の任意位置に移動可能となる。ピックアップユニット移動機構２８００の第１レール２８０１は、ｙ方向に移動する処理実行ユニット４００と干渉しないように、処理実行ユニット４００より高い位置に配置される。ピックアップユニット移動機構２８００の第１レール２８０１を処理実行ユニット４００と干渉しない配置することにより、例えば、図３９の左側の処理実行モジュール２２００で２つの処理実行ユニット４００がｙ方向に移動し、検体の処理（抽出、精製、又は増幅）、又は測定を実行している際、図３９の右側の処理実行モジュール２２００に装着された１つ又は複数のステージラック２３００又は２７００に対し、ピックアップユニット３００が、消耗品供給モジュール２１００から消耗品、検体、試薬、及び／又は溶液等を供給することができる。
【００７３】
ピックアップユニット３００は、消耗品供給モジュール２１００と複数の処理実行モジュール２２００との間を移動する。検体処理測定システム２０００Ａは、中央に消耗品供給モジュール２１００が配置され、消耗品供給モジュール２１００の両側に処理実行モジュール２２００が配置される。したがって、２つの処理実行モジュール２２００の間に、消耗品供給モジュール２１００が配置される。このような配置によって、ピックアップユニット３００の移動距離を最適化することができる。１つの処理実行モジュール２２００は、１つまたは複数の処理実行ユニット４００を備えることができる。図３９では、検体処理測定システム２０００Ａは、２つの処理実行モジュール２２００を備えたが、１つの処理実行モジュール２２００を備えるか、3つ以上の処理実行モジュール２２００を備えることもできる。
【００７４】
第２の実施形態に係る検体処理測定システム２０００Ａは、第１の実施形態のカートリッジ供給モジュール２５００及びステージラック移送機構２４００を備えていない。第２の実施形態において、ステージラック２３００又は２７００は、不図示のカートリッジ搭載位置で、複数の一体型カートリッジ１１３がステージラック２３００又は２７００の各処理レーンにユーザーによって搭載される。複数の一体型カートリッジ１１３が搭載されたステージラック２３００又は２７００は、ユーザーによって処理実行モジュール２２００の手前の装着位置でステージラック装着機構２２５０（図１１〜図１５）に装着される。なお、第２の実施形態では、一体型カートリッジ１１３を用いる場合を説明したが、これに限定されず、ＤＮＡ抽出カートリッジと、ＰＣＲカートリッジとを１つの処理レーンにそれぞれ配置してもよい。ステージラック装着機構２２５０に装着されたステージラック２３００又は２７００は、ステージラック装着機構２２５０によってｙ方向に移動し、ステージラック装着部２２１０に装着される。
【００７５】
（まとめ）
本発明の各実施形態の特徴は、次の通りである。
（１）第１の実施形態の検体処理測定システム２０００は、複数の一体型カートリッジ１１３等の複数のカートリッジを装着したステージラック２３００又は２７００を自動で移動または交換可能とした。また、第２の実施形態の検体処理測定システム２０００Ａは、複数のカートリッジを装着したステージラック２３００又は２７００を手動で移動または交換可能とした。したがって、第１及び第２の実施形態に係る検体処理測定システムは、複数のカートリッジを装着したステージラック２３００又は２７００自体を交換可能（着脱可能）な構成を提供することができる。これによって、本発明は、複雑な処理工程や測定工程を並行して連続的に実行することができる。
【００７６】
（２）第１及び第２の実施形態の処理実行モジュール２２００は、ステージラック２３００又は２７００に設けられた複数の処理レーンに搭載された複数のカートリッジ上で、ＤＮＡ等の核酸の、抽出、増幅、及び蛍光測定を、一貫して直線的に並行して行うことができる。第１及び第２の実施形態のピックアップユニット３００は、抽出や増幅等の反応工程に用いる、検体、試薬、溶液、及び／又は消耗品を、ステージラック２３００又は２７００に搭載された複数のカートリッジに自動的に供給することができる。
【００７７】
（３）第１及び第２の実施形態において、一体型カートリッジ１１３等のカートリッジがステージラック２３００に搭載される際、ステージラック２３００に対してカートリッジ固定機構（図１６〜図１８）によってカートリッジが固定される。また、第１及び第２の実施形態において、カートリッジがステージラック２７００に搭載される際、ステージラック２７００のカートリッジ受入口２７０５ａからステージラック２７００内部にカートリッジがスライド挿入され固定される。したがって、ステージラック２３００又は２７００を移動又は交換する際に、ステージラック２３００又は２７００からカートリッジが装着位置から脱落することを防止できる。
【００７８】
（４）第１及び第２の実施形態の処理実行モジュール２２００において、一体型カートリッジ１１３等のカートリッジを搭載したステージラック２３００又は２７００が、ステージラック装着部２２１０に向かってｙ方向に移動し、ステージラック装着部２２１０で停止する。そして、ステージラック２３００又は２７００に対して、ステージラック２３００又は２７００の下方にあるヒートブロック（ペルチェ素子等の加熱冷却部）が、不図示の昇降機構によって相対的に上下移動する。これによって、ステージラック２３００又は２７００の複数のカートリッジに含まれる複数の増幅用ウェルの下面が、加熱冷却部と密着した状態となる。この状態で、ＰＣＲの際の熱交換を効率よく実行することが可能となる。
【００７９】
（５）第２の実施形態は、ステージラック２３００又は２７００へのカートリッジの装着を自動化せずにユーザーが行うものであるが、ステージラック２３００又は２７００への、消耗品、検体、試薬、溶液等の供給は、ピックアップユニット３００の分注ノズル３２０（図７及び図８）を用いて自動化できるため、第１の実施形態に比べて簡易な構成で一部自動化したランダムバッチアクセスシステムを提供することができる。
【符号の説明】
【００８０】
３００    ピックアップユニット
４００    処理実行ユニット（並列処理ユニット）
２０００    検体処理測定システム
２０００Ａ  検体処理測定システム
２１００    消耗品供給モジュール
２２００    処理実行モジュール
２３００    ステージラック
２４００    ステージラック移送機構
２５００    カートリッジ供給モジュール
２６００    カートリッジカートン
２７００    ステージラック
２８００    ピックアップユニット移動機構
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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