(57)【要約】【課題】本発明は、分注ロボット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部を一体化し、試薬ストッカ部と攪拌精製部に温調を行うことにより攪拌及び抽出を自動化することを目的とする。【解決手段】本発明による蛋白質スクリーニング装置は、分注ロボット(11)、試薬ストッカ部(12)及び攪拌精製部(13)を一体結合し、分注ロボット(11)の分注ヘッド(15)を二軸方向、上下動及び旋回自在とし、サンプル及び試薬等の攪拌及び抽出を自動化し、温調することによってサンプル等の劣化を防止した構成である。【選択図】図４
2006194671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体形状が箱状をなす筺体(2)内に設けられた分注ロボット(11)、複数の試薬ストッカ(12a)を有する試薬ストッカ部(12)及び攪拌精製部(13)とを備え、前記分注ロボット(11)の分注ヘッド(15)でチャッキングした１本又は複数のディスポーザブルチップ(15a)を前記各試薬ストッカ(12a)のうちの何れかに挿入して試薬を吸引し、前記分注ヘッド(15)を前記攪拌精製部(13)上に移動させ、前記各ディスポーザブルチップ(15a)内の試薬を前記攪拌精製部(13)の攪拌精製プレート(34)上に供給すると共に、前記攪拌精製部(13)に上下動自在に設けられたピストンポンプ(61)の複数の攪拌用ディスポーザブルチップ(60)による吸引／吐出によって前記攪拌精製プレート(34)上の前記試薬を攪拌するようにした蛋白質スクリーニング装置において、
前記試薬ストッカ部(12)と攪拌精製部(13)には温調部(24)が設けられていることを特徴とする蛋白質スクリーニング装置。
【請求項２】
前記分注ヘッド(15)は、上昇、下降、旋回及び２軸方向移動自在に構成されていることを特徴とする請求項１記載の蛋白質スクリーニング装置。
【請求項３】
前記分注ロボット(11)には、複数の前記ディスポーザブルチップ(15a)を有するチップラックホルダ(16)が複数個設けられたチップラック(17)が配設されていることを特徴とする請求項１記載の蛋白質スクリーニング装置。
【請求項４】
前記試薬ストッカ部(12)の温調部(24)は、ペルチェ素子を用いたペルチェユニットよりなることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の蛋白質スクリーニング装置。
【請求項５】
前記筺体(2)内は、前記試薬ストッカ部(12)及び攪拌精製部(13)の各内部設定温度に近づけるための筺体温調部(3)が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の蛋白質スクリーニング装置。
【請求項６】
前記攪拌精製プレート(34)を設けた水平往復移動自在な水平移動テーブル(32)上には、前記攪拌精製プレート(34)に並設して上澄み回収プレート(33)及び抽出サンプル回収プレート(35)が設けられ、前記水平移動テーブル(32)の下方位置には、磁石昇降駆動機構(41)により昇降自在な磁石(40)が設けられ、前記攪拌精製プレート(34)の外部底面(42)に接合自在に構成され、前記攪拌精製プレート(34)内で蛋白質が付着した磁性微粒子を前記磁石(40)で前記攪拌精製プレート(34)の底部内面(34a)に磁気吸着するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の蛋白質スクリーニング装置。
【請求項７】
前記水平移動テーブル(32)を内蔵した前記攪拌精製部(13)のケーシング(22)の上部には、排液トレイ(51)を移動させるための排液トレイ駆動機構(50)が設けられていることを特徴とする請求項６記載の蛋白質スクリーニング装置。
【請求項８】
前記攪拌精製プレート(34)、上澄み回収プレート(33)、抽出サンプル回収プレート(35)及び排液トレイ(51)内には、前記攪拌用ディスポーザブルチップ(60)の数と同数の穴が形成されていることを特徴とする請求項６又は７記載の蛋白質スクリーニング装置。
【請求項９】
前記分注ロボット(11)、試薬ストッカ部(12)及び攪拌精製部(13)は、一体結合して構成されていることを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の蛋白質スクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛋白質スクリーニング装置に関し、特に、少なくとも試薬ストッカ部と攪拌精製部を温調状態として生体成分からなる試薬、サンプルの保存を行うと共に、分注ロボット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部を一体結合して自動処理及び小型化を達成するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の蛋白質スクリーニング装置を示す特許文献等はここでは挙げていないが、一般に、蛋白質、低分子化合物等の生体成分は一般的に熱により変性し易いため、最適な温度管理下でスクリーニングを行う必要がある。しかし磁性微粒子を用いた自動化装置においては、それら生体成分が入れられる保管庫や攪拌精製部を最適な温度に制御しても、そこにアクセスする分注機構用の開口部を通じて外気が流入したり、搭載されるモータや電源等発熱源の影響で温度管理が困難である。また装置全体を温度管理することは温度調節機・密閉機構の大型化にもつながることから、従来の装置の多くは装置全体は常温のままとし、蛋白質や低分子化合物等のサンプルを入れるチューブやプレートを直接冷却あるいは加熱する方式を取っている。
また、試薬ストッカ部及び攪拌精製部が独立して構成されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の蛋白質スクリーニング装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の蛋白質スクリーニング装置においては、但しこの方式では溶液をチューブやプレートから分注し常温の装置内で移送される際に温度変化してしまう危険性がある。
また、人間が入れる程の大きさを持つ恒温槽内でスクリーニングするケースもあるが、大きな恒温槽はコスト高であり、また冷却された環境下で人間が長時間作業するには問題がある。
従来の装置内部のほとんどの部位が常温であり、直接冷却又は加温されているチューブ・プレートから分注移送する際に温度変化を生じ、生体成分を変性させてしまう危険性がある。
また、装置の全体構成が一体結合されていないため、設置スペースが大型化し、小型化されたユニット構成の装置を得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、全体形状が箱状をなす筺体内に設けられた分注ロボット、複数の試薬ストッカを有する試薬ストッカ部及び攪拌精製部とを備え、前記分注ロボットの分注ヘッドでチャッキングした１本又は複数のディスポーザブルチップを前記各試薬ストッカのうちの何れかに挿入して試薬を吸引し、前記分注ヘッドを前記攪拌精製部上に移動させ、前記各ディスポーザブルチップ内の試薬を前記攪拌精製部の攪拌精製プレート上に供給すると共に、前記攪拌精製部に上下動自在に設けられたピストンポンプの複数の攪拌用ディスポーザブルチップによる吸引／吐出によって前記攪拌精製プレート上の前記試薬を攪拌するようにした蛋白質スクリーニング装置において、前記試薬ストッカ部と攪拌精製部には温調部が設けられている構成であり、また、前記分注ヘッドは、上昇、下降、旋回及び２軸方向移動自在に構成されている構成であり、また、前記分注ロボットには、複数の前記ディスポーザブルチップを有するチップラックホルダが複数個設けられたチップラックが配設されている構成であり、また、前記試薬ストッカ部の温調部は、ペルチェ素子を用いたペルチェユニットよりなる構成であり、また、前記筺体内は、前記試薬ストッカ部及び攪拌精製部の各内部設定温度に近づけるための筺体温調部が設けられている構成であり、また、前記攪拌精製プレートを設けた水平往復移動自在な水平移動テーブル上には、前記攪拌精製プレートに並設して上澄み回収プレート及び抽出サンプル回収プレートが設けられ、前記水平移動テーブルの下方位置には、磁石昇降駆動機構により昇降自在な磁石が設けられ、前記攪拌精製プレートの外部底面に接合自在に構成され、前記攪拌精製プレート内で蛋白質が付着した磁性微粒子を前記磁石で前記攪拌精製プレートの底部内面に磁気吸着するようにした構成であり、また、前記水平移動テーブルを内蔵した前記攪拌精製部のケーシングの上部には、排液トレイを移動させるための排液トレイ駆動機構が設けられている構成であり、また、前記攪拌精製プレート、上澄み回収プレート、抽出サンプル回収プレート及び排液トレイ内には、前記攪拌用ディスポーザブルチップの数と同数の穴が形成されている構成であり、また、前記分注ロボット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部は、一体結合した構成である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、筺体内に設けられた少なくとも試薬ストッカ部と攪拌精製部が温調状態に保たれているため、試薬等の移動時及びスクリーニング中の温度変化を最小限に防ぐことができ安定したスクリーニングを行うことができる。
また、分注ロボット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部を一体結合しているため、ディスポーザブルチップの取り出し、試薬等の吸引、試薬等の攪拌精製、抽出サンプルの回収等を全自動で行うことができる。
また、筺体内全体を試薬ストッカ部及び攪拌精製部の内部の設定温度に近付けて温調されているため、分注ロボットによって試薬等を移動させる際においても温度変化を避けることができる。
また、攪拌精製部に上澄み回収プレートが設けられているため、結合プロセス終了後、磁性微粒子に結合されずに上澄みに残ったサンプル(蛋白質、化学物質)を別の容器に回収することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、少なくとも試薬ストッカ部と攪拌精製部を温調状態として生体成分からなる試薬、サンプルの保存を行うと共に、分注ロボット、試薬ストッカ部及び攪拌精製部を一体結合して自動処理及び小型化を達成するようにした蛋白質スクリーニング装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【０００７】
以下、図面と共に本発明による蛋白質スクリーニング装置の好適な実施の形態について説明する。
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、例えば、ゲノム情報に基づく全遺伝子やその産物である全蛋白質を総括的に解析する「ゲノム・プロテオーム解析技術」、疾病にかかわる遺伝子の情報に基づいて薬剤を効率よく開発する「ゲノム創薬」、個人の遺伝子情報に基づいて各人に合った医療を施す「テーラーメイド医療」等において、蛋白質、特に生体レセプターや医療品候補物質を高速で単離、精製することを必要とする分野並びに蛋白質の抽出、精製に関連する分野において適用されるものである。
【０００８】
図１から図３に示す構成は、本発明による蛋白質スクリーニング装置１を示すもので、全体形状が箱状をなすと共に気密性を有する筺体２の上部には、この筺体２内全体を設定温度に保つことができるように構成するための筺体調温部３が設けられている。尚、この筺体２内は後述の試薬ストッカ部１２及び攪拌精製部１３内の設定温度近くに温調されるように構成されている。
【０００９】
前記筺体２の正面側には、第１、第２、第３ドア４，５，６が設けられ、この筺体２の側部には３枚扉からなるカバー体７が開閉自在に設けられている。
この筺体２の下面には、キャスター８と足９が設けられ、筺体２の移動と固定が自在にできるように構成されている。
【００１０】
図４は前述の蛋白質スクリーニング装置１の内部構成を示す平面構成図である。
図４において筺体２のベース１０上には、左側から分注ロボット１１(例えば、特許第３５９５８０９号公報において周知構成)と、この分注ロボット１１に隣接しかつ一体状に結合すると共に複数の試薬ストッカ１２ａを有する試薬ストッカ部１２と、この試薬ストッカ部１２に隣接しかつ一体状に結合した攪拌精製部１３とが互いに一体状に結合した状態で配設されている。
【００１１】
前記分注ロボット１１には、アーム１４を介して分注ヘッド１５が設けられ、この分注ヘッド１５は、例えば、９個のチップラックホルダ１６を有するチップラック１７上を２軸方向(Ｘ軸とＹ軸)、上下動及び支軸１１ａを介して旋回自在に構成されており、このチップラックホルダ１６は例えば複数本のディスポーザブルチップ(図示せず)を有している。
前記分注ヘッド１５は、この各チップラックホルダ１６の中のディスポーザブルチップ１５ａを１本又は複数本チャッキングして移動することができ、この分注ヘッド１５を試薬ストッカ部１２上に移動させて所定の試薬ストッカ１２ａ内の試薬又はサンプル等の液体を吸引して攪拌精製部１３側に移動することができるように構成されている。
【００１２】
前記試薬ストッカ部１２は、具体的には図５及び図６で示されるように、ドア開閉機構２０の各アクチュエータ２０ａによって複数のドア２１が回動式に開閉されるように構成されると共に送風ファン２２ａが設けられ、この試薬ストッカ部１２のケーシング２２のテーブル２２ａには、その内部を温調するための温調センサ２３及びペルチェ素子を用いたペルチェユニットからなる温調部２４が設けられている。
【００１３】
前記ケーシング２２内には、前記各チップラックホルダ１６の数と同数に区画された各ブロック(図示せず)が形成され、各ブロック内には、各種の試薬、生体成分からなるサンプル等の液体及び磁性微粒子が予め収容されていると共に、これらは前記温調部２４によって所定の設定温度に温調されるように構成されている。
【００１４】
前記攪拌精製部１３は、具体的には図７で示されるように構成され、図示しない温調部によって温調できるように構成されている。
すなわち、この攪拌精製部１３は、横長形状の断熱構造からなるボックス３０内に内蔵され水平Ｘ軸駆動部３１により横行自在に構成された水平移動テーブル３２を有しており、この水平移動テーブル３２上には、後述の図７で示す攪拌用ディスポーザブルチップ６０の数と同数の９６個の穴(図示せず)を有する上澄み回収プレート３３、攪拌精製プレート３４及び抽出サンプル回収プレート３５が長手方向に沿って並設されている。
【００１５】
前記水平移動テーブル３２の下方位置には、攪拌精製プレート３４の各穴内のサンプルの固液分離を行うための磁石４０を昇降させるための磁石昇降駆動機構４１が配設され、この磁石４０を上昇させると、磁石４０は攪拌精製プレート３４の外部底面４２に接合するように構成されている。
【００１６】
前記ボックス３０の上面には、排液トレイ駆動機構５０を介して排液トレイ５１がこのボックス３０の長手方向、すなわち、前記水平移動テーブル３２と同じ方向に往復移動できるように構成されている。
【００１７】
前記ボックス３０の上方位置には、９６本の前記攪拌用ディスポーザブルチップ６０を有するピストンポンプ６１が、図示しない上下駆動機構６２によって上下動自在に配設され、この攪拌用ディスポーザブルチップ６０を前記攪拌精製プレート３４の各穴内に挿入して、吸引と吐出を繰返すことにより攪拌精製プレート３４の各穴内のサンプルの攪拌を行うことができるように構成されている。
また、前記攪拌用ディスポーザブルチップ６０を用いて、攪拌精製プレート３４の上澄み液等からなる排液を排液トレイ５１の中へ捨てるように構成されている。
【００１８】
次に、本発明による蛋白質スクリーニング装置のスクリーニング動作について説明する。
このスクリーニング手順は、結合、洗浄、抽出工程に大別され、まず、結合工程について説明する。
(結合工程)
Ａ．分注ロボット１１の分注ヘッド１５に分注量に適した分注ノズル(図示せず)とディスポーザブルチップ１５ａ(必要に応じて１本、８本、１２本のうちのいずれか)を装着し、図８で示すように、試薬ストッカ部１２へ移動する。
Ｂ．試薬ストッカ部１２に収容されている試薬のサンプルである蛋白質(あるいは化学物質)と磁性微粒子を各々個別に吸引する。
【００１９】
Ｃ．図８で示すように、攪拌精製部１３の水平移動テーブル３２(最も左側へ移動している)上の攪拌精製プレート３４上に、前述のサンプルと磁性微粒子を吐出する。
Ｄ．図７、図８で示すピストンポンプ６１を降下させて攪拌精製プレート３４の各穴内に、各攪拌用ディスポーザブルチップ６０を挿入して吸引と吐出によるピペッティング動作を行うことにより攪拌する。
Ｅ．次に、磁石昇降駆動機構４１が上昇して磁石４０が攪拌精製プレート３４の外部底面４２に接合することにより、磁性微粒子に結合した蛋白質あるいは化学物質と液体(結合しなかった蛋白質あるいは化学物質を含んだ上澄み)を分離(固液分離)する。
【００２０】
Ｆ．前記上澄みを前記攪拌用ディスポーザブルチップ６０により吸引し、水平移動テーブル３２を移動させて上澄み回収プレート３３を攪拌用ディスポーザブルチップ６０の真下に位置させ、吸引した上澄みを上澄み回収プレート３３内に吐出する。
【００２１】
(洗浄工程)
Ｇ．前記攪拌精製プレート３４内に前記分注ロボット１１を用いて洗浄用試薬を吐出する。
Ｈ．前述と同様に攪拌用ディスポーザブルチップ６０を降下させ、前記ピペッティングにより攪拌する。
Ｉ．前述と同様に上澄みを吸引して固液分離する。
Ｊ．吸引した上澄みを、前記排液トレイ駆動機構５０を作動させて排液トレイ５１を移動させ、排液を排液トレイ５１に吐出して廃棄する。
【００２２】
(抽出工程)
Ｋ．前記攪拌精製プレート３４内に分注ロボット１１を用いて解離用試薬を吐出する。
Ｌ．前述と同時に前記ピペッティングにより攪拌する。
Ｍ．前述と同時に磁石４０を用いて固液分離を行う。
Ｎ．抽出した蛋白(あるいは化学物質)サンプルが含まれる上澄みを攪拌用ディスポーザブルチップ６０を用いて抽出サンプル回収プレート３５に回収する。
尚、前述の各動作の説明においては、分注ロボット１１の移動、水平移動テーブル３２の移動、磁石昇降駆動機構４１の昇降動作については、一部省略している。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、蛋白質スクリーニングに限らず、食品等の成分の分析にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による蛋白質スクリーニング装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図３の内部構成を示す平面図である。
【図５】図４の要部を示す斜視図である。
【図６】図５の要部を示す一部切欠き斜視図である。
【図７】図４の攪拌精製部を示す具体的構成図である。
【図８】図７の動作を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    蛋白質スクリーニング装置
２    筺体
３    筺体温調部
１１    分注ロボット
１２    試薬ストッカ部
１３    攪拌精製部
１５    分注ヘッド
１６    チップラックホルダ
２４    温調部
３０    ボックス
３１    水平Ｘ軸駆動部
３２    水平移動テーブル
３３    上澄み回収プレート
３４    攪拌精製プレート
３４ａ    底部内面
３５    抽出サンプル回収プレート
４０    磁石
４１    磁石昇降駆動機構
４２    外部底面
５０    排液トレイ駆動機構
５１    排液トレイ
６０    攪拌用ディスポーザブルチップ
６１    ピストンポンプ
６２    上下駆動機構
【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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