(57)【要約】【課題】容器を鉛直かつ安定して挿入可能な遠心機を提供する。【解決手段】容器内の収容物に遠心力を加えるための遠心機であって、当該遠心機の設置時に、水平面に対して傾斜するよう延びる回転軸と、回転軸を回転させる駆動部と、回転軸に取り付けられた回転部と、を備え、回転部は、容器を保持するための保持孔が外周縁部に少なくとも一つ形成されており、当該遠心機の設置時に、外周縁部上面が最下点において水平な状態となるような形状である、遠心機。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の収容物に遠心力を加えるための遠心機であって、
当該遠心機の設置時に、水平面に対して傾斜するよう延びる回転軸と、
前記回転軸を回転させる駆動部と、
前記回転軸に取り付けられた回転部と、を備え、
前記回転部は、容器を保持するための保持孔が外周縁部に少なくとも一つ形成されており、当該遠心機の設置時に、前記外周縁部上面が最下点において水平な状態となるような形状である、遠心機。
【請求項２】
前記回転部は、中央部が前記回転軸に対して垂直であり、前記外周縁部が前記中央部に対して傾斜している、請求項１に記載の遠心機。
【請求項３】
前記回転軸は、水平面に対して４５〜８０度の範囲で傾斜している、請求項１又は２に記載の遠心機。
【請求項４】
前記回転部は、板状であって、前記保持孔が前記外周縁部を貫通している、請求項１〜３のいずれかに記載の遠心機。
【請求項５】
前記回転部は、前記保持孔に保持された容器の側面に形成された凸部と係合するよう、前記保持孔の周縁に切り欠きが形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に収容された収容部に遠心力を加えるための遠心機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医学、化学、薬学等さまざまな分野において、種々の遠心機が使用されている。例えば、特許文献１には、血液等の試料を遠心分離するための遠心機が提案されている。この遠心機は、駆動部によって回転する回転部を備えており、この回転部には鉛直軸に対して所定角度傾斜した細長い孔が形成されている。この孔に試料が収容された容器を挿入して駆動部を駆動し、回転部を鉛直軸周りに回転させると、容器内の試料が遠心分離される。ここで、上記遠心機において、回転部の孔に容器を挿入するためには容器を斜めに傾ける必要がある。このため、ロボットアーム等を用いて容器を自動で挿入する場合は、例えば多関節ロボットアームといった容器を斜めに傾けるための特別な機構が必要となり、構造が複雑化してしまう。
【０００３】
これに対して、特許文献２には、容器を収容するためのバケットが回転部の周縁に回動自在に取り付けられた遠心機が提案されている。この遠心機のバケットは、回転部の回転時には容器内の試料を遠心分離するために水平にスイングするが、回転部の停止時には水平面に対して垂直な状態となっている。このため、上記遠心機においては容器をバケット内に鉛直に挿入することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４８３７９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような遠心機は、バケットが回転部に対し回動自在に取り付けられているため不安定である。このため、ロボットアーム等の搬送手段により自動でバケット内に容器を挿入する場合、この搬送手段が容器を挿入する位置を定めることができず、容器を正確にバケット内に挿入することが困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、容器を鉛直かつ安定して挿入可能な遠心機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る遠心機は、上記課題を解決するためになされたものであり、容器内の収容物に遠心力を加えるための遠心機であって、当該遠心機の設置時に、水平面に対して傾斜するよう延びる回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に取り付けられた回転部と、を備え、前記回転部は、容器を保持するための保持孔が外周縁部に少なくとも一つ形成されており、当該遠心機の設置時に、前記外周縁部上面が最下点において水平な状態となるような形状である。
【０００８】
上記遠心機は、回転軸に取り付けられた回転部の外周縁部に保持孔が形成されており、この外周縁部上面は最下点が水平な状態となっている。この外周縁部の最下点において容器を保持孔に挿入し、駆動部を駆動して回転軸及び回転部を回転させると、回転軸が水平面に対して傾斜していることにより、回転部の保持孔に保持された容器内の収容物に遠心力が加えられる。このように、上記遠心機は、回転部の外周縁部上面において最下点が水平な状態であるため、この最下点において保持孔に容器を鉛直に挿入することができる。また、上記遠心機は、保持孔が回転部に直接形成されているため、回転部が停止している場合は保持孔の位置が固定されている。これにより、容器を保持孔に挿入する際に容器の位置決めが容易となり、容器を保持孔に安定して挿入することができる。なお、上記遠心機において、外周縁部の上面とは容器を受け入れる側の面のことをいう。
【０００９】
上記遠心機において、回転部は、中央部が回転軸に対して垂直であり、この中央部に対して外周縁部が傾斜するよう構成されていてもよい。
【００１０】
上記遠心機において、回転軸は水平面に対して４５〜８０度の範囲で傾斜していることが好ましい。
【００１１】
上記遠心機において、回転部は板状であり、保持孔は回転部の外周縁部を貫通するよう構成されていてもよい。
【００１２】
上記遠心機において、回転部の保持孔の周縁には切り欠きが形成されていてもよい。この構成によると、容器が保持孔に挿入された際、この切り欠きが容器側面の凸部に係合し、容器が保持孔内で回転するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、容器を鉛直かつ安定して挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る装置の概略平面図である。
【図２】同実施形態に係る装置の正面断面図である。
【図３】同実施形態に係る分注チップの正面断面図である。
【図４】同実施形態に係る反応容器の正面断面図である。
【図５】同実施形態に係る分注チップ及び反応容器の正面断面図である。
【図６】同実施形態に係る分注器の正面図である。
【図７】同実施形態に係る分注器及び分注チップの正面図である。
【図８】同実施形態に係る遠心機の概略側面断面図である。
【図９】同実施形態に係る遠心機の動作を示す概略側面断面図である。
【図１０】本発明の変形例に係る遠心機の概略側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る遠心機を核酸検出装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、図１において下側を手前、上側を奥と称することとする。
【００１６】
本実施形態に係る核酸検出装置１は、試料に必要な試薬を混入して核酸増幅反応を行った後、試料中の核酸を検出するための装置である。この装置１は、図１及び図２に示すように、各種容器を保持するラック２、このラック２に保持された容器から試料及び試薬を分注する分注器３、この分注器３を移動させる移動手段４を備えている。また、上記装置１は、試料及び試薬に遠心力を加えるための遠心機５、試料の核酸増幅反応を生じさせ核酸を検出するための検出機６、及び使用済みの分注チップ等を廃棄するための廃棄ボックス７を備えている。
【００１７】
ラック２は、図１に示すように、手前から奥へと順に、試料及び試薬を分注するための分注チップ８、試料が収容された試料容器９、第１〜第３の試薬が収容された試薬容器１０１〜１０３、空の反応容器１１がそれぞれ１６本ずつ載置されている。
【００１８】
分注チップ８は、図３に示すように、略円錐筒状に形成されており、後述する分注器３の先端部に装着可能なよう上端が開口している。また、分注チップ８は、試料や試薬を吸引及び吐出可能なよう下端に吐出孔８１を有しており、吸引した試料や試薬を内部に保持することができるよう構成されている。この分注チップ８は、保持した試料及び試薬の飛散を防止するために上部が通気性のフィルタで覆われていることが好ましい。
【００１９】
反応容器１１は、図４に示すように、下端が閉じ、分注チップ８を内部に挿入可能なよう上端に開口１１１が形成されている。この反応容器１１は、下部に試料及び試薬を貯留するための細長い貯留部１１２が形成され、上部には分注チップ８を収容するための収容部１１３が形成されている。反応容器１１は、図５に示すように、分注チップ８が挿入された場合に分注チップ８によって開口１１１が封鎖され、かつ分注チップ８と互いに嵌合するよう構成されている。なお、反応容器１１の側面には、後述する遠心機５の保持孔５３３周縁の切り欠きと係合可能なよう、凸部が形成されていることが好ましい。反応容器１１の材料としては熱可塑性樹脂又はガラスが好ましいが特に限定されず、熱可塑性樹脂の場合は、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリメチルペンテン、環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、メタクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂及びポリ塩化ビニルのいずれか、又はこれらのうち２種以上から成るポリマーアロイ若しくはポリマーブレンドであることが好ましい。
【００２０】
分注器３は、図６に示すように、例えばシリンジやピペットといった一般的な分注機構３１を有しており、この分注機構３１により先端部に分注チップ８が装着された状態で試料や試薬を吸引及び吐出する（図７）。また、分注器３は、上下に移動可能な円筒部３２を先端部に有しており、この円筒部３２が下方に移動して先端部に装着された分注チップ８を押し下げることで分注チップ８を取り外すことができるよう構成されている。
【００２１】
移動手段４は、図１及び図２に示すように、奥行き方向に延びるＹ軸アーム４ｙ、幅方向に延びＹ軸アーム４ｙの表面を奥行き方向に摺動するＸ軸アーム４ｘ、及び高さ方向に延びＸ軸アーム４ｘの表面を幅方向に摺動するＺ軸アーム４ｚを備えており、このＺ軸アーム４ｚに上下に移動可能なよう分注器３が取り付けられている。このような構成により、移動手段４は分注器３を奥行き方向、幅方向、及び高さ方向に自在に移動させることができる。
【００２２】
遠心機５は、図１及び図８に示すように、ラック２の奥側に設置されており、水平面に対して角度αだけ傾斜した回転軸５１、及び回転軸５１を軸周りに回転させるための駆動部５２を備えている。回転軸５１には円板状の回転部５３が取り付けられており、この回転部５３の中央部５３１は回転軸５１に対して垂直となっている。回転部５３の外周縁部５３２には反応容器１１を保持するための保持孔５３３が複数形成されており、この保持孔５３３の周縁には、保持孔５３３に反応容器１１が保持された際に反応容器１１側面の凸部と係合可能なよう、好ましくは切り欠きが形成されている。また、回転部５３は、外周縁部５３２が中央部５３１に対して角度βだけ上昇しており、角度βと角度αとの和が９０度となっていることで外周縁部５３２の最下点が水平な状態となっている。なお、安全性の観点から、回転部５３の上面において外周縁部５３２の最下点以外の部分は着脱可能なカバーで覆われていることが好ましい。
【００２３】
検出機６は、図１及び図２に示すように、遠心機５の右側に設置されており、複数の反応容器１１を収容可能な収容孔６１、加熱器６２１を有する熱風発生部６２、及び核酸を蛍光検出するための蛍光検出部６３を備えている。検出機６は、熱風発生部６２において加熱器６２１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて熱風及び冷風を発生させることにより、反応容器１１内において核酸増幅反応を生じさせ、蛍光検出部６３で標的核酸を検出する。標的核酸の検出方法としては、例えば、蛍光物質で標識された標識プローブを使用し、この標識プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションした際に生じる蛍光の減少量を測定する。なお、励起光の照射方法、蛍光の検出方法については特に限定されない。
【００２４】
次に、核酸検出装置１の作動について説明する。
【００２５】
まず、ラック２に保持されているある一つの分注チップ８を使用して、この分注チップ８と同列に並ぶ試料容器９及び第１〜第３の試薬容器１０１〜１０３からこれらと同列に並ぶ反応容器１１に試料及び試薬を分注する。詳述すると、移動手段４のＸ軸アーム４ｘをＹ軸アーム４ｙに沿って装置１の奥行き方向に移動させ、Ｚ軸アーム４ｚをＸ軸アーム４ｘに沿って装置１の幅方向に移動させることにより、ラック２に保持された分注チップ８の上方に分注器３を移動させる。この分注器３をＺ軸アーム４ｚに沿って下降させて分注器３の先端部を分注チップ８内に挿入し、分注器３の先端部に分注チップ８を装着する（図７）。次に、移動手段４により、分注チップ８が装着された分注器３をラック２上の試料容器９まで移動させ、分注器３の分注機構３１により吐出孔８１から分注チップ８内に試料容器９内の試料を一定量吸引する。吸引した試料を分注チップ８内に保持したまま、分注器３を移動手段４によりラック２上の第１〜３の試薬容器１０１〜１０３に移動させ、分注機構３１によりこの第１〜３の試薬容器１０１〜１０３内の第１〜３の試薬を分注チップ８内に順に吸引する。その後、分注チップ８内に試料及び第１〜３の試薬を保持した状態で移動手段４により分注器３を反応容器１１まで移動させ、分注器３先端部の分注チップ８を反応容器１１に挿入して分注チップ８と反応容器１１とを互いに嵌合させるとともに、分注チップ８の吐出孔８１より反応容器１１内に試料及び第１〜第３の試薬を吐出する。
【００２６】
次に、移動手段４により、反応容器１１及び分注チップ８が装着された分注器３を遠心機５に向かって移動させ、遠心機５の回転部５３において水平な状態となっている外周縁部５３２の最下点上方で分注器３を停止させる。この分注器３を真っ直ぐに下降させ、分注器３の先端部に分注チップ８を介して接続された反応容器１１を、外周縁部５３２の最下点における保持孔５３３に鉛直に挿入する（図９（ａ））。そして、円筒部３２を下降させて分注器３の先端部から分注チップ８を取り外し、分注チップ８が嵌合した状態の反応容器１１を保持孔５３３内に残して分注器３のみを上昇させる。その後、反応容器１１が挿入されていない別の保持孔５３３が最下点にくるよう回転部５３を回転させる。
【００２７】
以上のような手順を繰り返し、遠心機５に試料及び試薬が収容された反応容器１１を必要な数だけセットする。そして、遠心機５において、駆動部５２を駆動して回転部５３を回転させると、保持孔５３３内の反応容器１１は上端が回転部５３の中央に向かって傾いた状態で回転軸５１周りに回転し（図９（ｂ））、これにより、反応容器１１内の試料及び試薬は貯留部１１２の下端に向かって移動する。
【００２８】
遠心機５により試料及び試薬を反応容器１１の貯留部１１２に充填した後、反応容器１１及び分注チップ８を分注器３の先端部に再び装着する。この反応容器１１及び分注チップ８が装着された分注器３を移動手段４により検出機６まで移動させ、分注器３を下降させて反応容器１１を検出機６の収容孔６１に収容し、分注器３から分注チップ８及び反応容器１１を取り外して分注器３のみを上昇させる。そして、収容孔６１内の反応容器１１に対し、熱風発生部６２において加熱器６２１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて発生させた熱風及び冷風により所定の温度サイクルを施し、反応容器１１の貯留部１１２において試料の核酸増幅反応を生じさせる。このとき、反応容器１１の貯留部１１２においては、例えば、標識プローブが標的核酸にハイブリダイゼーションすることにより消光しており、この蛍光の減少量を蛍光検出部６３で測定することにより標的核酸を検出する。
【００２９】
核酸の検出終了後、検出機６の収容孔６１内の反応容器１１及び分注チップ８を分注器３の先端部に再び装着し、移動手段４により分注器３を廃棄ボックス７まで移動させ、分注チップ８及び反応容器１１を分注器３から取り外して廃棄ボックス７内に廃棄する。
【００３０】
以上のように、上記実施形態によれば、遠心機５において、反応容器１１を保持するための保持孔５３３が外周縁部５３２に形成されており、この外周縁部５３２は最下点が水平な状態となるよう回転部５３の中央部５３１に対して上昇傾斜している。このため、外周縁部５３２の最下点において、反応容器１１を保持孔５３３に鉛直に挿入することができる。また、保持孔１１が回転部５３に直接形成されていることにより、反応容器１１を保持孔５３３に挿入する際に反応容器１１の位置決めが容易であり、安定して反応容器１１を保持孔５３３に挿入することができる。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、遠心機１０の回転部５３は、回転軸５１に垂直な中央部に対して外周縁部が上昇傾斜していたが、回転部の上面において外周縁部の最下点が水平な状態であればこれに限定されず、例えば、図１０に示すように、回転部５３の上面が上方に向かって拡径するテーパー状に形成されていてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態において、遠心機５の回転部５３は板状に形成されていたがこれに限定されず、回転部を種々の形状に形成することができる。この場合、回転部に形成されている保持孔は、容器を保持することができれば回転部を貫通していなくてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態においては本発明を核酸検出装置に適用していたが、これに限定されるものではなく、例えば、酵素反応により物質を測色的測定法あるいは抗原抗体反応により物質を測定、検出する方法に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
５            遠心機
５１          回転軸
５２          駆動部
５３          回転部
５３２        外周縁部
５３１        保持孔
【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】
2011072888.tif 000009
【図８】
2011072888.tif 000010
【図９】
2011072888.tif 000011
【図１０】
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