(57)【要約】  従来、検体が設置される箇所を覆うカバー内の温度（以下、庫内温度とする）が、ファンで外気を取り入れて制御する方法のため、装置を設置した場所の環境温度によって庫内温度が変動し、設置した環境間で温度制御に差が生じる恐れがある。また装置内の反応容器は架設位置によってファンから生じる風が当たり、反応容器ごとに外気の影響度合いが異なる可能性がある。それにより個々の検体の温度制御に影響し、温度精度や昇温速度、降温速度等の温調性能が維持できない可能性や検体間でばらつきが生じる可能性がある。  本発明は、例えば、反応液の入った反応容器１３とそれを直接的又は間接的に温度制御する箇所を断熱構造のカバー２とフィンカバー８で覆い、さらにそのカバー２で覆った内側の庫内温度を制御するための熱源を有する構成により、庫内温度を一定にし、反応容器１３の温度制御に対する環境温度影響を最小化する。
2015005078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と試薬を混合した反応液の核酸を増幅させる核酸増幅検出装置において、
反応液を収容した少なくとも１つの反応容器をそれぞれ保持する複数の温調ブロックを設けた保持具と、
前記複数の温調ブロックのそれぞれに設けられ、前記反応液の温度を調整する第１の温度調整装置と、
前記複数の温調ブロックとそれぞれに設けられた温度調整装置を覆う断熱構造のカバーと、
前記カバーに設けられ、前記カバー内側の雰囲気温度を調整する第２の温度調整装置と、
を備えたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器に対し、環境温度の影響が出ないようフィンカバーを備えたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器を順次保持具に投入することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
所定時間が経過した反応容器を随時保持具から搬出することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項５】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
少なくともいずれかの温調ブロックは、核酸増幅の間、一定温度に制御可能であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
少なくともいずれかの温調ブロックは、ＰＣＲ増幅に対応したサーマルサイクルを行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記温調ブロック間で異なる核酸増幅法を行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項８】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器は、互いに離れて配置されることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項９】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器の間は、互いに断熱されていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１０】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記第１の温度調整装置は、ペルチェ素子であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１１】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
カバー内側の雰囲気温度を調整する第２の温度調整装置は、ヒータであることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１２】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
各温調ブロックは、前記保持具から取り外し自在であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１３】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、材質や温度調整装置が異なる前記温調ブロックをあわせもつことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１４】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記カバーには、前記反応容器を投入する投入部が設けられていることを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１５】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、中心軸を上方に向け周方向に回転可能に設けられた円板形状を有し、前記第１の温調ブロックは前記保持具の外側に、その外周に沿って配置されたことを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１６】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、中心軸を上方に向け周方向に回転可能に設けられた輪形状を有し、前記第１の温調ブロックは前記保持具の内側又は外側に、その内周又は外周に沿って配置されたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器の投入位置が決まっており、反応容器投入時に、所定の投入位置まで保持具を回転させることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１８】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器を、静止した前記保持具の、任意の反応容器設置位置に、投入可能であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１９】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
光源から前記反応容器の反応液に照射された励起光により生じた蛍光を検出する少なくとも１つの蛍光検出器を備えたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の核酸増幅検出装置１において、
前記蛍光検出器は、複数設けられており、互いに独立して蛍光検出を行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２１】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具の前記温調ブロックを除く部分の温度を制御する保持具温度制御部をさらに備えることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部は、ペルチェ素子であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部の放熱効率を上げる機構を有することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部の放熱効率を上げる機構が、ファンとフィンで構成されていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２５】
請求項２記載の核酸増幅検出装置において、
前記フィンカバーは、保持具ベースに取り付けられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の核酸増幅検出装置において、
前記フィンカバーの上端部は、ファンから遠ざける方向に傾斜して備えられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記複数の温調ブロックを安定して温度制御するための二次温調機構と、
前記二次温調機構の排熱を行うファンと、
を備えられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体由来の検体を対象とする核酸増幅検出装置及びそれを用いた核酸検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
核酸増幅技術の一つとして、ポリメラーゼ連鎖反応（Polymerase Chain Reaction；以下、ＰＣＲと称する）法を用いたものがある。このようなＰＣＲ法を用いた核酸増幅に関する従来技術として、検体と試薬を混合した反応液の温度を制御する温度制御装置が知られている。【０００３】
ＰＣＲ法による核酸増幅技術では、対象とする検査項目によって使用する試薬やプロトコル（印加する温度や時間などの条件）が異なる。これまで、1つの温度制御機構で同じ検査項目の複数の反応液を一斉に処理するバッチ処理方式が一般的であったが、近年、複数の温度制御機構で異なる複数の検査項目をそれぞれ連続的に処理できる方式が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2011-234639号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
PCR法では、温度の精度管理が重要である。検査項目の異なる複数種類の検体を並列処理する構成とした場合でも、それぞれの検体に対し、均一な温度精度で温度制御する必要がある。それは装置を設置する環境温度がある範囲で異なった場合でも、同様な温度精度である必要がある。【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の従来技術においては、検体が設置される箇所を覆うカバー２内の温度（以下、庫内温度とする）が、ファン９などで外気を取り入れて制御する方法のため、装置を設置した場所の環境温度によって庫内温度が変動し、設置した環境間で温度制御に差が生じる恐れがある。また装置内の反応容器１３は架設位置によってファン９から生じる風が当たり、反応容器１３ごとに外気の影響度合いが異なる可能性がある。それにより個々の検体の温度制御に影響し、温度精度や昇温速度、降温速度等の温調性能が維持できない可能性や検体間でばらつきが生じる可能性がある。【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、装置を設置する場所の環境温度がある範囲で異なっても反応液の入った複数の反応容器１３に対し、それぞれ安定した温調性能を維持し温度のばらつきを最小限に抑えることができる核酸増幅検出装置及びそれを用いた核酸検査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】
【０００８】
本発明は、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。例えば、反応液の入った反応容器１３とそれを直接的又は間接的に温度制御する箇所を断熱構造のカバー２とフィンカバー８で覆い、さらにそのカバー２で覆った内側の庫内温度を制御するための熱源を有する構成により、庫内温度を一定にし、反応容器１３の温度制御に対する環境温度影響を最小化する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の核酸増幅検出装置及びそれを用いた核酸検査装置は、庫内温度を一定に保つことで反応容器に対する温度制御が環境温度影響を受けにくくなることから、環境温度がある範囲で変わっても一定の温度精度を維持して温度制御可能という利点がある。また温度変化を受ける系の場合は、温度制御ソフトに環境温度による外乱影響をパラメータとして入れ込んだ制御式を作る必要があるが、本発明によればそのパラメータ不要で対応可能であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】核酸増幅検出装置の実施方法を示した説明図である。（実施例１）
【図２】核酸増幅検出装置の俯瞰図である。（実施例１）
【図３】図１及び図２のa,b部分拡大図
【図４】核酸増幅検出装置の変形例を示した説明図である。（実施例２）
【図５】核酸増幅検出装置を搭載した核酸検査装置を示した説明図である。（実施例３）
【図６】核酸増幅検出装置の変形例を示した説明図である。（実施例４）
【図７】核酸増幅検出装置の変形例を示した説明図である。（実施例５）
【図８】核酸増幅検出装置の変形例を示した説明図である。（実施例６）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて、発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１２】
第１の実施の形態を図１〜図３に示す。図１は、核酸増幅検出装置１の側面断面図、図２は核酸増幅検出装置１の俯瞰図、図３は図１及び図２のa,b部分拡大図である。【００１３】
図１において、核酸増幅検出装置１は、基礎となるベース５と、反応容器１３を保持する構成を有する複数の温調ブロック３８を設けた保持具１９と、反応容器１３に収容された反応液の蛍光検出を行う蛍光検出器６と、保持具１９及び蛍光検出器６を覆うカバー２とを備えている。【００１４】
保持具１９は、中心軸を上方に向けて配置された円板形状の保持具ベース１４と、保持具ベース１４の中心軸周りに、外周の内側に沿って並べて設けられた複数の温調ブロック３８とを備えている。保持具ベース１４は、その中心に設けられた回転軸を中心に周方向に回転可能に設けられており、回転駆動装置であるステッピングモータ４により回転駆動される。【００１５】
保持具ベース１４は、例えば、プラスチックなど断熱性に優れた部材を用いて形成されており、複数の温調ブロック３８間の温度が相互に干渉しにくいように構成されている。なお、保持具ベース１４と温調ブロック３８の間にポリウレタンフォームなどの断熱材による断熱層を形成し、温度干渉をさらに低減する構成としてもよい。【００１６】
温調ブロック３８は、温調ブロック３８のベースとなる基部と、基部に上下方向（図５の上下方向）に突き抜けて設けられた穴状の架設ポジションと、基部の下方に設けられた温度調整装置としてのペルチェ素子１５及び放熱フィン１０と、基部に設けられ架設ポジションの近傍の温度を検出することにより反応容器１３内の反応液の温度を検出する温度センサ１７とを備えている。温度センサ１７は、例えばサーミスタ、熱電対、測温抵抗体などが用いられる。【００１７】
基部は、例えば、銅、アルミニウム又は各種合金などの熱伝導体により形成されている。この基部をペルチェ素子１５により加熱または冷却することにより、基部の架設ポジションに保持された反応容器１３の温度を調整する。また、放熱フィン１０は、ペルチェ素子１５の基部と反対側の面に設けられておりペルチェ素子１５の放熱効率を高めている。この基部の架設ポジションに反応容器１３を上方から差し込むことにより、反応容器１３の底部が温調ブロック３８から露出した状態で保持させる。【００１８】
図２において、蛍光検出器６は、１つ以上（例えば、本実施の形態では４つ）設けられており、保持具１９の外周に沿って等間隔に配置されている。また、蛍光検出器６は、反応容器１３の下方（反応容器１３の動線の下方）に配置されており、保持具１９の回転により反応容器１３が上方を通過する際に蛍光検出を行う。なお、蛍光検出器６が複数ある場合は、互いに独立的に反応容器１３内の反応液の検出又は測定を行う。【００１９】
蛍光検出器６は、温調ブロック３８の架設ポジションに保持された反応容器１３の底部（露出部分）に励起光を照射するための励起光源、及び、反応液からの蛍光を検出する検出素子を有する。反応容器１３に収容された反応液は、試薬により増幅対象となる塩基配列が蛍光標識されており、励起光源から反応容器１３に照射された励起光により生じる反応液からの蛍光を蛍光検出器６で検出することにより、反応液における増幅対象となる塩基配列の定量を経時的に行う。得られた検出結果は制御装置３７に送られる。励起光源としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー、キセノンランプ、ハロゲンランプが用いられる。また、検出素子としては、フォトダイオード、フォトマルチプライヤー、ＣＣＤ等が用いられる。【００２０】
カバー２は、ベース５とともに保持具１９及び蛍光検出器６を覆うことにより、核酸増幅検出装置１の蛍光検出器６への外光の入射を抑制する遮光効果を目的としている。カバー２には、開閉可能なゲート７が設けられており、ゲート７開放時にグリッパによって架設ポジションへ反応容器１３の搬入出が行われる。【００２１】
また、カバー２は、カバー外の外気温度の変動をカバー内に影響することを抑制し、カバー内の雰囲気温度を一定にさせることも目的にしているため、断熱素材とする。またはカバー内側に断熱材を貼った構成でもよい。カバー２で覆われた核酸増幅検出装置１内部の雰囲気温度の変動を抑制するため、カバー２の内側にヒータを設置する。この熱源はヒータに限らず、ペルチェ素子や温水又は冷水など循環水を巡らせる方式でも良い。これにより、核酸増幅検出装置１内部の雰囲気温度を一定に保つことができ、保持具ベース１４や温調ブロック３８の温度変化を継続して行うことができる。【００２２】
放熱効率を高めるために、保持具ベース１４にフィン１０とファン９、二次冷却用ペルチェ素子１６を備える。ファン９はカバー２外から外気を吸込みフィン１０に送風することでフィン１０の放熱効率を高めている。フィン１０を通過した後の風は、外気温度とフィン１０からの吸熱量が変動し温度管理が出来ないため、カバー内へ入れるとカバー２内雰囲気温度に影響するため、カバー外へ逃がす必要がある。そこで核酸増幅検出装置１はフィンカバー８を備える。なお、フィンカバー８は断熱材を有する構造としても良い。
フィンカバー８は保持具ベース１４に取り付けられているため、フィンカバー８と保持具ベース１４の間には隙間が発生せず、庫内への空気の流入がない。これにより、ファン９の排出熱を反応容器１３へ直接当てることと、庫内温度を変動させることの両方を防ぐことが可能である。なお、保持具ベース１４とフィンカバーの隙間から空気の流入を防止出来る構造であれば、保持具ベース１４に取り付けられていなくとも良い。例えば、隙間を塞ぐ部材をさらに設けたり、又は隙間から出てくる風を誘導し外部へ放出するダクトを設けたりすれば良い。
なお、二次冷却用ペルチェ素子１６の代わりに、例えば保持具ベース１４や回転軸等ヒートパイプを組み込み、熱を保持具ベース１４や回転軸等から他の部材へと積極的に移動させる構成としてもよく、加えて、ダクト、水冷機構を適宜設置することにより、放熱効率をより高めることも可能である。
また、図１では蛍光検出器６がカバー２の内側に配置した形態となっているが、カバー外に設置する方式でもよく、設置場所を限定するものではない。
制御装置３７は、核酸増幅検出装置１の動作を制御するものであり、入力装置３５により設定されたプロトコルに基づいて、予め記憶部（図示せず）に記憶された各種ソフトウェア等を用いて核酸増幅処理を行い、蛍光検出結果などの分析結果や核酸検査装置の可動状況などを記憶部に記憶したり表示装置３６に表示したりする。
【実施例２】
【００２３】
図４に、第２の実施の形態を示す。第１の実施の形態で述べた核酸増幅検出装置１の構成を変形した核酸増幅検出装置である。ここでは第１の実施形態と共通箇所は割愛し、差異のみ詳述する。【００２４】
放熱効率を高めるためのファン９はカバー内の空気を吸い出しカバー外へ放出する。放出する際に放出される空気はフィンを通過し、フィン１０の放熱効率を高める。この吸込みによる放出では、反応容器１３の周囲の空気も流動し吸い出されるが、カバー内の空気は側面ヒータ及び下面ヒータで一定温度に制御されているため、反応容器への温度変動影響は最小限になる。【００２５】
この実施形態では、フィンカバー８を使用せずにカバー内温度を一定に制御することができる。
【実施例３】
【００２６】
図５に本発明の第３の実施形態を示す。本実施形態では、第１の実施形態で述べた核酸増幅検出装置又は第１の実施形態で述べた核酸増幅検出装置で測定するための前処理を全自動化した自動分析装置として拡張した形態である。図５において、核酸検査装置には、増幅処理の対象となる核酸を含む検体が収容された複数のサンプル容器２８と、複数のサンプル容器２８が収納されたサンプル容器２８ラック３２と、検体に加えるための種々の試薬が収容された複数の試薬容器２５と、複数の試薬容器２５が収納された試薬容器２５ラック２７と、検体と試薬を混合するための反応容器１３と、未使用の反応容器１３が複数収容された反応容器ラック２４２４と、未使用の反応容器１３を架設し、サンプル容器２８及び試薬容器２５のそれぞれから反応容器１３への検体及び試薬の分注を行うための反応液調整ポジション２６と、検体と試薬の混合液である反応液が収容された反応容器１３を蓋部材で密閉する閉栓ユニット３０と、密閉された反応容器１３に収容された反応液を攪拌する攪拌ユニット３１とが備えられている。【００２７】
また、核酸検査装置には、Ｘ方向（図５の左右方向）に伸びたロボットアームX軸２０及びＹ方向（図５の上下方向）に伸びたロボットアームY軸２１を移動可能なロボットアーム装置と、ロボットアームに設けられたグリッパユニット３３と、同様にロボットアームに設けられた分注ユニット３４とが備えられる。グリッパユニット３３は反応容器１３を把持して核酸検査装置内の各部に搬送する機構であり、分注ユニット３４はサンプル容器２８の検体や試薬容器２５の試薬を吸引し、反応液調整ポジション２６に架設された反応容器１３に分注する機構である。分注ユニット３４は検体や試薬と接触する部位にノズルチップ２２を装着して分注動作を行う。この際、ノズルチップ２２は使い捨てとなるため、核酸検査装置には未使用のノズルチップ２２が複数収納されたノズルチップ２２ラック２３と、使用済みのノズルチップ２２や使用済み（検査済み）の反応容器１３を破棄する廃棄ボックス２９と、が備えられる。【００２８】
さらに、反応容器１３に収容された反応液に核酸増幅処理を施す核酸増幅検出装置１と、キーボードやマウス等の入力装置３５や液晶モニタ等の表示装置３６を備え核酸増幅検出装置１を含む核酸検査装置の全体の動作を制御する制御装置３７とが備えられている。【００２９】
各サンプル容器２８は、収容された検体毎にバーコード等の識別情報により管理されており、サンプル容器２８ラック３２の各位置に割り当てられた座標等の位置情報により管理されている。同様に、各試薬容器２５は、収容された試薬毎にバーコード等の識別情報により管理されており、試薬容器２５ラック２７の各位置に割り当てられた座標等の位置情報により管理されている。これらの識別情報や位置情報は予め制御装置３７に登録され管理される。また、各反応容器１３も識別情報や位置情報により同様に管理されている。【００３０】
また、核酸検査装置は、実施例１で述べた核酸増幅検出装置１又は実施例２で述べた核酸増幅検出装置１bを１つ乃至は２つ以上備える。核酸増幅検出装置１及び核酸増幅検出装置１bの詳細は各実施例で既述のため、ここでは割愛する。【００３１】
制御装置３７は、核酸検査装置の全体の動作を制御するものであり、入力装置３５により設定されたプロトコルに基づいて、予め記憶部（図示せず）に記憶された各種ソフトウェア等を用いて核酸増幅処理を行い、蛍光検出結果などの分析結果や核酸検査装置の可動状況などを記憶部に記憶したり表示装置３６に表示したりする。【００３２】
以上のように構成した本実施の形態における動作を説明する。【００３３】
まず、核酸増幅処理を行う準備として、核酸検査装置のサンプル容器２８ラック３２に増幅処理の対象となる核酸を含む検体が収容されたサンプル容器２８を収納し、試薬容器２５ラック２７にプロトコルにより予め定められた、各検体に加えるための種々の試薬が収容された試薬容器２５を収納する。また、反応容器ラック２４２４に未使用の反応容器１３を、ノズルチップ２２ラック２３に未使用のノズルチップ２２をそれぞれ収納する。
この状態で、制御装置３７の操作により核酸増幅処理を開始する。【００３４】
核酸増幅処理の開始が指示されると、まず、グリッパユニット３３により必要数の未使用反応容器１３が反応液調整ポジション２６に搬送される。続いて、分注ユニット３４に未使用のノズルチップ２２が装着され、所定のサンプル容器２８から反応容器１３に検体が分注される。その後、使用済みのノズルチップ２２は、コンタミ防止のため廃棄ボックス２９に廃棄される。続いて、試薬についても同様の手順で所定の反応容器１３に分注され、検体と混合されて反応液が生成される。【００３５】
必要な数の分注が終了すると、反応液が収容された反応容器１３は、グリッパユニット３３により閉栓ユニット３０に搬送されて蓋部材により密閉され、さらに、攪拌ユニット３１に搬送されて攪拌処理される。攪拌処理された反応容器１３は、グリッパユニット３３により搬送され、攪拌増幅装置におけるカバー２のゲート７を介して、保持具１９の所定位置の架設ポジションに差し込まれて保持される。このとき、保持具１９は、回転駆動され、ゲート７の位置に所定の架設ポジションが位置するように制御される。処理対象の反応容器１３が複数ある場合は、それぞれについて、蓋部材による密閉および攪拌処理が施され、所定の架設ポジションに順次搬送される。【００３６】
ここで、保持具１９に保持された反応容器１３に収容された検体に対応するプロトコルに基づいて、温度調整装置のペルチェ素子１５が制御され、周期的に段階的に反応容器１３の温度が制御され、核酸増幅処理が施される。このように、核酸増幅方の一種であるＰＣＲ法では、検体と試薬を混合した反応液の温度を、各検体に対応するプロトコルに基づいて周期的に段階的に変化させることにより、所望の塩基配列を選択的に増幅させる。複数の反応容器１３を並列処理する場合においても、各反応容器１３が架設ポジションに保持された場合は順次核酸増幅処理を開始し、各検体に対応するプロトコルに基づいて周期的に段階的に温度変化させる。核酸増幅処理の間は、保持具１９を回転駆動させ蛍光検出器６により蛍光検出を行い、反応液からの蛍光を蛍光検出器６で検出することにより、反応液における増幅対象となる塩基配列の定量を経時的に行う。検出結果は順次、制御装置３７に送る。【００３７】
所定の核酸増幅処理が終了したら、その反応容器１３は、グリッパユニット３３によりゲート７を介して廃棄ボックス２９に搬送され廃棄される。【００３８】
以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。【００３９】
本実施形態の核酸検出装置は、前処理から核酸の増幅検出までの一連の動作を全自動化しつつ、装置の設置した環境温度の影響を反応容器に対して最小化することで、異なる複数の検査項目を連続的に且つ同時に分析できる構造でありながら、核酸増幅検出部1又は核酸増幅検出部1bそれぞれの温度精度のばらつきを最小限に抑えることができる。また、温度制御ソフトに環境温度影響の外乱因子を入れなくて済むことでよりシンプルな制御式で、精度良く温度制御することが可能となる。【００４０】
また、構造的な効果として、それぞれの温調ブロック３８は保持具ベース１４から着脱可能であり、複数ある温調ブロック３８のうちいずれかが故障した場合には、故障した温調ブロック３８の検査や交換を容易に行うことができる。また、温調ブロック３８の基部に設けた架設ポジション１２の形状を変えることで、異なる形状の反応容器１３を保持具ベース１４に同時に架設することができる。また、任意の温調ブロック３８を、特定の分析項目に対応するため基部１１、温度調整装置１４や温度センサ１７を最適化して、保持具ベース１４に搭載することができる。これらにより、同一の保持具１９で様々な分析項目を、規定された温度に対し装置状態を最適化した状態で、実施することができる。【００４１】
なお、保持具１９ベース１４５４の蛍光検出器６６に対する回転速度（相対的な回転速度）を制御することにより、蛍光測定時における反応容器１３１０５と蛍光検出器６６との相対速度を制御することができる。その相対速度は一定速度でもよく、また、反応容器１３１０５と蛍光検出器６６とが相対した位置で一次停止させて蛍光検出を行ってもよい。
【実施例４】
【００４２】
図６に、第４の実施例を示す。第１の実施例で述べた核酸増幅検出装置１の構成を変形した核酸増幅検出装置である。ここでは第１の実施形態と共通箇所は割愛し、差異のみ詳述する。
ファン９による吸入排出効率を高めるため、フィンカバー８の取り付け角度を変えた形態である。核酸増幅検出装置１の小型化や保持具ベース上のスペースの都合で、フィンカバー８とファン９は近接した位置関係になる場合がある。この距離が近ければ近い程、吸入した空気を排出出来なくなる可能性がある。そこで、フィンカバー８上端部がファン９から遠ざかる方向にフィンカバー８の取り付け角度を設け、空気の流れを阻害しないようにする。
【実施例５】
【００４３】
図７に、第５の実施例を示す。第１の実施例で述べた核酸増幅検出装置１の構成を変形した核酸増幅検出装置である。ここでは第１の実施例と共通箇所は割愛し、差異のみ詳述する。
第１の実施例で庫内に設置していた熱源を、カバー２の外側に設ける形態が第５の実施形態である。この場合、庫外ヒータ３９で任意の温度に制御した空気を送風し、庫内温度を任意の温度に制御する。なお、庫外ヒータ３９はヒータに限らず、ペルチェ素子や温水又は冷水など循環水を巡らせる方式でも良い。また庫外ヒータ３９から庫内への送風等の熱の移動は、１箇所または複数個所から行い、熱の移動箇所の数量等を限定するものではない。
第１の実施例で庫内に設置していた庫内に設置した側面ヒータ１１、下面ヒータ１２等の熱源はあってもなくても良い。
【実施例６】
【００４４】
図８に、第６の実施例を示す。第１の実施例で述べた核酸増幅検出装置１の構成を変形した核酸増幅検出装置である。ここでは第１の実施形態と共通箇所は割愛し、差異のみ詳述する。
カバー２を大型化させ、核酸増幅検出装置１全体を包むように設置した形態が第６の実施例である。この形態では、庫内温度を一定にしていることから、ファン９に吸入する温度が安定し、二次冷却用ペルチェ素子をより効率よく安定して冷却することが可能である。加えて、反応容器１３周囲の雰囲気温度も安定しているため、反応容器に対する温度制御も安定して行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１,１b…核酸増幅検出装置
２…カバー
３…容器架設ポジション
４…ステッピングモータ
５…ベース
６…蛍光検出器
７…ゲート
８…フィンカバー
９…ファン
１０…フィン
１１…側面ヒータ
１２…下面ヒータ
１３…反応容器
１４…保持具ベース
１５…ペルチェ素子
１６…二次冷却用ペルチェ素子
１７…温度センサ
１８…送風方向
１９…保持具
２０…ロボットアームX軸
２１…ロボットアームY軸
２２…ノズルチップ
２３…ノズルチップラック
２４…反応容器ラック
２５…試薬容器
２６…反応液調整ポジション
２７…試薬容器ラック
２８…サンプル容器
２９…廃棄ボックス
３０…閉栓ユニット
３１…攪拌ユニット
３２…サンプル容器ラック
３３…グリッパユニット
３４…分注ユニット
３５…入力装置
３６…表示装置
３７…制御装置
３８…温調ブロック
３９…庫外ヒータ
【図１】
2015005078.tif 000003
【図２】
2015005078.tif 000004
【図３】
2015005078.tif 000005
【図４】
2015005078.tif 000006
【図５】
2015005078.tif 000007
【図６】
2015005078.tif 000008
【図７】
2015005078.tif 000009
【図８】
2015005078.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月27日(2015.4.27)
【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】
検体と試薬を混合した反応液の核酸を増幅させる核酸増幅検出装置において、
反応液を収容した少なくとも１つの反応容器をそれぞれ保持する複数の温調ブロックを設けた保持具と、
前記複数の温調ブロックのそれぞれに設けられ、前記反応液の温度を調整する第１の温度調整装置と、
前記複数の温調ブロックとそれぞれに設けられた温度調整装置を覆う断熱構造のカバーと、
前記カバーに設けられ、前記カバー内側の雰囲気温度を調整する第２の温度調整装置と、
前記カバーの内側に設けられた放熱効率を上げる機構と、
前記カバーの内側であって、前記放熱効率を上げる機構と前記反応容器の間に設けられた載置部材と、
を備えたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記載置部材は、検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器に対し、環境温度の影響が出ないようにしたフィンカバーであることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器を順次保持具に投入することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
所定時間が経過した反応容器を随時保持具から搬出することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項５】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
少なくともいずれかの温調ブロックは、核酸増幅の間、一定温度に
制御可能であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
少なくともいずれかの温調ブロックは、ＰＣＲ増幅に対応したサーマルサイクルを行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記温調ブロック間で異なる核酸増幅法を行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項８】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器は、互いに離れて配置されることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項９】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器の間は、互いに断熱されていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１０】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記第１の温度調整装置は、ペルチェ素子であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１１】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
カバー内側の雰囲気温度を調整する第２の温度調整装置は、ヒータであることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１２】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
各温調ブロックは、前記保持具から取り外し自在であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１３】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、材質や温度調整装置が異なる前記温調ブロックをあわせもつことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１４】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記カバーには、前記反応容器を投入する投入部が設けられていることを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１５】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、中心軸を上方に向け周方向に回転可能に設けられた円板形状を有し、前記第１の温調ブロックは前記保持具の外側に、その外周に沿って配置されたことを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１６】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、中心軸を上方に向け周方向に回転可能に設けられた輪形状を有し、前記第１の温調ブロックは前記保持具の内側又は外側に、その内周又は外周に沿って配置されたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器の投入位置が決まっており、反応容器投入時に、所定の投入位置まで保持具を回転させることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１８】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器を、静止した前記保持具の、任意の反応容器設置位置に、投入可能であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１９】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
光源から前記反応容器の反応液に照射された励起光により生じた蛍光を検出する少なくとも１つの蛍光検出器を備えたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の核酸増幅検出装置１において、
前記蛍光検出器は、複数設けられており、互いに独立して蛍光検出を行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２１】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具の前記温調ブロックを除く部分の温度を制御する保持具温度制御部をさらに備えることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部は、ペルチェ素子であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部の放熱効率を上げる機構を有することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部の放熱効率を上げる機構が、ファンとフィンで構成されていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２５】
請求項２記載の核酸増幅検出装置において、
前記フィンカバーは、保持具ベースに取り付けられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の核酸増幅検出装置において、
前記フィンカバーの上端部は、ファンから遠ざける方向に傾斜して備えられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記複数の温調ブロックを安定して温度制御するための二次温調機構と、
前記二次温調機構の排熱を行うファンと、
を備えられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月28日(2016.9.28)
【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】
検体と試薬を混合した反応液の核酸を増幅させる核酸増幅検出装置において、
反応液を収容した少なくとも１つの反応容器をそれぞれ保持する複数の温調ブロックを設けた保持具と、
前記複数の温調ブロックのそれぞれに設けられ、前記反応液の温度を調整する第１の温度調整装置と、
前記複数の温調ブロックとそれぞれに設けられた温度調整装置を覆う断熱構造のカバーと、
前記カバーに設けられ、前記カバー内側の雰囲気温度を調整する第２の温度調整装置と、
前記カバーの内側に設けられた放熱効率を上げる機構と、
前記カバーの内側であって、前記放熱効率を上げる機構と前記反応容器の間に設けられた載置部材と、
を備え、
前記載置部材は、検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器に対し、環境温度の影響が出ないようにしたフィンカバーであることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器を順次保持具に投入することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
所定時間が経過した反応容器を随時保持具から搬出することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
少なくともいずれかの温調ブロックは、核酸増幅の間、一定温度に制御可能であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項５】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
少なくともいずれかの温調ブロックは、ＰＣＲ増幅に対応したサーマルサイクルを行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記温調ブロック間で異なる核酸増幅法を行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器は、互いに離れて配置されることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項８】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器の間は、互いに断熱されていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項９】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記第１の温度調整装置は、ペルチェ素子であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１０】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
カバー内側の雰囲気温度を調整する第２の温度調整装置は、ヒータであることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１１】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
各温調ブロックは、前記保持具から取り外し自在であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１２】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、材質や温度調整装置が異なる前記温調ブロックをあわせもつことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１３】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記カバーには、前記反応容器を投入する投入部が設けられていることを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１４】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、中心軸を上方に向け周方向に回転可能に設けられた円板形状を有し、前記第１の温調ブロックは前記保持具の外側に、その外周に沿って配置されたことを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１５】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具は、中心軸を上方に向け周方向に回転可能に設けられた輪形状を有し、前記第１の温調ブロックは前記保持具の内側又は外側に、その内周又は外周に沿って配置されたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１６】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器の投入位置が決まっており、反応容器投入時に、所定の投入位置まで保持具を回転させることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１７】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記反応容器を、静止した前記保持具の、任意の反応容器設置位置に、投入可能であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１８】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
光源から前記反応容器の反応液に照射された励起光により生じた蛍光を検出する少なくとも１つの蛍光検出器を備えたことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の核酸増幅検出装置１において、
前記蛍光検出器は、複数設けられており、互いに独立して蛍光検出を行うことを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２０】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具の前記温調ブロックを除く部分の温度を制御する保持具温度制御部をさらに備えることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部は、ペルチェ素子であることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部の放熱効率を上げる機構を有することを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の核酸増幅検出装置において、
前記保持具温度制御部の放熱効率を上げる機構が、ファンとフィンで構成されていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２４】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記フィンカバーは、保持具ベースに取り付けられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２５】
請求項２４記載の核酸増幅検出装置において、
前記フィンカバーの上端部は、ファンから遠ざける方向に傾斜して備えられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【請求項２６】
請求項１記載の核酸増幅検出装置において、
前記複数の温調ブロックを安定して温度制御するための二次温調機構と、
前記二次温調機構の排熱を行うファンと、
を備えられていることを特徴とする核酸増幅検出装置。
【国際調査報告】
2015005078.tif 000011
2015005078.tif 000012
2015005078.tif 000013
2015005078.tif 000014