(57)【要約】【課題】連続して安定に複数溶液サンプルを吸入することを可能にする。【解決手段】中心に穴の開いた棒状のニードルにおいて、前記ニードルは均一の材料で構成され、且つ前記ニードルの先端が中心軸に非垂直な面を有する形状である連続吸入用ニードル。該連続吸入用ニードルを有する吸入部が上下動可能であり、吸入する溶液サンプルの入ったマイクロプレートが前後左右に動かすことが可能である連続吸入装置において、前記上下動可能な吸入部が弾性体を備え、前記連続吸入用ニードルの上下動に緩衝性が付与された連続吸入装置。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に穴の開いた棒状のニードルにおいて、前記ニードルは均一の材料で構成され、且つ前記ニードルの先端が中心軸に非垂直な面を有する形状であることを特徴とする連続吸入用ニードル。
【請求項２】
請求項１記載の連続吸入用ニードルにおいて、前記ニードルの先端が中心軸に垂直な面でカットされてなる円錐台形形状であることを特徴とする連続吸入用ニードル。
【請求項３】
請求項２記載の連続吸入用ニードルの先端面において、前記ニードルの中心軸に向かって１本以上の溝があることを特徴とする連続吸入用ニードル。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の連続吸入用ニードルにおいて、前記ニードルの先端部の円錐側面は前記本体の中心軸と直交する平面と４５゜〜８０゜の範囲の角度で交わることを特徴とする連続吸入用ニードル。
【請求項５】
請求項１記載の連続吸入用ニードルにおいて、前記中心軸に非垂直な面が２個以上の平面からなる形状であることを特徴とする連続吸入用ニードル。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の連続吸入用ニードルにおいて、前記ニードルを構成する均一の材料は金属であることを特徴とするニードル。
【請求項７】
請求項６に記載の連続吸入用ニードルにおいて、前記金属材料はオーステナイト系ステンレスであることを特徴とするニードル。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の連続吸入用ニードルを有する吸入部が上下動可能であり、吸入する溶液サンプルの入ったマイクロプレートが前後左右に動かすことが可能である連続吸入装置において、前記上下動可能な吸入部が弾性体を備え、前記連続吸入用ニードルの上下動に緩衝性が付与されたことを特徴とする連続吸入装置。
【請求項９】
請求項１乃至７に記載の連続吸入用ニードルを有する吸入部が上下動可能であり、吸入する溶液サンプルの入ったマイクロプレートが前後左右に動かすことが可能である連続吸入装置において、吸入する溶液サンプルの入ったマイクロプレートを載置する基盤上に廃液槽と洗浄槽を備え、洗浄槽には超音波洗浄機能を持たせることで、前記連続吸入用ニードルを洗浄可能としたことを特徴とする連続吸入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フローサイトメーターやその原理を応用した装置に溶液サンプルを吸入する過程において、安定に連続供給するのに用いられる連続吸入用ニードル、及びこの連続吸入用ニードルを備えた連続吸入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からレーザーと蛍光物質を利用し、細胞１個１個の相対的大きさや形状、内部構造の違い、さらには蛍光強度や蛍光の種類を測定することで、細胞の同定や細胞群を構成する種々の細胞の存在比を短時間で解析していた。これらの装置は一般にフローサイトメーターと呼ばれており、細胞の入った液状溶液サンプルを吸入し流路中の細胞にレーザーを当て、その透過光、散乱光、蛍光物質の発光等を測定することで解析を可能にしている。
【０００３】
この原理を応用し、複数の染料の配合比率を変え発光の異なる細胞大のマイクロビーズを用い、これら複数マイクロビーズを同じ溶液サンプル中で反応させた後、各マイクロビーズ表面の蛍光量を測定することにより、複数項目の同時測定を可能にしている。この技術は一般にＳＡＴ（Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ  Ａｒｒａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）と呼ぶ。ＳＡＴを応用することで、複数の抗体を用いて少量溶液サンプル中の複数の抗原濃度を定量することや、一人のゲノム中に存在する複数箇所のＳＮＰｓを高速でタイピングすることが可能になった。近年、さらにマイクロプレート等から複数の溶液サンプルを自動で吸入し、複数項目を多検体同時に測定する事が可能となってきた。
【０００４】
上記フローサイトメーターやＳＡＴ技術を応用した測定には、連続吸入用ニードルを有する連続吸入装置が用いられる。ＸＹ可動台上には、測定される細胞やマイクロビーズを含む溶液サンプルが入った多数のウエルを有するマイクロプレートが載置され、連続吸入用ニードルを用いて各ウエルに入った溶液サンプルが吸入される。ところで、マイクロプレートに設けられるウエルは、多数検体処理のニーズが高まるに従ってその個数が増える傾向にある。又、使用される試薬の量を減少させるために各ウエルの容量を小さくする必要があった。本発明に関連する公知文献としては下記特許文献１があげられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開１１−３２６１５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、連続吸入用ニードルは直径１ｍｍ〜数ｍｍの棒状体であり、ニードル本体の中心部に直径０．１ｍｍ程度以上の細孔が通っている。図３は、従来の連続吸入用ニードルの先端部を示す。図３（ａ）は先端部正面図、図３（ｂ）は先端部底面図、図３（ｃ）は先端部側面図である。図３に示されるようにニードルの先端部は中心軸に垂直な平面でカットされている。
【０００７】
この先端がフラットな従来の連続吸入用ニードルを用いて底面がフラットなマイクロプレートから吸入する場合、図５（ｂ）のように、連続吸入用ニードルがマイクロプレートの底面に接すると、液体が通過する細孔が閉じられてしまい、それ以上の吸入がおこなえなくなるという問題があった。
【０００８】
又、図６（ｂ）のように、この先端がフラットな従来の連続吸入用ニードルを用いてＰＣＲ専用のマイクロプレートから吸入する場合、連続吸入用ニードルがマイクロプレート中の各ウエルの中心からずれると、連続吸入用ニードルの先端部の角がウエルの側面に接触し、連続吸入用ニードルやマイクロプレートの破損や消耗が起きるという問題もあった。
【０００９】
又、各ウエルの底面の高さが異なるマイクロプレート等を用いた場合には、連続吸入用ニードルが降下する距離が一定であるため、底面の低いウエルでは、連続吸入用ニードルがマイクロプレート中の溶液サンプルまで届かず、吸入できないといった問題もあった。他方、底面の低いウエルでは、連続吸入用ニードルがウエルの底面と衝突してしまい、連続吸入用ニードルやマイクロプレートの破損や消耗が起きるといった問題もあった。
【００１０】
連続吸入用ニードルやマイクロプレートの破損や消耗が起きると、溶液サンプルが他の溶液サンプルと混入して測定精度が極端に低下する恐れがあった。
【００１１】
上記の問題は、マイクロプレート中のウエル数の増大及びウエル容量の減少が進むにつれ、より顕著なものとなっている。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、連続して吸入する際に溶液サンプル間の混入を防ぎ、空気等を吸入することなく安定に複数の溶液サンプルを連続して吸入する連続吸入用ニードルを提供することにある。同時に、測定中の連続吸入用ニードルとウエルの破損を防ぎ、測定効率の向上した連続吸入装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、連続吸入用ニードルの先端部を改良することで、前記課題が解決されることを見出し、本発明の連続吸入用ニードルに到達した。同時に、該連続吸入用ニードルの上下動に緩衝性を付与することで、前記課題が解決されることを見出し、本発明の連続吸入用ニードルを含む連続吸入装置に到達した。
【００１４】
即ち、第１に、本発明は連続吸入用ニードルの発明であり、中心に穴の開いた棒状のニードルにおいて、前記ニードルは均一の材料で構成され、且つ前記ニードルの先端が中心軸に非垂直な面を有する形状であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の連続吸入用ニードルを用いると、たとえマイクロプレートの底面に連続吸入用ニードルが接してしまったとしても吸入することが出来る。また柔らかい材質で製造されたチューブ型のウエル側面に連続吸入用ニードルが触れたとしても、マイクロプレートを破損しにくくさせる形状でもある。
【００１６】
本発明の連続吸入用ニードルは、化学反応に広く用いることができるが、特に、溶液サンプル量が少なく且つ高精度の測定が求められる生化学的反応や免疫学的反応を用いた測定に好適に用いられる。
【００１７】
本発明の連続吸入用ニードルとして、前記ニードルの先端が円錐形を中心軸に垂直な面でカットされてなる円錐台形形状であることが好ましい。ニードルの先端を円錐台形形状とすることで、連続吸入用ニードルの中心軸がウエルの中心軸を離れた場合でも損傷され難く、又ウエルの底面近くの溶液サンプルを吸入することができる。又、該連続吸入用ニードルの先端面において、前記ニードルの中心に向かって１本以上の溝があることが、ウエルの底面近くの溶液サンプルを吸入する上で好ましい。溝の具体例としては、１本の直線、十字型、互いに１２０度に開いた３本等が例示される。更に、上記の連続吸入用ニードルにおいて、前記ニードルの先端部の円錐側面は前記本体の中心軸と直交する平面と４５゜〜８０゜の範囲の角度で交わることが、所期の目的を達成する上で好ましい。
【００１８】
本発明の連続吸入用ニードルの他の形状として、前記中心軸に非垂直な面が２個以上の平面からなる形状であるものも好ましい。上記先端部が円錐台形状のものと同様に、連続吸入用ニードルの中心軸がウエルの中心軸を離れた場合でも損傷され難く、又ウエルの底面近くの溶液サンプルを吸入することができる。
【００１９】
本発明の連続吸入用ニードルにおいては、ニードルを構成する均一の材料は金属であることが好ましい。金属製ニードルは耐久性があり、洗浄をすることによって繰返し使用ができる。又、連続吸入用ニードルが均一の材料で構成されているため、例えば先端部のみ可撓性材料で構成する場合に生じる材料が異なる部分が前の溶液サンプルで汚染される恐れが少なくなる。具体的には、連続吸入用ニードルの金属材料としてオーステナイト系ステンレスが好ましく例示される。
【００２０】
第２に、本発明は連続吸入用ニードルを備えた連続吸入装置の発明であり、上記の連続吸入用ニードルを有する吸入部が上下動可能であり、吸入する溶液サンプルの入ったマイクロプレートが前後左右に動かすことが可能である連続吸入装置において、前記上下動可能な吸入部が弾性体を備え、前記連続吸入用ニードルの上下動に緩衝性が付与されたことを特徴とする。
【００２１】
連続吸入用ニードルの上下動に緩衝性が付与されたことで、連続吸入用ニードルやマイクロプレートの破損や消耗を防ぎ、底面の高さが異なるマイクロプレートにおいても連続吸入用ニードルの高さ調整を必要としない。又、マイクロプレートの高さを微調整する必要がない。
【００２２】
本発明の弾性体としては、連続吸入用ニードルの上下動に緩衝性が付与する機能を有するもの、例えば、各種スプリング、ゴム状物、発泡体等が例示される。この中で、スプリングが実用的である。
【００２３】
第３に、本発明は連続吸入用ニードルを備えた連続吸入装置の別の発明であり、上記の連続吸入用ニードルを有する吸入部が上下動可能であり、吸入する溶液サンプルの入ったマイクロプレートが前後左右に動かすことが可能である連続吸入装置において、吸入する溶液サンプルの入ったマイクロプレートを載置する基盤上に廃液槽と洗浄槽を備え、洗浄槽には超音波洗浄機能を持たせることで、前記連続吸入用ニードルを洗浄可能としたことを特徴とする。
【００２４】
従来は、測定に使用した後の溶液サンプルや余剰の溶液サンプルは元のウエルに戻していたために、１個のウエルを吸入と廃液の２つの操作で用いていたため、溶液サンプル間の混入（コンタミ）が生じる恐れが高かったが、本発明のように基盤上に廃液槽と洗浄槽を備えることで、溶液サンプル間の混入（コンタミ）が生じる恐れを大幅に防ぐことが可能となった。又、洗浄槽には超音波洗浄機能を持たせることで溶液サンプル間の混入（コンタミ）が生じる恐れを更に防ぐことができる。
【００２５】
本発明の連続吸入用ニードル及びその装置を用いることで連続吸入する装置は、ＳＡＴの技術を利用した装置に限られない。本発明のスポットピンは、フローサイトメーターや臨床検査機器等、マイクロプレートから溶液サンプルを吸入する必要のある装置全般にわたって用いることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の連続吸入用ニードル及び連続吸入用ニードルを備えた連続吸入装置の全体構造を示す概略図である。この連続吸入装置は、下部に連続吸入用ニードル１１を装着したニードル固定部材１２、吸入した溶液サンプルを測定装置に送るための溶液サンプル供給用チューブ１７、ニードル固定部材１２をＺ軸方向に駆動するＺモータ１３Ｚ、ＸＹ可動台１４、ＸＹ可動台１４をＸ軸方向に駆動するＸモータ１３Ｘ、Ｙ方向に駆動するＹモータ１３Ｙを備える。
【００２７】
ＸＹ可動台１４上には、フローサイトメーターやＳＡＴ技術を応用した装置で測定するための細胞やマイクロビーズを含む溶液サンプルが入った多数のウエルを有するマイクロプレート１５、また測定後に出る廃液を入れる廃液槽１６ａ、次の溶液サンプルを吸入する前に連続吸入用ニードルを洗浄するための超音波洗浄装置１６ｂが載置されている。連続吸入用ニードル１１としては、本発明の連続吸入用ニードルが用いられ、ニードル固定部材１２としては、本発明のスプリングを備えたニードル固定部材が用いられる。
【００２８】
ＸＹ可動台１４のＸ方向位置及びＹ方向位置をＸモータ１３Ｘ及びＹモータ１３Ｙにより正確に制御し、ニードル固定部材１２のＺ方向位置をＺモータ１３Ｚにより制御することで、マイクロプレート１５に入っている溶液サンプルを連続して吸入することを可能にする。連続して吸入する場合、連続吸入用ニードル１１の内部や先端の外壁に直前に測定を行った溶液サンプルが付着しているため、まず溶液サンプル供給用チューブ１７から洗浄液を連続吸入用ニードル１１に通して廃液槽１６ａに廃液を出した後、連続吸入用ニードル１１の先端を超音波洗浄装置１６ｂに浸して洗浄を行うことで、溶液サンプルの混入を防ぐ。
【００２９】
図２は、本発明による連続吸入用ニードルの先端形状を示す側面図及び底面図である。連続吸入用ニードル１１の先端は、円錐形から中心軸に垂直な面でカットされており、さらに先端面において中心に向かって溝がある形状である。前記溝は、基本的に中心に空けられた穴まであれば良く、その一例としてそれぞれが直角に交わるように削り出した２本のＶ字溝２１が示めされる。図２に示される連続吸入用ニードルを用いることにより、連続吸入用ニードルの中心軸がウエルの中心軸を離れた場合でも損傷され難く、又ウエルの底面近くの溶液サンプルを吸入することができる。
【００３０】
本実施例では、先端の円錐形側面と中心軸に垂直な面との角度を約６０゜とし、円錐形から中心軸に垂直な面でカットされた面の直径を連続吸入用ニードルの直径の約半分とした。先端部の円錐側面は中心軸と直交する平面と４５゜〜８０゜の範囲の角度で交わることが好ましい。また連続吸入用ニードルの直径は、１．０〜２．０ｍｍの範囲、中心軸に垂直な面でカットされた面の直径は、０．４〜１．６ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００３１】
図４は、本発明の連続吸入用ニードル１１を備えた連続吸入装置のニードル固定部分を示す。図４（ａ）はニードル固定部分の側面図であり、図４（ｂ）はニードル固定部分の断面図である。図４を用いて、弾性体としてスプリング４１を備えたニードル固定部材１２の形状について説明する。連続吸入用ニードル１１、ニードル固定部材１２、溶液サンプル供給用チューブ１７は、Ｚ方向位置をＺモータ１３Ｚにより制御され連動している。たとえ連続吸入用ニードル１１がマイクロプレート１５等に接地してしまったとしても、ニードル固定部材１２にスプリングが備えてあることで、連続吸入用ニードル１１の先端にかかる圧力を軽減させることができる。
【００３２】
図５、図６を用いて、複数種類のマイクロプレートから溶液サンプルを吸入する方法の一例を説明する。マイクロプレートには、Ｖ字型マイクロプレートやＵ字型マイクロプレート等様々なマイクロプレートが販売されているが、本実施例では連続吸入によく用いられる平底型マイクロプレート５１とＰＣＲ専用マイクロプレート６１について説明する。
【００３３】
図５は、連続吸入用ニードルで平底マイクロプレート内の溶液サンプルを吸入する際の模式図である。図５（ａ）は連続吸入用ニードルがマイクロプレート底面まで達していない図であるが、溶液サンプルを最後まで吸入することが出来ない問題がある。図５（ｂ）は先端がフラットな従来の連続吸入用ニードルがマイクロプレート底面まで達している図であるが、溶液サンプルを全く吸入することが出来ない問題がある。図５（ｃ）は本発明による連続吸入用ニードルがマイクロプレート底面まで達している図であり、図５（ｄ）のように中心へ向かって溝があるあるため、最後まで溶液サンプルを吸入することが出来る。
【００３４】
図６は、連続吸入用ニードルでＰＣＲ専用マイクロプレート内の溶液サンプルを吸入する際の模式図である。図６（ａ）は本発明による連続吸入用ニードルがマイクロプレート底面まで達している図であり、連続吸入用ニードル先端面には溝があるあるため、最後まで溶液サンプルを吸入することが出来る。図５（ｂ）は先端がフラットな従来の連続吸入用ニードルが中心から少し外れてしまいマイクロプレート底面まで達していない図であり、マイクロプレート側面を破壊してしまう恐れがあり、また溶液サンプルをほとんど吸入することが出来ないという問題がある。図５（ｃ）は本発明による連続吸入用ニードルが中心から少し外れてしまいマイクロプレート底面まで達していない図であり、マイクロプレート側面を破壊してしまう恐れを軽減し、先端がフラットな従来の連続吸入用ニードルと比べると溶液サンプルをより多く吸入することが出来る。
【００３５】
図７に、本発明の連続吸入用ニードル先端部の他の形状を示す。図７（ａ）は本発明の他の連続吸入用ニードルの正面図、側面図、及び底面図である。この連続吸入用ニードルは先端部が中心軸に傾斜する４個の平面で構成されている。図７（ｂ）は本発明の他の連続吸入用ニードルの正面図、側面図、及び底面図である。この連続吸入用ニードルは先端部が中心軸に傾斜する２個の平面で構成されている。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示される連続吸入用ニードルを用いることにより、連続吸入用ニードルの中心軸がウエルの中心軸を離れた場合でも損傷され難く、又ウエルの底面近くの溶液サンプルを吸入することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によると、連続して吸入する際に溶液サンプル間の混入を防ぎ、空気等を吸入することなく安定に複数の溶液サンプルを連続して吸入する連続吸入用ニードル及びその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続吸入用ニードル及びその装置の全体構造を示す概略図。
【図２】本発明の連続吸入用ニードルの先端形状を示す側面図及び底面図。
【図３】従来の連続吸入用ニードルの先端形状の一例を示す側面図及び底面図。
【図４】本発明連続吸入装置のニードル固定部材の側面図及び断面図。
【図５】連続吸入用ニードルで平底マイクロプレート内溶液サンプルを吸入する際の模式図。
【図６】連続吸入用ニードルでＰＣＲ専用マイクロプレート内溶液サンプルを吸入する際の模式図。
【図７】本発明の連続吸入用ニードルの他の先端形状を示す。
【符号の説明】
１１：連続吸入用ニードル、１２：ニードル固定部材、１３Ｘ：Ｘモータ、１３Ｙ：Ｙモータ、１３Ｚ：Ｚモータ、１４：ＸＹ可動台、１５：マイクロプレート、１６ａ：廃液槽、１６ｂ：超音波洗浄装置、１７：溶液サンプル供給用チューブ、２１：Ｖ字溝、４１：スプリング、５１：平底型マイクロプレート、５２：平底型マイクロプレートの底面、６１：ＰＣＲ専用マイクロプレート
【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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