(57)【要約】【課題】  分注精度のよい分注チップを提供すること。【解決手段】  先端から液体を吸引および吐出する細長い分注チップであって、先端から基端方向への距離に対して一定の割合Ａ１で内径が大きくなる筒状の先端部と、先端部と同軸に結合し先端部から基端方向への距離に対してＡ１より大きい一定の割合Ａ２で内径が大きくなる筒状の第１中間部と、第１中間部に同軸に結合しほぼ一定の内径を有する筒状の第２中間部と、第２中間部に同軸に結合する筒状の第３中間部と、第３中間部に同軸に結合し圧力供給部に着脱可能に接続される筒状の接続部とを備え、Ａ２／Ａ１が１.５以上１２以下である分注チップ。【選択図】  図１
2005069830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から液体を吸引および吐出する細長い分注チップであって、先端から基端方向への距離に対して一定の割合Ａ１で内径が大きくなる筒状の先端部と、先端部と同軸に結合し先端部から基端方向への距離に対してＡ１より大きい一定の割合Ａ２で内径が大きくなる筒状の第１中間部と、第１中間部に同軸に結合しほぼ一定の内径を有する筒状の第２中間部と、第２中間部に同軸に結合する筒状の第３中間部と、第３中間部に同軸に結合し圧力供給部に着脱可能に接続される筒状の接続部とを備え、Ａ２／Ａ１が１.５以上１２以下である分注チップ。
【請求項２】
Ａ２／Ａ１が３以上８以下である請求項１記載の分注チップ。
【請求項３】
先端部と第１中間部は、その内面が互いに滑らかに連続している請求項１又は２に記載の分注チップ。
【請求項４】
第１および第２中間部は、その内面が互いに滑らかに連続している請求項１〜３のいずれか１項に記載の分注チップ。
【請求項５】
第３中間部は第２中間部より大きい内径を有し、液体を阻止し気体を通過させるフィルタを備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の分注チップ。
【請求項６】
先端部と第１および第２中間部は、長さの和が３５ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の分注チップ。
【請求項７】
第２中間部は、内径が２.０ｍｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の分注チップ。
【請求項８】
先端部および第１中間部の長さをそれぞれＬ１，Ｌ２とするとき、Ｌ１／Ｌ２が０.４以上０.６以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の分注チップ。
【請求項９】
液体が、標的核酸を含むことが疑われる試料を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の分注チップ。
【請求項１０】
先端から液体を吸引および吐出する筒状の分注チップであって、筒状の先端部と、先端部と同軸に結合し先端部から基端方向への距離に対して一定の割合Ａで内径が大きくなる筒状の第１中間部と、第１中間部と同軸に結合しほぼ一定の内径を有する筒状の第２中間部と、第２中間部と同軸に結合する筒状の第３中間部と、第３中間部と同軸に結合し圧力供給部に着脱可能に接続される筒状の接続部とを備え、割合Ａが０.３以下である分注チップ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の分注チップを用いた分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、分注チップとそれを用いた分析装置に関し、とくに、遺伝子検査や臨床検査や生化学分析などの分野で使用される使い捨ての分注チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明に関連する技術としては、少なくとも下端部が摩耗性を有する材質よりなる円筒形状のノズルの下端部の外周面に装着され、このノズルの内孔から空気を吸引・吐出することにより先端部から液体を吸入・吐出する分注チップであって、この分注チップが弾力性を有する材質より成り、この分注チップの内周面の前記ノズルの外周面と当接して密封面を形成する位置に、前記外周面の外径よりも小さい内径の円周状の突起部を設けた分注チップが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２４８７１５（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の分注チップは、一定の小さい内径を有する先端部と、先端部に同軸に結合するテーパ部と、テーパ部と同軸に結合し大きい内径を有する基部を備える。しかしながら、その内径が先端部とテーパ部との結合部において軸方向に急激に増大する構造を有するため、このような分注チップは分注時に液体の流れが安定せず分注精度が悪くなるという問題点がある。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、分注チップの内径の変化、つまり内部構造に液体力学的な検討を加え、分注時の流体の流れの円滑化を図り、それによって分注精度を向上させた分注チップとそれを用いた分析装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、先端から液体を吸引および吐出する細長い分注チップであって、先端から基端方向への距離に対して一定の割合Ａ１で内径が大きくなる筒状の先端部と、先端部と同軸に結合し先端部から基端方向への距離に対してＡ１より大きい一定の割合Ａ２で内径が大きくなる筒状の第１中間部と、第１中間部に同軸に結合しほぼ一定の内径を有する筒状の第２中間部と、第２中間部に同軸に結合する筒状の第３中間部と、第３中間部に同軸に結合し圧力供給部に着脱可能に接続される筒状の接続部とを備え、Ａ２／Ａ１が１.５以上１２以下である分注チップを提供するものである。
ここで、圧力供給部とは、分注チップに吸引用の陰圧および吐出用の陽圧を与えるもので、例えばシリンジポンプのようなものである。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、先端部と第１中間部の内径が先端から基端方向への距離に対してそれぞれ一定の割合Ａ１，Ａ２で徐々に増大し、しかも、Ａ２／Ａ１が１.５以上１２以下に設定されるので、分注時に液体の流れが安定し、高い分注精度が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１はこの発明による分注チップの形態を示す縦断面図である。
図１に示すように、この発明の分注チップ１は、先端２から基端３へ液体を吸引し、かつ基端３から先端２へ液体を吐出する筒状の分注チップである。分注チップ１は、先端２から基端３の方向への距離Ｌ１に対して一定の割合Ａ１で内径が大きくなる筒状の先端部４と、先端部４と同軸に結合し先端部４から基端３の方向への距離Ｌ２に対してＡ１より大きい一定の割合Ａ２で内径が大きくなる筒状の第１中間部５と、第１中間部５に同軸に結合しほぼ一定の内径Ｄ３を有する筒状の第２中間部６と、第２中間部６に同軸に結合し第２中間部より大きい内径Ｄ４を有する筒状の第３中間部７と、第３中間部７に同軸に結合し圧力供給部（分注用ポンプ）９に着脱可能に接続される筒状の接続部８とを備える。
【０００７】
つまり、先端部４の内径は、距離Ｌ１に対してＤ１からＤ２まで変化するので、Ａ１＝（Ｄ２−Ｄ１）／Ｌ１である。
また、第１中間部５の内径は、距離Ｌ２に対してＤ２からＤ３までするので、Ａ２＝（Ｄ３−Ｄ２）／Ｌ２であり、従って、Ａ２／Ａ１＝（Ｌ１／Ｌ２）(Ｄ３−Ｄ２)／（Ｄ２−Ｄ１）で表される。
【０００８】
ここで、分注チップの分注時の流体の流れを円滑にするためには、１.５≦Ａ２／Ａ１≦１２であることが好ましく、３≦Ａ２／Ａ１≦８であることがさらに好ましい。
また、先端部４と第１中間部５は、その内面が互いに滑らかに連続していることが好ましく、第１および第２中間部５，６も、同様に内面が互いに滑らかに連続していることが好ましい。それによって、液体の流れがさらに安定し、定量精度が向上する。
【０００９】
第３中間部７は液体を阻止し気体を流通させる疎水性フィルタ（例えば日東電工（株）製超高分子量ポリエチレン多孔質フィルム）１０を備えることが好ましい。このフィルタは吸引した液体が圧力供給部８を誤って汚染することを防止する。
また、（先端部４の長さＬ１）＋（第１中間部５の長さＬ２）＋（第２中間部６の長さＬ２）を３５ｍｍ以下にすることができる。従って、分注チップの着脱や液体の分注に必要な軸方向の移動距離を短くすることができる。
【００１０】
さらに、第２中間部６の内径Ｄ３を２.０ｍｍ以下にすることができる。これによって、細い容器に対して分注が可能となる。
また、（先端部４の長さＬ１）／（第１中間部５の長さＬ２）を０.４以上０.６以下にしてもよい。
この発明の分注チップによって分注する液体としては、種々の分析処理における検体や試薬などが挙げられるが、とくに遺伝子増幅検出における標的核酸を含むことが疑われる試料が挙げられる。
【００１１】
この発明は別の見地から、先端から液体を吸引および吐出する筒状の分注チップであって、筒状の先端部と、先端部と同軸に結合し先端部から基端方向への距離に対して一定の割合Ａで内径が大きくなる筒状の第１中間部と、第１中間部と同軸に結合しほぼ一定の内径を有する筒状の第２中間部と、第２中間部と同軸に結合し第２中間部より大きい内径を有する筒状の第３中間部と、第３中間部と同軸に結合し圧力供給部に着脱可能に接続される筒状の接続部とを備え、割合Ａが０.３以下である分注チップを提供するものである。
割合Ａが０.３以下であるので、内径が急激に変化することを防止し、それによって分注時に液体の流れが安定し、高い分注精度が得られる。割合Ａは０.１以下であることがさらに好ましい。これによって分注精度をさらに高くすることができる。
【００１２】
なお、この発明による上記分注チップは、ディスポーザブルタイプ（使い捨て）のチップとして製造されるが、材質は静電容量式液面検知を行うためにはカーボン含有の導電性プラスチックとすることが好ましい。この場合、分注チップは、例えばポリプロピレン（カーボン含有）を射出成形して製造することができる。
また、この発明によれば、上記分注チップを用いた分析装置、例えば、遺伝子増幅検出装置が提供される。
【００１３】
実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
分注チップ
図２はこの発明による分注チップの一実施例を示す縦断面図である。
分注チップ１１は先端１２から基端１３まで貫通した円筒状で、全長Ｌが４０ｍｍであり、順次同軸に結合された先端部１４と第１中間部１５と第２中間部１６と第３中間部１７と接続部１８から構成される。
先端部１４は、Ｌ１＝６.０ｍｍの長さを有し、その内径が長さＬ１に対し一定の割合Ａ１＝１／６０でＤ１＝０.４０ｍｍからＤ２＝０.５０ｍｍまで直線的に増大する。
第１中間部１５は、Ｌ２＝１３.０ｍｍの長さを有し、その内径が長さＬ２に対し一定の割合Ａ２＝１１／１３０でＤ２＝０.５０ｍｍからＤ３＝１.６０ｍｍまで直線的に増大する。
ここで、Ａ２／Ａ１＝５.１、Ｌ１／Ｌ２＝０.４６となる。
【００１４】
第２中間部１６は、Ｌ３＝１１.０ｍｍの長さを有し、その内径が長さＬ３に対しＤ３＝１.６０ｍｍからＤ３ａ＝１.７０ｍｍまでわずかに増大する。
第３中間部１７と接続部１８は合わせてＬ４＝１０.０ｍｍの長さを有し、その内径が第２中間部１６との結合部においてＤ３ａ＝１.７０ｍｍからＤ４＝３.０ｍｍに急激に増大し、その後、角度２度の勾配でＤ４ａ＝３.４５ｍｍまで増大する。そして、基端１３における内径Ｄ５は３.９５ｍｍである。
【００１５】
そして、先端部１４の容積は０.７μＬ，第１中間部１５の容積は１２.３μＬ，第２中間部１６の容積は２４.０μＬとなっている。また、基端１３には半径方向に突出する外径Ｄ６＝７.０ｍｍのフランジ部１９が設けられ、後述するように分注チップ１１のチップホルダへの着脱時に利用される。
【００１６】
図３は図２に示す分注チップの外観を示す正面図であり、同図に示すように、先端部１４において、最小外径Ｅ１＝０.７０ｍｍ，最大外径Ｅ２＝１.２０ｍｍ，第１中間部１５において、最大外径Ｅ３＝３.００ｍｍ，第２中間部１６において最大外径Ｅ３ａ＝３.１０ｍｍ，第３中間部１７と接続部１８における最大外径Ｅ４ａ＝４.７０ｍｍとなっている。
【００１７】
分注チップ１１は、ポリプロピレンを材料として射出成形によって製作される。
分析装置
分注チップ１１を用いる分析装置の実施例として、遺伝子増幅検出装置を以下に説明する。
図４は遺伝子増幅検出装置の測定部を示す斜視図である。測定部１０１は、ハウジング１０２にチップセット部１０３，試薬セット部１０４，サンプルセット部１０５，反応検出部１０６，チップ廃棄部１０７を備える。さらに、測定部１０１は、ハウジング１０２上にＸ方向移動機構部１０８，Ｙ方向移動機構部１０９，Ｚ方向移動機構部１１０を備える。２つの分注機構部１１１はそれぞれシリンジポンプを備え、独立して矢印Ｚ方向に移動可能にＺ方向移動機構部１１０に搭載されている。Ｚ方向移動機構部１１０は、Ｙ方向移動機構部１０９を介してＸ方向移動機構部１０８に搭載され、矢印ＸおよびＹ方向に移動することができるようになっている。
【００１８】
チップセット部１０３には、図２，図３に示す分注チップ１１が３６本、各々フランジ部１９を上にして縦方向に配置される。試薬セット部１０４には、酵素試薬ボトルとプライマー試薬ボトルが２項目ずつ設置され、それらは１５℃以下に保冷される。
サンプルセット部１０５には、各々サンプルを収容した１０個のサンプル容器が設置でき、それらは１５℃以下に保冷される。
【００１９】
反応検出部１０６は、サンプルと試薬を収容するための１０個の検出セルを備え、各検出セルの液温を２０℃と６５℃に設定する温度設定部と、各検出セル内の液濁度をリアルタイムで検出する検出部とを内蔵する。チップ廃棄部１０７は使用済みの分注チップ１１を収納するためのチップ収納部を内蔵する。
【００２０】
分注機構部１１１が備えるシリンジポンプ１１１ａは、図５に示すように、分注チップ１１の接続部１８に先端が着脱可能に嵌着されるチップホルダ１１２と、チップホルダ１１２の基端を気密的に固定するシリンダ部１１３と、シリンダ部１１３に接続されるピストン駆動部１１４とを備える。
【００２１】
チップホルダ１１２は軸芯に分注チップ１１に連通する通気孔１１２ａを有し、シリンダ部１１３は通気孔１１２ａに連通しピストン１１５を収容するシリンダ孔１１６を有する。そして、ピストン駆動部１１４がピストン１１５をシリンダ孔１１６内で往復運動させることにより、分注チップ１１に液体が吸引・吐出（分注）され、ピストン１１５の移動量により液体の分注量が決定されるようになっている。なお、分注チップ１１には予め疎水性フィルタ１０ａが装填されている。疎水性フィルタ１０ａには日東電工（株）製超高分子量ポリエチレン多孔質フィルムが用いられる。
【００２２】
図６は、この実施例の遺伝子増幅検出装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように入力部２０３から入力される検出条件を受けて分析部２０１は駆動制御部１１７に制御信号を出力し、駆動制御部１１７はその制御信号に基づいて試薬セット部１０４，サンプルセット部１０５，反応検出部１０６，Ｘ方向移動機構部１０８，Ｙ方向移動機構部１０９，Ｚ方向移動機構部１１０および分注機構部１１１を駆動制御する。そして、分析部２０１は反応検出部１０６の出力を受けて分析を行い、分析結果を出力部２０２から出力するようになっている。
ここで、分析部２０１と出力部２０２と入力部２０３は、パーソナルコンピュータによって一体的に構成できる。
【００２３】
このような構成における動作を次に説明する。
まず、ホモジナイズ試薬を用いて検体（切除組織）の前処理を行い、サンプルを作成してサンプル容器に収容し、そのサンプル容器を図４に示すサンプル架設部１０５に設置する。このサンプルは、例えば、標的核酸を含むことが疑われる試料を含む。次に、所定の試薬を収容した試薬ボトルと、必要数の新しい検出セルと、必要数の新しい分注チップとを、図４に示す試薬セット部１０４と、反応検出部１０６と、チップセット部１０３とに、それぞれセットする。
そして、入力部２０３から「検出開始」指令を入力すると、図４に示す２つの分注機構部１１１がチップセット部１０３の上方へ移動した後、下降して各々のチップホルダ１１２を図５に示すように分注チップ１１の接続部１８（図２）に嵌入し、チップホルダ１１２に分注チップ１１を嵌着させる。
【００２４】
次に２つの分注機構部１１１は試薬セット部１０４へ移動して必要な試薬を所定量だけ吸引し、反応検出部１０６へ移動して対応する検出セルに吐出する。次に２つの分注機構部１１１はチップ廃棄部１０７へ移動し、下降して分注チップ１１のフランジ部１９（図２，図３）をチップ廃棄部１０７に設けられた係止部（図示しない）に係止させた後、上昇することにより分注チップ１１をチップホルダ１１２から離脱させチップ収容部へ廃棄する。次に、２つの分注機構部１１１は、チップセット部１０３において新しい分注チップ１１を装着し、サンプルセット部１０５のサンプル容器からサンプルを吸引して反応検出部１０６の所定の検出セルへ吐出した後、使用済みの分注チップ１１をチップ廃棄部１０７へ廃棄する。このような動作がくり返されて反応検出部１０６の各検出セルに必要なサンプルと試薬が分注されると、反応検出部１０６は反応検出動作、つまり、検出セル内の液濁度の時間的変化の検出動作を開始する。分析部２０１（図６）はその検出値から標的遺伝子（核酸）の有無と濃度を分析し、分析結果を出力部２０２に出力させる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係る分注チップの縦断面図である。
【図２】この発明の一実施例による分注チップを示す縦断面図である。
【図３】図２に示す分注チップの外観を示す正面図である。
【図４】この発明の一実施例の要部を示す斜視図である。
【図５】この発明の一実施例の要部を示す断面図である。
【図６】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１１  分注チップ
２，１２  先端
３，１３  基端
４，１４  先端部
５，１５  第１中間部
６，１６  第２中間部
７，１７  第３中間部
８，１８  接続部
９    圧力供給部
１０    フィルタ
１０１    測定部
１０２    ハウジング
１０３    チップセット部
１０４    試薬セット部
１０５    サンプルセット部
１０６    反応検出部
１０７    チップ廃棄部
１０８    Ｘ方向移動機構部
１０９    Ｙ方向移動機構部
１１０    Ｚ方向移動機構部
１１１    分注機構部
１１２    チップホルダ
１１２ａ  通気孔
１１３    シリンダ部
１１４    ピストン駆動部
１１５    ピストン
１１６    シリンダ孔
１１７    駆動制御部
２０１    分析部
２０２    出力部
２０３    入力部
【図１】
2005069830.tif 000003
【図２】
2005069830.tif 000004
【図３】
2005069830.tif 000005
【図４】
2005069830.tif 000006
【図５】
2005069830.tif 000007
【図６】
2005069830.tif 000008