(57)【要約】  本発明の検体処理測定システム１０００は、複数の検体を並行処理を実行するための複数のレーンを備え、複数のレーンのそれぞれにカートリッジ１１２を搭載する処理部１１０と、複数の検体に対応した異なる処理に用いるための、複数種類のカートリッジを保管するカートリッジ保管ユニット７００と、複数の検体を収容したサンプルチューブを保管及び搬送するサンプル保管ユニット６００と、複数種類のカートリッジ１１２を各レーンにそれぞれ移送すると共に、複数のレーンのそれぞれに対してサンプルチューブから複数の検体のそれぞれを移送するピックアップユニット３００と、ピックアップユニット３００による複数種類のカートリッジの移送、及び複数の検体の移送を制御する制御部とを備える。
2017204274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検体のそれぞれに含まれる核酸の抽出、及び抽出された核酸の増幅、及び増幅された核酸の測定からなる処理を、並行して実行する検体処理測定システムであって、
前記複数の検体に対応した前記処理に用いるための、１種類または複数種類のカートリッジを保管するカートリッジ保管ユニットと、
前記処理を並行して実行するための複数の処理レーンを備える検体処理部であって、前記複数の処理レーンのそれぞれに前記カートリッジを搭載する、検体処理部と、
前記複数の検体のそれぞれを保管する検体保管ユニットと、
前記カートリッジを前記複数の処理レーンのそれぞれに移送するカートリッジ移送ユニットと、
前記複数の処理レーンに前記複数の検体を移送する検体移送ユニットと、
前記カートリッジ移送ユニットによる前記カートリッジの移送、及び前記検体移送ユニットによる前記複数の検体の移送を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記カートリッジ移送ユニットを用いて、前記複数の検体のそれぞれに応じた前記カートリッジを前記複数のレーンのそれぞれに移送し、
前記制御部は、さらに、前記検体移送ユニットを用いて、前記複数の検体を前記複数の処理レーンに移送する、検体処理測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理及び／または前記測定は、前記複数の検体について同時に行うバッチ処理である、検体処理測定システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ移送ユニット及び前記検体移送ユニットを一体化した検体処理準備ユニットを備える、検体処理測定システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジの少なくとも一部が、前記処理に必要な試薬及び／または溶液が予め密封されたプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記複数の検体は、処理動作の共通化が可能な複数のグループに分類され、前記制御部は、前記複数の検体から同じグループに含まれる複数の検体を選択して前記処理を並行して実行する、検体処理測定システム。
【請求項６】
請求項５に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記グループ毎にまとめて前記複数の検体の前記処理を並行して実行することにより、前記複数の検体を全体としてランダムかつ連続的に処理する、検体処理測定システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ移送機構は、前記少なくとも１つのカートリッジを吸着するカートリッジピッカーを備える、検体処理測定システム。
【請求項８】
請求項７に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを真空吸引する、検体処理測定システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは凸部を備え、前記カートリッジは前記凸部が挿入される凹部を備える、検体処理測定システム。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは前記カートリッジの両端を吸着する、検体処理測定システム。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ移送機構は、前記カートリッジピッカーを昇降するカートリッジピッカー昇降機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記検体処理測定システムは、前記複数のレーンで使用される消耗品を保管する消耗品保管ユニットを備え、
前記カートリッジ移送機構は、前記消耗品保管ユニットから前記消耗品を取り出す消耗品ピッカーを備える、検体処理測定システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ移送機構は、前記消耗品ピッカーを昇降する消耗品ピッカー昇降機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項１４】
請求項７〜１３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジは、カートリッジ情報を記録したカートリッジ情報記録部を備え、
前記カートリッジ移送機構は、前記カートリッジ情報記憶部から前記カートリッジ情報を読み出す情報読出し部を備える、検体処理測定システム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記複数の処理レーンのそれぞれには、第１のカートリッジと第２のカートリッジが搭載され、
前記制御部は、前記第１のカートリッジで前記検体を処理している間に、前記検体の処理が終了した前記第２のカートリッジを前記カートリッジ移送機構を用いて前記複数の処理レーンから除去する、検体処理測定システム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記検体容器は、検体情報、及び／または、前記検体の処理に用いる試薬情報を記録した検体情報記録部を有し、
前記検体移送ユニットまたは前記検体保管ユニットは、前記検体情報記憶部から前記検体情報及び／または前記試薬情報を読み出す情報読出し部を備える、検体処理測定システム。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記検体保管ユニットは、前記複数の検体を環状に搬送する検体搬送機構と、前記検体搬送機構から前記検体を取り出すための検体取出位置とを備える、検体処理測定システム。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記検体保管ユニットは、前記複数の検体の変性または劣化を防止するための温度調整機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジを前記検体処理部に固定するカートリッジ固定機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ固定機構は、前記カートリッジの両端を押える第１爪及び第２爪を備える、検体処理測定システム。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記複数の処理レーンのそれぞれに搭載された前記カートリッジに対して、前記処理を並行して実行するために、複数の分注ノズルを有する処理実行ユニットを備える、検体処理測定システム。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記複数の検体に対して、前記測定を実行ための測定ユニットを備える、検体処理測定システム。
【請求項２３】
複数の検体のそれぞれに含まれる核酸の抽出、及び抽出された核酸の増幅、及び増幅された核酸の測定からなる処理を、並行して実行する検体処理測定システムであって、
前記検体処理測定システムは、処理準備サブシステムと、処理実行サブシステムと、複数のステージラックと、前記処理準備サブシステム及び前記処理実行サブシステムの間で前記複数のステージラックを移送するステージラック移送機構と、前記検体処理測定システムの動作を制御する制御部とを備え、
前記処理準備サブシステムは、少なくとも１つのカートリッジを供給するカートリッジ供給ユニットと、前記カートリッジをピックアップするカートリッジピッカーと、消耗品を保管する消耗品保管ユニットと、前記消耗品をピックアップするピックアップユニットと、前記複数の検体を保管する検体保管部とを備え、
前記複数のステージラックのそれぞれが、前記処理を並行して実行するために複数の処理レーンを備え、前記複数の処理レーンのそれぞれに、前記カートリッジ、前記消耗品、及び前記検体容器が所定の配置で搭載され、
前記処理実行サブシステムは、複数の処理実行ユニットと、前記複数のステージラックを装着する複数のステージラック装着部と、前記ステージラックを前記ステージラック装着部まで移送して装着するステージラック装着機構とを備え、前記複数の処理実行ユニットのそれぞれが、前記ステージラック装着部に装着された前記ステージラック中の前記複数の検体のそれぞれに対して前記処理を実行する、検体処理測定システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理を並行して実行可能な共通プロトコールが適用される複数の検体を、１つのステージラックに配置して１つの処理実行ユニットで前記処理を実行する、検体処理測定システム。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記複数の処理レーンには、前記検体から核酸を抽出する抽出機能部と、前記抽出された核酸を増幅する増幅機能部と、前記増幅された核酸の測定を行う測定機能部とが一列にそれぞれ配置される、検体処理測定システム。
【請求項２６】
請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記ステージラックは、前記処理に用いる各種試薬を収容する試薬容器、前記カートリッジ、前記消耗品、及び前記検体を収容する検体容器を各処理レーンに搭載し、これらの全部または少なくとも一部を、前記処理後に取り換えるまたは廃棄することにより、前記検体のコンタミネーションを低減可能とする、検体処理測定システム。
【請求項２７】
請求項２３〜２６のいずれか1項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを真空吸引する、検体処理測定システム。
【請求項２８】
請求項２３〜２７のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジピッカーは前記カートリッジの両端を吸着する、検体処理測定システム。
【請求項２９】
請求項２３〜２８のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理に使用する試薬及び／または検体を、前記処理実行ユニットでの使用時に、前記処理準備サブシステムから前記処理実行サブシステムに輸送する輸送機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記輸送機構は、前記試薬または検体を収容するスライドラックと、前記スライドラックをスライドするスライド機構とから構成される、検体処理測定システム。
【請求項３１】
請求項２９または３０に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理準備サブシステムは、さらに前記試薬または検体を温度調整して保管する保管部を備える、検体処理測定システム。
【請求項３２】
請求項２３〜３１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジ供給ユニットは、積み重ねられた複数のカートリッジに対し、最下段のカートリッジを前記カートリッジ供給ユニットの外に押し出すカートリッジ押出し機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項３３】
請求項２３〜３２のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行サブシステムは、さらに前記ステージラック装着部に装着された前記ステージラックに対してヒートブロックを密着させる密着機構を備える、検体処理測定システム。
【請求項３４】
請求項２３〜３３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行サブシステムは、前記消耗品を廃棄する消耗品廃棄部を備え、
前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記ステージラックから前記消耗品を取り出して前記消耗品廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。
【請求項３５】
請求項２３〜３４に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理実行サブシステムは、前記検体を含む廃液を廃棄する廃液槽を備え、
前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記ステージラックから前記廃液を吸引して前記廃液槽に廃棄する、検体処理測定システム。
【請求項３６】
請求項２３〜３５に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記処理準備サブシステムは、前記カートリッジを廃棄するカートリッジ廃棄部を備え、
測定完了後に、前記カートリッジピッカーが、前記処理準備サブシステムに移送された前記ステージラックから前記カートリッジをピックアップして、前記カートリッジ廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。
【請求項３７】
請求項１〜３６のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記消耗品は、ウェル、チューブ、分注チップ、ピアシングチップ、ウェルのキャップの少なくとも１つを含む、検体処理測定システム。
【請求項３８】
請求項１〜３７のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジの少なくとも一部が、前記核酸の抽出試薬、及び／または前記核酸の増幅試薬が予め密封された少なくとも１つのプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジの少なくとも一部が、前記核酸の抽出試薬が予め密封された抽出試薬用プレフィルドカートリッジと、前記核酸の増幅試薬が予め密封された増幅試薬用プレフィルドカートリッジとを含む、検体処理測定システム。
【請求項４０】
請求項１〜３９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジが、試薬用ウェルと、核酸抽出用ウェルと、核酸増幅用ウェルと、ウェルのキャップを保持するキャップ保持部と、分注チップを保持する分注チップ保持部との少なくとも一つまたは複数を備える、検体処理測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の生体関連物質のサンプル（検体）について、連続的に処理及び測定を実行するための検体処理測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子等の生体関連物質のサンプルは、所定の前処理を行った上で、検出または定量といった測定処理が行われる。所定の前処理として、サンプルの捕獲・精製・分離・洗浄等の物理的処理や、遺伝子の増幅や化学的反応処理等が行われる。測定処理としては、化学発光、蛍光、吸光光度等の測定が行われる。このような前処理や測定を行うためには、複数の試薬・反応溶液等を分注するための分注チップ等のプラスチック部材・消耗品をその処理目的に合わせて選抜し、これらを順次用いて適切な前処理工程を実行する必要がある。【０００３】
本発明者は、磁性体粒子を利用したマグトレーション技術（特許文献１）を提案している。さらに、本発明者は、マグトレーション技術に加えて、特許文献２にて提案したような、カートリッジ多列整列、複数分注ノズルにて、同時に溶液の分注を制御、磁性体の分離を用いた分注制御により、多検体一括バッチ処理を可能としている。【０００４】
前処理の自動化としては、複数サンプル・バッチ方式、及び１サンプル・ランダム・アクセス方式の２つが提案されている。複数サンプル・バッチ方式は、複数サンプルを並行して一括処理するものである。複数サンプル・バッチ方式の製品としては、プレシジョン・システム・サイエンス株式会社が提供する「ｇｅｎｅＬＥＡＤ  ＸＩＩ」が挙げられる。複数サンプル・バッチ方式の製品としては、ロシュ・ダイアグノスティックス・インクが提供する「ｃｏｂａｓ」シリーズが挙げられる。１サンプルランダム・アクセス方式は、１サンプル毎に情報を逐一読取り、情報に基づき異なった物理的処理および反応処理を順次実行するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８２３０２号（図３）
【特許文献２】国際公開第２０１０／０７４２６５号（図３８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数サンプル・バッチ方式のメリットは、複数サンプルに対し、「処理のための各機能部」を「固定化したシステム構成」にて、一括して処理することにより、装置を小型・簡素化できることである。しかしながら、複数サンプル・バッチ方式のデメリットは、異なった工程を複数要求されるサンプルへの対応や、連続的に導入される異なったサンプルへの対応が困難となることである。具体的には、図１に示すように、複数サンプルＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５，ＳＡ６，ＳＡＢ１，ＳＢＣ１を複数サンプル・バッチ方式で処理する場合を想定する。サンプルＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５，ＳＡ６は、項目Ａの前処理を行う必要があり、項目Ｂ及びＣの前処理は不要である。サンプルＳＡＢ１は、項目Ａ及び項目Ｂの前処理を順に行う必要があり、項目Ｃの前処理は不要である。サンプルＳＢＣ１は、項目Ｂ及び項目Ｃの前処理を順に行う必要があり、項目Ａの前処理は不要である。このように必要な項目が異なる複数サンプルを複数サンプル・バッチ処理で同時に並行処理を行うことは困難である。【０００７】
これに対して、１サンプル・ランダム・アクセス方式のメリットは、複数の工程処理（項目）が要求されるサンプルに対し、異なる処理項目を一貫性を持って連続的に処理できることである。しかしながら、１サンプル・ランダム・アクセス方式のデメリットは、図２に示すように、処理のために指定された機能部から機能部へ、サンプルを移送し、異なる処理工程をそれぞれ実行しなければならないことである。したがって、サンプル毎に処理工程が相違することにより、処理工程を制御するハードウェアおよびソフトウェアが複雑になる。その結果、必要なシステムまたは装置が、非常に複雑で高価、大型（５ｍ〜１０ｍ）にならざるを得ないという問題が生じている。例えば、図２に示すように、サンプルＳＡ１，ＳＡＢ１，ＳＢＣ１を１サンプル・ランダム・アクセス方式で処理する場合を想定する。初めに、サンプルＳＡ１を項目Ａ処理機能部に移送して項目Ａの処理工程を実行した後、サンプルＳＡ１をサンプル回収部に移送する。次に、サンプルＳＡＢ１を項目Ａ処理機能部に移送して項目Ａの処理工程を実行し、サンプルＳＡＢ１を項目Ｂ処理機能部に移送して項目Ｂの処理工程を実行し、サンプルＳＡＢ１をサンプル回収部に移送する。最後に、サンプルＳＢＣ１を項目Ｂ処理機能部に移送して項目Ｂの処理工程を実行し、次にサンプルＳＢＣ１を項目Ｃ処理機能部に移送して項目Ｃの処理工程を実行し、サンプルＳＢＣ１をサンプル回収部に移送する。さらに、１サンプル・ランダム・アクセス方式は、１サンプルずつの処理となるため、複数サンプルを処理する場合、多くの時間を要するという問題も生じている。【０００８】
複数サンプルの前処理工程の自動化システムにおける要求は次の通りである。必要とされる検査項目が数十種類に及ぶため、試薬類や消耗品を間違えることなく、正確にバーコードやＩＣタグによる選抜を行う情報管理方式が必要である。また、試薬やサンプルが微量でも混じることのないコンタミネーション防止対策、出来るだけ大量のサンプル処理を連続して行うための試薬や、消耗品類の大量収納・供給・廃棄を実現するステージレイアウト・移送方法を検討する必要がある。他にも、多数サンプルの連続処理と緊急検査のための優先検体の割り込み機能、操作者が容易に対応出来るユーザーフレンドリーなインターフェイス、装置本体の小型化、安価な価格、確実な安全性を保障できる構造が課題となる。【０００９】
本発明は、複数の検体を処理する場合に、効率よく連続的に処理及び測定を実行することができる、新規な検体処理測定システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の各態様は次の通りである。
（態様１）複数の検体のそれぞれに含まれる核酸の抽出、及び抽出された核酸の増幅、及び増幅された核酸の測定からなる処理を、並行して実行する検体処理測定システムであって、前記複数の検体に対応した前記処理に用いるための、１種類または複数種類のカートリッジを保管するカートリッジ保管ユニットと、前記処理を並行して実行するための複数の処理レーンを備える検体処理部であって、前記複数の処理レーンのそれぞれに前記カートリッジを搭載する、検体処理部と、前記複数の検体のそれぞれを保管する検体保管ユニットと、前記カートリッジを前記複数の処理レーンのそれぞれに移送するカートリッジ移送ユニットと、前記複数の処理レーンに前記複数の検体を移送する検体移送ユニットと、前記カートリッジ移送ユニットによる前記カートリッジの移送、及び前記検体移送ユニットによる前記複数の検体の移送を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記カートリッジ移送ユニットを用いて、前記複数の検体のそれぞれに応じた前記カートリッジを、前記カートリッジ移送ユニットを用いて前記複数のレーンのそれぞれに移送し、前記制御部は、さらに、前記検体移送ユニットを用いて、前記複数の検体を前記複数の処理レーンに移送する、検体処理測定システム。【００１１】
（態様２）態様１に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理及び／または前記測定は、前記複数の検体について同時に行うバッチ処理である、検体処理測定システム。（態様３）態様１または２に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ移送ユニット及び前記検体移送ユニットを一体化した検体処理準備ユニットを備える、検体処理測定システム。（態様４）態様１〜３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジの少なくとも一部が、前記処理に必要な試薬及び／または溶液が予め密封されたプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。（態様５）態様１〜４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記複数の検体は、処理動作の共通化が可能な複数のグループに分類され、前記制御部は、前記複数の検体から同じグループに含まれる複数の検体を選択して前記処理を並行して実行する、検体処理測定システム。（態様６）態様５に記載の検体処理測定システムにおいて、前記グループ毎にまとめて前記複数の検体の前記処理を並行して実行することにより、前記複数の検体を全体としてランダムかつ連続的に処理する、検体処理測定システム。【００１２】
（態様７）態様１〜６のいずれか１項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ移送機構は、前記少なくとも１つのカートリッジを吸着するカートリッジピッカーを備える、検体処理測定システム。（態様８）態様７に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを真空吸引する、検体処理測定システム。（態様９）態様７または８に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジピッカーは凸部を備え、前記カートリッジは前記凸部が挿入される凹部を備える、検体処理測定システム。（態様１０）態様７〜９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジピッカーは前記カートリッジの両端を吸着する、検体処理測定システム。（態様１１）態様７〜１０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ移送機構は、前記カートリッジピッカーを昇降するカートリッジピッカー昇降機構を備える、検体処理測定システム。（態様１２）態様７〜１１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体処理測定システムは、前記複数のレーンで使用される消耗品を保管する消耗品保管ユニットを備え、前記カートリッジ移送機構は、前記消耗品保管ユニットから前記消耗品を取り出す消耗品ピッカーを備える、検体処理測定システム。【００１３】
（態様１３）態様１２に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ移送機構は、前記消耗品ピッカーを昇降する消耗品ピッカー昇降機構を備える、検体処理測定システム。（態様１４）態様７〜１３のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジは、カートリッジ情報を記録したカートリッジ情報記録部を備え、前記カートリッジ移送機構は、前記カートリッジ情報記憶部から前記カートリッジ情報を読み出す情報読出し部を備える、検体処理測定システム。（態様１５）態様１〜１４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記複数の処理レーンのそれぞれには、第１のカートリッジと第２のカートリッジが搭載され、前記制御部は、前記第１のカートリッジで前記検体を処理している間に、前記検体の処理が終了した前記第２のカートリッジを前記カートリッジ移送機構を用いて前記複数の処理レーンから除去する、検体処理測定システム。（態様１６）態様１〜１５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体容器は、検体情報、及び／または、前記検体の処理に用いる試薬情報を記録した検体情報記録部を有し、前記検体移送ユニットまたは前記検体保管ユニットは、前記検体情報記憶部から前記検体情報及び／または前記試薬情報を読み出す情報読出し部を備える、検体処理測定システム。【００１４】
（態様１７）態様１〜１６のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体保管ユニットは、前記複数の検体を環状に搬送する検体搬送機構と、前記検体搬送機構から前記検体を取り出すための検体取出位置とを備える、検体処理測定システム。（態様１８）態様１〜１７のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体保管ユニットは、前記複数の検体の変性または劣化を防止するための温度調整機構を備える、検体処理測定システム。（態様１９）態様１〜１８のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、
前記カートリッジを前記検体処理部に固定するカートリッジ固定機構を備える、検体処理測定システム。（態様２０）態様１〜１９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ固定機構は、前記カートリッジの両端を押える第１爪及び第２爪を備える、検体処理測定システム。（態様２１）態様１〜２０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記複数の処理レーンのそれぞれに搭載された前記カートリッジに対して、前記処理を並行して実行するために、複数の分注ノズルを有する処理実行ユニットを備える、検体処理測定システム。（態様２２）態様１〜２１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記複数の検体に対して、前記測定を実行ための測定ユニットを備える、検体処理測定システム。【００１５】
（態様２３）複数の検体のそれぞれに含まれる核酸の抽出、及び抽出された核酸の増幅、及び増幅された核酸の測定からなる処理を、並行して実行する検体処理測定システムであって、前記検体処理測定システムは、処理準備サブシステムと、処理実行サブシステムと、複数のステージラックと、前記処理準備サブシステム及び前記処理実行サブシステムの間で前記複数のステージラックを移送するステージラック移送機構と、前記検体処理測定システムの動作を制御する制御部とを備え、前記処理準備サブシステムは、少なくとも１つのカートリッジを供給するカートリッジ供給ユニットと、前記カートリッジをピックアップするカートリッジピッカーと、消耗品を保管する消耗品保管ユニットと、前記消耗品をピックアップするピックアップユニットと、前記複数の検体を保管する検体保管部とを備え、前記複数のステージラックのそれぞれが、前記処理を並行して実行するために複数の処理レーンを備え、前記複数の処理レーンのそれぞれに、前記カートリッジ、前記消耗品、及び前記検体容器が所定の配置で搭載され、前記処理実行サブシステムは、複数の処理実行ユニットと、前記複数のステージラックを装着する複数のステージラック装着部と、前記ステージラックを前記ステージラック装着部まで移送して装着するステージラック装着機構とを備え、前記複数の処理実行ユニットのそれぞれが、前記ステージラック装着部に装着された前記ステージラック中の前記複数の検体のそれぞれに対して前記処理を実行する、検体処理測定システム。【００１６】
（態様２４）態様２３に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理を並行して実行可能な共通プロトコールが適用される複数の検体を、１つのステージラックに配置して１つの処理実行ユニットで前記処理を実行する、検体処理測定システム。（態様２５）態様２３または２４に記載の検体処理測定システムにおいて、前記複数の処理レーンには、前記検体から核酸を抽出する抽出機能部と、前記抽出された核酸を増幅する増幅機能部と、前記増幅された核酸の測定を行う測定機能部とが一列にそれぞれ配置される、検体処理測定システム。（態様２６）態様２３〜２５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記ステージラックは、前記処理に用いる各種試薬を収容する試薬容器、前記カートリッジ、前記消耗品、及び前記検体を収容する検体容器を各処理レーンに搭載し、これらの全部または少なくとも一部を、前記処理後に取り換えるまたは廃棄することにより、前記検体のコンタミネーションを低減可能とする、検体処理測定システム。（態様２５）態様２３または２４に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジピッカーは、前記カートリッジを真空吸引する、検体処理測定システム。（態様２６）態様２３〜２５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジピッカーは前記カートリッジの両端を吸着する、検体処理測定システム。（態様２７）態様２３〜２６のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理に使用する試薬及び／または検体を、前記処理実行ユニットでの使用時に、前記処理準備サブシステムから前記処理実行サブシステムに輸送する輸送機構を備える、検体処理測定システム。【００１７】
（態様２８）態様２７に記載の検体処理測定システムにおいて、前記輸送機構は、前記試薬または検体を収容するスライドラックと、前記スライドラックをスライドするスライド機構とから構成される、検体処理測定システム。（態様２９）態様２６または２７に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理準備サブシステムは、さらに前記試薬または検体を温度調整して保管する保管部を備える、検体処理測定システム。（態様３０）態様２３〜２９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジ供給ユニットは、積み重ねられた複数のカートリッジに対し、最下段のカートリッジを前記カートリッジ供給ユニットの外に押し出すカートリッジ押出し機構を備える、検体処理測定システム。（態様３１）態様２３〜３０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行サブシステムは、さらに前記ステージラック装着部に装着された前記ステージラックに対してヒートブロックを密着させる密着機構を備える、検体処理測定システム。（態様３２）態様２３〜３１のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行サブシステムは、前記消耗品を廃棄する消耗品廃棄部を備え、前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記ステージラックから前記消耗品を取り出して前記消耗品廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。【００１８】
（態様３３）態様２３〜３２に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理実行サブシステムは、前記検体を含む廃液を廃棄する廃液槽を備え、前記処理中または前記処理後に、前記処理実行ユニットの分注ノズルが、前記ステージラックから前記廃液を吸引して前記廃液槽に廃棄する、検体処理測定システム。（態様３４）態様２３〜３３に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理準備サブシステムは、前記カートリッジを廃棄するカートリッジ廃棄部を備え、測定完了後に、前記カートリッジピッカーが、前記処理準備サブシステムに移送された前記ステージラックから前記カートリッジをピックアップして、前記カートリッジ廃棄部に廃棄する、検体処理測定システム。（態様３５）態様１〜３４のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記消耗品は、ウェル、チューブ、分注チップ、ピアシングチップ、ウェルのキャップの少なくとも１つを含む、検体処理測定システム。（態様３６）態様１〜３５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジの少なくとも一部が、前記核酸の抽出試薬、及び／または前記核酸の増幅試薬が予め密封された少なくとも１つのプレフィルドウェルを含む、検体処理測定システム。【００１９】
（態様３７）態様１〜３５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジの少なくとも一部が、前記核酸の抽出試薬が予め密封された抽出試薬用プレフィルドカートリッジと、前記核酸の増幅試薬が予め密封された増幅試薬用プレフィルドカートリッジとを含む、検体処理測定システム。（態様３８）態様１〜３５のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記カートリッジが、試薬用ウェルと、核酸抽出用ウェルと、核酸増幅用ウェルと、ウェルのキャップを保持するキャップ保持部と、分注チップを保持する分注チップ保持部との少なくとも一つまたは複数を備える、検体処理測定システム。（態様３９）態様１〜３８のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理レーンは、核酸検出用のマイクロ粒子を収容するチューブを備え、前記チューブには、異なる検体とそれぞれ特異的に結合することができる物質が固定された複数のマイクロ粒子が既知の位置に配置され、前記検体処理測定システムは、前記チューブ内のマイクロ粒子が発するシグナルを検出する検出部を備える、検体処理測定システム。（態様４０）態様１〜３９のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記処理レーンに、前記検体の電気泳動を行う電気泳動チップを備え、前記検体処理測定システムは、前記電気泳動チップ内で前記検体から分離されたバンドを検出する検出部を備える、検体処理測定システム。（態様４１）態様１〜４０のいずれか一項に記載の検体処理測定システムにおいて、前記検体の生化学検査を行う生化学検査装置を備える、検体処理測定システム。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の検体処理測定システムは、異なる処理工程を必要とする複数の検体を処理する場合に、効率よく連続処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】複数サンプル・バッチ方式を説明する模式図である。
【図２】１サンプル・ランダム・アクセス方式を説明する模式図である。
【図３】本発明のランダムバッチアクセス方式に関するベン図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る検体処理測定システムの斜視図である。
【図５】図４の検体処理測定システムの上面図である。
【図６】図５の検体処理測定システムのチェーンコンベアの斜視図である。
【図７】図６のチェーンコンベアの上面図である。
【図８】図４の検体処理測定システムに搭載されたピックアップユニットの上方斜視図である。
【図９】図８のピックアップユニットの下方斜視図である。
【図１０】図８のピックアップユニットの側面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係るカートリッジの上方斜視図である。
【図１２】図１１のカートリッジをステージに設置する状態の斜視図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係るカートリッジ固定機構の非固定状態の斜視図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係るカートリッジ固定機構の固定状態の斜視図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係るカートリッジ固定機構及び仕切壁の斜視図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係るカートリッジ保管ユニットの斜視図である。
【図１７】図１６のカートリッジ保管ユニットの正面図である。
【図１８】図１７のカートリッジ保管ユニットの側面図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係るフローチャートである。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る検体処理測定システムの正面図である。
【図２１】図２０の検体処理測定システムの上面図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係るステージラックの、（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【図２３】図２２のステージラックの斜視図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態に用いる、ステージラック及びステージラック装着機構の斜視図である。
【図２５】図２４のステージラック装着機構へのステージラックの移送を示す平面図である。
【図２６】図２４のステージラック装着機構へのステージラックの装着を示す平面図である。
【図２７】図２６のステージラック装着機構へのステージラックの装着を示す側面図である。
【図２８】図２６のステージラック装着機構に装着されたステージラックの移動を示す平面図である。
【図２９】本発明の第２の実施形態に用いるカートリッジの斜視図である。
【図３０】図２９のカートリッジの固定機構を示す斜視図である。
【図３１】図３０のカートリッジの固定機構の動作を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の各実施形態に係る検体処理測定システムを図面を参照して説明する。各図において同一部分には同一符号を付して説明する。本発明の各実施形態は、図３に示すように、従来の複数サンプル・バッチ方式と１サンプル・ランダム・アクセス方式を組み合わせたランダム・バッチ・アクセス方式の検体処理測定システムを提供する。本発明の各実施形態において、「処理」とは、核酸を含む検体の、抽出、精製、及び増幅を含み、「測定」とは、前処理された検体（核酸）の測定、例えばリアルタイムＰＣＲまたはゲル電気泳動によるバンドの測定を含む。なお、リアルタイムＰＣＲの場合には、増幅と測定が同時に行われる。
【００２３】
（第１の実施形態）
〔検体処理測定システムの概要〕
第１の実施形態に係る検体処理測定システム１０００の概略を図４を用いて説明する。検体処理測定システム１０００は、消耗品等を保持すると共に各処理工程を実行するステージ１００と、ステージ１００及び各ユニット等が取り付けられるフレーム２００と、フレーム２００に対して、ｘ方向２１０Ａ及びｙ方向３００Ａに移動可能に取り付けられたピックアップユニット（ピッカーユニット）３００と、ステージ１００上でｘ方向４００Ａに移動可能に設けられた処理実行ユニット４００と、サンプル保管ユニット６００と、処理に用いる複数種類のカートリッジを取出し可能に保管するカートリッジ保管ユニット７００と、ステージ１００の下方に設けられた廃棄ボックス８００と、各ユニット等の動作を制御する不図示の制御部とを備える。処理等実行ユニット４００は、複数の処理レーンに対応し一体となって昇降する複数の分注ノズル（ノズル部）を備える。
【００２４】
〔ステージ〕
検体処理測定システム１０００のステージ１００を図５の上面図を用いて説明する。ステージ１００上には、複数の処理レーンを備えた処理部１１０と、分注用チップ、サンプルチューブ、キャップ等の消耗品を保管する消耗品保管ユニット１２０と、廃棄ボックス８００に接続される消耗品廃棄口１３０と、抽出物やその残液等を保管する抽出物等保管ラック１４０とを備える。さらに、ステージ１００の横にはサンプル保管ユニット６００が配置されており、サンプル保管ユニット６００は、複数のサンプルチューブを搬送するサンプルチューブ搬送用のチェーンコンベア６０２を備える。チェーンコンベア６０２の一部は、サンプル保管ユニット６００からステージ１００側に延長される。処理等実行ユニット４００の後方には、増幅されたサンプルを測定する測定ユニット９００が設けられている。
【００２５】
処理部１１０の各処理レーンは、核酸抽出用のカートリッジ（第１の処理カートリッジ）１１２と、核酸増幅及び測定用のカートリッジ（第２の処理カートリッジ）１１４と、各処理工程で使用する分注チップやキャップ等の消耗品を収容する消耗品収容部１１６とから構成される。各処理レーンにおいて、好ましくは、カートリッジ１１２、１１４、及び消耗品収容部１１６は、直線状に配置される。処理部１１０の各処理レーンは、少なくとも１つのカートリッジを備えることができる。処理部１１０の上方を処理レーンに沿って処理等実行ユニット４００が移動しながら、移動ユニット４００の分注器（分注ノズル）を用いて、カートリッジのウェル中のサンプルに対して試薬や溶液の吸引／吐出を行い処理を実行する。カートリッジ１１２及び１１４は、好ましくは直線的に配置された複数のウェル（容器）を備える。なお、ウェルをカートリッジと一体化せず、少なくとも１つのウェルをカートリッジ１１２、１１４と共に処理部１１０に配置してもよい。
【００２６】
〔チェーンコンベア（サンプル搬送機構）〕
サンプル保管ユニット６００のチェーンコンベア６０２を、図６の斜視図及び図７の上面図を用いて説明する。図６及び７において、サンプル保管ユニット６００のハウジング及びチェーンコンベア６０２の駆動機構は、図示を省略している。チェーンコンベア６０２には、複数のチューブホルダ６０４が配置されており、チューブホルダ（親検体トレー）６０４にはサンプルを収容したサンプルチューブ（親検体容器）６０６が保持されている。好ましくは、チューブホルダ６０４またはサンプルチューブ６０６の外側または上側を向く面には、サンプルの情報、及び／または使用する試薬に関する情報記憶した情報記憶部６０８を備えてもよい。情報記憶部６０８は、ＱＲコード（登録商標）、バーコード、ＩＣタグ等とすることができる。情報記憶部６０８と対向する位置に、情報読取り部６１０を備える。なお、情報記憶部６０８の情報は、情報読取り部６１０に換えて、情報読取り部３５０（図９）で読み取ってもよい。チェーンコンベア６０２は、不図示の駆動機構によって回転駆動される。さらに、サンプル保管ユニット６００には、好ましくは、サンプルチューブ６０６内のサンプルの変性または劣化を防止するための温度調整機構を備えることができる。温度調整機構は、例えばサンプルが全血であればサンプルチューブ６０６を２〜６℃に維持する。
【００２７】
サンプルチューブ６０４は、チェーンコンベア（サンプル搬送機構）６０２の環状軌道上を移動する。サンプルチューブ６０４がステージ１００側の取出位置６１２に移動した状態で、サンプルチューブ６０４内の検体が、準備用移動ユニット３００の分注ノズルにより取り出し（吸引）可能となる。情報読取り部６１０は、取出位置６１２に対向する位置に設けることができる。これによって、サンプルをサンプルチューブ６０４から取り出す際に、情報を読み出すことができる。
【００２８】
サンプルチューブ６０４は、好ましくは、チェーンコンベア６０２の上方蓋（図示省略）を開放して、チェーンコンベア６０２にランダムに並べることができる。サンプルチューブをランダムに並べたとしても、情報読取り部６１０または３５０が各サンプルチューブ６０６の情報記憶部６０８から情報を読み出すことにより、並行処理が可能な複数のサンプルを連続して取り出すことができる。第１の実施形態の検体処理測定システム１０００の制御部は、好ましくは、緊急に検査する必要がある優先サンプル検査のために、優先サンプルの割り込み機能を備えることができる。例えば、緊急に処理や検査が必要な優先サンプルが生じた場合は、優先サンプルの割り込み機能を実行することができる。例えば、優先サンプルの割り込み機能の実行時には、情報読取り部６１０または３５０が読み取った情報に基づき、チェーンコンベア６０２を駆動して優先サンプルのサンプルチューブ６０４を他のサンプルより先に取出位置６１２に移動し取り出し、処理を実行することができる。
【００２９】
〔ピックアップユニット〕
ピックアップユニット３００を図８〜１０を用いて説明する。ピックアップユニット３００は、図８に示すように、ステージ１００の上方で移動可能に設けられている。ピックアップユニット３００は、第１モータ３４０によって第１レール２１０上をｙ方向３００Ａに移動可能に配置される。第１レール２１０は、第２モータ２１２によって第２レール２２０上をｘ方向２１０Ａに移動可能に配置される。なお、第２レール２２０はフレーム２００と一体化されており、図４に示したように、第１レール２１０の両端に対応する位置に、一対の第２レール２２０が設けられる。
【００３０】
ピックアップユニット３００を図９の下方斜視図を用いて説明する。ピックアップユニット３００の下部には、カートリッジ１１２、１１４を搬送するカートリッジピッカー（カートリッジ取出し具）３１０と、分注用チップが接続されるノズル部（分注ノズル）３２０と、分注用チップ、チューブ、キャップ等の消耗品を取り出す消耗品ピッカー（消耗品取出し具）３３０と、後述するカートリッジの情報記憶部からカートリッジ情報を読み取る情報読取り部３５０とを備える。
【００３１】
図１０（ａ）に示すように、ノズル部３２０は、ピックアップユニット３００に搭載されたノズル部昇降用モータ３２２によって昇降可能である。なお、ノズル部３２０は分注チップを取り付けた状態で、不図示の真空ポンプによって液体を分注チップに対して吸引吐出可能である。図１０（ｂ）に示すように、消耗品ピッカー３３０は、ピックアップユニット３００に搭載された消耗品ピッカー昇降用モータ３３２によって昇降可能である。さらに、消耗品ピッカー３３０は、複数の結合端部（図１０（ｂ）では４個）を備え、結合端部を分注用チップ、チューブ、キャップ等の開口部に結合（挿入）することにより、これらを取り出すことができる。図１０（ｃ）に示すように、カートリッジピッカー３１０は、ピックアップユニット３００に搭載されたカートリッジピッカー昇降用モータ３１４によって昇降可能である。さらに、カートリッジピッカー３１０は、カートリッジ１１２（１１４）の両端を移動可能に吸着する一対の吸着部（凸部）３１２を備える。吸着部３１２は、円錐状に突出しその先端には開口が設けられている。吸着部３１２の開口は、不図示の真空ポンプに接続される。
【００３２】
図１１を用いてカートリッジ１１２の構造を説明する。カートリッジ１１２は細長い形状であり、直線的に配置された複数のウェル１１２ａと、カートリッジ１１２の両端上面に設けられた一対の被吸着部（凹部）１１２ｂと、カートリッジの上面に設けられた情報記録部１１２ｃと、カートリッジ１１２の両端から下方に延びる一対の積重ね用板１１２ｄと、カートリッジ１１２の両端に設けられた一対のスリット１１２ｅとを備える。さらに、積重ね用板１１２ｄの下端には、一対の突出片１１２ｄ１が設けられる。カートリッジ１１２を積み重ねて保管する際に、上側のカートリッジ１１２の積重ね用板１１２ｄの突出片１１２ｄ１が、下側のカートリッジ１１２のスリット１１２ｅに着脱可能に係合することにより、複数のカートリッジ１１２を上下方向に整列して積み重ねることができる。なお、図１１はカートリッジ１１２について説明したが、カートリッジ１１４も、ウェル１１２ａの配置や形状以外は、カートリッジ１１２と同様の構造、即ち、一対の被吸着部、情報記憶部、一対の積重ね用板、一対のスリット、及び一対の突出片を備えることができる。カートリッジ１１２、１１４は、少なくともその一部をプレフィルドカートリッジとすることができる。プレフィルドカートリッジには、処理工程に必要な試薬、溶液が予め密封された複数のプレフィルドウェルを備えることができる。
【００３３】
図１２を用いてカートリッジピッカー３１０によるカートリッジ１１２の取出し及び移送を説明する。図４の状態からピックアップユニット３００が移動し、カートリッジ保管ユニット７００の上面の取出口７１０の上方でピックアップユニット３００が停止する。取出口７１０の上方にピックアップユニット３００が停止した状態で、カートリッジピッカー３１０の下降させ、カートリッジピッカー３１０の吸着部３１２をカートリッジ１１２（１１４）の被吸着部１１２ｂに挿入する。吸着部３１２を被吸着部１１２ｂに挿入した後、不図示の真空ポンプにより吸着部３１２の先端開口から減圧することにより、カートリッジ１１２（１１４）がカートリッジピッカー３１０に吸着される。カートリッジ１１２（１１４）がカートリッジピッカー３１０の吸着部３１２で吸着された状態でカートリッジピッカー３１０を移動位置に上昇させた後、ピックアップユニット３００を処理部１１０の上方に移動させる。ピックアップユニット３００が処理部１１０の上方に移動した後、カートリッジピッカー３１０を下降させて、カートリッジ１１２（１１４）を処理部１１０内の予め定めた処理レーン内の位置に配置し、吸着部３１２の真空ポンプの減圧を停止し、カートリッジ１１２（１１４）をカートリッジピッカー３１２から分離し、カートリッジ１１２（１１４）を処理部１１０の処理レーンに設置する。
【００３４】
なお、情報記憶部１１２ｃは、例えば、ＱＲコード（登録商標）、バーコード、ＩＣタグ等とすることができる。好ましくは、情報読取り部３５０によって、サンプル保管ユニット６００へのカートリッジの収納時、及び／または、サンプル保管ユニット６００からカートリッジの取り出し時に、情報が読み出される。各カートリッジの情報記憶部には、カートリッジが使用可能な処理工程、カートリッジのロット、使用期限等が記憶されている。使用期限が経過したカートリッジは、好ましくは、カートリッジピッカーを用いて自動的に消耗品廃棄口１３０に移送し廃棄することができる。情報記憶部により、多種類の検査を行う際に適切なサンプル及び／またはカートリッジを取り出すことができるとともに、これらの取り違え等も防止できる。ピックアップユニット３００は、カートリッジの移送を行うカートリッジ移送ユニットと、検体（サンプル）の移送を行う検体移送ユニットを一体化したものとして説明したが、カートリッジ移送ユニットと、検体移送ユニットとをそれぞれ独立して移動可能に設けることもできる。
【００３５】
〔カートリッジ固定機構〕
カートリッジ固定機構５００を図１３〜１５を用いて説明する。図１３に示すように、処理部１１０の複数の処理レーンには、それぞれカートリッジ１１２、１１４がカートリッジ固定機構５００によって非固定状態で配置されている。非固定状態は、処理実行前後の状態である。カートリッジ固定機構５００は、モータ５０２と、モータ５０２によって駆動する複数のギヤから構成されるギヤ機構５０４と、カートリッジ１１２の両端近傍に配置されギヤ機構５０４によって回転する一対の第１回転シャフト５０６と、第１回転シャフト５０６と一体となって回転する複数の第１爪５０６と、カートリッジ１１４の両端近傍に配置されギヤ機構５０４によって回転する一対の第２回転シャフト５１０と、第２回転シャフト５１０と一体となって回転する複数の第２爪５１２とから構成される。
【００３６】
図１３の状態で、第１爪５０８及び第２爪５１２の先端は上方を向いており、カートリッジ１１２及び１１４を押えていない。この状態でモータ５０２を回転してギヤ機構５０４を駆動すると、第１爪５０８及び第２爪５１２が回転してカートリッジ１１２、１１４のそれぞれの両端を押えて固定した固定状態となる。図１４が処理実行中の固定状態を示している。固定状態を解除するには、モータを逆方向に回転すればよい。なお、ギヤ機構５０４は、ピニオンギヤ、ラックギヤを組み合わせることにより第１爪５０８及び第２爪５１２を回転できる。図１３及び１４に示したカートリッジ固定機構５００は、カートリッジ１１２及び１１４の両方を同時に固定するものとしたが、カートリッジ１１２を固定する第１のカートリッジ固定機構と、カートリッジ１１４を固定する第２のカートリッジ固定機構を設けることもできる。この場合には、第１のカートリッジ固定機構によりカートリッジ１１２を固定しながら処理を実行している間に、処理が完了したカートリッジ１１４の固定を解除してカートリッジ１１４をカートリッジピッカー３１０を用いて移送廃棄することができる。なお、図１５に示すように、処理部１１０の各レーンの間には仕切り壁１１８が設けられる。仕切り壁１１８により、各レーンへのカートリッジの整列が容易となると共に、各レーンの間におけるコンタミネーションも防止できる。
【００３７】
〔カートリッジ保管ユニット〕
カートリッジ保管ユニット（カートリッジマガジンラックユニット）７００を図１６〜１８を用いて説明する。カートリッジ保管ユニット７００は、複数のカートリッジ１１２、１１４を積み重ねた状態で保管する。カートリッジ保管ユニット７００の上面には、カートリッジ取出口７１０が形成され、カートリッジ取出口７１０に複数のカートリッジ１１２、１１４が露出している。カートリッジ保管ユニット７００の側面には、扉７２０が設けられている。複数のカートリッジ１１２、１１４を積み重ねた状態で、上方に付勢されており、最上部のカートリッジをカートリッジピッカー３１０で取り出すと直下のカートリッジが取り出し位置まで上昇する。したがって、最上部のカートリッジは常に同じ高さに維持される。
【００３８】
〔フローチャート〕
本発明の第１の実施形態の検体処理測定システム１０００のフローチャートを図１９を用いて説明する。図１９のフローチャートは、限定するものではないが、大規模病院における運用を想定している。本発明の第１の実施形態の検体処理測定システム１０００において、好ましくは、ＤＮＡ／ＲＮＡ等の遺伝子検査、免疫検査、生化学検査、感染症検査等が実行可能である。まず、病院では、患者の血液（全血）を真空採血管で採取し、血液が検体処理測定システム１０００を含む各検査システムで検査される。この検査の際、真空採血管の脱ゴム栓を行い、サンプルチューブとして、本発明の自動検査システムに提供することができる。また、脱ゴム栓を行わずに、ピックアップユニット３００のノズル部３２０に取り付けたニードルで真空採血管から血液を吸引することもできる。本発明の第１の実施形態に係る自動検査システムは、好ましくは、プレフィルド試薬及び溶液等を備えたカートリッジ（情報管理）と、カートリッジのオートローディングシステムと、ｇｅｎｅＬＥＡＤ（プレシジョン・システム・サイエンス株式会社）や、生化学検査ユニット等の、多項目検出機構と結合することができる。これによって、複数サンプル・バッチ方式と１サンプル・ランダム・アクセス方式の利点を生かした、全く新しい概念のシステムが構築可能となる。
【００３９】
図１９のフローチャートは次の通りである。ステップＳ１では、サンプルチューブからサンプル情報を読み取る。サンプル情報は、チューブホルダ６０４またはサンプルチューブ６０６に取り付けられたバーコードまたはＩＣチップ等の情報記憶部６０８（図７）に記憶され、情報読取り部６１０（図７）または情報読取り部３５０（図９）により読み取られる。ステップＳ２では、サンプル保管ユニット６００のチェーンコンベア６０２を用いてサンプルチューブ６０６を取出位置（吸引位置）６１２（図７）へ移送する。ステップＳ３では、準備用移動ユニット３００のノズル部３２０がサンプルを吸引し、処理部１１０の処理用チューブへサンプルを分注する。ステップＳ４では、準備用移動ユニット３００の、カートリッジピッカー３１０（ローディングアーム）または消耗品ピッカー３３０を用いて、処理項目に適合するカートリッジ及び分注チップ等をステージ１００の処理部１１０の各レーンへ移送して整列させる。
【００４０】
ステップＳ５では、第１の処理工程（抽出工程）を実行する。第１の処理工程は、例えば磁性体及び抽出試薬を用いたＤＮＡ／ＲＮＡ抽出であり、抽出カートリッジ１１２（抽出機能部）で実行される。全ての処理工程は、その作業工程を自動化することができる。ＤＮＡの抽出工程は、処理実行ユニット４００の分注ノズルを用いて、カートリッジ１１４の各ウェルに対して、吸引吐出等を行うことにより実行される。ＤＮＡの抽出工程は、第１に、細胞を溶解、細胞からＤＮＡを暴露し（溶解バッファ液とし）加熱する。第２に、磁性体粒子溶液と混合し、磁石を容器・分注チップに対し脱着する（特許文献１の図３、及び非特許文献１参照）。第３に、磁性体粒子と結合したＤＮＡを磁石により溶液から分離して、分注ノズル及びウェルを用いて捕獲・攪拌・吸引・吐出を実行する。第４に、ＤＮＡを磁性体から分離し（ＤＮＡ抽出バッファ液とし）、磁石を容器・分注チップに対して脱着する。最後にＤＮＡ精製溶液を得て、第１の処理工程は完了する。ＤＮＡ精製溶液は第２の処理工程（増幅工程）のカートリッジ１１４（増幅及び測定機能部）に移送される。
【００４１】
ステップＳ６では、第２の処理工程を実行する。第２の処理工程は、処理実行ユニット４００の複数の分注ノズル（ノズル部）を用いて、第２のカートリッジ１１４の各ウェルに対して、吸引吐出等を行うことにより実行される。具体的には、精製されたＤＮＡの増幅及び測定（リアルタイムＰＣＲ）を次の通り実行する。第１に、ＤＮＡ精製溶液、ＰＣＲ試薬類を分注・混合するために、攪拌／吸引・吐出制御を行う。ＰＣＲ試薬は、ｄＮＴＰ（ＤＮＡ増幅容器）、Ｐｒｉｍｉｅｒ、バッファー等である。第２に、処理実行ユニット４００の分注ノズルを用いてＰＣＲ容器をキャッピングまたはシーリングする。第３に、サーマルサイクラーによる加熱冷却処理を繰り返して、ＰＣＲを実行しＤＮＡを増幅する。
【００４２】
ステップＳ７では、測定ユニット９００を用いて、第２の処理工程中のサンプル、または増幅が完了したサンプルの検出工程を実行する。なお、リアルタイムＰＣＲでは、ステップＳ６とＳ７が同時に実行される。測定ユニット９００は、増幅されているＤＮＡのリアルタイム測定を行い、蛍光量・蛍光曲線を解析する。詳細には、測定ユニット９００のオプティカルユニットによる６色蛍光物質の励起光照射、及び波長のフィルタリングを行って蛍光を受光する。ステップＳ８では、検出情報（診断情報等）を取得し、病院等のホストサーバに送信する。最後に、ステップＳ９では、使用済み各消耗品をステージから消耗品廃棄口１３０に廃棄し終了する。
【００４３】
図３に示したように、複数サンプル・バッチ方式と１サンプルランダム・アクセス方式を組み合わせる際に、多種類の検査を行うための大きな問題、即ち、多種類の試薬ボトルが必要となるだけでなく、複数の試薬を分注する工程が複雑になるという問題が生じる。そこで、本発明の第１の実施形態においては、多種類の試薬及び／または溶液を「複数ウェルを備えたカートリッジ」に予め分注・プレパックし密閉したプレフィルドカートリッジを用いることにより、複雑な分注工程、試薬ボトルの準備を不要とすることができた。さらに、その一つ一つのカートリッジには、管理を容易にするために、ＱＲコード（登録商標）、バーコードまたはＩＣチップ等の情報記憶部６０８、１１２ｃを設けることができる。
【００４４】
そして、複数のカートリッジ１１２、１１４を処理部１１０の複数のレーンに整列させる。検体処理測定システム１０００は、ランダムに送られてくる検体の情報（ＱＲコード（登録商標）、バーコード、またはＩＣチップ等）をサンプルチューブに設けた情報記憶部６０８から情報読取り部３５０または６１０が読み取り、読み取った情報に基づき、全体としてランダムアクセス処理が可能となる。このサンプル情報を基に、複数サンプルを一括バッチ処理可能な配列に区分して配置し、処理実行ユニット４００の多連分注ノズルにより複数サンプルを一括処理、即ち、バッチ処理を実行する。本発明の第１の実施形態においては、バッチ処理と検体のランダムアクセス処理を合体することで、合理性の高い検査システムを構築することができた。
【００４５】
本発明の第１の実施形態の特徴は、次の通りである。
・ステージ上方を三次元的に移動可能な移動機構を備えたピックアップユニット３００（図４及び図８、図９）を備える。ピックアップユニット３００のカートリッジピッカー３１０により、カートリッジの多重整列、昇降移送（図１２）が実現できた。
・バッチ処理を行う処理部１１０に対して、プレフィルドされたカートリッジ１１２、１１４、分注チップ等の消耗品を自動的に移送及び配置するオートローディング機構（ピックアップユニット３００のカートリッジピッカー３１０）を備える。オートローディング機構は、複雑な構成を必要としない真空吸着式のカートリッジピッカー３１０（図９及び１１）により実現される。
・検体分注とカートリッジ１１２、１１４への分注を行う分注機構（ピックアップユニット３００のノズル部３２０）を備える。
・試薬・検体の情報を読み取る情報システム（情報記憶部６０８、１１２ｃ及び情報読取り部３５０、６１０）を備える。
【００４６】
本発明の第１の実施形態に係る検体処理測定システムによって、保管機能部（カートリッジ保管ユニット７００）から各処理機能部（処理部１１０の各処理レーン）へのカートリッジ移送、検体情報のランダム・バッチ処理による一貫多項目検査対応、従来のバッチ処理システムには困難な連続アクセス処理が可能となった。さらに、反応機能部（カートリッジ）を固定単純化（プレフィルドしたカートリッジの使用）による、検査結果の安定性向上、低コスト化、省スペース化、操作容易性を確立することができた。
【００４７】
本発明の第１の実施形態において、好ましくは、処理部１１０に搭載されたカートリッジ１１２、１１４は、処理部１１０の領域から移動することなく、処理工程を実行することができる。本発明の第１の実施形態において、好ましくは、処理時に処理部１１０に設けられた多列の処理レーンに対して、処理実行ユニット４００の複数の分注ノズルが同じ吸引吐出動作（プロトコール）をするだけで、複数のサンプル（第１の実施形態では１２サンプル）を同時にまたは並行して処理できる。これによって、バッチ処理方式が実現できる。本発明の第１の実施形態において、好ましくは、ランダムな（異なる処理が必要な）ある種のサンプルに対しては、試薬の工夫で同じ動作で同時に平行して処置可能とすることもできる。例えば、血清サンプル、全血サンプルに対して、試薬は異なるのものの、同じプロトコール（分注ノズルの吸引、吐出、移動の動作）で処理することができる。本発明の第１の実施形態において、好ましくは、基本プロトコール（共通プロトコール）を複数用意して、同じプロトコールで処理できるもののみを含む複数のグループに分類する。そして、１回の前処理に１つのグループを用いることにより、１回の処理動作を均等化して並行処理することができる。この場合には、必要な試薬を同じプロトコールで使うことができる。これによって、コンティニュアス、エンドレスで処理可能となり、検体処理測定システムのスループットまたは稼働率が向上する。
【００４８】
本発明の第１の実施形態において、好ましくは、ピックアップユニット３００のシングルノズル（ノズル部３２０）は、ゴム栓（ゴム蓋）ピアシング用ニードル（ピアシングチップ）を取り付けることも可能である。サンプルチューブ６０６をゴム栓を備えた真空採血管（サンプルチューブ）として、ノズル部３２０に取り付けたニードルでゴム栓をピアシング（穿孔）し、サンプルチューブ６０６からサンプルを吸引することもできる。本発明の第１の実施形態において、好ましくは、前処理工程から得られたＤＮＡ等の抽出液は、要求によりピックアップユニット３００のノズル部３２０を用いて抽出物等保管ラック１４０のチューブに移送保存が可能である。
【００４９】
本発明の第１の実施形態において、好ましくは、使用済みのカートリッジ、分注チップ、サンプルチューブ等の消耗品は、分別廃棄することができる。例えば、処理工程の終了後にピックアップユニット３００の各ピッカー３１０、３３０を用いて消耗品を廃棄する際、消耗品廃棄口１３０を複数の分別用廃棄口とし、各分別用廃棄口に分別用廃棄袋を接続することができる。これによって、消耗品の分別廃棄が可能となる。
【００５０】
（第２の実施形態）
〔検体処理測定システムの概要〕
本発明の第２の実施形態に係る検体処理測定システム２０００を説明する。図２０及び２１に示すように、検体処理測定システム２０００は、処理準備サブシステム２１００と、処理実行サブシステム２２００と、移動可能な複数のステージラック（移動ステージ）２３００と、処理準備サブシステム２１００及び処理実行サブシステム２２００の間で複数のステージラック２３００を移送するステージラック移送機構２４００とを備える。処理準備サブシステム２１００側で、消耗品等は、ステージラック２３００に配置または搭載される。消耗品等が配置されたステージラック２３００は、処理実行サブシステム２２００側に移送され、処理実行サブシステム２２００に組み込まれた複数の処理実行ユニット４００に装着される。処理実行ユニット４００は、ステージラック２３００の検体容器に収容された複数の検体に対して、ステージラック２３００上に設けられた複数の処理ラインにそって処理（抽出、増幅、及び測定）を実行する。
【００５１】
〔処理準備サブシステム〕
処理準備サブシステム２１００は、図２１に示すように、各種消耗品等を保管する処理準備ステージ２１１０と、処理準備ステージ２１１０にカートリッジを供給するカートリッジ供給ユニット２１２０とを備える。また、処理準備ステージ２１１０は、その上方に、ピックアップユニット２１３０、及びカートリッジピッカー（エアピンセット）２１３２を、３次元的に移動可能に備えている。さらに、処理準備ステージ２１１０は、分注チップやピアシングチップ等の消耗品を保管する消耗品保管ユニット２１４０と、ＰＣＲ試薬等の各種試薬容器及び／または子検体容器を保管する容器保管部２１５０、ＰＣＲ試薬等の各種試薬を保管する試薬保管部２１５２と、親検体を保管する親検体保管部２１６０とを備える。消耗品保管ユニット２１４０は、例えば、大容量用分注チップ、小容量用分注チップ、密閉容器のアルミシールを穿孔するピアシングチップ、ＰＣＲウェル密閉蓋等のいずれかの消耗品を収容している。親検体保管部２１６０及び／または試薬保管部２１５２は、好ましくは、親検体及び／または試薬を温度調整（冷却）する温度調整機構（冷却機構）を備えることができる。
【００５２】
カートリッジ供給ユニット２１２０は、処理準備ステージ２１１０に隣接配置され、処理準備ステージ２１１０より上方に延びている。カートリッジ供給ユニット２１２０は、処理準備ステージ２１１０に向けて抽出カートリッジ１１２、ＰＣＲカートリッジ１１４、一体型カートリッジ１１３（図２９）等を供給する。カートリッジ供給ユニット２１２０には、カートリッジが積み重ねられており、最下段の複数のカートリッジをカートリッジ供給口２１２１（図２０）から処理準備ステージ２１１０に向けて押出すカートリッジ押出機構２１２２（図２１）を備える。カートリッジ押出機構２１２２は、ソレノイド、液圧シリンダ等のアクチュエータにより伸縮する複数の押出しピン２１２２ａを備えることができる。カートリッジ押出機構２１２２の動作は不図示の制御部によって駆動される。カートリッジ押出機構２１２２は、１つのカートリッジ毎に１つの押出しピン２１２２ａを備えるものとしたが、複数のカートリッジを一度に押出す押出し板２１２２ｂを備えることもできる。
【００５３】
ピックアップユニット２１３０は、図２０に示すように、1つまたは複数（例えば４連）の消耗品ピッカー２１３０ａと、少なくとも１つの分注ノズル２１３０ｂとを備えることができる。カートリッジピッカー２１３２は、カートリッジ１１２（１１４）または１１３の両端を移動可能に吸着する一対の吸着部（凸部）２１３２ａを備える。吸着部２１３２ａは、円錐状に突出しその先端には開口が設けられている。吸着部２１３２ａの開口は、不図示の真空ポンプに接続される。ピックアップユニット２１３０及びカートリッジピッカー２１３２は、それぞれｘ方向移動用モータを備え、第１レール２１３４にそってｘ方向に独立して移動可能である。第１レール２１３４は、ｙ方向移動用モータによって第２レール２１３６上をｙ方向に移動可能である。ピックアップユニット２１３０の消耗品ピッカー２１３０ａ及び分注ノズル２１３０ｂは、それぞれｚ方向昇降用モータを備え、ｚ方向に独立して昇降可能である。これによって、ピックアップユニット２１３０及び／またはカートリッジピッカー２１３２は、消耗品等を消耗品保管ユニット２１４０からステージラック２１４０上の所定の位置に配置することができる。なお、処理準備サブシステム２１００は、ピックアップユニット２１３０及びカートリッジピッカー２１３２に替えて、これらを一体化したピックアップユニット３００（図８〜１０）を備えることもできる。
【００５４】
親検体保管部２１６０には、複数の親検体（例えば真空採血管）が保管されている。親検体は、親検体トレー２１６０ｂに乗せられて検体搬入部２１６０ａから搬入される。親検体トレー（細長いラック）２１６０ｂは、好ましくは１２本の親検体容器を収容している。親検体保管部２１６０は、親検体トレー２１６０ｂを８個収容するので、合計９６個の親検体を収容することができる。また、個々の親検体容器には、バーコード等の情報記憶部が設けられている。親検体保管部２１６０に設けた情報読み取り装置２１６０ｃによって、情報記憶部から検体情報が読み出される。情報記憶部には、検体情報として、検体番号、検体採取日、採取場所（病棟名）、担当医師、検体を提供した患者の情報、緊急検体か否か、検査対象感染症等のいずれかが記録されている。
【００５５】
ステージラック移送機構２４００は、ｘ方向移送用モータを用いて、ステージラック２３００をレール２４１０にそってｘ方向に移送可能である。処理準備ステージ２１１０は、好ましくは、複数のウェルまたは容器を備えるスライドラック（輸送容器）２１６２を備えることができる。スライドラック２１６２は、スライドレール２１６４にそって、処理準備サブシステム２１００と処理実行サブシステム２２００との間を移動可能である。スライドレール２１６４は、処理準備サブシステム２１００及び処理実行サブシステム２２００の間をｘ方向に延びており、スライドラック２１６２は、スライダー及びスライダー用モータ（スライド機構）によって移動される。
【００５６】
処理準備サブシステム２１００は、さらにカートリッジ廃棄ボックス２１７０を備える。カートリッジ廃棄ボックス２１７０は、消耗品搭載位置に移動したステージラック２３００に隣接しかつより低い位置に配置される。使用済みのカートリッジは、カートリッジピッカー２１３２を用いてカートリッジ廃棄ボックス２１７０内に廃棄される。
【００５７】
〔処理実行サブシステム〕
処理実行サブシステム２２００は、図２１に示すように、処理実行ステージ２２４０と、処理実行ステージ２２４０に設置された複数の処理実行ユニット４００と、処理実行ステージ２２４０に複数のステージラック２３００をそれぞれ装着する複数のステージラック装着部２２１０と、処理実行サブシステム２２００側でステージラック２３００をステージラック装着部２２１０に移送して装着するステージラック装着機構２２２０とを備える。
【００５８】
ステージラック装着機構２２２０は、処理実行ステージ２２４０の上方で３次元的に移動可能である。ステージラック装着機構２２２０は、ｘ方向に延びるレール２２２２に取り付けられており、ｘ方向移動用モータによってｘ方向に移動可能である。レール２２２２は、ｙ方向に延びるレール２２２４にそってｙ方向に移動可能である。ステージラック装着機構２２２０は、ステージラック２３００を抱える一対の開閉式アーム（不図示）を備えており、アームはｚ方向昇降用モータによってｚ方向に昇降可能である。ステージラック装着部２２１０は、ステージラック２３００を装着した状態で、ステージラック２３００を昇降する昇降密着機構（不図示）を備える。ステージラック２３００をステージラック装着部２２１０に装着した後、昇降密着機構によりステージラック２３００を降下させて、ステージラック２３００に配置されたＰＣＲカートリッジ１１４または一体型カートリッジ１１３のＰＣＲウェルにＰＣＲ用のヒートブロックを密着させる。
【００５９】
処理実行サブシステム２２００は、処理実行ステージ２２４０の手前の、ステージラック２３００がｘ方向に移動する領域の下方に、消耗品廃棄ボックス２２３０、及び廃液槽２２３２を備えている。分注ノズルに対して着脱可能な消耗品（使用済みの分注チップ等）は、処理実行ユニット４００に設けられた分注ノズルに消耗品を装着した状態で消耗品廃棄ボックス２２３０の上方まで移動される。その後、消耗品は、分注ノズルに設けられた消耗品取外機構により、分注ノズルから取り外され（押し外され）、消耗品廃棄ボックス２２３０内に廃棄される。同様に、廃液は、処理実行ユニット４００に設けられた分注ノズルで吸引された状態で、廃液槽２２３２の上方まで移動される。その後、廃液は、分注チップから吐出され廃液槽２２３２に廃棄される。
【００６０】
〔ステージラック〕
ステージラック（移動ステージ）２３００は、図２２に示すように、概略平板状であり、互いに並行に配置された複数の処理レーン２３１０と、各処理レーンに対応した長細いチューブ収容部２３１８とを備えている。各処理レーン上で、個々の検体について、独立して抽出工程（抽出機能）、及び増幅測定工程（増幅測定機能）が実行される。処理レーン２１３０上で処理工程を実行する抽出機能部、及び増幅測定工程を実行する増幅測定機能部の位置は固定されている。チューブ収容部２３１８には、子検体及び／または試薬用のチューブ１１９（図２６）が収容される。各処理レーン２１３０の間には、各処理レーン２１３０に並行に上方に突出する仕切壁２３１２が設けられている。チューブ収容部２３１８の間には、チューブ収容部２３１８に並行に上方に突出する仕切壁２３１３が設けられている。仕切壁２３１２、２３１３によって、各処理レーンで処理される検体のコンタミネーションを防止することができる。
【００６１】
ステージラック２３００は、さらに、複数の移送用接続孔２３１４と、複数の装着用接続孔２３１６とを備える。複数の移送用接続孔２３１４には、後述するステージラック移送機構２４００の複数の移送用突起２４０２（図２４及び図２７）が挿入される。複数の装着用接続孔２３１６には、後述するステージラック装着機構２２５０の複数の装着用突起２２５２（図２４及び図２７）が挿入される。移送用接続孔２３１４、装着用接続孔２３１６は、好ましくは、それぞれ４つ設けることができるが、４つに限定されず、少なくとも２つ以上であればよい。なお、各処理レーン２３１０には、図２６等に示すように、子検体チューブ１１９、抽出カートリッジ１１２、ＰＣＲカートリッジ１１４、一体型カートリッジ１１３等が配置される。
【００６２】
（カートリッジ固定機構）
ステージラック２３００は、抽出カートリッジ１１２、ＰＣＲカートリッジ１１４、または一体型カートリッジ１１３を固定するためにカートリッジ固定機構（凹溝部及びピン）を備える。以下、一体型カートリッジ１１３に凹溝部を設けた場合を説明するが、抽出カートリッジ１１２、ＰＣＲカートリッジ１１４にも同様に凹溝部を設けることができる。一体型カートリッジ１１３は、抽出カートリッジとＰＣＲカートリッジと一体化したものであり、図２９に示すように、ＤＮＡ抽出部１３３ＡとＰＣＲ反応部１１３Ｂとから構成される。
【００６３】
図２９及び図３０に示すように、一体型カートリッジ１１３は、その中央部近辺にカートリッジの長手方向と交差するように１つの凹溝部（ピン挿入部）１１３ｆを備える。図３０〜３１に示すように、固定機構は、カートリッジ１１３の側面方向から凹溝部１１３ｆに挿脱するピン１１３ｇと、ピン１１３ｇを移動可能に支持するピン支持体１１３ｈとを備える。図２９及び図３１（ｃ）は、凹溝部１１３ｆにピン１１３ｇが挿入された状態である。図３１（ａ）に示すようにカートリッジ１１３（１１２、１１４）は、カートリッジピッカー２１３２（図２０）によって上方からステージラック２３００の処理レーン２３１０に向かって下降して、図３１（ｂ）に示すように処理レーン２３１０上の定位置に搭載される。その後、図３１（ｃ）及び図２９に示すようにピン１１３ｇが凹溝部１１３ｆに挿入されて、カートリッジ１１３が固定される。図３１（ｃ）及び図２９のカートリッジ１１３を固定することによって、ステージラック２３００の移送及び装着時に、カートリッジ１１３の浮き上がり、脱落が防止される。ピン１１３ｇ及びピン支持体１１３ｈは、隣接するカートリッジの下方に配置されており、ピン支持体１１３ｈはステージラック２３００等に設けたアクチュエータによりスライドされる。このカートリッジ固定機構（凹溝部１１３ｆ、ピン１１３ｇ、及びピン支持体１１３ｈ）は、カートリッジの長手方向の両端にカートリッジに一対の凹溝部を設け、横からピンを挿脱するように構成することもできる。ステージラック２３００には、第１の実施形態のカートリッジ固定機構５００（図１３〜図１５）を搭載することもできる。逆に、第１の実施形態において、カートリッジ固定機構５００に替えて、図３１のカートリッジ固定機構（凹溝部１１３ｆ及びピン１１３ｇ）を設けることもできる。
【００６４】
１つのステージラック２３００は、図２２に示すように、８つの異なる子検体を同時に処理するために、好ましくは、８つの処理レーン２３１０、及び８つのチューブ収容部２３１８を備えることができる。これに対応して、１つの処理実行ユニット４００は、８つの分注ノズルを備え、８つの分注ノズルは、各処理レーン及びチューブ収容部にそって同時に移動して実質的に同じプロトコールで前処理及び測定処理を行うことができる。なお、ステージラック２３００に設ける処理レーン２３１０及びチューブ収容部２３１８の数は、８つに限らず、４、１０、１２、１６等、任意の複数の処理レーンを設けることができる。同様に、処理実行ユニット４００に設ける分注ノズルの数も、８つに限らず、ステージラックに設けるレーンの数に対応して、４、１０、１２、１６等、任意の複数の分注ノズルを設けることができる。
【００６５】
〔ステージラック移送機構〕
ステージラック移送機構２４００は、図２１に示すように、概略Ｕ字形のステージラック移送アーム２４０１を有する。ステージラック移送アーム２４０１は、処理準備サブシステム２１００と処理実行サブシステム２２００との間を延びるレール２４１０にそって、移動用モータ及びスライダによって往復移動可能である。ステージラック移送アーム２４０１のそれぞれの上面には、少なくとも１つの移送用突起２４０２（図２４及び図２８）が設けられる。移送用突起２４０３が、ステージラック２３００の移送用接続孔２３１４に挿入されると、ステージラック移送機構２４００にステージラック２３００が固定されて一体化される。これによって、ステージラック２３００は、ステージラック移送アーム２４０１に保持された状態で、レール２４１０にそって移動可能となる。また、ステージラック移送機構２４００は、移送用突起２４０２を移送用接続孔２３１４に対して挿入または離脱するために、不図示の昇降機構によって、レール２４１０上で昇降可能である。
【００６６】
〔ステージラック装着機構の変形形態〕
本変形形態においては、図２１に示したステージラック装着機構２２２０に替えて、図２４に示すステージラック装着機構２２５０を備えることができる。ステージラック装着機構２２５０は、処理実行ユニット４００毎に、処理実行ステージ２２４０に設けられている。ステージラック装着機構２２５０は、処理実行ステージ２２４０に設けられｙ方向に移動可能である。ステージラック装着機構２２５０は、一対のステージラック装着アーム２２５１と、ステージラック装着アーム２２５１のそれぞれに少なくとも１つ設けられた突起２２５２と、ステージラック装着アーム２２５１のそれぞれの一端から下方に延びる一対の第１の柱２２５３ａと、一対の第１の柱２２５３ａの下端を接続する接続アーム２２５４と、接続アーム２２５４の両端に設けられた一対の第１のスライダー２２５６ａと、ステージラック装着アーム２２５１のそれぞれの他端から下方に延びる第２の柱２２５３ｂと、第２の柱２２５３ｂのそれぞれの下端に設けられた第２のスライダー２２５６ｂとから構成される。ステージ２２４０上には、第１のスライダー２２５６ａ及び第２のスライダー２２５６ｂをｙ方向にスライドするために一対のレール２２５５が設けられる。さらに、ステージラック装着機構２２５０には、ステージラック装着機構２２５０を自動的に移動可能とするために不図示の移動用モータが設けられる。
【００６７】
次に、図２５〜２８を用いて、ステージラック移送機構２４００及びステージラック装着機構２２２０を用いたステージラック２３００の移送及び装着を説明する。ステージラック２３００は、処理準備サブシステム２１００の消耗品搭載位置で、ステージラック移送機構２４００の一対のステージラック移送アーム２４０１の上で保持された状態で、消耗品等が各処理レーンに搭載される。その後、ステージラック２３００は、図２５に示すように、処理準備サブシステム２１００から処理実行サブシステム２２００に移動する。さらに、ステージラック２３００が、処理実行サブシステム２２００のレール２２５５の間の上方まで移送され、ステージラック装着機構２２５０がステージラック２３００の下方に移動されると、図２６に示す状態となる。
【００６８】
図２７は、図２６の上面図をｘ方向から見た側面図である。図２７（ａ）の状態では、ステージラック２３００を保持したステージラック移送機構２４００がステージラック装着機構２２５０の上方に位置している。図２７（ａ）の状態から、ステージラック移送機構２４００が、不図示の昇降機構によってステージラック装着アーム２２５１より下方移動すると、図２７（ｂ）の状態となる。この下方移動によって、ステージラック移送アーム２４０１の移送用突起２４０２がステージラック２３００の移送用接続孔２３１４から外れるとともに、ステージラック装着機構２２５０のステージラック装着アーム２２５１が、ステージラック２３００の装着用接続孔２３１６に挿入される。これによって、ステージラック２３００が、ステージラック移送機構２４００からステージラック装着機構２２５０に受け渡される。図２６に示すように、一対のステージラック移送アーム２４０１の外側面の間の幅Ｗ１は、一対のステージラック装着アーム２２５１の内側面の間の幅Ｗ２より小さいため、この下方移動の際、ステージラック２３００及びステージラック移送アーム２４０１が互いに干渉することはない。図２７（ｂ）の状態となった後、ステージラック２３００を保持したステージラック装着機構２２５０は、レール２２５５にそってｙ方向に移動し、図２８に示すように、処理実行ユニット４００の手前のステージラック装着部（装着位置）で停止し、処理が可能な配置となる。
【００６９】
〔検体処理測定システムの動作〕
第２の実施形態の検体処理測定システム２０００は、前処理工程の効率化をはかり、ハイスループットを実現するために、次の通り動作する。始めに、処理準備サブシステム２１００における準備動作を説明する。図２１に示すように、カートリッジ１１２、１１４は、カートリッジ押出し機構２１２２を用いて処理準備ステージ２１１０上に押し出される。押し出されたカートリッジ１１２、１１４は、カートリッジピッカー２１３２を用いてステージラック２３００に搭載される。
【００７０】
消耗品保管ユニット２１４０に保管された分注チップやピアシングチップ等の消耗品は、ピックアップユニット２１３０の４連の消耗品ピッカー２１３０ａ（図２０）によって、４個毎にピックアップされステージラック２３００に搭載される。容器保管部２１５０に保管された試薬容器及び／または子検体容器等の消耗品も、ピックアップユニット２１３０の４連の消耗品ピッカー２１３０ａによって、４個毎にピックアップされステージラック２３００またはスライドラック２１６２に搭載される。
【００７１】
試薬保管部２１５２に保管されたＰＣＲ試薬等の各種試薬は、ピックアップユニット２１３０の分注ノズル２１３０ｂによって、ステージラック２３００に搭載された試薬容器に分注される。親検体保管部２１６０の親検体トレー２１６０ｂに保管された親検体は、ピックアップユニット２１３０の分注ノズル２１３０ｂによって、ステージラック２３００に搭載された子検体容器２３２０またはスライドラック２１６２の子検体容器に分注される。各種消耗品等がステージラック２３００に配置された後、カートリッジ１１４、１１６等の消耗品はカートリッジ固定機構によってステージラック２３００上で固定される。カートリッジを固定した状態で、ステージラック２３００は、ステージラック移送機構２４００によって処理実行サブシステム２２００に移送される。
【００７２】
処理実行サブシステムに移送されたステージラック２３００は、ステージラック装着機構２２２０の一対の開閉式アームで把持され、ステージラック装着部２２１０に装着される。ステージラック装着部２２１０に装着された状態で、ステージラック２３００は昇降機構により下降して、ステージラック２３００のＰＣＲカートリッジが、ステージラック装着部２２１０に設けられたヒートブロックに密着されて、装着動作が完了する。ステージラック２３００の装着動作が完了すると、処理実行ユニット４００で処理が実行されるか、またはスライドラックを用いて、子検体及び／またはＰＣＲ試薬等が搭載された後、処理実行ユニット４００で処理が実行される。第２の実施形態の処理工程では、第１の実施形態の図１９のフローチャートに示したステップＳ５〜Ｓ９を実行することができる。
【００７３】
スライドラック２１６２を用いる場合の動作を説明する。スライドラック２１６２は、子検体及び／またはＰＣＲ試薬等を使用直前に、処理実行ユニット４００に移送される。その使用直前に、親検体保管部２１６０で低温保管されている親検体容器から子検体が、分注ノズル２１３０ｂを用いてスライドラック２１６２のウェルまたはチューブ（容器）に分注される。または、低温保管されているＰＣＲ試薬容器から取り出されたＰＣＲ試薬は、分注ノズル２１３０ｂを用いてスライドラック２１６２のウェルまたはチューブ（容器）に分注される。
【００７４】
スライドラック２１６２は、直ちに処理実行ユニット４００の手前（近傍）まで移送される。スライドラック２１６２で移送された子検体またはＰＣＲ試薬は、処理実行ユニット４００の分注ノズルで吸引して、ステージラック装着部２２１０に装着されたステージラック２３００のウェルまたは容器に適時分注される。スライドラック２１６２を用いることにより、ＰＣＲ試薬等の試薬や検体は、冷却されていないステージラック上に長時間放置されることがなくなるため、試薬や検体の劣化を防ぐことができる。
【００７５】
第２の実施形態の検体処理測定システム２０００は、複数の処理実行ユニット４００を備えるため、１つの処理実行ユニット４００が動作中であっても、他の処理実行ユニット４００で並行して前処理を実行できる。１つの処理実行ユニット４００において、複数（８列）の処理ラインで同時に処理（抽出、増幅、及び測定）が実行される。処理が終わると、ステージラック装着機構２２２０がステージラック２３００をステージラック装着部２２１０から取り外して、ステージラック移動機構２４００へ移動し、消耗品等を廃棄した後、改めて次のカートリッジ等の消耗品等を装着して繰り返し処理される。
【００７６】
第２の実施形態において、各処理実行ユニット４００が備える処理ラインの数は、限定されず、例えば、４、６、８、１２のいずれかの処理ラインを備えることもできる。さらに、第２の実施形態では、３台の処理実行ユニット４００を備えたが、処理実行ユニット４００の数は限定されず、例えば５台備えることもできる。この場合、第１グループ（３台）は第１〜第３の共通プロトコールを処理するために用い、第２グループ（２台）は個別プロトコール用または緊急処理用とすることができる。これによって、システム全体として、多種多様な検体を、ランダムにかつコンティニュアスに処理可能となる。
【００７７】
第１及び第２の実施形態における処理可能な検体の種類としては、例えば、全血、血清、血漿、尿等である。前処理後に遺伝子による感染症診断がされる病原体としては、例えば、ＨＩＶ、Ｃ型肝炎ウイルス、結核菌、クラミジア等とすることができる。検体または病原体の種類もしくは検査項目等の検査条件により、処理実行ユニット４００で実行される処理のプロトコールが相違する。そこで、第２の実施形態では、検体または病原体の種類に対応した複数の共通プロトコールを準備する。同一の共通プロトコールで処理可能な検体を同一のステージラック２３００に並べて同一の処理ステージ４００で共通プロトコールにしたがって処理することができる。例えば、第１の処理実行ユニット４００に、第１の共通プロトコールで処理可能な検体を集約して処理を実行し、第２の処理実行ユニット４００に第２の共通プロトコールで処理可能な検体を集約して処理を実行することができる。このように、第２の実施形態では、予め設定した検査条件を認識してプロトコールが同じ検体を集めて前処理することができる。検査条件は、親検体容器のそれぞれに設けられたバーコード等の情報記憶部から、親検体保管部２１６０に設けた情報読取り部２１６０ｃを用いて非接触で読み取ることができる。
【００７８】
ステージラック２３００上の消耗品等を廃棄するための動作を説明する。処理される検体は病原体を含む可能性があるため、処理が完了した後のステージラック２３００から、検体に接触した消耗品を廃棄する際、注意が必要である。そこで、使用後の消耗品等を使用者が触れずに廃棄するために、処理実行ユニット４００の分注ノズルを用いてステージラック２３００からカートリッジ以外の消耗品を自動的にピックアップして、消耗品廃棄ボックス２２３０に廃棄する。また、検体（サンプル）を含む廃液は、ステージラック２３００上で処理実行ユニット４００の分注ノズルに装着した分注チップにより吸引された状態で、処理実行ユニット４００の分注ノズルを、廃液槽２２３２の上方に移動させた後、分注ノズルから廃液槽２２３２に廃液される。なお、ステージラックに搭載されたカートリッジ１１４、１１６は、１つの分注ノズルを用いて移動することは困難である。そこで、処理が完了した後のステージラック２３００を、ステージラック装着機構２２２０、ステージラック移送機構２４００を用いて、処理準備サブシステム２１００の消耗品搭載位置に移送し、カートリッジ固定機構の固定を解除する。その後、カートリッジピッカー２１３２を用いて、ステージラック２３００からカートリッジを取り出して、カートリッジ廃棄ボックス２１７０に廃棄する。これによって、ステージラック２３００から全ての消耗品等が取り外された空状態となる。この空状態のステージラック２３００に対して、次の処理に備えて、ピックアップユニット２１３０、及びカートリッジピッカー２１３２を用いて、必要な消耗品等がステージラック２３００上に搭載される。
【００７９】
第１及び第２の実施形態で用いた処理実行ユニット４００としては、好ましくは株式会社プレシジョン・システム・サイエンスが提供する「geneLEAD」を用いることができる。第１及び第２の実施形態は、ＤＮＡ抽出からリアルタイムＰＣＲ解析までの一括処理を可能としたものである。特に、第２の実施形態の検体処理測定システム２０００は、複数の処理実行ユニット４００に、検体分注と試薬分注、消耗品のセッティング（ローディング）機能を組み合わせることにより、ハイスループットで処理を全自動で実行することができる。また、親検体から子検体の分注、試薬の分注、前処理完了まで自動的に一括管理することができる。第２の実施形態の検体処理測定システム２０００は、並列配置された複数の分注ノズル（ノズルユニット）を備える処理実行ユニット４００と、複数のステージラック２３００との組み合わせにより、全体としてランダム・バッチ・アクセス処理が可能となり、１日に９６検体の前処理が可能となる。第２の実施形態（図２１）では、ステージラック装着部２２１０に装着されたステージラック２３００はｙ方向に移動せず、処理実行ユニット４００の多連分注ノズルがｙ方向に移動することにより、前処理を行っていたが、これに限定されない。例えば、処理実行ユニット４００の多連分注ノズルをｙ方向に移動させず、ステージラック２３００をｘ方向に移動させることにより、処理を実行してもよい。
【００８０】
第２の実施形態の検体処理測定システム２０００を、ＤＮＡの処理システムとした場合を説明する。この場合、ステージラック２３００は、ＤＮＡを抽出及び／または精製するＤＮＡ抽出等機能部と、ＤＮＡを増幅するＤＮＡ増幅機能部と、を各処理レーン上の指定位置に備える。処理準備サブシステム２１００において、各機能部にて使用する容器、カートリッジ、分注チップ、ピアシングチップ、及び／または密閉キャップ等の複数の消耗品が、ステージラック２３００の各レーン上の各機能部の位置に予め配置される。
【００８１】
第２の実施形態において、各消耗品のステージラック２３００への配置または搭載は、自動的に行うことができ、ステージラック２３００をステージラック装着部２２１０に装着した状態で、処理実行ユニット４００により、ＤＮＡ抽出、ＤＮＡ増幅、及び増幅されたＤＮＡの測定を自動的に実行することができる。さらに、これらの処理実行後、ステージラック２３００から使用した消耗品を自動的に廃棄し、ステージラックを再利用することができる。なお、ＤＮＡ抽出機能部においては、処理実行ユニット４００の分注チップに対して磁石の脱着（マグトレーション技術）によって、分注チップに保持された溶液中で、磁性粒子に吸着されたＤＮＡの抽出を自動的に実行することができる。
【００８２】
第２の実施形態の検体処理測定システムは、複数の処理実行ユニット４００を備えるため、１つの処理実行ユニット４００で処理が実施されていても、空いている他の処理実行ユニット４００に、ステージラック２３００を任意のタイミングで装着して、連続的に処理を実行することができる。これによって、第２の実施形態の検体処理測定システムは、全体として、ランダム・バッチ・アクセス方式を実現することができる。
【００８３】
第１または第２の実施形態の検体処理測定システムにおいて、好ましくは、消耗品は、ウェル、チューブ、分注チップ、ピアシングチップ、ウェルのキャップの少なくとも１つを含むことができる。第１または第２の実施形態の検体処理測定システムにおいて、好ましくは、カートリッジの少なくとも一部が、核酸の抽出試薬、及び／または核酸の増幅試薬が予め密封された少なくとも１つのプレフィルドウェルを含むことができる。第１または第２の実施形態の検体処理測定システムにおいて、好ましくは、カートリッジの少なくとも一部が、核酸の抽出試薬が予め密封された抽出試薬用プレフィルドカートリッジと、核酸の増幅試薬が予め密封された増幅試薬用プレフィルドカートリッジとを含むことができる。
【００８４】
第１または第２の実施形態の検体処理測定システムにおいて、好ましくは、カートリッジが、試薬用ウェルと、核酸抽出用ウェルと、核酸増幅用ウェルと、ウェルのキャップを保持するキャップ保持部と、分注チップを保持する分注チップ保持部との少なくとも一つまたは複数を備えることができる。第１または第２の実施形態の検体処理測定システムにおいて、好ましくは、各処理レーンは、核酸検出用のマイクロ粒子を収容するチューブを備え、前記チューブには、異なる検体とそれぞれ特異的に結合することができる物質が固定された複数のマイクロ粒子が既知の位置に配置され、検体処理測定システムは、前記チューブ内のマイクロ粒子が発するシグナルを検出する検出部を備えることができる。
【００８５】
第１または第２の実施形態の検体処理測定システムにおいて、好ましくは、各処理レーンに、検体の電気泳動を行う電気泳動チップを備え、検体処理測定システムは、前記電気泳動チップ内で前記検体から分離されたバンドを検出する検出部を備えることができる。第１または第２の実施形態の検体処理測定システムにおいて、好ましくは、複数の検体について、１つまたは複数の生化学検査を行う生化学検査装置を備えることができる。生化学検査としては、イヌＣＲＰ（炎症マーカー）、血清アミロイドタンパク（ＳＡＡ）、総胆汁酸（ＴＢＡ）、フィルブリン分解産物（ＦＤＰ）、リパーゼ、Ｄダイマーの少なくとも１つを含むことができる。
【符号の説明】
【００８６】
１０００  検体処理測定システム
１００  ステージ
１１０  前処理部
１１２  カートリッジ
１１４  カートリッジ
２００  フレーム
３００  ピックアップユニット（カートリッジ移送ユニット及び検体移送ユニット）
３１０  カートリッジピッカー
３３０  消耗品ピッカー
４００  処理実行ユニット（並列処理ユニット）
５００  カートリッジ固定機構
６００  サンプル保管ユニット
７００  カートリッジ保管ユニット
８００  廃棄ボックス
９００  測定ユニット
２０００  検体処理測定システム
２１００  処理準備サブシステム
２１３０  ピックアップユニット
２１３２  カートリッジピッカー
２２００  処理実行サブシステム
２２１０  ステージラック装着部
２２２０  ステージラック装着機構
２３００  ステージラック
２４００  ステージラック移送機構
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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