(57)【要約】【課題】各工程に試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動させることができ、かつ小型である核酸試料検査装置を提供する。【解決手段】搬送キャリア１３が搬送ガイド１４に沿ってピペットユニット１の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア１３上には、反応容器であるＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６と、試薬容器１７とが連結されないで配置されている。また、搬送キャリア１３の移動範囲上で、且つピペットユニット１の移動可能範囲に、ハイブリダイジーション反応を行なう処理部１８が配置されている。搬送キャリア１３の移動範囲の上方には、搬送部１９が搬送ガイド２０と接続されて配置されている。搬送部１９は、搬送ガイド２０に沿ってピペットユニット１の移動方向と同じ方向に移動可能である。また、搬送部１９の可動範囲上に検出部２１が配置されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない１つ以上の反応容器とを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えた核酸試料検査装置。
【請求項２】
前記第一搬送部によって前記反応エリアに搬送された前記反応容器を前記反応エリアでの反応処理後に前記第一搬送部上から次の工程に搬送する第二搬送部をさらに備えた、請求項１に記載の核酸試料検査装置。
【請求項３】
１つ以上の前記反応容器を１つずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項２に記載の核酸試料検査装置。
【請求項４】
１つ以上の前記反応容器を複数個ずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項２に記載の核酸試料検査装置。
【請求項５】
前記第一搬送部は、前記第二搬送部が前記反応容器を次の工程に移動すると前記試薬容器のみを元の位置へ搬送する、請求項２乃至請求項４に記載の核酸試料検査装置。
【請求項６】
１つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない、１つ以上の反応容器を保持する反応容器ホルダーとを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えた核酸試料検査装置。
【請求項７】
前記第一搬送部によって前記反応エリアに搬送された前記反応容器ホルダーを前記反応エリアでの反応処理後に前記第一搬送部上から次の工程に搬送する第二搬送部をさらに備えた、請求項６に記載の核酸試料検査装置。
【請求項８】
前記反応容器ホルダー内の１つ以上の前記反応容器を１つずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項７に記載の核酸試料検査装置。
【請求項９】
前記反応容器ホルダー内の１つ以上の前記反応容器を複数個ずつ前記第一搬送部上から次の工程に搬送することを特徴とする請求項７に記載の核酸試料検査装置。
【請求項１０】
前記第一搬送部は、前記第二搬送部が前記反応容器ホルダーを次の工程に搬送すると前記試薬容器のみを元の位置へ搬送する、請求項７に記載の核酸試料検査装置。
【請求項１１】
前記反応容器はＤＮＡマイクロアレイを含んだ容器である、請求項１乃至１０のいずれかに記載の核酸試料検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸試料検査装置に係り、特に複数の工程を処理でき、容器を搬送するための搬送系を備えた核酸試料検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＮＡマイクロアレイ、ＤＮＡチップ等の試験片を用いた遺伝子解析が行われている。スライドガラスやシリコン基板などからなる基板表面に多数のＤＮＡプローブをプローブスポットとしてマトリクス状に配置固定した検出体であるＤＮＡチップと、蛍光色素などで標識付けられたＤＮＡなどの核酸試料をハイブリダイゼーション条件下で接触させる。検出体（ＤＮＡチップ）及び試料に互いにハイブリダイゼーションする核酸同士が含まれていれば、検出体に標識物質（標識付けられた試料）がプローブ核酸を介して固定される。そして検出体上のどこに標識物質が存在するかを検出することにより、ハイブリダイズした核酸の種類を特定することができるものである。このハイブリダイゼーション反応を利用したＤＮＡマイクロアレイは、病原菌を特定する医療診断や患者の体質等を検査する遺伝子診断への応用が期待されている。
【０００３】
一般的に核酸試料検査装置のような液体を用いて反応させるような装置においては、試薬や検体などの液体はピペットなどの分注装置を用いて反応容器に分注し、かつ反応容器は温度調節部などの反応エリアに配置させる必要がある。そこで試薬や反応容器を別々の搬送系で分注装置部や反応エリアへの移動をさせるような装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−９６６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
核酸試料検査装置においては抽出、増幅、ハイブリダイゼーション、検出というような複数の工程を処理する必要があり、解析を迅速に、しかも多量に行うためには複数の工程を同時に並列処理する必要がある。また、工程が複数にわたるため、構成を簡略化して装置を小型化する必要がある。特許文献１に開示された装置においては、試薬と反応容器は異なる搬送系上に配置されているため、搬送系が２つ必要となっている。また、反応用の搬送系上には、反応部と検出部が配置されているが、この構成では反応と検出を並列で同時に処理することが不可能であるという問題がある。
【０００５】
したがって、それぞれの工程ごとに試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動することができ、処理が終了すれば次の工程に移動でき、かつ小型であるような装置が求められていた。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の実状に鑑み、各工程に試薬や反応容器を効率よく必要な位置に移動させることができ、かつ小型である核酸試料検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の核酸試料検査装置は、１つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない１つ以上の反応容器とを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えたことを特徴とする。あるいは、１つ以上の試薬容器と、該試薬容器とは連結されていない、１つ以上の反応容器を保持する反応容器ホルダーとを載せて、反応エリアに搬送する第一搬送部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１つの搬送部に試薬と反応容器が搭載されて、１つの搬送部で反応エリアに搬送することができるため、装置構成の簡略化が可能である。また、試薬容器と反応容器を別々の容器としており、反応終了後は反応容器のみを次の工程（検査部）に搬送し、試薬容器のみを元の位置に戻して回収することが可能となる。従って、不要な試薬を検出部に持ち込まないので検出部の汚染などの心配がない。あるいは、反応容器のみを検出部に搬送することができるため、検出部を不要に大きくする必要がない。また、試薬の回収後、次のサンプルをセットすれば新たな検査を開始することができ、効率よく並列処理を開始することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の核酸試料検査装置の第１の実施形態を示す正面図である。本実施形態の核酸試料検査装置３５では、装置前面に設けられた右扉３３・左扉３４を開放することでウェル等を装置セット部に設置することができる。
【００１１】
図２は本発明の核酸試料検査装置の第１の実施形態を示す上面図であり、右扉３３・左扉３４を開放した状態の図である。図３は本発明の核酸試料検査装置の第１の実施形態を示す右側面図である。図４は図２のＡ−Ａ断面図である。図５は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１２】
図４・５を参照すると、検体、試薬など液体をハンドリングするためのピペットユニット１は、ピペットユニット１を移動させるためのピペットガイド２と接続されて配置されている。また、ピペットユニット１の移動可能範囲には新しいピペットチップを収納するためのピペットチップ収納部３、検体置場４が配置されている。
【００１３】
ピペットユニット１の移動方向にあって検体置場４の隣には、第１工程のための搬送キャリア５および搬送ガイド６が配置されている。搬送キャリア５は搬送ガイド６に沿ってピペットユニット１の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア５上には試薬容器７が配置されている。また、搬送キャリア５の移動範囲上で、且つピペットユニット１の移動可能範囲に処理部８が配置されている。
【００１４】
ピペットユニット１の移動方向にあって上記の搬送キャリア５の移動エリアの隣には、第１工程と同様に、第２工程のための搬送キャリア９および搬送ガイド１０が配置されている。搬送キャリア９は搬送ガイド１０に沿ってピペットユニット１の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア９上には試薬容器１１が配置されている。また、搬送キャリア９の移動範囲上で、且つピペットユニット１の移動可能範囲に処理部１２が配置されている。
【００１５】
さらに、ピペットユニット１の移動方向にあって上記の搬送キャリア９の移動エリアの隣には、第３工程のための搬送キャリア１３および搬送ガイド１４が配置されている。搬送キャリア１３は搬送ガイド１４に沿ってピペットユニット１の移動方向と直交する水平方向に移動可能である。搬送キャリア１３上には、反応容器であるＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６と、試薬容器１７とが連結されないで配置されている。また、搬送キャリア１３の移動範囲上で、且つピペットユニット１の移動可能範囲に処理部１８が配置されている。なお、本実施形態では、搬送キャリア１３上に、複数の試薬を収納できる１つの試薬容器１７と、複数のＤＮＡマイクロアレイ１５を載せた１つのトレイ１６とが連結されないで配置されている。しかし、試薬容器１７やＤＮＡマイクロアレイ１５の載置数は、図示された数に限られず任意である。
【００１６】
また、搬送キャリア１３の移動範囲の上方には、搬送部１９が搬送ガイド２０と接続されて配置されている。搬送部１９は、搬送ガイド２０に沿ってピペットユニット１の移動方向と同じ方向に移動可能である。また、搬送部１９の可動範囲上に検出部２１が配置されている。
【００１７】
上記構成において、検体置場４に検体、ピペットチップ収納部３にピペットチップ、搬送キャリア５に試薬の入った試薬容器７がそれぞれ配置されると、第１工程の処理が開始される。
【００１８】
ただし、処理開始条件はこの限りではなく、例えば搬送キャリア９，１３上にそれぞれ試薬の入った試薬容器１１，１７、ＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６が配置されていなければ処理を開始できないようにしてもよい。
【００１９】
まず、第１工程を処理するために、搬送キャリア５は処理部８まで移動する。次に、ピペットユニット１はピペットチップ収納部３から未使用のピペットチップを装着し、それで検体置場４の検体を吸引後、処理部８の位置まで移動し、ピペットユニット１は検体を試薬容器７に吐出する。その後、処理部８において所定の処理を行ったのち、第１の処理を終了する。第１の処理とは例えば抽出・精製処理であって、試薬の混合、攪拌などの工程を含む。抽出・精製工程終了すると、試薬容器７には検体から取り出されたＤＮＡがセットされる。
【００２０】
次に、第２工程を処理するために、搬送キャリア９は処理部１２まで移動する。ピペットユニット１は新しいピペットチップで第１工程処理産物を試薬容器７から吸引し、試薬容器１１に吐出する。試薬容器１１において所定の処理を行い第２の処理を終了する。第２の処理とは例えば増幅工程であって、試薬の混合、攪拌、温調などの工程を含む。増幅工程終了すると、試薬容器１１には増幅されたＤＮＡがセットされる。
【００２１】
次に、第３工程を処理するために、搬送キャリア１３は処理部１８まで移動する。ピペットユニット１は新しいピペットチップで第２工程処理産物を試薬容器１１から吸引し、試薬容器１７に吐出する。試薬容器１７において試薬混合、攪拌を行い、混合液を作成する。次に、混合液をＤＮＡマイクロアレイ１５上にセットし、処理部１８は温度調節を行い、第３工程を実施する。第３工程は例えばハイブリダイゼーションである。ＤＮＡマイクロアレイ１５はＤＮＡプローブ上に混合液を溜めてハイブリダイゼーション反応させられるような構造をしていればよく、たとえばＤＮＡマイクロアレイ１５上にカバーがかかっているようなものでもよい。あるいは、液の注入口、流路、チャンバー、排出口を持つようなカートリッジ構造であってもよい。
【００２２】
第３工程が終了すると、搬送部１９は搬送ガイド２０に沿って、ＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６を検出部２１に移動させ、反応結果を検出する。続いて、搬送キャリア１３は試薬容器１７を試薬容器回収位置（図１のように処理部１８から離れた位置）まで退避させて試薬容器１７を回収可能とする。必要に応じて、検出部２１での検出中に、次の検査用のＤＮＡマイクロアレイと試薬容器とをセットすれば、並列処理が可能となる。
【００２３】
本実施形態においてはピペットチップは全ての工程に対して処理終了後、図示しない方法で廃棄される。また、試薬容器７，１１，１７は試薬の混合あるいは反応を兼ねており、各工程が終了後、それぞれの試薬容器はここには図示しない手段で回収・廃棄される。
【００２４】
また、上記の実施形態では試薬は全て予め試薬容器に入れた状態で搬送キャリア上に載せる構成としているが、このような構成をとらず、試薬はあらかじめ装置内に保管されていて、必要に応じてピペットや他の手段で試薬容器に運ばれるような構成でもよい。
【００２５】
また、検体置場４は搬送キャリア上にセットして使用するような構成であっても良い。
【００２６】
図６はＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６の詳細な構成を示しており、図５のＣ−Ｃ断面図である。
【００２７】
トレイ１６には各ＤＮＡマイクロアレイ１５を落とし入れることができる段付き穴が形成されており、この穴にＤＮＡマイクロアレイ１５が設置される。穴の内側面に押さえ部材３１が設けられている。穴にＤＮＡマイクロアレイ１５が設置された時、押さえ部材３１がＤＮＡマイクロアレイ１５を押さえて、ＤＮＡマイクロアレイ１５はトレイ１６内から飛び出さないようになっている。ＤＮＡマイクロアレイ１５の押さえ方はこの限りではなく、少なくともトレイ１６の中から飛び出さないような構造であればよい。なお、このようなトレイ１６は、搬送キャリア１３を貫通する穴に入れて搬送キャリア１３に載置されている（図７〜１０参照）。
【００２８】
図７〜図１０は上述したハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを順次示している。なお、各図は本実施形態の核酸試料検査装置の一部を示す正面図である。
【００２９】
図７ではハイブリダイゼーション直前の状態を表している。複数のＤＮＡマイクロアレイ１５を配置したトレイ１６と、複数の試薬の入った試薬容器１７とが搬送キャリア１３上に連結されないで配置されている。所定の反応位置（図５の処理部１８）に移動された搬送キャリア１３の上方に搬送部１９が配置されている。同位置において、ＤＮＡマイクロアレイ１５の下方には、モーター２２、上下動軸２３、上下台２４、ペルチェ２５、ヒートブロック２６が配置されている。さらに、ＤＮＡマイクロアレイ１５の上方には圧接ブロック２７が配置されている。また、搬送キャリア１３の左隣には検出部２１が配置されている。
【００３０】
図８ではハイブリダイゼーション中の状態を表している。ＤＮＡマイクロアレイ１５を温度調節するためにモーター２２が駆動し、上下動軸２３に沿って上下台２４が上昇し、ＤＮＡマイクロアレイ１５の下面とヒートブロック２６とが接触する。その後、ＤＮＡマイクロアレイ１５の上面と、図示しない本体に固定された圧接ブロック２７とが接触するまで上昇する。これによって、ＤＮＡマイクロアレイ１５の下面とヒートブロック２６とが密着する。このとき、図６で説明した構造によって、ＤＮＡマイクロアレイ１５が持ち上がればトレイ１６は一緒に搬送キャリア１３から浮き上がることになる。次に、ペルチェ２５を図示しない制御部で温度制御を開始すると、ＤＮＡマイクロアレイ１５の温度調節が開始される。ＤＮＡマイクロアレイ１５上にハイブリダイゼーション用の検体や試薬がセットされればハイブリダイゼーション反応を行うことができる。
【００３１】
図９ではハイブリダイゼーション反応終了後、搬送部１９が、ＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６を検出部２１に搬送した状態である。図８の状態から搬送部１９が所定の位置まで移動後、モーター２２が駆動され、上下動軸２３に沿ってヒートブロック２６が下降し、ＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６は搬送部１９にセットされる。そして、図９に示すように搬送部１９がトレイ１６を検出部２１に移動しセットすると、ハイブリダイゼーション結果の検出が行われる。その後、搬送部１９を図７に示される位置に退避させ、搬送キャリア１３を図５のように処理部１８から離れた位置まで移動させて試薬容器１７を回収する。この検査中、必要に応じて、次の検査用のＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６と新しい試薬容器１７を搬送キャリア１３上にセットすれば、並列処理が可能となる。つまり、本実施形態では、反応後の検出時はＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６のみが検出部２１に搬送され、搬送キャリア１３には次のサンプルをセット可能となり新たな検査を開始できるため、効率よい並列処理が可能である。また、不要な試薬を検出部２１に持ち込まないので検出部２１の汚染の心配がない。さらに、ＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６のみを検出部２１に搬送するため、検出部２１を不要に大きくする必要がなくなる。
【００３２】
なお、図７〜図９に示したようなハイブリダイゼーションを行なう際に使用する圧接ブロック２７にバネをつけることが好ましい。図１０はこの構成例を示した図である。ハイブリダイゼーションを行なう際は、ＤＮＡマイクロアレイ１５の下面とヒートブロック２６とが密着させればよく、図１０のように圧接ブロック２７にバネ２８をつけることによって、より安定した圧接力を得ることができる。これにより、ＤＮＡマイクロアレイ１５とヒートブロック２６の密着性が安定する。
【００３３】
上記の実施形態において、ハイブリダイゼーション中は図８に示したようにＤＮＡマイクロアレイ１５とトレイ１６が搬送キャリア１３から浮いている。このため、搬送キャリア１３が例えばヒートブロック２６と干渉しない範囲であれば、必要に応じて試薬容器１７を移動させることも可能である。例えば試薬容器１７の位置をずらしてピペッティングするということも可能である。
【００３４】
また、上記の実施形態では温調機構を上下動させて、反応容器としてのＤＮＡマイクロアレイとヒートブロック２６とを密着させる機能と、トレイ１６を搬送キャリア１３から浮かせる機能とを兼用させているが、温調機構と上下動機構を別々に構成してもよい。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３６】
ここでは、上述した第３工程を行なうための搬送キャリア１３の周辺機構の別の例を示す。図１１は第２の実施形態の核酸試料検査装置の一部を示す正面図である。なお、この図では第１の実施形態と同じ機構、部品には同一符号を付してある。
【００３７】
図１１に示すように、第３工程を行なうための搬送キャリア１３上には、ＤＮＡマイクロアレイ１５を載せたトレイ１６と、試薬容器１７とが配置されている。搬送キャリア１３の上面には、トレイ１６を固定するためのトレイ固定機構３１が配置されている。搬送キャリア１３の上方には、トレイ１６を上下動可能な搬送部３２が配置されている。また、ＤＮＡマイクロアレイ１５の下方には、モーター２２、上下動軸２３、上下台２４、ペルチェ２５、ヒートブロック２６が配置されている。搬送キャリア１３の左隣には検出部２１が配置されている。
【００３８】
上記構成において、搬送キャリア１３は所定の反応位置まで移動すると、反応を開始する。まず、トレイ固定機構３１がトレイ１６を上から押さえて上下動しないように固定する。次に、モータ２２が駆動し、上下動軸２３に沿ってヒートブロック２６が上昇し、ＤＮＡマイクロアレイ１５の下面とヒートブロック２６が接触する。このとき、トレイ固定機構３１がトレイ１６を押さえているので、ＤＮＡマイクロアレイ１５とヒートブロック２６との密着性が確保される。次に、ペルチェ２５を図示しない制御部で温度制御を開始すると、ＤＮＡマイクロアレイ１５の温度調節が開始される。ＤＮＡマイクロアレイ１５
上にハイブリダイゼーション用の検体や試薬がセットされれば、ハイブリダイゼーション反応を行うことができる。次に、ハイブリダイゼーション反応が終了すると、モータ２２を駆動させてヒートブロック２６は降下する。一方、トレイ固定機構３１はトレイ１６の固定を解除する。その後、搬送部３２がトレイ１６を搬送キャリア１３から持ち上げて検出部２１に搬送する。トレイ１６の運搬は、搬送部３２の上側に載せてもよいし、あるいは空気で吸引したり、マグネットを用いて搬送部３２の下側に配置して運搬したりしてもよい。
【００３９】
以上の第１および第２の実施形態では、ＤＮＡマイクロアレイ１５はトレイ１６上に設置してから、搬送キャリア１３に載せるようにしているが、ＤＮＡマイクロアレイ１５を直接搬送キャリア１３に載せるようにしてもよいことは言うまでもない。その場合は、搬送部１９又は３２は１つずつＤＮＡマイクロアレイ１５を検出部２１に搬送するか、もしくは複数個のＤＮＡマイクロアレイ１５を同時に搬送部１９又は３２に設置できるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の核酸試料検査装置の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の核酸試料検査装置の第１の実施形態を示す上面図である。
【図３】本発明の核酸試料検査装置の第１の実施形態を示す右側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するとき装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態においてハイブリダイゼーションを実施するときの装置の動きを説明するために装置の一部を示した正面図である。
【図１０】図７〜図９に示した工程で使用する圧接ブロックにバネを取付けた状態の図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による装置の一部を示した正面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１３    搬送キャリア（第１の搬送部）
１４    搬送ガイド
１５    ＤＮＡマイクロアレイ（反応容器）
１６    トレイ
１７    試薬容器
１８    処理部（反応エリア）
１９    搬送部（第２の搬送部）
２０    搬送ガイド
２１    検査部
３３    右扉
３４    左扉
３５    核酸試料検査装置
【図１】
2007127622.tif 000003
【図２】
2007127622.tif 000004
【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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