(57)【要約】【課題】試料片が置かれたスライドガラス等の処理用プレートに、微量の試薬を供給する試薬供給ノズルを提供する。【解決手段】微量供給ノズル１０は、試薬を収容する容器１２を有し、その容器の端には、処理用プレートに当接することにより、収容されている試薬を処理プレート上に供給するためのノズル先端部１４が設けられている。ノズル先端部１４の先端には、ノズル孔２４が設けられ、この中にわずかな動きが許容されてボール２６が保持されている。ノズル孔２４は通常ボール２６によりふさがれているが、ノズルの先端が処理プレートに押し当てられることによりボール２６が移動し、これによりノズル孔とボールの間に隙間ができ、容器内の試薬がノズル孔より流出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試薬を収容する容器と、
容器の端に備えられ、収容された試薬を、試料を載せた処理用プレート上に供給する試薬供給部と、
試薬供給部に設けられ、試薬供給部が処理用プレート上面に接触することにより、微量の試薬の供給を許容する供給制御部と、
を有する、微量供給ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の微量供給ノズルであって、
前記供給制御部は、試薬が流通するノズル孔を有するノズルチップと、前記試薬供給部の接触により前記ノズル孔を開放する弁体と、を有する、
微量供給ノズル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の微量供給ノズルであって、前記容器には、容器より流出した試薬の分、容器内に空気を導入するための空気孔が設けられている、微量供給ノズル。
【請求項４】
請求項３に記載の微量供給ノズルであって、前記容器の、少なくとも空気孔とこれが設けられた周囲に被さり、前記空気孔を塞ぐキャップを有する、微量供給ノズル。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の微量供給ノズルを備え、処理用プレート上で試料の試薬処理を行う試薬処理装置であって、
試料を載せた処理用プレートを保持する台座と、
前記微量供給ノズルを保持し、搬送する搬送機構と、
を有し、
搬送機構が、微量供給ノズルの試薬供給部を処理用プレートに接触させて、試薬を供給する、試薬処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の試薬処理装置であって、
前記搬送装置は、微量供給ノズルの試薬供給部を、処理用プレートに接触させた状態で、処理用プレートの上面に沿って、供給する試薬の量に応じた所定の長さ移動させる、
試薬処理装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載された試薬処理装置であって、
処理用プレート上を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により得られた画像から、処理用プレート上の試料の位置を算出する試料位置算出手段と、
を有し、
前記搬送装置は、算出された試料位置に基づき、試料の側方の処理用プレート上に、前記微量供給ノズルの試薬供給部を接触させる、
試薬処理装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載の試薬処理装置であって、処理用プレート上に供給された試薬を延ばして試料上に展開する展開部材を有する試薬処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を載せたプレート上で、この試料を試薬によって処理する試薬処理システムに関し、特に試薬の供給に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物試料のハイブリダイゼーションなど、試料を、スライドガラス等の処理用プレート上で試薬と反応させて処理を行う処理方法が知られている。処理に用いる試料は、非常に高価なものがあり、また実際に必要な量は微量である場合がある。試料の、処理用プレート上への供給を、分注装置によりノズルから滴下して行う場合、液滴の大きさよりも少ない量の供給は難しい。そこで、試料の微量の供給は、マイクロピペットを用いて手作業で行っていた。また、下記特許文献１には、試料が貼付されたプレートを収容部の中に起立状態に保持し、プレートと収容部の壁との間で生じる毛細管現象により、収容部の底に溜められた微量の試薬を試料に接触させる試薬処理ユニットが記載されている。
【０００３】
また、微量の液体を供給するものとして、下記特許文献２，３に記載された修正ペンがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１７９９号公報
【特許文献２】特開平８−１９７８８１号公報
【特許文献３】特開平８−１１８８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高価な試薬を用いる場合、その使用量を極力少なくすることが望まれる。また、マイクロピペットの操作は、慎重な動作が必要であり、作業性が良くなかった。本発明は、微量の試薬の供給の作業性を改善することを一つの目的とする。また、微量の試薬の供給を自動化することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の微量供給ノズルは、試薬を収容する容器と、容器の端に備えられ、収容された試薬を、試料を載せた処理用プレート上に供給する試薬供給部と、試薬供給部に設けられ、試薬供給部が処理用プレート上面に接触することにより、微量の試薬の供給を許容する供給制御部と、を有する。試薬供給部を接触させてプレート上に試薬を付着させることで、供給される試薬の量について液滴の大きさによる制限がなくなり、微量の試薬を容易に供給することができる。
【０００７】
また、前記供給制御部は、試薬が流通するノズル孔を有するノズルチップと、前記試薬供給部の接触により前記ノズル孔を開放する弁体と、を有するものとすることができる。
【０００８】
また、前記容器には、容器より流出した試薬の分、容器内に空気を導入するための空気孔を設けることができる。
【０００９】
また、前記容器を、少なくとも前記空気孔およびその周囲を、前記空気孔を塞ぐキャップで覆うようにできる。
【００１０】
本発明の他の態様である試薬処理装置は、上記の微量供給ノズルを備え、処理用プレート上で試料の試薬処理を行う試薬処理装置であって、試料を載せた処理用プレートを保持する台座と、前記微量供給ノズルを保持し、搬送する搬送機構と、を有し、搬送機構が、微量供給ノズルの前記試薬供給部を処理用プレートに接触させて、試薬を供給する。
【００１１】
また、前記搬送装置は、微量供給ノズルの試薬供給部を、処理用プレートに接触させた状態で、処理用プレートの上面に沿って、供給する試薬の量に応じた所定の長さ移動させるようにできる。
【００１２】
また、試薬処理装置は、処理用プレート上を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により得られた画像から、処理用プレート上の試料の位置を算出する試料位置算出手段と、を有するものとでき、前記搬送装置は、算出された試料位置に基づき、試料の側方の処理用プレート上に、前記微量供給ノズルの試薬供給部を接触させるようにできる。
【００１３】
また、処理用プレート上に供給された試薬を延ばして試料上に展開する展開部材を設けることができる。
【発明の効果】
【００１４】
微量供給ノズルの試薬供給部が、処理用プレートに接触することで、処理用プレート上に試薬を供給することができ、液滴の大きさに制限されずに、微量の試薬の供給が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は本実施形態の微量供給ノズル１０の外観を示す斜視図、図２は長手方向の軸を含む断面図、図３はノズルの先端の詳細を示す断面図を示す。
【００１６】
略円筒形状の容器１２は、その内部の空間に試薬を収容することができる。容器１２の円筒の一端（図２において下側の端）は開放しており、ここにノズル先端部１４が結合されている。容器１２とノズル先端部１４の結合部分にねじを形成し、ねじ結合によりこれらを結合するようにできる。容器１２のもう一方の端は、空気孔１６が明けられた端面板１８により閉じられている。ノズル先端部１４は、容器１２と結合する略円筒形の結合部２０と、全体として先細形状となっているテーパ部２２を有している。テーパ部２２の先端には、図３によく示されるように、容器１２の内部と外部とを繋ぐノズル孔２４が明けられており、このノズル孔２４内にボール２６が配置される。ボール２６は、ノズル孔２４内で軸方向、すなわち図３において上下の方向に所定の範囲での動きが許容されている。ノズル孔２４の先端は、内径がやや狭く、ボール２６はこの狭い部分を通り抜けることができない。これによりボール２６がノズル先端部１４より脱落することがない。また、ノズル孔２４の容器１２側には、仕切り板２８が形成されている。仕切り板２８には並列する２本のスリットが形成され、このスリットの間の部分が板ばね３０となっている。板ばね３０は、ボール２６をノズルの先端方向に付勢する。ボール２６がノズル孔内の可動範囲の先端側に位置するとき、ノズル孔２４を完全に塞ぎ、収容された試薬が漏れないようにしている。ボール２６が先端側から押されると、板ばね３０の付勢力に抗して、容器１２の方向に押し込まれる。このときには、ノズル孔２４の内径と、ボール２６との間には若干の隙間が形成され、この隙間と、板ばね３０を切り出したスリットと介して、容器内部と外部が連通された状態になる。これにより、試薬が流出する。このように、ボール２６は、ノズル孔２４を開閉する弁体として機能する。
【００１７】
図４および図５は、微量供給ノズル１０の保管時の様子を示している。容器１２の端面板１８側の端には、頂部キャップ３２が被せられている。図５の断面図に示されるように、頂部キャップ３２の内側には、空気孔１６に対応する位置に、シールピン３４が設けられており、空気孔１６を塞いで試薬が外部に漏れないように、また蒸発等しないようにしている。ノズル先端部１４には、これを覆うように先端キャップ３６が装着されている。先端キャップ３６は、先端部分、特にボール２６を保護し、またボール周辺に残った試薬の蒸発を抑制する。
【００１８】
容器１２に試薬を充填する際には、容器１２の開放している端を上に向け、ノズル先端部１４が取り外された状態で行われる。このとき、容器１２には頂部キャップ３２が装着されており、空気孔１６から試薬が漏出することを防止している。ノズル先端部１４をねじ込み、更に先端キャップ３６を装着する。または、先端キャップ３６があらかじめ装着されたノズル先端部１４を容器１２に結合するようにしてもよい。頂部キャップ３２および先端キャップ３６を装着した状態で、微量供給ノズル１０を高速遠心機にかけて、容器１２の内面に付着した試薬を先端側に集めるようにしてもよい。
【００１９】
試薬供給時には、頂部キャップ３２、先端キャップ３６を外して、微量供給ノズル１０のノズル先端部１４のボール２６を、試料の置かれたスライドガラス等の供給対象に押し付けるように接触させる。これによりノズル孔２４内でボール２６が移動し、これらの間に隙間が形成されて、試薬が流れ出し、供給対象上に供給される。微量供給ノズル１０を供給対象に接触させた状態で移動させると、その軌跡に沿って試薬が供給される。このときの移動距離と試薬の供給量は、ほぼ比例する関係となるので、移動距離を調節することで試薬の供給量の調整を行うことができる。
【００２０】
図６および図７は、前述の微量供給ノズル１０を用いた試薬供給装置４０の概要を示す図である。テーブル４２上には、少なくとも１枚のスライドガラス等の処理用プレート４４を収容可能な反応槽４６と、複数の微量供給ノズル１０を保持可能なノズル保持ラック４８が載置されている。反応槽４６は、処理用プレート４４が置かれる台座を含む。反応槽４６とノズル保持ラック４８を挟むように、また図６において紙面を貫く方向に、一対のＸ方向レール５０が配置される。さらに、Ｘ方向レール５０に橋渡しされるようにＹ方向レール５２が配置されている。Ｙ方向レール５２は、不図示の駆動機構によりＸ方向レール５０上を、このレール５０が延びる方向に沿って移動可能となっている。Ｙ方向レール５２上には、試薬供給ヘッド５４が支持されており、不図示の駆動機構でＹ方向レール５２上を、このレール５２が延びる方向に沿って移動可能となっている。試薬供給ヘッド５４は、微量供給ノズル１０を掴んで保持するノズル保持アーム５６を有し、さらにこのアーム５６を上下、すなわち、前述のＸ方向とＹ方向に直交するＺ方向に移動させる駆動機構を内蔵している。このように、微量供給ノズル１０は、Ｘ、Ｙ、Ｚの直交する３方向に搬送可能となっている。
【００２１】
ノズル保持アーム５６に、試薬を加熱するヒータを内蔵することもできる。また、試薬供給ヘッド５４内には、処理用プレート４４の画像を取得する撮影装置、例えばＣＣＤカメラを搭載することができる。撮影装置により取得された画像を、解析して処理用プレート４４上に置かれた試料片の位置を特定し、試料片の位置から試薬を供給する位置、すなわち微量供給ノズル１０を接触させる位置を決定する。試薬を供給する位置は、例えば試料片の縁から所定距離離れている位置とし、供給すべき試薬の量に応じて、複数箇所とすることができる。また、ノズル１０を処理用プレート４４に接触させた状態で移動させ、このときの移動量を調整することによっても、試薬の供給量を調整できる。反応槽４６は、供給された試薬が、処理中に乾燥しないように蓋を備えている。この蓋には、個々の処理用プレート４４の上方位置にシャッタが設けられており、試薬供給時、すなわち微量供給ノズル１０が降下してくる際に、このシャッタが開いてノズル１０のアクセスを可能としている。
【００２２】
更に、試薬供給ヘッド５４には、処理用プレート４４上に供給された試薬を、試料片上に展開する展開手段を設けることができる。展開手段は、例えば図８に示すように、試料片６０および試薬６２を供給した位置を覆うような展開板５８を、処理用プレート４４上の試料片６０およびその周囲に押し当てる装置として実現できる。ノズル保持アーム５６が退避した後、図８（ａ）に示すように、別のアームに支持された展開板５８を試料片６０および供給された試薬６２の液滴に押し当て、展開板５８と処理用プレート４４の隙間に、試薬６２を展開して試料片６０に試薬が行き渡るようにする。このとき、展開板５８は処理用プレートに平行な状態で押し当てられるようにすることができる。また、図８（ｂ）に示すように、斜めの状態で近接させ、展開板５８の一端をまず接触させその後、全体を押し当てるようにすることもできる。このときには、試薬６２は、試料片６０の、展開板５８が最初に接する位置側の近傍に供給する。
【００２３】
また、展開手段は、試料片６０と、わずかの間隔を開けた状態で、処理用プレート４４上を平行に移動する棒状部材（展開バー）６４を含むものとすることができる（図９参照）。この展開バー６４は断面が円であり、軸方向の２カ所に他の部分より直径の太い部分６６が設けられている。この太い部分６６は、棒状部材の移動に際して、試料片６０を避ける位置に配置され、また太い部分６６とこの他の細い部分の径の差により、細い部分が試料片６０と接しないような間隔が、処理用プレート４４との間に形成される。展開バー６４を移動させる機構も、試薬供給ヘッド５４に搭載するようにできる。展開バーを用いて展開する際には、展開バーの移動方向において、試料片６０より上流位置に試薬６２が供給される必要がある。前述の撮影装置で捉えた映像に基づき試料片６０の位置を特定し、この試料片より、展開バー移動方向上流側に微量供給ノズルが接触するように、試薬供給ヘッド５４をＸ，Ｙ方向に移動させる。
【００２４】
試薬供給装置４０の動作について説明する。あらかじめ試薬が充填されている微量供給ノズル１０の頂部キャップ３２をはずして、このノズル１０をノズル保持ラック４８にセットする。先端キャップ３６は、ノズル保持ラック４８にしっかり把持され、ノズル１０を引き上げると、ノズル１０のみが持ち上げられ、キャップはラック上に残る。試薬を複数使用する場合は、ノズル保持ラック４８上の位置と、そこに保持された微量供給ノズル１０に充填された試薬の種類の関係が制御装置に記憶される。
【００２５】
試薬供給ヘッド５４は、制御装置の制御に従って、Ｘ，Ｙ方向に駆動され、必要な試薬が充填された微量供給ノズル１０の上方に移動し、そこからノズル保持アーム５６を下降させて微量供給ノズル１０を保持する。そして、微量供給ノズル１０を保持した状態でノズル保持アーム５６を上昇させ、再度Ｘ、Ｙ方向に移動することにより、微量供給ノズル１０を対象の処理用プレート４４上方へ搬送する。このとき撮影装置により処理用プレート４４上を撮影し、取得された画像から制御装置は試料片の位置を特定する。そして、試料片６０の近傍、かつ展開手段による展開が効果的に行われる位置に、微量供給ノズル１０を降下させて、処理用プレート４４上に接触させて試薬の液滴を付着させる。。次に、展開手段により、試薬の液滴を展開して試料に接触させる。使用済みの微量供給ノズル１０は、ノズル保持ラック４８に戻される。反応槽４６のシャッタを閉めた状態で、反応に必要な時間が経過するのを待つ。所定の時間が経過した後、次の試薬が必要な場合は、再度上記の動作を繰り返す。
上記の微量供給ノズルの弁体は、ボールすなわち球形状であるが、棒状など他の形状であってもよい。また、弁体を付勢するばねは、板ばね以外の形状、例えばコイルばねなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の微量供給ノズルを示す斜視図である。
【図２】微量供給ノズルの断面図である。
【図３】微量供給ノズルのノズル先端部分の拡大断面図である。
【図４】キャップを装着した状態の微量供給ノズルを示す斜視図である。
【図５】キャップを装着した状態の微量供給ノズルの断面図である。
【図６】本実施形態の微量供給ノズルを使用する試薬供給装置の概要を示す正面図である。
【図７】図６に示された試薬供給装置の平面図である。
【図８】展開板の例を示す図である。
【図９】展開バーの例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  微量供給ノズル、１２  容器、１４  ノズル先端部、１６  空気孔、２４  ノズル孔、２６  ボール、３２  頂部キャップ、３４  シールピン、３６  先端キャップ、４０  試薬供給装置、４４  処理用プレート、４６  反応槽、４８  ノズル保持ラック、５４  試薬供給ヘッド、５６  ノズル保持アーム、６２  試薬。
【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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