(57)【要約】【課題】生体試料を正確に定量出来る定量チャンバーを持つ分析プレートを提供する。【解決手段】生体試料を送液するための送液流路に接するように設けられた前記生体試料を定量するための定量チャンバーとからなる分析プレートにおいて、前記定量チャンバーは、その中央部で前記送液流路と前記定量チャンバーとを隔てるための隔壁と前記隔壁の両端部に前記送液流路と前記定量チャンバーとを接続するための接続流路とを持ち、前記接続流路の幅が前記隔壁に接する前記送液流路の幅より狭い分析プレート。【選択図】図２
2009180697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料を送液するための送液流路に接するように設けられた前記生体試料を定量するための定量チャンバーとからなる分析プレートにおいて、
前記定量チャンバーは、その中央部で前記送液流路と前記定量チャンバーとを隔てるための隔壁と前記隔壁の両端部に前記送液流路と前記定量チャンバーとを接続するための接続流路とを持ち、
前記接続流路の幅が前記隔壁に接する前記送液流路の幅より狭い分析プレート。
【請求項２】
前記接続流路は、前記送液流路に最初に送液される生体試料の送液方向に対して最初に開口されるものを第一の接続流路とし、片方を第二の接続流路とする請求項１に記載の分析プレート。
【請求項３】
前記第二の接続流路の幅が前記隔壁に接する前記送液流路の幅より狭い請求項２に分析プレート。
【請求項４】
前記送液流路と前記定量チャンバーの内壁は、疎水処理されている請求項１に記載の分析プレート。
【請求項５】
前記分析プレートは、回転可能となるように回転軸を設けている請求項１に記載の分析プレート。
【請求項６】
前記回転軸は、前記定量チャンバーの隔壁から前記送液流路の方向に設けられている請求項５に記載の分析プレート。
【請求項７】
前記回転軸は、前記分析プレートを回転することにより前記生体試料を前記送液流路に送液するような位置に設けられている請求項５に記載の分析プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡやタンパクその他の生体試料を緩衝剤中で移動させ、その輸送反応を検出して生体試料を判別する分析プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な生体試料にはＤＮＡがあり、このＤＮＡに関しては、現在地球上に同じＳＮＰｓ（ｓｉｎｇｌｅ    ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ    ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍの略で「１塩基多型」と一般に訳された、遺伝子における１暗号（１塩基）の違いの総称である。）を持つ人間は絶対に存在しない事から個人の完全な特定ができるなどで注目されている。現在ＳＮＰｓを調べる方法としては、ＤＮＡの塩基配列を端から直接読んでいくシーケンシング（塩基配列の決定）が最も一般的に用いられている。そして、前記シーケンシングを行う方法としては、いくつかの報告があるが、もっとも一般的に行われているのは、ジデオキシシーケリング（Ｓａｎｇｅｒ法）である。なお、シーケンシングは、このＳａｎｇｅｒ法を含め何れの方法においても、分離能の高い変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動か、キャピラリー電気泳動によって１塩基長の長さの違いを分離・識別する技術が基になって成り立っている。
【０００３】
このキャピラリー電気泳動を用いたＳＮＰｓ用流路の構成として図７（ａ）に示すように、流路パターンは、分析プレート２８の重心３０を中心とした同心円上に形成されている。分析プレート２８の外形は８センチ四方の正方形で４角のうち３角はＲが設けられ、残りの１角は面取りされている。次に図７（ｂ）に示すように、試料が流れる経路には試料注入部５、流路１４、チャンバー１３、流路１６、送液流路１７Ａ、送液流路１７Ｂ、流路１８、流路１９、試料保持部１５、バッファ部２１、定量チャンバー２２、第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂで構成されている。
【０００４】
次にＳＮＰｓの測定方法として、モータ等に分析プレート２８を固定し、重心３０を軸に２０００ｒｐｍで回転させる（第１の回転）。ピペッターなどで３μｌ充填されたＤＮＡコンジュゲート注入部内のＤＮＡコンジュゲート３２は正電極部６と負電極部７へそれぞれ７割程度まで充填され、流路８を満たし定量チャンバー２２まで移動する。正電極部６と負電極部７内に存在するＤＮＡコンジュゲート３２の液面高さと定量チャンバー２２の液面高さは、重心３０を中心とする同一円上となる。同様に１μｌ充填されたＤＮＡ試料注入部５内のＤＮＡ試料２７は流路１４を通りチャンバー部１３さらには流路１６、流路１８を通り外周側に位置する空気抜き用の穴のない試料保持部１５まで達する。
【０００５】
試料保持部１５内に充填されたＤＮＡ試料２７と加圧された空気が充填した状態となる。試料保持部１５内の加圧された空気は、回転中のみこのような遠心力と加圧力とが平衡となった状態を維持する。次にＤＮＡコンジュゲート３２とＤＮＡ試料２７の移動が停止した状態で回転を急停止させる。すると試料保持部１５のＤＮＡ試料２７は空気の圧力により流路１８、送液流路１７Ａ、第一の接続流路２４Ａを通り定量チャンバー２２および送液流路１７Ｂ、バッファ部２１まで達する（試料充填処理）。
【０００６】
特に定量チャンバー２２では、検査に必要な量が充填されたＤＮＡコンジュゲート３２と接することになる。次に、分析プレート２８を中速にて数秒間もう一度回転させ（第２の回転）定量チャンバー２２内に特定の量を定量する。この時減速を緩やかにすることが重要である。送液流路１７Ａ、Ｂ及び送液流路２５に充填されていた余分なＤＮＡ試料２７はチャンバー部１３へと排除され、定量チャンバー２２にはＤＮＡ試料２７が定量される。定量したＤＮＡ試料２７は他ＤＮＡ試料２７に対して電気的にも絶縁されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
次に送液流路１７Ａ、１７Ｂ、定量チャンバー２２を拡大した図８を示す。上述した調査方法の中で、空気の圧力によりＤＮＡ試料２７を定量チャンバー２２まで導入する際、送液流路１７Ａを通過し、送液流路２５と定量チャンバー２２に導入した後、送液流路１７Ｂを満たす。またＤＮＡ試料２７が定量チャンバー２２内に導入された後、定量チャンバー２２以外の送液流路１７Ａ、Ｂ内にある余分なＤＮＡ試料２７は、第２の回転により、流路１８及び流路１９に戻される。この時、定量チャンバー２２から前記送液流路１７ＡへＤＮＡ試料２７が流出してしまうのを防ぐために隔壁２３を設けている。これにより一定量のＤＮＡ試料２７を定量チャンバー２２内に確保することが出来る（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２２０５３１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来の構成では、隔壁を設けることで定量チャンバー内にＤＮＡ試料を定量することが出来たが、流路内部の壁面が親水状態であると、定量チャンバー内で保持するべきＤＮＡ試料の一部をチャンバー部に移送させてしまい定量できないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、生体試料を正確に定量出来る定量チャンバーを持つ分析プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の分析プレートは、生体試料を送液するための送液流路に接するように設けられた前記生体試料を定量するための定量チャンバーとからなる分析プレートにおいて、前記定量チャンバーは、その中央部で前記送液流路と前記定量チャンバーとを隔てるための隔壁と前記隔壁の両端部に前記送液流路と前記定量チャンバーとを接続するための接続流路とを持ち、前記接続流路の幅が前記隔壁に接する前記送液流路の幅より狭いことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の分析プレートによれば、隔壁を挟んで定量チャンバーの反対側の送液流路の幅を第二の接続流路より広く設けることで、定量チャンバーに一定量のＤＮＡ試料を保持しつつ、余分なＤＮＡ試料のみを排除することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の分析プレートの実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１３】
(実施の形態１)
図１から図６においてに本発明の実施の形態１における分析プレート２８について説明する。
【００１４】
図１（ａ）に、本実施の形態１における分析プレート２８を示す。分析プレート２８は、その表面に溝が形成されており、この面にフィルム２６を貼付することで分析プレート２８として使用する。溝は流路パターン１で構成された流路やチャンバーであり、流路内に導入されたＤＮＡ試料２７は分析プレート２８を回転させた際の遠心力によって先の流路へと移送する。
【００１５】
図１（ｂ）は、分析プレート２８に形成される流路パターン１を拡大したものである。図１（ｂ）において緩衝剤注入口２は緩衝剤であるＤＮＡコンジュゲート３２を注入する緩衝剤注入口２、緩衝剤注入部３は注入された緩衝剤を一旦保持するための緩衝剤注入部３、試料注入口４はＤＮＡ試料２７を注入するための試料注入口４、試料注入部５は注入されたＤＮＡ試料２７を一旦保持するための試料注入部５である。正電極の挿入部６、負電極の挿入部７は、流路８を介して接続されており、さらには流路９、１０により緩衝剤注入部３ともそれぞれ接続されている。チャンバー部１３は流路１４により試料注入部５と接続されている。また１５は試料保持部であり流路１６と第２の流路１８によりチャンバー部１３と接続されている。また流路１８には送液流路１７Ａと流路１９とも接続している。
【００１６】
バッファ部２１、送液流路１７Ａ、１７Ｂ、流路１８、流路１９により定量チャンバー２２、第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂ、送液流路２５とそれぞれ接続されており、更に試料注入部５とバッファ部２１とを繋ぐ流路２０によってバッファ部２１の空気抜きが可能となる。定量チャンバー２２と送液流路２５が接続する部分に隔壁２３を設けることで第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂは形成される。緩衝剤注入部３、流路９、流路１０、正電極部６、負電極部７、流路８は閉じられた流路となっており、この閉じられた流路を緩衝剤が流れ、緩衝剤用の流路として構成している。
【００１７】
また、試料注入部５、流路１４、チャンバー部１３、流路１６、送液流路１７Ａ、１７Ｂ、流路１８、流路１９、試料保持部１５、流路２０、バッファ部２１、定量チャンバー２２、隔壁２３、第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂ、送液流路２５も閉じられた流路なっており、ＤＮＡ試料用の流路として構成している。ＤＮＡ試料２７が通過する流路とＤＮＡコンジュゲート３２が通過する流路とは定量チャンバー２２で合流し、この定量チャンバー２２で定量されたＤＮＡ試料２７が測定に供せられる。
【００１８】
流路パターン１を構成する壁面には、疎水処理を施されている。疎水処理を施すことでチャンバーから流路、流路からチャンバーへ毛細管力による試料液の導入を防ぎ、遠心力などの外力を利用して流路内を進ませることができるため検査に支障をきたすことなく運用できる。疎水処理には生分解性の疎水性ポリエステルを高温高圧水で処理する方法などがある。
【００１９】
図２に本発明の実施の形態１における定量チャンバー２２を含む送液流路２５の拡大図について示す。これは図１において定量チャンバー２２とその定量チャンバー２２に接続した送液流路２５、送液流路１７Ａ、１７Ｂ、隔壁２３、第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂを拡大したものである。送液流路１７Ａ、Ｂは試料充填処理の際は、送液流路１７Ａから１７Ｂへ、また定量保持部２２内に定量する際は、送液流路１７Ｂから１７ＡへＤＮＡ試料２７を搬送する役割を持つ。隔壁２３は定量チャンバー２２内に保持されるＤＮＡ試料２７を定量するために設けたものである。この隔壁２３を挟んで定量チャンバー２２の反対に第二の接続流路２４Ｂの幅より広い幅を有する送液流路２５を設けている。これは定量チャンバー２２に定量されるべきＤＮＡ試料２７が第２の回転により排除されるのを防ぐためであり、これにより第２の回転後、送液流路１７Ａ、１７Ｂ、送液流路２５内の余分なＤＮＡ試料２７のみを排除することができる。
【００２０】
本実施例にて使用した分析プレート２８の詳細を図３に示す。図３（ａ）、（ｂ）に本発明の実施の形態１の分析プレート２８における送液流路１７Ａ、１７Ｂと定量チャンバー２２の近傍の断面Ａ−Ａ'について示す。図３（ｂ）は右側が流路形成面である。斜線でハッチングした部分が分析プレート２８である。図３（ａ）に示すように、送液流路１７Ａ、１７Ｂと送液流路２５の幅は０．１ｍｍとし、定量チャンバーの幅は０．３ｍｍとしている。また第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂの幅は０．１５ｍｍとして、送液流路２５の幅が第二の接続流路２４Ｂよりも広くなるよう設定している。図３（ｂ）に示すように、これらの流路の深さは共に０．０８ｍｍとしている。本実施例の送液流路２５の幅は、回転中心側に試料注入口４及び試料注入部５が配置されているため１ｍｍ以下とする。しかし導入されるＤＮＡ試料２７の量によって送液流路２５の幅は適宜変更することが可能である。
【００２１】
図４に第２の回転時に定量チャンバー近傍に働く力について示す。図４（ａ）には分析プレート２８の表面が疎水状態において第２の回転中に見られる力の状態について、図４（ｂ）には分析プレート２８の表面が親水状態において第２の回転中に見られる力の状態について示す。分析プレート２８が疎水状態であれば、液体はファンデルワース力により球状になろうとする力も大きい。よって送液流路１７Ａ、Ｂの幅が第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂの幅より狭くても遠心力で外周に押し出す力と慣性力で円周方向に流す力が働くことで定量チャンバー２２内に保持するＤＮＡ試料２７と送液流路１７Ａを通るＤＮＡ試料２７に分断される。しかし分析プレート２８が親水状態であれば、液体は毛細管力が働き壁を伝うような流れになる。
【００２２】
毛細管力が働くことでＤＮＡサンプル２７は細い流路内を流れようとするが、回転による慣性力でＤＮＡサンプル２７は送液流路１７Ｂから１７Ａへ、遠心力で定量チャンバー２２の方向へ流れようとする。この時、流路幅の狭い送液流路１７Ａ、Ｂよりも流路幅の広い第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂ内を優先的に流れてしまう。よって隔壁２３を設けていても定量チャンバー２２内のＤＮＡ試料２７は送液流路１７Ｂより押し出されるように排除されてしまう。そこで第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂ部分に第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂよりも広い流路を確保する必要があるため隔壁２３を挟んで定量チャンバー２２の反対側に第２の接続流路２４Ｂより幅の広い送液流路２５を設けた。
【００２３】
図５に、本発明の分析プレート２８における広い幅を有する送液流路２５を設けたことによる効果を示す。図５（ａ）は第二の接続流路２４Ｂの幅よりも広い送液流路２５を持つ場合、図５（ｂ）は第二の接続流路２４Ｂの幅よりも狭い送液流路２５を持つ場合について示したものである。どちらも分析プレート２８の表面は親水状態において実施している。また図５（ａ）、（ｂ）には共通した（１）〜（３）までの流れの変化について示している。（１）は定量チャンバー２２へＤＮＡ試料２７を充填した状態、（２）は第２の回転によりＤＮＡ試料２７を定量している状態、（３）は第２の回転を停止した状態について示している。
【００２４】
図５（ｂ）の（３）は、定量チャンバー２２内のＤＮＡ試料２７を除去している状態を示す。これは、余分なＤＮＡ試料２７が隔壁２３の上の送液流路２５を通過せずに定量チャンバー２２内を通過したために起こる。すなわち、分析プレート２８の表面が親水状態で、且つ、隔壁２３の上部の送液流路２５の幅が接続流路２４Ｂの幅より狭いため、回転による遠心力、慣性力の影響で流れやすい幅の広い第２の接続流路２４Ｂを通過したことが原因である。
【００２５】
次に図５（ａ）の（３）は、定量チャンバー２２内のＤＮＡ試料２７が除去されずに定量された状態を示す。これは、送液流路１７Ａ、１７Ｂ及び送液流路２５に滞留している余分なＤＮＡ試料２７は、送液流路２５内を通過したために起こる。したがって、送液流路２５の幅が接続流路２４Ｂの幅よりも広ければ、分析プレート２８の表面が親水状態の場合でも、定量チャンバー２２でＤＮＡ試料２７が定量出来ることを示している。
【００２６】
図６に送液流路２５の類似形状について示す。図６には送液流路２５の形状が半円弧の場合について示す。図のような形状でも第一の接続流路２４Ａ、第二の接続流路２４Ｂより送液流路２５の幅を広く設けることで定量チャンバー２２近傍のＤＮＡ試料２７は排除され、定量チャンバー２２内にのみＤＮＡ試料２７を保持し、その効果を確認することが出来た。
【００２７】
以上のように、本実施の形態１によれば、第２の回転後、遠心力により送液流路１７Ａ、１７Ｂに残る余分なＤＮＡ試料２７のみを排除し、定量チャンバー２２に特定量のＤＮＡ試料２７を正確に定量させることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の分析プレートは、ＤＮＡ試料等の生体試料の判別を行う遺伝子解析装置などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における分析プレートの流路パターン図
【図２】本発明の実施の形態１における定量チャンバーを含む送液流路部の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における分析プレートの送液流路の有無における流路パターンを示す図
【図４】本発明の実施の形態１における第２の回転時に送液流路部近傍にかかる力について示す図
【図５】本発明の実施の形態１の分析プレートにおける流路とチャンバーの近傍の断面図
【図６】本発明の実施の形態１における送液流路の類似形状を示す図
【図７】従来例の分析プレートの構成を示す図
【図８】従来例の分析プレートの構成を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１  流路パターン
２  緩衝剤注入口
３  緩衝剤注入部
４  試料注入口
５  試料注入部
６  正電極部
７  負電極部
８  流路
９  流路
１０  流路
１１  流路
１２  流路
１３  チャンバー部
１４  流路
１５  試料保持部
１６  流路
１７Ａ  送液流路
１７Ｂ  送液流路
１８  流路
１９  流路
２０  流路
２１  バッファ部
２２  定量チャンバー
２３  隔壁
２４Ａ  第１の接続流路
２４Ｂ  第２の接続流路
２５  送液流路
２６  フィルム
２７  ＤＮＡ試料
２８  分析プレート
２９  回転部固定用穴
３０  プレート重心
３１  位置決め穴
３２  ＤＮＡコンジュゲート
【図１】
2009180697.tif 000003
【図２】
2009180697.tif 000004
【図３】
2009180697.tif 000005
【図４】
2009180697.tif 000006
【図５】
2009180697.tif 000007
【図６】
2009180697.tif 000008
【図７】
2009180697.tif 000009
【図８】
2009180697.tif 000010