JP5038004B2 - 分析装置 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る分析装置は、鉛直方向に配列され、試料に生化学反応処理又は試料の生化学検出処理を施すための複数の容器をそれぞれ載置可能な第一および第二の処理部と、前記第一の処理部上に配置された、ピペットチップを着脱可能な第一の試料搬送機構と、前記第二の処理部上に配置された、ピペットチップを着脱可能な第二の試料搬送機構と、前記第一または第二の処理部の前記容器を鉛直方向に搬送する容器搬送ロボットと、を有し、前記第一の処理部の容器を、前記容器搬送ロボットによって前記第二の処理部の上方に配置し、前記第二の試料搬送機構を用いて前記第一の処理部の容器から前記第二の処理部の容器に前記試料を受け渡し、前記第一の処理部の容器を前記容器搬送ロボットが回収部へ搬送することを特徴とする。
以下に本発明で使用する用語の定義を説明する。なお、説明中の例示は限定を意図しない。単数か複数かを特に明示しない限り、用語の単数形および複数形の両方が定義内に存在可能である。
本発明に用いられる試料としては、分析を行う対象物を意味する。例えば、生体から採取した物質(血液等の体液、生体組織、便、尿、喀痰等)や、植物から採取した物質(葉、茎、根、花、実等)や、環境から採取した物質(土壌、水、塵、金属等)、工業的産物(樹脂等)をあげることができる。また、上記の物質になんらかの処理を施した、試料由来の物質も試料の定義に含む。
本発明に用いられる処理としては、物質に対して生物的、化学的、物理的、機械的、電気的等の外的影響を及ぼすことにより、物質の性質を変化させたり、観察したりする等の目的を達しようとするための行為を意味する。例えば、試薬を投入する、液体を撹拌する、担体に吸着させる、温度を制御する、温度を計測する、電界を印加する、電界を計測する、振動させる、圧力を加える、圧力を計測する、光線を照射する、光量を検出する、磁界を印加する、磁界を計測する、等の行為が含まれる。またこれらを同時または順次に組み合わせて行う行為も含む。このうち、生化学反応処理とは、生化学反応を生ぜしめる処理、その生化学反応を生ぜしめるために行う前処理、およびその生化学反応を生ぜしめた後に行う後処理を含めて、生化学反応を生ぜしめ、分析する際に必要とされる処理を意味する。生化学検出処理としては、生化学反応の結果生じた反応前の試料の状態との違いを検出するための処理が挙げられる。具体的には、DNAマイクロアレイのような反応後のハイブリッド体における蛍光または化学発光を検出する処理、試料をゲル電気泳動処理した泳動後の位置を測定する処理、溶液中で反応後の試料に特異的に結合する物質を検出する処理(ハイブリッド体に対するインターカレーター等)、などが挙げられる。
また、対象とする試料は、2つの処理間で同一であっても、異なっていてもよい。
生物由来の物質または組織(細胞、核酸、タンパク質、ウイルス等)に対して生物的または化学的なメカニズムにより起こる反応を意味する。例えば、血液成分の分離、細胞膜または細胞壁の破砕、核酸の担体への吸着、核酸の精製、核酸の増幅、核酸のハイブリダイゼーション、親和性(アフィニティー)による結合、メチル化等を挙げることができる。また、これらの組み合わせも含まれる。
試料搬送とは、試料を、異なる場所に移動させることをいう。
例えば、ピペットチップ中の液状試料を容器に吐出する、容器中の液状試料をピペットチップで吸引する、容器に固形試料を落下させる、移動機構に試料を保持して試料が動くように機構を作動させる、液体試料が入った容器を移動させる、容器内で一つのチャンバから別のチャンバに液状試料を移す等の行為が含まれる。本発明に用いられる試料搬送機構としては、ピペットチップを先端に保持可能に構成され、ピペットチップ中への試料の吸引およびピペットチップ中の試料溶液を吐出可能に構成されたピペットユニットや、試料を収容した容器を把持して所定の位置に移動できるハンドロボット等が挙げられ、これらを組み合わせて処理部間の試料搬送機構を構成すると好ましい。
前述した複数の処理をそれぞれ行うために、本発明においてはその処理部が複数存在している。複数の処理部を有することで、異なる処理を並行して行うこともできる。複数の処理の具体例として、DNAマイクロアレイを用いて遺伝子を検出する装置であれば、組織から核酸を抽出する核酸抽出部、抽出した核酸をPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法などにより増幅する核酸増幅部、増幅した核酸をDNAマイクロアレイと反応させるハイブリダイゼーション部、DNAマイクロアレイとの反応を検出する検出部、の4つの処理部を個別に有している構成が挙げられる。2つの例としては、下部に検出部、上部にハイブリダイゼーション部を鉛直方向に配列する構成が挙げられる。
本発明において、装置の鉛直方向とは、その装置が標準的な動作が可能な状態で設置されている際の鉛直方向を示している。
鉛直方向に配列された試料に生化学反応処理又は試料の生化学検出処理を施す少なくとも2つの処理部と、
試料を鉛直方向に搬送し、前記複数の処理部の一方から他方に受け渡す搬送機構と、
を有することを特徴とする。搬送機構は、独立して試料を搬送可能な少なくとも2つの試料搬送機構を有し、前記試料の搬送は、前記2つの試料搬送機構間での試料の受け渡しを介して行われるとよい。
(1)搬送機構が、試料を搬送可能な第一の試料搬送機構(例えば、試料を容器から吸い出し、別の容器に供給可能なピペットユニット)と、試料を搬送可能な第二の試料搬送機構(例えば、試料が収容された容器を処理部間で移動させる容器搬送ロボット)と、で構成されており、第一の試料搬送機構から第二の試料搬送機構への試料受渡しを、少なくともひとつの処理部の上方で行う。これにより、試料の受け渡しのスペースを外部に設ける必要がなくなる。
(2)搬送機構が、試料を搬送可能な第一の試料搬送機構(例えば、上記ピペットユニット)と、
試料を保持可能な容器を搬送可能な第二の試料搬送機構(例えば、上記容器搬送ロボット)と、で構成されており、
第一の試料搬送機構から該容器への試料受渡しを処理部にて行う。これにより、試料の受け渡しのスペースを外部に設ける必要がなくなる。
(3)前記搬送機構が、ピペットチップを着脱可能な第一の試料搬送機構(例えば、第一のピペットユニット)と、
ピペットチップを着脱可能な第二の試料搬送機構(例えば、第二のピペットユニット)と、
ピペットチップを搬送可能なピペットチップ搬送機構(例えば、ピペットチップを保持可能な搬送ロボット)と、で構成されており、前記第一の試料搬送機構から前記ピペットチップ搬送機構へのピペットチップの受渡しを少なくともひとつの処理部の上方で行い、受け渡されたピペットチップを該第二の試料搬送機構に装着する。これにより試料の受け渡しのスペースを外部に設ける必要がなくなり、ピペットチップの使用数を低減することができる。
(4)搬送機構が、ピペットチップを着脱可能な第一の試料搬送機構(例えば、第一のピペットユニット)と、ピペットチップを着脱可能な第二の試料搬送機構(例えば、第二のピペットユニット)と、ピペットチップを保持可能な容器を搬送可能な容器搬送機構(例えば、ピペットチップと容器を搬送する搬送ロボット)と、で構成されており、第一の試料搬送機構から該容器へのピペットチップの受渡しを処理部にて行い、受け渡されたピペットチップを該第二の試料搬送機構に装着する。これにより試料の受け渡しのスペースを外部に設ける必要がなくなり、ピペットチップの使用数を低減することができる。
本発明を適用できる第1の実施形態として、生化学的試料(例えば血液等の体液、生体組織、便、尿、喀痰等)から核酸を抽出し、抽出した核酸を増幅し、増幅した核酸をDNAマイクロアレイとハイブリダイゼーション反応させ、ハイブリダイゼーション反応させたDNAマイクロアレイを光学的に検出することによって、生化学的試料中の核酸配列を同定する自動分析装置について説明する。
第一層51から第四層54を上下方向に貫通して容器搬送ロボット用Z軸ガイド17が設置されている。図5に容器搬送機構としての容器搬送ロボット13を示す。容器搬送ロボット13は、容器搬送ロボット用Z軸ガイド17に案内されて第一層51から第四層54の間で移動可能に設置されている。容器搬送ロボット13の先端には、各容器を把持可能な容器ハンド14が搭載されている。容器搬送ロボット13は複数のモーターによってrθZ軸に自由度をもつ、いわゆる極座標系の動きを行えるスカラーロボットと呼ばれる方式を採用している。ここでr軸はロボットの基部13dに対するアーム先端部13eのXY面内の伸び長さ、θ軸はロボットの基部13dに対するアーム先端部13eのXY面内の回転角を表す。13a、13bはrθ軸駆動用のモータである。また,搬送ハンド14はアーム先端部13eに対してXY面内で回転可能に構成されている。図5に示すように,−Y軸に対する搬送ハンド14の回転角度をθ2軸と定義する。13cはθ2軸駆動用のモータである。容器搬送ロボット13は、この構成に限らず、例えばXYZ直交座標系の動きを行うものを用いることもできる。
図31は本発明を適用できる自動分析装置の内部構成を示す概略の正面図である。
本実施形態では、抗原または抗体を基板に固定したチップを用いて抗原抗体反応により試料を分析する自動分析装置の例を示す。
6 核酸抽出部
7 核酸増幅部
8 ハイブリダイゼーション部
9 DNAマイクロアレイ検出部
11 第一ピペットユニット
12 第二ピペットユニット
13 容器搬送ロボット
14 容器ハンド
15 第一ピペットユニット用X軸ガイド
16 第二ピペットユニット用X軸ガイド
17 容器搬送ロボット用Z軸ガイド
Claims (4)
- 鉛直方向に配列され、試料に生化学反応処理又は試料の生化学検出処理を施すための複数の容器をそれぞれ載置可能な第一および第二の処理部と、
前記第一の処理部上に配置された、ピペットチップを着脱可能な第一の試料搬送機構と、
前記第二の処理部上に配置された、ピペットチップを着脱可能な第二の試料搬送機構と、
前記第一および/または第二の処理部の前記容器を鉛直方向に搬送する容器搬送ロボットと、を有し、
前記第二の処理部の容器を、前記容器搬送ロボットによって前記第一の処理部の上方に配置し、
前記第一の試料搬送機構を用いて前記第一の処理部の容器から前記第二の処理部の容器に前記試料を受け渡し、
該受け渡された試料を有する前記第二の処理部の容器を前記容器搬送ロボットが前記第二の処理部へ搬送することを特徴とする分析装置。 - 鉛直方向に配列され、試料に生化学反応処理又は試料の生化学検出処理を施すための複数の容器をそれぞれ載置可能な第一および第二の処理部と、
前記第一の処理部上に配置された、ピペットチップを着脱可能な第一の試料搬送機構と、
前記第二の処理部上に配置された、ピペットチップを着脱可能な第二の試料搬送機構と、
前記第一または第二の処理部の前記容器を鉛直方向に搬送する容器搬送ロボットと、
を有し、
前記第一の処理部の容器を、前記容器搬送ロボットによって前記第二の処理部の上方に配置し、
前記第二の試料搬送機構を用いて前記第一の処理部の容器から前記第二の処理部の前記容器に前記試料を受け渡し、
前記第一の処理部の容器を前記容器搬送ロボットが回収部へ搬送することを特徴とする分析装置。 - 前記容器搬送ロボットが、前記容器を把持して所定の位置に移動できるハンドロボットである請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記容器が、複数の液体収容ウエルとピペットチップ収納孔を有しており、前記試料とともにピペットチップを搬送する請求項1から3のいずれかに記載の分析装置。
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