CN102066950A - 核酸分析装置、自动分析装置以及分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核酸分析装置，其具备：能够保持含核酸试样和试剂的反应容器；能控制设定为不同温度的反应容器温度的恒温机构；对在反应容器中所保持的该试样进行分析的分析机构；移送反应容器的移送机构。根据对含核酸试样应实施的分析，移送机构按照规定的顺序将反应容器移送至规定的恒温机构。经过试样调整过程的反应容器，在规定的时刻被移送至分析机构，对试样进行分析。

Description

核酸分析装置、自动分析装置以及分析方法

技术领域

本发明涉及对血液、尿等生物试样中所含有的靶核酸进行定性分析、定量分析的分析方法，涉及在试样调整过程中需要温度变化的技术。

背景技术

作为在试样调整过程中需要温度变化的分析方法，可举出作为基因扩增法的NASBA法、LAMP法、TMA法等的等温基因扩增法。为了得到稳定的分析结果，这些基因扩增法都需要通过扩增反应前的加热使核酸的构象发生变化的工序。进一步，由于核酸扩增酶在高温下易丧失活性，因此，需要将加热过的反应液至少冷却至酶的扩增反应温度的工序。另外，该温度变化的速度涉及到分析时间、核酸构象的变化效率，因此，希望速度变得更快。

由此，这些分析方法为了实现快速的温度变化，通常采用半导体制冷元件，通过电压的变化来实现快速的温度变化。此外，为了对多个试样有效地实现该温度变化，通常基于一并处理多个试样的分批处理进行调整。

另外，在日本特开平6-281655号、日本特开平8-271524号中，公开了一种利用抗原抗体反应对血液等进行分析的自动分析装置，其具备多个恒温槽。

另外，在日本特开平6-277036号中公开了一种恒温箱，其为对核酸试样进行温度控制的恒温箱，其中，将保持有多个管的反应块在加热块和冷却块之间移送，使反应块的下面与加热块或者冷却块接触。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-281655号公报

专利文献2：日本特开平8-271524号公报

专利文献3：日本特开平6-277036号公报

发明内容

发明要解决的问题

以往，对于在试样调整过程中需要双温度以上的温度变化的分析方法而言，为了快速地实施加热、冷却，而使用半导体制冷元件，通过电压的变化来实现快速的温度变化。但是，为了有效地实现该温度变化，在以往的分析方法中，对多个试样进行一并处理。由于在全部的分析工序中需要一并处理多个试样，因此，在试样调整过程的温度变化由分析的不同而不同的情况、或在反应时间、检测时间由分析的不同而不同的情况下，不能同时处理该不同的分析。

另外，由于一并处理多个试样，因此，对于各试样而言，难以使从添加试剂到温度变化的时间或从温度变化到添加酶的时间完全一致。这成为了检查结果的偏差增大的重要原因之一。

本发明的目的在于提供一种对多个试样能处理不同测定的核酸分析装置。

解决问题的手段

本发明涉及一种核酸分析装置，其具备：能够保持含核酸试样和试剂的反应容器；能够控制设定为不同温度的反应容器的温度的恒温机构；对在反应容器中所保持的该试样进行分析的分析机构；移送反应容器的移送机构。根据对含核酸试样应实施的测定，移送机构以规定的顺序将反应容器移送至规定的恒温机构。由此，能够对各试样实施针对各测定的温度变化。并且，经过试样调整过程的反应容器，在规定的时刻被移送入分析机构，对试样进行分析。

发明效果

根据本发明，即使是试样液调整过程中的温度变化不同的测定，或者反应、检测时间、检测间隔不同的测定，也能够连续地分析反应容器。

附图说明

图1是说明实施例中的分析工作的概略流程图；

图2是说明实施例中的自动分析装置工作的概略流程图；

图3是说明实施例中的自动分析装置的基本构成的概略图；

图4是说明实施例中的反应容器移送机构等的概略图；

图5是显示实施例中的自动分析装置和周边设备的关联的概略图。

具体实施方式

在实施例中公开了如下内容：对于在试样调整过程(反应液调整过程)中需要双温度以上的温度变化的分析方法，使用设定为测定所需温度的2个以上不同的恒温器、用于调整试样的分注取样器和用于检测靶物质的检测器，通过至少以下3个工序进行分析。

1)使用分注取样器，将试样和试剂混合并调整反应液的工序；

2)通过使反应容器在2个以上的设定为测定所需温度的恒温器之间进行移动，来实施反应液调整过程的温度变化的工序；

3)检测靶物质(靶核酸)的工序。

另外，上述工序1)的反应液调整工序的实施并不限于在上述工序2)之前。只要是在工序3)的靶核酸检测工序之前，就可以在任意时刻实施，可在工序2)之前、之后或前后都实施，也可在工序2)的过程中实施。

另外，在实施例中公开了如下自动分析装置，其为实现在反应液调整过程中需要双温度以上的温度变化的分析方法的自动分析装置，具备设定为测定所需温度的2个以上不同的恒温器、用于调整试样的分注取样器、使反应容器移动的机构以及检测靶核酸的检测器，通过至少以下3个功能来分析试样。

1)使用分注取样器，混合试样和试剂并调整反应液的功能；

2)通过使反应容器移动的机构，使反应容器在设定为测定所需温度的恒温器之间移动的功能；

3)通过检测器来检测靶核酸的功能。

另外，上述功能1)的反应液调整功能的实施并不限于在温度变化前，只要在功能3)的靶物质检测功能实施前，就可在任意时刻实施。可在功能2)之前、之后或前后都实施，也可在功能2)的过程中实施。

检测靶核酸的检测器，只要是能够连续地投入反应容器，能检测反应容器内的分析反应的检测器，就可以是任意检测器。优选的是，能以转动盘方式从一定的位置上连续地投入反应容器的检测器。更优选的是，能够随时间变化来检测反应过程，在检测完成后，能自动废弃反应容器的检测器。该检测器的检测方法和检测机构因分析方法的不同而不同，只要是能定量或定性地检测靶核酸，就可以使用任意方法和机构。

另外，在实施例中公开了如下核酸分析装置，其具备能保持含核酸试样和试剂的多个反应容器、能控制分别设定为不同温度的反应容器温度的多个恒温机构、对反应容器所保持的该试样进行分析的分析机构、将反应容器移送至规定的恒温机构的移送机构、控制移送机构的控制机构，并且根据对含核酸试样应实施的测定，移送机构按照规定的顺序将反应容器移送至规定的恒温机构。

另外，在实施例中公开了一种核酸分析装置的分析方法，其中，准备好多个恒温机构和反应容器，该多个恒温机构可以控制分别设定为不同温度的反应容器温度，该反应容器保持有含核酸试样和试剂，根据对含核酸试样应实施的测定，将该反应容器移送至所希望的恒温机构，该恒温机构控制该反应容器的温度，将该反应容器移送至不同的所希望的恒温机构，该恒温机构将该反应容器控制在不同的温度，按照所希望的顺序向该恒温机构进行移送，从而对该试样实施所希望的温度变化，然后，将该反应容器移送至分析机构，分析该试样。

另外，在实施例中公开了，分析机构能随时间变化来检测试样的分析反应。

另外，在实施例中公开了，分析机构具有能保持多个反应容器的转动盘。

另外，在实施例中公开了，移送机构将反应容器移送至所希望的恒温机构和分析机构。

另外，在实施例中公开了，对反应容器中保持的试样和试剂进行搅拌。

另外，在实施例中公开了，用恒温机构对反应容器进行温度控制后，搅拌试样和试剂。

另外，在实施例中公开了，根据被移送至恒温机构之前的试样温度，使通过该恒温机构对保持该试样的反应容器进行控制的时间产生变化。

另外，在实施例中公开了，根据被移送至分析机构前移送有反应容器的恒温机构，使从恒温机构移送至分析机构的时间变化。

以下，对于上述以及其他的本发明的新型的特征和效果，使用附图进行详细说明，但并不限于以下所述的具体例子。

实施例1

在本实施例中，使用用于调整试样的分注取样器、设定为测定所需要温度的2个以上不同的恒温器以及检测靶物质的检测器。

作为用于调整试样的分注取样器，只要能正确地分注试样和试剂，就可以使用任意分注取样器。优选的是，为了防止试样的污染，可以使用可替换的装卸式分注头(分注チツプ)。具体来讲，可举出移液器(PIPETMAN)(吉尔森公司制造)、电子移液器(Pipette)(百得公司制造)等。

作为设定为测定所需温度的2个以上不同恒温器，只要是反应容器的反应液部分能靠紧且能设定至测定所需温度的恒温器，就可以是任意恒温器。如果要设定的温度比室温高，就是加热型的恒温器，如果比室温低，就是冷却型的恒温器。

作为检测靶物质的检测器，只要能检测靶物质就可以是任意检测器，检测方法和检测机构因分析方法的不同而不同。更优选的是，希望能随时间变化来检测反应容器内的分析反应。具体来讲，分析方法分析荧光发光时，本检测器具备用于激发荧光发光的激发光照射机和用于检测激发光的检测器，形成检测荧光发光的构成。

本实施例通过使用上述3个器具，实施以下3个工序来分析靶物质。

1)使用分注取样器混合试样和试剂，并调整反应液的工序；

2)通过使反应容器在设定为测定所需温度的2个以上恒温器之间进行移动，实施反应液调整过程的温度变化的工序；

3)检测靶物质的工序。

以下，使用图1，对各工序使用具体例子进行详细描述。

在工序1)中，作为被测试样，使用装有来自生物试样的试样容器。使用分注取样器，从试样容器分取试样，分注到反应容器。接着，从试剂容器分取试剂，分注到反应容器。然后，在反应容器内，通过分注取样器反复进行地抽吸和吐出来混合试样和试剂。更优选的是，为了防止试样或者试剂的污染，每次分注试样或者分注试剂就更换分注头。在本工序中，只要试样容器中的试样量为检查所必需的量，也可使用试样容器作为反应容器。此时，可以省略从试样容器中分取试样并分注于反应容器的操作。另外，对于反应容器的混合也可使用混合搅拌机。

本实施例中的生物试样是指，集体检查、健康诊断、健康全面检查、或者邮寄检查等检查试样、医院的外来/入院患者的血液、组织、尿中含有靶物质的生物试样或者该生物试样带有的试样。

另外，本实施例中的靶物质是指，包含病毒、微生物的来自生物的成分，更优选为蛋白质、肽、氨基酸、核酸。另外，被测试样可以是对生物试样实施了纯化等预处理的试样。作为该预处理的具体例子，在靶物质为病毒核酸的情况下，是从生物试样中纯化处理该核酸的方法。例如，使用苯酚和氯仿对核酸和蛋白成分进行分离、纯化的方法。另外，还可以是如下的核酸纯化方法，即，使核酸吸附于硅胶柱，洗涤之后，使用核酸溶解液从硅胶柱上洗脱核酸。

另外，作为本实施例中使用的试样容器、反应容器以及试剂容器，只要容器成分不溶入试样、试剂、反应液中，就可以使用任意容器。优选使用透明的聚丙烯制的容器。具体的例如可举出，1.5ml微量离心管(Eppendorf tube)(艾本德公司制造)、0.2ml的PCR管等。

工序2)为，根据分析方法所要求的温度条件，通过使反应容器在2个以上的恒温器之间移动而使反应液的温度快速变化的工序。更具体的说，在温度条件为37℃下15分钟、95℃下5分钟、41℃下2分钟的情况下，作为恒温器准备37℃、95℃、41℃这3种。最初，将反应容器放置在37℃的恒温器上，保持15分钟。接着，将反应容器转移到95℃的恒温器上，保持5分钟。最后，转移到41℃的恒温器上，保持2分钟。优选的是，也可加上移送后溶液的温度达到目的温度的时间，而增加保持时间。该到达时间因温度变化的差异而不同，根据本申请发明人等的试验，到达目的温度的时间如表1所示。另外，由于该温度变化，有时产生反应液的蒸发。作为防止该蒸发的方法，可以使用添加油的方法、在反应容器上盖上盖来加热盖等的公知方法。

表1

到达目的温度的时间

移送前温度	目的温度	到达时间(秒)
			28℃	65℃	42
28℃	37℃	44
			37℃	95℃	116
65℃	41℃	44
			95℃	41℃	100

工序3)是用检测器检测反应的工序。该工序只要能按照分析方法检测靶物质，就可以是任意方法。优选的是，为了连续地分析多个反应容器而使用转动盘，使反应容器转动，用检测器配合转动周期进行检测。更优选的是，随时间变化来检测反应。

根据本实施例，即使是试样液调整过程中温度变化不同的测定，或反应、检测时间、检测间隔不同的测定，也能够连续地分析反应容器。另外，能够使各样品的调整工艺完全一致。此外，与现有方法相比，能够更快速地使温度变化。

实施例2

在本实施例中，对实施例1中说明的分析进行自动实施的自动分析装置进行说明。本实施例的自动分析装置为，对反应液调整过程中需要双温度以上的温度变化的分析方法进行自动分析的装置，通过图2所示装置工作和图3、图4所示装置构成来实现。以下，主要针对与实施例1的不同点，使用图2～图5进行详细说明。

图3是除了分注取样器和反应容器移送机构以外的本实施例的自动分析装置的基本构成。本装置具有：试样容器架2，其能够放置收纳有被测试样的试样容器1；试剂架4，其收纳有多个试剂容器3，所述试剂容器3收纳有与试样的各种成分反应的试剂；反应容器架6，其收纳有混合试样和试剂的反应容器5；分注头架8，其收纳有分注头7；多个恒温器9，其设定为2个以上的不同温度；反应盘11，其在圆周上配置有多个反应容器载体10；检测器12，其检测反应。

图4(a)和(b)是用于对在各架之间用于分注试样或者试剂的分注取样器20、用于移送反应容器的反应容器移送机构21、连接它们的头部22、用于将该头部在X轴方向和Y轴方向活动的侧边轨23和中间轨24进行说明的概略图。

本实施例的自动分析装置，根据图2所示的工作对试样进行自动分析。即，分注取样器20，通过侧边轨23和中间轨24的工作移动至分注头架8的位置上，安装分注头7。安装有分注头7的分注取样器20，从试样容器1中分取试样，排出至反应容器5。接着，更换分注头7，从试剂容器3中分取试剂，排出至反应容器5，分注取样器20通过反复抽吸和排出来混合反应液。装有反应液的反应容器5，通过反应容器移送机构21被移送至恒温器9中的1个上，使反应液的温度发生变化。在恒温器上保持规定的时间后，通过反应容器移送机构，移送至另外的恒温器9上，使反应液的温度发生变化，同样地在恒温器上保持规定的时间。在分析方法所决定的条件下实施该恒温器之间的移送。可以根据定好的分析方法，在该恒温器间的温度变化之后或者中途，安装有分注头7的分注取样器20从试剂容器3中分取试剂，将试剂排出至反应容器5中。该温度变化之后，反应容器移送机构21，将反应容器5放置在反应容器载体10上，所述反应容器载体10将反应容器配置在反应盘11上。该反应容器载体10保持在最有效地进行反应的温度。该反应通过检测器12来检测。更优选地是，检测器12配合反应盘11的转动周期，随时间变化来检测反应。

图5表示该自动分析装置和周边设备的关联。该自动分析装置上连接有存储检测数据的存储装置30、对存储的检测数据进行演算处理的演算机31、以及输出演算结果的监视器32。这些周边设备通过连接电缆33与自动分析装置连接，可独立地行使功能，也可内置于自动分析装置中。

作为包含该后工序的装置工作，由检测器12检测出的检测数据被送至存储装置30，通过演算机31进行演算处理，检测结果输出到监视器32。

在上述实施例中，作为移送反应容器的移送机构，公开了移送分注取样器和反应容器这两者的机构，但是，也可以用另外的移送机构处理分注取样器和反应容器。另外，在上述实施例中，移送机构只是一个，但也可以对应多个恒温机构、分析机构来配置多个移送机构。

符号说明

1：试样容器

2：试样容器架

3：试剂容器

4：试剂架

5：反应容器

6：反应容器架

7：分注头

8：分注头架

9：恒温器

10：反应容器载体

11：反应盘

12：检测器

20：分注取样器

21：反应容器移送机构

22：头部

23：侧边轨

24：中间轨

30：存储装置

31：演算机

32：监视器

33：连接电缆

Claims (20)

1.一种核酸分析装置，其特征在于，具备：

多个反应容器，其能够保持含核酸试样和试剂；

多个恒温机构，其能够控制分别设定为不同温度的反应容器的温度；

分析机构，其对反应容器中保持的该试样进行分析；

移送机构，其将反应容器移送至规定的恒温机构；

控制机构，其控制移送机构，

根据对含核酸试样应实施的测定，移送机构按照规定的顺序将反应容器移送至规定的恒温机构。

2.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，所述分析机构能够随时间变化来检测所述试样的分析反应。

3.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，所述分析机构具有能够保持多个反应容器的转动盘。

4.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，所述移送机构将反应容器移送至所希望的恒温机构和分析机构。

5.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，对保持在反应容器中的所述试样和所述试剂进行搅拌。

6.根据权利要求5所述的核酸分析装置，其特征在于，用恒温机构对反应容器进行了温度控制后，对所述试样和所述试剂进行搅拌。

7.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，根据移送至所述恒温机构之前的试样温度，使通过该恒温机构对保持该试样的反应容器进行控制的时间产生变化。

8.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，根据移送至所述分析机构之前移送有所述反应容器的恒温机构，使从恒温机构移送至分析机构的时间产生变化。

9.一种核酸分析装置的分析方法，其特征在于，准备好能够控制分别设定为不同温度的反应容器温度的多个恒温机构、以及保持有含核酸试样和试剂的反应容器，

根据对所述含核酸试样应实施的测定，将该反应容器移送至所希望的恒温机构，该恒温机构控制该反应容器的温度，将该反应容器移送至不同的所希望的恒温机构，该恒温机构将该反应容器控制在不同的温度，按所希望的顺序进行向该恒温机构的移送，从而对该试样实施所希望的温度变化，

然后，将该反应容器移送至分析机构，分析该试样。

10.根据权利要求9所述的分析方法，其特征在于，所述分析机构随时间变化来检测所述试样的分析反应。

11.根据权利要求9所述的分析方法，其特征在于，所述分析机构具有能够保持多个反应容器的转动盘。

12.根据权利要求9所述的分析方法，其特征在于，对保持在反应容器中的所述试样和所述试剂进行搅拌。

13.根据权利要求12所述的分析方法，其特征在于，用恒温机构对反应容器进行了温度控制后，对所述试样和所述试剂进行搅拌。

14.根据权利要求9所述的分析方法，其特征在于，根据移送至所述恒温机构之前的试样温度，使通过该恒温机构对保持该试样的反应容器进行控制的时间产生变化。

15.根据权利要求9所述的分析方法，其特征在于，根据在移送至所述分析机构之前移送有所述反应容器的恒温机构，使从恒温机构移送至分析机构的时间产生变化。

16.一种分析方法，其特征在于，其为在反应液调整过程中需要双温度以上的温度变化的分析方法，

准备设定为测定所需温度的2个以上不同的恒温器、用于调整试样的分注取样器和检测靶物质的检测器，

使用分注取样器混合试样和试剂，并调整反应液，

使反应容器在设定为测定所需温度的2个以上恒温器之间移动，实施反应液调整过程的温度变化，

检测靶物质。

17.根据权利要求16所述的分析方法，其特征在于，在实施温度变化的前后，实施试样和试剂的混合。

18.一种自动分析装置，其特征在于，其为实施在反应液调整过程中需要双温度以上的温度变化的分析方法的自动分析装置，

具备：设定为测定所需温度的2个以上不同的恒温器；

用于调整试样的分注取样器；

使反应容器移动的机构；

检测靶物质的机构，

具有：使用分注取样器，混合试样和试剂并调整反应液的功能；

通过使反应容器移动的机构，使反应容器在设定为测定所需温度的恒温器之间移动的功能；

通过检测器检测靶物质的功能。

19.根据权利要求18所述的自动分析装置，其特征在于，通过与转动盘组合的检测器，能够连续地投入反应容器。

20.根据权利要求18所述的自动分析装置，其特征在于，能够随时间变化来检测分析反应。

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