CN103026238A - 核酸分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够并行地处理多种核酸检测规程，并且即使已经开始执行核酸检测规程，也能够任意地追加执行新的样本的核酸检测规程的装置。本发明的核酸检查装置具备：具有收纳反应容器的容器收纳孔的恒温槽（19）；对来自反应容器（11a）的荧光进行检测的检测器（12a）；设置在向容器收纳孔投入容器的位置上的闸门（16）；以及向容器收纳孔投入容器的夹具单元（16）。

Description

核酸分析装置

技术领域

本发明涉及对血液、尿等的生物体试料中包含的标的核酸进行定性分析、定量分析的分析方法以及分析装置，涉及在反应液增幅及检测过程中需要温度变化的技术，以及在反应液增幅及检测过程中不需要温度变化的技术、以及相关的核酸分析装置。

背景技术

以往，在出自生物体的样本中所含的核酸的增幅和定量中，采用聚合酶连锁反应（以下，PCR）等的核酸增幅技术。

PCR中，为了核酸增幅，通常需要使样本温度在两到三种左右的温度区域内周期性地变化。

为了实现这样的周期性温度控制方法，下述专利文献中，公开了具备保持在不同的设定温度的区域和圆盘状的样本保持工具，通过圆盘的旋转来使样本的温度周期性地变化的装置。

然而，在PCR中对于所要检测的碱基排列，使具有互补的排列的引物结合的退火反应所需的温度及时间根据排列不同。而且在伸长反应时需要的温度和时间根据添加的酶而不同。

因此，为了将所要检测的碱基排列、即同时处理规程不同的多个反应液，需要具备与想要同时处理的规程的数量对应的数量的、设定有规程中规定的温度和时间的核酸增幅装置。

另外，已知具备保持多个样本的盘，对盘的整个区域均匀地进行温度控制的装置。然而，PCR中，由变性反应、退火反应、伸长反应构成一个温度周期，反复一定量的周期后结束分析。该装置中，样本的分析开始后，即使是相同的规程，也不能够开始新的样本的分析，必须等待分析的结束。因此，存在得到新的样本的分析结果为止的分析时间变长的问题。上述的在样本的分析开始后不能够追加新样本的现象不限于PCR法的核酸增幅技术，是作为恒温增幅法的LAMP法、NASBA法等的遗传基因检查法全体中共同的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008－185389号公报

专利文献2:日本特开平09－224644号公报

专利文献3:日本特开2006－115742号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供如下装置，并行处理多个种类的核酸检测规程，而且，即使已经开始执行核酸检测规程，也能够任意地追加执行新的样本的核酸检测规程。

解决课题的方法

本发明的核酸分析装置具备：具有收纳反应容器的容器收纳孔的温度调整机构；对来自反应容器的荧光进行检测的检测器；设置在向容器收纳孔投入容器的位置上的开闭闸门；以及向容器收纳孔投入容器的反应容器把持机构。

另外，本发明的核酸分析装置具备安装分注吸头而能够向相互正交的3轴方向移动的分注单元和把持反应容器并能够向相互正交的3轴方向移动的反应容器把持机构，分注单元和反应容器把持机构的装置平面上的可动区域互不相同。

发明的效果

根据本发明能够提供如下装置，对于按照规程分类的一个或多个检测体容器，能够以多个测规程并行的方式进行处理，并且即使已经开始执行核酸检测规程，也能够任意地追加执行新的样本的核酸检测规程。

附图说明

图1是本实施例中的核酸分析装置整体结构图。

图2是本实施例中的核酸分析装置内部布局图。

图3是本实施例中的与抽取装置之间的连接图。

具体实施方式

图1表示本发明的一个实施方式的核酸分析装置（核酸增幅检测装置）的整体结构图。核酸分析装置1通过通信电缆与监视器21、存储装置22以及运算机23连接，上述监视器21作为核酸分析装置1的控制用操作部发挥作用。

图2表示核酸分析装置1的内部布局图（俯视图）。使用图2对主要机构的构成要素进行说明。检测体容器7b收纳于检测体容器架7a，检测体容器架7a架设于检测体容器架设机构7，检测体容器架设机构7进行检测体容器架7a的投入及搬出。图中，用虚线箭头表示检测体容器架7a的移动。

分注单元2进行液体的吸引及排出，与机器人臂Ｘ轴、机器人臂Ｙ轴连接，能够独自进行平面移动。相同地，夹具单元6保持搬运反应容器11a，夹具单元6与机器人臂Ｘ轴、机器人臂Ｙ轴连接，能够独自进行平面移动。这里，将分注单元2、夹具单元6的移动作为平面移动，当然，也能够为朝向垂直方向的移动。此外，分注单元2以及夹具单元6共用机器人臂Y轴，并且，各自的单元的移动范围（朝向Ｙ轴方向的平面移动区域）不同。

分注吸头8a和试剂容器8b分别被收纳于架子，设置在一次性架设机构8。在分注的工序中使用的分注吸头8a在分注吸头废弃孔15a被废弃而收纳于废弃箱（未图示）。反应容器11a是排出试料、试剂的容器，收纳于架子并设置于反应容器架设机构11。

恒温槽5设定为特定的温度，承担热变性工序。为了对应多个检试（assay）规程而具备多个（图2例中三个）该恒温槽5。对将检测体和试剂混合而得到的反应液进行调整的部位是可动式反应容器搬运机构3，是承担连接分注单元2和夹具单元6之间的工序的作用的机构。测光单元12是进行核酸增幅以及检测的部位，由保持特定温度的恒温槽19和配置于恒温槽19的周边的多个检测器12a构成。向测光单元12的反应容器11a的搬入和搬出通过开闭闸门（gate）16来进行。具体而言，在打开闸门16的状态下进行反应容器11a的搬入及搬出，其以外的期间关闭闸门16。结束检测工序后的反应容器11a由夹具单元6废弃至反应容器废弃孔15b并收纳于废弃箱。

接下来，在核酸分析装置1的代表性的运用工序中，由夹具单元6将反应容器11a架设到反应容器搬运机构3。将分注吸头8a安装于分注单元2，从装入有试料的检测体容器架7a的检测体容器7b吸引试料并排出到架设于反应容器搬运机构3的反应容器11a。

此时，反应容器搬运机构3已经将架设的反应容器11a预先移送到分注单元2的可动范围内。试剂也以相同的顺序，从试剂容器8b吸引试剂并排出到反应容器11a。为了防止污染，在试料、试剂吸引排出工序中使用的分注吸头8a废弃到废弃箱。排出了试料、试剂的反应容器11a由闭栓机构4关闭盖而密闭，由搅拌机构10进行搅拌后，由夹具单元6搬入至测光单元12的恒温槽19并由检测器12a进行检测。

特定时间的检测工序结束后的反应容器11a通过夹具单元6而被收纳于废弃箱。测光是在与周围遮光的暗室状态下进行的，因而向测光单元12的恒温槽19搬入和搬出反应容器11a是开闭闸门16来进行。换句话说，如果采用本实施方式的装置布局，则能够容易实现核酸增幅及检测工序的自动化。

接下来，使用图2对本发明的布局中的特征性的部位进行说明。首先本实施方式中实现的功能是（1）检测体的连续装载。为了实现本功能采用如构成：收纳检测体的检测体容器7b收纳于检测体容器架7a，检测体容器架7a架设于检测体容器架设机构7，检测体容器架7a的新的投入操作、分注结束的检测体容器架7a的搬出回收操作从装置前表面（图中下侧）访问而能够容易地操作。

接下来，（2）试剂的连续装载功能与上述的（1）相同，试剂容器8b收纳于架子并架设于一次性架设机构8。由于一次性架设机构8能够拉出，所以成为从装置前表面访问，而能够容易地架设及回收的构成。

并且，关于（3）一次性（分注吸头8a、反应容器11a）的连续装载功能，分注吸头8a收纳于架子并设置于一次性架设机构8。反应容器11a收纳于架子并设置于反应容器架设机构11。与上述相同，一次性架设机构8以及反应容器架设机构11可以拉出，所以成为从装置前表面访问而能够容易地架设、回收的构成。而且，在本实施方式中试剂容器8b和分注吸头8a架设于相同的一次性架设机构8，但是也可以分别架设于单独的机构，这是应根据应用本发明的装置规模来决定的内容，不是本实施方式的必要条件。

接下来，（4）关于向测光单元12的连续装载功能，作为测光单元12的构成要素的恒温槽19为旋转式，且具备特定数量的反应容器11a插入孔（未图示），关于向测光单元12搬入和搬出反应容器11a，控制开闭闸门16，闸门16为开时通过夹具单元6的访问而能够实现反应容器11a的连续投入及搬出操作。此外，恒温槽19的驱动不限于旋转式，也可以是进行直线运动。

（5）关于并行处理多种核酸检测规程的功能，一般来说（4）测光单元投入前的热变性工序中的外加温度不同为主要的原因，具备多个设定为特定温度的恒温槽5，且对其以各自的温度进行恒温控制，并且各个恒温槽具备特定数量的反应容器11a插入孔从而能够实现对多种核酸检测规程进行并行处理。

通过适用实现上述（1）～（5）的本实施方式，能够提供如下装置，对于按照规程分类的一个或多个检测体容器，能够以多个检测规程并行的方式进行处理，并且即使已经开始执行核酸检测规程，也能够任意地追加执行新的样本的核酸检测规程。

在本实施方式中，定义了可动式的反应容器搬运机构3，以下对应用本实施方式而带来的主要的附加价值进行说明。如图2所示，本发明的装置布局各部位所承担的工序分为预处理工序、增幅工序以及检测工序，在本实施方式中以可动式的反应容器搬运机构3将这些工序区域横断连接。通过实现可动式的反应容器搬运机构3来限定分注单元2和夹具单元6的可动范围，且能够使动作单纯化，能够容易地实现高生产率。并且还能够降低机器人臂Ｘ轴、机器人臂Ｙ轴的各机构部位的厚重性，能够促进装置的省空间化、轻型化。并且，分注单元2和夹具单元6在装置内不会相互往来，结果能够大幅度抑制污染，能够大幅度有助于装置可靠性的提高。

接下来，对记述了将来的扩展功能的图3进行说明。如图3所示，将来，考虑了与核酸抽取装置14之间的连接的情况下，也提供具有能够实现在相互装置间进行向检测体容器架设机构7搬运检测体容器架7a的功能的连接机构13，使得核酸分析装置1具有扩展功能，从而能够容易地实现抽取工序～检测工序的全自动化。

根据以上的说明可容易地知道，通过实施本发明的装置布局，能够容易地提供如下分析装置1，对多种核酸检测规程并行地进行处理，而且，即使已经开始执行核酸检测规程，也能够连续追加投入新的样本的核酸检测规程，且功能扩展性非常高。另外，能够提供如下装置，对于按规程分类的一个或多个检测体容器，能够并行处理多个规程，即使已经开始执行核酸检测规程，也能够任意地追加执行新的样本的核酸检测规程。

符号的说明

1—核酸分析装置，2—分注单元，3—反应容器搬运机构，4—闭栓机构，5、19—恒温槽，6—夹具单元，7—检测体容器架设机构，7a—检测体容器架，8—一次性架设机构，8a—分注吸头，8b—试剂容器，9—封闭盖，10—搅拌机构，11—反应容器架设机构，11a—反应容器，12—测光单元，12a—检测器，13—连接机构，14—抽取装置，15a—分注吸头废弃孔，15b—反应容器废弃孔，16—闸门。

Claims (20)

1.一种核酸分析装置，其特征在于，具备：

具有收纳反应容器的容器收纳孔的温度调整机构；

对来自收纳于温度调整机构的反应容器的荧光进行检测的检测器；

设置在向容器收纳孔投入容器的位置上的开闭闸门；以及

把持反应容器并能够向相互正交的3轴方向移动且向容器收纳部投入反应容器的反应容器把持机构。

2.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，

温度调整机构具备多个容器收纳孔，能够按每个容器收纳孔进行不同的温度调整。

3.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，

上述开闭闸门设置在将容器保持为暗室状态的筐体上。

4.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，

在装置的前段具备与核酸抽取机构连接的连接机构。

5.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，

温度调整机构能够进行旋转运动。

6.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，

温度调整机构能够进行直线运动。

7.根据权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，

还具备安装分注吸头并能够向相互正交的3轴方向移动的分注单元，

分注单元和反应容器把持机构的在装置平面上的可动区域互不相同。

8.根据权利要求7所述的核酸分析装置，其特征在于，

具备反应容器搬运机构，该反应容器搬运机构以架设有容器的状态在装置平面上的分注单元可访问区域和反应容器把持机构可访问区域之间往复运动。

9.根据权利要求8所述的核酸分析装置，其特征在于，

分注单元向收纳于反应容器搬运机构的反应容器投入试料以及试剂，

具备在投入后在反应容器盖上盖的闭栓机构以及在闭栓后搅拌反应容器的搅拌机构。

10.根据权利要求8所述的核酸分析装置，其特征在于，

从上游侧依次设置有反应容器搬运机构、闭栓机构、搅拌机构以及温度调整机构。

11.根据权利要求7所述的核酸分析装置，其特征在于，

具有从装置前表面的不同位置取出放入能够收纳包含检测体的容器的检测体容器架以及能够收纳包含试剂的容器的试剂容器架的机构。

12.根据权利要求7所述的核酸分析装置，其特征在于，

具有从装置前表面的不同位置取出放入能够收纳反应容器的反应容器架以及能够收纳分注吸头的分注吸头架的机构。

13.根据权利要求7所述的核酸分析装置，其特征在于，

具有从装置前表面的不同位置取出放入能够收纳包含检测体的容器的检测体容器架、能够收纳包含试剂的容器的试剂容器架、能够收纳反应容器的反应容器架、以及能够收纳分注吸头的分注吸头架的机构。

14.一种核酸分析装置，其特征在于，

具备安装分注吸头并能够向相互正交的3轴方向移动的分注单元和把持反应容器且能够向相互正交的3轴方向移动的反应容器把持机构，

分注单元和反应容器把持机构的在装置平面上的可动区域互不相同。

15.根据权利要求14所述的核酸分析装置，其特征在于，

具备反应容器搬运机构，该反应容器搬运机构以架设有容器的状态在装置平面上的分注单元可访问区域和反应容器把持机构可访问区域之间往复运动。

16.根据权利要求15所述的核酸分析装置，其特征在于，

分注单元向收纳于反应容器搬运机构的反应容器投入试料以及试剂，

具备在投入后在反应容器盖上盖的闭栓机构以及在闭栓后搅拌反应容器的搅拌机构。

17.根据权利要求15所述的核酸分析装置，其特征在于，

从上游侧依次设置有反应容器搬运机构、闭栓机构、搅拌机构以及温度调整机构。

18.根据权利要求14所述的核酸分析装置，其特征在于，

具有从装置前表面的不同位置取出放入能够收纳包含检测体的容器的检测体容器架以及能够收纳包含试剂的容器的试剂容器架的机构。

19.根据权利要求14所述的核酸分析装置，其特征在于，

具有从装置前表面的不同位置取出放入能够收纳反应容器的反应容器架以及能够收纳分注吸头的分注吸头架的机构。

20.根据权利要求14所述的核酸分析装置，其特征在于，

具有从装置前表面的不同位置取出放入能够收纳包含检测体的容器的检测体容器架、能够收纳包含试剂的容器的试剂容器架、能够收纳反应容器的反应容器架、以及能够收纳分注吸头的分注吸头架的机构。

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