DE102006034196A1 - Chemische Analysevorrichtung und chemische Analysepatrone - Google Patents

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Shigeyuki Sasaki
Michihiro Hitachinaka Saito
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Abstract

Eine Analysepatrone für die Verwendung in einer chemischen Analysevorrichtung umfaßt eine Reagenzmittelpatrone mit einer Anzahl von darin ausgebildeten Reagenzmittelbehältern zur Aufnahme von Reagenzmitteln und eine mit der Reagenzmittelpatrone verbundene Reaktionspatrone mit einem darin ausgebildeten Reaktionsbehälter. Die Reagenzmittelpatrone und die Reaktionspatrone bestehen jeweils aus einer Basisplatte und einer Abdeckung, die in der Oberfläche der Basisplatte ausgebildete Vertiefungen abdeckt. In der Reagenzmittelpatrone und der Reaktionspatrone sind Kanäle zum Verbinden der Reagenzmittelbehälter und des Reaktionsbehälters ausgebildet. Die Kanäle sind in den Basisplatten der Reagenzmittelpatrone und der Reaktionspatrone in Verbindungsabschnitten davon ausgebildet. Der Aufbau der Analysepatrone zum Mischen und Reagierenlassen einer Probe mit Reagenzmitteln kann dadurch vereinfacht werden.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine chemische Analysevorrichtung und eine chemische Analysepatrone für die Verwendung in der chemischen Analysevorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine für eine automatische Analyse geeignete biochemische Analysevorrichtung und eine Analysepatrone für die Verwendung in der biochemischen Analysevorrichtung.
  • Im Patentdokument 1 (PCT-Offenlegungsschrift Nr. 00/78455) ist ein Beispiel für eine bekannte biochemische Analysevorrichtung beschrieben. Bei dem beschriebenen Verfahren zum Extrahieren von DNA aus einer die DNA enthaltenden flüssigen Probe werden, nachdem die mit DNA vermischte Flüssigkeit durch einen Glasfilter als anorganisches Basiselement geleitet wurde, durch den Glasfilter eine Reinigungsflüssigkeit und eine Elutionsflüssigkeit geleitet, um nur die DNA zu gewinnen. Der Glasfilter befindet sich in einem drehbaren Aufbau, und Reagenzmittel wie die Reinigungsflüssigkeit und die Elutionsflüssigkeit sind in entsprechenden Reagenzmittelbehältern untergebracht. Durch die bei der Drehung des Aufbaus erzeugten Zentrifugalkräfte werden die Reagenzmittel zum Fließen gebracht und dazu gezwungen, den Glasfilter zu passieren, nachdem in die die Reagenzmittelbehälter und den Glasfilter verbindenden Mikrokanälen liegende Ventile geöffnet wurden.
  • Im Patentdokument 2 (JP-A-2001-527220) ist ein weiteres Beispiel für eine bekannte biochemische Analysevorrichtung beschrieben. Bei dieser bekannten biochemischen Analysevor richtung wird aus einer Probe, die eine Anzahl von chemischen Substanzen enthält, zur Analyse eine bestimmte chemische Substanz extrahiert, z.B. eine Nukleinsäure. Eine integrierte Patrone enthält Reagenzmittel wie ein Lysis-Reagens, eine Reinigungsflüssigkeit und eine Elutionsflüssigkeit sowie eine Bindungskomponente zum Binden der Nukleinsäure. Nachdem die die Nukleinsäure enthaltende Probe in die Patrone geschüttet wurde, werden die Probe und die Elutionsflüssigkeit miteinander vermischt und durch die Bindungskomponente geleitet, woraufhin dann die Reinigungsflüssigkeit durch die Bindungskomponente geleitet wird. Danach wird die Elutionsflüssigkeit durch die Bindungskomponente geleitet. Die durch die Bindungskomponente gelaufene Elutionsflüssigkeit wird mit einem PCR-Reagenzmittel in Kontakt gebracht und zu einer Reaktionskammer geleitet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In der im Patentdokument 1 beschriebenen Vorrichtung befinden sich viele Ventile, die nur einmal betätigt werden können, um den Fluß der Reagenzmittel, der mit DNA vermischten Flüssigkeit usw. zu steuern. Bei einem solchen Ventil besteht der Verschlußabschnitt z.B. Wachs, das beim Erhitzen schmilzt. Da der Flußweg durch das Wachs physikalisch verschlossen ist, hat das Ventil den Vorteil, daß der Fluß der Flüssigkeit zuverlässig gesteuert werden kann. Eine rotierende Scheibe macht das Ganze jedoch kompliziert, da bei jedem Ventil ein Verschlußabschnitt vorgesehen werden muß und zum Erwärmen des Verschlußabschnitts eine Heizeinrichtung erforderlich ist. Die Vorrichtung für die Durchführung der Analysesequenz ist daher insgesamt kompliziert. Da der Filter sich in der rotierenden Scheibe befindet, muß er flexibel sein, um seine Anbringung zu erleichtern. Daraus kann sich das Risiko ergeben, daß die Flüssigkeit aus dem Filter austritt.
  • Auch bei der im Patentdokument 2 beschriebenen Vorrichtung wird eine integrierte, fluidbetätigte Patrone verwendet. Da aus den Reagenzmittelkammern eine Vielzahl von Reagenzmit teln in Mikrokanäle mit Ventilen eingeleitet wird, muß die Patrone viele Ventile aufweisen, und der Aufbau der Patrone ist kompliziert.
    •
  • Um die genannten Probleme des Standes der Technik zu überwinden, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Größe einer biochemischen Analysevorrichtung zu verringern und ihren Aufbau zu vereinfachen. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Erfordernis für komplizierte Ventile in einer Patrone für die Verwendung in der biochemischen Analysevorrichtung zu beseitigen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für viele Proben und Reagenzmittel in der biochemischen Analysevorrichtung die Misch-, Reaktions- und Erfassungsschritte automatisch durchführen zu können. Mit der vorliegenden Erfindung soll wenigstens eine dieser Aufgaben gelöst werden.
  • Um diese Aufgaben zu lösen, wird mit der vorliegenden Erfindung eine chemische Analysevorrichtung geschaffen mit einer drehbaren Haltescheibe und einer Anzahl von Analysepatronen, die nebeneinander Seite an Seite entlang des Umfangs der Haltescheibe angeordnet sind, wobei jede der Analysepatronen eine Reagenzmittelpatrone mit einer Anzahl von darin ausgebildeten Reagenzmittelbehältern zur Aufnahme von Reagenzmitteln und eine mit der Reagenzmittelpatrone verbundene Reaktionspatrone mit einem darin ausgebildeten Reaktionsbehälter umfaßt, wobei die Reagenzmittelpatrone und die Reaktionspatrone jeweils aus einer Basisplatte und einer Ausnehmungen in der Oberfläche der Basisplatte abdeckenden Abdeckung besteht, und wobei Kanäle zum Verbinden der Anzahl von Reagenzmittelbehälter und des Reaktionsbehälters in der Reagenzmittelpatrone und der Reaktionspatrone ausgebildet sind, wobei die Kanäle in den Verbindungsabschnitten der Basisplatten der Reagenzmittelpatrone und der Reaktionspatrone ausgeführt sind. Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Analysepatrone mit den obigen Merkmalen, die in der chemischen Analysevorrichtung verwendet wird.
  • Um diese Aufgaben zu lösen, wird des weiteren mit der vorliegenden Erfindung eine chemische Analysevorrichtung geschaffen mit einer drehbaren Haltescheibe und einer Anzahl von Analysepatronen, die nebeneinander Seite an Seite entlang des Umfangs der Haltescheibe angeordnet sind, wobei jede der Analysepatronen eine Anzahl von Reagenzmittelbehältern zur Aufnahme von Reagenzmitteln und Kanäle zum Befördern der Reagenzmittel aus den Reagenzmittelbehältern zur peripher äußeren Seite sowie einen Reaktionsbehälter umfaßt, der mit den Kanälen verbunden ist und der an der peripher äußeren Seite der Reagenzmittelbehälter angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Analysepatrone mit den obigen Merkmalen, die in der chemischen Analysevorrichtung verwendet wird.
  • Vorzugsweise umfaßt die Reaktionspatrone einen Bindungsabschnitt zum Festhalten oder Binden eines Materials aus der Probe, wobei ein Filterhalter zum Halten eines Bindungsfilters abnehmbar am Bindungsabschnitt angebracht ist. Der Filterhalter ist so angeordnet, daß der Bindungsfilter bezüglich der radialen Richtung der Haltescheibe schräg eingesetzt ist, wenn die Analysepatrone bei der chemischen Analysevorrichtung verwendet wird. Vorzugsweise ist jeder der mit den Reagenzmittelbehältern verbundenen Kanäle ein zurückgebogener Kanal, der in einem gewissen Ausmaß peripher nach innen verläuft und sich dann weiter peripher nach außen erstreckt, wobei in dem Abschnitt des zurückgebogenen Kanals, der peripher nach innen verläuft, ein erweiterter Kanalabschnitt mit einem erhöhten Kanalquerschnitt ausgebildet ist. Außerdem weist der zurückgebogene Kanal in dem Abschnitt, der sich peripher nach außen erstreckt, einen verengten Abschnitt auf. Vorzugsweise ist jeder der mit den Reagenzmittelbehältern verbundenen Kanäle ein zurückgebogener Kanal, der mit dem Reagenzmittelbehälter an einem peripher außen liegenden Abschnitt verbunden ist, sich in einem gewissen Ausmaß peripher nach innen erstreckt und dann weiter peripher nach außen verläuft, wobei im Ver lauf des zurückgebogenen Kanals oder an dem Reagenzmittelbehälter abzweigenden Ende des Kanals ein Luftkanal und ein mit dem Luftkanal verbundener Rückflußbehälter vorgesehen sind, wobei der Rückflußbehälter peripher weiter innen angeordnet ist als das peripher äußere Ende des Reagenzmittelbehälters.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird in der Analysepatrone der Fluß der Reagenzmittel und der Probe von den einzelnen Behältern (Kammern) durch die Kanäle zum Reaktionsbehälter (Analyseabschnitt) usw. durch das Ausnutzen der auf die Analysepatrone wirkenden Zentrifugalkräfte gesteuert. Es sind daher keine komplizierten Ventile erforderlich, und die Analysepatrone und die chemische Analysevorrichtung mit dieser Analysepatrone kann kleiner und einfacher ausgestaltet werden. Auch können die Misch-, Reaktions- und Erfassungsschritte für viele Proben und Reagenzmittel einfach dadurch automatisch ausgeführt werden, daß die Analysepatrone in Drehung versetzt wird.
    •
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Genanalysevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer Analysepatrone für die Genanalysevorrichtung der 1;
  • 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Analysepatrone der 2;
  • 4 eine vertikale Teil-Schnittansicht der Analysepatrone der 2;
  • 5 ein Flußdiagramm für den Ablauf der Vorgänge bei der Genanalysevorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ein Flußdiagramm für den Ablauf der Vorgänge bei der Genanalysevorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Aufsicht auf die Analysepatrone der 2; 8 eine Aufsicht auf die Analysepatrone der 2;
  • 9 eine Teilaufsicht auf die Analysepatrone der 2;
  • 10 eine Teilaufsicht auf die Analysepatrone der 2;
  • 11 eine Aufsicht auf die Analysepatrone der 2;
  • 12 eine perspektivische Ansicht der Analysepatrone der 2;
  • 13 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Filterhalters für die Analysepatrone der 2;
  • 14 eine Aufsicht auf die Analysepatrone der 2;
  • 15 eine Aufsicht auf den Filterhalter der 13;
  • 16 eine Aufsicht auf die Analysepatrone der 2;
  • 17 eine Teilaufsicht auf die Analysepatrone der 2;
  • 18 eine vertikale Teil-Schnittansicht der Analysepatrone der 2; und
  • 19 eine Teilaufsicht auf die Analysepatrone der 2.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Anhand der Zeichnungen werden nun eine chemische Analysevorrichtung und eine Patrone für die Verwendung in der chemischen Analysevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform stellt den Fall dar, daß die chemische Analysevorrichtung eine biochemische Analysevorrichtung und insbesondere eine Genanalysevorrichtung 1 ist. Die 1 ist eine perspektivische Ansicht der Genanalysevorrichtung 1. Die Genanalysevorrichtung 1 umfaßt einen Motor 11 mit einer vertikalen Ausgangswelle und eine Haltescheibe 12, die an der Ausgangswelle des Motors 11 angebracht ist und die vom Motor 11 gedreht wird. In der Umfangsrichtung der Haltescheibe 12 ist Seite an Seite eine Anzahl von Analysepatronen 2 angeordnet, die alle die gleiche Form haben. An einer Stelle über der Analysepatrone 2 ist zum Steuern des Flusses von verschiedenen Flüssigkeiten eine Einstecheinheit 13 angeordnet, die in der Lage ist, je dem der Kanäle und jeder der Kammern in den einzelnen Analysepatronen 2 gegenübergestellt zu werden. Über den Analysepatronen 2 sind des weiteren ein Befeuchter 14 und ein Detektor 15 angeordnet.
  • Bei einer Analyse mit der Genanalysevorrichtung 1, d.h. der biochemischen Analysevorrichtung, die wie oben angegeben aufgebaut ist, bereitet eine Bedienungskraft die den Untersuchungs- oder Analysepunkten entsprechende Analysepatrone 2 vor und bringt sie an der Haltescheibe 12 an. Die angebrachte Analysepatrone 2 wird dergestalt einer Analyse unterworfen, daß mit dem Starten und Anhalten der Drehung des Motors 11 und der Betätigung der Einstecheinheit 13 Reagenzmittel und eine Probe dazu gebracht werden, durch die Kanäle in der Analysepatrone 2 zu fließen. Dadurch erfolgt eine Genanalyse der Probe, die die Form eines Fluids hat.
  • In der perspektivischen Ansicht der 2 und der auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht der 3 sind Einzelheiten der Analysepatrone 2 für die Verwendung mit der Genanalysevorrichtung 1 gezeigt. Die Analysepatrone 2 umfaßt eine Reaktionspatrone 52, die nahezu rechteckig ist und die im wesentlichen parallele Ränder hat, und eine Reagenzmittelpatrone 51 mit in etwa Sektorform, die sich zu einem Ende hin verjüngt. Die Reagenzmittelpatrone 51 und die Reaktionspatrone 52 werden vor Beginn der Analyse miteinander verbunden. Dann wird die Analysepatrone 2 an der Haltescheibe 12 angebracht, wobei die Reagenzmittelpatrone 51 zum Mittelpunkt der Haltescheibe 12 der Genanalysevorrichtung 1 hin angeordnet wird. Der Mittelpunkt der Haltescheibe 12 bildet die flußaufwärtige Seite.
  • An der Oberseite der Analysepatrone 2 sind Vertiefungen und Vorsprünge ausgebildet. Eine Patronenabdeckung (in der 4 mit 199 bezeichnet) aus z.B. einer Folie oder einer dünnen Schicht deckt die ganze Oberseite der Analysepatrone 2 derart ab, daß durch die Kombination der Patronenabdeckung mit den Vertiefungen und Vorsprüngen geschlossene Kanäle und Behälter für Reagenzmittel usw. ausgebildet werden. Die Patronenabdeckung ist mit der Analysepatrone 2 verbunden.
  • In der Reagenzmittelpatrone 51 der Analysepatrone 2 ist eine Anzahl von Reagenzmittelbehältern 220-290 für die Aufnahme der für die Analyse erforderlichen Reagenzmittel ausgebildet. Vorab werden in die Reagenzmittelbehälter 220-290 vorgegebene Mengen an Reagenzmitteln eingegeben.
  • Die jeweils mit den Reagenzmittelbehältern 220-290 verbundenen Auslaßkanäle 221-291 sind derart als zurückgebogene Kanäle ausgebildet, daß die Reagenzmittel dazu gezwungen werden, nach der Anregung der Reagenzmittelbehälter 220-290 vorübergehend peripher nach innen zu fließen und dann entgegengesetzt zur Reaktionspatrone 52 zu fließen. Die Auslaßkanäle 221-291 erstrecken sich bis zu Anschlüssen 72, die an der Endfläche der Reagenzmittelpatrone 51 ausgebildet sind. An der peripher inneren Seite der Reagenzmittelbehälter 220-290 sind Luftkanäle 222-292 ausgebildet. An den Enden der Luftkanäle 222-292 sind jeweils Bereiche 226-296 zum Einstechen mit größeren Querschnittflächen als die Luftkanäle 222-292 ausgebildet.
  • In der Reagenzmittelpatrone 51 ist ein Probenbehälter 310 zum Zuführen von Ganzblut, d.h. einer Probe, zu der Analysepatrone 2 ausgebildet. Stromabwärts vom Probenbehälter 310 sind nebeneinander ein Serum-Einheitsmengenbehälter 312 und ein Hämozyt-Speicherbehälter 311 angeordnet, um die Reagenzmittel und die Probe entsprechend den vorgegebenen Operationsvorgängen zu behandeln.
  • In der Reaktionspatrone 52 sind ein Serum-Reaktionsbehälter 420 für die Reaktion der Reagenzmittel mit der Probe, ein Vor-Bindungs-Behälter 430, ein Pufferbehälter 800 und ein Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 ausgebildet. An der peripher ganz außen liegenden Seite der Analysepatrone 2 ist im wesentlichen über ihre ganze Breite ein Abfallbehälter 900 ausgebildet. Mit diesen Behältern sind Kanäle derart verbunden, daß die Reagenzmittel und die Probe zwangsweise entsprechend den vorgegebenen Abläufen aus den Behältern durch die Kanäle fließen.
  • Im folgenden werden die Zusammenbauschritte für die Analysepatrone 2 mit dem genannten Aufbau beschrieben. Vorab werden vorgegebene Mengen von Reagenzmitteln in die Reagenzmittelbehälter 220-290 eingegeben. Die Behälter und die Kanäle, die sowohl in der Reagenzmittelpatrone 51 als auch der Reaktionspatrone 52 als Vertiefungen ausgebildet sind, werden von der Patronenabdeckung 199 vollständig verschlossen (siehe 4). An der Endfläche der Reagenzmittelpatrone 51 sind reagenzmittelpatronenseitige Anschlüsse 72 für die Verbindung der Reagenzmittelpatrone 51 mit der Reaktionspatrone 52 vorgesehen. Die reagenzmittelpatronenseitigen Anschlüsse 72 werden durch Anschlußöffnungs-Verschlußelemente (nicht gezeigt) verschlossen, bis die Reagenzmittelpatrone 51 verwendet wird. Die in die Reagenzmittelpatrone 51 eingegebenen Reagenzmittel sind daher in der Reagenzmittelpatrone 51 eingeschlossen, bis sie gebraucht werden.
  • Um die Reagenzmittelpatrone 51 und die Reaktionspatrone 52 miteinander zu verbinden, stehen an der Seitenfläche der Reagenzmittelpatrone 51, die der zur Reagenzmittelpatrone 51 weisenden Endfläche der Reaktionspatrone 52 gegenüberliegt, reagenzmittelpatronenseitige Verbindungsvorsprünge 75 vor. Im Mittelbereich der Endfläche der Reagenzmittelpatrone 51 ist außerdem eine reagenzmittelpatronenseitige Verbindungsausnehmung 76 ausgebildet.
  • In der Endfläche der Reaktionspatrone 52, die zur Reagenzmittelpatrone 51 zeigt, sind reaktionspatronenseitige Verbindungsausnehmungen 85 ausgebildet, die mit den reagenzmittelpatronenseitigen Verbindungsvorsprüngen 75 in Eingriff kommen. Im Mittelbereich der Endfläche der Reaktionspatrone 52 ist ein reaktionspatronenseitiger Verbindungsvorsprung 86 vorgesehen, der mit der reagenzmittelpatronenseitigen Verbindungsausnehmung 76 in Eingriff kommt.
  • Unmittelbar bevor die Reagenzmittelpatrone 51 und die Reaktionspatrone 52 miteinander verbunden werden, werden von den reagenzmittelpatronenseitigen Anschlüssen 72 die Verbindungsanschluß-Verschlußelemente 72 abgezogen. Die reagenzmittelpatronenseitigen Anschlüsse 72 weisen reagenzmittelpatronenseitige Anschlußöffnungen 73 auf. Verbindungsvorbereitungskanäle 74 für die Verbindung der Kanäle führen zu den Reagenzmittelbehältern 220-290, wobei die reagenzmittelpatronenseitigen Anschlußöffnungen 73 in dem Endabschnitt der Reagenzmittelpatrone 51 ausgebildet sind, der sich nahe an der Reaktionspatrone 52 befindet. Jeder der reagenzmittelpatronenseitigen Anschlüsse 72 weist eine Anzahl von reagenzmittelpatronenseitigen Anschlußöffnungen 73 auf. Die Verbindungsvorbereitungskanäle 74 sind jeweils an den Enden der Kanäle 221-291 ausgebildet, die in der Oberseite der Reagenzmittelpatrone 51 ausgebildet sind. Jeder der Verbindungsvorbereitungskanäle 74 weist einen Lochabschnitt, der sich im wesentlichen vertikal von der Oberseite der Reagenzmittelpatrone 51 weg erstreckt, und einen horizontalen Abschnitt auf, der sich vom Lochabschnitt weg erstreckt, um die Verbindung mit der entsprechenden reagenzmittelpatronenseitigen Anschlußöffnung 73 herzustellen.
  • Die Reaktionspatrone 52 weist reaktionspatronenseitige Anschlüsse 81 mit einer eingetieften Form auf, die komplementär zu den reagenzmittelpatronenseitigen Anschlüssen 72 ist und die in die reagenzmittelpatronenseitigen Anschlüsse 72 paßt. In den Bodenflächen der reaktionspatronenseitigen Anschlüsse 81 sind reaktionspatronenseitige Anschlußöffnungen 82 ausgebildet. Die reaktionspatronenseitigen Anschlußöffnungen 82 stehen mit dem Serum-Reaktionsbehälter 420, dem Vor-Bindungs-Behälter 430 und dem Pufferbehälter 800 in Verbindung.
  • An ihren Anschlüssen und Verbindungsabschnitten werden die Reagenzmittelpatrone 51 und die Reaktionspatrone 52 miteinander verbunden. Zum Befestigen der beiden Patronen werden zum Beispiel die reagenzmittelpatronenseitigen Anschlüsse 72 in die reaktionspatronenseitigen Anschlüsse 81 gedrückt. Da die reaktionspatronenseitigen Anschlüsse 81 jeweils die Form einer Vertiefung haben, wird vorher in der Vertiefung jeweils eine Dichtung 92 plaziert. Mit anderen Worten können nur durch Zusammenführen der reagenzmittelpatronenseitigen Verbindungsvorsprünge 75 mit den reaktionspatronenseitigen Verbindungsausnehmungen 85 und Zusammenführen der reagenzmittelpatronenseitigen Verbindungsausnehmung 76 mit dem reaktionspatronenseitigen Verbindungsvorsprung 86 die Reagenzmittelpatrone 51 und die Reaktionspatrone 52 leicht miteinander verbunden werden.
  • In der 4 sind in einer vertikalen Teil-Schnittansicht die Reagenzmittelpatrone 51 und die Reaktionspatrone 52 im verbundenen Zustand gezeigt. Die reaktionspatronenseitige Anschlußöffnung 82 bildet einen Kanal, der mit dem Vor-Bindungs-Behälter 430 in Verbindung steht, und der reagenzmittelpatronenseitige Anschluß 72 ist in den reaktionspatronenseitigen Anschluß 81 eingesetzt. Der in der Oberseite der Reagenzmittelpatrone 51 ausgebildete Kanal ändert durch den L-förmigen Verbindungsvorbereitungskanal 74 seine Flußrichtung von vertikal zu horizontal, bevor er die reagenzmittelpatronenseitige Anschlußöffnung 73 erreicht. Bei dieser Anordnung ist die reagenzmittelpatronenseitige Anschlußöffnung 73 von der Patronenabdeckung 199 entfernt angeordnet. Wenn der L-förmige Verbindungsvorbereitungskanal 74 nicht vorgesehen wird, müssen die reagenzmittelpatronenseitige Anschlußöffnung 73 und die reaktionspatronenseitige Anschlußöffnung 82 an der Oberseite mit der Patronenabdeckung 199 abgedeckt werden, um diese Öffnungen auszubilden, wodurch es schwierig wird, die Dichtung 92 einzubringen und die beiden Patronen durch Zusammendrücken zu verbinden. Entsprechend ist es auch schwierig, eine dichte Verbindung herzustellen.
  • Nach dem Verbindung und Befestigen der Reagenzmittelpatrone 51 und Reaktionspatrone 52 miteinander und aneinander wird die erforderliche Anzahl von Analysepatronen 2 an der Haltescheibe 12 angeordnet. Das Extrahieren und Analysieren von Virus-Nukleinsäuren aus Ganzblut als Probe wird im folgenden anhand der Flußdiagramme der 5 und 6 und der Aufsichten auf die Analysepatrone 2 der 7 bis 12 und 17 erläutert.
    • (1) Vor dem Beginn der Analyse gibt, wie in der 7 gezeigt, die Bedienungskraft Ganzblut 501, das mit einer Vakuum-Blutaufnahmepipette aufgenommen wurde, durch eine Probeneingabeöffnung in den Probenbehälter 310 der Analysepatrone 2. Dabei wird die Patronenabdeckung 199 über der Probeneingabeöffnung mit der Einstecheinheit 13 durchstochen, so daß die Probeneingabeöffnung von außen zugänglich wird. Nach dem Eingeben des Ganzbluts 501 wird die Probeneingabeöffnung mit einer Abdeckung, einer Kappe oder dergleichen von oben verschlossen, um zu verhindern, daß sich das Blut auf der Außenseite der Analysepatrone 2 verteilt. In die entsprechenden Reagenzmittelbehälter, d.h. in einen Lysis-Reagenzmittelbehälter 220, einen Reagenzmittelbehälter 230 für eine zusätzliche Flüssigkeit, einen ersten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 240, einen zweiten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 250, einen dritten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 260, einen Elutionsflüssigkeitsbehälter 270, einen ersten Verstärkungsflüssigkeitsbehälter 290 und einen zweiten Verstärkungsflüssigkeitsbehälter 280 werden vorab vorgegebene Mengen eines Lysis-Reagenzmittels 227, einer zusätzlichen Flüssigkeit 237, einer ersten Reinigungsflüssigkeit 247, einer zweiten Reinigungsflüssigkeit 257, einer dritten Reinigungsflüssigkeit 267, einer Elutionsflüssigkeit 277, einer ersten Verstärkungsflüssigkeit 297 und einer zweiten Verstärkungsflüssigkeit 287 eingegeben.
    • (2) Dann wird mit der Einstecheinheit 13 die Patronenabdeckung 199 an einem Probenbehälter-Einstichabschnitt 319 und einem Serum-Reaktionsbehälter-Einstichabschnitt 426 durchstochen. Der Einstichabschnitt 319 des Probenbehälters und der Einstichabschnitt 426 des Serum-Reaktionsbehälters werden dadurch zur freien Luft hin geöffnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Einstecheinheit 13 dazu verwendet, die Einstichabschnitte mechanisch zu durchstechen. Die Einstichabschnitte können jedoch auch dadurch nach außen geöffnet werden, daß die Patronenabdeckung mittels Wärme aufgeschmolzen wird, oder dadurch, daß mit Hilfe einer anderen geeigneten Einrichtung eine Öffnung in der Patronenabdeckung ausgebildet wird. Durch Einstechen werden bei der vorliegenden Ausführungsform die offene Außenluft und die Luft in der Patrone miteinander in Verbindung gebracht. Es ist dabei wichtig, daß die Luft frei durch den Einstichabschnitt strömen kann. Die Luft in dem Einstichabschnitt kann dabei jedoch auch statt mit der offenen Außenluft mit einem anderen Raum in Verbindung treten, der an der Patrone oder einem anderen, zu durchstechenden Abschnitt separat ausgebildet ist.
    • Zu diesem Zeitpunkt werden auch die Abschnitte der Patronenabdeckung 199 durchstochen, die einen Einstichabschnitt 176 für einen Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter, einen Einstichabschnitt 196 für einen ersten Verstärkungsflüssigkeitsrückflußbehälter, einen Einstichabschnitt 186 für einen zweiten Verstärkungsflüssigkeitsrückflußbehälter und einen Einstichabschnitt 166 für einen dritten Reinigungsflüssigkeitsrückflußbehälter bilden. Die Gründe, warum diese vier Abschnitte durchstochen werden, werden später noch genannt.
    • (3) Serum-Separation (Schritt 1010 in der 6): Der Motor 11 der Genanalysevorrichtung 1 versetzt die Haltescheibe 12 in Drehung (Schritt 912 in der 5 und Schritt 1012 in der 6, dieser Bezug gilt auch für die folgende Beschreibung). Durch die bei der Drehung der Haltescheibe 12 erzeugte Zentrifugalkraft erfährt das im Probenbehälter 310 befindliche Ganzblut 501 eine Kraft, die vom Mittelpunkt 99 der Drehung in radialer Richtung nach außen wirkt, und fließt zur peripher äußeren Seite (siehe 8). Das Ganzblut 501 fließt in den Serum-Einheitsmengenbehälter 312, der mit dem Probenbehälter 310 in Verbindung steht, und dann in den Hämozyt-Speicherbehälter 311, der mit dem Serum-Einheitsmengenbehälter 312 in Verbindung steht.
  • Die Menge der eingegebenen Probe, d.h. des eingegebenen Ganzbluts 501, ist so festgelegt, daß der Hämozyt-Speicherbehälter 311 und der Serum-Einheitsmengenbehälter 312 gerade mit dem Ganzblut 501 gefüllt werden. Der Flüssigkeitspegel 601 der Ganzbluts 501 in der Analysepatrone 2 wird durch die Wirkung der Zentrifugalkraft an einer Stelle gehalten, die mit einem konzentrischen Umfang um den Mittelpunkt 99 der Drehung der Haltescheibe 12 in Übereinstimmung ist. Unter Berücksichtigung dieses Umstands befindet sich die Umkehrposition eines zurückgebogenen Serum-Einheitsmengenbehälterkanals 318, der sich vom Serum-Einheitsmengenbehälter 312 weg erstreckt, peripher weiter innen als der Flüssigkeitspegel 601. Dadurch wird, wenn die Zentrifugalkraft auf das Ganzblut 501 wirkt, das Ganzblut 501 daran gehindert, über die Umkehrposition des zurückgebogenen Kanals 318 hinaus peripher nach außen zu fließen, und es wird im Hämozyt-Speicherbehälter 311 und im Serum-Einheitsmengenbehälter 312 gehalten.
    • (4) Die Drehung der Haltescheibe 12 wird fortgesetzt. Das Ganzblut 501 wird zentrifugal in Hämozyt 502 und Serum 503 getrennt (Schritt 914 und Schritt 1014). Das Hämozyt 502 wird in den Hämozyt-Speicherbehälter 311 befördert, und nur das Serum bleibt im Serum-Einheitsmengenbehälter 312. Während einer Reihe von solchen Serum-Trennvorgängen bleibt zusammen mit den Reagenzmitteln 227-297 nur eine sehr kleine Menge Luft in jedem der Reagenzmittelbehälter 220-290 der Analysepatrone 2, und es strömt keine Luft in die Reagenzmittelbehälter 220-290, da die Luftkanäle 222-292 nach dem Einfüllen der Reagenzmittel mit der Patronenabdeckung abgedeckt werden. Unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte auf die Reagenzmittelbehälter 220-290 bewegen sich die Reagenzmittel 227-297 in den Reagenzmittelbehältern 220-290 zur peripher äußeren Seite. Die zurückgebogenen Kanäle 221-291 sind so geformt, daß sich die Flüssigkeiten in den Reagenzmittelbehältern 220-290 in diesem Zustand peripher weiter innen befinden als die mit den Reagenzmittelbehältern 220-290 verbundenen zurückgebogenen Kanäle 221-291.
  • Wenn durch die Wirkung der Zentrifugalkraft Teile der Reagenzmittel 227-297 in die zurückgebogenen Kanäle 221-291 fließen, dehnt sich die zum Zeitpunkt des Einfüllens der Reagenzmittel 227-297 eingeschlossene Luft entsprechend der Menge der Reagenzmittel 227-297 aus, die in die zurückgebogenen Kanäle 221-291 fließt. Der Luftdruck in den Probenbehältern 220-290 sinkt daher ab und wird negativ. Durch das Gleichgewicht zwischen dem negativen Druck und der Zentrifugalkraft werden die Reagenzmittel 227-297 daran gehindert, über die zurückgebogenen Kanäle 221-291 auszufließen. Während der Serum-Trennvorgänge werden daher die Reagenzmittel 227-297 sicher in den Reagenzmittelbehältern 220-290 festgehalten.
  • In den mit den Reagenzmittelbehältern 240-260 verbundenen zurückgebogenen Kanälen 221-261, die sich an einer Seitenfläche der Reagenzmittelpatrone 51 befinden und die zu den Reagenzmittelbehältern 220 und 230 im Mittelbereich davon führen, sind in der Mitte der jeweiligen Kanäle, die sich von den Anschlußstellen zwischen den Reagenzmittelbehältern 220-260 und den zurückgebogenen Kanälen 221-261 peripher nach innen erstrecken, erweiterte Kanalabschnitte 228-268 mit einem erweiterten Kanalquerschnitt vorgesehen (siehe 8). Durch die erweiterten Kanalabschnitte 228-268 steigt das Volumen der zurückgebogenen Kanäle 221-261 an, und die Luft kann sich stärker ausdehnen. Als Folge davon steigen die negativen Drücke stärker an, und die Reagenzmittel 227-267 werden noch besser in den Reagenzmittelbehältern 220-260 festgehalten.
  • Um die Reagenzmittel 261-291 in den Reagenzmittelbehältern 260-290 besser festzuhalten, sind der dritte Reinigungsmittelrückflußbehälter 160, der Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170, der zweite Verstärkungsflüssigkeitsrückflußbehälter 180 und der erste Verstärkungsflüssigkeitsrückflußbe hälter 190 mit den entsprechenden Reagenzmittelbehältern 260-290 verbunden. Die Auswirkungen dieser Rückflußbehälter 160-190 werden weiter unten anhand der 9 beschrieben, wobei der Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 als Beispiel herangezogen wird.
  • Der Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 besteht aus einem kreisförmigen Abschnitt und einem sich daran anschließenden stabförmigen Abschnitt (siehe 9). An einer Stelle 668, die peripher weiter innen liegt als die peripher äußerste Stelle 667 des stabförmigen Abschnitts, zweigt ein Kanal ab, der mit dem Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 verbunden ist. Der Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 ist am inneren Ende des abzweigenden Kanals an einer Stelle ausgebildet, die peripher etwas weiter außen liegt als der Elutionsflüssigkeitsbehälter 270. Der Einstichabschnitt 176 des Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälters 170 ist über einen Kanal mit dem Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 verbunden. Der Einstichabschnitt 176 des Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälters 170 befindet sich peripher weiter innen als der Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 und ist von der Einstecheinheit bereits durchstochen, wenn das Serum abgetrennt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch der Einstichabschnitt 276 des Elutionsflüssigkeitsbehälters, der sich peripher weiter innen befindet als der Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 und der mit dem Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 über einen Kanal verbunden ist, noch nicht durchstochen.
  • Wenn in diesem Zustand wie in der 9 gezeigt die Zentrifugalkraft einwirkt, bewegt sich die in den Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 eingefüllte Elutionsflüssigkeit 277 peripher nach außen und tritt in den zurückgebogenen Kanal 271 ein. Gleichermaßen tritt die Elutionsflüssigkeit 277 in den Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 ein. Da der Einstichabschnitt 176 des Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälters 170 bereits durchstochen ist, steht der Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 mit der Außenseite in Verbindung, und die Luft im Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 wird abgeführt und durch die Elutionsflüssigkeit 277 ersetzt. Als Folge davon weist die in den zurückgebogenen Kanal 271 eingeflossene Elutionsflüssigkeit 277 und die in den Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 eingeflossene Elutionsflüssigkeit 277 im wesentlichen den gleichen Flüssigkeitspegel 666 auf. Das Vorsehen des Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälters 170 erlaubt es der Elutionsflüssigkeit 277, auch in den Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 zu fließen, so daß das Expansionsvolumen der Luft entsprechend erhöht wird. Es ist daher möglich, einen höheren Negativdruck zu erzeugen und besser zu verhindern, daß die Elutionsflüssigkeit 277 in den zurückgebogenen Kanal 271 ausfließt.
  • Für die Reagenzmittelbehälter 220-260 sind somit die erweiterten Kanalabschnitte 228-268 vorgesehen und für die Reagenzmittelbehälter 270-290 die Rückflußbehälter 170-190. Die unterschiedliche Ausgestaltung hängt von der erforderlichen Menge des Reagenzmittels ab. Wenn bei einer kleinen erforderlichen Reagenzmittelmenge die Größe des erweiterten Kanalabschnitts übermäßig erhöht wird, neigt das Reagenzmittel dazu, bei dem Vorgang zur Abgabe des Reagenzmittels in zurückgebogenen Kanal zu bleiben. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird für die Reagenzmittelbehälter mit einer kleinen Reagenzmittelmenge ein Rückflußbehälter vorgesehen, während für die Reagenzmittelbehälter mit einer großen Reagenzmittelmenge ein erweiterter Kanalabschnitt vorgesehen wird. Da der Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 an der Stelle 668 an den Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 angeschlossen ist, die peripher weiter innen liegt als die peripher äußerste Stelle 667 des Elutionsflüssigkeitsbehälters 270, kann die in den Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter 170 eingetretene Flüssigkeit vollständig in den Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 zurückkehren, so daß beim Durchstechen des Einstichabschnitts 276 des Elutionsflüssigkeitsbehälters, um die Elutionsflüssigkeit 277 abfließen zu lassen, keine Flüssigkeit nutzlos zurückbleibt.
  • Wenn die Patronenabdeckung 199 in den Einstichabschnitten 226-286 der Reagenzmittelbehälter durchstochen wird, kann Luft von außen in die mit den durchstochenen Einstichabschnitten 226-286 verbundenen Reagenzmittelbehälter 220-280 strömen, so daß in den Reagenzmittelbehältern 220-280 kein negativer Druck erzeugt wird. Bei einer Drehung des Motors 11 fließen daher die Reagenzmittel 227-287 über die peripher innersten Abschnitte der zurückgebogenen Kanäle 221-281 stromabwärts aus. Nachdem die Reagenzmittel 227-287 begonnen haben, über die zurückgebogenen Kanäle 221-281 auszufließen, entsteht eine Siphonwirkung, und alle Reagenzmittel fließen heraus. In jedem der zurückgebogenen Kanäle 221-281 ist an einer Stelle in der Mitte des Kanals, der sich vom peripher innersten Abschnitt zur stromabwärtigen Seite erstreckt, eine Engstelle 120 mit einem verringerten Kanalquerschnitt ausgebildet.
  • Die Wirkung der Engstelle 120 im zurückgebogenen Kanal wird im folgenden anhand der 10 beschrieben, wobei der Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 als Beispiel dient. Wenn die Patronenabdeckung 199 am Einstichabschnitt 276 des Elutionsflüssigkeitsbehälters durchstochen wird und der Motor 11 sich dreht, wird im Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 kein negativer Druck erzeugt, und die Elutionsflüssigkeit 277 fließt zwangsweise durch den zurückgebogenen Kanal 271 stromabwärts aus. Wenn die Elutionsflüssigkeit 277 den peripher innersten Abschnitt des zurückgebogenen Kanals 271 passiert, bewirkt die Zentrifugalkraft, daß die Elutionsflüssigkeit 277 schnell aus dem zurückgebogenen Kanal 271 abfließt. Wenn die Menge der von der peripher äußersten Seite des Elutionsflüssigkeitsbehälters 270 zur peripher inneren Stelle des zurückgebogenen Kanals 271 fließenden Elutionsflüssigkeit 277 nicht ausreichend groß ist, besteht die Gefahr, daß die Elutionsflüssigkeit 277, die bereits die peripher innerste Stelle des zurückgebogenen Kanals 271 passiert hat, den zurückgebogenen Kanal 271 beim Durchfließen nur teilweise ausfüllt. Wenn der Kanalquerschnitt nicht vollständig von der Elutionsflüssigkeit 277 ausgefüllt wird, entsteht im zurückgebogenen Kanal 271 keine Siphonwirkung. In einem solchen Fall kann die Elutionsflüssigkeit 277, die sich im Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 peripher weiter außen befindet als der zurückgebogene Kanal 271, nicht stromabwärts fließen und wird kurz nach Erreichen der Position des Flüssigkeitspegels 669 gestoppt. Folglich bleibt eine große Menge der Elutionsflüssigkeit zurück.
  • Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei der vorliegenden Ausführungsform im zurückgebogenen Kanal die Engstelle 120 vorgesehen. Das Vorsehen der Engstelle 120 im zurückgebogenen Kanal erhöht den Durchflußwiderstand der Elutionsflüssigkeit 277 nach dem Passieren des peripher innersten Abschnitts des zurückgebogenen Kanals 271 und setzt die Durchflußrate der Elutionsflüssigkeit 277 herab. Als Folge davon wird die Siphonwirkung im zurückgebogenen Kanal 271 sicher hervorgerufen, so daß die ganze Elutionsflüssigkeit 277 sicher ausfließt. Die Engstelle 120 im zurückgebogenen Kanal kann durch Verändern der Kanalbreite und/oder Kanalhöhe auf diskontinuierliche Weise oder durch allmähliches Verengen des Kanalquerschnitts ausgebildet werden, immer vorausgesetzt, daß sie sich in Strömungsrichtung unterhalb des peripher innersten Abschnitts des zurückgebogenen Kanals 271 befindet.
    • (5) Nach einem Drehen der Haltescheibe 12 für eine bestimmte Zeit (Schritt 916) ist der Vorgang der zentrifugalen Serumabtrennung beendet, und die Rotation der Analysepatrone 2 wird gestoppt.
    • (6) In einem Prozeß, in dem das Lysis-Reagenzmittel 227 verwendet wird (Schritt 1016), wird der Einstichabschnitt 226 des Lysis-Reagenzmittelbehälters mit der Einstecheinheit 13 durchstochen (Schritt 918). Wenn die Haltescheibe 12 gedreht wird (Schritt 920), fließt das Lysis-Reagenzmittel 227 durch die Wirkung der Zentrifugalkraft aus dem Lysis-Reagenzmittelbehälter 220 aus (Schritt 1018). Nach dem Durchlaufen des zurückgebogenen Kanals 221 des Lysis-Reagenzmittelbehälters wird das Lysis-Reagenzmittel 227 an einem Mischpunkt 419 in den zurückgebogenen Kanal 318 des Serum-Einheitsmengenbehälters eingemischt (Schritt 922 und Schritt 1022).
  • Bei dieser Gelegenheit nimmt das Lysis-Reagenzmittel 227 am Mischpunkt 419 die Luft in dem zurückgebogenen Kanal 318 des Serum-Einheitsmengenbehälters mit und befördert die Luft zum Serum-Reaktionsbehälter 420. Die Menge an Luft in dem zurückgebogenen Kanal 318 des Serum-Einheitsmengenbehälters wird verringert und das Serum zum Mischpunkt 419 gezogen. Schließlich wird das Serum veranlaßt, sich um den gebogenen Abschnitt an der peripher innersten Stelle des zurückgebogenen Kanals 318 des Serum-Einheitsmengenbehälters zu bewegen, wodurch ein Siphon ausgebildet wird. Nach der Ausbildung eines Siphons fließt das Serum weiter zum Serum-Reaktionsbehälter 420, während es sich am Mischpunkt 419 mit dem Lysis-Reagenzmittel 227 vermischt. Wenn die Drehung der Haltescheibe 12 fortgesetzt wird und kontinuierlich eine Zentrifugalkraft auf einem ausreichenden Pegel einwirkt, fließt bis auf eine kleine Menge an verbleibendem Reagenzmittel das ganze Lysis-Reagenzmittel 227 aus, und das Serum fließt weiter, bis der Serumpegel auf die Position 602 (11) abgesenkt ist, an der der zurückgebogene Kanal 318 des Serum-Einheitsmengenbehälters mit dem Serum-Einheitsmengenbehälter 312 verbunden ist. Dieser Zustand ist in der 11 gezeigt. Das Serum und das Lysis-Reagenzmittel 227 werden gleichzeitig zum Fließen gebracht, um sich auf diese Weise miteinander zu vermischen.
  • Im Serum-Reaktionsbehälter 420 reagieren das Serum und das Lysis-Reagenzmittel 227 miteinander (Schritt 1024). Wenn die Mischung aus dem Serum und dem Lysis-Reagenzmittel 227 in den Serum-Reaktionsbehälter 420 fließt, befindet sich wie in der 11 gezeigt der Flüssigkeitspegel im Serum-Reaktions behälter 420 peripher weiter außen als die radiale Position 604, die dem peripher innersten Abschnitt des zurückgebogenen Kanals 421 des Serum-Reaktionsbehälters entspricht. Zu diesem Zeitpunkt fließt die Mischung aus dem Serum und dem Lysis-Reagenzmittel 227 nicht über den gebogenen Abschnitt des zurückgebogenen Kanals 421 des Serum-Reaktionsbehälters an seinem peripher innersten Abschnitt hinaus. Die Mischung wird daher während der Drehung der Haltescheibe 12 im Serum-Reaktionsbehälter 420 gehalten.
  • Das Lysis-Reagenzmittel 227 dient dazu, die Zellmembran eines Virus, eines Bakteriums usw. im Serum aufzulösen, damit seine Nukleinsäure eluiert werden kann, und um die Adsorption der Nukleinsäure im Bindungsabschnitt 301 zu fördern. Als Reagenzmittel zum Eluieren und Adsorbieren von DNA wird Chlorwasserstoffguanin verwendet und als Reagenzmittel zum Eluieren und Adsorbieren von RNA Guanin-Thiocyanat. Nachdem die Mischung aus dem Serum und dem Lysis-Reagenzmittel 227 in den Serum-Reaktionsbehälter 420 befördert wurde, wird die Drehung der Haltescheibe 12 gestoppt (Schritt 924).
    • (7) Der Prozeß geht dann zum Bindungsschritt weiter (Schritt 1026). Die Patronenabdeckung 199 über dem Einstichabschnitt 236 des zusätzlichen Flüssigkeitsbehälters 230 wird mit der Einstecheinheit 13 durchstochen (Schritt 926). Gleichzeitig werden vier andere Einstichabschnitte, die mit den stromabwärts gelegenen Behältern verbunden sind, d.h. der Einstichabschnitt 436 des Vor-Bindungs-Behälters, der Einstichabschnitt 906 des Abfallbehälters, der Einstichabschnitt 806 des Pufferbehälters und der Einstichabschnitt 396 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters ebenfalls durchstochen, um Auslässe für die Luft zu bilden, die sich in diesen Behältern und den Kanälen befindet, so daß die Reagenzmittel über den Bindungsabschnitt 301 und den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 zum Abfallbehälter 900 geführt werden können.
  • Nach dem Durchstechen wird die Haltescheibe 12 gedreht (Schritt 928). Die zusätzliche Flüssigkeit 237 wird dadurch veranlaßt, sich aufgrund der Zentrifugalkraft vom zusätzlichen Flüssigkeitsbehälter 230 durch einen zurückgebogenen Kanal 231 für die zusätzliche Flüssigkeit zum Serum-Reaktionsbehälter 420 zu bewegen (Schritt 1028). Die zusätzliche Flüssigkeit 237, die in den Serum-Reaktionsbehälter 420 fließt, bewirkt, daß sich der Flüssigkeitspegel der Mischung aus dem Serum und dem Lysis-Reagenzmittel 227 im Serum-Reaktionsbehälter 420 peripher zur inneren Seite bewegt. Wenn der Flüssigkeitspegel der Mischung die peripher innerste Stelle 604 des zurückgebogenen Kanals 421 des Serum-Reaktionsbehälters erreicht, fließt die Mischung stromabwärts über die peripher innerste Stelle des zurückgebogenen Kanals 421 des Serum-Reaktionsbehälters ab. Die Mischung fließt dann über den Vor-Bindungs-Behälter 430 in den Bindungsabschnitt 301 (Schritt 1030). Nachdem die Mischung aus dem Serum und dem Lysis-Reagenzmittel 227 die peripher innerste Stelle des zurückgebogenen Kanals 421 des Serum-Reaktionsbehälters übersteigt, wird ein Siphon ausgebildet, so daß die Mischung aus dem Serum und dem Lysis-Reagenzmittel 227 weiter in den Vor-Bindungs-Behälter 430 fließt. Zum Beispiel wird das Lysis-Reagenzmittel als zusätzliche Flüssigkeit 237 verwendet.
  • Die 12 ist eine perspektivische Ansicht der Analysepatrone 2 mit dem Bindungsabschnitt 301. Der Bindungsabschnitt 301 ist im wesentlichen im mittleren Bereich der Reaktionspatrone 52 schräg ausgebildet. Der Bindungsabschnitt 301 umfaßt eine Vertiefung 450, die für die Aufnahme eines Filterhalters 451 in der Reaktionspatrone 52 ausgebildet ist, wobei der Filterhalter 451 in die Vertiefung 450 eingesetzt wird. Der Aufbau des Filterhalters 451 ist in der perspektivischen Ansicht der 13 detailliert dargestellt. Der Filterhalter 451 umfaßt eine Seitenplatte in der Form einer flachen rechteckigen Platte, einen rechteckigen Deckenabschnitt über der Seitenplatte, der sich von der peripheren Innenseite zur peripheren Außenseite der Analysepatrone 2 erstreckt, und einen halbzylindrischen Abschnitt unter dem Deckenabschnitt. Im halbzylindrischen Abschnitt ist ein zylindrischer Filtereinsatzraum 452 mit einer Stufe 460 ausgebildet, der sich von der peripheren Innenseite zur peripheren Außenseite der Analysepatrone 2 erstreckt.
  • In den Filtereinsatzraum 452 ist eine Anzahl von scheibenartigen Filtern zum Binden von Nukleinsäuren eingesetzt. Das heißt, daß zwischen zwei Filterhaltern 453 zwei Bindungsfilter 454 fest derart in den Filtereinsatzraum 452 eingesetzt sind, daß sie an der Stufe 460 am Ende des Filtereinsatzraumes 452 anliegen. Jeder der Bindungsfilter 454 besteht zum Beispiel aus einem Quarz- oder Glasfaserfilter. In der filtereinsatzseitigen Oberfläche 456 an der Vorderseite der Seitenplatte ist eine Nut 459 ausgebildet, in die ein Klebstoff eingefüllt ist, so daß zwischen der Filterhaltereinsatzvertiefung 450 und dem Filterhalter 451 keine Flüssigkeit austritt, wenn der Filterhalter 451 in die Vertiefung 450 der Analysepatrone 2 eingesetzt ist.
  • Der Deckenabschnitt des Filterhalters 451 weist eine flache Oberseite auf, und die flache Oberseite des Filterhalters 451 schließt im wesentlichen bündig mit der Oberseite der Analysepatrone 2 ab, wenn der Filterhalter 451 in die Vertiefung 450 der Analysepatrone 2 eingesetzt ist. Mit diesem Aufbau kann die Patronenabdeckung 199 durch Kleben oder Verbinden mit dem Filterhalter 451 in einen engen Kontakt gebracht werden.
  • Die 14 zeigt im Detail die Position, an der die Filterhaltereinsatzvertiefung 450 in der Analysepatrone 2 angeordnet ist, und die 15 zeigt den Zustand der Flüssigkeit im Filterhalter 451, der in die Filterhaltereinsatzvertiefung 450 eingesetzt ist. Die 14 ist eine Aufsicht auf die Analysepatrone 2. Die Mittelachse 471 des Filtereinsatzraums 452 im Filterhalter 451 ist unter einem Winkel θ1 gegen die Linie 472 geneigt, die den Rotationsmittelpunkt der Ana lysepatrone 2 mit der Mittelposition des Filtereinsatzraums 452 an dessen peripher inneren Ende verbindet. Der Grund, warum die Richtung der Bindungsfilter 454 um den Winkel θ1 geneigt ist, ist folgender.
  • Die Mischung aus dem Lysis-Reagenzmittel und dem Serum (d.h. die Lysis-Reaktionsflüssigkeit), die erste Reinigungsflüssigkeit, die zweite Reinigungsflüssigkeit und die Elutionsflüssigkeit fließen alle durch den Bindungsabschnitt 301. Wenn diese Flüssigkeiten durch den Bindungsabschnitt 301 fließen, wirkt darauf in der radialen Richtung 472 eine Zentrifugalkraft. Beim Durchfließen des Bindungsabschnitts 301 sammelt sich daher jede Flüssigkeit durch die Wirkung der Zentrifugalkraft in einer Ecke auf einer Seite der Bindungsfilter 454 oder der Filterhalterung 453 in der Filterhalteeinsatzvertiefung 450. Im Ergebnis kann die gesammelte Flüssigkeit leicht abgeführt werden, und die Menge an verbleibender Flüssigkeit ist verringert. Der Winkel θ1 wird zu 5 Grad oder größer gewählt mit einer Neigung nach rechts oder links, so daß die Flüssigkeit gut abgegeben wird.
  • Mit dieser einfachen Anordnung, daß die Einsatzrichtung der Bindungsfilter 454 um den Winkel θ1 geneigt ist, ist es möglich, die Menge der nach dem Passieren der Bindungsfilter 454 zurückbleibenden Flüssigkeit zu verringern und die Reinigungswirkung im Bindungsabschnitt 301 durch die erste Reinigungsflüssigkeit und die zweite Reinigungsflüssigkeit zu erhöhen. Da die Menge an zurückbleibender Lösungsflüssigkeit gering ist, ist auch die Gewinnungsrate für die Nukleinsäuren erhöht. Da die Einsatzrichtung der Bindungsfilter 454 um den Winkel θ1 geneigt ist, kann außerdem auch dann ein Anstieg der Menge an verbleibender Flüssigkeit verhindert werden, wenn die erzeugte Zentrifugalkraft schwach ist. Als Folge davon läßt sich die Genanalysevorrichtung 1 auch mit einem Motor mit einer relativ geringen Leistung herstellen.
  • Im folgenden wird anhand der Aufsicht auf die Analysepatrone 2 in der 16 der Fluß der Mischung aus dem Lysis- Reagenzmittel und dem Serum und der Fluß des flüssigen Abfalls beschrieben. Wenn die Mischung aus dem Lysis-Reagenzmittel und dem Serum, d.h. die Lysis-Reaktionsflüssigkeit, durch den Bindungsabschnitt 301 läuft (Schritt 930 und Schritt 1032), werden die Nukleinsäuren an den Bindungsfiltern 454 im Bindungsabschnitt 301 adsorbiert. Der flüssige Abfall 591, der entsteht, nachdem die Mischung durch den Bindungsabschnitt 301 gelaufen ist, wird durch die Wirkung der Zentrifugalkraft in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 befördert, der mit dem Bindungsabschnitt 301 verbunden ist. An den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 ist an der peripher am weitesten außen liegenden Seite ein zurückgebogener Kanal 494 angeschlossen. Der zurückgebogene Kanal 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 ist so ausgebildet, daß er sich zuerst bis zu einer radialen Position 615 peripher nach innen erstreckt und dann für die Verbindung mit dem Abfallbehälter 900 am peripher äußeren Ende zurückgebogen ist.
  • Wie beim Serum-Reaktionsbehälter 420 wird damit durch das Vorhandensein des zurückgebogenen Abschnitts im Kanal 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters der flüssige Abfall 591 vorübergehend im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 zurückgehalten. Da die Menge an flüssigem Abfall 591 viel größer ist als das Volumen des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390, fließt der flüssige Abfall 591 stromabwärts von der peripher innersten Stelle 615 des zurückgebogenen Kanals 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters in den Abfallbehälter 900 aus, wie es in der 16 gezeigt ist (Schritt 1034). Nachdem der flüssige Abfall 591 in den Abfallbehälter 900 befördert wurde, wird die Drehung der Haltescheibe 12 gestoppt (Schritt 932). Gleichzeitig wird durch die Wirkung eines Druckluftbehälters 840, der noch beschrieben wird, der vorübergehend im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 festgehaltene flüssige Abfall 591 vollständig zum Abfallbehälter 900 befördert, wobei nur eine sehr kleine Menge an flüssigem Abfall zurückbleibt.
    • (8) Der Prozeß geht dann in den Reinigungsmodus über (Schritt 1036). Um dem ersten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 240 Luft zuzuführen, wird der Einstichabschnitt 246, der zu dem ersten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 240 gehört, durchstochen (Schritt 934). Wenn die Haltescheibe 12 wieder in Drehung versetzt wird (Schritt 936), wird die erste Reinigungsflüssigkeit durch die Wirkung der Zentrifugalkraft aus dem ersten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 240 über den Vor-Bindungs-Behälter 430 in den Bindungsabschnitt 301 befördert (Schritt 938 und Schritt 1038). Die zugeführte erste Reinigungsflüssigkeit säubert nicht nur den Vor-Bindungs-Behälter 430, sondern beseitigt auch unnötige Komponenten, etwa Proteine, die an den Bindungsfiltern 254 haften (Schritt 1040). Als erste Reinigungsflüssigkeit wird zum Beispiel das oben erwähnte Lysis-Reagenzmittel oder eine Flüssigkeit verwendet, die durch Verringern der Salzkonzentration des Lysis-Reagenzmittels erhalten wird. Der durch das Reinigen des Vor-Bindungs-Behälters 430 und der Bindungsfilter 251 erzeugte flüssige Abfall wird wie in dem oben erwähnten Fall der flüssigen Mischung über den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 in den Abfallbehälter 900 befördert (Schritt 1042). Nachdem der flüssige Abfall in den Abfallbehälter 900 befördert wurde, wird die Drehung der Haltescheibe 12 gestoppt.
  • Dann wird die zweite Reinigungsflüssigkeit zum Fließen gebracht. Um unerwünschte Komponenten wie Salz aus dem Vor-Bindungs-Behälter 430 und dem Bindungsabschnitt 301 zu entfernen, wird als zweite Reinigungsflüssigkeit Ethanol oder eine wässrige Ethanollösung verwendet. Während die Drehung der Haltescheibe 12 gestoppt ist, wird der Einstichabschnitt 256 des zweiten Reinigungsflüssigkeitsbehälters durchstochen, um Luft in den zweiten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 250 zu lassen. Danach wird die Haltescheibe 12 wieder in Drehung versetzt, um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen. Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft wird die zweite Reinigungsflüssigkeit aus dem zweiten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 250 über den Vor-Bindungs-Behälter 430 in den Bindungsabschnitt 301 befördert und reinigt den Vor-Bindungs-Behälter 430 und die Bindungsfilter 254. Der flüssige Abfall wird nach der Reinigung wie im Fall der ersten Reinigungsflüssigkeitsmischung über den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 in den Abfallbehälter 900 befördert. Nachdem der flüssige Abfall in den Abfallbehälter 900 befördert wurde, wird die Drehung der Haltescheibe 12 gestoppt (Schritte 1038-1042).
  • Gleichermaßen wird der Einstichabschnitt 266 des dritten Reinigungsflüssigkeitsbehälters durchstochen, um Luft in den dritten Reinigungsflüssigkeitsbehälter 260 zu lassen. Die dritte Reinigungsflüssigkeit fließt über den Pufferbehälter 800 in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390. Die dritte Reinigungsflüssigkeit beseitigt Salz aus dem Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 und die sehr kleine Menge an verbleibender zweiter Reinigungsflüssigkeit. Als dritte Reinigungsflüssigkeit wird zum Beispiel sterilisiertes Wasser oder eine auf einen pH-Wert von 7 bis 9 eingestellt wässrige Lösung verwendet. Nach dem Reinigen des Bindungsabschnitts 301 und des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 wird die Haltescheibe 12 für den Übergang zu einem Nukleinsäure-Elutionsprozeß angehalten (Schritt 940).
    • (9) Der Prozeß geht in den Elutionsmodus über (Schritt 1044). Um dem Elutionsflüssigkeitsbehälter 270 Luft zuzuführen, wird der Einstichabschnitt 276 des Elutionsflüssigkeitsbehälters durchstochen (Schritt 942). Gleichzeitig wird auch die Patronenabdeckung 199 über einem Druckluftbehälter-Einstichabschnitt 846 durchstochen, um den Druckluftbehälter 840 über einen Druckluftbehälter-Luftkanal 842 mit der Außenseite zu verbinden. Durch das Einstechen in den Druckluftbehälter-Einstichabschnitt 846 können, wie noch beschrieben wird, die Elutionsflüssigkeit, die erste Verstärkungsflüssigkeit und die zweite Verstärkungsflüssigkeit im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 gehalten werden. Die Haltescheibe 12 wird dann in Drehung versetzt (Schritt 944), wodurch die Elutionsflüssigkeit 277 in den Bindungsabschnitt 301 fließt (Schritt 1046). Als Elutionsflüssigkeit 277 wird Wasser oder eine auf einen pH-Wert von 7 bis 9 eingestellte wässrige Lösung verwendet. Die Elutionsflüssigkeit 277 eluiert die Nukleinsäuren von den Bindungsfiltern 454 im Bindungsabschnitt 301 (Schritt 946 und Schritt 1048). Nach dem Durchlaufen des Bindungsabschnitts 301 wird die Elutionsflüssigkeit 277 mit den eluierten Nukleinsäuren in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 befördert (Schritt 1050). Die Drehung der Haltescheibe 12 wird dann gestoppt (Schritt 948).
    • (10) Der Prozeß geht nun zum Verstärkungs- und Erfassungsmodus über (Schritt 1052). Ein Einstichabschnitt 296 für den ersten Verstärkungsflüssigkeitsbehälter wird durchstochen, um dem ersten Verstärkungsflüssigkeitsbehälter 290 Luft zuzuführen. Der Motor 11 wird in Drehung versetzt, wodurch die erste Verstärkungsflüssigkeit 297 durch den Pufferbehälter 800 läuft und in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 fließt. Die erste Verstärkungsflüssigkeit 297 ist ein Reagenzmittel für das Verstärken und Erfassen der Nukleinsäuren und enthält zum Beispiel Deoxynukleosid-Triphosphat, ein Fluoreszenzmittel usw. Der Motor 11 wird dann angehalten.
  • Nachdem die erste Verstärkungsflüssigkeit 297 in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 geflossen ist, wird der Befeuchter 14 in eine Position in der Nähe des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 der Analysepatrone 2 gebracht. Alternativ wird die Haltescheibe 12 so gedreht, daß sich die Analysepatrone 2 an einer Position in der Nähe des Befeuchters 14 befindet. Mit dem Befeuchter 14 wird die Temperatur des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehäl ters 390 kontrolliert. Um dem zweiten Verstärkungsflüssigkeitsbehälter 280 Luft zuzuführen, wird der dazugehörigen Einstichabschnitt 286 durchstochen. Der Motor 11 wird in Drehung versetzt. Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft läuft die zweite Verstärkungsflüssigkeit 287 durch den Pufferbehälter 800 und fließt in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390. Die zweite Verstärkungsflüssigkeit 297 enthält ein für die Verstärkung erforderliches Enzym. Die Mengen an Elutionsflüssigkeit, erster Verstärkungsflüssigkeit und zweiter Verstärkungsflüssigkeit werden derart gewählt, daß, wenn diese drei Arten von Flüssigkeit alle im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 sind, sich der Flüssigkeitspegel peripher weiter außen befindet als die peripher innerste Stelle 615 des zurückgebogenen Kanals 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390.
  • Nachdem die zweite Verstärkungsflüssigkeit 287 in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 geflossen ist, wird der Befeuchter 14 in eine Position in der Nähe des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 der Analysepatrone 2 gebracht oder die Haltescheibe 12 so gedreht, daß sich die Analysepatrone 2 in einer Position in der Nähe des Befeuchters 14 befindet. Mit dem Befeuchter 14 wird die Temperatur des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 kontrolliert. Während für eine vorgegebene Zeitspanne die Temperatursteuerung ausgeführt wird, werden die Nukleinsäuren verstärkt und vom Detektor 15 erfaßt (Schritt 1054). Die Befeuchtung wird für die zur Verstärkung und Erfassung erforderliche Zeit fortgesetzt, z.B. für 30 Minuten bis 2 Stunden. Im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390, in den die zweite Verstärkungsflüssigkeit 287 geflossen ist, befindet sich eine Mischung aus der Elutionsflüssigkeit, der ersten Verstärkungsflüssigkeit und der zweiten Verstärkungsflüssigkeit, d.h. eine Verstärkungsreaktionsflüssigkeit.
  • Anhand der 17 und 18 wird nun der Zustand der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit um den Elutionsflüssigkeits rückgewinnungsbehälter 390 herum zu diesem Zeitpunkt näher beschrieben. Die 17 ist eine Aufsicht und die 18 eine Schnittansicht längs der Linie A-A' in der 17. Im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 befindet sich eine Trennwand 820, die das Innere des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 in einen ersten Raum 833 auf der peripher äußeren Seite und einen zweiten Raum 832 auf der peripher inneren Seite unterteilt. Die Trennwand 820 hat eine solche Höhe, daß zwischen der Oberseite der Tennwand 820 und der Patronenabdeckung 199 ein Abstand bleibt, so daß der Flüssigkeitsfluß nicht gestoppt wird.
  • Die Abmessungen des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 sind so gewählt, daß, wenn sich die Elutionsflüssigkeit, die erste Verstärkungsflüssigkeit und die zweite Verstärkungsflüssigkeit alle im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 befinden, der Flüssigkeitspegel im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 bei der Tennwand 820 liegt oder an einer Stelle, die peripher weiter innen liegt als die Trennwand 820, jedoch peripher weiter außen liegt als die peripher innerste Stelle und der erweiterte Abschnitt 495 des zurückgebogenen Kanals 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390. Außerdem befindet sich der Druckluftbehälter 840 peripher weiter innen als ein Flüssigkeitspegel 631, wobei sich der Flüssigkeitspegel 631 im Druckluftbehälter-Verbindungskanal 841 befindet.
  • Die Grenzfläche zwischen der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit und Luft befindet sich im zurückgebogenen Kanal 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters, dem Druckluftbehälter-Verbindungskanal 841 sowie bei der Trennwand 820. Entsprechend ist die Verdampfungsfläche, d.h. die Größe der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Luft klein, und die Verdampfung der Flüssigkeit ist während des Verstärkungs- und Erfassungsprozesses gering. Da der erste Raum 833 vollständig mit der Flüssigkeit gefüllt ist, befindet sich dort keine Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Luft. Durch die Verwen dung einer oberen oder unteren Fläche des ersten Raumes 833 als Erfassungsfläche kann die Erfassung stabil erfolgen, ohne von einer Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche beeinflußt zu werden. Die Tiefe D des zweiten Raumes 832 ist im wesentlichen gleich der des ersten Raumes 833. Der Grund dafür ist folgender. Wenn der zweite Raum 832 zu flach ist, variiert der Flüssigkeitspegel bei leichten Unterschieden in der Menge der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit, woraus sich die Gefahr ergibt, daß die Verstärkungsreaktionsflüssigkeit bei einem geringen Anstieg der Flüssigkeitsmenge durch den zurückgebogenen Kanal 494 ausfließt.
  • Die 19 zeigt im Detail die Situation um den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390, wenn die Lysis-Reaktionsflüssigkeit (d.h. die Mischung aus dem Lysis-Reagenzmittel und dem Serum) oder die erste bis dritte Reinigungsflüssigkeit durch den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 laufen. Wenn die Verstärkungsreaktionsflüssigkeit in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 fließt, während sich darin die Lysis-Reaktionsflüssigkeit oder eine der ersten bis dritten Reinigungsflüssigkeiten befindet, wird der Prozeß der Verstärkung und Erfassung negativ beeinflußt. Aus diesem Grund müssen diese Flüssigkeiten vollständig abgeführt sein, bevor die Verstärkungsreaktionsflüssigkeit in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 fließt.
  • In der 19 wird die Haltescheibe 12 gedreht, damit eine Zentrifugalkraft auf die Analysepatrone 2 wirkt, wodurch die Lysis-Reaktionsflüssigkeit durch den Bindungsabschnitt 301 in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 fließt. Da sich im Bindungsabschnitt 301 die Bindungsfilter befinden, ist die Flußrate der Lysis-Reaktionsflüssigkeit in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 sehr klein. Dies führt dazu, daß es schwierig ist, im zurückgebogenen Kanal 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 einen Siphon auszubilden. Die Lysis-Reaktions flüssigkeit fließt stoßweise oder in der Art eines vorbelasteten Flusses stromabwärts durch den zurückgebogenen Kanal 494. Wenn die Lysis-Reaktionsflüssigkeit aus dem Bindungsabschnitt 301 fließt, ohne daß sich ein Siphon bildet, bleibt etwas Lysis-Reaktionsflüssigkeit im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 zurück und bildet den mit 615 bezeichneten Flüssigkeitspegel.
  • Zu dem Zeitpunkt, wenn die Lysis-Reaktionsflüssigkeit in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 fließt, ist der mit dem Druckluftbehälter 840 verbundene Einstichabschnitt 846 noch nicht durchstochen. Im Einstichabschnitt 846, dem Luftkanal 842 und dem Druckluftbehälter 840 ist Luft eingeschlossen und steht in diesen Räumen unter Druck. Wenn die Analysepatrone 2 rotiert und durch die Wirkung der Zentrifugalkraft die Lysis-Reaktionsflüssigkeit in den Druckluftbehälter 840 eintritt, steigt der Flüssigkeitspegel 641 auf den Flüssigkeitspegel 615 an, der sich peripher weiter innen befindet. Dem Anstieg des Flüssigkeitspegels 641 wirkt jedoch der Innendruck im Druckluftbehälter 840 entgegen, so daß an einer Stelle, die peripher weiter außen liegt als der Flüssigkeitspegel 615, ein Ausgleich erfolgt, wie es bei 641 angezeigt ist. Bei einer Erhöhung der Drehzahl der Analysepatrone 2 nähert sich der Flüssigkeitspegel 641 dem Flüssigkeitspegel 615 an.
  • Nach Erreichen des Zustandes, in dem die Lysis-Reaktionsflüssigkeit vollständig aus dem Bindungsabschnitt 301 abgeflossen ist und sich mit dem mit 615 bezeichneten Flüssigkeitspegel im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 befindet, wird die Drehzahl der Analysepatrone 2 herabgesetzt, um die Zentrifugalkraft zu verringern. Entsprechend wandert der Flüssigkeitspegel 641 peripher weiter nach außen, und die Flüssigkeit im Druckluftbehälter 840 fließt in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390. Die in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 fließende Flüssigkeit läßt den Flüssigkeitspegel 615 im Elutionsflüs sigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 ansteigen. Gleichzeitig bewegt sich die Flüssigkeit im zurückgebogenen Kanal 494 vom peripher äußeren Ende des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters 390 weiter vor, so daß sich der zurückgebogene Kanal 494 mit der Flüssigkeit füllt. Im Ergebnis wird ein Siphon im zurückgebogenen Kanal 494 ausgebildet, so daß die ganze Lysis-Reaktionsflüssigkeit im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 stromabwärts abgeführt wird.
  • Um diesen Prozeß zu realisieren, ist der Druckluftbehälter 840 so angeordnet, daß sich ein Teil des Druckluftbehälters 840 peripher weiter außen befindet als der peripher innerste Abschnitt des zurückgebogenen Kanals 494 des Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälters. Bei dieser Anordnung kann die Lysis-Reaktionsflüssigkeit in den Druckluftbehälter 840 fließen, wenn sie durch die Wirkung der Zentrifugalkraft zum Fließen gebracht wird. Wenn die Drehzahl der Analysepatrone 2 herabgesetzt wird, ist es wünschenswert, sie schnell herabzusetzen. Bei einer schnellen Verringerung der Drehzahl bewegt sich die Flüssigkeit im Druckluftbehälter 840 leichter zum Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390, und der zurückgebogene Kanal 494 füllt sich leichter mit der Flüssigkeit. Es wird daher zwangsläufiger ein Siphon ausgebildet. Die obige Beschreibung erfolgte mit Bezug zu der Lysis-Reaktionsflüssigkeit, sie gilt jedoch gleichermaßen für den Fluß der ersten bis dritten Reinigungsflüssigkeit in den Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390.
  • Die beschriebene Ausbildung eines Siphons durch die Verwendung von Druckluft wie in dieser Ausführungsform kann für das vorübergehende Festhalten einer Flüssigkeit in einem Behälter und das anschließende Ausfließen aus dem Behälter auf verschiedenen Gebieten angewendet werden. Wenn zum Beispiel mit dem Serum-Reaktionsbehälter 420 ein Druckluftbehälter verbunden wird, ist es nicht mehr erforderlich, den Fluß der Lysis-Reaktionsflüssigkeit durch die zusätzliche Flüssigkeit hervorzurufen. Vor dem Beginn des Fließenlassens der Eluti onsflüssigkeit, der ersten Verstärkungsflüssigkeit und der zweiten Verstärkungsflüssigkeit wird der Einstechabschnitt 846 des Druckluftbehälters durchstochen und die Verbindung mit der Außenseite hergestellt. Im Ergebnis wird der Fluß der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit nicht vom Luftdruck im Inneren beeinflußt, und die Verstärkungsreaktionsflüssigkeit kann im Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 gehalten werden.
  • Da der Druckluftbehälter 840 peripher weiter innen angeordnet ist als der Flüssigkeitspegel 631 der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit und über den Druckluftbehälter-Verbindungskanal 841 mit dem Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 verbunden ist, befindet sich der Flüssigkeitspegel 631 der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit im Druckluftbehälter-Verbindungskanal 841 und bei der Trennwand 820. Es ist damit möglich, die Flüssigkeit-Luft-Grenzfläche zu verkleinern und das Verdampfen der Flüssigkeit zu unterdrücken. Dadurch ist es nicht erforderlich, zum Beispiel das Einstichloch wieder zu verschließen, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit nach dem Einstechen verdampft.
  • Da der erste Raum 833, der peripher weiter außen liegt als die Trennwand 820, mit der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit gefüllt ist, beeinflußt keine Flüssigkeit-Luft-Grenzfläche die Detektion in der Verstärkungsreaktionsflüssigkeit mit dem Detektor 15, der sich am peripher inneren oder äußeren Ende des ersten Raumes 833 befindet. Die Trennwand 820 ist zwar in der Form einer Wand mit einer Höhe vorgesehen, die kleiner ist als die Tiefe des ersten und des zweiten Raumes. Sie kann jedoch auch jede andere Form haben, solange das Vorhandensein der Trennwand die Verdampfungsfläche effektiv reduziert. Zum Beispiel kann die Trennwand als Kanal ausgebildet werden, der den ersten mit dem zweiten Raum verbindet.
  • Da zu dem Elutionsflüssigkeitsrückgewinnungsbehälter 390 der zurückgebogene Kanal 494 mit dem zurückgebogenen Abschnitt und der Druckluftbehälter 840 gehört, der sich bis zu einer Position erstreckt, die peripher weiter innen liegt als der zurückgebogene Kanal 494, kann die Flüssigkeit leicht durch die Siphonwirkung abgeführt werden. Durch Steuern des Luftdrucks im Luftdruckbehälter 840 und der Drehzahl der Analysepatrone 2 kann ein Siphon zwangsweise ausgebildet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann daher der Fluß der Flüssigkeit mit einem einfachen Aufbau gesteuert werden, ohne daß es erforderlich ist, spezielle Ventile vorzusehen.
  • In der beschriebenen Ausführungsform wird der Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter vorab durchstochen, um eine Verbindung zur Außenseite herzustellen. Da jedoch auch eine gewisse Menge der Elutionsflüssigkeit in den Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälter einfließen kann, ohne daß eine Verbindung zur Außenseite hergestellt wird, ist es nicht immer erforderlich, eine Verbindung des Elutionsflüssigkeitsrückflußbehälters zur Außenseite herzustellen, wenn die erforderliche Menge an Elutionsflüssigkeit klein ist. Dies gilt gleichermaßen auch für jeden anderen der Rückflußbehälter. Alternativ kann durch die Herstellung einer Verbindung des Rückflußbehälters mit der Außenseite vorab das Reagenzmittel besser im Behälter festgehalten werden. Bei der obigen Ausführungsform sind der Befeuchter 14 und der Detektor 15 getrennt vorgesehen. Sie können jedoch auch durch eine integrale Einheit gebildet werden, so daß die Befeuchtung und Erfassung an der gleichen Position erfolgen. Bei der obigen Ausführungsform sind zwar der Befeuchter und der Detektor an der Oberseite der Haltescheibe 12 vorgesehen, sie können jedoch auch an der Unterseite der Haltescheibe angeordnet werden.

Claims (11)

  1. Chemische Analysevorrichtung mit einer drehbaren Haltescheibe und einer Anzahl von Analysepatronen, die längs des Umfangs der Haltescheibe Seite an Seite angeordnet sind, wobei jede der Analysepatronen eine Reagenzmittelpatrone mit einer Anzahl von darin ausgebildeten Reagenzmittelbehältern zur Aufnahme von Reagenzmitteln und eine mit der Reagenzmittelpatrone verbundene Reaktionspatrone mit einem darin ausgebildeten Reaktionsbehälter umfaßt, wobei die Reagenzmittelpatrone und die Reaktionspatrone jeweils aus einer Basisplatte und einer Abdeckung bestehen, wobei die Abdeckung in der Oberfläche der Basisplatte ausgebildete Vertiefungen abdeckt, und wobei in der Reagenzmittelpatrone und der Reaktionspatrone Kanäle zum Verbinden der Reagenzmittelbehälter und des Reaktionsbehälters ausgebildet sind, wobei die Kanäle jeweils innerhalb der Basisplatte der Reagenzmittelpatrone und der Reaktionspatrone in Verbindungsabschnitten davon ausgebildet sind.
  2. Chemische Analysevorrichtung mit einer drehbaren Haltescheibe und einer Anzahl von Analysepatronen, die längs des Umfangs der Haltescheibe Seite an Seite angeordnet sind, wobei jede der Analysepatronen eine Anzahl von Reagenzmittelbehältern zur Aufnahme von Reagenzmitteln, Kanäle zum Befördern der Reagenzmittel aus den Reagenzmittelbehältern zur peripher äußeren Seite und einen mit den Kanälen verbundenen und an der peripher äußeren Seite der Reagenzmittelbehälter angeordneten Reaktionsbehälter umfaßt.
  3. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder der mit den Reagenzmittelbehältern verbundenen Kanäle ein zurückgebogener Kanal ist, der in einem gewissen Ausmaß peripher nach innen verläuft und der sich dann weiter peripher nach außen erstreckt, wobei in dem Abschnitt des zurückgebogenen Kanals, der peripher nach innen verläuft, ein erweiterter Kanalabschnitt mit einem vergrößerten Kanalquerschnitt ausgebildet ist.
  4. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder der mit den Reagenzmittelbehältern verbundenen Kanäle ein zurückgebogener Kanal ist, der in einem gewissen Ausmaß peripher nach innen verläuft und der sich dann weiter peripher nach außen erstreckt, wobei der zurückgebogene Kanal in dem Abschnitt, der sich peripher nach außen erstreckt, eine Engstelle aufweist.
  5. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder der mit den Reagenzmittelbehältern verbundenen Kanäle ein zurückgebogener Kanal ist, der jeweils an einem peripher äußeren Abschnitt mit dem Reagenzmittelbehälter verbunden ist, in einem gewissen Ausmaß peripher nach innen verläuft und der sich dann weiter peripher nach außen erstreckt, und wobei im Verlauf des zurückgebogenen Kanals oder an einem vom Reagenzmittelbehälter abzweigenden Ende ein Luftkanal und ein mit dem Luftkanal verbundener Rückflußbehälter vorgesehen sind, wobei der Rückflußbehälter peripher weiter innen angeordnet ist als das peripher äußere Ende des Reagenzmittelbehälters.
  6. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Analysepatrone einen Bindungsabschnitt zum Festhalten oder Binden eines Materials in einer Probe aufweist und an dem Bindungsabschnitt ein Filterhalter zum Halten eines Bindungsfilters angebracht ist, wobei der Filterhalter derart angeordnet ist, daß der Bindungsfilter in einer Richtung eingesetzt ist, die gegen die radiale Richtung der Haltescheibe geneigt ist.
  7. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Filterhalter derart in der Reaktionspatrone gehalten wird, daß die Oberseite des Filterhalters im wesentlichen bündig mit der Oberseite der Basisplatte der Reagenzmittelpatrone abschließt.
  8. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Analysepatrone einen Probenaufnahmebehälter für die Aufnahme einer Probe, einen Erfassungsbehälter zum Erfassen wenigstens einer in der Probe enthaltenen Komponente in einer durch eine Reaktion in dem Reaktionsbehälter erhaltenen Reaktionsflüssigkeit, und einen Rückgewinnungsbehälter zum Rückgewinnen der aus dem Erfassungsbehälter abgegebenen Flüssigkeit umfaßt.
  9. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Erfassungsbehälter eine Trennwand zum Aufteilen des Inneren des Erfassungsbehälters in einen ersten Abschnitt an der peripher äußeren Seite und einen zweiten Abschnitt an der peripher inneren Seite umfaßt, wobei die Trennwand so angeordnet ist, daß sich der Flüssigkeitspegel der Reaktionsflüssigkeit an der Trennwand befindet.
  10. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Erfassungsbehälter mit einem zurückgebogenen Kanal verbunden ist, der vom peripher äußeren Ende des Erfassungsbehälters in einem gewissen Ausmaß peripher nach innen verläuft und der sich dann weiter peripher nach außen erstreckt, wobei mit dem Erfassungsbehälter ein Druckluftbehälter verbunden ist, von dem sich zumindest ein Teil peripher weiter außen befindet als die peripher innerste Stelle des zurückgebogenen Kanals.
  11. Chemische Analysevorrichtung nach Anspruch 8, wobei mit dem Reaktionsbehälter ein Druckluftbehälter verbunden ist, in dem Druckluftbehälter durch eine Drehung der drehbaren Halte scheibe Druckluft erzeugt wird und die Druckluft dadurch expandiert wird, daß die Drehzahl der drehbaren Haltescheibe herabgesetzt wird, um dadurch die Flüssigkeit in den Reaktionsbehälter zu befördern.
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