DE112017007781T5

DE112017007781T5 - Abgabevorrichtung und Probenanalysevorrichtung

Info

Publication number: DE112017007781T5
Application number: DE112017007781.8T
Authority: DE
Inventors: Kazutoshi Onuki; Shigeki Matsubara
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2020-04-23
Also published as: US20200191816A1; JP6868707B2; JPWO2019087271A1; WO2019087271A1; US11313872B2

Abstract

Weil bei einer dispenserartigen Reagensabgabe ein Reagens durch einen Rohrleitungsströmungsweg an eine vorgegebene Position übertragen und abgegeben wird, kann einiges der Reagenzien in dem Rohrleitungsströmungsweg zurückbleiben, und folglich kann in dem Rohrleitungsströmungsweg eine Reagenskristallisation auftreten. Somit muss die Verhinderung einer Kristallisation für den gesamten Rohrleitungsströmungsweg berücksichtigt werden. Es wird eine Abgabevorrichtung geschaffen, die ein Reagensansaugrohr zum Einsaugen eines Reagens aus einem Reagensbehälter, einen Flüssigkeitsübertragungsmechanismus zum Übertragen des Reagens, eine Düse zum Auslassen des Reagens und ein Reagensauslassrohr, das mit dem Reagensbehälter und einem Anschluss, der mit der Düse verbunden werden kann, verbunden ist, enthält. Die Abgabevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Reagens von der Düse in einen Reaktionsbehälter abgegeben wird, und dass dann, wenn das Reagens nicht abgegeben wird, die Düse und der Anschluss verbunden sind und das Reagens umgewälzt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgabevorrichtung, die Reagenzien handhabt, für die erforderlich ist, dass sie warm gehalten werden, und auf eine Probenanalysevorrichtung.
Hintergrundgebiet
Die Analyse von Nucleinsäuren, die in biologischen Proben wie etwa Blut, Plasma und Gewebefragmenten enthalten sind, wird in diversen Gebieten ausgeführt, die nicht lediglich akademische Forschungsgebiete wie etwa Biologie, Biochemie und Medizin enthalten, sondern ebenso Industriezweige für Diagnose, Zuchtverbesserung für landwirtschaftliche Saaten und Lebensmittelprüfung. Das am meisten verbreitete Verfahren zum Analysieren der Nucleinsäure ist eine Technik, die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) genannt wird, wobei eine Basensequenz der Nucleinsäure in einem zu analysierenden Bereich spezifisch erweitert wird. Ferner besteht eine zunehmende Nachfrage nach dem automatischen Absondern und Reinigen von Nucleinsäuren, derart, dass die Nucleinsäuren durch PCR und dergleichen erweitert werden können, und Vorrichtungen zum automatischen Extrahieren der Nucleinsäuren wurden durch diverse Unternehmen bereitgestellt.
Um Nucleinsäuren wie etwa DNA und RNA aus einer biologischen Probe abzusondern und zu reinigen, werden Reagenzien verwendet, die ein chaotropisches Agens wie etwa Guanidin-Hydrochlorid enthalten. Einige dieser Reagenzien weisen eine sehr hohe Salzkonzentration auf, und Salze können selbst bei einer Raumtemperatur von etwa 20 °C kristallisieren. Da eine Kristallisation eine Reaktion beeinflusst, indem eine Konzentration eines Reagens geändert wird, und in einem Rohr eine Verstopfung bewirkt, ist es notwendig, die Kristallisation in der Vorrichtung, die die Nucleinsäuren automatisch extrahiert, zu verhindern. Ein Verfahren zum Verhindern der Kristallisation enthält das Erwärmen eines Reagensbehälters und das Schütteln und Umrühren des Behälters und dergleichen.
Im verwandten Gebiet wurde in einer Vorrichtung zur automatischen Nucleinsäure-Extraktion eine pipettenartige Abgabe verwendet, wobei das Reagens unter Verwendung einer Abgabespitze zum Abgeben des Reagens aus dem Reagensbehälter gesaugt und in einen Reaktionsbehälter ausgelassen wird. Wenn bei der pipettenartigen Abgabe die Kristallisation des Reagens im Reagensbehälter verhindert wird, ist es nicht notwendig, die Kristallisation in einem Abgabeschritt zu verhindern. Daher sind Verfahren wie etwa das Erwärmen des Reagensbehälters wirksam.
Jedoch wurde in den letzten Jahren selbst bei genetischen Versuchen eine Mehrfachprobenbehandlung gefordert. Da das zu extrahierende Reagens ein Reagens ist, das allgemein zwischen Proben verwendet wird, ist im Fall der Mehrfachprobenbehandlung eine dispenserartige Abgabe wirksamer als die pipettenartige Abgabe unter Verwendung der Abgabespitze, weil viele ununterbrochene Abgabevorgänge möglich sind.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP-A-2002-267675
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da bei der dispenserartigen Reagensabgabe das Reagens durch einen Rohrströmungsweg an eine vorgegebene Position übertragen und abgegeben wird, bleibt das Reagens immer für eine bestimmte Zeit in dem Rohrströmungsweg. Daher kann im Fall eines Reagens, das eine hohe Konzentration eines Guanidin-Salzes, das zum Extrahieren der Nucleinsäure verwendet wird, enthält, die Kristallisation im Rohrströmungsweg auftreten.
Wie oben beschrieben worden ist, gibt es Verfahren zum Verhindern der Kristallisation des Reagens wie etwa Erwärmen des Reagensbehälters und Schütteln und Umrühren des Behälters. Jedoch ist es im Fall des Dispensertyps notwendig, nicht lediglich die Verhinderung der Kristallisation im Reagensbehälter, sondern außerdem die Verhinderung der Kristallisation im gesamten Rohrströmungsweg zu berücksichtigen.
In einer Vorrichtung, die in PTL 1 beschrieben ist, wird durch Erwärmen einer Abgabedüse an einem Ende einer Auslassseite des Rohrströmungswegs eine Temperatur des gekühlten Reagens angehoben, um eine Reaktion zwischen einer Probe und dem Reagens zu stabilisieren.
Jedoch kann die Kristallisation im gesamten Rohrströmungsweg nicht lediglich durch Erwärmen der Abgabedüse verhindert werden.
Um die Kristallisation im gesamten Rohrströmungsweg zu verhindern, ist es denkbar, den gesamten Rohrströmungsweg zu erwärmen. Jedoch 1) besteht eine Möglichkeit, dass eine Länge des Strömungswegs abhängig von einer Konfiguration der Vorrichtung extrem lang sein kann, und 2) wird der Strömungsweg, der die Abgabedüse enthält, zu einem beweglichen Abschnitt, wenn es mehrere Reagensauslasspositionen gibt. Aus dem obigen Grund ist es aus der Perspektive von Struktur und Kosten nicht praktizierbar, den gesamten Rohrströmungsweg zu erwärmen.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf das Obige gemacht, und eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Kristallisation eines Reagens selbst dann verhindert, wenn es einen Ort gibt, an dem es schwierig ist, einen Heizmechanismus anzuordnen, und eine stabile Abgabe durchführen kann.
Lösung des Problems
Die vorliegende Anmeldung enthält Verfahren zum Lösen der obigen Probleme, und in einem Beispiel wird eine Abgabevorrichtung geschaffen. Die Abgabevorrichtung enthält Folgendes: eine Düse, die konfiguriert ist, ein Reagens in einen Reaktionsbehälter auszulassen; ein Reagensansaugrohr, das die Düse und einen Reagensbehälter, der das Reagens enthält, verbindet; einen Anschluss, der mit der Düse verbunden werden kann; ein Reagensauslassrohr, das den Anschluss und den Reagensbehälter verbindet; einen Flüssigkeitsübertragungsmechanismus, der das Reagens in das Reagensansaugrohr und das Reagensauslassrohr übertragen kann; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, einen Verbindungszustand der Düse und des Anschlusses und die Flüssigkeitsübertragung des Flüssigkeitsübertragungsmechanismus zu steuern. Wenn das Reagens abgegeben wird, führt die Steuereinheit die Steuerung derart durch, dass die Düse und der Anschluss getrennt sind und das Reagens, das durch das Reagensansaugrohr aus dem Reagensbehälter angesaugt wird, in den Reaktionsbehälter ausgelassen wird. Wenn das Reagens nicht abgegeben wird, führt die Steuereinheit die Steuerung derart durch, dass die Düse und der Anschluss verbunden sind und das Reagens im Reagensbehälter in das Reagensansaugrohr und das Reagensauslassrohr umgewälzt wird.
Ferner wird, um die obige Aufgabe zu lösen, eine Probenanalysevorrichtung geschaffen, in der diese Abgabevorrichtungen angebracht sind.
Vorteilhafte Wirkung
Gemäß der Erfindung gibt es eine Wirkung, dass die Kristallisation des Reagens durch Umwälzen des Reagens verhindert wird und eine stabile Abgabe und Analyse durchgeführt werden können. Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung der Erfindung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich. Ferner werden andere Probleme, Konfigurationen und Wirkungen als jene, die oben beschrieben sind, durch die Beschreibungen der folgenden Ausführungsformen geklärt.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Abgabevorrichtung gemäß Ausführungsform 1.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Abgabevorrichtung unter Verwendung einer Spritzenpumpe gemäß Ausführungsform 1.
3 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Abgabevorrichtung gemäß Ausführungsform 2.
4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Probenanalysevorrichtung, in der eine Abgabevorrichtung angebracht ist, gemäß Ausführungsform 3.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden diverse Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Obwohl die Zeichnungen Ausführungsformen in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung zeigen, sind die Ausführungsformen zum Zweck des Verstehens der Erfindung bereitgestellt und sollen nicht zum Einschränken der Interpretation der Erfindung verwendet werden.
Ausführungsform 1
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Abgabevorrichtung gemäß Ausführungsform 1. Wie in 1 gezeigt ist, enthält eine Abgabevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Reagensbehälter 2, der ein Reagens enthält, einen Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3, eine Düse 4, einen Anschluss 5, ein Reagensansaugrohr 6, ein Reagensauslassrohr 7, einen Temperatursteuermechanismus 9 und eine Steuereinheit 15. Das Reagensansaugrohr 6 ist vom Reagensbehälter 2 zum Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 und vom Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 zur Düse 4 verbunden.
Insbesondere können eine Spritze, eine Pumpe und dergleichen als der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 verwendet werden. Der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 weist eine Funktion des Ansaugens des Reagens aus dem Reagensbehälter 2 auf. 2 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Spritzenpumpe für den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 verwendet wird. In diesem Fall enthält der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 eine Spritzenpumpe 12 und eine elektromagnetisches Ventil 13. Ferner weist der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 eine Funktion des Abgebens des Reagens in einen Reaktionsbehälter 10 und des Umwälzens des Reagens auf. Insbesondere weist der Temperatursteuermechanismus 9 eine Funktion des Erwärmens des Reagens im Reagensbehälter 2 und des Warmhaltens des Reagens unter Verwendung einer Heizeinrichtung, eines Peltier-Elements und dergleichen auf. Der Temperatursteuermechanismus 9 ist als ein Beispiel unter dem Reagensbehälter 2 angeordnet. Der Temperatursteuermechanismus 9 kann auf einer Seitenfläche des Reagensbehälters 2 angeordnet sein, solange der Reagensbehälter 2 erwärmt und warmgehalten werden kann. Der Reagensbehälter 2 kann eingeschlossen sein, derart, dass er als Ganzes erwärmt und warmgehalten werden kann. Der Temperatursteuermechanismus 9 wird durch die Steuereinheit 15 auf konstante Weise in regelmäßigen Zeitintervallen und dann, wenn eine überwachte Temperatur einen Schwellenwert überschreitet, gesteuert, und die Steuerung wird für ein System optimal ausgewählt. Durch das Steuern einer Temperatur des Reagens wie etwa durch Erwärmen des Reagens und Warmhalten des Reagens ist es möglich, mit einer Temperaturänderung während Vorgängen der Vorrichtung umzugehen, und es gibt eine Wirkung des Verhinderns einer Kristallisation.
1(a) zeigt die Abgabevorrichtung, wobei die Düse 4 und der Anschluss 5 nicht verbunden sind, und 1(b) zeigt die Abgabevorrichtung, wobei die Düse 4 und der Anschluss 5 verbunden sind. Wenn gewünscht ist, das Reagens in den Reaktionsbehälter 10 auszulassen, sind die Düse 4 und der Anschluss 5 nicht verbunden, wie in 1(a) gezeigt ist, und das Reagens wird in den Reaktionsbehälter 10 ausgelassen, indem das Reagens mit dem Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 übertragen wird. Die Pfeile in der Zeichnung geben einen Strom der Flüssigkeit an. Wenn das Reagens nicht in den Reaktionsbehälter 10 ausgelassen wird und in einem Zustand aus 1(a) belassen wird, wird eine Temperatur der Umgebung des Temperatursteuermechanismus 9 gehalten, jedoch kann die Temperatur des Reagens, das vom Temperatursteuermechanismus 9 entfernt angeordnet ist, nicht gehalten werden. Daher sind die Düse 4 und der Anschluss 5 verbunden, wie in Fig. (1b) gezeigt ist, wenn das Reagens nicht in den Reaktionsbehälter 10 ausgelassen wird, um einen Umwälzungsweg zu bilden, in dem das Reagens, das aus dem Reagensbehälter 2 angesaugt wird, erneut zum Reagensbehälter 2 zurückkehrt. Das Reagens, das durch den Temperatursteuermechanismus 9 warmgehalten wird, wird durch den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 übertragen und durch die Düse 4 und den Anschluss 5 erneut zum Reagensbehälter 2 zurückgeführt, und das Reagens wird selbst bei dem Reagens, das vom Temperatursteuermechanismus 9 entfernt angeordnet ist, immer durch eine Lösung ersetzt, die warmgehalten wird, derart, dass die Kristallisation des Reagens verhindert werden kann. Eine Temperatur einer zu erwärmenden und warmzuhaltenden Reagenslösung hängt von diversen Faktoren wie etwa einer Länge des Rohrs und einer Temperatur zum Arbeitszeitpunkt ab und muss somit berücksichtigt werden. Die Temperatur von jedem Reagens, das in den Reaktionsbehälter 10 ausgelassen wird, ist ein bedeutender Faktor bei Temperaturbetrachtungen. Wenn z. B. in einem Reaktionsschritt nach dem Auslassen in den Reaktionsbehälter 10 eine Enzymreaktion stattfindet, ist es notwendig, mit einer Temperatur auszulassen, bei der ein Enzym nicht denaturiert wird. Daher ist es notwendig, eine Heiztemperatur und eine Warmhaltetemperatur des Reagensbehälters 2 gemäß einem Maßstab der Vorrichtung und dem Reaktionsschritt zu berücksichtigen. Obwohl die Temperatur von dem Enzym abhängt, ist im Allgemeinen die Temperatur der auszulassenden Lösung 60 °C oder niedriger, wenn es einen Enzymreaktionsschritt gibt. Ferner gibt es bezüglich einer Durchflussmenge eines umlaufenden Reagens eine Wirkung des Verhinderns der Kristallisation durch eine Bewegung der Moleküle aufgrund des Strömens des Reagens. Es gibt eine Wirkung des Verringerns einer lokalen Unregelmäßigkeit einer Reagenskonzentration. Daher hängt die Durchflussmenge, bei der die Kristallisation des Reagens verhindert wird, von Umgebungsfaktoren wie etwa einer Ausflockungstemperatur und einer Verwendungstemperatur des zu verwendenden Reagens ab, jedoch gibt es eine Wirkung des Verhinderns der Kristallisation des Reagens, solange die Durchflussmenge nicht null ist. Daher ist die Durchflussmenge des Reagens im Allgemeinen eine Durchflussmenge in einem beweglichen Bereich der Pumpe, und eine Durchflussmenge, bei der das Reagens an der Verbindung zwischen der Düse und dem Anschluss nicht austritt, ist geeignet. Zum Beispiel ist eine Durchflussmenge von etwa 600 µl pro Sekunde möglich. In der vorliegenden Ausführungsform zeigt ein Beispiel, bei dem der Temperatursteuermechanismus 9 vorgesehen ist, dass die Kristallisation des Reagens durch Umwälzen des Reagens verhindert wird, und selbst dann, wenn der Temperatursteuermechanismus 9 nicht vorgesehen ist, kann die Ausführungsform abhängig von dem zu verwendenden Reagens und der Anwendung angewendet werden. Das oben beschriebene Abgeben des Reagens, die Verbindung der Düse und des Anschlusses, die Temperatur des Reagens, die Durchflussmenge des Reagens in Bezug auf das Übertragen des Reagens und dergleichen werden durch die Steuereinheit 15 gesteuert.
Als ein Beispiel für die Düse ist ein Spitzenende der Düse ein metallisches Material, das einen Außendurchmesser von 0,3 mm, einen Innendurchmesser von 0,5 mm und eine Länge von etwa 94 mm aufweist, wie z. B. eine hohle Düse von SUS, und die Düse kann ein leitfähiges Material und eine Struktur, die eine Flüssigkeitspegeldetektion oder eine Detektion durch Kontaktieren eines leitfähigen Bereichs wie etwa Kontakteerregung durchführen kann, aufweisen. Obwohl das Material der Düse vielfältig ist, kann ein Material mit einer chemischen Widerstandsfähigkeit gemäß dem zu verwendenden Reagens verwendet werden.
Als ein Beispiel für den Anschluss kann ein Material wie etwa PEEK mit einem Innendurchmesser von 0,65 mm verwendet werden. Ein Rohrdurchmesser auf einer Anschlussseite kann vergrößert sein, um einen Druckverlust zu verringern. Zum Beispiel kann der Rohrdurchmesser auf der Anschlussseite etwa das Zweifache eines Rohrdurchmessers auf einer Düsenseite sein.
Die Verbindung zwischen der Düse 4 und dem Anschluss 5 enthält z. B. eine Verbindung durch Oberflächenkontakt. In der Ausführungsform weist der Anschluss 5 einen kegeligen (mörserförmigen) Öffnungsabschnitt auf. Die Düse weist am Spitzenende einen kegeligen Abschnitt auf und wird durch Kontaktieren des kegeligen Abschnitts des Anschlusses abgedichtet, derart, dass das Reagens ohne Flüssigkeitsaustritt umgewälzt werden kann.
Ein Rohrende auf einer Reagensansaugseite des Reagensansaugrohrs 6 ist der Einfachheit der Verwendung des gesamten Reagens im Reagensbehälter 2 halber in der Nähe eines Bodens des Reagensbehälters 2 angeordnet. Ein Rohrende auf einer Reagensauslassseite des Reagensauslassrohrs 7 ist derart angeordnet, dass das umgewälzte Reagens in den Reagensbehälter 2 eintritt, und ist an einer anderen Position als dem Rohrende des Reagensansaugrohrs 6 angeordnet.
Wenn z. B. das Rohrende des Reagensauslassrohrs 7 wie in der vorliegenden Ausführungsform verglichen mit dem Rohrende des Reagensansaugrohrs 6 mit einem Höhenunterschied angeordnet ist, wird das Reagens auf einfache Weise gemischt, und es gibt eine Wirkung des Verbesserns der Ungleichmäßigkeit der Temperatur. Um ferner die Wirksamkeit des Umrührens und Mischens der Lösung im Reagensbehälter 2 durch Umwälzen der Lösung, ohne einen Rührer und dergleichen zu verwenden, zu verbessern, können das Reagensauslassrohr 7 und das Reagensansaugrohr 6 zusätzlich zum Anordnen des Reagensauslassrohrs 7 und des Reagensansaugrohrs 6 mit einem Höhenunterschied in einer seitlichen Richtung voneinander getrennt angeordnet sein. Ferner können das Reagensauslassrohr 7 und das Reagensansaugrohr 6 sowohl in der Höhenrichtung als auch in der seitlichen Richtung voneinander getrennt angeordnet sein. Um das Rohrende des Reagensauslassrohrs 7 vom Rohrende des Reagensansaugrohrs 6 entfernt zu halten, kann ferner ein L-förmiges Rohr verwendet werden.
Es gibt verschiedene Aspekte des Anordnens des Rohrendes auf der Düsenseite und des Rohrendes auf der Anschlussseite. Wenn jedoch der Fokus auf dem Umrühren des Reagens liegt, ist es wichtig, dass das Rohrende zum Ansaugen des Reagens und das Rohrende zum Auslassen des Reagens nicht zueinander benachbart sind. Ein Anordnungsabstand variiert abhängig von Bedingungen wie etwa einer Größe des Reagensbehälters.
Ferner können das Rohrende des Reagensauslassrohrs 7 und des Reagensansaugrohrs 6 abhängig von einer Form und einer Größe des Reagensbehälters 2 zueinander benachbart angeordnet sein. Wenn das Rohrende des Reagensauslassrohrs 7 in der Nähe des Rohrendes des Reagensansaugrohrs 6 angeordnet ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Reagens lediglich am Boden des Reagensbehälters 2 umläuft. In diesem Fall wird eine Umrührwirkung durch Einstellen einer Richtung eines Reagensauslasses am Rohrende verbessert, wenn das Umrühren des Reagens ebenfalls berücksichtigt wird.
Eine Konfiguration der Ausführungsform 1 kann ebenso in Ausführungsform 2 und Ausführungsform 3 durchgeführt werden.
Ausführungsform 2
3 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Abgabevorrichtung gemäß Ausführungsform 2. Wie in 3 gezeigt ist, enthält die Abgabevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Reagensbehälter 2, der das Reagens enthält, den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3, einen Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11, die Düse 4, den Anschluss 5, das Reagensansaugrohr 6, das Reagensauslassrohr 7, den Temperatursteuermechanismus 9 und die Steuereinheit 15. Zwei Rohre des Reagensansaugrohrs 6, das mit der Düse 4 verbunden ist, und des Reagensauslassrohrs 7, das mit dem Anschluss 5 verbunden ist, sind mit dem Reagensbehälter 2 verbunden.
Die in der Ausführungsform 1 beschriebenen Inhalte in Bezug auf den Reagensbehälter 2, die Düse 4, den Anschluss 5, das Reagensansaugrohr 6, das Reagensauslassrohr 7 und den Temperatursteuermechanismus 9 können ebenso in der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt werden.
Ein Unterschied zwischen Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 besteht darin, dass zwei Flüssigkeitsübertragungsmechanismen, das heißt, der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 und der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11, angeordnet sind.
3 zeigt einen Flüssigkeitsübertragungsmechanismus unter Verwendung einer Spritzenpumpe im Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 als ein Beispiel. Der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 ist ein Beispiel, das zwischen dem Anschluss 5 auf dem Reagensauslassrohr 7 und dem Reagensbehälter 2 angeordnet ist. Der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 ist ein Flüssigkeitsübertragungsmechanismus zum Abgeben und Umwälzen des Reagens, und der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 wird hauptsächlich zum Umwälzen verwendet. Eine Wirkung des Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 ist eine Wirkung des Verhinderns einer Undichtheit am Anschluss 5 aufgrund des Ansaugens des Reagens. Ferner kann der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 die Flüssigkeit durch einen Abgabemechanismus mit hoher Genauigkeit übertragen, und der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 kann das Reagens unter Verwendung eines Flüssigkeitsübertragungsmechanismus mit einer niedrigen Genauigkeit der Flüssigkeitsmenge umwälzen. Durch das Verwenden der Flüssigkeitsübertragungsmechanismen mit einer unterschiedlichen Genauigkeit der Flüssigkeitsübertragung wie oben beschrieben können eine hochgenaue Abgabe der Lösung und eine wirksame Umwälzung der Lösung umgesetzt werden. Zum Beispiel kann, wie in 3 gezeigt ist, eine genaue Spritzenpumpe für den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 verwendet werden, und eine Schlauchpumpe kann für den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 verwendet werden.
Der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 kann zwischen dem Reagensbehälter 2 und der Düse 4 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Wirkung des Verhinderns einer Undichtheit des Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 am Anschluss 5 aufgrund des Ansaugens des Reagens, die eine der Wirkungen ist, nicht erwartet werden. Jedoch können die hochgenaue Abgabe der Lösung und die wirksame Umwälzung der Lösung durch Verwenden der Flüssigkeitsübertragungsmechanismen mit einer unterschiedlichen Genauigkeit der Flüssigkeitsübertragung umgesetzt werden. Die Steuereinheit 15 steuert die Flüssigkeitsübertragungsvorgänge des Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 und des Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 11 und steuert das Abgeben de Reagens, die Verbindung der Düse und des Anschlusses, die Temperatur des Reagens, die Durchflussmenge des Reagens in Bezug auf das Übertragen des Reagens und dergleichen.
Ausführungsform 3
Die Ausführungsform 3 ist eine Ausführungsform einer Probenanalysevorrichtung, in der die Abgabevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2 angebracht ist und verwendet wird.
4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Probenanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 3. Wie in 4 gezeigt ist, enthält eine Probenanalysevorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform drei Versuchseinheiten, die eine Nucleinsäure-Extraktionseinheit 201, eine Reagens- und Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit 202 und eine Messeinheit 203 enthalten, die jeweils einem einzelnen Versuchsschritt entsprechen, und einen Transportmechanismus 204 zum Transportieren eines Behälters zwischen den Versuchseinheiten.
Die Nucleinsäure-Extrahiereinheit 201 enthält eine Probeneinbringeinheit 205 zum Einbringen eines Behälters, der eine Probe einschließt, in die Vorrichtung, einen Pipettenmechanismus zum Abgeben der Probe, einen Behältertransportmechanismus zum Transportieren des Behälters in der Einheit und einen Extraktionsmechanismus 2011 zum Extrahieren von Nucleinsäuren aus der Probe. Im Folgenden ist ein integrierter Mechanismus des Pipettenmechanismus und des Behältertransportmechanismus als ein Pipetten- und Transportmechanismus 2012 bezeichnet.
Der Extraktionsmechanismus 2011 ist konfiguriert, die Probe aufzulösen und die Nucleinsäure in der Probe zu reinigen (extrahieren), und enthält in der Konfiguration eine Abgabevorrichtung 1(a) zum Abgeben eines ersten Reagens und eine Abgabevorrichtung 1(b) zum Abgeben eines zweiten Reagens. Die Abgabevorrichtung 1(a) und die Abgabevorrichtung 1(b) sind die Abgabevorrichtungen gemäß Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2. Die Konfigurationen der Abgabevorrichtung 1(a) und der Abgabevorrichtung 1(b) sind genau dieselben, und der einzige Unterschied ist eine Art des Reagens, das im Reagensbehälter 2 enthalten ist.
Die Reagens- und Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit 202 enthält einen Pipettenmechanismus zum Abgeben eines Reagens, einen Behältertransportmechanismus zum Transportieren des Behälters in der Einheit, eine Reagensinstallationseinheit und eine Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit 2021. Im Folgenden ist ein integrierter Mechanismus des Pipettenmechanismus und des Behältertransportmechanismus als ein Pipetten- und Transportmechanismus 2022 bezeichnet.
Die Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit 2021 enthält z. B. einen Mechanismus zum Aufbereiten eines installierten Reagens, einen Mechanismus zum Aufbereiten einer Nucleinsäureprobe und des Reagens, einen Umrührmechanismus gemäß den Anforderungen für ein Verfahren für einen angesetzten genetischen Versuch, einen Verstopfungsmechanismus, einen Heizmechanismus und dergleichen.
Die Messeinheit 203 enthält einen Behältertransportmechanismus 2032 zum Transportieren des Behälters in der Einheit, einen Echtzeit-Fluoreszenzmessungsmechanismus 2031 und eine Datenverarbeitungseinheit 2033 zum Verarbeiten von Fluoreszenzmessungsdaten.
Der Transportmechanismus 204 enthält ein Transportgestell 208 zum Aufnehmen mehrerer Reaktionsbehälter 10, die die Proben und die Reagenzien enthalten. Durch Transportieren des Transportgestells 208 werden die drei Versuchseinheiten, die die Nucleinsäure-Extraktionseinheit 201, die Reagens- und Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit 202 und die Messeinheit 203 enthalten, rückwärts und vorwärts bewegt.
Als nächstes werden Vorgänge der Probenanalysevorrichtung 200 beschrieben. Nachdem die Probe in die Probeneinbringeinheit 205 eingebracht worden ist, führt die Nucleinsäure-Extraktionseinheit 201 einen Probenauflösungsschritt, einen Nucleinsäure-Bindeschritt, einen Waschschritt und einen Probenelutionsschritt durch, um Nucleinsäuren zu extrahieren. Anschließend führt die Reagens- und Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit 202 einen Reagensaufbereitungsschritt und einen Reaktionsproben-Aufbereitungsschritt durch, um eine Flüssigkeit derart aufzubereiten, dass sie analysiert werden kann. Schließlich führt die Messeinheit 203 einen Probenmechanismus-Ladeschritt, einen Detektionsschritt, einen Analyseschritt und einen Entladeschritt durch, um die Probe zu analysieren.
Vorgänge der Nucleinsäure-Extraktionseinheit 201 werden genauer beschrieben. Bis ein Schritt des Auslassens des Reagens der Nucleinsäure-Extraktionseinheit 201 begonnen wird, sind die Düse 4 und der Anschluss 5 in den Abgabevorrichtungen 1(a) und 1(b) verbunden, der Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 überträgt das Reagens, das durch den Temperatursteuermechanismus 9 warmgehalten wird, und das Reagens wird durch die Düse 4 und den Anschluss 5 erneut zum Reagensbehälter 2 zurückgeführt, um die Kristallisation des Reagens zu verhindern.
Als erstes wird der Reaktionsbehälter 10 durch den Pipetten- und Transportmechanismus 2012 zum Transportgestell 208 auf dem Transportmechanismus 204 transportiert. Daraufhin wird eine Abgabespitze am Abgabe- und Transportmechanismus 2012 befestigt, und die Probe, die in der Probeneinbringeinheit 205 gelagert ist, wird angesaugt. Anschließend wird die angesaugte Probe in den Reaktionsbehälter 10 auf dem Transportgestell 208 ausgelassen. Der Reaktionsbehälter 10 auf dem Transportgestell 208 wird transportiert und an eine erste Reagensauslassposition bewegt.
Seit das Auslassen des ersten Reagens begonnen worden ist, sind die Düse 4 und der Anschluss 5 der Abgabevorrichtung 1(a) getrennt, und die Düse 4 wird über den Transportmechanismus 204 bewegt. Das erste Reagens wird in den Reaktionsbehälter 10 ausgelassen, indem das Reagens durch den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 übertragen wird. Wenn das Auslassen des ersten Reagens abgeschlossen ist, wird die Düse 4 über den Anschluss 5 bewegt, die Düse 4 wird mit dem Anschluss 5 verbunden, das Reagens, das durch den Temperatursteuermechanismus 9 warmgehalten wird, wird durch den Flüssigkeitsüberragungsmechanismus 3 übertragen, und das Reagens wird durch die Düse 4 und den Anschluss 5 erneut zum Reagensbehälter 2 zurückgeführt, um die Kristallisierung des Reagens zu verhindern.
Anschließend wird der Reaktionsbehälter10 auf dem Transportgestell 208 von der ersten Reagensauslassposition zu einer zweiten Reagensauslassposition bewegt. Seit das Auslassen des zweiten Reagens begonnen worden ist, sind die Düse 4 und der Anschluss 5 der Abgabevorrichtung 1(b) getrennt, und die Düse 4 wird über den Transportmechanismus 204 bewegt. Das zweite Reagens wird in den Reaktionsbehälter 10 ausgelassen, indem das Reagens durch den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 übertragen wird. Wenn das Auslassen des zweiten Reagens abgeschlossen ist, wird die Düse 4 über den Anschluss 5 bewegt, die Düse 4 wird mit dem Anschluss 5 verbunden, das Reagens, das durch den Temperatursteuermechanismus 9 warmgehalten wird, wird durch den Flüssigkeitsübertragungsmechanismus 3 übertragen, und das Reagens wird durch die Düse 4 und den Anschluss 5 erneut zum Reagensbehälter 2 zurückgeführt, um die Kristallisierung des Reagens zu verhindern.
Daraufhin wird eine Nucleinsäure-Extraktionsverarbeitung durch den Extraktionsmechanismus 2011 durchgeführt, und die extrahierte Nucleinsäure wird durch den Transportmechanismus 204 von der Nucleinsäure-Extraktionseinheit 201 zur Reagens- und Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit 202 transportiert. Die Beschreibung einer anschließenden Verarbeitung ist weggelassen.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel für eine Vorrichtung für genetische Versuche ist, enthält die Erfindung die Anwendung auf andere Vorrichtungen zur Analyse wie etwa zur biochemischen Analyse und ist nicht auf die Vorrichtung für genetische Versuche eingeschränkt.
Bezugszeichenliste

1:: Abgabevorrichtung
2:: Reagensbehälter
3:: Flüssigkeitsübertragungsmechanismus
4:: Düse
5:: Anschluss
6:: Reagensansaugrohr
7:: anschlussseitiges Rohr
9:: Temperatursteuermechanismus
10:: Reaktionsbehälter
11:: Flüssigkeitsübertragungsmechanismus
12:: Spritzenpumpe
13:: elektromagnetisches Ventil
15:: Steuereinheit
200:: Probenanalysevorrichtung
201:: Nucleinsäure-Extraktionseinheit
202:: Reagens- und Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit
203:: Messeinheit
204:: Transportmechanismus
205:: Probeneinbringeinheit
208:: Transportgestell
2011:: Extraktionsmechanismus
2012:: Pipetten- und Transportmechanismus
2021:: Reaktionsflüssigkeits-Aufbereitungseinheit
2022:: Pipetten- und Transportmechanismus
2031:: Echtzeit-Fluoreszenzmessungsmechanismus
2032:: Behältertransportmechanismus
2033:: Datenverarbeitungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002267675 A [0006]

Claims

Abgabevorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Düse, die konfiguriert ist, ein Reagens in einen Reaktionsbehälter auszulassen; ein Reagensansaugrohr, das die Düse und einen Reagensbehälter, der das Reagens enthält, verbindet; einen Anschluss, der mit der Düse verbunden werden kann; ein Reagensauslassrohr, das den Anschluss und den Reagensbehälter verbindet; einen Flüssigkeitsübertragungsmechanismus, der das Reagens in das Reagensansaugrohr und das Reagensauslassrohr übertragen kann; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, einen Verbindungszustand der Düse und des Anschlusses und die Flüssigkeitsübertragung des Flüssigkeitsübertragungsmechanismus zu steuern, wobei die Steuereinheit die Steuerung derart durchführt, dass dann, wenn das Reagens abgegeben wird, die Düse und der Anschluss getrennt sind und das Reagens, das durch das Reagensansaugrohr aus dem Reagensbehälter angesaugt wird, in den Reaktionsbehälter ausgelassen wird, und dann, wenn das Reagens nicht abgegeben wird, die Düse und der Anschluss verbunden sind und das Reagens im Reagensbehälter in das Reagensansaugrohr und das Reagensauslassrohr umgewälzt wird.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Temperatursteuermechanismus des Reagensbehälters.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Position eines Rohrendes des Reagensansaugrohrs, das konfiguriert ist, das Reagens aus dem Reagensbehälter anzusaugen, zu einer Position eines Rohrendes des Reagensauslassrohrs, das mit dem Reagensbehälter verbunden ist, nicht benachbart ist.
Abgabevorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Düse, die konfiguriert ist, ein Reagens in einen Reaktionsbehälter auszulassen; ein Reagensansaugrohr, das die Düse und einen Reagensbehälter, der das Reagens enthält, verbindet; einen Anschluss, der mit der Düse verbunden werden kann; ein Reagensauslassrohr, das den Anschluss und den Reagensbehälter verbindet; einen ersten Flüssigkeitsübertragungsmechanismus, der das Reagens aus der Düse in den Reaktionsbehälter abgeben kann; einen zweiten Flüssigkeitsübertragungsmechanismus, der das Reagens in das Reagensansaugrohr und das Reagensauslassrohr übertragen kann; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, die Flüssigkeitsübertragung des ersten Flüssigkeitsübertragungsmechanismus, der das Reagens abgeben kann, einen Verbindungszustand der Düse und des Anschlusses und die Flüssigkeitsübertragung des zweiten Flüssigkeitsübertragungsmechanismus zu steuern, wobei die Steuereinheit den ersten Flüssigkeitsübertragungsmechanismus und den zweiten Flüssigkeitsübertragungsmechanismus derart steuert, dass dann, wenn das Reagens abgegeben wird, die Düse und der Anschluss getrennt sind und das Reagens, das durch das Reagensansaugrohr aus dem Reagensbehälter angesaugt wird, durch den ersten Flüssigkeitsübertragungsmechanismus in den Reaktionsbehälter ausgelassen wird, und dann, wenn das Reagens nicht abgegeben wird, die Düse und der Anschluss verbunden sind und das Reagens im Reagensbehälter in das Reagensansaugrohr und das Reagensauslassrohr umgewälzt wird.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 4, die ferner Folgendes umfasst: einen Temperatursteuermechanismus des Reagensbehälters.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Position eines Rohrendes des Reagensansaugrohrs, das konfiguriert ist, das Reagens aus dem Reagensbehälter anzusaugen, zu einer Position eines Rohrendes des Reagensauslassrohrs, das mit dem Reagensbehälter verbunden ist, nicht benachbart ist.
Probenanalysevorrichtung, die Folgendes umfasst: die Abgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 4; eine Probeneinbringeinheit; einen Fluoreszenzmessungsmechanismus; eine Datenverarbeitungseinheit; und einen Behältertransportmechanismus.