DE112018007860T5

DE112018007860T5 - Biochemische Kassette und biochemische Analysevorrichtung

Info

Publication number: DE112018007860T5
Application number: DE112018007860.4T
Authority: DE
Inventors: Michiru Fujioka; Sakuichiro Adachi
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2021-04-29
Also published as: GB2591370A; GB202102911D0; US20210339256A1; JPWO2020079834A1; CN112585474A; GB2591370B; WO2020079834A1; JP7022845B2

Abstract

Um die Aufnahme einer biologischen Probe in einer Position in einem vorbestimmten Abstand von einer EWOD-Elektrode entfernt zu ermöglichen, ist die vorliegende Erfindung eine biochemische Kassette mit einem Tröpfchendurchgang, an dem mehrere EWOD-Elektroden entlang einer Richtung angeordnet sind, in der ein Probentröpfchen, das ein Tröpfchen mit einer biologischen Probe ist, transportiert wird, wobei die mehreren EWOD-Elektroden dazu konfiguriert sind, das Probentröpfchen zu transportieren, und einer Probenaufnahmeeinheit mit einem vorbestimmten Abstand von einer EWOD-Elektrode an einem hinteren Ende des Tröpfchendurchgangs, wobei die Probenaufnahmeeinheit in einer Position vorgesehen ist, in der die biologische Probe im Probentröpfchen aufgenommen wird. Wenn die biologische Probe aufgenommen wird, wird die Probenaufnahmeeinheit in einer Position angeordnet, die niedriger ist als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode am hinteren Ende, und ein Bereich zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit wird glatt verbunden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine biochemische Kassette mit der Synthese, wie erforderlich, einer biologischen Probe, die durch biochemische Reaktionen für die Analyse extrahiert wird, und eine biochemische Analysevorrichtung mit dieser biochemischen Kassette.
Stand der Technik
Die Genomanalyse wie z. B. Basensequenzanalyse und Polymorphismusanalyse ist auf dem Gebiet von biologischen Untersuchungen, medizinischen Gebieten wie z. B. Gentherapie und Gendiagnose und der Entwicklung von Molekularzielarzneimitteln und der medizinischen Rechtsprechung wie z. B. DNA-Untersuchung außergewöhnlich wichtig. Bei der Genomanalyse werden die folgenden Prozesse durchgeführt: 1) der Prozess zum Extrahieren von Nukleinsäure aus einer Probe; 2) der Prozess der Amplifikation der extrahierten Nukleinsäure für die Markierung; und 3) der Prozess des elektrophoretischen Lesens der Basensequenz der Nukleinsäure. Im Prozess 2) wird die mit Reagens gemischte Nukleinsäure auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten, ein Primer vergütet die Nukleinsäure zu einem Ziel und die Nukleinsäure wird amplifiziert.
Die Patentliteratur 1 offenbart die Verwendung einer Technik der Elektrobenetzung an einem Dielektrikum (EWOD) für den Prozess 2). Das heißt, die Patentliteratur 1 offenbart, dass die Nukleinsäure oder das Tröpfchen eines Reagens in einem Tröpfchenmikroaktuator unter Verwendung von EWOD transportiert wird, die Nukleinsäure amplifiziert wird und dann die Nukleinsäure auf der Stromabwärtsseite durch Elektrophorese analysiert wird.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte
Patentanmeldungsveröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2009-534653
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die Patentliteratur 1 offenbart jedoch kein spezielles Verfahren zum Zuführen der Nukleinsäure, nachdem sie amplifiziert worden ist, zu einer Elektrophoresevorrichtung wie z. B. einem Kapillarsequenzanalysator. Das Tröpfchen wird mit einigen zehn Volt einer Anlegespannung in EWOD transportiert, während, um eine biologische Probe, beispielsweise eine amplifizierte Nukleinsäure, in einem Tröpfchen in die Kapillaranordnung des Kapillarsequenzanalysators aufzunehmen, eine Anlegespannung mit beispielsweise einigen zehn Kilovolt erforderlich ist, was EWOD-Elektroden und beliebige andere Komponenten zerstört und daher zu keiner Wiederverwendung der EWOD für den Transport von Tröpfchen führt.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine biochemische Kassette, die eine biologische Probe in einer Position in einem vorbestimmten Abstand von einer EWOD-Elektrode entfernt aufnehmen kann, und eine biochemische Analysevorrichtung, die mit der biochemischen Kassette ausgestattet ist, zu schaffen.
Lösung für das Problem
Um die Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende Erfindung eine biochemische Kassette mit einem Tröpfchendurchgang, an dem mehrere EWOD-Elektroden entlang einer Richtung angeordnet sind, in der ein Probentröpfchen, das ein Tröpfchen mit einer biologischen Probe ist, transportiert wird, wobei die mehreren EWOD-Elektroden dazu konfiguriert sind, das Probentröpfchen zu transportieren, und mit einer Probenaufnahmeeinheit mit einem vorbestimmten Abstand von einer EWOD-Elektrode an einem hinteren Ende des Tröpfchendurchgangs, wobei die Probenaufnahmeeinheit in einer Position vorgesehen ist, in der die biologische Probe im Probentröpfchen aufgenommen wird. Wenn die biologische Probe aufgenommen wird, wird die Probenaufnahmeeinheit in einer Position angeordnet, die niedriger ist als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode am hinteren Ende, und ein Bereich zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit wird nahtlos verbunden.
Die vorliegende Erfindung ist eine biochemische Analysevorrichtung, die eine biologische Probe für die Analyse aufnimmt, wobei die Vorrichtung die biochemische Kassette umfasst.
Figurenliste
Gemäß der vorliegenden Erfindung können eine biochemische Kassette, die eine biologische Probe in einer Position in einem vorbestimmten Abstand von einer EWOD-Elektrode entfernt aufnehmen kann, und eine biologische Analysevorrichtung, die mit der biochemischen Kassette ausgestattet ist, geschaffen werden.

1 ist ein Diagramm, das eine Gesamtstruktur einer biochemischen Analysevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine biochemische Kassette gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist eine Draufsicht, die einen Probendurchgang, einen Reagensdurchgang und eine Probenaufnahmeeinheit in der biochemischen Kassette gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist eine Querschnitt, die eine Vorrichtung zur Elektrobenetzung an einem Dielektrikum (EWOD) gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist eine Querschnittsansicht, die die Probenaufnahmeeinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist ein Ablaufplan, der eine Operation gemäß der ersten Ausführungsform da rstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Operation gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Operation gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Operation gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Probenaufnahmeeinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
11 ist ein Ablaufplan, der eine Operation gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die eine Probenaufnahmeeinheit gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
13 ist ein Ablaufplan, der eine Operation gemäß der dritten Ausführungsform da rstellt.
14 ist eine Querschnittsansicht, die eine Probenaufnahmeeinheit gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer biochemischen Analysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass, um die Orientierungen in den Zeichnungen anzugeben, XYZ-Koordinatensysteme in die Zeichnungen geschrieben sind.
Erste Ausführungsform
1 zeigt die Gesamtstruktur einer biochemischen Analysevorrichtung. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine biochemische Analysevorrichtung veranschaulicht, wobei die biochemische Analysevorrichtung eine Elektrophorese durchführt, die eine Nukleinsäure amplifiziert, die aus einer Probe extrahiert wird, die Nukleinsäure markiert und dann die Basensequenz der Nukleinsäure liest. Um die Nukleinsäure zu amplifizieren, wird die mit einem Reagens gemischte Nukleinsäure auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten, oder um eine Elektrophorese durchzuführen, wird die amplifizierte Nukleinsäure zu einer dünnen Röhre zugeführt, die Kapillare genannt wird.
Ein Vorrichtungshauptkörper 101 ist mit einem Steuercomputer 125 mit einem Kommunikationskabel verbunden. Der Steuercomputer 125 nimmt eine Eingabe von einer Bedienperson an, steuert die Funktionen der biochemischen Analysevorrichtung, gibt und empfängt Daten, die am Vorrichtungshauptkörper 101 detektiert werden, und zeigt Daten an, die gegeben und empfangen werden. Der Vorrichtungshauptkörper 101 umfasst eine Kapillaranordnung 114, einen Pumpenmechanismus 103, einen Thermostaten 115, die Fördereinrichtung 122, eine Hochspannungsleistungsversorgung 104, eine Lichtquelle 111 und einen optischen Detektor 112. Im Folgenden werden diese Komponenten beschrieben.
Die Kapillaranordnung 114 ist ein Austauschelement, das aus einer oder mehreren (z. B. zwei bis 96) Kapillaren 102 besteht, mit einem Ladekopf 124, einer Detektionseinheit 113 und einem Kapillarkopf 129. An einem Ende der Kapillaranordnung 114 ist der Ladekopf 124 vorgesehen, um eine Probe in die Kapillare 102 zuzuführen, der ein Kathodenende 126 bildet, an das eine negative Spannung angelegt wird. Am anderen Ende der Kapillaranordnung 114 sind mehrere Kapillaren 102 durch den Kapillarkopf 129 zu einer gebündelt und sind in einer druckdichten verborgenen Struktur mit einem Gelblock 106 verbunden. Die Detektionseinheit 113, auf die Laserlicht aufgebracht wird, ist zwischen dem Ladekopf 124 und dem Kapillarkopf 129 vorgesehen.
Die Kapillare 102 ist eine Glasröhre mit einem Innendurchmesser, der einige zehn bis einige hundert µm ist, und einem Außendurchmesser von einigen hundert µm. Um die Festigkeit der Kapillare 102 zu verbessern, ist die Oberfläche mit einer Polyimidbeschichtung bedeckt. Die Polyimidbeschichtung ist jedoch von der Detektionseinheit 113 und der Umgebung der Detektionseinheit 113 entfernt, auf die Laserlicht aufgebracht wird. Das Innere der Kapillare 102 ist mit einem Trennmedium gefüllt, das DNA-Moleküle in der Probe trennt. Das Trennmedium ist beispielsweise ein Polyacrylamidtrenngel.
Der Pumpenmechanismus 103 besteht aus einer Spritze 105 und einem mechanischen System, das die Spritze 105 mit Druck beaufschlagt. Der Gelblock 106 ist eine Verbindungseinheit, die die Spritze 105, die Kapillaranordnung 114, einen Anodenpufferbehälter 108 und einen Trennmediumbehälter 107 verbindet. Das motorbetriebene Ventil 110 wird geschlossen, die Spritze 105 wird eingepresst und das Trennmedium in der Spritze 105 wird in das Innere der Kapillare 102 eingespritzt.
Der Thermostat 115 weist eine Heizvorrichtung 117 und ein Gebläse 116 zum Steuern der Temperatur der Kapillaranordnung 114 auf und ist mit einem Wärmeisolator bedeckt, um die Temperatur im Thermostaten 115 konstant zu halten. Das Steuern der Temperatur im Thermostaten 115 hält die Temperatur im überwiegenden Teil der Kapillaranordnung 114 auf einer konstanten Temperatur, beispielsweise auf einer Temperatur von 60 °C.
Die Fördereinrichtung 122 weist drei Elektromotoren und lineare Aktuatoren auf und die Fördereinrichtung 122 ist in drei axialen Richtungen, vertikalen, seitlichen und Rückwärts- und Vorwärtsrichtungen, beweglich. An einem Bewegungstisch 123 an der Fördereinrichtung 122 sind mindestens ein oder mehrere Behälter installiert. Die Fördereinrichtung 122 transportiert einen Pufferbehälter 118, einen Waschbehälter 119, einen Abfallfluidbehälter 120 und eine biochemische Kassette 121 am Bewegungstisch 123 zum Kathodenende 126 der Kapillare 102. In den Pufferbehälter 118 wird eine elektrophoretische Pufferlösung gegeben. Der Waschbehälter 119 wird zum Waschen der Kapillare 102 verwendet. In den Abfallfluidbehälter 120 wird das Trennmedium in der Kapillare 102 abgegeben. In die biochemische Kassette 121 wird beispielsweise eine biologische Probe, Nukleinsäure und ein Reagens gegeben. Die Nukleinsäure, die in der biochemischen Kassette 121 amplifiziert wird, wird vom Kathodenende 126 der Kapillare 102 in die Kapillaranordnung 114 aufgenommen. Die biochemische Kassette 121 wird später mit Bezug auf 2 bis 5 beschrieben.
Die Hochspannungsleistungsversorgung 104 ist mit einer Anodenelektrode 109 im Anodenpufferbehälter 108 und dem Ladekopf 124 verbunden und legt eine hohe Spannung an das Trennmedium in der Kapillare 102 an.
Die Lichtquelle 111 bringt Laserlicht, das kohärentes Licht ist, als Pumplicht auf die Detektionseinheit 113 auf. Der optische Detektor 112 detektiert optisch die Fluoreszenz, die von der Probe emittiert wird, in der Detektionseinheit 113. Die detektierten optischen Daten 128 werden zum Steuercomputer 125 durch ein Steuersubstrat 127 übertragen.
Mit Bezug auf 2 wird die biochemische Kassette 121 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht der biochemischen Kassette 121. Die biochemische Kassette 121 ist mit einem oder mehreren, beispielsweise vier, Durchgängen versehen, in denen Nukleinsäure amplifiziert wird, und das Kathodenende 126 der Kapillare 102 ist in jeden der Durchgänge eingesetzt. Es ist zu beachten, dass in 2 die lange Richtung des Durchgangs eine X-Richtung ist, die Richtung, in der die Durchgänge angeordnet sind, eine Y-Richtung ist und die Richtung, in der das Kathodenende 126 eingesetzt ist, eine Z-Richtung ist.
Mit Bezug auf 3 wird die Struktur in der biochemischen Kassette 121 beschrieben. 3 ist eine Draufsicht des Inneren der biochemischen Kassette 121. In der biochemischen Kassette 121 in 3 sind eine Probenkammer 301, eine Reagenskammer 302, ein Probendurchgang 303 und ein Reagensdurchgang 304 vorgesehen. Mehrere, beispielsweise vier, der Probenkammern 301 sind vorgesehen und beispielsweise ein Mikroliter von zu amplifizierender Nukleinsäure wird in die Probenkammern 301 gegeben, alternativ können zehn Mikroliter von Nukleinsäure in die Probenkammer 301 gegeben werden und ein Mikroliter von Nukleinsäure kann von zehn Mikrolitern der Nukleinsäure für die Verwendung abgetrennt werden. Eine oder mehrere, beispielsweise fünf, Reagenskammern 302 sind vorgesehen. In die Reagenskammern 302 werden Reagenzien, die zum Amplifizieren der Nukleinsäure verwendet werden, gegeben, einschließlich beispielsweise eines Primers, dNTP, einer Pufferlösung, Wasser, eines Enzyms, eines Denaturierungsmittels und einer Größenstandard-DNA.
Die Probendurchgänge 303 sind individuell mit den Probenkammern 301 verbunden und ein Tröpfchen, das Nukleinsäure enthält, wird transportiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Richtung, in der ein Tröpfchen, das Nukleinsäure enthält, transportiert wird, die X-Richtung. In dem Fall, in dem eine Technik der Elektrobenetzung an einem Dielektrikum (EWOD) zum Transportieren des Tröpfchens verwendet wird, ist der Probendurchgang 303 eine Transportvorrichtung mit einer EWOD-Elektrode 300 zum Transportieren des Tröpfchens. EWOD ist eine Technik, bei der eine Spannung über ein Tröpfchen, das auf einem wasserabweisenden Film angeordnet ist, der ein Film mit Wasserabweisungsvermögen ist, und eine EWOD-Elektrode angelegt wird, die eine Elektrode ist, die unter dem wasserabweisenden Film angeordnet ist, die Oberflächenspannung des Tröpfchens gesteuert wird und folglich das Tröpfchen auf dem wasserabweisenden Film transportiert wird.
Mit Bezug auf 4 wird eine Beispieltransportvorrichtung unter Verwendung von EWOD beschrieben. 4 ist eine X-Z-Querschnittsansicht eines Durchgangs unter Verwendung von EWOD. Die Transportvorrichtung weist eine obere Platte 401, eine obere Elektrode 402, einen oberen wasserabweisenden Film 403, einen unteren wasserabweisenden Film 405, einen Isolationsfilm 406, eine EWOD-Elektrode 300 und eine untere Platte 407 auf. Die obere Platte 401 und die untere Platte 407 sind parallel angeordnet. An der unteren Oberfläche der oberen Platte 401 sind die obere Elektrode 402 und der obere wasserabweisende Film 403 vorgesehen und an der oberen Oberfläche der unteren Platte 407 sind mehreren EWOD-Elektroden 300, der Isolationsfilm 406 und der untere wasserabweisende Film 405 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass, wenn mehrere EWOD-Elektroden 300 an der oberen Platte 401 und/oder der unteren Platte 407 angeordnet sind, der Transport eines Tröpfchens 400 möglich ist.
Die mehreren EWOD-Elektroden 300 sind entlang der Richtung angeordnet, in der das Tröpfchen 400 transportiert wird. Die EWOD-Elektrode 300 ist mit dem Isolationsfilm 406 mit einer Dicke von beispielsweise einigen hundert µm bedeckt, so dass eine Spannung individuell an die EWOD-Elektroden 300 angelegt werden kann. Vorzugsweise ist ein Raum zwischen dem oberen wasserabweisenden Film 403 und dem unteren wasserabweisenden Film 405 mit einem Fluid 404 gefüllt, das nicht mit dem zu transportierenden Tröpfchen 400 vermischt wird. Es ist zu beachten, dass der Transport des Tröpfchens 400 ohne Fluid 404 möglich ist.
In einer solchen Transportvorrichtung wird, wenn eine Spannung von einigen zehn Volt an die EWOD-Elektrode 300 angelegt wird, die nahe dem Tröpfchen 400 angeordnet ist, die Oberflächenspannung des Tröpfchens 400 auf der Seite der EWOD-Elektrode 300, an die die Spannung angelegt wird, geändert, und ein Innendruck wird im Tröpfchen 400 erzeugt. Da der erzeugte Innendruck das Tröpfchen 400 in der Richtung eines Pfeils in 4 antreibt, wird das Tröpfchen 400 transportiert. Das heißt, das Tröpfchen 400 wird zu der Seite der EWOD-Elektrode 300 transportiert, an die die Spannung angelegt wird.
Es wird erneut auf die Beschreibung von 3 Bezug genommen. Die Reagensdurchgänge 304 sind individuell mit den Reagenskammern 302 verbunden und das Tröpfchen des Reagens wird transportiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Richtung, in der das Tröpfchen des Reagens transportiert wird, die Y-Richtung. In dem Fall, in dem EWOD zum Transportieren des Tröpfchens des Reagens verwendet wird, weist der Reagensdurchgang 304 mehrere EWOD-Elektroden 300 ähnlich zum Probendurchgang 303 auf. Der Reagensdurchgang 304 schneidet den Probendurchgang 303 und das Tröpfchen, das eine Nukleinsäure enthält, wird mit dem Tröpfchen des Reagens am Schnittpunkt des Reagensdurchgangs 304 und des Probendurchgangs 303 vermischt. Es ist zu beachten, dass ein Winkel, in dem der Reagensdurchgang 304 den Probendurchgang 303 schneidet, nicht auf einen Winkel von 90 Grad, wie in 3 gezeigt, begrenzt ist.
Die EWOD-Elektroden 300 am Probendurchgang 303 und am Reagensdurchgang 304 können separat eine Spannung anlegen und folglich können zwei oder mehr Tröpfchen auch gleichzeitig transportiert werden. Die Richtung, in der das Tröpfchen transportiert wird, ist nicht auf eine Richtung begrenzt und das Tröpfchen kann hin und her bewegt werden. Das Mischen der Nukleinsäure mit dem Reagens kann beispielsweise durch Hin- und Herbewegen des Tröpfchens zwischen dem Schnittpunkt des Probendurchgangs 303 und des Reagensdurchgangs 304 und dem Punkt benachbart zum Schnittpunkt gefördert werden.
Auf halbem Wege des Probendurchgangs 303 ist ein Temperatursteuerbereich 305 vorgesehen. Der Temperatursteuerbereich 305 ist ein oder mehrere Bereiche, in denen die Temperatur auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, beispielsweise ein Bereich, der auf einer Temperatur von 60 °C gehalten wird, und ein Bereich, der auf einer Temperatur von 95 °C gehalten wird. Das Tröpfchen mit der vermischten Nukleinsäure und dem Reagens wird zum Temperatursteuerbereich 305 transportiert und die Nukleinsäure wird beispielsweise durch eine Polymerasekettenreaktion (PCR) oder eine Zyklussequenzreaktion amplifiziert. Es ist zu beachten, dass das Tröpfchen zwischen den Bereichen, die auf verschiedenen Temperaturen gehalten werden, beispielsweise dem Bereich auf einer Temperatur von 60 °C und dem Bereich auf einer Temperatur von 95 °C, hin und her bewegt werden kann. Das Tröpfchen mit der amplifizierten Nukleinsäure wird als Probentröpfchen markiert. Es ist zu beachten, dass der Probendurchgang 303, an dem das Probentröpfchen transportiert wird, auch als Tröpfchendurchgang bezeichnet wird.
An der Spitze des Probendurchgangs 303 ist die Probenaufnahmeeinheit 306 vorgesehen. In der Probenaufnahmeeinheit 306 wird die Nukleinsäure im Probentröpfchen in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen. Das heißt, das Kathodenende 126 der Kapillare 102 wird in der Position der Probenaufnahmeeinheit 306 eingesetzt. Die Position der Probenaufnahmeeinheit 306 ist eine Position in einem vorbestimmten Abstand von der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende des Probendurchgangs 303 entfernt, d. h. die Position mit einem Abstand, um eine elektrische Isolation von der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende aufrechtzuerhalten, wenn beispielsweise eine Spannung von einigen Kilovolt an den Ladekopf 124 der Kapillaranordnung 114 angelegt wird.
Mit Bezug auf 5 wird eine Transportvorrichtung 500 in der biochemischen Kassette 121 beschrieben. 5(a) ist eine X-Z-Querschnittsansicht der Transportvorrichtung 500 in der biochemischen Kassette 121. 5(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A, die durch Pfeile in 5(a) angegeben ist. Die Transportvorrichtung 500 weist die obere Platte 401, die obere Elektrode 402, den oberen wasserabweisenden Film 403, den unteren wasserabweisenden Film 405, den Isolationsfilm 406, die EWOD-Elektrode 300, die untere Platte 407 und eine Öffnung 501 auf. Die obere Platte 401, die obere Elektrode 402, der obere wasserabweisende Film 403, der untere wasserabweisende Film 405, der Isolationsfilm 406, die EWOD-Elektrode 300, die untere Platte 407 weisen dieselben in 4 gezeigten Konfigurationen auf und das Probentröpfchen 502 wird durch solche Konfigurationen transportiert. Die Öffnung 501 ist in der Position der Probenaufnahmeeinheit 306 vorgesehen und das Kathodenende 126 der Kapillare 102 ist eingesetzt. Es ist zu beachten, dass die Probenaufnahmeeinheit 306 durch eine Ellipse in gestrichelter Linie in der Zeichnung angegeben ist.
Zwischen der biochemischen Kassette 121 und der Transportvorrichtung 500 sind ein Drehpunkt 503 und eine Stützeinheit 504 vorgesehen. Der Drehpunkt 503 stützt die Transportvorrichtung 500 drehbar um die Y-Achse in einer Position auf der +X-Richtungs-Seite vom Schwerpunkt der Transportvorrichtung 500 ab. Die Stützeinheit 504 stützt die Transportvorrichtung 500 so, dass sie horizontal gehalten wird, zusammen mit dem Drehpunkt 503 ab, und ist in der Position auf der -X-Richtungs-Seite vom Drehpunkt 503 angeordnet. Das heißt, wenn kein Gewicht zur Transportvorrichtung 500 hinzugefügt ist, wird die Transportvorrichtung 500 horizontal gehalten, während, wenn ein Gewicht in der +Z-Richtung zur Transportvorrichtung 500 in einer Position auf der +X-Richtungs-Seite vom Drehpunkt 503 hinzugefügt wird, wird die Transportvorrichtung 500 zur horizontalen Ebene geneigt. Die Transportvorrichtung 500 wird geneigt und dann wird die Probenaufnahmeeinheit 306 niedriger angeordnet als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende. Der Bereich zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit 306 ist durch den unteren wasserabweisenden Film 405 nahtlos fortgesetzt.
Es ist zu beachten, dass am unteren wasserabweisenden Film 405 zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit 306 eine Nut 505, wie in 5(b) gezeigt, vorgesehen sein kann. Die Nut 505 ist von der Position vorgesehen, in der die EWOD-Elektrode 300 entlang der X-Richtung, d. h. entlang des Tröpfchendurchgangs, angeordnet ist. Die Nut 505 ist zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit 306 vorgesehen und folglich kann verhindert werden, dass das Probentröpfchen 502 von der Y-Richtung abweicht. Der Drehpunkt 503 und die Stützeinheit 504 können zwischen dem Bewegungstisch 123 und der biochemischen Kassette 121, nicht zwischen der biochemischen Kassette 121 und der Transportvorrichtung 500 vorgesehen sein. In diesem Fall wird die biochemische Kassette 121 in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit des Hinzufügens eines Gewichts zur horizontalen Ebene geneigt oder horizontal gehalten.
Mit Bezug auf 6 wird die Operation gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
(S601)
Die Anlegespannung der Transportvorrichtung 500 an die EWOD-Elektrode 300 wird gesteuert und das Probentröpfchen 502 wird zu der Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende transportiert. 5(a) zeigt die Weise, in der das Probentröpfchen 502 in die Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende transportiert wird.
(S602)
Die Kapillaranordnung 114 bewegt sich in der +Z-Richtung, passiert die Öffnung 501 und kontaktiert dann den unteren wasserabweisenden Film 405. Die Transportvorrichtung 500 nimmt das durch die Kapillaranordnung 114 hinzugefügte Gewicht in der +Z-Richtung auf und wird zur horizontalen Ebene geneigt, da der Kontaktteil mit dem Drehpunkt 503 die Drehachse ist. 7 zeigt die Weise, in der die Transportvorrichtung 500 geneigt wird. Die Transportvorrichtung 500 wird geneigt und im Probentröpfchen 502 tritt eine Antriebskraft in der Richtung eines Pfeils in 7 auf. Da jedoch eine Spannung an die EWOD-Elektrode 300 angelegt wird, wird das Probentröpfchen 502 in der Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende gehalten.
(S603)
Die Anlegespannung an die EWOD-Elektrode 300 wird in einen Aus-Zustand oder einen Erdungszustand umgeschaltet. Wenn die Anlegespannung in den Aus-Zustand oder den Erdungszustand umgeschaltet wird, wird die Kraft, die das Probentröpfchen 502 in der Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende hält, beseitigt und das Probentröpfchen 502 beginnt sich in der Richtung des Pfeils in 7 zu bewegen. Das Probentröpfchen 502 bewegt sich entlang der oberen Oberfläche des unteren wasserabweisenden Films 405 und stoppt in der Position des Kathodenendes 126 der Kapillare 102 aufgrund von Oberflächenspannung. 8 zeigt die Weise, in der das Probentröpfchen 502 in der Position des Kathodenendes 126 der Kapillare 102 stoppt. Es ist zu beachten, dass eine Spannung in der Größenordnung von einigen Volt an die Kapillare 102 angelegt werden kann, um leichter das Probentröpfchen 502 in der Position des Kathodenendes 126 der Kapillare 102 zu halten.
(S604)
Eine Spannung von einigen Kilovolt wird an den Ladekopf 124 angelegt. Mit dem Anlegen einer Spannung an den Ladekopf 124 wird eine vorbestimmte Menge der Nukleinsäure im Probentröpfchen 502, das in der Position des Kathodenendes 126 der Kapillare 102 stoppt, in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen. Nachdem eine vorbestimmte Menge der Nukleinsäure in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen ist, wird die Anlegespannung an den Ladekopf 124 ausgeschaltet.
(S605)
Nachdem die Anlegespannung an den Ladekopf 124 ausgeschaltet ist, bewegt sich die Kapillaranordnung 114 in der -Z-Richtung und verlässt den unteren wasserabweisenden Film 405. Die Kapillaranordnung 114 verlässt den unteren wasserabweisenden Film 405, dies beseitigt das zur Transportvorrichtung 500 hinzugefügte Gewicht und die Transportvorrichtung 500 soll in den horizontalen Zustand zurückkehren. 9 zeigt die Weise auf halbem Wege, in der die Kapillaranordnung 114 den unteren wasserabweisenden Film 405 verlässt und die Transportvorrichtung 500 in den horizontalen Zustand zurückkehrt. Das verbleibende Probentröpfchen 502, nachdem die Nukleinsäure in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen ist, bewegt sich in der Richtung eines Pfeils in 9, während die Neigung der Transportvorrichtung 500 geneigt ist, und wird aus dem Inneren der Transportvorrichtung 500 ausgelassen.
Durch die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform kann an der Probenaufnahmeeinheit 306, die in der Position mit einem vorbestimmten Abstand von der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende der Transportvorrichtung 500 vorgesehen ist, die Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 in die Kapillaranordnung 114 aufgenommen werden. Die Probenaufnahmeeinheit 306 ist in der Position angeordnet, in der die elektrische Isolation selbst in dem Fall aufrechterhalten wird, in dem eine Spannung, die erforderlich ist, um die Nukleinsäure durch die Kapillaranordnung 114 aufzunehmen, an den Ladekopf 124 angelegt wird, und folglich kann der dielektrische Durchbruch der EWOD-Elektrode verhindert werden. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zum Aufnehmen der Nukleinsäure durch die Kapillaranordnung 114 die Transportvorrichtung 500, die mit der EWOD-Elektrode 300 ausgestattet ist, mehrere Male verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Fall beschrieben, in dem Nukleinsäure, DNA, als Beispiel einer biologischen Probe spezifisch behandelt wird. Biologische Proben, die in der vorliegenden Erfindung behandelt werden, sind jedoch nicht darauf begrenzt, einschließlich allgemeiner biologischer Materialien wie z. B. RNA, Protein, Polysaccharide und Mikroorganismen. Zum Aufnehmen einer biologischen Probe kann eine Komponente der Kapillare 102 verwendet werden.
Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform ist die Beschreibung durchgeführt, in der das Hinzufügen des Gewichts der Kapillaranordnung 114 bewirkt, dass die Transportvorrichtung 500 geneigt wird, um das Probentröpfchen 502 zur Probenaufnahmeeinheit 306 zu bewegen. Um zu bewirken, dass die Transportvorrichtung 500 geneigt wird, kann das andere Gewicht als die Kapillaranordnung 114 verwendet werden. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform die Beschreibung durchgeführt, dass das Hinzufügen eines anderen Gewichts als einer Kapillaranordnung 114 bewirkt, dass die Transportvorrichtung 500 geneigt wird.
Mit Bezug auf 10 wird die vorliegende Ausführungsform beschrieben. Ähnlich zu 5(a) ist 10 eine X-Z-Querschnittsansicht der Transportvorrichtung 500. Ähnlich zur ersten Ausführungsform weist die Transportvorrichtung 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine obere Platte 401, eine obere Elektrode 402, einen oberen wasserabweisenden Film 403, einen unteren wasserabweisenden Film 405, einen Isolationsfilm 406, eine EWOD-Elektrode 300, eine untere Platte 407 und eine Öffnung 501 sowie eine Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 auf. Ähnlich zur ersten Ausführungsform ist zwischen der Transportvorrichtung 500 und einer biochemischen Kassette 121 ein Drehpunkt 503 vorgesehen und eine Hubvorrichtung 1000 ist vorgesehen. Es ist zu beachten, dass der Drehpunkt 503 und die Hubvorrichtung 1000 zwischen der biochemischen Kassette 121 und einem Bewegungstisch 123 vorgesehen sein können. Die obere Platte 401, die obere Elektrode 402, der obere wasserabweisende Film 403, der untere wasserabweisende Film 405, der Isolationsfilm 406, die EWOD-Elektrode 300, die untere Platte 407, die Öffnung 501 und der Drehpunkt 503 sind dieselben wie jene in der ersten Ausführungsform und auf die Beschreibung wird verzichtet. Die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 ist nahe der Öffnung 501 angeordnet und ist ein Element, das das Probentröpfchen 502 in der Position der Probenaufnahmeeinheit 306 festhält. Die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 kann in der Z-Richtung oder in der Y-Richtung verschoben werden, wie erforderlich.
Die Hubvorrichtung 1000 ist eine Antriebsvorrichtung, die von derselben Höhe wie der Drehpunkt 503 in der -Z-Richtung ausfährt und einfährt, wobei sie beispielsweise aus einem Linearmotor und irgendeiner anderen Komponente besteht, und ist in einer Position auf der -X-Richtungs-Seite vom Drehpunkt 503 angeordnet ist. Wenn die Hubvorrichtung 1000 sich in derselben Höhe wie der Drehpunkt 503 befindet, wird die Transportvorrichtung 500 horizontal gehalten, während, wenn die Hubvorrichtung 1000 in der -Z-Richtung ausfährt, die Transportvorrichtung 500 zur horizontalen Ebene geneigt wird, da der Kontaktteil mit dem Drehpunkt 503 die Drehachse ist.
Mit Bezug auf 11 wird eine Operation gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
(S1101)
Die Anlegespannung der Transportvorrichtung 500 an die EWOD-Elektrode 300 wird gesteuert und das Probentröpfchen 502 wird in die Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende transportiert.
(S1102)
Die Hubvorrichtung 1000 fährt in der -Z-Richtung aus. Die Transportvorrichtung 500 empfängt das Gewicht der Hubvorrichtung 1000, das in der -Z-Richtung hinzugefügt wird, und wird zur horizontalen Ebene geneigt, da der Kontaktteil mit dem Drehpunkt 503 die Drehachse ist. 10 zeigt die Weise, in der die Transportvorrichtung 500 geneigt wird. Die Transportvorrichtung 500 wird geneigt und eine Antriebskraft tritt im Probentröpfchen 502 in der Richtung eines Pfeils in 10 auf. Da jedoch eine Spannung an die EWOD-Elektrode 300 angelegt wird, wird das Probentröpfchen 502 in der Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende gehalten.
(S1103)
Die Anlegespannung an die EWOD-Elektrode 300 wird in einen Aus-Zustand oder einen Erdungszustand umgeschaltet. Wenn die Anlegespannung in den Aus-Zustand oder den Erdungszustand umgeschaltet wird, wird die Kraft, die das Probentröpfchen 502 in der Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende hält, beseitigt, und das Probentröpfchen 502 beginnt sich in der Richtung des Pfeils in 10 zu bewegen. Das Probentröpfchen 502 bewegt sich entlang der oberen Oberfläche des unteren wasserabweisenden Films 405 und wird in der Position der Probenaufnahmeeinheit 306 durch die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 festgehalten.
(S1104)
Die Kapillaranordnung 114 bewegt sich in der +Z-Richtung und wird von der Öffnung 501 in das Innere der Transportvorrichtung 500 eingesetzt und ein Kathodenende 126 der Kapillare 102 kontaktiert das Probentröpfchen 502.
(S1105)
Eine Spannung von einigen Kilovolt wird an den Ladekopf 124 angelegt und die Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 wird in die Kapillaranordnung 114 aufgenommen. Nachdem eine vorbestimmte Menge der Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen ist, wird die Anlegespannung an den Ladekopf 124 abgeschaltet.
(S1106)
Die Kapillaranordnung 114 bewegt sich in der -Z-Richtung, die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 gleitet in der Z-Richtung oder in der Y-Richtung und das verbleibende Probentröpfchen 502, nachdem die Nukleinsäure in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen ist, bewegt sich auf der geneigten Ebene und wird aus der Transportvorrichtung 500 ausgelassen. Das verbleibende Probentröpfchen 502 wird ausgelassen und somit kann das Mischen des verbleibenden Probentröpfchens 502 mit einem Probentröpfchen 502, das anschließend transportiert werden soll, verhindert werden. Nachdem das Probentröpfchen 502 ausgelassen ist, fährt die Hubvorrichtung 1000 in dieselbe Höhe wie der Drehpunkt 503 ein und folglich kehrt die Transportvorrichtung 500 in den horizontalen Zustand zurück.
Durch die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform kann an der Probenaufnahmeeinheit 306, die in der Position mit einem vorbestimmten Abstand von der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende der Transportvorrichtung 500 vorgesehen ist, die Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 in die Kapillaranordnung 114 aufgenommen werden. Die Probenaufnahmeeinheit 306 ist in der Position angeordnet, in der die elektrische Isolation selbst in dem Fall aufrechterhalten wird, in dem eine Spannung, die erforderlich ist, um die Nukleinsäure in die Kapillaranordnung 114 aufzunehmen, an den Ladekopf 124 angelegt wird, und folglich kann der dielektrische Durchbruch der EWOD-Elektrode verhindert werden. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zum Aufnehmen der Nukleinsäure in die Kapillaranordnung 114 die Transportvorrichtung 500, die mit der EWOD-Elektrode 300 ausgestattet ist, mehrere Male verwendet werden.
Dritte Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ist die Beschreibung durchgeführt, in der die Transportvorrichtung 500, die horizontal gehalten wird, durch Hinzufügen eines Gewichts geneigt wird, um das Probentröpfchen 502 zur Probenaufnahmeeinheit 306 zu bewegen. Um das Probentröpfchen 502 zur Probenaufnahmeeinheit 306 zu bewegen, muss die Probenaufnahmeeinheit 306 nur in einer Position angeordnet werden, die niedriger ist als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende, und die Probenaufnahmeeinheit 306 muss nur nahtlos mit dem Tröpfchendurchgang verbunden werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird daher eine Konfiguration beschrieben, in der eine Transportvorrichtung 500 anstelle keiner Neigung der Transportvorrichtung 500, die horizontal gehalten wird, durch Hinzufügen eines Gewichts geneigt wird.
Mit Bezug auf 12 wird die vorliegende Ausführungsform beschrieben. Ähnlich zu 5(a) ist 12 eine X-Z-Querschnittsansicht der Transportvorrichtung 500. Ähnlich zur zweiten Ausführungsform weist die Transportvorrichtung 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine obere Platte 401, eine obere Elektrode 402, einen oberen wasserabweisenden Film 403, einen unteren wasserabweisenden Film 405, einen Isolationsfilm 406, eine EWOD-Elektrode 300, eine untere Platte 407, eine Öffnung 501 und eine Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 auf. Zwischen der Transportvorrichtung 500 und einer biochemischen Kassette 121 ist eine trapezförmige Stützeinheit 1200 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass die trapezförmige Stützeinheit 1200 zwischen der biochemischen Kassette 121 und einem Bewegungstisch 123 vorgesehen sein kann. Die obere Platte 401, die obere Elektrode 402, der obere wasserabweisende Film 403, der untere wasserabweisende Film 405, der Isolationsfilm 406, die EWOD-Elektrode 300, die untere Platte 407, die Öffnung 501 und die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 sind dieselben wie jene in der zweiten Ausführungsform und auf die Beschreibung wird verzichtet.
Die trapezförmige Stützeinheit 1200 ist am Endteil der Transportvorrichtung 500 in der -X-Richtung vorgesehen und ist ein Element, das die Transportvorrichtung 500 so abstützt, dass die geneigt wird, mit einer trapezförmigen Form in einem X-Z-Querschnitt. Die Transportvorrichtung 500 ist geneigt, eine Probenaufnahmeeinheit 306 befindet sich in einer Position, die niedriger ist als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende und eine geneigte Ebene ist zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit 306 vorgesehen.
Mit Bezug auf 13 wird eine Operation gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
(S1301)
Die Anlegespannung der Transportvorrichtung 500 an die EWOD-Elektrode 300 wird gesteuert und ein Probentröpfchen 502 wird in die Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende transportiert. Die Transportvorrichtung 500 ist geneigt und die Antriebskraft tritt im Probentröpfchen 502 in der Richtung eines Pfeils in 12 auf. Da jedoch eine Spannung an die EWOD-Elektrode 300 angelegt wird, wird das Probentröpfchen 502 in der Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende gehalten.
(S1302)
Die Anlegespannung an die EWOD-Elektrode 300 wird in einen Aus-Zustand oder einen Erdungszustand umgeschaltet. Wenn die Anlegespannung in den Aus-Zustand oder den Erdungszustand umgeschaltet wird, wird die Kraft, die das Probentröpfchen 502 in der Position der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende hält, beseitigt und das Probentröpfchen 502 beginnt sich in der Richtung des Pfeils in 12 zu bewegen. Das Probentröpfchen 502 bewegt sich entlang der oberen Oberfläche des unteren wasserabweisenden Films 405 und wird in der Position der Probenaufnahmeeinheit 306 durch die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 festgehalten.
(S1303)
Die Kapillaranordnung 114 bewegt sich in der +Z-Richtung und wird von der Öffnung 501 in das Innere der Transportvorrichtung 500 eingesetzt und das Kathodenende 126 der Kapillare 102 kontaktiert das Probentröpfchen 502.
(S1304)
Eine Spannung von einigen Kilovolt wird an den Ladekopf 124 angelegt und die Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 wird in die Kapillaranordnung 114 aufgenommen. Nachdem eine vorbestimmte Menge der Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen ist, wird die Anlegespannung an den Ladekopf 124 ausgeschaltet.
(S1305)
Die Kapillaranordnung 114 bewegt sich in der -Z-Richtung, die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 gleitet in der Z-Richtung oder in der Y-Richtung, die Nukleinsäure wird in das Innere der Kapillaranordnung 114 aufgenommen und das verbleibende Probentröpfchen 502 bewegt sich auf der geneigten Ebene und wird aus der Transportvorrichtung 500 ausgelassen.
Durch die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform kann an der Probenaufnahmeeinheit 306, die in der Position mit einem vorbestimmten Abstand von der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende der Transportvorrichtung 500 vorgesehen ist, die Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 in die Kapillaranordnung 114 aufgenommen werden. Die Probenaufnahmeeinheit 306 ist in der Position angeordnet, in der die elektrische Isolation selbst in dem Fall aufrechterhalten wird, in dem eine Spannung, die erforderlich ist, um die Nukleinsäure durch die Kapillaranordnung 114 aufzunehmen, an den Ladekopf 124 angelegt wird, und folglich kann der dielektrische Durchbruch der EWOD-Elektrode verhindert werden. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zum Aufnehmen der Nukleinsäure durch die Kapillaranordnung 114 die Transportvorrichtung 500, die mit der EWOD-Elektrode 300 ausgestattet ist, mehrere Male verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist keine Antriebsvorrichtung wie die Hubvorrichtung 1000 enthalten und folglich kann eine Konfiguration, die einfacher ist als die zweite Ausführungsform, geschaffen werden.
Vierte Ausführungsform
In der dritten Ausführungsform ist die Konfiguration, in der die gesamte Transportvorrichtung 500 geneigt ist, beschrieben. Um das Probentröpfchen 502 zur Probenaufnahmeeinheit 306 zu bewegen, muss die Probenaufnahmeeinheit 306 nur in einer Position angeordnet werden, die niedriger ist als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende, und eine Oberfläche, die die Probenaufnahmeeinheit 306 nahtlos mit dem Tröpfchendurchgang verbindet, muss nur bereitgestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird daher eine Konfiguration, in der ein Teil einer Transportvorrichtung 500 horizontal gehalten wird und eine geneigte Ebene, die zur horizontalen Ebene geneigt ist, zwischen einem Tröpfchendurchgang und einer Probenaufnahmeeinheit 306 vorgesehen ist, anstelle keiner Neigung der gesamten Transportvorrichtung 500 beschrieben.
Mit Bezug auf 14 wird die vorliegende Ausführungsform beschrieben. Ähnlich zu 5(a) ist 14 eine X-Z-Querschnittsansicht der Transportvorrichtung 500. Ähnlich zur zweiten Ausführungsform weist die Transportvorrichtung 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine obere Platte 401, eine obere Elektrode 402, einen oberen wasserabweisenden Film 403, einen unteren wasserabweisenden Film 405, einen Isolationsfilm 406, eine EWOD-Elektrode 300, eine untere Platte 407, eine Öffnung 501 und eine Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 auf. Zwischen der Transportvorrichtung 500 und einer biochemischen Kassette 121 sind eine erste Stützeinheit 1400 und eine zweite Stützeinheit 1401 vorgesehen. Die obere Elektrode 402, die EWOD-Elektrode 300, die Öffnung 501 und die Tröpfchenfesthalteeinheit 1001 sind dieselben wie jene in der zweiten Ausführungsform und auf die Beschreibung wird verzichtet.
Die obere Platte 401, der obere wasserabweisende Film 403, der untere wasserabweisende Film 405, der Isolationsfilm 406 und die untere Platte 407 weisen eine Struktur auf, die in der Position einer EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende sanft gebogen ist. Das heißt, die obere Platte 401, der obere wasserabweisende Film 403, der untere wasserabweisende Film 405, der Isolationsfilm 406 und die untere Platte 407 werden horizontal in einer Region gehalten, in der die obere Elektrode 402 und die EWOD-Elektrode 300 vorgesehen sind, und weisen eine geneigte Ebene in anderen Regionen als dieser Region auf. Die Transportvorrichtung 500 weist eine solche geneigte Ebene auf und die Probenaufnahmeeinheit 306 ist somit in einer Position angeordnet, die niedriger ist als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende. Der Bereich zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit 306 ist nahtlos mit dem unteren wasserabweisenden Film 405 verbunden. Es ist zu beachten, dass der Bereich zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit 306 nicht auf eine flache Oberfläche, wie in 14 gezeigt, begrenzt ist und der Bereich eine gekrümmte Oberfläche sein kann.
Die erste Stützeinheit 1400 und die zweite Stützeinheit 1401 sind Elemente, die die Transportvorrichtung 500 abstützen. Die erste Stützeinheit 1400 ist am Endteil der Transportvorrichtung 500 in der -X-Richtung vorgesehen, die zweite Stützeinheit 1401 ist in einer Position vorgesehen, in der die Transportvorrichtung 500 sanft gebogen ist.
Die Operation gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dieselbe wie die Operation der dritten Ausführungsform und folgt dem Ablaufplan, der in 13 gezeigt ist, und auf die Beschreibung wird verzichtet.
Durch die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform kann an der Probenaufnahmeeinheit 306, die in der Position mit einem vorbestimmten Abstand von der EWOD-Elektrode 300A am hinteren Ende der Transportvorrichtung 500 vorgesehen ist, die Nukleinsäure im Probentröpfchen 502 in die Kapillaranordnung 114 aufgenommen werden. Die Probenaufnahmeeinheit 306 ist in der Position angeordnet, in der die elektrische Isolation selbst in dem Fall aufrechterhalten wird, in dem eine Spannung, die erforderlich ist, um die Nukleinsäure durch die Kapillaranordnung 114 aufzunehmen, an den Ladekopf 124 angelegt wird, und folglich kann der dielektrische Durchbruch der EWOD-Elektrode verhindert werden. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zum Aufnehmen der Nukleinsäure durch die Kapillaranordnung 114 die Transportvorrichtung 500, die mit der EWOD-Elektrode 300 ausgestattet ist, mehrere Male verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Teil mit der EWOD-Elektrode 300 horizontal gehalten und der Prozess bis zum Erhalten des Probentröpfchens 502 ist vom Einfluss der Schwerkraft nicht betroffen, und folglich wird die Steuerung über die EWOD-Elektrode 300 leichter gemacht als in der dritten Ausführungsform.
Es ist zu beachten, dass die biochemische Analysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen begrenzt ist und mit den Komponenten, die im Schutzbereich modifiziert sind, der nicht vom Kern der Erfindung abweicht, verkörpert sein kann. Mehrere Komponenten, die in den vorangehenden Ausführungsformen offenbart sind, können geeignet kombiniert werden. Einige Komponenten können von allen Komponenten, die in den vorangehenden Ausführungsformen gezeigt sind, entfernt werden.
Bezugszeichenliste

101:: Vorrichtungshauptkörper
102:: Kapillare
103:: Pumpenmechanismus
104:: Hochspannungsleistungsversorgung
105:: Spritze
106:: Gelblock
107:: Trennmediumbehälter
108:: Anodenpufferbehälter
109:: Anodenelektrode
110:: motorbetriebenes Ventil
111:: Lichtquelle
112:: optischer Detektor
113:: Detektionseinheit
114:: Kapillaranordnung
115:: Thermostat
116:: Gebläse
117:: Heizvorrichtung
118:: Pufferbehälter
119:: Waschbehälter
120:: Abfallfluidbehälter
121:: biochemische Kassette
122:: Fördereinrichtung
123:: Bewegungstisch
124:: Ladekopf
125:: Steuercomputer
126:: Kathodenende
127:: Steuersubstrat
128:: optische Daten
129:: Kapillarkopf
300:: EWOD-Elektrode
301:: Probenkammer
302:: Reagenskammer
303:: Probendurchgang
304:: Reagensdurchgang
305:: Temperatursteuerbereich
306:: Probenaufnahmeeinheit
400:: Tröpfchen
401:: obere Platte
402:: obere Elektrode
403:: oberer wasserabweisender Film
404:: Fluid
405:: unterer wasserabweisender Film
406:: Isolationsfilm
407:: untere Platte
500:: Transportvorrichtung
501:: Öffnung
502:: Probentröpfchen
503:: Drehpunkt
504:: Stützeinheit
505:: Nut
1000:: Hubvorrichtung
1001:: Tröpfchenfesthalteeinheit
1200:: trapezförmige Stützeinheit
1400:: erste Stützeinheit
1401:: zweite Stützeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009534653 [0004]

Claims

Biochemische Kassette, die Folgendes umfasst: einen Tröpfchendurchgang, an dem mehrere EWOD-Elektroden entlang einer Richtung angeordnet sind, in der ein Probentröpfchen, das ein Tröpfchen mit einer biologischen Probe ist, transportiert wird, wobei die mehreren EWOD-Elektroden dazu konfiguriert sind, das Probentröpfchen zu transportieren; und eine Probenaufnahmeeinheit mit einem vorbestimmten Abstand von einer EWOD-Elektrode an einem hinteren Ende des Tröpfchendurchgangs, wobei die Probenaufnahmeeinheit in einer Position vorgesehen ist, in der die biologische Probe im Probentröpfchen aufgenommen wird, wobei dann, wenn die biologische Probe aufgenommen worden ist, die Probenaufnahmeeinheit in einer Position angeordnet ist, die niedriger ist als der Tröpfchendurchgang mit der EWOD-Elektrode am hinteren Ende, und ein Bereich zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit glatt verbunden ist.
Biochemische Kassette nach Anspruch 1, wobei der Tröpfchendurchgang und die Probenaufnahmeeinheit in einer Transportvorrichtung enthalten sind; und die Transportvorrichtung horizontal gehalten wird, wenn die Transportvorrichtung kein Gewicht empfängt, während die Transportvorrichtung ein Gewicht empfängt, damit sie geneigt wird, wenn die biologische Probe aufgenommen wird.
Biochemische Kassette nach Anspruch 2, wobei die Transportvorrichtung durch Empfangen eines Gewichts, das durch eine Kapillaranordnung hinzugefügt wird, die dazu konfiguriert ist, die biologische Probe aufzunehmen, geneigt wird.
Biochemische Kassette nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit eine Nut vorgesehen ist.
Biochemische Kassette nach Anspruch 1, wobei die Probenaufnahmeeinheit eine Tröpfchenfesthalteeinheit aufweist, die dazu konfiguriert ist, das Probentröpfchen festzuhalten.
Biochemische Kassette nach Anspruch 5, wobei die Tröpfchenfesthalteeinheit gleitet, nachdem das Probentröpfchen aufgenommen worden ist.
Biochemische Kassette nach Anspruch 1, wobei der Tröpfchendurchgang und die Probenaufnahmeeinheit in einer Transportvorrichtung enthalten sind; und die Transportvorrichtung zu einer horizontalen Ebene geneigt ist.
Biochemische Kassette nach Anspruch 1, wobei der Tröpfchendurchgang horizontal gehalten wird; und ein Bereich zwischen dem Tröpfchendurchgang und der Probenaufnahmeeinheit zu der horizontalen Ebene geneigt ist.
Biochemische Kassette nach Anspruch 1, wobei ein Abstand von der EWOD-Elektrode am hinteren Ende zur Probenaufnahmeeinheit ein Abstand ist, der die elektrische Isolation zwischen der Probenaufnahmeeinheit und der EWOD-Elektrode am hinteren Ende zu einer Anlegespannung zum Aufnehmen der biologischen Probe aufrechterhält.
Biochemische Analysevorrichtung, die eine biologische Probe für die Analyse aufnimmt, wobei die Vorrichtung die biochemische Kassette nach Anspruch 1 umfasst.