JP2000346852A - 核酸精製用試薬パックおよび核酸精製装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】主たる課題は、複数の検体から核酸を精製する
際に使用される試薬を無駄なく利用でき、かつ検体の種
類や試薬の組み合わせによって異なる精製工程の制御情
報を容易に設定することにより、核酸精製操作を誤りに
くくし、操作しやすい核酸生成用試薬容器および核酸精
製装置を提供することにある。 【解決手段】主たる構成は、目的となる核酸の精製に必
要な複数の試薬の収納部を一体化し、さらに装置の制御
情報を記憶した核酸精製装置用試薬パックとし、さらに
核酸精製装置用試薬パックに記憶された制御情報を読み
取り自動的に核酸を精製する手段を備えることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核酸の精製用試薬
容器および精製装置に係り、特に、生物試料に含まれる
核酸を共存物質から分離して取り出すのに適した装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】分子生物学の進歩によって、遺伝子に関
する数々の技術が開発され、また、それらの技術により
多くの疾患性の遺伝子が分離され、同定された。その結
果、医療の分野でも、診断、或いは、検査法に分子生物
学的な技術法が取り入れられ、従来不可能であった診断
が可能となったり、検査日数の大幅短縮が達成されつつ
ある。

【０００３】このような進歩は、核酸増幅法、特に、ポ
リメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ法と称される、polymerase
chain reaction)の実用化によるところが大きい。ＰＣ
Ｒ法は、溶液中の核酸を配列特異的に増幅することが可
能なため、例えば、血清中に極微量しか存在しないウイ
ルスを、そのウイルスの遺伝子である核酸を増幅し検出
することにより、間接的に証明できる。しかし、このＰ
ＣＲ法を臨床の場で日常検査に使用した際に、いくつか
の問題点が存在する。その中でも特に、前処理における
核酸の精製，精製工程が精度維持のために重要である。
核酸の精製に関しては、いくつかの手法が提案されてい
る。

【０００４】特開平2−289596 号公報は、カオトロピッ
ク物質の存在下で核酸と結合することが可能なシリカ粒
子を、核酸結合用固相として使用することを教示してい
る。この特開平2−289596 号公報には、シリカ粒子の懸
濁液とカオトロピック物質としてのグアニジチオシアネ
ート緩衝液とが入った反応容器に、核酸を含む試料を加
えて混合し、核酸がシリカ粒子に結合された複合体を遠
心分離した後、上清を廃棄し、残った複合体に洗浄液を
加えてボルテックスミキサーを使用して洗浄し、再沈澱
した複合体をエタノール水溶液で洗浄した後アセトンで
洗浄し、アセトンを除去して乾燥した複合体に溶離用緩
衝液を加えて核酸を溶離して回収する精製方法が記載さ
れている。

【０００５】また、特開平8−320274 号公報は、単一検
体のために多数の容器と分注チプを用いてＤＮＡを単離
する方法を教示している。この特開平8−320274 号公報
には、次の点が記載されている。すなわち、移動機構に
よって移動されるピペットノズルに第１チップを装着
し、その第１チップ内に検体を吸引する。次いで、第１
チップの下端に血球の殻を取るフィルタを嵌合し、該フ
ィルタを通して第１チップ内の検体を第１容器へ吐出す
る。その後、ピペットノズルからフィルタ及び第１チッ
プを取り外し、ピペットノズルの下端に第２チップを装
着し、第１容器内の検体を第２チップ内に吸引する。次
いで、第２チップの下端にＤＮＡを捕獲するためのシリ
カメンブランフィルタを嵌合し、第２チップ内の検体を
シリカメンブランを通して第２容器へ吐出することによ
りシリカメンブランでＤＮＡを捕獲すると共に爽雑物を
第２容器に吐出する。その後、ピペットノズルを洗浄液
が収容された第３容器まで移送し、ＤＮＡを捕獲したシ
リカメンブランフィルタを第２チップから取り外して、
第３容器の洗浄液中に浸漬する。次いで、第２チップを
取り外したピペットノズルに第３チップを装着し、第３
チップ下端に第３容器内のシリカメンブランフィルタを
嵌合し、第３チップ内に洗浄液とＤＮＡの混合液を吸引
した後、その混合液を第４容器内に吐出する。

【０００６】さらに、特開平7−250681 号公報は、ガラ
スパウダー層を２枚のガラス繊維フィルタとメンブラン
フィルタで挟んだ四重構造の濾過部材を有するカートリ
ッジ容器を用いてＤＮＡ精製液を精製する方法を教示し
ている。この特開平7− 250681号公報では、調製さ
れたＤＮＡ含有培養液を前処理しトラップフィルタに形
質転換体を集菌し、溶菌用試薬を添加してプラスミドＤ
ＮＡを細胞外に溶出させたものを精製用試料とする。精
製工程では、カートリッジ容器に精製用試薬とカオトロ
ピックイオン生成用試薬（ヨウ化ナトリウム）を添加
し、カートリッジ容器に真空減圧又は遠心分離処理を施
しカートリッジ容器のガラスパウダー層にプラスミドＤ
ＮＡを吸着させる。次いで、カートリッジ容器に洗浄用
緩衝液を添加して真空減圧又は遠心分離処理により洗浄
し、その後、カートリッジ容器に溶出用緩衝液を添加し
て真空減圧又は遠心分離操作を施し、プラスミドＤＮＡ
のみを溶出する。

【０００７】これらの核酸の精製方法に関する公知例で
は、核酸の精製工程において用いられるべき試薬が充填
されている容器に付いてはそれぞれ独立したボトル容器
に充填されているか、あるいは言及されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
の検体から核酸を精製する際に使用される試薬を無駄な
く利用でき、かつ検体の種類や試薬の組み合わせによっ
て異なる精製工程の制御情報を容易に設定することによ
り、核酸精製操作を誤りにくくし、操作しやすい核酸生
成用試薬容器および核酸精製装置を提供することにあ
る。

【０００９】また本発明の目的は、複数の検体を一括処
理で核酸精製する際に、処理の途中にて試薬不足によっ
て中断することなく、処理を完遂できる核酸精製装置を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に基づく核酸精製
用試薬パックは核酸精製に必要な全試薬を同一容器内に
充填し、各々の試薬が使用される工程の制御情報をエン
コードした試薬バーコードを添付することによって、試
薬の誤用を防止することを特徴とする。

【００１１】また複数の試薬パックを装置に架設して電
磁弁で流路を切り替えられるようにしておき、使用中の
試薬パックが空になった時に他の試薬パックから試薬を
供給することで処理中の核酸精製を中断することを防止
することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】核酸含有試料としては、全血，血
清，喀痰，尿等の生体試料や培養細胞，培養細菌等の生
物学的な試料、あるいは、電気泳動後のゲルに保持され
た状態の核酸，ＤＮＡ増幅酵素等の反応産物や素精製状
態の核酸を含む物質等を対象とすることができる。な
お、ここでの核酸とは、２本鎖，１本鎖、あるいは部分
的に２本鎖もしくは１本鎖構造を有するデオキシリボ核
酸(ＤＮＡ)及びリボ核酸(ＲＮＡ)を含む。

【００１３】シリカ含有の固相への核酸の結合を促進す
る物質としては、核酸の吸収ピークがある２６０ｎｍの
波長付近の吸収が少ない物質が好ましい。なぜなら、核
酸の純度や量の検定には、分光光度計により２６０ｎｍ
の吸収を測定することが多いからである。また、チオシ
アン酸を含む物質は、酸と反応すると致死性のガスを発
生するため取り扱い上好ましくない。本発明の望ましい
実施例では、これらの点を考慮し、カオトロピック剤と
して塩酸グアニジン（ＧｕＨＣｌ）を用いる。塩酸グア
ニジンの使用時の最終濃度は、４〜６mol／ｌ であるこ
とが望ましい。核酸捕捉用チップに内蔵されるシリカ含
有固相としては、ガラス粒子，シリカ粒子，石英濾紙，
石英ウール、あるいは、それら破砕物，ケイソウ土な
ど、酸化ケイ素を含有する物質であれば使用することが
できるが、チップ外へ固相が出ないようにするために、
チップ先端部の内径を小さくし、且つ、固相をチップ先
端部内径よりも大きな外径を持たせる、或いは、チップ
内の先端部付近に、固相の外径より孔径の小さい保持材
を設置するなどにより、チップ内に試料を吸入したとき
に試料が固相に大きな接触面積で接触されるように、固
相がチップ内に保持される。

【００１４】核酸を固相から溶離する工程は、洗浄工程
後の固相に対して低塩濃度の水溶液、或いは、水を混合
することにより達成される。この操作により核酸は固相
から水相へと移行するため、その水相を精製品用容器に
回収することで精製済みの核酸水溶液が得られる。

【００１５】以下、本発明に基づく一実施例である核酸
精製装置の構成を、図１〜図１３を参照して説明する。
図２および図３は一実施例の装置の平面図、図３はその
外観図、図４は電気系および計算機制御系のブロックダ
イヤグラム、図５は試薬パックの例、図６は分注器の系
統図、図７は検体ラック、図８および図９は精製品ラッ
クおよびチューブ、図１０は分離チップラック、図１１
は分離チップの例、図１２および図１３は分離ノズルに
分離チップを装着，取り外しする動作の説明図である。

【００１６】図１は核酸精製装置の概略外観図である。
装置１は卓上形の形状を持ち、試薬や純水，分離チップ
などの消耗品，精製品収納チューブ，サンプルチューブ
を装置内に設定してからバッチ方式で遺伝子の精製を実
行する。本体１にはハンディタイプのバーコードリーダ
１４が接続されていて、サンプルラック，試薬パック，
精製品ラックに表示されている情報を読み取ることによ
って操作者による入力操作を容易にしているが、それぞ
れの情報を読み取るための専用の固定式バーコードリー
ダを設置しても良い。またサンプルラック，試薬パッ
ク，精製品ラックに表示されている情報が文字やラック
や試薬パックの一部の形状や色などでエンコードされて
いる場合にはバーコードリーダの代わりに、形状認識や
文字読み取り手段を設けても良い。

【００１７】装置本体１の正面の右上部に設置されてい
る操作パネル２は液晶タッチパネルからなり、装置状態
や精製処理の進行状況を表示したり、画面上の表示され
ているボタンなどを操作することによって精製処理のた
めのパラメータを設定することができる。操作パネルは
操作者が立った姿勢からでも扱いやすいように、斜め上
方に向けて使用することもできる。

【００１８】装置１の正面上部には純水タンク４と試薬
パック５−１および５−２が格納されていて、ＤＮＡの
精製処理を行う際にリニアスライダーに設置された分注
ノズル６を通してサンプルラック１０上のサンプルに分
注される。

【００１９】図２は精製部の上面図である。分注ノズル
６が設置された分注ヘッド６Ａと分離ノズル７が設置さ
れた分離ヘッド７Ａはリニアスライダーバー３に接続さ
れていて、リニアスライダーバー３が水平方向に駆動さ
れると分注ヘッドおよび分離ヘッドも平行移動する。分
注ヘッド６Ａはリニアスライダーバー３上を縦方向に移
動する駆動機構を持ち、各分注ノズル６は上下方向の駆
動機構を持っている。これによって検体ラック上の任意
の位置に移動して試薬を分注することが出来る。また分
離ヘッド７Ａはリニアスライダーバー３に固定されてい
るが、分離ノズル７の位置を検体ラック，精製品ラック
および分離チップラックの穴に合わせてあるため、リニ
アスライダーバー３と上下方向の駆動機構によって検体
の吸引吐出，分離チップの装着および精製品の分注を行
うことが出来る。

【００２０】図３は核酸精製部の分注機構部を除いた時
の上面図である。核酸を精製する血清などの検体は検体
ラック１０に予め決められた量だけ分注されていて、分
注ノズル６から分注される試薬と分離チップラック１１
に設置された分離チップ２５によって核酸が精製され、
精製品ラック１２に設置されている精製品チューブに分
注される。また核酸精製の工程において検体の細胞膜な
どの不要物や用済みの試薬が混合した不要液は廃液口８
より廃棄され、１回の精製処理に使用された分離チップ
はチップ廃棄口９より廃棄される。検体ラック１０，分
離チップラック１１，精製品ラック１２は消耗品トレー
１３の内部に設置され、これらの架設および用済み品の
回収は消耗品トレー１３を引き出すことによって行う。
これによって操作者がノズル先端に誤って接触する機会
を低減し、また操作者の腕から出される塵埃などによっ
て消耗品トレー１３内部が汚染されることを防いでい
る。消耗品トレー上の配置が、左端から精製品容器，２
つの分離チップトレー，検体容器，廃液口，チップ廃棄
口の順序で配列されており、検体ラック１０および精製
品ラック１２が６行８列の検体および精製品を保持し、
分離チップは、２つの６行４列の分離チップラック１１
上に設置されていて、ほぼ同じ行間隔を有するのは６連
ノズルによる同時分離処理を行うためである。

【００２１】精製品容器をチップ廃棄口および廃液口か
ら最も遠い位置に配置するのは、廃液およびチップ廃棄
の際に廃液中に存在している拡散がミスト状に飛散する
ことによる精製品のコンタミを防止するためである。ま
た同様の理由によって分離チップを精製品容器に近い位
置に配置している。

【００２２】検体容器が廃液口の隣に配置されているの
は、核酸精製の化学反応を伴う工程が検体容器上で行わ
れるため、廃棄口との距離を近づけることによって分注
機構および分離機構を装備したリニアスライダーの移動
距離を短縮することによって核酸精製に要する時間を短
縮するためである。また検体容器と廃液口を隣接させる
ことによって分注ノズルあるいは分離ノズルからの液ダ
レによるコンタミに対して被害を極小とする効果があ
る。

【００２３】図４は制御系の構成を表すブロック図であ
る。制御用計算機３０は装置本体１の内部に組み込まれ
ており、本装置を制御するための制御プログラム３８を
実行する。すなわち制御用計算機３０に接続されている
バーコードリーダー１４，操作パネル２および機構制御
部３１を通して操作者からの入力やセンサ３６やＩ／Ｏ
からの信号を取得し、シリンジ３３，分注ノズルホルダ
６Ａ，リニアスライダー３などを駆動したり、操作パネ
ルの表示を更新したりする。

【００２４】図５は界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤
（Ｒ２），洗浄剤（Ｒ３），溶離液（Ｒ４）からなる試
薬パックである。試薬パックの側面あるいは任意の位置
にバーコード１５が貼付されており、そこに各試薬の成
分情報，吸引量，攪拌回数，使用順序からなる制御情報
が表示されている。制御情報には使用する検体量や精製
品ラックに分注する際の分注量を表示しても良い。

【００２５】図５の試薬パック５に示すように開閉栓に
ノズルを差し込む形状とし、ノズル先端をチューブで分
注ノズル６に接続することによって各試薬パックの栓を
開けず、密閉状態のまま試薬を使用することができる。
これは試薬パックの口から試薬が汚染されることを防止
する効果がある。

【００２６】図６は試薬パックの代替案の形状を示して
いる。Ｒ１からＲ４の試薬はそれぞれ別々の試薬ボトル
５−１に充填されている。各試薬ボトルはジョイント５
−２によって接続されているが、着脱可能であり、組み
合わせを変更することは可能である。この場合各試薬ボ
トルに分注量や攪拌回数，使用順序などの制御情報を含
むバーコードが貼付することもできる。

【００２７】本実施例では核酸の精製を一括で行うバッ
チ処理で行っているため、２組の試薬パックを設置し、
精製処理中に一方の試薬パックが空になると自動的にも
う一方の試薬パックから試薬を分注することによってバ
ッチ処理が試薬切れによって中断されることを防止して
いる。特に核酸精製には一般に数１０分もの時間がかか
るため、試薬切れによる処理の中断および試薬パックの
交換が不要になることによって操作性は向上する。

【００２８】図６は２つの試薬パックを切り替えるため
の分注器の構造を示している。分注ノズル６−１〜６−
４はそれぞれＲ１からＲ４の分注ノズルに対応してお
り、それぞれ同様の機構によって制御されるため、以下
Ｒ１の分注ノズル６−１に着目して説明する。シリンジ
３３−１は試薬パック５−１−１，５−２−１または純
水タンク４から試薬または純水を吸上げて分注する。試
薬と純水の切り替えは電磁弁３７−２−１によって切り
替え、試薬パックの切り替えは電磁弁３７−３−１によ
って行う。純水と試薬の切り替え、あるいは試薬パック
の切り替えを行う際はＲ１からＲ４の電磁弁の切り替え
を同時に行う必要がある。

【００２９】図８は検体ラック１０である。検体は検体
チューブ（図示せず）に充填されて検体ラック１０の穴
に挿入された状態で消耗品トレー１３に架設される。検
体ラック１０には６行８列の４８検体を設置することが
でき、分離チップを用いた核酸と担体との結合，廃棄物
の洗浄，担体からの核酸溶離は１列に含まれる６検体を
多連分離ノズル７を用いて同時処理する。

【００３０】図９は精製品ラックの一例であり、現在標
準的に使用されているＰＣＲ装置用の試料ラックであ
る。ラックの高さ，上面の形状，試料穴の大きさおよび
間隔は一定であるが、充填する精製品の量によって穴の
深さが異なるラックが数種類使われている。

【００３１】図１０は分離チップラック１１、図１１に
は分離チップ２５を示す。１つのチップラック１１は６
行４列の分離チップを保持することができ、２個までの
分離チップラック２５を架設して精製処理を実行するこ
とが出来る。

【００３２】分離チップ２５の上部は外周が大きくなっ
ていて、そこが分離チップラック１１の穴に掛かって保
持される。その内部は円筒形になっていて、分離ノズル
７の方から核酸を含む試料に汚物が混入するのを防ぐた
めにフィルタ２６を詰めている。フィルタ２６の下方に
は実際に核酸を捕捉するための担体２７が詰められてい
て、結合促進剤が存在する場合に核酸をその表面に吸着
し、容離液のもとでは捕捉された核酸はその表面から容
離する。担体２７の材料としては、シリカを原料とした
粒子を固めて用いても良い。

【００３３】続いて図１１から図１４を用いて本実施例
で示した装置の操作フローを説明し、途中図１５および
図１６を用いて分離チップ２５の分離ノズル７への装
着、および分離チップ２５の分離チップ７からの取り外
しについて詳しく説明する。

【００３４】装置電源(図示せず)を投入すると（Ｓ−
１）、制御用計算機３０は制御用プログラム３８をロー
ディングしてそれを起動する。制御用プログラム３８は
初期処理（Ｓ−２）を実行して、バーコードリーダ１
４，操作パネル２，機構制御部３１を利用可能な状態に
遷移させる。以下、操作パネル２からの操作者からの命
令を受け付けて（Ｓ−４）、それに応じた処理を繰り返
し実行する（Ｓ−３）。制御要求には核酸精製要求や各
種のメンテナンス要求および終了要求などがあり、それ
に応じて分岐をする（Ｓ−５）。

【００３５】核酸精製要求が入力されると、操作者はま
ず消耗品トレー１３を引き出して検体ラック１０，分離
チップラック１１，精製品ラック１２を架設する(Ｓ−
６)。続いて操作者からの核酸精製の開始命令が入力さ
れると、後述の核酸精製処理が実行され（Ｓ−７）、完
了したら精製品を回収する（Ｓ−８）。使用済みの廃液
や分離チップ２５は廃棄物として装置本体１内の廃棄物
トレー（図示せず）の中に保持されているため、それら
の回収を行う（Ｓ−９）。核酸精製処理が終了するとス
テップＳ−５に戻って次の制御命令を受け付ける。

【００３６】ステップＳ−５にてメンテナンス要求が入
力されると、各種のメンテナンスメニュー（図示せず）
が表示されて、その中の項目が選択されると（Ｓ−１
０）それに応じた処理（Ｓ−１１）が実行される。メン
テナンス処理には後述の試薬残量チェックが含まれる。

【００３７】ステップＳ−５にて終了要求が入力される
と終了処理を実行し、装置の電源を遮断できる状態にし
て制御プログラム３８は終了する。

【００３８】核酸精製処理を図１３のフローチャートを
用いて説明する。分離ノズルホルダ６Ａには６本の分離
ノズル６が設置されていて、検体ラック１０上の列に対
応する６検体の精製が同時に実行される。このためフロ
ーは列について同様の処理を繰り返して実行するが、処
理中の列の番号をＮとする（Ｓ−３０）。

【００３９】次にステップＳ−３１で検体ラック１０上
の列Ｎの各検体に対して、試料中に含まれる核酸とその
他の組織を分離するための界面活性剤(Ｒ１)、および分
離された核酸と分離チップ２５の中の担体２７との結合
を促進する結合促進剤(Ｒ２)を分注する。この時、界面
活性剤（Ｒ１）と結合促進剤（Ｒ２）の分注ノズルを各
検体の上方に移動するため、リニアスライダーバー３に
よって水平方向に駆動し、分注ノズルホルダ６Ａに設置
されているステッピングモータによって奥行き方向の位
置を調整する。分注ノズル６を検体の真上に移動させた
ら、分注ノズル６の先端を検体に近づけてから界面活性
剤（Ｒ１）あるいは結合促進剤（Ｒ２）を分注するが、
これは検体汚染の原因となる飛沫の発生を抑制するため
である。ステップＳ−３２では分離チップ２５を分離ノ
ズル７に装着するが、その詳細な説明が図１５である。
リニアスライダーバー３を水平移動して分離ノズル７を
分離チップラック１１のチップ装着位置まで移動し、そ
こから分離ノズル７を下降してその先端を分離チップ２
５の内部に押し付ける。分離ノズル７の外径と分離チッ
プ２５の上部内径は等しく設定されいるため分離チップ
２５は分離ノズル７の先端に固定されることに成る。

【００４０】ステップＳ−３３ではステップＳ−３２で
装着した分離チップ２５を列Ｎの検体の上まで移動し
て、下降しその先端を検体中に浸して吸引して検体の液
量を確認する。すなわち検体量が不足している場合には
核酸精製が適切に行われない可能性があるため、エラー
としてログ情報を残す。

【００４１】ステップＳ−３４では検体を分離チップ２
５の内部に吸引したり、検体ラック１０に吐出して戻す
ことによって検体と界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤
(Ｒ２)の混合液の攪拌を行う。混合液内の検体は核酸と
それ以外の組織に分解されているため、分離チップ２５
中の担体２７を通過する際に結合促進剤（Ｒ２）の働き
によって核酸のみが担体２７を構成するシリカ粒子に吸
着することになる。混合液の攪拌は６検体分を同時に行
う。

【００４２】ステップＳ−３５では検体と界面活性剤
（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２）の混合液のうち、核酸以
外の組織物と試薬を廃棄する。混合液の全量を分離チッ
プ２５中に吸い込んでから、分離ノズル７を上昇させ、
廃液口８の上方に移動するまでスライダーバー３を駆動
する。廃液の飛沫を抑制するため分離ノズルを廃液口内
部まで下降してから分離チップ２５内の混合液を全量吐
出する。

【００４３】ステップＳ−３６では界面活性剤（Ｒ１）
や結合促進剤（Ｒ２）と同様の方法によって洗浄液（Ｒ
３）を列Ｎの検体に分注する。ステップＳ−３５で検体
は界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２）とともに廃
棄されているので検体ラックの列Ｎには洗浄液（Ｒ３）
のみが存在している。

【００４４】ステップＳ−３７ではステップＳ−３４と
同様の操作を行う。これはステップＳ−３５によって核
酸が分離チップ２５内の担体２７に捕捉された状態にな
っているが、それ以外の共存物も担体に若干残存してい
るため、洗浄液（Ｒ３）によってこれらの残存している
共存物を洗浄するために行うものである。

【００４５】ステップＳ−３８ではステップＳ−３５と
同様の操作を行う。これによって分離チップ２５内の担
体２７には核酸のみが捕捉された状態となる。

【００４６】ステップＳ−３９ではステップＳ−３６と
同様の操作によって溶離液（Ｒ４）を検体ラック１０の
列Ｎの検体に分注する。

【００４７】ステップＳ−４０ではステップＳ−３７と
同様の操作を行う。これによって分離チップ２５内の担
体２７に捕捉されていた核酸は遊離され、担体２７を構
成するシリカ粒子の間隙を溶離液との混合液として流動
可能となる。

【００４８】ステップＳ−４１ではあらかじめ設定され
ていた量の混合液を分離チップ２５内に分取してから、
分離ノズル７を精製品ラック１２の列Ｎ上方に移動し、
飛沫を押えるために精製品ラック１２の近傍まで下降さ
せてから吐出する。

【００４９】ステップＳ−４２では用済みとなった分離
チップ２５を廃棄するが、詳細を図１６によって説明す
る。まず分離ノズル７をチップ廃棄口９まで移動し、分
離チップ２５がその内部に完全に収まるまで下降させ
る。廃棄口９は図２に示すようにその右側に分離チップ
２５の外周よりも小さく、分離ノズル７の外周よりも小
さい半円形の切れ込み部があるため、分離チップ２５の
上端部がその切れ込みに掛かるように分離ノズル７を移
動してから上昇させる。これによって使用済みとなった
分離チップ２５は廃棄トレー（図示せず）に収納され
る。

【００５０】次に試薬残量チェックの方法を図１４のフ
ローチャートによって説明する。試薬残量チェックはメ
ンテナンス処理として図１２のステップＳ−１１で実行
されても良く、また図１３に示す核酸精製処理のステッ
プＳ−３１，Ｓ−３６あるいはＳ−３９で試薬を実際に
分注する際に行っても良い。またこれらのいかなる組み
合わせで行っても良い。

【００５１】まずステップＳ−５０で試薬パック５−１
に含まれる界面活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２），
洗浄液（Ｒ３），溶離液（Ｒ４）の残量をチェックし
て、次に行うべき核酸精製処理に必要な試薬があるかを
判定する。これらの試薬の残量は試薬パック５に添付さ
れている試薬バーコード１５にエンコードされている各
試薬の容量（充填量）と、実際に精製処理の際に分注し
たときの分注量を制御用プログラム３８によって制御用
計算機３０に記憶させ、その総和と試薬容量との差とし
て求めれば良い。また次の核酸精製処理に必要な試薬量
は、試薬バーコード１５にエンコードされている分注量
と検体ラック１０に架設された検体数の積として求める
ことができる。

【００５２】試薬パック１に次の核酸精製に必要な試薬
が残存している場合にはステップＳ−５７に進み、界面
活性剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２），洗浄液（Ｒ
３），溶離液（Ｒ４）を試薬パック１から吸引するよう
に電磁弁３７−２を切り替えて、試薬残量チェックを終
了する。

【００５３】ステップＳ−５０にて試薬パック５−１に
十分な試薬が残存していない場合にはステップＳ−５１
にて試薬パック５−２についても同様のチェックを行
う。十分な試薬が試薬パック５−２に残存している場合
には試薬パック５−１を交換する必要が有ることをアラ
ーム表示してから試薬残量チェックを終了する。ただし
図１３に示す核酸精製処理のステップＳ−３１，Ｓ−３
６あるいはＳ−３９で試薬を実際に分注する際に行う場
合にはアラーム表示を省略し、分注ノズル６を試薬パッ
ク５−２に切り替えた後、直ちに試薬残量チェックを終
了しても良く、そうすることによって一方の試薬パック
が空になっても自動的にもう一方の試薬パックを分注ノ
ズル６に接続して核酸精製処理を続行することができ
る。

【００５４】続いてステップＳ−５８に進み、界面活性
剤（Ｒ１），結合促進剤（Ｒ２），洗浄液（Ｒ３），溶
離液（Ｒ４）を試薬パック２から吸引するように電磁弁
３７−２を切り替えて、試薬残量チェックを終了する。

【００５５】ステップＳ−５１にて試薬パック５−１お
よび５−２に十分な試薬が残存していない場合にはその
旨を警告メッセージとして表示し（Ｓ−５４）、試薬パ
ック５の交換を操作者に促す。試薬パック５を交換（Ｓ
−５５）を行うと試薬パックから分注ノズル６へのチュ
ーブに空気が混入するため、空気を抜くためのプライミ
ング処理（Ｓ−５３）、すなわち分注ノズル６を廃液口
８まで移動してから新しい試薬パック５からの試薬でチ
ューブを充填して空気を古い試薬と一緒に吐き出す。

【００５６】試薬パックの交換（Ｓ−５５）の際に、試
薬パック５に添付されている試薬バーコード１５をバー
コードリーダ１４で読み取ることによって、機構制御部
３１は試薬パック５に組み込まれている試薬の種類，各
試薬の使用順序，精製処理の際の試薬の分注量等の制御
情報を認識し、それらの情報に基づいて核酸精製装置の
動作を制御する。そして、ステップ（Ｓ−５３）にて試
薬プライミングを実行する。

【００５７】図１４に示したフローチャートでは試薬パ
ック５−１の残量チェックを先に行っているが、試薬パ
ック５−２の残量チェックを先に行うようにしてもよ
く、また現在分注ノズル６に接続されている試薬パック
を記憶しておき、それを試薬パック１、もう一方を試薬
パック２としてもよい。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、核酸精製に用いる全試
薬の交換作業を一度に済ませることができるため、装置
の操作性が向上する。また核酸精製中に試薬不足による
中断がなく、装置の稼働率を向上させることができる。
さらに試薬パック内の試薬が周囲の雰囲気にある汚染原
因となる物質と隔離されるため、試料汚染を防止するこ
とができ、安定した核酸精製結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】核酸精製装置の概略外観図。

【図２】本発明の一実施例である核酸精製装置の平面
図。

【図３】本発明の一実施例である核酸精製装置の平面
図。

【図４】電気系の構成を示すブロックダイヤグラム。

【図５】試薬パックを示す図。

【図６】試薬パックの代替案を示す図。

【図７】分注器の系統図。

【図８】検体ラックを示す図。

【図９】精製品ラックを示す図。

【図１０】チップラックを示す図。

【図１１】核酸捕捉用チップの概略構成図。

【図１２】操作フローチャート。

【図１３】精製工程のフローチャート。

【図１４】試薬残量チェックのフローチャート。

【図１５】液体分注用チップをノズルに取り付ける動作
を説明する図。

【図１６】ノズルからチップを取り外す動作を説明する
図。

【符号の説明】

１…核酸精製装置本体、２…操作パネル、３…リニアス
ライダーバー、４…純水タンク、５（５−１，５−２）
…試薬パック、５−１…試薬ボトル、５−２…ジョイン
ト、６…分注ノズル、６Ａ…分注ノズルホルダ、７…分
離ノズル、７Ａ…分離ノズルホルダ、８…廃液口、９…
チップ廃棄口、１０…検体ラック、１１…分離チップラ
ック、１２…精製品ラック、１３…消耗品トレー、１４
…バーコードリーダ、１５…試薬バーコード、２５…分
離チップ、２６…フィルタ、２７…担体、３０…制御用
計算機、３１…機構制御部、３２…ステッピングモー
タ、３３…シリンジ、３４…分注ノズルホルダ、３６
（３６−１〜３６−４）…電磁弁、３７…センサ、３８
…分岐ジョイント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 智也 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 Ｆターム(参考） 2G058 AA09 CB15 CE02 CE07 ED35 GA02 GC02 GC05 GE01 4B024 AA11 AA19 AA20 CA01 CA11 HA11 4B029 AA23 BB01 BB02 BB11 BB12 BB20 CC01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体と接触する形で核酸に結合性を有する
   シリカを含有した固相を設置した管を有し、前記管を介
   して、試薬である細胞膜可溶化剤，結合促進剤，洗浄
   液，溶離液を分注し、液体の吸引と吐出を行うことによ
   り核酸を固相に捕捉し、分離する精製方式を用いて自動
   的に核酸を精製する核酸精製装置において、精製する核
   酸の種類および処理の工程に応じて、各試薬が充填され
   た複数の収納部を一体化し、外装部に各試薬の分注量，
   攪拌回数、及び装置制御順序の情報を記憶した核酸精製
   装置用試薬パック。
2. 【請求項２】請求項１の核酸精製装置用試薬パックにお
   いて、さらに個々の試薬の収納部が自由に分離，結合が
   可能な形状の核酸精製装置用試薬パック。
3. 【請求項３】核酸精製装置用試薬パックに記憶された制
   御情報を読み取る読み取り装置を有し、液体と接触する
   形で核酸に結合性を有すシリカを含有した固相を設置し
   た配管を有し、前記配管を介して、細胞膜可溶化剤，結
   合促進剤，洗浄液，溶離液を分注し、液体の吸引と吐出
   を行うことにより核酸を捕捉する精製方式を用いて、核
   酸精製装置用試薬パックに記憶された制御情報を読み取
   り制御情報に従い自動的に核酸を精製する核酸精製装
   置。
4. 【請求項４】請求項３の核酸精製装置において、さらに
   試薬パックの開閉栓を有した個々の容器と、開閉栓と接
   続可能な試薬を吸引するノズルを有することにより試薬
   を密閉したまま大気に触れることなく試薬供給可能な核
   酸精製装置。
5. 【請求項５】請求項３の核酸精製装置において、さらに
   複数の試薬パックを同時に搭載することができ、さらに
   各試薬パックの数だけ試薬パックと接続可能な試薬を吸
   引するノズルと、流路を切り替える機構を有することに
   より、試薬の供給中に残量不足を検知すると試薬パック
   を自動的に切り替え、核酸の精製処理を連続運転可能な
   核酸精製装置。
6. 【請求項６】請求項３の核酸精製装置において、さらに
   試薬パックに記憶された制御情報に試薬パックの個々の
   容器内の試薬の液量を記憶し、これを核酸精製装置に装
   備された読み取り装置を使用し、制御情報を読み取るこ
   とによって核酸の精製処理における使用量を減算し試薬
   の残量管理を行い、装置の停復電に関わらず記憶できる
   媒体を有し、継続して試薬の残量管理可能な核酸精製装
   置。
7. 【請求項７】請求項６の核酸精製装置において、さらに
   表示媒体を介して試薬の残量情報を表示することが可能
   な核酸精製装置。