JP2005237254A - Cell-free protein-synthesizing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell-free protein-synthesizing apparatus which can automate a cell-free protein-synthesizing reaction. <P>SOLUTION: An injection portion 20 takes a sample DNA from a sample-setting portion 4 according to a control portion 34a, and then injects the sample DNA into the injection port 16 of a quality-checking portion 12. In the quality-checking portion 12, the sample DNA is sent into a micro-cell, and an absorbance in a UV light region is measured, and it is judged whether the measured absorbance is included in a defined range. When the absorbance of the sample DNA is not included in the defined range, an error message is given, and it is heard whether to proceed the next process. When a command for proceeding to the next process is given to the control portion 34a, the sample DNA is injected into a reaction vessel 10 with the injection portion 20 according to the control portion 34a, and a transcription reagent is further injected to produce the transcripted mRNA. Subsequently, protein synthesizing reagents are injected into the reaction vessel 10 with the injection portion 20 according to the control portion 34a. Then, the mixture is incubated for several hours to synthesize the protein. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は無細胞タンパク質合成系において目的タンパク質を自動的に合成する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for automatically synthesizing a target protein in a cell-free protein synthesis system.

タンパク質の合成反応は、細胞内では遺伝情報をもつDNAからその情報がmRNA(メッセンジャーRNA)に転写され、リボソーム上でそのmRNAの情報が翻訳されてタンパク質が合成されるという工程で進行する。細胞内におけるタンパク質合成反応を生体外で行なう方法として無細胞タンパク質合成系が開発されている(特許文献1参照。)。   The protein synthesis reaction proceeds in a process in which intracellular information is transcribed from DNA having genetic information into mRNA (messenger RNA), and the information on the mRNA is translated on the ribosome to synthesize the protein. A cell-free protein synthesis system has been developed as a method for performing protein synthesis reaction in cells in vitro (see Patent Document 1).

無細胞タンパク質合成系は、リボソーム等を含む抽出液に転写の鋳型となるDNA又はmRNA、基質となるアミノ酸、エネルギー源、各種イオン、緩衝液及びその他の有効因子を加えて反応容器内で行なわれる。具体的には、反応容器へサンプルDNAを分注し、それに転写試薬を分注してmRNAを生成させ、それにタンパク質合成試薬を分注し数時間インキュベーションしてタンパク質を合成させるか、反応容器へ別に用意したmRNAを分注し、それにタンパク質合成試薬を分注し数時間インキュベーションしてタンパク質を合成させる。従来の装置ではこれらの各工程は用手法で行なわれており、自動化はなされていない。   The cell-free protein synthesis system is performed in a reaction vessel by adding DNA or mRNA serving as a transcription template, amino acid serving as a substrate, energy source, various ions, buffer solution and other effective factors to an extract containing ribosomes. . Specifically, sample DNA is dispensed into a reaction vessel, and a transcription reagent is dispensed into it to produce mRNA, and then a protein synthesis reagent is dispensed into it and incubated for several hours to synthesize protein, or into the reaction vessel. Separately prepared mRNA is dispensed, and a protein synthesis reagent is dispensed to it and incubated for several hours to synthesize protein. In a conventional apparatus, each of these steps is performed by a conventional method and is not automated.

無細胞タンパク質合成は転写前のサンプルDNAや合成前のmRNAの量や質が悪いとタンパク質がうまく合成できない。そこでDNAサンプルの検定やRNAの検定が行なわれているが、従来は市販の分光光度計にて260nmと280nmの吸収量からDNAサンプルやRNAを検定したり、アガロース電気泳動のバンドを確認したりすることにより検定を行なっている。   In cell-free protein synthesis, if the amount and quality of sample DNA before transcription and mRNA before synthesis are poor, proteins cannot be synthesized well. Therefore, DNA samples and RNA have been tested. Conventionally, commercially available spectrophotometers have been used to test DNA samples and RNA from the amounts of absorption at 260 nm and 280 nm, and to confirm agarose electrophoresis bands. The test is performed by doing.

合成後のタンパク質の定量測定又は定性測定は電気泳動などで行なわれている。
また、合成後のタンパク質の精製は高速液体クロマトグラフ(HPLC)を用いて行なわれている。
これらの検定、測定及び精製はいずれも用手法で行なわれている。
特公平7−110236号公報
Quantitative or qualitative measurement of the protein after synthesis is performed by electrophoresis or the like.
In addition, purification of the protein after synthesis is performed using high performance liquid chromatography (HPLC).
All of these tests, measurements, and purifications are performed using conventional techniques.
Japanese Patent Publication No.7-110236

アガロース電気泳動によるDNAサンプルの検定やRNAの検定は煩雑で時間を要するだけでなく、mRNAについては量だけでなく分解されていないかどうかの確認も必要であるが、アガロース電気泳動では結果がスメア状(鮮明なバンドにならない状態)になるため、確認が困難である。   Assays for DNA samples and RNAs by agarose electrophoresis are not only complicated and time consuming, but it is also necessary to confirm whether mRNA has not been degraded as well as its amount. It is difficult to confirm because it is in a state (a state that does not become a clear band).

他の方法によるDNAサンプルの検定やRNAの検定も煩雑で時間を要する。
また、合成後のタンパク質の定量測定や定性測定、精製も煩雑で時間を要する作業である。
本発明はこのような煩雑で時間を要する作業を含む無細胞タンパク質合成反応を自動化できる装置を提供することを目的とするものである。
Assays for DNA samples and RNAs by other methods are complicated and time consuming.
In addition, quantitative measurement, qualitative measurement, and purification of the protein after synthesis are complicated and time-consuming operations.
An object of the present invention is to provide an apparatus capable of automating a cell-free protein synthesis reaction including such complicated and time-consuming work.

本発明の無細胞タンパク質合成装置の第1の局面は、タンパク質合成を自動化するとともに、サンプルDNAとmRNAの一方又は両方の検定を自動化するものであり、サンプルDNA又はmRNAからなる鋳型を含む鋳型溶液を収容したサンプル設置部、前記鋳型を基にしてタンパク質を合成するための試薬を収容した試薬設置部、並びに前記鋳型溶液及び試薬により水性緩衝溶液中にリボソーム、mRNA及び基質を少なくとも含んでタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系の反応溶液が形成される反応容器を含む反応装置と、核酸の品質を検定する品質検定部と、前記反応容器への前記鋳型溶液及び試薬の分注、並びに前記品質検定部への前記鋳型溶液及び/又は前記反応容器の反応溶液の分注を行なう分注部と、前記反応容器における無細胞タンパク質合成反応の自動制御並びに前記品質検定部におけるサンプルDNA及び/又はmRNAの検定の自動制御を行なう制御部とを備えている。
「及び/又は」の表現は、「及び」である場合と「又は」である場合の両方があることを示している。
タンパク質はオリゴペプチド及びポリペプチドを含んだ意味で使用している。
本発明は、反応容器へサンプルDNAを含む鋳型溶液を分注し、それに転写試薬を分注してmRNAを生成させ、それにタンパク質合成試薬を分注し数時間インキュベーションしてタンパク質を合成させる態様と、別に用意したmRNAを含む鋳型溶液を反応容器へ分注し、それにタンパク質合成試薬を分注し数時間インキュベーションしてタンパク質を合成させる態様の両方を含んでいる。そのため、鋳型溶液はサンプルDNAを含む溶液である場合と、mRNAを含む溶液である場合の両方を含んでいる。したがって、前記試薬は転写試薬とタンパク質合成試薬の両方を含む意味で使用している。
The first aspect of the cell-free protein synthesizer of the present invention automates protein synthesis and automates the assay of one or both of sample DNA and mRNA, and contains a template solution comprising sample DNA or mRNA. A sample placement portion containing a reagent, a reagent placement portion containing a reagent for synthesizing a protein based on the template, and a protein containing at least ribosome, mRNA and a substrate in an aqueous buffer solution by the template solution and the reagent. A reaction apparatus including a reaction vessel in which a reaction solution of a cell-free protein synthesis system to be synthesized is formed; a quality test unit for examining nucleic acid quality; dispensing of the template solution and reagent into the reaction vessel; and the quality A dispensing unit for dispensing the template solution and / or the reaction solution in the reaction vessel to an assay unit; and the reaction vessel And a control unit that performs automatic control of test sample DNA and / or mRNA in the automatic control and the quality test of the definitive cell-free protein synthesis reaction.
The expression “and / or” indicates that there are both “and” and “or” cases.
Protein is used to include oligopeptides and polypeptides.
The present invention is a mode in which a template solution containing sample DNA is dispensed into a reaction vessel, a transcription reagent is dispensed therein to produce mRNA, a protein synthesis reagent is dispensed therein, and a protein is synthesized by incubation for several hours. In addition, a template solution containing mRNA prepared separately is dispensed into a reaction vessel, and a protein synthesis reagent is dispensed into the reaction vessel and incubated for several hours to synthesize proteins. Therefore, the template solution includes both a case containing a sample DNA and a case containing an mRNA. Therefore, the reagent is used to include both a transcription reagent and a protein synthesis reagent.

転写試薬としては既知のものを使用することができ、例えば転写酵素を含んだ溶液を使用することができる。
タンパク質合成試薬は既知のものを使用することができ、例えば胚芽、大腸菌、家兎網状赤血球などの細胞抽出物を含んだ溶液を使用することができる。好ましくは、小麦、大麦、イネ、コーンもしくはほうれん草の胚芽又は大腸菌を含んだ溶液を挙げることができる。
A known transcription reagent can be used. For example, a solution containing a transcriptase can be used.
A known protein synthesis reagent can be used. For example, a solution containing a cell extract such as embryo, E. coli, or rabbit reticulocyte can be used. Preferably, a solution containing wheat, barley, rice, corn or spinach germ or Escherichia coli can be mentioned.

基質にはアミノ酸のほか、エネルギー源としてのATP(アデノシン三リン酸)及びGTP(グアノシン三リン酸)を含む。
これらの鋳型溶液及び試薬から既知の方法により水性緩衝溶液中にリボソーム、mRNA及び基質を少なくとも含んでタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系を調整することができる。
Substrates include ATP (adenosine triphosphate) and GTP (guanosine triphosphate) as energy sources in addition to amino acids.
A cell-free protein synthesis system for synthesizing a protein containing at least ribosome, mRNA and a substrate in an aqueous buffer solution can be prepared from these template solution and reagent by a known method.

本発明の無細胞タンパク質合成装置の第2の局面は、タンパク質合成を自動化するとともに、サンプルDNAとmRNAの一方又は両方の検定を自動化し、さらに合成後のタンパク質の定量測定又は定性測定も自動化するものであり、上記した一局面の無細胞タンパク質合成装置にタンパク質の定量測定又は定性測定を行なうタンパク質測定部をさらに備え、前記分注部は前記タンパク質測定部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、前記制御部は前記タンパク質測定部におけるタンパク質の定量測定又は定性測定の自動制御も行なうように構成されているものである。
タンパク質の定量は、例えば測定使用とするタンパク質を蛍光色素で標識し、電気泳動分離されたタンパク質の蛍光強度に基づいて行なうことができる。
タンパク質の定性は、例えば測定使用とするタンパク質に分子量が既知のタンパク質をキャリブレータとして添加することにより行なうことができる。
The second aspect of the cell-free protein synthesizer of the present invention automates protein synthesis, automates the assay of one or both of sample DNA and mRNA, and also automates quantitative measurement or qualitative measurement of the protein after synthesis. The cell-free protein synthesizer of one aspect described above further includes a protein measurement unit that performs quantitative measurement or qualitative measurement of the protein, and the dispensing unit dispenses the reaction solution after protein synthesis to the protein measurement unit. The control unit is configured to perform automatic control of protein quantitative measurement or qualitative measurement in the protein measurement unit.
Protein quantification can be performed, for example, based on the fluorescence intensity of the protein separated by electrophoresis after the protein to be used for measurement is labeled with a fluorescent dye.
Protein qualification can be performed, for example, by adding a protein having a known molecular weight as a calibrator to a protein to be used for measurement.

本発明の無細胞タンパク質合成装置の第3の局面は、タンパク質合成を自動化するとともに、サンプルDNAとmRNAの一方又は両方の検定を自動化し、合成後のタンパク質の定量測定又は定性測定も自動化し、さらに合成後のタンパク質の精製も自動化するものであり、上記した第2の局面の無細胞タンパク質合成装置にタンパク質の精製を行なうタンパク質精製部をさらに備え、前記分注部は前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、前記制御部は前記タンパク質精製部におけるタンパク質の精製の自動制御も行なうように構成されているものである。   The third aspect of the cell-free protein synthesizer of the present invention automates protein synthesis, automates the assay of one or both of sample DNA and mRNA, automates quantitative measurement or qualitative measurement of the protein after synthesis, Furthermore, the purification of the protein after synthesis is automated, and the cell-free protein synthesizer of the second aspect described above further includes a protein purification unit for purifying the protein, and the dispensing unit is supplied to the protein purification unit. The reaction solution after protein synthesis is also dispensed, and the control unit is also configured to automatically control protein purification in the protein purification unit.

本発明の無細胞タンパク質合成装置の第4の局面は、タンパク質合成を自動化するとともに、サンプルDNAとmRNAの一方又は両方の検定を自動化し、さらに合成後のタンパク質の精製も自動化するものであり、上記した第1の局面の無細胞タンパク質合成装置にタンパク質の精製を行なうタンパク質精製部をさらに備え、前記分注部は前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、前記制御部は前記タンパク質精製部におけるタンパク質の精製の自動制御も行なうように構成されているものである。   The fourth aspect of the cell-free protein synthesizer of the present invention automates protein synthesis, automates the assay of one or both of sample DNA and mRNA, and also automates purification of the protein after synthesis. The cell-free protein synthesizer of the first aspect described above further includes a protein purification unit that purifies the protein, and the dispensing unit is configured to also dispense the reaction solution after protein synthesis to the protein purification unit. The control unit is also configured to automatically control protein purification in the protein purification unit.

本発明の無細胞タンパク質合成装置の第5の局面は、タンパク質合成を自動化するとともに、合成後のタンパク質の定量測定又は定性測定も自動化するものであり、サンプルDNA又はmRNAからなる鋳型を含む鋳型溶液を収容したサンプル設置部、前記鋳型を基にしてタンパク質を合成するための試薬を収容した試薬設置部、並びに前記鋳型溶液及び試薬により水性緩衝溶液中にリボソーム、mRNA及び基質を少なくとも含んでタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系の反応溶液が形成される反応容器を含む反応装置と、タンパク質の定量測定又は定性測定を行なうタンパク質測定部と、前記反応容器への前記鋳型溶液及び試薬の分注、並びに前記タンパク質測定部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注を行なう分注部と、前記反応容器における無細胞タンパク質合成反応の自動制御並びに前記タンパク質測定部におけるタンパク質の定量測定又は定性測定の自動制御を行なう制御部とを備えている。   A fifth aspect of the cell-free protein synthesizer of the present invention automates protein synthesis and also automates quantitative measurement or qualitative measurement of the protein after synthesis, and includes a template solution comprising a template consisting of sample DNA or mRNA. A sample placement portion containing a reagent, a reagent placement portion containing a reagent for synthesizing a protein based on the template, and a protein containing at least ribosome, mRNA and a substrate in an aqueous buffer solution by the template solution and the reagent. A reaction apparatus including a reaction vessel in which a reaction solution of a cell-free protein synthesis system to be synthesized is formed; a protein measurement unit that performs quantitative measurement or qualitative measurement of protein; and dispensing of the template solution and reagent into the reaction vessel; A dispensing unit for dispensing the reaction solution after protein synthesis to the protein measuring unit; And a control unit for automatically controlling the quantitative measurement or qualitative measurement of the protein in the automatic control and the protein measuring section of the cell-free protein synthesis reaction in the reaction vessel.

本発明の無細胞タンパク質合成装置の第6の局面は、タンパク質合成を自動化するとともに、合成後のタンパク質の定量測定又は定性測定も自動化し、さらに合成後のタンパク質の精製も自動化するものであり、上記した第5の局面の無細胞タンパク質合成装置にタンパク質の精製を行なうタンパク質精製部をさらに備え、前記分注部は前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、前記制御部は前記タンパク質精製部におけるタンパク質の精製の自動制御も行なうように構成されているものである。   The sixth aspect of the cell-free protein synthesizer of the present invention automates protein synthesis, automates quantitative measurement or qualitative measurement of the protein after synthesis, and also automates purification of the protein after synthesis. The cell-free protein synthesizer of the fifth aspect described above further includes a protein purification unit that purifies the protein, and the dispensing unit is configured to also dispense the reaction solution after protein synthesis to the protein purification unit. The control unit is also configured to automatically control protein purification in the protein purification unit.

本発明の無細胞タンパク質合成装置の第7の局面は、タンパク質合成を自動化するとともに、合成後のタンパク質の精製も自動化するものであり、サンプルDNA又はmRNAからなる鋳型を含む鋳型溶液を収容したサンプル設置部、前記鋳型を基にしてタンパク質を合成するための試薬を収容した試薬設置部、並びに前記鋳型溶液及び試薬により水性緩衝溶液中にリボソーム、mRNA及び基質を少なくとも含んでタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系の反応溶液が形成される反応容器を含む反応装置と、タンパク質の精製を行なうタンパク質精製部と、前記反応容器への前記鋳型溶液及び試薬の分注、並びに前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注を行なう分注部と、前記反応容器における無細胞タンパク質合成反応の自動制御並びに前記タンパク質精製部おけるタンパク質の精製の自動制御を行なう制御部とを備えている。   A seventh aspect of the cell-free protein synthesizer of the present invention automates protein synthesis and also automates purification of the protein after synthesis, and contains a sample solution containing a template consisting of sample DNA or mRNA. An installation part, a reagent installation part containing a reagent for synthesizing a protein based on the template, and a cell-free composition for synthesizing a protein containing at least ribosome, mRNA and a substrate in an aqueous buffer solution using the template solution and the reagent A reaction apparatus including a reaction vessel in which a reaction solution of a protein synthesis system is formed, a protein purification unit that purifies the protein, dispensing of the template solution and reagent into the reaction vessel, and protein into the protein purification unit A dispensing part for dispensing the synthesized reaction solution, and a cell-free protein in the reaction vessel And a control unit that performs automatic control of the purification of definitive automatic control and the protein purification unit of the synthesis reaction proteins.

前記品質検定部の一例は、マイクロチップ電気泳動装置を備えているものである。
前記品質検定部の他の例は、キャピラリー電気泳動装置を備えているものである。
前記品質検定部のさらに他の例は、分光光度計を備えているものである。
前記タンパク質測定部の一例は、マイクロチップ電気泳動装置を備えているものである。
前記タンパク質精製部の一例は、カラムを用いた分離装置を備えているものである。
前記タンパク質精製部の他の例は、ゲルろ過装置を備えているものである。
前記タンパク質精製部のさらに他の例は、マイクロチップ電気泳動を備えているものである。
An example of the quality test unit includes a microchip electrophoresis apparatus.
Another example of the quality verification unit is provided with a capillary electrophoresis apparatus.
Still another example of the quality verification unit includes a spectrophotometer.
An example of the protein measuring unit includes a microchip electrophoresis apparatus.
An example of the protein purification unit includes a separation device using a column.
Another example of the protein purification unit includes a gel filtration device.
Yet another example of the protein purification unit is one equipped with microchip electrophoresis.

本発明の無細胞タンパク質合成装置はタンパク質合成を自動化することができるとともに、核酸の品質を検定する品質検定部を備えた局面では無細胞タンパク質合成の転写工程の前にてDNAサンプルの検定と転写されたmRNAの検定の一方又は両方も自動化できるようになる。   The cell-free protein synthesizer of the present invention can automate protein synthesis and, in an aspect equipped with a quality test unit for testing nucleic acid quality, can test and transfer DNA samples before the cell-free protein synthesis transcription step. One or both of the assayed mRNAs can be automated.

タンパク質の定量測定又は定性測定を行なうタンパク質測定部を備えた局面では、合成後のタンパク質の定量測定又は定性測定も自動化できるようになる。
タンパク質の精製を行なうタンパク質精製部を備えた局面では、合成後のタンパク質の精製も自動化できるようになる。
このように、本発明ではタンパク質合成の自動化だけでなく、DNAサンプルの検定など、上に示した1つ又は2つ以上の煩雑な作業から開放され、用手法によるばらつきやミスがなくなり、処理時間も短縮される。
In the aspect provided with the protein measurement part which performs protein quantitative measurement or qualitative measurement, it becomes possible to automate the quantitative measurement or qualitative measurement of the protein after synthesis.
In the aspect provided with the protein purification part which performs protein purification, purification of the protein after synthesis can be automated.
Thus, in the present invention, not only automation of protein synthesis but also one or more complicated operations shown above, such as DNA sample testing, is freed from variations and errors due to the method used, and processing time is reduced. Is also shortened.

以下、図面を参照して実施例を説明する。
図1は、無細胞タンパク質合成系の反応装置、分注部、DNAの品質を検定する品質検定部、及びそれらの動作を制御する制御部を備えた本発明の第1の局面の無細胞タンパク質合成装置の一実施例を表わすものであり、タンパク質の合成だけでなく、転写工程前のDNAの検定も自動的に制御して行なうようにしたものである。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cell-free protein according to the first aspect of the present invention, which includes a cell-free protein synthesis system reaction device, a dispensing unit, a quality test unit for testing the quality of DNA, and a control unit for controlling the operation thereof. This represents one embodiment of the synthesizer, in which not only protein synthesis but also DNA testing prior to the transcription step is automatically controlled.

図1において、反応装置2はサンプルDNAを収容したサンプル設置部としてのマイクロタイタプレート(MTP)4、DNAからmRNAに転写する転写試薬を収容した転写試薬設置部の転写試薬容器6、タンパク質合成試薬を収容したタンパク質合成試薬設置部としての複数の合成試薬容器8及び無細胞タンパク質合成系を形成する反応容器10を備えている。   In FIG. 1, a reaction apparatus 2 includes a microtiter plate (MTP) 4 as a sample setting unit that stores sample DNA, a transfer reagent container 6 in a transfer reagent setting unit that stores a transfer reagent that transfers DNA to mRNA, and a protein synthesis reagent. Are provided with a plurality of synthesis reagent containers 8 as a protein synthesis reagent installation section and a reaction container 10 forming a cell-free protein synthesis system.

サンプル設置部としてのマイクロタイタプレート4では複数の凹部にそれぞれサンプルDNAを収容している。
反応容器10は、例えば使い捨て可能なマイクロタイタプレートであり、複数の凹部を備え、各凹部がそれぞれ個別の反応容器として作用する。
In the microtiter plate 4 as a sample installation part, sample DNA is accommodated in each of a plurality of recesses.
The reaction vessel 10 is, for example, a disposable microtiter plate, and includes a plurality of recesses, and each recess acts as an individual reaction vessel.

反応装置2の近傍にはDNAの品質を光学的に検定する品質検定部12が設けられている。品質検定部12は紫外線領域での吸収スペクトルを測定するミクロセル分光光度計14を備えており、分光光度計14には検定しようとするDNAを注入するための分注口16が設けられている。分光光度計14には正常なDNAと判定するための吸光度値の規定範囲が保持されており、試料のDNAの吸光度がその吸光度規定範囲内にあるかどうかで品質が評価される。   In the vicinity of the reaction apparatus 2, a quality tester 12 for optically testing the quality of DNA is provided. The quality tester 12 includes a microcell spectrophotometer 14 that measures an absorption spectrum in the ultraviolet region, and the spectrophotometer 14 is provided with a dispensing port 16 for injecting DNA to be tested. The spectrophotometer 14 holds a specified range of absorbance values for determining normal DNA, and the quality is evaluated based on whether or not the absorbance of the sample DNA is within the specified absorbance range.

分析装置2と品質検定部12の近傍には分注部20が設けられており、分注部20は反応容器10へのサンプルDNA、転写試薬及びタンパク質合成試薬の分注、並びに品質検定部12へのサンプルDNAの分注を行なう。   A dispensing unit 20 is provided in the vicinity of the analyzer 2 and the quality testing unit 12, and the dispensing unit 20 dispenses sample DNA, a transcription reagent and a protein synthesis reagent into the reaction vessel 10, and the quality testing unit 12. Dispense sample DNA into

分注部20のノズル22の先端には使い捨て可能なチップ24が着脱可能に装着される。分注部20はノズル22が三方バルブ26を介してシリンジポンプ28に接続されており、シリンジポンプ28によりサンプルDNAや試薬などの分注を行なう。三方バルブ26には洗浄液容器30内の洗浄液につながる流路も接続されている。32は洗浄部であり、ノズル22の先端を洗浄部32に挿入し、洗浄液30をシリンジポンプ28でノズル22の先端から吐出することによりノズルの内部を洗浄するとともに、ノズルの外側を洗浄部32の洗浄液で洗浄する。   A disposable tip 24 is detachably attached to the tip of the nozzle 22 of the dispensing unit 20. The dispensing unit 20 has a nozzle 22 connected to a syringe pump 28 via a three-way valve 26, and dispenses sample DNA, reagents, and the like by the syringe pump 28. The three-way valve 26 is also connected to a flow path leading to the cleaning liquid in the cleaning liquid container 30. Reference numeral 32 denotes a cleaning unit. The tip of the nozzle 22 is inserted into the cleaning unit 32 and the cleaning liquid 30 is discharged from the tip of the nozzle 22 by the syringe pump 28 to clean the inside of the nozzle, and the outside of the nozzle is cleaned by the cleaning unit 32. Wash with the cleaning solution.

この実施例の無細胞タンパク質合成装置の動作を自動的に操作できるようにするために、制御部34aが設けられている。制御部34aは反応容器10における無細胞タンパク質合成反応の自動制御と、品質検定部12におけるサンプルDNAの検定の自動制御、必要に応じてさらにmRNAの検定の自動制御までも行なう。   In order to automatically operate the cell-free protein synthesizer of this embodiment, a control unit 34a is provided. The control unit 34a performs automatic control of the cell-free protein synthesis reaction in the reaction vessel 10, automatic control of the sample DNA test in the quality test unit 12, and further automatic control of the mRNA test if necessary.

この実施例の動作を説明する。
制御部34aにより分注部20がサンプル設置部4からサンプルDNAを分取し、品質検定部12の分注口16に分注すると、品質検定部12ではサンプルDNAがミクロセルに送られて紫外線領域の吸光度が測定され、規定範囲にあるかどうかが判定される。そのサンプルDNAの吸光度が規定範囲になければエラーメッセージが出され、次のエ程へ進むかどうかを聞いてくる。
The operation of this embodiment will be described.
When the dispensing unit 20 dispenses the sample DNA from the sample setting unit 4 by the control unit 34a and dispenses the sample DNA to the dispensing port 16 of the quality testing unit 12, the quality testing unit 12 sends the sample DNA to the microcell and the ultraviolet region. Is measured to determine if it is within a specified range. If the absorbance of the sample DNA is not within the specified range, an error message is displayed and asks whether or not to proceed to the next step.

制御部34aに次のエ程へ進む指示を与えると、制御部34aは分注部20によりサンプルDNAを反応容器10に分注し、転写試薬を分注する。これにより反応容器10ではサンプルDNAから転写されたmRNAが生成する。   When the control unit 34a is instructed to proceed to the next step, the control unit 34a dispenses the sample DNA into the reaction container 10 by the dispensing unit 20 and dispenses the transfer reagent. As a result, mRNA transcribed from the sample DNA is generated in the reaction vessel 10.

次に制御部34aは分注部20によりその反応容器10にタンパク質合成試薬を分注する。その後、数時間インキュベーションして、タンパク質を合成させる。
ここでは、品質検定部12はサンプルDNAの品質検定のみをおこなっているが、サンプルDNAから転写されたmRNAの品質検定も行なうようにしてもよい。RNAもDNAと同様の基準により品質を検定することができる。
また、サンプルDNAの品質検定を省略し、転写されたmRNAの品質検定を行なうようにしてもよい。
Next, the control unit 34 a dispenses the protein synthesis reagent into the reaction vessel 10 by the dispensing unit 20. The protein is then synthesized by incubating for several hours.
Here, the quality test unit 12 performs only the quality test of the sample DNA. However, the quality test of the mRNA transcribed from the sample DNA may also be performed. RNA can be tested for quality according to the same criteria as DNA.
Further, the quality test of the transcribed mRNA may be performed by omitting the quality test of the sample DNA.

図2の実施例は、図1の実施例と同様に、無細胞タンパク質合成系の反応装置、分注部、DNAの品質を検定する品質検定部、及びそれらの動作を制御する制御部を備えて、タンパク質の合成だけでなく、転写工程前のDNAの検定も自動的に制御して行なうようにしたものであるが、品質検定部として分光光度計に替えてマイクロチップ電気泳動装置を備えたものである。
図2の実施例において、反応装置2及び分注部20は図1の実施例と同じである。
The embodiment of FIG. 2 includes, as in the embodiment of FIG. 1, a cell-free protein synthesis system reaction device, a dispensing unit, a quality testing unit for testing DNA quality, and a control unit for controlling the operation thereof. In addition to protein synthesis, DNA testing prior to the transcription step is automatically controlled and performed, but the quality tester is equipped with a microchip electrophoresis device instead of a spectrophotometer. Is.
In the embodiment of FIG. 2, the reactor 2 and the dispensing unit 20 are the same as in the embodiment of FIG.

品質検定部40はマイクロチップ50の流路で試料の電気泳動を行なわせるマイクロチップ電気泳動装置を備えている。
品質検定部40のマイクロチップ電気泳動装置は、サンプルDNAの検定だけでなく、転写後のmRNAの検定も行なうことができることは図1の実施例と同様であるが、マイクロチップ電気泳動装置は合成後のタンパク質の定量測定装置又は定性測定装置としても利用することができる。したがって、図2の実施例は本発明の第1の局面を実現するように実施できるとともに、第2の局面を実現するように実施することもできるものである。
The quality verification unit 40 includes a microchip electrophoresis apparatus that performs electrophoresis of a sample in the flow path of the microchip 50.
The microchip electrophoresis apparatus of the quality test unit 40 can perform not only the assay of sample DNA but also the mRNA after transcription as in the embodiment of FIG. 1, but the microchip electrophoresis apparatus is synthesized. It can also be used as a protein quantitative measurement apparatus or a qualitative measurement apparatus later. Therefore, the embodiment of FIG. 2 can be implemented to realize the first aspect of the present invention, and can also be implemented to realize the second aspect.

マイクロチップ50はその基板内に電気泳動流路を備えている。この例では、電気泳動流路として、両端間に電圧を印加することによって試料を電気泳動させて分離する分離流路55と、分離流路55に交差し試料を分離流路55まで導入するための試料導入流路54を備えている。流路55,54の両端は基板表面に開口してリザーバとなっている。   The microchip 50 has an electrophoresis channel in its substrate. In this example, as an electrophoresis channel, a separation channel 55 that electrophores and separates a sample by applying a voltage between both ends, and a sample that crosses the separation channel 55 and introduces the sample to the separation channel 55. The sample introduction channel 54 is provided. Both ends of the flow paths 55 and 54 are opened to the substrate surface to serve as reservoirs.

マイクロチップ50の電気泳動流路に充填される分離バッファ液は、分注部20のノズル22により電気泳動流路の一端のリザーバに分注される。電気泳動流路の一端のリザーバに分注された分離バッファ液を電気泳動流路内に充填するために、バッファ充填・排出部42が備えられている。バッファ充填・排出部42はマイクロチップ50のいずれかの電気泳動流路の一端のリザーバ上に空気吐出口44を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル46を挿入し、空気吐出口44から空気を吹き込んで分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから溢れた分離バッファ液をノズル46から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。   The separation buffer solution filled in the electrophoresis channel of the microchip 50 is dispensed into a reservoir at one end of the electrophoresis channel by the nozzle 22 of the dispensing unit 20. A buffer filling / discharging unit 42 is provided to fill the electrophoresis channel with the separation buffer solution dispensed in the reservoir at one end of the electrophoresis channel. The buffer filling / discharging unit 42 presses the air discharge port 44 onto the reservoir at one end of one of the electrophoresis channels of the microchip 50 while keeping airtightness, inserts the suction nozzle 46 into the other reservoir, and the air discharge port 44. Then, the separation buffer solution is pushed into the electrophoresis flow path, and the separation buffer solution overflowing from the other reservoir is sucked from the nozzle 46 by the suction pump and discharged to the outside.

マイクロチップ50の電気泳動流路55,54に試料導入用電圧と電気泳動用電圧を印加するために、電気泳動用高圧電源(図示略)が設けられている。
マイクロチップ50の分離流路55で電気泳動分離された試料成分を検出するために蛍光測定部(図示略)が設けられている。蛍光測定部は、分離流路55の一部に励起光を照射するLED(発光ダイオード)と、分離流路55を移動する試料成分がそのLEDからの励起光により励起されて発生した蛍光を受光する光ファイバと、その光ファイバからの蛍光から励起光成分を除去し、蛍光成分のみを透過させるフィルタを介して蛍光を受光する光電子増倍管とを備えている。なお、励起光の光源としては、LEDに限らずLD(レーザダイオード)を用いてもよい。
In order to apply the sample introduction voltage and the electrophoresis voltage to the electrophoresis channels 55 and 54 of the microchip 50, a high voltage power supply for electrophoresis (not shown) is provided.
A fluorescence measurement unit (not shown) is provided to detect the sample components electrophoretically separated in the separation channel 55 of the microchip 50. The fluorescence measurement unit receives an LED (light emitting diode) that irradiates a part of the separation channel 55 with excitation light, and fluorescence generated by excitation of the sample component moving through the separation channel 55 by the excitation light from the LED. And a photomultiplier tube that receives the fluorescence through a filter that removes the excitation light component from the fluorescence from the optical fiber and transmits only the fluorescence component. The excitation light source is not limited to the LED, and an LD (laser diode) may be used.

図3と図4はこの実施例におけるマイクロチップの一例を示したものである。本発明におけるマイクロチップは基板内に電気泳動流路が形成されたこのような電気泳動装置を指しており、必ずしもサイズの小さいものに限定される意味ではない。   3 and 4 show an example of the microchip in this embodiment. The microchip in the present invention refers to such an electrophoresis apparatus in which an electrophoresis channel is formed in a substrate, and is not necessarily limited to a small size.

図3に示されるように、このマイクロチップ50は一対の透明基板(石英ガラスその他のガラス基板や樹脂基板)51,52からなり、一方の基板52の表面に、(B)に示されるように、互いに交差する泳動用キャピラリー溝54,55を形成し、他方の基板51には、(A)に示されるように、その溝54,55の端に対応する位置にリザーバ53を貫通穴として設け、両基板51,52を(C)に示すように重ねて接合し、キャピラリー溝54,55を試料の電気泳動分離用の分離流路55と、その分離流路に試料を導入するための試料導入流路54とする。   As shown in FIG. 3, this microchip 50 is composed of a pair of transparent substrates (quartz glass or other glass substrate or resin substrate) 51, 52, and on the surface of one substrate 52, as shown in (B). The capillary grooves 54 and 55 for electrophoresis intersecting each other are formed, and a reservoir 53 is provided as a through hole in the other substrate 51 at a position corresponding to the end of the grooves 54 and 55 as shown in FIG. The substrates 51 and 52 are overlapped and joined as shown in FIG. 2C, and the capillary grooves 54 and 55 are separated into the separation channel 55 for electrophoresis separation of the sample and the sample for introducing the sample into the separation channel. Let it be an introduction channel 54.

マイクロチップ50は基本的には図3に示したものであるが、取扱いを容易にするために、図4に示されるように、電圧を印加するための電極端子を予めチップ上に形成したものを使用する。図4はそのマイクロチップ50の平面図を示したものである。リザーバ53は流路54,55に電圧を印加するためのポートでもある。ポート#1と#2は試料導入流路54の両端に位置するポートであり、ポート#3と#4は分離流路55の両端に位置するポートである。各ポートに電圧を印加するために、このマイクロチップ50の表面に形成された電極パターン61〜64がそれぞれのポートからマイクロチップ50の側端部に延びて形成されており、電気泳動用高圧電源に接続されるようになっている。   The microchip 50 is basically the one shown in FIG. 3, but in order to facilitate the handling, as shown in FIG. 4, electrode terminals for applying a voltage are previously formed on the chip. Is used. FIG. 4 shows a plan view of the microchip 50. The reservoir 53 is also a port for applying a voltage to the flow paths 54 and 55. Ports # 1 and # 2 are ports located at both ends of the sample introduction channel 54, and ports # 3 and # 4 are ports located at both ends of the separation channel 55. In order to apply a voltage to each port, electrode patterns 61 to 64 formed on the surface of the microchip 50 are formed so as to extend from the respective ports to the side end portions of the microchip 50. To be connected to.

図5はバッファ充填・排出部42における空気供給口44とマイクロチップ50の接続状態を概略的に示したものである。空気供給口44の先端にはOリング45が設けられており、空気供給口44をマイクロチップ50の1つのリザーバ上に押し当てることにより、マイクロチップ50の電気泳動流路に対し、空気供給口45を気密を保って取り付けることができ、空気供給口44から空気を加圧して流路内に送り出すことができる。他のリザーバにはノズル46が挿入され、流路から溢れ出した不用な分離バッファ液を吸入して排出する。   FIG. 5 schematically shows a connection state between the air supply port 44 and the microchip 50 in the buffer filling / discharging unit 42. An O-ring 45 is provided at the tip of the air supply port 44, and the air supply port 44 is pressed against one reservoir of the microchip 50, so that the air supply port is directed to the electrophoresis channel of the microchip 50. 45 can be attached in an airtight manner, and air can be pressurized from the air supply port 44 and sent out into the flow path. A nozzle 46 is inserted into the other reservoir, and an unnecessary separation buffer solution overflowing from the flow path is sucked and discharged.

この実施例の無細胞タンパク質合成装置の動作を自動的に操作できるようにするために、制御部34bが設けられている。制御部34bは反応容器10における無細胞タンパク質合成反応の自動制御と、品質検定部40におけるサンプルDNAの検定の自動制御、必要に応じてさらにmRNAの検定の自動制御までも行なう。   In order to automatically operate the cell-free protein synthesizer of this embodiment, a control unit 34b is provided. The control unit 34b performs automatic control of the cell-free protein synthesis reaction in the reaction vessel 10, automatic control of the sample DNA test in the quality test unit 40, and further automatic control of the mRNA test if necessary.

品質検定部40を合成後のタンパク質の定量分析又は定性分析の測定装置として利用する場合には、制御部34bは品質検定部40におけるタンパク質の定量分析又は定性分析の自動制御までも行なう。   When the quality testing unit 40 is used as a measuring device for quantitative analysis or qualitative analysis of the synthesized protein, the control unit 34b also performs automatic control of protein quantitative analysis or qualitative analysis in the quality testing unit 40.

このマイクロチップ電気泳動装置を用いた品質検定部40では、分注部20のノズル22により分離バッファ液41が電気泳動流路の一端のリザーバに分注され、分離バッファ充填・排出部42により電気泳動流路に充填される。   In the quality verification unit 40 using this microchip electrophoresis apparatus, the separation buffer solution 41 is dispensed into the reservoir at one end of the electrophoresis flow path by the nozzle 22 of the dispensing unit 20, and the separation buffer filling / discharging unit 42 performs the electricity. The electrophoresis channel is filled.

この実施例の動作を説明すると、制御部34bにより分注部20がサンプル設置部4からサンプルDNAを分取し、品質検定部40のマイクロチップ50の試料導入流路54の一端のリザーバに分注すると、サンプルDNAはサンプル導入流路54の両端間に印加される電圧によりサンプル導入流路54を移動して分離流路55との交差位置56まで導入される。その後電気泳動流路への電圧印加が切り替えられ、その交差位置56に導入されたサンプルDNAは分離流路55の両端間の電位差によって泳動して分離され、分離流路55の一部に設けられた蛍光測定部によって検出される。   Explaining the operation of this embodiment, the dispensing unit 20 sorts the sample DNA from the sample setting unit 4 by the control unit 34b and distributes it to the reservoir at one end of the sample introduction channel 54 of the microchip 50 of the quality verification unit 40. As a result, the sample DNA is introduced to the crossing position 56 with the separation channel 55 by moving through the sample introduction channel 54 by the voltage applied across the sample introduction channel 54. Thereafter, the voltage application to the electrophoresis channel is switched, and the sample DNA introduced at the intersection 56 is migrated and separated by the potential difference between both ends of the separation channel 55 and is provided in a part of the separation channel 55. Detected by the fluorescence measurement unit.

品質検定部40はその電気泳動分離の結果に基づいて、DNAの分離サイズを測定し、規定範囲にあるかどうかを判定して検定する。規定範囲になければエラーメッセージを出し、次のエ程へ進むかどうか聞いてくる。その後のタンパク質合成工程は図1の実施例と同じである。   Based on the result of the electrophoretic separation, the quality test unit 40 measures the DNA separation size and determines whether or not it is within a specified range. If it is not within the specified range, an error message will be issued and you will be asked if you want to proceed to the next step. Subsequent protein synthesis steps are the same as in the embodiment of FIG.

この実施例においては、タンパク質合成工程後のタンパク質の定量測定又は定性測定を行なうこともできる。その場合は、タンパク質合成工程終了後、分注部20が反応容器10の反応溶液を品質検定部40のマイクロチップ50の試料導入流路54の一端のリザーバに分注する。サンプルDNAの検定の場合と同様にして、合成後のタンパク質が電気泳動分離され、合成されたタンパク質の分子量分布が測定される。
この実施例では、品質検定部40はマイクロチップ電気泳動装置を備えているが、マイクロチップ電気泳動装置に替えてキャピラリー電気泳動装置を用いることもできる。
In this example, the protein can be quantitatively measured or qualitatively measured after the protein synthesis step. In that case, after the completion of the protein synthesis step, the dispensing unit 20 dispenses the reaction solution in the reaction container 10 into a reservoir at one end of the sample introduction channel 54 of the microchip 50 of the quality verification unit 40. In the same manner as in the sample DNA assay, the synthesized protein is electrophoretically separated, and the molecular weight distribution of the synthesized protein is measured.
In this embodiment, the quality verification unit 40 includes a microchip electrophoresis apparatus, but a capillary electrophoresis apparatus can be used instead of the microchip electrophoresis apparatus.

図6は、無細胞タンパク質合成系の反応装置、分注部、合成後のタンパク質の精製を行なうタンパク質精製部、及びそれらの動作を制御する制御部を備えた本発明の第7の局面の無細胞タンパク質合成装置の一実施例を表わすものであり、タンパク質の合成だけでなく、合成後のタンパク質の精製も自動的に制御して行なうようにしたものである。   FIG. 6 shows a cell-free protein synthesis system reaction apparatus, a dispensing unit, a protein purification unit that purifies the synthesized protein, and a control unit that controls the operation of the seventh aspect of the present invention. This represents one embodiment of a cellular protein synthesizer, in which not only protein synthesis but also purification of the protein after synthesis is automatically controlled.

図6の実施例では、合成後のタンパク質をカラムを用いて分離精製する。反応装置2及び分注装置20は図1の実施例で示したものと同じである。
反応装置2の近傍にタンパク質精製部70が設けられている。分注部20のノズル22によって反応容器10からタンパク質合成反応終了後の反応溶液が吸引されてタンパク質精製部70のインジェクションポート72に注入される。インジェクションポート72はサンプリングバルブ74に接続されている。サンプリングバルブ74にはサンプリングのためのサンプルループ76が接続され、さらにサンプリングした試料を移動相で送るための移動相送液流路78と、試料を移動相でカラムへ送るための送液流路80が接続されている。
In the example of FIG. 6, the synthesized protein is separated and purified using a column. The reaction apparatus 2 and the dispensing apparatus 20 are the same as those shown in the embodiment of FIG.
A protein purification unit 70 is provided in the vicinity of the reaction apparatus 2. The reaction solution after completion of the protein synthesis reaction is sucked from the reaction vessel 10 by the nozzle 22 of the dispensing unit 20 and injected into the injection port 72 of the protein purification unit 70. The injection port 72 is connected to the sampling valve 74. The sampling valve 74 is connected to a sample loop 76 for sampling, and further includes a mobile phase feeding channel 78 for sending the sampled sample in the mobile phase, and a liquid feeding channel for sending the sample to the column in the mobile phase. 80 is connected.

移動相送液流路78はバッファ液Aとバッファ液Bとを混合して送ることができるように、それらのバッファ液がグラジエントバルブ86を介してポンプ88からミキサー90を経て供給されるように流路が接続されている。バッファ液Aは複数種が用意され、選択バルブ83により選択できるようになっている。移動相送液流路78は、バルブ83と86の選択により所望のバッファ液を選択し、ミキサー90で混合して送ることができる。   The mobile phase liquid flow path 78 is supplied from the pump 88 via the mixer 90 via the gradient valve 86 so that the buffer liquid A and the buffer liquid B can be mixed and sent. The flow path is connected. A plurality of types of buffer solutions A are prepared and can be selected by a selection valve 83. The mobile phase liquid flow path 78 can select a desired buffer solution by selecting the valves 83 and 86, and can mix and send it with the mixer 90.

サンプリングバルブ74の切替え操作によりサンプルループ76に採取された合成後のタンパク質が移動相のバッファ液とともに流路80からカラム92に送られる。カラム92は複数種類のものが用意され、それぞれの上流側と下流側のカラム選択バルブ94と96によって選択されたものにタンパク質溶液が供給される。カラム92で精製されたタンパク質はUV検出器98、電気伝導度検出器100及びpH測定器102を経てフラクションノズル104からフラクション容器(図示略)に集められ、分画が行なわれる。   The synthesized protein collected in the sample loop 76 by the switching operation of the sampling valve 74 is sent from the flow path 80 to the column 92 together with the mobile phase buffer solution. A plurality of types of columns 92 are prepared, and a protein solution is supplied to the column 92 selected by the upstream and downstream column selection valves 94 and 96. The protein purified by the column 92 is collected in a fraction container (not shown) from a fraction nozzle 104 via a UV detector 98, an electrical conductivity detector 100 and a pH meter 102, and fractionated.

この実施例の無細胞タンパク質合成装置の動作を自動的に操作できるようにするために、制御部34cが設けられている。制御部34cは反応容器10における無細胞タンパク質合成反応の自動制御と、タンパク質精製部70の精製操作の自動制御を行なう。
検出器98,100,102は特にこれらに限定されるものではなく、タンパク質を検出できるものであれば他のものであってもよい。
In order to automatically operate the cell-free protein synthesizer of this embodiment, a control unit 34c is provided. The control unit 34 c performs automatic control of the cell-free protein synthesis reaction in the reaction vessel 10 and automatic control of the purification operation of the protein purification unit 70.
The detectors 98, 100, and 102 are not particularly limited to these, and other detectors may be used as long as they can detect proteins.

この実施例では、指定されたカラム92と、選択されたバッファ液A,Bのグラジエントにて精製が行なわれ、フラクションノズル104にて指定された容器に分画される。
タンパク質の精製はゲルろ過による精製やマイクロチップ電気泳動による精製に置き換えることもできる。
In this embodiment, purification is performed with the designated column 92 and the gradient of the selected buffer solutions A and B, and the fraction is divided into designated containers by the fraction nozzle 104.
Protein purification can be replaced by purification by gel filtration or purification by microchip electrophoresis.

以上の実施例は反応装置と分注部に品質検定部を備えたもの、品質検定部と定量もしくは定性測定部を備えたもの、タンパク質精製部を設けたものをそれぞれ示しているが、これに限らない。品質検定部、定量もしくは定性測定部及びタンパク質精製部は、それらのうちのいずれか2種類を備えたものであってもよく、それらの3種類をすべて備えたものであってもよい。   The above examples show a reaction apparatus and a dispensing unit equipped with a quality testing unit, a quality testing unit equipped with a quantitative or qualitative measuring unit, and a protein purification unit, respectively. Not exclusively. The quality test section, quantitative or qualitative measurement section, and protein purification section may be provided with any two of them, or may be provided with all three of them.

本発明は、医療、化学、研究などの分野でタンパク質を合成するために利用することができる。   The present invention can be used to synthesize proteins in fields such as medicine, chemistry, and research.

第1の実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a 1st Example. 第2の実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 2nd Example. マイクロチップの一例を示す図であり、(A)と(B)はマイクロチップを構成する透明板状部材を示す平面図、(C)はマイクロチップの正面図である。It is a figure which shows an example of a microchip, (A) and (B) are top views which show the transparent plate-shaped member which comprises a microchip, (C) is a front view of a microchip. 同実施例で使用するマイクロチップを示す平面図である。It is a top view which shows the microchip used in the Example. 同実施例におけるバッファ充填・排出部における空気供給口とマイクロチップの接続状態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the connection state of the air supply port and microchip in the buffer filling / discharging part in the Example. 第3の実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a 3rd Example.

符号の説明Explanation of symbols

2 反応装置
4 サンプル設置部としてのマイクロタイタプレート(MTP)
6 転写試薬容器
8 合成試薬容器
10 反応容器
12,40 品質検定部
14 分光光度計
20 分注部
22 ノズル
26 三方バルブ
28 シリンジポンプ
34a,34b,34c 制御部
50 マイクロチップ
54 試料導入流路
55 分離流路
70 タンパク質精製部
92 カラム
2 Reactor 4 Microtiter plate (MTP) as sample installation
6 Transfer reagent container 8 Synthetic reagent container 10 Reaction container 12, 40 Quality test part 14 Spectrophotometer 20 Dispensing part 22 Nozzle 26 Three-way valve 28 Syringe pump 34a, 34b, 34c Control part 50 Microchip 54 Sample introduction flow path 55 Separation Flow path 70 Protein purification part 92 Column

Claims (14)

サンプルDNA又はmRNAからなる鋳型を含む鋳型溶液を収容したサンプル設置部、前記鋳型を基にしてタンパク質を合成するための試薬を収容した試薬設置部、並びに前記鋳型溶液及び試薬により水性緩衝溶液中にリボソーム、mRNA及び基質を少なくとも含んでタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系の反応溶液が形成される反応容器を含む反応装置と、
核酸の品質を検定する品質検定部と、
前記反応容器への前記鋳型溶液及び試薬の分注、並びに前記品質検定部への前記鋳型溶液及び/又は前記反応容器の反応溶液の分注を行なう分注部と、
前記反応容器における無細胞タンパク質合成反応の自動制御並びに前記品質検定部におけるサンプルDNA及び/又はmRNAの検定の自動制御を行なう制御部と、を備えた無細胞タンパク質合成装置。
A sample placement part containing a template solution containing a template composed of sample DNA or mRNA, a reagent placement part containing a reagent for synthesizing a protein based on the template, and an aqueous buffer solution by the template solution and the reagent A reaction apparatus including a reaction vessel in which a reaction solution of a cell-free protein synthesis system for synthesizing a protein containing at least ribosome, mRNA and a substrate is formed;
A quality testing unit for testing the quality of the nucleic acid;
A dispensing unit for dispensing the template solution and the reagent into the reaction vessel, and dispensing the template solution and / or the reaction solution in the reaction vessel into the quality verification unit;
A cell-free protein synthesizer comprising: a control unit that automatically controls a cell-free protein synthesis reaction in the reaction vessel and a sample DNA and / or mRNA test in the quality test unit.
請求項1に記載の無細胞タンパク質合成装置において、
タンパク質の定量測定又は定性測定を行なうタンパク質測定部をさらに備え、
前記分注部は前記タンパク質測定部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、
前記制御部は前記タンパク質測定部におけるタンパク質の定量測定又は定性測定の自動制御も行なうように構成されている無細胞タンパク質合成装置。
The cell-free protein synthesizer according to claim 1,
It further comprises a protein measurement unit for quantitative measurement or qualitative measurement of protein
The dispensing unit is configured to dispense the reaction solution after protein synthesis to the protein measuring unit,
The cell-free protein synthesizer configured such that the control unit also performs automatic control of quantitative measurement or qualitative measurement of protein in the protein measurement unit.
請求項2に記載の無細胞タンパク質合成装置において、
タンパク質の精製を行なうタンパク質精製部をさらに備え、
前記分注部は前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、
前記制御部は前記タンパク質精製部におけるタンパク質の精製の自動制御も行なうように構成されている無細胞タンパク質合成装置。
The cell-free protein synthesizer according to claim 2,
It further includes a protein purification unit for protein purification,
The dispensing unit is configured to dispense the reaction solution after protein synthesis to the protein purification unit,
The cell-free protein synthesizer configured such that the control unit also performs automatic control of protein purification in the protein purification unit.
請求項1に記載の無細胞タンパク質合成装置において、
タンパク質の精製を行なうタンパク質精製部をさらに備え、
前記分注部は前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、
前記制御部は前記タンパク質精製部におけるタンパク質の精製の自動制御も行なうように構成されている無細胞タンパク質合成装置。
The cell-free protein synthesizer according to claim 1,
It further includes a protein purification unit for protein purification,
The dispensing unit is configured to dispense the reaction solution after protein synthesis to the protein purification unit,
The cell-free protein synthesizer configured such that the control unit also performs automatic control of protein purification in the protein purification unit.
サンプルDNA又はmRNAからなる鋳型を含む鋳型溶液を収容したサンプル設置部、前記鋳型を基にしてタンパク質を合成するための試薬を収容した試薬設置部、並びに前記鋳型溶液及び試薬により水性緩衝溶液中にリボソーム、mRNA及び基質を少なくとも含んでタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系の反応溶液が形成される反応容器を含む反応装置と、
タンパク質の定量測定又は定性測定を行なうタンパク質測定部と、
前記反応容器への前記鋳型溶液及び試薬の分注、並びに前記タンパク質測定部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注を行なう分注部と、
前記反応容器における無細胞タンパク質合成反応の自動制御並びに前記タンパク質測定部におけるタンパク質の定量測定又は定性測定の自動制御を行なう制御部と、を備えた無細胞タンパク質合成装置。
A sample placement part containing a template solution containing a template composed of sample DNA or mRNA, a reagent placement part containing a reagent for synthesizing a protein based on the template, and an aqueous buffer solution by the template solution and the reagent A reaction apparatus including a reaction vessel in which a reaction solution of a cell-free protein synthesis system for synthesizing a protein containing at least ribosome, mRNA and a substrate is formed;
A protein measurement unit for quantitative measurement or qualitative measurement of protein;
A dispensing unit for dispensing the template solution and the reagent into the reaction container, and dispensing the reaction solution after protein synthesis into the protein measuring unit;
A cell-free protein synthesizer comprising: a control unit that performs automatic control of cell-free protein synthesis reaction in the reaction container and automatic control of quantitative measurement or qualitative measurement of protein in the protein measurement unit.
請求項5に記載の無細胞タンパク質合成装置において、
タンパク質の精製を行なうタンパク質精製部をさらに備え、
前記分注部は前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注も行なうように構成され、
前記制御部は前記タンパク質精製部におけるタンパク質の精製の自動制御も行なうように構成されている無細胞タンパク質合成装置。
The cell-free protein synthesizer according to claim 5,
It further includes a protein purification unit for protein purification,
The dispensing unit is configured to dispense the reaction solution after protein synthesis to the protein purification unit,
The cell-free protein synthesizer configured such that the control unit also performs automatic control of protein purification in the protein purification unit.
サンプルDNA又はmRNAからなる鋳型を含む鋳型溶液を収容したサンプル設置部、前記鋳型を基にしてタンパク質を合成するための試薬を収容した試薬設置部、並びに前記鋳型溶液及び試薬により水性緩衝溶液中にリボソーム、mRNA及び基質を少なくとも含んでタンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系の反応溶液が形成される反応容器を含む反応装置と、
タンパク質の精製を行なうタンパク質精製部と、
前記反応容器への前記鋳型溶液及び試薬の分注、並びに前記タンパク質精製部へのタンパク質合成後の反応溶液の分注を行なう分注部と、
前記反応容器における無細胞タンパク質合成反応の自動制御並びに前記タンパク質精製部おけるタンパク質の精製の自動制御を行なう制御部と、を備えた無細胞タンパク質合成装置。
A sample placement part containing a template solution containing a template composed of sample DNA or mRNA, a reagent placement part containing a reagent for synthesizing a protein based on the template, and an aqueous buffer solution by the template solution and the reagent A reaction apparatus including a reaction vessel in which a reaction solution of a cell-free protein synthesis system for synthesizing a protein containing at least ribosome, mRNA and a substrate is formed;
A protein purification unit for protein purification;
A dispensing unit for dispensing the template solution and the reagent into the reaction vessel, and dispensing the reaction solution after protein synthesis into the protein purification unit;
A cell-free protein synthesizer comprising: a control unit that performs automatic control of cell-free protein synthesis reaction in the reaction vessel and automatic control of protein purification in the protein purification unit.
前記品質検定部はマイクロチップ電気泳動装置を備えている請求項1から4のいずれかに記載の無細胞タンパク質合成装置。   The cell-free protein synthesizer according to any one of claims 1 to 4, wherein the quality test unit includes a microchip electrophoresis apparatus. 前記品質検定部はキャピラリー電気泳動装置を備えている請求項1から4のいずれかに記載の無細胞タンパク質合成装置。   The cell-free protein synthesizer according to any one of claims 1 to 4, wherein the quality test unit includes a capillary electrophoresis device. 前記品質検定部は分光光度計を備えている請求項1から4のいずれかに記載の無細胞タンパク質合成装置。   The cell-free protein synthesizer according to any one of claims 1 to 4, wherein the quality test unit includes a spectrophotometer. 前記タンパク質測定部はマイクロチップ電気泳動装置を備えている請求項2,3,5又は6に記載の無細胞タンパク質合成装置。   The cell-free protein synthesizer according to claim 2, 3, 5, or 6, wherein the protein measuring unit includes a microchip electrophoresis apparatus. 前記タンパク質精製部はカラムを用いた分離装置を備えている請求項3,4,6又は7に記載の無細胞タンパク質合成装置。   The cell-free protein synthesizer according to claim 3, 4, 6, or 7, wherein the protein purification unit includes a separation device using a column. 前記タンパク質精製部はゲルろ過装置を備えている請求項3,4,6又は7に記載の無細胞タンパク質合成装置。   The cell-free protein synthesizer according to claim 3, 4, 6 or 7, wherein the protein purification unit includes a gel filtration device. 前記タンパク質精製部はマイクロチップ電気泳動を備えている請求項3,4,6又は7に記載の無細胞タンパク質合成装置。
The cell-free protein synthesizer according to claim 3, 4, 6, or 7, wherein the protein purification unit includes microchip electrophoresis.
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