JP2006094741A - Biochemical reaction treatment apparatus and biochemical reaction treatment method - Google Patents

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信也 田中
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宏 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biochemical reaction treatment apparatus that can simply and surely allow a reagent in the chamber of the solution storage part to flow in the chamber of the reaction part. <P>SOLUTION: A valve rod 7 having a notch 8 is inserted into the chamber 6 of the solution storage part 2 including a solution and is held with two O rings 9 and the low part of the solution chamber 6 is closed with aluminum foil 10. In this case, a short pushing bar 13a of the pushing jig 13 is inserted into the chamber 6 to break the aluminum foil 10 and allow the solution to flow in from the chamber 6 to the chamber 11. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、検体中の細胞、微生物、或いは染色体、核酸などを、抗原抗体反応や核酸ハイブリダイゼーション反応などの生化学反応を利用して分析する生化学反応処理装置及び生化学反応処理方法に関するものである。   The present invention relates to a biochemical reaction processing apparatus and a biochemical reaction processing method for analyzing cells, microorganisms, chromosomes, nucleic acids, etc. in a specimen using biochemical reactions such as antigen-antibody reaction and nucleic acid hybridization reaction. It is.

血液等の検体の分析装置の多くは、抗原坑体反応を利用した免疫学的な方法、又は核酸ハイブリダイゼーションを利用した方法を用いている。このような分析方法の例を挙げると、被検物質と特異的に結合する抗体又は抗原などのタンパク質或いは一本鎖の核酸をプローブとして使い、微粒子、ビーズ、ガラス板などの固相表面に固定し、被検物質と抗原抗体反応又は核酸ハイブリダイゼーションを行わせる。   Many analyzers for specimens such as blood use an immunological method utilizing an antigen-antibody reaction or a method utilizing nucleic acid hybridization. Examples of such analysis methods include using antibodies such as antibodies or antigens that specifically bind to test substances, antigens, or single-stranded nucleic acids as probes, and immobilizing them on solid surfaces such as microparticles, beads, and glass plates. Then, an antigen-antibody reaction or nucleic acid hybridization is performed with the test substance.

そして、酵素、蛍光性物質、発光性物質などの検知感度の高い標識物質を担持した特異的な相互作用を持つ標識化物質、例えば標識化抗体や標識化抗原又は標識化核酸などを用いて、抗原抗体化合物や二本鎖の核酸を検出して、被検物質の有無を検出又は被検物質の定量を行うものである。   And using a labeling substance having a specific interaction carrying a labeling substance with high detection sensitivity such as an enzyme, a fluorescent substance, a luminescent substance, such as a labeled antibody, a labeled antigen or a labeled nucleic acid, An antigen-antibody compound or double-stranded nucleic acid is detected to detect the presence or absence of a test substance or to quantify the test substance.

これらの技術を発展させたものとして、特許文献1には、互いに異なる塩基配列を有する多数のDNA(デオキシリボ核酸)プローブを基板上にアレイ状に並べた所謂DNAアレイが記載されている。また非特許文献1には、多種類のタンパク質をメンブレンフィルタ上に並べ、DNAアレイのような構成のタンパク質アレイの作製方法が開示されている。そして、DNAアレイ、タンパク質アレイなどによって、極めて多数の項目の検査を一度に行うことが可能になってきている。   As a development of these techniques, Patent Document 1 describes a so-called DNA array in which a large number of DNA (deoxyribonucleic acid) probes having different base sequences are arranged in an array on a substrate. Non-Patent Document 1 discloses a method for producing a protein array having a structure like a DNA array by arranging many types of proteins on a membrane filter. And it has become possible to perform inspection of a very large number of items at once by using a DNA array, a protein array, or the like.

また、様々な検体分析方法において、検体による汚染の軽減、反応の効率化、装置の小型化、作業の簡便化などの目的で、内部で必要な反応を行う使い捨ての生化学反応カートリッジも提案されており、特許文献2には、DNAアレイを含む生化学反応カートリッジ内に複数のチャンバを配し、差圧によって溶液を移動させ、カートリッジ内部で検体中のDNAの抽出或いは増幅、又はハイブリダイゼーションなどの反応を可能とした生化学反応カートリッジが開示されている。   In various specimen analysis methods, disposable biochemical reaction cartridges that perform necessary reactions internally have been proposed for the purpose of reducing contamination by specimens, improving reaction efficiency, miniaturizing equipment, and simplifying operations. In Patent Document 2, a plurality of chambers are arranged in a biochemical reaction cartridge including a DNA array, a solution is moved by a differential pressure, and DNA in a sample is extracted or amplified, or hybridized. A biochemical reaction cartridge that enables these reactions is disclosed.

生化学反応カートリッジでの試薬の供給方法として、特許文献3には使い捨ての分析カセットに外部の試薬ボトルから試薬を供給することが開示されており、特許文献2にはチャンバ内に試薬を前もって内蔵することの開示がある。   As a reagent supply method using a biochemical reaction cartridge, Patent Document 3 discloses that a reagent is supplied from an external reagent bottle to a disposable analysis cassette, and Patent Document 2 incorporates a reagent in advance in a chamber. There are disclosures to do.

米国特許5,445,934号公報US Pat. No. 5,445,934 特表平11−509094号公報Japanese National Patent Publication No. 11-509094 特開2000−266759号公報JP 2000-266759 A Anal.Biochem.270(1),103-111,1999Anal. Biochem. 270 (1), 103-111, 1999

しかしながら、外部から試薬を供給する場合には、生化学反応カートリッジとは別に複数の試薬を用意しなければならず、更に検査項目が多いと必要な試薬の種類も多くなり、補充が煩わしくなるだけでなく、試薬の種類を間違える虞れがある。また、生化学反応カートリッジのチャンバに試薬を内蔵するものでは、保存・運搬時の環境変化や運搬時の振動などによって、チャンバ内の試薬が流路や他のチャンバに流れ込んで、意図する反応と異なる反応を引き起こす可能性がある。   However, when reagents are supplied from the outside, a plurality of reagents must be prepared separately from the biochemical reaction cartridge, and if there are more inspection items, the number of necessary reagents increases and replenishment only becomes troublesome. In addition, there is a possibility that the type of reagent is wrong. In the case of a reagent built in the chamber of the biochemical reaction cartridge, the reagent in the chamber flows into the flow path or other chambers due to environmental changes during storage or transportation, vibration during transportation, etc. Can cause different reactions.

上述の問題点を解消し、試薬の補充の煩わしさ、試薬の種類の間違いを解消し、かつ保存・運搬時の環境変化や振動でもチャンバ内の試薬が流路や他のチャンバに流れ込むことのない生化学反応カートリッジを提供するために、出願人らは反応用チャンバを持つ反応部分と、溶液貯蔵用チャンバを持つ溶液貯蔵部分から成り、溶液貯蔵チャンバから溶液を反応部分のチャンバに移動させるために、溶液貯蔵部分と反応部分との間に貫通可能な仕切部材を設けた生化学反応カートリッジを提案している。   Resolve the above problems, eliminate the troublesome replenishment of reagents and the wrong type of reagent, and prevent the reagent in the chamber from flowing into the flow path or other chambers even when the environment changes or vibrates during storage or transportation. In order to provide a non-biochemical reaction cartridge, applicants consist of a reaction part with a reaction chamber and a solution storage part with a solution storage chamber for transferring the solution from the solution storage chamber to the chamber of the reaction part In addition, a biochemical reaction cartridge is proposed in which a partition member that can penetrate between the solution storage portion and the reaction portion is provided.

しかし、複数種類の溶液が必要とされる場合には、複数の仕切部材を1つずつ貫通させなければならず面倒であり、また仕切部材を貫通するための作業が正しく行われず溶液を反応部分に正しく移動することができない虞れがある。   However, when a plurality of types of solutions are required, the plurality of partition members must be passed through one by one, which is cumbersome, and the work for penetrating the partition members is not performed correctly, so that the solution is reacted. There is a possibility that it cannot move correctly.

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、生化学反応処理装置及び生化学反応処理方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a biochemical reaction processing apparatus and a biochemical reaction processing method.

上記目的を達成するための本発明に係る生化学反応処理装置の技術的特徴は、複数の溶液をまとめて流し込む少なくとも1つの反応用チャンバと流路を含む反応部分と、該反応部分と隔離又は別体にして前記反応用チャンバと対応する位置に溶液を蓄える複数の貯蔵用チャンバを含む溶液貯蔵部分とを有し、前記反応部分と前記溶液貯蔵部分との間に貫通可能な複数の仕切部材を設けた生化学反応カートリッジにおいて、前記溶液貯蔵部分に弁棒を設け、該弁棒を押し込むことにより前記複数の仕切部材を同時に貫通し、前記貯蔵用チャンバ内の溶液を対応する前記反応用チャンバに移動する溶液移動手段を備えたことにある。   In order to achieve the above object, the technical feature of the biochemical reaction processing apparatus according to the present invention includes: a reaction part including at least one reaction chamber and a flow path for pouring a plurality of solutions together; A plurality of partition members separately including a solution storage portion including a plurality of storage chambers for storing solutions at positions corresponding to the reaction chamber, and penetrating between the reaction portion and the solution storage portion In the biochemical reaction cartridge provided with the reaction chamber, a valve rod is provided in the solution storage portion, and the reaction chamber corresponding to the solution in the storage chamber passes through the plurality of partition members simultaneously by pushing the valve rod. It is provided with a solution moving means that moves to the position.

本発明に係る生化学反応処理方法の技術的特徴は、複数の溶液をまとめて流し込む少なくとも1つの反応用チャンバと流路を含む反応部分と、該反応部分と隔離又は別体にして前記反応用チャンバと対応する位置に溶液を蓄える複数の貯蔵用チャンバを含む溶液貯蔵部分とを有し、前記反応部分と前記溶液貯蔵部分との間に貫通可能な複数の仕切部材を設けた生化学反応カートリッジにおいて、前記複数の仕切部材を同時に貫通し、前記複数の前記貯蔵用チャンバ内の前記溶液を対応する前記反応用チャンバに移動することにある。   The technical feature of the biochemical reaction processing method according to the present invention is that the reaction part includes at least one reaction chamber and a flow path for pouring a plurality of solutions together, and the reaction part is separated or separated from the reaction part. A biochemical reaction cartridge having a solution storage portion including a plurality of storage chambers for storing a solution at a position corresponding to the chamber, and having a plurality of partition members penetrating between the reaction portion and the solution storage portion In the method, the plurality of partition members are simultaneously penetrated to move the solutions in the plurality of storage chambers to the corresponding reaction chambers.

本発明に係る生化学反応処理装置及び生化学反応処理方法によれば、複数の仕切部材を一連の動作で貫通し、複数の溶液貯蔵用チャンバ内の試薬を簡単かつ確実に移動することができ、流路や他のチャンバに流れ込むことがなく、意図する反応を正しく起こさせ得る。   According to the biochemical reaction processing apparatus and the biochemical reaction processing method of the present invention, a plurality of partition members can be penetrated through a series of operations, and the reagents in the plurality of solution storage chambers can be easily and reliably moved. The intended reaction can be caused correctly without flowing into the flow path or other chambers.

図1は本実施例における生化学反応カートリッジの斜視図を示している。カートリッジは反応が行われる反応部分1と、その上に配置され試薬・洗浄剤などの溶液を貯蔵する溶液貯蔵部分2の2層構造とされている。反応部分1と溶液貯蔵部分2の本体は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂で構成されている。反応物についての光学的な測定を行う場合は、反応部分1には透明又は半透明のプラスチックが必要になる。   FIG. 1 shows a perspective view of a biochemical reaction cartridge in this embodiment. The cartridge has a two-layer structure of a reaction portion 1 where a reaction is performed and a solution storage portion 2 which is disposed on the cartridge and stores a solution such as a reagent / cleaning agent. The main body of the reaction part 1 and the solution storage part 2 is composed of a synthetic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer, polystyrene, polycarbonate, polyester, polyvinyl chloride and the like. Yes. When performing optical measurements on the reactants, the reaction portion 1 requires a transparent or translucent plastic.

反応部分1の上部には、注射器を用いて血液等の検体を注入する検体入口3が設けられ、この検体入口3はゴムキャップにより封止されている。また、反応部分1の両側面には、反応部分1内の溶液を移動するために、ノズルを挿入して加圧或いは減圧を行うための複数のノズル入口4が設けられ、これらのノズル入口4はゴムキャップにより封止され、反対側の面も同じ構成になっている。   A sample inlet 3 for injecting a sample such as blood using a syringe is provided above the reaction portion 1, and the sample inlet 3 is sealed with a rubber cap. Moreover, in order to move the solution in the reaction part 1, a plurality of nozzle inlets 4 for inserting a nozzle and performing pressurization or decompression are provided on both side surfaces of the reaction part 1. Is sealed with a rubber cap, and the opposite surface has the same configuration.

また、溶液貯蔵部分2の上部には、後述する溶液貯蔵チャンバの上部を塞ぐために例えば3枚のアルミ箔シート5が貼り付けられている。そして、反応部分1と溶液貯蔵部分2は超音波により溶着されている。なお、反応部分1と溶液貯蔵部分2は別体の構成にして、使用時に重ね合わせるようにしてもよい。   Further, for example, three aluminum foil sheets 5 are attached to the upper part of the solution storage part 2 in order to close the upper part of the solution storage chamber described later. The reaction portion 1 and the solution storage portion 2 are welded by ultrasonic waves. In addition, the reaction part 1 and the solution storage part 2 may be configured separately and overlapped when used.

図2は図1の溶液貯蔵部分2の平面断面図を示し、溶液が入った独立したチャンバ6a〜6mが設けられ、チャンバ6a、6bにはそれぞれ細胞壁を壊すEDTAを含む第1の溶血剤、界面活性剤などのタンパク質変性剤を含む第2の溶血剤が蓄積されている。チャンバ6cには、DNAが吸着するシリカコーティングされた磁性体粒子が蓄積され、チャンバ6l、6mには、DNAの抽出の際にDNAの精製を行うために用いる第1、第2の抽出洗浄剤が蓄積されている。   FIG. 2 shows a plan cross-sectional view of the solution storage part 2 of FIG. 1, wherein independent chambers 6a to 6m containing the solution are provided, and the chambers 6a and 6b each include a first hemolytic agent containing EDTA that breaks the cell wall, A second hemolytic agent containing a protein denaturant such as a surfactant is accumulated. Silica-coated magnetic particles that adsorb DNA are accumulated in the chamber 6c, and the first and second extraction detergents used for purifying the DNA during DNA extraction are stored in the chambers 6l and 6m. Is accumulated.

チャンバ6dにはDNAを磁性体粒子から溶出する低濃度塩のバッファから成る溶出液、チャンバ6gにはPCRで必要なプライマ、ポリメラーゼ、dNTP溶液、バッファ、蛍光剤を含むCy−3dUTPなどの混合液が充填されている。チャンバ6h、6jには、ハイブリダイゼーションしなかった蛍光標識付きの検体DNAと蛍光標識とを洗浄するための界面活性剤を含む洗浄剤、チャンバ6iには後述するDNAマイクロアレイを含むチャンバ内を乾燥させるためのアルコールが蓄積されている。そして各チャンバ6a〜6mには、後述するシートを貫通するための尖った弁棒7a〜7mが付設されている。   The chamber 6d has an eluate composed of a low-concentration salt buffer that elutes DNA from magnetic particles, and the chamber 6g has a primer, polymerase, dNTP solution, buffer, and a mixed solution such as Cy-3dUTP containing a fluorescent agent. Is filled. The chambers 6h and 6j have a cleaning agent containing a detergent for washing the fluorescently labeled sample DNA and fluorescent label, and the chamber 6i has a chamber containing a DNA microarray to be described later dried. Because of the accumulation of alcohol. Each chamber 6a to 6m is provided with a pointed valve rod 7a to 7m for penetrating a sheet to be described later.

図3は生化学反応カートリッジの保存時の状態を示した断面図であり、溶液が入った溶液貯蔵部分2のチャンバ6には切欠き8を持つ弁棒7が挿入され、2個のOリング9により保持されている。チャンバ6の下部はアルミ箔シート10により塞がれ、チャンバ6と反応部分1のチャンバ11間には空気が出入り不能にするシール材12が介在されている。環境による溶液、空気の体積変化や圧力の変化は、アルミ箔シート10の変形で吸収できるようにされており、不時にチャンバ6の溶液が反応部分1に浸入することはない。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the state of the biochemical reaction cartridge during storage. A valve stem 7 having a notch 8 is inserted into the chamber 6 of the solution storage portion 2 containing the solution, and two O-rings. 9 is held. The lower part of the chamber 6 is closed with an aluminum foil sheet 10, and a sealing material 12 is interposed between the chamber 6 and the chamber 11 of the reaction portion 1 to prevent air from entering and exiting. Changes in the volume and pressure of the solution and air due to the environment can be absorbed by the deformation of the aluminum foil sheet 10, and the solution in the chamber 6 does not enter the reaction portion 1 at any time.

図4は多数個の弁棒7を同時にチャンバ11に押し込むための弁棒押込治具13の斜視図を示し、弁棒押込治具13の表面には、溶液用チャンバ6aから6mに対応する位置における仕切部材貫通用の多数の短い押圧棒13aが配備されている。また図4では図示を省略しているが、裏面には同様の位置に、密閉用の長い押圧棒13bが配備されている。チャンバ6内の溶液をチャンバ11に注入するために、検査者は先ず弁棒押込治具13の押圧棒13aがそれぞれの溶液を入れたチャンバ6に当るようにセットする。   FIG. 4 is a perspective view of a valve rod pushing jig 13 for simultaneously pushing a large number of valve rods 7 into the chamber 11, and the surface of the valve rod pushing jig 13 has positions corresponding to the solution chambers 6a to 6m. A large number of short pressing rods 13a for penetrating the partition member are provided. Although not shown in FIG. 4, a long pressing rod 13b for sealing is provided on the back surface at the same position. In order to inject the solution in the chamber 6 into the chamber 11, the inspector first sets the pressing rod 13a of the valve rod pressing jig 13 so as to contact the chamber 6 in which the respective solutions are put.

図5は検査者が血液等の液体状の検体を検体入口3から注入し、後述する処理装置にセットしてから、弁棒押込治具13に配備された短い押圧棒13aをチャンバ6内に挿入し、弁棒7を下方に押し込んで、弁棒7の先端によりアルミ箔シート10を破り、溶液がチャンバ6からチャンバ11に移動を始めた状態を示している。この状態では、弁棒7に設けた切欠き8は2個のOリング9の上下で連通しているので、チャンバ6内と外部とで空気が通じ溶液はチャンバ6からチャンバ11内に円滑に移動することができる。   In FIG. 5, a tester injects a liquid sample such as blood from the sample inlet 3 and sets it in a processing apparatus to be described later, and then inserts a short pressing rod 13 a provided in the valve rod pressing jig 13 into the chamber 6. The valve rod 7 is inserted downward, the aluminum foil sheet 10 is broken by the tip of the valve rod 7, and the solution starts to move from the chamber 6 to the chamber 11. In this state, the notch 8 provided in the valve stem 7 communicates with the upper and lower sides of the two O-rings 9, so that air can be passed between the chamber 6 and the outside, and the solution can smoothly enter the chamber 6 to the chamber 11. Can move.

このように、チャンバ6の下部に仕切部材として貫通可能なアルミ箔シート10を有しているので、押圧棒13aをカートリッジの反応部分1側に押し込むだけで、極めて簡単に溶液をチャンバ6からチャンバ11内に流し込むことができる。なお、本実施例では、溶液貯蔵部分2のチャンバ6の位置の真下に対応する反応部分1のチャンバ11があるが、流路を形成するなどして対応するチャンバ11がチャンバ6の真下になくとも支障はない。   Thus, since the aluminum foil sheet 10 that can be penetrated as a partition member is provided at the lower part of the chamber 6, the solution can be very easily transferred from the chamber 6 to the chamber by simply pressing the pressing rod 13a into the reaction portion 1 side of the cartridge. 11 can be poured. In this embodiment, there is a chamber 11 of the reaction portion 1 corresponding to a position immediately below the position of the chamber 6 of the solution storage portion 2, but the corresponding chamber 11 is not directly below the chamber 6 by forming a flow path or the like. There is no hindrance.

次に、検査者は弁棒押込治具13を持ち上げて短い押圧棒13aを一旦抜き取り、図6に示すように弁棒押込治具13の裏面に配備された長い押圧棒13bによる2段目の押し込みを行うことによって、更に弁棒7を押し下げる。すると、上側のOリング9により空気は密閉され、後述するように反応部分1内での溶液の移動が可能になる。検査者はこの工程を全てのチャンバ6a〜6mに対して同時に行う。このように、短い押圧棒13aを用いて1段目の押し込みで溶液を流し込み、長い押圧棒13bにより2段目の押し込みにより密閉できるので、押し込みという簡単な動作だけで、溶液のチャンバ11への流し込み、密閉という2つの作業が実行できる。なお、押圧棒13a、13bは同じ押込治具13に共に設けなくとも、別個に設けた2個の専用の押込治具を作成してもよい。   Next, the inspector lifts the valve rod pushing jig 13 and temporarily pulls out the short pushing rod 13a, and as shown in FIG. 6, the second stage is formed by the long pushing rod 13b arranged on the back surface of the valve rod pushing jig 13. By pushing in, the valve stem 7 is further pushed down. Then, the air is sealed by the upper O-ring 9 so that the solution can move within the reaction portion 1 as described later. The inspector performs this process simultaneously on all the chambers 6a to 6m. Thus, since the solution can be poured by the first push using the short push rod 13a and sealed by the second push using the long push rod 13b, the solution can be introduced into the chamber 11 by a simple operation of pushing. Two operations of pouring and sealing can be performed. Note that the pressing rods 13 a and 13 b may not be provided on the same pressing jig 13, but two dedicated pressing jigs provided separately may be created.

或いは、短い押圧棒13aと長い押圧棒13bを別個に設けることなく、長い押圧棒のみとし、押圧棒の押し込み深さを2段階に操作できるようにしてもよい。   Alternatively, the short pressing rod 13a and the long pressing rod 13b may not be provided separately, but only the long pressing rod may be used, and the pressing depth of the pressing rod may be operated in two steps.

図7は反応部分1の平面断面図である。片側の側面には10個のノズル入口4a〜4jが設けられ、反対側の側面にも10個のノズル入口4k〜4tが設けられている。各ノズル入口4a〜4tは空気が流れる空気流路14a〜14tを介して、溶液を貯蔵する場所或いは反応を起こす場所であるチャンバ11a〜11tに連通している。ただし、ノズル入口4n、4p、4q、4sは本実施例の工程では使用しないので、チャンバ11に連通しておらず予備になっている。   FIG. 7 is a plan sectional view of the reaction portion 1. Ten nozzle inlets 4a to 4j are provided on one side surface, and ten nozzle inlets 4k to 4t are provided on the opposite side surface. The nozzle inlets 4a to 4t communicate with chambers 11a to 11t, which are places where solutions are stored or where reactions occur, via air flow paths 14a to 14t through which air flows. However, since the nozzle inlets 4n, 4p, 4q, and 4s are not used in the process of this embodiment, they are not communicated with the chamber 11 and are reserved.

つまりは、ノズル入口4a〜4jは流路14a〜14jを介してチャンバ11a〜11jに連通して、反対側のノズル入口4k、4l、4m、4o、4r、4tは、それぞれ流路14k、14l、14m、14o、14r、14tを介して、チャンバ11k、11l、11m、11o、11r、11tに連通している。   That is, the nozzle inlets 4a to 4j communicate with the chambers 11a to 11j via the flow paths 14a to 14j, and the nozzle inlets 4k, 4l, 4m, 4o, 4r, and 4t on the opposite side are respectively connected to the flow paths 14k and 14l. , 14m, 14o, 14r, and 14t communicate with the chambers 11k, 11l, 11m, 11o, 11r, and 11t.

そして、検体入口3はチャンバ16に連通され、チャンバ11a、11b、11c、11kはチャンバ16に、チャンバ11g、11oはチャンバ17に、チャンバ11h、11i、11j、11r、11tはチャンバ18に連通している。更に、チャンバ16は流路19を介してチャンバ17に、チャンバ17は流路20を介してチャンバ18に連通している。流路19にはチャンバ11d、11e、11f、11l、11mが、それぞれ流路15d、15e、15f、15l、15mを介して連通している。   The specimen inlet 3 communicates with the chamber 16, the chambers 11a, 11b, 11c, and 11k communicate with the chamber 16, the chambers 11g and 11o communicate with the chamber 17, and the chambers 11h, 11i, 11j, 11r, and 11t communicate with the chamber 18. ing. Further, the chamber 16 communicates with the chamber 17 via the flow path 19, and the chamber 17 communicates with the chamber 18 via the flow path 20. Chambers 11d, 11e, 11f, 11l, and 11m communicate with the flow path 19 through flow paths 15d, 15e, 15f, 15l, and 15m, respectively.

また、チャンバ18の底面には角孔があけられ、この角孔にガラス基板で作製されたDNAマイクロアレイ21が、プローブ面を上にして貼り付けられている。DNAマイクロアレイ21には、1インチ四方程度のガラス板等の固相表面に、異なる種類のDNAプローブが数10〜数10万種高密度に並べられている。このDNAマイクロアレイ21を用いて検体DNAとハイブリダイゼーション反応を行うことによって、一度に数多くの遺伝子の検査ができる。また、これらのDNAプローブはマトリックス状に規則正しく並んでおり、それぞれのDNAプローブのアドレス(何行・何列)を情報として、容易に取り出せるという利点がある。検査の対象となる遺伝子としては、感染症ウイルス・細菌、疾患関連遺伝子の他に各個人の遺伝子多型等がある。   A square hole is formed in the bottom surface of the chamber 18, and a DNA microarray 21 made of a glass substrate is attached to the square hole with the probe surface facing upward. In the DNA microarray 21, different types of DNA probes are arranged in a high density of several hundreds to several hundreds of thousands on a solid phase surface such as a glass plate of about 1 inch square. By performing a hybridization reaction with the sample DNA using this DNA microarray 21, a large number of genes can be examined at once. Further, these DNA probes are regularly arranged in a matrix, and there is an advantage that the addresses (how many rows and what columns) of each DNA probe can be easily taken out as information. In addition to infectious disease viruses / bacteria and disease-related genes, genes to be tested include individual gene polymorphisms.

反応部分1のチャンバ11a、11bには、それぞれ弁棒7の作用により溶液貯蔵部分2のチャンバ6a、6bから流れた第1の溶血剤、第2の溶血剤が蓄積されている。チャンバ11cには、チャンバ6cから流れた磁性体粒子が蓄積され、チャンバ11l、チャンバ11mには、それぞれチャンバ6l、チャンバ6mから流れた第1、第2の抽出洗浄剤が蓄積されている。チャンバ11dには、チャンバ6dから流れた溶出液、チャンバ11gには、チャンバ6gから流れたPCR(Polymerase Chain Reaction)で必要な混合液が充填されている。チャンバ11h、11jには、それぞれチャンバ6h、6jから流れた洗浄剤、チャンバ11iには、チャンバ6iから流れたアルコールが蓄積されている。   In the chambers 11a and 11b of the reaction portion 1, the first hemolytic agent and the second hemolytic agent that have flowed from the chambers 6a and 6b of the solution storage portion 2 by the action of the valve rod 7 are accumulated. The magnetic particles flowing from the chamber 6c are accumulated in the chamber 11c, and the first and second extracted cleaning agents flowing from the chamber 6l and the chamber 6m are accumulated in the chamber 11l and the chamber 11m, respectively. The chamber 11d is filled with the eluate flowing from the chamber 6d, and the chamber 11g is filled with a mixture necessary for PCR (Polymerase Chain Reaction) flowing from the chamber 6g. The chambers 11h and 11j store the cleaning agent that flows from the chambers 6h and 6j, respectively, and the chamber 11i stores the alcohol that flows from the chamber 6i.

なお、チャンバ11eは血液のDNA以外の塵埃が溜まるチャンバ、チャンバ11fはチャンバ11l、11mの第1、第2の抽出洗浄剤の廃液が溜まるチャンバ、チャンバ11rは第1、第2の洗浄剤の廃液が溜まるチャンバであり、チャンバ11k、11o、11tは溶液がノズル入口4に流れ込まないようにするために設けたブランクのチャンバである。   The chamber 11e is a chamber for collecting dust other than blood DNA, the chamber 11f is a chamber for collecting waste liquids of the first and second extraction detergents in the chambers 11l and 11m, and the chamber 11r is for the first and second detergents. The chambers 11k, 11o, and 11t are blank chambers provided to prevent the solution from flowing into the nozzle inlet 4.

図8は生化学反応カートリッジ内での溶液の移動や種々の反応を制御する処理装置である。テーブル22は生化学反応カートリッジをセットする場所であり、テーブル22上には、カートリッジ内で検体からのDNAなどを抽出する際に作動させる電磁石23、検体からのDNAをPCRなどの方法で増幅させる際に温度制御するためのペルチェ素子24、増幅した検体DNAとカートリッジ内部にあるDNAマイクロアレイ上のDNAプローブとの間でハイブリダイゼーションを行う際と、ハイブリダイゼーションしなかった検体DNAの洗浄を行う際に温度制御するためのペルチェ素子25が配置され、これらは処理装置全体を制御する制御部26に接続されている。   FIG. 8 shows a processing apparatus for controlling the movement of the solution and various reactions in the biochemical reaction cartridge. The table 22 is a place where a biochemical reaction cartridge is set. On the table 22, an electromagnet 23 that is operated when extracting DNA or the like from the sample in the cartridge, and amplifying the DNA from the sample by a method such as PCR. When performing hybridization between the Peltier element 24 for temperature control, the amplified sample DNA and the DNA probe on the DNA microarray in the cartridge, and when washing the sample DNA that has not been hybridized A Peltier element 25 for temperature control is disposed, and these are connected to a control unit 26 for controlling the entire processing apparatus.

図8のテーブル22の上下には、電動シリンジポンプ27、28と、これらのポンプ27、28により空気を吐出或いは吸引を行う出入口で複数のポンプノズル29、30を片側10個ずつ設けたポンプブロック31、32が配置されている。また、制御部26は検査者が入力を行う入力部33に接続されている。   8 is an electric syringe pump 27, 28, and a pump block in which a plurality of pump nozzles 29, 30 are provided on each side at the inlet / outlet for discharging or sucking air by these pumps 27, 28. 31 and 32 are arranged. In addition, the control unit 26 is connected to an input unit 33 that is input by an inspector.

電動シリンジポンプ27、28とポンプノズル29、30の間には、図示しない複数の良く知られた電動切換バルブが配置され、ポンプ27、28と共に制御部26に接続されている。制御部26により、片側10個のうち1個ずつのポンプノズル29、30を選択的にポンプ27、28に対して開にしたり、全てのポンプノズル29、30を閉にしたりする制御が可能とされている。   A plurality of well-known electric switching valves (not shown) are arranged between the electric syringe pumps 27 and 28 and the pump nozzles 29 and 30, and are connected to the control unit 26 together with the pumps 27 and 28. The control unit 26 can control to selectively open one pump nozzle 29, 30 out of 10 on each side with respect to the pumps 27, 28, or to close all pump nozzles 29, 30. Has been.

溶液を溶液貯蔵部分2から反応部分1に移動して、処理の開始信号を入力すると、反応部分1の内部でDNAなどの抽出、増幅が行われ、増幅した検体DNAと反応部分1の内部にあるDNAマイクロアレイ上のDNAプローブとの間でハイブリダイゼーションと、ハイブリダイゼーションしなかった蛍光標識付きの検体DNAと蛍光標識の洗浄とが行われる。   When the solution is moved from the solution storage part 2 to the reaction part 1 and a processing start signal is input, DNA and the like are extracted and amplified in the reaction part 1. Hybridization is performed with a DNA probe on a certain DNA microarray, and the fluorescence-labeled sample DNA that has not been hybridized and the fluorescence label are washed.

本実施例では、血液を検体とし検査者が注射器により検体入口3のゴムキャップを貫通させて血液を注入すると、血液はチャンバ16に流れ込む。その後に、検査者は生化学反応カートリッジをテーブル22に置き、図示しないレバーを操作して、図示しない機構によりポンプブロック31、32を図8の矢印の方向に移動させると、ゴムキャップを貫通してポンプノズル29、30が反応部分1のノズル入口4に挿入される。   In the present embodiment, when blood is used as a specimen and the examiner passes the rubber cap of the specimen inlet 3 through the syringe and injects blood, the blood flows into the chamber 16. Thereafter, the inspector places the biochemical reaction cartridge on the table 22, operates a lever (not shown), and moves the pump blocks 31 and 32 in the direction of the arrow in FIG. 8 to penetrate the rubber cap. Then, pump nozzles 29 and 30 are inserted into the nozzle inlet 4 of the reaction portion 1.

図7に示すように、ノズル入口4が生化学反応カートリッジの両側の2つの面に集中しているので、電動シリンジポンプ27、28、電動切換バルブ、ポンプノズル29、30を内蔵したポンプブロック31、32の形状、配置が単純になる。更に、必要なチャンバや流路を確保しながら、ポンプブロック31、32でカートリッジを同時に挟み込むという単純な動作だけで、ポンプノズル29、30を挿入することができ、ポンプブロック31、32の構成も簡単なものになる。そして、ノズル入口4a〜4tを全て同じ高さ、即ち直線状に配置すると、ノズル入口4a〜4tに接続する流路14a〜14tの高さが全て同じになり、流路14a〜14tの作製が容易になる。   As shown in FIG. 7, since the nozzle inlet 4 is concentrated on the two surfaces on both sides of the biochemical reaction cartridge, the pump block 31 including the electric syringe pumps 27 and 28, the electric switching valve, and the pump nozzles 29 and 30 is built-in. , 32 is simple in shape and arrangement. Furthermore, the pump nozzles 29 and 30 can be inserted by a simple operation of sandwiching the cartridges at the same time with the pump blocks 31 and 32 while securing the necessary chambers and flow paths. It will be easy. And if all the nozzle inlets 4a-4t are arrange | positioned at the same height, ie, linear form, all the height of the flow paths 14a-14t connected to the nozzle inlets 4a-4t will become the same, and preparation of the flow paths 14a-14t will be carried out. It becomes easy.

図8の処理装置で、n個の生化学反応カートリッジ用にポンプブロック31、32をn倍に長くした構成にすれば、n個のカートリッジを直列に並べることによって、n個のカートリッジに対して必要な工程を同時に行うことができ、構成は極めて簡単ながら多数のカートリッジに対して生化学反応を行わせることができる。   In the processing apparatus of FIG. 8, if the pump blocks 31 and 32 are made to be n times longer for n biochemical reaction cartridges, n cartridges are arranged in series, so that n cartridges are arranged in series. Necessary steps can be performed simultaneously, and a biochemical reaction can be performed on a large number of cartridges with a very simple configuration.

図9は処理手順を説明するフローチャート図である。ステップS0で検査者は図5、図6で説明した溶液の流し込みと密閉の工程を行い、次に入力部33で処理開始の命令を入力すると処理が始まる。勿論、装置側にロボットアームを設け、弁棒押込治具13をこのロボットアームに取り付けて、図5、図6で説明した工程を自動的に行ってもよく、この場合は後述する方法と同様に電動シリンジポンプ27、28を作動させて、円滑に溶液を流し込むことができる。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the processing procedure. In step S0, the inspector performs the process of pouring and sealing the solution described with reference to FIGS. 5 and 6 and then inputs a processing start command at the input unit 33 to start the processing. Of course, a robot arm may be provided on the apparatus side, the valve rod pushing jig 13 may be attached to the robot arm, and the steps described with reference to FIGS. 5 and 6 may be performed automatically. By operating the electric syringe pumps 27 and 28, the solution can be poured smoothly.

ステップS1で、制御部26はノズル入口4a、4kのみを開にし、電動シリンジポンプ27から空気を吐出し、ポンプ28から空気を吸引してチャンバ11aの第1の溶血剤を血液の入ったチャンバ16に流し込む。このときに、溶血剤の粘性や流路の抵抗によるが、ポンプ28からの空気の吸引を、ポンプ27からの空気の吐出開始10〜200m秒後に開始するように制御すると、流れる溶液の先頭で溶液が飛び出すことがなく溶液が円滑に流れる。   In step S1, the control unit 26 opens only the nozzle inlets 4a and 4k, discharges air from the electric syringe pump 27, sucks air from the pump 28, and supplies the first hemolytic agent in the chamber 11a to the chamber containing blood. Pour into 16. At this time, depending on the viscosity of the hemolytic agent and the resistance of the flow path, if the suction of the air from the pump 28 is controlled to start 10 to 200 milliseconds after the start of the discharge of the air from the pump 27, at the head of the flowing solution The solution flows smoothly without splashing out.

このように、空気の供給、吸引のタイミングをずらして、加圧、減圧を制御すれば溶液を円滑に流すことができるが、電動シリンジポンプ28からの空気の吸引を、ポンプ27からの空気の吐出開始時から直線的に増加させるなどの細かな制御を行えば、更に円滑に流すことが可能になる。また、加圧と減圧の両方を用いることで、反応部分1内に発生する圧力を軽減することができ、この結果、溶液の移動の途中に溶液を流し込みたくない分岐流路やチャンバがある場合に、そこに流れ込むことを防止するという効果もある。以下の溶液の移動についても同様である。   As described above, by controlling the pressurization and decompression by shifting the air supply and suction timings, the solution can flow smoothly. However, the suction of air from the electric syringe pump 28 If fine control such as increasing linearly from the start of discharge is performed, it becomes possible to flow more smoothly. Further, by using both pressurization and depressurization, the pressure generated in the reaction portion 1 can be reduced. As a result, there is a branch channel or chamber in which the solution is not desired to flow during the movement of the solution. In addition, it has the effect of preventing it from flowing into it. The same applies to the movement of the following solutions.

空気の供給の制御は、電動シリンジポンプ27、28を用いることで容易に実現でき、ノズル入口4a、4oのみを開にし、シリンジポンプ27、28で空気の吐出、吸引を交互に繰り返し、チャンバ6の溶液を流路19に流してその後に戻す動作を繰り返して攪拌を行う。或いは、ポンプ28から空気を連続的に吐出し、気泡を発生させながら攪拌してもよい。   Control of the air supply can be easily realized by using the electric syringe pumps 27 and 28. Only the nozzle inlets 4a and 4o are opened, and the discharge and suction of air are alternately repeated by the syringe pumps 27 and 28. The operation of flowing the solution into the flow path 19 and returning it to the flow path 19 is repeated to perform stirring. Alternatively, the air may be continuously discharged from the pump 28 and stirred while generating bubbles.

図10は図7のチャンバ11a、チャンバ16、チャンバ11kを通る反応部分1の断面図であり、ノズル入口4aにポンプノズル29が挿入されて加圧され、ノズル入口4kにポンプノズル30が挿入されて減圧され、チャンバ11aの第1の溶血剤が血液の入ったチャンバ16に流れ込む様子を示している。チャンバ11aは実際は溶液貯蔵部分2と連通しているが、便宜上、天井を設けて連通していない図になっている。   FIG. 10 is a cross-sectional view of the reaction portion 1 passing through the chamber 11a, the chamber 16, and the chamber 11k of FIG. 7, and the pump nozzle 29 is inserted into the nozzle inlet 4a and pressurized, and the pump nozzle 30 is inserted into the nozzle inlet 4k. The pressure is reduced and the first hemolytic agent in the chamber 11a flows into the chamber 16 containing blood. The chamber 11a actually communicates with the solution storage portion 2, but for convenience, a ceiling is provided and is not communicated.

更に図9のフローチャート図において、次のステップS2でノズル入口4b、4kのみを開にし、同様にしてチャンバ11bの第2の溶血剤をチャンバ16に流し込み、ステップS3ではノズル入口4c、4kのみを開にし、同様にしてチャンバ11cの磁性体粒子をチャンバ16に流し込む。ステップS2、S3では共に、ステップS1と同様にして攪拌を行う。ステップS3では、磁性体粒子にステップS1、S2で細胞が溶解して出てきたDNAが磁性体粒子に付着する。   Further, in the flowchart of FIG. 9, only the nozzle inlets 4b and 4k are opened in the next step S2, and the second hemolytic agent in the chamber 11b is poured into the chamber 16 in the same manner. In step S3, only the nozzle inlets 4c and 4k are opened. Similarly, the magnetic particles in the chamber 11 c are poured into the chamber 16. In steps S2 and S3, stirring is performed in the same manner as in step S1. In step S3, the DNA produced by the dissolution of the cells in steps S1 and S2 adheres to the magnetic particles.

そして、ステップS4で電磁石23をオンにし、ノズル入口4e、4kのみを開にし、電動シリンジポンプ28から空気を吐出し、ポンプ27から空気を吸引して、チャンバ16の溶液をチャンバ11eに移動すると、この移動の際に磁性体粒子とDNAが流路19の電磁石23の上で捕捉される。電動シリンジポンプ27、28の吸引、吐出を交互に繰り返して、溶液をチャンバ16、11e間を2回往復させてDNAの捕捉効率を高める。更に回数を増やすと、捕捉効率は一層高まるが、処理時間が余分にかかることになる。   Then, when the electromagnet 23 is turned on in step S4, only the nozzle inlets 4e and 4k are opened, the air is discharged from the electric syringe pump 28, the air is sucked from the pump 27, and the solution in the chamber 16 is moved to the chamber 11e. During this movement, magnetic particles and DNA are captured on the electromagnet 23 of the flow path 19. The suction and discharge of the electric syringe pumps 27 and 28 are alternately repeated, and the solution is reciprocated twice between the chambers 16 and 11e to increase the DNA capture efficiency. Increasing the number of times further increases the capture efficiency, but increases the processing time.

このように、磁性体粒子を利用してDNAを、幅1〜2mm程度、高さ0.2〜1mm程度の小さい流路上で、しかも流れている状態で捕捉するので、極めて効率良く捕捉することができる。捕捉ターゲット物質がRNA或いはタンパク質の場合も同様である。   In this way, DNA is captured in a flowing state on a small channel having a width of about 1 to 2 mm and a height of about 0.2 to 1 mm using magnetic particles, so that it can be captured extremely efficiently. Can do. The same applies when the capture target substance is RNA or protein.

次に、ステップS5で電磁石23をオフにし、ノズル入口4f、4lのみを開にし、電動シリンジポンプ28から空気を吐出し、ポンプ27から空気を吸引してチャンバ11lの第1の抽出洗浄液をチャンバ11fに移動する。このとき、ステップS4で捕捉された磁性体粒子とDNAが抽出洗浄液と共に移動して洗浄が行われる。ステップS4と同様にして2回往復した後に電磁石23をオンにし、同様にして2回往復させて磁性体粒子とDNAを流路19の電磁石23の上に回収し、溶液をチャンバ11lに戻しておく。   Next, in step S5, the electromagnet 23 is turned off, only the nozzle inlets 4f and 4l are opened, the air is discharged from the electric syringe pump 28, the air is sucked from the pump 27, and the first extraction cleaning liquid in the chamber 11l is supplied to the chamber. Move to 11f. At this time, the magnetic particles and DNA captured in step S4 move together with the extraction cleaning liquid, and cleaning is performed. After reciprocating twice in the same manner as in step S4, the electromagnet 23 is turned on, and reciprocating twice in the same manner to collect the magnetic particles and DNA on the electromagnet 23 in the flow path 19, and return the solution to the chamber 11l. deep.

ステップS6で、ノズル入口4f、4mを用いてチャンバ11mの第2の抽出洗浄液について、ステップS5と同じ工程を行って更に洗浄する。ステップS7では電磁石23をオンにしたまま、ノズル入口4d、4oのみを開にし、電動シリンジポンプ27から空気を吐出し、ポンプ28から空気を吸引して、チャンバ11dの溶出液をチャンバ17に移動する。   In step S6, the second extraction cleaning liquid in the chamber 11m is further cleaned by performing the same process as in step S5 using the nozzle inlets 4f and 4m. In step S7, with the electromagnet 23 turned on, only the nozzle inlets 4d and 4o are opened, air is discharged from the electric syringe pump 27, air is sucked from the pump 28, and the eluate in the chamber 11d is moved to the chamber 17 To do.

このとき、溶出液の作用によって磁性体粒子とDNAが分離し、DNAのみが溶出液と共にチャンバ17に移動し、磁性体粒子は流路19に残り、このようにしてDNAの抽出、精製が行われる。抽出洗浄液が入ったチャンバ11l、11mと洗浄後の廃液が入るチャンバ11fを用意することにより、生化学反応カートリッジ1内でDNAの抽出、精製を行うことが可能になる。   At this time, the magnetic particles and DNA are separated by the action of the eluate, and only the DNA moves to the chamber 17 together with the eluate, and the magnetic particles remain in the flow path 19, thus performing DNA extraction and purification. Is called. By preparing the chambers 11l and 11m containing the extraction washing liquid and the chamber 11f containing the washing waste liquid, it becomes possible to extract and purify the DNA in the biochemical reaction cartridge 1.

次に、ステップS8でノズル入口4g、4oのみを開にし、電動シリンジポンプ27から空気を吐出し、ポンプ28から空気を吸引して、チャンバ11gのPCR用薬剤をチャンバ17に流し込む。更に、ノズル入口4g、4tのみを開にし、電動シリンジポンプ27、28で空気の吐出、吸引を交互に繰り返し、チャンバ16の溶液を流路20に流して、その後に戻す動作を繰り返して攪拌を行う。そして、ペルチェ素子24を制御して、チャンバ17内の溶液を96℃の温度に10分保持した後に、96℃・10秒、55℃・10秒、72℃・1分の工程を30回繰り返し、溶出されたDNAにPCRを行って増幅する。   Next, in step S8, only the nozzle inlets 4g and 4o are opened, the air is discharged from the electric syringe pump 27, the air is sucked from the pump 28, and the PCR drug in the chamber 11g is poured into the chamber 17. Further, only the nozzle inlets 4g and 4t are opened, and the electric syringe pumps 27 and 28 alternately discharge and suck air, and the solution in the chamber 16 is allowed to flow through the flow path 20, and then the operation of returning to it is repeated for stirring. Do. Then, after controlling the Peltier element 24 and holding the solution in the chamber 17 at a temperature of 96 ° C. for 10 minutes, the process of 96 ° C. · 10 seconds, 55 ° C. · 10 seconds, 72 ° C. · 1 minute is repeated 30 times. The amplified DNA is amplified by PCR.

ステップS9では、ノズル入口4g、4tのみを開にし、電動シリンジポンプ27から空気を吐出し、ポンプ28から空気を吸引して、チャンバ17の溶液をチャンバ18に移動する。更に、ペルチェ素子25を制御して、チャンバ18内の溶液を45℃で2時間保ってハイブリダイゼーションを行う。このとき、ポンプ27、28で空気の吐出、吸引を交互に繰り返し、チャンバ18の溶液を流路15tに移動し、その後に戻す動作を繰り返して攪拌しながら、ハイブリダイゼーションを進める。   In step S9, only the nozzle inlets 4g and 4t are opened, air is discharged from the electric syringe pump 27, air is sucked from the pump 28, and the solution in the chamber 17 is moved to the chamber 18. Further, the Peltier element 25 is controlled to perform hybridization by keeping the solution in the chamber 18 at 45 ° C. for 2 hours. At this time, the pumps 27 and 28 alternately discharge and suck air, and move the solution in the chamber 18 to the flow path 15t, and then repeat the operation of returning to the subsequent, and the hybridization proceeds.

次にステップS10で同じ45℃を保持したまま、今度はノズル入口4h、4rのみを開にし、電動シリンジポンプ27から空気を吐出し、ポンプ28から空気を吸引して、チャンバ18内の溶液をチャンバ11rに移動しながら、チャンバ11hの第1の洗浄液をチャンバ18を通してチャンバ11rに流し込む。ポンプ27、28の吸引、吐出を交互に繰り返して、溶液をチャンバ11h、18、11r間を2回往復させ、最後にチャンバ11hに戻す。このようにして、ハイブリダイゼーションしなかった蛍光標識付きの検体DNAと蛍光標識とが洗浄される。   Next, while maintaining the same 45 ° C. in step S10, this time, only the nozzle inlets 4h and 4r are opened, air is discharged from the electric syringe pump 27, air is sucked from the pump 28, and the solution in the chamber 18 is discharged. While moving to the chamber 11r, the first cleaning liquid in the chamber 11h is poured into the chamber 11r through the chamber 18. By alternately repeating suction and discharge of the pumps 27 and 28, the solution is reciprocated twice between the chambers 11h, 18 and 11r, and finally returned to the chamber 11h. In this way, the fluorescently labeled sample DNA and the fluorescent label that have not been hybridized are washed.

図11は図7のチャンバ11h、チャンバ18、チャンバ11rを通る断面図であり、ノズル入口4hにポンプノズル29が挿入されて加圧され、ノズル入口4rにポンプノズル30が挿入されて減圧され、チャンバ11hの第1の洗浄液がチャンバ18を通して、チャンバ11rに流れ込む様子を示している。チャンバ11hは実際は溶液貯蔵部分2と連通しているが、便宜上、天井を設けて連通していない図になっている。   FIG. 11 is a cross-sectional view passing through the chamber 11h, the chamber 18, and the chamber 11r of FIG. 7. The pump nozzle 29 is inserted into the nozzle inlet 4h and pressurized, the pump nozzle 30 is inserted into the nozzle inlet 4r, and the pressure is reduced. A state in which the first cleaning liquid in the chamber 11h flows into the chamber 11r through the chamber 18 is shown. The chamber 11h actually communicates with the solution storage portion 2, but for convenience, a ceiling is provided and is not communicated.

ステップS11では同じ45℃を保持したまま、ノズル入口4j、4rを用いてチャンバ11jの第2の洗浄液に対して、ステップS10と同じ工程を行って更に洗浄し、最後にチャンバ11jに戻す。このように洗浄液が入ったチャンバ11h、11jと洗浄後の廃液が入るチャンバ11rを用意しているので、生化学反応カートリッジ内でDNAマイクロアレイ21の洗浄を行うことが可能になる。   In step S11, while maintaining the same 45 ° C., the second cleaning liquid in the chamber 11j is further cleaned using the nozzle inlets 4j and 4r by performing the same process as in step S10, and finally returned to the chamber 11j. Thus, since the chambers 11h and 11j containing the cleaning liquid and the chamber 11r containing the cleaned waste liquid are prepared, the DNA microarray 21 can be cleaned in the biochemical reaction cartridge.

ステップS12では、ノズル入口4i、4rのみを開にし、電動シリンジポンプ27から空気を吐出し、ポンプ28から空気を吸引して、チャンバ11iのアルコールをチャンバ18を通してチャンバ11rに移動する。その後にノズル入口4i、4tのみを開にし、ポンプ27から空気を吐出し、ポンプ28から空気を吸引して、チャンバ18内を乾燥させる。   In step S12, only the nozzle inlets 4i and 4r are opened, air is discharged from the electric syringe pump 27, air is sucked from the pump 28, and the alcohol in the chamber 11i is moved through the chamber 18 to the chamber 11r. Thereafter, only the nozzle inlets 4i and 4t are opened, air is discharged from the pump 27, air is sucked from the pump 28, and the inside of the chamber 18 is dried.

次に、検査者が図示しないレバーを操作すると、図示しない機構によりポンプブロック31、32は生化学反応カートリッジから離れる方向に移動し、ポンプノズル29、30がカートリッジのノズル入口4から外れる。そして、検査者はこのカートリッジを、図示しない良く知られたスキャナなどのDNAマイクロアレイ用読取装置に挿入して測定、解析を行う。   Next, when the inspector operates a lever (not shown), the pump blocks 31 and 32 are moved away from the biochemical reaction cartridge by a mechanism (not shown), and the pump nozzles 29 and 30 are detached from the nozzle inlet 4 of the cartridge. Then, the examiner inserts this cartridge into a DNA microarray reader such as a well-known scanner (not shown) to perform measurement and analysis.

実施例の生化学反応カートリッジの斜視図である。It is a perspective view of the biochemical reaction cartridge of an Example. 溶液貯蔵部分の平面断面図である。It is a plane sectional view of a solution storage part. 保存時の生化学反応カートリッジの一部断面図である。It is a partial cross section figure of a biochemical reaction cartridge at the time of preservation. 弁棒押込治具の斜視図である。It is a perspective view of a valve stem pushing jig. 弁棒を押し込んだ状態の生化学反応カートリッジの一部の断面図である。It is sectional drawing of a part of biochemical reaction cartridge of the state which pushed in the valve stem. 弁棒を更に押し込んだ状態の生化学反応カートリッジの一部断面図である。It is a partial cross section figure of the biochemical reaction cartridge of the state which pushed the valve rod further. 反応部分の平面断面図である。It is a plane sectional view of a reaction part. 溶液の移動や種々の反応を制御する処理装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the processing apparatus which controls the movement of a solution and various reaction. 処理手順のフローチャート図である。It is a flowchart figure of a processing procedure. 一部のチャンバの断面図である。It is sectional drawing of a one part chamber. 一部のチャンバの断面図である。It is sectional drawing of a one part chamber.

符号の説明Explanation of symbols

1 反応部分
2 溶液貯蔵部分
3 検体入口
4 ノズル入口
5、10 アルミ箔シート
7 弁棒
8 切欠き
9 Oリング
11、16〜18 チャンバ
13 弁棒押込治具
13a、13b 押圧棒
15、19、20 流路
21 DNAマイクロアレイ
22 テーブル
26 制御部
27、28 電動シリンジポンプ
29、30 ポンプノズル
31、32 ポンプブロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction part 2 Solution storage part 3 Sample inlet 4 Nozzle inlet 5, 10 Aluminum foil sheet 7 Valve rod 8 Notch 9 O-ring 11, 16-18 Chamber 13 Valve rod pushing jig | tool 13a, 13b Press rod 15, 19, 20 Channel 21 DNA microarray 22 Table 26 Control unit 27, 28 Electric syringe pump 29, 30 Pump nozzle 31, 32 Pump block

Claims (5)

複数の溶液をまとめて流し込む少なくとも1つの反応用チャンバと流路を含む反応部分と、該反応部分と隔離又は別体にして前記反応用チャンバと対応する位置に溶液を蓄える複数の貯蔵用チャンバを含む溶液貯蔵部分とを有し、前記反応部分と前記溶液貯蔵部分との間に貫通可能な複数の仕切部材を設けた生化学反応カートリッジにおいて、前記溶液貯蔵部分に弁棒を設け、該弁棒を押し込むことにより前記複数の仕切部材を同時に貫通し、前記貯蔵用チャンバ内の溶液を対応する前記反応用チャンバに移動する溶液移動手段を備えたことを特徴とする生化学反応処理装置。   A reaction portion including at least one reaction chamber into which a plurality of solutions are poured together and a flow path; and a plurality of storage chambers that store the solution in a position corresponding to the reaction chamber in isolation or separate from the reaction portion. A biochemical reaction cartridge comprising a plurality of partition members that can pass between the reaction portion and the solution storage portion, wherein the solution storage portion is provided with a valve rod, A biochemical reaction processing apparatus, comprising: a solution moving means for simultaneously penetrating the plurality of partition members by pushing and moving the solution in the storage chamber to the corresponding reaction chamber. 前記弁棒を更に押し込み、前記弁棒により前記反応用チャンバを外部空気から密閉する密閉手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の生化学反応処理装置。   The biochemical reaction processing apparatus according to claim 1, further comprising a sealing means for further pressing the valve rod and sealing the reaction chamber from outside air by the valve rod. 前記弁棒は前記カートリッジの外部から押し込む押圧棒によって操作することを特徴とする請求項1又は2に記載の生化学反応処理装置。   The biochemical reaction processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the valve rod is operated by a pressing rod that is pushed in from the outside of the cartridge. 前記押圧棒は長短2種類を有し、前記短い押圧棒を用いて前記弁棒により前記仕切部材を貫通させ、前記長い押圧棒を用いて前記弁棒により前記反応用チャンバを外部空気から密閉することを特徴とする請求項3に記載の生化学反応処理装置。   The pressing rod has two types of long and short, the partition member is penetrated by the valve rod using the short pressing rod, and the reaction chamber is sealed from outside air by the valve rod using the long pressing rod. The biochemical reaction processing apparatus according to claim 3. 複数の溶液をまとめて流し込む少なくとも1つの反応用チャンバと流路を含む反応部分と、該反応部分と隔離又は別体にして前記反応用チャンバと対応する位置に溶液を蓄える複数の貯蔵用チャンバを含む溶液貯蔵部分とを有し、前記反応部分と前記溶液貯蔵部分との間に貫通可能な複数の仕切部材を設けた生化学反応カートリッジにおいて、前記複数の仕切部材を同時に貫通し、前記複数の前記貯蔵用チャンバ内の前記溶液を対応する前記反応用チャンバに移動することを特徴とする生化学反応処理方法。   A reaction portion including at least one reaction chamber into which a plurality of solutions are poured together and a flow path; and a plurality of storage chambers that store the solution in a position corresponding to the reaction chamber in isolation or separate from the reaction portion. A biochemical reaction cartridge having a plurality of partition members penetrating between the reaction portion and the solution storage portion, and simultaneously penetrating the plurality of partition members, A biochemical reaction processing method, wherein the solution in the storage chamber is moved to the corresponding reaction chamber.
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