JP2007024656A - 化学反応用カートリッジおよび情報管理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 カートリッジ単位での情報管理によって、人為的な誤りを排除するとともに、利便性を高めることができる化学反応用カートリッジ等を提供する。
【解決手段】 外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジである。カートリッジの所定領域にＲＦタグを配置する。この化学反応用カートリッジによれば、カートリッジにＲＦタグを配置したので、ＲＦタグに書き込まれた情報を利用したカートリッジ単位での管理が可能となる。ＲＦタグはカートリッジの構成部材に取り付けられていてもよい。前記ＲＦタグは前記カートリッジ内部の液中にあってもよい。ＲＦタグは物理量を測定する機能を備えてもよい。ＲＦタグには、カートリッジに入れられる検体に関する情報、カートリッジに入れられる試薬に関する情報、カートリッジに関する情報の少なくともいずれか１つが書き込まれてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジに関する。
外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３７３６８号公報
上記の化学反応用カートリッジを用いて種々の検査を行う場合、カートリッジと検査対象とを確実に対応付ける必要がある。一般的な方法としては、カートリッジの製造時においてカートリッジにバーコードを貼り付け、バーコードが示すコードと検査対象とを対応付けることが考えられる。
しかし、製造時に予め貼り付けられたバーコードを用いる場合には、検査の様々な時点で、バーコードが示すコードと、検査対象とを対応付ける作業が必要となり、誤りが生ずるおそれがある。
また、バーコードが検査前の処理によって汚れたり破損したりして、読み取り不可能になるおそれがある。また、バーコードを貼り付けるための接着剤が汚染源となる可能性もある。また、検査対象によっては光を嫌うため、バーコードの読み取りが検査に支障を与える場合もある。さらに、通常、バーコードをユーザ側で書き込むことはできないため、カートリッジや内部の試薬についての情報を自由に記録することができない。
本発明の目的は、カートリッジ単位での情報管理によって、人為的な誤りを排除するとともに、利便性を高めることができる化学反応用カートリッジ等を提供することにある。
本発明の化学反応用カートリッジは、外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジにおいて、前記カートリッジにＲＦタグを取り付けるための取付部を設けたことを特徴とする。
この化学反応用カートリッジによれば、カートリッジにＲＦタグを取り付けるための取付部を設けたので、ユーザの事情に応じてカートリッジにＲＦタグを取り付け、情報管理のために使用することができる。
本発明の化学反応用カートリッジは、外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジにおいて、前記カートリッジにＲＦタグを配置したことを特徴とする。
この化学反応用カートリッジによれば、カートリッジにＲＦタグを配置したので、ＲＦタグに書き込まれた情報を利用したカートリッジ単位での管理が可能となる。
前記ＲＦタグは前記カートリッジの構成部材に取り付けられていてもよい。
前記ＲＦタグは前記カートリッジ内部の液中にあってもよい。
前記ＲＦタグは物理量を測定する機能を備えてもよい。
前記ＲＦタグには、前記カートリッジに入れられる検体に関する情報、前記カートリッジに入れられる試薬に関する情報、前記カートリッジに関する情報のいずれかが書き込まれてもよい。
本発明の情報管理装置は、外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジを取り扱う情報管理装置において、前記カートリッジにはＲＦタグが配置され、前記情報管理装置は、前記ＲＦタグとの間で通信を実行する通信手段を備えることを特徴とする。
この情報管理装置によれば、ＲＦタグとの間で通信を実行する通信手段を備えるので、ＲＦタグを利用したカートリッジ単位での情報管理を実行できる。
前記情報管理装置は、前記カートリッジに対する検査を行う検査手段と、前記通信手段による通信を介して前記ＲＦタグから取得された情報と、前記検査手段により当該カートリッジから得られた検査結果とを関連付ける結合手段と、を備えてもよい。
この場合には、結合手段がＲＦタグから取得された情報と、検査手段により当該カートリッジから得られた検査結果とを関連付けるので、人為的な誤りを排除できる。
本発明の化学反応用カートリッジによれば、カートリッジにＲＦタグを取り付けるための取付部を設けたので、ユーザの事情に応じてカートリッジにＲＦタグを取り付け、情報管理のために使用することができる。
本発明の化学反応用カートリッジによれば、カートリッジにＲＦタグを配置したので、ＲＦタグに書き込まれた情報を利用したカートリッジ単位での管理が可能となる。
本発明の情報管理装置によれば、ＲＦタグとの間で通信を実行する通信手段を備えるので、ＲＦタグを利用したカートリッジ単位での情報管理を実行できる。
以下、図１および図２を参照して、本発明による化学反応用カートリッジの実施例について説明する。本実施例は、平面型チップを内蔵する化学反応用カートリッジを例示するものである。
図１（ａ）は本実施例の化学反応用カートリッジを示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施例の化学反応用カートリッジは、基板１と、基板１に重ね合わされる弾性部材２とを備える。
弾性部材２の裏面（図１（ｂ）において下面）には、その表面（図１（ｂ）において上面）側に凹んだ所定形状の凹部が形成されている。この凹部は、カートリッジ基板１と弾性部材２との間に空間を生み出すことで、溶液を収容する室２１，２２，２３、後述するチップ３を収容する収容部２４、および、流路２５，２６，２７，２８を構成する。図１に示すように、流路２５、室２１、流路２６、室２２、流路２７、収容部２４、流路２８および室２３は順次連通されている。
上記凹部以外の領域では、基板１と弾性部材２とは互いに接着されている。このため、凹部に収容された溶液がカートリッジ内で密閉可能とされ、外部への漏れが防止される。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、基板１には、標的分子検出用チップ３が収容される。
チップ３は、ハイブリダイゼーションにより標的分子を検出する、平面型チップである。チップ３の表面（図１（ｂ）において上面）には、個々の標的分子に対応するプローブが固定された検出部位が２次元的に配置されている。
図１（ａ）に示すように、弾性部材２には、ＲＦタグ（無線タグ）を埋め込むための領域４が設けられている。この領域４には、ＲＦタグを埋め込む切り欠き４０が形成されている。切り欠き４０は、ＲＦタグの収容部４１と、弾性部材２の側面から収容部４１に連通する導入孔４２とからなる。弾性部材２の弾性変形を利用して、ＲＦタグを導入孔４２に沿って押し込むように収容部４１まで導入することで、ＲＦタグを収容部４１の内部に固定できる。
次に、上記カートリッジによる検査の手順を説明する。図２は溶液移送の様子を示す断面図である。
図２に示すように、カートリッジは検査装置６の所定部位に収容される。カートリッジに形成された室２１には、検査対象となる溶液が注入される。溶液の注入は、流路２５を介して注射針を差し込むことで行われる。流路２５には弾性体からなる栓（不図示）が密閉状態で取り付けられており、溶液注入時には注射針を栓に突刺する。溶液注入後、注射針を引き抜くと栓の針孔が塞がり、密閉状態が確保される。
また、カートリッジの所定の室には、検査に必要な試薬等を予め入れておくことができる。この場合、例えば、検査時に試薬が検査対象と反応することで、標的分子の検出が可能となる。
次に、図２に示すように、検査装置６に設けられたローラ５により弾性部材２を基板１に向けて押し付けつつ、ローラ５を右方向に移動させる。このような操作により、室２１に注入された溶液が、流路２６、室２６、流路２７を介して収容部２４に送り込まれる。また、試薬等と、室２１に注入された溶液とが混合する。
収容部２４では、収容部２４に送り込まれた溶液により、チップ３におけるハイブリダイゼーションが行われる。さらにローラ５を右方向に移動させると、廃液が室２３に収容される。
検査装置６にはカートリッジを収容した状態でチップ３に対する検査を行うための機構が設けられる。また、必要に応じて、検査装置６にはカートリッジ内の溶液の温度を制御するためのヒータ等が設けられる。
また、検査装置６には、検査装置６に収容されたカートリッジに埋め込まれているＲＦタグの情報を被接触状態で読み出し、あるいはＲＦタグに被接触状態で情報を書き込むためのリーダライタ装置６１が設けられている。リーダライタ装置６１は、電磁結合を利用してＲＦタグに電力を供給する機能と、ＲＦタグとの間で通信を実行する機能とを備える。リーダライタ装置６１に接続された情報処理装置７は、リーダライタ装置６１を介してＲＦタグからの情報の読み込みおよびＲＦタグへの情報の書込みを行う。
本実施例では、カートリッジに埋め込まれたＲＦタグを種々の目的で使用できる。例えば、ＲＦタグにカートリッジを識別するＩＤを書き込むことができる。この場合、情報処理装置７によって、カートリッジを検査装置６に収容した状態でそのカートリッジを特定し、検査装置６による検査結果とカートリッジとを対応付けることができる。したがって、カートリッジを取り違えるような誤りを防止できる。ＲＦタグには、検体を特定するＩＤ、試薬を特定するＩＤ等を書き込むこともできる。例えば、血液の採取時等にＲＦタグに被験者を特定するデータを予め書き込んでもよい。
また、ＲＦタグにカートリッジの種別や有効期限、あるいは内部の試薬の種別や有効期限、分量等を書き込むこともできる。この場合には、適宜、ＲＦタグのデータを読み取ることで種別や有効期限等が判明する。このため、カートリッジを効率的に管理できる。とくに、酵素等、有効期限が短い試薬を扱う場合にも好適である。
また、ＲＦタグにカートリッジに対する処理条件、例えば液送の条件や、加熱、冷却の温度、時間等の処理条件、あるいはカートリッジの取り扱い上の注意事項等を書き込んでおくこともできる。これらの情報を適宜、読み取ることで、カートリッジを適切に取り扱うことができる。
ＲＦタグには、任意のタイミングで任意の情報を書き込むことができる。例えば、ＲＦタグに検査装置６において実行した処理の条件や検査の結果を履歴として書き込むこともできる。あるいは後工程への指示を書き込むこともできる。試薬をカートリッジに注入した段階で、その試薬に関する情報を書き込むこともできる。各種情報を随時書き込むことで、融通性や信頼性のある情報がカートリッジから得られることになる。
また、ＲＦタグをカートリッジに取り付けるタイミングも、カートリッジの製造時に限らない。ユーザの事情に応じて、ユーザが任意のタイミングでＲＦタグを埋め込むこともできる。
上記実施例では、弾性部材２の弾性を利用してＲＦタグを弾性部材２に埋め込んでいる。しかし、ＲＦタグをカートリッジの所定部位に接着し、あるいは熱封止してもよい。また、ＲＦタグをカートリッジ内に封入してもよいし、外気あるいはカートリッジ内部の空間に露出した状態で取り付けてもよい。
ＲＦタグをカートリッジに固定するのではなく、試薬中にＲＦタグを入れてもよい。この場合、試薬をカートリッジに注入する工程でＲＦタグを同時に注入できる。このため、別途、ＲＦタグをカートリッジに固定する工程を必要としないという利点がある。ＲＦタグにはその試薬に関する情報、例えば、試薬の種別や有効期限を書き込んでもよい。また、試薬とは直接関係のない情報、例えば、被検体に関する情報、カートリッジに関する情報等を書き込んでもよい。
温度センサ、ｐＨセンサ、圧力センサ等、物理量を測定する機能を備えたＲＦタグを用いることもできる。このようなＲＦタグによる測定結果は、リーダライタ装置６１を介して読み込まれる。
例えば、温度センサの機能を有するＲＦタグをカートリッジ内に固定してもよい。検査時、あるいは検査前の熱処理において、カートリッジの温度を適切に管理することが可能となる。ＲＦタグによれば、非接触状態で温度が計測できる。このため、通常の温度センサを使用する場合のような熱伝導による影響を回避できるという利点がある。この場合、検査装置６、その他の装置に、ＲＦタグから読み取った測定結果に基づいてフィードバック制御を実行する構成を設けることで、カートリッジの温度を適切に制御できる。例えば、図２に示すように、検査装置６のリーダライタ６１で読み取った温度を制御部６２に与え、ヒータ６３を制御部６２によりフィードバック制御すればよい。
また、温度センサの機能を有するＲＦタグをカートリッジ内部に露出させ、溶液と接触可能に取り付けてもよい。溶液の温度をより正確に測定できる。
センサ機能を有するＲＦタグを溶液に入れることもできる。この場合にはカートリッジ内部の溶液の状態を直接測定することができる。例えば、温度センサやｐＨセンサの機能を有するＲＦタグを溶液に入れた場合、カートリッジ内においてＲＦタグが溶液とともに移送される。このため、常に正確な溶液の温度やｐＨを測定できる。溶液の量が少ない場合であっても、正確な測定が可能となる。例えば、ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応法）により特定ＤＮＡ領域を増幅する場合には溶液の正確な温度制御が必要となる。このような場合にも好適である。
上記実施例と、本発明による情報管理装置との対応関係に関し、「通信手段」はリーダライタ装置６１および情報処理装置７に、「検査手段」は検査装置６および情報処理装置７に、「結合手段」は情報処理装置７に、それぞれ対応する。
上記実施例では、チップ３を内蔵したカートリッジを例示したが、本発明において、カートリッジの用途は限定されない。本発明は外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジに広く適用される。
本実施例の化学反応用カートリッジの構成を示す図であり、（ａ）は本実施例の化学反応用カートリッジを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図。 溶液移送の様子を示す断面図である。
符号の説明
１ 基板（構成部材）
２ 弾性部材（構成部材）
４ 領域（取付部）
６ 検査装置
７ 情報処理装置

Claims (8)

  1. 外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジにおいて、
    前記カートリッジにＲＦタグを取り付けるための取付部を設けたことを特徴とする化学反応用カートリッジ。
  2. 外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジにおいて、
    前記カートリッジにＲＦタグを配置したことを特徴とする化学反応用カートリッジ。
  3. 前記ＲＦタグは前記カートリッジの構成部材に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の化学反応用カートリッジ。
  4. 前記ＲＦタグは前記カートリッジ内部の液中にあることを特徴とする請求項２に記載の化学反応用カートリッジ。
  5. 前記ＲＦタグは物理量を測定する機能を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の化学反応用カートリッジ。
  6. 前記ＲＦタグには、前記カートリッジに入れられる検体に関する情報、前記カートリッジに入れられる試薬に関する情報、前記カートリッジに関する情報の少なくともいずれか１つの情報が書き込まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の化学反応用カートリッジ。
  7. 外力を加えた際の変形によって内部の送液を行うことで化学反応を生じさせる化学反応用カートリッジを取り扱う情報管理装置において、
    前記カートリッジにはＲＦタグが配置され、
    前記情報管理装置は、前記ＲＦタグとの間で通信を実行する通信手段を備えることを特徴とする情報管理装置。
  8. 前記情報管理装置は、前記カートリッジに対する検査を行う検査手段と、
    前記通信手段による通信を介して前記ＲＦタグから取得された情報と、前記検査手段により当該カートリッジから得られた検査結果とを関連付ける結合手段と、
    を備えることを特徴とする請求項７に記載の情報管理装置。
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