JP2008298516A - Dna chip processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、DNAチップをハイブリダイゼーション及び洗浄処理する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for hybridizing and washing a DNA chip.
近年、多数遺伝子の一括発現解析を可能とするDNAマイクロアレイ法(DNAチップ法)と呼ばれる新しい分析法、ないし方法論が開発され、注目を集めている。これらの方法は、いずれも核酸―核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸検出・定量法であり、マイクロアレイ又はチップと呼ばれる平面基盤片上に、多数のDNA断片が高密度に整列固定化されたものが用いられている点に大きな特徴がある。マイクロアレイ法の具体的使用法としては、例えば、研究対象細胞の発現遺伝子等を蛍光色素等で標識したサンプルを平面基盤片上でハイブリダイゼーションさせ、互いに相補的な核酸(DNA又はRNA)同士を結合させ、その箇所を蛍光色素等でラベル後、高解像度解析装置で高速に読みとる方法が挙げられる。こうして、サンプル中のそれぞれの遺伝子量を迅速に推定できる。この新しい方法の導入により、反応検体の微量化と、その反応検体を再現性よく多量・迅速・系統的に分析、定量することが可能となってきた。 In recent years, a new analysis method or methodology called DNA microarray method (DNA chip method) that enables collective expression analysis of a large number of genes has been developed and attracts attention. All of these methods are nucleic acid detection and quantification methods based on nucleic acid-nucleic acid hybridization reactions, and a method is used in which a large number of DNA fragments are aligned and immobilized on a flat substrate called a microarray or chip. There is a big feature in the point. As a specific method of using the microarray method, for example, a sample obtained by labeling a gene expressed in a cell to be studied with a fluorescent dye or the like is hybridized on a flat base piece, and complementary nucleic acids (DNA or RNA) are bound to each other. There is a method in which the portion is labeled with a fluorescent dye or the like and then read at high speed with a high resolution analyzer. Thus, the amount of each gene in the sample can be quickly estimated. With the introduction of this new method, it has become possible to reduce the amount of reaction sample and to analyze and quantify the reaction sample in a large amount, quickly and systematically with high reproducibility.
マイクロアレイは上述の平面基盤片のもの以外に、例えば、検査対象となる物質の探査針として機能するプローブが固定化された高分子ゲルが、表裏を貫通する複数の孔部の各々に、プローブが固定された高分子ゲルが保持された構造を有するDNAチップ(DNAマイクロアレイ)が知られている。その一例として、孔部が中空繊維により形成されているDNAマイクロアレイ(繊維型DNAマイクロアレイ)が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In addition to the above-described planar base piece, for example, a polymer gel in which a probe that functions as a probe for a substance to be inspected is immobilized has a microarray. A DNA chip (DNA microarray) having a structure in which a fixed polymer gel is held is known. As an example, there is disclosed a DNA microarray (fiber type DNA microarray) in which holes are formed of hollow fibers (see, for example, Patent Document 1).
また、繊維型DNAマイクロアレイのハイブリダイゼーション、洗浄処理に関して、大量のDNAチップを、操作が簡便で、かつ効率よく処理することができるDNAチップ処理装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。 Also, a DNA chip processing apparatus is disclosed that can handle a large amount of DNA chips in a simple manner and efficiently with respect to hybridization and washing treatment of the fiber-type DNA microarray (see, for example, Patent Document 2). .
ここで、従来のDNAチップ処理装置の処理工程(ハイブリダイゼーション工程、洗浄処理工程)に関して、図4を用いて説明する。DNAマイクロアレイ101をハイブリダイゼーション及び洗浄用プレート(以降プレート103とする)の区画102に挿入する。次いで検体104をプレート103の開口部より注入した後、内部の液体の蒸発防止、コンタミネーション防止のために各区画を粘着フィルム105で密閉する。次にプレート103を固定するためにカバー部106をプレート103上部に配置し、カバー部止めねじ107にてプレート103をしっかり固定する。その後、所定の条件(温度、時間等)にて、ハイブリダイゼーション工程を開始する。
Here, processing steps (hybridization step, washing step) of the conventional DNA chip processing apparatus will be described with reference to FIG. The
ハイブリダイゼーション工程の実施時間が終了すると、次に洗浄処理工程を開始する。洗浄処理工程は、洗浄液注入用ノズル及び洗浄液吸引用ノズル(以降ノズル108とする)の移動機構109により、ノズル108を各区画102の所定の位置まで移動し、その位置でノズル108を降下させ、フィルム穿刺口110を通して、粘着フィルム105をノズル108にて穿刺し、洗浄動作である洗浄液の注入及び吸引を実行する。
When the execution time of the hybridization process is completed, the washing process is started. In the cleaning process, the
ここでは、洗浄液が収納された洗浄液ボトル111から、洗浄液を選択する洗浄液切替え弁112、洗浄液を吸引吐出する洗浄液ポンプ113、吸引吐出を選択できる吸引吐出切替え弁114、洗浄液を所定の温度に制御する熱交換ユニット115を用いて、ノズル108より所定の温度の洗浄液をプレート103の各区画に注入する。さらに、プレート103から吸引される廃液は、廃液ポンプ116にて吸引され、廃液ボトル117に収集する。
しかしながら、前記従来の構成では、ハイブリダイゼーション時に生じた水蒸気を外部に逃がさないようにDNAチップが収納された区画を密封するため、プレート上部にカバー部を配置し、カバー部止めねじにてプレートを固定しているので、プレートの開口部を容易に開閉することが出来ないという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, in order to seal the compartment in which the DNA chip is stored so that water vapor generated at the time of hybridization does not escape to the outside, a cover part is arranged on the upper part of the plate, and the plate is fixed with a cover part set screw. Since it is fixed, the opening of the plate cannot be easily opened and closed.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、プレートの開口部を容易に開閉できるような構成でありながらDNAチップが収納された区画の密封を保つことが出来るDNAチップ処理装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a DNA chip processing apparatus capable of maintaining the hermetically sealed compartment in which the DNA chip is housed while being configured to easily open and close the opening of the plate. For the purpose.
前記従来の課題を解決するために、本発明のDNAチップ処理装置は、複数枚のDNAチップの各々が収容される複数の区画を有するプレートと、前記プレート開口部を密閉する密封材と、前記区画に保持された液体を設定温度に保持可能な温度調整機構と、前記プレートと前記密封材を固定するカバー部と、前記カバー部を前記プレートに対して、水平または垂直方向に移動させる移動機構と、前記カバー部を前記プレートに所定の圧力で押付ける押付け機構からなり、前記カバー部の前記プレートの開口部に接する部分に空間を備えたことを特徴とするものである。 In order to solve the conventional problems, a DNA chip processing apparatus of the present invention includes a plate having a plurality of compartments in which each of a plurality of DNA chips is accommodated, a sealing material that seals the plate opening, A temperature adjusting mechanism capable of holding the liquid held in the compartment at a set temperature; a cover portion for fixing the plate and the sealing material; and a moving mechanism for moving the cover portion horizontally or vertically with respect to the plate. And a pressing mechanism that presses the cover portion against the plate with a predetermined pressure, and a space is provided in a portion of the cover portion that contacts the opening of the plate.
さらにDNAチップ処理装置において、洗浄液を注入する洗浄液注入ノズルと、前記洗浄液を吸引する洗浄液吸引ノズルと、前記洗浄液を注入する洗浄液注入ノズルと前記洗浄液を吸引する洗浄液吸引ノズルを前記カバー部にさらに備えたことを特徴とするものである。 In the DNA chip processing apparatus, the cover unit further includes a cleaning liquid injection nozzle for injecting a cleaning liquid, a cleaning liquid suction nozzle for sucking the cleaning liquid, a cleaning liquid injection nozzle for injecting the cleaning liquid, and a cleaning liquid suction nozzle for sucking the cleaning liquid. It is characterized by that.
さらにDNAチップ処理装置において、前記カバー部の空間は、少なくとも前記区画内の空気が温度上昇により膨張する体積よりも大きい体積であることを特徴とするものである。 Further, in the DNA chip processing apparatus, the space of the cover part is characterized in that it has a volume larger than at least a volume in which the air in the compartment expands due to a temperature rise.
さらにDNAチップ処理装置において、前記カバー部は、前記カバー部の空間内の空気を通過させる空気口を備えたことを特徴とするものである。 Furthermore, in the DNA chip processing apparatus, the cover part is provided with an air port for allowing air in the space of the cover part to pass therethrough.
さらにDNAチップ処理装置において、前記移動機構において、前記プレートの開口部と前記カバー部の空間を一致させる制御部を備えたことを特徴とするものである。 Furthermore, the DNA chip processing apparatus is characterized in that the moving mechanism is provided with a control unit for matching the opening of the plate and the space of the cover.
さらにDNAチップ処理装置において、前記密封材は、伸縮可能なものであることを特徴とするものである。 Further, in the DNA chip processing apparatus, the sealing material is extendable and contractible.
本発明のDNAチップ処理装置によれば、プレートとカバー部の開閉を容易にしつつ、ハイブリダイゼーション時にはDNAチップが収納された区画で生じる水蒸気を外部に漏らさないようにすることが出来る。 According to the DNA chip processing apparatus of the present invention, it is possible to prevent the water vapor generated in the compartment containing the DNA chip from leaking outside during hybridization while facilitating the opening and closing of the plate and the cover.
以下に、本発明のDNAチップ処理装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the DNA chip processing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるDNAチップ処理装置の断面図を、図2は本発明の第1の実施の形態におけるDNAチップ処理装置のカバー部詳細図を、図3は本発明の第1の実施の形態におけるDNAチップ処理装置のプレート構成図をそれぞれ示したものである。図3において図3(a)はプレート3の上面図、図3(b)はプレート3の断面図を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the DNA chip processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of the cover of the DNA chip processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. The plate block diagram of the DNA chip processing apparatus in the 1st Embodiment of this invention is each shown. 3A is a top view of the
図1において、本発明のDNAチップ処理装置は、DNAチップ1を収納し、液体の検体4が注入される区画2と、複数の区画2を有するプレート3と、プレート3上に配置され区画2を密封するフィルム5と、プレート3上に配置するカバー部6と、カバー部6を上下に移動させる移動機構7と、カバー部6をプレート3に押圧する押付け機構9とプレート3を加熱するヒータ10とで構成される。さらにカバー部6は空間8と空気口11を有する。さらにカバー部6の所定位置にノズル52が配置されている。
In FIG. 1, the DNA chip processing apparatus of the present invention contains a
ここで、DNAチップ処理装置を使用したハイブリダイゼーション工程に関する説明を図1、図2、図3を用いて説明する。図1において、複数枚のDNAチップ1の各々が収容される複数の区画2を有するハイブリダイゼーション及び洗浄を行うためのプレート3に、DNAチップ1を挿入し、各区画の開口部より検体4を注入する。次に検体のコンタミネーション防止のためのフィルム5を、プレート3を固定するためのカバー部6に装着する。
Here, a description of the hybridization process using the DNA chip processing apparatus will be given with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. In FIG. 1, the
ここで、カバー部6へのフィルム5装着に関して、例えば、図2において、カバー部6にプレート3とカバー部6が接する部分にフィルム装着部50を設け、フィルム装着部の挿入口51よりフィルム5を入れるようにする。また、フィルム5は、ノズル52を除いた範囲53をカバーできる大きさとし、フィルム装着部50は、その大きさのフィルムを装着できるものとする。
Here, regarding the mounting of the
次にハイブリダイゼーション開始前の装置動作は、カバー部6をプレート3に対して水平または垂直方向に移動させる移動機構7により、プレート3全体を密閉できる位置にカバー部6移動させる。この時、プレート3の各区画2に対応して設けられたカバー部の空間8が、プレート3の各区画2の開口部61に一致するようにカバー部6を移動するものとする。
Next, in the operation of the apparatus before the start of hybridization, the
ここで、カバー部6の移動における位置あわせは、基準位置を設け、移動させる方がよい。例えば、図2のようなカバー部6とノズル52を一体型とした構成において、プレート3にノズル収納部60を設け、この位置を基準位置とし、移動させる。プレート3の各区画は、図3に示すノズル収納部60から相対的な位置に配置する構成とすることで、カバー部の空間8を設ける位置も決まり、プレート3の各区画の開口部61とカバー部の空間8を容易に一致させることができる。
Here, it is better to position the
また、カバー部6をプレート3に押付ける押付け機構9とカバー部の移動機構7を利用して、プレート3の各区画を確実に密閉する。例えば、移動機構7にてプレートに対して垂直方向へカバー部を所定の距離だけ移動させ、押付け機構9に設けたばねの力を利用することで、所定の押付け力を実現する。
In addition, each section of the
こうすることで、この装置でハイブリダイゼーションが実行できる。また、カバー部6とフィルム5が移動機構7により、連動して移動するため、プレート3の開口部を容易に開閉することを可能とし、洗浄動作時は、ノズル52がフィルム5を穿刺することなく、安定した洗浄性能を実現することができる。
In this way, hybridization can be performed with this apparatus. Further, since the
また、ハイブリダイゼーション実行中にて、プレート3を密閉状態にし、所定の温度になるようにヒータ10にて温度制御を行うが、ハイブリダイゼーション実行中は、プレート3の各区画における内部温度が上昇し、内部の空気が膨張し、内部圧力が上昇することから、膨張した空気の体積分だけフィルム5を押し上げる。膨張した空気の体積分は、カバー部の空間8に逃がすことができるため、プレート3の各区画における内圧の上昇を減らすことができる。
While the hybridization is being performed, the
こうすることで、プレート3の各区画における内圧上昇により、カバー部6とプレート3間に生じる隙間により、検体4が蒸発し、検体量が減少してしまうことを防ぎ、プレート3の複数の区画2に収納された各DNAチップ1と検体4の反応条件の均一性を確保することができる。
This prevents the
また、カバー部の空間8の体積は、少なくともハイブリダイゼーション時の温度変化により膨張する空気の体積分だけ設ける必要がある。例えば、室温をT1、ハイブリダイゼーション実施温度T2、とし、プレート3の各区画の空気存在部の高さをh1、カバー部の空間8の高さをh2とした場合、シャルルの法則よりh2は次式から求められる。
Further, the volume of the
ただし、カバー部の空間8の面積とプレート3の各区画の開口部の面積を同じとし、検体4は高さh3まで注入するものとする。また、ハイブリダイゼーション実行中において、フィルム5にてプレート3開口部を塞いだ状態で、カバー部の空間8内の圧力とプレート3の各区画の内圧における圧力バランスが均衡しないように、空気を通過させる空気口11を設ける。こうすることで、プレート3の各区画における内圧の上昇分をカバー部の空間8へ容易に逃がすことができる。
However, the area of the
また、フィルム5は、プレート3の各区画の内部圧力変化に伴って、十分伸縮できるものとし、例えばポリオレフィンなどを用いるものとする。
The
以上のように本実施の形態1においてはカバー部に検体の熱膨張による圧力逃げ部となる空間を設けるようにしたため、カバー部をねじ止めすることなく密封状態を保ち、検体の外部への蒸発を防ぐ事が可能となる。 As described above, according to the first embodiment, since the cover portion is provided with a space serving as a pressure relief portion due to thermal expansion of the specimen, the cover portion is kept sealed without being screwed, and the specimen is evaporated to the outside. Can be prevented.
本発明にかかるDNAチップ処理装置は、DNAチップが収納されたプレートの開口部を容易に開閉でき、さらにハイブリダイゼーション時のプレート内の検体の蒸発を防止できる効果を有し、大量の検体を同時に迅速に処理する事の出来る遺伝子解析装置等として有用である。 The DNA chip processing apparatus according to the present invention can easily open and close the opening of the plate in which the DNA chip is housed, and further has the effect of preventing evaporation of the sample in the plate during hybridization. It is useful as a gene analyzer that can be processed quickly.
1 DNAチップ
2 区画
3 プレート
4 検体
5 フィルム
6 カバー部
7 移動機構
8 カバー部空間
9 押付け機構
10 ヒータ
11 空気口
50 フィルム装着部
50a フィルム装着範囲
51 挿入口
52 ノズル
53 洗浄液ボトル
54 洗浄液切替え弁
55 洗浄液ポンプ
56 吸引吐出切替え弁
57 熱交換ユニット
58 排気ポンプ
59 廃液ボトル
60 ノズル収納部
61 開口部
101 DNAマイクロアレイ
102 区画
103 プレート
104 検体
105 粘着フィルム
106 カバー部
107 止めねじ
108 ノズル
109 移動機構
110 フィルム穿刺口
111 洗浄液ボトル
112 洗浄液切替え弁
113 洗浄液ポンプ
114 吸引吐出切替え弁
115 熱交換ユニット
116 排気ポンプ
117 廃液ボトル
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記プレート開口部を密閉する密封材と、
前記区画に保持された液体を設定温度に保持可能な温度調整機構と、
前記プレートと前記密封材を固定するカバー部と、
前記カバー部を前記プレートに対して、水平または垂直方向に移動させる移動機構と、
前記カバー部を前記プレートに所定の圧力で押付ける押付け機構からなり、
前記カバー部の前記プレートの開口部に接する部分に空間を備えた、
DNAチップ処理装置。 A plate having a plurality of compartments each accommodating a plurality of DNA chips;
A sealing material for sealing the plate opening;
A temperature adjustment mechanism capable of holding the liquid held in the compartment at a set temperature;
A cover portion for fixing the plate and the sealing material;
A moving mechanism for moving the cover part horizontally or vertically with respect to the plate;
A pressing mechanism that presses the cover portion against the plate with a predetermined pressure;
A space is provided in a portion of the cover that contacts the opening of the plate.
DNA chip processing equipment.
前記洗浄液を吸引する洗浄液吸引ノズルと、
前記洗浄液を注入する洗浄液注入ノズルと前記洗浄液を吸引する洗浄液吸引ノズルを前記カバー部にさらに備えた、
請求項1に記載のDNAチップ処理装置。 A cleaning liquid injection nozzle for injecting the cleaning liquid;
A cleaning liquid suction nozzle for sucking the cleaning liquid;
The cover portion further includes a cleaning liquid injection nozzle for injecting the cleaning liquid and a cleaning liquid suction nozzle for sucking the cleaning liquid.
The DNA chip processing apparatus according to claim 1.
少なくとも前記区画内の空気が温度上昇により膨張する体積よりも大きい体積である、
請求項1に記載のDNAチップ処理装置。 The space of the cover part is
At least a volume larger than the volume in which the air in the compartment expands due to a temperature rise,
The DNA chip processing apparatus according to claim 1.
前記カバー部の空間内の空気を通過させる空気口を備えた、
請求項1に記載のDNAチップ処理装置。 The cover part is
An air port that allows air in the space of the cover portion to pass through;
The DNA chip processing apparatus according to claim 1.
前記プレートの開口部と前記カバー部の空間を一致させる制御部を備えた、
請求項1に記載のDNAチップ処理装置。 In the moving mechanism,
A control unit for matching the opening of the plate and the space of the cover unit;
The DNA chip processing apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のDNAチップ処理装置。 The sealing material is extensible.
The DNA chip processing apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007143260A JP2008298516A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Dna chip processor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007143260A JP2008298516A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Dna chip processor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008298516A true JP2008298516A (en) | 2008-12-11 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014142286A (en) * | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Nipro Corp | Reactor |
JPWO2013151135A1 (en) * | 2012-04-04 | 2015-12-17 | 三菱レイヨン株式会社 | Microarray processing apparatus, well plate for microarray processing apparatus, microarray holder, and microarray cleaning method |
-
2007
- 2007-05-30 JP JP2007143260A patent/JP2008298516A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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