JP2014224749A - 自動検体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の検体について、検体間の交差汚染を生ずることなく、同時に処理することができて、高い処理効率を得ることのできる自動検体処理装置を提供すること。
【解決手段】この自動検体処理装置は、複数の検体採取容器の各々のキャップを一括して把持するクランプ部材を具えた第１のクランプ機構を有し、キャップを把持したクランプ部材を鉛直方向に移動させることによりキャップを容器本体より取り外し、これにより採取される検体の一部をそれぞれ対応する懸濁液調製用ウェル内に移注して検体懸濁液を調製する検体懸濁液調製機構と、調製された各検体懸濁液を分注してプール検体を調製する分注機構と、制御機構とを具えてなり、検体懸濁液調製機構は、第１のクランプ機構によってキャップを取り外すときに、各検体採取容器における容器本体を一括して把持固定するクランプ部材を具えた第２のクランプ機構をさらに有する構成とされている。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば、糞便中の細菌遺伝子をＰＣＲ法（ポリメラーゼチェインリアクション法）に基づいて検出するに際して行われる、糞便検体を試薬または水などの水系媒体に溶解して便懸濁液を調製する前処理を、多数本の採便容器について同時に行う自動検体前処理装置に関する。

現在、糞便検体から食中毒原因菌などの細菌類を検出するための手法として、ＰＣＲ法が知られている（例えば特許文献１参照。）。通常、ＰＣＲ法による検査を行うに際しての前処理として、糞便検体の懸濁液（便懸濁液）を調製することが必要とされている。
しかしながら、便懸濁液を調製する工程は、例えば採便容器に採取された糞便検体について、一検体毎に手作業で行われる場合も少なくなく、相当に手間がかかると共に長時間の時間を要する、という問題がある。

一方、陽性検体の発生確率は極めて低いので、検査効率を向上させるために、複数の採便容器の各々から糞便検体を少量ずつ、例えば数ミリリットルずつ採取して便懸濁液を調製し、その後、これらをひとつに集めたプール検体を調製し、このプール検体中の細菌を検出するという手法が検討されている。このような手法において、便懸濁液を調製するに際しては、例えば複数の微小凹部よりなるウェルが縦横に規則的に並んで形成されたウェルプレートが用いられている。
そして、このような作業を行うための種々の構成の自動検体前処理装置が提案されている。

自動検体前処理装置のある種のものは、ラックに保持された複数本の採便容器の各々より、所定量の糞便検体をウェルプレートの各々のウェルに移注して便懸濁液を調製する構成とされている。
しかしながら、従来のウェルプレートを用いて、複数の糞便検体について便懸濁液を同時に調製する場合には、糞便検体をウェルに移注するに際して、互いに異なる検体間の交差汚染が生ずる可能性がある、という問題がある。
また、従来の自動検体前処理装置においては、一度の便懸濁液調製処理で処理可能な検体数は例えば１０検体程度であり、十分に高い処理効率を得られていないのが実情である。

特開２０１２−０５０３９１号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、複数の検体について、検体間の交差汚染を生ずることなく、同時に処理することができて、高い処理効率を得ることのできる自動検体処理装置を提供することを目的とする。

本発明の自動検体処理装置は、有底円筒状の容器本体および当該容器本体の開口部に着脱可能に装着されたキャップよりなり、各々管軸が鉛直方向に延びる姿勢で保持された複数の検体採取容器の各々のキャップを一括して把持するクランプ部材を具えた第１のクランプ機構を有し、当該クランプ部材によって検体採取容器のキャップを把持した状態で、当該クランプ部材を鉛直方向に移動させることによりキャップを容器本体より取り外し、これにより採取される検体の一部をそれぞれ検体懸濁液調製用トレーにおける対応する懸濁液調製用ウェル内に移注して当該懸濁液調製用ウェル内に収容された水系媒体による検体懸濁液を調製する検体懸濁液調製機構と、
前記検体懸濁液調製用トレーの各検体懸濁液調製用ウェルで調製された検体懸濁液をプール検体調製用ウェルプレートにおける指定されたウェルへ分注してプール検体を調製する分注機構と、
各構成部材の動作制御を行う制御機構と
を具えてなり、
前記検体懸濁液調製機構は、前記第１のクランプ機構によって前記キャップを取り外す際に、各検体採取容器における容器本体を一括して把持固定するクランプ部材を具えた第２のクランプ機構をさらに有することを特徴とする。

本発明の自動検体処理装置においては、前記検体懸濁液調製用トレーが、複数の検体採取容器保持部が一列に並んで配置された保持部列と、各検体採取容器保持部に対応する複数の検体懸濁液調製用ウェルが一列に並んで配置されたウェル列とが、互いに平行に形成されてなる機能領域を具えなるものが用いられることが好ましい。

さらにまた、本発明の自動検体処理装置においては、前記検体採取容器におけるキャップは、管軸方向に延びる検体採取棒を有しており、
前記制御機構は、検体懸濁液を調製するに際して、当該検体採取棒の先端が検体懸濁液調製用ウェル内に収容された水系媒体中で鉛直方向に摺動されるよう、前記第１のクランプ機構のクランプ部材を所定速度で鉛直方向に駆動させる機能を有する構成とされていることが好ましい。

本発明の自動検体処理装置によれば、検体採取容器に収容された検体の、検体懸濁液調製用ウェルへの移注に際して、検体採取容器のキャップを第１のクランプ機構によって取り外すときに、第２のクランプ機構によって、容器本体が把持固定されるので、キャップの取り外しを確実に行うことができると共に円滑な動作を確保することができる。しかも、多数本の検体採取容器について一括して検体懸濁液調製処理を行うことができるので、高い処理効率を得ることができる。

また、検体採取容器保持部と対応する検体懸濁液調製用ウェルとが互いに近接して形成されてなる特定の構成の検体懸濁液調製用トレーが用いられることにより、検体採取容器内に収容された検体を対応する検体懸濁液調製用ウェルに移注して検体懸濁液を調製するに際して、一の検体採取容器から採取された検体が他の検体採取容器の直上を通過することがないので、例えば液垂れなどによる検体間の交差汚染が生ずることを確実に回避することができる。

本発明の自動検体処理装置において用いられる検体懸濁液調製用トレーとしての便懸濁液調製用トレーの一例における構成の概略を示す平面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す便懸濁液調製用トレーに保持される採便容器の一例における構成の概略を示す、管軸に沿った断面図である。 便懸濁液調製用トレーにおける採便容器保持部に採便容器が保持された状態を示す説明用断面図である。 本発明に係る、糞便検体の分析に際しての前処理を行う自動検体前処理装置の一例における構成を示す概略図である。 図５に示す自動検体前処理装置における分注機構を構成する分注ヘッドの構成の概略を、一部を破断した状態で示す側面図である。 図５に示す自動検体前処理装置における便懸濁液調製機構の一構成例を概略的に示す平面図である。 図７に示す便懸濁液調製機構の正面図である。 図７に示す便懸濁液調製機構の側面図である。 便懸濁液調製工程における、便懸濁液調製用トレーが便懸濁液調製機構に対して適正位置にセットされた状態を概略的に示す断面図である。 便懸濁液調製工程における、第２のクランプ機構によって採便容器の容器本体が把持固定された状態を概略的に示す断面図である。 便懸濁液調製工程における、第１のクランプ機構によって採便容器のキャップが把持された状態を概略的に示す断面図である。 便懸濁液調製工程における、第１のクランプ機構によって採便容器のキャップが容器本体より取り外された状態を概略的に示す断面図である。 便懸濁液調製工程における、第１のクランプ機構が水平方向に移動されて第１のクランプ機構によって把持されたキャップが対応する便懸濁液調製用ウェルの直上に位置された状態を概略的に示す断面図である。 便懸濁液調製工程における、第１のクランプ機構が鉛直方向下方に移動されて第１のクランプ機構によって把持されたキャップにおける採便棒の先端が便懸濁液調製用ウェル内の試薬または水に浸漬された状態を概略的に示す断面図である。

本発明の自動検体処理装置は、例えば糞便中の細菌遺伝子をいわゆるＰＣＲ法に基づいて検出するに際して行われる糞便検体の便懸濁液を調製する前処理を、多数本の採便容器について同時に行うためのものである。以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下においては、先ず、本発明の自動検体処理装置において用いられる、検体懸濁液調製用トレーおよび検体採取容器について具体的に説明する。

〔検体懸濁液調製用トレー〕
図１は、本発明の自動検体処理装置において用いられる検体懸濁液調製用トレーとしての便懸濁液調製用トレーの一例における構成の概略を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
この便懸濁液調製用トレー１０は、例えば樹脂材料による一体成形品よりなり、ディスポーザブルタイプ（使い捨て）のものとして構成されている。ここに、便懸濁液調製用トレー１０を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン、ポリカーボネイト、ポリスチレン、ポリエチレンなどを用いることができる。

便懸濁液調製用トレー１０の構成について具体的に説明すると、この便懸濁液調製用トレー１０は、天板部１１を有する矩形枠状のものであって、天板部１１において、各々直管状の採便容器をその管軸が鉛直方向に延びる姿勢で保持する複数の採便容器保持部１３が所定のピッチ（中心間距離）ｐ１で一方向（図１において上下方向）に一列に並んで配置された保持部列１２と、各採便容器保持部１３に対応する複数の便懸濁液調製用ウェル１６が前記一方向に一列に並んで配置されたウェル列１５とが、互いに平行に形成されてなる機能領域を具えている。
この例においては、例えば５つの機能領域１０ａ〜１０ｅが保持部列１２およびウェル列１５が交互に並ぶよう所定のピッチ（中心間距離）ｐ２で形成されており、一の機能領域における保持部列１２およびウェル列１５は例えば１０箇所の採便容器保持部１３および便懸濁液調製用ウェル１６により構成されている。

各採便容器保持部１３は、採便容器の容器本体の一部を受容する円柱状空間を内部に形成する有底円筒状部１４が天板部１１の下面より下方に延びるよう形成されて構成されている。図２において、符号１４ａは、採便容器の採便容器保持部１３に対する挿脱を容易にするための空気流通用の貫通孔である。

各便懸濁液調製用ウェル１６は、下方に向かって小径となる円錐台状空間を内部に形成する凹部により構成されており、開口縁部には、上方に向かって拡径するテーパ状部分１７が形成されている。これにより、後述するように、採便容器におけるキャップの採便棒の、便懸濁液調製用ウェル１６に対する挿入を確実に行うことができる。

採便容器保持部１３と便懸濁液調製用ウェル１６との間の最小離間距離は、可及的に小さく形成されていることが好ましく、例えば２２〜３０ｍｍの範囲内の大きさ（例えば、採便容器保持部１３の開口径および便懸濁液調製用ウェル１６の開口径が例えばφ１０ｍｍ程度である場合には、ピッチｐ２が２２〜２５ｍｍ）とされていることが好ましい。これにより、後述する自動検体前処理装置による便懸濁液の調製に際して、液垂れなどによる交差汚染が生ずることを一層確実に回避することができる。

この便懸濁液調製用トレー１０における天板部１１の上面には、各採便容器より採取された便検体がいずれの便懸濁液調製用ウェル１６に配されたかを特定する識別手段が設けられている。
具体的には例えば、保持部列１２およびウェル列１５における採便容器保持部１３および便懸濁液調製用ウェル１６の配列方向の位置特定用のアラビア数字（１〜１０）よりなる識別記号１８ａが刻印されていると共に機能領域１０ａ〜１０ｅの配列方向の位置特定用のアルファベット（Ａ〜Ｅ）よりなる識別記号１８ｂが刻印されている。
また、便懸濁液調製用トレー１０の側面（図１において例えば上面）には、便懸濁液調製用トレー１０に個別（固有）の識別手段として例えばバーコード（図示せず）が設けられている。これにより、便懸濁液調製用トレー１０および当該便懸濁液調製用トレー１０において処理された採便容器の追跡可能性が確保される。

以上において、便懸濁液調製用トレー１０の具体的な一構成例を示すと、便懸濁液調製用トレー１０の、機能領域の配列方向の寸法が２２０ｍｍ、ウェル列１５における便懸濁液調製用ウェル１６の配列方向（保持部列１２における採便容器保持部１３の配列方向）の寸法が２２０ｍｍ、鉛直方向の寸法が３５ｍｍであり、採便容器保持部１３の開口径がφ９．７ｍｍ、深さが３１．２ｍｍであり、便懸濁液調製用ウェル１６の開口径がφ１０．６ｍｍ、底面の内径φ３．６ｍｍ、深さが１２ｍｍ、例えば試薬または水（滅菌水）などの水系媒体（希釈液）の収容量が約１００μリットルであり、ウェル列１５を構成する便懸濁液調製用ウェル１６のピッチｐ１および保持部列１２を構成する採便容器保持部１３のピッチｐ１が２０ｍｍ、採便容器保持部１３と便懸濁液調製用ウェル１６間のピッチｐ２が２２ｍｍ（採便容器保持部１３と便懸濁液調製用ウェル１６との離間距離１１．６５ｍｍ）である。

〔検体採取容器〕
上記の便懸濁液調製用トレー１０が用いられて処理される検体採取容器としての採便容器２０は、図３に示すように、有底円筒状の容器本体２１と、容器本体２１の開口部に着脱可能に装着されたキャップ２５とよりなる、全体が直管状のものである。
キャップ２５は、管軸方向内方に向かって拡径するカップ状のキャップ本体２６と、キャップ本体２６に一体に設けられた、管軸方向に延びる採便棒２７とにより構成されている。キャップ２５は、キャップ本体２６内に容器本体２１の開口端部が圧入されて装着されており、これにより採便容器２０の内部空間の密閉状態が確保されている。
ここに、採便棒２７により採取された糞便検体は、採便容器２０内に収容された便溶解液に浸漬されることにより当該便溶解液内に分散された状態（一次懸濁液）とされている。

採便容器２０の具体的な一構成例を示すと、全長が７９．５ｍｍ、容器本体２１の最大外径９．８ｍｍ、容器本体２１の長さが６９．６ｍｍ（キャップ装着部分の長さ１５ｍｍ）であり、キャップ本体２６の軸方向長さが２５ｍｍ、採便棒２７のキャップ本体２６の開口端面より突出する突出部分の長さが４８ｍｍ、最大外径（開口端部の外径）がφ１０ｍｍである。

採便容器２０は、図４に示すように、便懸濁液調製用トレー１０の採便容器保持部１３によって、管軸Ｃが鉛直方向に延びるよう垂立した状態で保持される。ここに、採便容器２０の外周面は、採便容器保持部１３の内周面に対して嵌入された状態（遊びがない状態）とされている。

以下、上記の便懸濁液調製用トレー１０が用いられ、上記の採便容器２０によって採取された糞便検体の分析に際しての前処理（便懸濁液調製処理）を行う自動検体処理装置について説明する。

〔自動検体処理装置〕
図５は、本発明に係る、糞便検体の分析に際しての前処理を行う自動検体前処理装置の一例における構成を示す概略図である。図６は、図５に示す自動検体前処理装置における分注機構を構成する分注ヘッドの構成の概略を、一部を破断した状態で示す側面図である。図７は、図５に示す自動検体前処理装置における便懸濁液調製機構の一構成例を概略的に示す平面図である。図８は、図７に示す便懸濁液調製機構の正面図である。図９は、図７に示す便懸濁液調製機構の側面図である。
この自動検体処理装置（以下、「前処理装置」ともいう。）は、上記の便懸濁液調製用トレー１０により保持された例えば５０本の採便容器２０内に収容された糞便検体（５０検体）を１つのグループとして検査するために、当該複数の糞便検体を１つにまとめたプール検体を調製するためのものである。

この前処理装置においては、一側面（図５において右側面）に形成されたトレー投入部３０ａから側方内方（図５において左方）に延び、屈曲部を介して、正面（図５において下面）に形成されたトレー排出部３０ｂに向かって前方（図５において下方）に延びるＬ字状のトレー搬送路に沿って上記の便懸濁液調製用トレー１０を搬送するトレー搬送機構を具えている。図５における３５は、各構成部材の動作制御を行う制御部、３６は、管理手段である制御コンピューター（ＰＣ）８０に接続された通信部である。

トレー搬送機構は、例えばベルトコンベア３１により構成されている。ここに、便懸濁液調製用トレー１０は、機能領域１０ａ〜１０ｅの配列方向がベルトコンベア３１によるトレー搬送方向と一致する状態で、ベルトコンベア３１上に載置される。

この前処理装置においては、プール検体調製用ウェルプレート４１が配置されるプール検体調製部４０、および、試薬または水（滅菌水）などの水系媒体が収容された試薬槽４６が配置された試薬供給部４５が、トレー搬送路における屈曲部よりトレー排出部３０ｂに至るトレー搬送領域に沿って、トレー搬送方向に対してこの順で配置されている。そして、プール検体調製部４０には、プール検体調製用ウェルプレート４１に設けられた当該プール検体調製用ウェルプレート４１に個別の識別手段に記録された情報を読み取るためのコード読取手段４２が設けられている。

プール検体調製用ウェルプレート４１としては、例えばＳＢＳ規格に則った一般的なディープウェルプレート（例えば９６ディープウェル）を用いることができる。
また、試薬槽４６としては、例えば４８０ｍリットル以上の試薬または水を貯蔵するに必要な容量を有するものを用いることができる。

また、トレー搬送路における屈曲部には、分注処理を行う分注部５０が配置されており、トレー搬送路におけるトレー投入部３０ａより屈曲部に至るトレー搬送領域に、便懸濁液調製処理を行う便懸濁液調製部５５が配置されている。

分注部５０は、試薬供給部４５より便懸濁液調製用トレー１０の各便懸濁液調製用ウェル１６に試薬または水を移注すると共に、各便懸濁液調製用ウェル１６において調製された便懸濁液をプール検体調製用ウェルプレート４１における指定された特定のウェルへ分注する分注機構を具えている。

分注機構は、互いに独立して鉛直方向に駆動される複数本（例えば８本）のノズル５２を具えた分注ヘッド５１と、分注ヘッド５１における各ノズル５２に配管接続されたポンプ５３と、各ノズル５２を互いに独立して水平方向に駆動する適宜の駆動機構（図示せず）を有している。

ノズル５２は、例えば便懸濁液調製用トレー１０における保持部列１２を構成する採便容器保持部１３およびウェル列１５を構成する便懸濁液調製用ウェル１６の配列方向に沿って並んだ位置に設けられている。各ノズル５２は、ノズル５２をノズル配列方向に移動させるピッチ駆動モーター（図示せず）によって、ノズル５２間の配置ピッチ（中心間距離）ｐ３が所定の範囲（例えば９ｍｍ〜２５ｍｍの範囲）内で可変とされている。
例えば、便懸濁液調製用トレー１０に対する吸引／吐出動作時には、ノズル５２間のピッチｐ３が例えば２０ｍｍ、プール検体調製用ウェルプレート４１に対する吐出動作および試薬槽４６に対する吸引動作時には、ノズル５２間のピッチｐ３が例えば９ｍｍとなるよう、調整される。

各ノズル５２の先端には、チップ４８ａが着脱自在に装着されている。チップ４８ａは、チップ供給部４７において各ノズル５２の先端に自動的に装着される。また、使用後のチップ４８ａはチップ廃棄部４９において各ノズル５２より自動的に取り外されて廃棄される。
この例におけるチップ供給部４７には、例えば９つのチップラック４８が配置されている。ここに、チップ４８ａとしては、例えば２０〜１０００μリットルの容量を有するものを用いることができる。

また、分注部５０には、搬送された便懸濁液調製用トレー１０に設けられた識別手段（バーコード）に記録された情報を読み取るコード読取手段５４が設けられている。

便懸濁液調製部５５は、便懸濁液調製用トレー１０の各採便容器保持部１３に保持された採便容器２０内に収容された糞便検体の一部をそれぞれ対応する便懸濁液調製用ウェル１６に移注して試薬または水によって希釈された便懸濁液（二次便懸濁液）を調製する便懸濁液調製機構５６を具えている。

便懸濁液調製機構５６は、図７乃至図９に示すように、一の便懸濁液調製用トレー１０における各採便容器２０のキャップ２５を一括して把持する第１のクランプ機構６０、および、各採便容器２０の容器本体２１を一括して把持固定する第２のクランプ機構７０を具えている。

第１のクランプ機構６０は、便懸濁液調製用トレー１０における複数の機能領域１０ａ〜１０ｅの各々に対応して設けられた複数のクランプ部材６１ａ〜６１ｅと、当該クランプ部材６１ａ〜６１ｅの各々を互いに連動して駆動する駆動機構とにより構成されている。駆動機構は、クランプ部材６１ａ〜６１ｅの各々を水平状態を維持した状態で鉛直方向に移動させる鉛直方向位置可変機構６７と、クランプ部材６１ａ〜６１ｅの各々を水平方向（ベルトコンベア３１の移動方向に沿った方向）に移動させる水平方向位置可変機構６８とを具えた、例えば２軸ステージ装置６９により構成されている。

各クランプ部材６１ａ〜６１ｅは、便懸濁液調製部５５に位置された便懸濁液調製用トレー１０における採便容器保持部１３（便懸濁液調製用ウェル１６）の配列方向に沿って延びるよう設けられた板状の固定側クランプアーム６２と、当該固定側クランプアーム６２が位置される平面内において固定側クランプアーム６２と平行に延びる板状の可動側クランプアーム６３とを具えている。

固定側クランプアーム６２には、当該固定側クランプアーム６２の長手方向において、複数の容器把持部６２ａが、便懸濁液調製用トレー１０における採便容器保持部１３（便懸濁液調製用ウェル１６）のピッチｐ１と同一のピッチで、形成されている。各容器把持部６２ａは、採便容器２０との対接面がキャップ２５の外周面に適合する円弧に沿った形態とされた切欠きにより構成されている。

この第１のクランプ機構６０においては、各可動側クランプアーム６３を水平方向に移動させる可動側クランプアーム駆動機構６４を具えている。可動側クランプアーム駆動機構６４は、例えば、ベルトコンベア３１の移動方向に沿って水平に延びるボールねじ６５と、当該ボールねじ６５を正転逆転可能に回転駆動させる駆動モーター６６とにより構成されている。各可動側クランプアーム６３は、図示しないナットがボールねじ６５に螺合されて設けられており、また、各固定側クランプアーム６２は、当該ボールねじ６５が挿通された状態で設けられている。従って、ボールねじ６５の回転によって各可動側クランプアーム６３が固定側クランプアーム６２に接近または離間する方向に移動される。

第１のクランプ機構６０における駆動機構としての２軸ステージ装置６９は、ベルトコンベア３１の一側位置に配置された、鉛直方向に延びる支柱５７に固定されて設けられている。そして、各クランプ部材６１ａ〜６１ｅにおける固定側クランプアーム６２は、長手方向における一端部が２軸ステージ装置６９の水平方向位置可変機構６８における可動ステージ６８ａに固定されており、当該水平方向位置可変機構６８によって、第１のクランプ機構６０の全体が、便懸濁液調製用トレー１０における機能領域１０ａ〜１０ｅの配列方向、すなわちトレー搬送方向と同一方向に移動される。

鉛直方向位置可変機構６７は、第１のクランプ機構６０における各クランプ部材６１ａ〜６１ｅを、便懸濁液調製部５５に位置された便懸濁液調製用トレー１０に対して鉛直方向の所定位置に設定された退避位置と、当該便懸濁液調製用トレー１０に保持された採便容器２０のキャップ２５を把持固定するクランプ位置との間で、鉛直方向に移動させるものである。
ここに、第１のクランプ機構６０に係る退避位置は、例えば採便容器２０におけるキャップ２５を把持した状態で、水平方向位置可変機構６８によって水平方向に移動されたときに、キャップ２５の採便棒２７が容器本体２１に接触することのない位置に設定することができる。また、クランプ位置は、例えばクランプ部材６１ａ〜６１ｅによって、採便容器２０の容器本体２１とキャップ２５との装着部より管軸方向上方側の箇所が把持される位置に設定することができる。

第２のクランプ機構７０は、基本的には、第１のクランプ機構６０と同一の構成を有する。すなわち、便懸濁液調製用トレー１０における複数の機能領域１０ａ〜１０ｅの各々に対応して設けられた複数のクランプ部材７１ａ〜７１ｅと、当該クランプ部材７１ａ〜７１ｅの各々を互いに連動して駆動する駆動機構とにより構成されている。駆動機構は、クランプ部材６１ａ〜６１ｅの各々を水平状態を維持した状態で鉛直方向に移動させる鉛直方向位置可変機構７７を具えた、例えば１軸ステージ装置７９により構成されている。

各クランプ部材７１ａ〜７１ｅは、便懸濁液調製部５５に位置された便懸濁液調製用トレー１０における採便容器保持部１３（便懸濁液調製用ウェル１６）の配列方向に沿って延びるよう設けられた板状の固定側クランプアーム７２と、当該固定側クランプアーム７２が位置される平面内において固定側クランプアーム７２と平行に延びる板状の可動側クランプアーム７３とを具えている（例えば図１０−Ａ参照。）。

固定側クランプアーム７２には、当該固定側クランプアーム７２の長手方向において、複数の容器把持部７２ａが、便懸濁液調製用トレー１０における採便容器保持部１３（便懸濁液調製用ウェル１６）のピッチｐ１と同一のピッチで、形成されている。各容器把持部７２ａは、採便容器２０との対接面がキャップ２５の外周面に適合する円弧に沿った形態とされた切欠きにより構成されている。

この第２のクランプ機構７０においては、各可動側クランプアーム７３を水平方向に移動させる可動側クランプアーム駆動機構７４を具えている。可動側クランプアーム駆動機構７４は、例えば、ベルトコンベア３１の移動方向に沿って水平に延びるボールねじ７５と、当該ボールねじ７５を回転駆動させる駆動モーター７６とにより構成されている。各可動側クランプアーム７３は、図示しないナットがボールねじ７５に螺合されて設けられており、また、各固定側クランプアーム７２は、当該ボールねじ７５が挿通された状態で設けられている。従って、ボールねじ７５の回転によって各可動側クランプアーム７３が固定側クランプアーム７２に接近または離間する方向に移動される。

第２のクランプ機構７０における駆動機構としての１軸ステージ装置７９は、支柱５７における、第１のクランプ機構６０に係る２軸ステージ装置６９と並んだ位置に固定されて設けられている。そして、各クランプ部材７１ａ〜７１ｅにおける固定側クランプアーム７２は、長手方向における一端部が１軸ステージ装置７９のステージ７８に固定されている。

鉛直方向位置可変機構７７は、第２のクランプ機構７０における各クランプ部材７１ａ〜７１ｅを、便懸濁液調製部５５に位置された便懸濁液調製用トレー１０に対して鉛直方向の所定位置に設定された退避位置と、当該便懸濁液調製用トレー１０に保持された採便容器２０の容器本体２１を把持固定するクランプ位置との間で、鉛直方向に移動させるものである。
ここに、第２のクランプ機構７０に係る退避位置は、便懸濁液調製用トレー１０に保持された採便容器２０に接触することのない位置に設定されていればよく、また、クランプ位置は、例えばクランプ部材７１ａ〜７１ｅによって採便容器２１の最大外径を有する箇所が把持される位置に設定することができる。

以下、上記の前処理装置の動作について説明する。
先ず、検査対象であるすべての採便容器２０の目視検査を行った後、採便容器２０のキャップ２５を人の手で外し、当該キャップ２５を容器本体２１の開口部に載せた状態で、便懸濁液調製用トレー１０の各採便容器保持部１３に保持させる。そして、便懸濁液調製用トレー１０を、前処理装置のトレー投入部３０ａにおいて、ベルトコンベア３１上に配置する。
その後、前処理装置の電源を投入すると共に制御コンピューター８０によって動作条件を設定すると、動作指令信号が通信部３６を介して制御部３５に入力され、これにより、便懸濁液調製用トレー１０がベルトコンベア３１によって装置内に導入される。

便懸濁液調製用トレー１０は、先ず、便懸濁液調製部５５を通過して分注部５０に搬送され、分注機構によって、便懸濁液調製用トレー１０の各便懸濁液調製用ウェル１６に試薬または水を移注する分注処理が行われる。

分注処理が行われるに際して、先ず、分注部５０において、便懸濁液調製用トレー１０に設けられた識別手段に記録された当該便懸濁液調製用トレー１０に個別の情報（例えばバーコード番号）がコード読取手段５４によって読み取られ、当該情報が制御部３５より通信部３６を介して制御コンピューター８０に入力される。また、プール検体調製部４０において、プール検体調製用ウェルプレート４１に設けられた識別手段に記録された当該プール検体調製用ウェルプレート４１に個別の情報（例えばバーコード番号）がコード読取手段４２によって読み取られ、当該情報が制御部３５より通信部３６を介して制御コンピューター８０に入力される。これにより、制御コンピューター８０においては、例えば特定のバーコード番号を有する便懸濁液調製用トレー１０が、例えば特定のバーコード番号を有したプール検体調製用ウェルプレート４１における特定のウェルへ処理されることの情報が記録される。

一方、チップ供給部４７において、チップラック４８の予め指定された位置にあるチップ４８ａが分注機構における各ノズル５２の先端に自動的に装着され、当該各ノズル５２が試薬供給部４５に移動される。そして、試薬供給部４５において、試薬槽４６内の試薬または水が各ノズル５２によって所定量（例えば１００μリットル）吸引され、分注部５０において、当該試薬または水が各便懸濁液調製用ウェル１６内に吐出される。試薬または水の、便懸濁液調製用ウェル１６に対する移注作業は、例えば８つのノズル５２によって１度に８箇所ずつ順次に行われる。なお、各ノズル５２は、上述したように、独立して駆動可能に構成されていることから、移注作業を行う必要のないノズル５２は待機された状態とされる。

試薬または水が各便懸濁液調製用ウェル１６内に注入された便懸濁液調製用トレー１０は、ベルトコンベア３１によって、便懸濁液調製部５５に搬送される。そして、便懸濁液調製部５５において、各採便容器保持部１３に保持された採便容器２０内に収容された糞便検体の一部をそれぞれ対応する便懸濁液調製用ウェル１６に移注して便懸濁液を調製する便懸濁液調製処理が便懸濁液調製機構５６によって行われる。

すなわち、便懸濁液調製部５５においては、図１０−Ａに示すように、便懸濁液調製用トレー１０が、各機能領域１０ａ〜１０ｅにおける保持部列１２が便懸濁液調製機構５６の第２のクランプ機構７０における対応するクランプ部材７１ａ〜７１ｅの直下の位置に位置されるよう、便懸濁液調製機構５６に対して適正に位置決めされて配置された状態とされる。この状態において、第２のクランプ機構７０の１軸ステージ装置７９における鉛直方向位置可変機構７７が作動されて退避位置よりクランプ位置に下降される（同図において白抜きの矢印で示す。）。そして、図１０−Ｂに示すように、固定側クランプアーム７２の容器把持部７２ａの内周面が採便容器２０の容器本体２１の外周面に対接された状態とされ、この状態において、各クランプ部材７１ａ〜７１ｅの可動側クランプアーム７３が、可動側クランプアーム駆動機構７４によって、固定側クランプアーム７２に接近するよう水平方向に移動される（同図において塗りつぶした矢印で示す。）。これにより、すべての採便容器２０の容器本体２１が各クランプ部材７１ａ〜７１ｅによって一括して把持固定される。

次いで、第１のクランプ機構６０の２軸ステージ装置６９における鉛直方向位置可変機構６７が作動されて退避位置よりクランプ位置に下降される（図１０−Ｂにおいて白抜きの矢印で示す。）。そして、図１０−Ｃに示すように、固定側クランプアーム６２の容器把持部６２ａの内周面が採便容器２０のキャップ２５の外周面に対接された状態とされ、この状態において、各クランプ部材６１ａ〜６１ｅの可動側クランプアーム６３が、可動側クランプアーム駆動機構６４によって、固定側クランプアーム６２に接近するよう水平方向に移動される（同図において塗りつぶした矢印で示す。）。これにより、各採便容器２０のキャップ２５が各クランプ部材６１ａ〜６１ｅによって一括して把持される。

そして、第１のクランプ機構６０の２軸ステージ装置６９における鉛直方向位置可変機構６７が作動されてクランプ位置より例えば退避位置に上昇される（図１０−Ｃにおいて白抜きの矢印で示す。）。これにより、図１０−Ｄに示すように、すべての採便容器２０のキャップ２５が容器本体２１より、採便棒２７によって糞便検体（一次懸濁液）の一部が保持された状態で、取り外される。そして、第１のクランプ機構６０全体が２軸ステージ装置６９における水平方向位置可変機構６８によって水平方向に移動され（同図において白抜きの矢印で示す。）、図１０−Ｅに示すように、キャップ２５が対応する便懸濁液調製用ウェル１６の直上に位置される。

その後、再び、第１のクランプ機構６０の２軸ステージ装置６９における鉛直方向位置可変機構６７が作動されて退避位置より下降される（図１０−Ｅにおいて白抜きの矢印で示す。）ことにより、図１０−Ｆに示すように、キャップ２５における採便棒２７がその先端部が便懸濁液調製用ウェル１６内に収容された試薬中または水中に浸漬された状態とされる。そして、採便棒２７の先端部が試薬中または水中に浸漬された状態が維持された状態において、第１のクランプ機構６０における各クランプ部材６１ａ〜６１ｅを鉛直方向位置可変機構６７によって所定の昇降速度で上下動させることによる攪拌動作が行われることにより（同図において白抜きの矢印で示す。）、便懸濁液（二次便懸濁液）が調製される。ここに、攪拌動作におけるベース板６１の昇降速度は、例えば４ｍｍ／ｓｅｃ以上、例えば４〜１００ｍｍ／ｓｅｃであり、上下動の回数は、例えば１〜５回程度である。

便懸濁液が調製された後においては、上記と逆の操作（第１のクランプ機構６０の各クランプ部材６１ａ〜６１ｅの上昇動作、第１のクランプ機構６０全体の水平方向への移動動作、第１のクランプ機構６０の各クランプ部材６１ａ〜６１ｅの下降動作）が行われることにより、キャップ２５が、採便棒２７が容器本体２１内に収容される状態で、容器本体２１の開口部に装着される（ただし、キャップ２５は、容器本体２１の開口端部がキャップ本体２６内に受容された単に乗っかった状態であって、採便容器２０の内部が密閉状態とされるわけではない）。
そして、第１のクランプ機構６０の各クランプ部材６１ａ〜６１ｅによるキャップ２５のクランプが解除された後、第１のクランプ機構６０の各クランプ部材６１ａ〜６１ｅが上昇されて退避位置に退避される。その後、第２のクランプ機構７０の各クランプ部材７１ａ〜７１ｅによる容器本体２１のクランプが解除された後、第２のクランプ機構７０の各クランプ部材７１ａ〜７１ｅが上昇されて退避位置に退避される。

便懸濁液調製処理が終了した後には、便懸濁液調製用トレー１０は、ベルトコンベア３１によって、分注部５０に搬送される。そして、分注部５０において、各便懸濁液調製用ウェル１６において調製された便懸濁液をプール検体調製用ウェルプレート４１における指定された位置のウェルへ分注する分注処理が分注機構によって行われる。
すなわち、各便懸濁液調製用ウェル１６において調製された便懸濁液が、分注機構のノズル５２によって所定量（例えば２０μリットル）吸引され、プール検体調製部４０において、すべての便懸濁液がプール検体調製用ウェルプレート４１における特定のプール検体調製用ウェル内に順次に吐出される。これにより、当該便懸濁液調製用トレー１０に保持された多数本（例えば５０本）の採便容器２０に係るプール検体が調製される。ここに、分注機構による便懸濁液の吸引動作は、例えば８つのノズル５２によって１度に８箇所ずつ順次に行われる。また、動作時間短縮のため、１本のノズル５２にて便懸濁液を数か所順次吸引してから、プール検体調製用ウェルプレート４１における特定のプール検体調製用ウェル内に吐出しても構わない。

プール検体調製処理が行われた後においては、分注機構における各ノズル５２に装着されたチップ４８ａは、汚染されているため、チップ廃棄部４９において各ノズル５２より自動的に取り外されて廃棄される。
一方、便懸濁液調製用トレー１０は、ベルトコンベア３１によって、トレー排出部３０ｂに搬送されて装置外部に排出される。

以上において、一の便懸濁液調製用トレー１０（５０本の採便容器２０を保持）についての上記の一連の処理に要する時間（便懸濁液調製用トレー１０がトレー投入部３０ａより装置内に導入されてからトレー排出部３０ｂに排出されるまでの時間）は、例えば約３分間程度である。

而して、上記構成の便懸濁液調製用トレー１０は、採便容器保持部１３と対応する検体懸濁液調製用ウェル１６とが互いに近接して形成されていることにより、採便容器２０内に収容された糞便検体を対応する便懸濁液調製用ウェル１６に移注して便懸濁液を調製するに際して、一の採便容器から採取された糞便検体が他の採便容器の直上を通過することがないので、例えば液垂れなどによる検体間の交差汚染が生ずることを回避することができると共に、例えば５０本もの多数本の採便容器について同時に（一括して）処理することができるものとして構成されている。
また、採便容器保持部１３が採便容器２０の容器本体２１の一部を受容する有底円筒状部１４により構成されていることにより、採便容器２０をその管軸Ｃが鉛直方向に延びる適正な姿勢で確実に保持することができるので、自動検体前処理装置による動作（具体的にはクランプ動作）を確実に行うことのできるものとして構成されている。

従って、上記構成の便懸濁液調製用トレー１０が用いられる上記構成の前処理装置によれば、採便容器２０に収容された糞便検体の便懸濁液調製用ウェル１６への移注に際して、採便容器２０のキャップ２５を第１のクランプ機構６０によって取り外すときに、第２のクランプ機構７０によって、容器本体２１が把持固定されるので、キャップ２５の取り外しを確実に行うことができると共に円滑な動作を確保することができる。
しかも、一の便懸濁液調製用トレー１０に保持された多数本の採便容器２０について一括して便懸濁液調製処理を行うことができるので、高い処理効率を得ることができる。

また、第１のクランプ機構６０の水平方向の移動方向が、便懸濁液調製部５５における便懸濁液調製用トレー１０の搬送方向と同一となる構成とされていることにより、糞便検体の移注に際しての、振動等によるベルトコンベア３１の微小変位などに起因する交差汚染が生ずることを確実に回避することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、便懸濁液調製用トレーにおいて形成される機能領域の数、一の機能領域における保持部および便懸濁液調製用ウェルの数およびその他の具体的構成は、目的に応じて適宜変更することができ、従って、便懸濁液調製機構における各クランプ機構のクランプ部材の数およびその他の構成は、使用される便懸濁液調製用トレーに応じて適宜変更することができる。
また、便懸濁液調製処理における、糞便検体（一次便懸濁液）を便懸濁液調製用トレーの便懸濁液調製用ウェルに移注する方法（プロセス）としては、上記実施例による方法に限定されるものでない。例えば、採便容器の容器本体およびキャップがそれぞれ同時に第１のクランプ機構および第２のクランプ機構によってクランプされるよう、第１のクランプ機構および第２のクランプ機構が同時に作動されてもよい。また、便懸濁液調製処理後の第１のクランプ機構および第２のクランプ機構の退避動作についても同様である。
さらにまた、第１のクランプ機構および第２のクランプ機構における各クランプ部材は、上記実施例に係る構成のものに限定されない。

さらにまた、採便容器の容器本体を把持固定する第２のクランプ機構においては、採便容器のキャップを引き抜く際に、キャップと共に容器本体が引き抜かれることを防止するためのストッパ手段が設けられた構成とすることができる。
さらにまた、採便容器のキャップを把持する第１のクランプ機構においては、退避位置よりクランプ位置に下降されたときに、各採便容器におけるキャップの高さを揃えるためのキャップ高さ調整手段が設けられた構成とすることができる。また、第１のクランプ機構においては、例えばキャップ本体を下方から支持することによりキャップが落下することを防止する、キャップ落下防止手段が設けられた構成とすることができる。

１０ 便懸濁液調製用トレー
１０ａ〜１０ｅ 機能領域
１１ 天板部
１２ 保持部列
１３ 採便容器保持部
１４ 有底円筒状部
１４ａ 貫通孔
１５ ウェル列
１６ 便懸濁液調製用ウェル
１７ テーパ状部分
１８ａ，１８ｂ 識別記号
２０ 採便容器
２１ 容器本体
２５ キャップ
２６ キャップ本体
２７ 採便棒
Ｃ 管軸
３０ａ トレー投入部
３０ｂ トレー排出部
３１ ベルトコンベア
３５ 制御部
３６ 通信部
４０ プール検体調製部
４１ プール検体調製用ウェルプレート
４２ コード読取手段
４５ 試薬供給部
４６ 試薬槽
４７ チップ供給部
４８ チップラック
４８ａ チップ
４９ チップ廃棄部
５０ 分注部
５１ 分注ヘッド
５２ ノズル
５３ ポンプ
５４ コード読取手段
５５ 便懸濁液調製部
５６ 便懸濁液調製機構
５７ 支柱
６０ 第１のクランプ機構
６１ａ〜６１ｅ クランプ部材
６２ 固定側クランプアーム
６２ａ 容器把持部
６３ 可動側クランプアーム
６４ 可動側クランプアーム駆動機構
６５ ボールねじ
６６ 駆動モーター
６７ 鉛直方向位置可変機構
６８ 水平方向位置可変機構
６８ａ 可動ステージ
６９ ２軸ステージ装置
７０ 第２のクランプ機構
７１ａ〜７１ｅ クランプ部材
７２ 固定側クランプアーム
７２ａ 容器把持部
７３ 可動側クランプアーム
７４ 可動側クランプアーム駆動機構
７５ ボールねじ
７６ 駆動モーター
７７ 鉛直方向位置可変機構
７８ ステージ
７９ １軸ステージ装置
８０ 制御コンピューター（ＰＣ）

本発明の自動検体処理装置は、有底円筒状の容器本体および当該容器本体の開口部に着脱可能に装着された、管軸方向に延びる検体採取棒を有するキャップよりなり、各々管軸が鉛直方向に延びる姿勢で保持された複数の検体採取容器の各々のキャップを一括して把持するクランプ部材と、当該クランプ部材を鉛直方向に移動させる鉛直方向位置可変機構と、当該クランプ部材を水平方向に移動させる水平方向位置可変機構とを具えた第１のクランプ機構を有し、当該第１のクランプ機構を当該クランプ部材によって検体採取容器のキャップを把持した状態で鉛直方向に移動させることによりキャップを前記検体採取棒によって検体を保持した状態で容器本体より取り外し、当該第１のクランプ機構を前記水平方向位置可変機構によって水平方向に移動させて各々のキャップを対応する検体懸濁液調製用ウェルの直上に位置させ、当該第１のクランプ機構を前記鉛直方向位置可変機構によって鉛直方向に移動させて各々のキャップにおける検体採取棒の先端部を検体懸濁液調製用ウェル内に収容された水系媒体中に浸漬させることにより検体懸濁液を調製する検体懸濁液調製機構と、
前記検体懸濁液調製用トレーの各検体懸濁液調製用ウェルで調製された検体懸濁液をプール検体調製用ウェルプレートにおける指定されたウェルへ分注してプール検体を調製する分注機構と、
各構成部材の動作制御を行う制御機構と
を具えてなり、
前記検体懸濁液調製機構は、前記第１のクランプ機構によって前記キャップを取り外す際に、各検体採取容器における容器本体を一括して把持固定するクランプ部材を具えた第２のクランプ機構をさらに有しており、
前記制御機構は、検体懸濁液を調製するに際して、当該検体採取棒の先端部が検体懸濁液調製用ウェル内に収容された水系媒体中で上下動されるよう、前記第１のクランプ機構のクランプ部材を所定速度で鉛直方向に駆動させる機能を有することを特徴とする。

Claims (3)

1. 有底円筒状の容器本体および当該容器本体の開口部に着脱可能に装着されたキャップよりなり、各々管軸が鉛直方向に延びる姿勢で保持された複数の検体採取容器の各々のキャップを一括して把持するクランプ部材を具えた第１のクランプ機構を有し、当該クランプ部材によって検体採取容器のキャップを把持した状態で、当該クランプ部材を鉛直方向に移動させることによりキャップを容器本体より取り外し、これにより採取される検体の一部をそれぞれ検体懸濁液調製用トレーにおける対応する懸濁液調製用ウェル内に移注して当該懸濁液調製用ウェル内に収容された水系媒体による検体懸濁液を調製する検体懸濁液調製機構と、
   前記検体懸濁液調製用トレーの各検体懸濁液調製用ウェルで調製された検体懸濁液をプール検体調製用ウェルプレートにおける指定されたウェルへ分注してプール検体を調製する分注機構と、
   各構成部材の動作制御を行う制御機構と
   を具えてなり、
   前記検体懸濁液調製機構は、前記第１のクランプ機構によって前記キャップを取り外す際に、各検体採取容器における容器本体を一括して把持固定するクランプ部材を具えた第２のクランプ機構をさらに有することを特徴とする自動検体処理装置。
2. 前記検体懸濁液調製用トレーが、複数の検体採取容器保持部が一列に並んで配置された保持部列と、各検体採取容器保持部に対応する複数の検体懸濁液調製用ウェルが一列に並んで配置されたウェル列とが、互いに平行に形成されてなる機能領域を具えなるものであることを特徴とする請求項１に記載の自動検体処理装置。
3. 前記検体採取容器におけるキャップは、管軸方向に延びる検体採取棒を有しており、
   前記制御機構は、検体懸濁液を調製するに際して、当該検体採取棒の先端が検体懸濁液調製用ウェル内に収容された水系媒体中で鉛直方向に摺動されるよう、前記第１のクランプ機構のクランプ部材を所定速度で鉛直方向に駆動させる機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動検体処理装置。

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