JP2016214096A - Analyzer and analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、遺伝子などの解析装置および解析方法に関するものである。 The present invention relates to an analysis apparatus and analysis method for genes, for example.
従来の解析装置は、解析容器内に注入された液体検体の解析を行うために用いられている。この解析容器内には、液体検体を処理するための流路が設けられている。この流路に注入された液体検体には、毛細管現象による表面張力や、解析容器を回転させることによって発生する遠心力が掛かることによって、液体検体は、流路内を所定の経路に沿って順に流れていくよう構成されている。 A conventional analyzer is used for analyzing a liquid specimen injected into an analysis container. A flow path for processing the liquid specimen is provided in the analysis container. The liquid specimen injected into the flow path is subjected to a surface tension due to capillary action or a centrifugal force generated by rotating the analysis container, so that the liquid specimen sequentially passes through the flow path along a predetermined path. It is configured to flow.
例えば、解析容器に対して掛かる遠心力の方向を変えることで、液体検体が移動する方向を変化させるように構成された解析装置が、特許文献1,2に記載されている。
これらの解析装置は、トレイに設置された解析容器に対してトレイを回転させる公転のための回転機構と、解析容器自体の位置を前記トレイに対して回転させる自転のための回転機構とを備えている。
For example,
These analysis apparatuses include a rotation mechanism for revolving to rotate the tray with respect to the analysis container installed on the tray, and a rotation mechanism for rotation to rotate the position of the analysis container itself with respect to the tray. ing.
前記従来例における課題は、装置の構成が複雑になることであった。
すなわち、上記従来例においては、解析容器に対する遠心力の向きを変えるために、解析容器を設置したトレイを回転するための回転機構と、解析容器自体をトレイに対して回転するための回転機構とがそれぞれ必要になる。このため、複数の機構部品を組み合わせることが必要となり、装置の構成が複雑になってしまうおそれがある。
The problem with the conventional example is that the configuration of the apparatus is complicated.
That is, in the above conventional example, in order to change the direction of the centrifugal force with respect to the analysis container, a rotation mechanism for rotating the tray on which the analysis container is installed, and a rotation mechanism for rotating the analysis container itself with respect to the tray, Is required for each. For this reason, it is necessary to combine a plurality of mechanism parts, and the configuration of the apparatus may be complicated.
そこで本発明は、装置の構成を簡素化することを目的とするものである。 Therefore, the present invention aims to simplify the configuration of the apparatus.
そしてこの目的を達成するために、本発明の解析装置は、本体ケースと、解析容器設置トレイと、回転駆動部と、制御部と、傾斜手段と、を備えている。解析容器設置トレイは、本体ケース内に設けられ、解析容器が設置される解析容器設置面を有する。回転駆動部は、本体ケース内に設けられ、解析容器設置面上に載置された状態で、解析容器設置トレイを回転軸を中心に回転させる。制御部は、回転駆動部の回転を制御する。傾斜手段は、解析容器設置トレイの解析容器設置面を、水平方向に対して傾斜角度をつける。 And in order to achieve this objective, the analysis apparatus of this invention is equipped with the main body case, the analysis container installation tray, the rotation drive part, the control part, and the inclination means. The analysis container installation tray is provided in the main body case and has an analysis container installation surface on which the analysis container is installed. The rotation drive unit is provided in the main body case, and rotates the analysis container installation tray around the rotation axis while being placed on the analysis container installation surface. The control unit controls the rotation of the rotation driving unit. The tilting means tilts the analysis container installation surface of the analysis container installation tray with respect to the horizontal direction.
以上のように本発明の構成によれば、装置の構成を簡素化することができる。
すなわち、本発明においては、解析容器設置面は、水平方向に対して傾斜角度をつける傾斜手段を設けたので、制御部が回転駆動部の回転を制御することにより、解析容器は、解析容器設置トレイの解析容器設置面を傾斜面の下方に滑りながらトレイ上の位置を変えることができる。
As described above, according to the configuration of the present invention, the configuration of the apparatus can be simplified.
That is, in the present invention, since the analysis container installation surface is provided with an inclination means that makes an inclination angle with respect to the horizontal direction, the control container controls the rotation of the rotation drive unit, so that the analysis container is installed in the analysis container. The position on the tray can be changed while sliding the analysis container installation surface of the tray below the inclined surface.
その結果、解析容器に対する解析容器設置トレイの回転中心位置が変わるので、解析容器に対する遠心力の向きを変えることができる。
これにより、先行技術のような複数の回転機構を有することなく、解析容器に対する遠心力の向きを変えることが可能となるので、装置の構成を簡素化することができる。
As a result, since the rotation center position of the analysis container installation tray with respect to the analysis container changes, the direction of the centrifugal force with respect to the analysis container can be changed.
Thereby, since it becomes possible to change the direction of the centrifugal force with respect to the analysis container without having a plurality of rotation mechanisms as in the prior art, the configuration of the apparatus can be simplified.
本発明の一実施形態に係る装置について、図1〜図34を用いて説明すれば以下の通りである。
以下、本発明の一実施形態に係る解析容器およびにこれを用いた解析装置を、遺伝子解析装置に適用した例について、添付図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
<装置の構成>
図1には、遺伝子解析装置の透視図を斜視図で示す。図1おいて、本体ケース1は、その上面に、解析容器を挿入するための開口部2を有している。開口部2の下方には、解析容器を設置するための解析容器設置トレイ3が設けられている。
An apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Hereinafter, an example in which an analysis container according to an embodiment of the present invention and an analysis apparatus using the same are applied to a gene analysis apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
<Device configuration>
FIG. 1 is a perspective view of a perspective view of the gene analyzer. In FIG. 1, the
本体ケース1内において、この解析容器設置トレイ3は、回転軸4を介して、回転駆動部5に繋がっている。
回転軸4は、鉛直方向に対して傾斜角度を有するように配置されている。このため、この回転軸4に繋がっている解析容器設置トレイ3の解析容器設置面は、水平方向に対して傾斜角度を有している。
In the
The
本体ケース1の前方には、例えば、遺伝子の解析結果や、装置の状態を表示する表示部6と、装置の操作を行うための操作部7が設けられている。
<装置の機能ブロック図>
図2に、遺伝子解析装置の機能ブロック図を示す。
本体ケース1内には、上記の構成に加えて、回転駆動部5の回転を制御する制御部8と、解析容器の解析結果を光学的に検出する光学検出部9と、装置内の温度を制御する温度制御部10が設けられている。
<解析容器の説明>
図3に解析容器11の斜視図を示す。解析容器11は、外形が略立方体形状である。この解析容器11の横断面(流体回路面11aに平行な断面)形状は、ほぼ四角形となっている。
In front of the
<Functional block diagram of the device>
FIG. 2 shows a functional block diagram of the gene analyzer.
In the
<Description of analysis container>
FIG. 3 shows a perspective view of the
解析容器11の上面に設けられた流体回路面11aには、液体検体と液体試薬をそれぞれ格納・分注する複数のチャンバと、それら複数のチャンバ同士を接続する流路とが設けられている。
図4に示すように、解析容器11は、装置上面の開口部2を介して、装置内部に設けられた解析容器設置トレイ3上に載置される。
<解析容器設置トレイ3と回転駆動部5の構成>
図5に、解析容器設置トレイ3と回転駆動部5の構成を示す。
The
As shown in FIG. 4, the
<Configuration of analysis
FIG. 5 shows the configuration of the analysis
解析容器設置トレイ3は、回転軸4を介して、回転駆動部5と連結されている。上述したように、回転軸4は、鉛直方向に対して傾斜角度を有していている。このため、解析容器設置トレイ3の解析容器設置面12は、回転軸4に対して略垂直に繋がっているため、水平方向に対して傾斜角度を有する。
そのため、解析容器設置面12に設置された解析容器11は、傾斜面上において生じる重力と、回転駆動部5による解析容器設置トレイ3の揺動とによって、矢印13の方向に向けて解析容器設置面12上を滑動する。そして、解析容器11は、解析容器設置面12の外周側において、略垂直に突出した内壁14に当接した状態で固定される。
The analysis
Therefore, the
ここで、解析容器設置面12と解析容器11の下面に設けられた滑動面28との間に生じる静止摩擦力は、解析容器設置面12の傾斜によって解析容器11を移動させようとする重力より大きくなるように設定されている。このため、解析容器11は、解析容器設置面12の傾斜だけでは動かない。一方、解析容器設置トレイ3を揺動させた場合には、解析容器設置面12と解析容器11の滑動面28との間に働く静止摩擦力の影響が低減し、解析容器11は重力によって傾斜面上を所定の方向に滑りながら移動する。
Here, the static frictional force generated between the analysis
よって、制御部8は、回転駆動部5の回転を制御するとともに、揺動を制御することで、解析容器11を所望の方向へ移動させることができる。また、解析容器11を任意の方向に移動させる必要があるため、制御部8は、任意の回転角度で解析容器設置トレイ3を停止させる制御も行う。
<解析容器設置トレイ3と解析容器11との関係>
図6は、解析容器設置トレイ3と解析容器11との関係を示している。
Therefore, the
<Relationship between analysis
FIG. 6 shows the relationship between the analysis
解析容器設置面12は、回転中心となるほぼ中央部分に、解析容器設置面12に対して、ほぼ垂直に突出した柱状の突起15を有している。解析容器設置トレイ3の上面形状は、ほぼ円状となっている。そして、解析容器設置トレイ3の上面には、同一円周上における90度間隔ごとに対向する位置に内壁14が設けられている。
立方体形状の解析容器11の上面の一辺の長さは、円状の解析容器設置トレイ3の円状となる上面形状の、半径の長さにほぼ等しい。このため、柱状の突起15と内壁14との間の長さは、解析容器11の上面の一辺の長さに比べて、1mm程度長くなっているが、実質的にはほぼ等しい。
The analysis
The length of one side of the upper surface of the
その結果、内壁14と柱状の突起15とがガイドとなって、解析容器11を誘導することができる。よって、解析容器11は、解析容器設置面12の傾斜に沿って、対向する内壁14の位置まで正確に移動することが可能となる。
例えば、図6に示す矢印13の方向に向けて、解析容器11が移動する場合には、解析容器11は、内壁14bと突起15とに挟まれた状態で、内壁14aから内壁14cまでを移動する。この移動中に、内壁14bと突起15とが解析容器11をガイドするため、解析容器11は、正確に内壁14aから、その対向する内壁14cに向けて移動し、固定される。
As a result, the
For example, when the
図7は、解析容器11の配置と遠心力の関係を示している。
なお、図7では、説明の便宜上、解析容器設置トレイ3上に、3つの解析容器11が配置されているように示されているが、実際には、各工程において解析容器設置トレイ3上を移動していく1つの解析容器11を示している。
解析容器11には、解析容器設置トレイ3上における位置に応じて、遠心力が働く向きが変化する。
FIG. 7 shows the relationship between the arrangement of the
In FIG. 7, for convenience of explanation, three
The direction in which the centrifugal force acts on the
例えば、解析容器11が図7における左上のコーナに配置された場合には、回転中心16は解析容器11の右下になるので、遠心力が働く向きは、矢印17aの向きとして、解析容器11の右下から左上の対角線の向きとなる。
解析容器11が図面上の左下のコーナに配置された場合には、回転中心16は解析容器11の右上になる。よって、解析容器11に働く遠心力は、矢印17bの向き、つまり解析容器11の右上から左下の対角線の向きとなる。
For example, when the
When the
解析容器11が図面上の右下のコーナに配置された場合には、回転中心16は解析容器11の左上になる。よって、解析容器11に働く遠心力は、矢印17cの向き、つまり解析容器11の左上から右下の対角線の向きとなる。
<ガイドレールの説明>
図8は、解析容器11の側面図、図9は、解析容器設置トレイ3の縦断面図をそれぞれ示す。
When the
<Description of guide rail>
FIG. 8 is a side view of the
解析容器11は、解析容器設置面12の傾斜に沿って正確に移動することができるようにガイド機構を有している。そして、図8に示すように、解析容器11の下面の滑動面28側には、凸形状のガイド20が設けられている。また、図9に示すように、解析容器設置面12側には、凹形状のレール21が形成されている。
<解析容器検出部の説明>
解析容器検出部の構成を図32に示す。
The
<Description of analysis container detector>
The configuration of the analysis container detection unit is shown in FIG.
解析容器設置トレイ3上における解析容器11の位置は、解析容器検出部によって検知される。
解析容器検出部は、解析容器設置トレイ3を上下に挟むように設けられた光出力部としてのLED(解析容器検出部)82と、受光部としてのフォトセンサ(解析容器検出部)83とを有している。
The position of the
The analysis container detection unit includes an LED (analysis container detection unit) 82 as a light output unit provided so as to sandwich the analysis
例えば、解析容器検出部が設けられた位置に対して、解析容器11が移動していない場合には、図32(a)に示すように、LED82からの光がフォトセンサ83にそのまま入る。これにより、フォトセンサ83において光を検出することで、解析容器11が所定の位置にないことを検出することができる。
一方、解析容器検出部が設けられた位置に対して、解析容器11が移動した場合には、図32(b)に示すように、LED82からの光は解析容器11で遮断され、フォトセンサ83には直接入らない。これにより、フォトセンサ83において光が検出されないことで、解析容器11が所定の位置にあることを検出することができる。
For example, when the
On the other hand, when the
つまり、本実施形態の解析装置では、フォトセンサ83の受光状態を判定することで、解析容器11が移動したか否かを判定することが可能となる。
<バランスボールの説明>
図10は、解析容器設置トレイ3を下面から見た図を示す。
本実施形態においては、解析容器設置トレイ3に設置された解析容器11は、位置を変更可能に構成されているが、解析容器設置トレイ3自体が回転するために、解析容器11の位置に応じて、回転のバランスを取る必要がある。
That is, in the analysis apparatus of the present embodiment, it is possible to determine whether or not the
<Description of balance ball>
FIG. 10 shows a view of the analysis
In the present embodiment, the
そこで、本実施形態においては、解析容器11の重さを相殺しながら解析容器11と回転のバランスを取るために、解析容器11が設置される場所の対角上の位置にバランスボール22を移動させる。
このバランスボール22を解析容器11が設置される場所の対角上の位置に配置することによって、解析容器11の位置が変化しても回転のバランスを取ることができる。よって、回転時に生じるアンバランスによって生じる音や、振動を抑制することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, in order to balance the rotation of the
By arranging the
図11(a)〜図11(c)は、バランスボール22を配置する工程を示す。
図11(a)は、解析容器設置トレイ3が高速に回転している状態を示す。
この状態では、解析容器11が解析容器設置トレイ3の右上に位置しているのに対して、バランスボール22は、回転のバランスを保つために、左下に配置されている。
図11(b)は、解析容器設置トレイ3が停止した状態であり、解析容器設置面12は、図の上側が高く、下側が低くなった状態で傾斜している状態を示す。
FIG. 11A to FIG. 11C show a process of arranging the
FIG. 11A shows a state where the analysis
In this state, the
FIG. 11B shows a state where the analysis
図11(c)は、解析容器設置トレイ3を揺動している状態を示す。
この状態では、揺動することによって、解析容器設置トレイ3は時計回りと反時計回りに細かく振動する状態を形成することで、解析容器設置面12と解析容器11との間の摩擦力は、静摩擦から動摩擦に変化することにより小さくなる。そして、傾斜面上に配置された解析容器11に掛かる重力によって、解析容器11は、解析容器設置面12を図の下側に向けて滑っていく。
FIG. 11C shows a state where the analysis
In this state, by swinging, the analysis
図11(d)は、バランスボール22を、解析容器11の対角位置に移動するために、対角位置が低くなるように解析容器設置トレイ3を回転させて静止させた状態を示す。
この状態では、バランスボール22は、解析容器11の対角位置に移動する。一方、解析容器11は、静止摩擦力が重力よりも大きい状態となっているため、解析容器11は傾斜面上において静止したままの状態を保つことができる。
FIG. 11D shows a state in which the analysis
In this state, the
ガイドレール23は、バランスボール22の移動経路を形成しており、図10に示すように、略四角形状を有している。ガイドレール23は、略四角形の各辺の中央部分に、内側に向けて湾曲した湾曲部24を有している。
そして、略四角形のガイドレール23の4隅には、外側に向けてバランスボール22の外形に沿った形状を有する窪み25が形成されている。その結果、4隅のコーナに移動したバランスボールは、窪み25の位置において保持されやすくなる。
<解析容器の説明>
図12は、解析容器11の組図を示す。
The
And the hollow 25 which has the shape along the external shape of the
<Description of analysis container>
FIG. 12 shows an assembly diagram of the
解析容器11は、立方体形状の本体26と、本体26を上下方向から挟み込む上カバー27および下カバーとなる滑動面28とを有している。
図13は、解析容器11の上面図を示す。
解析容器11は、その上面に、反時計回り方向に沿って配置された4つの点A、B、C、Dに囲まれた、ほぼ四角形状の流体回路面11aを有している。4つの点A、B、C、Dは、点Aと点C、点Bと点D、がそれぞれ略四角形の流体回路面11aの対頂点となる。
The
FIG. 13 shows a top view of the
The
流体回路面11aには、液体検体と液体試薬とをそれぞれ格納・分注する複数のチャンバと、それら複数のチャンバを接続する流路とが設けられている。流路およびチャンバは、大きく4つのブロックに分かれて構成されている。
1つ目のブロックは、液体検体定量部29であって、液体検体としての血液を定量化する。2つ目のブロックは、液体試薬保持部30であって、溶解液や洗浄液を段階的に供給する。3つ目のブロックは、BF分離部であって、反応チャンバ40において、核酸と夾雑物とを分離する。4つ目のブロックは、核酸増幅反応部31であって、核酸増幅試薬を混合した後、核酸を増幅する。
The
The first block is a liquid
図14は、解析容器11のZ−Z‘断面図を示す。
解析容器11は、2層構造となっており、上面から見て、1層目は、流路やチャンバが設けられた反応流路層57であり、2層目は、廃液を貯める廃液貯蔵層58となっている。
ここで、従来の解析容器は、毛細管現象やサイフォン現象などの表面張力を用いて送液するため、深さ方向に深い流路や、チャンバを形成することができなかった。そのため、従来の解析容器では、深さ方向の長さは最大でも幅方向の長さの10分の1程度にとどまり、平面的な形状になっていた。
FIG. 14 shows a ZZ ′ cross-sectional view of the
The
Here, since the conventional analysis container sends liquid using surface tension such as capillary action or siphon phenomenon, a deep channel or chamber cannot be formed in the depth direction. Therefore, in the conventional analysis container, the length in the depth direction is only about one-tenth of the length in the width direction, and has a planar shape.
一方で、本実施の形態の解析容器11は、毛細管現象を利用することなく、遠心力のみで送液を行うように構成されている。このため、流路やチャンバが、毛細管現象が生じないように深く形成されている。よって、解析容器11の深さ方向と幅方向の長さとは、ほぼ同程度に設定され、解析容器11の本体26は、立体的なキューブ形状となっている。
このように、解析容器11を従来の薄板状から立体的な形状とすることにより、同じ設置面積でも深さ方向に長いため、流路回路を平面方向に集積でき、より大量の液体、より複数種の液体を扱うことができる。
<解析容器の液体検体定量部の構成説明>
図15は、解析容器11の上面図を示す。
On the other hand, the
In this way, by changing the
<Description of the configuration of the liquid specimen quantification unit of the analysis container>
FIG. 15 shows a top view of the
まず、液体検体定量部29は、液体検体注入チャンバ32と、流路33と、液体検体の定量チャンバ35と、流路36と、廃液チャンバ34と、を有している。
それぞれの位置関係は、点Aから近い順に、廃液チャンバ34、定量チャンバ35、液体検体注入チャンバ32となる。
また、液体検体注入チャンバ32と定量チャンバ35とは、流路33によって接続され、定量チャンバ35と廃液チャンバ34とは流路36によって接続されている。このため、遠心力が点Cから点Aの方向に加わった場合には、血液は、液体検体注入チャンバ32から流路33を通って液体検体の定量チャンバ35へ流入する。
First, the liquid
Each positional relationship is a
In addition, the liquid
このとき、定量チャンバ35を満たして溢れ出た血液は、流路36を通って廃液チャンバ34に流れ込む。廃液チャンバ34には、液体検体としての血液検体の余剰分が溜められる。そして、この余剰分の血液検体の有無を、光検出等の検出で確認することによって、十分な血液検体が注入されたか否かを確認することが可能となる。
その結果、流路33の定量チャンバ35には、血液が定量化されて貯められる。
<解析容器の液体試薬保持部の構成説明>
次に、液体試薬保持部30は、液体試薬保持チャンバ37と、液体試薬シフトチャンバ38と、それらを接続する流路93a〜93f、流路94a〜94eとを有している。それぞれの位置関係は、点Aから近い順に液体試薬シフトチャンバ38、液体試薬保持チャンバ37となる。
At this time, the blood that overflows and fills the
As a result, blood is quantified and stored in the
<Description of Configuration of Liquid Reagent Holding Unit of Analysis Container>
Next, the liquid
この結果、遠心力が点Cから点Aの方向に加わった場合には、液体試薬は、流路93を通って、液体試薬保持チャンバ37から液体試薬シフトチャンバ38に移動する。
本実施形態では、液体試薬保持チャンバ37と液体試薬シフトチャンバ38との組み合わせを1ペアとすると、第1のチャンバペアから第6のチャンバペアまで、計6つの組み合わせで構成されている。図15に示す構成では、第1のチャンバペアを液体試薬保持チャンバ37aと液体試薬シフトチャンバ38aとし、以下、第6のチャンバペアを液体試薬保持チャンバ37fと液体試薬シフトチャンバ38fとしている。
As a result, when a centrifugal force is applied in the direction from point C to point A, the liquid reagent moves from the liquid reagent holding chamber 37 to the liquid reagent shift chamber 38 through the flow path 93.
In the present embodiment, assuming that the combination of the liquid reagent holding chamber 37 and the liquid reagent shift chamber 38 is one pair, there are a total of six combinations from the first chamber pair to the sixth chamber pair. In the configuration shown in FIG. 15, the first chamber pair is a liquid
チャンバペア間は、隣接するチャンバペアの液体試薬シフトチャンバ38から、液体試薬シフトチャンバ38よりも点Bに近い液体試薬保持チャンバ37に対して、流路94によって接続されている。
つまり、液体試薬保持チャンバ37と液体試薬シフトチャンバ38との位置関係については、例えば、第1のチャンバペアでは、液体試薬シフトチャンバ38aが、液体試薬保持チャンバ37aよりも点Aに近くなるよう配置されている。そして、液体試薬保持チャンバ37aは、第2のチャンバペアの液体試薬シフトチャンバ38bよりも点Bに近くなるように配置されている。
The chamber pairs are connected by a flow path 94 from the liquid reagent shift chamber 38 of the adjacent chamber pair to the liquid reagent holding chamber 37 closer to the point B than the liquid reagent shift chamber 38.
That is, with respect to the positional relationship between the liquid reagent holding chamber 37 and the liquid reagent shift chamber 38, for example, in the first chamber pair, the liquid
その結果、第1〜第6までのチャンバペアの液体試薬保持チャンバ37a〜37fに対して、液体試薬が入れられた解析容器11に対して、点Cから点Aの方向に遠心力を加えると、液体試薬保持チャンバ37a〜37fに入れられた液体試薬は、液体試薬シフトチャンバ38a〜38fに移動する。その後、点Dから点Bの方向に遠心力を加えることによって、液体試薬シフトチャンバ38b〜38fに移動した液体試薬は、隣接する液体試薬保持チャンバ37a〜37eに移動する。
As a result, when a centrifugal force is applied in the direction from the point C to the point A with respect to the
そして、6種類の液体試薬は、段階的に液体試薬シフトチャンバ38aから、反応チャンバ40へと移動していく。反応チャンバ40は、液体試薬シフトチャンバ38aよりも点Bに近い位置に設けられている。このため、点Dから点Bの方向に遠心力が加わった場合には、液体試薬シフトチャンバ38aに入った液体試薬は、流路90、流路92、流路91を通って反応チャンバ40に移動する。
Then, the six types of liquid reagents move from the liquid
ここで、点Dから点Bの方向に遠心力が加わった場合には、液体検体の定量チャンバ35で定量化されていた血液が、流路39、流路92、流路91を通って、反応チャンバ40に移動する。そして、液体試薬シフトチャンバ38aから移動してきた液体試薬と血液とが反応チャンバ40で混ざり合う。
<解析容器のBF分離部と核酸増幅反応部の構成説明>
BF分離部は、核酸と特異的に結合する磁気ビーズの入った反応チャンバ40と、反応チャンバ40内の廃液を下面の廃液貯蔵層58に導入するビア44と、定量チャンバ35と反応チャンバ40とを接続する流路39、液体試薬シフトチャンバ38aと反応チャンバ40とを接続する流路90と、ビア44と反応チャンバ40とを接続する流路91、そして、流路39と流路91、流路90と流路91とをそれぞれ接続する流路92と、を有している。これらの位置関係としては、点Bに近い位置に反応チャンバ40が、点Aに近い位置にビア44がそれぞれ配置されている。
Here, when a centrifugal force is applied in the direction from point D to point B, the blood quantified in the liquid
<Configuration of BF separation unit and nucleic acid amplification reaction unit of analysis container>
The BF separation unit includes a
これにより、点Dから点B、点Cから点Aの方向へ遠心力を交互に与えることによって、反応チャンバ40へ液体試薬を導入したり、反応チャンバ内の液体を下面の廃液貯蔵層58へ排出したりできる。詳しくは、点Dから点Bの方向へ遠心力を与えると液体試薬シフトチャンバ38a内の液体試薬が、流路90、流路92、流路91を介して反応チャンバ40へと導入される。そして、点Cから点Aの方向へ遠心力が加えられると、反応チャンバ40内の液体は、流路91、ビア44を介して下面の廃液貯蔵層58へと排出される。
Thereby, by alternately applying a centrifugal force from the point D to the point B and from the point C to the point A, the liquid reagent is introduced into the
このような構成により、反応チャンバ40への液の導入や反応チャンバ40からの液の排出を複数回実施することができる。よって、一般的に行われている磁気ビーズを用いた核酸抽出を、解析容器11内で実施することができる。
核酸増幅反応部31は、核酸抽出液を定量化する定量チャンバ41と、定量チャンバ41から溢れた余剰液を下面の廃液貯蔵層58へ排出するビア43と、測定チャンバ42と、定量チャンバ41および測定チャンバ42を接続する流路と、を有している。
With such a configuration, the introduction of the liquid into the
The nucleic acid
反応チャンバ40と定量チャンバ41と測定チャンバ42とは、順次、流路によって繋がっている。
測定チャンバ42は、定量チャンバ41よりも点Cに近く、定量チャンバ41は反応チャンバ40よりも点Cに近くなるように配置されている。このため、点Aから点Cに遠心力が加えられた場合には、反応チャンバ40から定量チャンバ41へと核酸抽出液が移動する。そして、定量チャンバ41から測定チャンバ42へと核酸抽出液が移動する。
The
The
定量チャンバ41と測定チャンバ42とを接続する流路は、微細な流路である。また、流路壁面は疎水性を有しており、一定の回転数以上にならなければ定量チャンバ41から測定チャンバ42へ向けて核酸抽出液が流入しない。このため、測定チャンバ42へ核酸抽出液が流入しない回転数とすると、一旦、定量チャンバ41へ核酸抽出液を溜めることができる。
The flow path connecting the
このとき、定量チャンバ41に定量の核酸抽出液を溜め、定量チャンバ41から溢れた余剰液はビア43を介して下層の廃液貯蔵層58へ流し込むことで核酸抽出液の定量を行うことができる。その後、回転数を上げていき、定量チャンバ41で定量された核酸抽出液を測定チャンバ42へ移動させる。
そして、最終工程として、測定チャンバ42では、核酸増幅試薬と核酸抽出液とが混ざり合った状態で温度制御が行われ、特定の核酸増幅を行うとともに、光学的に、その遺伝子の有無を確認する。
At this time, a quantitative nucleic acid extract is stored in the
As a final step, in the
なお、本実施形態において、解析装置、および解析容器は核酸増幅技術を目的として説明を行ったが、イムノアッセイ技術など、BF分離を要する解析装置、および、その解析容器としても応用可能である。
<チャンバと流路の構成の特徴部分の説明>
本実施形態における流体回路面11aのチャンバと流路構成について説明したが、以下ではこの構成の特徴的な部分について説明を行う。
<図17の流路構成についての説明>
図17に、流体回路面11aのチャンバと流路の基本的な構成の1つとして、第1のチャンバ47と、第2のチャンバ48と、これらチャンバ間を繋ぐ流路49とを含む構成について説明する。
In the present embodiment, the analysis apparatus and the analysis container have been described for the purpose of nucleic acid amplification technology, but the present invention can also be applied to an analysis apparatus that requires BF separation, such as an immunoassay technique, and its analysis container.
<Description of features of chamber and flow path configuration>
Although the chamber and the flow path configuration of the
<Description of the flow path configuration of FIG. 17>
FIG. 17 shows a configuration including a
図中の点線は、チャンバと流路の位置関係を分かり易くするために引いた補助線であって、回転中心16からの同心円である。
この2つのチャンバの位置関係としては、流体回路面11aの同一平面内に反時計回りに配置された点A、B、C、Dに対して、第1のチャンバ47は、第2のチャンバ48よりも点Cに近く、点Aからは遠くなるように配置されている。
The dotted line in the figure is an auxiliary line drawn for easy understanding of the positional relationship between the chamber and the flow path, and is a concentric circle from the
With respect to the positional relationship between the two chambers, the
そして、流路49と第1のチャンバ47との接続点60と、流路49と第2のチャンバ48との接続点61との位置関係は、接続点60は、接続点61よりも点Cに近くなるよう配置されている。
また、接続点60は、点Cからの距離が第1のチャンバ47内で最も遠い位置に配置されている。そして、チャンバ47の内面形状は、点Cから遠ざかるようにして接続点60へとつながるように形成されている。
The positional relationship between the
Further, the
点A、B、C、Dは、点Aと点C、点Bと点Dは、それぞれ解析容器11の本体26の四角形の対頂点となっている。
これにより、点Cから点Aの方向に遠心力が加わった場合には、第1のチャンバ47の液体試薬は、この遠心力によって、第2のチャンバ48に向けて移動することができる。
<図18の流路構成についての説明>
図18は、2組の第1のチャンバ47と第2のチャンバ48と流路49,50との構成を示す。
Points A, B, C, and D are points A and C, and points B and D are the opposite vertices of the quadrangle of the
Thereby, when a centrifugal force is applied in the direction from the point C to the point A, the liquid reagent in the
<Description of the flow path configuration of FIG. 18>
FIG. 18 shows a configuration of two sets of the
第1のチャンバ47a,47bと、第2のチャンバ48a,48bと、流路49a,49bとの位置関係は、図17で説明した第1のチャンバ47と第2のチャンバ48と流路49との位置関係と同様である。具体的には、第1のチャンバ47a,47bは、第2のチャンバ48a,48bよりも、それぞれ、点Cに近く、点Aからは遠くなるように配置されている。
The positional relationship among the
そして、第1のチャンバ47aと第2のチャンバ48aとを第1組のチャンバペアとし、第1のチャンバ47bと第2のチャンバ48bとを第2組のチャンバペアとする。
これらの第1組の第1のチャンバ47aと第2組の第2のチャンバ48bとは、流路50によって接続されている。そして、第1組の第1のチャンバ47aは、第2組の第2のチャンバ48bよりも点Bに近く、点Dからは遠くなるように配置されている。
The
The first set of
そして、流路50と第2のチャンバ48bとの接続点66と、流路50と第1のチャンバ47aとの接続点67との位置関係は、接続点66は、接続点67よりも点Cに近くなるよう配置されている。
また、接続点66は、点Dからの距離が第2のチャンバ48b内で最も遠い位置に配置されている。そして、チャンバ48bの内面形状は、点Dから遠ざかるようにして接続点66へとつながるように形成されている。
The positional relationship between the
Further, the
ここで、点Aと点C、点Bと点Dは、それぞれ解析容器11の略四角形の本体26の対頂点となっている。
これにより、点Cから点Aに遠心力が加わった場合には、この遠心力によって、(1)第1のチャンバ47aの液体試薬は、第2のチャンバ48aへ向けて移動することができる。そして、(2)第1のチャンバ47bの液体試薬は、第2のチャンバ48bへ向けて移動することができる(図19参照)。
Here, point A and point C, point B and point D are the opposite vertices of the substantially rectangular
Thereby, when a centrifugal force is applied from point C to point A, the liquid reagent in the
次に、点Dから点Bに遠心力が加わった場合には、この遠心力によって(1)第2のチャンバ48aの液体試薬は、そのまま第2のチャンバ48aに保持される。そして、(2)第2のチャンバ48bの液体試薬は、第1のチャンバ47aへ向けて移動することができる(図20参照)。
そして、再び点Cから点Aに遠心力が加わった場合には、この遠心力によって、(1)第2のチャンバ48aの液体試薬は、そのまま第2のチャンバ48aに保持される。そして、(2)第1のチャンバ47aの液体試薬は、第2のチャンバ48aへ向けて移動することができる(図21参照)。
Next, when a centrifugal force is applied from the point D to the point B, (1) the liquid reagent in the
When a centrifugal force is again applied from point C to point A, (1) the liquid reagent in the
すなわち、第1のチャンバ47a,47bに入れられた液体試薬は、段階的に第2のチャンバ48aへと送液される。
本実施形態においては、第1のチャンバ47は、液体試薬保持部30の液体試薬保持チャンバ37に相当し、第2のチャンバ48は、液体試薬保持部30の液体試薬シフトチャンバ38に相当する。また、流路49は、流路93に相当し、流路50は、流路94に相当する。
That is, the liquid reagent put in the
In the present embodiment, the
したがって、6つの液体試薬保持チャンバ37a〜37fに保持された液体試薬を、段階的に反応チャンバ40に供給することができる。
以上のように、同一平面内に反時計回りに配置された点A、B、C、Dにより囲まれた流体回路面11aと、この流体回路面11aに、第1のチャンバ47と第2のチャンバ48を設けた解析容器であって、第1のチャンバ47は第2のチャンバ48よりも点Cに近く、点Aからは遠くなるように配置された第1のチャンバ47と第2のチャンバ48を有するチャンバペアと、これらチャンバ間を繋ぐ流路49と、を備え、前記チャンバペア(47、48)と、これらチャンバ間を繋ぐ流路49とを、少なくとも2組有するとともに、第2組の第2のチャンバ48bと第1組の第1のチャンバ47aが流路50によって接続され、第2組の第2のチャンバ48bは、第1組の第1のチャンバ47aよりも点Dに近く、点Bからは遠くなるように配置された構成としたので、検体と2種類以上の試薬との段階的混合を行うことができる。
Accordingly, the liquid reagents held in the six liquid
As described above, the
すなわち、本実施形態では、解析容器11に対して、点Cから点Aに遠心力を加え、その後に、点Dから点Bに遠心力を加えることによって、第1のチャンバ47内の試薬が遠心力に応じて段階的に第2のチャンバ48から出力される。
これにより、第2のチャンバ48aと検体の入ったチャンバとを接続することで、検体と2種類以上の試薬との段階的混合を行うことができる。
<図22の流路構成についての説明>
図22は、流体回路の構成を示す。
That is, in this embodiment, the centrifugal force is applied from the point C to the point A to the
Thereby, by connecting the
<Description of the flow path configuration of FIG. 22>
FIG. 22 shows the configuration of the fluid circuit.
図22に示す流体回路の構成は、図18に示す流体回路の構成に、第1のチャンバ47cと、第2のチャンバ48cと、これらの2つのチャンバを接続する流路49cと、第3のチャンバ53と、第3のチャンバ53と第2のチャンバ48aとを接続する流路51と、第3のチャンバ53と第2のチャンバ48cとを接続する流路52と、を追加したものである。
The configuration of the fluid circuit shown in FIG. 22 is the same as the configuration of the fluid circuit shown in FIG. 18, except that the
第1のチャンバ47cと、第2のチャンバ48cとの位置関係は、図17で説明した第1のチャンバ47および第2のチャンバ48と同様である。具体的には、第1のチャンバ47cは、第2のチャンバ48cよりも点Cに近く、点Aからは遠くなるように配置されている。
そして、第3のチャンバ53は、2つの第2のチャンバ48a,48cよりも点Bに近く、点Dからは遠くなるよう配置されている。
The positional relationship between the
The
そして、図23に示すように、第2のチャンバ48aと流路51との接続点73、第3のチャンバ53と流路51との接続点74の位置関係は、接続点73は接続点74よりも点Dに近くなるよう配置されている。
また、第2のチャンバ48cと流路52との接続点76、第3のチャンバ53と流路52との接続点77の位置関係は、接続点76は、接続点77よりも点Dに近くなるよう配置されている。
As shown in FIG. 23, the positional relationship of the connection point 73 between the
Further, regarding the positional relationship between the
接続点73は、点Dからの距離が第2のチャンバ48a内で最も遠い位置に配置されている。そして、チャンバ48aの内面形状は、点Dから遠ざかるように接続点73へとつながるように形成されている。
接続点76は、点Dからの距離が第2のチャンバ48c内で最も遠い位置に配置されている。そして、チャンバ48cの内面形状は、点Dから遠ざかるようにして接続点76へとつながるように形成されている。
The connection point 73 is disposed at a position farthest from the point D in the
The
接続点74,77は、第3のチャンバ53内において、点Dからの距離が最も近い位置に配置されている。
このような配置にすることによって、点Cから点Aに遠心力が加わった場合には、この遠心力によって、(1)第1のチャンバ47aの液体試薬は第2のチャンバ48aへ向けて移動することができる。そして、(2)第1のチャンバ47bの液体試薬は、第2のチャンバ48bへ向けて移動することができる。さらに、(3)第1のチャンバ47cの血液は、第2のチャンバ48cへ向けて移動することができる。(図22参照)。
The connection points 74 and 77 are disposed in the
With this arrangement, when a centrifugal force is applied from point C to point A, (1) the liquid reagent in the
次に、点Dから点Bの方向に遠心力が加わった場合には、この遠心力によって(1)第2のチャンバ48aの液体試薬は、第3のチャンバ53へ向けて移動することができる。そして、(2)第2のチャンバ48bの液体試薬は、第1のチャンバ47aへ向けて移動することができる。さらに、(3)第2のチャンバ48cの血液は、第3のチャンバ53へ向けて移動することができる(図23参照)。
Next, when a centrifugal force is applied in the direction from point D to point B, (1) the liquid reagent in the
次に、点Cから点Aの方向に遠心力が加わった場合には、この遠心力によって、(1)第3のチャンバ53内の液体試薬と血液はそのまま第3のチャンバ53に保持される、そして、(2)第1のチャンバ47aの液体試薬は、第2のチャンバ48aへ向けて移動することができる(図24参照)。
次に、点Dから点Bの方向に遠心力が加わった場合には、この遠心力によって(1)第3のチャンバ53の液体試薬と血液はそのまま第3のチャンバ53に保持される。そして、(2)第2のチャンバ48aの液体試薬は、第3のチャンバ53へ向けて移動することができる(図25参照)。
Next, when a centrifugal force is applied in the direction from the point C to the point A, (1) the liquid reagent and the blood in the
Next, when a centrifugal force is applied in the direction from the point D to the point B, (1) the liquid reagent and blood in the
すなわち、第1のチャンバ47aに予め入っていた液体試薬と第1のチャンバ47cに予め入っていた血液とを、第3のチャンバ53内へ同期して投入することができる。その後、第1のチャンバ47bに予め入っていた液体試薬を、第3のチャンバ53へ段階的に投入し、混合させることができる。
本実施形態においては、第1のチャンバ47a,47bは、液体試薬保持部30の液体試薬保持チャンバ37に相当する。第2のチャンバ48a,48bは、液体試薬保持部30の液体試薬シフトチャンバ38に相当する。また、第1のチャンバ47cは、液体検体定量部29の液体検体注入チャンバ32、第2のチャンバ48cは、液体検体の定量チャンバ35、第3のチャンバ53は反応チャンバ40に相当する。
That is, the liquid reagent previously stored in the
In the present embodiment, the
また、流路49a,49bは、流路93に、流路50は流路94に、流路49cは流路33に相当する。また、流路51は流路90に、流路52は流路39に相当する。
したがって、液体検体注入チャンバ32の血液と、液体試薬保持チャンバ37の液体試薬を反応チャンバ40と同期をとって混合することができる。
また、液体試薬保持チャンバ37a,37bに入れておいた液体試薬は、段階的に液体試薬シフトチャンバ38aを経由して反応チャンバ40に入れられる。よって、例えば、液体試薬として、液体試薬保持チャンバ37aには溶解液、液体試薬保持チャンバ37bには洗浄液が入れられた構成とすることで、1回目に点Cから点Aの方向に遠心力を加えた場合には、液体試薬シフトチャンバ38aには溶解液が入り、その後、点Dから点Bの方向に遠心力を加えると、液体試薬シフトチャンバ38aから反応チャンバ40へ溶解液が移動する。
The
Therefore, the blood in the liquid
In addition, the liquid reagent that has been placed in the liquid
そして、2回目に点Cから点Aの方向に遠心力を加えた場合には、液体試薬保持チャンバ37bに入っていた洗浄液が、液体試薬シフトチャンバ38aに入る。これにより、その後、点Dから点Bの方向に遠心力が加えられると、液体試薬シフトチャンバ38aから反応チャンバ40へ洗浄液が移動する。
つまり、遠心力を与える方向を段階的に変えることによって、例えば、溶解工程を行った後に、洗浄工程を実施するなど、段階的に工程を行うことができる。
When a centrifugal force is applied from the point C to the point A for the second time, the cleaning liquid that has entered the liquid
That is, by changing the direction in which the centrifugal force is applied stepwise, the step can be performed stepwise, for example, after the dissolution step is performed, the cleaning step is performed.
本実施形態の解析容器11では、以上のように、第1組のチャンバペア47a,48aの第2のチャンバ48aと、流路51によって接続された第3のチャンバ53とが設けられている。そして、第3のチャンバ53は、第1組のチャンバペア47a,48aの第2のチャンバ48aよりも点Bに近く、点Dからは遠くなるよう配置されている。
この結果、解析容器11に対して、点Cから点Aの方向に遠心力を加え、その後に、点Dから点Bの方向に遠心力を加えることによって、第1のチャンバ47内の試薬が遠心力に応じて段階的に第2のチャンバ48から出力される。よって、第2のチャンバ48aと検体の入った第3のチャンバ53とを接続することで、第3のチャンバ53内において、検体と2種類以上の試薬との段階的混合を行うことができる。
<図26の流路構成についての説明>
次に、図26の流体回路についての構成を示す。
In the
As a result, a centrifugal force is applied to the
<Description of the flow path configuration of FIG. 26>
Next, the configuration of the fluid circuit of FIG. 26 is shown.
図26に示す流体回路の構成は、図22の流体回路の構成に、第4のチャンバ55と、第4のチャンバ55と第3のチャンバ53とを接続する流路54と、流路54と流路51、52との間に設けられた流路56と、を加えたものである。
流路54と第3のチャンバ53との接続点78と、流路54と第4のチャンバ55との接続点79との位置関係は、図26に示すように、接続点78が第3のチャンバ53において点Cから一番遠い位置に設けられている。また、接続点79が、接続点78よりも点Cから離れた位置に設けられている。
The configuration of the fluid circuit shown in FIG. 26 is the same as the configuration of the fluid circuit of FIG. 22, the
The positional relationship between the
そして、第4のチャンバ55は、流体回路面11aの下層に設けられた廃液貯蔵層58とビア44によって接続されている。
これにより、点Cから点Aの方向に遠心力が加わった場合には、この遠心力によって、(1)第1のチャンバ47a,47bの液体試薬は、第2のチャンバ48a,48bに向けて移動する。そして、(2)第1のチャンバ47cの血液は、第2のチャンバ48cに向けて移動する(図26参照)。
The
Thereby, when a centrifugal force is applied in the direction from the point C to the point A, the liquid reagent in the
次に、点Dから点Bの方向に遠心力が加わった場合には、この遠心力によって、(1)第2のチャンバ48bに入った液体試薬は、第1のチャンバ47aに移動する。そして、(2)第2のチャンバ48aに入った液体試薬は、第3のチャンバ53に向けて移動する。さらに、(3)第2のチャンバ48cに入った血液も、第3のチャンバ53に向けて移動する(図27参照))。
Next, when a centrifugal force is applied in the direction from point D to point B, (1) the liquid reagent that has entered the
つまり、液体試薬と血液とが、第3のチャンバ53において、同期して混合される。
そして、再び、点Cから点Aの方向に遠心力が加わった場合には、この遠心力によって、(1)第1のチャンバ47aの液体試薬は、第2のチャンバ48aに移動する。そして、(2)第3のチャンバ53の中で混合された液体試薬と血液とは、第3のチャンバ53から第4のチャンバ55に向けて移動する。さらに、液体試薬と血液とは、(3)第4のチャンバ55から廃液貯蔵層58に移動する(図28参照))。
That is, the liquid reagent and blood are mixed in the
When a centrifugal force is applied again in the direction from point C to point A, (1) the liquid reagent in the
次に、点Dから点Bの方向に遠心力が加わった場合には、(1)第2のチャンバ48aに入った液体試薬は、第3のチャンバ53に向けて移動する(図29参照))。
そして、再び、点Cから点Aの方向に遠心力が加わった場合には、第3のチャンバ53の中で混合された液体試薬は、第3のチャンバ53から第4のチャンバ55に向けて移動する。そして、液体試薬は、第4のチャンバ55から廃液貯蔵層58に移動する(図30参照)。
Next, when a centrifugal force is applied in the direction from point D to point B, (1) the liquid reagent that has entered the
When a centrifugal force is applied again from the point C to the point A, the liquid reagent mixed in the
つまり、第3のチャンバ53には、第1のチャンバ47a,47bに予め入っていた液体試薬を、段階的に第3のチャンバ53に移動させることができる。
また、第3のチャンバ53に入った液体試薬は、次の段階では、第4のチャンバ55を経由して廃液として処理される。
本実施形態においては、第1のチャンバ47a,47bは、液体試薬保持部30の液体試薬保持チャンバ37に相当する。第2のチャンバ48a,48bは、液体試薬保持部30の液体試薬シフトチャンバ38に相当する。また、第1のチャンバ47cは、液体検体定量部29の液体検体注入チャンバ32、第2のチャンバ48cは、液体検体の定量チャンバ35、第3のチャンバは反応チャンバ40に相当する。また、第4のチャンバ55は、ビア44に相当する。
That is, in the
Further, the liquid reagent that has entered the
In the present embodiment, the
また、流路49a,49bは流路93に、流路50は流路94に、流路49cは流路33に相当するまた、流路51は流路90に、流路52は流路39に相当する。また、流路56は流路92に、流路54は流路91に相当する。
したがって、液体検体注入チャンバ32の血液と、液体試薬保持チャンバ37の液体試薬とを、反応チャンバ40において同期をとって混合することができる。
The
Therefore, the blood in the liquid
また、液体試薬保持チャンバ37a,37bに入れておいた液体試薬は、段階的に液体試薬シフトチャンバ38aを経由して反応チャンバ40に移動して行く。このため、例えば、液体試薬として、液体試薬保持チャンバ37aには溶解液、液体試薬保持チャンバ37bには洗浄液を入れておくことで、1回目に点Cから点Aの方向に遠心力を加えた場合には、液体試薬シフトチャンバ38aには溶解液が移動する。そして、その後、点Dから点Bの方向に遠心力を加えると、液体試薬シフトチャンバ38aから反応チャンバ40へ溶解液が移動する。
The liquid reagent stored in the liquid
そして、2回目に点Cから点Aの方向に遠心力を加えた場合には、液体試薬保持チャンバ37bに入っていた洗浄液が、液体試薬シフトチャンバ38aに移動する。そして、反応チャンバ40の溶解液は、ビア44に移動する。
その後、点Dから点Bの方向に遠心力を加えると、液体試薬シフトチャンバ38aから反応チャンバ40へ洗浄液が移動する。
When a centrifugal force is applied from the point C to the point A for the second time, the cleaning liquid that has entered the liquid
Thereafter, when a centrifugal force is applied in the direction from point D to point B, the cleaning liquid moves from the liquid
そして、点Cから点Aの方向に遠心力を加えた場合には、反応チャンバ40の洗浄液は、ビア44に移動する。
つまり、遠心力を与える方向を変えることによって、例えば、溶解工程を行った後に、その溶解液を廃液として処理し、そして、洗浄工程を実施した後に、その洗浄液を廃液として処理するなど、段階的に工程を行うことが可能となる。
When a centrifugal force is applied in the direction from point C to point A, the cleaning liquid in the
In other words, by changing the direction in which the centrifugal force is applied, for example, after the dissolution process is performed, the solution is treated as waste liquid, and after the washing process is performed, the washing liquid is treated as waste liquid. It becomes possible to perform a process.
さらには、流路56を設けることによって、より確実に第3のチャンバ53内の液体を第4のチャンバ55に移動させることができる。
図28に示すように、接続点80は、点Cから点Aに遠心力が加わったときに形成される液面95よりも、点Cに近くなるように配置している。
また、図27に示すように、流路56と流路51,52との接続点80と、流路56と流路54との接続点81との関係は、接続点81は接続点80よりも、点Bに近くなるように配置されている。そして、図26に示すように、接続点81は、接続点80よりも点Aに近くなるように配置されている。
Furthermore, by providing the
As shown in FIG. 28, the
Further, as shown in FIG. 27, the
これにより、(1)点Cから点Aに遠心力が加わった時に、サイフォン効果が起こらないようにしてチャンバ53内の液体が流路54,56を介して流路51,52に流入することを防止することができる。そして、(2)遠心力が点Cから点Aの方向に加わっても、点Bから点Dの方向に加わっても、流路56には常に接続点80から接続点81の方向にしか遠心力が働かないようにしてワンウェイ流路を形成することができる。よって、点Cから点Aに遠心力が加わった時に、この遠心力によって、チャンバ53からの廃液が流路56を介して流路51,52に流入することを防止することができる。
Thereby, (1) when a centrifugal force is applied from point C to point A, the liquid in the
本実施形態では、以上のように、流路54によって第3のチャンバ53と接続された第4のチャンバ55をさらに設け、第4のチャンバ55が、第3のチャンバ53よりも前記点Aに近く、点Cからは遠くなるように配置されている。
これにより、解析容器11に対して、点Cから点Aに遠心力を加え、その後に、点Dから点Bに遠心力を加えることによって、第1のチャンバ47内の試薬が遠心力に応じて段階的に第2のチャンバ48から出力される。よって、第2のチャンバ48aと検体の入った第3のチャンバ53とを接続することで、第3のチャンバ53内において、検体と2種類以上の試薬との段階的混合を行うことができる。さらに、その後、点Cから点Aに遠心力が加えられると、第1のチャンバ47から第2のチャンバ48に試薬が移動するとともに、第3のチャンバ53内の混合液は、第4のチャンバ55に移動することができる。
In the present embodiment, as described above, the
Thereby, a centrifugal force is applied to the
すなわち、第3のチャンバ53内の混合液を、次の試薬の準備に同期して、廃棄することができる。
さらに第3のチャンバ53内に、混合液内の特定の成分と結合する物質を入れておくことによって、混合液内の特定の成分だけを残して、残りの混合液のみを廃棄することもできる。
That is, the liquid mixture in the
Furthermore, by placing a substance that binds to a specific component in the liquid mixture in the
特に、本実施形態においては、核酸と特異的な結合をする磁気ビーズを第3のチャンバ53内に予め入れておき。この磁気ビーズを磁石の磁力で保持しておくことで、核酸成分を混合液から取り出して、残りの混合液を廃棄することができる。
なお、第4のチャンバ55は、チャンバではなく、ビアのみで構成されていてもよい。
<残液と逆流の対策>
本実施形態のように、前に別の液体試薬が通った経路を後に送液される液体がたどる流路では、残液と逆流がしばしば問題となる。残液や逆流によって異なる成分の液体が後に送液される液体に大量に混入すると、その後の反応系に悪影響を及ぼし、測定が失敗してしまう事があるためである。
In particular, in this embodiment, magnetic beads that specifically bind to nucleic acids are placed in the
Note that the
<Measures against residual liquid and backflow>
As in the present embodiment, the remaining liquid and the back flow often become a problem in a flow path in which a liquid to be sent later follows a path through which another liquid reagent has passed. This is because if a large amount of liquids of different components are mixed into the liquid to be sent later due to residual liquid or backflow, the subsequent reaction system may be adversely affected and measurement may fail.
そこで、以下では、本実施の形態における残液と逆流の対策について説明する。
<残液の対策>
まず、チャンバ内のコーナは、毛細管現象が発生しないように面取り処理が施されている。
具体的には、チャンバ内の面と面で形成される角度が90度以下となる形状を極力作らないようにする。好ましくは、面と面が交差する部分の角度が120度以上になるように面取り処理が施される。
Therefore, hereinafter, countermeasures against residual liquid and backflow in the present embodiment will be described.
<Measures for residual liquid>
First, the corner in the chamber is chamfered so that capillary action does not occur.
Specifically, the shape in which the angle formed between the surfaces in the chamber is 90 degrees or less is avoided as much as possible. Preferably, the chamfering process is performed so that the angle of the portion where the surfaces intersect each other is 120 degrees or more.
これにより、チャンバ内で毛細管現象が発生しにくい状況となり、毛細管に液が入って排出されにくくなることを防止することができるため、スムーズに次のチャンバへの送液が可能となる。
次に、チャンバの内面形状は、チャンバから次のチャンバへ液体を送液する際に、回転中心から遠ざかるようにして、流路との接続点であるチャンバ出口へとつながるように形成されている。これは、図26を例にすると、第1のチャンバ47a〜47cに対応するチャンバ出口は、接続点60a〜60cであって、チャンバ47a〜47cから次のチャンバであるチャンバ48a〜48cへ液体を送液する際は点Cから点Aへ向けて遠心力を与える。
As a result, it becomes difficult for the capillary phenomenon to occur in the chamber, and it is possible to prevent the liquid from entering the capillary and being difficult to be discharged. Therefore, the liquid can be smoothly fed to the next chamber.
Next, the inner surface shape of the chamber is formed so as to be away from the center of rotation and connected to the chamber outlet, which is a connection point with the flow path, when liquid is fed from one chamber to the next. . For example, in FIG. 26, the chamber outlets corresponding to the
このとき、第1のチャンバ47a〜47cにおいて、それぞれのチャンバで点Cに最も近い点から(すなわち回転中心16に最も近い点から)チャンバ出口へ向けて点Cからの距離が徐々に遠ざかるようにチャンバが形成されている。
また、図31に示すように、チャンバの側壁においてもテーパ構造が採用され、遠心力が与えられた場合に、回転軸62からの距離がチャンバ出口63へ向かって徐々に遠ざかるようにチャンバが形成されている。
At this time, in each of the
Further, as shown in FIG. 31, a taper structure is adopted also on the side wall of the chamber, and when the centrifugal force is applied, the chamber is formed so that the distance from the rotating
これにより、チャンバ内ではチャンバ出口へ向けて徐々に遠心力が大きくなりチャンバ出口で遠心力が最大となる。よって、チャンバ内の液をスムーズにチャンバ出口へと集め、次のチャンバへと送液することができる。
<逆流の対策>
まず、逆流対策の例として第2のチャンバ48bを用いて説明する。
Thereby, in the chamber, the centrifugal force gradually increases toward the chamber outlet, and the centrifugal force is maximized at the chamber outlet. Therefore, the liquid in the chamber can be smoothly collected at the chamber outlet and sent to the next chamber.
<Countermeasures for backflow>
First, a description will be given using the
図33(a)〜図33(c)は、本実施の形態における第2のチャンバ48bを立体的に示した斜視図である。
本実施の形態では、場面によって遠心力が付与される方向を使い分け、解析容器設置トレイを回転させ、解析容器に遠心力を与えたり、解析容器設置トレイの回転を止めて解析容器に遠心力を与えなかったりする場合がある。よって、それぞれの場合において、チャンバ内の液体が前のチャンバへ逆流しないように留意する必要がある。
FIG. 33A to FIG. 33C are perspective views that three-dimensionally show the
In this embodiment, depending on the situation, the direction in which centrifugal force is applied is properly used, the analysis container installation tray is rotated, centrifugal force is applied to the analysis container, or rotation of the analysis container installation tray is stopped and centrifugal force is applied to the analysis container. May not give. Thus, in each case, care must be taken that the liquid in the chamber does not flow back to the previous chamber.
すなわち、図33(a)に示す方向(点Cから点A)へ遠心力が加わっても、図33(b)に示す方向(点Dから点B)へ遠心力が加わっても、図33(c)に示すように遠心力が加わらない場合においても、形成される液面68,69,70がチャンバ入口61bに接触しないように、チャンバ入口61bの配置に加え、液体容量と、チャンバ容量、形状を予め設計しておく必要がある。
That is, even if the centrifugal force is applied in the direction shown in FIG. 33A (point C to point A) or the centrifugal force is applied in the direction shown in FIG. 33B (point D to point B), FIG. Even when centrifugal force is not applied as shown in (c), in addition to the arrangement of the
これにより、遠心力が付与される時も、遠心力が付与されない時も、液面がチャンバ入口を覆うことはないため、遠心力の方向を切り替えても前のチャンバへ液が逆流することを防止することができる。
次に、もう1つの逆流対策としては、チャンバとチャンバを接続する流路の一部に、ワンウェイ流路が設けられていることが好ましい。
As a result, the liquid level does not cover the chamber inlet both when the centrifugal force is applied and when the centrifugal force is not applied, so that the liquid flows back to the previous chamber even when the direction of the centrifugal force is switched. Can be prevented.
Next, as another counterflow countermeasure, it is preferable that a one-way flow path is provided in a part of the flow path connecting the chambers.
図26、27を例にして説明する。
流路49a〜49c、流路50、流路56は、遠心力が点Cから点Aの方向に加えらえた時も、遠心力が点Dから点Bの方向に加えられた時も、液が一方向にしか流れないワンウェイ流路となっている。例えば、流路49aは、遠心力が点Cから点Aの方向に加えられたときも(図26参照)、点Dから点Bの方向に加えられた時も(図27参照)、接続点60aから接続点61aへ向けた方向へ液が流れる。
26 and 27 will be described as an example.
The
このようなワンウェイ流路とするには、流路49を例にすると、図26に示すように、流路49aの接続点60aを、接続点61aより点Cに近い所に配置すること、そして、図27に示すように、流路49aの接続点60aを接続点61aより点Dに近い所に配置すること、という2つの条件を同時に満たす必要がある。
このように、チャンバとチャンバを接続する流路の一部にワンウェイ流路を設けることで、遠心力が点Cから点Aの方向に加えられた時も、点Dから点Bの方向に加えられた時も、接続点60aから接続点61aへ向けた方向へしか液が流れないようにすることができる。よって、解析容器設置トレイを揺動させたときにチャンバ入口に液が掛かってしまった場合も、遠心力によって前のチャンバへと液が逆流することを防止することができる。
In order to make such a one-way flow path, taking the
Thus, by providing a one-way flow path in a part of the flow path connecting the chambers, when a centrifugal force is applied in the direction from point C to point A, it is applied in the direction from point D to point B. The liquid can be prevented from flowing only in the direction from the
さらに、同様に、廃液貯蔵層58においても、いくつかの方向に遠心力が加えられた時も遠心力が加えられない時も、廃液貯蔵層58の入口(ビア44と廃液貯蔵層58の接続点、図示なし)に、廃液で形成される液面が掛からないようにするために、廃液貯蔵層58の入口の配置に加え、全廃液の容量、廃液貯蔵層58の容量、高さを設計しておく必要がある。
Further, similarly, in the waste
これにより、遠心力が加えられた時も遠心力が加えられない時も、廃液の液面が廃液貯蔵層58の入口を覆わないようにすることができる。よって、流体回路面11aから廃液貯蔵層58に落ちた廃液が、流体回路面11aへ向け逆流するのを防止することができる。
なお、上記で説明した残液・逆流対策の考え方は、本実施の形態における全てのチャンバ、流路、ビア、廃液貯蔵層58に適用されるものである。
<解析工程の説明>
以上、解析容器11の基本的な構成を説明したところで、解析工程についての説明をする。
Thereby, it is possible to prevent the liquid level of the waste liquid from covering the inlet of the waste
The concept of countermeasures against residual liquid / backflow described above is applied to all chambers, flow paths, vias, and waste
<Description of analysis process>
Now that the basic configuration of the
図16に解析工程のフローチャートを示す。
ステップ1(S1)は、血液定量工程であり、解析容器11に対して、点Cから点Aの方向に遠心力が加えられることによって、血液は、液体検体注入チャンバ32から流路33を通って液体検体の定量チャンバ35へ流入する。この時、反応チャンバ40を満たして溢れ出た血液は、流路36を通って廃液チャンバ34に流れ込む。
FIG. 16 shows a flowchart of the analysis process.
Step 1 (S1) is a blood quantification process. When a centrifugal force is applied to the
廃液チャンバ34には、液体検体としての血液検体の余剰分が溜められることになり、この余剰分の有無を、光検出等の検出で確認することによって、十分な血液検体が注入されたか否かを確認することができる。
その結果、流路33の定量チャンバ35には、血液が定量化されて貯められる。
点Cから点Aの方向に遠心力が加えられると、上記のように血液が定量化されるとともに、第1〜第6までのチャンバペアの液体試薬保持チャンバ37a〜37fに入れられた液体試薬は、液体試薬シフトチャンバ38a〜38fに移動する。
In the
As a result, blood is quantified and stored in the
When centrifugal force is applied in the direction from point C to point A, the blood is quantified as described above, and the liquid reagent placed in the liquid
ステップ2(S2)は、溶解工程であって、解析容器11に対して、点Dから点Bの方向に遠心力を加えることによって、液体検体の定量チャンバ35で定量化された血液は、流路39を経由して、反応チャンバ40に移動する。そして、液体試薬シフトチャンバ38aに入っていた溶解液も、流路を経由して反応チャンバ40に移動し、血液と混合される。また、同時に、液体試薬シフトチャンバ38b〜38fに入れられた液体試薬は、液体試薬保持チャンバ37a〜37eに移動する。
Step 2 (S2) is a dissolution process, and by applying centrifugal force to the
その後、回転を停止し、解析容器設置トレイ3を揺動させることによって、反応チャンバ40内の血液と、溶解液と、磁気ビーズとを撹拌・混合させる。これにより、溶解液は、血中の細胞の細胞壁を溶かして核酸を露出させる働きがあるので、反応チャンバ40内の血液は、細胞壁が溶けて、内部の核酸が溶解液中に放出された状態となる。
ここで、反応チャンバ40に予め入っていた磁気ビーズは、核酸と特異的な結合をする。そのため、反応チャンバ40内には、核酸と結合した磁気ビーズと、それ以外の成分とが混在した状態となっている。
Thereafter, the rotation is stopped and the analysis
Here, the magnetic beads previously contained in the
ステップ3(S3)は、廃液工程であって、解析容器11に対して、点Cから点Aの方向に遠心力を加えることによって、反応チャンバ40内における核酸と結合した磁気ビーズと、それ以外の成分とには、ビア44方向に力が加わる。
ここで、解析容器11に対して、点Cから点Aの方向に遠心力を加える状態は、図7において、解析容器11が図面上の左上のコーナに配置された状態となる。この状態においては、内壁14aの側には、磁石45が設けられている。よって、磁石45の磁力によって、反応チャンバ40内の磁気ビーズは引き付けられているので、点Cから点Aの方向に遠心力が加えられても、磁気ビーズはビア44方向には移動しない。その結果、磁気ビーズ以外の成分を含んだ液がビア44方向に移動し、下面の廃液貯蔵層58に流れ込む。
Step 3 (S3) is a waste liquid process, in which a centrifugal force is applied to the
Here, the state in which the centrifugal force is applied to the
また、同時に、液体試薬保持チャンバ37a〜37eの液体試薬は、液体試薬シフトチャンバ38a〜38eに移動する。
ステップ4(S4)は、洗浄工程であって、解析容器11に対して、点Dから点Bの方向に遠心力を加えることによって、液体試薬シフトチャンバ38aから洗浄液が反応チャンバ40内に移動する。それと同時に、液体試薬シフトチャンバ38b〜38eにある液体試薬は、液体試薬保持チャンバ37a〜37eに移動する。
At the same time, the liquid reagents in the liquid
Step 4 (S4) is a washing process, and the washing liquid moves from the liquid
その後、回転を停止し、解析容器設置トレイ3を揺動させることによって、反応チャンバ40内の洗浄液と磁気ビーズを撹拌・混合させる。
ここで、図7を用いて説明する。解析容器11に対して、点Dから点Bの方向に遠心力を加える状態は、図7において、解析容器11が図面上の左下のコーナに配置された状態となる。この状態においては、内壁14aの側には、磁石45が設けられているが、反応チャンバ40には磁力が作用しない。よって、磁気ビーズが磁力により凝集することなく、解析容器設置トレイ3を揺動して反応チャンバ40内の磁気ビーズと洗浄液とを撹拌することにより、効率良く磁気ビーズを洗浄することができる。
Thereafter, the rotation is stopped, and the analysis
Here, it demonstrates using FIG. The state in which the centrifugal force is applied to the
これにより、反応チャンバ40内の核酸と結合した磁気ビーズ以外の成分を洗浄することができる。
ステップ5(S5)は、廃液工程である。
ステップ4の洗浄工程とステップ5の廃液工程とは、液体試薬保持チャンバ37a〜37fに予め保持された洗浄液の分だけ、繰り返し実行される。
Thereby, components other than the magnetic beads bound to the nucleic acid in the
Step 5 (S5) is a waste liquid process.
The cleaning process in
ステップ6(S6)は、溶出工程であって、解析容器11に対して、点Dから点Bの方向に遠心力を加えることによって、溶出液が液体試薬シフトチャンバ38aから反応チャンバ40内に移動する。そして、溶出液は、その作用により磁気ビーズから核酸を遊離させる。
その後、回転を停止し、解析容器設置トレイ3を揺動させることによって反応チャンバ40内の溶出液と、磁気ビーズを撹拌・混合させる。
Step 6 (S6) is an elution process, in which the eluate is moved from the liquid
Thereafter, the rotation is stopped, and the analysis
ステップ7(S7)は、核酸抽出液定量工程であって、解析容器11に対して、点Aから点Cの方向に遠心力を加えることによって、核酸を含んだ溶出液を定量チャンバ41で定量化し、その反応液が定量チャンバ41から測定チャンバ42へと移動する。
ここで、解析容器11に対して、点Aから点Cの方向に遠心力を加える状態は、図7において、解析容器11が図面上の右下のコーナに配置された状態となる。
Step 7 (S7) is a nucleic acid extract quantification step, in which the eluate containing the nucleic acid is quantified in the
Here, the state in which the centrifugal force is applied to the
この状態では、内壁14bの側には、磁石46が設けられている。反応チャンバ40内の磁気ビーズは、磁石46の磁力によって引き付けられているので、点Aから点Cの方向に遠心力が加えられても、定量チャンバ41方向には移動しない。
その結果、核酸を含んだ液が定量チャンバ41方向に移動し、測定チャンバ42へと流れ込む。
In this state, a
As a result, the liquid containing the nucleic acid moves toward the
ステップ8(S8)は、核酸増幅工程であって、測定チャンバ42内の核酸増幅試薬と核酸抽出液とが混ざり合った状態で、解析容器11の回転を停止し、そして解析容器11に対して適切な温度制御を行い、核酸の増幅を行う。
ステップ9(S9)は、遺伝子検出工程であって、例えば、増幅曲線によって核酸増幅工程による増幅の有無を確認する。検出は一般的に行われている手法を利用することができ、例えば、光学的手法や電気化学的手法を用いることができる。
<解析容器の位置と移動についての説明>
再び、図7に戻って説明を行う。
Step 8 (S8) is a nucleic acid amplification step, in which the nucleic acid amplification reagent in the
Step 9 (S9) is a gene detection step, and for example, the presence or absence of amplification by the nucleic acid amplification step is confirmed by an amplification curve. For the detection, a commonly used technique can be used. For example, an optical technique or an electrochemical technique can be used.
<Explanation of analysis container position and movement>
Again, referring back to FIG.
解析容器設置トレイ3上の解析容器設置面12は、四方を内壁14に囲まれた四角形状となっている。図7においては、この四角形状を特定するために、四角形状の四つの頂点について、左上から反時計回りに、1コーナ、2コーナ、3コーナ、4コーナと定義している。
また、解析容器11については、上面の形状は四角形状であり、左上から反時計回りに点A、点B、点C、点Dに囲まれた形状となっている。
The analysis
Further, the
本実施形態では、解析容器11が解析容器設置トレイ3上の位置に応じて、遠心力が働く向きを変化させる。
解析容器11が図面上の左上の1コーナに配置された場合には、回転中心16は、解析容器11の右下になる。よって、遠心力が働く向きは、矢印17aの向きとして、解析容器11の右下から左上の対角線の向き、つまり解析容器11の点Cから点Aの向きに遠心力が加えられる。
In the present embodiment, the
When the
すなわち、解析工程において、ステップ1(S1)の血液定量工程と、ステップ3(S3)の廃液工程とでは、解析容器11は、1コーナに位置決めされている。
次に、解析容器11が図面上の左下の2コーナに配置された場合には、回転中心16は解析容器11の右上になるので、遠心力が働く向きは、矢印17bの向きとして、解析容器11の右上から左下の対角線の向き、つまり解析容器11の点Dから点Bの向きに遠心力が加えられる。
That is, in the analysis process, the
Next, when the
すなわち、解析工程において、ステップ2(S2)の溶解工程と、ステップ4(S4)の洗浄工程と、ステップ6(S6)の溶出工程とでは、解析容器11は、2コーナに位置決めされている。
解析容器11が図面上の右下のコーナに配置された場合には、回転中心16は解析容器11の左上になる。よって、遠心力が働く向きは、矢印17cの向きとして、解析容器11の左上から右下の対角線の向き、つまり、解析容器11の点Aから点Cの向きに遠心力が加えられる。
That is, in the analysis process, the
When the
すなわち、解析工程において、ステップ7(S7)の核酸抽出液定量工程では、解析容器11は、3コーナに位置決めされている。
次に、解析容器11が、解析容器設置トレイ3上の解析容器設置面12上を移動する状態を説明する。
まず、解析工程において、ステップ1(S1)の血液定量工程と、ステップ3(S3)の廃液工程とでは、解析容器11は、1コーナに位置決めされる。
That is, in the analysis process, in the nucleic acid extract quantification process of Step 7 (S7), the
Next, a state in which the
First, in the analysis process, the
この位置決めの際には、解析容器11は、コーナ2の位置から、コーナ1の位置に移動する。移動の際には、解析容器設置面12は、コーナ2を上側、コーナ1を下側にして傾斜した状態となる。そして、解析容器設置面12を周期的に揺動させることで、解析容器11の下面と解析容器設置面12との間の摩擦が静止摩擦から動摩擦に変化する。これにより、傾斜面上に配置された解析容器11に掛かる重力が、動摩擦力よりも大きくなることによって、解析容器11は、解析容器設置面12を滑りながらコーナ2からコーナ1に移動する。
At the time of this positioning, the
次に、解析工程において、ステップ2(S2)の溶出工程と、ステップ4(S4)の洗浄工程と、ステップ6(S6)の溶出工程とでは、解析容器11は、2コーナに位置決めされる。
この位置決めの際には、解析容器11は、コーナ1の位置からコーナ2の位置に移動する。移動の際には、解析容器設置面12は、コーナ1を上側、コーナ2を下側にして傾斜した状態となる。そして、解析容器設置面12を周期的に揺動させることで、解析容器11の下面と解析容器設置面12との間の摩擦が静止摩擦から動摩擦に変化する。これにより、傾斜面上に配置された解析容器11に掛かる重力が、動摩擦力よりも大きくなることによって、解析容器11は、解析容器設置面12を滑りながらコーナ1からコーナ2に移動する。
Next, in the analysis process, the
During this positioning, the
次に、解析工程におけるステップ7(S7)の核酸抽出液定量工程では、解析容器11は、3コーナに位置決めされる。
この位置決めの際には、解析容器11は、コーナ2の位置からコーナ3の位置に移動する。移動の際には、解析容器設置面12は、コーナ2を上側、コーナ3を下側にして傾斜した状態となる。そして、解析容器設置面12を周期的に揺動させることで、解析容器11の下面と解析容器設置面12との間の摩擦が静止摩擦から動摩擦に変化する。これにより、傾斜面上に配置された解析容器11に掛かる重力が、動摩擦力よりも大きくなることによって、解析容器11は、解析容器設置面12を滑りながらコーナ2からコーナ3に移動する。
Next, in the nucleic acid extract quantification step of Step 7 (S7) in the analysis step, the
At the time of this positioning, the
次に、上記各工程において、解析容器設置トレイ3上において移動する解析容器11とバランスボール22とのバランスをとるための位置関係を調整する制御について、図34を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、ステップ11(S11)では、解析容器設置トレイ3の回転方向における位置決めを行う。具体的には、解析容器11を移動させる位置が、解析容器設置トレイ3上における傾斜面の下方になるように回転制御が実施される(図11(b)参照)。
Next, the control for adjusting the positional relationship for balancing the
That is, in step 11 (S11), the analysis
次に、ステップ12(S12)では、解析容器設置トレイ3を揺動させる(図11(c)参照)。具体的には、解析容器設置トレイ3を時計回りと反時計回りに細かい周期で反転させることで、解析容器設置トレイ3を揺動させた状態を形成する。
これにより、解析容器設置面12と解析容器11との間の摩擦力は、静摩擦から動摩擦に変化することによって小さくすることができる。
Next, in step 12 (S12), the analysis
Thereby, the frictional force between the analysis
次に、ステップ13(S13)では、解析容器設置トレイ3の傾斜面上に配置された解析容器11に掛かる重力によって、解析容器11は、解析容器設置面12を図の下側に向けて滑って移動していく(図11(c)参照)。
次に、ステップ14(S14)では、解析容器設置トレイ3の位置決めを行う。具体的には、バランスボール22を、解析容器11の対角位置(傾斜下方)に移動させるために、対角位置が低くなるように解析容器設置トレイ3を回転させて静止させる(図11(d)参照)。
Next, in step 13 (S13), the
Next, in step 14 (S14), the analysis
次に、ステップ15(S15)では、重量によってバランスボール22は、解析容器11の対角位置に移動する(図11(d)参照)。
なお、このとき、解析容器11は、静止摩擦力が重力よりも大きい状態となっているため、解析容器11は傾斜面上において静止したままの状態を保つことができる。
次に、ステップ16(S16)では、解析容器設置トレイ3の高速回転を開始する。
Next, in step 15 (S15), the
At this time, the
Next, in step 16 (S16), the analysis
以上のように、本実施形態の解析装置では、解析容器設置トレイ3上において解析容器11を所望の位置へ移動させながら各工程が実施される際に、バランスボール22を解析容器11とは対角線上に移動させるように制御する。
これにより、解析容器設置トレイ3上におけるどの位置に解析容器11がある場合でも、常に、解析容器11とバランスボール22とがバランスが取れた状態で解析容器設置トレイ3を高速回転させることができる。
As described above, in the analysis apparatus of this embodiment, the
As a result, the analysis
よって、安定した状態で各工程を実施することができる。
次に、本実施形態の解析装置および解析容器11に用いられる各部品の仕様について説明する。
本実施形態においては、解析容器設置面12の材質は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、スチレン樹脂(ABS)、シクロオレフィンポリマー(COP)などの有機材料や、アルミ、チタン、シリコン、ガラス、石英などの無機材料を用いることができる。
Therefore, each process can be implemented in a stable state.
Next, the specification of each part used for the analysis apparatus and
In this embodiment, the material of the analysis
また、解析容器11の下面に設けられた滑動面28の材質は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、スチレン樹脂(ABS)、シクロオレフィンポリマー(COP)等の有機材料や、アルミ、チタン、シリコン、ガラス、石英などの無機材料を用いることができる。
Moreover, the material of the sliding
そして、解析容器の重さは約10gであり、現在の静摩擦係数0.5程度であることから、この静摩擦係数から求められる滑り出しの傾斜角度は約27度と算出される。
このような条件下で、解析容器設置面12の傾斜角度は、約15度に設定されている。
この傾斜角度は、静摩擦係数から求まる滑り出し角度より小さく、かつ動摩擦係数で求まる滑り出し角度より大きく設定されている。このような傾斜角度にすることによって、揺動すると解析容器11は、解析容器設置面12の上をスライドするが、揺動しないとスライドしないという状態を形成することができる。このため、静摩擦と動摩擦の差は大きい程好ましい。
Since the weight of the analysis container is about 10 g and the current static friction coefficient is about 0.5, the sliding inclination angle obtained from this static friction coefficient is calculated to be about 27 degrees.
Under such conditions, the inclination angle of the analysis
The inclination angle is set to be smaller than the sliding angle obtained from the static friction coefficient and larger than the sliding angle obtained from the dynamic friction coefficient. By making such an inclination angle, the
そして、揺動の周期および振幅角度については、揺動角3.6度、揺動周波数は30Hzとしている。
以上のように本実施形態の解析装置は、本体ケース1と、本体ケース1内に設けられ、鉛直方向に対して回転軸4が傾斜角度を有する回転駆動部5と、回転駆動部5の回転軸4に接続され、解析容器設置面12を有する解析容器設置トレイ3と、回転駆動部5の回転を制御する制御部と、を備えている。
As for the oscillation cycle and amplitude angle, the oscillation angle is 3.6 degrees and the oscillation frequency is 30 Hz.
As described above, the analysis device according to the present embodiment includes the
これにより、装置の構成を簡素化することができる。
すなわち、本実施形態の解析装置においては、回転軸4が鉛直方向に対して傾斜角度を有している。
これにより、回転軸4に接続された解析容器設置トレイ3も水平方向に対して傾斜した状態となる。よって、制御部8が回転駆動部5の回転を制御することにより、解析容器11は、解析容器設置トレイ3の解析容器設置面12を滑りながら解析容器設置トレイ3上の位置を変えることができる。
Thereby, the structure of an apparatus can be simplified.
That is, in the analysis apparatus of the present embodiment, the
Thereby, the analysis
その結果、解析容器11に対する解析容器設置トレイ3の回転中心位置が変わるので、解析容器11に対する遠心力の向きを変えることができる。
これにより、解析容器11を解析容器設置トレイ3に対して相対的に移動する機構を設けることなく、解析容器11に対する遠心力の向きを変えることができるため、装置の構成を簡素化することができる。
As a result, since the rotation center position of the analysis
Thereby, since the direction of the centrifugal force with respect to the
以上のように本発明は、本体ケースと、この本体ケース内に設けられ、解析容器設置面を有する解析容器設置トレイと、この解析容器設置トレイを回転させる回転駆動部と、この回転駆動部の回転を制御する制御部と、を備え、前記解析容器設置トレイの解析容器設置面は、水平方向に対して傾斜角度をつける傾斜手段を設けた構成としたので、装置の構成を簡素化することができる。 As described above, the present invention provides a main body case, an analysis container installation tray provided in the main body case and having an analysis container installation surface, a rotation drive unit that rotates the analysis container installation tray, and the rotation drive unit. A control unit for controlling rotation, and the analysis container installation surface of the analysis container installation tray is provided with an inclination means for inclining an angle with respect to the horizontal direction, thereby simplifying the configuration of the apparatus Can do.
すなわち、本発明においては、解析容器設置面は、水平方向に対して傾斜角度をつける傾斜手段を設けたので、制御部が回転駆動部の回転を制御することにより、解析容器は、解析容器設置トレイの解析容器設置面を傾斜面の下方に滑りながらトレイ上の位置を変えることが可能となる。
その結果、解析容器に対する解析容器設置トレイの回転中心位置が変わるので、解析容器に対する遠心力の向きを変えることが可能となる。
That is, in the present invention, since the analysis container installation surface is provided with an inclination means that makes an inclination angle with respect to the horizontal direction, the control container controls the rotation of the rotation drive unit, so that the analysis container is installed in the analysis container. The position on the tray can be changed while sliding the analysis container installation surface of the tray below the inclined surface.
As a result, since the rotation center position of the analysis container installation tray with respect to the analysis container changes, the direction of the centrifugal force with respect to the analysis container can be changed.
このような構成とすることにより、先行技術のような複数の回転機構を有することなく、解析容器に対する遠心力の向きを変えることが可能となるので、装置の構成を簡素化することができるのである。
したがって、遺伝子などの解析装置としての適用が大いに期待されるものである。
By adopting such a configuration, it becomes possible to change the direction of the centrifugal force with respect to the analysis container without having a plurality of rotation mechanisms as in the prior art, so the configuration of the apparatus can be simplified. is there.
Therefore, application as an analysis apparatus for genes and the like is highly expected.
1 本体ケース
2 開口部
3 解析容器設置トレイ
4 回転軸
5 回転駆動部
6 表示部
7 操作部
8 制御部
9 光学検出部
10 温度制御部
11 解析容器
11a 流体回路面
12 解析容器設置面
13 矢印
14,14a,14b,14c,14d 内壁
15 突起
16 回転中心
17a,17b,17c 矢印
20 ガイド
21 レール
22 バランスボール
23 ガイドレール
24 湾曲部
25 窪み
26 本体
27 上カバー
28 滑動面(下カバー)
29 液体検体定量部
30 液体試薬保持部
31 核酸増幅反応部
32 液体検体注入チャンバ
33 流路
34 廃液チャンバ
35 定量チャンバ
36 流路
37,37a,37b,37c,37d,37f 液体試薬保持チャンバ
38,38a,38b,38c,38d,38f 液体試薬シフトチャンバ
39 流路
40 反応チャンバ
41 定量チャンバ
42 測定チャンバ
43 ビア
44 ビア
45 磁石
46 磁石
47,47a,47b,47c 第1のチャンバ
48,48a,48b,48c 第2のチャンバ
49,49a,49b,49c 流路
50 流路
51 流路
52 流路
53 第3のチャンバ
54 流路
55 第4のチャンバ
56 流路
57 反応流路層
58 廃液貯蔵層
60 接続点(チャンバ出口)
61 接続点(チャンバ入口)
62 回転軸
63 チャンバ出口
64 テーパ
65 液面
66 接続点
67 接続点
68 液面
69 液面
70 液面
73 接続点
74 接続点
76 接続点
77 接続点
78 接続点
79 接続点
80 接続点
81 接続点
82 LED(解析容器検出部)
83 フォトセンサ(解析容器検出部)
84 円内
85 4隅
86 ビア
90 流路
91 流路
92 流路
93 流路
94 流路
DESCRIPTION OF
29 Liquid
61 Connection point (chamber inlet)
62 Rotating
83 Photosensor (analysis container detector)
84 In-circle 85 Four corners 86
Claims (15)
前記本体ケース内に設けられ、解析容器が設置される解析容器設置面を有する解析容器設置トレイと、
前記本体ケース内に設けられ、前記解析容器設置面上に載置された状態で、前記解析容器設置トレイを回転軸を中心に回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の回転を制御する制御部と、
前記解析容器設置トレイの前記解析容器設置面を、水平方向に対して傾斜角度をつける傾斜手段と、
を備えた解析装置。 A body case,
An analysis container installation tray provided in the main body case and having an analysis container installation surface on which the analysis container is installed;
A rotation drive unit that is provided in the main body case and is placed on the analysis container installation surface, and rotates the analysis container installation tray around a rotation axis;
A control unit for controlling the rotation of the rotation drive unit;
Inclining means for inclining the analysis container installation surface of the analysis container installation tray with respect to a horizontal direction,
Analysis device with
請求項1に記載の解析装置。 The tilting means is arranged so that the rotation axis has a predetermined tilt angle with respect to the vertical direction.
The analysis device according to claim 1.
請求項1または2に記載の解析装置。 The analysis container installation surface is slidable with the analysis container.
The analysis device according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1つに記載の解析装置。 The control unit performs control to swing the rotation driving unit.
The analysis device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1つに記載の解析装置。 The control unit controls the rotation driving unit to stop at an arbitrary rotation angle;
The analysis device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から4のいずれか1つに記載の解析装置。 Provided on the analysis container installation surface of the analysis container installation tray, further comprising a guide for guiding the analysis container;
The analysis device according to any one of claims 1 to 4.
請求項6に記載の解析装置。 The guide has a rail laid on the analysis container installation surface,
The analysis device according to claim 6.
請求項6に記載の解析装置。 The guide has a wall surrounding the analysis container installation surface,
The analysis device according to claim 6.
請求項6に記載の解析装置。 The guide has a columnar protrusion provided at a central portion of the analysis container installation surface.
The analysis device according to claim 6.
請求項1から9のいずれか1つに記載の解析装置。 Further comprising a balance mechanism for balancing the rotation of the analysis container installation tray,
The analysis device according to any one of claims 1 to 9.
請求項10に記載の解析装置。 The balance mechanism includes a balance ball and a rail mechanism that moves the balance ball in a desired direction.
The analysis device according to claim 10.
請求項1から11のいずれか1つに記載の解析装置。 The magnet further provided on the analysis container installation surface,
The analysis device according to any one of claims 1 to 11.
請求項6に記載の解析装置。 The magnet further provided in a part of the guide,
The analysis device according to claim 6.
前記本体ケース内に設けられており、前記解析容器が滑動できる滑動面を有する解析容器設置トレイと、
前記本体ケース内に設けられており、前記解析容器設置トレイを回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の回転を制御する制御部と、
前記解析容器設置トレイに設けられており、前記滑動面内において前記解析容器を位置決め可能な複数の位置決め部と、
を備えている解析装置。 A body case,
An analysis container installation tray provided in the main body case and having a sliding surface on which the analysis container can slide;
Provided in the main body case, and a rotation drive unit for rotating the analysis container installation tray;
A control unit for controlling the rotation of the rotation drive unit;
A plurality of positioning portions that are provided in the analysis container installation tray and are capable of positioning the analysis container in the sliding surface;
Analyzing device equipped with.
前記解析容器設置トレイの設置面上に載置された前記解析容器が傾斜上方へ移動するように、前記回転軸を中心にして前記解析容器設置トレイを回転させる第1位置決めステップと、
前記解析容器設置トレイを揺動させて、前記解析容器を傾斜下方に配置された所望の場所へ移動させる移動ステップと、
前記解析容器設置トレイの設置面上に載置された前記解析容器が傾斜上方へ移動するとともに、バランスボールが重力によって前記解析容器とは対角線上にある傾斜下方に移動するように、前記回転軸を中心にして前記解析容器設置トレイを回転させる第2位置決めステップと、
前記解析容器設置トレイを連続的に回転させて前記解析容器内に貯留された液体検体に遠心力を付与する移動ステップと、
を備えている解析方法。 An analysis method using the analysis apparatus according to claim 1,
A first positioning step of rotating the analysis container installation tray about the rotation axis so that the analysis container placed on the installation surface of the analysis container installation tray moves upward in the inclination;
Moving the analysis container installation tray to move the analysis container to a desired location disposed below the inclination; and
The rotating shaft is arranged so that the analysis container placed on the installation surface of the analysis container installation tray moves upward in the inclination, and the balance ball moves downward in the inclination diagonally to the analysis container by gravity. A second positioning step of rotating the analysis container installation tray around the center,
A moving step of continuously rotating the analysis container setting tray to apply a centrifugal force to the liquid specimen stored in the analysis container;
An analysis method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015099728A JP2016214096A (en) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Analyzer and analysis method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015099728A JP2016214096A (en) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Analyzer and analysis method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016214096A true JP2016214096A (en) | 2016-12-22 |
Family
ID=57577466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015099728A Pending JP2016214096A (en) | 2015-05-15 | 2015-05-15 | Analyzer and analysis method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016214096A (en) |
-
2015
- 2015-05-15 JP JP2015099728A patent/JP2016214096A/en active Pending
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