JP2022081169A - 処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システム - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸気の凝縮による容器壁面への液滴の付着を抑制できる処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システムの提供。【解決手段】処理装置は、液体を含むサンプル１００を収容した容器３０を、重力方向における第１の範囲１１Ａで加熱する加熱ブロック１１と、加熱ブロック１１によって加熱された容器３０を、重力方向における第１の範囲１１Ａより狭い第２の範囲１２Ａで冷却する冷却ブロック１２と、を備える。【選択図】図４
Description
本発明は、処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システムに関するものである。
細胞から核酸を抽出するためには、細胞の膜構造を破壊（溶解）し、細胞の内容物を細胞外に放出させる必要がある。下記特許文献１には、液体を含むサンプルを収容した容器を１００℃以上の高温で処理することにより、細胞から核酸を抽出する方法が開示されている。下記特許文献２には、液体を含むサンプルを収容した容器に対し、１つの試料ブロックで加熱と冷却を行う、ポリメラーゼ連鎖反応の自動実施装置が開示されている。
加熱処理が終わった後に、使用者が容器を扱えるようにするためには、常温付近の温度へ降温させる必要がある。しかしながら、特許文献１及び２には、その際の容器内の蒸気の凝縮への対応については言及がない。蒸気の凝縮によって容器壁面に付着した液滴は、ピペットなどによる回収が困難となり、サンプル量が減少する要因となる。さらに、液滴が容器の蓋などに付着してしまうと、蓋を開ける際に飛び散る可能性があり、他の容器のサンプルに混入し、コンタミネーションを発生させる虞がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蒸気の凝縮による容器壁面への液滴の付着を抑制できる処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システムの提供を目的とする。
（１）本発明の一態様に係る処理装置は、液体を含むサンプルを収容した容器を、重力方向における第１の範囲で加熱する加熱ブロックと、前記加熱ブロックによって加熱された前記容器を、重力方向における前記第１の範囲より狭い第２の範囲で冷却する冷却ブロックと、を備える。
（２）上記（１）に記載された処理装置であって、前記第２の範囲は、前記容器の下部を含んでもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載された処理装置であって、前記第２の範囲は、前記容器の前記サンプルの液面より上側の一部を含んでもよい。
（４）上記（１）または（２）に記載された処理装置であって、前記第２の範囲は、前記容器の前記サンプルの液面より下側のみであってもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれかに記載された処理装置であって、前記加熱ブロックには、前記容器を挿入して前記第１の範囲で加熱する第１の挿入孔が形成され、前記冷却ブロックには、前記容器を挿入して前記第２の範囲で冷却する第２の挿入孔が形成され、前記第２の挿入孔は、前記第１の挿入孔よりも浅くてもよい。
（６）上記（１）～（５）のいずれかに記載された処理装置であって、前記冷却ブロックによって冷却された前記容器を、重力方向における前記第２の範囲より広い第３の範囲で冷却する第２の冷却ブロックを備えてもよい。
（７）上記（５）に記載された処理装置であって、前記冷却ブロックによって冷却された前記容器を、重力方向における前記第２の範囲より広い第３の範囲で冷却する第２の冷却ブロックを備え、前記第２の冷却ブロックには、前記容器を挿入して前記第３の範囲で冷却する第３の挿入孔が形成され、前記第３の挿入孔は、前記第２の挿入孔よりも深くてもよい。
（８）本発明の一態様に係る核酸抽出システムは、上記（１）～（７）のいずれかに記載された処理装置を備え、前記サンプルの細胞から核酸を抽出する。
（９）本発明の一態様に係る核酸分析システムは、上記（８）に記載された核酸抽出システムを備え、抽出した前記核酸を分析する。
上記本発明の一態様によれば、蒸気の凝縮による容器壁面への液滴の付着を抑制できる処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システムが得られる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システムについて詳細に説明する。以下では、まず本発明の実施形態の概要について説明し、続いて本発明の実施形態の詳細について説明する。
〔概要〕
上述した特許文献２に記載されているポリメラーゼ連鎖反応の自動実施装置は、液体を含むサンプルを収容した容器を、試料ブロックに挿入し、試料ブロックを電熱ヒーターなどで加熱することで、サンプル中の核酸（ＤＮＡ）の２本鎖を分け１本鎖とする。その後、同試料ブロックに冷媒を流し、サンプルを冷却することで、特異的な結合と、それに続く反応による伸長により核酸（ＤＮＡ）を複製する。しかしながら、容器壁面も同時に冷却されるため、加熱時に生じた蒸気が凝縮し、液滴として容器内に付着する。
上述した特許文献２に記載されているポリメラーゼ連鎖反応の自動実施装置は、液体を含むサンプルを収容した容器を、試料ブロックに挿入し、試料ブロックを電熱ヒーターなどで加熱することで、サンプル中の核酸（ＤＮＡ）の２本鎖を分け１本鎖とする。その後、同試料ブロックに冷媒を流し、サンプルを冷却することで、特異的な結合と、それに続く反応による伸長により核酸（ＤＮＡ）を複製する。しかしながら、容器壁面も同時に冷却されるため、加熱時に生じた蒸気が凝縮し、液滴として容器内に付着する。
また、上述した特許文献１に記載されている核酸抽出方法は、細菌や真菌を容器内で沸点を超える高温状態、およびその高温状態での飽和蒸気圧による高圧状態にて、細菌や真菌から核酸を抽出する。したがって、この場合の容器の冷却時の蒸気の凝縮は、沸点付近の温度により熱処理を行う上述した特許文献２のケースよりも顕著になる。
容器壁面に付着した液滴は、例えば遠心機による遠心力などにより容器下部に回収しなければ、ピペットなどで他の容器に移すことが困難であり、サンプル量が減少する要因となる。さらに、液滴が容器の蓋などに付着してしまうと、蓋を開ける際に飛び散る可能性があり、他の容器のサンプルに混入し、コンタミネーションを発生させる虞がある。特に近年、核酸を用いた分析の大規模化、高度化に伴い、複数の容器を列方向、あるいは行方向、あるいはその両方に配列し、複数のサンプルに対して同時に処理を行う場合がある。したがって、液滴の飛散によるコンタミネーションは大きな問題となる。
本発明の実施形態は、処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システムにおいて、液体を含むサンプルを収容した容器を、加熱ブロックによって重力方向における第１の範囲で加熱し、その加熱ブロックによって加熱された容器を、冷却ブロックによって重力方向における第１の範囲より狭い第２の範囲で冷却する。これにより、容器を冷却する範囲が、容器を加熱する範囲よりも狭くなり、蒸気の凝縮による容器壁面への液滴の付着を抑制できる。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る核酸分析システム１の概略図である。
図１に示すように、核酸分析システム１は、菌回収システム２と、核酸抽出システム３と、ハイブリダイズ反応システム４と、検出システム５と、を備えている。
図１は、第１実施形態に係る核酸分析システム１の概略図である。
図１に示すように、核酸分析システム１は、菌回収システム２と、核酸抽出システム３と、ハイブリダイズ反応システム４と、検出システム５と、を備えている。
菌回収システム２は、サンプル１００から、サンプル１００に含まれている菌（細菌や真菌など）を回収するシステムである。サンプル１００は、例えば、飲料を対象とした検査であれば、製造した飲料や、当該飲料を製造するための水、または、当該飲料を製造する過程の液体などである。あるいは、サンプル１００は、製造環境の菌の汚染の有無、汚染度合いを検査するために、検査環境をふき取った綿棒などから菌を回収した液体である場合もある。
菌は、例えば、回収した液体に加圧あるいは減圧を加えることで、フィルタで濾過して回収することができる。フィルタは、例えば、細菌や真菌を回収する場合には、孔径が０．２２μｍ～０．４５μｍのフィルタであるとよい。フィルタで菌を回収した後は、フィルタを菌が培養される培養液に浸し、菌が培養された培養液を、次工程（核酸抽出システム３）のサンプル１００としてもよい。あるいは菌を遠心分離などで集めた液体、あるいは遠心分離などで集めた凝集体を溶解した液体を、次工程のサンプル１００としてもよい。あるいはフィルタを入れた液体を振動させ、菌が懸濁した液を次工程のサンプル１００としてもよい。
核酸抽出システム３は、サンプル１００中の細胞の膜構造を破壊（溶解）し、細胞の核酸を抽出するシステムである。なお、核酸を抽出したサンプル１００に、抽出した核酸と反応する他の核酸が含まれた液体を混ぜてもよい。また、当該他の核酸は、後述する検出工程（検出システム５）にて検出するために、特定の条件で蛍光や発光や消光作用を有する部位が付与された核酸であってもよい。これらは核酸抽出システム３にて処理をする前のサンプル１００に混ぜても良いし、核酸抽出システム３にて処理をした後のサンプル１００に対して混ぜても良い。
ハイブリダイズ反応システム４は、サンプル１００中の核酸にハイブリダイズ反応をさせるシステムである。なお、この工程にて、サンプル１００は、例えば６０℃に加熱されると共に撹拌されることにより、上述の他の核酸と合致するハイブリダイズ反応を行う。この反応にて、例えば、上述の他の核酸に付与した特定の条件で蛍光や発光や消光作用を有する部位が、サンプル１００中の核酸と反応することで、蛍光や発光や消光作用が発現する。
なお、上述の他の核酸の構造を、特定の核酸と反応するように設計することにより、例えば、サンプル１００中の特定の細菌や真菌などが持つ核酸とのみ反応させることができる。つまり、ハイブリダイズ反応システム４の処理では、当該特定の核酸と反応する他の核酸を用いることにより、サンプル１００の中に特定の細菌や真菌などが含まれている時のみ、他の核酸に付与した蛍光や発光や消光作用を発現するようにすることができる。
検出システム５は、ハイブリダイズ反応システム４で処理したサンプル１００において発現した蛍光や発光や消光作用の有無、その程度などを検出する。検出システム５は、例えば、サンプル１００の核酸で発現した蛍光作用を、励起レーザー光にて励起し、励起後の蛍光を高感度カメラにて検出する。
あるいは、検出システム５は、サンプル１００の核酸で発現した発光作用を、高感度カメラにて検出する。あるいは、検出システム５は、サンプル１００の核酸で発現した消光作用を、消光作用を付与した部位の近傍に付与した蛍光や発光が消光される程度を高感度カメラにて検出する。この検出方法に関しては、例えば、特開２０２０－７４７２６号公報に記載されているような方法を採用してもよい。
核酸分析システム１は、上述のような一連のシステムを用いることにより、サンプル１００の中に特定の菌（細菌や真菌など）が含まれているか、またはその濃度を分析する。
図２は、第１実施形態に係る核酸抽出システム３の概略図である。
図２に示すように、核酸抽出システム３には、熱処理装置１０と、移動装置２０と、を備える処理装置が設けられている。熱処理装置１０は、加熱ブロック１１と、冷却ブロック１２と、を備えている。移動装置２０は、第１アクチュエータ２１と、第２アクチュエータ２２と、容器装着部２３と、を備えている。
図２に示すように、核酸抽出システム３には、熱処理装置１０と、移動装置２０と、を備える処理装置が設けられている。熱処理装置１０は、加熱ブロック１１と、冷却ブロック１２と、を備えている。移動装置２０は、第１アクチュエータ２１と、第２アクチュエータ２２と、容器装着部２３と、を備えている。
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向は、加熱ブロック１１及び冷却ブロック１２が並ぶ第１の水平方向とする。Ｚ軸方向は、重力方向とする。Ｙ軸方向は、図２において図示しないが上記Ｘ軸方向及び上記Ｚ軸方向と直交する第２の水平方向とする。
加熱ブロック１１は、上述のサンプル１００を収容した容器３０（図３参照）を加熱する。冷却ブロック１２は、加熱ブロック１１によって加熱された容器３０を冷却する。容器装着部２３は、容器３０を移動装置２０に装着する。第２アクチュエータ２２は、容器装着部２３をＺ軸方向に移動させる。第１アクチュエータ２１は、第２アクチュエータ２２をＸ軸方向に移動させる。
移動装置２０は、容器装着部２３に装着した容器３０を、加熱ブロック１１、冷却ブロック１２の順に移動させる。なお、移動装置２０は、容器３０に対し、熱処理装置１０（加熱ブロック１１、冷却ブロック１２）側を移動させる構成であっても構わない。また、第１アクチュエータ２１が、直動ではなく水平旋回する場合、加熱ブロック１１、冷却ブロック１２は、第１アクチュエータ２１の旋回軸に対し同一半径上に配置されていても構わない。
図３は、第１実施形態に係る加熱ブロック１１の断面図である。
図３に示すように、加熱ブロック１１には、サンプル１００を収容した容器３０が挿入される第１の挿入孔１１０が形成されている。第１の挿入孔１１０は、加熱ブロック１１の上面１１ａに複数形成されている。加熱ブロック１１は、例えば、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材であるとよい。加熱ブロック１１は、例えば、図示しない電熱ヒーターやペルチェ素子、図示しないブロック内流路を流れる熱媒体によって加熱される。
図３に示すように、加熱ブロック１１には、サンプル１００を収容した容器３０が挿入される第１の挿入孔１１０が形成されている。第１の挿入孔１１０は、加熱ブロック１１の上面１１ａに複数形成されている。加熱ブロック１１は、例えば、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材であるとよい。加熱ブロック１１は、例えば、図示しない電熱ヒーターやペルチェ素子、図示しないブロック内流路を流れる熱媒体によって加熱される。
容器３０は、容器本体３１と、蓋体３２と、を備えている。容器本体３１は、サンプル１００を収容する複数の収容部３１０と、複数の収容部３１０を連結させる連結部３１１と、を備えている。収容部３１０は、有底筒状に形成され、半球状の底部３１０ａと、一定の外径でＺ軸方向に延びる胴部３１０ｂと、を備えている。なお、底部３１０ａは、例えば、逆さ円錐状に形成されていても構わない。また、底部３１０ａは、逆さ円錐状の先端が半球状などの曲面となっていても構わない。また、胴部３１０ｂは、一定の外径ではなく、Ｚ軸方向下部に向かうに従って外径が僅かに小さなる傾斜形状を有してもよい。
複数の収容部３１０は、Ｘ軸方向に一列に並んでいる。なお、複数の収容部３１０は、Ｙ軸方向に一列に並んでいてもよく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方にマトリクス状に並んでいてもよい。第１の挿入孔１１０は、複数の収容部３１０がＺ軸方向に挿入可能な数及び配列で加熱ブロック１１の上面１１ａに形成されている。第１の挿入孔１１０の内壁面は、収容部３１０の上端部を除く挿入部分と接触または近接している。なお、第１の挿入孔１１０の開口縁部には、収容部３１０との接触により収容部３１０を傷付けないように、Ｃ面取りやＲ面取りなどの面取りを施してもよい。連結部３１１は、平板状に形成され、複数の収容部３１０の上端部の間を連結している。
蓋体３２は、複数の収容部３１０の上端開口部を覆う蓋部３２０と、複数の収容部３１０の上端開口部に挿入される複数の封止部３２１と、を備えている。蓋部３２０は、平面視で、連結部３１１と略同じ大きさの平板形状を有する。複数の封止部３２１は、蓋部３２０の下面から下方に突設された複数の凸部である。封止部３２１の下端部の周面には、封止材３２２が配置される環状溝が形成されている。
封止材３２２は、環状に形成され、収容部３１０に挿入されて、収容部３１０の内壁面に当接することにより封止を行う。封止材３２２は、収容部３１０が第１の挿入孔１１０に挿入された状態で、第１の挿入孔１１０の中に位置する。これにより、加熱による核酸抽出を行う間、サンプル１００の液体及び蒸気が存在できる領域を、第１の挿入孔１１０の中に収めることができる。したがって、容器３０に封入されたサンプル１００の温度を精密に制御することが可能となり、核酸抽出が容易になる。
封止材３２２は、収容部３１０あるいは蓋部３２０の少なくともいずれかよりも弾性率の低い材料であることが望ましい。弾性率が低いことで封止材３２２が変形することにより、封止部３２１が収容部３１０の上端開口部に、より小さな力で挿入できるようになる。また、弾性率が低いことで、封止材３２２が封止部３２１の下端部の周面に設けられた環状溝と収容部３１０の隙間を確実に埋め、漏れを防止することができる。このような封止材３２２の材料として、ニトリルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、パーフロロエラストマーなどを用いることができる。
容器装着部２３は、複数の収容部３１０を吊下げた状態で、連結部３１１を支持する容器支持部４１と、蓋部３２０と重なり、容器支持部４１との間で容器３０を挟み込むと共に、容器支持部４１に対し開閉可能に設けられた容器固定部４２と、を備えている。容器支持部４１は、複数の貫通孔４１０を有する格子状に形成されている。複数の貫通孔４１０は、複数の収容部３１０が挿入可能な数及び配列で容器支持部４１に形成されている。
容器固定部４２は、平面視で、容器支持部４１と略同じ大きさの平板形状を有する。容器固定部４２は、容器支持部４１に対して係脱可能な図示しない爪部を備えている。容器固定部４２は、容器支持部４１に対して容器固定部４２が開放不能となるロック状態と、容器支持部４１に対して容器固定部４２が開放可能となるロック解除状態と、が切り替えられるようになっている。
加熱ブロック１１は、液体を含むサンプル１００を収容した容器３０を、重力方向における第１の範囲１１Ａで加熱する。第１の範囲１１Ａは、容器３０の下部を含んでいる。図３に示す容器３０の下部には、収容部３１０の底部３１０ａ及び胴部３１０ｂの一部が含まれる。なお、第１の範囲１１Ａに少なくとも含まれる容器３０の下部とは、例えば、収容部３１０の重力方向における寸法を３等分したときの、一番下の部分であってもよいし、最小限の底部３１０ａであっても構わない。
また、第１の範囲１１Ａは、容器３０のサンプル１００の液面より上側の一部を含んでいる。図３に示す容器３０においては、第１の範囲１１Ａは、サンプル１００の液面より上側であって、少なくとも封止材３２２が収容部３１０の内壁面に当接する部分より下側の部分が含まれる。
図４は、第１実施形態に係る冷却ブロック１２の断面図である。なお、図４においては、加熱ブロック１１と比較するために、加熱ブロック１１及びその上面１１ａを二点鎖線で示している。
図４に示すように、冷却ブロック１２には、加熱ブロック１１によって加熱された容器３０が挿入される第２の挿入孔１２０が形成されている。第２の挿入孔１２０は、冷却ブロック１２の上面１２ａに複数形成されている。冷却ブロック１２は、例えば、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材であるとよい。冷却ブロック１２は、例えば、図示しないブロック内流路を流れる熱媒体（冷媒）によって冷却される。あるいは、冷却ブロック１２は、外気によって常温で冷却されてもよい。また、冷却ブロック１２は、常温での冷却が促進されるようにその一部に図示しないフィンを設けてもよいし、図示しないフィン部材と接触していてもよい。あるいは、冷却ブロック１２は、図示しないペルチェ素子により冷却されてもよい。
図４に示すように、冷却ブロック１２には、加熱ブロック１１によって加熱された容器３０が挿入される第２の挿入孔１２０が形成されている。第２の挿入孔１２０は、冷却ブロック１２の上面１２ａに複数形成されている。冷却ブロック１２は、例えば、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材であるとよい。冷却ブロック１２は、例えば、図示しないブロック内流路を流れる熱媒体（冷媒）によって冷却される。あるいは、冷却ブロック１２は、外気によって常温で冷却されてもよい。また、冷却ブロック１２は、常温での冷却が促進されるようにその一部に図示しないフィンを設けてもよいし、図示しないフィン部材と接触していてもよい。あるいは、冷却ブロック１２は、図示しないペルチェ素子により冷却されてもよい。
第２の挿入孔１２０は、上述した第１の挿入孔１１０と同様に、複数の収容部３１０がＺ軸方向に挿入可能な数及び配列で、冷却ブロック１２の上面１２ａに形成されている。第２の挿入孔１２０の内壁面は、収容部３１０の挿入部分と全領域で接触または近接している。第２の挿入孔１２０は、上述した第１の挿入孔１１０よりも浅く形成されている。
冷却ブロック１２は、加熱ブロック１１によって加熱された容器３０を、重力方向における第１の範囲１１Ａより狭い第２の範囲１２Ａで冷却する。第２の範囲１２Ａは、容器３０の下部を含んでいる。つまり、冷却ブロック１２は、収容部３１０の底部３１０ａ及び胴部３１０ｂの一部を冷却する。また、図４に示す冷却ブロック１２においては、第２の範囲１２Ａは、第１の範囲１１Ａと異なり、容器３０のサンプル１００の液面より上側の部分を含まない。
上記構成の冷却ブロック１２においては、冷却ブロック１２は容器３０の下部にのみに当接あるいは近接するため、容器３０の下部は冷却されるが、容器３０の上部は冷却されずに余熱を保持することが可能となる。そのため、容器３０の下部およびサンプル１００が、容器３０の上部より先に冷却される。そうすると、容器３０内の蒸気は、容器３０の下部あるいはサンプル１００に吸収される形で凝縮する。このため、容器３０内の蒸気が、容器３０の上部の壁面に液滴として付着することを抑制できる。
また、容器３０内の蒸気量を、冷却開始時の蒸気量に比べて少なくすることができる。このため、容器３０の上部が徐々に自然冷却されても、容器３０の上部の壁面に液滴として付着することなく、容器３０の下部に回収することが可能となる。
その結果、容器３０の壁面、特に容器３０の上部の壁面に液滴が付着することを抑制することが可能となる。したがって、他の容器へ移設可能なサンプル量の減少や、蓋体３２の開閉時の容器３０の上部に付着した液滴の飛散によるコンタミネーションの発生といった問題を解消することが可能となる。
その結果、容器３０の壁面、特に容器３０の上部の壁面に液滴が付着することを抑制することが可能となる。したがって、他の容器へ移設可能なサンプル量の減少や、蓋体３２の開閉時の容器３０の上部に付着した液滴の飛散によるコンタミネーションの発生といった問題を解消することが可能となる。
このように、上述した第１実施形態によれば、液体を含むサンプル１００を収容した容器３０を、重力方向における第１の範囲１１Ａで加熱する加熱ブロック１１と、加熱ブロック１１によって加熱された容器３０を、重力方向における第１の範囲１１Ａより狭い第２の範囲１２Ａで冷却する冷却ブロック１２と、を備える。この構成によれば、蒸気の凝縮による容器３０の壁面への液滴の付着を抑制できる処理装置、当該処理装置を備える核酸抽出システム３、及び当該核酸抽出システム３を備える核酸分析システム１が得られる。
また、第１実施形態では、第２の範囲１２Ａは、容器３０の下部を含む。この構成によれば、容器３０の下部は冷却されるが、容器３０の上部は冷却されずに余熱を保持することが可能となる。そのため、容器３０の下部およびサンプル１００が、容器３０の上部より先に冷却される。そうすると、容器３０内の蒸気は、容器３０の下部あるいはサンプル１００に吸収される形で凝縮する。このため、容器３０内の蒸気が、容器３０の上部の壁面に液滴として付着することを抑制できる。
また、第１実施形態では、加熱ブロック１１には、容器３０を挿入して第１の範囲１１Ａで加熱する第１の挿入孔１１０が形成され、冷却ブロック１２には、容器３０を挿入して第２の範囲１２Ａで冷却する第２の挿入孔１２０が形成され、第２の挿入孔１２０は、第１の挿入孔１１０よりも浅い。この構成によれば、容器３０を冷却する第２の範囲１２Ａを、容器３０を加熱する第１の範囲１１Ａよりも重力方向において狭くすることが容易にできる。
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図５は、第２実施形態に係る核酸抽出システム３の概略図である。
図５に示すように、第２実施形態の核酸抽出システム３の熱処理装置１０は、上述した加熱ブロック１１及び冷却ブロック１２（第１の冷却ブロックとも言う）に加え、第２の冷却ブロック１３を備えている。移動装置２０は、容器装着部２３に装着した容器３０を、加熱ブロック１１、冷却ブロック１２、第２の冷却ブロック１３の順に移動させる。
図５に示すように、第２実施形態の核酸抽出システム３の熱処理装置１０は、上述した加熱ブロック１１及び冷却ブロック１２（第１の冷却ブロックとも言う）に加え、第２の冷却ブロック１３を備えている。移動装置２０は、容器装着部２３に装着した容器３０を、加熱ブロック１１、冷却ブロック１２、第２の冷却ブロック１３の順に移動させる。
図６は、第２実施形態に係る第２の冷却ブロック１３の断面図である。なお、図６においては、冷却ブロック１２と比較するために、冷却ブロック１２及びその上面１２ａを二点鎖線で示している。
図６に示すように、第２の冷却ブロック１３には、冷却ブロック１２によって冷却された容器３０が挿入される第３の挿入孔１３０が形成されている。第３の挿入孔１３０は、第２の冷却ブロック１３の上面１３ａに複数形成されている。第２の冷却ブロック１３は、例えば、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材であるとよい。第２の冷却ブロック１３は、例えば、図示しないブロック内流路を流れる熱媒体（冷媒）によって冷却される。あるいは、第２の冷却ブロック１３は、外気によって常温で冷却されてもよい。また、第２の冷却ブロック１３は、常温での冷却が促進されるようにその一部に図示しないフィンを設けてもよいし、図示しないフィン部材と接触していてもよい。あるいは、第２の冷却ブロック１３は、図示しないペルチェ素子により冷却されてもよい。
図６に示すように、第２の冷却ブロック１３には、冷却ブロック１２によって冷却された容器３０が挿入される第３の挿入孔１３０が形成されている。第３の挿入孔１３０は、第２の冷却ブロック１３の上面１３ａに複数形成されている。第２の冷却ブロック１３は、例えば、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材であるとよい。第２の冷却ブロック１３は、例えば、図示しないブロック内流路を流れる熱媒体（冷媒）によって冷却される。あるいは、第２の冷却ブロック１３は、外気によって常温で冷却されてもよい。また、第２の冷却ブロック１３は、常温での冷却が促進されるようにその一部に図示しないフィンを設けてもよいし、図示しないフィン部材と接触していてもよい。あるいは、第２の冷却ブロック１３は、図示しないペルチェ素子により冷却されてもよい。
第３の挿入孔１３０は、上述した第１の挿入孔１１０及び第２の挿入孔１２０と同様に、複数の収容部３１０がＺ軸方向に挿入可能な数及び配列で、第２の冷却ブロック１３の上面１２ａに形成されている。第３の挿入孔１３０の内壁面は、収容部３１０の挿入部分と全領域で接触または近接している。第３の挿入孔１３０は、上述した第２の挿入孔１２０よりも深く形成されている。
第２の冷却ブロック１３は、冷却ブロック１２によって冷却された容器３０を、重力方向における第２の範囲１２Ａより広い第３の範囲１３Ａで冷却する。第３の範囲１３Ａは、容器３０の下部を含んでいる。また、図６に示す第２の冷却ブロック１３においては、第３の範囲１３Ａは、第２の範囲１２Ａと異なり、容器３０のサンプル１００の液面より上側の部分を含んでいる。つまり、第２の冷却ブロック１３は、第１の範囲１１Ａと同様に、収容部３１０の底部３１０ａ及び胴部３１０ｂの略全体を含む第３の範囲１３Ａを冷却する。
上記構成においては、上述した冷却ブロック１２にて容器３０の下部を冷却し、容器３０内の蒸気量を少なくしてから、第２の冷却ブロック１３にて容器３０の略全体を冷却することができる。このため、冷却ブロック１２のみで容器３０の全体の温度を下げるよりも早く、容器３０の全体の温度を下げ、使用者が容器３０を取り出すことを可能にすることができる。
このように第２実施態では、冷却ブロック１２によって冷却された容器３０を、重力方向における第２の範囲１２Ａより広い第３の範囲１３Ａで冷却する第２の冷却ブロック１３を備えるため、使用者が容器を取り出すことが可能な５０～７０℃以下の温度まで、容器３０を早く降温させることができる。なお、容器３０と第２の冷却ブロック１３とを当接あるいは近接させるときには、それ以前に冷却ブロック１２との当接あるいは近接にて容器３０内の蒸気量が十分に下がっているため、容器３０の上部の壁面に蒸気の凝縮により液滴が付着することは殆どない。
また、本実施形態では、第２の冷却ブロック１３には、容器３０を挿入して第３の範囲１３Ａで冷却する第３の挿入孔１３０が形成され、第３の挿入孔１３０は、第２の挿入孔１２０よりも深い。この構成によれば、容器３０を冷却する第３の範囲１３Ａを、容器３０を冷却する第２の範囲１２Ａよりも重力方向において広くすることが容易にできる。
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図７は、第３実施形態に係る冷却ブロック１２の断面図である。なお、図７においては、加熱ブロック１１と比較するために、加熱ブロック１１及びその上面１１ａを二点鎖線で示している。
図７に示すように、第３実施形態は、冷却ブロック１２が容器３０を冷却する第２の範囲１２Ａが、容器３０のサンプル１００の液面より上側の一部を含んでいる。図７に示す第２の範囲１２Ａは、容器３０の下部、及び、サンプル１００の液面より上側であって、封止材３２２が収容部３１０の内壁面に当接する部分より下側の部分が含まれる。
図７に示すように、第３実施形態は、冷却ブロック１２が容器３０を冷却する第２の範囲１２Ａが、容器３０のサンプル１００の液面より上側の一部を含んでいる。図７に示す第２の範囲１２Ａは、容器３０の下部、及び、サンプル１００の液面より上側であって、封止材３２２が収容部３１０の内壁面に当接する部分より下側の部分が含まれる。
この構成によれば、容器３０におけるサンプル１００を収容した部分を、冷却ブロック１２にて確実に冷却することができ、サンプル１００を確実且つ早く冷却することが可能となる。なお、この場合、容器３０の上部の壁面に蒸気の凝縮により液滴１０１が付着することがあるが、液滴１０１がサンプル１００の液面に近ければ、容器３０を多少振るなどして容易に回収できる。また、液滴１０１は、容器３０の上部の蓋体３２の近傍から離れているため、蓋体３２を開放する際に飛散し、コンタミネーションを発生させる危険性は少ない。
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図８は、第４実施形態に係る冷却ブロック１２の断面図である。なお、図８においては、加熱ブロック１１と比較するために、加熱ブロック１１及びその上面１１ａを二点鎖線で示している。
図８に示すように、第４実施形態は、冷却ブロック１２が容器３０を冷却する第２の範囲１２Ａが、容器３０のサンプル１００の液面より下側のみである。
図８に示すように、第４実施形態は、冷却ブロック１２が容器３０を冷却する第２の範囲１２Ａが、容器３０のサンプル１００の液面より下側のみである。
この構成によれば、容器３０の上部の壁面に蒸気の凝縮により液滴が付着することが殆ど無い。したがって、上述した第３実施形態に比べ、サンプル１００の冷却速度は少し遅くなるが、容器３０の壁面に液滴が付着することを防止することが可能となる。これにより、冷却後の容器３０の撹拌動作を不要とし、コンタミネーションのリスクをより低減することができる。
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
なお、上述した実施形態に係る処理装置の一部又は全部は、以下のように付記することができる。
（付記）
第１の挿入孔が形成された加熱ブロックと、
前記第１の挿入孔より浅い第２の挿入孔が形成された冷却ブロックと、
前記第１の挿入孔から前記第２の挿入孔に処理対象物を移動させる移動装置と、を備える、処理装置。
第１の挿入孔が形成された加熱ブロックと、
前記第１の挿入孔より浅い第２の挿入孔が形成された冷却ブロックと、
前記第１の挿入孔から前記第２の挿入孔に処理対象物を移動させる移動装置と、を備える、処理装置。
１ 核酸分析システム
３ 核酸抽出システム
１１ 加熱ブロック
１１Ａ 第１の範囲
１２ 冷却ブロック
１２Ａ 第２の範囲
１３ 第２の冷却ブロック
１３Ａ 第３の範囲
３０ 容器
１００ サンプル
１１０ 第１の挿入孔
１２０ 第２の挿入孔
１３０ 第３の挿入孔
３ 核酸抽出システム
１１ 加熱ブロック
１１Ａ 第１の範囲
１２ 冷却ブロック
１２Ａ 第２の範囲
１３ 第２の冷却ブロック
１３Ａ 第３の範囲
３０ 容器
１００ サンプル
１１０ 第１の挿入孔
１２０ 第２の挿入孔
１３０ 第３の挿入孔
Claims (9)
- 液体を含むサンプルを収容した容器を、重力方向における第１の範囲で加熱する加熱ブロックと、
前記加熱ブロックによって加熱された前記容器を、重力方向における前記第１の範囲より狭い第２の範囲で冷却する冷却ブロックと、を備える、処理装置。 - 前記第２の範囲は、前記容器の下部を含む、請求項１に記載の処理装置。
- 前記第２の範囲は、前記容器の前記サンプルの液面より上側の一部を含む、請求項１または２に記載の処理装置。
- 前記第２の範囲は、前記容器の前記サンプルの液面より下側のみである、請求項１または２に記載の処理装置。
- 前記加熱ブロックには、前記容器を挿入して前記第１の範囲で加熱する第１の挿入孔が形成され、
前記冷却ブロックには、前記容器を挿入して前記第２の範囲で冷却する第２の挿入孔が形成され、
前記第２の挿入孔は、前記第１の挿入孔よりも浅い、請求項１～４のいずれか一項に記載の処理装置。 - 前記冷却ブロックによって冷却された前記容器を、重力方向における前記第２の範囲より広い第３の範囲で冷却する第２の冷却ブロックを備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の処理装置。
- 前記冷却ブロックによって冷却された前記容器を、重力方向における前記第２の範囲より広い第３の範囲で冷却する第２の冷却ブロックを備え、
前記第２の冷却ブロックには、前記容器を挿入して前記第３の範囲で冷却する第３の挿入孔が形成され、
前記第３の挿入孔は、前記第２の挿入孔よりも深い、請求項５に記載の処理装置。 - 請求項１～７のいずれか一項に記載の処理装置を備え、前記サンプルの細胞から核酸を抽出する、核酸抽出システム。
- 請求項８に記載の核酸抽出システムを備え、抽出した前記核酸を分析する、核酸分析システム。
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