JP2022109744A - 核酸分析方法および核酸分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】核酸分析の精度保証を行いながら、試薬コスト低減およびスループット向上を可能とする核酸分析方法を提供する。【解決手段】実施形態の一例である拡散分析方法では、第１の被検者検体と試薬から調製される検査試料と、陽性対照および陰性対照の少なくとも１つと試薬から調製される少なくとも１つの対照試料とを含む、第１の試料セットを作製し、第２の被検者検体と試薬から調製される検査試料を含み、かつ、第１の試料セットに含まれる対照試料のうち少なくとも１つを含まない、第２の試料セットを作製する。第１の試料セットにおける核酸増幅を第１のユニットで測定し、第２の試料セットにおける核酸増幅を第２のユニットで測定して、少なくとも第１の試料セットに含まれる対照試料の測定結果に基づいて、第１および第２の試料セットに含まれる各検査試料の測定結果を分析する。【選択図】図１

Description

本発明は、核酸分析方法および核酸分析装置に関する。

ＣＯＶＩＤ－１９の世界的な流行によって、感染性ウイルスのＰＣＲ検査の需要が急激に増加している。

一般的なＰＣＲ測定装置では、試料を収容する多数のウェルを備えたプレートに対して加温と冷却のサイクルを繰り返すことより増幅した核酸を検出する。特許文献１には、複数のウェルを備えたプレートに複数の試料を収容し、プレートに対して加温と冷却を繰り返すことによって多数の試料をバッチで核酸増幅する方法が開示されている。

特開２００８－２２７３２号公報

特許文献１に開示されるように、ウェルプレートを用いたバッチ処理では、標準核酸試料（ポジティブコントロールともいう）とネガティブコントロールを各バッチに含めておき、核酸分析の精度を保証することが従来行われている。１つのバッチに必ず決まった数のポジティブコントロールとネガティブコントロールが含まれると、バッチ毎にコントロールを測定するための試薬コストがかかる。さらに、１つのバッチに含まれるコントロールの数だけ、１つのバッチで測定できる被検者試料の数は減ることになる。

本発明は、核酸分析の精度保証を行いながら、試薬コスト低減およびスループット向上を可能とする核酸分析方法を提供することを目的とする。

本発明に係る核酸分析方法は、第１の被検者検体と試薬から調製される検査試料と、陽性対照および陰性対照の少なくとも１つと前記試薬から調製される対照試料とを含む、第１の試料セットを作製し、第２の被検者検体と前記試薬から調製される検査試料を含み、かつ、前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料のうち少なくとも１つを含まない、第２の試料セットを作製し、前記第１の試料セットに対して核酸増幅を行い、増幅した核酸を測定し、前記第２の試料セットに対して核酸増幅を行い、増幅した核酸を測定し、少なくとも前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料の測定結果に基づいて、前記第１および第２の試料セットに含まれる前記各検査試料の測定結果を分析することを特徴とする。

本発明に係る核酸分析装置は、被検者検体と試薬から調製される検査試料を含む、複数の試料セットを作製する試料作製装置と、前記複数の試料セットの各々に対して核酸増幅を行い、増幅核酸を測定する少なくとも１つのユニットと、制御部と、を備え、前記試料作製装置は、前記制御部による制御の下、前記検査試料と、陽性対照および陰性対照の少なくとも１つと前記試薬から調製される対照試料とを含む、第１の試料セットと、前記検査試料を含み、かつ、前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料のうち少なくとも１つを含まない第２の試料セットと、を作製し、前記制御部は、少なくとも前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料の測定結果に基づいて、前記第１および前記第２の試料セットに含まれる前記各検査試料の測定結果を分析することを特徴とする。

本発明によれば、試薬コストの低減およびスループットの向上を図りつつ、核酸分析の精度保証を行うことができる。

実施形態の一例である核酸分析装置の概略図である。 ＰＣＲユニットの斜視図である。 ８連チューブの斜視図である。 実施形態の一例である核酸分析装置の構成を示すブロック図である。 核酸分析装置の動作の一例を示すフローチャートである。 核酸分析装置の動作の一例を示すフローチャートである。 核酸分析装置の動作の一例を示すフローチャートである。 核酸分析装置の動作一例を示すフローチャートである。 測定結果（測定データ）の解析手順の一例を示すフローチャートである。 分析結果の一例を示す図である。 ＰＣＲユニット群における試料配置の一例を示す図である。 試料セットの作製プロセスの一例を示すフローチャートである。 ＰＣＲユニット群における試料配置の他の一例を示す図である。 試料セットの作製プロセスの他の一例を示すフローチャートである。 ＰＣＲユニット群における試料配置の他の一例を示す図である。 ＰＣＲユニット群における試料配置の他の一例を示す図である。 ＰＣＲユニット群における試料配置の他の一例を示す図である。 ＰＣＲユニット群における対照試料配置の変形例を示す図である。 ＰＣＲユニット群における対照試料配置の他の変形例を示す図である。 ＰＣＲユニット群における対照試料配置の他の変形例を示す図である。 従来の方法に基づく試料配置を示す図である。 核酸分析装置の変形例を示す図である。 検出装置の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る核酸分析方法および核酸分析装置の実施形態の一例について詳細に説明する。以下で説明する実施形態はあくまでも一例であって、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下で説明する複数の実施形態および変形例の各構成要素を選択的に組み合わせることは本開示の範囲内である。

本明細書において「試料」とは、検体と試薬を混合することで調製された混合物をいう。また、本明細書において、「検査試料」とは、検体として被検者検体を用いて調製された試料を意味し、検体として陽性対照または陰性対照を用いて調製された「対照試料」とは用語の意味において区別して用いられる。「陽性対照試料」とは、検体として陽性対照を用いて調製された試料を意味する。「陰性対照試料」とは、検体として陰性対照を用いて調製された試料を意味する。「陽性対照試料」と「陰性対照試料」を総称して「対照試料」という。

本明細書において「試料セット」とは、複数の試料を一組とした単位であり、一つのユニットによる一回のバッチ処理によって核酸増幅可能な数又はそれ以下の数の試料を一つの単位とする。

本明細書において「ＱＣグループ」とは、１つの共通の試薬を用いて調製された複数の試料のまとまりを意味する。「共通の試薬」とは、一度の調製によって得られた試薬、例えば、プライマー試薬と酵素試薬を混合して得られた混合試薬であってもよい。この場合、混合試薬は複数回のテスト数に対応する量を含み、その混合試薬を用いて調製された複数の試料が１つのＱＣグループとなる。「共通の試薬」は、１つのバイアルに収容された試薬であってもよい。この場合、共通のバイアルに収容された試薬を用いて調製された複数の試料が１つのＱＣグループとなる。「共通の試薬」は、同じ製造ロットの試薬であってもよい。この場合、複数の異なるバイアルに収容され、かつ同じ製造ロットが付与された複数の試薬は共通の試薬となり、同じ製造ロットの試薬を用いて調製された複数の試料が１つのＱＣグループとなる。

図１は、実施形態の一例である核酸分析装置１の概略図である。図１に示すように、核酸分析装置１は、被検者検体と試薬から調製される検査試料を含む複数の試料セットを作製する試料作製ロボット１１と、複数の試料セットの各試料の増幅核酸を測定するＰＣＲユニット群２０と、試料作製ロボット１１によって作製された試料セットをＰＣＲユニット群２０のＰＣＲユニット２１に分配する測定ロボット２２と、各ロボットを制御するロボット制御部３２と、ＰＣＲユニット２１を制御するＰＣＲ制御部３３と、核酸分析装置１の全体の動作を制御するシステム制御部３１とを主な構成として備える。ＰＣＲユニット群２０は、複数のＰＣＲユニット２１により構成されている。

試料作製ロボット１１は、ロボット制御部３２による制御の下、検査試料および少なくとも１つの対照試料を含む第１の試料セットを作製する。試料作製ロボット１１は、また、検査試料を含み、かつ第１の試料セットに含まれる対照試料のうち少なくとも１つを含まない第２の試料セットを作製する。第１の試料セットに含まれる対照試料は、陽性対照と試薬から調製される陽性対照試料、および陰性対照と試薬から調製される陰性対照試料の少なくとも一つである。

ＰＣＲ制御部３３は、少なくとも第１の試料セットに含まれる対照試料の測定結果に基づいて、第１および第２の試料セットに含まれる各検査試料の測定結果を分析する。第１の試料セットに含まれる対照試料の測定結果を、第１の試料セットの検査試料の分析だけでなく、第２の試料セットの検査試料の分析にも利用することで、試薬コストの低減およびスループットの向上を実現できる。

陽性対照試料は、既知濃度の検査対象の核酸（標的核酸ともいう）を含む試料であって、ＰＣＲユニット２１による核酸増幅の精度を確認するための試料である。陽性対照試料は、一般的に標準核酸試料、ポジティブコントロール、精度管理試料、またはＱＣ検体試料と呼ばれる。陰性対照試料は、少なくとも検査対照の核酸を含まない試料であって、例えば、核酸分析装置１の各処理におけるコンタミネーションの有無を確認するための試料である。陰性対照試料は、一般的にネガティブコントロールと呼ばれる。

核酸分析装置１は、一例では、リアルタイムＰＣＲ法に基づくウイルス検査に用いられる。核酸増幅の原理は、核酸を増幅して分析するものであればリアルタイムＰＣＲ法に限られず、例えば、インベーダー法、ＬＡＭＰ法、ＳｍａｒｔＡｍｐ法、ＴＭＡ法等の等温増幅法でもよい。

検査対象のウイルスの一例は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２である。核酸分析装置１は、例えば、空港に設置され、飛行機に搭乗予定の被検者から採取される検体について、全自動でウイルス検査を行うシステムの少なくとも一部を構成してもよい。

被検者から採取される被検者検体は、一例では、唾液である。被検者検体は、咽頭拭い液、鼻孔拭い液、鼻汁、喀痰、うがい液などの呼吸系由来の他の種類の検体であってもよい。被検者検体は、全血、血清、血漿、脳脊髄液（ＣＳＦ）、胸水、腹水、心嚢液、関節液、尿、便、組織切片であってもよい。

本実施形態では、被検者検体として、被検者から採取された唾液に含まれる核酸が抽出された核酸抽出液が、ウェルプレート３に収容された状態で、ベルトコンベア２により核酸分析装置１に供給される。ベルトコンベア２には、検査依頼の発生に応じて１つ以上のウェルプレート３が順次供給される。ウェルプレート３は、複数のウェルを有し、各ウェルには核酸抽出液である被検者検体がそれぞれ個別に収容されている。１枚のウェルプレート３には、複数人の被検者検体が収容される。核酸分析装置１は、供給されたウェルプレート３から被検者検体を分取し、被検者検体と試薬から検査試料を調製して、複数のＰＣＲユニット２１により各検査試料の核酸増幅測定を並列して行う。

試料作製ロボット１１は、ロボット制御部３２の制御の下、検査試料および対照試料を調製して、複数の試料を含む試料セットを作製する。試料作製ロボット１１は、ベルトコンベア２により供給されるウェルプレート３から所定量の被検者検体を分取し、被検者検体と試薬とを混合して検査試料を調製する。また、試料作製ロボット１１は、陽性対照試料および陰性対照試料を調製することもできる。本実施形態では、８つの容器４１が連結された８連チューブ４０を用いて各試料を調製し、試料セットを作製する。言い換えると、８連チューブ４０に収容される複数の試料が１つの試料セットである。

核酸分析装置１は、試料作製ロボット１１の周囲に、ベルトコンベア２と、試薬保管部１２と、ＱＣ検体保管部１３と、ノズルチップ保管部１４と、８連チューブ置き場１５とを備える。

ベルトコンベア２は、試料作製ロボット１１の前面に配置されている。ベルトコンベア２は、被検者検体としての核酸抽出液を複数収容したウェルプレート３を、試料作製ロボット１１がアクセス可能な位置まで搬送する。ウェルプレート３には、例えば９６個のウェルが設けられている。ベルトコンベア２は、新たに投入されたウェルプレート３を検知するセンサ２ａを備える。センサ２ａは、例えば反射型の光学センサであって、光をベルトコンベア２の上方に対して照射し、反射光を受光することをもってウェルプレート３を検知するように配置されている。センサ２ａは、光学式でなくてもよく、接触式であってもよい。また、センサ２ａが光学式の場合、反射型に限らず、透過型であってもよい。

試薬保管部１２は、酵素試薬を保管する冷凍庫、およびプライマー試薬を保管する冷蔵庫を含む。試薬保管部１２は、酵素試薬を収容した酵素試薬容器１２１と、プライマー試薬を収容したプライマー試薬容器１２２を保管する。酵素試薬は、主要成分として、ＤＮＡポリメラーゼ、ｄＮＴＰ、逆転写酵素を含む。後述するように、試料作製ロボット１１は、酵素試薬容器１２１とプライマー試薬容器１２２から、それぞれ所定量の試薬を分取し、混合試薬容器１６に分注することで試料セットの作製に用いる試薬を調製する。以下、酵素試薬とプライマー試薬を混合して調製した試薬を「混合試薬」という。酵素試薬は氷点下（例えば、－１８℃）で保管されることが好ましく、プライマー試薬は１℃～５℃の低温で保管されることが好ましい。

ＱＣ検体保管部１３は、例えば、１～５℃の低温で陽性対照および陰性対照を保管する冷蔵庫を含む。陽性対照は、既知濃度の標的核酸を含む検体又は既知濃度の標的核酸を含む緩衝液である。標的核酸は、例えば、検査対象がＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスである場合、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスの核酸（ＲＮＡ又は人工合成ＤＮＡ）または核酸断片である。陰性対照は、標的核酸を含まない検体であり、例えば純水または緩衝液である。

ノズルチップ保管部１４は、試料作製ロボット１１がロボットアームの先端に着脱可能な複数のノズルチップを保管する。ノズルチップはディスポーザブルな材料からなり、試料作製ロボットによる使用後に廃棄される。

８連チューブ置き場１５は、試料作製ロボット１１と測定ロボット２２の間に配置され、８連チューブ４０を複数保持する。

試料作製ロボット１１は、例えば、垂直多関節ロボットである。試料作製ロボット１１は、アームの先端にエンドエフェクタ１１１を備える。エンドエフェクタ１１１は、ツールとしてシリンジポンプを備え、ノズルチップ保管部１４にあるノズルチップを先端に着脱自在に取り付けることができる。

試料作製ロボット１１は、混合試薬を調製する場合、エンドエフェクタ１１１に取り付けられたノズルチップを用いて、試薬保管部１２に保管されている酵素試薬容器１２１の酵素試薬と、プライマー試薬容器１２２のプライマー試薬をそれぞれ所定量吸引し、混合試薬容器１６に分注する。

試料作製ロボット１１は、調製した混合試薬を分注する場合、エンドエフェクタ１１１に取り付けられたノズルチップを用いて、混合試薬容器１６に収容された混合容器を所定量吸引し、８連チューブ４０の容器４１に分注する。

試料作製ロボット１１は、被検者試料を分注する場合、エンドエフェクタ１１１に取り付けられたノズルチップを用いて、ベルトコンベア２によって搬送されたウェルプレート３のウェルに収容されている被検者検体を吸引し、８連チューブ４０の容器４１に分注する。

試料作製ロボット１１は、陽性対照または陰性対照を分注する場合、エンドエフェクタ１１１に取り付けられたノズルチップを用いて、ＱＣ検体保管部１３の陽性対照および陰性対照をそれぞれ所定量吸引し、８連チューブ４０の容器４１に分注する。

試料作製ロボット１１は、８連チューブ４０の容器４１に被検者検体と混合試薬とを分注して混合することで、検査試料を調製する。試料作製ロボット１１は、同様に、８連チューブ４０の容器４１に陽性対照または陰性対照と混合試薬とを分注して混合することで、対照試料を調製する。１つの８連チューブ４０には、８つの容器４１が存在するため、最大８つの試料を含む試料セットを作製できる。２種類の対照試料を含む試料セットであれば、検査試料は最大６つとなる。詳しくは後述するが、本実施形態では、１つの酵素試薬容器１２１から吸引された所定量の酵素試薬と、１つのプライマー試薬容器１２２から吸引された所定量のプライマー試薬とから、所定量（４８テスト分）の混合試薬が調製される。陽性対照試料および陰性対照試料は、混合試薬が調製される毎に、１つずつ調製される。例えば、４８テスト分の混合試薬が調製されると、初めに作製される試料セットには、１つの陽性対照試料、１つの陰性対照試料、および６つの検査試料が含まれる。

ＰＣＲユニット群２０は、互いに独立に、かつ並行して核酸増幅および増幅核酸の測定が可能な複数のＰＣＲユニット２１により構成されている。ＰＣＲユニット２１は、ＰＣＲ制御部３３の制御の下、試料セットに含まれる核酸を増幅し、増幅核酸を測定する測定ユニットである。本実施形態では、測定ロボット２２により、所定の規則にしたがって各試料セット（８連チューブ４０）が複数のＰＣＲユニット２１に順に分配される。１台のＰＣＲユニット２１には、１つの８連チューブ４０をセット可能である。１台のＰＣＲユニット２１において、最大８つの試料の核酸増幅処理を同時に行うことができる。

本実施形態では、ＰＣＲユニット群２０が１６台のＰＣＲユニット２１（以下、「ＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６」という場合がある）により構成されている。各ＰＣＲユニット２１は、同種の測定ユニットであって、互いに同じ処理・測定を行う。

測定ロボット２２は、双腕ロボットであって、二つのロボットアームを備える。二つのロボットアームの先端には、それぞれ、エンドエフェクタ２２１とエンドエフェクタ２２２が設けられている。エンドエフェクタ２２１、２２２には、８連チューブ４０を掴んで移動することが可能なツールとして、ロボットハンドが取り付けられている。測定ロボット２２は、ロボット制御部３２の制御の下、試料セットが収容された８連チューブ４０をＰＣＲユニット２１にセットする。測定ロボット２２は、測定が終了した８連チューブ４０をＰＣＲユニット２１から取り出して廃棄する。

図２は、ＰＣＲユニット２１の斜視図である。ＰＣＲユニット２１は、サーマルサイクラー２３、８連チューブ４０がセットされるチューブ保持部２４、および光学部２６が搭載された開閉可能なカバー２５を有する。ＰＣＲユニット２１は、検査試料および対照試料について逆転写処理と核酸増幅処理を行い、各試料の核酸増幅を測定する。サーマルサイクラー２３は、チューブ保持部２４にセットされた８連チューブ４０の加温・冷却を行う装置である。ＰＣＲユニット２１の逆転写処理は、試料を一定時間、所定の温度（例えば、４５℃）に加温することにより行われる。試料を加温することで、酵素試料に含まれる逆転写酵素により、試料中の核酸の逆転写反応が進行する。

ＰＣＲユニット２１は、逆転写処理の終了後、核酸増幅処理を開始する。核酸増幅処理は、所定の周期で試料を加温して冷却する核酸増幅サイクルを繰り返す処理である。核酸増幅処理は、例えば、９５℃への加温と６０℃への冷却を７５秒周期で繰り返す核酸増幅サイクルを４５回行う。サーマルサイクラー２３にはペルチェ素子が搭載されており、ペルチェ素子がチューブ保持部２４にセットされた８連チューブ４０を加温・冷却することにより各試料の核酸増幅処理が行われる。この処理により増幅された核酸の検出は、カバー２５に搭載された光学部２６により行われる。

光学部２６には、光源２６１と、蛍光検出器２６２とが含まれる（図４参照）。光源２６１は、カバー２５が閉じられた状態でチューブ保持部２４にセットされた８連チューブ４０に対向するように設けられており、各容器４１に収容された試料に励起光を照射する。蛍光検出器２６２は、カバー２５が閉じられた状態で、光源２６１の光照射により生じた試料の蛍光を検出する。光源２６１の一例はＬＥＤであり、蛍光検出器２６２の一例はフォトダイオードである。カバー２５には、例えば、８連チューブ４０の容器４１が並ぶ方向に沿って複数の光源２６１と蛍光検出器２６２が設置されている。なお、ＰＣＲ測定に用いる蛍光物質の試料への導入方法は、特に限定されず、例えばインターカレーター法、プローブ法、サイクリングプローブ法、カルセイン法のいずれであってもよい。また、蛍光物質を用いず、濁度や吸光度を測定する方法であってもよい。

ＰＣＲ測定では、核酸増幅サイクルの繰り返しにより核酸が増幅すると、蛍光検出器２６２により検出される蛍光強度が上昇する。蛍光強度が所定の閾値を上回るサイクル数は、試料に検査対象の標的核酸が多く含まれている場合は早くなり、標的核酸が含まれていないか、または少ない場合は遅くなる。或いは、試料に標的核酸が含まれていない場合には、サイクル数が増えても蛍光強度が変化しない。このため、このサイクル数を用いて、試料中の標的核酸の有無を確認できる。ＰＣＲ制御部３３は、例えば、蛍光検出器２６２により検出された蛍光強度を取得し、蛍光強度が所定の閾値を上回ったときのサイクル数を求める。蛍光強度が所定の閾値を上回ったときのサイクル数をＣｔ値という。

ＰＣＲ制御部３３は、例えば、蛍光強度の増幅曲線または蛍光強度に基づく核酸の増幅曲線を作成し、蛍光強度に対して設定された所定の閾値と増幅曲線とを比較し、蛍光強度が閾値を超えたときの核酸増幅のサイクル数をＣｔ値として算出する。Ｃｔ値の算出は、蛍光強度と閾値を比較する方法に限られず、増幅曲線の２次微分曲線を求め、値が最大となる点をＣｔ値としてもよい。Ｃｔ値が所定のサイクル数未満である場合は試料が陽性である可能性が高く、Ｃｔ値が所定のサイクル数以上である場合は試料が陰性である可能性が高い。ＰＣＲ制御部３３は、各試料を識別する情報と対応付けてＣｔ値を記憶する。また、ＰＣＲ制御部３３は、Ｃｔ値と共に、上記増幅曲線を記憶してもよい。検査試料の識別情報は、例えば、各被検者に割り当てられた検体番号である。

図３は、８連チューブ４０の斜視図である。図３に示すように、８連チューブ４０は、８つの容器４１が一列に並び、隣接する容器４１同士が連結されて一体化された容器群である。８連チューブ４０は、８つの独立した容器４１が一体化された構造を有するため、８つの試料がそれぞれ入った８つの容器４１を同時に搬送することができ、スループットの向上に寄与する。各容器４１は、試料が収容される有底筒状の容器本体４１１と、容器本体４１１の開口部を閉じる蓋４１２とを有する。容器本体４１１および蓋４１２は、例えば、透光性の樹脂で構成されている。

１つの８連チューブ４０に収容される試料セットは、同じ混合試薬容器１６から分注される同じ混合試薬を用いて作製される。本実施形態では、複数の８連チューブ４０に収容される複数の試料セット（例えば、６つの試料セット）が、同じ混合試薬を用いて作製される。詳しくは後述するが、１つの混合試薬容器１６には、この６つの試料セットを構成する４８テストの試料を調製可能な量の混合試薬が調製され、この４８テストの試料によって構成される１つのＱＣグループには、陽性対照試料と陰性対照試料が少なくとも１つずつ含まれる。

図４は、核酸分析装置１の構成を示すブロック図である。図４に示すように、ベルトコンベア２、試料作製ロボット１１、および測定ロボット２２は、ロボット制御部３２と通信可能に接続され、ロボット制御部３２により動作が制御される。ＰＣＲユニット群２０を構成する各ＰＣＲユニット２１は、ＰＣＲ制御部３３と通信可能に接続され、ＰＣＲ制御部３３により動作が制御される。ＰＣＲ制御部３３は、各ＰＣＲユニット２１から蛍光検出器２６２により検出された蛍光強度を取得し、蛍光強度の増幅曲線を作成してＣｔ値を求める。ロボット制御部３２およびＰＣＲ制御部３３は、システム制御部３１と通信可能に接続されている。

システム制御部３１は、核酸分析装置１を統括的に制御する装置であって、ＣＰＵ３１１と、記憶部３１２と、通信インターフェイス（ＩＦ）３１３と、表示部３１４と、入力部３１５とを有する。システム制御部３１は、パーソナルコンピュータによって構成してもよい。システム制御部３１は、記憶部３１２に格納されたソフトウェアを実行することにより核酸分析装置１の動作を統括的に制御し、ロボット制御部３２およびＰＣＲ制御部３３に制御指令を出力して、試料セットの作製、試料セットの分配、ＰＣＲ測定、および測定結果（測定データ）の解析に係る処理を行う。システム制御部３１は、ホストコンピュータ５０と通信可能に接続されており、ＰＣＲ制御部３３により解析された分析結果をホストコンピュータ５０に送信する。ホストコンピュータ５０は、例えば、医師が分析結果を確認し、各検査試料について陽性・陰性の判定を行う際に使用される。

記憶部３１２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等で構成されている。記憶部３１２には、上記処理を実行するためのコンピュータプログラムが格納されている。このコンピュータプログラムは、ＣＰＵ３１１により実行される。表示部３１４は、ディスプレイにより構成され、核酸分析装置１の動作状況、分析結果などを表示する。入力部３１５は、キーボードおよびマウスにより構成され、例えばウェルプレート３に収容された検体の識別情報や検体の検査依頼の入力に使用される。通信インターフェイス３１３は、例えばイーサネット対応の通信モジュールを備える。

ロボット制御部３２は、ベルトコンベア２、試料作製ロボット１１、および測定ロボット２２を制御する装置であって、ＣＰＵ３２１と、記憶部３２２と、通信インターフェイス３２３とを有する。ロボット制御部３２は、システム制御部３１の制御指令に基づいて、ベルトコンベア２、試料作製ロボット１１、および測定ロボット２２の動作を制御する。

ＰＣＲ制御部３３は、ロボット制御部３２と同様に、ＣＰＵ３３１と、記憶部３３２と、通信インターフェイス３３３とを有し、システム制御部３１の制御指令に基づいてＰＣＲユニット群２０を構成する各ＰＣＲユニット２１の動作を制御する。ＰＣＲ制御部３３は、パーソナルコンピュータによって構成してもよい。

ＰＣＲ制御部３３は、各ＰＣＲユニット２１に分配する各試料に関する情報をシステム制御部３１から取得し、記憶部３３２に記憶している。各試料に関する情報は、各試料の識別情報であって、試料が収容された８連チューブ４０の容器４１の位置情報と対応付けられている。各試料の識別情報は、例えば、試料が検査試料であれば検体番号であり、試料が対照試料であれば試料の種類を示す情報または対照試料のロット番号である。ＰＣＲ制御部３３は、上述のように、各ＰＣＲユニット２１から測定データ（蛍光検出器２６２により検出される蛍光強度）を取得し、増幅曲線を作成してＣｔ値を算出する。ＰＣＲ制御部３３は、各試料の識別情報と、増幅曲線およびＣｔ値を関連付けた分析結果をシステム制御部３１に出力する。

ＰＣＲユニット２１は、ペルチェ素子を含むサーマルサイクラー２３と、カバー２５に搭載された光源２６１および蛍光検出器２６２と、ＣＰＵ２７０と、記憶部２７１と、通信インターフェイス２７１とを有する。ＣＰＵ２７０は、ＰＣＲ制御部３３から送信される制御指令に応じて、記憶部２７１に記憶されたプログラムを実行することにより、サーマルサイクラー２３、光源２６１等の動作を制御する。

サーマルサイクラー２３は、ＰＣＲ制御部３３およびＣＰＵ２７０の制御の下、チューブ保持部２４にセットされた８連チューブ４０を加温・冷却して、逆転写処理および核酸増幅処理を行う。光源２６１は、ＰＣＲ制御部３３および制御部２７の制御の下、８連チューブ４０の各容器４１に励起光を照射する。蛍光検出器２６２は、ＰＣＲ制御部３３および制御部２７の制御の下、核酸増幅の各サイクルにおいて試料から生じる蛍光の強度を検出して、蛍光強度の時系列データからなる測定データをＰＣＲ制御部３３に送信する。

以下、図５～図１２を参照しながら、核酸分析装置１による分析プロセスの一例について詳説する。図５～図８は、核酸分析装置１の動作を示すフローチャートであって、核酸分析装置１を構成する４つの制御主体（システム制御部３１、ロボット制御部３２、ＰＣＲ制御部３３およびＰＣＲユニット２１）の連携を示している。

図５は、システム制御部３１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１において、システム制御部３１は、ベルトコンベア２に新たなウェルプレート３が投入されたか否かを判断する。ステップＳ１の判断は、センサ２ａが、ベルトコンベア２に設置された新たなウェルプレート３を検知し、センサ２ａからの検知信号がロボット制御部３２を介してシステム制御部３１へ入力されたことを以てＹＥＳと判断される。ステップＳ１でＹＥＳと判断された場合、ステップＳ２に処理が進む。なお、ステップＳ１の判断は、センサ２ａによる検知に代えて、ユーザが入力部３１５を介して検査依頼を入力したことをもってＹＥＳと判断してもよい。

ステップＳ２において、システム制御部３１は、試料セットの作製、ＰＣＲ測定、および測定データの解析を含む一連の分析プロセスを開始させる開始コマンドをロボット制御部３２に送信する。詳しくは後述するが、開始コマンドを受信したロボット制御部３２は、試料作製ロボット１１を制御してウェルプレート３の被検者検体等から試料セットを作製し、試料セットが入った８連チューブ４０を所定の規則にしたがって決定されるいずれかのＰＣＲユニット２１にセットする。

ステップＳ３において、システム制御部３１は、ロボット制御部３２からセット完了通知を受信したか否かを判断する。後述するように、セット完了通知は、ＰＣＲユニット２１に８連チューブ４０がセットされたことを知らせる通知であり、８連チューブ４０がセットされた一つのＰＣＲユニット２１の識別情報Ｕ１～Ｕ１６を含む。セット完了通知を受信している場合、システム制御部３１は、ＰＣＲ制御部３３に測定コマンドを送信する（ステップＳ４）。測定コマンドは、セット完了通知に対応するＰＣＲユニット２１においてＰＣＲ測定を開始させるための制御指令である。詳しくは後述するが、測定コマンドを受信したＰＣＲ制御部３３は、指定のＰＣＲユニット２１に制御指令を送信してＰＣＲ測定を開始させ、測定が終了したときには測定完了通知をシステム制御部３１に送信する。

ステップＳ５において、システム制御部３１は、ＰＣＲ制御部３３から測定完了通知を受信したか否かを判断する。測定完了通知を受信している場合、システム制御部３１は、８連チューブ４０をＰＣＲユニット２１から取り出すための取り出しコマンドをロボット制御部３２に送信する（ステップＳ６）。

ステップＳ７において、システム制御部３１は、ＰＣＲ制御部３３から分析結果を受信したか否かを判断する。分析結果を受信している場合、システム制御部３１は、ステップＳ８において当該分析結果をホストコンピュータ５０に出力する。なお、ステップＳ６とステップＳ７、Ｓ８の順序は逆であってもよい。ホストコンピュータ５０が複数存在する場合は、システム制御部３１は、分析結果の送信先のホストコンピュータ５０を試料の識別情報に基づいて選択してもよい。また、ＰＣＲ制御部３３から受信した分析結果に追加情報を加えたものを所定のホストコンピュータ５０に出力してもよい。システム制御部３１は、分析結果を出力するとステップＳ１へ処理を戻す。

図６は、ロボット制御部３２の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０において、ロボット制御部３２は、システム制御部３１から開始コマンドを受信したか否かを判断する。開始コマンドを受信した場合、ロボット制御部３２は、試料セットの作製に必要な混合試薬の有無を確認する（ステップＳ１１）。混合試薬がある場合、ステップＳ１３に処理が進む。混合試薬がない場合、つまり調製済みの混合試薬の残テスト数がゼロである場合、ロボット制御部３２は、試料作製ロボット１１を制御して混合試薬を調製する（ステップＳ１２）。試料作製ロボット１１は、ロボット制御部３２の制御の下、試薬保管部１２にある酵素試薬容器１２１とプライマー試薬容器１２２から所定量の試薬を吸引し、混合試薬容器１６に分注して混合試薬を調製する。本実施形態では、１回の混合試薬の調製において、４８テスト分の混合試薬を準備する。

ステップＳ１３において、ロボット制御部３２は、ベルトコンベア２を制御して試料作製ロボット１１によりアクセス可能な位置までウェルプレート３を移動させる。ステップＳ１４において、ロボット制御部３２は、試料作製ロボット１１を制御して、ウェルプレート３の各ウェルに収容された被検者検体、および混合試薬容器１６に収容された混合試薬から検査試料を調製し、試料セットを作製する。試料作製ロボット１１は、ロボット制御部３２の制御の下、例えば検査試料のみを含む試料セット、および検査試料と対照試料を含む試料セットを作製する。ステップＳ１４では、試料作製ロボット１１が、８連チューブ置き場１５において８連チューブ４０の各容器４１に被検者検体、混合試薬等を分注して試料を調製し、最大８つの試料を含む試料セットを作製する。ステップＳ１４の処理については後述する。

ステップＳ１５において、ロボット制御部３２は、所定の規則にしたがって、Ｕ１～Ｕ１６のうちいずれのＰＣＲユニット２１に８連チューブ４０をセットするかを決定する。ロボット制御部３２は、測定ロボット２２を制御して、搬送先として決定したＰＣＲユニット２１のカバー２５を開き、チューブ保持部２４に８連チューブ４０をセットして、カバー２５を閉じる。所定の規則は、例えば、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３・・・Ｕ１６の順である。８連チューブ４０がチューブ保持部２４にセットされると、例えば、ＰＣＲユニット２１のセンサが８連チューブ４０を検知し、センサの検知信号がロボット制御部３２およびＰＣＲ制御部３３に送信される。ステップＳ１６において、ロボット制御部３２は、セット完了通知をシステム制御部３１に送信する。ロボット制御部３２は、例えば、上記検知信号を受信したときにセット完了通知を送信する。セット完了通知には、上述の通り、８連チューブ４０がセットされたＰＣＲユニットの識別情報、例えばＵ１～Ｕ１６のいずれかを含む。

ＰＣＲユニット２１に８連チューブ４０がセットされると、システム制御部３１およびＰＣＲ制御部３３の制御の下、ＰＣＲユニット２１によってＰＣＲ測定が開始される。

ロボット制御部３２は、８連チューブ４０の各試料についてＰＣＲ測定が完了してシステム制御部３１から取り出しコマンドを受信したか否かを判断する（ステップＳ１７）。取り出しコマンドを受信した場合、ロボット制御部３２は、測定ロボット２２を制御して測定済みの８連チューブ４０をＰＣＲユニット２１から取り出す（ステップＳ１８）。具体的には、測定ロボット２２は、ロボット制御部３２の制御の下、取り出しコマンドに対応する８連チューブ４０をＰＣＲユニット２１から取り出し、所定の場所に移動させる。所定の場所は、例えば、測定済みの８連チューブ４０を収容する廃棄ボックスである。

図７は、ＰＣＲ制御部３３の動作を示すフローチャートである。ステップＳ２０において、ＰＣＲ制御部３３は、システム制御部３１から測定コマンドを受信したか否かを判断する。測定コマンドを受信した場合、ＰＣＲ制御部３３は、測定コマンドに対応する指定のＰＣＲユニット２１に核酸増幅／検出コマンドを送信する（ステップＳ２１）。詳しくは後述するが、核酸増幅／検出コマンドを受信したＰＣＲユニット２１は、チューブ保持部２４にセットされた８連チューブ４０の各試料についてＰＣＲ測定を行い、測定データをＰＣＲ制御部３３に送信する。８連チューブ４０の各試料は、同時に核酸増幅処理されて励起光が照射され、各試料から生じる蛍光が検出される。

測定コマンドには、対象となるＰＣＲユニットの識別情報と、チューブ保持部２４にセットされた８連チューブ４０（試料セット）の各試料の識別情報が含まれている。各試料の識別情報は、８連チューブ４０の容器４１の番号に対応付けられており、記憶部３３２に記憶されて測定データの解析時に使用される（後述の図１０参照）。即ち、ＰＣＲ制御部３３は、測定コマンドに基づいて、各ＰＣＲユニット２１にセットされる８連チューブ４０のどの容器４１にどのような試料が収容されているかについて情報を有している。これにより、ＰＣＲ制御部３３において、各ＰＣＲユニット２１における各試料の測定結果から求められる増幅曲線およびＣｔ値と、各試料の識別情報とが対応付けられた分析結果を出力できる。

ステップＳ２２において、ＰＣＲ制御部３３は、ＰＣＲユニット２１から測定データを受信したか否かを判断する。測定データを受信した場合、ＰＣＲ制御部３３は、測定完了通知をシステム制御部３１に送信する（ステップＳ２３）。上述の通り、測定完了通知を受信したシステム制御部３１は、ロボット制御部３２に取り出しコマンドを送信する（図５のステップＳ６）。ＰＣＲ制御部３３は、ステップＳ２４において受信した測定データを解析して分析結果を作成し、ステップＳ２５において分析結果をシステム制御部３１に送信する。測定データは、後述の図９に示す手順で解析される。分析結果は、システム制御部３１を介してホストコンピュータ５０に送信され（図５のステップＳ８）、医師による陽性・陰性の判定に使用される。

図８は、ＰＣＲユニット２１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ３０において、ＰＣＲユニット２１は、ＰＣＲ制御部３３から核酸増幅／検出コマンドを受信したか否かを判断する。核酸増幅／検出コマンドを受信した場合、ＰＣＲユニット２１は、ステップＳ３１において、核酸増幅処理および蛍光検出を行う。具体的に、ＰＣＲユニット２１は、サーマルサイクラー２３により８連チューブ４０を加温して逆転写処理を行った後、所定の周期で８連チューブ４０の加温・冷却する核酸増幅サイクルを繰り返して核酸増幅処理を行う。本実施形態では、９５℃に加温して６０℃に冷却する核酸増幅サイクルが４５回行われる。さらに、ＰＣＲユニット２１は、核酸増幅の各サイクルにおいて、光源２６１により８連チューブ４０の各容器４１に励起光を照射し、試料から生じる蛍光を蛍光検出器２６２により検出する。

蛍光検出は核酸増幅サイクルの特定のタイミングで行われる。例えば、試料が６０℃に冷却されたときに、励起光を照射して試料から生じる蛍光の強度を測定する。ＰＣＲユニット２１は、８連チューブ４０に収容された全ての試料について、核酸増幅の各サイクルで蛍光強度を測定する。ステップＳ３２において、ＰＣＲユニット２１は、この測定データをＰＣＲ制御部３３に送信する。測定データは、核酸増幅サイクルが終了する度に送信されてもよく、全ての核酸増幅サイクルが終了して４５回の測定が行われた後にまとめて送信されてもよい。

図９は、ＰＣＲ制御部３３における測定データの解析手順を示すフローチャートである。

ステップＳ２４０において、ＰＣＲ制御部３３は、ステップＳ２２において受信した１つの試料セットに対応する測定データのうち、検査試料の測定データに基づいて、検査試料のＣｔ値を求める。具体的に、ＰＣＲ制御部３３は、例えば、測定データに基づいて蛍光強度の増幅曲線を作成し、蛍光強度が閾値を超えるサイクル数に基づいてＣｔ値を算出する。増幅曲線およびＣｔ値は、ＰＣＲ制御部３３の記憶部３３２に記憶される。閾値は、例えば、測定される蛍光強度のベースラインシグナルに対して有意な増加が見られるシグナルレベルに設定され、記憶部３３２に予め記憶されている。

ステップＳ２４１において、ＰＣＲ制御部３３は、受信した測定データに対照試料の測定データが含まれるかを判断する。対照試料の測定データが含まれていない場合、図９の処理は終了し、メインルーチンへ戻る。対照試料の測定データが含まれている場合、ＰＣＲ制御部３３は、ステップＳ２４０において説明した処理と同様にして、対照試料の測定データに基づいて、対照試料のＣｔ値を求める（ステップＳ２４２）。

ステップＳ２４３において、ＰＣＲ制御部３３は、ステップＳ２４２で算出した対照試料のＣｔ値に基づいて精度管理判定を行う。

陽性対照試料に対する精度管理判定は、陽性対照試料のＣｔ値が閾値として設定された第１のサイクル数（例えば３２サイクル）以下であるか否かを確認することにより行われる。Ｃｔ値が第１のサイクル数以下である場合、「異常なし」と判定する。Ｃｔ値が第１のサイクル数を超える場合、「異常あり」と判定する。第１のサイクル数は、試薬の品質、試料作製工程および核酸増幅工程を含む一連の処理に異常がない場合に、陽性対照試料が少なくとも示すはずのサイクル数であって、ＰＣＲ制御部３３の記憶部３３２に予め記憶されている。陽性対照試料のＣｔ値が第１のサイクル数を超える場合、蛍光強度の立ち上がりが基準よりも遅いことを意味し、目的とする品質の試薬が調製できていないことや、核酸増幅サイクルが正常に機能していないなどの異常が疑われる。

陰性対照試料についても、陽性対照試料と同様に精度管理判定を行う。陰性対照試料に対する精度管理判定は、陰性対照試料のＣｔ値が閾値として設定された第２のサイクル数（例えば４０サイクル）以上であるか否かを確認することにより行われる。Ｃｔ値が第２のサイクル数以上である場合、「異常なし」と判定する。Ｃｔ値が第２のサイクル数より小さい場合、「異常あり」と判定する。第２のサイクル数は、一連の処理に異常がない場合に陰性対照試料が示すことがないサイクル数であって、ＰＣＲ制御部３３の記憶部３３２に予め記憶されている。陰性対照試料のＣｔ値が第２のサイクル数より小さい場合、蛍光強度の立ち上がりが基準よりも早いことを意味し、本来含まれていないはずの標的核酸が陰性対照試料に含まれている可能性がある。この場合、コンタミネーションの発生が疑われる。

陽性対照試料および陰性対照試料の精度管理判定がいずれも「異常なし」であった場合、ＰＣＲ制御部３３は、対照試料と同じ混合試薬を用いて調製された同一ＱＣグループの分析結果に「ＯＫ」のフラグを格納する（ステップＳ２４４）。一方、陽性対照試料および陰性対照試料の精度管理判定がいずれか一つでも「異常あり」であった場合、ＰＣＲ制御部３３は、対照試料と同じ混合試薬を用いて調製された同一ＱＣグループの分析結果に「ＮＧ」のフラグを格納する（ステップＳ２４５）。

図１０は、ＰＣＲ制御部３３の記憶部３３２に格納される分析結果データベース１０００（以下、単にＤＢという）の模式図である。ＤＢ１０００は、ＰＣＲ制御部３３の記憶部３３２内に作成される。ＤＢ１０００は、検体番号が格納される列Ｃ１と、検体種別が格納される列Ｃ２と、核酸分析に使用されたＰＣＲユニットの識別情報が格納される列Ｃ３と、試料が収容されたウェル番号が格納される列Ｃ４と、Ｃｔ値が格納される列Ｃ５と、精度管理の判定結果が格納される列Ｃ６と、使用された試薬の識別情報が格納される列Ｃ７を含む。

列Ｃ１～Ｃ４の情報は、ステップＳ２０においてＰＣＲ制御部３３がシステム制御部３１から受信した測定コマンドに含まれている。列Ｃ５のＣｔ値は、検査試料のレコードに対しては、ステップＳ２４０で得られた検査試料のＣｔ値が格納される。対照試料のレコードについては、ステップＳ２４２で得られた対照試料のＣｔ値が格納される。列Ｃ６には、ステップＳ２４３においてＰＣＲ制御部３３が対照試料のＣｔ値に基づいて判定した結果として、「ＯＫ」か「ＮＧ」のフラグのいずれかが格納される。

図１０の例では、試料セットＡに、陽性対照検体Ｐ１００１と、陰性対照検体Ｎ１００１と、６つの検査試料Ｓ１００１～Ｓ１００６が含まれている。試料セットＢには、８つの検査試料Ｓ１０３９～Ｓ１０４６が含まれている。試料セットＡと試料セットＢは、同一の混合試薬Ｒ１に基づいて調製されたＱＣグループＸを構成している。図１０の例では、試料セットＡに含まれる陽性対照検体Ｐ１００１と陰性対照検体Ｎ１００１の精度管理判定がいずれもＯＫである。この場合、陽性対照検Ｐ１００１および陰性対照検体Ｎ１００１と同じ試料セットＡに含まれる６つの検査試料の精度管理判定結果として「ＯＫ」が格納される。さらに、同じＱＣグループＸに含まれる試料セットＢの検査試料Ｓ１０３９～１０４６の精度管理判定結果にも「ＯＫ」が格納される。図示を省略しているが、同一のＱＣグループＸに含まれる試料セットＡ、Ｂ以外の他の試料セットに含まれる検査試料の精度管理判定の結果にも「ＯＫ」が格納される。

陽性対照検体Ｐ１００１と陰性対照検体Ｎ１００１の両方又はいずれかの精度管理判定が「異常あり」であった場合は、試料セットＡおよびＢの検査試料を含む、同一のＱＣグループＸに含まれる全ての検査試料Ｓ１００１～Ｓ１０４６の精度管理判定結果に「ＮＧ」が格納される（ステップＳ２４５）。精度管理判定結果がＮＧとなった場合、ＰＣＲ制御部３３からシステム制御部３１へ分析結果が出力される際に、再検査が必要である旨の情報が分析結果に付与される。このように、本実施形態では、一の試料セット（図１０において試料セットＡ）に含まれる対照試料の測定結果に基づいて、一の試料セットに含まれる検査試料（Ｓ１００１～１００６）および他の試料セット（図１０において試料セットＢ）に含まれる検査試料（Ｓ１０３９～１０４６）の検査試料の精度管理判定を行う。

本実施形態によれば、従来の考え方に基づいて精度管理を行う場合と比べて（後述の図２１参照）、対照試料の測定数を大幅に減らすことができるので、試薬コストの低減およびスループットの向上を図ることができる。また、対照試料の測定数を減らしても、共通の混合試薬を用いる同一のＱＣグループで陽性対照試料および陰性対照試料を少なくとも１つずつ測定するので、試薬に関する精度保証が可能である。より詳しく説明すると、陽性対照試料の測定結果が妥当であれば、混合試薬の調製が適切に行われており、混合試薬に含まれる酵素およびプライマーにより核酸が適切に増幅されていることを確認することができる。また、陰性対照試料の測定結果が妥当であれば、少なくとも混合試薬にコンタミネーションがないことを確認することができる。つまり、本実施形態の核酸分析方法によれば、対照試料の測定にかかる試薬コストの低減とスループットの向上を図りつつ、混合試薬の品質、具体的には調製の適否とコンタミネーションの有無を保証しながら、検査試料の核酸分析が可能になる。

核酸分析装置１を備えた検査システムの分析精度には、試料の調製に使用される混合試薬が大きく影響する。即ち、混合試薬の調製または原料である酵素試薬・プライマー試薬自体に問題があり、目的とする品質の混合試薬が調製されなかった場合は正確な測定データが得られない。精度管理判定において異常ありと判定される場合は、目的とする混合試薬が調製されなかった可能性が高いため、本実施形態では、同一ＱＣグループの全ての試料について分析精度に異常があるものとみなす。なお、ＰＣＲユニット２１の機器に由来する測定精度はユニットに設置された各種センサにより保証されているが、例えば、後述の変形例に示すように各ユニットにおいて定期的に対照試料の測定を行うことも好適である。

なお、ＰＣＲ制御部３３は、異常ありの精度管理判定を行ったときに、別のＰＣＲユニットＵ２～Ｕ６において同一ＱＣグループの検査試料の測定が完了していない場合、その測定を中止してもよい。この場合、無駄な測定をなくすことができるので、スループットの改善につながる。図９に示す例では、異常ありの精度管理判定がなされ、同一試料グループの検査試料の分析結果欄に「ＮＧ」の文字が表示された場合に、当該検査試料のデータ解析を行わないが、ＮＧと表示された検査試料についてもデータ解析を行い、Ｃｔ値を算出してもよい。

図１０の例では、ＤＢ１０００は、検査試料のＣｔ値のみを分析結果レコードに含んでいるが、検査試料のＣｔ値と所定の閾値とを比較した結果として、各試料について陽性・陰性の判定結果を格納してもよい。Ｃｔ値が閾値未満である場合は陽性、Ｃｔ値が閾値以上である場合は陰性と判定することができる。なお、図１０の列Ｃ６に格納される精度管理判定の結果は、ＯＫ／ＮＧに限られず、精度管理異常の有無が区別できればよい。例えば、「〇／×」、「合／否」等であってもよいし、精度管理異常なしを「０」、異常ありを「１」で示してもよい。

図１１は、ＰＣＲユニット群２０における試料配置の一例（以下、「実施例１」とする）を示す図である。図１１の「Ｐ」は陽性対照試料を、「Ｎ」は陰性対照試料を、無字の〇は検査試料をそれぞれ意味する。

実施例１では、一度に調製される混合試薬毎に陽性対照試料および陰性対照試料を測定し、対照試料を測定するＰＣＲユニット２１と別のＰＣＲユニット２１で測定される複数の試料セットの測定結果に対して、当該対照試料の測定結果を適用する。上述のように、試料作製ユニットでは、酵素試薬とプライマー試薬とを混合して、複数の（例えば４８テスト分）の混合試薬を混合試薬容器１６に調製する。対照試料を含む試料セットは、混合試薬が新たに調製される毎に少なくとも１つ作製される。実施例１では、同じ混合試薬を用いて４８テストの試料が調製される。言い換えると、８つの試料を含む６つの試料セットが作製される。

陽性対照試料および陰性対照試料は、同じ混合試薬を用いて調製される同一ＱＣグループ（図１１においてハッチングした部分）に含まれる６つの試料セットのうち、最初に作製される第１の試料セットに含まれている。第１の試料セットは、６つの試料セットにおいて最初にＰＣＲユニット２１に搬送されて測定が開始される試料セットである。この場合、対照試料の測定データに基づく精度管理判定が最初に行われるので、第１の試料セットの測定が完了すればすぐに検査試料（被検者検体）の分析結果を返すことができ、検査依頼から結果報告までのターンアラウンドタイム（ＴＡＴ）を短縮できる。

実施例１では、同じ混合試薬から調製される第１のＱＣグループの６つの試料セットがＰＣＲユニットＵ１～Ｕ６で測定され、第２のＱＣグループの６つの試料セットがＰＣＲユニットＵ７～Ｕ１２で測定される。第３のＱＣグループの６つの試料セットは、ＰＣＲユニットＵ１３～Ｕ１６、およびＵ１，Ｕ２で測定される。第３のＱＣグループの試料セットの測定を開始するまでに、ＰＣＲユニットＵ１，Ｕ２における第１のＱＣグループの試料セットの測定は終了し、８連チューブ４０が取り出されているので、ＰＣＲユニットＵ１，Ｕ２に第３のＱＣグループの試料セットを搬送できる。

複数のＰＣＲユニット２１を用いて、それぞれが最大８つの試料を並列して測定することにより、ウェルプレートを用いて大量の試料をバッチ処理する従来の分析装置と比較して試料が集まるまでの待機時間が短くなり、早く収集された検体のＴＡＴを大幅に短縮することができる。各試料セットは、所定の規則にしたがって複数のＰＣＲユニット２１に順に分配される。実施例１では、試料セットが作製された順に、ＰＣＲユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３・・・Ｕ１６，Ｕ１，Ｕ２・・・の順で分配される。複数のＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６に対して各試料セットを規則的に分配することで、効率の良い処理、測定が可能である。実施例１では、第３のＱＣグループの５番目の試料セットがＰＣＲユニットＵ１に搬送されるまでに、第１のＱＣグループの第１の試料セットの測定が終了し、８連チューブ４０の取り出しが完了するように装置の動作が制御される。

実施例１では、上述のように、１つのＱＣグループにつき、陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ調製される。また、陽性対照試料と陰性対照試料は、各ＱＣグループにおいて最初に作製される第１の試料セットのみに含まれており、２番目～６番目に作製される他の試料セットには含まれていない。実施例１では、第１および第２の試料セットが１：５の比率で作製される。この場合、１つのＱＣグループを構成する４８の試料のうち４６が検査試料となる。

図２１は、従来の考え方に基づく試料配置を示す図である。従来の考え方に基づけば、図２１に示すように、陽性対照試料と陰性対照試料を１つずつ含む試料セットを各ＰＣＲユニットで測定することになる。この場合、測定全体のうち１／４が対照試料の測定となる。ゆえに、従来の考え方を核酸分析装置１に適用すれば、スループットが低下し、試薬コストが増大する。これに対し、実施例１の方法によれば、４８回の測定のうち４６回が被検者検体の測定となり、対照試料の測定は測定全体の１／２４に抑えられる。したがって、実施例１の方法によれば、従来の考え方に基づく方法と比較して、大幅な試薬コストの低減とスループットの向上を実現できる。

図１２は、実施例１に対応する試料セットの作製プロセスを示すフローチャートである。実施例１では、上述のように、同じ混合試薬から調製される１つのＱＣグループとして６つの試料セットが作製される。６つの試料セットは、ロボット制御部３２の制御の下、試料作製ロボット１１により作製される。ロボット制御部３２は、ステップＳ１４０において、作製する試料セットがＱＣグループ中で最初に作成される試料セットであるか否かを判断する。以下、ＱＣグループ中で最初に作製される試料セットを先頭（Head）の試料セットと呼ぶ。対照の試料セットが先頭の試料セットである場合（ステップＳ１４０でＹＥＳ）、試料作製ロボット１１は、ロボット制御部３２の制御下で、陽性対照検体と陰性対照検体をそれぞれ８連チューブ４０の容器４１に分注する。

次に、試料作製ロボット１１は、８連チューブ４０の残りの６つの容器４１に、ウェルプレート３のウェル中の被検者検体を分注する（ステップＳ１４２）。次に、試料作製ロボット１１は、混合試薬を８連チューブ４０の各容器４１に分注して、対照試料および検査試料を調製する（ステップＳ１４３）。以上のプロセスにより、２つの対照試料と６つの検査試料を含む試料セットが作製される。なお、本実施形態では、被検者検体、混合試薬の順で８連チューブに分注しているが、順序は逆でもよい。

ステップＳ１４０の判断において、作製する試料セットが先頭の試料セットではない場合、即ち、ＱＣグループ中で２番目以降に作製される試料セットを作製する場合、ステップＳ１４１の対照試料の調製工程をスキップしてステップＳ１４２に進む。即ち、試料作製ロボット１１は、８連チューブ４０の１番目～８番目の全ての容器４１に被検者検体を分注して、８つの検査試料を含む試料セットを作製する。

図１３は、ＰＣＲユニット群２０における試料配置の他の一例（以下、「実施例２」とする）を示す図である。以下では、実施例１と異なる点について詳細に説明する。

実施例２は、同一ＱＣグループの６つの試料セットに陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ含まれ、対照試料を測定するＰＣＲユニット２１と別のＰＣＲユニット２１で測定される複数の試料セットの測定結果に対して、対照試料の測定結果を適用する点で実施例１と共通する。一方、実施例２は、陽性対照試料と陰性対照試料が別の試料セットに含まれている点で実施例１と異なる。実施例２では、ＱＣグループを構成する６つの試料セットのうち、最初に作製される先頭の試料セットに陰性対照試料が含まれ、最後に作製される試料セットに陽性対照試料が含まれている。

実施例２では、陰性対照試料を含む最初の試料セット、検査試料のみを含む２番目～５番目の試料セット、および陽性対照試料を含む最後の試料セットの順で作製され、この順でＰＣＲユニットＵ１～Ｕ６に搬送されて測定が行われる。この場合、陽性対照が陰性対照試料または検査試料に混入するコンタミネーションのリスクを抑えることができる。陰性対照試料は、最初の試料セットにおいて検査試料よりも先に調製されることが好ましく、８連チューブ４０の１番目の容器４１に収容される。陽性対照試料は、最後の試料セットにおいて検査試料よりも後に調製されることが好ましく、８連チューブ４０の８番目の容器４１に収容される。

実施例２では、対照試料を含む試料セット（先頭の試料セットおよび最後の試料セット）と、検査試料のみを含む試料セットとが１：２の比率で作製される。但し、最初の試料セットおよび最後の試料セットには、対照試料が１つずつ含まれるため、この場合も、１つのＱＣグループを構成する４８テストの試料のうち４６が検査試料となる。

図１４は、実施例２の試料セットの作製プロセスを示すフローチャートである。ロボット制御部３２は、ステップＳ１４４において、作製する試料セットが同一ＱＣグループを構成する６つの試料セットのうち先頭（Head）の試料セットであるか否かを判断する（ステップＳ１４４）。先頭の試料セットである場合（ステップＳ１４４においてＹＥＳ）、ロボット制御部３２は、陰性対照と被検者検体を８連チューブ４０の各容器４１に分注するよう試料作製ロボット１１を制御する（ステップＳ１４５）。ステップＳ１４５では、試料作製ロボット１１が、ロボット制御部３２の制御下で、陰性対照検体を８連チューブ４０の１番目の容器４１に分注し、続いて、ウェルプレート３のウェルから被検者検体を８連チューブ４０の２番目～８番目の容器４１に分注する。次に、試料作製ロボット１１は、混合試薬容器１６から混合試薬を８連チューブ４０の各容器４１に分注して陰性対照試料および検査試料を調製する（ステップＳ１４６）。

ステップＳ１４４においてＮＯである場合、次に、ロボット制御部３２は、作製する試料セットが同一ＱＣグループを構成する６つの試料セットのうち最後の試料セットであるかを判断する（ステップＳ１４７）。最後の試料セットであるとロボット制御部３２が判断した場合（ステップＳ１４７においてＹＥＳ）、ロボット制御部３２は、陽性対照試料と被検者検体を８連チューブ４０の各容器４１に分注するよう試料作製ロボット１１を制御する（ステップＳ１４８）。ステップＳ１４８では、８連チューブ４０の１番目～７番目の容器４１に被検者検体を分注した後、８番目の容器４１に陽性検体が分注される。

作製する試料セットが先頭の試料セットおよび最後の試料セットのいずれでもない場合、即ちＱＣグループ中の２番目～５番目の試料セットを作製する場合は、被検者検体を８連チューブ４０の各容器４１に分注する（ステップＳ１４９）。ステップＳ１４８，１４９が終了すると、ステップＳ１４６の混合試薬の分注工程に進む。

図１５は、ＰＣＲユニット群２０における試料配置の他の一例（以下、「実施例３」とする）を示す図である。

実施例３は、同一ＱＣグループを構成する複数の試料セットに陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ含まれ、かつ陽性対照試料と陰性対照試料が別の試料セットに含まれている点で実施例２と共通する。実施例２では、同一ＱＣグループの試料セットのうち、最後に作製される試料セットに陽性対照試料が含まれた。言い換えると、１つの混合試薬で作製できる最後の試料セットに陽性対照試料が含まれる。一方、実施例３は、検査依頼が途切れて次の被検者検体が供給されるまで時間がかかる場合を考慮したものである。実施例３では、試料セットに含まれる最大の試料数（８つ）を超える数の試料を調製可能な混合試薬が残っていても、検査依頼が途切れた時点で、陽性対照試料を含む試料セットを作製する。

図１５では、検査依頼が途切れた時点、即ち被検者検体を収容したウェルプレート３の供給が一時的にストップした時点を矢印Ａ，Ｂで示している。矢印Ａの時点では、試料作製ユニットにおいて同一ＱＣグループを構成する４つ目の試料セットを作製中で、８テスト分以上の混合試薬が残っているが、４つ目の試料セットに陽性対照試料を含ませている。矢印Ｂの時点も同様に、８テスト分以上の混合試薬が残っているが、５番目の試料セットに陽性対照試料を含ませている。被検者検体を収容したウェルプレート３が途切れることなく連続して核酸分析装置１に供給される場合は、実施例２と同様に、同一ＱＣグループの最後の試料セットにおいて陽性対照試料を調製する。

このように、被検者検体の供給が途切れた場合には、作製中の試料セットが同一ＱＣグループの最後の試料セットでなくても、その試料セットに陽性対照試料が含まれる。被検者検体の供給が途切れて最後の試料セットの作製まで時間がかかる場合には、陽性対照試料を先に測定することで、その測定結果を測定が終了している検査試料の分析に迅速に適用できる。実施例３によれば、核酸分析装置１への被検者検体の供給が断続的である場合に、実施例２と比較してＴＡＴを大幅に短縮することができる。

実施例３では、被検者検体の供給が再開されると、残りの混合試薬を用いて試料セットを作製する。被検者検体の供給が途切れたときに、８連チューブ４０の容器４１に空きがある試料セットが作製された場合は、１つのＱＣグループについて７つ以上の試料セットが作製される。なお、陽性対照試料は既に調製されているため、同一ＱＣグループの最後の試料セットにおいて陽性対照試料を調製する必要はない。陽性対照試料の測定が終了している場合は、残りの試料セットの測定が完了すればすぐに検査試料の分析結果を返すことができる。

実施例３では、同一ＱＣグループの試料セットとして、下記の４種類の試料セットが作製され得る。実施例３において、下記（２）の試料セットは、試料セットの作製中に被検者検体の供給が途切れた場合にのみ作製される。
（１）陰性対照試料および検査試料を含む試料セット
（２）陰性対照試料、陽性対照試料、および検査試料を含む試料セット
（３）陽性対照試料および検査試料を含む試料セット
（４）検査試料のみを含む試料セット

同一ＱＣグループの試料セットにおいて、上記（１）の試料セットは、最初に作製される試料セットであって、供給された被検者検体の数が試料セットを収容する８連チューブ４０の容器４１の数より多い場合に作製される。上記（２）の試料セットは、最初の試料セットであって、陰性対照と供給された全ての被検者検体の分注後に８連チューブ４０の容器４１が１つ以上余る場合に作製される。上記（３）の試料セットは、２番目以降の試料セットであって、陽性対照が未分注であり、かつ混合試薬の残量が試料１つ分となるか、または陽性対照が未分注であり、かつ供給された全ての被検者検体の分注後に８連チューブ４０の容器４１が１つ以上余る場合に作製される。上記（４）の試料セットは、（１）～（３）の試料セットの作製条件が満たされない場合に作製される。

実施例１～３によれば、１つのＱＣグループにつき、陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ調製され、陽性対照試料と陰性対照試料の測定結果に基づき、同一のＱＣグループに属する検査試料の精度管理が行われる。陽性対照試料および陰性対照試料の測定結果に問題がなければ、同じ混合試薬を用いて調製された同一ＱＣグループの検査試料についても、混合試薬の調製不良またはコンタミネーションに起因する異常がないことを確認できる。よって、実施例１によれば、１つのＱＣグループに含まれる陽性対照試料と陰性対照試料に基づいて、混合試薬の調製不良またはコンタミネーションに起因する異常の有無を確認しながら、検査試料の核酸分析が可能である。

図１６は、ＰＣＲユニット群２０における試料配置の他の一例（以下、「実施例４」とする）を示す図である。

実施例４は、同一ＱＣグループの６つの試料セットのうち、最初に作製される試料セットに陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ含まれている点で実施例１と共通する。一方、実施例４は、先頭の試料セット以外の他の試料セットにも陰性対照試料が含まれている点で実施例１と異なる。実施例４の第１の試料セットでは、８連チューブ４０の１番目の容器４１に陽性対照試料が、２番目の容器４１に陰性対照試料がそれぞれ収容されているが、実施例１と同様に対照試料の順番は逆であってもよい。

実施例４では、陽性対照試料に基づく精度管理では、先頭の試料セットに含まれる陽性対照試料の測定結果が、同一ＱＣグループの検査試料の精度管理判定に適用される。一方、陰性対照試料については、各試料セットに含まれる陰性対照試料の測定結果に基づいて、各試料セットに含まれる検査試料の精度管理判定がおこなわれる。例えば、図１６の例では、ＰＣＲユニット１のＲｕｎ１によって測定される試料セットＡは、陽性対照試料および陰性対照試料を含み、ＰＣＲユニット２のＲｕｎ１によって測定される試料セットＢは陰性対照試料を含んでいる。この場合、試料セットＡに含まれる陽性対照試料および陰性対照試料の精度管理判定結果がいずれもＯＫである場合に、試料セットＡに含まれる６つの検査試料の精度管理判定結果もＯＫとなる。試料セットＢに含まれる検査試料については、試料セットＡに含まれる陽性対照試料の精度管理判定がＯＫであり、かつ、試料セットＢに含まれる陰性対照試料の精度管理判定がＯＫである場合に、精度管理判定結果がＯＫとなる。

実施例４によれば、１つのＱＣグループにつき陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ含まれるため、実施例１～３と同様に、混合試薬の調製不良またはコンタミネーションに起因する異常がないことを確認しながら、検査試料の核酸分析が可能である。実施例４では、さらに、各試料セットに陰性対照試料が含まれているので、各試料セット作製時のコンタミネーションも検知できる。

図１７は、ＰＣＲユニット群２０における試料配置の他の一例（以下、「実施例５」とする）を示す図である。

実施例５は、同一ＱＣグループの６つの試料セットのうち、最初に作製される試料セットに陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ含まれている点で実施例１，４と共通する。一方、実施例５は、最初の試料セット以外の他の試料セットにも、陽性対照試料が含まれている点で実施例１，４と異なる。実施例５の第１の試料セットでは、８連チューブ４０の１番目の容器４１に陽性対照試料が、２番目の容器４１に陰性対照試料がそれぞれ収容されているが、実施例１と同様に対照試料の順番は逆であってもよい。第２の試料セットの陽性対照試料における陽性対照の濃度は、第１の試料セットの陽性対照試料の濃度と異なっていてもよく、例えば、ＰＣＲユニット２１が保証する検出感度の濃度としてもよい。或いは、検出感度の濃度の±１～１０％の濃度としてもよい。

実施例５によれば、１つのＱＣグループにつき陽性対照試料と陰性対照試料が１つずつ含まれるため、実施例１～３と同様に、混合試薬の調製不良またはコンタミネーションに起因する異常がないことを確認しながら、検査試料の核酸分析が可能である。実施例５では、さらに、各試料セットに陽性対照試料が含まれているので、それぞれのＰＣＲユニット２１が正常に稼働しており、核酸増幅および増幅核酸の検出が正常に行えていることを確認することができる。

実施例４，５では、第２の試料セットにおいて、対照試料が８連チューブ４０の１番目の容器４１に収容されているが、他の容器４１に収容されていてもよい。第１および第２の試料セットの比率は１：５であるが、１：ｎ（ｎ≧２）であればよい（他の実施例についても同様）。また、第２の試料セットの全てに対照試料が含まれているが、第２の試料セットの一部を検査試料のみを含むものとしてもよい。

図１８～図２０は、ＰＣＲユニット群２０における対照試料配置の変形例を示す図である。図１８～図２０では、ＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６の対照試料の配置のみを示している。「ＮＰ」は、陰性対照試料と陽性対照試料の両方を意味する。

図１８に示す例では、各ＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６の１回目の測定（ｒｕｎ１）から９回目の測定（ｒｕｎ９）まで、特定のユニットにおいて対照試料が定期的に測定されている。この対照試料の配置は、実施例１の場合と同じである。具体的には、ＰＣＲユニットＵ１，Ｕ３，Ｕ５，Ｕ７，Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１３，Ｕ１５において、４回の測定に１回の割合で対照試料が測定されている。一方、ＰＣＲユニットＵ２，Ｕ４，Ｕ６，Ｕ８，Ｕ１０，Ｕ１２，Ｕ１４，Ｕ１６では、９回目の測定まで対照試料の測定が１回も行われていない。そこで、ＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６のうち所定時間または所定周期内に対照試料を測定していないユニットが存在する場合に、当該ユニットで対照試料を自動的に測定し、ユニットの検出精度を定期的にチェックすることは好適である。

図１８に示す例では、ＰＣＲユニットＵ２，Ｕ４，Ｕ６，Ｕ８，Ｕ１０，Ｕ１２，Ｕ１４，Ｕ１６の１０回目の測定で対照試料が測定されている。この場合、全てのＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６において所定周期毎に少なくとも１回（例えば、１０回の測定サイクル毎に１回）の割合で対照試料の測定が必ず行われることになる。ロボット制御部３２は、例えば、対照試料の測定を含まない測定サイクルの数をＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６毎にカウントし、この測定サイクル数が所定の閾値を超えるユニットが存在する場合に、対照試料を含む試料セットをそのユニットに搬送するように各ロボット１１、２２を制御して、対照試料の測定を行う。

図１９に示す例では、図１８に示す例と同様に、全てのＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６において、例えば１０回の測定サイクル毎に１回の割合で対照試料の測定を行う。ＰＣＲユニットＵ２，Ｕ６，Ｕ１０では、９回目の測定まで対照試料の測定が１回も行われていないが、上記所定の閾値を９回に設定した場合、ＰＣＲユニットＵ２，Ｕ６，Ｕ１０の１０回目の測定において対照試料の測定が行われる。図１９に示す例では、対照試料として陽性対照試料のみを含む試料セットおよび陰性対照試料のみを含む試料セットがＰＣＲユニットに搬送され、陽性対照試料および陰性対照試料の両方を含む試料セットもＰＣＲユニットに搬送されている。

ＰＣＲユニットＵ１２，Ｕ１４には、９回目の測定までに陰性対照試料を含む試料セットが搬送され、ＰＣＲユニットＵ１２，Ｕ１４で陰性対照試料の測定は行われているが、陽性対照試料の測定は１回も行われていない。この場合、ＰＣＲユニットＵ１２，Ｕ１４の１０回目の測定において、陽性対照試料を含む試料セットを搬送して陽性対照試料の測定を行えばよい。ロボット制御部３２は、例えば、陽性対照試料および陰性対照試料の測定を含まない測定サイクル数をＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６毎に、かつ対照試料の種類毎にカウントする。ロボット制御部３２は、少なくとも一方の対照試料の測定を含まない測定サイクルの数が所定の閾値を超えるユニットが存在する場合に、測定していない対照試料を含む試料セットをそのユニットに搬送するよう各ロボット１１、２２を制御して、当該対照試料の測定を行う。

図２０に示す例では、特定のＰＣＲユニット２１で同種の対照試料の測定頻度が高くなる場合に、当該対照試料を測定するＰＣＲユニット２１を変更する。即ち、ＰＣＲユニット２１の順序（試料セットが分配されるＰＣＲユニット２１）を変更して、対照試料の搬送先を分散させる。例えば、ＰＣＲユニットＵ３では、３回目の測定サイクルで陰性対照試料が測定され、４回目の測定サイクルでも連続して陰性対照試料の測定が予定されている。ＰＣＲユニットＵ４についても、１回目の測定サイクルで陽性対照試料が測定され、４回目の測定サイクルで再び陽性対照試料の測定が予定されており陽性対照試料の測定頻度が高くなっている。このような場合に、対照試料を測定するＰＣＲユニット２１を、対照試料の測定頻度が高いＰＣＲユニット２１から、対照試料の測定頻度が低いＰＣＲユニット２１に変更する。

図２０に示す例では、３回目の測定サイクルでＰＣＲユニットＵ３に分配される予定であった陰性対照試料を含む試料セットをＰＣＲユニットＵ４に分配している。また、４回目の測定サイクルでＰＣＲユニットＵ４に分配される予定であった陽性対照試料を含む試料セットをＰＣＲユニットＵ７に分配している。ＰＣＲユニットＵ５，Ｕ６では、陽性対照試料を測定したばかりなので、この試料セットはＰＣＲユニットＵ７に分配される。ＰＣＲユニットＵ１１の３回目の測定サイクルのように、２種類の対照試料を含む試料セットの分配が予定されている場合に、この試料セットに変えて陽性対照試料を含む試料セットと陰性対照試料を含む試料セットを作製してもよい。ＰＣＲユニットＵ１１では、１回目の測定サイクルで陽性対照試料を測定しているので、この２つの試料セットのうち陽性対照試料を含む試料セットは、ＰＣＲユニットＵ１１以外のユニットに分配される。

図１８～図２０の変形例によれば、対照試料の測定頻度が特定のＰＣＲユニット２１で高くなることを抑制でき、各ＰＣＲユニット２１の検出精度を定期的にチェックすることが容易になる。ロボット制御部３２は、例えば、陽性対照試料および陰性対照試料の測定頻度をＰＣＲユニットＵ１～Ｕ１６毎に、かつ対照試料の種類毎にカウントする。そして、対照試料の測定頻度が所定の閾値を超えるユニットが存在する場合に、測定頻度の高い対照試料を含む試料セットを別のユニットに搬送するよう各ロボット１１、２２を制御する。別のユニットは、対照試料の測定頻度が所定の閾値以下のユニットであって、例えば、予め定められた測定の順序に基づいて決定される。或いは、全体の測定に支障がない範囲で、対照試料の測定頻度が低いユニットが別のユニットとして優先的に選択されてもよい。

以上のように、上述の実施形態および変形例の核酸分析方法は、１つのＰＣＲユニット２１で測定される対照試料の測定結果を、別のＰＣＲユニット２１で測定される検査試料の分析にも利用する全く新しい画期的な方法である。対照試料の測定結果は、例えば、別のＰＣＲユニット２１で測定される、対照試料と同じ試薬から調製された検査試料の分析に適用される。この場合、対照試料の測定数を大幅に減らすことができる。したがって、試薬の使用量が少なくなって試薬コストは大きく低減し、また測定全体に対する検査試料の測定の割合が高くなるのでスループットが大幅に向上する。対照試料の測定結果の適用範囲を適切に設定することで、対照試料の測定数を減らしても、正確な精度管理を行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態および変形例に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、核酸分析装置１で陽性対照および陰性対照を分注して対照試薬を調製する構成を例示したが、被検者検体と同様に、検査システムの上流側から陽性対照および陰性対照を供給してもよい。陽性対照および陰性対照は、ウェルプレート３のウェルに収容された状態でベルトコンベア２により核酸分析装置１に供給されてもよい。

上述の実施形態では、酵素試薬とプライマー試薬を混合して調製される混合試薬が変わる毎に、陽性対照試料と陰性対照試料を少なくとも１つずつ測定する方法を例示したが、陽性対照試料と陰性対照試料は、試薬（例えば、酵素試薬およびプライマー試薬の少なくとも一方）の製造ロットが変わる毎に測定されてもよい。例えば、陽性対照試料と陰性対照試料を含む試料セットが、試薬の製造ロットが変わる毎に少なくとも１つ作製される。言い換えると、混合試薬が変わっても混合試薬の原料となる試薬の製造ロットが同じであれば、同じ製造ロットの試薬から調製された各試料を１つのＱＣグループとして、このグループにつき１つずつの割合で、陽性対照試料と陰性対照試料を測定してもよい。

上述の実施形態では、８連チューブ４０に収容される８つの試料を１つの試料セットとしたが、連結された複数の容器に収容された複数の試料を１つの試料セットとする限り、形態は限定されない。例えば、９６穴ウェルプレートに収容される最大で９６個の試料を１つの試料セットとしてもよい。この場合、好適な実施例では、ＰＣＲユニットは９６穴ウェルプレートを受け入れて、９６個の試料に対して、少なくとも核酸増幅をバッチ処理で実行できるように構成してもよい。ＰＣＲユニットは、核酸増幅に加えて、増幅核酸の測定を行ってもよい。

また、試料を調製する試薬は１種類であってもよい。例えば、複数の検査試料の調製に用いる量の試薬を所定の容器に収容して使用する場合に、この容器が変わる毎に、陽性対照試料と陰性対照試料を含む試料セットが少なくとも１つ作製されてもよい。実施例２のように、陽性対照試料と陰性対照試料が別の試料セットに含まれる場合、この容器が変わる毎に、或いは試薬の製造ロットが変わる毎に、陽性対照試料を含む試料セットおよび陰性対照試料を含む試料セットが少なくとも１つずつ作製される。

また、上述の実施形態では、独立して核酸増幅および増幅核酸の検出が可能なＰＣＲユニットを複数用いて、複数のＰＣＲユニットによって並行して核酸分析をおこなう例を示した。ＰＣＲユニットは、それぞれ、サーマルサイクラーと光源と蛍光検出器を備えた。本発明の他の例では、核酸増幅と、増幅核酸の検出は異なる別の装置によって行われてもよい。例えば、独立して核酸増幅を行うことが可能なサーマルサイクラーモジュールを複数用いてもよい。この場合、サーマルサイクラーユニットは、核酸を検出するための光源と蛍光検出器を備えなくてもよい。

図２２および図２３は、他の実施形態を示す模式図である。この例では、サーマルサイクラーモジュール２００（以下、単にモジュール２００という）に、８連チューブ４０がセットされる。

図２２は、変形例による核酸分析装置１’の全体構成を示す模式図である。図２２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を付与し、詳細な説明は省略することとする。図２２の変形例では、測定ロボット２２０は、試料を収容した８連チューブ４０をモジュール２００にセットするためのハンドからなるエンドエフェクタ２２１と、８連チューブ４０がセットされたモジュール２００を検出装置８０にロードするためのハンドからなるエンドエフェクタ２２４を備える。

図２３に示すように、検出装置８０は、例えばテーブル７０上に設置される。検出装置８０は、中央柱１００を中心に回転可能な円盤状の回転テーブル９０と、回転テーブル９０上に配置された複数、例えば８つのモジュール載置部９１を有している。各モジュール載置部９１は、回転テーブル９０の中央から径方向に放射状に延びている。各モジュール載置部９１には、モジュール２００の長手方向を径方向に向けた状態で載置することができる。モジュール載置部９１は、回転テーブル９０の中央を中心とする円の周方向Ｒに等間隔で配置されている。すなわち、８個のモジュール載置部９１は、周方向Ｒに４５度間隔で設けられている。

検出装置８０は、光学検出器１２０を備える。光学検出器１２０は、回転テーブル９０の中央から径方向の外方に延びた形状を有し、一つのモジュール載置部９１（モジュール載置部９１のモジュール１０）に対応している。光学検出器１２０は、モジュール載置部９１が下方に位置したときに、モジュール載置部９１のモジュール２００にある一連のチューブ４０の複数の容器に収容された複数の試料の核酸増幅に伴う蛍光を検出することができる。すなわち、光学検出器１２０は、モジュール単位で複数の試料の核酸増幅に伴う蛍光を検出することができ、８つのモジュール２００に対して共用されている。

光学検出器１２０は、光源部と光検出部を有している。光学検出器１２０は、光源部から８連チューブ４０の各容器に対して光を照射し、その光によって生じた試料の核酸の蛍光を光検出部で検出することができる。光源部は、回転テーブル９０の径方向に沿って一列に配置された複数の発光素子、例えば、ＬＥＤを備える。光検出部は、光源部と同様、回転テーブル９０の径方向に沿って一列に配置された複数の受光素子、例えば、フォトダイオードを備える。一つの発光素子と一つの受光素子はペアで配置されており、発光素子が照射した光によって生じた蛍光をペアとなる受光素子によって検出する。

モジュール２００は、８連チューブ４０の各容器に対応した複数の孔が設けられた蓋２０１と、８連チューブ４０が設置される本体２０２と、サーマルサイクラー２０３と、本体２０２の内部に設けられたＣＰＵ２０４を備える。モジュール２００は、モジュール載置部９１に設置可能である。

測定ロボット２２３は、アーム２２４によってモジュール２００を掴んでモジュール載置部９１にセットする。モジュール載置部９１にモジュール２００がセットされると、回転テーブル７０が回転する。ＣＰＵ２０４は、モジュール２００がモジュール載置部９１にセットされた状態でサーマルサイクラー２０３を制御し、８連チューブ４０を加温および冷却して核酸増幅を行う。ＣＰＵは核酸分析装置１と同期しており、モジュール２００が回転テーブル９０を１周するサイクルと、加温および冷却からなる核酸増幅の１サイクルが同期される。核酸分析装置１は、核酸増幅の各サイクルの蛍光検出タイミングでモジュール２００が蛍光検出器１２０の直下に位置するように、回転テーブル９０を制御する。これにより、１つの蛍光検出器１２０によって、複数のモジュール２００によって増幅された核酸が検出される。

本変形例では、核酸増幅は個々のモジュール２００によって行うことができ、増幅核酸の検出は共通の蛍光検出器１２０を用いて行うことができる。本変形例においても、少なくとも１つの対照試料を含む第１の試料セットと、第１の試料セットに含まれる対照試料のうち少なくとも１つを含まない第２の試料セットを、試料作製ロボット１１によって作成することができる。作製された試料セットは、モジュール２００と検出装置８０とによって核酸増幅と増幅核酸の検出を行うことができる。

１ 核酸分析装置
２ ベルトコンベア
３ ウェルプレート
１１ 試料作製ロボット
１２ 試薬保管部
１３ ＱＣ検体保管部
１４ ノズルチップ保管部
１５ ８連チューブ置き場
１６ 混合試薬容器
２０ ＰＣＲユニット群
２１，Ｕ１～Ｕ１６ ＰＣＲユニット
２２ 測定ロボット
２３ サーマルサイクラー
２４ チューブ保持部
２５ カバー
２６ 光学部
２６１ 光源
２６２ 蛍光検出器
２７ 制御部
３１ システム制御部
３１１ ＣＰＵ
３１２ 記憶部
３１３ 通信インターフェイス
３１４ 表示部
３１５ 入力部
３２ ロボット制御部
３２１ ＣＰＵ
３２２ 記憶部
３２３ 通信インターフェイス
３３ ＰＣＲ制御部
３３１ ＣＰＵ
３３２ 記憶部
３３３ 通信インターフェイス
４０ ８連チューブ
４１ 容器
４１１ 容器本体
４１２ 蓋
５０ ホストコンピュータ

Claims (22)

1. 第１の被検者検体と試薬から調製される検査試料と、陽性対照および陰性対照の少なくとも１つと前記試薬から調製される対照試料とを含む、第１の試料セットを作製し、
   第２の被検者検体と前記試薬から調製される検査試料を含み、かつ、前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料のうち少なくとも１つを含まない、第２の試料セットを作製し、
   前記第１の試料セットに対して核酸増幅を行い、増幅した核酸を測定し、
   前記第２の試料セットに対して核酸増幅を行い、増幅した核酸を測定し、
   少なくとも前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料の測定結果に基づいて、前記第１および第２の試料セットに含まれる前記各検査試料の測定結果を分析する、核酸分析方法。
2. 前記第１の試料セットに対する核酸増幅は、１つの試料セットを受け入れて核酸増幅する第１ユニットによって行われ、
   前記第２の試料セットに対する核酸増幅は、１つの試料セットを受け入れて核酸増幅する第２ユニットによって行われる、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１ユニットによる核酸増幅と、前記第２ユニットによる核酸増幅は、並列して行われる、請求項２に記載の方法。
4. 前記１および第２ユニットは、それぞれ、増幅した核酸を検出する検出器を備え、
   前記第１の試料セットの増幅核酸の測定は、前記第１ユニットの前記検出器によって行われ、
   前記第２の試料セットの増幅核酸の測定は、前記第２ユニットの前記検出器によって行われる、請求項２または３に記載の方法。
5. 前記第１ユニットによる増幅核酸の測定と、前記第２ユニットによる増幅核酸の測定は、並列して行われる、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１及び第２の試料セットは、連結された複数の容器に収容された複数の試料である、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第１の試料セットは、少なくとも１つの前記対照試料と複数の検査試料を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記第１の試料セットに含まれる前記検査試料、および前記第２の試料セットに含まれる前記検査試料は、それぞれ複数の被検者検体から調製される複数の試料である、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１の試料セットは、陽性対照と前記試薬から調製される少なくとも１つの陽性対照試料と、複数の検査試料とを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第１の試料セットは、さらに、陰性対照と前記試薬から調製される陰性対照試料を含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第１および第２の試料セットは、共通の前記試薬を用いて、１：ｎ（ｎは２以上の整数）の比率で作製される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第１の試料セットは、共通の前記試薬を用いて作製される複数の試料セットに対して、少なくとも１つ作製される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 第１の試薬と第２の試薬とを混合することにより、前記試薬として混合試薬を調製することをさらに含み、
    前記第１の試料セットは、前記混合試薬が切り替わる毎に少なくとも１つ作製される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記第１の試料セットは、使用する前記試薬の製造ロットが切り替わる毎に少なくとも１つ作製される、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 第３の被検者検体と前記試薬から調製される検査試料と、陰性対照と前記試薬から調製される陰性対照試料とを含む、第３の試料セットを作製すること、
    前記第３の試料セットに対して核酸増幅を行い、増幅核酸を測定すること、および、
    前記第１の試料セットに含まれる前記陽性対照試料の測定結果と、前記第３の試料セットに含まれる前記陰性対照試料の測定結果とに基づいて、前記第１～前記第３の試料セットに含まれる各検査試料の測定結果を分析すること、をさらに含む、請求項１～１４に記載の方法。
16. 前記第２の試料セットには、陰性対照から調製される陰性対照試料が含まれ、
    前記第１の試料セットに含まれる前記陽性対照試料の測定結果と、前記第２の試料セットに含まれる前記陰性対照試料の測定結果とに基づいて、前記第２の試料セットに含まれる検査試料の前記測定結果を分析することをさらに含む、請求項１～１５に記載の方法。
17. 前記第２の試料セットには、陽性対照から調製される陽性対照試料が含まれ、
    前記第１の試料セットに含まれる前記陰性対照試料の測定結果と、前記第２の試料セットに含まれる前記陽性対照試料の測定結果とに基づいて、前記第２の試料セットに含まれる前記検査試料の測定結果を分析することをさらに含む、請求項１～１５に記載の方法。
18. 複数の前記第１および複数の前記第２の試料セットを、個別に試料セットに対して核酸増幅可能な第１～第３ユニットを含む複数のユニットに分配すること、
    前記複数のユニットの各々において分配された試料セットに対して核酸増幅を行うこと、および、
    増幅核酸を測定すること、をさらに含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 複数の前記第１および複数の前記第２の試料セットは、所定の規則にしたがって前記複数のユニットに順に分配される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１の試料セットは、前記複数のユニットのうち所定の条件を満たすユニットに分配される、請求項１８に記載の方法。
21. 前記所定の条件は、所定時間または所定周期内に前記対照試料を測定していないことである、請求項２０に記載の方法。
22. 被検者検体と試薬から調製される検査試料を含む、複数の試料セットを作製する試料作製装置と、
    前記複数の試料セットの各々に対して核酸増幅を行い、増幅核酸を測定する少なくとも１つのユニットと、
    制御部と、
    を備え、
    前記試料作製装置は、前記制御部による制御の下、前記検査試料と、陽性対照および陰性対照の少なくとも１つと前記試薬から調製される対照試料とを含む、第１の試料セットと、前記検査試料を含み、かつ、前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料のうち少なくとも１つを含まない第２の試料セットと、を作製し、
    前記制御部は、少なくとも前記第１の試料セットに含まれる前記対照試料の測定結果に基づいて、前記第１および前記第２の試料セットに含まれる前記各検査試料の測定結果を分析する、核酸分析装置。
    

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