JP4071635B2 - 物体ホルダ用の受入装置 - Google Patents

Description

本発明は、物体ホルダ用の受入装置に関する。

物体ホルダとは、例えばその上に被分析試料が配置される薄いガラス板のことである。被分析試料、特に液体の被分析試料が２つの物体ホルダ間に位置するように、このような２つの物体ホルダを一方が他方の上になるように置くことは頻繁にある。物体ホルダは更に、タイタープレート、又は個々の試料を受け入れる凹部が設けられた同様のプレートであってもよい。

物体ホルダは、例えば組織試料を分析するために用いられる。これに関連して、例えばＤＮＡ断片、すなわち遺伝子フラグメントを物体ホルダの表面上に載置する。ＤＮＡ断片の添加は、ロボットを用いて滴下することによって実施する。このようにして、物体ホルダ上の個々のＤＮＡ断片の位置を知る。このＤＮＡ断片は物体ホルダの表面と結合し、付着する。これにより、その後の分析プロセスにおいて、それらの位置は変化しない。

次の工程においては、例えば被検査腫瘍からＲＮＡを取る。酵素を用いてＲＮＡをＤＮＡに変換し、続いて適宜のマーカー、好ましくは蛍光色マーカーで標識する。

更に、正常な組織から比較用の試料を作製する。この正常なＤＮＡも適宜のマーカーで標識する。このマーカーは別の色の蛍光マーカーであることが好ましい。これにより、正常な組織を緑色の蛍光マーカーで標識し、腫瘍から取り出される分析対象の組織を、例えば赤色マーカーで標識する。

その後、両試料を物体ホルダ全体に載置する。２つの試料中に含まれるＤＮＡストランドは、それらの対応物、すなわち物体ホルダの表面上に存在するＤＮＡ断片と強固に結合する。試料中に含まれるＤＮＡと、物体ホルダに付着しているＤＮＡ断片との結合は、ハイブリッド形成プロセスで行われる。その後、２つの試料から、強固に付着したＤＮＡ断片及び鎖状ＤＮＡのみが物体ホルダ上に存在するように、この物体ホルダを洗浄する。

物体支持台を乾燥させた後、検出プロセスに進む。その中で、ＤＮＡ断片が付着している物体ホルダの個々の位置を、適宜の顕微鏡によって分析する。その際、蛍光マーカーが対応する色の蛍光を発するように、個々のＤＮＡ断片を例えばレーザー光によって刺激する。１つのＤＮＡ断片が付着する１つの特定の位置が、例えば赤色のスポットとして現れる場合、この遺伝子は腫瘍組織内で活性状態であったのであって、正常組織内ではそうではなかったことを、そのことから結論付けることができる。１つのスポットが緑色の蛍光を発する場合、この遺伝子は正常組織でのみ活性状態であったことを、そのことから結論付けることができる。黄色の蛍光が現れた場合、対応する遺伝子は両方の組織内で活性状態であった。上述の方法によって、例えば、どの遺伝子が腫瘍内で活性状態であるのかを診断することが可能である。このことから、組織の変化の種類などに関する結論を引き出すことが可能である。
米国特許第３７４６１６１号明細書

このようなプロセスにおいて、個々の物体ホルダの操作は特に難しい。特に、薄いガラスの物体ホルダは容易に壊れ得る。更に、物体ホルダを操作するときには、試料を載置した領域への接触を確実に避けなければならない。この理由から、対応する分析装置内で物体ホルダを整列させることは困難である。

本発明の目的は、物体ホルダの操作性を改善することにある。

本発明によれば、請求項１の特徴によりこの目的を達成する。

物体ホルダの操作性を改善するために、本発明は物体ホルダ用の受入装置を提供する。該受入装置は、好ましくは複数の物体ホルダを並べて載置することが可能な基部を備える。本発明によれば、センタリング要素は底部と接続される。該センタリング要素は、各々１つの物体ホルダを受け入れる複数の受入領域が構成されるように配置してある。

このように、例えばＤＮＡ断片が既に所定の位置に付着している１つの物体ホルダを、受入装置のそれぞれの受入領域内に置くことが可能である。次いで、いくつかの物体ホルダを担持する受入装置を、例えばロボットの把持アーム等を用いて容易に操作することが可能である。例えばセンタリング要素又は基部で受入装置を容易に把持することができるため、物体ホルダを容易に操作することが可能である。本発明に係る装置により、薄いガラスの物体ホルダを操作中に損傷することを特に確実に避けることができる。同様に、物体ホルダ上に既に位置する試料への接触も回避される。

本発明に係る受入装置の第１の好ましい実施の形態において、基部は、連続した構成を有する底部であることが好ましい。センタリング要素はこの底部と接続され、複数の受入領域を画定する。

センタリング要素は、一体フレーム部のように構成することが好ましい。したがって、各物体ホルダはフレームにより取り囲まれる。このことには、物体ホルダを受入領域内に保護された状態で配置するという利点がある。物体ホルダをフレーム部内で完全に受け入れるように、フレーム部の高さが物体ホルダの厚さよりも大きいことが好ましい。その結果、物体ホルダの表面への接触と共に、受入装置を操作する際の物体ホルダの損傷も回避される。いくつかの受入領域を単一のフレーム部で形成することが好ましい。この場合、各受入領域は完全にフレームにより取り囲まれる。このようにして、隣接する２つの物体支持台間に設けられるフレーム部の壁は、２つの受入領域のフレームの一部として機能する。

前記フレーム部の各々が受入領域を取り囲んでもよく、周センタリングフレームとして完全に取り囲むことが好ましい。しかしながら、これらは受入領域を取り囲むための個別のフレーム部でなくてもよく、例えば物体ホルダを受入装置内で中心に位置させるため物体ホルダの角を受け入れる役割を有するだけでもよい。この場合、物体支持台の受入装置への挿入をより容易に行うことができる。物体ホルダの受入装置内への挿入をより容易にするために、センタリング要素を更に面取りしてもよい。この面取りは、物体ホルダの挿入が容易になるように、各々１つの物体ホルダを受け入れる受入領域が上向きに広がるように構成される。

特に好ましい実施の形態において、底部は、少なくとも受入領域においては可撓性材料からなる。特に、底部全体が連続する可撓性材料からなる。物体ホルダはこの可撓性材料の上に載置される。可撓性材料を用いる利点は、例えば物体ホルダがピペット等と接触したとき、その物体ホルダが確実にある程度復元することにある。これにより、分析プロセス中に物体ホルダが損傷するリスクが軽減される。更に、物体ホルダを例えば水平に整列させることが可能である。このとき、例えば好適に整列した要素は下からダイアフラムを押圧して、物体ホルダの位置を変える。このような方法で、物体ホルダに触れる必要なく、物体ホルダを極めて正確に整列させることが可能となる。特に例えば、適宜装置の助けを借りて物体ホルダを下から少し持ち上げ、その物体ホルダを例えば第２の物体ホルダプレートに対して押圧することも可能である。

可撓性材料としては、特にジアテルミー性ダイアフラムが挙げられる。これにより、ペルチェ素子などの加熱要素を個々の受入領域の下方に設けて、個々の物体ホルダを加熱することが可能となる。本発明に係る受入装置を用いることにより、物体ホルダに直接触れる必要なく、物体ホルダのおそらく個別の部分的な領域のみを極めて限定的に加熱することが可能となる。この場合にも、物体支持台の損傷が回避される。ダイアフラムは、４〜１００℃の温度を物体支持台に伝えることができるように構成することが好ましい。

他の好ましい実施の形態において、基部はフレーム形状の構造を有する。この基部は、複数の物体ホルダを受け入れるための受入領域を備える。この基部は、例えば複数の中間ウェブにより複数の受入領域に分割される矩形のフレームである。これらの受入領域は本質的に矩形であり、フレーム形状の基部上に載置される受入領域内に物体ホルダを挿入できるように、これらの受入領域の寸法は標準的な物体ホルダの寸法よりもわずかに小さい。

バネ要素の形態をなしたセンタリング要素が、物体ホルダを支持するためにフレーム形状基部に設けられることが好ましい。前記バネ要素は、物体ホルダを固定する機能と、それらを夫々位置決めする機能とを有する。物体ホルダが１つの面で支持されるように、すべてのセンタリング要素をバネ要素として構成することが可能である。この場合、物体ホルダはバネ要素の間に固定される。

いくつかのセンタリング要素だけがバネ要素として構成されることが好ましい。この実施の形態において、残りのセンタリング要素は停止要素として構成される。バネ要素が停止要素と協働することによって、物体ホルダは個々の受入領域において位置決めされる。この場合、バネ要素は物体ホルダを、対応して配置された停止要素に対して押圧する。例えばバネ要素が水平面上に設けられ、そのバネ要素は物体ホルダを、本質的に、ｘ方向及びｙ方向に対して垂直に整列している停止要素に対してｘ方向及びｙ方向に押圧する。この場合、各方向に対する１つのバネ要素と、各方向に対する１つの停止要素とを設けることが好ましい。特に、矩形の物体ホルダの長手方向側において、好ましくはこの方向に対して垂直に整列している２つの停止要素に対して物体ホルダを押圧する２つのバネ要素を設けた場合、より正確かつ限定的な位置決めが可能である。

好ましいバネ要素は、基部と弾性接続された突起である。特に、バネ要素及び基部は互いに一体に形成される。ここで、前記一体成形部は射出成形部であることが好ましい。前記射出成形部は更に停止要素を備えることが好ましい。

特に現行の配置にて本発明に係る受入装置を使用できるように、受入装置の外側寸法をマイクロタイタープレートの標準寸法に対応させる。特に、受入装置の幅は９６±４ｍｍであり、長さは１４８±４ｍｍである。

以下に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について詳述する。

いくつかの物体ホルダ１２用の受入装置１０は、底部１４（図２）を備える。底部１４は、センタリング要素１６、１８、２０と接続されている。図示した実施の形態では、各々１つの物体ホルダ１２を配置可能な４つの矩形の受入領域２２が形成されるようにセンタリング要素１６、１８、２０を配置してある。このセンタリング要素１６、１８、２０には、対向する２つのより短い側壁１６と、更に、側壁１６の間に配置された、対向する２つのより長い側壁１８とがある。図示した実施の形態では、より短い側壁１８に対して平行に配置されている３つの隔壁２０が、側壁１８の間に設けられている。

センタリング要素１６、１８、２０の裏面２４には、ダイアフラムとして構成される底部１４が取り付けられる。したがって、受入領域２２は、それぞれの物体ホルダ１２がその上に支持される底としての可撓性ダイアフラムを有する。したがって、例えば物体ホルダを水平に整列させるために、図２のダイアフラムを下から押圧することが可能である。更に、加熱要素を物体支持台１２の下方に設けることも可能である。ダイアフラムの可撓性により、物体ホルダ１２は、平坦な加熱要素の表面に接した状態で平坦に置かれる。これにより、加熱要素と物体ホルダとの間の均一かつ良好な熱伝達が確実に行われる。

これらの内部２３において、すなわち受入領域２２に向いている側において、センタリング要素１６、１８、２０は面取りされている。その結果、図２で上を向いている個々の受入領域の開口部が上方に向けて拡張される。これにより、物体ホルダ１２の受入領域２２への挿入がより容易になる。

図３及び図４に示す本発明に係る受入装置の第２の好ましい実施の形態において、同一又は同様の構成要素は同一の参照符号で示す。

図３及び図４に示す受入装置において、物体ホルダ１２は個々の受入領域２２に配置されていない。図４では、これらの物体ホルダ１２は最上層から設けられている。この目的のために、フレーム形状基部３０は、物体ホルダ１２が載置される平坦な上側３２を備える。物体ホルダを確実に支持するために、支持突起３４が設けられる。ここで、前記支持突起３４は、貫通している開口部として構成される受入領域２２内に突出している。更に、製造上の理由から、受入領域２２の角の領域に達する支持突起３６が設けられている。また、支持突起３４に従って前記突起３６を構成してもよい。

フレーム形状基部３０の上側３２上に物体ホルダ１２を正確に位置決めするために、フレーム形状基部３０はセンタリング要素としてバネ要素３８を備える。該バネ要素３８は、基部３０と共に一体に形成される。この基部３０及びバネ要素３８はプラスチック材料によって、特に好ましくは射出成形プロセスを適用することによって作られるため、バネ要素３８はある程度の弾性を有する。更に、バネ要素３８は、上側３２上にある物体ホルダを図４における下向きに押下する斜めの前端縁４０を有する。したがって、物体ホルダも図４におけるｚ方向に位置決めされる。

更に、基部３０の上側３２上に物体ホルダを位置決めするために、停止要素４２、４４として構成されるセンタリング要素を設ける。図２において、バネ要素３８はｘ方向及びｙ方向に物体ホルダを押圧する。ここで、物体ホルダ１２の長手方向側に２つのバネ要素３８が設けられている。前記バネ要素３８に対向して２つの停止要素４４が設けられ、ｘ方向に物体ホルダが押圧されている。図３において、下方のバネ要素３８は物体ホルダを２つの停止要素４２に対してｙ方向に押圧する。残りの停止要素４２及び４４は、物体ホルダ１２が載置される領域を特に画定する安全性停止要素である。

個々の物体ホルダ１２は、例えばＤＮＡ試料の分析に役立つ。この目的を達成するために、図５に示すように、各物体ホルダを異なる領域に分割する。内部領域４６には、例えば試料の小滴を添加する。次いで、試料ホルダ１２と強固に結合する。このように、領域４６はアレイを配置するための表面としての機能を有する。この領域４６は幅２．５ｍｍのマージン４８で取り囲まれることが好ましい。このマージン４８により、例えば領域４６内に供給される試料のすべてが物体ホルダ１２の外縁５０との間に十分な距離を確実に有することになる。更に、物体ホルダ１２に向けて降下する洗浄ヘッド等のシールを、例えばマージン４８の領域内に配置することが可能である。図３に示す線５４によってマージン４８と分けられている領域５２は、試料ホルダと接触する機能を有する。この領域内で物体ホルダを操作することができるように、この領域には試料を配置しない。例えば物体ホルダを本発明に係る受入装置内に挿入できるようにするためには、接触領域が必要である。

例えばハイブリッド形成ヘッドを備える分析装置５６（図４）内に、本発明に係る受入装置１０を挿入することが可能である。この目的を達成するために、分析装置５６は、受入装置１０を受け入れるためのドロア状の受入手段５８を備える。ＣＤプレーヤー等のドロアに対応してこのドロアを構成してもよい。このドロアが開いたときに、物体ホルダ１２を支持する受入装置１０を、上方からこのドロア内に挿入し、次いで分析装置５６内に移動させる。

本発明に係る受入装置の好ましい実施の形態の略平面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った略断面図である。 本発明に係る受入装置の他の好ましい実施の形態の略平面図である。 図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った略断面図である。 図１に示す受入装置に挿入されるべくなされた単一の物体ホルダを示す。 受入装置内に挿入されるべくなされた分析装置の略斜視図である。

Claims (10)

1. 基部（１４，３０）と、該基部（１４，３０）に接続されるフレーム部とを備えており、前記フレーム部は、複数の受入領域（２２）が各々１つの物体ホルダ（１２）を受け入れるべく構成されるように配置されている、物体ホルダ（１２）用の受入装置において、
   前記フレーム部はセンタリング要素（１６，１８，２０；３８，４２，４４）として構成されており、
   前記基部（１４）は、連続する底部（１４）として構成されており、
   前記底部（１４）は、少なくとも受入領域（２２）において、透熱性の可撓性ダイアフラムからなることを特徴とする受入装置。
2. 前記センタリング要素（１６，１８，２０）は、受入領域（２２）の方向に面取りされていることを特徴とする請求項１に記載の受入装置。
3. 前記基部（３０）はフレームとして構成され、物体ホルダ（１２）を受け入れるための複数の受入領域（２２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の受入装置。
4. 少なくともいくつかのセンタリング要素（３８，４２，４４）はバネ要素（３８）として構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の受入装置。
5. いくつかのセンタリング要素（３８，４２，４４）は、物体ホルダ（１２）を位置決めするための停止要素（４２，４４）として構成されており、バネ要素（３８）と協働することを特徴とする請求項４に記載の受入装置。
6. 前記バネ要素（３８）は、基部（３０）と弾性接続された突起であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の受入装置。
7. 物体ホルダ（１２）を支持するための複数の支持突起（３４，３６）が受入領域（２２）に突出していることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の受入装置。
8. 受入装置の外側寸法がタイタープレートの標準寸法を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の受入装置。
9. 少なくとも２つ、好ましくは少なくとも４つの受入領域（２２）を設けてあることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の受入装置。
10. 前記受入装置は一体成形部として、特に射出成形部として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の受入装置。

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