JP4441524B2 - 生化学反応カートリッジおよび生化学処理装置システム - Google Patents
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Description
前記生化学反応カートリッジは、生化学反応を生じさせるためのチャンバーを備えたカートリッジ本体部と、該カートリッジ本体部の全体を着脱可能に覆い保護するカートリッジ保護手段とを有し、
前記カートリッジ保護手段は、第1及び第2の覆い部材から成り、
前記第1の覆い部材は、前記カートリッジ本体部に装着された前記第1及び第2の覆い部材を分離すると、前記カートリッジ本体部と前記第1の覆い部材との装着が維持されながら、前記第2の覆い部材が前記カートリッジ本体部から脱離するように、第1の覆い部材とカートリッジ本体部とを固定する手段として、前記カートリッジ本体部に設けられた嵌合受け部と嵌合する嵌合凸部を有し、及び
前記生化学反応処理装置は、前記生化学反応カートリッジが載置されると、前記カートリッジ保護手段から前記カートリッジ本体部を引き出して装置内部に自動的にローディングするローディング機構を備え、
前記ローディング機構は、載置された生化学反応カートリッジの前記第1の覆い部材を保持し固定する固定手段と、該固定手段によって固定された第1の覆い部材から、前記第2の覆い部材を分離する第1のロボットアームと、前記第2の覆い部材が分離された第1の覆い部材から、前記嵌合受け部と前記嵌合凸部の嵌合を解除して前記カートリッジ本体部を引き出す第2のロボットアームとを有すること、
を特徴とする生化学反応処理システムである。
(プローブ担持担体)
プローブを担持する基材は、プローブを担持し、基材に担持されたプローブを用いて検知物質(標的物質)を検出する。プローブを担持する基材は、検知物質(標的物質)を検出するのに支障のないものであれば特に限定されるものではないが、例えば無機材料または高分子材料などがあげられる。
1.ダイヤモンド・カッターを用いて基板表面を罫書いて、基板の表面にスクライブ・ラインを形成し、衝撃ブレーキングによりスクライブ・ラインで破断し、小チップ化する
2.ダイシング装置を使って切断する、
3.ダイシング装置を用いて切り代を残して切断し、その後、破断する、
4.レーザー切断法による切断する、
5.高分子材料の場合には、切削カッターによる切断方法が適用できる。また、射出成型法の場合には、その形状・サイズに対応した金型を使用することによって可能である、
等の方法がある。
(1)基板の洗浄
プローブ担持担体の基材として、図1に示す72mm角(厚さ0.7mm)の合成石英ガラス基板11を用いた。基板の洗浄は、純水ブラシ洗浄→純水リンス→アルカリ性洗剤超音波洗浄→純水リンス→純水超音波洗浄→純水リンス→窒素ブロー乾燥の順に行い、清浄面を有する基板を用意した。
アミノシランカップリング剤(商品名:KBM−903;信越化学工業(株)社製)を0.1wt%になるように溶解し、30分間撹拌してメトキシ基を加水分解させた。この水溶液をスピンコーターにて基材に塗布した後、取り出し、オーブン中120℃で1時間ベーク処理を行った。
メルカプト(SH)基を導入した合成一本鎖DNAプローブ断片をグリセリン7.5wt%、尿素7.5wt%、チオジグリコール7.5wt%、アセチレンアルコール(商品名:アセチレノールE100;川研ファインケミカル(株)社製)1.0wt%を含む水溶液に、0.6ODになるよう溶解させた。該プローブ含有溶液をインクジェット法により、図1に示す通り、前記基板にスポッティングしてプローブ担持アレイ12を形成した。その後、基板を30分間、恒温恒湿チャンバー内に静置して、基板表面のマレイミド基とDNAプローブ末端のメルカプト基とを反応させた。次いで、1M−NaCl/50mMリン酸緩衝溶液(pH7.0)で洗浄し、純水で軽く洗浄した後、窒素ブロー乾燥してプローブ担持担体を得た。
プローブ担持した合成石英ガラス基板11を接着シートに貼り付け、ダイヤモンド・カッターにてスクライブ・ライン14を罫書き、破断して、プローブ担持アレイ12を含み規格化された大きさのプローブ担体である小チップ(例えば、18mm角)13を得た。
図2に示すカートリッジ本体部を構成するカートリッジ・本体部材21とカートリッジ・フタ部材22は金型を使用し、ポリカーボネート樹脂を用いて射出成型により作製した。カートリッジ・本体部材21は、小チップ13を接着することにより反応チャンバー24と流路25とを形成する。カートリッジ・本体部材21は詳細な構造は図示していないが、成型による歪みを抑制するため部分的に肉抜き加工を施している。カートリッジ・本体部材21とカートリッジ・フタ部材22との間は超音波溶着法、レーザー溶着法もしくは接着剤による接着などの方法で気密性を確保した状態で接着する。カートリッジ・本体部材21と小チップ13との間は紫外線硬化樹脂や可視光硬化樹脂などの接着剤を用いて気密性を確保した状態で接着する。図3に、カートリッジ・本体部材21とカートリッジ・フタ部材22と小チップ13とを組み立てた状態の生化学反応カートリッジ31を示す。
本実施例でカートリッジ保護手段として用いる、カートリッジ覆い部材41と42(図4参照)は金型を使用し、ポリカーボネート樹脂を用いて射出成型により作成した。ポリカーボネート樹脂は透明でも紫外線波長域のカット・フィルター機能があるので透明のまま使用してもよいが、必要に応じて適当な顔料・染料で着色してもよい。
前記の着脱可能なカートリッジ保護手段を設けた生化学反応カートリッジ51が生化学処理装置システムに投入された場合のカートリッジ保護手段を取り外す一連の動作の一例を図5に示す。装置構成の詳細は図示しないが、着脱可能なカートリッジ保護手段を設けた生化学反応カートリッジ51が装置に投入されると、まずカートリッジ覆い部材41が押え固定手段52により固定される。その状態でカートリッジ覆い部材42がロボット・アーム53によって取り外される(図5C)。次いで生化学反応カートリッジ31に付与された凹み部分に爪付きロボット・アーム54の爪が嵌合し、装置へのローディング動作を開始する。カートリッジ覆い部材41は遮蔽板55に遮られ、生化学反応カートリッジがローディングされると同時に脱離され、生化学反応カートリッジは次工程へ搬送され、検体注入・ハイブリダイゼーション・洗浄・検出が自動的に行われる。一連の処理が終了した生化学反応カートリッジはそのまま廃棄してもよいし、カートリッジ保護手段を再度装着されて再検出に備えて保管してもよい。カートリッジ保護手段を再度装着された場合には、紫外線遮蔽されるため蛍光色素の劣化が抑制されるので、再検出の場合にも問題なく処理することができる。
12 プローブ担持アレイ
13 小チップ(規格化された大きさのプローブ担体)
14 切断ライン
21 カートリッジ・本体部材
22 カートリッジ・フタ部材
23a ポート(薬液注入孔)
23b ポート(排出孔)
24 反応チャンバー
25 流路
26 嵌合部(受け部分)
31 生化学反応カートリッジ
41 カートリッジ覆い部材
42 カートリッジ覆い部材
43 嵌合部(凸部分)
51 着脱可能なカートリッジ保護手段を設けた生化学反応カートリッジ
52 カートリッジの押え固定手段
53 ロボット・アーム
54 爪付きロボット・アーム
55 カートリッジ保護部材41の遮蔽板
Claims (2)
- 生化学反応カートリッジと、該生化学反応カートリッジで生じた生化学反応を検出する手段を備えた生化学反応処理装置とを有する生化学反応処理システムであって、
前記生化学反応カートリッジは、生化学反応を生じさせるためのチャンバーを備えたカートリッジ本体部と、該カートリッジ本体部の全体を着脱可能に覆い保護するカートリッジ保護手段とを有し、
前記カートリッジ保護手段は、第1及び第2の覆い部材から成り、
前記第1の覆い部材は、前記カートリッジ本体部に装着された前記第1及び第2の覆い部材を分離すると、前記カートリッジ本体部と前記第1の覆い部材との装着が維持されながら、前記第2の覆い部材が前記カートリッジ本体部から脱離するように、第1の覆い部材とカートリッジ本体部とを固定する手段として、前記カートリッジ本体部に設けられた嵌合受け部と嵌合する嵌合凸部を有し、及び
前記生化学反応処理装置は、前記生化学反応カートリッジが載置されると、前記カートリッジ保護手段から前記カートリッジ本体部を引き出して装置内部に自動的にローディングするローディング機構を備え、
前記ローディング機構は、載置された生化学反応カートリッジの前記第1の覆い部材を保持し固定する固定手段と、該固定手段によって固定された第1の覆い部材から、前記第2の覆い部材を分離する第1のロボットアームと、前記第2の覆い部材が分離された第1の覆い部材から、前記嵌合受け部と前記嵌合凸部の嵌合を解除して前記カートリッジ本体部を引き出す第2のロボットアームとを有すること、
を特徴とする生化学反応処理システム。 - 前記生化学反応処理装置は、前記カートリッジ保護手段を前記本体部に再度取り付けるための装着手段を有することを特徴とする請求項1に記載の生化学反応処理システム。
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