JP4862121B2 - 蛋白質スクリーニング装置 - Google Patents
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Description
また、試薬ストッカ部及び攪拌精製部が独立して構成されていた。
すなわち、前述の蛋白質スクリーニング装置においては、溶液をチューブやプレートから分注し常温の装置内で移送される際に温度変化してしまう危険性がある。
また、人間が入れる程の大きさを持つ恒温槽内でスクリーニングするケースもあるが、大きな恒温槽はコスト高であり、また冷却された環境下で人間が長時間作業するには問題がある。
従来の装置内部のほとんどの部位が常温であり、直接冷却又は加温されているチューブ・プレートから分注移送する際に温度変化を生じ、生体成分を変性させてしまう危険性がある。
また、装置の全体構成が一体結合されていないため、設置スペースが大型化し、小型化されたユニット構成の装置を得ることは困難であった。
すなわち、台箱内に設けられた少なくとも攪拌精製部が温調状態に保たれているため、試薬等の移動時及びスクリーニング中の温度変化を最小限に防ぐことができ安定したスクリーニングを行うことができる。
また、分注ロボット、チップラックテーブル及び攪拌精製部を台箱で一体結合しているため、ディスポーザブルチップの取り出し、試薬等の吸引、試薬等の攪拌精製、抽出サンプルの回収等を全自動で行うことができる。
また、台箱内全体を攪拌精製部の内部の設定温度に近付けて温調されているため、分注ロボットによって試薬等を移動させる際においても温度変化を避けることができる。
また、チップラックテーブル上に抽出サンプル回収用チューブマウントが設けられているため、結合プロセス終了後、磁性微粒子に結合されずに上澄みに残ったサンプル(蛋白質、化学物質)を別の容器に回収することもできる。
また、ノズルピッチを可変としているため、ピッチの異なるチューブマウントに対して、自在にピッチを可変とし、自在に適応することができる。
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、例えば、ゲノム情報に基づく全遺伝子やその産物である全蛋白質を総括的に解析する「ゲノム・プロテオーム解析技術」、疾病にかかわる遺伝子の情報に基づいて薬剤を効率よく開発する「ゲノム創薬」、個人の遺伝子情報に基づいて各人に合った医療を施す「テーラーメイド医療」等において、蛋白質、特に生体レセプターや医療品候補物質を高速で単離、精製することを必要とする分野並びに蛋白質の抽出、精製に関連する分野において適用されるものである。
前記台箱101上には、各側部位置に互いに容量が異なり、あるいは、ピッチが異なる第1、第2チップ廃棄シュート104,105と、互いに容量の異なるディスポーザブルチップ51aを用いるための第1、第2分注ロボット106,107と、前記各分注ロボット106及び107を水平方向(すなわち、X軸方向)に往復動させるための分注ロボットX軸駆動機構110と、前記各分注ロボット106,107を垂直方向(すなわち、Z軸方向)に往復動させるための第1、第2分注ロボットZ軸昇降機構111,112と、前記各昇降機構111及び112の後側で前記台箱101上に立設して設けられた支持板113と、前記支持板113に設けられた装置内冷却用ペルチェユニット114及び装置内送風用ファン115と、前記攪拌精製部103用の攪拌精製部カバー120と、前記各チップ廃棄シュート104及び105間に設けられ矢印Yの方向に沿って往復動可能で新品のディスポーザブルチップ(複数の容量)と上澄み回収プレートを設置することができるチップラックテーブル121とが設けられている。
前記攪拌精製部103内の仕切板149には複数の通風穴149aが設けられ、この通風穴149aを介して前記送風ファン148からの風が前記攪拌精製チューブマウント144、抽出サンプル回収用チューブマウント145及び試薬プレート150側へ送風されて温調が行われるように構成されている。
図5から図9は各分注ロボット106,107を具体的に示している。すなわち、図5及び図6において符号1で示されるものは全体形状がほぼ箱形をなすケーシングであり、このケーシング1には、図6に示されるように、回転形の第1、第2クラッチ2,3及び駆動モータ4が設けられている。
前記第2クラッチ3の上部には第2プーリ7が設けられ、その下部には第3プーリ8が設けられている。
従って、前記連結板31も図8で示されるように設けられており、一対の前記各溝カム体30は、前記各連結板31によって接続されていることにより、平面的にみると四角形の枠型に構成されて前記保持体33の外側で昇降自在に配設されている。
尚、前記間隔Dは、ローラ61の外径に対して分注量に極力影響しない隙間60となるように構成されている。
次に、前述の状態において、前記各ノズル51の各ピッチを大きくする場合、まず、前記第2クラッチ3をオフとした状態で、予め図示しない制御部側で設定された設定ピッチの指令に基づいて駆動モータ4が駆動されると、第1クラッチ2を介して第1プーリ5が回転し、この回転は、第2タイミングベルト12及び第4プーリ11を介してピッチ可変用駆動ネジ10が回転する。
前記溝カム体30の降下により、各傾斜溝カム30aに係合する各シリンダブロック52の各カムフォロワ52aは、各傾斜溝カム30aの溝カム形状に沿って外側方向に移動させられ、各シリンダブロック52及びノズル51が、前記設定ピッチとなった状態で駆動モータ4の駆動が停止される。
前記各シリンダブロック52の各ノズル51のディスポーザブルチップ51aを液槽(図示しない)内に浸漬した状態で、前述の各分注ピストン53の上昇動作を行うと、液の吸引が行われ、液の吸引後に前記各分注ピストン53の降下動作を行うと、各ノズル51のディスポーザブルチップ51aからの液の吐出、すなわち、他の場所への液の分注を行うことができる。
従って、本発明の各分注ロボット106,107の構成においては、一対のクラッチ2,3を用いて1個のみの駆動モータ4の回転を、ピッチ可変用駆動ネジ10と分注ピストン用駆動ネジ13に選択的に供給しているため、駆動源としては1個の駆動モータ4のみで分注とピッチ可変の2系統の動作を選択的に行うことができる。
まず、本発明による蛋白質スクリーニング装置100と接続された図示しないパーソナルコンピュータ(以下PC)にインストールされたアプリケーションソフト上で設定可能範囲内で任意の温度を前記攪拌精製部103に対して設定する。設定された温度に対し攪拌精製部103に取付けられたペルチェユニット147にて加温・冷却を行う。その際、庫内に取り付けられた温度センサにより温度制御を行う。
装置が温度管理された後のスクリーニング手順は結合・洗浄・溶出工程に大別される。
結合工程
a 各分注ロボット106,107に分注量に適したディスポーザブルチップ51aを装着し、攪拌精製チューブマウント144の攪拌精製チューブへ移動する。
b 分注ロボット106,107のピストンポンプでピペッティング(被検査液体の吸引、攪拌、吐出)を行い混合する。
c 磁性微粒子回収機構140を動作させ、マグネット140aがチューブに密着させた状態で固液分離を行う。
d 上澄みを図示しない上澄み回収プレートに移載する。
e cのチューブ内に分注ロボット106,107を使用して洗浄用試薬を入れる。
f 分注ヘッドのピストンポンプでピペッティングを行い混合する。
g 固液分離を行う。
h 上澄みを上澄み回収プレートに移載する。
溶出工程
i hのプレート内に分注ロボットを使用して溶出用試薬を入れる。
j 多連ピストンポンプでピペッティングを行い混合する。
k 固液分離を行う。
l 上澄み(標的蛋白質(あるいは標的化学物質)を含む)を抽出サンプル回収用チューブマウント145の抽出サンプル回収チューブに移載する。
m 完了
尚、前述のスクリーニング工程において、前記攪拌精製部103の攪拌精製チューブマウント144、抽出サンプル回収用チューブマウント145及び試薬プレート150のピッチを変更する場合においても、本発明における各分注ロボット106,107の各ノズル51のピッチを変えて対応することができる。
2 第1クラッチ
3 第2クラッチ
4 駆動モータ
5 第1プーリ
6 タイミングプーリ
7 第2プーリ
8 第3プーリ
9 第1タイミングベルト
10 ピッチ可変用駆動ネジ
11 第4プーリ
12 第2タイミングベルト
13 分注ピストン用駆動ネジ
14 第5プーリ
15 第3タイミングベルト
16 連結シャフト保持ブロック
20 第1直線軌道
21 ピストン保持ブロック
22 第2直線軌道
25 連結シャフト
26 連結部材
30 溝カム体
30a 傾斜溝カム
31 連結板
32 溝カム用ガイド
33 保持体
34 前板
34a 後板
35 溝カム案内用直線軌道
36 上板
40 分注ピストン体
42 枠状ガイド
50 横棒
51 ノズル
51a ディスポーザブルチップ
52 シリンダブロック
52a カムフォロワ
53 分注ピストン
100 蛋白質スクリーニング装置
101 台箱
102 取手
103 攪拌精製部
104 第1チップ廃棄シュート
105 第2チップ廃棄シュート
106 第1分注ロボット
107 第2分注ロボット
110 分注ロボットX軸駆動機構
111 第1分注ロボットZ軸昇降機構
112 第2分注ロボットZ軸昇降機構
113 支持板
114 装置内冷却用ペルチェユニット
115 装置内送風用ファン
121 チップラックテーブル
130 全体カバー
140 磁性微粒子回収機構
140a マグネット
140c マグネット昇降装置
141 断熱壁
142,143 プレート保持部
144 攪拌精製チューブマウント
145 抽出サンプル回収用チューブマウント
146 後部
147 加温冷却用ペルチェユニット
148 送風ファン
149 仕切板
149a 通風穴
150 試薬プレート
152 レール
Claims (5)
- 全体形状が箱形をなす台箱(101)と、前記台箱(101)内に出入自在に設けられた攪拌精製部(103)と、前記攪拌精製部(103)の後部(146)に設けられた加温冷却用ペルチェユニット(147)と、前記台箱(101)上に設けられ水平方向及び垂直方向に移動自在な1個又は複数の分注ロボット(106,107)と、前記台箱(101)上に設けられ前記分注ロボット(106,107)を前記水平方向に往復動させるための分注ロボットX軸駆動機構(110)と、前記台箱(101)上に設けられ前記分注ロボット(106,107)を前記垂直方向に往復動させるための分注ロボットZ軸昇降機構(111,112)と、前記台箱(101)上の前記分注ロボットZ軸昇降機構(111,112)の後側に立設された支持板(113)と、前記支持板(113)に設けられた装置内冷却用ペルチェユニット(114)と、前記台箱(101)上に設けられ前記分注ロボット(106,107)を覆うための全体カバー(130)とを備え、前記分注ロボット(106,107)のノズル(51)に設けられたディスポーザブルチップ(51a)を用いて被検査液体の吸引、攪拌及び吐出を行い、前記分注ロボット(106,107)及び攪拌精製部(103)は前記台箱(101)に一体状に設けられ、前記攪拌精製部(103)及び分注ロボット(106,107)は温度調節できるように構成されている蛋白質スクリーニング装置において、
前記攪拌精製部(103)は、前記台箱(101)に対し取手(102)を介して引き出し入れ自在に構成され、断熱壁(141)で形成され、攪拌精製チューブマウント(144)、抽出サンプル回収用チューブマウント(145)及び試薬プレート(150)が設けられ、前記台箱(101)内の前記攪拌精製部(103)の下方位置には、マグネット(140a)を有する磁性微粒子回収機構(140)が設けられていることを特徴とする蛋白質スクリーニング装置。 - 前記マグネット(140a)は、マグネット昇降装置(140c)により、任意の位置に昇降自在に構成されていることを特徴とする請求項1記載の蛋白質スクリーニング装置。
- 前記分注ロボット(106,107)は、ケーシング(1)に設けられた駆動モータ(4)と、前記ケーシング(1)の一端の保持体(33)に前記駆動モータ(4)により昇降自在に設けられ複数の傾斜溝カム(30a)を有する溝カム体(30)と、前記保持体(33)の下部に設けられた横棒(50)に設けられ水平移動自在な複数のシリンダブロック(52)と、前記各シリンダブロック(52)の上部に設けられ前記各傾斜溝カム(30a)に係合するカムフォロワ(52a)と、前記保持体(33)に昇降自在に設けられ前記各シリンダブロック(52)に挿入される各分注ピストン(53)を有する分注ピストン体(40)と、前記各シリンダブロック(52)の下部に設けられたノズル(51)とを備え、
前記溝カム体(30)の昇降により、前記傾斜溝カム(30a)とカムフォロワ(52a)を介して前記各シリンダブロック(52)が前記横棒(50)に沿って移動し、前記各ノズル(51)のピッチを可変可能な構成としたことを特徴とする請求項1又は2記載の蛋白質スクリーニング装置。 - 前記各分注ピストン(53)の上部にはローラ(61)が設けられ、前記各ローラ(61)は前記保持体(33)に昇降自在に設けられた枠状ガイド(42)内で移動し、前記各分注ピストン(53)の水平移動の案内を行うように構成されていることを特徴とする請求項3記載の蛋白質スクリーニング装置。
- 前記ケーシング(1)に設けられ前記駆動モータ(4)により回転し前記溝カム体(30)を昇降させるためのピッチ可変用駆動ネジ(10)と、前記ケーシング(1)に設けられ前記駆動モータ(4)により回転し前記分注ピストン体(40)を昇降させるための分注ピストン用駆動ネジ(13)と、前記ピッチ可変用駆動ネジ(10)に前記駆動モータ(4)の回転をオン/オフするための第1クラッチ(2)と、前記分注ピストン用駆動ネジ(13)に前記駆動モータ(4)の回転をオン/オフするための第2クラッチ(3)と、前記第1、第2クラッチ(2,3)を回転連動するための第1タイミングベルト(9)とを備え、
前記第1クラッチ(2)がオンで第2クラッチ(3)がオフの時に、前記ピッチ可変駆動ネジ(10)のみが回転し、前記第1クラッチ(2)がオフで第2クラッチ(3)がオンの時に、前記分注ピストン用駆動ネジ(13)のみが回転し、前記駆動モータ(4)は1個のみで前記ピッチ可変駆動ネジ(10)及び分注ピストン用駆動ネジ(13)の駆動に共用されていることを特徴とする請求項3又は4記載の蛋白質スクリーニング装置。
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