JP4933301B2

JP4933301B2 - 検体処理装置

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Publication number: JP4933301B2
Application number: JP2007042660A
Authority: JP
Inventors: 泰幸沼尻
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-02-22
Also published as: US20080206852A1; JP2008203213A

Description

本発明は、人または動物から採取された血液、尿、便、喀痰、髄液、組織などの検体を分析処理する検体処理装置に関する。

検体容器に貯留された検体または検体から得られた物質を含む検体流体を、検体容器から検体処理装置に移動させるには、従来は検体容器に栓体がない場合はピペットで検体流体を吸引して検体処理装置に分注するのが一般的であった。また、検体容器に栓体がある場合には、その栓体を開栓して同様にピペットで検体流体を吸引して検体処理装置に分注していた。あるいは、栓体をシリンジあるいはポンプに連通した中空針で貫通して中空針を検体流体に接触させ、続いて検体流体を吸引して検体処理装置に分注していた。

特開平０６−３００６７０号公報には、採血管の栓体に、押圧手段にて中空ノズルを有する貫通チップを圧入し、この貫通チップにノズルを挿通することにより吸引または注入する方法が開示されている。

特開平０６−３４７４６６号公報には、遠心分離処理が終了した採血管の栓体を開栓した後、血清中のフィブリンを検査し、フィブリン検査に合格した血清を他の容器に分注する開示がある。

また、特開平０７−０７７５２７号公報では、栓体によって封止された採血管を栓体が下になるように逆さにし、下から栓体を中空針で貫通し、加圧・減圧を繰り返して下側に置いた採取容器に血清を取り込む方法が開示されている。

さらに、特開２００６−２５０８６０号公報には、検体容器から直接反応容器に検体流体を移動させるものとして、筒状検体容器内を加圧することで検体流体のストッパーを摺動させて空隙を形成し、反応容器に検体流体を滴下させる検体容器が開示されている。
特開平０６−３００６７０号公報（プレシジョン・システム・サイエンス株式会社）特開平０６−３４７４６６号公報（株式会社ニッテク、株式会社ニッショー）特開平０７−０７７５２７号公報（アロカ株式会社）特開２００６−２５０８６０号公報（二プロ株式会社）

以上のように、検体容器内の検体流体を検体処理装置に移動させる種々の方法が提案されているが、何れも、検体流体を検体容器の外部に移動させる際に検体流体が検体容器外へ飛散する可能性があった。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、検体容器内に貯留している検体流体を検体処理装置に移動させる際に、検体の検体容器外への飛散の可能性がより少ない検体処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る検体処理装置は、
検体流体を貯留する貯留室と、前記貯留室に設けられた流体出口と、前記流体出口を開閉することができるロック部材と、を有する検体容器と、
開口部を有し前記ロック部材と係合することができる検体容器受け部と、
前記開口部と連通した分析処理部と、
を持ち、
前記検体容器の前記ロック部材が検体容器受け部と係合し、係合した前記ロック部材が、前記検体容器に対して相対的に移動することで、前記流体出口が解放され、前記貯留室内に貯留した検体流体が、前記開口部を経て分析処理部に移動し、前記検体を分析処理することができる検体処理装置である。

また、上記目的を達成するための本発明に係る検体容器は、内部に検体流体を貯留する貯留室と、
前記貯留室に設けられた流体出口と
前記流体出口の開閉を行うロック部材と、を持ち
検体容器受け部を備えた検体処理装置と着脱可能な検体容器であって、
前記ロック部材が、検体容器受け部に係合したのちに、係合した前記ロック部材が、前記検体容器に対して移動することで前記流体出口が解放される検体容器である。

本発明に係る検体処理装置は、検体流体が検体容器外へ飛散する可能性を低減することができる。

（実施形態１）
以下に本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の検体処理装置に適用できる検体容器の構成を表す図である。

図１（ａ）は検体容器１の側面に設けられた溝９、溝１０とロック部材４を含む面での断面図を表す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の切断面に対して軸Ａに関して９０度回転した面での検体容器の断面図を表す図である。

図１で、検体容器１を構成する検体容器本体２の内部には採取した血液などの検体流体を貯留する貯留室３があり、検体容器本体２の底部には血液などの検体流体が外部に飛散しないように流体出口１５を開閉することができるロック部材４が構成されている。検体容器本体２はポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどの合成樹脂で形成される。ロック部材４は、検体容器本体２に軸Ａに関して回動可能に保持されているロック部材押さえ５により検体容器本体２に押圧されている。検体容器本体２に対してロック部材押さえ５は回転できるようになっている。ロック部材４は、ロック部材押さえ５により回転を規制され、ロック部材押さえ５の回動に伴って回動する。このため、ロック部材押さえ５は摺動性の良いナイロン、ポリアセタール、ポリプロピレン、フッ素樹脂などの合成樹脂で形成される。ロック部材４は検体容器本体２との間の液密性を高めるため、シリコーンゴム、二トリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、熱可塑性エラストマーなどのエラストマーで形成されている。本実施形態においては、ロック部材４とロック部材押さえ５との両方の部材が協働して検体流体が外部に飛散しないように流体出口１５を開閉することができるので、両方の部材を一つのロック部材とみなすことができる。

貯留室３とロック部材４との間の検体容器本体２の一部には貯留室３の底面積よりも小さい断面積をもつ流路６及び流体出口１５が形成されている。
ロック部材４には、流路７が形成されている。ロック部材４は軸Ａに関してロック部材押さえ５に伴って回動可能であって、適当な角度に回動させることによって流路６と流路７とを連通させることができる。
検体容器本体２の上部には栓体８が配置され、検体容器本体２の側面は２箇所の溝９、溝１０を有している。また、検体容器本体２の下部には、ロック部材押さえ５の回動を禁止する、移動禁止手段としての回転止め１１が設けられている。回転止め１１はロック部材押さえ５側に押し付けるバネ１２によって押圧されロック部材押さえ５に設けられた凹部に挿入される。回転止め１１が凹部に挿入されている限り、ロック部材押さえの回動は禁止される。検体容器本体２とロック部材押さえ５にはそれぞれ回転止め１１がスライドできるように溝１３、溝１４が形成されている。さらにロック部材押さえ５にはロック部材４の外気露出面を汚れから防ぐ保護シールＳを図示のように貼付しても良い。

以下に図２、図３を用いて本実施形態の、着脱可能な検体容器１から血液などの検体流体を検体処理装置に移動させる方法を説明する。図２は、検体処理装置の一例としてのマイクロ流体デバイス（μ−ＴＡＳ（ＭｉｃｒｏＴｏｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｓｔｅｍ）とも言う）の一つの断面図を示している。図２（ａ）は検体処理装置の開口部１８と、開口部１８と連通する流路１９を含む面での断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の切断面に対して軸Ａに関して９０度回転した面でのマイクロ流路デバイスの断面図を表す図である。

図２で番号１６の部材はマイクロ流体デバイスで、本実施形態の検体容器１を接続させることができる。検体容器１は検体容器受け１７を介してマイクロ流路デバイス本体１６に着脱可能に接続することができ、検体容器受け１７には、ロック部材４に形成された流路７と連通することができる開口部１８が形成されている。さらに開口部１８からつながる流路１９が形成されている。また、本実施形態の検体処理装置にはマイクロ流体デバイス１６を固定するデバイス押さえ２０と、回転板２１、２２と、回転止め解除棒２３が配置されている。転板２１、２２は検体容器本体２の溝９、溝１０に挿入して検体容器本体２をロック部材押さえ５に対して回転させる。回転止め解除棒２３は、回転止め１１を溝１４に沿ってスライドさせて回転止め１１によるロック部材押さえ５の移動禁止を解除する。このように、回転止め１１、溝１２、及び溝１４とで、ロック部材移動禁止構造を持つように検体容器を形成しても良い。

以下に、本実施形態の検体処理装置を用いて、検体容器内に貯留した検体流体を移動する方法を、図３を用いて具体的に説明する。図３中に図示されたＳａは貯留室３に貯留された検体流体である。図３は本実施形態の検体容器１がマイクロ流体デバイス１６に接続し、互いに連通している状態を表す図である。図３（ａ）は、図１（ａ）、同様に検体処理装置の開口部１８と、開口部１８と連通する流路１９を含む面での断面図を表す図であり、図３（ｂ）も図１（ｂ）同様の面による断面図である。なお図３中に描かれている軸Ａは図２における軸Ａに対応していて、以下に検体容器とマイクロ流体デバイスの接続を説明する際に本明細書中で用いられることがある。

まず検体容器１に貼付された保護シールＳを剥がす。その後デバイス押さえ２０で固定されているマイクロ流体デバイス１６の上部から回転止め解除棒２３に溝１４の向きを合わせて、検体容器１を検体容器受け１７に、検体容器１とマイクロ流路デバイス１６とは係合軸としての軸Ａに沿って接続させる。
そうすることによって、図３に示したように、開口部１８と流体出口１５はロック部材４を介して密着係合することができる。検体容器１を検体容器受け１７に係合する際には、回転止め１１が回転止め解除棒２３によって上側にスライドしロック部材押さえ５の移動禁止が解除される。なお、検体容器受け１７は、図３によって示されるように、ロック部材４及びロック部材押さえ５と互いに係合する形状となるように形成されている。例えば断面形状が正三角形の検体容器受けに対して、検体容器受けに係合するような正三角形の凹部を持つロック部材押さえを、検体容器に設けると良い。もちろん、検体容器受け及びロック部材押さえの形状は、互いに係合するように形成される限りは、特に限定されるものではない。

次に、検体容器１は検体処理装置の図示しない機構によって上側から押圧される。検体容器１が押圧されることによって検体容器１の流体出口１５はロック部材４を介して開口部１８に密着係合される。つづいて、回転板２１、２２がそれぞれ検体容器１に溝９、１０に挿入され、さらに回転板２１、２２に
なお、回転止め解除棒２３も回転板２１、２２と共に回転する。図３はこの軸Ａに関しての回転後の状態を表しており、検体容器１が回転することで、流体出口１５は、ロック部材４に設けられた流路７を介して、開口部１８と連通することができる。

開口部１８に連通したマイクロ流体デバイス１６内に負圧を発生させると検体Ｓａは貯留室３から流路６、７、１９を通ってマイクロ流体デバイス１６内の分析処理部Ｂに移動する。移動した検体流体は、マイクロ流路デバイス内で様々な分析処理がなされる。分析処理の例としては、検体流体に含まれるＤＮＡなどの核酸の抽出や、検体流体に含まれる物質の組成分析などが挙げられる。

このように、検体容器１の流体出口１５がロック部材４を介して開口部１８に密着係合した上で、ロック部材４が検体容器本体２に対して移動し、流体出口１５が解放される。したがって、検体流体Ｓａが流路１９から外部に、飛散する可能性を軽減することができ、同時に、検体流体が外気によって汚染される可能性も低減できる。また、針などで栓体を刺通する必要がなくなり、ピペットを使わないのでピペットチップも不要となる。

本発明の使用者は、検体流体の移動後に、検体容器１を廃棄することができる。具体的には、回転板２１、２２、デバイス押さえ２０が検体容器１から離れ、検体容器１への上からの押圧が解除され、検体容器１とマイクロ流体デバイス１６を一体的に取り外して廃棄することができる。検体容器１とマイクロ流体デバイス１６を一体で廃棄できるので、検体流体が検体容器１外へ飛散する可能性をいっそう低減することができる。もちろん、１つのマイクロ流体デバイス１６を複数回用いて、検体流体の分析処理を行うこともできる。

その場合、回転板２１，２２を回転前の元の位置に戻すことで、流路６、７を遮断した上で検体容器１のみを取り外して廃棄し、その後適切な洗浄工程によってマイクロ流体デバイス内を洗浄した後に再び、分析処理に使用して良い。

（実施形態２）
図４は本発明の検体処理装置に適用できる検体容器の、別の実施形態を表わした図である。図４（ａ）は、検体容器１の側面に設けられた溝３５とロック部材４を含む面での断面図を表す図である。また図４（ｂ）は、図１（ｂ）同様に、軸Ａに関して９０度回転した面での検体容器の断面図を表す図である。
なお、先の実施形態１の図１と同一の符号は同一の部材を表す。

検体流体として血液を用いる場合は貯留室３には、図４に示すように、抗凝固剤３１としてＥＤＴＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｄｉａｍｉｎｅ−ｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃａｃｉｄ）を用いてよい。このことは本発明の全ての実施形態について、必要ならば、本発明の使用者が適宜用いても良い。

円柱形状のロック部材４は回転可能なように検体容器本体２に設けられた横穴に勘合され、図４（ｂ）に示すように両側に抜け止め３２、３３が接合されている。円柱状のロック部材４を軸Ｂに関して回転させることで、流体出口１５は、ロック部材４に設けられた流路７と、連通させることができる。検体流体を貯留室３に貯留する場合は、まず、検体容器本体２に対して、ロック部材を所定の角度回転させ、流体出口１５を閉じる。その上で、検体流体を貯留室３に貯留させる。

ロック部材４には凹部３４が形成され、検体容器本体２には溝３５が形成されている。ロック部材４は、摺動性の良いナイロン、ポリアセタール、ポリプロピレン、フッ素樹脂などの合成樹脂で形成されている。

図５を用いて本実施形態の、検体容器１から血液などの検体流体を検体処理装置に移動させる方法を説明する。図５（ａ）は図２（ａ）同様に検体処理装置の開口部１８と、開口部１８と連通する流路１９を含む面での断面図を表す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の切断面に対して軸Ａに関して９０度回転した面での検体容器の断面図を表す図である。

また、図６は本実施形態の一例としてのマイクロ流体デバイス１６を表す図である。図６（ａ）は、図３（ａ）同様に検体処理装置の開口部１８と、開口部１８と連通する流路１９を含む面での断面図を表す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の切断面に対して軸Ａに関して９０度回転した面でのマイクロ流路デバイスの断面図を表す図である。なお、先の実施形態において説明した、同一の部材は同一の符号を付与する。

図５で、検体容器受け１７には凸部３６、凸部３７が形成されており、検査者が保護シールＳを剥がした後、マイクロ流体デバイス１６の上方から検体容器１を凸部３６に溝３５の向きを合わせて検体容器受け１７に接続させる。

図６のように検体容器１とマイクロ流路デバイス１６とは係合軸としての軸Ａに沿って接続する。接続と同時に、検体容器受け１７に設けられた凸部３７がロック部材４に設けられた凹部３４と係合してロック部材４が回転する。その結果、図６に示すように、流体出口１５は、ロック部材４を介して開口部１８に密着係合ことでロック部材が検体容器に対して移動し、流体出口１５は流路７及び開口部１８と連通する。検体容器１は、検体処理装置の図示しない機構によって上方から押圧されて、マイクロ流体デバイスと接続されるが、手動で行っても良い。開口部１８に連通したマイクロ流体デバイス１６内に負圧を発生させると、検体流体Ｓａは貯留室３から流路６、流路７、流路１９を通ってマイクロ流体デバイス１６内の分析処理部Ｂに移動する。

移動した検体流体は、マイクロ流路デバイス内で様々な分析処理がなされる。

分析処理の例としては、検体流体に含まれるＤＮＡの抽出や、検体流体の組成分析などが挙げられる。

本実施形態においては、検体容器１を検体容器受け１７に押し込むだけで、流路６、７、１９を連通させることができるので、検体処理装置の構成がより簡単になる。

分析処理が終了すると、デバイス押さえ２０が検体容器１から離れ、検体容器１への上からの押圧が解除され、検査者は検体容器１とマイクロ流体デバイス１６を一体で検体処理装置から取り外して廃棄することができる。もちろん実施形態１において説明したように、検体容器１のみを廃棄して、マイクロ流体デバイスを適切な洗浄後に再利用してもよい。

また、血液を検体流体とする場合は、抗凝固剤３１を貯留室３に蓄積していると、採血後すぐに抗凝固処理を行える。なお、抗凝固剤３１は、ＥＤＴＡ以外にヘパリン、クエン酸ナトリウムでも良い。これらは適宜使用することができ、一方必要が無ければ使用しなくても良い。

さらに、必要に応じて、抗凝固剤以外に細胞溶解剤や溶血剤を蓄積して検体血液の処理を行ったものでも良いし、遠心分離の処理をしたものでも良い。いずれも、マイクロ流体デバイス１６内での必要プロセス数を減らすことができ、分析処理時間全体を短縮することができる。

（実施形態３）
図７は本発明の検体処理装置に適用できる検体容器の、別の実施形態を表わした図である。図７（ａ）は、検体容器１の側面に設けられた溝３５とロック部材４を含む面での断面図を表す図である。また図７（ｂ）は、図１（ｂ）同様に、軸Ａに関して９０度回転した面での検体容器の断面図を表す図である。なお、先に説明した部材と同一の部材には同一の番号を付与する。

図７でロック部材４の上部の外周にはネジ部が設けられていて、検体容器本体２に設けられたネジ受けにネジ込まれ、図７に示すようにロック部材は検体容器本体２に密着しているネジを回転させることで、ロック部材は流体出口１５を覆うように密着または脱離し、ネジを回転させることで流体出口は開閉可能になっている。また流路７は検体容器本体２の中心位置にあるが流路６はその中心と偏心しているため、ロック部材が検体容器本体２に密着している限りは、流路６と流路７は連通しない。

図８は本実施形態の検体容器１から血液などの検体流体を移す先であるマイクロ流体デバイスの一部と、マイクロ流体デバイスを用いて検体検査を行う検体処理装置の一部を表す図である。図５（ａ）は検体処理装置の開口部１８と、開口部１８と連通する流路１９を含む面での断面図を表す図であり図８（ｂ）は、図５（ａ）の切断面に対して軸Ａに関して９０度回転した面での検体容器の断面図を表す図である。検体容器受け１７にはロック部材４の下部と係合する凹部４１が形成されている。例えばロック部材４の下部は断面形状が正三角形となるよう加工されて良く、ロック部材の下部の形状と互いに係合するような正三角形の凹部を検体容器受け１７に設けると良い。もちろん、その断面形状は、互いに係合するように形成される限りは、特に限定されるものではない。

また、検体検査を行う装置には、実施形態１と同様にマイクロ流体デバイス１６を固定するデバイス押さえ２０と、検体容器本体２の溝９、１０に挿入して検体容器本体２をロック部材４に対して回転させる回転板２１、２２が配置されている。ロック部材４は、摺動性の良いナイロン、ポリアセタール、ポリプロピレン、フッ素樹脂などの合成樹脂で形成されている。

図９（ａ）は検体処理装置の開口部１８と、開口部１８と連通する流路１９を含む面での断面図を表す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の切断面に対して軸Ａに関して９０度回転した面での検体容器の断面図を表す図である。

検体容器１を、保護シールＳを剥がした後、マイクロ流体デバイス１６の上方からロック部材４の下部と凹部４１の向きを合わせて検体容器受け１７に嵌合する。それにより、流路７と開口部１８とが連通する。検体処理装置の図示しない機構によって、検体容器１は上方から押圧され、ロック部材４と検体容器受け１７とが密着する。次に回転板２１、２２がそれぞれ溝９、１０に挿入され、さらに回転板２１、２２は回転して検体容器本体２をロック部材４に対して回転させる。その結果、ロック部材４は検体容器本体２から離れ、図９に示すように、流路６は流路７、流路１９と連通する。検体容器本体２に設けられたネジ受けにはシール剤が塗布されており、ネジ受けから検体流体が漏れ出るようなことにはならないようになっている。開口部１８に連通したマイクロ流体デバイス１６内に負圧を発生させると、検体流体Ｓａは貯留室３から流路６、流路７及び流路１９を通ってマイクロ流体デバイス１６内の分析処理部Ｂに流れ、検体処理装置はその後の分析処理を行う。分析処理の例としては、検体流体に含まれるＤＮＡの抽出や、検体流体の組成分析などが挙げられる。

分析処理が終了すると、回転板２１、２２、デバイス押さえ２０が検体容器１から離れ、検体容器１への押圧が解除され、本発明の検体処理装置の使用者は検体容器１とマイクロ流体デバイス１６を一体で検体処理装置から取り外して廃棄する。もちろん、前実施形態のように再びマイクロ流体デバイスを使用することもできる。

なお、以上で説明した全ての実施形態は、採取した血液あるいは髄液などを検体流体として適用しても良いし、また分注した血液を入れた検体容器、血液からＤＮＡを抽出精製した試料にも適用できる。あるいは、血液以外の喀痰、便、粘膜、組織などを処理した検体流体、尿などでも良く、その他上記の例に限定されない様々な流体に適用できる。

さらに、検体容器１は上部に栓体８を有しているが、栓体８が無い検体容器１でも良く、この場合、外気に触れることになるが、検体流体の移動時に、検体流体が検体容器１外への飛散することを軽減することはできる。

また、血液などの検体流体は直接マイクロ流体デバイスに直接移動する形態を例として説明したが、間接的に別の部材を介してマイクロ流体デバイスに移しても良いし、マイクロ流体デバイス以外の容器あるいは装置に検体流体を移動しても良い。

さらに、検体容器１とマイクロ流体デバイス１６との接続を検査者が行っているが、検体処理装置が自動で行っても良い。

また、以上の実施形態では、保護シールＳを剥がしているが、破っても流路７、流路１９を塞がないような材質あるいは構造の保護シールを使用してもよい。また流路を塞がない破れ方になる形状の検体容器受け１７であれば、剥がさずに検体容器１を検体容器受け１７に押し込んで破っても良い。

実施の形態の検体容器の構成図である。実施の形態の検体容器から検体を移す先のデバイスの一部と、検体処理装置の一部の構成図である。実施の形態の検体容器が検体を移す先のデバイスに接続されて検体がデバイスと連通している状態を表す図である。別の実施の形態の検体容器の構成図である。別の実施の形態の検体容器から検体を移す先のデバイスの一部と、検体処理装置の一部の構成図である。別の実施の形態の検体容器が検体を移す先のデバイスに接続されて検体がデバイスと連通している状態を表す図である。第３の実施の形態の検体容器の構成図である。第３の実施の形態の検体容器から検体を移す先のデバイスの一部と、検体処理装置の一部の構成図である。第３の実施の形態の検体容器が検体を移す先のデバイスに接続されて検体がデバイスと連通している状態を表す図である。

符号の説明

１検体容器
２検体容器本体
４ロック部材
６、７流路
１７検体容器受け
１８開口部
１９流路
Ｓａ検体流体

Claims

検体流体を貯留する貯留室と、前記貯留室に設けられた流体出口と、
前記流体出口を開閉することができるロック部材と、
を有する検体容器と、
開口部を有し前記ロック部材と係合することができる検体容器受け部と、
前記開口部と連通した分析処理部と、
を持ち、
前記ロック部材が、流路を有しており、
前記検体容器の前記ロック部材が検体容器受け部と係合し、前記ロック部材が、前記検体容器に対して相対的に移動することで、前記流体出口と前記開口部が前記流路を介して連通し、前記貯留室内に貯留した検体流体が、前記開口部を経て分析処理部に移動し、前記検体を分析処理することができる検体処理装置。
前記分析処理は、前記検体流体に含まれる核酸を抽出する処理を行なう検体処理である請求項１記載の検体処理装置。
前記ロック部材が、前記検体容器に対して回動する部材である請求項１に記載の検体処理装置。
内部に検体流体を貯留する貯留室と、
前記貯留室に設けられた流体出口と
前記流体出口の開閉を行うロック部材と、を持ち
開口部を有する検体容器受け部を備えた検体処理装置と着脱可能な検体容器であって、
前記ロック部材が、流路を有しており、
前記ロック部材が、検体容器受け部に係合し、前記ロック部材が、前記検体容器に対して移動することで前記流体出口と前記開口部が前記流路を介して連通される検体容器。
前記検体処理装置は、前記検体流体に含まれる核酸を抽出する処理を行なう検体処理装置である請求項４記載の検体容器。
前記ロック部材が、前記検体容器に対して回動する部材である請求項４に記載の検体容器。