JP5078955B2 - 分析のために流体を処理する装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、検体の検査に関し、詳細には、検査のために検体を処理する間、試薬などの液体を適切に加える装置および方法に関する。

生物学的検体のサンプルの検査は、たとえば、対象のアイテムの存在を調べるために一般に行われる。そのアイテムは、ＤＮＡ、ＲＮＡまたはそれらの断片の特定領域のすべてまたは一部分、補体、ペプチド、ポリペプチド、酵素、プリオン、蛋白質、メッセンジャＲＮＡ、転移ＲＮＡ、ミトコンドリアＲＮＡまたはＤＮＡ、抗体、抗原、アレルゲン、または細胞もしくはバイロン（ｖｉｒｏｎｓ）などの生物学的存在物の部分、表面蛋白質、または上記のものと機能的に等価なものである、またはそれらを含むことができる。患者の健康についての情報を提供するために、患者の体液（たとえば、血清、全血、尿、スワブ（ｓｗａｂｓ）、血漿、大脳骨髄液、リンパ液、組織体（ｔｉｓｓｕｅ ｓｏｌｉｄｓ））などの検体が、多くの異なる検査を用いて分析されることができる。

そうした検査において、汚染が外部環境からまたは検体間で、検体に入り込まないようにした方法で、検体が処理されることが絶対必要である。たとえば、意図せずに、１つの検体からのＨＩＶウイルスが、違う患者の検体を汚染させた場合、結果的に、後にそれに続く検査で誤りがわかったとしても、場合によっては間違った陽性結果によって患者が深刻な心理的影響を受ける。さらに、そうした検査は非常に敏感であり、最小量の汚染でさえ誤った検査結果の原因となり得る。簡単に言えば、検体が適切に処理されることが絶対必要である。

そうした複雑な検査において、汚染を避けるためだけでなく、確実に適量の適切な試薬が適当な回数使用されるようにするためにも、検査で使用され得る様々な試薬も、また適切に処理されることも絶対必要である。

一般に、そうした検査は、複数の検体および流体（一般に試薬）を処理する自動装置を使用して行われる。そうした自動装置には、一般に、様々な流体を、それらの原容器（一般に上部が開いた管などのレセプタクル）と検体がその中で処理される容器との間で移動させるように、複数組のピペットが使用される。たとえば、１組の８個の検体は、装置のラック内に装着されている８本の管または他のレセプタクル内に入れられ、８本のピペットを担持するヘッドが、プログラムされた動きによってそのピペットをそれら８本の管内へと移動させ、そこで減圧が加えられてその管からピペット内に選択された量の各検体を抜き取る。次いで、ヘッドは、管からピペットを後退させ、処理ステーションに配置されている他の組の管の上まで移動し、抜き取った量の各検体を、ピペットから複数組の試験管に入れる。

そうした自動装置の処理ステーションにおいて、検体は、（培養、調製、溶解、溶離、分析、解読など）検査の目的に従って様々に処理される。たとえば検体からＤＮＡまたはＲＮＡを分離することによって、たとえば、分析のために検体が調製されることができる。検体は分析もされてよく、または調製の代わりに分析されてよい。一般に、そうしたプロセスは、各管内の検体に様々な流体（一般に試薬）を加えることを含む。たとえば、第１のステップにおいて、試薬が、検体を洗浄するように管それぞれに加えられ、第２および第３（およびそれ以上）の試薬が、たとえば、対象のＤＮＡまたはＲＮＡを結合解除するかつ／または分離するように、他の処理を実施する過程で検体に加えられ、それは後で行う検査のために各管内の検体から抜き取られることが可能にされる。同様のまたは異なる試薬が管に加えられる同様のプロセスが、調製済検体の分析の一部として、検体が調製された後に行われることもできる。

そうした自動装置での試薬および他の流体の処理には問題があることがある。試薬は、すでに述べたように、ヘッドおよびピペットの使用によって、レセプタクルから処理ステーションにある検体入りの管に自動的に移動されることができるが、第一に、処理においてヘッドおよびピペットが、適切なときに適切な試薬を適切な検体入りの管に加えることを確実にするために、適切な試薬を装置の適切なレセプタクルに装填する必要がある。さらに、起こり得る汚染を取り除く、または異なるプロセスに関連して異なる液体の使用を可能にするように、レセプタクルは、簡単に清浄化される必要があると理解されたい。そうした要件の結果として、レセプタクルは、一般に、そうした処置のために装置から簡単に取り外すことができる。

従来、適切なレセプタクルへの適切な試薬の装填は、いくつか異なる方法で実施されてきた。１つのそうした手順において、装置を制御する操作者が、手動で試薬を計量しそれをレセプタクルに加え、次いでそれらのレセプタクルを装置に配置する。他のそうした手順において、試薬の装填は、試薬を装置とともに提供される大容量試薬供給装置から移す（上記で述べたヘッドおよびピペットなど）いくつかの移送装置を使用する装置自体によって自動的に実施される。

しかし、すでに述べたように、上記の手順のどちらにも問題が起こり得る。たとえば、手動で試薬を加えることは、試薬を誤って調製する、または誤ったレセプタクルに試薬を加える、場合によっては装置にレセプタクルを誤って取り付けるという、人的過誤を招き得る。後者の場合、たとえ正しい試薬が正しい量装填されても、試薬は装置上の誤った場所にあり、その結果、処理のある段階で、ヘッドおよびピペットが使用する試薬を自動的に抜き取るとき、誤った試薬であることがあり得る、またはヘッドおよびピペットがそれを抜き取るように進むころにまったく試薬がないこともあり得る。さらに、そうした過誤は、（装置自体が大容量供給装置から試薬を装填するという）第２の手順を使用することで低減されることができるが、大容量供給装置自体が、装置において望ましい空間よりも多くを占めることがあり得る。さらに、このプロセスが装置によって実施され得ることにより、これらの段階を実行する間、装置が当然停滞させられる。装置の停滞により、所与の日数の間に行われる検査量が低減され、それによって試験完了が遅らされる、または所望の検査能力レベルを可能にするために追加の装置に追加の莫大な設備投資が必要とされ得る。

本発明は、上記で述べた問題の１つまたは複数の問題を克服することに関する。

本発明の１つの態様において、（１）１組のアイコンの別個のアイコンによってそれぞれが視覚的に印付けられている選択された試薬入りの複数の容器を有する、キットを提供するステップと、（２）その１組のアイコンから選択されたアイコンによってそれぞれが視覚的に印付けられている少なくとも１つの試薬レセプタクルをそれぞれ有する、複数のトレイを提供するステップと、（３）試薬を、容器の少なくともいくつかのそれぞれから、その容器を視覚的に印付けるその１組のアイコンと同じ別個のアイコンで視覚的に印付けられている試薬レセプタクル内に移すステップと、（４）トレイを検体処理装置の選択された位置に取り付けるステップとを含む、試薬を検体処理装置に装填する方法が提供される。

本発明のこの態様の他の形態において、キットは、複数のサブセットの容器を備え、各サブセットの容器は、選択された数Ｘの検体に使用するのに十分な量の選択された試薬それぞれを含み、試薬を移すステップが、Ｙ個のサブセットの容器に移すステップを含む。ここで、Ｙ＝［処理すべき検体の数／Ｘ］であり、Ｙは、端数が切り上げられたＹ＝の整数である。

本発明のこの態様の他の形態において、検体処理装置およびトレイの選択された位置にはアイコンが印付けられており、その場合、トレイを取り付けるステップが、トレイを選択された位置に取り付けることを含む。その場合、トレイそれぞれは、トレイが取り付けられる選択された位置に印付けられたアイコンと対応するアイコンで印付けられている。

本発明の他の態様において、複数の位置がその上に画定されているデッキと、それぞれが、デッキ上のその位置の特定位置のみに取り外し可能に固定可能である複数のトレイと、複数のトレイそれぞれの上にあり、かつそれぞれが選択された試薬を含むように構成されている少なくとも１つの試薬レセプタクルとを含む、検体処理装置が提供される。

この態様の１つの形態において、かみ合う複数の対の取り付け部材が、トレイおよびデッキ上にそれぞれ設けられている。各トレイ上の取り付け部材は、デッキの取り付け部材の１つのみとかみ合い、デッキの取り付け部材は、かみ合う取り付け部材を有するトレイが取り外し可能に固定可能である、デッキ上の位置の特定の位置にある。

本発明の他の態様において、複数の位置がその上に画定されているデッキと、それぞれが、デッキ上の位置の特定位置に取り外し可能に固定可能であり、かつ光学的可読識別子を有する複数のトレイと、複数のトレイそれぞれの上にあり、かつそれぞれが選択された試薬を含むように構成されている少なくとも１つの試薬レセプタクルとを含む、検体処理装置が提供される。

本発明のこの態様の１つの形態において、各光学的可読識別子は、第１組のアイコンの別個のアイテムであり、その第１組のアイコンの各別個のアイコンが、デッキ上の位置の特定位置を視覚的に印付け、特定位置に、第１組の中のアイコンの別個のアイテムを有するトレイが、取り外し可能に固定可能である。

本発明のこの態様の他の形態において、各光学的可読識別子は、別個のバーコードであり、位置の１つの位置に固定されたとき、トレイのバーコードを読むように構成されているバーコード読取装置と、試験体処理装置のための制御装置とをさらに備え、制御装置は、バーコード読取装置が、特定位置に固定可能なトレイに関連していない位置の特定位置でトレイのバーコードを読む場合に、エラーを示す。

本発明のさらに他の態様において、検体処理装置は、複数の位置がデッキの上に画定され、かつ位置それぞれが、第１組のアイコンの別個のアイコンによって視覚的に印付けされているデッキと、それぞれが、デッキ上の位置から選択された位置に取り外し可能に固定可能であり、かつ位置の選択された位置を視覚的に印付ける第１組のアイコンの別個のアイコンを含む複数のトレイとを備える。少なくとも１つの試薬レセプタクルは、複数のトレイそれぞれの上にあり、かつそれぞれが、第２組のアイコンの別個のアイコンによって視覚的に印付けられている。選択された試薬入りの複数の容器を含む、キットも提供され、各容器は、容器内の選択された試薬が移される試薬レセプタクルの選択された試薬レセプタクルを視覚的に印付ける第２組のアイコンの別個のアイコンによって視覚的に印付けられている。

本発明のこの態様の１つの形態において、検体処理装置は、Ｚ個の検体の処理が可能であり、キットは、Ｓ個のサブセットの容器を含み、各サブセットの容器は、選択された数Ｘの検体に使用するのに十分な量の選択された各試薬を含む。ここで、ＸはＺ／Ｓにほぼ等しい。少なくとも２つの試薬レセプタクルは、Ｚ個の検体に使用するのに十分な量の選択された試薬の少なくとも１つを保持することができない。画像表示は、試薬レセプタクルの少なくとも２つに設けられ、画像表示は、少なくとも１個の検体が処理される場合、どの試薬レセプタクルに、第１のサブセットの容器からの選択された試薬の少なくとも１つの試薬の容器を注ぐかを示し、少なくともＸ＋１個の検体が処理される場合、どの試薬レセプタクルに、第２のサブセットの容器からの選択された試薬の少なくとも１つの試薬の容器を注ぐかを示し、かつ少なくとも［（Ｓ−１）×Ｘ］＋１個の検体が処理される場合、どの試薬レセプタクルに、Ｓのサブセットの容器からの選択された試薬の少なくとも１つの試薬の容器を注ぐかを示す。

本発明のさらに他の態様において、検体処理装置が提供され、この検体処理装置は、複数の位置が上に画定され、かつ試薬が中に入った上部が開いた複数のレセプタクルを有するデッキと、デッキの上でＸ本のピペットに入った選択された液体を運搬するように構成され、ここでＸが３以上であり、ピペットが均一な間隔の列に互いに配置されているヘッドと、Ｘ本のグループのそれぞれ上部が開いた管を、各グループの管を均一な間隔の状態で支持するデッキ上のラックと、ピペット内の試薬から選択された試薬を、試薬のその選択された試薬を含むレセプタクルから、選択されたグループの管に移すようにヘッドを制御する制御装置とを備え、ヘッドが、選択されたグループの管以外のグループの管の上を、ピペットが、他のグループの管の上であり、かつ他のグループの管の間にある状態で通過する。

本発明のまださらなる他の態様において、機器および試薬キットを含む検体処理システムが提供される。機器は、Ｘ本のピペット内の選択された液体を運搬するように構成されているヘッドと、ヘッドの侵入を可能にするように構成され、かつ手動の試薬注入によって充填可能である試薬レセプタクルと、検体を受ける反応管のアレイのためのホルダとを含む。試薬キットは、事前に測定された量の液体内に事前に測定された量粒子を有する容器を含み、粒子は、対象の生物学的分析物との親和性を有し、容器は、試薬レセプタクルへと注がれるように構成されている。

本発明の他の態様において、上記の検体処理システムは、容器の中身が試薬レセプタクルへと注がれる前に、内部対照分析物が容器の中身に加えられる、対象の生物学的分析物を検出する方法で用いられることができる。

本発明を組み込んだ自動試験装置を示す部分斜視図である。 図１の試験装置に使用される試薬容器およびトレイを示す斜視図である。 図１の試験装置に使用される試薬容器およびトレイを示す斜視図である。 図１の試験装置に使用される試薬容器およびトレイを示す斜視図である。 図１の試験装置に使用される試薬容器およびトレイを示す斜視図である。 図２〜５のトレイに使用可能な試薬キットを示す斜視図である。 図１の検査装置のデッキを示す簡易平面図である。 本発明による図１の試験装置の処理ステーションに使用可能な覆いを示す簡易断面図である。 本発明を組み込んだ自動試験装置の一代替実施形態のデッキおよびトレイを示す部分図である。 本発明を組み込んだ自動試験装置を使用するためのプロセスを示す流れ図である。 本発明を組み込んだ自動試験装置を使用するためのプロセスを示す流れ図である。

図１には、本明細書に記載されている発明を組み込んだ自動試験装置２０が示されている。本発明の説明の簡略化のために、図には、試験装置２０の構成要素の多くが示されてない（また示す必要がない）。自動試験装置は、生物学的サンプルからの核酸の単離および検査を含む、生物学的サンプルから核酸を実質的に単離するように構成されることができる。この状況において、図１には、検体サンプルの検査がその上で行われることができる試験装置２０のデッキ２２が全体的に示されている。本明細書で述べるような試験装置２０において、検体は、試薬およびピペットなど所望の検査に必要な他のアイテムとともに、装置２０のデッキ２２上に装填されることができる。図１には、装置２０が配置されている環境からの汚染を防ぐフード２６も全体的に示されている。フード２６は、当技術分野で知られているような外部汚染がその中に入らないようにするどんな適当なエンクロージャであってもよい。使用される特定のフード２６は、一般的に、装置操作者がデッキ２２にアクセスできるように開けられることができる限り、それ以外は本発明にとって重要ではない。図示されていないが、自動試験装置は、有利には、以下の特徴の１つまたは複数を含むこともできる。すなわち、（１）それぞれが、最大１６８ｍｌ（４８管×３．５ｍｌ／管）までの容積を、少なくとも５０℃までより好ましくは少なくとも７５℃まで制御可能に加熱することができる２つの加熱要素、（２）使用済先端部からの汚染を最低限に抑えるように、サンプルおよび試薬使用済ピペット先端部を保持しかつサンプルおよび試薬使用済ピペット先端部から分離されているレセプタクル、（３）たとえば、制限なしに、（ａ）サンプル管または試薬管シーラ、（ｂ）核酸を変性（ｍｏｄｉｆｙ）することが可能な電流で、表面および／または液体を処理するための電極、（ｃ）核酸を分解または変性することが可能な紫外光源、（ｄ）自動試験装置内または自動試験装置のまわりに層流の空気流れを発生させる装置、であるエアゾール制御装置、（４）ＰＣＲに好適な方法で、サンプルおよび／または試薬の温度の繰り返しを可能にする温度調整器、（５）磁粉が懸濁され得る液体から磁粉を実質的に分離することが可能な、ピペッタまたは他の吸引システムと組み合わせて使用するマグネット、および（６）処理済サンプルの吸光度または蛍光を測定する（たとえば蛍光測定器である）光学検出器である。

フード２６内部でデッキ２２の上には、ヘッド３０が配設されている。ヘッド３０は、ピペッタ３２の直線アレイを含み、ピペッタ３２のアレイは、知られているような使い捨てピペットが解放可能に固定されるように適当に構成される。ピペッタ３２のアレイは、有利には、明らかになるであろう目的のために、選択された均一な間隔に配置されることができる。さらに、ヘッド３０は、ピペッタ３２の間の均一な間隔が選択的に調整され得るように、ピペッタ３２を適当に支持することができる。ヘッド３０およびピペッタ３２の運動を制御するために、適当な駆動および制御装置が、装置２０に提供される。

適当なラック３４は、検体が入った管３６を保持するように設けられる。ラック３４は、以下にさらに詳細に述べるように、デッキ２２に取り外し可能に固定される。

デッキ２２上には処理ステーション４０が配置され、処理ステーション４０で、検体サンプルが処理される。本説明において、処理とは、検体から対象分析物（たとえばＤＮＡまたはＲＮＡ）を単離することである。その処理の後、単離された分析物は、適切なプロトコルに従ってさらに検査されることができる。しかし、本発明は、そうした処理に多少なりとも限定せず、異なる処理またはプロトコルが実行される装置で簡単に使用され得ると理解されたい。

開示の実施形態において、処理ステーション４０は、４つのステーション４０ａ〜４０ｄを含み、４つのステーション４０ａ〜４０ｄで、ラック３４内の管３６からの検体サンプルが、検査要件に従って処理されることができる。支持ブラケット４４内の試験管または反応容器４２は、ステーション４０ａ〜４０ｄの間を、たとえば望むようにフード２６内において支持ブラケットを持ち上げ移動させるように、適当に制御されかつ駆動される移送アーム４６によって、適当に移動されることができる。たとえば、ブラケット４４は、図１ではステーション４０ｂに示されているが、処理開始の間、支持されている試験管４２に検体サンプルが最初に装填されるステーション４０ａにあってよい。以下により詳細に述べるように、ステーション４０ａでは検体サンプルの洗浄などのいくつか処理が行われることができ、その後、移送アーム４６が支持ブラケット４４を第２のステーション４０ｂまで移動させ、そこで異なる処理（たとえば溶解）が行われることができる。行われる処理のプロトコルに従って、異なるステーション４０ａ〜４０ｄにおいて、異なる条件（たとえば、加熱、冷却、磁場）がもたらされることができる。やはりまた以下により詳細に述べるように、各ステーションにおいて、異なる試薬が試験管４２内に導入されることができる。

本発明の範囲内で、種々の試薬が（試薬が、主に、検体サンプルの所望の処理に応じて）使用されることができるが、処理が、対象の特定の生物学的アイテムが分析される検体調製である場合、試薬は、有利には、対象のそうした生物学的アイテムとの親和性を有する粒子を含むことができる。本発明の状況において有用である、対象の生物学的分析物との親和性を有する粒子は、制限なく、ガラス、シリカ、または金属酸化物表面を有する粒子を含む。同様に、自動試験装置は、強塩基（たとえば水酸化カリウム）の腐食作用、および核酸の単離に一般に使用される高濃度のカオトロープ（たとえば、４．５Ｍ（またはそれより高濃度）のイソチオシアン酸グアニジニウムまたは５Ｍ（またはそれより高濃度）の尿素）を含む試薬に耐えるような構造にされることができる。

デッキ２２には、種々の試薬のためのレセプタクル５２を有する複数のトレイ５０ａ〜５０ｄも、以下により詳細に述べるように取り外し可能に固定されて設けられている。さらに、デッキ２２には、装置２０によって使用されるために、異なる寸法の供給装置および使い捨てピペット６２が装填されている、ピペット供給ステーション６０も固定されている。

デッキ２２には、処理済の検体サンプルのための管６８を支持するラック６６も取り外し可能に固定される。図示の実施形態において、たとえば処理ステーション４０で単離されたＤＮＡは、ヘッド３０、ピペッタ３２、および適当なピペット６２によって試験管４２から取り出され、ラック６６内の管６８に移送されることができる。次に、単離されたＤＮＡのさらなる処理は、たとえばＤＮＡの特定領域の分析に適したプロトコルに従って別に行われることができる。そうしたプロトコルに必要ならば、装置２０に追加の機器を含むこともできる。この場合も、事実上どんなタイプの処理、具体的には試薬などの種々の流体が使用される処理に、本発明は使用されることができることにも留意されたい。ラック６６は、ラック６６の洗浄および汚染除去を可能にするように、デッキ２２に解放可能に固定されることができる。

図２〜図５には、事前に混合されかつ計量された容器またはパッケージ７０、７２、７４、７６、７８とともに、４つのトレイ５０ａ〜５０ｄが示されている。容器７０〜７８は、図示の実施形態において、すべてが特定数の検体サンプルの処理に使用される５つの異なる容器７０〜７８を含むキット（図６参照）８０で提供される。キット８０は、４つのグループの容器７０〜７８を有する。

キット８０は、単一の箱８２が２つの箱８４、８６を中に備え、各内箱８４、８６が、容器７０〜７８の２つの異なるグループを分ける仕切り板８８をその中に含む、図６に示されているものも含めた任意の適当なかたちでまとめられることができる。キットは、任意に、核酸の調製のためのキットの使用および／または疾患もしくは病状の診断におけるそうした調製済核酸の使用に関する指示を含むこともできる。

図示の実施形態において、一例として、最大９６個の検体が一度に処理されるこができると認識されたい。したがって、試験管３６は、支持ブラケット４４によって８本ずつ６列に配置され、一方２つの異なる支持ブラケット４４が、一度に異なるステーションの間に使用されかつシフトされることができる。最大４個のラック３４それぞれが一列にある検体の２４本の管３６を支持し、同様に、最大４個のラック６６それぞれが、処理済の検体サンプルの２４本の管６８を支持することができる。キット８０の４つのグループの容器７０〜７８それぞれは、２４個の検体サンプルの処理に必要な計量された試薬を含む。そうした数の検体および分量が好都合である（たとえば、８本のピペット６２を担持するヘッド３０は、好都合には、そうし管のアレイ間で多量のサンプルおよび試薬を移動することができる）が、本発明は、そうした数のアレイが使用される装置２０に明確に限定しないと理解されたい。

図２〜図５を再び参照すると、各トレイ５０ａ〜５０ｄが、上部が開いたレセプタクル５２ａ〜５２ｊを含むことを見ることができる。レセプタクル５２ａ〜５２ｊは、処理に使用すべき特定の試薬を表すアイコン９０、９２、９４、９６、９８で印付けされている。たとえば、アイコン９４、９６は、洗浄流体を表す。しかし、アイコン９０〜９８に含まれる特定の画像描写は、数字、文字、他の記号、色、またはそれらの組み合わせを含むどんなものでもよい。重要な態様は、特定のレセプタクル５２に使用されるアイコンが、特定のレセプタクルの中に注がれるべき試薬を含む容器７０〜７８のアイコンと一致することである。

さらに、レセプタクル５２ａ〜５２ｊには、処理される検体サンプルの数に応じて、キット８０からいくつの試薬容器７０〜７８がレセプタクル内に注がれるべきかを示す指標が印付けられることができる。たとえば、１〜２４個のサンプルを処理する場合、１つのグループの容器７０〜７８が使用されるべきであり、２５〜４８個のサンプルの場合、２つのグループが使用されるべきであり、４９〜７２個のサンプルの場合、３つのグループが使用されるべきであり、７３〜９６個のサンプルの場合、４つすべてのグループが使用されるべきであることが操作者に理解されよう。

所与の試薬用レセプタクル８０〜８８が、全量検査（たとえば９６個のサンプル）するとしても必要とされる試薬すべてを保持するのに適当な寸法である場合、適切な数のそうした容器７０〜７８が、検査されるサンプル数に応じてレセプタクル５２ａ〜５２ｊへと注がれなければならない。

容器７０（図２）および７８（図５）の試薬のように、より小さな相対量で使用される試薬の場合、各試薬すべてが、１つのレセプタクルに注がれることができる。したがって、９６個のサンプル全量を処理するとき、それらの試薬の４つの容器７０、７８それぞれが、対応するアイコン９０、９８が印付けられたレセプタクル５２ａ、５２ｈへと注がれる。他の例として、２５〜４８個のサンプルのみの処理の場合、そうした各試薬の２つの容器７０、７８のみが、各レセプタクル５２ａ、５２ｈへと加えられる。

個々のレセプタクル５２によって保持され得るよりも多い量の特定の試薬が使用される場合、処理されるサンプルの数に基づいて、どれを入れるかを示す印が付けられている複数のレセプタクル５２ｂ〜５２ｇ、５２ｉ〜５２ｊが、その試薬のために使用される。したがって、たとえば、比較的大量の容器７２の試薬が使用されることを見ることができる図２、図３を参照すると、１〜２４個のサンプルの処理用に１つの容器７２が、レセプタクル５２ｂ（Ａ１−２４”で印が付けられている）に注がれ、２５〜４８個のサンプルの処理用に第２の容器７２が、レセプタクル５２ｃ（Ａ２５〜４８”で印が付けられている、図示せず）にさらに注がれ、４９〜７２個のサンプルの処理用に第３の容器７２が、レセプタクル５２ｄ（Ａ４９〜７２”で印が付けられている）にさらに注がれ、７３〜９６個のサンプルの処理用に第４の容器７２が、レセプタクル５２ｅ（Ａ７３〜９６”で印が付けられている、図示せず）にさらに注がれる。したがって、（本例において）７３個より少ないサンプルが処理されるとき、そうした印は、適切な試薬が使用されることを確実にする助けとなる（たとえば、ヘッド３０は、７２個のサンプル用のレセプタクル５２ｂ〜５２ｄのみへと動くように制御され、またその試薬が入った３つの容器の１つが、レセプタクル５２ｅへと注がれ、レセプタクル５２ｂ〜５２ｄの１つが空のままの場合、エラーが発生する）。

同様に、中間の量で使用される（容器７４、７６などの）試薬の場合、２つのレセプタクル（それぞれ５２ｆ、５２ｇ、５２ｉ、５２ｊ）が使用されることができ、特定の試薬の２つの第１の容器（７４または７６）が、Ａ１〜４８”（それぞれ５２ｆまたは５２ｉ）の印が付いた第１のレセプタクルへと注がれ、４８個より多いサンプルが処理される場合、追加の試薬の容器が、Ａ４９〜９６”の印の付いた第２のレセプタクル（それぞれ５２ｇまたは５２ｊ）へと注がれる。しかし、複数のレセプタクルへの特定試薬の注入量の代替方法は、本発明の範囲内である。

したがって、キット８０、ならびにレセプタクル５２ａ〜５２ｊおよびアイコン９０〜９８を有するトレイ５０ａ〜５０ｄの使用によって、装置２０の個々の操作者が、そうする際の最低限の操作者エラーリスクで、機械によって使用される試薬の正確な量および混合を簡単にかつ確実に提供することができると理解することができる。さらに、この操作は、装置自体が、そうするようにプログラムされる際に一時的に休止される、またはそうする際に大容量を保持することを要求される必要なしに行われることもできる。さらに、特定の容器７０〜７８のそうした調製済試薬の使用により、事前選択された量の内部対照粒子（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）が試薬に精確にかつ確実に加えられることを容易に可能とし、それによって有利には、処理によって対象の分析物（たとえばＤＮＡ）がどれほど効果的に単離されるかというその先の推定が可能にされる。そうした内部対照粒子は、特定の容器７０〜７８の知られている標準量の試薬に使用するための知られている特定量に簡単に計量されることができ、それによって所望サンプル処理のために適切な流体混合が行われることができる。

図２〜図５にも示されているように、適量の適当な試薬が処理に使用されていることを確実にするアイコン９０〜９８の使用に加えて、操作者が、各トレイ５０ａ〜５０ｄをデッキ２２上の適当な位置に簡単に確実に配置することを確実にするように、第２組のアイコン１００、１０２、１０４、１０６も、デッキ２２上の対応アイコン１００〜１０６とあわせてトレイ５０ａ〜５０ｄの端部に使用されている。これらのアイコン１００〜１０６もまた、数字、文字、他の記号、色、またはそれらの組み合わせを含むどんなものでもよい。したがって、これらのアイコン１００〜１０６の使用により、トレイ５０ａ〜５０ｄおよびレセプタクル５２ａ〜５２ｊが、デッキ２２上に正確に位置決めされることがさらに確実にされ、それによって、ヘッド３０が、その試薬のレセプタクルが配置されると考えられる特定の位置まで、そのプログラムされた操作に従って進むとき、適当な試薬が選ばれるようになる。

次に図７を参照して、９６個のサンプルが処理される操作を全体的に説明する。ヘッド３０は、この図には示されてないが、ヘッド３０が、図示の構成要素上を移動し、ピペット６２を管３６、４２、６８およびレセプタクル５２ａ〜５２ｊ内へと降ろして、流体（すなわち検体サンプルおよび試薬）を抜き取り、次いで、デッキ２２上を、抜き取った流体が放出される、異なる管４２、６８上の異なる位置まで移動すると理解されたい。

たとえば、ヘッド３０は、まず、ピペット供給ステーション６０上に移動して、適切な寸法の１組の８本のピペット６２を持ち上げ、次いで、検体の管の第１の列１２０まで移動して、（たとえば、列１２０の（図７の上部にある）最後の８本の管から）８個の検体サンプルを抜き取り、次いで、ステーション４０ａの列１４０ａに配置されている８本の試験管４２まで移動し、そこでそれらの検体サンプルを放出する。一般に、第１の８個の検体サンプルのいくつか（たとえば６個）は、知られている物質を含んでおり、それによって処理が完了したときその分析結果を、精度に関して確認することができる。

次いで、ヘッド３０は、排出シュート１４６上に移動し、排出シュート１４６で、汚染されたピペット６２を落とし（シュート１４６は、デッキ２２真下のごみ受けに開口している）、次いで、ステーション４０ａの列１４０ｂに配置されている８本の試験管４２に移送させるために、（たとえば列１２０の他の８本の管から）８個の検体サンプルを抜き取ることに使用される新しいピペット６２のために、ピペット供給ステーション６０まで進む。この工程は、９６本の試験管４２すべて（６列１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０）が検体サンプルを提供されるまで、１組の８個の検体ごとに繰り返される。

この時点で、ヘッド３０は、第１のステップの処理のために、必要に応じて適当なレセプタクル５２ａ〜５２ｊから適当な試薬を抜き取り、次いで、その試薬を様々な試験管４２それぞれに放出するように使用される。８本のピペット６２を有するヘッド３０の場合、そうした工程は、第１の試薬の抜き取りにおいて最大１２ステップまで含むことができる。

その後、処理ステーション４０で適当な処理が行われる。これは、たとえば、処理の異なるステップのために、異なる追加の試薬が、そうした異なるステップで様々なレセプタクル５２ａ〜５２ｊから加えられながら、移送アーム４６を使用して、異なるステーション４０ａ〜４０ｄの間で支持ブラケット４４が移動されることを含むことができる。この処理が完了すると、対象のアイテム（たとえば単離されたＤＮＡ）は、ヘッド３０およびピペット６２の使用により、はじめに検体が保持されていた列１２０〜１３０の管３６に対応する、列（１５０、１５２、１５４、１５６、１５８、１６０）におけるトレイ６６の管６８へと移される。

レセプタクル５２ａ〜５２ｊ用のトレイ５０ａ〜５０ｄの場合ように、検体用のラック３４、６６は、有利には、ラック３４、６６がデッキ２２上に正確に配置されることを確実にするように、デッキ２２上アイコンと一致するアイコンをその上に備えることもできる。これによって、操作者が、ラック６６内の管６８内の処理済検体サンプルを、ラック３４内の管３６内の検体と確実に対応させることが可能になり、本質的に、操作者が、どの処理済サンプルがどの検体に関係するかを確実に見分けることが可能になる。

上記の操作において、ヘッド３０の動きは、有利には、検体サンプルの汚染の可能性を最小限に抑えるように、ピペット６２を様々な管３６、４２の上をおよび様々な管３６、４２の間で動かすように制御され得ることにも留意されたい。すなわち、選択された間隔が管の列の間隔と一致するように、ヘッド３０上にピペット６２を支持することによって、ヘッド３０の動きは、ピペット６２が管３６、４２の列上を通過するとき、ピペット６２が管の列の間隔と同じになるように、管３６、４２の間になるように制御されることができる。さらに、ピペッタが、前記で示したような調整可能な間隔の場合、そうした利点が得られると同時に、様々な構成要素の体裁をコンパクトにすることが可能になる。たとえば、図７で見ることができるように、レセプタクル５２ａ〜５２ｊおよびピペット供給ステーション６０は、試験管４２が可能な長さよりも十分により短い列の長さで配置されることができ、したがって、各構成要素が、他の構成要素の比較的大きな空間要件にもかかわらず、デッキ２２上の最小限の空間を占めるように設けられることが可能になる。たとえば、試験管４２には、ピペットのスタックよりも多くの空間が必要とされ得る。というのも、試験管４２が比較的大きいだけでなく、デッキ２２上の処理には、他の構成要素には必要とされない、ある程度の間隔を管４２の間に置く必要があるからである（たとえば、管アレイのすべての管を確実に均一に加熱するには、適当な熱源（およびそれらの熱源用の空間）が、管アレイ全体にわたって設けられる必要があり、またマグネットなどのサンプル処理構成要素は、同様に、管アレイ中に分散される必要があり得る）。したがって、ピペッタ３２の間隔は、有利には、どんな均一な間隔の構成要素であっても、支持されたピペットが、構成要素上をおよび構成要素間を通過することができるように、通過する構成要素に応じて様々な一定量に調整されることができ、それによって、汚染のリスクが最低限に抑えられる。

図８には、一代替実施形態が示され、その実施形態は、汚染を防止するように、ピペット６２が、管３６、４２の間をそれらの上を通過するように移動される、上記で述べた操作とは別個または上記で述べた操作とあわせて使用されることができる。具体的には、重なり合う覆い１７０が、処理ステーション４０の管上に設けられることができる。覆い１７０のパネル１７２、１７４、１７６は、重なり合う位置まで矢印の方向に移動されて、ピペット６２が流体（サンプルまたは試薬）をその中に放出する管４２の特定の列を覆わない一方、残りの管４２を覆い、それによって起こり得る汚染から保護されたままにする。

図９には、さらに他の代替実施形態が示され、その実施形態は、デッキ２２上のトレイ５０ａ〜５０ｄの適切な配置を確実にするようにアイコン１００〜１０６を使用する上記で述べた構成とは別個に、または上記で述べた構成とあわせて使用されることができる。この代替実施形態において、デッキ２２は、トレイ５０ａ〜５０ｄが位置決めされる各位置において、デッキ２２から突き出ている独特な形のピン１８０ａ〜１８０ｄを備える。トレイ５０ａ〜５０ｄは、その底部に対応する形のスロット１８２ａ〜１８２ｄも備え、それによって各トレイ５０ａ〜５０ｄは、デッキ２２上の１つの位置のみに固定されることができる。

さらに、図９にも示されているように、各トレイ５０ａ〜５０ｄは、トレイ５０ａ〜５０ｄごとに特有な適当な機械可読表示（バーコードなど）１８６ａ〜１８６ｄも備えることができ、正確な位置決めを確かめるように、表示１８６ａ〜１８６ｄを走査する適当な読取装置１８８が、装置２０とともに提供される。読取装置１８８の検証は、操作者にトレイ５０ａ〜５０ｄの装填におけるエラーを通知することに使用されるか、またはヘッド３０の制御装置を調整して、ヘッド３０が、処理の間の適切な時に適切なレセプタクル５２ａ〜５２ｊまで行くことを確実にすることに使用されることができる。図９についての上記の説明は、試薬レセプタクル５２ａ〜５２ｊを有するトレイ５０ａ〜５０ｄに関してなされてきたが、同じ構造が、検体および処理済サンプルラック３４、６６の適切な位置決めを確実にするために使用されることもできると理解されたい。

図１０ａ、図１０ｂには、図９に示されているようなバーコード読取装置１８８を使用する、上記で述べたような装置２０の操作プロセスが示されている。開始２００の前に、操作者は、処理する検体サンプルの数に従って、キット８０の容器７０〜７８から様々な試薬を、様々なレセプタクル５２ａ〜５２ｊに注いでおき、また試薬トレイ５０ａ〜５０ｊ、ならびに検体および処理済サンプルラック３４、６６は、ピペットの適当な供給装置とともにデッキ２２上に位置決めされてある。

操作者が、開始可能な装置２０に適当に指示を与え、読取装置１８８が、２０２で、トレイ５０ａ〜５０ｄ（およびラック３４、６６）上の表示１８６ａ〜１８６ｄ（たとえばバーコード）を読み取る。読取装置１８８は、２０４で、トレイ５０ａ〜５０ｄ（およびラック３４、６６）が、適切に位置決めされていないことを検出すると、２０６で、エラーメッセージを操作者に送り、２０８で、操作者が、トレイおよびラックを適切な位置に再位置決めするまで操作を止め、再び開始する。読取装置１８８が、２０４で、すべてが適切に位置決めされていることを検出すると、操作は継続し、２１０で、ヘッド３０が移動して８本のピペット６２を持ち上げ、次いで２１２で、ピペットが動かされて適当なレセプタクル５２ａ〜５２ｊから試薬を抜き取る。次いで、抜き取られた試薬が、２１４で、試験管４２に送達される。

ピペット６２は、２１６で、その先端部での汚染が懸念される場合、１回だけ使用した後に廃棄されてよい。その場合、２１８に示されているように、第１の試薬が、処理すべき検体サンプルを受ける試験管４２すべてに装填されるまで、ステップ２１０〜ステップ２１６が必要に応じて繰り返される。あるいは、試薬が、８本の試験管４２より多く（たとえば４８本の試験管４２）に加えられる場合、そのステップの間、他の物質の汚染が懸念されない場合、ステップ２１０は飛ばされてよく、第１の試薬が、処理すべき管４２すべてに加えられるとき起こり得るような、新しいものが決定されピペットが廃棄されることができる／されなければならなくなるまで、ステップ２１２〜ステップ２１６が（たとえば４８本の試験管４２で６回）繰り返される。

第１の試薬が、試験管４２すべてに装填された後、ステップ２１０〜ステップ２１６は、望み通りに、試験管４２に追加の試薬を加えるように（２１８にも示されているように）さらに繰り返されてよい。たとえば、管４２に、まず超微粒子（ｕＰａｒｔｉｃｌｅｓ）が加えられ、次いで溶解バッファが加えられてよい。もちろん、使用される試薬は、所望される処理によって変えることができ、本発明は任意の特定の試薬の使用に限られない。

２１９で決定されるようにサンプルが加えられる場合、次いで、第１ステップのサンプル処理のために、サンプルが、８本のサンプル入りの管３６から８本の試験管４２に移され、そのようなステップが、検査すべき検体サンプルすべてが試験管４２に配置されるまで２２８で繰り返されるという同様のプロセスが、２２０〜２２８で繰り返される。一般に、検体サンプルを送達することに使用されたピペットは、汚染を防止するために、使用後その都度２２６で廃棄される必要があるが、本発明の範囲内で、（たとえば、追加の量の同じ検体サンプルが、管４２に１ステップより多く送達される場合に起こり得るように）汚染が新しいピペットの使用を必要としない場合、ピペットは再利用されよう。

２３０で決定されるように、検体サンプルが試験管４２に送達された後に追加の試薬が必要な場合、操作は、必要に応じて戻ってステップ２１０〜ステップ２１８の繰り返しのために、２１０でピペットを持ち上げる。十分な試薬が加えられた後、次に、（サンプルは、ステップ２２０〜ステップ２２８ですでに加えられおり、したがって加えられる必要がないので）操作は、２１９でステップ２３４まで飛び、処理が行われるべきかが決定される。

次いで、２３４で、サンプル処理を行う用意ができると、サンプル処理は２３６に進む。洗浄、培養、および溶解を含め、どんな種類の処理ステップもこの段階で行われることができる。とはいえこの場合も、本発明は、有利には、サンプルに行われる特定の処理に関係なく使用され得ると理解されたい。

２３８で、さらなる検体処理に追加の試薬の使用が必要な場合、ステップ２１０〜ステップ２３６は、それらの試薬を加えサンプルを処理するように繰り返される。

２３４で決定されるように、サンプル処理が完了した後、２４０で、ピペット６２が、処理済サンプルをラック６８の管６８に送達することに使用され、その時点（２４２）で、この処理段階は終了する。

上記で述べた操作のようにサンプルより前に試薬を試験管４２に加えることによって、サンプル間における汚染のリスクが最小限に抑えられることができる。しかし、上記の操作は、本明細書で開示される本発明が使用され得る単なる１つの例であり、その操作の変形形態が、本発明の範囲内で十分に使用され得るであろうことを理解されたい。したがって、本発明は、有利には、たとえば異なる順序（たとえば、試薬が加えられる前にサンプルが試験管４２に加えられることができる）の試薬およびサンプルの添加で使用されることができると理解されたい。

上記より、本発明は、サンプルおよび試薬が、最低限の操作者エラーのリスクで、試験装置２０の操作者によって適切に処理され、サンプル汚染の深刻なリスクなしに処理されることができることを確実にするように使用され得ることが、これで明らかなはずである。

本発明のさらに他の態様、目的、および利点は、明細書、図面、および添付の特許請求の範囲の調査から得られる。しかし、本発明は、本発明の目的および利点ならびに上記で述べた好ましい実施形態すべてが得られるとは言えない代替形態で使用されることができると理解されたい。

Claims (6)

1. 複数の位置がその上に画定され、かつ前記位置それぞれが、第１組のアイコンの別個の１つまたは第２組のアイコンの別個の１つを含む、デッキと、
   複数の試薬トレイであって、前記試薬トレイそれぞれが、前記デッキ上の前記位置の特定の１つに取り外し可能に固定可能であり、かつ試薬トレイそれぞれを一意に識別するための機械可読表示を有し、試薬トレイそれぞれが、試薬トレイが取り外し可能に固定可能であるデッキ上の前記位置の特定の１つと同じ前記第１組のアイコンの別個の１つを含む、複数の試薬トレイと、
   複数の検体トレイであって、検体トレイそれぞれが、デッキ上の位置の特定の１つに取り外し可能に固定可能であり、かつ検体トレイそれぞれを一意に識別するための機械可読表示を有し、検体トレイそれぞれが、携帯トレイが取り外し可能に固定可能であるデッキ上の位置の特定の１つと同じ第２組のアイコンの別個の１つを含む、検体トレイと、
   前記複数の試薬トレイそれぞれの上にあり、かつそれぞれが選択された試薬を収容するように構成され、第３組のアイコンの別個の１つを含む、少なくとも１つの試薬レセプタクルと、
   複数の検体トレイそれぞれの上にあり、それぞれが、少なくとも１つの試薬レセプタクルに収容される選択された試薬によって処理される患者のサンプルを収容するように構成されている少なくとも１つのサンプルレセプタクルとを備え、
   試薬レセプタクルのそれぞれが、選択された試薬入りの複数の試薬容器との使用のために構成され、前記試薬容器それぞれが、前記試薬容器から前記選択された試薬が移されることになる試薬レセプタクルと同じ前記第３組のアイコンの別個の１つを含む、検体処理装置。
2. 検体処理装置は、Ｚ個の検体の処理が可能であり、
   複数の試薬容器が、Ｓ個のサブセットの容器を含み、各サブセットの容器が、選択された数Ｘの検体に使用するのに十分な量の前記選択された各試薬を含み、ここでＸが、Ｚ／Ｓにほぼ等しく、
   少なくとも２つの前記試薬レセプタクルは、Ｚ個の検体に使用するのに十分な量の前記選択された試薬の少なくとも１つを保持することができなく、
   前記少なくとも２つの前記試薬レセプタクルに画像表示をさらに備え、（ｉ）該画像表示は、少なくとも１個の検体が処理される場合、どの前記試薬レセプタクルに、第１のサブセットの容器からの前記選択された試薬の少なくとも１つを注ぐかを示し、（ｉｉ）少なくともＸ＋１個の検体が処理される場合、どの前記試薬レセプタクルに、第２のサブセットの容器からの前記選択された試薬の少なくとも１つを注ぐかを示し、（ｉｉｉ）少なくとも［（Ｓ−１）×Ｘ］＋１個の検体が処理される場合、どの前記試薬レセプタクルに、Ｓ個のサブセットの容器からの前記選択された試薬の少なくとも１つを注ぐかを示す、請求項１に記載の検体処理装置。
3. 前記試薬トレイそれぞれが、前記デッキ上の前記位置の特定の１つのみに取り外し可能に固定可能である、請求項１に記載の検体処理装置。
4. 前記試薬トレイおよび前記デッキそれぞれに、かみ合う複数の対の取り付け部材をさらに備え、各試薬トレイの前記取り付け部材が、前記デッキの前記取り付け部材の１つのみとかみ合い、前記デッキの前記取り付け部材が、かみ合う取り付け部材を有する前記試薬トレイが取り外し可能に固定可能である、前記デッキ上の前記位置の特定の１つにある、請求項３に記載の検体処理装置。
5. 各機械可読表示が、試薬トレイおよび検体トレイのそれぞれを一意に識別するための光学的可読識別子を備える、請求項１に記載の検体処理装置。
6. 各光学的可読識別子が、別個のバーコードであり、
   前記位置の１つに固定されたとき、前記試薬トレイおよび検体トレイのバーコードを読むように構成されているバーコード読取装置と、
   前記検体処理装置のための制御装置であって、前記制御装置は、前記バーコード読取装置が、前記特定位置に固定可能なトレイに関連していないデッキ上の前記位置の特定の１つでトレイのバーコードを読む場合に、エラーを示す、請求項５に記載の検体処理装置。

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