JP5372731B2 - 分析装置および分析装置に用いる検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器の搬送、および蓋による閉栓を自動で行う分析装置に関する。

試料を架設してから分析が終了するまでの工程が自動化された分析装置では、試料を収容する容器を装置上で移動させる場合がある。例えば、次工程への移動，攪拌，遠心，温度調節，測定等の動作が挙げられる。このような分析装置では、容器の移動中に内容物が容器外に放出されないよう、容器を閉栓するのが一般的である。特に、試料間のコンタミネーションが問題となる分析手法では容器の密栓が必要となる。

例えば、検体中に含まれる核酸を塩基配列特異的に増幅させることで極微量の核酸を高感度で検出するＰＣＲ法などに代表される核酸増幅法を行う分析装置では、試料間のコンタミネーションが大きな問題となるため、容器の密栓は必須の工程となる。装置上で容器を密栓する機能を備えた核酸分析装置が、例えば特開２００３−７５３０３号公報に開示されている。

特開２００３−７５３０３号公報 特開平５−３０２９２７号公報

特許文献１には、球状の閉栓部材を容器内に押し込むことで容器を密栓する技術が開示されている。前述のように、核酸分析装置では試料間のコンタミネーションが分析結果に大きな影響を与えるため、確実な密栓が必要となるが、特許文献１には、確実に密栓が行われているかどうかを確認する手段が開示されておらず、誤動作によるコンタミネーションリスクを解消できてない。本発明は、容器の搬送、および蓋部材による閉栓を自動で行う分析装置において、確実な閉栓を実現するために好適な機構を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、容器を蓋で閉栓する閉栓機能を具備する分析装置において、容器設置位置を挟んで対向し、前記蓋が前記容器に載置された状態および前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態の双方にまたがって前記蓋に光が照射されるように配置された少なくとも１対の光源および受光器からなる光センサを備え、前記蓋の光透過率は、前記容器の光透過率以下であり、前記光センサによって検出された透過光量に応じて、前記容器の設置の有無，前記蓋の有無、又は、前記蓋が前記容器に載置された状態であるか前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態であるかを検知する。

本発明によれば、容器の閉栓機能を具備する分析装置において、閉栓に必要な各工程の成否を監視できるため、工程中に問題が発生した場合は、その場で分析を停止するなどの適切な処置を取ることが可能となり、閉栓に関わる誤動作によって発生し得るコンタミネーションを未然に防ぐことができる。このように本発明によれば、密栓不良によるコンタミネーションリスクを排除した信頼性の高い分析環境を提供することが可能となる。

容器および蓋部材と光センサの配置（実施例１）。 透過光量と閉栓状態の関係（実施例１）。 容器および蓋部材と光センサの配置（実施例２）。 容器および蓋部材と光センサの配置（実施例２）。 容器および蓋部材と光センサの配置（実施例３）。

本実施例では、容器の閉栓機能を具備する分析装置であって、容器設置位置を挟んで対向し、容器および蓋に光が照射されるように配置された少なくとも１対の光源および受光器からなる光センサを備え、前記光センサによって検出された透過光量に応じて、容器の設置の有無，容器の蓋の有無、又は閉栓の程度を検知することを特徴とする分析装置を開示する。

また、本実施例では少なくとも１対の光センサから出力される透過光量を複数の閾値で判定することを特徴とする前記分析装置を開示する。

図１を用いて本発明の１実施態様を説明する。図１は左より順に、容器１が容器設置台３に架設されていない第１の状態、容器１が容器設置台３に架設されているが未閉栓である第２の状態、容器１が容器設置台３に架設されており、かつ蓋部材２によって閉栓された第３の状態の計３状態が記載されている。図１は、それぞれ上側が平面図であり、下側が断面図である。

容器１は、試料や試薬を収容するための容器である。材質は、光透過性のある樹脂、もしくはガラスが望ましい。それ以外の材質でも、後に説明する容器１および蓋部材２を検出するための光源の発光波長域において完全に不透明なもの、または透過率が限りなく１００％に近いものでなければ良い。例えば、ポリプロピレン樹脂で透明もしくは半透明なＰＣＲチューブが好適である。

蓋部材２は、容器１を密閉するために使用される。形状は容器１を密閉できれば良く、容器１との密着部は容器内側でも外側でも良い。容器１内側で密閉するのであれば、球体，円柱状のものが望ましく、容器１外側で密着させる場合は、円筒状が好適である。材質には、樹脂，ガラス，金属が適している。蓋部材２の透過率は、容器１と同等かそれ以下が適しており、透過率が低いものほど好適である。図１の例では、樹脂で不透明な円柱状の蓋部材２を容器１の上から押し込んで閉栓している。

容器１および蓋部材２を検出するための光センサは、光源４と受光器５から構成される。光源４と受光器５が一体となった光センサを用いても良いし、それぞれを独立に配置できる光センサを用いても良い。光源４と受光器５は、容器を挟んで互いが向き合うように配置し、光源４からの光が受光器５で検出されるように配置する。また、光源４から放出される光は少なくとも容器１と蓋部材２が重なる部分に照射されるように配置する。

第１の状態では、光源４から放出された光はそのまま受光器５へと到達する。

第２の状態においては、光源４から放出された光は容器１を透過することよって減光した後、受光器５へ到達する。そのため、第１の状態よりも透過光量は減少する。

第３の状態においては、光源４から放出された光は容器１および蓋部材２の両方を透過した後、受光器５へ到達するため、第２の状態と比較してさらに透過光量は減少する。

図２は、第１〜第３の状態で検出される透過光量の一例をグラフ化したものである。棒グラフは各状態での透過光量の平均値を示している。容器１および蓋部材２の透過率の個体差や、測定の繰り返し再現性等を含めたばらつきの範囲をエラーバーで示した。各状態における透過光量にばらつきを含めてオーバーラップがなければ、閾値１（しきい値１）および閾値２（しきい値２）によって各状態を識別することが可能となる。

上記の３つの状態を識別することにより、確実な閉栓動作が可能となる。例えば、蓋部材２は第２の状態が確認されるまで容器１上へ搬送されないように制御することによって、蓋部材２を確実に容器１上へ設置することが可能となる。また、第３の状態が確認されるまで容器１を移動させないように制御することによって、未閉栓の容器の移動や、それによる内容物の飛散を防ぎ、コンタミネーションのリスクが大幅に低減されるが可能となる。

なお、各状態を検知して、どの状態かをユーザに知らせるために、ディスプレイに表示してもよい。

図１のように１対の光センサから得られる光信号を複数の閾値を使って、複数の閉栓状態を識別しても良いし、異なる閾値を持つ複数対の光センサを使って複数の閉栓状態を識別しても良い。図３および図４を使用して、本発明の第２の態様を説明する。

図３は異なる閾値を持つ２対の光センサを同一平面上で直交するように配置した例である。それぞれの閾値を実施例１と同様の手順で設定すれば、両センサの出力の組み合わせから、実施例１と同様、３つの閉栓状態を識別することが可能である。２対の光センサは直交以外の角度で配置させても良い。また、２対の光センサは図４のように同一平面状ではなく異なる高さに配置しても良い。採用する光センサの形状，サイズや、周辺機構に対するスペース等に応じて適切な配置を決定すればよい。

実施例１および実施例２で説明した第１〜第３の３状態だけではなく、同様の原理を用いて、さらに多くの状態を識別することも可能である。図５を用いて本発明の第３の態様を説明する。図５の例では、蓋部材２に球状の樹脂蓋を使用している。この蓋部材２を押し込み機構６で容器１内へ押し込んで閉栓する。図５左側は、蓋部材２が容器１上に載置され、押し込み機構６による押し込み動作を待っている状態を示しており、図５右側は、蓋部材２が容器１内へ押し込まれ、閉栓が完了している状態を示している。この２状態にまたがって蓋部材２に光が照射できる１対の透過型エリアセンサを図５のように配置すれば、透過光量の違いからこの２状態を識別することができる。もし、蓋部材２が未載置の状態のまま押し込み動作を実行すれば、押し込み機構が容器１内壁に付着している液体試料に触れ、それ以降に処理する試料を汚染する可能性がある。上記２状態が識別できれば、この問題は回避可能である。容器１が架設されていない状態と、容器１が架設されているが蓋部材２が未載置の状態の２状態を加えて識別すれば、１対の光センサで計４状態を識別することが可能となり、より緻密なコンタミネーション防止制御が可能となる。

なお、図５の２状態を識別する手法として、本実施例に示すようなエリアセンサだけでなく、例えば、上下に２対の光センサを配置して行ってもよい。

１ 容器
２ 蓋部材
３ 容器設置台
４ 光源
５ 受光器
６ 押し込み機構

Claims (11)

1. 容器を蓋で閉栓する閉栓機能を具備する分析装置であって、
   容器設置位置を挟んで対向し、前記蓋が前記容器に載置された状態および前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態の双方にまたがって前記蓋に光が照射されるように配置された少なくとも１対の光源および受光器からなる光センサを備え、
   前記蓋の光透過率は、前記容器の光透過率以下であり、
   前記光センサによって検出された透過光量に応じて、前記容器の設置の有無，前記蓋の有無、又は、前記蓋が前記容器に載置された状態であるか前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態であるかを検知することを特徴とする分析装置。
2. 請求項１において、
   前記光センサは、前記蓋が前記容器に載置された状態および前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態の双方にまたがって前記蓋に光が照射されるように配置されたエリアセンサであること、
   を特徴とする分析装置。
3. 請求項１において、
   前記光センサは、前記蓋が前記容器に載置された状態および前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態の双方にまたがって前記蓋に光が照射されるように上下に配置された２対の光センサであること、
   を特徴とする分析装置。
4. 光センサから出力される透過光量を複数の閾値で判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の分析装置。
5. 光センサがファイバーセンサである請求項１ないし３のいずれかに記載の分析装置。
6. 容器の設置の有無，容器の蓋の有無、又は、前記蓋が前記容器に載置された状態であるか前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態であるかを表示することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の分析装置。
7. 容器設置位置において容器が設置されているかどうかを判定する第１の閾値、
   容器設置位置に設置された容器に蓋がされているかどうかを判定する第２の閾値を用いて判定することを特徴とする請求項４に記載の分析装置。
8. 光センサが２対以上設けられており、
   それぞれの光センサの閾値が異なることを特徴とする請求項３に記載の分析装置。
9. 容器を蓋で閉栓する閉栓機能を具備する分析装置に用いる検知方法であって、
   容器設置位置を挟んで対向し、前記蓋が前記容器に載置された状態および前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態の双方にまたがって前記蓋に光が照射されるように配置された少なくとも１対の光源および受光器からなる光センサによって検出された透過光量に応じて、容器設置位置への容器の設置の有無，容器の蓋の有無、又は、前記蓋が前記容器に載置された状態であるか前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態であるかを検知することを特徴とする検知方法。
10. 請求項９において、
    前記光センサは、前記蓋が前記容器に載置された状態および前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態の双方にまたがって前記蓋に光が照射されるように配置されたエリアセンサであり、
    前記検知は、当該エリアセンサによって検出された透過光量に応じて、行われること、
    を特徴とする検知方法。
11. 請求項９において、
    前記光センサは、前記蓋が前記容器に載置された状態および前記蓋が前記容器内へ押し込まれ閉栓されている状態の双方にまたがって前記蓋に光が照射されるように上下に配置された２対の光センサであり、
    前記検知は、当該２対の光センサによって検出された透過光量に応じて、行われること、
    を特徴とする検知方法。

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