JP5567526B2 - 分析装置および分析方法 - Google Patents
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Description
、粒子分析用泳動管、電気泳動用泳動管、核酸増幅検知試験管、核酸増幅検知反応容器、またはこれら複数をアレイ状に束ねたものも含む。
図1は、本発明の実施形態に係る分析装置の概略構成図である。本発明の分析装置100は、分析を行うための各機器を有する分析ユニット101、分析ユニット101を制御する制御手段102、分析ユニット101を操作するためのGUIやサンプルの画像を表示する表示装置103、マウスやキーボード等のポインティングデバイス104、分析条件、分析レシピ、および画像等を保存するための記憶装置105を備える。
図2は、粒子分析と核酸配列分析を行う本発明の実施形態に係る多重分析装置を示す図である。本装置では、同一装置内で、粒子分析と核酸配列分析の両方を行うことが可能である。粒子分析とは、微細な粒子を泳動管内の流体中に分散させ、その流体を細く流して、個々の粒子を光学的に分析することをいう。
S301では、コンプレッサーポンプ制御部126が、コンプレッサーポンプ114を駆動し、シース液タンク203のシース液を粒子分析用泳動管201に充填させる。ここでは、シース液を用いた粒子の整列の列を指すが、これに限定されるものではない。例えば、泳動管の内径を細くしたキャピラリを用いる方法や、泳動管に音波をあて、整列する方法も含む。
S311では、ポリマーポンプ制御部128が、ポリマーポンプ116を駆動し、核酸サンプルを分離させるためのポリマー211を電気泳動用泳動管202に充填する。充填時には逆止弁212によりポリマー211が逆流するのを防ぐ。
その後、電気泳動用泳動管202を電気泳動用バッファ213に浸す。
上記の多重分析装置では、粒子分析および核酸配列分析で用いる励起波長は同一波長として説明した。しかしながら、各分析で用いる励起波長が異波長である場合、分析法ごとに異なる波長の励起光を照射すると、他の分析法の励起光により本来励起される蛍光とは異なる蛍光を発し、分析が困難になるおそれがある。
遮光板108は、例えば、アルマイト処理を施した光吸収材を材料とし、遮光性を備える。なお、遮光性とは、完全遮光性および選択的透過性も含む。また、遮光性だけでなく、絶縁性、断熱性も有してもよい。よって、粒子分析用泳動管201と電気泳動用泳動管202の励起光だけでなく帯電および熱の流れも遮断できるので、高精度な分析と温度制御が可能になる。
遮光板108は、遮光板制御部120によって、粒子分析および核酸配列分析で用いる励起波長が異波長の場合は粒子分析用泳動管201と電気泳動用泳動管202の間に挿入され、同一波長の場合は粒子分析用泳動管201と電気泳動用泳動管202の間から除去される。
図5は、本発明の実施形態に係る粒子分析と核酸増幅による定量・定性分析を行う多重分析装置における、各光源および各検出器の周辺図である。ここで図示しない構成については、特記しない限り、図2および図4と同一とする。図5では、図4と異なり、電気泳動管202の代わりに核酸増幅検知試験管501を設け、蛍光励起光源502を追加している。核酸増幅検知試験管501は、例えば、ガラスキャピラリー等の泳動管、およびキャピラリーアレイ状の反応容器(例えばロシュアプライドサイエンス社製LightCyclerキャピラリーアレイ(20μl))等を含む。図5の装置を用いて粒子分析後に核酸増幅による定量・定性分析を行う方法について、図6を用いて説明する。
S601では、サンプルローダー制御部121が、サンプルローダー109を水平に移動してサンプル注入口の下に定量・定性分析用サンプル503(図示しない)を位置決めし、その後上方に移動して定量・定性分析用サンプル503を核酸増幅検知試験管501に接触させる。なお、廃液受け210に回収された粒子分析用サンプル204を再利用する場合は、サンプルローダー109に組み込まれた温度調節可能なサーマルサイクラー等を用いて、廃液受け210上で核酸抽出、核酸増幅検知試薬の分注動作等の前処理をしておく。その後、サンプルローダー109を水平に移動してサンプル注入口の下に廃液受け210を位置決めし、その後上方に移動して廃液受け210を核酸増幅検知試験管501に接触させてもよい。
(3−2)核酸増幅検知試験管501内のサンプルに蛍光励起光源107からの励起光を照射させ、励起する蛍光を検出する。
(3−3)遮光板108を粒子分析用泳動管201と核酸増幅検知試験管501の間に挿入し、蛍光励起光源401を点灯し、核酸増幅検知試験管501内のサンプルから励起する蛍光を検出する。
(3−4)蛍光励起光源401を消灯し、蛍光励起光源502を点灯し、核酸増幅検知試験管501内のサンプルから励起する蛍光を検出する。その後、蛍光励起光源502を消灯する。
図7は、本発明の実施形態に係る粒子分析と核酸増幅による定量・定性分析を行う多重分析装置における、各光源および各検出器の周辺図である。ここで図示しない構成については、特記しない限り、図2および図4と同一とする。図7では、図5と異なり、核酸増幅検知試験管501の代わりに核酸増幅検知反応容器701および核酸増幅蛍光検知器702を設けている。また、3種の蛍光励起光源107、401、502は同一方向に設置し、遮光板108は第1〜第3の遮光板703〜705に分割している。核酸増幅検知反応容器701は、PCR反応容器(例えばAxygen社製0.2ml PCR with Flat Cap,Thin-Wall,Non-Sterile,MaxyClear)等を含む。
(4−2)核酸増幅検知反応容器701内のサンプルに蛍光励起光源107からの励起光を照射させ、励起する蛍光を検出する。
(4−3)第1の遮光板703を粒子分析用泳動管201と核酸増幅検知反応容器701の間に挿入し、第2の遮光板704を粒子分析用泳動管201と核酸増幅検知反応容器701の間から除去する。
(4−4)核酸増幅検知反応容器701内のサンプルに蛍光励起光源401からの励起光を照射させ、励起する蛍光を検出する。
(4−5)第2の遮光板704を粒子分析用泳動管201と核酸増幅検知反応容器701の間に挿入し、第3の遮光板705を粒子分析用泳動管201と核酸増幅検知反応容器701の間から除去する。
(4−6)核酸増幅検知反応容器701内のサンプルに蛍光励起光源502からの励起光を照射させ、励起する蛍光を検出する。
図8は、本発明の実施形態に係る核酸配列分析と核酸増幅による定量・定性分析を行う多重分析装置における、各光源および各検出器の周辺図である。ここで図示しない構成については、特記しない限り、図2および図4と同一とする。図8では、図5と異なり、粒子分析用泳動管201の代わりに電気泳動用泳動管202を設け、核酸増幅検知試験管501の代わりに核酸増幅検知反応容器701を設けている。また、ここでは、粒子分析を行わないため、散乱光測定光源は不要である。各分析方法については、第1および第3の実施形態で説明したとおりである。
図9は、本発明の実施形態に係る粒子分析を多重化した多重分析装置における、各光源および各検出器の周辺図である。ここで図示しない構成については、特記しない限り、図2および図4と同一とする。図9では、粒子分析用泳動管201、前方散乱光検出器112、側方散乱光検出器113をそれぞれ2つずつ設けている。また、散乱光測定光源106からの励起光は、2つのダイクロイックミラー206Aおよび206Bによって2本に分割される。分割後の励起光は、それぞれ粒子分析用泳動管201Aおよび201Bにおいて、直進する光と散乱する光に分かれる。直進する光は、それぞれダイクロイックミラー206Cおよび206Dによって反射され、前方散乱光検出器112Aおよび112Bによって検出される。散乱する光は、それぞれ側方散乱光検出器113Aおよび113Bによって検出される。粒子分析方法については、第1の実施形態で説明したとおりである。
前述の各実施形態においては、2つのサンプルホルダーでそれぞれ実行される2つの分析(種類が異なる分析のみならず、異なる波長を使用する同種の分析も含む。)に、1つの励起光を共用する場合について説明した。
(1)2つの分析で共用する励起光が、1つ目(前列)のサンプルホルダーを貫通した後に、2つ目(後列)のサンプルホルダーに入射するように光路を設定する。
(2)1つ目のサンプルホルダーを貫通した励起光の2つ目のサンプルホルダーへの通過又は遮断を選択的に切り替え可能な遮光板108を、2つのサンプルホルダー間に配置する。
なお、本発明は上述した形態例に限定されるものでなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した形態例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある形態例の一部を他の形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある形態例の構成に他の形態例の構成を加えることも可能である。また、各形態例の構成の一部について、他の構成を追加、削除又は置換することも可能である。
107:蛍光励起光源
108:遮光板
109:サンプルローダー
110:画像取得機構
111:温度調整機構
112:前方散乱光検出器
113:側方散乱光検出器
114:コンプレッサーポンプ
115:サンプルインジェクション機構
116:ポリマーポンプ
117:高圧電源
201:粒子分析用泳動管
202:電気泳動用泳動管
203:シース液タンク
204:粒子分析用サンプル
205:レンズ
206:ダイクロイックミラー
207:フィルタ
208:グレーティング
209:レンズ
210:廃液受け
211:ポリマー
212:逆止弁
213:電気泳動用バッファ
214:電気泳動用サンプル
401:蛍光励起光源
1001:レンズ
1002:ステッピングモーター
1003:リニアソレノイド
Claims (13)
- 複数のサンプルホルダーと、
前記サンプルホルダー内のサンプルに照射するための光源であって、1つの散乱光測定光源および少なくとも2つの蛍光励起光源の組合せの光源と、
前記複数のサンプルホルダー間に設けられ、前記蛍光励起光源からの励起光の通過または遮断を切り替える遮光板と、を備えた分析装置。 - 複数のサンプルホルダーと、
前記サンプルホルダー内のサンプルに照射するための光源であって、少なくとも2つの蛍光励起光源の組合せの光源と、
前記複数のサンプルホルダー間に設けられ、前記蛍光励起光源からの励起光の通過または遮断を切り替える遮光板と、を備えた分析装置。 - 制御手段が、目的の分析ごとに前記遮光板を駆動して、前記励起光の通過または遮断を切り替えることで、前記複数のサンプルホルダーを貫通する前記蛍光励起光源からの励起光を制御し、同時にまたは連続的に検出された前記サンプルからの散乱光および励起光、または励起光に基づき前記サンプルの分析を行う請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記分析は、粒子分析、核酸配列分析、または核酸増幅による定量・定性分析のうち、少なくとも2つの同種または異種の分析であることを特徴とする請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記遮光板は、ソレノイドコイルに取り付けられ、該ソレノイドコイルに流す電流を調整することで、電磁力によって前記サンプルホルダー間を出し入れ可能である請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記遮光板は、開口部もしくは切り欠けが設けられ、ステッピングモーター先端部に取り付けられることで、前記サンプルホルダー間で回転可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記遮光板は、複数設けられており、前記各蛍光励起光源から照射される光の光路上にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記サンプルホルダーは、粒子分析用泳動管、電気泳動用泳動管、核酸増幅検知試験管、核酸増幅検知反応容器、またはこれらのキャピラリーアレイのうち、いずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の分析装置。
- さらに、前記サンプルを載置し、前記サンプルを温度制御可能であり、前記サンプルを水平および垂直方向に移動可能なサンプルローダーを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記サンプルローダーを駆動することで、前記サンプルローダーに載置された前記サンプルまたは分析後の廃液を水平および垂直方向に移動させ、前記サンプルホルダーに前記サンプルまたは分析後の廃液を取り込むことを特徴とする請求項9に記載の分析装置。
- 管状または容器状に形成され、同一または異種サンプルを保持するための複数のサンプルホルダーに、サンプルローダー制御部が、サンプルを注入するステップと、
前記サンプルホルダー内のサンプルに照射するための光源であって、1つの散乱光測定光源および少なくとも2つの蛍光励起光源の組合せ、または少なくとも2つの蛍光励起光源の組合せうち、いずれかの組合せの光源を、散乱光制御部または励起光制御部の少なくとも一方が、前記サンプルホルダー内のサンプルに照射するステップと、
遮光板制御部が、前記複数のサンプルホルダー間に設けられた遮光板を駆動し、前記蛍光励起光源からの励起光の通過または遮断を切り替えるステップと、を備え、
制御手段が、同時にまたは連続的に検出された前記サンプルからの散乱光および励起光、または励起光に基づき前記サンプルの分析を行う分析方法。 - 複数のサンプルホルダーと、
前記サンプルホルダー内のサンプルに照射するための光源であって、1つの散乱光測定光源および少なくとも2つの蛍光励起光源を組合せた光源と、
前記複数のサンプルホルダー間に設けられる遮光板であって、前記複数の蛍光励起光源の少なくとも1つから射出され、少なくとも1つのサンプルホルダーを貫通した励起光の他のサンプルホルダーへの通過または遮断を切り替える遮光板とを有し、
前記遮光板の開口にはレンズが配置されており、当該遮光板を通過する前記励起光は、当該レンズを通過する
ことを特徴とする分析装置。 - 複数のサンプルホルダーと、
前記サンプルホルダー内のサンプルに照射するための光源であって、少なくとも2つの蛍光励起光源を組合せた光源と、
前記複数のサンプルホルダー間に設けられる遮光板であって、前記複数の蛍光励起光源の少なくとも1つから射出され、少なくとも1つのサンプルホルダーを貫通した励起光の他のサンプルホルダーへの通過または遮断を切り替える遮光板とを有し、
前記遮光板の開口にはレンズが配置されており、当該遮光板を通過する前記励起光は、当該レンズを通過する
ことを特徴とする分析装置。
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