JP6192731B2 - 試薬保持容器、送液装置 - Google Patents

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Description

本発明は試薬を保存する試薬保持容器、試薬保持容器を備えた送液装置、および試薬保持容器からの試薬吐出方法に関する。
従来の試薬保持容器に係る技術として、特許文献１に記載がある。本文献には、変形可能な上部構造と穿孔可能な底部構造を有する試薬保持容器が記載されている。本文献では穿孔可能な底部構造の下部に設けられた穿孔要素をプランジャで押し上げることにより底部構造を穿孔し、かつ変形可能な上部をプランジャで押圧し、撓ませることで内部の試薬を吐出させている。その際、プランジャの汚染を防ぐため、プランジャと試薬を接触させないことが前提となる。
また、従来の試薬保持容器に係る技術として、特許文献2に記載がある。本文献には、蛇腹形状の試薬保持容器に試薬を乾燥させて保持し、試薬保持容器に送られたサンプルで乾燥試薬を溶解した後に、蛇腹形状の試薬保持容器を潰すことで、サンプルと試薬の混合液を送液する方式が示されている。
特開２０１３−０６４７２５号公報 特開２０１１−１５８４６３号公報
しかしながら、特許文献1で開示される方式では、試薬保持容器の上部を変形させ、さらに底部を穿孔するための2つのプランジャを試薬保持容器の上側と下側に設置する必要があり、試薬の送液を行う送液装置側の機構が複雑となる。また、試薬保持容器の底部に隣接して底部穿孔要素が設置されているため、試薬保持容器の保管中に底部が穿孔されてしまう可能性がある。また、特許文献２では、試薬を試薬保持容器に封入した後に加熱や真空乾燥させるため、デバイスの作成にコストがかかる。さらに、特許文献1ならびに特許文献２では、液体の試薬を長期間蒸発させることなく試薬保持容器に封止することが考慮されていない。
そこで、本発明の目的は、このような事情に鑑みてなされたものであり、保持した試薬を簡便な機構で送液可能であり、かつ長期間安定した状態で試薬を保存可能な試薬保持容器を提供することにある。
本発明の試薬保持容器は、２重構造部材と、第１の穿孔可能な部材と、ベース部材と、を備え、前記２重構造部材は、外部の押圧機構によって変形可能な部材と第２の穿孔可能な部材とを備え、前記変形可能な部材と前記第２の穿孔可能な部材とは互いに接合され、前記ベース部材は、前記２重構造部材と前記第１の穿孔可能な部材とで挟まれ、前記変形可能な部材が前記第２の穿孔可能な部材よりも試薬の収容部側に位置していることを特徴とする。
本発明によれば、保持した試薬を簡便な機構で送液可能であり、かつ長期間安定した状態で試薬を保存可能な試薬保持容器を提供することができる。
上に示した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第一の実施形態に係る試薬保持容器の断面図 前記試薬保持容器の動作を示す断面図 前記試薬保持容器の動作を示す断面図 前記試薬保持容器を備えた送液デバイスの側面図 前記送液デバイスを使用した試料処理装置の構成図 前記試料処理装置の動作を示す側面図 前記試料処理装置の動作を示す側面図 前記試料処理装置の動作を示す側面図 前記試料処理装置の動作を示す側面図 前記試料処理装置の動作を示す側面図 第二の実施形態に係る試薬保持容器の動作を示す断面図 第二の実施形態に係る試薬保持容器の動作を示す断面図 第三の実施形態に係る試薬保持容器の動作を示す断面図 第三の実施形態に係る試薬保持容器の動作を示す断面図 第四の実施形態に係る試料処理装置の動作を示す側面図 第四の実施形態に係る試料処理装置の動作を示す側面図 第四の実施形態に係る試料処理装置の動作を示す側面図 第五の実施形態に係る試薬保持容器の動作を示す断面図 第五の実施形態に係る試薬保持容器の動作を示す断面図
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、後述する実施の形態は一例であって、各実施の形態同士の組み合わせ、公知又は周知の技術との組み合わせや置換による他の態様も可能である。
図1、図2は、第一の実施例である試薬保持容器を示している。図1に示すように、試薬保存容器１は、容器ベース１０と容器可撓部１１と容器穿孔部１５から形成される。
容器ベース１０の素材は特に限定されることはなく、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＣＯＰ等の樹脂素材、またアルミニウムやステンレスといった金属素材が適用可能である。試薬の蒸発防止の観点から、アルミニウムやステンレス等の金属素材が好ましいが、樹脂素材に金属を蒸着する、或いは金属箔を貼ることで同様の効果を得ることができる。
容器可撓部１１は、可撓性の変形素材として、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等を用いることできる。中でも引っ張り強さと反発弾性を兼ね備えたシリコーンゴムが好適である。
容器穿孔部１５は、アルミニウムフィルムや、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、ＰＥＴ等のプラスチックフィルムを用いることができる。アルミニウムフィルムは穿孔の容易さと蒸発防止を兼ね備えるため好ましく、アルミニウム等の金属を蒸着したプラスチックフィルムは、穿孔した際に破片が出にくいためより好ましい。
容器ベース１０と容器可撓部１１との接合、および容器ベース１０と容器穿孔部１５との接合は、熱圧着や、両面テープで行うことができる。
次に、図２を用いて、試薬保存容器１の動作を説明する。図２（A）は、試薬保存容器１が容器可撓部１１と容器穿孔部１５によって封止され、試薬保存容器１の内部に試薬が保持されている状態である。次に、プランジャ２０を用いて容器可撓部１１を押圧すると、図２（B）に示されるように容器可撓部１１が下方に撓む。さらにプランジャ２０を押し下げると、容器穿孔部１５が破かれ、試薬保存容器１内部の試薬が試薬保存容器１の外部に放出される。
このように、容器可撓部１１を下方に撓ませて使用するので、例えばシリコーンゴムを使用した場合、厚みは１ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以下が好適である。一方で、シリコーンゴムを撓ませた時にシリコーンゴムが破けないように、０．１ｍｍ以上が好ましい。
また、容器穿孔部１５は容易に破くことができるように、例えばアルミフィルムを使用した場合、１０〜５０μｍが好適である。１０μｍ未満とした場合、クラックが入りやすいため破れやすく、試薬の保存には好ましくないためである。
次に、試薬保存容器１を装着した送液デバイスについて説明する。図３は、本発明の送液デバイスを説明する詳細図であり、図4は、該送液デバイスを使用した試料処理装置の構成図を示す。
先ず、図４に示す試料処理装置の構成について説明する。試料処理装置３０は、送液デバイス４０が装着されるデバイス装着部５０と、送液デバイス４０を保持して試料処理装置３０を密閉する上蓋６０で構成される。
送液デバイス４０の上面には後述の空気出入口が設けてあり、その出入口から空気を流出入させるための空気用接続部６１、６２、６３が上蓋６０に設けてある。
送液デバイス４０をデバイス装着部５０に装着し、上蓋６０をデバイス装着部５０に密着させて試料処理装置３０を密閉すると、空気用接続部６１、６２、６３が送液デバイス４０上面の空気出入口にそれぞれ密着し、高圧の空気を送液デバイス内に導くことができる。ポンプ７０で発生した高圧空気は空気室８０に保持され、レギュレータ９０でほぼ一定の圧力に調整される。空気室８０で一定の圧力に調整された空気はバルブ１０１、１０２、１０３を介して空気用接続部６１、６２、６３にそれぞれ配管で接続される。
バルブ１０１、１０２、１０３はコントローラ１１０で制御され、空気室８０から空気用接続部６１、６２、６３への空気の供給、あるいは空気用接続部６１、６２、６３から大気への開放、あるいは全閉のいずれかが選択される。
また、必要に応じて、空気室８０内の圧力を測定する圧力センサ１２０が設けてあり、圧力センサ１２０の信号に応じて、コントローラ１１０でバルブ１０１、１０２、１０３の制御を行う。
次に、送液デバイス４０の詳細を示す。図３は、送液デバイス４０の側面図を示す。
本側面図が示すように、送液デバイス４０は、サンプル槽１３０、試薬槽１６０、混合槽１４０、試料採取槽１５０および流路１７０から構成される。サンプル槽１３０、混合槽１４０、試料採取槽１５０の上部には空気出入口（本図では、１３１、１４１、１５１）が設置されている。図４に示した空気用接続部６１、６２、６３が密着する位置に、空気出入口１３１、１４１、１５１が設けてある。従って、空気はバルブ１０１、１０２、１０３を介して空気用接続部６１、６２、６３から空気出入口１３１、１４１、１５１へ導入される。また、試薬槽１６０には試薬保存容器１を保持するためのツメ１６１が設置されている。
図５を用いて、送液デバイス４０によるサンプルと試薬の混合を説明する。
図５Ａは、初期状態を示しており、サンプル槽１３０に空気出入口１３１を介してサンプル１３２が注入されている。また、試薬槽１６０に設置された試薬保存容器１には試薬１６２が内蔵されている。その他の混合槽１４０、試料採取槽１５０および流路１７０には空気が満たされている。バルブ１０１、１０２、１０３（図４参照）は全閉の状態になっている。
図５Ｂは、プランジャガイド２１（図４参照）が試薬槽１６０に挿入され、試薬保存容器１が送液デバイス４０に押し付けられた状態を示す。プランジャガイド２１をこの状態で保持することにより、試薬保存容器１が送液デバイス４０に高い気密性をもって接続される。これにより、流路１７０から試薬槽１６０への液漏れを防止することができる。
図５Cは、プランジャ２０（図４参照）が試薬槽１６０に挿入され、試薬保存容器１の容器可撓部１１を下方に撓ませ、かつ容器穿孔部１５を穿孔した状態を示す。プランジャ２０が試薬保存容器１内部の試薬１６２を完全に吐出させることができるように、試薬槽１６０直下の流路１７０を図のように凹ませておいても良い。この時、バルブ１０２を開にすることで、流路１７０内部の空気は空気出入口１４１へ抜けるので、試薬保存容器１内部の試薬１６２は流路１７０を混合槽１４０の方向に進む。
図５Dは、バルブ１０１を開にし、空気出入口１３１からサンプル槽１３０に空気を供給し、サンプル槽１３０内部のサンプル１３２と流路１７０の試薬１６２を混合槽１４０に送液した状態を示す。この時、バルブ１０３を開にし、空気出入口１５１から試料採取槽１５０に空気を供給することで、サンプル１３２と試薬１６２が試料採取槽１５０に回り込むのを防止することができる。空気出入口１３１乃至空気出入口１５１から混合槽１４０に空気を供給することで、混合槽１４０内部のサンプル１３２と試薬１６２がバブリングにより混合される。
図５Eは、バルブ１０２を開にし、空気出入口１３２から空気を供給して混合槽１４０内部のサンプル１３２と試薬１６２の混合液を試料採取槽１５０に送液した状態を示す。この時、バルブ１０１を開にし、空気出入口１３１からサンプル槽１３０に空気を供給することで、サンプル１３２と試薬１６２がサンプル槽１３０に回り込むのを防止することができる。最後に全てのバルブを全閉にして、送液動作を終了する。
以上より、本願発明によれば、プランジャが試薬保持容器の可撓性の素材を変形させ、且つ前記試薬保持容器の穿孔可能な素材を穿孔させる二つの機能を兼ね備えることで、送液装置側の機構が簡便となる。また、初期状態において試薬保存容器とプランジャ（穿孔機構）および流路が離れた状態にあるので、送液デバイスの保管中に試薬保存容器が穿孔される恐れが無く液漏れを防止できる特徴を有する。
図６に本発明の別の実施例を示す。本実施例は、試薬保存容器が容器ベースと容器可撓部と容器穿孔部から形成される点で実施例１と同様であるが、容器可撓部からの試薬の蒸発をより積極的に防止する構成とした点が、実施例１と異なる点である。
図６は、第２の実施例である試薬保持容器を示している。図６に示すように、試薬保存容器１は、容器ベース１０と容器可撓部１１と容器穿孔部１２および１５から形成される。
容器ベース１０と容器可撓部１１と容器穿孔部１２および１５の素材は、実施例１と同様である。実施例２の特徴は、容器ベース１０を封止する一方の面を容器可撓部１１と容器穿孔部１２の２重構造にした点にある。容器穿孔部１２の素材としては、実施例１で述べたようにアルミニウムフィルムは穿孔の容易さと蒸発防止を兼ね備えるため、最も好ましい。容器可撓部１１に使用するゴム材と比較して、容器穿孔部１２のアルミニウムフィルムは試薬に不活性である。よって、試薬が容器可撓部１１のゴム材を腐食する場合などに、容器穿孔部のアルミニウムフィルムである第２の実施例は好適であると言える。なお、容器可撓部１１に容器穿孔部１２を重ねる代わりに、容器可撓部１１にアルミニウム等の金属を蒸着することで、容器穿孔部１２の無い構成としても良い。
容器ベース１０と容器穿孔部１２との接合、および容器穿孔部１２と容器可撓部１１との接合は、熱圧着や、両面テープで行うことができる。
図６を用いて、試薬保存容器１の動作を説明する。図６（A）は、試薬保存容器１が容器可撓部１１と容器穿孔部１２、および容器穿孔部１５によって封止され、試薬保存容器１の内部に試薬が保持されている状態である。次に、プランジャ２０を用いて容器可撓部１１を押圧すると、図６（B）に示されるように容器可撓部１１が下方に撓み、容器穿孔部１２を穿孔する。さらにプランジャ２０を押し下げると、容器穿孔部１５が破かれ、試薬保存容器１内部の試薬が試薬保存容器１の外部に放出される。
このように、基本的な構造は実施例1と同様のため、試薬の吐出は一つのプランジャで可能であり、簡便な送液方法といえる。容器可撓部と容器穿孔部を２重構造にしたことで、試薬の蒸発防止と耐薬品性を兼ね備えることができる。
図７に本発明の別の実施例を示す。本実施例は、容器ベースを封止する一方の面を容器可撓部と容器穿孔部の２重構造にした点で実施例２と同様であるが、容器穿孔部を穿孔した時の破片が流路に入らない構成とした点が、実施例２と異なる点である。
図７は、第３の実施例である試薬保持容器を示している。図７に示すように、試薬保存容器１は、容器ベース１０と容器可撓部１１と容器穿孔部１２および１５から形成される。
容器ベース１０と容器可撓部１１と容器穿孔部１２および１５の素材は、実施例１およびと実施例２と同様である。実施例３の特徴は、容器ベース１０を封止する一方の面を容器可撓部１１と容器穿孔部１２の２重構造にする際、容器ベース１０と接する面を容器可撓部１１とした点にある。容器可撓部１１の素材としては、実施例１で述べたようにゴム材が好ましい。よって、本実施例は、試薬保存容器１に保存する試薬が容器可撓部１１のゴム材に対して不活性である場合に有効である。なお、容器穿孔部１２に容器可撓部１１を重ねる代わりに、容器可撓部１１の試薬と接触する面と反対の面をアルミニウム等の金属で蒸着することにより、容器穿孔部１２の無い構成としても良い。
図７を用いて、試薬保存容器１の動作を説明する。図７（A）は、試薬保存容器１が容器可撓部１１と容器穿孔部１２、および容器穿孔部１５によって封止され、試薬保存容器１の内部に試薬が保持されている状態である。次に、プランジャ２０を用いて容器可撓部１１を押圧すると、図７（B）に示されるように容器穿孔部１２が穿孔され、次に容器可撓部１１が下方に撓む。さらにプランジャ２０を押し下げると、容器穿孔部１５が破かれ、試薬保存容器１内部の試薬が試薬保存容器１の外部に放出される。
このように、基本的な構造は実施例1乃至実施例２と同様のため、試薬の吐出は一つのプランジャで可能であり、簡便な送液方法といえる。容器ベースを封止する一方の面を容器可撓部と容器穿孔部の２重構造にする際、容器ベースと接する面を容器可撓部としたことで、容器穿孔部を穿孔した時の破片が流路に入ることを防止し、試薬保存容器の内部に試薬が液残りしにくいといった長所を有する。
（穿孔を流路側突起）
図8に本発明の別の実施例を示す。本実施例は、容器可撓部の変形をプランジャで行い、容器穿孔部の穿孔を流路側の突起（内部に流路を有する）により行う点が、実施例１と異なる点である。
図８を用いて、実施例４の試薬の送液を説明する。図８Ａは、初期状態を示しており、ツメ１６１で試薬槽１６０に保持された試薬保存容器１は、試薬槽１６０の底部に設けられた試薬槽突起１６５に触れることなく、試薬１６２を保存している。
図８Ｂは、プランジャガイド２１（図４参照）が試薬槽１６０に挿入され、試薬保存容器１が送液デバイス４０に押し付けられた状態を示す。この時、試薬保存容器１の容器穿孔部１５（図２参照）が試薬槽突起１６５に穿孔される。プランジャガイド２１をこの状態で保持することにより、試薬保存容器１が送液デバイス４０に高い気密性をもって接続される。これにより、流路１７０から試薬槽１６０への液漏れを防止することができる。
図８Cは、プランジャ２０（図４参照）が試薬槽１６０に挿入され、試薬保存容器１の容器可撓部１１（図２参照）を下方に撓ませた状態を示す。これにより、試薬保存容器１内部の試薬１６２は突起流路１６６を介して流路１７０に流れ出る。
このように、容器可撓部の変形と容器穿孔部の穿孔を別々に行う点が、実施例１と異なる。突起流路１６６の内径を小さくすることで、試薬保存容器１と送液デバイス４０と間に生じるデッドボリュームを減らすことができ、試薬保存容器１への試薬の液残りを抑制可能な特徴を有する。
図９に本発明の別の実施例を示す。本実施例は、容器可撓部が初期状態で上に凸である点が、他の実施例と異なる点である。
図９を用いて、実施例５の試薬保存容器１の動作を説明する。図９（A）は、試薬保存容器１が容器可撓部１１と容器穿孔部１５によって封止され、試薬保存容器１の内部に試薬が保持されている状態である。次に、プランジャガイド２１で容器ベース１０の外周部を送液デバイス４０に押し付ける（送液デバイス４０は図示していない）。次に、プランジャ２０を用いて容器可撓部１１を押圧すると、容器可撓部１１が下方に撓み、さらにプランジャ２０を押し下げると、容器穿孔部１５が破かれ、試薬保存容器１内部の試薬が試薬保存容器１の外部に放出される。
このように、プランジャガイドが送液デバイスに押圧可能な部位（本実施例では容器ベース）があれば、容器可撓部や容器穿孔部は特に平面である必要がない。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加，削除，置換をすることが可能である。
１…試薬保存容器
１０…容器ベース
１１…容器可撓部
１２、１５…容器穿孔部
２０…プランジャ
２１…プランジャガイド
３０…試料処理装置
４０…送液デバイス
５０…デバイス装着部
６０…上蓋
６１、６２、６３…空気用接続部
７０…ポンプ
８０…空気室
９０…レギュレータ
１０１、１０２、１０３…バルブ
１１０…コントローラ
１２０…圧力センサ
１３０…サンプル槽
１３１、１４１、１５１…空気出入口
１３２…サンプル
１４０…混合槽
１５０…試料採取槽
１６０…試薬槽
１６１…ツメ
１６２…試薬
１６５…試薬槽突起
１６６…突起流路
１７０…流路

Claims (11)

  1. ２重構造部材と、第１の穿孔可能な部材と、ベース部材と、を備え、
    前記２重構造部材は、外部の押圧機構によって変形可能な部材と第２の穿孔可能な部材とを備え、
    前記変形可能な部材と前記第２の穿孔可能な部材とは互いに接合され、
    前記ベース部材は、前記２重構造部材と前記第１の穿孔可能な部材とで挟まれ、
    前記変形可能な部材が前記第２の穿孔可能な部材よりも試薬の収容部側に位置している
    ことを特徴とする試薬保持容器。
  2. 前記変形可能な部材がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の試薬保持容器。
  3. 前記シリコーンゴムの厚みが０．１〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の試薬保持容器。
  4. 前記第１の穿孔可能な部材がアルミニウムフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の試薬保持容器。
  5. 前記アルミニウムフィルムの厚みが１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項４に記載の試薬保持容器。
  6. 前記第１の穿孔可能な部材は、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、またはＰＥＴのいずれかから成るプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の試薬保持容器。
  7. 試薬保持容器、当該試薬保持容器を収容する試薬保持容器収容部、押圧機構、液体流入口、液体流出口、および、液体流入口と液体流出口を繋ぐ流路、を有する、送液装置であって、
    流路の一部と、前記試薬保持容器収容部が繋がっており、
    前記試薬保持容器は、２重構造部材と、第１の穿孔可能な部材と、ベース部材とを備え、
    前記２重構造部材は、前記押圧機構によって変形可能な部材と第２の穿孔可能な部材とを備え、
    前記変形可能な部材と前記第２の穿孔可能な部材とは互いに接合され、
    前記ベース部材は、前記２重構造部材と前記第１の穿孔可能な部材とで挟まれ、
    前記変形可能な部材が前記第２の穿孔可能な部材よりも試薬の収容部側に位置し、
    前記試薬保持容器収容部には前記試薬保持容器を保持するツメ部を備えており、前記ツメ部によって保持された前記試薬保持容器に向かって突き出た穿孔部を有することを特徴とする、送液装置。
  8. 試薬保持容器、当該試薬保持容器を収容する試薬保持容器収容部、押圧機構、液体流入口、液体流出口、および、液体流入口と液体流出口を繋ぐ流路、を有する、送液装置であって、
    流路の一部と、前記試薬保持容器収容部が繋がっており、
    前記試薬保持容器は、２重構造部材と、第１の穿孔可能な部材と、ベース部材とを備え、
    前記２重構造部材は、前記押圧機構によって変形可能な部材と第２の穿孔可能な部材とを備え、
    前記変形可能な部材と前記第２の穿孔可能な部材とは互いに接合され、
    前記ベース部材は、前記２重構造部材と前記第１の穿孔可能な部材とで挟まれ、
    前記変形可能な部材が前記第２の穿孔可能な部材よりも試薬の収容部側に位置し、
    前記流路は、前記試薬保持容器収容部との接続部分において、前記押圧機構が押す方向へ窪んでいることを特徴とする、送液装置。
  9. 請求項７または８に記載の送液装置であって、
    前記試薬保持容器収容部は、前記流路との接続部分の断面が狭くなっていることを特徴とする、送液装置。
  10. 請求項７に記載の送液装置であって、
    前記穿孔部は内部が空洞になっており、当該空洞が前記流路と連通していることを特徴とする、送液装置。
  11. 請求項７または８に記載の送液装置であって、
    前記押圧機構はプランジャであることを特徴とする、送液装置。
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