JP6786116B2 - 目的化学物質の電気的測定装置およびその方法 - Google Patents
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Description
該装置にあっては、前記センサをホルダに設けて、反応槽や、洗浄槽、挿入剤溶液槽、測定槽を移動させることで処理したり、容器内に取り付けて、必要な試薬を分注し又は除去したりしながら処理を行っていた。
なお、前記電極配列子が前記ノズルに装着された後に、前記電極配列部が前記分注チップ内に位置するように前記分注チップが前記ノズルに装着されることになる。
ここで、分注要素が分注チップの場合には、前記貯溜管の上端には装着用開口部を有し、前記吸引吐出機構と連通するノズルに着脱可能に装着されて用いられる。貯溜管は、前記電極配列部が設けられている太管部分よりも上側の部分をいう。なお、チップの管の太さまたは容量は、細管、太管及び貯溜管の順に大きくなるのが好ましい。
薄型の電極配列子を用いることで、電極配列子の前記電極配列子支持部への支持を容易に行うことが可能となる。全体的な装置規模の拡大を防止して、シンプルな構造の装置を提供することができる。
図1は、該電気的測定装置10を示すブロック図である。
該電気的測定装置10は、大きくは、例えば、各種の溶液や、後述する電極配列子、各種分注チップが収容された複数の収容部がY軸方向に沿って一列状に配列されたものがステージ上にX軸方向に沿ってn列配列された収容部群31〜3n(「n」は、前記電極配列子の個数に等しい)を有する容器群3と、該容器群3に対して相対的に水平方向、例えばY軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記各収容部にその先端部が挿入可能な1個または複数個(この例ではn個)の電極配列子21〜2nおよび分注要素81〜8nのどちらか一方を順次選択的にまたは両者とも重複的に支持可能とする電極配列子支持部41〜4nが設けられた処理用ヘッド7と、該処理用ヘッド7に設けられた前記電極配列子支持部41〜4nを前記容器群3に対して相対的に移動可能とする支持部移動機構5と、各種制御のための情報処理を行うCPU+プログラム+メモリ9と、該CPU+プログラム+メモリ9に対するユーザの指示等の操作を行う操作パネル14とを有する。前記各種の溶液には、目的化学物質が含有可能なサンプル溶液、挿入剤や電気学的に活性な物質の溶液、洗浄剤、バッファ液、解離液、抽出用溶液、PCR用溶液等、その他の各種試薬等がある。
該目的化学物質の電気的測定装置100は、筐体11内に組み込まれている。該筐体11は、図示するように、前記装置100の主要部である処理用ヘッド71及び容器群31が組み込まれた本体部12と、上側に開閉可能に設けられた蓋体13とを有し、符号14は操作パネルとしての本体と無線で接続されたタッチパネル式タブレットを示す。符号213,214は前記処理用ヘッド71に装着された電極配列子を示す。
該電極配列子214は、ガラス、セラミックス、樹脂等の絶縁体で形成された薄板状の基体21dと、該基体21dに設けられ前記液収容部群31b、測定用容器31cに収容された溶液中の目的化学物質との結合性を有する検査用物質が各々固定された1または2以上(この例では12)の個数の電極21aと、該電極21aが配列された前記基体21dの下側に設けられた電極配列部21eと、該各電極21aに対応して前記基体21dに設けられ該電極21aと導線21cによって電気的に接続された1または2以上(この例では12)の端子21bと、該端子21bが配列された前記基体21dの上側に設けられた端子配列部21fと、該基体21dの上側で、前記端子配列部21fよりは下側の位置で前記基体21dの両側から水平方向に突設された2つの凸部21gとを有する。前記導線21cは絶縁体で被覆されまたは絶縁体で形成された基体や層状部分に埋め込まれている。
該目的化学物質の電気的測定装置101は、前述した第1の実施例に係る目的化学物質の電気的測定装置100と同様に、筐体11内に組み込まれている。該筐体11は、前記装置101の主要部である処理用ヘッド72および容器群32が組み込まれた本体部12と、上側に開閉可能に設けられた蓋体13とを有し、符号14は操作パネルとしての本体と無線で接続されたタッチパネル式タブレットを示す。符号814は分注チップであって、内部に電極配列子214が設けられている。
ステップS11で、前記操作パネル14のタッチパネル等の操作により、感染症の検査処理の開始を指示する。
ステップS20において、前記処理用ヘッド72を前記処理用ヘッド移動機構52によって移動させ、前記第8の液収容部内に収容された核酸等の含有溶液を吸引して、予め増幅用溶液が収容された前記PCR用容器32cにまで移送し吐出して該容器内に導入する。該PCR用容器32cには、予め検出しようとする感染症の目的細菌または目的ウィルスの特徴的な塩基配列部分を増幅するためのプライマーを含有しており、該目的細菌等が存在すれば、該塩基配列部分が増幅されることになる。前記処理用ヘッド移動機構52によって、前記チップ等収容部32aにまで戻り、前記脱着部材85bにより前記分注チップ811〜814を脱着し、再び、前記密閉蓋収容部32kの上方にまで、前記ノズル84aを移動させる。前記Z軸移動機構531を用いて下降させることによって前記密閉蓋の上側の窪みをノズル84aの下端に嵌合させることで装着する。該Z軸移動機構531によって、密閉蓋を下降させて該PCR用容器兼測定用容器32cの開口部と嵌合させて装着かつ密閉する。
21〜2n,211〜214,221〜224,231〜234 電極配列子
21e,22e,23e 電極配列部
21a,22a,23a 電極
21f,22f,23f 端子配列部
21b,22b,23b 端子
21c,22c,23c 導線
21d,23d 基体
22d プレート
22 電極配列板
3,31,32,33 容器群
31〜3n 収容部群
31,321〜324,331〜334 カートリッジ容器
4,41 配列子支持体
41〜4n,411〜414,421〜424,431〜434 電極配列子支持部
5(52,53) 移動機構
7,71,72,73 処理用ヘッド
81〜8n,811〜81n 分注チップ
82 基体(分注チップ)
9 CPU+プログラム+メモリ
15,16,151〜156 外部電場印加用の非接液電極
Claims (18)
- 基体、該基体に設けられ目的化学物質と結合性を有する検査用物質が各々固定されまたは固定可能な1または2以上の電極が配列された電極配列部、および該各電極に対応して前記基体に設けられ該電極と電気的に接続された1または2以上の端子が配列された端子配列部を有する1または2以上の電極配列子と、
該電極配列子を着脱可能に支持して各端子と電気的に接続可能とする1または2以上の電極配列子支持部を有する処理用ヘッドと、
液体を収容し又は収容可能な1または2以上の液収容部、および1または2以上の測定用容器を有する容器群と、
前記1または2以上の電極配列子支持部を前記容器群に対して相対的に移動可能とする支持部移動機構と、
前記測定用容器において前記電極に固定された検査用物質に所定電圧を印加し生じた信号を測定可能な測定部とを有し、
前記容器群には前記電極配列子が前記電極配列子支持部に前記支持部移動機構によって支持可能となるように前記電極配列子を収容し又は収容可能な1または2以上の電極配列子収容部を設けた目的化学物質の電気的測定装置。 - 前記基体は所定の高さ、所定の幅、および該所定の高さ及び該所定の幅よりも短い所定の厚さをもつ板状に形成され、
前記電極配列子支持部は、前記基体の上側に形成された前記端子配列部に着脱可能に装着して前記端子配列部の前記各端子と電気的に接続可能なプラグを有し、
前記容器群には、前記基体の前記所定の幅よりは長い内法幅、および前記所定の厚さよりは長いが前記所定の幅よりは短い内法奥行を有する液収容部または測定用容器と、を有する請求項1に記載の目的化学物質の電気的測定装置。 - 前記処理用ヘッドには、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構をさらに有し、
前記電極配列子支持部は、前記吸引吐出機構によって下端の口部を介して液体の吸引吐出が可能な分注要素を着脱可能に支持する分注要素支持部と、前記電極配列子の前記端子配列部に着脱可能に装着されて各端子と電気的に接続するプラグとを有する請求項1または請求項2に記載の目的化学物質の電気的測定装置。 - 前記電極配列子の前記基体は、前記分注要素を有し、前記電極配列部が該分注要素の内側に設けられ、かつ、前記端子配列部が前記分注要素の内側で前記電極配列部の上方に位置するように設けられまたは前記分注要素の外側に設けられた請求項3に記載の目的化学物質の電気的測定装置。
- 前記分注要素は、分注チップであり、前記分注要素支持部は、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構と連通するノズルを有し、前記分注チップは、該ノズルに上端の装着用開口部が着脱可能に装着されることで支持され、前記プラグは、前記ノズルの先端に設けられ、前記分注チップの内部に前記電極配列子が位置するように設けられ、前記容器群には、前記分注チップを前記ノズルに装着可能となるように収容されるチップ収容部をさらに有する請求項3に記載の目的化学物質の電気的測定装置。
- 前記分注要素は前記口部が設けられた細管と、細管と連通する太管と、該太管と連通する貯溜管とを有し、前記電極配列部は前記太管に設けられ、前記貯溜管は、前記口部から前記太管に導入した液体を全て貯溜可能な容量を有するように設けられた請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の目的化学物質の電気的測定装置。
- 前記電極配列子支持部または電極配列子を振動させる振動機構を有する請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の目的化学物質の電気的測定装置。
- 前記測定用容器または前記液収容部内に収容される液体とは非接触状態であり、前記測定用容器または前記液収容部の外側面を外側から挟む、2枚の外部電場印加用の非接液電極が設けられている、請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の目的化学物質の電気的測定装置。
- 前記処理用ヘッドには装着された分注要素内に磁力を及ぼしかつ除去することができる磁力機構および/または前記処理用ヘッドに装着された前記分注要素または電極配列子の外側に対して近接しまたは接近可能に設けられ外部からの信号によって温度を昇降させる温度昇降体を設け、制御部によって制御される請求項3乃至請求項8のいずれかに記載の目的化学物質の電気的測定装置。
- 基体、該基体に設けられ目的化学物質と結合性を有する検査用物質が各々固定された1または2以上の電極が配列された電極配列部、および該各電極に対して前記基体に設けられ該電極と電気的に接続された1または2以上の端子が配列された端子配列部を有する1または2以上の電極配列子を収容する1または2以上の電極配列子収容部、液体を収容する1または2以上の液収容部および1または2以上の測定用容器を有する容器群に対して、1または2以上の電極配列子支持部を相対的に移動し、処理用ヘッドに設けられた該電極配列子支持部に前記電極配列子を着脱可能に支持して、各端子と電気的に接続する電気的接続工程と、
前記電極配列子支持部を前記容器群に対して相対的に移動することで、前記電極を1または2以上の前記液収容部に挿入して液体と接触させる液体接触工程と、
前記電極配列子支持部を前記容器群に対して相対的に移動することで、前記電極を1または2以上の前記測定用容器に挿入して、前記電極に固定化された検査用物質に所定電圧を印加し生じた信号を測定する測定工程とを有する目的化学物質の電気的測定方法。 - 前記基体は、所定の高さ、所定の幅、および該所定の高さおよび該所定の幅よりも短い所定の厚さをもつ板状に形成され、
前記電極配列子支持部は、前記端子配列部を着脱可能に装着して各端子と電気的に接続されるプラグを有し、
前記電気的接続工程は、前記電極配列子が収容された電極配列子収容部の上方に電極体保持部を相対的に移動し、前記プラグを下降することで、前記基体の上側に形成された前記端子配列部を着脱可能に該プラグに装着することによって行い、
前記液体接触工程は、前記基体の前記所定の幅よりは長い内法幅、および前記所定の厚さよりも長いが前記所定の幅よりは短い内法奥行を有する液収容部に挿入することによって行う請求項10に記載の目的化学物質の電気的測定方法。 - 前記処理用ヘッドには、気体の吸引吐出を行う吸引吐出機構をさらに有し、
前記電極配列子支持部は、前記吸引吐出機構によって液体の吸引吐出が可能な分注要素を着脱可能に支持する分注要素支持部、および前記端子配列部を着脱可能に装着して各端子と電気的に接続されるプラグを有し、
前記電気的接続工程は、前記電極配列子支持部を前記容器群に対して相対的に移動することによって、前記電極配列子の前記端子配列部を着脱可能に前記プラグに装着して、各端子と電気的に接続する工程を少なくとも有し、
前記電気的接続工程中、その前またはその後に、前記吸引吐出機構によって液体の吸引吐出が可能な分注要素を前記電極配列子支持部の分注要素支持部に着脱可能に支持する工程をさらに有する請求項10に記載の目的化学物質の電気的測定方法。 - 前記電極配列子の前記基体は、前記分注要素を有し、前記電極配列部が該分注要素の内側に設けられ、かつ、前記端子配列部が前記分注要素の内側で前記電極配列部の上方に位置するように設けられまたは前記分注要素の外側に設けられ、
前記電気的接続工程中に、前記分注要素を前記分注要素支持部に支持させる工程および前記電極配列子の前記端子配列部を着脱可能に前記プラグに装着して、各端子と電気的に接続する工程を有する請求項12に記載の目的化学物質の電気的測定方法。 - 前記電極配列子支持部は、前記吸引吐出機構によって液体の吸引吐出が可能で分注チップを着脱可能に支持する分注要素支持部としての前記吸引吐出機構と連通するノズルと、ノズルの下端に設けられ、前記端子配列部を着脱可能に装着して各端子と電気的に接続されるプラグとを有し、
前記電気的接続工程は、前記電極配列子が収容された電極配列子収容部に対し前記電極配列子支持部である前記ノズルを相対的に移動し、該ノズルを下降することで、該ノズルの下端に設けられたプラグを前記端子配列部と着脱可能に装着して各端子と電気的に接続し、該ノズルを、分注チップを収容したチップ収容部に対し相対的に移動し、該ノズルを下降することで、電極配列子が装着されたノズルに、該電極配列子を内部に収容するように分注チップを装着することで行い、
前記液体接触工程は、装着された分注チップを前記容器群に対して相対的に移動し、該分注チップを前記液収容部に挿入して、前記ノズルによって液体を吸引吐出させることで、前記電極を液体と接触させる請求項12に記載の目的化学物質の電気的測定方法。 - 前記電気的接続工程は、前記電極配列子が収容された電極配列子収容部に電極配列子支持部であるノズルを相対的に移動し、該ノズルを下降することで該電極配列子が有する分注チップの装着用開口部に装着させるとともに、前記電極配列子支持部に備わるプラグを該電極配列子の端子配列部に着脱可能に装着することによって行い、
前記液体接触工程は、装着された前記電極配列子の分注チップを前記容器群に対して相対的に移動し、該分注チップの下端を前記液収容部に挿入して、液体を吸引吐出させることで、前記電極を液体と接触させる請求項10に記載の目的化学物質の電気的測定方法。 - 前記液体接触工程では、前記電極配列子支持部を振動させる工程を有する請求項10に記載の目的化学物質の電気的測定方法。
- 前記液体接触工程は、前記液収容部または前記測定用容器内に、非接液電極を用いて外部電場を印加する外部電場印加工程を有する請求項10乃至請求項16のいずれかに記載の目的化学物質の電気的測定方法。
- 磁力機構によって前記処理用ヘッドに支持された分注要素内に磁力を及ぼしかつ除去する工程、または、前記処理用ヘッドに支持された前記分注要素または電極配列子の外側に対して近接しまたは接近可能に設けられた温度昇降体を外部からの信号によって温度を昇降させる工程をさらに有する請求項10に記載の目的化学物質の電気的測定方法。
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