JP6917702B2 - チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法 - Google Patents

チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6917702B2
JP6917702B2 JP2016233708A JP2016233708A JP6917702B2 JP 6917702 B2 JP6917702 B2 JP 6917702B2 JP 2016233708 A JP2016233708 A JP 2016233708A JP 2016233708 A JP2016233708 A JP 2016233708A JP 6917702 B2 JP6917702 B2 JP 6917702B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
support member
nozzle tip
hole
rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016233708A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018091670A (ja
Inventor
龍太郎 新屋
龍太郎 新屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sysmex Corp
Original Assignee
Sysmex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sysmex Corp filed Critical Sysmex Corp
Priority to JP2016233708A priority Critical patent/JP6917702B2/ja
Priority to US15/821,936 priority patent/US20180147577A1/en
Priority to CN201711214444.5A priority patent/CN108117032B/zh
Publication of JP2018091670A publication Critical patent/JP2018091670A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6917702B2 publication Critical patent/JP6917702B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L9/00Supporting devices; Holding devices
    • B01L9/54Supports specially adapted for pipettes and burettes
    • B01L9/543Supports specially adapted for pipettes and burettes for disposable pipette tips, e.g. racks or cassettes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06Details or accessories
    • B67D7/42Filling nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/62Arrangements for supporting spraying apparatus, e.g. suction cups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/65Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1456Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1065Multiple transfer devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/025Align devices or objects to ensure defined positions relative to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0829Multi-well plates; Microtitration plates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N2015/1006Investigating individual particles for cytology
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N2015/1488Methods for deciding
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00356Holding samples at elevated temperature (incubation)
    • G01N2035/00366Several different temperatures used
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027General features of the devices
    • G01N2035/103General features of the devices using disposable tips

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Description

本発明は、チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法に関する。
検体の吸引動作を行う際に、チップラックに支持されたノズルチップをノズル先端に装着する装置が知られている。たとえば、特許文献1には、チップラックに支持されたノズルチップをノズルに対して位置決めするため、図21に示すように、チップラック910の側壁部911を位置決め用の側壁面920に沿わせた状態でチップラック910をチップ装着位置903に搬送することが記載されている。
チップラック910の位置決めは、以下のように行われる。ラックセット位置901に配されたチップラック910は、ラック押圧搬送部材930によりラックセット位置902に搬送される。ラック押圧搬送部材930は、図示しないモータと直結して回転駆動されるベルト車951、952の間に架けられたベルト953に取り付けられ、ベルト953の移動に応じて前後方向に移動する。ラック押圧搬送部材930の移動によりチップラック910の後方側の側壁部912が押され、チップラック910の前方側の側壁部911が側壁面920に当接する。これにより、チップラック910のラックセット位置902における位置決めがなされる。
続いて、ラックセット位置902に位置付けられたチップラック910は、ラック把持搬送部材940によりチップ装着位置903に搬送される。ラック把持搬送部材940は、第1部材941と第2部材942を備えている。ラックセット位置902に位置付けられたチップラック910の右側の側壁部913は、第1部材941と第2部材942との間に挟まれる。この状態で、ラックセット位置902のチップラック910が、チップ装着位置903まで搬送される。
こうして、チップラック910がチップ装着位置903に適正に位置付けられると、チップラック910に収容されたノズルチップ914は、ノズルの下方の位置に適正に位置付けられる。これにより、ノズルチップ914をノズルに対して適正に装着できる。
特開平8−94637号公報
しかしながら、特許文献1の装置では、チップラック910を位置決め用の側壁面920に当てるために、上述したように、ラック押圧搬送部材930と、ラック把持搬送部材940と、これらの部材を搬送するための機構とが必要となる。このため、チップラック910に収容されたノズルチップをノズルに対して位置決めするための構成が複雑になってしまう。
また、チップラックを成形する際には、チップラックの成形誤差が生じることがある。この場合、チップラックの位置決めを高精度に行ったとしても、チップラックに収容されたノズルチップの位置がノズルの下方の位置からずれるため、ノズルチップをノズルに対して適正に装着できないおそれがある。
かかる課題に鑑み、本発明は、簡素な構成でノズルチップをノズルに対して適正に装着できるチップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、ノズル(400)の先端部(410)に装着されるノズルチップ(300)を着脱可能に支持するためのチップラック(10)に関する。本態様に係るチップラック(10)は、ノズルチップ(300)を支持するための複数の第1の孔(101)を有する支持部材(100)と、第1の孔(101)の中心軸に垂直な方向に移動可能に支持部材(100)を支持し、複数の第1の孔(101)にそれぞれ対応する複数の第2の孔(201)を有し、第2の孔(201)が第1の孔(101)に支持されたノズルチップ(300)の下部(320)をノズルチップの先端(321)まで収容する深さを有するラック本体(200)と、を備える。第1の孔(101)に支持されたノズルチップ上端の開口部(311)にノズル(400)が差し込まれると、第1の孔(101)の中心軸に垂直な方向への支持部材(100)の移動により、ノズルチップ(300)が位置調整される。
本態様に係るチップラックによれば、支持部材は、第1の孔の中心軸に垂直な方向に移動可能である。このため、第1の孔に支持されたノズルチップと当該ノズルチップが装着されるノズルとの間に位置ずれが生じた場合でも、ノズルがノズルチップに挿入されることに伴い、ノズルチップが支持部材とともに移動して、ノズルチップがノズルの中心位置に位置付けられる。これにより、ノズルチップがノズルに対して適正に装着される。また、チップラック全体を移動させてノズルチップをノズルの中心位置に位置付けるのではなく、ラック本体に比べて重量の軽い支持部材のみを移動させて位置調整を行う構成であるため、ノズルチップに対するノズルの挿入動作によって簡単にノズルチップをノズルの中心位置に位置付けることができる。
本態様に係るチップラック(10)において、支持部材(100)がラック本体(200)に着脱可能に構成され得る。
本態様に係るチップラック(10)において、ラック本体(200)は、支持部材(100)の外周と所定の隙間(11)をもって対向し、第1の孔(101)の中心軸に垂直な方向における支持部材(100)の移動を隙間(11)の範囲で許容する規制部(202)を備えるよう構成され得る。
本態様に係るチップラック(10)において、支持部材(100)の移動範囲が、ノズルチップ(300)上端の開口部(311)の直径と、開口部(311)に挿入されるノズル先端部(410)の最大幅との間の差分以上に設定され得る。こうすると、ノズル先端部が開口部の範囲内にある場合でも、少なくとも、ノズルの中心軸とノズルチップの中心軸とを一致させることができる。
本態様に係るチップラック(10)において、ラック本体(200)に対する支持部材(100)の移動範囲において支持部材(100)が移動した場合に、第1の孔(101)に支持されたノズルチップ(300)の側面が第2の孔(201)の内側面に当たらないように、第2の孔(201)の径が設定され得る。こうすると、支持部材の移動に伴いノズルチップが第1の孔の中心軸に垂直な方向に移動した場合に、ノズルチップの側面が第2の孔の内側面に当たって傾くことがない。よって、ノズルチップをノズルに適正に装着できる。
本態様に係るチップラック(10)において、支持部材(100)の下面(120)に、一定高さの壁(121、122)が格子状に形成され、壁(121、122)の下端が支持面(210)に載せられ得る。こうすると、壁によって第1の孔と第2の孔との間の距離を広げることができる。よって、先細りのノズルチップが第1の孔に支持される場合に、第1の孔の位置におけるノズルチップの幅に比べて、第2の孔の位置におけるノズルチップの幅が数段小さくなる。これにより、支持部材の移動に伴いノズルチップが第1の孔の中心軸に垂直な方向に移動した場合に、ノズルチップの側面が第2の孔の内側面に当たって傾くことを抑制できる。また、格子状の壁を設けることにより、支持部材の軽量化を図りつつ、支持部材の強度を高く維持できる。よって、隙間によって許容される範囲において支持部材を円滑に移動させることができ、且つ、ノズルをノズルチップに差し込む場合に加わる力に耐え得る強度に支持部材を構成できる。さらに、支持部材と支持面との間の接触面積を小さくできるため、支持部材を滑らかに移動させることができる。
この場合に、壁(121、122)に囲まれた領域(123)が縦横に並ぶように壁(121、122)が形成され、各領域(123)に、第1の孔(101)が形成され得る。こうすると、複数のノズルチップをチップラックに支持させることができる。また、複数の第1の孔が並んで配置されるため、各列の第1の孔に支持された複数のノズルチップを複数のノズルに一度に装着できる。
本態様に係るチップラック(10)において、縦横に並ぶように第1の孔(101)が支持部材(100)に形成され得る。こうすると、各列の第1の孔に支持された複数のノズルチップを複数のノズルに一度に装着できる。
本態様に係るチップラック(10)は、支持部材100に接触することにより、支持部材(100)がラック本体(200)に対して第1の孔(101)の中心軸に平行な方向に離間することを規制する接触部(231)を備えるよう構成され得る。こうすると、万一、ノズルチップが第1の孔から抜けにくい状況にあったとしても、ノズルチップ装着後のノズルの上昇に伴って、ノズルチップとともに支持部材が持ち上がってしまうことを抑止できる。
この場合に、接触部(231)は、支持部材(100)に対してラック本体(200)から突出した突起であるよう構成され得る。こうすると、接触部を簡易かつ低コストで構成できる。
本態様に係るチップラック(10)において、ラック本体(200)は、第2の孔(201)が設けられたベース部(203)が、第2の孔(201)を除いてラック本体(200)を構成する材料で埋められるように構成され得る。こうすると、ラック本体の重量を大きくできる。このため、万一、ノズルチップが第1の孔から抜けにくい状況にあったとしても、ノズルチップ装着後のノズルの上昇に伴って、ノズルチップとともにラック本体が持ち上がってしまうことを抑止できる。
この場合に、ラック本体(200)を構成する材料は、支持部材(100)よりも比重の大きい材料とされ得る。こうすると、ノズルチップとともにラック本体が持ち上がってしまうことを確実に抑止できる。
本態様に係るチップラック(10)において、支持部材(100)は、ノズルチップ(300)が他の支持部材(500)に支持された状態で支持部材(100)に支持される場合に、他の支持部材(500)を支持部材(100)の上面(110)に仮止めするための仮止め部(130)を備えるよう構成され得る。こうすると、他の支持部材とともにノズルチップを支持部材に支持させることができる。
本態様に係るチップラック(10)において、第2の孔(201)の径は、第1の孔(101)の径以下に設定され得る。こうすると、ノズルチップが第1の孔の中心軸から傾いた場合でも、ノズルチップの先端が第2の孔の内側面に当たることにより、ノズルチップが傾いた状態で支持部材に支持されることを防止できる。よって、ノズルチップをノズルに適正に装着できる。
本態様に係るチップラック(10)において、ラック本体(200)の外周面(240)に、ラック本体(200)の内方に凹んだ窪み(241)が形成され得る。こうすると、チップラックを装置側の枠部に嵌め込んで装置に設置する場合、窪みが設けられた領域は枠部に接触しない。このため、チップラックと枠部との間に生じる摩擦力を減少させることができる。これにより、チップラックを枠部に滑らかに嵌め込むことができる。また、オペレータは、窪みに指を引っかけてチップラックを把持することにより、チップラックを容易に装置に設置できる。
本態様に係るチップラック(10)において、ラック本体(200)の外周面(240)に、上方に向かって徐々にラック本体(200)の外側へと立ち上がる傾斜面(242)が形成され得る。こうすると、チップラックを装置側の枠部の開口に嵌め込んで装置に設置する場合、チップラックが、傾斜面に案内されて枠部の中心位置に位置付けられる。よって、チップラックを枠部に円滑に嵌め込むことができる。
本発明の第の態様は、検体処理装置(20)に関する。本態様に係る検体処理装置(20)は、第1の態様に係るチップラック(10)と、ラック本体(200)が嵌め込まれる枠部(618)と、ノズルチップ(300)が装着されるノズル(400)と、を備え、ノズル(400)に装着されたノズルチップ(300)を用いて検体を処理する。
本態様に係る検体処理装置によれば、第1の態様と同様の効果が奏される。よって、検体を適正に処理できる。
本発明の第の態様は、ノズル(400)の先端部(410)に装着されるノズルチップ(300)を着脱可能に支持するための複数の第1の孔(101)を有する支持部材(100)を支持するためのラック本体(200)に関する。本態様に係るラック本体(200)は、第1の孔(101)の中心軸に垂直な方向に移動可能に支持部材(100)を支持し、複数の第1の孔(101)にそれぞれ対応する複数の第2の孔(201)を有し、第2の孔(201)が第1の孔(101)に支持されたノズルチップ(300)の下部(320)をノズルチップ(300)の先端(321)まで収容する深さを有する。第1の孔(101)に支持されたノズルチップ上端の開口部(311)にノズル(400)が差し込まれると、第1の孔(101)の中心軸に垂直な方向への支持部材(100)の移動により、ノズルチップ(300)が位置調整される。
本態様に係るラック本体によれば、ラック本体に支持部材を支持させることにより、第1または第2の態様と同様の効果が奏される。よって、検体を適正に処理できる。
本発明の第の態様は、ノズルチップ装着方法に関する。本態様に係るノズルチップ装着方法は、ノズルチップ(300)を支持するための第1の孔(101)を有する支持部材(100)を、第1の孔(101)の中心軸に垂直な方向に移動可能に支持するラック本体(200)の上方にノズル(400)を移動させ、ラック本体(200)に支持された支持部材(100)に対してノズル(400)を下降させて、第1の孔(101)に支持されたノズルチップ(300)上端の開口部(311)にノズル(400)を差し込み、第1の孔(101)の中心軸に垂直な方向への支持部材(100)の移動により位置調整されたノズルチップ(300)にノズル(400)をさらに差し込むことにより、ノズル(400)にノズルチップ(300)を装着させる。
本態様に係るノズルチップ装着方法によれば、第1または第2の態様と同様の効果が奏される。
本態様に係るノズルチップ装着方法において、支持部材(100)の移動範囲が、ノズルチップ(300)上端の開口部(311)の直径と、開口部(311)に挿入されるノズル先端部(410)の最大幅との間の差分以上に設定され得る。
本態様に係るノズルチップ装着方法において、支持部材(100)の移動範囲が、ノズルチップ(300)上端の開口部(311)の直径と、開口部(311)に挿入されるノズル先端部(410)の最小幅との間の差分以下に設定され得る。
本態様に係るノズルチップ装着方法において、ラック本体(200)は、複数の第1の孔(101)にそれぞれ対応する位置に複数の第2の孔(201)を有し、第2の孔(201)が第1の孔(101)に支持されたノズルチップ(300)の下部(320)をノズルチップ(300)の先端(321)まで収容する深さを有するよう構成され得る。
本発明によれば、簡素な構成でノズルチップをノズルに対して適正に装着できる。
図1(a)は、実施形態1に係る組み立て前のチップラックをXZ平面に平行な面で切断した場合の断面をY軸正方向に見た場合の模式図である。図1(b)は、実施形態1に係る組み立て後のチップラックをXZ平面に平行な面で切断した場合の断面をY軸正方向に見た場合の模式図である。 図2(a)、(b)は、実施形態1に係るノズルに対するノズルチップの装着について説明するための模式図である。 図3(a)、(b)は、実施形態1に係るノズルに対するノズルチップの装着について説明するための模式図である。 図4は、実施形態1に係る組み立て前のチップラックおよび他の支持部材に支持されたノズルチップの構成を示す斜視図である。 図5(a)は、実施形態1に係る支持部材の下面をZ軸負方向に見た場合の平面図である。図5(b)は、実施形態1に係るラック本体を下側から見た場合の斜視図である。 図6(a)は、実施形態1に係るノズルチップを支持するチップラックをYZ平面に平行な平面で切断した断面をX軸正方向に見た場合の図である。図6(b)は、実施形態1にノズルチップを支持するチップラックをXZ平面に平行な平面で切断した断面をY軸正方向に見た場合の図である。 図7は、実施形態1に係る検体処理装置の筐体内部を上側から見た場合の模式図である。 図8は、実施形態1に係るチップラック配置部に配置されるチップラックを示す図である。 図9(a)は、実施形態1に係るマイクロプレート配置部に配置されるマイクロプレートおよび試薬容器配置部に配置される試薬容器を示す図である。図9(b)は、実施形態1に係る試薬容器配置部に配置される試薬容器を示す図である。 図10は、実施形態1に係るマイクロプレート配置部に配置されたマイクロプレートおよび試薬容器配置部に配置された試薬容器を示す図である。 図11は、実施形態1に係る第2駆動機構および吸引吐出部の構成を示す斜視図である。 図12(a)は、実施形態1に係る昇降バーおよび吸引吐出部を前方から見た場合の図である。図12(b)は、実施形態1に係るノズルにノズルチップが装着された状態を示す図である。 図13(a)は、実施形態1に係る昇降バーが上昇したときに吸引が行われることを示す図である。図13(b)は、実施形態1に係るノズルチップがノズルから脱落させられることを示す図である。 図14(a)は、実施形態1に係るノズルの構成を示す斜視図である。図14(b)は、実施形態1に係るノズルを下側から見た場合の図である。 図15は、実施形態1に係る検体処理装置の構成を示すブロック図である。 図16は、実施形態1に係る検体処理装置を使用したBEAMing法による遺伝子検査の流れを示すフローチャートである。 図17は、実施形態1に係る遺伝子検査の途中経過の状態を模式的に示す図である。 図18(a)は、実施形態2に係るラック本体をZ軸正方向に見た場合の平面図である。図18(b)は、実施形態2に係る支持部材の下面をZ軸負方向に見た場合の平面図である。 図19(a)は、実施形態3に係るラック本体をZ軸正方向に見た場合の平面図である。図19(b)は、実施形態3の変更例に係るラック本体をZ軸正方向に見た場合の平面図である。 図20(a)は、実施形態4に係るラック本体をZ軸正方向に見た場合の平面図である。図20(b)は、実施形態4の変更例に係るラック本体をZ軸正方向に見た場合の平面図である。 図21は、関連技術に係る構成を説明するための模式図である。
<実施形態1>
図1(a)、(b)に示すように、チップラック10は、支持部材100とラック本体200を備える。チップラック10は、図2(a)を参照して後述するノズル400の先端部410に装着されるノズルチップ300を着脱可能に支持する。図1(a)、(b)は、チップラック10をXZ平面に平行な面で切断した場合の断面をY軸正方向に見た場合の模式図である。図1(a)、(b)において、XYZ軸は、互いに直交している。X軸正方向は左方向を示し、Y軸正方向は後方を示し、Z軸正方向は鉛直下方向を示している。以下の図面においても、XYZ軸は、図1(a)、(b)に示すXYZ軸と同様である。
図1(a)に示すように、ノズルチップ300は、上部310と下部320を備える。上部310は、上方向に開放された開口部311と、上部310の下端に位置する段差部312と、を備える。開口部311には、図2(a)に示すノズル400の先端部410が上から挿入される。段差部312は、XY平面に平行な面を含む。段差部312の外周部分の径は、下部320の上端部分の径よりも大きい。下部320は、Z軸正方向に進むに従って、径が小さくなる先細りの形状を有している。下部320の下端に位置する先端321には、ノズルチップ300の内部と外部とを繋ぐ孔が形成されている。ノズルチップ300を使用する際には、ノズル400が開口部311に装着され、ノズル400によってノズルチップ300の内部に圧力が加えられる。これにより、先端321から液体が吸引され、先端321から液体が吐出される。
支持部材100は、XY平面に平行な板状部材であり、ノズルチップ300を支持する。支持部材100は、X軸方向に並んだ複数の第1の孔101を備える。第1の孔101は、支持部材100を上下方向に貫通している。支持部材100の上面110と下面120は、XY平面に平行な面である。ノズルチップ300の下部320が、第1の孔101に通され、ノズルチップ300の段差部312が、第1の孔101の周辺の上面110によって支持されることにより、ノズルチップ300が第1の孔101に支持される。支持部材100の外周部分のX軸方向の長さは、L1である。
ラック本体200は、X軸方向に複数並ぶ第2の孔201と、規制部202と、を備える。複数の第2の孔201は、支持部材100の複数の第1の孔101にそれぞれ対応するように設けられている。すなわち、支持部材100がラック本体200の上面210に載せられた場合に、第1の孔101が第2の孔201と同じ位置に位置付けられるよう、第2の孔201の配置が設定されている。支持部材100に複数の第1の孔101が設けられ、ラック本体200に複数の第2の孔201が設けられることにより、複数のノズルチップ300をチップラック10に支持させることができる。
第2の孔201は、第1の孔101に支持されたノズルチップ300の下部320をノズルチップ300の先端321まで収容する深さを有する。第2の孔201は、ラック本体200を上下方向に貫通している。ラック本体200の上面210と下面220は、XY平面に平行な面である。なお、第2の孔201は、上側からノズルチップ300の先端321までを収容できればよく、第2の孔201の下端は、下面220に繋がっていなくてもよい。
規制部202は、YZ平面に平行な一対の板状部材であり、上面210から上方向に形成されている。X軸正側の規制部202は、上面210のX軸正側の端部に設けられており、X軸負側の規制部202は、上面210のX軸負側の端部に設けられている。2つの規制部202の内側面の間隔は、L1よりも大きいL2である。なお、規制部202は、必ずしもラック本体200と一体的に形成されなくてもよく、ラック本体200に設置された別部材により構成されてもよい。
図1(b)に示すように、支持部材100がラック本体200の上面210に載せられることにより、チップラック10が完成する。このように、支持部材100は、ラック本体200に着脱可能に構成されている。このとき、第1の孔101と第2の孔201とが同じ位置に位置付けられると、X軸正側の規制部202と支持部材100のX軸正側の端部との間、および、X軸負側の規制部202と支持部材100のX軸負側の端部との間に、それぞれ隙間11が生じる。これにより、支持部材100は、第1の孔101の中心軸に垂直な方向、すなわちX軸方向において、隙間11の範囲で移動可能な状態となる。言い換えれば、規制部202は、ラック本体200に載せられた支持部材100の外周と隙間11をもって対向し、X軸方向における支持部材100の移動を隙間11の範囲で許容する。
そして、図1(b)のチップラック10に対してノズルチップ300がセットされる。具体的には、上下に並ぶ第1の孔101と第2の孔201の組に対して、それぞれノズルチップ300がセットされる。その後、ノズルチップ300の開口部311に、図2(a)に示すノズル400の先端部410が上から挿入されることにより、ノズル400にノズルチップ300が装着される。
ここで、ラック本体200は、X軸方向に移動可能に支持部材100を支持している。すなわち、支持部材100と規制部202との間に隙間11が設けられているため、支持部材100が隙間11の範囲においてX軸方向に移動可能である。このため、第1の孔101に支持されたノズルチップ300とノズル400との間に位置ずれが生じた場合でも、ノズル400がノズルチップ300に挿入されることに伴い、ノズルチップ300が支持部材100とともに移動して、ノズルチップ300がノズル400の中心位置に位置付けられる。これにより、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
また、チップラック10全体を移動させてノズルチップ300をノズル400の中心位置に位置付けるのではなく、ラック本体200に比べて重量の軽い支持部材100のみを移動させて位置調整を行う構成であるため、ノズルチップ300に対するノズル400の挿入動作によって簡単にノズルチップ300をノズル400の中心位置に位置付けることができる。
図2(a)〜図3(b)に示す模式図を参照して、ノズル400に対するノズルチップ300の装着について説明する。図2(a)〜図3(b)には、チップラック10に支持されたノズルチップ300が示されており、各部の長さを示す値としてa、b、d、e、f、gが示されている。
図2(a)に示すように、ノズル400の下端には、先端部410が設けられている。先端部410は、XY平面に平行な下面411と、下面411に向かうに従ってノズル400の中心に近づく傾斜面412と、が形成されている。ノズルチップ300の上端の開口部311の直径はaである。先端部410の最小幅はbであり、先端部410の最大幅はgである。具体的には、長さbは、下面411の最小幅であり、長さgは、開口部311に嵌り込む先端部410の部分の幅である。ラック本体200の上面210におけるノズルチップ300の断面の直径はdである。ラック本体200の第2の孔201の直径はeであり、支持部材100の第1の孔101の直径はfである。
図2(a)は、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とが一致する状態を示している。この場合、図2(a)に示す状態から、ノズル400がZ軸正方向に移動すると、図2(b)に示すように、ノズル400の先端部410が開口部311に嵌め込まれ、ノズルチップ300がノズル400に適正に装着される。
ここで、図3(a)に示すように、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とがずれている場合もある。図3(a)では、ノズルチップ300および支持部材100がX軸負方向にずれており、ノズル400の下面411のX軸正側の端部の位置と、ノズルチップ300の開口部311のX軸正側の端部の位置とが一致している。この場合、図3(a)に示す状態からノズル400がZ軸正方向に移動すると、下面411が開口部311内に入り、開口部311のX軸正側の端部が、ノズル400のX軸正側に位置する傾斜面412によってX軸正方向に力を受ける。これにより、ノズルチップ300およびノズルチップ300を支持する支持部材100がX軸正方向に移動し、図2(b)に示した状態と同様に、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とが一致させられる。よって、この場合も、ノズルチップ300がノズル400に適正に装着される。
このように、実施形態1によれば、上述したように支持部材100と規制部202との間に隙間11が設けられているため、支持部材100がX軸方向に移動可能であるため、ノズルチップ300の中心軸がノズル400の中心軸からずれている場合でも、ノズル400がノズルチップ300に挿入されることに伴い、ノズルチップ300がノズル400の中心位置に位置付けられる。これにより、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
一方、図3(b)に示すように、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とがずれている場合もある。図3(b)では、図3(a)に示す状態から、さらにノズルチップ300および支持部材100がX軸負方向に移動している。この場合、図3(b)に示す状態から、ノズル400がZ軸正方向に移動すると、下面411が開口部311内に入らず、図3(a)の場合のように、ノズルチップ300がX軸正方向に力を受けない。したがって、図3(b)の場合、ノズルチップ300およびノズルチップ300を支持する支持部材100がX軸正方向に移動することがないため、ノズルチップ300がノズル400に適正に装着されない。
よって、支持部材100の移動範囲が広すぎる場合、図3(b)のようにノズルチップ300を適正に装着できないため、支持部材100の移動範囲は所定の範囲に設定される必要がある。以下、図2(a)〜図3(b)を参照して、各部の長さを示す値a、b、d、e、f、gと、支持部材100が移動可能な距離cとを用いて、ノズルチップ300がノズル400に適正に装着されるための条件について説明する。
図3(b)に示す状態は、たとえば、ラック本体200に対する支持部材100の移動範囲、すなわち隙間11に基づいて支持部材100がX軸方向に移動可能な距離cが大きすぎる場合に起こり得る。したがって、支持部材100がX軸方向に移動可能な距離cは、開口部311の範囲がノズル400の下面411の範囲から外れないように設定される必要がある。また、先端部410が開口部311の範囲内ある場合でも、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とが一致させられるのが好ましい。このような距離cの条件は、以下の式(1)で表される。
a−g≦c≦a−b …(1)
上記式(1)は、隙間11によって許容される支持部材100の移動範囲が、ノズルチップ300の開口部311の直径aと、開口部311に挿入されるノズル400の先端部410の最大幅gとの間の差分以上に設定されることを示している。また、上記式(1)は、隙間11によって許容される支持部材100の移動範囲が、ノズルチップ300の開口部311の直径aと、開口部311に挿入されるノズル400の先端部410の最小幅bとの間の差分以下に設定されることを示している。
上記式(1)を満たす場合、先端部410が開口部311の範囲内にある場合でも、少なくとも、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とを一致させることができる。また、支持部材100が移動範囲の限界位置に位置付けられたとしても、ノズル400の下面411がノズルチップ300の開口部311の外側の縁に当たることがなく、ノズル400の先端部410は開口部311に適正に挿入される。よって、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
また、図3(a)に示すように、支持部材100がX軸方向に移動した場合に、ノズルチップ300の下部320が、ラック本体200の第2の孔201に接触しないようにする必要がある。このための条件は、以下の式(2)で表される。
d+c≦e …(2)
上記式(2)は、隙間11によって許容される支持部材100の移動範囲において支持部材100が移動した場合に、第1の孔101に支持されたノズルチップ300の側面が第2の孔201の内側面に当たらないように、第2の孔201の径が設定されることを示している。上記式(2)を満たす場合、支持部材100の移動に伴いノズルチップ300がX軸方向に移動した場合に、ノズルチップ300の側面が第2の孔201の内側面に当たって傾くことがない。よって、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
また、ラック本体200の第2の孔201は、ノズルチップ300が傾いた状態で支持部材100の第1の孔101に支持されることを防止する。このための条件は、以下の式(3)で表される。
e≦f …(3)
上記式(3)は、第2の孔201の径が、第1の孔101の径以下に設定されていることを示している。上記式(3)を満たす場合、ノズルチップ300が第1の孔101の中心軸から傾いた場合でも、ノズルチップ300の先端321が第2の孔201の内側面に当たることにより、ノズルチップ300が傾いた状態で支持部材100に支持されることを防止できる。よって、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
なお、図1(a)、(b)に示したチップラック10は、複数のノズルチップ300を支持可能に構成されたが、1つのノズルチップ300のみを支持するよう構成されてもよい。また、図1(a)、(b)では、チップラック10がX軸方向に並ぶ複数のノズルチップ300を支持することが示されたが、以下に示す具体的構成のように、チップラック10はX軸方向およびY軸方向に並ぶ複数のノズルチップ300を支持してもよい。
<具体的構成>
次に、図1(a)〜図3(b)に示したチップラック10の構成を、さらに具体的に説明する。
図4に示すように、支持部材100には、マトリックス状に第1の孔101が形成されている。具体的には、X軸方向に並ぶ8個の第1の孔101の組合せが、Y軸方向に12個並んでおり、合計で96個の第1の孔101が形成されている。このように、支持部材100に縦横に並ぶように第1の孔101が設けられると、各列の第1の孔101に支持された複数のノズルチップ300を、複数のノズル400に一度に装着できる。
また、支持部材100は、Y軸負側およびY軸正側の端部に、仮止め部130と凹部140を備える。仮止め部130は、上面110から上方向に突出しており、支持部材100の内側に向かう突部131を備える。凹部140は、支持部材100の側面から支持部材100の内方に凹んだ窪みであり、上面110よりも一段低い面を有する。
ラック本体200には、支持部材100と同様、マトリックス状に第2の孔201が形成されている。規制部202は、上面210をX軸正側、X軸負側、Y軸正側、およびY軸負側の4つの方向から取り囲んでいる。
支持部材100とラック本体200を組み立てる際には、まず、支持部材100が、規制部202の内部に位置付けられ、ラック本体200の上面210に載せられる。ここで、ラック本体200の上面210は、X軸方向およびY軸方向に移動可能となるよう支持部材100を支持する支持面である。支持面として機能する上面210により、安定的に支持部材100を支持できる。また、上面210の表面は、支持部材100の下端との間の摩擦力が小さくなるよう滑らかに加工されている。
続いて、ラック本体200のY軸正側およびY軸負側の規制部202に設けられた孔に、ネジ230が設置される。ネジ230が設置されると、ネジ230の接触部231、すなわちネジ230の軸部分が、Y軸正側およびY軸負側の規制部202に設けられた孔から、ラック本体200の内側に突出する。このとき、ネジ230の接触部231が、支持部材100の凹部140の真上に位置付けられる。こうして、チップラック10の組み立てが完了する。
他の支持部材500は、薄い板状の部材であり、Z軸方向に見たときの外径形状は、支持部材100と同じである。他の支持部材500は、96個の孔501と、2つの切欠502とを備える。96個の孔501は、支持部材100の96個の第1の孔101に対応する位置に配置されている。孔501の径は、第1の孔101の径と同じである。切欠502は、他の支持部材500のY軸負側およびY軸正側の端部に設けられている。図4に示すように、市販の状態において、他の支持部材500には96個の新しいノズルチップ300が支持されている。
チップラック10にノズルチップ300を設置する場合、オペレータは、図4に示すように96個のノズルチップ300を支持する他の支持部材500をパッケージから取り出す。続いて、オペレータは、96個のノズルチップ300を支持する他の支持部材500を、支持部材100の上面110に設置する。このとき、他の支持部材500の切欠502が、支持部材100に設けられた仮止め部130の突部131に係合する。このように、仮止め部130は、ノズルチップ300が他の支持部材500に支持された状態で支持部材100に支持される場合に、他の支持部材500を支持部材100の上面110に仮止めする。これにより、他の支持部材500とともにノズルチップ300を支持部材100に支持させることができる。
ここで、上述したように、ネジ230の接触部231は、支持部材100の上面110よりも上側の位置において、支持部材100に対してラック本体200から突出する。すなわち、接触部231は、支持部材100に対してラック本体200から突出した突起である。ネジ230の接触部231は、支持部材100の凹部140の真上に位置付けられている。これにより、支持部材100がラック本体200に対してZ軸正方向に離間しようとしても、接触部231が支持部材100の凹部140に接触することにより、支持部材100がZ軸正方向に離間することが規制される。
このように、支持部材100がZ軸正方向に移動することが規制されると、万一、ノズルチップ300が第1の孔101から抜けにくい状況にあったとしても、ノズルチップ300がノズル400に装着された後、ノズル400の上昇に伴って、ノズルチップ300とともに支持部材100が持ち上がってしまうことを抑止できる。また、規制部202の内側方向に接触部231が突出することにより、ラック本体200から突出した突起が形成されている。これにより、接触部231を簡易かつ低コストで構成できる。
なお、接触部231は、規制部202に設けられたX軸方向に延びる突部により構成されてもよい。この場合、突部と上面210との間に、支持部材100をX軸方向にスライドさせて、支持部材100を上面210上に設置してもよい。こうすると、ラック本体200に設けられたX軸方向に延びる突部により、支持部材100がZ軸正方向に持ち上がってしまうことを抑止できる。
また、ラック本体200は、第2の孔201が設けられたベース部203が、第2の孔201を除いてラック本体200を構成する材料で埋められている。これにより、ラック本体200の重量を大きくできる。このため、万一、ノズルチップ300が第1の孔101から抜けにくい状況であったとしても、ノズルチップ300の装着後にノズル400が上昇することに伴って、ノズルチップ300とともにラック本体200が持ち上がってしまうことを抑止できる。
ここで、支持部材100を構成する材料は、ポリプロピレンである。ラック本体200を構成する材料は、ポリアセタールである。一般に、ポリプロピレンの比重は、0.90〜0.91であり、ポリアセタールの比重は、1.41である。したがって、ラック本体200の比重は、支持部材100の比重よりも大きい。このように、ラック本体200を構成する材料が、支持部材100を構成する材料よりも比重の大きい材料であると、ノズルチップ300とともにラック本体200が持ち上がってしまうことを、さらに確実に抑止できる。
図5(a)は、支持部材100の下面120をZ軸負方向に見た場合の平面図である。支持部材100の下面120には、Z軸正方向に突出した一定高さの壁121、122が格子状に形成されている。具体的には、支持部材100の下面120には、X軸方向に延びるとともにXZ平面に平行な11個の壁121と、Y軸方向に延びるとともにYZ平面に平行な7個の壁122とが形成されている。壁121、122の下端は、XY平面に平行な同一の平面に位置付けられている。壁121、122の下端がラック本体200の上面210に載せられることにより、支持部材100がラック本体200に設置される。なお、壁121、122に代えて、下面120からZ軸正方向に延びるボスや突起が設けられてもよい。
壁121、122によって、第1の孔101と第2の孔201との間の距離を広げることができる。よって、先細りのノズルチップ300が第1の孔101に支持される場合に、第1の孔101の位置におけるノズルチップ300の幅に比べて、第2の孔201の位置におけるノズルチップ300の幅が数段小さくなる。これにより、支持部材100の移動に伴いノズルチップ300がX軸方向およびY軸方向に移動した場合に、ノズルチップ300の側面が第2の孔201の内側面に当たって傾くことを抑制できる。また、格子状に壁121、122を設けることにより、支持部材100の軽量化を図りつつ、支持部材100の強度を高く維持できる。よって、隙間11によって許容される範囲において支持部材100を円滑に移動させることができ、かつ、ノズル400をノズルチップ300に差し込む場合に加わる力に耐えられる強度に支持部材100を構成できる。さらに、支持部材100とラック本体200の上面210との間の接触面積を小さくできるため、支持部材100を滑らかに移動させることができる。
また、壁121、122に囲まれた領域123が、XY平面において縦横に並ぶように壁121、122が形成されている。第1の孔101は、各領域123にそれぞれ形成されている。これにより、複数のノズルチップ300をチップラック10に支持させることができる。また、複数の第1の孔101が並んで配置されるため、各列の第1の孔101に支持された複数のノズルチップ300を複数のノズル400に一度に装着できる。
図4と図5(b)に示すように、ラック本体200の外周面240には、ラック本体200の内方に凹んだ窪み241が形成されている。具体的には、窪み241は、X軸正側、X軸負側、Y軸正側、およびY軸負側の外周面240の部分に、それぞれ形成されている。また、外周面240には、上方に向かって徐々にラック本体200の外側へと立ち上がる傾斜面242が形成されている。
図5(b)には、チップラック10を設置する装置側の枠部618の開口618aが、破線で図示されている。枠部618の開口618aについては、追って図8を参照して説明する。ノズルチップ300をセットされたチップラック10が、開口618aに嵌め込まれた状態で装置に設置されると、開口618aは、外周面240の位置に位置付けられる。この場合、窪み241が設けられた領域は、開口618aに接触しない。また、外周面240の表面は、開口618aとの間の摩擦力が小さくなるよう滑らかに加工されている。よって、チップラック10と開口618aとの間に生じる摩擦力を減少させることができるため、チップラック10を開口618aに滑らかに嵌め込むことができる。また、オペレータは、窪み241に指を引っかけてチップラック10を把持することにより、チップラック10を容易に装置に設置できる。
また、チップラック10は、傾斜面242に案内されて開口618aの中心位置に位置付けられる。よって、チップラック10を開口618aに円滑に嵌め込むことができる。
図6(a)、(b)は、ノズルチップ300を支持するチップラック10を示す図である。図6(a)は、X軸負側の端に並ぶ12個の第1の孔101を通るYZ平面に平行な面でチップラック10を切断したときの断面をX軸正方向に見た場合の図である。図6(b)は、Y軸負側の端に並ぶ8個の第1の孔101を通るXZ平面に平行な面でチップラック10を切断したときの断面をY軸正方向に見た場合の図である。図6(a)、(b)では、便宜上、チップラック10にセットされた1つのノズルチップ300の外観が示されている。
図5(a)を参照して説明したとおり、支持部材100の下面120には、下方向に延びる壁121、122が形成されており、壁121、122の下端が、ラック本体200の上面210に支持されている。ノズルチップ300は、他の支持部材500を介して支持部材100に支持されており、ノズルチップ300の下部320は、他の支持部材500の孔501と、支持部材100の第1の孔101と、ラック本体200の第2の孔201とに通されている。
図5(a)に示すように、Y軸方向において、支持部材100と他の支持部材500の長さは同じであり、支持部材100の長さは、Y軸正側の規制部202とY軸負側の規制部202との間の距離よりも小さい。これにより、図1(a)、(b)で示したのと同様、支持部材100と規制部202との間に隙間11が設けられる。同様に、図5(b)に示すように、X軸方向において、支持部材100と他の支持部材500の長さは同じであり、支持部材100の長さは、X軸正側の規制部202とX軸負側の規制部202との間の距離よりも小さい。これにより、図1(a)、(b)で示したのと同様、支持部材100と規制部202との間に隙間11が設けられる。
よって、図5(a)、(b)に示す規制部202は、支持部材100の外周と隙間11をもって対向し、X軸方向およびY軸方向における支持部材100の移動を、隙間11の範囲で許容する。すなわち、支持部材100と、支持部材100に支持されたノズルチップ300とは、XY平面内において所定の範囲内で移動可能となる。
なお、Y軸方向において、支持部材100の長さは119.4mmであり、Y軸正側の規制部202とY軸負側の規制部202との間の距離は120.4mmである。X軸方向において、支持部材100の長さは82.7mmであり、X軸正側の規制部202とX軸負側の規制部202との間の距離は83.8mmである。すなわち、支持部材100は、X軸方向およびY軸方向に約1mmだけ移動可能である。
次に、チップラック10を用いて処理を行う検体処理装置について説明する。実施形態1の検体処理装置は、BEAMing(Bead, Emulsion, Amplification, and Magnetics)法に基づいて遺伝子を検出する際に、遺伝子検査用の検体に対して前処理を行うための装置である。具体的には、実施形態1の検体処理装置は、遺伝子検査用検体処理装置である。
なお、BEAMing法は、デジタルPCR技術とフローサイトメトリー技術を融合させた遺伝子解析手法である。デジタルPCRとは、限界希釈(各微小区画にターゲットDNAが1または0となるような希釈)したサンプルDNAを微小区画内に分散させてPCR増幅を行い、増幅シグナルがポジティブの微小区画の数を直接カウントすることでサンプル中のターゲット遺伝子濃度を絶対的に測定する測定手法のことである。ターゲット遺伝子を含む微小区画では増幅シグナルがポジティブとなり、ターゲット遺伝子を含まないもしくはサンプルDNA自体を含まない微小区画では増幅シグナルがネガティブとなる。
BEAMing法は、たとえば、DNA抽出処理、希釈処理、エマルジョン作製処理、PCR処理、エマルジョン破壊処理、ハイブリダイゼーション処理、洗浄処理、フローサイトメータによる測定処理、等からなる。図7に示す検体処理装置20は、このうち、エマルジョン作製処理と、エマルジョン破壊処理と、洗浄処理を行う。
図7に示すように、検体処理装置20は、筐体21の内部に、底面22と、移送部30と、分注部40と、ノズルチップ廃棄部50と、チップラック配置部611〜617と、マイクロプレート配置部621と、試薬容器配置部631〜633、641と、を備える。
移送部30は、分注部40を、チップラック配置部611〜617、マイクロプレート配置部621、試薬容器配置部631〜633、641に移動させる。移送部30は、2本のレール31と、前後移動部材32と、レール33と、を備える。2本のレール31は、前後方向に延びている。前後移動部材32とレール33は、左右方向に延びている。前後移動部材32は、2本のレール31に沿って前後方向に移動可能となるよう構成されている。レール33は、前後移動部材32に設置されている。移送部30は、さらに、図示しない前後駆動部と左右駆動部を備えている。移送部30は、前後駆動部により、前後移動部材32を2本のレール31に沿って前後方向に移動させる。移送部30は、左右駆動部により、分注部40をレール33に沿って左右方向に移動させる。
分注部40は、ノズルチップ300を装着して、液体の吸引および吐出を行う。分注部40は、第1駆動機構41と、第2駆動機構42と、吸引吐出部43と、を備える。分注部40は、レール33に沿って左右方向に移動可能となるよう構成されている。第1駆動機構41は、鉛直方向に延びる図示しないレールに沿って、第2駆動機構42と吸引吐出部43を鉛直方向に移動させる。第2駆動機構42は、図11を参照して後述するシリンダ712を鉛直方向に移動させる。シリンダ712が昇降することにより、吸引吐出部43の8つのノズル400に装着されたノズルチップ300を介して、吸引および吐出が行われる。8つのノズル400は、横方向に所定の間隔で並んでいる。第2駆動機構42と吸引吐出部43の構成については、追って図11〜図14(b)を参照して説明する。
ノズルチップ廃棄部50には、廃棄袋51がセットされている。廃棄袋51には、使用済みのノズルチップ300が廃棄される。
図8に示すように、オペレータは、白抜き矢印に示すように、チップラック配置部611〜617に対してチップラック10を配置する。チップラック10においてX軸方向に載置されている8個のノズルチップ300は、8つのノズル400と同じ間隔で並んでいる。チップラック配置部611〜617は、底面22に設置された枠部618の7つの開口618aと、底面22とにより構成される。7つの開口618aは、チップラック10の外周面240が嵌り込む輪郭を有する。
図9(a)に示すように、マイクロプレート配置部621には、マイクロプレート61が配置される。マイクロプレート61は、複数の凹状のウェル61aを有する。ウェル61aは、マイクロプレート61の上面に、複数行および複数列に間隔を介して複数設けられている。具体的には、マイクロプレート61の上面に、前後方向に12個、左右方向に8個並ぶようにして、合計96個のウェル61aが設けられている。左右方向の8個のウェル61aは、8つのノズル400と同じ間隔で並んでいる。ウェル61aは、ターゲットDNA分子等を収容する。
マイクロプレート配置部621は、底面22に形成された凹部622により構成される。凹部622は、マイクロプレート61が嵌り込む輪郭を有する。凹部622は、底面622aと開口622bを有する。底面622aは、底面22よりも一段低い位置にある。底面622aは、マイクロプレート配置部621にセットされたマイクロプレート61の外周の鍔部を支持する。開口622bは、底面622aの中央に設けられている。開口622bを介して、図示しない磁石部材による磁力がウェル61aに対して印加される。
続いて、図9(a)に示すように、試薬容器配置部641には、試薬容器62が配置される。試薬容器62は、マイクロプレート61と同様の構成を有する。すなわち、試薬容器62は、複数の凹状の試薬収容部62aを有する。試薬容器62の上面に、前後方向に12個、左右方向に8個並ぶようにして、合計96個の試薬収容部62aが設けられている。左右方向の8個の試薬収容部62aは、8つのノズル400と同じ間隔で並んでいる。試薬収容部62aは、増幅されたターゲットDNA分子にハイブリダイズ可能な標識プローブを含む試薬を収容する。
試薬容器配置部641は、底面22に設置された枠部642により構成される。枠部642は、矩形状の開口642aを有する。この開口642aにアダプタ63が設置される。アダプタ63の下部は、枠部642の開口642aに嵌り込む輪郭を有する。アダプタ63は、開口642aに対して着脱可能である。通常の使用形態において、アダプタ63は、あらかじめ開口642aに設置される。アダプタ63は、上下に貫通する開口63a有する。アダプタ63の上部は、試薬容器62の外周側面の内側に嵌り込む輪郭を有する。
図9(b)に示すように、試薬容器配置部631〜633には、試薬容器71が設置される。試薬容器71は、平面視において略矩形の輪郭を有し、側面視において略台形の輪郭を有する。試薬容器配置部631には、排液を貯留させるための空の試薬容器71が配置される。試薬容器配置部632には、エマルジョン試薬、第1破壊試薬、またはリン酸緩衝生理食塩水を収容する試薬容器71が配置される。以下、リン酸緩衝生理食塩水(Phosphate Buffered Saline)を、「PBS」と称する。試薬容器配置部633には、第2破壊試薬を収容する試薬容器71が配置される。試薬容器71には、液体を収容するための凹部71aが形成されている。凹部71aの横方向の長さは、8つのノズル400の横方向の長さより大きい。
エマルジョン試薬は、ターゲットDNA分子を増幅するための複数のプライマー分子が結合した磁性ビーズを含む水相に油相を形成するための試薬である。エマルジョン試薬は、シリコーン乳化剤やオイル等を含む。第1および第2破壊試薬は、PCRが行われた油中水型(W/O型)エマルジョンを破壊するための破壊試薬である。第1および第2破壊試薬は、アルコールや界面活性剤等を含む。第1破壊試薬に含まれるアルコール量は、液滴を壊すことを目的に、第2破壊試薬に比べて多くなっている。第2破壊試薬に含まれるアルコール量は、ターゲットDNA分子の状態を調整するため、第1破壊試薬に比べて少なくなっている。PBSは、後述する洗浄処理において用いられる試薬である。
試薬容器配置部631〜633は、底面22とバー634により構成される。バー634は、底面22に設置されている。バー634には、3つの凹部634aが形成されている。アダプタ72は、係合部72aと凹部72bを備える。係合部72aは、凹部634aに係合する。凹部72bは、試薬容器71の底部が嵌り込む略矩形の輪郭を有する。係合部72aがバー634の凹部634aに係合されると、底面22上におけるアダプタ72を設置するための位置が決定される。試薬容器71は、位置決めされたアダプタ72の凹部72bに配置される。
次に、エマルジョン作製処理を開始するときのマイクロプレート61の収容レイアウト、および、エマルジョン破壊処理を開始するときの試薬容器62の収容レイアウトについて説明する。
図10に示すように、マイクロプレート61と試薬容器62の上面に記載されている1〜12の数字は、列番号を表している。マイクロプレート61と試薬容器62の上面に記載されているA〜Hの文字は、行番号を表している。1つの行は、前後方向に並ぶ12個のウェル61aおよび試薬収容部62aを示し、1つの列は、左右方向に並ぶ8個のウェル61aおよび試薬収容部62aを示す。したがって、マイクロプレート61と試薬容器62には、前後方向に12列、左右方向に8行の、ウェル61aと試薬収容部62aが並んでいる。
マイクロプレート61のウェル61aは、ターゲットDNA分子と、ターゲットDNA分子を増幅するための複数のプライマー分子が結合した磁性ビーズとを収容している。たとえば、1つの行のウェル61aは、同一の被検者に基づくターゲットDNA分子を収容している。たとえば、1つの列のウェル61aは、同一のプライマー分子が結合した磁性ビーズを収容している。この場合、1つのマイクロプレート61によって、12人の被検者に対し、8種類の異なるプライマー分子による検査を行い得る。
1つのウェル61aに収容される磁性ビーズは、変異したターゲットDNA分子を増幅するための複数のプライマー分子が結合した磁性ビーズと、正常なターゲットDNA分子を増幅するための複数のプライマー分子が結合した磁性ビーズからなる。以下、変異したターゲットDNA分子を「変異型DNA分子」と称し、正常なターゲットDNA分子を「野生型DNA分子」と称する。
試薬容器62の試薬収容部62aは、標識プローブを含む試薬を収容している。1つの列の試薬収容部62aは、同一の標識プローブを含む試薬を収容している。1つの試薬収容部62aに収容される標識プローブは、変異型DNA分子と特異的に結合する標識プローブと、野生型DNA分子と特異的に結合する標識プローブからなる。1つの試薬容器62は、8つの異なる組合せの標識プローブを含む試薬を収納している。試薬収容部62aは、マイクロプレート61のウェル61aにそれぞれ対応付けられている。すなわち、各列の試薬収容部62aに収容される標識プローブは、それぞれ、同じ列のウェル61a内のターゲットDNA分子を標識する。
したがって、移送部30と分注部40は、試薬収容部62aと当該試薬収容部62aに対応するウェル61aとを一対一に対応付けて、標識プローブを含む試薬の分注を行う。すなわち、試薬収容部62a内の試薬は、当該試薬収容部62aと、前後方向における位置と左右方向における位置が同じであるウェル61aに分注される。
次に、第2駆動機構42と吸引吐出部43の構成について説明する。
図11に示すように、第2駆動機構42は、ベース部材701と、ステッピングモータ702と、ベルト703と、軸704と、レール705と、摺動部706と、昇降バー707と、を備える。吸引吐出部43は、ホルダ711と、8つのシリンダ712と、リムーバー713と、2つの軸714と、2つのバネ715と、8つのノズル400と、を備える。
ベース部材701は、図7に示す分注部40の第1駆動機構41によって、鉛直方向に移動される。ステッピングモータ702は、ベース部材701に設置されている。ベルト703は、ステッピングモータ702により生じた回転駆動力を、軸704に伝達する。軸704は、ベース部材701により回転可能に支持されている。レール705は、鉛直方向に延びており、ベース部材701に設置されている。
摺動部706は、上下方向に移動可能にレール705に支持されている。軸704の外周面にはネジ溝が形成されている。軸704は、摺動部706に連結されたボールベアリングによって軸受されている。軸704が回転すると、ボールベアリングを介して駆動力が摺動部706に伝達される。これにより、摺動部706がレール705に沿って移動する。昇降バー707は、摺動部706に設置されている。こうして、ステッピングモータ702が駆動されることにより、昇降バー707が鉛直方向に移動する。
図11と図12(a)に示すように、ホルダ711は、ベース部材701に設置されている。ホルダ711には、8つの孔711aが形成され、これら8つの孔711aを挟むように2つの孔711bが形成されている。孔711a、711bは、ホルダ711を鉛直方向に貫通している。8つのシリンダ712は、それぞれ8つの孔711aに上側から挿入されている。8つのノズル400は、それぞれ8つの孔711aの下端に設置されている。ノズル400には、鉛直方向に貫通する孔420が形成されている。ノズル400の先端部410は、円柱状の形状を有する。
リムーバー713には、8つの孔713aが形成されている。孔713aは、リムーバー713を鉛直方向に貫通している。8つのノズル400は、それぞれリムーバー713の8つの孔713aに挿入されている。2つの軸714は、それぞれホルダ711の2つの孔711bに挿入されている。2つの軸714の下端は、リムーバー713の上面に固定されている。バネ715は、軸714の上端とホルダ711の上面とに接続されており、図12(a)に示す状態で軸714に対して上方向に力を与えている。バネ715の付勢により、リムーバー713の上面がホルダ711の下面に押し付けられている。
次に、吸引吐出部43の動作について説明する。
装置がスタンバイ状態のとき、昇降バー707は、ホルダ711に対して図12(a)に示すように位置付けられる。このとき、バネ715によって軸714が上方向に引っ張られるため、リムーバー713はホルダ711の下面に接触した状態となる。ノズル400の先端部410は、リムーバー713の下面から所定長さだけ下方向に突出している。
図12(a)に示す状態で、分注部40が、移送部30により、チップラック配置部611〜617に位置付けられる。具体的には、8つのノズル400が、チップラック10に載置されている横方向に並ぶ8つのノズルチップ300の真上に位置付けられる。続いて、第2駆動機構42と吸引吐出部43が、第1駆動機構41によりZ軸正方向に移動される。これにより、全てのノズル400が同時に下降し、ノズル400の先端部410がノズルチップ300の開口部311に差し込まれる。
より詳細には、ノズル400は、ラック本体200の上方に移動される。ノズル400は、ラック本体200に支持された支持部材100に対して下降させられ、第1の孔101に支持されたノズルチップ300の上端の開口部311に差し込まれる。そして、ノズル400は、XY平面に平行な方向への支持部材100の移動により位置調整されたノズルチップ300にさらに差し込まれる。こうして、図12(b)に示すように、ノズル400にノズルチップ300が装着される。
このとき、図3(a)に示したように、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とがずれている場合でも、図2(b)に示したように、ノズルチップ300を支持する支持部材100がラック本体200の上面210において移動できるため、ノズル400にノズルチップ300が適正に装着される。また、ノズル400の移動制御は、ノズル400の中心軸とノズルチップ300の中心軸とのずれに関係なく、常に同様に行われる。この場合でも、上述したように、支持部材100の移動によりノズル400にノズルチップ300が適正に装着される。よって、ノズル400の移動制御を簡素に行うことができる。また、8つのノズル400に対して、8つのノズルチップ300が同時に装着されるため、1つずつノズルチップ300が装着される場合に比べて装着時間を短縮できる。
液体を吸引する際には、ノズルチップ300が装着された状態で、分注部40が、移送部30により、マイクロプレート配置部621、試薬容器配置部631〜633、および試薬容器配置部641に移送される。第2駆動機構42と吸引吐出部43が、第1駆動機構41により下方向に移動される。これにより、ノズルチップ300の先端321が、マイクロプレート61および試薬容器62、71に収容された液体の液面の下に移動される。この状態で、図13(a)に示すように、昇降バー707が、第2駆動機構42により上方向に移動される。これにより、ホルダ711の孔711a内の圧力が下がり、ノズルチップ300の先端321から液体が吸引される。吸引動作は、8つのノズルチップ300によって同時に行われる。
吸引した液体を吐出する際には、昇降バー707が、第2駆動機構42により下方向に移動され、図12(b)に示すように、元の位置に戻される。これにより、吸引された液体がノズルチップ300の先端321から吐出される。吐出動作は、8つのノズルチップ300によって同時に行われる。
液体の吸引と吐出が完了すると、分注部40が、移送部30によりノズルチップ廃棄部50の真上に位置付けられる。続いて、図12(b)に示す状態から、昇降バー707が、第2駆動機構42により、さらに下方向に移動される。これにより、図13(b)に示すように、昇降バー707が、バネ715の力に対抗して軸714を下方向に押し下げ、リムーバー713が下方向に移動する。リムーバー713が下方向に移動することにより、ノズル400の先端部410に装着されているノズルチップ300が、リムーバー713の下面によって下方向に押される。これにより、8つのノズルチップ300がノズル400から同時に脱落し、廃棄袋51に収容される。その後、昇降バー707は、第2駆動機構42により上方向に移動され、図12(a)に示すように元の位置に戻される。
次に、ノズル400の先端部410の形状について説明する。
図14(a)、(b)に示すように、ノズル400の先端部410の側面が、ノズル400の下面411に向かうに従ってノズル400の中心に近付くように、部分的に切欠かれている。先端部410には、ノズルチップ300の開口部311と略同径の側面部分413が、周方向に4箇所残されている。側面部分413の間に、下面411に向かうに従ってノズル400の中心に近付く傾斜面412が形成されている。4つの傾斜面412は、先端部410の前後左右方向に形成されている。図2(a)に示した先端部410の最小幅、すなわち下面411の最小幅は、図14(a)、(b)に示す長さbである。図2(a)に示した先端部410の最大幅、すなわち開口部311に嵌り込む先端部410の部分の幅は、図14(a)、(b)に示す長さgである。
このように、ノズル400には、ノズルチップ300の開口部311と略同径の側面部分413と、側面部分413から内側方向に入り込んだ傾斜面412とが形成されている。この場合に、先端部410がノズルチップ300に挿入されると、4つの側面部分413がノズルチップ300の開口部311内に当接して、ノズルチップ300が傾くことなく先端部410に支持される。また、4つの傾斜面412がノズルチップ300の開口部311内に当接しないため、ノズルチップ300に多少の位置ずれがあっても、先端部410がノズルチップ300内に挿入される。よって、ノズル400の先端部410の形状によっても、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
次に、実施形態1の具体的構成において、上記式(1)〜(3)が成立することについて説明する。
具体的構成では、図2(a)〜図3(b)に示したa、b、e、f、gの値は、それぞれ、6.2mm、4.6mm、5mm、5mm、5.8mmである。また、上述したように、X軸方向における支持部材100の長さと、X軸方向に並ぶ一対の規制部202の間の長さとの差は、約1mmであり、Y軸方向における支持部材100の長さと、Y軸方向に並ぶ一対の規制部202の間の長さとの差は、約1mmである。すなわち、cの値は1mmである。したがって、実施形態1の具体的構成によれば、上記式(1)、(3)は満たされる。また、実施形態1では、上記式(2)が成立するように、支持部材100の厚み等を調整して、dの値が設定される。以上のように上記式(1)〜(3)が成立することにより、ノズル400にノズルチップ300を適正に装着できる。
なお、具体的構成の場合の上記式(1)において、(a−b)の値が1.6mmであり、cの値が(a−b)よりも数段小さい1mmに設定されている理由は、以下のとおりである。チップラック10は、上述したように、枠部618の開口618aに嵌め込まれる。このとき、チップラック10の外周面240と開口618aとの間にはX軸方向およびY軸方向に0.5mmの隙間ができるように、開口618aが構成されている。
したがって、チップラック10が開口618aとの間の隙間の範囲で動き、かつ、支持部材100が規制部202との間の隙間の範囲で動くと、支持部材100のノズル400に対するずれ量は、最大で1mm+0.5mm=1.5mmとなる。このように、最大限にチップラック10と支持部材100が動いたとしても、支持部材100のノズル400に対するずれ量が、(a−b)の値を超えないように各部の長さが設定されている。よって、具体的構成によれば、枠部618の開口618aとラック本体200との間に隙間があっても、ノズルチップ300を適正にノズル400に装着できる。
図15に示すように、検体処理装置20は、移送部30と、分注部40と、制御部801と、開始指示部802と、停止指示部803と、表示部804と、磁石部材移動部805と、駆動部806と、センサ部807と、を備える。
制御部801は、たとえば、演算処理部と記憶部を含む。演算処理部は、たとえば、CPU、MPUなどにより構成される。記憶部は、たとえば、フラッシュメモリ、ハードディスクなどにより構成される。制御部801は、検体処理装置20の各部から信号を受信し、検体処理装置20の各部を制御する。
開始指示部802は、検体処理装置20による処理を開始するためのボタンである。停止指示部803は、検体処理装置20の処理を停止させるためのボタンである。表示部804は、たとえば、インジケータや液晶パネルにより構成される。開始指示部802と、停止指示部803と、表示部804とは、たとえば、検体処理装置20の側面部分や上面部分などに設けられる。磁石部材移動部805は、開口622bを介して磁力を印加するための磁石を移動させる駆動部である。駆動部806は、検体処理装置20内に配された他の機構を含む。センサ部807は、検体処理装置20内に配された他のセンサを含む。
次に、図16を参照して、検体処理装置20を使用したBEAMing法による遺伝子検査の流れについて説明する。実施形態1では、検体処理装置20とは別に、サーマルサイクラーとフローサイトメータが用いられる。
オペレータは、まず用手法による準備処理を行う。具体的には、オペレータは、被検者の血液検体からDNAを抽出してPCR増幅を行い、増幅されたDNAを含む検体をエマルジョン作製処理が可能となる程度に希釈する。そして、オペレータは、マイクロプレート61のウェル61aに、図17(a)に示すように、増幅されたDNAを含む検体と、複数のプライマー分子が結合した磁性ビーズとを収容させる。
ステップS11において、オペレータは、準備を行ったマイクロプレート61を検体処理装置20にセットして、エマルジョン作製処理を行う。エマルジョン作製処理では、ノズルチップ300がノズル400に装着され、ウェル61aにエマルジョン試薬が分注される。これにより、ウェル61a内において、ターゲットDNA分子を増幅するための複数のプライマー分子が結合した磁性ビーズを含む水相に油相が形成され、PCRに供するための油中水型(W/O型)エマルジョンが作製される。図17(b)に示すように、ウェル61a内の液体には、内部に磁性ビーズとターゲットDNA分子がそれぞれ1個程度含まれる液滴が多数作製される。
ステップS21において、オペレータは、エマルジョン作製処理が行われたマイクロプレート61をサーマルサイクラーにセットして、PCR処理を行う。サーマルサイクラーは、マイクロプレート61に対して、複数の異なる温度に変化させる1つのサイクルを複数回繰り返す処理を行う。これにより、エマルジョン作製処理で作製されたW/O型エマルジョンの各液滴内で、ターゲットDNA分子が増幅される。図17(c)に示すように、液滴内部でターゲットDNA分子が増幅する。
ステップS12において、オペレータは、PCR処理を行ったマイクロプレート61を再び検体処理装置20にセットして、後述するエマルジョン破壊処理を行う。エマルジョン破壊処理では、ノズルチップ300がノズル400に装着され、ウェル61aに第1破壊試薬と第2破壊試薬が分注される。これにより、PCRが行われたW/O型エマルジョンが、ウェル61a内において破壊され、液滴から磁性ビーズが回収される。また、エマルジョン破壊処理では、第1破壊試薬と第2破壊試薬の分注後、ウェル61aに標識プローブを含む試薬が分注される。これにより、増幅されたターゲットDNA分子に標識プローブがハイブリダイズ可能になる。
ステップS22において、オペレータは、エマルジョン破壊処理が行われたマイクロプレート61を再びサーマルサイクラーにセットして、ハイブリダイゼーション処理を行う。サーマルサイクラーは、マイクロプレート61に対して、複数の異なる温度に変化させる処理を行う。これにより、図17(d)に示すように、ウェル61a内の変異型DNA分子と野生型DNA分子が、それぞれ対応する標識プローブと結合し、変異型DNA分子と野生型DNA分子が蛍光標識される。
ステップS13において、オペレータは、ハイブリダイゼーション処理が行われたマイクロプレート61を再び検体処理装置20にセットして、後述する洗浄処理を行う。洗浄処理では、ノズルチップ300がノズル400に装着され、ウェル61aに洗浄試薬であるPBSが分注される。洗浄処理により、ウェル61a内において、BF分離が行われ、未反応の標識プローブが磁性ビーズから吸引分離される。言い換えれば、ターゲットDNA分子と標識プローブが結合した磁性ビーズを残して、磁性ビーズに結合していない標識プローブが取り除かれる。また、PBSにより溶媒の交換も行われる。
ステップS31において、オペレータは、洗浄処理が行われたマイクロプレート61をフローサイトメータにセットして、測定処理を行う。これにより、洗浄処理で洗浄された磁性ビーズがフローサイトメータで測定され、標識プローブが結合した磁性ビーズの数がカウントされる。
具体的には、フローサイトメータは、ウェル61aごとに、ウェル61a内の測定試料を吸引してフローセルに流し、フローセルを流れる測定試料にレーザ光源からレーザ光を照射する。このとき、変異型DNA分子に結合している標識プローブと、野生型DNA分子に結合している標識プローブから蛍光が生じる。フローサイトメータは、標識プローブにより生じた波長の異なる2種類の蛍光をダイクロイックミラーで分離し、これら2種類の蛍光を異なる検出器で検出する。フローサイトメータは、各検出器からの出力信号に基づき、変異型DNA分子が結合している磁性ビーズの数と、測定試料に含まれる野生型DNA分子が結合している磁性ビーズの数とをそれぞれカウントする。
オペレータは、ウェル61aごとに、変異型DNA分子が結合している磁性ビーズの数と野生型DNA分子が結合している磁性ビーズの数との合計数に対する、変異型DNA分子が結合した磁性ビーズの数の割合を取得する。こうして、オペレータは、ターゲットDNA分子を取得した被検者について、ターゲットDNA分子の変異状態を知ることができる。
なお、検体処理装置20は、ステップS21のPCR処理と、ステップS22のハイブリダイゼーション処理と、ステップS31の測定処理とを実行可能に構成されてもよい。
ステップS11〜S13では、ノズルチップ300とノズル400との間に位置ずれが生じても、ノズルチップ300がノズル400に適正に装着される。したがって、ノズルチップ300がノズル400に適正に装着されないことにより処理エラーが発生し、処理が停止してしまうといった事態を回避できる。よって、検体を適正に処理できる。
<装着エラーの頻度に関する実験>
発明者は、比較例のチップラックと、実施形態1の具体的構成のチップラック10とを用いて、検体処理装置20の処理を行い、ノズルチップ300が適正にノズル400に装着できなかった頻度を、比較例と実施形態1とで比較した。
比較例のチップラックは、実施形態1のチップラック10と同様、96個のノズルチップ300を支持するように構成されている。比較例のチップラックでは、支持部材がラック本体に対して動かないようにラック本体に設置されている。
検体処理装置20は、図12(a)、(b)を参照して説明したように、1回のノズルチップ300の装着動作において、8個のノズルチップ300を8個のノズル400に装着する。検体処理装置20は、1バッチあたり、このような装着動作を14個のチップラックに対して行う。したがって、1バッチあたり、12×14=168回の装着動作が行われる。比較例と実施形態1のいずれにおいても、同じノズルチップ300が用いられた。発明者は、目視等により、ノズル400にノズルチップ300が装着できていない場合や、液体の吸引ができていない場合などに、装着エラーが発生したと判定した。
なお、比較例では、チップラック上のノズルチップ300が全て使用されると、当該チップラックは破棄され、新しいチップラックが設置された。実施形態1では、チップラック10上のノズルチップ300が全て使用されると、チップラック10に対して新しいノズルチップ300を補充した。
比較例では、29バッチの処理を行って、そのうち3バッチにおいて装着エラーが発生した。すなわち、比較例では、3/29=10.3%の割合で装着エラーが発生した。比較例では、20バッチの処理を行って、一度も装着エラーが発生しなかった。以上の結果から、実施形態1によれば、装着エラーを回避して、ノズル400に適正にノズルチップ300を装着できることが分かった。
<実施形態2>
図18(a)に示すように、実施形態2では、図4に示すラック本体200と比較して、ラック本体200の上面210には、上面210からZ軸負方向に突出した一定高さの壁211、212が格子状に形成されている。具体的には、上面210には、X軸方向に延びるとともにXZ平面に平行な11個の壁211と、Y軸方向に延びるとともにYZ平面に平行な7個の壁212とが形成されている。壁211、212の上端は、XY平面に平行な同一の平面に位置付けられている。壁211、212の高さは、図5(a)に示した支持部材100の壁121、122と同様である。
図18(b)に示すように、実施形態2では、図5(a)に示す支持部材100と比較して、支持部材100の下面120は、XY平面に平行な面によって構成されている。図18(b)に示す支持部材100の下面120が、図18(a)に示すラック本体200の壁211、212の上端に載せられることにより、支持部材100がラック本体200に設置される。実施形態2のその他の構成は、実施形態1と同様である。
実施形態2の場合も、壁211、212によって、第1の孔101と第2の孔201との間の距離を広げることができる。よって、実施形態1と同様、支持部材100の移動に伴いノズルチップ300がX軸方向およびY軸方向に移動した場合に、ノズルチップ300の側面が第2の孔201の内側面に当たって傾くことを抑制できる。また、支持部材100とラック本体200との間の接触面積を小さくできるため、支持部材100を滑らかに移動させることができる。
なお、図18(a)に示すラック本体200と、図5(a)に示す支持部材100とを組み合わせてチップラック10を構成してもよく、図4に示すラック本体200と、図18(b)に示す支持部材100とを組み合わせてチップラック10を構成してもよい。また、壁211、212に代えて、上面210からZ軸負方向に延びるボスや突起が設けられてもよい。
<実施形態3>
図19(a)に示すように、実施形態3では、図4に示すラック本体200と比較して、ラック本体200の上面210の中央に、支持部材100に支持された全てのノズルチップ300の下部320を収容できる程度の大きさの開口213が設けられている。開口213は、上面210から下面220まで貫通していてもよく、下面220まで貫通せず、上面210よりも低い面を有していてもよい。実施形態3のその他の構成は、実施形態1と同様である。
実施形態3では、実施形態1と同様、図19(a)に示すラック本体200の規制部202内に支持部材100が挿入される。このとき、支持部材100の外周近傍が、ラック本体200の上面210に支持される。これにより、実施形態1と同様、支持部材100がラック本体200に設置される。
なお、図19(a)に示すようにラック本体200が構成されると、支持部材100の外周部分のみが上面210により支持されるため、支持部材100が撓むおそれがある。支持部材100の撓みが問題となる場合、図19(a)に示したラック本体200は、図19(b)のように構成してもよい。図19(b)に示すラック本体200は、開口213の中心を通りX軸方向に延びるブリッジ215と、開口213の中心を通りY軸方向に延びるブリッジ216と、を備える。ブリッジ215、216は、たとえば、Z軸方向に所定の厚みを有する部材により構成され、ラック本体200と一体的に形成される。ブリッジ215、216の上面は、上面210と同一平面に位置する。この場合、ブリッジ215、216によって、支持部材100の下端が支持されるため、支持部材100の撓みを抑制できる。
<実施形態4>
図20(a)に示すように、実施形態4では、図4に示すラック本体200と比較して、上面210に形成された規制部202が、上面210の外周全域にわたって形成されておらず、上面210のX軸正側、X軸負側、Y軸正側、およびY軸負側の端部に、それぞれ設けられている。実施形態4のその他の構成は、実施形態1と同様である。この場合も、4つの規制部202に囲まれた範囲に支持部材100が載せられると、支持部材100と規制部202との間に隙間11が生じる。よって、実施形態1と同様に、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
なお、図20(a)に示したラック本体200は、図20(b)のように構成してもよい。図20(b)に示すラック本体200では、上面210の4つの角の部分に規制部202が設けられている。この場合も、規制部202に囲まれた範囲に支持部材100が載せられると、支持部材100と規制部202との間に隙間11が生じる。よって、実施形態1と同様に、ノズルチップ300をノズル400に適正に装着できる。
10 チップラック
11 隙間
20 検体処理装置
100 支持部材
101 第1の孔
110 上面
120 下面
121、122 壁
123 領域
130 仮止め部
200 ラック本体
201 第2の孔
202 規制部
203 ベース部
210 上面(支持面)
231 接触部
240 外周面
241 窪み
242 傾斜面
300 ノズルチップ
311 開口部
320 下部
321 先端
400 ノズル
410 先端部
500 他の支持部材
618 枠部

Claims (22)

  1. ノズルの先端部に装着されるノズルチップを着脱可能に支持するためのチップラックであって、
    前記ノズルチップを支持するための複数の第1の孔を有する支持部材と、
    前記第1の孔の中心軸に垂直な方向に移動可能に前記支持部材を支持し、複数の前記第1の孔にそれぞれ対応する複数の第2の孔を有し、前記第2の孔が前記第1の孔に支持された前記ノズルチップの下部を前記ノズルチップの先端まで収容する深さを有するラック本体と、を備え、
    前記第1の孔に支持されたノズルチップ上端の開口部にノズルが差し込まれると、前記第1の孔の中心軸に垂直な方向への前記支持部材の移動により、前記ノズルチップが位置調整される、チップラック。
  2. 前記支持部材が前記ラック本体に着脱可能に構成されている、請求項1に記載のチップラック。
  3. 前記ラック本体は、前記支持部材の外周と所定の隙間をもって対向し、前記第1の孔の中心軸に垂直な方向における前記支持部材の移動を前記隙間の範囲で許容する規制部を備える、請求項1または2に記載のチップラック。
  4. 前記支持部材の移動範囲が、前記ノズルチップ上端の開口部の直径と、前記開口部に挿入されるノズル先端部の最大幅との間の差分以上に設定されている、請求項1ないし3の何れか一項に記載のチップラック。
  5. 前記ラック本体に対する前記支持部材の移動範囲において前記支持部材が移動した場合に、前記第1の孔に支持された前記ノズルチップの側面が前記第2の孔の内側面に当たらないように、前記第2の孔の径が設定されている、請求項1ないし4の何れか一項に記載のチップラック。
  6. 前記支持部材の下面に、一定高さの壁が格子状に形成され、前記壁の下端が前記支持面に載せられる、請求項1ないし5の何れか一項に記載のチップラック。
  7. 前記壁に囲まれた領域が縦横に並ぶように前記壁が形成され、
    前記各領域に、前記第1の孔が形成されている、請求項6に記載のチップラック。
  8. 縦横に並ぶように前記第1の孔が前記支持部材に形成されている、請求項1ないし7の何れか一項に記載のチップラック。
  9. 前記支持部材に接触することにより、前記支持部材が前記ラック本体に対して前記第1の孔の中心軸に平行な方向に離間することを規制する接触部を備える、請求項1ないし8の何れか一項に記載のチップラック。
  10. 前記接触部は、前記支持部材に対して前記ラック本体から突出した突起である、請求項9に記載のチップラック。
  11. 前記ラック本体は、前記第2の孔が設けられたベース部が、前記第2の孔を除いて前記ラック本体を構成する材料で埋められている、請求項1ないし10の何れか一項に記載のチップラック。
  12. 前記ラック本体を構成する材料は、前記支持部材よりも比重の大きい材料である、請求項11に記載のチップラック。
  13. 前記支持部材は、前記ノズルチップが他の支持部材に支持された状態で前記支持部材に支持される場合に、前記他の支持部材を前記支持部材の上面に仮止めするための仮止め部を備える、請求項1ないし12の何れか一項に記載のチップラック。
  14. 前記第2の孔の径は、前記第1の孔の径以下に設定されている、請求項1ないし13の何れか一項に記載のチップラック。
  15. 前記ラック本体の外周面に、前記ラック本体の内方に凹んだ窪みが形成されている、請求項1ないし14の何れか一項に記載のチップラック。
  16. 前記ラック本体の外周面に、上方に向かって徐々にラック本体の外側へと立ち上がる傾斜面が形成されている、請求項1ないし15の何れか一項に記載のチップラック。
  17. 請求項1ないし16の何れか一項に記載のチップラックと、
    前記ラック本体が嵌め込まれる枠部と、
    前記ノズルチップが装着されるノズルと、を備え、
    前記ノズルに装着された前記ノズルチップを用いて検体を処理する、検体処理装置。
  18. ノズルの先端部に装着されるノズルチップを着脱可能に支持するための複数の第1の孔を有する支持部材を支持するためのラック本体であって、
    前記第1の孔の中心軸に垂直な方向に移動可能に前記支持部材を支持し、複数の前記第1の孔にそれぞれ対応する複数の第2の孔を有し、前記第2の孔が前記第1の孔に支持された前記ノズルチップの下部を前記ノズルチップの先端まで収容する深さを有し、
    前記第1の孔に支持されたノズルチップ上端の開口部にノズルが差し込まれると、前記第1の孔の中心軸に垂直な方向への前記支持部材の移動により、前記ノズルチップが位置調整される、ラック本体。
  19. ノズルチップを支持するための第1の孔を有する支持部材を、前記第1の孔の中心軸に垂直な方向に移動可能に支持するラック本体の上方にノズルを移動させ、
    前記ラック本体に支持された前記支持部材に対して前記ノズルを下降させて、前記第1の孔に支持されたノズルチップ上端の開口部にノズルを差し込み、
    前記第1の孔の中心軸に垂直な方向への前記支持部材の移動により位置調整された前記ノズルチップに前記ノズルをさらに差し込むことにより、前記ノズルに前記ノズルチップを装着させる、ノズルチップ装着方法。
  20. 前記支持部材の移動範囲が、前記ノズルチップ上端の開口部の直径と、前記開口部に挿入されるノズル先端部の最大幅との間の差分以上に設定されている、請求項19に記載のノズルチップ装着方法。
  21. 前記支持部材の移動範囲が、前記ノズルチップ上端の開口部の直径と、前記開口部に挿入されるノズル先端部の最小幅との間の差分以下に設定されている、請求項19または20に記載のノズルチップ装着方法。
  22. 前記ラック本体は、複数の前記第1の孔にそれぞれ対応する位置に複数の第2の孔を有し、前記第2の孔が前記第1の孔に支持された前記ノズルチップの下部を前記ノズルチップの先端まで収容する深さを有する、請求項19ないし21の何れか一項に記載のノズルチップ装着方法。
JP2016233708A 2016-11-30 2016-11-30 チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法 Active JP6917702B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016233708A JP6917702B2 (ja) 2016-11-30 2016-11-30 チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法
US15/821,936 US20180147577A1 (en) 2016-11-30 2017-11-24 Tip rack, sample processing apparatus, rack body, and method of attaching nozzle tip
CN201711214444.5A CN108117032B (zh) 2016-11-30 2017-11-28 吸头架、样本处理装置、架主体、以及喷嘴吸头安装方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016233708A JP6917702B2 (ja) 2016-11-30 2016-11-30 チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018091670A JP2018091670A (ja) 2018-06-14
JP6917702B2 true JP6917702B2 (ja) 2021-08-11

Family

ID=62193411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016233708A Active JP6917702B2 (ja) 2016-11-30 2016-11-30 チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180147577A1 (ja)
JP (1) JP6917702B2 (ja)
CN (1) CN108117032B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106735949A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 天津市新阳汽车电子有限公司 一种多机种组合式汽车点火线圈打标治具
US10882084B2 (en) * 2018-11-15 2021-01-05 Joes Holdings Llc Shielded containment cabinet and method of use
CN110064636A (zh) * 2019-04-04 2019-07-30 米亚索乐装备集成(福建)有限公司 喷嘴清洗装置
JP7251389B2 (ja) * 2019-07-30 2023-04-04 株式会社島津製作所 分注チップホルダ
FI3932557T3 (fi) * 2020-07-02 2023-12-28 Eppendorf Se Monikanavainen pipettipää
JP2023123992A (ja) * 2022-02-25 2023-09-06 川崎重工業株式会社 チップラックアダプタおよびチップ供給機構

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62293139A (ja) * 1986-06-12 1987-12-19 Suehiro Mizukawa 分注器のチツプ支持装置
JP2701900B2 (ja) * 1988-12-20 1998-01-21 株式会社ニチリョー マルチピペット
JPH0531599U (ja) * 1991-09-30 1993-04-27 住友電気工業株式会社 ピペツトノズルとノズルホールダーの構造
US5487997A (en) * 1994-02-15 1996-01-30 Point Plastics Incorporated Pipette tip mounting and transfer apparatus and method
US6286678B1 (en) * 1999-03-05 2001-09-11 Rainin Instruments Co., Inc. Refill pack for pipette tip racks and improved pipette tip support plate for use in such packs and racks
US7169361B2 (en) * 2002-01-10 2007-01-30 Molecular Bioproducts, Inc. Pipette tip reloading system
JP4320266B2 (ja) * 2004-01-22 2009-08-26 シスメックス株式会社 分注装置およびそれを備えた分析装置
JP5160725B2 (ja) * 2004-11-02 2013-03-13 シスメックス株式会社 チップラックおよびチップ組立品
JP2007253118A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Fujifilm Corp ピペットチップ収納具
JP2008039470A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Hitachi High-Technologies Corp 自動分析装置用ノズルチップの装填方法
JP5372732B2 (ja) * 2009-12-28 2013-12-18 シスメックス株式会社 検体分析装置および検体ラック搬送方法
JP5781316B2 (ja) * 2011-01-27 2015-09-16 シスメックス株式会社 ピペットチップ供給装置
JP5545233B2 (ja) * 2011-01-31 2014-07-09 コニカミノルタ株式会社 検査システム
US8906327B2 (en) * 2011-04-08 2014-12-09 Molecular Bioproducts, Inc. Pipette tip stacking tray
US20130108522A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Molecular Bioproducts, Inc. Self Locking Snap Plate
CN203030314U (zh) * 2013-01-24 2013-07-03 李雷花 新型取样管架
CN104525291A (zh) * 2014-12-24 2015-04-22 科晶(宁波)生物科技有限公司 一种试管架
CN204469748U (zh) * 2015-01-07 2015-07-15 任维玥 一种化学实验用试管架
CN205462358U (zh) * 2016-01-21 2016-08-17 庄立 一种可调节医用采血管架

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018091670A (ja) 2018-06-14
CN108117032B (zh) 2021-04-16
US20180147577A1 (en) 2018-05-31
CN108117032A (zh) 2018-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6917702B2 (ja) チップラック、検体処理装置、ラック本体およびノズルチップ装着方法
EP1652583B1 (en) Pipette tip rack and pipette tip assembly
US20200309802A1 (en) Systems and Methods for Automated Analysis
US7169362B2 (en) Microplate liquid handling system
US11338259B2 (en) Vessel rack, agitator, and fine particle measurement apparatus
JP4990266B2 (ja) マイクロプレート処理装置およびマイクロプレート処理方法
EP1589344A1 (en) Monitoring function-equipped dispensing system and method of monitoring dispensing device
US20070077645A1 (en) Biochemical treatment device with dispensing unit
US7101511B2 (en) Microplate liquid handling system
EP2573571B1 (en) Traceability for automated staining system
JP4320266B2 (ja) 分注装置およびそれを備えた分析装置
KR101089882B1 (ko) 분주용 실린더, 대용량 분주장치 및 대용량 분주장치의사용방법
US7939032B2 (en) Microchip processing apparatus
JP2010139501A (ja) 搬送装置及びこれを用いた検体分析装置
JP3988399B2 (ja) 染色体標本展開装置
JP6612539B2 (ja) 遺伝子検査用検体処理装置
JP2022070138A (ja) 解析装置および試薬キット
JP7428248B2 (ja) 遺伝子解析装置
US20090117003A1 (en) Liquid delivery apparatus
US7285245B2 (en) Biochemical analysis method and apparatus
EP1988399A1 (en) Liquid transporting device
JP6783951B2 (ja) 自動分析装置
JP2019507350A (ja) 体外診断用自動分析システム
EP4234677A1 (en) Analysis apparatus
JP4132756B2 (ja) 生化学分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210622

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6917702

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150