JP7278934B2 - 送液装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、一方の面に複数の凹部を備えた弾性部材を、その凹部が基板側となるように、基板と重ねて構成された、液体を収容する複数のウェル(液体収容部)と、ウェル間を接続する流路とを備えた化学処理用カートリッジが開示されている。特許文献1では、ローラーをカートリッジの弾性部材に押し付けながら回転させることで、弾性部材が弾性変形し、弾性変形したウェル中の液体が押し出されてそのウェルに接続した流路を介して隣接するウェルに移動される方法が開示されている。
押圧部を備え、押圧部によって、第2収容部の上壁面を構成する部分の、送液方向中央から第1流路寄りの位置を外部から第2収容部の内部に向かって押圧する押圧機とを備え、
押圧機で第2収容部の上壁面を構成する部分を押圧することにより、第2収容部に収容された液体を、第3収容部に送液する送液装置。
第1押圧部および第2押圧部を備え、第1押圧部によって、第1流路の上壁面を構成する第1部分を、外部から第1流路の内部に向かって押圧し、第2押圧部によって、第2収容部の上壁面を構成する第2部分を外部から第2収容部の内部に向かって押圧する押圧機とを備え、
押圧機で第1部分および第2部分を押圧することにより、第2収容部に収容された液体を、第3収容部に送液する送液装置。
第1実施形態の送液装置について説明する。図1は、送液装置201の概略構成を示す斜視図である。送液装置201は、検査用容器211と、押圧部としてプランジャ52を備えた押圧機50とを備える。
図2は検査用容器211の分解斜視図である。図2は、検査用容器211の概略構成を示す断面図である。図3は、検査用容器211の本体部212の概略構成を示す平面図である。
押圧機50は、プランジャ52によって検査用容器211の第2収容部222の上壁面222bを構成する部分、すなわち容器の部分214Aを第2収容部222内部に向かって押圧する。本例において、押圧機50は、押圧動作時にプランジャ52をガイドするシリンダ54をさらに備えている。
第2実施形態の送液装置について説明する。図6は、送液装置202の概略構成を示す斜視図である。送液装置202は、検査用容器211と、第1押圧部としてのプランジャ51および第2押圧部としてのプランジャ52を備えた押圧機55とを備える。
押圧機55は、第1プランジャ51によって検査用容器211の第1流路231の上壁面231bを構成する第1部分214Bを第1流路231内部に向かって押圧し、第2プランジャ52によって検査用容器211の第2収容部222の上壁面222bを構成する第2部分214Aを第2収容部222内部に向かって押圧する。押圧機50は、押圧動作時にプランジャ51をガイドするシリンダ53およびプランジャ52の移動をガイドするシリンダ54をさらに備えている。押圧機55は、プランジャ51および52を、それぞれが検査用容器211の第1部分214B、第2部分214Aを押圧するように備えている。送液装置202は、検査用容器211を送液装置202にセットすることにより、プランジャ51およびプランジャ52と、検査用容器211の第1部分214Bおよび第2部分214Aとが上記関係となる配置に位置決めされるように構成されていてもよいし、押圧機50のプランジャ51が第1部分214B上に位置するように、プランジャ51が検査用容器211に対して相対的に移動可能に備えられ、プランジャ52が第1部分214A上に位置するように、プランジャ52が検査用容器211に対して相対的に移動可能に備えられていてもよい。例えば、送液装置201に、プランジャ51および52を独立にもしくは一緒に移動する移動機構、検査用容器の移動機構、もしくはその両方を備えていてもよい。
検査用容器1について説明する。図8は、検査用容器1の概略構成を示す分解斜視図である。図9は、検査用容器1の概略構成を示す断面図である。図10は、検査用容器1の本体部12の概略構成を示す平面図である。
図8、図9および図10に示される検査用容器1は、それぞれ液体を収容可能な第1収容部21、第2収容部22および第3収容部23、第1収容部21と第2収容部22とを互いの上端位置で連通する第1流路31、並びに第2収容部22と第3収容部23とを互いの上端位置で連通する第2流路32を内部に備えた容器本体10を備える。そして、容器本体10は、少なくとも第2収容部22の上壁面22bを構成する部分14Aに、第2収容部22の内部に向かって変形可能な可撓性を有する。なお、送液装置202に適用する場合には、さらに、第1流路31の上壁面31bを構成する部分14Bに、第1流路31の内部に向かって変形可能な可撓性を有する。
図11に、検査用容器1の変形例の検査用容器1Aを示す。検査用容器1Aは本体部12Aと上蓋部材14とからなる容器本体10Aを備える。検査用容器1Aにおいては、第1流路31の内底面31aと、第2収容部22との段差部の第1流路31の内底面31aと第2収容部22の内側面22cとのなす角33が鋭角である。段差部の角33を鋭角とすることで、角度が90°以上である場合と比較して、第2収容部22に収容されている液体が第1流路31に進入するのをより効果的に抑制できる。これにより、第2収容部22に収容されている液体を、より優先的に第2流路32へ送液することができる。
検査用容器2について説明する。図12は、検査用容器2の概略構成を示す分解斜視図である。図13は、検査用容器2の概略構成を示す断面図である。図14は、検査用容器2の本体部12Bの概略構成を示す平面図である。
検査用容器3について説明する。図15は、検査用容器3の概略構成を示す分解斜視図である。図16は、検査用容器3の概略構成を示す断面図である。図17は、検査用容器3の本体部12Cの概略構成を示す平面図である。
図18は、第3実施形態の変形例の検査用容器3Aを示す。検査用容器3Aは本体部12Dと上蓋部材14とからなる容器本体10Dを備える。検査用容器3Aにおいては、階段部40の少なくとも1つの段を構成する内底面と内側面とのなす角(ここでは角43)が、鋭角である。段差部の角43を鋭角とすることで、角度が90°以上である場合と比較して、第2収容部22に収容されている液体が第1流路31に進入するのをより効果的に抑制できる。これにより、第2収容部22に収容されている液体を、より優先的に第2流路32へ送液することができる。
本開示の技術の送液装置は、例えば、核酸抽出検査装置に適用することができる。本開示の送液装置の一実施形態としての核酸抽出検査装置および核酸抽出検査について説明する。
検査用容器101を備えた核酸抽出検査装置100における核酸抽出検査の工程について説明する。
RNAを含む試料に、細胞膜を溶解する界面活性剤を含む溶解液、および磁性粒子Pを混合して、RNAを磁性粒子Pに吸着させる。RNAを含む試料としては、生体試料、ウイルスなど、RNAを含んでいれば特に限定されない。なお、必要に応じてフィルターなどにより、夾雑物を除去してもよい。
前処理で得られた、RNAが吸着した磁性粒子Pを含む検体液150をシリンジ160により集磁チャンバ120に注入する。その後、磁石Mを集磁チャンバ120上の位置A1にセットする。これにより、集磁チャンバ120に収容されている磁性粒子Pが磁石Mに引き寄せられ、上面の磁石Mに対応する位置に集まり凝集した状態となる(図24参照)。
なお、集磁チャンバ120において、吸着工程および集磁工程を時系列的に行ってもよい。
洗浄チャンバ121において、RNAが吸着した磁性粒子Pを、洗浄チャンバ121に収容されている洗浄液151で洗浄する。洗浄チャンバ121には予め洗浄液151を充填していてもよいし、磁性粒子Pの移動後に洗浄液151を注入してもよい。磁石Mを磁力が洗浄チャンバ121に影響を与えない位置(位置A3)まで移動し、磁性粒子Pを洗浄液151内に分散させることで洗浄を促進することができる。洗浄によって、RNA以外の物質であって磁性粒子Pに非特異的に結合した物質を除去する。
PCRチャンバ122において、磁性粒子Pに吸着したRNAをPCR溶液152中に溶出させ、PCRによるDNA増幅を行う。抽出されたRNAからcDNAを合成し、PCRによりcDNAを増幅させる。なお、この際、磁性粒子Pは、重力によりPCRチャンバ122中の内底面に沈む。
PCR工程の後、PCRチャンバ122中の増幅されたcDNAを含む溶液を検出チャンバ123に送液する。なお、検査用容器101は、流路131が洗浄チャンバ121とPCRチャンバ122の上端位置に、流路132がPCRチャンバ122と検出チャンバ123の上端位置にそれぞれ備えられているので、この送液工程の前に、PCRチャンバ122から溶液152が毛細管現象等によって流路131、132を通過してしまうのを抑制することができる。
検出チャンバ123においては、cDNAを含む溶液を展開液と混合させる。その後、その混合した液は、流路135を通過して、クロマトグラフ担体収容部125に配置されている核酸クロマトグラフ担体(クロマトグラフ担体128)で展開する。検査対象となるRNAが含まれていれば、陽性、含まれていなければ陰性の結果が得られる。
図1~図4に示した、3つの収容部とその間を連結する流路を備えた検査用容器201と同様の形状の検査用容器A~Dを作製し、送液時の押圧箇所および押圧方法を変えた実施例および比較例の送液方法について評価を行った。検査用容器A~D(検査用容器201)は第1収容部221、第2収容部222、第3収容部223、第1収容部221と第2収容部222とを上端で接続する第1流路231、および第2収容部222と第3収容部223とを上端で接続する第2流路232を備えている。3つの収容部221、222、223は同一形状であり、長さL=7.5mm、幅W=7.5mm、深さd=1mmとした。第1流路231、第2流路232の幅は1mmとした。また、第1流路231および第2流路232の第2収容部222の内底面222aからの高さhは共に0.8mmとした。
実施例1~6、比較例1、2には同一の検査用容器Aを用いた。
検査用容器Aは、容器本体212と上蓋部材214とから構成し、容器本体212は、第1収容部221、第2収容部222および流路230の側壁面を構成する主本体部と、第1収容部221、第2収容部222および流路230の内底面を構成する底面部材とから構成した。
実施例7には検査用容器Bを用いた。検査用容器Bは検査用容器Aと同一形状であるが、本体部210の材料としてポリプロピレン(PP)を用いた点が異なる。
主本体部は日本ポリプロ株式会社製WINTEC WMG03UXを用いて射出成型した。底面部材には東レ株式会社製 トレファンBO60-2500(厚み60μm)を用いた。また、実施例1と同様に、上蓋部材214は、冨田マテックス社製シリコーンフィルムGFSX6000(厚み300μm)を用いた。
実施例8には、検査用容器Cを用いた。検査用容器Cは検査用容器Aと同一形状であるが、本体部210の材料としてポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)を用いた点が異なる。
主本体部は三菱ケミカル株式会社製アクリペットVH001を用いて射出成型し、底面部材には、住化アクリル販売株式会社製のテクノロイS001(厚み125μm)を用いた。また、実施例1と同様に、上蓋部材214は、冨田マテックス社製シリコーンフィルムGFSX6000(厚み300μm)を用いた。
実施例9には、検査用容器Dを用いた。検査用容器Dは検査用容器Aと同一形状であるが、本体部210の材料としてCOPを用いた点が異なる。
主本体部はJSR株式会社製ARTON F4520を用いて射出成型し、底面部材には、JSR株式会社製ARTON R5000を製膜して得た厚み50μmのフィルムを用いた。また、実施例1と同様に、上蓋部材214は、冨田マテックス社製シリコーンフィルムGFSX6000(厚み300μm)を用いた。
検査用容器A~Dを用いて、以下の実施例1~9および比較例1、2の方法による送液を行い、送液性を評価した。
図26に示すように、第1収容部222の上部の部分214Aにおける押込み位置は、第2収容部222と第1流路231との境界C1を0%位置として、第2収容部222と第3流路232との境界C2を100%位置とした場合の位置で示す。また、第1流路231の上部の部分214Bにおける押込み位置は、第1流路231と第1収容部221との境界C0を0%位置として、第1流路231と第2収容部222との境界C1を100%位置とした場合の位置で示す。
すなわち、
液戻り率=
(第1収容部に戻った液重量[mg])/(第3収容部に送液された液重量[mg])
とした。
液戻り率を以下の判断基準で評価した。実用上はE以上が求められる。また、実用上はD以上が好ましく、C以上がより好ましく、B以上がさらに好ましい。
A:5%未満
B:5%以上、10%未満
C:10%以上、15%未満
D:15%以上、20%未満
E:20%以上、25%未満
F:30%以上
検査用容器Aを用い、第2収容部222上の部分214Aの30%位置をボールプランジャにて押圧して送液を行った(図5参照)。
検査用容器Aを用い、第2収容部222上の部分214Aの15%位置をボールプランジャにて押圧して送液を行った(図5参照)。
検査用容器Aを用い、第1流路231上の部分214Bの25%位置および第2収容部222上の部分214Aの50%位置をそれぞれボールプランジャにて押圧して送液を行った(図7参照)。この際、部分214Aおよび214Bは同時に押圧した。
検査用容器Aを用い、第1流路231上の部分214Bの50%位置および第2収容部222上の部分214Aの50%位置をそれぞれボールプランジャにて押圧して送液を行った(図7参照)。この際、部分214Aおよび214Bは同時に押圧した。
検査用容器Aを用い、第1流路231上の部分214Bの75%位置および第2収容部222上の部分214Aの50%位置をそれぞれボールプランジャにて押圧して送液を行った(図7参照)。この際、第1流路上の部分214Bを先に押込み、次いで第2収容部222上の部分214Aを押し込んだ。
検査用容器Aを用い、第1流路231上の部分214Bの50%位置および第2収容部222上の部分214Aの50%位置をそれぞれボールプランジャにて押圧して送液を行った(図7参照)。この際、部分214Aおよび214Bは同時に押圧した。
検査用容器Bを用い、第2収容部222上の部分214Aの30%位置をボールプランジャにて押圧して送液を行った(図5参照)。
検査用容器Cを用い、第2収容部222上の部分214Aの30%位置をボールプランジャにて押圧して送液を行った(図5参照)。
検査用容器Dを用い、第2収容部222上の部分214Aの30%位置をボールプランジャにて押圧して送液を行った(図5参照)。
検査用容器Aを用い、第2収容部222上の部分214Aの50%位置をボールプランジャにて押圧して送液を行った。
検査用容器Aを用い、第2収容部222上の部分214Aの75%位置をボールプランジャにて押圧して送液を行った。
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、 容器本体
12、12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G、 本体部
14 上蓋部材
14A 部分(第1部分)
14B 第2部分
21 第1収容部
21b 第1収容部の上壁面
22 第2収容部
22a 第2収容部の内底面
22b 第2収容部の上壁面
22c 第2収容部の内側面
23 第3収容部
31 第1流路
31a 第1流路の内底面
32 第2流路
32a 第2流路の内底面
33、43 角
34 疎水化面
40 階段部
41、42 段
50、55 押圧機
51、52 プランジャ
53、54 シリンダ
100 核酸抽出検査装置
101 検査用容器
102 搬送部
106 分注機
107 磁界発生移動部
108 温調部
110 容器本体
112 本体部
114 上蓋部材
120 集磁チャンバ(収容部)
121 洗浄チャンバ(第1収容部)
122 PCRチャンバ(第2収容部)
122a PCRチャンバの内底面
123 検出チャンバ(第3収容部)
125 クロマトグラフ担体収容部
128 クロマトグラフ担体
130、131、132、135、145 流路
150 検体液
151 洗浄液
152 PCR溶液
153 展開液
160~163 シリンジ
170 移動機構
201 送液装置
210 容器本体
211 検査用容器
212 本体部
214 上蓋部材
221 第1収容部
222 第2収容部
223 第3収容部
231 第1流路
232 第2流路
240 階段部
241、242、243 段
M 磁石
P 磁性粒子
Claims (10)
- それぞれ液体を収容可能な第1収容部、第2収容部および第3収容部、前記第1収容部と前記第2収容部とを互いの上端位置で連通する第1流路、並びに前記第2収容部と前記第3収容部とを互いの上端位置で連通する第2流路を内部に備えた検査用容器であって、少なくとも前記第2収容部の上壁面を構成する部分に可撓性を有する検査用容器と、
押圧部を備え、前記押圧部によって、前記第2収容部の上壁面を構成する前記部分の、送液方向中央から前記第1流路寄りの位置を外部から前記第2収容部の内部に向かって押圧する押圧機とを備え、
前記押圧機で前記第2収容部の上壁面を構成する前記部分を押圧することにより、前記第2収容部に収容された液体を、前記第3収容部に送液する送液装置。 - 前記検査用容器が、前記第1収容部、前記第1流路、前記第2収容部、前記第2流路、および前記第3収容部の各々を形成する部分が開口した本体部と、前記第2収容部の前記上壁面を構成する部分を含む上蓋部材とを有し、前記上蓋部材で前記本体部の開口を覆うことにより、内部に前記第1収容部、前記第1流路、前記第2収容部、前記第2流路および前記第3収容部が形成されてなる、請求項1に記載の送液装置。
- 前記検査用容器の前記上蓋部材が全域に亘って可撓性を有する、請求項2に記載の送液装置。
- 前記検査用容器は、前記第2収容部に収容された液体を、前記第2流路を介して前記第3収容部に送液する際に、前記第1収容部への前記液体の逆流を抑制する液戻り防止構造を備えた請求項2または3に記載の送液装置。
- 前記検査用容器の前記液戻り防止構造が、前記第2収容部の内底面から前記第1流路の内底面までの高さが前記第2収容部の前記内底面から前記第2流路の内底面までの高さよりも高く構成された構造を含む請求項4に記載の送液装置。
- 前記検査用容器の前記液戻り防止構造が、前記第1流路の内面の水接触角が前記第2流路の内面の水接触角よりも大きく設定された前記第1流路および前記第2流路の構造を含む請求項4または5に記載の送液装置。
- 前記検査用容器の前記液戻り防止構造が、前記第1流路と前記第2収容部との間に構成され、かつ、前記第1収容部の内底面から2以上の段を含む階段部の構造を含む請求項4から6のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記検査用容器は、核酸の検査を行うためのクロマトグラフ担体と、前記クロマトグラフ担体を収容する担体収容部とをさらに備えた、請求項1から7のいずれか1項に記載の送液装置。
- 前記検査用容器は、前記第1収容部が、磁性粒子を含む第1液体を収容し、前記第1流路が前記第1液体から分離された分離磁性粒子を通過させ、前記第2収容部が、前記分離磁性粒子を収容する、請求項1から8のいずれか1項に記載の送液装置。
- 磁石および前記磁石を移動する移動機構を備えた磁界発生移動部をさらに備え、
前記検査用容器の前記第1収容部上に前記磁石を配置して前記第1液体中の前記磁性粒子を集め、前記第1収容部上から前記第1流路上に沿って前記第2収容部上まで磁石を移動することで、前記第1液体から分離した分離磁性粒子を、前記第1流路を通過させて前記第2収容部に移動させる請求項9に記載の送液装置。
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