JPWO2019189753A1 - 全自動遺伝子検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記核酸を増幅するための複数の反応場を有する検査チップに前記核酸を含む溶液を注入する第2ユニットと、前記反応場において増幅された核酸を光学検出するための第3ユニットと、を備えることを特徴とする全自動遺伝子検査装置。
前記ピアッシングチップを前記ピペッティング機構から取り外した後に、前記ピペットチップを前記ピペッティング機構に取り付け、前記試薬を前記反応セルに移動させる第2機構と、を備えていることを特徴とする(3)に記載の全自動遺伝子検査装置。
前記カートリッジ基体の外縁部である円周上に前記シール付きセルと前記第1セルと前記第2セルと前記第3セルとが配置され、前記ピペッティング機構をθ方向に移動させることができる駆動機構と、前記カートリッジを前記ピペッティング機構が移動する軌道上において回転させることができる回転機構と、を備えることを特徴とする(3)に記載の全自動遺伝子検査装置。
以下、本発明の実施形態について説明する。図1は、遺伝子試験システムDの概要を示した斜視図である。図1に示されるように、遺伝子試験システムDは、マスターユニット2及びテストユニット1を備えている。マスターユニット2とテストユニット1とは、電気的に接続され、マスターユニット2とテストユニット1とは、相互間において入力データ及び検査結果の送受信を行う。なお、図1に示された遺伝子試験システムDは、マスターユニット2とテストユニット1とが分離されたタイプであるが、これに限定されない。例えば、制御部を備えるマスターユニット2をテストユニット1に取り込み一体型の遺伝子試験システムDとしてもよい。
第1ユニットは、検体から核酸を抽出精製するユニットであり、核酸を抽出精製するために用いる複数の試薬を備えたカートリッジ110、反応セル120、試薬を移動させるピペッティング機構130、反応セル120を前処理するための前処理機構140を備えている。図4(A)は、第1ユニットが備えているカートリッジ110の構成を示した斜視図である。図4(B)は、カートリッジ110の上面図である。図4(C)は、カートリッジ110の断面図である。図4(D)は、第1ユニットが備えている反応セル120の構成を示した斜視図である。
なお、図4(A)に示されるとおり、ピアッシングチップ117を収納するためのケース1191が図示されている。すなわち、第1セル1161は、カートリッジ基体111に設置されたピアッシングチップ117を収納するためのケース1191を有していてもよい。
なお、図4(A)に示されるとおり、インジェクションチップ118を収納するためのケース1191が図示されている。すなわち、第2セル1162は、カートリッジ基体111に設置されたインジェクションチップ118を収納するためのケース1191を有していてもよい。
なお、インジェクションチップ118の先端には、試薬を注入するための注射針1181が設けられている。注射針1181は、上記ケース1191の内部に収納されている。このため、注射針1181が外気と接することがない。
次に、第1ユニットを用いた前処理について説明する。第1ユニットを用いた前処理とは、検体から核酸を抽出精製することを意味する。図6は、複数の試薬を備えたカートリッジ110と、ピアッシングチップ117との関係を示したモデル図である。
第2ユニットは、第1ユニットを用いて得られた核酸を増幅するための反応場を有する検査チップに核酸を含む溶液を注入するユニットである。第2ユニットは、インジェクション機構210と、核酸を増幅するための反応場を有する検査チップ220を備えている。図10は、第2ユニットの構成を示した概要図である。図10に示されるように、第2ユニットが備えているインジェクション機構210は、ピペットヘッド131とピアッシングチップ117とインジェクションチップ118の3つの部材から構成されている。
次に、第2ユニットを用いた核酸を含む溶液の検査チップ220への注入について説明する。核酸を含む溶液の検査チップ220への注入とは、インジェクションチップ118の内部に保持されている核酸を含む溶液を注入孔224に注入することを意味する。
第3ユニットは、第2ユニットが備えている検査チップ220が有する複数の反応場222において増幅された核酸を光学検出するためのユニットである。図13(A)は、第3ユニットの構成を示した正面図である。図13(B)は、第3ユニットの構成を示した左側面図である。図13に示されるように、第3ユニットは、上部に配置された励起光学部310と、検査チップ220を備えた中心部320と、下部に配置された検出光学部330から構成されている。
第3ユニットによる核酸の光学検出について、説明する。励起光学部310において励起光源から発生した光は、集光レンズ312を通過した後、さらにコリメートレンズ313を通過する。コリメートレンズ313を通過した光は、光学フィルター314によって、フィルタリングされる。フィルタリングされた励起光は、上側のヒーター321に設けられている孔を通過し、検査チップ220の反応場222を通過する。検査チップ220の反応場222を通過した励起光は、集光レンズ332を通過し、光学フィルター333によってフィルタリングされる。光学フィルター333によってフィルタリングされた励起光は、検出器334によって、検出される。
図14は、実施形態2の全自動遺伝子検査装置1の概要を示したモデル図である。図14(A)は、全自動遺伝子検査装置1の概要を示した上面図である。図14(B)は、全自動遺伝子検査装置1の概要を示した正面図である。実施形態2の全自動遺伝子検査装置1の基本的構造は、実施形態1の全自動遺伝子検査装置とほぼ同一である。
実施形態3の全自動遺伝子検査装置1の基本的構造は、実施形態1の全自動遺伝子検査装置1とほぼ同一である。実施形態3の全自動遺伝子検査装置は1、検査チップ220の反応場222において適用される核酸増幅反応として、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法を採用している。
1 全自動遺伝子検査装置(テストユニット)
2 マスターユニット
10 前処理部(第1ユニット)
20 注入部(第2ユニット)
30 増幅検出部(第3ユニット)
35 2次元バーコード
110 カートリッジ
111 カートリッジ基体
112 カートリッジ基体孔
113 シール付き試薬セル
114 フランジ
115 シール
116 チップ孔
1161 第1セル
1162 第2セル
1163 第3セル
117 ピアッシングチップ
1171 エアーパス
1172 エアーパス
118 インジェクションチップ
1181 注射針
1182 シリンジ
119 ピペットチップ
1191 ピペットチップケース
120 反応セル
130 ピペッティング機構
131 ピペットヘッド
132 駆動部
133 制御部
134 第1機構
135 第2機構
140 前処理機構
141 加熱冷却処理部
1411 ヒーター
142 撹拌処理部
143 磁界印加処理部
1431 磁石
144 支持部材
1441 連結部
210 インジェクション機構
211 第3機構
220 検査チップ
221 検査チップ内部
222 反応場
223 マイクロ流路
224 注入孔
225 制御機構
2251 カメラ(X軸方向)
2252 カメラ(Y軸方向)
310 励起光学部
311 基体
312 集光レンズ
313 コリメートレンズ
314 光学フィルター
320 中心部
321 ヒーター
330 光学検出部
331 基体
332 集光レンズ
333 光学フィルター
334 検出器
410 カートリッジ
411 カートリッジ基体(円形)
413 シール付き試薬セル(円形)
432 θZ駆動部
444 支持部材(円形)
Claims (12)
- 検体から核酸を抽出精製する第1ユニットと、
前記核酸を増幅するための複数の反応場を有する検査チップに前記核酸を含む溶液を注入する第2ユニットと、
前記反応場において増幅された核酸を光学検出するための第3ユニットと、を備えることを特徴とする全自動遺伝子検査装置。 - 前記第1ユニットは、前記核酸の抽出精製に用いる複数の試薬を備えたカートリッジと反応セルとの間において前記試薬を移動させるピペッティング機構と、
前記反応セルを前処理するための前処理機構と、を備え、
前記前処理機構は、加熱冷却処理部、撹拌処理部、磁界印加処理部から選ばれる少なくとも一つの処理部を有することを特徴とする請求項1に記載の全自動遺伝子検査装置。 - 前記カートリッジは、前記試薬を個別に収納するためのシール付きセルと、
前記シールに孔を開けるためのピアッシングチップを収納する第1セルと、前記試薬を移動させるためのピペットチップを収納する第2セルと、前記核酸を含む溶液を前記反応場に注入するためのインジェクションチップを収納する第3セルと、を有することを特徴とする請求項2に記載の全自動遺伝子検査装置。 - 前記インジェクションチップは、前記核酸を含む溶液を保持するシリンジと注射針から構成され、前記注射針が前記シリンジに接続されていることを特徴とする請求項3に記載の全自動遺伝子検査装置。
- 前記ピペッティング機構は、前記ピアッシングチップを前記シールに接触させることによって前記シールに孔を開ける第1機構と、
前記ピアッシングチップを前記ピペッティング機構から取り外した後に、前記ピペットチップを前記ピペッティング機構に取り付け、前記試薬を前記反応セルに移動させる第2機構と、を備えていることを特徴とする請求項3に記載の全自動遺伝子検査装置。 - 前記ピペッティング機構は、前記ピアッシングチップを取り付けた第3機構と、
前記検査チップが有する注入孔から前記反応場に前記注射針を通じて、前記核酸を含む溶液を注入する前記インジェクションチップを前記第3機構に備えたインジェクション機構と、を備えていることを特徴とする請求項4に記載の全自動遺伝子検査装置。 - 前記検査チップを振動させる第4機構を備えていることを特徴とする請求項6に記載の全自動遺伝子検査装置。
- 前記注射針の先端部が有する位置情報を少なくとも2方向から検出し、前記位置情報に基づいて、前記注入孔の位置に前記注射針の先端部位置を補正するための制御機構を備えることを特徴とする請求項6に記載の全自動遺伝子検査装置。
- 前記検査チップは、前記注入孔と前記反応場とを繋ぐ複数の流路を有しており、前記反応場において前記核酸の増幅反応を行うことを特徴とする請求項6に記載の全自動遺伝子検査装置。
- 前記第3ユニットは、前記反応場で増幅された核酸を濁度及び/又は蛍光によって検出することを特徴とする請求項1に記載の全自動遺伝子検査装置。
- 前記カートリッジは、略円形の板形状を有するカートリッジ基体を備え、
前記カートリッジ基体の外縁部である円周上に前記シール付きセルと前記第1セルと前記第2セルと前記第3セルとが配置され、
前記ピペッティング機構をθ方向に移動させることができる駆動機構と、
前記カートリッジを前記ピペッティング機構が移動する軌道上において回転させることができる回転機構と、を備えることを特徴とする請求項3に記載の全自動遺伝子検査装置。 - 前記検査チップが有する注入孔の位置は、前記ピペッティングが移動する軌道上において配置されていることを特徴とする請求項11に記載の全自動遺伝子検査装置。
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