WO2007058075A1 - 蛋白質スクリーニング装置 - Google Patents

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WO2007058075A1
WO2007058075A1 PCT/JP2006/321960 JP2006321960W WO2007058075A1 WO 2007058075 A1 WO2007058075 A1 WO 2007058075A1 JP 2006321960 W JP2006321960 W JP 2006321960W WO 2007058075 A1 WO2007058075 A1 WO 2007058075A1
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WO
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dispensing
stirring
drive screw
screening apparatus
protein screening
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/321960
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tokio Iwasaki
Hiroshi Yasuno
Hiroshi Handa
Original Assignee
Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha
Tokyo Institute Of Technology
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Filing date
Publication date
Application filed by Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha, Tokyo Institute Of Technology filed Critical Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1065—Multiple transfer devices
    • G01N35/1067—Multiple transfer devices for transfer to or from containers having different spacing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00445—Other cooling arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a protein screening apparatus, and in particular, at least a chip rack table and a stirring and purifying unit are temperature controlled to store reagents and samples composed of biological components and to change the pitch of each nozzle.
  • the present invention relates to a new improvement to achieve automatic processing and miniaturization by integrally connecting a dispensing robot, a chip rack table and a stirring / purification unit that can be integrated into a table box.
  • reagent stocker unit and the stirring and purification unit were configured independently.
  • the protein screening apparatus includes a stand box whose overall shape is a box shape, a stirring and purifying unit provided so as to freely enter and leave the box, and a Peltier for heating and cooling provided at the rear of the stirring and purifying unit.
  • the dispensing robot and the agitation purification unit are provided integrally with the table box, and the agitation purification unit and the agitation unit are separated from each other.
  • the robot has a configuration that can adjust the temperature, and the stirring / purification unit is configured to be able to be pulled out into and out of the table box via a handle, and is formed of a heat insulating wall.
  • a collection tube mount and a reagent plate are provided, and a magnetic particle collection mechanism having a magnet is provided at a position below the stirring and purifying unit in the table box.
  • the dispensing robot is configured to be freely raised and lowered to an arbitrary position, and the dispensing robot includes a drive motor provided in a casing and the case.
  • a groove cam body having a plurality of inclined groove cams provided on the holding body at one end of the singe so as to be moved up and down by the drive motor, and a plurality of cylinder blocks provided on a horizontal bar provided at a lower portion of the holding body and capable of horizontally moving
  • a dispenser having a cam follower provided at an upper portion of each cylinder block and engaging with each inclined groove cam; and a dispenser piston provided to be movable up and down on the holding body and inserted into each cylinder block.
  • Each cylinder block moves along the horizontal bar via the inclined groove cam and the cam follower by raising and lowering the groove cam body.
  • each nozzle can be varied, and a roller is provided on the top of each dispensing piston, and each roller moves within a frame-like guide provided on the holding body so as to be movable up and down.
  • the horizontal movement of each dispensing piston is guided, and the groove cam body is moved up and down by being rotated by the drive motor provided in the casing.
  • a variable pitch drive screw, a dispensing piston drive screw that is provided on the casing and rotated by the drive motor to raise and lower the dispensing piston body, and the pitch variable drive screw A first clutch for turning the rotation on and off, a second clutch for turning the rotation of the drive motor on the dispensing piston drive screw, and the first and second clutches in rotation.
  • dispensing robot, chip rack table, and stirring / purification unit are integrated with each other in a box, all operations such as taking out disposable tips, aspirating reagents, stirring / purifying reagents, and collecting extracted samples are all possible. Can be done automatically.
  • a tube mount for extraction sample collection is provided on the tip rack table, so after the binding process is completed, the sample (protein, chemical substance) remaining in the supernatant without being bound to the magnetic particles is collected in a separate container.
  • the pitch can be freely changed and adapted to tube mounts having different pitches.
  • FIG. 1 is an external view showing a protein screening apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state where the entire cover of FIG. 1 is removed.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the stirring and purifying unit in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a part of FIG. 3 is pulled out.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the inside of the dispensing robot of FIG. 2.
  • FIG. 6 is an enlarged view of arrow A in FIG.
  • FIG. 7 is an enlarged view of arrow B in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part of FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion C in FIG.
  • the present invention relates to a dispensing robot, a chip table, and a stirrer capable of storing reagents and samples made of biological components with at least the stirrer / purifier being in a temperature-controlled state and having variable nozzle pitches. It is an object of the present invention to provide a protein screening apparatus in which a purification unit is integrally coupled to a table box to achieve automatic processing and miniaturization.
  • the protein screening device is a “genome 'proteome analysis technology” that comprehensively analyzes all genes based on genome information and all proteins that are products of them, and the efficiency of drugs based on information on genes involved in diseases.
  • Geneome drug discovery individual In “tailor-made medicine” that provides medical care suitable for each person based on human genetic information, it is necessary to isolate and purify proteins, particularly biological receptors and candidate medical products at high speed, and proteins. It is applied in the field related to the extraction and purification of food.
  • FIGS. 1 to 4 shows a protein screening apparatus 100 according to the present invention, so that the overall shape is box-shaped and can be freely inserted and removed in a drawer 101 having airtightness.
  • a stirring and purifying unit 103 having a handle 102 is built in.
  • the first and second chip disposal chutes 104 and 105 having different capacities at different side positions or different pitches, and disposable chips 51a having different capacities are used.
  • First and second dispensing robots 106 and 107 First and second dispensing robots 106 and 107, a dispensing robot X-axis drive mechanism 110 for reciprocating the dispensing robots 106 and 107 in the horizontal direction (that is, the X-axis direction), First and second dispensing robots for reciprocating the dispensing robots 106 and 107 in the vertical direction (that is, in the Z-axis direction) Z-axis lifting mechanisms 111 and 112, and the rear sides of the lifting mechanisms 111 and 112, respectively.
  • a support plate 113 provided upright on the table 101, an in-device cooling Peltier unit 114 and an in-device fan 115 provided on the support plate 113, and the stirring and purifying unit 103.
  • the tip rack table 121 can be provided reciprocably in the direction of arrow Y brand new Dace interposer Bull chip (s capacity) and installing a supernatant collection plate! /, Ru.
  • An overall cover 130 for covering the above-described dispensing robots 106 and 107, the dispensing robot X-axis drive mechanism 110, and the like on the table box 101 to form a sealed room is provided with mounting screws 131 and FIG. Not shown! Installed with packing or the like.
  • the stirring and purifying unit 103 When the stirring and purifying unit 103 is pulled out from the table box 101, it is as shown in FIGS. 3 and 4, and although not shown in FIG. A particulate collection mechanism 140 is provided.
  • the base 140b having the magnet 140a of the magnetic fine particle recovery mechanism 140 is configured to be movable up and down along the direction of arrow F by the magnet lifting device 140c.
  • the stirring and purifying unit 103 is configured to have a heat insulating structure by the heat insulating wall 141 as a whole. Inside the heat insulating wall 141, a stirring and purifying tube mount 144 and an extraction sample collecting tube mount 145 are provided on a pair of plate holding portions 142 and 143, and a reagent plate 150 is further provided. A front plate 151 having a handle 102 is provided so as to be openable and closable via a rail 152.
  • the rear part 146 formed by the heat insulating wall 141 of the stirring and purifying unit 103 is provided with a heating / cooling Peltier unit 147 and a blower fan 148 for heating and cooling the inside of the stirring and purifying unit 103. ing.
  • a plurality of ventilation holes 149a are provided in the partition plate 149 in the stirring and purifying unit 103, and the air from the blower fan 148 is passed through the ventilation holes 149a to the stirring and purifying tube mount 144 and the extraction sample collecting tube mount. 145 and the reagent plate 150 are blown to the temperature side so that the temperature is controlled.
  • the dispensing robots 106 and 107 have the same configuration.
  • FIGS. 5 to 9 show the dispensing robots 106 and 107 in detail. That is, what is indicated by reference numeral 1 in FIGS. 5 and 6 is a casing whose overall shape is substantially box-shaped. As shown in FIG. 6, the casing 1 has rotary first and second clutches. 2, 3 and drive motor 4 are provided.
  • a first pulley 5 is provided at the upper part of the first clutch 2, and a timing pulley 6 is provided at the lower part thereof.
  • a second pulley 7 is provided above the second clutch 3, and a third pulley 8 is provided below the second pulley 7.
  • the timing pulley 6 and the third pulley 8 are connected by a first timing belt 9, and the first pulley 5 is an upper part of a pitch-variable drive screw 10 that is rotatably provided on the casing 1.
  • the second pulley 7 is connected to the fifth pulley 14 on the upper part of the dispensing piston drive screw 13 rotatably provided on the casing 1. 3 Connected via timing belt 15.
  • a connecting shaft holding block 16 is fixed to a nut screwed to the pitch changing drive screw 10 to the pitch changing drive screw 10, and the connecting shaft holding block 16 is
  • the casing 1 is provided so as to move up and down, that is, move up and down by a first straight track 20 provided along the vertical direction of the casing 1.
  • a piston holding block 21 is fixed to an upper portion of the dispensing piston drive screw 13 with a nut screwed to the dispensing piston drive screw 13, and the piston holding block 21 is attached to the casing 1.
  • the second linear track 22 provided along the vertical direction moves up and down, that is, can be moved up and down.
  • the lower part of the pitch-variable drive screw 10 is rotatably held by a first bearing 24 provided on a holding plate 23 extending in a horizontal direction from the lower part of the casing 1 to hold the connection shaft.
  • a groove cam body 30 having a plurality of inclined groove cams 30a is connected to the lower end of a connecting shaft 25 provided downward from the block 16 via a connecting member 26.
  • each groove cam body 30 is composed of a pair opposed to each other.
  • each groove cam body 30 has a frame shape as a whole by a pair of connecting plates 31.
  • the groove cam guide 32 provided on the inner side of the center of the connecting plate 31 is fixed to the casing 1 and protrudes forward, so that the overall shape is substantially a box.
  • the front plate 34 is configured to move up and down, that is, to move up and down together with the connecting plate 31 in association with a groove cam guide linear track 35 formed at the center of the front plate 34 along the vertical direction.
  • the lower part of the dispensing piston drive screw 13 is rotatably supported by a second bearing 37 provided on the upper plate 36 of the holding body 33, and is provided on the piston holding block 21.
  • the dispensing piston body 40 passes through the cylindrical guide 41 of the upper plate 36 and extends below the upper plate 36 and is connected to a horizontally long frame-shaped guide 42.
  • the holding body 33 is provided with a rear plate 34a similar to the front plate 34, and is similarly provided with the groove cam guiding linear track 35 shown in FIG. .
  • the connecting plate 31 is also provided as shown in FIG. 8, and the pair of grooved force bodies 30 are connected by the connecting plates 31 so that a square shape is obtained in plan view. And is arranged so as to be movable up and down outside the holding body 33.
  • a pair of guide rods 40a and 40b are planted and provided on both sides of the dispensing piston body 40 connected to the frame-shaped guide 42, and the guide rods 40a and 40b are provided on the upper plate 36.
  • a pair of guide bushes 41a, 41b provided on the frame-like guide 4 protrudes slidably upward. 2 is configured to perform positioning.
  • a plurality of horizontal bars 50 that are supported between the front plate 34 and the rear plate 34a and that form a pitch variable linear track are fixed to the lower portion of the holding body 33.
  • a plurality of cylinder blocks 52 each having a nozzle 51 having a disposable tip 51a at the lower part thereof are arranged side by side so as to be movable in the horizontal direction.
  • each cylinder block 52 a cam follower 52a that engages with each of the inclined groove cams 30a is provided, and a dispensing piston 53 is provided so as to be freely inserted. It is configured to be able to suck the liquid into the disposable tip 51d attached to each nozzle 51 or to discharge the liquid in each disposable tip 51d by moving up and down.
  • the frame-shaped guide 42 is composed of a first guide piece 42a and a second guide piece 42b, and a gap D is provided between the guide pieces 42a and 42b.
  • a gap 60 is formed in the gap 60 so that a roller 61 having a bearing force rotatably provided on the upper part of each dispensing piston 53 can move in the horizontal direction indicated by an arrow G.
  • the interval D is configured so as to be a gap 60 that does not affect the dispensing amount as much as possible with respect to the outer diameter of the roller 61.
  • FIG. 5 shows the pitch force of each nozzle 51 that has moved the groove cam body 30 to the uppermost position with respect to each cylinder block 52 and joined the cylinder blocks 52 to each other. .
  • the connecting shaft holding block 16 is lowered, and the groove cam body 30 is simultaneously lowered via the connecting shaft 25 and the connecting member 26.
  • the cam followers 52a of the cylinder blocks 52 that engage with the inclined groove cams 30a are moved outward along the groove cam shape of the inclined groove cams 30a.
  • the drive of the drive motor 4 is stopped with the block 52 and the nozzle 51 at the set pitch.
  • Each dispensing piston 53 can be raised and lowered with respect to each cylinder block 52 by raising and lowering the dispensing piston body 40 in conjunction with the piston holding block 21.
  • each of the dispensing robots 106 and 107 of the present invention the rotation of only one drive motor 4 using the pair of clutches 2 and 3 is changed to a pitch variable drive screw 10 and a dispense piston drive screw. Since it is selectively supplied to 13, only one drive motor 4 is used as a drive source, and two systems of dispensing and variable pitch can be selectively performed.
  • an arbitrary temperature is set for the stirring and purifying unit 103 within a settable range on application software installed in a personal computer (not shown) connected to the protein screening apparatus 100 according to the present invention (hereinafter referred to as PC). Heating / cooling is performed with the Peltier unit 147 attached to the stirring and purifying unit 103 to the set temperature. At that time, temperature control is performed by a temperature sensor installed in the cabinet. [0032] Next, an example of the screening process will be described.
  • the screening procedure after the device is temperature controlled is broadly divided into a binding and washing 'elution process.
  • the dispensing robots 106 and 107 of the present invention can be used even when the pitch of the stirring and purification tube mount 144, the extraction sample collection tube mount 145 and the reagent plate 150 of the stirring and purification unit 103 is changed. It is possible to respond by changing the pitch of each nozzle 51.
  • the present invention is applicable not only to protein screening but also to various analyzes of chemical products and foods.

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Abstract

本発明は、加温冷却用ペルチェユニットを有する攪拌精製部を内蔵した台箱上に分注用の分注ロボット及び装置内冷却用ペルチェユニットを一体に設け、ノズルを可変ピッチとし、小型化することを目的とし、攪拌精製部(103)を内蔵した台箱(101)上に２軸方向に移動可能な分注ロボット(106,107)を設け、ノズル(51)のピッチを可変とすることにより多種のピッチの容器に対応可能とした構成である。

Description

蛋白質スクリーニング装置
技術分野
[0001] 本発明は、蛋白質スクリーニング装置に関し、特に、少なくともチップラックテーブル と攪拌精製部を温調状態として生体成分からなる試薬、サンプルの保存を行うと共に 、各ノズルのピッチを可変とすることができる分注ロボット、チップラックテーブル及び 攪拌精製部を台箱に一体結合して自動処理及び小型化を達成するための新規な改 良に関する。
背景技術
[0002] 従来、用いられていたこの種の蛋白質スクリーニング装置を示す特許文献等はここ では挙げていないが、一般に、蛋白質、低分子化合物等の生体成分は一般的に熱 により変性し易いため、最適な温度管理下でスクリーニングを行う必要がある。しかし 磁性微粒子を用いた自動化装置にお!ヽては、それら生体成分が入れられる保管庫 や攪拌精製部を最適な温度に制御しても、そこにアクセスする分注機構用の開口部 を通じて外気が流入したり、搭載されるモータや電源等発熱源の影響で温度管理が 困難である。また装置全体を温度管理することは温度調節機'密閉機構の大型化に もつながることから、従来の装置の多くは装置全体は常温のままとし、蛋白質や低分 子化合物等のサンプルを入れるチューブやプレートを直接冷却あるいは加熱する方 式を取っている。
また、試薬ストッカ部及び攪拌精製部が独立して構成されて 、た。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 従来の蛋白質スクリーニング装置は、以上のように構成されていたため、次のような 課題が存在していた。
すなわち、前述の蛋白質スクリーニング装置においては、溶液をチューブやプレー トから分注し常温の装置内で移送される際に温度変化してしまう危険性がある。 また、人間が入れる程の大きさを持つ恒温槽内でスクリーニングするケースもあるが 、大きな恒温槽はコスト高であり、また冷却された環境下で人間が長時間作業するに は問題がある。
従来の装置内部のほとんどの部位が常温であり、直接冷却又は加温されているチ ユーブ'プレートから分注移送する際に温度変化を生じ、生体成分を変性させてしま う危険性がある。
また、装置の全体構成が一体結合されていないため、設置スペースが大型化し、小 型化されたユニット構成の装置を得ることは困難であった。
課題を解決するための手段
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、全体形状が箱形をなす台箱と、前記台 箱内に出入自在に設けられた攪拌精製部と、前記攪拌精製部の後部に設けられた 加温冷却用ペルチェユニットと、前記台箱上に設けられ水平方向及び垂直方向に移 動自在な 1個又は複数の分注ロボットと、前記台箱上に設けられ前記分注ロボットを 前記水平方向に往復動させるための分注ロボット X軸駆動機構と、前記台箱上に設 けられ前記分注ロボットを前記垂直方向に往復動させるための分注ロボット z軸昇降 機構と、前記台箱上の前記分注ロボット z軸昇降機構の後側に立設された支持板と、 前記支持板に設けられた装置内冷却用ペルチェユニットと、前記台箱上に設けられ 前記分注ロボットを覆うための全体カバーとを備え、前記分注ロボットのノズルに設け られたデイスポーザブルチップを用いて被検査液体の吸引、攪拌及び吐出を行 、、 前記分注ロボット及び攪拌精製部は前記台箱に一体状に設けられ、前記攪拌精製 部及び分注ロボットは温度調節できるようにした構成であり、また、前記攪拌精製部 は、前記台箱に対し取手を介して引き出し入れ自在に構成され、断熱壁で形成され 、攪拌精製チューブマウント、抽出サンプル回収用チューブマウント及び試薬プレー トが設けられ、前記台箱内の前記攪拌精製部の下方位置には、マグネットを有する 磁性微粒子回収機構が設けられている構成であり、また、前記マグネットは、マグネッ ト昇降装置により、任意の位置に昇降自在とした構成であり、また、前記分注ロボット は、ケーシングに設けられた駆動モータと、前記ケーシングの一端の保持体に前記 駆動モータにより昇降自在に設けられ複数の傾斜溝カムを有する溝カム体と、前記 保持体の下部に設けられた横棒に設けられ水平移動自在な複数のシリンダブロック と、前記各シリンダブロックの上部に設けられ前記各傾斜溝カムに係合するカムフォ ロワと、前記保持体に昇降自在に設けられ前記各シリンダブロックに挿入される各分 注ピストンを有する分注ピストン体と、前記各シリンダブロックの下部に設けられたノズ ルとを備え、前記溝カム体の昇降により、前記傾斜溝カムとカムフォロワを介して前記 各シリンダブロックが前記横棒に沿って移動し、前記各ノズルのピッチを可変可能な 構成であり、また、前記各分注ピストンの上部にはローラが設けられ、前記各ローラは 前記保持体に昇降自在に設けられた枠状ガイド内で移動し、前記各分注ピストンの 水平移動の案内を行うようにした構成であり、また、前記ケーシングに設けられ前記 駆動モータにより回転し前記溝カム体を昇降させるためのピッチ可変用駆動ネジと、 前記ケーシングに設けられ前記駆動モータにより回転し前記分注ピストン体を昇降さ せるための分注ピストン用駆動ネジと、前記ピッチ可変用駆動ネジに前記駆動モータ の回転をオン Zオフするための第 1クラッチと、前記分注ピストン用駆動ネジに前記 駆動モータの回転をオン Zオフするための第 2クラッチと、前記第 1、第 2クラッチを回 転連動するための第 1タイミングベルトとを備え、前記第 1クラッチがオンで第 2クラッ チがオフの時に、前記ピッチ可変駆動ネジのみが回転し、前記第 1クラッチがオフで 第 2クラッチがオンの時に、前記分注ピストン用駆動ネジのみが回転し、前記駆動モ ータは 1個のみで前記ピッチ可変駆動ネジ及び分注ピストン用駆動ネジの駆動に共 用されている構成である。
発明の効果
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、以上のように構成されているため、次の ような効果を得ることができる。
すなわち、台箱内に設けられた少なくとも攪拌精製部が温調状態に保たれているた め、試薬等の移動時及びスクリーニング中の温度変化を最小限に防ぐことができ安 定したスクリーニングを行うことができる。
また、分注ロボット、チップラックテーブル及び攪拌精製部を台箱で一体結合してい るため、デイスポーザブルチップの取り出し、試薬等の吸引、試薬等の攪拌精製、抽 出サンプルの回収等を全自動で行うことができる。
また、台箱内全体を攪拌精製部の内部の設定温度に近付けて温調されているため 、分注ロボットによって試薬等を移動させる際においても温度変化を避けることができ る。
また、チップラックテーブル上に抽出サンプル回収用チューブマウントが設けられて いるため、結合プロセス終了後、磁性微粒子に結合されずに上澄みに残ったサンプ ル (蛋白質、化学物質)を別の容器に回収することもできる。
また、ノズルピッチを可変としているため、ピッチの異なるチューブマウントに対して 、自在にピッチを可変とし、自在〖こ適応することができる。
図面の簡単な説明
[0006] [図 1]本発明による蛋白質スクリーニング装置を示す外観図である。
[図 2]図 1の全体カバーを除いた状態を示す斜視図である。
[図 3]図 1の攪拌精製部を示す分解斜視図である。
[図 4]図 3の一部を引き出した状態を示す斜視図である。
[図 5]図 2の分注ロボットの内部を示す斜視図である。
[図 6]図 5の矢視 A拡大図である。
[図 7]図 5の矢視 B拡大図である。
[図 8]図 5の要部の断面図である。
[図 9]図 8の C部の拡大図である。
発明を実施するための最良の形態
[0007] 本発明は、少なくとも攪拌精製部を温調状態として生体成分からなる試薬、サンプ ルの保存を行うと共に、各ノズルのピッチを可変とすることができる分注ロボット、チッ ブラックテーブル及び攪拌精製部を台箱に一体結合して自動処理及び小型化を達 成するようにした蛋白質スクリーニング装置を提供することを目的とする。
実施例 1
[0008] 以下、図面と共に本発明による蛋白質スクリーニング装置の好適な実施の形態に ついて説明する。
本発明による蛋白質スクリーニング装置は、例えば、ゲノム情報に基づく全遺伝子 やその産物である全蛋白質を総括的に解析する「ゲノム'プロテオーム解析技術」、 疾病に力かわる遺伝子の情報に基づいて薬剤を効率よく開発する「ゲノム創薬」、個 人の遺伝子情報に基づいて各人に合った医療を施す「テーラーメイド医療」等にお いて、蛋白質、特に生体レセプターや医療品候補物質を高速で単離、精製すること を必要とする分野並びに蛋白質の抽出、精製に関連する分野において適用されるも のである。
[0009] 図 1から図 4に示す構成は、本発明による蛋白質スクリーニング装置 100を示すも ので、全体形状が箱状をなすと共に気密性を有する台箱 101内には、引き出し式に 出し入れ自在に構成され取手 102を有する攪拌精製部 103が内蔵されている。 前記台箱 101上には、各側部位置に互いに容量が異なり、あるいは、ピッチが異な る第 1、第 2チップ廃棄シュート 104, 105と、互いに容量の異なるデイスポーザブル チップ 51aを用いるための第 1、第 2分注ロボット 106, 107と、前記各分注ロボット 10 6及び 107を水平方向 (すなわち、 X軸方向)に往復動させるための分注ロボット X軸 駆動機構 110と、前記各分注ロボット 106, 107を垂直方向 (すなわち、 Z軸方向)に 往復動させるための第 1、第 2分注ロボット Z軸昇降機構 111, 112と、前記各昇降機 構 111及び 112の後側で前記台箱 101上に立設して設けられた支持板 113と、前記 支持板 113に設けられた装置内冷却用ペルチェユニット 114及び装置内送風用ファ ン 115と、前記攪拌精製部 103用の攪拌精製部カバー 120と、前記各チップ廃棄シ ユート 104及び 105間に設けられ矢印 Yの方向に沿って往復動可能で新品のデイス ポーザブルチップ (複数の容量)と上澄み回収プレートを設置することができるチップ ラックテーブル 121とが設けられて!/、る。
[0010] 前記台箱 101上には、前述の各分注ロボット 106, 107、分注ロボット X軸駆動機構 110等を覆い密閉状の部屋を形成するための全体カバー 130が取付ビス 131及び 図示しな!、パッキン等を用いて取付けられて 、る。
[0011] 前記攪拌精製部 103は、台箱 101から引き出すと図 3及び図 4で示される通りであ り、この攪拌精製部 103の下方位置には、図 2では示されていないが、磁性微粒子 回収機構 140が配設されている。この磁性微粒子回収機構 140のマグネット 140aを 有する台 140bはマグネット昇降装置 140cによって矢印 Fの方向に沿って昇降自在 に構成されている。
[0012] 前記攪拌精製部 103は、全体が断熱壁 141によって断熱構造となるように構成され ており、この断熱壁 141の内側には、一対のプレート保持部 142, 143上に攪拌精製 チューブマウント 144及び抽出サンプル回収用チューブマウント 145が設けられ、さ らに試薬プレート 150が設けられ、前記取手 102を有する前板 151はレール 152を 介して開閉自在に設けられて 、る。
[0013] 前記攪拌精製部 103の断熱壁 141で形成された後部 146には、この攪拌精製部 1 03内を加温冷却するための加温冷却用ペルチヱユニット 147及び送風ファン 148が 設けられている。
前記攪拌精製部 103内の仕切板 149には複数の通風穴 149aが設けられ、この通 風穴 149aを介して前記送風ファン 148からの風が前記攪拌精製チューブマウント 1 44、抽出サンプル回収用チューブマウント 145及び試薬プレート 150側へ送風され て温調が行われるように構成されて 、る。
[0014] 次に、前記第 1、第 2分注ロボット 106, 107の具体的構成について述べる。尚、各 分注ロボット 106, 107は同一構成である。
図 5から図 9は各分注ロボット 106, 107を具体的に示している。すなわち、図 5及び 図 6において符号 1で示されるものは全体形状がほぼ箱形をなすケーシングであり、 このケーシング 1には、図 6に示されるように、回転形の第 1、第 2クラッチ 2, 3及び駆 動モータ 4が設けられて 、る。
[0015] 前記第 1クラッチ 2の上部には第 1プーリ 5が設けられ、その下部にはタイミングブー リ 6が設けられている。
前記第 2クラッチ 3の上部には第 2プーリ 7が設けられ、その下部には第 3プーリ 8が 設けられている。
[0016] 前記タイミングプーリ 6と第 3プーリ 8とは第 1タイミングベルト 9によって連結されてお り、前記第 1プーリ 5は前記ケーシング 1に回転自在に設けられたピッチ可変用駆動 ネジ 10の上部の第 4プーリ 11に第 2タイミングベルト 12を介して連結され、前記第 2 プーリ 7は前記ケーシング 1に回転自在に設けられた分注ピストン用駆動ネジ 13の上 部の第 5プーリ 14に第 3タイミングベルト 15を介して連結されて 、る。
[0017] 前記ピッチ可変用駆動ネジ 10には、このピッチ可変用駆動ネジ 10と螺合するナット に連結シャフト保持ブロック 16が固定されており、この連結シャフト保持ブロック 16は 前記ケーシング 1にその上下方向に沿って設けられた第 1直線軌道 20によって上下 動、すなわち、昇降自在に設けられている。
[0018] 前記分注ピストン用駆動ネジ 13の上部には、この分注ピストン用駆動ネジ 13と螺合 するナットにピストン保持ブロック 21が固定されており、このピストン保持ブロック 21は 前記ケーシング 1にその上下方向に沿って設けられた第 2直線軌道 22によって上下 動、すなわち、昇降自在に設けられている。
[0019] 前記ピッチ可変用駆動ネジ 10の下部は、前記ケーシング 1の下部から水平方向に 延設された保持板 23に設けられた第 1軸受 24に回転自在に保持され、前記連結シ ャフト保持ブロック 16から下方に向けて設けられた連結シャフト 25の下端には連結部 材 26を介して複数の傾斜溝カム 30aを有する溝カム体 30が接続されている。
[0020] 前記溝カム体 30は図 5に示されるように互いに対向配置の一対よりなり、図 8に示 すように、各溝カム体 30は一対の連結板 31によって全体形状が枠型となるように構 成され、前記連結板 31の中央内側に設けられた溝カム用ガイド 32は、前記ケーシン グ 1に固定されて前方へ突出して形成され全体形状がほぼ箱形をなす保持体 33の 前板 34の中央位置に上下方向に沿って形成された溝カム案内用直線軌道 35に係 合して前記連結板 31と共に上下動すなわち昇降可能に構成されている。
[0021] 前記分注ピストン用駆動ネジ 13の下部は、前記保持体 33の上板 36に設けられた 第 2軸受 37に回転自在に軸支されており、前記ピストン保持ブロック 21に設けられた 分注ピストン体 40は、前記上板 36の筒状ガイド 41を貫通して前記上板 36の下方へ 延設されて横長形状の枠状ガイド 42に接続されている。
[0022] 前記保持体 33は、図 8に示されるように、前記前板 34と同様に後板 34aが設けられ 、図 5で示した溝カム案内用直線軌道 35が同様に設けられている。
従って、前記連結板 31も図 8で示されるように設けられており、一対の前記各溝力 ム体 30は、前記各連結板 31によって接続されていることにより、平面的にみると四角 形の枠型に構成されて前記保持体 33の外側で昇降自在に配設されている。
[0023] 前記枠状ガイド 42に接続された分注ピストン体 40の両側には、一対のガイド棒 40a , 40bが植立して設けられ、この各ガイド棒 40a, 40bは、前記上板 36に設けられた 一対のガイドブッシュ 41a, 41bを介して上方に摺動自在に突出し、前記枠状ガイド 4 2の位置決めを行うように構成されている。
[0024] 前記保持体 33の下部には、前記前板 34及び後板 34a間に支持されピッチ可変用 直線軌道を形成するための複数の横棒 50が固定して設けられ、この各横棒 50には 、デイスポーザブルチップ 51aを有するノズル 51を各々下部に有する複数のシリンダ ブロック 52が横方向に沿って移動可能に並設されている。
[0025] 前記各シリンダブロック 52の上部には、前記各傾斜溝カム 30aと係合するカムフォ ロワ 52aが設けられると共に、各々分注ピストン 53が挿入自在に設けられ、各分注ピ ストン 53の昇降によって各ノズル 51に取付けられたデイスポーザブルチップ 51d内 に液体を吸引する力 又は各デイスポーザブルチップ 51d内の液体を吐出することが できるように構成されている。
[0026] 前記枠状ガイド 42は、図 5及び図 6で示されるように、第 1ガイド片 42a及び第 2ガイ ド片 42bで構成されると共に、各ガイド片 42a, 42b間に間隔 Dを有する隙間 60が形 成され、この隙間 60内には前記各分注ピストン 53の上部に回転自在に設けられた ベアリング力もなるローラ 61が矢印 Gで示す水平方向に移動することができるように 係合して組合わせられて!/ヽる。
尚、前記間隔 Dは、ローラ 61の外径に対して分注量に極力影響しない隙間 60とな るように構成されている。
[0027] 次に、全体の動作に付いて述べる。前に、前記分注ロボット 106, 107の動作につ いて述べる。まず、図 5の状態は、各シリンダブロック 52に対して溝カム体 30を最上 部に移動させて各シリンダブロック 52を互いに接合させた最も各ノズル 51の各ピッチ 力 、さい状態を示している。
次に、前述の状態において、前記各ノズル 51の各ピッチを大きくする場合、まず、 前記第 2クラッチ 3をオフとした状態で、予め図示しない制御部側で設定された設定 ピッチの指令に基づいて駆動モータ 4が駆動されると、第 1クラッチ 2を介して第 1プ ーリ 5が回転し、この回転は、第 2タイミングベルト 12及び第 4プーリ 11を介してピッチ 可変用駆動ネジ 10が回転する。
[0028] 前記ピッチ可変用駆動ネジ 10の回転により、連結シャフト保持ブロック 16が降下し 、連結シャフト 25及び連結部材 26を介して溝カム体 30が同時に降下する。 前記溝カム体 30の降下により、各傾斜溝カム 30aに係合する各シリンダブロック 52 の各カムフォロワ 52aは、各傾斜溝カム 30aの溝カム形状に沿って外側方向に移動さ せられ、各シリンダブロック 52及びノズル 51が、前記設定ピッチとなった状態で駆動 モータ 4の駆動が停止される。
[0029] 次に、前述の状態で、第 1クラッチ 2がオフとなり、第 2クラッチ 3がオンとなると、駆動 モータ 4の駆動は第 1タイミングベルト 9を介して、第 3プーリ 8、第 2クラッチ 3、第 2プ ーリ 7、第 3タイミングベルト 15及び第 5プーリ 14を介して分注ピストン用駆動ネジ 13 に伝達され、この分注ピストン用駆動ネジ 13の回転によってピストン保持ブロック 21 が昇降する。
[0030] 前記ピストン保持ブロック 21と連動して分注ピストン体 40の昇降により、各分注ビス トン 53が各シリンダブロック 52に対して昇降を行うことができる。
前記各シリンダブロック 52の各ノズル 51のデイスポーザブルチップ 51aを液槽 (図 示しない)内に浸漬した状態で、前述の各分注ピストン 53の上昇動作を行うと、液の 吸引が行われ、液の吸引後に前記各分注ピストン 53の降下動作を行うと、各ノズル 5 1のデイスポーザブルチップ 51aからの液の吐出、すなわち、他の場所への液の分注 を行うことができる。
従って、本発明の各分注ロボット 106, 107の構成においては、一対のクラッチ 2, 3 を用いて 1個のみの駆動モータ 4の回転を、ピッチ可変用駆動ネジ 10と分注ピストン 用駆動ネジ 13に選択的に供給しているため、駆動源としては 1個の駆動モータ 4の みで分注とピッチ可変の 2系統の動作を選択的に行うことができる。
[0031] 次に、本発明による蛋白質スクリーニング装置の基本的な動作について述べる。尚 、磁性ナノ微粒子を用いた蛋白質スクリーニングについては周知のため、ここでは省 略してその工程を述べることとする。
まず、本発明による蛋白質スクリーニング装置 100と接続された図示しないパーソ ナルコンピュータ（以下 PC)にインストールされたアプリケーションソフト上で設定可能 範囲内で任意の温度を前記攪拌精製部 103に対して設定する。設定された温度に 対し攪拌精製部 103に取付けられたペルチェユニット 147にて加温 ·冷却を行う。そ の際、庫内に取り付けられた温度センサにより温度制御を行う。 [0032] 次に、スクリーニング工程の一例について述べる。
装置が温度管理された後のスクリーニング手順は結合 ·洗浄 '溶出工程に大別され る。
結合工程
a 各分注ロボット 106, 107に分注量に適したデイスポーザブルチップ 51aを装着 し、攪拌精製チューブマウント 144の攪拌精製チューブへ移動する。
b 分注ロボット 106, 107のピストンポンプでピペッティング（被検査液体の吸引、 攪拌、吐出)を行い混合する。
c 磁性微粒子回収機構 140を動作させ、マグネット 140aがチューブに密着させた 状態で固液分離を行う。
d 上澄みを図示しない上澄み回収プレートに移載する。
[0033] 洗净工程
e cのチューブ内に分注ロボット 106, 107を使用して洗浄用試薬を入れる。 f 分注ヘッドのピストンポンプでピペッティングを行 、混合する。
g 固液分離を行う。
h 上澄みを上澄み回収プレートに移載する。
溶出工程
i hのプレート内に分注ロボットを使用して溶出用試薬を入れる。
j 多連ピストンポンプでピペッティングを行 、混合する。
k 固液分離を行う。
1 上澄み (標的蛋白質 (あるいは標的化学物質)を含む)を抽出サンプル回収用チ ユーブマウント 145の抽出サンプル回収チューブに移載する。
m 完了
尚、前述のスクリーニング工程において、前記攪拌精製部 103の攪拌精製チュー ブマウント 144、抽出サンプル回収用チューブマウント 145及び試薬プレート 150の ピッチを変更する場合においても、本発明における各分注ロボット 106, 107の各ノ ズル 51のピッチを変えて対応することができる。
産業上の利用可能性 本発明は、蛋白質スクリーニングに限ることなぐ化学製品及び食品等の各種分析 にも適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 全体形状が箱形をなす台箱 (101)と、前記台箱 (101)内に出入自在に設けられた攪 拌精製部 (103)と、前記攪拌精製部 (103)の後部 (146)に設けられた加温冷却用ペル チ ユニット (147)と、前記台箱 (101)上に設けられ水平方向及び垂直方向に移動自 在な 1個又は複数の分注ロボット (106, 107)と、前記台箱 (101)上に設けられ前記分注 ロボット (106,107)を前記水平方向に往復動させるための分注ロボット X軸駆動機構 (1 10)と、前記台箱 (101)上に設けられ前記分注ロボット (106,107)を前記垂直方向に往 復動させるための分注ロボット Z軸昇降機構 (111, 112)と、前記台箱 (101)上の前記分 注ロボット Z軸昇降機構 (111 , 112)の後側に立設された支持板 (113)と、前記支持板 (11 3)に設けられた装置内冷却用ペルチェユニット (114)と、前記台箱 (101)上に設けられ 前記分注ロボット (106, 107)を覆うための全体カバー (130)とを備え、前記分注ロボット（ 106, 107)のノズル (51)に設けられたデイスポーザブルチップ (51 a)を用いて被検査液 体の吸引、攪拌及び吐出を行い、前記分注ロボット (106,107)及び攪拌精製部 (103) は前記台箱 (101)に一体状に設けられ、前記攪拌精製部 (103)及び分注ロボット (106, 107)は温度調節できるように構成されていることを特徴とする蛋白質スクリーニング装 置。
[2] 前記攪拌精製部 (103)は、前記台箱 (101)に対し取手 (102)を介して引き出し入れ自 在に構成され、断熱壁 (141)で形成され、攪拌精製チューブマウント (144)、抽出サン プル回収用チューブマウント (145)及び試薬プレート (150)が設けられ、前記台箱 (101) 内の前記攪拌精製部 (103)の下方位置には、マグネット (140a)を有する磁性微粒子回 収機構 (140)が設けられていることを特徴とする請求項 1記載の蛋白質スクリーニング 装置。
[3] 前記マグネット (140a)は、マグネット昇降装置 (140c)により、任意の位置に昇降自在 に構成されていることを特徴とする請求項 1又は 2記載の蛋白質スクリーニング装置。
[4] 前記分注ロボットは、ケーシング (1)に設けられた駆動モータ (4)と、前記ケーシング（ 1)の一端の保持体 (33)に前記駆動モータ (4)により昇降自在に設けられ複数の傾斜 溝カム (30a)を有する溝カム体 (30)と、前記保持体 (33)の下部に設けられた横棒 (50)に 設けられ水平移動自在な複数のシリンダブロック (52)と、前記各シリンダブロック (52) の上部に設けられ前記各傾斜溝カム (30a)に係合するカムフォロワ (52a)と、前記保持 体 (33)に昇降自在に設けられ前記各シリンダブロック (52)に挿入される各分注ピストン (53)を有する分注ピストン体 (40)と、前記各シリンダブロック (52)の下部に設けられたノ ズル (51)とを備え、
前記溝カム体 (30)の昇降により、前記傾斜溝カム (30a)とカムフォロワ (52a)を介して 前記各シリンダブロック (52)が前記横棒 (50)に沿って移動し、前記各ノズル (51)のピッ チを可変可能な構成としたことを特徴とする請求項 1な 、し 3の何れかに記載の蛋白 質スクリーニング装置。
[5] 前記各分注ピストン (53)の上部にはローラ (61)が設けられ、前記各ローラ (61)は前記 保持体 (33)に昇降自在に設けられた枠状ガイド (42)内で移動し、前記各分注ピストン ( 53)の水平移動の案内を行うように構成されていることを特徴とする請求項 4記載の蛋 白質スクリーニング装置。
[6] 前記ケーシング (1)に設けられ前記駆動モータ (4)により回転し前記溝カム体 (30)を 昇降させるためのピッチ可変用駆動ネジ (10)と、前記ケーシング (1)に設けられ前記駆 動モータ (4)により回転し前記分注ピストン体 (40)を昇降させるための分注ピストン用 駆動ネジ (13)と、前記ピッチ可変用駆動ネジ (10)に前記駆動モータ (4)の回転をオン Zオフするための第 1クラッチ (2)と、前記分注ピストン用駆動ネジ (13)に前記駆動モ ータ (4)の回転をオン Zオフするための第 2クラッチ (3)と、前記第 1、第 2クラッチ (2,3) を回転連動するための第 1タイミングベルト (9)とを備え、
前記第 1クラッチ (2)がオンで第 2クラッチ (3)がオフの時に、前記ピッチ可変駆動ネジ（ 10)のみが回転し、前記第 1クラッチ (2)がオフで第 2クラッチ (3)がオンの時に、前記分 注ピストン用駆動ネジ (13)のみが回転し、前記駆動モータ (4)は 1個のみで前記ピッチ 可変駆動ネジ (10)及び分注ピストン用駆動ネジ (13)の駆動に共用されていることを特 徴とする請求項 4又は 5記載の蛋白質スクリーニング装置。
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