WO2010004627A1

WO2010004627A1 - 検体識別分注装置及び検体識別分注方法

Info

Publication number: WO2010004627A1
Application number: PCT/JP2008/062421
Authority: WO
Inventors: 亨高橋; 傑徐; 健月井
Original assignee: 古河電気工業株式会社
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-14
Also published as: US9314788B2; US20110177489A1; EP2299253B1; CN102077071A; EP2299253A1; EP2299253A4; CN102077071B

Abstract

　キャピラリー２１内を流れる液体に分散させた被測定対象である検体Ｓに対して励起光Ｌを照射することで、検体Ｓの光情報を測定して識別するための識別部である光計測装置１２と、識別した検体Ｓを、ノズル３０を介して分注対象部位であるウェルＷに分注するための分注部１３と、サンプル液濃度と分取溶液の液量とに基づいて分取溶液中の検体Ｓの個数を所望の個数に調整する濃度調整部４００を有しており、この分注部１３は、識別部１２とノズル３０に対して、３次元的に移動可能になっている。

Description

検体識別分注装置及び検体識別分注方法

　本発明は、検体識別分注装置及び検体識別分注方法に関する。特に、分離された検体の光情報により検体の識別を行った後に、コンタミネーション（汚染）を起こすことがなく検体に影響を与えないようにして検体を所定の検体分注位置に分注するとともに、分注作業の処理時間を短縮することが可能な検体識別分注装置及び検体識別分注方法に関する。

　液体に細胞などの検体（被検微小物）を分散させた液体が毛細管内を流れるようにして、光源からの光がこの液体流に照射されることで、液体流中の検体の光情報（蛍光情報）を測定して検体を識別することが提案されている。検体が識別された後に、検体は分注部において超音波振動を加えて液滴を形成して、例えば数百ボルトで電荷を与える。そして、偏向板から数千ボルトの電圧を印加することにより、それぞれの液滴の落下位置をプラス極側とマイナス極側に分けて分注部の任意の容器（ウェル）に分注する。
山下達郎、丹羽真一郎、細胞工学　Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．１０　ｐ１５３２－１５４１，１９９７

　しかしながら、このように細胞などの検体を分注すると、分注時に高周波振動や数千ボルトの高い電圧が検体を含む小さい液滴にかかるために、例えば検体が生細胞である場合には、分注後の検体の死亡率が高く、また検体が生きていたとしても検体が確実に正常な状態であるという保障は得られず、特に幹細胞の培養・分化に悪影響を与えてしまうという問題点があった。しかも、検体の分注作業は、小さい液滴の形成が不可欠である為、超音波と電荷以外にも多くの空気に触れることから、検体を含む液滴のコンタミネーションや検体へのダメージを起こすことが懸念される。

　また、分注部の複数の検体の分注作業には、ウェルの中から分注先となるウェルを選択する際の機械的な移動作業（メカ移動作業）があり、分注作業には時間がかかってしまうという問題点もあった。分注作業における速度は、一般的に、１ｓｏｒｔ／ｓｅｃ程度である。従って、例えば、細胞の総数が１０００００個であり、存在率が０．０１％である目的細胞の分注作業の場合、全ての細胞の分注作業に要する処理時間は１０００００ｓｅｃ（２８ｈ）もかかってしまっていた。ここで、存在率とは、全細胞の中の分取対象である目的細胞の個数の割合のことである。

　そこで、本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、検体の識別を行った後にコンタミネーションを起こすことがなく、検体に影響を与えないようにして検体を所定の検体分注位置に分注するとともに、分注作業の処理時間を短縮することが可能な検体識別分注装置及び検体識別分注方法を提供することを目的とする。

　上述した従来の問題点を解決すべく下記の発明を提供する。

　本発明の第１の態様にかかる検体識別分注装置は、流路内を流れるサンプル液に分散させた被測定対象である検体の中から分取対象となる目的検体を分取する検体識別分注装置であって、前記検体に対して励起光を照射することで前記検体の光情報を測定し、測定した前記検体の前記光情報に基づいて、前記検体を識別する識別部と、前記識別部により識別した前記検体を１個または複数個分散した分取溶液を、ノズルを介して分注対象部位に分注するための分注部と、前記検体を分散した前記サンプル液中の前記検体の個数濃度であるサンプル液濃度と、前記分取溶液の液量とに基づいて前記分取溶液中の分取対象となる前記目的検体の個数と非目的検体の個数を所望の個数に調整可能な濃度調整部と、を備えていることを特徴とする。

　本発明の第２の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１の態様にかかる検体識別分注装置において、前記分取溶液の液量は、前記サンプル液の流量、前記ノズルを介して前記分注対象部位へ分注するため前記分注部及び前記ノズルの動作時間、及び前記分注対象部位への前記分取溶液の注入時間に基づいて調整されることを特徴とする。

　本発明の第３の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１または２の態様にかかる検体識別分注装置において、前記分注部は、前記分取溶液を、予め設定された回数、同一の前記分注対象部位に分注することを特徴とする。

　本発明の第４の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１から３のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注装置において、前記識別部は、複数の識別設定条件に基づいて、前記検体を識別し、前記分注部は、前記識別部において前記検体を識別するための複数の識別設定条件に基づいて、複数の前記分注対象部位に分注することを特徴とする。

　本発明の第５の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１から４のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注装置において、前記分注部は、前記ノズルに対して、３次元的に移動可能になっていることを特徴とする。

　本発明の第６の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１から５のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注装置において、前記分注対象部位は、プレートに対して複数形成されたウェルであり、前記ウェル内には前記検体を入れるための収容液体が収容されており、前記ノズルの先端開口部から吐き出される前記検体を含む前記分取溶液は、ノズルから液滴を形成することなく前記ウェル内の前記収容液体に接する状態で分注されることを特徴とする。

　本発明の第７の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第６の態様にかかる検体識別分注装置において、前記検体を含む前記分取溶液は、前記ノズル先端で半球状に形成され、前記検体は細胞であり、前記ウェル内の前記収容液体は培養液であることを特徴とする。

　本発明の第８の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第６または７の態様にかかる検体識別分注装置において、前記ノズルの前記先端開口部を形成している部分は、前記先端開口部に向けてその外径が先細りに形成されていることを特徴とする。

　本発明の第９の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１から８のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注装置において、前記ノズルの流路は、前記識別部における流路に比べて広げられていることを特徴とする。

　本発明の第１０の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１から９のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注装置において、前記検体を分離して前記識別部に対して前記サンプル液に前記検体を分散して供給するための供給部を備え、前記識別部と前記ノズルとで形成される前記検体の流路は、前記検体が前記分注対象部位に分注されるまでに、直線状に形成されていることを特徴とする。

　本発明の第１１の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１から１０のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注装置において、前記目的検体を含む前記分注対象部位の中の液体を、前記サンプル液として前記供給部へ供給する再供給部を備え、前記供給部における前記サンプル液中の前記検体の総数に対する前記目的検体の総数の割合である存在率を調整することを特徴とする。

　本発明の第１２の態様にかかる検体識別分注装置は、本発明の第１から１１のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注装置において、前記目的検体を含む前記サンプル液濃度が所定の濃度領域の範囲内ときに、前記濃度調整部は、前記分取溶液中の前記検体の個数を１個に調整し、前記分注部は、１つの前記分注対象部位に、１個の前記目的検体を分散した前記分取溶液を分注することを特徴とする。

　本発明の第１の態様にかかる検体識別分注方法は、流路内を流れるサンプル液に分散させた被測定対象である検体の中から分取対象となる目的検体を分取する検体識別分注方法であって、（ａ）前記検体を分離して前記サンプル液に分散して供給する供給工程と、（ｂ）前記検体に対して励起光を照射することで前記検体の光情報を測定し、測定した前記検体の前記光情報に基づいて、前記検体を識別する識別工程と、（ｃ）前記識別工程（ｂ）によって識別した１個または複数個分散した分取溶液中の前記検体の個数を調整する濃度調整工程と、（ｄ）前記識別工程（ｂ）によって識別し前記濃度調整工程（ｃ）により個数を調整された前記分取溶液を、ノズルを介して分注対象部位に分注するための分注工程と、を備え、前記濃度調整工程（ｃ）は、前記検体を分散した前記サンプル液中の前記検体の個数濃度であるサンプル液濃度と、前記分取溶液の液量とに基づいて、前記分取溶液中の分取対象となる前記目的検体の個数と非目的検体の個数を所望の個数に調整可能であることを特徴とする。

　本発明の第２の態様にかかる検体識別分注方法は、本発明の第１の態様にかかる検体識別分注方法において、前記分取溶液の液量は、前記サンプル液の流量、前記ノズルを介して前記分注対象部位へ分注するため前記分注工程（ｃ）の機械的な動作時間、及び前記分注対象部位への前記分取溶液の前記分取溶液の注入時間に基づいて調整されることを特徴とする。

　本発明の第３の態様にかかる検体識別分注方法は、本発明の第１または２の態様にかかる検体識別分注方法において、前記分注工程（ｄ）は、前記分取溶液を、予め設定された回数、同一の前記分注対象部位に分注することを特徴とする。

　本発明の第４の態様にかかる検体識別分注方法は、本発明の第１から３のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注方法において、前記識別工程（ｂ）は、複数の識別設定条件に基づいて、前記検体を識別し、前記分注工程（ｄ）は、前記識別工程（ｂ）において前記検体を識別するための複数の識別設定条件に基づいて、複数の前記分注対象部位に分注することを特徴とする。

　本発明の第５の態様にかかる検体識別分注方法は、本発明の第１から４のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注方法において、（ｅ）前記目的検体を含む前記分注対象部位の中の液体を、前記サンプル液として前記供給工程（ａ）へ供給する再供給工程を備え、前記供給工程（ａ）の前記サンプル液中の前記検体の総数に対する前記目的検体の総数の割合である存在率を調整することを特徴とする。

　本発明の第６の態様にかかる検体識別分注方法は、本発明の第１から５のいずれか１つの態様にかかる検体識別分注方法において、前記目的検体を含む前記サンプル液濃度が所定の濃度領域の範囲内ときに、前記濃度調整工程（ｃ）は、前記分取溶液中の前記検体の個数を１個に調整し、前記分注工程（ｄ）は、１つの前記分注対象部位に、１個の前記目的検体を分散した前記分取溶液を分注することを特徴とする。

　本発明によれば、分注ノズルの先端から滲みでている液に含まれる検体の識別を行った後にノズルから液滴を形成することなく、分注位置に検体が分注できることが、特に幹細胞のようなデリケートな生細胞にダメージを与えず、その生細胞の生存率向上が図れるだけではなく、幹細胞の培養・分化にも極めて良い影響を与え、幹細胞の再生医療の実用化に極めて重要な役割を果たす。また、コンタミネーションを起こすことがなく、検体に影響を与えないようにして迅速に検体を所定の検体分注位置に分注することができる。

　また、段階的にサンプル液を濃縮していき、即ち、目的検体の存在率を高くしていき、適正なサンプル液中の検体の濃度（サンプル液濃度）にしてから、目的検体を１個ずつ分注することにより、分注作業において、時間のかかるメカ移動作業の時間短縮を図ることができる。従って、分注作業時間の短縮を図ることができる。

本発明の検体識別分注装置の好ましい実施形態を示す斜視図である。供給部、識別部、分注部を示す図である。識別部とノズルを示す断面図である。ノズルの先端部とウェルを示す断面図である。分注部の廃液槽にノズルを近づけた状態を示す図である。分注部の廃液槽内にノズルを挿入した状態を示す図である。廃液槽が図１の待機位置Ｐ１から待避した状態を示す図である。廃液槽が図７の退避位置Ｐ２からさらにＸ１方向に待避した状態を示す図である。プレートがＺ２方向に上昇した状態を示す図である。再びプレートがＺ１方向に下がった状態を示す図である。再び廃液槽がノズルの下部の待機位置Ｐ６に位置決めされた状態を示す図である。プレートと廃液槽がＺ２方向に上昇した待機状態を示す図である。廃液槽が退避した後に待機位置へ戻る別の動作例を示す図である。分注処理による目的検体の存在率の変化を説明するための図である。実施例を説明するための図である。実施例の分注処理の結果である。従来用いられている分注部１０００の構造を比較例として示す図である。検体の光計測部分が湾曲されたチューブ１５３０で構成されている比較例を示す図である。

符号の説明

　１０　　検体識別分注装置
　１１　　供給部
　１２　　光計測装置（識別部）
　１３　　分注部
　２１　　キャピラリー（流路の一例）
　３０　　ノズル
　４１　　レーザ光源（光源の一例）
　５５　　先端開口部
　６０　　ノズルの先細り部
　１００　制御部
　１５０　液体
　１６０　廃液
　２００　プレート（培養プレート）
　２５０　移動操作部
　３００　廃液槽
　４００　濃度調整部
　Ｓ　　　検体（サンプル）
　Ｗ　　　ウェル

　この発明の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと同等なもので置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。

　図１は、本発明の検体識別分注装置の好ましい実施形態を示す斜視図である。図２は、図１の検体識別分注装置をより詳しく示している。

　図１において、検体識別分注装置１０は、検体の供給部１１と、検体の識別部としての光計測装置１２と、検体の分注部１３と、検体の濃度調整部４００を備えた制御部１００と、検体の再供給部（図示せず）を備える。検体は被検微小物あるいはサンプルともいい、液体内に複数の検体が分散されている。検体識別分注装置１０はフローサイトメータともいう。

　図１に示す検体の供給部１１は、検体Ｓ、ＳＲを分離して液体とともに光計測装置１２側にチューブ１４を介して供給する。この液体は検体Ｓ、ＳＲを送るためのサンプル流を形成する。光計測装置１２は、Ｚ１方向に沿って流路としてのキャピラリーを通過する検体Ｓ、ＳＲに対して例えばレーザ光源からの励起光を照射することで、検体Ｓ、ＳＲの蛍光情報を受光して検体Ｓ、ＳＲの識別を行う。

　図１に示す分注部１３は、識別された複数の検体Ｓを、任意の分注対象位置にあるウェル（容器の一例）Ｗに対して注入する。ここで、検体Ｓは、ウェルＷ内に分注する対象となる目的検体であり、検体ＳＲは、廃棄する対象となる非目的検体である。図１の制御部１００は、検体の濃度調整、光計測装置１２において計測された蛍光情報を解析、分注部１３の制御を行う。

　図１に示す検体の供給部１１は、例えば図２に示すように検体Ｓ、ＳＲをサンプル液２０とともにチューブ１４を介して光計測装置１２側に供給する。

　光計測装置１２では、キャピラリー２１内に検体Ｓ、ＳＲを含むサンプル流と、サンプル流を包み込むような形のシース流が流れており、レーザ光源からの励起光Ｌが、通過する検体Ｓ、ＳＲに対して照射されることで、検体Ｓ、ＳＲは例えば蛍光情報を発生する。この蛍光情報は受光部４２により受光されて、検体Ｓ、ＳＲが発生する蛍光情報は、図１の制御部１００において解析される。制御部で解析が終了した検体Ｓ、ＳＲは、ノズル３０を通じて液滴を形成せずに、図１の分注部１３において、任意のウェルＷ内に分注されたり、廃液槽３００内に廃棄されたりするようになっている。

　図１に示す制御部１００の濃度調整部４００は、供給部１１が光計測装置１２へ供給するサンプル液２０中の検体Ｓ、ＳＲの個数濃度であるサンプル液濃度と、また、ノズル３０を介して分注部１３の任意のウェルＷに分注される分取溶液の液量とを調整して、任意の個数の検体Ｓ、ＳＲをウェルＷに分注する。ここで、ウェルＷに分注される分取溶液の中には、光計測装置１２において計測された蛍光情報を解析した結果に基づいて、少なくとも１個の検体Ｓを含むようにする。

　分取溶液の液量は、供給部１１によって供給されるサンプル液２０の流量と、分注部１３の動作時間と、ノズル３０の動作時間と、ウェルＷへの分取溶液の注入時間とに基づいて、調整される。ここで、図１では、分注作業は、分注部１３がノズル３０に対して３次元的に移動して行うことから、分注部１３の動作時間を調整要素に挙げているが、ノズル３０が移動する場合は、分注部１３の動作時間の替わりに、ノズル３０の移動時間が調整要素となる。また、ノズル３０及び分注部１３がともに移動する場合は、ノズル３０及び分注部１３の移動時間の調整要素となる。

　また、図１に示す制御部１００は、分注部１３を制御して、分注作業において、検体Ｓ、ＳＲを、ノズル３０を介して、任意のウェルＷ内に分注させたり、廃液槽３００内に廃棄されたりすることができる。このとき、同一のウェルＷに予め設定された回数だけ分注することもできる。また、複数の識別設定条件に基づいて、検体Ｓ、ＳＲを識別し、識別設定条件に基づいて、複数のウェルＷに分注することもできる。例えば、レーザ光源からの励起光Ｌの設定が電圧１～２Ｖのときを設定１とし、電圧３～５Ｖのときを設定２としたとき、設定１にしたときに測定された検体ＳをウェルＷ１へ、設定２にしたときに測定された検体ＳをウェルＷ２へ、分注することもできる。

　再供給部は、ノズル等を利用して、図１の分注部１３のウェルＷ内の検体Ｓ、ＳＲを、図１の供給部１１を供給する。

　図３は、キャピラリー２１とノズル３０の形状例を示している。図３に示すチューブ１４の接続部３２は、キャピラリー２１の一端部３３に接続されており、キャピラリー２１の他端部３４は、ノズル３０の一端部３５に接続されている。キャピラリー２１とノズル３０は、検体Ｓを流すための直線状の流路を形成している。

　図３に示す範囲Ｒで示すように、キャピラリー２１はその内径が軸方向ＣＬに沿って一定の中空部材であり、直線状の透明のガラスあるいはプラスチックにより作られている。キャピラリー２１の断面形状は例えば長方形である。

　キャピラリー２１に対応して、光ファイバ４０が配置されている。レーザ光源４１が発生する励起光Ｌは、光ファイバ４０によりキャピラリー２１内を通過する検体Ｓに対して照射される。

　次に、図３に示すノズル３０の形状例を説明する。

　ノズル３０は、ほぼ円筒状の部材であり、一端部３５と他端部５０と中間部５１を有する。ノズル３０は、軸方向ＣＬに沿ってノズル通路部５２を有しており、ノズル通路部５２は、入口部５３と中間通路５４と先端開口部５５からなる。入口部５３の内径Ｄ１は、中間通路５４の内径Ｄ２と先端開口部５５の内径Ｄ２に比べて小さく設定されている。これにより、入口部５３と中間通路５４にかけては、Ｚ１方向に沿って広がるラッパ状部分５６が形成されており、中間通路５４と先端開口部５５は、一定の内径Ｄ２を有する通路部になっている。

　このようなノズル３０の形状を採用することで、入口部５３から中間通路５４へ向けて通過する検体Ｓを含む液体の流速は、ラッパ状部分５６において内径が徐々に広がっているので、低下させることができる。このため、生細胞のような検体Ｓがノズル３０を流れても、流速により生じる圧力によって検体Ｓがダメージを受けるのを防止することができる。

　図３におけるキャピラリー２１の範囲Ｒは例えば断面の一辺が２０ｍｍであり、ノズル３０の長さＦは例えば７０ｍｍ～８０ｍｍである。ノズル３０の内径Ｄ２は、例えば４００μｍであり、キャピラリー２１の内寸法は、例えば縦が１５０μｍで横が３００μｍである。

　また、図３と図４に示すように、ノズル３０の他端部５０の先細り部６０は、出口部５５に向けて先細りになるように形成されている。しかも、図４に示すように、ノズル３０の先細り部６０の先端開口部５５は、識別済の検体Ｓを含む半円球状の液体１５０を培養液７０の表面７１に接触させるようにして、ノズル３０の先細り部６０の先端開口部５５がウェルＷ内の培養液７０に直接接触しないようにして、検体ＳをウェルＷ内の培養液７０内に分注するようになっている。これにより、ノズル３０の先細り部６０が、分注部１３のプレート２００のウェルＷ内に進入されたときに、先細り部６０がウェルＷ内に進入する部分の大きさが、先細りが形成されていないノズルの場合に比べて、少なくすることができ、検体と培養液に対するコンタミネーション（汚染）の発生を防止できる。また、液体１５０が液滴（例えば図１７の液滴１００２）として落下させないようにすることができる。

　また、図１と図２に示すように、光計測装置１２のキャピラリー２１とノズル３０においては、検体Ｓを含む液体が、直線状にＺ１方向に沿って真っ直ぐに流れるので、検体Ｓを含む液体の流速に変化が少なく、流速の安定化が図れる。

　次に、図１を参照して、分注部１３について説明する。

　図１の分注部１３は、培養プレート（以下、プレートという）２００と、移動操作部２５０と、廃液槽３００を有している。

　プレート２００は、Ｘ軸方向とＹ軸方向により形成されたＸ－Ｙ平面内に配置されている。プレート２００は、複数のウェルＷを有しており、複数のウェルＷはＸ軸方向とＹ軸方向に沿って、所定のピッチでマトリックス状に配列されている。図４に示すように各ウェルＷ内には収容液体の一例である培養液７０が収容されている。

　図１に示す廃液槽３００は、Ｙ軸方向に沿って、プレート２００に平行になるようにプレート２００の上側に配置されている。

　廃液槽３００の構造例は図５に示しており、廃液槽３００は断面Ｕ字型を有している樋状の部材である。廃液槽３００の一端部３０１は、ホルダー３０２に固定されており、ホルダー３０２はガイドバー３０３に沿ってＸ軸方向に沿って移動可能である。ガイドバー３０３は、プレート２００の側部においてＸ軸方向に沿ってプレート２００に対して固定されている。

　この廃液槽３００をＸ軸方向に移動して位置決めする装置としては、例えばモータとこのモータにより回転される送りネジを用いた機構を採用できる。この場合のモータＭの動作は、制御部１００の指令により制御される。送りネジはガイドバー３０３に平行に配置されて、モータＭの動作により送りネジが回転することで、廃液槽３００がＸ軸方向に移動して位置決めできる。

　図５に示すように、廃液槽３００は、必要に応じて、ノズル３０から吐き出される検体を含む液体１５０を、廃液１６０に廃棄するために用いられる。この際には、ノズル３０の先端開口部５５から吐き出される液体１５０が、不要な検体ＳＲを含んでいる場合には、ノズル先端からに滲みでている液体１５０は廃液１６０の表面に接触するようにして廃棄される。

　図５に示すように、廃液１６０は、チュービングポンプ３１０の作動により廃液槽３００内から少しずつ排出されるが、廃液槽３００内は通常は廃液１６０により満たされている。廃液は、チュービングポンプ３１０により確実に吸引して廃液槽３００から溢れ出さないようになっている。これにより、廃液槽３００からは廃液が漏れない。

　これに対して、もし図６に示す比較例のように、ノズル３０が廃液１６０内に挿入されてしまうと、ノズル３０が廃液１６０に直接接触する。このため、この後にこのノズル３０を用いてウェルＷに検体Ｓを分注しようとすると、ウェルＷ内の培養液はノズル３００を介してコンタミネーション（汚染）を起こすおそれがある。しかし、本発明の実施形態では、このようなノズル３０の先端出口部５５が廃液槽３００の廃液１６０には直接接触することがないので、ウェルＷ内の培養液に対するコンタミネーションは防ぐことができる。

　図１に示す移動操作部２５０は、プレート２００をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に沿って移動して位置決めできる。Ｘ軸方向（第１方向）、Ｙ軸方向（第２方向）、Ｚ軸方向（第３方向）は互いに直交しており、Ｚ軸方向は図１では垂直方向である。移動操作部２５０としては、例えば通常用いられているＸ－Ｙ－Ｚテーブルなどの３軸移動テーブルを用いることができる。

　次に、図１と図７～図１２を参照して、分注部１３の動作例を説明する。

　図１は、検体識別分離装置１０の待機状態を示しており、ノズル３０は、光計測装置１２の下側においてＺ１方向に向かって設けられていて、ノズル３０は分注部１３の廃液槽３００に対応した位置にある。廃液槽３００は、Ｘ軸方向に関してプレート２００の中央の待機位置Ｐ１に位置されている。

　図７は、廃液槽３００が図１の待機位置Ｐ１から下降して待避した状態を示しており、移動操作部２５０が制御部１００の指令により作動することで、プレート２００と廃液槽３００が一体的にＺ１方向に下がって退避位置Ｐ２に位置決めされる。このため、廃液槽３００はノズル３０から離れた下方位置にある。

　図８は、廃液槽３００が図７の退避位置Ｐ２からさらにＸ１方向に待避した状態を示しており、移動操作部２５０が制御部１００の指令により作動することで、廃液槽３００だけがプレート２００に対してＸ１方向（図８の紙面左方向）に移動して退避位置Ｐ３に位置決めされる。これにより、廃液槽３００はノズル３０から離れた位置にある。

　次に、図９は、プレート２００と廃液槽３００がＺ２方向に上昇した状態を示しており、移動操作部２５０が制御部１００の指令により作動することで、プレート２００と廃液槽３００がＺ２方向に上昇して分注位置Ｐ４に位置決めされる。これにより、図４に示すようにノズル３０の先端開口部５５の滲み出ている液体１５０が、選択されたウェルＷの培養液７０に接するようにして、検体Ｓを含む液体１５０がウェルＷ内に分注されることになる。この際、ノズル３０の他端部（下端部）５０は先細りになっており、しかも他端部５０は培養液７０には直接接触することがないので、ウェルＷ内の培養液７０と検体Ｓに対してノズル３０側から汚染物質が混入するのを確実に防ぐことができる。

　図１０は、再びプレート２００と廃液槽３００がＺ１方向に下がった状態を示しており、移動操作部２５０が制御部１００の指令により作動することで、ウェルＷはノズル３０から遠ざかった下降位置Ｐ５に位置決めされる。

　図１１は、再び廃液槽３００がノズル３０の下部の待機位置Ｐ６に位置決めされた状態を示している。移動操作部２５０が制御部１００の指令により作動することで、廃液槽３００がＸ２方向に移動して待機位置Ｐ６に向けて移動されると同時に、プレート２００がＸ２方向とは反対のＸ１方向に沿ってウェルの配置ピッチ分移動される。これにより、ノズル３０は、次の位置にある任意のウェルＷ１の上方位置に相対的に位置決めされることになる。廃液槽３００がＸ２方向に移動されると同時にプレート２００がＸ１方向にウェルの配置ピッチ分移動されるので、相対的にノズル３０を次の候補のウェルＷ１の上方に位置決めするための所要時間を短縮することができる。

　図１２は、プレート２００と廃液槽３００がＺ２方向に上昇した待機状態を示しており、移動操作部２５０が制御部１００の指令により作動することで、プレート２００と廃液槽３００がＺ２方向に上昇して待機位置Ｐ７に位置決めされる。

　このような一連の動作を行うことで、ノズル３０は、プレート２００上の任意の位置のウェルに対して液体１５０を分注することができる。図１１において、ウェルＷ１ではなくウェルＷ２に対して液体１５０を分注するには、移動操作部２５０が制御部１００の指令により作動することで、プレート２００と廃液槽３００がＹ１方向にウェルの配置ピッチ分移動して位置決めされる。廃液槽３００は、Ｚ軸方向への移動だけ、プレート２００とともに移動するが、廃液槽３００がＸ軸方向に移動する場合には、プレート２００とは別々に移動して位置決めすることができる。ノズル３０が移動するのではなくノズル３０の位置は固定されており、その代わりに分注部１３のプレート２００と廃液槽３００のユニットが、移動操作部２５０のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に沿って移動するようになっている。

　図１７は、従来用いられている分注部１０００の構造を比較例として示している。

　検体１００２が識別された後に、検体１００２は分注部１０００において超音波振動を加えて液滴を形成して、例えば数百ボルトで電荷を与える。そして、偏向板から数千ボルトの電圧を印加することにより、それぞれの液滴の落下位置をプラス極側とマイナス極側に分けて分注部のウェル１００３に分注する。この分注時に高周波振動や数千ボルトといい高い電圧が検体１００２にかかるために、例えば検体１００２が生細胞である場合には、分注後の検体の死亡率が高く、また検体１００２が生きていたとしても検体１００２が確実に正常な状態であるという保障は得られない。

　これに対して、本発明の実施形態の検体識別分注装置１０を用いることにより、このような電荷を与えたり電圧を印加したりすることが無く、ノズル３０に対して分注部１３のプレート２００側がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能であり、検体に悪影響を与えないようにして迅速に検体を所定の検体分注位置に分注することができる。しかも、ノズル３０の位置は固定されており、プレート２００側が移動するので、ノズルが移動する場合に比べて、ノズル３０から検体が漏れ出すといった不都合がない。

　また、図２に示すように、識別部である光計測装置１２とノズル３０とで形成される検体の流路は、直線状に形成されているので、図１８に示す比較例のように検体Ｓの光計測部分１５００が湾曲されたチューブ１５３０で構成されているものに比べて、検体Ｓの流速の安定化が図れるので、検体の光計測時の精度を上げることができる。

　本発明の実施形態の検体識別分注装置１０では、流路としてのキャピラリー２１内を流れる液体に分散させた被測定対象である検体Ｓに対して励起光Ｌを照射することで、検体Ｓの光情報を測定して識別するための識別部である光計測装置１２と、識別した検体Ｓを、ノズル３０を介して分注対象部位であるウェルＷに分注するための分注部１３と、を有している。この分注部１３は、識別部１２とノズル３０に対して、３次元的に移動可能になっている。これにより、検体Ｓの識別を行った後にノズル３０側を移動させずに、検体Ｓに悪影響を与えないようにして迅速に検体Ｓを所定の検体分注位置に分注することができる。

　本発明の実施形態の検体識別分注装置１０では、分注対象部位は、プレート２００に対して複数形成されたウェルＷであり、ウェルＷ内には検体Ｓを入れるための収容液体としての培養液７０が収容されており、ノズル３０の先端開口部５５から吐き出される検体Ｓを含む液体は、ウェルＷ内の培養液７０に接する状態で分注される。これにより、ノズル３０は培養液７０には直接接触せずに検体Ｓを含む液体を分注することができ、検体の識別を行った後に検体と培養液に対してコンタミネーションを起こすことがなく、検体に影響を与えないようにして迅速に検体を所定の検体分注位置に分注することができる。

　本発明の実施形態の検体識別分注装置１０では、検体を含む液体は半球状で、検体は細胞であり、前記ウェル内の前記収容液体は培養液である。これにより、細胞は培養液７０に対して検体の識別を行った後にコンタミネーションを起こすことがなく、細胞に影響を与えないようにして迅速に細胞を所定の検体分注位置に分注することができる。

　本発明の実施形態の検体識別分注装置１０では、ノズルの先端開口部を形成している部分は、先端開口部に向けて先細りに形成されている。これにより、ノズル３０がウェルＷ内の収容液体に対して接触するのを極力減らすことができるので、検体の識別を行った後にコンタミネーションを起こすことがなく、検体に影響を与えないようにして迅速に検体を所定の検体分注位置に分注することができる。

　本発明の実施形態の検体識別分注装置１０では、ノズル３０の流路は、光計測装置１２における流路に比べて広げられている。これにより、検体Ｓを含む液体が光計測装置１２における流路からノズル内に流れる場合に、検体Ｓを含む液体の流速を遅くすることができるので、流速の安定化を図ることができ、検体Ｓの光情報を正確に得ることができる。

　本発明の実施形態の検体識別分注装置１０では、検体Ｓを分離して光計測装置１２に対して検体Ｓを供給するための供給部１１を備え、光計測装置１２とノズル３０とで形成される検体Ｓの流路は、直線状に形成されている。これにより、検体Ｓを含む液体の流速を安定化することができ、検体Ｓの光情報を正確に得ることができる。

　図１３は、廃液槽３００が退避した後に待機位置へ戻る別の動作例を示している。

　図１３（Ａ）では、廃液槽３００内の廃液にノズル３０の先端部が挿入されており、図１３（Ｂ）では、廃液槽３００が矢印Ｈで示すように、一度少し下がってノズル３０の先端部を廃液槽３００内から退避させた後に、上方でありしかも後方に向けて退避する。これにより、廃液槽３００はノズル３０には当たらずに後方に退避できる。

　図１３（Ｃ）では、プレート２００がＺ２方向に上昇して、ノズル３０の先端部がウェルＷ内に挿入されることで検体Ｓを分注することができる。図１３（Ｄ）では、プレート２００がＺ１方向に下がってズル３０の先端部がウェルＷ内から離れ、図１３（Ｅ）では、廃液槽３００がＧ方向に移動されて、廃液槽３００内には再びノズル３０の先端部が挿入されることで、廃液槽３００は待機位置に戻る。そして、同時に、プレート２００は次のウェルに対して検体が分注できるように、移動される。

　次に、図１及び図１４を参照して、目的検体を分注する分注処理について説明する。

　図１４は、分注処理による目的検体の存在率の変化を説明するための図である。分注処理は、図１４に示すように、１回の分注作業により、図１の供給部１１から供給される目的検体の存在率Ｍ０％を、図１の分注部１３のウェルＷ内に分注される検体Ｓの存在率Ｍ１％に上げる。

　この分注作業を、再供給部を介して、複数回繰り返すことにより、図１の分注部１３のウェルＷ内に分注される目的検体の存在率を段階的に高くして、最終的（ｎ回分注作業をした結果：図１の供給部１１から供給されるサンプル液濃度が所定の濃度領域の範囲内であるとき）に、分注部１３のウェルＷ内に分注される目的検体の存在率Ｍｎ％を１００％にして、ウェルＷ内に・BR>レ的検体を１個ずつ分注する。

　即ち、２回目以降、図１の分注部１３のウェルＷ内に分注された目的検体を少なくとも１個含む複数の検体を、次回の分注作業において、図１の供給部１１に供給して、順次の分注作業をｍ回実行する。

　これにより、本発明の実施形態の検体識別分注装置１０では、段階的にサンプル液を濃縮していき、即ち、目的検体の存在率を高くしていき、適正なサンプル液中の検体の濃度（サンプル液濃度）にしてから、目的検体を１個ずつ分注することにより、目的検体を分注する分注処理において、動作時間のかかる図１の分注部１３の動作作業の回数を削減して、分注処理時間の短縮を図ることができる。

　次に、実際に、本発明の実施形態の検体識別分注装置１０により分注処理の実施例の結果を図１５及び図１６を参照して説明する。

　本実施例では、分注作業を２回実行して、総数が１０００００個の細胞の中から１０個の目的細胞を分注する分注処理を行った。図１５は、実施例を説明するための図である。また、図１６は、実施例の分注処理の結果である。

　図１５及び図１６に示すように、まず、１回目の分注作業により、図１の供給部１１から、目的細胞が１０個含まれている総数１０００００個の細胞を分散した濃度が１０００ｃｅｌｌｓ／μｌのサンプル液量は１００μｌを供給して、１０個のウェルＷに、それぞれ、目的細胞を少なくとも１個含む７５個の細胞を分注した。

　これにより、図１の供給部１１において、目的細胞の存在率０．０１％は、図１の分注部１３のウェルＷ内に分注された目的細胞の存在率は、１．３３％になった。また、１回目の分注作業に要した時間は１１．１ｍｉｎであった。このとき、予め、ウェルＷ内には収容液体が５０μｌあり、ウェルＷ内の液量は８０μｌであった。

　次に、２回目の分注作業により、１回目に分注した目的細胞が１０個含まれている総数７５０個の細胞（濃度が９．３８ｃｅｌｌｓ／μｌのサンプル液量を８０μｌに細胞を分散して）を図１の供給部１１から供給して、１０個のウェルＷに、それぞれ、目的細胞を１個を分注した。これにより、図１の供給部１１において、目的細胞の存在率１．３３％は、図１の分注部１３のウェルＷ内に分注された目的細胞の存在率は、１００％になった。また、２回目の分注作業に要した時間は８．９ｍｉｎであった。

　この結果、目的細胞が１０個含まれている総数１０００００個の細胞における分注処理において、従来、２８ｈかかっていた処理時間が、２０ｍｉｎとなり、大幅に処理時間が短縮されることがわかった。

　ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。

　例えば、図１に示す受光部４２は、光ファイバ４０とはキャピラリー２１を挟んで反対の位置に配置されているが、これに限らずキャピラリー２１の横側の位置（図１の紙面垂直方向に沿った位置）に配置しても良い。

　図１と図２に示すキャピラリー２１は例えば断面矩形を有する中空部材であるが、その他の断面形状であっても良い。

　また、分注部１３は、プレートであるが、プレートに限らず、チューブ、ディッシュ等であっても良い。

　また、再供給部は、機構として、検体識別分注装置に備えられていなくとも良く、分注した検体を、再度、供給部１３を介して光計測装置１２に供給できればよい。

　また、検体Ｓである例えば細胞から得られる散乱光、透過光、そして蛍光情報といった信号を受光部４２を用いて取得することができる。

　透明な部材は、ガラス板に限らず透明であればプラスチック板などの他の材質であっても良い。

　ノズル３０は、廃液槽３００に対して図示例のように垂直ではなく傾いていてもよい。

　本発明では、励起光は測定光あるいは照射光とも言うことができる。

　本発明の光計測装置は、遺伝子、免疫系、タンパク質、アミノ酸、糖類の生体高分子に関する検査、解析、分析が要求される分野、例えば工学分野、食品、農産、水産加工等の農学全般、薬学分野、衛生、保健、免疫、疫病、遺伝等の医学分野、化学もしくは生物学等の理学分野等、あらゆる分野に適用できる。

Claims

　流路内を流れるサンプル液に分散させた被測定対象である検体の中から分取対象となる目的検体を分取する検体識別分注装置であって、
　前記検体に対して励起光を照射することで前記検体の光情報を測定し、測定した前記検体の前記光情報に基づいて、前記検体を識別する識別部と、
　前記識別部により識別した前記検体を１個または複数個分散した分取溶液を、ノズルを介して分注対象部位に分注するための分注部と、
　前記検体を分散した前記サンプル液中の前記検体の個数濃度であるサンプル液濃度と、前記分取溶液の液量とに基づいて、前記分取溶液中の分取対象となる前記目的検体の個数と非目的検体の個数を所望の個数に調整可能な濃度調整部と、
を備えていることを特徴とする検体識別分注装置。
　前記分取溶液の液量は、前記サンプル液の流量、前記ノズルを介して前記分注対象部位へ分注するため前記分注部及び前記ノズルの動作時間、及び前記分注対象部位への前記分取溶液の注入時間に基づいて調整されることを特徴とする請求項１に記載の検体識別分注装置。
　前記分注部は、前記分取溶液を、予め設定された回数、同一の前記分注対象部位に分注することを特徴とする請求項１または２に記載の検体識別分注装置。
　前記識別部は、複数の識別設定条件に基づいて、前記検体を識別し、
　前記分注部は、前記識別部において前記検体を識別するための複数の識別設定条件に基づいて、複数の前記分注対象部位に分注することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の検体識別分注装置。
　前記分注部は、前記ノズルに対して、３次元的に移動可能になっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の検体識別分注装置。
　前記分注対象部位は、プレートに対して複数形成されたウェルであり、前記ウェル内には前記検体を入れるための収容液体が収容されており、前記ノズルの先端開口部から吐き出される前記検体を含む前記分取溶液は、ノズルから液滴を形成することなく前記ウェル内の前記収容液体に接する状態で分注されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の検体識別分注装置。
　前記検体を含む前記分取溶液は、前記ノズル先端で半球状に形成され、前記検体は細胞であり、前記ウェル内の前記収容液体は培養液であることを特徴とする請求項６に記載の検体識別分注装置。
　前記ノズルの前記先端開口部を形成している部分は、前記先端開口部に向けてその外径が先細りに形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の検体識別分注装置。
　前記ノズルの流路は、前記識別部における流路に比べて広げられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の検体識別分注装置。
　前記検体を分離して前記識別部に対して前記サンプル液に前記検体を分散して供給するための供給部を備え、
　前記識別部と前記ノズルとで形成される前記検体の流路は、前記検体が前記分注対象部位に分注されるまでに、直線状に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の検体識別分注装置。
　前記目的検体を含む前記分注対象部位の中の液体を、前記サンプル液として前記供給部へ供給する再供給部を備え、
　前記供給部における前記サンプル液中の前記検体の総数に対する前記目的検体の総数の割合である存在率を調整することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の検体識別分注装置。
　前記目的検体を含む前記サンプル液濃度が所定の濃度領域の範囲内ときに、
　前記濃度調整部は、前記分取溶液中の前記検体の個数を１個に調整し、
　前記分注部は、１つの前記分注対象部位に、１個の前記目的検体を分散した前記分取溶液を分注することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の検体識別分注装置。
　流路内を流れるサンプル液に分散させた被測定対象である検体の中から分取対象となる目的検体を分取する検体識別分注方法であって、
　（ａ）前記検体を分離して前記サンプル液に分散して供給する供給工程と、
　（ｂ）前記検体に対して励起光を照射することで前記検体の光情報を測定し、測定した前記検体の前記光情報に基づいて、前記検体を識別する識別工程と、
　（ｃ）前記識別工程（ｂ）によって識別した１個または複数個分散した分取溶液中の前記検体の個数を調整する濃度調整工程と、
　（ｄ）前記識別工程（ｂ）によって識別し、前記濃度調整工程（ｃ）により個数を調整された前記分取溶液を、ノズルを介して分注対象部位に分注するための分注工程と、を備え、
　前記濃度調整工程（ｃ）は、前記検体を分散した前記サンプル液中の前記検体の個数濃度であるサンプル液濃度と、前記分取溶液の液量とに基づいて、前記分取溶液中の分取対象となる前記目的検体の個数と非目的検体の個数を所望の個数に調整可能であることを特徴とする検体識別分注方法。
　前記分取溶液の液量は、前記サンプル液の流量、前記ノズルを介して前記分注対象部位へ分注するため前記分注工程（ｃ）の機械的な動作時間、及び前記分注対象部位への前記分取溶液の前記分取溶液の注入時間に基づいて調整されることを特徴とする請求項１３に記載の検体識別分注方法。
　前記分注工程（ｄ）は、前記分取溶液を、予め設定された回数、同一の前記分注対象部位に分注することを特徴とする請求項１３または１４に記載の検体識別分注方法。
　前記識別工程（ｂ）は、複数の識別設定条件に基づいて、前記検体を識別し、
　前記分注工程（ｄ）は、前記識別工程（ｂ）において前記検体を識別するための複数の識別設定条件に基づいて、複数の前記分注対象部位に分注することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の検体識別分注方法。
　（ｅ）前記目的検体を含む前記分注対象部位の中の液体を、前記サンプル液として前記供給工程（ａ）へ供給する再供給工程を備え、
　前記供給工程（ａ）の前記サンプル液中の前記検体の総数に対する前記目的検体の総数の割合である存在率を調整することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の検体識別分注方法。
　前記目的検体を含む前記サンプル液濃度が所定の濃度領域の範囲内ときに、
　前記濃度調整工程（ｃ）は、前記分取溶液中の前記検体の個数を１個に調整し、
　前記分注工程（ｄ）は、１つの前記分注対象部位に、１個の前記目的検体を分散した前記分取溶液を分注することを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の検体識別分注方法。