WO2019087271A1 - 分注装置および検体分析装置 - Google Patents

分注装置および検体分析装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019087271A1
WO2019087271A1 PCT/JP2017/039228 JP2017039228W WO2019087271A1 WO 2019087271 A1 WO2019087271 A1 WO 2019087271A1 JP 2017039228 W JP2017039228 W JP 2017039228W WO 2019087271 A1 WO2019087271 A1 WO 2019087271A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reagent
container
nozzle
dispensing
port
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/039228
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大貫 和俊
松原 茂樹
Original Assignee
株式会社 日立ハイテクノロジーズ
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 株式会社 日立ハイテクノロジーズ filed Critical 株式会社 日立ハイテクノロジーズ
Priority to US16/642,398 priority Critical patent/US11313872B2/en
Priority to JP2019550022A priority patent/JP6868707B2/ja
Priority to PCT/JP2017/039228 priority patent/WO2019087271A1/ja
Priority to DE112017007781.8T priority patent/DE112017007781T5/de
Publication of WO2019087271A1 publication Critical patent/WO2019087271A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01N35/1002Reagent dispensers
    • 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
    • G01N35/1009Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N35/1016Control of the volume dispensed or introduced
    • 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
    • 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
    • G01N2035/00425Heating or cooling means associated with pipettes or the like, e.g. for supplying sample/reagent at given temperature
    • 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
    • G01N2035/00465Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00534Mixing by a special element, e.g. stirrer
    • 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
    • G01N2035/1048General features of the devices using the transfer device for another function

Definitions

  • the present invention relates to a dispensing apparatus that handles reagents that require heat retention, and a sample analyzer.
  • PCR Polymerase Chain Reaction
  • reagents containing a chaotropic agent such as guanidine hydrochloride are used. Some of these reagents have a very high salt concentration, and the salt may crystallize even at a normal temperature of about 20 ° C. Since crystallization changes the concentration of a reagent to affect the reaction or causes clogging in piping, it is necessary to prevent crystallization in an apparatus for automatically performing nucleic acid extraction. As means for preventing crystallization, there are heating of the reagent container and shaking and stirring of the container.
  • Patent document 1 JP-A-2002-267675
  • the temperature of the refrigerated reagent is raised by heating the dispensing nozzle at the discharge side end of the piping channel to stabilize the reaction between the sample and the reagent.
  • the heating of the dispensing nozzle alone can not prevent the crystallization in all the piping channels.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of preventing crystallization of a reagent even if there is a place where installation of a heating mechanism is difficult, and performing stable dispensing.
  • the present application includes means for solving the above-mentioned problems, and by way of example, a nozzle for discharging a reagent to a reaction container, a reagent suction pipe for connecting the nozzle and a reagent container for holding a reagent, and the nozzle A port that can be connected to the reagent discharge pipe connecting the port and the reagent container, a liquid feeding mechanism capable of sending a reagent into the reagent suction pipe and the reagent discharge pipe, and A control unit configured to control a connection state of the nozzle and the port and liquid feeding by the liquid feeding mechanism, the controller disconnects the connection between the nozzle and the port at the time of reagent dispensing, and The reagent aspirated from the reagent container is discharged to the reaction container, and the nozzle and the port are connected except during reagent dispensing, and the reagent in the reagent container is drawn in the reagent aspiration piping and the reagent discharge piping.
  • the sample analyzer equipped with these dispensing devices is provided.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a dispensing apparatus according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a sample analyzer equipped with a dispensing device according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a dispensing apparatus according to a first embodiment.
  • the dispensing device 1 includes a reagent container 2 containing a reagent, a liquid feeding mechanism 3, a nozzle 4, a port 5, a reagent suction pipe 6, a reagent discharge pipe 7, and temperature control.
  • a mechanism 9 and a control unit 15 are provided.
  • the reagent container 2 is connected to the liquid feeding mechanism 3, and the liquid feeding mechanism 3 is connected to the nozzle 4 by a reagent suction pipe 6.
  • the liquid feeding mechanism 3 has a function of suctioning the reagent from the reagent container 2.
  • FIG. 2 shows an example in which a syringe pump is used for the liquid feeding mechanism 3.
  • the liquid feeding mechanism 3 includes a syringe pump 12 and a solenoid valve 13. Further, it has a function of dispensing the reagent into the reaction container 10 by the liquid transfer mechanism 3 and circulating the reagent.
  • the temperature control mechanism 9 has a function of heating and keeping the reagent in the reagent container 2 using a heater, a Peltier element or the like.
  • the temperature control mechanism 9 is installed on the bottom of the reagent container 2 as an example. It is sufficient if the reagent container 2 can be heated and kept warm, and it may be a side surface to the reagent container 2. The reagent container 2 may be enclosed so that the whole can be kept warm and heated.
  • the control in the temperature control mechanism 9 is always controlled at a constant time interval, and is controlled by the control unit 15 such as control when the monitored temperature exceeds a threshold value, and an optimal system is selected. By controlling the temperature of the reagent such as heating and heat retention, it is possible to cope with the temperature change during operation of the device, and there is an effect of preventing crystallization.
  • FIG. 1 shows a dispensing apparatus in which the nozzle 4 and the port 5 are not connected
  • FIG. 1A shows a dispensing apparatus in which the nozzle 4 and the port 5 are connected
  • the nozzle 4 and the port 5 are not connected, and the reagent is discharged by the liquid transfer mechanism 3 to discharge the reagent to the reaction container 10.
  • Arrows in the figure indicate the flow of liquid.
  • the nozzle 4 and the port 5 are connected as shown in FIG. 1B, and a circulation path is formed in which the reagent sucked from the reagent container 2 returns to the reagent container 2 again.
  • the reagent kept by the temperature control mechanism 9 is fed by the liquid feeding mechanism 3 and returned to the reagent container 2 again through the nozzle 4 and the port 5 so that the reagent at a location apart from the temperature control mechanism 9 is always kept warm Reagent crystallization can be prevented by replacing the solution. Since the temperature of the reagent solution to be heated and kept warm depends on various factors such as the length of the pipe and the temperature at the time of operation, it is necessary to study.
  • the optional reagent temperature delivered to the reaction vessel 10 is an important temperature consideration factor. For example, after discharging into the reaction container 10, if there is an enzyme reaction in the reaction step, it is necessary to discharge at a temperature at which the enzyme does not denature. Therefore, it is necessary to consider the heating / retaining temperature of the reagent container 2 according to the device size and the reaction process. Although depending on the enzyme, generally, when there is an enzyme reaction step, the solution temperature to be discharged is 60 ° C. or less. With respect to the flow rate of the reagent to be circulated, the movement of the reagent causes the molecule to move, which has the effect of preventing crystallization. It also has the effect of reducing local heterogeneity in reagent concentration.
  • the flow rate for preventing the crystallization of the reagent depends on environmental factors such as the coagulation temperature and the operating temperature of the reagent to be used, but if the flow rate is not zero, the crystallization of the reagent is prevented. Therefore, in general, the flow rate at which the reagent is made to flow is appropriate to the flow rate of the movable range of the pump and the flow rate of the reagent without the leak at the connection of the nozzle and the port. As an example, it is possible at a flow rate of about 600 uL per second.
  • this embodiment shows an embodiment for preventing the reagent crystallization due to the reagent circulation having the temperature control mechanism 9, it can be applied depending on the reagent to be used and the application even when the temperature control mechanism 9 is not provided.
  • the control unit 15 controls the discharge of the reagent, the connection of the nozzle and the port, the control of the temperature of the reagent, the control of the flow rate of the reagent related to the reagent delivery, and the like.
  • An example of the nozzle is a hollow nozzle whose tip is a metallic material with an outer diameter of 0.3 mm, an inner diameter of 0.5 mm, and a length of about 94 mm, for example SUS, and contacts a conductive area such as liquid level detection or contact energization. It may have a conductive material and structure that can be detected by Although the material of the nozzle varies, a material having chemical resistance may be used depending on the reagent to be used.
  • an inner diameter of 0.65 mm for example, PEEK can be used.
  • the piping diameter on the port side may be increased to reduce pressure loss. For example, it may be about twice the pipe diameter on the nozzle side.
  • connection between the nozzle 4 and the port 5 is, for example, a surface contact connection.
  • the port 5 has a tapered (corner-like) opening. It has a tapered portion at the tip of the nozzle and can be sealed by contacting the tapered portion of the port, enabling reagent circulation without leakage.
  • the piping end on the reagent suction side of the reagent suction piping 6 is installed near the bottom of the reagent container 2 for the purpose of using all the reagents in the reagent container 2.
  • the pipe end of the reagent discharge pipe 7 on the reagent discharge side is installed so that the reagent circulated in the reagent container 2 can enter, and the pipe end of the reagent suction pipe 6 is installed with a difference in position.
  • the reagent discharge pipe 7 and the reagent discharge pipe 7 are provided in addition to a difference in height direction. It is also possible to set the reagent suction pipe 6 laterally apart. Also, it may be installed with a difference in both height and lateral direction. Further, in order to move the end of the reagent discharge pipe 7 away from the end of the reagent suction pipe 6, it may be configured to be an L-shaped pipe.
  • the end of the reagent discharge pipe 7 and the reagent suction pipe 6 may be installed adjacent to each other.
  • the piping end of the reagent discharge piping 7 is installed near the piping end of the reagent suction piping 6, the possibility that the reagent circulates only at the bottom of the reagent container 2 is high. In this case, when considering reagent agitation, the agitation effect is increased by adjusting the direction of the reagent outlet at the end of the pipe.
  • the configuration of the first embodiment can be performed similarly in the second embodiment and the third embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a dispensing apparatus according to a second embodiment.
  • the dispensing device 1 includes a reagent container 2 containing a reagent, a liquid feeding mechanism 3, a liquid feeding mechanism 11, a nozzle 4, a port 5, a reagent suction pipe 6, and a reagent discharge.
  • a pipe 7, a temperature control mechanism 9, and a control unit 15 are provided.
  • the reagent container 2 is connected with two pipes of a reagent suction pipe 6 connected to the nozzle 4 and a reagent discharge pipe 7 connected to the port 5.
  • the contents described in the first embodiment can be similarly carried out in this embodiment.
  • the difference between the first embodiment and the second embodiment is that two liquid feeding mechanisms, ie, the liquid feeding mechanism 3 and the liquid feeding mechanism 11 are installed.
  • a liquid feeding mechanism using a syringe pump in the liquid feeding mechanism 3 is shown as an example.
  • the liquid feeding mechanism 11 is an example of setting between the port 5 on the reagent discharge pipe 7 and the reagent container 2.
  • the liquid feeding mechanism 3 is a liquid feeding mechanism for dispensing the reagent and circulating the reagent, and the liquid feeding mechanism 11 is mainly used for circulation.
  • the effect of the liquid feeding mechanism 11 is to prevent the leak of the reagent by suction of the port 5.
  • the liquid feeding mechanism 3 can be fed by the high precision dispensing mechanism, and the liquid feeding mechanism 11 can circulate the reagent by using the liquid feeding mechanism with low liquid volume accuracy.
  • a liquid feeding mechanism with different liquid feeding accuracy As described above, it is possible to realize highly accurate solution dispensing and efficient solution circulation by using a liquid feeding mechanism with different liquid feeding accuracy.
  • a syringe pump with high accuracy may be used as the liquid feeding mechanism 3
  • a peristaltic pump may be used as the liquid feeding mechanism 11.
  • the liquid feeding mechanism 11 can also be installed between the reagent container 2 and the nozzle 4. In this case, the leak prevention effect by the reagent suction of the liquid feeding mechanism 11 at the port 5 which is one of the effects can not be expected. However, high accuracy solution dispensing and efficient solution circulation can be realized by using a liquid feeding mechanism with different liquid feeding accuracy.
  • the control unit 15 controls the liquid feeding operation of the liquid feeding mechanism 3 and the liquid feeding mechanism 11, and controls the reagent dispensing, the connection of the nozzle and the port, the reagent temperature adjustment, the reagent flow rate related to reagent feeding, and the like.
  • the third embodiment is an embodiment of a sample analyzer equipped with the dispensing device of the first embodiment or the second embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of a sample analyzer according to a third embodiment.
  • the sample analyzer 200 includes three inspection units, a nucleic acid extraction unit 201, a reagent / reaction solution preparation unit 202, and a measurement unit 203, which correspond to individual inspection steps, and an inspection unit. It is comprised with the conveyance mechanism 204 which conveys a container between.
  • the nucleic acid extraction unit 201 includes a sample introduction unit 205 for introducing a container for sealing a sample into the apparatus, a pipette mechanism for dispensing the sample, a container transport mechanism for transporting the container in the unit, and nucleic acid from the sample. And an extraction mechanism 2011 for extraction.
  • an integrated mechanism of the pipette mechanism and the container transport mechanism is referred to as a pipette / transport mechanism 2012.
  • the extraction mechanism 2011 is configured to be capable of purifying the nucleic acid in the sample by lysing the sample, and the dispensing device 1 (a) for dispensing the first reagent in the configuration, and A dispensing apparatus 1 (b) for dispensing the reagent 2 is provided.
  • the dispensing device 1 (a) and the dispensing device 1 (b) are the dispensing devices of the first embodiment or the second embodiment.
  • the apparatus configurations of the dispensing apparatus 1 (a) and the dispensing apparatus 1 (b) are completely the same, and only differ in the types of reagents contained in the reagent container 2.
  • the reagent / reaction solution preparation unit 202 includes a pipette mechanism for dispensing the reagent, a container transport mechanism for transporting the container in the unit, a reagent setting unit, and a reaction solution preparation unit 2021.
  • a pipette mechanism for dispensing the reagent
  • a container transport mechanism for transporting the container in the unit
  • a reagent setting unit for setting the container
  • a reaction solution preparation unit 2021 an integrated mechanism of the pipette mechanism and the container transport mechanism.
  • the reaction liquid preparation unit 2021 includes, for example, a mechanism for preparing an erected reagent, a mechanism for preparing a nucleic acid sample and a reagent, a stirring mechanism according to the requirements of the genetic testing method to be mounted, a closing mechanism, a heating mechanism Be done.
  • the measurement unit 203 includes a container conveyance mechanism 2032 for conveying the container in the unit, a real time fluorescence measurement mechanism 2031, and a data processing unit 2033 for processing fluorescence measurement data.
  • the transport mechanism 204 is configured of a transport rack 208 that accommodates a plurality of reaction containers 10 that receive the sample and the reagent. By transporting the transport rack 208, the three inspection units of the nucleic acid extraction unit 201, the reagent / reaction solution preparation unit 202, and the measurement unit 203 are moved back and forth.
  • the nucleic acid extraction unit 201 After introducing the sample into the sample introduction unit 205, the nucleic acid extraction unit 201 performs a sample dissolving step, a nucleic acid binding step, a washing step, and a sample elution step to extract a nucleic acid.
  • the reagent preparation process and the reaction sample preparation process are performed by the reagent / reaction solution preparation unit 202, and the solution is prepared so that analysis is possible.
  • the measuring unit 203 performs the sample mechanism loading process, the detection process, the analysis process, and the unloading process to analyze the sample.
  • Dispensing devices 1 (a) and 1 (b) connect the nozzle 4 and port 5 until the reagent discharge process of the nucleic acid extraction unit 201 starts, and the reagent kept by the temperature control mechanism 9 is transferred by the liquid feeding mechanism 3 The solution is fed and returned to the reagent container 2 again through the nozzle 4 and the port 5 to prevent reagent crystallization.
  • the reaction container 10 is transferred to the transfer rack 208 on the transfer mechanism 204 by the pipette and transfer mechanism 2012.
  • the dispensing tip is attached to the dispensing / transporting mechanism 2012, and the sample stored in the sample introducing unit 205 is aspirated.
  • the aspirated sample is discharged to the reaction container 10 on the transport rack 208.
  • the reaction container 10 on the transport rack 208 is transported and moved to the first reagent discharge position.
  • the nozzle 4 and the port 5 of the dispensing device 1 (a) are disconnected, and the nozzle 4 is moved onto the transport mechanism 204.
  • the first reagent is discharged to the reaction container 10 by feeding the reagent by the liquid feeding mechanism 3.
  • the nozzle 4 is moved onto the port 5, the nozzle 4 and the port 5 are connected, and the reagent kept warm by the temperature control mechanism 9 is fed by the liquid feeding mechanism 3, the nozzle 4 And back to the reagent container 2 through port 5 to prevent reagent crystallization.
  • the reaction container 10 on the transport rack 208 is moved from the first reagent discharge position to the second reagent discharge position. Since the discharge of the second reagent is started, the nozzle 4 and the port 5 of the dispensing device 1 (b) are disconnected, and the nozzle 4 is moved onto the transport mechanism 204.
  • the second reagent is discharged to the reaction container 10 by feeding the reagent by the liquid feeding mechanism 3. After discharging the second reagent, the nozzle 4 is moved onto the port 5, the nozzle 4 and the port 5 are connected, and the reagent kept by the temperature control mechanism 9 is fed by the liquid feeding mechanism 3. And back to the reagent container 2 through port 5 to prevent reagent crystallization.
  • nucleic acid extraction processing is performed by the extraction mechanism 2011, and the extracted nucleic acid is transported by the transport mechanism 204 from the nucleic acid extraction unit 201 to the reagent / reaction liquid preparation unit 202. Description of subsequent processing is omitted.
  • this embodiment is an example of a genetic testing device
  • the present invention includes application to other analysis devices such as biochemical analysis, and is not limited to the genetic testing device.
  • SYMBOLS 1 dispensing apparatus, 2 ... reagent container, 3 ... liquid feeding mechanism, 4 ... nozzle, 5 ... port, 6 ... reagent suction piping, 7 ... port side piping, 9 ... temperature control mechanism, 10 ... reaction container, 11 ...

Abstract

ディスペンサ式試薬分注では、配管流路を通して試薬を所定位置にまで移送して分注するため、配管流路中に滞留する試薬が生じ、配管流路中で試薬の結晶が生じる可能性がある。そのため、配管流路全体での結晶化防止を考える必要がある。 試薬容器から試薬を吸引する試薬吸引配管と、試薬の送液を行う送液機構と、試薬を吐出するノズルと、前記ノズルと接続可能なポートと試薬容器へ接続する試薬排出配管を備え、前記ノズルから反応容器に試薬を分注し、試薬分注時以外は前記ノズルとポートが接続し、試薬を循環させることを特徴とする分注装置を提供する。

Description

分注装置および検体分析装置
 本発明は、保温が必要な試薬を扱う分注装置、検体分析装置に関する。
 血液、血漿、組織片などの生物学的試料に含まれる核酸の分析は、生物学、生化学、医学などの学術研究ばかりでなく、診断、農作物の品種改良、食品検査といった産業など多岐の分野で行われている。核酸の分析方法としてもっとも広く普及している方法は、PCR(Polymerase Chain Reaction)と呼ばれ、分析したい領域の核酸を塩基配列特異的に増幅させる技術である。また、PCR等で増幅可能なように核酸を自動で分離、精製する要求が高まっており、核酸抽出を自動で行う装置が各社より提供されている。
 生物学的試料からDNAやRNA等の核酸を分離、精製するためには、塩酸グアニジンなどのカオトロピック剤を含む試薬が用いられる。これらの試薬は塩濃度が非常に高いものもあり、20℃程度の常温においても塩が結晶化する場合がある。結晶化は試薬の濃度を変化させて反応に影響を及ぼしたり、配管内の詰まりを生じさせたりするため、核酸抽出を自動で行う装置では結晶化を防止する必要がある。結晶化防止手段としては、試薬容器の加温や容器の振とう攪拌などがある。
 従来、核酸抽出の自動化装置では、試薬分注に分注チップを用いて試薬容器から試薬を吸引し、反応容器に吐出するピペッティング式の分注が用いられてきた。ピペッティング式の分注では、試薬容器内の試薬について結晶化を防止していれば、分注工程での結晶化防止は必要とはならない。そのため、試薬容器の加温などの手段が有効であった。
 しかし近年では、遺伝子検査においても多検体処理が求められるようになってきている。抽出試薬は検体間で共通に使用する試薬であるため、多検体処理の場合には分注チップによるピペッティングよりもディスペンサ式分注の方が、多くの連続分注が可能であるため効率がよくなる。
特開2002-267675
 ディスペンサ式試薬分注では、配管流路を通して試薬を所定位置にまで移送して分注するため、一定時間配管流路中に滞留する試薬が必ず生じる。そのため核酸抽出に用いる高濃度のグアニジン塩を含む試薬等の場合には、配管流路中で結晶化が生じる可能性がある。
 試薬の結晶化防止には、前述したように試薬容器の加温や容器の振とう攪拌などの手段がある。しかしディスペンサ式の場合には試薬容器内での結晶化だけでなく、配管流路全体での結晶化防止を考える必要がある。
 特許文献1に記載の装置では配管流路の吐出側末端にある分注ノズルを加温することで、冷蔵されている試薬を昇温してサンプルと試薬の反応の安定化を図っている。
 しかし、分注ノズルの加温だけでは全配管流路中での結晶化を防止することはできない。
 全配管流路中での結晶化を防止するためには、配管流路全体を加温することが考えられるが、1)装置構成により流路長が非常に長くなる可能性があること、2)試薬吐出位置が複数ある場合には分注ノズルを含む流路が可動部となること、などの理由により配管流路全体を加温することは構造上およびコスト面から考えて現実的ではない。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、加温機構の設置が困難な箇所があっても試薬の結晶化を防ぎ、安定した分注が行える装置を提供することを目的とする。
 本願は上記課題を解決する手段を含んでいるが、一例をあげるならば、試薬を反応容器へ吐出するノズルと、前記ノズルと試薬を保持する試薬容器とを接続する試薬吸引配管と、前記ノズルと接続することが可能なポートと、前記ポートと前記試薬容器を接続する試薬排出配管と、前記試薬吸引配管及び前記試薬排出配管内に試薬を送液することが可能な送液機構と、前記ノズルと前記ポートの接続状態及び前記送液機構による送液を制御する制御部とを備え、前記制御部は、試薬分注時には、前記ノズルと前記ポートとの接続を解除し、試薬吸引配管を介して前記試薬容器から吸引した試薬を前記反応容器に吐出し、試薬分注時以外は、前記ノズルと前記ポートを接続し、前記試薬容器の試薬を前記試薬吸引配管及び前記試薬排出配管内に循環させるように制御することを特徴とする分注装置を、提供する。
 また、上記の目的を達成するため、これらの分注装置を搭載した検体分析装置を提供する。
 本発明によれば、試薬を循環させることで試薬の結晶化を防ぎ、安定した分注、分析が行えるという効果を奏する。本発明の更なる特徴は、本発明の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施例の説明により明らかにされる。
実施例1に係る、分注装置の概略構成図。 実施例1に係る、シリンジポンプを用いた分注装置の概略構成図。 実施例2に係る、分注装置の概略構成図。 実施例3に係る、分注装置を搭載した検体分析装置の概略構成図。
 以下、図面を参照して本発明の種々の実施例を詳細に説明する。尚、図面は本発明の原理に則った実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
 図1は実施例1に係る、分注装置の概略構成図である。図1に示すように、本実施例に係る分注装置1は、試薬が収容された試薬容器2、送液機構3、ノズル4、ポート5、試薬吸引配管6、試薬排出配管7、温度調節機構9、および制御部15を備える。試薬容器2から送液機構3に、送液機構3からノズル4に試薬吸引配管6によって接続される。
 送液機構3は具体的にはシリンジやポンプなどを用いることができる。送液機構3は試薬容器2から試薬を吸引する機能を持つ。図2は、送液機構3にシリンジポンプを用いた例を示す。この場合、送液機構3はシリンジポンプ12と電磁弁13を備える。また、送液機構3によって試薬を反応容器10に分注することや試薬循環を行う機能を持つ。温度調節機構9は具体的にはヒーターやペルチェ素子などを用い、試薬容器2内の試薬を加温、保温する機能を持つ。温度調節機構9は、一例として試薬容器2に対して底面に設置している。試薬容器2を加温・保温可能であれば良く、試薬容器2に対して側面でも良い。試薬容器2は全体を保温、加温できるように囲われていても良い。温度調節機構9における制御は常時、一定時間おき、監視温度が閾値を超えた場合に制御する等、制御部15で制御され、システムとして最適なものを選択する。加温、保温などの試薬温度の制御をすることで、装置動作時の温度変化に対応が可能であり、結晶化を防ぐ効果がある。
 図1の(a)はノズル4とポート5を接続していない分注装置を示し、図1の(b)はノズル4とポート5を接続した分注装置を示す。試薬を反応容器10に吐出したい場合、図1の(a)のようにノズル4とポート5は非接続とし、送液機構3により試薬の送液を行うことで試薬を反応容器10に吐出する。図中の矢印が液の流れを示す。試薬を反応容器10に吐出しない場合、図1の(a)の状態で放置すると、温度調節機構9付近は保温されているものの、温度調節機構9から離れた場所の試薬の保温は出来ない。そのため、試薬を反応容器10に吐出しない場合は、図1の(b)のようにノズル4とポート5を接続し、試薬容器2から吸引した試薬が再度試薬容器2に戻る循環経路を構成する。温度調節機構9により保温された試薬を送液機構3により送液し、ノズル4とポート5を介して再度試薬容器2に戻すことで、温度調節機構9から離れた場所の試薬においても常に保温された溶液に置き換わるため、試薬結晶化を防ぐことが出来る。加温・保温される試薬溶液温度は、配管の長さや作業時の温度等、様々な要因に依存するため検討が必要である。反応容器10に吐出する任意の試薬温度は重要な温度検討の要因である。例えば、反応容器10に吐出した後、反応工程で酵素反応がある場合、酵素が変性しない温度で吐出する必要がある。そのため、装置規模や反応工程に応じて、試薬容器2の加温・保温温度を検討する必要がある。酵素にもよるが、一般的に酵素反応工程がある場合は、吐出する溶液温度は60℃以下である。また、循環させる試薬の流速については、試薬が流動することで分子が運動し、結晶化を防ぐ効果がある。試薬濃度の局所的な不均一性を減少させる効果もある。そのため、試薬の結晶化を防ぐ流速は、使用する試薬の凝固温度や使用温度などの環境要因にもよるが、流速がゼロでなければ試薬の結晶化を防ぐ効果がある。そのため、一般的に試薬を流動させる流速は、ポンプの可動範囲流速で、ノズルとポートの接続における漏れのない試薬流速が適当である。一例としては秒速600uLぐらいの流速で可能である。本実施例では温度調節機構9を有する試薬循環による試薬結晶化を防ぐ実施例を示しているが、温度調節機構9が無い場合も使用する試薬や用途によって適用可能である。上述した試薬の吐出やノズルとポートの接続、試薬温度調整、試薬送液に関する試薬流速等の制御は制御部15で制御される。
 ノズルの一例として、先端が外径0.3mm、内径0.5mm、長さ94mm程度の金属性の材料、例えばSUSの中空ノズルであり、液面検知や接触通電といった導電性領域に接触することによる検知が可能な導電性材質と構造を有しても良い。ノズルの材質は様々であるが、使用する試薬に応じで、耐薬品性のある材質を用いても良い。
 ポートの一例として、内径0.65mm、材質は例えば、PEEKなどを用いることができる。ポート側の配管径は、圧力損出を小さくするために大きくしても良い。例えばノズル側の配管径の2倍程度としても良い。
 ノズル4とポート5の接続は、例えば、面接触による接続がある。実施例では、ポート5はテーパー状(すり鉢状)の開口部を持つ。ノズル先端にテーパー部分を持ち、ポートのテーパー部分に接触することでシールがされ、液漏れせずに試薬循環を行うことができる。
 試薬吸引配管6の試薬吸入側の配管端は、試薬容器2内の試薬を残らず使用したい都合上、試薬容器2の底近くに設置する。試薬排出配管7の試薬排出側の配管端は試薬容器2に循環してきた試薬が入るように設置し、試薬吸引配管6の配管端に比べて位置に差をつけて設置する。
 例えば、本実施例のように、試薬排出配管7の配管端を試薬吸引配管6の配管端に比べて高さの差をつけて設置した場合、試薬内は混合されやすくなり、温度の不均一さが改善する効果がある。また、試薬容器2内の溶液混合を、攪拌子等を使用せずに、溶液循環による攪拌の効率を上げるためには、高さ方向で差をつけて設置する以外に、試薬排出配管7と試薬吸引配管6を横方向に離して設置することも可能である。また、高さと横方向の両方の差をつけて設置しても良い。また、試薬排出配管7の配管端を、試薬吸引配管6の配管端と遠ざけるために、L字配管とするような構造を取っても良い。
 ノズル側の配管端とポート側の配管端の設置の様態は様々あるが、試薬攪拌を重視する場合、試薬吸引の配管端と試薬排出の配管端が隣接していないことが重要である。配置する間隔は試薬容器の大きさ等の条件にも依存するため多様である。
 また、試薬容器2の形状や大きさによって、試薬排出配管7の配管端と試薬吸引配管6を隣接して設置をする場合がある。試薬排出配管7の配管端を、試薬吸引配管6の配管端近くに設置する場合、試薬容器2の底だけで試薬が循環する可能性が高くなる。この場合、試薬攪拌も考慮する場合は、配管端の試薬排出口の向きを調整することで攪拌効果は上昇する。
 本実施例1の構成は、実施例2、実施例3でも同様に行うことができる。
 図3は実施例2に係る、分注装置の概略構成図である。図3に示すように、本実施例に係る分注装置1は、試薬が収容された試薬容器2、送液機構3、送液機構11、ノズル4、ポート5、試薬吸引配管6、試薬排出配管7、温度調節機構9および制御部15を備える。試薬容器2には、ノズル4と接続する試薬吸引配管6と、ポート5と接続する試薬排出配管7の2つの配管が接続される。
 試薬容器2、ノズル4、ポート5、試薬吸引配管6、試薬排出配管7および温度調節機構9について、実施例1で記載した内容は、本実施例でも同様に行うことが可能である。
 実施例1と実施例2の違いは、送液機構3と送液機構11の二つの送液機構を設置する点にある。
 図3では、一例として、送液機構3でシリンジポンプを使用した送液機構を示す。送液機構11は、試薬排出配管7上のポート5と試薬容器2の間に設置する例である。送液機構3は試薬の分注や試薬の循環のための送液機構とし、送液機構11は主に循環用とする。送液機構11の効果は、ポート5における試薬吸引による漏れ防止効果がある。また、送液機構3を精度の高い分注機構で送液し、送液機構11は液量精度が低い送液機構を用いて試薬を循環させることが可能である。このように送液精度の異なる送液機構を用いることで、高精度の溶液分注と効率の良い溶液循環が実現可能である。例えば、図3で示すように送液機構3には精度の良いシリンジポンプを用い、送液機構11はペリスタポンプを用いても良い。
 送液機構11は試薬容器2とノズル4の間で設置することも可能である。この場合、効果の一つであるポート5における送液機構11の試薬吸引による漏れ防止効果は期待できない。しかし、送液精度の異なる送液機構を用いることで、高精度の溶液分注と効率の良い溶液循環が実現可能である。 制御部15は、送液機構3、送液機構11の送液動作を制御し、試薬分注やノズルとポートの接続、試薬温度調整、試薬送液に関する試薬流速等の制御を行う。
 実施例3は、実施例1あるいは実施例2の分注装置を搭載、利用した検体分析装置の実施例である。
 図4は、実施例3に係る、検体分析装置の概略構成図である。図4に示すように、本実施例に係る検体分析装置200は、個々の検査工程に対応する核酸抽出部201、試薬・反応液調製部202、測定部203の3つの検査ユニットと、検査ユニット間で容器を搬送する搬送機構204とで構成される。
 核酸抽出部201は、検体を封入する容器を装置内に導入するための検体導入部205と、検体を分注するピペット機構と、容器をユニット内で搬送する容器搬送機構と、検体から核酸を抽出する抽出機構2011とで構成される。以下、ピペット機構と容器搬送機構の一体機構をピペット・搬送機構2012という。
 抽出機構2011は、検体を溶解して検体中の核酸を精製(抽出)可能な構成とし、その構成の中に、第1の試薬を分注するための分注装置1(a)と、第2の試薬を分注するための分注装置1(b)を備える。分注装置1(a)および分注装置1(b)は実施例1あるいは実施例2の分注装置である。分注装置1(a)および分注装置1(b)の装置構成は全く同じであり、異なるのは試薬容器2に含まれる試薬の種類のみである。
 試薬・反応液調製部202は、試薬を分注するピペット機構と、容器をユニット内で搬送する容器搬送機構と、試薬架設部と、反応液調製部2021とで構成される。以下、ピペット機構と容器搬送機構の一体機構をピペット・搬送機構2022という。
 反応液調製部2021には、例えば架設された試薬の調製をする機構、核酸試料と試薬を調製する機構、搭載する遺伝子検査方式の要求事項に応じた攪拌機構、閉栓機構、加熱機構等が配置される。
 測定部203は、容器をユニット内で搬送する容器搬送機構2032と、リアルタイム蛍光測定機構2031と、蛍光測定データを処理するデータ処理部2033とで構成される。
 搬送機構204は、検体や試薬を受ける反応容器10を複数収容する搬送ラック208とで構成される。搬送ラック208を搬送することで、核酸抽出部201、試薬・反応液調製部202、測定部203の3つの検査ユニットを行き来する。
 次に、検体分析装置200の動作を説明する。検体導入部205に検体を導入した後、核酸抽出部201により、検体溶解工程、核酸結合工程、洗浄工程、検体溶出工程を行い、核酸を抽出する。次に、試薬・反応液調製部202により、試薬調製工程、反応試料調製工程を行い、分析可能なように液を調製する。最後に測定部203により、検体機構搬入工程、検出工程、解析工程、搬出工程を行い、検体を分析する。
 核酸抽出部201の動作をより詳細に説明する。核酸抽出部201の試薬吐出の工程が始まるまでは分注装置1(a)、1(b)はノズル4とポート5を接続し、温度調節機構9により保温された試薬を送液機構3により送液し、ノズル4とポート5を介して再度試薬容器2に戻し、試薬結晶化を防止する。
 始めに、ピペット・搬送機構2012により反応容器10を搬送機構204上の搬送ラック208に搬送する。次に、分注・搬送機構2012に分注チップを装着し、検体導入部205に収納された検体を吸引する。次に吸引した検体を搬送ラック208上の反応容器10に吐出する。搬送ラック208上の反応容器10を搬送し、第1の試薬吐出位置まで移動させる。
 第1の試薬の吐出を開始するので、分注装置1(a)のノズル4とポート5は非接続とし、ノズル4は搬送機構204上に移動させる。送液機構3により試薬の送液を行うことで第1の試薬を反応容器10に吐出する。第1の試薬の吐出が終わったら、ノズル4をポート5上に移動させ、ノズル4とポート5を接続し、温度調節機構9により保温された試薬を送液機構3により送液し、ノズル4とポート5を介して再度試薬容器2に戻し、試薬結晶化を防止する。
 次に、搬送ラック208上の反応容器10を第1の試薬吐出位置から第2の試薬吐出位置まで移動させる。第2の試薬の吐出を開始するので、分注装置1(b)のノズル4とポート5は非接続とし、ノズル4は搬送機構204上に移動させる。送液機構3により試薬の送液を行うことで第2の試薬を反応容器10に吐出する。第2の試薬の吐出が終わったら、ノズル4をポート5上に移動させ、ノズル4とポート5を接続し、温度調節機構9により保温された試薬を送液機構3により送液し、ノズル4とポート5を介して再度試薬容器2に戻し、試薬結晶化を防止する。
 次に、抽出機構2011により核酸抽出処理を行い、抽出した核酸を搬送機構204により核酸抽出部201から試薬・反応液調製部202に搬送する。その後の処理の説明については省略する。
 本実施例は遺伝子検査装置の例であるが、本発明は生化学分析など他の分析装置への適用を含み、遺伝子検査装置に限定するものではない。
 1…分注装置、2…試薬容器、3…送液機構、4…ノズル、5…ポート、6…試薬吸引配管、7…ポート側配管、9…温度調節機構、10…反応容器、11…送液機構、12…シリンジポンプ、13…電磁弁、15…制御部、200…検体分析装置、201…核酸抽出部、202…試薬・反応液調製部、203…測定部、204…搬送機構、205…検体導入部、208…搬送ラック、2011…抽出機構、2012…ピペット・搬送機構、2021…反応液調製部、2022…ピペット・搬送機構、2031…リアルタイム蛍光測定機構、2032…容器搬送機構、2033…データ処理部

Claims (7)

  1.  試薬を反応容器へ吐出するノズルと、前記ノズルと試薬を保持する試薬容器とを接続する試薬吸引配管と、前記ノズルと接続することが可能なポートと、前記ポートと前記試薬容器を接続する試薬排出配管と、前記試薬吸引配管及び前記試薬排出配管内に試薬を送液することが可能な送液機構と、前記ノズルと前記ポートの接続状態及び前記送液機構による送液を制御する制御部とを備え、
     前記制御部は、
     試薬分注時には、前記ノズルと前記ポートとの接続を解除して、試薬吸引配管を介して前記試薬容器から吸引した試薬を前記反応容器に吐出し、
     試薬分注時以外は、前記ノズルと前記ポートを接続し、前記試薬容器の試薬を前記試薬吸引配管及び前記試薬排出配管内に循環させるように制御することを特徴とする分注装置。
  2.  請求項1に記載の分注装置において、
    試薬容器の温度調節機構を備えることを特徴とする分注装置。
  3.  請求項1に記載の分注装置において、
    試薬容器から試薬を吸引する試薬吸引配管の配管端の位置と、試薬容器へ接続する試薬排出配管の配管端の位置が、隣接していないことを特徴とする分注装置。
  4.  試薬を反応容器へ吐出するノズルと、前記ノズルと試薬を保持する試薬容器とを接続する試薬吸引配管と、前記ノズルと接続することが可能なポートと、前記ポートと前記試薬容器を接続する試薬排出配管と、前記ノズルから反応容器に試薬を分注することが可能な第一の送液機構と、前記試薬吸引配管及び前記試薬排出配管内に試薬を送液することが可能な第二の送液機構と、試薬分注をすることが可能な前記第一の送液機構による送液と、前記ノズルと前記ポートの接続状態及び前記第二の送液機構による送液を制御する制御部とを備え、
     前記制御部は、
     試薬分注時には、前記ノズルと前記ポートとの接続を解除して、試薬吸引配管を介して前記試薬容器から吸引した試薬を前記第一の送液機構により、前記反応容器に吐出し、
     試薬分注時以外は、前記ノズルと前記ポートを接続し、前記試薬容器の試薬を前記試薬吸引配管及び前記試薬排出配管内に循環させるように前記第一の送液機構ならびに前記第二の送液機構を制御することを特徴とする分注装置。
  5.  請求項4に記載の分注装置において、
    試薬容器の温度調節機構を備えることを特徴とする分注装置。
  6.  請求項4に記載の分注装置において、
    試薬容器から試薬を吸引する試薬吸引配管の配管端の位置と、試薬容器へ接続する試薬排出配管の配管端の位置が、隣接していないことを特徴とする分注装置。
  7.  請求項1、請求項4のいずれかに記載の分注装置と、検体導入部と、蛍光測定機構と、データ処理部、容器搬送機構を備える検体分析装置。
PCT/JP2017/039228 2017-10-31 2017-10-31 分注装置および検体分析装置 WO2019087271A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/642,398 US11313872B2 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Dispensing device and sample analysis device
JP2019550022A JP6868707B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 分注装置および検体分析装置
PCT/JP2017/039228 WO2019087271A1 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 分注装置および検体分析装置
DE112017007781.8T DE112017007781T5 (de) 2017-10-31 2017-10-31 Abgabevorrichtung und Probenanalysevorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/039228 WO2019087271A1 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 分注装置および検体分析装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019087271A1 true WO2019087271A1 (ja) 2019-05-09

Family

ID=66333466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/039228 WO2019087271A1 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 分注装置および検体分析装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11313872B2 (ja)
JP (1) JP6868707B2 (ja)
DE (1) DE112017007781T5 (ja)
WO (1) WO2019087271A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7294849B2 (ja) * 2019-03-27 2023-06-20 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 自動分析装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63248451A (ja) * 1987-04-06 1988-10-14 Nippon Tectron Co Ltd 試薬ボトルテ−ブルの温度調整構造
JPH1015822A (ja) * 1996-07-01 1998-01-20 Canon Inc 研磨剤供給装置における研磨剤循環方法
JPH11319685A (ja) * 1998-05-18 1999-11-24 Futaba Corp 液体供給装置
JP2010048738A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Panasonic Corp 分注装置および分注装置における目詰まり除去方法
JP2012026987A (ja) * 2010-07-28 2012-02-09 Hitachi High-Technologies Corp 核酸分析装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR017411A1 (es) * 1997-11-19 2001-09-05 Grifols Sa Aparato para la realizacion automatica de pruebas de laboratorio
JP2001033463A (ja) * 1999-07-23 2001-02-09 Cosmo Tec:Kk 液体分注装置
JP2002267675A (ja) 2001-03-14 2002-09-18 Hitachi Ltd 自動分析装置
DE102004057450B4 (de) * 2004-11-24 2013-07-25 Cybio Ag Automatisches Pipetier- und Analysegerät
US8900878B2 (en) * 2008-11-28 2014-12-02 Roche Molecular Systems Inc. Pipetting device, modular pipetting unit, pipetting system and method for pipetting of fluid samples
JP4936235B2 (ja) * 2009-12-21 2012-05-23 株式会社日立プラントテクノロジー 発光測定装置の試薬開封機構および試薬開封機構における開封針制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63248451A (ja) * 1987-04-06 1988-10-14 Nippon Tectron Co Ltd 試薬ボトルテ−ブルの温度調整構造
JPH1015822A (ja) * 1996-07-01 1998-01-20 Canon Inc 研磨剤供給装置における研磨剤循環方法
JPH11319685A (ja) * 1998-05-18 1999-11-24 Futaba Corp 液体供給装置
JP2010048738A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Panasonic Corp 分注装置および分注装置における目詰まり除去方法
JP2012026987A (ja) * 2010-07-28 2012-02-09 Hitachi High-Technologies Corp 核酸分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11313872B2 (en) 2022-04-26
DE112017007781T5 (de) 2020-04-23
JPWO2019087271A1 (ja) 2020-10-22
US20200191816A1 (en) 2020-06-18
JP6868707B2 (ja) 2021-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210396776A1 (en) High-throughput sample processing systems and methods of use
JP2007097477A (ja) 生化学処理装置、dna増幅精製装置、該装置を含むdna検査装置
US20210172968A1 (en) Automated slide processing systems, consumable stainer units, and related technologies
CN103175977A (zh) 自动分析装置
CN110582354A (zh) 用于快速加热生物样本的方法和设备
US20230256444A1 (en) Cartridge, electrowetting sample processing system and bead manipulation method
CN106281992B (zh) 全自动艾姆斯实验仪
WO2019087271A1 (ja) 分注装置および検体分析装置
EP1682681B1 (en) Apparatus and method of preparing nucleic acids for detection
JPWO2017203744A1 (ja) 核酸検査装置
JP4328787B2 (ja) 核酸試料検査装置
EP2677321A1 (en) Integrated device for nucleic acid hybridizations and immuno-assays
JPS63163168A (ja) 液体分注装置
KR20230062808A (ko) 샘플링 디바이스 및 시스템
EP2379698B1 (en) Apparatus and method for handling fluids for analysis
CN115667874A (zh) 用于处理生物样本的设备和方法
WO2023102208A1 (en) Heating arrangement
WO2020259816A1 (en) Cartridge, electrowetting sample processing system and feeding thereof

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17930949

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019550022

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17930949

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1