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Title:
MAGNETIC PARTICLE PARALLEL PROCESSING APPARATUS PERMITTING REPEATED USE OF CONTAINER AND METHOD OF MAGNETIC PARTICLE PARALLEL PROCESSING PERMITTING REPEATED USE OF CONTAINER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/096776
Kind Code:
A1
Abstract:
A magnetic particle parallel processing apparatus permitting repeated use of container and method of magnetic particle parallel processing permitting repeated use of container, with which the rate of repeated use of container is enhanced to thereby attain a reduction of working space and a shortening of working time. The apparatus comprises at least one reaction container; a liquid disposal tank; a reagent, etc. feeder with at least one flow channel capable of, with respect to at least one type of liquid selected from among two or more types of solutions and magnetic particle suspensions according to processing contents, feeding a given amount thereof with a given timing to the reaction container; and a magnetic separator having at least one processing nozzle with a distal end insertable in the reaction container and the liquid disposal tank, adapted to carry out liquid suction and discharge through the distal end, and further having magnetic means capable of applying a magnetic field to the interior of the distal end to thereby separate magnetic particles contained in the liquid within the distal end through attraction thereof to the internal wall thereof and canceling the magnetic field to thereby repel the attracted magnetic particles and re-suspend the same in a liquid.

Inventors:
TAJIMA HIDEJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/051923
Publication Date:
August 14, 2008
Filing Date:
February 06, 2008
Export Citation:
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Assignee:
UNIVERSAL BIO RESEARCH CO LTD (JP)
TAJIMA HIDEJI (JP)
International Classes:
G01N35/02; G01N1/00
Domestic Patent References:
WO1997005492A11997-02-13
WO1997005492A11997-02-13
Foreign References:
JPH0862224A1996-03-08
JPH11266864A1999-10-05
JP2001194372A2001-07-19
JP2005091105A2005-04-07
JPH0862224C
JPH08320274A1996-12-03
Other References:
See also references of EP 2110670A4
Attorney, Agent or Firm:
DOBASHI, Akira (17-3 Toranomon 1-chome, Minato-ku Tokyo 01, JP)
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Claims:
 処理すべき液を収容可能な1または2以上の反応容器と、
 廃棄すべき液を収容しまたは通過させることが可能な液廃棄槽と、
 処理内容に応じて、2以上の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択された1または2以上の種類の液について、所定量を所定タイミングで前記反応容器に供給する1または2以上の流路を有する試薬等供給装置と、
 前記反応容器および前記液廃棄槽に挿入可能な先端部を有し、前記先端部を通して液の吸引および吐出を行う1または2以上の処理用ノズル、および、該先端部内に磁場を及ぼして該先端部内の液に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁することが可能な磁力手段を有する磁力分離装置とを有するとともに、
 前記処理用ノズルの先端部は、前記反応容器および前記液廃棄槽との間で相対的に移動可能に設けた容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記試薬等供給装置は、処理に必要な種々の溶液および磁性粒子懸濁液を予め収容する2以上の試薬等収容部を有し、前記流路は前記反応容器に挿入可能な先端部を有し、前記試薬等収容部からの種々の溶液および磁性粒子懸濁液が該先端部を通して吐出されるとともに、該流路の先端部は前記反応容器との間で相対的に移動可能に設けられた請求の範囲第1項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記反応容器を、前記流路の先端部の移動経路上に設け、前記反応容器および前記液廃棄槽は前記処理用ノズルの先端部の移動経路上に設けた請求の範囲第2項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記反応容器および液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して移動可能に設けられるとともに、前記反応容器は、前記流路の先端部の移動経路上の供給位置を通過可能である請求の範囲第2項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記反応容器および前記液廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して直線に沿った往復運動が可能な処理用キャリッジに設けられた請求の範囲第1項、請求の範囲第3項または請求の範囲第4項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記反応容器が、前記処理用ノズルの先端部の移動経路上の処理位置と前記流路の先端部の移動経路上の供給位置との間を移動可能に設けられた請求の範囲第2項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記反応容器の内底部は、前記処理用ノズルの先端部が当接しても液の吸引および吐出が可能であるように形成された請求の範囲第1項乃至請求の範囲第6項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記反応容器の内底部は、その中央近傍に前記先端部の口径よりも幅狭で先端部の口径よりも長い長さをもつ空隙部が形成された請求の範囲第7項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 前記液廃液槽には、その開口部の周縁部に吸水部を有する請求の範囲第1項乃至請求の範囲第8項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理装置。
 1または2以上の反応容器に磁性粒子懸濁液を供給することで得た第1液を収容する懸濁液収容工程と、
 先端部を有し、該先端部を通して液の吸引および吐出を行う1または2以上処理用ノズルおよび前記先端部内に磁場を及ぼす磁力手段を有する磁力分離装置の1または2以上の前記先端部を前記反応容器内に挿入して、該反応容器内に収容された前記第1液を全量吸引する全量吸引工程と、
 前記先端部に磁場を及ぼすことによって前記処理用ノズルの該先端部の内壁に前記磁性粒子を吸着させた状態で、前記第1液の残液の全量を液廃棄槽に該先端部から吐出し、該吐出に並行して、前記反応容器に第2液を前記反応容器内に供給する全量吐出・供給工程と、
 前記反応容器内に前記処理用ノズルの前記先端部を挿入して前記第2液を吸引することで前記磁性粒子と前記第2液とを接触させる磁性粒子接触工程とを有する容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
 前記接触工程は、磁場を除去した状態で磁性粒子を前記第2液中に再懸濁することによって、または磁場を及ぼした状態で磁性粒子を吸着したまま吸引吐出を行って磁性粒子を前記第2液と接触させる請求の範囲第10項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
 前記磁性粒子懸濁液を含む第1液または前記第2液は、試薬等供給装置の1または2以上の流路の先端部を前記反応容器内に一斉に挿入して、前記第1液および前記第2液を構成する溶液および磁性粒子懸濁液を収容する試薬等収容部から前記流路の先端部を通じて吐出することによって行う請求の範囲第10項または請求の範囲第11項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
 前記全量吸引工程における前記第1液を前記第2液に代え、全量吐出・供給工程における前記第1液を前記第2液に代え、全量吐出・供給工程および前記磁性粒子接触工程における前記第2液を第3液に代えて適用する請求の範囲第10項乃至請求の範囲第12項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
 前記反応容器の内底部は、前記先端部が当接しても液体の吸引および吐出が可能であるように形成され、前記全量吸引工程は、前記先端部を前記反応容器の内底部に当接させた状態で吸引する請求の範囲第10項乃至請求の範囲第13項のいずれかに記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
 前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記流路の先端部を前記反応容器に対して相対的に移動し、かつ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して相対的に移動させることによって行う請求の範囲第11項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
 前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器を、前記処理用ノズルの先端部の移動経路における処理位置と、前記流路の先端部の移動経路の供給位置との間を移動することによって行う請求の範囲第15項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
 前記懸濁液収容工程、前記全量吐出・供給工程、および前記全量吸引工程は、前記反応容器に対して流路の先端部を移動させ、前記反応容器および前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先端部に対して移動させる請求の範囲第14項に記載の容器反復利用磁性粒子並行処理方法。
Description:
容器反復利用磁性粒子並行処理 置および容器反復利用磁性粒子並行処理方

 本発明は、容器反復利用磁性粒子並行処 装置および容器反復利用磁性粒子並行処理 法に関するものである。

 従来、DNA等の生体物質の処理を行うには 処理に用いる磁性粒子の懸濁液、検体の溶 、検体の処理に必要な試薬の溶液、および 浄液等が予め収容されている試薬等容器群 ら、これらの溶液等を、処理に用いる2以上 の液収容部に、処理の順番に従って分注装置 を用いて分注して配列しておく。溶液の配列 が完了した後に、前記各液収容部に挿入可能 な1または2以上の先端部を有し、前記先端部 通して液の吸引および吐出を行う1または2 上の処理用ノズルを用いて、磁性粒子の懸 液を第1の液収容部から吸引および吐出する とで、磁化されたシリカ等の磁性粒子と、 記検体に含まれる目的DNA等を捕獲して、処 用ノズル内に磁場を及ぼして磁性粒子を処 用ノズルの先端部の内壁に吸着することで 離する。磁性粒子吸着後の残液を前記第1の 液収容部内に吐出した後、磁性粒子を先端部 の内壁に吸着したまま第2の液収容部にまで 動する。移動後、処理用ノズルの先端部を 2の液収容部に挿入して、該収容部に収容さ ている溶液を、磁場を除去した状態で吸引 よび吐出することで、磁性粒子を液中に再 濁して吸引吐出を繰り返すことで洗浄し、 浄後、液を吸引して磁場を先端部内に及ぼ 、磁性粒子を前記内壁に吸着させ、残液を 2の液収容部内に吐出する。次に、洗浄した 磁性粒子を前記内壁に吸着したまま、第3の 収容部にまで移動する。移動後、処理用ノ ルの先端部を第3の液収容部に挿入して、該 容部に収容されている解離液を吸引吐出す ことで、前記磁性粒子に捕獲されたDNAを磁 粒子より解離してDNAの溶液を得ることがで る(特許文献1,2)。

 以上説明したように、従来の磁性粒子を いた生体物質の処理にあっては、最初に、 理の工程数に等しい液収容部を用意し、必 な処理用の溶液等の液を各工程ごとに分注 て配列する。配列が完了した後に、前記処 用ノズルを用いて、各液収容部ごとに、収 されている液を吸引しまたは吸引吐出を繰 返した後に吸引し、磁場を及ぼして磁性粒 を先端部の内壁に吸着して分離し、残液を 記液収容部ごとに吐出して、磁性粒子を内 に吸着させたまま前記処理用ノズルを次の 収容部にまで移動して、同様の処理を、処 工程数回繰り返すことになる。

 このように、従来の処理は、予め試薬等 収容された容器の他に、処理の工程数に相 する2以上の容器を用意して、試薬等を予め 分注して配列しておく必要があった。特に、 多数の検体、例えば、96人の被験者から抽出 た検体について一括して処理を行う場合に 、96ウェルを例えば、マトリクス状(8行×12 )に配列したものを、さらに、工程数分用意 て並べる必要があった。そのために、大き 作業空間を必要とするおそれがあり、空間 な作業効率が低下するおそれがあるという 題点を有していた。

 また、従来の処理では、処理に必要な試 等を、工程数分用意した各液収容部に分注 完了した後に、該分注装置のノズルに処理 の先端部を装着して、処理の実行が開始さ ていた。しかも、各液収容部ごとの処理は 各液収容部で用いた液を、その液収容部に 出しながら、次の液収容部に移動していく めに、処理の完了までに、各液収容部への 薬等の分注時間、試薬等の吸引および吸着 時間、残液の吐出の時間が各工程ごとにか ることとなり、大きな作業時間がかかり、 間的な作業効率が低下するおそれがあると う問題点を有していた。

 それに対して、本願発明者は、容器の内底 を適切な形状に形成することによって、容 内に収容した液体を、分注用ノズルの先端 を用いて、確実に全量を吸引することがで る発明をなし(特許文献3)、この発明を利用 ることによって、各液収容部に残留する液 損失を補うように、指定された液量を超え 余分な液量について処理を行わなくても、 め定めた量の液で確実に処理することが可 であることを示していた。そのために、発 者はこの発明等を利用することによって、 性粒子を用いた処理の作業効率を高めるこ ができることに思い至った。

特開平8-62224号公報

特開平8-320274号公報

国際公開第97/05492号パンフレット

 そこで、本発明の第1の目的は、磁性粒子 の処理に使用する容器または液収容部の個数 を削減して、容器の反復利用率を高めること によって作業空間を削減することができる容 器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器 反復利用磁性粒子並行処理方法を提供するこ とである。

 本発明の第2の目的は、磁性粒子の並行処 理を行うことによって作業時間を短縮するこ とができる容器反復利用磁性粒子並行処理装 置および容器反復利用磁性粒子並行処理方法 を提供することである。

 本発明の第3の目的は、信頼性の高い精密 な処理を行うことができる自動化に適した容 器反復利用磁性粒子並行処理装置および容器 反復利用磁性粒子並行処理方法を提供するこ とである。

 第1の発明は、処理すべき液を収容可能な 1または2以上の反応容器と、廃棄すべき液を 容しまたは通過させることが可能な液廃棄 と、処理内容に応じて、2以上の種類の溶液 および磁性粒子懸濁液の中から選択された1 たは2以上の種類の液について、所定量を所 タイミングで前記反応容器に供給する1また は2以上の流路を有する試薬等供給装置と、 記反応容器および前記液廃棄槽に挿入可能 先端部を有し、前記先端部を通して液の吸 および吐出を行う1または2以上の処理用ノズ ル、および、該先端部内に磁場を及ぼして該 先端部内の液に含有する磁性粒子をその内壁 に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸着し た磁性粒子を離脱して液中に再懸濁すること が可能な磁力手段を有する磁力分離装置とを 有するとともに、前記処理用ノズルの先端部 は、前記反応容器および前記液廃棄槽との間 で相対的に移動可能に設けた容器反復利用磁 性粒子並行処理装置である。

 ここで、前記反応容器の容量は、例えば 数10μリットルから数1000μリットル程度であ り、したがって、扱う液量は、これよりも小 さく、数μリットルから数1000μリットルとい ことになり、前記先端部の容量は、前記反 容器の容量に等しいかそれよりも大きく形 する必要があり、例えば、数10μリットルか ら数1000μリットル程度である。反応容器は、 例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポ リエチレン、アクリル等の有機物質、または ガラス、セラミックス、金属等の無機物質で 形成される。

 2以上の前記反応容器を設けた場合には、 該反応容器間および前記処理用ノズル間は、 同一の配列ピッチ(心間隔)をもつようにすれ 、前記反応容器内に、前記処理用ノズルの 端部を一斉に挿入することができる。反応 器には、容器内部を加熱しまたは冷却する うに制御する温度制御部を設けるのが好ま い。

 「選択された液」は、処理内容に応じて 種々の試薬溶液、洗浄液、検体溶液若しく 磁性粒子懸濁液から選択された1または2の を有する液である。なお、検体溶液につい は、試薬等供給装置によって選択の行われ 液の中から除外して、前記反応容器と同様 、前記処理用ノズルの先端部に対して相対 に移動可能な容器に収容しておくようにし も良い。「廃棄すべき液を通過させる」に 、例えば、前記液廃棄槽の底に排出用口を けることによって行う。

 「磁性粒子」とは、磁性をもつ粒子であっ 、その大きさは、例えば、約1nmから数10μm ある。該サイズ、質量、材料、構造(単一ド イン、表面に種々の被覆物質で被覆等)、そ の性質(常磁性、超常磁性、強磁性等、フェ 磁性、磁力の大きさ)等は、その処理目的に じて定めることができる。該材料としては 水酸化鉄、酸化鉄水和物、酸化鉄、混合酸 鉄、あるいは鉄、γ-Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 等からなる。磁性粒子は、前記材料に種々の 被覆物質で被覆することによって得られる。 被覆物質としては、各種の官能基を生じさせ る有機物質、イオンを生じさせるイオン性物 質、磁場による凝集や沈澱を防ぐ表面安定化 物質(脂肪族ジー、ポリカルボン酸およびこ らの置換生成物および誘導体等)、特異的結 物質(リガンド、受容体等)、薬利的活性物 等がある。または、非磁性担体、例えば、 リカ、ガラス、セラミックス、金属等の無 物、またはセルロース、アガロース・ゲル ゴム、ナイロン等の有機物に、磁性体を付 、内蔵または結合することで磁化して磁性 子として用いるようにしても良い。

 「リガンド」とは、特定の受容体により 合される分子であって、例えば、核酸等の 伝物質、タンパク質、糖、糖鎖、ペプチド の生体物質を含む。例えば、細胞膜受容体 対するアゴニストおよびアンタゴニスト、 素(toxinおよびvenom)、ウイルスエピトープ、 ルモン、ホルモン受容体、ペプチド、酵素 酵素基質、レクチン、糖、オリゴヌクレオ ド、ポリヌクレオチド、オリゴサッカライ 、抗体等である。天然物質でも人工物質で 良い。「受容体」とは、前記リガンドに結 性を有するものであり、例えば、核酸等の 伝物質、タンパク質、糖、糖鎖、ペプチド の生体物質を含むものである。より具体的 受容体とリガンドとの組合としては、例え 、核酸と相補的核酸、マルトース結合タン ク質とマルトース、酵素と基質、各種の抗 と抗体(例えば、例えば、ビオチンとアビデ ィン、ビオチンとストレプトアビディン等) IgGとプロテインA、ATP結合タンパク質とATP等 ある。

 「所定量」は、前記反応容器に収容する の合計量が、前記反応容器の容量よりも小 くなるように設定する。「所定タイミング とは、前記処理用ノズルの吸引吐出または 動動作に応じて設定したタイミングである

 磁力分離装置には、該磁力分離装置の前 先端部の先端が容器の内底部に当接したこ を検知することを可能とする着底検知部を けることによって、反応容器等の容器から 液の全量吸引を円滑にかつ確実に行うこと できる。

 なお、該試薬等供給装置の流路の先端部 、前記反応容器に取り付けるようにしても いし、前記反応容器との間で相対的に移動 能に設けるようにしても良い。

 第2の発明は、前記試薬等供給装置は、処 理に必要な種々の溶液および磁性粒子懸濁液 を予め収容する2以上の試薬等収容部を有し 前記流路は前記反応容器に挿入可能な先端 を有し、前記試薬等収容部からの種々の溶 および磁性粒子懸濁液が該先端部を通して 出されるとともに、該流路の先端部は前記 応容器との間で相対的に移動可能に設けら た容器反復利用磁性粒子並行処理装置であ 。

 「試薬等供給装置」としては、例えば、 溶液が貯溜された試薬等収容部としてのタ クを弁で切り替えて流路と接続させて前記 ンクからの流体をポンプを用いて一方向に み吐出するように前記流路が各容器ごとに けられたもの、各溶液が貯溜された試薬等 容部としてのシリンダの内部を摺動可能に けたプランジャを押圧することでシリンダ ら流路を通して液を吐出するようにしたも 、または、各溶液を試薬等収容部としての 理に必要な種々の溶液を予め収容する2以上 の試薬等収容容器および磁性粒子懸濁液を予 め収容する磁性粒子懸濁液収容容器を設けた 試薬等収容部と、前記反応容器および前記試 薬等収容部に、挿入可能な先端部を有し、前 記先端部を通して液の吸引および吐出を行う 1または2以上の流路としての分注用ノズルを する分注装置とを有し、前記反応容器およ 前記試薬等収容部と前記分注用ノズルとの で相対的に移動可能に設けたような場合が る。

 なお、前記流路の先端部が前記反応容器 の間で相対的に移動可能に設けられた場合 は、前記処理用ノズルの先端部が前記液廃 槽に挿入可能な位置に移動した場合には、 の位置を維持したまま、前記流路の先端部 前記反応容器に挿入可能な位置に移動可能 あるように設けられる

 磁性粒子懸濁液を収容する磁性粒子懸濁 収容容器については、収容する磁性粒子を 中に懸濁するための攪拌機構を設けるのが ましい。該攪拌機構は、例えば、容器内部 容器の内壁から容器を貫く回転軸線に向か て突出する突部を設け、該容器を前記回転 線の周りに回転させる機構とを設けたもの ある。この場合、前記容器を該回転機構に 結させることによって容器内部に収容され 液体を攪拌する。

 第3の発明は、前記反応容器を、前記流路 の先端部の移動経路上に設け、前記反応容器 および前記液廃棄槽は前記処理用ノズルの先 端部の移動経路上に設けた容器反復利用磁性 粒子並行処理装置である。

 反応容器は、流路の先端部の移動経路お び処理用ノズルの先端部の移動経路の双方 共通して存在するように設けられているの 、反応容器が固定されている場合には、前 流路の先端部の移動経路と前記処理用ノズ の先端部の移動経路とは前記反応容器にお て交差し、該反応容器の位置は、溶液等の 給位置であり、かつ前記処理用ノズルによ 処理位置である。前記移動経路の交差の角 は、流路または処理用ノズルまたは反応容 の配列、および各移動経路に応じて定める が適切である。各ウェルやノズルが直交す 行と列からなる行列状に配列されている場 には直線状の移動経路が互いに直交するよ に設けるのが適当である。反応容器が移動 能に設けられている場合には、該反応容器 、前記流路の移動経路と、前記処理用ノズ の先端部の移動経路との間で移動可能に設 られていることになる。

 なお、試薬等供給装置として、前記試薬 収容部および前記分注装置を設けた場合に 、前記流路の移動経路は、前記分注用ノズ の移動経路に相当し、該移動経路には、前 試薬等収容部、および反応容器が設けられ いる。

 第4の発明は、前記反応容器および液廃棄 槽は、前記処理用ノズルの先端部に対して移 動可能に設けられるとともに、前記反応容器 は、前記流路の先端部の移動経路上の供給位 置を通過可能である容器反復利用磁性粒子並 行処理装置である。

 第5の発明は、前記反応容器および前記液 廃棄槽は、前記処理用ノズルの先端部に対し て直線に沿った往復運動が可能な処理用キャ リッジに設けられた容器反復利用磁性粒子並 行処理装置である。

 第6の発明は、前記反応容器が、前記処理用 ノズルの先端部の移動経路上の処理位置と前 記流路の先端部の移動経路上の供給位置との 間を移動可能に設けられた容器反復利用磁性 粒子並行処理装置である。
 ここで、「処理位置」とは反応容器内の磁 粒子に対する処理が行なわれる位置であり 「供給位置」とは、反応容器内に試薬等が 給される位置であり、各々処理内容に応じ 処理用ノズルの先端部の位置またはその移 経路、試薬等供給装置の流路の先端部の位 またはその移動経路に応じて定まる。

 第7の発明は、前記反応容器の内底部は、 前記処理用ノズルの先端部が当接しても液の 吸引および吐出が可能であるように形成され た容器反復利用磁性粒子並行処理装置である 。

 第8の発明は、前記反応容器の内底部は、そ の中央近傍に前記先端部の口径よりも幅狭で 先端部の口径よりも長い長さをもつ空隙部が 形成された容器反復利用磁性粒子並行処理装 置である。
 空隙部の形状としては、例えば、内底部の 平断面が楕円状の孔をもち、その短径が前 口径よりも短く、その長径が前記口径より 長く形成されるような場合がある。また、 器壁から該空隙部の縁に至る一様な下がり 配の傾斜面が形成されるようにしても良い

 第9の発明は、前記液廃液槽には、その開口 部の周縁部に吸水部を有する容器反復利用磁 性粒子並行処理装置である。
 ここで、「吸水部」は、例えば、スポンジ 多孔性材、浸潤性材等でできた吸水性のあ 素材によって形成する。

 第10の発明は、1または2以上の反応容器に 磁性粒子懸濁液を供給することで得た第1液 収容する懸濁液収容工程と、先端部を有し 該先端部を通して液の吸引および吐出を行 1または2以上処理用ノズルおよび前記先端部 内に磁場を及ぼす磁力手段を有する磁力分離 装置の1または2以上の前記先端部を前記反応 器内に挿入して、該反応容器内に収容され 前記第1液を全量吸引する全量吸引工程と、 前記先端部に磁場を及ぼすことによって前記 処理用ノズルの該先端部の内壁に前記磁性粒 子を吸着させた状態で、前記第1液の残液の 量を液廃棄槽に該先端部から吐出し、該吐 に並行して、前記反応容器に第2液を前記反 容器内に供給する全量吐出・供給工程と、 記反応容器内に前記処理用ノズルの先端部 挿入して前記第2液を吸引することで前記磁 性粒子と前記第2液とを接触させる磁性粒子 触工程とを有する容器反復利用磁性粒子並 処理方法である。

 ここで、「第1液」には、少なくとも磁性 粒子が含有されている。また、例えば、その 他、前記磁性粒子が有する結合物質との結合 性を有する可能性のある物質を含有する検体 、試薬等が混合されている。「全量」とは、 対象となっている量の約100パーセントである 。また、適用する処理内容において測定誤差 内に含まれる程度の量が残留しても良い。

 第11の発明は、前記接触工程は、磁場を 去した状態で磁性粒子を前記第2液中に再懸 することによって、または磁場を及ぼした 態で磁性粒子を吸着したまま吸引吐出を行 て磁性粒子を前記第2液と接触させる容器反 復利用磁性粒子並行処理方法である。

 第12の発明は、前記磁性粒子懸濁液を含 第1液または前記第2液は、試薬等供給装置の 1または2以上の流路の先端部を前記反応容器 に一斉に挿入して、前記第1液および前記第 2液を構成する溶液および磁性粒子懸濁液を 容する試薬等収容部から前記流路の先端部 通じて吐出することによって行う容器反復 用磁性粒子並行処理方法である。

 例えば、前記試薬等供給装置が分注装置 よび試薬等収容部の場合には、前記磁性粒 懸濁液を含む第1液または前記第2液の供給 、少なくとも液体の吸引および吐出を行う 注装置の1または2以上の分注用ノズルの先端 部を一斉に挿入して、前記第1液を形成する 成分、および前記第2液を形成する液成分が 容されている試薬等収容部から分注するこ によって行うことになる。

 ここで、「第1液」および「第2液」は、 々の試薬溶液、洗浄液、検体溶液および磁 粒子懸濁液の中から選択した1または2以上の 液から構成される。

 第13の発明は、前記全量吸引工程における 記第1液を前記第2液に代え、全量吐出・供給 工程における前記第1液を前記第2液に代え、 量吐出・供給工程および前記磁性粒子接触 程における前記第2液を第3液に代えて適用 る容器反復利用磁性粒子並行処理方法であ 。
 ここで、「第3液」およびそれ以降で用いる 液についても、種々の試薬溶液、洗浄液、検 体溶液および磁性粒子懸濁液の中から選択し た1または2以上の液から構成される。

 第14の発明は、前記反応容器の内底部は 前記先端部が当接しても液体の吸引および 出が可能であるように形成され、前記全量 引工程は、前記先端部を前記反応容器の内 部に当接させた状態で吸引する容器反復利 磁性粒子並行処理方法である。

 第15の発明は、前記懸濁液収容工程、前 全量吐出・供給工程、および前記全量吸引 程は、前記流路の先端部を前記反応容器に して相対的に移動し、かつ、前記反応容器 よび前記液廃棄槽を前記処理用ノズルの先 部に対して相対的に移動させることによっ 行う容器反復利用磁性粒子並行処理方法で る。

 第16の発明は、前記懸濁液収容工程、前 全量吐出・供給工程、および前記全量吸引 程は、前記反応容器を、前記処理用ノズル 先端部の移動経路における処理位置と、前 流路の先端部の移動経路の供給位置との間 移動することによって行う容器反復利用磁 粒子並行処理方法である。

 第17の発明は、前記懸濁液収容工程、前 全量吐出・供給工程、および前記全量吸引 程は、前記反応容器に対して流路の先端部 移動させ、前記反応容器および前記液廃棄 を前記処理用ノズルの先端部に対して移動 せる容器反復利用磁性粒子並行処理方法で る。

 第1の発明または第10の発明によれば、磁 粒子の処理に使用する反応容器に対して、 理内容に応じた工程ごとに新たに液を供給 、該液を全量除去する処理を繰り返すとと に、磁性粒子を処理用ノズルの先端部の内 に吸着して残液を液廃棄槽に廃棄しながら 次の工程で用いる液を前記反応容器に供給 、次の工程の処理に移行するようにしてい 。したがって、同一の容器を工程数にかか らず反復して利用することができるため、 理に使用する容器数を工程数の増加にも拘 ず増加させる必要がなく、作業面積を削減 ることができる。また、各工程の終了時に われる処理用ノズルからの残液の廃棄の際 いう所定タイミングを利用して次の工程で いる液を前記反応容器に供給することによ て処理の各工程で使用する液を予め分注し おくための時間を削減し、迅速な磁性粒子 処理を行うことができることになる。

 処理の際に必要となる磁性粒子の液中へ 懸濁状態を、処理用ノズルを用いた吸引吐 によって実現するので磁性粒子を懸濁状態 まま確実に吸引して、反応容器から除去す ことができる。また、磁性粒子を懸濁する めの攪拌が処理中に必要でないので、液の びはねによるクロスコンタミネーションを 実に防止することができる。

 第2の発明または第12の発明によれば、試 等供給装置の流路の先端部を反応容器との で相対的に移動可能に設けるとともに、そ 先端部を反応容器に挿入することで処理に 要な液を供給するようにしている。したが て、供給が必要な場合にのみ先端部を反応 器に挿入して液の供給を行うことができる で、試薬等供給装置の先端部と、処理用ノ ルの先端部とが反応容器においてかち合う とがないので、供給および処理を円滑に行 ことができるとともに、先端部同士の接触 よるクロスコンタミネーションを避けるこ ができる。特に、試薬等供給装置として、 薬等収容部と、分注装置を用いた場合には 前記処理用ノズルで用いる装置と共通の部 を用いて容易に組み立てることができるの 、製造費を削減することができる。

 第3の発明によれば、流路及び処理用ノズ ルの先端部を移動可能とし、反応容器を流路 の先端部の移動経路および処理用ノズルの先 端部の移動経路の双方に存在するように設け ることで、反応容器を固定した状態で、また は、前記移動経路のいずれかの地点を通過す ることが可能となるような最短の経路で形成 することができる。

 第4の発明によれば、処理用ノズルの先端 部に対して、反応容器および液廃棄槽を移動 可能に設けることで、処理用ノズルの先端部 を移動させる場合に比較して運動量を削減す ることができるとともに、反応容器と液廃棄 槽を一体として動かすことで、装置構造およ び移動制御を簡単化させることができる。

 第5の発明によれば、前記反応容器および 液廃棄槽を処理用キャリッジに設けて処理用 ノズルの先端部に対して直線に沿った往復運 動をさせることによって、さらに一層装置構 造および移動制御を簡単化させることができ る。

 第6の発明によれば、反応容器を、前記処 理用ノズルの先端部の移動経路上の処理位置 と前記流路の先端部の移動経路上の供給位置 との間を移動可能に設けるようにしている。 したがって、該処理用ノズルの先端部の移動 経路と流路の先端部の移動経路との距離が最 短の地点に各々供給位置と処理位置を設ける ことで、反応容器の移動距離を短縮して、処 理を迅速化することができる。また、前記処 理用ノズルの先端部と流路の先端部の移動経 路を全く別個に設けることで、例えば、平行 に隣接して設けることによって処理用ノズル と流路との衝突を防止することができる。

 第7の発明、第8の発明または第14の発明に よれば、反応容器の内底部は、前記処理用ノ ズルの先端部の先端が当接しても液の吸引吐 出が可能であるように形成されているので、 処理用ノズルの先端部を内底部に当接するこ とによって、収容されている液の全量を確実 に吸引することができる。したがって、反応 容器内の液および磁性粒子の全量吸引を確実 に行うことによって高精度で信頼性の高い制 御を行うことができる。

 第9の発明によれば、吸水部を設けること で、前記先端部に残液の全量を確実に除去す ることができる。

 第11の発明によれば、磁性粒子を再懸濁 ながら液と接触させ、または磁性粒子を内 に吸着したまま液と接触させることができ ので、処理の内容に応じて選択することに って、多様な処理を行うことができる。例 ば、磁性粒子に目的物質を捕獲するために 、磁性粒子と目的物質との遭遇性を高める めに、液中に再懸濁させ、磁性粒子の洗浄 行うためには、吸着したまま洗浄液と接触 せることによって、捕獲した目的物質の磁 粒子からの解離を最小限に留めることがで る。

 第13の発明によれば、工程数がいくら増 しても、同一の反応容器を繰り返して使用 ることによって、際限のない使用容器数の 加を防止することができる。

 第15の発明、第16の発明または第17の発明 よれば、前記流路および処理用ノズルの先 部が反応容器に対して相対的に移動可能に けられ、液廃棄槽は処理用ノズルの先端部 対してのみ相対的に移動可能に設けられて るので、各装置の規模や処理内容に応じて 作業効率を高めるように、配置または制御 ることができる。

 続いて、図1乃至図7に基づいて、本発明 第1の実施の形態に係る容器反復利用磁性粒 並行処理装置10について説明する。

 図1に示すように、該容器反復利用磁性粒 子並行処理装置10は、使用する液を収容する 応容器12、および廃棄する液を収容するこ が可能な液廃棄槽14を少なくとも有する処理 用キャリッジ11と、処理内容に応じて、2以上 の種類の溶液および磁性粒子懸濁液の中から 選択された2以上の種類の液について、所定 を所定タイミングで前記反応容器12に供給す る1または2以上の流路を有する試薬等供給装 16と、前記反応容器12、液廃棄槽14に対して を吸引しかつ吐出を行うとともに、吸引し 液に対して磁場を及ぼして液内に含有する 性粒子を分離しかつ磁場を除去して液中に 性粒子を再懸濁して吐出する磁力分離装置1 8とを有するものである。前記処理用キャリ ジ11上の前記反応容器12と前記液廃棄槽14と 間の距離は、前記処理位置と供給位置との の距離に等しく設定してある。

 該容器反復利用磁性粒子並行処理装置10 全体は、例えば、縦600mm、横500mm程度のステ ジ上に設けられて、例えば図示しない箱体 に収容される。前記処理用キャリッジ11は 前記箱体内で該箱体または前記ステージに して移動可能であって、前記箱体に取り付 られた前記磁力分離装置18および後述する分 注用ノズルヘッド17の移動経路の下方を通過 る図上Y軸方向に沿った直線状の移動経路を 持っている。

 該処理用キャリッジ11の基板26に設けた前 記反応容器12は、2以上(この例では8個)の図上 X軸方向に沿った1列状に所定ピッチで配列さ た底の深いウェル13からなる。該反応容器12 の基板26の下側には、前記反応容器12を加熱 または冷却するための、ペルチェ素子等に り温度制御を行う温度制御部21が設けられて いる。

 図3、図4に詳細に示すように、前記液廃 槽14は、該処理用キャリッジ11の基板26に設 られた液廃棄槽挿入孔106に挿入されて設け れている。図上X軸方向に沿った2列状に前記 ピッチで配列された2以上(この例では8個)の 棄用貫通孔104が穿設された前記吸水部とし の吸水パッド102が、液廃棄槽14の上部のパッ ド支持部105の段差によって支えられて設けら れている。吸水パッド102は、スポンジ等の多 孔性部材等の吸水性のある素材によって形成 されている。

 図1に戻り、前記処理用キャリッジ11には 前記反応容器12および前記液廃棄槽14の他に 、検体を収容可能な2以上(この例では8個)の 上X軸方向に沿った1列状に前記ピッチで配列 された底の深い前記ウェル13からなる検体用 器20と、PCR用の、または解離用の液を収容 能な2以上(この例では8個)の図上X軸方向に沿 った1列状に前記ピッチで配列されたウェル らなる容器24と、前記磁力分離装置18の後述 る処理用ノズル50の先端部として、該処理 ノズル50に装着可能な2以上の(この例では8本 の)分注チップ48を前記ピッチで収容するチッ プラック22とを有する。

 前記試薬等供給装置16は、処理に必要な 々の溶液および磁性粒子懸濁液を収容する 薬等収容部19と、前記反応容器12の各ウェル1 3に挿入可能な1の分注チップ38を有し、該分 チップ38を通して前記試薬等収容部19から種 の溶液および磁性粒子懸濁液を吸引し、前 反応容器12の各ウェル13に移送して吐出する ことが可能な分注用ノズルヘッド17とを有し いる。

 前記試薬等収容部19は、前記箱体内で該 体に対して移動可能であって、前記分注用 ズルヘッド17の移動経路の下方を通過する図 上Y軸方向に沿った直線状の移動経路をもつ 給用キャリッジ30に設けられている。

 該供給用キャリッジ30の基板には、2以上 (この例では6個の)試薬等収容容器28と、磁 粒子懸濁液を収容する磁性粒子懸濁液収容 器32と、該試薬等収容容器28および該磁性粒 懸濁液収容容器32ごとに、専用の分注チッ 38を収容する2以上の(この例では7個の)孔34が 穿設されている。

 また、前記磁性粒子懸濁液収容容器32は 収容されている磁性粒子を液中に懸濁させ ために、前記磁性粒子懸濁液収容容器32に、 収容する磁性粒子を液中に懸濁するための攪 拌機構が設けられている。該攪拌機構は、前 記容器を内方向に凹ませて、内部に突部を設 けるとともに、外部の凹みを利用して、外部 の回転機構の突部と係合させて、該容器を前 記回転機構に連結し、容器の中心軸線に沿っ た回転軸線の周りに回転させることによって 行う。前記回転機構としてのモータはモータ 収納部35内に収納する。

 前記分注用ノズルヘッド17は、該試薬等 容容器28、該磁性粒子懸濁液収容容器32、前 反応容器12の各ウェル13に挿入可能な先端部 としての1の分注チップ38が装着された前記流 路としての1の分注用ノズル41を有している。 該分注用ノズル41の下端は前記分注チップ38 上端にある開口部に嵌合して装着可能であ 、その上端にはシリンダ40が連通し、吸引吐 出が可能である。該シリンダ40は、Z軸方向に 移動可能なZ軸移動体42に取り付けられ、該Z 移動体42は、ノズルヘッドの基部36の側面に いてZ軸方向に移動可能に設けられている。 また、前記基部36は、前記供給用キャリッジ3 0および処理用キャリッジ11のステージ上に投 影した各移動経路と、交差するようにその上 方に設けられたガイドレール44に沿ってX軸方 向に沿って移動可能に設けられている。また 、基部36の下側には、前記分注チップ38の開 部の径よりも小さいが、前記分注用ノズル41 の径よりも大きい幅をもつ2本の突起をもっ U字状に形成され、前記分注チップ38に対し 進退可能に設けたチップ脱着部材39を有して いる。

 前記磁力分離装置18は、前記反応容器12お よび前記液廃棄槽14に挿入可能な先端部とし の2以上の(この例では8本の)分注チップ48と 該分注チップ48が先端に装着され該分注チ プ48を通して液の吸引および吐出を行う8本 前記ピッチで1列状(図上X軸方向に沿った)に 列された処理用ノズル50、および、各分注 ップ48に磁場を及ぼして該分注チップ48内の に含有する磁性粒子をその内壁に吸着して 離しかつ磁場を除去して吸着した磁性粒子 離脱して液中に再懸濁することが可能な磁 手段としての磁石支持部74を有する。

 前記処理用キャリッジ11の移動経路には 前記分注チップ48を通るZ軸との交点である 理位置、および、前記流路の先端部である 注チップ38の移動経路との交点となる供給位 置(必ずしも固定されていない)を有している

 前記磁力分離装置18の前記処理用ノズル50 の上方には、各処理用ノズルと連通した2以 の(この例では8本の)シリンダ(図示せず)が収 容されたシリンダ収容部52と、該シリンダを 持するシリンダ支持部材51と、前記シリン 内を摺動するプランジャを駆動する2以上の( この例では8本の)ロッド54と、2以上のロッド5 4と連結して一斉に上下動させる駆動板56と、 該駆動板56に設けられたナット部61と、該ナ ト部61と螺合するボール螺子60と、該ボール 子60を回転駆動させる吸引吐出用モータ70と 、該吸引吐出用モータ70を支持し、ガイド柱5 7に案内されて上下動可能に設けられたノズ 支持可動部58とを有する。

 前記ガイド柱57は、Z軸移動体64に設けら たものであり、該Z軸移動体64は、図示しな 箱体に固定された基部66に取り付けられたモ ータ71の回転駆動によって回転する回転ロー 69と、該回転ローラ69の回転を伝達するベル ト67と、該ベルト67がかけ渡された回転ロー 68によって回転駆動されるボール螺子(図示 ず)と、該ボール螺子に螺合し該ノズル支持 動部58に設けられたナット部(図示せず)によ って駆動される。前記ノズル支持可動部58は ガイド柱57に拘束されながらも該Z軸移動体6 4に自重で載置されているだけであり、前記Z 移動体64とともに上下動する。しかし、該 理用ノズル50に装着された分注チップ48の先 が容器の内底部に当接する(着底)と、その に受ける反力によって、前記ノズル支持可 部58は、前記ガイド柱57に案内されて上方向 移動する。該ノズル支持可動部58の動きを 途設けた光学的センサ(図示せず)によって検 知することで着底を検知することができる。 該光学的センサーは前記着底検知部に相当す る。図1中、符号56は、前記ロッド54の上端に けられた頭部であって、ロッド54を前記駆 板56に連結させている。

 前記シリンダ支持部材51の下側には、前 処理用ノズル50に装着された分注チップ48の 端の径よりもやや小さい幅で、シリンダに して相対的に移動可能に内部にシリンダ(図 示せず)を収容するシリンダ収容部52が設けら れている。該シリンダ収容部52は、前記駆動 56が一定以上下げることによって、該駆動 56より下方向に突出するピン53によって押し げられて、前記ピペットチップ48を前記処 用ノズル50から脱着する。

 前記磁力分離装置18の下側には、前記基 66に固定された基底部78が設けられ、前記先 部としての分注チップ48の内部に磁場を及 すための磁石支持部74がY軸方向に沿って、 記分注チップ48の軸線に対して進退可能に前 記基底部78に設けられている。また、該磁石 持部74のやや上方には、前記分注チップ48か らの液垂れを防止するための液垂れ防止板76 、前記分注チップ48の下方を覆うことがで るようにY軸方向に沿って進退可能に設けら ている。

 尚、図2において、符号80は、前記磁石支持 74および液垂れ防止板76を駆動するためのモ ータである。また、符号86は、前記分注チッ 48の口部である。
 図3において、符号100は、前記磁石支持部74 設けられた2以上の(この例では8個)前記ピッ チでX軸方向に沿って一列状に配列された磁 であって、前記各分注チップ48に接近可能と なるように設けられている。

 図5は、前記分注チップ48と、前記反応容 12から抜き出した1のウェル13とを示すもの ある。

 図5(b)に示すように、該分注チップ48は、 の先端に流体の流入および流出が可能な口 86を有する細径部88と、前記処理用ノズル50 先端に嵌合して装着可能な開口部94を有す 太径部92と、前記細径部88と太径部92との間 移行部90とを有するものであり、前記磁石支 持部74の磁石100は、前記細径部88の外壁に接 するのが好ましい。

 該分注チップ48が挿入可能な該ウェル13の 内底部84は、図5(f)(g)に示すように、楕円形状 をしており、その長径は、前記分注チップ48 先端の外径よりも長く、その短径は、その 注チップ48の先端の外径よりも小さく形成 れている。また、容器壁から空隙部85に相当 する前記楕円状の内底部84の縁に至る一様な がり勾配の傾斜面を形成している。そのた 、前記分注チップ48の先端が該内底部84に当 接しても液を全量吸引し吐出できることにな る。

 続いて、図6および図7に基づいて、第1の 施の形態に係る容器反復利用磁性粒子並行 理装置10の動作について説明する。

 図6は、前記処理用キャリッジ11を移動さ て、前記処理位置にチップラック22がくる うに移動させた後、前記処理用ノズル50を降 下させてチップラック22に収容されている分 チップ48の開口部に処理用ノズル50の先端を 挿入して嵌合させることで装着させる。次に 、該処理用ノズル50を上昇させるとともに処 用キャリッジ11を移動させて、前記処理位 に前記検体用容器20がくるように移動させた 後、前記分注チップ48を降下させて該検体用 器20の各ウェルに挿入させる。各検体の所 量を吸引した後、該分注チップ48を上昇させ る。次に、処理用キャリッジ11を移動させて 前記処理位置に前記反応容器12がくるよう 移動させた後、前記分注チップ48を下降させ て各ウェル13内にその先端を挿入し、吸引し 検体の全量を各ウェル13内に吐出する。

 次に、該処理用キャリッジ11の移動経路 前記分注用ノズルヘッド17の移動経路とステ ージ上で交差する第1の供給位置に反応容器12 が来るように該処理用キャリッジ11を移動さ るとともに、供給用キャリッジ30を移動さ て、試薬等収容容器28aが、前記分注用ノズ ヘッド17の移動経路に位置させた後、前記分 注用ノズルヘッド17の分注用ノズル41の先端 、前記孔34に収容された分注チップ38の開口 に挿入させ、前記Z軸移動体42を下方向に移 させることによって分注チップ38を分注用 ズル41に嵌合させて装着させ、前記分注チッ プ38を上昇させた後、前記ガイドレール44に って移動し、前記試薬等収容容器28aに該分 チップ38を下降させて所定量の第1の試薬を 引し、上昇させた後前記ガイドレール44に沿 って移動し、前記反応容器12の各ウェル13に 記分注チップ38を下降挿入させて吐出し上昇 させた後に次ぎのウェル13に移るようにして 次所定量ずつ分注する。

 次に、前記分注チップ38を前記孔34におい て、前記チップ脱着部材39を前記分注チップ3 8の分注チップ38の上端やや上側の位置で分注 用ノズル41に接近させた状態で、分注用ノズ 41を上昇させることで該分注チップ38を脱着 する。その後、前記反応容器12を同じ供給位 にした状態で、該分注チップ38を前記試薬 収容容器28aに隣接する前記試薬等収容容器28 bに移動し、同様にして、前記分注用ノズル ッド17の分注用ノズル41の先端に専用の分注 ップ38を装着して、第2の試薬を吸引し、前 ガイドレール44に沿って移動し、前記反応 器12の各ウェル13に順次、所定量ずつ分注す 。

 次に、該分注チップ38を前記孔34で脱着し た後、前記供給用キャリッジ30を移動させて 前記磁性粒子懸濁液収容容器32が前記分注 ノズルヘッド17の移動経路に来るように移動 させ、該分注用ノズルヘッド17の分注用ノズ 41の先端に、専用の分注チップ38を装着して 、磁性粒子懸濁液を吸引し、前記ガイドレー ル44に沿って移動し、前記反応容器12の各ウ ル13に順次所定量の磁性粒子懸濁液を供給し 、供給後、前記孔34に前記チップ脱着部材39 用いて脱着させる。磁性粒子は、例えば、 化されたセルロース、または表面の官能基 化学結合した抗体等の結合性物質を有する 磁性粒子である。以上の工程が懸濁液収容 程に相当し、前記反応容器12に収容されてい る液が第1液に相当する。

 次に、図7に示すように、前記処理用キャ リッジ11を移動させて、前記反応容器12を処 位置に移動させて、前記磁力分離装置18の前 記分注チップ48を降下させてその先端を前記 応容器12の各ウェル13に挿入する。前記着底 検知部によって内底部への着底が検知される と着底の信号が出力され、該分注チップ48の 下を停止して、該分注チップ48の先端が内 部に当接した状態で、該反応容器12内に収容 した磁性粒子懸濁液について吸引および吐出 を繰り返すことで攪拌し、前記磁性粒子の表 面に検体中に含有する目的物質との遭遇を促 進させる。

 その際、前記反応容器12の下側に設けた 度制御部の制御によって前記反応容器12内を 所定恒温状態に保つことでインキュベーショ ンを行い反応結合処理を行う。その後、前記 分注チップ48を前記反応容器12内に挿入して 降させる。前記着底検知部による内底部へ 着底が検知されると、着底の信号が出力さ 、該分注チップ48の降下を停止し、該分注チ ップ48の先端を内底部に当接した状態で、吸 を開始して前記該反応容器12の各ウェル13に 収容されている液を全量吸引し、該反応容器 12の各ウェル13内を空にする。その吸引の際 たは吸引後に、前記磁石支持部74を前記分注 チップ48の細径部88に接近させることで分注 ップ48内に磁場を及ぼし吸引した液体の中か ら目的物質を捕獲した磁性粒子を細径部88の 壁に吸着させることで分離する。以上の工 が全量吸引工程に相当する。

 次に、前記磁性粒子を内壁に吸着させ、 つ液を内部に収容した状態で該分注チップ4 8を上昇させて前記反応容器12から抜き出した 後、図6に示すように、前記処理用キャリッ 11を移動させて、前記処理位置、すなわち、 前記磁力分離装置18の各分注チップ48の下側 前記液廃棄槽14が位置するようにする。する と、前記処理用キャリッジ11に設けた前記反 容器12は、前記分注チップ38の移動経路、す なわち供給位置にくることになる(液廃棄槽14 と反応容器12との間の距離は、前記処理位置 分注チップ38の移動経路との距離に等しく 定されていた)。

 そこで、前記分注チップ48を、前記磁石 持部74を接近させて磁場を及ぼした状態のま ま、図4に示す位置まで下降させて、吸引し 液を前記液廃棄槽14内に全量吐出させる。し たがって、分注チップ48内には、内壁に吸着 た磁性粒子のみが分離されて残ることにな 。該磁性粒子には、前記検体に含有してい 目的物質が捕獲されていることになる。

 分注チップ48に吸引された液体が前記液 棄槽14に吐出されている際に、前述したよう に、空になった前記反応容器12の各ウェル13 には、前記分注チップ38によって、前述した ようにして前記目的物質を処理すべきために 必要な試薬、洗浄液等が分注されることにな る。すなわち、前記供給用キャリッジ30を移 させて、前記分注チップ38の移動経路に次 試薬等が収容されている試薬等収容容器28c 28dが来るように移動させて、前記反応容器12 の各ウェル13に順次分注することになる。以 の工程が全量吐出・供給工程に相当し、前 反応容器に収容されている液が前記第2液に 相当する。

 前記反応容器12への分注による供給が完 すると、図7に示すように、前記処理用キャ ッジ11を移動させて、前記第2液に相当する が収容されている前記反応容器12を処理位 にまで移動させ、内壁に磁性粒子が吸着し 状態の前記分注チップ48を降下させて、その 先端を前記各ウェル13内に挿入する。前記着 検知部によって内底部への着底が検知され と、該分注チップ48の降下を停止して、該 注チップ48の先端を内底部に当接した状態で 、該反応容器112内に収容した前記第2液につ て吸引および吐出を繰り返すことで攪拌す 。その際、前記目的物質が表面に捕獲され 前記磁性粒子は磁場を除去した状態で懸濁 させる場合と、内壁に吸着したままで行う 合がある。これによって第2液が磁性粒子と 触し、したがって、目的物質と第2液とが接 触または反応することになる。以上の工程が 前記磁性粒子接触工程に相当する。

 これによって、磁性粒子の処理が終了す 場合には、例えば、磁性粒子から目的物質 解離させる、解離した目的物質を、例えば 前記解離用容器24を処理位置にまで移動さ て収容しておく。その場合には、液垂れを 止するために、前記分注チップ48の下側に液 垂れ防止板76を前進させて、分注チップ48の 側を覆った状態で移動する。もし、磁性粒 の処理がさらに続く場合には、さらに、前 全量吸引工程および全量吐出・供給工程が きさらに、磁性粒子接触工程が繰り返して 行されることになる。その場合には、第2液 代えて、第3液等が供給されることになる。

 図8は、第2の実施の形態に係る容器反復 用磁性粒子並行処理装置110を示すものであ 。該容器反復利用磁性粒子並行処理装置110 、使用する液を収容可能な8行×12列のマトリ クス状に配列されたウェルを有する反応容器 112、および廃棄する液を収容可能な液廃棄槽 114を有する処理用キャリッジ111と、処理内容 に応じて、2以上の種類の溶液および磁性粒 懸濁液の中から処理内に応じて選択された2 上の種類の液について、所定量を所定タイ ングで前記反応容器112に供給する1または2 上の(この例では12本の)流路を有する試薬等 給装置116と、前記反応容器112、液廃棄槽114 対して液を吸引しかつ吐出を行うとともに 吸引した液に対して磁場を及ぼして液内に 有する磁性粒子を分離しかつ磁場を除去し 液中に磁性粒子を再懸濁して吐出する磁力 離装置118とを有するものである。前記処理 キャリッジ111上の前記反応容器112と前記液 棄槽114との間の距離は、前記処理位置と供 位置との間の距離に等しく設定してある。

 該容器反復利用磁性粒子並行処理装置110 全体は、例えば、縦600mm、横900mm程度のステ ージ132上に設けられ、図示しない箱体内に囲 まれている。前記処理用キャリッジ111は、前 記ステージ132に対して移動可能であって、X 方向に沿って移動可能な前記磁力分離装置11 8および前記試薬等供給装置116の後述する同 くX軸方向に沿って移動可能な分注装置126の 動経路を直角に交差するようにY軸方向に沿 った移動経路をもっている。

 該処理用キャリッジ111の基板113に設けた 記反応容器112は、2以上(この例では96個)の トリクス状に所定ピッチで配列された底の いウェル13からなる。該反応容器112の基板113 の下側には、前記反応容器112を加熱しまたは 冷却するための、ペルチェ素子等により温度 制御を行う温度制御部(図示せず)が設けられ いる。前記液廃棄槽114は、中央部に開口部 設けられ、該開口部からの周縁には下り勾 の斜面が設けられている。

 前記処理用キャリッジ111には、前記反応 器112および前記液廃棄槽114が、後述する分 装置126の移動経路と磁力分離装置118の移動 路とのピッチに等しいピッチを持って間隔 あけて設けられており、前記反応容器112は 前記分注装置126の移動経路から前記磁力分 装置118の移動経路との間を移動可能となる うにY軸方向に沿って移動可能である。図8(a )の前記反応容器112の位置は供給位置であり 図8(b)の前記反応容器112の位置は、処理位置 ある。

 前記試薬等供給装置116は、処理に必要な 々の溶液および磁性粒子懸濁液を収容する1 2行および1列または複数列からなる試薬等収 部130と、12行×3列の分注チップ38が収容され ているチップラック128と、該試薬等収容部130 および前記反応容器112の各ウェル13に挿入可 なY軸方向に配列された12本の分注チップ38 有し、該分注チップ38を通して前記試薬等収 容部130から種々の溶液および磁性粒子懸濁液 を吸引し、前記反応容器112の各ウェル13に移 して吐出することが可能な分注装置126とを している。

 該分注装置126の構造は、X軸方向に沿って ステージ132上を移動可能であって、ノズルの 数が12本である点、および磁石支持部74が設 られていない点およびX軸方向に移動可能で る点を除いて前述した磁力分離装置18とほ 同一であるので詳細な説明は省略する。

 前記磁力分離装置118は、図9に示すように 、前記反応容器112および前記液廃棄槽114内に 挿入可能な先端部としての2以上の(この例で 8行×12列のマトリクス状に配列された96本の )分注チップ134を有し、該分注チップ134が先 に装着され該分注チップ134を通して液の吸 および吐出を行う96本の前記ピッチで前記マ トリクス状に配列された処理用ノズル136、お よび、各分注チップ134に磁場を及ぼして該分 注チップ134内の液に含有する磁性粒子をその 内壁に吸着して分離しかつ磁場を除去して吸 着した磁性粒子を離脱して液中に再懸濁する ことが可能な前記磁力手段としての磁石支持 部137を有する。

 前記磁力分離装置118は、さらに、前記処 用ノズル(図示せず)の上方に設けられ、各 理用ノズルと連通した2以上の(この例では8 ×12列の96本の)シリンダ138と、前記シリンダ を摺動するプランジャを駆動する2以上の( の例では8行×12列の96本の)ロッド140と、2以 の該ロッド140と連結して一斉に上下動させ 駆動板142と、該駆動板142と連結し該駆動板14 2を上下方向に動かすアクチュエータ144と、 アクチュエータと連結し、該アクチュエー 144を上下方向に駆動するためにボール螺子15 0と螺合し、ボール螺子150の回転によって上 方向に並進移動するナット146と、吸引吐出 モータ152によって回転駆動するボール螺子15 0とを有する。なお、吸引吐出用モータ152、 よび前記アクチュエータ144を上下動可能に 持するものは、ノズルヘッド支持体148であ 。該ノズルヘッド支持体148は、後述するナ ト部160と連結している。

 前記シリンダ138の下側には、ノズル(図示 せず)の径よりも大きく、前記分注チップ134 上端よりも小さい径をもち前記ノズルが貫 した状態でも受けられたチップ脱着用板145 設けられている。前記駆動板142には、その 側から該チップ脱着用板145と接触可能なチ プ脱着用ピン143が突出して設けられており 前記駆動板142が図9の位置よりもさらに下げ れた場合には、前記ノズルに装着されてい 分注チップ134をノズルからしごき落とすよ にして脱着することになる。

 前記磁力分離装置118は、さらに枠154を有 、前記箱体に取り付けられた移動機構によ てステージ132上でX軸方向に移動可能に支持 されている。該枠154には、回転可能に支持さ れ上下方向(Z軸方向)に伸びるボール螺子156と 、該ボール螺子156に螺合するとともに、前記 ノズルヘッド支持体148と連結具158を介して連 結し、該ノズルヘッド支持体148を上下方向に 並進移動させるナット部160と、該枠154に支持 され、前記ボール螺子156を回転駆動するZ軸 ータ162とを有する。なお、図示していない 、本装置には、前記磁力分離装置118、分注 置126、処理用キャリッジ172、供給用キャリ ジ、温度制御部等を制御するための制御部 有している。該制御部は例えば、CPU,メモリ らなる情報処理装置、マウス、キーボード のデータ入力装置、液晶パネル等の表示装 、プリンタ等のデータ出力装置、通信手段 またはCDやDVD等の外部メモリ等の駆動装置 を有している(第1の実施の形態についても同 様である)。

 前記磁力分離装置118の下側には、前記枠1 54に固定された下板157が設けられ、前記先端 としての分注チップ134の内部に磁場を及ぼ ための磁石支持部137がガイドレール153に案 されてY軸方向に沿って移動可能に設けられ ている。該磁石支持部137は、前記分注チップ 134の配列の12列の2列ごとの分注チップ134列間 の空間に挿入できるようにY軸方向に伸びる5 の櫛歯部材141が櫛歯状に突出するように設 られている。該5本の櫛歯部材141の両側には 8個ずつ磁石139が配列され、前記間隔に進入 ることによって、前記96本の全部の分注チッ プ134内に磁場を及ぼすことができる。尚、図 9において、符号155は、前記磁石支持部137を 動するためのモータである。

 図10は、第3の実施の形態に係る容器反復 用磁性粒子並行処理装置170を示すものであ 。なお、図8と同一の符号は同一のものを示 すので説明を省略する。該容器反復利用磁性 粒子並行処理装置170は、使用する液を収容可 能な8行×12列のマトリクス状に配列されたウ ルを有する反応容器112を有する処理用キャ ッジ172と、廃棄する液を収容可能な液廃棄 114と、処理内容に応じて、2以上の種類の溶 液および磁性粒子懸濁液の中から処理内に応 じて選択された2以上の種類の液について、 定量を所定タイミングで前記反応容器112に 給する1または2以上の(この例では12本の)流 を有する試薬等供給装置116と、前記反応容 112、液廃棄槽114に対して液を吸引しかつ吐 を行うとともに、吸引した液に対して磁場 及ぼして液内に含有する磁性粒子を分離し つ磁場を除去して液中に磁性粒子を再懸濁 て吐出する磁力分離装置118とを有するもの ある。

 該容器反復利用磁性粒子並行処理装置170 全体は、ステージ174上に設けられ、前記処 用キャリッジ172は、前記ステージ174内で該 テージ174に対して移動可能であって、X軸方 向に沿って移動可能な前記磁力分離装置118お よび前記試薬等供給装置116の後述する同じく X軸方向に沿って移動可能な分注装置126の移 経路を直角に交差するようにY軸方向に沿っ 移動経路をもっている。

 該処理用キャリッジ172の基板173に設けた 記反応容器112は、2以上(この例では96個)の トリクス状に所定ピッチで配列された底の いウェル13からなる。該反応容器112の基板173 の下側には、前記反応容器112を加熱しまたは 冷却するための、ペルチェ素子等により温度 制御を行う温度制御部(図示せず)が設けられ いる。前記液廃棄槽114は、図8の場合と異な り、前記磁力分離装置118の移動経路上に固定 して設けられ、中央部に開口部が設けられ、 該開口部からの周縁には下り勾配の斜面が設 けられている。

 前記処理用キャリッジ172によって、前記 応容器112は、前記分注装置126の移動経路か 前記磁力分離装置118の移動経路との間を移 可能となるようにY軸方向に沿って移動可能 である。図10(a)の前記反応容器112の位置は供 位置に相当し、図8(b)の前記反応容器112の位 置は、処理位置に相当する。

 以上説明した各実施の形態は、本発明を り良く理解させる為に具体的に説明したも であって、別形態を制限するものではない したがって、発明の主旨を変更しない範囲 変更可能である。例えば、前記実施の形態 は、反応容器が8の場合96個(8行×12列)の場合 についてのみ説明したが、該場合に限られる ことなく、種々の個数、例えば、1個の場合 10個、12個、384個(16行×24列)、または1536個(32 ×48列)の場合等についても適用することが きる。

 また、各反応容器、液廃棄槽、磁力分離 置、試薬等供給装置等についても、その形 または構成は、前記例に限定されることは く、種々の形状が可能である。特に、試薬 供給装置については、分注装置、分注用ノ ルヘッドを用いた場合についてのみ説明し が、例えば、ポンプによって試薬を供給す ようにしても良い。

 また、以上の各構成要素、装置、例えば 処理用ノズル、分注用ノズルヘッド、分注 ップ、反応容器、液廃棄槽、磁力分離装置 着底検知部、試薬等収容容器、吸水部、磁 手段等、または、これらを構成する各部品 は、適当に変形しながら任意に組み合わせ ことができる。

 本発明は、容器反復利用磁性粒子並行処 装置および容器反復利用磁性粒子並行処理 法に関する。本発明は、遺伝子、免疫系、 ミノ酸、蛋白質、糖等の生体高分子、生体 分子の扱いが要求される分野、例えば、工 分野、食品、農産、水産加工等の農業分野 製薬分野、衛生、保健、免疫、疾病、遺伝 の医療分野、化学もしくは生物学等の理学 分野等、あらゆる分野に関係するものであ 。本発明は、特に、多数の試薬や物質を用 た一連の処理を所定の順序に連続的に実行 る場合に有効な方法である。

本発明の第1の実施の形態に係る容器反 復利用磁性粒子並行処理装置の斜視図である 。 本発明の第1の実施の形態に係る容器反 復利用磁性粒子並行処理装置の側面図である 。 本発明の第1の実施の形態に係る容器反 復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明斜視 図である。 本発明の第1の実施の形態に係る容器反 復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明側面 図である。 本発明の第1の実施の形態に係る反応容 器の説明図である。 本発明の第1の実施の形態に係る容器反 復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明平面 図である。 本発明の第1の実施の形態に係る容器反 復利用磁性粒子並行処理装置の動作説明平面 図である。 本発明の第2の実施の形態に係る容器反 復利用磁性粒子並行処理装置の平面図である 。 本発明の第2の実施の形態に係る磁力分 離装置を示す斜視図である。 本発明の第3の実施の形態に係る容器 復利用磁性粒子並行処理装置の平面図であ 。

符号の説明

 10,110,170  容器反復利用磁性粒子並行処理 置
 12,112    反応容器
 14,114    液廃棄槽
 16,116    試薬等供給装置
 18,118    磁力分離装置
 19,130    試薬等収容部
 38,48,134  分注チップ
 11,111     処理用キャリッジ
 30     供給用キャリッジ
 74,137     磁石支持部(磁力手段)