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JP2004012290A - Genetic diagnostic device - Google Patents

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JP2004012290A
JP2004012290A JP2002165888A JP2002165888A JP2004012290A JP 2004012290 A JP2004012290 A JP 2004012290A JP 2002165888 A JP2002165888 A JP 2002165888A JP 2002165888 A JP2002165888 A JP 2002165888A JP 2004012290 A JP2004012290 A JP 2004012290A
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JP
Japan
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nucleic acid
flow path
amplification
container
reagent
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002165888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takenaka
竹中 啓
Yoshihiro Nagaoka
長岡 嘉浩
Shigeo Watabe
渡部 成夫
Tomoki Oohashi
大橋 智樹
Yuji Miyahara
宮原 裕二
Takuya Matsui
松井 拓也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
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Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
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Abstract

【課題】核酸の精製から増幅に必要な定量操作を必要としない遺伝子診断装置を提供する。
【解決手段】核酸吸着部材301と増幅液を保持した増幅液保持容器360を持つ回転可能なデバイスを用い、遠心力を利用して、増幅液を核酸結合部材301に送液し、核酸を溶離する。もしくは核酸結合部材上で溶離とともに増幅する。
【効果】核酸の精製物と増幅液を定量する工程が省略できるので、作業時間の短縮し、遺伝子診断装置の構造を単純にする。
【選択図】 図22
Provided is a gene diagnosis apparatus that does not require a quantitative operation required for nucleic acid purification to amplification.
Kind Code: A1 A centrifugal force is used to send an amplification solution to a nucleic acid binding member using a rotatable device having a nucleic acid adsorption member and an amplification solution holding container holding an amplification solution, and elute nucleic acids. I do. Alternatively, amplification is performed on the nucleic acid binding member together with elution.
[Effect] Since the step of quantifying the purified nucleic acid and the amplification solution can be omitted, the operation time is shortened and the structure of the gene diagnosis apparatus is simplified.
[Selection] Fig. 22

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検体中の核酸を抽出し、抽出した核酸を分析するための遺伝子診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の化学物質を含む試料から核酸等の特定の化学物質を抽出する抽出装置としては、特表平8−501321号公報に、クロマトグラフィーによる核酸混合物の精製分離法が記載されている。この方法では、核酸混合液を高濃度の塩を含む吸着水溶液からシリカゲル等の無機基体上に吸着させた後、洗浄液で洗浄し、低濃度の塩を含む溶液で核酸を溶出している。シリカゲルは円筒状の中空カラム内に固定されており、分離すべき核酸混合物の溶液を注ぎ、吸引または遠心分離で溶液を無機基体に通している。
【0003】
また、WO00/78455号公報に、増幅を用いた検査のための微小構造体及び方法が記載されている。この装置では、前記特表平8−501321号公報記載の核酸混合物の精製分離法を用いて、DNA混合液を無機基体としてのガラスフィルタに通過させた後、洗浄液及び溶離液を通過させてDNAのみを回収している。ガラスフィルタは回転可能な構造体に設けてあり、洗浄液や溶離液等の試薬は同じ構造体内の各試薬リザーバに保持してある。各試薬は構造体が回転することにより発生する遠心力で流動し、各試薬リザーバとガラスフィルタを結ぶ微細流路に設けたバルブを開くことにより試薬がガラスフィルタを通過する。
【0004】
複数の化学物質を含む試料から核酸等の特定の化学物質を抽出し分析する化学分析装置としては、特表2001−527220号公報に、一体型流体操作カートリッジが記載されている。この装置では、一体型カートリッジ内部に溶解液や洗浄液や溶離液等の試薬、及び核酸を捕獲する捕獲構成部品を備え、核酸を含む試料をカートリッジ内部に注入した後、前記試料と溶離液を混合させて前記捕獲構成部品に通過させ、さらに捕獲構成部品に洗浄液を通過させ、さらに捕獲構成部品に溶離液を通過させ、捕獲構成部品を通過した後の溶離液をPCR試薬に接触させ反応チャンバへと流している。
【0005】
特表2001−502793号公報に化学分析用の装置及び方法が記載されている。この装置では、ディスク形状部材内部にチャンバ、流路、リザーバ、分析用セルを設け、遠心チャンバ内に血液サンプルを注入後血球と血清を遠心分離し、血清を試薬が表面にコーティングされたビーズを有する反応チャンバに血清のみを流し、その後洗浄のための溶液を反応チャンバに流し、さらに溶出溶液を反応チャンバに流して、前記溶出溶液を反応チャンバから複数の分析用セルに移動させている。分析セルは複数あり、ある時系列にそって、分注していく。分析セルの流入口は回転中心側にある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
核酸を溶離した後、増幅するには一定量の核酸を含む溶離液に一定量の増幅液を追加し増幅する必要がある。検出の際、従来の方法では、精製した核酸を含む溶液と増幅液を一定の比率で混合する必要があり、そのため、検査者の技量に検査結果が反映されうることもある。また、核酸の精製から増幅に移る過程において、精製した核酸を含む溶液や増幅液を定量する必要があり、自動化する上で、そのための作業時間や複雑な過程が必要となる。さらに、定量することで精製した核酸の一部を失う事になるため、核酸の精製から増幅、検出まで一貫して行い、精製した核酸を定量せずに増幅過程に移行できる遺伝子診断装置の必要性があった。
【0007】
従来技術である特表平8−501321号公報記載の精製分離法では、シリカゲルを固定した円筒状の中空カラムに核酸混合液を注ぎ、遠心力を利用してシリカゲルに核酸混合液を通過させた後複数の試薬を通過させることで核酸のみを回収しているが、中空カラムへの各試薬の注入方法及びシリカゲルを通過した洗浄液と溶離液の回収方法については開示されていない。
【0008】
特表2001−527220号公報記載の核酸を溶離する方法では、PCR試薬で核酸を溶離することが書いてあるが、その他の増幅試薬での溶離操作や核酸捕獲構成部品上での核酸の増幅については開示されていない。
特表2001−527220号公報記載の構造体では、各試薬リザーバと核酸捕獲構成部品を結ぶ微細流路に設けた流れ制御装置(バルブ、分流加速器、流体ダイオード)を開き、各試薬は強制的に流体動力源で流動し核酸捕獲構成部品を通過する。試薬の流路方向の制御を上記流れ制御装置で行っている。またWO00/78455号公報記載の構造体では、各試薬リザーバとガラスフィルタを結ぶ微細流路に設けたバルブを開くことで各試薬は遠心力の作用で流動しガラスフィルタを通過する。試薬の流路方向の制御をバルブを開く事によって行っている。第一の従来技術において使用している流れ制御装置は、コストがかかり、使い捨てのデバイスには不向きである。第二の従来技術では、流路を切り替えた際、切り替えられた流路は開いたままの状態であるため、振動などにより、切り替えられた流路の先に溜まっている液が振動などにより逆流し、切り替えた流路を汚染する恐れがある。
【0009】
特表2001−502793に記載されている検体を複数の検査容器に分注する方法では、検体にかかる負荷方向と検体を検出部に流入させる方向が同じため、検出部にある空気が抜けず検出の際に邪魔をする恐れがある。また、検査試薬を同時に分注する目的には適していない。
本発明の目的は、上記課題を解決することにより、検体中の核酸を抽出し、抽出した核酸を分析するための遺伝子診断装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、核酸吸着部材上で核酸を増幅することができる遺伝子診断装置を提供することで解決できる。即ち、第一に本発明の遺伝子診断装置は、検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、及び複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、前記核酸吸着部材が核酸増幅部を兼ねることを特徴とする。
【0011】
第二に、本発明の遺伝子診断装置は、回転可能に支持した構造体を備え、検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、及び複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、前記核酸吸着部材が核酸増幅を兼ねることを特徴とする。
【0012】
或いは、核酸吸着部材の温度を制御する温度制御機構を設け、核酸吸着部材に増幅液を供給することができる遺伝子診断装置を提供することで解決できる。即ち、第三に本発明の遺伝子診断装置は、回転可能に支持した構造体を備え、検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、及び複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、前記核酸吸着部材の温度を制御する温度制御機構を設け、前記核酸吸着部材に増幅液が供給されることを特徴とする。
【0013】
或いは、増幅部の温度を制御する温度制御機構を設け、前記核酸吸着部材に増幅液を供給することができる遺伝子診断装置を提供することで解決できる。即ち、第四に、本発明の遺伝子診断装置は、回転可能に支持した構造体を備え、検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部、及び増幅部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、前記増幅部の温度を制御する温度制御機構を設け、前記核酸吸着部材に増幅液が供給されることを特徴とする。
【0014】
特に、第三または第四の遺伝子診断装置において、前記核酸結合部材より下流に、増幅液を前記核酸吸着部材に供給させる以前の試薬が流動するための第一流路、及び前記核酸吸着部材を通過したあとの増幅液が流動するための第二流路を備え、前記第一流路の一部の断面積を縮小させたことが望ましい。ここで、前記核酸結合部材と前記第一流路の幅狭流路の一部が回転中心方向をむいていることが好ましい。
【0015】
また、第三または第四の遺伝子診断装置において、核酸結合部位より下流に検出部または増幅部を備え、核酸結合部位と、検出部または増幅部を連結する流路の一部が回転中心方向をむいていることが好ましい。
上記のいずれかにおいて、前記第一流路の一部、または前記回転中心方向をむいている流路の一部に封止材を注入する手段を有することが望ましい。
【0016】
更に、上記において、検出部と増幅部を連結する流路上に液だめ容器を備え、液だめ容器と検出部を連結する流路幅は液だめ容器の最小幅よりも小さく、かつ液だめ容器は通気孔を備えていることが好ましい。
更に、上記において、検出部は複数あり、検出部より内径側の流路の幅は検出部の最小幅より小さく、かつ検出部より内径側の流路は連結していることが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1〜図51を参照して、本発明による抽出装置を用いた遺伝子分析装置の実施例を説明する。
図1は本発明による遺伝子分析装置の全体構成図である。遺伝子分析装置1は、モータ11により回転可能に支持された保持ディスク12と、保持ディスク12上の突起121により位置決めされた複数の扇形の分析ディスク2と、液体の流動を制御するための穿孔機13と、加温及び検出のための2台の光学装置即ち上部光学装置14及び下部光学装置15と、位置検出器16を備えている。保持ディスク12は、下部光学装置15用の保持ディスク光学窓122を備えている。
【0018】
図2は分析ディスク2の組図の断面図である。分析ディスク2は上カバー20(図3)と流路部30(図4)と下カバー40(図5)を接合して構成している。図6は分析ディスクの上カバーと流路部の対応を示す。上カバー20は、試料注入口210、複数の試薬注入口220、230、240、250、260、290、1210、1220、1230及び複数の通気孔202、221、231、241、251、261、271、281、291、1211、1212を備えている。下カバー40は、位置決め孔460と流路部光学窓490を備えている。分析ディスク2は、保持ディスク12の突起121に対して位置決め孔460が嵌め合うことで位置決めされる。
【0019】
流路部30の構成図を図4に示す。図4に示す流路部の実施例は、全血から血清を分離後、血清中のウイルスに含まれる核酸を抽出し分析する流路を構成している。
以下全血を試料として用いた場合のウイルス核酸の抽出及び分析動作を説明する。抽出及び分析動作の流れを図31から33に示す。
【0020】
操作者は分析ディスク2の上カバー20より各試薬注入口220、230、240、250、260、290、1210、1220、1230を通して試薬を本発明で言う試薬保持部である各試薬容器320、330、340、350、360、390、1311、1321、1331に分注し、蓋をする。分析数に応じて必要な数の分析ディスクに試薬を注入後、保持ディスク12に分析ディスクを装着する。
【0021】
次に真空採血管等で採血した全血を試料注入口210より試料容器310に注入する。全血を注入後、モータ11で保持ディスク12を回転する。試料容器310に注入された全血は、保持ディスク12の回転により発生する遠心力の作用で外周側に流動する。
【0022】
この全血の流動状態を図7〜10に示す。後述の血清貯蔵容器313は血清保持部312の真下に位置し、血清流出口315で血清貯蔵容器313と血清保持部312が連通しているが、図7〜10では血清の流動状態を示すため、血清貯蔵容器313を血清保持部312から離して示してある。全血流動部の上下方向の位置関係を分析ディスクの縦断面図(図11〜14)で示す。なお図11〜14には、後述の試薬容器、混合部及び廃液容器も示してある。図15は分析ディスクの上面図を示す。
【0023】
図7及び図11に示すように、注入された全血316は試料容器310に保持される。保持ディスク12が回転すると(図8及び図12)、遠心力により全血316は血球分離部311へ流れ込む。血球分離部311には分離剤314があらかじめ注入してある。分離剤314の比重は血清より大きく血球より小さく調整してある。保持ディスク12の回転数が増加するにつれて血球成分と血清とが比重の違いで徐々に分離すると、分離剤314は血球317と血清318の間に位置し、血球317と血清318とを分離する(図9及び図13)。モータ11の回転を止めると、血清のみが血清流出口315を通って血清保持部312から真下の血清貯蔵容器313へと流出する(図10及び図14)。
【0024】
上記一連の血清分離動作時に、上カバー(図3)にある各試薬容器の通気孔221、231、241、251、261、271、281、291、1211、1212は蓋をしていて空気が入らない状態になっている。遠心力により各試薬は試薬容器外周側より流出しようとするが、容器内に空気が入らないため試薬容器内の圧力が低下し、遠心力と釣り合って試薬は流出することができない。しかし回転数が増加し遠心力が大きくなると、試薬容器内の圧力は徐々に低下し、試薬の飽和蒸気圧以下になると気泡が発生する。そこで、図15に示すように、各試薬容器外周側から流出する試薬を一旦内周側に戻すような流路構造(戻り流路322、332、342、352、362、372)とすることで、試薬容器内の圧力低下を抑制し、気泡の発生を防ぐ。このように図4及び図5に示す血清分離動作時には、各試薬(図11〜14の場合試薬321)は試薬容器320に保持されたまま流動しない。
【0025】
血清分離動作が終了し血清318が血清貯蔵容器313に蓄えられると、以下穿孔機13が各試薬容器上部の通気孔の蓋にひとつづつ穴をあけてはモータ11を回転し、各試薬を遠心力で流動させる。
【0026】
以下に血清分離終了後の動作を示す。
図18に核酸結合部材301下流側の部分詳細図を示す。また、図15に流路部30に対する上カバー20の各孔の位置関係を示す。
溶解液容器320には血清中のウイルスの膜蛋白を溶解するための溶解液が分注してある(図13)。穿孔機13が溶解液通気孔221の蓋に穴をあけた後、モータ11を回転させると、遠心力の作用により溶解液は溶解液容器320より溶解液戻り流路322を経て、混合容器380に流れ込む。このとき血清貯蔵容器313内の血清も遠心力の作用で流動し混合容器380に流れ込む。
【0027】
図16、17に血清と溶解液が混合容器380に流れ込む様子を示す。混合容器380は、血清流出流路319で血清貯蔵容器313と連通し、溶解液流出流路329で溶解液貯蔵容器320と連通し、混合容器通気流路383を経て混合容器通気孔282(図3)から外部に連通している。血清318及び溶解液321が混合容器380に流れ込むと、血清と溶解液との混合液381を一旦内周側に戻すような流路構造(混合液戻り流路382)のために、混合液は一旦混合容器380に保持され(図16)、混合容器380内で血清と溶解液とが十分混合される。図17に示すように、混合容器380内の混合液量が増え混合液戻り流路382の最内周側を越えると、混合液381は混合液戻り流路382から混合液流出流路389を経て核酸結合部材301(図4)へと流出する。
【0028】
溶解液は、血清中のウイルスや細菌等からその膜を溶解して核酸を溶出させる働きをするが、さらに核酸結合部材301への核酸の吸着を促進させる。このような試薬としては、DNAの溶出及び吸着には塩酸グアニジンを、RNAにはグアニジンチオシアネートを用いればよく、核酸結合部材としては石英やガラスの多孔質材や繊維フィルタ等を用いればよい。
【0029】
このようにして溶解液と血清の混合液が核酸結合部材を通過すると、核酸が核酸結合部材に吸着し、液は溶離液回収容器390へと流れ込む。
次にモータ11を停止し、穿孔機13で第一洗浄液容器330に空気を供給するための第一洗浄液通気孔231の蓋に穴をあけた後、再びモータ11を回転させると、遠心力の作用により第一洗浄液は第一洗浄液容器330より第一洗浄液戻り流路332を経て、核酸結合部材301に流れ込み、核酸結合部材301に付着した蛋白等の不要成分を洗浄する。第一洗浄液としては、たとえば上述の溶解液或いは溶解液の塩濃度を低減した液を使用すればよい。
【0030】
洗浄後の廃液は、上述の混合液同様、溶離液回収容器390を経て、廃液貯蔵容器302へと流出する。
同様の洗浄動作を複数回繰り返す。たとえば図4の実施例では、第一洗浄液に引き続き、モータ停止の状態で、穿孔機13で第二洗浄液容器340に空気を供給するための第二洗浄液通気孔241の蓋に穴をあけ再びモータ11を回転させ、核酸結合部材301に付着した塩等の不要成分を洗浄する。第二洗浄液としては、たとえばエタノール或いはエタノール水溶液を用いればよい。
【0031】
同様に第三洗浄液容器350に空気を供給するための第三洗浄液通気孔251の蓋に穴をあけ、核酸結合部材301に付着した塩等の不要成分を再度洗浄する。第三洗浄液としては、たとえばエタノール或いはエタノール水溶液を用いればよい。
このように核酸結合部材301を洗浄し核酸のみが吸着している状態にした後、核酸の増幅工程に移行する。
【0032】
(実施例1)
以下、核酸吸着部材上で核酸を増幅する場合を示す。
図19に核酸結合部材301周辺の流動状態を示す。
モータ11停止後、封止剤保持容器370に空気を供給するための封止剤保持容器通気孔271の蓋に穴を空ける。再びモータ11を回転させる。封止剤は流路1371に流れ込み流路1371を塞ぐ(図20)。先細り流路1381のため(図21)、封止剤流路1371の途中でとまる。封止剤はシリコングリースや接着剤を用いるのが望ましい。
【0033】
モータ11停止後、穿孔機13で増幅液保持容器360に空気を供給するための増幅液保持容器通気孔261の蓋に穴を開け、低速でモータ11を回転させ、増幅液を核酸結合部材301に遠心力と浸透で行き渡らせる(図22)。モータ11停止のときに、増幅液が核酸結合部材301の下部に偏らないために、核酸結合部位301は図7c’の構造にすることが好ましい。尚、図23は図22のa−a’断面図である。
【0034】
増幅液は核酸を増幅し検出するための試薬で、増幅に必要なプライマー、核酸合成酵素、デオキシリボ三りん酸、緩衝液、金属イオンなどを含んでいる。増幅や検出の方式によって、蛍光色素、蛍光色素やビオチン修飾したプライマー、蛍光色素を修飾したデオキシリボ三りん酸を含んでもよい。
【0035】
モータ11を停止させ、核酸結合部材301を増幅方法に適した温度に加温する。たとえば恒温増幅法、LAMP法ならば、55−65℃が望ましい。核酸結合部の熱容量が大きいので、増幅法は増幅時の温度変化の回数が少ないもしくは無い恒温増幅法が好ましい。
【0036】
増幅終了後、穿孔機13で増幅液保持容器304から空気を抜くための検出容器通気孔281の蓋に穴を開け、モータ11を再び回転させると、核酸結合部材301にある増幅液は遠心力により、流路1361、流路1372、流路1374を通り、検出容器304に流れ込む(図24)。検出容器1310は外周側に突き出た検出液保持容器1311を持っているため、検出容器1311にあらかじめ入れている検出液1314は回転中も流れ出ることはない(図25)。増幅液廃棄容器1315から空気を抜くための検出液廃棄容器通気孔1212が閉じているため、増幅液は検出液廃棄容器1315に流れ込まない。
【0037】
モータ11を止め、追加液保持容器390に空気を供給するための追加液保持容器通気孔291の蓋に穴を開け、再びモータ11を回転させると、追加液は流路1361、13721374を通り、増幅液保持容器304内にある増幅液を検出容器1310、1320,1330まで押し上げる(図26)。追加液には水などを用いる。特に増幅液と追加液の混合が問題になる場合は疎水性の溶媒、例えばPCR用のミネラルオイルを用いることが好ましい。押し上げられた増幅液は検出容器1311、1321、1331に保持されていた検出液と混合する。追加液は微小流路1312、1322、1332に流れ込まない量にする。
【0038】
ある検出容器内の検出液がその他の検出容器に混入するのを防ぐために、各検出容器1310、1320、1330を連結している増幅液保持容器304を満たしている増幅液と追加液の混合物を取り除く。モータ11を止め、増幅液保持容器304に空気を供給するための増幅液保持容器通気孔1211の蓋に穿孔し、検出液廃棄容器1315から空気を逃がすための検出液廃液容器通気孔1212の蓋を穿孔する。モータ11を再び回転させると、増幅液保持容器304に溜まっている増幅液と追加液の混合物は流路1312、流路1313を通り、検出液廃棄容器1315に流れる(図27)。検出容器1310、1320、1330に溜まっている増幅液と検出液の混合液はその表面張力のため、微小流路1312、1313、1322、1323、1332、1333から流れ出す事はない(図28)。
【0039】
検出容器1310、1320、1330の上に上部光学装置14を下に下部光学装置15を動かす。図28に測定の様子を示す。上部光学装置14で光を照射し、発光量もしくは吸光量を下部光学装置15で測定する。発光量を測るばあいは受光装置の前に励起光を遮断するフィルタを取り付ける(図示せず)。
【0040】
上記穿孔、加温、検出時には保持ディスク12を所定の位置に停止させる必要がある。図29に示すように、保持ディスク12には位置決め用突起17を設けてあり、位置検出器16で保持ディスクの回転位置を検出し、コントローラ18でモータ11の回転及び穿孔機13の回転及び上下動、上部光学装置14及び下部光学装置15の回転、照射、検出を制御する。
【0041】
例えば図30に穿孔機13の動作タイミングを示す。保持ディスク12は、全血或いは各試薬の流動終了後回転数を低下させ、位置決め用の低速回転を維持する。位置検出器16が位置決め用突起17を検出すると保持ディスク12を停止し、穿孔機13を下降させ各試薬貯蔵容器の通気孔の蓋に穴をあけた後、再び上昇する。穿孔後保持ディスク12は、穿孔終了後の試薬貯蔵容器から試薬が流出しない程度の低速で回転し、次の分析ディスクの位置、すなわち分析ディスクが6枚装着されている場合は60度回転して停止し、同様の穿孔動作を繰り返す。分析ディスクがどこに装着されているかは、例えば下部光学装置で流路部光学窓490から光を照射しその反射光を調べればよい。すべての分析ディスクの穿孔が終了した後、保持ディスクは高速で回転し試薬を流動させる。
【0042】
本実施例によれば、核酸の精製工程から増幅工程へ移行する過程で、核酸精製物を定量する必要がないため、定量により精製した核酸を失うことや定量に必要な動作を省略できるために、より高精度で短時間での測定が可能である。また核酸結合部位で核酸の増幅を行うために、溶離液を核酸結合部位に通過させ、溶離した核酸を増幅するよりも、より多くの核酸を増幅させることが可能である。
【0043】
上記実施例の目的は核酸の精製工程から増幅過程へ移行する過程での核酸精製物を定量する必要性をなくすことにある。
従来の方法のように核酸の精製工程と増幅工程を切り離している場合二つの工程を繋ぐためには、精製物を定量する工程は不可欠であった。本実施例は二つの工程を繋げることにより、定量操作を不必要なものにした。
【0044】
本実施例によれば、流路の切り替えを、古い流路を塞ぐことにより行うため、古い流路やその先に溜まっている廃液が振動などにより逆流し切り替えた新しい流路を汚染することを防ぐため、測定の信頼性が向上する。安価な封止剤で流路を塞ぐため、より安価な装置を提供できる。
【0045】
本実施例によれば、検出容器に負荷方向と反対の方向から検出する検体を流入させるので、検出容器内の空気を検出容器外に完全に押し出すことが可能であり、時間的に同時に検出容器に分注できるのでより高精度で高感度の測定が可能となる。
【0046】
(実施例2)
以下、核酸吸着部材で核酸を溶離した後、核酸増幅過程を下流の別の容器で行う場合の実施例を説明する。
分析ディスク2は上カバー20(図34)と流路部30(図35)と下カバー40(図36)を接合して構成している。上カバー20は、試料注入口210、複数の試薬注入口220、230、240、250、260、290、1210、1220、1230及び複数の通気孔202、221、231、241、251、261、271、281、291、1211、1212を備えている。下カバー40は、位置決め孔460と流路部光学窓490を備えている。分析ディスク2は、保持ディスク12の突起121に対して位置決め孔460が嵌め合うことで位置決めされる。
【0047】
流路部30の構成図を図35に示す。図35に示す流路部の実施例は、全血から血清を分離後、血清中のウイルスに含まれる核酸を抽出し分析する流路を構成している。
図38に核酸結合部材301下流側の部分詳細図を示す。また、図37に流路部30に対する上カバー20の各孔の位置関係を示す。
血清分離から核酸結合部位301に核酸を結合させ、核酸結合部位301を洗浄するまでの過程(図31)は同じなので省略する。核酸増幅工程から検出工程までの流れを図50、51に示す。
【0048】
図39に核酸結合部材301周辺の流動状態を示す。モータ停止の状態で、穿孔機13で増幅容器1340に空気を供給するための増幅容器通気孔1241の蓋に穴を開ける。再びモータ11を回転させ、廃液貯蔵容器302に混入防止液を流す(図40)。混入防止液は検出容器中に溶解液、洗浄液1、2、3が検出容器に流れ込むことを防ぐためのもので、液を流す過程で流路1472、1471を洗浄する効果もある。混入防止液には水などを用いる。
【0049】
次にモータ停止の状態で、封止液保持容器370に空気を供給するための通気孔271の蓋に穴を開ける。再びモータ11を回転させる。封止液は流路1471に流れ込み、流路1471を塞ぐ(図41)。流路1371は先細りの形状をしているため(図42)、封止剤流路1371の途中でとまる。封止剤はシリコングリースや接着剤を用いるのが望ましい。
【0050】
モータ11を停止後、穿孔機13で増幅液保持容器360に空気を供給するための増幅液保持容器通気孔261の蓋に穴を開け、核酸結合部材301に増幅液を流す。増幅容器1340から空気を逃がすための増幅容器通気孔1261は穴があいてあり、流路1471は閉じているので、増幅液は流路1461を通過し、核酸結合部材301を通過し、流路1472、微小流路1476を通過し増幅容器1340に流れ込む(図43)。検出容器1310、1320、1330から空気を逃がすための検出容器通気孔281、増幅液保持容器から空気を逃がすための増幅液保持容器通気孔1211、検出液廃棄容器から空気を逃がすための検出液廃棄容器通気孔1212がそれぞれ閉じているために、増幅液保持容器304、増幅液廃棄容器303に増幅液は流れ込まない。核酸結合部材301に吸着している核酸は増幅液に溶離する。増幅容器1340を満たし、余った増幅液は増幅液廃棄容器1350に流れ込む。
【0051】
増幅液は核酸を増幅し検出するための試薬で、増幅に必要なプライマー、核酸合成酵素、デオキシリボ三りん酸、緩衝液、金属イオンなどを含んでいる。増幅や検出の方式によって、蛍光色素、蛍光色素やビオチン修飾したプライマー、蛍光色素を修飾したデオキシリボ三りん酸を含んでもよい。
【0052】
モータ停止後、増幅液の表面張力により、微小流路1476と微小流路1477から、空気は増幅容器1340に空気は入らない(図44)。増幅液で満たされた増幅容器1340を光学測定装置を兼ねた光学装置14により、増幅方法に応じた温度に加熱し増幅する。例えば恒温増幅法、LAMP法ならば55℃から65℃に加温する。
【0053】
検出容器1310、1320、1330から空気を逃がすための検出容器検出容器通気孔281の蓋に穴をあけ、モータ11を再び回転させると、増幅容器1340にある増幅液は遠心力により、微小流路1476、流路1475を通り、増幅液保持容器304に流れ込む(図45)。検出容器1310は外周側に突き出た検出液保持容器1311を持っているため、検出液保持容器1311にあらかじめ入れている検出液は回転中も流れ出ることはない(図46)。
【0054】
モータ11を止め、追加液保持容器に空気を供給するための追加液保持容器通気孔291の蓋に穴を開け、再びモータ11を回転させると、追加液は流路1475、流路1474を通り、増幅液保持容器304内にある増幅液を検出容器1310、1320、1330まで押し上げる(図47)。押し上げられた増幅液は検出液保持容器1311、1321、1331に保持されていた検出液と混合する。追加液は微小流路1412、1422、1432に流れ込まない量にする。追加液には水などを用いる。増幅液へ混入が問題になるのであれば、疎水性の溶媒を用いる。例えばPCRで用いるミネラルオイルなどが望ましい。
【0055】
ある検出容器内の検出液がその他の検出容器に混入するのを防ぐために、各検出容器1310、1320、1330を連結している増幅液保持容器304を満たしている増幅液と追加液の混合物を取り除く。モータ11を止め、増幅液保持容器304に空気を供給するための増幅液保持容器通気孔1211の蓋に穿孔し、検出液廃棄容器1315から空気を逃がすための検出液廃液容器通気孔1212の蓋を穿孔する。モータ11を再び回転させると、増幅液保持容器304に溜まっている増幅液と追加液の混合物は流路1474、流路1473を通り、検出液廃棄容器1315に流れる(図48)。検出容器1310、1320、1330に溜まっている増幅液と検出液の混合液はその表面張力のため、微小流路1312、1313、1322、1323、1332、1333から流れ出す事はない(図49)。
【0056】
検出容器1310、1320、1330の上に上部光学装置14を下に下部光学装置15を動かす。図14kに測定の様子を示す。上部光学装置14で光を照射し、発光量もしくは吸光量を下部光学装置15で測定する。発光量を測るばあいは受光装置の前に励起光を遮断するフィルタを取り付ける(図示せず)。
【0057】
本実施例によれば、核酸の精製工程から増幅工程へ移行する過程で、核酸精製物を定量する必要がないため、定量により精製した核酸を失うことや定量に必要な動作を省略できるために、より高精度で短時間での測定が可能である。また核酸を増幅する箇所を新たに設けることにより、非常に精製度の高い増幅が可能になる。
【0058】
上記実施例の目的は核酸の精製工程から増幅過程へ移行する過程での核酸精製物を定量する必要性をなくすことにある。
従来の方法のように核酸の精製工程と増幅工程を切り離している場合二つの工程を繋ぐためには、精製物を定量する工程は不可欠であった。本実施例は二つの工程を繋げることにより、定量操作を不必要なものにした。
【0059】
本実施例によれば、流路の切り替えを、古い流路を塞ぐことにより行うため、古い流路やその先に溜まっている廃液が振動などにより逆流し切り替えた新しい流路を汚染することを防ぐため、測定の信頼性が向上する。安価な封止剤で流路を塞ぐため、より安価な装置を提供できる。また、核酸の精製する箇所、増幅する箇所、検出する箇所を独立させることが可能になるので、それぞれの工程がその他の工程の阻害になることを防ぐので、より高感度で高精度の検出が可能になる。
【0060】
本実施例によれば、検出容器に負荷方向と反対の方向から検出する検体を流入させるので、検出容器内の空気を検出容器外に完全に押し出すことが可能であり、より高精度で高感度の測定が可能となる。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、精製工程における溶離過程を増幅過程に含めるため、時間的省略や操作の単純化につながる。また核酸結合部で増幅過程を行うことで、従来の方法よりも核酸の回収量が増大する事が期待される。流路を塞ぐことで流路の切り替えるために、構造が単純になり、切り替えられた流路への廃液の逆流により、流路が汚染されるのを防止する。検出部や増幅部は試薬が流入した際、内部の空気が押し出されるので増幅や検出を阻害とならず、時間的に同時に検出部へ分注できるので、より高感度、高精度で測定する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による遺伝子分析装置の全体構成図である。
【図2】本発明の実施例による分析ディスクの組図の断面図である。
【図3】本発明の実施例による分析ディスクの上カバーの構成図である。
【図4】本発明の実施例による分析ディスクの流路部の構成図である。
【図5】本発明の実施例による分析ディスクの下カバーの構成図である
【図6】本発明の実施例による分析ディスクの上カバーと流路部の対応図である。
【図7】本発明の実施例による血球分離部の動作説明図である。
【図8】本発明の実施例による血球分離部の動作説明図である。
【図9】本発明の実施例による血球分離部の動作説明図である。
【図10】本発明の実施例による血球分離部の動作説明図である。
【図11】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図12】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図13】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図14】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図15】本発明の実施例による分析ディスクの上面図である。
【図16】本発明の実施例による混合部の動作説明図である。
【図17】本発明の実施例による混合部の動作説明図である。
【図18】本発明の実施例による流路部の核酸結合部位より下流側の部分詳細図である。
【図19】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図20】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図21】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図22】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図23】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図24】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図25】本発明の実施例による流動部の部分詳細図である。
【図26】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図27】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図28】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図29】本発明の実施例による位置決め機構の回路図である。
【図30】本発明の実施例による位置決め動作のタイミングチャートである。
【図31】本発明の実施例による分析動作の手順を示す説明図である。
【図32】図31から続く本発明の実施例による分析動作の手順を示す説明図である。
【図33】本発明の実施例による分析動作の手順を示す説明図である。
【図34】本発明の実施例による分析ディスクの上カバーの構成図である。
【図35】本発明の実施例による分析ディスクの流路部の構成図である。
【図36】本発明の実施例による分析ディスクの下カバーの構成図である。
【図37】本発明の実施例による分析ディスクの上カバーと流路部の対応図である。
【図38】本発明の実施例による流路部の核酸結合部位より下流側の部分詳細図である。
【図39】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図40】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図41】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図42】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図43】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図44】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図45】本発明の実施例による流路部の流動状態を示した図である。
【図46】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図47】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図48】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図49】本発明の実施例による分析ディスクの断面図である。
【図50】本発明の実施例による分析動作の手順を示す説明図である。
【図51】本発明の実施例による分析動作の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・遺伝子分析装置、2・・・分析ディスク、11・・・モータ、12・・・保持ディスク、13・・・穿孔機、14・・・上部光学装置、15・・・下部光学装置、16・・・位置検出器、20・・・上カバー、30・・・流路部、40・・・下カバー、121・・・突起、122・・・保持ディスク光学窓、202・・・通気孔、210・・・試料注入口、220・・・試薬注入口、221・・・通気孔、301・・・核酸結合部材、310・・・試料容器、380・・・混合容器、390・・・溶離液回収容器、460・・・位置決め孔、490・・・流路部光学窓
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a genetic diagnostic apparatus for extracting nucleic acids in a sample and analyzing the extracted nucleic acids.
[0002]
[Prior art]
As an extraction apparatus for extracting a specific chemical substance such as a nucleic acid from a sample containing a plurality of chemical substances, Japanese Patent Publication No. Hei 8-501321 describes a method for purifying and separating a nucleic acid mixture by chromatography. In this method, a nucleic acid mixture is adsorbed onto an inorganic substrate such as silica gel from an aqueous adsorption solution containing a high-concentration salt, then washed with a washing solution, and the nucleic acid is eluted with a solution containing a low-concentration salt. Silica gel is fixed in a cylindrical hollow column, and a solution of the nucleic acid mixture to be separated is poured, and the solution is passed through an inorganic substrate by suction or centrifugation.
[0003]
WO 00/78455 also describes a microstructure and a method for inspection using amplification. In this apparatus, the DNA mixture is passed through a glass filter as an inorganic substrate, and then passed through a washing solution and an eluent, using the method for purifying and separating a nucleic acid mixture described in JP-A-8-501321. Only have recovered. The glass filter is provided on a rotatable structure, and reagents such as a washing liquid and an eluent are held in respective reagent reservoirs in the same structure. Each reagent flows by the centrifugal force generated by the rotation of the structure, and the reagent passes through the glass filter by opening a valve provided in a fine flow path connecting each reagent reservoir and the glass filter.
[0004]
As a chemical analyzer for extracting and analyzing a specific chemical substance such as a nucleic acid from a sample containing a plurality of chemical substances, JP-A-2001-527220 describes an integrated fluid operation cartridge. In this apparatus, reagents such as a lysis solution, a washing solution, and an eluent, and a capture component for capturing nucleic acids are provided inside the integrated cartridge, and after a sample containing nucleic acids is injected into the cartridge, the sample and the eluent are mixed. And pass the capture component, further pass the wash component through the capture component, further pass the eluent through the capture component, contact the eluate after passing through the capture component with the PCR reagent and into the reaction chamber And shedding.
[0005]
JP-T-2001-502793 discloses an apparatus and a method for chemical analysis. In this device, a chamber, a flow path, a reservoir, and an analysis cell are provided inside a disk-shaped member, a blood sample is injected into a centrifugal chamber, blood cells and serum are centrifuged, and the serum is coated with beads coated with a reagent. Only the serum is flowed into the reaction chamber, the solution for washing is then flowed into the reaction chamber, the elution solution is further flowed into the reaction chamber, and the elution solution is moved from the reaction chamber to a plurality of analysis cells. There are a plurality of analysis cells, which are dispensed along a certain time series. The inlet of the analysis cell is on the rotation center side.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
After the nucleic acid is eluted, it is necessary to perform amplification by adding a certain amount of the amplification solution to an eluate containing a certain amount of the nucleic acid for amplification. At the time of detection, in the conventional method, it is necessary to mix the solution containing the purified nucleic acid and the amplification solution at a fixed ratio, and therefore, the test result may be reflected in the skill of the inspector. In addition, in the process of shifting from nucleic acid purification to amplification, it is necessary to quantify a solution and an amplification solution containing the purified nucleic acid, which requires an operation time and a complicated process for automation. Furthermore, since a part of the purified nucleic acid is lost by quantification, it is necessary to have a genetic diagnostic device that can perform nucleic acid purification, amplification, and detection consistently and can proceed to the amplification process without quantifying the purified nucleic acid. There was sex.
[0007]
In the purification separation method described in Japanese Patent Publication No. Hei 8-501321, which is a conventional technique, a nucleic acid mixture is poured into a cylindrical hollow column to which silica gel is fixed, and the nucleic acid mixture is passed through the silica gel using centrifugal force. Only the nucleic acid is recovered by passing a plurality of reagents thereafter, but there is no disclosure of a method of injecting each reagent into a hollow column or a method of recovering a washing solution and an eluate passed through silica gel.
[0008]
In the method for eluting nucleic acid described in JP-T-2001-527220, it is described that nucleic acid is eluted with a PCR reagent. However, elution operation with other amplification reagents and amplification of nucleic acid on a nucleic acid capture component are described. Is not disclosed.
In the structure described in JP-T-2001-527220, a flow control device (a valve, a shunt accelerator, a fluid diode) provided in a microchannel connecting each reagent reservoir and a nucleic acid capturing component is opened, and each reagent is forcibly forced. Flows through a fluid power source and passes through the nucleic acid capture component. The flow direction of the reagent is controlled by the flow control device. In the structure described in WO 00/78455, when a valve provided in a fine flow path connecting each reagent reservoir and a glass filter is opened, each reagent flows under the action of centrifugal force and passes through the glass filter. The flow direction of the reagent is controlled by opening a valve. The flow control devices used in the first prior art are costly and unsuitable for disposable devices. In the second conventional technique, when the flow path is switched, the switched flow path remains open, so that the liquid accumulated at the tip of the switched flow path flows backward due to vibration or the like. However, there is a possibility that the switched flow path will be contaminated.
[0009]
In the method of dispensing a sample into a plurality of test containers described in JP-A-2001-502793, since the load direction applied to the sample and the direction in which the sample flows into the detection unit are the same, the air in the detection unit is detected without escaping. May be disturbed at the time. Also, it is not suitable for the purpose of simultaneously dispensing test reagents.
An object of the present invention is to provide a genetic diagnostic apparatus for extracting a nucleic acid in a sample and analyzing the extracted nucleic acid by solving the above problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above problem can be solved by providing a gene diagnosis apparatus capable of amplifying a nucleic acid on a nucleic acid adsorbing member. That is, first, the gene diagnosis apparatus of the present invention includes a nucleic acid adsorbing member for capturing a nucleic acid in a sample, and a plurality of reagent holding units for separately holding a plurality of reagents, and the nucleic acid adsorbing member and the reagent holding unit In the gene diagnostic apparatus having a flow path for connecting the parts inside the structure, the nucleic acid adsorbing member also serves as a nucleic acid amplifying part.
[0011]
Secondly, the gene diagnosis apparatus of the present invention includes a rotatably supported structure, a nucleic acid adsorbing member that captures nucleic acids in a sample, and a plurality of reagent holding units for separately holding a plurality of reagents. In the gene diagnostic apparatus provided with a flow path for connecting the nucleic acid adsorbing member and the reagent holding section inside the structure, the nucleic acid adsorbing member also serves as nucleic acid amplification.
[0012]
Alternatively, the problem can be solved by providing a temperature control mechanism for controlling the temperature of the nucleic acid adsorbing member and providing a gene diagnosis apparatus capable of supplying an amplification solution to the nucleic acid adsorbing member. That is, thirdly, the gene diagnosis apparatus of the present invention includes a rotatably supported structure, a nucleic acid adsorbing member for capturing nucleic acids in a sample, and a plurality of reagent holding units for separately holding a plurality of reagents. And a temperature control mechanism for controlling the temperature of the nucleic acid adsorbing member, wherein the nucleic acid adsorbing member is provided with a flow path for connecting the nucleic acid adsorbing member and the reagent holding section inside the structure. Is supplied with an amplification solution.
[0013]
Alternatively, the problem can be solved by providing a temperature control mechanism for controlling the temperature of the amplification section and providing a gene diagnosis apparatus capable of supplying an amplification solution to the nucleic acid adsorption member. Fourth, the gene diagnostic apparatus of the present invention includes a rotatably supported structure, a nucleic acid adsorbing member for capturing nucleic acid in a sample, and a plurality of reagent holding units for separately holding a plurality of reagents. In a gene diagnostic apparatus comprising an amplification unit and a flow path for connecting the nucleic acid adsorption member and the reagent holding unit inside the structure, a temperature control mechanism for controlling the temperature of the amplification unit is provided, The amplification liquid is supplied to the nucleic acid adsorption member.
[0014]
In particular, in the third or fourth gene diagnosis apparatus, downstream of the nucleic acid binding member, the first flow path for the flow of the reagent before the amplification solution is supplied to the nucleic acid adsorption member, and passes through the nucleic acid adsorption member It is preferable that a second flow path through which the amplified solution flows is provided, and a cross-sectional area of a part of the first flow path is reduced. Here, it is preferable that the nucleic acid binding member and a part of the narrow flow path of the first flow path face the center of rotation.
[0015]
Further, in the third or fourth gene diagnosis apparatus, a detection unit or an amplification unit is provided downstream of the nucleic acid binding site, and a part of the flow path connecting the nucleic acid binding site and the detection unit or the amplification unit is oriented in the rotation center direction. Preferably it is peeled.
In any one of the above, it is desirable to have a means for injecting a sealing material into a part of the first flow path or a part of the flow path facing the center of rotation.
[0016]
Further, in the above, a reservoir is provided on the flow path connecting the detection unit and the amplification unit, and the width of the flow path connecting the reservoir and the detection unit is smaller than the minimum width of the reservoir, and the reservoir is It is preferable to have a ventilation hole.
Furthermore, in the above description, it is preferable that there are a plurality of the detection units, the width of the flow path on the inner diameter side of the detection unit is smaller than the minimum width of the detection unit, and the flow paths on the inner diameter side of the detection unit are connected.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
With reference to FIGS. 1 to 51, an embodiment of a gene analyzer using an extraction device according to the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gene analyzer according to the present invention. The gene analyzer 1 includes a holding disk 12 rotatably supported by a motor 11, a plurality of fan-shaped analysis disks 2 positioned by protrusions 121 on the holding disk 12, and a punch for controlling the flow of liquid. 13, two optical devices for heating and detection, namely an upper optical device 14 and a lower optical device 15, and a position detector 16. The holding disk 12 has a holding disk optical window 122 for the lower optical device 15.
[0018]
FIG. 2 is a sectional view of a set of the analysis disk 2. The analysis disk 2 is configured by joining an upper cover 20 (FIG. 3), a flow path 30 (FIG. 4), and a lower cover 40 (FIG. 5). FIG. 6 shows the correspondence between the upper cover of the analysis disk and the flow path. The upper cover 20 includes a sample inlet 210, a plurality of reagent inlets 220, 230, 240, 250, 260, 290, 1210, 1220, 1230, and a plurality of air holes 202, 221, 231, 241, 251, 261, 271. , 281, 291, 1211 and 1212. The lower cover 40 has a positioning hole 460 and a flow path optical window 490. The analysis disk 2 is positioned by fitting the positioning holes 460 to the protrusions 121 of the holding disk 12.
[0019]
FIG. 4 shows a configuration diagram of the flow path unit 30. The embodiment of the flow path unit shown in FIG. 4 constitutes a flow path for extracting nucleic acid contained in virus in serum and analyzing the serum after separating serum from whole blood.
The operation of extracting and analyzing viral nucleic acids when whole blood is used as a sample will be described below. The flow of the extraction and analysis operation is shown in FIGS.
[0020]
The operator passes the reagent from the upper cover 20 of the analysis disk 2 through each of the reagent inlets 220, 230, 240, 250, 260, 290, 1210, 1220, and 1230 to each of the reagent containers 320 and 330, which are the reagent holding units in the present invention. , 340, 350, 360, 390, 1311, 1321, and 1331, and cover them. After injecting the reagent into a required number of analysis disks according to the number of analysis, the analysis disks are mounted on the holding disk 12.
[0021]
Next, whole blood collected by a vacuum blood collection tube or the like is injected into the sample container 310 from the sample injection port 210. After the whole blood is injected, the holding disk 12 is rotated by the motor 11. The whole blood injected into the sample container 310 flows to the outer peripheral side by the action of the centrifugal force generated by the rotation of the holding disk 12.
[0022]
The flow state of the whole blood is shown in FIGS. The serum storage container 313 described below is located immediately below the serum holding unit 312, and the serum storage container 313 and the serum holding unit 312 communicate with each other through the serum outlet 315. FIGS. , The serum storage container 313 is shown separated from the serum holding unit 312. The vertical positional relationship of the whole blood flowing portion is shown in a vertical sectional view of the analysis disk (FIGS. 11 to 14). 11 to 14 also show a reagent container, a mixing unit, and a waste liquid container described later. FIG. 15 shows a top view of the analysis disk.
[0023]
As shown in FIGS. 7 and 11, the injected whole blood 316 is held in the sample container 310. When the holding disk 12 rotates (FIGS. 8 and 12), the whole blood 316 flows into the blood cell separating unit 311 by centrifugal force. A separating agent 314 has been injected into the blood cell separating unit 311 in advance. The specific gravity of the separating agent 314 is adjusted to be larger than serum and smaller than blood cells. When the blood cell component and the serum gradually separate due to the difference in specific gravity as the rotation speed of the holding disk 12 increases, the separating agent 314 is located between the blood cell 317 and the serum 318 to separate the blood cell 317 and the serum 318 ( 9 and 13). When the rotation of the motor 11 is stopped, only the serum flows out from the serum holding part 312 to the serum storage container 313 directly below through the serum outlet 315 (FIGS. 10 and 14).
[0024]
During the above-described series of serum separation operations, the vent holes 221, 231, 241, 251, 261, 271, 281, 291, 1211 and 1212 of the reagent containers in the upper cover (FIG. 3) are covered and air is introduced. There is no state. Although each reagent tends to flow out of the outer periphery of the reagent container due to the centrifugal force, the pressure in the reagent container decreases because air does not enter the container, and the reagent cannot flow out in proportion to the centrifugal force. However, when the rotation speed increases and the centrifugal force increases, the pressure in the reagent container gradually decreases, and when the pressure falls below the saturated vapor pressure of the reagent, bubbles are generated. Therefore, as shown in FIG. 15, a flow path structure (return flow paths 322, 332, 342, 352, 362, 372, 372) is used to temporarily return the reagent flowing out from the outer circumference of each reagent container to the inner circumference. Further, it suppresses the pressure drop in the reagent container and prevents the generation of bubbles. As described above, during the serum separation operation shown in FIGS. 4 and 5, each reagent (the reagent 321 in FIGS. 11 to 14) does not flow while being held in the reagent container 320.
[0025]
When the serum separation operation is completed and the serum 318 is stored in the serum storage container 313, the punch 13 then makes a hole in the lid of the vent hole above each reagent container, rotates the motor 11, and centrifuges each reagent. Fluidize with force.
[0026]
The operation after the end of the serum separation will be described below.
FIG. 18 shows a partial detailed view of the downstream side of the nucleic acid binding member 301. FIG. 15 shows a positional relationship of each hole of the upper cover 20 with respect to the flow path unit 30.
A lysis solution for dissolving the virus membrane protein in the serum is dispensed into the lysis solution container 320 (FIG. 13). When the motor 11 is rotated after the perforator 13 makes a hole in the lid of the solution vent 221, the solution is centrifugally moved to cause the solution to flow from the solution container 320 through the solution return channel 322 to the mixing container 380. Flow into At this time, the serum in the serum storage container 313 also flows by the action of the centrifugal force and flows into the mixing container 380.
[0027]
16 and 17 show how the serum and the lysing solution flow into the mixing container 380. The mixing container 380 communicates with the serum storage container 313 through the serum outflow channel 319, communicates with the lysis solution storage container 320 through the lysate outflow channel 329, and flows through the mixing container vent 383 via the mixing container vent 383. 3) communicates with the outside. When the serum 318 and the lysis solution 321 flow into the mixing vessel 380, the mixed solution 381 is temporarily returned to the inner peripheral side by the flow path structure (mixed solution return flow path 382). Once held in the mixing container 380 (FIG. 16), the serum and the lysis solution are sufficiently mixed in the mixing container 380. As shown in FIG. 17, when the amount of the mixed liquid in the mixing container 380 increases and exceeds the innermost peripheral side of the mixed liquid return flow path 382, the mixed liquid 381 flows from the mixed liquid return flow path 382 to the mixed liquid outflow flow path 389. After that, it flows out to the nucleic acid binding member 301 (FIG. 4).
[0028]
The lysing solution functions to dissolve the membrane from the virus or bacteria in the serum to elute the nucleic acid, and further promotes the adsorption of the nucleic acid to the nucleic acid binding member 301. As such a reagent, guanidine hydrochloride may be used for elution and adsorption of DNA, and guanidine thiocyanate may be used for RNA, and a porous material such as quartz or glass or a fiber filter may be used as a nucleic acid binding member.
[0029]
When the mixture of the lysis solution and the serum passes through the nucleic acid binding member in this way, the nucleic acid is adsorbed on the nucleic acid binding member, and the liquid flows into the eluate recovery container 390.
Next, after stopping the motor 11 and making a hole in the lid of the first cleaning liquid ventilation hole 231 for supplying air to the first cleaning liquid container 330 with the drilling machine 13, when the motor 11 is rotated again, the centrifugal force is reduced. By the action, the first cleaning liquid flows from the first cleaning liquid container 330 through the first cleaning liquid return flow path 332 to the nucleic acid binding member 301, and cleans unnecessary components such as proteins attached to the nucleic acid binding member 301. As the first cleaning liquid, for example, the above-described solution or a solution in which the salt concentration of the solution is reduced may be used.
[0030]
The waste liquid after the washing flows out to the waste liquid storage container 302 via the eluent liquid recovery container 390 as in the above-described mixed liquid.
The same cleaning operation is repeated a plurality of times. For example, in the embodiment of FIG. 4, after the first cleaning liquid, in the state where the motor is stopped, the lid of the second cleaning liquid ventilation hole 241 for supplying air to the second cleaning liquid container 340 by the perforator 13 is opened, and the motor is again turned on. By rotating 11, unnecessary components such as salts attached to the nucleic acid binding member 301 are washed. As the second cleaning solution, for example, ethanol or an aqueous ethanol solution may be used.
[0031]
Similarly, a hole is made in the lid of the third washing liquid vent 251 for supplying air to the third washing liquid container 350, and unnecessary components such as salts attached to the nucleic acid binding member 301 are washed again. As the third cleaning liquid, for example, ethanol or an aqueous ethanol solution may be used.
After the nucleic acid binding member 301 is thus washed and brought into a state where only the nucleic acid is adsorbed, the process proceeds to the nucleic acid amplification step.
[0032]
(Example 1)
Hereinafter, a case where the nucleic acid is amplified on the nucleic acid adsorption member will be described.
FIG. 19 shows a flow state around the nucleic acid binding member 301.
After the motor 11 is stopped, a hole is made in the lid of the sealant holding container vent 271 for supplying air to the sealant holding container 370. The motor 11 is rotated again. The sealant flows into the flow path 1371 and closes the flow path 1371 (FIG. 20). Because of the tapered flow path 1381 (FIG. 21), it stops in the middle of the sealant flow path 1371. It is desirable to use silicone grease or an adhesive as the sealant.
[0033]
After the motor 11 is stopped, a hole is made in the lid of the vent hole 261 for the amplifying solution holding container for supplying air to the amplifying solution holding container 360 by the perforator 13, and the motor 11 is rotated at a low speed so that the amplifying solution is transferred to the nucleic acid binding member 301. And centrifugal force and penetration (FIG. 22). When the motor 11 is stopped, the nucleic acid binding site 301 preferably has a structure shown in FIG. FIG. 23 is a sectional view taken along line aa ′ of FIG.
[0034]
The amplification solution is a reagent for amplifying and detecting a nucleic acid, and contains a primer, a nucleic acid synthetase, deoxyribotriphosphate, a buffer, a metal ion, and the like necessary for amplification. Depending on the method of amplification or detection, it may contain a fluorescent dye, a primer modified with a fluorescent dye or biotin, or deoxyribotriphosphate modified with a fluorescent dye.
[0035]
The motor 11 is stopped, and the nucleic acid binding member 301 is heated to a temperature suitable for the amplification method. For example, in the case of the constant temperature amplification method and the LAMP method, 55-65 ° C. is desirable. Since the heat capacity of the nucleic acid binding portion is large, the amplification method is preferably a constant temperature amplification method in which the number of temperature changes during amplification is small or not.
[0036]
After the amplification is completed, a hole is made in the lid of the detection container vent 281 for bleeding air from the amplification solution holding container 304 with the perforator 13, and the motor 11 is rotated again. Flows through the flow path 1361, the flow path 1372, and the flow path 1374 into the detection container 304 (FIG. 24). Since the detection container 1310 has the detection liquid holding container 1311 protruding to the outer peripheral side, the detection liquid 1314 previously stored in the detection container 1311 does not flow out during rotation (FIG. 25). Since the detection solution waste container vent hole 1212 for removing air from the amplification solution waste container 1315 is closed, the amplification solution does not flow into the detection solution waste container 1315.
[0037]
When the motor 11 is stopped, a hole is opened in the lid of the additional liquid holding container ventilation hole 291 for supplying air to the additional liquid holding container 390, and the motor 11 is rotated again, the additional liquid passes through the flow paths 1361, 13721374, The amplification solution in the amplification solution holding container 304 is pushed up to the detection containers 1310, 1320, and 1330 (FIG. 26). Water or the like is used as the additional liquid. In particular, when mixing of the amplification solution and the additional solution becomes a problem, it is preferable to use a hydrophobic solvent, for example, a mineral oil for PCR. The pushed-up amplification solution is mixed with the detection solution held in the detection containers 1311, 1321, and 1331. The amount of the additional liquid is set so as not to flow into the micro channels 1312, 1322, and 1332.
[0038]
In order to prevent the detection solution in one detection container from being mixed into another detection container, a mixture of the amplification solution and the additional solution filling the amplification solution holding container 304 connecting the detection containers 1310, 1320, and 1330 is used. remove. The motor 11 is stopped, and a hole is formed in the lid of the amplification liquid holding container vent hole 1211 for supplying air to the amplification liquid holding container 304, and the lid of the detection liquid waste liquid container vent hole 1212 for letting air escape from the detection liquid waste container 1315. Perforate. When the motor 11 is rotated again, the mixture of the amplification liquid and the additional liquid stored in the amplification liquid holding container 304 flows through the flow path 1312 and the flow path 1313 to the detection liquid waste container 1315 (FIG. 27). The mixed solution of the amplification solution and the detection solution stored in the detection containers 1310, 1320, and 1330 does not flow out of the microchannels 1312, 1313, 1322, 1323, 1332, and 1333 due to the surface tension (FIG. 28).
[0039]
The upper optical device 14 is moved downward and the lower optical device 15 is moved above the detection containers 1310, 1320, and 1330. FIG. 28 shows a state of the measurement. The upper optical device 14 irradiates light, and the amount of light emitted or absorbed is measured by the lower optical device 15. When measuring the amount of emitted light, a filter for blocking the excitation light is attached in front of the light receiving device (not shown).
[0040]
At the time of perforation, heating, and detection, it is necessary to stop the holding disk 12 at a predetermined position. As shown in FIG. 29, the holding disk 12 is provided with positioning projections 17, the position detector 16 detects the rotation position of the holding disk, and the controller 18 rotates the motor 11 and the punch 13 to rotate and Motion, rotation, irradiation and detection of the upper optical device 14 and the lower optical device 15 are controlled.
[0041]
For example, FIG. 30 shows the operation timing of the drilling machine 13. The holding disk 12 lowers the rotation speed after the end of the flow of whole blood or each reagent, and maintains the low-speed rotation for positioning. When the position detector 16 detects the positioning projection 17, the holding disk 12 is stopped, and the punch 13 is lowered to make a hole in the lid of the vent hole of each reagent storage container, and then rise again. The post-perforation holding disk 12 rotates at such a low speed that the reagent does not flow out of the reagent storage container after the perforation is completed, and rotates at the position of the next analysis disk, that is, 60 degrees when six analysis disks are mounted. Stop and repeat the same perforation operation. Where the analysis disk is mounted may be determined by, for example, irradiating light from the flow path optical window 490 with the lower optical device and examining the reflected light. After all the analysis disks have been pierced, the holding disk rotates at high speed to allow the reagent to flow.
[0042]
According to the present embodiment, in the process of shifting from the nucleic acid purification step to the amplification step, it is not necessary to quantify the purified nucleic acid, so that the nucleic acid purified by quantification can be lost or the operation required for quantification can be omitted. The measurement can be performed with higher accuracy and in a shorter time. Further, in order to amplify a nucleic acid at a nucleic acid binding site, it is possible to amplify a larger amount of nucleic acid than passing an eluent through the nucleic acid binding site and amplifying the eluted nucleic acid.
[0043]
An object of the above embodiment is to eliminate the necessity of quantifying a purified nucleic acid during the transition from the nucleic acid purification step to the amplification step.
When the step of purifying nucleic acid and the step of amplifying are separated as in the conventional method, the step of quantifying the purified product is indispensable to connect the two steps. In this example, the quantitative operation was made unnecessary by connecting the two steps.
[0044]
According to the present embodiment, the switching of the flow path is performed by closing the old flow path, so that the old flow path and the waste liquid stored in the old flow path reversely flow due to vibration or the like and contaminate the switched new flow path. To prevent this, the reliability of the measurement is improved. Since the flow path is closed with an inexpensive sealant, a less expensive device can be provided.
[0045]
According to this embodiment, since the sample to be detected flows into the detection container from the direction opposite to the load direction, the air in the detection container can be completely pushed out of the detection container. The measurement can be performed with higher accuracy and higher sensitivity.
[0046]
(Example 2)
Hereinafter, an embodiment in which the nucleic acid is eluted by the nucleic acid adsorbing member and then the nucleic acid amplification process is performed in another downstream vessel will be described.
The analysis disk 2 is configured by joining the upper cover 20 (FIG. 34), the flow path 30 (FIG. 35), and the lower cover 40 (FIG. 36). The upper cover 20 includes a sample inlet 210, a plurality of reagent inlets 220, 230, 240, 250, 260, 290, 1210, 1220, 1230, and a plurality of air holes 202, 221, 231, 241, 251, 261, 271. , 281, 291, 1211 and 1212. The lower cover 40 has a positioning hole 460 and a flow path optical window 490. The analysis disk 2 is positioned by fitting the positioning holes 460 to the protrusions 121 of the holding disk 12.
[0047]
FIG. 35 shows a configuration diagram of the flow path unit 30. The embodiment of the channel section shown in FIG. 35 constitutes a channel for separating a serum from whole blood, and then extracting and analyzing a nucleic acid contained in a virus in the serum.
FIG. 38 shows a partial detail view on the downstream side of the nucleic acid binding member 301. FIG. 37 shows the positional relationship of each hole of the upper cover 20 with respect to the flow path unit 30.
The process from serum separation to binding of the nucleic acid to the nucleic acid binding site 301 and washing of the nucleic acid binding site 301 (FIG. 31) is the same, and will not be described. The flow from the nucleic acid amplification step to the detection step is shown in FIGS.
[0048]
FIG. 39 shows a flow state around the nucleic acid binding member 301. While the motor is stopped, a hole is made in the lid of the amplification container vent hole 1241 for supplying air to the amplification container 1340 by the drilling machine 13. The motor 11 is again rotated to flow the anti-mixing liquid into the waste liquid storage container 302 (FIG. 40). The anti-contamination liquid is for preventing the dissolving liquid and the cleaning liquids 1, 2, and 3 from flowing into the detection container, and has an effect of cleaning the flow paths 1472 and 1471 during the flow of the liquid. Water or the like is used as the mixing prevention liquid.
[0049]
Next, with the motor stopped, a hole is made in the lid of the ventilation hole 271 for supplying air to the sealing liquid holding container 370. The motor 11 is rotated again. The sealing liquid flows into the flow channel 1471 and closes the flow channel 1471 (FIG. 41). Since the flow path 1371 has a tapered shape (FIG. 42), it stops in the middle of the sealant flow path 1371. It is desirable to use silicone grease or an adhesive as the sealant.
[0050]
After the motor 11 is stopped, a hole is made in the lid of the vent hole 261 of the amplifying solution holding container for supplying air to the amplifying solution holding container 360 by the perforator 13, and the amplifying solution flows through the nucleic acid binding member 301. Since the amplification vessel vent 1261 for allowing air to escape from the amplification vessel 1340 has a hole and the flow path 1471 is closed, the amplification solution passes through the flow path 1461, passes through the nucleic acid binding member 301, and passes through the flow path. 1472, flows through the microchannel 1476 and flows into the amplification container 1340 (FIG. 43). Detection vessel vent 281 for allowing air to escape from the detection vessels 1310, 1320, 1330, amplification solution holding vessel vent 1211 for allowing air to escape from the amplification fluid holding vessel, and detection liquid disposal for allowing air to escape from the detection liquid disposal vessel Since the container vents 1212 are closed, the amplification liquid does not flow into the amplification liquid holding container 304 and the amplification liquid waste container 303. The nucleic acid adsorbed on the nucleic acid binding member 301 elutes into the amplification solution. The remaining amplification liquid fills the amplification container 1340 and flows into the amplification liquid waste container 1350.
[0051]
The amplification solution is a reagent for amplifying and detecting a nucleic acid, and contains a primer, a nucleic acid synthetase, deoxyribotriphosphate, a buffer, a metal ion, and the like necessary for amplification. Depending on the method of amplification or detection, it may contain a fluorescent dye, a primer modified with a fluorescent dye or biotin, or deoxyribotriphosphate modified with a fluorescent dye.
[0052]
After the motor is stopped, no air enters the amplification container 1340 from the micro flow channel 1476 and the micro flow channel 1477 due to the surface tension of the amplification liquid (FIG. 44). The amplification container 1340 filled with the amplification solution is heated and amplified to a temperature according to the amplification method by the optical device 14 also serving as an optical measurement device. For example, in the case of the constant temperature amplification method or the LAMP method, the temperature is raised from 55 ° C to 65 ° C.
[0053]
When a hole is made in the lid of the detection container vent hole 281 for allowing the air to escape from the detection containers 1310, 1320, and 1330, and the motor 11 is rotated again, the amplification liquid in the amplification container 1340 is centrifugally moved to generate a fine flow path. It flows into the amplification liquid holding container 304 through the channel 1476 and the channel 1475 (FIG. 45). Since the detection container 1310 has the detection liquid holding container 1311 protruding to the outer peripheral side, the detection liquid put in the detection liquid holding container 1311 in advance does not flow out during rotation (FIG. 46).
[0054]
When the motor 11 is stopped, a hole is opened in the lid of the additional liquid holding container ventilation hole 291 for supplying air to the additional liquid holding container, and the motor 11 is rotated again, the additional liquid passes through the flow paths 1475 and 1474. Then, the amplification solution in the amplification solution holding container 304 is pushed up to the detection containers 1310, 1320, and 1330 (FIG. 47). The pushed-up amplification liquid is mixed with the detection liquid held in the detection liquid holding containers 1311, 1321, and 1331. The amount of the additional liquid is set so as not to flow into the minute channels 1412, 1422, and 1432. Water or the like is used as the additional liquid. If contamination with the amplification solution is a problem, use a hydrophobic solvent. For example, mineral oil used in PCR is desirable.
[0055]
In order to prevent the detection solution in one detection container from being mixed into another detection container, a mixture of the amplification solution and the additional solution filling the amplification solution holding container 304 connecting the detection containers 1310, 1320, and 1330 is used. remove. The motor 11 is stopped, and a hole is formed in the lid of the amplification liquid holding container vent hole 1211 for supplying air to the amplification liquid holding container 304, and the lid of the detection liquid waste liquid container vent hole 1212 for letting air escape from the detection liquid waste container 1315. Perforate. When the motor 11 is rotated again, the mixture of the amplification liquid and the additional liquid stored in the amplification liquid holding container 304 flows through the flow paths 1474 and 1473 and flows into the detection liquid waste container 1315 (FIG. 48). The mixed solution of the amplification solution and the detection solution stored in the detection containers 1310, 1320, and 1330 does not flow out of the microchannels 1312, 1313, 1322, 1323, 1332, and 1333 due to the surface tension (FIG. 49).
[0056]
The upper optical device 14 is moved downward and the lower optical device 15 is moved above the detection containers 1310, 1320, and 1330. FIG. 14k shows a state of the measurement. The upper optical device 14 irradiates light, and the amount of light emitted or absorbed is measured by the lower optical device 15. When measuring the amount of emitted light, a filter for blocking the excitation light is attached in front of the light receiving device (not shown).
[0057]
According to the present embodiment, in the process of shifting from the nucleic acid purification step to the amplification step, it is not necessary to quantify the purified nucleic acid, so that the nucleic acid purified by quantification can be lost or the operation required for quantification can be omitted. The measurement can be performed with higher accuracy and in a shorter time. Further, by newly providing a site for amplifying a nucleic acid, amplification with a very high degree of purification becomes possible.
[0058]
An object of the above embodiment is to eliminate the necessity of quantifying a purified nucleic acid during the transition from the nucleic acid purification step to the amplification step.
When the step of purifying nucleic acid and the step of amplifying are separated as in the conventional method, the step of quantifying the purified product is indispensable to connect the two steps. In this example, the quantitative operation was made unnecessary by connecting the two steps.
[0059]
According to the present embodiment, the switching of the flow path is performed by closing the old flow path, so that the old flow path and the waste liquid stored in the old flow path reversely flow due to vibration or the like and contaminate the switched new flow path. To prevent this, the reliability of the measurement is improved. Since the flow path is closed with an inexpensive sealant, a less expensive device can be provided. In addition, since it is possible to make the nucleic acid purification, amplification, and detection sites independent, each step is prevented from hindering other steps, so that more sensitive and accurate detection can be achieved. Will be possible.
[0060]
According to this embodiment, since the sample to be detected flows into the detection container from the direction opposite to the load direction, the air in the detection container can be completely pushed out of the detection container. Can be measured.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, the elution step in the purification step is included in the amplification step, which leads to a reduction in time and simplification of the operation. Further, by performing the amplification process at the nucleic acid binding portion, it is expected that the recovery amount of the nucleic acid is increased as compared with the conventional method. Since the flow path is switched by closing the flow path, the structure is simplified, and the flow path is prevented from being contaminated by the backflow of the waste liquid to the switched flow path. When the reagent flows into the detection unit or amplification unit, the internal air is pushed out, so that amplification and detection are not hindered. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gene analyzer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a set of analysis disks according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an upper cover of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a channel portion of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a lower cover of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a correspondence between an upper cover of an analysis disk and a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the blood cell separation unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the blood cell separation unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the blood cell separation unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the blood cell separation unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a top view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating the operation of the mixing unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating the operation of the mixing unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a partial detailed view of a flow channel portion downstream of a nucleic acid binding site according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a view illustrating a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a view illustrating a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a view showing a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a view illustrating a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a view illustrating a flow state of a flow channel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a view showing a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a partial detailed view of a flow unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a circuit diagram of a positioning mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a timing chart of a positioning operation according to the embodiment of the present invention.
FIG. 31 is an explanatory diagram showing a procedure of an analysis operation according to the embodiment of the present invention.
FIG. 32 is an explanatory view showing the procedure of the analysis operation according to the embodiment of the present invention continued from FIG. 31;
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a procedure of an analysis operation according to the embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a configuration diagram of an upper cover of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a configuration diagram of a channel portion of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a configuration diagram of a lower cover of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a diagram showing the correspondence between the upper cover of the analysis disk and the flow path according to the embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a partial detailed view of the flow path section downstream of the nucleic acid binding site according to an embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a view showing a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a view illustrating a flow state of a flow channel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 41 is a view illustrating a flow state of a flow channel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 42 is a view illustrating a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 43 is a view illustrating a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 44 is a view illustrating a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 45 is a view illustrating a flow state of a flow path according to an embodiment of the present invention.
FIG. 46 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 47 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 48 is a sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 49 is a cross-sectional view of an analysis disk according to an embodiment of the present invention.
FIG. 50 is an explanatory diagram showing a procedure of an analysis operation according to the embodiment of the present invention.
FIG. 51 is an explanatory diagram showing a procedure of an analysis operation according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gene analyzer, 2 ... Analysis disk, 11 ... Motor, 12 ... Holding disk, 13 ... Perforator, 14 ... Upper optical device, 15 ... Lower optical device , 16: Position detector, 20: Upper cover, 30: Flow path, 40: Lower cover, 121: Projection, 122: Holding disk optical window, 202: Vent hole, 210: sample inlet, 220: reagent inlet, 221: vent, 301: nucleic acid binding member, 310: sample container, 380: mixing container, 390 ..Eluent recovery container, 460... Positioning hole, 490...

Claims (10)

検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、及び複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、
前記核酸吸着部材が核酸増幅部を兼ねることを特徴とする遺伝子診断装置。
A nucleic acid adsorbing member for capturing nucleic acid in the sample, and a plurality of reagent holding portions for separately holding a plurality of reagents, wherein a flow path for connecting the nucleic acid adsorbing member and the reagent holding portion is provided inside the structure. In the genetic diagnostic device prepared for
A genetic diagnostic device, wherein the nucleic acid adsorbing member also serves as a nucleic acid amplifier.
回転可能に支持した構造体を備え、検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、及び複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、
前記核酸吸着部材が核酸増幅を兼ねることを特徴とする遺伝子診断装置。
A rotatable supporting structure, a nucleic acid adsorbing member for capturing nucleic acids in a sample, and a plurality of reagent holding portions for separately holding a plurality of reagents, connecting the nucleic acid adsorbing member and the reagent holding portion In a genetic diagnostic device provided with a flow path for performing inside the structure,
A genetic diagnostic device, wherein the nucleic acid adsorbing member also serves as nucleic acid amplification.
回転可能に支持した構造体を備え、検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、及び複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、
前記核酸吸着部材の温度を制御する温度制御機構を設け、前記核酸吸着部材に増幅液が供給されることを特徴とする遺伝子診断装置。
A rotatable supporting structure, a nucleic acid adsorbing member for capturing nucleic acids in a sample, and a plurality of reagent holding portions for separately holding a plurality of reagents, connecting the nucleic acid adsorbing member and the reagent holding portion In a genetic diagnostic device provided with a flow path for performing inside the structure,
A gene diagnosis apparatus, comprising: a temperature control mechanism for controlling a temperature of the nucleic acid adsorbing member, wherein an amplification solution is supplied to the nucleic acid adsorbing member.
回転可能に支持した構造体を備え、検体中の核酸を捕捉する核酸吸着部材、複数の試薬を別々に保持するための複数の試薬保持部、及び増幅部を備え、前記核酸吸着部材と試薬保持部を連結するための流路を上記構造体内部に備えた遺伝子診断装置において、
前記増幅部の温度を制御する温度制御機構を設け、前記核酸吸着部材に増幅液が供給されることを特徴とする遺伝子診断装置。
A rotatable supporting structure, a nucleic acid adsorbing member for capturing nucleic acids in a sample, a plurality of reagent holding portions for separately holding a plurality of reagents, and an amplifying portion; In the genetic diagnostic device provided with a flow path for connecting the parts inside the structure,
A gene diagnosis apparatus, further comprising a temperature control mechanism for controlling a temperature of the amplification section, wherein an amplification solution is supplied to the nucleic acid adsorption member.
前記核酸結合部材より下流に、増幅液を前記核酸吸着部材に供給させる以前の試薬が流動するための第一流路、及び前記核酸吸着部材を通過したあとの増幅液が流動するための第二流路を備え、前記第一流路の一部の断面積を縮小させたことを特徴とする請求項3又は4に記載の遺伝子診断装置。Downstream from the nucleic acid binding member, a first flow path for the flow of the reagent before the amplification liquid is supplied to the nucleic acid adsorption member, and a second flow path for the flow of the amplification liquid after passing through the nucleic acid adsorption member The gene diagnostic apparatus according to claim 3, further comprising a path, wherein a cross-sectional area of a part of the first flow path is reduced. 前記核酸結合部材と前記第一流路の幅狭流路の一部が回転中心方向をむいていることを特徴とする請求項5に記載の遺伝子診断装置。The gene diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the nucleic acid binding member and a part of the narrow flow path of the first flow path face a center of rotation. 核酸結合部位より下流に検出部または増幅部を備え、核酸結合部位と、検出部または増幅部を連結する流路の一部が回転中心方向をむいていることを特徴とする請求項3または4に記載の遺伝子診断装置。5. The method according to claim 3, further comprising a detection unit or an amplification unit downstream of the nucleic acid binding site, wherein a part of a flow path connecting the nucleic acid binding site and the detection unit or the amplification unit faces the center of rotation. A genetic diagnostic device according to item 1. 前記第一流路の一部、または前記回転中心方向をむいている流路の一部に封止材を注入する手段を有することを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の遺伝子診断装置。The gene diagnosis according to any one of claims 5 to 7, further comprising means for injecting a sealing material into a part of the first flow path or a part of the flow path facing the rotation center direction. apparatus. 検出部と増幅部を連結する流路上に液だめ容器を備え、液だめ容器と検出部を連結する流路幅は液だめ容器の最小幅よりも小さく、かつ液だめ容器は通気孔を備えていることを特徴とする請求項7に記載の遺伝子診断装置。A reservoir is provided on the flow path connecting the detection unit and the amplification unit, the width of the flow path connecting the reservoir and the detection unit is smaller than the minimum width of the reservoir, and the reservoir has a vent. The genetic diagnostic device according to claim 7, wherein 検出部は複数あり、検出部より内径側の流路の幅は検出部の最小幅より小さく、かつ検出部より内径側の流路は連結していることを特徴とする請求項7に記載の遺伝子診断装置。8. The method according to claim 7, wherein there are a plurality of detection units, wherein the width of the flow path on the inner diameter side of the detection unit is smaller than the minimum width of the detection unit, and the flow paths on the inner diameter side of the detection unit are connected. Genetic diagnostic device.
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