JP2013104769A

JP2013104769A - 分析装置で用いる容器用蓋体

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Publication number: JP2013104769A
Application number: JP2011248439A
Authority: JP
Inventors: Naoya Murata; 直哉村田; Toshinori Hayashi; 俊典林
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2013-05-30

Abstract

【課題】分析装置の構成部品数、製造コスト、装置重量、装置体積等を抑制するために有用な容器の蓋体を提供する。
【解決手段】開口部を有した容器２０の蓋体１０に、前記容器の開口部と嵌合することで前記開口部を密閉可能な第一の嵌合部１１と、分析装置に備えた分注手段に設けたノズル先端部３１と嵌合可能な第二の嵌合部１２とを設ける。蓋体および開口部を有した容器の搬送装置を分注手段が兼用することができるため、分析装置の構成部品数の削減に寄与することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生化学分析、免疫分析、遺伝子分析等を自動で行なう分析装置で用いる、容器の開口部を密閉するための蓋体に関する。

生化学分析、免疫分析、遺伝子分析等を自動で行なう分析装置には、装置自体の小型化や軽量化、操作の簡便性や安全性、結果出力の迅速性、ならびに得られた結果の信頼性が求められている。このような分析装置は一般に、試料や試薬を供給する手段、容器を供給する手段、試料や試薬を分注する手段、容器を搬送する手段、反応手段、ならびに検出手段を備えており、試料中の特定成分を自動的に多数分析することができる。なお、試薬に異なる色素や酵素を標識した物質を含有させ、かつ複数の波長をモニター可能な検出装置を備えることで、自動的に試料中の複数の特定成分を同時に分析することができる。

前述した分析装置では、分析操作の簡便性と安全性のため、試料を前処理するための試薬、反応試薬、検出試薬等を封入したカートリッジ型容器が広く採用されている。しかしながら、カートリッジ型容器を採用した場合、カートリッジ型容器の封止部を破開する手段等をさらに備える必要があるため、製造コスト、装置重量や装置体積の増大につながる。

また前述した分析装置のうち、遺伝子分析を行なう分析装置では通常、核酸を増幅する反応を行なうため、増幅反応物による試料や試薬への汚染（コンタミネーション）に特に注意を払う必要があり、容器に蓋体を設ける、試料や試薬を分注する手段としてディスポーザブルチップを用いる、等の汚染防止策を施す必要がある（特許文献１）。そのため、容器と蓋体とを嵌合させる手段等をさらに分析装置に備える必要があり、その結果、構成部品が増大し、製造コスト、装置重量や装置体積の増大につながる。

特開２００９−０７７６３９号公報

本発明は、分析装置の構成部品数、製造コスト、装置重量、装置体積等を抑制するために有用な容器の蓋体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、構成部品の共用化を中心に検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明の第一の態様は、
開口部を有した容器と、分注チップを着脱可能なノズルを設けた分注手段とを備えた分析装置で用いる、前記容器の蓋体であって、
前記容器の開口部と嵌合することで前記開口部を密閉可能な第一の嵌合部と、前記分注手段に設けたノズル先端部と嵌合可能な第二の嵌合部とを設けた、前記蓋体である。

また本発明の第二の態様は、第二の嵌合部と前記分注手段に設けた前記ノズル先端部とが嵌合することで、第一の嵌合部と前記容器の開口部とが嵌合した状態で前記容器を搬送可能な、前記第一の態様に記載の蓋体である。

また本発明の第三の態様は、前記容器の開口部を密閉するシールを破開可能な破開手段をさらに設けた、前記第一または第二の態様に記載の蓋体である。

また本発明の第四の態様は、上面周縁部から垂下した位置に遮光性を有した円筒状のスカート壁をさらに設けた、前記第一から第三のいずれかの態様に記載の蓋体である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明における分注手段は、分注チップを着脱可能なノズルを有し、かつ、ノズルに分注チップを装着した状態で、制御量の液体を吸引保持し所定位置で吐出する、分注機能を有した手段であればよい。さらに分注量を精密に制御可能なピストンを設けたり、ノズルを移動自在かつ正確に位置決めする制御手段を設けると好ましい。また、分注チップまたは本発明の蓋体をノズル先端部に装着（嵌合）させる押圧手段や、装着（嵌合）した分注チップまたは蓋体を外すリムーバを備えると好ましい。

本発明において分注手段に設けたノズルは本来、分注チップを装着して試薬や試料を分注する機能を発揮するためのものである。しかしながら本発明では、ノズル先端部を本発明の蓋体に設けた第二の嵌合部と嵌合させることで、蓋体を搬送することができる。さらに、本発明の蓋体に設けた第一の嵌合部により、蓋体と開口部を有した容器とが嵌合している場合は、蓋体と前記容器の開口部とが嵌合した状態で測定容器を搬送することができる。なお、分注手段に設けるノズルの基端部に、真空ポンプなどの真空手段を接続することにより、蓋体に設けた第二の嵌合部との嵌合による保持搬送を真空吸着によって補助することもできる。

本発明において開口部を有した容器には、試薬を収容してもよいし、試薬および試料の混合物を収容してもよい。また収容する試薬は、液状試薬であってもよく、凍結乾燥試薬であってもよい。なお、凍結乾燥試薬を収容する場合は、水分の入り込みを防ぐため、開口部を不透水性材料からなるシールで覆い、開口部を密閉すると好ましい。

本発明の蓋体に設ける第二の嵌合部の形状は、分注手段に設けたノズル先端部と嵌合可能であり、かつノズルの移動により前記嵌合状態を維持したまま蓋体を搬送可能な形状であれば特に制限はなく、一例として、円筒状凹部、多角柱状凹部、すり鉢状凹部および円錐状凹部があげられる。特に嵌合部の内壁形状を、分注チップの内壁形状を模した形状とすると、分注チップと同様な着脱が可能となるため好ましい。なお、蓋体の材質が弾力性を有している場合は、ノズル先端部と嵌合可能なスリットを放射状に設けた態様としてもよい。

本発明の蓋体の好ましい例として、第二の嵌合部の対向端（第二の嵌合部を上面に設けた場合は底面）に穿孔用突起等の破開手段をさらに設けた蓋体があげられ、シールにより開口部が密閉された容器に前記蓋体を挿入することで、破開手段によるシールの破開が行なえる。すなわち、蓋体にシールブレーカーの機能を付与することができる。破開手段は、開口部を密閉するシールにその先端部を押圧することで破開できる手段であればよく、特定の形状に限定するものではない。一例として、シール破開により分注チップを挿入して試料を吸引できる程度の大きさの穴を開けることが可能な、三角錐、四角錘等の角錐状をなした破開手段があげられる。

本発明の蓋体は、第一の嵌合部により容器の開口部と嵌合させることで前記開口部を密閉することができるとともに、第二の嵌合部により分注手段に設けたノズル先端部と嵌合させることで測定容器を搬送することができる。なお、本発明の蓋体により密閉した容器を搬送する際、密閉状態を維持するための係止手段を、さらに本発明の蓋体に設けてもよい。

本発明の蓋体の材質は、適度な弾性を有した材質の中から開口部を有した容器の材質や形状に応じて適切な材質を選択すればよく、ゴムやプラスチックが例示できる。具体的には、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、カーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい例としてあげることができる。なお、蓋体と嵌合した、開口部を有した容器に収容した反応液を、光学的手法を用いて測定する場合、蓋体が遮光性を有していると好ましい。さらに、容器の遮光性を補うために例えば、蓋体の上面周縁部から垂下する遮光性のスカート壁をさらに設けると好ましい。

本発明の蓋体のうち、穿孔用突起等の破開手段をさらに設けた蓋体を製造する場合、第一および第二の嵌合部を設けた蓋体と破開手段とを一体成形する製造方法が、経済上、また取り扱い上好ましいが、前記蓋体の弾力性や破開手段の尖鋭性を生かすために、破開手段を前記蓋体とは異なる材質の部材で製造し、その前記蓋体と嵌合させることで、破開手段を設けた本発明の蓋体を製造する方法も有効である。

本発明の蓋体は、分注チップを着脱可能なノズルを設けた分注手段を備えた分析装置で用いる、開口部を有した容器の蓋体であって、前記容器の開口部と嵌合することで前記開口部を密閉可能な第一の嵌合部と、前記分注手段に設けたノズル先端部と嵌合可能な第二の嵌合部と、を設けていることを特徴としている。本発明の蓋体により、蓋体および開口部を有した容器の搬送装置を分注手段が兼用することができるため、分析装置の構成部品数の削減に寄与することができる。

すなわち蓋体に設けた第二の嵌合部により、蓋体を分注手段に設けたノズル先端部と嵌合可能とすることで、前記ノズルが、装着した分注チップによる分注操作だけでなく、蓋体の搬送および開口部を有した容器への装着や、前記容器の搬送にも利用することができる。また、第二の嵌合部の対向端（第二の嵌合部を上面に設けた場合は底面）に破開手段をさらに設けることで、分注手段に設けたノズル先端部に装着した際、開口部を有した容器の開口部を覆うシールを破開する、シールブレーカの機能も兼ねることができる。

本発明の蓋体の一例を示した図。本発明の蓋体の別の例を示した図。本発明の蓋体のさらに別の例を示した図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、ノズル先端部を蓋体に設けた第二の嵌合部に嵌合させる段階を示した図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、ノズル先端部と蓋体に設けた第二の嵌合部とが嵌合した状態で、シールを破開する段階を示した図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、分注チップをノズル先端部に嵌合させる段階を示した図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、分注チップとノズル先端部とが嵌合した状態で、試料容器から試料を吸引保持する段階を示した図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、分注チップとノズル先端部とが嵌合した状態で、吸引保持した試料を試薬を収容した容器に吐出する段階を示す図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、分注チップとノズル先端部とが嵌合した状態で、試料と試薬との混合液を容器に分注する段階を示す図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、ノズル先端部と蓋体に設けた第二の嵌合部とが嵌合した状態で、第一の嵌合部により容器開口部を密閉する段階を示す図。本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析のうち、ノズル先端部と蓋体に設けた第二の嵌合部とが嵌合した状態で、容器を容器ホルダ温調測定ユニットに搬送載置する様子を表す模式図。

以下、図面に基づき本発明をさらに詳細に説明する。

本発明の蓋体の一例を図１に示す。図１の蓋体１０の底面には開口部を有した容器２０と嵌合することで前記開口部を密閉可能な第一の嵌合部１１を設けており、上面には着脱可能な分注チップを取り外した状態のノズル３１先端部と嵌合可能な第二の嵌合部１２を設けている。第二の嵌合部１２とノズル３１先端部とが嵌合した状態で蓋体１０を保持し、容器２０開口部を密閉することができる。

本発明の蓋体の別の例を図２に示す。図２の蓋体１０と図１の蓋体との違いは、第二の嵌合部１２の対向端（蓋体１０の底面）に、容器２０の開口部を密閉するシール２１を破開するための突起部１３を有していることである。あらかじめ第二の嵌合部１２を利用して蓋体１０とノズル３１先端部とを嵌合させておき、ノズル３１先端部と嵌合した状態で突起部１３をシール２１に刺す（押圧する）ことでシール２１を破開し、容器２０開口部を開いた状態にすることができる。

本発明の蓋体のさらに別の例を図３に示す。図３の蓋体１０では、蓋体１０が遮光性を有しており、かつ第二の嵌合部１２の対向端（蓋体１０の底面）外周（すなわち蓋体の上面周縁部から垂下した位置）に遮光性を有した円筒状のスカート壁１４を設けている。ノズル３１先端部を第二の嵌合部１２と嵌合させ、開口部を有した容器２０と蓋体１０とを第一の嵌合部１１により嵌合させることで、容器２０が蓋体１０と嵌合した状態のまま搬送される。搬送した容器２０を、容器２０のうち図３の蓋体１０により遮光されない箇所を遮光可能な、光学的測定手段を設けた遮光ブロックに設置すれば、密閉かつ遮光状態で容器２０に収容した反応液を光学的に測定することができる。

次に本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析の一例を図４から図１１を用いて詳細に説明する。図４から図１１に示す分析装置には、
試料の入った試料容器４０と、
試薬の入った容器２０ｂと、
空の容器２０ａと、
容器２０ａの開口部と嵌合可能な蓋体１０と、
試料および／または試薬を分注可能な分注チップ５０と、
蓋体１０および分注チップ５０と嵌合可能なノズル３１と、吸排水口３２と、ノズル３１を移送可能な手段３３とを設けた分注装置３０と、
容器２０ａを載置可能な容器ホルダ６２を設けた温調ブロック６１と、検出器６３とを有した反応・検出手段６０と、
を備えており、容器２０ｂに収容する試薬は凍結乾燥状態の試薬であり、シール２１で覆うことで開口部を密閉している。なお図４から図１１に示す分析装置では、各容器、蓋体および分注チップを保持するために必要なラックは省略している。また図４から図１１に示す分析装置では、描画の簡略化および説明の都合上、各構成要素を１つずつ記載しているが、実際は、試料容器４０、容器２０ａ・２０ｂ、蓋体１０、分注チップ５０、分注装置３０、および温調ブロック６１に設ける容器ホルダ６２は、同時に多数の分析処理が実行できるように、複数組（例えば８組）備えている。

（１）ノズル３１先端部と蓋体１０との嵌合（図４）
まず、ノズル３１を下降させ、ノズル３１先端部と蓋体１０の上面に設けた第二の嵌合部１２とを嵌合させる。

（２）蓋体１０によるシール２１破開（図５）
蓋体１０を、ノズル３１先端部と嵌合した状態で、容器２０ｂの位置まで搬送後、ノズル３１を下降させ、蓋体１０をシール２１に押圧することで、蓋体１０の底面に設けた突起部１３によるシール２１破開を行なう。

（３）ノズル３１先端部への分注チップ５０の装着（図６）
シール２１破開を行なった後の蓋体１０を一旦元の位置まで搬送後、ノズル３１先端部との嵌合を外す。その後、ノズル３１を分注チップ５０収容部まで搬送し、ノズル３１先端部を分注チップ５０の基端部に装着（嵌合）する。

（４）分注装置３０による試料の吸引（図７）
分注チップ５０を装着したノズル３１を、試料容器４０の位置まで搬送後、ノズル３１を下降させて試料容器４０中の試料を吸引保持する。

（５）容器２０ｂへの試料の分注（図８）
吸引保持した試料を含む分注チップ５０を容器２０ｂの位置まで搬送し、凍結乾燥試薬を収容した容器２０ｂに吐出後、分注装置３０による吸引吐出により試料と試薬とを混合する。

（６）容器２０ａへの混合液の分注（図９）
前項（５）の分注により得られた試料と試薬との混合液を、分注チップ５０を装着した分注装置３０により吸引保持後、容器２０ａへ吐出する。

（７）測定容器の密閉（図１０）
分注チップ５０を装着した分注装置３０を分注チップ５０の収容部または分注チップ廃棄部（不図示）まで搬送し、ノズル３１先端部と分注チップ５０との嵌合を外した後、ノズル３１を蓋体１０の収容部まで搬送し、ノズル３１先端部と蓋体１０の上面に設けた第二の嵌合部１２とを再び嵌合させる。その後ノズル３１先端部と蓋体１０とが嵌合した状態で容器２０ａの位置まで搬送し、蓋体１０と容器２０ａとを嵌合させることで容器２０ａ開口部を密閉する。

（８）反応・検出装置６０への移送（図１１）
ノズル３１先端部と蓋体１０の上面に設けた第二の嵌合部１２とが嵌合した状態で容器２０ａを、温調ブロック６１に設けた容器ホルダ６２まで搬送し、載置する。ノズル３１先端部と第二の嵌合部１２との嵌合を外した後は、容器２０ａに収容した試料と試薬との反応を行ないつつ、検出器６３により、試料中の特定成分の分析を行なう。

なお、検出器６３が光学検出器の場合は、温調ブロック６１および蓋体１０は遮光性を有した材料であると好ましい。さらに蓋体１０の形状を、容器２０ａのうち温調ブロック６１から露出する箇所を覆うような形状（例えば、当該露出部を遮光性を有した円筒状のスカート壁で覆う形状（図３に示す蓋体））とすると遮光性が増すため、好ましい。

図４から図１１に示す本発明の蓋体を用いた、分析装置による試料中の特定成分の分析の一例は、試料と試薬とを混合して反応させ、反応生成物を検出することで試料中の特定成分を分析する、という基本的な工程にしたがい説明した。分析装置が遺伝子を分析する装置の場合は、前述した工程のほかに、試料から核酸を抽出する工程、核酸増幅試薬を温調する工程、酵素試薬を温調する工程、などを別途に用意する必要があり、試薬の分注工程や容器の搬送工程がさらに複雑化する。しかしながら本発明の蓋体により、分析装置の構成部品数を削減することができ、製造コスト、装置重量等の抑制に寄与することができる。

１０：蓋体
１１：第一の嵌合部
１２：第二の嵌合部
１３：突起部
１４：スカート壁
２０：（開口部を有した）容器
２１：シール
３０：分注装置
３１：ノズル
３２：吸排水口
３３：ノズル移送手段
４０：試料容器
５０：分注チップ
６０：反応・検出装置
６１：温調ブロック
６２：容器ホルダ
６３：検出器

Claims

開口部を有した容器と、分注チップを着脱可能なノズルを設けた分注手段とを備えた分析装置で用いる、前記容器の蓋体であって、
前記容器の開口部と嵌合することで前記開口部を密閉可能な第一の嵌合部と、前記分注手段に設けたノズル先端部と嵌合可能な第二の嵌合部とを設けた、前記蓋体。
第二の嵌合部と前記分注手段に設けた前記ノズル先端部とが嵌合することで、第一の嵌合部と前記容器の開口部とが嵌合した状態で前記容器を搬送可能な、請求項１に記載の蓋体。
前記容器の開口部を密閉するシールを破開可能な破開手段をさらに設けた、請求項１または２に記載の蓋体。
上面周縁部から垂下した位置に遮光性を有した円筒状のスカート壁をさらに設けた、請求項１から３のいずれかに記載の蓋体。