JP4542345B2 - 分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、分析装置に関し、特に、分注チップが着脱可能に装着され、所定の液体を吸引および排出する分注手段を備えた分析装置に関する。

従来、所定の液体を吸引および排出するとともに、分注用のチップが着脱可能に装着される分注手段（シリンジ）を含む装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された装置では、チップ装着位置およびチップ廃棄位置にチップの有無を検知するセンサを設けることによって、チップ装着位置およびチップ廃棄位置においてそれぞれ分注用のチップの装着および脱却が行われたか否かを検知している。
特開２００１−５９８４８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、チップがシリンジに装着された後、シリンジを移送しているときや液体を分注しているときなどにシリンジからチップが外れてしまった場合には、そのチップが外れたことを検知することができないという不都合がある。このようにシリンジ（分注手段）からチップが外れた状態で分注を行うと、正確な量の液体を分注することができなくなり、その結果、分析結果に悪影響を及ぼすという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の一つの目的は、分注チップの装着後の外れに起因する不正確な分注を防止することが可能な分析装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の一の局面による分析装置は、所定の液体が収容された第１容器を載置する第１容器載置部と、前記所定の液体が分注される第２容器を載置する第２容器載置部と、導電性分注チップが載置される分注チップ載置部と、導電性分注チップが着脱可能に装着され、第１容器に収容された所定の液体の液面を検知するための静電容量センサを備え、第１容器に収容された所定の液体を装着された導電性分注チップを介して吸引し、吸引した所定の液体を第２容器に排出する分注手段と、前記分注手段から外された導電性分注チップが廃棄される分注チップ廃棄部と、前記分注手段を移送する移送手段と、前記移送手段を制御する制御部と、を備え、前記移送手段は、前記分注手段を前記分注チップ載置部から前記第１容器載置部、前記第２容器載置部および前記分注チップ廃棄部を経由して再び前記分注チップ載置部へと移送し、前記制御部は、前記分注手段が前記分注チップ載置部から前記第１容器載置部および前記第２容器載置部を経由して前記分注チップ廃棄部へ移送される第１移送期間中、静電容量センサの出力を所定の時間間隔で監視することにより導電性分注チップが分注手段に装着されているか否かを監視するとともに、前記分注手段が前記分注チップ廃棄部から前記分注チップ載置部まで移送される第２移送期間中、静電容量センサの出力を所定の時間間隔で監視することにより導電性分注チップが分注手段から外れているか否かを監視し、その監視結果に基づいて前記移送手段を制御する。

この一の局面による分析装置では、上記のように、制御部が、移送手段による分注手段の第１移送期間に分注チップが分注手段に装着されているか否かを監視し、その監視結果に基づいて移送手段を制御するように構成することによって、分注チップの装着後の移送中などにも分注チップが分注手段に装着されているか否かが監視されるので、分注チップの装着後の移送中などに分注チップが外れたことを検知することができる。これにより、分注チップの装着後の外れに起因する不正確な分注を防止することができるので、正確な分析結果を得ることができる。また、分注チップが載置される分注チップ載置部と、分注チップが廃棄される分注チップ廃棄部と、所定の液体が収容された第１容器を載置する第１容器載置部と、所定の液体が分注される第２容器を載置する第２容器載置部とをさらに備え、分注手段は、分注チップが装着された状態で第１容器から液体を吸引して第２容器にその液体を排出し、移送手段は、分注手段を分注チップ載置部から第１容器載置部および第２容器載置部を経由して分注チップ廃棄部へと移送し、制御部は、分注手段が分注チップ載置部から第１容器載置部および第２容器載置部を経由して分注チップ廃棄部へ移送される第１移送期間に、分注チップが分注手段に装着されているか否かを監視し、その監視結果に基づいて移送手段を制御する。このように構成すれば、分注チップ載置部から分注チップ廃棄部への移送途中、第１容器に対する液体の吸引時および第２容器に対する液体の分注時に、分注チップが外れたか否かを検知することができる。また、分注チップが分注手段に装着されているか否かの監視は、静電容量を監視することによって行われる。このように静電容量を監視すれば、分注手段から分注チップが外れた場合のみならず、分注手段の移送中に分注チップが分析装置に接触した場合や使用者が誤って分注チップに触れてしまった場合も検知することができる。また、移送手段は、分注手段を分注チップ廃棄部から分注チップ載置部へとさらに移送し、制御部は、分注手段が分注チップ廃棄部から分注チップ載置部に移送される第２移送期間に、分注チップが分注手段に装着されているか否かを監視し、その監視結果に基づいて移送手段を制御する。このように構成すれば、分注手段が分注チップ廃棄部から分注チップ載置部に移送される第２移送期間において、分注チップが確実に脱却された状態で移送されているか否かを検知することができる。これにより、分注チップが脱却されたことを確実に検知することができる。また、分注チップが載置される分注チップ載置部と、分注チップ載置部が廃棄される分注チップ廃棄部とを備え、第２移送期間は、分注チップ廃棄部の上方から分注チップ載置部の上方まで分注手段が移送される期間を含む。このように構成すれば、分注手段が分注チップ廃棄部の上方から分注チップ載置部の上方まで移送される期間に分注チップが外れていない場合を検知することができる。

上記一の局面による分析装置において、好ましくは、第１移送期間は、移送手段が分注手段を移送している期間、および、移送手段が移送の途中で停止している期間を含む。このように構成すれば、分注チップの装着後の移送中に分注チップが外れた場合のみならず、分注チップが分注位置で停止しているときに分注チップが外れているか否かも検知することができる。

上記一の局面による分析装置において、第１移送期間における分注チップが分注手段に装着されているか否かの監視は、所定時間毎に行われる。この場合、所定時間は、１秒以下であるのが好ましい。このように１秒以下の短い時間毎に監視を行うようにすれば、確実な監視を行うことができる。また、上記一の局面による分析装置において、第２移送期間における分注チップが分注手段から外れているか否かの監視は、所定時間毎に行われる。

上記一の局面による分析装置において、好ましくは、制御部は、第１移送期間に分注チップが分注手段に装着されていないと判断すると、分注手段を原点位置に移送させるよう移送手段を制御する。このように構成すれば、エラー復帰処理を行うことが可能になる。

上記一の局面による分析装置において、好ましくは、制御部は、第２移送期間に分注チップが分注手段から外れていないと判断すると、分注手段を原点位置に移送させるよう移送手段を制御する。これにより、エラー復帰処理が可能になる。

上記一の局面による分析装置において、好ましくは、制御部は、分注チップが第１容器に挿入されたときの静電容量を監視することによって、第１容器に所定量以上の液体が収容されているか否かを監視し、その監視結果に基づいて移送手段を制御する。このように構成すれば、分注チップの外れを検知するのに加えて、第１容器に所定量以上の液体が収容されているか否かも検知することができる。

上記一の局面による分注装置において、第１移送期間に分注チップが分注手段に装着されていないと判断された場合、および第２移送期間に分注チップが分注手段から外れていないと判断された場合に、エラー表示を行う表示手段をさらに備える。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態による分析装置およびそのデータ処理部の全体構成を示した斜視図である。図２は、図１に示した分析装置の測定部の全体構成を示した斜視図であり、図３は、図２の平面概略図である。図４〜図６は、図２に示した分析装置の測定部のシリンジ部、ピペットチップおよびラックを示した図であり、図７は、図２に示した分析装置の測定部の静電容量センサおよび制御部の内部構成を示した回路図であり、図８は、図７に示した制御部での試料が所定量あるか否かの検知方法を説明するためのグラフである。なお、本実施形態では、本発明の分析装置の一例として、遺伝子増幅検出装置について説明する。本実施形態による遺伝子増幅検出装置は、癌手術での切除組織における癌転移診断を支援する分析装置であり、切除組織内に存在する癌由来の遺伝子（mRNA）をＬＡＭＰ（Loop-mediated Isothermal Amplification, 栄研化学）法を用いて増幅させ、増幅に伴い発生する溶液の濁りを測定することにより検出を行う装置である。なお、ＬＡＭＰ法の詳細は、米国特許第６４１０２７８号公報に開示されている。

まず、図１を参照して、本実施形態の分析装置（遺伝子増幅検出装置）およびそのデータ処理部の全体構成について説明する。本実施形態の分析装置（遺伝子増幅検出装置）１００は、図１に示すように、測定部１０１と、測定部１０１と通信回線を介して接続されたデータ処理部１０２とによって構成されている。データ処理部１０２は、キーボード１０２ａとマウス１０２ｂと表示部１０２ｃとを含むパーソナルコンピュータからなる。

測定部１０１は、図２および図３に示すように、分注機構部１０と、サンプル容器セット部２０と、試薬容器セット部３０と、チップセット部４０と、チップ廃棄部５０と、５つの反応検出ブロック６０ａからなる反応検出部６０と、分注機構部１０をＸＹ軸方向に移送するための移送部７０とを含んでいる。なお、試薬容器セット部３０は、本発明の「第１容器載置部」の一例であり、チップセット部４０は、本発明の「分注チップ載置部」の一例であり、チップ廃棄部５０は、本発明の「分注チップ廃棄部」の一例である。また、反応検出部６０は、本発明の「第２容器載置部」の一例であり、移送部７０は、本発明の「移送手段」の一例である。また、測定部１０１には、図２に示すように、マイクロコンピュータにより装置を制御するとともに、装置外部との入出力を制御する制御部８０と、制御部８０を含む装置全体に電源を供給する電源部９０とが内蔵されている。また、測定部１０１の正面の所定個所に、緊急停止スイッチ９１が設置されている。

また、分注機構部１０は、移送部７０によりＸ軸およびＹ軸方向（平面方向）に移動されるアーム部１１と、アーム部１１に対してそれぞれ独立してＺ軸方向（垂直方向）に移動可能な２連（２本）のシリンジ部１２とを含んでいる。シリンジ部１２は、図４に示すように、先端に後述するピペットチップ４１が着脱可能に取り付けられるノズル部１２ａと、吸引および吐出を行うためのポンプ部１２ｂと、ポンプ部１２ｂの駆動源となるモータ１２ｃと、静電容量センサ１２ｄと、圧力検知センサ１２ｅとを含んでいる。なお、このシリンジ部１２は、本発明の「分注手段」の一例である。ポンプ部１２ｂでは、モータ１２ｃの回転をピストン運動に変換することにより、吸引および吐出機能が得られる。静電容量センサ１２ｄは、静電容量式のセンサであり、導電性樹脂からなるピペットチップ４１および液体の静電容量を検知する。また、圧力検知センサ１２ｅは、ポンプ部１２ｂによる吸引および吐出時の圧力を検知する。これらの静電容量センサ１２ｄと圧力検知センサ１２ｅとによって、吸引および吐出が確実に行われているか否かが検知される。

ここで、本実施形態では、静電容量センサ１２ｄは、図７に示すように、発振回路１２１と、静電容量検出部１２２と、バッファ回路１２３と、検波回路１２４と、基準設定部１２５と、バッファ回路１２６と、検波回路１２７と、差動増幅回路１２８と、コンパレータ１２９とを含んでいる。発振回路１２１は、数１００ｋＨｚ（本実施形態では約８００ｋＨｚ）の周波数の信号を発振するとともに、静電容量検出部１２２および基準設定部１２５に接続されている。静電容量検出部１２２は、所定の抵抗値を有する抵抗Ｒ１と、導電性のピペットチップ４１の有無および試薬の量によって容量値が変化する容量Ｃ１とから構成されている。この場合、抵抗Ｒ１の抵抗値と、ピペットチップ４１が試薬に着く前のピペットチップ４１を含む容量Ｃ１の容量値とは、発振回路１２１の発振周波数（約８００ｋＨｚ）の高域カットオフ周波数付近に設定されている。これにより、容量Ｃ１が大きくなるほど、信号の振幅を小さくすることが可能になる。静電容量検出部１２２には、バッファ回路１２３が接続されており、バッファ回路１２３には、信号をＤＣ信号に変換する機能を有する検波回路１２４が接続されている。

また、基準設定部１２５は、所定の抵抗値を有する抵抗Ｒ２と、所定の容量値を有する容量Ｃ２とから構成されている。この抵抗Ｒ２の抵抗値は、静電容量検出部１２２の抵抗Ｒ１の抵抗値と同じ値に設定されている。また、容量Ｃ２の容量値は、ピペットチップ４１が装着されていない状態での静電容量検出部１２２の容量値Ｃ１と同じ値に設定されている。基準設定部１２５には、バッファ回路１２６が接続されており、バッファ回路１２６には、信号をＤＣ信号に変換する機能を有する検波回路１２７が接続されている。また、検波回路１２４および１２７の出力は、それぞれ、差動増幅回路１２８の入力端子に接続されている。この差動増幅回路１２８は、検波回路１２４からの出力信号と検波回路１２７からの出力信号との電位差を増幅する機能を有する。差動増幅回路１２８は、静電容量検出部１２２で検出する容量値に応じてゲイン（増幅度）を切り替えることが可能なように構成されている。

差動増幅回路１２８の出力は、コンパレータ１２９の反転入力端子に接続されている。コンパレータ１２９の非反転入力端子には、所定の電圧（本実施形態では５Ｖ）を抵抗Ｒ３とＲ４とにより抵抗分割された基準電圧が入力されている。このコンパレータ１２９は、シリンジ部１２にピペットチップ４１が装着されているか否かを判断するために設けられている。具体的には、シリンジ部１２にピペットチップ４１が装着されている場合には、コンパレータ１２９の反転入力端子に基準電圧よりも高い信号が入力されて負電圧が出力される。また、シリンジ部１２にピペットチップ４１が装着されていない場合には、コンパレータ１２９の反転入力端子に基準電圧よりも低い信号が入力されて正電圧が出力される。

ここで、本実施形態では、制御部８０は、移送部７０による分注機構部１０の移送期間にピペットチップ４１が分注機構部１０のシリンジ部１２に装着されているか否かを監視し、その監視結果に基づいて移送部７０を制御する。この制御部８０は、図７に示すように、Ａ／Ｄ変換回路８１とＣＰＵ８２とを含んでいる。Ａ／Ｄ変換回路８１には、差動増幅回路１２８の出力信号が入力されている。このＡ／Ｄ変換回路８１は、試薬が所定量以上有るか否かを検知するために設けられている。すなわち、Ａ／Ｄ変換回路８１により差動増幅回路１２８の出力信号をデジタル化することにより、試薬が所定量以上有るか否かのしきい値（図８参照）をＣＰＵ８２で制御することが可能になる。なお、試薬が所定量以上有るか否かのしきい値は、図１に示したデータ処理部１０２のキーボード１０２ａおよびマウス１０２ｂを用いて設定する。また、コンパレータ１２９およびＡ／Ｄ変換回路８１の出力信号は、ＣＰＵ８２に入力されている。ＣＰＵ８２は、移送部７０を制御するとともに、シリンジ部１２にピペットチップ４１が装着されているか否かの判断、試薬が所定量以上有るか否かの判断、および、ピペットチップ４１の先端が液面に接触しているか否かの判断を行う。なお、ＣＰＵ８２は、本発明の「制御部」の一例である。

また、図２および図３に示すように、サンプル容器セット部２０の凹部（図示せず）には、５つのサンプル容器セット孔２１ａと、把持部２１ｂとを有するサンプル容器セット台２１が取り外し可能に嵌め込まれている。このサンプル容器セット台２１の５つのサンプル容器セット孔２１ａには、予め切除組織を処理（ホモジナイズ、ろ過、希釈）して作製された可溶化抽出液（サンプル）が収容されたサンプル容器２２がセットされる。

また、試薬容器セット部３０の凹部（図示せず）には、２つのプライマ試薬容器セット孔３１ａおよび１つの酵素試薬容器セット孔３１ｂと、把持部３１ｃとを有する試薬容器セット台３１が、取り外し可能に嵌め込まれている。試薬容器セット台３１のプライマ試薬容器セット孔３１ａは、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられており、酵素試薬容器セット孔３１ｂは、正面左側のみに設けられている。正面左側のプライマ試薬容器セット孔３１ａおよび酵素試薬容器セット孔３１ｂ（図３）には、それぞれ、サイトケラチン１９（ＣＫ１９）のプライマ試薬が収容されたプライマ試薬容器３２ａと、ＣＫ１９およびβアクチン（β−actin）に共通の酵素試薬が収容された酵素試薬容器３２ｂとが配置される。このプライマ試薬容器３２ａおよび酵素試薬容器３２ｂは、本発明の「第１容器」の一例である。また、正面右側のプライマ試薬容器セット孔３１ａには、β−actinのプライマ試薬が収容されたプライマ試薬容器３２ａが配置される。

また、チップセット部４０の２つの凹部（図示せず）には、３６本のピペットチップ４１を収納可能な収納孔４２ａを有する２つのラック４２がそれぞれ着脱可能に嵌め込まれている。また、チップセット部４０には、２つの取り外しボタン４３が設けられている。この取り外しボタン４３を押すことにより、ラック４２が取り外し可能な状態になる。ピペットチップ４１は、図５に示すように、カーボン含有の導電性の樹脂材料からなるとともに、フィルタ４１ａが内部に装着されている。このフィルタ４１ａは、液のシリンジ部１２への誤流入を防止する機能を有する。なお、ピペットチップ４１は、ピペットチップ４１の製造過程で付着する可能性のある人間の唾液などの分解酵素が遺伝子の増幅に悪影響を及ぼさないように、出荷前に箱詰めした状態で電子線照射が施されている。このピペットチップ４１は、本発明の「分注チップ」の一例である。また、ピペットチップ４１が収納されたラック４２は、チップセット部４０にセットする前には、図６に示すように、下カバー４４と上カバー４５とが装着された状態で保管されている。

また、図３に示すように、チップ廃棄部５０には、使用済みのピペットチップ４１を廃棄するための２つのチップ廃棄孔５０ａが設けられている。また、チップ廃棄孔５０ａに連続するように、チップ廃棄孔５０ａよりも細い幅の溝部５０ｂが設けられている。

また、反応検出部６０の各反応検出ブロック６０ａは、図２に示すように、反応部６１と、２つの濁度検出部６２と、蓋閉機構部６３とから構成されている。各反応部６１には、図３に示すように、検出セル６５をセットするための２つの検出セルセット孔６１ａが設けられている。なお、検出セル６５は、本発明の「第２容器」の一例である。

また、濁度検出部６２は、図３に示すように、反応部６１の一方の側面側に配置された基板６４ａに取り付けられた４６５ｎｍの波長を有する青色ＬＥＤからなるＬＥＤ光源部６２ａと、反応部６１の他方の側面側に配置された基板６４ｂに取り付けられたフォトダイオード受光部６２ｂとによって構成されている。各反応検出ブロック６０ａには、１つのＬＥＤ光源部６２ａと１つのフォトダイオード受光部６２ｂとからなる１組の濁度検出部６２が２組ずつ配置されている。したがって、５つの反応検出ブロック６０ａには、合計１０組のＬＥＤ光源部６２ａおよびフォトダイオード受光部６２ｂからなる濁度検出部６２が配置されている。ＬＥＤ光源部６２ａおよびそれに対応するフォトダイオード受光部６２ｂは、ＬＥＤ光源部６２ａから検出セル６５の下部に約１ｍｍの直径の光を照射してフォトダイオード受光部６２ｂによってその光を受光可能なように配置されている。このＬＥＤ光源部６２ａおよびフォトダイオード受光部６２ｂは、フォトダイオード受光部６２ｂが受光する光の強度によって、検出セル６５の有無を検出するとともに、検出セル６５の内部に収容された液の濁度をリアルタイムで検出（モニタリング）する機能を有する。

ここで、本実施形態では、移送部７０は、図２および図３に示すように、分注機構部１０をＹ軸方向に移送するための直動ガイド７１およびボールネジ７２と、ボールネジ７２を駆動するためのステッピングモータ７３と、分注機構部１０をＸ軸方向に移送するための直動ガイド７４およびボールネジ７５と、ボールネジ７５を駆動するためのステッピングモータ７６とを含んでいる。また、図３に示すように、Ｙ軸方向の直動ガイド７１のレール部７１ａおよびボールネジ７２の一方の支持部７２ａは、フレーム７７に取り付けられている。また、ボールネジ７２の他方の支持部７２ｂは、ステッピングモータ７３を介してフレーム７７に取り付けられている。また、Ｙ軸方向の直動ガイド７１のスライド部７１ｂおよびボールネジ７２の直線移動部（図示せず）は、分注機構部１０のアーム部１１に取り付けられている。また、Ｘ軸方向の直動ガイド７４のレール部７４ａおよびボールネジ７５の一方の支持部７５ａは、支持台７８に取り付けられている。また、Ｘ軸方向の直動ガイド７４のスライド部（図示せず）およびボールネジ７５の他方の支持部７５ｂは、フレーム７７に取り付けられている。また、ボールネジ７５の他方の支持部７５ｂには、ステッピングモータ７６が取り付けられている。なお、分注機構部１０のＸＹ軸方向への移送は、ステッピングモータ７３および７６により、それぞれ、ボールネジ７２および７５を回転させることにより行う。

次に、図１〜図８を参照して、本実施形態による分析装置（遺伝子増幅検出装置）の動作について説明する。本実施形態による遺伝子増幅検出装置では、上記したように、癌手術での切除組織内に存在する癌由来の遺伝子（mRNA）をＬＡＭＰ法を用いて増幅させ、増幅に伴い発生する溶液の濁りを測定することにより検出を行う。

まず、図２および図３に示すように、予め切除組織を処理（ホモジナイズ、ろ過、希釈）して作製された可溶化抽出液（サンプル）が収容されたサンプル容器２２を、サンプル容器セット台２１のサンプル容器セット孔２１ａにセットする。また、正面左側のプライマ試薬容器セット孔３１ａおよび酵素試薬容器セット孔３１ｂに、それぞれ、ＣＫ１９（サイトケラチン１９）のプライマ試薬が収容されたプライマ試薬容器３２ａと、ＣＫ１９およびβ−actin（βアクチン）に共通の酵素試薬が収容された酵素試薬容器３２ｂとをセットする。また、正面右側のプライマ試薬容器セット孔３１ａに、β−actin（βアクチン）のプライマ試薬が収容されたプライマ試薬容器３２ａをセットする。また、チップセット部４０の凹部（図示せず）に、それぞれ３６本の使い捨て用のピペットチップ４１が収納された２つのラック４２を嵌め込む。この場合、分注機構部１０のアーム部１１の初期位置（原点位置）は、図２および図３に示すように、チップセット部４０の上方から外れた位置であるの で、容易に、チップセット部４０の凹部（図示せず）に、２つのラック４２を嵌め込むことが可能である。さらに、各反応検出ブロック６０ａの反応部６１の２つの検出セルセット孔６１ａに、検出セル６５の２つのセル部６６ａをセットする。

そして、図１に示したデータ処理部１０２のキーボード１０２ａおよびマウス１０２ｂを用いて、測定項目やサンプル登録などを行った後、キーボード１０２ａまたはマウス１０２ｂにより測定部１０１の動作をスタートさせる。

測定部１０１の動作がスタートすると、まず、移送部７０により分注機構部１０のアーム部１１が初期位置からチップセット部４０に移動された後、チップセット部４０において、分注機構部１０の２つのシリンジ部１２が下方向に移動される。これにより、図４に示したように、２つのシリンジ部１２のノズル部１２ａの先端が２つのピペットチップ４１の上部開口部内に圧入されるので、２つのシリンジ部１２のノズル部１２ａの先端にピペットチップ４１が自動的に装着される。そして、２つのシリンジ部１２が上方に移動された後、分注機構部１０のアーム部１１は、移送部７０により試薬容器セット台３１にセットされたＣＫ１９およびβ−ａｃｔｉｎのプライマ試薬が収容された２つのプライマ試薬容器３２ａの上方に向かってＸ軸方向に移動される。そして、２つのシリンジ部１２が下方向に移動されることにより、２つのシリンジ部１２のノズル部１２ａに装着された２つのピペットチップ４１の先端が、それぞれ、２つのプライマ試薬容器３２ａ内のＣＫ１９およびβ−ａｃｔｉｎのプライマ試薬の液面に挿入される。そして、シリンジ部１２のポンプ部１２ｂにより２つのプライマ試薬容器３２ａ内のＣＫ１９およびβ−ａｃｔｉｎのプライマ試薬が吸引される。

なお、プライマ試薬の吸引時には、静電容量センサ１２ｄ（図４参照）により、導電性樹脂からなるピペットチップ４１の先端が液面に接触していることが検知されるとともに、圧力検知センサ１２ｅ（図４参照）により、ポンプ部１２ｂによる吸引時の圧力が検知される。これらの静電容量センサ１２ｄと圧力検知センサ１２ｅとによって、吸引が確実に行われているか否かが検知される。

ここで、本実施形態では、ピペットチップ４１をシリンジ部１２に装着した後チップ廃棄部５０までシリンジ部１２を移送する期間に、所定の時間間隔（たとえば、０．１秒以下の間隔）で、ピペットチップ４１がシリンジ部１２から外れていないかを監視する。なお、移送する期間には、移送中のみならず、吸引位置の上方および排出位置の上方で停止している期間も含まれる。この監視動作の詳細としては、シリンジ部１２にピペットチップ４１が装着されていない場合には、図７に示した静電容量検出部１２２の容量Ｃ１が基準設定部１２５の容量Ｃ２と同じになるので、静電容量検出部１２２から出力される信号の振幅は、基準設定部１２５から出力される信号の振幅と同じになる。このため、差動増幅回路１２８の出力電圧がほぼ０Ｖになるので、コンパレータ１２９の反転入力端子に入力される差動増幅回路１２８の出力電圧が、非反転入力端子に入力される基準電圧よりも低くなる。その結果、コンパレータ１２９の出力電圧は、正の出力電圧になる。その一方、シリンジ部１２にピペットチップ４１が装着されている場合には、静電容量検出部１２２の容量Ｃ１が基準設定部１２５の容量Ｃ２よりも大きくなるので、静電容量検出部１２２から出力される信号の振幅は、基準設定部１２５から出力される信号の振幅よりも小さくなる。このため、差動増幅回路１２８の出力電圧が０Ｖよりも大きく（約０．６Ｖ）なるので、コンパレータ１２９の非反転入力端子に入力される差動増幅回路１２８の出力電圧が、非反転入力端子に入力される基準電圧よりも高くなる。その結果、コンパレータ１２９の出力電圧は負の出力電圧になる。そして、コンパレータ１２９の出力電圧が正電圧か負電圧かをＣＰＵ８２により判断することによって、シリンジ部１２にピペットチップ４１が装着されているか否かが判断される。

なお、シリンジ部１２がチップセット部４０からチップ廃棄部５０に移送される期間に、ピペットチップ４１がシリンジ部１２から外れていると判断された場合には、移送部７０により、分注機構部１０が原点位置に移送された後、データ処理部１０２の表示部１０２ｃにエラー表示が行われる。この後、ユーザによりエラー復帰処理が行われる。

また、本実施形態では、プライマ試薬の吸引時に、プライマ試薬が所定量（たとえば、２０μｌ）以上有るか否かを監視する。すなわち、プライマ試薬が所定量（たとえば、２０μｌ）以上有る場合には、静電容量検出部１２２の容量Ｃ１が大きくなるので、信号の振幅の減少量が多くなる。このため、差動増幅回路１２８の出力電圧が大きくなるので、Ａ／Ｄ変換回路８１の出力値も大きくなる。その結果、Ａ／Ｄ変換回路８１の出力値が図８に示したしきい値よりも大きくなる。この場合、ＣＰＵ８２により、プライマ試薬が所定量（たとえば、２０μｌ）以上有ると判断される。その一方、プライマ試薬が所定量（たとえば、２０μｌ）以上ない場合には、静電容量検出部１２２の容量Ｃ１が小さくなるので、信号の振幅の減少量が少ない。このため、差動増幅回路１２８の出力電圧が小さくなるので、Ａ／Ｄ変換回路８１の出力値も小さくなる。その結果、Ａ／Ｄ変換回路８１の出力値が図８に示したしきい値よりも小さくなる。この場合、ＣＰＵ８２により、プライマ試薬が所定量（たとえば、２０μｌ）以上ないと判断される。なお、吸引時に、プライマ試薬が所定量（たとえば、２０μｌ）以上ないと判断された場合には、移送部７０により、分注機構部１０が原点位置に移送された後、データ処理部１０２の表示部１０２ｃにエラー表示が行われる。この後、ユーザによりエラー復帰処理が行われる。

プライマ試薬の吸引後、２つのシリンジ部１２が上方に移動された後、分注機構部１０のアーム部１１は、移送部７０により最も奥側（装置正面奥側）に位置する反応検出ブロック６０ａの上方に移動される。この場合、分注機構部１０のアーム部１１は、奥から２番目〜５番目の他の反応検出ブロック６０ａの上方を通過しないように移動される。そして、最も奥側の反応検出ブロック６０ａにおいて、２つのシリンジ部１２が下方向に移動されることにより、２つのシリンジ部１２のノズル部１２ａに装着された２つのピペットチップ４１が、それぞれ、検出セル６５の２つのセル部６６ａ内に挿入される。そして、シリンジ部１２のポンプ部１２ｂを用いて、ＣＫ１９およびβ−ａｃｔｉｎの２つのプライマ試薬がそれぞれ２つのセル部６６ａに吐出される。この吐出時（排出時）にも、上記した吸引時と同様、静電容量センサ１２ｄ（図４参照）により、導電性樹脂からなるピペットチップ４１の先端が液面に接触していることが検知（液面検知）されるとともに、圧力検知センサ１２ｅにより、ポンプ部１２ｂによる吐出時の圧力が検知される。これらの静電容量センサ１２ｄと圧力検知センサ１２ｅとによって、吐出が確実に行われているか否かが検知される。なお、以下の酵素試薬およびサンプルの吸引および吐出時にも、上記と同様の静電容量センサ１２ｄによる液面検知および圧力検知センサ１２ｅによる検知が行われる。

プライマ試薬の吐出後、２つのシリンジ部１２が上方に移動された後、分注機構部１０のアーム部１１は、移送部７０によりチップ廃棄部５０の上方に向かってＸ軸方向に移動される。なお、本実施形態において、分注機構部１０がチップセット部４０の上方から所定の分注位置を経由してチップ廃棄部５０の上方まで移送されるのに要する時間は、約３０秒である。そして、チップ廃棄部５０において、ピペットチップ４１の廃棄が行われる。具体的には、２つのシリンジ部１２が下方向に移動されることにより、チップ廃棄部５０の２つのチップ廃棄孔５０ａ（図３参照）内にピペットチップ４１が挿入される。この状態で、分注機構部１０のアーム部１１が移送部７０によりＹ軸方向に移動されることにより、ピペットチップ４１が溝部５０ｂの下に移動される。そして、２つのシリンジ部１２が上方向に移動されることにより、ピペットチップ４１の上面のつば部は、溝部５０ｂの両側の下面に当接してその下面から下方向の力を受けるので、ピペットチップ４１が２つのシリンジ部１２のノズル部１２ａから自動的に脱却される。これにより、ピペットチップ４１がチップ廃棄部５０に廃棄される。なお、チップ廃棄部５０に廃棄されたピペットチップ４１は、そのまま廃棄してもよいし、洗浄して再利用するようにしてもよい。

次に、分注機構部１０のアーム部１１が、再び、移送部７０によりチップセット部４０に移動される。ここで、本実施形態では、ピペットチップ４１をチップ廃棄部５０で廃棄した後チップセット部４０に移送するまでの期間に、所定の時間間隔（たとえば、０．１秒以下の間隔）で、ピペットチップ４１がシリンジ部１２から脱却されているかを監視する。この監視動作は、上記したピペットチップ４１のシリンジ部１２への装着後チップ廃棄部５０までの移送期間におけるピペットチップ４１が外れていないか否かの監視動作と同様である。なお、ピペットチップ４１をチップ廃棄部５０で廃棄した後チップセット部４０に移送するまでの期間に、ピペットチップ４１がシリンジ部１２から脱却されていない（外れていない）とＣＰＵ８２により判断された場合には、移送部７０により、分注機構部１０が原点位置に移送された後、データ処理部１０２の表示部１０２ｃにエラー表示が行われる。この後、ユーザによりエラー復帰処理が行われる。

なお、分注機構部１０がチップ廃棄部５０の上方からチップセット部４０の上方まで移送されるのに要する時間は、約５秒である。

シリンジ部１２がチップセット部４０に移動された後、チップセット部４０において、上記と同様の動作により、２つのシリンジ部１２のノズル部１２ａの先端に、新しい２つのピペットチップ４１が自動的に装着される。そして、分注機構部１０のアーム部１１は、試薬容器セット台３１にセットされたＣＫ１９およびβ−ａｃｔｉｎに共通の酵素試薬が収容された酵素試薬容器３２ｂの上方に向かって移送部７０によりＸ軸方向に移動された後、酵素試薬容器３２ｂ内の酵素試薬が吸引される。具体的には、まず、酵素試薬容器３２ｂの上方に位置する一方のシリンジ部１２が下方向に移動されて酵素試薬が吸引された後、その一方のシリンジ部１２が上方向に移動される。その後、他方のシリンジ部１２が同じ酵素試薬容器３２ｂの上方に位置するように、移送部７０により分注機構部１０のアーム部１１がＹ軸方向に移動される。そして、他方のシリンジ部１２が下方向に移動されて同じ酵素試薬容器３２ｂから酵素試薬が吸引された後、その他方のシリンジ部１２が上方向に移動される。そして、分注機構部１０のアーム部１１は、移送部７０により最も奥側の反応検出ブロック６０ａの上方に移動された後、ＣＫ１９およびβ−ａｃｔｉｎに共通の酵素試薬が、検出セル６５の２つのセル部６６ａに吐出される。この場合も、分注機構部１０のアーム部１１は、奥から２番目〜５番目の他の反応検出ブロック６０ａの上方を通過しないように移動される。そして、酵素試薬の吐出後、分注機構部１０のアーム部１１は、移送部７０によりチップ廃棄部５０の上方に移動された後、ピペットチップ４１の廃棄が行われる。

次に、分注機構部１０のアーム部１１が、再び、移送部７０によりチップセット部４０に移動された後、２つのシリンジ部１２のノズル部１２ａの先端に新しい２つのピペットチップ４１が自動的に装着される。そして、分注機構部１０のアーム部１１は、移送部７０によりサンプル容器セット台２１にセットされたサンプルが収容されたサンプル容器２２の上方に向かってＸ軸方向に移動された後、サンプル容器２２内のサンプルが吸引される。具体的には、まず、１つのサンプル容器２２の上方に位置する一方のシリンジ部１２が下方向に移動されてサンプルが吸引された後、その一方のシリンジ部１２が上方向に移動される。その後、他方のシリンジ部１２が同じサンプル容器２２の上方に位置するように、移送部７０により分注機構部１０のアーム部１１がＹ軸方向に移動される。そして、他方のシリンジ部１２が下方向に移動されて同じサンプル容器２２からサンプルが吸引された後、その他方のシリンジ部１２が上方向に移動される。この後、分注機構部１０のアーム部１１は、移送部７０により最も奥側の反応検出ブロック６０ａの上方に移動された後、２つのシリンジ部１２が下方向に移動されて検出セル６５の２つのセル部６６ａに、同じサンプルが吐出される。この場合も、分注機構部１０のアーム部１１は、奥から２番目〜５番目の他の反応検出ブロック６０ａの上方を通過しないように移動される。

なお、検出セル６５の２つのセル部６６ａに、サンプルが吐出される際に、２つのシリンジ部１２のポンプ１２ｂを用いて吸引および吐出動作を複数回繰り返すことにより、２つのセル部６６ａ内に収容されたＣＫ１９およびβ−ａｃｔｉｎのプライマ試薬および酵素試薬と、サンプルとが撹拌される。なお、プライマ試薬、酵素試薬およびサンプルの分注時には、検出セル６５内の液温は、約２０℃に保持されている。この後、分注機構部１０のアーム部１１が、移送部７０によりチップ廃棄部５０の上方に移動された後、ピペットチップ４１の廃棄が行われる。

そして、上記のセル部６６ａ内へのプライマ試薬、酵素試薬およびサンプルの吐出が行われた後、検出セル６５の蓋部６７ａの蓋閉め動作が行われる。この蓋閉め動作が完了した後、検出セル６５内の液温を約２０℃から約６５℃に加温することにより、ＬＡＭＰ（遺伝子増幅）反応により標的遺伝子（ｍＲＮＡ）を増幅する。そして、増幅に伴い生成されるピロリン酸マグネシウムによる白濁を比濁法により検出する。具体的には、図３に示したＬＥＤ光源部６２ａおよびフォトダイオード受光部６２ｂを用いて、増幅反応時の検出セル６５内の液濁度をリアルタイムで検出（モニタリング）することによって、液濁度の検出を行う。

本実施形態では、上記のように、ピペットチップ４１をシリンジ部１２に装着した後チップ廃棄部５０までシリンジ部１２を移送する期間に、ピペットチップ４１がシリンジ部１２に装着されているか否かを所定の時間間隔で監視することによって、ピペットチップ４１の装着後の移送中などにもピペットチップ４１がシリンジ部１２に装着されているか否かが監視されるので、ピペットチップ４１の装着後の移送中などにピペットチップ４１が外れたことを検知することができる。これにより、ピペットチップ４１の装着後の外れに起因する不正確な分注を防止することができるので、正確な分析結果を得ることができる。また、本実施形態では、ピペットチップ４１がシリンジ部１２に装着されているか否かの監視を、０．１秒毎の非常に短い時間間隔で行うことによって、確実な監視を行うことができる。

また、本実施形態では、移送部７０が分注機構部１０を移送している期間のみならす、移送部７０が移送の途中で所定の吸引位置および排出位置（吐出位置）で停止している期間も、ピペットチップ４１の外れを監視することによって、ピペットチップ４１の装着後の移送中にピペットチップ４１が外れた場合のみならず、ピペットチップ４１が吸引位置および排出位置で停止しているときにピペットチップ４１が外れているか否かも検知することができる。

また、本実施形態では、ピペットチップ４１がシリンジ部１２に装着されているか否かの監視を、静電容量を監視することにより行うことによって、シリンジ部１２からピペットチップ４１が外れた場合のみならず、シリンジ部１２の移送中にピペットチップ４１が分析装置１００の測定部１０１の一部に接触した場合や使用者が誤ってピペットチップ４１に触れてしまった場合も検知することができる。また、ピペットチップ４１を導電性の樹脂材料により形成することによって、容易に、ピペットチップ４１の静電容量を検知することができる。

また、本実施形態では、上記のように、分注機構部１０がチップ廃棄部５０からチップセット部４０に移送される期間にも、ピペットチップ４１がシリンジ部１２から脱却されているか否かを監視することによって、分注機構部１０がチップ廃棄部５０からチップセット部４０に移送される期間において、ピペットチップ４１が確実に脱却された状態で移送されているか否かを検知することができる。これにより、ピペットチップ４１が脱却されたことを確実に検知することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ピペットチップ４１が試薬容器に挿入されたときの静電容量を監視することにより、試薬容器に所定量以上の試薬が収容されているか否かを監視することによって、ピペットチップ４１の装着の有無を検知するのに加えて、試薬容器に所定量以上の試薬が収容されているか否かも検知することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明の分析装置を、標的遺伝子をＬＡＭＰ法により増幅させる遺伝子増幅検出装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、標的遺伝子をポリメラーゼ連鎖反応法（ＰＣＲ法）やリガーゼ連鎖反応法（ＬＣＲ法）により増幅させる遺伝子増幅検出装置に適用してもよい。また、本発明の分析装置を、遺伝子増幅検出装置以外の分析装置に適用してもよい。

また、上記実施形態では、分注チップの外れ（脱却）を静電容量により監視する例を示したが、本発明はこれに限らず、静電容量以外の透過光量、反射光量、電気抵抗値、振動量、圧力や質量により分注チップの外れ（脱却）を監視するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、所定時間毎にピペットチップの有無の監視を行うようにしたが、本発明はこれに限らず、所定時間毎ではなくシリンジ部１２が移送期間中に所定の位置、たとえば、試薬容器セット部３０、サンプル容器セット部２０または反応検出部６０の上方などの分注位置の上方にきたときに、ピペットチップの有無の監視を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、０．１秒毎にピペットチップの有無の監視を行うようにしたが、本発明はこれに限らず、１秒以下の短い時間毎に監視を行うようにすれば、確実な監視を行うことができる。

上記実施形態では、吸引時に、試薬が所定量以上有るか否かを監視するようにしたが、本発明はこれに限らず、試薬が所定量以上有るか否かの監視に加えて、試薬の残量を検知するようにしてもよい。なお、試薬の残量は、Ａ／Ｄ変換回路８１の出力値に基づいてＣＰＵ８２により算定すればよい。

上記実施形態では、プライマ試薬および酵素試薬の吸引時に、試薬が所定量以上有るか否かを監視するようにしたが、本発明はこれに限らず、プライマ試薬および酵素試薬の吸引時に加えて、サンプルの吸引時にも、サンプルが所定量以上有るか否かを監視するようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、分注機構部１０がチップセット部４０の上方の所定位置から所定の分注位置を経由してチップ廃棄部５０の上方の所定位置まで移送される期間である第１の移送期間、分注機構部１０がチップ廃棄部５０の上方の所定位置からチップセット部４０の上方の所定位置まで移送される期間である第２の移送期間、第１の移送期間が終了してから第２の移送期間が開始されるまでの期間（チップ廃棄部５０でのチップ廃棄動作の期間）、および、第２の移送期間が終了してから第１の移送期間が開始されるまでの期間（チップセット部４０でのチップ装着動作の期間）にピペットチップの有無の監視を行うようにしたが、本発明はこれに限らず、第１の移送期間のみ監視を行う、第２の移送期間のみ監視を行う、第１の移送期間と第２の移送期間とに監視を行う、第１の移送期間と第１の移送期間が終了してから第２の移送期間が開始されるまでの期間に監視を行うなど、様々な構成が可能である。

本発明の一実施形態による分析装置（遺伝子増幅検出装置）およびそのデータ処理部の全体構成を示した斜視図である。 図１に示した一実施形態による分析装置の測定部の全体構成を示した斜視図である。 図２に示した一実施形態による分析装置の測定部の平面概略図である。 図２に示した一実施形態による分析装置の測定部におけるシリンジ部の構造を示した概略図である。 図２に示した一実施形態による分析装置に用いるピペットチップの構造を示した断面図である。 図２に示した一実施形態による分析装置に用いるピペットチップを収納するラックの保管状態を示した斜視図である。 図２に示した一実施形態による分析装置の測定部の静電容量センサおよび制御部の内部構成を示した回路図である。 図７に示した一実施形態による分析装置の制御部での試薬が所定量あるか否かの検知方法を説明するためのグラフである。

符号の説明

１０ 分注機構部（分注手段）
１１ アーム部
１２ シリンジ部（分注手段）
１２ａ ノズル部
１２ｄ 静電容量センサ
２０ サンプル容器セット部
３０ 試薬容器セット部（第１容器載置部）
４０ チップセット部（分注チップ載置部）
４１ ピペットチップ（分注チップ）
５０ チップ廃棄部（分注チップ廃棄部）
６０ 反応検出部（第２容器載置部）
７０ 移送部（移送手段）
８０ 制御部
８１ Ａ／Ｄ変換回路
８２ ＣＰＵ（制御部）
１００ 分析装置
１０１ 測定部
１０２ データ処理部
１２１ 発振回路
１２２ 静電容量検出部
１２８ 差動増幅回路
１２９ コンパレータ

Claims (7)

1. 所定の液体が収容された第１容器を載置する第１容器載置部と、前記所定の液体が分注される第２容器を載置する第２容器載置部と、導電性分注チップが載置される分注チップ載置部と、導電性分注チップが着脱可能に装着され、第１容器に収容された所定の液体の液面を検知するための静電容量センサを備え、第１容器に収容された所定の液体を装着された導電性分注チップを介して吸引し、吸引した所定の液体を第２容器に排出する分注手段と、前記分注手段から外された導電性分注チップが廃棄される分注チップ廃棄部と、前記分注手段を移送する移送手段と、前記移送手段を制御する制御部と、を備え、
   前記移送手段は、前記分注手段を前記分注チップ載置部から前記第１容器載置部、前記第２容器載置部および前記分注チップ廃棄部を経由して再び前記分注チップ載置部へと移送し、
   前記制御部は、前記分注手段が前記分注チップ載置部から前記第１容器載置部および前記第２容器載置部を経由して前記分注チップ廃棄部へ移送される第１移送期間中、静電容量センサの出力を所定の時間間隔で監視することにより導電性分注チップが分注手段に装着されているか否かを監視するとともに、前記分注手段が前記分注チップ廃棄部から前記分注チップ載置部まで移送される第２移送期間中、静電容量センサの出力を所定の時間間隔で監視することにより導電性分注チップが分注手段から外れているか否かを監視し、その監視結果に基づいて前記移送手段を制御する、分析装置。
2. 前記第１移送期間は、前記移送手段が前記分注手段を移送している期間、および、前記移送手段が移送の途中で停止している期間を含む、請求項１に記載の分析装置。
3. 前記所定の時間間隔は、１秒以下である、請求項１または２に記載の分析装置。
4. 前記制御部は、前記第１移送期間に前記分注チップが前記分注手段に装着されていないと判断すると、前記分注手段を原点位置に移送させるよう前記移送手段を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
5. 前記制御部は、前記第２移送期間に前記分注チップが前記分注手段から外れていないと判断すると、前記分注手段を原点位置に移送させるよう前記移送手段を制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析装置。
6. 前記制御部は、前記分注チップが前記第１容器に挿入されたときの静電容量を監視することによって、前記第１容器に所定量以上の前記液体が収容されているか否かを監視し、その監視結果に基づいて前記移送手段を制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分析装置。
7. 前記第１移送期間に前記分注チップが前記分注手段に装着されていないと判断された場合、および前記第２移送期間に前記分注チップが前記分注手段から外れていないと判断された場合に、エラー表示を行う表示手段をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析装置。

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