JP2009254256A - 検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】短時間で遺伝子の有無を判定することができる小型で安価な検査装置を提供する。
【解決手段】第1の検出部と、第2の検出部と、蛍光強度を検出する検出ユニットと、検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、を有し、検出ユニット駆動制御手段は、第1の位置での蛍光判定手段の判定に基づいて第2の位置に検出ユニットを移動させることを特徴とする検査装置。
【選択図】図3
【解決手段】第1の検出部と、第2の検出部と、蛍光強度を検出する検出ユニットと、検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、を有し、検出ユニット駆動制御手段は、第1の位置での蛍光判定手段の判定に基づいて第2の位置に検出ユニットを移動させることを特徴とする検査装置。
【選択図】図3
Description
本発明は、検査装置に関する。
近年、煩雑な工程、熟練した手技、機器類の操作が必要とされる遺伝子診断を自動的に行う検査装置が開発されている。このような検査装置では、検体と試薬とを反応領域で反応させて遺伝子を増幅し、反応領域に励起光を照射して遺伝子が励起する蛍光強度を測定することにより遺伝子の有無を判定している。
従来、検体に含まれる遺伝子が無いことを保証するため、検体に含まれる遺伝子がたとえ1個の場合でも検出できるように非常に長時間をかけて遺伝子の増幅を行った後に遺伝子の有無の判定を行っていた。そのため、検体に含まれる遺伝子が多い場合でも検査に長時間を要していた。
近年、検体に含まれる遺伝子が多い場合は短時間で規定値の蛍光強度を越えることに着目し、遺伝子の増幅中にリアルタイムで遺伝子の有無の判定を行って、検査時間を短縮する方法が行われるようになってきた。
例えば、複数の反応領域を有する反応容器全体をハロゲンランプで照明し、CCDカメラで撮影した反応容器全体の画像にリアルタイムで画像処理を行って遺伝子の有無を判定する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−236219号公報
しかしながら、特許文献1に開示されている検査装置では、マイクロプレート全体を照明する大光量の照明装置と、マイクロプレート全体を撮影した画像から各反応領域の微弱な蛍光を検出するため冷却CCDカメラが必要であり、大型で高価な検査装置になっていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、短時間で遺伝子の有無を判定することができる小型で安価な検査装置を提供することを目的とする。
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
1.
検体と試薬とを混合し反応中の蛍光強度を測定する検査装置において、
前記検体と前記試薬とを混合し反応させる第1の検出部と、
前記検体または前記試薬の少なくとも一方を前記検体または前記試薬と異なる成分の液体に代えて混合し反応させる第2の検出部と、
前記第1の検出部または前記第2の検出部から前記蛍光強度を検出する検出ユニットと、
前記第1の検出部の前記蛍光強度を検出可能な第1の位置から、前記第2の検出部の前記蛍光強度を検出可能な第2の位置に前記検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
前記検出ユニットが検出した前記蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記第1の位置での前記蛍光判定手段の判定に基づいて前記第2の位置に前記検出ユニットを移動させることを特徴とする検査装置。
検体と試薬とを混合し反応中の蛍光強度を測定する検査装置において、
前記検体と前記試薬とを混合し反応させる第1の検出部と、
前記検体または前記試薬の少なくとも一方を前記検体または前記試薬と異なる成分の液体に代えて混合し反応させる第2の検出部と、
前記第1の検出部または前記第2の検出部から前記蛍光強度を検出する検出ユニットと、
前記第1の検出部の前記蛍光強度を検出可能な第1の位置から、前記第2の検出部の前記蛍光強度を検出可能な第2の位置に前記検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
前記検出ユニットが検出した前記蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記第1の位置での前記蛍光判定手段の判定に基づいて前記第2の位置に前記検出ユニットを移動させることを特徴とする検査装置。
2.
前記第2の検出部では、
前記試薬と前記試薬と反応して蛍光を発する成分を有する前記液体とを混合し反応させることを特徴とする1に記載の検査装置。
前記第2の検出部では、
前記試薬と前記試薬と反応して蛍光を発する成分を有する前記液体とを混合し反応させることを特徴とする1に記載の検査装置。
3.
前記第1の検出部と前記第2の検出部とを所定の温度に調節する温度調節手段を有し、
前記蛍光判定手段が前記第1の検出部の前記蛍光強度を判定した後、
前記温度調節手段は前記所定の温度への調節を停止することを特徴とする1または2に記載の検査装置。
前記第1の検出部と前記第2の検出部とを所定の温度に調節する温度調節手段を有し、
前記蛍光判定手段が前記第1の検出部の前記蛍光強度を判定した後、
前記温度調節手段は前記所定の温度への調節を停止することを特徴とする1または2に記載の検査装置。
4.
検体と、検体に含まれる検査対象の遺伝子と反応する試薬とを混合し、反応中の蛍光強度を測定して前記検査対象の遺伝子の有無を検出する検査装置において、
少なくとも一つの前記検体と少なくとも一つの前記試薬とを異なる組み合わせでそれぞれ混合して反応させる複数の検出部と、
前記検出部の一つから前記蛍光強度を検出する検出ユニットと、
前記検出ユニットが検出した前記蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、
前記検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記蛍光判定手段の判定に基づいて前記検出ユニットを所定の順に前記蛍光強度を検出できる位置に移動させることを特徴とする検査装置。
検体と、検体に含まれる検査対象の遺伝子と反応する試薬とを混合し、反応中の蛍光強度を測定して前記検査対象の遺伝子の有無を検出する検査装置において、
少なくとも一つの前記検体と少なくとも一つの前記試薬とを異なる組み合わせでそれぞれ混合して反応させる複数の検出部と、
前記検出部の一つから前記蛍光強度を検出する検出ユニットと、
前記検出ユニットが検出した前記蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、
前記検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記蛍光判定手段の判定に基づいて前記検出ユニットを所定の順に前記蛍光強度を検出できる位置に移動させることを特徴とする検査装置。
本発明によれば、小型の検出ユニットを用いて第1の検出部から検出した蛍光強度を判定し、その結果に基づいて第2の検出部に検出ユニットを移動させて第2の検出部の蛍光強度を検出するので、短時間で遺伝子の有無を判定することができる小型で安価な検査装置を提供できる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態における検査装置80の外観図である。
検査装置80はマイクロチップ1に予め注入された検体と、試薬との反応を自動的に検出し、表示部84に結果を表示する装置である。
検査装置80の筐体82には挿入口83があり、マイクロチップ1を挿入口83に差し込んで筐体82の内部にセットするようになっている。なお、挿入口83はマイクロチップ1を挿入時に挿入口83に接触しないように、マイクロチップ1の厚みより十分高さがある。85はメモリカードスロット、86はプリント出力口、87は操作パネル、88は入出力端子、89は電源スイッチである。
検査担当者は電源スイッチ89をオンにした後、図1の矢印方向にマイクロチップ1を挿入し、操作パネル87を操作して検査を開始させる。検査装置80の内部では、マイクロチップ1内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると液晶パネルなどで構成される表示部84に結果が表示される。検査結果は操作パネル87の操作により、プリント出力口86よりプリントを出力したり、メモリカードスロット85に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子88から例えばLANケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。
検査担当者は、検査終了後、マイクロチップ1を挿入口83から取り出す。
図2は本発明の実施形態におけるマイクロチップ1の外観図である。
図2(a)のマイクロチップ1の側面図に示すように、マイクロチップ1は溝形成基板108と、溝形成基板108を覆う被覆基板109から構成されている。図2(a)の矢印は、検査装置80にマイクロチップ1を挿入する挿入方向である。
図2(b)はマイクロチップ1の平面図であり、透明な被覆基板109を通して見える溝形成基板108の溝を図示している。溝形成基板108の溝を被覆基板109が覆うことにより流路を形成している。マイクロチップ1には、検査、試料の処理などを行うための、微小な溝状の流路250(微細流路)および機能部品(流路エレメント)が、用途に応じた適当な態様で配設されている。
流路はマイクロメーターオーダーで形成されており、例えば幅は数μm〜数百μm、好ましくは10〜200μmで、深さは25〜500μm程度、好ましくは25〜250μmである。
本実施形態では、特定の遺伝子の増幅およびその検出を行う処理に用いるマイクロチップ1を例に説明する。
図2(b)の110a、110b、110cはマイクロチップ1内部の流路に連通する駆動液注入部であり、各駆動液注入部110から駆動液を注入し内部の検体や試薬等を駆動する。113はマイクロチップ1に試薬を注入するための試薬注入部である。
本実施形態のマイクロチップ1では試薬注入部113の下流の流路250は2方向に分岐し、試薬を2分割するように構成されている。駆動液注入部110bから駆動液を注入すると、試薬注入部113に注入されている試薬は、試薬注入部113と連通する流路250aaと流路250abを通ってそれぞれ試薬収容部121a、121bに収容される。試薬収容部121a、121bは所定量の試薬を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
試薬収容部121a、121bが試薬で充填されると、試薬は駆動液によって試薬収容部121a、121bの下流の流路250baと流路250bbに押し出され、それぞれの流路に設けられた液溜部140a、140bを充填する。液溜部140a、140bは試薬収容部121a、121bがそれぞれ充填されたことを検出するために設けられており、試薬収容部121a、121bより溝が浅く、他の流路250より溝が深くなっている。
本実施形態では、2分割された試薬の一方を検体と混合し、他方の試薬を比較用の液体と混合し、それぞれ同じ条件で反応させて検出結果を検証している。比較用の液体は、試薬と必ず反応して蛍光を発する陽性対照化合物を含むので、正しい条件で試薬と混合して反応させると結果は必ず陽性になる。120aは検体を収容する検体収容部、120bは比較用の液体を収容する液体収容部であり、検査に先立って予め検体と比較用の液体が注入されている。
駆動液注入部110a、110cから駆動液を注入すると、検体収容部120a、液体収容部120bにそれぞれ収容された検体と比較用の液体は流路250に押し出されて、それぞれ下流の試薬収容部121a、試薬収容部121bに注入される。試薬と検体は、流路250caを通って混合部130aで混合され、下流の検出部111aに収容される。また、試薬と比較用の液体は、流路250cbを通って混合部130bで混合され、下流の検出部111bに収容される。
後に説明するように検査装置80の内部で検出部111a、111bを加熱して所定の温度で検出部111aに収容された試薬と検体、検出部111bに収容された試薬と比較用の液体とを所定の時間反応させる。
検出部111aは本発明の第1の検出部、検出部111bは本発明の第2の検出部である。
検出部111a、111bは検体と試薬、試薬と比較用の液体の反応を光学的に検出するために設けられ、所定量の検体と試薬を収容するために他の流路より溝が深くなっている。
検出部111a、111bの下流には液溜部141a、141bが設けられており、検出部111a、111bが試薬や検体などの液体で充填されたことを検出できるようになっている。液溜部141a、141bは検出部111a、111bより溝が浅く、他の流路より溝が深くなっている。
検出部111a、111bが充填されたことをできるだけ早く検出できるように、液溜部141a、141bは検出部111a、111bのできるだけ近い位置に設けることが望ましい。
検出部111aに励起光を照射すると、試薬と反応した検体が蛍光を発光するので蛍光の蛍光強度を測定することにより陽性、陰性を判定する。また、検出部111bに励起光を照射すると、試薬と反応した比較用の液体が蛍光を発光するので蛍光の蛍光強度を測定することにより検査が正常に行われたか、否か、を判定する。
図3は、本発明の第1の実施形態における検査装置80の内部構成の一例を説明するための斜視図、図4は、本発明の第1の実施形態における検査装置80の内部構成の一例を示す断面図である。図3、図4に示すX、Y、Zの座標軸を基準に各部の説明を行う。
検査装置80は、温度調節ユニット152、検出ユニット22、マイクロポンプユニット75、パッキン90、駆動液タンク91、送りネジ301、送りネジ351、ジョイント302、ジョイント352、検知基板駆動モータ60、検出ユニット駆動モータ61などから構成される。図3、図4はマイクロチップ1をパッキン90bに密着させている状態を示している。検出ユニット駆動モータ61は本発明の検出ユニット移動手段である。
以下、図3、図4を用いて検査装置80の内部構成の例を説明する。
温度調節ユニット152とマイクロチップ1は、図示せぬ駆動部材により駆動され、Z軸方向に移動可能である。初期状態において、駆動部材により温度調節ユニット152を、図3の状態からマイクロチップ1の厚み以上上昇させる。すると、マイクロチップ1はY軸方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口83から図示せぬ規制部材に当接するまでマイクロチップ1を挿入する。所定の位置までマイクロチップ1を挿入するとフォトインタラプタなどを用いたチップ検知部95がマイクロチップ1を検知し、オンになる。
温度調節ユニット152は、ペルチェ素子、電源装置、温度制御装置などを内蔵し、発熱を行ってマイクロチップ1の面を所定の温度に調節し、検出部111に充填された液体の遺伝子反応を促進させるユニットである。
駆動部材により温度調節ユニット152とマイクロチップ1は下降し、マイクロチップ1を温度調節ユニット152とパッキン90bに密着させる。
次に、マイクロチップ1の液溜部140a、140b、液溜部141a、141bにそれぞれ収容されている液体を光学的に検知する方法の一例を説明する。
図4の断面図では、液溜部140(液溜部140a、140bの何れか)に収容されている液体を光学的に検知できる位置にある液体検知部20を図示している。
たとえば、液体検知部20から光を液溜部140に照射し、液溜部140で反射する光を液体検知部20で受光し、光量や色の変化から液溜部140に液体が充填されていることを検知する。液溜部140a、140bに液体が充填されていることが検知できれば、試薬が2分割され液溜部140a、140bまで送液されたことが確認できる。
検知部111まで送液されたことを確認するときは、駆動部60が液体検知部20を液溜部141を光学的に検知できる位置に移動させた後、同様の手順で液溜部141の検知を行う。
図4に示す液体検知部20は、例えば発光部と受光部を備えたフォトリフレクタであり、液体検知部20は検知基板21に搭載されている。本実施形態では検知基板21に2つの液体検知部20a、20bが搭載されている。
図3に示すように、検知基板21の一端は、送りネジ351と螺合するネジ部を有するガイド部材354に支持され、送りネジ351が回転することによりY軸方向に移動する。検知基板21の他端は、ガイド棒353が貫通する図示せぬ部材に支持されており、検知基板21はマイクロチップの流路250と平行に移動する。
液体検知部20a、20bは、検知基板21が送りネジ351によって移動すると、液溜部140a、140b、液溜部141a、141bのそれぞれの中心部に、液体検知部20a、20bの液体を検知可能な範囲が一致するように検知基板21上に配置されている。
液体検知部20a、20bは、所定の位置に移動した後、液溜部140a、140bまたは液溜部141a、141bに順次光を照射し、反射光を受光して電気信号を出力する。
送りネジ351は検知基板駆動モータ60によりジョイント352を介して駆動される。検知基板駆動モータ60は例えばパルスモータであり、パルスにより所定量回転する。初期位置センサ40は、検知基板21の初期位置を検知するために設けられたフォトリフレクタなどのセンサまたはメカニカルスイッチなどである。
検出ユニット22は発光部と受光部から成り、検出部111aまたは検出部111bに光を照射して収容されている液体が発光する蛍光を、光学的に分離して受光部に受光するように構成されている。
検出ユニット22は、送りネジ301と螺合するネジ部を有し、送りネジ301が回転することによりX軸方向に移動する。送りネジ301は直線Fと平行に配設されており、検出ユニット22が送りネジ301によって移動すると、検出部111a、111bのそれぞれの中心部に、検出ユニット22のレンズ23の光軸が一致するように配置されている。検出ユニット22は、所定の位置に移動した後、検出部111a、111bにレンズ23から順次励起光を照射し、蛍光物質が発光する蛍光を受光して電気信号を出力する。
以下の説明では、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111aの中心部に一致する位置を第1の位置、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111bの中心部に一致する位置を第2の位置と呼ぶ。
送りネジ301は検出ユニット駆動モータ61によりジョイント302を介して駆動される。検出ユニット駆動モータ61は例えばパルスモータであり、パルスにより所定量回転する。初期位置センサ41は検出ユニット22の初期位置を検知するために設けられたフォトリフレクタなどのセンサまたはメカニカルスイッチなどである。
なお、検出ユニット22には回転防止用に図4には図示せぬガイド穴が設けられており、ガイド穴を貫通するガイド棒に沿って移動する。ガイド棒は送りネジ301と平行に配設されている。
本発明では、このように検出ユニット22は検出ユニット駆動モータ61によって移動可能であり、検出部111aまたは検出部111bのいずれか一つに励起光を照射し蛍光を検出するので励起光を照射する範囲が狭く、光源や光学系などを小型化することができる。また、受光部にはフォトダイオードなどの小型で安価な受光素子を用いることができるので、検出ユニット22として小型で安価に構成することができる。
図4では、液体検知部20(液体検知部20a、20bの何れか)が液溜部140(液溜部140a、140bのうち対応する何れか)の液体を検知する位置にある場合を図示している。また、検出ユニット22は検出部111(検出部111a、111bの何れか)でおこる試薬の反応結果を光学的に検出できる位置にある場合を図示している。
マイクロチップ1の注入口110は、マイクロチップ1をパッキン90bを介してマイクロポンプ75と密着させたときに、パッキン90bに設けられた対応する開口とそれぞれ連通する位置に設けられている。
マイクロポンプユニット75の吸入口145は、パッキン90aを介して駆動液タンク91が接続され、駆動液タンク91に充填された駆動液をパッキン90aを介して吸い込むようになっている。一方、吐出口146はパッキン90bを介してマイクロチップ1の注入口110と連通している。
圧電素子112を駆動することにより、マイクロポンプユニット75から送り出された駆動液は、マイクロチップ1の注入口110からマイクロチップ1内に形成された流路250に注入される。このようにして、マイクロポンプユニット75から注入口110に駆動液を注入する。
マイクロポンプユニット75には少なくとも一つのマイクロポンプが設けられている。図2に図示したマイクロチップ1を駆動する場合は、3つの注入口110a、110b、110cに対応する3つのマイクロポンプが必要である。
図5は、本発明の実施形態における検出装置80の回路ブロック図である。
制御部99は、CPU98(中央処理装置)とRAM97(Random Access Memory)、ROM96(Read Only Memory)等から構成され、不揮発性の記憶部であるROM96に記憶されているプログラムをRAM97に読み出し、当該プログラムに従って検出装置80の各部を集中制御する。制御部99は本発明の制御手段である。
以下、いままでに説明した機能と同一機能を有する機能ブロックには同番号を付し、説明を省略する。
CPU98はポンプ駆動制御部411、蛍光判定部412、検出ユニット駆動制御部413、検知基板駆動制御部414を有する。蛍光判定部412は本発明の蛍光判定手段、ポンプ駆動制御部411は本発明のポンプ駆動制御手段である。
検出ユニット駆動制御部413は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ61に指令し検出ユニット22を移動させる。
検知基板駆動制御部414は、検知基板駆動モータ60に指令し液体検知部20a、液体検知部20bを搭載した検知基板21を移動させる。
ポンプ駆動部500は、各マイクロポンプの圧電素子112を駆動する。ポンプ駆動制御部411はプログラムに基づいて、所定量の駆動液を注入または吸入するようにポンプ駆動部500を制御する。ポンプ駆動部500はポンプ駆動制御部411の指令を受けて、駆動電圧を発生して圧電素子112を駆動する。
蛍光判定部412は、検出ユニット22が検出した蛍光強度を規定値と比較して判定する。
CPU98は所定のシーケンスで検査を行い、検査結果をRAM97に記憶する。検査結果は、操作部87の操作によりメモリカード501に記憶したり、プリンタ503によってプリントすることができる。
次に、本発明の第1の実施形態の検査装置80が検査を行う手順を図6を用いて説明する。
図6は本発明の第1の実施形態の検査装置80が蛍光強度を測定して検査結果を判定する手順を説明するフローチャートである。
図6のフローチャートは、マイクロチップ1は図3のように検査が可能な位置にセットされ、所定の手順で送液を行って検出部111aには試薬と検体との混合液が、検出部111bには試薬と比較用の液体との混合液が、それぞれ収容されてからの手順を説明する。
S201:温度調節を開始するステップである。
CPU98は、温度調節ユニット152に遺伝子増幅に適した所定の温度に加熱するように指令する。
S202:検出ユニットを第1の位置に移動させるステップである。
検出ユニット駆動制御部413は、検出ユニット駆動モータ61に所定の数のパルスを送り図3の矢印S2方向に検出ユニット22を移動させ、第1の位置に停止させる。検出ユニット22が第1の位置に移動すると、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111aの中心部に一致し、反応結果を検出することができる。
S203:蛍光検出を開始するステップである。
CPU98は、検出ユニット22の発光部を発光させ、検出ユニット22からの出力信号レベルを測定し、結果をRAM97に記憶する。
S204:検出値が規定値を超えたか、否か、を判定するステップである。
蛍光判定部412は、検出ユニット22からの出力信号レベルとROM96に記憶されている規定の値とを比較し、出力信号レベルが規定値を超えたか、否か、を判定する。
出力信号レベルが規定値以下の場合、(ステップS204;No)、ステップS211に進む。
出力信号レベルが規定値を超えた場合、(ステップS204;Yes)、ステップS205に進む。
S205:温度調節を停止するステップである。
CPU98は、温度調節ユニット152に温度調節を停止するように指令する。
S206:検出ユニット22を第2の位置に移動するステップである。
検出ユニット駆動制御部413は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ61に所定の数のパルスを送り図4の矢印S2方向に検出ユニット22をさらに移動させ、第2の位置に停止させる。検出ユニット22が第2の位置に移動すると、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111bの中心部に一致し、反応結果を検出することができる。
S207:検出値が規定値を超えたか、否か、を判定するステップである。
蛍光判定部412は、検出ユニット22からの出力信号レベルとROM96に記憶されている規定の値とを比較し、出力信号レベルが規定値を超えたか、否か、を判定する。
出力信号レベルが規定値を超えた場合、(ステップS207;Yes)、ステップS208に進む。
S208:陽性と判定するステップである。
蛍光判定部412は、検体は陽性と判定し、検査を終了する。
ステップS207で検出部111bから検出した出力信号レベルが規定値を超えたので、正常に検査が行われたことが確認できた。ステップS204で検出部111aから検出した出力信号レベルが規定値を超えたので蛍光判定部412は、検体に遺伝子が含まれる、すなわち陽性と判定する。
出力信号レベルが規定値以下の場合、(ステップS207;No)、ステップS209に進む。
S209:試薬不良、検査失敗と判定するステップである。
蛍光判定部412は、試薬不良、検査失敗と判定し、検査を終了する。この場合は再検査が必要である。
試薬が良品で正常に検査が行われれば、検出部111bから検出した出力信号レベルは規定値を超える。出力信号レベルが規定値を超えなかったことから、蛍光判定部412は試薬不良、検査失敗と判定する。
S211:規定時間(回数)を超えたか、否か、を判定するステップである。
蛍光判定部412は、CPU98内部のタイマカウンタを参照し、タイマカウンタにより測定した時間が規定時間を超えたか、否か、を判定する。蛍光判定部412が判定するのは時間に限定するものではなく、例えば本ステップを通過した回数でも良い。
規定時間を超えない場合、(ステップS211;No)、ステップS204に戻る。
検体に遺伝子が含まれている場合、温度調節をおこなって増幅すると規定時間の間にステップS204で検出した値は規定値を超えるので、規定時間の間は繰り返しステップS204の判定を行う。
規定時間を超えた場合、(ステップS211;Yes)、ステップS212に進む。
S212:温度調節を停止するステップである。
CPU98は、温度調節ユニット152に温度調節を停止するように指令する。
S213:検出ユニット22を第2の位置に移動するステップである。
検出ユニット駆動制御部413は、検出ユニット駆動検出ユニット駆動モータ61に所定の数のパルスを送り図4の矢印S2方向に検出ユニット22をさらに移動させ、第2の位置に停止させる。検出ユニット22が第2の位置に移動すると、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111bの中心部に一致し、反応結果を検出することができる。
S214:検出値が規定値を超えたか、否か、を判定するステップである。
蛍光判定部412は、検出ユニット22からの出力信号レベルとROM96に記憶されている規定の値とを比較し、出力信号レベルが規定値を超えたか、否か、を判定する。
出力信号レベルが規定値を超えた場合、(ステップS214;Yes)、ステップS215に進む。
S215:陰性と判定するステップである。
蛍光判定部412は、検体は陰性と判定し、検査を終了する。
ステップS214で検出部111bから検出した出力信号レベルが規定値を超えたので、正常に検査が行われたことが確認できた。規定時間増幅を行ってもステップS204で検出部111aから検出した出力信号レベルが規定値以下だったので、蛍光判定部412は検体に遺伝子が含まれない、すなわち陰性と判定する。
出力信号レベルが規定値以下の場合、(ステップS214;No)、ステップS209に進む。
S216:試薬不良、増幅阻害物質有り、と判定するステップである。
蛍光判定部412は、試薬不良、増幅阻害物質有り、と判定し、検査を終了する。この場合は再検査が必要である。
試薬が良品で正常に検査が行われれば、検出部111bから検出した出力信号レベルは規定値を超える。出力信号レベルが規定値を超えなかったことから、蛍光判定部412は試薬不良と判定する。
また、検出部111aから検出した出力信号レベルも規定値以下だったので、遺伝子の増幅を阻害する物質が試薬等に含まれている可能性がある。蛍光判定部412は、増幅阻害物質が含まれている可能性有りと判定する。
検査装置80が蛍光強度を測定して検査結果を判定する手順の説明は以上である。
次に、本発明の第2の実施形態の検査装置80が蛍光強度を測定して検査結果を判定する手順を説明する。
最初に、第2の実施形態の検査装置80の内部構成の一例を説明する。図7は、本発明の第2の実施形態における検査装置80の内部構成の一例を説明するための斜視図である。
第1の実施形態との違いは、マイクロチップ1に3つの検出部111a、111b、111cが設けられ、それぞれに検体と試薬とを異なる組み合わせで混合して反応させている点である。例えば、3種類の検体を同一の試薬と混合して検査を行う場合や、同一の検体を3種類の試薬と混合して検査を行う場合などがある。
以下の説明では、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111aの中心部に一致する位置を第1の位置、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111bの中心部に一致する位置を第2の位置、検出ユニット22のレンズ23の光軸が検出部111cの中心部に一致する位置を第3の位置と呼ぶ。
なお、本実施形態では検出部111が3つの例を説明するが、3つに限定されるものではなく2つ以上であれば本発明を適用することができる。
マイクロチップ1以外の構成要素は第1の実施形態と同様であり、同番号を付し説明を省略する。
図8は本発明の第2の実施形態の検査装置80が蛍光強度を測定して検査結果を判定する手順を説明するフローチャート、図9は蛍光を検出するサブルーチンを説明するフローチャートである。
図8のフローチャートでは、マイクロチップ1は図3のように検査が可能な位置にセットされ、所定の手順で送液を行って各検出部111に試薬と検体の組み合わせを変えた混合液がそれぞれ充填されており、温度調節が開始されてからの手順を説明する。
なお、RAM97には検出部111の蛍光強度が規定値を超えた場合(陽性の場合)、値が1になるフラッグが設けられている。以下の説明では、検出部111a、検出部111b、検出部111cに対応するフラッグをそれぞれFLa、FLb、FLcと記す。
S301:フラッグを初期化するステップである。
CPU98は、FLa、FLb、FLcの値を0にする。
S302:検出ユニットを第1の位置に移動させるステップである。
検出ユニット駆動制御部413は、検出ユニット駆動モータ61に所定の数のパルスを送り図7の矢印S2方向に検出ユニット22を移動させ、第1の位置に停止させる。
S303:蛍光検出を行うステップである。
CPU98は、蛍光検出ルーチンをコールする。蛍光検出ルーチンは蛍光検出を行って検出結果に応じてFLaを更新する。
S304:FLb=1か、否か、を判定するステップである。
CPU98は、RAM97に記憶されているFLbの値が1か、否か、を判定する。
FLb≠1の場合、(ステップS304;No)、ステップS305に進む。
この場合、検出部111bは陰性なのでステップS305に進み、検出部111bの蛍光検出を行う。
S305:検出ユニットを第2の位置に移動させるステップである。
検出ユニット駆動制御部413は、検出ユニット駆動モータ61に所定の数のパルスを送り図7の矢印S2方向に検出ユニット22を移動させ、第2の位置に停止させる。
S306:蛍光検出を行うステップである。
CPU98は、蛍光検出ルーチンをコールする。蛍光検出ルーチンは蛍光検出を行って検出結果に応じてFLbを更新する。
FLb=1の場合、(ステップS304;Yes)、ステップS307に進む。
この場合、検出部111bは陽性なのでステップS307に進み、検出部111aの蛍光検出はスキップする。
S307:FLc=1か、否か、を判定するステップである。
CPU98は、RAM97に記憶されているFLcの値が1か、否か、を判定する。
FLc≠1の場合、(ステップS307;No)、ステップS308に進む。
この場合、検出部111cは陰性なのでステップS308に進み、検出部111cの蛍光検出を行う。
S308:検出ユニットを第3の位置に移動させるステップである。
検出ユニット駆動制御部413は、検出ユニット駆動モータ61に所定の数のパルスを送り図7の矢印S2方向に検出ユニット22を移動させ、第3の位置に停止させる。
S309:蛍光検出を行うステップである。
CPU98は、蛍光検出ルーチンをコールする。蛍光検出ルーチンは蛍光検出を行って検出結果に応じてFLcを更新する。
FLc=1の場合、(ステップS307;Yes)、ステップS310に進む。この場合、検出部111cは陽性なのでステップS310に進み、検出部111cの蛍光検出はスキップする。
S310:FLa×FLb×FLc=1か、否か、を判定するステップである。
CPU98は、FLa×FLb×FLcの値が1か、否か、を判定する。
FLa×FLb×FLc≠1の場合、(ステップS310;No)、ステップS311に進む。
FLa×FLb×FLc=1の場合、(ステップS310;Yes)、検査を終了する。この場合は検出部111a、検出部111b、検出部111cが全て陽性であることが検出できたので検査を終了する。
S311:タイムアウトか、否か、を判定するステップである。
CPU98は、内部のタイマーカウンタの値を確認しタイムアウトか、否か、を判定する。
タイムアウトではない場合、(ステップS311;No)、ステップS312に進む。
タイムアウトの場合、(ステップS310;Yes)、検査を終了する。規定時間の増幅が終了したので、検査を終了する。この時点で陰性の場合は陰性と判定できる。
S312:FLa=1か、否か、を判定するステップである。
CPU98は、FLa=1か、否か、を判定する。
FLa≠1の場合、(ステップS312;No)、ステップS302に進む。
この場合、検出部111aは蛍光が検出されていないのでステップS302に進み、再度検出部111aの蛍光検出を行う。
FLa=1の場合、(ステップS312;Yes)、ステップS304に進む。この場合、検出部111aは陽性なのでステップS304に進み、検出部111aの蛍光検出はスキップする。
このように陽性が検出された検出部111の蛍光検出をスキップし、全ての検出部111で陽性が検出されると検査を終了するので、最小の時間で検査を行うことができる。
蛍光強度を測定して検査結果を判定する手順を説明するフローチャートの説明は以上である。
次に、図9のフローチャートを用いて、蛍光を検出するサブルーチンを説明する。
S401:励起光を照射するステップである。
CPU98の指令により、検出ユニット22はレンズ23から励起光を照射する。
S402:蛍光強度>規定値か、否か、を判定するステップである。
蛍光判定部412は、検出ユニット22から制御部99に入力される信号を規定値と比較し蛍光強度>規定値か、否か、を判定する。
蛍光強度≦規定値の場合、(ステップS402;No)、処理を終了し元のルーチンに戻る。
蛍光強度>規定値の場合、(ステップS402;Yes)、ステップS403に進む。
S403:FL=1にするステップである。
CPU98は、対応するFLの値を1にして元のルーチンに戻る。
サブルーチンの説明は以上である。
以上このように、本発明によれば、短時間で遺伝子の有無を判定することができる小型で安価な検査装置を提供することができる。
1 マイクロチップ
20 液体検知部
22 検出ユニット
75 マイクロポンプユニット
80 検査装置
82 筐体
83 挿入口
84 表示部
87 操作ボタン
90 パッキン
110 駆動液注入口
111 検出部
113 試薬注入部
121 試薬収容部
120a 検体収容部
120b 液体収容部
152 温度調節ユニット
411 ポンプ駆動制御部
412 蛍光判定部
413 検出ユニット駆動制御部
414 検知基板駆動制御部
20 液体検知部
22 検出ユニット
75 マイクロポンプユニット
80 検査装置
82 筐体
83 挿入口
84 表示部
87 操作ボタン
90 パッキン
110 駆動液注入口
111 検出部
113 試薬注入部
121 試薬収容部
120a 検体収容部
120b 液体収容部
152 温度調節ユニット
411 ポンプ駆動制御部
412 蛍光判定部
413 検出ユニット駆動制御部
414 検知基板駆動制御部
Claims (4)
- 検体と試薬とを混合し反応中の蛍光強度を測定する検査装置において、
前記検体と前記試薬とを混合し反応させる第1の検出部と、
前記検体または前記試薬の少なくとも一方を前記検体または前記試薬と異なる成分の液体に代えて混合し反応させる第2の検出部と、
前記第1の検出部または前記第2の検出部から前記蛍光強度を検出する検出ユニットと、
前記第1の検出部の前記蛍光強度を検出可能な第1の位置から、前記第2の検出部の前記蛍光強度を検出可能な第2の位置に前記検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
前記検出ユニットが検出した前記蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記第1の位置での前記蛍光判定手段の判定に基づいて前記第2の位置に前記検出ユニットを移動させることを特徴とする検査装置。 - 前記第2の検出部では、
前記試薬と前記試薬と反応して蛍光を発する成分を有する前記液体とを混合し反応させることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 - 前記第1の検出部と前記第2の検出部とを所定の温度に調節する温度調節手段を有し、
前記蛍光判定手段が前記第1の検出部の前記蛍光強度を判定した後、
前記温度調節手段は前記所定の温度への調節を停止することを特徴とする請求項1または2に記載の検査装置。 - 検体と、検体に含まれる検査対象の遺伝子と反応する試薬とを混合し、反応中の蛍光強度を測定して前記検査対象の遺伝子の有無を検出する検査装置において、
少なくとも一つの前記検体と少なくとも一つの前記試薬とを異なる組み合わせでそれぞれ混合して反応させる複数の検出部と、
前記検出部の一つから前記蛍光強度を検出する検出ユニットと、
前記検出ユニットが検出した前記蛍光強度を規定値と比較して判定する蛍光判定手段と、
前記検出ユニットを移動させる検出ユニット移動手段と、
前記検出ユニット駆動手段の駆動を制御する検出ユニット駆動制御手段と、
を有し、
前記検出ユニット駆動制御手段は、
前記蛍光判定手段の判定に基づいて前記検出ユニットを所定の順に前記蛍光強度を検出できる位置に移動させることを特徴とする検査装置。
Priority Applications (1)
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JP2008105510A JP2009254256A (ja) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | 検査装置 |
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JP2009254256A true JP2009254256A (ja) | 2009-11-05 |
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ID=41382519
Family Applications (1)
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JP2008105510A Pending JP2009254256A (ja) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | 検査装置 |
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JP (1) | JP2009254256A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20170125838A (ko) * | 2015-02-06 | 2017-11-15 | 라이프 테크놀로지스 코포레이션 | 생물학적 시료 평가 시스템과 방법 |
-
2008
- 2008-04-15 JP JP2008105510A patent/JP2009254256A/ja active Pending
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KR20170125838A (ko) * | 2015-02-06 | 2017-11-15 | 라이프 테크놀로지스 코포레이션 | 생물학적 시료 평가 시스템과 방법 |
JP2018506039A (ja) * | 2015-02-06 | 2018-03-01 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 生体サンプルを評価するためのシステムおよび方法 |
KR102494654B1 (ko) * | 2015-02-06 | 2023-01-31 | 라이프 테크놀로지스 코포레이션 | 생물학적 시료 평가 시스템과 방법 |
US11920191B2 (en) | 2015-02-06 | 2024-03-05 | Life Technologies Corporation | Systems and methods for assessing biological samples |
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