JP2014020779A - 核酸抽出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
加圧カラム方式の核酸抽出装置で使用するカラムや容器などの搬入出動作など、前後の処理動作を含めて全自動化を可能にする。
【解決手段】
核酸抽出用の溶液などの分注を行う分注機構９と、核酸抽出に用いるカラム４および容器６を搬送把持するためのグリッパ機構８と、これらの機構８、９をＸＹＺ軸方向に移動させることができるＸＹＺアーム機構７とを備える。さらに、カラム４をカラムホルダ３で支持しつつ、カラム受け渡し／液注入位置２２とカラム加圧位置２３との間で移動させるカラムホルダ移動機構３０を備える。カラムホルダ移動機構３０は、カラムホルダ３を、一つの駆動軸でカラム加圧位置２３とカラム受け渡し／液注入位置２２間で同時に２軸動作させる同時２軸動作機構、例えば平行リンク機構３１により構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタ（核酸結合性固相）を有するカラムを用いて、核酸を含有する液体試料から核酸を抽出する核酸抽出装置に関する。

従来の核酸抽出方法としては、磁気ビーズ法、遠心法、フィルタを用いる方法（例えば特許文献１、特許文献２）などがある。フィルタ方式の核酸抽出方法では、核酸結合性固相よりなるフィルタを内部に装着したカラムの入口と出口との間に圧力差を生じさせ、その圧力差を利用して、核酸を含む液体試料をフィルタに通して、フィルタに核酸を吸着させる。その後、洗浄液によるカラム内の洗浄工程を経た後、核酸をフィルタから離脱させる液体（いわゆる溶離液）をフィルタに通し、フィルタから核酸を離して回収する。フィルタとしては、特許文献１、２に示すように、代表的なものとして、表面に水酸基を有する有機材料の多孔性膜、例えばアセチルセルロースの表面鹸化物が開示されており、さらに、他のフィルタとして、親水基を有する無機材料であるシリカ化合物を含有する多孔性膜、例えばガラスフィルタが開示されている（特許文献２）。

フィルタを用いた核酸抽出方法の一つに、加圧カラム方式がある（特許文献２）。加圧カラム方式は、カラムに分注機構を介して核酸を含む液体試料を注入した後、カラムに加圧流体（例えば加圧空気）を供給して、液体試料をフィルタに通す方式であり、洗浄液、溶離液についても、同様に加圧空気を利用してフィルタに通される。

特許文献２における加圧カラム方式の核酸抽出装置では、カラム（核酸抽出カートリッジ）を保持するカラムホルダの上方に、上下方向に移動可能な加圧空気供給機構が配置されている。カラムホルダ下方には、カラムホルダの直下を横切る方向（水平方向）に移動可能な容器ホルダが配置されており、この容器ホルダに廃液容器と回収容器とがセットされる。この核酸抽出装置では、カラムに液体試料又は洗浄液を通すときには、カラム直下に廃液容器が位置する。カラムに液体試料又は洗浄液が分注機構を介して供給された後に、加圧空気供給機構が下降して加圧空気供給機構のノズルがカラムの上部開口に挿入される。この状態で、カラムに加圧空気を供給することにより、液体がフィルタを通りカラムから流出するが、この流出液体（廃液）を廃液容器が受け入れる。カラムに核酸離脱の溶離液を通すときには、容器ホルダが移動制御されて、カラム直下に回収容器が位置する。カラムに対する上記の液体試料の供給や洗浄液の供給工程と同様にして、溶離液の注入、加圧空気が行われて、カラムから流出する核酸を含む液体（溶出液）が回収容器を介して回収される。

特許文献２の核酸抽出装置では、カラムホルダと加圧空気供給機構との間に、分注機構と分注機構の移動用ガイドレールとを配置する。カラムをカラムホルダに装着する場合には、カラムホルダと加圧空気供給機構との間の比較的狭い空間で行われるため、用手を介して行われ、また、用手が分注機構と干渉を避けるために、分注機構をカラムホルダと加圧空気供給機構との間から退避させて行われる。

特開２００３−１２８６９１号公報 特開２００５−９５１１３号公報

上記したように、従来の加圧カラム方式の核酸抽出装置では、カラムホルダにカラムをセットする場合及び使用後に取り出す場合には、用手による処理が残っていた。したがって、核酸抽出プロセスにおいて、加圧以外の前後処理動作を含めて全て自動化しようとすると、今までの装置形態では実現が難しい。

特に、全自動化しようとする場合に問題となるのは、分注機構の簡略化を図るために、検体用の分注機構を利用してカラムに分注しようとすると、カラム加圧機構と分注機構とが干渉しあって実現が困難であった。

本発明は核酸抽出プロセスの全自動化を実現できる装置を提供するものである。特に従来、用手の処理が必要とされていたカラム加圧位置でのカラムの出し入れ（ポジショニング）を、用手を要さず自動的に行い得るようにし、且つカラム加圧機構と分注機構の干渉をなくして、その加圧プロセス前後を含めて核酸抽出プロセスの全自動化を図れる装置を提供しようとするものである。

本発明の核酸抽出装置は、基本的には、次のように構成される。

すなわち、核酸抽出用のフィルタを有するカラムと、
前記カラムを保持するカラムホルダと、
前記カラム内に圧力を加える加圧機構と、
前記加圧機構を上下方向に移動させる加圧機構用の移動機構と、
前記カラムホルダを支持して、該カラムホルダをカラム受け渡し及びカラムへの液体注入を行うカラム受け渡し／液注入位置と前記カラムに圧力を加えるカラム加圧位置との間で移動させるカラムホルダ移動機構と、
前記カラムから離脱する抽出核酸を含む液体を受け入れる受入容器と、
前記受入容器を前記カラム加圧位置の直下に搬送する受入容器搬送機構と、
核酸抽出に用いる各種液体の吸入及び吐出を行う分注機構と、
前記カラム及び受入容器を把持するためのグリッパ機構と、
前記分注機構と前記グリッパ機構とを、少なくともＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の３軸方向に移動させることができる分注機構／グリッパ機構用の移動機構と、を備えた核酸抽出装置であって、
前記カラム加圧位置が前記加圧機構の直下に設定され、前記カラムの受け渡しが行われる前記カラム受け渡し／液注入位置が前記加圧機構の直下から外れた位置で、前記Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸のうちのいずれかの２軸の面上に前記カラム加圧位置と共にあり、
前記カラムホルダ移動機構は、前記カラムホルダを、一つの駆動軸で前記カラム受け渡し／液注入位置と前記カラム加圧位置との間を同時２軸動作により移動させる同時２軸動作機構により構成されていることを特徴とする。

上記構成により、本発明の核酸抽出装置は、コンタミネーションや汚染リスクを低減しつつ加圧カラム方式の抽出工程を全自動化することが可能となる。

これにより用手作業からの解放や作業ミスなどによる結果不良などの改善が図れ、検査効率の改善に寄与できる。

本発明の実施例１に係る核酸抽出装置の全体概要を示す平面図。 上記核酸抽出装置における核酸抽出を行うために用いる加圧機構の周辺を示す上面図。 上記核酸抽出装置における核酸抽出を行うために用いる加圧機構の周辺を示す正面図。 上記核酸抽出装置における核酸抽出を行うために用いる加圧機構の周辺を示す側面図。 上記核酸抽出装置におけるカラムホルダを保持し且つ移動するためのカラムホルダ移動機構の一例を示す説明図。 上記核酸抽出装置におけるカラムホルダを保持し且つ移動するためのカラムホルダ移動機構の他の例を示す説明図。 上記核酸抽出装置におけるカラムホルダを保持し且つ移動するためのカラムホルダ移動機構の他の例を示す説明図。 上記核酸抽出装置におけるカラムホルダを保持し且つ移動するためのカラムホルダ移動機構の他の例を示す説明図。 本発明の実施例２に係る核酸抽出装置の全体概要を示す平面図。

以下、本発明の実施形態を、実施例及びその図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る核酸抽出装置の全体構成を示す上面図、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、上記核酸抽出装置における核酸抽出を行うために用いる加圧機構の周辺を示す上面図、正面図及び側面図、図３は、実施例１に用いるカラムホルダを保持し且つ移動するためのカラムホルダ移動機構の一例を示す説明図である。図３は、カラムホルダ機構を正面からみた図である。

図１において、本実施例における核酸抽出装置１は、例えば加圧空気などの加圧流体を核酸抽出用のカラム４に供給するための加圧機構２と、カラム４を保持するカラムホルダ３と、カラムホルダ３を支持しつつ移動させるカラムホルダ移動機構３０（図３に例示する）と、カラム４から離脱する抽出核酸を含む液体を受け入れるための受入容器（抽出核酸受入容器）６を搬送するための受入容器搬送機構５とを有する。なお、これらの機構の詳細については後述する。

核酸抽出装置１は、分注機構９とグリッパ機構８を保持して、これらの機構をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させるＸＹＺアーム機構（分注機構／グリッパ機構用の移動機構）7を備える。ＸＹＺアーム機構７は、Ｙ軸方向に動作するＹ軸アーム７ａと、Ｘ軸方向に移動できるようにＹ軸アーム７ａに取り付けられるＸ軸アーム７ｂ−１および７ｂ−２と、Ｚ軸方向に移動できるようにＸ軸アーム７ｂ−１に取り付けられるグリッパ機構８と、Ｚ軸方向に移動できるようにＸ軸アーム７ｂ−２に取り付けられる分注機構９とを備える。なお、ＸＹＺアーム機構７自体は、周知の機構であるので、ここでは概略的に図示している。図１では、図の簡略化のために、Ｘ軸アーム７ｂ−１とグリッパ機構８、およびＸ軸アーム７ｂ−２と分注機構９を、それぞれ共通のブロックで示しているが、実際には、それぞれ独立した要素で構成されている。また、ＸＹＺアーム機構７は、各軸方向の移動のためのアクチュエータ（図示省略）を有する。

核酸抽出装置１には、ＸＹＺアーム機構７の可動範囲に、未使用の受入容器（抽出核酸受入容器）６群を収納する受入容器ラック１６と、未使用のカラム４群を収容するカラムマガジン１４をセットするためのカラムマガジンセット部（カラム群設置部）１４´と、核酸抽出対象の検体（試料）が入っている検体容器（核酸抽出の前処理容器）１３をセットするための検体容器ラック１２（前処理容器の設置部）と、未使用の分注チップ１１群を収納する分注チップマガジン１０をセットするための分注チップマガジンセット部（分注チップ群設置部）１０´と、核酸抽出に必要な各種試薬が入っている試薬容器１７をセットするための試薬容器セット部（試薬容器の設置部）１７´と、使用済みのカラム，使用済み分注チップ，使用済み受入容器を廃棄する廃棄箱２４と、核酸抽出済みの液体を回収する回収容器２５群を備える回収容器セット部（回収容器設置部）２５´とが配置されている。カラム４は、内部に核酸結合性固相からなるフィルタを装着している。フィルタの材質については、既述したように特許文献１、２なでで周知であるので、説明を省略する。

ここで、カラムホルダ移動機構３０の一例を、図３により説明する。カラムホルダ移動機構３０は、例えば、平行リンク機構３１により構成され、一対の平行リンク要素３１ａ，３１ｂを備える。平行リンク要素３１ａ，３１ｂは、一端（下端）が、固定ベース３４にそれぞれ駆動軸３２ａ，従動軸３２ｂを介して支持され、回転可能に取り付けられている。駆動軸３２ａはアクチュエータ（モーター）３３により回転し、その回転により従動軸３２ｂはリンクを介して回転する。平行リンク要素３１ａ，３１ｂの他端（上端）は、カラムホルダ３を介して互いに連結されている。平行リンク要素３１ａ，３１ｂは、アクチュエータ３３によって所定の範囲で回転し、それによってカラムホルダ３が、２点間を円弧動作する。

カラムホルダ３の円弧動作の２点間のうち、その一点が加圧機構２の近くで加圧機構２の前方に位置する（図１及び図２Ｃの符号２２の位置）。この位置２２の直上に未使用のカラム４を把持するグリッパ機構８がＸＹＺアーム機構７によって位置づけられると、グリッパ機構８が開放して、カラム４がグリッパ機構８からカラムホルダ３に受け渡される。このカラム受け渡し／液注入位置２２におけるカラム４の直上に、分注機構９がＸＹＺアーム機構７によって位置づけられると、カラム４に分注機構９からの液体が供給されるよう設定されている。もう一点が、加圧機構２の近くで加圧機構２の直下に位置し（カラム加圧位置２３）、この直下位置で、カラム４が加圧機構２から供給される加圧流体、例えば加圧空気によって加圧されるように構成されている。

受入容器搬送機構５は、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、受入容器６を保持するホルダ６０を、受入容器（抽出核酸受入容器）６の受け渡しを行うホルダ待機位置２１と、加圧機構２のカラム加圧位置２３の直下位置（加圧直下位置）２０と、受入容器６内の液体（後述するように抽出核酸を含む液体）を吸引する液取り込み位置１９との間を移動させるものである。受入容器搬送機構５は、例えば往復動作が可能なベルトコンベア機構、ピニオンラック機構など、適宜の直線動作機構で構成されている。また、受入容器搬送機構５は、直線動作機構に限定されず、回転テーブルなどの回転動作機構により構成することも可能である。

核酸抽出作業を行う場合には、ユーザは、予め核酸が含まれる検体溶液（試料）が入った検体容器（核酸抽出前処理容器）１３を検体容器ラック１２にセットし、分注チップマガジン１０とカラムマガジン１４と試薬容器１７とを所定の位置にセットし、受入容器６を受入容器ラック１６にセットする。

スタートボタンを押すと、コントローラ（図示省略）のプロセス制御により次のような一連の動作が行われる。ＸＹＺアーム機構７は、分注機構９を分注チップマガジン１０の直上に位置づけ、この位置で分注機構９が下降し、分注機構９に分注チップ１１が装着される。

分注チップ１１の装着後、分注機構９は、ＸＹＺアーム機構７を介して所定の試薬容器１７の位置に移動し、分注チップ１１が試薬を吸引する。その後、分注機構９は、ＸＹＺアーム機構７を介して検体容器ラック１２の位置に移動し、そこで検体容器１３に試薬を吐出（分注）する。分注後、分注機構９と共に分注チップ１１が上下動して、検体容器１３中の溶液（試料液体と試薬）の撹拌を行う。なお、検体容器１３に直接試薬を吐出するのではなく他の容器（図示せず）を準備し、そこへ試薬と検体を分注し、混合してもよい。

分注機構９が前述した分注チップ装着から検体容器１３で溶液攪拌までの一連の工程（いわゆる核酸抽出前処理工程）を行っている間、カラムホルダ３は、カラム受け渡し／液注入位置２２で待機している。

分注機構９による溶液撹拌後、ＸＹＺアーム機構７を介してグリッパ機構８がカラムマガジン１４の位置に移動し、グリッパ機構８がカラムマガジン１４からカラム４を把持する。その後、グリッパ機構８に把持されたカラム４は、ＸＹＺアーム機構７を介してカラム受け渡し／液注入位置２２にあるカラムホルダ３まで搬送され、カラムホルダ３に受け渡される。

カラム４の受け渡し後、ＸＹＺアーム機構７を介して分注機構９が所定の検体容器１３の位置に移動する。この検体容器１３の位置で、分注機構９が溶液（すなわち核酸を含む試料及び試薬の混合液）を吸引する。溶液吸引後、ＸＹＺアーム機構７を介して、分注機構９が、カラム受け渡し／液注入位置２２で待機しているカラムホルダ３の直上に移動し、分注機構９からカラム４に溶液を吐出する。

この溶液吐出後に、カラムホルダ移動機構３０のアクチュエータ３３が駆動して（例えば図３では反時計方向の駆動）、平行リンク要素３１ａ及び３１ｂが駆動軸３２ａ及び従動軸３２ｂを支点として反時計方向に設定角度だけ回転する。この平行リンク要素の設定回転角度は、平行リンクの支点を基準にしてカラム受け渡し／液注入位置２２・カラム加圧位置２３間の角度である。平行リンク要素の回転により、カラムホルダ３は、加圧機構２の直下位置であるカラム加圧位置２３に、平行リンク機構を介して円弧動作により移動する。この移動は、水平方向（Ｙ軸方向）と鉛直方向（Ｚ軸方向）の２軸の移動が必要であるが、平行リンク機構を介した２点間の円弧動作（所定範囲の回転動作）とすることで、１アクチュエータで、２軸方向の移動を同時に実行することが可能である。

カラムホルダ３が、カラム加圧位置２３に移動した時点では、受入容器６がセットされている受入容器搬送機構５のホルダ６０は、待機位置２１にある。

カラムホルダ３がカラム加圧位置２３に移動した後、加圧機構２が下降して、加圧機構２のノズル部の一部がカラムホルダ３におけるカラム４の上端部と密着する。密着の仕方は、O-リング（図示省略）による圧迫や、挿入など密着ができていれば手法は問わない。

密着後、加圧機構２はカラム４に対して加圧流体（例えば加圧空気）を送り加圧動作を行う。この加圧動作により、カラム４に入っていた溶液が圧力で押され、カラム４のフィルタを通液しカラム下部から廃液が排出される。排出された廃液は、廃液受け１８に流れ、収容される。収容された廃液は廃液受け１８で集められ、ボトルなどに貯められる。加圧が終わると加圧機構２は上昇してカラム４の上端から離れる。廃液受け１８は、カラムホルダ４が円弧動作する範囲の直下をすべてカバーするように設けられている。それにより、カラムホルダ３を介して、カラム４がカラム受け渡し／液注入位置２２とカラム加圧位置２３との間で移動している間に、万一、カラム４中の溶液がこぼれたとしても、廃液受け１８に回収されるので、コンタミネーション防止を図ることができる。

１度目の加圧が終わると、その後、カラムホルダ３は、カラムホルダ移動機構３０を介して、同時二軸動作によりカラム加圧位置２３からカラム受け渡し／液注入位置２２に戻る。その後、カラム４に洗浄液などの試薬を加圧して通液させる工程に移るが、分注チップ装着からカラム４に対する加圧までは、上記溶液同様の手法で行われる。

上記一連の工程後に、カラム４のフィルタに吸着した核酸を離脱させるために、カラム４に試薬として溶離液が供給される。分注チップ装着からカラム４への溶離液の注入までは、上記した溶液や洗浄液などの、分注チップ装着からカラム受け渡し／液注入位置２２での液注入までのプロセスと同様の手法で行われる。

その後、ＸＹＺアーム機構７を介してグリッパ機構８が受入容器ラック１６に移動し、グリッパ機構８がラック１６から受入容器６を取り出す。その後、グリッパ機構８が受入容器搬送機構５上のホルダ待機位置２１に移動して、この待機位置２１にあるホルダ６０に受入容器６をセットする。受入容器６がホルダ６０にセットされると、受入容器搬送機構５を介して、この受入容器６がホルダ６０と共にカラム加圧位置２３の直下位置２０へ移動する。

この状態の下で、カラムホルダ移動機構３０を介してカラムホルダ３が円弧動作（同時２軸動作）しカラム加圧位置２３に移動する。この移動により、カラムホルダ３に保持されているカラム４の下側先端部が受入容器搬送機構５の受入容器６に挿入される。この状態では、カラム４と受入容器６とは接触しない位置関係にある。これはコンタミネーションを防止するためである。

その後、加圧機構２によってこれまでと同様に加圧動作が開始される。通液した液体（溶離液）は、フィルタから離脱した核酸（抽出核酸）を含んだ液体であり、すべて受入容器６に回収される。

その後、カラムホルダ３がカラムホルダ移動機構３０を介してカラム受け渡し／液注入位置２２へ戻り、使用済みのカラム４は、グリッパ機構８により把持され、ＸＹＺアーム機構７を介して廃棄箱２４に移動し、カラム４が廃棄箱２４へ廃棄される。一方、受入容器搬送機構５のホルダ６０は、受入容器６を伴って液取り込み位置１９へ移動する。この状態で、分注機構９がＸＹＺアーム機構７を介して液取り込み位置１９に移動し、分注機構９が受入容器６から抽出核酸を含む液体を吸引する。その後、分注機構９がＸＹＺアーム機構７を介して回収容器２５の位置へ移動し、抽出核酸を含む液体が、分注機構９を介して回収容器２５に移される。この後、使用済みの受入容器６は、ＸＹＺアーム機構７及びグリッパ機構８を介して液取り込み位置１９から廃棄箱２４に移動して廃棄される。

上述の一連の動作を経て、抽出工程の全自動化工程が完了する。

なお、動作中、分注機構９による液吸入・吐出（分注動作）は、異種の試料、試薬などを扱う場合には、その都度、新品の分注チップを装着し直し、使用済み分注チップは、廃棄箱２４に廃棄される。

上記実施例において、ＸＹＺアーム機構７やグリッパ機構８、分注機構９、加圧機構２は複数備えてもよい。またカラムホルダ３や受入容器搬送機構５で支持する容器を複数備える構造でもよい。特にカラムホルダ３や受入容器搬送機構５に容器を複数備える場合、本実施例の機構構成や動作方法にすれば、隣接する容器間のコンタミネーションリスクを下げることが可能である。

本実施例によれば、核酸抽出装置で使用するカラムや容器などの搬入出動作など、前後の処理動作を含めて全自動化を可能にすることができる。また、カラムから廃液が垂れるなどした場合も、装置の汚染を抑制することが可能な構成である。また、カラムホルダは1つのアクチュエータで動作させることから滑らかな動作を実現でき、カラムへ溶液を分注した後、カラムを搬送中に溶液がこぼれるリスクを低減でき、コンタミネーションリスクの低減が可能である。

これらのことから、コンタミや汚染リスクを低減しつつ前後処理を全自動化した核酸抽出装置を提供できる。

上記カラムホルダ移動機構３０は、一つの駆動軸でカラム受け渡し／液注入位置２２とカラム加圧位置２３間で同時に２軸動作させる同時２軸動作機構であればよく、種々の形態が考えられる。

図４には、カラムホルダ移動機構３０の別の例を示す。図４は、カラムホルダ機構３０を正面からみた図である。本例では、カラムホルダ移動機構３０を構成する同時２軸動作機構３１が、直線的な動きを行う駆動軸４３と、この直線動作を所定範囲の回転動作に変換する平行リンク３１ａ，３１ｂとを備え、平行リンク３１ａ，３１ｂの自由端同士がカラムホルダ３を介して連結されている。さらに詳述すると、平行リンク３１ａ，３１ｂは、各一端が直線運動を回転運動に変換するカム軸４５に支持され、各カム軸４６は、それぞれのカム溝４６に係合している。また、各カム軸４６は、ソレノイドなどの直線動作を行うアクチュエータ４３の出力軸に結合している。平行リンク３１ａ，３１ｂの中間は、平行リンクの支点となる軸４２を介して固定ベース４４に支持されている。本例のカラムホルダ移動機構３０は、アクチュエータ４３の出力軸が直線的な往復動作をすると、平行リンク３１ａ，３１ｂがカム溝４６の範囲内で回転動作をする。この回転動作は、図３のカラムホルダ移動機構同様に、カラム加圧位置２３とカラム受け渡し／液注入位置２２間の範囲内で行われる。これにより、カラムホルダ３は、カラム加圧位置２３とカラム受け渡し／液注入位置２２間の範囲内で円弧動作（Ｙ軸Ｚ軸の同時２軸動作）を行う。

図５には、カラムホルダ移動機構３０の別の例を示す。図５は、本例のカラムホルダ移動機構３０を上面からみた図である。

本例のカラムホルダ移動機構３０は、構成要素は図３のものと共通するが、平行リンクの動作方向が異なる。すなわち、図３のカラムホルダ移動機構３０が、鉛直方向（Ｚ軸方向）と水平方向（Ｙ軸方向）の面上で回転動作するのに対して、本例では、水平方向の２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の面上で回転動作するように構成されている。平行リンク機構３１の動作点であるカラム加圧位置２３とカラム受け渡し／液注入位置２２とが、ともにＸ軸Ｙ軸の面上にある。

本例でも、平行リンク要素３１ａ，３１ｂは、一端が、固定ベース３４にそれぞれ駆動軸３２ａ，従動軸３２ｂを介して支持され、回転可能に取り付けられている。駆動軸３２ａはアクチュエータ（モーター）３３により回転し、その回転により従動軸３２ｂはリンクを介して回転する。平行リンク要素３１ａ，３１ｂの他端（上端）は、カラムホルダ３を介して互いに連結されている。平行リンク要素３１ａ，３１ｂは、受入容器搬送機構５と加圧機構２との間の高さ位置に配置されて、アクチュエータ３３によってこの高さ位置の水平面（Ｘ軸Ｙ軸面）で回転動作し、この水平面上にカラム加圧位置２３とカラム受け渡し／液注入位置２２とが配置されている。

図３の例では、カラムホルダ３は、Ｙ軸Ｚ軸方向に円弧動作を行うので、図２Ｃに示すように、カラムホルダ３がカラム加圧位置２３に来ると自ずと受入容器６にカラム４の先端が挿入されることになるが、図５では、カラムホルダ３は、Ｘ軸Ｙ軸方向に円弧動作を行うので、そのような動作は期待できず、カラムホルダ３がカラム加圧位置２３に来たときには、カラム４の一部は、受入容器６の直上（未挿入）にある。ただし、平行リンク要素３１ａ，３１ｂは、軸３２ａ，３２ｂにそれぞれ片持ち支持される構造であるので、弾性（可撓性）を有する部材を使用すれば、加圧機構２のノズルがカラム４に挿入された時点でこのノズルにより下側に押されるようにすると、カラム４の先端が受入容器６に挿入可能になる。

図６にカラムホルダ移動機構３０の別の例を示す。図６は、本例のカラムホルダ移動機構３０を上面からみた図である。

本例のカラムホルダ移動機構３０は、構成要素は図４のものと共通するが、平行リンクの動作方向が異なる。すなわち、図４のカラムホルダ移動機構３０が、鉛直方向（Ｚ軸方向）と水平方向（Ｙ軸方向）の面上で回転動作するのに対して、本例では、図５の例と同様に水平方向の２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の面上で回転動作するように構成されている。

本例のカラムホルダ移動機構３０は、図４同様に、アクチュエータ４３の出力軸が直線的な往復動作をすると、平行リンク３１ａ，３１ｂがカム溝４６の範囲内で回転動作をする。本例でも、平行リンク要素３１ａ，３１ｂは、受入容器搬送機構５と加圧機構２との間の高さ位置に配置されて、アクチュエータ４３によってこの高さ位置の水平面（Ｘ軸Ｙ軸面）で回転動作し、この水平面上にカラム加圧位置２３とカラム受け渡し／液注入位置２２とが配置されている。図５の例で説明した、カラム加圧位置２３でのカラム４の一部が受入容器６に挿入可能なメカニズムは、図６のカラムホルダ機構３０に適用できるので、その説明は、省略する。

図７は、本発明の実施例２に係る核酸抽出装置の全体概要を示す平面図である。本実施例では、実施例1の核酸抽出装置と増幅検出装置を組み合わせた装置形態を示す。

実施例1では抽出した核酸試料を、回収容器２５に回収していたが、本実施例では、回収容器２５に代って核酸増幅用の反応容器５０に分注する。その後、分注機構９は、ＸＹＺアーム機構７により所定の移動動作を伴って、増幅前処理試薬２６から増幅に用いる試薬を反応容器５０に分注する。その後、必要に応じて分注撹拌動作や試薬の追加を行った後、反応容器５０はＸＹＺアーム機構７のグリッパ機構８によって、反応容器マガジン５１から閉栓機構２７へ搬送・架設される。

閉栓機構２７で反応容器５０を閉栓し、反応溶液が漏れないように密閉する。その後、反応容器５０は、ＸＹＺアーム機構７のグリッパ機構８よって閉栓機構２７から搬出されて撹拌機構２８に搬送・セットされる。

その後、撹拌機構２８で撹拌動作を行い、反応容器５０内の反応溶液を撹拌する。撹拌動作終了後、ＸＹＺアーム機構７のグリッパ機構８によって増幅検出機構２９に搬送・セットされる。

増幅検出機構２９で温度印加による増幅と蛍光測定を行い、結果を出力する。増幅県及び蛍光測定は、周知の技術的事項であるので、その説明を省略する。なお、増幅検出機構２９の構成は、バッチ処理方式に対応した機構でもランダムアクセス方式に対応した機構でもどちらでもよい。

上述の動作で抽出工程と増幅検出工程を全自動で実施することができる。

１…核酸抽出装置、２…加圧機構、３…カラムホルダ、４…カラム、５…受入容器搬送機構、６…受入容器、７…ＸＹＺアーム機構、８…グリッパ機構、９…分注機構、１０…分注チップマガジン、１１…分注チップ、１２…検体容器ラック、１３…検体容器、１４…カラムマガジン、１５…カラム、１６…受入容器ラック、１７…試薬容器、１８…廃液受け、１９…搬送機構液取り込み位置、２０…カラム加圧直下位置、２１…搬送機構ホルダ待機位置、２２…カラム受け渡し／液注入位置、２３…カラム加圧位置、２４…廃棄箱、２５…抽出核酸回収容器、２６…増幅前処理試薬、２７…閉栓機構、２８…撹拌機構、２９…増幅検出機構、５０…反応容器、５１…反応容器マガジン。

Claims (10)

1. 核酸抽出用のフィルタを有するカラムと、
   前記カラムを保持するカラムホルダと、
   前記カラム内に圧力を加える加圧機構と、
   前記加圧機構を上下方向に移動させる加圧機構用の移動機構と、
   前記カラムホルダを支持して、該カラムホルダをカラム受け渡し及びカラムへの液体注入を行うカラム受け渡し／液注入位置と前記カラムに圧力を加えるカラム加圧位置との間で移動させるカラムホルダ移動機構と、
   前記カラムから離脱する抽出核酸を含む液体を受け入れる受入容器と、
   前記受入容器を前記カラム加圧位置の直下に搬送する受入容器搬送機構と、
   核酸抽出に用いる各種液体の吸入及び吐出を行う分注機構と、
   前記カラム及び受入容器を把持するためのグリッパ機構と、
   前記分注機構と前記グリッパ機構とを、少なくともＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の３軸方向に移動させることができる分注機構／グリッパ機構用の移動機構と、を備えた核酸抽出装置であって、
   前記カラム加圧位置が前記加圧機構の直下に設定され、前記カラムの受け渡しが行われる前記カラム受け渡し／液注入位置が前記加圧機構の直下から外れた位置で、前記Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸のうちのいずれかの２軸の面上に前記カラム加圧位置と共にあり、
   前記カラムホルダ移動機構は、前記カラムホルダを、一つの駆動軸で前記カラム受け渡し／液注入位置と前記カラム加圧位置との間を同時２軸動作により移動させる同時２軸動作機構により構成されていることを特徴とする核酸抽出装置。
2. 前記カラム受け渡し／液注入位置は、前記加圧機構の前方位置で且つ前記カラム加圧位置の斜め上方の位置に設定してある請求項１記載の核酸抽出装置。
3. 前記分注機構／グリッパ機構用の移動機構が移動可能な領域に、核酸抽出前処理の核酸抽出対象の試料が入っている前処理容器の設置部と、試薬を収容する試薬容器の設置部と、使用前のカラム群の設置部と、前記カラム受け渡し／液注入位置と、使用前の受入容器群の設置部と、前記受入容器搬送機構の受入容器ホルダの待機位置とが設定されている請求項１又は２記載の核酸抽出装置。
4. 前記同時２軸動作機構は、前記駆動軸がモーターにより回転する回転軸であり、この駆動軸と従動軸とを中心に所定範囲で回転動作する平行リンクを備え、前記平行リンクの自由端同士が前記カラムホルダを介して連結されている請求項１ないし３のいずれか１項記載の核酸抽出装置。
5. 前記同時２軸動作機構は、直線的な動きを行う駆動軸と、この直線動作を所定範囲の回転動作に変換する平行リンクとを備え、前記平行リンクの自由端同士が前記カラムホルダを介して連結されている請求項１ないし３のいずれか１項記載の核酸抽出装置。
6. 前記受入容器搬送機構の移動範囲に、前記受入容器の受け渡しを行う位置と、前記カラム加圧位置の直下位置と、前記受入容器内の液体を吸引する分注位置とが含まれている請求項１ないし５のいずれか１項記載の核酸抽出装置。
7. 前記カラム加圧位置の下方には、廃液受けが配置され、前記受入容器が前記カラム加圧位置以外の位置にある場合に、前記カラムホルダからの廃液が前記廃液受けに直接流れ落ちる構成を有する請求項１ないし６のいずれか１項記載の核酸抽出装置。
8. 前記廃液受けは、前記カラムホルダが移動する範囲の直下をすべてカバーするように設けられている請求項７記載の核酸抽出装置。
9. 前記カラムが前記カラムホルダに保持された状態で、前記カラムホルダ移動機構が前記カラム受け渡し／液注入位置から前記カラム加圧位置まで同時２軸動作すると、前記カラムの先端部が前記受入容器に挿入されるように、前記カラムホルダ移動機構の移動範囲が設定されている請求項１ないし８のいずれか１項記載の核酸抽出装置。
10. 前記加圧機構は、前記カラムの先端部が前記受入容器に挿入された状態で、下降して該加圧機構のノズル部外壁が前記カラムの上部内周に密着するように設定されている請求項９記載の核酸抽出装置。

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