JP4455306B2 - 生化学処理方法 - Google Patents
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Description
前記生化学反応カートリッジを載置するステージと、
前記流路を介して前記液体を移動させるための移動手段と、
前記ステージの前記生化学反応カートリッジのチャンバに対応する位置に配された、前記チャンバ内の液体の有無あるいは液量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたチャンバ内の液体の情報により前記液体の移動の結果を判定する判定手段と、
を有する生化学処理システムにおける生化学反応カートリッジ内の液体の移動を制御しながら行う生化学処理方法であって、
前記液体によって前記反応チャンバ内の検体の生化学的処理を行う工程と、
前記液体の入った一方のチャンバから前記流路を介して他方のチャンバに前記液体を移動する前に、前記一方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第1の液体情報および前記他方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第2の液体情報を検出する第1の検出工程と、
前記一方のチャンバから前記他方のチャンバへ液体を移動後に、前記一方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第3の液体情報および前記他方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第4の液体情報を検出する第2の検出工程と、
を有することを特徴とする液体の移動を制御する生化学処理方法である。
処理装置は、ステップS1で、チャンバ5aの第1の溶血剤の有無と、チャンバ7の検体の液量とを検出する。制御部17は液体センサユニット26aを用いてチャンバ5aの第1の溶血剤の有無と、液体センサユニット29kを用いてチャンバ7の検体の液量を検出する。
上記のいずれの方法も生化学反応カートリッジの外部から光学的に液体の有無あるいは液量を検出するもので、生化学反応カートリッジ内部に特別な部材を必要としない。
ステップS2で、ステップS1の検出結果から液がない、液量が足りないという異常があるかどうかを判断し、異常がなければステップS3に進み、異常があればステップS23で表示部25に異常であることを表示してプロセスを終了する。
第1の溶血剤の流し込み・攪拌を行う。ノズル入口3a、3kのみを開にし、電動シリンジポンプ18から空気を吐出し、ポンプ19から空気を吸引して、チャンバ5aの第1の溶血剤を血液の入ったチャンバ7に流し込む。この際に、溶血剤の粘性や流路の抵抗にもよるが、ポンプ19からの空気の吸引をポンプ18からの空気の吐出を開始してから10〜200m秒後に開始するように制御すると、流れる溶液の先頭で溶液が飛び出すことがなく、溶液が円滑に流れる。
次に、ステップS4で、チャンバ5aの第1の溶血剤の有無と、チャンバ7の検体の液量とを検出する。第1の溶血剤のすべてがチャンバ5aからチャンバ7に移動する時間を待って、S1と同様に液体センサユニット26aを用いてチャンバ5aの第1の溶血剤の有無、液体センサユニット29kを用いてチャンバ7の液量を確認する。
ステップS3で、チャンバ5a中の第1の溶血剤をチャンバ2に流し込み・攪拌を行っているので、図8に示すようにチャンバ5aが空で、チャンバ7に所定の液量があるかどうかを判断する。
次に、チャンバ5b中の第2の溶血剤をチャンバ7に流し込み、攪拌を行う。ノズル入口3b、3kのみを開にし、同様にしてチャンバ5bの第2の溶血剤をチャンバ7に流し込み・攪拌を行う。
引き続き、ステップS7では、同様にチャンバ5cの磁性体粒子溶液をチャンバ7に流し込む。ノズル入口3c、3kのみを開にし、チャンバ5cの磁性体粒子溶液をチャンバ7に流し込む。
ステップS8では、電磁石オン、磁性体粒子にDNAを捕捉する。電磁石14をオンにし、ノズル入口3e、3kのみを開にし、電動シリンジポンプ19から空気を吐出し、ポンプ18から空気を吸引してチャンバ7の溶液をチャンバ5eに移動する。この移動の際に、磁性体粒子とDNAを流路10の電磁石14の上で捕捉する。ポンプ18、19の吸引、吐出を交互に繰り返し、溶液をチャンバ7、5e間を2回往復させることにより、DNAの捕捉効率を向上させる。更に、回数を増やせば捕捉効率を一層高めることができるが、処理時間も余分に掛かることになる。
次にステップS9で、制御部17は液体センサユニット26lを用いてチャンバ5lの第1の抽出洗浄液の有無と、液体センサユニット26fを用いてチャンバ5fの液体の有無とを検出する。
ステップS10で、ステップS9の検出結果からチャンバ5lに第1の抽出洗浄液があり、チャンバ5fが空かどうかを判断し、そうではなく異常があればステップS23に進み、表示部25に異常であることを表示してプロセスを終了する。
ステップS11では、第1の抽出洗浄液での洗浄、捕捉を行う。電磁石14をオフにし、ノズル入口3f、3lのみを開とし、電動シリンジポンプ19から空気を吐出し、ポンプ18から空気を吸引して、チャンバ5lの第1の抽出洗浄液をチャンバ5fに移動する。この際に、ステップS4で捕捉された磁性体粒子とDNAが抽出洗浄液と共に移動して洗浄が行われる。
次に、ステップS12でチャンバ5lの第1の抽出洗浄液の有無とチャンバ5fの液体の有無とを検出する。
次に、ステップ13で、チャンバ5lが空で、チャンバ5fに第1の抽出洗浄液があるかどうかを判断し、否の場合は所定時間待ち依然として否の場合は異常と判断してステップS23に進み、表示部25に異常であることを表示してプロセスを終了する。
次に、第2の抽出洗浄液での洗浄、捕捉を行う。ノズル入口3f、3mを用いて、チャンバ5mの第2の抽出洗浄液に対して、ステップS11と同じ工程を行って更に洗浄する。このとき液体センサユニット26mを用いてチャンバ5mの第2の抽出洗浄液の有無、液体センサユニット26fを用いてチャンバ5fの液体の有無の検出を行うがステップS9〜S13と全く同様なのでフローチャートの記載、説明は省略する。
溶出液を流し、磁性体粒子とDNAを分離する。
次に、ステップS16で、PCR用薬剤を流し込んで攪拌し、液の有無を検出する。
ステップS16での、チャンバ5gの液体の有無の検出の結果、ステップ17で異常を判断し、チャンバ5gに液体がなければステップS18に、チャンバ5gに液体があれば異常と判定し、ステップS23に進み、表示部25に異常であることを表示してプロセスを終了する。
そして、ステップS18で、ペルチェ素子15を制御して、チャンバ8内の溶液を96℃の温度に10分保持した後に、96℃・10秒、55℃・10秒、72℃・1分の工程を30回繰り返し、溶出されたDNAにPCRを行って増幅する。
ステップS19では、ペルチェ素子16を制御してハイブリダイゼーション、攪拌を行う。
次にステップS20で、第1の洗浄液を用いて洗浄を行う。
次にステップS21で、第2の洗浄液を用いて洗浄を行う。
ステップS22では、ノズル入口3i、3rのみを開にし、電動シリンジポンプ18から空気を吐出し、ポンプ19から空気を吸引してチャンバ5iのアルコールを、チャンバ9を通してチャンバ5rに移動する。その後に、ノズル入口3i、3tのみを開にし、ポンプ18から空気を吐出し、ポンプ19から空気を吸引してチャンバ9内を乾燥させる。
2 検体入口
3 ノズル入口
4 空気流路
5、7〜9 チャンバ
6、10、11 流路
12 DNAマイクロアレイ
13 テーブル
17 制御部
18、19 電動シリンジポンプ
20、21 ポンプノズル
22、23 ポンプブロック
24 入力部
25 表示部
26、29 液体検出ユニット
27、30 LED
28、31 フォトディテクタ
Claims (11)
- 検体を生化学処理するための液体が内蔵されたチャンバと、生化学処理された検体中の標的物質の検出反応を行なうための反応チャンバとからなる複数のチャンバと、前記チャンバ間を連通する流路とを有する生化学反応カートリッジと、
前記生化学反応カートリッジを載置するステージと、
前記流路を介して前記液体を移動させるための移動手段と、
前記ステージの前記生化学反応カートリッジのチャンバに対応する位置に配された、前記チャンバ内の液体の有無あるいは液量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたチャンバ内の液体の情報により前記液体の移動の結果を判定する判定手段と、
を有する生化学処理システムにおける生化学反応カートリッジ内の液体の移動を制御しながら行う生化学処理方法であって、
前記液体によって前記反応チャンバ内の検体の生化学的処理を行う工程と、
前記液体の入った一方のチャンバから前記流路を介して他方のチャンバに前記液体を移動する前に、前記一方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第1の液体情報および前記他方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第2の液体情報を検出する第1の検出工程と、
前記一方のチャンバから前記他方のチャンバへ液体を移動後に、前記一方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第3の液体情報および前記他方のチャンバの前記液体の有無または液量に関する第4の液体情報を検出する第2の検出工程と、
を有することを特徴とする液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記第1、第2、第3および第4の液体情報が、各チャンバ中の液体の有無を示す情報である請求項1に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。
- 前記第1の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に有ることを示し、前記第2の液体情報が、液体が前記他方のチャンバには無いことを示したときは前記一方のチャンバ中の前記液体を前記他方のチャンバに移動させ、
前記第1の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に無いことを示す場合は異常であることを示す信号を出力する工程を有する請求項2に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記第3の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に無いことを示し、前記第4の液体情報が、液体が前記他方のチャンバには有ることを示したときは液体の移動が正常に終了したと判定し、
前記第3の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に有ることを示す場合は異常であると判定する判定工程を有する請求項2に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記異常と判定した場合は、前記一方のチャンバ中の前記液体を前記他方のチャンバに再度移動させる工程と、
前記一方のチャンバ中の液体有無を示す第5の液体情報を検出する工程と、
前記第5の液体情報が前記一方のチャンバ中に液体が無いことを示す場合は正常と判定し、
前記第5の液体情報が前記一方のチャンバ中に液体が有ることを示す場合は異常と判定する請求項4に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記第1および第3の液体情報がチャンバ内の液体の有無を示す情報で、前記第2および第4の液体情報が、チャンバ中の液体の量を示す情報である請求項1に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。
- 前記第1の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に有ることを示したときは前記一方のチャンバ中の前記液体を前記他方のチャンバに移動させ、
前記第1の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に無いことを示す場合は異常であることを示す信号を出力する工程を有する請求項6に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記第3の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に有ることを示す場合は異常であると判定し、
前記第3の液体情報が、前記液体が前記一方のチャンバ中に無いことを示す場合は、液体の移動が正常に終了したと判定する請求項7に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記異常と判定した場合は、前記一方のチャンバ中の前記液体を前記他方のチャンバに再度移動させる工程と、
前記一方のチャンバ中の液体有無を示す第5の液体情報を検出する工程と、
前記第5の液体情報が前記一方のチャンバ中に液体が無いことを示す場合は、前記他方のチャンバ中の液体の量を示す第6の液体情報を検出する工程と、
前記第6の液体情報と前記第4の液体情報とを比較する工程を有し、
前記第6の液体情報から得られた液体の量が、前記第4の液体情報の示す液体の量よりも多い場合は液体の移動が正常に終了したと判定し、
前記第6の液体情報から得られた液体の量が、前記第4の液体情報の示す液体の量と同一あるいは少ない場合は異常と判定する請求項8に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記液体の移動が正常と判定した場合は、前記第4の液体情報と前記第2の液体情報とを比較する工程を有し、
前記第4の液体情報から得られた液体の量が、前記第2の液体情報の示す液体の量よりも多い場合は液体の移動が正常に終了したと判定し、
前記第4の液体情報から得られた液体の量が、前記第2の液体情報の示す液体の量と同一あるいは少ない場合は異常と判定する請求項8に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。 - 前記一方のチャンバ中の前記液体を前記他方のチャンバに移動させ、
前記液体の移動中に少なくとも1回以上前記他方のチャンバ中の液体情報を検出し、前記液体情報の検出の直前の液体情報と比較して前記液体情報が前記直前の液体情報よりも液量が増加している場合を正常と判定し、
前記液体情報が前記直前の液体情報よりも液量が増加していない場合は異常と判定する請求項6に記載の液体の移動を制御する生化学処理方法。
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