JPH0783939A - マイクロプレート用吸引方法及び吸引装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエル内面に試薬がコーティングされたマイ
クロプレートのウエルに試料を注ぎ込んだ後、未反応試
料を吸引する際、ウエル内面に形成された反応生成物に
悪影響を与えることなく、未反応試料を効果的に除去す
る。 【構成】 吐出ノズル１６の左右に２つの吸引ノズル１
４が配置され、ウエル１２内で、吸引ノズル１４がその
配列方向と直交する方向に前後移動される。その水平移
動中に吸引を行うことで、隅の方に残存する試料を吸引
除去する。洗浄液が注がれた後にも、同様の移動による
吸引が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルによる吸引方法
及び吸引装置に関し、特に、マイクロプレートのウエル
内の試料を吸引する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロプレートは、抗原・抗体反応等
を利用して、試料（例えば血液や尿）の検査を行うため
に用いられる。マイクロプレートには例えば１２×８個
の円形の井戸形状のウエルが形成され、ウエルの直径は
約７ｍｍで、深さは約１１．５ｍｍである。

【０００３】上述した抗原・抗体反応を利用した検査で
は、近年、予め各ウエル内壁面に試薬がコーティングさ
れた試薬コーティング型マイクロプレートが実用化され
ており、かかるマイクロプレートを用いれば、試料をウ
エル内に注ぎ込むだけで、試料と試薬とを簡単に反応さ
せることができる。その反応後においては、未反応の余
剰試料を除去するために吸引が行われる。その後、通常
は、更に試料の除去効果を高めるため、洗浄液でウエル
内を洗浄することが行われる。

【０００４】洗浄後のウエルでは、試薬と試料が結合し
た後の反応生成物としての極めて薄い固相の膜がウエル
内面に形成されて、その膜中の試料を発色液や放射性物
質等で指標して、抗体の判定や定量が行われる。なお、
一般に、ウエルの底面は平坦に形成されているが、それ
は光学的検査を行う場合、測定光に悪影響を与えないた
めである。

【０００５】上述のように反応後においては、未反応の
試料が吸引・洗浄により除去されるが、その除去が完全
に行われないと、検査精度を低下させる要因となる。そ
のため、残存試料の除去を高精度で行う必要がある図７
には、従来のマイクロプレート用吸引装置が示されてい
る。マイクロプレート１０には、複数のウエル１２が形
成されている。このマイクロプレート１０は上述した試
薬コーティング型マイクロプレートであり、そのウエル
１２内に、試薬２５との反応を行わせる試料２６が注入
される。

【０００６】図７に示すように、ウエル１２の上方に
は、互いに一体となって移動する吸引ノズル１４と吐出
ノズル１６とが移動自在に配置され、両ノズル１４、１
６はモータやギアなどで構成された駆動部１８により、
駆動される。両ノズル１４、１６の移動は、駆動部１８
を介して、制御部２０により制御されている。

【０００７】吸引ノズル１４には、チューブを介して吸
引ポンプ２２が接続され、不要な余剰試料の吸引が行わ
れる。また、吐出ノズル１６には、チューブを介して洗
浄液供給装置２４が接続されている。

【０００８】以上の装置によって、余剰試料の吸引を行
う場合には、まず、吸引対象となるウエル１２の上方か
ら、吸引を行わせながら、吸引ノズル１４及び吐出ノズ
ル１６（以下、両者一体でノズル部１５という）を、そ
れらの先端がウエル底面近傍まで下降させる。そして、
吸引後、ノズル部１５をウエル１２内から上方に引き上
げる。

【０００９】図８には、図７に示した装置で、ウエル１
２内の試料を吸引する場合における吸引作用の目安が示
されている。図における斜線範囲１００は、吸引ノズル
１４が最も下降した位置において、所定吸引圧で吸引ノ
ズル１４によって吸引を行った場合における一定の吸引
作用が及ぶ範囲を概略的に示したものである。図のよう
に、吸引ノズル先端を中心として一定範囲内に一定の吸
引作用が及ぶが、その先端から遠い位置では吸引作用が
弱くなる。これは、洗浄工程でも同様である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来装
置では、ウエル１２内全域にわたって十分な吸引効果を
得ることが困難であった。

【００１１】一方、試料の吸引効果を高めるためには、
吸引ポンプ２２による吸引圧を上昇させることも考えら
れるが、その吸引圧を高めると、ウエル内面に存在する
大切な反応後の膜を破壊してしまう問題が生じるので、
吸引圧には制限がある。また、ノズルの径を増大させて
ウエル直径に近付けることも考えられるが、位置決めが
困難となり、また、それに見合った吸引圧で吸引を行う
と吸引が過大となり、上述の問題をやはり引き起こす。

【００１２】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、吸引圧を高めることなく、十
分な試料の吸引を行うことができるマイクロプレート用
吸引方法及び吸引装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、マイクロプレートのウエル
内に入れられた試料を吸引ノズルによって吸引する方法
において、吸引を行わせながら前記マイクロプレートに
対して前記吸引ノズルを垂直下降させて、吸引ノズル先
端をウエル内に進入させる下降工程と、吸引を行わせな
がら前記ウエル内において前記吸引ノズル先端をウエル
底面に沿って所定の経路で移動させる水平移動工程と、
試料吸引の終了後、前記マイクロプレートに対して前記
ノズルを垂直上昇させ、前記ウエル内から前記吸引ノズ
ル先端を引き抜く上昇工程と、を含むことを特徴とす
る。

【００１４】請求項２記載の発明は、試料が吸引された
後に、洗浄液を前記ウエル内に注入し再び前記水平移動
工程を実行することを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、前記水平移動工程
では、前記吸引ノズルをウエル内の側壁近傍に沿って移
動させることを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の発明は、前記吸引ノズル
は、複数並んで配列され、前記水平移動工程では、吸引
ノズル配列方向と直交する方向に、前記複数のノズルを
水平移動させることを特徴とする。

【００１７】また、請求項５記載の発明は、マイクロプ
レートのウエル内に入れられた試料を吸引ノズルによっ
て吸引する装置において、複数並んで配列され、前記試
料の吸引を行う複数の吸引ノズルと、前記複数の吸引ノ
ズルを移動させるノズル駆動部と、前記ノズル駆動部を
介して前記複数の吸引ノズルの移動を制御する手段であ
って、各吸引ノズル先端を前記ウエル内に入れた状態
で、前記各吸引ノズル先端をウエル底面に沿って所定の
経路で水平移動させる制御を行う移動制御部と、を含む
ことを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記構成によれば、下降工程において、吸引ノ
ズルが吸引を行いながら下降して、ウエル内の試料の吸
引除去が行われる。これは、従来と同様であるが、それ
だけでは、ウエル内の底面（特に、隅の部分）に試料が
残存し易い。

【００１９】そこで、本発明では、水平移動工程におい
て、ノズル先端がウエル底面に沿って所定の経路で水平
移動される。これにより、従来、吸引不十分であった隅
の領域まで、吸引作用を及ぼすことが可能である。その
際、理想的には、吸引ノズル先端をウエル内の側壁近傍
に沿って移動させることが望ましい。装置の簡略化の要
請があれば、複数のノズルを、吸引ノズル配列方向と直
交する方向に水平移動させればよい。すなわち、移動経
路を簡単にしつつ、複数の吸引ノズルにより、吸引効果
を高めるものである。

【００２０】一回の吸引で、十分な除去効果が得られな
い場合、従来同様、洗浄液を注ぎ込み、反応後の膜を破
壊しないように留意しながら、ウエル内を洗浄する。そ
の場合、上記水平移動工程を再び実行すれば、洗浄液の
除去効果を高められる。

【００２１】上記のマイクロプレート用吸引装置は、以
上の方法を実現させるための装置である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００２３】図１には、本発明に係る吸引方法の原理が
示されている。本発明に係る吸引方法では、吸引ノズル
１４をウエル１２内に挿入した後、ノズル先端をウエル
底面に沿って所定の経路で水平移動させる。この図１に
示す例では、ノズル先端がウエル１２の側壁近傍に沿っ
て円形に移動している。このような吸引に伴った移動に
よれば、隅の方に残存する試料の除去効果を極めて向上
できる。なお、ウエル１２の底面が曲面であれば、それ
に追従させながらノズル先端を昇降させつつ、水平移動
を行わせる。

【００２４】この図１に示す例では、吸引ノズル１４を
円形に移動させるため、その移動を行わせるための機構
が複雑になる。そこで、装置の機構簡略化のためには、
図２に示す吸引装置を採用すればよい。

【００２５】図２には、発明に係る吸引装置の全体構成
が示されている。なお、従来装置と同様の構成には同一
符号を付し、その説明を省略する。

【００２６】図２において、ノズル部１５は、複数の吸
引ノズル１４と１つの吐出ノズル１６とで構成され、本
実施例では、それぞれノズル先端を揃えて互いに並行
に、吐出ノズル１６を中心として左右に２つの吸引ノズ
ル１４が並んで配置されている。これらのノズルは、一
体となって駆動部１８によって駆動される。なお、少な
くとも２つの吸引ノズル１４は一体的に移動させる必要
があるが、吐出ノズル１６は独立して移動するものでも
よい。本実施例では、駆動部１８は、モータ、ギアなど
で構成され、上記ノズル部１５を三次元的に自在に移動
できる。

【００２７】制御部３０は、コンピュータなどで構成さ
れ、駆動部１８を介して、ノズル部１５の移動を制御す
る。２つの吸引ノズル１４には、吸引ポンプ２２がとも
に接続され、一方、吐出ノズル１６には洗浄液供給装置
２４が接続されている。

【００２８】なお、駆動部１８によって、ノズル部１５
を移動させる他、マイクロプレート１０側を可動テーブ
ル（図示せず）によって移動させてもよい。

【００２９】図３には、下降工程の後に行われる水平移
動工程におけるノズル部１５の移動経路が示されてい
る。本実施例では、ノズル部１５の配列と直交する方向
に、ノズル部１５が前後に移動される。すなわち、ノズ
ル部１５は、中央付近からウエル１２の側壁近傍まで前
方（紙面上方）に移動した後、反対側の側壁近傍まで下
方に移動し、その後、もとの中央位置に復帰している。
なお、前後動は１往復に限られず、複数回行ってもよ
い。

【００３０】本実施例では、図３の１０４で示されるよ
うに、吐出ノズル１６の外側からウエル１２側壁までの
距離の中央に、それぞれの吸引ノズル１４が配置されて
いる。よって、２つの吸引ノズル１４は、ウエル１２の
両側壁近傍を吸引しながら移動することになり、不要な
余剰試料を効率的に吸引できる。

【００３１】図４には、本実施例の吸引ノズル１４を用
いて、所定圧で吸引を行った場合における吸引作用が及
ぶ範囲の目安が斜線１０２で示されている。各吸引ノズ
ル１４が吸引しながら移動することにより、図示のよう
に、ウエル１２内の全域に渡って均等な吸引効果を得ら
れる。特に、側壁下方の隅の部分には、表面張力等によ
り、試料が残存し易いが、その部分を重点的に吸引でき
る。

【００３２】図５には、図４に示した移動経路の変形例
が示されている。この例では、ノズル１４の移動経路が
円弧状に設定されている。図４に示した移動経路に比
べ、隅の部分の吸引効果を向上できる一方、円弧状に移
動させるための機構が必要となる。一方、図２に示した
装置は、前後にスライドさせるだけの単純な機構で、良
好な吸引効果を得られ、それは本発明者の実験により確
認されている。

【００３３】本実施例の装置では、図２に示した２つの
吸引ノズル１４と１つの吐出ノズル１６とを含むユニッ
トが、複数台並んで配置されており、複数のウエルで試
料の吸引・洗浄が同時進行で行われる。

【００３４】次に、図１を参照しながら、図６に示した
フローチャートを用いて、本発明に係る吸引方法につい
て説明する。

【００３５】Ｓ１では、ウエル１２の上方にノズル部１
５が位置決めされ、吸引ポンプ２２が作動して、吸引が
開始される。そして、Ｓ２において、ノズル部１５が下
方に移動され、その際、試料の吸引が行われる。Ｓ３で
は、ウエル１２の底面から例えば０．２ｍｍ手前で、ノ
ズル部１５の下降が停止される。ここまでが、下降工程
であり、次に、水平移動工程が実行される。

【００３６】すなわち、Ｓ４では、図３に示したよう
に、ノズル部１５が、そのノズル先端の高さを維持しつ
つ、その配列方向と直交する方向にスライド移動するよ
うに駆動される。その際、試料の吸引が継続され、ウエ
ル１２の隅の方に残存している試料が効果的に吸引され
る。そして、Ｓ５で吸引ポンプ２２が停止し、その結果
吸引が停止される。

【００３７】以上の工程で、十分な吸引効果が得られれ
ば、次の洗浄工程は不要であるが、余剰試料の除去を完
全に行い、より高精度の検査を実現するため、本実施例
では複数回の洗浄工程が実行される。

【００３８】すなわち、Ｓ６では、洗浄液の注ぎ込みに
よりノズル部１５の外周囲を不必要に汚染させないた
め、ノズル部１５がいったん上昇駆動され、その状態で
Ｓ７において、洗浄液供給装置２４から、設定された量
の洗浄液がウエル１２内に供給される。上述同様に、Ｓ
８では、再び吸引が開始され、Ｓ９においてノズル部１
５が下降され、吸引を行う。そして、Ｓ１０で下降が停
止された後、Ｓ１１において上記Ｓ４と同様に吸引と同
時進行で水平移動が実行される。Ｓ１２で吸引が終了し
た場合、Ｓ１３では、再度の洗浄に備えて再びノズル部
１５が上方に少し持ち上げられる。

【００３９】そして、Ｓ１４で、設定回数だけ洗浄が行
われたか否かが判断され、終了していなければ、再びＳ
７〜Ｓ１３の工程が実行され、終了した場合には、最終
的にノズル部１５が上昇駆動され、次のウエル１２に対
する吸引が行われる。

【００４０】なお、洗浄回数は、試料の性質や要求精度
等に応じて、適宜の回数設定すればよい。

【００４１】以上の吸引方法によれば、ウエル底面の縁
際に存在する不要な試料を効率的に吸引できる。その
際、吸引圧を不必要に高める必要はなく、ウエル内面に
形成された反応生成物の膜に悪影響を与えることが防止
される。

【００４２】なお、以上の実施例では、吸引ノズルを２
つとしたが、３つ以上であってもよい。３つの吸引ノズ
ルを配置する場合、三角形状に配置することができる。

【００４３】なお、本発明は、試薬コーティング型マイ
クロプレート以外のマイクロプレートにも応用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る吸引
方法によれば、ウエル底面の縁際に存在する不要な試料
を効率的に吸引でき、その際、吸引圧を不必要に高める
必要はなく、ウエル内面に形成された反応生成物の膜に
悪影響を与えることが防止される。

【００４５】水平移動工程において、吸引ノズルをウエ
ル側壁近傍に沿って移動させれば、より吸引効果を高め
ることができ、複数の吸引ノズルを水平移動させれば、
簡易な構成でありながら、効率的な吸引除去を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す原理説明図である。

【図２】本発明に係る吸引装置の全体構成を示す説明図
である。

【図３】ノズル部１５の移動経路を示す説明図である。

【図４】２つの吸引ノズルによる吸引作用を説明するた
めの図である。

【図５】吸引ノズルの移動経路の変形例を示す図であ
る。

【図６】本発明の係る吸引方法を示すフローチャートで
ある。

【図７】従来の吸引装置を示す説明図である。

【図８】従来の吸引装置による作用を示す図である。

【符号の説明】

１０ マイクロプレート １２ ウエル １４ 吸引ノズル １５ ノズル部 １６ 吐出ノズル １８ 駆動部 ２０ 制御部 ２２ 吸引ポンプ ２４ 洗浄液供給装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロプレートのウエル内に入れられ
   た試料を吸引ノズルによって吸引する方法において、 吸引を行わせながら前記マイクロプレートに対して前記
   吸引ノズルを垂直下降させて、吸引ノズル先端をウエル
   内に進入させる下降工程と、 吸引を行わせながら前記ウエル内において前記吸引ノズ
   ル先端をウエル底面に沿って所定の経路で移動させる水
   平移動工程と、 試料吸引の終了後、前記マイクロプレートに対して前記
   ノズルを垂直上昇させ、前記ウエル内から前記吸引ノズ
   ル先端を引き抜く上昇工程と、 を含むことを特徴とするマイクロプレート用吸引方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 試料が吸引された後に、洗浄液を前記ウエル内に注入
   し、再び前記水平移動工程を実行することを特徴とする
   マイクロプレート用吸引方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の方法において、 前記水平移動工程では、前記吸引ノズルをウエル内の側
   壁近傍に沿って移動させることを特徴とするマイクロプ
   レート用吸引方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の方法において、 前記吸引ノズルは、複数並んで配列され、 前記水平移動工程では、吸引ノズル配列方向と直交する
   方向に、前記複数のノズルを移動させることを特徴とす
   るマイクロプレート用吸引方法。
5. 【請求項５】 マイクロプレートのウエル内に入れられ
   た試料を吸引ノズルによって吸引する装置において、 複数並んで配列され、前記試料の吸引を行う複数の吸引
   ノズルと、 前記複数の吸引ノズルを移動させるノズル駆動部と、 前記ノズル駆動部を介して前記複数の吸引ノズルの移動
   を制御する手段であって、各吸引ノズル先端を前記ウエ
   ル内に入れた状態で、前記各吸引ノズル先端をウエル底
   面に沿って所定の経路で移動させる制御を行う移動制御
   部と、 を含むことを特徴とするマイクロプレート用吸引装置。