核酸分析装置以及核酸分析方法_4

文档序号:9230924阅读:来源:国知局
作为固定PCR容器30的PCR容器固定部发挥功能。由此,由管20以及PCR容器30构 成的长条的盒1稳定地固定于安装部62。
[0119] 在固定部63沿着上下方向形成有导轨63A(参照图4)。导轨63A -边沿着前后方 向限制盒1的引导板26-边沿着插入方向引导盒1的引导板26。由于一边通过导轨63A 引导引导板26 -边将盒1插入安装部62,所以盒1的PCR容器30被插入孔64A导向,从而 将盒1相对于安装部62固定于正常的位置。
[0120] PCR装置50具备溶出用加热器65A,并且作为PCR用加热器,具备高温侧加热器 65B以及低温侧加热器65C。各加热器由未图示的发热源与加热块构成。发热源例如为盒 加热器,并且被插入加热块。加热块例如是热传导率较高的铝等金属,抑制散热不均从而通 过来自发热源的热对盒1内的液体进行加热。另外,为了使移动磁珠7的磁铁71不吸附, 优选加热块为非磁性体。
[0121] 溶出用加热器65A是对盒1的溶出液液柱47进行加热的加热器。若将盒1固定 于正常的位置,则溶出用加热器65A与管20的溶出液液柱47对置。例如,通过溶出用加热 器65A将溶出液液柱47加热至约50°C,促进核酸从磁珠游离。
[0122] 高温侧加热器65B是对PCR容器30的流路形成部35的上游侧进行加热的加热器。 若将盒1固定于正常的位置,则高温侧加热器65B与PCR容器30的流路形成部35的上游 侧(高温区域36A)对置。例如,高温侧加热器65B将PCR容器30的流路形成部35的上游 侧的液体加热至约90~100°C。
[0123] 低温侧加热器65C是对PCR容器30的流路形成部35的底35A进行加热的加热器。 若将盒1固定于正常的位置,则低温侧加热器65C与PCR容器30的流路形成部35的下游 侧(低温区域36B)对置。例如,低温侧加热器65C将PCR容器30的低温区域36B的液体 加热至约50~75 °C。
[0124] 在高温侧加热器65B与低温侧加热器65C之间配置有隔离物65D。隔离物6?抑 制高温侧加热器65B与低温侧加热器65C之间的热传导。另外,隔离物6?也用于准确地 确定高温侧加热器65B与低温侧加热器65C之间的距离。由此,通过高温侧加热器65B和 低温侧加热器65C,在PCR容器30的流路形成部35内的液体中形成温度梯度。
[0125] 在分别构成溶出用加热器65A、高温侧加热器65B以及低温侧加热器65C的加热 块分别形成有构成插入孔64A的贯通孔。PCR容器30的底35A的外壁从低温侧加热器65C 的插入孔64A的下侧开口露出。荧光测定器55从插入孔64A的下侧的开口测定溶出液47 的亮度。
[0126] 此外,在高温侧加热器65B以及低温侧加热器65C分别设置有温度控制装置,能够 设定为适于各种聚合酶反应的温度。
[0127] (2)磁铁移动机构70
[0128] 磁铁移动机构70是使磁铁71移动的机构。磁铁移动机构70使磁铁71吸引盒1 内的磁珠7,并且通过使磁铁71移动使磁珠7在盒1内移动。磁铁移动机构70具有一对磁 铁71、升降机构73以及摆动机构75。
[0129] 磁铁71是吸引磁珠7的部件。作为磁铁71,虽然能够使用永久磁铁、电磁铁等,但 是这里使用不产生发热等的永久磁铁。一对磁铁71以沿着前后方向对置的方式,在臂72 保持为上下方向的位置大致相同。各磁铁71能够从在安装部62安装的盒1的前侧或者后 侧对置。一对磁铁71能够从前后方向夹持在安装部62安装的盒1。从与设置有盒1的固 定爪25或者引导板26的方向(这里为左右方向)正交的方向(这里为前后方向)使磁铁 71对置,能够使盒1内的磁珠7与磁铁71的距离接近。
[0130] 升降机构73是使磁铁71沿着上下方向移动的机构。由于磁铁71吸引磁珠7,所 以若配合磁珠7的移动使磁铁71沿着上下方向移动,则能够沿着上下方向吸引盒1内的磁 珠7。
[0131] 升降机构73具有沿着上下方向移动的滑架73A与升降用马达73B。滑架73A是能 够沿着上下方向移动的部件,通过在具有盒插入口 53A的侧壁53设置的滑架引导73C以能 够沿着上下方向移动的方式引导。由于在滑架73A安装有保持一对磁铁71的臂72,所以若 滑架73A沿着上下方向移动,则磁铁71沿着上下方向移动。升降用马达73B是使滑架73A 沿着上下方向移动的动力源。升降用马达73B根据来自控制器90的指示,使滑架73A移动 至上下方向的规定位置。虽然升降用马达73B使用传送带73D以及带轮73E使滑架73A沿 着上下方向移动,但是也可以通过其他传递机构使滑架73A沿着上下方向移动。
[0132] 在滑架73A位于最靠上的位置(退避位置)时,磁铁71位于比盒1靠上侧。在滑 架73A位于退避位置时,即便盒1旋转,升降机构73也不与盒1接触。另外,升降机构73 能够使滑架73A的位置下降至磁铁71与反应液柱对置的位置。由此,升降机构73能够以 使罐3内的磁珠7移动至反应液柱的位置的方式使磁铁71移动。
[0133] 摆动机构75是使一对磁铁71沿着前后方向摆动的机构。若使一对磁铁71沿着 前后方向摆动,则各磁铁71与盒1的间隔相互不同地发生变化。由于磁珠7被距离近的磁 铁71 -方吸引,所以通过使一对磁铁71沿着前后方向摆动,盒1内的磁珠7沿着前后方向 移动。
[0134] 摆动机构75具有摆动用马达75A以及齿轮。摆动用马达75A以及齿轮设置于滑 架73A,能够与滑架73A -起沿着上下方向移动。通过摆动用马达75A的动力经由齿轮传递 至臂72,从而保持磁铁71的臂72相对于滑架73A以摆动旋转轴75B为中心旋转。为了防 止磁铁71与盒1接触从而损伤盒1,摆动机构75在磁铁71与盒1不接触的范围使磁铁71 摆动。
[0135] 摆动旋转轴75B是臂72的旋转轴。摆动旋转轴75B以能够沿着前后方向摆动磁铁 71的方式与左右方向平行。在从右或者左观察摆动旋转轴75B时,摆动旋转轴75B配置为 比盒1向前侧或者后侧偏移。由此,在滑架73A向下移动时,能够避免盒1与臂72的接触。 此外,若能够沿着前后方向摆动磁铁71,摆动旋转轴75B也可以是与上下方向平行的轴。
[0136] (3)按压机构80
[0137] 按压机构80是按压盒1的柱塞10的机构。通过按压机构80按压柱塞10,将盒1 的溶出液液柱47以及油液柱向PCR容器30压出,从而在PCR容器30的油中形成液滴状的 溶出液47。
[0138] 按压机构80具有柱塞用马达81与杆82。柱塞用马达81是使杆82移动的动力 源。杆82是按压盒1的柱塞10的安装台IlA的部件。不按压盒1的罐3而是按压安装台 IlA的理由是罐3由能够膨胀且具有挠性的树脂构成。在罐3不变形的情况下,按压机构 80也可以通过按压罐3按压柱塞10。
[0139] 杆82按压柱塞10的方向不是上下方向,而是相对于上下方向倾斜45度。因此, 在通过按压机构80按压柱塞10时,PCR装置50使旋转体61旋转45度,从而使盒1的长 边方向配合杆82的移动方向,然后使杆82移动。由于杆82按压柱塞10的方向相对于上 下方向倾斜45度,所以容易以不与升降机构73发生干扰的方式配置按压机构80。另外,由 于杆82按压柱塞10的方向相对于上下方向倾斜45度,所以能够将PCR装置50的上下方 向的尺寸缩小。
[0140] (4)荧光测定器55
[0141] 荧光测定器55具备向PCR容器30的溶出液47照射激发光的激发光源、以及测定 从溶出液47放出的荧光的强度的荧光光度计。荧光测定器55以与盒1的PCR容器30的 底35A对置的方式,配置于比旋转体61靠下侧。荧光测定器55从低温侧加热器65C的插 入孔64A的下侧开口,测定从位于PCR容器30的底35A的溶出液47放出的荧光的强度。
[0142] ⑶控制器9〇
[0143] 控制器90是进行PCR装置50的控制的控制部。控制器90具有例如CPU等的处 理器与ROM、RAM等的存储装置。在存储装置存储有各种程序以及数据。另外,存储装置提 供对程序进行展开的区域。通过处理器执行在存储装置存储的程序,实现各种处理。
[0144] 例如,控制器90具有旋转机构控制部,控制旋转用马达66,使旋转体61旋转至规 定的旋转位置。在旋转机构60设置有未图示的旋转位置传感器,控制器90根据旋转位置 传感器的检测结果使旋转用马达66驱动·停止。
[0145] 另外,控制器90具有加热器控制部,控制加热器(溶出用加热器65A、高温侧加热 器65B以及低温侧加热器65C),使各加热器发热。在构成加热器的加热块设置有未图示的 温度传感器,控制器90根据温度传感器的检测结果,控制盒加热器的ON · OFF。
[0146] 另外,控制器90具有升降用马达控制部,控制升降用马达73B使磁铁71沿着上下 方向移动。在PCR装置50设置有对滑架73A的位置进行检测的未图示的位置传感器,控制 器90根据位置传感器的检测结果使升降用马达73B驱动·停止。
[0147] 另外,控制器90具有摆动用马达控制部,控制摆动用马达75A使磁石71沿着前后 方向摆动。在PCR装置50设置有对保持磁铁71的臂72的位置进行检测的位置传感器,控 制器90根据位置传感器的检测结果使摆动用马达75A驱动·停止。
[0148] 另外,控制器90具有荧光测定器控制部,控制荧光测定器55对PCR容器30的溶 出液47的亮度进行测定。控制器90在荧光测定器55与盒1的PCR容器30的底35A对置 时,使荧光测定器55进行测定。测定结果保存于存储装置。
[0149] (6)核酸融解曲线解析部
[0150] 核酸融解曲线解析部对从在核酸扩增以后通过荧光测定器55测定的荧光获得的 核酸的融解曲线进行解析。由此,能够清楚了解扩增了的核酸的变异(点突变、缺失?插入 突变等)、多型(polytypism :多态性),从而能够进行基因诊断、病原体的变异的确定等。
[0151] <动作说明>
[0152] (1)盒1的安装动作
[0153] 图9A~图9D是盒1安装时的PCR装置50的状态的说明图。图9A是盒1安装前 的初始状态的说明图。图9B是待机状态的说明图。图9C是盒1刚安装后的说明图。图9D 是盒1在安装状态下的初始状态的说明图。
[0154] 如图9A所示,在盒1安装前的初始状态,安装部62的安装方向为上下方向。在以 下的说明中,以该状态的旋转体61的旋转位置为基准(0度),从右观察将绕逆时针作为正 方向来表示旋转体61的旋转位置。
[0155] 如图9B所示,控制器90驱动旋转用马达66使旋转体61旋转一 30度。在该状态 下,作业者将盒1从盒插入口 53A插入安装部62。此时,由于一边通过导轨63A引导引导板 26 -边将盒1插入安装部62,所以盒1的PCR容器30被安装部62的插入孔64A导向。作 业者将盒1插入,直至盒1的固定爪25钩挂于固定部63的槽口为止。由此,盒1相对于安 装部62固定于正常的位置。假设在未将PCR容器30插入插入孔64A从而盒1相对于安装 部62位于异常的位置的情况下,由于盒1的固定爪25未钩挂于固定部63的槽口,所以作 业者能够识别盒1位于异常的位置。
[0156] 如图9C所示,若盒1相对于安装部62固定于正常的位置,则管20的溶出液液柱 47与溶出用加热器65A对置,PCR容器30的流路形成部35的上游侧(高温区域36A)与高 温侧加热器65B对置,PCR容器30的流路形成部35的下游侧(低温区域36B)与低温侧加 热器65C对置。因为在旋转体61设置有安装部62以及加热器,所以即便旋转体61旋转, 也能够保持原样地维持盒1与加热器的位置关系。
[0157] 在将盒1安装于安装部62以后,如图9D所示,控制器90使旋转体61旋转30度, 使旋转体61的位置返回至基准。此外,对于盒1安装于安装部62的情况,控制器90可以 通过未图示的传感器检测,也可以通过来自作业者的输入操作检测。
[0158] (2)核酸溶出处理
[0159] ?磁铁71的上下动作
[0160] 图10是使磁铁71向下方移动时的磁珠7的举动的概念图。盒1内的磁珠7被磁 铁71吸引。因此,若磁铁71在盒1的外部移动,则盒1内的磁珠7与磁铁71 -起移动。
[0161] 图IlA~图IlC是核酸溶出处理的说明图。图IlA是核酸溶出处理前的PCR装置 50的状态的说明图。图IlB是使磁铁71移动至溶出液液柱47时的PCR装置50的状态的 说明图。图IlC是吊起磁铁71时的PCR装置50的状态的说明图。
[0162] 如图IlA所示,初始状态的盒1将罐3置为上侧,长边方向与铅直方向平行。在该 状态下,如图2A所示,盒1从上按顺序具备含有磁珠7的溶解液41 (罐3)、油42 (柱塞10)、 清洗液43 (管20的上游侧)、第一油液柱44 (毛细管23)、清洗液液柱45 (毛细管23)、第 二油液柱46 (毛细管23)、溶出液液柱47 (毛细管23)、第三油液柱48 (毛细管23)以及油 (PCR 容器 30)。
[0163] 如图IlA所示,在初始状态,滑架73A位于最靠上的位置(退避位置),磁铁71位 于比盒1靠上侧。控制器90从该状态驱动升降用马达73B,使滑架73A缓缓向下方移动,从 而使磁铁71缓缓向下方移动。此外,由于盒1的长边方向与铅直方向平行,所以磁铁71沿 着盒1移动。
[0164] 若磁铁71向下方移动,则磁铁71与罐3对置,罐3内的磁珠7被磁铁71吸引。控 制器90以磁珠7能够与磁铁71 -起移动的程度的速度,使滑架73A向下方移动。
[0165] 若磁铁71从与罐3对置的位置(罐3的高度)移动至与柱塞10对置的位置(柱 塞10的高度),则磁珠7通过柱塞10的筒状部11的上游侧的开口,并且通过罐3内的溶 解液41与盒主体9的上游侧的油42的界面。由此,将结合有核酸的磁珠7导入盒主体9。 在磁珠7通过与油42的界面时,由于通过油42洗涮溶解液41,所以溶解液41的成分难以 带入油42。由此,能够抑制溶解液41的成分混入清洗液、溶出液47。
[0166] 若磁铁71以与柱塞10对置的状态向下方移动,则磁珠7通过筒状部11的内部, 穿过肋13的正反面从筒状部11的下游侧的开口输出,从而导入管20的上注射器21。在该 期间,磁珠7在柱塞10内通过油42与清洗液43的界面。若将磁珠7导入清洗液43,则通 过清洗液43清洗与磁珠7结合的核酸。
[0167] 由于在该阶段,柱塞10的棒状部12未插入管20的下注射器22,所以若磁铁71从 与上注射器21对置的
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