JP4483205B2 - Position information reader and sample plate - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学、工業、臨床、バイオ技術などの分野で使用される分析装置においてサンプルや試薬を分注する液体分注装置など、処理の対象となる対象物上での位置に関する情報を必要とするものに関するものである。
液体分注装置は、例えば、メンブレン上に展開して固相化された物質を質量分析などの試料とするためにメンブレン上に液体を分注するための装置などとして利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
対象分子の質量を分析する目的で、質量分析装置に装着されたサンプルプレート上に配置された試料にレーザー光を照射することにより試料をイオン化して分析するレーザー脱離イオン化質量分析方法が行なわれている。試料をサンプルプレート上に配置して作成する際、マトリックスを使用する方法と、使用しない方法がある。
【0003】
マトリックスを使用する方法を飛行時間型質量分析装置と組み合わせた方法は、MALDI−TOF(マトリックス支援型レーザー脱離イオン化−飛行時間)質量分析方法と呼ばれている。MALDI−TOFでは、測定試料はマトリックス溶液とともに金属製サンプルプレートに滴下し、乾燥後測定を行なっている。
【0004】
一方、対象試料としては、生体分子を電気泳動等により分離した後、メンブレンに転写して固相化し、そのメンブレンに固相化された試料に対しピエゾ素子による微量分注技術を利用してメンブレン上で各種反応を行ない生成する反応産物を利用して質量分析する方法が提唱されている(特許文献1参照。)。
メンブレン上に展開して固相化された物質を検出する方法として、免疫ブロット法がある。免疫ブロット法は一般にはウェスタンブロット法とも呼ばれ、タンパク質試料等を電気泳動により展開し、その後メンブレンに固相化した後に、対象物質に対する特異抗体をプローブとして反応させてその存在を検出する方法である。
【0005】
【特許文献1】
国際公開第WO98/47006号パンフレット
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
サンプルプレート、又はサンプルプレート上にメンブレンを固定した対象物にピエゾ素子などによる分注機構により試薬やサンプルを分注した後、そのサンプルプレートなどを別の装置、例えば質量分析装置やその他の分析装置、又は前処理装置に移し変えて分析や次の処理を行なう。
試薬やサンプルを分注したサンプルプレートは次の分析装置や処理装置に移し替えたとき、試薬などを分注した位置を正確に知る必要がある。
【0007】
対象物に対し処理を施したときにその位置情報を知る必要があるのは、液体分注装置に限らず、種々の分析装置や処理装置で共通した要請である。
そこで、本発明は、液体分注その他の処理を施した位置に関する正確な情報を作成できるようにすることを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の位置情報読取り装置は、テーブル上の対象物の画像を読み取る画像読取り装置と、前記画像読取り装置が読み取った画像を基にして、その画像中で指定された位置の情報又は検出された位置の情報をその対象物上の基準となる複数のリファレンスポイントを基にして作成する位置情報作成部とを備えている。
【0009】
対象物上の指定位置の情報を得る場合には、画像読取り装置が読み取った画像を表示するモニター部と、前記モニター部に表示された前記対象物の画像に基づいて対象物上の位置を指定する位置指定部とをさらに備え、前記位置情報作成部は前記位置指定部が指定した対象物上の位置の情報を作成するものとする。
【0010】
そのリファレンスポイントを基にして対象物内での位置情報を正確に定めることができる。そして、対象物を分析装置などに移動させた場合にも、そのリファレンスポイントを基にしてその位置情報から対象物内での目的とする位置に正確に位置決めすることができるようになる。
【0011】
前記画像読取り装置は対象物の画像とともに前記テーブルの画像も読み取るものとし、前記位置情報作成部は前記対象物上の位置をテーブル上の基準となる複数のベースポイントを基にして作成するものとすることができる。これにより、対象物内での目的とする位置の情報をベースポイントを基にして正確に定めることができる。そして、対象物をいったんテーブルから取り外し、再びテーブルに取り付けた場合にも、そのベースポイントを基にしてその位置情報から対象物内での目的の位置に正確に位置決めすることができるようになる。
【0012】
位置情報作成部は作成した位置情報を外部に出力できるものとすれば、その対象物を分析装置など他の装置に移送した場合にも、その位置情報を利用して目的とする位置に正確に位置決めすることができる。
【0013】
本発明のサンプルプレートは、位置情報を正確に得るのに好都合なものであって、サンプル又は試薬が分注される表面をもつ板状体であって、その表面内に位置の基準となる複数のマークを備えている。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本発明が適用された液体分注装置の一実施例を概略的に表したものである。
4は分注機構であるプリントヘッドであり、試薬などを分注するピエゾ素子を備えた4個の分注素子10−1〜10−4が一列に並べられて装着されている。分注素子10−1〜10−4の位置は固定されている。分注素子10−1〜10−4からの分注量を制御するために、分注素子10−1〜10−4にかかる圧力を調整するための圧力制御部7が装置本体の前面に取り付けられており、分注素子10−1〜10−4内の圧力を調整する摘み8が各分注素子10−1〜10−4に対応して4個配列されている。
【0015】
分注しようとするサンプルプレートをテーブルとともに画像として取り込むために画像読取り装置としてスキャナー6が配置されている。スキャナー6の位置も固定されている。
【0016】
テーブル2は水平面内で移動できる可動テーブルであり、そのテーブル2上には、後で図2を参照して示すように、サンプルプレート50が所定の位置に載置されている。テーブル2は平面内で移動し、分注時にはサンプルプレート50の指定された位置を分注素子10−1〜10−4の下方に位置決めし、画像を取込み時にはテーブル2上の撮像すべき部分をスキャナー6の下方に位置決めする。
【0017】
分注素子10−1〜10−4から分注をするときに、先端部の画像を取り込み、分注の様子をモニタするために撮像装置としてCCDカメラ5が配置されている。CCDカメラ5は、設置スペースを抑えるために、斜め上方から分注素子10−1〜10−4の先端部の画像を取り込むように取りつけられている。分注素子10−1〜10−4は互いに異なる液を分注するものであり、サンプルプレート50などの所定の分注位置が下方に位置決めされた分注素子10−1〜10−4が分注動作を行なう。分注動作を行なう分注素子10−1〜10−4が変わったときに、その動作を行なう分注素子10−1〜10−4の画像を取り込むように、カメラ5は分注素子10−1〜10−4の配列に平行に移動できるように取り付けられている。
【0018】
テーブル2、プリントヘッド4、カメラ5及びスキャナー6は本体9aと蓋9bとからなるケース内に収納され、ケースの蓋9bはサンプルプレート50の交換の際など、随時に開けることができるようになっている。
【0019】
図2はテーブル2上に配置されたサンプルプレートなどを表したものである。2枚のサンプルプレート50がそれぞれ所定の位置に固定して載置できるようになっている。52はメンブレンで、サンプルプレート50上に貼り付けられ、この分注装置で試薬やサンプルが分注されるものである。メンブレン52に固相化された試料は、例えば、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)ポリアクリルアミドゲル電気泳動やその他のクロマトグラフィーによって一次元方向に分離されて展開したタンパク質、ペプチド、糖、脂質、核酸等の分子又はそれらの混合物である。
【0020】
メンブレン52への試料の固相化は、ゲルその他の泳動媒体に試料を展開させた後、メンブレン52に転写することにより行なうことができる。
このような固相化に使用されるメンブレンの材質としては、PVDF(polyvinylidene difluoride)、ニトロセルロース、ナイロン(登録商標)又はその派生物等を挙げることができる。
【0021】
メンブレン52上に展開して固相化されたスポット内の物質を検出するために、メンブレン52に固相化された試料成分に分注素子10−1〜10−4から消化液や抽出液を分注することができる。
また、対象分子に結合するプローブとなる物質を分注することもできる。そのようなプローブとしては、対象分子が抗原である場合には抗体を使用する。一般的には、対象分子と特異的に反応する生体物質を使用することができる。また、幾つかの抗体や生体物質を組み合わせて使用することもできる。
試薬の分注は、メンブレン52上のスポットの存在する領域のみに行なうようにするのが好ましい。それにより、試薬の無駄を省くことができる。
【0022】
対象物質を光学的に検出できるようにするためには、分注する試薬として対象物質と特異的に反応するプローブを含む一次試薬と、プローブと反応した後の対象物質を発色させる二次試薬を用いることができる。その場合、分注素子10−1〜10−4のいずれかからまず一次試薬を分注し、その後一次試薬を分注した領域上に分注素子10−1〜10−4の他のものから二次試薬を分注する。そのような二次試薬としては、発色試薬や蛍光試薬を用いることができる。
【0023】
また、対象分子にプローブを反応させた後、それを適当な手段により検出する方法として、発色試薬や蛍光試薬を分注することのほかに、金属イオンを反応させたり、又はこれらの方法を組み合わせることができる。そのような方法としては、金コロイド標識抗体を用いる方法や、金属イオンに親和性をもつタンパク質等をNi2+キレート酵素などを用いて蛍光反応に導入する方法がある。
【0024】
複数の分注素子10−1〜10−4が設けられているので、テーブル2によりサンプルプレート50上の分注位置を移動させることにより、分注素子10−1〜10−4を替えて複数の試薬を分注することができる。
【0025】
各サンプルプレート50には複数のマークbが設けられている。それらのマークbはサンプルプレート50上に貼り付けられたメンブレン52上の分注位置を情報として作成するときの基準となるリファレンスポイントである。この例ではほぼ矩形の4つの隅にリファレンスポイントbが設けられており、メンブレン52の画像とともにそれらのリファレンスポイントbもスキャナー6によって取り込まれる。サンプルプレート50の1つの角は、サンプルプレート50の方位を示すために切り落とされている。
【0026】
テーブル2上に設けられた領域54は、分注素子10−1〜10−4による分注テストを行なうためのテストプリント部として設けられた領域である。そこにもろ紙が取りつけられており、テストプリント時の分注状態をCCDカメラ5で確認できるようになっている。
【0027】
テーブル2上に設けられた領域56は、分注素子10−1〜10−4のメンテナンス部であり、スポンジ57が設けられている。分注素子10−1〜10−4の先端に液や汚れが付着した場合に、このメンテナンス部が分注素子10−1〜10−4の下に移動させられ、そのスポンジ57によって分注素子10−1〜10−4の先端についた液や汚れが拭き取られるようになっている。
【0028】
また、テーブル2の表面にはテーブル2上に配置されるサンプルプレート50の位置の基準となるベースポイントとしてマークaが設けられている。マークaは、分注位置を情報として取り出す場合の基準となるものであり、またスキャナー6で取得した画像上の位置とテーブル2の動きとを合わせる基準となるものである。ヘッド4におけるそれぞれの分注素子10−1〜10−4は同じ構造である。
【0029】
微量分注方式に用いる液体分注装置の一例は、上に述べたピエゾ素子による分注方式のものである。そのような液体分注装置では、先端の吐出部につながる空間に充填された試薬を、ピエゾ素子を備えた駆動部により押圧することによりその吐出部から液滴を吐出する。その場合、制御信号のパラメータは、ピエゾ素子への印加電圧の大きさ、印加電圧の立上がり時間、印加時間、印加電圧の立下がり時間のうちの少なくとも1つを含んだものとすることができる。
【0030】
これに類似の液体分注装置として、インクジェット方式の液体吐出装置で用いられている液体吐出素子を備えたものも用いることができる。
【0031】
微量分注方式に用いる液体分注装置の他の例として、シリンジポンプによる分注方式の装置も用いることができる。その場合、制御信号のパラメータは、シリンジポンプのプランジャのストローク、速さ、加速のうちの少なくとも1つを含んだものとすることができる。
【0032】
分注素子として、ピエゾ素子を内蔵したピエゾチップ10を備えた分注機構の一例を図3を用いて詳細に説明する。
下端に吐出口をもち上端に中空針16をもった液体吐出部としてのピエゾチップ10が、ネジ29により、液体分注装置のチップ保持部31に着脱可能に取りつけられている。ピエゾチップ10はネジ29を緩めることにより取り外すことができ、ネジ29を締付けることにより固定することができる。ピエゾチップ10を着脱すると、分注位置のずれが生じる。そのために、後述するように、この実施例ではテーブル2上のベースポイントaを基準として分注位置を校正する。
【0033】
分注液容器20は使い捨て可能なものであり、下端と上端に開口をもち、下端開口が蓋15により閉じられて内部に分注液を収容する容器である。下端開口の蓋15は弾性体セプタムであり、ピエゾチップ10の中空針16により貫通でき、かつその貫通した中空針16を引き抜くとその貫通穴を弾性によって閉じることのできる弾性部材により構成されている。蓋15を構成する弾性部材は、例えばゴムである。
【0034】
容器20をチップ10上に装着し、中空針16により下端開口の蓋15を貫通して装着した状態で、容器20の上部からエアー導入ヘッド30を取り付けることができるようになっている。エアー導入ヘッド30は、容器20内の圧力を調整し、チップ10からの液の吐出量を調整するものである。
【0035】
エアー導入ヘッド30の先端部にはシール部材32が設けられている。シール部材32は例えばOリングである。エアー導入ヘッド30を容器20に対して押し付けることにより、シール部材32は容器20の開口部の内側面と接触して容器20の開口部を気密を保って封止し、エアー導入ヘッド30に圧力制御機構から送られるエアーにより容器20内の圧力を制御できるようになる。
【0036】
エアー導入ヘッド30を着脱可能に装着するためにアーム機構を備えている。アーム機構はアーム33とロック36を備え、エアー導入ヘッド30はアーム33の一端部で保持されている。アーム33はその基端部がピン34によって液体分注装置本体に回動可能に支持されている。ロック36はピン38によってアーム33に回動可能に支持されており、基端部には鉤40が設けられている。鉤40は液体分注装置本体に固定された凸部35と係合して、容器20をチップ10上に装着した状態でロックできるようになっている。
【0037】
エアー導入ヘッド30はアーム33に開けられた穴にスライド可能に挿入され、バネ41によってエアー導入ヘッド30を容器20の方向に押し出すように付勢される。エアー導入ヘッド30の基端部はアーム33から突出し、その部分に鍔45が設けられていることによってエアー導入ヘッド30がアーム33から抜け出るのが防止されている。エアー導入ヘッド30の基端部は配管44を介して圧力制御機構に接続されている。
【0038】
ロック36を、ピン38を中心に鉤40が凸部35と係合する方向に付勢するためにアーム33とロック36の間には圧縮状態のコイルバネ42が挿入されている。
アーム33と液体分注装置本体の間にはバネ43がかけられており、バネ43はアーム33を開く方向(図では時計周りの方向)に引っ張るように付勢している。
【0039】
図3の機構において、容器20を装着する場合は、容器20をチップ10上に置き、下方向に押して中空針16でセプタム15を貫通し、容器20内の溶液に中空針16を浸す。エアー導入ヘッド30はアーム33に保持されているため、アーム33を図で反時計方向に回動させることにより、エアー導入ヘッド30が容器20の開口部に装着され、容器20とエアー導入ヘッド30がシール部材32によって気密を保って接続される。またこのとき、鉤40は凸部35と係合してアーム33がロックされ、アーム33が開くように時計方向に回動するのが防止される。エアー導入ヘッド30はバネ41によって容器20の方向に押し付けるように付勢されているので、アーム33をロックした状態で容器20とヘッド30の気密接続が維持される。
この状態でチップ10から液の吐出を行なうことができるようになる。
【0040】
容器20を取り外す場合は、ロック36をアーム33の方向に押す。ロック36はピン38を中心に図で時計方向に回動し、鉤40と凸部35の係合が解除され、アーム33はバネ43の力によって図で時計方向に回動し、エアー導入ヘッド30が容器20から離れる。
【0041】
この状態ではエアー導入ヘッド30はアーム機構とともにピン34を中心に回動するため、エアー導入ヘッド30と容器20の間が大きく開き、エアー導入ヘッド30のシール材32や、容器20の周辺の掃除などのメンテナンスがしやすくなる。
【0042】
また、このようにアーム機構を用いてエアー導入ヘッド30を容器20に対して着脱できるようにすれば、容器20の着脱、及び容器20へのエアー導入ヘッド30の着脱を容易に行なうことができるようになる。
【0043】
図1に戻ってCCDカメラ5について説明する。
サンプル、試薬にかかわらず、液相を用いることの多い分析装置の分野では、分析の際に使用する溶液の量を減らす試みが行なわれている。これは、貴重なサンプルの無駄を省くためや高価な試薬の使用量を減らすためのみならず、溶液間の生化学的な反応においては、溶液の量が少ないほど反応にかかる時間が短くてすむため、実験の処理効率をあげるために有効な方法だからである。
【0044】
微量溶液で反応を実行するためには、サンプル又は試薬を微量に分注する分注装置が必要である。微量の液を分注するための方法として、実施例のピエゾ素子などの圧電素子を用いた方法のほか、バルブの開閉による方法、溶液を局所的に加熱してできる気泡を用いる方法など、様々なものが実用化されている。
【0045】
微量な液体を目的の位置に分注する際には、圧電素子であれば素子への電圧の与え方、バルブを用いるのであれば開閉時間など、種々のパラメータの微妙な制御が要求される。これらのパラメータを最適化するため、また、数多くの位置に分注する際には分注時間も長くなるため、分注する液滴の形状をモニタして分注機のおかれている環境の変化や圧電素子の経時変化に対応するために、分注素子先端部に形成される液滴の画像を撮像装置で取り込んでモニタすることが好ましい。CCDカメラ5はそのような撮像装置の一例である。
【0046】
分注状態をモニタするためのCCDカメラ5を水平方向から角度をもたせて斜め上方に配置するようにしたことにより、可動テーブル2と干渉することなく可動テーブル2の移動範囲内に設置することができ、分注装置が小型になる。
分注素子先端部を挟んでCCDカメラ5とは反対側の位置に光源を配置してもよく、その場合、その光源はその発する光が対象物であるサンプルプレート50の表面で反射し分注素子先端部を経由してCCDカメラ5に入射する方向に向けられる。このような光源を設けることにより、分注素子先端部に形成されるサンプル又は試薬の滴をモニタする場合には、その滴の画像を透過光で撮像することができるようになり、より鮮明な画像を得て正確なモニタを行なうことができるようになる。さらに、この光源を分注のタイミングと同期させて点灯することにより、液滴を静止画像のように取り込むことができる。
【0047】
CCDカメラ5は分注素子先端部の画像とともに分注素子の下方にあるサンプルプレート表面の画像も撮像するように設定しておくこともできる。その場合には、分注素子先端部のモニタとともに、サンプルプレート表面の状態もモニタできるようになり、より多くの情報を得ることができる。例えば、目的とする位置に的確にサンプルや試薬が分注できているかどうかを確認できるようになったり、また例えば、サンプルや試薬が分注される対象物が膜の場合、分注前後の膜の状態を観察したり、反応中の膜状態の経時変化の観察をしたりすることも可能になる。
【0048】
この分注装置の用途として、例えばPVDF(polyvinylidene difluoride)膜のような固相に試薬を分注するものがあげられる。PVDF膜には、クロマトグラフィーにより展開したスポットが転写させられており、そのスポットを発色させるために、試薬が分注される。そのような固相として使用できるものとしては、PVDF膜の他に、ニトロセルロースやナイロン(登録商標)なども用いることができる。
【0049】
図4は図1の装置の機能をブロック図として示したものである。
60はスキャナーなどの画像読取り装置6が読み取った画像を表示するモニター部である。分注位置指定部62はモニター部60に表示されたメンブレンなどの対象物50の画像に基づいて対象物50上の分注位置を指定するためのものである。分注制御部64は分注位置指定部62が指定した対象物上の分注位置が分注素子10の分注素子の下方にくるように対象物と分注素子との相対的位置決めを行ない、分注素子10による分注動作を制御するものである。分注素子10がピエゾ素子を備えたものである場合には、分注制御部64は圧力制御部7により分注素子10内の圧力を調整し、分注制御ユニット66によりピエゾ素子への電圧印加を制御してピエゾ素子から液を吐出する。
【0050】
分注位置情報作成部68は、分注位置指定部62が指定し分注動作がなされた対象物50上の分注位置に関する分注位置情報を作成するものである。分注位置情報作成部68は作成した分注位置情報を外部に出力することができる。
【0051】
対象物50には図2に示されるように対象物内の位置の基準となるリファレンスポイントbを複数個設けておき、画像読取り装置6が対象物50の画像とともにリファレンスポイントbの画像も読み取るようにする。これにより、分析位置情報作成部68は分析位置指定部62が指定した対象物50上の位置を複数のリファレンスポイントbを基にして作成するものとすることができ、対象物をいったん取り外し、再びテーブル2に取りつけた場合にもスキャナー6で画像を取得すれば、リファレンスポイントbを基に正確に位置決めすることができるようになる。また、対象物50を分析装置などに移動させた場合にも、そのリファレンスポイントbを基にしてその分注位置情報から対象物50内での分注位置に正確に位置決めすることができるようになる。
【0052】
対象物を支持するテーブル2はテーブル駆動機構65により駆動されて平面内で移動し、分注制御部64により指示された所定の位置に位置決めされる。テーブル2上には、基準となるベースポイントaを複数個設けておき、画像読取り装置6が対象物50の画像とともにベースポイントaの画像も読み取るようにし、分析位置情報作成部68は対象物50上の位置を複数のベースポイントaを基にして作成することもできるものとすることができる。これにより、対象物50内での分注位置情報をベースポイントaを基にして正確に定めることができるようになる。
【0053】
サンプル又は試薬を滴下する分注素子10は着脱可能になっており、分注素子10の分注位置を校正するための校正部72を備えている。校正部72は、分注素子10によりテーブル2上の所定の位置に分注を行なったときの画像読取り装置6による読取り画像に基づいて分注位置を検出し、同時に読み取ったテーブル上の基準となるベースポイントを基にして分注位置の校正を行なう。校正のための分注は、例えば図2に示すテーブル2上の試薬などを分注すると発色するようなメンブレン53による3つの点で示すような、予め定められた複数の位置で行なう。この校正は、分注素子を装着するたびに行なう。
実施例は分注装置に本発明を適用した場合を例にして説明しているが、求めようとする位置情報は分注位置の情報に限らず、メンブレンや泳動媒体などの画像を画像読取り装置で読み取り、その画像中のスポットなど検出された位置の情報を作成する場合にも本発明を同様に適用することができる。
【0054】
【発明の効果】
本発明の位置情報読取り装置は、画像読取り装置が読み取った画像を基にして、その画像中で指定された位置の情報又は検出された位置の情報をその対象物上の基準となる複数のリファレンスポイントを基にして作成するようにしたので、リファレンスポイントを基にして対象物内での位置情報を正確に定めることができる。
また、対象物を分析装置などに移動させた場合にも、そのリファレンスポイントを基にしてその位置情報から対象物内での目的とする位置に正確に位置決めすることができるようになる。
本発明のサンプルプレートはサンプル又は試薬が分注される表面内に位置の基準となる複数のマークを備えているので、サンプルプレート内の分注位置の正確な位置情報を作成するのに好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された液体分注装置の一例を概略的に表わす斜視図である。
【図2】同液体分注装置においてサンプルプレートなどが配置されたテーブルの上面を示す平面図である。
【図3】同液体分注装置における分注機構を示す断面図である。
【図4】一実施例を含む機能を示す同液体分注装置のブロック図である。
【符号の説明】
2 テーブル
4 プリントヘッド
5 CCDカメラ
6 画像読取り装置(スキャナー)
7 圧力制御部
10,10−1〜10−4 分注素子(ピエゾチップ)
16 中空針
20 分注液容器
29 ネジ
30 エアー導入ヘッド
31 チップ保持部
32 シール部材
33 アーム
36 ロック
50 対象物(サンプルプレート)
52 メンブレン
54 テストプリント部
56 メンテナンス部
60 モニター部
62 分注位置指定部
64 分注制御部
65 テーブル駆動機構
66 分注制御ユニット
68 分注位置情報作成部
a ベースポイント
b リファレンスポイント[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention requires information on the position on the object to be processed, such as a liquid dispensing device that dispenses samples and reagents in analytical devices used in fields such as chemistry, industry, clinical and biotechnology. It is related to.
The liquid dispensing apparatus can be used, for example, as an apparatus for dispensing a liquid on a membrane in order to use a substance developed and solidified on a membrane as a sample such as mass spectrometry.
[0002]
[Prior art]
For the purpose of analyzing the mass of target molecules, a laser desorption ionization mass spectrometry method has been carried out in which a sample placed on a sample plate mounted on a mass spectrometer is ionized and analyzed by irradiating the sample with a laser beam. ing. When preparing a sample by placing it on a sample plate, there are a method using a matrix and a method not using it.
[0003]
A method in which a method using a matrix is combined with a time-of-flight mass spectrometer is called a MALDI-TOF (matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight) mass spectrometry method. In MALDI-TOF, a measurement sample is dropped onto a metal sample plate together with a matrix solution, and measurement is performed after drying.
[0004]
On the other hand, as a target sample, biomolecules are separated by electrophoresis, etc., transferred to a membrane and solidified, and the membrane is solidified on the membrane using a micro-dispensing technique using a piezo element. A method of performing mass spectrometry using reaction products generated by performing various reactions is proposed (see Patent Document 1).
There is an immunoblot method as a method for detecting a substance that is spread on a membrane and is immobilized. In general, immunoblotting is also called Western blotting, in which a protein sample is developed by electrophoresis, solidified on a membrane, and then reacted with a specific antibody against the target substance as a probe to detect its presence. is there.
[0005]
[Patent Document 1]
International Publication No. WO 98/47006 Pamphlet [0006]
[Problems to be solved by the invention]
After a reagent or sample is dispensed to a sample plate or an object with a membrane fixed on the sample plate by a dispensing mechanism such as a piezo element, the sample plate is separated from another device, such as a mass spectrometer or other analyzer. Alternatively, transfer to a pre-processing device to perform analysis and next processing.
When the sample plate into which the reagent or sample has been dispensed is transferred to the next analyzer or processing apparatus, it is necessary to know the exact position where the reagent has been dispensed.
[0007]
What needs to know the position information when processing an object is not only a liquid dispensing apparatus, but is a request common to various analysis apparatuses and processing apparatuses.
Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to create accurate information regarding a position where liquid dispensing or other processing has been performed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The position information reading device of the present invention is based on an image reading device that reads an image of an object on a table and an image read by the image reading device, or information on a position designated in the image or detected. A position information creating unit that creates position information based on a plurality of reference points serving as references on the object.
[0009]
When obtaining information on the designated position on the object, the monitor unit that displays the image read by the image reading device, and the position on the object is designated based on the image of the object displayed on the monitor unit. The position information creating unit creates position information on the object designated by the position designating unit.
[0010]
Position information within the object can be accurately determined based on the reference point. Even when the object is moved to an analyzer or the like, it becomes possible to accurately position the object in the object from the position information based on the reference point.
[0011]
The image reading device reads the image of the object as well as the image of the object, and the position information creation unit creates the position on the object based on a plurality of base points serving as a reference on the table. can do. Thereby, the information on the target position in the object can be accurately determined based on the base point. Even when the object is once removed from the table and attached to the table again, it becomes possible to accurately position the object in the object based on the position information based on the base point.
[0012]
If the position information creation unit can output the created position information to the outside, even if the object is transferred to another device such as an analyzer, the position information can be accurately used for the target position. Can be positioned.
[0013]
The sample plate of the present invention is convenient for accurately obtaining position information, and is a plate-like body having a surface on which a sample or a reagent is dispensed, and a plurality of positions serving as reference positions within the surface. Has the mark.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 schematically shows an embodiment of a liquid dispensing apparatus to which the present invention is applied.
Reference numeral 4 denotes a print head which is a dispensing mechanism, and four dispensing elements 10-1 to 10-4 each including a piezo element for dispensing a reagent and the like are mounted in a line. The positions of the dispensing elements 10-1 to 10-4 are fixed. In order to control the dispensing amount from the dispensing elements 10-1 to 10-4, a pressure control unit 7 for adjusting the pressure applied to the dispensing elements 10-1 to 10-4 is attached to the front surface of the apparatus main body. The four
[0015]
A scanner 6 is arranged as an image reading device for taking a sample plate to be dispensed as an image together with a table. The position of the scanner 6 is also fixed.
[0016]
The table 2 is a movable table that can move in a horizontal plane. On the table 2, a
[0017]
When dispensing from the dispensing elements 10-1 to 10-4, a
[0018]
The table 2, the print head 4, the
[0019]
FIG. 2 shows a sample plate and the like arranged on the table 2. Two
[0020]
The sample can be immobilized on the
Examples of the material of the membrane used for the solid phase include PVDF (polyvinylidene difluoride), nitrocellulose, nylon (registered trademark), and derivatives thereof.
[0021]
In order to detect the substance in the spot which is developed on the
Moreover, the substance used as the probe couple | bonded with an object molecule | numerator can also be dispensed. As such a probe, an antibody is used when the target molecule is an antigen. In general, a biological substance that specifically reacts with a target molecule can be used. Also, several antibodies and biological materials can be used in combination.
It is preferable that the reagent is dispensed only in the area where the spot on the
[0022]
In order to enable optical detection of a target substance, a primary reagent including a probe that specifically reacts with the target substance as a reagent to be dispensed, and a secondary reagent that develops the target substance after reacting with the probe Can be used. In that case, the primary reagent is first dispensed from any of the dispensing elements 10-1 to 10-4, and then from the other of the dispensing elements 10-1 to 10-4 on the area where the primary reagent has been dispensed. Dispense secondary reagent. As such a secondary reagent, a coloring reagent or a fluorescent reagent can be used.
[0023]
In addition, after reacting the probe with the target molecule and detecting it by an appropriate means, in addition to dispensing a coloring reagent or fluorescent reagent, reacting metal ions or combining these methods be able to. As such a method, there are a method using a colloidal gold labeled antibody and a method of introducing a protein having affinity for metal ions into a fluorescent reaction using Ni 2+ chelate enzyme or the like.
[0024]
Since a plurality of dispensing elements 10-1 to 10-4 are provided, by moving the dispensing position on the
[0025]
Each
[0026]
An
[0027]
A
[0028]
Further, a mark a is provided on the surface of the table 2 as a base point serving as a reference for the position of the
[0029]
An example of the liquid dispensing apparatus used for the micro-dispensing method is the one using the piezo element described above. In such a liquid dispensing apparatus, a reagent filled in a space connected to the discharge unit at the tip is pressed by a drive unit including a piezo element, thereby discharging a droplet from the discharge unit. In this case, the parameter of the control signal may include at least one of the magnitude of the applied voltage to the piezo element, the rising time of the applied voltage, the applying time, and the falling time of the applied voltage.
[0030]
As a liquid dispensing apparatus similar to this, an apparatus provided with a liquid ejection element used in an ink jet type liquid ejection apparatus can be used.
[0031]
As another example of the liquid dispensing apparatus used in the microdispensing system, a dispensing system apparatus using a syringe pump can also be used. In that case, the parameter of the control signal may include at least one of the stroke, speed, and acceleration of the plunger of the syringe pump.
[0032]
An example of a dispensing mechanism provided with a
A
[0033]
Dispensing liquid container 20 is disposable, and has an opening at the lower end and the upper end, and the lower end opening is closed by
[0034]
The
[0035]
A
[0036]
An arm mechanism is provided for detachably mounting the
[0037]
The
[0038]
A
A
[0039]
In the mechanism of FIG. 3, when the container 20 is mounted, the container 20 is placed on the
In this state, the liquid can be discharged from the
[0040]
When removing the container 20, the
[0041]
In this state, the
[0042]
Further, if the
[0043]
Returning to FIG. 1, the
In the field of analyzers that often use a liquid phase regardless of samples and reagents, attempts have been made to reduce the amount of solution used for analysis. This not only saves valuable sample waste and reduces the amount of expensive reagents used, but in biochemical reactions between solutions, the smaller the amount of solution, the shorter the reaction time. Therefore, it is an effective method for increasing the processing efficiency of the experiment.
[0044]
In order to carry out the reaction with a small amount of solution, a dispensing device for dispensing a sample or reagent in a minute amount is necessary. As a method for dispensing a small amount of liquid, there are various methods such as a method using a piezoelectric element such as the piezo element of the embodiment, a method by opening and closing a valve, a method using bubbles generated by locally heating a solution, etc. Has been put to practical use.
[0045]
When dispensing a small amount of liquid to a target position, delicate control of various parameters is required, such as how to apply a voltage to the element if it is a piezoelectric element, and opening and closing time if a valve is used. In order to optimize these parameters, and when dispensing to many locations, the dispensing time also becomes long, so the shape of the droplet to be dispensed is monitored and the environment where the dispenser is located In order to cope with the change and the change over time of the piezoelectric element, it is preferable to capture and monitor the image of the droplet formed on the tip of the dispensing element with an imaging device. The
[0046]
By disposing the
A light source may be arranged at a position opposite to the
[0047]
The
[0048]
As an application of this dispensing apparatus, for example, one that dispenses a reagent to a solid phase such as a PVDF (polyvinylidene difluoride) membrane can be cited. A spot developed by chromatography is transferred to the PVDF membrane, and a reagent is dispensed to develop the color of the spot. As such a solid phase, nitrocellulose, nylon (registered trademark), or the like can be used in addition to the PVDF membrane.
[0049]
FIG. 4 shows the function of the apparatus of FIG. 1 as a block diagram.
[0050]
The dispensing position
[0051]
As shown in FIG. 2, the
[0052]
The table 2 that supports the object is driven by the
[0053]
The dispensing
In the embodiment, the present invention is applied to a dispensing device. However, the position information to be obtained is not limited to the information on the dispensing position, and an image reading device for images of membranes, electrophoresis media, and the like. The present invention can be similarly applied to the case where information on a detected position such as a spot in the image is created.
[0054]
【The invention's effect】
The position information reading device of the present invention is based on an image read by an image reading device, and a plurality of references serving as references on information on a position designated in the image or information on a detected position on the object. Since it was made based on the point, the position information within the object can be accurately determined based on the reference point.
In addition, even when the object is moved to an analyzer or the like, it is possible to accurately position the target position within the object from the position information based on the reference point.
The sample plate of the present invention has a plurality of marks that serve as reference positions in the surface on which the sample or reagent is dispensed, which is convenient for creating accurate position information of the dispense position in the sample plate. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a liquid dispensing apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a plan view showing an upper surface of a table on which a sample plate and the like are arranged in the liquid dispensing apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a dispensing mechanism in the liquid dispensing apparatus.
FIG. 4 is a block diagram of the liquid dispensing apparatus showing functions including one embodiment.
[Explanation of symbols]
2 Table 4
7
16 Hollow needle 20
52
Claims (3)
前記対象物は生体分子が電気泳動により分離された後にメンブレンに転写され固相化されたスポットを有するものであり、
前記液体分注装置は前記対象物上の固定された位置ではなく前記スポット内で分注時に指定された位置に分注するものであり、
該位置情報読取り装置は、
テーブル上に載置された対象物の画像を読み取る画像読取り装置と、
前記画像読取り装置が読み取った画像中で前記液体分注装置が分注すべき位置が指定されたとき、その指定された位置をその対象物上の基準となる複数のリファレンスポイントを基にして求め、その求められた位置を分注位置とする位置情報作成部とを備え、
前記位置情報作成部はリファレンスポイントを基にした分注位置を、前記分析装置又は処理装置において分析又は処理しようとする位置に位置決めする際に使用される情報として外部に出力するものである位置情報読取り装置。The present invention relates to an analysis method in which a reagent or sample is dispensed on an object in a liquid dispensing apparatus, and then the object is transferred to an analyzer or a processing apparatus to analyze or process the position where the reagent or sample is dispensed. A position information reading device for obtaining a dispensing position on an object,
The target object has a spot that is transferred to a membrane and solidified after biomolecules are separated by electrophoresis,
The liquid dispensing apparatus are those dispenses position bisection specified during dispensing with no said spot in a fixed position on said object,
The position information reader
An image reading device for reading an image of an object placed on a table;
When a position to be dispensed by the liquid dispensing device is designated in an image read by the image reading device, the designated position is obtained based on a plurality of reference points serving as references on the object. A position information creation unit having the determined position as a dispensing position;
The position information creation unit outputs the dispensing position based on the reference point to the outside as information used when positioning the dispensing position at a position to be analyzed or processed in the analyzer or the processing apparatus. Reader.
前記位置情報作成部は前記位置指定部が指定した対象物上の位置を前記分注位置とするものである請求項1に記載の位置情報読取り装置。A monitor unit that displays an image read by the image reader; and a position specifying unit that specifies a position on the object based on the image of the object displayed on the monitor unit;
The position information reading device according to claim 1, wherein the position information creating unit sets the position on the object specified by the position specifying unit as the dispensing position.
前記位置情報作成部は前記対象物上の位置をテーブル上の基準となる複数のベースポイントを基にして作成するものである請求項1又は2に記載の位置情報読取り装置。The image reading device reads the image of the table together with the image of the object,
The position information reading device according to claim 1, wherein the position information creating unit creates a position on the object based on a plurality of base points serving as a reference on a table.
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