JP4422623B2 - 化学分析装置および化学分析カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、液体試料中の特定の化学物質を抽出し検出する化学分析装置および化学分析カートリッジに関する。

複数の化学物質を含む試料から核酸等の特定の化学物質を抽出し分析する化学分析装置としては、特表２００１−５２７２２０号公報に、一体型流体操作カートリッジが記載されている。この装置では、一体型カートリッジ内部に溶解液や洗浄液や溶離液等の試薬、及び核酸を捕獲する捕獲構成部品を備え、核酸を含む試料をカートリッジ内部に注入した後、前記試料と溶離液を混合させて前記捕獲構成部品に通過させ、さらに捕獲構成部品に洗浄液を通過させ、さらに捕獲構成部品に溶離液を通過させ、捕獲構成部品を通過した後の溶離液をＰＣＲ試薬に接触させ反応チャンバへと流している。そして、温度制御手段としては薄膜ヒータを用いた加熱の内容が開示されている。

また、特表２００３−５０２６５６号公報では回転ディスクを備え向心力を用いて試料を定量し、核酸のＰＣＲ増幅法を用いる装置が提案されている。回転ディスク内には、ＰＣＲ増幅法における変性温度、アニーリング温度、伸長温度に設定するための温度制御手段を用いた構造が開示されている。

特表２００１−５２７２２０号公報、 特表２００３−５０２６５６号公報

特表２００３−５０２６５６号公報と特表２００３−５０２６５６号公報に記載の従来技術は、どちらも温度サイクルを繰返すＰＣＲ増幅法での核酸増幅法を用いている。ＰＣＲ増幅法では、温度サイクルの一例として９５、５５、７２℃を繰返すことによりその回数に応じて核酸が増幅されるが、サイクルの途中で試薬を分注する必要がない。

一方、定温核酸増幅法のＮｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｂａｓｅｄ Ａｍｐｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＮＡＳＢＡ）法では一定温度条件下で酵素を添加する必要がある。そのため、酵素添加後の反応液の攪拌は重要な問題であり、遠心を用いる構造体内で液を流動による抽出増幅させる場合には攪拌の問題について検討する必要がある。

本発明の目的は、攪拌と加温が容易な化学分析装置を提供することにある。

化学分析装置は、モータ、モータにより回転可能な保持ディスク、保持ディスク上に配置された複数の検査カートリッジ、検査カートリッジに穿孔するための穿孔機、加温装置及び検出装置を有する。検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板を含む、基板には、容器及び流路を覆うカバーが装着される。保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、回転軸線に対して内周側の容器から流路を経由して回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させる。

内周側の容器から外周側の容器へ溶液を移動させる流路は、内周側の容器の外周側端から始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を経由して、外周側の容器の内周側端にて終わる。

検査カートリッジには、容器内の溶液を攪拌するための攪拌手段と容器内の溶液を加温するための加温手段が設けられている。

本発明によれば、攪拌と加温が容易な化学分析装置を提供することができる。

図１は本発明による化学分析装置の例を示す図である。化学分析装置１は、モータ１１、モータ１１により回転可能な保持ディスク１２、保持ディスク１２上に配置された複数の検査カートリッジ２、検査カートリッジ２に穿孔するための穿孔機１３、加温装置１４及び検出装置１５を有する。操作者は検査項目ごとに検査カートリッジ２を用意し、保持ディスク１２に装着し、化学分析装置１を起動させる。

本例の化学分析装置では、加温装置１４と検出装置１５はそれぞれ別の場所に設けられているが例えば両者を一体化し、加温と検出を同一の位置で行ってもよい。また、加温装置、及び、検出装置は、保持ディスク１２の上面に位置されているが、どちらか一方又は両方を保持ディスク１２の下面に配置してもよい。

図２は検査カートリッジ２の斜視図である。検査カートリッジ２は略６角形の薄い基板からなる。６角形の短辺（図２の左上側の辺）が保持ディスクの回転中心の内周側に配置され、６角形の長辺（図２の右下側の辺）が外周側に配置される。従って、以下に、６角形の短辺側を内周側、６角形の長辺側を外周と称する。内周側と外周側を結ぶ線分を半径方向と呼ぶ。

本例の検査カートリッジ２は第１部分２０と第２部分３０からなり、両者は接合部にて互いに接続されている。検査カートリッジ２の第１部分２０は、基板２１と基板の上面の全体を覆うように接合された、フィルム又は薄板等で構成されるカートリッジカバー２２からなる。同様に、検査カートリッジ２の第２部分３０は、基板３１と基板の上面の全体を覆うように接合されたフィルム又は薄板等で構成されるカートリッジカバー３２からなる。

図３は、検査カートリッジ２の第１部分２０の外観を示す。検査カートリッジ２の第１部分２０には、溶解液容器２２０、追加液容器２３０、洗浄液容器２４０、２５０、２６０、溶離液容器２７０、及び、検出試薬溶解液容器２８０、２９０が形成されている。これらの容器には予め所定量の試薬が分注されている。これらの容器には出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１、２８１、２９１が接続されている。また、第１部分２０の接合部には、出口流路２２１を含む突起１２２１、出口流路２３１を含む突起１２３１、出口流路２４１、２５１、２７１を含む突起１２４１、出口流路２６１を含む突起１２６１、出口流路２８１を含む突起１２８１、出口流路２９１を含む突起１２９１が設けられている。

図４は検査カートリッジ２の第２部分３０の外観を示す。検査カートリッジ２の第２部分３０には、核酸捕捉部３０１、試料容器３１０、血球貯蔵容器３１１、血清定量容器３１２、全血廃棄容器３１５、溶離液回収容器３９０、廃液貯蔵容器４０２、混合容器４１０、反応容器４２０、及び、保持容器７０１が設けられている。核酸捕捉部３０１は、石英やガラスの多孔質材や繊維フィルタ等を有する。これらの容器には流路が接続されている。また、第２部分の接合部には、これらの流路を含む凹部１３２１、１３３１、１３４１、１３６１、１３８１、１３９１が設けられている。第１部分２０の凸部と第２部分３０の凹部の形状は互いに対応している。

検査カートリッジ２に形成された容器、及び、流路は、基板の上面に形成された凹部である。流路の深さは、容器の深さより小さい。

図５（ａ）は、検査カートリッジを図２の切断線Ａ−Ａ部にて切断し、且つ、第１部分２０と第２部分３０を分離したときの断面構成を示し、図５（ｂ）は、第１部分２０と第２部分３０を合体させたときの断面構成を示す。図５（ａ）に示すように、検査カートリッジ２の第１部分２０の接合部の凸部１２２１、１２３１、１２４１、１２６１、１２８１、１２９１の端面は、保護シート２３によって覆われている。同様に、検査カートリッジ２は第２部分３０の接合部の凹部１３２１、１３３１、１３４１、１３６１、１３８１、１３９１の端面は、保護シート３３によって覆われている。従って、検査カートリッジ２の第１部分２０及び第２部分３０に形成された容器、流路等は、カートリッジカバー及び保護シートによって密閉されている。

検査カートリッジ２の第１部分２０と第２部分３０を組み立てる場合、先ず、接合部における保護シート２３、３３を剥がす。次に、第１部分２０の接合部の凸部が第２部分３０の接合部の凹部に係合するように、第１部分２０と第２部分３０の接合部を互いに係合させる。図５（ｂ）に示すように、第１部分２０のカートリッジカバー２２の縁と、第２部分３０のカートリッジカバー３２の縁を接着剤又はシール剤によってシールする。それにより、検査カートリッジの容器、流路等は密閉空間を形成する。

本例では、検査カートリッジ２は第１部分２０の接合部の凸部は流路を含むように形成され、第２部分３０の接合部の凹部は流路を含むように形成されている。従って、凸部と凹部の係合によって、第１部分２０の流路と第２部分３０の流路は接合部にて繋がり、溶液が接合部にて漏れ出すことはない。即ち、第１部分２０の接合部の凸部と第２部分３０の接合部の凹部は位置決め機能を有する。尚、ここでは、検査カートリッジ２の第１部分２０の接合部に凸部を設け、第２部分３０の接合部に凹部を設けているが、逆に、検査カートリッジ２の第１部分２０の接合部に凹部を設け、第２部分３０の接合部に凸部を設けてよい。

本例では、遠心力を利用して、流路によって互いに接続されている２つの容器間にて試薬又は溶液を移動させる。先ず、２つの容器を覆うカートリッジカバーを穿孔し、２つの容器を大気圧に開放する。次に、保持ディスク１２を回転させることにより、容器内の試薬又は溶液は、遠心力の作用によって、内周側の容器から外周側の容器に移動する。このような操作を順次繰り返すことにより、所定の処理を実行することができる。

図６を参照して、全血を試料として用いた場合のウイルス核酸の抽出および分析動作を説明する。ステップＳ１では、全血分注を行う。操作者は、先ず、真空採血管等で採血した全血を、図４に示した検査カートリッジの第１部分３０の試料注入口３１０ａより試料容器３１０に注入する。次に、図５（ａ）に示したように、保護シート２３、３３を剥がし、図５（ｂ）に示したように、検査カートリッジの第１部分２０を第２部分３０に装着する。ステップＳ２では、必要な数の検査カートリッジを保持ディスク１２に装着する。

以下に、化学分析装置１を稼動させ、全血から核酸を抽出する核酸抽出工程と、ウイルスの遺伝子を増幅・検出する増幅・検出工程を実行する。一例としてＮＡＳＢＡ法でのＣ型肝炎検査の例を説明する。ステップＳ３にて、核酸を抽出し、ステップＳ４にて、核酸抽出後の試料と増幅液の混ざった反応液を６５℃で約５分間保持する。ステップＳ５にて、酵素至適温度の４１℃に下げる。ステップＳ６にて、酵素を添加し、ステップＳ７にて、４１℃で約９０分間保持する。このときの蛍光発光量をリアルタイムで測定することによりウイルスの遺伝子量が評価できる。

次に、図７を参照して、攪拌のタイミングについて説明する。図７は、横軸は時間、縦軸は反応液温度である。核酸の抽出工程は、室温にて実行する。抽出工程の次の増幅工程にて、攪拌を行う。先ず、抽出工程にて抽出された核酸に増幅液を添加して攪拌する。次に、第１の反応温度である６５℃で５分間、保持する。第２の反応温度である酵素至適温度４１℃に温度を制御し、酵素液を添加し、攪拌する。即ち、増幅試薬を添加したときと酵素を添加したときに、攪拌を行う。

図８を参照して、検査カートリッジにおける液の流動状態を説明する。溶解液容器２２０には血清中のウイルスの膜蛋白を溶解して核酸を溶出させるための溶解液が分注されている。溶解液は、血清中のウイルスや細菌の膜であるタンパク質を溶解して働きをするが、さらに核酸捕捉部３０１への核酸の吸着を促進させる。溶解液は、例えば、ＤＮＡの溶出及び吸着には塩酸グアニジン、ＲＮＡの溶出及び吸着にはグアニジンチオシアネートであってよい。

追加液容器２３０には、溶解液を補充するための追加液が分注されている。追加液は、例えば、溶解液そのものであってよい。第１洗浄液容器２４０には、核酸捕捉部３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄するための第１洗浄液が分注されている。第１洗浄液は、例えば溶解液或いは溶解液の塩濃度を低減した液であってよい。第２洗浄液容器２５０には、核酸捕捉部３０１に付着した塩等の不要成分を洗浄するための第２洗浄液が分注されている。第２洗浄液は、例えばエタノール或いはエタノール水溶液であってよい。

第３洗浄液容器２６０には、溶離液回収容器３９０に付着した塩等の成分を洗浄するための第３洗浄液が分注されている。第３洗浄液は、例えば滅菌水又はｐＨを７から９に調整した水溶液であってよい。溶離液容器２７０には核酸捕捉部３０１から核酸を溶離するための溶離液が分注されている。溶離液は、滅菌水又はｐＨを７から９に調整した水溶液であってよい。

第１検出試薬容器２８５および第２検出試薬容器２９５には、それぞれ乾燥状態の第１検出試薬および第２検出試薬が保存されている。２つの試薬に含まれる全ての成分を一種類の試薬として第２検出試薬容器２９５に保持してもよい。その場合には第１検出試薬容器２８５は不要となる。

検出試薬を乾燥状態にして保存することで、長期間かつ常温あるいは冷蔵での保存が可能となる。しかし、乾燥状態での保存が不要な場合には、溶離液に予め検出試薬を溶解しておけばよい。

第１検出試薬溶解液容器２８０及び第２検出試薬溶解液容器２９０には、それぞれ乾燥状態の第１検出試薬および第２検出試薬を溶解するための溶解液が保存されている。

試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０の内周端には、通気孔２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２、２８２、２９２が設けられている。全血廃棄容器３１５、溶離液回収容器３９０、廃液貯蔵容器４０２、反応容器４２０の内周端には、通気孔３１７、３９４、４０３、４２３が設けられている。これらの通気孔の上側にて、カバーを穿孔することにより、これらの容器は大気圧に接続される。

試料容器３１０には試料注入口３１０ａが設けられている。操作者は、検査カートリッジの試料注入口３１０ａの上側にてカートリッジカバーを穿孔し、真空採血管等で採血した全血を試料注入口３１０ａより試料容器３１０に注入する。

先ず、血清分離処理について説明する。穿孔機１３によって全血廃棄容器通気孔３１７の上側にてカバーを穿孔する。それによって、全血廃棄容器３１５は、全血廃棄容器通気孔３１７を介して大気圧に接続される。尚、試料容器３１０は試料注入口３１０ａを介して大気圧に接続されている。モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。試料容器３１０内の全血は、遠心力の作用により、外周方向に移動し、血球貯蔵容器３１１および血清定量容器３１２に流れる。

血清定量容器３１２と全血廃棄容器３１５の間には、血清定量容器３１２の内周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有するオーバーフロー流路が設けられている。オーバーフロー流路は、血清定量容器３１２から折り返し部までの断面積が小さいオーバーフロー細管流路３１３と折り返し部から全血廃棄容器３１５までの断面積が大きいオーバーフロー太管流路３１４を含む。即ち、折り返し部にて、オーバーフロー細管流路３１３とオーバーフロー太管流路３１４は接続されている。従って、血球貯蔵容器３１１および血清定量容器３１２が全血によって満たされると、全血は、オーバーフロー流路を介して、全血廃棄容器３１５に流れる。

保持ディスク１２を回転し続けると、血球は外周側の血球貯蔵容器３１１へ移動し血清は内周側の血清定量容器３１２に残る。即ち、全血は血球と血清に分離する。所定の時間回転させ血清遠心分離動作が終了すると保持ディスク１２の回転を停止させる。

血清定量容器３１２と血球貯蔵容器３１１の間に堰が設けられており、血球貯蔵容器３１１内の血球が血清定量容器３１２内に戻ることはできない。

血清定量容器３１２と混合容器４１０の間には、血清定量容器３１２の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する血清毛細管３１６が設けられている。

血清定量容器３１２内の血清の一部は、表面張力による毛細管力によって、血清毛細管３１６内を移動し、混合容器４１０と血清毛細管３１６の境界である混合容器入り口に達する。しかしながら、混合容器４１０では、断面積が拡大するので、毛細管力は減少し、血清がそれ以上移動することはない。同様に、血清定量容器３１２内の血清の一部は、表面張力による毛細管力によって、オーバーフロー細管流路３１３内を移動するが、オーバーフロー太管流路３１４では、断面積が拡大するので、毛細管力は減少し、血清がそれ以上移動することはない。半径方向位置６０１は、血清定量容器３１２、及び、オーバーフロー細管流路３１３における液面レベルを示す。

本例では、血清定量容器３１２は所定量の血清を定量する機能を有する。例えば、血球貯蔵容器３１１の容積が２５０マイクロリットル、必要血清量が２００マイクロリットルであると仮定する。試料容器３１０に５００マイクロリットルの全血を分注すれば、全血廃棄容器３１５へ５０マイクロリットルの全血がオーバーフローし、残りの４５０マイクロリットルの全血が血清と血球に分離する。このうち２００マイクロリットルの血清が混合容器４１０へ流出する。本例では、４５０マイクロリットルの全血より、２００マイクロリットル以上の血清を得ることができる。血清の比率が小さい全血の場合には、血球貯蔵容器の容積を大きくし全血試料を多くすればよい。

図９に示すように、試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０の外周側には、出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１、２８１、２９１が設けられている。出口流路には、試薬容器の外周端から始まり内周側に折り返した後に外周側に延びる折り返し部が形成されている。

検査カートリッジの上面にはカートリッジカバー２２、３２が装着されているから、通気孔の位置にてカートリッジカバー２２に穿孔しない限り、試薬容器２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０及び、出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１、２８１、２９１は、密閉され、そこに空気が流入することはない。しかしながら、これらの試薬容器、及び、出口流路には、カートリッジカバーを装着したときに封入された微量の空気が存在する。遠心力が作用すると、各試薬は試薬容器の外周側に移動し、出口流路内に押し込まれるが、試薬容器内に初期に封入された微量の空気が膨張し、試薬容器内に負圧が生成される。この負圧が遠心力と釣り合って試薬は試薬容器より流出することができない。

回転数が増加し遠心力が大きくなると、試薬容器内の圧力は更に低下し、試薬の飽和蒸気圧以下になると気泡が発生する。それによって、負圧が減少し、遠心力との釣り合いが破れる。しかしながら、本例では、各試薬容器の出口流路２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２７１、２８１、２９１に、内周側に戻る折り返し部が設けられているから、遠心力が大きくなっても、試薬容器内の負圧の減少を抑制し、試薬が出口流路から流出することが防止される。

以下、穿孔機１３によって、各試薬容器の通気孔の位置にて、カートリッジカバーに穿孔し、各試薬容器を大気圧に接続する。モータ１１によって保持ディスクを回転させることにより、遠心力によって、各試薬を遠心力で流動させる。

次に混合工程を説明する。穿孔機１３によって、溶解液容器２２０の通気孔２２２の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔する。反応容器４２０の通気孔４２３の位置にて、カートリッジカバー３２に穿孔する。それによって、溶解液容器２２０及び反応容器４２０は大気圧に接続される。

モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。溶解液容器２２０内の溶解液は、遠心力の作用で外周側に流動し、折り返し部を有する溶解液容器出口流路２２１、混合容器４１０を経由して、反応容器４２０に移動する。

溶解液容器２２０の出口の半径方向位置は、混合容器４１０の入り口の半径方向位置６０２より内周側にあるから、サイホン効果により、溶解液容器２２０内の全ての溶解液は混合容器４１０に流出する。

血清定量容器３１２と血清毛細管３１６の接続位置を通る半径方向位置は、混合容器の入り口の半径方向位置６０２より内周側にある。従って、サイホン効果により血清定量容器３１２内の血清のうち接続位置より内周側にある血清は全て混合容器４１０に流れ出る。混合容器４１０に流出した溶解液及び血清は、反応容器４２０に移動する。反応容器４２０では、血清と溶解液が混合され、反応する。

混合容器４１０は溶解液と血清を混合するための空間であるが、そこに血清と溶解液の混合を促進させる部材を設けてもよい。混合を促進させる部材には、樹脂、ガラス、紙等からなる多孔性フィルタ、繊維、エッチングや機械加工等で製作したシリコンや金属等の突起物などがある。

反応容器４２０と保持容器７０１の間には、反応容器４２０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する反応容器出口流路４２１が設けられている。回転中、反応容器４２０内の液面レベルは、反応容器出口流路４２１の折り返し部の最内周端の半径方向位置６０４よりも外周側にある。従って、反応容器４２０内の混合液は、反応容器出口流路４２１の折り返し部を越えて保持容器７０１へ移動することはない。回転中、混合液は反応容器４２０に保持される。

所定の時間回転させ、血清と溶解液の混合処理が終了するとモータ１１を停止し、保持ディスク１２の回転を停止させる。

尚、混合容器４１０は、保持ディスクの回転が停止したとき、反応容器４２０内の混合液が毛細管力によって、流れ出ることを防止する機能を有する。即ち、反応容器４２０内の混合液が毛細管力によって、混合容器４１０方向に流れるとき、混合容器４１０の断面積は大きいから、毛細管力が減少し、それ以上、混合液が進むことはない。

次に、核酸捕捉工程を説明する。図９に示すように、追加液容器２３０と反応容器４２０の間には、追加液容器２３０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する追加液容器出口流路２３１が設けられている。

穿孔機１３によって、追加液容器２３０の通気孔２３２の位置にて、カートリッジカバー２２に穿孔し、追加液容器２３０を大気圧に接続する。溶離液回収容器３９０の通気孔３９４の位置にて、カートリッジカバー３２に穿孔し、溶離液回収容器３９０を大気圧に接続する。廃液貯蔵容器４０２の通気孔４０３の位置にて、カートリッジカバー３２に穿孔し、廃液貯蔵容器４０２を大気圧に接続する。

モータ１１を駆動し、保持ディスク１２を回転させる。遠心力の作用により、追加液容器２３０内の追加液は追加液容器出口流路２３１を経て、反応容器４２０に移動する。それによって、反応容器４２０内の混合液の液面レベルは内周方向に移動する。混合液の液面が反応容器出口流路４２１の最内周部の位置６０４に達すると、混合液は反応容器出口流路４２１の折り返し部を越えて流れ出し、核酸捕捉部３０１へ流れ込む。

血清と溶解液の混合液の壁面に対する濡れ性がよい場合、遠心力が作用しないときでも、毛細管現象によって反応容器出口流路４２１内を混合液が逆流する場合がある。このような場合には、追加液を必要としない。

核酸捕捉部３０１に導かれた混合液は、遠心力の作用によって外周方向に移動し、核酸捕捉部３０１を通過する。混合液が核酸捕捉部を通過すると、混合液中の核酸は核酸捕捉部３０１によって捕捉され、残りの廃液は溶離液回収容器３９０へ流れ込む。

核酸捕捉処理が行われると次に洗浄工程を説明する。第１洗浄液容器２４０に接続された第１洗浄液容器出口流路２４１、第２洗浄液容器２５０に接続された第２洗浄液容器出口流路２５１、及び、溶離液容器２７０に接続された溶離液容器出口流路２７１は、保持容器７０１にて合流する。第３洗浄液容器２６０に接続された第３洗浄液容器出口流路２６１は、溶離液回収容器３９０に接続されている。第１検出試薬溶解液容器２８０に接続された第１検出試薬溶解液容器出口流路２８１は、第１検出試薬を貯蔵する第１検出試薬容器２８５を経由して溶離液回収容器３９０に接続されている。第２検出試薬溶解液容器２９０に接続された第２検出試薬溶解液容器出口流路２９１は、第２検出試薬を貯蔵する第２検出試薬容器２９５を経由して溶離液回収容器３９０に接続されている。溶離液回収容器３９０と廃液貯蔵容器４０２の間には、溶離液回収容器３９０の外周端より始まり、内周方向に延びてから再び外周方向に延びる折り返し部を有する廃液流路３９３が設けられている。廃液流路３９３の途中に毛細管弁１７１が設けられているが、これについては後に図１２を参照して説明する。

洗浄工程を説明する。洗浄工程は第１、第２及び第３の洗浄工程を含む。先ず、第１洗浄工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第１洗浄液容器２４０の通気孔２４２の位置にてカートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第１洗浄液容器２４０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第１洗浄液は第１洗浄液容器２４０から第１洗浄液容器出口流路２４１及び保持容器７０１を経て、核酸捕捉部３０１に流れ込み、核酸捕捉部３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄する。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器３９０及び廃液流路３９３を経て、廃液貯蔵容器４０２へと流出する。

次に、第２洗浄工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第２洗浄液容器２５０の通気孔２５２の位置にてカートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第２洗浄液容器２５０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第２洗浄液は第２洗浄液容器２５０から第２洗浄液容器出口流路２５１及び保持容器７０１を経て、核酸捕捉部３０１に流れ込み、核酸捕捉部３０１に付着した蛋白等の不要成分を洗浄する。洗浄後の廃液は、溶離液回収容器３９０を経て、廃液貯蔵容器４０２へと流出する。

第３洗浄工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第３洗浄液容器２６０の通気孔２６２の位置にてカートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第３洗浄液容器２６０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第３洗浄液は第３洗浄液容器２６０から溶離液回収容器３９０に流れ込み、溶離液回収容器３９０に付着した塩等の成分を洗浄する。洗浄後の廃液は、廃液貯蔵容器４０２へと流出する。

溶離工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって溶離液容器２７０の通気孔２７２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、溶離液容器２７０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、溶離液は溶離液容器２７０から出口流路２７１及び保持容器７０１を経て核酸捕捉部３０１に流れ込む。核酸捕捉部３０１にて、捕捉された核酸は、溶離液によって溶離される。溶離した核酸を含む溶離液は、核酸捕捉部３０１から溶離液回収容器３９０に流れ込む。溶離液容器２７０の溶離液の容量は、溶離液回収容器３９０の容積に等しいか又はそれより小さい。従って、溶離液回収容器３９０に流れ込んだ溶離液は、溶離液回収容器３９０に保持される。

増幅工程を説明する。増幅工程は第１及び第２の増幅工程を含む。第１の増幅工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第１検出試薬溶解液容器２８０の通気孔２８２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第１検出試薬溶解液容器２８０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第１検出試薬溶解液は第１検出試薬溶解液容器２８０から出口流路２８１を経て第１検出試薬容器２８５に流れ込み、第１検出試薬を溶解し、溶離液回収容器３９０に流れ込む。

第１検出試薬は、内部コントロールや蛍光色素を含む増幅試薬である。第１検出試薬によって、溶離液回収容器３９０に保持された遺伝子は蛍光標識されると同時に増幅する。第１検出試薬溶液が溶離液回収容器３９０に流れ込んだら、加温装置１４を用いて溶離液回収容器３９０を第１の反応温度、例えば６５℃で５分間保持し、第２の反応温度例えば４１℃に下げる。第２の反応温度に到達したら、第２の増幅工程を実行する。

第２の増幅工程を説明する。モータ１１を停止し、穿孔機１３によって第２検出試薬溶解液容器２９０の通気孔２９２の位置にて、カートリッジカバー２２を穿孔する。それによって、第２検出試薬溶解液容器２９０は大気圧に接続される。モータ１１を回転させると、遠心力の作用によって、第２検出試薬溶解液は第２検出試薬溶解液容器２９０から出口流路２９１を経て第２検出試薬容器２９５に流れ込み、第２検出試薬を溶解し、溶離液回収容器３９０に流れ込む。

第２検出試薬は、酵素を含む試薬である。第２検出試薬によって、溶離液回収容器３９０に保持された遺伝子の増幅が行われる。第２検出試薬溶液が溶離液回収容器３９０に流れ込んだら、加温装置１４を用いて溶離液回収容器３９０を第２の反応温度４１℃で９０分間保持する。

第２の増幅工程では、検出装置１５を検査容器となる溶離液回収容器３９０の下に移動させ、標的核酸および内部コントロール核酸の蛍光発光量をそれぞれ検出する。

内部コントロールは、予め定量された核酸あるいは核酸を含む合成物であり、血清中の標的核酸の抽出、増幅、検出に用いた条件及び装置と同一の条件及び装置を使用して、抽出、増幅、検出を行う。

従って、内部コントロールの検出結果から、所定の蛍光や吸光等の信号が得られた場合には、検査カートリッジ及び検査装置は正常に機能し、抽出、増幅、検出の工程が正常に実行された仮定することができる。従って、この場合、標的核酸の蛍光発光量を正常な測定値として採用することができる。逆に、内部コントロールの検出結果の信号強度が所定値より低かったり全く検出されない場合は、検査カートリッジ又は検査装置は正常に機能しなかったと判断することができる。又は、標的核酸の検出信号を予め定量している内部コントロールの検出信号と比較することにより、標的核酸の濃度を定量評価することができる。

本発明によれば、試薬の分注操作が不要となり作業不備による試薬の汚染が起きることがない。また各試薬の流動を制御するためのバルブを流路途中に設ける必要がなく、流路途中でのバルブ部での液残りは発生せず、前工程での試薬による汚染を防止でき、液体試料中の核酸等の特定成分を高純度に抽出でき、高精度に分析できる。

図１０は、検査カートリッジの第２の例を示す。本例の検査カートリッジでは、誘導伝導加熱方式を使用して温度制御を行う。図１０（ａ）は、本例の検査カートリッジが保持された保持ディスクの上方から観察した状態を示し、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面構成を示す図である。本例では、検査カートリッジの上方に、誘導伝導用コイル１６１、及び、赤外線放射温度計１６４が配置されている。誘導伝導用コイル１６１には、電源１６２が接続されている。誘導伝導用コイル１６１は、検査カートリッジ２毎に適当な方法によって検査装置に支持される。例えば、複数の誘導伝導用コイル１６１を、検査カートリッジ２に対応するように、保持ディスクの上方に所定の間隔にて、検査装置に装着してよい。

検査カートリッジ２は、保持ディスク１２の凹部内に保持される。検査カートリッジ２の溶離液回収容器３９０の外周に沿って磁性体リング１６５が設けられている。磁性体リング１６５は、モールド成形によって形成されてよい。

保持ディスク１２には、検査カートリッジ２の溶離液回収容器３９０の位置にて、孔１２Ａが形成されている。保持ディスク１２の下方に配置された検出装置１５により溶離液回収容器３９０内の増幅液による発光量を測定するため、溶離液回収容器３９０の底面は平面度及び透明度が光学的に優れていることが望ましい。

電源１６２から誘導伝導用コイル１６１に２０〜３０ｋＨｚの高周波の交流を印加することにより、磁界が生成され、それによって磁性体リング１６５に渦電流が発生する。渦電流が磁性体リング１６５内を流れると、ジュール熱損失によって発熱が起きる。この発熱によって、溶離液回収容器３９０内の溶液が加温される。

誘導伝導用コイル１６１と溶離液回収容器３９０の間の距離をＬとする。本例では、距離Ｌだけ離れた誘導伝導用コイル１６１と磁性体リング１６５の間の誘導伝導加熱によって、溶離液回収容器３９０内は加熱される。溶離液回収容器３９０内の温度は、赤外線放射温度計１６４によって測定される。測定された温度に基づいて、誘導伝導用コイル１６１に印加する交流の周波数又は電圧が制御される。それにより、溶離液回収容器３９０内の温度は所定の温度に制御される。即ち、本例では、溶離液回収容器３９０に対して非接触にて、温度制御がなされる。従って、保持ディスクが高速又は低速にて回転中であっても、温度制御は当然可能である。磁性体リングの材質としては、渦電流によるジュール損失が大きい材料が好ましく、銅系よりはある程度の電気抵抗をもつ鉄やステンレスなどが好ましい。

図１１〜図１３を参照して、本発明による検査カートリッジの第３の例を説明する。図１１（ａ）は、本例の検査カートリッジの平面構成を示す。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の切断線Ｃ−Ｃに沿った検査カートリッジの断面構成を示す図である。本例の検査カートリッジは、図８に示した検査カートリッジと比較して、廃液流路３９３の内周側に空気溜め１７０が設けられている点が異なる。また、廃液流路３９３の途中に流路断面が拡大した毛細管弁１７１が設けられている。

図１２は毛細管弁１７１の詳細を示す。図１２（ａ）は、毛細管弁１７１を含む廃液流路３９３の平面構成を示し、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の切断線Ｅ−Ｅに沿った検査カートリッジの断面構成を示す図である。毛細管弁１７１は、廃液流路３９３の経路上に形成された凹部１７２によって構成されている。この凹部１７２は、廃液流路３９３の流路断面積より大きな流路断面積を有する。即ち、凹部１７２は幅及び深さは、廃液流路３９３の幅及び深さより大きい。

溶離液回収容器３９０内の溶液が毛細管力によって廃液流路３９３内を進み、毛細管弁１７１に達する。しかしながら、そこで流路の断面積が大きくなるので毛細管力は減少し、それ以上進むことなく停止する。従って、凹部１７２の入口にて気液の界面１７３を生じる。この気液界面は、表面張力作用によって形成されたものであり、廃液流路３９３からの圧力が一定値以下の場合、破断しない。従って、この気液界面は、それから先に液体が流動するのと防ぐ一種の弁体の役目を果たす。

次に、空気溜め１７０の機能を説明する。保持ディスクの回転中、溶離液回収容器３９０内の溶離液は、遠心力の作用によって、半径方向外方に押し出され、廃液流路３９３を経由して空気溜め１７０内に進入する。しかしながら、空気溜め１７０内には予め空気が充填されているため、空気溜め１７０内に溶離液が進入すると、この空気が圧縮される。空気溜め１７０内に進入した溶離液の圧力と空気の圧力が釣り合ったとき、溶離液の進入は停止する。このとき、溶離液回収容器３９０内の液面レベルの半径方向の位置１７０ａは、溶離液回収容器３９０内の液面レベルの半径方向の位置３９０ａより外周側にある。

図１３は、保持ディスクの回転を停止した状態を示す。保持ディスクの回転を停止すると、遠心力が作用しなくなり、空気溜め１７０内における溶離液の圧力と空気の圧力の釣り合いが破れる。従って、空気溜め１７０内の溶離液は、空気の圧力によって押し出され、溶離液回収容器３９０に戻る。従って、空気溜め１７０内の液面レベルの半径方向の位置１７０ｃは、空気溜め１７０の底面付近となる。再び、保持ディスクを回転させると、遠心力の作用により、空気溜め１７０内の液面レベルの半径方向の位置は、図１１の位置１７０ｃに移動する。こうして本例では、保持ディスクの回転と停止を繰り返すことにより、空気溜め１７０内の液面レベルは変動する。空気溜め１７０内の液面レベルが変動すると、溶離液回収容器３９０内の液面レベルも変動し、空気溜め１７０と溶離液回収容器３９０の間を溶離液が行き来する。それにより溶離液回収容器３９０内における溶離液の攪拌が起きる。

図７を参照して説明したように、増幅工程において、保持ディスクの回転と停止を繰り返すことにより、溶離液回収容器３９０内に攪拌を生成し、検出試薬と溶離液を十分に混合させることができる。

本例では、毛細管弁１７１として、流路の断面が拡大する凹部１７２を使用したが、廃液流路３９３内に粘度の高く遺伝子増幅に阻害とならないゲル状の物質を充填してもよく、又は、樹脂製流路を加熱して溶解する等何ならの方法で塞ぐことによっても毛細管弁の作用を置換えることができる。

次に、図１４を参照して増幅工程における攪拌のタイミングを説明する。図に示すように増幅工程では、保持ディスクの回転と停止を繰り返す。回転速度は、加速時、定速時、減速時、及び、停止時、の４つの状態に変化する。攪拌は、保持ディスクの回転が停止してから一定時間ｔ１にて行い、その後に、時間ｔ２にて蛍光計測を行う。即ち、減速時が終了したら、時間ｔだけ攪拌を行い、その後に時間ｔ２の蛍光計測を行う。蛍光計測が終了したら、再び、保持ディスクを回転させる。増幅工程において、溶離液回収容器３９０を加温しながら攪拌することにより、増幅反応が促進され検査時間の短縮が図れる。

次に、図１５は本発明による検査カートリッジの第４の例を示す。図１５（ａ）に示すように、本例では、基板に溶離液回収容器３９０に隣接し、半径方向に延びる攪拌容器１７５が設けられている。攪拌容器１７５の両端は、連絡流路１７４ａ、１７４ｂによってそれぞれ溶離液回収容器３９０に接続されている。従って、攪拌容器１７５内には、溶離液が満たされている。攪拌容器１７５の断面は、略３角形である。即ち、基板の上面に傾斜した上面１７５Ａ、平行な底面１７５Ｂ、及び垂直な外周側面１７５Ｃからなる。上面１７５Ａと底面１７５Ｂの間の間隔は、内周側から外周側に向かって拡大している。攪拌容器１７５内には、溶離液回収容器３９０内の溶液より比重が小さいフロート１７６が配置されている。

保持ディスクが回転すると、遠心力の作用により、比重が大きい溶離液は外周側面１７５Ｃの方向に移動し、比重が小さなフロート１７６は内周側１７５Ｄに移動する。フロート１７６には、遠心力の作用方向に直行する方向に重力と浮力が作用するが、攪拌容器１７５の内周側１７５Ｄでは、上面１７５Ａと底面１７５Ｂの間の間隔が狭く、フロート１７６は重力方向又は浮力方向に移動することはできない。フロート１７６が遠心力の作用によって外周側から内周側に移動することによって、攪拌容器１７５内の溶液は、内周側の連絡流路１７４ａを経由して溶離液回収容器３９０内に押し出され、逆に、溶離液回収容器３９０内の溶液は、外周側の連絡流路１７４ｂを経由して攪拌容器１７５内に流入する。

保持ディスクの回転を停止すると、遠心力は作用しなくなるが、重力と浮力は作用する。フロート１７６は比重が小さいから重力より浮力のほうが大きく、従って、フロート１７６には浮力による上方向の力が作用する。それによって、フロート１７６は、上面１７５Ａの傾斜に沿って移動し、外周側面１７５Ｃに移動する。フロート１７６が内周側から外周側に移動することによって、攪拌容器１７５内の溶液は、外周側の連絡流路１７４ｂを経由して溶離液回収容器３９０内に押し出され、逆に、溶離液回収容器３９０内の溶液は、内周側の連絡流路１７４ａを経由して攪拌容器１７５内に流入する。

保持ディスクの回転と停止を繰り返すと、フロート１７６が内周側と外周側の間を移動する。それによって、溶液は、連絡流路１７４ａ、１７４ｂを介して、溶離液回収容器３９０と攪拌容器１７５の間を行き来する。それによって溶離液回収容器３９０内の溶液は攪拌される。

次に、図１６は本発明による検査カートリッジの第５の例を示す。図１６（ａ）に示すように、本例では、廃液流路３９３の内周側に空気溜め１７０が設けられ、この空気溜め１７０内には電気ヒータ１８０が設けられている。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の線Ｇ−Ｇに沿った断面構成を示す。電気ヒータ１８０に通電することにより、空気溜め１７０内の空気は膨張する。空気溜め１７０内の空気の膨張によって、空気溜め１７０内の溶液は押し出され、溶離液回収容器３９０内に移動する。電気ヒータ１８０の通電を停止することにより、空気溜め１７０内の空気は収縮する。空気溜め１７０内の空気の収縮によって、溶離液回収容器３９０内の溶液は空気溜め１７０内に移動する。こうして、電気ヒータ１８０によって、空気溜め１７０内の空気の膨張と収縮を繰り返すことによって、溶液は、溶離液回収容器３９０と空気溜め１７０の間を行き来する。それによって、溶離液回収容器３９０内にて溶液の攪拌が行われる。

電気ヒータ１８０に加えてペルチェ素子を内蔵してもよい。電気ヒータ１８０の通電を停止し、ペルチェ素子を通電することにより空気の収縮を促進させることができる。

次に、図１７は本発明による検査カートリッジの第６の例を示す。図１７（ａ）に示すように、本例の検査カートリッジでは、溶離液回収容器３９０を囲むようにリング状の攪拌容器１６７が形成されている。攪拌容器１６７内には、図１７（ｂ）に示す磁性体リング１６５が配置されている。

図１８に示すように、溶離液回収容器３９０と攪拌容器１６７は上側の連絡流路１６６ａと下側の連絡流路１６６ｂにて連通されている。従って、攪拌容器１６７内には溶離液が満たされている。検査カートリッジの上方には、誘導伝導用コイル１６１、及び、赤外線放射温度計１６４が配置されている。誘導伝導用コイル１６１には、電源１６２が接続されている。誘導伝導用コイル１６１は、検査カートリッジ２毎に適当な方法によって支持され、保持ディスクと共に回転するように構成してよい。図１８（ａ）は、誘導伝導用コイル１６１に通電した状態を示す。誘導伝導用コイル１６１に低周波の交流又は直流を印加すると磁界が生成される。磁性体リング１６５は、磁界による上方向の力を受ける。磁界による上方向の力の大きさは、磁性体リング１６５の重さに比べて十分に大きいから、磁性体リング１６５は、攪拌容器１６７内を上方に移動する。溶離液回収容器３９０及び攪拌容器１６７は、カートリッジカバー３２によって覆われているから、磁性体リング１６５が攪拌容器１６７から飛び出ることはない。

磁性体リング１６５が、攪拌容器１６７内を上方に移動すると、攪拌容器１６７内の溶液は、磁性体リング１６５によって押し出され、上側の連絡流路１６６ａを介して、溶離液回収容器３９０内に移動し、溶離液回収容器３９０内の溶液は下側の連絡流路１６６ｂを介して攪拌容器１６７内に導かれる。

図１８（ｂ）は、誘導伝導用コイル１６１への通電を切断した状態を示す。磁性体リング１６５は、重力によって、攪拌容器１６７内を下方に移動する。磁性体リング１６５が、攪拌容器１６７内を下方に移動すると、攪拌容器１６７内の溶液は、磁性体リング１６５によって押し出され、下側の連絡流路１６６ｂを介して、溶離液回収容器３９０内に移動し、溶離液回収容器３９０内の溶液は上側の連絡流路１６６ａを介して攪拌容器１６７内に導かれる。

こうして本例では、誘導伝導用コイル１６１への通電と通電の切断を繰り返すことにより、磁性体リング１６５は、攪拌容器１６７内を上下方向に往復運動する。それによって、溶離液回収容器３９０と攪拌容器１６７の間を溶液が行き来し、溶離液回収容器３９０内の溶液は攪拌される。

尚、図１０を参照して説明したように、誘導伝導用コイル１６１に２０〜３０ｋＨｚの高周波の交流を印加することにより、磁性体リング１６５に渦電流を発生させ、それによって、溶離液回収容器３９０内の溶液を加熱してもよい。それにより、磁性体リング１６５を攪拌子として使用すると同時に、加熱ヒータとして機能させることができる。増幅工程では、攪拌と加熱を同時に行う必要がある。従って、本例の磁性体リング１６５は、増幅工程における攪拌と加熱を行う場合に好適である。それにより、作業工程数を少なくすることができると同時に使用する部品点数を少なくすることができる。

磁性体リング１６５は溶離液回収容器３９０内の液と直接接触するために、遺伝子増幅に影響の無い、例えばフッ素系の樹脂等でコーティングする必要がある。

図１９は本発明による検査カートリッジの第７の例を示す。図１９（ａ）に示すように、本例の検査カートリッジでは、溶離液回収容器３９０に直接、磁性体リング１６５が挿入されている。図１９（ｂ）は、溶離液回収容器３９０とそこに配置された磁性体リング１６５の断面構成を示す。図１９（ｂ）には、検査カートリッジの上方に設けられた、誘導伝導用コイル１６１、及び、赤外線放射温度計１６４の図示は省略されている。誘導伝導用コイル１６１への通電と通電の切断を繰り返すことにより、磁性体リング１６５は、溶離液回収容器３９０内を上下方向に往復運動する。それにより、溶離液回収容器３９０内の溶液は攪拌される。本例の場合も、磁性体リング１６５によって攪拌と加熱を同時に行ってよい。本例では、構造が簡単でありながら、攪拌と加熱の両者を実現することができる。

図２０及び図２１は本発明による検査カートリッジの第８の例を示す。本例では、溶離液回収容器３９０の両側に、保持ディスクの接線方向に沿って延びる攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂが設けられ、その流路内に磁性体の球１６９が配置されている。攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂは、溶離液回収容器３９０に接続されている。従って、攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂには、溶離液が満たされている。攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂは、溶離液回収容器３９０より深さが浅い溝である。

図２１を参照して説明する。検査カートリッジの上方には、誘導伝導用コイル１６１が設けられている。誘導伝導用コイル１６１は電源１６２に接続されている。本例では、誘導伝導用コイル１６１を低周波の交流又は直流を印加することにより磁界を発生させた状態にて、検査カートリッジを半径方向に移動させる。図２１（ａ）は、誘導伝導用コイル１６１の中心が、一方の攪拌用流路１６８ａの外端部の位置に整合するように、検査カートリッジが配置された状態を示す。図２１（ｂ）は、誘導伝導用コイル１６１の中心が、他方の攪拌用流路１６８ｂの外端部の位置に整合するように、検査カートリッジが配置された状態を示す。磁性体の球１６９は、誘導伝導用コイル１６１によって生成された磁界によって引き寄せられる。溶離液回収容器３９０及び攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂは、カートリッジカバー３２によって覆われているから、磁性体の球１６９が溶離液回収容器３９０及び攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂから飛び出ることはない。

図２１（ａ）に示すように、誘導伝導用コイル１６１の中心が一方の攪拌用流路１６８ａの外端部の位置にある場合には、磁性体の球１６９は、一方の攪拌用流路１６８ａの外端部に配置され、図２１（ｂ）に示すように、誘導伝導用コイル１６１の中心が他方の攪拌用流路１６８ｂの外端部の位置にある場合には、磁性体の球１６９は、他方の攪拌用流路１６８ｂの外端部に配置される。

こうして本例では、検査カートリッジを半径方向に往復運動させることにより、磁性体の球１６９は、２つの攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂに沿って往復運動する。それによって、溶離液回収容器３９０内の溶離液は攪拌される。蛍光計測を行う場合には、磁性体の球１６９は、２つの攪拌用流路１６８ａ、１６８ｂの一方の端部に配置されるから、蛍光測定の妨げとはならない。

図２２は、誘導伝導コイルに供給する電源装置の例を示す。上述の例では、攪拌時には、誘導伝導コイルに直流を供給し、誘導伝導加熱の場合には、誘導伝導コイルに、低周波の交流を供給する。即ち、攪拌と加熱を切り替える場合には、電源を切り替える必要がある。本例では、電源を切替えるための制御装置１８１を設ける。交流電源１６２にはスイッチ１６２ａが接続され、直流電源１６３にはスイッチ１６３ａが接続されている。制御装置１８１は、攪拌時に、スイッチ１６３ａをオンにし、スイッチ１６２ａをオフにする命令を供給する。制御装置１８１は、加温時に、スイッチ１６３ａをオフにし、スイッチ１６２ａをオンにする命令を供給する。制御装置１８１は赤外線放射温度計１６４からの温度信号を入力し、加温制御を行う。

以上、本発明の例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。

本発明による化学分析装置の外観を示す斜視図である。 本発明による検査カートリッジの外観を示す斜視図である。 本発明による検査カートリッジの第１部分の外観を示す斜視図である。 本発明による検査カートリッジの第２部分の外観を示す斜視図である。 本発明による検査カートリッジの２つの部分を組み立てる方法を説明するための説明図である。 本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の操作手順の概略を説明するための説明図である。 本発明による化学分析装置を用いて全血からウイルス核酸の抽出処理を行う場合の攪拌のタイミングを説明するための説明図である。 本発明による検査カートリッジの動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第２の例を説明するための説明図である。 本発明による検査カートリッジの第３の例を動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第３の例の毛細管弁の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第３の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第３の例における攪拌と蛍光計測のタイミングを説明するための説明図である。 本発明による検査カートリッジの第４の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第５の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第６の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第６の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第７の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第８の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第８の例の動作説明図である。 本発明による検査カートリッジの第８の例において、攪拌と加温を切り替えるための装置を説明するための図である。

符号の説明

１…化学分析装置、２…検査カートリッジ、１１…モータ、１２…保持ディスク、１３…穿孔機、１４…加温装置、１５…検出装置、２０…検査カートリッジの第１部分、２１…基板、２２…カートリッジカバー、２３…保護シート、３０…検査カートリッジの第２部分、３１…基板、３２…カートリッジカバー、３３…保護シート、１６１…誘導伝導コイル、１６２、１６３…電源、１６４…赤外線放射温度計、１６５…磁性体リング、１６６ａ、１６６ｂ…連絡流路、１６７…攪拌容器、１６８ａ、１６８ｂ…攪拌用流路、１６９…球、１７０…空気溜め、１７１…毛細管弁、１７２…凹部、１７５…攪拌容器、１７６…フロート、１８０…電気ヒータ、１８１…制御装置、２２０…溶解液容器、２３０…追加液容器、２４０…第１洗浄液容器、２５０…第２洗浄液容器、２６０…第３洗浄液容器、２７０…溶離液容器、２８０…第１検出試薬溶解液容器、２９０…第２検出試薬溶解液容器、３０１…核酸捕捉部、３１０…試料容器、３１１…血球貯蔵容器、３１２…血清定量容器、３１５…全血廃棄容器、３２０…混合容器、３９０…溶離液回収容器、４０２…廃液貯蔵容器、４１０…混合部、４２０…反応容器、７０１…保持容器

Claims (9)

1. 中心を通る回転軸線周りに回転可能な保持ディスクと、該保持ディスクに保持された取り外しが可能な検査カートリッジと、を有し、上記検査カートリッジは、凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記保持ディスクの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析装置において、
   上記容器内の溶液を攪拌するための攪拌手段と廃液を貯蔵する廃液貯蔵容器が設けられ、
   上記攪拌手段は、上記容器の出口に接続された流路に接続された空気溜め容器を有し、遠心力が作用しているとき、上記容器内の溶液は上記空気溜め容器に進入し、遠心力が作用していないとき、上記空気溜め容器内に進入した溶液は上記容器内に戻るように構成され、
   上記空気溜め容器は、上記容器と上記廃液貯蔵容器との間の廃液流路の内周側に設けられ、上記廃液流路の最内周部は上記空気溜め容器よりも下流側に位置し、上記廃液流路と上記空気溜め容器との接続位置は上記廃液流路の最内周部よりも外周側であることを特徴とする化学分析装置。
2. 請求項１記載の化学分析装置において、上記容器内の溶液を加温するための加温手段が設けられていることを特徴とする化学分析装置。
3. 請求項２記載の化学分析装置において、上記加温手段は、上記容器内に配置された磁性体と上記検査カートリッジより離れて設けられたコイルとを有し、上記コイルに高周波の交流電流を供給することによって上記磁性体内に渦電流を生成し、該渦電流によって上記容器内の溶液を加温することを特徴とする化学分析装置。
4. 請求項２記載の化学分析装置において、上記容器内に配置された磁性体と上記検査カートリッジより離れて設けられたコイルと該コイルに電源を供給する電源装置とを有し、上記電源装置は、上記磁性体を攪拌手段として使用する場合には、上記コイルに直流電流を供給し、上記磁性体を加温手段として使用する場合には、上記コイルに高周波の交流電流を供給することを特徴とする化学分析装置。
5. 請求項２記載の化学分析装置において、
   上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を保持する溶離液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記溶離液回収容器に収容された上記物質を含む溶離液より上記物質を検出するための検出試薬を保持するための検出試薬容器と、が設けられ、
   上記廃液貯蔵容器は、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収し、
   上記加温手段は、上記溶離液回収容器に設けられていることを特徴とする化学分析装置。
6. 凹部によって形成された容器及び流路を有する基板と、該容器及び流路を覆うカバーと、を有し、上記基板に垂直な回転軸線周りの回転によって生成される遠心力を利用して、上記回転軸線に対して内周側の容器から上記流路を経由して上記回転軸線に対して外周側の容器へ溶液を移動させるように構成された化学分析カートリッジにおいて、
   上記容器内の溶液を攪拌するための攪拌手段と廃液を貯蔵する廃液貯蔵容器が設けられ、
   上記攪拌手段は、上記容器の出口に接続された流路に接続された空気溜め容器を有し、遠心力が作用しているとき、上記容器内の溶液は上記空気溜め容器に進入し、遠心力が作用していないとき、上記空気溜め容器内に進入した溶液は上記容器内に戻るように構成され、
   上記空気溜め容器は、上記容器と上記廃液貯蔵容器との間の廃液流路の内周側に設けられ、上記廃液流路の最内周部は上記空気溜め容器よりも下流側に位置し、上記廃液流路と上記空気溜め容器との接続位置は上記廃液流路の最内周部よりも外周側であることを特徴とする化学分析カートリッジ。
7. 請求項６記載の化学分析カートリッジにおいて、上記容器内の溶液を加温するための加温手段が設けられていることを特徴とする化学分析カートリッジ。
8. 請求項７記載の化学分析カートリッジにおいて、上記加温手段は、上記容器内に配置された磁性体を有し、上記検査カートリッジより離れて設けられたコイルに高周波の交流電流を供給することによって上記磁性体内に渦電流を生成し、該渦電流によって上記容器内の溶液を加温することを特徴とする化学分析カートリッジ。
9. 請求項７記載の化学分析カートリッジにおいて、
   上記基板には、試料を収容する試料容器と、上記試料に含まれる特定の物質を捕捉するための捕捉部と、上記捕捉部に捕捉された上記物質を溶離するための溶離液を収容する溶離液容器と、上記捕捉部から排出された上記物質を含む溶離液を収容する溶離液回収容器と、上記物質を検出するために上記溶離液回収容器からの上記物質を含む溶離液を保持するための検出容器と、が設けられ、
   上記廃液貯蔵容器は、上記捕捉部及び上記溶離液回収容器を経由して排出された溶液を回収し、
   上記加温手段は、上記溶離液回収容器に設けられていることを特徴とする化学分析カートリッジ。

Images