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JP7147564B2 - Magnetic particle manipulator - Google Patents
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JP7147564B2 - Magnetic particle manipulator - Google Patents

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JP7147564B2 JP2019001184A JP2019001184A JP7147564B2 JP 7147564 B2 JP7147564 B2 JP 7147564B2 JP 2019001184 A JP2019001184 A JP 2019001184A JP 2019001184 A JP2019001184 A JP 2019001184A JP 7147564 B2 JP7147564 B2 JP 7147564B2
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Description

本発明は、内部において目的物質の分離や精製といった処理を行なうための処理液の層がゲル層を挟んで重層された管状デバイス内で、目的物質を補足した磁性粒子を操作するための磁性粒子操作装置に関するものである。 The present invention provides a magnetic particle for manipulating a magnetic particle that captures a target substance in a tubular device in which layers of a treatment liquid for performing a treatment such as separation and purification of the target substance are stacked with a gel layer interposed therebetween. It relates to an operating device.

内部において溶解/固定液、洗浄液、溶出液といった処理液からなる複数の処理液層がゲル層を挟んで重層された管状デバイスを用いて、核酸などの目的物質の分離・精製を行なうことが提案され、実施もなされている(特許文献1参照。)。 It is proposed to separate and purify target substances such as nucleic acids using a tubular device in which multiple treatment liquid layers, such as a lysis/fixation liquid, a washing liquid, and an elution liquid, are stacked with a gel layer sandwiched between them. and has been implemented (see Patent Literature 1).

そのような管状デバイスを用いる目的物質の分離・精製は、目的物質を捕捉した磁性粒子を管状デバイス内に導入し、管状デバイスの外側の磁石で管状デバイス内の磁性粒子を操作することによって行なわれる。処理液層が洗浄液である場合、その処理液層内で磁性粒子による高速の撹拌運動がなされるように、磁石を管状デバイスの長手方向に沿って高速で往復動させるということが行われる。 Separation and purification of a target substance using such a tubular device is performed by introducing magnetic particles that capture the target substance into the tubular device and manipulating the magnetic particles inside the tubular device with a magnet outside the tubular device. . When the treatment liquid layer is a cleaning liquid, a magnet is reciprocated at high speed along the longitudinal direction of the tubular device such that a high speed agitating motion is produced by the magnetic particles within the treatment liquid layer.

上記のような磁性粒子を用いた目的物質の分離・精製を自動的に行なうために、管状デバイス内の磁性粒子を操作するための磁力源を管状デバイスの長手方向へ自動的に移動させる磁性粒子操作装置が提案されている(特許文献2参照。)。 Magnetic particles that automatically move the magnetic force source for manipulating the magnetic particles in the tubular device in the longitudinal direction of the tubular device in order to automatically separate and purify the target substance using the magnetic particles as described above. An operating device has been proposed (see Patent Document 2).

WO2015/177933A1WO2015/177933A1 特開2016-117032号公報JP 2016-117032 A

上記のような磁性粒子操作装置では、管状デバイスと磁力源との距離を一定に保った状態で磁力源を管状デバイスの長手方向へ移動させる必要がある。磁力源の動作中に管状デバイスと磁力源との距離が何らかのエラーによって大きくなった場合、管状デバイス内の磁性粒子に作用する磁力が弱くなり、磁性粒子が磁力源の動作に追従しにくくなる。そのような状態で磁力源の動作を続行しても、目的物質に対する所望の処理が十分になされず、新たな管状デバイスを用いて処理を最初からやり直す必要があり、管状デバイスが無駄になるという問題があった。 In the magnetic particle manipulator as described above, it is necessary to move the magnetic force source in the longitudinal direction of the tubular device while maintaining a constant distance between the tubular device and the magnetic force source. If the distance between the tubular device and the magnetic force source increases due to some error during the operation of the magnetic force source, the magnetic force acting on the magnetic particles in the tubular device becomes weaker, making it difficult for the magnetic particles to follow the operation of the magnetic force source. Even if the operation of the magnetic force source is continued in such a state, the desired treatment of the target substance is not sufficiently performed, and it is necessary to restart the treatment from the beginning using a new tubular device, and the tubular device is wasted. I had a problem.

そこで、本発明は、磁性粒子に作用する磁力に影響を与えるエラーが磁力源の動作中に発生した場合でも、管状デバイスを引き続き使用できるようにすることを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to enable continued use of a tubular device even if an error occurs during operation of the magnetic force source that affects the magnetic force acting on the magnetic particles.

本発明に係る磁性粒子操作装置は、内部において目的物質に対する処理を行なうための処理液からなる複数の処理液層が互いの間にゲル層を挟んで長手方向に重層されているとともに、前記目的物質を捕捉する磁性粒子が内部に装填された管状デバイスを用いて、目的物質に対する処理を行なうための装置である。当該磁性粒子操作装置は、前記管状デバイスを保持するためのデバイス保持部と、前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイス内の前記磁性粒子に磁力を作用させて前記磁性粒子を前記管状デバイスの外側から操作するための磁力源と、前記デバイス保持部に保持される前記管状デバイスに近接する位置で前記管状デバイスの長手方向へ前記磁力源を移動させる磁力源移動機構と、前記磁性粒子に捕捉された目的物質に対する処理が前記管状デバイス内の前記各処理液層においてなされるように、前記磁力源移動機構の動作を制御して前記管状デバイス内の前記磁性粒子を前記各処理液層へ順次移動させる処理動作を実行するように構成された動作制御部と、前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイスの前記長手方向における前記磁力源の位置を、前記磁力源移動機構による前記磁力源の駆動量に基づいて検出するように構成された位置検出部と、前記処理動作の実行中におけるエラーを検知するエラー検知部と、を備えている。そして、前記動作制御部は、前記エラー検知部が前記エラーを検知したときに前記磁力源移動機構による前記磁力源の移動を停止させて前記処理動作を中断し、前記エラーが解除されたときに中断した前記処理動作を再開するように構成され、かつ前記処理動作が中断されたときの前記磁力源の位置が前記管状デバイスの前記処理液層に相当する位置であるときは、前記エラーが解除された後で中断した前記処理動作を再開する前に、前記長手方向における当該処理液層の一端と他端との間の前記磁性粒子を前記磁力源によって回収するように前記磁力源を移動させる回収動作を実行するように構成されている。 A magnetic particle manipulating device according to the present invention includes a plurality of processing liquid layers each containing a processing liquid for processing a target substance, which are stacked in the longitudinal direction with a gel layer interposed therebetween. This is an apparatus for processing a target substance using a tubular device in which magnetic particles that capture the substance are loaded. The magnetic particle manipulation apparatus includes a device holding portion for holding the tubular device; a magnetic force source for operating from the outside; a magnetic force source moving mechanism for moving the magnetic force source in the longitudinal direction of the tubular device at a position close to the tubular device held by the device holding portion; The magnetic particles in the tubular device are sequentially moved to the treatment liquid layers by controlling the operation of the magnetic force source moving mechanism so that the target substance thus obtained is processed in the treatment liquid layers in the tubular device. an operation control unit configured to execute a processing operation for moving; A position detection unit configured to perform detection based on a drive amount, and an error detection unit configured to detect an error during execution of the processing operation. The operation control unit suspends the processing operation by stopping the movement of the magnetic force source by the magnetic force source moving mechanism when the error detection unit detects the error, and interrupts the processing operation when the error is canceled. When the interrupted processing operation is restarted and the position of the magnetic force source when the processing operation is interrupted is a position corresponding to the processing liquid layer of the tubular device, the error is canceled. moving the magnetic force source such that the magnetic particles between one end and the other end of the treatment liquid layer in the longitudinal direction are collected by the magnetic force source before resuming the treatment operation interrupted after the configured to perform a recovery operation;

すなわち、本発明に係る磁性粒子操作装置では、まず、磁力源を移動させる処理動作中のエラーが発生したときに処理動作を中断させ、エラーが解除された後で処理動作を再開する。ただし、管状デバイスの処理液層の側方で磁力源を高速で動作させているときに磁力源を急に停止させると、磁性粒子が磁力源から離脱して処理液層内に拡散するため、その後、エラーが解除して処理動作を続行しても、一部の磁性粒子が磁力源に追従しないことが考えられる。そこで、エラーの発生により処理動作が中断されたときは、エラーが解除された後で、処理液層内に拡散しているすべての磁性粒子を磁力源によって回収するように、すなわち、処理液層内に拡散しているすべての磁性粒子が磁力源に追従する状態となるように、磁力源をその処理液層内の両端間で移動させる。この回収動作を実行した後で、処理動作を再開することで、磁性粒子が磁力源に追従しないような状態で処理動作が続行されることを防止しつつ、エラーが発生した後も管状デバイスを引き続き使用することができる。 That is, in the magnetic particle manipulation device according to the present invention, first, when an error occurs during the processing operation of moving the magnetic force source, the processing operation is interrupted, and after the error is cleared, the processing operation is resumed. However, if the magnetic force source is suddenly stopped while the magnetic force source is operating at high speed on the side of the treatment liquid layer of the tubular device, the magnetic particles will leave the magnetic force source and diffuse into the treatment liquid layer. After that, even if the error is canceled and the processing operation is continued, some magnetic particles may not follow the magnetic force source. Therefore, when the processing operation is interrupted due to the occurrence of an error, all the magnetic particles diffused in the processing liquid layer are collected by the magnetic force source after the error is cleared. The magnetic force source is moved across the treatment liquid layer such that all magnetic particles diffusing therein follow the magnetic force source. By resuming the processing operation after executing this collection operation, the tubular device can be maintained even after an error occurs while preventing the processing operation from continuing in a state where the magnetic particles do not follow the magnetic force source. Can continue to be used.

ところで、管状デバイスは、樹脂製のチューブで構成されていることが一般的であり、完全に真っ直ぐであるとはいえないものも存在する。管状デバイスに反りがある場合、磁力源を管状デバイスの長手方向へ沿って一軸方向へ移動させたときに、管状デバイスの反っている部分と反っていない部分とで磁力源と管状デバイスとの距離が変わってしまい、管状デバイス内の磁性粒子を正確に操作できない虞がある。 By the way, tubular devices are generally composed of resin tubes, and some of them are not perfectly straight. When the tubular device is warped, when the magnetic force source is moved uniaxially along the longitudinal direction of the tubular device, the distance between the magnetic force source and the tubular device between the warped portion and the non-warped portion of the tubular device may change, resulting in inaccurate manipulation of the magnetic particles in the tubular device.

そこで、本発明に係る磁性粒子操作装置に、前記デバイス保持部を覆う開閉式のカバーと、前記カバーに設けられ、前記カバーが閉じられているときに前記デバイス保持部に保持されている前記管状デバイスを前記磁力源側へ押圧して前記管状デバイスの反りを矯正する押圧機構と、をさらに備えることが考えられる。この場合、処理動作の実行中にカバーが空けられてしまうと管状デバイスの反りが矯正されなくなるので、前記エラー検知部は、前記処理動作の実行中に前記カバーが開けられたことを前記エラーとして検知するように構成されることが好ましい。 Therefore, in the magnetic particle manipulation device according to the present invention, an opening/closing type cover that covers the device holding portion, and the tubular shape provided on the cover and held by the device holding portion when the cover is closed. It is conceivable to further include a pressing mechanism that presses the device toward the magnetic force source to correct warping of the tubular device. In this case, if the cover is opened during execution of the processing operation, the warp of the tubular device cannot be corrected. It is preferably configured to detect.

さらに好ましい実施形態では、前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイスの前記各処理液層の位置情報を保持する位置情報保持部をさらに備え、前記位置検出部は、前記位置情報保持部に保持されている前記位置情報に基づいて前記管状デバイスの前記長手方向における前記磁力源の位置を検出するように構成されている。 In a further preferred embodiment, the device further comprises a position information holding section that holds position information of each of the treatment liquid layers of the tubular device held in the device holding section, wherein the position detection section holds the position information in the position information holding section. It is configured to detect the position of the magnetic force source in the longitudinal direction of the tubular device based on the received positional information.

また、本発明の磁性粒子操作装置に用いられる管状デバイスは、通常、各処理液層の位置の正確性が担保されるものであるため、管状デバイスにおける各処理液層の位置の設計値を位置情報として位置情報保持部にもたせておけば、その位置情報に基づいて磁力源を所望の層へ正確に移動させたり、磁力源の現在位置を正確に把握したりすることができる。しかし、管状デバイスの反りや温度等、何らかの要因によって各処理液層の位置が設計値からずれることも考えられる。そこで、前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイスの前記処理液層と前記ゲル層との境界の位置を光学的に検出するように構成された境界検出部をさらに設けてもよい。その場合、前記位置情報保持部に保持される前記位置情報を、前記境界検出部により検出された前記境界の位置とすることができる。 In addition, since the tubular device used in the magnetic particle manipulation apparatus of the present invention usually ensures the accuracy of the position of each treatment liquid layer, the design value of the position of each treatment liquid layer in the tubular device is set to the position. If the information is stored in the positional information holding unit, the magnetic force source can be accurately moved to a desired layer or the current position of the magnetic force source can be accurately grasped based on the positional information. However, it is conceivable that the position of each treatment liquid layer deviates from the designed value due to some factors such as warping of the tubular device and temperature. Therefore, a boundary detection section configured to optically detect the position of the boundary between the treatment liquid layer and the gel layer of the tubular device held by the device holding section may be further provided. In that case, the position information held in the position information holding section can be the position of the boundary detected by the boundary detection section.

本発明に係る磁性粒子操作装置では、磁力源を移動させる処理動作中のエラーが発生したときに当該処理動作を中断させ、エラーが解除された後、処理液層内に拡散しているすべての磁性粒子を磁力源によって回収する回収動作を実行し、その後、処理動作を再開するように構成されているので、磁性粒子が磁力源に追従しないような状態で処理動作が続行されることを防止しつつ、エラーが発生した後も管状デバイスを引き続き使用することができる。 In the magnetic particle manipulator according to the present invention, when an error occurs during the processing operation for moving the magnetic force source, the processing operation is interrupted, and after the error is cleared, all the particles diffused in the processing liquid layer are removed. Since it is configured to perform a recovery operation for recovering the magnetic particles by the magnetic force source and then restart the processing operation, it is possible to prevent the processing operation from being continued in a state in which the magnetic particles do not follow the magnetic force source. However, the tubular device can continue to be used after an error has occurred.

磁性粒子操作装置の一実施例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an example of a magnetic particle manipulation device; FIG. 同実施例で用いられる管状デバイスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the tubular device used with the same Example. 同磁性粒子操作装置のデバイス保持部に管状デバイスが保持された状態を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a state in which a tubular device is held by a device holding portion of the same magnetic particle manipulation device; 同実施例の処理動作中におけるエラー検知とそのときの処理動作の中断及び再開の動作を説明するためのフローチャートである。4 is a flow chart for explaining error detection during processing operation of the same embodiment, and operations for interrupting and resuming the processing operation at that time; 同実施例の回収動作を工程順に示すイメージ図である。It is an image figure which shows the collection|recovery operation|movement of the same Example in process order. 同実施例の回収動作後に再開される処理動作を示すイメージ図である。FIG. 10 is an image diagram showing a processing operation resumed after the recovery operation of the same embodiment; 管状デバイスの各層の境界を検出する機能を備えた磁性粒子操作装置の一実施例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a magnetic particle manipulation device having a function of detecting boundaries between layers of a tubular device; FIG.

以下、図面を参照して、磁性粒子操作装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the magnetic particle manipulation device will be described with reference to the drawings.

まず、図2を参照して、磁性粒子操作装置で用いられる管状デバイスの一例について説明する。 First, with reference to FIG. 2, an example of a tubular device used in the magnetic particle manipulator will be described.

管状デバイス100は、管の内部において一端側から長手方向に、試料層102、ゲル層108、処理液層104、ゲル層108、処理液層104、ゲル層108、溶出液層106が重層されたものである。 In the tubular device 100, a sample layer 102, a gel layer 108, a treatment liquid layer 104, a gel layer 108, a treatment liquid layer 104, a gel layer 108, and an eluate layer 106 are laminated in the longitudinal direction from one end side of the tube. It is.

試料層102を構成する試料には核酸などの目的物質を捕捉した磁性粒子が含まれている。処理液層104は、磁性粒子に捕捉された目的物質の処理を行なうための処理液からなる。処理液としては、磁性粒子に捕捉された目的物質から爽雑物質を取り除くための洗浄液が挙げられる。溶出液層106を構成する溶出液は、処理液層104を経て分離・精製等の処理がなされた目的物質を溶解させるためのものであり、例えば純水を用いることができる。 A sample constituting the sample layer 102 contains magnetic particles that capture a target substance such as nucleic acid. The treatment liquid layer 104 is composed of a treatment liquid for treating the target substance captured by the magnetic particles. Examples of the treatment liquid include a washing liquid for removing contaminants from the target substance captured by the magnetic particles. The eluate that constitutes the eluate layer 106 is for dissolving the target substance that has been subjected to separation, purification, or other treatment through the treatment liquid layer 104, and pure water, for example, can be used.

次に、磁性粒子操作装置の一実施例について説明する。 Next, an embodiment of the magnetic particle manipulator will be described.

図1及び図3に示されているように、磁性粒子操作装置は、管状デバイス100を嵌め込むための窪み4を有する前面パネル2を備えているとともに、前面パネル2の背後に、磁力源8、保持ブロック10、ボールネジ12及びステッピングモータ14を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the magnetic particle manipulation device comprises a front panel 2 having a recess 4 for fitting a tubular device 100, and behind the front panel 2 a magnetic force source 8. , a holding block 10 , a ball screw 12 and a stepping motor 14 .

磁力源8は、管状デバイス100内の磁性粒子を操作するための磁力を発生させるものであり、例えば永久磁石によって実現される。ボールネジ12は、前面パネル2の窪み4に嵌め込まれる管状デバイス100の長手方向と平行に設けられており、ステッピングモータ14によって回転させられる。保持ブロック10はボールネジ12と螺合しており、ボールネジ12が回転することによってボールネジ12の軸方向へ移動するようになっている。 The magnetic force source 8 generates a magnetic force for manipulating the magnetic particles in the tubular device 100 and is realized by permanent magnets, for example. Ball screw 12 is provided parallel to the longitudinal direction of tubular device 100 fitted in recess 4 of front panel 2 and rotated by stepping motor 14 . The holding block 10 is screwed with the ball screw 12 and is moved in the axial direction of the ball screw 12 as the ball screw 12 rotates.

ここで、前面パネル2は管状デバイス100を保持するデバイス保持部を構成し、保持ブロック10、ボールネジ12及びステッピングモータ14は磁力源8を管状デバイス100の長手方向へ移動させるための磁力源移動機構を構成する。 Here, the front panel 2 constitutes a device holding portion for holding the tubular device 100, and the holding block 10, the ball screw 12 and the stepping motor 14 are the magnetic force source moving mechanism for moving the magnetic force source 8 in the longitudinal direction of the tubular device 100. configure.

前面パネル2の窪み4の底面に、窪み4に嵌め込まれた管状デバイス100に対して磁力源8を露出させるための開口が設けられている。磁力源8は、保持ブロック10によって窪みに嵌め込まれる管状デバイス100の近傍で保持されており、保持ブロック10がボールネジ12の軸方向への移動に伴って管状デバイス100の長手方向へ移動する。管状デバイス100内の磁性粒子は、磁力源8からの磁力の作用によって磁力源8の動作に追従し、管状デバイス100内を長手方向へ移動する。 An opening is provided in the bottom surface of the recess 4 in the front panel 2 to expose the magnetic force source 8 to the tubular device 100 fitted in the recess 4 . The magnetic force source 8 is held by a holding block 10 in the vicinity of the tubular device 100 fitted in the recess, and the holding block 10 moves in the longitudinal direction of the tubular device 100 as the ball screw 12 moves in the axial direction. Magnetic particles within the tubular device 100 follow the movement of the magnetic force source 8 and move longitudinally within the tubular device 100 under the action of the magnetic force from the magnetic force source 8 .

前面パネル2を覆う開閉式のカバー16が設けられている。カバー16の内側には、カバー16が閉じられたときに窪み4に嵌め込まれた管状デバイス100を磁力源8側へ押圧するための押圧板18が弾性部材20を介して取り付けられている。カバー16が閉じられると、押圧板18は、管状デバイス100と当接するとともに弾性部材20によって管状デバイス100側へ付勢され、これによって管状デバイス100の反りが矯正される。押圧板18及び弾性部材20は、管状デバイス100を押圧して反りを矯正するための押圧機構を構成する。 An openable cover 16 is provided to cover the front panel 2 . Inside the cover 16, a pressing plate 18 is attached via an elastic member 20 to press the tubular device 100 fitted in the recess 4 toward the magnetic force source 8 when the cover 16 is closed. When the cover 16 is closed, the pressure plate 18 contacts the tubular device 100 and is urged toward the tubular device 100 by the elastic member 20, thereby correcting the warpage of the tubular device 100. FIG. The pressing plate 18 and the elastic member 20 constitute a pressing mechanism for pressing the tubular device 100 to correct the warp.

前面パネル2とカバー16との内側面には、カバー16の開閉状態を検出するためのマイクロセンサ22及びピン24が設けられている。図1及び図3では、前面パネル2側にマイクロセンサ22、カバー16側にピン24が設けられているが、逆に、前面パネル2側にピン24、カバー16側にマイクロセンサ22が設けられていてもよい。 A microsensor 22 and a pin 24 for detecting the open/closed state of the cover 16 are provided on the inner surfaces of the front panel 2 and the cover 16 . In FIGS. 1 and 3, the microsensor 22 is provided on the front panel 2 side and the pin 24 is provided on the cover 16 side. may be

磁性粒子操作装置は、ステッピングモータ14の動作を制御するための制御装置26を備えている。制御装置26は、演算素子や記憶媒体を備えた電子回路によって実現することができる。制御装置26は、動作制御部28、位置検出部30、エラー検知部32及び位置情報保持部34を備えている。動作制御部28、位置検出部30及びエラー検知部32は、演算素子がプログラムを実行することによって実現される機能であり、位置情報保持部34は記憶媒体の一部の記憶領域によって実現される機能である。 The magnetic particle manipulator includes a controller 26 for controlling the operation of the stepper motor 14 . The control device 26 can be realized by an electronic circuit having arithmetic elements and storage media. The control device 26 includes an operation control section 28 , a position detection section 30 , an error detection section 32 and a position information holding section 34 . The operation control unit 28, the position detection unit 30, and the error detection unit 32 are functions realized by executing the program by the arithmetic element, and the position information holding unit 34 is realized by a part of the storage area of the storage medium. It is a function.

動作制御部28は、管状デバイス100内の磁性粒子を試料層102から各処理液層104、溶出液層106へと順に移行させ、磁性粒子に捕捉された目的物質に対する所定の処理動作を実行するように、ステッピングモータ14の動作を制御して磁力源8を管状デバイス100の長手方向へ移動させるように構成されている。目的物質の精製処理は、処理液層104内において磁性粒子を管状デバイス100の長手方向へ高速で往復運動させることによって行なう。 The operation control unit 28 sequentially transfers the magnetic particles in the tubular device 100 from the sample layer 102 to each treatment liquid layer 104 and the eluate layer 106, and performs a predetermined processing operation on the target substance captured by the magnetic particles. , the operation of the stepping motor 14 is controlled to move the magnetic force source 8 in the longitudinal direction of the tubular device 100. As shown in FIG. The target substance is purified by reciprocating the magnetic particles in the treatment liquid layer 104 in the longitudinal direction of the tubular device 100 at high speed.

位置検出部30は、ステッピングモータ14に与えられた駆動パルス数に基づいて、管状デバイス100の長手方向における磁力源8の位置を検出するように構成されている。位置情報保持部34は、管状デバイス100内の各処理液層104の位置に関する情報を保持している。したがって、位置検出部30により検出される磁力源8の位置と位置情報保持部34に保持されている各処理液層104の位置に関する情報に基づいて、磁力源8が管状デバイス100のどの層に相当する位置にあるか、すなわち、磁性粒子が現在、どの層内に存在しているかを認識することができる。 The position detector 30 is configured to detect the position of the magnetic force source 8 in the longitudinal direction of the tubular device 100 based on the number of driving pulses given to the stepping motor 14 . The position information holding unit 34 holds information on the position of each treatment liquid layer 104 within the tubular device 100 . Therefore, based on information on the position of the magnetic force source 8 detected by the position detection unit 30 and the position of each treatment liquid layer 104 held in the position information holding unit 34, which layer of the tubular device 100 is the magnetic force source 8 attached to? It is possible to recognize the corresponding position, ie in which layer the magnetic particles are currently located.

エラー検知部32は、管状デバイス100内の目的物質に対する処理動作の実行中のカバー16の開閉状態をマイクロセンサ22からの信号に基づいて検出し、処理動作の実行中にカバー16が開けられたことをエラーとして検知するように構成されている。エラーを検知した後でカバー16が閉じられた場合、エラー検知部32は、エラーを解除するように構成されている。 The error detection unit 32 detects the open/closed state of the cover 16 during execution of the processing operation for the target substance in the tubular device 100 based on the signal from the microsensor 22, and the cover 16 is opened during execution of the processing operation. It is configured to detect this as an error. The error detector 32 is configured to cancel the error when the cover 16 is closed after detecting the error.

動作制御部28は、処理動作を実行中にエラー検知部32によってエラーが検知されたときは、実行中の処理動作を中断し、エラーが解除されたときは中断した処理動作を再開するように構成されている。処理動作を中断するとは、ステッピングモータ14の駆動を中止して磁力源8の動作を停止させることをいう。 The operation control unit 28 interrupts the processing operation being executed when an error is detected by the error detection unit 32 during execution of the processing operation, and resumes the interrupted processing operation when the error is cleared. It is configured. Interrupting the processing operation means stopping the operation of the magnetic force source 8 by stopping the driving of the stepping motor 14 .

動作制御部28は、中断した処理動作を再開させる際に、位置検出部30によって検出された磁力源8の停止位置と位置情報保持部34に保持されている各処理液層104の位置情報とに基づいて、磁力源8が管状デバイス100のどの層に相当する位置にあるかを検出する。そして、動作制御部28は、磁力源8が処理液層104に相当する位置にあるときは、処理動作を再開する前に回収動作を実行するように構成されている。 When restarting the interrupted processing operation, the operation control unit 28 detects the stop position of the magnetic force source 8 detected by the position detection unit 30 and the position information of each treatment liquid layer 104 held in the position information holding unit 34. based on which layer of the tubular device 100 the magnetic force source 8 is located. The operation control unit 28 is configured to perform the recovery operation before restarting the treatment operation when the magnetic force source 8 is at a position corresponding to the treatment liquid layer 104 .

回収動作とは、処理液層104内に拡散したすべての磁性粒子が磁力源8に追従する状態となるように、その処理液層104の一端と他端(図において上端と下端)の間で磁力源8を移動させる動作である。処理液層104内で磁性粒子を高速動作させているときに磁力源8の動作を停止させると、図5(A)に示されているように、磁性粒子110の一部が磁力源8の磁場から離脱して処理液層104内に拡散してしまう場合がある。そこで、図5(B)及び(C)に示されているように、処理動作を再開する前に、磁力源8を処理液層104の一端と他端との間で低速で移動させ、処理液層104内に拡散した磁性粒子110を磁力源8によって回収し、すべての磁性粒子110が磁力源8の動作に追従する状態にする。動作制御部28は、このような回収動作を行なった後で、図6に示されているように、その処理液層104内での処理動作を再開するように構成されている。 The recovering operation is performed between one end and the other end (upper end and lower end in the drawing) of the treatment liquid layer 104 so that all the magnetic particles diffused in the treatment liquid layer 104 follow the magnetic force source 8 . This is an operation to move the magnetic force source 8 . When the operation of the magnetic force source 8 is stopped while the magnetic particles are moving at a high speed in the treatment liquid layer 104, some of the magnetic particles 110 move away from the magnetic force source 8 as shown in FIG. There is a case where they are separated from the magnetic field and diffuse into the treatment liquid layer 104 . Therefore, as shown in FIGS. 5B and 5C, the magnetic force source 8 is moved at a low speed between one end and the other end of the treatment liquid layer 104 before restarting the treatment operation. The magnetic particles 110 diffused in the liquid layer 104 are collected by the magnetic force source 8 so that all the magnetic particles 110 follow the operation of the magnetic force source 8 . The operation control unit 28 is configured to restart the processing operation within the processing liquid layer 104 as shown in FIG. 6 after performing such a recovery operation.

この実施例における処理動作中におけるエラー検知とそのときの処理動作の中断及び再開の動作を、図3とともに図4のフローチャートを用いて説明する。 Error detection during the processing operation in this embodiment and operations for interrupting and resuming the processing operation at that time will be described with reference to FIG. 3 and the flow chart of FIG.

管状デバイス100が窪み4に嵌め込まれてカバー16が閉じられ、処理動作の開始が入力されると、動作制御部28は所定の処理動作を開始する。処理動作の実行中、制御装置26にはマイクロセンサ22からの信号が定期的に取り込まれる(ステップS1)。エラー検知部32は、マイクロセンサ22の信号に基づいてカバー16が空いているか否かを判定する(ステップS2)。カバーが空いていない場合には、処理動作が続行される(ステップS2、S5)。 When the tubular device 100 is fitted into the recess 4, the cover 16 is closed, and the start of processing operation is input, the operation control unit 28 starts a predetermined processing operation. During execution of the processing operation, the controller 26 periodically receives a signal from the microsensor 22 (step S1). The error detector 32 determines whether the cover 16 is open based on the signal from the microsensor 22 (step S2). If the cover is not open, the processing operation is continued (steps S2, S5).

カバー16が空いている場合(ステップS2)、エラー検知部32はエラーを検知する(ステップS3)。エラー検知部32によってエラーが検知された場合、動作制御部28は、ステッピングモータ14の駆動を停止して処理動作を中断する(ステップS4)。処理動作が中断された場合は、その後、エラー検知部32によってエラーが解除されるまで、処理動作の中断状態が維持される。 If the cover 16 is open (step S2), the error detector 32 detects an error (step S3). When an error is detected by the error detection unit 32, the operation control unit 28 stops driving the stepping motor 14 and interrupts the processing operation (step S4). When the processing operation is interrupted, the interrupted state of the processing operation is maintained until the error detection unit 32 cancels the error.

処理動作が中断された後でカバー16が閉じられた場合(ステップS2、S5)、エラー検知部32はエラーを解除する(ステップS6)。エラーが解除されると、動作制御部28は、磁力源8の停止位置が管状デバイス100のどの層に相当する位置にあるかを検出する(ステップS7)。磁力源8の停止位置が管状デバイス100の処理液層104に相当する位置である場合、回収動作を実行した後で処理動作を再開する(ステップS8~S10)。一方で、磁力源8の停止位置が管状デバイス100のゲル層108に相当する位置である場合には、上記の回収動作を行なうことなく、処理動作を再開する(ステップS8、S10)。 If the cover 16 is closed after the processing operation is interrupted (steps S2, S5), the error detector 32 cancels the error (step S6). When the error is cleared, the operation control unit 28 detects which layer of the tubular device 100 corresponds to the stop position of the magnetic force source 8 (step S7). If the stop position of the magnetic force source 8 is the position corresponding to the treatment liquid layer 104 of the tubular device 100, the treatment operation is restarted after the recovery operation is performed (steps S8 to S10). On the other hand, when the stop position of the magnetic force source 8 is the position corresponding to the gel layer 108 of the tubular device 100, the processing operation is restarted without performing the above recovery operation (steps S8 and S10).

上記のように、処理動作の実行中にカバー16が開けられた場合でも、同じ管状デバイス100を用いて処理動作を続行することができる。逆にいえば、処理動作の実行中にカバー16を空けても管状デバイス100が無駄になることはないので、処理動作中に進捗状況を確認するためにカバー16を空けることができる。 As noted above, the same tubular device 100 can be used to continue processing operations even if the cover 16 is opened during a processing operation. Conversely, the tubular device 100 is not wasted when the cover 16 is opened during the processing operation, so the cover 16 can be opened to check the progress during the processing operation.

位置情報保持部34に保持される各処理液層104の位置情報としては、例えば管状デバイス100の各層の設計値を用いることができる。しかしながら、各処理液層104の実際の位置が管状デバイス100の個体差等によって設計値と異なっていることも考えられる。 As the position information of each treatment liquid layer 104 held in the position information holding unit 34, for example, design values of each layer of the tubular device 100 can be used. However, it is conceivable that the actual position of each treatment liquid layer 104 differs from the design value due to individual differences in the tubular device 100 or the like.

そこで、磁性粒子操作装置に、管状デバイス100の各処理液層104の実際の位置を取得する機能を設けるようにしてもよい。図7は、管状デバイス100の各処理液層104の実際の位置を取得する機能を有する磁性粒子操作装置の一実施例を示している。 Therefore, the magnetic particle manipulation device may be provided with a function of acquiring the actual position of each treatment liquid layer 104 of the tubular device 100 . FIG. 7 shows an embodiment of a magnetic particle manipulator capable of obtaining the actual position of each treatment liquid layer 104 of tubular device 100 .

図7の実施例は、保持ブロック10に物質の反射率を検出する光学センサ40が取り付けられ、制御装置26に境界検出部36が設けられている点において、図1及び図3に示された実施例と異なっている。境界検出部36は、演算素子がプログラムを実行することによって得られる機能である。 The embodiment of FIG. 7 is similar to that of FIGS. 1 and 3 in that the holding block 10 is fitted with an optical sensor 40 for detecting the reflectance of the material, and the controller 26 is provided with a boundary detector 36. It differs from the embodiment. The boundary detection unit 36 is a function obtained by executing the program by the arithmetic element.

境界検出部36は、光学センサ40によって得られる信号に基づいて管状デバイス100の各層の境界の位置を検出するように構成されている。具体的には、境界検出部36は、光学センサ40を管状デバイス100の長手方向に走査させ、光の反射率が変化する位置を管状デバイス100の各層の境界の位置として検出する。境界検出部36によって検出された各層の境界の位置が当該管状デバイス100の処理液層104の位置に関する情報として位置情報保持部34に保持される。 The boundary detector 36 is configured to detect the position of the boundary of each layer of the tubular device 100 based on the signal obtained by the optical sensor 40 . Specifically, the boundary detection unit 36 scans the tubular device 100 in the longitudinal direction with the optical sensor 40 and detects the position where the reflectance of light changes as the position of the boundary between the layers of the tubular device 100 . The position of the boundary between layers detected by the boundary detection unit 36 is held in the position information holding unit 34 as information on the position of the treatment liquid layer 104 of the tubular device 100 .

以上において説明した実施例では、処理動作中にカバー16が開けられることのみを処理動作の中断の原因となるエラーとして検知するようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、管状デバイス100内の磁性粒子が磁力源8に正常に追従しなくなるような事項であれば、カバー16の開閉状態に加えて又はカバーの開閉状態とともに、エラーとして検知することができる。エラーとして検知される事項としては、例えば、窪み4からの管状デバイス100の離脱が挙げられる。 In the embodiment described above, only the fact that the cover 16 is opened during the processing operation is detected as an error causing interruption of the processing operation, but the present invention is not limited to this. Anything that causes the magnetic particles in the tubular device 100 not to follow the magnetic force source 8 normally can be detected as an error in addition to or together with the open/closed state of the cover 16 . Matters detected as errors include, for example, detachment of the tubular device 100 from the recess 4 .

2 前面パネル
4 窪み
6 開口
8 磁力源
10 保持ブロック
12 ボールネジ
14 ステッピングモータ
16 カバー
18 押圧板
20 弾性部材
22 マイクロセンサ
24 ピン
26 制御装置
28 動作制御部
30 位置検出部
32 エラー検知部
34 位置情報保持部
36 境界検出部
40 光学センサ
100 管状デバイス
102 試料層
104 処理液層
106 溶出液層
108 ゲル層
2 Front Panel 4 Recess 6 Opening 8 Magnetic Force Source 10 Holding Block 12 Ball Screw 14 Stepping Motor 16 Cover 18 Pressing Plate 20 Elastic Member 22 Microsensor 24 Pin 26 Controller 28 Operation Control Section 30 Position Detection Section 32 Error Detection Section 34 Position Information Holding Section 36 Boundary Detection Section 40 Optical Sensor 100 Tubular Device 102 Sample Layer 104 Treatment Liquid Layer 106 Elution Liquid Layer 108 Gel Layer

Claims (4)

内部において目的物質に対する処理を行なうための処理液からなる複数の処理液層が互いの間にゲル層を挟んで長手方向に重層されているとともに、前記目的物質を捕捉する磁性粒子が内部に装填された管状デバイスを保持するためのデバイス保持部と、
前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイス内の前記磁性粒子に磁力を作用させて前記磁性粒子を追従させ、それによって前記磁性粒子を前記管状デバイスの外側から操作するための磁力源と、
前記デバイス保持部に保持される前記管状デバイスに近接する位置で前記管状デバイスの長手方向へ前記磁力源を移動させる磁力源移動機構と、
前記磁性粒子に捕捉された目的物質に対する処理が前記管状デバイス内の前記各処理液層においてなされるように、前記磁力源移動機構の動作を制御して前記管状デバイス内の前記磁性粒子を前記各処理液層へ順次移動させる処理動作を実行するように構成された動作制御部と、
前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイスの前記長手方向における前記磁力源の位置を、前記磁力源移動機構による前記磁力源の駆動量に基づいて検出するように構成された位置検出部と、
前記処理動作の実行中に前記磁性粒子が前記磁力源に追従しなくなるエラーを検知するエラー検知部と、を備え、
前記動作制御部は、前記エラー検知部が前記エラーを検知したときに前記磁力源移動機構による前記磁力源の移動を停止させて前記処理動作を中断し、前記エラーが解除されたときに中断した前記処理動作を再開するように構成され、かつ前記処理動作が中断されたときの前記磁力源の位置が前記管状デバイスの前記処理液層に相当する位置であるときは、前記エラーが解除された後で中断した前記処理動作を再開する前に、前記長手方向における当該処理液層の一端と他端との間の前記磁性粒子を前記磁力源によって回収するように前記磁力源を移動させる回収動作を実行するように構成されている、磁性粒子操作装置。
A plurality of treatment liquid layers made of a treatment liquid for processing a target substance are stacked in the longitudinal direction with a gel layer sandwiched between each other, and magnetic particles for capturing the target substance are loaded inside. a device holding portion for holding a tubular device that is held in place;
a magnetic force source for exerting a magnetic force on the magnetic particles in the tubular device held by the device holding portion to cause the magnetic particles to follow, thereby manipulating the magnetic particles from outside the tubular device;
a magnetic force source moving mechanism for moving the magnetic force source in the longitudinal direction of the tubular device at a position close to the tubular device held by the device holding portion;
The magnetic particles in the tubular device are moved to the respective treatment liquid layers in the tubular device by controlling the operation of the magnetic force source moving mechanism so that the target substance captured by the magnetic particles is processed in the treatment liquid layers in the tubular device. an operation controller configured to execute a treatment operation for sequentially moving the treatment liquid layer;
a position detection unit configured to detect the position of the magnetic force source in the longitudinal direction of the tubular device held by the device holding unit based on a driving amount of the magnetic force source by the magnetic force source moving mechanism;
an error detection unit that detects an error in which the magnetic particles do not follow the magnetic force source during execution of the processing operation;
The operation control unit interrupts the processing operation by stopping movement of the magnetic force source by the magnetic force source moving mechanism when the error detection unit detects the error, and interrupts the processing operation when the error is canceled. The error is cleared when the position of the magnetic force source when the treatment operation is interrupted is a position corresponding to the treatment liquid layer of the tubular device. a recovery operation of moving the magnetic force source such that the magnetic particles between one end and the other end of the treatment liquid layer in the longitudinal direction are recovered by the magnetic force source before resuming the interrupted treatment operation later; A magnetic particle manipulation device configured to perform
前記デバイス保持部を覆う開閉式のカバーと、
前記カバーに設けられ、前記カバーが閉じられているときに前記デバイス保持部に保持されている前記管状デバイスを前記磁力源側へ押圧して前記管状デバイスの反りを矯正する押圧機構と、をさらに備え、
前記エラー検知部は、前記処理動作の実行中に前記カバーが開けられたことを前記エラーとして検知するように構成されている、請求項1に記載の磁性粒子操作装置。
an openable cover that covers the device holding portion;
a pressing mechanism that is provided on the cover and presses the tubular device held by the device holding portion toward the magnetic force source to correct warping of the tubular device when the cover is closed; prepared,
2. The magnetic particle manipulation device according to claim 1, wherein said error detection unit is configured to detect that said cover has been opened during execution of said processing operation as said error.
前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイスの前記各処理液層の位置情報を保持する位置情報保持部をさらに備え、
前記位置検出部は、前記位置情報保持部に保持されている前記位置情報に基づいて前記管状デバイスの前記長手方向における前記磁力源の位置を検出するように構成されている、請求項1又は2に記載の磁性粒子操作装置。
further comprising a position information holding unit that holds position information of each of the treatment liquid layers of the tubular device held by the device holding unit;
3. The position detection unit is configured to detect the position of the magnetic force source in the longitudinal direction of the tubular device based on the position information held in the position information holding unit. The magnetic particle manipulation device according to 1.
前記デバイス保持部に保持された前記管状デバイスの前記処理液層と前記ゲル層との境界の位置を光学的に検出するように構成された境界検出部をさらに備え、
前記位置情報保持部に保持される前記位置情報は、前記境界検出部により検出された前記境界の位置である、請求項3に記載の磁性粒子操作装置。
further comprising a boundary detection unit configured to optically detect a position of a boundary between the treatment liquid layer and the gel layer of the tubular device held by the device holding unit;
4. The magnetic particle manipulation device according to claim 3, wherein said position information held in said position information holding section is the position of said boundary detected by said boundary detection section.
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