JP7610099B2 - Inspection Equipment - Google Patents
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Description
本発明は検査装置に関し、詳しくは被検査液を収容する収容部が形成された検査容器を、共通の円周上に配置された複数の温度調節部に、順次移動させて接触させるようにした検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection device, and more specifically to an inspection device that moves an inspection container having a container section for containing a test liquid sequentially to contact multiple temperature control units arranged on a common circumference.
従来、ウイルス感染症の検査方法として、鼻咽頭ぬぐい液、喀痰、唾液等の検体（生体試料）から抽出した核酸分子の配列情報を解析する遺伝子解析が行われており、その際に上記検体を含んだ被検査液に含まれる核酸分子に熱変性、ハイブリダイゼーション、伸長の各反応を順次生じさせて核酸分子の増幅を行う、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）が用いられている。
上記熱変性、ハイブリダイゼーション、伸長の各反応を生じさせるためには、上記核酸分子を含む被検査液を上記各反応が生じる所要の温度に調節する必要があり、また検査に必要な量の増幅産物を得るためには、上記反応を数十サイクル繰り返す必要がある。
このような温度調節部を備えた検査装置として、被検査液を収容する収容部が形成された検査容器を、共通の円周上に配置された複数の温度調節部に、順次移動させて接触させるようにした検査装置が知られている（特許文献１）。
この特許文献１では、上記検査容器は円盤状を有しており、当該検査容器を回転させるモータを備えている。そして特許文献１では、上記モータごと上記検査容器を当該モータの回転軸の軸方向に移動させることで、上記円盤状の検査容器の被検査液を収容した収容部を温度調節部に接触させ、検査容器を回転させる際には、当該検査容器をモータごと回転軸の軸方向に移動させて温度調節部から離隔させるようになっている。
Conventionally, a method for testing for viral infections involves genetic analysis in which sequence information of nucleic acid molecules extracted from specimens (biological samples) such as nasopharyngeal swabs, sputum, saliva, etc. is analyzed. In this analysis, PCR (Polymerase Chain Reaction) is used, which amplifies nucleic acid molecules contained in a test liquid containing the specimen by sequentially subjecting the nucleic acid molecules to thermal denaturation, hybridization, and extension reactions.
In order to cause each of the above-mentioned thermal denaturation, hybridization, and extension reactions to occur, the test liquid containing the nucleic acid molecules must be adjusted to the required temperature at which each of the above reactions occurs, and in order to obtain the amount of amplification product required for the test, the above reactions must be repeated several dozen cycles.
One known testing device equipped with such a temperature control unit is one in which a testing container having a storage section for storing the test liquid is moved sequentially to and brought into contact with multiple temperature control units arranged on a common circumference (Patent Document 1).
In this
しかしながら特許文献１の検査装置では、上記検査容器の軸方向への移動を上記モータごと移動させることで行っているが、モータを移動させると回転軸の位置がずれたり傾いてしまう危険性があり、上記検査容器の収容部を温度調節部に適正に接触させることができなくなるという問題があるため実用的ではなかった。
このような問題に鑑み、本発明は検査容器を安定して移動させて温度調節部にずれや傾きがなく適正に接触させることが可能な検査装置を提供するものである。
However, in the inspection device of
In view of the above problems, the present invention provides an inspection device that can stably move an inspection container and properly contact the temperature adjustment unit without shifting or tilting.
すなわち請求項１の発明にかかる検査装置は、被検査液を収容する収容部が形成された検査容器を、共通の円周上に配置された複数の温度調節部に、順次移動させて接触させるようにした検査装置において、
上記複数の温度調節部が配置された円周の中心で回転する回転軸と、当該回転軸によって回転されて上記検査容器を支持して上記複数の温度調節部に移動させる回転支持体と、上記回転支持体を上記回転軸に対して軸方向に移動させる軸方向移動手段とを備え、
上記回転支持体は、上記検査容器の底部を上記温度調節部に接触させるように検査容器の端部を支持するようになっており、
上記検査容器を上記温度調節部に位置させる際には、上記軸方向移動手段によって上記回転支持体を上記検査容器が上記温度調節部に接触する接触位置に位置させ、上記検査容器を上記温度調節部から移動させる際には、上記軸方向移動手段によって上記回転支持体を上記検査容器が上記温度調節部から離隔する離隔位置に位置させることを特徴としている。
That is, the testing device according to the invention of
a rotating shaft that rotates at the center of a circumference on which the plurality of temperature control units are arranged, a rotating support that is rotated by the rotating shaft to support the cuvette and move it to the plurality of temperature control units, and an axial movement means that moves the rotating support in the axial direction relative to the rotating shaft,
The rotating support supports an end of the test vessel so that the bottom of the test vessel is in contact with the temperature control unit,
When positioning the inspection vessel in the temperature adjustment section, the axial movement means positions the rotating support at a contact position where the inspection vessel contacts the temperature adjustment section, and when moving the inspection vessel from the temperature adjustment section, the axial movement means positions the rotating support at a separated position where the inspection vessel is separated from the temperature adjustment section.
本発明における検査装置は、複数の温度調節部が配置された円周の中心で回転する回転軸と、当該回転軸によって回転されて上記検査容器を支持して上記複数の温度調節部に移動させる回転支持体と、上記回転支持体を上記回転軸に対して軸方向に移動させる軸方向移動手段を備えており、上記軸方向移動手段によって上記回転支持体を上記回転軸に対して軸方向に移動させて、上記検査容器が温度調節部に接触する接触位置と、上記検査容器が温度調節部から離隔する離隔位置とに位置させるようになっている。
つまり上記軸方向移動手段により、上記回転支持体を上記回転軸に対して軸方向に移動させるため、上記検査容器を安定して移動させて温度調節部に適正に接触させることができる。
The inspection device of the present invention comprises a rotating shaft that rotates at the center of a circumference on which a plurality of temperature control units are arranged, a rotating support that is rotated by the rotating shaft to support the inspection vessel and move it to the plurality of temperature control units, and an axial movement means for moving the rotating support axially relative to the rotating shaft, and the axial movement means moves the rotating support axially relative to the rotating shaft to position the inspection vessel at a contact position where it contacts the temperature control unit and at a separated position where it is separated from the temperature control unit.
That is, since the axial movement means moves the rotary support in the axial direction relative to the rotary shaft, the cuvette can be stably moved and appropriately brought into contact with the temperature adjustment unit.
以下図示実施例について説明すると、図１はＰＣＲ検査装置１の断面図を示し、患者より採取した検体に対していわゆるＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）検査を行うことで、患者がウイルスに感染しているか否かを判定する装置となっている。
ＰＣＲ検査の内容は従来公知であるため詳細な説明については省略するが、患者から採取した鼻咽頭ぬぐい液、喀痰、唾液等の検体（生体試料）から抽出した核酸分子を増幅させて配列情報を解析し、患者がウイルスに感染しているか否かを検査するものであり、本実施例に係るＰＣＲ検査装置１は、増幅産物をリアルタイムにモニタリングするリアルタイムＰＣＲ法によるものである。
ＰＣＲにより核酸分子を増幅させるためには、核酸分子に対して熱変性、ハイブリダイゼーション、伸長の各反応を連続的に生じさせる必要があり、そのためには被検査液を各反応ごとに異なる温度に連続的に調節する操作を行う必要がある。
そして上記ＰＣＲ操作により、解析に必要な量の増幅産物が得られたら、当該被検査液に対して特定の波長の励起光を照射し、発光される蛍光を検出することで、リアルタイムに解析を行いウイルスの感染を特定することができる。
特に本実施例のＰＣＲ検査装置１は、異なる蛍光反応を検出することにより、インフルエンザＡ型およびＢ型、ならびにコロナウイルス（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）を同時に検出することが可能な、いわゆるマルチプレックスＰＣＲ検査装置となっている。
Referring now to the illustrated embodiment, FIG. 1 shows a cross-sectional view of a
The contents of the PCR test are well known and therefore will not be described in detail, but the test involves amplifying nucleic acid molecules extracted from a specimen (biological sample) such as a nasopharyngeal swab, sputum, or saliva collected from a patient, analyzing the sequence information, and testing whether or not the patient is infected with a virus. The
In order to amplify a nucleic acid molecule by PCR, it is necessary to sequentially cause the nucleic acid molecule to undergo thermal denaturation, hybridization, and extension reactions. To achieve this, it is necessary to continuously adjust the test solution to a different temperature for each reaction.
Once the PCR procedure has produced the amount of amplification product required for analysis, the test liquid can be irradiated with excitation light of a specific wavelength and the emitted fluorescence detected, allowing real-time analysis to identify viral infection.
In particular, the
そして本実施例のＰＣＲ検査装置１を用いてＰＣＲ検査を行うためには、最初に患者から採取した鼻咽頭ぬぐい液、喀痰、唾液等の検体を含んだ被検査液を検査容器２に収容させ、これを上記ＰＣＲ検査装置１にセットする。
上記ＰＣＲ検査装置１は、上方が開放された有底箱状のハウジング３と、当該ハウジング３の上部にヒンジを介して開閉可能に設けられた蓋部４と、上記ハウジング３の上方開放部分を塞ぐように設けられた検査テーブル５と、上記検査容器２を上記検査テーブル５の上方で移動させる移動手段６と、上述した各反応を生じさせる複数の温度調節手段７と、蛍光検出を行う蛍光検出手段８とを備え、これらはハウジング３の内部に設けられた制御手段９によって制御されるようになっている。
このように、本実施例のＰＣＲ検査装置１はコンパクトに構成され、クリニックなどの小規模な医療機関においても扱いやすいものとなっている。
本実施例において移動手段６は、上記検査容器２を円周方向に移動させるようになっており、図２に示すように上記検査テーブル５上の共通の円周上に配置したＳ１～Ｓ４として示す各ステーションに移動させるようになっている。
本実施例では、図２の図示上方から時計回りに、熱変性を生じさせる加熱ステーションＳ１、ハイブリダイゼーションを生じさせるアニーリングステーションＳ２、伸長反応を生じさせる昇温ステーションＳ３、上記蛍光検出を行う検査ステーションＳ４が設定されており、このうち調温ステーションＳ１～Ｓ３が複数の温度調節部として構成されている。
In order to perform a PCR test using the
The
In this manner, the
In this embodiment, the moving
In this embodiment, from the top of FIG. 2 clockwise, there are a heating station S1 which causes thermal denaturation, an annealing station S2 which causes hybridization, a temperature-raising station S3 which causes an extension reaction, and an inspection station S4 which performs the above-mentioned fluorescence detection, and among these, the temperature adjustment stations S1 to S3 are configured as multiple temperature adjustment units.
次に、上記検査容器２について説明すると、図３は上記検査容器２の平面図を、図４は図３における検査容器２のＩＶ－ＩＶ部の拡大断面図を、図５は検査容器２の使用方法を説明する図を示している。
上記検査容器２は、内部に被検査液を収容する収容部１１が複数（本実施例では８つ）形成されたものとなっており、各収容部１１には異なる患者から採取した生体試料を含む被検査液を収容することが可能となっている。
上記検査容器２は上記移動手段６によって上記各ステーションＳ１～Ｓ４を円周状の経路で移動するようになっており、このため検査容器２は平面視において細長い湾曲形状を有し、上記収容部１１は当該湾曲形状に沿って一列に整列した状態で形成されたものとなっている。
Next, regarding the above-mentioned
The
The
図４に示すように、検査容器２は内部に上記収容部１１が形成された本体部１２と、当該本体部１２の裏面に固着された樹脂製の透明シート１３と、上記本体部１２の表面に貼付されたカバーフィルム１４とから構成されている。
上記本体部１２は硬質な樹脂によって形成され、内部に形成された収容部１１が視認できる程度に透明である。また本体部１２は平面視において湾曲した形状を有しており、その長辺をなす外周側の円弧形状は、上記移動手段６を構成する回転支持体２１の外周円に合わせた形状となっている（図７参照）。
また、検査容器２の移動方向前後となる本体部１２の両端には、検査容器２を上記回転支持体２１に支持させるための支持片１５が設けられており、当該支持片１５は図５に示すように上記本体部１２に対して上方に偏倚した位置に設けられ、当該支持片１５が回転支持体２１によって下方から支持されることで、検査容器２が支持されるようになっている。
また上記支持片１５にはそれぞれ回転支持体２１に対する位置決めのために係合穴１５ａが形成されており、一方の支持片１５の係合穴１５ａは製造上の寸法誤差を吸収するために長孔となっている。
As shown in Figure 4, the
The
In addition,
Each of the
図４において、上記本体部１２の裏面側には上記収容部１１を構成する凹部が形成され、当該本体部１２の裏側全体を上記透明シート１３によって覆うことで、上記凹部が閉鎖されて収容部１１が形成されている。
また上記収容部１１には平面視で略円形の検査領域１１ａが形成されており、当該検査領域１１ａに微量の被検査液が収容されるようになっている。
また各検査領域１１ａからは検査容器２を支持する回転支持体２１の半径方向前後に上下通路を形成する突出部１１ｂが形成され、本体部１２の表面には各突出部１１ｂに連通する注入口１６および排出口１７が開口している。
上記注入口１６からはマイクロピペットを用いて微量の被検査液を注入するようになっており、排出口１７からは検査領域１１ａに流入した被検査液によって押し出される空気を排出するようになっている。
なお上記注入口１６および排出口１７は同形状を有しており、いずれか一方を注入口１６として用いればよく、またマイクロピペットによる注入を容易にするため、注入口１６および排出口１７の開口部にはテーパ面が形成されている。
そして本実施例のように、検査容器２の裏側を透明シート１３によって覆い、また注入口１６および排出口１７を検査領域１１ａの両端部の突出部１１ｂに連通させたことで、上記検査ステーションＳ４において検査容器２の裏側から上記検査領域１１ａに励起光を照射し、被検査液で発光する蛍光を検査容器２の裏側で受光することができる。
In Figure 4, a recess that constitutes the
Further, a
In addition,
A minute amount of the test liquid is injected from the
The
In this embodiment, the back side of the
上記カバーフィルム１４は、上記収容部１１に収容された被検査液の漏出と、加熱による被検査液の蒸発を防止するために設けられ、被検査液上記本体部１２の表面のほぼ全面を覆うものとなっている。
上記カバーフィルム１４には接着面が形成されており、医療従事者が上記収容部１１に被検査液を注入した後で、当該カバーフィルム１４を本体部１２の表面に貼付して、注入口１６および排出口１７を密閉するようになっている。
The
The
続いて、上記ＰＣＲ検査装置１の各部について説明する。
図１に示すように上記ハウジング３の前面には上記制御手段９に接続されたタッチパネル３ａが設けられており、ＰＣＲ検査装置１の動作状態を確認するとともに所要の操作を行うことが可能となっている。
上記蓋部４はハウジング３の正面側に対するＰＣＲ検査装置１の背面側に、ヒンジを介して支持されており、上記ハウジング３の上部を開閉するとともに開放された際にはハウジング３の正面側を開放させるようになっている。
そしてＰＣＲ検査を行う際には、上記蓋部４は閉鎖され、さらに蓋部４の内側に設けられた後述する内蓋２２が、上記移動手段６の回転支持体２１および支持されている検査容器２に当接するようになっている。
Next, each part of the
As shown in FIG. 1, a
The
When performing PCR testing, the
上記検査テーブル５は、上記ハウジング３の上方開放部分を覆うように設けられた板状の部材となっており、図２に示すように中央部には開口部５ａが形成されて、検査テーブル５の上方に位置する回転支持体２１に、ハウジング３内に配置した駆動手段２３の回転軸２３ａを連結させて駆動を伝達できるようになっている。
そして、上記中央部の開口部５ａを囲繞するように、ＰＣＲを行うための調温ステーションとして、熱変性を生じさせる加熱ステーションＳ１と、ハイブリダイゼーションを生じさせるアニーリングステーションＳ２と、伸長反応を生じさせる昇温ステーションＳ３とが配置されており、さらに、加熱ステーションＳ１と昇温ステーションＳ３との間に蛍光検出を行う検査ステーションＳ４が、上記回転軸２３ａを中心とする共通の円周上に配置されている。
本実施例においては、上記検査ステーションＳ４がハウジング３の正面に位置するようになっている。
The inspection table 5 is a plate-like member provided to cover the upper open portion of the
Surrounding the
In this embodiment, the inspection station S4 is located at the front of the
次に、図６を用いて上記移動手段６について説明する。移動手段６は上記検査テーブル５の下側に固定された駆動手段２３と、検査テーブル５の上方で回転可能に設けられた略円盤状の回転支持体２１とを備え、上記回転支持体２１は上記駆動手段２３の回転軸２３ａに対して軸方向に進退動可能に設けられている。そして、上記回転支持体２１を上記駆動手段２３の回転軸２３ａに対して軸方向に進退動させる軸方向移動手段２４を備えている。
上記駆動手段２３にはサーボモータやステッピングモータ等が使用され、上記制御手段９の制御によって回転支持体２１を回転させて、回転支持体２１に支持された検査容器２を所要の調温ステーションＳ１～Ｓ３に位置させることが可能となっている。
上記回転支持体２１は、図７に示すように略円盤状を有しており、中心部には上記駆動手段２３の回転軸２３ａと結合する結合部材としてボス２１ａが設けられている。また外周部には、上記検査容器２を支持するため環状平板部２１ｂが形成されている。
また回転支持体２１の裏面には下方に突出するように形成された環状のリブ２１ｃが設けられており、これに対し上記検査テーブル５には原点検出手段２５が設けられている。
この原点検出手段２５は上記回転支持体２１のリブ２１ｃに形成された原点位置を示すマーカを検出し、これに基づいて回転支持体２１に支持された検査容器２の回転方向の移動位置を認識し、検査容器２を正確に上記調温ステーションＳ１～Ｓ３に停止させることが可能となっている。
Next, the moving
The driving means 23 uses a servo motor, a stepping motor, or the like, and the
7, the
Further, a
This origin detection means 25 detects a marker indicating the origin position formed on the
回転支持体２１の外周に形成された上記環状平板部２１ｂは、上記検査容器２の長手方向に対する幅方向とほぼ同じ寸法の幅を有する平坦面によって形成されている。上記回転支持体２１は、検査容器２を支持するために外周部に切欠き部２１ｇが形成されており、上記環状平板部２１ｂは分断されて、当該分断箇所に上記当該検査容器２の本体部１２が収容されるようになっている。
上記環状平板部２１ｂに検査容器２が収容されると環状が形成され、環状平板部２１ｂの外周縁の円弧形状は、上記検査容器２の外周側の円弧形状と滑らかに連続するようになっており、支持された検査容器２と回転支持体２１とによって円盤形状が得られるようになっている。
さらに上記環状平板部２１ｂの上記支持片１５を支持する分断された両端部には、上記検査容器２の支持片１５に形成された係合穴１５ａに係合する支持ピン２１ｄが立設されており、医療従事者は検査容器２の係合穴１５ａを回転支持体２１の支持ピン２１ｄに係合させることで、検査容器２の両端部を回転支持体２１に支持させて被検査液を収容した検査容器２をＰＣＲ検査装置１にセットすることが可能となっている。
そして、上記回転支持体２１に支持された検査容器２の本体部１２の上面は、上記環状平板部２１ｂの上面よりも上方に位置するとともに、本体部１２の下面も環状平板部２１ｂの下面よりも下方に位置するよう、互いの厚さが設定されており、検査容器２の底部を上記各調温ステーションＳ１～Ｓ３に確実に接触させるようになっている。
また、環状平板部２１ｂには、上記検査容器２の本体部１２を収容する分断箇所に対して上記ボス２１ａを挟んだ対向位置に、回転支持体２１に支持された検査容器２の上面と同じ高さとなるように形成された当接部２１ｅが設けられている。
なお、上記回転支持体２１の形状は円盤状に限らず、上記回転軸２３ａにより回転されて検査容器２を回転移動させるように支持するとともに、上記回転軸２３ａに対して軸方向に進退動可能な構成を有していれば、扇状やＸ形状等、その他の形状とすることが可能である。
The annular
When the
Furthermore, support pins 21d that engage with
The thicknesses of the
In addition, the annular
The shape of the
上記軸方向移動手段２４について説明すると、上記駆動手段２３の回転軸２３ａと上記回転支持体２１のボス２１ａとはスプライン結合によって連結され、回転軸２３ａの回転を上記回転支持体２１に伝達するとともに、回転軸２３ａに対して回転支持体２１の軸方向への移動を許容するものとなっている。
図６に示すように、上記回転支持体２１の下面には下方に向けて突出させてリング状のカム２１ｆが形成されており、上記検査テーブル５の開口部５ａはこのカム２１ｆと干渉しないように形成されている。そして上記検査テーブル５の裏面には、上記開口部５ａの内側に位置するようにカムフォロア２６が固定されている。
上記カム２１ｆは上記カムフォロア２６に対して上方から当接し、上記回転支持体２１のボス２１ａと回転軸２３ａとを係合させると、回転支持体２１は上記カムフォロア２６に下方から支持された状態となる。
そして、当該回転支持体２１は、カム２１ｆの変化する突出量に応じて上記回転軸２３ａに対して軸方向に移動し、検査テーブル５に対して昇降するようになっており、本実施例においては、これらカム２１ｆおよびカムフォロア２６によって軸方向移動手段２４が構成されている。
Regarding the axial movement means 24, the
6, a ring-shaped
When the
The rotating
上記検査容器２が上記加熱ステーションＳ１、アニーリングステーションＳ２、昇温ステーションＳ３に位置する際には、回転支持体２１はカムフォロア２６に当接するカム２１ｆの突出量の減少に従って下降し、図８に示すように接触位置に位置するようになっている。
このとき、上記回転支持体２１に支持された検査容器２は、後述するように上記蓋部４の内側に設けた内蓋２２によって上方から押圧され、これにより上記各調温ステーションＳ１～Ｓ３に停止すると、上記検査容器２は各調温ステーションＳ１～Ｓ３に設けられた温度調節手段７の調温ブロック３２に押圧されるようになっている。
一方、上記検査容器２が上記各調温ステーションＳ１～Ｓ３以外の位置、すなわち上記検査ステーションＳ４を含むその他の位置を移動する際には、回転支持体２１はカムフォロア２６に当接するカム２１ｆの突出量の増大に従って上昇しており、回転支持体２１は図９に示すように離隔位置に位置し、上記検査容器２および回転支持体２１の下面を、検査テーブル５や調温ブロック３２の表面から離隔させて接触させないようにしている。
このように、検査容器２が各調温ステーションＳ１～Ｓ３に位置する際に回転支持体２１を接触位置に位置させることで、検査容器２の底部を調温ブロック３２に押圧させることができ、検査容器２の下面を確実に調温ブロック３２に接触させて、正確かつ迅速な被検査液の温度調節を行うことが可能となっている。
一方、それ以外の位置では回転支持体２１を離隔位置に位置させることで、検査容器２の下面が検査テーブル５に接触せず、検査容器２の底部を構成する透明シート１３の表面が傷つかないようになっており、検査ステーションＳ４における励起光の照射や蛍光の検出を阻害することを防止している。
When the
At this time, the
On the other hand, when the
In this way, by positioning the
On the other hand, at other positions, the rotating
そして、上記検査容器２を押圧する上記蓋部４の内側に設けた内蓋２２は円盤状に形成されており、上記蓋部４の略中央に設けられた支持軸４ａに対して回転可能に軸支されている。
上記支持軸４ａは蓋部４が閉鎖されると上記駆動手段２３の回転軸２３ａと同軸上に位置するように設けられ、蓋部４を閉鎖した状態では、内蓋２２が回転支持体２１および検査容器２を押圧し、回転支持体２１および検査容器２と内蓋２２とが、同一中心で一体的に回転するようになっている。
また上記内蓋２２は上記支持軸４ａに対して軸方向に移動可能に吊り下げられるように支持され、上記内蓋２２と蓋部４との間にはバネ２７が弾装されている。
これにより内蓋２２は蓋部４から離れる方向に付勢され、蓋部４を閉じた状態では回転支持体２１を下方の検査テーブル５に向けて押圧するとともに、蓋部４に接近する方向への負荷を吸収するようになっている。
An
The
The
This biases the
図１に示すように、内蓋２２の外周縁下面には環状の外側当接部２２ａおよび内側当接部２２ｂが形成され、蓋部４が閉鎖されると、上記回転支持体２１に支持された検査容器２および回転支持体２１に形成された当接部２１ｅに対して、上方から当接するようになっている。
つまり、蓋部４が閉鎖された状態では、回転支持体２１に支持された検査容器２および対向した位置に設けられた上記当接部２１ｅに、上記外側当接部２２ａおよび内側当接部２２ｂが当接することで、内蓋２２によってバランスよく回転支持体２１および上記当接部２１ｅを押圧することが可能となっている。
ここで、上記外側当接部２２ａと内側当接部２２ｂとの間隔は、検査容器２の前後両端に設けた上記支持片１５の幅よりも若干広く設定されており、外側当接部２２ａおよび内側当接部２２ｂが検査容器２の上面に当接すると、これら外側当接部２２ａと内側当接部２２ｂの間に上記支持片１５が位置するようになっている。
さらに、上記検査容器２の収容部１１に設定された検査領域１１ａも、外側当接部２２ａと内側当接部２２ｂとの間に位置するようになっており、加熱により収容部１１内の雰囲気が膨張し、検査領域１１ａを覆うカバーフィルム１４が膨張しても、これを許容するようになっている。
As shown in Figure 1, an annular
In other words, when the
Here, the distance between the
Furthermore, the
そして上記回転支持体２１が上記カム２１ｆによって図８に示す接触位置に位置する際には、上記バネ２７の付勢力により上記内蓋２２が回転支持体２１に支持された検査容器２を、両端部の支持片１５を介して回転支持体２１に付勢するとともに、検査テーブル５に設けられた各調温ステーションＳ１～Ｓ３の調温ブロック３２に押し付けるようになっている。
これに対し、上記回転支持体２１が上記カム２１ｆによって図９に示す離隔位置に位置する際には、上記軸方向移動手段２４によって上記バネ２７の付勢力に抗して回転支持体２１が上昇することにより、上記内蓋２２が検査容器２を押圧して回転支持体２１に付勢した状態のまま、調温ブロック３２や検査テーブル５から離隔させるようになっている。
これにより、検査容器２は常に内蓋２２に押圧された状態にあるため、移動時に回転支持体２１より浮き上がって支持ピン２１ｄから外れることがなく、安定した状態で移動させることができる。
When the
In contrast, when the
As a result, the
次に、上記加熱ステーションＳ１、アニーリングステーションＳ２、昇温ステーションＳ３に設けた温度調節手段７について説明する。ここでは図６を用いてアニーリングステーションＳ２の温度調節手段７について説明するが、加熱ステーションＳ１および昇温ステーションＳ３の温度調節手段７についても、基本的に同様の構成を有している。
温度調節手段７は、上面が上記検査テーブル５の上面から突出するように設けられた調温ブロック３２と、上面が調温ブロック３２に接触して調温ブロック３２の温度を調節する熱電素子としてのペルチェ素子３１と、調温ブロック３２上記ペルチェ素子３１の下面に接触して設けられたヒートシンク３３と、上記調温ブロック３２の温度を測定する温度測定手段３４とから構成されている。
上記調温ブロック３２は、比較的熱伝導率の高いアルミニウムで製作されている。また、上記ペルチェ素子３１は従来公知であるため詳細な説明については省略するが、制御手段９によって印可された電流により、接触している一方の面の調温ブロック３２を加熱し、逆に他方の面に接触しているヒートシンク３３から吸熱するようになっている。
Next, the temperature adjustment means 7 provided in the heating station S1, the annealing station S2, and the temperature-raising station S3 will be described. Here, the temperature adjustment means 7 in the annealing station S2 will be described with reference to Fig. 6, but the temperature adjustment means 7 in the heating station S1 and the temperature-raising station S3 basically have the same configuration.
The temperature control means 7 is composed of a
The
ここで、本実施例の上記加熱ステーションＳ１および昇温ステーションＳ３を構成する温度調節手段７は、図２に示すように４つの調温ブロック３２を備えており、各調温ブロック３２のそれぞれに上記ペルチェ素子３１およびヒートシンク３３が設けられている。
上記４つの調温ブロック３２は上記回転支持体２１の回転方向に移動する検査容器２の円周方向の移動経路に沿って配置され、上記検査容器２が上記加熱ステーションＳ１および昇温ステーションＳ３に停止する際に、上記検査容器２に形成された８つの収容部１１は、それぞれ２つの収容部１１にひとつの調温ブロック３２が対応して当接するようになっている。
つまり加熱ステーションＳ１および昇温ステーションＳ３では、一組のペルチェ素子３１と調温ブロック３２とヒートシンク３３、温度測定手段３４とから構成される温度調節手段７によって、２つの収容部１１に収容された被検査液の温度を調節するようになっている。
Here, the temperature adjustment means 7 constituting the heating station S1 and the temperature raising station S3 in this embodiment has four temperature adjustment blocks 32 as shown in Figure 2, and each of the temperature adjustment blocks 32 is provided with the
The four temperature control blocks 32 are arranged along the circumferential movement path of the
In other words, in the heating station S1 and the temperature increasing station S3, the temperature of the test liquid contained in the two
これに対し、本実施例において上記アニーリングステーションＳ２を構成する温度調節手段７は、図２に示すように８つの調温ブロック３２を備えており、各調温ブロック３２に対しそれぞれ上記ペルチェ素子３１およびヒートシンク３３、温度測定手段３４が設けられている。
これにより、上記検査容器２が上記アニーリングステーションＳ２に停止する際には、上記検査容器２に形成された８つの収容部１１は、それぞれがひとつの調温ブロック３２に当接するようになっている。
つまりアニーリングステーションＳ２においては、各収容部１１ごとに一組のペルチェ素子３１と調温ブロック３２とヒートシンク３３と温度測定手段３４とからなる温度調節手段７が対応して、１つの収容部１１の被検査液の温度を個別に調節することが可能となっている。
In contrast to this, in this embodiment, the temperature adjustment means 7 constituting the annealing station S2 has eight temperature adjustment blocks 32 as shown in FIG. 2, and each
As a result, when the
In other words, in the annealing station S2, a temperature control means 7 consisting of a set of a
上記温度測定手段３４は上記調温ブロック３２の温度、すなわち検査容器２に接触する部分の温度を測定するようになっており、測定した温度は制御手段９に送信され、温度制御手段としての制御手段９は、この温度の測定結果に基づいて、上記ペルチェ素子３１へのフィードバック制御を行い、各調温ブロック３２を所定の温度に維持するようになっている。
そして本実施例においては、上記加熱ステーションＳ１および昇温ステーションＳ３では温度測定手段３４として熱電対を用い、これに対し上記アニーリングステーションＳ２では温度測定手段３４として白金測温体を用いている。
これら熱電対や白金測温体は、上記検査テーブル５に挿し込まれた状態で上記調温ブロック３２に接触するように設けられている。
そして、アニーリングステーションＳ２に設けた上記白金測温体は上記熱電対よりも細かい温度測定が可能となっており、これにより上記ペルチェ素子３１によるより細かな温度制御をすることが可能となっている。
つまりアニーリングステーションＳ２では、検査容器２の個々の収容部１１に対応するように、一対一の関係で温度調節手段７を設けることで、全ての収容部１１を個別に温度調節することができ、さらに上記温度測定手段３４として白金測温体を用いたことで緻密な温度調節を可能としたものとなっており、ハイブリダイゼーションを行うために重要なプライマーに依存するアニーリング温度に正確に調節することができる。
The temperature measuring means 34 measures the temperature of the
In this embodiment, thermocouples are used as the temperature measuring means 34 in the heating station S1 and the temperature increasing station S3, whereas a platinum temperature sensor is used as the temperature measuring means 34 in the annealing station S2.
These thermocouples and platinum temperature measuring elements are provided so as to be in contact with the
The platinum temperature detector provided in the annealing station S2 is capable of more precise temperature measurement than the thermocouple, which allows for more precise temperature control by the
In other words, in the annealing station S2, by providing a temperature control means 7 in a one-to-one relationship to correspond to each
上記検査ステーションＳ４には、図２に示すように、上記検査テーブル５における上記検査容器２の移動経路に沿って、各調温ステーションＳ１～Ｓ３と共通の円周上に３つの貫通穴５ｂが設けられ、これら３つの貫通穴５ｂの上方を検査容器２に円弧状に整列した収容部１１が通過するようになっている。
それぞれの貫通穴５ｂには、図６に示すような蛍光検出手段８が設けられており、当該蛍光検出手段８は、それぞれ貫通穴５ｂの下方に設けられて励起光を水平方向に照射する発光素子３５と、照射された励起光を上方に反射させて上記貫通穴５ｂを通過させるダイクロックミラー３６と、励起光が照射されることで上記検査容器２の収容部１１に収容された被検査液から発光される蛍光を、上記ダイクロックミラー３６を通して受光する受光素子３７とを備えている。
上述したように、上記検査容器２は上記検査ステーションＳ４で停止せずに通過するようになっており、また検査ステーションＳ４では上記回転支持体２１は上記カム２１ｆによって離隔位置に位置しており、検査容器２は検査テーブル５と接触せずに移動するようになっている。
そして上記検査容器２は、上記収容部１１が上記３つの貫通穴５ｂを順次通過する間に、上記発光素子３５が照射する励起光を収容部１１の検査領域１１ａに受け、励起光により被検査液に含まれる増幅産物が反応して励起光の波長に応じた蛍光を発光すると、その蛍光がダイクロックミラー３６を通過して受光素子３７に受光されるようになっている。
なお本実施例では、検査ステーションＳ４を通過する検査容器２の全ての収容部１１に対し、検査容器２が通過するたびに励起光を照射して蛍光を受光するようになっている。
As shown in Figure 2, in the inspection station S4, three through
Each through
As described above, the
As the
In this embodiment, the excitation light is irradiated to all the
３つの貫通穴５ｂに対応して設けられた各蛍光検出手段８を構成する発光素子３５および受光素子３７は、それぞれ異なる単一波長の蛍光を透過させる光学フィルタ３５ａおよび光学フィルタ３７ａを備えている。
これにより、上記３つの貫通穴５ｂの上方を通過する検査容器２のひとつの収容部１１に対し、３つの貫通穴５ｂのそれぞれから上記発光素子３５が異なる波長の励起光が照射されることとなり、また受光素子３７は各々の波長の励起光に反応して発光される、励起光よりも長い波長の可視光線を受光することとなる。
具体的に本実施例においては、インフルエンザＡ型を検出するために蛍光色素としてＣｙ５を、インフルエンザＢ型を検出するために蛍光色素としてＲＯＸを、またコロナウイルス（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）を検出するための蛍光色素としてＦＡＭを、それぞれ含んだ反応液を使用するようになっている。
制御手段９では、各受光素子３７による可視光線の受光によって蛍光反応の有無を判定し、３つのうちのどの受光素子３７が受光するかによって、どのウイルスが存在しているかを判定するようになっている。
このように、各受光素子３７による受光の有無から、目的のウイルスの存在を判定するようになっており、このような構成により、本実施例のＰＣＲ検査装置１は複数のウイルスを検出可能なマルチプレックスＰＣＲ検査を可能としている。
The
As a result, the light-emitting
Specifically, in this embodiment, a reaction solution containing Cy5 as a fluorescent dye for detecting influenza A, ROX as a fluorescent dye for detecting influenza B, and FAM as a fluorescent dye for detecting coronavirus (SARS-CoV-2) is used.
The control means 9 determines whether or not there is a fluorescent reaction based on the visible light received by each light receiving
In this way, the presence or absence of the target virus is determined based on the presence or absence of light received by each light receiving
上記構成を有するＰＣＲ検査装置１の動作について説明する。
まず、医療従事者は患者から採取した鼻咽頭ぬぐい液、喀痰、唾液等の検体と、所要の反応液とを混合して被検査液を調製し、当該被検査液をマイクロピペットを用いて、上記検査容器２の表面の注入口１６より注入する。なお本実施例では一度に８人分の検査を同時に行うことが可能であるが、全ての収容部１１に被検査液を注入する必要はない。
このようにして検査容器２の各収容部１１に被検査液を注入したら、図５に示すようにカバーフィルム１４を本体部１２の上面に貼付し、注入口１６および排出口１７を閉鎖する。
続いて、医療従事者が電源を投入して蓋部４を開放し、上記検査容器２を上記ＰＣＲ検査装置１にセットする。電源が投入されると、制御手段９を構成するＣＰＵが起動し、各調温ステーションＳ１～Ｓ３を予備昇温させる。
上記検査容器２をセットする際は、医療従事者は、上記検査容器２の支持片１５の係合穴１５ａを、上記回転支持体２１に形成された支持ピン２１ｄに係合させて、検査容器２の端部を回転支持体２１に支持させる。
また、蓋部４を開放すると、回転支持体２１における検査容器２を支持するための切欠き部２１ｇが、常にタッチパネル３ａが配置されたＰＣＲ検査装置１の正面側に位置するように、上記制御手段９により停止位置が制御されている。
また本実施例では、正面側に検査ステーションＳ４が位置しており、右側面側に加温ステーションＳ１、左側面側に昇温ステーションＳ３、背面側にアニーリングステーションＳ２がそれぞれ配置されており、検査終了時には上記検査ステーションＳ４に検査容器２を位置させて回転支持体２１が停止されるようになっている。
検査容器２を回転支持体２１に支持させた後、医療従事者が蓋部４を閉鎖することで、内蓋２２が上方から回転支持体２１に支持された検査容器２および環状平板部２１ｂの当接部２１ｅに当接し、これらを上方から付勢するようになっている。
The operation of the
First, a medical professional prepares a test liquid by mixing a specimen such as a nasopharyngeal swab, sputum, or saliva collected from a patient with a required reaction liquid, and then injects the test liquid using a micropipette through the
After the test liquid is thus poured into each
Next, a medical professional turns on the power, opens the
When setting the
In addition, when the
In this embodiment, the inspection station S4 is located on the front side, the heating station S1 is located on the right side, the heating station S3 is located on the left side, and the annealing station S2 is located on the rear side, and when the inspection is completed, the
After the
蓋部４が閉鎖されると、制御手段９は最初に上記移動手段６の駆動手段２３を作動させて回転支持体２１を時計回りに数周回転させ、検査ステーションＳ４において検査容器２に励起光を照射する。
これにより、３つのうちの何れかの蛍光検出手段８を使用して、貫通穴５ｂ上を通過する収容部１１に順次発光素子３５から励起光を照射し、受光素子３７が検出する受光強度の差から、被検査液の入った収容部１１と空の収容部１１とを判別するようになっている。
併せて、制御手段９は上記検査容器２の各収容部１１の回転方向の位置を、上記原点検出手段２５が検出するリブ２１ｃのマーカを基準とする回転角度により認識し、各収容部１１と上記蛍光検出手段８による被検査液の収容の有無の検知結果を関連付けて記憶する。この場合、例えば時計回りに移動する検査容器２の先頭の収容部１１を１番として、８番までの収容部１１を個別に把握するようになっている。これにより、制御手段９は何番の収容部１１に被検査液が収容されているかを把握することで、被検査液が収容されている収容部１１に対応する温度調節手段７を選択して作動させてＰＣＲのための温度調節を実行させる。このように作動される蛍光検出手段８の発光素子３５、受光素子３７および制御手段９により、被検査液の収容の有無を検知する検知手段が構成されている。
そして回転支持体２１が回転する際には、カムフォロワ２６に差し掛かるカム２１ｆの突出量に応じて、回転支持体２１が離隔位置と接触位置の間で昇降動作し、支持した検査容器２が各調温ステーションＳ１～Ｓ３に差し掛かると接触位置に下降し、各調温ステーションＳ１～Ｓ３から離れる際に隔離位置へ上昇するようになっており、検査ステーションＳ４では下降することなく隔離位置のまま通過する。
なお、各収容部１１に対する被検査液の収容の有無の把握は、上記検知手段によるものに限らず、検査の前に予め入力手段としてのタッチパネル３ａにおいて、操作者が検査容器２を確認して被検査液が収容された収容部１１の番号を選択し、制御手段９は入力された番号の収容部１１に対応する温度調節手段７を選択して作動させるようにしてもよい。
When the
As a result, by using any of the three fluorescence detection means 8, excitation light is sequentially irradiated from the light-emitting
In addition, the control means 9 recognizes the position of each of the
When the
In addition, the determination of whether or not each
ここで、検査容器２に収容された被検査液に含まれる核酸分子を増幅させるためには、核酸分子に対して熱変性、ハイブリダイゼーション、伸長反応の順で反応を生じさせ、このサイクルを数十回繰り返す必要がある。
そして、上記各反応を生じさせるためには、それぞれの反応に適した温度に被検査液を昇温させる必要があり、本実施例では、上記各反応を生じさせる前に、予め被検査液を予熱する予熱動作を行うようになっている。
この予熱動作のため、制御手段９は上記検査容器２を上記昇温ステーションＳ３上に位置させる。このとき回転支持体２１は上記軸方向移動手段２４のカム２１ｆによって接触位置に下降し、検査容器２が昇温ステーションＳ３の各調温ブロック３２の表面に接触するようになっている。
このとき上記蓋部４に設けた内蓋２２が上記バネ２７の付勢力によって回転支持体２１を検査テーブル５に向けて付勢しているため、検査容器２は調温ブロック３２に押し付けられる。
そして昇温ステーションＳ３には図２に示すように上記温度調節手段７を構成する調温ブロック３２が４つ設けられており、一つの調温ブロック３２によって検査容器２の隣り合う２つの収容部１１を予熱するようになっている。この場合、対応する２つの収容部１１に被検査液が収容されていない温度調節手段７については作動させず、その他の温度調節手段７を選択的に作動させる。
昇温ステーションＳ３の温度調節手段７は、予熱の際には調温ブロック３２を各調温ステーションＳ１～Ｓ３のいずれの調温温度よりも低い予熱温度、例えば４２℃に維持し、当該調温ブロック３２に検査容器２を予熱温度に達する所定時間、例えば１８０秒間接触させることで、収容部１１内の被検査液を加温する。
Here, in order to amplify the nucleic acid molecules contained in the test liquid contained in the
In order to cause each of the above reactions to occur, it is necessary to raise the temperature of the test liquid to a temperature appropriate for each reaction. In this embodiment, a preheating operation is performed to preheat the test liquid before causing each of the above reactions to occur.
For this preheating operation, the control means 9 positions the
At this time, since the
2, the temperature-raising station S3 is provided with four temperature control blocks 32 constituting the temperature control means 7, and one
During preheating, the temperature control means 7 of the temperature-raising station S3 maintains the
次に、制御手段９は上記検査容器２を上記加熱ステーションＳ１に位置させる。このとき、検査容器２は上記検査ステーションＳ４を通過するが、移動中は回転支持体２１は上記軸方向移動手段２４のカム２１ｆによって離隔位置に上昇しているため、検査容器２の底面が検査テーブル５の表面に接触することなく移動するようになっている。
検査容器２が加熱ステーションＳ１に停止する際は、回転支持体２１は上記カム２１ｆによって接触位置に下降し、また上記バネ２７で付勢される内蓋２２によって、検査容器２は温度調節手段７の各調温ブロック３２に押し付けられることとなる。
加熱ステーションＳ１には図２に示すように調温ブロック３２が４つ設けられており、各調温ブロック３２には隣り合う２つの収容部１１が位置するようになっている。
そして上記加熱ステーションＳ１の温度調節手段７では、調温ブロック３２が所定の熱変性温度、例えば９５℃に維持されており、当該調温ブロック３２に検査容器２を熱変性が生じる所定時間、例えば３秒間接触させることで、収容部１１内の被検査液を加熱して被検査液に含まれる核酸分子に熱変性を生じさせる。この場合も、対応する２つの収容部１１に被検査液が収容されていない温度調節手段７については作動させず、その他の温度調節手段７を選択的に作動させる。
Next, the control means 9 positions the
When the
As shown in FIG. 2, the heating station S1 is provided with four temperature control blocks 32, and each
In the temperature adjustment means 7 of the heating station S1, the
次に、加熱ステーションＳ１における加熱工程の次工程であるアニーリングステーションＳ２におけるアニーリング工程においては、後述するように被検査液を熱変性に必要な温度よりも低いアニーリング温度、例えば６０℃としなければならず、加熱した被検査液の温度を低下させる必要がある。
そこで本実施例では、制御手段９は上記加熱ステーションＳ１の温度調節手段７において、検査容器２を９５℃で３秒間加温した後に検査容器２を加熱ブロック３２に押圧した状態のまま、上記ペルチェ素子３１の電流方向を切り替えて調温ブロック３２を放熱させ、調温ブロック３２の温度を熱変性温度からアニーリング温度よりも低い、例えば５０℃まで低下させて、被検査液をアニーリング温度よりも低い温度まで冷却する冷却工程を設定している。
なお、その他の冷却操作方法として、加熱ステーションＳ１において検査容器２を加温した後に、上記移動手段６によって回転支持体２１を逆方向すなわち反時計回りに回転させて、上記温度調節手段７が設けられていない上記検査ステーションＳ４上に停止させ、当該検査ステーションＳ４において所定時間放置して自然冷却を行うようにすることもできる。
所定時間が経過したら、回転支持体２１を引き続き逆方向に回転させて、検査容器２を反時計回りに上記昇温ステーションＳ３を経由してアニーリングステーションＳ２へと移動させる。
この場合、検査ステーションＳ４において積極的に冷却させるために、検査容器２の停止位置の下方となる検査テーブル５の表面に冷却素材を配置したり、上記貫通穴５ｂから冷却用の気体を吹き出すようにしてもよい。
Next, in the annealing process in the annealing station S2, which is the process following the heating process in the heating station S1, the test liquid must be subjected to an annealing temperature that is lower than the temperature required for thermal denaturation, for example, 60°C, as described below, and therefore the temperature of the heated test liquid must be reduced.
Therefore, in this embodiment, in the temperature adjustment means 7 of the heating station S1, the control means 9 heats the
As another cooling operation method, after heating the
After the predetermined time has elapsed, the rotating
In this case, in order to actively cool the
このようにして熱変性工程および冷却工程が終了すると、制御手段９は移動手段６を作動させて上記検査容器２を、上記アニーリングステーションＳ２に位置させてハイブリダイゼーション工程に移行する。
検査容器２を支持している回転支持体２１は、カム２１ｆによって停止する際に接触位置に下降し、検査容器２はバネ２７で付勢される内蓋２２によって温度調節手段７の各調温ブロック３２の表面に押し付けられる。
アニーリングステーションＳ２には図２に示すように調温ブロック３２が８つ設けられており、各調温ブロック３２に対応して収容部１１が１つずつ位置するようになっている。
そして上記アニーリングステーションＳ２の温度調節手段７では、調温ブロック３２が所定のアニーリング温度、例えば６０℃に維持されており、当該調温ブロック３２に検査容器２をハイブリダイゼーションが生じる所定時間、例えば５秒間接触させ、これにより被検査液に含まれる核酸分子にハイブリダイゼーションを生じさせる。この場合も、対応する収容部１１に被検査液が収容されていない温度調節手段７については作動させず、その他の温度調節手段７を選択的に作動させる。
When the thermal denaturation step and the cooling step are thus completed, the control means 9 operates the moving means 6 to position the
The rotating
As shown in FIG. 2, the annealing station S2 is provided with eight temperature control blocks 32, and one
In the temperature adjustment means 7 of the annealing station S2, the
このようにしてアニーリング工程が終了すると、続いて制御手段９は移動手段６を作動させて上記検査容器２を時計回りに移動させて、上記昇温ステーションＳ３に位置させて伸長反応工程に移行する。
検査容器２を支持している回転支持体２１は、上記軸方向移動手段２４のカム２１ｆによって停止する際に接触位置に下降し、検査容器２はバネ２７で付勢される内蓋２２によって温度調節手段７の各調温ブロック３２の表面に押し付けられる。
昇温ステーションＳ３では、上記加温ステーションＳ１と同様に温度調節手段７を構成する調温ブロック３２が４つ設けられており、検査容器２が上記昇温ステーションＳ３に停止すると、各調温ブロック３２に対して収容部１１が２つずつ位置するようになっている。
そして昇温ステーションＳ３の温度調節手段７では、上記予熱工程が終了した直後から上記ペルチェ素子３１が調温ブロック３２を所定の伸長反応温度、例えば７５℃に昇温させて維持させており、当該調温ブロック３２に検査容器２を伸長反応が生じる所定時間、例えば１秒間接触させ、収容部１１内の被検査液に含まれる核酸分子に伸長反応を生じさせる。この場合も、対応する２つの収容部１１に被検査液が収容されていない温度調節手段７については作動させず、その他の温度調節手段７を選択的に作動させる。
When the annealing step is thus completed, the control means 9 subsequently operates the moving means 6 to move the
The rotating
In the temperature-raising station S3, four temperature control blocks 32 which constitute the temperature adjustment means 7 are provided, similar to the heating station S1, and when the
Then, in the temperature adjustment means 7 of the temperature raising station S3, immediately after the completion of the preheating step, the
そして、以上の熱変性工程、アニーリング工程、伸長反応工程からなるＰＣＲを実行するが、確度の高いウイルスの検出を行うためには、十分に核酸分子を増幅させて十分な量の増幅産物を得る必要があり、上記熱変性伸長ＰＣＲサイクルを数十回繰り返すようになっている。本実施例ではこれを４５サイクル行うようになっている。
この間、上記検査容器２は上記蓋部４によって閉鎖された環境内で回転方向に移動しているが、移動手段６の駆動手段２３の発熱や温度調節手段７の調温ブロック３２からの放射熱等によってＰＣＲ検査装置１自体の温度が上昇し、蓋部４と検査テーブル５とによって区画される検査空間の環境温度も上昇するため、ペルチェ素子３１を一定の温度で作動させていても想定した温度調節が実行されず、ＰＣＲによる各反応に影響を及ぼす危険性がある。
そこで各調温ステーションＳ１～Ｓ３では、温度調節手段７の各調温ブロック３２の温度を、それぞれに設けた温度測定手段３４によって常時測定し、制御手段９はこの測定結果に基づいて各ペルチェ素子３１の温度をフィードバック制御して、各調温ブロック３２を所定の温度に維持するようになっている。
特に、上記アニーリングステーションＳ２においては、被検査液に対してハイブリダイゼーションを行うために重要な、プライマーに依存するアニーリング温度に正確に調節する必要があり、各収容部１１ごとに調温ブロック３２およびペルチェ素子３１、温度測定手段３４を設けて、かつ温度測定手段３４としては、調温ブロック３２の温度を熱電対よりも検出精度の高い白金測温体温度測定手段３４によって測定している。
さらに、加熱ステーションＳ１、昇温ステーションＳ３では４つの、アニーリングステーションＳ３では８つの調温ブロック３２を設けて、検査容器２の８つの各収容部１１に対応させて、調温ブロック３２の温度制御を行っているが、始めに被検査液の収容されている収容部１１を制御手段９において把握しておくことで、温度調節手段７を選択的に作動させて、空の収容部１１に対応する調温ブロック３２のペルチェ素子３１については、加温を停止するようにしている。
これにより、各調温ステーションＳ１～Ｓ３における発熱量を抑え、ＰＣＲ検査装置１自体や蓋部４と検査テーブル５で区画させる検査空間の環境温度や検査テーブル５および検査容器２の温度の上昇を抑制することができる。これにより、上述した加熱工程とアニーリング工程の間で行う冷却工程に要する時間を削減することが可能であり、全サイクルを通して検査時間の短縮化も可能である。
なお、温度調節手段７を選択的に作動させることは、本実施例のように全ての調温ステーションＳ１～Ｓ３で行ってもよいが、何れかのステーションで行ってもよい。
Then, PCR is carried out, which consists of the above-mentioned thermal denaturation step, annealing step, and extension reaction step, but in order to detect viruses with high accuracy, it is necessary to amplify the nucleic acid molecules sufficiently to obtain a sufficient amount of amplified product, so the above-mentioned thermal denaturation extension PCR cycle is repeated several tens of times, which is 45 cycles in this embodiment.
During this time, the
Therefore, in each temperature control station S1 to S3, the temperature of each
In particular, in the annealing station S2, it is necessary to accurately adjust the annealing temperature to a primer-dependent temperature, which is important for hybridization of the test liquid, and each
Furthermore, four temperature control blocks 32 are provided in the heating station S1 and the temperature-raising station S3, and eight are provided in the annealing station S3, and the temperature of the temperature control blocks 32 is controlled corresponding to each of the eight
This makes it possible to suppress the amount of heat generated in each of the temperature adjustment stations S1 to S3, and to suppress increases in the environmental temperature of the
The temperature adjusting means 7 may be selectively operated in all of the temperature adjustment stations S1 to S3 as in this embodiment, but may also be operated in any one of the stations.
上記検査ステーションＳ４においては、３つの各貫通穴５ｂに対応して設けられた蛍光検出手段８の発光素子３５から各々に異なる波長の励起光が常時上方へ照射されており、制御手段９には受光素子３７から常時受光信号が入力されるようになっている。
上記検査容器２が上記昇温ステーションＳ３から上記加熱ステーションＳ１へと移動する際に、上記検査ステーションＳ４の各貫通穴５ｂの上方を通過すると、受光素子３７は検査容器２への励起光の照射によって被検査液から発光された蛍光を受光し、制御手段９は検査容器２の各収容部１１ごとに蛍光検出に基づく検査結果を記録するようになっている。
制御手段９は得られた検査結果に基づいて、検査容器２の被検査液が収容されている各収容部１１ごとに、収容された被検査液がウイルスに感染しているか否かや、感染しているウイルスの種類の特定を行い、この検査結果をハウジング３の正面側のタッチパネル３ａに表示させる。
なお、増幅回数が少ない間は正しい判定ができないため、所定回数のサイクルが終了してから蛍光検出を行うようにしてもよい。
In the inspection station S4, excitation light of different wavelengths is constantly irradiated upward from the light-emitting
When the
Based on the obtained test results, the control means 9 determines whether the test liquid contained in each
Incidentally, since a correct determination cannot be made while the number of amplification cycles is small, fluorescence detection may be performed after a predetermined number of cycles have been completed.
ここで、上記ＰＣＲ検査装置１を最初に使用する際や、所定回数ＰＣＲ検査を行うごとに、陰性用および陽性用の疑似検査液を用いて、正しくウイルスの検出ができるか否かについての動作確認を行うことができる。
上記検査容器１の所定の収容部１１に上記陰性用および陽性用の疑似検査液を収容し、当該検査容器１をＰＣＲ検査装置１の回転支持体２１にセットしたら、その状態で上記タッチパネル３ａを用いて制御手段９に対し動作確認の実行を指示する。
すると、制御手段９は上記回転支持体２１を回転させて上記検査容器１を上記検査ステーションＳ４の上方を通過させ、各蛍光検出手段８から励起光を照射させる。
これにより、陰性用の疑似検査液では受光素子３７は蛍光を受光せず、陽性用の疑似検査液では所定の蛍光が受光されることで、正常なウイルスの検出が行われることを確認でき、ＰＣＲ検査装置１が適正に作動していることを確認できる。
なお、この陰性用、陽性用の疑似検査液を、被検査液とともに検査容器２に収容してもよい。この場合、上記動作確認を行った後に、そのままＰＣＲ検査を行うこととなるが、検査容器２に被検査液を収容できる収容部１１の数は減少する。
Here, when using the
The negative and positive mock test liquids are placed in the designated
Then, the control means 9 rotates the
As a result, the
The negative and positive pseudo test liquids may be contained in the
このように、本実施例のＰＣＲ検査装置１によれば、被検査液を複数の収容部１１を備えた検査容器２に収容して、これを各調温ステーションＳ１～Ｓ３に順次移動させることを繰り返してＰＣＲを実行する構成にあって、各収容部１１に対応して被検査液の温度調節を可能としたため、いずれの収容部１１においても確実にＰＣＲを実行することができ、正確な判定を行うことが可能となる。
その際、上記移動手段６は検査テーブル５に固定された駆動手段２３の回転軸２３ａによって回転支持体２１を回転させるようになっているが、この回転支持体２１は軸方向移動手段２４によって回転軸２３ａに対して軸方向に移動するようになっている。
このように回転支持体２１を駆動手段２３に対して移動させることで、駆動手段２３ごと回転支持体２１を軸方向に移動させる場合に比べて回転軸２３ａの傾きが生じにくく、高精度に回転支持体２３を回転させることができ、例えば上記アニーリングステーションＳ２において検査容器２の８つの収容部１１を上記温度調節手段７を構成する８つの調温ブロック３２にずれや傾きがなく適正に接触させることが可能となっている。
なお、上記実施例ではアニーリングステーションＳ２の温度調整手段７として、検査容器２の収容部１１と同数のペルチェ素子３１と調温ブロック３２と温度測定手段３４とを備えて構成しているが、これを上記加熱ステーションＳ１や昇温ステーションＳ３に展開してもよい。
Thus, according to the
In this case, the moving
By moving the rotating
In the above embodiment, the temperature control means 7 of the annealing station S2 is configured to include the same number of
１ ＰＣＲ検査装置（検査装置） ２ 検査容器
５ 検査テーブル ６ 移動手段
７ 温度調節手段 ８ 蛍光検出手段
９ 制御手段（温度制御手段） １１ 収容部
２１ 回転支持体 ２１ａ ボス
２１ｆ カム ２２ 内蓋
２３ 駆動手段 ２３ａ 回転軸
２４ 軸方向移動手段 ３１ ペルチェ素子（熱電素子）
３２ 調温ブロック ３４ 温度測定手段
Ｓ１ 加熱ステーション Ｓ２ アニーリングステーション
Ｓ３ 昇温ステーション Ｓ４ 検査ステーション
REFERENCE SIGNS
32
Claims (3)
上記複数の温度調節部が配置された円周の中心で回転する回転軸と、当該回転軸によって回転されて上記検査容器を支持して上記複数の温度調節部に移動させる回転支持体と、上記回転支持体を上記回転軸に対して軸方向に移動させる軸方向移動手段とを備え、
上記回転支持体は、上記検査容器の底部を上記温度調節部に接触させるように検査容器の端部を支持するようになっており、
上記検査容器を上記温度調節部に位置させる際には、上記軸方向移動手段によって上記回転支持体を上記検査容器が上記温度調節部に接触する接触位置に位置させ、上記検査容器を上記温度調節部から移動させる際には、上記軸方向移動手段によって上記回転支持体を上記検査容器が上記温度調節部から離隔する離隔位置に位置させることを特徴とする検査装置。 In a testing device in which a test container having a container portion for containing a test liquid is moved in sequence to contact a plurality of temperature control units arranged on a common circumference,
a rotating shaft that rotates at the center of a circumference on which the plurality of temperature control units are arranged, a rotating support that is rotated by the rotating shaft to support the cuvette and move it to the plurality of temperature control units, and an axial movement means that moves the rotating support in the axial direction relative to the rotating shaft,
The rotating support supports an end of the test vessel so that the bottom of the test vessel is in contact with the temperature control unit,
An inspection device characterized in that, when positioning the inspection vessel in the temperature control section, the axial movement means positions the rotating support at a contact position where the inspection vessel contacts the temperature control section, and, when moving the inspection vessel from the temperature control section, the axial movement means positions the rotating support at a separated position where the inspection vessel is separated from the temperature control section.
上記軸方向移動手段によって上記回転支持体が上記接触位置に位置した際には、上記付勢手段によって上記検査容器が回転支持体に付勢された状態で上記温度調節部に押し付けられ、上記検査容器を上記温度調節部から移動させる際は、上記軸方向移動手段は上記検査容器が回転支持体に付勢された状態で、上記付勢手段の付勢力に抗して上記回転支持体を上記離隔位置に位置させることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。 a biasing means for biasing the cuvette against the rotary support and biasing the rotary support in a direction from the separated position toward the contact position;
The inspection device described in claim 1, characterized in that when the rotating support is positioned at the contact position by the axial moving means, the inspection container is pressed against the temperature control unit while being biased against the rotating support by the biasing means, and when the inspection container is moved from the temperature control unit, the axial moving means positions the rotating support at the separated position against the biasing force of the biasing means while the inspection container is biased against the rotating support.
上記軸方向移動手段は、上記回転支持体に上記回転軸を囲繞して設けたリング状のカムを備え、上記回転支持体の回転に伴う上記カムの作用によって、上記回転支持体を上記接触位置と離隔位置とに移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。 The rotating support is formed in a substantially disk shape, and supports the cuvette in a notch formed in an outer periphery thereof,
The inspection device described in claim 1 or claim 2, characterized in that the axial movement means includes a ring-shaped cam provided on the rotating support surrounding the rotating shaft, and the rotating support is moved between the contact position and the separation position by the action of the cam accompanying the rotation of the rotating support.
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