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生物樣品鑑別裝置、生物樣品鑑別方法以及生物樣品鑑別用平板的製作方法

2023-09-14 05:59:30

專利名稱:生物樣品鑑別裝置、生物樣品鑑別方法以及生物樣品鑑別用平板的製作方法
技術領域:
本發明涉及使DNA和蛋白質及其它生物樣品在緩衝劑中移動,鑑別生物樣品的生物樣品鑑別裝置、生物樣品鑑別方法以及生物樣品鑑別用平板。
背景技術:
在考慮一般的生物樣品時,主要有DNA和蛋白質。近年來,隨著分子生物學的快速發展,在各種疾病中都有基因的參與得到了相當正確的理解,以基因作為目標的治療備受矚目。
關於DNA,目前SNPs(single nucleotide polymorphism的縮寫,一般譯為單核苷酸多態性,是在基因中的1個密碼子(1個鹼基)的不同的總稱)正受到矚目。其理由是,根據SNPs的分類,能夠預測對很多疾病的發病率和各個人對藥劑的效果和敏感性,而且,地球上即便是父母子女或者兄弟之間具有全部相同的SNPs的人也是絕對不存在的,所以認為個人是能夠完全特定的。
作為目前研究SNPs的方法,最常用的是從端點開始直接讀取DNA的鹼基序列的測序(鹼基序列的確定)。作為進行上述測序的方法,有若干報告,最常進行的方法是雙脫氧法測序(Sanger法)。而且,測序是在包括該Sanger法的任何方法中,將利用分離能力高的修飾聚丙烯醯胺凝膠電泳或者毛細管電泳分離、識別1個鹼基長的長度差異的技術作為基礎而構造的。利用這樣的測序法的SNPs的分類是通過分離目標基因後,進行擴增、純化,利用基因的鹼基序列確定法(裝置),讀取目標基因的鹼基序列來進行的,所以存在的問題是在實驗時需要大量的作業量和時間以及很多日常費用,而且此時使用的用於鹼基序列確定的自動化裝置價格極高,佔用大量的空間,需要大量的高價試劑。
利用親和配體毛細管電泳分離DNA的方法基本能夠解決這樣的問題。親和配體毛細管電泳是利用分子間親和力,特別是機體系統的特異性的親和力(酶和底物,抗原和抗體的親和力等),而使分離具有特異性的。具體而言,如果將相互作用的兩種成分中的一種添加到毛細管中的電泳溶液中,使另一種成分電泳,則在樣品混合物中,僅僅相互作用的分子物種的移動速度發生變化,通過著眼於這一點來進行分析(例如,參考專利文獻1)。
這裡,在以往的親和配體毛細管電泳中,作為特異性識別鹼基序列的親和配體,使用和試樣DNA的鹼基序列互補的單鏈,但因為成分為多核苷酸的親和配體具有負電荷,如果施加電壓,該親和配體會流出到毛細管外。為了防止這一現象,以往,將該親和配體即和上述試樣DNA的鹼基序列互補的單鏈固定在毛細管內。提出的固定方法有,使乙烯基化DNA和聚丙烯醯胺凝膠共聚合,將其共價鍵結合地固定在毛細管內壁上的方法。這樣,上述試樣DNA和親和配體即固定的寡核苷酸產生強相互作用,吸附在毛細管內,另一方面,噪音DNA沒有被吸附在該固定的寡核苷酸上,流出到毛細管外,其結果是,可以檢測上述試樣DNA(參見專利文獻1)。
但是,在該方法中存在的問題是,因為親和配體僅僅能夠覆蓋在毛細管內壁上,所以親和配體和樣品的相互作用局限在壁面附近,難以測定,而且測定精度變差。
為此,本申請人研發出一種基因診斷裝置和基因診斷方法,使將該親和配體仿真地固定在毛細管內,以使親和配體和樣品的相互作用不局限在壁面附近的方法。其提出例如用填充了包含線性聚合物和DNA結合控制劑的緩衝液的毛細管連接在分別配置了電極的第1容器和第2容器之間,然後,在該毛細管的緩衝液中,填充由線性聚合物構成的分離用DNA接合物(conjugate),該線性聚合物結合有可以與該DNA樣品中包含的檢測對象即目標DNA氫鍵結合的鹼基序列,接下來,填充檢測樣品即DNA試樣,之後,在兩電極間施加電壓,使毛細管內的檢測樣品DNA試樣電泳,從而分離該DNA樣品的(參見專利文獻2)。
以下,對將該親和配體仿真地固定在毛細管內的方法進行說明,DNA存在形成雙鏈的DNA和形成單鏈的DNA,但DNA具有的A、T、C、G這4個鹼基中,A和T、G和C相互之間容易結合,在DNA的雙鏈中也在A-T、G-C之間成對。因此,在一側DNA序列為5』-ATCGCGT-3』時,另一側DNA具有3』-TAGCGCA-5』的鹼基序列。
分離DNA樣品的分離用DNA接合物為了利用上述DNA的互補關係,在該分離用DNA接合物的DNA部分上,添加和DNA樣品的突變DNA具有互補關係的DNA序列。例如,在DNA樣品的檢測對象即作為目標DNA的突變DNA的DNA序列包含5』-ATCGCGT-3』野生DNA的DNA序列包含5』-ATCACGT-3』的場合,在用下劃線表示的部分,突變DNA和野生DNA的鹼基不相同。此時,如果使分離用DNA接合物的DNA部分的序列為3』-TAGCGCA-5』,則野生DNA在下劃線部分和DNA接合物不互補。從而,整體的結合強度中,和野生DNA相比,突變DNA的單鹼基部分變大了,電泳時,突變DNA的移動比野生DNA要遲緩。
因為DNA樣品是從血液等,破壞了細胞,提取出DNA,用PCR等使包含目標DNA序列的部分擴增。此時,如果使其為規定的鹼基數並擴增,也能夠確定具有互補序列的DNA接合物的鹼基數。
利用上述方法,在利用電泳使帶負電的分離用DNA接合物和DNA樣品從第2容器向第1容器移動時,能夠以親和配體和DNA試樣的相互作用不局限在壁面附近的方式仿真地固定,從該DNA樣品的移動速度差分離該野生DNA和突變DNA,其結果是,可以短時間而且簡單、正確地鑑別SNPs的基因異常。
另一方面,蛋白質存在於細胞、組織、體液中,與生物活動的調節、對細胞的能量供給、重要物質的合成、生物構造體的維持、以及細胞間的通信和細胞內的信息傳遞有關。目前變得明確的是,相應於各種環境、相互作用的其它蛋白質的存在、蛋白質受到的修飾程度和種類,蛋白質具有多種功能。
這裡,許多L-胺基酸連接(聚合)而成的高分子化合物是蛋白質,是生物體的重要構成成分之一。將該胺基酸的序列稱為蛋白質的一級結構,該序列由基因(DNA)的序列決定。詳細地說,由3個鹼基的序列確定1個胺基酸。以肽鍵結合成為蛋白質的構成成分的單位胺基酸部分(-NH-CH(-R-)CO-)稱為胺基酸殘基,其性質因各自的R而不同。由於這種殘基的相互作用而取α螺旋(螺旋)構造和β摺疊結構等二級結構,進一步蛋白質整體取三級結構。蛋白質的功能由上述三級結構決定。即使是由相同的胺基酸序列構成的蛋白質,其功能也根據立體結構(摺疊方式)而發生變化。例如,成為BSE的原因的Prion(朊病毒)就與正常的Prion的僅僅立體結構不同。目前正在進行對蛋白質的立體結構和功能的研究,認為任何一個都能夠按照想要的功能設計、合成蛋白質的立體結構。
蛋白質是20種胺基酸根據基因的指示(序列信息)順序連接而形成的,其種類可以說有幾千萬種,但只要知道其基因的序列,就可以得到哪一種胺基酸能夠以怎樣的順序連接的信息。可由生物基因(基因)製造的蛋白質的集合稱為蛋白質組,目前人類基因組的鹼基序列破譯已經結束,現在正在積極地進行蛋白質組的分析。
作為這樣的蛋白質功能分析研究,不僅需要進行鑑定和特徵描述(characterization),也需要進行生物化學分析測定和蛋白質間的相互作用研究、蛋白質網絡、或者細胞內外的信號傳導(signaling)等。在該蛋白質功能研究中,可以使用多方面的技術,有酶活性測定、酵母two-hybrid活性測定、採用色譜法的精製、信息工具和資料庫等,特別是利用電泳的蛋白質鑑別是重要的方法。為此,諸如電泳那樣,檢測使毛細管中的樣品、分析物、緩衝劑以及試劑等液體移動時得到的傳送反應,進行該樣品的分析、鑑別、判定等時上述液體的傳輸及定向,已有各種各樣的報告(例如,專利文獻3~專利文獻6)。
專利文獻1特開平7-311198號公報專利文獻2特開2002-340859號公報專利文獻3特表2000-513813號公報專利文獻4特表2001-523341號公報
專利文獻5特表2000-514928號公報專利文獻6特開2003-28883號公報發明內容但是,在上述專利文獻2的基因診斷裝置和診斷方法中,需要在填充包含線性聚合物和DNA結合控制劑的緩衝液的毛細管中,填充分離用DNA接合物和DNA樣品。這樣,在一根一根的毛細管中,填充分離用DNA接合物和DNA樣品是麻煩的操作,而且在填充分離用DNA接合物和DNA樣品時,如果它們的量在毛細管之間是不相同的,則可能會對測定結果產生影響。
而且,在進行樣品分離時,在例如專利文獻5,6記載的方法中,使多個毛細管通道交叉,而且設置至少3個電極,將電壓施加到該至少以3個設置的電極中的2個電極上,通過上述交叉部的方式使上述樣品移動,但在此方法中,存在的問題是,因為流路交叉,使樣品電泳時可能不會移動,不能得到正確的測定結果。而且,在例如專利文獻3,4記載的方法中,在平臺中埋設微細通道,使該平臺的旋轉速度變化,改變由該旋轉產生的向心力,使樣品移動,但是,在該方法中,除能夠使樣品僅僅在向心方向移動的問題之外,還存在該微小通道的形狀相當複雜的問題。
本發明目的在於提供一種小型輕量而且低價的生物樣品鑑別裝置、生物樣品鑑別方法,使生物樣品在流路中填充的緩衝劑中移動,在進行該生物樣品的鑑別時,無需煩雜的準備工作,可以在短時間內得出正確的檢測結果,以及在上述生物樣品鑑別裝置中使用的生物樣品鑑別用平板。
為了解決上述問題,本發明的第1項記載的生物樣品鑑別裝置具有具有形成有第1流路和第2流路的流路圖案的平板,其中,緩衝劑流入到第1流路,在第2流路的一部分中,包含使上述第1流路和它的一部分流路共用、保存一定量的生物樣品的定量部,上述生物樣品流入到包括該定量部的第2流路中;還具有填充單元,其在上述平板的上述第1流路中填充上述緩衝劑,在包括上述定量部的上述第2流路中填充上述生物樣品後,使該第2流路的定量部中殘存一定量的生物樣品,在上述緩衝劑中僅僅添加一定量的生物樣品;鑑別單元,使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
從而,在進行生物樣品鑑別時,因為僅僅在平板中添加作為鑑別對象的生物樣品和緩衝劑,得到該生物樣品的鑑別結果,所以能夠提供無需煩雜的準備工作就能夠得到正確的鑑別結果的生物樣品鑑別裝置。
本發明的第2項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第1項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述平板具有與上述第1流路連通的緩衝劑注入部、與上述第2流路連通的樣品注入部、在上述第2流路中與上述樣品注入部連通的空氣孔,上述填充單元將上述緩衝劑注入到上述緩衝劑注入部中,使將上述樣品注入上述樣品注入部後的上述平板旋轉,使上述緩衝劑注入部內的上述緩衝劑由於離心力而流入上述第1流路中的同時,使上述樣品注入部內的上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述樣品注入部加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1的流入位置流入到該第2流路中的包含上述定量部的第2流入位置後,使上述平板旋轉,通過離心力以一定量的生物樣品殘留在上述第2流路的定量部中的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品。
這樣,因為利用離心力能夠實現緩衝劑的對流路的填充處理,利用流路中的壓力差能夠實現生物樣品的填充處理,利用離心力能夠實現在緩衝劑中添加一定量的生物樣品的定量添加處理,所以和上面相同,能夠提供無需煩雜的準備工作且能夠在短時間得到正確的鑑別結果的生物樣品鑑別裝置。
本發明要求的第3項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第1項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述平板具有與上述第1流路連通的緩衝劑注入部、與上述第2流路連通的樣品注入部、在上述第2流路中與上述樣品注入部連通的空氣孔,上述填充單元將上述緩衝劑注入到上述緩衝劑注入部中,使將上述樣品注入上述樣品注入部後的上述平板旋轉,使上述緩衝劑注入部內的上述緩衝劑由於離心力而流入上述第1流路的同時,使上述樣品注入部內的上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述生物樣品加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1流入位置流入到該第2流路中的包含上述定量部的第2流入位置後,從上述空氣孔進行抽吸,以上述一定量的生物樣品殘留在上述定量部中的方式,分離上述第2流路內的生物樣品。
這樣,因為利用離心力能夠實現緩衝劑的對流路的填充處理,利用流路中產生的壓力差能夠實現生物樣品對流路的填充處理,和在緩衝劑中添加一定量的生物樣品的定量添加處理,所以和上面相同,能夠提供無需煩雜的準備工作且能夠在短時間內得到正確的鑑別結果的生物樣品鑑別裝置。
本發明要求的第4項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第2項或第3項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述填充單元具有使上述平板高速旋轉的電機,和對上述第2流路加壓、或抽吸的壓力操作部。
從而,因為能夠對流路中的緩衝劑和生物樣品施加離心力,在流路中產生壓力差,使該流路中的緩衝劑和生物樣品移動,所以在進行生物樣品鑑別時,只需在平板中添加作為鑑別對象的生物樣品和緩衝劑,無需煩雜的準備操作。
本發明的第5記載的生物樣品鑑別裝置,是在第2項或第3項記載的生物樣品鑑別裝置中,將上述填充單元設置在該生物樣品鑑別裝置的下部,將上述鑑別單元設置在該裝置的上部,具有使上述平板在上述填充單元和上述鑑別單元之間上下移動的升降臺。
從而,因為可以使平板在鑑別單元和填充單元之間移動,由各單元進行填充處理和定量添加處理等,所以能夠使生物樣品鑑別裝置更小型化和更廉價。
本發明的第6項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第5項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述鑑別單元是通過彈簧懸掛架設在設置於該裝置上部的頂板上的。
從而、因為能夠將上述鑑別單元很容易地設置在該裝置的上部,而且能夠準確地使該鑑別單元的構成部件和上述平板接觸,所以在能夠使該裝置更加小型化的同時,還能夠得到正確的鑑別結果。
本發明的第7項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第6項記載的生物樣品鑑別裝置中,對上述第2流路加壓或抽吸的壓力操作部是通過彈簧懸掛在上述頂板上的。
由此,能夠使該裝置更加小型化。
本發明的第8項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第2項或第3項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述鑑別單元用熱敏電阻器測定上述第1流路的溫度,具有以根據該測定結果使該第1流路為規定溫度的方式而控制的加熱器,由上述加熱器使上述第1流路為規定溫度後,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
由此、在該裝置中,因為能夠使第1流路的溫度為同一條件,所以在該裝置中,能夠得到更正確的鑑別結果。
本發明的第9項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第8項記載的生物樣品鑑別裝置中,取代上述加熱器和熱敏電阻器,上述鑑別單元具有將電壓施加給設置在上述平板上的加熱器和熱敏電阻器的加熱器觸點管腳和熱敏電阻器觸點管腳。
由此,因為能夠使上述鑑別單元更加緊湊,所以能夠使該裝置更加小型化、輕量化和更加廉價。
本發明的第10項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第8項記載的生物樣品鑑別裝置中,將上述加熱器配置在上述第1流路上,將上述熱敏電阻器配置在離開該加熱器的距離僅僅為上述第1流路和上述加熱器之間的距離的位置上。
由此,因為能夠由上述熱敏電阻器以接近實際溫度的值測定上述第1流路的溫度,使上述第1流路為沒有誤差的規定溫度,所以在該裝置中,能夠得到更加正確的鑑別結果。
此外,本發明的第11項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第8項記載的生物樣品鑑別裝置中,將上述熱敏電阻器配置在上述第1流路上,將上述加熱器配置在離開該熱敏電阻器的距離僅僅為上述第1流路和上述該熱敏電阻器之間的距離的位置上。
從而,和上面相同,能夠得到更加正確的鑑別結果。
本發明的第12項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第2項或第3項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述鑑別單元具有插入設置在上述平板中的嵌合銷孔的嵌合銷,和使該鑑別單元低速旋轉的低速旋轉電機,在由該嵌合銷將上述平板嵌合、固定在該鑑別單元中之後,由上述低速旋轉電機使上述平板和該鑑別單元一起低速旋轉,在該平板的低速旋轉中,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
由此,因為能夠使上述平板和鑑別單元一體化,用電機使其旋轉,所以在該裝置中,能夠得到更加正確的鑑別結果。
另外,本發明的第13項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第12項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述鑑別單元具有檢測設在上述平板上的位置確定標記的位置確定標記檢測傳感器,由上述低速旋轉電機使上述平板低速旋轉,由該位置確定標記檢測傳感器檢測上述平板的嵌合銷孔,確定該平板的位置之後,將上述嵌合銷插入到該嵌合銷孔中。
從而,能夠準確無誤地嵌合上述平板和鑑別單元。
本發明的第14項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第2項或第3項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述鑑別單元具有正電極、負電極,上述填充單元以在上述第2流路的上述定量部中殘留一定量的生物樣品的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品之後,將上述正電極和負電極插入到上述第1流路中,在該正電極和負電極之間施加電壓,利用電泳使保存在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
從而,因為能夠利用電泳使添加到上述第1流路中填充的緩衝劑中的生物樣品移動,基於其移動狀態得到鑑別結果,所以在該裝置中,能夠在更短的時間內得到正確的鑑別結果。
本發明的第15項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第14項記載的生物樣品鑑別裝置中,在上述平板上設置清洗上述正電極、負電極的清洗區,上述填充單元以在上述第2流路的上述定量部中殘留一定量的生物樣品的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品之後,由上述清洗區清洗上述正電極和負電極,將該正電極和負電極插入到上述第1流路中。
從而,因為在儲存該裝置期間能夠衝洗掉附著在正電極、負電極上的灰塵等雜質,所以在該裝置中,能夠得到更加正確的鑑別結果。
本發明的第16項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第14項記載的生物樣品鑑別裝置中,取代上述正電極和負電極,上述鑑別單元具有將電壓施加到設在上述平板上的正電極和負電極上的2個電極觸點管腳。
從而,因為能夠使上述鑑別單元更加緊湊,所以能夠使更加小型化、輕量化、和更加廉價。
本發明的第17項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第14項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述生物樣品是DNA樣品,上述緩衝劑包含分離用DNA接合物、DNA結合控制劑和pH緩衝劑,該分離用DNA接合物由結合有鹼基序列的線性聚合物構成,所述鹼基序列可以與包含在該DNA樣品中的檢測對象即目標DNA通過氫鍵結合。
從而、在該裝置中,無需進行煩雜的準備操作,能夠在短時間內正確鑑別作為檢查對象的DNA樣品的SNPs的有無。
本發明的第18項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第1項記載的生物樣品鑑別裝置中,設置冷卻該裝置內的上升溫度的冷卻風扇,在該冷卻風扇的進氣口,設置遮斷從該裝置外部入射的光的遮光部。
從而,因為能夠使光不入射到該裝置內,使空氣循環,冷卻裝置內部,所以在該裝置中,能夠正確地鑑別生物樣品。
本發明的第19項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第18項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述遮光部由多孔膜構成。
從而,和上面相同,在該裝置中,能夠正確地鑑別生物樣品。
本發明的第20項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第18項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述遮光部由L形或者曲柄形的檔板構成。
從而,和上面相同,在該裝置中能夠正確地鑑別生物樣品。
本發明的第21項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第2項或第3項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述鑑別單元具有光學檢測部,檢測上述第1流路中填充的上述緩衝劑的螢光度或者吸光度,基於該光學檢測部的檢測結果,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
從而,因為能夠由光學檢測部掃描第1流路,檢測在緩衝劑中移動的生物樣品的移動狀態,所以能夠在短時間內得到正確的鑑別結果。
本發明的第22項記載的生物樣品鑑別裝置,是在第21項記載的生物樣品鑑別裝置中,上述光學檢測部設置在使上述平板上下移動的升降臺之上,在該升降臺之上測定和上述平板和該升降臺的距離,具有高度調整部進行調整以使該測定結果恆定。
從而,因為能夠使光學檢測部和平板之間的距離保持恆定,所以在該裝置中,能夠得到更加正確的鑑別結果。
本發明的第23項記載的生物樣品鑑別方法,是在檢測在緩衝劑中移動的生物樣品,鑑別生物樣品的生物樣品鑑別方法中,利用形成了具有第1流路和第2流路的流路圖案的平板,其中緩衝劑流入到第1流路,在第2流路的一部分中,包含使上述第1流路和它的一部分流路共用、保存一定量的生物樣品的定量部,上述生物樣品流入到包含該定量部的第2流路中;在上述第1流路中填充上述緩衝劑,在包含上述定量部的第2流路中填充上述生物樣品後,使該第2流路的定量部中殘存一定量的生物樣品,在上述緩衝劑中僅僅添加一定量的生物樣品,使該一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
從而,因為僅僅在平板中添加作為鑑別對象的生物樣品和緩衝劑,得到該生物樣品的鑑別結果,所以無需煩雜的準備工作就能夠得到正確的鑑別結果。
本發明的第24項記載的生物樣品鑑別方法,是在第23項記載的生物樣品鑑別方法中,使形成了具有注入上述緩衝劑的上述第1流路、包含上述定量部且注入上述生物樣品的上述第2流路、以及在上述第2流路中和注入上述生物樣品的樣品注入部連通的空氣孔的流路圖案的平板高速旋轉,利用離心力使上述緩衝劑流入填充到上述第1流路的同時,使上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述第2流路的樣品注入部加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1流入位置流入填充到該第2流路的包含上述定量部的第2流入位置後,使上述平板旋轉,通過離心力以一定量的生物樣品殘留在上述第2流路的定量部中的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品,使上述第1流路為恆定溫度之後,使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
從而,因為利用離心力能夠實現緩衝的對劑流路的填充處理,利用流路中的壓力差能夠實現生物樣品的填充處理,利用離心力能夠實現將一定量的生物樣品添加到緩衝劑中的定量添加處理,所以和上面相同,無需煩雜的準備工作,而且能夠在短時間內得到正確的鑑別結果。
本發明的第25項記載的生物樣品鑑別方法,是在第23項記載的生物樣品鑑別方法中,使形成了具有注入上述緩衝劑的上述第1流路、包含上述定量部的注入上述生物樣品的上述第2流路、以及在上述第2流路中和注入上述生物樣品的樣品注入部連通的空氣孔的流路圖案的平板高速旋轉,利用離心力使上述緩衝劑流入填充上述第1流路的同時,使上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述第2流路的樣品注入部加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1流入位置流入填充到該第2流路的包含上述定量部的第2流入位置後,從該第2流路的空氣孔進行抽吸,以在上述第2流路的定量部中殘留一定量的生物樣品的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品,使上述第1流路為恆定溫度之後,使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
從而,因為能夠利用離心力實現緩衝劑的對流路的填充處理,利用流路中產生的壓力差能夠實現生物樣品對流路的填充處理,和在緩衝劑中添加一定量的生物樣品的定量添加處理,所以和上面相同,能夠提供無需煩雜的準備工作且能在短時間內得到正確的鑑別結果的生物樣品鑑別裝置。
本發明的第26項記載的生物樣品鑑別用平板是用於進行生物樣品鑑別的平板,具有下述流路圖案,該流路圖案包含用於將和上述生物樣品反應的緩衝劑注入到該平板的緩衝劑注入部、和上述緩衝劑注入部連接的第1流路、用於將上述生物樣品注入該平板的樣品注入部、和上述樣品注入部連接的第2流路,上述第2流路在它的一部分流路中包含定量部,保存提供給上述第1流路的一定量的生物樣品,上述第1流路和上述第2流路通過上述定量部連接。
從而,在第1流路、第2流路中分別填充緩衝劑、生物樣品時,能夠提供下述生物樣品鑑別用平板,其具有能夠由上述定量部將一定量的生物樣品添加到緩衝劑中的流路結構。
本發明的第27項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1流路和上述第2流路通過上述定量部平行連接。
從而,可以由定量部將一定量的生物樣品添加到緩衝劑中。
本發明的第28項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項記載的生物樣品鑑別用平板中,在上述第1流路中設置正和負電極部,或者可插入正電極、負電極的第1、第2電極插入部。
從而,能夠使添加到緩衝劑中的一定量的生物樣品在該緩衝劑中電泳。
本發明的第29項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項記載的生物樣品鑑別用平板中,將上述緩衝劑注入部設置在第1流路的兩端,將和上述樣品注入部連通的空氣孔設置在第2流路上。
從而,因為能夠從第1流路的兩端填充緩衝劑,所以在第1流路中不會夾有氣泡,能夠在短時間內填充緩衝劑。
本發明的第30項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項記載的生物樣品鑑別用平板中,將上述緩衝劑注入上述緩衝劑注入部,將上述生物樣品注入上述樣品注入部後,在第1工序中,將由上述緩衝劑注入部注入的緩衝劑填充到第1流路,在第2工序中,將由上述樣品注入部注入的生物樣品填充到包含上述定量部的第2流路後,在第3工序中,分離上述第2流路內的上述生物樣品,使一定量的上述生物樣品殘存在定量部中,在第4工序中,使該殘存的一定量的生物樣品在上述第1流路的緩衝劑中移動。
從而,因為在第1流路、第2流路中分別填充緩衝劑、生物樣品,則能夠在上述定量部中,將一定量的生物樣品添加到緩衝劑中,所以可以去掉進行生物樣品鑑別時的煩雜準備操作。
本發明的第31項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第30項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1工序是利用加壓、抽吸或者毛細現象,將上述緩衝劑填充到上述第1流路的。
從而,能夠在短時間內容易地將緩衝劑填充到第1流路中。
本發明的第32項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第30項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第2工序是利用加壓、抽吸或者毛細現象,將上述生物樣品填充到包含上述定量部的上述第2流路中的。
從而,能夠在短時間內容易地將生物樣品填充到第2流路中。
本發明的第33項記載的生物樣品鑑別用平板,是檢測在緩衝劑中移動的生物樣品,並鑑別生物樣品的生物樣品鑑別用平板,具備具有第1流路和第2流路的流路圖案,緩衝劑注入到第1流路的一部分中,當使該板高速旋轉時,緩衝劑被填充到第1流路,在第2流路的一部分中,包含使上述第1流路和它的一部分流路共用、保存一定量的上述生物樣品的定量部,當使該板高速旋轉時,上述生物樣品流入到不到達上述定量部的第1流入位置,給上述樣品注入部加壓時,使上述第2流路中的生物樣品從上述第1流入位置流入到包含上述定量部的第2流入位置。
從而,因為能夠在將緩衝劑填充到第1流路中之後,將生物樣品填充到第2流路,所以能夠準確無誤地將上述一定量的生物樣品添加到緩衝劑中。
本發明的第34項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第33項記載的生物樣品鑑別用平板中,在上述第1流路的一部分上具有可插入負電極、正電極的第1、第2電極插入部。
從而,能夠使添加到緩衝劑中的一定量的生物樣品在該緩衝劑中電泳。
本發明的第35項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第33項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1流路由位於以該生物樣品鑑別用平板的中心作為圓心的圓的圓周方向上延伸的弧形流路的內周側的內周流路、位於外周側的外周流路、連接該內周流路和外周流路各自的兩端的從上述圓心向放射方向延伸的放射流路形成的循環狀流路構成,上述第2流路由位於上述內周流路和上述外周流路之間的上述弧形流路、及設置在該弧形流路一部上的「冂」字形流路構成,上述定量部是上述外周流路的一部分和上述第2流路的上述「冂」字形流路的一部分平行連接而成的。
從而,能夠實現在上述第1流路中不含氣泡地很容易地在短時間內填充緩衝劑之後,在第2流路中不含氣泡地填充生物樣品,由上述定量部將生物樣品添加到填充在上述第1流路中的緩衝劑中。
本發明的第36項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,注入上述緩衝劑的和第1流路連通的上述緩衝劑注入部位於上述第1流路的內周側。
從而,能夠利用離心力將添加到緩衝劑注入部中的緩衝劑在短時間內準確無誤地填充到第1流路中。
本發明的第37項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,被注入上述生物樣品且和上述第2流路連通的樣品注入部位於上述第2流路的內周側。
從而,能夠利用離心力使添加到樣品注入部中的生物樣品在第2流路中不含氣泡地在短時間內流入。
本發明的第38項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第34項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1、第2電極插入部設置在上述第1流路的上述放射流路的一部分上。
從而,在將緩衝劑填充到上述第1流路中時,能夠使第1、第2電極插入部的內部不含氣泡。
本發明的第39項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,在第1流路的上述內周流路的大致中央處設置注入上述緩衝劑的緩衝劑注入部。
從而,因為一旦將緩衝劑注入上述緩衝劑注入部,則該緩衝劑從上述第1流路的內周流路的中央向其兩端一分為二地進行填充,所以在利用離心力將緩衝劑填充到第1流路時,在該流路內能夠不含氣泡。
本發明的第40項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,在將上述緩衝劑填充到第1流路中時,該緩衝劑被填充到上述第1流路中的上述外周流路和上述第1、第2電極插入部中。
從而,因為能夠準確無誤地使添加到上述第1流路中填充的緩衝劑中的生物樣品電泳,所以能夠得到正確的鑑別結果。
本發明的第41項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述內周流路的上述弧形流路位於從圓弧上向上述外周流路側稍微偏移的橢圓圓弧上。
從而,在利用離心力將緩衝劑填充到第1流路中時,能夠防止緩衝劑的流動中途停止,或者在流路中包含氣泡。
本發明的第42項中記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述內周流路的流路寬度比上述外周流路的流路寬。
從而,因為能夠縮短緩衝劑從注入到第1流路到到達第1、第2電極插入部的時間,所以在能夠很好地趕走流路中的空氣的同時,還能夠進一步縮短緩衝劑填充到第1流路中的時間。
本發明的第43項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述外周流路具有流路長度調整部,調整從上述第1電極插入部到上述定量部的流路長度和從上述第2電極插入部到該定量部的流路長度的差值。
從而,因為能夠使從第1電極插入部到定量部的長度和從第2電極插入部到定量部的長度基本相同,所以能夠防止在外周流路中包含氣泡。
本發明的第44項中記載的生物樣品鑑別用平板,是在第35項記載的生物樣品鑑別用平板中,在上述第2流路的一端設置注入上述生物樣品的樣品注入部,在其另一端上設置在將上述生物樣品填充到上述第2流路時,保存從上述樣品注入部注入的上述生物樣品的樣品池。
從而,能夠在第2流路中產生壓力差,使生物樣品準確無誤地填充到第2流路中。
本發明的第45項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第28項或第34項記載的生物樣品鑑別用平板中,在上述第1流路的上部設置加熱該第1流路的加熱器和測定該第1流路的溫度的熱敏電阻器,在上述第1、第2電極插入部中設置正電極和負電極。
從而,在容易調整第1流路的溫度,得到更正確的鑑別結果的同時,能夠使安裝該平板的生物樣品鑑別裝置更小型、更輕。
本發明的第46項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第28項或第34項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1、第2電極插入部具有空氣孔。
從而,因為能夠從設置在第1、第2電極插入部的空氣孔抽出空氣,所以在利用離心力將緩衝劑填充到外周流路時,能夠防止包含氣泡。
本發明的第47項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第44項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述樣品池具有空氣孔。
從而,因為能夠從設置在上述樣品池上的空氣抽出空氣,所以在將生物樣品填充到第2流路時,能夠防止包含氣泡。
本發明的第48項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項或第33項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述生物樣品是DNA樣品,上述緩衝劑包含分離用DNA接合物、DNA結合控制劑和pH緩衝劑,該分離用DNA接合物由結合有鹼基序列的線性聚合物構成,該鹼基序列可以與包含在該DNA樣品中的檢測對象即目標DNA氫鍵結合。
從而、在該生物樣品鑑別用平板中,能夠鑑別鑑別對象即DNA樣品的SNPs的有無。
本發明的第49項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第28項或第34項記載的生物樣品鑑別用平板上,設置用於將上述正電極、負電極插入到上述第1、第2電極插入部中的電極插入口,在該電極插入口上粘貼覆蓋薄膜。
從而,即使使該生物樣品鑑別用平板高速旋轉,也能夠使緩衝劑不從該電極插入孔溢出。
本發明的第50項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項或第33項記載的生物樣品鑑別用平板中,在該生物樣品鑑別用平板上形成多個上述流路圖案。
從而,能夠利用該生物樣品鑑別裝置的1次操作得到多個檢測結果。
本發明的第51項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第28項或第34項記載的生物樣品鑑別用平板中,在該生物樣品鑑別用平板上設置清洗上述正電極、負電極的清洗區,在上述清洗區清洗上述正電極、負電極之後,將該正電極和負電極插入到上述第1流路中。
從而,在測定開始前,因為能夠衝洗掉附著在上述正電極、負電極上的灰塵等雜質,所以能夠得到更正確的鑑別結果。
本發明的第52項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第28項或第34項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述緩衝劑注入部設在上述第1流路的兩端,該緩衝劑注入部也作為上述電極部或者上述電極插入部使用。
從而,在能夠使流路圖案的形狀簡單的同時,能夠使一個流路圖案的整體形狀緊湊,所以能夠在平板上形成多個流路圖案。
本發明的第53項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項或第33項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1流路和上述第2流路由形成在上述平板表面上的溝和覆蓋上述平板表面的薄膜形成。
從而,因為可以以簡單的結構形成密閉流路,所以能夠在該平板上簡單地形成流路圖案。
本發明的第54項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項或第33項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1流路和上述第2流路形成在上述平板的同一表面上。
從而,能夠在平板上簡單地形成流路圖案。
本發明的第55項記載的生物樣品鑑別用平板,是在第26項或第33項記載的生物樣品鑑別用平板中,上述第1流路和上述第2流路形成在上述平板的同一表面上。
從而,因為可以在不同表面上形成緩衝劑注入口和樣品注入口,所以能夠防止弄錯而在注入口注入不同的液體。
利用本發明的生物樣品鑑別裝置,因為具備形成了具有第1流路和第2流路的流路圖案的平板,其中緩衝劑流入到第1流路,在第2流路的一部分中,包含使上述第1流路和它的一部分流路共用,保存一定量的生物樣品的定量部,上述生物樣品流入到包含該定量部的第2流路中;還具有填充單元,其在該平板的上述第1流路中填充上述緩衝劑,在包含上述定量部的上述第2流路中填充上述生物樣品後,使該第2流路的定量部中殘存一定量的生物樣品,在上述緩衝劑中僅僅添加一定量的生物樣品;鑑別單元,使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品,所以能夠提供在進行生物樣品的鑑別時,無需煩雜的準備工作且能夠在短時間內得到正確的鑑別結果的生物樣品鑑別裝置。
而且,利用本發明的生物樣品鑑別裝置,因為將填充單元設置在該裝置的下部,將鑑別單元設置在該的上部,設置使上述平板在上述填充單元和上述鑑別單元之間上下移動的升降臺,所以能夠使生物樣品鑑別裝置小型化和輕量化。
而且,因為上述填充單元具有使平板高速旋轉的電機,上述鑑別單元具有在第2流路中產生壓力差的壓力操作部,所以在能夠準確無誤地在第1流路中填充緩衝劑、在第2流路中填充生物樣品的同時,能夠測定一定量的生物樣品,添加到緩衝劑中。
而且,因為上述鑑別單元具有正電極、負電極,所以能夠利用電泳使添加到緩衝劑中的一定量的生物樣品移動。
而且,因為設置檢測螢光度或者吸光度的光學檢測部,掃描第1流路,檢測在緩衝劑中移動的生物樣品的移動狀態,鑑別該生物樣品,所以可以很容易地在短時間內得到正確的鑑別結果。
而且,利用本發明的生物樣品鑑別方法,因為利用具有流入緩衝劑的第1流路和在該流路的一部分上,包含使上述第1流路和它的一部分流路共用、保存一定量的生物樣品的定量部,上述生物樣品流入到包含該定量部的流路中的第2流路的平板,使上述緩衝劑填充到上述第1流路中,使上述生物樣品填充到包含上述第2流路中之後,測定一定量的生物樣品並添加到緩衝劑中,之後,鑑別在緩衝劑中移動的生物樣品,所以無需煩雜的準備工作,能夠在短時間內正確地進行生物樣品鑑別。
而且,利用本發明的生物樣品鑑別用平板,因為在該平板上形成的流路圖案具有第1流路和第2流路,其中緩衝劑注入到第1流路的一部分中,當使該生物樣品鑑別用平板高速旋轉時,則該緩衝劑被填充到第1流路;上述生物樣品被注入到第2流路的一部分中,當使該生物樣品鑑別用平板高速旋轉時,則該生物樣品離心分布,當加壓時,則填充該生物樣品,上述第1流路和第2流路的一部分是共用的,所以在能夠使上述生物樣品鑑別裝置小型輕量和廉價的同時,還具有無需煩雜的準備工作且在短時間內正確地進行生物樣品鑑別的效果。


圖1是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的結構的圖。
圖2(a)是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的冷卻風扇周圍的結構例的詳圖。
圖2(b)是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的冷卻風扇周圍的其它結構例的詳圖。
圖3(a)是表示本發明的實施方式1的平板的上表面的圖。
圖3(b)是表示本發明的實施方式1的平板的下表面的圖。
圖3(c)是表示本發明的實施方式1的平板的A-A截面的圖。
圖4是表示本發明的實施方式1的平板上形成的圖案的圖。
圖5是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的一系列操作的流程圖。
圖6(a)是在表示本發明的實施方式1的平板上形成的圖案中注入樣品時的圖。
圖6(b)是對本發明的實施方式1的平板上形成的圖案實施接合物填充處理時的圖。
圖6(c)是對本發明的實施方式1的平板上形成的圖案實施接合物填充處理後的圖。
圖6(d)是對本發明的實施方式1的平板上形成的圖案實施加壓處理後的圖。
圖6(e)是對本發明的實施方式1的平板上形成的圖案實施定量添加處理後的圖。
圖7(a)是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的升降臺的第1截面的位置的圖。
圖7(b)是本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的升降臺從第1截面的位置向第2級的位置移動途中的圖。
圖7(c)是本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的升降臺從第1截面的位置向第2級的位置移動途中的圖。
圖7(d)是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的升降臺的第2級的位置的圖。
圖8是表示來自本實施方式1的生物樣品鑑別裝置的平板匹配位置檢測傳感器的信號的圖。
圖9是記載本發明的實施方式1的平板上形成的圖案的特徵的圖。
圖10(a)是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的熱敏電阻器和加熱器的位置關係的一個例子的圖。
圖10(b)是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的熱敏電阻器和加熱器和的位置關係的其它例子的圖。
圖11是表示本發明的實施方式1的平板上形成的第2流路中填充DNA樣品、該DNA樣品在第1流路中填充的DNA接合液中移動的狀態的圖。
圖12是表示本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置中,測定DNA樣品的吸光度的結果的圖。
圖13是說明本發明的實施方式1的生物樣品鑑別裝置的原理的圖。
圖14是表示本發明的實施方式1的平板上設置4個圖案時的下表面的圖。
圖15是表示本發明的實施方式2的生物樣品鑑別裝置的結構的圖。
圖16是本發明的實施方式2的平板的截面圖。
圖17是表示本發明的實施方式2的生物樣品鑑別裝置其它結構的圖。
圖18是表示本發明的實施方式2的平板的其它結構的截面圖。
圖19是表示本發明的實施方式3的平板的一個例子的截面圖。
圖20是表示本發明的實施方式3的平板的其它例子的截面圖。
圖21是表示本發明的實施方式3的生物樣品鑑別裝置的結構的一部分的圖。
圖22(a)是表示本發明的實施方式4的生物樣品鑑別裝置的光學檢測部的結構的一個例子的圖。
圖22(b)是表示本發明的實施方式4的生物樣品鑑別裝置的光學檢測部的結構的其它例子的圖。
圖22(c)是表示本發明的實施方式4的生物樣品鑑別裝置的光學檢測部的結構的其它例子的圖。
圖23(a)是表示本發明的實施方式5的生物樣品鑑別用平板的樣品注入面的圖。
圖23(b)是表示本發明的實施方式5的生物樣品鑑別用平板的流路生成面的圖。
圖24是表示本發明的實施方式5的生物樣品鑑別用平板上形成的圖案的一個例子的圖。
符號說明10平板10a開口部11嵌合銷孔12位置確定標記13平板確認標記14毛細管封口15覆蓋薄膜16清洗區20填充單元21高速旋轉電機21a平板接收部22平板保持部23平板確認傳感器24加壓部30鑑別單元31嵌合銷32a,32b電極33加熱器34,142熱敏電阻器35位置確定標記檢測傳感器
36箝位器37頂板38低速旋轉電機40光學檢測部41高度調整部41a外徑測微器41b音圈馬達41c壓電元件42距離測定部50升降臺51上下移動電機52加壓泵部53泵管54裝置內溫度檢測傳感器55加熱器溫度檢測傳感器60筐體61門62電源開關63LED64冷卻風扇65a,65b橡膠腿66高壓電源67裝置電源68控制基板69a隔板69b過濾器100,200,300生物樣品鑑別裝置110流路圖案111第1電極插入部
112第2電極插入部113緩衝劑注入部114樣品注入部115樣品池116第1流路116a內周流路116b外周流路117第2流路117a定量部118第1電極待機孔119第2電極待機孔121,122電極插入口123,124注入口131,132,135空氣孔136加壓待機孔141加熱器電極薄膜143a第1電極143b第2電極232a,232b電極觸點管腳233加熱器觸點管腳234熱敏電阻器觸點管腳301電極清洗槽A樣品的定量部B從第1的電極插入部到定量部A的途中流路C移動區域R彎頭具體實施方式
(實施方式1)
以下,利用圖1~圖14對本實施方式1的生物樣品鑑別裝置進行說明。
本發明實現了使生物樣品在緩衝劑中移動,進行生物學的、酶的、免疫學的、和化學的檢測的生物樣品鑑別裝置的小型化、輕量化和低價。
在本實施方式1中,為了具體地進行說明,上述生物樣品是DNA樣品,上述緩衝劑是在分離用DNA接合物中包含MgCl2等起DNA結合控制劑和電解質的作用的pH緩衝劑的DNA接合液,本生物樣品鑑別裝置是在上述DNA接合液中添加一定量的上述DNA樣品並使其電泳,鑑別該DNA樣品的SNPs(單核苷酸多態)的有無的裝置。
圖1是本實施方式1的生物樣品鑑別裝置的結構圖。
如圖1所示,本實施方式1的生物樣品鑑別裝置100具有填充單元20,將上述DNA接合液填充到平板10上形成的流路中,將DNA樣品定量添加到填充有該DNA接合液的流路中;鑑別單元30,對平板10加壓、加熱、施加電壓,使上述DNA樣品在上述DNA接合液中電泳,鑑別SNPs的有無;升降臺50,利用上下移動電機51使上述平板上下移動;和控制基板68,控制本裝置100的動作。
本裝置100的結構是,在裝置的下部配置升降臺50,在該升降臺50上配置填充單元20,而且在該升降臺50的上方配置鑑別單元30,裝置結構更加緊湊。
以下,描述各單元的詳細結構。
上述填充單元20具有使上述平板10高速旋轉的高速旋轉電機21;保持上述平板10的平板保持部22,將它的一部分固定在該裝置100內,通過該筐體60上設置的門61,從該裝置100的內部向外部或者從外部向內部移動;平板確認傳感器23,在測定開始前確認平板的有無;和加壓部24,對流路加壓,使在流路中產生壓力差。
上述鑑別單元30具有將平板10固定在該鑑別單元30上嵌合銷31;將電壓施加到上述平板10中形成的流路上的正、負電極32a,32b;將該流路保持在一定溫度的加熱器33;固定上述平板10和鑑別單元30時進行位置確定的位置確定標記檢測傳感器35;保持上述平板10的箝位器36;檢測平板10上設置的流路的溫度的熱敏電阻器34;和使平板低速旋轉的低速旋轉電機38。
在本實施方式1的裝置100中,為了使該裝置結構緊湊,除上述鑑別單元30的構成部件之外,還在設在該裝置上部的頂板37上設置上述填充單元20的構成部件即上述加壓部24。
在上述頂板37上設置的嵌合銷31、正、負電極32a、32b、加熱器33、熱敏電阻器34、箝位器36、和加壓部24上,設置對平板10施加適當的壓力的彈簧,利用該彈簧按壓平板10。
在本實施方式1的裝置100中,為了鑑別在DNA接合液中移動的DNA樣品,具有檢測在該DNA接合液中移動的上述DNA樣品的螢光度或者吸光度的光學檢測部40,從上述光學檢測部40的檢測結果判斷DNA樣品在DNA接合液中的移動狀態,基於該判斷結果鑑別DNA樣品的SNPs的有無。另外,在本實施方式1中,上述光學檢測部40設置在升降臺50上。
在上述加熱器33上,設置檢測加熱器的溫度的加熱器溫度檢測傳感器55,在裝置100內,設置檢測該裝置內的溫度的裝置內溫度檢測傳感器54。
而且,本生物樣品鑑別裝置100中設有通過泵管53連接到檢測該裝置內的溫度的裝置內溫度檢測傳感器54、上述加壓部24上的加壓泵52、高壓電源66、裝置電源67。在該裝置100的筐體60中,具有切換裝置100的開、關狀態的電源開關62、在該電源開關62為打開狀態時點亮的LED63、冷卻裝置100內部的冷卻風扇64、和防止裝置100振動的可調節高度的橡膠腿65a,65b。
這裡,上述裝置100中設置的冷卻風扇64將外部的空氣引入內部,內部上升的空氣逸出到外部,以進行冷卻。但是,因為本生物樣品鑑別裝置100是在光學檢測部40中檢測平板上的光強,從而得到檢測結果的,所以必須使光不侵入到裝置100內部。因此,在本實施方式1中,在冷卻風扇64上設置遮光部,通過空氣但不能通過光線。
圖2是表示遮光部的結構例子的截面圖。上述遮光部的第1個例子是,考慮在安裝有冷卻風扇64的筐體60的內側,設置圖2(a)所示的遮光但可以充分地通過空氣的曲柄形或L形隔板69a,作為第2個例子,考慮在安裝有冷卻風扇64的筐體60的內側,設置圖2(b)所示的遮光但透氣的過濾器69b。另外,作為上述過濾器69b的材料,列舉重疊多張多孔薄膜、用連通管連接微小的細孔的多孔結構的材料等例子。
接下來,對平板10進行說明。
圖3(a)是表示本實施方式1的平板的上表面的圖形,圖3(b)是表示平板的下表面的圖形,圖3(c)是表示平板的A-A截面的圖形,圖4是表示平板上形成的圖案的詳細形狀的圖形。
如圖3(a)所示,本實施方式1的平板10在其中央設置在使本平板10旋轉時為了和電機等接合而使用的開口部10a,還設有圖1所示的本生物樣品鑑別裝置100內的頂板37上設置的嵌合銷31的插入點即嵌合銷孔11。然後在該平板10的下表面上,如圖3(b)所示,設置用於使DNA樣品在DNA接合液中移動的流路圖案110、和由上述平板確認傳感器23檢測的平板確認標記13,另外,在該平板10的上表面上,如圖3(a)所示,設置由上述位置確定標記檢測傳感器35檢測的位置確定標記12、注入由DNA接合液和試樣形成的DNA樣品的注入口123、124、插入各電極32a、32b的電極插入口121、122、空氣孔131、132、135等。
在上述平板10的下表面上,如圖3(c)所示,以阻塞平板10上形成的上述流路圖案110的方式貼上毛細管封口14,然後,在該平板10的上表面上,以僅僅阻塞上述電極插入口的方式貼上覆蓋薄膜15。因為需要由光學檢測部40測定流路中的DNA接合液的吸光度、或者螢光度,所以最好上述毛細管封口14是透明的。
以下,利用圖4對平板進行詳細說明。
上述流路圖案110具有填充DNA接合液的第1流路116和填充DNA樣品的第2流路117,上述第1流路116具有由平板內周側的流路即內周流路116a和外周側的流路即外周流路116b形成的循環形狀。詳細地說,上述流路圖案110具有位於上述內周流路116a到平板10的內周側、注入使DNA樣品分離的DNA接合液的緩衝劑注入部113;位於上述第2流路117到平板10的內周側、注入DNA樣品的樣品注入部114;由該樣品注入部114注入的DNA樣品通過上述第2流路移動的移動末端即樣品池115;插入負電極的第1電極插入部111;和插入正電極的第2電極插入部112。上述第1流路116的內周流路116a連接在緩衝劑注入部113和第1電極插入部111之間,以及緩衝劑注入部113和第2電極插入部112之間,上述外周流路116b連接在上述第1電極插入部111和第2電極插入部112之間。上述第2流路117連接在第2電極插入部112和樣品池115之間,該流路的一部分和上述第1流路116的一部分是共用的,而且包含定量部117a,保持添加到該第1流路116中填充的DNA接合液中的一定量的DNA樣品。在利用上述生物樣品鑑別裝置100鑑別DNA樣品的SNPs的有無時,通過由上述光學檢測部40測定上述外周流路116b的一部分即泳道的吸光度、或者螢光度,來鑑別定量添加的DNA樣品的SNPs的有無。
這裡,在由上述光學檢測部40檢測泳道的螢光度時,因為如果泳道的深度過深,則螢光度的檢測效率差,所以優選流路的寬度寬、深度淺。列舉例如寬300μm、深50μm的流路。另一方面,在由光學檢測部40檢測泳道的吸光度時,因為如果泳道的深度過淺,則難以對吸光度進行檢測,所以優選流路的深度適當,列舉例如寬300μm、深300μm的流路。但是,考慮到電泳的分離能力,能夠做到的話,希望流路的寬度小。
而且,在上述流路圖案110中,在沒有測定時用於使上述電極32a,32b待機的第1、第2電極待機孔118,119設置在第1、第2電極插入部111、112的同心圓上,而且,在沒有用加壓部24加壓時用於使該加壓部24待機的加壓待機孔136設置在樣品注入部114的同心圓上。在述第1、第2電極插入部111,112中,設置分別插入負電極32a、正電極32b的電極插入口121、122和空氣孔131、132,在緩衝劑注入部113、樣品注入部1114上分別設置注入口123,124,在樣品池115上設置空氣孔135。
以下、對到鑑別DNA樣品的SNPs(單核苷酸多態)的有無為止的生物樣品鑑別裝置的具體操作和動作進行說明。
圖5是表示本實施方式1的生物樣品鑑別裝置的一系列動作的流程圖。
(步驟S1)首先,準備作為試樣的DNA樣品、和DNA接合液,通過利用注射器的手工操作,如圖6(a)所示,將DNA接合液Dc從注入口123注入到平板10上設置的流路圖案110的緩衝劑注入部113中,將DNA樣品Ds從注入口124注入到樣品注入部114中。
本來DNA是雙鏈的螺旋結構,但在本實施方式中,作為DNA樣品,準備包含將要鑑別的SNPs部位的約60個鹼基長度的單鏈DNA。另外,因為DNA的提取方法和單鏈化與本發明沒有直接關係,所以省略詳細說明。
如上所述,DNA接合液的物性是包含分離周DNA接合物、起電解質的作用的pH緩衝劑、和MgCl2等DNA結合力控制劑。
上述分離用DNA接合物是在6~12個鹼基長度的單鏈DNA的5』末端上,共價鍵結合高分子線性聚合物,該單鏈DNA包含與含有想鑑別的SNPs部位的DNA的正常型互補,和突變體不互補的序列。換言之,在DNA接合液中,具有對正常型DNA的結合力強、對變異體DNA的結合力弱的特性。而且,該DNA接合液在電泳時結合在5』末端的線性聚合物成為重物,所以具有電泳速度相當慢的特性。
這裡,示出注入到上述緩衝劑注入部113中的DNA接合液的具體製作方法的一個例子。
首先,分離用DNA接合物使具有和DNA樣品的鹼基序列互補的鹼基序列的DNA的5』末端氨基化(通常是通過己基氨基化),加入滅菌後的超純水稀釋到2.6mM。接下來,用DMSO(二甲亞碸,DimethylSulphoxide)稀釋,使MOSU(甲基丙烯醯氧基琥珀醯亞胺)稀釋到71.388mM。然後,添加這樣得到的氨基化DNA和MOSU並調整,使其比率為1∶50。之後,對上述調整溶液添加和氨基化DNA的量等量的、用碳酸氫鈉和氫氧化鈉調整後的溶液,調整pH值,使pH為9。將以上得到的溶液振動一晚,之後,使用HPLC(High Performance LiquidChromatography高效液相色譜),使振蕩後的溶液中的乙烯基化DNA和氨基化DNA、MOSU及其它物質分離。因為乙烯基化DNA包含溶出劑(TEAA;三乙胺-醋酸和乙腈的混合液),進一步用具有真空乾燥功能的離心蒸發器減壓濃縮。接下來,用53μmol氮氣取代聚合溶液即10%的AAM(丙烯醯胺)。再用被超聲波脫氣後的滅菌超純水稀釋聚合引發劑即1.34%的TEMD(N,N,N』N』-四甲基乙胺)。同樣用被超聲脫氣後滅菌超純水稀釋聚合引發劑的1.34%的APS(過硫酸銨)。再用滅菌超純水稀釋濃縮的乙烯基化DNA。之後,為了合成100μl的分離用DNA接合物,加入34μl的上述AAM,各為5μl的上述TEMD和APS,相對於AAM為0.01%mol~0.05%mol的乙烯基化DNA,再添加滅菌超純水,使其為100μl,放置約60分鐘,得到丙烯醯胺化的分離用DNA接合物。之後,在這樣得到上述分離用DNA接合物中添加pH緩衝劑和DNA結合力控制劑,製作DNA接合液。
如上所述製備DNA樣品或者DNA接合液之後,用移移管等將該DNA樣品和DNA接合液定量分開注入平板10的DNA注入部124或者緩衝液注入部123。分注量根據流路圖案的尺寸而不同,例如這裡DNA接合液為18微升、DNA樣品為2微升。
(步驟S2)上述步驟S1中,從平板10的各注入口注入DNA接合液、或者DNA樣品之後,使本裝置100的電源開關62為打開狀態,操作操作按鈕(未圖示)等,通過門61從筐體60中拉出平板保持部22,在該平板保持部22上放置注入DNA接合液Dc和DNA樣品Ds後的平板10。之後再次操作操作按鈕,進行將該平板保持部22拉到筐體60內的平板加載。一旦利用該步驟S2的動作拉入平板保持部22,則平板10被自動設置在開口部10a與高速旋轉電機21的平板接收部21a配合的位置上。這一狀態的升降臺50的位置處於最低點。
(步驟S3)如上所述平板10被裝載到生物樣品鑑別裝置100內的同時,升降臺50利用上下移動電機51從上述最低點上升到平板10保持在箝位器36上的位置即第1級處。此時,嵌入升降臺50以及光學檢測部40、高速旋轉電機21、平板確認傳感器23、和該高速旋轉電機21的平板接收部21a中的平板10上升,但因為平板保持部22固定在裝置上,所以不會移動。從而能夠以平板的重心為中心,將平板10固定在裝置內的電機等上。
圖7(a)是表示本實施方式1的生物樣品鑑別裝置的升降臺上升到上述第1級的位置時的狀態的圖形。
以下,詳細示出直到上述平板10成為保持在箝位器3中的狀態為止的動作。首先,平板10在裝載在生物樣品鑑別裝置100內的同時,升降臺50利用上下移動電機51從最低點開始上升,如圖1所示,平板10的開口部10a嵌入高速旋轉電機21的平板接收部21a。之後,升降臺50進一步上升,上述平板10和高速旋轉電機21成為一體並上升。接下來,如果升降臺50上升到某個位置,位於該平板10上方的箝位器36的下表面設置的磁石和高速旋轉電機21的由金屬形成的平板接收部21a被連接起來,從而平板10被保持在箝位器36上。在這樣被連接起來時,升降臺50停止,該停止位置是升降臺50的第1級的位置。上述升降臺50的第1級的位置是例如,從該升降臺50的最低點上升8mm後的位置。
(步驟S4~步驟S5)然後,上述升降臺50在如上所述移動到第1級的位置之後、在該第1級的位置上,由填充單元20進行將DNA接合液填充到第1流路116中的填充處理。此時,在進行該填充處理之前,首先確認平板10是否位於該裝置內。
通過由上述平板確認傳感器23檢測平板10下表面設置的平板確認標記13,確認平板10的有無。這裡,上述平板10的平板確認標記13由凹槽和標記等構成,例如,這裡是貼上氧化鋁帶。然後,在利用高速旋轉電機21使平板10旋轉時,反射型的光學傳感器等即平板確認傳感器23測定平板10的下表面。此時,在平板確認傳感器23中,在平板確認標記13即氧化鋁帶和該氧化鋁帶以外的部分,產生圖8所示的輸出信號的差,所以在輸出信號中如果存在上升和下降,則判斷出平板10存在,另一方面,如果在出力信號沒有上升和下降,則判斷出平板10不存在。
然後,如果平板確認傳感器23的判斷結果是沒有平板10,此時中止動作,另一方面,如果判斷結果是有平板10,則使例如填充單元20的高速旋轉電機21以預定轉數、這裡是例如約4000rpm,高速旋轉約1~2分鐘,將DNA接合液填充到該流路圖案的第1流路116中。
下面,利用圖6(a)~(c)對在流路圖案110中填充DNA接合液的狀態進行說明。
首先,如果利用上述高速旋轉電機21使平板10高速旋轉,則如圖6(a)所示、注入到流路圖案110中的緩衝劑注入部113中的DNA接合液由於該高速旋轉產生的離心力而如圖6(b)所示,從上述緩衝劑注入部113向第1流路116的內周流路116a移動,分別到達第1、第2電極插入部111、112。之後,從該第1、第2電極插入部111、112向第1流路116的外周流路116b移動,最終如圖6(c)所示,填充到第1、第2電極插入部111、112和該外周流路116b中。因為外周流路116b中原來存在的空氣從樣品池115的空氣孔135排出了,所以該DNA接合液光滑地填充在外周流路116b中。
這裡,在上述接合物填充處理中,在上述第1流路116的內周流路116a側不填充DNA接合液是因為,在將電極插入上述第1,第2電極插入部111、112、施加電壓時,在內周流路116a側沒有進行電泳。因此,在上述步驟S1中,注入到緩衝劑注入部113中的DNA接合液的量優選是在接合物填充處理後DNA接合液在內周流路116a中沒有殘留的量。另外,在後述步驟中,需要使DNA樣品流入外周流路116b和其一部分流路共用的定量部117a中。從而,需要使注入上述緩衝劑注入部113中的DNA接合液的量是該定量部117a的流路沒有被該DNA接合液填充的量,特別優選圖11的(1)~(4)所示的定量部117a的流路高度的一半以下收納的量。這是因為存在下述問題,即如果DNA接合液的量超過定量部117a的流路高度一般以上,則DNA接合液向第2流路117的方向溢出。在本實施方式1中,DNA接合液的量為約18微升比較好。
另一方面,注入到樣品注入部114中的DNA樣品在上述填充單元20進行的接合物填充處理中,由上述填充單元20利用離心力使其從第2流路117向圓周方向移動,分布在第2流路117的一部分中。因為外周流路116b或者第2流路117中原來存在的空氣從樣品池115的空氣孔135排出,所以DNA樣品也光滑地分別在第2流路117的一部分中。
此時,如果注入上述樣品注入部114的上述DNA樣品的量多,則在填充單元20的接合物填充處理中,在DNA接合液被填充到第1流路116的外周流路116b中之前,DNA樣品流入定量部117a,其結果是,DNA樣品也流到該外周流路116b中。因此,注入上述樣品注入部114的DNA樣品的量為不會由於離心力而到達上述外周流路116b中的量,換言之,注入在圖6(b)、(c)所示的第2流路117的途中,具體而言,沒有到達定量部的位置(以下,稱為「第1的流入位置」。)E1處移動中止的量。
而且,因為DNA樣品無需是填充在整個第2流路117中的量,填充在第2流路117中的一部分中,即定量部117a的一部分中的量較好,故優選少量。在本實施方式1中,優選DNA樣品的量為約2微升。
這裡,對平板10上設置的流路圖案110的形狀特徵進行詳細說明。圖9是表示本實施方式1的平板上形成的流路圖案的一個例子的圖形。
使DNA樣品在平板10上設置的流路圖案110的外周流路116b的一部分即泳道C中電泳,為了得到正確的檢測結果,需要使上述外周流路116b中沒有氣泡。因此,在本實施方式1的流路圖案110中,在注入和填充DNA接合液和DNA樣品時,或者測定DNA樣品時,或者對DNA接合液添加定量的DNA樣品時,為了使外周流路116b中不含氣泡,要採取各種辦法。
下面進行具體描述。本流路圖案110的第1個特徵在於緩衝劑注入部113的形狀和其被配置的位置。
在本實施方式1中,如圖9所示,緩衝劑注入部113位於第1流路116的內周側,並且其出口分為2個支路,DNA接合液分流並移動到內周流路116a的兩端。從而,一旦DNA接合液被注入到緩衝劑注入部113中,則由於上述平板10的高速旋轉產生的向外周側的離心力而在緩衝劑注入部113的出口一分為二,向著內周流路116a的兩端在短時間內平滑移動,通過第1、第2電極插入部111,112,從外周流路116b的兩端被填充,所以能夠不含氣泡、準確地填充在上述外周流路116b中。不用說在第1流路的兩端設置緩衝劑注入部,從兩處注入DNA接合液也能得到相同的效果。另外,如本實施方式1所示,因為具有在內周流路116a側設置1處上述緩衝劑注入部113,在該緩衝劑注入部113的出口分為兩個支路的形狀,所以沒有從流路的兩端分別注入該DNA接合液的必要,即使不控制將緩衝劑分別注入第1流路116的兩端的時間和注入量,也能得到好的效果。從而能夠丟掉由於控制DNA接合液的注入時間和注入量而產生的測定誤差。而且,在第1流路116上設置上述緩衝劑注入部113時,因為如圖9所示將其設置在內周流路116a的中央,所以在將DNA接合液填充到外周流路116b中時,能夠防止該DNA接合液相對於第1流路116偏移注入等而導致在外周流路116b中產生氣泡。
第2個特徵在於第1、第2電極插入部111,112的配置位置。
在本實施方式1中,如圖9所示,將各電極插入部111,112設置在第1流路116的放射方向的一部分上。從而、在利用離心力填充DNA接合液時,能夠使該各電極插入部111,112的內部不含氣泡。例如,如果上述各電極插入部111,112設置在第1流路116的圓周方向的一部分上,則因為注入第1流路116的液體由於離心力而在放射方向移動,在上述各電極插入部內部存在產生氣泡的可能性。
第3個特徵在於第1、第2流路116、117的各拐角R的大小。
在本實施方式1中,以流路圖案110的第1、第2流路116、117的拐角R的曲率全部在0.5以上的方式構成,由於採用這種結構,利用平板旋轉產生的向外周側的離心力填充DNA接合液時,能夠使該第1、第2流路116、117的所有角部不包含氣泡。
第4個特徵在於內周流路116a的形狀。
本實施方式1的內周流路116a如圖9所示,不是形成為同心圓弧形,而是以隨著遠離各電極插入部111、112,向外周側偏離的方式形成為橢圓圓弧形狀。從而在將DNA接合液填充到第1流路116中時,能夠利用平板的高速旋轉產生的離心力防止DNA接合液在途中流走、衝擊氣泡。而且,因為和外周流路116b相比增大了內周流路116a的流路寬度,所以使DNA接合液在短時間內從緩衝劑注入部113移動到第1,第2電極插入部111,112中,能夠很好地消除氣泡之外,還具有能夠縮短DNA接合液的填充處理時間的效果。
第5個特徵在於第2流路117的A部分的形狀。
在本實施方式1中,圖9所示的第2流路117中包含的定量部117a是第2流路117的一部分,該第2流路117的一部分和外周流路116b的一部分流路是共用的,在該共用流路部分中,能夠在測定一定量的DNA樣品的同時,將該定量的DNA樣品添加到外周流路116b中填充的DNA接合液中。該第2流路117中的定量部117a和外周流路116b相比配置在平板10的內周側。
例如,在本實施方式1中,如圖9所示,基本呈由平板10的放射方向部分和圓周方向部分構成的「冂」狀,在該「冂」狀的圓周方向部分上配置上述定量部117a,使DNA接合液和一定量的DNA樣品平行接觸。
而且,在本實施方式1中,因為在第2流路117中,縮短了樣品池115和上述定量部117a間的流路,所以在DNA樣品的定量添加處理時,能夠防止DNA接合液流入樣品池115,還能夠很好地消除第2流路117中產生的氣泡。
另外,在本實施方式1中,如圖9所示,因為樣品注入部114和第2流路117相比位於內周側,所以能夠使注入該樣品注入部114的DNA樣品在第2流路中在短時間內光滑地移動。
第6個特徵在於外周流路116b的B部分的形狀。
在本實施方式1中,如圖9所示,在外周流路116b的B部分設置彎折部,調整離外周流路116b兩端的流路長度。例如,如果外周流路116b的從第1電極插入部111到定量部117a的流路長度和從第2電極插入部112到定量部117a的流路長度相差極大,例如B部分的長度短,則在外周流路116b中存在產生氣泡的可能性。
第7個特徵在於在第1,第2電極插入部111,112和樣品池115中分別設置空氣孔。
因為能夠利用設置在第1、第2電極插入部111,112上的空氣孔131,132趕走空氣,所以能夠利用高速旋轉的離心力將注入緩衝劑注入部113的DNA接合液不衝擊氣泡地填充在外周流路116b中。另外,因為能夠利用設在上述樣品池115上的空氣孔135排出空氣,所以利用加壓部24的加壓處理填充在第2流路116b中的DNA樣品能夠利用高速旋轉的離心力在定量部117a部分和其以外的區域、例如樣品池115和樣品注入部114部分中使其分布域分離。從而能夠對DNA接合液添加一定量的DNA樣品。
第8個特徵是,如圖3(c)所示,在第1、第2電極插入部111、112的電極插入口121、122上貼上覆蓋薄膜15。
從而,在接合物填充處理中使平板高速旋轉時,能夠防止DNA接合液飛散、DNA接合液不夠、沒有將DNA接合液填充到外周流路116b中。
在緩衝劑注入部113、樣品注入部114的注入口123、124上,無需貼上覆蓋薄膜15。其理由是,因為緩衝劑注入部113、樣品注入部114各自的注入口123、124設置在圖4所示平板的內周側,如果使平板高速旋轉,則各樣品由於離心力而向平板的外周側移動,所以DNA接合液和DNA樣品不會從各注入部113,114飛散。
(步驟S6)在上述步驟S5中,在將DNA接合液或者DNA樣品注入具有以上特徵的平板10,由填充單元20進行DNA接合液的填充動作結束之後,升降臺50為了使上述平板10和鑑別單元30嵌合而進一步上升。但是,為了使上述鑑別單元30和平板10嵌合,需要將該鑑別單元30的嵌合銷31插入平板10的嵌合銷孔11,所以為了檢測平板10的嵌合銷孔11的位置,需要確定平板10的位置。
因此,在本實施方式1中,如圖3(a)所示,在平板10的上表面設置位置確定標記12,由位置確定標記檢測傳感器35檢測該位置確定標記12,確定能夠嵌合鑑別單元30和平板10的位置。另外,如果填充單元20的高速旋轉電機21是伺服電機,因為在接合物填充處理中,能夠限定高速旋轉後平板10的位置,所以無需確定平板10的位置。
該鑑別單元30的嵌合位置檢測方法是,和前述步驟S4的操作相同,在由低速旋轉電機38使鑑別單元30旋轉時,如果用例如反射型傳感器等位置確定標記檢測傳感器35測定平板10的上表面,則因為在位置確定標記12即標記部和該標記以外的地方產生圖8所示的輸出信號差,所以根據該上升和下降來確定鑑別單元30的位置。這裡,在利用低速旋轉電機38使鑑別單元30旋轉、進行位置確定時,鑑別單元30的很多結構元件設置在頂板37上,因為它們的絕緣線、圓管類包紮著存在於該鑑別單元30周圍(未圖示),所以在以上述絕緣線、圓管類不纏繞的方式,向右·左方向旋轉半圈到3/4地依次旋轉,檢測位置之後,在旋轉角度少的方向上旋轉,確定鑑別單元30的位置。
(步驟S7)按上述方式確定鑑別單元30的位置之後,為了嵌合上述平板10和鑑別單元30,升降臺50利用上下移動電機51從圖7(a)所示的第1級位置上升到圖7(d)所示的第2級位置。
以下,利用圖7(b)~圖7(d)對到上述平板10和鑑別單元30嵌合為止的狀態進行詳細說明。
首先,鑑別單元30的嵌合銷31開始插入平板10的嵌合銷孔11(圖7(b)),然後,上述鑑別單元30的電極32a,32b插入平板10的第1、第2電極插入部111,112的電極插入口121,122,加壓部24接觸平板10的加壓待機孔136後(圖7(c)),加熱器33上升,直到和平板10接觸(圖7(d))。其結果是,形成嵌合銷31、電極32a、32b、加壓部24、加熱器33、和熱敏電阻器34被下壓到平板10中的狀態,鑑別單元30和平板10成為嵌合狀態。因此,如圖7(d)所示,鑑別單元30和平板10嵌合時升降臺50的位置為第2級的位置。該升降臺50的第2級位置是,例如從圖7(a)所示的第1級的位置上升6.8mm的位置。
然後,升降臺50上升到第2級的位置,平板10和鑑別單元30的各結構元件嵌合之後,由熱敏電阻器34測定外周流路116b的溫度,根據該測定結果控制加熱器33,同時將外周流路116b的溫度保持在規定溫度。這裡,使外周流路116b的溫度為規定溫度的理由是,在由光學檢測部40檢測流路內的吸光度、螢光度時,存在使其溫度條件恆定的必要,該規定溫度最好是比室溫高的恆定溫度。上述規定溫度根據填充的DNA接合液和添加到該DNA接合液中的DNA樣品決定,在例如DNA樣品是40-60鹼基,而且具有和檢測對象即目標DNA互補的序列的DNA接合液的DNA序列是6-8鹼基時,優選外周流路116b的溫度是25度~45度。該外周流路116b的溫度控制由頂板37上設置的熱敏電阻器34進行。
此時,加熱器33和熱敏電阻器34相對於外周流路116b的設置位置可以是例如,如圖10(a)所示,將加熱器33設置在外周流路116b的正上方,將熱敏電阻器34設置在加熱器33的旁邊,而且圖中的距離L1,L2相同的位置上,將加熱器33壓在外周流路116b的正上方,沒有浪費地進行加熱,由熱敏電阻器34測定平板10的溫度,根據該測定結果推測外周流路116b的溫度,對加熱器33進行控制,還可以如圖10(b)所示,將加熱器33配置在外周流路116b的旁邊,而且圖中的距離L1,L2相同的位置上,將熱敏電阻器34配置在該外周流路116b的正上方,由熱敏電阻器34測定外周流路116b的正確溫度,同時對加熱器33進行控制。還可以在加熱器33上設置的加熱器溫度檢測傳感器(未圖示)中測定加熱器的溫度上升,預先測定從加熱器33向平板10傳送的傳熱量,測定平板10和加熱器33和的溫差,對外周流路116b的溫度進行控制。
(步驟S8)按上述方式控制加熱器33,使外周流路116b為規定溫度後,將由上述高壓電源66供給的電壓施加給頂板37上設置的電極32a,32b,進行接合液精製處理。此時,施加給外周流路116b的電壓為約0.5KV到5KV,但優選1KV到1.5KV。
上述步驟S7中對DNA接合液施加電壓、進行接合液精製處理是為了除去製作DNA接合液時產生的不便(DNA接合液中包含的未反應的DNA和分子量小的接合物),得到純DNA接合液。此時除去的未反應的DNA和分子量小的接合物一直移動到插入正電極的第2電極插入部112並保持在其中。
(步驟S9~步驟S12)上述接合液精製處理結束後,利用填充單元20使在上述步驟S5中一直分布到第2流路117的第1流入位置E1的DNA樣品一直分布到包含定量部117a的第2流入位置E2。
例如通過使加壓部24和樣品注入部114的注入口124接觸,從注入口124給保持在樣品注入部114中的DNA樣品加壓,以進行該處理。
從而,在本實施方式1中,為了使上述加壓部24的位置從現在的加壓待機孔136上移到注入口124上,使升降臺50從第2級的位置一次下降到第1級的位置,由低速旋轉電機38使鑑別單元30稍稍旋轉,這裡是旋轉約10度後,使升降臺50上升到第2級的位置。如果採用這一方式,使升降臺50上升到第2級的位置,進行加壓處理時,能夠使上述加壓部24和樣品注入部114的注入口124接觸。
另外,此時,因為上述電極32a,32b也同時旋轉,所以將該電極32a、32b插入和第1,第2電極插入部111,112同心的圓上設置的第1,第2電極待機孔118,119中並使其待機。
然後,在使上述電極32a,32b在第1,第2電極待機孔118,119中待機的狀態,利用加壓部24給保持DNA樣品的樣品注入部114加壓。
利用該加壓處理,如圖6(b),(c)所示,在上述步驟S5的DNA接合液的填充處理中,能夠使在第2流路117的圓周方向上僅僅離心分布的DNA樣品如圖6(d)所示,從第2電極插入部112向該第2流路117的放射方向移動,使它的一部分一直移動到樣品池115,將DNA樣品填充在第2流路117中。
在上述步驟S12的加壓處理後,使升降臺50從第2級的位置下降到第1級的位置(步驟S13),由填充單元20使填充在上述第2流路117中的DNA樣品以殘留在定量部117a中的方式分離,利用離心力將一定量的DNA樣品添加到填充有上述DNA接合液的外周流路116b的一部分中(步驟S14)。
例如在這裡,利用填充單元20的高速旋轉電機21使平板10以規定轉數旋轉規定的時間,這裡是以約4000rpm旋轉10秒,使如圖6(d)所示填充在樣品注入部114和樣品池115間的第2流路117中的DNA樣品由於高速旋轉產生的離心力而如圖6(e)所示,僅僅殘留在定量部117a的一部分中。這樣就可以將一定量的DNA樣品添加到外周流路116b中填充的DNA接合液中。
在圖11的(1)~(4)中示出以上記載的DNA樣品的移動狀態。圖11中的(1)是DNA接合液的填充處理結束後的狀態,在填充有DNA接合液的區域沒有DNA樣品,在第2流路117的第1流入位置E1,移動停止,DNA樣品處於在第2流路117上離心分布的狀態。之後,一旦進行加壓部24的加壓處理,則如圖11中的(2)所示,在第2流路117上離心分布狀態的DNA樣品如圖11中的(3)所示,一直移動到樣品池115,DNA樣品填充到第2流路117中。之後,利用高速旋轉電機21使平板10高速旋轉,則成為圖11(4)的狀態,在第2流路117的定量部117a中,一定量的DNA樣品和DNA接合液平行接觸,形成被添加的狀態。
(步驟S15)
之後,為了進行鑑別單元30的測定操作,需要由上下移動電機51使升降臺50從第1級的位置上升到第2級的位置,此時,和上述步驟S7的處理相同,由位置確定標記檢測傳感器35檢測上述平板10的上表面上設置的位置確定標記12,進行平板10的位置確定。置於此時的具體操作,因為和上述步驟S6的操作相同,所以省略說明。
(步驟S16~步驟S17)確定平板10的位置之後,利用上下移動電機51使升降臺50上升到第2級的位置,將頂板37的嵌合銷31插入平板10的嵌合銷孔11,使頂板37和平板10嵌合。從而,將加熱器33插入外周流路116b上,將電極32a,b插入電極插入部111,112。然後,用加熱器33將外周流路116b加熱到規定的溫度,由高壓電源66供給的電壓給電極32a,32b施加數百V的電壓,使DNA樣品在填充有DNA接合液的外周流路116b中電泳。此時,在外周流路116b和第2流路117包含的定量部117a中產生電場,定量部117a殘存的一定量的DNA樣品Ds從外周流路116b中向正電極的電極插入部112側電泳。之後,在該DNA樣品的泳動狀態,進行利用光學檢測部40檢測上述外周流路116b的吸光度、或者螢光度的光學檢測處理。
在圖11(5)~(8)中示出此時DNA樣品的狀態。圖11(5)~(8)表示開始施加電壓,DNA樣品在外周流路116b中填充的DNA接合液中電泳的狀態。
這樣,沒有在DNA接合液中攪拌混合DNA樣品,只是使其和DNA接合液平行接觸,如果給外周流路116b施加電壓,DNA樣品就會通過電泳在DNA接合液的內部移動。
光學檢測部40進行的吸光度、或者螢光度檢測是,用低速旋轉電機38使和頂板37為嵌合狀態的平板10相對於升降臺50上的光學檢測部40旋轉,每隔規定時間,例如這裡是從測定開始每過1分鐘,檢測外周流路116b的泳道C的一部分的吸光度、或者螢光度。另外,為了表示在測定中,在對上述電極32a,32b施加電壓的同時,如果點亮第2個LED(未圖示),就能夠防止在測定中錯誤地打開裝置100的門61。
另外,上述光學檢測部40進行的吸光度、或者螢光度檢測是,由低速旋轉電機38反覆進行使嵌合的平板10和頂板37旋轉約1圈之後反轉、回到初始位置的操作,在旋轉中利用光學檢測部40掃描流路圖案110的外周流路116b的泳道C,測定該泳道C的吸光度或者螢光度。此時光學檢測部40在泳道C的掃描方向僅僅是DNA樣品在DNA接合液中泳動的方向,在相反的方向上不掃描。
圖12是表示在本實施方式1的生物樣品鑑別裝置中,利用吸光度(260nm)檢測泳道C中的DNA樣品時的檢測結果的圖。這裡,將在10mM的Tris-Borate緩衝液中添加0.5mM的MgCl2作為DNA結合控制劑的溶液和分離用DNA接合物(接合物5』-TAACGGT-3』)混合後的DNA接合液填充到外周流路116中,在該外周流路116中注入包含突變DNA(5』-ATGTGGAACCTTTACTAAAG-3』)和野生DNA(5』-ATGTGGAACCGTTACTAAAG-3』)的標識的DNA樣品,使之在外周流路116b的泳道C中電泳。
圖12中,橫軸表示DNA樣品在外周流路116b中的泳道流路C泳動的距離。在圖12中,DNA樣品從圖的左邊向右泳動。換言之,圖12中的左側是外周流路116b的泳道流路C的定量部117a側,右側是泳道流路C的正電極插入部112側。另外,縱軸表示吸光度,從上面開始表示每過1分鐘定時器時鐘發生變化後的波形。
來看圖12,可以看到一個峰慢慢地分為兩個峰的狀態。根據該波形圖能夠鑑別,在試樣即DNA樣品中,存在基本等量的正常DNA和突變DNA。
如果在DNA樣品中包含突變DNA(正常DNA),如圖13所示,和具有與該突變DNA互補的序列的分離用DNA接合物中獲得的野生DNA(異常體DNA)相比,該突變DNA的泳動速度慢,其結果是,在光學檢測部40中檢測泳道C的吸光度時,如圖12所示,野生DNA和突變DNA稱為分離的狀態,吸光度的峰值出現2次。另一方面,如果在DNA樣品中不含突變DNA,則吸光度的峰值僅僅出現1次。從而,可以鑑別在DNA樣品中是否包含突變DNA。
圖12中,圖右側的山因為泳動速度快,所以是變異體DNA,圖左側的山因為泳動速度慢,所以是正常態。
而且,在本實施方式1的生物樣品鑑別裝置中,也可以不利用低速旋轉電機38使平板10旋轉,測定外周流路116b的泳道C整體的吸光度,而是測定外周流路116b的泳道C的某一點的吸光度。
另外,還存在下述方法,即不測定吸光度,而是在DNA末端修飾螢光物質(例如Cy5、FITC等),檢測螢光。
這裡,測定吸光度或者螢光度時,為了總得到正確的結果,優選不是由上述光學檢測部40在泳道C的一點上測定吸光度,而是如圖12所示,由低速旋轉電機38使平板10低速旋轉,用光學檢測部40掃描該泳道C整體,每經過規定的時間測定泳道C整體的吸光度。其理由是,存在下述場合,即例如測定對象DNA樣品在不測定吸光度的位置時,該DNA樣品中包含的野生DNA和突變DNA存在速度差,在測定吸光度的點,上升上述野生DNA和突變DNA的速度差消失。
因此,如果光學檢測部40每經過規定時間對泳道C整體進行掃描,測定螢光度或者吸光度,則總能得到正確的結果。
(步驟S18)如上所述,由光學檢測部40對外周流路116b掃描任意次數,這裡是9次,測定一結束,高壓電源66就停止對電極32a,32b施加電壓,加熱器33也停止加熱,利用低速旋轉電機38使平板10和頂板37一起旋轉,以使平板10位於能夠保持在平板保持部22上的位置。
(步驟S19)然後,確定上述位置後,使升降臺50從第2級的位置下降到第1級的位置,在該位置處使箝位器36和平板接收部21a脫離後,進一步下降到最低點,使平板10保持在平板保持部22上。此時,平板10成為能夠從該生物樣品鑑別裝置100排出的狀態。
如上所述,根據本實施方式1,因為由生物樣品鑑別裝置100的填充單元20利用離心力將DNA接合液填充到外周流路116b中,並且給DNA樣品加壓,利用離心力定量添加到該DNA接合液中之後,給鑑別單元30上設置的電極32a,32b施加電壓,使其電泳,由該鑑別單元30使平板10每隔所定時間低速旋轉幾次,由光學檢測部40對外周流路116b的泳道部分整體掃描規定次數,測定泳道部分的吸光度或者螢光度,所以可以不使用需要煩雜準備操作的毛細管,正確且在短時間內鑑別從細胞和血液等取出特定DNA後的DNA樣品中包含的檢測對象即目標DNA的存在,可以正確和迅速地進行各種疾病的鑑別和DNA異常的研究。
而且,根據本實施方式1的生物樣品鑑別裝置100,因為由上下移動電機51使升降臺50在第1級的位置和第2級的位置之間移動,以使平板10上下移動,在第1級的位置利用填充單元20進行樣品的填充處理,在第2級的位置,由鑑別單元30進行光學檢測處理,所以可以使生物樣品鑑別裝置小型化、輕量化。
而且,在本實施方式1中,將生物樣品是DNA樣品,鑑別該DNA樣品中是否包含突變樣品,即是否存在SNPs的情形作為例子進行了說明,但本裝置並不局限於這樣的使用,也可以應用於抗原抗體反應和酶反應中。
而且,在本實施方式1中,在步驟S5,在第1流路116中對DNA接合液進行填充處理時,用填充單元20的高速旋轉電機21使平板10高速旋轉,利用該高速旋轉產生的離心力,使DNA接合液填充到流路中,但除離心力以外,還可以通過例如、用泵等給緩衝液注入部123加壓、或者用泵等從樣品池115的空氣孔135吸入DNA接合液、或者利用DNA接合液自身的毛細管現象,使DNA接合液填充到流路中。
如上所述,在通過吸入使DNA接合液填充到流路中時,例如,如果將裝置100內的加壓泵部52作為可以加壓和吸入的泵系統,通過泵管53由該加壓部24進行吸入處理,則在裝置中不設置新的吸入部也能夠實現吸入處理。
在上述步驟S12中,在由填充單元20使DNA樣品從第2流路117的第1流路位置E1移動到第2的流入位置E2時,將由加壓部24給注入DNA樣品的入口124加壓一定時間的場合作為例子進行了說明,但除加壓處理以外,還可以通過例如,和上面相同,將加壓泵部52作為可以加壓和吸入的泵系統,用加壓部24抽吸上述注入口124和樣品池115的空氣孔135,以及利用DNA樣品的毛細管現象來實現。
而且,在上述步驟S14中,對將一定量的DNA樣品添加到DNA接合液中時,使平板10高速旋轉,利用由其產生的離心力,使得僅僅在定量部117a部分中殘留DNA樣品,以定量添加DNA樣品的場合作為例子進行了說明,但除離心力以外,還能夠通過例如由上述加壓部24從注入口124、或者樣品池115的空氣孔135吸入第2流路117中填充的DNA樣品來實現。具體而言,利用加壓部24,以例如一定量的DNA樣品殘留在定量部117a中的方式,從樣品池115的空氣孔135抽吸一直移動到第2流路117的第2的流入位置E2的DNA樣品(參見圖6(d))並使其移動,使DNA樣品分離。另外,此時,為了避免由於加壓泵部52的抽吸,定量部117a中應該殘存的一定量的DNA樣品和位於第1流路中的DNA接合液被吸入,需要預先進行DNA接合液和DNA樣品的粘度調整。
如果按照這一方式,利用吸入處理進行DNA樣品的定量,則使平板10高速旋轉,定量部117a以外的DNA樣品的移動由於離心力而加快,其結果是,可以將一定量的DNA樣品在較短時間內添加到填充有DNA接合液的外周流路116b中。
從而,在將一定量的DNA樣品定量添加到第2流路117的定量部117a中時,從步驟S5的DNA樣品位於第2流路117的第1流入位置E1的狀態(圖6(c))變成步驟S14的定量添加DNA樣品的狀態(圖6(e)),但也可以利用加壓部24抽吸樣品池115的空氣孔135來進行。這樣,因為對DNA樣品的定量部117a的填充是利用第2流路117的樣品注入部114內和樣品池115內的壓力差來進行的,所以也可以通過利用加壓部24對樣品注入部114的注入口124加壓來進行。
而且,在本實施方式1中,使第2流入位置E2在樣品池115內部,但因為可以將DNA樣品填充在定量部117a中,所以第2流入位置E2可以是填充定量部117a的位置,也可以是不到樣品池115的位置。
另外,在本實施方式1中,對在平板10上形成1個流路圖案110的情形進行了說明,但也可以如圖14所示,在平板10上形成4個相同的圖案,一次檢測4種不同的DNA樣品的SNPs。此時,頂板37上設置的電極32a、32b、加熱器33、加壓部24、熱敏電阻器34都需要有4個。這樣,在平板上設置4個流路圖案110時,在由鑑別單元30進行測定動作時,考慮到各流路圖案110的測定延時,使高壓電源66對插入各圖案的電極32a,32施加電壓在每個圖案上錯開進行。通過採取這種方式,能夠使測定時數據的電泳時間在在全部圖案上相同。而且,反覆測定的次數可以根據使用者的要求設定。
而且,如圖14所示,在平板10上形成多個流路圖案110時,對於該各流路圖案110,不是鑑別同一個人的SNPs,而是能夠添加多個不同的人的DNA樣品,用於SNPs的鑑別。
例如,如果在全部圖案中填充相同的DNA接合劑,將等於平板10上形成的流路圖案數量的不同人的DNA樣品分別注入該流路圖案,則在1次測定中可以對多人進行同一SNPs鑑別,能夠一次獲得關於每種SNPs的分布狀況的信息。
另外,在本實施方式1中,為了將平板10的外周流路116b控制在規定的溫度,設置加熱器33,以使該外周流路116為恆定溫度的方式加熱,但因為上述外周流路116b為恆定溫度就行,所以也可以例如取代上述加熱器33,設置帕爾帖(Peltier)元件等,根據該外周流路116b的溫度,冷卻或加熱,控制到恆定溫度。
另外,在本實施方式1中,對在步驟S7中進行注入緩衝劑注入部113的DNA接合液的精製處理的場合進行了說明,但在製作該DNA接合液時,也可以在進行到精製處理後,注入到緩衝劑注入部113中。這樣,在製作DNA接合液時,進行到除去未反應的乙烯基化DNA等精製處理時,在玻璃紙等透析膜內部,放入製作的DNA接合液並密封,在大量的超純水中使透析膜旋轉,除去內部的未反應DNA。從而得到純度高的DNA接合液。
在這樣製作DNA接合液時進行到精製處理後的場合,因為無需由鑑別單元30進行接合液精製處理,所以在步驟S6中由鑑別單元30檢測平板10的嵌合位置後,轉換到步驟S10。
而且,在本實施方式1中,舉出的例子是生物樣品即DNA樣品由於電泳而在緩衝劑即DNA接合液中移動的場合,對在鑑別單元30上設置電極32a,32b,並且在平板10上設置插入該電極的電極插入部111,112的結構進行了說明,但在不是利用電泳使其移動時,就無需鑑別單元30的電極32a,32b、以及平板10上的電極插入部111,112、電極待機孔118,119。
(實施方式2)以下,利用圖15~圖18對本實施方式2的生物樣品鑑別裝置進行說明。
在上述實施方式1的生物樣品鑑別裝置100中,在平板上設置的流路圖案中加熱的加熱器、測定該流路溫度的熱敏電阻器以從鑑別單元30的頂板吊下的方式設置,但在本實施方式2中,將這些部件設置在平板上。
圖15是本實施方式2的生物樣品鑑別裝置的結構圖。如圖15所示,在本實施方式2的生物樣品鑑別裝置200中,設置對平板10施加規定電壓的加熱器觸點管腳233,取代設在鑑別單元30上的加熱器33,另外,設置對平板10施加規定電壓的熱敏電阻器觸點管腳23,取代設在鑑別單元30上的敏電阻器34。其它結構和上述實施方式1相同,所以在此省略說明。
圖16是本實施方式2的平板的截面圖。在本實施方式2的平板10上,如圖16所示,在外周流路116b上,埋設取代加熱器的加熱線圈或者電路(這裡是加熱器電極薄膜)141、和熱敏電阻器142,設在上述生物樣品鑑別裝置200的鑑別單元30上的加熱器觸點管腳233和熱敏電阻器觸點管腳234與上述加熱器電極薄膜141和熱敏電阻器142接觸,施加電壓,從而加熱器電極薄膜141將上述外周流路116b加熱到規定溫度,熱敏電阻器142測定該外周流路116b的溫度,控制施加給加熱器電極薄膜141的電壓。平板10的流路圖案110的結構和上述實施方式1相同。
這樣,因為將設在鑑別單元30上的熱敏電阻器和加熱器設在平板10上,在上述鑑別單元30上設置熱敏電阻器觸點管腳234和加熱器觸點管腳233,對平板10施加規定電壓,所以能夠使本裝置200更加緊湊。
以下,對本實施方式2的生物樣品鑑別裝置200的操作進行說明。
(步驟S1)首先,通過利用注射器的手工操作,將DNA接合液、DNA樣品分別從注入口123,124注入到平板10上設置的流路圖案110的緩衝劑注入部113和樣品注入部114中。
(步驟S2)然後,操作操作按鈕(未圖示)等,將注入樣品的平板10設置在本裝置200的平板保持部22上後,進行平板裝載。使載入平板時升降臺50的位置為最低點。
(步驟S3~步驟S5)之後,上下移動電機51使升降臺50一直上升到第1級的位置,在該第1級的位置,利用高速旋轉電機21進行接合物填充處理。關於該接合物填充處理,因為和上述實施方式1中說明的情況相同,所以這裡省略說明。
(步驟S6~步驟S7)在上述接合物填充處理結束後,利用鑑別單元30上設置的位置確定標記檢測傳感器35,檢測平板10和鑑別單元30的嵌合位置,檢測之後,升降臺50移動到第2級的位置。
以下,上述平板10和鑑別單元30嵌合的狀態進行詳細說明,首先,鑑別單元30的嵌合銷31開始插入平板10的嵌合銷孔11,然後,上述鑑別單元30的電極32a,32b插入平板10的第1、第2電極插入部111,112的電極插入口121,122,加壓部24接觸平板10的加壓待機孔136後,平板10上設置的加熱器電極薄膜141和熱敏電阻器142上升,直至與鑑別單元30上設置的加熱器觸點管腳233和熱敏電阻器觸點管腳234接觸。其結果是,嵌合銷31、電極32a,32b、加壓部24、加熱器觸點管腳233、和熱敏電阻器觸點管腳234成為被下壓到平板10中的狀態,鑑別單元30和平板10成為嵌合狀態。因此,該鑑別單元30和平板10被嵌合時升降臺50的位置成為第2級的位置。
然後,如上所述,升降臺50上升到第2級的位置,平板10和鑑別單元30的各結構元件嵌合之後,用加熱器觸點管腳233給平板10中埋設的加熱器電極薄膜141施加電壓,用平板10中埋設的熱敏電阻器142測定外周流路116b的溫度,控制施加給加熱器電極薄膜141的電壓,同時,將該外周流路116b加熱到規定溫度。另外,如上述實施方式1中所述的那樣,平板10上設置的不局限於加熱器電極薄膜141,可以是能夠使外周流路116b的溫度為恆定溫度的任何部件。例如,也可以將不僅僅是加熱,而是象帕爾帖(Peltier)元件這樣既可以冷卻也可以加熱的電路埋設在平板10中。
(步驟S8)按以上方式使外周流路116b為規定溫度之後,將由上述高壓電源66供給的電壓施加給頂板37上設置的電極32a,32b,進行接合液精製處理。
(步驟S9~步驟S12)上述接合液精製處理結束後,由填充單元20對第2的樣品注入部114進行加壓處理,將DNA樣品填充在第2流路117中。
(步驟S13~步驟S14)之後,上下移動電機51使升降臺50從第2級的位置下降到第1級的位置,由填充單元20將一定量的DNA樣品添加到填充有上述DNA接合液的外周流路116b的一部分中,進行定量添加操作。
(步驟S15)然後,為了由鑑別單元30進行測定操作,為了利用上下移動電機51使升降臺50從第1級的位置上升到第2級的位置,由位置確定標記檢測傳感器35檢測平板10的上表面上設置的平板確認標記13,確定鑑別單元30和平板10可以嵌合的位置。
(步驟S16~步驟S17)位置確定之後,上下移動電機51使升降臺50上升到第2級的位置,和頂板37嵌合後,利用加熱器觸點管腳233將電壓施加給加熱器電極薄膜141,從而將外周流路116b加熱到規定溫度,將高壓電源66供給的電壓施加給電極32a,32b,使DNA樣品在填充有DNA接合液的外周流路116b中電泳,利用光學檢測部40檢測該外周流路116b的吸光度或者螢光度,進行光學檢測處理。
(步驟S18)光學檢測部40對以上示出的外周流路116b掃描任意次數,測定一旦結束,高壓電源66就停止對電極32a,32b施加電壓,加熱器33也停止加熱,低速旋轉電機38使平板10和頂板37一起旋轉,使平板10位於能夠保持在平板保持部22上的位置。
(步驟S19)確定上述位置之後,上下移動電機51使升降臺50從第2級的位置下降到第1級的位置,在該位置處,使箝位器36和平板接收部21脫離,之後進一步下降到最低點,使平板10保持在平板保持部22上。此時,平板10處於能夠從該生物樣品鑑別裝置200排出的狀態。
如上所述,根據本實施方式2,因為將加熱器電極薄膜141和熱敏電阻器142埋設在平板10中,在生物樣品鑑別裝置200的鑑別單元30上設置加熱器觸點管腳233和熱敏電阻器觸點管腳234,由加熱器觸點管腳233對該平板10的加熱器電極薄膜141施加規定的電壓,加熱外周流路116b,而且,由熱敏電阻器觸點管腳234對平板10的熱敏電阻器142施加規定的電壓,測定外周流路116b的溫度,對加熱器電極薄膜141進行控制,所以能夠使不採用需要煩雜準備操作的毛細管就可以正確且在短時間內鑑別從細胞和血液等取出特定DNA後的DNA樣品中包含的檢測對象即目標DNA的存在的本生物樣品鑑別裝置200更加小型化、輕量化。
另外,在上述說明中,對在平板10上設置加熱器電極薄膜141和熱敏電阻器142的場合進行了說明,但也可以如圖18所示,在平板10的第1,第2電極插入部111,112中設置第1,第2電極143a,143b。在這樣的場合,也可以如圖17所示在生物樣品鑑別裝置側,設置給平板10上裝設的各電極143a,143b施加電壓的電極觸點管腳232a,232b,以代替在鑑別單元30上設置的電極32a,32b。如果採取這樣的結構,能夠使本生物樣品鑑別裝置200更加小型化、輕量化和廉價。
另外,在本實施方式2中,和上述實施方式1相同,可以使加壓泵部52為可以加壓和抽吸的泵系統,由該加壓部24通過泵管53進行抽吸處理,利用該抽吸處理進行DNA樣品的定量處理、以及DNA樣品的填充及定量處理,從而能夠在更短時間內測定DNA樣品,將一定量的DNA樣品添加到DNA接合液中。
(實施方式3)以下,利用圖19~圖21,對實施方式3的生物樣品鑑別裝置進行說明。
在本實施方式3中,是在使插入電極插入部的電極待機期間,要對各電極進行清洗的裝置。
圖19是詳細示出本實施方式3的平板上設置的第1電極插入部和第1電極待機孔的結構的圖形,圖20是詳細示出本實施方式3的具有其它結構的平板上設置的第1電極插入部附近的圖形,圖21是表示本實施方式3的檢測單元的結構的圖形。另外,在以下的說明中,為了使說明簡化,僅僅將第1電極插入部作為例子進行說明,不用說第2電極插入部也具有同樣的結構,同時進行清洗。
首先,作為第1種方法,如圖19所示,是在上述第1電極待機孔118中保存清洗電極的清洗液的方法。這樣,如果將清洗液保存在第1電極待機孔118中,則在圖5的步驟S12中,在由加壓部24給第2樣品注入部114加壓,電極32插入第1電極待機孔118待機期間,可以用保存在第1電極待機孔118中的清洗液清洗該電極32。如果採取這種方式,則在精製接合液時,或在貯存本裝置100,200時,能夠洗掉附著在該電極32上的灰塵等雜質。
接下來,作為第2種方法,如圖20所示,是平板10的電極32和被插入的第1電極插入部111在同心圓上,在沒有形成流路的部分,取代電極待機孔118,設置在一處存在很多毛氈和細立毛的清洗區16的方法。如果在平板10上設置這樣的清洗區16,在圖5的步驟S10中由測定電機38使鑑別單元30旋轉,使電極32待機時,可以通過將該電極32插入該清洗區16的部分,或者插入後加上幾次旋轉,對該電極32進行清洗,從而在精製接合液時,或在貯存本裝置100,200時,能夠洗掉附著在該電極32上的灰塵等雜質。另外,將電極32插入清洗區16能夠通過使升降臺50上下移動來實現,在清洗區16內加上幾次旋轉能夠通過利用低速旋轉電機38使鑑別單元30旋轉來實現。
作為第3種方法,如圖21所示,是在本生物樣品鑑別裝置內設置電極清洗槽301的方法。如果象這樣將電極清洗槽301設置在本裝置300內,每當一系列動作中的鑑別單元30處於待機中、或者使裝置300動作時,使電極32滑動到上述電極清洗槽301上,對電極32進行清洗,則可以清洗電極32,在精製接合液時,或在貯存裝置300時,能夠洗掉附著在該電極32上的灰塵等雜質。
如上所述,在本實施方式3中,在需要將電極32a,32b插入電極插入部111、112,精製接合液時,從接合液精製開始到將電極32a,32b插入1,第2電極插入部111,112期間,或者在無需精製接合液時,從操作開始到將電極32a,32b插入第1,第2電極插入部111,112期間,用清洗液清洗該電極32a,32b,或者在平板上設置的毛氈等構成的清洗區16中清洗該電極32a,32b,所以在本生物樣品鑑別裝置中測定從細胞和血液等中取出特定DNA後的DNA樣品時,可以得到更正確的檢測結果。
(實施方式4)以下,利用圖22,對本實施方式4的生物樣品鑑別裝置進行說明。
在上述實施方式1~3中,採取的將上述光學檢測部40固定在升降臺50上,和升降臺50一體地移動的結構,但在本實施方式4中,進一步設置調整上述光學檢測部40的高度的高度調整機構。
在上述各實施方式中,本生物樣品鑑別裝置是鑑別DNA樣品的SNPs的有無的裝置,該鑑別是在光學檢測部40中,通過由光學檢測部40檢測平板10上形成的流路圖案110的一部分的吸光度或者螢光度,檢測DNA樣品在DNA接合液中電泳的移動狀態,基於該檢測結果判斷SNPs的有無。
在通過檢測流路圖案110的一部分的吸光度或者螢光度來進行生物樣品鑑別時,上述光學檢測部40需要和平板10始終保持恆定的距離。這是因為,在測定時,如果不相對於試樣保持恆定距離進行測定,則入射到光學檢測部40上的光量分散,其結果是檢測結果分散。
這裡,在上述各實施方式中,通過將光學檢測部40設置在升降臺50上,使平板10和光學檢測部40保持恆定距離,但是上述平板10由於在測定時和加熱器33接觸、電極32插入各電極插入部111,112等而受到壓力,所以在平板10中產生微妙的彎曲等,其位置存在變化的可能性。
因此,為了與這樣的微妙彎曲等引起的平板位置變化對應,在本實施方式4中,在升降臺50上設置距離測定部42,利用雷射的反射等測定和平板10的距離,而且,在上述光學檢測部40上設置高度調整部41,根據上述距離測定部42的測定結果調整該光學檢測部40的高度。
考慮將傳動器作為上述高度調整部41。例如,如圖22(a)所示,設置外徑測微器41a,另外如圖22(b)所示,設置音圈馬達41b,由永久磁鐵在周圍產生磁力線,根據來自上述距離測定部42的測定結果改變音圈馬達41b中流過的電流方向,使該線圈41b上下移動,或者如圖22(c)所示,設置壓電元件41c,在該壓電元件41c上施加和來自上述距離測定部42的測定結果對應的電壓,使壓電元件41c上下移動。從而能夠對光學檢測部40和平板10的位置進行微調,使其始終保持恆定距離。
如上所述,根據本實施方式4,因為在升降臺50上設置距離測定部42,在光學檢測部40上設置調整高度的高度調整部41,所以上述高度調整部41可以根據上述距離測定部42的測定結果,使上述平板10和光學檢測部40的距離始終保持恆定,其結果是,在本生物樣品鑑別裝置中測定從細胞和血液等取出特定DNA後的DNA樣品時,可以得到極其正確的檢測結果。
(實施方式5)以下,利用圖23~圖27,對生物樣品鑑別用平板進行說明。
圖23是本實施方式5的生物樣品鑑別平板的結構圖,圖(a)是平板的樣品注入面,圖(b)是平板的流路形成面。
本實施方式5的平板10的厚度為2mm,如圖23所示,在其中央設置開口部10a。然後,在平板的流路圖案形成面上,通過挖掘深50μm的溝,在其溝形成面上粘附厚50μm的丙烯酸樹脂薄膜,形成密閉流路。在本實施方式5的平板上,形成4個流路圖案110a~110d,虛線內所示的部分是一試樣的分析圖案。在上述密閉流路中,注入DNA接合液和試樣即DNA樣品,用於注入它們的注入口和各流路圖案110a~110d相對,設置DNA接合液的注入部123a~123d和DNA樣品的注入口124a~124d。因此,在本平板10中,可以同時分析4種DNA。
另外,因為各流路圖案110的詳細情況和上述實施方式1中描述的情形相同,所以在此省略。
圖24是表示生物樣品鑑別用平板上形成的流路圖案的其它例子的圖。
圖24所示的流路圖案去掉了上述實施方式1中示出流路圖案110的緩衝液注入部123和內周流路116a,將上述實施方式1的流路圖案中插入負電極、正電極的電極插入部121,122也作為注入上述DNA接合液的緩衝液注入部使用。
在採用這樣的結構時,能夠用和上述實施方式1中的流路圖案相同、更簡單的流路,高精度地且在短時間內,鑑別DNA樣品的SNPs的有無。
而且,在上述各實施方式中,敘述的是包含含有緩衝劑注入部123、內周流路116a、電極插入部111,112、外周流路116b、樣品注入部124、定量部117a的第2流路117和樣品池115等的流路圖案形成在平板10上的同一表面上,但也可以是在這些注入部和流路中,特別是內周流路116a、外周流路116b、和包含定量部117a的第2流路117分別形成在同一平板10的表面和背面上,另外,也可以是例如,將樣品注入部124和緩衝液注入部114形成在其它面上等。這樣,在將樣品和緩衝劑注入到平板10中時,注入口容易鑑別,能夠防止錯誤地注入。
如上所述,根據本實施方式5,採用的結構是用平板10上的定量部A保存一定量的DNA樣品,能夠利用正電極插入部112、負電極插入部121和流路116b、B使其電泳,而且使電泳流路116b為圓弧形,從而在本生物樣品鑑別平板中測定從細胞和血液等取出特定DNA後的DNA樣品時,可以得到非常正確的檢測結果。
產業上的可利用性本發明的生物樣品鑑別裝置用於廉價、簡便地進行DNA樣品等生物樣品的鑑別。
序列表110松下電器產業株式會社120生物樣品鑑別裝置、生物樣品鑑別方法以及生物樣品鑑別用平板130P36489-P0140PCT/JP2004/0195081412004-1227150JP 2003-4340731512003-12-261605170PatentIn version 3.221012117212DNA213Homo sapiens4001atcgcgt721022117212DNA213Homo sapiens4002acgcgat721032117212DNA213Homo sapiens4003taacggt7
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權利要求
1.一種生物樣品鑑別裝置,其特徵在於具有具有形成有第1流路和第2流路的流路圖案的平板,其中,緩衝劑流入到第1流路,在第2流路的一部分中,包含使上述第1流路和它的一部分流路共用、保存一定量的生物樣品的定量部,上述生物樣品流入到包括該定量部的第2流路中;還具有填充單元,其在上述平板的上述第1流路中填充上述緩衝劑,在包括上述定量部的上述第2流路中填充上述生物樣品後,使該第2流路的定量部中殘存一定量的生物樣品,在上述緩衝劑中僅僅添加一定量的生物樣品;鑑別單元,使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
2.權利要求1記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述平板具有與上述第1流路連通的緩衝劑注入部、與上述第2流路連通的樣品注入部、在上述第2流路中與上述樣品注入部連通的空氣孔,上述填充單元將上述緩衝劑注入到上述緩衝劑注入部中,使將上述樣品注入上述樣品注入部後的上述平板旋轉,使上述緩衝劑注入部內的上述緩衝劑由於離心力而流入上述第1流路中的同時,使上述樣品注入部內的上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述樣品注入部加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1的流入位置流入到該第2流路中的包含上述定量部的第2流入位置後,使上述平板旋轉,通過離心力以一定量的生物樣品殘留在上述第2流路的定量部中的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品。
3.權利要求1記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述平板具有與上述第1流路連通的緩衝劑注入部、與上述第2流路連通的樣品注入部、在上述第2流路中與上述樣品注入部連通的空氣孔,上述填充單元將上述緩衝劑注入到上述緩衝劑注入部中,使將上述樣品注入上述樣品注入部後的上述平板旋轉,使上述緩衝劑注入部內的上述緩衝劑由於離心力而流入上述第1流路的同時,使上述樣品注入部內的上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述生物樣品加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1流入位置流入到該第2流路中的包含上述定量部的第2流入位置後,從上述空氣孔進行抽吸,以上述一定量的生物樣品殘留在上述定量部中的方式,分離上述第2流路內的生物樣品。
4.權利要求2或權利要求3記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述填充單元具有使上述平板高速旋轉的電機,和對上述第2流路加壓或抽吸的壓力操作部。
5.權利要求2或權利要求3記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於將上述填充單元設置在該生物樣品鑑別裝置的下部,將上述鑑別單元設置在該裝置的上部,具有使上述平板在上述填充單元和上述鑑別單元之間上下移動的升降臺。
6.權利要求5記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述鑑別單元通過彈簧懸掛架設在設置在該裝置上部的頂板上。
7.權利要求6記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於對上述第2流路加壓或抽吸的壓力操作部通過彈簧懸掛在上述頂板上。
8.權利要求2或權利要求3記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述鑑別單元用熱敏電阻器測定上述第1流路的溫度,具有以根據該測定結果使該第1流路為規定溫度的方式進行控制的加熱器,由上述加熱器使上述第1流路為規定溫度後,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
9.權利要求8記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於代替上述加熱器和熱敏電阻器,上述鑑別單元具有將電壓施加給設置在上述平板上的加熱器和熱敏電阻器的加熱器觸點管腳和熱敏電阻器觸點管腳。
10.權利要求8記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於將上述加熱器配置上述第1流路上,將上述熱敏電阻器配置在離開該加熱器的距離僅僅為上述第1流路和上述加熱器之間的距離的位置上。
11.權利要求8記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於將上述熱敏電阻器配置在上述第1流路上,將上述加熱器配置在離開該熱敏電阻器的距離僅僅為上述第1流路和上述該熱敏電阻器之間的距離的位置上。
12.權利要求2或權利要求3記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述鑑別單元具有插入設置在上述平板中的嵌合銷孔的嵌合銷,和使該鑑別單元低速旋轉的低速旋轉電機,在由該嵌合銷將上述平板嵌合、固定在該鑑別單元中之後,由上述低速旋轉電機使上述平板和該鑑別單元一起低速旋轉,在該平板的低速旋轉中,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
13.權利要求12記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述鑑別單元具有檢測設在上述平板上的位置確定標記的位置確定標記檢測傳感器,由上述低速旋轉電機使上述平板低速旋轉,由該位置確定標記檢測傳感器檢測上述平板的嵌合銷孔,確定該平板的位置之後,將上述嵌合銷插入到該嵌合銷孔中。
14.權利要求2或權利要求3記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述鑑別單元具有正電極、負電極,上述填充單元以在上述第2流路的上述定量部中殘留一定量的生物樣品的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品之後,將上述正電極和負電極插入到上述第1流路中,在該正電極和負電極之間施加電壓,利用電泳使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
15.權利要求14記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於在上述平板上設置清洗上述正電極、負電極的清洗區,上述填充單元以在上述第2流路的上述定量部中殘留一定量的生物樣品的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品之後,在上述清洗區清洗上述正電極和負電極,將該正電極和負電極插入到上述第1流路中。
16.權利要求14記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述鑑別單元具有將電壓施加到設在上述平板上的正電極和負電極上的2個電極觸點管腳,以取代上述正電極和負電極。
17.權利要求14記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述生物樣品是DNA樣品,上述緩衝劑包含分離用DNA接合物、DNA結合控制劑和pH緩衝劑,該分離用DNA接合物由結合有鹼基序列的線性聚合物構成,所述鹼基序列可以與包含在該DNA樣品中的檢測對象即目標DNA通過氫鍵結合。
18.權利要求1記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於設置冷卻該裝置內的上升溫度的冷卻風扇,在該冷卻風扇的進氣口,設置遮斷從該裝置外部入射的光的遮光部。
19.權利要求18記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述遮光部由多孔膜構成。
20.權利要求18記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述遮光部由L形或者曲柄形的隔板構成。
21.權利要求2或權利要求3記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述鑑別單元具有光學檢測部,檢測上述第1流路中填充的上述緩衝劑的螢光度或者吸光度,基於該光學檢測部的檢測結果,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
22.權利要求21記載的生物樣品鑑別裝置,其特徵在於上述光學檢測部設置在使上述平板上下移動的升降臺上,在該升降臺上測定上述平板和該升降臺的距離,具有高度調整部進行調整以使該測定結果恆定。
23.一種生物樣品鑑別方法,檢測在緩衝劑中移動的生物樣品,對生物樣品進行鑑別,其特徵在於利用形成了具有第1流路和第2流路的流路圖案的平板,其中緩衝劑流入到第1流路,在第2流路的一部分中包含使上述第1流路和它的一部分流路共用、保持一定量的生物樣品的定量部,上述生物樣品流入到包含該定量部的第2流路中;在上述第1流路中填充上述緩衝劑,在包含上述定量部的第2流路中填充上述生物樣品後,使該第2流路的定量部中殘存一定量的生物樣品,在上述緩衝劑中僅僅添加一定量的生物樣品,使一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在上述緩衝劑中移動的上述生物樣品。
24.權利要求23記載的生物樣品鑑別方法,其特徵在於使形成了具有注入上述緩衝劑的上述第1流路、包含上述定量部且注入上述生物樣品的上述第2流路、以及在上述第2流路中和注入上述生物樣品的樣品注入部連通的空氣孔的流路圖案的平板高速旋轉,利用離心力使上述緩衝劑流入填充到上述第1流路的同時,使上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述第2流路的樣品注入部加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1流入位置流入填充到該第2流路的包含上述定量部的第2流入位置後,使上述平板高速旋轉,通過離心力以一定量的生物樣品殘留在上述第2流路的定量部中的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品,使上述第1流路為一定溫度之後,使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
25.權利要求23記載的生物樣品鑑別方法,其特徵在於使形成了具有注入上述緩衝劑的上述第1流路、包含上述定量部的注入上述生物樣品的上述第2流路、以及在上述第2流路中和注入上述生物樣品的樣品注入部連通的空氣孔的流路圖案的平板高速旋轉,利用離心力而使上述緩衝劑流入填充上述第1流路的同時,使上述生物樣品流入到不到達上述第2流路中的上述定量部的第1流入位置,給上述第2流路的樣品注入部加壓,使上述第2流路中的上述生物樣品從上述第1流入位置流入填充到該第2流路的包含上述定量部的第2流入位置後,從該第2流路的空氣孔進行抽吸,以在上述第2流路的定量部中殘留一定量的生物樣品的方式,分離上述第2流路內的上述生物樣品,使上述第1流路為一定溫度之後,使保持在上述定量部中的一定量的生物樣品在上述緩衝劑中移動,鑑別在該緩衝劑中移動的上述生物樣品。
26.一種用於進行生物樣品鑑別的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於具有下述流路圖案,該流路圖案包含用於將和上述生物樣品反應的緩衝劑注入到該平板的緩衝劑注入部、和上述緩衝劑注入部連接的第1流路、用於將上述生物樣品注入該平板的樣品注入部、和上述樣品注入部連接的第2流路,上述第2流路在它的一部分流路中包含定量部,保存提供給上述第1流路的一定量的生物樣品,上述第1流路和上述第2流路通過上述定量部連接。
27.權利要求26記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1流路和上述第2流路通過上述定量部平行連接。
28.權利要求26記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在上述第1流路中設置正和負電極部,或者可插入正電極、負電極的第1、第2電極插入部。
29.權利要求26記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於將上述緩衝劑注入部設置在第1流路的兩端,將和上述樣品注入部連通的空氣孔設置在第2流路上。
30.權利要求26記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於將上述緩衝劑注入上述緩衝劑注入部,將上述生物樣品注入上述樣品注入部後,在第1工序中,將從上述緩衝劑注入部注入的緩衝劑填充到第1流路,在第2工序中,將由上述樣品注入部注入的生物樣品填充到包含上述定量部的第2流路後,在第3工序中,分離上述第2流路內的上述生物樣品,使一定量的上述生物樣品殘存在定量部中,在第4工序中,使該殘存的一定量的生物樣品在上述第1流路的緩衝劑中移動。
31.權利要求30記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1工序是利用加壓、抽吸或者毛細管現象,將上述緩衝劑填充到上述第1流路的。
32.權利要求30記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第2工序是利用加壓、抽吸或者毛細管現象,將上述生物樣品填充到包含上述定量部的上述第2流路中的。
33.一種生物樣品鑑別用平板,檢測在緩衝劑中移動的生物樣品,對生物樣品進行鑑別,其特徵在於具備具有第1流路和第2流路的流路圖案,緩衝劑注入到第1流路的一部分中,當使該板高速旋轉時,緩衝劑被填充到第1流路,在第2流路的一部分中,包含使上述第1流路和它的一部分流路共用、保持一定量的上述生物樣品的定量部,當使該板高速旋轉時,上述生物樣品流入到不到達上述上述定量部的第1流入位置,給上述樣品注入部加壓,上述第2流路中的生物樣品從上述第1流入位置流入到包含上述定量部的第2流入位置。
34.權利要求33記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在上述第1流路的一部分上具有可插入負電極、正電極的第1、第2電極插入部。
35.權利要求33記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1流路由位於以該生物樣品鑑別用平板的中心作為圓心的圓的圓周方向上延伸的弧形流路的內周側的內周流路、位於外周側的外周流路、連接該內周流路和外周流路各自的兩端並從上述圓心向放射方向延伸的放射流路形成的循環狀流路構成,上述第2流路由位於上述內周流路和上述外周流路之間的上述弧形流路、及設置在該弧形流路的一部分上的「門」字形流路構成,上述定量部是平行連接上述外周流路的一部分和上述第2流路的上述「門」字形流路的一部分而形成的。
36.權利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於被注入上述緩衝劑且和第1流路連通的上述緩衝劑注入部位於上述第1流路的內周側。
37.權利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於被注入上述生物樣品且和上述第2流路連通的樣品注入部位於上述第2流路的內周側。
38.權利要求34記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1、第2電極插入部設置在上述第1流路的上述放射流路的一部分上。
39.利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在第1流路的上述內周流路的大致中央處,設置注入上述緩衝劑的緩衝劑注入部。
40.權利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在將上述緩衝劑填充到第1流路中時,該緩衝劑被填充到上述第1流路中的上述外周流路和上述第1、第2電極插入部中。
41.權利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述內周流路的上述弧形流路位於從圓弧上向上述外周流路側稍微偏移的橢圓圓弧上。
42.權利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述內周流路的流路寬度比上述外周流路的流路寬。
43.權利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述外周流路具有流路長度調整部,調整從上述第1電極插入部到上述定量部的流路長度和從上述第2電極插入部到該定量部的流路長度的差值。
44.權利要求35記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在上述第2流路的一端設置注入上述生物樣品的樣品注入部,在其另一端上設置在將上述生物樣品填充到上述第2流路時,保存從上述樣品注入部注入的上述生物樣品的樣品池。
45.權利要求28或權利要求34記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在上述第1流路的上部設置加熱該第1流路的加熱器和測定該第1流路的溫度的熱敏電阻器,在上述第1、第2電極插入部中設置正電極和負電極。
46.權利要求28或權利要求34記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1、第2電極插入部具有空氣孔。
47.權利要求44記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述樣品池具有空氣孔。
48.權利要求26或權利要求33記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述生物樣品是DNA樣品,上述緩衝劑包含分離用DNA接合物、DNA結合控制劑和pH緩衝劑,該分離用DNA接合物由結合有鹼基序列的線性聚合物構成,所述鹼基序列可以與包含在該DNA樣品中的檢測對象的目標DNA通過氫鍵結合。
49.權利要求28或權利要求34記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於設置用於將上述正電極、負電極插入到上述第1、第2電極插入部中的電極插入口,在該電極插入口上粘貼覆蓋薄膜。
50.權利要求26或權利要求33記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在該生物樣品鑑別用平板上形成多個上述流路圖案。
51.權利要求28或權利要求34記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於在該生物樣品鑑別用平板上設置清洗上述正電極、負電極的清洗區,在上述清洗區中清洗上述正電極、負電極之後,將該正電極和負電極插入到上述第1流路中。
52.權利要求28或權利要求34記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述緩衝劑注入部設在上述第1流路的兩端,該緩衝劑注入部還被用作上述電極部或者上述電極插入部。
53.權利要求26或權利要求33記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1流路和上述第2流路由形成在上述平板表面上的溝和覆蓋上述平板表面的薄膜形成。
54.權利要求26或權利要求33記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1流路和上述第2流路形成在上述平板的同一表面上。
55.權利要求26或權利要求33記載的生物樣品鑑別用平板,其特徵在於上述第1流路和上述第2流路形成在上述平板的不同表面上。
全文摘要
在平板(10)上形成具有第1流路(116)和第2流路(117)的流路圖案(110),將緩衝劑注入第1流路(116),在第2流路的一部分上包含使上述第1流路和它的一部分流路共用並保存一定量的生物樣品的定量部(117a),在包含該定量部的流路中注入生物樣品,由填充單元(20)使該平板(10)高速旋轉,將緩衝劑填充到上述第1流路後,由鑑別單元(30)給上述第2流路加壓,將生物樣品填充到該第2流路中,同時將一定量的生物樣品添加到緩衝劑中。從而在進行生物樣品的鑑別時,即使不進行煩雜的準備操作,也能夠正確地且在短時間內得到鑑別結果。
文檔編號G01N33/53GK1890566SQ200480036300
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月27日 優先權日2003年12月26日
發明者天野良則, 橋本英明, 西田毅, 森一芳, 清水隆次, 安藤寬, 中西謙治, 柳原直樹, 林美穗 申請人:松下電器產業株式會社

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