特開 2023-42712 検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023042712

(43)【公開日】2023-03-28

(54)【発明の名称】検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/10 20060101AFI20230320BHJP

   G01N 35/04 20060101ALI20230320BHJP

   G01N 35/02 20060101ALI20230320BHJP

【ＦＩ】

G01N35/10 A

G01N35/04 H

G01N35/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021149982

(22)【出願日】2021-09-15

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和３年１月１４日１８時１５分 長崎文化放送株式会社（長崎県長崎市茂里町３－２）「ＮＣＣスーパーＪチャンネル長崎」にて放送 （刊行物等） 令和３年１月１８日 長崎文化放送株式会社（長崎県長崎市茂里町３－２）ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｚ１ＭｄＨ５ＫＯ４Ｉｓにて公開 （刊行物等） 令和３年３月２６日 長崎大学病院 ５階ＣＭ検査室（長崎県長崎市文教町１－１４）に設置 （刊行物等） 令和３年４月１５日 国立大学法人長崎大学（長崎県長崎市文教町１－１４）「長崎大学定例記者会見」にて発表 （刊行物等） 令和３年４月１５日 株式会社長崎新聞社（長崎県長崎市茂里町３－１）ｈｔｔｐｓ：／／ｎｏｒｄｏｔ．ａｐｐ／７５５４３８４９９２９６６７３７９２？ｃ＝３９５４６７４１８３９４６２４０１ にて公開 （刊行物等） 令和３年４月１６日 株式会社西日本新聞社（福岡県福岡市中央区天神１丁目４－１）ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｉｓｈｉｎｉｐｐｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｉｔｅｍ／ｎ／７２４２３９／ にて公開

(71)【出願人】

【識別番号】593145663

【氏名又は名称】協和機電工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504205521

【氏名又は名称】国立大学法人 長崎大学

(74)【代理人】

【識別番号】100114627

【弁理士】

【氏名又は名称】有吉 修一朗

(74)【代理人】

【識別番号】100182501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 靖之

(74)【代理人】

【識別番号】100175271

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 宣圭

(74)【代理人】

【識別番号】100190975

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 聡子

(72)【発明者】

【氏名】杉尾 智己

(72)【発明者】

【氏名】酒井 寿美雄

(72)【発明者】

【氏名】垣本 秀治

(72)【発明者】

【氏名】中島 貞治

(72)【発明者】

【氏名】末吉 麟

(72)【発明者】

【氏名】河野 茂

(72)【発明者】

【氏名】山本 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】▲柳▼原 克紀

(72)【発明者】

【氏名】太田 賢治

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 大介

【テーマコード（参考）】

2G058

【Ｆターム（参考）】

2G058CA02

2G058CB15

2G058CB16

2G058ED35

2G058GB03

(57)【要約】

【課題】被験者から採取した検体に基づいて感染症の陽性、及び陰性を判定するための遺伝子検査の前処理を簡易かつ迅速に行うことができる検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】検体前処理装置１は、検体容器Ｂ１から検体を吸引した直後のディスペンサＤの先端孔からの検体の液垂れを防止する液垂れ防止部を備えている。液垂れ防止部は、検体容器Ｂ１から検体を吸引した直後のディスペンサＤの先端孔を押し付けて先端孔からの液垂れを拭き取る繊維体４２４を有する拭取装置４１と、アーム部２０の移動時の振動等に起因するディスペンサＤの先端孔からの液垂れを防止する遮蔽装置４３を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平面上の第１の方向に沿って設置され、一方側に検体が収容された検体容器を保持するラックを前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って搬送する検体容器搬送部、他方側に試薬が収容された試薬容器を保持するラックを前記第２の方向に沿って搬送する試薬容器搬送部を有する容器搬送部と、
該容器搬送部の鉛直上方に位置し、前記第１の方向、及び前記第２の方向に沿って移動可能であり、かつ鉛直方向に沿って昇降可能に支持され、ディスペンサを把持して前記検体容器から吸引した検体を前記試薬容器に吐出するディスペンサ把持部、前記検体容器及び前記試薬容器を把持して栓体の開栓又は閉栓をする容器把持部を有するアーム部と、
前記検体容器に収容された前記検体の収容状態、及び前記検体容器から前記検体を吸引した前記ディスペンサの吸引状態を撮像する撮像部と、
吸引した前記検体の前記ディスペンサの先端孔からの液垂れを防止する液垂れ防止部と、を備える
検体前処理装置。

【請求項2】

前記液垂れ防止部は、
前記ディスペンサの前記先端孔を拭き取る繊維体を有する拭取装置と、
前記ディスペンサの鉛直下方であって、前記先端孔を遮蔽する遮蔽位置と前記先端孔を露出する退避位置との間でスライド自在に移動する遮蔽装置と、を有する
請求項１に記載の検体前処理装置。

【請求項3】

前記拭取装置は、
円盤状の回転テーブルを有し、該回転テーブルの外周には前記ディスペンサの先端を接触させて、前記繊維体を保持するための保持溝が一定間隔で形成されている
請求項２に記載の検体前処理装置。

【請求項4】

前記検体容器搬送部は、
前記検体吸引前の前記検体容器を保持するラックを前記第２の方向に搬送する第１の検体容器搬送部と、検体吸引後の前記検体容器を保持するラックを前記第２の方向とは反対方向である第３の方向に搬送する第２の検体容器搬送部を有する検体容器搬送部とを有し、
前記試薬容器搬送部は、
前記検体吐出前の前記試薬容器を保持するラックを前記第２の方向に搬送する第１の試薬容器搬送部と、前記検体吐出後の前記試薬容器を保持するラックを前記第３の方向に搬送する第２の試薬容器搬送部を有する試薬容器搬送部と、を有する
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の検体前処理装置。

【請求項5】

前記検体吸引後の前記検体容器が保持されるラックを把持して前記第１の検体容器搬送部から前記第２の検体容器搬送部に移動させる第１のラック把持部と、
前記検体吐出後の前記試薬容器が保持されるラックを把持して前記第１の試薬容器搬送部から前記第２の試薬容器搬送部に移動させる第２のラック把持部と、を有する
請求項４に記載の検体前処理装置。

【請求項6】

分析対象となる検体が収容された検体容器、及び前記検体と反応させる試薬が収容された試薬容器が搬送経路に沿って順次搬送され、前記検体容器から吸引した前記検体を前記試薬容器に吐出する検体前処理を行う検体前処理方法において、
分析対象となる前記検体容器内の前記検体の収容状態を撮像する工程と、
栓体が開栓された前記検体容器にディスペンサの先端孔を挿入して所定量の前記検体を吸引する工程と、
吸引後の前記ディスペンサの前記先端孔からの前記検体の液垂れを除去する工程と、
前記ディスペンサの前記先端孔を遮蔽板で遮蔽する工程と、
前記ディスペンサの前記検体の吸引状態を撮像する工程と、
前記遮蔽板を退避させて前記先端孔を露出する工程と、
栓体が開栓された前記試薬容器に前記ディスペンサに吸引されている前記検体を吐出する工程と、を備える
検体前処理方法。

【請求項7】

前記検体の収容状態を撮像する工程、又は前記検体の吸引状態を撮像する工程において、
撮像した前記検体の前記検体容器における収容状態、及び前記ディスペンサにおける吸引状態が所定の基準を満たさないと判定した場合には、前記検体前処理を中止する
請求項６に記載の検体前処理方法。

【請求項8】

前記検体の液垂れを除去する工程は、前記ディスペンサの先端孔を繊維体に密着させる工程を有する
請求項６また請求項７に記載の検体前処理方法。

【請求項9】

分析対象となる検体が収容された検体容器、及び前記検体と反応させる試薬が収容された試薬容器が搬送経路に沿って順次搬送され、前記検体容器から吸引した前記検体を前記試薬容器に吐出する検体前処理を行う検体前処理装置のコンピュータに、
分析対象となる前記検体容器内の前記検体の収容状態を撮像するステップと、
栓体が開栓された前記検体容器にディスペンサの先端孔を挿入して所定量の前記検体を吸引するステップと、
吸引後の前記ディスペンサの前記先端孔からの前記検体の液垂れを除去するステップと、
前記ディスペンサの前記先端孔を遮蔽板で遮蔽するステップと、
前記ディスペンサの前記検体の吸引状態を撮像するステップと、
前記遮蔽板を退避させて前記先端孔を露出するステップと、
栓体が開栓された前記試薬容器に前記ディスペンサに吸引されている前記検体を吐出するステップと、を実行させるための
制御プログラム。

【請求項10】

前記検体の収容状態を撮像するステップ、又は前記検体の吸引状態を撮像するステップにおいて
撮像した前記検体の前記検体容器における収容状態、及び前記ディスペンサにおける吸引状態が所定の基準を満たさないと判定した場合には、前記検体による検体前処理を中止するステップを実行させるための
請求項９に記載の制御プログラム。

【請求項11】

前記検体の液垂れを除去する工程は、前記ディスペンサの先端孔を繊維体に密着させるステップを実行させるための
請求項９または請求項１０に記載の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラムに関する。詳しくは、被験者から採取した検体に基づいて感染症の陽性、及び陰性を判定するための遺伝子検査の前処理を簡易かつ迅速に行うことができる検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラムに係るものである。

【背景技術】

【0002】

近年の生命科学分野の発展は著しく、ＤＮＡ、及びＲＮＡなどの核酸の解析技術は生物学分野（生物種の同定や起源の研究など）、医療分野（病気の診断など）、及び日常生活に近い分野（食糧の安全性の確認など）の多岐にわたる分野に普及している。

【0003】

特に医療分野においては、早期の感染症診断において、核酸の解析技術のうちＰＣＲ法をはじめとして等温核酸増幅法などを使用して標的核酸（例えば、自己に存在しない外来遺伝子の特徴的な遺伝子配列やその他の特定配列など）を増幅し解析する技術（以下「遺伝子検査」という。）が広く利用されている。

【0004】

遺伝子検査は、従来の感染症診断技術である培養検査や免疫検査（抗原又は抗体などを使用した検査）に比べて格段に精度が高く、医師は遺伝子検査の結果を参酌することで感染症を特定し、患者の容体に応じた適切な治療を施すことができるものとなっている。

【0005】

前記したＰＣＲ法は、ＤＮＡを含む生体サンプルと、プライマーや酵素などからなるＰＣＲ試薬とを混合した試料に、所定のサーマルサイクルを与え、変性、アニーリング、及び伸長といった反応を繰り返し起こさせて、ＤＮＡの特定の部分を選択的に増幅させるものである。そして、以上のような遺伝子検査の普及に伴い、ＰＣＲ法等の遺伝子検査方法を適用した遺伝子検査装置に関する技術も数多く公開されている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－３９８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前記した遺伝子検査装置により、感染者のスクリーニング検査として一度に多くのＰＣＲ検査を実現している。ところで、遺伝子検査装置による遺伝子検査を実行する場合には、被験者から採取した検体と粘液溶解剤等の試薬とを検査用容器にそれぞれ投入し核酸（ＤＮＡ・ＲＮＡ）の抽出と精製といった検体前処理が行われている。

【0008】

一般的にこの検体前処理は、安全キャビネットで作業者による手作業にて行われている。具体的には、検査機関に検体が運び込まれると、作業者は安全キャビネットにおいて検体容器から検体を抽出し、抽出した検体を検査用容器へ分注する一連の作業をそれぞれの検体に対して手作業で実施しており、非常に多くの工数を要するものとなっている。

【0009】

また、検体の分注作業を精度良く行うためには、感染リスクを考慮しながら慎重な作業が必要となるとともに、全ての検体の分注作業の精度を均一化するには、熟練した作業者であっても高度な技能が必要となる。

【0010】

以上のことから、従来の遺伝子検査においては、遺伝子検査装置による遺伝子検査の前の工程である検体前処理に多くの工数を要しており、例え高精度の遺伝子検査装置を準備したとしても、検体前処理が依然として手作業で行われている現状においては、遺伝子検査の処理能力には限界があり、遺伝子検査のスピードアップを阻害するボトルネックとなっていた。

【0011】

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、被験者から採取した検体から感染症の陽性、及び陰性を判定するための遺伝子検査の前処理を簡易かつ迅速に行うことができる検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記の目的を達成するために、本発明の検体前処理装置は、水平面上の第１の方向に沿って設置され、一方側に検体が収容された検体容器を保持するラックを前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って搬送する検体容器搬送部、他方側に試薬が収容された試薬容器を保持するラックを前記第２の方向に沿って搬送する試薬容器搬送部を有する容器搬送部と、該容器搬送部の鉛直上方に位置し、前記第１の方向、及び前記第２の方向に沿って移動可能であり、かつ鉛直方向に沿って昇降可能に支持され、ディスペンサを把持して前記検体容器から吸引した検体を前記試薬容器に吐出するディスペンサ把持部、前記検体容器及び前記試薬容器を把持して栓体の開栓又は閉栓をする容器把持部を有するアーム部と、前記検体容器に収容された前記検体の収容状態、及び前記検体容器から前記検体を吸引した前記ディスペンサの吸引状態を撮像する撮像部と、吸引した前記検体の前記ディスペンサの先端孔からの液垂れを防止する液垂れ防止部とを備える。

【0013】

ここで、検体容器搬送部と試薬容器搬送部が水平面上の第１の方向に沿って設置された容器搬送部を備えることにより、一度に多くの検体容器、及び試薬容器を自動で搬送されるため、検体前処理の効率化を実現することができる。

【0014】

また、容器搬送部の鉛直上方に位置し、第１の方向、及び第２の方向に沿って移動可能であり、かつ鉛直方向に沿って昇降可能に支持され、ディスペンサを把持して検体容器から吸引した検体を試薬容器に吐出するディスペンサ把持部、検体容器及び試薬容器を把持して栓体の開栓又は閉栓をする容器把持部を有するアーム部を備えることにより、容器搬送部により搬送された検体前処理の対象となる検体容器から検体を吸引し、吸引した検体を試薬容器に吐出するまでの一連の分注作業を自動的に行うことができる。

【0015】

また、検体容器に収容された検体の収容状態、及び検体容器から検体を吸引したディスペンサの吸引状態を撮像する撮像部を備えることにより、撮像部で検体の状態を確認することで検体前処理の可否判定を行うことができる。

【0016】

また、吸引した検体のディスペンサの先端孔からの液垂れを防止する液垂れ防止部を備えることにより、ディスペンサに吸引された検体の液垂れを防止し、検体が外部に付着したり拡散したりすることを防止することができる。

【0017】

また、液垂れ防止部は、ディスペンサの先端孔を拭き取る繊維体を有する拭取装置を有する場合には、ディスペンサに検体を吸引した際に先端孔を繊維体で拭き取ることで、以後の工程において先端孔からの検体の液垂れを未然に防止することができる。

【0018】

また、ディスペンサの鉛直下方であって、先端孔を遮蔽する遮蔽位置と先端孔を露出する退避位置との間でスライド自在に移動する遮蔽装置を有する場合には、ディスペンサ把持部でディスペンサを把持しながら試薬容器まで移動させる間に、先端孔から検体が液垂れしたとしても、液垂れした検体は遮蔽装置で受け止められるため外部への落下を防止することができる。

【0019】

また、検体容器搬送部は、検体吸引前の検体容器を保持するラックを第２の方向に搬送する第１の検体容器搬送部と、検体吸引後の検体容器を保持するラックを第２の方向とは反対方向である第３の方向に搬送する第２の検体容器搬送部を有する検体容器搬送部とを有する場合には、検体吸引前の検体容器が保持されたラックと検体吸引後の検体容器が保持されたラックを、互いに異なる搬送ラインで搬送できる。従って、検体前処理の実施前後の検体容器が混在することなく、正確に検体前処理を実行することができる。

【0020】

また、試薬容器搬送部は、検体吐出前の試薬容器を保持するラックを第２の方向に搬送する第１の試薬容器搬送部と、検体吐出後の試薬容器を保持するラックを第３の方向に搬送する第２の試薬容器搬送部を有する試薬容器搬送部とを有する場合には、検体吐出前の試薬容器が保持されたラックと検体吐出後の検体容器が保持されたラックを、互いに異なる搬送ラインで搬送できる。従って、検体前処理の実施前後の試薬容器が混在することなく、正確に検体前処理を実行することができる。

【0021】

また、検体吸引後の検体容器が保持されるラックを把持して第１の検体容器搬送部から第２の検体容器搬送部に移動させる第１のラック把持部を有する場合には、検体吸引後の検体容器が保持されたラックを、第１の検体容器搬送部から第２の検体容器搬送部に自動的に移動させることができる。

【0022】

また、検体吐出後の試薬容器が保持されるラックを把持して第１の試薬容器搬送部から第２の試薬容器搬送部に移動させる第２のラック把持部を有する場合には、検体吐出後の試薬容器が保持されたラックを、第１の試薬容器搬送部から第２の試薬容器搬送部に自動的に移動させることができる。

【0023】

前記の目的を達成するために、本発明の検体前処理方法は、分析対象となる検体が収容された検体容器、及び前記検体と反応させる試薬が収容された試薬容器が搬送経路に沿って順次搬送され、前記検体容器から吸引した前記検体を前記試薬容器に吐出する検体前処理を行う検体前処理方法において、分析対象となる前記検体容器内の前記検体の収容状態を撮像する工程と、栓体が開栓された前記検体容器にディスペンサの先端孔を挿入して所定量の前記検体を吸引する工程と、吸引後の前記ディスペンサの前記先端孔からの前記検体の液垂れを除去する工程と、前記ディスペンサの前記先端孔を遮蔽板で遮蔽する工程と、前記ディスペンサの前記検体の吸引状態を撮像する工程と、前記遮蔽板を退避させて前記先端孔を露出する工程と、栓体が開栓された前記試薬容器に前記ディスペンサに吸引されている前記検体を吐出する工程とを備える。

【0024】

また、前記の目的を達成するために、本発明の制御プログラムは、分析対象となる検体が収容された検体容器、及び前記検体と反応させる試薬が収容された試薬容器が搬送経路に沿って順次搬送され、前記検体容器から吸引した前記検体を前記試薬容器に吐出する検体前処理を行う検体前処理装置のコンピュータに、分析対象となる前記検体容器内の前記検体の収容状態を撮像するステップと、栓体が開栓された前記検体容器にディスペンサの先端孔を挿入して所定量の前記検体を吸引するステップと、吸引後の前記ディスペンサの前記先端孔からの前記検体の液垂れを除去するステップと、前記ディスペンサの前記先端孔を遮蔽板で遮蔽するステップと、前記ディスペンサの前記検体の吸引状態を撮像するステップと、前記遮蔽板を退避させて前記先端孔を露出するステップと、栓体が開栓された前記試薬容器に前記ディスペンサに吸引されている前記検体を吐出するステップとを実行させる。

【0025】

ここで、検体前処理方法、及び制御プログラムが、分析対象となる検体容器内の検体の収容状態を撮像する工程及びステップを備えることにより、検体容器内の検体の状態を撮像することで、画像診断に基づいて検体前処理の可否判定を行うことができる。即ち、画像診断により、例えば検体容器に収容されている検体が所定の液面レベルに達しているか否かを判定することで、分析対象となる検体容器内に遺伝子検査に供するための十分な量の検体が収容されているか否を判定することができる。

【0026】

また、栓体が開栓された検体容器にディスペンサの先端孔を挿入して所定量の検体を吸引する工程及びステップを備えることにより、検体容器に収容されている検体をディスペンサで吸引することができる。

【0027】

また、吸引後のディスペンサの先端孔からの検体の液垂れを除去する工程及びプログラムを備えることにより、検体吸引直後のディスペンサの先端孔から液垂れする検体を除去することで、検体の外部への拡散、或いは作業スペースや作業者への付着を防止することができる。

【0028】

また、ディスペンサの先端孔を遮蔽板で遮蔽する工程及びステップを備えることにより、検体を吸引した状態で試薬が収容された試薬容器までディスペンサを移動する間に、ディスペンサの先端孔から検体が液垂れしたとしても、遮蔽板により受け止められて外部に拡散、或いは作業スペースや作業者への付着を防止することができる。

【0029】

また、ディスペンサの検体の吸引状態を撮像する工程及びステップを備えることにより、画像診断に基づいてディスペンサの吸引状態を判定し、検体前処理の可否判定を行うことができる。即ち、画像診断により、ディスペンサに吸引されている検体が所定の液面レベルに達しているか、或いは吸引された検体に所定量の気泡が含まれていないかを診断することで、遺伝子検査に供する十分な量の検体の確保の可否を判定することができる。

【0030】

また、遮蔽板を退避させて先端孔を露出する工程及びステップを備えることにより、ディスペンサに吸引されている検体を試薬容器に吐出するための準備が完了する。

【0031】

また、栓体が開栓された試薬容器にディスペンサに吸引されている検体を吐出する工程及びステップを備えることにより、試薬容器に一定量の検体を吐出し検体と試薬とを混合することで核酸の抽出と精製を行い、遺伝子検査の検体前処理が完了する。

【0032】

また、検体の収容状態を撮像する工程及びステップ、又は検体の吸引状態を撮像する工程及びステップにおいて、撮像した検体の検体容器における収容状態、及びディスペンサにおける吸引状態が所定の基準に満たないと判定した場合には、検体前処理を中止する工程及びステップを有する場合には、検体を試薬に投入する前に検体前処理を一旦中止することで、検体前処理に供される試薬の無駄を省き、検体前処理の効率化を図ることができる。

【0033】

また、検体の液垂れを除去する工程及びステップは、ディスペンサの先端孔を繊維体に密着させる工程及びステップを有する場合には、ディスペンサの先端孔を破損させることなく、先端孔から液垂れする検体を確実に除去することができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明に係る検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラムは、被験者から採取した検体に基づいて感染症の陽性、及び陰性を判定するための遺伝子検査の前処理を簡易かつ迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施形態に係る検体前処理装置の平面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る検体前処理装置の正面斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る検体前処理装置のアーム部の拡大図である。

【図4】本発明の実施形態に係る検体前処理装置の拭取装置の拡大図である。

【図5】本発明の実施形態に係る検体前処理装置のブロック図である。

【図6】本発明の実施形態に係る検体前処理装置による制御プログラムのフロー図である。

【図7】本発明の実施形態に係る検体前処理装置による検体前処理方法の工程を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の実施形態に係る検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラムついて図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において説明の便宜上、検体前処理装置を水平面に設置した状態において、上方に向かう方向を上方、上方の反対方向を下方、上方および下方により表される軸方向を鉛直方向（ｚ軸）、鉛直方向と垂直な方向を水平方向（ｘ、ｙ軸）とそれぞれ定義する。また、水平方向において、容器搬送部の搬送方向を前後方向（ｙ軸）、ｙ軸と直交する方向を左右方向（ｘ軸）と定義する。

【0037】

本発明の実施形態に係る検体前処理装置１は、例えば安全キャビネット内に設置がされて遺伝子検査の前処理に供されるものであり、制御部５０からの制御信号に基づいて駆動することが可能となっている。以下、検体前処理装置１の詳細な構造について図１乃至図５に基づいて説明する。

【0038】

［容器搬送部］
容器搬送部は、検体前処理装置１の平面視において一方側に検体が収容された検体容器Ｂ１を保持するラックＬをコンベア（符号を付さない）により前後方向に搬送する検体容器搬送部１１、他方側に分注された検体と反応させる試薬が収容された試薬容器Ｂ２を保持するラックＬをコンベアにより前後方向に搬送する試薬容器搬送部１２から構成されている。なお、各ラックＬは一度に８本の容器が保持できるものとなっているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、１つのラックＬに保持できる容器の本数は適宜変更することが可能である。

【0039】

検体容器搬送部１１は、検体前処理に供される前（検体の吸引前）の検体容器Ｂ１が保持されたラックＬを図１の実線矢印の方向に搬送する第１の検体容器搬送部１１１と、第１の検体容器搬送部１１１とは逆方向（図１の点線矢印）に並走し検体前処理後（検体の吸引後）の検体容器Ｂ１が保持されたラックを搬送する第２の検体容器搬送部１１２から構成されている。

【0040】

試薬容器搬送部１２は、検体前処理に供される前（検体の分注前）の試薬容器Ｂ２が保持されたラックＬを図１の実線矢印の方向に搬送する第１の試薬容器搬送部１２１と、第１の試薬容器搬送部１２１とは逆方向（図１の点線矢印）に並走し検体前処理後（検体の分注後）の試薬容器が保持されたラックを搬送する第２の試薬容器搬送部１２２から構成されている。

【0041】

容器搬送部の搬送方向の始端と終端には、図示しないセンサがそれぞれ設けられており、容器搬送部の駆動と停止は該センサからの信号に基づいて、制御部５０における容器搬送制御部５１において制御される。即ち、始端側のセンサが反応すると各容器搬送部が駆動してラックＬが搬送方向に搬送され、終端側のセンサが反応すると駆動が停止されるように制御される。

【0042】

［クランプ部］
クランプ部は、第１のクランプ部６１と第２のクランプ部６２から構成されている。第１のクランプ部６１には、第１の検体容器搬送部１１１で搬送されてきたラックＬに保持されている検体容器Ｂ１のうち、検体前処理に供される選択された一の検体容器Ｂ１が設置される。また、第２のクランプ部６２には、第１の試薬容器搬送部１２１で搬送されてきたラックＬに保持されている試薬容器Ｂ２のうち、検体前処理に供される選択された一の試薬容器Ｂ２が設置される。

【0043】

ここで、必ずしも、検体前処理の対象となる検体容器Ｂ１、及び試薬容器Ｂ２を設置するためのクランプ部を備えている必要はなく、ラックＬに保持された状態で検体容器Ｂ１から検体を吸引し、同じくラックＬに保持された状態の試薬容器Ｂ２に吸引した検体を吐出するようにしてもよい。

【0044】

［アーム部］
アーム部２０は、ディスペンサ把持部２１、及び容器把持部２３から構成されている。ディスペンサ把持部２１は、図３に示すように、ディスペンサＤの後端孔に嵌合可能な突起部２２を有し、該突起部２２にディスペンサＤの後端孔を圧入させることで、ディスペンサＤを保持することが可能となる。そして、ディスペンサＤを保持した状態で、第１のクランプ部６１に設置されている検体容器Ｂ１から検体を吸引する吸引機構、吸引した検体を第２のクランプ部６２に設置されている試薬容器Ｂ２に吐出させる吐出機構をそれぞれ有している。

【0045】

容器把持部２３は、図３に示すように、基部２４に複数の爪部２５を有しており、該爪部２５で検体容器Ｂ１、及び試薬容器Ｂ２の栓体部分を把持して、検体前処理に供される検体容器Ｂ１、及び試薬容器Ｂ２をラックＬから取り出して第１のクランプ部６１、及び第２のクランプ部６２に設置することが可能となっている。また爪部２５で栓体を把持した状態で基部２４を正方向、又は逆方向に回転させることで、栓体を開栓、又は閉栓する機能を有している。

【0046】

アーム部２０は、移動機構２６によりｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの方向にスライド自在に支持されている。移動機構２６は左右方向に延在するｘ軸ガイドレール２６１、前後方向に延在するｙ軸ガイドレール２６２、鉛直方向に延在するｚ軸ガイドレール２６３をそれぞれ有している。そして、図示しない電動モータを含む駆動部により、スライダー（符号を付さない）が各ガイドレール上をスライド移動することで、アーム部２０の３軸方向への自由な移動を可能としている。

【0047】

ここで、必ずしも、アーム部２０は移動機構２６により３軸方向にスライド自在に支持されている必要はなく、３軸又はそれ以上の多軸方向への移動が実現できれば、その構成については特に限定されるものではない。

【0048】

移動機構２６の駆動制御は、制御部５０における移動機構制御部５２により制御される。移動機構制御部５２はアーム部２０のｘ軸方向の移動量を制御するｘ軸制御部５２１、ｙ軸方向の移動量を制御するｙ軸制御部５２２、及びｚ軸方向の移動量を制御するｚ軸制御部５２３からの出力信号に基づいて移動量が制御される。

【0049】

また、容器把持部２３に対しては、検体前処理に供される容器の把持、及び容器の栓体の開閉を指示する容器制御部５３からの出力信号に基づいて、容器の把持と栓体の開閉操作等が行われる。さらに、ディスペンサ把持部２１に対しては、ディスペンサ制御部５４からの出力信号に基づいて、検体容器Ｂ１からの検体の吸引操作、或いは試薬容器への検体の吐出操作が行われる。

【0050】

［ディスペンサケース］
ディスペンサケース７０には、検体前処理に使用するディスペンサＤがストックされている。ディスペンサＤは1回の検体前処理で使い捨てとなるため、１度に複数回の検体前処理を行う場合には大量のディスペンサＤが必要となる。従って、ディスペンサケース７０に予め必要な本数のディスペンサＤをストックしておくことで、効率的に検体前処理を実施できる。また、ディスペンサケース７０内のディスペンサＤのストックが少なくなると、作業員により新しいディスペンサＤが供給されるようになっている。

【0051】

［撮像部］
撮像部３０は、検体前処理に供される検体容器Ｂ１に投入されている検体の状態を撮像する第１の撮像部３１、検体容器Ｂ１からディスペンサＤで吸引した検体の状態を撮像する第２の撮像部３２から構成されている。第１の撮像部３１、及び第２の撮像部３２で撮像された画像データは、後記する制御部５０の画像処理部５５に記憶されたうえで画像診断処理される。

【0052】

ここで、必ずしも、撮像部３０は第１の撮像部３１と第２の撮像部３２から構成されている必要はない。例えば、一台の撮像部３０により検体容器Ｂ１に投入されている検体の状態、及びディスペンサＤに吸引されている検体の状態をそれぞれ撮像するようにしてもよい。

【0053】

まず、第１の撮像部３１で撮像された画像データについては、予め設定をした液面座標の上下限値の範囲内であるか否かが判定され、検体が液面座標の範囲内である場合には以後の処理が実行される。一方、検体が液面座標の範囲内にないと判定された場合には、検体前処理が中断され検体容器Ｂ１は検体前処理に供されることなく、検体前処理が行われなかった検体容器を選別するための容器選別部１００に投入される。

【0054】

なお、液面座標の下限値については、ディスペンサＤにより空気を吸い込むことなく規定の検体量を吸引できる程度に十分な量の液面高さが確保されていればよく、吸引する検体量や、遺伝子検査の種類、或いは目的、さらには使用するディスペンサＤのサイズ等に応じて適宜変更することが可能である。また、液面座標の上限値については、検体容器Ｂ１に貼付されている固体識別のための医療用ラベルの位置を考慮して、外部から液面把握できる最大の液面位置に基づいて適宜変更することが可能である。

【0055】

また、第２の撮像部３２で撮像された画像データについては、吸引した検体の液面評価、及び気泡有無の評価が行われる。液面評価においては、吸引した検体が予め設定をした液面座標の範囲内であるか否かが判定される。一方、気泡有無の評価においては所定の画像解析評価に基づいて判定される。そして、液面評価、及び気泡評価の何れか一方を満たさない場合には検体前処理が中断され、検体を吸引した状態のディスペンサＤは検体前処理に供されることなく廃棄部９０に投入される。また、この時、ディスペンサＤで吸引した検体が投入されていた検体容器Ｂ１は容器選別部１００に投入される。

【0056】

なお、液面評価における上下限値は適宜変更することができるものとし、また気泡有無の判定における画像解析方法は特に限定されるものではなく、種々の画像診断に基づく評価が可能である。

【0057】

また、必ずしも、第２の撮像部３２による評価結果として、液面評価、及び気泡評価の何れか一方を満たさない場合に検体前処理が中断される必要はなく、例えば液面評価、及び気泡評価の何れもが所定の要件を満たさない場合に検体前処理を中断するようにしてもよい。

【0058】

［液垂れ防止部］
液垂れ防止部は、検体容器Ｂ１から検体をディスペンサＤで吸引した際に、ディスペンサＤからの検体の一部が液垂れすることを防止する機能を有し、拭取装置４１、及び遮蔽装置４３から構成されている。

【0059】

拭取装置４１は、検体容器搬送部１１と試薬容器搬送部１２との間であって、平面視において検体前処理装置１の左右方向の略中心線上に設置がされており、拭取装置制御部５６からの出力信号に基づいて駆動制御される。

【0060】

拭取装置４１は、円盤状の一対の回転テーブル４２（第１の回転テーブル４２１と第２の回転テーブル４２２）から構成されている。回転テーブル４２の外周には、ディスペンサＤの先端を接触させて、ディスペンサＤの先端孔から液垂れする検体を拭き取る繊維体４２４を保持するための保持溝４２３が一定間隔で形成されている。なお、本発明の実施形態において使用される繊維体４２４としては、コットンを使用するが、レーヨン、ナイロン、ポリエステル等の液体の吸着機能を有する素材から適宜選択できる。

【0061】

第１のクランプ部６１に正対する第１の回転テーブル４２１は、周方向に所定の角度で回転可能であり、第１の回転テーブル４２１が回転すると互いにギア４２５で噛み合いしている第２の回転テーブル４２２も同時に回転する。そして、第１のクランプ部６１に設置された検体容器Ｂ１から検体を吸引した直後のディスペンサＤが昇降動作して、その先端が繊維体４２４に押し付けられることで、ディスペンサＤの先端孔から液垂れする検体が拭き取られる（図４参照）。

【0062】

検体前処理が完了すると、拭取装置制御部５６からの信号に基づいて第１の回転テーブル４２１が所定角度だけ回転し、新しい繊維体４２４が第１のクランプ部６１に正対するように切り替わる。このとき、使用済みの繊維体４２４は、検体の試薬容器Ｂ２への分注後のディスペンサＤとともに廃棄部９０に投入される。

【0063】

第１の回転テーブル４２１に設置されている繊維体４２４の全てが使用・廃棄されると、第１の回転テーブル４２１と第２の回転テーブル４２２が反転し、今度は第２の回転テーブル４２２に保持されている繊維体４２４が使用される。反転した第１の回転テーブル４２１には新たな繊維体４２４が保持溝４２３に供給されることで、第２の回転テーブル４２２に保持されている繊維体４２４の全てが使用・廃棄されると、再度反転させて第１の回転テーブル４２１に供給された繊維体４２４を使用することができる。

【0064】

ここで、必ずしも、拭取装置４１の回転テーブル４２は第１の回転テーブル４２１と第２の回転テーブル４２２から構成されている必要はなく、一つの回転テーブルのみから構成されていてもよい。但し、回転テーブルが一つのみの場合には、保持溝４２３への繊維体４２４の供給作業時には検体前処理装置１の駆動を中断する必要があるため、検体前処理をできるだけ中断することなく効率的に行うという観点では、回転テーブルは複数設置されていることが好ましい。

【0065】

遮蔽装置４３は、図３に示すように、ディスペンサ把持部２１によりディスペンサＤが把持されている状態において、遮蔽板４４が遮蔽装置制御部５７からの出力信号に基づいてディスペンサＤの先端孔を遮蔽する遮蔽位置（仮想線図）と、先端孔を露出する退避位置（実線図）との間をスライド自在に駆動される。

【0066】

遮蔽板４４は、検体容器Ｂ１からディスペンサＤで検体を吸引する際は退避位置で保持され、検体を吸引した後にアーム部２０を移動させる際には遮蔽位置に保持される。これにより、アーム部２０がスライド、或いは昇降移動する際の振動等により、ディスペンサＤの先端孔から検体の一部が液垂れをしたとしても、遮蔽装置４３で検体を受け止め、検体前処理装置１の周囲に検体が付着することを防止することができる。

【0067】

［ラック把持部］
ラック把持部８０は、第１のラック把持部８１と第２のラック把持部８２から構成されている。第１のラック把持部８１は、ラック制御部５８からの出力信号に基づいて、第１の検体容器搬送部１１１に設置されているラックＬを把持して隣接する第２の検体容器搬送部１１２に移動させる。即ち、ラックＬに保持されている８本の検体容器Ｂ１の全ての検体前処理が完了すると、第１のラック把持部８１はラックＬを把持して第２の検体容器搬送部１１２へ移動させ、次に検体前処理に供される検体容器Ｂ１が保持されたラックＬが第１の検体容器搬送部１１１により順送りされる。

【0068】

第２のラック把持部８２についても同じく、ラックＬに保持されている試薬容器Ｂ２の全てに検体が分注されると、ラック制御部５８からの出力信号に基づいて、第２のラック把持部８２によりラックが把持されて第２の試薬容器搬送部１２２へと移動させる。そして、次に検体前処理に供される試薬容器Ｂ２が保持されたラックＬが第１の試薬容器搬送部１２１により順送りされる。

【0069】

以上が本発明の実施形態に係る検体前処理装置１の構成である。次に、検体前処理装置１による検体前処理の手順について、図６、及び図７に基づいて説明する。

【0070】

［試薬容器のセット：Ｓ１］
まず、アーム部２０が第１の試薬容器搬送部１２１までスライド移動し、搬送されてきたラックＬに保持されている試薬容器Ｂ２のうちから、検体前処理に供される試薬容器Ｂ２を選択して容器把持部２３により把持されてラックＬから取り出され、第２のクランプ部６２にセットされる（図７（ａ））。

【0071】

［ディスペンサのセット：Ｓ２］
アーム部２０がディスペンサケース７０の位置までスライド移動し、検体前処理に使用する未使用のディスペンサＤをディスペンサ把持部２１により把持して取り出す。

【0072】

［検体容器の選択：Ｓ３］
アーム部２０が第１の検体容器搬送部１１１までスライド移動し、第１の検体容器搬送部１１１で搬送されてきたラックＬに保持されている検体容器Ｂ１のうちから、検体前処理に供される検体容器Ｂ１を選択して容器把持部２３により把持されてラックＬから取り出される。

【0073】

［検体容器の撮像：Ｓ４］
容器把持部２３で検体容器Ｂ１を把持してラックＬから取り出した状態で、第１の撮像部３１により検体の液面状態が撮像される（図７（ｂ））。このとき、画像処理部５５による判定の結果（Ｓ５）、液面が適正な範囲内であれば検体容器Ｂ１は第１のクランプ部６１に設置される。一方、検体容器Ｂ１内の検体の液面が適正な範囲内ではないと判定されると、検体前処理を終了し、容器把持部２３で把持されている検体容器Ｂ１は、容器選別部１００に投入される。

【0074】

［検体容器の栓体の開栓：Ｓ６］
検体容器Ｂ１が第１のクランプ部６１にセットされると、検体容器Ｂ１の栓体を把持したまま容器把持部２３を正回転させ、検体容器Ｂ１の栓体が開栓される。

【0075】

［ディスペンサによる検体の吸引：Ｓ７］
ディスペンサ把持部２１で把持しているディスペンサＤを、開栓後の検体容器Ｂ１に挿入して、所定量の検体を吸引する（図７（ｃ））。

【0076】

［ディスペンサ先端孔の拭き取り：Ｓ８］
Ｓ７においてディスペンサＤで検体を吸引し、検体容器Ｂ１からディスペンサＤを取り出すと、拭取装置４１をディスペンサＤの近傍位置まで移動させる。その後、ディスペンサ把持部２１を昇降動作させることで、ディスペンサＤの先端孔を拭取装置４１に設置されている繊維体４２４に押し付けて、先端孔に付着する検体を拭き取る（図７（ｄ））。

【0077】

［検体容器の栓体の閉栓：Ｓ９］
拭取装置４１によりディスペンサＤの先端孔を拭き取ったら、検体容器Ｂ１の栓体を把持した容器把持部２３を検体容器Ｂ１の直上まで移動させ、検体容器に栓体を取り付けた状態で容器把持部２３を逆回転させて閉栓する。これにより、検体に含まれるウイルスの検体容器からの拡散を防止することができる。

【0078】

［遮蔽装置による遮蔽：Ｓ１０］
Ｓ８において、ディスペンサＤの先端孔を拭取装置４１で拭き取ったら、直後に遮蔽装置４３を駆動させ、遮蔽板４４を遮蔽位置に移動させる（図７（ｅ））。以後、検体が試薬容器Ｂ２に分注されるまでの間は、遮蔽装置４３は遮蔽位置のまま維持され、アーム部２０のスライド、或いは昇降動作時の振動等により、ディスペンサＤの先端孔から検体の一部が液垂れをしたとしても、遮蔽板４４で液垂れする検体を受け止め、周囲への検体の拡散を防止することができる。

【0079】

［試薬容器Ｂ２の栓体の開栓：Ｓ１１］
Ｓ８において検体容器Ｂ１の栓体を閉栓したら、アーム部２０を第２のクランプ部６２にセットされている試薬容器Ｂ２の位置までスライド移動させる。そして、容器把持部２３で試薬容器Ｂ２の栓体を把持して正回転させることで、試薬容器Ｂ２の栓体を開栓する。

【0080】

［ディスペンサの液面撮像：Ｓ１２］
ディスペンサ把持部２１でディスペンサＤを把持した状態で、第２のクランプ部６２に設置されている試薬容器Ｂ２に検体を分注する前に、第２の撮像部３２によりディスペンサＤに吸引されている検体の状態が撮像される（図７（ｅ））。このとき、画像処理部５５による判定の結果、液面が適正な範囲内あるか否か（Ｓ１３）、或いは気泡の有無（Ｓ１４）が画像診断される。画像診断の結果、何れかの判定条件を満たさない場合には、検体前処理を終了する。なお、このとき、ディスペンサＤは拭き取りに供した繊維体４２４とともに廃棄部９０に廃棄されるとともに、検体容器Ｂ１は容器選別部１００に投入される。

【0081】

［検体の分注：Ｓ１５］
一方、画像処理部５５による画像診断の結果、ディスペンサＤで吸引されている検体の液面が適正な範囲内であり、かつ気泡が無いと判定された場合には、アーム部２０の昇降動作により、ディスペンサ把持部２１で把持されているディスペンサＤが開栓された試薬容器Ｂ２内に挿入されて検体が吐出される（図７（ｆ））。

【0082】

［ディスペンサと繊維体の廃棄：Ｓ１６］
検体が試薬容器Ｂ２に吐出されるとアーム部２０を廃棄部９０の近傍までスライド移動させ、検体前処理に供したディスペンサＤが廃棄部９０に投入される。このとき、ディスペンサＤの先端を拭き取った繊維体４２４にディスペンサＤを押し付ける動作を加えることで、ディスペンサＤとともに繊維体４２４も保持溝４２３から廃棄部９０に落下させることができる（図７（ｇ））。

【0083】

［試薬容器の栓体の閉栓：Ｓ１７］
Ｓ１３の後にアーム部２０を第２のクランプ部６２までスライド移動させ、容器把持部２３で把持している栓体を試薬容器Ｂ２に取り付けて逆回転して閉栓する（図７（ｈ））。

【0084】

［容器のラックへの返却：Ｓ１８］
Ｓ１７において閉栓された試薬容器Ｂ２は、容器把持部２３で把持されたままアーム部２０をスライド移動させてラックＬの元の位置に返却される。その後、アーム部２０を第１のクランプ部６１までスライド移動させて、検体容器Ｂ１を把持して第１のクランプ部６１から取り出し、取り出した検体容器Ｂ１はラックＬの元の位置に返却される。

【0085】

以上のＳ１～Ｓ１８の一連の工程が完了したら、次の検体前処理に供される試薬容器Ｂ２、及び検体容器Ｂ１が選択されて、再度Ｓ１～Ｓ１８が行われる。そして、一つのラックＬに保持されている検体の全ての検体前処理が完了すると、検体容器が保持されているラックＬは、第１のラック把持部８１により第１の検体容器搬送部１１１から第２の検体容器搬送部１１２に移動される。そして、第１の検体容器搬送部１１１には次に検体前処理に供される検体が投入されている検体容器Ｂ１が保持されたラックＬが搬送される。

【0086】

また、試薬容器Ｂ２についても同じく、一つのラックＬに保持されている検体の全ての検体前処理が完了すると、試薬容器Ｂ２が保持されているラックＬは、第２のラック把持部８２により第１の試薬容器搬送部１２１から第２の試薬容器搬送部１２２に移動される。そして、第１の試薬容器搬送部１２１には次に検体前処理に供される検体が分注される試薬が入った試薬容器Ｂ２が保持されたラックＬが搬送される。

【0087】

以上、本発明に係る検体前処理装置、検体前処理方法、及び制御プログラムは、被験者から採取した検体に基づいて感染症の陽性、及び陰性を判定するための遺伝子検査の前処理を簡易かつ迅速に行うことができるものとなっている。

【符号の説明】

【0088】

１ 検体前処理装置
１１ 検体容器搬送部
１１１ 第１の検体容器搬送部
１１２ 第２の検体容器搬送部
１２ 試薬容器搬送部
１２１ 第１の試薬容器搬送部
１２２ 第２の試薬容器搬送部
２０ アーム部
２１ ディスペンサ把持部
２２ 突起部
２３ 容器把持部
２４ 基部
２５ 爪部
２６ 移動機構
２６１ ｘ軸ガイドレール
２６２ ｙ軸ガイドレール
２６３ ｚ軸ガイドレール
３０ 撮像部
３１ 第１の撮像部
３２ 第２の撮像部
４１ 拭取装置
４２ 回転テーブル
４２１ 第１の回転テーブル
４２２ 第２の回転テーブル
４２３ 保持溝
４２４ 繊維体
４２５ ギア
４３ 遮蔽装置
４４ 遮蔽板
５０ 制御部
５１ 容器搬送制御部
５２ 移動機構制御部
５２１ ｘ軸制御部
５２２ ｙ軸制御部
５２３ ｚ軸制御部
５３ 容器制御部
５４ ディスペンサ制御部
５５ 画像処理部
５６ 拭取装置制御部
５７ 遮蔽装置制御部
５８ ラック制御部
５９ 記憶部
６１ 第１のクランプ部
６２ 第２のクランプ部
７０ ディスペンサケース
８１ 第１のラック把持部
８２ 第２のラック把持部
９０ 廃棄部
１００ 容器選別部
Ｂ１ 検体容器
Ｂ２ 試薬容器
Ｄ ディスペンサ
Ｌ ラック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】