特許 7415908 試料前処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】試料前処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/04 20060101AFI20240110BHJP

   G01N 35/10 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01N35/04 Z

G01N35/10 H

G01N35/10 K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020207480

(22)【出願日】2020-12-15

(65)【公開番号】P2022094535

(43)【公開日】2022-06-27

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】弁理士法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金子 直樹

(72)【発明者】

【氏名】依田 里都子

(72)【発明者】

【氏名】伊永 章史

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１７０１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３４０９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０９０１５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００９－５４４９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７５７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２３４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１５９５７８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３５／００ － ３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｎ行×Ｍ列（但し、Ｎ、Ｍともに２以上の整数）の行列状にウェルが形成されてなる第１ウェルプレートと、該第１ウェルプレートにおける１行中のＭ個のウェルに相当する長さの細長ウェルがＮ本形成されている、又は該第１ウェルプレートにおいて１列中のＮ個のウェルに相当する長さの細長ウェルがＭ本形成されている第２ウェルプレートと、を含む、複数の容器を収納可能である容器保管部と、
前記容器が載置可能である作業台と、前記第１ウェルプレートにおける１行中のＭ個のウェルに対応するＭ連チップ、又は該第１ウェルプレートにおける１列中のＮ個のウェルに対応するＮ連チップを含むピペット部と、該ピペット部を通して前記作業台に載置された容器中の液体を吸引吐出するポンプ部と、を含む分注作業部と、
前記容器保管部と前記作業台との間で前記容器を搬送する搬送部と、
前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御するものであって、前記容器保管部に用意された、Ｌ本（但し、Ｌは２以上でＮ又はＭ以下の整数）の細長ウェルにそれぞれ前処理用の試液が収容された状態の第２ウェルプレートと、Ｌ個の空の第１ウェルプレートとを、それぞれ前記容器保管部から前記作業台まで搬送する搬送工程と、前記作業台において、前記Ｍ連チップ又は前記Ｎ連チップを用い、試液入りの第２ウェルプレートの各細長ウェルに収容されているＬ個の試液のうちの一つの試液を吸引してＬ個の空の第１ウェルプレートのうちの一つの第１ウェルプレートの各ウェルに分注する、という動作を、用意されたＬ個の試液についてそれぞれ実行する試液分注工程と、前記作業台において、第１試液が分注されている第１ウェルプレートの各ウェルへそれぞれ試料を注入する試料注入工程と、前記試液分注工程後に、前処理の第２段階で使用する第２試液が分注されている第１ウェルプレートが前記作業台から前記容器保管部まで戻されている場合には該第２試液入りの第１ウェルプレートを前記容器保管部から前記作業台へ搬送したうえで、該作業台において、該第２試液入りの第１ウェルプレートの各ウェルへ、前記第１試液及び試料の混合溶液が収容されている第１ウェルプレートの各ウェルから該混合溶液をそれぞれ注入する混合溶液注入工程と、を実行するように前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御する制御部と、
を備える試料前処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記試液分注工程後に、前処理の第１段階で使用する第１試液以外の試液が分注されている第１ウェルプレートを前記作業台から前記容器保管部まで戻す戻し工程を実行するとともに、前記混合溶液注入では、第２試液入りの第１ウェルプレートを前記容器保管部から前記作業台へ搬送するように、前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御する請求項１に記載の試料前処理装置。

【請求項3】

前記制御部は、試液入りの第２ウェルプレートから空の第１ウェルプレートへの試液の分注が全て終了したあとに、該第２ウェルプレートを前記作業台から前記容器保管部へと戻し、前記試料が収容されている容器を前記容器保管部から前記作業台まで搬送し試料の分注を行うように、前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御する、請求項１又は２に記載の試料前処理装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１試液が収容されている第１ウェルプレートの各ウェルに試料を分注する際に、該ウェルにおいて液体の吸引及び吐出動作を行うことにより混和促進処理を実施する、請求項１～３のいずれか１項に記載の試料前処理装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記第２試液が収容されている第１ウェルプレートの各ウェルへ混合溶液をそれぞれ注入する際に、該ウェルにおいて液体の吸引及び吐出動作を行うことにより混和促進処理を実施する、請求項１～４のいずれか１項に記載の試料前処理装置。

【請求項6】

前記作業台において前記第２段階以降の複数の段階を経て前処理が終了したあとの複数の溶液をそれぞれ、マトリックス支援レーザー脱離イオン化用のサンプルプレート上に滴下し、該サンプルプレート上で該溶液と所定のマトリックスとを混合させてサンプルを調製するサンプル調製部、をさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の試料前処理装置。

【請求項7】

Ｎは８でＭは１２である、又は、Ｎは１６でＭは２４である、請求項１～６のいずれか１項に記載の試料前処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分析や測定の対象である試料の前処理を行う試料前処理装置に関し、さらに詳しくは、試薬・試液等を用いて多数の液体試料の前処理を行う試料前処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

認知症の主要な原因であるアルツハイマー病の発症には、ヒトの体内で産生されるペプチドの一種であるアミロイドβ（Amyloid β、以下「Ａβ」と略すことがある）が深く関わっていると考えられている。Ａβが脳全体に蓄積すると健全な神経細胞が変化したり脱落したりして脳萎縮を進行させる、と言われており、脳内におけるＡβの蓄積状態を正確に判定することはアルツハイマー病の早期診断を行ううえで重要である。

【0003】

脳内におけるＡβの蓄積の有無を判定する方法の一つとして、近年、免疫沈降（ImmunoPrecipitation：ＩＰ）法とマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry：以下「ＭＡＬＤＩ－ＭＳ」と略すことがある）とを組み合わせたＩＰ－ＭＳ法が提案され注目を集めている。例えば非特許文献１、２等には、Ａβ関連ペプチドＡＰＰ669-711／Ａβ1-42比とＡβ1-40／Ａβ1-42比とを組み合わせた複合バイオマーカー（composite biomarker）が脳内におけるアミロイド蓄積の血液バイオマーカーとして有望であることが報告されている（なお、「ＡＰＰ」はＡβの前駆体タンパク質（Amyloid precursor protein））。

【0004】

ＩＰ－ＭＳ法によるＡβの検査を大規模に実施するには、多数の検体（血漿サンプル）をＩＰ法によって同時に且つ迅速に処理する必要があり、そのためには、検体や複数種類の試液を自動的に分注する分注機構を有する試料前処理装置が不可欠である。また、作業者の技量や熟練に依存することなく、同じ操作を繰り返し実行する際の再現性を向上させるためにも、自動試料前処理装置を用いてＩＰ法に関する処理を実施することは重要である。

【0005】

従来、こうした処理のために用いられる自動分注装置としては、アジレント（Agilent）社製の「Bravo」、サーモフィッシャーサイエンティフィック（Thermo Fisher Scientific）社製の「NIMBUS」、エッペンドルフ（Eppendorf）社製の「epMotion」、ハミルトン（Hamilton）社製の「Microlab」、べックマン・コールター（Beckman Coulter）社製の「Biomak」などが知られている。こうした従来の自動分注装置では、広く使用されている９６ウェルプレート上の各ウェルから９６ウェルプレート上の各ウェルへの分注、リザーバーから９６ウェルプレート上の各ウェルへの分注、或いは、マイクロチューブやコニカルチューブから９６ウェルプレート上の各ウェルへの分注、などの操作が可能となっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】Kaneko N、ほか１２名、「ノベル・プラズマ・バイオマーカー・サロゲーティング・セレブラル・アミロイド・デポジション（Novel plasma biomarker surrogating cerebral amyloid deposition」、Proc. Jpn. Acad.、Ser. B、Phys. Biol. Sci.、2014年、Vol.90、No.9、pp.353-364

【文献】Nakamura A、ほか１９名、「ハイ・パフォーマンス・プラズマ・アミロイドベータ・バイオマーカーズ・フォー・アルツハイマーズ・デジーズ（High performance plasma amyloid-β biomarkers for Alzheimer's disease）」、Nature、2018年、Vol.554、No.7691、pp.249-254

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

非特許文献１、２等に開示されているように、上記ＩＰ－ＭＳ法におけるＩＰ法の処理は２段階のアフィニティ精製を行うこともあって、その工程が複雑であり、多種類の試液を必要とする。そして、そのうちの幾つかの種類の試液については、予め９６ウェルプレート（又は３８４ウェルプレート）の各ウェルに移ししてからでないと、同時処理を進めることができない。複数種類の試液をそれぞれ複数枚の９６ウェルプレートへ分注する操作を作業者が手作業で行うと非常に手間が掛かるだけでなく、試液の入れ間違いや混入などのリスクも生じる。上述したような自動分注装置を使用すれば、それぞれの試液が収容されているマイクロチューブやコニカルチューブから９６ウェルプレート上の各ウェルへ試液を確実に分注することは可能であるものの、分注に長い時間を要する。試液の種類が増えれば、さらに分注時間は伸びることになり、前処理の効率が低下する。

【0008】

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その主たる目的は、複数種類の試液をそれぞれ異なるウェルプレート上の各ウェルに効率良く分注することができ、分注作業に要する時間を短縮することで効率的な前処理を実施することができる試料前処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために成された本発明に係る試料前処理装置の一態様は、
Ｎ行×Ｍ列（但し、Ｎ、Ｍともに２以上の整数）の行列状にウェルが形成されてなる第１ウェルプレートと、該第１ウェルプレートにおける１行中のＭ個のウェルに相当する長さの細長ウェルがＮ本形成されている、又は該第１ウェルプレートにおいて１列中のＮ個のウェルに相当する長さの細長ウェルがＭ本形成されている第２ウェルプレートと、を含む、複数の容器を収納可能である容器保管部と、
前記容器が載置可能である作業台と、前記第１ウェルプレートにおける１行中のＭ個のウェルに対応するＭ連チップ、又は該第１ウェルプレートにおける１列中のＮ個のウェルに対応するＮ連チップを含むピペット部と、該ピペット部を通して前記作業台に載置された容器中の液体を吸引吐出するポンプ部と、を含む分注作業部と、
前記容器保管部と前記作業台との間で前記容器を搬送する搬送部と、
前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御するものであって、前記容器保管部に用意された、Ｌ本（但し、Ｌは２以上でＮ又はＭ以下の整数）の細長ウェルにそれぞれ前処理用の試液が収容された状態の第２ウェルプレートと、Ｌ個の空の第１ウェルプレートとを、それぞれ前記容器保管部から前記作業台まで搬送する搬送工程と、前記作業台において、前記Ｍ連チップ又は前記Ｎ連チップを用い、試液入りの第２ウェルプレートの各細長ウェルに収容されているＬ個の試液のうちの一つの試液を吸引してＬ個の空の第１ウェルプレートのうちの一つの第１ウェルプレートの各ウェルに分注する、という動作を、用意されたＬ個の試液についてそれぞれ実行する試液分注工程と、前記作業台において、第１試液が分注されている第１ウェルプレートの各ウェルへそれぞれ試料を注入する試料注入工程と、前記試液分注工程後に、前処理の第２段階で使用する第２試液が分注されている第１ウェルプレートが前記作業台から前記容器保管部まで戻されている場合には該第２試液入りの第１ウェルプレートを前記容器保管部から前記作業台へ搬送したうえで、該作業台において、該第２試液入りの第１ウェルプレートの各ウェルへ、前記第１試液及び試料の混合溶液が収容されている第１ウェルプレートの各ウェルから該混合溶液をそれぞれ注入する混合溶液注入工程と、を実行するように前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御する制御部と、
を備えるものである。

【0010】

例えば、標準的に使用されている９６ウェルプレートを第１ウェルプレートとして使用する場合には、Ｎ＝８、Ｍ＝１２（又はその逆）であり、３８４ウェルプレートを第１ウェルプレートとして使用する場合には、Ｎ＝１６、Ｍ＝２４（又はその逆）である。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る試料前処理装置の一態様では、第２ウェルプレートの複数の細長ウェルの各々に収容されている試液を、ピペット部のＭ連チップ又はＮ連チップを用いて第１ウェルプレートのＭ個又はＮ個のウェルに同時に分注し、これを複数回実行することで、一つの第１ウェルプレートの（Ｎ×Ｍ）個のウェルへ一つの試液の分注を完了することができる。そして、この動作をＬ種類の試液それぞれについて実施することで、Ｌ個の第１ウェルプレートにそれぞれ異なる種類の試液を充填することができる。

【0012】

このようにして本発明に係る試料前処理装置の一態様によれば、前処理に使用する試液の数が多い場合であっても、各試液をそれぞれ異なるウェルプレート上の各ウェルに効率良く分注することができ、試液の分注作業に要する時間を短縮することができる。

【0013】

また、試液の数が多いと該試液が分注されるウェルプレートの数も多くなるが、直近で使用する又は前処理の始めのほうの段階で使用する試液以外の試液が分注されたウェルプレートを一旦、容器保管部に戻し、或る試液が前処理に必要であるときにその都度、容器保管部から必要な試液が分注されたウェルプレートを分注作業部に搬送するようにすることで、比較的狭いスペースの作業台において多くの試液を使用する複雑な前処理を行うことができる。それにより、試料前処理装置のサイズ、特に設置面積を抑えることができる。

【0014】

また、本発明に係る試料前処理装置の一態様によれば、作業段階の数や使用する試液の数が相違する様々な前処理に柔軟に対応することができる汎用性の高い前処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態である試料前処理装置の概略外観図。

【図2】本実施形態の試料前処理装置の制御系のブロック構成図。

【図3】ＩＰ－ＭＳ法を利用したＡβ測定のための前処理（ＩＰ法の処理）及びサンプル調製の手順の一例を示すフローチャート。

【図4】本実施形態の試料前処理装置を用いてＩＰ法の処理を実施する際の、試液の分注状況の説明図。

【図5】本実施形態の試料前処理装置で用いられる９６ウェルプレートの概略平面図。

【図6】本実施形態の試料前処理装置で用いられる８ウェルプレート（８レーンリザーバープレート）の概略平面図。

【図7】本実施形態の試料前処理装置で用いられる１２ウェルプレート（１２レーンリザーバープレート）の概略平面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係る試料前処理装置について説明する前に、上述したＩＰ－ＭＳ法を利用したＡβ測定の際のＩＰ法の処理手順の一例について、図面を参照して説明する。

【0017】

［ＩＰ法の処理手順］
図３は、Ａβ測定のためのＩＰ法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この手順自体は、非特許文献１、２等ですでに公開されているものである。
試料（検体）は被検者から採取された血液のうちの血漿である。前処理のための試液はＡ液、Ｂ液、Ｃ液、Ｄ液、Ｅ液、Ｆ液、Ｇ液の７種類である。また、それ以外に、アフィニティ精製のための所定の抗体を固定化したビーズとしてａビーズ、ｂビーズの２種類を使用する。なお、ここでは、発明の趣旨ではないので試液についての詳しい説明は省略するが、その具体的な種類は非特許文献１、２等に開示されているものを用いることができる。

【0018】

まず、試料をＡ液に混合し（ステップＳ１）、その試料とＡ液との混合液を、ａビーズが収容されている容器（ウェル）に導入して混合する（ステップＳ２）。その状態で適宜の時間（例えば１時間）、ａビーズ入り容器をインキュベートすることで、試料中の目的成分（厳密には目的成分を含む化合物）とａビーズに固定化されている抗体との反応を促進させる（ステップＳ３）。これにより、試料中の目的成分はビーズに担持される。そのあと、ａビーズを残して容器中の上清、つまりは試料とＡ液の混合液を除去する（ステップＳ４）。

【0019】

次いで、目的成分が担持された状態のａビーズを、Ｂ液とＣ液を用いて洗浄する（ステップＳ５）。この洗浄によって、ビーズに単に付着していた夾雑物の多くは除去される。そのあと、洗浄後のａビーズが収容されている容器に溶出液であるＤ液を導入して混合し、ａビーズに担持されている目的成分をＤ液中に溶出させる（ステップＳ６）。ここまでが、第１段階のアフィニティ精製である。

【0020】

次に、目的成分が含まれるＤ液つまりは溶出液を容器から採取し、これをＥ液に混合する（ステップＳ７）。そして、溶出液とＥ液との混合液をｂビーズが収容されている容器に導入し混合する（ステップＳ８）。ステップＳ３と同様に、その状態で適宜の時間（例えば１時間）だけ、ｂビーズ入りの容器をインキュベートすることで、試料中の目的成分（厳密には目的成分を含む化合物）とｂビーズに固定化されている抗体との反応を促進させる（ステップＳ９）。これにより、溶出液中の目的成分はｂビーズに担持される。そのあと、容器内にｂビーズを残して上清、つまりは溶出液とＥ液の混合液を除去する（ステップＳ１０）。

【0021】

次いで、目的成分が担持された状態のｂビーズを、Ｆ液、Ｃ液、及びＧ液をその順に用いてそれぞれ洗浄する（ステップＳ１１）。そして、洗浄後のｂビーズとＨ液とを混合し、ｂビーズに担持されている目的成分をＨ液中に溶出させる（ステップＳ１２）。なお、Ｈ液には、溶出処理の直前に揮発性を有するアセトニトリルが添加される。ここまでが、第２段階のアフィニティ精製であり、Ｈ液中に目的成分が溶解した溶出液が得られる。この溶出液を、ＭＡＬＤＩ用のサンプルプレート上に滴下しマトリックスを添加したうえで乾固させて、ＭＡＬＤＩ用のサンプルを調製する（ステップＳ１３）。

【0022】

上述したように、ＩＰ－ＭＳ法を用いたＡβ測定では、分析対象のＡβ関連物質を血漿から抽出するのにかなり複雑な操作を要する。本発明の一実施形態である試料前処理装置では、この一連の操作を人手を介すことなく自動的に行うことができる。

【0023】

［本実施形態の試料前処理装置の構成］
図１は、本実施形態の試料前処理装置の概略外観図であり、（ａ）は略正面図、（ｂ）は略上面図である。図２は本実施形態の試料前処理装置の制御系のブロック構成図である。図１は、説明に必要な構成要素のみを記載した概略図である。説明の都合上、図１中に示すように、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を空間内に定めており、装置の設置面はＸ－Ｙ面に平行な面である。

【0024】

図１に示すように、本実施形態の試料前処理装置は、ベースプレート１上に、容器保管部２と、分注作業部３と、容器保管部２と分注作業部３との間でウェルプレートなどの容器を搬送する容器搬送部４と、を有する。また、図２に示すように、本実施形態の試料前処理装置は、制御部５と、ユーザーインターフェイスである操作部６と、を含む。

【0025】

容器保管部２は、ＳＢＳ規格に準拠した所定のサイズのウェルプレートやリザーバー、或いはチューブラックなどの各種の容器を多数収容可能である一種の棚である。

【0026】

分注作業部３は、ウェルプレートなどの容器を複数載置することが可能である作業台３０と、作業台３０上に載置された例えばウェルプレートのウェル内から液体を吸引したりウェル内に液体を吐出したりするための吸引吐出部３１と、吸引吐出部３１をＸ－Ｙ面内で移動させるとともにＺ軸方向につまり上下方向に移動させる吸引吐出機構移動部３２と、を含む。吸引吐出部３１は、吸引吐出の対象である液体に接触するチップ３１１が先端に装着されたピペット部３１２と、該ピペット部３１２を介して液体を吸引したり吐出したりするポンプ部３１３と、を含む。ここでは、後述する８ウェルプレートから同時に分注を行うために、チップ３１１として１２個のチップが一体化された１２連チップを使用する。作業台３０上には、ウェルプレートを載置するために、後述するマグネットプレートや冷却プレートを含む複数のプレートが設けられている。

【0027】

容器搬送部４は、ウェルプレートなどの容器を把持するアーム機構４１と、該アーム機構をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に所定の範囲内で移動させるアーム移動部４２と、を含む。

【0028】

制御部５は、予め格納された動作プログラム５１に従って、アーム移動部４２、吸引吐出部３１（ポンプ部３１３）、及び吸引吐出機構移動部３２を駆動することで、後述するような分注作業を含む一連の前処理を実行する。
なお、制御部５の機能の少なくとも一部は、パーソナルコンピューターをハードウェア資源とし、該コンピューターに予めインストールされた専用のソフトウェアを該コンピューターで実行することにより達成されるものとすることができる。

【0029】

［前処理に使用される容器］
上記のような一連の処理を本実施形態の試料前処理装置で実行するために、ここでは、幾つかの種類の容器を用いる。図５～図７は代表的なウェルプレートを示す平面図である。図５は９６ウェルプレート、図６は８ウェルプレート、図７は１２ウェルプレートの平面図である。

【0030】

図５に示す９６ウェルプレート７はＳＢＳ規格に準拠したものであり、合成樹脂製である平板状部材に、同じ径、同じ深さの９６個のウェル７１が８行×１２列の行列状に形成されたものである。９６ウェルプレート７としては、例えば、エッペンドルフ社製の「Eppendorf twin.tec（登録商標） PCR Plates」やコーニング（Corning）社製の「Axygen（登録商標）96ウェルPCRプレート」などを用いることができる。この９６ウェルプレート７にはウェル７１の深さが異なるdeep wellタイプとPCR Wellタイプとがあり、前者は後者よりもウェル７１が深く容量が大きい。

【0031】

図６に示す８ウェルプレート８もＳＢＳ規格に準拠したものであり、９６ウェルプレート７と同じサイズの平板状部材に、その９６ウェルプレート７において１行に並ぶ１２個のウェル７１全体をカバーする長さの溝状の細長ウェル８１が８本形成されたものである。８ウェルプレート８としては、例えば、コーニング社製の「Axygen 8チャンネル試薬リザーバー ハイプロファイル」などを使用することができる。
同様に、図７に示す１２ウェルプレート９もＳＢＳ規格に準拠したものであり、９６ウェルプレート７と同じサイズの平板状部材に、その９６ウェルプレート７において１列に並ぶ８個のウェル７１全体をカバーする長さの溝状の細長ウェル９１が１２本形成されたものである。１２ウェルプレート９としては、例えば、コーニング社製の「Axygen 12チャンネル試薬リザーバー ハイプロファイル」などを使用することができる。

【0032】

また、後述の処理では、上記ウェルプレート以外に、ＳＢＳ規格に準拠したサイズの大容量のリザーバーなどが用いられる。

【0033】

［本実施形態の試料前処理装置における前処理動作］
次に、本実施形態の試料前処理装置を用いて図３に示したＩＰ法の処理を行う際の作業及び装置の動作について説明する。

【0034】

オペレーターは、準備工程として、１枚の８ウェルプレート８（又は１２ウェルプレート９でもよい）の各ウェル８１にそれぞれ、前処理に必要である異なる種類の試液を注入する。８ウェルプレート８を使用した場合には最大で８種類の試液を、１２ウェルプレート９を使用した場合には最大で１２種類の試液を使用することができる。ここでは、図４に示したように、Ａ液、ａビーズ（懸濁液）、Ｅ液、ｂビーズ（懸濁液）、Ｈ液の５種類の試液を８ウェルプレート８の８個の細長ウェル８１にそれぞれ収容する。なお、それ以外の試液、つまりはＢ液、Ｃ液、Ｄ液、Ｆ液、及びＧ液は、それぞれリザーバーに収容される。

【0035】

オペレーターは、上記５種類の試液が収容された８ウェルプレート（以下、このウェルプレートを「試液プレート」という）８と、５種類の試液が収容されたリザーバー、試液の種類の数と同じ枚数、ここでは５枚の空の９６ウェルプレート７と、９６本の試料（検体）が収容されているチューブラックを、それぞれ容器保管部２の所定位置にセットする。５枚の空の９６ウェルプレートのうち２枚はdeep well型、３枚はPCR well型である。これで、自動前処理の準備が完了し、続いて、オペレーターは操作部６で処理開始のための所定の操作を行う。

【0036】

処理開始の指示を受けた制御部５は、アーム移動部４２を駆動し、試液プレートと５枚の空の９６ウェルプレート７とをそれぞれ、容器保管部２から分注作業部３の作業台３０上の所定位置へと移動させる。作業台３０上に、５枚の空の９６ウェルプレート７を載置するスペースがある場合、又は、５枚の空の９６ウェルプレート７を重ねて載置することが可能である場合には、後述する試液の分注の前に５枚の空の９６ウェルプレート７全てを移送してもよいが、そのスペースが作業台３０上にない場合には、１枚の空の９６ウェルプレート７を移送し、試液の分注が終了したならば試液が分注された９６ウェルプレート７を容器保管部２に戻すとともに、別の空の９６ウェルプレート７を容器保管部２から作業台３０上へ移送する、という動作を繰り返すようにすればよい。

【0037】

試液プレートと空の９６ウェルプレート７が作業台３０上の所定位置に載置されると、制御部５は吸引吐出機構移動部３２を駆動し、吸引吐出部３１を試液プレートの上方まで移動させる。そして、吸引吐出部３１を降下させて、チップ（１２連チップ）３１１を試液プレートの一つの細長ウェル中の試液に浸漬させる。１２連チップの全てが試液プレートの一つの細長ウェル中の試液に、つまり同じ試液に浸漬される。そして、吸引吐出部３１のポンプ部３１３を動作させ、試液を１２連チップの各チップに吸引して保持する。そのあと、制御部５は、吸引吐出機構移動部３２により吸引吐出部３１を上昇させるとともに、今度は１枚の空の９６ウェルプレート７の上方まで移動させる。そして、吸引吐出部３１を降下させて空の９６ウェルプレート７の一つの行に並ぶ１２個のウェル７１に、保持していた試液を一斉に吐出する。それにより、１種類の試液が、１枚の９６ウェルプレート７内の１２個のウェル７１に同時に分注される。この動作を８回繰り返すことにより、同じ１種類の試液を１枚の９６ウェルプレート７内の全てのウェル７１に分注する。

【0038】

次に、試液プレートに用意されている他の４種類の試液についても、同様にして、それぞれ別の空の９６ウェルプレート７の各ウェル７１に分注する。これにより、図４に示すように、用意された５枚の空の９６ウェルプレートのそれぞれに、異なる種類の試液、即ち、Ａ液、ａビーズ、Ｅ液、ｂビーズ、及びＨ液が分注される。

【0039】

そのあと、制御部５はアーム移動部４２を駆動して、試液分注後の試液プレート、及び、試液が収容されている５枚の９６ウェルプレート７を作業台３０上から容器保管部２へ移動させる。但し、前処理の最初の工程（図３中のステップＳ１）において使用する試液（ここではＡ液）が分注されている９６ウェルプレート７は、必要に応じて（例えば時間をおかずに引き続き前処理を行う場合など）、作業台３０上に置いたままでもよい。また、上述したように、容器保管部２から作業台３０上に空の９６ウェルプレート７を１枚ずつ順番に搬送して試液の分注を行い、分注が終了したならばその９６ウェルプレート７を一旦容器保管部２に戻す、という作業を繰り返してもよい。

【0040】

試液の分注終了後、制御部５はアーム移動部４２を駆動して、ＩＰ法の処理の第１段階（図３中のステップＳ１）に使用される試液であるＡ液が分注されている９６ウェルプレート７、及び、試料（検体）が収容されているチューブラックを、容器保管部２から作業台３０まで移動させる。もちろん、Ａ液が分注されている９６ウェルプレート７が既に作業台３０上に存在する場合には、チューブラックのみを移動させればよい。

【0041】

そのあと、制御部５は吸引吐出機構移動部３２及び吸引吐出部３１を駆動し、吸引吐出部３１によりチューブラック内の各チューブから所定量の試料を吸引し、Ａ液が入っている９６ウェルプレート７の各ウェルへ試料をそれぞれ注入する。このとき、必要に応じて、ウェル中の液体（Ａ液と試料との混合液）の吸引及び吐出を１回以上実行することにより、Ａ液と試料との混和を促進する。そして、同様の動作を繰り返すことによって、９６ウェルプレート７の全てのウェルにそれぞれ収容されているＡ液にそれぞれ異なる試料を混和させる。これにより、Ａ液のみが収容されていた９６ウェルプレート７の各ウェル中の溶液は、Ａ液と試料との混合液となる。試料が吸引されたあとのチューブラックは容器搬送部４により容器保管部２へ戻される。

【0042】

なお、上述したように、初めに試液を分注する際には、チップ３１１として８連チップ又は１２連チップを用いるが、試料とＡ液との混合以降の各処理の際には、チップ３１１として上述した８連チップ又は１２連チップ以外のチップを用いてもよく、例えば、全てのウェルについて同時に液体の吸引吐出が可能である９６連チップを用いてもよい。

【0043】

次いで、制御部５はアーム移動部４２を駆動して、ＩＰ法の第１段階のアフィニティ精製（図３中のステップＳ２～Ｓ６）に用いる試液であるａビーズが収容されている９６ウェルプレート７を容器保管部２から作業台３０のマグネットプレートへ移動させる。この移動は、ａビーズが収容されている９６ウェルプレート７が既にマグネットプレート上に存在する場合（分注後にａビーズが収容されている９６ウェルプレート７が容器保管部２に戻されなかった場合）には不要である。マグネットプレートは磁石が装備された載置台であり、磁力によってウェル内のビーズを引き付ける作用を有する。そのため、マグネットプレート上に載置された９６ウェルプレート７の各ウェル内のビーズ（ａビーズだけでなくｂビーズも同様）は、そのウェルの底部又は側面に張り付く。

【0044】

制御部５は吸引吐出機構移動部３２及び吸引吐出部３１を駆動し、直前に各試料とＡ液とが混合されてなる混合液をそれぞれ、ａビーズが収容されている９６ウェルプレート７の各ウェルへと注入する。このときにも、必要に応じて、ウェル内の液体についての吸引吐出を繰り返すことで混和を促進することができる。なお、ここで使用する試液がａビーズが含まれるビーズ懸濁液である場合には、懸濁液の上清を吸引して除去する処理を先立って行ってもよい。その際に、磁力によってビーズをウェル底部に張り付けることにより、上清のみを吸引することができる。

【0045】

上述したようにａビーズがそれぞれ各ウェルに収容されている９６ウェルプレート７にＡ液と試料との混合液が注入されると、抗原抗体反応を促進させるために、その９６ウェルプレート７は、所定時間（例えば１時間）作業台３０上に設けた冷却プレートの上でインキュベートされる。インキュベート中は、９６ウェルプレート７の各ウェル内でビーズが懸濁した状態が維持されるように、吸引吐出部３１によるウェル内の液体についての吸引吐出動作を所定時間継続して連続的に、又は一定時間が経過する毎に間欠的に実施する。なお、作業台３０上でインキュベートさせるのではなく、作業台３０とは別にインキュベートのためのスペースを設けてもよい。このスペースは容器保管部２に設けてもよい。これにより、或る１枚の９６ウェルプレート７中の試料についてのインキュベートを実施している期間中に別の試料についてのステップＳ１、Ｓ２の処理を行うことができる。

【0046】

そして、インキュベートが終了したならば、その９６ウェルプレート７を作業台３０上へと戻し、引き続き、Ｂ液、Ｃ液、Ｄ液、Ｅ液、Ｆ液、Ｇ液、Ｈ液、及びｂビーズを用い、ステップＳ４～Ｓ１２に対応する処理を作業台３０上で順次実施する。いずれの作業を行う場合にも、その作業に必要な試液が収容されているウェルプレート又はリザーバーを容器保管部２から作業台３０上へと移送し、その作業が終了したならばウェルプレート又はリザーバーを容器保管部２へと戻せばよい。

【0047】

ステップＳ１２に対応する処理が終了した時点で、作業台３０上には、各ウェルにｂビーズと溶出液であるＨ液が収容されている９６ウェルプレート７が載置された状態である。ウェル中のＨ液中には、ｂビーズに担持されていた試料由来のＡβ関連ペプチドが溶出した状態である。このときのウェル中の溶出液がＩＰ法による前処理終了後の試料溶液である。引き続いて、制御部５は吸引吐出機構移動部３２及び吸引吐出部３１を駆動し、上記処理後の９６ウェルプレート７の各ウェル中の各溶液を所定量吸引して、用意されたＭＡＬＤＩ用サンプルプレート上にそれぞれ滴下する。そのあと、予め用意されたマトリックスがサンプルプレート上の各スポットに添加され、それが風乾されることで、サンプルが調製される。このように本実施形態の試料前処理装置にスポッティング装置の機能を組み込むことで、ＭＡＬＤＩ用サンプルの調製までの処理を連続的に実行することができる。また、ＭＡＬＤＩ用サンプルプレート上に先にマトリックスを滴下しておき、その上に処理後の９６ウェルプレート７の各ウェル中の溶液を滴下することによっても、サンプルを調製することができる。

【0048】

なお、上記処理後の９６ウェルプレート７を例えば別のハンドリング機構により本実施形態の試料前処理装置とは別のスポッティング装置に搬送し、そのスポッティング装置においてウェル中の各溶液がＭＡＬＤＩ用サンプルプレート上にそれぞれ滴下され、マトリックスが添加されて風乾されることで、サンプルが調製されるようにしてもよい。

【0049】

以上のようにして本実施形態の試料前処理装置では、Ａβ測定のためのＩＰ法の一連の処理を自動的に実施することができる。
上述したように本実施形態の試料前処理装置では、複数の試液をそれぞれ１枚のウェルプレートの各ウェルに分注する際に、８連チップ又は１２連チップを使用している。そのため、複数のマイクロチューブ又はコニカルチューブから９６ウェルプレートの各ウェルへ試液を分注する場合と比べて、１２ウェルプレートと８連チップを用いた場合には試液の分注に要する時間を１／８に短縮することができ、８ウェルプレートと１２連チップを用いた場合には試液の分注に要する時間を１／１２に短縮することができる。分注する必要がある試液の種類が多いほど、分注時間の短縮効果は高くなる。

【0050】

また、本実施形態の試料前処理装置では、多数の試液がそれぞれ用意されたウェルプレートやリザーバーを容器保管部２で保管し、作業に必要なもののみを作業台３０に搬送し、作業が終わったならば容器保管部２に戻すような手順で前処理が進行する。そのため、多数の試液を使用する複雑な前処理であっても、液体の分注や注入のための作業スペースが狭くて済み、前処理装置のサイズを抑え狭いスペースにも装置を設置することが可能となる。

【0051】

なお、上記実施形態や変形例はあくまでも本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加等を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。例えば上記実施形態の装置では、標準的に使用されている９６ウェルプレートを作業に用いていたが、この４倍のウェル数の３８４ウェルプレートを用いる装置とすることもできる。また、当然のことながら、動作プログラムを入れ替えることで、様々な種類や手順の前処理に対応することが可能である。

【0052】

［種々の態様］
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0053】

（第１項）本発明に係る試料前処理装置の一態様は、
Ｎ行×Ｍ列（但し、Ｎ、Ｍともに２以上の整数）の行列状にウェルが形成されてなる第１ウェルプレートと、該第１ウェルプレートにおける１行中のＭ個のウェルに相当する長さの細長ウェルがＮ本形成されている、又は該第１ウェルプレートにおいて１列中のＮ個のウェルに相当する長さの細長ウェルがＭ本形成されている第２ウェルプレートと、を含む、複数の容器を収納可能である容器保管部と、
前記容器が載置可能である作業台と、前記第１ウェルプレートにおける１行中のＭ個のウェルに対応するＭ連チップ、又は該第１ウェルプレートにおける１列中のＮ個のウェルに対応するＮ連チップを含むピペット部と、該ピペット部を通して前記作業台に載置された容器中の液体を吸引吐出するポンプ部と、を含む分注作業部と、
前記容器保管部と前記作業台との間で前記容器を搬送する搬送部と、
前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御するものであって、前記容器保管部に用意された、Ｌ本（但し、Ｌは２以上でＮ又はＭ以下の整数）の細長ウェルにそれぞれ前処理用の試液が収容された状態の第２ウェルプレートと、Ｌ個の空の第１ウェルプレートとを、それぞれ前記容器保管部から前記作業台まで搬送する搬送工程と、前記作業台において、前記Ｍ連チップ又は前記Ｎ連チップを用い、試液入りの第２ウェルプレートの各細長ウェルに収容されているＬ個の試液のうちの一つの試液を吸引してＬ個の空の第１ウェルプレートのうちの一つの第１ウェルプレートの各ウェルに分注する、という動作を、用意されたＬ個の試液についてそれぞれ実行する試液分注工程と、前記作業台において、第１試液が分注されている第１ウェルプレートの各ウェルへそれぞれ試料を注入する試料注入工程と、前記試液分注工程後に、前処理の第２段階で使用する第２試液が分注されている第１ウェルプレートが前記作業台から前記容器保管部まで戻されている場合には該第２試液入りの第１ウェルプレートを前記容器保管部から前記作業台へ搬送したうえで、該作業台において、該第２試液入りの第１ウェルプレートの各ウェルへ、前記第１試液及び試料の混合溶液が収容されている第１ウェルプレートの各ウェルから該混合溶液をそれぞれ注入する混合溶液注入工程と、を実行するように前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御する制御部と、
を備えるものである。

【0054】

第１項に記載の試料前処理装置によれば、前処理に使用する試液の数が多い場合であっても、各試液をそれぞれ異なるウェルプレート上の各ウェルに効率良く分注することができ、試液の分注作業に要する時間を短縮することができる。また、第１項に記載の試料前処理装置によれば、作業段階の数や使用する試液の数が相違する様々な前処理に柔軟に対応することができる汎用性の高い試料前処理装置を提供することができる。

【0055】

（第２項）第１項に記載の試料前処理装置において、前記制御部は、前記試液分注工程後に、前処理の第１段階で使用する第１試液以外の試液が分注されている第１ウェルプレートを前記作業台から前記容器保管部まで戻す戻し工程を実行するとともに、前記混合溶液注入では、第２試液入りの第１ウェルプレートを前記容器保管部から前記作業台へ搬送するように、前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御するものとすることができる。

【0056】

第２項に記載の試料前処理装置によれば、比較的狭いスペースの作業台において多くの試液を使用する複雑な前処理を行うことができる。それにより、試料前処理装置のサイズ、特に設置面積を抑えることができる。

【0057】

（第３項）第１項又は第２項に記載の試料前処理装置において、前記制御部は、試液入りの第２ウェルプレートから空の第１ウェルプレートへの試液の分注が全て終了したあとに、該第２ウェルプレートを前記作業台から前記容器保管部へと戻し、前記試料が収容されている容器を前記容器保管部から前記作業台まで搬送し試料の分注を行うように、前記分注作業部及び前記搬送部の動作を制御するものとすることができる。

【0058】

第３項に記載の試料前処理装置によれば、使用済みの第２ウェルプレートが容器保管部に戻されるので、必要に応じてオペレータは、その第２ウェルプレートを直ぐに回収して次の作業を行うことができる。また、試料が収容されている容器も他の容器とともに容器保管部に載置すればよいので、作業が簡素化される。

【0059】

（第４項）第１項～第３項のいずれか１項に記載の試料前処理装置において、前記制御部は、前記第１試液が収容されている第１ウェルプレートの各ウェルに試料を分注する際に、該ウェルにおいて液体の吸引及び吐出動作を行うことにより混和促進処理を実施するものとすることができる。

【0060】

（第５項）第１項～第４項のいずれか１項に記載の試料前処理装置において、前記制御部は、前記第２試液が収容されている第１ウェルプレートの各ウェルへ混合溶液をそれぞれ注入する際に、該ウェルにおいて液体の吸引及び吐出動作を行うことにより混和促進処理を実施するものとすることができる。

【0061】

第４項又は第５項に記載の試料前処理装置によれば、ウェルに収容されている液体とそれに加える液体とを短時間で且つ十分に混和させることができ、例えば両液体中の成分の反応を促進させることができる。それにより、前処理に必要な時間を短縮したり、或いは、反応の効率を高めて良好な前処理を実施したりすることができる。

【0062】

（第６項）第１項～第５項のいずれか１項に記載の試料前処理装置において、前記作業台において前記第２段階以降の複数の段階を経て前処理が終了したあとの複数の溶液をそれぞれ、マトリックス支援レーザー脱離イオン化用のサンプルプレート上に滴下し、該サンプルプレート上で該溶液と所定のマトリックスとを混合させてサンプルを調製するサンプル調製部、をさらに備えるものとすることができる。

【0063】

上記サンプル調製部では、前処理が終了したあとの溶液をサンプルプレート上に滴下したあと、マトリックスを溶液のスポット上に滴下することで、両者を混合させるものとすることができる。或いは、サンプルプレート上にマトリックスを滴下し、それを乾固させる前に又は乾固させたあとにその上に前処理が終了したあとの溶液を滴下することにより、両者を混合させるものとしてもよい。
第６項に記載の試料前処理装置によれば、ＭＡＬＤＩ用サンプル調製までの作業を１台の装置で実施することができ、ＭＡＬＤＩ質量分析の作業の効率を一段と向上させることができる。

【0064】

（第７項）第１項～第６項のいずれか１項に記載の試料前処理装置において、Ｎは８でＭは１２である、又は、Ｎは１６でＭは２４であるものとすることができる。

【0065】

第７項に記載の試料前処理装置によれば、広く使用されているウェルプレート等の容器に対応した前処理が行える。

【符号の説明】

【0066】

１…ベースプレート
２…容器保管部
３…分注作業部
３０…作業台
３１…吸引吐出部
３１１…チップ
３１２…ピペット部
３１３…ポンプ部
３２…吸引吐出機構移動部
４…ステップＳ
４１…アーム機構
４２…アーム移動部
５…制御部
６…操作部
７…９６ウェルプレート
７１…ウェル
８…８ウェルプレート
９…１２ウェルプレート
８１、９１…細長ウェル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】