JPH07119769B2 - 自動分析装置 - Google Patents

自動分析装置

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JPH07119769B2
JPH07119769B2 JP61233831A JP23383186A JPH07119769B2 JP H07119769 B2 JPH07119769 B2 JP H07119769B2 JP 61233831 A JP61233831 A JP 61233831A JP 23383186 A JP23383186 A JP 23383186A JP H07119769 B2 JPH07119769 B2 JP H07119769B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動分析装置に係り、特にB/F分離を必要とす
る酵素免疫測定の処理効率の向上を図つた自動分析装置
に関する。
〔従来の技術〕
B/F分離法（酵素免疫測定法、第２版、p30−49、1982年
12月、医学書院発行、参照）は、抗原抗体反応の結果、
抗原と抗体が結合して生じた結合型の部分（bound.B）
と、結合していない遊離型の部分（bound.F）とを物理
的に分離して、標識酵素の酵素活性を測定し、試料中の
抗原を定量する技術であるが、物理的分離操作が遠心お
よび上清を捨てるという手間と時間のかかるものである
とともに、効率よく全自動的に測定することは生化学的
分析項目に比べて遅れていた。
このB/F分離による手法は、低分子から高分子まで適用
範囲が広く有益な方法であるが、分離の方法にもいろい
ろあり、以下に説明する。
１）第１抗体固相法 予め、抗体を支持体に結合させ、固相の状態にしてお
く。この時、固相化した抗体の生物学的活性は保たれて
おり、チユーブそのものに固定化したものや、球形，板
状の固体を使う場合がある。次に、酵素を結合させた抗
原（酵素標識抗原）を加えるが、酵素標識抗原料を抗体
に対してやや過量にしておけば、その一部は抗体と結合
（bound）し、他の部分は抗体と結合しない（free）状
態で残る。ここでfreeは溶液中にあるが、boundは支持
体に着いているので、両者を遠心によつて分離すること
ができ、どちらかの酵素活性を測定する。この時、標識
抗原の量を一定にして標識していない抗原を加えると、
抗体量は一定なので、非標識抗原が結合した分だけ、酵
素標識抗原の抗体への結合量が少なくなる。ここで、非
標識抗原の量を変えて、上記操作をそれぞれ行い、酵素
活性を測定する。そして横軸に非標識抗原（標準抗原）
の量を取り、縦軸に酵素活性を取つて検量線を作成す
る。次に、検体を標準抗原の代りに加えて、同様に抗原
抗体反応を行い、酵素活性を測定すれば、上記検量線か
ら検体中の抗原の量が分る。
２）二抗体法 本法も上述の方法と原理的には同じ競合反応であるが、
boundとfreeとの分離法が異なつている。ここでは、抗
体（第１抗体）と酵素標識抗原，標準抗原あるいは検体
は、液相の状態で反応させる。そこで、boundとfreeと
を分離するために、第１抗体に対する抗体（第２抗体）
を一定量添加して凝集塊を作らせ、遠心によつて沈殿
（bound）と上清（free）に分離する。その他は第１抗
体固相法と同様であり、検量線から検体中の抗原の量が
分る。
３）二抗体固相法 これは、第２抗体を固相化したもので、軽い遠心で容易
にfreeを除くことができる。他は上述の手法と同様であ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、従来の技術にあつては、処理効率の点、プロー
ブチツプ中に試薬を充填させる点、および全自動化の点
について配慮がなされていないものであつた。
本発明の目的は、特殊なサンプルプローブを用いること
によつて、処理効率の向上を図つた自動分析装置を提供
するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような目的を達成するため、本発明は、試料をいれ
た容器を載置するディスクと、抗体を結合させた固体を
収納し吸引した試料と前記抗体の間で反応を行わせるプ
ローブチップと、該プローブチップが載置されたディス
クと、前記プローブチップの一端内に着脱可能に係合し
てプローブチップを各ディスク上に水平移動させるとと
もに該プローブチップに試料を吸引及び排出させる手段
を備えた上下動可能なアームと、前記反応中のプローブ
チップを保持する手段を備えたディスクと、該ディスク
の上方に配置され、前記プローブチップと前記アームの
係合を離脱させる手段と、を含んで自動分析装置が構成
され、 a.前記プローブチップは、両端部に開口を有して前記固
体を収納する筒状部材と、該筒状部材の一端に前記筒状
部材よりも大径の同心筒状に形成されその内周面が前記
アームと係合する面となるチップヘッドとからなり、前
記筒状部材の軸線をほぼ鉛直にして前記ディスクに載置
されるとともに、載置された状態では前記チップヘッド
が筒状部材の上方に位置することと、 b.前記反応中のプローブチップを保持する手段は、当該
ディスクに形成された、前記チップヘッドの径より小さ
く前記筒状部材の径より大きい幅の部分を持ち、前記ア
ームの水平移動方向に少なくとも前記幅より大きい幅で
かつ前記幅より大きい長さを持つ開口であることと、 c.前記プローブチップと前記アームの係合を離脱させる
手段は、一端が前記チップヘッドと係合するアームの径
より大きく該チップヘッドの径より小さい幅で、他端が
該チップヘッドの径より大きい幅の、前記アームの水平
移動方向に延びる長円状の開口部を含んでなり、該開口
部下面と前記ディスクに形成された開口上面の間隔は前
記チップヘッドの長さより大きくしてあることと、 を特徴とするものである。
〔作用〕
自動分析装置にあって、アームによってサンプルを各デ
ィスク上に移動させる場合、前記サンプルを吸引収納し
たプローブチップをアームから切り離した状態でディス
ク上に比較的長時間静置させる場合、あるいは、そのた
めにサンプルを吸引収納したプローブチップをアームか
ら切り離す場合が主たる作業となる。前記アームはコン
ピユータ制御によつて適切な時期に上下動し得ることか
ら、プローブチツプに上述のようなチップヘッド（以
下、単にヘッドともいう）を設け、このヘツドの上下端
を係止する部材を所望のディスク上に設けることによつ
て達成される。
すなわち、サンプルを収納したプローブチップが所定の
ディスク上に来た際にはヘツドの上端面を係止する順次
小径となる溝を有する部材が設けられている。この溝は
アームによつてサンプルが移動する方向と一致して位置
ずけられている。前記アームが上方に移動すればヘツド
は前記部材によつて係止され、アームはヘツドから切り
離される。また、前記サンプルを収納したプローブチッ
プを所定のディスク上に静置させておく場合には、ヘツ
ドの下端面を係止する順次小径となる溝を有する部材が
設けられており、前記サンプルを収納したプローブチッ
プは前記部材によつてそのままの位置を保持することが
できる。
このようなことから、前記アームの移動に関し、その軌
跡および移動の際の時間的要素を正確に予め設定してお
れば、自動的に処理効率の高い自動分析装置を得ること
ができるようになる。
〔実施例〕
以下、図面を用いて本発明による自動分析装置の実施例
について説明する。
第１図は本発明による自動分析装置の全体構成を示す説
明図である。同図において、血清サンプリング機構およ
びプローブアーム1,試薬ピペツテイング機構およびプロ
ーブとそのアーム2,サンプルデイスク3,サンプルデイス
クフタ4,反応デイスク5,試薬デイスク6,プローブチツプ
デイスク7,プローブダストボツクス８によつて構成され
ている。
第２図は前記プローブアーム１の詳細を示す図で、この
プローブアーム１はCPU15の制御により上下および左右
に動作することができ、さらにシリンジ13によつてサン
プルを吸引あるいは吐出することができるようになつて
いる。なお、図中、符号９はサンプルプローブチツプを
示している。
前記サンプルプローブチツプ９は、第３図に示すよう
に、チップヘッド16とその下方の結合された本体部分で
ある筒状部材とからなるポリプロピレン製で、プローブ
アーム１との結合部をなすチップヘッド16の内側には細
い縦溝17が切ってあり、本体部分の下方先端から1/3ぐ
らいの位置に、前記アームが外れた際に中のサンプルが
こぼれないように、くびれ18を有し、そのくびれ18より
上方に、抗体を物理的あるいは化学的に結合させた樹脂
10が充填されている。また、前記チツプヘツド16と本体
部分との境界部にもくびれ19が形成されており、サンプ
ルの蒸発が少なくなるようにしている。
なお、前記チツプヘツドは他の部分よりもその径が大き
く形成され、その上部には、薄いポリプロピレン製から
なるシール20が施こされており、これには十字形にミシ
ン目が形成され、前記アーム１が装着されるとき前記ミ
シン目が前記アーム１の挿入によつて切れることによつ
てシール20の各片が内側に曲がり、前記アーム１が離れ
たときに、内側に曲がつていたシール20がその弾力によ
り元の状態に近い所まで戻り、蓋を形成するようになっ
ている。
樹脂への抗体の結合は、たとえば物理的吸着によるもの
で、ポリスチレンの粒子の表面に高pH領域で再現性よく
かつ効率よく結合されている。固相化用の緩衝液は、炭
酸−重炭酸緩衝液（0.05M,pH9.6）であり、抗体をこの
緩衝液で１〜10μg/mlに希釈して加え、４℃で一昼夜放
置（室温で２時間位でも可）し、吸着させたものであ
る。
第４図は、プローブチツプ9,サンプルカツプ11、それぞ
れのホール22,21のサンプルデイスク３上の位置関係と
デイスクフタ４を示す図である。サンプルデイスク３に
おいては、カップ11を置くホール21とチップ９を置くホ
ール22が溝23でつながつており、さらにこれらを覆うフ
タ４にも一ケ所のみサンプルデイスク３に対応して穴25
があいている。この穴25はカツプホール21と溝23に対応
した所ではそれぞれ同様の大きさであり、チツプ９に対
応した所では、チツプヘツド16の直径より25％ほど小さ
くなつており、フタ４とチツプヘツド16との隙間が1mm
程度に接近している。
次に、このように構成した自動分析装置の動作を第５図
〜を用いて説明する。
サンプリングプローブアーム１がプローブチツプデイ
スク７上に回転しながら移動し、このデイスク７上のプ
ローブチツプ９の上で静止する（第５図）。
アーム１が下方へ移動して、チツプヘツド16のミシン
目入りのシールを破いて前記アーム１がプローブチツプ
９に連結する（第５図）。
プローブチツプ９は、デイスク７上の穴にそのチツプ
ヘツド16の部分がデイスク７上に乗るように装着された
ものである。そして、プローブチツプ９はアーム１とと
もに上方に移動する。前記プローブチツプ９の本体は前
記チツプヘツド16より小径に形成されているため、デイ
スク７から容易に外れるようになつており、前記プロー
ブチツプ９は、その後、サンプルデイスク３方向に回転
する（第５図）。
サンプルデイスク３のフタ４の穴の最も幅の広い部分
の下には、試料の入つたサンプルカツプ11が位置づけら
れている。前記アーム１はサンプルカツプ11上にて静止
し、前記試料を吸引するためプローブチツプ９の先端が
下方へ移動し、試料中に入る（第５図）。
プローブチツプ９は試料を吸引する（第５図）。
その後、アーム１はサンプルカツプ11上の位置に戻
り、フタ４の穴25の幅の狭い方向へ、前記カツプ11が下
方に存在しなくなる位置まで移動する。そして、プロー
ブチツプ９のヘツド16が前記フタ４よりわずかに下にな
るまで動くので、前記チツプ９はサンプルデイスク３上
の穴の中を動くことができるようになる（第５図）。
その後、フタ４の穴の最も幅の狭い部分まで回転し、
一時静止する（第５図）。
この後、アーム１は上方へ移動するが、この位置での
フタ４の穴25の幅はチツプヘツド16の径より小さいの
で、アーム１のみ上方へ移動し、プローブチツプ９はサ
ンプルデイスク３上に残存する。この際、前記アーム１
によつて折りたたまれていたチツプヘツド16上のシール
16はその弾力によつて元に戻り、蓋をすることとなる
（第５図）。
抗原−抗体反応をプローブチツプ９中で行わせるため
に所定の時間静置させる。
その後、前記アーム１が再度、プローブチツプ９上に移
動し、下方へ移動してプローブチツプ９との連結を行な
う（第５図）。
そのままの高さで、アーム１は、サンプルカツプ11方
向へ逆戻りし、前記カツプ11に当たる前に、上方へ移動
する（第５図）。
完全にサンプルデイスク３上にプローブチツプ９が上
昇した時点で静止し、反応デイスク５方向へ回転する
（第５図）。
反応デイスク５の反応容器上で静止し、チツプ９の先
端が前記反応容器の底に当たらないように下方へ移動す
る。静止した後、チツプ９中の反応液を吐出する（第５
図）。
吐出後、アーム１は回転によつて反応デイスク５に当
たらない所まで上方に移動し、チツプ廃棄用のチツプダ
ストボツクス８上へ回転し、ボツクスフタのホール上で
静止する。ホールの最も幅の広い位置で、下方へ動き、
チツプヘツド19がフタより下になつた時点で静止する
（第５図）。
この後、ボツクスフタのホールの最も幅の狭い位置ま
で回転し、その位置でアーム１は上方へ動く、上記，
の工程中で述べたように、アーム１のみが上方へ移動
し、チツプ９はボツクス内へ落下する（第５図，
）。
その後、反応デイスク５では、反応容器中に試薬プロー
ブが試薬を添加し、酵素反応とその測定が開始される。
本発明によれば、低分子から高分子まで扱えるheteroge
neousEIAにおいて、分離操作を簡便にして全自動化を可
能とし、また、レートアツセイ法を用いて酵素活性測定
を行い、さらにfreeな標識抗原に着目しているので、効
率向上の効果がある。
以下、５つの例を示した。
例１）フエリチンの測定 標試酵素：β−Ｄ−ガラクトシダーゼ 測定方法：反応容器中にあるB/F分離後の試料に、緩衝
液Ａ＊中に１×10-4M4−メチルウンベリフエリル−β−
Ｄ−ガラクトシドを含む試薬を0.15ml加え、37℃,10分
間孵置しながら蛍光（450nm,excitation:360nm）を測定
する。
＊:0.1％BSA−0.1MNaCl−1mMMGCl2−0.1％NaN3を含む0.
01Mリン酸ナトリウム緩衝液（pH7.0） 例２）インシユリンの測定 標識酵素：β−Ｄ−ガラクトシダーゼ 測定方法:B/F分離後の試料の入つている反応容器中に、
0.05Mリン酸緩衝液（pH7.3）0.1mlを加え、37℃で３分
間孵置した後、基質溶液（０−ニトロフエニル−β−Ｄ
−ガラクトシド0.06gを0.05Mリン酸緩衝液（pH7.3）100
mlに溶解する。）を0.1ml加え、37℃で10分間孵置しな
がら420nmの吸光度を測定する。
例３）コルチゾールの測定 標識酵素：アルカリフオスフアターゼ 測定方法:B/F分離後の試料（反応容器中）に基質溶液
（フエニルリン酸ニナトリウム0.215g及び４−アミノア
ンチピリン0.09gを0.05M炭酸水素ナトリウム緩衝液（pH
10.5）200mlに溶解する。）を0.1ml加え、37℃,30分間
孵置し、発色液（フエリシアン化カリウム0.38gを取
り、0.2Mホウ酸溶液200mlに溶解する。）0.1mlを加え、
500nmで10分間吸光度を測定する。
例４）プロスタグランデイン（PGF2α）の測定 標識酵素：β−Ｄ−ガラクトシダーゼ 測定方法：反応容器中にあるB/F分離後の試料に、基質
溶液（N,N′−ジメチルホルムアミドに最終濃度14.7mM
になるように、４−メチルウンベリフエリル−β−Ｄ−
ガラクトシドを溶解させたもの0.34mlを緩衝液Ｂ＊50ml
に加えたもの。）0.3mlを加え、37℃,20分間孵置しなが
ら蛍光（450nm,excitation:360nm）を測定する。
＊緩衝液B:10mMリン酸ナトリウム溶液（pH7.0）に0.1MN
aCl,1mMMgCl2,0.1％NaN3,0.1％卵アルブミンを含む緩衝
液。
例５）α−フエトプロテインの測定 標識酵素：ペルオキシダーゼ 測定方法：反応容器中にあるB/F分離後の試料に、基質
溶液（０−フエニレンジアミンをクエン酸緩衝液（0.1M
クエン酸−0.2MNa2HPO4（pH5.5）,0.02％H2O2と0.01％
チメロサールを含む）に3mg/mlの割合で溶解したも
の。）0.25mlを加え、37℃10分間孵置しながら、492nm
の吸光度を測定する。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明による時応分析装置によれ
ば、特殊なサンプルプローブを用いることによつて、処
理効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による自動分析装置の一実施例を示す全
体概略説明図、第２図は前記自動分析装置のアーム部の
構成図、第３図は前記自動分析装置のプローブチツプの
構成図、第４図は前記自動分析装置のディスク上方にお
ける構成を示す図、第５図（Ａ），（Ｂ）は前記自動分
析装置の動作を示す図である。 １……サンプリング機構、２……試薬ピペツテイング機
構、３……サンプルデイスク、４……サンプルデイスク
フタ、５……反応デイスク、６……試薬デイスク、７…
…プローブチツプデイスク、８……プローブダストボツ
クス、９……サンプルプローブチツプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試料をいれた容器を載置するディスクと、
    抗体を結合させた固体を収納し吸引した試料と前記抗体
    の間で反応を行わせるプローブチップと、該プローブチ
    ップが載置されたディスクと、前記プローブチップの一
    端内に着脱可能に係合してプローブチップを各ディスク
    上に水平移動させるとともに該プローブチップに試料を
    吸引及び排出させる手段を備えた上下動可能なアーム
    と、前記反応中のプローブチップを保持する手段を備え
    たディスクと、該ディスクの上方に配置され、前記プロ
    ーブチップと前記アームの係合を離脱させる手段と、を
    含んでなり、 a.前記プローブチップは、両端部に開口を有して前記固
    体を収納する筒状部材と、該筒状部材の一端に前記筒状
    部材よりも大径の同心筒状に形成されその内周面が前記
    アームと係合する面となるチップヘッドとからなり、前
    記筒状部材の軸線をほぼ鉛直にして前記ディスクに載置
    されるとともに、載置された状態では前記チップヘッド
    が筒状部材の上方に位置することと、 b.前記反応中のプローブチップを保持する手段は、当該
    ディスクに形成された、前記チップヘッドの径より小さ
    く前記筒状部材の径より大きい幅の部分を持ち、前記ア
    ームの水平移動方向に少なくとも前記幅より大きい幅で
    かつ前記幅より大きい長さを持つ開口であることと、 c.前記プローブチップと前記アームの係合を離脱させる
    手段は、一端が前記チップヘッドと係合するアームの径
    より大きく該チップヘッドの径より小さい幅で、他端が
    該チップヘッドの径より大きい幅の、前記アームの水平
    移動方向に延びる長円状の開口部を含んでなり、該開口
    部下面と前記ディスクに形成された開口上面の間隔は前
    記チップヘッドの長さより大きくしてあることと、 を特徴とする自動分析装置。
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