JPH0731204B2 - Immunoassay device and method - Google Patents

Immunoassay device and method

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JPH0731204B2
JPH0731204B2 JP61502435A JP50243586A JPH0731204B2 JP H0731204 B2 JPH0731204 B2 JP H0731204B2 JP 61502435 A JP61502435 A JP 61502435A JP 50243586 A JP50243586 A JP 50243586A JP H0731204 B2 JPH0731204 B2 JP H0731204B2
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coating
liquid
capsule
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reaction
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シー ハリス、ポール
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般に免疫分析の分野に関し、さらに詳しく
は、免疫分析装置および方法ならびにそこで使用するた
めの新しい反応容器に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the field of immunoassays, and more particularly to immunoassay devices and methods and new reaction vessels for use therein.

背景 当該技術において、不均一な免疫分析は均一な免疫分析
より高い分析感度を提供することが周知であり、かつ認
められている。不均一な競合的免疫分析は、反応容器内
に保持された、いわゆる固体相あるいは保持体を共通的
に必要とする。薬品のような未知量の分析項目(analyt
e)を含み得る患者のサンプルが、たとえば、酵素とレ
ッテル貼りされた既知量の分析項目と共に、容器に加え
られる。標識化された、すなわちレッテル貼りされた分
析項目および標識化されていない、すなわちレッテルの
無い分析項目は、固体保持体上で結合箇所のために張り
合う。平衡では、固体保持体に結合されたレッテル貼り
された分析項目の量は、レッテルの無い分析項目の濃度
に関係つけられる。競合的な反応が平衡に達すると、患
者のサンプルと未反応のレッテル貼りされた分析項目と
が反応容器から除去され、固体保持体は、残存している
未結合のレッテル貼りされた分析項目だけでなく患者の
サンプルを完全に除去するべく洗浄される。
BACKGROUND Heterogeneous immunoassays are well known and accepted in the art to provide greater analytical sensitivity than homogeneous immunoassays. Heterogeneous competitive immunoassays commonly require a so-called solid phase or carrier retained in the reaction vessel. Unknown amount of analysis items such as drugs (analyt
A patient sample, which may include e), is added to the container, for example, with a known amount of analyte labeled with the enzyme. Labeled or labeled analytes and unlabeled or unlabeled analytes compete for binding sites on the solid support. At equilibrium, the amount of labeled analyte bound to the solid support is related to the concentration of the unlabeled analyte. When the competitive reaction reaches equilibrium, the patient sample and unreacted labeled analytes are removed from the reaction vessel, leaving the solid support with only the remaining unbound labeled analytes. Instead, it is cleaned to completely remove the patient sample.

基質が次に反応容器に加えられ、酸素によって触媒作用
させられて、蛍光分子のような測定可能な物質を生成す
る。触媒反応が完了した後、基質は反応容器から取り除
かれ、測定可能な物質が、たとえば、蛍光測光を用いて
定量される。患者のサンプル中の未知の分析項目の濃度
はその後、測定可能な物質の量をサンプル中のレッテル
の無い分析項目の量に関係させる、前もって定めた校正
関係を使用して決定され得る。
The substrate is then added to the reaction vessel and catalyzed by oxygen to produce a measurable substance such as a fluorescent molecule. After the catalytic reaction is complete, the substrate is removed from the reaction vessel and the measurable substance is quantified using, for example, fluorescence photometry. The concentration of the unknown analyte in the patient sample can then be determined using a predetermined calibration relationship that relates the amount of measurable substance to the amount of unlabeled analyte in the sample.

不均一な免疫分析の優れた感度にもかかわらず、いま述
べた典型的は分析は、多数の流体搬送を含む反応容器の
かなり巧妙な作業を必要とする。特に、レッテル貼りさ
れた分析項目と患者のサンプルとは除去されなければな
らないし、固体保持体は洗浄されなければならないし、
基質が加えられその後除去されなければならない。含ま
れる作業は、時間がかかり、自動化することが困難であ
って、病院の臨床研究室のような大量の適用に不均一免
疫分析を使用することが望まれる場合、明らかな不利で
ある。
Despite the excellent sensitivity of heterogeneous immunoassays, the typical assay just described requires fairly sophisticated work of the reaction vessel, which involves multiple fluid transports. In particular, the labeled analyte and patient sample must be removed, the solid support must be washed,
Substrate must be added and then removed. The work involved is time consuming, difficult to automate, and is an obvious disadvantage when it is desired to use the heterogeneous immunoassay for high volume applications such as in hospital clinical laboratories.

不均一な免疫分析に含まれる前記作業を単純化する1つ
のアプローチは、固体保持体を反応容器の底でフィルタ
として構成することであった。そのようなフィルタは、
反応容器とフィルタとを通って流されるレッテル貼りさ
れた分析項目と患者のサンプルとで湿らされ、洗浄溶液
や基質による流れが起こる結果となる。基質中の触媒作
用された物質はフィルタ媒体に直接沈澱し、たとえば、
フィルタ媒体に色づいた汚点を残す。しかしながら、そ
のような色づいた汚点は正確に定量することが困難であ
り、非常にしばしば、フィルタ媒体は、患者のサンプル
中に分析項目の存在または不存在を示す色づいた汚点の
存在または不存在を決定するべく単に検査される。かく
て、そのようなフィルタのアプローチは不均一な免疫分
析に使用されているけれども、もしそうでなかったら不
均一な免疫分析において可能である、分析項目濃度の定
量決定の利点は認められない。
One approach to simplifying the work involved in heterogeneous immunoassays was to configure the solid support as a filter at the bottom of the reaction vessel. Such filters are
The patient sample is wetted with the labeled analyte flowing through the reaction vessel and filter, resulting in a flow through the wash solution and substrate. The catalyzed material in the substrate precipitates directly on the filter media, eg
Leaves a colored stain on the filter media. However, such colored stains are difficult to quantify accurately, and very often, the filter media will show the presence or absence of colored stains in the patient sample indicating the presence or absence of analytes. Simply inspected to determine. Thus, although such filter approaches have been used for heterogeneous immunoassays, the advantages of quantitative determination of analyte concentration, which would otherwise be possible in heterogeneous immunoassays, are not recognized.

反応容器の一部としてのフィルタの使用はまた、他の形
体の免疫分析、特に、フィルタが疎水性(この明細書で
は、疎水性または疏水性を使用している。)の物質であ
り得る放射免疫分析において公知である。そのような放
射免疫分析の反応容器内で反応が起こると、容器内の流
体に圧力が加えられて、フィルタを湿らせ、流体を、反
応容器からフィルタを通って引き出させる。フィルタが
湿らされると、その後、フィルタを通る流体の流れを終
らせることは可能ではない。フィルタ物質のそのような
特性は、そのような分析が反応容器からフィルタを通っ
てのみ引き出されるべき流体を必要とすることにおい
て、放射免疫分析に不利益ではない。しかしながら、そ
のようなフィルタが酵素免疫分析に使用されるならば、
フィルタが湿らされたとき、フィルタを通る流体の流れ
を停止するべく外部のバルブを備えることがまた必要と
なるであろう。そのような外部のバルブは不均一な免疫
分析装置に、特に装置が自動化されかつ個々の反応容器
が一回の使用の後に捨てられるべきであるならば、かな
りなコストと複雑さとを加える。
The use of a filter as part of a reaction vessel also allows for other forms of immunoassay, in particular, the filter may be a hydrophobic (herein hydrophobic or hydrophobic) material may be used. It is known in immunoassays. When a reaction occurs in the reaction vessel of such a radioimmunoassay, pressure is applied to the fluid in the vessel to wet the filter and force fluid out of the reaction vessel through the filter. Once the filter has been moistened, it is then not possible to terminate the flow of fluid through the filter. Such properties of the filter material are not detrimental to radioimmunoassay in that such analysis requires fluid to be drawn from the reaction vessel only through the filter. However, if such a filter is used for enzyme immunoassay,
It would also be necessary to provide an external valve to stop the flow of fluid through the filter when the filter is moistened. Such external valves add considerable cost and complexity to a heterogeneous immunoassay device, especially if the device is automated and the individual reaction vessels should be discarded after a single use.

要約 本発明は、従来技術の限界と不利とを克服する装置と方
法とに向けられる。このシステムと方法とは、反応容器
に必要とされる作業を非常に単純化し、特に、自動化さ
れた設備に都合がよい。
SUMMARY The present invention is directed to an apparatus and method that overcomes the limitations and disadvantages of the prior art. This system and method greatly simplifies the work required for the reaction vessel and is particularly convenient for automated equipment.

本発明のシステムと方法とは共に、これまで認められて
いなく、かつ使用されていない特性を有する疎水性の物
質のフィルタを採用する反応カプセルの使用を含む。フ
ィルタは、疏水性の状態にあるとき、フィルタを横切る
圧力差の付加によって親水性の状態となり、フィルタを
通る流体の流れは、フィルタの一方側と他方側との間の
圧力差(以下、横切る圧力差という)の反作用によって
開始され得る。都合のよいことには、流体の流れは、フ
ィルタを通してガスを流すことにより、フィルタを疏水
性の状態に戻して終らせ得る。本発明に従うフィルタの
新規な適用は、反応カプセルと一体的に形成され得る、
そしてさらに、従来技術において公知である厄介な流体
処理装置や技術なしで、不均一な免疫分析の実行を可能
にする廉価で信頼性のあるバルブをつくりだすことであ
る。反応カプセルの廉価な性質は、このシステムおよび
方法の使用者に、使用後のカプセルを捨てさせることと
なり、さらに、不均一な免疫分析を単純化し、従来技術
において共通であったように、単一の反応容器で実行さ
れる連続的な分析間の、残存物による汚染の可能性を実
質的に減らす。
Both the system and method of the present invention involve the use of reaction capsules that employ filters of hydrophobic materials with previously unrecognized and unused properties. When the filter is in a hydrophobic state, it becomes hydrophilic due to the addition of a pressure difference across the filter, and the fluid flow through the filter causes the pressure difference between one side of the filter and the other It can be initiated by the reaction of pressure difference). Conveniently, the flow of fluid may be terminated by returning the filter to a hydrophobic state by flowing a gas through the filter. The novel application of the filter according to the invention can be formed integrally with the reaction capsule,
And further, to create a cheap and reliable valve that allows performing heterogeneous immunoassays without the cumbersome fluid handling equipment and techniques known in the prior art. The inexpensive nature of the reaction capsules will cause the user of this system and method to dispose of the capsules after use, further simplifying the heterogeneous immunoassay and, as was common in the prior art, a single dose. Substantially reduce the potential for residue contamination during the continuous analysis performed in the reaction vessel.

システムはさらに、複数の反応カプセルを支持するホイ
ールあるいは円形コンベヤを含み得る。このホイール
は、その中心で、電動機により回転可能なオフセットカ
ムによって支持される。電動機の作動は、ホイールによ
って運ばれる反応カプセル内に渦作用を創りだして、反
応容器内に収容された流体を十分に撹拌する。単一室2
入口の新規なポンプが、反応カプセル中のフィルタに流
体そしてその後ガスを通させるべく、システムに採用さ
れ得る。かくて、単一のアッセンブリ内で液体とガスと
のポンプ作用を結合する。
The system may further include a wheel or carousel supporting a plurality of reaction capsules. The wheel is supported at its center by an offset cam rotatable by an electric motor. The operation of the electric motor creates a vortex effect in the reaction capsule carried by the wheel to sufficiently agitate the fluid contained in the reaction vessel. Single room 2
A novel pump at the inlet can be employed in the system to pass fluid and then gas through the filter in the reaction capsule. Thus, the liquid and gas pumping action is combined in a single assembly.

図面の簡単な説明 第1図は本発明に従う免疫分析装置の概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of an immunoassay device according to the present invention.

第2図は、第1図のシステムに有用である本発明に従う
反応カプセルであってその中心軸線に沿う断面で示した
図である。
2 is a view of a reaction capsule according to the present invention useful in the system of FIG. 1, shown in cross section along its central axis.

第3図は、第2図の3−3線に沿って取った本発明の反
応カプセルの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the reaction capsule of the present invention taken along line 3-3 of FIG.

第4図は、第1図の4−4線に沿って取った洗浄ステー
ションの側面図である。
FIG. 4 is a side view of the wash station taken along line 4-4 of FIG.

第5図は、第1図の5−5線に沿って取った読取りステ
ーションの側面図である。
FIG. 5 is a side view of the reading station taken along line 5-5 of FIG.

第6図は、第1図のシステムに有用である単一室ポンプ
の一部を断面とした概略の側面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of a portion of a single chamber pump useful in the system of FIG.

発明の詳細な説明 第1ないし3図を参照すると、本発明に従うシステム10
は、全体に14で示した複数の反応カプセルを支持する水
平の回転テーブル12を含む。各カプセル14は下方部18と
上方部20とフィルタ22とを含む。上方部20は、両端で開
口していて上端に外方へ突出する環状のフランジ26を備
えた円筒状の筒部24を含む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to FIGS. 1-3, a system 10 in accordance with the present invention.
Includes a horizontal turntable 12 supporting a plurality of reaction capsules, generally indicated at 14. Each capsule 14 comprises a lower part 18, an upper part 20 and a filter 22. The upper portion 20 includes a cylindrical tubular portion 24 that is open at both ends and has an annular flange 26 that projects outward at the upper end.

下方部18は、筒部24の下方の端部で外側面をぴったり受
け入れるべく形成された内側面30を有する円筒状の基部
28を含む。内側面30は、基部28を円筒状の壁部34に結合
するべく外方へ向けて傾斜したテーパ面32に連結してい
る。円筒状の壁部34の上方端は外方へ突出する環状のフ
ランジ36として形成されている。
The lower portion 18 is a cylindrical base having an inner surface 30 formed to closely receive an outer surface at the lower end of the tubular portion 24.
Including 28. The inner side surface 30 is connected to a tapered surface 32 which is inclined outward to connect the base portion 28 to the cylindrical wall portion 34. The upper end of the cylindrical wall portion 34 is formed as an annular flange 36 protruding outward.

基部28は、下方へ向けて傾斜してじょうご部38となり、
下方端で開口する内部通路40を形成する。
The base portion 28 is inclined downward to form a funnel portion 38,
An internal passage 40 is formed that opens at the lower end.

基部28は、基部28の内壁から通路40へ伸びる複数のサポ
ート44と、同様に基部28の壁から通路40へ伸びるサポー
ト44間の複数のストラット46とを含む。サポート44およ
びストラット46はそれぞれフィルタ22を支えるように形
成された共通平面の支持面48を有する。内側面30は、テ
ーパ面32から、この面32と支持面48との間の距離のほぼ
半分まで伸びる複数の半円形の溝50を備える。
The base 28 includes a plurality of supports 44 extending from the inner wall of the base 28 to the passage 40, and a plurality of struts 46 between the supports 44 also extending from the wall of the base 28 to the passage 40. Supports 44 and struts 46 each have a coplanar support surface 48 formed to support filter 22. The inner surface 30 comprises a plurality of semi-circular grooves 50 extending from the tapered surface 32 to approximately half the distance between the surface 32 and the support surface 48.

フィルタ22は、基部28内の環状面52と円筒状の筒部24の
底の環状エッジとの間にはさまれている。環状面52はフ
ィルタ22を把持するのに役立つ2つの隆起したリング5
4、56を備え得る。上方部20は、カプセル14内にフィル
タ22の固定するべく、下方部18内に堅固に固定される。
The filter 22 is sandwiched between the annular surface 52 in the base 28 and the annular edge at the bottom of the cylindrical tubular portion 24. The annular surface 52 serves as two raised rings 5 which serve to grip the filter 22.
Can have 4, 56. The upper part 20 is rigidly fixed in the lower part 18 for fixing the filter 22 in the capsule 14.

本発明に従えば、フィルタ22は、上方部20とフィルタ22
とによって画定された反応室58内に液体を留めさせる疏
水性の物質から選定される。ここに開示した実施例で
は、反応室58の容積はおよそ1ミリリッタである。反応
室58はまた、免疫分析に有用な固体保持体を保持し得
る。フィルタ22を疏水性の状態にしたことで、カプセル
内の大気圧での水のような液体はフィルタ22を湿らさ
ず、かくて、フィルタ22はカプセル内にそのような液体
を保持する。都合のよいことには、反応室58に圧力をか
けると、液体がフィルタ22を湿らせ、液体をフィルタを
通って、通路40およびじょうごの延長部38から流させ
る。流体の流れを止めるには、ガスが反応室58、フィル
タ22および通路40を通って流されて、フィルタの細隙か
ら湿らせている液体を除き、かくてフィルタを流れのな
い、あるいは疏水性の状態に戻す。疏水性の状態に戻さ
れると、フィルタ22はカプセル14内の大気圧での液体を
再び保持することとなる。
According to the invention, the filter 22 comprises an upper part 20 and a filter 22.
It is selected from a hydrophobic material that keeps the liquid in the reaction chamber 58 defined by and. In the disclosed embodiment, the volume of reaction chamber 58 is approximately 1 milliliter. Reaction chamber 58 may also hold a solid support useful for immunoassays. By making the filter 22 hydrophobic, water-like liquid at atmospheric pressure in the capsule does not wet the filter 22 and thus the filter 22 retains such liquid in the capsule. Conveniently, when pressure is applied to the reaction chamber 58, the liquid wets the filter 22, causing the liquid to flow through the passage 40 and the funnel extension 38. To stop the flow of fluid, a gas is flowed through the reaction chamber 58, the filter 22 and the passages 40 to remove the dampening liquid from the filter's slits, thus leaving the filter free or hydrophobic. Return to the state of. When returned to the hydrophobic state, the filter 22 will retain the liquid in the capsule 14 at atmospheric pressure again.

かくて、フィルタ22は簡単で、可動部品のない廉価な液
体バルブを効果的に形成し、前述したように特に不均一
な免疫分析に関して重要な進歩となる。水のような試薬
および洗浄溶液のためにここに開示した実施例では、フ
ィルタ2はおよそ0.127mm(0.005インチ)厚さで、機能
的な細隙の最高径がおよそ10ないし20ミクロンである、
焼結したテトラフルオロエチレンのマトリックス皮膜材
から作られている。そのような物質は、ニュージャー
ジ、ウエインのケムプラストインコーポレーテッド(Ch
emplast Inc.)から、ケムプラスト出版ナンバC100−10
M680Nに述べられているように、カタログナンバA−14
5、タイプE249−122の“Zytex"の商標名で入手できる。
Thus, the filter 22 is simple and effectively forms a low cost liquid valve with no moving parts, which is an important advance, especially with respect to non-uniform immunoassays, as described above. In the embodiments disclosed herein for reagents such as water and wash solutions, the filter 2 is approximately 0.127 mm (0.005 inch) thick and has a maximum functional slit diameter of approximately 10 to 20 microns.
Made from a sintered tetrafluoroethylene matrix coating material. Such materials are available from Chemplast Incorporated (Ch
emplast Inc.) from Chemplast Publishing number C100-10
As described in M680N, catalog number A-14
5, available under the trade name of "Zytex", type E249-122.

再び第1図を参照すると、反応カプセル14は、積込みス
テーション61にある適当な拘束手段60内で回転テーブル
12に受け入れられる。拘束手段60は、回転テーブル12を
貫通して垂直に形成された複数の開口62を含む。各開口
62は、カプセル14が回転テーブル12に配置されたとき、
フランジ36の下方面が回転テーブル12の上方面にもたれ
るように、カプセル14の下方部18を受け入れるべく形成
される。
Referring again to FIG. 1, the reaction capsule 14 is placed on the turntable in suitable restraining means 60 at the loading station 61.
Accepted to 12. The restraint means 60 includes a plurality of openings 62 formed vertically through the turntable 12. Each opening
62, when the capsule 14 is placed on the turntable 12,
The lower surface of the flange 36 is shaped to receive the lower portion 18 of the capsule 14 so that it leans against the upper surface of the turntable 12.

システム10の回転テーブル12はその中心で、カプセル14
内に後述するように、渦混合作用をつくりだすために、
オフセットあるいは偏心カム66によって支えられてい
る。フレキシブルなベルト68が回転テーブル12の周縁の
回りから、アイドラホイール70、72によって案内され
て、ステッパ電動機76によって回転駆動される駆動プー
リ74に伸びている。
The turntable 12 of the system 10 is at its center and the capsule 14
In order to create a vortex mixing effect, as described later in
It is supported by an offset or eccentric cam 66. A flexible belt 68 extends from around the periphery of the rotary table 12 to a drive pulley 74 which is guided by idler wheels 70 and 72 and is rotationally driven by a stepper motor 76.

システム10は、可動プローブ82を支持するトラック80を
含むサンプル搬送サブシステム78を含む。サブシステム
78は次の運動を実行するための適当な駆動手段を備え
る。すなわち、トラック80に沿ってプローブ82を動かす
こと、複数のサンプルカップ84の選定された1つの中に
プローブ82を下げること、プローブ82中に一定量のサン
プルを吸引すること、プローブ82を回転テーブル12の上
方のサンプル供給ステーション86へ動かすこと、ステー
ション86でプローブ82をカプセル14中に下げること、そ
してサンプル供給ステーション86で、吸引したサンプル
をカプセル14中に供給すること。サブシステム78はま
た、一定容積のサンプルがサンプル供給ステーション86
で供給された後、プローブ82を洗浄する洗浄ステーショ
ン88を含み得る。
The system 10 includes a sample transport subsystem 78 that includes a track 80 that supports a moveable probe 82. sub-system
78 is equipped with suitable drive means for performing the following movements. That is, moving the probe 82 along the track 80, lowering the probe 82 into a selected one of a plurality of sample cups 84, aspirating a fixed amount of sample into the probe 82, rotating the probe 82 on a rotary table. Moving to sample delivery station 86 above 12, lowering probe 82 into capsule 14 at station 86, and delivering aspirated sample into capsule 14 at sample delivery station 86. Subsystem 78 also provides a fixed volume of sample to sample supply station 86.
A cleaning station 88 for cleaning the probe 82 after being dispensed at.

システム10は、サンプル搬送システム78に類似の試薬搬
送サブシステム90を同様に含む。試薬搬送サブシステム
はトラック92と、可動プローブ94と、洗浄ステーション
96とを含み、これら全ては、複数の試薬カップ97から1
または複数の試薬の正確な量を、試薬供給ステーション
98に配置されたカプセル14に搬送するべく形成されてい
る。
System 10 also includes a reagent delivery subsystem 90, similar to sample delivery system 78. The reagent transfer subsystem includes a truck 92, a movable probe 94, and a cleaning station.
96 and all of these, including multiple reagent cups 97 to 1
Or set the exact amount of multiple reagents in the reagent supply station.
It is configured for delivery to capsule 14 located at 98.

サンプルおよび試薬搬送サブシステム78、90は自動臨床
設備技術において周知であるように、慣用された説明の
ものでよいということは分るであろう。サブシステム78
および90を、サンプルカップ84、試薬瓶96および単一の
供給ステーション86または98の上方のX−Y直交システ
ムに移された単一のプローブヘッドを利用する単一のX
−Yサブシステムで置き換えるような均等手段は同じく
適当であろう。
It will be appreciated that the sample and reagent delivery subsystems 78, 90 may be of conventional description, as is well known in the automated clinical equipment arts. Subsystem 78
And 90 using a single probe head that has been transferred to an XY orthogonal system above the sample cup 84, reagent bottle 96 and single supply station 86 or 98.
Equivalent means, such as replacing with a -Y subsystem, would also be appropriate.

システム10はカプセル洗浄ステーション100を含む、第
4図に見られるように、洗浄ステーション100は、回転
テーブル12の上方へ伸びている一端を有する水平アーム
102を含む。アーム102の第2の端は、回転テーブル12お
よびその上に載せられるカプセル14に対してアーム102
を昇降するために使用されるエレベータ機構104に固定
される。エレベータ機構104は、たとえば、親ねじを駆
動するステッパ電動機を備え、親ねじはアーム102に固
定されるねじ付き部材を含んでいて、ステッパ電動機が
回転されるとき、ねじ付き部材はアーム102を上下に移
動する。
The system 10 includes a capsule washing station 100, as seen in FIG. 4, the washing station 100 includes a horizontal arm having one end extending above a rotating table 12.
Including 102. The second end of the arm 102 is relative to the turntable 12 and the capsule 14 mounted thereon.
It is fixed to the elevator mechanism 104 used to lift and lower the vehicle. The elevator mechanism 104 includes, for example, a stepper electric motor that drives a lead screw, the lead screw including a threaded member that is secured to the arm 102 such that when the stepper electric motor is rotated, the threaded member raises and lowers the arm 102. Move to.

環状のシール106が回転テーブル12の上方のアーム102に
固定され、この環状のシール106は第4図に断面で示さ
れている。導管108はアーム102に固定されていてアーム
102を通っており、環状のシール106と同軸的に整列され
ている。導管108の下方の開口端110は環状のシール106
の下方の面から下方へ伸びている。
An annular seal 106 is fixed to the upper arm 102 of the turntable 12, which annular seal 106 is shown in cross section in FIG. The conduit 108 is fixed to the arm 102
It passes through 102 and is coaxially aligned with the annular seal 106. The lower open end 110 of the conduit 108 is an annular seal 106.
Extends downward from the lower surface of the.

流体受入れ室112は、回転テーブル12の下方に導管108と
同軸的に整列されている。室112の上方の端は開口し、
その下方の端は狭められ、廃棄流体を適当な容器(図示
せず)に導く導管114に結合されている。
The fluid receiving chamber 112 is coaxially aligned with the conduit 108 below the turntable 12. The upper end of the chamber 112 is open,
Its lower end is narrowed and connected to a conduit 114 which directs waste fluid into a suitable container (not shown).

第1および4図に見られるように、導管108は空気導管1
16によって空気ポンプ118に結合されている。導管108は
また、引き続いてぜん動ポンプ124を経て洗浄溶液リザ
ーバ122に連結される洗浄溶液導管120に連結される。導
管116と導管120とはソレノイド制御されるバルブ126、1
28をそれぞれ含む。バルブ126は空気ポンプから導管108
へ流れるガスを制御し、他方、バルブ128はポンプ124か
ら導管108へ流れる洗浄溶液を制御する。
As seen in FIGS. 1 and 4, conduit 108 is air conduit 1
It is connected to the air pump 118 by 16. Conduit 108 is also connected to a wash solution conduit 120 which is subsequently connected to a wash solution reservoir 122 via a peristaltic pump 124. The conduits 116 and 120 are solenoid controlled valves 126, 1
Includes 28 each. Valve 126 is from the air pump to conduit 108
Valve 128 controls the cleaning solution flowing from pump 124 to conduit 108.

洗浄操作を実行するべく、旋回テーブル12は、カプセル
14が導管108および室112と同軸的に整列されるように、
位置され得る。カプセル14をそのように整列させて、レ
ベータ機構104は、環状のシール106がカプセル14の環状
のフランジ26に近づくがフランジ26と接触しないよう
に、アーム102を下降させるべく操作される。洗浄溶液
はその後、導管108を経てカプセル14に供給される。洗
浄溶液を除きそしてフィルタを、詳しく後述するよう
に、疏水性の状態に戻すべく、エレベータ機構104が操
作され、環状のシール106がフランジ26に押し付けられ
るまで、アーム102を下降する。空気がその後、導管108
を経てカプセル14に供給され、フィルタ22を通してそし
てカプセル14から洗浄溶液を吹き出す。洗浄サイクルが
完了すると、エレベータ機構104が作動され、アーム10
2、かくてフランジ26の上方にある端110を上昇する。回
転テーブル12はその後回転されてカプセル14を再び位置
させる。
To carry out the washing operation, the swivel table 12 is
So that 14 is coaxially aligned with conduit 108 and chamber 112,
Can be located. With the capsule 14 so aligned, the revoker mechanism 104 is operated to lower the arm 102 so that the annular seal 106 approaches but does not contact the annular flange 26 of the capsule 14. The cleaning solution is then supplied to capsule 14 via conduit 108. The arm 102 is lowered until the wash solution is removed and the filter is returned to its hydrophobic state, as described in more detail below, by operating the elevator mechanism 104 and pressing the annular seal 106 against the flange 26. Air then conduit 108
Is delivered to the capsule 14 through the filter 22 and blows the wash solution through and out of the capsule 14. When the wash cycle is complete, the elevator mechanism 104 is activated and the arm 10
2, thus raising the end 110 above the flange 26. The turntable 12 is then rotated to reposition the capsule 14.

システム10はさらに基質ステーション130(第1図)と
読取りステーション132とを含む。リザーバ134からの液
体基質はチューブ136を経て精密ポンプ138に導かれる。
精密ポンプ138は導管140を経て基質ステーション130に
正確な量の基質を送るべく形成されている。基質ステー
ション130は洗浄ステーション100と類似するが、基質ス
テーション130と適当に整列されたカプセル14に液体の
基質のみを供給するべく形成されている。
The system 10 further includes a substrate station 130 (FIG. 1) and a read station 132. Liquid substrate from reservoir 134 is directed to precision pump 138 via tube 136.
Precision pump 138 is configured to deliver the correct amount of substrate to substrate station 130 via conduit 140. Substrate station 130 is similar to wash station 100, but is configured to provide only liquid substrate to capsule 14 properly aligned with substrate station 130.

読取りステーション132はまた洗浄ステーション100に類
似し、回転テーブル12の上方へ伸びる水平アーム142
(第5図)を含む。アーム142を通り、アーム142に固定
された単一の導管144が環状のシール146と同軸的に整列
されている。導管144は空気ポンプ148に導かれる。流体
受入れ室149が回転テーブル12の下方に配置され、導管1
44および環状のシール146と整列している。流体受入れ
室149は、カプセル14からの基質が流れるセル152を含む
蛍光測定器150と流体結合にある。光源154はセル152に
所定波長で光を導き、第2波長での蛍光がフィルタ156
を通過し、光検出器158によって検出される。フィルタ1
56および光検出器158は、光源154からの光の角度に対し
て、セル152から90゜の角度で配置されている。光検出
器158の出力は、基質の蛍光に関係した出力を与えるべ
く、当該技術の分野において周知のサーキットリー159
に加えられ、かつこれによって処理される。蛍光測定が
なされると、ピンチバルブ160が開かれ、基質をセル152
から適当な廃棄容器(図示せず)に排出させる。システ
ム10はまた、各使用の後、流体受入れ室149および蛍光
測定器150を洗浄するための慣用的な手段(図示せず)
を含み得る。さらに、蛍光測定器150は、基質の吸光度
または透過度を測定するべく形成された分光光度計によ
って代替され得る。
The read station 132 is also similar to the wash station 100, with a horizontal arm 142 extending above the turntable 12.
(Fig. 5) is included. Through the arm 142, a single conduit 144 secured to the arm 142 is coaxially aligned with the annular seal 146. The conduit 144 leads to an air pump 148. A fluid receiving chamber 149 is located below the turntable 12 and the conduit 1
Aligned with 44 and annular seal 146. The fluid receiving chamber 149 is in fluid communication with the fluorometer 150 that includes a cell 152 through which the substrate from the capsule 14 flows. The light source 154 guides light at a predetermined wavelength to the cell 152, and the fluorescence at the second wavelength is filtered by the filter 156.
And is detected by the photodetector 158. Filter 1
56 and photodetector 158 are positioned at an angle of 90 ° from cell 152 with respect to the angle of light from light source 154. The output of photodetector 158 is a circuit 159 well known in the art to provide an output related to the fluorescence of the substrate.
And processed by it. When the fluorescence measurement is made, the pinch valve 160 is opened and the substrate is placed in the cell 152.
To a suitable waste container (not shown). System 10 also includes conventional means (not shown) for cleaning fluid receiving chamber 149 and fluorometer 150 after each use.
Can be included. Further, fluorometer 150 can be replaced by a spectrophotometer configured to measure the absorbance or transmittance of the substrate.

システム10は、当該技術分野において周知であるよう
に、マイクロプロセッサを基礎としたコントローラ162
(第1図)によって制御される。コントローラはキーボ
ード164によって指示を受けるように形成され、ディス
プレイ166とプリンタ168にデータを出力し得る。コント
ローラ162は、サンプル搬送サブシステム78、試薬搬送
サブシステム90、洗浄、基質および読取りサブシステム
100、130、132、ぜん動および精密ポンプ124、138、空
気ポンプ118、148、バルブ126、128およびステッパ電動
機76の操作を制御する。コントローラ162はまた、サー
キットリー159の出力に応答して、蛍光測定を分析し、
そのような測定を標準曲線と関連させ、これによってサ
ンプル中の分析項目の濃度を決定する。そのような全て
の技術は、自動臨床分析技術において周知である。
The system 10 includes a microprocessor-based controller 162, as is well known in the art.
(FIG. 1). The controller is configured to be directed by the keyboard 164 and can output data to the display 166 and printer 168. The controller 162 includes a sample transfer subsystem 78, a reagent transfer subsystem 90, a wash, substrate and read subsystem.
Controls the operation of 100, 130, 132, peristaltic and precision pumps 124, 138, air pumps 118, 148, valves 126, 128 and stepper motor 76. The controller 162 also analyzes the fluorescence measurements in response to the output of the circuitry 159,
Such measurements are associated with a standard curve, which determines the concentration of analyte in the sample. All such techniques are well known in the automated clinical analysis arts.

カプセル14との全ての操作が完了すると、カプセル14は
取除きステーション170で放出あるいは除去され得る。
Upon completion of all operations with capsule 14, capsule 14 may be discharged or removed at removal station 170.

システム10は、当該技術において周知であるように、回
転テーブル12に配置されたカプセル14ばかりでなく回転
テーブル12を一定の温度に維持するべく、適当な温度制
御手段を含む。
The system 10 includes suitable temperature control means to maintain the rotary table 12 at a constant temperature, as well as the capsule 14 disposed on the rotary table 12, as is well known in the art.

システム10で実行されるべき免疫分析は、使用者によっ
て希望される試験のための適当な固体保持体を含むカプ
セル14を使用者が選定することから始まる。たとえば、
選定されたカプセル14は、分析項目T3のための競合的な
蛍光酵素免疫分析に適合される固体保持体を含み得る。
カプセル14は最初、フランジ26一面にシールを有し、こ
のシールは使用者によって取り除かれる。カプセル14は
回転テーブル12上の拘束手段60中に置かれる。
The immunoassay to be performed on the system 10 begins with the user selecting a capsule 14 containing the appropriate solid support for the test desired by the user. For example,
The selected capsule 14 may include a solid support adapted for competitive fluorescent enzyme immunoassay for assay T 3 .
The capsule 14 initially has a seal over the flange 26, which seal is removed by the user. The capsule 14 is placed in the restraint means 60 on the turntable 12.

システム10の操作を制御するべく、使用者は、キーボー
ド164によってサンプルカップ84の特定の1つを選定す
る。サンプルカップからサンプルが取り出され、実行さ
れるべき試験、たとえば、T3に同定される。回転テーブ
ル12の位置に基づいて、コントローラ162は積込みステ
ーション61で載せられたカプセル14を選定されたサンプ
ルと相互に関連させ、試験し、そしてこれから説明され
るように、特定の手順を実行するべくシステム10を制御
する。
To control the operation of the system 10, the user selects a particular one of the sample cups 84 with the keyboard 164. A sample is removed from the sample cup and identified in the test to be performed, eg T 3 . Based on the position of the turntable 12, the controller 162 correlates the loaded capsule 14 at the loading station 61 with the selected sample, tests it, and performs certain procedures as described below. Control the system 10.

回転テーブル12、かくてカプセル14はステッパ電動機76
およびフレキシブルベルト68によって、カプセル14が、
初期洗浄または予洗浄操作が実行される洗浄ステーショ
ン100に位置するまで、回転される。第4図を参照する
と、アーム102は、環状のシール106がカプセル14のフラ
ンジ26と接触しないがその近くとなるまで下降される。
リザーバ122からおよそ0.5ミリリッタの洗浄溶液がポン
プ124によって、聞かれたバルブ128、導管120および導
管108を経て、カプセル14に送られる。
Rotating table 12, and thus capsule 14 is a stepper motor 76
And the flexible belt 68 allows the capsule 14 to
It is rotated until it is located at the wash station 100 where the initial wash or prewash operation is performed. Referring to FIG. 4, the arm 102 is lowered until the annular seal 106 does not contact but is near the flange 26 of the capsule 14.
Approximately 0.5 milliliters of wash solution from reservoir 122 is delivered by pump 124 to capsule 14 via valve 128, conduit 120 and conduit 108 heard.

その当初あるいは疏水性の状態では、フィルタ22の疏水
性の性質は、フィルタに水のような洗浄溶液をはじか
せ、かくて反応室58内に洗浄溶液を保持する。ここに開
示した実施例では、洗浄溶液は塩水溶液であり得る。ア
ーム102はその後、シール106がフランジ26に接し、フラ
ンジをわずかに圧縮するように、下降される。空気ポン
プ118が操作され、およそ1.05kg/cm2(15psi)の空気
を、開かれたバルブ126、導管116および導管108を経て
カプセル14に与える。カプセル14内の空気圧はフィルタ
22を湿らせ、洗浄溶液をフィルタ22を通し、そしてカプ
セル14から吹き出させる。洗浄溶液は室112に入り、導
管114を通って廃棄容器に流れる。洗浄溶液がカプセル1
4から空にされると、独特に選定されたフィルタ22を通
る空気の流れは、フィルタ22の細隙から液体を吹き出
し、かくてフィルタ22の疏水性の性質が再び確立され
る。
In its initial or hydrophobic state, the hydrophobic nature of the filter 22 causes the filter to repel a wash solution, such as water, thus retaining the wash solution in the reaction chamber 58. In the examples disclosed herein, the wash solution can be a saline solution. The arm 102 is then lowered so that the seal 106 contacts the flange 26 and slightly compresses the flange. Air pump 118 is operated to provide approximately 1.05 kg / cm 2 (15 psi) of air to capsule 14 via open valve 126, conduit 116 and conduit 108. The air pressure inside the capsule 14 is filtered
Moisten 22 and flush the wash solution through filter 22 and out of capsule 14. The wash solution enters chamber 112 and flows through conduit 114 to a waste container. Wash solution capsules 1
When emptied from 4, the flow of air through the uniquely selected filter 22 expels liquid from the slits of the filter 22, thus reestablishing the hydrophobic nature of the filter 22.

予洗浄を完了させて、回転テーブル12は、カプセル14の
サンプル供給ステーション86に配置するように回転され
る。サンプル搬送サブシステム78が操作され、サンプル
カップ84の1つから所定量の選定されたサンプルを引き
出し、サンプル供給ステーション86でカプセル14中にプ
ローブ82によってそのサンプル体積を供給する。
Upon completion of the prewash, the turntable 12 is rotated to position the capsule 14 at the sample supply station 86. The sample transfer subsystem 78 is operated to withdraw a predetermined amount of the selected sample from one of the sample cups 84 and to supply that sample volume by the probe 82 into the capsule 14 at the sample supply station 86.

回転テーブル12は再び回転されて、カプセル14を試薬供
給ステーション98に位置させる。試薬搬送サブシステム
90が操作され、試薬瓶97に収容された1または複数の選
定された抗体試薬の所定量をカプセル14に供給する。フ
ィルタ22の疎水性の状態は、サンプルおよび1または複
数の試薬をカプセル14内に保持する。免疫分析作用がそ
の後カプセル14内で起こさせられる。そして、その反応
の間中、カプセル14の内容物は偏心カム66によって創り
出される渦混合作用にさらされる。偏心カム66はおよそ
2.5mm(0.1インチ)の落差を有し、およそ1250〜1700rp
mで回転され、カプセル14内に渦作用をつくる。
The turntable 12 is rotated again to position the capsule 14 at the reagent supply station 98. Reagent transfer subsystem
90 is operated to supply the capsule 14 with a predetermined amount of one or more selected antibody reagents contained in the reagent bottle 97. The hydrophobic state of the filter 22 holds the sample and one or more reagents within the capsule 14. The immunoanalytical effect is then triggered in the capsule 14. And, during the reaction, the contents of the capsule 14 are exposed to the vortex mixing action created by the eccentric cam 66. The eccentric cam 66 is approximately
Has a head of 2.5 mm (0.1 inch), approximately 1250-1700 rp
It is rotated by m and creates a vortex action inside the capsule 14.

免疫分析反応が完了すると、カプセル14は回転テーブル
12の回転により洗浄ステーション100に動かされる。洗
浄ステーション100では、サンプルおよび1または複数
の試薬はカプセル14から吹き出され、複数の洗浄サイク
ルが実行される。各洗浄サイクルは短時間の渦撹拌周期
を含む。サンプルと試薬とがカプセル14から各洗浄サイ
クルの終りに吹き出されるとき、フィルタ22を通る空気
がフィルタ22の疏水性の状態を再び確立する。
When the immunoassay reaction is complete, the capsule 14 turns into a turntable.
It is moved to the washing station 100 by twelve rotations. At wash station 100, the sample and one or more reagents are blown out of capsule 14 and multiple wash cycles are performed. Each wash cycle includes a short vortexing cycle. The air passing through the filter 22 reestablishes the hydrophobic state of the filter 22 as the sample and reagent are blown out of the capsule 14 at the end of each wash cycle.

カプセル14はその後、回転テーブル12の回転により基質
ステーション130に動かされる。基質ステーション130
で、リザーバ134から基質がカプセル14に加えられる。
カプセル14は渦作用を利用して再び撹拌され、所定の培
養期間、酵素反応が引き起される。培養期間の終りに、
カプセル14は読取りステーション132に動かされ、空気
ポンプ148から空気がカプセル14に加えられて、カプセ
ル14から基質を、基質の蛍光が測定されるセル152に吹
き出す。基質中に存在する蛍光にしたがって、サンプル
中の分析項目の濃度は周知の技術を利用して決定され得
る。
The capsule 14 is then moved to the substrate station 130 by rotation of the turntable 12. Substrate station 130
The substrate is then added to the capsule 14 from the reservoir 134.
The capsule 14 is stirred again by utilizing the vortex action, and the enzymatic reaction is caused for a predetermined culture period. At the end of the culture period,
The capsule 14 is moved to the reading station 132 and air is added to the capsule 14 from an air pump 148 to expel the substrate from the capsule 14 into a cell 152 where the fluorescence of the substrate is measured. Depending on the fluorescence present in the substrate, the concentration of analyte in the sample can be determined using well known techniques.

前述の操作例は単一の試験を実行する単一のカプセルの
ために述べられたが、システム10は、回転テーブル12に
載せられるそれぞれのカプセル14のために、多数の異な
る試験を同時的に実行し得る。各場合に、コントローラ
162は、回転テーブル12上の個々のカプセル14の場所を
使用者の特定したサンプルおよび試験と相互的に関連さ
せる。試験の明細がコントローラ162によって使用され
て、それぞれのカプセル14に導かれるべき正確な1また
は複数の試薬を選定する。コントローラ162はまた、特
定された試験にしたがって各カプセル14のための必要な
計時機能を与える。そのような全ての制御機能は周知で
あって、自動臨床分析技術にある人にとって容易に分る
ことである。
Although the example operation described above was described for a single capsule performing a single test, the system 10 performs multiple different tests simultaneously for each capsule 14 mounted on the turntable 12. You can do it. Controller in each case
162 correlates the location of individual capsules 14 on turntable 12 with user-specified samples and tests. The test specifications are used by controller 162 to select the exact reagent or reagents to be directed to each capsule 14. The controller 162 also provides the necessary timing functions for each capsule 14 according to the tests specified. All such control functions are well known and are readily apparent to those of ordinary skill in the art of automated clinical analysis.

競合的かつサンドイッチ状の蛍光酵素の免疫分析のため
の処理時間と共に適当な試薬の例は次のとおりである。
Examples of suitable reagents with processing times for competitive and sandwich immunoassays of fluorescent enzymes are as follows:

競合的FEIA 固体保持体:山羊の抗うさぎガンマグロブリンを共有的
に付着させたセルローズの50uの粒子。
Competitive FEIA solid support: 50u particles of cellulose with covalently attached goat anti-rabbit gammaglobulin.

予洗浄:0.5mlの標準塩水で1回の洗浄、渦なし。Prewash: Wash once with 0.5 ml standard saline, no vortex.

EIA試薬:(1)特異的なうさぎの抗体;(2)アルカ
リ性ホスファターゼを複合した分析項目。
EIA reagent: (1) Specific rabbit antibody; (2) Analytical item complexed with alkaline phosphatase.

EIA培養時間および渦:およそ10〜30分(分析項目によ
って)、連続渦撹拌。
EIA incubation time and vortex: Approximately 10-30 minutes (depending on the analytical item), continuous vortexing.

洗浄、サイクル数:0.5mlの標準塩水で3回の洗浄サイク
ル、各サイクルに3〜5秒の渦撹拌。
Washing, number of cycles: 0.5 ml of standard saline for 3 washing cycles, vortexing for 3-5 seconds in each cycle.

基質:4−メチル ウンベリフェロン ホスフェイト0.05
mM。
Substrate: 4-methylumbelliferone phosphate 0.05
mM.

基質培養時間および渦:37゜±0.2゜Cおよそ5〜30分、
連続渦撹拌。
Substrate incubation time and vortex: 37 ° ± 0.2 ° C approximately 5-30 minutes,
Continuous vortex stirring.

蛍光分析法:光源:360nm±2nm、5nmの半値幅。蛍光:450
nm±10nm、10〜20nmの半値幅。
Fluorescence analysis method: Light source: 360 nm ± 2 nm, full width at half maximum of 5 nm. Fluorescence: 450
nm ± 10 nm, full width at half maximum of 10 to 20 nm.

サンドイッチ状FEIA 固体保持体:1価(1゜)の抗体を共有的に付着させたセ
ルローズの50uの粒子。
Sandwich FEIA solid support: 50u particles of cellulose covalently attached with a univalent (1 °) antibody.

予洗浄溶液および時間:競合的FEIAと同じ。Pre-wash solution and time: same as competitive FEIA.

EIA試薬:2価の抗体に複合されたアルカリ性ホスファタ
ーゼ。
EIA Reagent: Alkaline phosphatase conjugated to a bivalent antibody.

EIA培養時間および渦:およそ10〜60分(分析項目によ
って)、連続渦撹拌。
EIA incubation time and vortex: Approximately 10-60 minutes (depending on assay), continuous vortexing.

洗浄、サイクル数:0.5mlの標準塩水で3〜4回の洗浄サ
イクル(分析項目によって)、各サイクルに3〜5秒の
渦撹拌。
Washing, number of cycles: 3-4 washing cycles (depending on the analytical item) with 0.5 ml standard saline, vortexing for 3-5 seconds in each cycle.

基質:競合的FEIAと同じ。Substrate: same as competitive FEIA.

基質培養時間および渦:競合的FEIAと同じ。Substrate incubation time and vortex: Same as competitive FEIA.

蛍光分析法:競合的FEIAと同じ。Fluorescence method: same as competitive FEIA.

前述の例は、渦撹拌が異なる培養時間の間中、連続して
いることを示しているけれども、特定のカプセル14で処
理される分析のためのそのような培養期間の間の渦撹拌
は、回転テーブル12上の他のカプセル14に必要とされる
作用、たとえば、サンプル、試薬または基質の搬送や洗
浄サイクル等を実行するべく中断され得る。
Although the above examples show that vortexing is continuous throughout the different incubation times, vortexing during such incubation periods for analyzes processed with a particular capsule 14 It can be interrupted to carry out the actions required for the other capsules 14 on the turntable 12, such as sample, reagent or substrate transfer and wash cycles.

第1図の空気ポンプ118およびぜん動ポンプ124は、洗浄
溶液およびフィルタ22を通して吹き出す空気の両方を与
える、可動部品の少ない単体ポンプによって代替され得
る。そのようなポンプ178は、第6図に示されるよう
に、開口した上方端182を有する円筒状の室180を含む。
室180の下方の端部184は傾斜され、導管186に結合され
ている。導管186は一方向バルブ188を含み、導管108
(第4図)に結合される。
The air pump 118 and peristaltic pump 124 of FIG. 1 can be replaced by a single pump with few moving parts that provides both the wash solution and the air that is blown through the filter 22. Such a pump 178 includes a cylindrical chamber 180 having an open upper end 182, as shown in FIG.
The lower end 184 of the chamber 180 is beveled and is connected to the conduit 186. Conduit 186 includes a one-way valve 188 and conduit 108
(FIG. 4).

室180は2つの入口、すなわち第1の下方の入口190と第
2の上方の入口192とを含む。下方の入口190は導管194
を経て洗浄溶液のリザーバ196に結合される。導管194
は、洗浄溶液をリザーバ196からポンプ178へのみ流させ
る一方向バルブ198を含む。
The chamber 180 includes two inlets, a first lower inlet 190 and a second upper inlet 192. Lower entrance 190 is conduit 194
And is coupled to the wash solution reservoir 196 via. Conduit 194
Includes a one-way valve 198 that allows flush solution to flow only from reservoir 196 to pump 178.

上方の入口192は導管200によって、簡単にはフィルタ20
2とし得る大気圧での適当な空気源に結合される。導管2
00はまた、空気をポンプ178に向けてのみ流させる一方
向バルブ204を含む。
The upper inlet 192 is provided by the conduit 200, which is simply the filter 20.
Coupled to a suitable air source at atmospheric pressure, which can be 2. Conduit 2
00 also includes a one-way valve 204 that allows air to flow only toward pump 178.

ピストン206は室180内に配置される。このピストン206
は、ピストン206と室180の内壁との間に、Oリング208
のような適当なシールを含む。ピストン206は、コント
ローラ162により順次制御されるステッパ電動機212によ
り駆動されるロッド210によって、室180内を上下に移動
可能である。
The piston 206 is located within the chamber 180. This piston 206
Is an O-ring 208 between the piston 206 and the inner wall of the chamber 180.
Including a suitable seal such as. The piston 206 can move up and down in the chamber 180 by a rod 210 driven by a stepper electric motor 212 that is sequentially controlled by the controller 162.

使用に際し、ポンプサイクルはピストン206を、入口19
0、192間で入口190に最も近づけて開始する。ステッパ
電動機212は、室180内でピストン206を上方へ引き上げ
るべく操作され、リザーバ106から洗浄溶液を、導管194
およびバルブ198を経て室180に吸い入れる。洗浄溶液
は、ピストン206が上方の入口192に達するまで、室180
に引き入れられる。ピストン206が入口192の上方へ移動
すると、空気がフィルタ202、導管200およびバルブ204
を経て室180に引き入れられる。フィルタ202で利用でき
る空気は大気圧であるが故に、それ以上の洗浄溶液は、
ピストンが室180内で上方へ移動を継続したとき、リザ
ーバ196から引き入れられない。
In use, the pump cycle will move piston 206 to inlet 19
Start closest to entrance 190 between 0 and 192. The stepper motor 212 is operated to pull the piston 206 upwards within the chamber 180 to draw the wash solution from the reservoir 106 into the conduit 194.
And through valve 198 into chamber 180. The cleaning solution is supplied to the chamber 180 until the piston 206 reaches the upper inlet 192.
Be drawn into. As piston 206 moves above inlet 192, air is passed through filter 202, conduit 200 and valve 204.
It is drawn into the room 180 through. Since the air available in the filter 202 is at atmospheric pressure, any further cleaning solution will:
As the piston continues to move upward in chamber 180, it will not be withdrawn from reservoir 196.

ポンプ178のサイクルを完了するべく、ステッパ電動機2
12は、ピストン206を室180内で下方へ動かすように操作
される。一方向バルブ198、204は導管194、200への逆流
を防止する。その結果、ポンプ室180の下方部分にある
洗浄溶液は、導管186および一方向バルブ188を通り、導
管108(第4図)を経てカプセル14に最初に押し出され
る。洗浄溶液が室180から放出されると、室内の空気が
その後、導管186およびバルブ188を通ってカプセル14に
押し出される。既に述べたように、フィルタ22を通って
流れる空気はフィルタ22を疏水性の状態にする。
Stepper motor 2 to complete pump 178 cycle
12 is operated to move piston 206 downward within chamber 180. One-way valves 198,204 prevent backflow into conduits 194,200. As a result, the wash solution in the lower portion of pump chamber 180 is first extruded into capsule 14 via conduit 186 and one-way valve 188 and via conduit 108 (FIG. 4). When the wash solution is discharged from the chamber 180, the room air is then forced through the conduit 186 and valve 188 into the capsule 14. As previously mentioned, the air flowing through the filter 22 renders the filter 22 hydrophobic.

かくて、第6図のポンプ178は、洗浄ステーション100に
位置されたカプセル14に洗浄溶液および圧縮空気の両方
を与えることとなって、空気ポンプ118、ぜん動ポンプ1
24およびバルブ126、128を置き換え、それによって第1
図のシステム10を単純化する。
Thus, the pump 178 of FIG. 6 will provide both the wash solution and compressed air to the capsule 14 located at the wash station 100, and the air pump 118, the peristaltic pump 1
24 and valves 126, 128 replaced, thereby replacing the first
The system 10 shown is simplified.

システム10の種々の面にいくつかの変更が利用され得
る。たとえば、空気ポンプ118は、フィルタ22を横切る
圧力差を生成するべく開示されていて、まず、フィルタ
22を湿らせ、それによってそこを通る液体の流れを開始
し、その後、湿っている液体をフィルタ22の細隙から吹
き出し、フィルタ22のその疏水性の状態に戻す。しかし
ながら、同じ結果を達成するべく、真空が通路40を通っ
て引き出され得る。また、固体保持体は、カプセル14が
回転テーブル12上に置かれる時、カプセル14内に最初か
ら収容されているけれども、空のカプセル14がそれに代
えて、回転テーブル12上に置かれ得る。そのような場
合、固体保持体は、試薬搬送サブシステム90によってカ
プセル14にピペット供給されるスラリーの形体で、シス
テム10に存在することとなるであろう。スラリーの液体
部分はまず、洗浄ステーションで空気圧力の付加により
カプセルから吹き出され、続いて前述した固体支持体の
予洗浄がなされるであろう。
Several modifications may be utilized in various aspects of system 10. For example, the air pump 118 is disclosed to create a pressure differential across the filter 22, first of all
Wetting 22 and thereby initiating the flow of liquid therethrough, which then causes the moist liquid to escape from the slits of filter 22 and return to its hydrophobic state of filter 22. However, a vacuum can be drawn through passage 40 to achieve the same result. Also, although the solid support is initially contained within the capsule 14 when the capsule 14 is placed on the turntable 12, the empty capsule 14 may instead be placed on the turntable 12. In such a case, the solid support would be present in the system 10 in the form of a slurry pipetted into the capsule 14 by the reagent delivery subsystem 90. The liquid portion of the slurry will first be blown out of the capsule at the washing station by the application of air pressure, followed by the pre-washing of the solid support described above.

前述の詳細な説明は、添付した請求の範囲およびそのす
べての均等に従って限定される本発明の範囲を制限する
ように、解釈されるものではない。
The above detailed description is not to be construed as limiting the scope of the invention which is limited according to the appended claims and all equivalents thereof.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−17358(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-60-17358 (JP, A)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】免疫分析を実行するための反応カプセルで
あって、第1の端部および第2の端部を有する筒状の部
材と、多孔性の疎水性の物質からなる、前記第1の端部
を閉じる皮膜とを含み、前記物質は、前記皮膜の一方の
側と他方の側との間に圧力差がないとき前記筒状の部材
内の前記皮膜によって液体を保持し、前記皮膜の一方の
側と他方の側との間に圧力差を生じさせることによって
前記液体が前記皮膜を通して排出され、これによって前
記皮膜を通しての液体の流れが生じ、かつ、前記皮膜を
通してガスを流すことにより前記液体の流れが止まるよ
うな大きさの細孔を有する、反応カプセル。
1. A reaction capsule for performing an immunoassay, which comprises a tubular member having a first end and a second end, and a porous hydrophobic substance. A film that closes the ends of the film, wherein the substance holds liquid by the film in the tubular member when there is no pressure difference between one side and the other side of the film, The liquid is expelled through the coating by creating a pressure differential between one side and the other side, which causes a flow of liquid through the coating and by flowing a gas through the coating. A reaction capsule having pores sized to stop the flow of the liquid.
【請求項2】前記反応カプセルは、前記第1の端部に固
定された支持リブを含み、前記皮膜は、該支持リブによ
り支持されている、請求の範囲第1項に記載の反応カプ
セル。
2. The reaction capsule according to claim 1, wherein the reaction capsule includes a support rib fixed to the first end, and the film is supported by the support rib.
【請求項3】前記反応カプセルは、前記筒状の部材内に
免疫分析の測定対象物質と特異的に結合することが可能
な物質を固定化した固体保持体を含む、請求の範囲第2
項に記載の反応カプセル。
3. The reaction capsule includes a solid support in which a substance capable of specifically binding to a substance to be measured for immunoassay is immobilized in the cylindrical member.
The reaction capsule according to the item.
【請求項4】第1の端部および第2の端部を有する筒状
の部材と、前記第1の端部を閉じる皮膜であって多孔性
の疎水性の物質からなる皮膜と、前記筒状の部材内の免
疫分析の測定対象物質と特異的に結合することが可能な
物質を固定化した固体保持体とを含む反応カプセルであ
って、前記疎水性の物質は、前記皮膜の一方の側と他方
の側との間に圧力差がないとき前記筒状の部材内の前記
皮膜によって液体を保持し、前記皮膜の一方の側と他方
の側との間に圧力差を生じさせることによって前記液体
が前記皮膜を通して排出され、これによって前記皮膜を
通しての液体の流れが生じ、かつ、前記皮膜を通してガ
スを流すことにより前記液体の流れが止まるような大き
さの細孔を有する、反応カプセルと、 前記皮膜の上方で前記反応カプセルに液体を導く手段
と、 前記皮膜を通して液体を流れさせるのに十分な圧力差を
作りだす手段と、 前記皮膜を通してガスを流す手段とを含む、免疫分析シ
ステム。
4. A tubular member having a first end and a second end, a coating for closing the first end and comprising a porous hydrophobic substance, and the tubular. A reaction capsule comprising a solid support on which a substance capable of specifically binding with a substance to be measured in an immunoassay in a tubular member is immobilized, wherein the hydrophobic substance is one of the films. By holding the liquid by the film in the tubular member when there is no pressure difference between the one side and the other side, and by causing a pressure difference between one side of the film and the other side. A reaction capsule having pores sized such that the liquid is expelled through the coating, thereby causing a flow of the liquid through the coating and stopping the flow of the liquid by flowing a gas through the coating. , The reaction capsule above the coating An immunoassay system comprising: means for directing a liquid to the membrane; means for creating a pressure difference sufficient to cause the fluid to flow through the membrane; and means for flowing a gas through the membrane.
【請求項5】複数の試薬カプセルを支持する回転テーブ
ルと、前記試薬カプセル内に渦作用を作りだすべく前記
回転テーブルを変位させる偏心手段とを含む、請求の範
囲第4項に記載の免疫分析システム。
5. The immunoassay system according to claim 4, further comprising: a rotary table that supports a plurality of reagent capsules; and an eccentric means that displaces the rotary table to create a vortex action in the reagent capsules. .
【請求項6】前記液体を導く手段と前記ガスを流す手段
とはポンプを含み、該ポンプは、下方の端部および上方
の端部を備えるシリンダであって前記下方の端部が閉じ
られ、かつ、前記反応カプセルと流体結合になるべく形
成されたシリンダと、下方の液体入口および上方のガス
入口と、前記シリンダ内で可動のピストンと、前記上方
のガス入口を含むストロークで前記ピストンを変位する
手段とを有する、請求の範囲第4項に記載の免疫分析シ
ステム。
6. The means for directing the liquid and the means for flowing the gas include a pump, the pump being a cylinder having a lower end and an upper end, the lower end being closed. And a cylinder formed to be in fluid connection with the reaction capsule, a lower liquid inlet and an upper gas inlet, a piston movable in the cylinder, and the piston displaced by a stroke including the upper gas inlet. The immunoassay system according to claim 4, further comprising:
【請求項7】患者のサンプルと、該サンプル中の測定対
象物質と特異的に結合することが可能な物質を固定化し
た固体保持体と、標識化された物質とを、下方の端部に
疎水性の皮膜を有する反応カプセルに加えること、 免疫分析反応を起こさせること、 前記皮膜を通して液体の流れを生じさせるべく前記反応
カプセルに圧力差を及ぼすこと、 前記液体の流れを止めさせるべく前記皮膜を通してガス
を流すこと、 前記免疫分析反応の結果を測定することを含む、免疫分
析方法。
7. A patient sample, a solid support on which a substance capable of specifically binding to a substance to be measured in the sample is immobilized, and a labeled substance at the lower end. Adding to a reaction capsule having a hydrophobic coating, causing an immunoassay reaction, exerting a pressure difference on the reaction capsule to cause a flow of liquid through the coating, coating the coating to stop the flow of liquid Flowing a gas through the cell, and measuring the result of the immunoassay reaction.
【請求項8】前記皮膜が流体を導かない状態にあると
き、前記反応カプセルに洗浄溶液を導くこと、 前記皮膜を通して洗浄溶液の流れを生じさせるべく前記
皮膜の一方の側と他方の側との間に圧力差を作りだすこ
と、 前記洗浄溶液の流れを止めさせるべく前記皮膜を通して
ガスを流すことを含む、請求の範囲第7項に記載の免疫
分析方法。
8. Introducing a cleaning solution into the reaction capsule when the coating is in a fluid-free state, wherein one side of the coating and the other side of the coating form a flow of cleaning solution through the coating. The immunoassay method according to claim 7, which comprises creating a pressure difference therebetween and flowing a gas through the film to stop the flow of the cleaning solution.
【請求項9】前記反応カプセルに液体基質を加えるこ
と、 前記反応カプセル内で、前もって定めた物質を作りだす
反応を起こさせること、 前記皮膜を通して前記液体基質および前記物質の流れを
生じさせるべく前記皮膜の一方の側と他方の側との間に
圧力差を作りだすこと、 セルに前記液体基質と物質とを集めること、 前記患者のサンプルの特質を決定するべく前記セルで前
記物質の量を測定することを含む、請求の範囲第8項に
記載の免疫分析方法。
9. Adding a liquid substrate to the reaction capsule, causing a reaction to create a predetermined substance within the reaction capsule, the film to cause a flow of the liquid substrate and the substance through the film. Creating a pressure differential between one side and the other, collecting the liquid substrate and substance in a cell, measuring the amount of the substance in the cell to determine the quality of the patient sample The immunoassay method according to claim 8, which comprises:
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US724711 1996-09-30

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