CN107561063A - 化学发光测定装置以及测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学发光测定装置以及测定方法,可以提高化学发光测定的精度,并且,可以使盒体内的化学反应稳定。化学发光测定装置(10)具有支承部件(31)、电机(40)以及受光部(70a),所述支承部件对用于通过化学发光测定来测定样本中含有的待测物质的盒体(20)进行支承,为了在盒体(20)内推进化学发光测定所需的处理,所述电机使支承部件(31)旋转以使盒体(20)旋转,所述受光部用于接收由在盒体(20)内产生的化学发光得到的光,所述盒体由利用电机(40)使其旋转的支承部件(31)支承。受光部(70a)的受光面(70b)以及由支承部件(31)支承的盒体(20)配置在被遮光部(80)包围的暗室(81)内,电机(40)配置在暗室(81)的外部。

Description

化学发光测定装置以及测定方法
技术领域
本发明涉及使用化学发光测定用的盒体进行待测物质的测定的化学发光测定装置以及测定方法。
背景技术
在美国专利申请公开第2013/0164175号说明书中,如图28所示记载有使用圆盘610对血液、唾液或尿等样本进行分析的分析装置。该分析装置具有:为了在圆盘610内使样本和试剂反应而使圆盘610旋转的旋转装置620;向包括腔室在内的检测区域630照射光的发光装置640;以及接收透过了检测区域630的光的光检测装置650。
在美国专利申请公开第2013/0164175号说明书的分析装置中,作为光检测装置650而使用照相机,利用照相机对由发光装置640照射了光的检测区域630进行拍摄,根据拍摄到的图像的颜色变化、颜色密度,取得检测区域630中的反应结果。圆盘610、旋转装置620、发光装置640以及光检测装置650全部被收容在箱状的主体660的内部。
如美国专利申请公开第2013/0164175号说明书的分析装置那样,在为了实现小型化而在箱状的主体的内部使盒体旋转的装置中,在进行对由在盒体内产生的化学发光得到的微弱的光进行测定的化学发光测定的情况下,需要通过光子计数能级(photoncountering level)来检测光,因此,需要充分地进行遮光以免光从外部漏到收容有盒体的空间内。在该情况下,由于收容有盒体的空间为密闭空间,因此,难以将热量释放到外部。当在盒体内由化学发光而产生光时,若收容有盒体的空间的温度变动,则盒体内的化学反应变得不稳定,因此,结果导致化学发光测定的精度降低。所以,收容有盒体的空间内的温度优选维持在规定的温度。
发明内容
本发明的主要方案涉及化学发光测定装置。本方案涉及的化学发光测定装置具有:支承部件,所述支承部件对用于通过化学发光测定来测定样本中含有的待测物质的盒体进行支承;电机,为了在盒体内推进化学发光测定所需的处理,所述电机使支承部件旋转以使盒体旋转;以及受光部,所述受光部用于接收由在盒体内产生的化学发光得到的光,所述盒体由利用电机使其旋转的支承部件支承。受光部的受光面以及由支承部件支承的盒体配置在被遮光部包围的暗室内,电机配置在暗室的外部。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,化学发光指的是利用由化学反应产生的能量而发出的光,例如,是分子通过化学反应被激发而成为激发态并从激发态回到基态时放射的光。化学发光例如可以通过酶与基质的反应而产生,或通过将电化学刺激施加于标记物质而产生,或基于LOCI法(Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay:发光氧通道免疫测定)而产生,或基于生物发光而产生。化学发光测定指的是对化学发光进行测定。化学发光测定所需的处理指的是直至对化学发光进行测定为止所需的处理。化学发光测定所需的处理包括用于产生化学发光的处理。作为用于产生化学发光的处理而列举:使发光基质和催化剂反应的处理;将电化学刺激施加于标记物质的处理;基于LOCI法(LuminescentOxygen Channeling Immunoassay)照射光并产生单重态氧,利用所产生的单重态氧使烯烃化合物氧化的处理;由荧光素·荧光素酶产生生物发光的处理等。暗室指的是被遮光部包围的空间。暗室只要是可以稳定地检测化学发光这种程度的黑暗空间即可,并不特别限定。例如,暗室是以当在盒体内不产生化学发光的状态时在暗室内检测到的入射光子数为10000个/(mm2·秒)以下的方式被遮光部包围的空间。在盒体内不产生化学发光的状态时列举未设定盒体的状态时或装置的电源断开状态时等。从更高灵敏度地检测待测物质的观点来看,暗室是以当在盒体内不产生化学发光的状态时在暗室内检测到的入射光子数优选为1000个/(mm2·秒)以下、更优选为100个/(mm2·秒)以下的方式被遮光部包围的空间。
根据本方案涉及的化学发光测定装置,受光部的受光面以及由支承部件支承的盒体配置在被遮光部包围的暗室内,因此,可以防止来自外部的光入射到受光部的受光面。因此,可以提高化学发光测定的精度。另外,作为热源的电机配置在作为密闭空间的暗室的外部,因此,可以抑制暗室内部的温度因电机的热量而变得不稳定。因此,可以使盒体内的化学反应稳定。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,盒体可以构成为具有液体收容部,该液体收容部具有密封体。本方案涉及的化学发光测定装置可以构成为具有推压密封体的推压部。支承部件设置在隔着盒体与推压部相向的位置处。这样一来,在将密封体开栓以使液体收容部内的液体流出时,用推压部推压密封体,即便推压力被施加于盒体,支承部件也成为基座来支承盒体,因此,不会在开栓时在盒体产生错位、破损等,盒体适当地被支承在规定的位置处。因此,测定精度因开栓动作而降低这种情形被抑制。
需要说明的是,在如上所述将支承部件设置到隔着盒体与推压部相向的位置处时,支承部件的面积扩展,支承部件的重量增加。在该情况下,驱动支承部件的电机大型化,电机的发热量增加。根据本方案涉及的化学发光测定装置,由于电机配置在暗室外部,因此,即便在如上所述电机的发热增大的情况下,也可以抑制暗室内部的温度变得不稳定,可以使测定适当地推进。
支承部件优选为限制在不妨碍接收由在盒体内产生的化学发光得到的光的范围内。由此,可以抑制在开栓时在盒体产生错位、破损,并且能够可靠地接收由化学发光得到的光。
本方案涉及的化学发光测定装置可以构成为具有固定于支承部件的旋转轴。在此,可以构成为,电机使旋转轴旋转,用于将电机的驱动轴与旋转轴接合的孔设置于遮光部,电机以将孔堵塞的方式安装在遮光部的外侧面。这样一来,配置在暗室外部的电机通过使旋转轴旋转,从而可以使盒体顺畅地旋转。
在该情况下,支承部件可以从旋转轴侧起设置到与推压部相向的位置处。
另外,盒体可以构成为具有用于收容液体的腔室以及用于从腔室移送腔室内的液体的通道。在此,可以构成为,腔室在旋转轴侧与通道连结,腔室在隔着与通道连结的连结位置的两侧具有向旋转轴侧突出的突部。这样一来,即便在使盒体旋转而利用离心力以及欧拉力搅拌了腔室内的液体的情况下,突部也成为阻挡壁,从而可以抑制液体进入与通道连结的连结位置。因此,可以抑制在搅拌时液体从腔室进入通道。另外,在液体在搅拌时较大地摆动了的情况下,液体的流动被突部挡住,液体沿着腔室的内壁进一步移动这种情形被抑制,因此,液体的流动方向的前端部因离心力而向外径方向弯折并与液体的其他部分碰撞这种情形被抑制。因此,可以抑制在搅拌时腔室内的液体起泡。
另外,根据该结构,在搅拌时可以抑制液体向通道的流入,并且,可以抑制液体的起泡,因此,可以提高搅拌时的转速,可以提高转速切换的自由度。另一方面,在如上所述控制了转速的情况下,来自电机的发热增加。根据本方案涉及的化学发光测定装置,由于电机配置在暗室外部,因此,即便在如上所述电机的发热增大的情况下,也可以抑制暗室内部的温度变得不稳定,可以使测定适当地推进。
在该情况下,腔室可以构成为在隔着连结位置的两侧分别具有与突部连接的平面状的壁面。这样一来,当在搅拌时液体溅到平面状的壁面时,与壁面形成为曲面状的情况相比,能够使液体的流动变化,因此,可以有效地搅拌腔室内的液体。另外,与壁面形成为曲面状的情况相比,液体的流动方向的前端部因离心力而向外径方向弯折并与液体的其他部分碰撞这种情形被抑制。因此,可以抑制在搅拌时腔室内的液体起泡。
另外,可以构成为,腔室具有向旋转轴侧突出的突部,通道与突部连结。这样一来,当在搅拌时液体较大地摆动了时,摆动的液体也被突部收纳,因此,难以进入到通道。从而能够可靠地抑制在搅拌时腔室内的液体进入通道。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,电机可以构成为使支承部件的转速变化。在如上所述使转速变化的同时使支承部件旋转时,产生离心力以及欧拉力,可以顺畅地搅拌腔室内的液体。另外,在如上所述使支承部件旋转来搅拌腔室内的液体时,容易导致腔室内的液体起泡。但是,即便在使支承部件的转速变化来搅拌腔室内的液体的情况下,通过如上所述设定腔室的形状,从而也可以抑制腔室内的液体起泡。
另外,可以构成为,在与外侧面相向的电机的面和外侧面之间,配置有包围孔的遮光性的弹性部件,电机以电机的面被弹性部件压住的方式安装在遮光部的外侧面。这样一来,能够可靠地防止光从暗室的外部经由孔进入暗室的内部。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,受光部可以构成为是能够进行光子计数的受光部。这样一来,受光部能够测定由在盒体内产生的化学发光得到的微弱的光。在该情况下,在光从暗室的外部进入暗室的内部时,不再能够由受光部适当地进行测定。但是,根据本方案涉及的化学发光测定装置,由于受光部的受光面配置在暗室内,因此,可以防止来自外部的光入射到受光面,从而可以进行适当的测定。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,受光部例如是光电倍增管。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,包括受光部在内的受光单元可以配置在暗室内。这样一来,可以防止不需要的外部的光入射到受光部。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,盒体可以构成为具有:用于收容待测物质和磁性颗粒的复合体的腔室、以及用于从腔室移送复合体的通道。另外,本方案涉及的化学发光测定装置可以构成为还具有用于从腔室经由通道移送复合体的磁铁。
在该情况下,磁铁可以配置在暗室内。例如,在需要接近盒体的磁铁处于暗室的外部时,为了供磁铁穿过而需要在暗室设置孔。但是,在磁铁配置在暗室内时,不需要在暗室设置用于供磁铁穿过的孔。由此,能够以简单的结构维持暗室的遮光性。
另外,本方案涉及的化学发光测定装置可以构成为具有移动机构,为了从腔室经由通道移送复合体,所述移动机构使磁铁相对于盒体相对移动。移动机构可以与磁铁一同配置在暗室内。例如,在磁铁和移动机构处于暗室的外部时,为了供磁铁或移动机构穿过而需要在暗室设置孔。但是,在磁铁和移动机构配置在暗室的内部时,不需要设置用于供磁铁或移动机构穿过的孔。由此,能够以简单的结构维持暗室的遮光性。
在该情况下,可以构成为,俯视时的电机以及装置主体的轮廓都是矩形形状,电机配置成电机的角部和装置主体的角部在俯视时相互错开,在俯视时,在电机和装置主体的角部之间的间隙中配置有包括受光部在内的受光单元,在电机和装置主体的其他角部之间的间隙中配置有磁铁以及移动机构。这样一来,可以使俯视时的装置主体的形状紧凑,因此,可以使化学发光测定装置小型化。
本方案涉及的化学发光测定装置可以构成为具有用于将由电机产生的热量向装置外部排放的换气部。这样一来,由于由电机产生的热量被排放到装置外部,因此,可以抑制盒体的温度因电机而上升。因此,容易将盒体的温度维持在所希望的温度,所以,例如可以在盒体内使样本和试剂稳定地反应。
在该情况下,可以构成为,使遮光部的电机侧的外侧面突出而形成有用于收容配置在暗室内的部件的收容部,电机在其与收容部之间隔着间隙地配置在收容部的侧方。这样一来,可以避免化学发光测定装置在高度方向上变大。另外,在收容部和电机之间存在间隙,在该间隙中可以使空气对流,因此,可以有效地除去电机的热量。
在该情况下,可以构成为,两个收容部隔着间隙地形成于遮光部,电机配置成被两个收容部夹着,换气部配置成与两个收容部之间的间隙相向。这样一来,空气容易经由两个收容部的间隙在电机的周围流过,因此,可以有效地除去电机的热量。
另外,换气部可以配置成与电机相向。这样一来,容易将电机周围的空气引导到化学发光测定装置的外部,因此,可以高效地排出由电机产生的热量。
另外,本方案涉及的化学发光测定装置可以构成为,具有用于检测盒体的温度的温度传感器,基于由温度传感器检测到的温度对换气部的动作进行控制。例如,在盒体的温度不满足所希望的温度的情况下,换气部处于停止状态,在盒体的温度超过所希望的温度时,换气部被驱动。这样一来,可以抑制用于对换气部以及盒体进行加热的加热器的消耗电力。
本方案涉及的化学发光测定装置可以构成为具有加热器,该加热器用于将由支承部件支承的盒体的温度控制在规定的温度。这样一来,可以对盒体进行加热而将盒体的温度维持在规定的温度。
在该情况下,可以构成为,加热器的发热面是平面,发热面配置成与由支承部件支承的盒体平行。这样一来,可以高效地加热盒体。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,装置主体可以构成为具有:用于装卸盒体的盖部以及将盖部支承为能够开闭的主体部。在此,遮光部可以构成为,设置于盖部和主体部双方,通过关闭盖部而形成暗室。这样一来,仅通过关闭盖部即可容易地形成暗室。
在该情况下,可以构成为,在盖部侧的遮光部和主体部侧的遮光部中的一方设置闭环的突部,在另一方设置能够弹性变形的闭环的接合面,在关闭盖部时,突部被接合面压住而紧贴。这样一来,能够可靠地防止光漏到遮光部的内部。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,遮光部可以由遮光性的树脂形成。这样一来,遮光部的成形变得容易。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,形成暗室的遮光部的内侧面的至少一部分可以是黑色的。这样一来,可以提高遮光部的遮光性。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,盒体可以构成为具有:用于混合待测物质和将酶用作标记的标记物质的第一腔室;用于混合发光基质和与标记物质结合了的待测物质的第二腔室;以及用于将待测物质从第一腔室移送到第二腔室的通道。在此,在利用离心力将标记物质导入到第一腔室的工序和利用离心力将发光基质导入到第二腔室的工序中使电机旋转。在该情况下,由于在导入标记物质和发光基质时使电机旋转,因此,导致电机发热。但是,根据本方案涉及的化学发光测定装置,由于电机配置在暗室外部,因此,即便在如上所述电机发热的情况下,也可以抑制暗室内部的温度变得不稳定,可以使测定适当地推进。
在该情况下,进而在将待测物质从第一腔室经由通道移送到第二腔室的工序中使电机旋转。在该情况下,在将待测物质从第一腔室移送到第二腔室时,也会导致电机发热。但是,在该情况下电机也配置在暗室外部,因此,可以抑制暗室内部的温度变得不稳定。
另外,进而在如下工序、即在第一腔室中搅拌待测物质以及标记物质的工序和在第二腔室中搅拌待测物质以及发光基质的工序中使电机旋转。在该情况下,在进行各搅拌工序时,也会导致电机发热。但是,在该情况下电机也配置在暗室外部,因此,可以抑制暗室内部的温度变得不稳定。
另外,盒体可以构成为,除第一腔室、第二腔室以及通道之外还具有两个腔室和将这些腔室连结的通道组。在该情况下,针对多个通道组分别执行各工序。这样一来,导致电机进一步发热。但是,在该情况下电机也配置在暗室外部,因此,可以抑制暗室内部的温度变得不稳定。
另外,标记物质可以构成为利用抗原抗体反应与样本中的待测物质结合。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,电机可以作为步进电机而构成。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,可以构成为,电机具有驱动轴和线圈,线圈配置在暗室的外部。电机的线圈因电流流过而发热。在此,电机的配置位置由线圈的位置示出。因此,在“电机配置在暗室的外部”这种情况下,至少作为热源的线圈位于暗室的外部,线圈以外的部件例如驱动轴也可以配置在暗室的内部。因此,在本方案涉及的化学发光测定装置中,可以抑制暗室内部的温度因由线圈产生的热量而变得不稳定。
在本方案涉及的化学发光测定装置中,可以构成为,电机具有驱动轴和线圈,驱动轴配置在暗室的内部。这样一来,可以借助设置在暗室外部的线圈经由驱动轴使暗室内部的支承部件顺畅地旋转。
发明的效果
根据本发明,可以提高化学发光测定的精度,并且,可以使盒体内的化学反应稳定。
附图说明
图1(a)是表示实施方式1的概要所涉及的化学发光测定装置的结构的示意图。图1(b)是表示实施方式1的概要所涉及的盒体的结构的示意图。
图2(a)是表示实施方式1涉及的分析装置的外观结构的示意图。图2(b)是表示从上方观察实施方式1涉及的盒体时的结构的示意图。
图3是表示从斜上方观察实施方式1涉及的设置部件、磁铁、移动机构、检测部以及收容体时的结构的图。
图4(a)是表示从斜下方观察实施方式1涉及的磁铁以及移动机构时的结构的图。图4(b)是表示从侧方观察实施方式1涉及的磁铁时的结构的示意图。
图5(a)是表示从斜上方观察实施方式1涉及的检测部时的结构的图。图5(b)是表示从斜上方观察实施方式1涉及的反射部件时的结构的图。图5(c)是从侧方观察实施方式1涉及的反射部件的基于YZ平面的截面时的示意图。
图6(a)是表示从斜上方观察从实施方式1涉及的检测部除去了部件以及反射部件时的结构的图。图6(b)是从侧方观察由光检测器接收从实施方式1涉及的腔室产生的光的状态时的示意图。
图7是从斜下方观察实施方式1涉及的收容体安装有电机、弹性部件以及盖部件的状态时的图。
图8是表示从斜上方观察实施方式1涉及的主体部时的结构的图、以及从斜下方观察盖部时的结构的图。
图9是从侧方观察实施方式1涉及的用与穿过旋转轴的YZ平面平行的平面剖开时的分析装置的截面时的示意图。
图10(a)是表示从上方观察实施方式1涉及的推压部时的结构的示意图。图10(b)、(c)是表示从侧方观察实施方式1涉及的推压部的截面时的结构的示意图。
图11(a)是表示从上方观察实施方式1涉及的支承部件时的结构的示意图。图11(b)是表示从上方观察实施方式1涉及的支承部件的变形例时的结构的示意图。
图12(a)是表示从下侧观察实施方式1涉及的主体部时的内部结构的图。图12(b)是表示从侧方观察实施方式1涉及的主体部时的内部结构的示意图。
图13是表示实施方式1涉及的分析装置的结构的框图。
图14是表示实施方式1涉及的分析装置的动作的流程图。
图15是表示在实施方式1涉及的相邻的腔室之间移送复合体时的分析装置的动作的流程图。
图16(a)~(c)是示意性地表示在实施方式1涉及的相邻的腔室之间移送复合体的状态转移图。
图17(a)~(c)是示意性地表示在实施方式1涉及的相邻的腔室之间移送复合体的状态转移图。
图18是在由实施方式1涉及的遮光部进行的遮光是否适当的验证中用于说明信号的偏差和暗计数值的偏差的关系的图。
图19(a)是将实施方式1涉及的分析装置所使用的电机的工作时间汇总的表。图19(b)是在将实施方式1涉及的电机配置在暗室的内部时的验证中表示盒体的温度变化的曲线图。
图20(a)、(b)是在与实施方式1涉及的换气部的效果相关的验证中表示分析装置的各部件的温度变化的曲线图。
图21(a)是表示实施方式2涉及的分析装置的外观结构的示意图。图21(b)是示意性表示从上方观察实施方式3涉及的支承部件以及盒体时的结构的图。
图22(a)是表示在实施方式4涉及的化学发光测定装置中受光部配置在暗室内部时的结构的示意图。图22(b)是表示在实施方式4涉及的化学发光测定装置中受光面配置在暗室内部时的结构的示意图。
图23(a)、(b)分别是表示图22(a)、(b)所示的实施方式4涉及的化学发光测定装置的变形例的图。
图24(a)是表示从上方观察实施方式5涉及的盒体时的结构的示意图。图24(b)、(c)是将实施方式5涉及的盒体的腔室放大了的示意图。图24(d)、(e)是将比较例的盒体的腔室放大了的示意图。
图25(a)~(c)是表示实施方式5涉及的腔室的变形例的示意图。
图26(a)是表示从上方观察实施方式6涉及的盒体时的结构的示意图。图26(b)是表示从上方观察实施方式6涉及的推压部时的结构的示意图。
图27(a)、(b)是表示从侧方观察实施方式6涉及的推压部的截面时的结构的示意图。
图28是用于说明关联技术的结构的示意图。
附图标记说明
10 化学发光测定装置
20 盒体
22a 第一腔室
22b 第二腔室
23 通道
24 收容部
24a 密封体
31 支承部件
32 旋转轴
40 电机
41 驱动轴
43 线圈
50 磁铁
60 移动机构
70 受光单元
70a 受光部
70b 受光面
80 遮光部
81 暗室
90 推压部
100 分析装置
101 主体部
102 盖部
102a 框体
110 设置部件
116 突部
117 弹性部件
120 磁铁
130 移动机构
144 光检测单元
144a 光检测器
144b 检测面
150 收容体
152、153 收容部
154 外侧面
155 孔
171 电机
171a 驱动轴
177 支承部件
173 弹性部件
174 弹性部件
175 盖部件
178 温度传感器
180 设置部件
181 突部
182 弹性部件
183 面
195 推压部
196 遮光部件
200 盒体
211~216 腔室
213a 连结位置
213b 突部
213c 壁面
213d 突部
220 通道
231、232 液体收容部
231a、231b、232a、232b 密封体
311 旋转轴
321、322 加热器
340 暗室
350 换气部
400 分析装置
403 遮光部件
404 弹性部件
510 支承部件
520 盒体
具体实施方式
<实施方式1>
参照图1(a)、(b),说明实施方式1的化学发光测定装置以及盒体的概要。
如图1(a)所示,化学发光测定装置10是利用抗原抗体反应来测定样本中的待测物质的免疫测定装置。化学发光测定装置10使用盒体20通过化学发光测定对样本中含有的待测物质进行测定。
化学发光指的是利用由化学反应产生的能量而发出的光,例如,是分子通过化学反应被激发而成为激发态并从激发态回到基态时放射的光。化学发光例如可以通过酶与基质的反应而产生,或通过将电化学刺激施加于标记物质而产生,或基于LOCI法(Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay)而产生,或基于生物发光而产生。化学发光测定指的是对化学发光进行测定。化学发光测定所需的处理指的是直至对化学发光进行测定为止所需的处理。化学发光测定所需的处理包括用于产生化学发光的处理。作为用于产生化学发光的处理而列举:使发光基质和催化剂反应的处理;将电化学刺激施加于标记物质的处理;基于LOCI法(Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay)照射光并产生单重态氧,利用所产生的单重态氧使烯烃化合物氧化的处理;由荧光素·荧光素酶产生生物发光的处理等。在实施方式1中,化学发光所需的处理例如列举后述的直至步骤S12~S18为止的处理。另外,例如,由控制部301进行的基于温度传感器178的换气部350的控制、由加热器321、322进行的盒体200的温度控制等,也被列举为化学发光所需的处理。
化学发光测定装置10具有:支承部件31、旋转轴32、电机40、磁铁50、移动机构60、受光单元70、以及遮光部80。盒体20用于通过化学发光测定对待测物质进行测定。在图1(a)中,XYZ轴相互正交。X轴正方向表示后方,Y轴正方向表示左方,Z轴正方向表示铅垂下方。
支承部件31支承盒体20。旋转轴32沿铅垂方向延伸。旋转轴32的上端固定于支承部件31,旋转轴32的下端固定于电机40的驱动轴41。电机40具有:驱动轴41、磁铁42、以及线圈43。驱动轴41从电机40的主体向上方突出,磁铁42和线圈43被收容于电机40的主体。磁铁42固定在驱动轴41的下端,线圈43配置成包围磁铁42。在电流流过线圈43时,磁铁42和驱动轴41旋转,与驱动轴41连接的旋转轴32旋转。
为了在盒体20内推进化学发光测定所需的处理,电机40通过使旋转轴32旋转而使支承部件31旋转,以使盒体20旋转。盒体20以旋转轴32为中心进行旋转。以下,将以旋转轴32为中心的圆的径向以及周向分别简称为“径向”以及“周向”。
如图1(b)所示,盒体20是集中了待测物质的检测所需的功能且能够更换的部件。盒体20由板状且圆盘形状的基板20a构成。盒体20不限于板状,也可以包括突起部分等,不限于圆盘形状,也可以是矩形形状等其他形状。
在基板20a上形成有:孔21、第一腔室22a、第二腔室22b、以及通道23。孔21在基板20a的中心处贯穿基板20a。盒体20以孔21的中心与旋转轴32一致的方式设置于化学发光测定装置10。
第一腔室22a和第二腔室22b是为了收容由待测物质和规定的试剂调制成的试样而设置于盒体20的收容部。也可以构成为并未总是在第一腔室22a和第二腔室22b装入液体,第一腔室22a和第二腔室22b为了收容液体而具有空间上的展开即可。通道23是为了移送磁性颗粒而设置于盒体20的通路。
第一腔室22a和第二腔室22b配置成在周向上排列。第一腔室22a收容有待测物质和磁性颗粒结合了的状态下的复合体。第一腔室22a是用于混合复合体和第一试剂的腔室。第二腔室22b是用于混合复合体和第二试剂的腔室。通道23从旋转轴32侧与第一腔室22a和第二腔室22b相连。通道23为了将复合体从第一腔室22a移送到第二腔室22b而设置。
通道23具有:第一区域23a、第二区域23b、以及第三区域23c。第一区域23a沿径向延伸并且与第一腔室22a相连。第二区域23b沿径向延伸并且与第二腔室22b相连。第三区域23c沿周向延伸。第三区域23c的两端与第一区域23a和第二区域23b相连。在通道23的至少一部分存在充满气体的气相。
第三区域23c的两端也可以不一定与第一区域23a和第二区域23b相连。例如,也可以构成为,与第一区域23a相连的第三区域23c和与第二区域23b相连的第三区域23c分别设置,它们之间的通道弯曲成U形。在弯曲成U形的通道中也可以存在液相。第一区域23a和第二区域23b只要处于与周向不同的方向即可,也可以在水平面内沿从径向偏移的方向延伸。也可以构成为,第一区域23a和第二区域23b被省略,第一腔室22a和第二腔室22b直接与第三区域23c相连。
回到图1(a),磁铁50将在第一腔室22a内扩散的复合体汇集,并将复合体从第一腔室22a经由通道23移送到第二腔室22b。磁铁50既可以由永磁铁构成,也可以由电磁铁构成。移动机构60为了将复合体从第一腔室22a经由通道23移送到第二腔室22b而使磁铁50在径向以及铅垂方向上移动。即,移动机构60使磁铁50相对于旋转轴32接近以及离开,并且,使磁铁50相对于盒体20接近以及离开。
另外,在第一区域23a和第二区域23b形成为沿从径向偏移的方向延伸的情况下,移动机构60使磁铁50在从径向偏移的方向上移动。移动机构60在使磁铁50相对于盒体20接近以及离开的情况下,也可以使磁铁50在从铅垂方向偏移的方向上移动。
移动机构60使磁铁50相对于盒体20能够相对移动即可。例如,移动机构60也可以通过使支承盒体20的支承部件31移动而使盒体20移动,从而使磁铁50相对于盒体20相对移动。但是,在使支承部件31移动的情况下,需要另行设置用于使支承部件31移动的结构,因此,化学发光测定装置10可能会大型化。因此,优选为,支承部件31不移动,磁铁50相对于盒体20移动。
移动机构60使磁铁50在与第一腔室22a相向的位置处与盒体20接近,利用磁铁50的磁力来汇集复合体。此后,直至使复合体移动至第二腔室22b为止,移动机构60维持磁铁50与盒体20接近的状态。
移动机构60通过使磁铁50从与第一腔室22a相向的位置在径向上移动,从而使在第一腔室22a内由磁铁50汇集的复合体从第一腔室22a向通道23移动。接着,电机40通过使盒体20旋转,从而使由磁铁50汇集的复合体在通道23内移动。接着,移动机构60通过使磁铁50从与通道23相向的位置在径向上移动,从而使由磁铁50汇集的复合体从通道23向第二腔室22b移动。
另外,待测物质通过与磁性颗粒结合而由磁铁50在盒体20内移送,但也可以不一定使用磁性颗粒。例如,待测物质既可以通过向盒体20内施加压力来移送,也可以利用离心力来移送。
受光单元70在上表面具有受光部70a。受光部70a的受光面70b与盒体20的下表面相向。受光部70a在受光面70b接收由在盒体20内产生的化学发光而得到的光,所述盒体20由借助电机40而旋转的支承部件31支承。受光部70a是能够进行光子计数的受光部。受光部70a输出与光子(photon)相应的脉冲波形。受光单元70在内部具有电路,基于受光部70a的输出信号,以恒定间隔对光子进行计数并输出计数值。
在此,由支承部件31支承的盒体20、磁铁50、移动机构60、以及受光部70a的受光面70b配置在被遮光部80包围的暗室81内。在实施方式1中,暗室81指的是被遮光部80包围的空间。在实施方式1中,暗室81只要是能够稳定地检测化学发光这种程度的黑暗空间即可,并不特别限定。例如,暗室81是以当在盒体20内不产生化学发光的状态时在暗室81内检测到的入射光子数为10000个/(mm2·秒)以下的方式被遮光部80包围的空间。在盒体20内不产生化学发光的状态时列举未设定盒体20的状态时或装置的电源断开状态时等。从更高灵敏度地检测待测物质的观点来看,暗室81是以当在盒体20内不产生化学发光的状态时在暗室81内检测到的入射光子数优选为1000个/(mm2·秒)以下、更优选为100个/(mm2·秒)以下的方式被遮光部80包围的空间。
在图1(a)中,不仅受光面70b配置在暗室81内,而且受光单元70也配置在暗室81内。相比之下,电机40配置在暗室81的外部。电机40的线圈43因电流流过而发热。在此,电机40的配置位置由线圈43的位置示出。因此,在“电机40配置在暗室81的外部”这种情况下,至少作为热源的线圈43位于暗室81的外部,线圈43以外的部件例如驱动轴41如图1(a)所示也可以配置在暗室81的内部。
在图1(a)所示的化学发光测定装置10中,遮光部80设置在化学发光测定装置10的内部,由具有遮光性的多个部件构成。遮光部80由树脂形成。在遮光部80由树脂形成时,遮光部80的成形变得容易。遮光部80的内侧面是黑色的。在遮光部80的内侧面是黑色时,遮光部80的遮光性提高。
另外,遮光部80也可以由金属形成。但是,从成形的容易性来看,遮光部80优选由树脂构成。遮光部80的内侧面的一部分也可以不是黑色的。但是,为了提高遮光性,优选遮光部80的内侧面全部是黑色。
根据上述那样的化学发光测定装置10,受光面70b以及由支承部件31支承的盒体20配置在被遮光部80包围的暗室81内,因此,可以防止来自外部的光入射到受光面70b。因此,可以提高由受光部70a进行的化学发光测定的精度。另外,由于作为热源的电机40配置在作为密闭空间的暗室81的外部,因此,可以抑制暗室81内部的温度因电机40的热量而变得不稳定。因此,可以使盒体20内的化学反应稳定。
另外,在光源配置在装置内并由受光部70a检测从光源射出的光中的透过了试样的光那样的情况下,由于受光部70a接收的光的强度高,因此,即便来自外部的光稍微漏到受光部70a,也不会出大问题。但是,在如上所述受光部70a接收由化学发光得到的光的情况下,受光部70a需要检测微弱的光。在该情况下,需要提高遮光部80的遮光精度,使得来自外部的光尽可能不漏到受光部70a。根据图1(a)所示的结构,由遮光部80形成暗室81,受光部70a配置在暗室81的内部。由此,可以防止来自外部的光漏到受光部70a。
<具体结构例>
以下,说明实施方式1的分析装置以及盒体的具体结构。
分析装置100与图1(a)的化学发光测定装置10对应。电机171与图1(a)的电机40对应。支承部件177与图1(a)的支承部件31对应。旋转轴311与图1(a)的旋转轴32对应。磁铁120与图1(a)的磁铁50对应。移动机构130与图1(a)的移动机构60对应。光检测单元144与图1(a)的受光单元70对应。光检测器144a与图1(a)的受光部70a对应。检测面144b与图1(a)的受光面70b对应。设置部件110的突部116、弹性部件117、设置部件110的外周部分、收容体150、电机171的上表面、弹性部件173、盖部件175、弹性部件174、框体102a、遮光部件196、设置部件180的面183、设置部件180的突部181、以及弹性部件182与图1(a)的遮光部80对应。暗室340与图1(a)的暗室81对应。盒体200与图1(b)的盒体20对应。
如图2(a)所示,分析装置100是如下的免疫分析装置:利用抗原抗体反应来测定样本中的待测物质,基于测定结果对待测物质进行分析。分析装置100具有主体部101和盖部102。在主体部101中,与盖部102相向的部分以外的部分被框体101a覆盖。在盖部102中,与主体部101相向的部分以外的部分被框体102a覆盖。主体部101能够开闭地支承盖部102。在装卸盒体200时,盖部102如图2(a)所示打开。在主体部101的上部设置有盒体200。
如图2(b)所示,盒体200由板状且圆盘形状的基板200a构成。盒体200内的各部件,通过将形成于基板200a的凹部与覆盖基板200a的整个面的未图示的薄膜贴合而形成。基板200a和与基板200a贴合的薄膜由具有透光性的部件构成。基板200a具有由后述的加热器321、322进行的盒体200的温度调节变得容易那样的厚度。例如,基板200a的厚度为数毫米,具体而言为1.2mm。
在基板200a上具有:孔201、腔室211~216、通道220、6个液体收容部231、液体收容部232、开口241、分离部242、以及通道243。孔201在基板200a的中心处贯穿基板200a。盒体200以孔201的中心与后述的旋转轴311一致的方式设置于分析装置100。以下,将以旋转轴311为中心的圆的径向以及周向分别简称为“径向”以及“周向”。腔室211~216在基板200a的外周附近在周向上排列。
通道220具有:沿周向延伸的圆弧状的区域221、以及沿径向延伸的6个区域222。区域221与6个区域222相连。6个区域222分别与腔室211~216相连。6个液体收容部231经由流路与通道220相连,分别处于与腔室211~216相连的区域222的延长线上。液体收容部232经由流路与如下的流路相连:该流路将与腔室216相连的区域222和处于与腔室216相连的区域222的延长线上的液体收容部231相连。
液体收容部231收容试剂,在径向的内侧的上表面具有密封体231a。密封体231a构成为通过由后述的推压部195从上方推压而能够开栓。在密封体231a被开栓之前,液体收容部231内的试剂不会流到通道220,若密封体231a被开栓,则液体收容部231内与通道220连通,液体收容部231内的试剂流出到通道220。具体而言,若密封体231a被开栓,则液体收容部231的内部在密封体231a的位置处与盒体200的外部相连。
同样地,液体收容部232也收容试剂,在径向的内侧的上表面也具有密封体232a。密封体232a构成为通过由推压部195从上方推压而能够开栓。在密封体232a被开栓之前,液体收容部232内的试剂不会流到通道220,若密封体232a被开栓,则液体收容部232内与通道220连通,液体收容部232内的试剂流出到通道220。具体而言,若密封体232a被开栓,则液体收容部232的内部在密封体232a的位置处与盒体200的外部相连。
密封体231a、232a既可以一体地形成于基板200a,也可以由贴合于在基板200a上形成的开口的薄膜等形成。
从被检者采集到的全血的血液样本经由开口241注入到分离部242。分离部242将注入的血液样本分离为血球和血浆。由分离部242分离出的血浆移动到通道243。在通道243的径向内侧的上表面设置有孔243a。在盒体200旋转时,位于通道243内的区域243b的血浆因离心力而移动到腔室211。由此,规定量的血浆被移送到腔室211。
另外,如图2(b)所示,基板200a的各结构仅形成在基板200a的三分之一的区域。但是,并不限于此,也可以构成为,这一组结构形成在剩下的三分之二的区域,在基板200a上这一组结构设置有三个。
接着,参照图3~图12(b)来说明分析装置100的内部结构。
在设置部件110上形成有孔111~114。孔111~114贯穿设置部件110。后述的旋转轴311位于孔111。孔112具有径向上长的形状。移动机构130经由部件131设置在设置部件110的下表面。在水平面内,部件131的孔131a位于与设置部件110的孔112相同的位置处。检测部140经由部件141设置在设置部件110的下表面。在水平面内,检测部140的反射部件142位于与设置部件110的孔113相同的位置处。后述的温度传感器178设置于孔114。在设置部件110的上表面形成有闭环的突部115、116。突部115、116沿周向朝上方突出。
收容体150具有:上表面151、收容部152、153以及外侧面154。在上表面151的中心形成有在上下方向上从上表面151贯穿至外侧面154的孔155。孔155设置成供后述的旋转轴311穿过。收容部152、153由从上表面151向下方凹陷的凹部构成。设置有移动机构130和检测部140的设置部件110设置于收容体150。在设置部件110被设置于收容体150时,设置部件110的外周下表面与收容体150的外周上表面接合。若设置部件110被设置于收容体150,则移动机构130被收容部152收容,检测部140被收容部153收容。
设置部件110和收容体150由遮光性的树脂形成,设置部件110和收容体150的颜色被设定为黑色以提高遮光性。另外,在设置部件110的外周下表面与收容体150的外周上表面之间,设置有未图示的规定的弹性部件。规定的弹性部件例如由遮光性的氯丁橡胶以及聚氨基甲酸乙酯树脂构成,规定的弹性部件的颜色被设定为黑色以提高遮光性。
如图4(a)所示,移动机构130具有:部件131、2根支承轴132、齿轮部133、支承部134、电机135、传递齿轮135a、电机136、传递齿轮136a~136c、丝杠137、以及支承部138。2根支承轴132设置在部件131的下表面。齿轮部133设置在部件131的侧面,具有平板形状。支承部134能够移动地支承于2根支承轴132。2根支承轴132沿径向延伸。在支承部134的上表面形成有孔134a。孔134a在水平面内位于与部件131的孔131a相同的位置处。
支承部134对电机135、136、传递齿轮136b、以及丝杠137进行支承。电机135、136由步进电机构成。若电机135的驱动轴旋转,则设置于驱动轴的传递齿轮135a旋转,驱动力被传递到齿轮部133。由此,支承部134在被2根支承轴132支承的同时在径向上移动。
若电机136的驱动轴旋转,则设置于驱动轴的传递齿轮136a旋转。传递齿轮136a、136b相互啮合,传递齿轮136b、136c相互啮合。传递齿轮136b能够旋转地设置于支承部134,传递齿轮136c设置于丝杠137。丝杠137能够旋转地支承于支承部134。支承部138以根据丝杠137的旋转而上下移动的方式支承于丝杠137。磁铁120设置于支承部138。因此,若电机136的驱动轴旋转,则驱动力被传递到传递齿轮136a、136b、136c以及丝杠137。由此,支承部138在上下方向上移动。
若这样构成移动机构130,则根据电机135的驱动,磁铁120在径向上能够移动,根据电机136的驱动,磁铁120在上下方向上能够移动。另外,通过使磁铁120向径向内侧移动,磁铁120的上端向盒体200的径向内侧移动,通过使磁铁120向径向外侧移动,磁铁120的上端向盒体200的径向外侧移动。通过使磁铁120向上移动,磁铁120的上端在孔131a、134a的上方突出并与盒体200接近。通过使磁铁120向下移动,磁铁120的上端从盒体200离开。
另外,作为使磁铁120相对于盒体200的位置变化的结构,也可以使用上述以外的结构。例如,为了使磁铁120在上下方向上移动,既可以使磁铁120伸缩,也可以将与水平方向平行的方向作为旋转的中心而使磁铁120旋转。
如图4(b)所示,磁铁120具有永磁铁121和磁性体122。磁性体122既可以是顺磁性体和强磁性体的任一方,也可以是顺磁性体和强磁性体的组合。永磁铁121是圆柱形状,磁性体122是圆锥形状。磁性体122与永磁铁121的上表面接合。在磁性体122的上端形成有前端部122a。前端部122a成为用水平面剖开时的截面积恒定的柱状形状。具体而言,前端部122a是圆柱形状。另外,磁铁120的盒体200侧成为随着靠近盒体200而截面积减小的尖细形状即可。
永磁铁121越大、换言之永磁铁121的水平面的截面积越大,则由磁铁120施加于盒体200内的磁性颗粒的磁力越强。另外,磁铁120的尖细形状的角度θ越小,则来自磁铁120的中心轴120a的磁力的变化越大。而且,角度θ越小,则使盒体200内的磁性颗粒移动的力越大。但是,在使永磁铁121的水平面的截面积恒定的情况下,角度θ越小,则从前端部122a到永磁铁121的上表面为止的距离越长,因此,由磁铁120施加于盒体200的磁力越小。因此,为了平衡性好地增大施加于磁性颗粒的磁力和使磁性颗粒移动的力双方,实施方式1的角度θ例如设定为60°。
若施加于磁性颗粒的磁力和使磁性颗粒移动的力较大,则在利用磁铁120在盒体200内使磁性颗粒移动时,可以防止磁性颗粒的残留。因此,若如图4(b)所示构成磁铁120,则可以平衡性好地增大施加于磁性颗粒的磁力和使磁性颗粒移动的力双方,因此,可以防止磁性颗粒的残留,从而可以抑制由检测部140检测到的光量意外降低。因此,可以抑制由光量意外降低带来的假阴性,所以,可以进行高精度的检测。
另外,磁铁120的盒体200侧的端缘的宽度、即前端部122a的宽度至少比通道220内的各区域的最小宽度小。由此,可以使由磁铁120汇集的复合体顺畅地在通道220内移动而不会卡在通道220中。
磁铁120也可以仅由永磁铁构成。即,磁铁120也可以由具有将上述那样的永磁铁121和磁性体122合在一起的形状的永磁铁构成。但是,在由永磁铁121和磁性体122形成磁铁120时,可以简单且高精度地形成磁铁120。
如图5(a)所示,检测部140具有:部件141、反射部件142、支承部143、光检测单元144、以及光调节部160。在部件141上形成有在上下方向上贯穿部件141的孔141a。反射部件142被嵌入到形成于部件141的孔141a中而设置。支承部143设置在部件141的下表面。光检测单元144和光调节部160设置于支承部143。
如图5(b)、(c)所示,反射部件142在上部设置有透明板142a。透明板142a是用于保护后述的光检测器144a的部件。由透明板142a产生的光学作用可以大致忽视,因此,在以下所示的图中,为便于说明而省略透明板142a的图示。在反射部件142上,在中央形成有在上下方向上贯穿的孔142b。孔142b在水平面内的孔径随着向铅垂下方推进而减小。即便在复合体位于腔室216内的中央以及端部的任一方的情况下,反射部件142也可以将从腔室216内产生的光相同程度地向光检测器144a引导。
图6(a)表示从图5(a)所示的检测部140省略了部件141以及反射部件142的图示的状态。
如图6(a)所示,光调节部160具有电机161和板状部件162。电机161由步进电机构成。板状部件162设置于电机161的驱动轴161a,具有孔162a、162b。孔162a、162b在上下方向上贯穿板状部件162。滤光片部件162c设置于孔162b。滤光片部件162c是ND滤光片。若电机161被驱动,则板状部件162以驱动轴161a为中心进行旋转。由此,孔162a、滤光片部件162c、以及板状部件162的孔162a、162b以外的区域162d分别位于光检测单元144的光检测器144a的正上方。
光检测单元144在上表面具有光检测器144a。光检测器144a的检测面144b与板状部件162相向。光检测器144a对腔室216所收容的待测物质进行光学检测。光检测器144a构成为能够进行化学发光测定即可,例如由光电倍增管、光电管等构成。光检测器144a输出与光子(photon)相应的脉冲波形。光检测单元144在内部具有电路,基于光检测器144a的输出信号,以恒定间隔对光子进行计数并输出计数值。
如图6(b)所示,从盒体200的腔室216产生的光向盒体200的上侧和下侧扩散。扩散到了盒体200的下侧的光,穿过反射部件142的孔142b并穿过光调节部160的孔162a或滤光片部件162c由光检测器144a接收。扩散到了盒体200的上侧的光,由后述的盖部102的板部件191反射而回到腔室216,同样地由光检测器144a接收。也可以在盖部102的板部件191设置反射镜来反射扩散到了盒体200的上侧的光。
如图7所示,收容体150的外侧面154位于收容体150的下侧,在水平面内位于收容体150的中央。外侧面154是与水平面平行的面。在外侧面154的中心,形成有在上下方向上从上表面151贯穿至外侧面154的孔155的出口。在外侧面154,在孔155的出口的周边形成有凹部154a。凹部154a在从铅垂上方观察时具有环状的外形。另外,在孔155处形成有从孔155的侧方通往外部的孔156。
电机171由步进电机构成。步进电机由于其转速与输入脉冲的频率成比例,因此,优点是可以实现大范围的转速并且可以进行准确的定位,但缺点是能量效率差。在实施方式1中,由于电机171配置在作为密闭空间的暗室的外部,因此,可以降低步进电机的、能量效率差而容易发热的缺点。在实施方式1中,如后所述,电机171利用在使盒体200以规定的速度旋转时产生的离心力,将6个液体收容部231所收容的试剂以及液体收容部232所收容的试剂移送到腔室211~216。另外,在实施方式1中,通过以规定的时间间隔切换转速,从而搅拌腔室内所收容的液体。另外,在后述的步骤S102中使复合体相对于盒体200移动的速度优选为10mm/秒以下,以免复合体残留在腔室211内。在这样的状况下,尤其期待实现准确的定位和大范围的转速,所以可以降低步进电机的、能量效率差而容易发热的缺点,因此,电机171配置在作为密闭空间的暗室的外部是特别优选的。
编码器172设置在电机171的下表面,对电机171的旋转轴的旋转进行检测。弹性部件173例如由遮光性的聚氨基甲酸乙酯树脂形成,弹性部件173的颜色被设定为黑色以提高遮光性。弹性部件173具有嵌入到外侧面154的凹部154a的环状的外形。电机171以堵塞孔155的方式设置于外侧面154。具体而言,在与外侧面154相向的电机171的上表面和外侧面154之间,弹性部件173以包围孔155的方式配置于凹部154a。而且,电机171的上表面被弹性部件173压住,从而在外侧面154安装电机171。由此,孔155的下方被弹性部件173和电机171的上表面堵塞。
在电机171被安装于外侧面154时,接着,经由孔156进行孔155内部的机构的连接等。在机构的连接等结束时,在孔156的出口的周围设置弹性部件174,孔156被盖部件175堵塞。弹性部件174和盖部件175构成为具有遮光性。
如图8所示,在设置部件110的突部115的内侧设置有板部件176和支承部件177。板部件176由导热性高的金属构成。在板部件176的下表面设置有后述的加热器321。在板部件176和加热器321上,在与图3所示的设置部件110的孔111~114对应的位置设置有孔。经由这些孔,如图8所示,移动机构130、检测部140以及温度传感器178与盒体200的下表面直接相向。温度传感器178设置在设置部件110的下表面侧。温度传感器178利用红外线来检测盒体200的温度。
支承部件177经由后述的设置部件310设置在设置部件110的中心。支承部件177例如由转台构成。在突部115和突部116之间设置有弹性部件117。弹性部件117例如由遮光性的聚氨基甲酸乙酯树脂形成,弹性部件117的颜色被设定为黑色以提高遮光性。弹性部件117构成为闭环。弹性部件117的上表面是能够弹性变形的接合面。如上所述被组装的设置部件110和收容体150被设置于框体101a,从而完成主体部101。
图8中示出从下侧观察盖部102的状态。盖部102具有:设置部件180、板部件191、夹持器192、摄像部193、照明部194、以及推压部195。
设置部件180由遮光性的树脂形成,设置部件180的颜色被设定为黑色以提高遮光性。在设置部件180的突部181的内侧设置有板部件191和夹持器192。板部件191与板部件176同样地由导热性高的金属构成。在板部件191的上表面设置有后述的加热器322。在设置部件180的下表面、板部件191以及加热器322上,在与摄像部193、照明部194以及推压部195对应的位置设置有孔。经由这些孔,摄像部193、照明部194以及推压部195与盒体200的上表面直接相向。摄像部193、照明部194以及推压部195设置在设置部件180的上表面。
摄像部193拍摄盒体200内的状态。摄像部193由小型照相机构成。小型照相机例如包括CCD图像传感器、CMOS图像传感器等。在由摄像部193进行拍摄时,照明部194对盒体200进行照射。照明部194例如由发光二极管构成。推压部195通过推压密封体231a、232a,从而将密封体231a、232a开栓。关于推压部195,随后参照图10(a)~(c)进行说明。
夹持器192设置在设置部件180的中心。在设置部件180的下表面形成有闭环的突部181。突部181沿周向朝下方突出。在设置部件180的下表面,在突部181的外侧形成有凹部,在该凹部设置有弹性部件182。弹性部件182例如由遮光性的聚氨基甲酸乙酯树脂形成,弹性部件182的颜色被设定为黑色以提高遮光性。弹性部件182构成为闭环。弹性部件182的下表面是能够弹性变形的接合面。
在组装时,盖部102相对于主体部101的设置部件110能够开闭地设置,由此,盖部102被设置于主体部101。另外,在主体部101的框体101a上设置有后述的换气部350。关于换气部350,随后参照图12(a)、(b)进行说明。
图9是表示用与穿过旋转轴311的YZ平面平行的平面剖开时的分析装置100的截面的示意图。图9表示针对分析装置100设置有盒体200且盖部102关闭的状态。如上所述,在设置部件110的下表面设置有:保持磁铁120的移动机构130、以及检测部140,在设置部件180的上表面设置有:摄像部193、照明部194、以及推压部195。图9中用虚线表示与上述各部件的配置位置相当的位置。
如图9所示,通过将电机171设置于外侧面154,电机171的驱动轴171a延伸到孔155的内部。在孔155的上部设置有设置部件310。设置部件310对在上下方向上延伸的旋转轴311进行支承以使其能够旋转。旋转轴311在孔155的内部由固定部件312固定于电机171的驱动轴171a。
在旋转轴311的上部,经由规定的部件固定有用于对盒体200的下表面进行支承的支承部件177。在电机171被驱动而使得驱动轴171a旋转时,旋转驱动力经由旋转轴311被传递到支承部件177。由此,设置于支承部件177的盒体200以旋转轴311以及驱动轴171a为中心进行旋转。在盒体200被设置于支承部件177且盖部102被关闭时,夹持器192以能够旋转的状态压住盒体200的上表面的内周部分。
在板部件176的下表面设置有加热器321,在板部件191的上表面设置有加热器322。加热器321、322的发热面是平面,发热面配置成与盒体200平行。由此,可以高效地加热盒体200。在板部件176、191上分别设置有图13所示的温度传感器331、332。温度传感器331、332分别检测板部件176、191的温度。
在此,后述的控制部301在分析时对加热器321、322进行驱动,以使温度传感器331检测到的板部件176的温度和温度传感器332检测到的板部件191的温度达到规定的温度。控制部301基于温度传感器331、332的检测温度,通过例如P控制、PD控制、PID控制这样的控制方法来驱动加热器321、322。由此,盒体200的温度被维持在规定的温度。实施方式1的规定的温度被设为42℃,以使反应在盒体200内适当地推进。如上所述将盒体200的温度恒定地保持,这在免疫测定中尤其重要。另外,控制部301也可以基于温度传感器178的检测温度来驱动加热器321、322。
移动机构130和检测部140如图9中虚线箭头所示,对盒体200赋予磁力,并接收从盒体200侧产生的光。因此,在盒体200的下侧,设置部件110成为在上下方向上容易透过光的状态。但是,由于收容体150位于设置部件110的下方,因此,在盒体200下方的空间与外部之间可以防止光通过。
在盖部102的设置部件180的上部,在其与框体102a的内表面之间设置有遮光部件196。遮光部件196由遮光性的树脂形成,遮光部件196的颜色被设定为黑色以提高遮光性。在遮光部件196的外周下表面与设置部件180的外周上表面之间,设置有未图示的规定的弹性部件。规定的弹性部件例如由遮光性的氯丁橡胶以及聚氨基甲酸乙酯树脂构成,规定的弹性部件的颜色被设定为黑色以提高遮光性。
由于在摄像部193、照明部194以及推压部195的设置位置处,在设置部件180上设置有孔,因此,在这些部件的设置位置处光在上下方向上漏入。因此,在盒体200的上侧,设置部件180成为在上下方向上透过光的状态。但是,由于遮光部件196位于设置部件180的上方,因此,在盒体200上方的空间与外部之间可以防止光通过。
若盖部102被关闭,则设置部件110的突部116压在设置部件180的弹性部件182的下表面上而紧贴。设置部件180的突部181压在设置部件110的弹性部件117的上表面上而紧贴。另外,在设置部件180的外周附近的下表面形成有面183,盖部102内部的侧方被框体102a覆盖。由此,在盒体200侧方的空间与外部之间可以防止光通过。
像这样,图9的虚线所示的暗室340由遮光部形成。主体部101侧的遮光部由设置部件110的突部116、弹性部件117、设置部件110的外周部分、收容体150、电机171的上表面、弹性部件173、盖部件175、以及弹性部件174构成。盖部102侧的遮光部由框体102a、遮光部件196、设置部件180的面183、设置部件180的突部181、以及弹性部件182构成。若盖部102被关闭,则主体部101侧的遮光部和盖部102侧的遮光部在盒体200的侧方接合,暗室340被遮光部包围。像这样,可以防止光漏到遮光部的内部。上述遮光部的结构是一例,构成遮光部的部件等并不限于上述结构。
另外,如图3所示,在收容体150的上表面151以及收容部152、153上设置有用于穿过电缆的孔。这些孔可能成为开设于暗室340的孔。因此,为了形成暗室340,用于穿过电缆等的孔由遮光部件全部堵塞,上述电缆等用于在暗室340的内部与暗室340的外部之间进行信号的交换。例如,为了在孔的出口处对电缆与孔之间的间隙进行遮光,可以使用遮光带、遮光布料、热收缩管、索环(grommet)、填缝材料等。这些遮光部件的颜色被设定为黑色以提高遮光性。
若如上所述形成暗室340,则支承盒体200的支承部件177、盒体200以及光检测器144a的检测面144b配置在暗室340内。在实施方式1中,磁铁120、移动机构130以及检测部140配置在暗室340内。由此,即便在腔室216内的反应过程中产生的光极其微弱,由于光不再从外部进入到暗室340内,因此,也可以利用光检测器144a高精度地检测通过反应而产生的光。因此,可以提高待测物质的分析精度。
由于盒体200配置在暗室340内,因此,在需要接近盒体200的磁铁120处于暗室340外时,为了供磁铁120穿过而需要在构成暗室340的遮光部件上设置孔。在该情况下,该孔与仅用于供电缆穿过的孔不同,是比较大的孔,因此,难以通过简单的结构来维持暗室340的高遮光性。另一方面,在实施方式1中,由于接近盒体200的磁铁120配置在暗室340内,因此,不需要设置用于供磁铁120穿过的孔。由此,可以通过简单的结构在暗室340中维持化学发光测定所需的高遮光性。
另外,在使磁铁120移动的移动机构130处于暗室340外时,与磁铁120处于暗室340外的情况同样地,为了供磁铁120或移动机构130穿过而需要在构成暗室340的遮光部件上设置孔。在该情况下,该孔也与仅用于供电缆穿过的孔不同是比较大的孔,因此,难以通过简单的结构来维持暗室340的高遮光性。移动机构130具有电机135和电机136,电机135和电机136是比使盒体200旋转的电机171小的电机。本发明人等发现:如上所述,若是使磁铁120移动这种程度的小电机,则即便配置在暗室340内,给暗室340内带来的温度影响与电机171相比也小。由此,在实施方式1中,可以将移动机构130配置在暗室340内,因此,可以通过简单的结构在暗室340中维持化学发光测定所需的高遮光性。
电机171与图1(a)所示的结构同样地,具有因电流流过而发热的线圈。在此,电机171的配置位置由电机171的线圈的位置示出。因此,在“电机171配置在暗室340的外部”这种情况下,至少作为热源的线圈位于暗室340的外部,电机171的线圈以外的部件例如驱动轴171a如图9所示也可以配置在暗室340的内部。
如上所述,电机171配置在暗室340的外部。在此,电机171在使盒体200旋转时被励磁而从线圈发热。但是,如上所述,在作为热源的电机171配置在作为密闭空间的暗室340的外部时,可以抑制暗室340内部的温度因电机171的热量而变得不稳定。由此,可以将盒体200的温度维持在所希望的温度。因此,可以使盒体200内的样本和试剂稳定地反应。
如图10(a)~(c)所示,推压部195具有:设置部件361、电机362、传递齿轮363a、363b、363c、丝杠364、移动部件365、销部件366、辊367、以及弹簧368。在图10(a)~(c)中,D1方向是使X轴正方向以Z轴为中心沿顺时针方向旋转了45°的方向。D2方向是使Y轴正方向以Z轴为中心沿逆时针方向旋转了45°的方向。D3方向是使X轴正方向以Z轴为中心沿逆时针方向旋转了45°的方向。D3方向是在径向上朝向外侧的方向。图10(b)、(c)是在D3方向上观察图10(a)所示的截面C1-C2的侧视图。
如图10(b)所示,设置部件361设置在盖部102的设置部件180的上表面。如图10(a)所示,电机362设置于设置部件361。电机362由步进电机构成。传递齿轮363a、363b、363c和丝杠364以能够以D1、D2方向为旋转中心进行旋转的方式支承于设置部件361。传递齿轮363a、363b相互啮合,传递齿轮363b、363c相互啮合。电机362的驱动轴362a与传递齿轮363a连接,丝杠364与传递齿轮363c连接。移动部件365以根据丝杠364的旋转在D1、D2方向上移动的方式支承于丝杠364。如图10(b)所示,在移动部件365的下表面侧,形成有由相对于水平面倾斜的平面构成的凸轮部365a。
如图10(a)、(b)所示,在设置部件361上形成有圆柱形状的孔361a。如图10(b)所示,销部件366具有:主体部366a、在主体部366a的上端形成的凸缘部366b、以及在主体部366a的下端形成的前端部366c。主体部366a的形状是沿Z轴方向延伸的圆柱形状。凸缘部366b的形状是直径比主体部366a的直径大且与孔361a的孔径大致相同的圆柱形状。前端部366c的形状是直径比主体部366a的直径小的圆柱形状。主体部366a穿过在孔361a的底面设置的孔、以及与该孔对应地设置的贯穿设置部件180、加热器322及板部件191的孔。
辊367能够旋转地设置在销部件366的上部。辊367的形状是圆柱形状。弹簧368设置在凸缘部366b的下表面与孔361a的底面之间,将销部件366向铅垂上方推起。
若这样构成推压部195,则根据电机362的驱动,驱动力被传递到传递齿轮363a、363b、363c和丝杠364。由此,移动部件365在D1、D2方向上移动。若从图10(b)的状态起移动部件365在D1方向上移动,则凸轮部365a与辊367接触并向下方推下辊367。由此,如图10(c)所示,销部件366向下方移动。若从图10(c)的状态起移动部件365在D2方向上移动,则凸轮部365a从辊367离开,弹簧368向上方推起销部件366。由此,销部件366的位置回到图10(b)所示的状态。
在将密封体231a开栓的情况下,如图10(b)所示在销部件366位于上方的状态下,借助支承部件177使盒体200旋转,使密封体231a位于前端部366c的正下方。前端部366c的正下方是推压部195将密封体231a开栓的位置。而且,电机362被驱动,如图10(c)所示销部件366向下方移动。由此,位于前端部366c的正下方的密封体231a被前端部366c从上方推压,密封体231a被开栓。在将密封体232a开栓的情况下,密封体232a也位于前端部366c的正下方,与密封体231a同样地,由推压部195进行开栓处理。
这样,由推压部195进行的密封体231a、232a的开栓处理,通过由前端部366c推压密封体231a、232a来进行。在开栓处理时,密封体231a、232a例如以10N的力从上方被前端部366c推压。若如上所述较强的力施加于盒体200,则可能会产生盒体200的错位、意外的挠曲等。因此,为了抑制错位、挠曲,如图11(a)所示,盒体200在密封体231a的位置处由支承部件177从下方支承。
图11(a)是从上侧观察支承部件177的图。在图11(a)中,为便于说明而用虚线表示设置于支承部件177的盒体200。另外,为便于说明而用虚线表示经由设置于图8所示的板部件176的孔而与盒体200的下表面直接相向的移动机构130和检测部140的部分。另外,为便于说明而用虚线表示旋转轴311和销部件366的前端部366c。
如图11(a)所示,从旋转轴311到前端部366c为止的在水平面内的距离为r1。换言之,r1是从旋转轴311起直至到达盒体200被推压部195推压的位置为止的距离。支承部件177设置在隔着盒体200与推压部195相向的位置处。具体而言,支承部件177是具有至少比距离r1大的半径r2的转台,从旋转轴311侧起设置到与推压部195相向的位置处。
由此,在密封体231a、232a被开栓时,推压部195对密封体231a、232a进行推压,即便推压力施加于盒体200,支承部件177也成为基座来支承盒体200。因此,不会在开栓时在盒体200产生错位、破损等,盒体200适当地被支承在规定的位置处。因此,测定精度因开栓动作而降低这种情形被抑制。
另外,在由推压部195对密封体231a、232a施加较强的力时,可认为支承盒体200的支承部件177会相对于水平面倾斜。在该情况下,因对支承部件177进行支承的旋转轴311倾斜而使得与旋转轴311连接的电机171的驱动轴171a倾斜,电机171可能会产生故障。但是,根据实施方式1,对支承部件177进行支承的旋转轴311经由设置部件310支承于设置部件110。因此,即便在开栓时对密封体231a、232a施加较强的力,支承部件177倾斜的情形也被抑制,可以防止电机171的故障。
另外,如图11(a)所示,支承部件177的半径r2设定成,从上侧观察,支承部件177与和盒体200的下表面直接相向的移动机构130及检测部140的部分不重叠。由此,在盒体200被设置于支承部件177的状态下,磁铁120可以接近盒体200,因此,可以将在一个腔室内由磁铁120汇集的磁性颗粒向其他腔室顺畅地移送。另外,来自盒体200的光不会被支承部件177妨碍,因此,可以适当地由检测部140进行检测。
在支承部件177的半径r2在与和盒体200的下表面相向的移动机构130及检测部140的部分不重叠的范围内被设定为较大的值时,可以更稳定地支承盒体200。但是,若支承部件177的半径r2变大,则使支承部件177旋转的电机171的负荷变大。在该情况下,若延长电机171的旋转时间或频繁地切换转速,则可能会导致电机171产生故障或电机171的发热量增大。因此,支承部件177的半径r2优选为,在将支承部件177受到来自推压部195的推压力的位置覆盖的范围内,被设定为尽量小的值。
另外,即便如上所述支承部件177的半径r2被设定为尽量小的值,与支承部件仅支承盒体200的情况相比,支承部件177的面积和重量也增加。在该情况下,对支承部件177进行驱动的电机171大型化,电机171的发热量增加。但是,由于如上所述电机171配置在暗室340的外部,因此,即便在电机171的发热增大的情况下,也可以抑制暗室340内部的温度变得不稳定,可以使测定适当地推进。
如图11(b)所示,支承部件177的最外周部分的半径也可以设定为与盒体200的半径大致相同的值。在该情况下,在支承部件177上,例如设置有在Z轴方向上贯穿支承部件177的三个孔177a。在三个孔177a的内侧方向,与图11(a)同样地设置有半径r2的内周部177b。在相邻的两个孔177a之间,在径向上设置有连接部177c。利用三个连接部177c来支承位于支承部件177的最外周的外周部177d。
在此,孔177a的大小被设定为,向上方敞开的移动机构130和检测部140的部分能够经由孔177a与盒体200的下表面直接相向。另外,孔177a的大小被设定为,在盒体200被设置于支承部件177时,腔室211~216和通道220与支承部件177不重叠。
在如图11(b)所示构成支承部件177时,与图11(a)的情况同样地,可以利用内周部177b对位于密封体231a、232a下方的盒体200的下表面进行支承。另外,在图11(b)的情况下,盒体200的外周附近由外周部177d支承,因此,与图11(a)相比,可以稳定地支承盒体200。
另外,在盒体200设置于支承部件177上的被确定的位置处的情况下,图11(a)所示的支承部件177的形状、图11(b)所示的内周部177b和外周部177d的形状也可以不一定是圆形。
如图12(a)、(b)所示,在主体部101的框体101a的背面设置有换气部350。换气部350由风扇构成。换气部350将由设置于收容体150的外侧面154的电机171产生的热量排放到分析装置100的外部。主体部101的框体101a的底面借助腿部从设置面离开规定的间隔。在框体101a的前方的底面设置有换气口101b。通过驱动换气部350,如空心的箭头所示,从换气口101b取入的空气经过电机171排出到分析装置100的后方。另外,也可以构成为,在换气部350的位置处从外侧取入的空气按照与空心的箭头相反的方向经过电机171从换气口101b排出。
在俯视时,即从铅垂方向观察时,主体部101的轮廓为矩形形状,电机171的轮廓也是矩形形状。而且,电机171在主体部101内配置成,电机171的角部和主体部101的角部在俯视时相互错开。另外,在俯视时,在电机171与主体部101的角部之间的间隙中配置有包括光检测器144a在内的检测部140。同样地,在俯视时,在电机171与主体部101的其他角部之间的间隙中配置有磁铁120以及移动机构130。由此,可以使俯视时的主体部101的形状紧凑,因此,可以使分析装置100小型化。
在收容体150上形成有用于收容配置在暗室340内的部件的收容部152、153。收容部152、153具有使电机171侧的外侧面突出的形状。电机171在其与收容部152之间隔着间隙地配置在收容部152的侧方,在其与收容部153之间隔着间隙地配置在收容部153的侧方。即,电机171配置于外侧面154。通过如上所述在收容部152、153的侧方配置电机171,可以避免分析装置100在高度方向上变大。另外,在收容部152与电机171之间存在间隙,在收容部153与电机171之间存在间隙,因此,可以在该间隙中如图12(a)、(b)所示使空气对流。因此,可以有效地除去电机171的热量。
收容部152、153相互隔着间隙地形成于收容体150。电机171配置成被收容部152和收容部153夹着。而且,换气部350配置成与收容部152、153之间的间隙相向。由此,经由收容部152、153的间隙,空气容易在电机171的周围流过,因此,可以有效地除去电机171的热量。
换气部350在与电机171相同的高度位置配置成与电机171相向。具体而言,如图12(b)所示,在换气部350的位置和电机171的位置在铅垂方向上重叠的状态下,换气部350相对于电机171隔着规定的间隔而配置。另外,“相向”并不限于换气部350的旋转轴和电机171的驱动轴平行的情况,如图12(a)、(b)所示,也包括正交的情况。由此,容易将电机171周围的空气引导到分析装置100的外部,因此,可以高效地排出由电机171产生的热量。另外,如上所述电机171配置在暗室340的外部,换气部350也配置在暗室340的外部。由此,可以有效地抑制暗室340内的温度上升而不会妨碍由形成暗室340的遮光部带来的遮光性。
另外,在实施方式1中,后述的控制部301在收到开始分析的指示时,对加热器321、322进行驱动以使盒体200的温度上升。此时,控制部301基于温度传感器178检测到的盒体200的温度,对换气部350的动作进行控制。例如,控制部301在盒体200的温度不足40℃的情况下,使换气部350处于停止状态,在盒体200的温度超过40℃时,使换气部350驱动。这样一来,与在刚收到开始分析的指示之后驱动换气部350的情况相比,可以缩短盒体200的温度收敛于42℃为止的时间,可以抑制换气部350以及加热器321、322的消耗电力。
如图13所示,分析装置100如上所述具有:电机135、136、161、171;编码器172;加热器321、322;温度传感器331、332、178;光检测单元144;换气部350;摄像部193;照明部194;以及推压部195。另外,分析装置100具有:控制部301、显示部302、输入部303、驱动部304、以及传感器部305。
控制部301例如包括运算处理部和存储部。运算处理部例如由CPU、MPU等构成。存储部例如由闪存、硬盘等构成。控制部301从分析装置100的各部件接收信号,并对分析装置100的各部件进行控制。显示部302和输入部303例如设置于主体部101的侧面部分、盖部102的上表面部分等。显示部302例如由液晶面板等构成。输入部303例如由按钮或触摸屏等构成。驱动部304包括配置在分析装置100内的其他机构。传感器部305包括:用于检测旋转的盒体200的规定部位的传感器;用于检测利用电机135、136、161移动到了原点位置的机构的传感器;以及配置在分析装置100内的其他传感器。
接着,参照图14来说明分析装置100的动作。
首先,操作者将从被检者采集到的血液样本自开口241注入并将盒体200设置于支承部件177。血液样本中的待测物质例如包含抗原。作为一例,抗原是B型肝炎表面抗原(HBsAg)。待测物质也可以是抗原、抗体或蛋白质中的一个或多个。
在盒体200的液体收容部231、232以及腔室211中预先收容有规定的试剂。具体而言,在位于腔室211的径向的液体收容部231中收容有R1试剂。在腔室211中收容有R2试剂。在位于腔室212的径向的液体收容部231中收容有R3试剂。在位于腔室213~215的径向的液体收容部231中收容有清洗液。在位于腔室216的径向的液体收容部231中收容有R4试剂。在液体收容部232中收容有R5试剂。
在以下的控制中,控制部301基于与电机171连接的编码器172的输出信号,取得电机171的驱动轴171a的旋转位置。控制部301通过利用传感器对旋转的盒体200的规定部位进行检测,从而取得盒体200的周向的位置。或者,盒体200也可以相对于支承部件177而设置于被确定的位置处。由此,控制部301可以使盒体200的各部件位于周向的规定位置处。
另外,控制部301基于用于对利用电机135、136、161移动到了原点位置的机构进行检测的传感器的输出信号,取得利用电机135、136、161移动的各机构的位置。由此,控制部301可以使利用电机135、136、161移动的机构、即磁铁120和板状部件162位于规定的位置处。
在步骤S11中,控制部301经由输入部303收到由操作者作出的开始指示,开始步骤S12以后的处理。
在步骤S12中,控制部301将血浆和试剂移送到腔室。具体而言,控制部301对电机171进行驱动以使盒体200旋转,并对推压部195进行驱动以便将位于与推压部195相向的位置处的6个密封体231a推下。而且,控制部301对电机171进行驱动以使盒体200旋转,利用离心力将位于区域243b的血浆移送到腔室211,并将6个液体收容部231所收容的试剂移送到腔室211~216。由此,在腔室211中,血浆、R1试剂以及R2试剂被混合。R3试剂被移送到腔室212,清洗液被移送到腔室213~315,R4试剂被移送到腔室216。
并且,在步骤S12中,在血浆和试剂的移送结束时,控制部301进行搅拌处理。具体而言,控制部301对电机171进行驱动以使其沿规定的方向旋转的同时以规定的时间间隔来切换不同的两种转速。例如,控制部301通过以规定的时间间隔来切换对电机171施加的电流或者以规定的时间间隔将电机171的驱动切换到工作(ON)或不工作(OFF),从而进行搅拌处理。由此,在周向上产生的欧拉力以规定的时间间隔变化,从而搅拌腔室211~216内的液体。这样的搅拌处理不仅在步骤S12中进行,而且,在步骤S13~S18中在移送处理后也同样地进行。
另外,控制部301也可以通过以规定的时间间隔来切换电机171的旋转方向,从而进行搅拌处理。但是,在如上所述驱动电机171时,电机171的负荷变大。因此,优选为如上所述驱动电机171以使其沿规定的方向旋转的同时切换两种转速。
在此,R1试剂包含与待测物质结合的捕捉物质。捕捉物质例如包含与待测物质结合的抗体。抗体例如是生物素结合HBs单克隆抗体。R2试剂在液体成分中包含磁性颗粒。磁性颗粒例如是表面用抗生物素蛋白涂敷的链霉抗生物素蛋白结合磁性颗粒。在步骤S12中,若血浆、R1试剂以及R2试剂被混合并进行搅拌处理,则待测物质和R1试剂通过抗原抗体反应而结合。而且,通过抗原-抗体反应体与磁性颗粒的反应,与R1试剂的捕捉物质结合了的待测物质经由捕捉物质与磁性颗粒结合。像这样,生成待测物质和磁性颗粒结合了的状态下的复合体。
接着,在步骤S13中,控制部301将腔室211内的复合体从腔室211向腔室212移送。由此,在腔室212中,在腔室211中生成的复合体与R3试剂混合。在此,R3试剂包含标记物质。标记物质包含:与待测物质特异地结合的捕捉物质、以及用于化学发光的标记。例如,标记物质是作为捕捉物质而使用抗体的标记抗体。在步骤S13中,当在腔室211中生成的复合体与R3试剂混合而进行搅拌处理时,在腔室211中生成的复合体与R3试剂中含有的标记抗体进行反应。由此,生成待测物质、捕捉抗体、磁性颗粒以及标记抗体结合了的复合体。
在此,参照图15对步骤S13的处理进行详细说明。图15的流程图是详细表示图14的步骤S13的流程图。在以下的说明中,主要参照图15,适当参照图16(a)~图17(c)的状态转移图。
在步骤S12的处理结束的时刻,如图16(a)所示,在腔室211内复合体扩散。在步骤S101中,控制部301对移动机构130进行驱动以使磁铁120靠近盒体200,如图16(b)所示,在腔室211内将扩散的复合体汇集。此时,控制部301在水平面内使磁铁120的前端部122a与腔室211的周向的中央且腔室211的径向的靠外侧的区域接近。
在实施方式1中,腔室211所收容的包含复合体在内的混合液是没有装满腔室211的总容量的量。若腔室211所收容的混合液没有装满总容量,则估计会在腔室211内在混合液所处的区域产生偏差。但是,如上所述,在腔室211中,在待测物质、R1试剂以及R2试剂混合后,在通过搅拌处理而使得离心力施加于腔室211时,混合液处于在腔室211内总是偏向外侧的状态。因此,在用磁铁120汇集腔室211内的复合体的情况下,只要使磁铁120的前端部122a位于在腔室211内偏移的混合液的收容区域、即腔室211的靠外侧的区域,就能够将腔室211内的混合液中的复合体可靠地汇集到磁铁120的位置处。
另外,腔室212~215所收容的包含复合体在内的混合液也分别是没有装满腔室212~215的总容量的量。因此,与腔室211的情况同样地,只要使磁铁120位于靠外侧的区域,就能够将腔室212~215内的混合液中的复合体可靠地汇集到磁铁120的位置处。
在步骤S102中,控制部301对移动机构130进行驱动以使磁铁120在靠近旋转轴311的方向上移动,如图16(c)所示,向区域221和与腔室211相连的区域222的连接部移送复合体。在步骤S102中使复合体相对于盒体200移动的速度优选为10mm/秒以下,以免复合体残留在腔室211内。具体而言,例如为0.5mm/秒。由移动机构130进行的磁铁120的移动以能够实现上述那样的复合体的移动速度的方式进行。
在步骤S103中,控制部301对电机171进行驱动以使盒体200旋转,如图17(a)所示,向区域221和与腔室212相连的区域222的连接部移送复合体。在步骤S103中使复合体相对于盒体200移动的速度也与步骤S102的情况同样地被设定。由电机171进行的盒体200的旋转以能够实现上述那样的复合体的移动速度的方式进行。
在步骤S104中,控制部301对移动机构130进行驱动以使磁铁120在从旋转轴311离开的方向上移动,如图17(b)所示,向腔室212移送复合体。在步骤S104中使复合体相对于盒体200移动的速度,与步骤S102同样地被设定。在步骤S105中,控制部301对移动机构130进行驱动以使磁铁120从盒体200远离,如图17(c)所示,在腔室212内使复合体扩散。
如上所述,在步骤S101~S105中,控制部301在与腔室211相向的位置处使磁铁120与盒体200接近后,在保持使磁铁120与盒体200接近的状态下,使磁铁120沿着通道220移动以使磁铁120位于与腔室212相向的位置处。此后,控制部301使磁铁120从盒体200离开而解除由磁铁120产生的复合体的聚磁。由此,能够可靠地防止复合体残留在腔室211和通道220中。
在步骤S106中,控制部301进行上述搅拌处理。此时,在搅拌处理之前复合体的聚磁被解除,复合体在腔室212内扩散,因此,能够可靠地进行腔室212内的液体的搅拌。
通过进行上述操作来进行图14的步骤S13的处理。另外,步骤S101~S106所示的移送处理以及搅拌处理在后述的步骤S14~S17中也同样地进行。
回到图14,在步骤S14中,控制部301将腔室212内的复合体从腔室212向腔室213移送。由此,在腔室213中,在腔室212中生成的复合体与清洗液混合。在步骤S14中,若在腔室212中生成的复合体与清洗液混合并进行搅拌处理,则在腔室213内复合体和未反应物质被分离。即,在腔室213中,通过清洗来除去未反应物质。
在步骤S15中,控制部301将腔室213内的复合体从腔室213向腔室214移送。由此,在腔室214中,在腔室212中生成的复合体与清洗液混合。在腔室214中也通过清洗来除去未反应物质。
在步骤S16中,控制部301将腔室214内的复合体从腔室214向腔室215移送。由此,在腔室215中,在腔室212中生成的复合体与清洗液混合。在腔室215中,也通过清洗来除去未反应物质。
在步骤S17中,控制部301将腔室215内的复合体从腔室215向腔室216移送。由此,在腔室216中,在腔室212中生成的复合体与R4试剂混合。在此,R4试剂是用于使在腔室212中生成的复合体分散的试剂。R4试剂例如是缓冲液。在步骤S17中,若在腔室212中生成的复合体与R4试剂混合并进行搅拌处理,则在腔室212中生成的复合体被分散。
在步骤S18中,控制部301将R5试剂移送到腔室216。具体而言,控制部301对电机171进行驱动以使盒体200旋转,对推压部195进行驱动以便将位于与推压部195相向的位置处的密封体232a推下。而且,控制部301对电机171进行驱动以使盒体200旋转,利用离心力将液体收容部232所收容的R5试剂移送到腔室216。由此,在腔室216中,在步骤S17中生成的混合液中进而混合R5试剂。
在此,R5试剂是包含发光基质的发光试剂,该发光基质通过与和复合体结合了的标记抗体的反应而产生光。在步骤S18中,若在步骤S17中生成的混合液与R5试剂混合并进行搅拌处理,则试样被调制。通过使与复合体结合了的标记物质和发光基质进行反应,该试样进行化学发光。具体而言,分子通过标记物质和发光基质的化学反应被激发,在成为激发态的分子回到基态时放射光。另外,也可以基于电化学发光法对标记物质进行电化学刺激,从而进行化学发光。另外,也可以基于LOCI法(Luminescent Oxygen ChannelingImmunoassay)进行化学发光。另外,也可以由荧光素·荧光素酶进行生物发光而作为化学发光。
在步骤S19中,控制部301对电机171进行驱动以使腔室216位于光检测器144a的正上方,由光检测器144a对从腔室216产生的光进行检测。在步骤S20中,控制部301基于由光检测器144a检测到的光,进行与免疫相关的分析处理。光检测器144a输出与光子的受光相应的脉冲波形。光检测单元144基于光检测器144a的输出信号,以恒定间隔对光子进行计数并输出计数值。控制部301基于从光检测单元144输出的计数值,对待测物质的有无以及数量等进行分析并使分析结果在显示部302中显示。
如上所述,复合体在腔室211~216中依次被移送。在如上所述经由多个腔室移送复合体时,复合体容易在腔室211~215以及通道220中残留。但是,在如上所述使用磁铁120可靠地移送复合体时,能够可靠地防止复合体的残留。由此,可以抑制由光检测器144a检测到的光量意外降低。因此,可以抑制由光量意外降低带来的假阴性,所以,可以进行高精度的检测。
另外,作为磁性颗粒,只要是作为基体材料而包含具有磁性的材料并用于通常的免疫测定的颗粒即可。例如,可以利用作为基体材料而使用Fe2O3以及/或者Fe3O4、钴、镍、铁素体、磁铁矿等的磁性颗粒。磁性颗粒既可以涂敷有用于与待测物质结合的结合物质,也可以经由用于使磁性颗粒和待测物质结合的捕捉物质与待测物质结合。捕捉物质是与磁性颗粒以及待测物质相互结合的抗原或抗体等。
另外,标记物质包含:与待测物质特异地结合的捕捉物质、以及用于化学发光的标记。捕捉物质只要与待测物质特异地结合即可,并未特别限定。在实施方式1中,捕捉物质通过抗原抗体反应与待测物质结合。更具体地说,在实施方式1中,捕捉物质是抗体,但在待测物质是抗体的情况下,捕捉物质也可以是该抗体的抗原。另外,在待测物质是核酸的情况下,捕捉物质也可以是与待测物质互补的核酸。作为用于化学发光的标记,例如列举碱性磷酸酶(ALP)、过氧化物酶、葡萄糖氧化酶、酪氨酸酶、酸性磷酸酶等酶。在作为化学发光而进行电化学发光的情况下,作为标记,只要是通过电化学刺激而发光的物质即可,并未特别限定,例如列举钌络合物。
另外,在标记为酶的情况下,针对酶的发光基质根据所使用的酶而适当选择公知的发光基质即可。作为发光基质,例如列举鲁米诺类发光基质、二氧杂环丁烷(dioxetane)类发光基质等。例如,作为将碱性磷酸酶用作酶时的发光基质,可以利用:CDP-Star(日本注册商标)、(4-氯-3-(甲氧基旋[1,2-二氧杂环丁烷-3,2'-(5'-氯)三环[3.3.1.13,7]癸烷]-4-基)苯基磷酸二钠)、CSPD(日本注册商标)(3-(4-甲氧基旋[1,2-二氧杂环丁烷-3,2-(5'-氯)三环[3.3.1.13,7]癸烷]-4-基)苯基磷酸二钠)等化学发光基质;p-硝基苯基磷酸酯、5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸(BCIP)、4-四唑氮蓝(NBT)、碘硝基四唑盐(INT)等发光基质等。
接着,说明发明人针对是否由遮光部适当地形成暗室340、即朝向暗室340内的光是否由遮光部适当地遮挡进行的验证。
发明人首先在将在规定的测定项目中从试样产生的光与从不包含待测物质的标准试样产生的光相区别地进行检测的情况下,通过运算而算出所要求的暗计数(dark-count)值。以下的运算基于3SD法进行。
如图18所示,将针对规定的测定项目进行了测定时的平均计数值设为LODave、将其标准偏差设为SDLOD。将针对不包含待测物质的标准试样即校准物质(calibrator)C0进行了测定时的平均计数值设为C0ave、将其标准偏差设为SDC0。将基于漏到了暗室340内的光的计数值、即暗计数值设为N、将其标准偏差设为SDd。SDd可以表示为(N/N1/2)=N1/2
在进行了针对规定的测定项目的测定以及校准物质C0的测定时,求得由规定的测定项目的测定而得到的计数值比由校准物质C0的测定而得到的计数值大。若考虑到测定中的计数值的偏差以及暗计数值N的影响而用式子表示上述情况,则可得到以下的条件式(1)。
[式1]
换言之,条件式(1)表示图18所示的X的值需要比0大。参照条件式(1)可知:暗计数值N越小,即便LODave的值小,条件式(1)也成立。即,可知:暗计数值N越小,可以将最小检测浓度设定为越低。
接着,发明人将假定由实际装置进行的测定的假定例1、2的值代入条件式(1),从而算出暗计数值N的条件。
在假定例1中,假定基于化学发光的测定项目即“TSH”,将LODave设为219、将SDLOD设为LODave的10%即22、将C0ave设为70、将SDC0设为C0ave的10%即7。其结果是,在假定例1中,作为暗计数值N的条件,取得N≤372个/(mm2·秒)。因此,在测定项目“TSH”中,若为N≤372个/(mm2·秒),则可以说能够进行适当的测定。
另一方面,在假定例2中,假定了由化学发光产生的光更微弱的测定项目。即,在假定例2中,将LODave设为150、将SDLOD设为LODave的10%即15。关于C0ave和SDC0,与假定例1相同。其结果是,在假定例2中,作为暗计数值N的条件,取得N≤53个/(mm2·秒)。因此,在假定例2的测定项目中,若N≤53个/(mm2·秒),则可以说能够进行适当的测定。
接着,发明人使用基于分析装置100的实际设备,在正常使用环境下,实际测出在暗室340内未产生光时的基于光检测器144a的输出信号的光子的计数值、即暗计数值N。其结果是,作为暗计数值N,取得4.0个/(mm2·秒)。
根据以上的验证可知:由基于分析装置100的实际设备得到的暗计数值N既满足假定了实际的测定的假定例1的条件,又满足假定了实际的测定的假定例2的条件。因此,可知:根据分析装置100,可以形成在进行实际的测定时也能够充分使用的暗室340。
接着,说明发明人针对电机的发热进行的研究。
图19(a)是将分析装置100所使用的电机的工作时间汇总的表。
“直至第一次的试剂移送为止”表示如下的期间T1:从在步骤S11中分析装置100收到开始指示起,直至在分离部242中被注入的血液样本被分离为血球和血浆、在图14的步骤S12中施加离心力并使血浆、R1试剂、清洗液以及R4试剂向腔室211~216的移送结束为止的期间。“直至R4试剂的搅拌为止”表示从在步骤S12中开始搅拌处理起直至在步骤S17中复合体被移送到腔室216并结束搅拌处理为止的期间T2。“直至检测为止”表示从在步骤S17中搅拌处理结束起直至在步骤S19中光检测处理结束为止的期间T3。“合计时间”指的是各期间的长度。在各期间中,“电机的工作时间”指的是电机为了进行驱动而被励磁的时间。时间的单位都是“分”。
根据图19(a)所示的表,电机171的工作时间的合计值是10.4分,电机135、136的工作时间的合计值是5.0分,电机161的工作时间的合计值是0.02分。另外,电机171的工作时间占整个期间的21.5分钟的比例为48.4%,电机135、136的工作时间占整个期间的21.5分的比例为23.3%,电机161的工作时间占整个期间的21.5分的比例为0.1%。另外,电机171的瓦特数在最大电流时为24V×1.5A,电机135、136的瓦特数在最大电流时都是24V×0.5A,电机161的瓦特数在最大电流时为24V×0.3A。
根据图19(a)所示的工作时间和工作比例以及各电机的瓦特数可知,电机171的发热量最大。但是,根据实施方式1的结构,由于发热量最大的电机171设置在暗室340的外部,因此,可以抑制暗室340内部的热量上升,可以使暗室340内部的温度稳定。
接着,说明发明人针对在将电机配置在暗室内部时的温度变化进行的验证。该验证使用分析装置100的样机进行。在该样机中,验证用的电机、盒体、光检测器等被装入暗室,温度传感器设置于载置有盒体的加热框。由于盒体载置于加热框,因此,温度传感器的检测温度与盒体的温度大致相同。样机的环境温度为40℃。在验证例1中,电机的励磁总是关闭(OFF),在验证例2中,电机的励磁总是开启(ON),。
如图19(b)所示,在验证例1的情况下,由于电机的励磁关闭,因此,盒体的温度大致不上升。另一方面,在验证例2的情况下,由于电机的励磁开启,因此,随着时间的经过,盒体的温度持续上升。根据该结果可知:在将电机装入暗室的内部而频繁使用电机的情况下,盒体的温度会上升,难以使暗室内的温度稳定。另外,在此使用的验证用的电机与实施方式1的电机171相比是小型的电机。因此,在使用电机171的情况下,在验证例2中,预想温度的上升会进一步变大。因此,为了抑制盒体200的温度,如实施方式1那样电机171配置在暗室340的外部这可以说很重要。
另外,即便在使用与实施方式1的电机171相比为小型的电机的情况下,在对电机进行了励磁的时间为5分钟以上时,验证例1的曲线图和验证例2的曲线图也开始出现偏离。因此,如实施方式1那样电机171配置在暗室340的外部这在一次的测定中在对电机进行励磁的时间为5分钟以上的情况下是特别优选的。在实施方式1中,如图19(a)所示那样,电机171的工作时间为10.4分,因此,电机171配置在暗室340的外部是特别优选的。
接着,说明发明人针对换气部350的效果进行的验证。该验证实际使用分析装置100来进行。
在该验证中,在验证开始时,电机135、136、161、171的励磁开始,换气部350的驱动开始。各电机的励磁和换气部350的驱动此后也继续进行。另外,在中途的期间T,仅换气部350的驱动临时停止。在如上所述进行各电机和换气部350的控制的同时,针对盒体200的上表面的径向内侧、盒体200的上表面的径向外侧、电机171、分析装置100的外部、以及盒体200的周边,分别测出温度。另外,分析装置100设置在恒温槽中,恒温槽的设定温度为35℃。另外,控制加热器321、322,使得盒体200的温度为42℃。
图20(a)表示在该验证中测出的各部件的温度随着时间的经过而变化的情形。图20(b)在图20(a)中省略分析装置100外部的温度变化而表示30℃~55℃的范围。
如图20(a)所示,电机171的温度从开始起较大地上升了。但是,由于电机171如上所述设置在遮光部的外部,因此,装置内部的温度被抑制在42℃附近。根据图20(a)所示的结果可知:在分析装置100中,电机171设置在遮光部的外部这对于抑制温度上升很重要。另外,如图20(b)所示,盒体200内侧的温度比盒体200外侧的温度稍高。这可认为是因为盒体200内侧与外侧相比、电机171的温度容易经由旋转轴311传递。
如图20(b)所示,在换气部350的驱动停止的期间T,盒体200周边的温度暴增。这可认为是由于由换气部350进行的电机171的冷却停止,因此,电机171的热量未排出到分析装置100的外部,没有排出的热量传递到了暗室340的内部。此时,盒体200的温度与盒体200周边的急剧的温度上升相应地缓慢上升。在验证中,在从换气部350的驱动停止起经过15分钟左右后,再次开始换气部350的驱动。由此,盒体200周边的温度急剧地降低,盒体200的温度上升也被抑制。根据图20(b)所示的结果可知:驱动换气部350这对于抑制温度上升很重要。
另外,在分析装置100中,为了使盒体200旋转而使用24V×1.5A的电机171。但是,根据电机171的瓦特数、使盒体200旋转的频率,由电机171产生的热量不像图20(a)所示那样大的情况也被考虑。在这种情况下,换气部350不一定是必需的。即,在分析装置100中,从抑制温度上升的观点来看,换气部350是优选的结构,但是,根据电机171的设定以及驱动等,也可以省略换气部350。
<实施方式2>
在实施方式1中,如参照图2(a)已说明的那样,通过打开盖部102,盒体200被设置于分析装置100。在实施方式2中,如图21(a)所示,借助经由设置于分析装置400的框体401的前表面的孔401a移动到外部的托盘402,盒体200被设置在分析装置400的内部。
在托盘402的前端设置有遮光部件403。遮光部件403的外形比孔401a大一圈。在孔401a的出口的周边设置有具有遮光性的弹性部件404。在托盘402移动到内部时,遮光部件403和弹性部件404将孔401a堵塞。关于分析装置400的其他结构,与实施方式1的分析装置100的具体结构例大致相同。
在实施方式2中,也与实施方式1同样地,能够可靠地进行复合体的移送,因此,可以较高地维持由分析装置400进行分析的待测物质的分析精度。另外,由于可以在分析装置400内形成光不会从外部进入的暗室,因此,可以提高待测物质的检测精度。
<实施方式3>
在实施方式3中,如图21(b)所示,代替支承部件177而配置有支承部件510,代替盒体200而使用盒体520。关于其他结构,与实施方式1的具体结构例相同。
支承部件510具有孔511和三个设置部512。孔511设置在支承部件510的中心。支承部件510经由规定的部件设置于旋转轴311。由此,支承部件510能够以旋转轴311为中心进行旋转。设置部512在周向上设置有三个。设置部512具有面512a和孔512b。面512a是比支承部件510的上表面低一级的面。孔512b形成在面512a的中央,在上下方向上贯穿支承部件510。盒体520是矩形形状,具有与盒体200相同的结构。
在开始分析时,与盒体200的情况同样地,操作者将血液样本注入到盒体520并将盒体520设置于设置部512。而且,与实施方式1同样地,控制部301对电机171、移动机构130以及检测部140进行驱动。由此,与实施方式1同样地,由磁铁120可靠地进行盒体520内的复合体的移送。因此,与实施方式1同样地,可以较高地维持由分析装置100进行分析的待测物质的分析精度。另外,在实施方式3中,可以在三个设置部512分别设置盒体520,因此,可以针对三个盒体520同时进行分析。
<实施方式4>
在实施方式1中,如图1(a)所示,受光单元70配置在暗室81的内部,但也可以构成为,受光单元70的一部分配置在暗室81的内部,另一部分配置在暗室81的外部。
图22(a)是受光部70a配置在暗室81的内部、受光单元70的电路部70c配置在暗室81的外部的例子。在图22(a)的例子中,受光单元70的各部件中的、包括受光面70b在内的受光部70a配置在暗室81的内部。图22(b)是在图22(a)中在形成暗室81的遮光部80上设置有孔并且在该孔的外侧部分设置有受光部70a的例子。在图22(b)的例子中,受光单元70的各部件中的、仅受光面70b配置在暗室81的内部。无论在图22(a)、(b)的哪种情况下,受光面70b都配置在暗室81的内部。因此,在该情况下,也可以抑制外部的光到达受光面70b。
另外,在图22(a)、(b)所示的例子中,与实施方式1的具体结构例同样地,在液体收容部和密封体设置于盒体20的情况下,分别如图23(a)、(b)所示,与推压部195对应的推压部90设置在暗室81的内部。该情况下的推压部90也具有用于从上方推压盒体20的密封体的销部件91。而且,支承部件31从旋转轴32侧起设置到隔着盒体20与推压部90的销部件91相向的位置处。由此,在图23(a)、(b)所示的例子中,即便由推压部90对盒体20施加推压力,支承部件31也成为基座来支承盒体20,因此,在开栓时在盒体20产生错位、破损等的情形也被抑制。因此,测定精度因开栓动作而降低这种情形被抑制。
<实施方式5>
在实施方式1中,如图2(b)所示,腔室211~216的形状为圆形。与此相对,在实施方式5中,腔室211~216的形状为图24(a)所示的形状。关于其他结构,与实施方式1的具体结构例相同。
图24(b)、(c)是将图24(a)所示的腔室213放大的图。在图24(a)~(c)中,盒体200的孔201位于腔室213的X轴正侧。即,旋转轴311位于腔室213的X轴正侧。另外,腔室211、212、214~216的结构与腔室213相同,因此,在此仅说明腔室213的结构以及效果。
如图24(b)所示,腔室213是相对于旋转轴311的直径的延长线对称的形状。腔室213在旋转轴311侧与通道220连结。另外,腔室213在隔着与通道220连结的连结位置213a的两侧具有向旋转轴311侧突出的突部213b。换言之,腔室213在连结位置213a的Y轴正侧和Y轴负侧分别具有向X轴方向突出的突部213b。突部213b是向旋转轴311侧突出的曲面。突部213b的连结位置213a侧的端部的延长线与穿过连结位置213a的中心的、旋转轴311的直径的延长线所成的角α比90°小。
另外,腔室213在隔着连结位置213a的两侧分别具有与突部213b连接的平面状的壁面213c。壁面213c与突部213b的与连结位置213a相反的一侧的端部相连。具体而言,壁面213c在从Z轴方向观察时沿径向即X轴方向延伸。另外,腔室213在两个突部213b之间具有向旋转轴311侧突出的突部213d。通道220与突部213d连结。另外,腔室213具有在径向上位于从旋转轴311离开的方向上的内壁213e。内壁213e在从Z轴方向观察时为圆弧形状。
在如上所述构成腔室213时,可以起到以下那样的效果。
即便在如上所述使盒体200旋转而利用离心力以及欧拉力搅拌了腔室213内的液体的情况下,两个突部213b也成为阻挡壁,从而可以抑制腔室213内的液体进入与通道220连结的连结位置213a。即,即便液体因搅拌而在腔室213内移动,如图24(c)所示,腔室213内的液体的端部也借助突部213b而留在腔室213内。由此,在搅拌时,可以抑制腔室213内的液体进入通道220。
另外,即便在腔室213内的液体在搅拌时较大地摆动了的情况下,如图24(c)所示,腔室213内的液体也被突部213b挡住,液体沿着腔室213的内壁进一步移动这种情形被抑制。在此,如图24(d)所示,当在腔室213未设置有突部213b时,腔室213内的液体沿着内壁移动,液体的流动方向的前端部如虚线箭头所示,因离心力而向X轴负方向弯折,会与液体的其他部分碰撞。在该情况下,因液体的碰撞而导致液体起泡。但是,若在腔室213形成有突部213b,则如图24(c)所示,腔室213内的液体沿着内壁推进的情形被抑制,因此,可以抑制搅拌时腔室213内起泡。
这样,若在搅拌时液体向通道220的流入以及起泡被抑制,则可以使腔室213内的磁性颗粒不残留地向接下来的腔室移动,因此,可以进行适当的检测。
另外,若在搅拌时液体向通道220的流入以及起泡被抑制,则可以提高搅拌时的盒体200的转速,可以提高转速切换的自由度。另一方面,在如上所述控制了转速的情况下,来自电机171的发热会增加。但是,由于电机171如上所述配置在暗室340的外部,因此,即便在电机171的发热增加的情况下,也可以抑制暗室340内的温度变得不稳定,可以使测定适当地推进。
在腔室213设置有平面状的壁面213c。由此,当在搅拌时液体溅到壁面213c时,与壁面形成为曲面状的情况相比,能够使液体的流动变化,因此,可以有效地搅拌腔室213内的液体。另外,如图24(d)所示,在壁面形成为曲面状的情况下,液体的流动方向的前端部弯折而容易与液体的其他部分碰撞。但是,由于壁面213c形成为平面状,因此,可以抑制图24(d)所示那样的事态。因此,可以抑制在搅拌时腔室213内的液体起泡。
另外,壁面213c形成为沿径向延伸,但也可以形成为沿从径向倾斜的方向延伸。但是,在两个壁面213c从径向倾斜成X轴正侧的端部相互靠近的情况下,虽然可以更有效地搅拌腔室213内的液体,但与图24(d)所示的情况同样地,容易引起液体的碰撞。另外,在两个壁面213c从径向倾斜成X轴正侧的端部相互离开的情况下,虽然难以产生液体的碰撞,但腔室213内的液体的搅拌效果降低。因此,如图24(b)所示,两个壁面213c优选形成为沿径向延伸。
当在搅拌时腔室213内的液体较大地摆动而越过了突部213b时,越过的液体也被突部213d收纳,因此,难以进入到通道220。在此,如图24(e)所示,当在腔室213未设置有突部213d时,较大地摆动的液体如虚线箭头所示会进入到通道220。但是,当在腔室213设置有突部213d时,能够可靠地抑制在搅拌时腔室213内的液体进入到通道220。
突部213b是向旋转轴311侧突出的曲面,因此,可以抑制在搅拌时磁性颗粒残留于突部213b。由此,可以使腔室213内的磁性颗粒不残留地向接下来的腔室移动。腔室213是相对于旋转轴311的直径对称的形状,因此,不论是在Y轴正方向以及Y轴负方向的哪一方向上,都可以抑制液体向通道220的流入以及起泡。由于图24(b)所示的角度α比90°小,因此,突部213b的连结位置213a侧的端部成为阻挡壁,在搅拌时液体向通道220的流入以及起泡可靠地被抑制。
腔室213的形状不限于图24(b)所示的形状,也可以是其他形状,例如,也可以是图25(a)~(c)所示的形状。
在图25(a)所示的腔室213中,与图24(b)相比,在突部213b与突部213d之间设置有直线部213f。在该情况下,被突部213b挡住的液体因表面张力而容易顺着直线部213f向突部213d推进。因此,如图24(b)那样,优选为突部213b和突部213d连续地设置。
在图25(b)所示的腔室213中,与图24(b)相比,省略突部213b和壁面213c。在该情况下,若腔室213内的液体摆动,则与图24(b)相比,腔室213内的液体容易进入到通道220。但是,与图24(e)相比,由于设置有突部213d,因此,腔室213内的液体难以进入到通道220。
在图25(c)所示的腔室213中,与图24(b)相比,在Y轴正侧的突部213b与突部213d之间进而设置有突部213g。突部213g例如与用于供空气流过的流路或通道220以外的流路连结。在图25(c)所示的结构被应用于腔室211时,突部213d与通道220连结,突部213g与区域243b连结。
另外,在图24(b)所示的腔室213中,用于供空气流过的流路或通道220以外的流路也可以与突部213d连结。在使其他流路与突部213d连结的情况下,与使其他流路与通道220的区域222连结的情况相比,盒体200的成形变得容易。
<实施方式6>
在实施方式1中,针对液体收容部231、232,仅在径向的一个位置设置有密封体。与此相对,在实施方式6中,针对液体收容部231、232,在径向的不同的两个位置设置有密封体。具体而言,如图26(a)所示,在液体收容部231的径向的内侧和外侧的上表面分别设置有密封体231a、231b,在液体收容部232的径向的内侧和外侧的上表面分别设置有密封体232a、232b。另外,实施方式6的推压部195如图26(b)~图27(b)构成。关于实施方式6的其他结构,与实施方式1的具体结构例相同。
在实施方式6中,在将液体收容部231所收容的试剂移送到位于该液体收容部231的外侧的腔室时,控制部301首先对电机171进行驱动以使盒体200旋转,利用离心力使液体收容部231内的试剂在液体收容部231内位于外周侧。接着,控制部301对推压部195进行驱动以便将位于液体收容部231的外侧的密封体231b开栓。由此,液体收容部231的内部与通道220连结。接着,控制部301对推压部195进行驱动以便将位于液体收容部231的内侧的密封体231a开栓。由此,液体收容部231的内周侧与盒体200的外部连结。接着,控制部301对电机171进行驱动以使盒体200旋转,利用离心力将液体收容部231内的试剂移送到位于该液体收容部231的外侧的腔室。
在将液体收容部232所收容的试剂移送到腔室216时,控制部301也与上述同样地进行处理。即,控制部301依次进行盒体200的旋转、密封体232b的开栓、密封体232a的开栓、以及盒体200的旋转。
在实施方式6中,液体收容部231内的试剂由密封体231a、231b密封在液体收容部231内,液体收容部232内的试剂由密封体232a、232b密封在液体收容部232内。由此,可以抑制液体收容部231、232内的试剂在盒体200使用前流到通道220或腔室211~216。另外,在将液体收容部231、232内的试剂移送到腔室时,液体收容部231、232的内侧和外侧被开栓,因此,与实施方式1相比,可以将液体收容部231、232内的试剂顺畅地向腔室移送。
另外,在密封体开栓前,预先使液体收容部231、232内的试剂位于外周侧。由此,在密封体开栓后,可以将液体收容部231、232内的试剂顺畅地移送到位于外侧的腔室。另外,在将外侧的密封体231b、232b开栓后,内侧的密封体231a、232a被开栓。由此,可以将液体收容部231、232内的试剂顺畅地移送到位于外侧的腔室,而不会使得液体收容部231、232内的试剂返回到内侧。
接着,说明实施方式6的推压部195。
实施方式6的推压部195具有:移动部件365、以及配置于移动部件365并且使将各密封体分别开栓的销部件366在推压方向上移动的多个凸轮部。凸轮部在移动部件365的移动方向上配置在不同的位置处,以便按照规定的顺序驱动各销部件366。具体而言,推压部195如图26(b)~图27(b)所示构成。
如图26(b)所示,在实施方式6中,与实施方式1相比,在径向上配置有两个销部件366。具体而言,在设置部件361上设置有两个孔361a,在两个孔361a的位置处分别设置有销部件366以及辊367。图27(a)是在D3方向上观察图26(b)所示的截面C1-C2的图。图27(b)是在D3方向上观察图26(b)所示的截面C3-C4的图。如图27(a)、(b)所示,在两个孔361a的位置处分别设置有销部件366。
如图27(a)、(b)所示,在移动部件365的下表面侧,形成有由相对于水平面倾斜的平面构成的凸轮部365b、365c。凸轮部365b形成在与D3方向侧的辊367对应的位置处。凸轮部365c形成在与D3方向的相反方向侧的辊367对应的位置处。凸轮部365b、365c的位置在D1、D2方向上彼此不同。具体而言,凸轮部365b与凸轮部365c相比位于D1方向。
在将液体收容部231的密封体231a、231b开栓时,控制部301使盒体200旋转以使液体收容部231内的试剂靠近外侧后,使密封体231a、231b分别位于与D3方向相反的一侧的销部件366的正下方和D3方向侧的销部件366的正下方。
接着,控制部301对电机362进行驱动以使移动部件365向D1方向移动。此时,若移动部件365从图27(a)、(b)所示的状态起在D1方向上移动,则凸轮部365b相比凸轮部365c先与辊367接触,此后,凸轮部365c与辊367接触。因此,D3方向侧的销部件366相比与D3方向相反的方向侧的销部件366先向下方移动。由此,如上所述,外侧的密封体231b先开栓,此后,内侧的密封体231a被开栓。
在如上所述在移动部件365的下表面设置有不同的凸轮部365b、365c并且与凸轮部365b、365c对应地设置有销部件366时,仅使移动部件365在D1方向上移动,就能够将密封体231b、231a按照密封体231b、231a的顺序开栓。另外,针对液体收容部232的密封体232a、232b,也同样地进行开栓处理。在该情况下也同样地,仅使移动部件365在D1方向上移动,就能够将密封体232b、232a按照密封体232b、232a的顺序开栓。

Claims (36)

1.一种化学发光测定装置,其中,具有:
支承部件,所述支承部件对用于通过化学发光测定来测定样本中含有的待测物质的盒体进行支承;
电机,为了在所述盒体内推进所述化学发光测定所需的处理,所述电机使所述支承部件旋转以使所述盒体旋转;以及
受光部,所述受光部用于接收由在所述盒体内产生的化学发光得到的光,所述盒体由利用所述电机使其旋转的所述支承部件支承,
将所述受光部的受光面以及由所述支承部件支承的所述盒体配置在被遮光部包围的暗室内,将所述电机配置在所述暗室的外部。
2.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述盒体具有液体收容部,该液体收容部具有密封体,
所述化学发光测定装置具有推压所述密封体的推压部,
所述支承部件设置在隔着所述盒体与所述推压部相向的位置处。
3.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述化学发光测定装置具有固定于所述支承部件的旋转轴,
所述电机使所述旋转轴旋转,
用于将所述电机的驱动轴与所述旋转轴接合的孔设置于所述遮光部,
所述电机以将所述孔堵塞的方式安装在所述遮光部的外侧面。
4.如权利要求3所述的化学发光测定装置,其中,
所述支承部件从所述旋转轴侧起设置到与所述推压部相向的位置处。
5.如权利要求3所述的化学发光测定装置,其中,
所述盒体具有:用于收容液体的腔室以及用于从所述腔室移送所述腔室内的液体的通道,
所述腔室在所述旋转轴侧与所述通道连结,
所述腔室在隔着与所述通道连结的连结位置的两侧具有向所述旋转轴侧突出的突部。
6.如权利要求5所述的化学发光测定装置,其中,
所述腔室在隔着所述连结位置的两侧分别具有与所述突部连接的平面状的壁面。
7.如权利要求3所述的化学发光测定装置,其中,
所述腔室具有向所述旋转轴侧突出的突部,
所述通道与所述突部连结。
8.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述电机使所述支承部件的转速变化。
9.如权利要求3所述的化学发光测定装置,其中,
在与所述外侧面相向的所述电机的面和所述外侧面之间,配置有包围所述孔的遮光性的弹性部件,所述电机以所述电机的所述面被所述弹性部件压住的方式安装在所述遮光部的所述外侧面。
10.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述受光部是能够进行光子计数的受光部。
11.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述受光部是光电倍增管。
12.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
将包括所述受光部在内的受光单元配置在所述暗室内。
13.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述盒体具有:用于收容所述待测物质和磁性颗粒的复合体的腔室、以及用于从所述腔室移送所述复合体的通道,
所述化学发光测定装置还具有用于从所述腔室经由所述通道移送所述复合体的磁铁。
14.如权利要求13所述的化学发光测定装置,其中,
将所述磁铁配置在所述暗室内。
15.如权利要求13所述的化学发光测定装置,其中,
所述化学发光测定装置具有移动机构,为了从所述腔室经由所述通道移送所述复合体,所述移动机构使所述磁铁相对于所述盒体相对移动,
将所述移动机构与所述磁铁一同配置在所述暗室内。
16.如权利要求15所述的化学发光测定装置,其中,
俯视时的所述电机以及装置主体的轮廓都是矩形形状,
所述电机配置成所述电机的角部和所述装置主体的角部在俯视时相互错开,
在俯视时,在所述电机和所述装置主体的角部之间的间隙中配置有包括所述受光部在内的受光单元,在所述电机和所述装置主体的其他角部之间的间隙中配置有所述磁铁以及所述移动机构。
17.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述化学发光测定装置具有用于将由所述电机产生的热量向装置外部排放的换气部。
18.如权利要求17所述的化学发光测定装置,其中,
使所述遮光部的所述电机侧的外侧面突出而形成有用于收容配置在所述暗室内的部件的收容部,
所述电机在其与所述收容部之间隔着间隙地配置在所述收容部的侧方。
19.如权利要求18所述的化学发光测定装置,其中,
两个所述收容部隔着间隙地形成于所述遮光部,
所述电机配置成被所述两个收容部夹着,
所述换气部配置成与所述两个收容部之间的间隙相向。
20.如权利要求17所述的化学发光测定装置,其中,
所述换气部配置成与所述电机相向。
21.如权利要求17所述的化学发光测定装置,其中,
所述化学发光测定装置具有用于检测所述盒体的温度的温度传感器,
所述化学发光测定装置基于由所述温度传感器检测到的温度对所述换气部的动作进行控制。
22.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述化学发光测定装置具有加热器,该加热器用于将由所述支承部件支承的所述盒体的温度控制在规定的温度。
23.如权利要求22所述的化学发光测定装置,其中,
所述加热器的发热面是平面,所述发热面配置成与由所述支承部件支承的所述盒体平行。
24.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
装置主体具有:用于装卸所述盒体的盖部以及将所述盖部支承为能够开闭的主体部,
所述遮光部设置于所述盖部和所述主体部双方,通过关闭所述盖部而形成所述暗室。
25.如权利要求24所述的化学发光测定装置,其中,
在所述盖部侧的所述遮光部和所述主体部侧的遮光部中的一方设置闭环的突部,在另一方设置能够弹性变形的闭环的接合面,在关闭所述盖部时,所述突部被所述接合面压住而紧贴。
26.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述遮光部由遮光性的树脂形成。
27.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
形成所述暗室的所述遮光部的内侧面的至少一部分是黑色的。
28.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述盒体具有:用于混合所述待测物质和将酶用作标记的标记物质的第一腔室;用于混合发光基质和与所述标记物质结合了的所述待测物质的第二腔室;以及用于将所述待测物质从所述第一腔室移送到所述第二腔室的通道,
所述化学发光测定装置在利用离心力将所述标记物质导入到所述第一腔室的工序和利用离心力将所述发光基质导入到所述第二腔室的工序中使所述电机旋转。
29.如权利要求28所述的化学发光测定装置,其中,
进而在将所述待测物质从所述第一腔室经由所述通道移送到所述第二腔室的工序中使所述电机旋转。
30.如权利要求28所述的化学发光测定装置,其中,
进而在如下工序、即在所述第一腔室中搅拌所述待测物质以及所述标记物质的工序和在所述第二腔室中搅拌所述待测物质以及所述发光基质的工序中使所述电机旋转。
31.如权利要求28所述的化学发光测定装置,其中,
所述盒体除所述第一腔室、所述第二腔室以及所述通道之外还具有两个腔室和将这些腔室连结的通道组,
针对多个所述通道组分别执行各所述工序。
32.如权利要求28所述的化学发光测定装置,其中,
所述标记物质利用抗原抗体反应与样本中的所述待测物质结合。
33.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述电机是步进电机。
34.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述电机具有驱动轴和线圈,
将所述线圈配置在所述暗室的外部。
35.如权利要求1所述的化学发光测定装置,其中,
所述电机具有驱动轴和线圈,
将所述驱动轴配置在所述暗室的内部。
36.一种测定方法,是使用化学发光测定装置的待测物质的测定方法,包括:
利用配置在所述化学发光测定装置的暗室的外部的电机使配置在所述暗室内的盒体旋转,在所述盒体内推进为了通过化学发光测定来测定所述待测物质而需要的处理,利用配置在所述暗室内的受光部接收由在所述盒体内产生的化学发光得到的光,其中,
所述暗室被遮光部包围。
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