CN107561298B - 测定装置以及测定方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制测定试样的位置偏移所致的检测光量的变动的测定装置以及测定方法。测定装置(10)具备:支承机构(30),用于支承形成有用于收容根据被检物质的量而产生不同强度的光的测定试样的腔(21)的盒(20);光检测器(42),用于检测从腔(21)内的测定试样产生的光;以及反射部件(41),设置于被支承机构(30)支承的盒(20)及光检测器(42)之间,使从腔(21)内的测定试样产生的光在内侧面(41c)反射而引导到光检测器(42)。反射部件(41)构成为被内侧面(41c)包围的面积从被支承机构(30)支承的盒(20)侧朝向光检测器(42)侧变小。

Description

测定装置以及测定方法
技术领域
本发明涉及使用盒来进行被检物质的测定的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号说明书中记载了如图36所示使用盘状的盒610来测定血液等检测体的测定装置。在该测定装置中,使用了形成有用于收容测定试样的腔620的盒610。另外,在测定装置中设置有:将盒610支承而使其旋转的旋转器630、对腔620内的测定试样照射光的发光器640以及检测透射了测定试样的光的光检测器650。在该测定装置中,使用摄像机作为光检测器650,通过摄像机对腔620内的测定试样的透射光进行摄像,根据所摄像的图像的颜色的变化或密度,进行测定试样的分析。
发明内容
在上述测定装置中,在盒中设置多个腔,一边在该腔之间输送测定试样一边使检测体以及试剂的反应进展的情况下,被输送到腔内的测定试样的位置未必恒定。在该情况下,例如有可能产生测定试样位于腔的中心的情况、位于端部的情况。这样,当产生腔内的测定试样的位置偏移时,测定试样相对光检测器的位置也有可能产生偏差。
发明者们新发现了在被检物质的测定中例如应用利用化学发光物质对被检物质进行标识来检测的化学发光法等以更高灵敏度进行测定的情况下,上述的测定试样相对光检测器的位置的偏差针对测定结果造成大的影响。
本发明面向在使用盒来进行被检物质的测定的测定装置中,提高被检物质的测定精度。
本发明的第1方式涉及测定装置。本方式的测定装置具备:支承机构,用于支承形成有腔的盒,所述腔用于收容根据被检物质的量而产生不同强度的光的测定试样;光检测器,用于检测从腔内的测定试样产生的光;以及反射部件,设置于被支承机构支承的盒与光检测器之间,使从腔内的测定试样产生的光在内侧面反射而引导到光检测器。反射部件构成为被内侧面所包围的面积从被支承机构支承的盒侧朝向光检测器侧变小。
在本方式的测定装置中,盒是指,对从测定试样产生的光的检测所需的功能进行了集中的可更换的构件。腔是指,为了收容通过被检物质和预定的试剂调制出的测定试样而设置于盒的收容部。也可以并非在腔内始终放入液体,腔为了收容液体具有空间上的宽度即可。
根据本方式的测定装置,在腔内产生的光的一部分从反射部件的内侧面的入口被射入到反射部件内。相比于腔内的发光区域处于内侧面的入口的中央的情况,在发光区域处于内侧面的入口的端附近的情况下被射入到反射部件内的光的光量少。另一方面,反射部件内的内侧面以随着朝向光检测器为尖细的方式倾斜,所以射入的光的一部分在内侧面反射,从而指向朝向内侧面的入口的方向,从内侧面的入口导出到外部。由此,能够使在发光区域处于内侧面的入口的端附近的情况下向外部导出的光的光量比发光区域处于内侧面的入口的中央的情况减少。由此,能够抑制在腔中的发光区域从内侧面的入口的中心偏离的情况下到达光检测器的光的光量和在发光区域处于内侧面的入口的中心位置的情况下到达光检测器的光的光量的差,能够抑制基于发光区域的位置偏移导致的检测光量的变动。
在本方式的测定装置中,反射部件的内侧面能够以筒状构成。
在该情况下,能够构成为:在反射部件中,形成位于腔侧的第1开口和位于光检测器侧的第2开口,第1开口和第2开口通过内侧面连接。
在本方式的测定装置中,支承机构能够构成为具备:支承部件,支承盒;以及马达,以旋转轴为中心使支承部件旋转。本方式的测定装置能够构成为,使被支承部件支承的盒旋转,从而使腔定位到检测位置。由此,即使由于马达的制动误差等而腔偏离检测位置的情况下,也能够得到与腔内的发光区域定位到检测位置的情况同样的检测灵敏度。
在该情况下,盒能够构成为具有具备密封体的液体收容部。本方式的测定装置能够构成为:具备按压密封体的按压部。支承部件设置于夹着盒而与按压部对置的位置。由此,在为了使液体收容部内的液体流出而使密封体开栓时,即使用按压部按压密封体,对盒施加按压力,由于支承部件成为基座而支承盒,所以在开栓时盒也不会产生位置偏移、破损,盒被适当地支承于预定的位置。因此,抑制由于开栓动作而测定精度降低的现象。
另外,这样抑制在开栓时盒产生位置偏移的现象,所以能够适当地保持盒与反射部件之间的间隙。因此,能够可靠地抑制基于发光区域的位置偏移导致的检测光量的变动。此外,支承部件优选为限制为在利用反射部件取入光时无障碍的宽度。由此,能够在抑制在开栓时盒产生位置偏移、破损的现象的同时,可靠地抑制检测光量的变动。
在该情况下,支承部件可以从旋转轴侧设置至与按压部对置的位置。
在本方式的测定装置中,第1开口可以配置于从包括支承盒的支承机构的支承面在内的平面离开的位置。由此,在第1开口与盒之间产生间隙,所以能够不与反射部件接触而使盒移动。
在该情况下,被支承机构支承的盒的腔的底面和第1开口的距离优选是1mm以上且20mm以下。由此,在实施方式中,如参照图27(a)~图28(c)说明,即使在反射部件的内侧面的倾斜角度中产生误差,也能够使光检测器中的受光灵敏度稳定。
在本方式的测定装置中,第1开口能够构成为在从光检测器侧观察的情况下是包括定位到检测位置的腔的大小。由此,能够将在腔内产生的光更多地射入到反射部件内,能够提高光检测器的输出。
在本方式的测定装置中,内侧面能够构成为在沿着将第1开口的中心和第2开口的中心连接的轴的剖面中是直线状。由此,能够通过简易的加工,有效地抑制基于发光区域的位置偏移导致的受光光量的偏差。
在该情况下,内侧面相对轴的倾斜角优选是5°以上且20°以下。由此,在实施方式中,如参照图26(b)说明,能够使受光光量大致恒定,并且将受光光量维持得较高。
在本方式的测定装置中,内侧面能够构成为在沿着将第1开口的中心和第2开口的中心连接的轴的剖面中,在与轴的相反侧包括凸的曲线部分。由此,能够更精致地调整从第1开口射入的光中的在内侧面反射而从第1开口导出到外部的光的光量。因此,能够更可靠地抑制腔的发光区域从与光检测器对置的检测位置偏离的情况下的受光光量的偏差。
在本方式的测定装置中,内侧面能够构成为在沿着将第1开口的中心和第2开口的中心连接的轴的剖面中,在轴侧包括凸的曲线部分。由此,能够更精致地调整从第1开口射入的光中的在内侧面反射而从第1开口导出到外部的光的光量。因此,能够更可靠地抑制腔的发光区域从与光检测器对置的检测位置偏离的情况下的受光光量的偏差。
在本方式的测定装置中,第1开口以及第2开口都能够构成为圆形。由此,无论腔的发光区域相对第1开口的中心轴的位置偏移的方向如何,都能够得到大致同样的检测灵敏度。
在该情况下优选为,第1开口的直径是10.9mm以上且16.6mm以下,第2开口的直径是第1开口的直径的67%以上且88%以下。由此,如在实施方式中说明,即使发光区域从与光检测器对置的位置产生位置偏移,受光光量也大致恒定,并且能够将受光光量维持得较高。
在本方式的测定装置中,第1开口、第2开口以及内侧面能够设定成:在腔内的测定试样处于偏移到第1开口的端方向的位置的情况下通过检测面接受的受光光量为在腔内的测定试样处于第1开口的中央位置的情况下通过检测面接受的受光光量的90~110%。由此,能够抑制基于发光区域的位置偏移导致的检测光量的变动,能够提高被检物质的分析精度。
在本方式的测定装置中,内侧面可以设为是轴对称的形状。由此,不论腔的发光区域相对第1开口的中心轴向哪个方向偏移,都通过反射部件对从发光区域产生的光提供同样的光学作用。因此,无论位置偏移的方向如何都能得到大致同样的检测灵敏度。
在本方式的测定装置中,例如在盒中形成有多个腔和连接多个腔的通道,将被检物质经由通道依次输送到多个腔,由此调制测定试样。
在该情况下,支承机构能够构成为具备:支承部件,支承盒;以及马达,以旋转轴为中心使支承部件旋转。在此能够构成为:腔在旋转轴侧与通道连结,腔在夹着与通道的连结位置的两侧具备向旋转轴侧突出的突部。由此,即使在使盒旋转而利用离心力以及欧拉力使腔内的液体搅拌的情况下,突部成为障壁,也能够抑制液体前进到与通道的连结位置。因此,能够抑制在搅拌时液体从腔进入到通道。另外,在搅拌时液体大幅摇动的情况下,液体的流动被突部挡住,进而抑制液体沿着腔的内壁移动,所以抑制液体的流动方向的前端部由于离心力向外径向折弯而碰撞到液体的其它部分的现象。因此,能够抑制在搅拌时腔内的液体起泡的现象。如果腔内的测定试样的起泡被抑制,则能够抑制从腔内的测定试样产生的光散射的现象。由此,能够提高在检测时到达光检测器的光的光量。
此外,在这样腔为具有突部的形状的情况下,在测定动作时在腔内的突部中残留测定试样,在测定试样中易于产生各种分布方式。根据本方案的测定装置,即使这样在测定试样中产生各种分布方式的情况下,也能够抑制光检测器中的检测光量的变动。
在该情况下,腔能够构成为在夹着连结位置的两侧分别具备与突部连接的平面状的壁面。由此,在搅拌时液体挂到平面状的壁面时,相比于壁面以曲面状形成的情况,能够使液体的流动变化,所以能够高效地搅拌腔内的液体。另外,相比于壁面以曲面状形成的情况,抑制液体的流动方向的前端部由于离心力向外径向折弯而碰撞到液体的其它部分的现象。因此,能够抑制在搅拌时腔内的液体起泡的现象。
另外,能够构成为:腔具备向旋转轴侧突出的突部,通道与突部连结。由此,即使在搅拌时液体大幅摇动的情况下,摇动的液体也被收容到突部,所以不易进入到通道。因此,能够可靠地抑制在搅拌时腔内的液体进入到通道的现象。
另外,马达能够构成为使支承部件的转速变化。这样在一边使转速变化一边使支承部件旋转时,发生离心力以及欧拉力,能够顺利地搅拌腔内的液体。此外,当这样使支承部件旋转而搅拌腔内的液体时,腔内的液体易于起泡。然而,在使支承部件的转速变化而搅拌腔内的液体的情况下,也能够通过如上所述设定腔的形状来抑制腔内的液体起泡。
在本方式的测定装置中,支承机构能够构成为能够使盒移动。本方式的测定装置能够构成为,在通过光检测器检测在腔中产生的光之前,执行如下动作:通过支承机构使盒移动,搅拌收容在腔中的测定试样。即使这样搅拌测定试样,腔内的测定试样的收容区域即发光区域非人为地变化,也能够得到大致同样的检测灵敏度。
在本方式的测定装置中,测定试样包含被检物质和发出光的物质结合而成的复合体,少于腔的全部容量的量的测定试样能收容到腔中。在这样在腔中收容的测定试样的液量少的情况下,腔中的测定试样的收容区域即发光区域变化。根据本方式的测定装置,即使这样腔中的发光区域变化,也能够得到大致同样的检测灵敏度。
在本方式的测定装置中,在腔中,对被检物质和发出光的物质结合而成的复合体混合包含与物质反应而产生光的发光底物的试剂。在本方式的测定装置中,利用光检测器检测通过物质和发光底物的反应而产生的光。
在本方式的测定装置中,被检物质可以是检测体中包含的抗原、抗体或者其它蛋白质。
本方式的测定装置能够构成为,利用抗原抗体反应来测定检测体中的被检物质。
本发明的第2方式提供一种测定方法,使用形成有腔的盒来测定被检物质,所述腔用于收容根据被检物质的量而产生不同强度的光的测定试样。在本方式的测定方法中,在使从腔内的测定试样产生的光在反射部件的内侧面反射而引导到光检测器时,使射入到反射部件的光的一部分向不被光检测器接受的方向反射,从而使被光检测器接受的光量减少,相比于测定试样定位到被反射部件的内侧面所包围的区域的端附近的情况,在测定试样定位到被反射部件的内侧面所包围的区域的中心附近的情况下,使相对射入到反射部件的光更多的量的光向不被光检测器接受的方向反射。
根据本方式的测定方法,能够起到与第1方式同样的效果。
根据本发明,如上所述,能够抑制测定试样的位置偏移所致的检测光量的变动,所以能够提高被检物质的测定精度。
附图说明
图1(a)是示出实施方式1的概要的测定装置的结构的示意图。图1(b)是示出实施方式1的概要的反射部件的结构的示意图。
图2(a)是示出实施方式1的分析装置的外观结构的示意图。图2(b)是示出从上方观察实施方式1的盒时的结构的示意图。
图3是示出从斜上方观察实施方式1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)是示出从斜下方观察实施方式1的磁铁以及移动机构时的结构的图。图4(b)是示出从侧方观察实施方式1的磁铁时的结构的示意图。
图5(a)是示出从斜上方观察实施方式1的检测部时的结构的图。图5(b)是示出从斜上方观察实施方式1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的反射部件的YZ平面的剖面时的示意图。
图6(a)是示出从斜上方观察从实施方式1的检测部去掉了部件以及反射部件时的结构的图。图6(b)是从侧方观察通过光检测器接受从实施方式1的腔产生的光的状态时的示意图。
图7是从斜下方观察在实施方式1的收容体中安装马达、弹性部件以及盖部件的状态时的图。
图8是示出从斜上方观察实施方式1的主体部时的结构的图、以及示出从斜下方观察盖部时的结构的图。
图9是从侧方观察用与通过实施方式1的旋转轴的YZ平面平行的平面切断时的分析装置的剖面时的示意图。
图10(a)是示出从上方观察实施方式1的按压部时的结构的示意图。图10(b)、(c)是示出从侧方观察实施方式1的按压部的剖面时的结构的示意图。
图11(a)是示出从上方观察实施方式1的支承部件时的结构的示意图。图11(b)是示出从上方观察实施方式1的支承部件的变更例时的结构的示意图。
图12(a)是示出从下侧观察实施方式1的主体部时的内部结构的图。图12(b)是示出从侧方观察实施方式1的主体部时的内部结构的示意图。
图13是示出实施方式1的分析装置的结构的框图。
图14是示出实施方式1的分析装置的动作的流程图。
图15是示出在实施方式1的相邻的腔之间输送复合体时的分析装置的动作的流程图。
图16(a)~(c)是示意地示出在实施方式1的相邻的腔之间输送复合体的状态转变图。
图17(a)~(c)是示意地示出在实施方式1的相邻的腔之间输送复合体的状态转变图。
图18(a)是从侧方透视了在实施方式1的验证中所使用的反射部件附近的结构的图。图18(b)是从上方观察在实施方式1的验证中所使用的反射部件的图。
图19(a)、(b)分别是示出在实施方式1的验证中所使用的反射部件的内侧面所起到的作用的图。
图20(a)、(b)分别是示出在实施方式1的验证中所使用的反射部件的内侧面所起到的作用的图。
图21是示出实施方式1的验证的验证结果的图。
图22(a)是从侧方透视了在实施方式1的其它验证中所使用的反射部件附近的结构的图。图22(b)是示出实施方式1的其它验证中的腔的位置偏移状态的示意图。
图23(a)是示出实施方式1的内侧面的倾斜角的仿真中的反射部件附近的各部的设计条件的图。图23(b)是示出实施方式1的内侧面的倾斜角的仿真中的倾斜角的设定方法的图。
图24(a)、(b)分别是示出求出使实施方式1的内侧面的倾斜角变化时的发光点的位置和受光光量的关系的仿真结果的图。
图25(a)、(b)分别是示出求出使实施方式1的内侧面的倾斜角变化时的发光点的位置和受光光量的关系的仿真结果的图。
图26(a)是示出求出使实施方式1的内侧面的倾斜角变化时的发光点的位置和受光光量的关系的仿真结果的图。图26(b)是示出将使实施方式1的内侧面的倾斜角变化时的受光光量变化的发光点的位移位置和没有发光点的位移时的受光光量合并的仿真结果的图。
图27(a)~(c)分别是针对发光点相对第1开口的每个移位量示出了将使实施方式1的内侧面的倾斜角变化时的受光光量变化的发光点的位移位置和没有发光点的位移时的受光光量合并的仿真结果的图。
图28(a)~(c)分别是针对发光点相对第1开口的每个移位量示出了将使实施方式1的内侧面的倾斜角变化时的受光光量变化的发光点的位移位置和没有发光点的位移时的受光光量合并的仿真结果的图。
图29(a)、(b)分别是示出实施方式2的反射部件的结构的示意图。
图30(a)是示出实施方式3的分析装置的外观结构的示意图。图30(b)是示意地示出从上方观察实施方式4的支承部件以及盒时的结构的图。
图31(a)是示出从上方观察实施方式5的盒时的结构的示意图。图31(b)、(c)是放大了实施方式5的盒的腔的示意图。图31(d)、(e)是放大了比较例的盒的腔的示意图。
图32(a)~(c)是示出实施方式5的腔的变更例的示意图。
图33(a)、(b)是示出在实施方式5的腔中试样的收容区域偏离的状态的示意图。图33(c)、(d)分别是示出图33(a)、(b)所示的实施方式5的腔内的试样的发光区域的示意图。
图34(a)是示出从上方观察实施方式6的盒时的结构的示意图。图34(b)是示出从上方观察实施方式6的按压部时的结构的示意图。
图35(a)、(b)是示出从侧方观察实施方式6的按压部的剖面时的结构的示意图。
图36是用于说明关联技术的结构的示意图。
(符号说明)
10:测定装置;20:盒;21:腔;30:支承机构;31:马达;32:支承部件;33:旋转轴;40:检测部;41:反射部件;41a:第1开口;41b:第2开口;41c:内侧面;42:光检测器;42a:检测面;100:分析装置;140:检测部;142:反射部件;142c:第1开口;142d:第2开口;142f:内侧面;144a:光检测器;171:马达;177:支承部件;195:按压部;200:盒;211~216:腔;213a、216a:连结位置;213b、216b:突部;213c、216c:壁面;213d、216d:突部;220:通道;231、232:液体收容部;231a、231b、232a、232b:密封体;311:旋转轴;400:分析装置;510:支承部件;520:盒;S1:检测面;C1、C2:中心;L0:轴。
具体实施方式
<实施方式1>
参照图1(a)、(b),说明实施方式1的测定装置以及盒的概要。在图1(a)中,XYZ轴相互正交。X轴正方向表示后方,Y轴正方向表示左方向,Z轴正方向表示铅直下方向。
如图1(a)所示,测定装置10是使用盒20来测定检测体中包含的被检物质的测定装置。测定装置10具备支承机构30和检测部40。
支承机构30支承盒20,使腔21定位到与检测部40对置的位置。支承机构30具备马达31和支承部件32。支承机构30驱动马达31,使盒20以旋转轴33为中心进行旋转。
支承机构30也可以未必包括使盒20旋转的结构。例如,支承机构30也可以是使盒20直线地移动的结构。在该情况下,通过使被支承机构30支承的盒20直线地移动,腔21被定位到与检测部40对置的检测位置。另外,支承机构30也可以是简单地支承盒20的结构。在该情况下,如果盒20设置于支承机构30,则腔21被定位到检测位置。
盒20例如是板状的圆盘。盒20也可以是圆盘以外的形状。腔21收容检测体中包含的被检物质和发出光的物质结合而成的复合体。例如,与该物质反应而产生光的试剂被收容到腔21。检测部40检测在反应过程中在腔21内产生的光。
也可以将被照射预定波长的光时激励出荧光的物质和被检物质结合而构成复合体。在该情况下,配置用于对腔21照射光的光源。检测部40检测由于来自光源的光从与复合体结合的物质激励出的荧光。
检测部40具备反射部件41和光检测器42。如图1(b)所示,反射部件41具备:位于腔21侧的第1开口41a;位于光检测器42的检测面42a侧且面积比第1开口41a小的第2开口41b;以及连接第1开口41a和第2开口41b的筒状的内侧面41c。第1开口41a处于从包括支承盒20的支承机构30的支承面在内的平面即包括支承部件32的上表面在内的平面向Z轴正方向离开的位置。
第1开口41a以及第2开口41b是圆形,内侧面41c是圆锥形状。第1开口41a以及第2开口41b同轴地配置。第1开口41a在从光检测器42侧观察的情况下是包括定位到检测位置的腔21的大小。第1开口41a处于从包括支承盒20的支承机构30的支承面即支承部件32的上表面在内的平面离开的位置。内侧面41c是轴对称的形状。内侧面41c例如由将光反射大致100%的镜面构成。内侧面41c在沿着轴L0的剖面上是直线状,所述轴L0是将第1开口41a的中心C1和第2开口41b的中心C2进行连接的轴。
第1开口41a以及第2开口41b的形状也可以是圆形以外。例如,在腔21的形状是椭圆的情况下,第1开口41a的形状也可以是椭圆。第1开口41a以及第2开口41b也可以配置成在俯视时中心相互偏移。内侧面41c也可以不是轴对称的形状。内侧面41c在沿着轴L0的剖面,可以在轴L0的相反侧包括凸的曲线部分、或者也可以在轴L0侧包括凸的曲线部分,所述轴L0是连结第1开口41a的中心C1和第2开口41b的中心C2的轴。
反射部件41中射入在腔21中产生的光,使射入的光在内侧面41c反射,并引导到光检测器42的检测面42a。此时,在上述结构的测定装置10中,例如由于马达31的制动误差等而可能引起腔21偏离与第1开口41a对置的检测位置。由此,可能引起在腔21中所收容的试剂的区域、即发光区域偏离第1开口41a的中心C1。另外,在如上所述在腔中收容少于腔21的全部容量的量的试剂的情况下,每当检测时腔21内的试剂的收容位置可能发生变化。这样,因试剂的收容位置位移也有可能引起发光区域偏离第1开口41a的中心C1。
这样,如果发光区域偏离第1开口41a的中心C1,则射入到反射部件41内的光减少。但是,其另一方面,从腔21射入到反射部件41内的光的一部分在内侧面41c反射一次或者多次,从而在到达光检测器42之前,指向朝第1开口41a的方向,从第1开口41a被引导到外部。通过调整内侧面41c的倾斜度,能够使在试样即发光区域处于第1开口41a的端附近的情况下被引导到外部的光的光量比试样处于第1开口41a的中心的情况减少。
因此,通过将在腔21中产生的光利用反射部件41引导到光检测器42的检测面42a,能够抑制在腔21中所收容的试样偏离第1开口41a的中心C1的情况下到达光检测器42的检测面42a的光的光量与在试样处于第1开口41a的中心位置的情况下到达光检测器42的检测面42a的光的光量的差。由此,能够抑制基于试样的位置偏移的检测光量的变动,能够将分析精度维持得较高。随后,参照图18(a)~图28(c),说明该效果。
<具体的结构例>
以下,说明实施方式1的分析装置以及盒的具体的结构。
分析装置100对应于图1(a)的测定装置10。由马达171、支承部件177、旋转轴311以及固定部件312构成的机构对应于图1(a)的支承机构30。马达171、支承部件177以及旋转轴311分别对应于图1(a)的马达31、支承部件32以及旋转轴33。检测部140对应于图1(a)的检测部40。反射部件142以及光检测器144a分别对应于图1(a)的反射部件41以及光检测器42。第1开口142c、第2开口142d以及内侧面142f分别对应于图1(b)的第1开口41a、第2开口41b以及内侧面41c。盒200对应于图1(b)的盒20。腔216对应于图1(a)的腔21。
如图2(a)所示,分析装置100是利用抗原抗体反应来测定检测体中的被检物质并根据测定结果分析被检物质的免疫分析装置。分析装置100具备主体部101和盖部102。在主体部101中,与盖部102对置的部分以外的部分被框体101a覆盖。在盖部102中,与主体部101对置的部分以外的部分被框体102a覆盖。主体部101将盖部102能够开闭地支承。在装卸盒200时,盖部102如图2(a)所示打开。在主体部101的上部设置盒200。
如图2(b)所示,盒200是集中了被检物质的检测所需的功能的可更换的构件。盒200由板状并且圆盘形状的基板200a构成。盒200内的各部是形成在基板200a的凹部和覆盖基板200a的整个面的未图示的膜被贴合而形成的。基板200a和贴合到基板200a的膜由具有透光性的部件构成。基板200a具有容易利用后述加热器321、322进行盒200的温度调节的厚度。例如,基板200a的厚度被设为几毫米,具体而言被设为1.2mm。
在基板200a中,具备孔201、腔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的中心处贯通基板200a。盒200以孔201的中心与后述旋转轴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以下分别简称为“径向”以及“周向”。腔211~216在基板200a的外周附近在周向上排列。
通道220具备在周向上延伸的圆弧状的区域221和在径向上延伸的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211~216相连的区域222的延长线上。液体收容部232经由流路相连到将与腔216相连的区域222和处于与腔216相连的区域222的延长线上的液体收容部231相连的流路。
腔211~216是为了收容通过被检物质和预定的试剂调制出的测定试样而设置于盒200的收容部。在腔211~216中也可以不始终放入液体,腔211~216具有用于收容液体的空间上的宽度即可。通道220是为了输送磁性粒子而设置于盒200的通路。
液体收容部231收容试剂,在径向的内侧的上表面具备密封体231a。密封体231a构成为能够利用后述按压部195从上按压而开栓。在密封体231a被开栓之前,液体收容部231内的试剂不流入到通道220,当密封体231a被开栓后,液体收容部231内连通到通道220,液体收容部231内的试剂流出到通道220。具体而言,当密封体231a被开栓后,液体收容部231的内部在密封体231a的位置处与盒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具备密封体232a。密封体232a构成为能够利用按压部195从上按压而开栓。在密封体232a被开栓之前,液体收容部232内的试剂不流到通道220,当密封体232a被开栓后,液体收容部232内连通到通道220,液体收容部232内的试剂流出到通道220。具体而言,当密封体232a被开栓后,液体收容部232的内部在密封体232a的位置处与盒200的外部相连。
密封体231a、232a既可以与基板200a一体形成,也可以通过与形成在基板200a的开口贴合的膜等形成。
从被检者提取出的全血的血液检测体经由开口241被注入到分离部242。分离部242将注入的血液检测体分离为血球和血浆。由分离部242分离出的血浆移动到通道243。在通道243的径向的内侧的上表面设置有孔243a。当盒200旋转时,定位到通道243内的区域243b的血浆由于离心力移动到腔211。由此,预定量的血浆被输送到腔211。
此外,如图2(b)所示,基板200a的各结构仅形成于基板200a的三分之一的区域。然而,不限于此,这些一群的结构也可以形成于剩余的三分之二的区域,在基板200a中可以设置3个一群的结构。
接下来,参照图3~图12(b),说明分析装置100的内部结构。
在设置部件110中形成有孔111~114。孔111~114贯通设置部件110。后述旋转轴311定位到孔111。孔112具有在径向上长的形状。移动机构130隔着部件131设置于设置部件110的下表面。在水平面内,部件131的孔131a定位到与设置部件110的孔112相同的位置。检测部140隔着部件141设置于设置部件110的下表面。在水平面内,检测部140的反射部件142被定位到与设置部件110的孔113相同的位置。在孔114中,设置后述温度传感器178。在设置部件110的上表面,形成有闭环的突部115、116。突部115、116沿着周向向上方向突出。
收容体150具备上表面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贯通至外侧面154的孔155。为了使后述旋转轴311穿过而设置有孔155。收容部152、153由从上表面151向下方向凹下的凹部构成。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设置于收容体150时,设置部件110的外周下表面和收容体150的外周上表面被接合。当设置部件110设置于收容体150后,移动机构130被收容到收容部152,检测部140被收容到收容部153。
设置部件110和收容体150由遮光性的树脂形成,关于设置部件110和收容体150的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。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,设置未图示的预定的弹性部件。预定的弹性部件例如由遮光性的氯丁二烯橡胶以及聚氨酯树脂构成,关于预定的弹性部件的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。
如图4(a)所示,移动机构130具备部件131、2条支承轴132、齿轮部133、支承部134、马达135、传递齿轮135a、马达136、传递齿轮136a~136c、螺钉137以及支承部138。2条支承轴132设置于部件131的下表面。齿轮部133设置于部件131的侧面,具有平板形状。支承部134被支承为能够相对2条支承轴132移动。2条支承轴132在径向上延伸。在支承部134的上表面形成有孔134a。孔134a在水平面定位到与部件131的孔131a相同的位置。
支承部134支承马达135、136、传递齿轮136b、以及螺钉137。马达135、136由步进马达构成。当马达135的驱动轴旋转时,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条支承轴132支承的同时,在径向上移动。
当马达136的驱动轴旋转时,设置于驱动轴的传递齿轮136a旋转。传递齿轮136a、136b相互咬合,传递齿轮136b、136c相互咬合。传递齿轮136b可旋转地设置于支承部134,传递齿轮136c设置于螺钉137。螺钉137可旋转地支承于支承部134。支承部138以根据螺钉137的旋转而上下移动的方式被螺钉137支承。磁铁120设置于支承部138。因此,当马达136的驱动轴旋转时,驱动力被传递到传递齿轮136a、136b、136c和螺钉137。由此,支承部138在上下方向上移动。
这样构成移动机构130时,根据马达135的驱动,磁铁120能够在径向上移动,根据马达136的驱动,磁铁120能够在上下方向上移动。另外,磁铁120移动到径向内侧,由此磁铁120的上端移动到盒200的径向内侧,磁铁120移动到径向外侧,由此磁铁120的上端移动到盒200的径向外侧。磁铁120向上移动,由此磁铁120的上端向孔131a、134a的上方突出,接近盒200。磁铁120向下移动,由此磁铁120的上端离开盒200。
此外,也可以做成使磁铁120相对盒200的位置发生变化的结构,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,也可以使磁铁120以与水平方向平行的方向为旋转中心而旋转。
如图4(b)所示,磁铁120具备永久磁铁121和磁性体122。磁性体122可以是顺磁质和强磁性体中的任意一个,也可以是其组合。永久磁铁121是圆柱形状,磁性体122是圆锥形状。磁性体122接合于永久磁铁121的上表面。在磁性体122的上端,形成有前端部122a。前端部122a形成为在用水平面切断时的剖面积恒定的柱状形状。具体而言,前端部122a是圆柱形状。此外,磁铁120形成为随着盒200侧接近盒200而剖面积变小的尖细形状。
通过磁铁120对盒200内的磁性粒子施加的磁力在永久磁铁121越大、换言之永久磁铁121的水平面的剖面积越大时变得越强。另外,磁铁120的尖细形状的角度θ越小,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,使盒200内的磁性粒子移动的力越大。但是,在将永久磁铁121的水平面的剖面积设为恒定的情况下,角度θ越小,从前端部122a至永久磁铁121的上表面的距离越长,所以通过磁铁120对盒200施加的磁力变小。因此,为了平衡性良好地增大对磁性粒子施加的磁力和使磁性粒子移动的力这两方,实施方式1的角度θ被设定为例如60°。
如果对磁性粒子施加的磁力和使磁性粒子移动的力大,则在通过磁铁120在盒200内使磁性粒子移动时,能够防止磁性粒子的残留。因此,如果如图4(b)所示构成磁铁120,则能够平衡性良好地增大对磁性粒子施加的磁力和使磁性粒子移动的力这两方,所以能够防止磁性粒子的残留而抑制通过检测部140检测的光量的意想不到的降低。因此,能够抑制因意想不到的光量的降低所致的假阴性,所以能够进行高精度的检测。
另外,磁铁120的盒200侧的端缘的宽度即前端部122a的宽度至少小于通道220内的各区域的最小宽度。由此,能够使利用磁铁120集中的复合体不会被通道220卡住而顺利地在通道220内移动。
磁铁120也可以仅由永久磁铁构成。即,磁铁120也可以通过具有上述的将永久磁铁121和磁性体122合起来的形状的永久磁铁构成。但是,在通过永久磁铁121和磁性体122形成磁铁120时,能够简易并且精度良好地形成磁铁120。
如图5(a)所示,检测部140具备部件141、反射部件142、支承部143、光检测单元144以及光调整部160。在部件141中,形成有在上下方向上贯通部件141的孔141a。反射部件142嵌入到形成在部件141的孔141a而设置。支承部143设置于部件141的下表面。光检测单元144和光调整部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是用于保护后述光检测器144a的部件。透明板142a的光学作用几乎可以忽略,所以在以下所示的图中,为方便起见,省略透明板142a的图示。在反射部件142中,在中央处形成有在上下方向上贯通的孔142b。孔142b的水平面内的直径随着向铅直下方向前进而变小。不论复合体位于腔216内的中央以及端部的哪一处的情况下,反射部件142都能够将从腔216内产生的光以相同的程度引导到光检测器144a。
图6(a)示出了从图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,光调整部160具备马达161和板状部件162。马达161由步进马达构成。板状部件162设置于马达161的驱动轴161a,具备孔162a、162b。孔162a、162b在上下方向上贯通板状部件162。在孔162b中设置有滤光片部件162c。滤光片部件162c是ND滤光片。
当马达161被驱动时,板状部件162以驱动轴161a为中心而旋转。由此,在光检测单元144的光检测器144a的正上方,分别定位有孔162a、滤光片部件162c以及板状部件162的除了孔162a、162b以外的区域162d。在预定的测定项目中,在腔216中产生高强度的光。在该情况下,滤光片部件162c被定位到光检测单元144的光检测器144a的正上方,入射到光检测器144a的光减少。由此,抑制光检测器144a的输出信号饱和。
光检测单元144在上表面具备光检测器144a。光检测器144a以光学方式检测收容在腔216中的被检物质。光检测器144a例如由光电子倍增管、光电管、光二极管等构成。在光检测器144a由光电子倍增管构成的情况下,从光检测器144a输出与光子即光量子的受光对应的脉冲波形。光检测单元144在内部具备电路,根据光检测器144a的输出信号,以一定间隔对光量子进行计数,输出计数值。
如图6(b)所示,从盒200的腔216产生的光扩散到盒200的上侧和下侧。扩散到盒200的下侧的光通过反射部件142的孔142b,并通过光调整部160的孔162a或者滤光片部件162c,被光检测器144a接受。扩散到盒200的上侧的光被后述盖部102的板部件191反射而返回到腔216,同样地被光检测器144a接受。也可以在盖部102的板部件191中设置反射镜,使扩散到盒200的上侧的光反射。
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贯通至外侧面154的孔155的出口。在外侧面154中,在孔155的出口的周边形成有凹部154a。凹部154a在铅直上方向上观察时具有环状的外形。另外,在孔155中,形成有从孔155的侧方通到外部的孔156。
马达171由步进马达构成。编码器172设置于马达171的下表面,检测马达171的旋转轴的旋转。弹性部件173例如由遮光性的聚氨酯树脂形成,关于弹性部件173的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。弹性部件173具有嵌入到外侧面154的凹部154a的环状的外形。马达171以塞住孔155的方式设置于外侧面154。具体而言,在与外侧面154对置的马达171的上表面和外侧面154之间,以包围孔155的方式在凹部154a配置弹性部件173。然后,马达171的上表面被弹性部件173按压,马达171被安装到外侧面154。由此,孔155的下方被弹性部件173和马达171的上表面塞住。
当马达171安装于外侧面154之后,接下来,经由孔156进行孔155的内部的机构的连接等。当结束机构的连接等时,在孔156的出口的周围设置弹性部件174,通过盖部件175塞住孔156。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的内侧设置板部件176和支承部件177。板部件176由热传导性高的金属构成。在板部件176的下表面设置有后述加热器321。在板部件176和加热器321的与图3所示的设置部件110的孔111~114对应的位置设置有孔。如图8所示,经由这些孔,移动机构130、检测部140以及温度传感器178与盒200的下表面直接地对置。温度传感器178设置于设置部件110的下表面侧。温度传感器178通过红外线检测盒200的温度。
支承部件177经由后述设置部件310设置于设置部件110的中心。支承部件177例如由转台构成。在突部115与突部116之间设置弹性部件117。弹性部件117例如由遮光性的聚氨酯树脂形成,关于弹性部件117的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。弹性部件117以闭环方式构成。弹性部件117的上表面是可弹性变形的接合面。这样装配的设置部件110和收容体150设置于框体101a,主体部101完成。
在图8中示出了从下侧观察了盖部102的状态。盖部102具备设置部件180、板部件191、夹持器192、摄像部193、照明部194以及按压部195。
设置部件180由遮光性的树脂形成,关于设置部件180的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。在设置部件180的突部181的内侧,设置板部件191和夹持器192。板部件191与板部件176同样地由热传导性高的金属构成。在板部件191的上表面设置有后述加热器322。在设置部件180的下表面、板部件191以及加热器322中,在与摄像部193、照明部194以及按压部195对应的位置设置有孔。经由这些孔,摄像部193、照明部194以及按压部195与盒200的上表面直接地对置。摄像部193、照明部194以及按压部195设置于设置部件180的上表面。
摄像部193对盒200内的状态进行摄像。摄像部193由小型摄像机构成。小型摄像机例如包括CCD影像传感器、CMOS影像传感器等。在通过摄像部193进行摄影时,照明部194照射盒200。照明部194例如由发光二极管构成。按压部195通过按压密封体231a、232a,使密封体231a、232a开栓。随后,参照图10(a)~(c),说明按压部195。
夹持器192设置于设置部件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沿着周向向下方向突出。在设置部件180的下表面,在突部181的外侧形成有凹部,在该凹部设置弹性部件182。弹性部件182例如由遮光性的聚氨酯树脂形成,关于弹性部件182的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。弹性部件182构成为闭环。弹性部件182的下表面是可弹性变形的接合面。
在装配时,通过以可针对主体部101的设置部件110开闭的方式设置盖部102,盖部102设置于主体部101。此外,在主体部101的框体101a中设置有后述换气部350。随后,参照图12(a)、(b),说明换气部350。
图9是示出用与通过旋转轴311的YZ平面平行的平面进行了切断时的、分析装置100的剖面的示意图。图9示出了针对分析装置100设置盒200且关闭了盖部102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和检测部140,在设置部件180的上表面设置有摄像部193、照明部194以及按压部195。在图9中,用虚线表示与这些各部的配置位置相当的位置。
如图9所示,马达171设置于外侧面154,从而马达171的驱动轴171a向孔155的内部延伸。在孔155的上部设置有设置部件310。设置部件310可旋转地支承了在上下方向上延伸的旋转轴311。在孔155的内部,通过固定部件312将旋转轴311针对马达171的驱动轴171a固定。
经由预定的部件,将用于支承盒200的下表面的支承部件177固定到旋转轴311的上部。当马达171被驱动而驱动轴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200以旋转轴311以及驱动轴171a为中心而旋转。当盒200被设置于支承部件177且关闭盖部102时,夹持器192以可旋转的状态按压盒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,被配置成发热面相对盒200为平行。由此,能够效率良好地对盒200进行加热。在板部件176、191中,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,后述控制部301在分析时,驱动加热器321、322以使温度传感器331检测的板部件176的温度和温度传感器332检测的板部件191的温度成为预定的温度。控制部301根据温度传感器331、332的检测温度,例如通过P控制、PD控制、PID控制这样的控制方法,驱动加热器321、322。由此,盒200的温度被维持为预定的温度。将实施方式1的预定的温度设为42℃,以使反应在盒200内适当地进展。这样将盒200的温度保持为恒定的做法在免疫测定中是特别重要的。此外,控制部301也可以根据温度传感器178的检测温度来驱动加热器321、322。
移动机构130和检测部140如在图9中用虚线箭头所示对盒200提供磁力,并接受从盒200侧产生的光。因此,在盒200的下侧,设置部件110成为使光易于在上下方向上通过的状态。然而,收容体150被定位到设置部件110的下方,所以在盒200的下方的空间与外部之间,防止光的通过。
在盖部102的设置部件180的上部,在与框体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,关于遮光部件196的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。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,设置未图示的预定的弹性部件。预定的弹性部件例如由遮光性的氯丁二烯橡胶以及聚氨酯树脂构成,关于预定的弹性部件的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。
在摄像部193、照明部194以及按压部195的设置位置处,在设置部件180中设置有孔,所以在这些部件的设置位置处在上下方向上漏进光。因此,在盒200的上侧,设置部件180成为在上下方向上使光通过的状态。然而,遮光部件196被定位到设置部件180的上方,所以在盒200的上方的空间与外部之间,防止光的通过。
当关闭盖部102时,设置部件110的突部116被设置部件180的弹性部件182的下表面按压而密接。设置部件180的突部181被设置部件110的弹性部件117的上表面按压而密接。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的内部的侧方被框体102a覆盖。由此,在盒200的侧方的空间与外部之间,防止光的通过。
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、马达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。当关闭盖部102时,主体部101侧的遮光部和盖部102侧的遮光部在盒200的侧方接合,暗室340被遮光部包围。这样,防止光漏进遮光部的内部。上述遮光部的结构是一个例子,构成遮光部的部件等不限于上述。
此外,如图3所示,在收容体150的上表面151以及收容部152、153中,设置有用于使电缆通过的孔。这些孔可成为在暗室340中打开的孔。因此,为了形成暗室340,将用于使得用于在暗室340的内部与暗室340的外部之间交换信号的电缆等通过的孔利用遮光部件全部塞住。例如,在孔的出口处,为了对电缆与孔之间的间隙进行遮光,能够使用遮光带、遮光布、热收缩管、索环、嵌缝材料等。关于这些遮光部件的颜色,为了提高遮光性而设定为黑色。
如果如上所述形成暗室340,则支承盒200的支承部件177、盒200以及光检测器144a的检测面配置于暗室340内。在实施方式1中,磁铁120、移动机构130以及检测部140配置于暗室340内。由此,即使在腔216中的反应过程中产生的光极其微弱,由于不会从外部向暗室340内进入光,所以也能够通过光检测器144a精度良好地检测在反应中产生的光。因此,能够提高被检物质的分析精度。
另外,如上所述,马达171配置于暗室340的外部。在此,马达171在使盒200旋转时被励磁,发热。然而,如上所述,当作为热源的马达171配置于作为密闭空间的暗室340的外部时,能够抑制由于马达171的热而暗室340的内部的温度变得不稳定的现象。由此,能够将盒200的温度维持为期望的温度。因此,能够使盒200内的检测体和试剂稳定地反应。
如图10(a)~(c)所示,按压部195具备设置部件361、马达362、传递齿轮363a、363b、363c、螺钉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轴为中心绕顺时针旋转45°的方向。D2方向是使Y轴正方向以Z轴为中心绕逆时针旋转45°的方向。D3方向是使X轴正方向以Z轴为中心绕逆时针旋转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方向上观察了图10(a)所示的剖面C1-C2的侧面图。
如图10(b)所示,设置部件361设置于盖部102的设置部件180的上表面。如图10(a)所示,马达362设置于设置部件361。马达362由步进马达构成。关于传递齿轮363a、363b、363c和螺钉364以能够将D1、D2方向作为旋转的中心而旋转的方式支承于设置部件361。传递齿轮363a、363b相互咬合,传递齿轮363b、363c相互咬合。马达362的驱动轴362a与传递齿轮363a连接,螺钉364与传递齿轮363c连接。移动部件365以根据螺钉364的旋转而在D1、D2方向上移动的方式支承于螺钉364。如图10(b)所示,在移动部件365的下表面侧,形成有由相对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中形成有圆柱形状的孔361a。如图10(b)所示,销部件366具备躯干部366a、形成在躯干部366a的上端的轴环部366b以及形成在躯干部366a的下端的前端部366c。躯干部366a的形状是在Z轴方向上延伸的圆柱形状。轴环部366b的形状是直径比躯干部366a大、且与孔361a的直径大致相同的圆柱形状。前端部366c的形状是直径比躯干部366a小的圆柱形状。躯干部366a通到设置于孔361a的底面的孔和以对应于该孔的方式设置的贯通设置部件180、加热器322以及板部件191的孔。
辊367被设置成可在销部件366的上部旋转。辊367的形状是圆柱形状。弹簧368设置于轴环部366b的下表面与孔361a的底面之间,将销部件366向铅直上方向顶上去。
如果这样构成按压部195,则根据马达362的驱动,驱动力传递到传递齿轮363a、363b、363c和螺钉364。由此,移动部件365在D1、D2方向上移动。如果从图10(b)的状态移动部件365向D1方向移动,则凸轮部365a接触到辊367,将辊367向下方向压低。由此,如图10(c)所示,销部件366向下方向移动。如果从图10(c)的状态移动部件365向D2方向移动,则凸轮部365a离开辊367,弹簧368将销部件366向上方向顶上去。由此,销部件366的位置返回到图10(b)所示的状态。
在使密封体231a开栓的情况下,在如图10(b)所示销部件366被定位到上方的状态下,通过支承部件177使盒200旋转,密封体231a被定位到前端部366c的正下方。前端部366c的正下方是按压部195使密封体231a开栓的位置。然后,马达362被驱动,如图10(c)所示销部件366向下方向移动。由此,被定位到前端部366c的正下方的密封体231a从上被前端部366c按压,密封体231a被开栓。在使密封体232a开栓的情况下,密封体232a也被定位到前端部366c的正下方,与密封体231a同样地,通过按压部195进行开栓的处理。
这样,利用按压部195进行的密封体231a、232a的开栓处理是利用前端部366c按压密封体231a、232a来进行的。在开栓处理时,通过前端部366c,以例如10N的力从上按压密封体231a、232a。如果对盒200施加这么强的力,则有可能产生盒200的位置偏移、意想不到的挠曲等。因此,为了抑制位置偏移、挠曲,如图11(a)所示,在密封体231a的位置处,通过支承部件177从下方支承盒200。
图11(a)是从上侧观察支承部件177的图。在图11(a)中,为方便起见,用虚线表示设置在支承部件177的盒200。另外,为方便起见,用虚线表示经由在图8所示的板部件176中设置的孔而与盒200的下表面直接地对置的移动机构130和检测部140的部分。另外,为方便起见,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至前端部366c的水平面内的距离是r1。换言之,r1是从旋转轴311到达至从按压部195按压盒200的位置的距离。支承部件177设置于夹着盒200而与按压部195对置的位置。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侧设置至与按压部195对置的位置。
由此,在密封体231a、232a被开栓时,即使按压部195按压密封体231a、232a而对盒200施加按压力,也由于支承部件177成为基座而支承盒200。因此,在开栓时不会在盒200中产生位置偏移、破损,盒200被适当地支承于预定的位置。因此,抑制由于开栓动作而测定精度降低的现象。
此外,如图11(a)所示,支承部件177的半径r2被设定为在从上侧观察时支承部件177不重叠到与盒200的下表面直接对置的移动机构130和检测部140的部分。由此,在盒200设置于支承部件177的状态下,磁铁120能够接近盒200,所以能够将在一个腔内通过磁铁120集中的磁性粒子顺利地输送到其它腔。另外,来自盒200的光不会被支承部件177阻碍,所以能够适当地进行利用检测部140的检测。
支承部件177的半径r2如果在不重叠到与盒200的下表面对置的移动机构130和检测部140的部分的范围内设定为大的值,则能够更稳定地支承盒200。但是,当支承部件177的半径r2变大时,使支承部件177旋转的马达171的负荷变大。在该情况下,当延长马达171的旋转时间、或者频繁地切换转速时,有可能导致马达171故障、或者马达171的发热量增大。因此,优选将支承部件177的半径r2设定为在支承部件177覆盖受来自按压部195的按压力的位置的范围内尽可能小的值。
此外,即使这样将支承部件177的半径r2设定为尽可能小的值,也相比于支承部件仅仅支承盒200的情况,支承部件177的面积和重量增加。在该情况下,驱动支承部件177的马达171变得大型化,马达171的发热量增加。然而,如上所述,马达171配置于暗室340的外部,所以即使在马达171的发热增大的情况下,也能够抑制暗室340内部的温度变得不稳定的现象,能够适当地进行测定。
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200的半径大致相同的值。在该情况下,在支承部件177中,例如设置沿Z轴方向贯通支承部件177的3个孔177a。在3个孔177a的内侧方向上,与图11(a)同样地设置半径r2的内周部177b。在相邻的2个孔177a之间,在径向上设置连接部177c。通过3个连接部177c,支承位于支承部件177的最外周的外周部177d。
在此,将孔177a的大小设定成:在上方开放的移动机构130和检测部140的部分能够经由孔177a而与盒200的下表面直接对置。另外,将孔177a的大小设定成:当盒200设置于支承部件177时,腔211~216和通道220不与支承部件177重叠。
如果如图11(b)所示构成支承部件177,则与图11(a)的情况同样地,能够通过内周部177b支承位于密封体231a、232a的下方的盒200的下表面。另外,在图11(b)的情况下,盒200的外周附近被外周部177d支承,所以相比于图11(a),能够更稳定地支承盒200。
此外,在盒200被设置于支承部件177上的所确定的位置的情况下,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形状。
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使由设置在收容体150的外侧面154的马达171产生的热释放到分析装置100的外部。主体部101的框体101a的底面通过脚部从设置面离开预定的间隔。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,如扣白的箭头所示,从换气口101b进入的空气通过马达171被排出到分析装置100的后方。此外,也可以在与扣白的箭头相反的方向上,通过马达171将在换气部350的位置从外侧进入的空气从换气口101b排出。
在俯视时即在铅直方向上观察时,主体部101的轮廓是矩形形状,马达171的轮廓也是矩形形状。而且,以使马达171的角和主体部101的角在俯视时相互错开的方式,在主体部101内配置有马达171。另外,在俯视时,在马达171与主体部101的角之间的间隙,配置有包括光检测器144a的检测部140。同样地,在俯视时,在马达171与主体部101的其它角之间的间隙,配置有磁铁120以及移动机构130。由此,能够使俯视时的主体部101的形状变得紧凑,所以能够使分析装置100小型化。
在收容体150中,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具有使马达171侧的外侧面突出的形状。马达171在与收容部152之间隔开间隙而配置于收容部152的侧方,在与收容部153之间隔开间隙而配置于收容部153的侧方。即,马达171配置于外侧面154。通过这样在收容部152、153的侧方配置马达171,能够避免分析装置100在高度方向上变大。另外,在收容部152与马达171之间有间隙,在收容部153与马达171之间有间隙,所以能够如图12(a)、(b)所示在该间隙中使空气对流。因此,能够有效地去除马达171的热。
收容部152、153相互隔开间隙形成于收容体150。马达171被配置成被收容部152和收容部153夹住。而且,换气部350被配置成与收容部152、153之间的间隙对置。由此,空气易于经由收容部152、153的间隙在马达171的周围流通,所以能够有效地去除马达171的热。
换气部350被配置成在与马达171相同的高度的位置处与马达171对置。由此,易于将马达171的周围的空气引导到分析装置100的外部,所以能够将在马达171中产生的热高效地进行排热。另外,如上所述马达171配置于暗室340的外部,换气部350也配置于暗室340的外部。由此,不会阻碍形成暗室340的利用遮光部的遮光性,能够有效地抑制暗室340内的温度的上升。
另外,在实施方式1中,后述控制部301当接受到分析的开始指示时,驱动加热器321、322而使盒200的温度上升。此时,控制部301根据温度传感器178检测到的盒200的温度,控制换气部350的动作。例如,控制部301在盒200的温度小于40℃的情况下,使换气部350成为停止状态,当盒200的温度超过40℃时,驱动换气部350。由此,相比于在刚刚接受到分析的开始指示之后驱动换气部350的情况,能够缩短直至盒200的温度收敛于42℃的时间,能够抑制换气部350以及加热器321、322的功耗。
如图13所示,分析装置100如上所述具备马达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以及按压部195。另外,分析装置100具备控制部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。存储部例如由闪存存储器、硬盘等构成。控制部301从分析装置100的各部接收信号,控制分析装置100的各部。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、触摸面板等构成。驱动部304包括配置于分析装置100内的其它机构。传感器部305包括用于检测进行旋转的盒200的预定的部位的传感器、用于检测通过马达135、136、161移动到原点位置的机构的传感器以及配置于分析装置100内的其它传感器。
接下来,参照图14,说明分析装置100的动作。
首先,操作人员从开口241注入从被检者提取出的血液检测体,将盒200设置到支承部件177。血液检测体中的被检物质例如包含抗原。作为一个例子,抗原是B型肝炎表面抗原(HBsAg)。被检物质也可以是抗原、抗体或者其它蛋白质中的一个或者多个。
在盒200的液体收容部231、232以及腔211中,预先收容有预定的试剂。具体而言,在位于腔211的径向的液体收容部231中,收容有R1试剂。在腔211中,收容有R2试剂。在位于腔212的径向的液体收容部231中,收容有R3试剂。在位于腔213~215的径向的液体收容部231中,收容有清洗液。在位于腔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根据与马达171连接的编码器172的输出信号,取得马达171的驱动轴171a的旋转位置。控制部301利用传感器检测所旋转的盒200的预定的部位,由此取得盒200的周向的位置。或者,盒200也可以设置于相对支承部件177确定的位置。由此,控制部301能够将盒200的各部定位到周向的预定的位置。
另外,控制部301根据用于对通过马达135、136、161移动到原点位置的机构进行检测的传感器的输出信号,取得通过马达135、136、161移动的各机构的位置。由此,控制部301能够将通过马达135、136、161移动的机构即磁铁120和板状部件162定位到预定的位置。
在步骤S11中,控制部301经由输入部303接受由操作人员指示的开始指示,使步骤S12以后的处理开始。
在步骤S12中,控制部301将血浆和试剂输送到腔。具体而言,控制部301驱动马达171而使盒200旋转,驱动按压部195,压低定位到与按压部195对置的位置的6个密封体231a。然后,控制部301驱动马达171而使盒200旋转,通过离心力将定位到区域243b的血浆输送到腔211,将6个液体收容部231中所收容的试剂输送到腔211~216。由此,在腔211中,混合血浆、R1试剂以及R2试剂。向腔212输送R3试剂,向腔213~315输送清洗液,向腔216输送R4试剂。
进而,在步骤S12中,当血浆和试剂的输送结束时,控制部301进行搅拌处理。具体而言,控制部301以一边使得在预定的方向上旋转一边按照预定的时间间隔切换不同的2个转速的方式驱动马达171。例如,控制部301按照预定的时间间隔切换对马达171施加的电流、或者按照预定的时间间隔将马达171的驱动切换为开启和关断,由此进行搅拌处理。由此,在周向上发生的欧拉力按照预定的时间间隔变化,由此腔211~216内的液体被搅拌。这样的搅拌处理不仅在步骤S12中进行,而且在步骤S13~S18中也在输送处理之后同样地进行搅拌处理。
此外,控制部301也可以按照预定的时间间隔切换马达171的旋转方向,从而进行搅拌处理。但是,如果这样驱动马达171,则马达171的负荷变大。因此,如上所述,优选为以一边使得在预定的方向上旋转一边切换2个转速的方式驱动马达171。
在此,R1试剂包含与被检物质结合的捕捉物质。捕捉物质例如包含与被检物质结合的抗体。抗体例如是维生素结合HBs单株抗体。R2试剂在液体成分中包含磁性粒子。磁性粒子例如是表面被抗生物素蛋白涂覆的抗生物素蛋白链菌素结合磁性粒子。在步骤S12中,当血浆、R1试剂以及R2试剂被混合而进行搅拌处理时,被检物质和R1试剂通过抗原抗体反应而结合。然后,通过抗原-抗体反应体和磁性粒子的反应而与R1试剂的捕捉物质结合的被检物质经由捕捉物质而与磁性粒子结合。这样,生成被检物质和磁性粒子结合的状态的复合体。
接下来,在步骤S13中,控制部301将腔211内的复合体从腔211输送到腔212。由此,在腔212中,对在腔211中所生成的复合体和R3试剂进行混合。在此,R3试剂包含标识物质。标识物质包含与被检物质特异地结合的捕捉物质、和标识。例如,标识物质是使用抗体作为捕捉物质的标识抗体。在步骤S13中,当在腔211中所生成的复合体和R3试剂被混合而进行搅拌处理时,在腔211中所生成的复合体和R3试剂中包含的标识抗体反应。由此,生成被检物质、捕捉抗体、磁性粒子以及标识抗体结合而成的复合体。
在此,参照图15,详细说明步骤S13的处理。图15的流程图是详细示出图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)的状态转变图。
在步骤S12的处理结束的时间点中,如图16(a)所示,在腔211内复合体扩散。在步骤S101中,控制部301驱动移动机构130,使磁铁120靠近盒200,如图16(b)所示,将在腔211内扩散的复合体进行集合。此时,控制部301在水平面内使磁铁120的前端部122a接近腔211的周向的中央并且腔211的径向的靠外侧的区域。
在实施方式1中,收容于腔211中的包含复合体的混合液是少于腔211的全部容量的量。当收容在腔211中的混合液少于全部容量时,设想在腔211内混合液存在的区域中产生偏差。然而,如上所述,如果在腔211中混合被检物质、R1试剂以及R2试剂之后,通过搅拌处理对腔211赋予离心力,则混合液成为在腔211内始终偏向外侧的状态。因此,在利用磁铁120集中腔211内的复合体的情况下,如果将磁铁120的前端部122a定位到在腔211内偏移的混合液的收容区域、即腔211的靠外侧的区域,则能够将腔211内的混合液中的复合体可靠地集中到磁铁120的位置。
此外,收容在腔212~215中的包含复合体的混合液也分别是少于腔212~215的全部容量的量。因此,与腔211的情况同样地,如果将磁铁120定位到靠外侧的区域,则能够使腔212~215内的混合液中的复合体可靠地集中到磁铁120的位置。
在步骤S102中,控制部301驱动移动机构130,使磁铁120在靠近旋转轴311的方向上移动,如图16(c)所示,将复合体输送到与腔211相连的区域222和区域221的连接部。关于在步骤S102中使复合体相对盒200移动的速度,优选设为10mm/秒以下,以避免复合体残留于腔211。具体而言,例如设为0.5mm/秒。以能够实现上述那样的复合体的移动速度的方式,通过移动机构130使磁铁120移动。
在步骤S103中,控制部301驱动马达171而使盒200旋转,如图17(a)所示,将复合体输送到与腔212相连的区域222和区域221的连接部。在步骤S103中使复合体相对盒200移动的速度也与步骤S102的情况同样地设定。以能够实现上述那样的复合体的移动速度的方式,通过马达171使盒200旋转。
在步骤S104中,控制部301驱动移动机构130,使磁铁120在远离旋转轴311的方向上移动,如图17(b)所示,将复合体输送到腔212。在步骤S104中使复合体相对盒200移动的速度与步骤S102同样地设定。在步骤S105中,控制部301驱动移动机构130来使磁铁120远离盒200,由此如图17(c)所示使复合体在腔212内扩散。
如以上那样,在步骤S101~S105中,控制部301在与腔211对置的位置使磁铁120接近盒200之后,在使磁铁120接近盒200的状态下使磁铁120沿着通道220移动,从而使磁铁120定位到与腔212对置的位置。之后,控制部301使磁铁120离开盒200,解除利用磁铁120的复合体的集磁。由此,能够可靠地防止复合体残留到腔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,复合体的集磁被解除,复合体在腔212内扩散,所以可靠地进行腔212内的液体的搅拌。
如以上那样,进行图14的步骤S13的处理。此外,在后述步骤S14~S17中,也同样地进行步骤S101~S106所示的输送处理以及搅拌处理。
返回到图14,在步骤S14中,控制部301将腔212内的复合体从腔212输送到腔213。由此,在腔213中,对在腔212中生成的复合体和清洗液进行混合。在步骤S14中,当对在腔212中生成的复合体和清洗液进行混合,并进行搅拌处理时,在腔213内复合体和未反应物质被分离。即,在腔213中,通过清洗去除未反应物质。
在步骤S15中,控制部301将腔213内的复合体从腔213输送到腔214。由此,在腔214中,对在腔212中生成的复合体和清洗液进行混合。在腔214中,也通过清洗去除未反应物质。
在步骤S16中,控制部301将腔214内的复合体从腔214输送到腔215。由此,在腔215中,对在腔212中生成的复合体和清洗液进行混合。在腔215中,也通过清洗去除未反应物质。
在步骤S17中,控制部301将腔215内的复合体从腔215输送到腔216。由此,在腔216中,在腔212中生成的复合体和R4试剂被混合。在此,R4试剂是用于使在腔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,当对在腔212中生成的复合体和R4试剂进行混合,并进行搅拌处理时,在腔212中生成的复合体被分散。
在步骤S18中,控制部301将R5试剂输送到腔216。具体而言,控制部301驱动马达171而使盒200旋转,驱动按压部195将定位到与按压部195对置的位置的密封体232a压低。然后,控制部301驱动马达171而使盒200旋转,通过离心力将收容在液体收容部232中的R5试剂输送到腔216。由此,在腔216中,在步骤S17中生成的混合液中进一步混合R5试剂。
在此,R5试剂是包含通过和与复合体结合的标识抗体的反应而产生光的发光底物的发光试剂。在步骤S18中,当对在步骤S17中生成的混合液和R5试剂进行混合,并进行搅拌处理时,调制出试样。与复合体结合的标识物质和发光底物反应,从而该试样化学发光。
在步骤S19中,控制部301驱动马达171,使腔216定位到光检测器144a的正上方,通过光检测器144a检测从腔216产生的光。在步骤S20中,控制部301根据通过光检测器144a检测出的光,进行与免疫有关的分析处理。在光检测器144a由光电子倍增管构成的情况下,从光检测器144a输出与光子的受光对应的脉冲波形。光检测单元144根据光检测器144a的输出信号,以一定间隔对光量子进行计数,并输出计数值。控制部301根据从光检测单元144输出的计数值,分析被检物质的有无以及其量等,并使分析结果显示于显示部302。
如以上那样,在腔211~216中依次输送复合体。当这样经由多个腔输送复合体时,复合体易于在腔211~215以及通道220中残留。然而,如果如上所述使用磁铁120可靠地输送复合体,则能够可靠地防止复合体的残留。由此,能够抑制通过光检测器144a检测的光量的意想不到的降低。因此,能够抑制因意想不到的光量的降低所致的假阴性,所以能够进行高精度的检测。
此外,化学发光是指,利用通过化学反应产生的能量而发出的光,例如是指,通过化学反应而分子被激励并成为激励状态,从此返回到基底状态时释放的光。化学发光例如能够通过酶和底物的反应而产生、通过对标识物质提供电化学的刺激而产生、根据LOCI法(Luminescent Oxygen Channeling Immunoassay,发光氧通道免疫测定)而产生、或者根据生物发光而产生。在实施方式1中,可以进行任意的化学发光。
此外,作为磁性粒子,是作为基体包含具有磁性的材料且在通常的免疫测定中使用的粒子即可。例如,能够利用作为基体使用了Fe2O3和/或Fe3O4、钴、镍、铁氧体、磁铁矿等的磁性粒子。磁性粒子既可以被涂布用于与被检物质结合的结合物质,也可以经由用于使磁性粒子和被检物质结合的捕捉物质而与被检物质结合。捕捉物质是与磁性粒子以及被检物质相互结合的抗原或者抗体等。
另外,标识物质例如包含与被检物质特异地结合的捕捉物质和用于化学发光的标识。捕捉物质只要与被检物质特异地结合,则不做特别限定。在实施方式1中,捕捉物质通过抗原抗体反应而与被检物质结合。更具体而言,在实施方式1中,捕捉物质是抗体,但被检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,在被检物质是核酸的情况下,捕捉物质也可以是与被检物质互补的核酸。作为标识物质中包含的标识,例如可以举出酶、荧光物质、放射性同位元素等。作为酶,可以举出碱性磷酸酶(ALP)、过氧化酶、葡萄糖氧化酶、酪氨酸酶、酸性磷酸酶等。在作为化学发光进行电化学发光的情况下,作为标识,只要是通过电化学的刺激而发光的物质则不做特别限定,但可以举出例如钌络化物。作为荧光物质,能够利用异硫氰酸荧光素(FITC)、绿色荧光蛋白质(GFP)、萤光素等。作为放射性同位元素,能够利用125I、14C、32P等。
另外,在标识是酶的情况下,关于针对酶的发光底物,根据所使用的酶适当地选择公知的底物即可。例如,作为使用碱性磷酸酶作为酶的情况下的底物,能够利用CDP-Star(注册商标)、(4-氯-3-(甲氧基螺[1,2-二氧环乙烷-3,2’-(5’-氯)三环[3.3.1.13,7]癸烷]-4-基)苯基磷酸2钠)、CSPD(注册商标)(3-(4-甲氧基-螺[1,2-二氧环乙烷-3,2-(5’-氯)三环[3.3.1.13,7]癸烷]-4-基)苯基磷酸二钠)等化学发光底物;p-硝基苯磷酸、5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸(BCIP)、4-硝基蓝四唑氯化物(NBT)、碘硝基四唑紫(INT)等发光底物;4-甲基伞形基酮磷酸酯(4MUP)等荧光底物;5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸(BCIP)、5-溴-6-氯-吲哚基磷酸二钠、p-硝基苯等发色底物等。
<与反射部件有关的研究>
发明者们关于反射部件142的作用效果以及优选的设计条件,进行了各种研究。
首先,关于图18(a)、(b)所示的结构的反射部件142,验证了腔216中的试样的收容位置发生了变化的情况下的、从试样产生的光的检测灵敏度。在图18(a)中示出从侧面透视了反射部件142附近的结构,在图18(b)中示出从上方观察了反射部件142的结构。在图18(a)、(b)中仅示出反射部件142的孔142b的部分。
在图18(a)、(b)中,D1是从腔216的底面至盒200的下表面的距离。D2是从盒200的下表面至反射部件142的上表面即反射部件142的第1开口142c的距离。D3是从第1开口142c至第2开口142d的距离。φ1是第1开口142c的直径,φ2是第2开口142d的直径。距离D2的间隙是用于夹入ND滤光片的间隙。在该验证中,在第1开口142c的盒200侧插拔ND滤光片。
第1开口142c处于从包括支承盒200的支承部件177的支承面在内的平面离开的位置。由此,产生距离D2的间隙。通过这样设置间隙,能够不与反射部件142接触地使盒200旋转。
如图18(a)、(b)所示,在本验证中使用的反射部件142都是将圆形的第1开口142c和第2开口142d用圆锥形状的内侧面142f相连的结构。第1开口142c和第2开口142d相互配置于同轴。内侧面142f是轴对称的形状。在第2开口142d与光检测器144a的检测面S1之间,没有间隙。
在以下的设计条件下进行了本验证。
D1=1.89mm
D2=0.7mm
D3=15.2mm
φ1=16.2mm
φ2=9.0mm
在该设计条件下,内侧面142f相对将第1开口142c的中心和第2开口142d的中心连结的轴L0的倾斜角是13.3°。
腔216在俯视时是圆形。腔216的直径是9.3mm。以使腔216的中心和轴L0一致的方式配置了盒200。
作为光检测器144a,使用光电子倍增管。光检测器144a的检测面S1在俯视时是圆形。检测面S1的直径是8.0mm。以使检测面S1的中心和轴L0一致的方式配置了光检测器144a。
如图19(a)所示,在包含被检物质的试样S0定位于腔216的中心的情况下,放射角A0的范围的光被射入到反射部件142内。在该情况下,如图19(b)所示,所射入的光的一部分直接或者在内侧面142f反射之后,到达检测面S1。另外,所射入的光的一部分在通过在内侧面142f反射一次或者多次而到达检测面S1之前,指向朝向第1开口142c的方向,从第1开口142c被导出到外部。例如,在位置P1反射的光到达检测面S1,在位置P2、P3反射的光不到达检测面S1而从第1开口142c被导出到外部。
如图20(a)所示,在包含被检物质的试样S0定位于腔216的端的情况下,放射角A1的范围的光被射入到反射部件142内。放射角A1小于图19(a)的情况的放射角A0。因此,在试样S0定位于腔216的端的情况下,被射入到反射部件142的光的光量比试样S0定位于腔216的中央的情况减少。
在该情况下,如图20(b)所示,所射入的光的一部分直接或者在内侧面142f反射之后,到达检测面S1。另外,所射入的光的一部分在通过在内侧面142f反射一次或者多次而到达检测面S1之前,指向朝向第1开口142c的方向,从第1开口142c被导出到外部。
在该情况下,在位置P1反射的光与图19(b)的情况同样地到达检测面S1。另外,在位置P2反射的光与图19(b)的情况同样地不到达检测面S1而从第1开口142c被导出到外部。但是,在位置P3反射的光与图19(b)的情况不同,到达检测面S1。这样,在试样S0定位于腔216的端的情况下,被射入到反射部件142的光的光量相比于试样S0位于腔216的中央的情况减少,但从第1开口142c导出到外部的光的光量减少。由此,在试样S0位于腔216的中央的情况和位于腔216的端的情况下到达检测面S1的光的光量的差得到抑制。
上述设计条件被调整成:不论试样定位于腔216内的哪个位置,使到达检测面S1的光的光量都大致相同。
在本验证中,在根据上述设计条件调整腔216、反射部件142以及检测面S1之后,实际在腔216内产生针对被检物质的复合体的化学发光反应,根据来自光检测器144a的输出测定了到达检测面S1的光子的数量。
图21示出测定结果。左侧的列表示在图18(a)的距离D2的间隙中未夹入ND滤光片的情况下的测定结果,中央的列和右侧的列分别表示在图18(a)的距离D2的间隙中夹入透射率10%的ND滤光片和透射率1%的ND滤光片的情况下的测定结果。
各照片是对测定时的腔216的状态进行摄像而得到的。少于腔216的全部容量的试剂被收容在腔216中。因此,在腔216中包含空气。在左侧的列的各照片中附记的箭头指示空气的区域。在各照片的下方附记的数字表示在一定时间内根据来自光检测器144a的输出而计数的光子的数量。相同的列中包含的测定结果是针对相同的试样得到的结果。
如图21所示,各列的测定结果不论空气的位置即腔216中的试样的位置如何都为大致同样的值。根据该测定结果能够确认:通过如上所述设定设计条件,从而即使在腔216中试样的位置发生各种变化,发光区域的位置变化,也能够使入射到光检测器144a的光的光量即光子的数量大致均等,能够使光检测器144a中的检测灵敏度大致恒定。
接下来,验证在使用依照上述设计条件的反射部件142来进行测定的情况和利用透镜使从腔216产生的光聚光到光检测器144a的检测面S1来进行测定的情况下测定结果如何变化。在此使用形成有直径是6mm的腔216的盒200和形成有直径是10mm的腔216的盒200这2种盒。关于2种腔216,都将深度调整为收容50μL的液量。透镜的有效直径是16.0mm,腔216底面与透镜的距离是14.73mm。
使用各盒,针对同一检测体,在各腔内混合被检物质的复合体和试剂而产生了化学发光反应。在各腔216中收容的液量都为50μL。关于在各腔216中产生的光,利用各测定系统,分别对在一定期间在检测面S1中接受到的光子的数量各进行三次计数。
测定结果如下表所述。
【表1】
Figure BDA0001258287380000401
【表2】
Figure BDA0001258287380000402
如表2所示,在使用透镜的情况下,根据腔216的直径而测定结果不同。因此,在使用透镜的情况下,如果在测定时试样的区域位移,则可能引起光检测器144a中的检测灵敏度变化。相对于此,在使用反射部件142的情况下,如表1所示,即使腔216的直径变化,测定结果也大致相同。因此,能够确认:在使用腔216的情况下,即使在测定时试样的区域发生位移,也能够使光检测器144a中的检测灵敏度大致恒定。
接下来,关于图22(a)所示的结构的反射部件142,验证了腔216偏离预定的检测位置的情况下的、从试样产生的光的检测灵敏度。
在图22(a)中,D4是从腔216的底面至反射部件142的上表面即反射部件142的第1开口142c的距离。D5是从第1开口142c至第2开口142d的距离。D6是第2开口142d与光检测器144a的检测面S1之间的距离。距离D6的间隙是用于夹入ND滤光片的间隙。在该验证中,设想在第2开口142d的光检测器144a侧插拔ND滤光片。此外,在距离D6的间隙中未夹入ND滤光片的状态下进行验证。
在本验证中所使用的反射部件142与上述验证同样地都是将圆形的第1开口142c和第2开口142d用圆锥形状的内侧面142f连结的结构。第1开口142c和第2开口142d相互同轴地配置。内侧面142f是轴对称的形状。
在以下的设计条件下进行了本验证。
D4=4.5mm
D5=7.5mm
D6=2.8mm
φ1=11.86mm
φ2=9.84mm
φ1是第1开口142c的直径,φ2是第2开口142d的直径。在该设计条件下,内侧面142f相对将第1开口142c的中心和第2开口142d的中心连结的轴L0的倾斜角是7.74°。
腔216在俯视时是圆形。腔216的直径是7.6mm。以使腔216的中心和轴L0一致的方式配置了盒200。
作为光检测器144a,使用光电子倍增管。光检测器144a的检测面S1在俯视时是圆形。检测面S1的直径是8.0mm。以使检测面S1的中心和轴L0一致的方式配置了光检测器144a。
在本验证中,使盒200旋转而使腔216定位到与光检测器144a对置的检测位置。如在图22(b)示意地所示,由于马达171的制动误差,腔216的停止位置产生了距离D8的差距。距离D8是1.02mm。针对定位于旋转位置A、B的腔216,分别对在一定期间中在光检测面S1中接受到的光子的数量各进行两次计数。测定结果如下表所述。
【表3】
旋转位置A 旋转位置B
第1次 1021998 1031518
第2次 1027607 1048389
平均 1024802 1039954
平均比(A/B) 101.5%
如表3所示,测定结果不论旋转位置如何都为大致同样的值。根据该测定结果能够确认:通过如上所述设定设计条件,从而即使由于马达171的制动误差而腔216的位置发生各种变化,也能够使入射到光检测器144a的光的光量即光子的数量大致均等,能够使光检测器144a中的检测灵敏度大致恒定。
通过以上的验证能够确认:根据实施方式1的结构,通过调整内侧面142f的倾斜度,即使在基于被检物质的复合体的腔216内的发光区域偏离了与光检测器144a的检测面S1对置的检测位置的情况下,也得到与发光区域定位到检测位置的情况同样的检测灵敏度。
在实施方式1中,通过包括马达171以及支承部件177的旋转机构使盒200旋转,腔216被定位到与第1开口142c对置的检测位置。因此,由于马达171的制动误差等而可能引起腔216偏离检测位置。如上述表3的验证结果所示能够确认:即使在这样由于马达171的制动误差等而腔216偏离检测位置的情况下,也得到与发光区域被定位到检测位置的情况同样的检测灵敏度。
在实施方式1中,收容少于腔216的全部容量的量的试样,在与被检物质结合的标识物质和发光底物之间产生化学发光反应。这样,由于在腔216中收容的试样的液量少,所以腔216中的试样的收容区域即发光区域可能如图21所示发生各种变化。特别是,在实施方式1中,在测定之前使盒200旋转而进行使腔216内的试样搅拌的工序。因此,腔216中的试样的收容区域即发光区域易于非人为地变化。根据实施方式1的结构,如图21的验证结果所示能够确认:即使在这样腔216中的试样的收容区域即发光区域变化为各种位置的情况下,也得到大致同样的检测灵敏度。
在实施方式1中,第1开口142c以及第2开口142d都是圆形,内侧面142f是轴对称的圆锥形状,所以不论试样即发光区域相对第1开口142c的中心轴向哪个方向偏移,都通过反射部件142对从发光区域产生的光提供同样的光学作用。因此,不论位置偏移的方向如何都能够得到大致同样的检测灵敏度。
如上述各验证所示,第1开口142c在从光检测器144a侧观察的情况下为包括被定位到检测位置的腔216的大小。因此,能够使在腔216内产生的光更多地射入到反射部件142内,能够提高光检测器144a的输出。
接下来,研究不论试样的位置如何都能够将检测灵敏度维持为大致恒定的设计条件。
在该研究中,也设想反射部件142一同将圆形的第1开口142c和第2开口142d用圆锥形状的内侧面142f连结的结构。另外,第1开口142c和第2开口142d相互配置于同轴。内侧面142f是轴对称的形状。
如图23(a)所示,设定x轴、y轴,通过仿真求出从发光点R1产生的放射角±α°的范围的光中的由检测面S1接受的光的光量。在仿真中,在x=-4的位置处,使发光点R1从原点位置在y轴正方向上位移,通过二维解析求出各位移位置处的检测面S1的受光光量。设y轴正方向上的发光点R1的最大位移量为5mm。
进而,通过二维解析求出使内侧面142f的倾斜角β变化而使发光点R1定位到各位移位置时的、放射角±α°的范围的光的检测面S1中的受光光量。如图23(b)所示,通过使内侧面142f在支点B1的位置处摇摆,由此使倾斜角β变化。因此,伴随倾斜角的变化,第1开口142c和第2开口142d的直径也变化。将支点B1设定为检测面S1的y轴正侧的坐标位置(10.3,4.52933)。
在本验证中,设α为89.5°。检测面S1的直径与上述同样地设为8mm。在检测面S1与第2开口142d之间,设置有用于插拔ND滤光片的间隙。因此,穿过内侧面142f的光的一部分不到达检测面S1而从检测面S1与第2开口142d之间的间隙导出到外部。在仿真中,还考虑该点来求出了检测面S1的受光光量。
图24(a)~图25(b)示出测定结果。在各图中,横轴是发光点R1的y坐标,纵轴是受光光量。纵轴以任意单位表示。另外,在各图中,针对内侧面142f的每个倾斜角β,用图表表示受光光量的仿真结果。
如图24(a)所示,在倾斜角β是0°~3°的情况下,发光点R1的位移量是0时的受光光量高,但随着发光点R1的位移,受光光量降低。在倾斜角β是5°、6°的情况下,直至发光点R1的位移量超过3mm的附近,受光光量维持为大致恒定。如图24(b)所示,在倾斜角β是7°~14°的情况下,发光点R1的位移量是0时的受光光量稍微降低,但即使发光点R1从原点偏离4mm左右的范围,受光光量也维持为大致恒定。另外,如图25(a)所示,在倾斜角β是16°~28°的情况下,即使发光点R1偏离原点,受光光量也维持为大致恒定,但伴随倾斜角β的增加,发光点R1的位移量是0时的受光光量降低。进而,如图25(b)所示,在倾斜角β是30°~60°的情况下,发光点R1的位移量是0时的受光光量进一步降低。此外,在图25(b)中,针对多个倾斜角的测定结果相互重叠,所以成为只能看到3个倾斜角的测定结果的状态。
图26(a)是合并了所有倾斜角的图表的图,图26(b)是针对每个倾斜角示出了发光点R1相对原点的位移量是0时的受光光量和受光光量开始降低的发光点R1相对原点的y轴正方向的位移位置的图表。
在图26(b)中,横轴是内侧面142f的倾斜角,右侧的纵轴是发光点R1相对原点的位移量是0时的受光光量,左侧的纵轴是受光光量开始降低的发光点R1相对原点的y轴正方向的位移位置。粗线的图表表示受光光量开始降低的发光点R1相对原点的y轴正方向的位移位置,细线的图表表示发光点R1相对原点的位移量是0时的受光光量。发光点R1的最大位移量是5mm,所以粗线的图表的最大值在5mm处饱和。
在配置于盒200的圆形的腔216的直径是8mm的情况下,在腔216中的试样的收容位置可从腔216的中央位置最大位移4mm。因此,在使用具备这样的腔216的盒200来进行测定的情况下,优选为在发光点R1相对原点的偏移量是4mm的范围内,以使光检测器144a的受光光量大致恒定并且将受光光量维持得较高的方式,设定内侧面142f的倾斜角。
根据图26(b)的验证结果,在倾斜角的范围是W1的范围内,在发光点R1相对原点的偏移量是大致4mm的范围内,受光光量大致恒定,并且受光光量被维持得高达80a.u.以上。因此,根据该验证结果,优选将内侧面142f的倾斜角β设定为5°~20°左右,更优选设定为7°~18°左右。
此外,如果这样设定内侧面142f的倾斜角β,则如参照图24(a)、(b)可知,在发光点R1处于腔216的端的位置即从原点位移4mm的位置处的情况下由检测面S1接受的受光光量被维持为在发光点R1处于腔216的中央位置即原点位置的情况下由检测面S1接受的受光光量的90~100%。因此,如果这样设定内侧面142f的倾斜角β,则在基于复合体的发光区域处于偏移到第1开口142c的端方向的位置的情况下由检测面S1接受的受光光量被维持为在基于复合体的发光区域处于第1开口142c的中央位置的情况下由检测面S1接受的受光光量的90~110%左右。因此,能够抑制基于发光区域的位置偏移导致的检测光量的变动,能够提高被检物质的分析精度。
另外,在内侧面142f的倾斜角β如上所述是5°~20°或者7°~18°的情况下,根据图23(b)所示的倾斜角β的设定方法,第1开口142c的直径为10.9~16.6mm或者11.6~15.8mm,第2开口142d的直径为9.6~11.1mm或者9.8~9.9mm。在该情况下,第2开口142d的直径是第1开口142c的直径的67~88%或者63~85%。因此,为了即使发光点R1产生位置偏移也使受光光量大致恒定并且将受光光量维持得较高,优选为第1开口142c的直径是10.9~16.6mm、并且第2开口142d相对第1开口142c的比例是67~88%,更优选为第1开口142c的直径是11.6~15.8mm、并且第2开口142d相对第1开口142c的比例是63~85%。
接下来,研究使发光点R1向远离第1开口142c的方向移位的情况下的光检测器144a中的受光量的变化。设计条件设为与图23(a)~图26(b)的仿真的情况相同。在图23(a)的设计条件下,使发光点R1相对第1开口142c的x轴负方向的移位量变化,通过仿真求出了图26(b)所示的各值。
图27(a)~图28(c)示出仿真结果。
图27(a)~(c)分别是示出移位量是-1mm、-4mm、-8mm的情况下的仿真结果的图。图28(a)~(c)分别是示出移位量是-15mm、-20mm、-25mm的情况下的仿真结果的图。
在参照图28(c)时,受光光量降低的发光点的位置伴随内侧面142f的倾斜角β的变化而大幅变化。由此认为,在发光点相对第1开口142c的移位量是-25mm的情况下,由于倾斜角β的稍微的变化而内侧面142f的光学作用大幅变化,光检测器144a中的受光灵敏度变得不稳定。
在参照图27(a)~图28(b)时,在发光点相对第1开口142c的移位量是-1mm、-4mm、-8mm、-15mm、-20mm的情况下,即使内侧面142f的倾斜角β变化,受光光量降低的发光点的位置也不怎么变化而比较稳定。因此认为,在发光点的移位量是-1mm、-4mm、-8mm、-15mm、-20mm的情况下,即使倾斜角β从设定值稍微变化,内侧面142f的光学作用也几乎不变化,能够使光检测器144a中的受光灵敏度稳定。另外,在发光点的移位量是-1mm、-4mm、-8mm、-15mm、-20mm的情况下,还能够确保比较高的受光光量。
由此,发光点R1相对第1开口142c的移位量优选为1~20mm的范围。因此,腔216的底面与第1开口142c之间的距离优选为1~20mm的范围。
<实施方式2>
在实施方式2中,形成于反射部件142的内侧面142f的形状与实施方式1不同。如图29(a)所示,在实施方式2中,内侧面142f的形状在沿着将第1开口142c的中心和第2开口142d的中心连结的轴L0的剖面中,在与轴L0的相反侧包括凸的曲线部分。或者,也可以如图29(b)所示,内侧面142f的形状在沿着将第1开口142c的中心和第2开口142d的中心连结的轴L0的剖面中,在轴L0侧包括凸的曲线部分。
通过这样使内侧面142f的形状以曲线状倾斜地设计,能够更精致地调整从第1开口142c射入的光中的在内侧面142f反射而从第1开口142c导出到外部的光的光量。因此,能够推测为能够更可靠地抑制基于被检物质的复合体的腔216的发光区域从与光检测器144a的检测面S1对置的检测位置向与检测面S1平行的方向偏离的情况下的受光光量的偏差。另外,能够推测为能够提高引导到光检测器144a的检测面S1的光的光量。
其另一方面,在实施方式2中,内侧面142f的加工变得复杂。因此,为了通过简易的加工来有效地抑制基于发光区域的位置偏移导致的受光光量的偏差,优选为如实施方式1那样使形成于反射部件142的内侧面142f在沿着将第1开口142c的中心和第2开口142d的中心连结的轴L0的剖面中以直线状形成。
<实施方式3>
在实施方式1中,如参照图2(a)说明,通过打开盖部102来将盒200设置于分析装置100。在实施方式3中,如图30(a)所示,将盒200设置于经由设置于框体401的侧面的孔而移动到外部的托盘402,托盘402移动到内部,由此针对分析装置400设置盒200。
托盘402仅支承盒200的外侧的端缘。托盘402在被引入到框体401之后,移动到Z轴负侧。由此,盒200被设置于支承部件177。为了使框体401内部成为暗室,另行设置从框体内部塞住设置在框体401前表面的用于插拔托盘402的孔的结构。关于其它结构,与实施方式1的具体结构例相同。
<实施方式4>
在实施方式4中,如图30(b)所示,代替支承部件177而配置支承部件510,代替盒200而使用盒520。关于其它结构,与实施方式1的具体结构例相同。
支承部件510具备孔511和3个设置部512。孔511设置于支承部件510的中心。支承部件510经由预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为中心而旋转。在周向上设置有3个设置部512。设置部512具备面512a和孔512b。面512a是比支承部件510的上表面低一级的面。孔512b形成于面512a的中央,在上下方向上贯通支承部件510。盒520是矩形形状,具有与盒200同样的结构。
在开始分析的情况下,操作人员与盒200的情况同样地将血液检测体注入到盒520,将盒520设置到设置部512。另外,与实施方式1同样地,控制部301驱动马达171、移动机构130以及检测部140。由此,与实施方式1同样地,通过磁铁120可靠地进行盒520内的复合体的输送。因此,与实施方式1同样地,能够将利用分析装置100的被检物质的分析精度维持得较高。另外,在实施方式3中,能够在3个设置部512中分别设置盒520,所以能够针对3个盒520同时进行分析。
<实施方式5>
在实施方式1中,如图2(b)所示,腔211~216的形状为圆形形状。相对于此,在实施方式5中,腔211~216的形状为图31(a)所示的形状。关于其它结构,与实施方式1的具体的结构例相同。
图31(b)、(c)是放大了图31(a)所示的腔213的图。在图31(a)~(c)中,盒200的孔201位于腔213的X轴正侧。即,旋转轴311位于腔213的X轴正侧。此外,腔211、212、214~216的结构与腔213相同,所以在此仅说明腔213的结构以及效果。
如图31(b)所示,腔213是相对旋转轴311的径的延长线对称的形状。腔213在旋转轴311侧与通道220连结。另外,腔213在夹着与通道220的连结位置213a的两侧具备向旋转轴311侧突出的突部213b。换言之,腔213在连结位置213a的Y轴正侧和Y轴负侧分别具备向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侧的端部的延长线和通过连结位置213a的中心的旋转轴311的径的延长线所成的角α小于90°。
另外,腔213在夹着连结位置213a的两侧分别具备与突部213b连接的平面状的壁面213c。壁面213c相连到突部213b的与连结位置213a相反侧的端部。具体而言,壁面213c在Z轴方向上观察时在径向即X轴方向上延伸。另外,腔213在2个突部213b之间具备向旋转轴311侧突出的突部213d。通道220与突部213d连结。另外,腔213具备位于在径向上远离旋转轴311的方向的内壁213e。内壁213e在Z轴方向上观察时是圆弧形状。
如果如上所述构成腔213,则起到以下的效果。
即使在如上所述使盒200旋转而利用离心力以及欧拉力使腔213内的液体搅拌的情况下,2个突部213b成为障壁而也能够抑制腔213内的液体前进到与通道220的连结位置213a。即,即使由于搅拌而液体在腔213内移动,如图31(c)所示,腔213内的液体的端部由于突部213b仍留在腔213内。由此,能够抑制在搅拌时腔213内的液体进入到通道220。
这样,如果抑制搅拌时液体流入到通道220,则能够使腔213内的磁性粒子不残留而移动到下一个腔,所以能够进行适当的检测。
另外,即使在搅拌时腔213内的液体被大幅摇动的情况下,如图31(c)所示,腔213内的液体被突部213b挡住,进而抑制液体沿着腔213的内壁移动。在此,如图31(d)所示在腔213中未设置突部213b的情况下,腔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由于离心力向X轴负方向折弯而碰撞到液体的其它部分。在该情况下,由于液体的碰撞,液体起泡。然而,如果在腔213中形成突部213b,则如图31(c)所示,抑制腔213内的液体沿着内壁前进,所以能够抑制搅拌时的腔213内的起泡。
另外,如果抑制搅拌时液体流入到通道220以及起泡,则能够提高搅拌时的盒200的转速,能够提高转速的切换的自由度。另一方面,在这样控制了转速的情况下,来自马达171的发热增加。然而,如上所述马达171配置于暗室340的外部,所以即使在马达171的发热增加的情况下,也能够抑制暗室340内的温度变得不稳定的现象,能够适当地实施测定。
在腔213中设置有平面状的壁面213c。由此,在搅拌时液体挂到壁面213c时,相比于壁面以曲面状形成的情况,能够使液体的流动变化,所以能够高效地搅拌腔213内的液体。另外,如图31(d)所示,在以曲面状形成壁面的情况下,液体的流动方向的前端部易于折弯而碰撞到液体的其它部分。然而,壁面213c以平面状形成,所以能够抑制图31(d)所示那样的情形。因此,能够抑制在搅拌时腔213内的液体起泡的现象。
此外,壁面213c被形成为在径向上延伸,但也可以形成为在从径向倾斜的方向上延伸。但是,在以使X轴正侧的端部相互接近的方式使2个壁面213c从径向倾斜的情况下,能够更高效地搅拌腔213内的液体,但与图31(d)所示的情况同样地易于引起液体的碰撞。另外,在以使X轴正侧的端部相互离开的方式2个壁面213c从径向倾斜的情况下,不易引起液体的碰撞,但腔213内的液体的搅拌效果降低。因此,如图31(b)所示,2个壁面213c优选为形成为在径向上延伸。
即使在搅拌时腔213内的液体大幅摇动而越过了突部213b的情况下,越过的液体被收容到突部213d,所以不易进入到通道220。在此,如图31(e)所示在腔213中未设置突部213d的情况下,大幅摇动的液体如虚线箭头所示进入到通道220。然而,如果在腔213中设置突部213d,则能够可靠地抑制在搅拌时腔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,所以能够抑制在搅拌时在突部213b中残留磁性粒子。由此,能够使腔213内的磁性粒子不残留而移动到下一个腔。腔213是相对旋转轴311的径对称的形状,所以不论在Y轴正方向以及Y轴负方向中的哪一个方向上,都能够抑制液体流入到通道220以及起泡的现象。图31(b)所示的角度α小于90°,所以突部213b的连结位置213a侧的端部成为障壁,可靠地抑制在搅拌时液体流入到通道220以及起泡的现象。
腔213的形状不限于图31(b)所示的形状,也可以是其它形状,例如也可以是图32(a)~(c)所示的形状。
在图32(a)所示的腔213中,相比于图31(b),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挡住的液体由于表面张力而易于顺着直线部213f而前进到突部213d。因此,优选为如图31(b)那样连续地设置突部213b和突部213d。
在图32(b)所示的腔213中,相比于图31(b)省略了突部213b和壁面213c。在该情况下,当腔213内的液体被摇动时,相比于图31(b),腔213内的液体易于进入到通道220。然而,相比于图31(e),通过设置突部213d,腔213内的液体不易进入到通道220。
在图32(c)所示的腔213中,相比于图31(b),在Y轴正侧的突部213b与突部213d之间进一步设置有突部213g。突部213g例如与用于使空气通过的流路或通道220以外的流路连结。在腔211中应用图32(c)所示的结构的情况下,突部213d与通道220连结,突部213g与区域243b连结。
此外,也可以在图31(b)所示的腔213中,对突部213d连结用于使空气通过的流路或通道220以外的流路。在使其它流路连结到突部213d的情况下,相比于使其它流路连结到通道220的区域222的情况,盒200的成型变得容易。
如上所述,腔216的结构也与腔213相同。因此,如图33(a)、(b)所示,腔216与图31(b)所示的腔213同样地具备突部216b、壁面213c以及突部216d、内壁216e。突部216b设置于夹着与通道220的连结位置216a的两侧。
在此,腔216的形状与图2(b)所示的情况不同是复杂的形状,所以在搅拌之后通过光检测器144a检测从腔216内的试样S0产生的光时,例如有时如图33(a)、(b)所示试样S0的收容区域在腔216内偏移。在图33(a)的情况下,腔216内的试样S0挂到Y轴正侧的突部216b,在腔216内偏向Y轴正侧。在图33(b)的情况下,腔216内的试样S0挂到2个突部216b,在腔216内分成2个。
如图33(a)、(b)所示试样S0的位置变化时,分别如图33(c)、(d)所示试样S0的发光区域的位置也变化。然而,如图33(c)、(d)所示,即使在试样S0的发光区域的位置变化的情况下,由于如上所述反射部件142配置于腔216和光检测器144a,所以也能够抑制光检测器144a中的检测光量的变动。另外,能够使在图33(c)的情况下被引导到光检测器144a的光量和在图33(d)的情况下被引导到光检测器144a的光量成为相同的水平。因此,即使在起因于腔216的形状为复杂的结构而在试样S0中产生各种分布方式的情况下,也能够抑制检测光量的变动,所以能够提高被检物质的测定精度。
另外,与腔213同样地,腔216内的测定试样的起泡也被抑制,所以能够抑制从腔216内的测定试样产生的光散射。由此,在检测时,能够提高向光检测器144a到达的光的光量。
此外,如参照图10(a)~(c)说明,当通过按压部195按压盒200的密封体231a、232a时,可能引起盒200的位置偏移,引起发光区域的位置偏移。然而,如参照图11(a)说明,即使按压部195按压密封体231a、232,支承部件177成为基座而支承盒200。因此,盒200的位置偏移被抑制,所以能够适当地保持盒200与反射部件142之间的间隙。因此,能够可靠地抑制基于发光区域的位置偏移导致的检测光量的变动。
<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1个位置处设置了密封体。相对于此,在实施方式6中,针对液体收容部231、232,在径向的不同的2个位置设置密封体。具体而言,如图34(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,分别设置密封体232a、232b。另外,实施方式6的按压部195如图34(b)~图35(b)所示构成。关于实施方式6的其它结构,与实施方式1的具体结构例相同。
在实施方式6中,在将收容于液体收容部231的试剂输送到位于该液体收容部231的外侧的腔时,控制部301首先驱动马达171而使盒200旋转,通过离心力将液体收容部231内的试剂在液体收容部231内定位到外周侧。接下来,控制部301驱动按压部195,使位于液体收容部231的外侧的密封体231b开栓。由此,连结液体收容部231的内部和通道220。接下来,控制部301驱动按压部195,使位于液体收容部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200的外部连结。然后,控制部301驱动马达171而使盒200旋转,通过离心力将液体收容部231内的试剂输送到位于该液体收容部231的外侧的腔。
在将收容于液体收容部232的试剂输送到腔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200的旋转、密封体232b的开栓、密封体232a的开栓以及盒200的旋转。
在实施方式6中,液体收容部231内的试剂通过密封体231a、231b被密封到液体收容部231内,液体收容部232内的试剂通过密封体232a、232b被密封到液体收容部232内。由此,能够抑制液体收容部231、232内的试剂在使用盒200之前流入到通道220、腔211~216。另外,在将液体收容部231、232内的试剂输送到腔时,液体收容部231、232的内侧和外侧被开栓,所以相比于实施方式1能够将液体收容部231、232内的试剂顺利地输送到腔。
另外,在密封体的开栓之前,液体收容部231、232内的试剂被预先定位到外周侧。由此,在密封体的开栓之后,能够将液体收容部231、232内的试剂顺利地输送到位于外侧的腔。另外,在使外侧的密封体231b、232b开栓之后,内侧的密封体231a、232a被开栓。由此,液体收容部231、232内的试剂不会返回到内侧,能够将液体收容部231、232内的试剂顺利地输送到位于外侧的腔。
接下来,说明实施方式6的按压部195。
实施方式6的按压部195具备:移动部件365;以及多个凸轮部,多个凸轮部配置于移动部件365,使销部件366在按压方向上移动,销部件366使各密封体分别开栓。凸轮部在移动部件365的移动方向上配置于不同的位置,以按照预定的顺序驱动各销部件366。具体而言,按压部195如图34(b)~图35(b)所示构成。
如图34(b)所示,在实施方式6中,相比于实施方式1,在径向上配置有2个销部件366。具体而言,在设置部件361中设置有2个孔361a,在2个孔361a的位置分别设置有销部件366以及辊367。图35(a)是在D3方向上观察图34(b)所示的剖面C1-C2的图。图35(b)是在D3方向上观察图34(b)所示的剖面C3-C4的图。如图35(a)、(b)所示,在2个孔361a的位置分别设置有销部件366。
如图35(a)、(b)所示,在移动部件365的下表面侧形成有由相对水平面倾斜的平面构成的凸轮部365b、365c。凸轮部365b形成于与D3方向侧的辊367对应的位置。凸轮部365c形成于与和D3方向相反的方向侧的辊367对应的位置。凸轮部365b、365c的位置在D1、D2方向上相互不同。具体而言,凸轮部365b相比于凸轮部365c位于D1方向。
在使液体收容部231的密封体231a、231b开栓时,控制部301在使盒200旋转而使液体收容部231内的试剂靠外侧之后,使密封体231a、231b分别定位到与D3方向相反的一侧的销部件366的正下方、D3方向侧的销部件366的正下方。
然后,控制部301驱动马达362,使移动部件365向D1方向移动。此时,当移动部件365从图35(a)、(b)所示的状态在D1方向上移动时,凸轮部365b比凸轮部365c先接触到辊367,之后,凸轮部365c接触到辊367。因此,D3方向侧的销部件366比与D3方向相反的方向侧的销部件366先向下方向移动。由此,如上所述,外侧的密封体231b先开栓,之后,内侧的密封体231a开栓。
如果这样在移动部件365的下表面设置不同的凸轮部365b、365c,并与凸轮部365b、365c对应地设置销部件366,则仅通过使移动部件365在D1方向上移动,就能够使密封体231b、231a按顺序开栓。此外,关于液体收容部232的密封体232a、232b,也同样地进行开栓处理。在该情况下,也仅通过使移动部件365在D1方向上移动,就能够使密封体232b、232a按顺序开栓。

Claims (27)

1.一种测定装置,其中,具备:
支承机构,用于支承形成有腔的盒,所述腔用于收容根据被检物质的量而产生不同强度的光的测定试样;
光检测器,用于检测从所述腔内的所述测定试样产生的光;以及
筒状的反射部件,设置于被所述支承机构支承的所述盒与所述光检测器之间,使从所述腔内的所述测定试样产生的光在内侧面反射而引导到所述光检测器,
所述筒状的反射部件构成为被内侧面所包围的面积从被所述支承机构支承的盒侧朝向所述光检测器侧变小,所述筒状的反射部件形成有位于所述腔侧的第1开口和位于所述光检测器侧的第2开口。
2.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述第1开口和所述第2开口通过所述内侧面连接。
3.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述支承机构具备:
支承部件,支承所述盒;以及
马达,以旋转轴为中心使所述支承部件旋转,
使被所述支承部件支承的所述盒旋转,从而使所述腔定位到检测位置。
4.根据权利要求3所述的测定装置,其特征在于,
所述盒具有具备密封体的液体收容部,
所述测定装置具备按压所述密封体的按压部,
所述支承部件设置于夹着所述盒而与所述按压部对置的位置。
5.根据权利要求4所述的测定装置,其特征在于,
所述支承部件从所述旋转轴侧设置至与所述按压部对置的位置。
6.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述第1开口处于从包括支承所述盒的所述支承机构的支承面在内的平面离开的位置。
7.根据权利要求6所述的测定装置,其特征在于,
被所述支承机构支承的盒的腔的底面和所述第1开口的距离是1mm以上且20mm以下。
8.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述第1开口在从所述光检测器侧观察的情况下是包括定位到检测位置的所述腔的大小。
9.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述内侧面在沿着将所述第1开口的中心和所述第2开口的中心连接的轴的剖面中是直线状。
10.根据权利要求9所述的测定装置,其特征在于,
所述内侧面相对所述轴的倾斜角是5°以上且20°以下。
11.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述内侧面在沿着将所述第1开口的中心和所述第2开口的中心连接的轴的剖面中在与所述轴的相反侧包括凸的曲线部分。
12.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述内侧面在沿着将所述第1开口的中心和所述第2开口的中心连接的轴的剖面中在所述轴侧包括凸的曲线部分。
13.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述第1开口以及所述第2开口都是圆形。
14.根据权利要求13所述的测定装置,其特征在于,
所述第1开口的直径是10.9mm以上且16.6mm以下,
所述第2开口的直径是所述第1开口的直径的67%以上且88%以下。
15.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述反射部件的所述第1开口、所述第2开口以及所述内侧面被设置成:在所述腔内的所述测定试样处于偏移到所述第1开口的端方向的位置的情况下通过所述检测面接受的受光光量为在所述腔内的所述测定试样处于所述第1开口的中央位置的情况下通过所述检测面接受的受光光量的90~110%。
16.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述内侧面是轴对称的形状。
17.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
在所述盒中,形成有多个所述腔和连接多个所述腔的通道,
所述被检物质经由所述通道依次输送到多个所述腔,从而调制所述测定试样。
18.根据权利要求17所述的测定装置,其特征在于,
所述支承机构具备:
支承部件,支承所述盒;以及
马达,以旋转轴为中心使所述支承部件旋转,
所述腔在所述旋转轴侧与所述通道连结,
所述腔在隔着与所述通道的连结位置的两侧具备向所述旋转轴侧突出的突部。
19.根据权利要求18所述的测定装置,其特征在于,
所述腔在隔着所述连结位置的两侧分别具备与所述突部连接的平面状的壁面。
20.根据权利要求18所述的测定装置,其特征在于,
所述腔具备向所述旋转轴侧突出的突部,
所述通道与所述突部连结。
21.根据权利要求18所述的测定装置,其特征在于,
所述马达使所述支承部件的转速变化。
22.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述支承机构构成为能够使所述盒移动,
在通过所述光检测器检测在所述腔中产生的光之前,执行如下动作:通过所述支承机构使所述盒移动,搅拌收容在所述腔中的所述测定试样。
23.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述测定试样包含所述被检物质和发出光的物质结合而成的复合体,
比所述腔的全部容量少的量的所述测定试样被收容于所述腔中。
24.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
在所述腔中,对所述被检物质和发出光的物质结合而成的复合体混合有包含与所述物质反应而产生光的发光底物的试剂,
用所述光检测器检测通过所述物质和所述发光底物的反应而产生的光。
25.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
所述被检物质是所述检测体中包含的抗原、抗体或者其它蛋白质。
26.根据权利要求1所述的测定装置,其特征在于,
利用抗原抗体反应来测定检测体中的所述被检物质。
27.一种测定方法,使用形成有腔的盒来测定被检物质,所述腔用于收容根据所述被检物质的量而产生不同强度的光的测定试样,其中,
在使从所述腔内的所述测定试样产生的光在反射部件的内侧面反射而引导到光检测器时,使射入到所述反射部件的所述光的一部分向不被所述光检测器接受的方向反射而使被所述光检测器接受的光量减少,
相比于所述测定试样被定位到被所述反射部件的内侧面所包围的区域的端附近的情况,在所述测定试样被定位到被所述反射部件的内侧面所包围的区域的中心附近的情况下,使相对射入到所述反射部件的光更多的量的光向不被所述光检测器接受的方向反射。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7220106B2 (ja) * 2019-03-22 2023-02-09 シスメックス株式会社 カートリッジおよび検出方法
CN114001798A (zh) * 2020-07-28 2022-02-01 恩普乐股份有限公司 流体处理装置、流体处理系统及液体检测方法
NO20201413A1 (en) 2020-12-21 2022-06-22 Spinchip Diagnostics As Processing cartridge
CN117168612B (zh) * 2023-09-27 2024-01-02 华安钢宝利高新汽车板加工(常熟)有限公司 一种激光器发光功率监测装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6632399B1 (en) 1998-05-22 2003-10-14 Tecan Trading Ag Devices and methods for using centripetal acceleration to drive fluid movement in a microfluidics system for performing biological fluid assays
DE19810615A1 (de) 1998-03-12 1999-09-16 Thomas Ruckstuhl Optische Anordnung zum Erfassen von Licht
WO2002063621A1 (fr) * 2001-02-01 2002-08-15 Fujitsu Limited Dispositif optique et dispositif a memoire optique
WO2005028096A2 (en) 2003-09-15 2005-03-31 Tecan Trading Ag Microfluidics devices and methods for performing cell based assays
JP4170947B2 (ja) 2004-04-09 2008-10-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ 生体試料成分検出法及びその装置
WO2012023496A1 (ja) * 2010-08-18 2012-02-23 株式会社島津製作所 分光光度計
KR20140060263A (ko) 2011-06-03 2014-05-19 라디센스 다이어그나스틱스 리미티드 비드-기반 면역분석 내에서 사용하기 위한 미소유체 디스크
JP2012255738A (ja) 2011-06-10 2012-12-27 Fujitsu Ltd 光学式測定装置
KR20130075119A (ko) * 2011-12-27 2013-07-05 삼성전자주식회사 시료분석장치
US9023295B2 (en) * 2012-12-05 2015-05-05 Promega Corporation Adapter for hand-held electronic devices for use in detecting optical properties of samples
US10520521B2 (en) 2014-06-30 2019-12-31 Phc Holdings Corporation Substrate for sample analysis, sample analysis device, sample analysis system, and program for sample analysis system

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