CN112771382B - 自动分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反应容器，能测定来自反应液的光量，而不使将反应容器维持为规定温度的功能下降。本发明的一个实施方式的自动分析装置用反应容器呈以第1轴为中心的圆筒形状，第1轴方向的整体长度比垂直于该第1轴的第2轴方向的整体长度、以及垂直于该第1轴和该第2轴的第3轴的方向的整体长度要长，第1轴方向上的一端侧的部位具备用于分注液体的开口部，具备第1平面，该第1平面将从第1轴方向上的另一端侧的部位起在该第1轴方向上延伸的边设为一边、并将从第1轴方向上的另一端侧的部位起在所述第2轴方向上延伸的边设为另一边，在第3轴方向上的与第1平面相对的部位具备大致平行于第1平面的第2平面，第1平面和第2平面的侧面侧的部位形成为在朝向该反应容器的外侧的方向上弯曲，第1平面和第2平面的第1轴方向的长度小于该第1轴方向的整体长度的一半。

Description

自动分析装置
技术领域
本申请涉及自动分析装置用反应容器。
背景技术
近来，已知有将生化自动分析装置与免疫自动分析装置的分析方式汇总为一个而得的复合型自动分析装置，上述生化自动分析装置测定将光照射到混合有反应容器内的检体与试剂的反应液而得的透射光、散射光的光量，上述免疫自动分析装置使添加有标记物的试剂与检体进行反应、并测定该标记物的发光光亮。对于该复合型自动分析装置中使用的反应容器也进行了探讨(参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第6245883号公报
专利文献2：日本专利特开平10－325838号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述复合型自动分析装置中，期望能在将反应容器维持在规定温度的同时，将光照射到该反应容器内的反应液并测定透射光、散射光的光量。另一方面，专利文献1、2的反应容器中，探讨了用于测定光量的形状，但并未考虑为了维持为规定温度而恰当的形状。
因此，本发明的目的在于提供一种反应容器，能测定来自反应液的光量，而不使将反应容器维持为规定温度的功能下降。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的一个实施方式的自动分析装置用反应容器呈以第1轴为中心的圆筒形状，第1轴方向的整体长度比垂直于该第1轴的第2轴方向的整体长度、以及垂直于该第1轴和该第2轴的第3轴的方向的整体长度要长，在第1轴方向上的一端侧的部位具备用于分注液体的开口部，具备第1平面，该第1平面将从第1轴方向上的另一端侧的部位起在该第1轴方向上延伸的边设为一边、并将从第1轴方向上的另一端侧的部位起在所述第2轴方向上延伸的边设为另一边，在第3轴方向上的与第1平面相对的部位具备大致平行于第1平面的第2平面，第1平面和第2平面的侧面侧的部位形成为在朝向该反应容器的外侧的方向上弯曲，第1平面和第2平面的第1轴方向的长度小于该第1轴方向的整体长度的一半。
发明效果
根据本发明，可以提供一种反应容器，能测定来自反应液的光量，而不使将反应容器维持为规定温度的功能下降。
附图说明
图1是示出自动分析装置的整体结构的图。
图2是示出自动分析装置的光学系统的图。
图3是反应容器的示意图。
图4是培养箱的示意图。
图5是示出培养箱与反应容器的关系的图。
图6是反应容器的示意图。
图7是反应容器的示意图。
图8是反应容器的示意图。
图9是反应容器的示意图。
具体实施方式
下面，利用附图对实施方式进行说明。
图1是示出自动分析装置的整体结构的图。多个反应容器2排列在培养箱1的圆周上。在所有反应中使用共同的反应容器2,并且该反应容器2的使用是一次性的。控制电动机等驱动机构,以使得在1个循环中对培养箱1旋转驱动与规定数量的反应容器相当的距离。
试剂/检体公共盘3(以下称为“盘”)中，在圆周上能放置多个试剂瓶4和检体容器5。本示例中，试剂瓶4位于检体容器5的内周，但检体容器5也可以位于试剂瓶4的内周，也可以构成为不用内周、外周来区分并进行设置。
在培养箱1与盘3之间设有能旋转和上下移动的第一分注机构8和第二分注机构9，它们分别具备分注喷嘴。泵10、11分别连接到分注喷嘴。
第一分注机构8、第二分注机构9在不同分析过程的检查中分开始用。若将第一分注机构8设为生化用、将第二分注机构9设为免疫用，则在免疫用的第二分注机构9中，防止检体间的污染的必要性较高，因此使用分注针头18。第一分注机构8中，分注生化检查用的检体、试剂。第二分注机构9中，分注免疫检查用的检体、试剂。对于既进行生化检查、也进行免疫检查的检体，第一分注机构8、第二分注机构9均能访问。
分注喷嘴以旋转轴为中心边绘制圆弧边移动,来进行从检体容器5向反应容器2的检体分注。在分注喷嘴的轨道上，存在盘3上的试剂吸引位置6、检体吸引位置7、培养箱1上的第一分注位置、第二分注位置、以及用于清洗分注喷嘴的清洗槽12、13。由于第二分注机构9中使用分注针头18，因此，在轨道上也存在分注针头安装位置22和分注针头废弃位置23。
第一分注机构8和第二分注机构9分别配置为使得分注喷嘴的轨道以及机构间在物理上不发生干扰。利用分注喷嘴或安装于分注喷嘴的分注针头18来吸引检体和试剂，之后在反应容器2内利用分注喷嘴或分注针头18的吸引喷出动作来对检体和试剂进行搅拌和混合。
利用培养箱1将收纳有混合了检体和试剂后的反应液的反应容器2管理为规定温度,并在规定的时间内促进反应。
在培养箱1的周围配置有生化检查用的分光光度计15。分光光度计15具备未图示的光源、检测器,对用光照射混合有检体和试剂后的反应液而得到的透射光进行分光和检测，由此来测定反应液的吸光度。
免疫检查用的检测机构16测定利用培养箱1反应了规定时间后的反应液。免疫检查中，作为检测标记物质的方式，存在以电化学发光、化学发光为原理的方式，选择分别适用的标记物、检测区域的构造和物理性质，并将光电子倍增管作为检测器来测定由该标记物的发光反应所产生的发光量。
在培养箱1中完成了吸光度的测定的反应容器2通过分注针头/反应容器传送机构17(以下称为“传送机构”)被废弃到分注针头/反应容器废弃箱21。通过传送机构17，使装入有利用培养箱1反应了规定时间后的反应液的反应容器2移动到检测机构16，并且使在检测机构16中完成了测定的反应容器2移动到分注针头/反应容器废弃箱21。
传送机构17除了使装入有利用培养箱1反应了规定时间后的反应液的反应容器2移动到检测机构16、并使在检测机构16中完成了测定的反应容器2移动到分注针头/反应容器废弃箱21以外，还使装填在反应容器托盘20中的反应容器2向培养箱1移动、使在培养箱1中由分光光度计15完成了吸光度的变化的测定的反应容器2移动到废弃箱21、并使装填在分注针头托盘19中的分注针头18移动到分注针头安装位置22等。
控制部24连接到各机构(连接状态未图示)，以控制培养箱1的旋转驱动、盘3的旋转动作、分注喷嘴的驱动以及液体的吸引/喷出的动作等。
图2是示出自动分析装置的光学系统的图。该光学系统由光源101、聚焦透镜102、照射狭缝103、反应容器2、受光狭缝105、凹面衍射光栅106和受光器107构成。来自光源101的光由聚焦透气102聚焦，照射范围被照射狭缝103所限制，在入射到反应容器2之后，与反应容器2内的反应液104的吸光度相对应的光量的光被射出，受光范围被受光狭缝105所限制，利用凹面衍射光栅106进行分光，并由受光器107来接收光。这里，将受光后得到的光的每个波长的光量转换为电信号，由此来进行吸光度的测定。
这里，为了测定吸光度，需要与反应容器平行的2个平面。然而，培养箱通过切削来加工，因此存在如下问题：制作长方形的孔较为困难，且制造成本变高。若是基于铸造、压铸或熔蜡法等的加工，则即使是长方形也能进行成型，但与切削相比尺寸精度变差，反应容器与盘之间的间隙变大，因此温度控制的精度和升温速度变差。此外，在铸造、压铸、熔蜡法等中，材料中有时包含因制造时产生的气体而导致未填充材料的空间(被称为“空腔”)，也存在温度的均匀性变差的问题。
此外，免疫自动分析装置中，使用圆锥形状的分注针头。由于传送机构夹持分注针头上部的圆筒部，因此，为了在传送机构中一起传送分注针头和反应容器双方，优选为双方均为圆筒形状。
此外，若将反应容器设为方形，则无法使反应容器与培养箱的孔的内侧较好地接触。若接触面积变少，则来自培养箱的热不容易传导到反应容器，进而引起温度控制性能的恶化。
因此，下面，对如下自动分析装置用的反应容器进行说明，即：将基本形状设为圆筒形状，且仅将透射光通过的部位设为平面，由此能测定来自反应液的光量，而基本上不使将反应容器维持为规定温度的功能下降。
图3示出生化检查、免疫血清学的检查共通的反应容器的外观和截面。作为一个示例，反应容器由相对于分析所需的光的波长具有足够的透射率的塑料材料所构成，为直径d(例如，d＝4～10mm)、全长e(例如，e＝20～50mm)的圆筒形，上方是开口部51，下方具备半球状的底面53，在底面53的附近形成反应容器2的长边方向(Z轴方向)上的长度为f(例如，f＝3～25mm)的相对的2个平面54、55，该平面54和55这2个平面间的距离(以下称为“光路长度”)是g(例如，g＝3～6mm)。例如，当e＝24mm时，优选为f＝6mm以内，即、平面的Z轴方向的长度小于反应容器的Z轴方向的全长的四分之一，并优选为平面的短边方向(X轴方向)的长度在3mm以上(例如当d＝6mm时，g＝4mm)。
相对的2个平面54、55彼此大致平行。此外，该平面的上限位置与过渡区域56的下限位置相接，该平面的下限位置成为与底部53之间的边界(从该下限位置的下方产生曲率)。另外，也能用3个以上的平面构成整体来设为多边形，但为了提高温度控制性能，需要增大与培养箱1紧密接触的面的面积，并且若考虑后述的培养箱的切削加工，则在仅具备相对的2个平面的情况下温度控制性最容易得到提高。
在反应容器2的开口部51侧的区域与底部53侧的区域之间，具备锥形的过渡区域56。该过渡区域56的过渡面的角度设定为反应液中所包含的磁性粒子不滞留在过渡面上的角度。此外，反应容器2的底面53可以不是半球状，也能通过圆锥、平面或它们的组合来构成。
免疫项目中使用的试剂中包含被称为磁珠的固体成分，因此，需要在理论上或实验上求出过渡区域56所需的角度，以使得在反应中即使磁珠沉降也不滞留在底面以外的位置，在磁珠不滞留在过渡区域56的范围内，设为最接近水平的角度。即，若使反应容器2与培养箱1、以及反应液与培养箱1接近的区域最大化，则能提高温度控制性能。
在反应容器2的上部设有尖锐部分朝向底面侧的楔形或与之对应的形状的定位部52，以进行旋转方向的定位，对于传送机构17所进行的反应容器2插入时的旋转方向和高度方向上的位置偏移，最终利用重力来进行向孔62的插入和定位。
图4示出培养箱1的外观和截面。培养箱1具备对反应容器进行保持的孔62，具有将反应容器2内的反应液的温度升温到规定温度并维持的功能，且光路中开有用于供光通过的狭缝63、64。来自光源101的光构成为垂直照射到平面54(不照射到培养箱1以及构成培养箱1的狭缝63、64的面)。
另外，在存在不伴随吸光度的测定而仅使用于免疫血清学的检查的项目(免疫项目)的分析的位置的情况下，为了提高温度控制性能、排除强光照射到免疫项目的试剂而引起的不良影响，也可以不在光路上设置狭缝63、64。此外，培养箱1是在圆盘状的金属的外周部等间隔地打开有容纳反应容器的孔62的形状，但也未必一定是圆盘状的，此外也可以不是金属制的。
容纳反应容器的孔62的形状是与将反应容器的相对的2个平面去除后的外形相对应的形状，即、是圆筒形状且底面是半球、圆锥、平面或将它们相组合而得的形状，为了使培养箱1与反应容器的热阻最小化，其尺寸构成为在反应容器的外形尺寸的偏差范围内即使是最大的个体也能平滑地插入的最小的尺寸。如果是与去除了反应容器的相对的2个平面后的外形相对应的形状的孔，则仅通过旋转对称的形状来构成，因此，基于切削的加工变得容易，除此以外，万一在加工培养箱1的狭缝63、64时残留有细微的毛刺也不与反应容器相接触，因而能实现平滑的插入，而不损伤反应容器。
图5示出将装入有反应液65的反应容器2设置于培养箱1的状态的截面。从光源发出并通过了入射侧狭缝63的入射光从平面54射入，透过反应容器2内的反应液65，并从相对的平面55射出与反应液65的吸光度相对应的光量的光。射出的光通过射出侧狭缝64射入分光光度计来进行分光，并测量每个波长的光量。这里，反应容器2的圆筒部与培养箱1紧密接触，因此，热量从被控制为一定温度的培养箱1传递至反应容器2和反应液65，并迅速地升温到与培养箱1相同的温度。另一方面，设置于反应容器2的2个平面54、55不与培养箱1紧密接触，因此，从2个平面传递的热量较小，对升温的贡献较小。因此，将设置于反应容器2的平面仅设为吸光度测定所需的最小限度的2个面，从而能得到最高的升温性能。
对于相对的2个平面上端的位置(平面的上端与过渡区域56的边界)，除了理论或实验求出的最小限度所需的光束以外，还利用公差的累积或统计方法来求出因部件尺寸的公差而引起的光束的位置偏移的最大值，并在能确保将公差的最大值与最小限度的光束相加而得的大小的平面的范围内将最小的面积设为相对的2个平面。由此，能使培养箱与反应容器的接触面积最大化，能提高温度控制性能。此时，使用该反应容器的自动分析装置的最小的反应液量(检体与试剂的总计液量)需要设定为能确保填满所有平面部、并且即使形成了气泡光束也不会进入液面的液面高度的量。
同样地，关于相对的2个平面的宽度，在能确保将光束的大小、进行吸光度测定的时间中所移动的距离、部件的尺寸误差的最大值以及吸光度测定的定时的误差相加而得的大小的平面的范围内将最小的面积设为相对的2个平面，由此能提高温度控制性能。
根据本实施例，在反应容器的底部附近具备垂直于光的直线传播方向(与XZ平面平行)配置的2个平面，因此，能通过对该平面照射光来进行光量的测定。此外，2个平面的侧面侧的部位形成为在朝向反应容器的外侧的方向上弯曲(使得成为作为基本形状的圆筒形状)，并且反应容器在Z轴方向上的2个平面的长度构成为比反应容器整体的长度的一半要小，因此，能将作为光的路径所需的部分抑制为最小限度，以使得温度控制性能不下降。
以下，对本实施例的变形进行说明。图6是示出直径从上端朝向底部变细的圆锥形状的反应容器的图。该情况下，若光路长度相同，则由于上部的直径进一步变大，因此需要将相邻的反应容器彼此分离，安装密度降低。此外，反应液的表面积相对于体积的比率下降，因此温度控制性能也变差。但具有传送机构17的定位余量得以提高的优点。
实际上，如图5所示，实现完全的圆筒形状较为困难。其原因在于，在利用塑料材料的射出成型来制造反应容器2的情况下，为了从模具中取出，需要被称为拔模斜度的倾斜。然而，在设为无限接近圆筒的形状、作为一个示例设为拔模斜度为0.5度以下的情况下，反应容器上部与下部的直径之差很小，即使将培养箱侧设为完全的圆筒形状，由于能将下部的间隙设得足够小，因此培养箱的孔形状可以保持为圆筒。该情况下，能用通用的刀具进行培养箱的加工，因此加工性和生产性得以提高。
图7是示出具备夹持部57的反应容器的图。夹持部57配置在开口部51侧的区域与底部53侧的区域之间、并且相对于底部53配置在更靠开口部51一侧，反应容器2外侧的直径比开口部51的直径要大，与开口部51侧的区域之间的边界部、以及与底部53侧的区域之间的边界部成为带台阶的形状。
通过具备从上端起将h长度的部分的直径扩大为i(i＞d)的夹持部57，从而传送机构17能设为不仅依赖于摩擦力而对反应容器2进行保持的手指形状，能降低在装置上使反应容器2掉落的风险。夹持部57未必一定要从上端向下方设置，也可以设置于圆筒的中间部。
上述实施例中，材料设为透明的塑料材料，但除了供光通过的相对的2个平面以外，可以用具有遮光性的材料来制作。该情况下，来自外部的光不容易进入光路，因此，能防止因来自外部光的杂散光或散射光而导致的分析精度的下降，除此以外，对于不进行吸光度的测定的免疫项目，反应液也不容易受到外部光的影响，因此，对于使用了与光反应而进一步劣化的试剂的项目，能提高分析精度。
图8是示出具备损伤防止框的反应容器的图。在不对各个反应容器进行捆包或装填到盒，而以数百个～数千个为单位进行装袋来提供给顾客的情况下，有可能产生如下问题：由于反应容器彼此的接触而导致光透过的透光面损伤，在装置上被判定为不良而被废弃、或导致分析不良。与此相对地，如果不将透光面的外缘部设为相对的2个平面，而是具备沿着圆筒的损伤防止框58，则能降低对透光面造成损伤的风险。该损伤防止框不仅能扩大到透光面的外缘，也能扩大到将设计上的光束、以及因机构系统的公差而导致的光束的位置偏移考虑在内的必要范围以外(能使外表面的平面54、55的面积小于反应容器内表面的平面59)，作为一个示例，如图9所示，除了光路以外，也能将外表面保持为圆筒。该情况下，除了光路部，对于相对的2个平面的部位，也能使培养箱与反应容器不接触，因此能提高温度控制性能。
培养箱1中，关于相对的2个平面的部分，容纳反应容器的孔的形状也可以设为沿着反应容器的外形的形状。在使用不受到利用基于切削的加工时的加工及生产性所引起的限制的加工法、例如铸造或射出成型的情况下，将相对的2个平面包含在内、设为除培养箱的狭缝以外的所有面均接触的形状更能提高温度控制特性。
标号说明
1 培养箱
2 反应容器
3 试剂/检体公共盘
4 试剂瓶
5 检体容器
6 试剂吸引位置
7 检体吸引位置
8 第一分注机构
9 第二分注机构
10 第一分注机构用泵
11 第二分注机构用泵
12 第一分注喷嘴清洗槽
13 第二分注喷嘴清洗槽
14 试剂搅拌机构
15 分光光度计
16 检测机构
17 分注针头/反应容器传送机构
18 分注针头
19 分注针头托盘
20 反应容器托盘
21 分注针头/反应容器废弃箱
22 分注针头安装位置
23 分注针头废弃位置
24 控制部。

Claims (16)

1.一种自动分析装置，
该自动分析装置使用以第1轴为中心的圆筒形状的反应容器来分析检体，该自动分析装置的特征在于，包括：
培养箱，该培养箱将所述反应容器管理为规定温度，以促进由该反应容器内的试剂和检体所构成的混合物的反应；以及
分光光度计，该分光光度计对所述反应容器照射光，并基于透过了该反应容器的光来测定该反应容器内的反应液的吸光度，
所述培养箱具备收纳所述反应容器的孔，
所述反应容器形成为所述第1轴方向的整体长度比垂直于该第1轴的第2轴方向的整体长度、以及垂直于该第1轴和该第2轴的第3轴的方向的整体长度要长，在所述第1轴方向上的一端侧的部位具备用于分注液体的开口部，具备第1平面，该第1平面将从所述第1轴方向上的另一端侧的部位起在该第1轴方向上延伸的边设为一边、并将从所述第1轴方向上的另一端侧的部位起在所述第2轴方向上延伸的边设为另一边，在所述第3轴方向上的与所述第1平面相对的部位具备大致平行于所述第1平面的第2平面，所述第1平面和第2平面的侧面侧的部位形成为在朝向该反应容器的外侧的方向上弯曲，所述第1平面和所述第2平面的所述第1轴方向的长度小于该第1轴方向的整体长度的一半，
所述孔的内壁上，在与所述第1平面相对的部位、以及与所述第2平面相对的部位形成有供从所述分光光度计照射来的光透过的透光面，
所述反应容器的外壁形成为在该反应容器收纳在所述孔中的情况下，除所述第1平面和所述第2平面以外的部位与所述孔的内壁紧密接触。
2.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述培养箱包括：收纳用于进行生化用的检查的反应容器的第1孔；以及
收纳用于进行免疫用的检查的反应容器的第2孔，
所述第1孔的内壁形成有与所述透光面相对的狭缝，
所述第2孔的内壁未形成有所述狭缝。
3.如权利要求1或2所述的自动分析装置，其特征在于，
所述第1平面和所述第2平面的所述第1轴方向上的长度小于该第1轴方向整体的长度的四分之一。
4.如权利要求1或2所述的自动分析装置，其特征在于，
所述第1轴方向上的所述另一端侧的部位形成为半球状。
5.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
由第1区域和第2区域构成，所述第1区域包含所述开口部，所述第2区域相对于该第1区域位于更靠所述反应容器的底部侧、并且包含所述第1平面和所述第2平面，
在从所述第3轴方向观察所述第1平面的情况下，
所述第2区域中的、在所述第1轴方向上延伸的该反应容器与外部之间的2根边界线彼此平行。
6.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述第1平面和所述第2平面在所述第1轴方向上的长度等于用于进行生化检查中的吸光度测定的照射光束的大小与根据部件尺寸公差所求出的光束的位置误差的合计。
7.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述第1平面和所述第2平面的上端连接到在所述第2轴方向上具有角度的过渡面。
8.如权利要求7所述的自动分析装置，其特征在于，
所述过渡面的角度设定为反应液中所包含的磁性粒子不滞留在所述过渡面上的角度。
9.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
相对于所述开口部的直径，与该开口部相对的所述第1轴方向上的另一端侧的直径变细。
10.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述反应容器的圆筒部外侧具备尖锐部分朝向底面侧的楔形形状、倒角而成的楔形形状或圆弧形状的突起。
11.如权利要求5所述的自动分析装置，其特征在于，
还具备夹持部，该夹持部配置在所述第1区域与所述第2区域之间、并且相对于所述底部配置在更靠所述开口部侧，所述夹持部形成为使得所述反应容器外侧的直径比所述开口部的直径要大，且与所述第1区域之间的边界部、以及与所述第2区域之间的边界部成为带台阶的形状。
12.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
仅在圆筒内表面具备第1平面，该第1平面将从所述第1轴方向上的另一端侧的部位起在该第1轴方向上延伸的边设为一边、并将从所述第1轴方向上的另一端侧的部位起在所述第2轴方向上延伸的边设为另一边，
仅在圆筒内表面的所述第3轴方向上的与所述第1平面相对的部位具备大致平行于所述第1平面的第2平面，
在与所述第1平面和所述第2平面相对的圆筒外表面，具备面积比所述第1平面和所述第2平面要小的相对的2个平面。
13.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述第1平面和第2平面由透光的树脂材料构成，该第1平面和第2平面以外的部位由不透光的树脂材料构成。
14.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述第1平面和所述第2平面的所述第1轴方向上的长度小于该第1轴方向整体的长度的四分之一。
15.如权利要求1所述的自动分析装置，其特征在于，
所述第1轴方向上的所述另一端侧的部位形成为半球状。
16.如权利要求1或2所述的自动分析装置，其特征在于，
所述反应容器在能进行生化和免疫的检查的复合型自动分析装置中使用。
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