JP2000146986A - 化学分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学分析装置において、より効率のよいサン
プル・試薬の攪拌混合を可能とし、かつ、キャリーオー
バーを完全に防止する。 【解決手段】 化学分析装置において、反応容器203に
向かって、音波を、その進行方向およびその延長上にお
いて、被測定液213の液面210を含み、なおかつ該液面21
0に対し平行に、あるいは液相側から気相側に向かう方
向に斜めに入射する成分を有するように照射する音波発
生手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学分析装置に係
り、特に反応容器内の試薬とサンプルの混合のための攪
拌に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，４５１，４３３号明細書
に記載されている化学分析装置では、分析対象となるサ
ンプル、試薬を反応容器に供給するための自動サンプル
分注機構、自動試薬分注機構、反応容器内のサンプル・
試薬を攪拌して均一な溶液にするための自動攪拌機構、
反応中あるいは反応が終了したサンプルの物性を計測す
るための計測器、計測が終了したサンプルを吸引・排出
し、反応容器を洗浄するための自動洗浄機構、これらの
動作をコントロールする制御機構などから構成されてい
る。特に上記自動攪拌機構では、サンプルと試薬を攪拌
するためにヘラあるいはスクリューを反応容器の液面下
まで自動的に下降させ、ヘラあるいはスクリューの根元
に接続されているモータを駆動し、ヘラあるいはスクリ
ューを回転することによってサンプルと試薬の混合溶液
を攪拌する方式を用いている。

【０００３】また、特開平８−１４６００７号公報「化
学分析装置」には、ヘラやスクリューを用いずに、超音
波の照射によって生じる被測定液自体の音響流を用いて
サンプルと試薬を非接触で攪拌し混合する方法が記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記米国特許記載の第
一の従来技術ではターンテーブルの円周上に収納した各
反応容器内の液体をヘラやスクリュー等を用いてバッチ
的に攪拌しているため、攪拌後の液がヘラやスクリュー
に付着して次の試料検査に持ち越されてしまう（キャリ
ーオーバー）。その結果、次のサンプルや試薬が汚染さ
れてしまい検査における正確な分析に悪影響が及ぼされ
るという問題がある。

【０００５】また、分析項目の多様化に伴い一度に多項
目にわたって検査を行う為、一項目の検査に割り当てら
れるサンプル量が少なくなってしまうことや、高価な試
薬が検査に使われるようになってきていることから、微
量のサンプル及び試薬で検査ができる化学分析装置、つ
まり検査に必要な被測定液量の微量化が望まれてきてい
る。しかし、微量体積の被測定液では、上述のヘラへの
付着が今度は攪拌の前後における体積変化の影響を大き
くするという問題がある。

【０００６】また、近年このような化学分析装置が設置
される医療施設には、この他にも様々な機器が導入され
つつあり、装置全体のより一層の小型化が望まれてい
る。ところで、装置全体の大きさを支配する主な構成要
素は反応容器およびサンプル・試薬ボトルを格納するそ
れぞれのターンテーブルの寸法である。処理速度を維持
しつつ装置全体を小型化するための方策の一つとして反
応容器の寸法を小さくし、それらが円周上に格納される
ターンテーブルの寸法（直径）をその収納数を維持した
まま小さくする事が考えられる。しかし、反応容器を小
型化すると、現行方式のヘラ攪拌ではその位置決め精度
の限界よりヘラを反応容器内にスムーズに入れることが
困難になったり、また、ヘラ自体が反応容器の中に入ら
なくなってしまうといった問題等が生じる。

【０００７】上記２番目の公知例である公開公報記載の
超音波による非接触での攪拌方法では、各検査試料間の
コンタミネーションの問題は解決されている。また、こ
の攪拌方法ではヘラやスクリューを用いずに、被測定液
に対し完全に非接触で攪拌するため、液の付着も発生せ
ず上述した液量減少の問題点は解決される。この攪拌方
法では反応容器の外部から音波を照射し、反応容器内の
被測定液に適当な音場強度分布を与えて音響流動を誘起
させる事が基本的な原理である。

【０００８】ところで、被測定液をより微量化していく
と反応容器そのものも小型化していくことになり、反応
容器の表面積も小さくなっていくため、音響流動の発生
に必要な音響エネルギーを被測定液に与えることが困難
となってくる。また、音響流動によって攪拌に有効な循
環流れを被測定液中に発生させるためには、被測定液内
部に音場の先鋭的な強度の分布を形成させる必要がある
が、容器がより小型化すると容器内の音場の相対的な強
度差が小さくなるといった等の問題から短時間での効率
のよい攪拌が困難となる。

【０００９】本発明の第一の目的は、化学分析装置にお
いて、より効率のよいサンプル・試薬の攪拌混合を可能
とし、かつ、キャリーオーバーを完全に防止するにあ
る。

【００１０】本発明の第二の目的は、化学分析装置にお
いて、より効率のよいサンプル・試薬の攪拌混合を可能
とし、かつ、検査自体をより微量のサンプル・試薬で行
なうことを可能とするにある。

【００１１】本発明の第三の目的は、化学分析装置にお
いて、より効率のよいサンプル・試薬の攪拌混合を可能
とし、かつ、より小型化することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の各目的は、反応容
器とこの反応容器の開口部からサンプル及び試薬を供給
するサンプル・試薬供給手段と反応中あるいは反応が終
了した前記サンプルと試薬の混合物である被測定液の物
性を計測する計測手段とを含んでなる化学分析装置にお
いて、前記反応容器外部からこの反応容器内部の被測定
液の液面に対して平行に、あるいは斜めに液相側から気
相側に向かう方向に音波を照射する音波発生手段を設け
ることによって達成される。

【００１３】前記音波発生手段は、音波を、その進行方
向およびその延長上に、被測定液の液相、被測定液の気
液界面、気相、反応容器壁の順にこれらが存在する方向
に、照射するものとするのが望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】（構成の説明）本発明の一実施例
を図１および図２を用いて説明する。図１は本実施例の
化学分析装置の構成を示す斜視図、図２は図１に示す化
学分析装置に装備されている、被測定液に対して非接触
で攪拌混合を行なう非侵襲（非接触）攪拌装置の構成を
示す縦断面図である。

【００１５】図示の化学分析装置は、水平断面が四角形
の矩形型の反応容器102を格納する反応ディスク101、反
応ディスク101の下方に恒温水214を満たして配置され反
応容器102を前記恒温水214に浸した状態にしてその恒温
状態を保つ恒温槽114、サンプルカップ104を収納するサ
ンプル用ターンテーブル103、試薬ボトル105を格納する
試薬用ターンテーブル106、サンプル、試薬をそれぞれ
反応容器102に分注するサンプリング機構107、試薬分注
機構108、分注されたサンプルと試薬の混合体（被測定
液）を反応容器102内で攪拌する攪拌機構109、反応容器
102内のサンプルと試薬の混合体の反応過程及び反応後
の吸光度を測定する計測手段である測光機構110、検査
（測光）が終了した後に反応容器102を洗浄する洗浄機
構111、これらの各構成要素を所定のタイミングで順次
動作させるとともに、所要のデータを収集して出力する
コントローラ112、及び該コントローラ112に接続され、
検査項目の設定、装置の起動，停止、収集されたデータ
の処理、各構成要素の動作の調整確認などを行うコンソ
ール113を含んで構成される。サンプリング機構107と試
薬分注機構108がサンプル・試薬供給手段を構成する。

【００１６】これらの各構成要素は、検査を開始する前
に予めコンソール113より設定された情報（分析項目、
分析を行なう体積）に基づいて自動的にコントローラ11
2より作成されるプログラムに従って動作する。

【００１７】（動作の説明）以上のような構成において
本化学分析装置は以下のように動作する。まず、サンプ
ルカップ104よりサンプリング機構107によって反応容器
102内にサンプルが分注される。次にその反応容器102を
格納したターンテーブル（反応ディスク101）は試薬分
注位置まで回転し、試薬ボトル105より試薬分注機構108
によってその反応容器102内に試薬が分注される。さら
に反応ディスク101は攪拌機構109が設置されている位置
まで回転し、反応容器102内のサンプル，試薬の攪拌混
合が行なわれる。攪拌が終了した時点から測定が開始さ
れ、反応が終了した時点で洗浄機構111において反応容
器内のサンプル・試薬混合物は吸引され、洗浄処理が施
される。このような一連のプロセスが複数のサンプルに
対して逐一バッチ処理的に進められていく。

【００１８】次に攪拌機構の縦断面図である図２の
（a）を用いて、反応容器212内の被攪拌物（被測定液）
213を非接触で攪拌する装置について説明する。反応デ
ィスク212（図１における反応ディスク101）に格納され
た反応容器203（図１における反応容器102）は恒温水21
4に浸されながらコントローラ112のプログラムによって
自動的に回転および停止動作を繰り返しており、攪拌機
構を備えた位置で停止したときに超音波がコントローラ
112からの指令に従って攪拌機構から照射される。

【００１９】攪拌機構109は、コントローラ112に接続さ
れた圧電素子ドライバ209と、恒温槽114の内壁に固定さ
れコントローラ112に接続された照射位置調節機構であ
る位置決め機構201と、位置決め機構201に装着され圧電
素子ドライバ209に接続された音源202と、を含んで構成
され、位置決め機構201及び音源202は前記恒温水214に
浸されており、圧電素子ドライバ209は恒温槽114の外部
に配置されている。位置決め機構201は、音源202を反応
容器203の深さ方向に移動可能で、かつ音波の照射方向
が水平方向に対してなす角度を変えられる（煽りが可能
な）ようになっている。本発明においては、被測定液21
3の攪拌は音波で行われ、攪拌機構はすなわち、音波発
生手段を構成する。

【００２０】圧電素子ドライバ209に駆動されて超音波
を照射する音源202は、その照射方向や位置が自動的に
変えられるように位置決め機構201に装着されている。
一般に音源より照射される音波は、図２の（b）の曲線2
17に示すような強度分布（照射領域の中央部が強く周辺
部が次第に弱くなる山形の分布）をもって進行するが、
その照射範囲204に反応容器203内の液面205が含まれる
ように、かつ、該液面205に対して音波の照射範囲の中
心線が、平行に、あるいは液相側から気相側に向かう方
向に斜めに入射するように、音源202の位置及び照射方
向は、位置決め機構201により自動的に制御される。位
置決め機構201はコントローラ112から指示される音源20
2の位置及び照射方向の信号206に基づいて音源202の位
置及び照射方向を制御する。

【００２１】反応容器203内の被攪拌物213に対しこのよ
うに音波を照射すると、液面付近の液体は固体壁からの
摩擦力といった作用を一切受けずに、矢印215のよう
に、もっとも効率良く流動する、その結果被攪拌物213
内部には矢印216のような大きな旋廻流れが生じ、被攪
拌物213の攪拌混合が行われる。

【００２２】本実施例によれば、被攪拌物213内部にヘ
ラあるいはスクリューを入れることなく撹拌が行われる
ので、被撹拌物のキャリーオーバーによる減少やコンタ
ミネーションの恐れがなく、また、被攪拌物213内部に
ヘラあるいはスクリューを入れる必要がないので、反応
容器の小型化すなわちサンプル及び試薬を微量化するこ
とが可能となる。反応容器の小型化により、反応容器を
格納する反応ディスクを、反応容器の個数を減らすこと
なく小型化でき、化学分析装置を全体として小型化する
ことができる。本実施例によればまた、前記特開平８−
１４６００７号公報開示の、反応容器の外部から音波を
照射し、反応容器内の被測定液に適当な音場強度分布を
与えて音響流動を誘起させる方法とは異なり、気液界面
付近で音波により誘起される旋廻流れを利用して被測定
液を撹拌混合するので、反応容器が小型化され、被測定
液が微量になっても、被測定液を撹拌混合することが可
能であり、かつ、より小さい出力で撹拌を行うことが可
能である。

【００２３】なお、図２の（a）および（b）の説明で
は、音波を、反応容器203の側面より斜め上方に向けて
入射させる構成を示しているが、図２の（c）に示すよ
うな、より広い上部開口部を有する反応容器を用い、そ
の底面部より液面218に向かって斜めに音波を入射させ
てもよい。この場合にも液面218が音波の進行する照射
範囲221内に含まれていれば、液面218付近の被攪拌物21
3は矢印219のように効率良く流動し、その結果、被攪拌
物213内部には矢印220のような旋廻流れが生じ、被攪拌
物213の攪拌混合が行われる。

【００２４】また、分析項目（検査項目）によって被攪
拌物（被測定液）の粘性、密度、表面張力といった力学
特性が異なる場合には、攪拌に最も有効な音波の周波数
やパワー（強度）もそれぞれ各分析項目毎に異なってく
る場合が起こりうる。そのため図２の（a）に示すよう
に、圧電素子ドライバ209は各分析項目において、被測
定液の性状に応じて、攪拌に最も有効な周波数の情報20
7、パワーの情報208をコントローラ112から受け、それ
に基づいて音源202を駆動する。

【００２５】また、照射する音波の強度を上げていく
と、超音波加湿器と同様な効果で、液面が図２の（ａ）
の液面210のような状態から矢印211のように液滴が飛び
出す（飛散する）場合もあるが、図２の（a）のように
その先には反応容器壁があるような条件のもとで超音波
を照射すれば、飛散した液体は反応容器壁に堰きとめら
れ反応容器203の外部に被攪拌物213が飛び出すというこ
とは避けられるばかりかではなく、液体は反応容器203
の壁にぶつかって押し戻され、結果的には旋廻流れが被
攪拌物213内部に生じ、攪拌混合が行なわれる。このよ
うな効果を積極的に利用した実施例として図５の（a）
および（b）に示すような構成がある。

【００２６】図５の（a）に示す構成と図２の（a）に示
す構成が異なる点は、反応容器401を傾けることによっ
て下方より鉛直上方向に照射する音波402に対して被攪
拌物213の液相、被攪拌物213の液面における気液界面、
反応容器壁の順にこれらが存在する条件を実現した点で
ある。この場合には音源302の煽りを調節する機構が不
要となる（但し、図の左右方向（反応ディスク212の半
径方向）の移動は可能としてある）。

【００２７】同様に反応容器の形状を変えたもう一つの
実施例を図５の（b）を用いて説明する。図５の（b）に
示す構成が図２の（a）および図５の（a）に示す構成と
異なる点は、上部開口部の一部に反応容器壁を設けた反
応容器403に対し、下方より鉛直上方向に音波404を照射
することによって、照射領域に、液相―気液界面−気相
―反応容器壁の順にこれらが存在する条件を実現した点
である。

【００２８】また、液が飛散しない範囲の強度で超音波
照射のオン・オフ動作を繰り返せば、反応容器403内の
被攪拌物213は液面が、図２の（ａ）の液面210、222の
ように変形を繰り返すため結果的に被攪拌物213内の物
質移動が起こり、この場合でも攪拌混合が行なわれる。

【００２９】この際、超音波照射をオン・オフする代わ
りに強度を時間とともに変える、例えば超音波の強度を
ある一定の強度から正弦波的に変えることで被測定液を
撹拌することも可能である。

【００３０】また、図２の（a）では、一つの音源より
照射される音波をひとつの反応容器壁から液面に向かっ
て照射させる構成としているが、例えば断面が四角形の
矩形型反応容器の場合、４つの側面全てから交互に入射
させ、同様な液面の変化を生じさせて液面の変形を図っ
てもよい。

【００３１】なお、これらの実施例では超音波を発生す
る手段として圧電素子による音源202を用いているが、
他の機構の音源を用いてもよい。

【００３２】また、これらの実施例では音源の向き、位
置を変えるために移動ステージ（位置決め機構201）を
用いているが、音源を独立に配列し、それらを独立に駆
動し、個々の音波を重ね合わせる事によって所望の音波
を反応容器に対して照射しても同様な効果が得られるこ
とはいうまでもない。例えば図３の（ａ）に示すよう
に、反応容器深さ方向に各独立の音源をアレイ状に配列
した音源223に対し、各音源の印加電圧224に示すよう
に、駆動する音源を選択する事によって、直接移動ステ
ージを用いた場合と同様に、実際に音波を発射する音源
の高さ（反応容器深さ方向の音源位置）を変えることが
可能となる。図３の（ａ）中の波面225は選択された音
源より照射される音波の波面を表している。

【００３３】また、図３の（ｂ）のように各独立の音源
をアレイ状に配列した音源226の独立音源それぞれに印
加される電圧の位相を印加電圧227に示すように順にず
らすことによって、ゴニオステージ等の機械的な機構を
用いずに波面228のように音波の進む方向を変えるよう
にしても、音波の照射方向を変化させることが可能であ
る。すなわち、図３に示す、アレイ状に配列した音源22
3，226の場合、アレイ状に配列した音源223，226自体
が、照射位置調節機構をなしているのである。

【００３４】化学分析装置では攪拌を行なった後に攪拌
混合物の反応過程および反応後の吸光度を測定するた
め、現行の化学分析装置の反応容器は光学的に単純な、
水平断面が四角形の矩形型反応容器が用いられている。
しかし、装置全体の性能の点から攪拌をより十分に行な
うためには、多少吸光度の測定に不利であっても特にこ
のような矩形形状の反応容器に限定する必要はない。こ
れまでに示してきた実施例では細長い矩形型反応容器を
想定しており、液面に向けてより広範囲な面を通じて反
応容器内に音波を入射させるため、側方からの照射の例
を示してきた。しかし、上述したように装置全体の性能
の点から攪拌を重視する場合には、図２の（c）の他、
例えば三角フラスコのような形状の反応容器を用い、下
方より反応容器底面から音波を入射させてもよい。

【００３５】（その他の実施例）本発明の特徴の一つは
反応容器内の被攪拌物に対し、被攪拌物の液相、被攪拌
物の液面における気液界面、気相、反応容器壁の順にこ
れらが存在する方向に、前記気液界面に対して斜めに音
波を照射する点にあるが、図２の（a）以外の実施例を
以下説明する。

【００３６】図４の（a）は下方からの補助的な音源を
併用した場合の実施例である。図４の（a）の実施例が
図２の（ａ）のものと異なる点は、側方から反応容器に
音波を発射する側方音源301と下方から反応容器底面に
向けて音波を発射する補助的な下方音源302を設け、両
者を併用することによって被攪拌物の液相、被攪拌物の
液面における気液界面、反応容器壁の順にこれらが存在
する条件を実現する点にある。側方音源301と下方音源3
02は、いずれも同じコントローラ112に接続され、各分
析項目において攪拌に最も有効な周波数とパワーの情報
207、208をコントローラ112から受けそれに基づいて側
方音源301と下方音源302をそれぞれ駆動する、一対の圧
電素子ドライバ209により駆動される。

【００３７】図４の（a）に示す構成において、下方音
源302から超音波306を反応容器203中心よりやや半径方
向にずらした方向に照射する事によって液面は図に示す
ようにもともとの水平面に対して一部が持ち上がった状
態の液面313となる。この状態で側方音源301から音波30
5を照射すれば、図２の実施例のように音源の向きを斜
めにするための移動ステージ（位置決め機構201）を用
いずに被攪拌物の液相、被攪拌物の液面における気液界
面、気相、反応容器壁の順にこれらが存在する方向への
音波の照射が可能となる。

【００３８】これらのような構成のもと、図２の（a）
の実施例で説明したように、音源をオン・オフ動作をさ
せる、あるいは音波の強度を時間とともに変化させる事
によって液相を変形させて攪拌を行なう事ができる。

【００３９】また、側方から照射する音波の強度を強め
て液体を飛散させても、図２の（a）の場合と同様液相
内に旋廻流れ307を発生させて攪拌を行なうこともでき
る。

【００４０】図４の（b）は反応容器を格納した反応デ
ィスクの回転／停止と下方および側方からの音源の照射
タイミングの関係を示すタイムチャートである。シーク
ェンス308に示すように、反応ディスクが停止している
間に両音源（側方音源301と下方音源302）から音波が照
射される。個々の照射のタイミングは、まず、反応容器
が停止したらシークェンス309に示すように、すぐに下
方からの音波306が照射され、傾斜した液面が形成され
る。続いてシークェンス310に示すように側方からの音
波305が前記傾斜した液面313に照射され、反応容器203
内の被測定液の攪拌が行われる。この際、下方からの照
射をシークェンス311に示すように側方照射が完了する
まで持続させておいてもよい。この場合被攪拌物には上
向きの力が作用するが、図２の（a）で矢印307で示すと
ころの反時計廻り方向の旋廻流れに対するトルクとして
もこの上向きの力は寄与する。

【００４１】これまで説明した実施例ではシークェンス
309、310、および311のように音波の強度が一定であっ
たが、シークェンス312に示すように時間と共に音波の
強度を変化させてもよい。

【００４２】また、これらの方法では側方音源301の配
置の調整に移動機構303，下方音源302の配置の調整に位
置決め機構304を用いているが、図３の（ａ）のように
アレイ状に配置した音源を選択的に駆動させて、反応容
器に対して照射する音源の相対位置を調整しても同様な
効果が得られる。

【００４３】図６の（ａ）は反応容器501の内壁に適当
な表面処理等を施し、被攪拌物（反応容器内の被測定
液）と内壁間の親水性を上げた場合の実施例である。こ
のような処理を内壁に施す事によって壁面が濡れやすく
なり、液面502は図示のような中央部が凹み、壁面に接
する部分が高くなった形になる。この結果、その側面か
ら音波を照射しても、被攪拌物の液相、被攪拌物の液面
における気液界面、気相、反応容器壁の順にこれらが存
在する方向に、かつ気液界面に対して斜めに音波を照射
することとなり、これまでの実施例と同様な攪拌混合を
行うことができる。この場合においても一つの音源504
で済み、また位置決め機構は高さを調節する直線移動ス
テージ509だけで済む。

【００４４】これまでの実施例では、攪拌機構が設置さ
れている位置で反応容器およびターンテーブルを停止さ
せ、その間に攪拌操作を行うシーケンスであったが、特
に停止動作を行わない場合には遠心力の効果によって反
応容器内の液面は回転中心から外側の向きに図６の
（ｂ）の液面506のように一方に傾く。このとき、音源5
08が設置されている箇所を反応容器が通過した際に側方
より音波507を照射すればこれまでの実施例と同様に被
攪拌物の液相、被攪拌物の液面における気液界面、気
相、反応容器壁の順にこれらが存在する方向に、かつ気
液界面に対して斜めに音波を照射することとなり、攪拌
混合を行う事ができる。この場合においても一つの音源
508で済み、また位置決め機構は高さを調節する直線移
動ステージ510あるいは図３の（ａ）に示すようなアレ
イ状音源223だけで済む。

【００４５】本化学分析装置ではサンプルを分注した後
に試薬を分注し、攪拌混合を行なうが、これらの順序が
逆でも同様な効果が得られる。

【００４６】上記図３，図４，図５，図６の各実施例に
よっても、前記図２に示した実施例と同様、被攪拌物21
3内部にヘラあるいはスクリューを入れることなく撹拌
が行われるので、被撹拌物のキャリーオーバーによる減
少やコンタミネーションの恐れがなく、また、被攪拌物
213内部にヘラあるいはスクリューを入れる必要がない
ので、反応容器の小型化すなわちサンプル及び試薬を微
量化することが可能となる。反応容器の小型化により、
反応容器を格納する反応ディスクを、反応容器の個数を
減らすことなく小型化でき、化学分析装置を全体として
小型化することができる。本実施例によればまた、気液
界面付近で音波により誘起される旋廻流れを利用して被
測定液を撹拌混合するので、反応容器が小型化され、被
測定液が微量になっても、被測定液を撹拌混合すること
が可能であり、被測定液に音場強度分布を与えて音響流
動を生じさせる場合よりも、小さい音響出力で撹拌する
ことができる。

【００４７】これまでの説明では、恒温槽114内に恒温
水214を満たして反応容器の恒温状態を保つ化学分析装
置を前提にしていたため、反応容器外部から音波を照射
し、恒温水214中を伝播させて反応容器内に音波を入射
させる伝達形態をとってきたが、反応容器を恒温水214
に浸して反応容器内の恒温状態を保つよりも音響的な伝
達特性が得られない方法で反応容器内の恒温状態を保つ
場合には、図７に示すような音響カップラ602を音源603
に取り付け、攪拌を行う際に反応容器601に密着させて
音源603からの音波を反応容器601内に入射させる事も可
能である。

【００４８】また、この音響カップラ602はただ音波を
伝播させるだけではなく、音波を制御する音響レンズ゛
的な機能をもたせることによってより効率の良い攪拌を
行う事も可能である。

【００４９】また、本化学分析装置の攪拌機構を洗浄機
構に補助的に用いれば、装置全体の性能向上が図れる。
上述したように洗浄機構では反応終了後のサンプル・試
薬混合物が吸引され、洗浄液が反応容器に吐出されたの
ち、再び吸引されて反応容器内壁の洗浄を行って、次の
検査にその反応容器が使われる。この洗浄液の反応容器
への吐出後に、これまで説明してきた攪拌機構によって
攪拌動作を行なえばより一層の洗浄効果が得られる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
より効率のよいサンプル・試薬の攪拌混合を可能とし、
かつ、キャリーオーバーを防止することができる。ま
た、より効率のよいサンプル・試薬の攪拌混合を可能と
し、かつ、検査自体をより微量のサンプル、試薬で行う
事ができる。また、より効率のよいサンプル・試薬の攪
拌混合を可能とし、かつ、装置全体をより小型にする事
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である化学分析装置の全体構成
を示す斜視図である。

【図２】図１に示す実施例の部分の詳細を示す縦断面図
である。

【図３】図２に示す音源をアレイ状音源とした例を説明
する概念図である。

【図４】図１に示す実施例の部分の詳細の他の例を示す
縦断面図及び動作シークェンスである。

【図５】本発明の他の実施例である化学分析装置の部分
の詳細を示す断面図である。

【図６】図１に示す実施例の部分の詳細の更に他の例を
示す縦断面図である。

【図７】本発明において、音響カプラを適用する場合の
説明図である。

【符号の説明】

101，212 反応ディスク 102，203，501，601 反応容器 103 サンプル用ターンテーブル 104 サンプルカップ 105 試薬ボトル 106 試薬用ターンテーブル 107 サンプリング機構 108 試薬分注機構 109 攪拌機構 110 測光機構 111 洗浄機構 112 コントローラ 113 コンソール 201，304，510 位置決め機構 202，504、508，603 音源 204 音波の照射範囲 205，218，502、506 液面 206 音源の位置及び照射方向の信号 209 圧電素子ドライバ 210 音波が照射されているときの液面 213 被攪拌物（被測定液） 214 恒温水 215，219 流動方向を示す矢印 216，220，307 旋廻流れを示す矢印 222 音波が照射されていないときの液面 223 アレイ状音源 225，228 波面 226 アレイ状音源 227 印加電圧 301 側方音源 302 下方音源 303 移動機構 305 側方からの音波 306 下方からの音波 402，404，503，507 音波 602 音響カプラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺山 孝男 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 三巻 弘 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 内田 裕康 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 三村 智憲 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 Ｆターム(参考） 2G058 BB02 BB15 BB16 BB17 CB04 CC00 CD04 CE08 EA02 EA04 FA01 FB03 FB12 GA02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有する反応容器と、その開口部
   よりサンプルおよび試薬を供給して前記反応容器内に被
   測定液を形成するサンプル・試薬供給手段と、反応中あ
   るいは反応が終了した前記被測定液の物性を計測する計
   測手段とを備えた化学分析装置において、前記反応容器
   外部に設けられ、この反応容器内部の被測定液の液面に
   対して平行に、あるいは斜めに液相から気相に向かう方
   向に音波を照射する音波発生手段を設けたことを特徴と
   する化学分析装置。
2. 【請求項２】 開口部を有する反応容器と、その開口部
   よりサンプルおよび試薬を供給して前記反応容器内に被
   測定液を形成するサンプル・試薬供給手段と、反応中あ
   るいは反応が終了した前記被測定液の物性を計測する計
   測手段とを備えた化学分析装置において、前記反応容器
   外部に設けられ、この反応容器内部の被測定液に対し
   て、被測定液の液相、被測定液の液面における気液界
   面、反応容器壁の順にこれらが存在する方向に音波を照
   射する音波発生手段を設けたことを特徴とする化学分析
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは２に記載の化学分析装
   置において、音波発生手段は、その発生する音波の強度
   および周波数が可変であることを特徴とする化学分析装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の化学分析装置におい
   て、各検査項目毎に音波の強度および周波数が、被測定
   液の性状に応じて自動的に制御される音波発生手段を設
   けたことを特徴とする化学分析装置。
5. 【請求項５】 請求項１あるいは２に記載の化学分析装
   置において、音波発生手段が、反応容器と音源の相対位
   置を変えることが可能な照射位置調節機構を有してなる
   ことを特徴とする化学分析装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の化学分析装置におい
   て、音波発生手段は、各独立に音波を発生する複数の音
   源をアレイ状に配列させた音波発生機構を有してなるこ
   とを特徴とする化学分析装置。
7. 【請求項７】 請求項１あるいは２に記載の化学分析装
   置において、反応容器の側面あるいは底面より、反応容
   器内の被測定液の液面に対して液体側から斜めに音波を
   入射させる音波発生手段を設けたことを特徴とする化学
   分析装置。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の化学分析装置におい
   て、反応容器の底面から上方に向かって被測定液に音波
   を照射する音源と、反応容器の側面から被測定液に液面
   に対して斜めになるように音波を照射する音源とを有す
   る音波発生手段を設けたことを特徴とする化学分析装
   置。
9. 【請求項９】 請求項１あるは２に記載の化学分析装置
   において、反応容器と音波発生手段の音源の間が液体あ
   るいは固体で満たされていることを特徴とする化学分析
   装置。