JP2002181811A - 生化学計測機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液の混合を計測部に影響を与えることなく行
う。 【解決手段】 上部に試験管８出し入れ用シャッタ３を
有し、一側面にセンサ４が取り付けられた暗箱２内に筒
状の試験管ホルダー２３を回転可能に支持し、このホル
ダー２３に羽根車２４を直結する。そして、暗箱２の下
部側面に羽根車２４にエアーを当てて回転させるため暗
箱２に供給用エアチューブ１２と排気用エアチューブ１
４を接続する。シャッタ３を開けて混合する液の入った
試験管８を入れ、供給用エアチューブ１２からエアーの
力により羽根車２４を回転させホルダー２３を回転させ
る。試験管８と液との摩擦により液は混合される。従来
液の混合は試験管８内に磁石を入れ暗箱底部に設けたス
ターラで磁石を回転させていたので、センサ４が磁界の
影響を受けるが、空気により試験管を回転させて混合さ
せるのでセンサ４への影響はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微量物質の定量な
どを行う一般的な生化学計測機器において、試薬と試料
などの液の混合をする試薬混合機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、「Ａ液とＢ液を１対１の割合で
混合する」のような場合、試験管などの容器にＡ液を定
量後分注する。同じようにＢ液を同量分注する。この
後、Ａ液とＢ液を混合させる。

【０００３】手分析の場合には、定量・分注にはメスピ
ペット、メスシリンダの器具を使用し、混合は手で試験
管を振ったり、試験管ミキサで振動を与えて混合したり
する。

【０００４】自動測定装置など機器側が自動で行う場合
は、定量・分注には分注器（注射器とモータとボールね
じなどの直動機構と制御機器を組み合わせ吸引と吐出を
制御できるもの）を使用し、混合はスターラ（磁石であ
る回転子を容器内に入れ外部の磁界の変動で磁石の回転
を制御するもの）や振とう器（容器の載った台をモータ
の動力で８の字の運動あるいは偏心や往復運動させる器
具）が一般的である。

【０００５】ルシフェリン、ルシフェラーゼ、ＡＴＰ
（アデノシン３リン酸）を混合すると発光する。この発
光量はそれぞれの物質の濃度に比例する。この原理を応
用した従来ＡＴＰ測定装置の混合・発光計測部の構成を
図１９〜図２１を用いて説明する。混合・発光計測部１
は、暗箱２と、暗箱２内底部に設けられたスターラ５
と、暗箱２の上部に設けられた試験管８出し入れ用の電
磁シャッタ３及び混合液の発光量を検出するセンサ４等
で構成されている。暗箱２は上部に試験管８の出し入れ
孔２ａを有し、側面にセンサ４取付孔２ｂ及びスターラ
５の電源コード挿通孔２ｃを有する。また、暗箱２内部
には試験管転倒防止用の孔６ａを有する試験管保持板６
が固定されている。電磁シャッタ３は開くと暗箱２の孔
２ａと連通し、試験管８の出し入れができるようにして
ある。スターラ５の電源コード挿通孔２ｃには遮光する
ための遮光チューブ７がジョイント７ａを介して取り付
けられており、この中にスターラ５の電源コード７を通
している。

【０００６】液の混合は、混合する液と攪拌用の磁石
（回転子）５ａを入れた試験管８を電磁シャッタ３を開
いて暗箱２内に入れ、スターラ５により試験管内の磁石
５ａを回転させて試験管８内の液を攪拌し混合する。混
合により発光する発光量はセンサ４で測定する。この場
合、センサ４はスターラ５や磁石１０の磁界の影響を受
ける。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来混合をスターラや
振とう器などを用い行う場合、混合が不十分であるとい
うことではなく、対応できない場合がある。その例を以
下に示す。

【０００８】（１）スターラを使用した混合では、磁石
を使用するため近くにある計測用のセンサーが磁界の影
響を受けて測定不能になったり、モータ電源開閉のスパ
ークでセンサーにノイズ出力にノイズが出たりする。

【０００９】（２）スターラ以外の混合に用いる器具で
もモーターと機械部品を組み合わせた駆動機構を必要と
するため、それらを収納する場所が必要でその分装置が
大きくなる。

【００１０】（３）空気中の酸素と反応して酸化する液
体の場合、従来の混合方法では混合時に空気に触れ酸化
するため、物性の変化が起こってしまう。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、光量計測センサに磁
界やモータ電源開閉のスパークなどの影響を与えること
のない構造が簡単な生化学計測機器の試薬混合機器を提
供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、試験管出し入
れ口及び測定部が設けられた密閉容器内において試験管
内の液を攪拌混合し測定する生化学計測機器において、
密閉容器に、エアーの供給口と排気口及びこのエアー供
給口から供給されるエアーの力により密閉容器内の試験
管を回転させる手段とを有し、試験管を回転させること
により試験管内の液を攪拌混合させることを特徴とす
る。

【００１３】または、密閉容器内に回転可能に支持され
た試験管設置部を有し、この密閉容器の外側に試験管設
置部に直結している羽根車と、この羽根車を回転させる
エアー供給口を有することを特徴とする。

【００１４】前記供給するエアーの前段に恒温装置や風
量調節弁を設けるとよい。また、試験管内の液が酸化す
る場合は、エアーの代わりに酸素を含まないガスを供給
して測定する。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施形態１ 実施形態１にかかるＡＴＰ測定装置の混合・発光計測部
の構成を図１〜図４を用いて説明する。混合・発光計測
部１Ａは、暗箱（密閉容器）２とその上部に設けた試験
管８出し入れ用の電磁シャッタ３及び暗箱２の側部に設
けた混合液の発光する発光量を検出するセンサ４と、試
験管８を回転させるための供給用エアーチューブ１２と
排気用エアーチューブ１４等で構成されている。

【００１６】暗箱２には、上部に電磁シャッタ３のシャ
ッタ窓と連通する試験管８の出し入れ用の孔２ａ、側壁
下部にセンサ４用の窓孔２ｂ、側壁上部にエアーチュー
ブ１２，１４用の孔２ｄ，２ｅがそれぞれ設けられてい
る。また暗箱２内部に試験管保持用の孔６ａを有する試
験管保持板６が固定されている。

【００１７】この試験管８の上部側面に３枚の短い半径
方向の羽根１１が接着されている。供給用エアーチュー
ブ１２用孔２ｄは、エアーが試験管８の羽根１１の側面
にほぼ直角に当たり試験管８が回転するように暗箱２側
壁の左右中心より少しずれた位置に設けられており、エ
アーチューブ１２はこの孔２ｄに取り付けられたエアー
供給口１３にジョイント１３ａを介して固定されてい
る。また、排気用エアーチューブ１４は暗箱２の孔２ｅ
に取り付けられたエアー排気口１５にジョイント１５ａ
を介して固定されている。

【００１８】液の混合は、混合する液を入れた試験管８
を試験管保持板６の孔６ａに入れ、上記エアーチューブ
１２に図示省略の送風機を用いてエアーを供給して行な
う。エアーチューブ１２にエヤーが供給されると、エア
ー供給口１３から噴射するエアーは試験管８の羽根１１
の側面に当たりその力で試験管８は羽根１１と共に回転
する。試験管８が回転すると中の液は試験管内面との摩
擦により攪拌され混合される。混合された液体は発光し
センサ４によりその発光量が計測される。

【００１９】この混合・発光計測部１Ａは、エアーで試
験管８を回転させているのでセンサ４の出力にノイズが
発生しない。また、スターラ等が暗箱２内にないので、
暗箱の高さを縮小できる。まお、試験管８出し入れのた
め、羽根１１の形状、長さ等は電磁シャッタ３の内径よ
りも小さくなるように決める。

【００２０】実施形態２ 実施形態２にかかるＡＴＰ測定装置の混合・発光計測部
の構成を図５〜図８を用いて説明する。混合・発光計測
部１Ｂは、暗箱２と電磁シャッタ３、発光量計測用セン
サ４と試験管８を回転させる試験管回転装置２５及び供
給用エアーチューブ１２と排気用エアーチューブ１４等
で構成されている。

【００２１】暗箱２には、上部に電磁シャッタ３と連通
する試験管８の出し入れ用の孔２ａ、側壁のほぼ中央に
センサ４用の窓孔２ｂ、側壁下部にエアーチューブ１
２，１４取付け用の孔２ｄ，２ｅがそれぞれ設けられて
いる。また、暗箱２内下部には中心部に軸受２２が取り
付けられた軸受板２１が固定され、暗箱２内上部には中
心部に試験管保持用の孔６ａを有する試験管保持板６が
固定されている。

【００２２】試験管回転装置２５は、上端が開口した筒
状の試験管挿入部２３ａとその下部の中心から下方に延
びる軸部２３ｂからなる試験管設置部２３と、軸部２３
ｂの端部に取り付けられた４枚の放射方向の羽根２４で
構成され、軸部２３ｂの基部が軸受板２１に設けられた
軸受２２より回転自在に支持されている。

【００２３】供給用エアーチューブ１２は供給するエア
ーが回転部２５の羽根２４に当たり試験管回転装置２５
が回転するように、暗箱２側壁下部の左右の中心より少
しずれた位置に設けられており、エアーチューブ１２は
この孔２ｄに取り付けられたエアー供給口１３にジョイ
ント１３ａを介して固定されている。また、排気用エア
チューブ１４は暗箱２の側部下部の孔２ｄに取り付けら
れたエアー排気口１５にジョイント１５ａを介して固定
されている。

【００２４】液の混合は、混合する液を入れた試験管８
を試験管回転装置２５試験管挿入部２３ａに入れ、上記
エアーチューブ１２に図示省略の送風機を用いてエアー
を供給して行なう。

【００２５】上記エアーチューブ１２にエアーを供給す
ると、エアー供給口１３から噴出するエアーは試験管回
転装置２５の羽根２４に当たり試験管回転装置２５が回
転し、試験管回転装置２５と共に試験管８が回転して試
験管８内の液は攪拌混合される。

【００２６】実施形態３ 実施形態３にかかるＡＴＰ測定装置の混合・発光計測部
の構成を図９〜図１１を用いて説明する。混合・発光計
測部１Ｃは、暗箱２と電磁シャッタ３、発光量計測用セ
ンサ４と試験管を回転させる試験管回転装置２５及びエ
アーチューブ３２等で構成されている。

【００２７】暗箱２１の側壁上部に電磁シャッタ３と連
通する試験管８の出し入れ用の孔２ａが、側壁下部に軸
受取付孔２ｆが、側壁中央部にセンサ４用の窓孔２ｂが
それぞれ設けられている。また、暗箱２内上部には中心
部に試験管保持用の孔６ａを有する試験管保持板６が固
定されている。

【００２８】試験管回転装置２５は、断面Ｕ字状の試験
管挿入部２３ａとその下部の中心から下方に延びる軸部
２３ｂとからなる試験管支持部と、この軸部２３ｂの端
部に取り付けられた４枚の放射方向の羽根２４で構成さ
れ、軸部２３の基部が暗箱２底部の軸受３１により回転
自在に支持されている。

【００２９】エアー供給口３２にはエアーチューブを介
してエアーが供給され、そのエアー供給口３２の先端か
ら出るエアーが試験管回転装置２５の羽根２４に当たり
試験管回転装置２５が回転するように、エアー供給口３
２が暗箱２の底面に金具３３で固定されている。

【００３０】上記エアー供給口３２にエアーチューブを
介してエアーを供給すると、先端から噴出するエアーは
試験管回転装置２５の羽根２４に当たり試験管回転装置
２５と共に試験管８が回転し、試験管８内の液は攪拌混
合される。

【００３１】この計測部１Ｃは、試験管回転装置２５の
羽根２４を回転させるためのエアーチューブ３２が暗箱
２の外にあるので、実施形態１，２のように排気用のチ
ューブ１５等を必要としない。

【００３２】実施形態４ 実施形態４にかかるＡＴＰ測定装置の混合・発光部の構
成を図１２〜図１４を用いて説明する。混合・発光計測
部１Ｄは、暗箱２内の試験管８に直接試料及び試薬を供
給できるように、暗箱２の側壁上部に２つの孔（図示省
略）を設け、この孔とほぼ同径の耐蝕性及び遮光性のあ
る配管４１，４２をその先端が試験管８の上部に位置す
るように通した。

【００３３】その他の構成は実施の形態２と変わりがな
いので、同一構成部分に同一符号を付し、重複する説明
を省略する。

【００３４】試験管８の出し入れは、配管４１，４２が
妨げとならないように所定長さ引き抜き電磁シャッタ３
を開けて行う。この暗箱２には配管４１，４２が２本あ
るので、２種類の試薬を分注することができる。分注は
電磁シャッタ３を開けて試料を入れた試験管８を暗箱２
に入れ、配管４１，４２の先端が試験管の中心の上部に
達するように所定長さ移動させ、配管４１又は４１，４
２を用いて１種又は２種の試薬を分注する。分注後実施
の形態2の場合と同様に、エアーにより試験管回転装置
２５を回転させて液の混合による発光をセンサ４を用い
て測定する。

【００３５】この混合・発光計測部１Ｄによれば、試料
に試薬を分注した瞬間から発光量を計測でき、感度向上
が期待できる。

【００３６】実施形態５ 上記実施形態１〜４ではエアーを試験管８に設けた羽根
又は試験管回転装置２５の羽根に当てている。このエア
ーは送風機から供給するが、実施の形態１，２，４の混
合・発光計測部１Ａ，１Ｂ，１Ｄでは暗箱２内にエアー
が供給される。

【００３７】実施形態５は、図１５に示すように、混合
・発光計測部１Ａ（又は１Ｂ，１Ｄ）の暗箱２内にエア
ーが供給されるエアーチューブ１２と送風機５１との間
に恒温槽５３を接続し、エアーチューブ１２に供給され
るエアーの温度を一定とし、暗箱２内の温度を所定温度
に保つようにした。実施形態５によれば、暗箱２内温度
が一定となるので、温度による測定誤差を回避できる。

【００３８】実施形態６ 実施形態６では、図１６に示すように、混合・発光計測
部１Ａ（又は１Ｂ，１Ｄ）の暗箱２内にエアーが供給さ
れるエアーチューブ１２と送風機５１との間に風量調節
弁５２と恒温槽５３を直列に接続した。風量調節弁５２
によりエアーの速度を調整することで、測定部１Ａ（又
は１Ｂ，１Ｄ）の暗箱２内試験管８の回転速度を調節で
きるようにした。このため、試験管８内の液の混合強度
の可変が可能になり、適切な混合強度での測定ができ
る。

【００３９】また、恒温槽５３によりエアー温度が所定
温度に保たれるので、温度による測定誤差を回避でき
る。

【００４０】実施形態７ 実施形態７では図１７に示すように、上記図１６の混合
・発光計測部１Ａ（又は１Ｂ，１Ｄ）のエアーチューブ
１２にエアーを送る代わりに窒素ガスボンベ７１から風
量調節弁５２、恒温槽５３を介して窒素ガスを供給する
ようにした。このため混合・発光計測部１Ａ（又は１
Ｂ，１Ｄ）の暗箱２に窒素ガスが供給されるので、酸素
を嫌う液の反応に対応することができる。

【００４１】なお、図１８に示すように、暗箱２内の回
転する試験管８の内にガラスビーズ６１を複数個入れて
おくと、試験管８が回転したとき中のガラスビーズ６１
が揺らぎ、液の混合を促進することができる。図１８は
実施形態２の試験管回転装置２５を示すものであるが、
他の実施形態においても回転する試験管の中にガラスビ
ーズを入れることにより、上記同様試験管の回転により
ガラスビーズ６１が揺らぎ、液の混合が促進される。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、以下に記載する効果を奏する。

【００４３】（１）エアーの供給により試験管を回転さ
せて液を混合させているので、従来スターラを用いた混
合のように磁石を使用しない。よって、計測用センサが
磁界の影響を受けて測定不能になったり、モータの電源
開閉のスパークでセンサにノイズが出たりすることがな
い。

【００４４】（２）混合に用いる器具はモータと機械部
品を組み合わせた駆動機構を必要とせず、構造が簡単で
ある。よって、その分装置を小さくできる。

【００４５】（３）空気中の酸素と反応して酸化する液
体を混合する場合、従来の方法では空気に触れるため物
性の変化が起こってしまうが、窒素ガスなどを供給する
ことにより酸化を防止しながら、計測をすることができ
る。

【００４６】（４）供給するエアーや窒素ガスの前後に
恒温槽を設ければ、測定部を一定の温度に保つことがで
き、一定温度の条件で混合、計測をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係るＡＴＰ測定装置の混合・発光
計測部を示す上面図。

【図２】図１のＡ１−Ａ１線断面図。

【図３】同、混合・発光計測部の側面図。

【図４】（ａ）は同、混合・発光計測部における試験管
の上平面図、（ｂ）は側面図。

【図５】実施形態２に係るＡＴＰ測定装置の混合・発光
計測部を示す上面図。

【図６】図５のＡ２−Ａ２線断面図。

【図７】同、混合・発光計測部の側面図。

【図８】（ａ）は同、混合・発光部における回転部の上
面図、（ｂ）は側断面図。

【図９】実施形態３に係るＡＴＰ測定装置の混合・発光
計測部を示す上面図。

【図１０】図９のＡ３−Ａ３断面図。

【図１１】同、混合・発光計測部の側面図。

【図１２】実施形態４に係るＡＴＰ測定装置の混合・発
光計測部を示す上面図。

【図１３】図１２のＡ４−Ａ４線断面図。

【図１４】同、混合・発光計測部の側面図。

【図１５】実施形態５に係るエアー供給部のブロック構
成図。

【図１６】実施形態６に係るエアー供給部のブロック構
成図。

【図１７】実施形態７に係る窒素供給部のブロック構成
図。

【図１８】試験管にガラスビーズを入れた状態を示す試
験管回転装置の断面図。

【図１９】従来例に係るＡＴＰ測定装置の混合・発光計
測部を示す上面図。

【図２０】図１９のＡ５−Ａ５断面図。

【図２１】同、混合・発光計測部の側面図。

【符号の説明】

１…混合・発光計測部 ２…暗箱、密閉容器 ３…試験管出し入れ用のシャッタ ４…発光量検出用のセンサ ５…スターラ ８…試験管 １１…羽根 １２，１４…エアーチューブ ２３…試験管設置部 ２４…羽根 ２５…回転部 ３２…エアー供給口 ４１，４２…液供給用の配管 ５１…送風機 ５２…風量調節弁 ５３…恒温装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高瀬 長武 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 福岡 正芳 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 2G045 HA05 JA07 2G057 AA14 AD03 BA01 BB01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験管出し入れ口及び測定部が設けられ
   た密閉容器内において試験管内の液を攪拌混合し測定す
   る生化学計測機器において、 密閉容器に、エアーの供給口と排気口及びこのエアー供
   給口から供給されるエアーの力により密閉容器内の試験
   管を回転させる手段とを有し、試験管を回転させること
   により試験管内の液を攪拌混合させることを特徴とする
   生化学計測機器。
2. 【請求項２】 前記試験管を回転させる手段は、前記エ
   アー供給口からのエアーが当たる試験管の表面に接着さ
   れた複数枚の羽根であることを特徴とする請求項１記載
   の生化学計測機器。
3. 【請求項３】 前記試験管を回転させる手段は、回転可
   能な試験管設置部と、この試験管設置部に設けられた前
   記エアー供給口からのエアーが当たる複数枚の羽根とか
   らなる試験管回転装置であることを特徴とする請求項１
   記載の生化学計測機器。
4. 【請求項４】 前記試験管設置部は、回転自在に支持す
   る軸と、この軸の上端に一体に設けられた試験管挿入部
   よりなり、前記複数枚の羽根は、前記軸に設けられてい
   ることを特徴とする請求項３記載の生化学計測機器。
5. 【請求項５】 試験管の出し入れ口及び測定部が設けら
   れた密閉容器内において試験管内の液を攪拌混合し測定
   する生化学計測機器において、 密閉容器内に回転可能に支持された試験管設置部を有
   し、この密閉容器の外側に試験管設置部に直結している
   羽根車と、この羽根車を回転させるエアー供給口を有す
   ることを特徴とする生化学計測機器。
6. 【請求項６】 請求項１において、 前記供給するエアーの前段に恒温装置を設けたことを特
   徴とする生化学計測機器。
7. 【請求項７】 請求項１において、 前記供給するエアーの前段に風量調節弁を設けたことを
   特徴とする生化学計測機器。
8. 【請求項８】 請求項１において、 前記エアー供給口に酸素を含まないガスを供給しながら
   混合、計測することを特徴とする生化学計測機器。