JP2004061173A - Sample preparing apparatus and sample analyzing apparatus using preparing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は試料調製装置とそれを用いた試料分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この発明に関連する従来技術としては、次のようなものが知られている。
複数の試薬ターンテーブルに、各々挿脱可能なピペットを有する複数の試薬容器をそれぞれ同心円状に複数列セットし、各試薬ターンテーブルに対応する複数のプローブを有する試薬文注機構により、各プローブに所望の試薬容器のピペットをそれぞれ連結して各ピペット内に所望量の試薬を吸引し、これら試薬を試薬容器からピペットを抜き出して所定の反応ラインに沿って搬送される複数の反応容器にそれぞれ分注し、分注後各ピペットを元の試薬容器に戻すようにして、一周期で複数項目の分析をランダムに行い得るよう構成したもの(例えば、特開平5−10957号公報参照)。
【0003】
サンプル容器が配列されたサンプルターンテーブルと、反応容器が配列された反応ターンテーブルと、サンプリングピペットと、試薬を収容する試薬容器が配列された試薬ターンテーブルと、試薬ピペットと、前記反応容器内のサンプルと試薬とを撹拌する撹拌装置を備え、撹拌装置は、反応容器内に進退可能に設けられた撹拌棒と、この撹拌棒を直進往復運動させる直進往復運動手段と、撹拌棒を回転運動させる回転運動手段とを備え、反応容器内で撹拌棒に直進往復運動と回転運動とを同時に行わせることにより、反応容器内のサンプルと試薬とを撹拌するようにした生化学自動分析装置(例えば、特開平10−62430号公報参照)。
【0004】
試料容器を周方向に配置した回転体と、該回転体によって保持される試料容器を収容し、該試料容器を所定温度に維持するための保温溝を有する非回転体とから成る生化学自動分析装置のターンテーブルにおいて、その主構成体である回転体と非回転体を上下方向に嵌合させると共に、該回転体の外周部に該回転体を回転させるための駆動機構を設けて組み立てたもの(例えば、特開2000−46840号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の試料調製装置においては、ターンテーブルの回転動作や検体および試料の撹拌動作などを、各々個別の駆動源(モータやエアシリンダ)によって行うようにしているため、その構成と制御が複雑になるという問題点があった。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、ターンテーブルの回転動作や、検体および試料の撹拌動作を単一の駆動源で行うことが可能な試料調製装置とそれを用いた分析装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、回転可能に支持されたターンテーブルと、第1の容器を収容し回転可能にターンテーブルに支持された第1ホルダーと、第2の容器を収容し回転可能に支持された第2ホルダーと、第1および第2の容器に対して液体を吸引又は吐出するピペットと、回転駆動源と、前記回転駆動源の回転力を伝達して第1ホルダーと第2ホルダーとターンテーブルとを回転させる動力伝達機構を備えてなる試料調整装置を提供するものである。
【0007】
この構成によれば、ターンテーブルの回転により第1容器をピペットの吸引又は吐出位置へ搬送する搬送動作と、第1ホルダーおよび第2ホルダーの回転により第1および第2容器を撹拌する動作を単一の回転駆動源により行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
この発明の試料調製装置によって調製される分析用試料とは、血液分析や尿分析用として検体を化学的に処理した試料である。検体としては、ヒトを含む哺乳類から採取された尿、腹水、胸水、骨髄液、たん汁、血液などの体液や、飲料用液体、有機又は無機食品などが挙げられる。
【0009】
検体に対する処理とは、検体が尿の場合には、それを例えば所定濃度に希釈して染色する処理であり、検体が血液の場合には、それを例えば希釈、染色、溶血するような処理である。
【0010】
第1の容器を検体容器として使用し、第2の容器を混合容器として使用することができる。
また、検体容器および混合容器として用いる場合には、第1および第2の容器には使い捨て可能な容器を用いることが衛生上好ましい。
また、この発明における特徴の1つは回転駆動源が単一であるということであるが、その回転駆動源に、ステッピングモータやエンコーダ付きサーボモータなどを好適に用いることができる。
【0011】
この発明において、動力伝達機構は、回転駆動源が正回転するときにその回転力をターンテーブルへ伝達し、逆回転するときにその回転力を第1ホルダーに伝達する第1機構と、回転駆動源の正逆回転時の回転力を第2ホルダーに伝達する第2機構とを備えてもよい。
【0012】
第1機構は、回転駆動源からの回転力をうけて回転する回転部材と、回転部材の回転力を磁気結合により第1ホルダーへ伝達する磁気的結合部材とを備えてもよい。
【0013】
第1機構は、回転駆動源の正回転時のみに回転力をターンテーブルへ伝達する一方向クラッチを備えてもよい。
動力伝達機構は、回転駆動源とターンテーブルと回転部材にそれぞれ設けられたプーリと、プーリ間を接続するベルトとを備えてもよい。
【0014】
第2機構は、回転駆動源と第2ホルダーとを結合する機械的結合部材を備えてもよい。
第2ホルダーは第2の容器を加温するヒータを備えてもよい。
また、この発明は、回転可能に支持されたターンテーブルと、第1の容器を収容しターンテーブルに支持された第1ホルダーと、第3の容器を収容しターンテーブルに支持された第3ホルダーと、直線移動可能なピペットとを備え、第1ホルダーと第3ホルダーがピペットの移動軌跡上に配置されるようにターンテーブルが構成されてなる試料調整装置を提供するものである。ここで、第3の容器には空の容器を用いることができる。
第2の容器を収容する第2ホルダーをさらに備え、第1ホルダーと第2ホルダーと第3ホルダーがピペットの移動軌跡上に配置されるように構成されてもよい。
さらに、この発明は、上記試料調製装置と、試料調製装置で調製された分析用試料を分析する分析部を備えた試料分析装置を提供するものである。
【0015】
実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによって、この発明が限定されるものではない。
試料調製装置
図1はこの発明に係る試料調製装置を示す正面図である。
同図に示すように主フレーム1には水平方向に摺動レール2が設けられ、摺動レール2は摺動子3を水平方向に摺動可能に支持する。
【0016】
また、主フレーム1は、ステッピングモータ4によって駆動する駆動プーリ5を支持すると共に、対応する従動プーリ6を回転可能に支持する。プーリ5と6との間にタイミングベルト7が摺動レール2と平行に懸架される。摺動子3は水平移動プレート8を搭載し、プレート8は連結具9によりタイミングベルト7に連結される。ここで、ステッピングモータ4が回転すると、その回転方向に応じて、プレート8が矢印X1又はX2方向に移動するようになっている。
【0017】
プレート8には垂直方向に3本の摺動レール10,11,12が設けられ、摺動レール10,11,12はそれぞれ摺動子13,14,15を垂直方向に摺動可能に支持する。
【0018】
プレート8は、ステッピングモータ16,17によりそれぞれ駆動する駆動プーリ18,19を支持すると共に、それらに対応する従動プーリ20と21を回転可能に支持する。プーリ18と20との間およびプーリ19と21との間には、それぞれタイミングベルト22と23が垂直方向に懸架される。
【0019】
摺動子13,14はそれぞれ支持部材24,25を介して第1ピペット28と第2ピペット29を搭載し、摺動子15は支持部材26を介してキャッチャ27を搭載する。なお、第1ピペット28は外周にピペットヒータ36を備え吸引した液体を42℃に加熱する。
【0020】
摺動子13は、連結具30によりタイミングベルト22に連結され、摺動子14,15はそれぞれ連結具31,32によりタイミングベルト23に連結される。ここで、ステッピングモータ16が回転すると、その回転方向に応じて第1ピペット28が矢印Y1又はY2方向に移動し、ステッピングモータ17が回転すると、その回転方向に応じて第2ピペット29とキャッチャ27とがそれぞれ矢印Y1又はY2方向に移動するようになっている。
【0021】
一方、支持フレーム41には、ターンテーブル42と、ターンテーブル回転機構部43と、混合容器回転機構部44と、回転駆動源としてのステッピングモータ45と、容器廃棄部46とを備える。また、支持フレーム47には、上端に第3ピペット48が固定されると共に、垂直方向に摺動レール49が固定される。摺動レール49は摺動子50を垂直方向に摺動可能に支持する。
【0022】
摺動子50は支持部材51を介して洗浄装置52を搭載する。なお、ストッパー53が支持フレーム47の下方に設けられ、摺動子50は、摺動レール49から下方へ離脱しないようにストッパー53により図1に示す位置で係止される。また、支持フレーム41の右隣りには載置台33が設けられ、その上に希釈液容器34が載置されている。
【0023】
図2は支持フレーム41の上面図、図3はターンテーブル回転機構部43の縦断面図、図4は混合容器回転機構部44の縦断面図、図5は検体容器回転機構部57の縦断面図である。
【0024】
図4に示すように、ステッピングモータ45の出力軸40にはプーリ53が結合される。図3に示すように、ターンテーブル42の駆動軸54には一方向クラッチ55を介してプーリ56が結合される。
【0025】
また、図5に示すように、ターンテーブル42と支持フレーム41との間に検体容器回転機構部57が設置され、機構部57は支持フレーム41上に軸59により回転可能に支持されたプーリ58を有する。
【0026】
そして、図2に示すようにプーリ53,56,58は1つのタイミングベルト60により接続される。つまり、ステッピングモータ45の回転力は、混合容器回転機構部44(図4)に伝達されると同時に、タイミングベルト60とプーリ53,56,58を介してターンテーブル回転機構部43(図3)と、検体容器回転機構部57(図5)へ伝達されるようになっている。
【0027】
なお、第3ピペット48、洗浄装置52、容器廃棄部46、プーリ53、プーリ58は、図2に示す直線L上に一列に整列され、第1ピペット28、第2ピペット29、キャッチャ27は、ステッピングモータ4の駆動により直線L上を移動するように設定されている。また、ターンテーブル42は後述する1つの検体チューブTとその両側の2つの空チューブTが直線L上に整列するように配置されている。
【0028】
以下、各部の構成を説明する。
ターンテーブル
図6はターンテーブル42の縦断面を示す構成説明図である。
同図に示すように、ターンテーブル42は、樹脂製の円盤状の容器搭載部61と、容器搭載部61を離脱可能に載置する非磁性材料製(ステンレス鋼又はアルミニウム製)の回転板62から構成される。図7および図8は回転板62から容器搭載部61を取りはずした状態を示すターンテーブル42の側面図と上面図である。
【0029】
これらの図に示すように、回転板62の上面には容器搭載部61を案内するためのガイドブロック63が設けられる。ガイドブロック63は回転板62の中心位置に位置決めピン65を備え、位置決めピン65は圧縮スプリング64により上向きに付勢されている。また、ガイドブロック63は回転板62の周縁位置に容器搭載部61に係止する突出部66を備える。
【0030】
図9は回転板62からとりはずした容器搭載部61の上面図、図10は図9のA−A矢視断面図、図11は図9のB−B矢視断面図、図12は容器搭載部61の底面図である。図9に示すように、容器搭載部61は、5つの空容器収容穴67と、検体容器を収容する5つの第1ホルダー68とを、径の異なる2つの同心円周上に等間隔に備える。
【0031】
また、容器搭載部61は、回転板62への装着時にガイドブロック63に嵌合する溝70を備え、溝70は容器搭載部61の中心位置に位置決めピン65を受入れるための位置決め穴69を備える。さらに、容器搭載部61は回転板62への着脱時に使用するハンドル71を上面に備えている。
【0032】
なお、この実施例の試料調製装置において、被検者から採取した検体を収容するための検体容器および検体と所定の溶液とを混合して分析用試料を調製するための混合溶器には、図15に示す使い捨て容器(以下チューブという)Tが用いられる。
【0033】
チューブTは、高さH=39,85±0.1mm,外径DT=7.6〜8.2mm,容積が約0.7mLのスチロール(透明)樹脂製円筒形容器で、後述するようにキャッチャ27により把持されるときの抜け落ちを防止するフランジF(外径DF=10mm)を上端周縁に備える。
【0034】
図10に示すように、第1ホルダー68は、容器搭載部61に設けられた5つの円筒形貫通凹部72の各々に下方から挿入され、非磁性材料製(ステンレス鋼又はアルミニウム製)の底板73により支持される。
【0035】
第1ホルダー68は上部にチューブTを受入れる穴74を備え、凹部72の周壁によりチューブTの軸を中心に回転可能に支持される。また、第1ホルダー68は下部に軸と直交する方向に貫通する棒磁石75を備え、底板73の下部からの回転磁界を受けると第1ホルダー68が軸中心に回転するようになっている。
【0036】
ターンテーブル回転機構部
図3に示すようにターンテーブル42の駆動軸54は、その基端がボス78を介して回転板62の裏面の中心に固定される。支持フレーム41はベアリングホルダ76を支持し、駆動軸54はベアリングホルダ76に保持されたベアリング77を介して支持フレーム41に回転可能に支持される。また、駆動軸54は一方向クラッチ79を介してベアリングホルダ76に固定される。
【0037】
一方、一方向クラッチ55は前述のようにプーリ56と駆動軸54との間に介在して両者を結合している。また、駆動軸54の先端に設けられたスパーギア80はダンパー81の回転軸に設けられたスパーギア82と噛み合っており、ダンパー81は常時駆動軸54に作用している。
【0038】
ここで、クラッチ55と79は次のように働く。
ステッピングモータ45(図2)が出力軸側から見て時計方向に回転し、それによってプーリ56が上から見て時計方向に回転すると、一方向クラッチ55がON(作動)、一方向クラッチ79がOFF(開放)となり、ターンテーブル42はダンパー81の作用を受けながら、上から見て時計方向に回転する。
【0039】
逆に、ステッピングモータ45が反時計方向に回転すると、一方向クラッチ55がOFF、一方向クラッチ79がONになり、それによって、駆動軸54はベアリングホルダ76に固定されて回転が阻止され、プーリ56が空転するようになっている。
【0040】
混合容器回転機構部
図4に示すように混合容器回転機構部44において、支持フレーム41上に設置された取付板84に円筒形の保持部材85が固定される。保持部材85には、中心に第2ホルダー86を上部から受入れる貫通孔がもうけられ、外周にフィルムヒータ87が巻き付けられている。
【0041】
第2ホルダー86は上部に混合容器としてのチューブTを受入れて保持する穴88を有する。また、保持部材85はその貫通孔に嵌入された筒形の薄いオイレスブッシュ89を備え、オイレスブッシュ89の内周面と第2ホルダー86の外周面とが接触して第2ホルダー86が軸中心に円滑に回転できるようになっている。
【0042】
一方、プーリ53の上部にはカップリング83が固定され、カップリング83は上方に突出する2本のピン90を備える。第2ホルダ86は底面に2つの穴を備え、2本のピン90を受入れる。それによって、第2ホルダー86はプーリ53に対して離脱可能に機械的に結合される。そこで、ステッピングモータ45が回転すると、第2ホルダー86はオイレスブッシュ89の作用によりに円滑に軸中心に回転する。
【0043】
検体容器回転機構部
図5に示すように検体容器回転機構部57において、プーリ58の上部に円筒形のマグネットカップリング91が嵌入固定され、マグネットカップリング91の上面にはプーリ58の軸59を中心として対称に2つの棒磁石92,93が垂直に埋設される。棒磁石92はN極がターンテーブル42と対向するように、また棒磁石93はS極がターンテーブル42と対向するように、それぞれ配置される。
【0044】
底板73と回転板62は前述のように非磁性体であるので、ターンテーブル42に内蔵された第1ホルダー68が、図5に示すようにマグネットカップリング91に対向するときには、棒磁石92のN極は棒磁石75のS極と、棒磁石93のS極は棒磁石75のN極と、互いに磁気的に引き合う。つまり、第1ホルダー68はマグネットカップリング91を介してプーリ58と磁気的に結合されることになる。従って、この状態でプーリ58が回転すると、それに伴って第1ホルダー68はチューブTの軸を中心に回転する。
【0045】
キャッチャ
図13および図14はそれぞれキャッチャ27の側面図および上面図である。これらの図に示すように、キャッチャ27は本体98と2つのフィンガ94,95を備え、2つのフィンガ94,95は、それぞれピン96,97によって矢印C,D方向に開くことができるように本体98に支持される。そして、フィンガ94,95は閉じる方向に引張スプリング99により付勢され、図14の状態に保持されている。
【0046】
そこで、固定されたチューブTに対して図13の矢印M方向にキャッチャ27が接近すると、フィンガ95,95はチューブTの側面を挟んで、フランジFに係止する。また、チューブTを固定した状態でキャッチャ27を図13の矢印Nに移動させるとキャッチャ27はチューブTから引き離される。
【0047】
試料調製装置による分析用試料の調製
まず、使用者は、図9に示す容器搭載部61の5つの第1ホルダー68の穴74の各々に、検体(例えば尿)を収容したチューブ(以下、検体チューブという)Tを装填すると共に、5つの空容器収容穴67の各々に空のチューブ(以下、空チューブという)Tを装填する。
【0048】
使用者はハンドル71を握って、容器搭載部61を図8に示す回転板62上に載置する。この際、図11に示す溝70に図8に示すガイドブロック63が挿入されるように、容器搭載部61を回転板62上で摺動させて押し込み、図6に示すように位置決めピン65を位置決め穴69へ圧縮スプリング64の付勢力により嵌入させる。それに伴って、容器搭載部61は突出部66に係止し、回転板62と同軸になるように位置決めされる。なお、容器搭載部61を回転板62から取りはずす場合には、この逆の動作を行えばよい。
【0049】
次に、次の工程(1)〜(17)が自動的に行われる。
(1)ステッピングモータ45が時計方向に回転し、それに伴ってターンテーブル42が所定の初期位置から時計方向に回転する。そして、図2に示すように1つの検体チューブTとその両側の2つの空チューブTが直線L上に整列すると、ステッピングモータ45が停止する。この時、中央の検体チューブTを収容する第1ホルダー68は、図5に示すようにマグネットカップリング91と対向する。
【0050】
(2)次に、図1に示すステッピングモータ4と17が駆動し、図2の直線L上にある2本の空チューブTの内、右側の空チューブTをキャッチャ27が把持して混合容器回転機構部44の第2ホルダー86へ挿入する。この時、混合容器回転機構部44のフィルムヒータ87(図4)にはすでに通電が行われ、第2ホルダー86の温度が42℃に維持されている。
【0051】
(3)次に、ステッピングモータ4と17が駆動し、第2ホルダー86に空チューブTを残してキャッチャ27を第2ホルダー86から引き離す。
(4)次に、ステッピングモータ4と16が駆動して第1ピペット28を希釈液容器34に挿入し、340μLの希釈液を吸引してピペットヒータ36で42℃に加熱する。
(5)次に、ステッピングモータ4と16が駆動して第1ピペット28を図2の直線L上に存在する検体チューブTへ挿入する。この時、第1ピペット28は検体チューブTの軸から偏心した位置に保持される。
【0052】
(6)次に、ステッピングモータ45が反時計方向に所定時間だけ回転する。それによって、プーリ58が反時計方向に回転し、直線L上の検体チューブTも反時計方向に回転する。検体チューブTの回転中に、第1ピペット28は検体チューブT内の検体をくり返し吸引・吐出する。偏心した第1ピペット28に対する検体チューブTの回転動作と、第1ピペット28の吸引・吐出動作により検体が十分に撹拌される。
【0053】
(7)次に、第1ピペット28は、撹拌された検体を50μLだけ吸引し、先に吸引した340μLの希釈液と共に42℃に加熱する。
(8)次に、ステッピングモータ4,16が駆動し、第1ピペット28を検体チューブTから引き抜き、前記工程(2)で第2ホルダー86に挿入されている空チューブTへ挿入する。この時、第1ピペット28は挿入された空チューブTの軸から偏心した位置に保持される。
【0054】
(9)次に、第1ピペット28は、42℃に加熱された340μLの希釈液と50μLの検体とを空チューブTへ吐出する。それと同時にステッピングモータ45が所定時間だけ反時計方向に回転する。従って、希釈液と検体とを収容したチューブ(以下、混合チューブという)Tも軸中心に回転する。
混合チューブTの回転中に、第1ピペット28は吸引・吐出動作をくり返す。偏心した第1ピペット28に対する混合チューブTの回転動作と、第1ピペット28の吸引・吐出動作により、均一に8倍に希釈された希釈検体が調製される。
【0055】
(10)次に、ステッピングモータ4,16が駆動し、第1ピペット28を混合チューブTから引き抜く。
(11)次に、ステッピングモータ4,17が駆動し、第2ピペット29を混合チューブTへ挿入する。この時、第2ピペット29は混合チューブTの軸から偏心した位置に保持される。
【0056】
(12)次に、第2ピペット29は、後述する染色液容器から10μLの染色液を吸引して混合チューブTへ吐出する。これと同時にステッピングモータ45が所定時間だけ反時計方向に回転する。従って、混合チューブTも軸中心に回転する。混合チューブTの回転中に第2ピペット29は吸引・吐出動作をくり返す。偏心した第2ピペット29に対する混合チューブTの回転動作と、第2ピペット29の吸引・吐出動作により、希釈検体に染色液が均一に混合され、分析用試料が調製される。
なお、調製された分析試料は混合容器回転機構部44のフィルムヒータ87により42℃に保温されている。
【0057】
(13)次に、ステッピングモータ4と17が駆動して第2ピペット29を混合チューブTから引き抜く。
(14)次に、ステッピングモータ4と17が駆動して、キャッチャ27により混合チューブTを第2ホルダー86から引き抜き、第3ピペット48まで搬送し、第3ピペット48を混合チューブTへ挿入させる。そして、第3ピペット48は混合チューブ1から分析用試料を吸引する。
(15)次に、ステッピングモータ4と17が駆動して、キャッチャ27が空になった混合チューブTを容器廃棄部46の廃棄穴35へ挿入して廃棄する。
【0058】
(16)次に、ステッピングモータ4と17が駆動して、キャッチャ27が洗浄装置52の上部を把持して持ち上げ、第3ピペット48を洗浄装置52へ挿入させる。それによって、第3ピペットが洗浄される。
(17)次に、ステッピングモータ4,16,17が駆動して洗浄装置52を図1に示す位置に戻すと共に、第1ピペット28、第2ピペット29、キャッチャ27および水平移動プレート8を図1に示す位置に戻す。
次に、ステッピングモータ45が時計方向に回転すると、新しい検体チューブTと空チューブTが図2の直線L上に配置され、次の分析用試料の調製に備える。
【0059】
試料分析装置
図16はこの発明に係る試料分析装置の光学系と流体系を示す説明図、図17はその制御系を示すブロック図である。
【0060】
光学系と流体系
図16に示すように、シースフローセル107は、分析用試料をオリフィス111に向って上方へ噴射するノズル106と、シース液供給口110と、排液口114を備える。シースフローセル107の近傍には、レーザ光源117,コンデンサレンズ118,ビームストッパー119,コレクタレンズ120,ピンホール121を有する遮光板130,ダイクロイックミラー122,フィルタ123,ホトマルチプライヤーチューブ124,ホトダイオード125が設けられている。
【0061】
シース液供給口110には陽圧で加圧されたシース液容器109がバルブ105を介して接続される。ノズル106には、バルブ101を介して試料調製装置(図1)の第3ピペット48が接続され、さらに、流路139とバルブ102を介して陰圧源が接続され、流路139のバルブ102側にシリンジポンプ133が接続されている。
【0062】
また、試料調製装置(図1)の第1ピペット28はシリンジポンプ131に接続され、第2ピペット29はシリンジポンプ132へバルブ103を介して接続されている。シリンジポンプ132は、さらにバルブ104を介して染色液容器112に接続されている。
【0063】
制御系
図17に示すように制御部134は、入力部135と分析部136からの出力を受けて、分析条件や分析結果を出力部138へ出力すると共に、図示しない複数の位置センサーや温度センサーの出力を受けて駆動回路部137を制御する。ここで、制御部134と分析部136は一体的にパーソナルコンピュータで構成され、入力部135と出力部138はそれぞれキーボードとCRTで構成される。
【0064】
駆動回路部137は、ステッピングモータドライブ回路,シリンジポンプドライブ回路、バルブドライブ回路およびヒータドライブ回路を備え、制御部134からの出力をうけて、ステッピングモータ4,16,17,45と、シリンジポンプ131〜133と、バルブ101〜105、フィルムヒータ87およびピペットヒータ36を駆動するようになっている。
【0065】
試料分析動作
図16および図17に示す構成において、まず、バルブ101,102を所定時間開けると、図1に示す試料調製装置で調製された分析用試料が陰圧により第3ピペット48を介してバルブ101と102の間の流路139に満たされる。その後、バルブ101,102を閉じる。
【0066】
次に、シリンジポンプ133が一定流量で流路139の試料をノズル106へ押し出すことにより、ノズル106から試料がシースフローセル107に吐出される。
それと同時にバルブ105を開けることによりシースフローセル107にシース液が供給される。
【0067】
これによって試料はシース液に包まれ、さらにオリフィス111によって細く絞られてシースフローを形成する。なお、オリフィス111は一辺が100〜300μmの角穴を有し、光学硝子で形成されている。
【0068】
このようにシースフローを形成することによって試料に含まれた粒子又は有形成分を一個ずつオリフィス111を介して一列に整列して流すことができる。オリフィス111を通過した試料とシース液は排液口114から排出される。
【0069】
そして、オリフィス111を流れる試料流126へレーザ光源117から出射されたレーザ光がコンデンサーレンズ118で楕円形に絞られて照射される。その楕円形のサイズは、試料の流れの方向には被験粒子径と同程度、例えば10μm前後であり、試料の流れ方向と直交する方向には被験粒子径より十分大きく、例えば100〜400μm程度である。
【0070】
試料中の粒子に当たらずそのままフローセル107を透過したレーザ光はビームストッパ119で遮光される。レーザ光をうけた粒子から発せられる前方散乱光及び前方蛍光はコレクターレンズ120により集光され、遮光板130のピンホール121を通過する。そして、ダイクロイックミラー122に到達する。
【0071】
散乱光より長波長の蛍光はそのままダイクロイックミラー122を透過し、フィルター123で更に散乱光が除かれた後にホトマルチプライヤーチューブ124で検出され、蛍光信号127(パルス状のアナログ信号)として出力される。また、散乱光はダイクロイックミラー122で反射され、ホトダイオード125で受光されて散乱光信号128(パルス状のアナログ信号)として出力される。そして、蛍光信号127と散乱光信号128は図17に示す分析部136へ入力される。
【0072】
分析部136は、散乱光信号128のパルス幅と最大値からそれぞれ散乱光パルス幅Fscwと散乱光強度Fscを算出する。
さらに、分析部136は、パルス状の蛍光信号127から同様に蛍光パルスF1wと蛍光強度F1を算出する。
【0073】
そこで、分析部136は、得られたFscw,Fsc,Flw,F1に基づいて分布図(ヒストグラムやスキャッタグラム)を作成し、赤血球、円柱、硝子円柱およびバクテリアなどの分類を行う。そして分類された粒子はカウント(計数)され、試料1μL当たりの数に換算される。また、その結果は各種分布図と共に出力部138に出力される。
【0074】
なお、図16に示すシリンジポンプ131は、前述の分析試料調製工程(4),(6),(7),(9)において作動し、第1ピペット28に検体や希釈液の吸引・吐出を行わせる。
【0075】
また、図16に示すシリンジポンプ132およびバルブ103,104は、前述の分析試料調製工程(12)において作動する。つまり、バルブ104を開いてシリンジポンプ132により染色液容器112から染色液を吸引し、次にバルブ104を閉じてバルブ103を開き、吸引した染色液を所定量だけシリンジポンプ132により第2ピペット29から吐出させる。また、バルブ103を開いてシリンジポンプ132を往復駆動することにより、第2ピペット29に吸引・吐出動作を行わせる。
【0076】
以上説明した実施例では、第1ホルダー68に収容された検体容器から吸引された検体を第2ホルダー86に収容された混合容器に吐出する構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の場所に配置された検体容器から吸引された検体を第1ホルダー68に収容された混合容器に吐出するなど、種々の構成とすることができる。
【0077】
【発明の効果】
この発明によれば、単一の回転駆動源により、ターンテーブルの回転動作と、検体容器および混合容器の撹拌動作を行うことができるので、試料調製装置の構成と制御が単純化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る試料調製装置を示す正面図である。
【図2】図1に示す装置の要部上面図である。
【図3】図1に示す装置の要部縦断面図である。
【図4】図1に示す装置の要部縦断面図である。
【図5】図1に示す装置の要部縦断面図である。
【図6】図1に示す装置の要部縦断面図である。
【図7】図1に示す装置から容器搭載部を除去した状態を示す側面図である。
【図8】図1に示す装置から容器搭載部を除去した状態を示す上面図である。
【図9】図1に示す装置の容器搭載部の上面図である。
【図10】図9のA−A矢視断面図である。
【図11】図9のB−B矢視断面図である。
【図12】図1に示す装置の容器搭載部の底面図である。
【図13】図1に示す装置のキャッチャの側面図である。
【図14】図1に示す装置のキャッチャの上面図である。
【図15】図1に示す装置に用いる使い捨て容器の側面図である。
【図16】この発明に係る試料分析装置の光学系と流体系を示す説明図である。
【図17】この発明に係る試料分析装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 主フレーム
2 摺動レール
3 摺動子
4 ステッピングモータ
5 駆動プーリ
6 従動プーリ
7 タイミングベルト
8 水平移動プレート
9 連結具
10 摺動レール
11 摺動レール
12 摺動レール
13 摺動子
14 摺動子
15 摺動子
16 ステッピングモータ
17 ステッピングモータ
18 駆動プーリ
19 駆動プーリ
20 従動プーリ
21 従動プーリ
22 タイミングベルト
23 タイミングベルト
24 支持部材
25 支持部材
26 支持部材
27 キャッチャ
28 第1ピペット
29 第2ピペット
30 連結具
31 連結具
32 連結具
33 載置台
34 希釈液容器
35 廃棄穴
40 出力軸
41 支持フレーム
42 ターンテーブル
43 ターンテーブル回転機構部
44 混合容器回転機構部
45 ステッピングモータ
46 容器廃棄部
47 支持フレーム
48 第3ピペット
49 摺動レール
50 摺動子
51 支持部材
52 洗浄装置
53 プーリ
54 駆動軸
55 一方向クラッチ
56 プーリ
57 検体容器回転機構部
58 プーリ
59 軸
60 タイミングベルト
61 容器搭載部
62 回転板
63 ガイドブロック
64 圧縮スプリング
65 位置決めピン
66 突出部
67 空容器収容穴
68 第1ホルダー
69 位置決め穴
70 溝
71 ハンドル
72 貫通凹部
73 底板
74 穴
75 棒磁石
76 ベアリングホルダ
77 ベアリング
78 ボス
79 一方向クラッチ
80 スパーギア
81 ダンパー
82 スパーギア
83 カップリング
84 取付板
85 保持部材
86 第2ホルダー
87 フィルムヒータ
88 穴
89 オイレスブッシュ
90 ピン
91 マグネットカップリング
92 棒磁石
93 棒磁石
94 フィンガ
95 フィンガ
96 ピン
97 ピン
98 本体
99 引張スプリング
100 引張スプリング
101 バルブ
102 バルブ
103 バルブ
104 バルブ
105 バルブ
106 ノズル
107 シースフローセル
108 シースフローセル
109 シース液容器
110 シース液供給口
111 オリフィス
112 染色液容器
114 排液口
117 レーザ光源
118 コンデンサレンズ
119 ビームストッパ
120 コレクタレンズ
121 ピンホール
122 ダイクロイックミラー
123 フィルター
124 ホトマルチプライヤーチューブ
125 ホトダイオード
126 試料流
127 蛍光信号
128 散乱L光信号
129 散乱L光信号
130 遮光板
131 シリンジポンプ
132 シリンジポンプ
133 シリンジポンプ
134 制御部
135 入力部
136 分析部
137 駆動回路部
138 出力部
139 流路
F フランジ
T チューブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sample preparation device and a sample analyzer using the same.
[0002]
[Prior art]
The following are known as prior arts related to the present invention.
In a plurality of reagent turntables, a plurality of reagent containers each having a detachable pipette are set in a plurality of rows concentrically, and a reagent statement injection mechanism having a plurality of probes corresponding to each reagent turntable is used for each probe. The pipettes of the desired reagent containers are connected to each other, a desired amount of the reagent is aspirated into each pipette, and these reagents are withdrawn from the reagent containers and divided into a plurality of reaction containers which are conveyed along a predetermined reaction line. The pipette is configured such that each pipette is returned to the original reagent container after dispensing, so that analysis of a plurality of items can be performed at random in one cycle (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-10957).
[0003]
A sample turntable in which sample containers are arranged, a reaction turntable in which reaction containers are arranged, a sampling pipette, a reagent turntable in which reagent containers containing reagents are arranged, a reagent pipette, and the inside of the reaction container A stirrer for stirring the sample and the reagent is provided, and the stirrer is provided with a stir bar provided to be able to advance and retreat in the reaction vessel, a linear reciprocating means for linearly reciprocating the stir bar, and rotating the stir bar. A biochemical automatic analyzer that includes a rotating motion means and simultaneously agitates the sample and the reagent in the reaction vessel by causing the stirring rod to simultaneously perform the linear reciprocating motion and the rotating motion in the reaction vessel. See JP-A-10-62430).
[0004]
Automatic biochemical analysis comprising a rotating body in which a sample container is arranged in a circumferential direction, and a non-rotating body containing a sample container held by the rotating body and having a heat retaining groove for maintaining the sample container at a predetermined temperature. A turntable of a device, in which a rotating body and a non-rotating body, which are main components thereof, are vertically fitted, and a drive mechanism for rotating the rotating body is provided on an outer peripheral portion of the rotating body. (See, for example, JP-A-2000-46840).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional sample preparation apparatus, since the rotation operation of the turntable and the stirring operation of the sample and the sample are performed by respective individual driving sources (motors and air cylinders), the configuration and control thereof are complicated. There was a problem of becoming.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a sample preparation apparatus capable of performing a rotation operation of a turntable and a stirring operation of a specimen and a sample with a single driving source, and an analysis using the same. An apparatus is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a turntable rotatably supported, a first holder accommodating the first container and rotatably supported by the turntable, and a second holder accommodating the second container and rotatably supported. A holder, a pipette for sucking or discharging the liquid to the first and second containers, a rotary drive source, and transmitting the torque of the rotary drive source to the first holder, the second holder, and the turntable. An object of the present invention is to provide a sample adjustment device including a power transmission mechanism for rotating.
[0007]
According to this configuration, the operation of transporting the first container to the suction or discharge position of the pipette by rotating the turntable and the operation of stirring the first and second containers by rotating the first holder and the second holder are simply performed. It can be performed by one rotation drive source.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The analysis sample prepared by the sample preparation device of the present invention is a sample obtained by chemically treating a sample for blood analysis or urine analysis. Samples include bodily fluids such as urine, ascites, pleural effusion, bone marrow fluid, tannin, and blood, beverages, and organic or inorganic foods collected from mammals including humans.
[0009]
When the specimen is urine, the processing is, for example, a processing of diluting the urine to a predetermined concentration and staining it, and when the specimen is blood, for example, a processing of diluting, staining, and hemolyzing it. is there.
[0010]
The first container can be used as a sample container and the second container can be used as a mixing container.
When used as a sample container and a mixing container, it is preferable from a sanitary point of view that disposable containers are used as the first and second containers.
One of the features of the present invention is that there is a single rotary drive source, and a stepping motor or a servomotor with an encoder can be suitably used as the rotary drive source.
[0011]
In the present invention, the power transmission mechanism transmits a rotational force to the turntable when the rotational drive source rotates forward, and transmits the rotational force to the first holder when the rotational drive source rotates reversely; A second mechanism for transmitting a rotational force at the time of forward and reverse rotation of the source to the second holder.
[0012]
The first mechanism may include a rotating member that rotates by receiving a rotational force from a rotational drive source, and a magnetic coupling member that transmits the rotational force of the rotational member to the first holder by magnetic coupling.
[0013]
The first mechanism may include a one-way clutch that transmits a rotational force to the turntable only when the rotary drive source rotates forward.
The power transmission mechanism may include a pulley provided on the rotary drive source, the turntable, and the rotating member, respectively, and a belt connecting between the pulleys.
[0014]
The second mechanism may include a mechanical coupling member that couples the rotary drive source and the second holder.
The second holder may include a heater for heating the second container.
The present invention also provides a turntable rotatably supported, a first holder accommodating the first container and supported by the turntable, and a third holder accommodating the third container and supported by the turntable. And a pipette that can move linearly, and a sample preparation device provided with a turntable such that the first holder and the third holder are arranged on the movement trajectory of the pipette. Here, an empty container can be used as the third container.
A second holder accommodating the second container may be further provided, and the first holder, the second holder, and the third holder may be configured to be arranged on a movement locus of the pipette.
Further, the present invention provides a sample analyzer provided with the above-described sample preparation device and an analyzer for analyzing an analysis sample prepared by the sample preparation device.
[0015]
Example
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. This does not limit the present invention.
Sample preparation device
FIG. 1 is a front view showing a sample preparation device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the main frame 1 is provided with a sliding
[0016]
The main frame 1 supports a driving
[0017]
The plate 8 is provided with three sliding
[0018]
The plate 8
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
On the other hand, the
[0022]
The
[0023]
2 is a top view of the
[0024]
As shown in FIG. 4, a
[0025]
As shown in FIG. 5, a sample
[0026]
Then, the
[0027]
Note that the
[0028]
Hereinafter, the configuration of each unit will be described.
Turntable
FIG. 6 is a configuration explanatory view showing a vertical section of the
As shown in the figure, the
[0029]
As shown in these figures, a
[0030]
9 is a top view of the
[0031]
The
[0032]
In the sample preparation apparatus of this embodiment, a sample container for accommodating a sample collected from a subject and a mixing dissolver for preparing a sample for analysis by mixing the sample and a predetermined solution include: A disposable container (hereinafter referred to as a tube) T shown in FIG. 15 is used.
[0033]
Tube T has height H = 39,85 ± 0.1 mm, outer diameter DT= 7.6-8.2 mm, a cylindrical container made of styrene (transparent) resin having a volume of about 0.7 mL, and a flange F (outer diameter D) for preventing falling off when being gripped by the
[0034]
As shown in FIG. 10, the
[0035]
The
[0036]
Turntable rotation mechanism
As shown in FIG. 3, the
[0037]
On the other hand, the one-way clutch 55 is interposed between the
[0038]
Here, the
When the stepping motor 45 (FIG. 2) rotates clockwise as viewed from the output shaft side and thereby the
[0039]
Conversely, when the stepping
[0040]
Mixing container rotation mechanism
As shown in FIG. 4, in the mixing
[0041]
The
[0042]
On the other hand, a
[0043]
Sample container rotation mechanism
As shown in FIG. 5, in the sample
[0044]
Since the
[0045]
Catcher
13 and 14 are a side view and a top view of the
[0046]
Then, when the
[0047]
Preparation of sample for analysis by sample preparation device
First, the user loads a tube (hereinafter, referred to as a sample tube) T containing a sample (eg, urine) into each of the
[0048]
The user holds the
[0049]
Next, the following steps (1) to (17) are automatically performed.
(1) The stepping
[0050]
(2) Next, the stepping
[0051]
(3) Next, the stepping
(4) Next, the stepping
(5) Next, the stepping
[0052]
(6) Next, the stepping
[0053]
(7) Next, the
(8) Next, the stepping
[0054]
(9) Next, the
While the mixing tube T is rotating, the
[0055]
(10) Next, the stepping
(11) Next, the stepping
[0056]
(12) Next, the
The prepared analysis sample is kept at 42 ° C. by the
[0057]
(13) Next, the stepping
(14) Next, the stepping
(15) Next, the stepping
[0058]
(16) Next, the stepping
(17) Next, the stepping
Next, when the stepping
[0059]
Sample analyzer
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an optical system and a fluid system of the sample analyzer according to the present invention, and FIG. 17 is a block diagram showing a control system thereof.
[0060]
Optical and fluid systems
As shown in FIG. 16, the
[0061]
A sheath
[0062]
The
[0063]
Control system
As shown in FIG. 17, the
[0064]
The
[0065]
Sample analysis operation
In the configuration shown in FIGS. 16 and 17, first, when the
[0066]
Next, the sample is discharged from the
At the same time, the sheath liquid is supplied to the
[0067]
As a result, the sample is wrapped in the sheath liquid and further narrowed down by the
[0068]
By forming the sheath flow in this manner, the particles or formed components contained in the sample can be flowed in a line through the
[0069]
Then, a laser beam emitted from the
[0070]
Laser light that has passed through the
[0071]
Fluorescence having a wavelength longer than the scattered light passes through the
[0072]
The
Further, the
[0073]
Thus, the
[0074]
The
[0075]
The
[0076]
In the embodiment described above, the sample sucked from the sample container stored in the
[0077]
【The invention's effect】
According to the present invention, the rotation operation of the turntable and the stirring operation of the sample container and the mixing container can be performed by a single rotary drive source, so that the configuration and control of the sample preparation device are simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a sample preparation device according to the present invention.
FIG. 2 is a top view of a main part of the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of the apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part of the device shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part of the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a side view showing a state where a container mounting portion is removed from the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a top view showing a state where a container mounting portion is removed from the apparatus shown in FIG.
9 is a top view of a container mounting portion of the device shown in FIG.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 9;
11 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 9;
12 is a bottom view of the container mounting portion of the device shown in FIG.
FIG. 13 is a side view of a catcher of the device shown in FIG. 1;
14 is a top view of the catcher of the device shown in FIG.
FIG. 15 is a side view of a disposable container used in the apparatus shown in FIG.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an optical system and a fluid system of the sample analyzer according to the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a control system of the sample analyzer according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Main frame
2 sliding rail
3 slider
4 stepping motor
5 drive pulley
6 driven pulley
7 Timing belt
8mm horizontal moving plate
9 Connector
10 sliding rail
11 sliding rail
12mm sliding rail
13 slider
14 slider
15 slider
16 stepping motor
17 stepping motor
18 drive pulley
19 drive pulley
20 ° driven pulley
21 driven pulley
22mm timing belt
23mm timing belt
24 support member
25mm support member
26 support member
27 catcher
28 first pipette
29
30 connector
31 connector
32mm connector
33 mounting table
34 diluent container
35mm disposal hole
40 ° output shaft
41 support frame
42 turntable
43 turntable rotation mechanism
44 ° rotation mechanism for mixing vessel
45 ° stepper motor
46 Container Disposal Department
47 support frame
48 3rd pipette
49 sliding rail
50mm slider
51 support member
52 cleaning equipment
53 pulley
54 ° drive shaft
55 ° one-way clutch
56 pulley
57 ° sample container rotation mechanism
58mm pulley
59 ° axis
60 ° timing belt
61 container mounting part
62 ° rotating plate
63 guide block
64mm compression spring
65 ° positioning pin
66 ° projection
67 Empty container receiving hole
68mm first holder
69 positioning hole
70mm groove
71mm handle
72 ° through recess
73 bottom plate
74mm hole
75mm bar magnet
76 bearing holder
77 bearing
78 boss
79 one way clutch
80 ° spur gear
81mm damper
82 spur gear
83 coupling
84 mounting plate
85 ° holding member
86 2nd holder
87mm film heater
88mm hole
89 OILES bush
90 pin
91 magnetic coupling
92mm bar magnet
93 mm bar magnet
94 finger
95 finger
96mm pin
97mm pin
98 body
99 tension spring
100mm extension spring
101 valve
102 valve
103 valve
104 valve
105 valve
106 nozzle
107 ° sheath flow cell
108 ° sheath flow cell
109 sheath liquid container
110 ° sheath liquid supply port
111 orifice
112 staining solution container
114 drain
117 ° laser light source
118 condenser lens
119 beam stopper
120 ° collector lens
121 pinhole
122 dichroic mirror
123 filter
124 Photo Multiplier Tube
125 ° photodiode
126 Sample flow
127 fluorescent signal
128 ° scattered L light signal
129 ° scattered L light signal
130 light shield plate
131 syringe pump
132 syringe pump
133 syringe pump
134 control unit
135 input section
136 Analysis Department
137 drive circuit
138 output section
139 flow path
F flange
T tube
Claims (10)
第1の容器を収容し回転可能にターンテーブルに支持された第1ホルダーと、
第2の容器を収容し回転可能に支持された第2ホルダーと、
第1および第2の容器に対して液体を吸引又は吐出するピペットと、
回転駆動源と、
前記回転駆動源の回転力を伝達して第1ホルダーと第2ホルダーとターンテーブルとを回転させる動力伝達機構を備えてなる試料調整装置。A turntable supported rotatably,
A first holder accommodating the first container and rotatably supported by the turntable;
A second holder that accommodates the second container and is rotatably supported;
A pipette for sucking or discharging liquid to the first and second containers,
A rotary drive source,
A sample preparation device comprising a power transmission mechanism for transmitting the rotational force of the rotary drive source to rotate the first holder, the second holder, and the turntable.
第1の容器を収容しターンテーブルに支持された第1ホルダーと、
第3の容器を収容しターンテーブルに支持された第3ホルダーと、
直線移動可能なピペットとを備え、
第1ホルダーと第3ホルダーがピペットの移動軌跡上に配置されるようにターンテーブルが構成されてなる試料調整装置。A turntable supported rotatably,
A first holder that houses the first container and is supported by the turntable;
A third holder that houses the third container and is supported by the turntable;
With a linearly movable pipette,
A sample preparation device comprising a turntable configured such that a first holder and a third holder are arranged on a movement locus of a pipette.
第1ホルダーと第2ホルダーと第3ホルダーがピペットの移動軌跡上に配置されるように構成されてなる請求項8記載の試料調整装置。A second holder accommodating the second container;
9. The sample preparation device according to claim 8, wherein the first holder, the second holder, and the third holder are arranged on a movement locus of the pipette.
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- 2002-07-25 JP JP2002216853A patent/JP2004061173A/en active Pending
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