JP2005537127A - 正弦波混合作用を使用して液体サンプルを混合する方法および装置 - Google Patents

Abstract

高速で一定の正弦波パターンを描いて容器を前後に運動させることによって容器内に保持された液体内に渦状混合作用を発生させる方法である。溶液に作用している運動量力が、外部の混合部材を用いることなく、溶液の内部混合運動を発生させる。

Description

本発明は、サンプル液、試薬または他の溶液を均質に混合する方法および装置に関する。特に、本発明は、容器の正弦波混合作用を発生させることによって液体を容器内で迅速かつ均質に混合する方法を提供する。

自動微生物学および臨床化学アナライザは、尿、血清、血漿、脳脊髄液、痰などの体液内の微生物および被検物質の存在を識別する。自動微生物学および自動臨床化学アナライザは、生産性を向上させ、臨床検査室が大量の試験数から生じる作業負担に対処することを可能にする。自動システムは、感染または疾病と診断された患者を効果的に治療できる抗生物質または薬剤のタイプに関するより迅速かつより正確な結果ならびに有益な情報を臨床医に提供できる。完全に自動化されたアナライザでは、微生物または被検物質および効果的なタイプの抗生物質または薬剤を識別するには多くの異なったプロセスが必要である。これらのプロセス全体を通じて、患者のサンプル液および種々の液体試薬および抗生物質と組み合わせたサンプルを高度の均質性をもって混合する必要があることがしばしばであり、これにより、占有空間を最小限に抑えた高速で低コストのミキサに対する要望が生じている。

上記のようなアナライザは、微量の生物学的液体サンプルに種々の分析プロセスを実施するが、大部分のアナライザでは、患者の生物学的サンプルを、特にそれが液体状態のときに、分析用試薬または希釈液その他の液体と、または再水和組成物とさえ均質に混ぜ合わせてからこの均質混合状態を保ったまま分析モジュールに与えることが重要である。生化学アナライザにおいては、ブイヨンのような他の液体を使用前に均質に撹拌する必要があることもある。撹拌、混合、ボールミル粉砕などを含めて、均質なサンプル溶液混合を行う種々の方法が実施されてきた。１つの普及している方法では、ピペットを使用して液体容器内の溶液の一部を交互に吸引、放出する。液体サンプルと液状または非溶解の試薬の溶液（ここではサンプル溶液と呼ぶ）に渦混合作用を導入している磁気混合もまた、臨床および検査室装置において特に有用であった。このような混合の代表的なものが米国特許第６,３８２,８２７号に開示されている。そこでは、液体容器内の溶液を、自由に配置されたその容器中でほぼ円形パターンを描いて液体中で急速に振動する球面混合用部品によって混合している。球面混合用部品は、液体容器に近接して磁場を高速でほぼ円形パターンを描くように回転させることによって溶液内で急速に動かされる。磁気混合用部品に作用する磁力により該部品が溶液内に混合運動を発生させる。

米国特許第４,７２０,３７４号に記載されているような超音波混合技術では、超音波エネルギをパッケージの外面から付与して反応区画に作用させる。その結果、反応区画内の固形材料タブレットが溶解するか、または、反応区画内に収容されている液体が均質に混合する。容器は、互いに間隔を置いて装着された超音波処理向上用突起のアレイを包含することができ、このアレイがタブレット受け取り用くぼみおよび容器体積の残部の両方と連通する再循環チャネルを与え、その結果、使用時に、突起が比較的高い超音波エネルギ・ゾーン内に錠剤材料を閉じ込めると同時に、高エネルギ・ゾーンからチャネルを通して水和用液体を流し、それによって、錠剤材料を急速に溶解させるように作用する。

米国特許第６,３８２,８２７号は、自由に配置された球面混合用部品を容器の液体内でほぼ円形のパターンを描くように急速に振動させることによって液体容器に収容された溶液を混合する。この球面混合用部品は、液体容器に近接して磁場を高速でほぼ円形パターンを描くように回転させることによって溶液内で急速に動かされる。磁気混合用部品に作
用する磁力により、該部品が溶液内に混合運動を発生させる。

米国特許第５,８２４,２７６号は、コンタクトレンズが容器内で上下に移動するが、長期間にわたって容器と接触することがないように溶液の流れを振動させながら付与することによってコンタクトレンズを清掃する。この方法では、容器内の溶液に物品を吊り下げ、物品が容器の内面と実質的にまたは長い間接触することがないようにしている。所定流量の溶液が容器内へ送られて上向きの力を与える。この上向きの力は、浮力と一緒になって、物品が溶液よりも比重が大きいときに物品に加わる下向きの重力に打ち勝つ。あるいは、物品の比重が処理溶液よりも小さい場合には、容器の頂部で流れを発生させてほぼ安定した状態を得る。

したがって、磁気ミキサの物理的寸法を最小限に抑えるという試みに伴って行われる少量の溶液の混合で遭遇した問題について従来技術で採用された種々の方法の研究から、簡略化した、スペース効率の良い液体サンプルおよび／またはサンプル・試薬ミキサの設計についての改良方法の必要性があることがわかる。特に、マルチウェル・トレイにおける１つもしくはそれ以上のウェルに収容された溶液、または、サンプル・チューブ・ラック内に保持されたチューブ内に収容された溶液を、トレイまたはチューブを別の混合部位へ移動させる機構なしに、迅速かつ均質に混合できるミキサの必要性がある。さらに、溶液分析に必要な時間に悪影響を与えることなく多数の混合プロセスを達成できるような高速で液体を混合する方法の必要性がある。さらにまた、溶液分析のコスト削減に好ましい影響を及ぼすように一方向性の混合運動を有する混合装置用の方法の必要性もある。

従来技術におけるこれらの欠点の多くは、本発明の方法を用いて克服される。本発明は、高速で一定の正弦波パターンを描いて容器を前後に運動させることによって容器内に保持された液体内で渦状混合作用を発生させる方法を提供する。溶液に作用する運動量力は、外部の混合部品を用いずに溶液の内部混合運動を発生させる。ストローク量および振動数は、容器の幾何学的なサイズに応じて最適化するとよい。

本発明は、本出願の一部をなす添付図面と関連して行った以下の詳細な説明からより完全に理解して貰えよう。

図１はこの技術分野で知られたものと同様の単一の在来型自動臨床アナライザの概略平面図であり、
図２は図１の自動アナライザの拡大部分概略平面図であり、
図３Ａおよび３Ｂは図１のアナライザで使用できるサンプル・ラック移送システムの斜視図であり、
図４は本発明を実施する際に使用できるマルチウェル・アリクォット容器の斜視図であり、
図５は本発明を実施する際に使用できる、図１のものと同様の一対の自動臨床アナライザの概略平面図であり、
図６は本発明を有効に使用し得るサンプリング・トラックと一体化した自動アリクォット容器アレイ保管・取り扱いユニットの斜視図であり、
図６Ａは本発明の１つの実施態様を示している図６の自動アリクォット容器アレイ保管・取り扱いユニットの一部拡大斜視図であり、
図７は本発明を実施する際に使用できるアリクォット容器アレイの平面図であり、
図７Ａは図７のアリクォット容器アレイの一部断面図であり、
図８は本発明の別の実施態様の一部斜視図である。

図１は、図２と共に、本発明を実施するのに便利である単一の在来型自動化学アナライザ１０の諸要素を概略的に示しており、このアナライザ１０は、キュベット・ポート２０を含む外側キュベット環１４とキュベット・ポート２２を含む内側キュベット環１６とを支持している反応回転コンベヤ１２を含み、これらの外側キュベット環１４および内側キュベット環１６は、開放溝１８によって分離されている。キュベット・ポート２０、２２は、複数の反応キュベット２４を受け入れるようになっており、これらの反応キュベット２４は、普通は、底部が閉じた開放中央反応部分と、試薬およびサンプル液を添加できるようにキュベット２４の頂部に設けた開口とを有する小型の、平らな壁のあるＵ字形容器として形成されている。反応回転コンベヤ１２は、一定速度で一定方向における段階的移動を行うように回転可能であり、この段階的移動は一定の停留時間によって分けてあり、この停留時間中に、回転コンベヤ１２は静止状態に保たれ、そして、回転コンベヤ１２に近接して設置したアッセイ操作装置３２がキュベット２４内に収容されているアッセイ混合物上で作動できる。

２つの温度制御式試薬保管領域２６、２８が、各々、複数の試薬カートリッジ３０を格納しており、カートリッジ３０は、たとえば、米国特許第４,７２０,３７４号または本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願番号第０９／９４９,１３２号に記載され、イリノイ州ディアフィールドのＤａｄｅ Ｂｅｈｒｉｎｇ Ｉｎｃ.によって、商品名ＦＬＥＸ^(R)カートリッジとして販売されているような多区画式試薬容器であり、所与のアッセイを実施するのに必要に応じて試薬を収容している。選択的に開けられる蓋（図示せず）が、試薬保管領域２６、２８の各々を覆っていてカートリッジ３０へアクセスできるようになっている。説明を簡単にするため、３つの試薬カートリッジ３０だけが試薬保管領域２６のカットアウト部分の下方に配置された状態で図２に概略的に示してあるが、同様の試薬カートリッジ３０が試薬保管領域２８内にも配置されている。シャトル手段（図示せず）が個々のカートリッジ３０を在来型試薬吸引・計量分配プローブ２７、２９用のアクセスポートに移動させる。図示のように、保管領域２８が外側キュベット環１４の円周の外側に設置してあると便利であり、試薬保管領域２６が内側キュベット環１６の円周の内側に設置してあると便利であろう。

本発明を実施できるものと同様の臨床アナライザ１０は、回転コンベヤ１２に近接して配置した複数の在来型／アッセイ操作装置３２を有する。これらのアッセイ操作装置３２のところに、周知の臨床アッセイで必要とされる無数の作業を実施するのに必要な、センサ、試薬添加ステーション、混合ステーションなどの個々のコンピュータ制御式電気・機械装置が設置してある。このような装置およびそれらの操作は、この技術分野では周知であり、本願明細書において、説明する必要はないであろう。たとえば、米国特許第５,８７６,６６８号、同第５,５７５,９７６号および同第５,４８２,８６１号およびそれらの引例を参照されたい。

反応回転コンベヤのための間欠割出装置（indexing drive）が反応容器を一定の方向へ所定数の増分段階分移動させる。キュベット環１４、１６の円周長さ、キュベット・ポート２０、２２間の分離距離、キュベット・ポート２０、２２の数および割出し毎の増分の数は、任意所与のキュベット・ポート２０、２２が一定数の増分段階後にその初期位置に戻るように選ぶ。こうして、反応回転コンベヤ１２上のすべてのキュベット・ポート２０、２２は、全作動サイクル時間でそれらの初期位置に戻る。この全作動サイクル時間は、一定数の増分段階×（各アッセイ装置の停留時間の合計＋段階移動に必要な時間）で決まる。

検査しようとしている装入サンプル試料は、サンプル・チューブ・ラック４２内に装着されたサンプル・チューブ４０に収容され、たとえば、本発明の譲受人に譲渡された同時
係属中の出願番号第０９／９９２,９１７号に記載されている双方向装入（白抜き矢印３６Ａ）・送出（白抜き矢印３６Ｂ）サンプル・チューブ移送システム３６によって在来型液体サンプリング・アーム４４の円弧路内に移送される。アナライザ１０で役に立つ磁気駆動システム５０が、少なくとも１つの双方向直線駆動移送機構５２を有するものとして図３Ａの斜視図に示してある。磁気駆動システム５０は、たとえば、一対の第１プーリ５３まわりを循環する無端の第１ベルト５１を含み、第１プーリ５３のうちの１つは第１の双方向モータ５４に連結してあり、第１ベルト５１および第１プーリ５３は、入出力レーンを構成するアナライザ１０の作動面の下方でそれにきわめて接近して装着してある。本発明の一実施態様においては、ただ１つの装入サンプル・チューブ移送システム５０だけしか使用していないので、ただ１つの双方向直線駆動移送機構５２だけが必要である。ここで、いくつかの機構のうちの任意の機構が、本発明で使用される双方向直線駆動移送機構５２となり得ることは了解されたい。たとえば、共に磁性ハウジングを支持し、内部に磁石を持っている直線駆動スクリュウまたは空気作動プランジャに連結した双方向モータを用いることができる。

あるいは、装入方向にのみ、たとえば、矢印３６Ａの方向に沿ってのみモータ５４によって第１ベルト５１を駆動してもよい。同様にして、磁気駆動システム５０は、さらに、一対の第２プーリ５８まわりを循環する無端の第２ベルト５７を含んでいてもよい。第２プーリ５８の１つ（１つの第２プーリ５８だけが示してある）は第２の双方向モータ５９に連結してあり、第２ベルト５７および第２プーリ５８は、白抜きの矢印３６Ｂで示す、アナライザ１０の作動面の出力レーン部分の下方でそれにきわめて接近して装着されている。第２ベルト５７は、装入方向３６Ａと反対の送出方向３６Ｂに第２のモータ５９によって駆動される。モータ５４、５９は、代表的には、コンピュータ１５によって独立して制御されるステップ・モータであって、プーリ５３、５８に連結した駆動歯車を有する。これらの駆動歯車は、ベルト５１、５７に形成した歯とかみ合うプーリ歯車として形成すると好ましい。磁気駆動システム５０は、ここではプーリ・ベルト駆動機構として説明しているが、多数の双方向直線駆動機構のうち任意のものを使用して２つの互いに反対方向のうちのいずれかにサンプル・チューブ・ラック４２を直線移動する目的を達成できる。図３Ｂは、所定距離だけほぼ等間隔に隔たった複数の直立ポスト６０によって各駆動ベルト５１、５７に磁気的に連結した複数のサンプル・チューブ・ラック４２を示している。そして、図３Ｂに示すように、複数の直立ポスト６０が、この同じ所定距離のところでベルト５１、５７に取り付けてある。ポスト６０は、スクリュウ、スナップ、溶接その他の種々の機械的技術のうち任意の技術によって複数の磁気サンプル・チューブ・ラック４２をベルト５１、５７に固着するようになっている。

流体サンプリング・アーム４４が在来型液体サンプリング・プローブ４６を支持しており、この流体サンプリング・アーム４４は、回転可能な軸４８に装着してあって、サンプリング・アーム４４の移動がサンプル・チューブ移送システム３６および後述するアリクォット・ストリップ移送システム６２と交差する円弧を描くようになっており、ならびに、図４に示すものと同様のマルチウェル・アリクォット容器６４を反応回転コンベヤ１２に近接して設けた在来のサンプル／試薬吸引・分配アーム６６まで移送するようになっている。サンプリング・アーム４４は、目的のアッセイを実施するのに必要なサンプル量に依存して、サンプル・チューブ４０から液体サンプルを吸引し、アリクォット容器６２内の複数のアリクォット・ウェル６２Ｗのうち１つまたはそれ以上にサンプル・アリクォット部分を分配して、アナライザ１０によって環境室３８内に保持されるべきサンプル・アリクォットを提供するように作動可能である。サンプル／試薬吸引・分配アーム６６は、コンピュータ１５によって制御され、ウェル５２Ｗから制御された量のサンプルを在来型液体プローブ６６Ｐを介して吸引し、適切量の吸引サンプルを１つまたはそれ以上の被検物質のアッセイ検査のための１つまたはそれ以上のキュベット２４に分配するようになっている。サンプルがキュベット・ポート２０、２２の反応キュベット２４に分配された後、在来型移送手段が、本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の出願番号第０９／８２７,０４５号に記載されているように、アリクォット・ストリップ移送システム５０と環境室３８との間で必要に応じてアリクォット・ストリップ５２を移動させるか、または、場合により、廃棄物処理領域（図示せず）に移動させる。開いたサンプル・チューブ４０に収容された患者の液体試料は、在来型バーコードリーダを使用してこれらのチューブに付けたバーコード式の印を読み取って、項目の中でも特に、患者の身元、実施すべき検査、環境室３８内にサンプル・アリクォットを保持することを望んでいるかどうか、そして、その場合にはどのくらいの期間保持したいのかを決定することによって識別される。また、サンプル・チューブ・ラック４２上にバーコード式の印を設け、アナライザ１０全体にわたって取り付けた多数の在来型バーコードリーダを使用してサンプル・チューブ４０およびサンプル・チューブ・ラック４２の両方の位置を制御、追跡することは一般的な実務でもある。このようなリーダ装置および追跡技術は、この技術分野では周知であるから、図１にも示さないし、さらに説明する必要もないであろう。

アナライザ１０は、イリノイ州、ディアフィールドのＤａｄｅ Ｂｅｈｒｉｎｇ Ｉｎｃ.が販売するＤｉｍｅｎｓｉｏｎ^(R)臨床化学アナライザで用いられ、およびコンピュータ・ベースの電気機械制御プログラミングの当業者によって広範囲にわたって使用されているのと同様の、機械言語で記述されるソフトウェアに基づいてコンピュータ１５によって制御される。一対の在来型液体試薬吸引・分配プローブ２７Ｐ、２９Ｐを含む少なくとも２つの試薬吸引・分配アーム２７、２９が、独立して装着してあり、それぞれ、試薬保管領域２６、２８間で並進移動可能である。プローブ２７Ｐ、２９Ｐは、図１に２つの作動位置で示してあり、一方のプローブ（２９Ｐ）は試薬を保管領域２８の試薬容器から取り出し、吸引した試薬をキュベット環１４、１６に位置したキュベット２２、２４に分配するようになっており、他方のプローブ（２７Ｐ）は試薬を保管領域２６の試薬容器から取り出し、吸引した試薬をキュベット環１４、１６に位置するキュベット２２、２４に分配するようになっている。プローブ２７Ｐ、２９Ｐは、代表的には、試薬を水和し、吸引し、分配し、混合するのに使用する超音波機構を含む。水和し、吸引し、分配し、混合する機構は、この技術分野では周知の特徴を有するので、ここではさらに説明する必要はないであろう。

キュベット装填、取り出しステーション６１、６３が外側のキュベット回転コンベヤ１４に近接して設置してあり、これらのキュベット装填、取り出しステーション６１、６３は、外側のキュベット回転コンベヤ１４および内側回転コンベヤ１６に形成した図２に示すキュベット・ポート２０、２２内へ、たとえば並進可能なロボット式クランプ６４を用いてキュベット２４を従来どおり装填するようになっている。在来型サンプル処理装置３２（図２）が、反応キュベット２４にアクセスできるように反応回転コンベヤ１２まわりの選択した周方向位置に設置してある。処理装置３２は、処理工程のなかでも特に、キュベット２４内に収容されたサンプル液と試薬液を混ぜ合わせる工程、キュベット２４内に収容されたサンプル液および試薬液を洗浄する工程、ならびにタグ付きの磁性粒子をキュベット２４内に収容された遊離のタグまたは試薬液から磁気的に分離する工程を行うようになっている。

種々のアッセイステーション６７を外側の反応回転コンベヤ１２に近接して設置してもよいが、その場合、これらのアッセイステーション６７は、種々の波長でのキュベット２４における吸光度またはキュベット２４からの発光度を測定するようになっており、これらの測定値から、周知の分析技術を使用してサンプル液内の被検物質の存在が測定できる。ステーション６７は、代表的には、反応回転コンベヤ１２が静止している任意の便利な時間間隔で、必要な測定を実施するようになっている在来型光度測定装置、蛍光定量装置または発光測定装置を含む。

軸線まわりに外側の反応回転コンベヤ１２を独立して回転させる駆動手段が設けてあり、この駆動手段は、代表的には、回転コンベヤ１２上に配置してあり、モータの軸に取り付けたピニオンとかみ合うギヤ歯を含む。駆動手段は在来設計のものでもよいので、図示していない。

図５は、双方向サンプル・ラック・シャトル６９によって相互に連結されたアナライザ１１、１３として示す、一対の、図１に示すアナライザ１０と同様の自動臨床アナライザを操作する方法を示している。双方向サンプル・ラック・シャトル６９は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願番号第６０／３７６,２５６号に記載されているように、検査しようとしている種々のサンプルについて実施する必要のある種々のアッセイの組み合わせとは無関係にサンプルアッセイの処理能力を最適化する。この例では、アナライザ１０の個別コンピュータ１５が、周知の技術を使用してプログラムされたスタンドアロン・コンピュータ１７によって共制御されてもよいし、または、コンピュータ１５のうちのただ１つのコンピュータがアナライザ１０、１１両方を制御するようにプログラムされてもよい。

アナライザ１１、１３は、そこで実施できるアッセイのメニューが後に説明するように選択的に異なっている他は本質的に同じである。対になった自動臨床アナライザ１０の作動を説明する際に便利なように、左端のアナライザをアナライザ１１とし、右端のアナライザをアナライザ１３とする。この配置において、図１のアナライザ１０の双方向装入・送出サンプル・チューブ移送システム３６は、アナライザ１１、１３のいずれかによって分析しようとしているすべてのサンプル・チューブ４０を持つすべてのサンプル・チューブ・ラック４２を受け入れるようになっている、白抜きの矢印３６Ａで示す一方向装入サンプル・チューブ移送システム６８に変換される。次いで、任意のサンプル・チューブ・ラック４２を、コンピュータ１７に指令された通りに、アナライザ１０と双方向サンプル・ラック・シャトル６９との間で作動する在来型チューブ・ラック移送機構７０によって、装入サンプル・チューブ移送システム６８から取り出し、ついで、サンプル・ラック・シャトル６６から別の在来型チューブ・ラック移送機構７２を経てアナライザ１３上へ移すことができる。この配置において、アナライザ１１のサンプル・チューブ移送システム３６は、最終的にアナライザ１１または１３のいずれかにより分析されるサンプルを含むサンプル・チューブ４０を有するすべてのサンプル・チューブ・ラック４２を配置するようになっている、白抜き矢印３６Ｂで示す一方向送出移送システム７４に変換できる。サンプル・ラック・シャトル６９のような移送機構の作動および特徴は、この技術分野では周知である。たとえば、米国特許第６,１１７,３９２号、同第６,１１７,６８３号および同第６,１４１,６０２号に記載されているので、ここでは説明しない。一般的に、コンベヤ・ベルト、フック、磁気装置などが、シャトル６９、チューブ・ラック移送機構７０、７２および移送システム６８、７４の設計で使用できる。

図６に示すように、自動アリクォット容器アレイ保管・取り扱いユニット８０がアリクォット・ストリップ移送システム６２の近くに配置してあり、この自動アリクォット容器アレイ保管・取り扱いユニット８０は、垂直方向並進可能なアレイ・エレベータ８２によってアリクォット容器アレイ保管ユニット８０内の３つのアリクォット容器アレイ・インベントリ・シャフト８３のうち任意のものからいくつかの対になって平行に並んだアリクォット容器アレイ・サンプリング・トラック８４のうちの１つの対のトラック上へアリクォット容器アレイ６４を自動的に移送できるようになっている。アリクォット容器アレイ４２は、それを放出したり、受け取ったりできるように外向きに広がって開いた端部を有する対になったサンプリング・トラック８４間でアリクォット容器アレイ保管ユニット８０内に装着してある。２つのアリクォット容器アレイ４２が一対のサンプリング・トラック８４間に位置した状態で示してある。サンプリング・トラック８４間のアリクォット容器アレイ４２の前後方向の位置決めは、一対のサンプリング・トラック８４間でいずれかの方向へアリクォット容器アレイ４２を独立して運動させるようになっている回転ステップ・モータ８６によって行われる。モータ８６は、（図６Ａに示すように）たとえば連接棒８８によって各アリクォット容器アレイ４２に連結してある。各アリクォット容器アレイ６４は、連接棒８８のピン部分１０１にアリクォット容器アレイ６４を固着するようになっている、以下に説明する下向きに突出するバックラッシュ無し引っかけ孔１００を有する。

図７は、ほぼ矩形のアリクォット・ベースプレート９３の長辺縁９２に沿って延びている平行な第１、第２の側壁９０、９１間の空間的な関係を示している、本発明の第１の実施態様を実施する際に使用できるアリクォット容器アレイ６４の平面図である。開放ウェルの整列したアレイ４２Ｗが、対になった平行な側壁９０、９１間に形成してあり、ノッチ付き側フランジ９４によってこれらの側壁から隔離されている。ベースプレート１１６の前部直交縁９５および後部直交縁９６がさらに示してあり、これらの直交縁は互いに平行に形成してあり、開放ウェル・アレイ６４Ｗと前部直交縁９５との間で前部短辺縁部分９８の中央領域９７にバックラッシュ無し引っかけ孔１００が形成してある。アリクォット容器アレイ６４の重要な特徴は、短辺縁９５と開放ウェル・アレイ６４Ｗと間で前部短辺縁部分９８の中央領域９７に形成したバックラッシュ無し引っかけ孔１００である。図７Ａの断面線Ａ−Ａは、バックラッシュ無し引っかけ孔１００の細部を拡大して示しており、このバックラッシュ無し引っかけ孔１００は、ベースプレート９３に設けた開口部１０１と下方へ延びている一対の半円形スリーブとからなる。ここで、前部スリーブ１０２は、アリクォット容器アレイ６４の前部から、ベースプレート９３に対してほぼ直角に形成した後部スリーブ１０４に向かって後方へ傾斜するように形成してある。対になった半円形スリーブ１０２、１０４は、連接棒８８の下向きに延びるフィンガ・ラッチ部分８９を前部スリーブ１０２と後部スリーブ１０４との間で挿入することができ、後方へ傾斜している前部スリーブ１０２が後部スリーブ１０４に対してしっかりとフィンガ・ラッチ部分８９を押圧し、それによって、アリクォット容器アレイ４２を確実かつ正確にトラック８４内に位置させ、モータ８６に固着できるような距離で隔たっている。後方へ傾斜している前部スリーブ１０２は、トラック８４間で前後方向に繰り返される多数回の運動の間ずっとアリクォット容器アレイ６４に対してバックラッシュ無し位置を与える。アリクォット容器アレイ６４は、多数のサンプル・アリクォットをウェル６４Ｗから吸引する、トラック８４におけるただ１つのサンプリング部位へ繰り返し運動させられる。ウェル６４Ｗは、環境を慮って、在来型積層カバー（図示せず）でシールし、吸引針で穿刺するようになっている。多数のサンプル吸引中にただ１回の吸引穿刺しか積層カバーに行わず、それによって、アリクォット容器アレイ１０２の引き続く保管中にサンプル蒸発損失を最小限に抑えるようにアリクォット容器アレイ６４をバックラッシュ無し引っかけ孔１４０によってトラック８４内に正確に位置させることは重要である。

本発明の重要で驚くべき発見は、サンプリング・トラック８４間でアリクォット容器アレイ４２を前後方向に高速直線運動させることによってアリクォット容器アレイ６４のウェル６４Ｗに収容された液体内に渦状混合作用を発生させることができるということである。ここで、サンプリング・トラック８４によって定められるような直線経路に沿ったこのような双方向運動が、液体サンプルおよび試薬を万遍なく混合させる際および／または異なった液体成分の混合液を再懸濁する際に非常に効果的であることがわかった。さらに、このような双方向直線運動の最適長さおよび運動方向の変わる頻度がウェル４２Ｗの直径または図８に示すような他のもっと大きな容器に依存するということもわかった。

本発明の第１の使用可能な実施例において、１.０よりわずかに大きい比重を持つ赤い液体をウェル６４Ｗの底に入れた。次いで、この赤い液体を水の層で覆い、赤い液体が底にあり、透明な水がその上にある層状サンプルを得た。この実施例では、ウェル６４Ｗは、直径ほぼ２〜３ｍｍで、深さ約１ｃｍであった。ステップ・モータ８６を作動させ、約１０〜４０Ｈｚの振動数範囲内の一定の振動数で約３〜６ミリメートルのストロークの双方向定直線ストロークを与えた。こうして、アリクォット容器アレイ６４は、３〜６ミリメートルを含む正弦波パターンの範囲から選ばれた一定の正弦波パターンでかつ約１０〜４０Ｈｚで変化する振動数で運動した。ウェル４２Ｗ内の液体を調べたところ、約１０〜１５Ｈｚおよび約３０〜４０Ｈｚの振動数範囲で赤色液が水サンプルにほんの少し懸濁または混合していたことがわかった。しかしながら、約２０〜３０Ｈｚ間で変化する振動数範囲において３〜６ミリメートルの双方向直線ストロークでアリクォット容器アレイ４２が運動するようにステップ・モータ８６を作動させたとき、約１〜３秒の時間内で赤色液が水サンプル内に均質に懸濁または混合した。

図８に示す本発明の別の使用可能な実施例において、赤い食用色素で着色した水を試薬トレイ１２２内に支えた試薬容器１２４に入れ、この試薬トレイ１２２をピン・スロット式レバー１２５によって可撓性ベルト１２６から吊り下げた。この実施例においては、試薬容器１２４は、直径ほぼ１０〜１５ｍｍ、深さ約２ｃｍであった。色素が試薬容器１２４の底に沈殿し、水が透明になるまで試薬容器１２４を静止状態に保持した。可撓性ベルト１２６を図示のように一対のプーリ１２８によって駆動した。このとき、一方のプーリ１２８をステップ・モータ１３０に取り付けてあった。次に、ステップ・モータ１３０を作動させ、約８〜１２ミリメートルのストロークにおいて約１０〜４０Ｈｚ間で変化する振動数範囲で試薬トレイ１２２内に支えられている試薬容器１２４に双方向定直線振動を生じさせた。その結果、試薬トレイ１２２内に支えられている試薬容器１２４は、約８〜１２ミリメートルのストロークおよび約５〜４０Ｈｚ間で変化する振動数からなる正弦波パターンの範囲から選ばれた一定の正弦波パターンで運動した。試薬容器１２４内の流体を調べたところ、５〜１０Ｈｚ間および約１５〜４０Ｈｚ間の振動数範囲において赤色素が水サンプル内にほんの少し再懸濁または混合したことがわかった。しかしながら、 約１０〜１５Ｈｚ間で変化する振動数範囲において３〜６ミリメートルの双方向直線ストロークで試薬容器１２４が運動するようにステップ・モータ８６を作動させたとき、約１〜３秒の時間内で赤色素が水サンプル内に均質に再懸濁または混合した。

ここで、本願明細書に開示した発明の実施態様が発明の原理を説明するものであり、なお発明の範囲内に入る他の変更も行い得ることは了解されたい。したがって、本発明は、本明細書で明示し、説明した実施態様に限定されることがなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

この技術分野で知られたものと同様の単一の在来型の自動臨床アナライザの概略平面図である。 図１の自動アナライザの拡大部分概略平面図である。 図１のアナライザで使用できるサンプル・ラック移送システムの斜視図である。 図１のアナライザで使用できるサンプル・ラック移送システムの斜視図である。 本発明を実施する際に使用できるマルチウェル・アリクォット容器の斜視図である。 本発明を実施する際に使用できる、図１のものと同様の一対の自動臨床アナライザの概略平面図である。 本発明を有効に使用し得るサンプリング・トラックと一体化した自動アリクォット容器アレイ保管・取り扱いユニットの斜視図である。 本発明の１つの実施態様を示している図６の自動アリクォット容器アレイ保管・取り扱いユニットの一部拡大斜視図である。 本発明を実施する際に使用できるアリクォット容器アレイの平面図である。 図７のアリクォット容器アレイの一部断面図である。 本発明の別の実施態様の一部斜視図である。

Claims (4)

1. 容器を高速で一定の正弦波パターンで運動させることによって容器内に保持された液体内に渦状混合作用を発生させる方法。
2. 容器が複数の個別のウェルを含む、請求項１の方法。
3. ウェルが直径約１０〜１５ｍｍ、深さ約２ｃｍであり、一定の正弦波パターンが約８〜１２ミリメートルのストロークおよび約１０〜１５Ｈｚ間で変化する振動数を含む正弦波パターンの範囲から選ばれる、請求項２の方法。
4. ウェルが直径約３〜４ｍｍ、深さ約１ｃｍであり、一定の正弦波パターンが約２０〜３０Ｈｚ間で変化する振動数の範囲における約３〜６ミリメートルのストロークを含む正弦波パターンの範囲から選ばれる、請求項１の方法。

Images