JP2006126161A - インキュベータ - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力が小さく且つコンパクトなインキュベータを提供する。
【解決手段】インキュベータ４０を、ヒータユニット１７と、ベース板２０と、トレイ３とから構成する。ベース板２０上には第１レール２１を設ける。トレイ３上には第２レール２３を設ける。分析素子は、トレイ３の開口２２にセットされる。分析素子は、下面を第１レール２１に支持される。これにより、分析素子とベース板との間に空気層が形成される。ヒータユニット１７は、下面を第２レール２３に支持される。これにより、ヒータ２７とトレイ３との間に空気層が形成される。トレイ３を後方に向かって押し込むと、ヒータユニット１７が、第２レール２３から外れ、分析素子に接触する。
【選択図】 図４

Description

本発明はインキュベータに関し、さらに詳しくは検体が点着された分析素子を収容して恒温保持するインキュベータに関するものである。

近年、医療分野において、診察室、診療所、及びベッドサイドなどの患者に近いところで行われるポイントオブケア検査（Point Of Care Testing：ＰＯＣＴ）が注目されてきている。ポイントオブケア検査は、病院での通常の検査に比べて、検査結果を即座に医師等が判断して迅速な処置を施すことができるという利点を有している。ポイントオブケア検査は、内部電源で駆動するとともに手軽に持ち運ぶことができるハンディタイプの生化学分析装置を用いて行うことが好ましい。

従来のハンディタイプの生化学分析装置として、例えば、指先から採取した全血を用いて測定を行う血中アンモニア測定器や血糖測定器などが知られている。これらの測定器は重量が数十グラム〜数百グラムと軽量であり携帯性に優れている。しかしながら、測定項目が１種類に限られており、ポイントオブケア検査をより効率的に行うためには、多種類の測定項目を備えた生化学分析装置の開発が望まれる。

乾式タイプの分析素子を用いた生化学分析装置においては、多種類の測定項目を備えるためには、分析素子を恒温保持するインキュベータを備えることが必要とされる。本出願人は、インキュベータを備えた持ち運びの可能な生化学分析装置として、富士ドライケム１００（商品名）を開発し提供している。富士ドライケム１００は、重量が約２キログラムであり、３種類の測定項目を備えており、外部電源で駆動する。しかし、富士ドライケム１００は、外部電源を用いる必要がある上、測定項目の数が充分なレベルには達していない。また、本出願人は、インキュベータを備えた卓上タイプの生化学分析装置として、富士ドライケム３５００（商品名）を開発し提供している。富士ドライケム３５００は、重量が約２０キログラムであり、２７種類の生化学・免疫項目及び３種類の電解質検査項目を備えており、外部電源で駆動する。富士ドライケム３５００は、多種類の測定項目を備えるものの、重量が大きくハンディタイプというレベルには達していない。

多種類の測定項目を備えるとともに内部電源で駆動するハンディタイプの生化学分析装置を開発するためには、装置の消費電力をできる限り抑え、装置の構造をコンパクトにしなければならない。本発明では、生化学分析装置に備えられるインキュベータに着目している。

上述した富士ドライケム１００に関する技術は、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されたインキュベータは、実際には、分析素子を収容したときに、分析素子の上面を温める上ヒータと、下面を温める下ヒータとの２つのヒータを備えている。これらの２つのヒータには、外部電源から電力が供給される。

特許文献２に記載されたインキュベータは、分析素子を上方から押える押え部材と、この押え部材を上下移動可能に支持する上円盤部材と、この上円盤部材の上面に設けられたヒータとを有している。ヒータからの熱は、上円盤部材及び押え部材を介して分析素子に伝えられる。

特許文献３に記載されたインキュベータは、分析素子の上面に接する上ブロックと、分析素子の下面に接するとともにヒータを備えた下ブロックと、を有している。下ブロックは上下方向に移動が可能である。分析素子が収容される前に、下ブロックが上ブロックに接触して上ブロックを予熱する。分析素子が収容されると、上ブロックと下ブロックとで分析素子を挟み込んで分析素子を加熱する。
特開昭６４−１８０４７号公報 特開２００２−２０７０４４号公報 特開２００４−３９６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたインキュベータでは、分析素子が両面から温められることから分析素子からの放熱を防ぐような構造としなくてもよい反面、ヒータを２つ備えなければならなかった。特許文献２に記載されたインキュベータでは、ヒータからの熱が、分析素子よりも体積が大きな上円盤部材及び押え部材を介して分析素子に伝えられるため、ヒータは、分析素子以外の部材も温めなければならず、熱効率が悪くなり、ヒータに熱容量の大きなものを用いなければならなかった。

特許文献３に記載されたインキュベータでは、ヒータは、分析素子より体積が大きい上ブロック及び下ブロックを温めなければならず、この場合もヒータに熱容量の大きなものを用いなければならなかった。特許文献３の段落［００６４］〜［００６６］、図８において、凹部断熱層をもっていることが記載されているが、上下から分析素子を加熱している構造であるため、分析素子を押さえている上ブロックは放熱するので、その分必要以上の熱量を必要とし、ヒータの熱容量を大きくしなればならない。

特許文献１〜３のような構成のインキュベータであると、ヒータの熱容量が大きくなるため消費電力が大きくなる。また、インキュベータが大型化する。これらの問題は、内部電源を用いるハンディタイプの生化学分析装置を開発する場合に、大きな障害となる。

本発明は、消費電力が小さく且つコンパクトなインキュベータを提供することを目的とする。

本発明は、分析素子を収容して恒温保持するインキュベータに関し、前記分析素子の収容時に前記分析素子の一方の面に接触するヒータと、前記分析素子の他方の面に断熱層を形成する第１断熱層形成手段とを備えたことを特徴とする。

前記第１断熱層形成手段は、前記分析素子の前記他方の面側に配された支持部材と、前記分析素子と前記支持部材との間に配されて前記分析素子を前記他方の面側から支持する第１レールとから構成され、前記分析素子と前記支持部材との間の空気層によって断熱層を形成することが好ましい。

本発明は、分析素子を収容して恒温保持するインキュベータに関し、前記分析素子の収容時に前記分析素子の一方の面に接触する接触位置と、前記一方の面から離れる退避位置との間で変位が可能なヒータと、前記ヒータが前記退避位置にあるときに、前記ヒータの前記分析素子と接触する面に断熱層を形成する第２断熱層形成手段とを備えたことを特徴とする。ここで、前記分析素子の他方の面に断熱層を形成する第１断熱層形成手段を備えることが好ましい。

前記第２断熱層形成手段は、前記分析素子の側部を保持して搬送する分析素子搬送部材と、この分析素子搬送部材上に設けられて前記ヒータを前記分析素子と接触する面側から支持する第２レールとから構成され、前記ヒータと前記分析素子搬送部材との間の空気層によって断熱層を形成し、前記ヒータは、前記分析素子搬送部材に向けて付勢されており、前記第２レールに支持される退避位置と、前記分析素子搬送部材の変位に伴って前記第２レール上から外れて前記分析素子の前記一方の面に押し付けられる接触位置との間を変位することが好ましい。

また、前記第１断熱層形成手段は、前記分析素子の前記他方の面側に配された支持部材と、前記分析素子と前記支持部材との間に配されて前記分析素子を前記他方の面側から支持する第１レールとから構成され、前記分析素子と前記支持部材との間の空気層によって断熱層を形成しすることが好ましい。

前記第１レール及び前記第２レールは、前記分析素子に接触する部分で、接触面積が小さくなるような形状とされていることが好ましい。

本発明のインキュベータによれば、分析素子の収容時に分析素子の一方の面に接触するヒータと、分析素子の他方の面に断熱層を形成する第１断熱層形成手段とを備えたので、ヒータからの熱が直接且つ効率的に分析素子に伝達され、熱損失が少なくなるため、ヒータの熱容量を小さくすることができる。これにより、インキュベータの消費電力を小さくすることができる。また、分析素子の一方の面側にのみヒータを配するので、インキュベータを小型化することができる。

分析素子の収容時に分析素子の一方の面に接触する接触位置と、一方の面から離れる退避位置との間で変位が可能なヒータと、ヒータが前記退避位置にあるときに、ヒータの分析素子と接触する面に断熱層を形成する第２断熱層形成手段とを備えたので、退避位置にあるヒータから熱が逃げにくくなる。したがって、ヒータの熱容量を小さくすることができ、インキュベータの消費電力を小さくすることができる。

消費電力が小さく且つコンパクトなインキュベータを用いることにより、多種類の測定項目を備えるとともに内部電源で駆動するハンディタイプの生化学分析装置を開発することができる。

ハンディタイプの生化学分析装置２を図１に示す。図１（Ａ）は、トレイ（分析素子搬送部材）３を手動で手前方向に引き出して、乾式タイプの分析素子４をセットした状態の本分析装置２である。この状態で、分析素子４に検体の点着が行われる。

図１（Ｂ）は、トレイ３を手動で奥方向に押し込み、検体が点着された分析素子４を収容した状態の本分析装置２である。収容された分析素子４は、所定時間恒温保持された後、呈色度合が光学的に測定される。なお、以降では、手前方向を前方向と呼び、奥方向を後方向と呼ぶことにする。

図２に示すように、分析素子４は、多層フィルム５と、この多層フィルム５を保持する保持枠６とから構成される。保持枠６には、点着領域を制限する円孔６ａが形成されている。多層フィルム５は、下から順に、透明支持体、反応層、反射層、展開層が積層されて構成されている。反応層は、ドライ状態の試薬によって構成されている。分析素子４に検体が点着されると、検体は、展開層で均一に展開されて反射層を通過した後、反応層の試薬と反応して発色する。発色濃度は、検体中の検査対象物質の量に比例したものとなる。検体は、全血、血清、血漿、尿等である。

図３に示すように、本分析装置２は、装置本体１０と、上カバー１１と、操作装置１３とから構成される。上カバー１１は、装置本体１０の上面に取り付けられる。操作装置１３は、装置本体１０にケーブル１２を用いて接続される。操作装置１３には、市販の携帯情報端末（ＰＤＡ）が用いられる。操作装置１３には、表示部１４と操作部１５とが設けられている。表示部１４には、操作者に操作を促す旨の表示や、分析素子４に点着した検体の分析結果などが表示される。操作者は、表示部１４の表示に基づいて操作部１５を操作することにより、各種処理を行うことができる。なお、装置本体１０と操作装置１３とが無線ＬＡＮを用いてデータを送受信するような構成としてもよい。

図４に示すように、装置本体１０は、本体基部１６と、トレイ３と、ヒータユニット１７と、このヒータユニット１７を上下方向に移動可能にガイドするヒータユニットガイド板１８と、から構成される。

本体基部１６には、ヒータ２７の下方に設けられ上方へ光を照射して測光する測光部１９、制御部２４（図５参照）、内部電源（図５参照）等が組み込まれている。これらに関しては詳細を後述する。

本体基部１６は、トレイ３が載置されるベース板（支持部材）２０を有している。このベース板２０の上面には、２本の第１レール２１が前後方向に延びるようにして設けられている。第１レール２１の互いの間隔は、分析素子４の幅よりも少し狭くされている。第１レール２１は、上端に向かうに従って、その断面の幅が狭くなるような形状とされている（図８参照）。ベース板２０と第１レール２１の材質には、ポリカーボネートを用いている。なお、ベース板２０と第１レール２１の材質には、熱伝導率の低い樹脂を用いればよく、例えば、アクリル、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン等を用いてもよい。

トレイ３の中央部には、分析素子４が嵌め込まれる開口２２が形成されている。この開口２２は、分析素子４のサイズよりも若干大きいサイズとされている。トレイ３をベース板２０に取り付けると、開口２２から、２本の第１レール２１が露出する状態となる。分析素子４をトレイ３の開口２２に嵌め込むと、分析素子４の側部がトレイ３に保持され、分析素子４の下面４ａが第１レール２１の上端に支持される状態となる（図８参照）。これにより、分析素子４とベース板２０との間には空気層が形成され、この空気層が断熱層とされる。ベース板２０と、第１レール２１とによって、第１断熱層形成手段が構成される。また、第１レール２１の上端の幅は狭くされているため、分析素子４と第１レール２１との接触面積は非常に小さい。

トレイ３の上面には、２本の第２レール２３が前後方向に延びるようにして設けられている。第２レール２３の互いの間隔は、ヒータ２７の幅よりも少し狭くされている。第２レール２３は、第１レール２１同様、上端に向かうに従って、その断面の幅が狭くなるような形状とされている（図８参照）。

ヒータユニット１７は、ヒータ２７と、断熱部材２８と、ヒータカバー２９と、２本のバネ３０とから構成される。ヒータ２７は、略直方体の形状とされている。ヒータ２７の下面の面積は、分析素子４の上面４ａの面積とほぼ同じ大きさとされている。断熱部材２８は、略直方体の形状とされ、下面に溝２８ａが形成されている。この溝２８ａには、ヒータ２７の上部が嵌め込まれて固定される。これにより、ヒータ２７の側面及び上面が断熱される。ヒータカバー２９は、断熱部材２８の上面及び側面を覆うものであり、断熱部材２８に固定される。ヒータカバー２９の上面には、円柱状の２本の突起３１が前後方向に並べられて設けられている。この突起３１には、それぞれバネ３０が装着される。

ヒータ２７の内部には、ヒータ温度検出センサ２５が設けられている。このヒータ温度検出センサ２５には、サーミスタが用いられる。なお、ヒータ温度検出センサ２５には、サーミスタの替わりに、他の公知の温度センサを用いてもよい。

ヒータユニットガイド板１８は、ヒータユニット１７を、本体基部１６の中央上部で、上下方向に移動可能にガイドするものである。ヒータユニットガイド板１８の中央部には、ヒータカバー２９のサイズより少し大きいサイズの開口３２が形成されている。この開口３２は、周囲をガイド壁３３〜３６によって囲まれている。開口３２の前方に設けられたガイド壁３３の中央部には、ヒータカバー２９の爪２９ａと係合する溝３３ａが設けられている。また、開口３２の後方に設けられたガイド壁３５の中央部には、ヒータカバー２９の爪２９ｂと係合する溝３５ｂが設けられている。ヒータユニットガイド板１８は、４本のネジ３７によって、ベース板２０に固定される。ヒータユニット１７は、ヒータユニットガイド板１８にガイドされるが、水平面上において前後方向と直交する方向に延びる軸線まわりに、多少回転させることが可能とされている。

ヒータユニットガイド板１８の上面の前部には、本分析装置２が用いられる環境における温度を検出する環境温度検出センサ２６が設けられている。この環境温度検出センサ２６には、サーミスタが用いられている。なお、環境温度検出センサ２６には、サーミスタの替わりに、他の公知の温度センサを用いてもよい。

装置本体１０を組み立てた状態で、上カバー１１（図３参照）を閉じると、バネ３０が圧縮される。このバネ３０の付勢力により、ヒータユニット１７は、トレイ３の第２レール２３に向けて押し付けられる状態となる。ヒータユニット１７が、トレイ３の第２レール２３上にある状態においては、ヒータ２７とトレイ３との間に空気層が形成され、この空気層が断熱層とされる。トレイ３と第２レール２３とによって、第２断熱層形成手段が構成される。また、第２レール２３の上端は幅が狭くされているため、ヒータ２７と第２レール２３との接触面積は非常に小さい。

ヒータユニット１７と、トレイ３と、ベース板２０とによって、インキュベータ４０が構成されている。

トレイ３の後部において、前面側からみて右側の端部には、右方へ突出する爪４１が設けられている。この爪４１は、トレイ３が前方に引き出されたときに、ベース板２０に設けられたストッパ４２に当接するものである。これにより、トレイ３がベース板２０から前方に離脱するのを防ぐことができる。

トレイ３の中央部において、開口２２より後方には、円盤状の黒板４３が設けられている。また、トレイ３の中央部において、黒板４３より後方には、円盤状の白板４４が設けられている。各色板４３、４４は、それぞれトレイ３の下面から嵌め込まれてトレイ３に固着されている。各色板４３、４４は、濃度基準板として用いられるものである。各色板４３、４４は、トレイ３が移動する際に、測光部１９によって測光される。各色板４３、４４の測光のタイミングは、制御部２４（図５参照）によって判断される。後述するように、制御部２４では、各位置センサ５２〜５３からの検出信号に基づいてトレイ３の位置を把握しており、各色板４３、４４が測光部１９の上方に位置するときのタイミングが分かるようにされている。

トレイ３において、前面側からみて左側の端部には、上下に貫通する矩形状の位置検出孔４５〜４７が、前後方向に並べられるようにして設けられている。また、トレイ３の右側の端部には、上下に貫通するスリット状の位置検出孔４８〜５１が、前後方向に並べられるようにして設けられている。

ベース板２０において、前面側からみて左側の端部には、第１位置センサ５２が設けられている。第１位置センサ５２の前方には、第２位置センサ５３が設けられている。また、ベース板２０の右側の端部には、第３位置センサ５４が設けられている。

各位置センサ５２〜５４には、フォトインタラプタが用いられている。フォトインタラプタは、発光素子と受光素子とを有している。発光素子と受光素子は互いに対向するように設けられており、発光素子と受光素子との間には検出溝が形成されている。各位置センサ５２〜５４は、検出溝にトレイ３の端部が挿入されるようにして、ベース板２０の上面に固定されている。各位置センサ５２〜５４は、受光素子が発光素子からの光を検出しないときにＯＦＦ信号を発し、光を検出したときにＯＮ信号を発する。

すなわち、第１位置センサ５２の検出溝に、トレイ３の各位置検出孔４５〜４７が位置するときに、第１位置センサ５２はＯＮ信号を発する。第２位置センサ５３も第１位置センサ５２と同様である。また、第３位置センサ５４の検出溝に、トレイ３の各位置検出孔４８〜５１が位置するときに、第３位置センサ５４はＯＮ信号を発する。各位置センサ５２〜５４から発されたこれらの信号は、制御部２４へ送られ、測光部１９及びヒータ２７の制御に用いられる。

ここで、簡易のため、各位置センサ５２〜５４から制御部２４へ送られる信号を、「（第１位置センサ５２からの信号、第２位置センサ５３からの信号、第３位置センサ５４からの信号）」という形式でまとめて表現することとする。ＯＮ信号を「ＯＮ」で表し、ＯＦＦ信号を「ＯＦＦ」で表すこととする。

トレイ３が所定の位置まで引き出され、「（ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＮ）」となると、制御部２４では、トレイ３に分析素子４がセットされるタイミングであると認識する。このときのトレイ３の位置を点着位置と呼ぶ。位置センサ５４の検出溝には、位置検出孔４８が位置する。「（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ）」の状態が所定時間継続されると、制御部２４では、白板４４を測光するタイミングであると認識する。位置センサ５４の検出溝には、位置検出孔４９が位置する。このときのトレイ３の位置を白板測定位置と呼ぶ。「（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＮ）」の状態が所定時間継続されると、制御部２４では、黒板４３を測光するタイミングであると認識する。位置センサ５５の検出溝には、位置検出孔５０が位置する。このときのトレイ３の位置を黒板測定位置と呼ぶ。「（ＯＮ、ＯＮ、ＯＮ）」となると、制御部２４では、分析素子４が収容されており分析素子４を測光するタイミングであると認識する。このときのトレイ３の位置を測定位置と呼ぶ。なお、爪４１がストッパ４２に当接するまで前方に向かって引き出されたときのトレイ３の位置を排出位置と呼ぶ。

トレイ３の上面には、前面側からみて右側の端部に、前後方向に並べられるようにして、４本の切り欠き溝６０〜６３が形成されている。各切り欠き溝６０〜６３は、断面が逆三角形の形状とされている。各切り欠き溝６０〜６３は、トレイ３が移動する際に、摺動片（図示なし）に順に係合する。摺動片は、ヒータユニットガイド板１８の下面に、圧縮バネを介して固定されており、トレイ３の上面に向けて付勢されている。摺動片の下部の断面は逆三角形状とされている。トレイ３が移動すると、摺動片の下端がトレイ３の上面を摺動する。切り欠き溝６０は点着時に、切り欠き溝６１は白板測定時に、切り欠き溝６２は黒板測定時に、切り欠き溝６３は分析素子測定時に、それぞれ摺動片に係合する。これにより、操作者は、各処理が行われるときのトレイ３の位置を触覚により感じることができる。また、摺動片と各切り欠き溝６０〜６３を係合させることにより、トレイ３の位置が微調整される。これにより、簡易な構成により、大型自動生化学分析装置と同じように、トレイ３がどの処理位置にあるか明確に分かるようになっている。

図５の本分析装置２の電気的構成図に示すように、制御部２４には、操作装置１３、各位置センサ５２〜５４、測光部１９、環境温度検出センサ２６、ヒータ温度検出センサ２５、ヒータ２７等が接続されている。測光部１９は、ＬＥＤからなる投光器６６とフォトダイオードからなる受光器６７とを有し、投光器６６は駆動部６８を介して制御部２４に制御されている。投光器６６によって上方へ光が照射され、この照射光の散乱反射光の光量が受光器６７によって測定されると、測光信号は制御部２４を介して操作装置１３へと送られ、光学濃度データとされる。ヒータ２７は、駆動部６９を介して制御部２４に制御されている。制御部２４は、各温度検出センサ２５、２６からの検出信号に基づいて加熱量を算出している。

操作装置１３には、測定した光学濃度データを基準光学濃度データと比較して較正する較正機能や、光学濃度データを検査対象物質濃度データに換算する換算機能等が備えられている。これらの機能は、各種検査対象物質毎に用意されている。これらの機能は、操作装置１３に組み込まれたソフトウェアを入れ替えるだけで変更が可能である。

本分析装置２に備えられる内部電源６５は、電圧変換部６４を介して制御部２４に電力を供給するとともに、ヒータ２７の駆動部６９や投光器６６の駆動部６８に電力を供給する。内部電源６５の電圧が低下して所定電圧より低くなったときには、操作装置１３の表示部１４に警告を表示する。なお、ランプを点灯させたり、ブザーから音声を発することにより、操作者に知らせてもよい。

本実施形態の内部電源６５には、市販の単三のニッケル水素電池（１．２Ｖ、１２００ｍｈ）が４本直列につなげられて用いられる。また、ヒータ２７には、容量が４．６Ｗのものが用いられている。ヒータ２７の容量は特に限定されないが、１〜５Ｗのものを用いることが好ましい。なお、本出願人が既に開発し提供している富士ドライケム１００（商品名）のヒータには、５Ｖ、１．７Ｗのものが用いられている。

上記のニッケル水素電池を４本用いて、約２１枚の分析素子の測定が可能である。この枚数は、１日（約８時間）の中で、電源をオンにして数枚の分析素子の測定を行った後に電源をオフにする工程を断続的に繰り返したときのものである。本分析装置２の立ち上がり時間は、２５℃の環境下において約１０分である。ニッケル水素電池の充電には、１〜２時間を要する。

上記構成による作用について、図６のフローチャートに沿って説明する。本発明の本分析装置２は、手軽に持ち運ぶことができるとともに内部電源で駆動するため、自由な場所で手軽に使用することができる。

装置本体１０の電源スイッチをＯＮにして操作装置１３を装置本体１０に接続すると、操作装置１３の表示部１４に、トレイ３を引き出す旨の指示が表示される。トレイ３を点着位置まで引き出すと、操作装置１３の表示部１４に、分析素子４をセットして検体を点着する旨の指示が表示される。また、ヒータ２７の制御駆動がＯＮにされる。ヒータ２７は、分析素子４が収容されたときに分析素子４に接触し、分析素子４を目標温度に昇温させることができるような温度に加熱される。この温度は、環境温度検出センサ２６からの検出値等に基づいて制御部２４で算出される。

図７は、トレイ３が各位置にあるときの、図４のVI−VI線に沿う切断面における断面図である。図８は、トレイ３が測定位置にあるときの、図４のVII−VII線に沿う切断面における断面図である。図７（Ａ）に示すように、トレイ３が点着位置にあるときには、ヒータユニット１７は、バネ３０の付勢力によりトレイ３に押し付けられており、第２レール２３上にある。このときのヒータユニット１７の位置を退避位置と呼ぶ。ヒータユニット１７が退避位置にあるときには、ヒータ２７とトレイ３との間に空気層が形成されるとともに、ヒータ２７と第２レール２３との接触面積は非常に狭いものとされる。また、ヒータ２７は上面及び側面を断熱部材２９に覆われる。これにより、ヒータ２７から熱が逃げにくくなるため、ヒータ２７は効率よく温まる。

分析素子４をセットして検体を点着して、トレイ３を前述した白板測定位置まで押し込み、所定時間待つと白板４４が測光部１９によって側光される。次いで、トレイ３を前述した黒板測定位置まで押し込み、所定時間待つと黒板４３が測光部１９によって測光される。各測光信号は、制御部２４を介して操作装置１３へと送られ、基準光学濃度データとされる。操作装置１３では、この基準光学濃度データを記憶する。

図７（Ｂ）に示すように、黒板４３が測光されるときには、ヒータユニット１７の前部が第２レール２３から外れる。ヒータユニット１７の前部は前方のバネ３０の付勢力によって下方に移動し、ヒータユニット１７が少し傾く。

図７（Ｃ）及び図８に示すように、トレイ３が測定位置に移動すると、ヒータユニット１７の後部も第２レール２３から外れる。ヒータユニット１７は、前方及び後方のバネ３０の付勢力によって、分析素子４の上面（一方の面）４ａに押し当てられる。このときのヒータユニット１７の位置を接触位置と呼ぶ。トレイ３が押し込まれ測定位置に移動すると、分析素子４が測光部１９の上方に位置する。

分析素子４が収容され、ヒータユニット１７が接触位置に移動すると、ヒータ２７の制御駆動が一旦ＯＦＦにされる。ヒータ２７は分析素子４の目標温度より高い温度にされており、ヒータ２７から分析素子４へ熱が直接に徐徐に伝えられる。ヒータ２７は制御駆動がＯＦＦにされているため、分析素子４の温度が不安定になることはない。また、分析素子４は第１レール２１上にあり、分析素子４とベース板２０との間に空気層が形成されるとともに、分析素子４と第１レール２１との接触面積は非常に狭いものとされる。これにより、分析素子４の下面（他方の面）４ｂから熱が逃げにくくなるため、分析素子４は効率よく温められる。

分析素子４が収容されて所定時間（例えば、６０ｓ）が経過すると、ヒータ２７と分析素子４が目標温度で熱平衡状態となり、ヒータ２７の制御駆動が再びＯＮにされる。前記所定時間は、前もって測定されて制御部２４に記憶されている時間である。ヒータ２７が温調制御され、分析素子４が目標温度で一定時間保たれると、分析素子４の反応層が、検査対象物質の量に比例した濃度で発色する。

目標温度を一定時間保った後、分析素子４が測光部１９によって測光される。この測光信号は、制御部２４を介して操作装置１３へと送られ、光学濃度データとされる。操作装置１３では、この光学濃度データを、上述した基準光学濃度データと比較して較正する。較正された光学濃度データは、操作装置１３に備えられた換算機能により、検査対象物質濃度データに換算される。この検査対象物質濃度データは、分析結果として、操作装置１３の表示部１４に表示される。

トレイ３を引き出して排出位置に移動させると、トレイ３の開口２２が排出口５６（図１参照）の上方に位置することとなる。これにより、トレイ３の開口２２にセットされた分析素子４は、自重により下方へ落下し、排出口５６（図１参照）から排出される。

測定を継続する場合には、トレイ３を点着位置に移動させ、上述した動作を繰り返す。これらの動作を行う間、トレイ３が測定位置以外の位置にあれば、ヒータ２７は退避位置にあり断熱されている。このため、トレイ３が手動で移動されても、その移動速度に関係なく、ヒータ２７の温度を安定させておくことができる。測定を終了する場合には、トレイ３を押し込んで、電源スイッチをＯＦＦにする。

なお、上記実施形態の第１レール２１に、図９に示す切り欠き溝２１ａを設けてもよい。切り欠き溝はこの形状の限られない。これにより、分析素子４が収容されたときに、分析素子４と第１レール２１との接触面積がより小さくなり、分析素子４から熱が逃げにくくなる。また、上記実施形態の第２レール２３に、図９に示す切り欠き溝２３ａを設けてもよい。切り欠き溝はこの形状に限られない。これにより、ヒータ２７と第２レール２３との接触面積がより小さくなり、ヒータ２７から熱が逃げにくくなる。図９は、上記実施形態の図７に対応するものである。

上記実施形態では、第１レール２１をベース板２０に設けたが、図１０に示すように、第１レール７２をトレイ７０に設けてもよい。トレイ７０は、ベース板７１上を前後方向に移動する。図１０は、上記実施形態の図８に対応するものである。

上記実施形態では、第１レール７２を設けて、分析素子４とベース板２０との間に空気層を形成することによって、分析素子４の下面４ｂを断熱したが、分析素子４とベース板２０との間に空気以外の断熱層、例えば、パックされた気体（酸素、窒素等）、非金属固体（羊毛、絹等）を配置することによって、分析素子４の下面４ｂを断熱することとしてもよい。

また、第２レール２３を設けて、ヒータ２７とトレイ３との間に空気層を形成することによって、ヒータ２７の下面を断熱したが、ヒータ２７とトレイ３との間に空気以外の断熱層、例えば、パックされた気体（酸素、窒素等）、非金属固体（羊毛、絹等）を配置することによって、ヒータ２７の下面を断熱することとしてもよい。

上記実施形態では、ヒータをトレイの上方に配置したが、ヒータをトレイの下方に配置してもよい。この場合、ヒータを、その側面及び下面を断熱部材によって囲んだ状態で、ベース板に固定する。そして、トレイが押し込まれると、分析素子がヒータ上に位置し、分析素子の下面にヒータの上面が接触するようにする。なお、この場合には、ヒータ上での分析素子の位置を安定させるため、分析素子を下方向に付勢する付勢手段を設けることが好ましい。また、付勢手段及びヒータの中央部には穴を設け、下方に配置された測光部による分析素子の測光を可能にすることが必要となる。

上記実施形態では、生化学分析装置の周囲の環境温度を、環境温度検出センサによって検出することとしたが、測定前の段階で、操作者が収容前の周囲の環境温度を測定し、この測定値を操作装置から入力するようにしてもよい。

上記実施形態では、制御部に所定時間（例えば、６０ｓ）を記憶させておき、分析素子が収容されてからこの所定時間が経過すると、ヒータと分析素子が熱平衡状態になっていると判断したが、ヒータ温度検出センサによって検出された温度に基づいて熱平衡状態を判断してもよい。さらには、別途分析素子の温度を検出するセンサを設け、このセンサに検出された温度に基づいて熱平衡状態を判断してもよい。

上記実施形態では、トレイが白板測定位置及び黒板測定位置で所定時間停止したときに白板及び黒板の測光を行ったが、トレイが白板測定位置及び黒板測定位置を通過した瞬間に白板及び黒板の測光を行ってもよい。この場合には、トレイを搬送中に停止させる必要がなくなる。この実施形態のフローチャートを図１１に示す。

上記実施形態では、インキュベータによって恒温保持する対象物として比色タイプの分析素子を用いたが、電極タイプの分析素子を用いてもよい。

上記実施形態では、インキュベータは内部電源で駆動したが、外部電源を併用可能としてもよい。

本発明のインキュベータは、ハンディタイプの生化学分析装置に用いると有利であるが、外部電源で駆動する生化学装置や、設置型の生化学分析装置にも用いることができる。また、本発明のインキュベータは、生化学分析装置に限らず、他の装置にも用いることができる。

本発明のインキュベータを備えた生化学分析装置の外観斜視図である。 分析素子の外観斜視図である。 上カバーを外したときの生化学分析装置の外観斜視図である。 装置本体の分解斜視図である。 生化学分析装置の電気的構成図である。 各処理の流れを示すフローチャートである。 インキュベータの動きを示す説明図である。 インキュベータの断面図である。 別の実施形態におけるインキュベータの断面図である。 別の実施形態におけるインキュベータの断面図である。 別の実施形態における各処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２ 生化学分析装置
３、７０ トレイ
４ 分析素子
４ａ 上面
４ｂ 下面
１７ ヒータユニット
２０、７１ ベース板
２１、７２ 第１レール
２３ 第２レール
２７ ヒータ
４０ インキュベータ

Claims (7)

1. 分析素子を収容して恒温保持するインキュベータにおいて、
   前記分析素子の収容時に前記分析素子の一方の面に接触するヒータと、
   前記分析素子の他方の面に断熱層を形成する第１断熱層形成手段とを備えたことを特徴とするインキュベータ。
2. 分析素子を収容して恒温保持するインキュベータにおいて、
   前記分析素子の収容時に前記分析素子の一方の面に接触する接触位置と、前記一方の面から離れる退避位置との間で変位が可能なヒータと、
   前記ヒータが前記退避位置にあるときに、前記ヒータの前記分析素子と接触する面に断熱層を形成する第２断熱層形成手段とを備えたことを特徴とするインキュベータ。
3. 前記分析素子の他方の面に断熱層を形成する第１断熱層形成手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のインキュベータ。
4. 前記第１断熱層形成手段は、前記分析素子の前記他方の面側に配された支持部材と、前記分析素子と前記支持部材との間に配されて前記分析素子を前記他方の面側から支持する第１レールとから構成され、前記分析素子と前記支持部材との間の空気層によって断熱層を形成することを特徴とする請求項１記載のインキュベータ。
5. 前記第２断熱層形成手段は、前記分析素子の側部を保持して搬送する分析素子搬送部材と、この分析素子搬送部材上に設けられて前記ヒータを前記分析素子と接触する面側から支持する第２レールとから構成され、前記ヒータと前記分析素子搬送部材との間の空気層によって断熱層を形成し、
   前記ヒータは、前記分析素子搬送部材に向けて付勢されており、前記第２レールに支持される退避位置と、前記分析素子搬送部材の変位に伴って前記第２レール上から外れて前記分析素子の前記一方の面に押し付けられる接触位置との間を変位することを特徴とする請求項２記載のインキュベータ。
6. 前記第１断熱層形成手段は、前記分析素子の前記他方の面側に配された支持部材と、前記分析素子と前記支持部材との間に配されて前記分析素子を前記他方の面側から支持する第１レールとから構成され、前記分析素子と前記支持部材との間の空気層によって断熱層を形成し、
   前記第２断熱層形成手段は、前記分析素子の側部を保持して搬送する分析素子搬送部材と、この分析素子搬送部材上に設けられて前記ヒータを前記分析素子と接触する面側から支持する第２レールとから構成され、前記ヒータと前記分析素子搬送部材との間の空気層によって断熱層を形成し、
   前記ヒータは、前記分析素子搬送部材に向けて付勢されており、前記第２レールに支持される退避位置と、前記分析素子搬送部材の変位に伴って前記第２レール上から外れて前記分析素子の前記一方の面に押し付けられる接触位置との間を変位することを特徴とする請求項３記載のインキュベータ。
7. 前記第１レール及び前記第２レールは、前記分析素子に接触する部分で、接触面積が小さくなるような形状とされていることを特徴とする請求項６記載のインキュベータ。
   
   

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