JP2007040847A - Stirrer and analyzer equipped with stirrer - Google Patents

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Mineyuki Murakami
峰雪 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stirrer constituted so as not to form a stagnation region in a liquid held to a liquid holding part even if the volume of the held liquid becomes very little and the liquid holding part becomes fine and capable of uniformly stirring the held liquid by a reduced number of surface elastic wave elements, and also to provide an analyzer equipped with the stirrer. <P>SOLUTION: The stirrer 20 is constituted so as to stirr a liquid by a sonic wave and the analyzer is equipped with the stirrer 20. The stirrer 20 has a plurality of liquid holding parts 6a-1 to 6a-5 for holding the liquid and the surface elastic wave elements 22-1 to 22-4 arranged between at least two liquid holding parts to irradiate two liquid holding parts with the sonic wave. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、攪拌装置及び攪拌装置を備えた分析装置に関するものである。   The present invention relates to a stirrer and an analyzer equipped with the stirrer.

従来、超音波を用いて微小容器に保持された液体を効率良く攪拌するには、保持された液体内に先鋭的な音場を形成すると共に、超音波発生素子から液体まで減衰を抑えて超音波を伝達させる必要がある。このため、分析装置で使用され、液体を音波によって攪拌する攪拌装置として、例えば、液体を保持した容器の底部に10MHz以上の超音波を発生する少なくとも1つの音波発生手段を設け、超音波伝搬方向に配置される固形材料を介して液体中に超音波を入射させることにより音響流を生成し、この音響流によって液体を攪拌する攪拌装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in order to efficiently stir a liquid held in a micro container using ultrasonic waves, a sharp sound field is formed in the held liquid and attenuation from the ultrasonic wave generation element to the liquid is suppressed. It is necessary to transmit sound waves. For this reason, as an agitation device that is used in an analysis device and stirs a liquid with sound waves, for example, at least one sound wave generation means for generating an ultrasonic wave of 10 MHz or more is provided at the bottom of a container holding the liquid, and the ultrasonic wave propagation direction There is known a stirring device that generates an acoustic flow by causing an ultrasonic wave to enter the liquid through a solid material disposed in the liquid and agitates the liquid by the acoustic flow (see, for example, Patent Document 1).

独国特許発明第10325307号明細書German Patent Invention No. 10325307

ところで、特許文献1に開示された分析装置は、音波発生手段として圧電基板上に櫛型電極(IDT)を形成した表面弾性波(SAW)素子を用いている。櫛型電極は、電極中心から左右両方向に表面弾性波を出射することから、図22に示すように、表面弾性波素子Dacの櫛型電極TIDが発生した音波Waは、容器Cvの底壁内を伝搬した後、底壁内面に対して矢印で示すように傾斜した状態で液体Lq中に入射する。このため、容量が数十μL以下と微量になり、容器が微小或いは細くなった場合に、容器の底壁中央に表面弾性波素子Dacを配置すると、音波が内側壁で反射し、この反射に伴って音波によって生ずる音響流も内面で反射する。この結果、容器内の液体Lqは、側側壁で反射した対称な2つの音響流Fsが衝突して互いに相殺され、流れが滞留する滞留領域Aが生じ、音響流Fsによる液体の均一な攪拌が妨げられることがある。また、分析装置は、容器の数或いは1つの容器における液体保持部の数が増えると、容器や液体保持部の数に対応させて表面弾性波素子の数を増さなければならず、製造コストが容器等の数に比例して高くなるという問題があった。   By the way, the analyzer disclosed in Patent Document 1 uses a surface acoustic wave (SAW) element in which a comb electrode (IDT) is formed on a piezoelectric substrate as a sound wave generating means. Since the comb-shaped electrode emits surface acoustic waves in both the left and right directions from the electrode center, as shown in FIG. 22, the sound wave Wa generated by the comb-shaped electrode TID of the surface acoustic wave element Dac is generated in the bottom wall of the container Cv. Then, the light enters the liquid Lq in an inclined state as indicated by an arrow with respect to the inner surface of the bottom wall. For this reason, when the surface acoustic wave element Dac is arranged at the center of the bottom wall of the container when the capacity becomes a few tens of μL or less and the container becomes minute or thin, the sound wave is reflected by the inner wall, and this reflection Along with this, the acoustic flow generated by the sound wave is also reflected by the inner surface. As a result, the liquid Lq in the container is caused to collide with each other by the two symmetrical acoustic flows Fs reflected by the side walls and cancel each other, resulting in a staying area A where the flow stays, and the liquid is uniformly stirred by the acoustic flow Fs. May be hindered. In addition, when the number of containers or the number of liquid holding parts in one container increases, the analyzer must increase the number of surface acoustic wave elements corresponding to the number of containers and liquid holding parts. However, there is a problem that the value increases in proportion to the number of containers.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体保持部に保持される液体の容量が微量になり、容器が微小或いは細くなっても保持した液体中に滞留領域を生ずることがなく、保持した液体を少ない数の表面弾性波素子で均一に攪拌することが可能な攪拌装置と分析装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and the volume of the liquid held in the liquid holding unit becomes a very small amount, and even if the container becomes minute or thin, no retention region is generated in the held liquid. An object of the present invention is to provide a stirrer and an analyzer capable of uniformly stirring a held liquid with a small number of surface acoustic wave elements.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に係る攪拌装置は、音波を照射することによって液体を攪拌する攪拌装置において、液体を保持する複数の液体保持部と、少なくとも二つの前記液体保持部の間に配置され、前記二つの液体保持部へ前記音波を照射する音波発生手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a stirrer according to claim 1 is a stirrer that stirs a liquid by irradiating sound waves, and includes at least two liquid holding units that hold the liquid and at least two liquid holding units. And a sound wave generating means for irradiating the two liquid holding parts with the sound wave, which is disposed between the two liquid holding parts.

また、請求項2に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記音波の伝搬方向に位置する少なくとも二つの前記液体保持部へ前記音波を同時に照射することを特徴とする。   The stirring device according to claim 2 is characterized in that, in the above invention, the sound wave generating means simultaneously irradiates the sound wave to at least two liquid holding portions located in a propagation direction of the sound wave.

また、請求項3に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、複数設けられ、その数は前記複数の液体保持部の数よりも少ないことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the above invention, a plurality of the sound wave generating means are provided, and the number thereof is smaller than the number of the plurality of liquid holding portions.

また、請求項4に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、隣り合う二つの前記液体保持部の間に配置されることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the above invention, the sound wave generating means is disposed between two adjacent liquid holding portions.

また、請求項5に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、隣り合う二つの前記液体保持部の中心から変位させて配置されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the stirring device according to the above invention, wherein the sound wave generating means is disposed so as to be displaced from the centers of the two adjacent liquid holding portions.

また、請求項6に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記複数の液体保持部は、1つの容器に形成され、前記音波発生手段は、当該容器の底面側に配置されることを特徴とする。   The stirring device according to claim 6 is characterized in that, in the above invention, the plurality of liquid holding portions are formed in one container, and the sound wave generating means is disposed on a bottom surface side of the container. To do.

また、請求項7に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記複数の液体保持部は、1つの容器に形成され、前記音波発生手段は、当該容器の側面側に配置されていることを特徴とする。   The stirring device according to claim 7 is characterized in that, in the above invention, the plurality of liquid holding portions are formed in one container, and the sound wave generating means is arranged on a side surface side of the container. And

また、請求項8に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記容器は、前記音波発生手段と前記液体保持部との相対位置が変化するように回転することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the stirring device according to the above invention, wherein the container rotates so that a relative position between the sound wave generating means and the liquid holding unit changes.

また、請求項9に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記音波として表面弾性波を発生する表面弾性波素子であることを特徴とする。   The stirring device according to claim 9 is characterized in that, in the above invention, the sound wave generation means is a surface acoustic wave element that generates a surface acoustic wave as the sound wave.

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項10に係る分析装置は、複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an analyzer according to claim 10 is an analyzer for analyzing a reaction liquid by stirring and reacting a plurality of different liquids. And a plurality of different liquids are stirred and reacted to analyze the reaction liquid.

本発明の攪拌装置は、少なくとも二つの液体保持部の間に配置され、前記二つの液体保持部へ音波を照射する音波発生手段を有するので、各液体保持部に保持された液体中に非対称な音響流を発生させることができ、液体保持部に保持される液体の容量が微量になり、容器が微小或いは細くなっても保持した液体中に滞留領域を生ずることがなく、保持した液体を少ない数の表面弾性波素子で均一に攪拌することができるという効果を奏する。また、本発明の分析装置はこの攪拌装置を有するので、液体保持部に保持される液体の容量が微量になり、容器が微小或いは細くなっても保持した液体中に滞留領域を生ずることがなく、保持した液体を少ない数の表面弾性波素子で均一に攪拌することができるという効果を奏する。   The stirring device of the present invention is disposed between at least two liquid holding units and has a sound wave generating means for radiating sound waves to the two liquid holding units, so that the liquid held in each liquid holding unit is asymmetrical. The acoustic flow can be generated, the volume of the liquid held in the liquid holding part becomes a very small amount, and even if the container becomes minute or thin, no retention area is formed in the held liquid, and the retained liquid is small The number of surface acoustic wave elements can be uniformly stirred. Further, since the analyzing apparatus of the present invention has this stirring device, the volume of the liquid held in the liquid holding unit becomes a very small amount, and even if the container is made minute or thin, a staying area is not generated in the held liquid. The retained liquid can be uniformly stirred with a small number of surface acoustic wave elements.

(実施の形態1)
以下、本発明の攪拌装置と分析装置に係る実施の形態1について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、実施の形態1に係る攪拌装置を備えた本発明の自動分析装置の概略構成図である。図2は、図1に示す自動分析装置のC−C線に沿った縦断面図である。図3は、本発明の攪拌装置を構成する表面弾性波素子の平面図である。図4は、図2に示す自動分析装置において攪拌装置の1構成単位の断面を駆動回路と共に示す図である。尚、本明細書で使用する図面は、本発明の構成の説明に重点を置いて作成しており、寸法は必ずしも正確ではない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 according to the stirring device and the analysis device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automatic analyzer according to the present invention provided with a stirrer according to the first embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line CC of the automatic analyzer shown in FIG. FIG. 3 is a plan view of a surface acoustic wave device constituting the stirring device of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a cross section of one constituent unit of the stirring device together with the drive circuit in the automatic analyzer shown in FIG. Note that the drawings used in this specification are made with emphasis on the description of the configuration of the present invention, and the dimensions are not necessarily accurate.

自動分析装置1は、図1に示すように、作業テーブル2上に検体テーブル3、反応ホイール6、駆動機構7及び試薬テーブル13が互いに離間してそれぞれ周方向に沿って回転、かつ、位置決め自在に設けられている。また、自動分析装置1は、検体テーブル3と反応ホイール6との間に検体分注機構5が設けられ、反応ホイール6と試薬テーブル13との間には試薬分注機構12が設けられ、試薬分注機構12近傍の反応ホイール6下部には攪拌装置20が設置されている。   As shown in FIG. 1, the automatic analyzer 1 includes a sample table 3, a reaction wheel 6, a drive mechanism 7, and a reagent table 13 which are spaced apart from each other on the work table 2 and can be rotated and positioned along the circumferential direction. Is provided. Further, the automatic analyzer 1 is provided with a sample dispensing mechanism 5 between the sample table 3 and the reaction wheel 6, and a reagent dispensing mechanism 12 between the reaction wheel 6 and the reagent table 13. A stirring device 20 is installed below the reaction wheel 6 near the dispensing mechanism 12.

検体テーブル3は、図1に示すように、駆動手段(図示せず)によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室3aが複数設けられている。各収納室3aは、検体を収容した検体容器4が着脱自在に収納される。   As shown in FIG. 1, the sample table 3 is rotated in a direction indicated by an arrow by a driving means (not shown), and a plurality of storage chambers 3a are provided on the outer periphery at equal intervals along the circumferential direction. Yes. In each storage chamber 3a, a sample container 4 storing a sample is detachably stored.

検体分注機構5は、検体を分注する手段であり、制御部16によって作動が制御され、検体テーブル3の複数の検体容器4から反応ホイール6の各反応凹部6aに順次検体を分注する。   The sample dispensing mechanism 5 is a means for dispensing a sample. The operation of the sample dispensing mechanism 5 is controlled by the control unit 16, and the sample is sequentially dispensed from the plurality of sample containers 4 of the sample table 3 to each reaction recess 6 a of the reaction wheel 6. .

反応ホイール6は、図1に示すように、駆動手段によって矢印で示す方向に回転される容器を兼ねた透明素材からなるホイールであり、液体保持部となる複数の反応凹部6aが周方向に沿って等間隔に設けられている。各反応凹部6aは、反応ホイール6の半径方向に対向する側壁が平行であり、図2に示すように、周方向に対向する側壁が底に向かって接近するように傾斜している。また、反応ホイール6は、内側に光源8が設けられると共に、外周には排出装置11が設けられている。光源8は、試薬と検体とが反応した反応凹部6a内の反応液を分析するための分析光(340〜800nm)を出射する。光源8から出射された分析用の光ビームは、反応凹部6a内の反応液を透過し、光源8と対向する位置に設けた受光素子9によって受光される。一方、排出装置11は、制御部16によって作動が制御され、排出ノズルを備えており、反応凹部6aから測光終了後の反応液を前記排出ノズルによって吸引し、排出容器に排出する。ここで、排出装置11を通過した反応凹部6aは、反応ホイール6の回転によって図示しない洗浄装置に移送されて内部が洗浄された後、再度、新たな検体の分析に使用される。   As shown in FIG. 1, the reaction wheel 6 is a wheel made of a transparent material that also serves as a container that is rotated in the direction indicated by the arrow by the driving means, and a plurality of reaction recesses 6 a that serve as liquid holding portions are provided along the circumferential direction. At regular intervals. Each reaction recess 6a is parallel so that the side walls facing the radial direction of the reaction wheel 6 are parallel, and as shown in FIG. 2, the side walls facing the circumferential direction approach each other toward the bottom. The reaction wheel 6 is provided with a light source 8 on the inner side and a discharge device 11 on the outer periphery. The light source 8 emits analysis light (340 to 800 nm) for analyzing the reaction solution in the reaction recess 6a in which the reagent and the sample have reacted. The analysis light beam emitted from the light source 8 passes through the reaction solution in the reaction recess 6 a and is received by the light receiving element 9 provided at a position facing the light source 8. On the other hand, the operation of the discharge device 11 is controlled by the control unit 16 and includes a discharge nozzle. The discharge liquid 11 is sucked by the discharge nozzle from the reaction concave portion 6a and discharged into the discharge container. Here, the reaction recess 6a that has passed through the discharge device 11 is transferred to a cleaning device (not shown) by the rotation of the reaction wheel 6 and the interior is cleaned, and then used again for analysis of a new specimen.

駆動機構7は、制御部16によって作動が制御され、反応ホイール6を回転駆動して反応凹部6aと表面弾性波素子22との相対位置を変化させる。駆動機構7は、反応ホイール6の回転位置を高精度に検出するエンコーダを有しており、制御部16と協働して反応凹部6aと表面弾性波素子22との相対位置を高精度に制御して変化させる位置制御部を構成している。位置制御部は、攪拌対象の液体の粘性や比重等の性状又は液量に応じて当該液体を保持した反応凹部6aと表面弾性波素子22との相対位置を変化させる。   The operation of the drive mechanism 7 is controlled by the control unit 16, and the reaction wheel 6 is rotationally driven to change the relative position between the reaction recess 6 a and the surface acoustic wave element 22. The drive mechanism 7 has an encoder that detects the rotational position of the reaction wheel 6 with high accuracy, and controls the relative position between the reaction recess 6 a and the surface acoustic wave element 22 with high accuracy in cooperation with the control unit 16. Thus, a position control unit to be changed is configured. The position control unit changes the relative position between the reaction concave portion 6 a that holds the liquid and the surface acoustic wave element 22 according to the property such as the viscosity and specific gravity of the liquid to be agitated or the amount of the liquid.

試薬分注機構12は、試薬を分注する手段であり、制御部16によって作動が制御され、試薬テーブル13の所定の試薬容器14から反応ホイール6の反応凹部6aに試薬を順次分注する。   The reagent dispensing mechanism 12 is a means for dispensing a reagent, the operation of which is controlled by the control unit 16, and sequentially dispenses the reagent from a predetermined reagent container 14 of the reagent table 13 to the reaction recess 6 a of the reaction wheel 6.

試薬テーブル13は、図1に示すように、図示しない駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室13aが周方向に沿って複数設けられている。各収納室13aは、試薬容器14が着脱自在に収納される。複数の試薬容器14は、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満たされ、外面には収容した試薬に関する情報を表示するバーコードラベル(図示せず)が貼付されている。   As shown in FIG. 1, the reagent table 13 is rotated in a direction indicated by an arrow by a driving means (not shown), and a plurality of storage chambers 13a formed in a sector shape are provided along the circumferential direction. In each storage chamber 13a, the reagent container 14 is detachably stored. Each of the plurality of reagent containers 14 is filled with a predetermined reagent corresponding to the inspection item, and a barcode label (not shown) for displaying information on the stored reagent is attached to the outer surface.

ここで、試薬テーブル13の外周には、試薬容器14に貼付した前記バーコードラベルに記録された試薬の種類,ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部16へ出力する読取装置15が設置されている。制御部16は、検体分注機構5、駆動機構7、受光素子9、排出装置11、試薬分注機構12、読取装置15、分析部17、入力部18及び表示部19等と接続されており、例えば、分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータ等が使用される。制御部16は、反応ホイール6の回転位置を始めとして、自動分析装置1の各部の作動を制御すると共に、前記バーコードラベルの記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を規制するように自動分析装置1を制御し、或いはオペレータに警告を発する。   Here, on the outer periphery of the reagent table 13, a reading device 15 that reads information such as the reagent type, lot, and expiration date recorded on the barcode label attached to the reagent container 14 and outputs the information to the control unit 16 is installed. Has been. The control unit 16 is connected to the sample dispensing mechanism 5, the drive mechanism 7, the light receiving element 9, the discharge device 11, the reagent dispensing mechanism 12, the reading device 15, the analysis unit 17, the input unit 18, the display unit 19, and the like. For example, a microcomputer having a storage function for storing analysis results is used. The control unit 16 controls the operation of each part of the automatic analyzer 1 including the rotational position of the reaction wheel 6, and sets the reagent lot and expiration date based on the information read from the barcode label record. If it is out of the range, the automatic analyzer 1 is controlled so as to regulate the analysis work, or a warning is issued to the operator.

分析部17は、制御部16を介して受光素子9に接続され、受光素子9が受光した光量に基づく反応凹部6a内の液体試料の吸光度から検体の成分濃度等を分析し、分析結果を制御部16に出力する。入力部18は、制御部16へ検査項目等を入力する操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。表示部19は、分析内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。   The analysis unit 17 is connected to the light receiving element 9 via the control unit 16, analyzes the component concentration of the specimen from the absorbance of the liquid sample in the reaction recess 6 a based on the amount of light received by the light receiving element 9, and controls the analysis result To the unit 16. The input unit 18 is a part that performs an operation of inputting inspection items and the like to the control unit 16, and for example, a keyboard, a mouse, or the like is used. The display unit 19 displays analysis contents, alarms, and the like, and a display panel or the like is used.

攪拌装置20は、音波を照射することによって液体を攪拌する攪拌装置であって、図1,図2及び図4に示すように、反応ホイール6と、複数の表面弾性波素子22と、表面弾性波素子22を駆動する駆動回路23とを有している。複数の表面弾性波素子22は、ジェルや液体等の音響整合剤Lmを保持した液槽21内に配置されて反応ホイール6の底面側に配置されている。液槽21は、反応ホイール6下部の作業テーブル2上に固定されている。ここで、反応ホイール6と表面弾性波素子22との間に介在する音響整合剤Lmは、音波の反応ホイール6壁面への伝達効率を上げるため、表面弾性波素子22が発する周波数の波長λに対して厚みがλ/4の奇数倍となるように、または、できるだけ薄くなるように調整する。   The stirrer 20 is a stirrer that stirs a liquid by irradiating a sound wave. As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the reaction wheel 6, a plurality of surface acoustic wave elements 22, and surface elasticity are mixed. And a drive circuit 23 for driving the wave element 22. The plurality of surface acoustic wave elements 22 are arranged in the liquid tank 21 holding the acoustic matching agent Lm such as gel or liquid and arranged on the bottom surface side of the reaction wheel 6. The liquid tank 21 is fixed on the work table 2 below the reaction wheel 6. Here, the acoustic matching agent Lm interposed between the reaction wheel 6 and the surface acoustic wave element 22 increases the transmission efficiency of the sound wave to the wall surface of the reaction wheel 6 to increase the wavelength λ of the frequency emitted by the surface acoustic wave element 22. On the other hand, the thickness is adjusted to be an odd multiple of λ / 4 or as thin as possible.

表面弾性波素子22は、音波の伝搬方向に位置する二つの反応凹部6aに音波を同時に照射する音波発生手段であり、図3に示すように、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等の圧電基板22a上に櫛型電極(IDT)からなる振動子22bが形成されている。振動子22bは、櫛歯状に形成された複数の電極指を有し、駆動回路23から送信された駆動信号を表面弾性波(音波)に変換する。振動子22bは、電気端子22cとの間が共通電極であるバスバー22dによって接続されている。このとき、振動子22bは、図3に矢印で示すように、中央から櫛型電極の配列方向に音波Waを双方向に出射する。   The surface acoustic wave element 22 is a sound wave generating means for simultaneously irradiating two reaction recesses 6a positioned in the sound wave propagation direction with a sound wave. As shown in FIG. 3, on the piezoelectric substrate 22a such as lithium niobate (LiNbO3). A vibrator 22b made of a comb electrode (IDT) is formed. The transducer 22b has a plurality of electrode fingers formed in a comb shape, and converts the drive signal transmitted from the drive circuit 23 into a surface acoustic wave (sound wave). The vibrator 22b is connected to the electrical terminal 22c by a bus bar 22d which is a common electrode. At this time, the transducer 22b emits the sound wave Wa bidirectionally from the center in the arrangement direction of the comb electrodes as indicated by arrows in FIG.

駆動回路23は、表面弾性波素子22を駆動する駆動手段であり、図4に示すように、攪拌制御部24、発振部25及び増幅部26を備え、電気端子22cとの間が配線27によって接続されている。ここで、図4は、攪拌装置20の1構成単位である反応凹部6aの断面を駆動回路23と共に示しており、駆動回路23は、一つの表面弾性波素子22のみを駆動しているように描かれている。しかし、図2に示す複数の表面弾性波素子22は、駆動回路23と直列又は並列に接続され、或いは、駆動回路23とスイッチを介して接続されて駆動される。   The drive circuit 23 is a drive unit that drives the surface acoustic wave element 22 and includes a stirring control unit 24, an oscillation unit 25, and an amplification unit 26, as shown in FIG. It is connected. Here, FIG. 4 shows a cross section of the reaction recess 6a, which is one constituent unit of the stirring device 20, together with the drive circuit 23, and the drive circuit 23 drives only one surface acoustic wave element 22. It is drawn. However, the plurality of surface acoustic wave elements 22 shown in FIG. 2 are connected to the drive circuit 23 in series or in parallel, or connected to the drive circuit 23 via a switch and driven.

攪拌制御部24は、メモリとタイマを内蔵した電子制御手段(ECU)が使用され、表面弾性波素子22の駆動信号を攪拌対象の液体の粘性や比重等の性状又は液量に応じて制御する。攪拌制御部24は、発振部25を制御し、例えば、表面弾性波素子22が発する音波の特性(周波数,強度,位相,波の特性)、波形(正弦波,三角波,矩形波,バースト波等)或いは変調(振幅変調,周波数変調)等を制御する。また、攪拌制御部24は、内蔵したタイマに従って発振部25が発振する発振信号の周波数を経時的に変化させることにより、例えば、発振信号の周波数のスイープや切り替えを行うことができる。   The agitation control unit 24 uses an electronic control means (ECU) incorporating a memory and a timer, and controls the driving signal of the surface acoustic wave element 22 in accordance with the properties such as the viscosity and specific gravity of the liquid to be agitated or the amount of liquid. . The agitation control unit 24 controls the oscillation unit 25, and includes, for example, characteristics (frequency, intensity, phase, wave characteristics) of sound waves generated by the surface acoustic wave element 22, waveforms (sine waves, triangular waves, rectangular waves, burst waves, etc.) ) Or modulation (amplitude modulation, frequency modulation) or the like is controlled. In addition, the agitation control unit 24 can sweep or switch the frequency of the oscillation signal, for example, by changing the frequency of the oscillation signal oscillated by the oscillation unit 25 with time according to a built-in timer.

発振部25は、攪拌制御部24からの制御信号に基づいて発振周波数をプログラマブルに変更可能な発振回路を有しており、数十MHz〜数百MHz程度の高周波の発振信号を増幅部26へ出力する。   The oscillating unit 25 has an oscillating circuit that can change the oscillating frequency in a programmable manner based on a control signal from the stirring control unit 24, and a high-frequency oscillating signal of several tens to several hundreds of MHz is supplied to the amplifying unit 26. Output.

増幅部26は、発振部25から入力される発振信号を増幅し、駆動信号として表面弾性波素子22に出力する他、攪拌制御部24からの制御信号に基づいて駆動信号の駆動周波数を段階的に切り替えることができる。   The amplifying unit 26 amplifies the oscillation signal input from the oscillating unit 25 and outputs the amplified signal to the surface acoustic wave element 22 as a drive signal. You can switch to

以上のように構成される自動分析装置1は、回転する反応テーブル6によって周方向に沿って搬送されてくる反応凹部6aに検体分注機構5が検体テーブル3の複数の検体容器4から検体を順次分注する。検体が分注された反応凹部6aは、反応ホイール6の回転によって試薬分注機構12の近傍へ搬送され、所定の試薬容器14から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応凹部6aは、反応ホイール6の回転によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌装置20によって攪拌されて反応し、光源8と受光素子9との間を通過する。このとき、反応凹部6a内の液体試料は、受光素子9によって測光され、分析部17によって成分濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応凹部6aは、排出装置11によって内部の反応液が排出された後、図示しない洗浄装置によって洗浄され、再度検体の分析に使用される。   In the automatic analyzer 1 configured as described above, the sample dispensing mechanism 5 receives samples from the plurality of sample containers 4 on the sample table 3 in the reaction recesses 6a conveyed along the circumferential direction by the rotating reaction table 6. Dispense sequentially. The reaction recess 6 a into which the specimen has been dispensed is conveyed to the vicinity of the reagent dispensing mechanism 12 by the rotation of the reaction wheel 6, and the reagent is dispensed from a predetermined reagent container 14. The reaction recess 6a into which the reagent is dispensed reacts while the reagent and the sample are stirred by the stirring device 20 while being conveyed along the circumferential direction by the rotation of the reaction wheel 6, and the light source 8 and the light receiving element 9 are reacted. Pass between. At this time, the liquid sample in the reaction recess 6a is measured by the light receiving element 9, and the analysis unit 17 analyzes the component concentration and the like. After the analysis, the reaction recess 6a is discharged by the discharge device 11 and then cleaned by a cleaning device (not shown) and used again for analysis of the specimen.

このとき、攪拌装置20は、図2に示したように、反応ホイール6の矢印方向への回転に伴って、各表面弾性波素子22が液槽21の上方に位置する隣接した二つの反応凹部6aへ同時に音波を照射する。このため、表面弾性波素子22が出射した音波は、反応ホイール6の回転に伴う反応凹部6aとの相対位置によって底壁から反応ホイール6に入射する位置が変化する。例えば、図2において、4つの表面弾性波素子22を左から表面弾性波素子22−1〜22−4とし、反応凹部6aを同様に左から反応凹部6a−1〜6a−5と表示することによって相互に区別することにする。   At this time, as shown in FIG. 2, the stirring device 20 has two reaction concave portions adjacent to each other where each surface acoustic wave element 22 is positioned above the liquid tank 21 as the reaction wheel 6 rotates in the arrow direction. 6a is irradiated with sound waves simultaneously. For this reason, the position where the sound wave emitted from the surface acoustic wave element 22 is incident on the reaction wheel 6 from the bottom wall changes depending on the relative position with the reaction recess 6 a accompanying the rotation of the reaction wheel 6. For example, in FIG. 2, the four surface acoustic wave elements 22 are designated as surface acoustic wave elements 22-1 to 22-4 from the left, and the reaction recesses 6a are similarly indicated from the left as reaction recesses 6a-1 to 6a-5. Will be distinguished from each other.

このとき、図2において、表面弾性波素子22−1が出射し、底壁から反応ホイール6に入射した音波Waは、壁内を伝搬した後、反応凹部6a−1と反応凹部6a−2のそれぞれの側面から液体中に入射する。この場合、反応凹部6a−1に入射する音波Waは、壁内の伝搬距離が長いため減衰が大きく、反応凹部6a−2に入射する音波Waに比べて入射量が少ない。このため、表面弾性波素子22−1が同時に出射した音波Waによって反応凹部6a−1内の液体に反時計方向に生ずる音響流F11は、反応凹部6a−2内の液体に時計方向に生ずる音響流F12よりも流速が小さい。また、表面弾性波素子22−2が出射した音波Waによって、反応凹部6a−2内の液体に反時計方向に生ずる音響流F22は、反応凹部6a−3内の液体に時計方向に生じる音響流F23よりも流速が小さい。以下同様にして反応凹部6a−3〜6a−5内の液体に生ずる音響流を流速と共に図2に示す。   At this time, in FIG. 2, the sound wave Wa emitted from the surface acoustic wave element 22-1 and incident on the reaction wheel 6 from the bottom wall propagates through the wall, and then the reaction recesses 6a-1 and 6a-2. Incident into the liquid from each side. In this case, the sound wave Wa incident on the reaction recess 6a-1 has a large attenuation because the propagation distance in the wall is long, and the incident amount is smaller than the sound wave Wa incident on the reaction recess 6a-2. Therefore, the acoustic flow F11 generated in the counterclockwise direction in the liquid in the reaction recess 6a-1 by the sound wave Wa simultaneously emitted from the surface acoustic wave element 22-1 is the sound generated in the clockwise direction in the liquid in the reaction recess 6a-2. The flow velocity is smaller than the flow F12. The acoustic flow F22 generated in the counterclockwise direction in the liquid in the reaction recess 6a-2 by the sound wave Wa emitted from the surface acoustic wave element 22-2 is the acoustic flow generated in the clockwise direction in the liquid in the reaction recess 6a-3. The flow velocity is smaller than F23. Similarly, the acoustic flow generated in the liquid in the reaction recesses 6a-3 to 6a-5 is shown in FIG. 2 together with the flow velocity.

従って、攪拌装置20は、表面弾性波素子22−1〜22−4を同時に駆動すると、図2に示すように、総ての反応凹部6a、例えば、反応凹部6a−2内の液体には反応凹部6a−2の中心に対して非対称な音響流F12と音響流F22が生ずる。このため、攪拌装置20、従って攪拌装置20を備えた自動分析装置1は、反応ホイール6に形成される反応凹部6aの容量が微量になっても保持した液体中に滞留領域を生ずることはない。この場合、反応ホイール6は、反応凹部6aの側壁が傾斜せず、鉛直であっても、表面弾性波素子22が出射した音波が底面に入射する位置が回転に伴って変化するので、上記と同様に非対称な音響流が生ずるので、反応凹部6aの容量が微量になっても保持した液体中に滞留領域を生ずることはない。   Therefore, when the agitation device 20 drives the surface acoustic wave elements 22-1 to 22-4 at the same time, as shown in FIG. 2, it reacts with the liquid in all the reaction recesses 6a, for example, the reaction recesses 6a-2. An acoustic flow F12 and an acoustic flow F22 that are asymmetric with respect to the center of the recess 6a-2 are generated. Therefore, the stirrer 20, and thus the automatic analyzer 1 equipped with the stirrer 20, does not generate a residence region in the retained liquid even if the volume of the reaction recess 6a formed in the reaction wheel 6 becomes very small. . In this case, in the reaction wheel 6, even if the side wall of the reaction recess 6a is not inclined and is vertical, the position where the sound wave emitted from the surface acoustic wave element 22 is incident on the bottom surface changes with rotation. Similarly, since an asymmetric acoustic flow is generated, even if the volume of the reaction concave portion 6a becomes very small, no stay region is generated in the retained liquid.

また、時間t1経過し、反応ホイール6が、図2に示す位置から回転して図5に示す位置に移動すると、反応凹部6aと表面弾性波素子22との相対位置が変化する。図5に示す場合、表面弾性波素子22は、音波Waを二方向へ面対称に出射するが、出射した面対称な音波Waの一方は、反応凹部6aの傾斜した側壁と並行に壁内を伝搬し、他方は反応凹部6aの底壁内を伝搬した後、底面から液体中に入射する。このため、攪拌装置20は、表面弾性波素子22−1〜22−4を同時に駆動すると、図5に示すように、総ての反応凹部6aに反時計方向の音響流F12〜F45が生ずる。   When the reaction wheel 6 rotates from the position shown in FIG. 2 and moves to the position shown in FIG. 5 after the time t1 has elapsed, the relative position between the reaction recess 6a and the surface acoustic wave element 22 changes. In the case shown in FIG. 5, the surface acoustic wave element 22 emits the sound wave Wa in plane symmetry in two directions, but one of the emitted plane-symmetric sound waves Wa travels in the wall in parallel with the inclined side wall of the reaction recess 6a. The other propagates through the bottom wall of the reaction recess 6a and then enters the liquid from the bottom. Therefore, when the agitation device 20 drives the surface acoustic wave elements 22-1 to 22-4 simultaneously, as shown in FIG. 5, the countercurrent acoustic flows F12 to F45 are generated in all the reaction recesses 6a.

そして、更に時間t2経過し、反応ホイール6が、図5に示す位置から回転して図6に示す位置に移動すると、反応凹部6aと表面弾性波素子22との相対位置が更に変化する。この場合、前述の場合と同様に、表面弾性波素子22が出射した音波Waの一方が、反応凹部6aの傾斜した側壁と並行に壁内を伝搬する。このため、他方の音波Waのみが底面から液体中に入射するので、攪拌装置20は、表面弾性波素子22−1〜22−4を同時に駆動すると、図6に示すように、総ての反応凹部6aに時計方向の音響流F12〜F45が生ずる。   Then, when the time t2 further elapses and the reaction wheel 6 rotates from the position shown in FIG. 5 and moves to the position shown in FIG. 6, the relative position between the reaction recess 6a and the surface acoustic wave element 22 further changes. In this case, as in the case described above, one of the sound waves Wa emitted from the surface acoustic wave element 22 propagates in the wall in parallel with the inclined side wall of the reaction recess 6a. For this reason, since only the other sound wave Wa enters the liquid from the bottom surface, when the agitating device 20 simultaneously drives the surface acoustic wave elements 22-1 to 22-4, as shown in FIG. A clockwise acoustic flow F12 to F45 is generated in the recess 6a.

このように、攪拌装置20及び自動分析装置1は、反応ホイール6の回転位置に応じて反応凹部6a内の液体に生ずる音響流の向きが切り替わるので、反応凹部6aに保持した液体の攪拌効果が向上し、液体を均一に攪拌することができる。また、攪拌装置20及び自動分析装置1は、音波の伝搬方向に位置する少なくとも二つの反応凹部6aへ液槽21内に配置した複数の表面弾性波素子22が音波を同時に照射する。このため、攪拌装置20及び自動分析装置1は、反応凹部6aよりも少ない数の表面弾性波素子22によって反応凹部6aに保持して搬送される液体を均一に攪拌することができる。   Thus, since the direction of the acoustic flow generated in the liquid in the reaction recess 6a is switched according to the rotational position of the reaction wheel 6, the stirring device 20 and the automatic analyzer 1 have the effect of stirring the liquid held in the reaction recess 6a. And the liquid can be stirred uniformly. Further, in the stirring device 20 and the automatic analyzer 1, the plurality of surface acoustic wave elements 22 disposed in the liquid tank 21 simultaneously irradiate the sound waves to at least two reaction recesses 6a positioned in the sound wave propagation direction. For this reason, the stirring device 20 and the automatic analyzer 1 can uniformly agitate the liquid held and transported in the reaction recess 6a by the surface acoustic wave elements 22 that are smaller in number than the reaction recess 6a.

この場合、反応ホイール6の周方向に沿った反応凹部6aの配置間隔が振動子22bの配置間隔が等しいと、反応ホイール6の回転によって表面弾性波素子22が反応凹部6aの直下或いは隣り合う反応凹部6aの中央直下に位置する場合、各反応凹部6aの液体には大きさが等しく向きの異なる音波Waが入射する。このため、反応凹部6a内の液体中には、流速が同じで向きの異なる音響流が生じ、これらが衝突して互いに相殺される結果、流れが滞留してしまう場合が発生するが、このような流れの滞留は反応ホイール6の回転に伴う一時的なもので問題にはならない。   In this case, if the arrangement interval of the reaction recesses 6a along the circumferential direction of the reaction wheel 6 is equal to the arrangement interval of the vibrators 22b, the surface acoustic wave element 22 reacts immediately below or adjacent to the reaction recess 6a by the rotation of the reaction wheel 6. When located immediately below the center of the recess 6a, sound waves Wa having the same magnitude and different directions are incident on the liquid in each reaction recess 6a. For this reason, in the liquid in the reaction recess 6a, acoustic flows having the same flow velocity and different directions are generated, and they collide and cancel each other. As a result, the flow may stay. The stagnation of a simple flow is a temporary thing accompanying the rotation of the reaction wheel 6 and does not cause a problem.

但し、表面弾性波素子22は、駆動気路23の攪拌制御部24によって発振部25を制御し、振動子22bを駆動する周波数を共振周波数と反共振周波数との間で変えると、反応凹部6aの底面において液体中に入射する音波の間隔が変化する。例えば、共振周波数frと反共振周波数faとの間の中心周波数f0{=(fr+fa)/2}で振動子22bを駆動した場合、図7に示すように、液体中に入射する音波の間隔が最も広くなる。そして、中心周波数f0から離れるのに従って音波の間隔が狭くなり、例えば、周波数f1,f2(f1<f0<f2,|f0−f1|<|f2−f0|)で振動子22bを駆動した場合には、図7に示すように、周波数f2で振動子22bを駆動した場合に、液体中に入射する音波の間隔が最も狭くなる。   However, when the surface acoustic wave element 22 controls the oscillation unit 25 by the stirring control unit 24 of the drive air passage 23 and changes the frequency for driving the vibrator 22b between the resonance frequency and the antiresonance frequency, the reaction recess 6a. The interval between the sound waves that enter the liquid changes at the bottom surface. For example, when the vibrator 22b is driven at a center frequency f0 {= (fr + fa) / 2} between the resonance frequency fr and the anti-resonance frequency fa, as shown in FIG. Become the widest. Then, as the distance from the center frequency f0 increases, the interval between the sound waves becomes narrower. For example, when the transducer 22b is driven at frequencies f1, f2 (f1 <f0 <f2, | f0−f1 | <| f2−f0 |). As shown in FIG. 7, when the vibrator 22b is driven at the frequency f2, the interval between the sound waves incident on the liquid becomes the smallest.

このとき、図8に示すように、反応ホイール6の周方向に沿った反応凹部6aの配置間隔の二分の一及び振動子22bの中心から反応凹部6aの中心までの距離をそれぞれDa,Db(Da≠Db)とし、表面弾性波素子22を異なる周波数f0,f1,f2で駆動する。すると、反応凹部6a−1〜6a−3の液体中に入射する音波の間隔は、周波数f0,f1,f2に応じて変化し、反応凹部6a−2には非対称な音響流F12,F22が発生し、表面弾性波素子22の駆動周波数によって攪拌効率を改善することができる。   At this time, as shown in FIG. 8, the distance from the center of the vibrator 22b to the center of the reaction recess 6a and the half of the arrangement interval of the reaction recess 6a along the circumferential direction of the reaction wheel 6 are Da, Db ( Da ≠ Db), and the surface acoustic wave element 22 is driven at different frequencies f0, f1, and f2. Then, the interval between the sound waves incident on the liquid in the reaction recesses 6a-1 to 6a-3 changes according to the frequencies f0, f1, and f2, and asymmetric acoustic flows F12 and F22 are generated in the reaction recess 6a-2. The stirring efficiency can be improved by the driving frequency of the surface acoustic wave element 22.

このため、攪拌装置20は、駆動回路23によって隣り合う振動子22bの駆動周波数を変えると、反応ホイール6の回転位置に応じて反応凹部6a内の液体に生ずる音響流の向きが切り替わるのに加え、液体中に入射する音波の間隔を変化させることができる。この結果、隣り合う振動子22bの駆動周波数を変えると、攪拌装置20は、反応ホイール6の周方向に沿った反応凹部6aと振動子22bの配置間隔が等しい場合における、一時的な流れの滞留の影響を最小に抑えることができるうえ、反応凹部6aに保持した液体中に生ずる音響流の非対称性が更に増し、反応凹部6aに保持した液体の攪拌効率をより高めることができる。また、振動子22bの駆動周波数は、反応凹部6aに保持した液体の量が多い場合には、中心周波数f0から離れた周波数f2とし、液体の量が少ない場合には、中心周波数f0に近い周波数とする。   Therefore, when the stirring device 20 changes the drive frequency of the adjacent vibrator 22b by the drive circuit 23, the direction of the acoustic flow generated in the liquid in the reaction recess 6a is switched according to the rotational position of the reaction wheel 6. The interval of sound waves incident on the liquid can be changed. As a result, when the driving frequency of the adjacent vibrators 22b is changed, the stirring device 20 causes the temporary flow to stay in the case where the arrangement intervals of the reaction recesses 6a and the vibrators 22b along the circumferential direction of the reaction wheel 6 are equal. In addition, the asymmetry of the acoustic flow generated in the liquid held in the reaction recess 6a can be further increased, and the stirring efficiency of the liquid held in the reaction recess 6a can be further increased. The driving frequency of the vibrator 22b is set to a frequency f2 away from the center frequency f0 when the amount of liquid held in the reaction recess 6a is large, and a frequency close to the center frequency f0 when the amount of liquid is small. And

従って、攪拌装置20は、例えば、図9に示すように、反応ホイール6の周方向に沿った反応凹部6a−1〜6a−3の配置間隔の二分の一(Da)と振動子22bの中心から反応凹部6aの中心までの距離Dbとを等しく設定する(Da=Db)。また、表面弾性波素子22−1は、例えば、中心周波数をf3、駆動周波数をf0,f1,f2とし、表面弾性波素子22−2は、中心周波数をf0、駆動周波数をf3,f4,f5(f5<f3<f2<f4<f0<f1)とするように、隣り合う表面弾性波素子22の駆動周波数を異なった周波数に設定する。このように、隣り合う表面弾性波素子22の駆動周波数を異なった周波数に設定すると、攪拌装置20は、一時的な流れの滞留の影響を最小に抑えることができると共に、反応凹部6aに保持した液体中に生ずる音響流の非対称性が更に強くなり、反応凹部6aに保持した液体の攪拌効率が向上する。   Therefore, for example, as shown in FIG. 9, the stirring device 20 includes a half (Da) of the arrangement interval of the reaction recesses 6a-1 to 6a-3 along the circumferential direction of the reaction wheel 6 and the center of the vibrator 22b. Is set equal to the distance Db from the center of the reaction recess 6a (Da = Db). The surface acoustic wave element 22-1 has, for example, a center frequency of f3 and drive frequencies of f0, f1, and f2, and the surface acoustic wave element 22-2 has a center frequency of f0 and drive frequencies of f3, f4, and f5. The drive frequencies of the adjacent surface acoustic wave elements 22 are set to different frequencies so that (f5 <f3 <f2 <f4 <f0 <f1). As described above, when the driving frequencies of the adjacent surface acoustic wave elements 22 are set to different frequencies, the stirring device 20 can minimize the influence of the temporary flow retention and is held in the reaction recess 6a. The asymmetry of the acoustic flow generated in the liquid is further increased, and the stirring efficiency of the liquid held in the reaction recess 6a is improved.

ここで、攪拌装置20は、図2に示すように、液槽21内に複数の表面弾性波素子22を配置した。しかし、攪拌装置20は、図10に示すように、表面弾性波素子22を単一の圧電基板22aに複数の振動子22bを設けた構成とし、単一の圧電基板22aを液槽21内に配置すると、複数の表面弾性波素子22をハンドリングする必要がなくなり、単一の圧電基板22aをハンドリングすればよくなるので、表面弾性波素子の取り扱いが容易となる。   Here, as shown in FIG. 2, the stirring device 20 has a plurality of surface acoustic wave elements 22 arranged in a liquid tank 21. However, as shown in FIG. 10, the stirring device 20 has a configuration in which the surface acoustic wave element 22 is provided with a plurality of vibrators 22 b on a single piezoelectric substrate 22 a, and the single piezoelectric substrate 22 a is placed in the liquid tank 21. When arranged, it is not necessary to handle a plurality of surface acoustic wave elements 22, and it is only necessary to handle a single piezoelectric substrate 22a, so that the surface acoustic wave elements can be handled easily.

(実施の形態2)
次に、本発明の攪拌装置と分析装置にかかる実施の形態2について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態1の攪拌装置は、表面弾性波素子が反応ホイール6の底面側に配置されていたのに対し、実施の形態2の攪拌装置では表面弾性波素子が反応ホイール6の側面側に配置されている。図11は、実施の形態2に係る攪拌装置を備えた本発明の自動分析装置の概略構成図である。図12は、図11の自動分析装置の反応ホイール及び液槽の部分における水平方向の断面図である。以下の説明においては、実施の形態1の自動分析装置及び攪拌装置と同一の構成部分には同一の符号を付して説明している。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment according to the stirring device and the analysis device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the stirring device of the first embodiment, the surface acoustic wave element is arranged on the bottom surface side of the reaction wheel 6, whereas in the stirring device of the second embodiment, the surface acoustic wave element is arranged on the side surface side of the reaction wheel 6. Has been. FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the automatic analyzer of the present invention provided with the stirring device according to the second embodiment. 12 is a horizontal cross-sectional view of the reaction wheel and the liquid tank of the automatic analyzer shown in FIG. In the following description, the same components as those of the automatic analyzer and the stirrer according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

実施の形態2の攪拌装置30は、反応ホイール6と、複数の表面弾性波素子22と、表面弾性波素子22を駆動する駆動回路23とを有しており、複数の表面弾性波素子22は、ジェルや液体等の音響整合剤Lmを保持した液槽31内に配置されて反応ホイール6の外側面側に配置されている。ここで、音響整合剤Lmは、音波の反応ホイール6壁面への伝達効率を高めるため、表面弾性波素子22が発する周波数の波長λに対して厚みがλ/4の奇数倍になるように、又は、できるだけ薄くなるように調整する。液槽31は、反応ホイール6外側の作業テーブル2上に固定されている。また、攪拌装置30は、反応ホイール6の周方向に沿った反応凹部6aの配置間隔が振動子22bの配置間隔と等しく設定されている。   The stirring device 30 according to the second embodiment includes a reaction wheel 6, a plurality of surface acoustic wave elements 22, and a drive circuit 23 that drives the surface acoustic wave elements 22, and the plurality of surface acoustic wave elements 22 includes These are disposed in the liquid tank 31 holding the acoustic matching agent Lm such as gel or liquid and disposed on the outer surface side of the reaction wheel 6. Here, the acoustic matching agent Lm increases the transmission efficiency of sound waves to the wall surface of the reaction wheel 6 so that the thickness is an odd multiple of λ / 4 with respect to the wavelength λ of the frequency emitted by the surface acoustic wave element 22. Or adjust it to be as thin as possible. The liquid tank 31 is fixed on the work table 2 outside the reaction wheel 6. Further, in the stirring device 30, the arrangement interval of the reaction recesses 6a along the circumferential direction of the reaction wheel 6 is set to be equal to the arrangement interval of the vibrator 22b.

従って、攪拌装置30を備えた自動分析装置1は、回転する反応テーブル6によって周方向に沿って搬送されてくる反応凹部6aに検体分注機構5が検体テーブル3の複数の検体容器4から検体を順次分注する。検体が分注された反応凹部6aは、反応ホイール6の回転によって試薬分注機構12の近傍へ搬送され、所定の試薬容器14から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応凹部6aは、反応ホイール6の回転によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌装置30によって攪拌されて反応し、光源8と受光素子9との間を通過する。このとき、反応凹部6a内の液体試料は、受光素子9によって測光され、分析部17によって成分濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応凹部6aは、排出装置11によって内部の反応液が排出された後、図示しない洗浄装置によって洗浄され、再度検体の分析に使用される。   Therefore, in the automatic analyzer 1 equipped with the stirring device 30, the sample dispensing mechanism 5 moves the sample from the plurality of sample containers 4 of the sample table 3 into the reaction recess 6 a that is conveyed along the circumferential direction by the rotating reaction table 6. Are dispensed sequentially. The reaction recess 6 a into which the specimen has been dispensed is conveyed to the vicinity of the reagent dispensing mechanism 12 by the rotation of the reaction wheel 6, and the reagent is dispensed from a predetermined reagent container 14. The reaction recess 6a into which the reagent is dispensed reacts while the reagent and the sample are stirred by the stirring device 30 while being conveyed along the circumferential direction by the rotation of the reaction wheel 6, and the light source 8 and the light receiving element 9 are reacted. Pass between. At this time, the liquid sample in the reaction recess 6a is measured by the light receiving element 9, and the analysis unit 17 analyzes the component concentration and the like. After the analysis, the reaction recess 6a is discharged by the discharge device 11 and then cleaned by a cleaning device (not shown) and used again for analysis of the specimen.

このとき、攪拌装置30は、図12に示すように、反応ホイール6の矢印方向への回転に伴って、各表面弾性波素子22が液槽21の上方に位置する隣接した二つの反応凹部6aへ同時に音波を照射する。このため、表面弾性波素子22が出射した音波は、反応ホイール6の回転に伴う反応凹部6aとの相対位置によって側壁から反応ホイール6に入射する位置が変化する。例えば、図12において、4つの表面弾性波素子22を左から表面弾性波素子22−1〜22−4とし、反応凹部6aを同様に左から反応凹部6a−1〜6a−5と表示することによって相互に区別することにする。   At this time, as shown in FIG. 12, the stirring device 30 has two reaction recesses 6 a adjacent to each other where each surface acoustic wave element 22 is positioned above the liquid tank 21 as the reaction wheel 6 rotates in the direction of the arrow. Simultaneously irradiates with sound waves. For this reason, the position where the sound wave emitted from the surface acoustic wave element 22 is incident on the reaction wheel 6 from the side wall varies depending on the relative position with respect to the reaction recess 6 a accompanying the rotation of the reaction wheel 6. For example, in FIG. 12, the four surface acoustic wave elements 22 are designated as surface acoustic wave elements 22-1 to 22-4 from the left, and the reaction recesses 6a are similarly indicated from the left as reaction recesses 6a-1 to 6a-5. Will be distinguished from each other.

ここで、図12に示すように、表面弾性波素子22−1が出射し、側壁から反応ホイール6に入射した音波Waは、壁内を伝搬した後、反応凹部6a−1と反応凹部6a−2のそれぞれの側面から液体中に入射し、他の表面弾性波素子22−2〜22−4においても同様である。このとき、表面弾性波素子22−1〜22−4は、隣り合う反応凹部6a−1〜6a−5の中間に位置している。このため、図12に示すように、反応凹部6a−1内の液体には時計方向の音響流Fcwが発生し、反応凹部6a−5内の液体には反時計方向の音響流Fccが発生する。   Here, as shown in FIG. 12, the sound wave Wa emitted from the surface acoustic wave element 22-1 and incident on the reaction wheel 6 from the side wall propagates through the wall, and then reacts with the reaction recess 6a-1 and the reaction recess 6a-. The same applies to the other surface acoustic wave elements 22-2 to 22-4 that are incident on the liquid from the respective side surfaces. At this time, the surface acoustic wave elements 22-1 to 22-4 are located in the middle of the adjacent reaction recesses 6a-1 to 6a-5. For this reason, as shown in FIG. 12, the acoustic flow Fcw in the clockwise direction is generated in the liquid in the reaction recess 6a-1, and the acoustic flow Fcc in the counterclockwise direction is generated in the liquid in the reaction recess 6a-5. .

一方、これらの間に位置する反応凹部6a−2〜6a−4内の液体中には、図12に示すように、隣接する表面弾性波素子22−1〜22−4から大きさが等しく向きの異なる音波Waが入射する。このため、反応凹部6a−2〜6a−4内の液体中には、音響流Fccと音響流Fcwとが発生し、これらが衝突して互いに相殺される結果、流れが滞留してしまう。   On the other hand, in the liquids in the reaction recesses 6a-2 to 6a-4 located between them, as shown in FIG. 12, the sizes are equally oriented from the adjacent surface acoustic wave elements 22-1 to 22-4. Of different sound waves Wa. For this reason, in the liquids in the reaction recesses 6a-2 to 6a-4, the acoustic flow Fcc and the acoustic flow Fcw are generated and collide with each other to cancel each other.

しかし、例えば、反応ホイール6が、図12に示す位置よりも少し前の位置においては、図13に示すように、反応凹部6a−1〜6a−5内の液体中には、反時計方向の音響流Fccが発生する。例えば、反応凹部6a−3には、表面弾性波素子22−2が右斜め上方に照射した音波Waと表面弾性波素子22−3が左斜め上方に照射した音波Waとが、図中右下隅に入射する。このとき、表面弾性波素子22−2が右斜め上方に照射した音波Waは、反応凹部6a−3に入射後、内壁面で反射して表面弾性波素子22−3が左斜め上方に照射した音波Waに重畳され、反時計方向の音響流Fccが発生する。   However, for example, when the reaction wheel 6 is located slightly before the position shown in FIG. 12, the liquid in the reaction recesses 6a-1 to 6a-5 is counterclockwise as shown in FIG. An acoustic flow Fcc is generated. For example, in the reaction recess 6a-3, the sound wave Wa irradiated to the upper right and the surface acoustic wave element 22-2 and the sound wave Wa irradiated to the upper left of the surface acoustic wave element 22-3 are shown in the lower right corner of the figure. Is incident on. At this time, the sound wave Wa irradiated by the surface acoustic wave element 22-2 obliquely upward to the right is incident on the reaction recess 6a-3, then reflected by the inner wall surface, and irradiated by the surface acoustic wave element 22-3 obliquely upward to the left. Superimposed on the sound wave Wa, a counterclockwise acoustic flow Fcc is generated.

一方、反応ホイール6が、図12に示す位置から図14に示す位置に更に回転すると、反応凹部6a−1〜6a−5内の液体中には、時計方向の音響流Fcwが発生する。例えば、反応凹部6a−3には、表面弾性波素子22−2が右斜め上方に照射した音波Waと表面弾性波素子22−3が左斜め上方に照射した音波Waとが、図中左下隅に入射する。このとき、表面弾性波素子22−3が左斜め上方に照射した音波Waは、反応凹部6a−3に入射後、内壁面で反射して表面弾性波素子22−2が右斜め上方に照射した音波Waに重畳され、時計方向の音響流Fcwが発生する。   On the other hand, when the reaction wheel 6 further rotates from the position shown in FIG. 12 to the position shown in FIG. 14, a clockwise acoustic flow Fcw is generated in the liquid in the reaction recesses 6a-1 to 6a-5. For example, in the reaction recess 6a-3, the sound wave Wa irradiated to the upper right and the surface acoustic wave element 22-2 and the sound wave Wa irradiated to the upper left of the surface acoustic wave element 22-3 are shown in the lower left corner of the figure. Is incident on. At this time, the sound wave Wa irradiated by the surface acoustic wave element 22-3 obliquely upward to the left is incident on the reaction recess 6a-3, then reflected by the inner wall surface, and irradiated by the surface acoustic wave element 22-2 obliquely upward to the right. A clockwise acoustic flow Fcw is generated by being superimposed on the sound wave Wa.

従って、前述した流れの滞留は反応ホイール6の回転に伴う一時的なものであり、実施の形態1で説明したように、隣り合う振動子22bの駆動周波数を変えると、攪拌装置30は、反応ホイール6の周方向に沿った反応凹部6aと振動子22bの配置間隔が等しい場合における、一時的な流れの滞留の影響を最小に抑えることができる。   Therefore, the stay of the flow described above is temporary accompanying the rotation of the reaction wheel 6, and as described in the first embodiment, when the driving frequency of the adjacent vibrator 22b is changed, the stirrer 30 causes the reaction to occur. In the case where the reaction recesses 6a and the vibrators 22b are disposed at the same interval along the circumferential direction of the wheel 6, the influence of temporary flow retention can be minimized.

このように、攪拌装置30及び自動分析装置1は、反応ホイール6の回転位置に応じて反応凹部6a内の液体に生ずる音響流の向きが切り替わるので、実施の形態1の攪拌装置20及び自動分析装置1と同様に、反応凹部6aに保持した液体の攪拌効果が向上し、液体を均一に攪拌することができる。また、攪拌装置30は、音波の伝搬方向に位置する少なくとも二つの反応凹部6aへ液槽31内に配置した複数の表面弾性波素子22が音波を照射する。このため、攪拌装置30及び自動分析装置1は、反応凹部6aよりも少ない数の表面弾性波素子22によって反応凹部6aに保持して搬送される液体を均一に攪拌することができる。   As described above, since the direction of the acoustic flow generated in the liquid in the reaction recess 6a is switched according to the rotational position of the reaction wheel 6, the stirring device 30 and the automatic analysis device 1 according to the first embodiment. Similar to the apparatus 1, the stirring effect of the liquid held in the reaction recess 6a is improved, and the liquid can be stirred uniformly. Further, in the stirring device 30, a plurality of surface acoustic wave elements 22 disposed in the liquid tank 31 irradiate sound waves to at least two reaction recesses 6 a positioned in the sound wave propagation direction. For this reason, the stirrer 30 and the automatic analyzer 1 can uniformly stir the liquid that is held and transported in the reaction recess 6a by the surface acoustic wave elements 22 having a smaller number than the reaction recess 6a.

ここで、攪拌装置30は、反応ホイール6の外側面側に配置したが、配置上の問題がなければ内側面側に配置してもよい。また、反応ホイール6は、周方向に沿って反応凹部6aを1列設けたが、2列設けてもよい。この場合、自動分析装置1は、反応ホイール6の外側面側と内側面側の両側に攪拌装置30を配置し、試薬と検体とが攪拌されて反応した各反応凹部6a内の反応液を、2つの反応ホイール6間に設けた光源8と受光素子9とで検出分析する。このとき、反応凹部6aの一面をミラーとし、光源8から2つに分岐した交線を側方から反応凹部6aに入射させ、入射面と対向するミラー面で反射させて受光素子9で検出して分析を行う。もしくは、光源8と受光素子9に代えて、反応ホイール6の上方に配置したCCDカメラ等の撮像手段によって撮像し、得られる画像データを用いて検体の成分濃度等を分析する。   Here, although the stirring apparatus 30 was arrange | positioned at the outer surface side of the reaction wheel 6, if there is no problem in arrangement | positioning, you may arrange | position at the inner surface side. The reaction wheel 6 is provided with one row of reaction recesses 6a along the circumferential direction, but may be provided with two rows. In this case, the automatic analyzer 1 arranges the stirring devices 30 on both the outer surface side and the inner surface side of the reaction wheel 6, and the reaction liquid in each reaction recess 6a that has reacted with the reagent and the sample being stirred, Detection and analysis are performed by a light source 8 and a light receiving element 9 provided between the two reaction wheels 6. At this time, one surface of the reaction recess 6a is used as a mirror, and an intersection line branched into two from the light source 8 is incident on the reaction recess 6a from the side, reflected by the mirror surface facing the incident surface, and detected by the light receiving element 9. Analyze. Alternatively, instead of the light source 8 and the light receiving element 9, an image is taken by an imaging means such as a CCD camera disposed above the reaction wheel 6, and the component concentration of the specimen is analyzed using the obtained image data.

(実施の形態3)
次に、本発明の攪拌装置にかかる実施の形態3について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態1,2は、複数の液体保持部が容器を兼ねる反応ホイール6に設けられていたのに対し、実施の形態3は複数の液体保持部が容器であるマイクロタイタープレートに設けられている。図15は、実施の形態3の攪拌装置を示す斜視図である。図16は、図15に示す攪拌装置のマイクロタイタープレートを表面弾性波素子の振動子と共に示した裏面図である。図17は、図15に示すマイクロタイタープレートで使用する表面弾性波素子を拡大した斜視図である。図18は、マイクロタイタープレートの長手方向に沿ってウェルの中心で切断した部分断面図である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the stirring device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first and second embodiments, a plurality of liquid holding portions are provided in the reaction wheel 6 that also serves as a container, whereas in the third embodiment, the plurality of liquid holding portions are provided in a microtiter plate that is a container. Yes. FIG. 15 is a perspective view showing the stirring device of the third embodiment. 16 is a back view showing the microtiter plate of the stirring device shown in FIG. 15 together with the vibrator of the surface acoustic wave device. FIG. 17 is an enlarged perspective view of a surface acoustic wave device used in the microtiter plate shown in FIG. FIG. 18 is a partial cross-sectional view taken along the center of the well along the longitudinal direction of the microtiter plate.

攪拌装置40は、音波を照射することによって液体を攪拌する攪拌装置であり、図15及び図16に示すように、マイクロタイタープレート(以下、単に「マイクロプレート」という)45と、マイクロプレート45底面に設けられる表面弾性波素子43とを有し、液体保持部となる複数のウェル45bに保持された液体試料を攪拌する。   The stirrer 40 is a stirrer that stirs a liquid by irradiating sound waves, and as shown in FIGS. 15 and 16, a microtiter plate (hereinafter simply referred to as a “microplate”) 45 and a bottom surface of the microplate 45. The liquid sample held in the plurality of wells 45b serving as the liquid holding portion is agitated.

マイクロプレート45は、図15及び図16に示すように、矩形に形成された本体45aの上面に液体試料の保持部となる複数のウェル45bがマトリクス状に形成されている。マイクロプレート45は、各ウェル45bに試薬と血液や体液等の検体とを分注して反応させ、反応液を光学的に測定することで検体の成分濃度等を分析するための反応容器である。ここで、図示したマイクロプレート45は、ウェル45bの数が4×6であるが、ウェル45bの数は種々の数のものを使用することができる。   As shown in FIGS. 15 and 16, the microplate 45 has a plurality of wells 45b serving as liquid sample holding portions formed in a matrix on the upper surface of a rectangular main body 45a. The microplate 45 is a reaction container for analyzing a component concentration of a specimen by dispensing a reagent and a specimen such as blood or body fluid to each well 45b and reacting them, and optically measuring the reaction liquid. . Here, in the illustrated microplate 45, the number of wells 45b is 4 × 6, but various numbers of wells 45b can be used.

送電体41は、マイクロプレート45に対する距離並びにマイクロプレート45の板面に沿った2次元方向の位置を制御する位置制御部材(図示せず)に支持されており、図15に示すように、複数の表面弾性波素子43と対向配置されるRF送信アンテナ41a、駆動回路41b及びコントローラ41cを有している。駆動回路41bは、表面弾性波素子43を駆動する駆動手段であり、実施の形態1の駆動回路23の発振部25及び増幅部26を備えている。コントローラ41cは、実施の形態1の攪拌制御部24が使用されている。送電体41は、マイクロプレート45の板面に沿った2次元方向に移動しながら交流電源から供給される電力をRF送信アンテナ41aから電波として表面弾性波素子43に発信する。このとき、送電体41は、表面弾性波素子43に電力を送電する送電時に、RF送信アンテナ41aと表面弾性波素子43の後述するアンテナ43cとが対向するように前記位置制御部材によって相対位置が調整される。   The power transmission body 41 is supported by a position control member (not shown) that controls the distance to the microplate 45 and the position in the two-dimensional direction along the plate surface of the microplate 45. As shown in FIG. And an RF transmission antenna 41a, a drive circuit 41b, and a controller 41c that are disposed to face the surface acoustic wave element 43. The drive circuit 41b is a drive unit that drives the surface acoustic wave element 43, and includes the oscillation unit 25 and the amplification unit 26 of the drive circuit 23 of the first embodiment. The controller 41c uses the stirring control unit 24 of the first embodiment. The power transmission body 41 transmits the power supplied from the AC power source to the surface acoustic wave element 43 as a radio wave from the RF transmission antenna 41a while moving in a two-dimensional direction along the plate surface of the microplate 45. At this time, the relative position of the power transmission body 41 is adjusted by the position control member so that the RF transmission antenna 41a and an antenna 43c (described later) of the surface acoustic wave element 43 face each other during power transmission to transmit power to the surface acoustic wave element 43. Adjusted.

表面弾性波素子43は、マイクロプレート45の底面45cにエポキシ樹脂等の音響整合層(図示せず)を介して取り付けられる音波発生手段であり、図17に示すように、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等の圧電基板43aの表面に櫛型電極(IDT)からなる振動子43bが受電手段となるアンテナ43cと共に一体に設けられている。このとき、表面弾性波素子43は、図16及び図18に示すように、出射した音波Waの伝搬方向に位置する二つのウェル45bに音波を同時に照射するように、隣り合う二つのウェル45bの間の一方のウェル45bからの距離が等しい位置に1つずつ設ける。但し、表面弾性波素子43は、隣り合う二つのウェル45bの中心から変位させて設ける。また、表面弾性波素子43は、図18に示すように、ウェル45bの中心軸Acから変位させてマイクロプレート45の底面45cに取り付けられる。   The surface acoustic wave element 43 is a sound wave generating means attached to the bottom surface 45c of the microplate 45 via an acoustic matching layer (not shown) such as an epoxy resin. As shown in FIG. 17, lithium niobate (LiNbO3) A vibrator 43b made of a comb-shaped electrode (IDT) is integrally provided with an antenna 43c serving as a power receiving means on the surface of a piezoelectric substrate 43a. At this time, as shown in FIGS. 16 and 18, the surface acoustic wave element 43 radiates sound waves to the two wells 45 b positioned in the propagation direction of the emitted sound wave Wa simultaneously. One is provided at a position where the distance from one well 45b is equal. However, the surface acoustic wave element 43 is provided by being displaced from the center of two adjacent wells 45b. Further, as shown in FIG. 18, the surface acoustic wave element 43 is attached to the bottom surface 45c of the microplate 45 while being displaced from the central axis Ac of the well 45b.

以上のように構成される攪拌装置40は、RF送信アンテナ41aとアンテナ43cとが対向したときに、コントローラ41cの制御の下に、送電体41がRF送信アンテナ41aから電波を発信する。すると、送電体41と対向配置された表面弾性波素子43のアンテナ43cがこの電波を受信し、共振作用によって起電力が発生する。攪拌装置40は、この起電力によって振動子43bに表面弾性波(超音波)が発生し、前記音響整合層からマイクロプレート45の本体45a内へと伝搬し、音響インピーダンスが近い液体試料中へ漏れ出してゆく。   In the stirring device 40 configured as described above, when the RF transmission antenna 41a and the antenna 43c face each other, the power transmission body 41 transmits radio waves from the RF transmission antenna 41a under the control of the controller 41c. Then, the antenna 43c of the surface acoustic wave element 43 disposed to face the power transmission body 41 receives this radio wave, and an electromotive force is generated by a resonance action. The stirrer 40 generates surface acoustic waves (ultrasonic waves) in the vibrator 43b by this electromotive force, propagates from the acoustic matching layer into the main body 45a of the microplate 45, and leaks into a liquid sample having a close acoustic impedance. Take it out.

このとき、攪拌装置40は、表面弾性波素子43が出射した音波の伝搬方向に位置する二つのウェル45bに音波を同時に照射するように、隣接する二つのウェル45bの間に隣り合う二つのウェル45bの中心から変位させて表面弾性波素子43が1つずつ設けられている。このため、マイクロプレート45は、隣接する表面弾性波素子43が出射した音波のうち、同一のウェル45bに入射する音波の壁内における伝搬距離、従って音波の減衰量が異なるので、同一のウェル45bに入射する音波の量に差が生ずる。   At this time, the stirrer 40 has two adjacent wells between two adjacent wells 45b so that the two wells 45b located in the propagation direction of the sound waves emitted from the surface acoustic wave element 43 are simultaneously irradiated with the sound waves. The surface acoustic wave elements 43 are provided one by one by being displaced from the center of 45b. For this reason, the microplate 45 has the same well 45b because the propagation distance in the wall of the sound wave incident on the same well 45b among the sound waves emitted from the adjacent surface acoustic wave elements 43, and hence the attenuation amount of the sound wave is different. There is a difference in the amount of sound waves incident on.

この結果、ウェル45bに保持した液体試料中には、図18に示すように、時計方向の音響流Fcwと音響流Fcwよりも流速の小さい反時計方向の音響流Fccとが非対称に生じ、各ウェル45bに分注された試薬と検体とが滞留領域を生ずることがなく均一に攪拌される。このとき、RF送信アンテナ41aからアンテナ43cに発信する電波の周波数を共振周波数frと反共振周波数faとの間で変えると、ウェル45bに保持された液体試料中に入射する音波の間隔が変化するので、液体試料中に生ずる音響流の非対称性が増し、ウェル45bに保持した液体の攪拌効率を高めることができる。   As a result, in the liquid sample held in the well 45b, as shown in FIG. 18, a clockwise acoustic flow Fcw and a counterclockwise acoustic flow Fcc having a smaller flow velocity than the acoustic flow Fcw are generated asymmetrically. The reagent dispensed into the well 45b and the specimen are uniformly stirred without generating a retention region. At this time, if the frequency of the radio wave transmitted from the RF transmission antenna 41a to the antenna 43c is changed between the resonance frequency fr and the anti-resonance frequency fa, the interval between the sound waves incident on the liquid sample held in the well 45b changes. Therefore, the asymmetry of the acoustic flow generated in the liquid sample is increased, and the stirring efficiency of the liquid held in the well 45b can be increased.

そして、試薬と検体とが攪拌されて反応した液体試料は、マイクロプレート45の上方からCCDカメラ等の撮像手段によって撮像され、得られる画像データを用いて検体成分の分析が行われる。または、蛍光発色で試薬と検体の反応を検出できる免疫反応の場合、マイクロプレート45の上方から蛍光強度を測定することで分析が行われる。   Then, the liquid sample that has reacted with the reagent and sample being stirred is imaged from above the microplate 45 by an imaging means such as a CCD camera, and the sample components are analyzed using the obtained image data. Alternatively, in the case of an immune reaction in which the reaction between the reagent and the specimen can be detected by fluorescent color development, the analysis is performed by measuring the fluorescence intensity from above the microplate 45.

攪拌装置40は、上述のようにRF送信アンテナ41aとアンテナ43cとを利用して送電体41からマイクロプレート45に取り付けた表面弾性波素子43に非接触で電力を送電し、複数のウェル45bに分注された試薬と検体とを攪拌する。このとき、攪拌装置40は、隣接する二つのウェル45bの間に隣り合う二つのウェル45bの中心から変位させて表面弾性波素子43が1つずつ設けられている。このため、攪拌装置40は、液体試料が微量になり、ウェル45bが微小或いは細くなっても、保持した液体中に滞留領域を生ずることなく、保持した液体をウェル45bの数よりも少ない数の表面弾性波素子43によって均一に攪拌することができる。   As described above, the stirring device 40 uses the RF transmission antenna 41a and the antenna 43c to transmit power from the power transmission body 41 to the surface acoustic wave element 43 attached to the microplate 45 in a non-contact manner, and to the plurality of wells 45b. Stir the dispensed reagent and sample. At this time, the agitation device 40 is displaced from the center of two adjacent wells 45b between two adjacent wells 45b, and one surface acoustic wave element 43 is provided. For this reason, even if the liquid sample becomes a very small amount and the well 45b becomes minute or thin, the stirring device 40 does not generate a staying region in the retained liquid and the number of retained liquids is smaller than the number of the wells 45b. The surface acoustic wave element 43 can be uniformly stirred.

ここで、攪拌装置40で使用するマイクロプレート45は、複数のウェル45bの配置間隔や表面弾性波素子43とウェル45bとの距離は必ずしも一定でなくてもよい。例えば、図16に示すマイクロプレート45において、長手方向をX軸方向、長手方向に直交する方向をY軸方向とする。このとき、マイクロプレート45は、図19に示すように、隣接するウェル45bのX軸方向の配置間隔をX1,X2と異ならせる他、音波の出射方向に隣接する二つのウェル45bの間に設ける表面弾性波素子43を、表面弾性波素子43とウェル45bとの中心間距離L1,L2,L3を異ならせて設けてもよい。   Here, as for the microplate 45 used with the stirring apparatus 40, the arrangement | positioning space | interval of the several well 45b and the distance of the surface acoustic wave element 43 and the well 45b do not necessarily need to be constant. For example, in the microplate 45 shown in FIG. 16, the longitudinal direction is the X-axis direction, and the direction orthogonal to the longitudinal direction is the Y-axis direction. At this time, as shown in FIG. 19, the microplate 45 is provided between two wells 45b adjacent to each other in the sound wave emitting direction, in addition to making the arrangement interval in the X-axis direction of adjacent wells 45b different from X1 and X2. The surface acoustic wave element 43 may be provided with different center distances L1, L2, and L3 between the surface acoustic wave element 43 and the well 45b.

また、攪拌装置40で使用するマイクロプレートは、図20に示すマイクロプレート46のように、四角柱状のウェル46bをマトリクス状に配置すると共に、振動子43bが複数のウェル46bに跨り、かつ、隣り合う二つのウェル46bの中心から変位するように、表面弾性波素子を底面46cにエポキシ樹脂等の音響整合層(図示せず)を介して複数取り付けてもよい。   In addition, the microplate used in the stirring device 40 has square columnar wells 46b arranged in a matrix like the microplate 46 shown in FIG. 20, and the vibrator 43b straddles a plurality of wells 46b and is adjacent to each other. A plurality of surface acoustic wave elements may be attached to the bottom surface 46c via an acoustic matching layer (not shown) such as an epoxy resin so as to be displaced from the center of the two wells 46b.

従って、マイクロプレート46を使用した攪拌装置40は、表面弾性波素子43が駆動すると、図20のA部を拡大した図21に示すように、各振動子43bの中心Ciから音波Waが対称に出射されるが、各振動子43bを隣り合う二つのウェル46bの中心から変位させて設けたことから、壁内を伝搬する音波の伝搬距離、従って音波の減衰量が異なる。このため、マイクロプレート46は、複数の振動子43bが出射した音波Waの壁内の伝搬距離に応じて流速の異なる音響流Faが各ウェル46bに保持した液体中に非対称に生じる。従って、攪拌装置40は、液体試料が微量になり、ウェル46bが微小或いは細くなっても、保持した液体中に滞留領域を生ずることなく、保持した液体をウェル46bの数よりも少ない数の表面弾性波素子43によって均一に攪拌することができる。   Therefore, in the agitator 40 using the microplate 46, when the surface acoustic wave element 43 is driven, the sound wave Wa is symmetrical from the center Ci of each transducer 43b as shown in FIG. Although emitted, each transducer 43b is provided by being displaced from the center of two adjacent wells 46b, so that the propagation distance of the sound wave propagating in the wall, and hence the attenuation amount of the sound wave, is different. For this reason, in the microplate 46, acoustic flows Fa having different flow velocities are generated asymmetrically in the liquids held in the respective wells 46b in accordance with the propagation distance in the wall of the sound wave Wa emitted from the plurality of transducers 43b. Therefore, the stirrer 40 does not generate a staying area in the retained liquid even if the liquid sample becomes very small and the well 46b becomes minute or thin, and the number of surfaces of the retained liquid smaller than the number of the wells 46b. The elastic wave element 43 can uniformly stir.

ここで、各ウェル46bに保持した液体中には、隣接する表面弾性波素子43が出射した音波が漏れ出すことによって、図示した音響流Fa以外にも流速が更に小さい音響流が発生するが、これらは流速が小さいことから液体の攪拌に殆ど寄与しないので図示を省略している。   Here, in the liquid held in each well 46b, the acoustic wave emitted from the adjacent surface acoustic wave element 43 leaks, so that an acoustic stream having a smaller flow velocity is generated in addition to the illustrated acoustic stream Fa. Since these flow rates are small, they hardly contribute to the stirring of the liquid and are not shown in the figure.

実施の形態1に係る攪拌装置を備えた本発明の自動分析装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an automatic analyzer of the present invention provided with a stirrer according to Embodiment 1. FIG. 図1に示す自動分析装置のC−C線に沿った縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view along CC line of the automatic analyzer shown in FIG. 本発明の攪拌装置を構成する表面弾性波素子の平面図である。It is a top view of the surface acoustic wave element which comprises the stirring apparatus of this invention. 図2に示す自動分析装置において攪拌装置の1構成単位の断面を駆動回路と共に示す図である。It is a figure which shows the cross section of 1 structural unit of a stirring apparatus with a drive circuit in the automatic analyzer shown in FIG. 図2の位置から時間t1経過し、反応ホイールが回転した後の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view after the reaction wheel rotates after time t 1 has elapsed from the position of FIG. 2. 図2の位置から時間t2経過し、反応ホイールが回転した後の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view after the reaction wheel rotates after time t2 has elapsed from the position of FIG. 2. 表面弾性波素子の駆動周波数を変化させたときの、反応ホイールの反応凹部底面から液体中に入射する音波の間隔の変化を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the change of the space | interval of the sound wave which injects into a liquid from the reaction recessed part bottom face of a reaction wheel when the drive frequency of a surface acoustic wave element is changed. 表面弾性波素子の駆動周波数を変化させたときの反応凹部底面から液体中に入射する音波の間隔の変化と、反応凹部に発生する非対称な音響流を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the change of the space | interval of the sound wave which injects into a liquid from the bottom face of a reaction recessed part when the drive frequency of a surface acoustic wave element is changed, and the asymmetrical acoustic flow which generate | occur | produces in a reaction recessed part. 隣り合う表面弾性波素子の駆動周波数を異なった周波数に設定したときの反応凹部底面から液体中に入射する音波の間隔の変化と、反応凹部に発生する非対称な音響流を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the change of the space | interval of the sound wave which injects into a liquid from the reaction recessed part bottom surface when the drive frequency of an adjacent surface acoustic wave element is set to a different frequency, and the asymmetrical acoustic flow which generate | occur | produces in a reaction recessed part. 表面弾性波素子の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a surface acoustic wave element. 実施の形態2に係る攪拌装置を備えた本発明の自動分析装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the automatic analyzer of this invention provided with the stirring apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 図11の自動分析装置の反応ホイール及び液槽の部分における水平方向の断面図である。It is sectional drawing of the horizontal direction in the part of the reaction wheel and liquid tank of the automatic analyzer of FIG. 図12に示す位置よりも少し前の位置における図11の自動分析装置の反応ホイール及び液槽の部分における水平方向の断面図である。FIG. 13 is a horizontal sectional view of the reaction wheel and the liquid tank of the automatic analyzer in FIG. 11 at a position slightly before the position shown in FIG. 12. 図12に示す位置から回転した後の位置における図11の自動分析装置の反応ホイール及び液槽の部分における水平方向の断面図である。It is sectional drawing of the horizontal direction in the part of the reaction wheel and liquid tank of the automatic analyzer of FIG. 11 in the position after rotating from the position shown in FIG. 実施の形態3の攪拌装置を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a stirring device according to a third embodiment. 図15に示す攪拌装置のマイクロタイタープレートを表面弾性波素子の振動子と共に示した裏面図である。FIG. 16 is a back view showing the microtiter plate of the stirring device shown in FIG. 15 together with the vibrator of the surface acoustic wave device. 図15に示すマイクロタイタープレートで使用する表面弾性波素子を拡大した斜視図である。It is the perspective view which expanded the surface acoustic wave element used with the microtiter plate shown in FIG. マイクロタイタープレートの長手方向に沿ってウェルの中心で切断した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view cut | disconnected by the center of the well along the longitudinal direction of the microtiter plate. マイクロタイタープレートに設けるウェルの配置間隔並びに表面弾性波素子とウェルとの中心間距離を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the arrangement | positioning space | interval of the well provided in a microtiter plate, and the center distance of a surface acoustic wave element and a well. 実施の形態3の攪拌装置で使用するマイクロプレートにおける、ウェルと表面弾性波素子の振動子の配置を示す底面図である。FIG. 9 is a bottom view showing the arrangement of wells and vibrators of surface acoustic wave elements in a microplate used in the stirring device of the third embodiment. 図20のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. 従来の攪拌装置における容器への表面弾性波素子の櫛型電極の配置と、容器内の液体中に生ずる対称な音響流による流れの滞留領域を示す断面図である。It is sectional drawing which shows arrangement | positioning of the comb-shaped electrode of the surface acoustic wave element to the container in the conventional stirring apparatus, and the residence area | region of the flow by the symmetrical acoustic flow produced in the liquid in a container.

符号の説明Explanation of symbols

1 自動分析装置
2 作業テーブル
3 検体テーブル
3a 収納室
4 検体容器
5 検体分注機構
6 反応ホイール
6a 反応凹部
7 駆動機構
8 光源
9 受光素子
11 排出装置
12 試薬分注機構
13 試薬テーブル
13a 収納室
14 試薬容器
15 読取装置
16 制御部
17 分析部
18 入力部
19 表示部
20 攪拌装置
21 液槽
22 表面弾性波素子
22a 圧電基板
22b 振動子
22c 電気端子
22d バスバー
23 駆動回路
24 攪拌制御部
25 発振部
26 増幅部
27 配線
30 攪拌装置
31 液槽
40 攪拌装置
41 送電体
41a RF送信アンテナ
41b 駆動回路
41c コントローラ
43 表面弾性波素子
43a 圧電基板
43b 振動子
43c アンテナ
45,46 マイクロプレート
45a 本体
45b,46b ウェル
45c、46c 底面
Ci 振動子の中心
F11〜F45 音響流
Fa 音響流
Fcc,Fcw 音響流
Lm 音響整合剤
Wa 音波
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic analyzer 2 Work table 3 Sample table 3a Storage chamber 4 Sample container 5 Sample dispensing mechanism 6 Reaction wheel 6a Reaction recessed part 7 Drive mechanism 8 Light source 9 Light receiving element 11 Discharge device 12 Reagent dispensing mechanism 13 Reagent table 13a Storage chamber 14 Reagent container 15 Reading device 16 Control unit 17 Analysis unit 18 Input unit 19 Display unit 20 Stirring device 21 Liquid tank 22 Surface acoustic wave element 22a Piezoelectric substrate 22b Vibrator 22c Electrical terminal 22d Bus bar 23 Drive circuit 24 Stirring control unit 25 Oscillating unit 26 Amplifying unit 27 Wiring 30 Stirring device 31 Liquid tank 40 Stirring device 41 Power transmission body 41a RF transmission antenna 41b Drive circuit 41c Controller 43 Surface acoustic wave element 43a Piezoelectric substrate 43b Vibrator 43c Antenna 45, 46 Microplate 45a Main body 45b, 46b Well 45c, 46c Bottom surface Ci Center of vibrator F11 to F45 Acoustic flow Fa Acoustic flow Fcc, Fcw Acoustic flow Lm Acoustic matching agent Wa sound wave

Claims (10)

音波を照射することによって液体を攪拌する攪拌装置において、
液体を保持する複数の液体保持部と、
少なくとも二つの前記液体保持部の間に配置され、前記二つの液体保持部へ前記音波を照射する音波発生手段と、
を備えたことを特徴とする攪拌装置。
In a stirrer that stirs a liquid by irradiating sound waves,
A plurality of liquid holding portions for holding liquid;
A sound wave generating means disposed between at least two of the liquid holding parts and irradiating the two liquid holding parts with the sound waves;
A stirrer comprising:
前記音波発生手段は、前記音波の伝搬方向に位置する少なくとも二つの前記液体保持部へ前記音波を同時に照射することを特徴とする請求項1に記載の攪拌装置。   The stirring device according to claim 1, wherein the sound wave generating unit simultaneously irradiates the sound wave to at least two liquid holding units located in a propagation direction of the sound wave. 前記音波発生手段は、複数設けられ、その数は前記複数の液体保持部の数よりも少ないことを特徴とする請求項1に記載の攪拌装置。   The stirring device according to claim 1, wherein a plurality of the sound wave generating units are provided, and the number thereof is smaller than the number of the plurality of liquid holding units. 前記音波発生手段は、隣り合う二つの前記液体保持部の間に配置されることを特徴とする請求項1に記載の攪拌装置。   The stirring device according to claim 1, wherein the sound wave generating unit is disposed between two adjacent liquid holding units. 前記音波発生手段は、隣り合う二つの前記液体保持部の中心から変位させて配置されていることを特徴とする請求項4に記載の攪拌装置。   The stirring device according to claim 4, wherein the sound wave generating unit is disposed so as to be displaced from the center of two adjacent liquid holding units. 前記複数の液体保持部は、1つの容器に形成され、
前記音波発生手段は、当該容器の底面側に配置されることを特徴とする請求項3に記載の攪拌装置。
The plurality of liquid holding portions are formed in one container,
The stirring device according to claim 3, wherein the sound wave generating means is disposed on a bottom side of the container.
前記複数の液体保持部は、1つの容器に形成され、
前記音波発生手段は、当該容器の側面側に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の攪拌装置。
The plurality of liquid holding portions are formed in one container,
The stirring device according to claim 3, wherein the sound wave generating means is disposed on a side surface side of the container.
前記容器は、前記音波発生手段と前記液体保持部との相対位置が変化するように回転することを特徴とする請求項6又は7に記載の攪拌装置。   The stirring device according to claim 6 or 7, wherein the container rotates so that a relative position between the sound wave generation unit and the liquid holding unit changes. 前記音波発生手段は、前記音波として表面弾性波を発生する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項1に記載の攪拌装置。   The stirring device according to claim 1, wherein the sound wave generating unit is a surface acoustic wave element that generates a surface acoustic wave as the sound wave. 複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、請求項1〜9のいずれか一つに記載の攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする分析装置。


An analyzer that stirs and reacts a plurality of different liquids to analyze the reaction liquid, and stirs and reacts the plurality of different liquids using the stirrer according to any one of claims 1 to 9. And analyzing the reaction solution.


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