JP2007147659A

JP2007147659A - 分析装置

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Publication number: JP2007147659A
Application number: JP2007067328A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Tamura; 知明田村; Takayuki Mizutani; 貴行水谷
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: JP4619377B2

Abstract

【課題】構造の簡素化が可能で、効率的な処理を行うことができる分析装置を提案する。
【解決手段】サンプル中の目的物質を測定する分析装置において、サンプルを採取して分注、移送するサンプル分注移送部分１を設け、このサンプル分注移送部分１の動作軌跡Ｌ上に、サンプルチップ供給ユニット２と、サンプラー３のラックを移送するラック移送部４と、反応容器を配置する反応部分５、ＢＦ分離を行う容器を配置するＢＦ分離部分６をそれぞれ配設し、前記反応容器及びＢＦ分離を行う容器の移動軌跡上に、反応容器移送部分７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、免疫分析や生化学分析に好適な分析装置に関するものであり、該分析装置の小型化、処理速度の迅速化を図ろうとするものである。

免疫分析や生化学分析等の分野では、近年、キャリーオーバー対策や洗浄不良によるデータ変動を回避するためにディスポーサブルの分注チップや反応容器が用いられるようになってきている。

かかる分注チップや反応容器は特定の収納場所に置かれていて、必要に応じて移送機構にて指定場所（例えば、分注チップであれば分注動作後廃棄位置、反応容器であれば反応テーブル上あるいは廃棄位置）まで移送され、そこで移送機構から離脱されるようになっている。

ところで、この種の装置は、近年、その小型化、低コスト化を望まれるようになってきており、かかる要望に対処すべき方策が採られてきてはいるが、ディスポーサブルタイプの装置では、チップや反応容器の移送部分の設置が不可欠であることから装置の小型化や低コスト化を実現するまでには至っていない（例えば特許文献1、2参照）。
特公昭５９−３３２１２号公報特開平６−１８５３４号公報

上記特公昭５９−３３２１２号公報に開示の技術は、チップの着脱機構として凹状の取り外し部材を設けた構造のものであり、該チップの効率的な取り替えを可能とするものの、着脱箇所に全て上記の部材が必要になるうえ、離脱動作として縦、横、高さの動作を伴うので駆動系が複雑になること、また、取り外し部材と他の機構とが干渉しないスペースを確保しておくことが不可欠になる。

一方、特開平６−１８５３４号公報に開示の技術においては、上下の動作のみでチップの離脱が可能であり、装置のコンパクト化が可能ではあるが、パイプ部、ロッド部、ロッドのストッパー、ストッパー等の制御機構、移送機構の構造の複雑化は依然として解決されていない。

反応容器や試験管等の移送部材を移送する手段としては一般にロボットアームにより把持する方法が知られているが、この場合、装置の大型化は避けられず、駆動用のモータ等の制御部材が極端に増えることによるコストアップから、市場要求を必ずしも満たすとはいえない。

加えて、この種の装置では、チップや反応容器の移送に際して、これらを確実に保持、あるいは取り外ししたかどうか検出されることが望まれるが、これは、ハード的なエラーの他、操作者のミスにより発生する（チップや容器のセットのし忘れ）可能性があり、それに起因した装置の故障や不良データの発生を防ぐ必要があるところ、従来の装置では、特定箇所に光透過センサーや画像モニターを適宜に配置して光の透過率、反射率や画像情報によって把握していたため、センサーを設置するスペースの問題やセンサー近傍でアームを一たん停止させるか減速させなくてはならない等の処理能力に対する時間的な問題もある。

本発明の課題は、構造の簡素化、それに伴う装置のコンパクト化、低コスト化、分析処理を効率的に行うことができる新規な分析装置を提案するところにある。

本発明は、サンプル中の目的物質を測定する分析装置であって、サンプルを採取して分注、移送するサンプル分注移送部分を設け、このサンプル分注移送部分の動作軌跡上に、サンプルチップ供給ユニットtCと、サンプラーのラックを移送するラック移送部と、反応容器を配置する反応部分、BF分離を行う容器を配置するBF分離部分（テーブル）をそれぞれ配設し、
前記反応容器及びBF分離を行う容器の移動軌跡上に、反応容器移送部分を設けたことを特徴とする分析装置である。

上記の構成になる分析装置において、BF分離部分と反応部分は、それらをそれぞれ内側、外側の二重ラインとした単一のターンテーブルにて構成することができる。

また、反応部分及びBF分離部分に対しては、撹拌機構を設置するのが望ましい。

サンプルチップ供給ユニット、サンプラーのラックを移送するラック移送部、反応部分、ＢＦ分離部分を、サンプル分注移送部分の動作軌跡上に設けるとともに、反応容器移送部分を、反応容器及びＢＦ分離を行う容器の移動軌跡上に設けることでサンプルや試薬の分注、洗浄時に使用するノズルの移動距離が短縮されるだけでなく、測定にかかわる制御を簡素化し精度、信頼性の向上を図り、コストの削減が可能になる。

また、反応容器の移送距離も短縮されるので、信頼性の向上やコストの削減を図ることが可能になるとともに、テーブルの動きに対応して反応時間を厳密に定めることができるので測定データの精度が向上する。さらにこの場合、温度管理もし易すくなる。

反応部分、検出部分、ＢＦ分離部分（洗浄部分）、試薬格納部を１本の分注ノズルが通る軌跡上に配置することで、従来、複数必要であった分注移送部分（分注ノズルユニット）を一つにすることが可能となる。

反応部分に前処理ポート、希釈ポートを用意しておくことによりこれまで装置の大型化が避けられなかった反応部分の小型化が可能となり、従来は不可能であった前処理項目等のアプリケーションが可能になる。

ＢＦ分離部分（洗浄部分）に、磁性体を固相担体（磁性粒子担体）とした免疫項目の測定に使用する場合を想定して磁性粒子担体を集磁するための磁石の如き集磁機能と、これを分散するための攪拌機能を設け、このＢＦ分離部分を独立させることにより、磁性粒子担体とした免疫項目の測定に使用する場合に必要であった部材、例えばこれまで第一反応後と第二反応後で複数必要であった前記磁石（磁性粒子担体を集める磁石）、攪拌機能、そして洗浄用ノズルを一つにまとめることができ、コストの削減が可能になる。この場合、使用するノズルの数を減らすことができるのでノズル製造間差による洗浄能力の差を小さくすることが可能であり、データの信頼性が向上する。

ディスポーサブルタイプの分注チップや反応容器を簡単な仕組みでもって確実に移送することが可能なので、装置の小型化、低コスト化が実現できる。

サンプル分注移送部分にセンサーを配置しておくことにより、反応容器等の取り付け、取り外し状況を把握できるので、装置そのものの信頼性が高まる。

また、高速処理と自動分析装置そのものの小型化を同時に達成することが可能であり、安価でかつ使い勝手がよく、またデータの信頼性（装置の信頼性を含む）も向上させることができる。

以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は本発明に従う分析装置を、磁性粒子担体を固相担体として用いた化学発光検出に基づく免疫測定に係わる分析装置に適用した場合の全体構成を示したものであり、図２はその要部を示したものである。

図において番号１はサンプルを採取して分注、移送するサンプル分注移送部分（サンプル分注ノズル）である。このサンプル分注移送部分１は原点０を中心に旋回可能になっており図中の一点鎖線で示した動作軌跡Ｌを描くことができるようになっている。

また、２はサンプルチップ供給ユニット、３はサンプラー、４はサンプラー３のラックを分注位置まで移送するラック移送部、５は反応容器を配置する反応部分（この反応部分は免疫反応部分とすることができ、以下、免疫反応テーブルという）、６はＢＦ分離を行う容器を配置するＢＦ（bound−free）分離部分（洗浄部分）（以下、ＢＦテーブルという）である。

上記サンプルチップ供給ユニット２、ラック移送部４、反応部分５及びＢＦ分離部分６はそれぞれサンプル分注移送部分１の動作軌跡Ｌ上に配置されている。

また、７は反応容器移送部分である。この反応容器移送部分７は反応容器及びＢＦ分離を行う容器の移動軌跡上に設けられている。

サンプル分注移送部分１はサンプラー３からラック移送部４によって供給されたラックからサンプル（検体）を採取し、必要な反応容器に分注する。例えば、希釈、前処理が必要である項目の場合には反応部分５の外周ライン５ａ、すなわち、前処理、前希釈用ライン上の反応容器に分注し、前処理や前希釈等を要しない通常分析の場合にはＢＦ分離部分６において予め試薬を分注した反応容器中に分注する。

サンプラー３はサンプル（検体）を収納したラックを収納するラック収納部３ａを有しており、ラック収納部３ａに収納されたラックをラック移送部４にて順次にサンプル分注位置まで移送することができるようになっている。ラックとしては一般検体ラック、ＱＣ用ラック、検量線用ラック、緊急測定用ラックあるいは再検査用ラック等がある。サンプラー３にはこれらのラックを識別する機能が備えられていて、ラックの用途に合わせた分析を実施することができる。また、ラックはそれぞれのラック毎に専用の場所に設置することができ、必要に応じて専用のラックを優先的に移送することも可能である（例えば、試薬ロットが変わるときに優先的に検量線用のラックを移送するなど）。各ラック毎に専用の設置場所が有る場合にはそこから優先的に移送すればよく、新たにセットできるようにセット位置を開けるようにすればよい。また、識別機能を用いてサンプラー３の中の該当ラックを探して移送することもできる。サンプラー３はラックの識別機能以外にラック及びサンプに貼付されたバーコードで代表される情報コードを認識する機能も有していて、この機能に応じて分析動作を決定することもできる。

免疫反応テーブル５は、例えば反応ラインを外周ライン５ａ、中周ライン５ｂ、内周ライン５ｃとする３重構造の形態をとるとができ、ここに、外周ライン５ａは前処理、前希釈用とし、中周ライン５ｂをサンプルと固相担体試薬との免疫反応用とし、さらに、内周ライン５ｃをサンプル−固相担体免疫複合体とシグナルを発するための標識物質が結合した標識試薬との免疫反応用とすることができる。

ＢＦテーブル部６はＢＦ分離に必要な磁性粒子担体を集磁するための集磁機構（磁石）６ａと、ＢＦ分離を実施するためのＢＦ洗浄ノズル６ｂと、集磁された担体を分散させるための攪拌機構（後述する）を有する。

ＢＦテーブル６では、テーブルが回転する動作に合わせて、集磁工程→洗浄工程→分散工程の操作が実施され、ＢＦ分離の必要がない検査項目の時には反応容器内に降りることのない機能が付加されている。

上記の分散工程においては反応容器内に予め試薬を分注しておく必要があるため、試薬格納部Ａ、ＢはＢＦテーブル６に隣接配置され、試薬の分注は全てＢＦテーブル６において行うことができる。

ＢＦテーブル６は、この例では内外の２重ラインとして外側をサンプルと反応させる試薬の分注ライン６ｄとし、内側を、ＢＦ分離後の試薬の分注ライン６ｅとすることができ、かかる構成により分注の際の効率化を達成することが可能になる。加えて、ＢＦ分離とは関係ないサンプルと反応させる試薬を分注するに際しては集磁機構を適用せず、磁性粒子担体を集磁させないようにし、サンプル分注直後からサンプルと試薬との反応を効率よく進めることができる。

反応容器移送部分７については、具体的には、図３（ａ）（ｂ）に示すような構成のものが適用される。

図３（ａ）（ｂ）において、７ａ、７ｂは２本の例で示したアーム、７ｃ、７ｄはアーム７ａ、７ｂに装着されるホルダーである。アーム７ａ、７ｂはそれ自体が軸Ｐに保持されていて、それぞれのアーム７ａ、７ｂが軸Ｐの周りに適宜に旋回できるようになっている。

ホルダー７ｃ、７ｄはロッド部７ｅと、このロッド部７ｅをスライド可能に吊り下げ保持するロッド保持部７ｆと、ロッド部７ｅの周りを取り囲み該ロッド部７ｅの軸芯に沿ってスライドするガイド部７ｇからなっていて、このうち、ガイド部７ｇにはその側面外観を図４に示す如く、その少なくとも２箇所にロッド部７ｅの軸芯に沿って延びる長孔ｍが設けられ、ロッド部７ｅには長孔ｍを通して固定保持されガイド部７ｇの移動量を規制する突起ｄが設けられている。

また、図３、図４に示したところの７ｈはロッド部７ｅの先端部に設けられた窓孔（２つ設けることができる。）である。ロッド部７ｅの内部には分注の際に使用するポンプにつながる通路（反応容器の移送のみに使用する場合にはこの通路は必要ない。）と、光ファイバー等の光センサーを配置する通路が形成されており、窓孔７ｈにて光センサーから発した光の反射光を検知することにより反応容器の取り付け、取り外し状況を検知する。

ロッド保持部７ｆの内部空間は下向きに先細りになるテーパー状の空間が形成されており、ロッド部７ｅはその空間に適合する外観形状を有していてロッド保持部７ｆとの芯出しが容易にできるように設計されており、該ロッド部７ｅはアーム７ａ、７ｂとの相互間に配置された弾性部材（例えばスプリング等）ｓによって弾性支持され常に下方に向けて押圧された状態にある。

反応容器の取り付け前のホルダー７ｃ、７ｄは図５に示すような状態になっているが、軸Ｐに予め設けられた昇降機構（図示せず）にて、軸Ｐをアーム７ａ、７ｂとともに下降させ、図６に示す如く移送部材である反応容器ｃの上端開口でロッド部７ｅの先端を嵌合させることにより該反応容器ｃはホルダー７ｃ、７ｄに取り付けられる。

この時、ガイド部７ｇは長孔ｍの範囲内で上方に向けてスライドするのでそれが干渉することはなく、また、弾性部材ｓにより嵌合に必要な最適な押し付け力が得られ（弾性部材の縮み代は３mm程度となるように調整しておくのが望ましい。）、嵌合の際のハード的な故障やチップあるいは反応容器を破損する等の不具合が生じることはない。

ホルダー７ｃ、７ｄに取り付けられた反応容器ｃはアーム７ａ、７ｂの旋回移動にて所定の位置に移送されることになり、反応容器ｃを取り外す場合には、ロッド部７ｅに設けた突起ｄを例えば、図７に示すような固定部材８（例えば反応テーブルのカバーや使用済み容器を廃棄する廃棄管等）に接触させ、ロッド部７ｅの位置を固定するとともにさらに、図８の如く、弾性部材ｓが縮むことができる許容量分だけ（弾性部材ｓの縮み代は５mm程度になるように調整しておくのが望ましい。）、アーム７ａ、７ｂを降下させる。そうするとロッド保持部７ｆがガイド部７ｅを介して反応容器ｃのみを下方へと押圧することになり、これによって反応容器ｃがロッド部７ｅから取り外されることになる。

反応容器ｃの取り付け、取り外しに際しては、ロッド部７ｅの先端部に設けた窓孔７ｈから、光センサーによる光が照射されているので、予め設定した基準値と比較することで反応容器ｃが取り付けられた状態（しっかり嵌合しているか、リークが発生する可能性があるかどうかも含む。）にあるか、取り外した状態にあるかを的確に把握できることになる。

アーム７ａ、７ｂについては、軸Ｐの周りに旋回する構成例で示したが、リニヤガイドに従って上下、左右に移動する形式としてもよく、本発明ではとくに限定されない。

図９（ａ）〜（ｃ）に上記の構成になるホルダー７ｃ、７ｄに分注チップｃ_１を取り付けた状態の例（取り付け後、リムーブ前後、）を示し、図１０に反応容器移送部分７の外観を模式的に示す。分注チップｃ_１に関しても、上記の反応容器ｃと全く同じ要領で取り付け、取り外しを行うことができる。

上記のような構成を採用することにより反応容器移送部分７の小型化が可能になるだけでなく、コストの低減を図ることができるほか、移送に係わる信頼性が高まる。

かかる反応容器移送部分７は、反応容器ｃの移送はもちろん、サンプルチップ供給ユニット２からの分注チップｃ_１の移送にも適用できるものであり、移送対象物はとくに限定はされない。

本発明では反応テーブル５、ＢＦテーブル６に対して図１１に示すような撹拌機構９を配置することができる。攪拌を実施するに際しては分注ノズルによる吸排攪拌による方法があるが、反応容器に攪拌子を接触させることによって攪拌する攪拌方式を採用するのが好ましい。

図１１において９ａは攪拌子、９ｂは攪拌子９ａを回転させるための駆動源（例えばモータ等）、９ｃは攪拌時に反応容器ｃを押さえる押さえ部材である。ＢＦテーブル６の回転にて反応容器ｃが集磁機構６ａの位置に移送されると、反応容器ｃ内の磁性粒子は集磁されその状態でＢＦノズル６ｂにより洗浄され、攪拌機構９の位置に到達した反応容器ｃは該攪拌機構９により攪拌され磁性粒子担体が分散される。攪拌子９ａは駆動源９ｂ上に配置され、該駆動源９ｂは図示はしないが別の駆動系によって上下に移動させることができるようになっており、攪拌に当たっては、駆動源９ｂを上方向に移動させ攪拌子９ａを反応容器ｃの底面に接触させるとともに押さえ部材９ｃで反応容器ｃの上面を押さえて攪拌子９ａと押さえ部材９ｃにて反応容器ｃを挟み込むようにする。そして駆動源９ｂにて攪拌子９ａを回転させ、反応容器ｃを揺動させて攪拌する。このとき、反応容器ｃが暴れて容器内の液体が飛散しないように押さえ部材９ｃにて反応容器ｃを固定することが望ましい。

複数の攪拌子９ａを備えた上記の如き構成の攪拌機構９を使用すれば、例えば同時に複数箇所で攪拌を必要とする場合に有効であり、かかる攪拌機構９の駆動源を動作させて複数の箇所で同時に攪拌を行うことが可能となる。

また、この攪拌機構９は、磁性粒子担体の分散と、サンプルと試薬との混合とを同じユニットで実施することが可能であるため装置の小型化、原価低減が達成される。

次に、上掲図１、図２に示したところの、番号１０は検出反応部分（以下、検出反応テーブルという）である。この検出反応テーブ１０は標識物質を結合させた免疫複合体からシグナルを発生させるための反応ラインである。

上記標識物質はシグナルを発生させるためのものであって、これは例えば酵素とすることができ、標識物質を基質格納部Ｋの基質液を加えることでシグナルを発生させることができる。

シグナルが色の変化で表されるものであれば、この反応ライン上に比色検出部を設けることも可能であるが、化学発光法を用いた発光検出によるものの場合は、迷光によるノイズを極力減らす必要があるため、検出反応テーブル１０は検出反応部分１０ａと、これとは別にシグナル検出のための検出測定部分１０ｂにて構成する。

検出測定部分１０ｂは化学発光で生じた微弱の発光を検出するものであって、具体的には光電子倍増管を用い、これにより発光量をカウントする。

発光測定のダイナミックレンジを得るため、上記検出測定部分１０ｂには光学フィルターを保持し、発光強度に応じでフィルターにより減光された測定値により真の発光強度を算出する。

微弱な発光を検出する場合を想定し、検出反応テーブル１０を、検出反応部分１０ａとは別個に予め完全に遮光された検出測定部分１０ｂを設けることで、微弱発光反応を高精度かつ高感度に測定することが可能となり、これにより従来の比色による検出から蛍光や化学発光による検出も行えることになる。

サンプルの分注は固定ノズルでも可能であるが、感染症項目を測定する時に懸念されるキャリーオーバーを考慮し、ディスポーザブルのサンプルチップc_１を、サンプルチップ供給ユニット２でサンプル分注移送部分１の先端に装着して分注し、使用後はサンプルチップc_１を交換する。

サンプル分注移送部分１は、サンプルチップ供給ユニット２、サンプラー３のラック移送部４、免疫反応テーブル５、ＢＦテーブル６を通る動作軌跡を描くように配置されているため、検査項目によりサンプル分注移送部分１を複数用意する必要がない。

次に、上掲図１、図２に示したところの番号１１は試薬分注移送部分である。この試薬分注移送部分１１は具体的には試薬分注ノズルであり、試薬格納部Ａ、Ｂに配置された試薬ボトルから試薬を採取するものであって、試薬分注移送部分１１についても必要に応じて上掲図３〜１０に示した構成になる移送部分を適用することができる。

試薬分注移送部分１１はＢＦテーブル６においてＢＦ洗浄が終了した直後の反応容器、もしくはサンプルを分注する前の反応容器中に試薬を分注する。

試薬分注移送部分１１は試薬格納部Ａ、ＢとＢＦテーブル６、さらに反応容器移送部分７を通る動作軌跡を描くように配置することができ、検査項目により該移送部分１１を複数用意する必要はない。

処理速度を上げるために、試薬分注移送部分１１を試薬分注移送部分１１ａ、１１ｂの２つからなるものとして試薬格納部Ａ、Ｂから複数のポジションで試薬の分取、分注することができる。

ＢＦ洗浄ノズル６ｂは検液もしくはＢＦ液の吸引とＢＦ液の供給を行なうためのものであり、吸引用ノズルと吐出用ノズルがセットとなり一つのＢＦ洗浄ノズルを形成する。

反応容器移送部分７は各テーブル間および反応容器供給部１２ａ、検出反応部分１０ａ、反応容器廃棄部１２ｂに反応容器ｃを移送するもので、具体的には容器を掴む手段で達成してもよいが、図３〜１０に示した構成になる移送部分７を適用するのが好適であり、かかる移送部分７によれば、容器を掴む手段と比較して、構造の簡素化が可能で、装置の原価低減、信頼性向上にも貢献できる。

試薬格納部Ａ、Ｂについては一定温度に保冷されるものであり、試薬分注移送部分１１の動作軌跡Ｌ_１、Ｌ_２上に配置するか、それらをターンテーブルとして試薬分注移送部分１１の動作軌跡上に位置するように配置する。

本発明の実施の形態では、試薬の設置数を多くするために、試薬格納部をターンテーブルとしてそれを２つ用意し、試薬分注移送部分１１の動作軌跡Ｌ_１、Ｌ_２上に試薬格納部Ａ、Ｂを配置した例を示したが、これにより、単一の移送部分で複数の試薬格納部に設置された試薬を分注することができる。

試薬格納部を、磁性粒子固相担体試薬液用と標識試薬用の２つに分けることにより各試薬をどこにセットすべきかを明確に区別することができる。また、これによれば試薬の種類によって試薬ボトルの形状を替え、セットする場所を装置的に制限することも可能になる。

各試薬格納部においてセットすることができる数は同じである必要はなく、例えば前処理液や希釈液を常にどちらかの試薬格納部にセットすることを念頭に置き、一方の格納部に多くの試薬をセットするようにしてもよい。

ところで、試薬格納部においてセットされる試薬が、例えば、磁性粒子固相担体試薬である場合においては磁性粒子が時間の経過とともに沈降していき濃度勾配が生じてしまい、結果的にデータ不良を引き起こすことが懸念される。

これを回避するため該当試薬を分注する前に、試薬分注移送部分１１にて試薬を攪拌（例えば液の吸排攪拌、もしくはノズルに超音波振動子を付けて粒子を分散させる）する。

そのためには、試薬格納部には磁性粒子を分散させるための攪拌機構を設けるのがよく、試薬を予め円筒状ボトルに収納しておき、これに自転動作を加えることで、液とボトル壁面との摩擦力で分散させることができる。

この自転動作はターンテーブルの回転機構と連動して達成するようにし、これにより上記自転動作専用の駆動部を省略することができる。

本発明においては、試薬として磁性粒子固相担体試薬を用いる場合、それを一つの試薬格納部にまとめることが可能になるため、上記攪拌機構は一つの格納部のみに存在すればよく、装置のコストダウンに貢献する。

なお、攪拌機構は上記のものに限定されるわけではなく、例えば、試薬格納部がターンテーブルであれば、ターンテーブルを高速で回転させてもよい（遠心力を利用した攪拌）し、攪拌子を試薬ボトルに当てつけて攪拌するようにしてもよい。

試薬にはその試薬の情報（例えばロット、有効期限、検量線情報など）が記録されている試薬コード（例えばバーコード）が貼付され、試薬格納部にはこのコードを読み取るための手段（例えばバーコードリーダー、画像読み取り装置、磁気読取装置等）が備えられており、セットされた試薬格納部の位置情報、セットされた日時等の情報とともに情報コードから読み取った情報がデータ処理部に送信、記憶される。

基質格納部（基質分注ユニット）Ｋについては、試薬格納部Ａ、Ｂの近傍域に配置することができるが、本発明においては、基質を共通試薬とするため多くの試薬量の設置が必要とされることを考慮し、別途基質格納部を設け、専用分注ユニットで分注する構成を採用するのがよい。

具体的には、基質を格納する複数のボトルを同時にセットし、ライン分注方式で分注する。このとき、異なるロットのボトルがセットされていても必要とするボトルから分注することができるように、各々のボトルから選択的に分注できる構成をとることが好ましい。

サンプルチップ供給ユニット２は複数のチップを整列したチップケースを装置上に設置し、このケースよりチップを供給する。具体的にはチップケースをチップ供給位置まで移動させるか、チップケースからチップ供給位置までチップ移送手段を用いて供給する。上記チップケースを縦に収納することで、操作面上の占有面積を最小限に狭めることが可能となり装置の小型化を図ることができる。

反応容器を供給する反応容器供給ユニットＪは、サンプルチップ供給ユニット２と同様に、空の反応容器ｃをボックス上に整列させたものを装置上に設置し、このボックスを反応容器供給部１２ａの位置に移動させるようにするが、反応容器ｃの随時追加と装置の小型化を考慮し、パーツフィーダーを装置上に設け、反応容器供給部１２ａの位置に整列させるような機構を設けるのがよい。

以下、図１、図２に示した装置につき、２ステップ法を適用して自動分析する場合の分析要領について説明する。

反応容器ｃは反応容器供給ユニットＪより供給され、反応容器移送部分１３により反応容器供給部１２ａにセットされる。反応容器供給部１２ａにセットされた反応容器ｃは、次いで、反応容器移送部分７により、ＢＦテーブル（外側）６に移送されたのち、試薬分注移送部分（分注ノズル）１１により磁性粒子固相担体試薬を分注する。

サンプラー３より供給された検体ラックからは、ディスポーサブル式のサンプルチップを装着したサンプル分注移送部分１によりサンプルが採取され、ＢＦテーブル６上の反応容器ｃに分注する。

上記反応容器ｃは次にＢＦテーブル６の攪拌機構９により攪拌されたのち、反応容器移送部分７により免疫反応テーブル５の中周ライン５ｂに移送される。

上記反応容器ｃは一定の反応時間が経過した後、反応容器移送部分７にてさらにＢＦテーブル（内側）６に移送され、ＢＦテーブル６の上にセットされた集磁機構６ａにより磁性粒子担体が集磁され、ＢＦ洗浄ノズル６ｂによりＢＦ分離が実施される。

ＢＦ分離後の上記反応容器ｃにおいては試薬格納部Ａから標識試薬を試薬分注移送部分１１により採取、分注し、攪拌機構９により攪拌される。そして、攪拌後、反応容器ｃは反応容器移送部分７により免疫反応テーブル５の内周ライン５ｃに移送され、一定の反応時間が経過した後、反応容器移送部分７によりＢＦテーブル（内側）６に移送される。

上記反応容器ｃはさらに集磁機構６ａにより磁性粒子担体が集磁され、ＢＦ洗浄ノズル６ｂによりＢＦ分離が実施され、洗浄後の反応容器ｃに基質格納部Ｋに格納してある基質液を基質液分注ユニットより分注する。

基質液を分注するとさらに攪拌機構９で攪拌され、その後、反応容器移送部分７にて検出反応テーブル１０の検出反応部分１０ａに一たん置かれ、一定の反応時間が経過した後、反応容器移送部分１３にて検出測定部分１０ｂに移送され、反応容器ｃから発せられる光を光電子倍増管を用いて計測してサンプル中の目的物質の存在を測定する。ここに、反応容器移送部分１３についても図１に示したような構成になる移送部分が適用される。

上記の計測後、反応容器ｃは反応容器移送部分１３にて反応容器廃棄位置１２ｂに移送され、廃棄される。

１ステップ法による自動分析については以下の要領に従う。

まず、反応容器ｃは反応容器移送部分１３にて反応容器供給部１２ａにセットされ、さらに反応容器移送部分７にてＢＦテーブル（外側）６に移送される。

ＢＦテーブル６上に移送された反応容器ｃには磁性粒子固相担体試薬および標識試薬を試薬分注移送部分１１により分注する。そして、サンプラー３より供給された検体ラックから、サンプルチップを装着したサンプル分注移送部分１によりサンプルを採取し、上記ＢＦテーブル６上の反応容器ｃに分注する。

上記反応容器ｃは攪拌機構９により攪拌された後、反応容器移送部分７により免疫反応テーブル５の中周ライン５ｂに移送され、ここで一定の反応時間が経過した後、反応容器移送部分１２にてＢＦテーブル（内側）６に移送される。

ＢＦテーブル６上にセットされた上記の反応容器ｃはＢＦ洗浄工程上を通るが、その時、ＢＦ洗浄ノズル６ｂは反応容器ｃ内に移送されないように制御され、ＢＦ分離は実施されない。

上記反応容器ｃは集磁機構６ａの影響を受ける可能性が考えられるため、２ステップ法と同様、ＢＦテーブル６上の攪拌機構９により攪拌され、反応容器移送部分７にて免疫反応テーブル５の内周ライン５ｃに移送され、以下、２ステップ法と同様の手順を経て目的物質の存在を測定する。

本発明は、上記の１ステップ法と２ステップ法の工程を組み合わせたような分析として、例えば先にサンプルと標識試薬を反応させ、その後のＢＦ分離を実施することなく反応容器ｃに磁性粒子固相担体試薬を分注させる反応系にも適用できる（Ｄｅｌａｙ１ステップ法）。

希釈、前処理を含む２ステップ法による自動分析は以下の要領に従う。

反応容器供給ユニットＪより供給された反応容器（希釈、前処理用）ｃは希釈、前処理用供給部として例えば反応容器供給部１２ａにセットされる。そして、希釈もしくは前希釈が必要な場合（項目）には、例えば試薬格納部Ｂにセットされた希釈液もしくは前処理反応液を、試薬分注移動部分１１により分注し、その後に反応容器移送部分７にて免疫反応テーブル５の外周ライン５ａに移送される。

サンプラー３より供給された検体ラックから、サンプルチップを装着したサンプル分注移送部分１によりサンプルを採取し、免疫反応テーブル５上の反応容器ｃに採取したサンプルを分注する。

上記の工程の最中に、もう一つの反応容器（測定用）ｃが反応容器供給部１２ａにセットされ、反応容器移送部分７により、ＢＦテーブル（外側）６に移送される。

ＢＦテーブル６に移送された反応容器（測定用）ｃには磁性粒子固相担体試薬を試薬分注移送部分１１によりに分注する（1ステップ法、その他測定法については上記に示した内容に従う）。

希釈もしくは前処理されたサンプルを収納する反応容器（希釈、前処理用）ｃから、サンプル分注移送部分１にてサンプルを採取し、ＢＦテーブル６の反応容器（測定用）ｃにかかるサンプルを分注して攪拌機構９にて攪拌される。

以下の反応容器（測定用）ｃの分析動作は上記２ステップ法（もしくは上記に示したその他の方法）と同様の要領に従う。

反応容器（希釈、前処理用）ｃは反応容器移送部分７にて反応容器廃棄位置１２ｂに移送され、廃棄される。

上記においては２つの反応容器を使用して自動分析する要領について説明したが1つの反応容器で希釈、前処理を含めた自動分析を行うこともできる。それには、まず、希釈もしくは前処理を施した反応容器（希釈、前処理用）ｃを免疫反応テーブル５からＢＦテーブル６に移送し、これに上述の測定用の反応容器ｃと同じ工程を実施すればよく（ＢＦテーブル６上でのサンプルの分注工程は実施しない）、１つの反応容器で希釈、前処理分析も可能である。

長時間にわたり連続的に分析を実施するためには、基質ボトルを複数セットできる手段を設けるか、反応容器cをパーツフィーダーで供給できるような手段を設けるのがよい。このとき、サンプルチップｃ_１を収納した複数のチップケースを設置しチップケースからチップ供給部位置（ノズルとチップが嵌合する位置）にチップを移送する手段を設け、できるだけチップケース自体を移送することがないように制御することで、長時間にわたる連続的な分析においても使用済みのチップケースを簡便にかつ安全に新規のものに交換することが可能となる。

パーツフィーダーを設置することで装置を停止させずに消耗品類の随時追加が可能となる。また、ノズルの洗浄には専用の洗剤を用意するのが一般的であるが、この洗剤には濃縮液をセットし、これを自動的に希釈して洗剤タンクから洗剤液を取り出して使用することで、濃縮液を随時セットすることが可能となる。

消耗品の廃棄は、一つの廃棄箱へ移送するのが基本になるが、廃棄箱が満杯になった時点でサブタンクに切り替えることで廃棄物を随時廃棄することが可能となる。また廃液をポンプにより自動的に排水することで連続的に廃液の処理が可能となる。

先に説明した分析動作においては、免疫反応時間もしくは前処理反応時間は免疫反応テーブル５が１周（１回転）する間に終了することを前提としているが、試薬の性能に応じて上記免疫反応テーブル５を複数回回転するまで検液を保持しておくことで、反応時間（前処理時間を含む）を回転数分延長することが可能であり、反応時間が比較的長くかかる試薬に対するアプリケーションが可能になる。

免疫反応、さらにはシグナルを発生させるための反応を最適な状態で行なうために各テーブルは一定温度になるように制御する。そのためには、熱伝導性の優れた物質（例えばアルミ）でテーブルを構成し、ヒーター等の加熱手段で直接温めるか、もしくは他の熱源と接触させることでテーブルを加温し、テーブルの温度はサーミスタ等でモニターしながら一定温度になるように制御する。温度制御はテーブルの他に反応容器供給部や検出測定部についても一定温度になるように制御する。

反応容器の洗浄（ＢＦ）動作で検液の温度の変化がおきないように、ＢＦノズル６ｂを一定温度になるように制御するか、もしくはＢＦ液を予めヒート部に通して加温してから供給するようにしてもよい。

試薬の分注に際しては検液の温度が変化しないように、試薬分注移送部分１１を一定温度に制御するか、あるいは、ノズルを洗浄するための洗浄液を予めヒート部に通し加温してから供給するのがよい。

各テーブルの動作条件は、対象とする自動分析の仕様に合わせたレイアウトにて最適な動作条件を設定すればよい。例えば、１動作周期でテーブルを１ピッチ動かす動作条件とするか、あるいは１８０度＋１ピッチ動かす動作条件とする等、テーブルにおいて反応容器をセットできるポート数分の周期数で、全てのポートを使用することができるように動作させればよい。各テーブルの動作はその条件を合わせる必要はなく、適宜に設定される。

図１２は試薬格納部を一つにした本発明に従う分析装置の他の構成例を示したものである。このような構成になる装置において試薬格納部はターンテーブル状のものを固定式として、試薬分注移送部分１１のうちの例えば試薬分注移送部分１１ａについては省略することもでき、この場合、装置のより一層の小型化が可能になる。

図１３、図１４は本発明に従う分析装置を、生化学およびホモジニアス免疫項目の測定に適用した場合の全体構成とその要部について示したものである。

図において、１４はサンプラー、１５は反応テーブル、１６はＢＦテーブル、１７は検出反応テーブル、１８はサンプル分注移送部分（サンプル分注ノズル）、１９は試薬分注ノズル、２０は反応容器洗浄ノズル、２１は反応容器移送部分、また２２は試薬格納部分である。

上記の構成になる分析装置において、サンプラー１４については、上掲図１、２に示した構成になる分析装置のサンプラー３と同様のものを用いることができる。

反応テーブル１５については、反応ラインを例えば二重構造の形態をとることができ、外周ライン１５ａは前処理、前希釈用のラインとし、内周ライン１５ｂはサンプルと第１試薬との反応用のラインとする。

ＢＦテーブル１６は測定が終了した反応容器を洗浄するための洗浄ノズルを備えるものであり、試薬の分注は全てこのＢＦテーブル１６において行う。ＢＦテーブル１６において２重のラインを設け、例えば内側を反応容器洗浄ライン１６ａとし、外側を試薬の分注ライン１６ｂとすることにより、分注工程の効率化を達成することが可能になる。

ＢＦテーブル１６の洗浄ライン１６ａには、希釈用の反応容器も洗浄することができるように、分注ライン１６ｂの容器架設箇所数の整数倍（図面では３倍程度で表示）の架設箇所数を用意しておくことができる。

攪拌工程については、分注ノズルによる吸排攪拌を行うことができるが、本発明においては、上掲図１１に示したものと同様の攪拌機構９を採用するのがよい。

検出反応テーブル１７には、その反応ライン上に例えば比色検出部を設けて、レイト法、エンド法の何れの測定方法に対しても対応することができるようにしておく。

サンプル分注ノズル１８はサンプラー１４により供給されたラックよりサンプル（検体）を採取し、必要な反応容器の中に検体を分注するものであり、例えば、希釈や前処理が必要である項目の場合、反応テーブル１５中の前処理、前希釈用のライン上の反応容器に対して分注を行う。通常の分析においては、先にも述べたとおり、ＢＦテーブル１６において、予め試薬が分注された反応容器に対して分注を行う。サンプル分注ノズル１８の作動軌跡はサンプラー１４のラック移送部２３、反応テーブル１５、ＢＦテーブル１６を通るように設計され、これにより検査項目により該ノズル１８を複数用意する必要がなくなる。

試薬分注ノズル１９は試薬格納部分２２に配置された試薬ボトルから試薬を採取して必要な反応容器に分注するか、あるいは、サンプルが分注される前の反応容器cへ分注する。試薬分注ノズル１９の作動軌跡は試薬格納部分２２と洗浄テーブル１６を通るように設計される。

この例では、試薬分注ノズル１９はのユニット数を２基配置した例を示してあるが、かかるノズル１９のユニット数を増加させ試薬格納部分２２から複数のポジションで試薬を分取、分注することにより、処理速度を著しく高めることが可能になる。

反応容器洗浄ノズル２０は検液の吸引と洗浄液の供給を行うためのものである。この反応容器洗浄ノズル２０は吸引用のノズルと吐出用のノズルとの組合せにて構成される。

反応容器移送部分２１については、上掲図３〜１０に示したところの移送部分を使用することができる。

試薬格納部分２２は一定の温度に保冷されるものであり、図１、２に既に示したように、ターンテーブル状にして試薬分注ノズル１９の作動軌跡上に一致するような配置とするか、図１２に示したように、試薬分注ノズル１９の作動軌跡上に並ぶように配置する。試薬格納部分２２をターンテーブル状として複数基用意（本発明においては２基配置）することにより、単一の試薬分注ノズル１９で複数の試薬格納部分２２に設置された試薬の分注が可能になる。

試薬格納部分２２に置かれた試薬にはその試薬の情報（例えば、ロット、有効期限、検量線情報など）が記録されているバーコード等の試薬コードが貼付されており、格納部分２２にはバーコードリーダー、画像読み取り装置あるいは磁気読み取り装置等の手段が備えられていて、セットされた位置情報やセットされた日時等の情報とともに情報コードから読み取った情報をデータ処理部に送信、記憶される。

上掲図１３、図１４に示した装置による分析は以下の要領に従う。
まず、洗浄テーブル１６の内側のラインで、反応容器の洗浄を行うとともに、試薬分注ノズル１９によりその反応容器に対して第１試薬を分注する。そして、同じ容器に対しサンプル分注ノズル１８によりサンプルを分注して、攪拌機構９による攪拌を順次に実施する。

攪拌の終了後、反応容器ｃは反応容器移送部分２１により反応テーブル１５の内側のラインに移送される。反応容器ｃは、ここで一定の反応時間置かれ、次いで、同じく反応容器移送部分２１により洗浄テーブル１６の外側のラインに移送される。

洗浄テーブル１６に置かれた反応容器には、必要に応じて第２試薬、第３試薬を分注し、攪拌機構による攪拌が実施される。

次に、反応容器ｃは反応容器移送部分２１により検出反応テーブル１７に移動され、反応容器における反応状態を比色計にてレイト法あるいはエンド法により検出することになる。計測後、反応容器ｃは反応容器移送部分２１により洗浄テーブル１６の内周ライン１６ａに移送され洗浄される。

希釈、前処理が必要な分析については以下の要領に従う。
希釈あるいは前処理が必要な項目は、洗浄された反応容器に第１試薬を分注するタイミングで、試薬格納部分２２にセットされた希釈液あるいは前処理液を試薬分注ノズル１９にて分注し、次いで、サンプル分注移送部分１８によってサンプルを分注し、攪拌機構による攪拌を実施する。

攪拌の実施後、反応容器ｃは反応容器移送部分２１にて反応テーブル１５の外周ライン１５ａに移送される。希釈あるいは前処理が行われた反応容器はサンプル分注移送部分１８の作動軌跡上に移送されたとき、希釈あるいは前処理が行われたサンプル液を通常動作におけるサンプル分注タイミングで分注できるように、そのテストの反応用の反応容器が割り付けられる。

反応用容器cとして割付けられた容器は、洗浄テーブル１６の内周ライン移送され、洗浄、第１試薬が分注され、サンプル分注のタイミングで反応テーブル１５の外周ライン１５aに置かれた反応容器c（希釈あるいは前処理が実施された容器）から希釈あるいは前処理されたサンプル液を分注する。

以降は通常の動作と同じ動作を経ることになり、希釈あるいは前処理に使用された反応容器については反応容器移送部分２１にて洗浄テーブル１６に戻されて洗浄される。

上掲図１３、図１４では、生化学項目の測定、分析を行う場合の構成例を示したが、かかる装置は上掲図１、図２に示した免疫項目の測定、分析を行う装置に含まれるものであって、図１、図２に示したところの装置において反応容器の移送要領を適宜に制御することによって、一台の装置で生化学（ホモジニアス）個目と免疫（ヘテロジニアス）項目のどちらの項目についても適用が可能であり、本発明ではかかる装置にのみ限定されるものではない。

反応容器cは各部分相互間で移送されるものであり、これにより、検液を移送するためのノズルの洗浄、各反応後の容器の洗浄（検液移送後の容器の洗浄）を省くことが可能となり、また、洗浄不良によるデータ不良の回避、洗浄機能削減によるランニングコストの低減が可能であり、さらに反応容器はディスポーザブル型とすることもできるので、とくに免疫分析において危惧される反応容器の汚染の回避と、反応容器の洗浄機構の削減によりデータの信頼性向上と装置の小型化が可能になるので、反応容器の移送状況を確実に把握するためのモニタリング機能を付加することもできる。

容器の移送が確実に行なわれたか否かを検知する手段を移送機構内に設けること自体は装置のサイズに影響を与えることはない。

本発明に従う移送ユニットを備えた自動分析装置の全体構成を示した図である。図１に示した装置の要部（アナライザー部分）を示した図である。（ａ）（ｂ）は本発明にしたがうサンプル分注移送部分の構成説明図である。図３に示したサンプル分注移送部分の側面を示した図である。本発明にしたがうサンプル分注移送部分のホルダーの要部を拡大して示した図である。反応容器の取り付け要領の説明図である。反応容器の取り外し要領の説明図である。反応容器の取り外し要領の説明図である。（ａ）〜（ｃ）は分注チップの取り付け、取り外し状況を示した図である。サンプル分注移送部分の外観を示した図である。攪拌機構の構成を模式的に示した図である。本発明にしたがう分析装置の他の構成例である。本発明にしたがう分析装置の他の構成例である。図１３に示した装置の要部を示した図である。

符号の説明

１サンプル分注移送部分
２サンプルチップ供給ユニット
３サンプラー
４ラック移送部
５反応部分（免疫反応テーブル）
５ａ外周ライン
５ｂ中周ライン
５ｃ内周ライン
６ＢＦ分離部分（ＢＦテーブル）
６ａ集磁機構
６ｃＢＦ洗浄ノズル
６ｄ分注ライン
６ｅ分注ライン
７反応容器移送部分
７ａアーム
７ｂアーム
７ｃホルダー
７ｄホルダー
７ｅロッド部
７ｆロッド保持部
７ｇガイド部
７ｈ窓孔
８固定部材
９撹拌機構
９ａ撹拌子
９ｂ駆動源
９ｃ押さえ部材
１０検出反応部分（検出反応テーブル）
１０ａ検出反応部分
１０ｂ検出測定部分
１１試薬分注移送部分
１２ａ反応容器供給部
１２ｂ反応容器廃棄部
１３反応容器
１４サンプラー
１４ａ外周ライン
１４ｂ内周ライン
１５反応テーブル
１６ＢＦテーブル
１７検出反応テーブル
１８サンプル分注移送部分
１９試薬分注ノズル
２０反応容器洗浄ノズル
２１反応容器移送部分
２２試薬格納部分

Claims

サンプル中の目的物質を測定する分析装置であって、
サンプルを採取して分注、移送するサンプル分注移送部分を設け、このサンプル分注移送部分の動作軌跡上に、サンプルチップ供給ユニットと、サンプラーのラックを移送するラック移送部と、反応容器を配置する反応部分、ＢＦ分離を行う容器を配置するＢＦ分離部分をそれぞれ配設し、
前記反応容器及びＢＦ分離を行う容器の移動軌跡上に、反応容器移送部分を設けたことを特徴とする分析装置。
ＢＦ分離部分と反応部分は、それらをそれぞれ内側、外側の二重ラインとした単一のターンテーブルからなる、請求項１記載の分析装置。
反応部分及びＢＦ分離部分に対する撹拌機構を有する、請求項１又は２に記載の分析装置。