JP2008292315A - Stirrer and auto-analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、攪拌装置及び自動分析装置に関するものである。 The present invention relates to a stirring device and an automatic analyzer.
従来、自動分析装置は、検体と試薬を含む液体試料を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定することにより、検体中の成分濃度等を分析している。このとき、液体試料を攪拌する攪拌装置は、いわゆるキャリーオーバーを回避すべく検体と試薬を含む液体試料に音波発生手段が発生した音波を照射することによって非接触で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)。特許文献1に開示された攪拌装置で使用する音波発生手段は、圧電基板上に櫛歯状電極(IDT)からなる振動子が形成され、容器の壁面に取り付けて使用され、振動子が音波を発生させる。 Conventionally, an automatic analyzer analyzes a component concentration and the like in a specimen by stirring and reacting a liquid sample containing the specimen and a reagent and measuring optical characteristics of the reaction liquid. At this time, a stirring device that stirs a liquid sample is known as a stirring device that performs non-contact stirring by irradiating a liquid sample containing a specimen and a reagent with a sound wave generated by a sound wave generating means so as to avoid so-called carryover. (For example, refer to Patent Document 1). The sound wave generating means used in the stirring device disclosed in Patent Document 1 is formed by forming a vibrator composed of comb-like electrodes (IDT) on a piezoelectric substrate and using it attached to the wall surface of a container. generate.
ところで、特許文献1の攪拌装置は、音波発生手段が発生した音波を液体試料に照射することによって生ずる音響流による液体試料の発熱や、音波発生手段の圧電基板内や容器壁内を伝搬する音波と圧電基板や容器壁の音響インピーダンスの不連続面で反射した音波との干渉による容器の発熱が生じる。この場合、音響流による液体試料の発熱は回避できないが、圧電基板や容器の壁は、攪拌対象である液体試料と接するか、液体試料に接近した位置にあることから液体試料への熱的影響が大きい。しかも、近年、分析コストの低減や被験者への負担低減から、検体や試薬の微量化が望まれている。しかし、検体や試薬の微量化によって液体試料が微量になる程、液体試料の熱容量が小さくなるため、液体試料の温度上昇が大きくなってしまうという問題があった。特に、生化学分析装置は、血液等の生体試料を分析することから液体試料の温度上昇によって攪拌対象が変性し、検体の正確な分析に支障を生ずる可能性があった。 By the way, the stirring device of Patent Document 1 generates heat of a liquid sample due to an acoustic flow generated by irradiating the liquid sample with sound waves generated by the sound wave generating means, and sound waves propagating in the piezoelectric substrate or the container wall of the sound wave generating means. The container generates heat due to interference between the piezoelectric substrate and the acoustic wave reflected from the acoustic impedance discontinuous surface of the container wall. In this case, the heat generation of the liquid sample due to the acoustic flow cannot be avoided, but the piezoelectric substrate and the wall of the container are in contact with the liquid sample to be agitated or are close to the liquid sample, so the thermal influence on the liquid sample Is big. Moreover, in recent years, it has been desired to reduce the amount of specimens and reagents in order to reduce the analysis cost and the burden on the subject. However, there is a problem that the temperature rise of the liquid sample increases because the heat capacity of the liquid sample decreases as the amount of the liquid sample decreases due to the minute amount of the specimen or reagent. In particular, since the biochemical analyzer analyzes a biological sample such as blood, the object to be stirred is denatured due to a rise in the temperature of the liquid sample, which may hinder accurate analysis of the specimen.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、音波の干渉に起因して音波発生手段の圧電基板内や容器壁内で発生した熱を容器から離れた位置へ移動させ、液体試料への熱的影響を抑制することが可能な攪拌装置及び自動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 heat generated in the piezoelectric substrate or the container wall of the sound wave generating means due to the interference of the sound waves is moved to a position away from the container, to the liquid sample. It is an object of the present invention to provide a stirring device and an automatic analyzer that can suppress the thermal influence of the water.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の攪拌装置は、容器に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌装置において、前記容器に設ける圧電基板及び当該圧電基板に形成した電極を有し、前記液体を攪拌する音波を発生させる音波発生手段と、前記容器又は前記圧電基板の音響インピーダンスの不連続面に設けられ、前記音波発生手段が出射した音波と前記不連続面で反射した音波との干渉によって発生する熱を前記容器から離れた位置へ移動させる熱伝導部材と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the stirring device of the present invention is a stirring device that stirs a liquid held in a container by sound waves, and a piezoelectric substrate provided in the container and an electrode formed on the piezoelectric substrate. And a sound wave generating means for generating a sound wave for stirring the liquid, and a sound wave emitted from the sound wave generating means and reflected by the discontinuous surface, provided on a discontinuous surface of the acoustic impedance of the container or the piezoelectric substrate. And a heat conduction member that moves heat generated by the interference with the sound wave to a position away from the container.
また、本発明の攪拌装置は、上記の発明において、前記音響インピーダンスの不連続面は、前記音波の伝搬方向に交差する前記圧電基板の端面又は前記容器の端面であることを特徴とする。 The stirrer of the present invention is characterized in that, in the above invention, the discontinuous surface of the acoustic impedance is an end surface of the piezoelectric substrate or an end surface of the container that intersects the propagation direction of the sound wave.
また、本発明の攪拌装置は、上記の発明において、前記容器は、当該容器の壁から突出し、前記壁内を伝搬する音波を音響インピーダンスの境界部によって前記容器から遠ざかる方向へ導く誘導部が設けられ、前記熱伝導部材は、前記誘導部の音響インピーダンスの不連続面に設けられることを特徴とする。 In the stirring device according to the present invention, in the above invention, the container is provided with a guide portion that projects from the wall of the container and guides a sound wave propagating through the wall in a direction away from the container by an acoustic impedance boundary. The heat conducting member is provided on a discontinuous surface of acoustic impedance of the induction portion.
また、本発明の攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、表面弾性波素子又は厚み縦振動子であることを特徴とする。 The stirrer according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the sound wave generating means is a surface acoustic wave element or a thickness longitudinal vibrator.
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動分析装置は、複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する自動分析装置であって、前記攪拌装置を用いて検体と試薬とを攪拌し、反応液を光学的に分析することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the automatic analyzer of the present invention causes a plurality of different liquids to stir and react, measures the optical properties of the reaction liquid, and analyzes the reaction liquid. In this automatic analyzer, the sample and the reagent are stirred using the stirring device, and the reaction solution is optically analyzed.
また、本発明の自動分析装置は、上記の発明において、前記熱伝導部材によって前記容器から離れた位置へ移動された熱を放熱する放熱部材を有することを特徴とする。 The automatic analyzer according to the present invention is characterized in that in the above invention, the automatic analyzer has a heat dissipating member that dissipates heat moved to a position away from the container by the heat conducting member.
本発明の攪拌装置は、容器に設ける圧電基板及び圧電基板に形成した電極を有し、液体を攪拌する音波を発生させる音波発生手段と、容器又は圧電基板の音響インピーダンスの不連続面に設けられ、音波発生手段が出射した音波と不連続面で反射した音波との干渉によって発生する熱を容器から離れた位置へ移動させる熱伝導部材とを備え、本発明の自動分析装置は、前記攪拌装置を用いて検体と試薬とを攪拌し、反応液を光学的に分析するので、音波の干渉に起因して音波発生手段の圧電基板内や容器壁内で発生した熱を容器から離れた位置へ移動させ、容器が保持した液体試料への熱的影響を抑制することができるという効果を奏する。 The stirring device of the present invention includes a piezoelectric substrate provided in a container and an electrode formed on the piezoelectric substrate, and is provided on a discontinuous surface of acoustic impedance of the container or the piezoelectric substrate, and a sound wave generating means for generating a sound wave for stirring the liquid. A heat conduction member that moves heat generated by interference between the sound wave emitted by the sound wave generation means and the sound wave reflected by the discontinuous surface to a position away from the container, and the automatic analyzer according to the present invention includes the stirrer Since the sample and reagent are stirred using optical analysis of the reaction solution, the heat generated in the piezoelectric substrate and the container wall of the sound wave generating means due to the interference of sound waves is moved away from the container. There is an effect that it is possible to suppress the thermal influence on the liquid sample held by the container.
(実施の形態1)
以下、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態1について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明の攪拌装置を備えた実施の形態1の自動分析装置を示す概略構成図である。図2は、実施の形態1の自動分析装置及び攪拌装置の構成を示すブロック図である。図3は、実施の形態1の自動分析装置で使用される攪拌装置の表面弾性波素子と、表面弾性波素子を取り付けた反応容器とを示す斜視図である。図4は、表面弾性波素子が取り付けられ、実施の形態1の自動分析装置で使用される反応容器を送電体と共に示す斜視図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 concerning the stirring apparatus and automatic analyzer of this invention is demonstrated in detail, referring drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an automatic analyzer according to Embodiment 1 including a stirring device of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating configurations of the automatic analyzer and the agitation device according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing a surface acoustic wave element of the stirring device used in the automatic analyzer of Embodiment 1 and a reaction vessel equipped with the surface acoustic wave element. FIG. 4 is a perspective view showing a reaction vessel together with a power transmission body, to which a surface acoustic wave element is attached and used in the automatic analyzer according to the first embodiment.
自動分析装置1は、図1及び図2に示すように、試薬テーブル2,3、反応テーブル4、検体容器移送機構8、分析光学系12、洗浄機構13、制御部15及び攪拌装置20を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the automatic analyzer 1 includes reagent tables 2 and 3, a reaction table 4, a specimen container transfer mechanism 8, an analysis
試薬テーブル2,3は、図1に示すように、それぞれ周方向に配置される複数の試薬容器2a,3aを保持し、駆動手段に回転されて試薬容器2a,3aを周方向に搬送する。
As shown in FIG. 1, the reagent tables 2 and 3 hold a plurality of
反応テーブル4は、図1に示すように、複数の反応容器5が周方向に沿って配列されており、試薬テーブル2,3の駆動手段とは異なる駆動手段によって正転或いは逆転されて反応容器5を搬送する。反応テーブル4は、例えば、一周期で時計方向に(1周−1反応容器)/4周回転し、四周期で(1周−1反応容器)周回転する。
As shown in FIG. 1, the reaction table 4 has a plurality of
反応容器5は、容量が数nL〜数十μLと微量な容器であり、分析光学系12の発光部12aから出射された分析光に含まれる光の80%以上を透過する透明素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス,環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂が使用される。反応容器5は、図3及び図4に示すように、側壁5a,5bと底壁とによって液体を保持する水平断面が四角形の液体保持部が形成され、液体保持部の上部に開口5cを有する四角筒形状のキュベットである。反応容器5は、側壁5aに取り付けられる表面弾性波素子23と共に攪拌装置20を構成している。反応容器5は、表面弾性波素子23を半径方向外方へ向けて反応テーブル4に配置され、反応テーブル4の近傍に設けた試薬分注機構6,7によって試薬テーブル2,3の試薬容器2a,3aから試薬が分注される。
The
ここで、試薬分注機構6,7は、それぞれ水平面内を矢印方向に回動するアーム6a,7aに試薬を分注するプローブ6b,7bが設けられ、洗浄水によってプローブ6b,7bを洗浄する洗浄手段を有している。
Here, the
検体容器移送機構8は、図1に示すように、フィーダ9に配列した複数のラック10を矢印方向に沿って1つずつ移送する移送手段であり、ラック10を歩進させながら移送する。ラック10は、検体を収容した複数の検体容器10aを保持している。ここで、検体容器10aは、検体容器移送機構8によって移送されるラック10の歩進が停止するごとに、水平方向に回動する駆動アーム11aとプローブ11bとを有する検体分注機構11によって検体が各反応容器5へ分注される。このため、検体分注機構11は、洗浄水によってプローブ11bを洗浄する洗浄手段を有している。
As shown in FIG. 1, the sample container transfer mechanism 8 is a transfer unit that transfers a plurality of
分析光学系12は、試薬と検体とが反応した反応容器5内の液体を分析するための分析光(340〜800nm)を出射するもので、図1に示すように、発光部12a,分光部12b及び受光部12cを有している。発光部12aから出射された分析光は、反応容器5内の液体を透過し、分光部12bと対向する位置に設けた受光部12cによって受光される。受光部12cは、制御部15と接続され、受光した分析光の光量信号を制御部15へ出力する。
The analysis
洗浄機構13は、ノズル13aによって反応容器5内の液体を吸引して排出した後、ノズル13aから洗剤や洗浄水等の洗浄液を注入し、吸引する動作を複数回繰り返すことにより、分析光学系12による測光が終了した反応容器5内を洗浄する。
The
制御部15は、例えば、マイクロコンピュータ等が使用され、図1及び図2に示すように、自動分析装置1の各構成部と接続されてこれらの作動を制御すると共に、発光部12aの出射光量と受光部12cが受光した光量に基づく反応容器5内の液体の吸光度に基づいて検体の成分濃度等を分析する。制御部15は、キーボード等の入力部16から入力される分析指令に基づいて自動分析装置1の各構成部の作動を制御しながら分析動作を実行させると共に、分析結果や警告情報の他、入力部16から入力される表示指令に基づく各種情報等をディスプレイパネル等の表示部17に表示する。
For example, a microcomputer or the like is used as the
攪拌装置20は、表面弾性波素子23を駆動して発生する音波によって反応容器5に保持された液体を攪拌するもので、反応容器5の他に、図1及び図2に示すように、送電体21と表面弾性波素子23とを有している。
The stirring
送電体21は、反応テーブル4外周の互いに対向する位置に反応容器5と水平方向に対向させて配置され、数MHz〜数百MHz程度の高周波交流電源から供給される電力を表面弾性波素子23に送電する。送電体21は、駆動回路とコントローラとを備えており、図4に示すように、表面弾性波素子23の電気端子23dに当接するブラシ状の接触子21aを有している。このとき、送電体21は、図1に示すように、配置決定部材22に支持されており、反応テーブル4の回転が停止したときに接触子21aから電気端子23dに電力を送電する。
The
配置決定部材22は、送電体21から電気端子23dに電力を送電する送電時に、送電体21を移動させて送電体21と電気端子23dとの反応テーブル4の周方向並びに半径方向における相対配置を調整するもので、例えば、2軸ステージが使用される。具体的には、配置決定部材22は、反応テーブル4が回転し、送電体21から電気端子23dに電力を送電していない非送電時は作動を停止し、送電体21と電気端子23dとの間を一定の距離に保持している。
The
そして、反応テーブル4が回転を停止すると、配置決定部材22は、制御部15の制御の下に送電体21を移動させ、送電体21と電気端子23dとが対向するように反応テーブル4の周方向に沿った位置を調整すると共に、相対配置を決定する。これにより、反応テーブル4が回転を停止すると、送電体21は、接触子21aが電気端子23dに接触し、接触子21aから電気端子23dに電力を送電する。
Then, when the reaction table 4 stops rotating, the
表面弾性波素子23は、図3及び図5に示すように、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等からなる圧電基板23aの一方の面に複数の櫛歯状電極(IDT)からなる振動子23bが設けられると共に、バスバー23cの端部に受電手段となる電気端子23dが設けられた音波発生手段である。振動子23bは、送電体21から送電された電力によって音波を発生する。表面弾性波素子23は、振動子23b及び電気端子23dを外側に向け、エポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂等の音響整合層を介して反応容器5の側壁5aに取り付けられる。
As shown in FIGS. 3 and 5, the surface
このとき、表面弾性波素子23は、図5に示すように、圧電基板23aの端面23eに熱伝導部材24が設けられている。ここで、端面23eは、圧電基板23a内を伝搬する音波の伝搬方向における音響インピーダンスの不連続面である。
At this time, as shown in FIG. 5, the surface
熱伝導部材24は、表面弾性波素子23が出射した音波と端面23eで反射した音波との干渉によって発生する熱を反応容器5から離れた位置へ移動させる部材であり、例えば、金属微粒子を混入した合成樹脂が使用される。このとき、熱伝導部材24は、図5に示すように、反応容器5から離れた端部が、自動分析装置1を構成する機体、例えば、反応テーブル4に形成したブラケット4aに接続されている。ブラケット4aは、熱伝導部材24によって反応容器5から離れた位置へ移動された熱を放熱する放熱部材である。
The
以上のように構成される自動分析装置1は、制御部15の制御の下に作動し、回転する反応テーブル4によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器5に試薬分注機構6,7が試薬容器2a,3aから試薬を順次分注する。試薬が分注された反応容器5は、検体分注機構11によってラック10に保持された複数の検体容器10aから検体が順次分注される。
The automatic analyzer 1 configured as described above operates under the control of the
そして、試薬と検体が分注された反応容器5は、反応テーブル4が停止する都度、攪拌装置20によって順次攪拌されて試薬と検体とが反応し、反応テーブル4が再び回転したときに分析光学系12を通過する。このとき、反応容器5内の反応液は、受光部12cで測光され、制御部15によって成分濃度等が分析される。そして、反応液の測光が終了した反応容器5は、洗浄機構13によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
Then, each time the reaction table 4 stops, the
このとき、攪拌装置20は、送電体21から電力を送電して表面弾性波素子23を駆動すると、図6に示すように、振動子23bの発生した音波(バルク波)が圧電基板23a及び側壁5aを伝搬して反応容器5に保持された液体試料Ls中へ入射し、液体試料Ls中に音響流を発生させて液体試料Lsを攪拌する。
At this time, when the stirring
この場合、振動子23bが発生した音波(バルク波)には、反射しながら圧電基板23a内を伝搬する音波WbA、反射しながら側壁5a内を伝搬する音波WbB及び液体試料Ls中へ入射する音波WbCがある。これらの音波のうち、音波WbCのみが液体試料Lsの攪拌に寄与し、音波WbA,WbBは圧電基板23a内及び側壁5a内を多重反射しながら伝搬することで減衰してゆく。なお、図6に示す攪拌装置20は、圧電基板23aと側壁5aとの間に配置される音響整合層を省略しており、以下の説明で使用する他の図面においても音響整合層を省略している。
In this case, the sound wave (bulk wave) generated by the
このとき、図6に示すように、振動子23bが発生した音波(バルク波)のうち反射しながら圧電基板23a内を伝搬する音波WbAは、音響インピーダンスの不連続面となる端面23eで反射する。このため、図7に示すように、圧電基板23a内を反射しながら伝搬する音波WbAと端面24eで反射した反射音波WbARとが干渉する結果、音波WbA,WbARの伝搬経路上にある圧電基板23aの領域Aiが発熱する。
At this time, as shown in FIG. 6, the sound wave WbA propagating in the
しかし、本発明の攪拌装置20は、図5〜図7に示すように、圧電基板23aの上下の端面23eに熱伝導部材24が設けられている。このため、攪拌装置20は、図7に示すように、上部の端面23eに近い領域Aiが発熱しても、この熱を熱伝導部材24が、図6及び図7に矢印で示すようにブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させ、反応容器5側へは移動させない。これは、下部の端面23eに近い領域が発熱した場合も同じである。
However, in the stirring
この結果、自動分析装置1は、攪拌装置20を使用することによって、反応容器5に保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができるので、温度上昇に伴う液体試料Lsの変性を回避することができ、検体の分析精度が向上する。
As a result, since the automatic analyzer 1 can suppress the thermal influence on the liquid sample Ls held in the
(変形例1)
ここで、攪拌装置20は、表面弾性波素子23を反応容器5の底壁に取り付けても液体試料を攪拌することができる。この場合、熱伝導部材24は、図8に示すように、圧電基板23aの長手方向両側の端面23eに設ける。
(Modification 1)
Here, the stirring
このようにしても、攪拌装置20は、圧電基板23a内を伝搬してくる音波WbAと、端面23eで反射した音波との干渉によって生じた熱を熱伝導部材24によって反応容器5から離れた位置へ移動させ、反応容器5が保持した液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
Even in this case, the stirring
ここで、圧電基板23aは、予め音響インピーダンスの不連続面となる端面23eに薬品による化学的処理やサンドブラスト等の物理的処理を施すことによって乱反射面に加工しておくと、伝搬してくる音波と乱反射した音波との干渉による発熱領域がより端面23eに近くなり、熱伝導部材24による熱の移動、従って液体試料への熱的影響の抑制がより容易になる。これは、反応容器5における音響インピーダンスの不連続面となる側壁5aと底壁の端面に対しても当てはまり、以下に説明する各実施の形態においても同様である。
Here, if the
また、実施の形態1の攪拌装置は、表面弾性波素子23が出射する音波としてバルク波を使用する場合について説明した。しかし、攪拌装置は、振動子23bを側壁5aに向けて表面弾性波素子23を反応容器5に取り付け、表面弾性波(SAW)によって反応容器5が保持した液体試料Lsを攪拌すると共に、熱伝導部材24によって音波の干渉に起因した熱を移動させ、反応容器5が保持した液体試料Lsへの熱的影響を抑制してもよい。
Moreover, the stirring apparatus of Embodiment 1 demonstrated the case where a bulk wave was used as a sound wave which the surface
(実施の形態2)
次に、本発明の攪拌装置及び自動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、熱伝導部材を表面弾性波素子に設けたが、実施の形態2の攪拌装置は、熱伝導部材を反応容器の外壁に設けている。図9は、実施の形態2の自動分析装置で使用される攪拌装置の表面弾性波素子、表面弾性波素子を取り付けた反応容器及び熱伝導部材を示す断面図である。図10は、図9に示す反応容器に設けた熱伝導部材による熱の移動を説明する要部を拡大して示す断面図である。ここで、以下に説明する各実施の形態の自動分析装置及び攪拌装置は、実施の形態1の自動分析装置1及び攪拌装置20と基本構成が同じのものを使用するので、同じ構成要素には同じ符号を使用し、重複した説明を省略している。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the stirring device and the automatic analyzer according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the stirring device of the first embodiment, the heat conduction member is provided in the surface acoustic wave element, but in the stirring device of the second embodiment, the heat conduction member is provided on the outer wall of the reaction vessel. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a surface acoustic wave device, a reaction vessel equipped with the surface acoustic wave device, and a heat conducting member of the stirring device used in the automatic analyzer according to the second embodiment. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a main part for explaining the heat transfer by the heat conducting member provided in the reaction vessel shown in FIG. Here, since the automatic analyzer and the stirrer of each embodiment described below use the same basic configuration as the automatic analyzer 1 and the
実施の形態2の自動分析装置で使用される攪拌装置25は、図9及び図10に示すように、表面弾性波素子23を反応容器5の側壁5aに設けると共に、側壁5aの下部から底壁に亘る範囲に熱伝導部材24を設けている。熱伝導部材24は、図10に示すように、反応容器5から離れた端部が、例えば、反応テーブル4に形成した放熱用のブラケット4aに接続されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
このため、攪拌装置25は、反応容器5の側壁5a内を伝搬してくる音波WbBと、側壁5a下部の端面で反射した音波との干渉によって生じた熱を、熱伝導部材24が図10に矢印で示すようにブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置25を使用することによって、反応容器5に保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができるので、温度上昇に伴う液体試料Lsの変性を回避することができ、検体の分析精度が向上する。
For this reason, in the stirring
ここで、攪拌装置25は、表面弾性波素子23を反応容器5の底壁に取り付けても液体試料を攪拌することができる。この場合、熱伝導部材24は、振動子23bの並び方向両側に位置する底壁から側壁5a下部に亘る面に設ける。
Here, the stirring
(変形例1)
ここで、攪拌装置25は、図11及び図12に示すように、圧電基板23aを設けた側壁5aの上部に熱伝導部材24を設けてもよい。この場合、熱伝導部材24は、図11に示すように、反応容器5から離れた端部を放熱用のブラケット4aに接続する。
(Modification 1)
Here, as shown in FIG.11 and FIG.12, the stirring
このとき、攪拌装置25は、表面弾性波素子23が出射した音波のうち、図12に示すように、反射しながら側壁5a内を上方へ伝搬する音波WbBが側壁5aの上端面で反射され、反射した音波が上方へ伝搬する音波WbBと干渉して側壁5aの上端面近傍が発熱する。しかし、攪拌装置25は、側壁5aの上部に熱伝導部材24を設けたので、発生した熱を熱伝導部材24が矢印で示すようにブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置25を使用することによって、反応容器5に保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
At this time, among the sound waves emitted from the surface
(変形例2)
また、攪拌装置25は、図13に示すように、振動子23bを側壁5aに向けて表面弾性波素子23を反応容器5に取り付け、表面弾性波(SAW)によって反応容器5が保持した液体試料Lsを攪拌してもよい。この場合、攪拌装置25は、反応容器5の側壁5aの上部と下部に熱伝導部材24を設け、熱伝導部材24の端部を放熱用のブラケット4aに接続する。
(Modification 2)
Further, as shown in FIG. 13, the stirring
このとき、攪拌装置25は、表面弾性波(SAW)によって液体試料Lsを攪拌する際、反射しながら側壁5a内を伝搬する音波WaBと側壁5aの上下の端面で反射した音波とが干渉して上下の端面近傍で側壁5aが発熱する。しかし、攪拌装置25は、側壁5aの上部と下部に熱伝導部材24を設けたので、発生した熱を熱伝導部材24がブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置25を使用することによって、反応容器5に保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
At this time, when the agitating
(実施の形態3)
次に、本発明の攪拌装置及び自動分析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2の攪拌装置は、熱伝導部材を反応容器に直接設けたが、実施の形態3の攪拌装置は、熱伝導部材を反応容器に形成した誘導部に設けている。図14は、実施の形態3の自動分析装置で使用される攪拌装置の表面弾性波素子、表面弾性波素子を取り付けた反応容器及び熱伝導部材を示す断面図である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the stirring device and the automatic analyzer according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the stirring device of the second embodiment, the heat conduction member is directly provided in the reaction vessel, but in the stirring device of the third embodiment, the heat conduction member is provided in the induction portion formed in the reaction vessel. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a surface acoustic wave element, a reaction vessel to which the surface acoustic wave element is attached, and a heat conduction member of the stirring device used in the automatic analyzer according to the third embodiment.
実施の形態3の自動分析装置で使用される攪拌装置30は、図14に示す反応容器5Aを使用する。反応容器5Aは、表面弾性波素子23を取り付けた側壁5a下部に側壁5aから外方へ突出する突縁状の誘導部5eが設けられ、誘導部5eの外面に熱伝導部材24が設けられている。熱伝導部材24は、反応容器5Aから離れた端部が放熱用のブラケット4aに接続されている。また、反応容器5Aは、底面部材51によって底壁が形成されている。
The stirring
ここで、誘導部5eは、側壁5a内を伝搬する音波WbB(図15参照)を反応容器5Aから遠ざかる方向へ導く突出部であり、側壁5aと同じ素材から成形されている。底面部材51は、外方に向かって低くなる傾斜面が周囲に形成された四角形状の板材であり、側壁5aの下部に接着層52によって接着されている。
Here, the guiding
このとき、反応容器5Aは、誘導部5e,底面部材51,接着層52の音響インピーダンスをそれぞれZ1,Z2,Z3とし、音波の波長をλ、接着層52の厚さをLとしたとき、音響インピーダンスZ1,Z2,Z3がそれぞれ次式の関係を満たすように設定する。
At this time, the
Z3≠(Z1+Z2)/2
Z1<Z2<Z3, 又はZ3<Z1<Z2, 又はZ2<Z1<Z3, 又はZ3<Z2<Z1
L≠(λ/2)・n (nは自然数)
Z3 ≠ (Z1 + Z2) / 2
Z1 <Z2 <Z3, or Z3 <Z1 <Z2, or Z2 <Z1 <Z3, or Z3 <Z2 <Z1
L ≠ (λ / 2) · n (n is a natural number)
但し、誘導部5eと底面部材51は、同一素材であってもよいので、音響インピーダンスZ1,Z2,Z3は以下の式を満たせばよい。
However, since the induction | guidance |
Z1=Z2<Z3, 又はZ3<Z1=Z2 Z1 = Z2 <Z3, or Z3 <Z1 = Z2
音響インピーダンスZ1,Z2,Z3を以上のように設定すると、接着層52は、誘導部5eと底面部材51との間で音響インピーダンスが不連続となる音響インピーダンスの境界部となり、側壁5a内を伝搬する音波WbBを反射して反応容器5Aから遠ざかる誘導部5eへと導くことができる。
When the acoustic impedances Z1, Z2, and Z3 are set as described above, the
従って、反応容器5Aを使用した攪拌装置30においては、表面弾性波素子23が出射した音波のうち、図15に示すように、反射しながら側壁5a内を伝搬する音波WbBは、音響インピーダンスの相違によって接着層52の表面で反射され、反応容器5Aから遠ざかる誘導部5eへと伝搬する。このようにして誘導部5eへ伝搬した音波WbBは、誘導部5eの端面に到達すると反射し、誘導部5eへ伝搬してくる音波WbBと干渉する。これにより、反応容器5Aは、誘導部5e内の端面近傍が発熱する。
Therefore, in the stirring
しかし、攪拌装置30は、誘導部5eの外面に熱伝導部材24が設けられている。このため、攪拌装置30は、発生した熱を熱伝導部材24がブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置30を使用することによって、反応容器5に保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
However, the stirring
(変形例1)
ここで、攪拌装置30で使用する反応容器は、図16に示す反応容器5Bのように、2つの側壁5aの下部に誘導部53を設け、表面弾性波素子23を設けた側壁5a側に位置する誘導部53の外面に熱伝導部材24を設けてもよい。このとき、熱伝導部材24は、反応容器5Bから離れた端部が放熱用のブラケット4aに接続されている。誘導部53は、側壁5a内を伝搬する音波WbB(図17参照)を反応容器5Bから遠ざかる方向へ導く部材であり、斜めに切断した接着面53aが一方に形成されている。また、反応容器5Bは、底壁5dの側面に接着面53aに対応して傾斜させた傾斜面5fが形成されている。反応容器5Bは、傾斜面5fと接着面53aとの間が接着層54によって接着されている。
(Modification 1)
Here, the reaction vessel used in the stirring
このとき、反応容器5Bは、側壁5a,誘導部53,接着層54の音響インピーダンスをそれぞれZ1,Z4,Z3とし、音波の波長をλ、接着層54の厚さをLとしたとき、音響インピーダンスZ1,Z2,Z3がそれぞれ次式の関係を満たすように設定する。
At this time, the
Z3=(Z1+Z4)/2
L=(λ/2)・n (nは自然数)
Z3 = (Z1 + Z4) / 2
L = (λ / 2) · n (n is a natural number)
音響インピーダンスZ1,Z2,Z3を以上のように設定すると、接着層54は、側壁5aと誘導部53との間で音響インピーダンスが不連続となる音響インピーダンスの境界部となり、側壁5a内を伝搬する音波WbBを透過して反応容器5Bから遠ざかる方向へ導くことができる。
When the acoustic impedances Z1, Z2, and Z3 are set as described above, the
以上のように設定することにより、反応容器5Bを使用した攪拌装置30においては、表面弾性波素子23が出射した音波のうち、図17に示すように、反射しながら側壁5a内を伝搬する音波WbBは、音響インピーダンスの相違によって接着層54を透過し、反応容器5Bから遠ざかる誘導部53へと伝搬する。このようにして誘導部53へ伝搬した音波WbBは、誘導部53の外面に到達すると反射し、誘導部53へ伝搬してくる音波WbBと干渉する。これにより、反応容器5Bは、誘導部53内の端面近傍が発熱する。
By setting as described above, in the stirring
しかし、反応容器5Bを使用した攪拌装置30は、誘導部53の外面に熱伝導部材24が設けられている。このため、攪拌装置30は、発生した熱を熱伝導部材24がブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置30を使用することによって、反応容器5Bに保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
However, the stirring
(変形例2)
また、攪拌装置30で使用する反応容器は、図18に示す反応容器5Cのように、誘導部5eと底壁5dとの間に半円形の溝からなる凹部5gを設けてもよい。反応容器5Cは、凹部5gが音響インピーダンスの境界部となって、反射しながら側壁5a内を伝搬する音波WbB(図19参照)を反射して反応容器5Cから遠ざかる誘導部5eへ導く。
(Modification 2)
Moreover, the reaction container used with the stirring
従って、反応容器5Cを使用した攪拌装置30においては、表面弾性波素子23が出射した音波のうち、図19に示すように、反射しながら側壁5a内を伝搬する音波WbBは、音響インピーダンスの相違によって凹部5gで反射し、反応容器5Cから遠ざかる誘導部5eへと伝搬する。このようにして誘導部5eへ伝搬した音波WbBは、誘導部5eの外面に到達すると反射し、誘導部5eへ伝搬してくる音波WbBと干渉する。これにより、反応容器5Aは、誘導部5e内の端面近傍が発熱する。
Therefore, in the stirring
しかし、攪拌装置30は、誘導部5eの外面に熱伝導部材24が設けられている。このため、攪拌装置30は、発生した熱を熱伝導部材24がブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置30を使用することによって、反応容器5Cに保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
However, the stirring
ここで、反応容器5Cは、音響インピーダンスの境界部として音波の反射端面となれば、半円形の溝からなる凹部5gに代えて、図20に示すように、誘導部5eと底壁5dとの間に断面形状三角形の溝からなる凹部5hを設けてもよい。この場合、凹部5hの斜面で反射し、反応容器5Cから遠ざかる誘導部5eへ伝搬した音波WbBは、誘導部5eの外面に到達すると反射し、誘導部5eへ伝搬してくる音波WbBと干渉する。これにより、反応容器5Aは、誘導部5e内の端面近傍が発熱する。
Here, if the
しかし、この熱は、誘導部5eの外面に設けた熱伝導部材24がブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置30を使用することによって、反応容器5Cに保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
However, this heat is transferred to the reaction table 4 via the
また、実施の形態3の攪拌装置は、表面弾性波素子23が出射する音波としてバルク波を使用する場合について説明したが、振動子23bを側壁5aに向けて表面弾性波素子23を反応容器5に取り付け、表面弾性波(SAW)によって反応容器5が保持した液体試料Lsを攪拌すると共に、熱伝導部材24によって音波を吸収することで反応容器5Cの音波の干渉による発熱を抑制してもよい。
Moreover, although the stirring apparatus of Embodiment 3 demonstrated the case where a bulk wave was used as the sound wave which the surface
(実施の形態4)
次に、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態4について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態1〜3の攪拌装置は、音波発生手段として表面弾性波素子を使用したが、実施の形態4の攪拌装置は、音波発生手段として厚み縦振動子を使用している。図21は、実施の形態4の自動分析装置で使用される攪拌装置の厚み縦振動子、厚み縦振動子を取り付けた反応容器及び熱伝導部材を示す断面図である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the stirring device and the automatic analyzer according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Although the stirrers of Embodiments 1 to 3 use surface acoustic wave elements as sound wave generating means, the stirrer of
実施の形態4の自動分析装置で使用される攪拌装置40は、図21に示すように、実施の形態1と同じ反応容器5を使用し、側壁5aの上部に熱伝導部材24を設けると共に、表面弾性波素子23に代えて、側壁5aの下部に楔41を介して厚み縦振動子42を配置している。このとき、熱伝導部材24は、反応容器5から離れた端部が放熱用のブラケット4aに接続されている。
As shown in FIG. 21, the stirring
従って、攪拌装置40においては、厚み縦振動子42が出射した音波のうち、図示のように、反射しながら側壁5a内を伝搬する音波Wは、側壁5aの上部に到達すると上端面で反射し、伝搬してくる音波Wと干渉する。これにより、反応容器5は、側壁5aの上端面近傍が発熱する。
Therefore, in the stirring
しかし、この熱は、側壁5aの上部に設けた熱伝導部材24がブラケット4aを介して反応テーブル4へ移動させる。この結果、自動分析装置1は、攪拌装置40を使用することによって、反応容器5に保持された液体試料Lsへの熱的影響を抑制することができる。
However, this heat is transferred to the reaction table 4 through the
なお、本発明の攪拌装置で使用する反応容器は、実施の形態1〜4で説明した各態様を適宜組み合わせて使用してもよい。 In addition, you may use the reaction container used with the stirring apparatus of this invention combining each aspect demonstrated in Embodiment 1-4 suitably.
また、本発明の攪拌装置は、音波の干渉によって容器や圧電基板に発生した熱を熱伝導部材によって反応テーブル4に形成した放熱用のブラケット4aに移動させたが、自動分析装置1を構成する機体であればブラケット4aに限れるものではなく、例えば、試薬テーブル2,3等の試薬保冷庫やハウジング等に移動させてもよい。
In the stirring device of the present invention, the heat generated in the container and the piezoelectric substrate due to the interference of sound waves is moved to the
更に、本発明の自動分析装置は、2つの試薬テーブル2,3を有するものについて説明したが、試薬テーブルは1つであってもよい。更に、本発明の自動分析装置は、1つの自動分析装置をユニットとして複数ユニット備えたものであってもよい。 Furthermore, although the automatic analyzer of the present invention has been described as having two reagent tables 2 and 3, the number of reagent tables may be one. Furthermore, the automatic analyzer of the present invention may include a single automatic analyzer as a unit.
1 自動分析装置
2,3 試薬テーブル
4 反応テーブル
5 反応容器
5e 誘導部
6,7 試薬分注機構
8 検体容器移送機構
9 フィーダ
10 ラック
11 検体分注機構
12 分析光学系
13 洗浄機構
15 制御部
16 入力部
17 表示部
20 攪拌装置
21 送電体
22 配置決定部材
23 表面弾性波素子
24 熱伝導部材
25,30 攪拌装置
40 攪拌装置
41 楔
42 厚み縦振動子
51 底面部材
52 接着層
53 誘導部
54 接着層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic analyzer 2,3 Reagent table 4 Reaction table 5
Claims (6)
前記容器に設ける圧電基板及び当該圧電基板に形成した電極を有し、前記液体を攪拌する音波を発生させる音波発生手段と、
前記容器又は前記圧電基板の音響インピーダンスの不連続面に設けられ、前記音波発生手段が出射した音波と前記不連続面で反射した音波との干渉によって発生する熱を前記容器から離れた位置へ移動させる熱伝導部材と、
を備えたことを特徴とする攪拌装置。 In a stirrer that stirs the liquid held in the container by sound waves,
A sound wave generating means that has a piezoelectric substrate provided in the container and an electrode formed on the piezoelectric substrate, and generates a sound wave for stirring the liquid;
The heat generated by the interference between the sound wave emitted by the sound wave generating means and the sound wave reflected by the discontinuous surface is moved to a position away from the container. A heat conducting member
A stirrer comprising:
前記熱伝導部材は、前記誘導部の音響インピーダンスの不連続面に設けられることを特徴とする請求項1に記載の攪拌装置。 The container is provided with a guiding portion that protrudes from a wall of the container and guides a sound wave propagating through the wall in a direction away from the container by an acoustic impedance boundary,
The stirrer according to claim 1, wherein the heat conducting member is provided on a discontinuous surface of acoustic impedance of the induction unit.
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