JP2010066066A

JP2010066066A - 撹拌装置および撹拌方法

Info

Publication number: JP2010066066A
Application number: JP2008231105A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Haga; 匡羽賀
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2010-03-25

Abstract

【課題】反応容器内に収容された検体と試薬とを撹拌して検体と試薬との反応を促進させる撹拌装置を提供すること。
【解決手段】撹拌対象の液体を収容する反応カード２と、反応容器２１内に配置され、磁極を有した撹拌子１０と、磁軸に垂直な径方向に交互に異なる磁界を発生する複数の永久磁石３１１が配列された磁性ユニット３１と、撹拌子１０と各永久磁石３１１とを近接させて、磁性ユニット３１を前記径方向に対して相対的に移動させる駆動手段とを備えた撹拌装置であって、磁性ユニット３１が移動することによって撹拌子１０が受ける磁極が変化し、連続的な磁極の変化で撹拌子が回転し、反応容器２１に収容された検体と試薬とを撹拌することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、免疫学的凝集反応を用いて検体の分析を行う際に撹拌を行わせる撹拌装置および撹拌方法に関するものである。

従来、血漿、血球または血清などの検体を免疫学的に分析する分析方法においては、検査内容に対応した試薬を専用の反応カード内の反応容器で検体と混和して反応させ、必要に応じてインキュベーションを行った後、その反応カードを遠心器で遠心することによって生じる反応像から凝集の有無を確認し、検体と試薬との凝集反応パターンをもとに検体が陰性であるか陽性であるかを判定する（例えば、特許文献１参照）。

特公平８−７２１５号公報

しかしながら、上述した分析方法の場合、検体と試薬との反応は自然拡散に依存しており、検体内の抗体量が少ない弱陽性検体においては、反応できずに分析結果が陰性と判定されてしまうおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、反応容器内に収容された検体と試薬とを撹拌して検体と試薬との反応を促進させる撹拌装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撹拌装置は、撹拌対象の液体を収容する容器と、前記容器内に配置され、磁極を有した撹拌子と、少なくとも磁軸に垂直な径方向に交互に異なる磁界を発生する複数の磁性体が配列された磁性ユニットと、前記撹拌子と各磁性体とを近接させて、前記容器および／または前記磁性ユニットを前記径方向に対して相対的に移動させる駆動手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌装置は、上記の発明において、前記容器および撹拌子は、複数配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌装置は、上記の発明において、前記駆動手段は、前記径方向に対して繰り返し往復動させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌装置は、上記の発明において、前記磁性ユニットの各磁性体は、直線状に密に配置され、前記駆動手段は、前記容器および／または前記磁性ユニットを前記径方向に対して相対的に直線移動させることを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌装置は、上記の発明において、前記磁性ユニットの各磁性体は、環状に密に配置され、前記駆動手段は、前記磁性ユニットを回転駆動することを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌装置は、上記の発明において、前記磁性ユニットは、前記径方向に対して垂直な方向に異なる磁極が配置された磁性体を、前記径方向に対して各磁性体の各磁極が互いに異なるように該径方向に複数結合して形成したことを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌装置は、上記の発明において、前記容器は、検体と試薬とを収容して免疫学的凝集反応させる反応部を設けた反応容器を複数有する反応カードであることを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌装置は、上記の発明において、前記磁性体は、永久磁石であることを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌方法は、磁極を有した撹拌子が配置され、撹拌対象の液体を収容する容器と、少なくとも磁軸に垂直な径方向に交互に異なる磁界を発生する複数の磁性体が配列された磁性ユニットとを近接配置する配置ステップと、前記容器および／または前記磁性ユニットを前記径方向に対して相対的に移動させて前記撹拌子を回転させる駆動ステップと、を含んだことを特徴とする。

また、本発明にかかる撹拌方法は、上記の発明において、前記駆動ステップは、前記径方向に対して繰り返し往復動させることを特徴とする。

本発明によれば、磁性ユニットまたは反応カードを駆動させることによって、反応容器内に配置された撹拌子が回転するようにしたので、反応容器内に収容された検体と試薬とが撹拌され、反応を促進することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である撹拌装置について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。なお、以下の説明で参照する図面は模式的なものであって、同じ物体を異なる図面で示す場合には、寸法や縮尺等が異なる場合もある。

（実施の形態１）
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態１を説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる撹拌装置１の概略構成を示す平面図である。撹拌装置１は、反応容器２１を複数有するカード状の反応カード２と、磁性ユニット３１を駆動する駆動機構３とを備える。

駆動機構３は、反応カード２に対して平行に配置され、反応カード２の長手方向に伸びる駆動テーブル３０と、駆動テーブル３０上に配置され、磁性ユニット３１を保持するホルダ３２とを備え、駆動部４２は、制御部４１の指示によってホルダ３２を駆動させる。磁性ユニット３１は、永久磁石３１１が磁軸に垂直な径方向に複数配列されて形成され、各永久磁石３１１は、隣接する永久磁石３１１と互いに対の磁極となるように配置される。ホルダ３２は、駆動部４２によって駆動テーブル３０の長手方向に往復動して磁性ユニット３１を反応カード２に沿って移動させる。

反応カード２は、各反応容器２１内に撹拌子１０を配置する。反応容器２１には、検体と試薬とが収容され、磁性ユニット３１の移動によって撹拌子１０が磁性ユニット３１の各永久磁石３１１の磁力を受けて回転することで、検体と試薬とが撹拌される。

図２は、反応カード２を模式的に示す斜視図である。反応カード２は、カード状をなす本体部２０と、本体部２０の上端平面部に開口を有する反応容器２１と、本体部２０に貼付され、識別用のバーコードやロット番号、有効年月日等が印刷されているとともに、検体の情報や反応結果の記載欄を有するシール２２とを有する。反応容器２１は、略円筒形状をなし、検体と試薬とを反応させる反応部２１１と、反応部２１１の底部に連通して設けられ、反応の結果に応じた凝集の有無を判定するための反応像を生じさせる担体としてゲルまたはガラスビーズが充填されて、検体と試薬との抗原抗体反応による反応液を遠心器によって遠心したものを保持する分離部２１２とを有する。反応カード２は、半透明の樹脂を用いて形成されている。分離部２１２における凝集像は、目視または撮像によって確認される。また、反応容器２１に配置される撹拌子１０は、反応部２１１に配置され、遠心処理前の検体と試薬との撹拌に用いられる。

なお、磁性ユニット３１の配置位置は、高さが反応部２１１底部から収容されている液面以下の範囲であって、永久磁石３１１の磁軸に対して反応部２１１の軸線が垂直となるように調節されることが好ましい。撹拌子１０と水平な位置に磁性ユニット３１が配置されることで、各永久磁石３１１からの磁力の方向が安定し、撹拌子１０を効率的に回転させることができる。

図３は、撹拌子１０と磁性ユニット３１との動作を示す平面図である。まず、図３（ａ）において、反応容器２１に配置された撹拌子１０は、反応容器２１に最近接している磁性ユニット３１の永久磁石３１１の磁極がＳ極であるため、撹拌子１０のＮ極が磁性ユニット側に引きつけられている。その後、図３（ｂ）のように、磁性ユニット３１が図中右方向に移動すると、撹拌子１０が連動して反応容器内で回転する。磁性ユニット３１が移動して、永久磁石３１１の境界線（磁壁）の延長が反応容器２１の中心と一致する位置では、反応容器２１の中心を通過する磁軸方向の磁力が０となるため、撹拌子１０の磁軸が永久磁石３１１の磁軸と垂直な方向を向く（図３（ｃ））。その後、反応容器２１に最近接する永久磁石３１１の磁極がＮ極となり、撹拌子１０のＳ極が引きつけられる（図３（ｄ））。上述したように、磁性ユニット３１が移動して反応容器２１に最近接する磁極が変化していくことで、撹拌子１０が引きつけられる磁極および磁力の方向が変化して、撹拌子１０が回転し、反応部２１１に収容された検体と試薬とが撹拌される。

ここで、磁性ユニット３１の作成について、図４を参照して説明する。図４は、磁性ユニット３１を模式的に示した模式図である。まず、図４（ａ）において、上方がＮ極となっている永久磁石３１１に対して磁軸に垂直な径方向から上方がＳ極である永久磁石３１１を結合させる。この結合では、結合する永久磁石が互いに対となる磁極となっているため、容易に結合させることができる。また、磁力は図中の矢印方向にかかっている。続いて、結合された永久磁石３１２に対して、新たな永久磁石３１１を結合させる（図４（ｂ））。この場合も、結合する部分に対して、対となる磁極の向きで結合される。その後、上述した結合を繰り返して磁性ユニット３１を作成する（図４（ｃ））。

ここで、本発明で使用する撹拌子は、図５−１，５−２に示すように撹拌子１０に羽根部１１，１２を形成してもよい。羽根部１１，１２によって、撹拌をより効率的に行うことができる。

また、撹拌子１０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の耐薬品性のある樹脂でコーティングされていることが好ましい。

なお、反応容器２１の反応部２１１の開口部が直径６ｍｍであり、分離部２１２の上端が直径２ｍｍである場合、使用する撹拌子１０は、長軸方向の長さが３〜５ｍｍであることが好ましい。また、反応部２１１の体積が２００μＬであって、反応部２１１に収容する検体と試薬との体積が７５〜１００μＬとなる場合、撹拌子１０の体積は、１００μＬ以下であることが好ましく、撹拌による液の飛散等を防止するため、５０μＬ以下であることがさらに好ましい。

また、図１において、駆動テーブル３０の他方に反応カードを配置して磁性ユニット３１の両側で撹拌を行ってもよい。反応カード２を両側に配置することで、処理にかかる時間を短縮することができる。なお、ホルダ３２が反応カード２を保持し、磁性ユニット３１を駆動テーブル３０長手方向側であって、磁軸が駆動テーブル３０に向くように固定して、反応カード２を移動させることによって反応容器２１に配置された撹拌子１０を撹拌させてもよい。

本実施の形態１では、反応部に撹拌子を配置し、外部から近接させた磁性ユニットによって撹拌子を回転できるため、反応部に収容された検体と試薬との撹拌を行って、反応を促進させることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる撹拌装置について説明する。図６は、本実施の形態２にかかる撹拌装置の駆動機構３を示す斜視図である。図６において、駆動機構３は、外周平面部に磁性ユニット３１を配置する環状のベルト３３と、ベルト３３の内部に配置される歯車３４とを備え、駆動部４２は、制御部４１の指示によって図示しないモータを駆動させて歯車３４を回転駆動させる。

ベルト３３は、内部に歯車３４と歯合する凸部を複数有し、ベルト３３の凸部と歯車３４との歯合によって、回転駆動した歯車３４の動力が伝達される。伝達された動力によってベルト３３が動作すると、ベルト３３に配置された磁性ユニット３１もベルト３３に従って移動する。

ここで、図２に示す反応カード２は、ベルト３３が形成する環状の開口方向であって、磁性ユニット３１の永久磁石３１１が密に配置された直線部近傍に配置されるのが好ましい。また、反応カード２と磁性ユニットとの相対位置は、高さが反応部２１１底部から収容されている液面以下の範囲であって、永久磁石３１１の磁軸に対して反応部２１１の軸線が垂直となるように配置されることが好ましい。反応部２１１に配置された撹拌子は、ベルト３３に連動して移動する磁性ユニット３１から受ける磁極の変化に対応して回転し、反応部２１１に収容された検体と試薬とを撹拌する。

なお、本実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、反応部に配置された撹拌子を回転させて検体と試薬とを撹拌し、反応を促進することができる。

ここで、上述した実施の形態１，２では、磁性ユニットと撹拌子を用いて検体と試薬とを撹拌し、反応を促進することができるため、分析の精度を高めることができる。反応を促進させることによって、検体内の抗体量が少ない弱陽性検体においても陽性と判定できる。また、反応カードと磁性ユニットとの距離を変えて撹拌子が受ける磁力を調節することで、検体内の抗体量が少ない弱陽性検体において、一旦起こった抗原抗体反応が解離することを防ぐことが可能となる。

本発明の実施の形態１にかかる撹拌装置の概略構成を示す平面図である。図１に示した反応カードを示す斜視図である。図１に示した撹拌子と磁性ユニットとの動作を示す平面図である。本発明の実施の形態１にかかる磁性ユニットを模式的に示す模式図である。本発明の実施の形態１にかかる撹拌子を示す斜視図である。本発明の実施の形態１にかかる撹拌子を示す斜視図である。本発明の実施の形態２にかかる駆動機構を示す斜視図である。

符号の説明

１撹拌装置
２反応カード
３駆動機構
１０撹拌子
１１，１２羽根部
２０本体部
２１反応容器
２２シール
３０駆動テーブル
３１磁性ユニット
３２ホルダ
３３ベルト
３４歯車
４１制御部
４２駆動部
２１１反応部
２１２分離部
３１１，３１２永久磁石

Claims

撹拌対象の液体を収容する容器と、
前記容器内に配置され、磁極を有した撹拌子と、
少なくとも磁軸に垂直な径方向に交互に異なる磁界を発生する複数の磁性体が配列された磁性ユニットと、
前記撹拌子と各磁性体とを近接させて、前記容器および／または前記磁性ユニットを前記径方向に対して相対的に移動させる駆動手段と、
を備えたことを特徴とする撹拌装置。
前記容器および撹拌子は、複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。
前記駆動手段は、前記径方向に対して繰り返し往復動させることを特徴とする請求項１または２に記載の撹拌装置。
前記磁性ユニットの各磁性体は、直線状に密に配置され、
前記駆動手段は、前記容器および／または前記磁性ユニットを前記径方向に対して相対的に直線移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の撹拌装置。
前記磁性ユニットの各磁性体は、環状に密に配置され、
前記駆動手段は、前記磁性ユニットを回転駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の撹拌装置。
前記磁性ユニットは、
前記径方向に対して垂直な方向に異なる磁極が配置された磁性体を、前記径方向に対して各磁性体の各磁極が互いに異なるように該径方向に複数結合して形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の撹拌装置。
前記容器は、検体と試薬とを収容して免疫学的凝集反応させる反応部を設けた反応容器を複数有する反応カードであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の撹拌装置。
前記磁性体は、永久磁石であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の撹拌装置。
磁極を有した撹拌子が配置され、撹拌対象の液体を収容する容器と、少なくとも磁軸に垂直な径方向に交互に異なる磁界を発生する複数の磁性体が配列された磁性ユニットとを近接配置する配置ステップと、
前記容器および／または前記磁性ユニットを前記径方向に対して相対的に移動させて前記撹拌子を回転させる駆動ステップと、
を含んだことを特徴とする撹拌方法。
前記駆動ステップは、前記径方向に対して繰り返し往復動させることを特徴とする請求項９に記載の撹拌方法。