JP2524728B2 - 透過光測定装置 - Google Patents

透過光測定装置

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JP2524728B2
JP2524728B2 JP62007527A JP752787A JP2524728B2 JP 2524728 B2 JP2524728 B2 JP 2524728B2 JP 62007527 A JP62007527 A JP 62007527A JP 752787 A JP752787 A JP 752787A JP 2524728 B2 JP2524728 B2 JP 2524728B2
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由嗣 佐方
晴樹 大石
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、測定効率が高く且つ安価に製造し得る透過
光測定装置に関するものである。
「従来技術及びその問題点」 透過光の測定は、化学物質の呈色反応を利用する生体
試料中の各種基質、酵素等の定量分析に幅広く応用され
ている。また、近年濁度の測定にも使用され、抗原、抗
体等の免疫関連物質の定量に応用が拡がっている。これ
らの反応の測定では、反応試薬と試料の混合時点からの
経過時間、すなわち反応時間を厳密に管理することが精
度の向上に不可欠である。また、近年、測定項目数、試
料数の増加に起因して、操作が容易で測定効率の高い装
置が求められている。
透過光の測定装置としては、従来より光度計が使用さ
れている。光度計は簡便で安価である反面、一検体毎の
測定装置であるので、マニュアル操作で複数個の試料の
透過光の変化を測定するためには、反応時間を厳密に管
理しながら繰り返し試料セルを光学系へ出し入れしなけ
ればならなかった。しかしながら、これは非常に繁雑で
極めて困難を伴うものである。特に反応途上の2以上の
時点で透過光量を測定する動的測定では、多数の試料を
出し入れして並行測定することは実際上不可能であっ
た。通常は1つの試料が測定終了迄光学系を専有する方
法がとられるため、測定の効率は極めて低くなる。
一方、自動的に複数個の試料に試薬を分注し、単一の
光学系への被検試料液あるいは試料セルの出し入れを機
械的に行なう自動分析装置が市販されているが、このも
のは非常に高価である難点があった。
本発明は、上記問題点を解消し、マニュアルでの測定
実験を、複数の試料について行う場合に、その実験を簡
便に効率良く且つ正確に時間を管理しながら行うことが
できる安価に製造可能な測定装置を提供することを目的
とする。
「発明の概要」 本発明は、試料と反応試薬の混合物(被検試料液)の
調製・反応開始後の透過光量の時間経過に伴う変化を測
定する測定装置に於いて、 前記試料と反応試薬の一方をピペッターから、操作者
が任意の間隔で分注させて被検試料液を調製するための
複数の被検試料キュベットと、 該複数の被検試料キュベットに各々光線を照射し各々
の被検試料液の透過光量を別々に検知する手段と、 前記複数の被検試料液の各々の調製・反応開始後の経
過時間を別々に計時する複数のタイマーと、 前記ピペッターの分注動作に連動して前記試料と反応
試薬との調製時点を検出する手段と、 該調製時点の検出に連動して前記複数のタイマーのう
ちの動作中でないタイマーの1つを計時開始する手段
と、 計時開始したタイマーに連動して任意のタイミングで
被検試料液の透過光量をサンプリングして記憶する手段
と、 を具備することを特徴とする複数被検試料液の透過光量
の時間経過に伴う変化を同時に任意の間隔で測定するこ
とを特徴とする。
要するに本発明は、従来が単一の光源と検出器を使用
することを考えているだけで、複数の光学系での並列測
定という点に考えが及んでいなかったのに対し、複数個
の光学系とそれに対応する複数個の反応時間管理タイマ
ーと1個のピペッターとを組合わせ、ピペッターの分注
動作に連動して動作中でないタイマーを起動し測定を行
なうタイミングの基準となる反応時間を厳密に管理でき
るようにすると共に、1つのピペッターで複数個の試料
について順次反応を開始すると、それに合せて複数個の
光学系が順次測定を開始することができるようにするこ
とで、操作性がよく、しかも安価に製造可能な装置を提
供することを特徴とする。
「実施例」 次に本発明の望ましい実施例を図面を参照しながら説
明する。
第1図は本発明に係る測定装置のブロック図であり、
試料と反応試薬との混合物(被検試料液)を収容する複
数の被検試料キュベット1と、複数の光源2から各々対
応する複数の被検試料キュベット1に光線を照射し複数
の透過光量を別々に検知する光電検出器3と、光電検出
器3で検知された複数の透過光量を順次切替えて次々に
送信するマルチプレクサ5と、送信された信号を増幅す
る増幅回路6と、増幅回路6で増幅された信号をデジタ
ル値に変換するA/D変換器7と、試料と反応試薬との混
合を行なうピペッターに連動し混合時点を検出するスイ
ッチ4と、混合時点の検出に連動して動作中でないもの
の1つがコンピュータ8により計時開始され反応時間の
計時を行なう複数のタイマー10と、計時開始したタイマ
ーに連動し透過光測定状態となった光学系に対応して計
時(すなわち測定)状態を報知する素子18と、前記デジ
タル化された透過光量を計時開始したタイマーに連動し
て任意のタイミングでサンプリングしメモリ11に記憶す
ると共に透過光量の変化のデータ処理と装置全体の動作
を制御するコンピュータ8とから構成された例を示す。
尚、キュベット1を保持する手段は図では省略されてい
る。
光源2としては、LED、タングステンランプ等の発光
素子を使用することができる。また光源2は、複数設け
なくとも、単一光源から光ファイバーで各被検試料キュ
ベットに照射光を導いてもよい。
光電検出器3としては、透過光量に対応する電気信号
が発生するフォトダイオード、光電セル等の受光素子を
使用することができる。光電検出器も光源と同様に、単
一の光電検出器に光ファイバーで各被検試料キュベット
の透過光を導いてもよい。
ピペッターに連動し試料と反応試薬との混合時点を検
出するスイッチ4は、吸入吐出式ピペッターの試液吐出
動作時にスイッチ4が動作する様、マイクロスイッチ或
いは磁気スイッチをピペッターに内蔵すること等で実現
することができる。この様なピペッターとスイッチの構
成例を第2図に示す。この実施例では、ピストン22に連
動したピストンノブ21を押すことでシリンダ26内をピス
トン22が移動し試液の吸入吐出を行なう公知のピペッタ
ーに於て、ピストンの移動に連動して移動するマグネッ
ト23を設置し、ピストンが試液吐出位置に移動した時に
動作する磁気検出素子24をピペッターハウジングに設置
している。この素子からの信号を信号ケーブル25で取り
出すことで、ピペッターが試液吐出動作を行なった時点
を正確に検出することができる。磁気検出素子24として
は、ホール素子やリードスイッチを使用することができ
る。また、磁気検出以外に、マイクロスイッチによる機
械的検出や、光学センサを用いる光学的検出を行なうこ
とも可能である。
スイッチ4の動作毎に順次計時を開始する複数タイマ
ー10は公知の順序回路とカウンターで構成できるが、1
つの基本タイマーとコンピュータ8とメモリ11によるプ
ログラム動作で置換えることもできる。
現在どの光学系が測定状態になっているかを報知する
素子18にはLEDが使用でき、その報知状態から次のスイ
ッチ4の動作でどの光学系が次に測定状態に入るかを知
ることができる。
コンピュータ8は、スイッチ4の動作でタイマー10の
うちのどれを起動するかを判断し制御すると共に計時動
作中のタイマー10のカウントを観測しながら任意のタイ
ミングで被検試料の透過光量をサンプリングしメモリ11
にデータとして記憶する。また、所定時間経過後、タイ
マーの停止を制御する。ピペッタ4の動作に連動して厳
密な反応時間の管理がなされているため、記憶されたデ
ータを使って反応のエンドポイント法による測定或いは
レート法による動的な反応測定を厳密に行なうことがで
きる。
コンピュータ8とメモリ11のプログラム動作で複数の
光学系間の特性差を補正し、全光学系を同一の測定項目
に使用することもできる。
上記構成を有する本発明の測定装置の機能を十分発揮
せしめるため、上記実施例に於いては、データの数値表
示装置12(LED、CRTディスプレイ等)、データの数値表
示制御スイッチ13、データの印字プリンター14、外部コ
ンピュータとの通信装置15を設けている。表示装置12に
CRTディスプレイを用いる場合には、測定状態表示素子1
8をこれらディスプレイで置き替えることもできる。
次に、第3図に示す本発明装置の基本的な動作タイミ
ングの例を使って、本発明をさらに詳しく説明する。こ
こでは、8個の複数試料の並列測定の例を示している。
8ケ所の光学系に対応して8種のタイミングを作成す
る8個のタイマー1〜8が準備される。ピペッターによ
り、最初に第1の試料と反応試薬とが混合されるタイミ
ングP1でタイマー1の計時が開始される。この時点で、
第1図での報知素子18のタイマー1に対応する1つが点
灯する。計時開始後、透過光量が安定した時点T1Sから
反応時間の終了時点T1E迄、コンピュータ8がタイマー
1の計時値を見ながら任意のタイミングで透過光量デー
タをメモリ11に格納する。また、タイミングT1Eでタイ
マー1は動作停止され、報知素子18の対応するものは消
灯する。この動作と並行してタイマー1のタイミングと
無関係に第2の試料が反応試薬と混合されるタイミング
P2が発生すると、タイマー2の計時が開始される。P2
タイミングでタイマー2に対応する報知素子18の1つが
点灯し、T2SからT2E迄透過光量が任意のタイミングでサ
ンプリングされメモリに格納され、T2Eでタイマー2が
停止され、報知素子18の対応するものが消灯する一連の
動作が同様に行なわれる。タイマー3以下についても、
タイマー1、タイマー2のタイミングとは無関係に実験
操作者の任意のタイミングで、第3,第4……の試料と反
応試薬とをピペッターで混合する毎にタイマー計時スタ
ートタイミングP3,P4……が発生し、測定報知、データ
サンプリングが同様に実行される。第9番目の試料が混
合される時には、タイマー1の最初の計時動作は既に終
了しており、タイミングP9によりタイマー1による新た
な計時、測定シークエンスが開始される。以下連続して
タイマー2による第10番目試料の測定、タイマー3によ
る第11番目試料の測定が繰り返される。この様に、複数
の試料を1つのピペッターを使って測定開始し、複数の
光学系に振り分けながら並列測定を行なうことで、各試
料毎に厳密な反応時間の管理ができると同時に、操作者
は1つの試料の測定が終了する迄次の試料を測定開始す
ることができないという従来装置での待ち時間を失くす
ことができ、複数の試料を効率よく測定することができ
るようになる。また、1つのピペッターで混合動作を繰
り返すだけで複数の試料の測定を起動でき、しかも各起
動タイミングは互いに無関係で独立していることから操
作者の都合のよいタイミングでピペッターによる混合動
作を行なえばよく、操作が非常に容易になる。また、光
学系とタイマーが複数個あるだけで、ピペッターと測定
電気回路は1つで済むため、複数個の光度系を並べて測
定を行なう場合に比べて非常に安価に装置を構成するこ
とができる。更に、酵素反応の様に反応時の温度を厳密
に制御することが必要な場合、本発明では複数のキュベ
ットを保持するホルダーに1つの温度制御装置を設置す
ればよく、同様な機能の光度計を複数個並べるより一層
安価に同等の機能を実現することができる。
第4図は、具体的に構成された本発明の測定装置の斜
視図を示すもので、12′は測定した試料のデータを表示
する数値表示装置、13′は複数の表示データを切替える
制御スイッチ、16は被検試料キュベットを保持する温度
制御装置付きの測光ホルダー、17は試液吐出検出スイッ
チを内蔵したピペッター、18は現在どの光学系が測定状
態になっているかを報知する素子である。ここでは1例
として8本の被検試料キュベットの同時保持を行なう例
を示した。ピペッター17で試料または反応試薬を分注す
るとこの吐出動作がスイッチ4と連動し、動作中でない
タイマーの1つが起動される。このタイマーの起動に連
動して対応する報知素子18のうちの1つが点灯するの
で、そこの測光ホルダーに被検試料キュベットをセット
し、あとはその報知素子が消灯する迄放置すれば測定と
データ処理が自動的に終了している。
「発明の効果」 以上述べた如く、本発明によれば、操作者の任意のタ
イミングに従ってピペッターによる試液分注を繰り返す
だけの非常に簡単な操作で、複数の試料を次々に測定開
始することができると同時に各試料の反応時間の厳密な
管理が可能になる。また、測光ホルダーが被検試料キュ
ベットで一杯になる頃には最初の試料の測定が終了する
ので、その測光ホルダーを再び使用することで、空き時
間なく、非常に効率よく多数の試料を迅速に測定でき
る。
また、簡単な構成であるのでこのような多量検体処理
装置が安価に製造できると共に、各試料を独立したタイ
ミングで操作できるため、操作性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示すブロック図、 第2図は、ピペッターに連動して試料と反応試薬との混
合時点を検出するスイッチの例を示すピペッターの断面
図、 第3図は、本発明の実施例の基本動作タイミング図、 第4図は、本発明の測定装置の斜視図である。 図中、 1……被検試料キュベット、2……光源、3……光電検
出器、4……試料と反応試薬との混合時点を検出するス
イッチ、5……マルチプレクサ、7……A/D変換器、8
……コンピュータ、10……タイマー、11……メモリ、16
……ホルダー、17……ピペッター、18……タイマー計時
状態の報知素子、24……試料と反応試薬との混合時点を
検出する磁気スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−193465(JP,A) 特開 昭55−155235(JP,A) 実開 昭53−91689(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料と反応試薬の混合物(被検試料液)の
    調製・反応開始後の透過光量の時間経過に伴う変化を測
    定する測定装置に於いて、 前記試料と反応試薬の一方をピペッターから、操作者
    が任意の間隔で分注させて被検試料液を調製するための
    複数の被検試料キュベットと、 該複数の被検試料キュベットに各々光線を照射し各々
    の被検試料液の透過光量を別々に検知する手段と、 前記複数の被検試料液の各々の調製・反応開始後の経
    過時間を別々に計時する複数のタイマーと、 前記ピペッターの分注動作に連動して前記被検試料液
    の調製時点を検出する手段と、 該調製時点の検出に連動して前記複数のタイマーのう
    ちの動作中でないタイマーの1つを計時開始する手段
    と、 計時開始したタイマーに連動して任意のタイミングで
    被検試料液の透過光量をサンプリングして記憶する手段
    と、 を具備することを特徴とする複数被検試料試料液の透過
    光量の時間経過に伴う変化を同時に任意の間隔で測定す
    る測定装置。
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