JP2529015B2 - 異種の免疫学的テストに用いる分析ユニット - Google Patents

異種の免疫学的テストに用いる分析ユニット

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はヘテロジニアス（heterogeneous）な（以
下、「異種の」という）免疫学的テストに用いる分析ユ
ニットに関する。
［従来の技術］ 免疫学的測定は医学的分析手法において、きわめて重
要である。免疫学的測定はたとえば抗原とそれに対応す
る抗体などの免疫学的結合パートナー間の高度に特異性
のある結合反応に基づいており、それゆえきわめて選択
的で高感度である。
免疫学的分析手法はしばしば反応成分のバウンド（bo
und）部分とフリー（free）部分との分離が必要とな
る。この分離（バウンド・フリー分離、ビー・エフ分
離）は、異種の免疫テストのばあいには結合パートナー
を担体上に固定することによって行われ、その際の担体
としては、とくに反応容器自体（コーテッドチューブ
（coated tubes）と称される）または不活性プラスチ
ック製のボールが作用される。前記ビー・エフ分離にお
いては自由反応パートナーが前記担体から充分に分離し
た状態になることを確実にするために該担体を充分に洗
浄することが必要である。異種の反応プロセスに伴う長
時間の培養は異種の免疫学的テストの別な特徴である。
前述のような分析を行うユニットは通常の分析ユニッ
トよりもはるかにきびしい要求を満たさなければならな
い。液体試薬だけでなく、担体（コーテッドチューブま
たは、ボール）も正確な時間に正確な場所で使用可能で
なければならない。洗浄は付加的な操作工程となり、こ
の工程は通常、何回か、くり返される必要があり、適切
な方法で機器構成に具現化されなくてはならない。いく
つかの異なる分析を１つの操作工程で実行できるユニッ
ト（マルチ−パラメーターユニート）のばあい、とくに
サンプルについて選択的な操作が要求されるような、す
なわち、１つのサンプル容器内に含まれるサンプルのい
ろいろな範囲の分析を許容することを目的とするような
ユニットのばあいには、長時間におよび、かつ個々の分
析（テスト・パラメーター）に依存する培養時間は、要
求される総所要時間を増加させるばかりでなく、構成上
の大きな問題となる。したがって、たとえば最も時間を
要する（数時間におよぶ）反応の分析をまず第１に行
い、その培養期間にタイム−スパンのより短いテストを
うまく組込むのが得策である。前記方法は、他姓の相互
にオーバーラップするテストを伴いそれゆえ、その取扱
い操作はユニットに対してその構成の面できわめて大き
な要求を生じさせている。
免疫学的テストの手作業による実行はたいへんわずら
わしいので、できるかぎり完全な免疫学的テストの機械
化が、これらの高度な要求にもかかわらず長いあいだ要
望されていた。
多数の免疫学的測定を多様なパラメータに対してまっ
たく自動的に取扱うことを可能にするユニットは、本出
願人によって名称「エンザイマンテストシステム イー
・エス 600」 （“Enzymuntest−System ES 600"）のもとに提供さ
れている。前記ユニットは固定された培養器を有し、該
培養器は600におよぶコーデッドチューブによる培養が
可能である。コーテッドチューブは門形クレーンと類似
の作用を有する駆動装置によって適切な制御プログラム
による制御のもとで培養器から取出され、必要に応じて
取扱ロータの中に移送されることが可能である。取扱ロ
ータは小さくて迅速に回転することができる。取扱ロー
タの周囲には、洗浄ポイントおよび評価装置が固定的に
配置されている。
前記固定的とは、液体の供給または取出しのためのそ
れぞれのチューブ（以下「ニードル」という）がそれら
自体を反応容器内に浸漬するためにもっぱら垂直方向に
移動しうるというような意味である。このユニットに
は、サンプルと試薬のための２つの同心状のロータが設
けられている。ユニットの作用平面に対して垂直方向だ
けでなく、水平方向にも移動可能なアーム上の移送ニー
ドルによって液体は移送される。このユニットはかなり
効率的であるが、とくに反応容器の反応ロータへの移送
および反応ロータの駆動および制御に関して複雑な構成
および構造を必要とする。
西ドイツ特許出願公開第3402304号明細書中には、反
応容器が反応ロータ内に設けられ、反応ロータは所定の
区分にしたがって間欠的に回転可能であるユニットが説
明されている。該反応容器は、ロータの軸のまわりにロ
ータの運動のステップサイズに相当する距離を保って、
円周状に配置されている。ボールは担体固定タイプの免
疫学的試薬のための担体として働き、担体添加ステーシ
ョンにおいて反応容器内に導入される。他の取扱ステー
ション（洗浄ステーション、試薬供給ステーション、評
価ステーション）もまた反応ロータの周囲に設けられて
おり、固定的である。サンプルの供給は、ロータ平面に
対して平行に移動可能な移送ニードルによって行われ、
サンプルは移動可能なマガジンまたはサンプルロータに
蓄えられる。また、反応ロータは３列に並ぶ反応容器を
有し、かつそれぞれの列の固定的な洗浄ステーションお
よび試薬供給ステーションが割り当てられる構成も採用
しうる。この既知のユニットの構造は比較的簡単であ
る。しかし、このユニットは多数の異なる分析に適合す
る程度の柔軟性を本質的に有していない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は異種の免疫学的測定の効率的な機械化
を可能にし、それによって、多数の異なるまったく機械
化されて分析測定を行うことを可能にし、かつ、広範囲
の異種の免疫学的テスト原理および手法に対するユニッ
トの柔軟な適合を可能にすることである。このことは、
機械的構造に関して比較的低いコストで達成されるがべ
きである。
免疫学的な結合パートナー間の高度に特異性のある結
合反応にもとづく測定の任意の選択が１個のサンプル容
器内に含まれた個々のサンプルに対してなされうる、サ
ンプルについて選択的な操作の１回の操作で複数のヘテ
ロジニアスな免疫学的測定を選択的に実行し、前記結合
反応に要求される培養時間がテストごとに異なり、前記
結合反応後にバウンド部分とフリー部分とを分離するた
めに洗浄しうる分析ユニットであって、 前記分析ユニットが、 試薬ロータの軸を中として円周状に配置される開口部
を有する試薬容器のためのシートを備えた試薬ロータ、 サンプルロータの軸を中心として円周状に配置される
開口部を有するサンプル容器のためのシートを備えたサ
ンプルロータ、 反応ロータの軸を中心として同心状の円周状に配置さ
れる開口部を有する反応容器のための複数の列をなすシ
ートを備えた反応ロータ、 移送ニードル駆動装置によって移動可能な移送ニード
ルを備えた液体取扱ユニット、 反応ロータのシートのそれぞれの列に配置された個々
の反応容器の内側をフラッシングする洗浄ニードルを備
えた洗浄ユニットおよび 反応ロータのシートの各列に置かれた個々の反応容器
から評価のための液体を取込むための吸込ニードルから
構成されている分析に特有な物理的変化を測定するため
の評価手段 からなり、 前記ロータのうちのすくなくとも２つは互いに同心状
に配置されており、前記ロータは複数の回転位置に回転
することが可能で、該回転位置においては前記開口部の
うちのすくなくとも１つがあらかじめ定められた液体取
扱位置に位置し、 前記移送ニードル駆動装置は、移送ニードルの運動経
路が、各ロータ上で開口部が形成する各円周の液体取扱
位置のうちのすくなくとも１つと交差するように構成さ
れてなる分析ユニットであって、 前記移送ニードル駆動装置が第１の旋回駆動装置によ
って旋回することができ、かつ移送ニードルが固定され
ている第１の旋回キャリヤからなり、 洗浄ニードル駆動装置が第２の旋回駆動装置によって
旋回することができ、かつ洗浄ニードルが固定されてい
る第２の旋回キャリヤからなり、 第１および第２の旋回キャリヤは共通の軸のまわりに
互いに独立して旋回することができ、 前記旋回キャリヤを旋回軸の方向に昇降させるための
昇降駆動装置が設けられてなり、 前記洗浄ユニットの洗浄ニードルが洗浄ニードル駆動
装置によって反応ロータ上の反応容器開口部が形成する
各円周の液体取扱位置の１つと個々に交差する運動経路
上を移動しうるように構成され、 前記洗浄ニードルの運動経路と移送ニードルの運動経
路とがすくなくとも一部一致することを特徴つする分析
ユニット。また本発明のユニットにおいては評価装置
が、吸込ニードル駆動装置によって移動可能で、その運
動経路がそれぞれのばあいにおいて反応ロータ上の反応
容器開口部が形成する各円周の液体取扱位置と交差する
液体のサンプリングのための吸込ニードルを含むもの、
吸込ニードルの運動経路と液体移送ニードルの運動経路
とがすくなくとも一部一致するもの、吸込ニードルが振
動駆動装置によって振動するようにセットされうるよう
に構成されてなるもの、サンプルロータと試薬ロータと
が互いに円心状に配置され、ダブルロータを形成してな
るもの、反応ロータがサンプルロータと試薬ロータとか
らなるダブルロータから半径方向外側に配置されてなる
もの、移送ニードル洗浄位置に移送ニードルのための洗
浄容器が設けられ、移送ニードルの運動経路が移送ニー
ドル洗浄位置と交差するように構成されてなるもの、移
送ニードル洗浄位置が、ダブルロータと反応ロータとの
あいだに配置されてなるものであってもよい。さらには
昇降駆動が両方の旋回キャリヤの共通のもの、第２の旋
回キャリヤがその軸から放射状に異なる方向に伸びる２
つの搬送アームからなり、該２つの搬送アームの一方に
は洗浄ニードルが固定され、他の一方には評価装置の吸
込ニードルが固定されてなるもの、第１の旋回キャリヤ
がその軸から放射状に異なる方向に伸びる２つの搬送ア
ームからなり、各搬送アームに移送ニードルが固定され
てなるもの、旋回キャリヤの２つの搬送アームのなす角
が90゜より大きいもの、旋回キャリヤの２つの搬送アー
ムのなす角が120゜よりも大きいものであってもよい。
［課題を解決するための手段］ 本発明の分析ユニットは３つのロータ、すなわちサン
プルロータ、試薬ロータおよび反応ロータを有する。３
つのロータはそれぞれ、対応する容器、すなわちサンプ
ル容器、試薬容器および反応容器のためのシートを有す
る。容器は液体の供給およびサンプリングのための開口
部を有している。容器の開口部がそれぞれロータの軸を
中心とする円周状に位置するように容器のためのシート
が配置されている。試薬ロータとサンプルロータのそれ
ぞれは前記のような円周を少なくとも１つ有しており、
反応ロータのばあいには、複数の反応容器の列が構成さ
れており、それらの開口部はロータの軸を中心とする複
数の円状に配置されている。反応容器の内壁は、たとえ
ば抗体、ポリハプテン （polyhapten）もとはストレプトアビジン （streptavidin）などの結合パートナーでコーティング
されている。前記ロータのうちすくなくとも２つは互い
に同心状となっている。ロータはそれぞれ複数の回転位
置に回転可能で、該回転位置ですくなくとも１つの開口
部が所定の場所に位置し、その場所では液体の供給およ
びサンプリングが行われ、それゆえ液体取扱位置（以
下、LH位置という）として表わされる。
液体の移送、とくにサンプルおよび試薬の移送は、ロ
ータのあいだを移送できる移送ニードルを備えた液体取
扱ユニット（以下、LHユニットという）によって行われ
る。この目的に使用される駆動装置は、その運動経路が
各ロータ上が開口部が形成する各円周のLH位置のうちの
すくなくとも１つと、ニードルがそれぞれの開口部の内
に降されうるように交差するように構成されている。
反応容器に収容された担体に固定された反応成分を自
由反応成分から分離するために反応ロータに設置された
反応容器の内側をフラッシングする洗浄ユニットもまた
装備されている。分析に特有の物理的変化を評価デバイ
スが測定する。この測定は特定の波長における光の吸収
の測定であることが好ましいが、本発明は特定の測定原
理に限定されるものではなく、たとえば反射測光や、蛍
光測定なども利用できる。
［作用および実施例］ これらの測定手段を組合せることにより、構造が比較
的簡単でかつ、広範囲における異種の免疫学的分析をき
わめて柔軟な方法で実行しうるユニットがえられる。必
要な空間が小さいので、本発明のユニットはデスクトッ
プユニットとして設計されうる。短い搬送経路は、迅速
な取扱サイクルとそれによる高度な装置処理能力を可能
にする。サンプルについて選択的な操作と試薬について
選択的な操作の両方が実行できる。
最も一般的なばあいにおいては、洗浄ユニットが反応
ロータの円周の外側に固定的に設けられうる。しかし、
洗浄ユニットの洗浄ニードルは洗浄ニードル駆動装置に
よってある運動経路を移動可能であることがとくに好ま
しい。好ましい運動経路は、それぞれのばあいにおい
て、反応ロータ上の反応容器の開口部が形成するそれぞ
れの円のLH位置と交差する。よって１つの洗浄ユニット
がすべての反応容器内でのビー・エフ分離に使用しう
る。洗浄ニードルの運動経路は反応ロータ上の同一のLH
位置が移送ニードルと洗浄ニードルとの両方の運動経路
と交差するとともに液体移送ニードルの運動経路とすく
なくとも一部一致していることがとくに好ましい。この
ことによって構成が簡単になり、ロータを動かすことな
く液体移送操作および洗浄操作を直接継続的に実行する
ことを可能にする。
反応容器内の液体が最も簡単な方法で評価されるよう
に評価装置は反応ロータの円周の外側に固定的に設けら
れうる。測光を利用する方法においては、たとえば光度
計の光線は、反応ロータ上の反応容器の輸送経路とを交
差しうる。
反応容器から液体が評価のためにサンプリングされ、
この目的のための評価デバイスが吸込ニードルを有する
ばあいには、駆動装置が吸込ニードルにもまた設けられ
ることが好ましい。駆動装置の運動経路もまた、反応ロ
ータ上の反応容器の開口部が形成するそれぞれの円のLH
位置と好ましくは交差する。このばあいにおいても、吸
込ニードルの運動経路と液体移送ニードルのそれとがす
くなくとも一部一致することが有利である。
移送ニードルのための駆動装置（洗浄ニードルおよび
吸込ニードルについてもあてはまる）は多様な構造を採
用しうる。たとえば、ロータのあいだにそれらの表面に
平行に走る搬送レールが設けられてもよい。動力によっ
て駆動されるトラベルを用いてニードルはレールに沿っ
て自由に移動することができる。別な例として、ニード
ルが固定された湾曲したロボットアームを使用すること
も可能である。以下に詳細に説明するように、所要の動
きは旋回アームを用いて驚くほど簡単な方法で達成でき
る。
つぎに図面に概略的に例示された実施例に基づいて本
発明をさらに詳細に説明する。
第１図は本発明の分析ユニットの斜視図、第２図は本
発明の分析ユニットに用いる多機能型液体取扱ユニット
の斜視図、第３〜５図は本発明のユニットの機能的シー
ケンスを図式的に示す説明図である。
第１図に示されるユニットは、試薬ロータ（１）、サ
ンプルロータ（２）および反応ロータ（３）を有し、試
薬ロータ（１）とサンプルロータ（２）は、互いに同心
状に設けられており、これによりダブルロータを形成
し、互いに独立して回転しうる。洗浄容器（４）がダブ
ルロータ（１）、（２）と反応ロータ（３）とのあいだ
に配置されている。
それぞれのロータはいくつかの別な容器のための座
（シート）を有する。試薬ロータ（１）は開口部（5b）
を有する比較的少数の試薬容器（5a）のための比較的大
きいシート（５）を好適に有している。
サンプルロータ（２）はサンプル容器（7a）のための
円形のシート（７）を有益に有しており、この例におい
ては該シート（７）は同心状の３つの円周に配置されて
いる。円形シート（７）は、開口部（7b）を有するサン
プル容器（7a）を装置するようになっている。反応ロー
タ（３）内にある開口部（8b）を有する反応容器（8a）
のためのシート（８）は、円形で複数の列状に配置され
ていることが得策である。
前記ロータのあいだの領域には、全体が（10）で示さ
れているような多機能型液体取扱ユニット（以下、MFLH
ユニットという）が配置されている。好ましい実施例に
おいては、MFLHユニットは、主として柱（11）ならびに
２つの旋回キャリヤ（12）および（13）からなり、各旋
回キャリヤはそれぞれ、２つの搬送アーム（14）、（1
5）および（16）、（17）を有する。
第１の旋回キャリヤ（12）の搬送アーム（14）、（1
5）のそれぞれに移送ニードル（18）、（19）が取り付
けられている。第２の旋回キャリヤ（13）は、その第１
搬送アーム（16）には、洗浄ニードル（20）を有し、そ
の第２搬送アーム（17）には高度計のための吸込ニード
ル（21）を有している。第１図中の吸込ニードル（21）
は前記搬送アーム（17）に隠れているので破線で表わさ
れている。振動駆動部（22）は、前記吸込ニードル（2
1）を振動させ、それが浸漬されている液体を充分に混
合する。
MFLHユニットの旋回軸（AA）は、前記ロータ（１）、
（２）、（３）の回転軸と平行に、つまりロータによっ
て定められるユニットの操作面に対して垂直に走ってい
る。前記ニードル（18）、（19）、（20）および（21）
はすべて旋回軸（AA）から等しい距離のところに固定さ
れていてそれにより、同一の旋回円（23）上を動く。そ
れゆえ、前記ニードルはユニットの操作面に関して同じ
運動経路をもつ。前記洗浄容器（４）もまた旋回円（2
3）上に位置する。
MFLHユニットはニードル（18）、（19）、（20｝およ
び（21）の所要の昇降動作を操作面に対して垂直方向に
実行されることも可能にする。この目的のために両旋回
キャリヤ（12）、（13）のために個別のまたは好ましく
は共通の昇降駆動装置が装着されている。
ロータ（１）、（２）、（３）は、それぞれのばあい
において複数の回転位置に回転可能でありその回転位置
ではそれぞれ容器（5a）、（7a）、（8a）の開口部（5
b）、（7b）、（8b）のすくなくとも１つはニードル（1
8）、（19）、（20）、（21）の回転軌道上の位置にあ
る。この位置（以下、LH位置という）では、液体サンプ
リング、液体の供給など、すなわち液体取扱操作を広く
行うために、ニードル（18）、（19）、（20）、（21）
のそれぞれは、任意に、それぞれの開口部内に下降せし
められる。
できるだけ多様なニードルに対して駆動装置の軌道を
できるでけ短かくするために、図に示されているよう
に、反応ロータはダブルロータ（１）、（２）の半径方
向外側に配置されているのが得策である。図示された具
体例においては、反応ロータの回転軸は、ダブルロータ
ーのそれとは異なる。しかし、３つのロータのすべてを
同心状に、すなわち共通の回転軸を有するように構成す
ることも適切である。
たとえば、第２図に詳細に示されている例のように、
旋回キャリヤ（12）、（13）は個別の回転駆動い装置お
よび共通の昇降駆動装置を有することが好ましい。
全体が（25）で示された昇降駆動装置はステッパーモ
ーター（26）とローラ（27）上をはしる歯付きベルト
（28）を有する。前記歯付きベルト（28）は連結ピース
（29）を介して回転駆動装置の共通支持フレーム（30）
に接続されており、回転駆動装置はユニットとして昇降
せしめられる。圧縮バネ（31）がその質量と釣合うよう
に取り付けられている。支持フレーム（30）の高さ、し
たがって旋回キャリア（12）、（13）の高さが駆動装置
のあそびにかかわらず正確に調整されうるように、縦方
向の動作は（32）に示したライト−バリヤー・モニタに
よってモニタリングされている。
制御棒（33）と心合せ軸受（34）はトルクブラケット
を形成し、これにより、支持フレーム（30）の回転が防
止される。
回転駆動装置（38）、（39）はそれぞれ、ステッパー
モータ（40）、（41）および歯付きベルト（42）、（4
3）を有する。
前記歯付きベルトは２つの歯車（44）、（45）上をド
ライブ−サイドで走っており、該歯車のそれぞれにはコ
ードディスク（46）、（47）が取り付けられている。ア
ームの回転位置もまた駆動装置のあそびにかかわらずき
わめて正確に調整されうるように、前記２つのコードデ
ィスクの回転運動、したがって旋回キャリヤ（12）、
（13）の回転運動をライト−バイヤー・ユニット（48）
がモニタニングする。
前記柱（11）は詳しくは、制御柱（50）、回転駆動装
置（39）と第１の旋回キャリヤ（12）とを接続する旋回
駆動内管（51）および旋回駆動装置（38）と第２の旋回
キャリヤ（13）とを接続する旋回駆動外管（52）からな
る。
キャリーアームの先端への電気や流体圧の接続は当然
ながら、キャリーアームの旋回に損傷なく追随すること
ができるように、配置される必要がある。電気の接続に
はたとえば、図示されているように、第１のリボンケー
ブル（53）、PCB接続（54）、および第２のリボンケー
ブル（55）を用い、第２のリボンケーブル（55）が旋回
駆動外管（52）に固定されたセクション（56）内を通っ
ている構成であってもよい。前記ニードル（18）、（1
9）、（20）、（21）に向かうその先の接続ワイヤは簡
単のため省略されている。
流体圧の接続ラインは同じく簡単のために示唆のみに
とどめられている。回転動作には、たとえば旋回駆動内
管（51）の中にホースを螺旋状に走らせることによって
対応しうる。
旋回キャリヤ（12）、（13）の旋回動作はストッパ
（図示されていない）によって全体で360゜未満に制限
されている。さらに当接面（12a）、（13a）が前記旋回
キャリヤ（12）、（13）のそれぞれに設けられており、
旋回キャリヤ相互の相対的な動作を制限している。
以下に、本発明の分析ユニットの作用を第３〜５図を
参照しながら詳細に説明する。これらの図面は、高度に
概略化された図であり、試薬ロータ（１）、サンプルロ
ータ（２）、反応ロータ（３）および旋回キャリヤ（1
2）、（13）を示す。
試薬容器の開口部（ここでは図示されていない）は一
点鎖線で示された試薬ロータ（１）とサンプルロータ
（２）の共通軸（BB）を中心とする円周（65）上に配置
されている。サンプル容器の開口部は軸（BB）を中心と
する円周（67a）、（67b）、（67c）上に位置してい
る。３列にならぶ反応容器の開口部は、反応ロータ
（３）の軸（CC）を中心とする円周（68a）、（68b）、
（68c）上のそれぞれ対応して位置している。これらの
ロータにおける前記LH位置は（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）として書き示されてい
る。洗浄容器の位置には、符号Ｅが付されている。
なお、同心円上に並ぶいくつかの列をなしているロー
タ上のシート（７）および（８）は、第１図に示されて
いるように、１つの回転位置においてそれぞれの列中の
１つの容器の開口部が運動経路（23）上の位置するよう
にかならずしも構成されていなくてもよいことが指摘さ
れるべきである。むしろ、液体取扱操作が行われる容器
の開口部がそれぞれ対応するLH位置にもち込まれること
ができれば充分である。
本発明のユニットの操作方法をサンプルより抗原（A
g）を測定する２−ステップ・サンドイッチ・テストを
参照して以下に説明する。該テストはつぎに示す工程を
含む。
ａ） 抗原（Ag）に対して特異性のある抗体（Ak）を担
体に結合した抗体（Akb）の形で含む反応容器が反応ロ
ータ（３）に設置される。たとえば、その内壁に抗体が
結合されたコーテッドチューブなどが通常用いられる。
ｂ） 反応容器が特定量のサンプルと試薬で満たされ
る。
ｃ） そのあと、サンプル中の抗原（Ag）と担体に結合
した抗体（Akb）との特異的な結合反応が生じ、そのと
きに担体結合形コンプレックス（Akb−Ag）が生成す
る。多くのばあい、これには相当に長い時間がかかるの
で、そのあいだに、他のパラメータにかかわる作業工程
が本発明のユニットによって行われる。
ｄ） 吸込みおよび洗浄が行われる（ビー・エフ分離
（BF separation））。
ｅ） ラベリング酸素を伴なった前記抗原に対して特異
性のある別な抗体の接合体（conjugate）が加えれる（A
kE）。
ｆ） サンドイッチ・コンプレックス（Akb−Ag−AkE）
の生体のための更新された（renewed）培養。
ｇ） 更新された吸込みおよび洗浄；過剰な（AkE）が
これによって結合相から分離される（ビー・エフ分
離）。
ｈ） その色彩の変化がラベリング酸素（Ｅ）の濃度に
固有である色彩形成基質（colour−forming substrat
e）の添加。
ｉ） 混合、吸込みおよび測光。
このテストシーケンスは文献により知られているの
で、詳細に述べる必要はないのであろう。不均質な免疫
学的測定のためのテスト手法は他にも多数ある。本発明
のユニットは簡単な手段で多数の異なる免疫学的テスト
原理を実行しうることに、とくに利点を有する。
２−ステップ・サンドイッチ・テストのそれぞれの工
程は本発明のユニットによってつぎのように実行され
る。
ａ） 実行されるべき分析の数したがって必要な反応容
器（ユーテッドチューブ）がロータ（３）のシートに設
置される。その際に、特定のテストのための反応容器の
すべてに対してそれぞれの工程がひき続いて（バッチ的
に）行われるように特定のテストのための反応容器が互
いに近接してブロック状に設けられることが得策であ
る。この操作が本発明のユニットによって簡単化され
る。それは、すべての取扱い機能が同一のLH位置
（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）で行われ、同じLH位置（Ｆ）、
（Ｇ）、（Ｈ）において反応容器の列と交差するよう
に、洗浄ニードル（20）と吸込みニードル（21）の運動
経路が液体移送ニードル（18）、（19）のそれと一致し
ていることによる。
ｂ） 第１の液体移送ニードル（18）によってまずはじ
めにLH位置（Ａ）における試薬の吸込み、および位置
（Ｂ）、（Ｃ）または（Ｄ）のうちの１つの位置にある
サンプルの吸込みがつぎに行われる。試薬とサンプルが
採取されたのち、移送ニードル（18）は位置（Ｅ）にお
いてそれぞれのばあいにおいてその外側が洗浄される。
サンプルと試薬は、位置（Ｅ）、（Ｇ）または（Ｈ）の
うち１つの位置において、それぞれに対応する反応容器
の中に放出される。その際、第１の旋回キャリヤ（12）
が位置（Ａ）から（Ｆ）、（Ｇ）または（Ｈ）へ運動経
路に沿って移動しているあいだは第２の旋回キャリヤ
（13）は第３図に示される待機位置にあることが得策で
ある。好ましい実施例に示されているように、昇降駆動
装置が両方の旋回キャリヤに共通しているばあいには、
その時点で使用中でない第２の旋回キャリヤは、下降の
際に、何にもぶつからないような、またどの容器の開口
部にも浸入しないような位置になくてはならない。その
ような位置は、第３図に示されている。
ｃ） 培養の際は、ロータ（３）は別な位置をとらしめ
られるのが得策であり、その位置では、反応容器の別な
ブロックがLH位置の近くに位置し、そして取扱われう
る。
ｄ） 第４図は、操作状態にある本発明のユニットを示
しており、搬送アーム（16）に装着された洗浄ニードル
（20）がLH位置（Ｈ）に位置する反応容器を洗浄するた
めにその中へ降されている。洗浄ニードルの適切な構成
は知られている。たとえば、洗浄ニードルは、洗浄液を
反応容器にスプレーする１本のチューブと洗浄液を吸込
む他の１本のチューブからなるダブルチューブとして構
成されてもよい。
ｅ） そののち接合体の添加が、原則として工程ｄ）に
おいてサンプルおよび試薬の定量を行った同一の液体移
送ニードル（18）によって行われる。それぞれのばあい
において位置（Ｅ）において洗浄が行われることがキャ
リーオーバーを避けるために必要である。しかし図示さ
れた好ましい具体例にしたがって、洗浄ニードル（20）
と吸込みニードル（21）が共通の旋回キャリヤ（13）に
固定され、LH位置（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）付近での液体
移送ニードル（18）の運動経路が洗浄ニードル（20）お
よび吸込みニードル（21）のそれと一致するばあいは、
液体移送ニードル（18）は、洗浄ニードル（20）とすれ
違うことがまったくできない。そのようなばあいには、
図示されているように、第２の液体移送ニードル（19）
を備えた第２の搬送アーム（15）が第１の旋回キャリヤ
（12）に設けられていることが得策である。このように
して洗浄のあいだに接合体をLH位置（Ａ）において対応
する反応容器から吸込み、そののち、それを反応ロータ
のLH位置に対応する位置（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）にまで
移送することが可能である。
ｆ） そののちの培養が行われているあいだに反応容器
の別なブロックが工程ｃ）と同様に取扱われうる。
ｇ、ｈ） バウンド−フリー（bound−free）分離およ
び基質の測定が洗浄ニードル（20）と第２の液体移送ニ
ードル（19）とによって工程ｄ）およびｅ）と同様にし
て行われる。
ｉ） サンプル測定の際の第２の旋回キャリヤ（13）
（工程ｂ）、第３図参照）と同様に、光度計による測定
段階においては、第１の旋回キャリヤ（12）が待機位置
にあり、その位置では、液体移送ニードル（18）、（1
9）は所要の昇降運動の際に衝突しない。第２の旋回キ
ャリヤは特定の位置にあることが図に示されており、そ
の位置では、吸込ニードル（21）が洗浄位置（Ｅ）の上
方に位置する。この位置から吸込ニードル（21）は必要
に応じて、吸込みや光度計による測定のために、LH位置
（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）のうちのいずれかの位置へ運ば
れうる。
２つのニードルが２つの搬送アームにそれぞれ装着さ
れている図示された具体例はとくに簡単な構成であり、
多種の免疫学的分析を迅速かつ経済的に実用することを
可能にする。このばあい、旋回キャリヤ（12）および
（13）それぞれにおいて搬送アーム（14）と（15）との
なす角および搬送アーム（16）と（17）とのなす角は90
゜より大きいことを要し、120゜より大きいことが好ま
しい。前述の操作モードを可能にするためである。しか
し、１つまた複数の液体移送ニードル、洗浄ニードルお
よび吸込ニードルのための個別の駆動装置が装備される
ことも可能である。たとえば、それぞれ単一のアームを
有する旋回キャリヤも適切でありうる。そのばあい、長
さが異なる旋回キャリヤであってもよく、異なる旋回軸
のまわりに、または（好ましくは）同一の旋回軸のまわ
りに旋回可能な構成とされうる。
容器の開口部がならぶ１つの円周は、１つだけのLH位
置を有するべきである必要はない。図示された例のよう
に、たとえば別なLH位置が設定されることが明らかに可
能であり、その位置では、円（23）が円（67a）、（67
b）、（67c）および円（68a）、（68b）、（68c）とふ
たたび交差する。しかし、この構成では有利さが制限さ
れる。正確な時間シーケンスにしたがって、それぞれの
反応を実行するためにきわめて複数なロータの運動が必
要となるからである。このことは、計装制御のうえで多
くの費用を必要とするであろう（前記計装制御はマイク
ロプロセッサーを用いて行うことが得策である）。
［発明の効果］ 本発明により構造が比較的簡単でかつ、広範囲におけ
る異種の免疫学的分析をきわめて柔軟な方法で実行しう
るユニットが提供される。また、必要な空間が小さいの
で本発明のユニットはデスクトップユニットとして設計
されうる。短い搬送経路は、迅速な取扱サイクルとそれ
による高度な装置処理能力を可能にする。また、サンプ
ルについて選択的な操作と試薬について選択的な操作の
いずれもが効率的に実行できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の分析ユニットの斜視図、第２図は本発
明の分析ユニットに用いる多機能型液体取扱いユニット
の斜視図、第３〜５図は本発明のユニットの機能的シー
ケンスを図式的に示す説明図である。 （図面の主要符号） （１）：試薬ロータ （２）：サンプルロータ （３）：反応ロータ （４）：洗浄容器 （12）：第１の旋回キャリヤ （13）：第２の旋回キャリヤ （18）、（19）：移送ニードル （20）：洗浄ニードル （21）：吸込ニードル （23）：旋回円
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルミン・パンツァ スイス連邦、7014 トリン、ビズラ 235 (56)参考文献 特開 昭61−76957（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−17459（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】免疫学的の結合パートナー間の高度に特異
    性のある結合反応にもとづく測定の任意の選択が１個の
    サンプル容器内に含まれた個々のサンプルに対してなさ
    れうる、サンプルについて選択的な操作の１回の操作で
    複数のヘテロジニアな免疫学的測定を選択的に実行し、
    前記結合反応に要求される培養時間がテストごとに異な
    り、前記結合反応後にバウンド部分とフリー部分とを分
    離するために洗浄しうる分析ユニットであって、 前記分析ユニットが、 試薬ロータの軸を中として円周状に配置される開口部を
    有する試薬容器のためのシートを備えた試薬ロータ、 サンプルロータの軸を中心として円周状に配置される開
    口部を有するサンプル容器のためのシートを備えたサン
    プルロータ、 反応ロータの軸を中心として同心状の円周状に配置され
    る開口部を有する反応容器のための複数の列をなすシー
    トを備えた反応ロータ、 移送ニードル駆動装置によって移動可能な移送ニードル
    を備えた液体取扱ユニット、 反応ロータのシートのそれぞれの列に配置された個々の
    反応容器の内側をフラッシングする洗浄ニードルを備え
    た洗浄ユニットおよび 反応ロータのシートの各列に置かれた個々の反応容器か
    ら評価のための液体を取込むための吸込ニードルから構
    成されている分析に特有な物理的変化を測定するための
    評価手段 からなり、 前記ロータのうちのすくなくとも２つは互いに同心状に
    配置されており、前記ロータは複数の回転位置に回転す
    ることが可能で、該回転位置においては前記開口部のう
    ちのすくなくとも１つがあらかじめ定められた液体取扱
    位置に位置し、 前記移送ニードル駆動装置は、移送ニードルの運動経路
    が、各ロータ上で開口部が形成する各円周の液体取扱位
    置のうちのすくなくとも１つと交差するように構成され
    てなる分析ユニットであって、 前記移送ニードル駆動装置が第１の旋回駆動装置によっ
    て旋回することができ、かつ移送ニードルが固定されて
    いる第１の旋回キャリヤからなり、 洗浄ニードル駆動装置が第２の旋回駆動装置によって旋
    回することができ、かつ洗浄ニードルが固定されている
    第２の旋回キャリヤからなり、 第１および第２の旋回キャリヤは共通の軸のまわりに互
    いに独立して旋回することができ、 前記旋回キャリヤを旋回軸の方向に昇降させるための昇
    降駆動装置が設けられてなり、 前記洗浄ユニットの洗浄ニードルが洗浄ニードル駆動装
    置によって反応ロータ上の反応容器開口部が形成する各
    円周の液体取扱位置の１つと個々に交差する運動経路上
    を移動しうるように構成され、 前記洗浄ニードルの運動経路と移送ニードルの運動経路
    とがすくなくとも一部一致することを特徴つする分析ユ
    ニット。
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