JP2533843B2 - 免疫学的分析に用いられる担体収納容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、免疫学的分析に用いられ、抗原又は抗体を
固相化した担体を収納するための担体収納容器に関する
ものである。

〔従来の技術〕

近年、医療の進歩に伴ない極微量の生体成分の分析が
可能となり、各種疾患の早期診断等に役立っている。例
えば、α−フェトプロティン，癌胎児性抗原等で代表さ
れる悪性腫瘍，インシュリン，サイロキシン等で代表さ
れるホルモンの異常分泌疾患，免疫グロブリン等で代表
される免疫疾患等の難病とされていた各種疾患の診断が
早期にできるだけでなく、それら疾患の治療後のモニ
タ、あるいは最近では薬物等の低分子のハプテン（不完
全抗原）も測定可能となり薬物の投与計画作成にも役立
っている。

これらの生体成分や薬物の多くは抗原抗体反応を利用
した免疫化学的な方法によって分析され、この免疫学的
分析方法としては不溶性の担体、例えばプラスチック等
の合成樹脂やガラスビーズを用い、抗原または抗体と反
応した酵素標識抗体または酵素標識抗原と未反応のそれ
とを洗浄操作によりB.F分離し、このＢ・Ｆ分離後の標
識酵素の活性量を求めて被検物質を定量するヘテロジニ
アス（Heterogeneous）酵素免疫分析法が一般化されて
いる。

第９図はヘテロジニアス酵素免疫分析法の分析過程示
す線図である。不溶性の担体１にサンプル中の被検物質
と抗原抗体反応を起す抗体または抗原を予め固定化し、
先ずこの担体１とサンプルとの抗原抗体反応を行なわせ
てサンプル中の被検物質２を担体１に結合させ、次に洗
浄を行なってＢ・Ｆ分離した後、その担体１に被検物質
２と抗原抗体反応を起す物質を酵素で標識した標識試薬
３を作用させて抗原抗体反応を行なわせ、それ後再び洗
浄を行なってＢ・Ｆ分離してから標識試薬３中の標識酵
素と反応する発色試薬を加えて反応させた後、その反応
液を比色測定して標識酵素の酵素活性を求めて被検物質
２を定量する。

この酵素免疫分析法に基く、各種サンプルの定量分析
は免疫学的自動分析装置により行なわれ、この免疫学的
自動分析装置ではサンプル中の被検物質と特異的に抗原
抗体反応を起こす抗原又は抗体を固相化した多数個の担
体を担体収納容器内に収納して１個ずつ取り出し、所定
のピッチで順次搬送されてくる反応容器に順次投入する
と共に分析すべきサンプル及び緩衝液を供給して担体と
サンプルとを反応させるように構成されている。従って
免疫学的自動分析装置においては、担体収納容器から担
体を１個ずつ確実に取り出さねばならず、担体収納容器
及びその取り出し方法は極めて重要な事項となってい
る。

従来の担体収納容器及びその取り出し方法として、本
願人は実開昭59−117965号公報において免疫学的分析に
用いる担体用容器を提案している。この既知の担体容器
では、容器の最下部に漏斗状の出口を設けると共にその
出口と連通しほぼ水平方向に延在する通路を設け、担体
の自重を利用して１個ずつ担体を外部に取り出し、取り
出した担体を吸引ノズルを用いて担体を吸引保持して反
応容器に投入している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

既知の担体用容器では、多数の担体を担体用容器内に
ランダムに収納しているため、途中の担体収納部で担体
同士が詰ってしまい、最下部に設けた案内通路まで落下
しない不都合があった。すなわち、担体はほぼ球形をし
ているが、表面に梨地処理を施して大きな表面積を確保
するようにしているため摩擦抵抗が大きく、一方ガラス
やプラスチックの比重は比較的小さいため途中の担体収
納部で詰まりを生じ易い欠点があった。更に、従来の担
体収納容器は装置本体に固定されているため、収納され
た担体の残量が少なくなった場合に操作者が担体を補充
しなければならず、取り扱いが面倒であると共にカセッ
トのようにして自由に持ち運ぶことができない不便さも
生じていた。

従って、本発明の目的は、上述した欠点を除去し、収
納した担体が詰まることなく担体収納容器の収納部から
１個ずつ排出されて随時取り出し可能であると共に、必
要な場合には持ち運び自由にして交換可能に構成し得る
免疫学的分析を行うための担体収納容器を提供するもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による担体収納容器は、表面に抗原または抗体
を固相化した多数の球状担体を収容するとともに随時取
り出すことで免疫学的分析を行うための担体収納容器で
あって、 円筒状の外匣と、 この外匣の内部に配置され、螺旋状の担体通路を外周
面に設けることによって外匣の内壁と担体通路との間で
前記球状担体が一列に連なって螺旋状にころがり降りる
ような空間を形成する担体保持部と、 前記螺旋状の担体通路の下端であって、前記球状担体
が取り出される毎に順次の球状担体が１個ずつころがり
出るような所定の取り出し位置に配置された取り出し部
とを具備したことを特徴とするものである。

〔作 用〕

本発明では、抗原又は抗体を固相化した担体を収納す
る容器内に螺旋状通路を設け、この螺旋状通路内に多数
の担体を収納しているから、収納した各担体は螺旋状通
路に沿って順次ころがり落ちるので、通路全長に亘って
均一なころがり力が生じ、この結果途中で詰まることな
く１個ずつ担体取り出し口に供給される。この結果、担
体収納器から各担体が１個ずつ確実に取り出され、反応
容器に投入することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明による担体収納容器を用いた免疫学的
自動分析装置の一実施例を示す線図的平面図である。こ
の実施例では、それぞれ異なる抗体または抗原を酵素で
標識した８種類の酵素標識試薬を用い、１つの反応ライ
ンで８項目の被検物質をサンドイッチ法により分析す
る。装置本体11の上部には、サンプル装填部12、反応部
13、試薬収納部14、表示部15および入出力部16を設け、
内部に各部の動作を制御する制御ユニット（図示せず）
を設ける。

サンプル装填部12には、サンプル供給ユニット17を設
ける。サンプル供給ユニット17は、サンプルを収容する
複数のサンプル容器18を保持するスネークチェーン19を
有し、これをスプロケット20により矢印方向に移送する
ことにより複数のサンプル容器18を所定のサンプル吸引
位置を経て順次搬送するよう構成する。

反応部13には、反応容器搬送ユニット21、担体ユニッ
ト22、サンプル分注ユニット23、担体投入ユニット24、
担体排出ユニット25、試薬分注ユニット26、洗浄ユニッ
ト、撹拌ユニット、測光ユニット等を設ける。

反応容器搬送ユニット21は、大口部および小口部を有
する72個の反応容器27を同一円周上に等間隔に保持する
ターンテーブル28を有し、これを矢印方向に所定のピッ
チ（例えば15秒）で間欠的に回動させるよう構成する。
なお、反応容器27は恒温槽に浸漬させ、この恒温槽には
恒温液供給部29から恒温液を供給し得るよう構成する。

担体ユニット22は、ターンテーブル28と同軸で、ター
ンテーブル28よりも径が小さく、かつ独立して両矢印で
示す方向に選択的に回転可能なトレイ31を有する。この
トレイ31にはそれぞれ異なる抗体または抗原は固定化し
た担体32を収納する８個のカセット状の担体収納容器33
を同一円周上に等間隔に保持し、サンプル中の分析すべ
き被検物質に対応する担体収納容器を所定の担体取出位
置に位置決めするよう構成する。なお、各担体収納容器
33において、担体32は螺旋状に積層収納し、底部におい
て上方に開放して設けた取出口から担体32を１個ずつ取
出し得るよう構成する。

サンプル分注ユニット23は、回動および昇降可能なア
ーム34と、このアーム34の回動先端部に設けた分注ノズ
ル35とを有し、サンプル供給ユニット17のサンプル吸引
位置にあるサンプル容器18から分析項目数に応じて順次
所定量のサンプルを分注ノズル35を経て吸引し、これを
反応容器搬送ユニット21の所定のサンプル分注位置にお
いて分析項目数に応じた順次の反応容器27に分注するよ
う構成する。なお、あるサンプルの分注後、次のサンプ
ルの分注に先立って、分注ノズル35の内外壁を洗浄槽36
において洗浄するようにする。

担体投入ユニット24は、回動および昇降可能なアーム
37と、このアーム37の回動先端部に設けた吸引ノズル38
とを有し、担体ユニット22の担体取出位置に位置決めさ
れた被検物質に対応する担体収納容器33から吸引ノズル
38によりその先端に担体32を吸引保持し、これを反応容
器搬送ユニット21の所定の担体投入位置にある反応容器
27に投入すると共に、ある担体の投入後次の担体の投入
に先立って洗浄槽39において吸引ノズル38を洗浄するよ
う構成する。

担体排出ユニット25は、担体投入ユニット24と同様、
回動および昇降可能なアーム41と、その回動先端部に設
けた吸引ノズル42とを有し、反応容器搬送ユニット21の
所定の担体排出位置にある分析が終了した反応容器27内
の担体32を吸引ノズル42によりその先端に吸引保持し、
これを排出槽43に排出する共に、該排出槽43において吸
引ノズル42を洗浄するよう構成する。

また、試薬分注ユニット26は、回動および昇降可能な
２本のアーム45,46と、その各々の回動先端部に設けた
分注ノズル47,48とを有し、被検物質に応じて後述する
試薬ユニットの所定の試薬吸収位置に位置決めされる各
種の試薬容器から、所定の試薬すなわち緩衝液、酵素標
識試薬および発色試薬を選択的に吸引して、これを反応
容器搬送ユニット21の所定の試薬分注位置にある反応容
器27に分注するよう構成する。この実施例では酵素標識
試薬と発色試薬とのコンタミを防止するため、分注ノズ
ル47によって緩衝液および酵素標識試薬を選択的に分注
し、分注ノズル48によって発色試薬を分注すると共に、
被検物質間における試薬のコンタミを防止するため、各
分注ノズルの内外壁を試薬の分注に先立って共通の洗浄
槽49において洗浄するよう構成する。

なお、サンプル分注ユニット23および試薬分注ユニッ
ト26を構成するアームは共通の駆動源によって駆動する
よう構成すると共に、担体投入ユニット24および担体排
出ユニット25を構成するアームも同様に共通の駆動源に
よって駆動するよう構成する。

試薬収納部14には、保冷庫に収容して試薬ユニット51
を設ける。この試薬ユニット51は、両矢印で示す方向に
回動可能なディスク52を有し、このディスク52に８種の
分析項目に応じた複数の試薬容器を保持して、所定のタ
イミングで被検物質に応じた試薬容器を所定の試薬吸引
位置に位置決めするよう構成する。この実施例では、デ
ィスク52の同一円周上に分析項目に対応する緩衝液を収
容する緩衝液容器53および酵素標識試薬を収容する標識
試薬容器を54をそれぞれ８個、同一分析項目に対応する
ものを近接して交互に等間隔に保持すると共に、その内
側で各分析項目に対応する試薬容器に近接して同心円状
に、発色試薬を収容する発色試薬容器55を８個等間隔に
保持する。

また、表示部15には分析結果を表示したり、入出力部
16で入力されたデータ等を表示するためのCRT57を、入
出力部16には分析結果をプリントアウトするためのプリ
ンタ58および分析に必要な所要のデータ等を入力するた
めのキーボード59を設ける。

第２図〜第４図は担体収納容器を保持する担体ユニッ
トの一例の構成を示すものであり、第２図は担体ユニッ
トの全体構成を示す一部を断面で示す側面図、第３図は
位置決めディスクの構成を示す平面図、第４図は容器保
持ユニットの構成を示す一部を断面で示す側面図であ
る。基板60にはステーを介してステッピングモータ61お
よび軸受ハウジング62を取り付ける。軸受ハウジング62
には２個の軸受63aおよび63bを介してステッピングモー
タ61の回転力をトレイに伝達するための回転軸64を回転
自在に支承する。ステッピングモータ61の出力軸に駆動
プーリ65を装着すると共に回転軸64にも被動プーリ66を
装着し、駆動プーリ65と被動プーリ66とをベルト67を介
して連結してステッピングモータ61の回転力を回転軸64
に伝達する。被動プーリ66には位置決めデイス68を固着
すると共に、位置決めディスクの周縁と対応する位置に
光源と受光器から成る２個のホトセンサ69aおよび69bを
設ける。尚、第２図では１個のホトセンサ69aだけを示
す。回転軸64の他端を、８個の担体収納容器33a〜33bを
装着するトレイ70に連結してステッピングモータ61の回
転力を伝達する。トレイ70に装着した８個の担体収納容
器33a〜33bから所望の担体収納容器を担体取出位置にセ
ットする際の位置決めは、位置決めディスク68と２個の
ホトセンサ69aおよび69bにより行なう。位置決めディス
ク68には等間隔で８個の切り欠き部68a〜68hを設けると
共に、切り欠き部68bと68cとの間に更に別の切り欠き部
68iを設ける。位置決めを行なうにはホトセンサ69aおよ
び69bにより切り欠き部68aおよび68iを検出した位置を
基準としてステッピングモータ61により所定のピッチだ
けトレイ70を回動させて所望の担体収納容器33を担体取
出位置にセットする。

一方、トレイ70には装着すべき８個の担体収納器の位
置決めを行なう８個の位置決めピン71a〜71hを等間隔に
植設する。

第５図は本発明による担体収納容器の一例を示すもの
であり、第５図Ａは、中心軸線を含む面で切った断面
図、第５図Ｂは中心軸線に垂直に切った断面図である。
担体収納容器33には抗原または抗体を固相化した担体32
と緩衝液とを収納する。円筒状の容器外匣80の一方の開
口端に、螺旋状の通路を形成した担体保持柱81と一体的
に形成した蓋82を融着すると共に、外匣80の他方の開口
端には担体取り出し口83を一体的に形成した容器底部84
をＯリング85を介して気密に嵌合する。螺旋状通路の径
は球状をした担体の径にほぼ一致させる。担体32は外匣
80の内壁と担体保持柱81に形成した通路との間の空間内
に保持され、収納された各担体33は収納した緩衝液に浸
漬される。担体保持柱81は中空体で構成し、その上部お
よび下部に外部と連通する孔81aおよび81bを形成し、中
空内にも緩衝液を収納する。外匣80の下端には螺旋状通
路と連通し担体32が通り抜けられる径の出口80aを設
け、この出口80aを担体取り出し口83と一致させる。螺
旋状通路の最上部には担体止め86を設け、担体を収納す
る場合に担体の収納個数を規制する。また螺旋状通路の
最上部にはステンレス等の比重の大きい材料から成り複
数の貫通孔を形成した球状ビーズを装填する。この自重
の大きい球状ビーズを最上部に装填することにより収納
された各担体32には常に下方に押し下げる力が作用する
ので、螺旋状通路内に収納された担体32はスムースに移
動できる。本例のように緩衝液と共に担体を収納する場
合には担体に浮力が作用するので螺旋通路の上方に位置
する担体を緩衝液中に確実に浸漬させることができ、特
に効果がある。装置本体の分析動作に伴ない担体32は螺
旋状通路にそって下方にころがり落ち、衝立87に衝突し
て進行方向90゜変換して外匣80に形成し出口80aを経て
担体取り出し口83にころがり落ち停止する。この担体取
り出し口83の底部には担体32を係止するための円錐状の
凹部83aを設け、ころがり出た担体を担体取り出し位置
に正確に位置決めする。担体取り出し口83に位置した担
体は、上方から下動する吸引ノズルにより吸引保持され
１個ずつサンプル容器に投入される。そして担体取り出
し口83から１個取り出される毎に次の担体が担体取り出
し口にころがり落ちることになる。尚、担体収納容器33
は担体取り出し口83を除き密封構造となっているため、
収容した緩衝液の液面は外匣80に形成した出口80aの上
端付近に位置し、外部にこぼれることはない。本例では
担体取り出し口83の底部に設けた円錐状凹部83aの中心
を担体取り出し位置の基準とし、この円錐状凹部83aの
下部にトレイ70に植設した位置決めピン71と嵌合する凹
部83bを形成する。このように担体収納容器33のトレイ7
0に対する位置決めの基準を担体取り出し位置に一致さ
せれば、担体収納容器33をトレイ70に装着する場合に装
着誤差が生じても担体取り出し口83は確実に正規の位置
に位置することができ、吸引ノズルの先端が取り出し口
83にある担体と確実に当接して吸引保持することができ
る。容器内に収容した全ての担体32を使用し終った場
合、前述した比重の大きな球状ビーズが担体取り出し口
83にころがり落ちるが、この球状ビーズには多数の貫通
孔が形成されているので吸引ノズルによって吸引保持さ
れず、担体収納容器33が空になったことが検出される。

担体収納容器33が空になった場合には、第６図に示す
ように容器底部84をはずして、漏斗90を装着して担体及
び緩衝液を補給することができる。この場合担体は螺旋
状通路に沿って逆方向に順次ころがり落ちるから多数の
担体を容易に螺旋状通路内に収納できる。この場合緩衝
液は孔81a及び81bを介して担体保持柱81の中空部にも収
容され、十分な緩衝液が収容される。

第７図に示すように担体収納容器33から容器底部84を
取りはずしキャップ91を装着すれば、装置本体から担体
収納容器を取りはずして自由に持ち運びが可能になる。
この場合キャップ91はＯリング85を介して外匣80に装着
されるので容器から緩衝液がもれる不都合は生じない。

第８図は本発明による担体収納容器の変形例の構成を
示すものであり、第８図Ａは中心軸線を含む面で切った
断面図、同図Ｂは中心軸線に垂直な面で切った断面図で
ある。本例では、外匣80の一方の開放端に容器底部85を
Ｏリング92を介して気密に嵌合し、この容器底部85の中
心部に凹部を設けて螺旋状通路を形成した担体保持柱81
の一端を差込んで支持する。また、外匣80の他方の開放
端にもＯリング93を介してキャップ94を気密に嵌合す
る。担体及び緩衝液を補充する場合、キャップ94をはず
して上方から補充する。尚、担体取り出し口83にもキャ
ップ95を装着すれば、容器が密封され緩衝液が漏れるこ
とがなく、容器を装置本体から取りはずして自由に持ち
運ぶことができる。

尚、上述した実施例では担体及び緩衝液を共に収容す
る構成としたが、担体だけを収容する場合にも勿論適用
できる。

〔発明の効果〕

本発明では、担体収納容器内に螺旋状の通路を設け、
この螺旋状通路内に多数の球状担体を保持する構成とし
ているから、収納した球状担体は螺旋状通路に沿って転
がり落ち、担体表面に固相化した抗原または抗体の磨耗
を有効に回避しながら、途中で詰まることなく確実に担
体取り出し位置にころがり出る。また、カセットとして
構成し使用してもよく、この場合には、容器内に予め所
定の個数の球状担体を収納して、使用した球状担体を検
出することにより、担体収納容器を交換するだけで球状
担体を補充でき、分析装置の使用操作も容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による担体収納容器を装着した免疫学的
分析装置の一例の構成を示す平面図、 第２図は分析装置の担体ユニット部の構成を示す一部を
断面で示す側面図、 第３図は位置決めディスクの構成を示す平面図、 第４図はトレイ部の一例の構成を示す一部を断面で示す
側面図、 第５図は本発明による担体収納容器の一例の構成を示す
断面図、 第６図は担体及び緩衝液を供給する場合の状態を示す
図、 第７図はカセットとして利用した場合の状態を示す図、 第８図は本発明による担体収納容器の変形例の構成を示
す断面図、 第９図は、酵素免疫分析法の過程を示す線図である。 80……外匣、81……担体保持柱 82……蓋、83……担体取り出し口 84……容器底部、85,92,93……Ｏリング 86……担体止め、87……衝立 90……漏斗、94,95……キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭57−24544（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−117965（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に抗原または抗体を固相化した多数の
   球状担体を収容するとともに随時取り出すことで免疫学
   的分析を行うための担体収納容器であって、 円筒状の外匣と、 この外匣の内部に配置され、螺旋状の担体通路を外周面
   に設けることによって外匣の内壁と担体通路との間で前
   記球状担体が一列に連なって螺旋状にころがり降りるよ
   うな空間を形成する担体保持部と、 前記螺旋状の担体通路の下端であって、前記球状担体が
   取り出される毎に順次の球状担体が１個ずつころがり出
   るような所定の取り出し位置に配置された取り出し部と
   を具備したことを特徴とする免疫学的分析に用いられる
   担体収納容器。