JP2731423B2 - ロータリー・キューベット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は臨床検査等において、液状検体分析に使用す
るロータリー・キューベットに関する。 （従来の技術及び問題点） 予め試薬を収容した円盤に、液状検体を容れ、試薬と
検体とを反応させて分析を行うための自動装置及びロー
タリー・キューベットが知られている。 このロータリー・キューベットの一例が、特開昭63−
75641号公報に記載されている。 上記ロータリー・キューベットは第６図、第７図に示
す如く、円盤（１）の回転中心側に検体（８）を収容す
る検体注入室（２）を形成し、外周部に試薬（９）を収
容した反応室（３）を形成しており、検体注入室（２）
と反応室（３）とは細い通路（５）で連通している。 希釈された検体（８）が検体注入室（２）に収容され
るが、試薬（９）と検体（８）の反応は多くの場合、時
間を管理して行なっているため、希望するときまで検体
（８）と試薬は隔離し、両者の接触を妨げている。 円盤（１）を回転させると、検体（８）は遠心力によ
って通路（５）を通り反応室（３）に流入して試薬
（９）に到達し反応する。 公知の測光装置（７）により、反応室（３）の天井面
と底面に形成した光学窓（35）（36）を透して光を当
て、試薬と反応後の検体の光学特性の変化、例えば光吸
収度、透明度、色度、反射屈折率透の変化を測定する。 上記ロータリー・キューベットでは、検体（８）中の
目的物質を測定する際、必然的に検体中の共存物質の影
響を受けるため、正確な測定を行なうことは困難であっ
た。 例えば、検体（８）に赤褐色のビリルビンが存在して
いると、試薬による呈色反応はビリルビンの赤褐色の影
響を受けてプラス側にずれ、又、検体（８）にアスコル
ビン酸が存在していると、試薬による呈色反応は、アス
コルビン酸による反応阻害を受けてマイナス側にずれ、
測定に精度が出ない。 精度の良い測定を行なうには、測定に先立ってビリル
ビンやアスコルビン酸を除去することであるが、上記ロ
ータリー・キューベットでは不可能である。 第８図は、従来知られている他の公知例であって、円
盤（１）の半径方向に中心から外方へ向かって検体注入
室（２）、試薬収容室（30）、反応室（３）を配置し、
該反応室の下方に上澄液収容室（40）を配し、各部屋が
通路（16）（17）（18）によって繋がってた構成である
（特公昭49−20116号）。 上記第８図のロータリー・キューベットは、検体
（８）と試薬（９）との反応時に測定の支障となる沈澱
物が生成される場合、その沈澱物を除去することを目的
とするものである。 即ち、検体注入室（２）に収容した検体（８）と試薬
収容室（30）に収容した試薬（９）とを、円盤（１）の
回転によって反応室（３）に導いて反応させ、反応によ
って生じる沈澱物を反応室の凹み部（39）に溜める。円
盤（１）の回転を停止させて、反応室の検体（８）の上
澄液のみを重力により上澄液収容室（40）へ流下させ、
再び円盤（１）を回転さて上澄液収容室（40）から通路
（19）を経て、円盤（１）の外側に配備した測光室（4
3）に導くのである。 上記のロータリー・キューベットにおいて、試薬収容
室（30）にビリルビンやアスコルビン酸を除去する第１
試薬（９）、上澄液収容室（40）に実際の検査に必要な
反応を行なわしる第２試薬（図示せず）を収容してお
き、反応室（３）にて、検体（８）と第１試薬（９）を
反応せしめてビリルビンやアスコルビン酸を除去し、上
澄液収容室にて検体（８）と第２試薬（91）を反応させ
て、これを測定することが可能である。 しかし、上記ロータリー・キューベットは、円盤
（１）の上部と下部の部屋を形成しなければならず、製
造上、円盤（１）を上澄液収容室（40）を含む下部体
（11）と、検体注入室（２）、試薬収容室（30）及び反
応室（３）を含む上部体（12）及び上部体の各部屋の天
井となる蓋板（14）が必要となり、構造が複雑となる。 又、上澄液収容室（40）内の検体（８）を測光するた
めに、円盤（１）の外側に、上面と下面に光学窓を有す
る測光室（43）を連接し、蓋測光室に溜まった検体
（８）を公知の測光装置によって測定しなければなら
ず、装置全体が複雑となり、大型化する問題がある。 本発明は、検体中の共存物質の影響を受けることな
く、目的物質を正確に測定でき、又、検体を２段階反応
せしめて行なう検査も簡単にでき、且つ自動分析装置の
小形化に寄与できるロータリー・キューベットを明らか
にするものである。 （課題を解決する為の手段） 本発明は、液状検体分析用遠心装置に用いるロータリ
ー・キューベットにおいて、回転中心側に検体（８）を
収容する検体注入室（２）、該検体注入室（２）の半径
方向外側に第１反応室（３）、該第１反応室（３）の半
径方向外側に第２反応室（４）が形成され、検体注入室
（２）の上部に第１反応室（３）に連通する第１通路
（５）が開設され、第１反応室（３）には円盤の外周側
の後壁（32）に第１通路に対向して凹部（33）及び該凹
部（33）の下方に第２反応室（４）に連通する第２通路
（６）が開設され、更に凹部（33）と第２通路（６）と
の間において第１反応室の後壁（32）から堰（34）を突
設したものである。 （作 用） 例えば予め、第１反応室（３）に第１試薬（９）、第
２反応室（４）に第２試薬（91）を収容しておき、静止
状態の円盤（１）の検体注入室（２）に検体（８）を注
入する（第２図）。 円盤（１）を回転させると、検体（８）に遠心力が作
用し、検体（８）は第１通路（５）を通って第１反応室
（３）に流入し、該通路に対向して形成された凹部（3
3）に溜まり、下方に流れ落ちることはない（第３
図）。 円盤（１）の回転を止めると検体（８）は重力によっ
て堰（34）を越えて第１反応室（３）の底に流れ落ち、
第１試薬（９）に接する（第４図）。 検体と第１試薬を所定の時間だけ反応（以下、インキ
ューベーション）させた後、再び円盤（１）を回転させ
る。 インキューベーションによって第１試薬（９）と反応
を了えた検体（８）は遠心力の作用により第２通路
（６）から第２反応室（４）に流入し、該反応室内に収
容された第２試薬（91）に接する（第５図）。この時、
第２通路（６）と凹部（33）との間には堰（34）が突設
されており、該堰（34）に阻まれて検体（８）が凹部
（33）に逆流することはない。円盤（１）の回転を止め
て、第２反応室（４）内で所定時間だけ２回目のインキ
ューベーションを行なう。 次に、公知の検査例えば光学特性を調べる場合は測光
装置（７）によって、第２反応室（４）の天井面と底面
とに形成さた光学窓（41）（42）を通して検体に光を当
て、検体の光学特性の変化、例えば光吸収度、不光学
度、色度、反射屈折率等の変化を測定する。 上記の如く、第１反応室（３）の後壁には遠心力を受
けて検体を一時的に保持する凹部（33）を有しており、
２回繰り返される遠心操作の内、第１回目の遠心操作中
は、遠心力によって検体（８）は凹部（33）に保持さ
れ、下方に流れ落ちたり、第１反応室（３）を素通りし
て、第２通路（６）から第２反応室（４）に流出するこ
とはない。 従って、検体注入室（２）に注入した検体（８）を遠
心力作用で一旦第１反応室（３）の凹部（33）に溜めお
き、次に回転を停止することにより、これを一挙に第１
反応室（３）の底部に流し落として、第１試薬と反応さ
せることができるため、インキューベーションの時間管
理を極めて正確に行なうことができる。 凹部（33）と第２通路（６）との間には堰（34）が突
設されているため、２回目の遠心操作の際、第１反応室
（３）の底に溜まった検体（８）が凹部（33）に逆流す
ることは防止される。２回目の遠心操作で検体は第２通
路（６）から第２反応室（４）に流出して、第２反応室
（４）での２回目の反応が確実に行なわれる。 又、本発明のロータリー・キューベットの円盤（１）
上の半径方向に直列に形成された検体注入室（２）、第
１反応室（３）及び第２反応室（４）の円盤の周方向の
配列は、測定検体数又は測定項目に応じて適宜選択でき
る。 （実施例） 第１、第２図は、本発明に係る小形のプラスチック製
の使い捨てロータリー・キューベットを示している。こ
こで用いられるプラスチック材料は、ポリスチレン等の
比較的硬い材料で、また検体の分析に用いる試薬と反応
しない材料ならば、その材質は問わない。 後記する光学窓（35）（36）、（41）（42）について
は上記条件の他に光学的に優れることを条件として加え
れば、ポリスチレン等その材質は問わない。好ましくは
このプラスチック材料は熱溶着、接着剤、超音波接合の
利く材質が望ましい。 又、ロータリー・キューベットは通常は、多くのプラ
スチック製品のキューベットの場合と同様に親水性の材
料で形成される。そうでない場合は、公知の方法でこれ
を処理し、検体と接する表面を親水性とする。また、後
記する第１、第２通路（５）（６）は疎水性を有してい
ることが望ましい。 実施例ではロータリー・キューベットを構成する円盤
（１）は２又は、それ以上の透明プラスチック部品によ
って形成されている。 下部材（11）の中央部に回転駆動軸（図示せず）に嵌
合する係合部（13）が形成され、下部材の上面に係合部
（13）を中心に夫々同じ個数の検体注入室（２）、第１
反応室（３）、第２反応室（４）が円陣に且つ、半径線
上に並んで開設されている。 上部材（12）は各部屋の天井壁となる蓋であり、通
常、第１試薬（９）を第１反応室（３）に、第２試薬
（91）を第２反応室（４）にそれぞれ予め収容した後、
下部材に接合されている。 以下の説明で各部屋の前壁（21）（31）とは円盤
（１）の回転中心側の壁であり、後壁（22）（32）とは
円盤（１）の外周側の壁である。 各検体注入室（２）の後壁（22）は上部が外側に緩や
かに傾斜しており、該後壁（22）の上端に第１反応室
（３）に連通する細い第１通路（５）が形成されてい
る。検体注入室（２）の天井壁には検体注入口（23）が
開設されている。 各第１反応室（３）の後壁（32）の上部には前記第１
通路（５）に対向して凹部（33）が形成され、該凹部
（33）の下方に第２反応室（４）に連通する細い第２通
路（６）を開設している。 第１、第２通路（５）（６）の内径は、物理的外力を
加えなげれば検体が通過せず、円盤の回転による遠心力
によって検体が通過できる大きさとする。 前記凹部（33）は、対応する検体注入室（２）に注入
された検体の全量を受容するのに充分な容量を有してい
る。 第１反応室（３）の後壁（32）の下部は底側から徐々
に外側に傾斜して第２通路（６）に向かっており、第２
通路（６）の上方に於て、前壁側に向けて堰（34）が形
成されている。 各第１反応室（３）は検体注入室（２）に比較して充
分な容量を有しており、遠心操作中に空気による検体移
動の妨害は生じない。 第１反応室（３）の天井壁、及び底壁は平らで平行な
測光用の光学窓（35）（36）となっている。 各第２反応室（４）の天井壁、及び底壁も平らで平行
な測光用の光学窓（41）（42）となっている。 各第１反応室（３）と各第２反応室（４）の形状はそ
の底面積が両者同一であれば円筒形でも方形でも、 又、他の形状でも可い。この理由は夫々の光学的測定
データに互換性を持たせるためである。 第１反応室（３）及び第２反応室（４）には、検査項
目に対応して各種の試薬が収容されるが、第１反応室
（３）に収容される第１試薬（９）は乾燥試薬、好まし
くは凍結乾燥粉末もしくは錠剤状に製剤化された試薬で
なければならない。 第２反応室（４）に収容される第２試薬（91）は液状
であっても可い。 然して、分析すべき検体、例えば、血漿、血清もしく
は尿のごとき体液成分を、ピペットまたは適当な用具に
よって検体注入口（23）から検体注入室（２）に注入す
る。この場合検体（８）は原濃度もしくは希釈液によっ
て希釈されたものどちらかを用いる。注入される液量は
分析に使用される試薬の種類により左右されることがあ
り、検体注入室（２）の容量よりも少なく、第１反応室
（３）の底に溜まったとき、液面が第２通路（６）の高
さに達しなければよい。 １回目の遠心操作中に、検体（８）は第１通路（５）
を通過し、第１反応室（３）中の凹部（33）に留どま
る。 １回目の遠心操作を終了した時点で検体（８）は凹部
（33）より第１反応室（３）の底部に一挙に落下し、第
１反応室（３）の底に保持されている第１試薬（９）を
溶解し、第１のインキューベーションが行なわれる。こ
こでの反応は、反応試薬を２種類に分ける反応であれ
ば、その原理を問わないが、検体中に存在している測定
目的物質以外の物質が測定値へ悪影響を及ぼすことを回
避するため、これ等阻害物質を除去する反応が適してい
る。 第１反応室（３）は、ここでの反応液の液面高さが第
２通路（６）の高さまで達しないように設計されている
ため、円盤（１）が停止している状態では、第１反応室
（３）内の検体（８）が第２反応室（４）に流出するこ
とはない。 検体（８）が第１反応室（３）の底部に落下した時点
で、ロータリー・キューベットに対して若干の振動を与
え、検体（８）と第１試薬（９）との反応を促進させ
る。第１反応室（３）に検体（８）が存在する間は任意
の温度に昇温もしくは降温されて恒温に保持される。 第１反応室（３）の天井壁及び底壁に光学窓（35）
（36）が設けられているため、必要に応じて、第１反応
室（３）内の検体を光学測定することができる。 第１反応室（３）において、所定の時間存在した検体
と試薬の混合液は、再び遠心操作によって第２通路
（６）を通過して第２反応室（４）に到達する。検体
（８）は第２反応室（４）に保持された第２試薬（91）
に接して２回目の反応が行なわれる。 また２回目の遠心操作終了後、ロータリー・キューベ
ットに対して２回目のインキュベーションを行ないロー
タリー・キューベットに対して若干の振動を与えて反応
を促進させる。第１反応室（３）の場合と同様に検体
（８）は第２反応室（４）に存在している間、任意の温
度に昇温もしくは降温され恒温に保持される。 第２反応室（４）内での光学的変化の測定は任意のタ
イミングで行なわれ、任意回数測定された時に測定の全
工程が終了し、該ロータリー・キューベットは廃棄され
る。 又、検体の分析に際し、各検体注入室（２）には原濃
度または希釈された異なった検体または同じ検体を収納
して検体の分析を行なうことができる。 次に、具体例を示す。

【具体例 １】 共存物質の影響を除く方法 測定項目 コレステロール 検体 血清を希釈駅で希釈したもの 第１試薬 ・ビリルビン酸化酵素 ・コレステロールエステラーゼ ・４−アミノアンチピリン 第２試薬 ・コレステロール酸化酵素 ・Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−スルホプ
ロピル）−3,5−ジメトキシアニリンナトリウム 第１反応 検体を第１試薬に加えて、４分間インキュベーション
する。 検体中に含まれるビリルビンは、第１試薬との反応に
よって消去される。 第２反応 第１反応後の検体を第２試薬に加えて、５分間インキ
ュベーションする。 検体は青色発色反応を示す。 効果 第１反応によってビリルビンは消去されているため、
第２反応による黄色発色反応の測定値にビリルビンの影
響はない。

【具体例 ２】 共存物質の影響を除く方法 測定項目 コレステロール 検体 血清を希釈液で希釈したもの 第１試薬 ・アスコルビン酸酸化酵素 ・コレステロールエステラーゼ ・４−アミノアンチピリン 第２試薬 ・コレステロール酸化酵素 ・Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−スルホプ
ロピル）−3,5−ジメトキシアニリンナトリウム 第１反応 検体を第１試薬に加えて、３分間インキュベーション
する。 検体中に含まれるアスコルビン酸は、第１試薬との反
応によって消去される。 第２反応 第１反応後、第２試薬に第１反応液を加えて、4.5分
間インキュベーションする。 検体は青色発色反応を示す。 効果 第１反応によってアスコルビン酸は消去されているた
め、第２反応の呈色反応測定値にはアスコルビン酸の影
響はない。

【具体例 ３】 共存物質を除く方法 測定項目 トリグリセライド 検体 血清を希釈液で希釈したもの 第１試薬 ・グロセロールキナーゼ ・Ｌ−グリセロール−３−ホスフェイトオキシダーゼ ・アデノシン５′−三リン酸二ナトリウム三水和物 ・Ｎ−エチル−Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−スルホプ
ロピル）−ｍ−アンシジンナトリウム 第２試薬 ・リパーゼ ・４−アミノアンチピリン 第１反応 検体を第１試薬に加えて、３分間インキューベション
する。 血清中に存在する遊離のグリセロールは、リパーゼと
４−アミノアンチピリンを含まない第１試薬と反応して
消去される。 第２反応 第１反応後の検体を第２試薬に加え、４〜５分間イン
キュベーションして発色させる。 効果 第１反応によってグリセロールは消去されているの
で、吸光度の測定には影響しない。

【具体例 ４】 ２回反応によって検査する方法 測定項目 遊離脂肪酸 検体 血清を希釈液で希釈したもの 第１試薬 ・アシル−CoAシンセターゼ ・コエンザイムＡ三リチウム ・アデノシン５′−三リン酸二ナトリウム三水和物 ・４−アミノアンチピリン 第２試薬 ・アシル−CoAオキシターゼ ・Ｎ−エチル−Ｎ−（２−スルホプロピル）−ｍ−ト
ルイジンナトリウム ・Ｎ−エチルマレイミド 第１反応 検体を第１試薬に加えて、５分間インキュベーション
する。 第２反応 第１反応後の検体を第２試薬に加え５分間インキュベ
ーションして発色させる。 効果 第１反応後に残存するCoAは発色反応を妨害する作用
があるが、Ｎ−エチルマレイミドによって反応妨害は排
除され、吸光度の測定に影響しない。 （発明の効果） 従来より知られるロータリー・キューベットにおける
分析法は、測定試薬を保持する試薬容器を兼ねた反応室
がひとつの測定項目に対して１室だけであったために、
多くの成分を含む体液の分析においては、共存物質の影
響を回避することのできる２液法測定を行うことは困難
であった。 本発明では測定試薬を保持する反応室を２室設けて、
シーケンシャルに検体を移動させることにより、簡単に
ロータリー・キューベットにおける二液法測定が可能に
なった。 また、従来のロータリー・キューベットと同様に１液
法測定を行う場合には、第１、第２反応室（３）（４）
の何れかの試薬を除いておくことにより、従来より知ら
れるロータリー・キューベットと同様の性能とすること
ができる。 更に、本発明のロータリーキューベットは円盤（１）
上に、検体注入室（２）、第１反応室（３）及び第２反
応室（４）が半径方向に直列に並んだ簡単な構成である
から、製造も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例を示すロータリー・キューベット
を一部破断した平面図、第２図は第１図のII−II線に沿
った拡大断面図、第３図は１回目の遠心操作の状態を示
す断面図、第４図は検体が第１反応室の底に溜まってい
る状態の断面図、第５図は２回目の遠心操作終了後、検
体が第２反応室の底に溜まっている状態を示す断面図、
第６図は従来例のロータリー・キューベットの一部を破
断した平面図、第７図は第６図VII−VII線に沿う断面
図、第８図は他の従来例の断面図である。 （１）……円盤、（２）……検体注入室 （３）……第１反応室、（33）……凹部 （４）……第２反応室、（５）……第１通路 （６）……第２通路、（８）……検体 （９）……第１試薬、（91）……第２試薬

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検体分析用遠心装置に用いるロータリー・
   キューベットにおいて、回転中心側に検体（８）を収容
   する検体注入室（２）、該検体注入室（２）の半径方向
   外側に第１反応室（３）、該第１反応室の半径方向外側
   に第２反応室（４）が形成され、検体注入室（２）の上
   部に第１反応室（３）に連通する第１通路（５）が開設
   され、第１反応室（３）には円盤の外周側の後壁（32）
   に第１通路に対向して凹部（33）及び該凹部（33）の下
   方に第２反応室（４）に連通する第２通路（６）が開設
   され、凹部（33）と第２通路（６）との間に堰（34）が
   第１反応室の後壁に突設されているロータリー・キュー
   ベット。
2. 【請求項２】第２反応室（４）の天井面と底面とに光学
   測定用の光学窓（41）（42）が形成されている特許請求
   の範囲第１項に記載のロータリー・キューベット。