JP2942587B2 - 自動イムノアッセイ装置／方法、および同装置用トレー - Google Patents

自動イムノアッセイ装置／方法、および同装置用トレー

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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、免疫検定を行う自動ないしは半自動の免疫
検定法（イムノアッセイ）に関する。特にウエスタンブ
ロットアッセイのようなブロットアッセイ用の自動装置
および自動的方法に関する。
［従来技術］ 在来の自動的および半自動的検定法は、エンザイム
リンクト イムノソルベント アッセイ［enzyme−link
ed immunosorbent assay］（略してELISA）に主として
基づいている。ELISAは、抗原および抗体を有するタン
パク質を検出するのに使用される。ELISAによってポジ
ティブの結果が得られたときは、ウエスタンブロットア
ッセイがより精確な分析あるいはその分析結果を確認す
るためによく用いられる。このウエスタンブロットアッ
セイは敏感な分析を示すが、現在のところ自動化されて
はいない。このため、類似のアッセイのためにウエスタ
ンブロットアッセイを行うには多くの手作業が要求さ
れ、したがってコスト高となり、また人為的過誤の危険
もある。かかるアッセイのオペレータは、分析される病
原菌に接触する危険にもさらされている。
ガロー等に付与された米国特許第4,520,113号は、HTL
V−IIIウイルスからの抗原を用いてAIDSに特有の抗体を
検出する方法を開示している。このウイルスに関係する
抗原はAIDS患者からの抗体によって具体的に認められ
る。抗原の検出は、ウエスタンブロット技術、最適には
ELISA、に基づく細片の放射線免疫定量法（ストリップ
ラジオイムノアッセイ）または間接蛍光免疫定量法
（インディレクト イムノフルオレッセンス アッセ
イ）によって行われている。しかしこれら方法は自動化
されていない。
ガロー等によるPCT出願第8,504,903号は、HIV抗体検
出のため、ウエスタンブロットおよびコンピティション
イムノアッセイを使用することを開示している。タン
パク質バンドは、ドデシル硫酸ナトリウムの存在下にお
けるポリアクリルアミド ゲル上のHIVの電気泳動によ
って形成される。これらのバンドは、ニトロセルロース
シートに移され、細片に分割される。これらの細片はコ
ンピティション イムノアッセイにおいて抗原試薬とし
て使用される。この試験はAIDSをふるい落とすのに使用
され得るが、自動化されていないし、安全性も便宜性も
ない。
ゴードンの米国特許第4,452,901号はゲルからニトロ
セルロースへのタンパク質の電気泳動による移動につい
て記述している。固定化タンパク質は抗原または抗体の
免疫検出に使用することができる。
ファーバー等に付与された米国特許第4,720,463号
は、自動化された微生物学的実験装置を開示している。
インキュベーションチャンバーは多数の微生物試験トレ
ーを有し、トレーキャリアはトレーを検査所へ移動させ
る。そしてトレー上の形象は試験結果を判定するために
処理される。しかしこの装置および方法では試料を揺動
することはできないし、試薬や洗溶液を自動的連続的に
添加したり除去したりすることもできない。
ササキ等に付与された米国特許第3,535,208号は、試
料を揺動する装置を開示している。この発明において揺
動動作を与えた主目的は、熱移動を与えるためである。
即ち一連の試料中の各試料は、加熱室または冷却室に接
する壁面もしくは容器表面につき異なる比率を与えられ
ており、したがって各試料は揺動されている間に異なる
温度に達する。しかしこの装置では、一回の実験中の一
個の装置で判定されるべき反応の温度依存を許してしま
う。またこの装置では試薬や洗浄液の連続的な添加や除
去をすることができない。
このように斯業界ではウエスタンブロットアッセイそ
の他の経済的で安全、精確、簡便なアッセイを行うため
の完全に自動的な手段を有していない。
［発明の概略］ 本発明の目的の１は、試薬や洗浄液の連続的な添加お
よび除去、ならびに所望の反応を産生するための反応混
合物の攪拌を自動化することによって、従来技術の欠点
を克服することである。
本発明の装置は、反応容器としてのトレーと、少なく
とも１液を該トレーに導く分与手段と、反応成分の均一
な混合を確保するためのトレー揺動手段と、トレーから
適確に液を除去するための排出手段と、これら分与手
段、揺動手段および排出手段をコントロールする制御手
段とを有する。この制御手段は、所定のスケジュールに
従い十分に反復可能な方法で、液をトレーへ分与し、該
トレーを揺動し、さらに該トレーから排出することをコ
ーディネイトするように設計、プログラムされている。
本発明の具体的な態様として、（ａ）細片区に少なく
とも一つの反応物細片部材を保持するトレーと、（ｂ）
該細片部材上に少なくとも１液を分与する手段と、
（ｃ）該トレーを揺動させ、さらに該細片部材から該液
を排出させるためにトレーを傾ける揺動排出手段と、
（ｄ）i.該揺動排出手段と、ii.該分与手段を、所定の
スケジュールに従って作動する制御手段と、を有する自
動アッセイ装置があげられる。
好適な具体例においては、反応成分の１は作業の当初
からトレー中に置かれる不溶性の反応手段（細片部材）
である。トレーは好ましくは、こうした細片部材を複
数、別々のチャンネルに保持するのがよい。
このトレーは、揺動中において液を保持し、排出段階
では液が流れ出られるようにするものである。また、ト
レーは排出段階でこの細片部材を所定位置に保持するた
めの構造も有しているのがよい。
本方法は手作業量を節減するので、分析研究上の効率
を高めることにもなる。さらに試薬や洗浄液の手による
添加作業を解消するので、人間的過誤の危険が減少され
る。技術者は試料との直接の接触をより少なくされるの
で、安全性も高められる。
［実施例］ 本発明は、アッセイ（特にブロットイムノアッセイ）
を安全、精確、簡便に行うために使用できる自動装置に
関する。この自動装置は、試料トレーに試薬および洗浄
液を分与する手段を有する試料トレーと、該試料トレー
を揺動しそこから排出させる手段と、装置のこれら分与
機能、揺動機能および排出機能の作動時間および順序を
コントロールする制御手段とを有する。
本装置は、例えば血清中のAIDSウイルス特異抗体のア
ッセイにおいて用いることができる。そのようなアッセ
イにおいては細片部材はAIDSウイルスの抗原を着けてい
る。患者の血清はこの細片部材でインキュベートされ
る。本発明装置は、一連の試薬および洗浄液をトレー中
に置いた細片部材上に施す。本装置は、施された液が反
応片（細片部材）上を均等に分散するようにトレーを揺
動する。この実施例において細片部材を置いたトレー
は、密閉区室内でインキュベートされる。トレーは、液
がトレーから排出できるように傾けられ、その傾斜位置
で保持することができる。所望の実施例において本装置
は、揺動や排出の種々のサイクルを、各サイクルが開始
すべき所定時間内に遂行するようプログラムすることが
できる。制御の論理は、ほかにアッセイやほかの作業を
も受け入れることができるように改変可能である。
ポンプに呼び水を送ったり試料を導入したりするよう
な作業開始の段階に引き続いて本装置は、分与、攪拌、
排出ならびに洗浄といった一連の作業を自動的に行う。
試験が終ったことをオペレータに知らせるアラームを付
けてもよい。このように、オペレータは付きっきりでい
なくて済む。
第１図は、本装置の主たる構成要素の配置に関する好
ましい実施例を示す。試料トレー８は、インキュベーシ
ョンチャンバー60内の試料トレー支持具４に固定され
る。試料トレー８はステップモータ19によって回転軸30
周りに揺動され排出される。エリア90内に保持された溶
液は、ディスペンサ37をスライド機構によって軌道13上
に動かすステップモータ16により制御されるポンプ９、
10、11および12によってディスペンサ37を介して送り出
される。プログラム論理コントローラ18、ならびにその
他の回路やモータ駆動カード71は、装置の様々な機能を
制御する。
次の大略の形状的仕様は、本発明の装置および方法の
好ましい実施例で使用されるものである。即ち、長さ60
〜100cm、好ましくは70cm、幅40〜80cm、好ましくは52.
5cm、高さ45〜90cm、好ましくは59cm、重量10〜25kg、
好ましくは14kg。これらの寸法は、イムノアッセイを行
う殆どの研究室で容易に使用されるもので商業的に好ま
しいものである。
次の作業仕様は本発明の装置および方法の好ましい実
施例において用いられる。装置の使用電圧は110Vまたは
220V。作業温度域は室温〜約200℃の範囲である。初期
設定温度を37℃とし、45℃を過熱温度としてセットする
ことが好ましい。
試料トレー８は、少なくとも１個あって、通常は同一
形状に複数区分けされた長方形の区室を有する。各細片
区は、「細片部材」即ち支持体上に固定化された反応物
である物を有する。イムノアッセイではこの反応物は通
常、抗原あるいは抗体である。ほかのアッセイでは不溶
性の反応物は、例えばクロモゲンである。固定化された
反応物は試料の成分であるか、試料または別の試薬に反
応する試薬（例えば第１抗体に結合する第２抗体）であ
り得る。支持体は、例えばポリエチレン、ニトロセルロ
ース、ナイロン、ガラス等のような反応成分を固定化す
るのに好適な材料から組み立てられる。支持体はトレー
の細片区に収容され得るような所望の寸法、形状のもの
ならば何でもよいが、細片が好ましい。
反応成分が、何らかの既存技術によって支持体上に復
帰可能または復帰不能に固定化される。それは共有また
は非共有的に、また直接または非直接的に、結合され
る。
「ウエスタンブロット」技術では、タンパク質はゲル
からニトロセルロースのような固体状の支持体に移行す
る。タンパク質は、非共有（例えば疎水）相互作用の結
果、ニトロセルロースに結合する。このタンパク質を有
するニトロセルロースは細片に切り取られて本発明の細
片部材として使用される。ウエスタンブロットアッセイ
においては、「ウエスタンブロット」技術によって支持
体に移行された支持体を有するタンパク質は、かかるタ
ンパク質に対する抗体のイムノアッセイにおいて固体相
試薬として使用される。
細片部材はその後、試料、試薬あるいは洗浄液のよう
なほかの反応成分にさらされる。一連のアッセイの後
に、アッセイの結果が判定される。
本発明の試料は、血清、尿、乳などの生物学的液であ
るか、アッセイ用に溶解された組織である。試薬は、抗
体（またはその他の結合タンパク質）、抗原（またはそ
の他の標的分子）、酵素、酵素基質、クロモゲン等であ
る。
好ましくは細片区は、およそ長さ10cm、幅１〜2cm
で、少しその細片よりも大きいのがよい。試料トレー８
中に好ましくは、試料用に25個、および正の調節と負の
調節用に各々１個の、合計27個の区室があるのがよい。
好ましくは第１区66と第２区63との間には、区室壁に
くびれ64があるのがよい。このくびれ64は、細片を試料
トレー８中の所定位置に保持し液が第２区63内に入るよ
うにする。その他の手段が細片を所定位置に保持するた
めに使用されてもよい。
第２区63は、揺動工程中では液を保持し排出工程中で
は液を第３区62へと通過させる「ダム区」である。この
第３区62、即ち「排出区」は、開放端を有し、液が廃液
受容部へ流れることができるようになっている。この開
放端は、排出促進のため刻目61を付けられていてもよ
い。
試料トレー８は、第３区が回転軸から最遠になるよう
に回転軸30周りに回転する。この試料トレー８は試薬、
試料または洗浄液が細片部材上を均一に拡散して既にト
レー中にある何らかの溶解性反応成分と均等に混合する
ことができるように丁寧に揺動される（例えば最高傾斜
角度約12度程度に）。この試料トレー８は液を細片部材
から排出するために深く（例えば傾斜角度50度に）傾け
られる。
第２図は、作業時において上方に傾けられる床を有す
るダム区を示している。この区は揺動工程中に液が排出
区に入ってしまうことを阻止するが、排出工程中には第
３区に液が流入するようにするものである。したがって
揺動中にあって液を保持するため、区室床の傾斜角度
は、揺動中の試料トレー８の最大傾斜角度より大きくさ
れる。好ましくは床の傾斜角度は約15度で揺動中の回転
最大角度は12度がよい。
排出区は好ましくは、揺動工程中の最大回転角度より
大きい角度で下方に傾斜する床を有する。この区は液を
受けて排出する所である。好ましくはこの床の傾斜角度
は約15度で、揺動中の最大回転角度は12度である。廃液
の逆戻りを防止するため揺動中の傾斜角度は試料トレー
８の最大回転角度よりも大きくされる。
好ましくは第２区は、第１区より半分以下に短く、か
つ20〜50％幅広にされている。この比率は、区室を不必
要に長くすることなしに試料の量を収容することができ
る比率である。第３区も好ましくは第１区より半分以下
に短くされるのがよい。
区室は１個の中央細片区、２個の隣接ダム区、および
２個の周辺排出区、あるいは、回転軸がどこにあるかに
よって各タイプの区の単なる１個を有している。
試料トレー８は、トレーを保持する手段と、トレーを
揺動し排出する手段とを有する試料トレー支持具４中に
保持される。試料トレー８の１実施例は試料トレー支持
具４の突出部を受ける刻目を有している。逆に試料トレ
ー８が突出部を有していてもよい。この突出部は、試料
トレー８が所定位置へと水平にスライドできるように試
料トレー８の両端に設けることができる。試料トレー８
はまた、試料トレー８が試料トレー支持具４内に低くさ
れて突出部により所定位置に保持され得るように、その
底部に突出部を有していてもよい。
試料トレー支持具４は、回転軸30周りに回転できるよ
うにされていなければならず、それによって試料トレー
８の揺動と排出とが可能にされている。回転軸30が試料
トレー８とその支持具４との大部分の中心近傍位置にあ
るときは、回転に必要な駆動力は最小にされ、揺動およ
び排出に必要なスペースも最小にされる。
揺動および排出の手段は、車軸または蝶番のような回
転結合でよい。回転軸が試料トレー８およびその支持具
４より下側にあれば、試料トレー８とその支持具４は弧
を描く。回転軸が試料トレー支持具４を貫通して試料ト
レー８の一端上を通るものであるなら、試料トレー８の
一端は大略固定された状態で他端が上下に動くことにな
る。試料トレー支持具４は揺動および排出を駆動する手
段を作動させることができるものでなければならない。
試料トレー支持具４をステップモータに連結するのはい
かなる標準的な連結手段でもよい。
本発明の揺動排出機構の動力源としては好ましくは一
個のステップモータがよい。ステップモータ19は、試料
トレー８を回転軸30周りに右回り左回りの両方に回転さ
せる。この回転の軸は試料トレー８の下側に取り付けら
れたステップモータ19のシャフト周りにしてもよい。好
ましくは回転軸30は試料トレー８およびその支持具４の
大部分の中心部近傍にあるのがよい。ステップモータ19
のシャフトは交互に右回りおよび左回りし、こうして試
料トレー８を揺動し試料トレー８中の液を反応細片上に
往復洗動させる。ステップモータ19のシャフトを試料ト
レー８回転の最大角度にまで回転させることによって、
液は試料トレー８から排出される。この試料トレー８の
最大回転角度は、揺動工程中に試料トレー８が達する回
転角度より十分に大きいものである。試料トレー８が保
持される排出の際の位置は、好ましくは試料トレー８か
ら排出するに十分な時間、即ち数秒間、保持されるのが
よい。モータ駆動カード73は揺動と排出との関係を決定
する。この関係は経過時間ベースまたは仕事サイクル数
ベースのいずれによって制御されてもよい。
第３図は、回転軸30上に伸び、試料トレー支持具４に
連結されるところの駆動機構のシャフト50を図示する。
シャフト50は水平にされ、その回転角度は試料トレー８
の傾斜角度と同一である。該シャフト50はハウジング48
内に回転自在に取り付けられている。該ハウジング48内
にはホーム指向センサ77、第１コンタクトセンサ78、お
よび第２コンタクトセンサ79がある。好ましくはこれら
センサは電磁性のものがよい。
第４図は垂直に伸びるシャフト44に取り付けられたド
アセンサ80を図示する。このドアセンサ80は、回転角度
を極めて精確に感知するためシャフト44から最も遠くに
離れた箇所に取り付けられるのが好ましい。シャフト44
が回転すると、このドアセンサ80によって弧が描かれ
る。このドアセンサ80は、ホーム指向センサ77、第１コ
ンタクトセンサ78、第２コンタクトセンサ79によって、
一定の回転角度に対応する所定の箇所において探知され
る。
第５図は揺動サイクルの論理を示す。まづ第１コンタ
クトセンサ78がポジションII（第４図）で作動するまで
モータを右回りに回転させる。この点におけるシャフト
の回転角度と試料トレー８の傾斜角度とは、好ましくは
ホームポジション、即ちポジションＩ（第４図）から12
度である。次に第２コンタクトセンサ79がポジションII
Iにおいて作動するまで、モータを左回りに回転させ
る。この位置から制御回路次第で、３つの作業のうちの
１がプログラムされ得、生じさせられ得る。試料トレー
８の動きのシーケンスは繰り返され得るし、ホーム指向
シーケンスに向けることもできるし、あるいは排出サイ
クルに向けることもできる。
第５図に示す試料トレー８の右回りまたは左回りの回
転で始動するホーム指向シーケンスは、第１コンタクト
センサ78または第２コンタクトセンサ79のいずれかが作
動させられるときに、試料トレー８のポジションＩへの
12度回転が起動され、作動するものである。
第６図はホーム指向シーケンスで始まる排出サイクル
を示す。ステップモータが好ましくは50度左回りに回転
し、そのポジションで好ましくは５秒間保持される。次
に、同ステップモータは右回りに回転するが、第２コン
タクトセンサ79が作動してさらに12度右回りに回転しポ
ジションＩ（第４図）へ来るまで回転する。これがホー
ム指向センサ77を作動する。
第７図は好ましい制御要素およびそれら要素の関連を
説明するブロックダイヤグラムである。プログラム論理
コントローラ18は多数のインプットを受けることがで
き、また多数のアウトプットをする。このプログラム論
理コントローラ18は、直接間接に全機能をモニターし制
御する。電源はプログラム論理コントローラ18を介して
その他の全構成要素に供給される。一定の機能がオペレ
ータによるインプットに依存しているときは、プログラ
ム論理コントローラ18は装置を操作するための論理を供
給する。例えばオペレータは、試料選択回路75を用いて
多数の試料を選択する。この選択は、必要なオペレーシ
ョンを計算するためプログラムを入れ、また、ディスペ
ンサ37ならびにこのディスペンサ37を介して液を供給す
るポンプを駆動するステップモータ16のパラメータを入
れる。
本装置の好ましい実施例では、別々の温度においてイ
ムノアッセイを行う制御手段を有する。これらの制御手
段は、約37℃で行われる「短」アッセイ、あるいは室温
で行なわれる「長」アッセイを装置に行わせるものであ
る。アッセイに伴う揺動工程や排出工程のタイミング
は、選択されるモードによって異なってくる。好ましく
はモータ駆動カード、制御論理回路、プログラム論理コ
ントローラが、本装置の揺動や排出のシーケンス制御の
ために用いられる。これら制御手段はまた本装置の液処
理機能も指示する。
好ましくはプログラム論理コントローラ18とオペレー
タによる選択が５運転モード中の１を指示することであ
る。運転の第１モードは、「スタンバイ」モードであ
る。マシンはこのモードではいかなる運転にも取り掛か
らず「パワリングアップ」しているだけである。運転の
第２モードは「アイドル」モードである。マシンは運転
準備完了であり、全インジケータはオフにされている。
第３モードは「運転中」モードである。マシンはこのモ
ードにおいて短または長のいずれかのアッセイテストを
行う。マシンはアッセイが完成、即ち終了するまでこの
状態を維持する。第４モードは「停止」モードである。
このモードになると進行中のプロセスが一時的に停止さ
れる。そして開始／停止ボタンが押されると運転中モー
ドに復帰する。第５モードは「失敗」モードである。マ
シンがオーバーヒートしたときだけこのモードになる。
電源を切りマシンを冷やすことによってのみこのモード
からマシンを再始動することができる。
制御論理回路74とモータ駆動カード73が第５図、第６
図および第７図の制御論理を提供する。装置を運転する
ためのフレキシビリティ量は、制御論理回路とモータ駆
動カードによって提供される制御量に影響を及ぼす。高
温では「短モード」、あるいは室温では「長モード」と
いうオペレータの選択は、分与のタイミング、サイクル
の数、いろいろな揺動サイクルに使われる時間量、ヒー
タ、ブザーその他のアラーム機能に影響する。
第１表は、本発明の好ましい実施例の短・長アッセイ
の作業条件を示す。運転が長モードのときは、室温で16
〜30時間を要し、好ましくは21時間である、短モードの
ときは約37℃で３〜８時間、好ましくは５時間を要す
る。
第７図に示す装置では、5V,12V,または24Vの電圧で直
流を供給するのが好ましい。オン／オフスイッチ2hは、
電源を作動して自動的に電源を冷すファン70を駆動す
る。
69はブザーである。このブザー69はアッセイが完了し
た時に短く鳴り、密閉構造の培養室60がオーバーヒート
して装置の運転を止めなければならない時に持続的に鳴
るようにされるのが好ましい。尤もその他の方式で鳴る
ようにしたり、その他の条件の時に鳴るようにもプログ
ラムすることができる。
ヒータ58は室温から100℃までの温度にするものであ
る。ウエスタンブロットアッセイは、室温で、または約
45℃以下の温度、好ましくは37℃以下で、行われる。
ポンプ９、10、11、12は、洗浄緩衝剤、抱合体１、抱
合体２、および基質を分与するために用いられるもの
で、これらポンプは、無駄を最小にするため試料トレー
８の、また試薬容器の近くに設置されるのがよい。
試薬および洗浄液は好ましくは、色別されたびんに入
れられ、色別されたチューブで分与される。試料区室に
分与される溶液の量は、好ましくは少なくとも1ml、ま
た約10cm×１〜2cmの細片区を有するトレーには好まし
くは2ml分与される。分与される溶液の総量はアッセイ
される試料の数によって決まる。液容器の容量は洗浄緩
衝剤には500ml、試薬液には150mlがよい。試料トレー一
杯の完全なアッセイに必要な試薬液の概量は、好ましく
は洗浄緩衝剤約500mlと試薬液約60mlである。
各液は、液ごとにチューブ、ポンプおよび可動のディ
スペンサ37中にポートをそれぞれ有している。このディ
スペンサ37は軌道上を移動し、液を各区室の細片区中に
分与できるように位置決めされる。「まつわりつく」滴
による液の交互接触を回避するため、ディスペンサ37の
ポートは好ましくは試料トレーに向けて下方に突出して
いる小チューブ上のディスペンサ37の頭から伸びてい
る。
好ましい実施例では、分与の制御は、交換可能をモー
タ駆動カード71と制御論理回路72によって駆動されるス
テップモータ16によって行われる。制御論理回路72はプ
ログラム論理コントローラ18と相互に作用する。本装置
に好ましいフレキシビリティの程度は制御論理回路72と
モータ駆動カード71によって与えられる制御量に影響を
及ぼす。
ステップモータ16は分与するスライド機構により軌道
13上でディスペンサ37を前進させる。ステップモータ16
はディスペンサ37を該軌道13上の被駆動端部15に連結
し、ディスペンサ37を駆動車および従動車周りに係合さ
れた紐、鎖、その他の同様な柔軟部材で移動させる。
分与される試料の数は、選択手段2i中に、オペレータ
がセットする。そのセットされた試料の数は表示窓2c上
に示され、プログラム論理コントローラ18と関連して動
作する試料選択回路75中に入力される。試料の数は分与
機能に影響するものであるが、揺動や排出機能には無関
係である。試料の大きさは積極的消極的な制御を含むも
ので、アッセイされる１試料を少なくとも含む。
いろいろな大きさの試料を制御論理で受け入れること
ができるいくつかのオプションがある。運転するのに最
も簡単なオプションは、無変更で受け入れるものであ
る。液は、あたかも全区室が試料を有しているかのよう
に分与される。これとは違って、全分与ポジションに来
るように、試料がある分与ポジションだけにポンプが運
転するようにプログラムすることもできる。もう一つの
方法は、特定の分与ポジションだけが用いられるもので
ある。どれか一つの実施例を選択するのは、時間、制御
論理の容易さ、および試薬液の節約といった点の相対的
重要性に拠ることになる。
装置の運転所要時間は、揺動、排出、および分与等が
できる装置の多くの機能を操作するために適用され得る
一変形である。所要時間は時間表示窓2aに表示され、計
時回路76がプログラム論理コントローラ18を介して装置
の種々の機能にインプットを与える。計時回路76が与え
る所要時間はアッセイ開始後の実使用時間に基づくもの
にしてもよく、またはプログラムされた論理および仕事
の計数に従ってアッセイの進行状況に基づく使用時間の
近似値にしてもよい。
好ましくは開始／停止ボタンを押せばアッセイを開始
できるのがよい。タイマーが、「時間と分」フォーマッ
トでテストアッセイの所要時間を記録する。液の分与お
よび排出がプログラムされているタイミング差で自動的
に行われる。各液を分与した後、対応する現況ランプが
点灯する。テストの完了時に「END」ランプが点灯し、
ブザーが鳴る。もう一つのテストが行われる場合には、
マシンをリセットするためENDボタンを押す。すると全
サイクルが繰り返される。
好ましくはプログラム論理コントローラ18は、運転の
一時中断を許すものがよい。テスト運転中に開始／中止
ボタンを押すことによりマシンの運転を止める。テスト
運転中にドアを開けば、これもマシンを停止させる。揺
動トレーが水平位置で停止し、ヒータが加熱を停止す
る。この工程はまた好ましい実施例においては、中断ボ
タンを押すことにより止めることができる。
種々のセンサが本装置に使用され得る。ホーム指向セ
ンサ77、第１コンタクトセンサ78、第２コンタクトセン
サ79が、揺動および排出手段を制御するために用いられ
る。ドアセンサ80はドアが開いている場合に作動し、装
置の運転を中断する。オーバーフローセンサ81は廃液容
器７中の廃液の水位を監視する。
ヒーターセンサ82はインキュベーションチャンバー内
の温度を測定する。この温度が所定温度を超えるとき
は、プログラム論理コントローラ18を介してブザー69を
作動し、アッセイを中断する。本装置の運転は、装置が
冷えるまで止めておかれなければならない。温度制御表
示窓2dが温度を示す。
第８図は、制御および監視機構を示す自動ウエスタン
ブロットアッセイ装置の正面図である。本装置はガラス
窓1a（閉鎖保証付）のあるドア１を前面に有している。
好ましくは試料トレー支持具４は、ドア１が開いている
ときはドア１を通じて外側にスライドできるようにされ
ている。装置の内部はテスト観察のために照明されるよ
うになっている。
通常、オペレータは運転中マシンに付き添っていなく
てもよい。フロントパネル上の制御ボタンは主として、
モード選択あるいは例えばドア１がアッセイ中に誤って
開いてしまってりしたような例外的な場合に使用され
る。マシン使用前にオペレータは、排出通路が通じてい
るか、また廃液容器は所定位置にあるか、を確認する。
スタンドバイボタンを押すとマシンがテスト運転の準備
を始める。
本装置の前面には、時計表示2a、工程状況を示すLED
ランプ2b、試料寸法表示2c、温度制御表示2d、長・短モ
ード選択2e、工程制御パネル2f、特殊機能パネル2g、オ
ン／オフスイッチ2h、選択手段2i、および取外し自在な
廃液容器７を好ましくは有する表示ユニット２がある。
種々の指示ランプやボタンは過誤の危険性を減らすため
色別されている。好ましくは、警告ランプは赤にする。
そして緑および黄は状態または機能を指示するのに好適
な色である。好ましくは指示ランプおよびボタンは、過
誤の危険性をより一層減らすため、機能を群集させる。
タイマーは、アッセイ開始後の経過時間を時分で示す。
好ましくはマシンボタンおよび指示器は、４グループに
まとめられているとよい。
これら制御の４グループとは、（１）状態／制御Ａ、
（２）状態／制御Ｂ、（３）警告指示器、（４）手動優
先、である。以下は好ましい実施例におけるこれら制御
手段の詳細な説明である。
次の６つの制御、即ちランプは、「状態／制御Ａ」と
グループ分けされる。
（１）開始／停止制御はグリーン。このボタンはアッセ
イを開始、停止（一時中止）、再開、するのに用いる。
マシンがアイドル状態にあるときは、状態／制御Ａおよ
び警告指示器のランプは全部消えている。このボタンは
アッセイを開始し、マシンを運転状態に置くものであ
る。アッセイの開始はORPランプによって表示される。
このボタンを押すことにより、マシンは「停止」モード
になる。これはポーズランプで表示される。開始／停止
ボタンが再度押されてアッセイが再開されるときにはOR
Pランプはそのまま点灯している。
（２）ORPランプは緑である。このランプはマシンが運
転状態にあることを表示する。同ランプは開始／停止ボ
タンによって作動し、アッセイが完了するか終了するま
で点灯し続ける。
（３）CON1ランプは黄色である。これは進行状態ランプ
である。これが点灯していることは抱合体１が適用され
ていることを示す。抱合体１との攪拌が完了するとEND
ランプに示されて、このランプは消える。また工程が終
了したときにも消える。
（４）CON2ランプは黄色である。これは進行状態ランプ
である。これが点灯していることは抱合体２が適用され
ていることを示す。抱合体２との攪拌が完了するとEND
ランプに示されて、このランプは消える。また工程が終
了したときにも消える。
（５）基質ランプも黄色である。これは進行状態ランプ
である。これが点灯していることは基質が適用されてい
ることを示す。基質との攪拌が完了するとENDランプに
示されて、このランプは消える。また工程が終了したと
きにも消える。
（６）ENDボタンは赤である。アッセイが完了するとEND
ランプが点灯する。進行状態ランプの全部およびORPラ
ンプが消える。ENDランプは同ボタンを押すまで点灯し
続ける。ENDボタンを押すとマシンをアイドル状態で運
転することができる。そうすればオペレータは開始／停
止ボタンを押してもう一つのテスト運転をすることがで
きる。
次の４つの制御機構すなわちランプは、「状態／制御
Ｂ」と分類される。
（１）モード選択ボタンは黄色である。これは２つのモ
ード、長と短のいずれかを選ぶもので、ボタンを押すと
モードが変わる。失敗モードは短モードである。モード
選択はマシンがアイドル状態にあるときのみ可能であ
る。マシンの運転中にこのボタンを押しても無効であ
る。
（２）長ランプは黄色である。これはマシンが長モード
にあることを示す。長モードは室温でのみ運転するの
で、このモードにあるときはヒーターオンランプは点灯
しない。
（２）短モードランプは黄色である。これはマシンが短
モードにあることを示す。アッセイが行われている間ヒ
ーターオンランプが点灯している。
（４）ヒーターオンランプは黄色である。これはヒータ
ー作動中に点灯している。次の状態のときはヒーターは
作動していない。即ち、１、マシンがアイドル状態にあ
るとき（ORPランプ消灯）、２、マシンが長モードで運
転中のとき（長モードランプ点灯）、３、マシンが停止
状態のとき（ポーズランプ点灯）、４、マシンがオーバ
ーヒートしているとき（オーバーヒートランプ点灯）。
次の４つは警告指示器である。
（１）ポーズランプは赤である。これはマシンが停止状
態にあることを示す。（１）アッセイが行われている間
に開始／停止ボタンが押され、あるいは（２）ドアが誤
って開かれると、マシンは停止状態になる。マシンは開
始／停止ボタンを押すことによってのみ停止状態から継
続することができる。
（２）オーバーヒートランプは赤である。これは温度が
所定値を超えていることを示す。マシンはこの状態を探
知し、自動的にアッセイを止める。開始／停止ボタンを
押してもマシンは再開しない。唯一の方法は電源を切る
ことである。
（３）スタンドバイランプ／ボタンは赤である。これは
マシンがスタンドバイ状態にあること、または電源がオ
ンしているときは「失敗」状態にあることを示す。これ
はユーザーに、マシンをスイッチオンしてアイドル状態
にする前に、必要な始動手続を行うべきことを警告する
安全機能としてもとめられている。このボタンを押せ
ば、WBAをアイドル状態にし、同ランプを消すことにな
る。
次の３つのボタンは手動優先のものである。これらの
ボタンは誤用を防止するためカバーされている。
（１）不全ボタンは赤である。このボタンはアッセイを
止める。止められたアッセイは開始／停止ボタンでは再
開されないという点で停止状態とは異なる。
（２）優先ボタン／ランプは赤である。アッセイが誤っ
て止められたときは、試料トレー中にいくばくかの液が
残留していることがある。このボタンはユーザーにその
ようなトレーから排出することを可能にするものであ
る。ランプは排出が行われていることを示す。
（３）フラッシュボタン／ランプは赤である。これは試
薬をポンプからフラッシュ洗浄させるものである。この
ボタンはまた試薬の最初のポンピングのための始動段階
にあっても使用される。このボタンはランプ表示付の自
己係止方式で、スイッチがオン位置にある限り試薬はび
んから継続的にポンプ送りされる。ランプがオンのとき
は全ポンプが協同して作動する。
このマシンの好ましい実施例においては２種の音声が
出る。即ちアッセイ完了の音声が一つである。この音声
はアッセイが完了したことをユーザーに告げる短い音で
ある。オーバーヒートの音声は、マシンの温度が所定値
を超えていることをユーザーに警告する継続的音であ
る。マシンがオーバーヒートしたときは、電源が止めら
れオブンの温度がチェックされなければならない。オブ
ン温度が正常であるときは、カットオフ温度がサイドカ
バー下にある制御機構を用いて再開されなければならな
い。
本発明の好ましい実施例における液分与機構には幾つ
かの好ましい特徴がある。抱合体および基質のびんから
のチューブ設備は、マシン中の分与ディスペンサに直接
連結されている。交互接触を防止するため、びんは正し
く置かれなければならない。次の色別計画はこのような
具体例を示している。即ち、抱合体１は白、抱合体２は
青、基質は灰色。これらの色による識別は、びんと化学
トレーの両方に付けられる。洗浄液は最大のびんに容れ
られる。
各分与作業は試料トレー上の27個の各細長孔に2mlの
液体を分与する。各テストにおける最少量は従って、抱
合体および基質の各々に54ml、洗浄緩衝剤に486mlとな
る。びんが殆ど空であるときには発泡を避けるため各テ
ストにおいて各試薬を5ml以上追加することが奨励され
る。
精確な投与を確保するためポンプは予め試薬で充満さ
れているべきである。予備ポンプ送り操作を行うため、
化学びんは正しく連結されていなければならない。容器
がノズルの下に置かれてから「フラッシュ」ボタンが押
されなければならない。ポンプは全部協同して作動す
る。チューブ長を通過する試薬をポンプ送りするためチ
ューブ長さに見合うに十分な時間をポンプに与えなけれ
ばならない。薬剤の最初の一滴がノズルに出てきたら、
「フラッシュ」ボタンが再び押される。ボタン中の表示
ランプが消えポンプ送りは止まる。するとポンプはアッ
セイ準備完了となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、自動ウエスタンブロットアッセイ装置の平面
図である。 第２図は、試料トレー内の区室の側面図である。 第３図は、試料トレーを揺動し排出する駆動機構の前面
の断面図である。 第４図は、揺動機構および排出機構の側面図でセンサの
各ポジションを示す。 第５図は、揺動を制御する論理のダイヤグラムである。 第６図は、排出を制御する論理のダイヤグラムである。 第７図は、制御要素およびそれらの関係を示すブロック
ダイヤグラムである。 第８図は制御および監視機能を示す自動ウエスタンブロ
ットアッセイ装置の正面図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 35/00 - 35/02 G01N 33/569

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）細片区に少なくとも一つの反応物細
    片部材を保持するトレーと、（ｂ）該細片部材上に少な
    くとも１液を分与する手段と、（ｃ）該トレーを揺動さ
    せ、さらに該細片部材から該液を排出させるためにトレ
    ーを傾ける揺動排出手段と、（ｄ）i.該揺動排出手段
    と、ii.該分与手段を、所定のスケジュールに従って作
    動する制御手段と、を有する自動アッセイ装置。
  2. 【請求項２】上記トレー周りに加熱手段を設けている密
    閉構造のチャンバーと、該加熱手段を動作させて該チャ
    ンバー内を選択温度にする上記の制御手段とをさらに有
    する請求項１の自動イムノアッセイ装置。
  3. 【請求項３】上記トレーが、細片部材を保持する細片
    区、トレーの揺動中液を保持するダム区、およびトレー
    からの排出に際して液を受ける排出区、を有している請
    求項１の自動イムノアッセイ装置。
  4. 【請求項４】上記制御手段が、揺動中トレーの傾斜角度
    を第１の角度まで制限し、ダム区にこの第１角度より大
    きい傾斜角度の上方傾斜の床部が設けられているため液
    を保持することができる請求項１の自動イムノアッセイ
    装置。
  5. 【請求項５】上記排出区が、下方に傾斜する床部を有し
    ていて該排出区から廃液が逆戻りするのを防止するよう
    にされている請求項４の自動イムノアッセイ装置。
  6. 【請求項６】上記制御手段が、トレーに操作自在に連結
    されたステップモータを有している請求項１の自動イム
    ノアッセイ装置。
  7. 【請求項７】液を受ける第１区、トレーが揺動するとき
    液を保持する上方傾斜の床部を有する第２区、液が第２
    区を出るようにトレーを深く傾けるとき液を受ける第３
    区、に区分された区室を有する１つのアッセイ用トレ
    ー。
  8. 【請求項８】第３区が、逆戻りを防止する下方傾斜の床
    部を有する請求項７のアッセイ用トレー。
  9. 【請求項９】第１区および第２区が、これらの区間を液
    が通過することを許すくびれによって区分され、このく
    びれにより大きい固体物を第１区内に保持するようにさ
    れている請求項８のアッセイ用トレー。
  10. 【請求項１０】区室が複数ある請求項７のアッセイ用ト
    レー。
  11. 【請求項１１】（ａ）請求項７のアッセイ用トレーの第
    １区中に不溶化反応物を置き、（ｂ）該トレー中に少な
    くとも１の液を分与し、これによって液を上記不溶化反
    応物に接触させ、（ｃ）トレー中で該液を揺動し、
    （ｄ）トレーから該液を排出する、という工程中、第
    （ｂ）工程、第（ｃ）工程、第（ｄ）工程を所定のスケ
    ジュールに従って自動的に行えるようにした、自動イム
    ノアッセイ方法。
  12. 【請求項１２】トレー周りに加熱手段を設けている密閉
    構造のチャンバー内を選択温度にする加熱工程を加える
    請求項11の自動イムノアッセイ方法。
  13. 【請求項１３】不溶化支持体上に固定化されたタンパク
    質抗原を有する不溶化反応物手段であるウエスタンブロ
    ットアッセイを行うために使用される請求項11の自動イ
    ムノアッセイ方法。
  14. 【請求項１４】細片部材が、AIDSウイルス抗原を有して
    おり、かかる抗原を認識する抗体のためにイムノアッセ
    イを行うよう使用される請求項11の自動イムノアッセイ
    方法。
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