JP3213798B2

JP3213798B2 - 化学分析装置

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Publication number: JP3213798B2
Application number: JP14138196A
Authority: JP
Inventors: 亮三宅; 功夫山崎; 浩一都築; 健二保田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 2001-10-02
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH09325148A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は化学分析装置に係
り、特に、試料液中の特定成分の定性・定量分析を行う
のに好適な化学分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁性粒子応用の化学分析装置につ
いて、搭載されている磁性粒子捕捉手段を、図１１およ
び図１２を参考にして説明する。このような典型的な免
疫分析装置に搭載されている磁場スイッチング装置の一
例を図１１に、別の例を図１２に示す。

【０００３】初めに、化学分析装置の典型的な例とし
て、免疫分析装置について説明する。一般的な免疫分析
装置は、次のように動作する。まず、抗体をその周りに
コーティングした磁性粒子、および蛍光色素と結合した
抗体（発光標識）を懸濁させた試薬と、分析の目的とす
る物質を含む試料とを、反応容器に混合させる。目的と
する物質の濃度以上に、磁性粒子および発光標識は懸濁
されている。反応が終了すると、目的物質を架橋として
磁性粒子と発光標識がリンクする。

【０００４】この状態で、図１１に示すように、反応容
器１４の外壁へ磁石２３を接触させ、磁場を働かせる
と、磁性粒子と蛍光標識と目的物質との結合体１１ａ
は、この磁場によって引き寄せられ、壁面の一部に捕捉
（以下この部分を捕捉部位と呼ぶ）される。捕捉された
状態で、洗浄液にて容器内部の余分の蛍光標識を洗い流
す。その後希釈液を容器内部に導入し、磁石を容器から
離脱させたのち、内部を十分に混合する。この混合液に
励起光を照射すると、蛍光標識が発光するため、蛍光量
を計測することで目的とする物質の量を知ることができ
る。

【０００５】図１２に別の従来技術を示す。反応が終了
した試料液を流路１４ａに連通させる。流路途中の外壁
には永久磁石２３が接触しており、この部分に磁性粒子
と蛍光標識と目的物質との結合体１１ａが捕捉される。
試料液が通過したあと、洗浄液を流すことで余分な蛍光
標識は洗い流されるため、目的とする物質を捉えた磁性
粒子のみが、流路途中の捕捉部位に残る。この状態で磁
石２３を離脱させ、励起光を照射すると蛍光が発生し、
目的物質の量を計測することができる。

【０００６】上記いずれの場合においても、測定時間の
短縮のために、磁性粒子を一部に吸引するための磁石と
しては、磁力の強い永久磁石が用いられる。永久磁石を
用いるため、磁場のスイッチングは、磁石を容器あるい
は流路へ近接・離脱させる機械的動作を行う必要がある
が、これに対して、図１１、図１２に示すように、従来
のそれぞれの磁石駆動機構３１、３２としては、磁石２
３をその軸方向に移動させて、容器あるいは流路の捕捉
部位外壁に対して、図中矢印で示すように、垂直に接近
・接触させる機構が用いられている。

【０００７】磁石２３を容器壁面まで接近あるいは接触
させる理由は、磁性粒子の吸引力は数式（１）で表わさ
れるように、磁場の大きさと、磁場勾配の大きさとの積
に比例して増大するので、効果的な捕捉を行うために
は、磁場勾配の大きい磁石表層付近を利用する必要があ
るからである。ｆ ∝ Ｈ・（ｄＨ／ｄｘ） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）但し、ｆ：磁場による吸引力、Ｈ：磁場の強さ、ｄＨ／
ｄｘ：磁場勾配。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記免疫分析装置にお
いて、従来の磁場スイッチング手段は、磁石の軸方向、
すなわち吸引方向、に磁石を移動させ、磁場捕捉部位に
接近させる機構を有している。このような構造の場合、
特に動作方向に対して機械的誤差が生じ易く停止位置の
変動が大きい。また接近・離脱を繰り返すうちに機構部
品の疲労により、長期的に見て停止位置の変動が発生す
る。従来技術の説明でも述べたが、磁石近傍では磁場勾
配の変化が激しいため、磁石の停止位置の変動が僅かで
あっても、磁性粒子に働く吸引力は大幅に変化し、その
ため捕捉される速さや位置などが変動する。これらの変
動は、一定時間の下での総捕捉量に誤差を生じせしめ、
計測精度の悪化をもたらす。発明者らの検討によれば、
磁石の位置が流路から僅か０.５ｍｍ離れるだけで、内
部壁面での磁場による吸引力は２割程度も減少する。こ
のように、上記従来技術は、分析の再現性に対する配慮
に全く欠けていた。

【０００９】さらに別の問題点として、従来の磁場スイ
ッチング手段では、磁石の停止位置が固定されているた
め、磁性粒子は捕捉部位に山状に厚く堆積する。このよ
うな状態では、捕捉開始時に捕捉された下層の磁性粒子
が磁場を弱めるため、その後に吸引されてくる磁性粒子
への吸引力が低下する。また、壁面に磁性粒子を付着さ
せた状態で励起光を照射し、蛍光を発生させて、計測を
行う場合、層の厚い部分の下側の磁性粒子からの蛍光
が、十分に外側に出てこなくなり、蛍光強度の低下を招
く。これらはいずれも計測精度に甚大な影響を及ぼす。

【００１０】以上のように従来の化学分析装置では、磁
場のスイッチング手段として、磁石をその軸方向、すな
わち容器や流路に対して垂直に接近させるため、磁性粒
子の捕捉量の変動および捕捉位置の変動が発生し、計測
精度の低下を招くという問題があった。また、捕捉分布
の不均一さから、効果的な捕捉が行われなかったり、蛍
光強度が低下することによって、計測精度の低下を招く
という問題があった。

【００１１】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、捕捉
の為の磁石停止位置の高精度化を図り、磁性粒子の捕捉
量、捕捉位置の変動および捕捉分布の不均一さを解決す
るための磁場スイッチング手段を備えた化学分析装置を
提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題は以下のよう
に解決される。請求項１記載発明は、容器または流路内
の試料に、磁性粒子を有する試薬を供給し、前記試料中
の目的成分と前記磁性粒子とを結合させてできた結合体
を、前記容器または流路の一部に磁石により吸引して捕
捉し、捕捉した結合体を分析することにより、前記目的
成分を定性または定量する化学分析装置において、前記
結合体を吸引する磁石が、前記結合体を捕捉する前記容
器または流路の捕捉部位に沿ってスライドするように近
接する磁場スイッチング手段を設けたことを特徴とする
ものである。このような構成を採用したことにより、試
料と磁性粒子を含んだ試薬の反応が終了した後、それら
の試料液を入れた反応容器に、磁場スイッチング手段が
動作して、磁石は、磁石の軸（吸引）方向に対して垂直
な平面内を移動し、捕捉部位の容器表面に沿って、平行
にスライドするように近接して停止する。この磁石が作
り出す磁場によって、磁性粒子と目的成分との結合体は
捕捉部位に引き寄せられ捕捉される。なお、容器の代わ
りに流路であっても同様に捕捉される。このとき、本発
明によれば、磁石移動手段の位置決め誤差の生じる方向
と、磁石の軸（吸引）方向が異なるため、容器あるいは
流路内の機構系に依存する磁場の変動は、従来のよう
に、捕捉部位に垂直に磁石の軸を向けて接近する機構に
比べると、著しく減少するので、捕捉量あるいは捕捉位
置の変動が小さくなり、その結果、計測精度が向上す
る。また、請求項２記載発明は、前記磁場スイッチング
手段は、前記容器あるいは流路の側面に前記磁石を近接
させる際、前記捕捉部位に沿って前記磁石を走査させる
移動手段を備えたことを特徴とし、それにより、磁性粒
子の捕捉位置が走査方向に沿って順に変わっていくた
め、平坦な捕捉分布を得ることができ、計測精度の向上
する。また、請求項３記載発明は、前記磁場スイッチン
グ手段は、前記磁石を回転円盤体の一部に取り付け、前
記磁石の吸引方向が回転軌跡面に対して垂直になるよう
にして、前記磁石の回転軌跡上に前記捕捉部位を位置さ
せることを特徴とし、それにより、回転円盤体を回転す
ると、円周上に取り付けた磁石が吸引方向を捕捉部位に
垂直にしたまま、捕捉部位に沿って平行にスライドする
ように捕捉部位に近接する。したがって、簡単な構成
で、上記請求項１記載発明と同様の作用効果を生じる。
また、請求項４記載発明は、前記回転円盤体の回転駆動
手段が、表面波回転モータであることを特徴とし、それ
により、円周部の軸方向の位置が常に固定されており、
磁石の吸引方向の変動を小さく抑制でき、高速回転が可
能であるとともに停止位置決め精度もよく、また、小型
化にも適している。また、請求項５記載発明は、前記磁
石の回転軌跡上に、前記磁性粒子を含む液を連通させる
複数の流路が配置されていることを特徴とし、これによ
り、回転円盤体を回転させることによって、複数の流路
を順次分析できるので、分析効率が向上する。また、請
求項６記載発明は、前記回転円盤体は、前記磁石と軸対
象の位置に透光用の穴が設けられていることを特徴と
し、それによって、円盤体を回転して穴を捕捉部位に位
置させることにより、例えば、結合体に照射した励起光
により発光する蛍光を、この穴から計測できる。また、
請求項７記載発明は、容器または流路内の試料に、磁性
粒子を有する試薬を供給し、前記試料中の目的成分と前
記磁性粒子とを結合させてできた結合体を、前記容器ま
たは流路の一部に磁石により吸引して捕捉し、捕捉した
結合体を分析することにより、前記目的成分を定性また
は定量する化学分析装置において、前記結合体を吸引す
る第１の磁石が、前記結合体を捕捉する前記容器または
流路の捕捉部位に沿ってスライドするように近接する第
１の磁場スイッチング手段を設け、前記第１の磁場スイ
ッチング手段は、第１の磁石を第１の回転円盤体の一部
に取り付け、第１の磁石の吸引方向が回転軌跡面に対し
て垂直になるようにして、第１の磁石の回転軌跡上に前
記捕捉部位を位置させるとともに、前記捕捉部位を挟ん
で第１の回転円盤体と反対側に第２の回転円盤体を設
け、第２の回転円盤体に第１の磁石の回転軌跡と同一円
周上でかつ異なる円周位置で第２の磁石を設け、これら
第１および第２の回転円盤体を同軸で回転駆動させるこ
とにより、第１の磁石で捕捉した結合体を第２の磁石に
より捕捉部位から離脱させることを特徴とする。このよ
うな構成により、上記請求項１記載発明の作用効果を有
するほか、第１の磁石で結合体を捕捉した後、第１の円
盤体を回転させて第１の磁石を捕捉部位から離脱させる
と、第２の円盤体も同時に回転し、第２の磁石を捕捉部
位の反対側に位置させて、捕捉部位から結合体を離すこ
とができ、分析処理速度を向上させることができる。ま
た、請求項８記載発明は、前記磁場スイッチング手段
は、前記磁石を平行移動台に取り付け、前記磁石の吸引
方向が前記平行移動台の移動方向に対して垂直になるよ
うにして、前記磁石の平行移動する軌跡上に前記捕捉部
位を位置させることを特徴とするものである。このよう
な構成によっても、磁石移動手段の位置決め誤差の生じ
る方向と、磁石の軸（吸引）方向が異なるため、容器あ
るいは流路内の機構系に依存する磁場の変動は、従来の
ように、捕捉部位に垂直に磁石の軸を向けて接近する機
構に比べると、著しく減少するので、捕捉量あるいは捕
捉位置の変動が小さくなり、その結果、計測精度を向上
させることができる。また、請求項９記載発明は、前記
磁場スイッチング手段に対して、前記磁性粒子を含む液
を連通させる複数の流路が設けられ、前記複数の流路
は、各流路の磁性粒子捕捉部位が、前記磁石の平行移動
経路上に位置するように配置されていることを特徴と
し、これによって、複数の流路を順次あるいは同時に分
析することが可能になり、分析効率を向上させることが
可能になる。また、請求項１０記載発明は、前記磁石に
より捕捉した結合体の分析は、比濁法、蛍光法、化学発
光、電気化学発光等のうちいずれかの分析方法により、
前記目的成分を定性または定量することを特徴とし、こ
れらいずれの分析方法を採用しても、磁石を吸引方向を
捕捉部位に向けながら、捕捉部位に沿って平行にスライ
ドするように近接させて、計測精度を向上させることが
できるので、汎用性のある高精度な化学分析装置が得ら
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１〜図１０を参照して説明する。図１は、本発明の化学
分析装置の実施形態の一例で、免疫反応を用いて目的と
する成分の濃度を定量する免疫分析装置の構成図、図２
は、本発明の磁場スイッチング装置の一例を示し、
（ａ）が平面の、（ｂ）が側面の構成図である。図３
は、本発明の別の化学分析装置の構成図、図４は、図３
の化学分析装置に用いられる磁場スイッチング装置の一
例を示し、（ａ）が平面の、（ｂ）が側面の構成図であ
る。図５は、（ａ）が図４の磁場スイッチング装置の動
作例を、（ｂ）がその効果を説明する図、図６は、本発
明における別の磁場スイッチング装置を示し、（ａ）が
平面の、（ｂ）が側面の構成図、図７は、本発明におけ
る別の磁場スイッチング装置を示し、（ａ）が平面の、
（ｂ）が側面の構成図、図８は、本発明の化学分析装置
において、複数の磁性粒子捕捉用の流路を有する実施形
態の一例を示す構成図、図９および図１０は、それぞれ
磁場スイッチング装置の別の実施形態を示し、それぞれ
（ａ）が平面を、（ｂ）が側面を示す構成図である。

【００１４】まず、図１および図２を用いて、本発明の
化学分析装置の一実施形態の構成を説明する。これらの
図に示すように、測定成分を含む試料１３を、試薬１２
と混合・反応させるための複数の反応容器１４が、一列
に周状に連鎖して設けられている。これらの反応容器１
４の列は、容器駆動装置１５と接続されている。反応容
器１４の周回上には、順に、試料供給装置１６、試薬供
給装置１７、希釈液供給装置１８、計測部１９、反応容
器洗浄装置２０が設けられ、これらの装置は制御部２１
と接続されている。希釈液供給装置１８の位置では、磁
性粒子吸引用の磁場スイッチング装置２２が、反応容器
１４の下部になるよう配置されている。計測部１９は、
励起光源１９ａと蛍光検知器１９ｃとから成り、励起光
源１９ａは反応容器１４の下部に配置され、蛍光検知器
１９ｃは反応容器１４の側方に設けられている。

【００１５】次に図２を用いて、磁場スイッチング装置
２２の構成を説明する。磁場スイッチング装置２２は、
超音波モータ２２ａ、および超音波モータの回転面に接
続された円盤２２ｂと、円盤２２ｂの円周上に設けられ
た永久磁石２３とから成り、その駆動は制御部２１によ
ってコントロールされる。磁石２３は、その軸が、つま
り吸引方向が、円盤２２ｂと垂直になるように設けられ
ている。磁場スイッチング装置２２は、円盤２２ｂの回
転に伴って、図では、磁石２３の上面が容器の壁面に滑
りながら接触するように、反応容器１４に対し配置され
ている。

【００１６】以上の構成による本免疫分析装置は、以下
のように動作する。まず、試料供給装置１６が動作し
て、所定量の試料を反応容器１４に分注する。容器駆動
装置１５が動作して、反応容器１４を、次の試薬供給装
置１７の設けられている位置へ移動させる。試薬供給装
置１７は、所定量の試薬１２を、試料１３の入った反応
容器１４に分注する。試薬１２は、抗体をその周りにコ
ーティングした磁性粒子１１、および蛍光色素と結合し
た抗体（発光標識）から成り、反応容器１４の中では、
試料１３内の目的成分を架橋として、磁性粒子と発光標
識とがリンクした結合体１１ａが生成される。

【００１７】容器駆動手段１５は、反応が終了した反応
容器１４を、次に希釈液供給装置１８の位置に移動させ
る。この位置では磁場スイッチング装置２２が動作し
て、反応容器１４に磁石２３を接触させ、磁場を容器１
４内の結合体１１ａに働かせる。結合体１１ａには、磁
石２３に向かって吸引力が働き、反応容器１４の底の一
部に捕捉される。磁石２３はそのままに、希釈液供給装
置１８が動き、捕捉された結合体以外の反応容器中の試
料・試薬を全て吸引して排出する。この操作によって試
料中の目的成分と結合していない発光標識は取り除かれ
る。

【００１８】次に、磁場スイッチング装置２２が動作し
て、磁石２３を反応容器１４の底部から離脱させた後
に、希釈液が反応容器１４に加えられ、所定量に希釈さ
れる。再び容器駆動手段１５が動作して、反応容器１４
を次の計測部１９に移動させる。計測部１９では、反応
容器１４内の希釈液に対して、下方の励起光源１９ａか
ら励起光が照射され、希釈液中の発光標識をつけた結合
体からは蛍光が発生する。この蛍光強度を容器１４の側
方に設けた蛍光検知器１９ｃが捉え、信号処理して、目
的成分の濃度を求める。計測が終了すると、再び容器駆
動装置１５が動作して容器１４を反応容器洗浄装置２０
の位置に移動させ、中の希釈液を吸引し、洗浄液にて繰
り返し洗浄をする。洗浄が終わった反応容器１４は再び
容器駆動装置１５にて、初期の試料供給装置１６の位置
に移される。以上の動作は連結した各反応容器に対し、
シーケンシャルに行われる。

【００１９】次に、図２により、磁場スイッチング装置
２２の動作について説明する。磁石２３は、回転円盤２
２ｂの周上で、容器１４との接触位置から最も離れた位
置に停止しており、移動する反応容器１４内の希釈液に
磁場を作用させないようになっている。反応容器１４が
希釈液供給装置１８の位置に移動してくると、制御部２
１からの信号により超音波モータ２２ａが動作し、すば
やく磁石２３の上面を反応容器１４の底へ滑らせながら
移動させ、捕捉部位の直下位置で停止させる。結合体の
捕捉が終了し、余分の蛍光標識が取り除かれた段階で、
再び超音波モータ２２ａが動作して、磁石２３を回転さ
せて反応容器１４の下部から離脱させる。

【００２０】以上の動作から明らかなように、磁石２３
の接近・離脱が、磁石２３の軸方向（吸引方向）と垂直
な平面内で行われるため、軸方向への機械的誤差や変動
が少ない。したがって、回転に伴う容器中の磁場の変動
は小さく、捕捉量、捕捉位置などの変動も抑えられるた
め、安定な計測精度が確保される。

【００２１】上記実施形態で、超音波モータ２２ａを用
いるのは、超音波モータは圧電体リングに生じる表面波
を利用して回転させるため、円周部の軸方向の位置が常
に固定されており、磁石２３の軸方向の変動を非常に小
さく抑えることができることと、さらに高速回転が可能
な一方、停止位置決め精度もよいためである。また、構
造が簡単なので小型化に適しているためである。当然な
がら、この超音波モータに代わって通常のモータを利用
してもよい。

【００２２】次に、図３、図４を用いて、本発明の別の
実施形態を説明する。反応容器１４の配置、容器駆動装
置１５、試料供給装置１６、試薬供給装置１７は、図１
に示した実施形態と同じである。本分析装置では、試薬
供給装置１７の次に、反応試料を吸引するための反応試
料吸引装置２４が設けられている。吸引装置にはフロー
セル２５が流路２６を介して接続されている。図２で説
明した磁場スイッチング装置２２は、図４に示すよう
に、円盤の回転に伴って、磁石２３の上面がフローセル
２５の壁面に滑りながら接触するように、フローセル２
５に対し配置されている。フローセル２５の側方には蛍
光標識の励起光源１９ａが配置されており、別の側に
は、その蛍光量を測定するための蛍光検知器１９ｃが設
けられている。なお、図中の符号２３ａは磁石２３によ
る磁力線である。

【００２３】本実施形態は、以上の構成により、以下の
ように動作する。反応が終了し、目的成分、蛍光標識、
磁性粒子がリンクした結合体１１ａを含んだ試料を、反
応試料吸引装置２４が動作して所定量吸引する。反応試
料は、同時に流路２６を介して、フローセル２５中に導
入される。その際、磁場スイッチング装置２２が動作し
て、磁石２３がフローセル２５の壁面に滑りながら移動
して捕捉部位に停止しているため、結合体１１ａはフロ
ーセル壁面に捕捉される。磁性粒子と結合していない蛍
光標識は、流れとともにフローセル２５から排出される
ため、フローセル壁面には目的成分の量に相当する結合
体のみが捕捉される。この状態で励起光源１９ａを照射
すると、蛍光を発する。蛍光検知器１９ｃで、この蛍光
強度を計測することで、成分の定量を行う。磁場スイッ
チング装置は、図１の実施形態と同様に、フローセルの
壁面に、流路方向にスライドするように、滑りながら移
動するので、高精度な位置決めが可能になり、捕捉量や
捕捉位置の変動を抑えることができ、計測精度が向上す
る。

【００２４】さらに、図５の（ａ）に示すように、磁石
２３をフローセル２５の捕捉部位に停止したのち、ゆっ
くりと、下流側に走査することで、１カ所に集中して捕
捉され山状に分布する結合体を、図５の（ｂ）に示すよ
うに、薄く広く平坦に捕捉することができる。こうする
ことで何層にも積もるように捕捉されることはなくな
り、上の結合体が下の結合体の蛍光透過のじゃまをする
ことがなくなる。したがって十分な蛍光強度を得ること
ができ、計測精度の向上に寄与する。図５では、磁石を
等速で走査する例を示したが、数カ所で停止しながら移
動しても同様の効果が得られる。また意図的に捕捉分布
を制御することも可能である。例えば、照射光源の強度
分布などに偏りがある場合など、強度の強いところに多
く捕捉させ、弱い部分には捕捉量を抑えるなどして計測
精度を向上させることが可能である。

【００２５】図６は、図１、図３の化学分析装置に搭載
の磁場スイッチング装置の別の実施形態を示す図で、
（ａ）は平面の、（ｂ）は側面の構成図である。本装置
は、リニア移動手段２２ｃ、および可動部２２ｄ、さら
に可動部上には磁石２３が設けられている。本磁場スイ
ッチング装置では、リニア移動手段２２ｃにより、磁石
２３を容器１４の底部の磁性粒子捕捉部位に平行移動さ
せて磁場を働かせる。本実施形態においても、図２、図
４で説明したのと同様に、磁石２３が容器の底面に沿っ
てスライドしながら移動するので、磁石の軸方向の機械
的誤差・変動は少ない。したがって、移動に伴う容器中
の磁場の変動は小さく、捕捉量、捕捉位置などの変動も
抑えられるため、安定な計測精度が確保される。

【００２６】図７は、図６と同様に、図１および図３の
化学分析装置に搭載の磁場スイッチング装置の別の実施
形態を示す図で、（ａ）は平面の、（ｂ）は側面の構成
図である。本装置は、磁石２３をその外周に設けた回転
ドラム２２ｅ、および回転ドラム２２ｅの軸に取り付け
られている回転モータ２２ｆからなる。磁石２３は、そ
の吸引方向がドラム２２ｅの半径方向と平行になるよう
に設けられ、フローセル２５の流路方向に沿ってスライ
ドするように接近する。本実施形態においても、図２、
図４のものと同様に、磁石が流路方向に沿って平行にス
ライドしながら接近する構成なので、磁石の軸方向の機
械的誤差・変動が少ない。したがって、移動に伴う容器
中の磁場の変動は小さく、捕捉量、捕捉位置などの変動
も抑えられるため、安定な計測精度が確保される。

【００２７】図８は、本発明の別の化学分析装置の実施
形態を示す図である。反応容器１４の配置、容器駆動装
置１５、試料供給装置１６、試薬供給装置１７は、図３
に示した実施形態と同じであるが、計測用のフローセル
が２つ（第１フローセル２５ａおよび第２フローセル２
５ｂ）設けられている。それに応じて反応試料吸引装置
（第１反応試料吸引装置１８ａおよび第２反応試料吸引
装置１８ｂ）、およびそれに連結された流路（第１流路
２６ａおよび第２流路２６ｂ）、さらに照射光源（第１
励起光源１９ａおよび第２励起光源１９ｂ）、蛍光検知
器（第１蛍光検知器１９ｃおよび第２蛍光検知器１９
ｄ）等が、各系に一つづつ設けられている。

【００２８】２つのフローセル２５ａ、２５ｂは、磁場
スイッチング装置２２の磁石の回転軌跡上で１８０度隔
てた位置に平行して設けられている。本装置の動作は、
図３の実施形態とほぼ同じであるが、交互に反応試料を
フローセル２５ａ、２５ｂに供給する。磁場スイッチン
グ装置２２は一つで、１８０度回転する度に磁性粒子の
捕捉を各々のフローセルで交互に行う。そのため通常の
倍の速度でテストを行うことができる。

【００２９】次に、図９を用いて別の実施形態について
述べる。本実施形態は、基本的な構成および動作は図４
で説明した実施形態と同じである。図９の（ａ）および
（ｂ）に示すように、磁場スイッチング装置２２では、
超音波モータ２２ａと同軸上で、フローセル２５を上か
ら挟み込むような回転円盤２２ｇを設けている。また、
その回転円盤２２ｇの円周上に、磁石２３ｂと蛍光を通
すための穴２３ｃとが、１８０度対象な位置に設けられ
ている。穴２３ｃの位置は、下方の円盤２２ｂに設けら
れた磁石２３の直上に設けられている。

【００３０】蛍光計測が終了した後、超音波モータ２２
ａの回転に伴い、円盤２２ｂ上の磁石２３は捕捉部位の
外壁から離れる。円盤２２ｂを１８０度回転した時点で
モータを停止すると、上部回転円盤２２ｇに設けられた
磁石２３ｂがフローセルの捕捉部位上方に位置している
ため、磁石２３ｂの磁力により、磁性粒子とリンクした
結合体は速やかに下部壁面から離脱する。本実施形態に
よれば、図４に示したものと同様の作用効果を有するほ
かに、迅速にフローセル内の結合体を矧がして、次の試
料の導入に備えることができるので、単位時間あたりの
テスト速度（処理速度）を向上させることができる。ま
たフローセルに残留して、次のテストと混合する粒子数
を少なくすることができ、測定精度の向上を図ることが
できる。

【００３１】次に、図１０により別の実施形態について
説明する。本実施形態の磁場スイッチング装置２２は、
図４で説明した磁場スイッチング装置と基本的な構成、
および動作は同じである。図４の装置に加えて、図１０
の（ａ）および（ｂ）に示すように、フローセル２５の
下方への蛍光も検知するために、下方にも蛍光検知器１
９ｅが設けられている。また下方に蛍光を通すために、
回転円盤２２ｂの磁石を設けた位置から１８０度離れた
位置に、光を通過させるための下部蛍光通過穴２３ｃが
設けられている。なお、図中、フローセル２５の上方に
は上部蛍光検知器１９ｆが、また、側方には励起光源１
９ａが設けられている。本実施形態によれば、結合体の
捕捉が終了した後、円盤２２ｂは１８０度回転し、穴２
３ｃをフローセル２５の捕捉部位の下部に位置させる。
こうすることで下方への蛍光も検知することが可能とな
り、計測精度の向上を図ることが容易となる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の化学分析装
置によれば、磁石停止位置の高精度位置決めが可能とな
り、磁性粒子の捕捉量、捕捉位置の変動を抑え、再現性
に優れた高精度な計測が可能な化学分析装置を提供する
ことができる。また、捕捉分布の均一化を図ることがで
き、高感度な計測が可能な化学分析装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である化学分析装置の
構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示す化学分析装置に搭載されている磁場
スイッチング装置の一例を示す図で、（ａ）が平面の、
（ｂ）が側面の構成図である。

【図３】本発明の第２の実施形態である化学分析装置の
構成を示す斜視図である。

【図４】図３に示す化学分析装置に搭載されている磁場
スイッチング装置の一例を示す図で、（ａ）が平面の、
（ｂ）が側面の構成図である。

【図５】図４で示した磁場スイッチング装置について、
（ａ）が動作例を、（ｂ）がその効果を説明する図であ
る。

【図６】化学分析装置に搭載される磁場スイッチング装
置の別の実施形態を示す図で、（ａ）が平面の、（ｂ）
が側面の構成図である。

【図７】化学分析装置に搭載される磁場スイッチング装
置の別の実施形態を示す図で、（ａ）が平面の、（ｂ）
が側面の構成図である。

【図８】本発明の第３の実施形態である化学分析装置の
構成を示す斜視図である。

【図９】化学分析装置に搭載される磁場スイッチング装
置の別の実施形態を示す図で、（ａ）が平面を、（ｂ）
が側面を示す構成図である。

【図１０】化学分析装置に搭載される磁場スイッチング
装置の別の実施形態を示す図で、（ａ）が平面を、
（ｂ）が側面を示す構成図である。

【図１１】化学分析装置に搭載されている磁場スイッチ
ング装置の従来例を示す構成図である。

【図１２】化学分析装置に搭載されている磁場スイッチ
ング装置の従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１１磁性粒子１１ａ結合体１２試薬１３試料１４反応容器１４ａ流路１５容器駆動装置１６試料供給装置１７試薬供給装置１８希釈液供給装置１８ａ、１８ｂ反応試料吸引装置１９計測部１９ａ、１９ｂ励起光源１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ蛍光検知器２０反応容器洗浄装置２１制御部２２磁場スイッチング装置２２ａ超音波モータ２２ｂ円盤２２ｃリニア移動手段２２ｄ可動部２２ｅ回転ドラム２２ｆ回転モータ２２ｇ回転円盤２３永久磁石２３ａ磁力線２３ｂ磁石２３ｃ穴２４反応試料吸引装置２５、２５ａ、２５ｂフローセル２６、２６ａ、２６ｂ流路３１、３２磁石駆動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者保田健二茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/543 G01N 33/553 G01N 35/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】容器または流路内の試料に、磁性粒子を
有する試薬を供給し、前記試料中の目的成分と前記磁性
粒子とを結合させてできた結合体を、前記容器または流
路の一部に磁石により吸引して捕捉し、捕捉した結合体
を分析することにより、前記目的成分を定性または定量
する化学分析装置において、前記結合体を吸引する磁石
が、前記結合体を捕捉する前記容器または流路の捕捉部
位に沿ってスライドするように近接する磁場スイッチン
グ手段を設けたことを特徴とする化学分析装置。
【請求項２】請求項１に記載の化学分析装置におい
て、前記磁場スイッチング手段は、前記容器あるいは流
路の側面に前記磁石を近接させる際、前記捕捉部位に沿
って前記磁石を走査させる移動手段を備えたことを特徴
とする化学分析装置。
【請求項３】請求項１に記載の化学分析装置におい
て、前記磁場スイッチング手段は、前記磁石を回転円盤
体の一部に取り付け、前記磁石の吸引方向が回転軌跡面
に対して垂直になるようにして、前記磁石の回転軌跡上
に前記捕捉部位を位置させることを特徴とする化学分析
装置。
【請求項４】請求項３に記載の化学分析装置におい
て、前記回転円盤体の回転駆動手段が、表面波回転モー
タであることを特徴とする化学分析装置。
【請求項５】請求項３に記載の化学分析装置におい
て、前記磁石の回転軌跡上に、前記磁性粒子を含む液を
連通させる複数の流路が配置されていることを特徴とす
る化学分析装置。
【請求項６】請求項３に記載の化学分析装置におい
て、前記回転円盤体は、前記磁石と軸対象の位置に透光
用の穴が設けられていることを特徴とする化学分析装
置。
【請求項７】容器または流路内の試料に、磁性粒子を
有する試薬を供給し、前記試料中の目的成分と前記磁性
粒子とを結合させてできた結合体を、前記容器または流
路の一部に磁石により吸引して捕捉し、捕捉した結合体
を分析することにより、前記目的成分を定性または定量
する化学分析装置において、前記結合体を吸引する第１
の磁石が、前記結合体を捕捉する前記容器または流路の
捕捉部位に沿ってスライドするように近接する第１の磁
場スイッチング手段を設け、前記第１の磁場スイッチン
グ手段は、第１の磁石を第１の回転円盤体の一部に取り
付け、第１の磁石の吸引方向が回転軌跡面に対して垂直
になるようにして、第１の磁石の回転軌跡上に前記捕捉
部位を位置させるとともに、前記捕捉部位を挟んで第１
の回転円盤体と反対側に第２の回転円盤体を設け、第２
の回転円盤体に第１の磁石の回転軌跡と同一円周上でか
つ異なる円周位置で第２の磁石を設け、これら第１およ
び第２の回転円盤体を同軸で回転駆動させることによ
り、第１の磁石で捕捉した結合体を第２の磁石により捕
捉部位から離脱させることを特徴とする化学分析装置。
【請求項８】請求項１に記載の化学分析装置におい
て、前記磁場スイッチング手段は、前記磁石を平行移動
台に取り付け、前記磁石の吸引方向が前記平行移動台の
移動方向に対して垂直になるようにして、前記磁石の平
行移動する軌跡上に前記捕捉部位を位置させることを特
徴とする化学分析装置。
【請求項９】請求項８に記載の化学分析装置におい
て、前記磁場スイッチング手段に対して、前記磁性粒子
を含む液を連通させる複数の流路が設けられ、前記複数
の流路は、各流路の磁性粒子捕捉部位が、前記磁石の平
行移動経路上に位置するように配置されていることを特
徴とする化学分析装置。
【請求項１０】請求項１ないし９のうちいずれかに記
載の化学分析装置において、前記磁石により捕捉した結
合体の分析は、比濁法、蛍光法、化学発光、電気化学発
光等のうちいずれかの分析方法により、前記目的成分を
定性または定量することを特徴とする化学分析装置。