JP3276992B2 - 多キュベットローター - Google Patents
多キュベットローターInfo
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- chamber
- rotor
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/07—Centrifugal type cuvettes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分析システムに関し、
より詳細には自動遠心分析器システム等に使用するキュ
ベットローターに関する。
より詳細には自動遠心分析器システム等に使用するキュ
ベットローターに関する。
【０００２】
【従来の技術】遠心分析器は、吸収、光の散乱、及び蛍
光等の技術を使った運動性及び終点分析を含めた様々な
分析を実施するのに有益である。かかる分析器は、一般
に血液、血漿、または、血清成分等の生物液体の分析に
使用され、血液凝固測定、グルコース、コレステロー
ル、クレアチニン、全蛋白質、カルシウム、リン、酵素
等の吸収度モード分析、及びグルコース、胆汁酸、フェ
ニトイン、テオフィリン、ゲンタマイシン等の蛍光また
は光り散乱モード分析を実施する。
光等の技術を使った運動性及び終点分析を含めた様々な
分析を実施するのに有益である。かかる分析器は、一般
に血液、血漿、または、血清成分等の生物液体の分析に
使用され、血液凝固測定、グルコース、コレステロー
ル、クレアチニン、全蛋白質、カルシウム、リン、酵素
等の吸収度モード分析、及びグルコース、胆汁酸、フェ
ニトイン、テオフィリン、ゲンタマイシン等の蛍光また
は光り散乱モード分析を実施する。
【０００３】一般に、かかる分析器では、円周方向に隔
置配列された細長い半径方向に伸長するキュベットを有
する多キュベットローターが使用され、各キュベット
は、血液またはその他の生物液体の試料であることがし
ばしばである第１の反応体を最初に収容する内部室と、
一以上の異なる反応体を最初に収容する外部室とを有す
る。ランプ等の仕切り構造体が上記二つの室を分離し
て、反応体は遠心力によりキュベットの外側端の分析領
域へ移送されて混合、反応、及びその後の光度分析又は
その他の分析技術による反応の分析が行われる。かかる
ローターは、例えば、スタイン（Ｓｔｅｉｎ）その他の
米国特許第４，３１４，９７０号に開示されている如き
回収形式であっても、または、例えば、ティファニー
（Ｔｉｆｆａｎｙ）その他の米国特許第４，２２６，５
３１号、ブリカス（Ｂｒｉｃｋｕｓ）等の米国特許第
４，５８０，８９６号、ネルソン（Ｎｅｌｓｏｎ）その
他の米国特許第４，５８０，８９７号、ネブローニ（Ｎ
ｅｂｕｌｏｎｉ）その他の米国特許第４，７２６，６８
３号、または、ブリカス（Ｂｒｉｃｋｕｓ）の米国特許
第４，９０２，４９７号に開示された使い捨て形式のも
のであっても良い。所望の分析精度を達成するために
は、ローターは、該ローターの幾つかのキュベット間で
均質な正確且つ安定した寸法精度を有しなければなら
ず、反応体は、時期尚早な混合を防止すべく十分に隔離
がなされていなければならず、反応体材料は、例えば、
遠心移送中はローターから排出されてはならない。
置配列された細長い半径方向に伸長するキュベットを有
する多キュベットローターが使用され、各キュベット
は、血液またはその他の生物液体の試料であることがし
ばしばである第１の反応体を最初に収容する内部室と、
一以上の異なる反応体を最初に収容する外部室とを有す
る。ランプ等の仕切り構造体が上記二つの室を分離し
て、反応体は遠心力によりキュベットの外側端の分析領
域へ移送されて混合、反応、及びその後の光度分析又は
その他の分析技術による反応の分析が行われる。かかる
ローターは、例えば、スタイン（Ｓｔｅｉｎ）その他の
米国特許第４，３１４，９７０号に開示されている如き
回収形式であっても、または、例えば、ティファニー
（Ｔｉｆｆａｎｙ）その他の米国特許第４，２２６，５
３１号、ブリカス（Ｂｒｉｃｋｕｓ）等の米国特許第
４，５８０，８９６号、ネルソン（Ｎｅｌｓｏｎ）その
他の米国特許第４，５８０，８９７号、ネブローニ（Ｎ
ｅｂｕｌｏｎｉ）その他の米国特許第４，７２６，６８
３号、または、ブリカス（Ｂｒｉｃｋｕｓ）の米国特許
第４，９０２，４９７号に開示された使い捨て形式のも
のであっても良い。所望の分析精度を達成するために
は、ローターは、該ローターの幾つかのキュベット間で
均質な正確且つ安定した寸法精度を有しなければなら
ず、反応体は、時期尚早な混合を防止すべく十分に隔離
がなされていなければならず、反応体材料は、例えば、
遠心移送中はローターから排出されてはならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】代表的な処理順序で
は、ローター組立体が加速されて試料と試薬を化合さ
せ、次いでブレーキがかけられて更に混合がなされ、次
に約１０００ｒｐｍの回転速度に速度を上げて光度及び
／または蛍光分析を行う。中間温置間隔が使用されても
良く、初期混合後に追加の試薬を追加しても良い。例え
ば、その開示内容を参照として本書に明確に組み込んだ
キャルジ（Ｃａｌｚｉ）の米国特許第第４，７７７，１
４１号に記載された形式の凝固分析では、血漿試料が内
部キュベット室に充填され、且つ、第１の（凝固活性）
試薬が同時にキュベットの外部室に充填され、ローター
のキュベットへの充填が完了した後でローターが回転さ
れて、血漿試料がランプ上へ流出して外部室の試薬と混
合する二試薬サイクルが使用される場合もある。混合の
後、ローターが停止され、第２の（凝固開始）試薬がキ
ュベットの内部室内へ数分に亙り順次充填される。第２
の試薬の充填が完了すると、ローターが再度回転され
て、第２の試薬がランプ上へ流出し、そこで第１の試薬
と既に混合の成った血漿と混合され、凝固反応が開始さ
れる。光源からの放射は、ローターの端面を貫通して、
光り散乱測定がなされて、幾つかのキュベット内で血餅
形成工程を監視する。血漿試料と第２の試薬との混合に
より血餅形成工程が開始されると、測定精度を得るには
血漿と第２の試薬との時期尚早の混合がないことが必要
不可欠である。反応体（試薬または試料）材料がカバー
と本体部材との間の接続部近傍のキュベットの上面とキ
ュベットの側壁との間の領域に沿って外力によらないで
移動または「吸い上げ（ｗｉｃｋ）」して、凝固反応が
時期尚早に開始し、これにより血餅形成測定の精度が歪
められるのは受け入れ難い傾向であることが判明した。
は、ローター組立体が加速されて試料と試薬を化合さ
せ、次いでブレーキがかけられて更に混合がなされ、次
に約１０００ｒｐｍの回転速度に速度を上げて光度及び
／または蛍光分析を行う。中間温置間隔が使用されても
良く、初期混合後に追加の試薬を追加しても良い。例え
ば、その開示内容を参照として本書に明確に組み込んだ
キャルジ（Ｃａｌｚｉ）の米国特許第第４，７７７，１
４１号に記載された形式の凝固分析では、血漿試料が内
部キュベット室に充填され、且つ、第１の（凝固活性）
試薬が同時にキュベットの外部室に充填され、ローター
のキュベットへの充填が完了した後でローターが回転さ
れて、血漿試料がランプ上へ流出して外部室の試薬と混
合する二試薬サイクルが使用される場合もある。混合の
後、ローターが停止され、第２の（凝固開始）試薬がキ
ュベットの内部室内へ数分に亙り順次充填される。第２
の試薬の充填が完了すると、ローターが再度回転され
て、第２の試薬がランプ上へ流出し、そこで第１の試薬
と既に混合の成った血漿と混合され、凝固反応が開始さ
れる。光源からの放射は、ローターの端面を貫通して、
光り散乱測定がなされて、幾つかのキュベット内で血餅
形成工程を監視する。血漿試料と第２の試薬との混合に
より血餅形成工程が開始されると、測定精度を得るには
血漿と第２の試薬との時期尚早の混合がないことが必要
不可欠である。反応体（試薬または試料）材料がカバー
と本体部材との間の接続部近傍のキュベットの上面とキ
ュベットの側壁との間の領域に沿って外力によらないで
移動または「吸い上げ（ｗｉｃｋ）」して、凝固反応が
時期尚早に開始し、これにより血餅形成測定の精度が歪
められるのは受け入れ難い傾向であることが判明した。
【０００５】本発明は、その一態様において、試薬また
は試料材料が一方室から他方の室へ外力によらないで移
動または「吸い上げ（ｗｉｃｋ）」して反応体が時期尚
早の混合をする受け入れ難い傾向を低減する多キュベッ
トローターを提供する。本発明は、その別の態様におい
て、内部室から対応する外部室へ試料または試薬材料移
送するためにローターを回転中該試料または試薬材料が
一以上の半径方向外側の充填口から流出する傾向が低減
される多キュベットローターを提供する。かかる排出に
よりローター近傍の領域において汚染が発生する。
は試料材料が一方室から他方の室へ外力によらないで移
動または「吸い上げ（ｗｉｃｋ）」して反応体が時期尚
早の混合をする受け入れ難い傾向を低減する多キュベッ
トローターを提供する。本発明は、その別の態様におい
て、内部室から対応する外部室へ試料または試薬材料移
送するためにローターを回転中該試料または試薬材料が
一以上の半径方向外側の充填口から流出する傾向が低減
される多キュベットローターを提供する。かかる排出に
よりローター近傍の領域において汚染が発生する。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、細長い半径方向に伸長するキュベットの円周方向の
配列が画定される遠心分析器に使用される多キュベット
ローターが提供される。各細長いキュベットは、天井面
を有し、第１の反応体を受容する第１室領域と第１の反
応体が該第１室領域内へ導入される前記天井面の充填口
と、第２の反応体を受容する第２室領域と第２の反応体
が該第２室領域内へ導入される前記天井面の第２の充填
口と、第１の反応体が第２室領域内へ流入して第２の反
応体と反応生成物を形成する第１及び第２室領域間の移
送通路が画定されるようにキュベットの天井面から隔置
されたランプ隆起部を備えるランプ面とを画定する。略
半径方向に配置された案内溝が天井面の各半径方向外側
の充填口と近傍の追従側壁（即ち、多キュベットロータ
ーの遠心加速により強制当接される側の側壁をいう。以
下、追従側壁と呼ぶ）との間にあり、該充填口を伸長貫
通する。結果として生じる反応生成物が分析される分析
領域がキュベットの半径方向外側壁近傍に画定される。
ば、細長い半径方向に伸長するキュベットの円周方向の
配列が画定される遠心分析器に使用される多キュベット
ローターが提供される。各細長いキュベットは、天井面
を有し、第１の反応体を受容する第１室領域と第１の反
応体が該第１室領域内へ導入される前記天井面の充填口
と、第２の反応体を受容する第２室領域と第２の反応体
が該第２室領域内へ導入される前記天井面の第２の充填
口と、第１の反応体が第２室領域内へ流入して第２の反
応体と反応生成物を形成する第１及び第２室領域間の移
送通路が画定されるようにキュベットの天井面から隔置
されたランプ隆起部を備えるランプ面とを画定する。略
半径方向に配置された案内溝が天井面の各半径方向外側
の充填口と近傍の追従側壁（即ち、多キュベットロータ
ーの遠心加速により強制当接される側の側壁をいう。以
下、追従側壁と呼ぶ）との間にあり、該充填口を伸長貫
通する。結果として生じる反応生成物が分析される分析
領域がキュベットの半径方向外側壁近傍に画定される。
【０００７】本発明の別の態様によれば、細長い半径方
向に伸長するキュベットの円周方向の配列が画定される
遠心分析器に使用される多キュベットローターが提供さ
れる。連続するシール構造体が本体部材の上面とカバー
部材の下面との間の各キュベット凹所の回りに伸長す
る。各細長いキュベットは、第１の反応体を受容する第
１室領域と第１の反応体が該第１室領域内へ導入される
半径方向内部充填口と、第２の反応体を受容する第２室
領域と第２の反応体が該第２室領域内へ導入される半径
方向外部充填口と、第１の反応体が第２室領域内へ流入
して第２の反応体と反応生成物を形成する第１及び第２
室領域間の移送通路が画定されるようにキュベットの天
井面から隔置されたランプ隆起部を備えるランプ面とを
画定する。各半径方向内部充填口近傍のシール領域の各
第１室領域頂部では、毛管寸法より大きな凹所がキュベ
ット天井と側壁の交差領域に設けられる。結果として生
じる反応生成物が分析される分析領域は、各キュベット
の半径方向外部壁近傍に画定される。
向に伸長するキュベットの円周方向の配列が画定される
遠心分析器に使用される多キュベットローターが提供さ
れる。連続するシール構造体が本体部材の上面とカバー
部材の下面との間の各キュベット凹所の回りに伸長す
る。各細長いキュベットは、第１の反応体を受容する第
１室領域と第１の反応体が該第１室領域内へ導入される
半径方向内部充填口と、第２の反応体を受容する第２室
領域と第２の反応体が該第２室領域内へ導入される半径
方向外部充填口と、第１の反応体が第２室領域内へ流入
して第２の反応体と反応生成物を形成する第１及び第２
室領域間の移送通路が画定されるようにキュベットの天
井面から隔置されたランプ隆起部を備えるランプ面とを
画定する。各半径方向内部充填口近傍のシール領域の各
第１室領域頂部では、毛管寸法より大きな凹所がキュベ
ット天井と側壁の交差領域に設けられる。結果として生
じる反応生成物が分析される分析領域は、各キュベット
の半径方向外部壁近傍に画定される。
【０００８】ある特定の実施例では、ローターは、約１
０センチメートルの直径と、約１センチメートルの全高
とを有し、２０の分析キュベットを画定する。ローター
は、平らな上面を有し、細長いキュベット凹所の円周方
向配列を画定する透明な材料から形成された一体本体部
材と、平らな上下面間の各キュベット凹所の回りに伸長
して分析キュベットの円周方向配列を画定する連続シー
ルを備えた本体部材の平らな上部シール面に平行な平ら
な下部シール面を有する透明な材料から形成された一体
カバー部材とを含む。シールは、溶融エネルギーダイレ
クターリッジ（ｍｅｌｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｒｅ
ｃｔｏｒ ｒｉｄｇｅ）材から形成され各キュベットの
周囲に伸長する。溶融プラスチック材料で形成されたバ
リヤー構造体が溶融エネルギーダイレクターリッジ材と
合体して、カバーと本体部材間の接続部近傍のキュベッ
トの側壁の上部縁に沿って伸長する毛管寸法の溝を阻止
する。ローターの各キュベットは、約３センチメートル
の長さを有し、その平らな頂壁（天井）底壁（床）は、
分析及び室領域において約４分の３センチメートル隔置
されており、分析及び室領域側壁は、平行であり、約５
ミリメートル隔置されている。内部キュベット室の充填
口は、約３ミリメートルの直径を有し、円周方向配列に
配置され、各内部充填口を囲繞する天井面は、本体部材
の上部シール面より少なくとも約０．４ミリメートル上
方へ隔置され、前記エネルギー導子隆起部シール部直近
の点まで伸長する。外部キュベット室の充填口も直径は
約３センチメートルであり、内部室充填口の配列から中
央で約１．５センチメートル隔置されて外部円周方法配
列内に配置される。当該実施例の案内溝は、天井面で約
３分の１ミリメートルの幅と、約４分の１ミリメートル
の深さとを有し、外部充填口から約０．２ミリメートル
隔置され、外部充填口と回転方向に追従する側壁との間
の天井面に沿って約５ミリメートルの長さに亙り伸長す
る。ローターは、また、分析波長で透明な一連の光学キ
ュベット末端窓を形成する。分析領域の光学路の長さ
は、分析領域の円周方向幅または半径方向長さより長
く、第１及び第２室の各々の容積は、分析領域の容積よ
り大きい。
０センチメートルの直径と、約１センチメートルの全高
とを有し、２０の分析キュベットを画定する。ローター
は、平らな上面を有し、細長いキュベット凹所の円周方
向配列を画定する透明な材料から形成された一体本体部
材と、平らな上下面間の各キュベット凹所の回りに伸長
して分析キュベットの円周方向配列を画定する連続シー
ルを備えた本体部材の平らな上部シール面に平行な平ら
な下部シール面を有する透明な材料から形成された一体
カバー部材とを含む。シールは、溶融エネルギーダイレ
クターリッジ（ｍｅｌｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｒｅ
ｃｔｏｒ ｒｉｄｇｅ）材から形成され各キュベットの
周囲に伸長する。溶融プラスチック材料で形成されたバ
リヤー構造体が溶融エネルギーダイレクターリッジ材と
合体して、カバーと本体部材間の接続部近傍のキュベッ
トの側壁の上部縁に沿って伸長する毛管寸法の溝を阻止
する。ローターの各キュベットは、約３センチメートル
の長さを有し、その平らな頂壁（天井）底壁（床）は、
分析及び室領域において約４分の３センチメートル隔置
されており、分析及び室領域側壁は、平行であり、約５
ミリメートル隔置されている。内部キュベット室の充填
口は、約３ミリメートルの直径を有し、円周方向配列に
配置され、各内部充填口を囲繞する天井面は、本体部材
の上部シール面より少なくとも約０．４ミリメートル上
方へ隔置され、前記エネルギー導子隆起部シール部直近
の点まで伸長する。外部キュベット室の充填口も直径は
約３センチメートルであり、内部室充填口の配列から中
央で約１．５センチメートル隔置されて外部円周方法配
列内に配置される。当該実施例の案内溝は、天井面で約
３分の１ミリメートルの幅と、約４分の１ミリメートル
の深さとを有し、外部充填口から約０．２ミリメートル
隔置され、外部充填口と回転方向に追従する側壁との間
の天井面に沿って約５ミリメートルの長さに亙り伸長す
る。ローターは、また、分析波長で透明な一連の光学キ
ュベット末端窓を形成する。分析領域の光学路の長さ
は、分析領域の円周方向幅または半径方向長さより長
く、第１及び第２室の各々の容積は、分析領域の容積よ
り大きい。
【０００９】本発明は、処理量を増大し、一分析当たり
のコストを削減する能力を有する一回使用形式で、自動
ローター取り扱い装置と互換性があり、試薬と試料材料
が一方の室区分から他方の室区分へ外力によらずに移動
または「吸い上げ（ｗｉｃｋ）」する受け入れ難い傾向
を低減し、且つ、内部室から対応する外部室へ試料また
は試薬材料を移送するためにローターを加速中に該試料
または試薬材料が一以上の半径方向外部充填口から流出
する傾向を低減するコンパクトで且つ経済的な遠心分析
器ローターを提供する。
のコストを削減する能力を有する一回使用形式で、自動
ローター取り扱い装置と互換性があり、試薬と試料材料
が一方の室区分から他方の室区分へ外力によらずに移動
または「吸い上げ（ｗｉｃｋ）」する受け入れ難い傾向
を低減し、且つ、内部室から対応する外部室へ試料また
は試薬材料を移送するためにローターを加速中に該試料
または試薬材料が一以上の半径方向外部充填口から流出
する傾向を低減するコンパクトで且つ経済的な遠心分析
器ローターを提供する。
【００１０】本発明のその他の特徴及び効果は、添付図
面を参照しつつなされる以下の特定の実施例の経過説明
により明白となる。
面を参照しつつなされる以下の特定の実施例の経過説明
により明白となる。
【００１１】
【実施例】図１に示すローター組立体１０は、約１０セ
ンチメートルの直径と、約４分の３センチメートルの全
高とを有し、射出成形されたアクリル製の本体部材１２
と射出成形されたアクリル製のカバー部材１４とから成
り、所望の透明度と、耐薬品性と、高度分析のための光
学特性とを有する。カバー部材１４は、光学窓１６と、
外部充填口１８の円周方向配列と、内部充填口２０の円
周方向配列と、中央開口部２２とを有する平らな円形デ
ィスクである。
ンチメートルの直径と、約４分の３センチメートルの全
高とを有し、射出成形されたアクリル製の本体部材１２
と射出成形されたアクリル製のカバー部材１４とから成
り、所望の透明度と、耐薬品性と、高度分析のための光
学特性とを有する。カバー部材１４は、光学窓１６と、
外部充填口１８の円周方向配列と、内部充填口２０の円
周方向配列と、中央開口部２２とを有する平らな円形デ
ィスクである。
【００１２】本体部材１２は、平らな上面２８と２０個
のキュベット凹所３０の円周方向配列とを有し、各キュ
ベットの長さは、円筒状内部壁３２と平らな外部壁３４
との間で約４センチメートルであり、幅は、平らな追従
側壁３６と平行で平らな先行側壁３８との間で約０．４
５センチメートルである。各キュベット３０は、口２０
から充填される内部室４０と、口１８から充填される外
部室４２とを有する。室４２の底部には光学路１６と整
合してキュベット底面４８とカバー１４の平行な内部
（天井）面５０との間に２分の１センチメートルの長さ
の光学路を有する分析領域４６を画定する凹所光学窓４
４が形成されている。図４に図示す如く、各キュベット
３０には半径方向長さが約６ミリメートルで、高さが約
４分の１センチメートルの隆起部５４と、キュベット室
４０の後部壁を形成する平らで傾斜したランプ面と、約
２５０マイクロリットルの静容量を有するキュベット室
４２の内部壁を形成する平らな垂直面とを有する仕切り
構造体がある。
のキュベット凹所３０の円周方向配列とを有し、各キュ
ベットの長さは、円筒状内部壁３２と平らな外部壁３４
との間で約４センチメートルであり、幅は、平らな追従
側壁３６と平行で平らな先行側壁３８との間で約０．４
５センチメートルである。各キュベット３０は、口２０
から充填される内部室４０と、口１８から充填される外
部室４２とを有する。室４２の底部には光学路１６と整
合してキュベット底面４８とカバー１４の平行な内部
（天井）面５０との間に２分の１センチメートルの長さ
の光学路を有する分析領域４６を画定する凹所光学窓４
４が形成されている。図４に図示す如く、各キュベット
３０には半径方向長さが約６ミリメートルで、高さが約
４分の１センチメートルの隆起部５４と、キュベット室
４０の後部壁を形成する平らで傾斜したランプ面と、約
２５０マイクロリットルの静容量を有するキュベット室
４２の内部壁を形成する平らな垂直面とを有する仕切り
構造体がある。
【００１３】図２乃至図６を参照するとカバー１４の詳
細がさらに分かる。カバー１４は、直径が約１０センチ
メートル、厚さが約１．２５ミリメートルのディスクで
ある。ディスク１４は、各外部充填口１８近傍に半径方
向に伸長する案内溝５６が形成された平らな下面５０
と、図３に示す如く、それぞれが個々のキュベット３０
の周囲に伸長する周辺エネルギー導子隆起部６０の配列
とを有する。各案内溝５６は、断面が三角形の形状（図
６）をしており、深さが約４分の１ミリメートル、幅が
約３分の１ミリメートル、及び長さが約２分の１センチ
メートルであり、充填口１８から約０．２ミリメートル
隔置されており、その半径方向内部端は、ランプ隆起部
５４の後方にあり且つ外部充填口１８から約１ミリメー
トル半径方向内側にある。各周辺隆起部６０は、断面が
三角形の形状をしており、高さが約０．３ミリメート
ル、及び底部幅が０．５ミリメートルで、弧状内部壁部
６４と、外部壁部６６と、約０．７ミリメートル隔置さ
れたパネル側壁部６８、７０と、共有側壁部７２とを含
む。第１組みのバリヤー隆起部７６（本質的には、周辺
隆起部６０の共通壁部７２と合体するリングの形状をし
た）が約２センチメートルの半径のところに配置される
（内部充填口２０から約１ミリメートル半径方向外側に
隔置される９）。米国特許第４，９０２，４７９号を参
照すれば、周辺隆起部６０とバリヤー隆起部７４、７６
の詳細が更に明確となる。深さ約０．４ミリメートルの
凹所７８（図５）が弧状内部隆起部部６４と、共有側壁
隆起部部７２と、バリヤー隆起部部７６とで境界を付け
られた領域内の各内部充填口２０を囲繞する面５０に形
成される。
細がさらに分かる。カバー１４は、直径が約１０センチ
メートル、厚さが約１．２５ミリメートルのディスクで
ある。ディスク１４は、各外部充填口１８近傍に半径方
向に伸長する案内溝５６が形成された平らな下面５０
と、図３に示す如く、それぞれが個々のキュベット３０
の周囲に伸長する周辺エネルギー導子隆起部６０の配列
とを有する。各案内溝５６は、断面が三角形の形状（図
６）をしており、深さが約４分の１ミリメートル、幅が
約３分の１ミリメートル、及び長さが約２分の１センチ
メートルであり、充填口１８から約０．２ミリメートル
隔置されており、その半径方向内部端は、ランプ隆起部
５４の後方にあり且つ外部充填口１８から約１ミリメー
トル半径方向内側にある。各周辺隆起部６０は、断面が
三角形の形状をしており、高さが約０．３ミリメート
ル、及び底部幅が０．５ミリメートルで、弧状内部壁部
６４と、外部壁部６６と、約０．７ミリメートル隔置さ
れたパネル側壁部６８、７０と、共有側壁部７２とを含
む。第１組みのバリヤー隆起部７６（本質的には、周辺
隆起部６０の共通壁部７２と合体するリングの形状をし
た）が約２センチメートルの半径のところに配置される
（内部充填口２０から約１ミリメートル半径方向外側に
隔置される９）。米国特許第４，９０２，４７９号を参
照すれば、周辺隆起部６０とバリヤー隆起部７４、７６
の詳細が更に明確となる。深さ約０．４ミリメートルの
凹所７８（図５）が弧状内部隆起部部６４と、共有側壁
隆起部部７２と、バリヤー隆起部部７６とで境界を付け
られた領域内の各内部充填口２０を囲繞する面５０に形
成される。
【００１４】本体１２をカバー１４で封止する場合に
は、カバー１４を、カバーの面５０が本体の面２８から
約０．３ミリメートル隔置されるように本の体面２８に
周辺隆起部６０を静止させながら本体１２の上面に載置
する。カバー１４は、次いで、約６０ｐｓｉの警笛圧力
と２０キロヘルツのエネルギーを約１秒間加えて本体１
２に超音波溶接される。超音波エネルギーは、エネルギ
ー導子隆起部６０を溶融して各キュベット３０の回りに
周辺シール（図５及び図６において８２で示す如く）を
形成する。熔融されたプラスチック材料は、面２８と５
０に沿って流れるが、時には、毛管隙間８４（図６）
（幅で０．１ミリメートル以下が典型的である）がカバ
ーの面５０と本体の面２８との間でキュベット側壁３
６、３８近傍に残ることがある。バリヤー隆起部７４、
７６も自身が本体の面２８と重なる領域において超音波
熔接が行われる間に溶融され、プラスチック材料の熔接
型合体を生じさせて、これにより、各合体領域からキュ
ベット側壁３６、３８間でキュベットの全幅に亙って伸
長する各キュベット３０の各バリヤー隆起部７４、７６
で各裂け目領域８４を充満且つ閉塞する。カバーの凹所
７８のため、バリヤー隆起部７６の半径方向内側には毛
管隙間はなく、該凹所の幅０．４ミリメートルは、毛管
寸法より大きい。
は、カバー１４を、カバーの面５０が本体の面２８から
約０．３ミリメートル隔置されるように本の体面２８に
周辺隆起部６０を静止させながら本体１２の上面に載置
する。カバー１４は、次いで、約６０ｐｓｉの警笛圧力
と２０キロヘルツのエネルギーを約１秒間加えて本体１
２に超音波溶接される。超音波エネルギーは、エネルギ
ー導子隆起部６０を溶融して各キュベット３０の回りに
周辺シール（図５及び図６において８２で示す如く）を
形成する。熔融されたプラスチック材料は、面２８と５
０に沿って流れるが、時には、毛管隙間８４（図６）
（幅で０．１ミリメートル以下が典型的である）がカバ
ーの面５０と本体の面２８との間でキュベット側壁３
６、３８近傍に残ることがある。バリヤー隆起部７４、
７６も自身が本体の面２８と重なる領域において超音波
熔接が行われる間に溶融され、プラスチック材料の熔接
型合体を生じさせて、これにより、各合体領域からキュ
ベット側壁３６、３８間でキュベットの全幅に亙って伸
長する各キュベット３０の各バリヤー隆起部７４、７６
で各裂け目領域８４を充満且つ閉塞する。カバーの凹所
７８のため、バリヤー隆起部７６の半径方向内側には毛
管隙間はなく、該凹所の幅０．４ミリメートルは、毛管
寸法より大きい。
【００１５】従って、試薬材料が毛管作用により溝８４
に沿って急速に吸い上げられるが、各かかる溝は、バリ
ヤー隆起部７４、７６の溶融合体部分により閉塞され
る。これらのバリヤー構造は、以上の如く、カバーの面
５０か溝８４のいずれかに沿って一方の室４０、４２か
ら他方の室への流れによって試薬材料の外力によらない
事前混合が阻止される。更に、該凹所７８のため、隆起
部７６の半径方向内側には毛管作用を支持する隙間８４
はない。
に沿って急速に吸い上げられるが、各かかる溝は、バリ
ヤー隆起部７４、７６の溶融合体部分により閉塞され
る。これらのバリヤー構造は、以上の如く、カバーの面
５０か溝８４のいずれかに沿って一方の室４０、４２か
ら他方の室への流れによって試薬材料の外力によらない
事前混合が阻止される。更に、該凹所７８のため、隆起
部７６の半径方向内側には毛管作用を支持する隙間８４
はない。
【００１６】図７を参照して、マイクロ遠心分析器シス
テム９０は、回転予熱装置室９２と、ローター１０を収
容する分析ステーション９４と、二つのピペット管９
８、１００を担持する移送アーム９６とを有する。試料
皿１０２は、２０の試料カップ１０４を位置決めし、試
薬溜め１０６、１０８とリンス溜め１１０が試料皿１０
２と分析ステーション９４との間で移送アーム９６に沿
って位置決めされる。試料、標準液、及び対照は試料カ
ップ１０４内に入れられ、試薬は試薬溜め１０６、１０
８に入れられる。分析器制御選択は、制御キーボード１
１２への入力によりなされる。また、基準溶液供給装置
１１４、希釈装置１１６、熱転写プリンター１１８、及
びビデオディスプレーユニット１２０が分析器上に取り
付けられる。
テム９０は、回転予熱装置室９２と、ローター１０を収
容する分析ステーション９４と、二つのピペット管９
８、１００を担持する移送アーム９６とを有する。試料
皿１０２は、２０の試料カップ１０４を位置決めし、試
薬溜め１０６、１０８とリンス溜め１１０が試料皿１０
２と分析ステーション９４との間で移送アーム９６に沿
って位置決めされる。試料、標準液、及び対照は試料カ
ップ１０４内に入れられ、試薬は試薬溜め１０６、１０
８に入れられる。分析器制御選択は、制御キーボード１
１２への入力によりなされる。また、基準溶液供給装置
１１４、希釈装置１１６、熱転写プリンター１１８、及
びビデオディスプレーユニット１２０が分析器上に取り
付けられる。
【００１７】本実施例では、選択した量の血漿が試料カ
ップ１０４から室４０内へ小出しに入れられ、選択した
量の凝固活性試薬が溜め１１６から分析ステーション９
４のローター１０のキュベット３０の室４２内へ小出し
に入れられる。前記に述べた通り、一定量の試料と試薬
がそれぞれのキュベットに流入すると、小出しにされた
液体の滴が充填口の縁に固着し、及び／または湿った隙
間または溝が液体を毛管吸い上げ作用により室４０に引
き戻して該室４０内にて第２の試薬と混合して時期尚早
な血餅形成を開始してしまう傾向にある。しかしなが
ら、室４０と４２との間でのかかる吸い上げ作用は、キ
ュベットの二つの室間での毛管吸い上げ作用による外力
によらない試薬の混合が効果的に防止されるようにアリ
ヤー７４、７６及びバリヤー７６の半径方向内側に毛管
隙間がないことにより阻止される。
ップ１０４から室４０内へ小出しに入れられ、選択した
量の凝固活性試薬が溜め１１６から分析ステーション９
４のローター１０のキュベット３０の室４２内へ小出し
に入れられる。前記に述べた通り、一定量の試料と試薬
がそれぞれのキュベットに流入すると、小出しにされた
液体の滴が充填口の縁に固着し、及び／または湿った隙
間または溝が液体を毛管吸い上げ作用により室４０に引
き戻して該室４０内にて第２の試薬と混合して時期尚早
な血餅形成を開始してしまう傾向にある。しかしなが
ら、室４０と４２との間でのかかる吸い上げ作用は、キ
ュベットの二つの室間での毛管吸い上げ作用による外力
によらない試薬の混合が効果的に防止されるようにアリ
ヤー７４、７６及びバリヤー７６の半径方向内側に毛管
隙間がないことにより阻止される。
【００１８】ローター１０の２０のキュベット３０が充
填されると、カバー１２２が閉じられて、ローター１０
が分析ステーション９４で遠心加速されて、血漿試料を
室４０から分析室４２へ移送して凝固活性試薬と混合さ
れる。血漿試料は、この分析室４２への遠心加速流れの
間中追従側壁３６に強制当接させられて、案内溝５６が
反応体材料が充填口１８から排出されないように当該流
れを半径方向外側へ案内する。
填されると、カバー１２２が閉じられて、ローター１０
が分析ステーション９４で遠心加速されて、血漿試料を
室４０から分析室４２へ移送して凝固活性試薬と混合さ
れる。血漿試料は、この分析室４２への遠心加速流れの
間中追従側壁３６に強制当接させられて、案内溝５６が
反応体材料が充填口１８から排出されないように当該流
れを半径方向外側へ案内する。
【００１９】次いで、ローター１０が制動されて、外部
室４２内の試料と試薬の混合物が温置され、一方で、搬
送アーム９６が溜め１０８から第２の（凝固阻止）試薬
を内部室４０内へ充填する。第２の試薬の充填が完了す
ると、再度ローターが加速されて、第２の試薬を室４０
から分析室４２へ搬送し、混合が行われて凝固反応が開
始される。この凝固の開始が、ローターが回転するにつ
れて光りの散乱により監視される。データの取得は、凝
固に必要と予測される最長時間、例えば、２乃至４分間
以上の期間継続する。測定は、各キュベットに就き個々
に行われ、光の散乱値がビデオディスプーユニット１２
０により表示され、熱転写プリンター１１８により印刷
することも可能である。
室４２内の試料と試薬の混合物が温置され、一方で、搬
送アーム９６が溜め１０８から第２の（凝固阻止）試薬
を内部室４０内へ充填する。第２の試薬の充填が完了す
ると、再度ローターが加速されて、第２の試薬を室４０
から分析室４２へ搬送し、混合が行われて凝固反応が開
始される。この凝固の開始が、ローターが回転するにつ
れて光りの散乱により監視される。データの取得は、凝
固に必要と予測される最長時間、例えば、２乃至４分間
以上の期間継続する。測定は、各キュベットに就き個々
に行われ、光の散乱値がビデオディスプーユニット１２
０により表示され、熱転写プリンター１１８により印刷
することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】溝５６付き及び溝５６なしのローターの
テストの結果、反応体材料の口１８からの排出は溝５６
を設けることで９０パーセント以上低減できた。凹所７
８の付き及び凹所７８なしのローターのテストの結果、
凝固反応の時期尚早の開始（誤走行）が凹所７８を設け
ることで完全に排除できた。
テストの結果、反応体材料の口１８からの排出は溝５６
を設けることで９０パーセント以上低減できた。凹所７
８の付き及び凹所７８なしのローターのテストの結果、
凝固反応の時期尚早の開始（誤走行）が凹所７８を設け
ることで完全に排除できた。
【００２１】本発明の特定の実施例を図示説明してきた
が、種々の修正が可能なことは当業者には明白なことで
あり、従って、本発明は、開示された実施例やその詳細
な事項に限定されるものではなく、本発明の精神と範囲
以内であれば修正および変更を加えることは可能であ
る。
が、種々の修正が可能なことは当業者には明白なことで
あり、従って、本発明は、開示された実施例やその詳細
な事項に限定されるものではなく、本発明の精神と範囲
以内であれば修正および変更を加えることは可能であ
る。
【図１】本発明の多キュベットローター組立体の平面図
（ある部分を切り欠いた）である。
（ある部分を切り欠いた）である。
【図２】図１に示すローター組立体のカバー部材の底面
部を示し、カバー部材を図１のローター組立体の下側
（即ち、図１の紙面に対して裏側）から見た底面図であ
る。
部を示し、カバー部材を図１のローター組立体の下側
（即ち、図１の紙面に対して裏側）から見た底面図であ
る。
【図３】図２に示されたカバー部材の一部拡大図であ
る。
る。
【図４】図１の線４−４に沿った断面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った断面図である。
【図６】図４の線６−６に沿った断面図であって、キュ
ベットの横断方向断面をその回転中心に向かって見た図
である。
ベットの横断方向断面をその回転中心に向かって見た図
である。
【図７】図１乃至図６に示す形式のローターを使用する
マイクロ遠心分析器の図である。
マイクロ遠心分析器の図である。
フロントページの続き (72)発明者 マックスウェル・イー・ロウレンス，ジ ュニアー アメリカ合衆国マサチューセッツ州 02154，ウォルサム，リンカーン・スト リート 550 (72)発明者 ジョセフ・エイ・ルオンゴ アメリカ合衆国マサチューセッツ州 02081，ウォルポール，ペンバートン・ ストリート 106 (56)参考文献 特開 昭63−42755（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−21851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−44881（ＪＰ，Ａ) 米国特許4902479（ＵＳ，Ａ) 米国特許4580898（ＵＳ，Ａ) 米国特許4580897（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 B04B 1/00 - 15/12 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (21)
- 【請求項１】 遠心分析機に使用する多キュベットロー
ターにおいて、 細長い半径方向に伸長するキュベットの円周方向の配列
を画定する構造体であって、前記細長いキュベットが天
井面を有し、且つ、第１の反応体を受容する内部室領域
と第１の反応体を前記内部室領域へ導入する前記天井面
の第１の充填口と、第２の反応体を受容する外部室領域
と、第２の反応体を前記外部室領域へ導入する前記天井
面の第２の充填口と、前記内部室領域及び外部室領域の
間で前記第１の反応体を前記外部室領域に流入して前記
第２の反応体を有する反応生成物を形成する移送通路が
画定されるように、前記天井面から隔置されたランプ隆
起部を備えるランプ面とを画定する、前記構造体と、 前記天井面の前記第２の充填口及び遠心加速により強制
当接される側の側壁の間で略半径方向に向けて配置され
た案内溝を画定し、前記案内溝が前記第２の充填口の近
傍で略半径方向に延在する構造体と、 結果として生じる反応生成物が分析される分析領域を前
記キュベットの半径方向外部の壁の近傍に画定する構造
体とを備えることを特徴とする、多キュベットロータ
ー。 - 【請求項２】 前記天井面の案内溝の幅が少なくとも約
４分の１ミリメートルであり、深さが少なくとも約４分
の１ミリメートルであり、該案内溝が前記第２の充填口
から少なくとも０．１ミリメートル隔置されており、そ
の半径方向内部端が前記ランプ隆起部の後方にあり、且
つ前記第２の充填口とそれに隣接する前記遠心加速によ
り強制当接される側の側壁との間で前記天井面に沿って
少なくとも約５ミリメートルの長さで伸長することを特
徴とする請求項１に記載の多キュベットローター。 - 【請求項３】 分析波長で透明である一連の光学キュベ
ット末端窓を画定する構造体を含み、前記分析領域の光
学路の長さが前記分析領域の円周方向幅または半径方向
長さより大きく、且つ、前記内部室領域第１及び前記外
部室領域の各々の容積が前記分析領域の容積よりも大き
いことを特徴とする請求項１に記載の多キュベットロー
ター。 - 【請求項４】 前記第２の充填口が前記第１の充填口の
円周方向配列から中心で少なくとも約１センチメートル
隔置された外部円周方向配列内に配置されることを特徴
とする請求項１に記載の多キュベットローター。 - 【請求項５】 前記キュベットの長さが少なくとも約３
センチメートルであり、その天井面と底面が前記分析領
域において約４分の３センチメートル隔置され、且つ、
前記分析領域が平行であり且つ約５ミリメートル隔置さ
れていることを特長とする請求項１に記載の多キュベッ
トローター。 - 【請求項６】 前記多キュベットローターの直径が約１
０センチメートルであり、その全高が約１センチメート
ルであることを特徴とする請求項１に記載の多キュベッ
トローター。 - 【請求項７】 平らな上部シール面を有しかつ細長いキ
ュベットの円周方向の配列を画定する透明な材料から形
成された一体の本体部材と、 前記本体部材の平らな上部シール面に対して平行な平ら
な下部シール面を有し、前記上部シール面と前記下部シ
ール面との間で前記キュベットの回りに伸長して分析用
のキュベットの円周方向配列を画定する連続的なシール
を有する透明な材料から形成された一体カバー部材と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の多キュベット
ローター。 - 【請求項８】 遠心分析機に使用する多キュベットロー
ターであって、 細長い半径方向に伸長するキュベットの円周方向配列を
画定する本体部材及び協働するカバー部材と、 前記本体部材の上面と前記カバー部材の下面との間で各
前記キュベットの回りに伸長する連続したシール構造体
とを備え、 前記細長いキュベットが、第１の反応体を受容する第１
の室領域と、第１の反応体を前記第１の室領域へ流入さ
せる半径方向の内部充填口と、第２の反応体を受容する
第２の室領域と、第２の反応体を前記第２の室領域へ流
入させる半径方向の外部充填口と、前記第１及び第２の
室領域の間で前記第１の反応体が前記第２の室領域に流
入されて前記第２の反応体と反応生成物を形成する移送
通路が画定されるように前記カバー部材の下面から隔置
されたランプ隆起部を有するランプ面とを画定し、 各前記キュベットの天井と側壁との交差領域の毛管寸法
より大きな凹所を画定し、前記内部充填口に隣接したシ
ール領域で前記第１の室領域の頂部に形成された凹所構
造体と、 結果として生じる反応生成物が分析される分析領域を各
前記キュベットの半径方向外部の壁の近傍に画定する構
造体と、 を備えることを特徴とする多キュベットローター。 - 【請求項９】 前記連続したシール構造体が前記キュベ
ットの周囲に伸長する溶融エネルギーを導く隆起部から
形成されることを特徴とする請求項８に記載の多キュベ
ットローター。 - 【請求項１０】 前記溶融エネルギーを導く隆起部と合
体し、前記カバー部材と前記本体部材との接合部近傍で
前記キュベットの側壁の上部縁に沿って伸長する毛管隙
間を閉塞する溶融プラスチック材料のバリヤー構造体を
更に含むことを特徴とする請求項９に記載の多キュベッ
トローター。 - 【請求項１１】 前記内部充填口を囲繞する前記天井面
が前記本体部材の前記上部シール面の上方に少なくとも
０．４ミリメートル隔置され、且つ、前記シール構造体
直近の点まで伸長することを特徴とする請求項８に記載
の多キュベットローター。 - 【請求項１２】 遠心分析器に使用する多キュベットロ
ーターにおいて、 前記キュベットローターが、細長い半径方向に伸長する
キュベットの円周方向配列を画定し、 平らな上面を有し、且つ細長いキュベットの円周方向配
列を画定する透明な材料から形成された一体の本体部材
と、 前記本体部材の平らな上面に対して平行な平らな下面を
有する透明な材料から形成された一体のカバー部材と、 前記平らな上面と下面との間で前記キュベットの回りに
伸長して、キュベットの前記円周方向配列を画定する連
続したシール構造体とを備え、 前記細長いキュベットが、 第１の組成物を収容する第１室領域と、前記第１の組成
物を前記第１室領域へ流入させる前記カバー部材の半径
方向の内部充填口とを画定する構造と、 第２の組成物を受容する第２室領域と、前記第２の組成
物を前記第２室領域へ流入させる前記カバー部材の半径
方向の外部充填口とを画定し、且つ前記第２室の半径方
向外部壁を画定する構造体と、 前記キュベットの天井と側壁との交差領域の毛管寸法よ
り大きな凹所を画定する、前記内部充填口に隣接したシ
ール領域の前記第１の室領域の頂部に形成された凹所構
造体とを備え、 前記シール構造体が更に、各々が前記カバーの前記下面
に連結されていて前記第１及び第２室領域の充填口の間
に配置され、前記シール構造体から少なくとも前記カバ
ー部材と本体部材との接合部近傍の前記キュベットの側
壁の上部縁まで伸長して、前記室領域の一方に格納され
た組成物の他方の室領域に向けてかつ前記カバー部材に
沿った吸い上げ移動、及び前記構成要素の時期尚早な混
合を阻止するキュベット内のバリヤー構造体を有し、更
に、 前記多キュベットローターは、 各々が前記キュベットの底面に設けられていて、前記第
１の組成物を前記第２室領域へ流入させて前記第２の組
成物と反応生成物を形成する前記第１及び第２室領域間
の移送路が隆起部と前記カバー部材の前記下面との間に
画定されるように、前記カバー部材の下面から隔置され
た前記隆起部を有する前記第１及び第２室領域内の仕切
り構造体と、 前記キュベットの天井面の前記外部充填口及び遠心加速
により強制当接される側の側壁の間に略半径方向に配置
された案内溝を画定し、前記案内溝が前記外部充填口の
近傍で半径方向に延在する、案内溝を画定する構造体
と、 結果として生じる反応生成物を分析する分析領域を前記
キュベットの前記半径方向外部の壁の近傍に画定する構
造体と、 を備えることを特徴とする多キュベットローター。 - 【請求項１３】 前記シール構造体が前記キュベットの
周囲を伸長する溶融エネルギーを導く隆起部を含むこと
を特徴とする請求項１２に記載の多キュベットロータ
ー。 - 【請求項１４】 前記カバー部材が、その外周近傍に光
学窓領域と、外周に配列された充填口と、内周に配列さ
れた充填口と、中央開口部とを有する平らな円形ディス
クであることを特徴とする請求項１３に記載の多キュベ
ットローター。 - 【請求項１５】 前記溶融エネルギーを導く隆起部と合
体し、前記カバー部材と前記本体部材との接合部近傍で
前記キュベットの側壁の上部縁に沿って伸長する毛管隙
間の溝を閉塞する溶融プラスチック材料のバリヤー構造
体を含むことを特徴とする請求項１４に記載の多キュベ
ットローター。 - 【請求項１６】 前記キュベットの長さが少なくとも約
３センチメートルであり、その天井面と底面とが前記分
析領域において約４分の３センチメートル隔置され、且
つ、前記分析領域が平行であり且つ約５ミリメートル隔
置されていることを特徴とする請求項１５に記載の多キ
ュベットローター。 - 【請求項１７】 前記充填口の直径が約３ミリメートル
であることを特徴とする請求項１６に記載の多キュベッ
トローター。 - 【請求項１８】 前記内部充填口を囲繞する前記天井面
が前記本体部材の前記上部シール面の上方に少なくとも
０．４ミリメートル隔置され、且つ、前記シール構造体
の直近の点まで伸長することを特徴とする請求項１７に
記載の多キュベットローター。 - 【請求項１９】 前記外部充填口が、前記内部充填口の
円周方向配列から中心において少なくとも約１センチメ
ートル隔置された外部円周方向配列内に配置されること
を特徴とする請求項１８に記載の多キュベットロータ
ー。 - 【請求項２０】 前記案内溝の前記天井面での幅が少な
くとも約４分の１ミリメートルであり且つ深さが少なく
とも約４分の１ミリメートルであり、前記案内溝が前記
外部充填口から少なくとも０．１ミリメートル隔置され
ており、その半径方向内部端が前記仕切り構造体の後方
にあり、更に前記案内溝が前記外部充填口と前記遠心加
速により強制当接される側の側壁との間で前記天井面に
沿って少なくとも約５ミリメートルの長さで伸長するこ
とを特徴とする請求項１９に記載の多キュベットロータ
ー。 - 【請求項２１】 分析波長で透明な一連の光学キュベッ
ト末端窓を画定する構造体を含み、前記分析領域におけ
る光学路の長さが該分析領域の円周方向幅または半径方
向長さより大きく、前記第１及び第２室領域の容積が前
記分析領域の容積より大きいことを特徴とする請求項２
０に記載の多キュベットローター。
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|---|---|---|---|
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