JP3507325B2 - 試料分析装置および試料分析方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料分析装置およ
び試料分析方法に係り、特に、臨床検査の分野で利用さ
れるほか、食品検査，医学，生命科学の基礎分野などで
用いられる抗原−抗体反応を利用した分析に適する試料
分析装置および試料分析方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】血清または尿のような生体液を分析し、
生体液内の抗体と抗原または抗原抗体免疫複合物の存在
を検出し、定量する方法は、一般に免疫分析と呼ばれて
いる。

【０００３】免疫分析の共通な方法の１つは、制限した
量の抗原と２種の抗体の間に生ずる結合反応を使うこと
である。これら両抗体は、抗原と結合できるので、例え
ば、一方の抗体に標識をつけて、抗原を媒介として両抗
体を結合し、結合した標識付き抗体の比率を計測する
と、存在する抗原の量がわかる。

【０００４】具体的な手法の１つは、例えば、特開平08
−146002号公報に提案されている。この例において、第
１抗体は、固相として磁性粒子の表面に固定化されてお
り、第２抗体は、標識物質が結合され、液相に溶融して
いる。第１抗体が固定化された磁性粒子と生体液由来試
料とを混合し、抗原−抗体反応を生じさせると、試料に
含まれる抗原が、第１抗体を介して磁性粒子に結合す
る。さらに、第２抗体を反応させると、第２抗体が、抗
原および第１抗体を介して磁性粒子に結合する。結合す
る第２抗体の量は、試料に含まれる抗原の量に依存して
増減する。フローセル入口に接続してあるシッパープロ
ーブを反応混合液に挿入し、フローセル出口に接続する
シリンジポンプで吸引し、磁場のかかるフローセルに反
応混合物を流動させると、磁性粒子が、磁場により捕捉
される。この磁場は、磁石をフローセルに近接させて与
える。シッパープローブを緩衝液プローブに移動させて
吸引し、フローセルに緩衝液を流すと、磁性粒子がフロ
ーセルに残されたまま、反応混合物の液相は、フローセ
ル外に流し去られる。

【０００５】標識物質とは、電気的に化学ルミネッセン
スを発生する物質である。磁場を除去した後、フローセ
ルの流路内に電場をかけると、磁性粒子に結合した標識
物質が、発光する。その発光強度を検出し、試料中の抗
原の量を分析する。その後、フローセルから磁石を遠ざ
け、シッパープローブを洗浄液ボトルに差し替えて吸引
し、磁性粒子をフローセルから除去する。

【０００６】この従来例の場合は、混合物から液相を除
去した場所で電場を与えて発光量を検出するので、磁性
粒子のロスがない。また、磁性粒子に磁界を作用させて
混合物の液相と分離するために、磁性粒子の粒径を小さ
くし、反応速度を高めることができる。さらに、フロー
セルに洗浄液を流して磁性粒子を流し去るので、複数の
試料を連続的に分析できる。流量を正確に制御できるシ
リンジポンプによって試料，緩衝液，洗浄液を吸引して
いるため、試料量，試薬量の誤差が小さく、精度の高い
分析ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
には、次のような欠点がある。磁石をフローセルに近づ
けてできた磁場により反応混合物を通過させて磁性粒子
を捕捉し、続いて緩衝液を流すため、磁性粒子は、フロ
ーセルの壁面に十分付着せず、液相とともにフローセル
外に流れ去る。または、フローセルの壁面上で移動し、
分布が不均一になる。そのため、電場をかけても発光量
が小さくなり、抗原の量を測定する感度が低くなってし
まう。

【０００８】それを避けようとして、フローセルに磁性
粒子を捕捉してから緩衝液を通過させる間に流れを停止
する期間を設けると、１回の分析に要する時間が長くな
り、一定時間に分析できる能力が小さくなってしまう。

【０００９】本発明の目的は、一定時間に分析できる能
力が高く、磁性粒子を均一に捕捉でき、高感度の分析が
可能な試料分析装置および試料分析方法を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、入口と出口を持つフローセルと、フロー
セル内の所定領域の磁界を強磁界と弱磁界とに切換える
磁界発生機構と、フローセルの入口に連通するピペッタ
と、フローセルの出口に連通し吸引量を制御可能なポン
プと、特定物質の濃度に応じて発光量が変化する発光物
質を付着させた磁性粒子を懸濁させた試料液を収容する
第１試料容器と、磁性粒子を含まない試料液を収容する
第２試料容器と、洗浄液を収容する洗浄液容器と、ピペ
ッタを複数の試料容器および洗浄液容器の位置に選択的
に移動させるアームと、フローセルの所定領域において
発光量を検出する検出器と、ポンプ，移動機構，磁界発
生機構，検出器などの動作を制御するコントローラとを
有する試料分析装置において、フローセルが、入口部分
の付近に、一方は所定領域に連通するフローセル流路に
つながり、他方は所定領域に連通しないバイパス流路に
つながる流路分岐部を持ち、ピペッタから吸引される流
体の流れをフローセル流路とバイパス流路の少なくとも
一方に選択的に流れさせるための流路選択手段をフロー
セルとポンプとの間に設け、前記流路選択手段が、前記
フローセルの下流側に設けられた第１のバルブと、前記
バイパスの流路に設けられた第２のバルブとからなり、
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブが前記ポンプ
に接続され、前記第１および第２のバルブの両方が同時
に開放され得る試料分析装置を提案する。

【００１１】ピペッタとフローセルの入口との間の流路
には、熱交換手段を設けてもよい。

【００１２】前記所定領域を強磁界にして第１試料をフ
ローセル流路に吸引した後、バイパス流路で第２試料を
一定量吸引し、フローセル流路に流れを切換えて第２試
料を吸引することができる。

【００１３】発光量を検出する間はフローセル流路の流
れを停止し、バイパス流路を用いて洗浄液容器から洗浄
液を吸引し、検出が終えた後にフローセル流路に洗浄液
を流すようにする。

【００１４】流体の流れをフローセル流路からバイパス
流路に切換えた直後に、所定領域を強磁界から弱磁界に
切換えることが望ましい。

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、図１〜図７を参照して、本
発明による試料分析装置および試料分析方法の実施例を
説明する。

【００１７】《実施例１》図１は、本発明による試料分
析装置の実施例１の構成を示す系統図である。フローセ
ル１１は、ピペッタ２７，チューブ３５，チューブ３
６，ポンプ２３を通して、流体的に接続されている。ピ
ペッタ２７は、アーム２８にマウントされており、その
移動範囲には、懸濁液容器３０，緩衝液容器３１，洗浄
液容器３２が配置されている。チューブ３５の経路に
は、熱交換器４１が設けられている。フローセル１１の
入口付近には、分岐部３９があり、この分岐部３９で、
流路は、フローセル内部とバイパス流路１９とに別れて
いる。フローセル１１の出口の下流には、バルブ４３が
あり、バイパス流路１９には、バルブ４４が設けられて
いる。バルブ４３とバルブ４４は、ともに、チューブ３
６を通して、ポンプ２３に接続されている。チューブ３
６は、分岐してバルブ２５に接続され、バルブ２５から
は、廃液容器３３に配管されている。フローセル１１の
内部は、流路１８が貫通しており、流路１８の側面に、
対向電極１４と作動電極１５とが設置してある。フロー
セル１１の上には、光センサ１３が、ケース１２に覆わ
れて設置されている。フローセル１１の上部は、透明な
材料で作られている。モータ２１に接続したレバー２２
には、磁石２０が支持されており、フローセル１１の下
部に近接するように駆動できる。アーム２８，光センサ
１３，モータ２１，ポンプ２３は、コントローラ４０に
接続されている。

【００１８】流路１８の断面は、長方形であり、この場
合は、磁石２０に対向する方向に測った厚さが０.５ｍ
ｍであり、幅が５ｍｍである。作動電極は流れ方向に５
ｍｍの幅がある。磁石２０は１辺が５ｍｍの立方体形状
の永久磁石である。

【００１９】反応ユニット５５で処理された懸濁液が入
った懸濁液容器３０がガイド５６により所定位置に設置
される。反応ユニット５５には分析対象となる複数種類
の試料と、複数種類の試薬を選択的に組み合わせて反応
させ、反応生成物を懸濁液容器３０に入れてガイド５６
で順次所定位置に送る機能がある。

【００２０】ここで分析対象となる試料とは、血清や尿
のような生体液由来試料である。試料が血清の場合、分
析されるべき成分は、例えば抗原，ペプチドホルモン，
ステロイドホルモン，薬剤、または、ウイルス抗体、ま
たは、各種の腫瘍マーカー，抗体、または、抗原・抗体
複合物、または、単一蛋白質である。ここで、特定成分
は、例えばＴＳＨ(甲状腺ホルモン)であるとする。反応
ユニット５５内でなされる前処理過程では、分析対象と
なる試料が、ビーズ溶液，第１試薬，第２試薬，緩衝液
と混合して、一定温度(３７℃)，一定時間で反応させら
れる。ここでは、分析対象となる試料を５０μｌ，第１
試薬を５０μｌ，第２試薬を５０μｌ，緩衝液を１００
μｌ用いる。ビーズ溶液とは、粒子状磁性物質をポリス
チレンなどのマトリックスに埋め込んだ磁性粒子(比重
１.４、平均粒径２.８μｍ)を緩衝液中に分散させた溶
液であり、マトリックスの表面にはビオチンと結合可能
なストレプタニジンが結合されている。磁性物質は、例
えば鉄，酸化鉄，ニッケル，コバルト，酸化クロムなど
の磁気吸引物質であればよく、また、マトリックス自体
は、ポリスチレンの他に多くの合成および天然の重合性
物質(例えばセルロース，ポリエステルなど)の中から選
ばれてもよい。第１試薬は、磁性粒子を試料中の特定成
分ＴＳＨと結合させる物質が含まれており、これには、
末端をビオチン処理したＴＳＨ抗体が含まれる。第２試
薬には、電気化学反応により発光を生じる標識物質をラ
ベルしかつ試料中の特定成分と結合する物質が含まれて
いる。すなわち、第２試薬には、末端をビオチン処理し
かつ励起により化学発光を生じる標識物質、ここではル
テニウム(ＩＩ)トリス(ビピリジル)を結合したＴＳＨ抗
体を含む。第１試薬および第２試薬は、分析されるべき
特定の成分の種類によって異なり、例えば免疫グロブリ
ン，抗原，抗体，その他の生物学的物質が使用される。

【００２１】緩衝液容器３１には、標識物質の電気的な
化学発光を誘引する物質を含む緩衝液が収容されてい
る。具体的には、緩衝液は、電圧印加後による還元後に
標識化合物の励起を誘引する物質、例えばトリプロピル
アミン(ＴＰＡ)を含み、ｐＨが７.４前後の液である。
洗浄液容器３２には、洗浄液が収容されている。

【００２２】熱交換器４１は、チューブ３５を通して流
れる液体の温度を予め定めた温度になるように制御する
働きをする。

【００２３】チューブ３５，チューブ３６，フローセル
１１内の流路１８は、予め緩衝液が満たされている。

【００２４】図２は、実施例１の試料分析装置の動作シ
ーケンスを示すタイムチャートである。実施例１の試料
分析装置の１サイクルは、懸濁液吸引期間、粒子捕捉期
間、停止期間、ＢＦ分離期間、検出期間、洗浄期間、リ
セット期間、予備吸引期間からなっている。なお、ＢＦ
とは、磁性粒子に結合している抗体(Ｂ)と、結合せずに
液体成分に溶けている抗体(Ｆ)とを省略した記号であ
る。１サイクルは、反応ユニット５５で処理されて懸濁
液を収容した懸濁液容器３０が所定位置にセットされた
ところから開始する。懸濁液吸引期間では、まず、コン
トローラ４０の信号によりモータ２１が回転し、磁石２
０がフローセル１１下部に接触する位置に移動する。バ
ルブ４３が開き、バルブ４４およびバルブ２５が閉じた
状態に設定される。アーム２８がコントローラ４０の信
号により動作し、ピペッタ２７を懸濁液容器３０内に挿
入する。続いて、コントローラ４０の信号で、ポンプ２
３が一定量の吸引動作する。すると、チューブ内の液体
に吸引されて懸濁液容器３０内の懸濁液が、ピペッタ２
７を経由して、チューブ３５内に入る。この状態でポン
プ２３を停止し、アーム２８を動作させる。ピペッタ２
７は、洗浄機構３７を経て、緩衝液容器３１に挿入され
る。ピペッタの先端は、洗浄機構３７を通過時に、洗浄
される。

【００２５】粒子捕捉期間に、ポンプ２３は、コントロ
ーラ４０からの信号により、一定速度で吸引する。その
間に、チューブ３５内に存在した懸濁液は、流路１８を
通過する。流路内には磁石２０からの磁界が発生してい
るために、懸濁液に含まれる磁性粒子は、磁石に向かっ
て吸引され、作動電極１５の表面に捕捉される。

【００２６】停止期間には、バルブ４３を閉じ、バルブ
４４を開いた状態で、ポンプ２３を一定速度で吸引す
る。このときフローセル流路１８内の流体は、停止して
いる。ＢＦ分離期間には、バルブ４３を開きバルブ４４
を閉じて、ポンプ２３を吸引する。緩衝液容器３１から
緩衝液が吸引され、流路１８内を通過する。その際、磁
性粒子は、作動電極１５上に保持されたままで残され、
液体成分のみが流路１８から流し去られる。磁性粒子に
結合している抗体(Ｂ)と結合せずに液体成分に溶けてい
る抗体(Ｆ)が分離される。

【００２７】検出器間には、モータ２１が回転して、磁
石２０がフローセル１１から遠ざけられる。続いて、コ
ントローラ４０からの信号で作動電極１５と対向電極１
４の間に電圧をかける。その時に作動電極１５上の磁性
粒子から発光が生じる。その発光の強度を光センサ１３
で検出し、信号としてコントローラ４０に送る。一定時
間経過後、電圧を除去する。検出期間の間にアーム２８
を動作させる。ピペッタ２７は、洗浄機構３７を経由し
て、洗浄液容器３２に挿入される。バルブ４３を閉じ、
バルブ４４を開いてポンプ２３を吸引する。それにより
チューブ３５に満たされていた緩衝液が洗浄液に置き換
えられる。

【００２８】洗浄期間にはバルブ４３を開きバルブ４４
を閉じてポンプ２３を吸引し、洗浄液を流路１８内に通
過させる。この時は、磁界が遠ざかっているために、磁
性粒子は、作動電極１５上に保持されず、緩衝液ととも
に流し去られる。

【００２９】リセット期間には、バルブ４３およびバル
ブ４４を閉じ、バルブ２５を開き、ポンプ２３を吐出動
作させる。ポンプ内の液は、廃液容器３３に排出され
る。

【００３０】予備吸引期間には、緩衝液を吸引し、チュ
ーブ３５，フローセル流路１８，バイパス流路１９内に
緩衝液を満たす。予備吸引期間後は、次のサイクルを実
行可能になる。

【００３１】コントローラ４０は、検出期間に光センサ
１３から受け取った信号を演算し、分析対象の試料中の
特定成分の濃度を算出し、出力する。

【００３２】図３は、実施例１の試料分析装置のフロー
セル内において粒子捕捉期間終了直後の作動電極上の磁
性粒子分布を示す図であり、図４は、実施例１の試料分
析装置のフローセル内において停止期間後の作動電極上
の磁性粒子分布を示す図である。

【００３３】図３は、粒子捕捉期間終了直後の作動電極
１５上での磁性粒子５１の分布である。この時、磁性粒
子５１は、作動電極１５上にばらばらに分散している。
この状態で磁性粒子は、電極上で転がりやすい。

【００３４】図４は、停止期間後の作動電極１５上での
磁性粒子５１の分布である。停止期間の間に、磁性粒子
同士の吸引力により、複数の磁性粒子が凝集している。
この状態では、流れが生じても、磁性粒子は転がりにく
い。ＢＦ分離期間に、フローセル流路１８内に比較的高
速な流れが生じても、磁性粒子は転がらずに、その場に
停滞し、液相のみが流されて、緩衝液に置き換わる。

【００３５】実施例１の場合には、粒子捕捉の後に停止
期間を設けてあるため、磁性粒子が流れにくくなり、Ｂ
Ｆ分離を効果的に実行できる。すなわち、多くの磁性粒
子を電極上に残すことができ、発光強度が高くなる。緩
衝液を流す流速を高くして、懸濁液中の液相に含まれる
検出阻害物質を効果的に除去できるため、ノイズの小さ
い検出ができる。したがって、特定成分の濃度を高い感
度で分析できる。

【００３６】チューブ３５がアーム２８で移動するピペ
ッタ２７に結びついており、熱交換器４１も設けられて
いるため、ピペッタ２７からポンプ２３までの流路は非
常に長い。そのため、ポンプ２３の動作速度を変えても
液体が流れる速度が変わるまでには時間遅れが生じる。
しかし、バイパス流路１９は、流路の短い部分を分岐し
ているので、バルブ４３とバルブ４４との切換えによ
り、流れをフローセル流路１８からバイパス流路１９に
迅速に切換えられる。したがって、停止期間にフローセ
ル流路１８内の流れを迅速かつ完全に停止させ、短い停
止期間で粒子を流れにくくできるため、分析に要する時
間を短縮可能である。

【００３７】フローセル１１の入口までの流路が長いの
で、ピペッタ２７で吸引する液を変えても、チューブ３
５の中で混合してしまう。そのため、粒子捕捉期間の終
えた時点では、チューブ３５内には懸濁液が混じった緩
衝液が満たされている状態であり、そのままフローセル
流路１８に流しても液相を効率的には除去できない。し
かし、停止期間中にバイパス流路１９を使って緩衝液容
器３１から緩衝液を吸引するので、この間に分岐部３９
までの内部液体が純度の高い緩衝液に入れ替わり、その
後のＢＦ分離期間に効率的な液相除去が可能である。し
たがって、ＢＦ分離期間を短くでき、分析に要する時間
を短縮することがが可能である。

【００３８】同様に、検出期間の間は、フローセル流路
１８内の流れを停止しておく必要があるが、その間にバ
イパス流路１９を使って洗浄液をチューブ３５内に吸引
しておくことができ、検出期間終了後の洗浄期間には、
最初から純度の高い洗浄液をフローセル流路１８に流す
ことができ、効率的な洗浄が可能である。このため、前
の分析の試料が残り次の試料の分析に影響を与えるキャ
リーオーバを小さくでき、感度の高い分析が可能にな
る。また、洗浄時間を短くして分析に要する時間を短縮
できる。

【００３９】ＢＦ分離終了後にバルブ４３とバルブ４４
を切換えると、フローセル流路１８内の流れが迅速に停
止する。そのため、磁石２０をすぐに遠ざけても、磁性
粒子が流れ出してしまうことがない。したがって、ＢＦ
分離終了後に磁石を遠ざけるまでに待ち時間を設ける必
要が無く、短い時間での分析が可能である。

【００４０】予備吸引の際に、バルブ４３とバルブ４４
を交互に切換えるので、フローセル流路１８とバイパス
流路１９との両方に緩衝液が満たされる。そのため、懸
濁液を吸引するときに、バイパス流路１９から微量の液
が分岐部３９で混入しても、それは分析に影響のない緩
衝液であるから、精度の高い分析が可能である。

【００４１】フローセル流路１８とバイパス流路１９を
切換えるためのバルブ４３，４４がフローセルより下流
にあり、フローセル流路１８の上流にはバルブが設けら
れていないので、流路が単純である。そのために、流路
の途中に試料が留まってキャリーオーバの原因になった
り、気泡が留まって流れを乱したりすることがなく、精
度の高い分析が可能である。

【００４２】バルブ４３の両端にかかる圧力差は、バイ
パス流路１９の圧力損失分のみであり、バルブ４４の両
端にかかる圧力差は、フローセル流路１８の圧力損失分
だけであり、どちらも小さい。従ってバルブ４３、４４
は耐圧の小さいものでももれることがなく、低コストで
信頼性の高い分析装置を提供できる。

【００４３】実施例１の場合、緩衝液等を吸引する際
に、バルブ４３とバルブ４４を同時に開くことにより圧
力損失を小さくでき、高速で吸引しても流路のつぶれや
もれやキャビテーションが生じにくいので、短時間での
吸引が可能であり、分析に要する時間を短くする必要が
ある。

【００４４】第１試薬で特異成分と結合する物質として
抗体を用いているが、抗体の代わりに特異核酸を使用で
きる。特異核酸は、特定の標的核酸と結合する性質があ
り、分析対象となる試料中の標的核酸と結合する。第２
試薬中には、電気化学反応により発光を生じる標識物質
をラベルしかつ試料中の特定成分と結合する物質が含ま
れている。この場合、血清や尿などの生体液由来試料中
の特定の配列を有する核酸の存在を非常に高い感度で検
出可能である。

【００４５】《実施例２》図５は、本発明による試料分
析装置の実施例２の動作シーケンスを示すタイムチャー
トである。実施例１との違いは、ＢＦ分離期間および洗
浄期間にバルブ４３，４４を切換える動作が入っている
点と、バルブ４３，４４を切換える際に閉じている方を
まず開いてから他方を閉じるようにしてある点である。

【００４６】実施例２の場合は、ＢＦ分離中にバルブを
切換えるため、フローセル流路１８内での流れが間欠的
に停止する。それによって流れに乱れを発生させ、磁性
粒子の周囲の液相を効率よく緩衝液に置き換える効果が
ある。このため、ＢＦ分離の時間を短くしても高精度な
分析が可能であり、分析時間の短縮が可能である。

【００４７】洗浄液吸引中にバルブを切換えるために、
フローセル流路１８内での流れが、間欠的に停止する。
それにより流れに乱れを発生させることができ、磁性粒
子に比定常な力を与えて効率よく洗浄する効果がある。
このため、洗浄時間を短くしても高精度な分析が可能で
あり、分析時間の短縮が可能である。

【００４８】実施例２では、バルブ切換えの際に閉じて
いるバルブをまず開いてから他のバルブを閉じるように
するため、流れが急激に遮断されることが無い。そのた
め、流体の慣性力による圧力の急上昇を防ぐことができ
る。したがって、流路の途中からもれが生じたり、試料
が流路の途中に入り込んだりすることがなく、分析の信
頼性を高め、装置の寿命を延ばすことができる。

【００４９】《実施例３》図６は、本発明による試料分
析装置の実施例３の構成を示す図である。図１の場合と
の違いは、ポンプ２３とは別にバイパス流路１９を吸引
するポンプ２９を設けており、バイパス流路１９はチュ
ーブ３６には接続しない構成になっていることである。
また、分岐部３９がフローセル１１の内部に設けられず
に、フローセル１１の入口より手前のチューブの途中に
設けられている点も異なる。

【００５０】《実施例４》図７は、本発明による試料分
析装置の実施例４の構成を示す系統図である。実施例４
が実施例１と異なる部分は、反応試薬容器３４を設けて
いる点と、フローセルに対向電極１４および作動電極１
５が無い点である。また、光センサ１３には磁場の影響
を受け難い半導体センサを用いる。実施例４では、標識
物質に電気化学反応を生じる物質ではなく、化学発光を
生じる物質を用いる。化学発光を生じる物質には、アク
リジニウムエステル誘導体，アクリジニウムアシルスル
ホンアミド誘導体，イソルミノール誘導体などがある。
直接化学発光する物質ではなく、他の物質の化学発光を
促進する酵素を標識物質として用いることもできる。反
応試薬容器３４には化学発光物質の種類に応じて、過酸
化水素水やマイクロペルオキシダーゼ等の発光誘起物質
を含む溶液が用意される。

【００５１】ＢＦ分離の後、フローセル流路１８は停止
して、バイパス流路１９を用いて反応試薬容器３４から
反応試薬を吸引する。チューブ３５の内部が反応試薬に
置き換わった後、バルブ４３，バルブ４４を切換えて、
流れをフローセル流路１８に変更する。このとき、磁石
２０は、フローセルに近づけたままにしておく。フロー
セル流路１８内では、磁性粒子と反応試薬とが急激に混
合し、磁性粒子に結合した化学発光物質と反応試薬中の
発光誘起物質とが反応して化学発光が生ずる。化学発光
の量を光センサ１３で検出して分析する。

【００５２】実施例４では、バイパス流路を用いて反応
試薬をフローセルの直前まで吸引しておくので、濃い反
応試薬を化学反応物質と急激に反応させることができ、
強い化学発光を短時間に発生させ、高い感度で検出する
ことが可能である。

【００５３】チューブ３５内に残された化学発光物質と
反応試薬とが混合して発光が生じても、その部分はバイ
パス流路１９を通じて流し去るために、フローセル流路
１８内での発光にならず、光センサ１３に検出されるこ
とがない。したがって、チューブ３５内に残された化学
発光物質に影響されることがなく、高精度の分析が可能
である。磁性粒子が流路の壁面上に一様に広く分布した
状態で発光を生じるので、粒子同士が光の透過の妨げに
ならずに、高い効率で検出が可能である。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、磁性粒子を作動電極上
に捕捉した後、流れをバイパス流路に切換え、フローセ
ル内の流れを完全に停止する期間を設けることができ、
磁性粒子が作動電極上で凝集して転がりにくくなるよう
にするので、粒子が流れ去らずに効率的なＢＦ分離が可
能であり、高感度で高速な分析が可能である。

【００５５】また、フローセル内の流れを停止している
間に、バイパス流路を通じて緩衝液や洗浄液をフローセ
ル直前まで吸引しておくことができるので、迅速にＢＦ
分離や洗浄を実行し、分析に要する時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による試料分析装置の実施例１の構成を
示す系統図である。

【図２】実施例１の試料分析装置の動作シーケンスを示
すタイムチャートである。

【図３】実施例１の試料分析装置のフローセル内におい
て粒子捕捉期間終了直後の作動電極上の磁性粒子分布を
示す図である。

【図４】実施例１の試料分析装置のフローセル内におい
て停止期間後の作動電極上の磁性粒子分布を示す図であ
る。

【図５】本発明による試料分析装置の実施例２の動作シ
ーケンスを示すタイムチャートである。

【図６】本発明による試料分析装置の実施例３の構成を
示す系統図である。

【図７】本発明による試料分析装置の実施例４の構成を
示す系統図である。

【符号の説明】

１１ フローセル １２ ケース １３ 光センサ １４ 対向電極 １５ 作動電極 １８ フローセル流路 １９ バイパス流路 ２０ 磁石 ２１ モータ ２２ レバー ２３ ポンプ ２６ 排出口 ２７ ピペッタ ２８ アーム ２９ ポンプ ３０ 懸濁液容器 ３１ 緩衝液容器 ３２ 洗浄液容器 ３３ 廃液容器 ３４ 反応試薬容器 ３５ チューブ ３６ チューブ ３７ 洗浄機構 ３９ 分岐部 ４０ コントローラ ４１ 熱交換器 ５１ 磁性粒子 ５５ 反応ユニット ５６ ガイド

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 新山 也寸志 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 (72)発明者 芝 正樹 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 (56)参考文献 特開 平７−248330（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−180322（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−122374（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209189（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−146002（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−127126（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−115170（ＪＰ，Ｕ) 特表 平４−502964（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−509412（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−508203（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−508340（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/543 597 G01N 33/543 515 G01N 33/543 531 G01N 33/543 575 G01N 33/553

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口と出口を持つフローセルと、前記フ
   ローセル内の所定領域の磁界を強磁界と弱磁界とに切換
   える磁界発生機構と、前記フローセルの入口に連通する
   ピペッタと、前記フローセルの出口に連通し吸引量を制
   御可能なポンプと、特定物質の濃度に応じて発光量が変
   化する発光物質を付着させた磁性粒子を懸濁させた試料
   液を収容する第１試料容器と、磁性粒子を含まない試料
   液を収容する第２試料容器と、洗浄液を収容する洗浄液
   容器と、前記ピペッタを複数の試料容器および洗浄液容
   器の位置に選択的に移動させるアームと、前記フローセ
   ルの所定領域において発光量を検出する検出器と、前記
   ポンプ，移動機構，磁界発生機構，検出器などの動作を
   制御するコントローラとを有する試料分析装置におい
   て、 前記フローセルが、入口部分の付近に、一方は前記所定
   領域に連通するフローセル流路につながり、他方は前記
   所定領域に連通しないバイパス流路につながる流路分岐
   部を持ち、前記ピペッタから吸引される流体の流れを前
   記フローセル流路と前記バイパス流路の少なくとも一方
   に選択的に流れさせるための流路選択手段を前記フロー
   セルと前記ポンプとの間に設け、 前記流路選択手段が、前記フローセルの下流側に設けら
   れた第１のバルブと、前記バイパスの流路に設けられた
   第２のバルブとからなり、前記第１のバルブおよび前記
   第２のバルブが前記ポンプに接続され、 前記第１および第２のバルブの両方が同時に開放され得
   ることを特徴とする試料分析装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の試料分析装置におい
   て、 前記ピペッタと前記フローセルの入口との間の流路に熱
   交換手段を設けたことを特徴とする試料分析装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の試料分析装置
   において、 前記所定領域を強磁界にして第１試料をフローセル流路
   に吸引した後、バイパス流路で第２試料を一定量吸引
   し、フローセル流路に流れを切換えて第２試料を吸引す
   ることを特徴とする試料分析装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項に記載
   の試料分析装置において、 発光量を検出する間はフローセル流路の流れを停止し、
   バイパス流路を用いて洗浄液容器から洗浄液を吸引し、
   検出が終えた後にフローセル流路に前記洗浄液を流すこ
   とを特徴とする試料分析装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
   の試料分析装置において、 流体の流れをフローセル流路からバイパス流路に切換え
   た直後に、前記所定領域を強磁界から弱磁界に切換える
   ことを特徴とする試料分析装置。