JP4279071B2

JP4279071B2 - Automatic measuring device

Info

Publication number: JP4279071B2
Application number: JP2003198428A
Authority: JP
Inventors: 栗原　　隆; 篤小谷田
Original assignee: 株式会社三菱化学ヤトロン
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-07-17
Also published as: JP2005037178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検体中に含まれる成分を自動的に定量する自動測定装置に用いられるカートリッジ又はチップ等を検知するためのセンサ、及びこのセンサを有する自動測定装置に関する。
【従来の技術】
ヒトの血液等の分析において、複数のウエルを有するカートリッジ、及び、ウエル中で溶液を吐出又は吸引するチップを用いた、自動測定装置が用いられている。
【０００２】
上記のような装置を用いて試料の分析を行う際に、カートリッジ及びチップは、測定毎に交換される。チップの交換は、自動的に又は手動で行われるが、チップが装着されなかったり、装着が不完全であると、試料や溶液の吸引、吐出が不十分であったり、溶液が漏れる等の不具合が生ずる。
【０００３】
上記の不具合を解消するものとして、自動測定装置に光センサを装備し、チップからの反射光を検知することにより、チップの装着状態を確認する方法が知られている（特許文献１）。しかし、複数のチップに対応して複数のセンサを装備すると、装置が複雑となる。また、複数のチップを検知するようにセンサを移動させには、センサを駆動させる装置が必要となる。
【０００４】
また、ノズルから気体を吸引及び／又は吐出した際の圧力を検知することによって、チップの有無又はチップの良否を判定する方法が提案されている（特許文献２）。しかし、これも、複数のチップに対応して複数のセンサを装備することが必要になる。また、圧力を検知するためにセンサまでの間に十分な空気容量が必要となり、分注精度を低下させる要因となり得る。
【０００５】
さらに、チップ残数を自動的に管理するために、チップを保持するチップ立てにチップが積載されているか否かを検知するためのセンサを備えた分注装置が開示されている（特許文献３）。この装置では、チップ残数の管理は可能であるが、測定装置にセットされたチップの状態を検知することはできない。
【０００６】
一方、カートリッジを移動させる運搬手段の位置、あるいは障害物の有無を検知する光学的な検知手段を備えた分析装置が提案されている（特許文献４）が、チップの状態を検知し得るものではない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３３６４号公報
【特許文献２】
特開平９−２５７８０５号公報
【特許文献３】
特開平１０−３８８９５号公報
【特許文献４】
特開平９−４９８４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、カートリッジ及びチップを用いる自動測定装置において、カートリッジ又はチップの状態を検知するためのセンサ、及び同センサを備えた自動測定装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、発信手段と受信手段からなる一組の受発信システムを有するセンサを、受発信の方向を一定の方向となるように配置することによって、カートリッジ又はチップの状態を確実に検知することができることに想到し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、
（１）チップが装着され、チップを介して液体を吐出、又は吸引する複数のノズルが一列に配置された分注装置と、複数のウエルを有するカートリッジが、前記ノズルに対応して載置される測定テーブルとを有する自動測定装置であって、
前記測定装置は、前記測定テーブル上の検知対象物を検知するためのセンサと、測定テーブルをノズルの列と直角の方向に移動させる駆動装置を有し、
前記センサは、発信手段と受信手段からなる一組の受発信システムを有し、
発信手段と受信手段は、測定テーブルを挟んで、発信手段と受信手段を結ぶ直線がノズルの列の方向と以下の式を満たす角度θを持つように斜めに配置され、
【数１】

【数２】

さらに本発明は、前記センサは駆動装置を有さず、測定テーブルの移動により測定テーブル上のセンシングが行われることを特徴とする、自動測定装置、
を提供する。
【００１１】
また、本発明の別の態様によれば、
（２）前記検知対象物はチップ又はカートリッジである（１）の自動測定装置。
（３）前記検知対象物はチップであり、前記測定テーブルは、ノズルの列に平行してチップを一列に立てるチップ立てを有することを特徴とする（２）の自動測定装置、
（４）受信手段により受信された信号量の変化に基づいて検知対象物を検知する（１）〜（３）のいずれかの自動測定装置、
（５）受発信システムが光学的原理によるものである（１）〜（４）のいずれかの自動測定装置、
（６）受発信システムが、発光ダイオード又はレーザダイオードを有する発信手段と、フォトダイオードを有する受信手段を有する（５）の自動測定装置、
（７）前記検知対象物がチップ立てに立てられたチップであり、ノズルの列の方向と、発信手段と受信手段を結ぶ直線との角度θが、以下の式を満たす（１）〜（６）のいずれかの自動測定装置、
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のセンサは、液体を吐出、又は吸引する複数のノズルが一列に配置された分注装置と、複数のウエルを有するカートリッジが、前記ノズルに対応して載置される測定テーブルとを有する自動測定装置に備えられ、前記測定テーブル上の検知対象物を検知するためのものであり、発信手段と受信手段からなる一組の受発信システムを有する。前記自動測定装置は、通常は、複数の反応工程を同時並列的に処理するシステムである。
【００１６】
前記ノズルには、チップを着脱可能に装着することができ、液体の吸引、吐出は、チップを介して行われる。前記分注装置は、前記ノズルと、ノズルに装着されたチップを介して試薬および／または検体を分注する分注部とを有する。分注は、通常自動的に行われる。ノズルの形状は、チップが脱着可能な形態であれば特に制限されないが、通常、テーパー状である。また、ノズルは、液体を吸引、吐出するための分注部とチップとを連通させるための流路が設けるために、通常、中空である。分注部は、通常、ノズルを通る流路の気体の圧力を変化させることによって、チップから液体を吐出又は吸引する。
【００１７】
前記カートリッジは、典型的には、直線上に一列に配置された複数のウエルを有する。本発明の自動測定装置に用いられるカートリッジは、特に制限されないが、好ましいウエルは、所定量の検体を所望の倍率に希釈する希釈ウエル、検体中の被測定成分とこれと特異的に反応する物質とを反応させる反応ウエル、測定に必要な試薬が収納されている試薬収納ウエル、検体を分注する分注ウエル、反応生成物の洗浄を行うための洗浄ウエル、反応生成物の測定を行うための測定ウエルを有する。それぞれのウエルは複数であってもよい。このようなカートリッジは、例えば国際公開第０１／８４１５２号パンフレット等に詳細に開示されている。カートリッジの材料も特に限定されないが、光学的測定がカートリッジの壁を通して可能になるので、透明な材料が好ましい。また、試薬等を封入して保管する場合には、これらと反応しない安定性を有するものを選択すればよい。カートリッジには、検体に関する情報、分析項目に関する情報、試薬管理情報、及び測定に用いる検量線情報等の情報が記録されていてもよい。前記情報の記録は、例えば、カートリッジにバーコードを印刷、貼付等により付することによって行われる。
【００１８】
本発明において、被測定成分及びそれを測定するための原理は特に制限されないが、例えば、被測定成分とこれと特異的に反応する物質との組み合わせとしては、抗原と抗体、抗体と抗原、酵素と基質、糖鎖とレクチン等が挙げられる。これらの中では、免疫学的反応によるものが好ましい。
【００１９】
前記測定テーブルには、上記のような一列のウエルを有するカートリッジが複数個、並列に並べて載置される。また、カートリッジは、例えばマイクロタイタープレートのように、複数列のウエルを有するものであってもよく、その場合は、測定テーブルには一個のカートリッジが載置される。
【００２０】
図５に、本発明のセンサが備えられる自動測定装置の一例を示す。測定テーブル（２）に載置されたカートリッジの例を、図１に示す。この例では、１６個のウエルを有するカートリッジ（３）が６列に並べられている。このカートリッジ（３）の側断面図を図２に示す。
【００２１】
ノズル（６）は、測定テーブル（２）に載置されたカートリッジ（３）の各々の列に対応する位置に配置される。通常は、各ノズルは等間隔に配置される。例えば、図１及び図５に示す例では、６列のカートリッジ（３）に対応して、６連のノズル（６）が自動測定装置に備えられる。
【００２２】
測定テーブル（２）は、ノズル（６）の列と直角の方向（図１中の矢印で示された方向）に前進又は後進するように移動可能であり、測定装置には測定テーブル（２）を移動させる駆動装置が設けられる。測定テーブル（２）は、少なくともノズル（６）の下に、後述するチップ立て、及び、全てのウエルが位置することが可能なように移動する。また、駆動装置は、さらに測定テーブル（２）を上記方向と直角の方向にも移動させるものであってもよい。駆動機構としては、特に制限されず、従来自動測定装置に用いられている種々の駆動機構を使用することができる。尚、本発明においては、センサ自体は駆動装置を有さない。
【００２３】
本発明の自動測定装置には、測定テーブル（２）上の検知対象物を検知する、発信手段と受信手段からなる一組の受発信システムを有するセンサを備えている。前記受発信システムは、発信手段から送信された信号を受信手段が受信することができ、かつ、発信手段と受信手段との間の検知対象物の有無によって、受信手段により受信される信号量が変化し、それに基づいて検知対象物を検知することができるものであれば、特に制限されない。受発信システムとしては、光学的原理によるもの、音響学的原理によるもの、電磁気学的原理によるもの等が挙げられる。光学的原理による受発信システムとしては、例えば、発光ダイオード又はレーザダイオードを有する発信手段と、フォトダイオードを有する受信手段の組み合わせが挙げられる。また、音響学的原理による受発信システムとしては、超音波を発信する発信手段とそれを受信する受信手段も用いることができる。より具体的には、例えば、発光ダイオードとしては３３６８Ｓ（スタンレー社製）等が、フォトダイオードとしてはＳ２３８６（浜松フォトニクス社製）等が挙げられる。また、超音波送信素子としては、ＭＡ４０Ａ５Ｓ（村田製作所製）、超音波受信素子としてはＭＡ４０Ａ５Ｒ（村田製作所製）等が挙げられる。
【００２４】
上記受発信システムは、発信手段と受信手段を結ぶ直線（以下、「検知線」と呼ぶことがある。）がノズル（６）の列の方向と以下の式を満たす角度θを持つように斜めに配置される。
９０°＞θ＞ｓｉｎ ^-1 （Ｒ／Ａ）・・・（Ｉ）
（但し、上式中、Ｒはチップの半径、Ａはチップ間の距離を示す。）
尚、チップ間の距離とは、隣り合う２つのチップの中心間の距離をいう。また、チップの半径とは、検知線（５）が通る位置でのチップの断面の半径をいう。Ｌ≧Ｂｔａｎθ ・・・（ＩＩ）
（但し、上式中、Ｂは両端のチップ間の距離を示し、Ｌは測定テーブルの最大移動距離を示す。）
両端のチップ間の距離とは、両端に位置する２つのチップの中心間の距離をいう。
測定テーブル（２）が移動する間、受発信システムを作動させることにより、測定テーブル（２）上のセンシングが行われる。センシングのために測定テーブル（２）が移動する際に、前記バーコード等の情報の記録の読み取りを同時に行ってもよい。測定テーブル（２）が図１に示す矢印の方向に移動すると、相対的にセンサは１から１'の位置に移動したことになる。
【００２５】
検知対象物としては、例えば、チップ、カートリッジ、及び、障害物等が挙げられる。チップは、通常、先端部と、ノズルに装着される側の開口部とを有し、開口部から先端部に向かって徐々に細くなる中空のピペットである。液体は、前記先端部から吐出又は吸引される。チップは、通常、使い捨て（ディスポーザブル）であり、測定の度に交換される。検知対象となるチップの素材は、光学的方法等の方法によって検知することができるものであれば特に制限されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等、ポリスチレン、ポリカーボネート等、通常チップに用いられている素材であってよい。
【００２６】
本発明の測定装置の好ましい態様においては、測定テーブル（２）は、ノズルの（６）列に平行してチップ（４）を一列に立てるチップ立てを有する。チップ立てとしては、測定テーブル（２）に穿けられた孔が挙げられる。この孔に、大きな開口部が上になるようにチップ（４）は挿入される。チップ立てにセットされた各々のチップ（４）は、カートリッジ（３）の各々の列の延長線上に位置する。一連のノズル（６）は、下降、上昇させることができ、チップ（４）装着時には、ノズル（６）の下にチップ（４）が位置するように測定テーブル（２）が移動し、ノズル（６）が下降すると各々のノズル（６）はチップ（４）の広い開口部に挿入され、チップ（４）が装着される。ノズルが上昇すると、チップ（４）はノズル（６）とともに上昇する。ウエル中での液体の吸引、吐出時にも、チップ（４）はノズル（６）が下降してチップ（４）がウエル内に挿入される。
【００２７】
検知対象物がチップである場合、チップは、好ましくはチップ立てにセットされているときに検知される。チップが測定者の手によってセットされる場合は、操作ミスによってチップが正しくセットされない場合があるが、本発明のセンサによりチップを検知することによって、ミスを発見することができる。また、測定終了後に、ノズルからチップが脱離している状態を検知することもできる。
【００２８】
また、例えば、検知対象物がカートリッジやプレート等である場合、測定テーブル上のこれらの有無及び数を検知することができる。例えば、図１に一例として示すカートリッジは、カートリッジ中央に突起部を有する。このようなカートリッジの場合には、該突起部をセンシングすればよい。また、カートリッジやプレート等に別の形でセンシングを目的とした突起部を設け、これをセンシングしてもよい。
【００２９】
さらに、前記測定テーブル上にチップを廃棄する容器を併せ持つ装置の場合には、測定テーブル上に障害物として存在する不要なチップを検知対象物とすることもできる。例えば、多数回にわたる測定により廃棄されたチップが容器からあふれて飛び出しているような場合や、廃棄されたチップが測定テーブル上に載ってしまった場合等に、センシングを行うことによりそれらの不要なチップの存在を検知し、測定誤差や機械の故障を防止することができる。
【００３３】
ここで、θが、（Ｉ）式を満たす角度よりも小さいと、あるチップを通る検知線（５）が、その隣のチップも通るため、検知が正確に行われないことがある（図３）。また、θが（ＩＩ）式を満たす角度よりも大きいと、測定テーブル（２）が端から端まで移動しても、すなわち、測定テーブルが最大移動距離Ｌだけ移動しても、全てのチップを検出することができない（図４）。
【００３４】
上記θが（Ｉ）式及び（ＩＩ）式を満足するようにセンサを設置すると、測定テーブル（２）の移動によって、全てのチップ（４）を検知することができる。測定テーブル（２）が移動すると、検知線（５）が各々のチップ（４）を通る毎に受信手段により受信される信号量が変化する。通常、検知線（５）がチップ（４）を通ると信号量は減少するか消滅する。図１に示す例では、測定テーブル（２）が端から端まで移動すると、受信手段により受信される信号パターンには、６つの谷が生じる。谷の深さ、又は幅によって、チップ（４）の有無、及び検知線（５）が通る位置でのチップ（４）の太さ等を知ることができる。このように、本発明において「検知」とは、検知対象物の有無、又は検知対象物の位置等を検知することを意味する。
【００３５】
本発明の自動測定装置は、センシングを開始すると発信手段に信号を発生させ、センシングが終了すると信号の発生を停止させる信号制御手段を備えていてもよい。尚、装置が作動する間、信号を発生し続けていても良い。また、本発明の自動測定装置は、受信手段が受信した信号を解析して検知対象物の状態を判定する判定手段、信号の解析又は判定の結果を出力する出力手段等を備えていてもよい。前記判定手段としてはコンピュータが、出力手段としてはＣＲＴディスプレイなどの画像表示装置やＸＹプロッタ、プリンタなどが挙げられる。
【００３６】
本発明の自動測定装置は、前記センサ、測定テーブル及び分注装置に加えて、カートリッジ上の測定反応により生じた反応生成物を測定する測定部、及び、反応ウエルの温度を調節する温度調節部等を備えていてもよい。
【００３７】
本発明の自動測定装置は、本発明のセンサを備えたこと以外は、カートリッジ及びチップを用いる従来知られている種々の測定装置と同様であってよい。本発明の自動測定装置による測定は、通常には、被測定成分を含有する検体を分注する工程、検体中に含まれる被測定成分とこれと特異的に反応する物質とを反応させる工程、および、反応生成物の量を測定する工程を含む方法より行われる。また、さらに、検体を希釈する工程を含んでいてもよい。
【００３８】
前記被測定成分としては、特に限定されず、それと特異的に反応する物質が存在するものであればよい。例えば、被測定成分とこれと特異的に反応する物質との組み合わせとしては、抗原と抗体、抗体と抗原、酵素と基質、糖鎖とレクチン等が挙げられる。このように本発明において「特異的に反応する」とは、生化学的に特異的に結合することを意味し、被測定成分および特異的に反応する物質は、基質のようにその結合の前後で物質の化学的性質が変化するものであってもよい。
【００３９】
検体は、被測定成分を含むか又は含む可能性があるものであればよく、例えば、血液、血清、血漿、尿などが挙げられる。
被測定成分とこれと特異的に反応する物質とを反応させる工程、および、反応生成物の量を測定する工程の条件等は、被測定成分とそれと特異的に反応する物質の組み合わせに応じて適宜選択される。例えば、酵素と基質との反応および反応生成物の量の測定は、酵素を基質と混合して酵素を基質に作用させ、反応生成物（基質の分解物）の量を測定することによって行うことができる。また、抗体と抗原との反応および反応生成物の量の測定は、抗体または抗原を、それに対する抗体または抗原の結合した固相担体および標識体と混合して反応生成物（免疫複合体）を形成させ、洗浄によって免疫複合体から未反応の抗体または抗原および標識体を除去し（Ｂ／Ｆ分離）、免疫複合体の形成により固相に結合した標識体の量を測定することによって行うことができる。このように本発明において、「反応生成物の量を測定する」とは、反応生成物自体の量を直接測定するだけでなく、反応生成物の量に定量的に関連した物質の量を測定することも包含する。このようにして測定された反応生成物の量から検体中の被測定成分の量を算出することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、カートリッジ及びチップを用いる自動測定装置において、カートリッジ又はチップ等の検知対象物の状態を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カートリッジを載置した測定テーブル、及び、本発明のセンサの設置状態を示す上面図。矢印は、測定テーブルの移動を示す。
【図２】カートリッジの一例を示す側断面図。
【図３】チップの大きさ及び配置と検知線との関係を示す図。
【図４】チップの配置と検知線との関係を示す図。
【図５】本発明の自動測定装置の概略を示す図。Ａは正面図、Ｂは側面図。
【符号の説明】
１、１’：センサ
２：測定テーブル
３：カートリッジ
４：チップ
５：検知線
６：ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor for detecting a cartridge, a chip, or the like used in an automatic measurement apparatus that automatically quantifies components contained in a specimen, and an automatic measurement apparatus having the sensor.
[Prior art]
In the analysis of human blood or the like, an automatic measuring device using a cartridge having a plurality of wells and a chip for discharging or sucking a solution in the wells is used.
[0002]
When the sample is analyzed using the apparatus as described above, the cartridge and the chip are replaced for each measurement. Tip replacement is performed automatically or manually, but if the tip is not attached or is not fully attached, the sample or solution may not be sucked or discharged, or the solution may leak. Will occur.
[0003]
As a method for solving the above-mentioned problems, there is known a method of confirming the mounting state of a chip by mounting an optical sensor in an automatic measuring device and detecting reflected light from the chip (Patent Document 1). However, if a plurality of sensors are provided corresponding to a plurality of chips, the apparatus becomes complicated. Further, in order to move the sensor so as to detect a plurality of chips, a device for driving the sensor is required.
[0004]
Also, a method has been proposed in which the presence or absence of a chip or the quality of a chip is determined by detecting the pressure when gas is sucked and / or discharged from a nozzle (Patent Document 2). However, it is also necessary to equip a plurality of sensors corresponding to a plurality of chips. In addition, a sufficient air capacity is required between the sensor and the sensor to detect the pressure, which may be a factor of reducing dispensing accuracy.
[0005]
Furthermore, in order to automatically manage the remaining number of chips, a dispensing apparatus including a sensor for detecting whether or not a chip is loaded on a chip stand that holds the chip is disclosed (Patent Document 3). ). With this apparatus, the remaining number of chips can be managed, but the state of the chip set in the measuring apparatus cannot be detected.
[0006]
On the other hand, an analyzer equipped with an optical detection means for detecting the position of the transport means for moving the cartridge or the presence or absence of an obstacle has been proposed (Patent Document 4), but it cannot detect the state of the chip. Absent.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-6-3364 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-257805 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-38895 [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-49847
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a sensor for detecting a state of a cartridge or a chip and an automatic measuring apparatus including the sensor in an automatic measuring apparatus using a cartridge and a chip.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors reliably detect the state of the cartridge or the chip by arranging a sensor having a pair of receiving and transmitting systems composed of transmitting means and receiving means so that the direction of receiving and transmitting is a constant direction. As a result, the present invention has been completed.
[0010]
That is, according to the present invention,
(1) A dispensing device in which a plurality of nozzles, each having a tip mounted thereon, and a plurality of nozzles for discharging or sucking liquid through the tip are arranged in a row and a cartridge having a plurality of wells are placed in correspondence with the nozzles. An automatic measurement device having a measurement table,
The measurement apparatus includes a sensor for detecting a detection target on the measurement table, and a driving device that moves the measurement table in a direction perpendicular to the nozzle row,
The sensor has a set of transmission / reception system including transmission means and reception means,
The transmission means and the reception means are arranged obliquely so that the straight line connecting the transmission means and the reception means has an angle θ satisfying the following formula and the direction of the nozzle row, with the measurement table interposed therebetween:
[Expression 1]

[Expression 2]

Furthermore, the present invention is characterized in that the sensor does not have a drive device, and sensing on the measurement table is performed by movement of the measurement table,
I will provide a.
[0011]
According to another aspect of the present invention,
(2) The automatic measuring device according to (1), wherein the detection object is a chip or a cartridge.
(3) The automatic measurement apparatus according to (2), wherein the detection object is a chip, and the measurement table includes a chip stand that stands in parallel with the nozzle row.
(4) The automatic measurement device according to any one of (1) to (3), wherein a detection target is detected based on a change in the signal amount received by the receiving unit .
(5) The automatic measuring device according to any one of (1) to (4), wherein the transmission / reception system is based on an optical principle,
(6) The automatic measuring apparatus according to (5), wherein the transmission / reception system includes transmission means having a light emitting diode or a laser diode and reception means having a photodiode.
(7) The detection object is a chip set up on a chip stand, and the angle θ between the direction of the nozzle row and the straight line connecting the transmission means and the reception means satisfies the following expressions (1) to (6 ) Any automatic measuring device ,
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The sensor of the present invention has a dispensing device in which a plurality of nozzles for discharging or sucking liquid are arranged in a row, and a measurement table on which a cartridge having a plurality of wells is placed corresponding to the nozzles. The automatic measuring apparatus is provided for detecting a detection object on the measurement table, and has a pair of receiving / transmitting systems including transmitting means and receiving means. The automatic measuring device is usually a system that processes a plurality of reaction steps simultaneously in parallel.
[0016]
A chip can be detachably attached to the nozzle, and liquid is sucked and discharged through the chip. The dispensing apparatus includes the nozzle and a dispensing unit that dispenses a reagent and / or sample through a tip attached to the nozzle. Dispensing is usually done automatically. The shape of the nozzle is not particularly limited as long as the tip is detachable, but is usually tapered. Further, the nozzle is usually hollow because a flow path for communicating the dispensing part for sucking and discharging the liquid and the tip is provided. The dispensing unit normally discharges or sucks liquid from the tip by changing the pressure of the gas in the flow path passing through the nozzle.
[0017]
The cartridge typically has a plurality of wells arranged in a line on a straight line. The cartridge used in the automatic measurement apparatus of the present invention is not particularly limited, but preferred wells include a dilution well for diluting a predetermined amount of a specimen to a desired magnification, and a substance that specifically reacts with a component to be measured in the specimen. Reaction wells, reagent storage wells containing reagents necessary for measurement, dispensing wells for dispensing specimens, washing wells for washing reaction products, for measuring reaction products Measurement wells. There may be a plurality of each well. Such a cartridge is disclosed in detail in, for example, WO 01/84152. The material of the cartridge is not particularly limited, but a transparent material is preferred because optical measurements can be made through the cartridge wall. Moreover, when enclosing a reagent etc. and storing it, what has the stability which does not react with these should just be selected. Information such as information on the specimen, information on analysis items, reagent management information, and calibration curve information used for measurement may be recorded on the cartridge. The information is recorded by, for example, attaching a barcode to the cartridge by printing, pasting or the like.
[0018]
In the present invention, the component to be measured and the principle for measuring it are not particularly limited. For example, the combination of the component to be measured and a substance that specifically reacts with the component to be measured includes an antigen and an antibody, an antibody and an antigen, and an enzyme. And substrates, sugar chains and lectins. Among these, those by immunological reaction are preferable.
[0019]
A plurality of cartridges having a row of wells as described above are placed in parallel on the measurement table. The cartridge may have a plurality of rows of wells such as a microtiter plate. In that case, one cartridge is placed on the measurement table.
[0020]
FIG. 5 shows an example of an automatic measuring apparatus provided with the sensor of the present invention. An example of the cartridge placed on the measurement table (2) is shown in FIG. In this example, cartridges (3) having 16 wells are arranged in six rows. A side sectional view of the cartridge (3) is shown in FIG.
[0021]
The nozzle (6) is disposed at a position corresponding to each row of the cartridge (3) placed on the measurement table (2). Normally, the nozzles are arranged at equal intervals. For example, in the example shown in FIGS. 1 and 5, six automatic nozzles (6) are provided in the automatic measuring device corresponding to six rows of cartridges (3).
[0022]
The measurement table (2) is movable so as to move forward or backward in a direction perpendicular to the row of nozzles (6) (the direction indicated by the arrow in FIG. 1). There is provided a drive device for moving the. The measurement table (2) moves at least under the nozzle (6) so that a later-described chip stand and all wells can be positioned. Further, the driving device may further move the measurement table (2) in a direction perpendicular to the above direction. The drive mechanism is not particularly limited, and various drive mechanisms conventionally used in automatic measuring apparatuses can be used. In the present invention, the sensor itself does not have a driving device.
[0023]
The automatic measuring apparatus of the present invention is provided with a sensor having a pair of receiving / transmitting systems composed of transmitting means and receiving means for detecting an object to be detected on the measurement table (2). In the receiving / sending system, the signal transmitted from the transmitting unit can be received by the receiving unit, and the amount of signal received by the receiving unit depends on the presence or absence of an object to be detected between the transmitting unit and the receiving unit. If it changes and can detect a detection target based on it, it will not be restrict | limited in particular. Examples of the transmission / reception system include those based on optical principles, those based on acoustic principles, and those based on electromagnetic principles. As a receiving / transmitting system based on the optical principle, for example, a combination of a transmitting means having a light emitting diode or a laser diode and a receiving means having a photodiode can be mentioned. In addition, as a transmission / reception system based on an acoustic principle, a transmission unit that transmits ultrasonic waves and a reception unit that receives the transmission unit can also be used. More specifically, examples of the light emitting diode include 3368S (manufactured by Stanley), and examples of the photodiode include S2386 (manufactured by Hamamatsu Photonics). Moreover, MA40A5S (manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd.) is used as the ultrasonic transmission element, and MA40A5R (manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd.) is used as the ultrasonic receiving element.
[0024]
The receiving / transmitting system is slanted so that a straight line connecting the transmitting means and the receiving means (hereinafter also referred to as “detection line”) has an angle θ satisfying the following formula and the direction of the row of nozzles (6). Placed in.
90 °>θ> sin ⁻¹ (R / A) (I)
(In the above formula, R represents the radius of the chip, and A represents the distance between the chips.)
The distance between chips refers to the distance between the centers of two adjacent chips. The radius of the chip refers to the radius of the cross section of the chip at the position where the detection line (5) passes. L ≧ Btanθ (II)
(However, in the above formula, B indicates the distance between the chips at both ends, and L indicates the maximum moving distance of the measurement table.)
The distance between the chips at both ends refers to the distance between the centers of the two chips located at both ends.
While the measurement table (2) is moving, sensing on the measurement table (2) is performed by operating the transmission / reception system. When the measurement table (2) moves for sensing, the recording of the information such as the barcode may be simultaneously read. When the measurement table (2) is moved in the direction of the arrow shown in FIG. 1, the sensor is relatively moved from 1 to 1 ′.
[0025]
Examples of the detection object include a chip, a cartridge, and an obstacle. The tip is usually a hollow pipette having a tip and an opening on the side to be attached to the nozzle, and gradually narrowing from the opening toward the tip. The liquid is discharged or sucked from the tip portion. The tip is usually disposable and is replaced at every measurement. The material of the chip to be detected is not particularly limited as long as it can be detected by an optical method or the like. However, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, and the like are materials usually used for chips. It's okay.
[0026]
In a preferred embodiment of the measuring apparatus of the present invention, the measurement table (2) has a chip stand for standing the chips (4) in a row in parallel with the (6) rows of nozzles. An example of the tip stand is a hole made in the measurement table (2). The chip (4) is inserted into the hole so that the large opening is on the top. Each chip (4) set in the chip stand is located on an extension line of each row of the cartridge (3). The series of nozzles (6) can be lowered and raised. When the tip (4) is mounted, the measurement table (2) moves so that the tip (4) is positioned under the nozzle (6), and the nozzle ( When 6) descends, each nozzle (6) is inserted into the wide opening of the tip (4) and the tip (4) is mounted. When the nozzle rises, the tip (4) rises with the nozzle (6). The nozzle (6) of the chip (4) is lowered and the chip (4) is inserted into the well also during the suction and discharge of the liquid in the well.
[0027]
If the object to be detected is a chip, the chip is preferably detected when it is set on a chip stand. When the chip is set by the hand of the measurer, the chip may not be set correctly due to an operation error. However, the mistake can be found by detecting the chip with the sensor of the present invention. Further, it is possible to detect a state in which the chip is detached from the nozzle after the measurement is completed.
[0028]
For example, when the detection target is a cartridge, a plate, or the like, it is possible to detect the presence and number of these on the measurement table. For example, the cartridge shown as an example in FIG. 1 has a protrusion at the center of the cartridge. In the case of such a cartridge, the protrusion may be sensed. In addition, a protrusion for sensing may be provided in another form on the cartridge, the plate, etc., and this may be sensed.
[0029]
Furthermore, in the case of an apparatus having a container for discarding chips on the measurement table, an unnecessary chip existing as an obstacle on the measurement table can be used as a detection target. For example, when a chip discarded due to multiple measurements overflows from the container or when a discarded chip is placed on the measurement table, such unnecessary operation is performed by sensing. The presence of a chip can be detected, and measurement errors and machine failures can be prevented.
[0033]
Here, if θ is smaller than an angle satisfying the formula (I), the detection line (5) passing through a certain chip also passes through the adjacent chip, so that detection may not be performed accurately (FIG. 3). ). In addition, when θ is (II) greater than the full plus angle type, even if a measurement table (2) is moved from one end to, i.e., also measuring table is moved by the maximum moving distance L, all The chip cannot be detected (FIG. 4).
[0034]
If the sensor is installed so that θ satisfies the expressions ( I ) and ( II ), all the chips (4) can be detected by moving the measurement table (2). When the measurement table (2) moves, the amount of signal received by the receiving means changes every time the detection line (5) passes through each chip (4). Usually, when the detection line (5) passes through the chip (4), the signal amount decreases or disappears. In the example shown in FIG. 1, when the measurement table (2) moves from end to end, there are six valleys in the signal pattern received by the receiving means. The presence or absence of the chip (4) and the thickness of the chip (4) at the position where the detection line (5) passes can be known from the depth or width of the valley. Thus, in the present invention, “detection” means detecting the presence or absence of a detection target or the position of the detection target.
[0035]
The automatic measuring apparatus of the present invention may include signal control means for generating a signal at the transmitting means when sensing is started and stopping the generation of the signal when sensing is completed. Note that the signal may continue to be generated while the device is operating. Further, the automatic measurement apparatus of the present invention may include a determination unit that analyzes the signal received by the reception unit to determine the state of the detection target, an output unit that outputs a result of the signal analysis or determination, and the like. . The determination means includes a computer, and the output means includes an image display device such as a CRT display, an XY plotter, and a printer.
[0036]
In addition to the sensor, measurement table, and dispensing device, the automatic measurement device of the present invention includes a measurement unit that measures a reaction product generated by a measurement reaction on the cartridge, and a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the reaction well. Etc. may be provided.
[0037]
The automatic measuring device of the present invention may be the same as various conventionally known measuring devices using a cartridge and a chip, except that the sensor of the present invention is provided. Measurement by the automatic measuring apparatus of the present invention is usually a step of dispensing a sample containing a component to be measured, a step of reacting a component to be measured contained in the sample and a substance that specifically reacts with the component, And a method including a step of measuring the amount of the reaction product. Furthermore, a step of diluting the specimen may be included.
[0038]
The component to be measured is not particularly limited as long as a substance that specifically reacts therewith exists. For example, a combination of a component to be measured and a substance that specifically reacts with the component includes an antigen and an antibody, an antibody and an antigen, an enzyme and a substrate, a sugar chain and a lectin, and the like. Thus, in the present invention, “specifically reacts” means that biochemically specifically binds, and the component to be measured and the substance that specifically reacts before and after the binding like a substrate. The chemical properties of the substance may change.
[0039]
The specimen only needs to contain or possibly contain the component to be measured, and examples thereof include blood, serum, plasma, and urine.
The conditions for the step of reacting the component to be measured and the substance that specifically reacts with this, and the step of measuring the amount of the reaction product, etc., depend on the combination of the component to be measured and the substance that reacts specifically with it. It is selected appropriately. For example, the reaction between the enzyme and the substrate and the amount of the reaction product are measured by mixing the enzyme with the substrate, allowing the enzyme to act on the substrate, and measuring the amount of the reaction product (the decomposition product of the substrate). Can do. In addition, the reaction between the antibody and the antigen and the amount of the reaction product are measured by mixing the antibody or antigen with a solid phase carrier to which the antibody or antigen is bound and a label, and then mixing the reaction product (immunocomplex). This is done by removing unreacted antibody or antigen and label from the immune complex by washing (B / F separation) and measuring the amount of label bound to the solid phase by the formation of immune complex. Can do. Thus, in the present invention, “measuring the amount of the reaction product” means not only directly measuring the amount of the reaction product itself but also measuring the amount of the substance quantitatively related to the amount of the reaction product. To include. The amount of the component to be measured in the specimen can be calculated from the amount of the reaction product thus measured.
[0040]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the automatic measuring apparatus using a cartridge and a chip | tip, the state of detection target objects, such as a cartridge or a chip | tip, can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing an installation state of a measurement table on which a cartridge is mounted and a sensor of the present invention. Arrows indicate movement of the measurement table.
FIG. 2 is a side sectional view showing an example of a cartridge.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the size and arrangement of chips and detection lines.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between chip arrangement and detection lines.
FIG. 5 is a diagram showing an outline of an automatic measuring apparatus according to the present invention. A is a front view and B is a side view.
[Explanation of symbols]
1, 1 ': Sensor 2: Measurement table 3: Cartridge 4: Chip 5: Detection line 6: Nozzle

Claims

Dispensing device in which a plurality of nozzles are mounted in a row and a plurality of nozzles for discharging or sucking liquid through the tip are arranged in a row, and a measurement table on which cartridges having a plurality of wells are placed corresponding to the nozzles An automatic measuring device comprising:
The measurement apparatus includes a sensor for detecting a detection target on the measurement table, and a driving device that moves the measurement table in a direction perpendicular to the nozzle row,
The sensor has a set of transmission / reception system including transmission means and reception means,
The transmission means and the reception means are arranged obliquely so that the straight line connecting the transmission means and the reception means has an angle θ satisfying the following formula and the direction of the nozzle row, with the measurement table interposed therebetween:

The sensor does not have a driving device, and sensing on the measurement table is performed by movement of the measurement table.

The automatic measuring apparatus according to claim 1, wherein the detection target is a chip or a cartridge.

3. The automatic measurement apparatus according to claim 2, wherein the object to be detected is a chip, and the measurement table has a chip stand that stands in parallel with the nozzle row.

The automatic measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein a detection target is detected based on a change in a signal amount received by the receiving unit .

The automatic measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the transmission / reception system is based on an optical principle.

6. The automatic measuring apparatus according to claim 5, wherein the receiving / transmitting system includes transmitting means having a light emitting diode or a laser diode and receiving means having a photodiode.