JP5378081B2 - 反応容器，試薬供給機構、及びそれらを用いる分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、血液，尿等の生体サンプルの定性・定量分析を行う分析装置に使用する反応容器，試薬供給機構、及びそれらを用いる分析装置に関する。

血液，尿などの生体サンプル中の特定成分の定性・定量分析を行う分析装置では、一般的に反応容器にサンプルと試薬を吐出し、反応させて、反応を物理的（例えば光学的）に測定する。

分析装置では、そのために、反応容器，試薬容器，サンプル容器，分注機構などを備える。現在の一般的な分析装置では、反応容器，試薬容器，サンプル容器を多数備えるために、ディスクの円周上にそれら容器を並べて配置するようになっており、それら容器間を試薬，サンプルが移送できるように分注機構を設ける必要がある。従い、相応の装置容積が必要である。装置はできるだけコンパクトであることが望ましいため、上記構成を単純にすることが好ましい。特許文献１には、アンプルに入った試薬をセットすることで、試薬を汚染したり、作業者を試薬に触れさせたりすることなく、分析装置に試薬を供給できるコンパクトな試薬容器が開示されている。

特開２００１−２３５４７８号公報

臨床検査については、一つの分析項目を分析するために、複数種類の試薬を用いるのが通常であるため、測定する全項目の試薬を装置に搭載する場合、試薬は種類ごとに保管する必要がある。また、試薬の保管を行う機構と測定容器を保管する機構を別々に設置していたことが、小型化の支障となっている。小型化を実現するためには、試薬管理に係る機構を改善する必要がある。

本発明の目的は、１つの分析項目の分析に複数種類の試薬を使う場合であっても、コンパクトかつ簡単な試薬供給機構を備えた、反応容器，試薬供給機構、及びそれらを備えた分析装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の構成は以下の通りである。

試料を収容可能な、上方が開口した反応容器と、該反応容器の開口部を覆う蓋部と、該蓋部に前記試料と反応させる試薬を収容した試薬容器を備えた反応容器。

また、膜状の基材に、同一の分析項目に使用する複数の試薬容器が設けられ、該試薬容器に収容された試薬を反応容器に導く試薬流路を備えた試薬供給機構。

更に、上記反応容器を載置する載置位置を有し、前記試薬容器から試薬を該反応容器に供給する際に該反応容器を破る試薬容器破り機構と、を備えた分析装置。

より安価で無駄のない試薬の使用が期待できる。また、広い設置面積を必要とする試薬の保管機構や分注機構の設置を不要とし、装置をより小型にし、簡便性を向上させられるという効果がある。

測定容器に関る実施例を示す図。 測定容器に関る別の実施例を示す図。 測定容器と試薬パックに関る実施例を示す図（横から見た図）。 測定容器と試薬パックに関る実施例を示す図（上から見た図）。 試薬パックの形態に関る実施例を示す図。 試薬パックの形態に関る実施例を示す図。 試薬パックの形態に関る実施例を示す図。 試薬パックの形態に関る実施例を示す図。 複数の試薬パックの保管に関る実施例を示す図。 システムの構成図。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、この発明は、本実施形態に限定しない。下記の実施例は、上述の発明における基本となる概念を実現するための代表的な例である。

図１は、本発明を実施するための測定容器（１０１）を示す。この測定容器（１０１）は、濃度の異なる複数の項目を同一の機会に反応させることができる。測定容器（１０１）の内側の底の部分には、抗原抗体反応に用いる複数種類の抗体（１０２）があらかじめ所定の位置に付着されている。

図１０にシステムに関る図面を示す。これを用いて測定プロセスを辿りながら、実施例について説明する。まず、測定プロセスが開始すると、測定容器（１０１）が装置上（５０１）の所定の位置（５０２）に運ばれる。次に、試薬パック（１０３）を移動する機構（５０３，５０４，５０５）が稼動し、試薬パック（１０３）が測定容器（１０１）のある場所（５０２）まで運ばれる。この機構は、試薬パック（１０３）特有の構造を活かしてそれを保持する機構（５０３）と、鉛直方向を軸とする回転棒（５０４）と、および回転棒を支える柱（５０５）から構成される。試薬パック（１０３）は、試薬（１０５）とそれを包装する部分（１０４）から構成され、当測定に必要な種類の試薬が必要な分量だけセットされている。また、装置には、一定数、試薬パック（１０３）を保管する機構が付いている（図９，４０１）。

次に、サンプルプローブ（１０７）から生体サンプルが分注される（１３１）。測定容器（１０１）の上を試薬パック（１０３）が覆っている状態でも分注が適切になされるように、試薬パック（１０３）の中央には、ノズル（１０７）の直径とノズルの停止位置の尤度を賄うに足りる相当な大きさを持つ孔（１０８）が開いている。

検体サンプルを分注した後は試薬の分注を行う。抗原抗体反応では、あらかじめ測定容器（１０１）に付着している抗体（１０２）がサンプル中の抗原と反応して複合体を形成する。この複合体に色素を結合して発光させることで、複合体が形成されたことを検知する。色素には、例えば、蛍光色素を用いる。複合体に色素を結合させる過程で、測定する抗原に特化した複数の試薬が用いられる。実際の測定過程では、測定に必要な試薬を所定のタイミングと順番で注入する。本発明においては、下記に列挙する方法で試薬の注入を行う。一つ目は、先が尖った器具（１０６）（カッターでもよい）を用いて、試薬の包装（１０４）を突き通す。試薬の包装（１０４）が破れることで、中に入っている試薬（１０５）が落下し、結果、測定容器（１０１）に分注される。または、あらかじめ、包装（１０４）の内側に針状の突起構造（１１２）を持たせておき、試薬の分注が必要なときに加圧手段（１１３）で上部を下側へ（１１４矢印）加圧して、包装（１０４）を破り試薬（１０５）を落下させるという方法も考えられる。あるいは、包装（１０４）の上部（１０９）を真空にしておき、通常は真空の吸引力で試薬（１０５）が包装されている状況を作り、分注が必要なときに、先尖の器具（１０６）で包装（１０４）を破ることで真空の吸引力を失うことで試薬（１０５）を落下させるという方法でもよい。ここで、先尖の器具は、別試薬のコンタミネーションを回避するため、使い捨てのものを用いるか、あるいは試薬の種類ごとに使い分けるという方法をとるのが望ましい。以上のようにして、適正なタイミングと適正な順序で、適正な量の試薬（１０５）を分注することが可能となる。試薬パック（１０３）を測定容器（１０１）まで運搬する機構を省略する方法として、あらかじめ試薬パック（１０３）を測定容器（１０１）にセットした形態とする方法も有効である。

図２に測定容器と試薬パックに関る別の実施例を示す。なお、図３は測定容器を横からみた図、図４は上から見た図である。先の例と同様に、試薬パック（１０３）の下面に、測定に必要な試薬（１０５，１２１，１２２）が包装されている（１０４）。試薬パック（１０３）には、検体分注用孔（１０８）を通る縦方向に溝（１１５）が掘られている。試薬を分注する方法として、次の機構（２０）を用意する。この機構は、主として、試薬パック（１０３）の両端（１１６）を把持する部分（２１１）と、それを持ち上げる二本のアーム（２１６）から構成され、把持部（２１１）とアーム（２１６）を繋げる部品（２１２）、アームの回転を行う軸（２１５），アームの動きを補佐する部品（２１３，２１４）が付随している。

試薬の分注が必要なタイミングが訪れると、まず、把持部（２１１）が試薬パック（１０３）の両端（１１６）を掴む。次に、アーム（２１６）を持ち上げる（２１７矢印）。この動作により、試薬パック（１０３）の両端（１１６）には、上に持ち上がる力と内側に引きつけられる力（２１８矢印）が働く。この力が働くと、先述の溝（１１５）が存在することにより、試薬パック（１０３）は溝の方向に割れ、包装（１０４）が破れるとともに、試薬（１０５）が落下する。ここで、当試薬パック（１０３）は、図４に示すように、試薬（１２１，１２２）ごとに分注ができるように、切り込み（１１７）が入っている。

図５と図６に、別の実施例を示す。分注パック（１０３）として、縦方向の互い違いに試薬を配置した構造を考える。この構造では、分注される順序で、上から順番に試薬が配置されており、分注用の孔（３０８ｃ）もそれぞれの試薬用に設けてある。この例では、使用される試薬は３種類であり、第一試薬（３０２），第二試薬（３０３），第三試薬（３０４）という順序で分注されるケースを想定している。このような構造を持つ試薬パック（１０３）では、以下に記載する方法で分注を行う。まず、試薬パック（１０３）の上部をローラー（３１０）で巻く。ローラー（３１０）は、試薬パック（１０３）の上部全体を覆うことができる程度の長さのものを使用する。次に、ローラー（３１０）で覆われた試薬パック（１０３）の上部を圧迫機構（３２０）で挟み込む。圧迫機構（３２０）は、主な構造として、接触部（３２３）と、アーム（３２１）と、接触部の回転を行う軸（３２２）と、加圧部（３２６）と、それらをつなげる諸部品（３２４，３２５）と、からなる。

第一試薬（３０２）の分注が必要になったとき、ローラー（３１０）が所定の回数回転する。圧迫機構（３２０）で挟んでいる状態であるため、接触部（３２３）の摩擦により、試薬パック（１０３）が圧迫機構（３２０）内部に引き込まれる。この動作により、第一試薬（３０２）の包装の部分（３０５）が圧迫されることにより、試薬が落下する。第二試薬（３０３）が、圧迫機構（３２０）の内部に入り込まない程度までローラー（３１０）を回転させ、第一試薬（３０２）が全て落下した時点で、ローラー（３１０）の回転を止める。同じような方法で第二試薬（３０３）および第三試薬（３０４）を分注する。以上のようにすることで、適正なタイミングと適正な順序で、適正な量の試薬（３０２，３０３，３０４）を分注することが可能となる。

最後に、試薬パック（１０３）の形態について、いくつかの例を列挙する。一つ目の形態としては、図７に示すような、試薬を横に配置（３０２，３０３，３０４）した構造である。それぞれの試薬を包装する専用の空間（３０５，３０６，３０７）が確保されている。また、試薬がそれぞれ分注されるように、それぞれに孔（３０８ａ）が設けられている。二つ目に考えられるのは、図８に示すような、試薬を縦に配置（３０２，３０３，３０４）した構造である。この構造は、横に配置する構造（図７）よりコンパクトであるため、保管するのに便利である。試薬の分注用に、それぞれの包装部分に孔（３０８ｂ）を設けている。

上記に記述したように、個々の測定ごとに必要な試薬をパッケージする方法を取り入れることで、試薬を種類ごとに管理するという従来の方法から脱却でき、従来の大型装置で必要とされた大々的な試薬の保管機構や分注機構を不要とすることが可能となる。これにより、装置をより小型にし、簡便性を向上させられるという効果がある。

２０ 試薬開封機構
１０１ 測定容器（内側面）
１０２ 抗体
１０３ 試薬パック
１０４ 包装部
１０５ 試薬
１０６ 尖鋭器具（切開手段）
１０７ ノズル／サンプルプローブ
１０８ 孔（検体分注用）
１０９ 真空
１１２ 突起機構
１１３ 加圧手段
１１４ 下向きの矢印
１１５ 溝
１１６ 両端
１１７ 切り込み
１２１ 試薬（一種類目）
１２２ 試薬（二種類目）
１３１ 生体サンプル
２１１ 把持部
２１２ 接続板
２１３，３２４ 接続部品
２１４，３２５ 回転補助部品
２１５，３２２，５０４ 回転軸
２１６ アーム
２１７ 上向きの矢印
２１８ 内側向きの矢印
３０２ 第一試薬
３０３ 第二試薬
３０４ 第三試薬
３０５ 第一試薬包装部
３０６ 第二試薬包装部
３０７ 第三試薬包装部
３０８ 分注孔
３１０ ローラー
３１１ ローラーの回転方向を示す矢印
３２０ 圧迫機構
３２１ アーム
３２３ 接触部
３２６ 加圧部
４０１ 保管容器
５０１ 装置
５０２ 測定位置
５０３ 保持機構
５０５ 支柱

Claims (10)

1. 上方が開口した反応容器と、該反応容器の開口部を覆う蓋部と、
   前記反応容器の底の所定の位置に付着された抗原抗体反応に用いる抗体と、
   該蓋部に前記反応容器に供給する試薬を収容した試薬容器と、
   前記試薬容器の底には前記反応容器の底に向けて先細った形状の、試薬が収容された突出部を備えたことを特徴とする反応容器。
2. 請求項１記載の反応容器において、
   前記蓋部は膜状であり、該膜により、前記試薬容器が支持されていることを特徴とする反応容器。
3. 請求項１記載の反応容器において、
   前記蓋部には、試料を該反応容器に供給するための第二の開口部を備えたことを特徴とする反応容器。
4. 請求項３記載の反応容器において、
   前記試薬容器は前記第二の開口部の下に設けられ、試料を前記反応容器に供給する際には、該第二の開口部を介して、試料が供給されることを特徴とする反応容器。
5. 請求項３記載の反応容器において、
   前記試薬容器は複数であり、前記開口部を中心に対称に配置されていることを特徴とする反応容器。
6. 請求項１記載の反応容器において、
   前記試薬容器の上部を真空にしておき、当該真空の吸引力で試薬を前記試薬容器内に留め、当該真空を開放し、当該吸引力を失わせることで試薬が落下することを特徴とする反応容器。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の反応容器を載置する載置位置を有し、前記試薬容器から試薬を該反応容器に供給する際に該反応容器を破る試薬容器破り機構と、を備えたことを特徴とする分析装置。
8. 請求項７記載の分析装置において、
   前記試薬容器破り機構は、針状部材と、該針状部材を前記試薬容器の上方から降下させる機構であることを特徴とする分析装置。
9. 請求項７記載の分析装置において、
   前記試薬容器破り機構は、前記試薬容器を上方、または側方から押圧する押圧機構であることを特徴とする分析装置。
10. 請求項７記載の分析装置において、
    前記試薬容器破り機構は、前記試薬容器を側方から同時に挟んで押圧する押圧機構であることを特徴とする分析装置。

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