JP6096181B2 - 試薬容器 - Google Patents

Description

本発明は試薬容器に関し、特に不溶性粒子が分散された試薬液が充填される試薬容器に関する。

複数種の試薬液を用いて検体を自動分析する装置として、試薬容器をケ−ス内に設けられたターンテーブル上に複数個載置し、ターンテーブルを回転させて試薬容器をプロ−ブの上方に位置させ、プロ−ブを降下させて容器内の試薬液を吸引するようにした自動分析装置が従来から存在する（例えば、例えば特許文献１参照）。

しかし、比重が異なる２種類以上の試薬液を均一な濃度にするためには、試薬液を混合しなければならず、このため従来は攪拌棒を試薬内に挿入し、該攪拌棒を回転させて混合していた。これには攪拌棒の移動上下動装置及び制御装置類並びに該攪拌棒の洗浄装置が必須である。

これにより装置が非常に複雑化・大型化しコスト高となる他、洗浄を確実に行わなければキャリーオーバーを防止できない、という問題をも有していた。そこで攪拌棒を必要とせず、洗浄装置も不要で、試薬容器内の試薬を確実に混合して試薬濃度を均一にすることができる試薬容器（例えば、特許文献２参照）が提案されている。当該構造では、容器本体の外周面に内方に突出する凹凸部を形成し、容器をその中心軸まわりに自転させることで容器内部の試薬を凹凸部で効果的に攪拌し、混合することができる。

しかし比重の異なる２種類以上の試薬として、緩衝液等の水性媒体等に磁性粒子、ラテックス粒子等の不溶性担体粒子等が分散された液を使用する場合が考えられる。この際、容器の底面が試験管のように外側へ向かって凸曲面とされている場合、底面に比重の大きな磁性粒子等が沈殿し易くなり、均一な分散を妨げる虞がある。

特開２０００−１３７０３２号公報 国際公開第２００９／０９０９８９号パンフレット

本発明は上記事実を考慮し、底面に不溶性粒子が沈降し難く、攪拌によって均一な分散を行える試薬容器を提供することを課題とする。

本発明の第１の態様に係る試薬容器は、内部に充填された試薬を攪拌するために中心軸回りで回転される試薬容器であって、 口部が形成された第１円筒部と、 底部を有し、前記第１円筒部と中心軸が同一であり、前記中心軸方向に沿った断面形状が該底部に向けて細くなる第２円筒部と、前記第１円筒部と前記第２円筒部の間に形成され、前記第１円筒部及び前記第２円筒部より大径であり、前記中心軸に向かって傾斜する傾斜面によって前記第２円筒部に接続された、前記第１円筒部及び前記第２円筒部と中心軸が同一の第３円筒部と、前記第２円筒部、前記傾斜面、及び前記第３円筒部に亘って、前記試薬容器の内側に向けて凸となるように前記試薬容器の外周面を凹ませて形成された、前記中心軸に対して傾斜した凹部と、を有し、前記傾斜面は、前記第２円筒部側に行くほど前記試薬容器の内周面が傾斜するように縮径していることを特徴とする。

本発明の第１の態様に係る試薬容器によれば、中心軸に対して傾斜し内側へ突出する凹部を形成することで、内部の試薬に乱流を発生させることができ、試薬容器に収容された試薬と不溶性粒子の攪拌効率が上がる。さらに、第３円筒部を第２円筒部より大径として、不溶性粒子が凝集し難い上部の試薬の収容容量を増やすことで、試薬容器全体の高さを高くしなくても、試薬を収容するために必要な容積を確保できる。

本発明の第２の態様に係る試薬容器は、第１の態様に係る試薬容器において、前記第２円筒部の底部には、平坦部が形成されていることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る試薬容器によれば、底部が球面などの曲面である場合と比較して、底部が平坦部とされているため不溶性粒子が凝集し難くなり、試薬容器を中心軸周りに回転させたとき、不溶性粒子の分散効率がよくなる。

本発明の第３の態様に係る試薬容器は、第１の態様または第２の態様に係る試薬容器において、前記傾斜面には、試薬攪拌器の駆動部に装着され中心軸周りの回転力を伝える接続部材が係合する環状の括れ部が形成されていることを特徴とする。

本発明の第３の態様に係る試薬容器によれば、括れ部に接続部が係合することで、試薬容器が接続部材と一体となって回転する構造とすることができる。

本発明の第４の態様に係る試薬容器は、第１の態様〜第３の態様の何れか一つの態様に係る試薬容器において、前記第２円筒部及び前記第３円筒部の内壁部の隅部及び角部はＲ部とされていることを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る試薬容器によれば、内壁部の隅部及び角部をＲ部とすることで、試薬を攪拌したとき、攪拌の行き届かない角凹部分がないので、試薬の澱む部分が少なくなる。

本発明は上記構成としたので、底面に不溶性粒子が沈降し難く、攪拌によって均一な分散を行える試薬容器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る試薬容器を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る試薬容器を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る試薬容器の構造を図１のＡ−Ａ断面で示す図である。 本発明の実施形態に係る試薬容器を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る試薬容器を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る試薬容器の使用法を示す斜視図である。

以下、添付図面に従って本発明が適用された試薬容器の全体構成について概説する。

＜全体構成＞

図１、５は、試薬容器１０の全体構成図である。なお図中ＵＰは上を示す。

試薬容器１０は例えばブロー成形によって形成される樹脂製であり、素材としては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどが耐候性、耐衝撃性、耐薬品性などの観点から好適に用いられる。

この試薬容器１０は、中心軸Ｃを中心とした円筒形状の本体部１２を備えており、本体部１２の上には試薬容器１０の内部に試薬１００を注入／排出できる開口部１４が開口している。

本体部１２の上には外周面に雄ネジ状の螺旋突起１６が設けられた延長部１８が設けられている。延長部１８には例えば螺旋突起１６によってゴム栓やねじ込み式のプラスチック栓４０などが嵌合、装着され、開口部１４を封止して水密状に閉塞することができる。これにより試薬容器１０内部の試薬１００は、試薬容器１０を回転／振動させても外部に漏出し難い構造とされている。

本体部１２の下側には、中心軸Ｃを中心として径方向外側に膨出した拡径部２０が設けられ、試薬容器１０の容積を確保している。

拡径部２０の下には中心軸Ｃ方向に向けて下へ行くほど縮径する傾斜面２１が設けられ、試薬容器１０の内周面もまたこれに沿って傾斜面とされている。さらに傾斜面２１の下には試薬容器１０の内側に凸となる、環状の括れ部（縮径部２２）が設けられ、試薬容器１０の外周に亘って設けられた溝を形成している。この縮径部２２に、試薬攪拌器（図示せず）の駆動部に装着され中心軸周りの回転力を伝える接続部材（スカート３０）が係合する。

縮径部２２の下には底部２４が設けられている。底部２４は図１、２、５に示すように先端に向けて凸となる半球形やドーム形状など、先端に向けて径が細くなる先細りの形状とされ、試薬容器１０の最下部をなしている。底部２４の内面は特に３次曲面で構成されている必要はなく、例えば円錐形状など単純な形状でもよい。

底部２４の底には平坦部２６が設けられ、中心軸Ｃに対して直交するように試薬容器１０の内外で平面２６Ａ、２６Ｂを形成している。平面２６Ａは底部２４の内面の最下部をなしており、これが底部２４の内面の最下端に設けられていることで、試薬容器１０に注入された試薬１００の液面もまた当然、最下端は平面２６Ａに合わせた平面となる。

試薬容器１０の成型方法によっては必ずしも外周面に平面２６Ｂが設けられる必要はないが、試薬容器１０の内周面には最下部に平面２６Ａが設けられており、換言すれば試薬容器１０の内面は最下部が必ず平面２６Ａとなり、試薬容器１０の内部に注入された試薬１００は平面２６Ａ上に貯留される。

本実施形態例に係る試薬容器１０は、例えば生化学分析装置等に用いられる試薬混合用容器であり、試薬容器１０の全体が透明或いは半透明の合成樹脂等で略円筒状にブロー成形されている。拡径部２０を含めた容量の大きさは必要とされる混合試薬量に対応して適宜変更することができる。

また図２に示すように、本体部１２、拡径部２０の上下端および傾斜面２１の上下端など、試薬容器１０の内周面において角となる箇所はすべて滑らかにＲがついており、後述するように試薬１００に不溶性粒子が含有されていた場合でも、当該箇所において攪拌が行き届かず不溶性粒子が滞留する等の事態を防ぐことができる。

図１、４、５に示すように、拡径部２０、縮径部２２および底部２４に亘って、試薬容器１０の外周面には中心軸Ｃに対して斜めに、試薬容器１０の内側に向けて凸となるような凹部２８が形成されている。

凹部２８は図１のＡ−Ａ断面である図３に示すように角度θ（例えば４０度）で径方向外側に向けて広がる溝であり、その径方向内側端は開口部１４から見た平面図４に示すように、高さ方向において中心軸Ｃと平行であり、拡径部２０から傾斜面２１にかけて斜めに第１凹部２８Ａとして設けられ、傾斜面２１において、より径方向内側まで深く凹となる第２凹部２８Ｂに繋がる。

図４に示すように凹部２８は試薬容器１０の外周面に巻付けられた螺旋状ではなく、中心軸Ｃに対して斜めになるように直線的に形成されている。また拡径部２０に設けられた凹部２８である第１凹部２８Ａに比較して、第１凹部２８Ａの下に第１凹部２８Ａの延長線上に設けられている第２凹部２８Ｂは、拡径部２０の途中から斜め下方向へ向けて縮径部２２、底部２４にわたって径方向内側に深く形成されている。

そのため試薬容器１０の内側に凸となっている縮径部２２、および拡径部２０よりも径の小さい底部２４において、第２凹部２８Ｂは径方向内側に突出し、内部の試薬１００を攪拌することができる。

試薬容器１０は底部２４に嵌合するスカート３０と組み合わされ、自立可能とされていてもよい。スカート３０は図５に示すように例えば円筒形であり、底部２４を外側から包む形で組み合わされる。スカート３０の上端部内壁には突起３２が設けられており、縮径部２２に突起３２が係合することで組み合わせ時の位置決めや脱落防止手段とされていてもよい。

このとき、突起３２の一方である突起３２Ａが第２凹部２８Ｂの外周面側の凹み幅に合わせた大きさとされており、突起３２Ａが第２凹部２８Ｂに係合することで更に組み合わせ時の位置決めや脱落防止手段の効果を向上させる構成とされていてもよい。

＜作用効果＞

試薬１００の回転攪拌時においては、前述のように試薬容器１０の延長部１８には開口部１４には、プラスチック栓４０が嵌合、装着され、開口部１４を封止して水密状に閉塞することができる。これにより試薬容器１０内部の試薬１００は、試薬容器１０を回転／振動させても外部に漏出し難い構造とされている。

即ち試薬容器１０に目的の試薬１００を充填した後に、開口部１４を図示しない栓で閉塞し、スカート３０を装着した状態で自動分析装置１１０の所定位置に設置する。

このとき、図６に示すように自動分析装置１１０側に設けられた駆動ギア３６の係合突起３８が、スカート３０の下側端に設けられた係合凹部３４に係合される。続いて、この自動分析装置１１０を起動させ、図示しないモータによって駆動ギア３６が回転駆動され、係合突起３８を介してスカート３０を回転させる。これにより試薬容器１０を中心軸Ｃのまわりに（水平方向に）自転させることで、試薬容器１０の内部の試薬１００を混合する。

また図６のように自動分析装置１１０がターンテーブル１２０を備えており、試薬容器１０がターンテーブル１２０上の駆動ギア３６上に設置される場合は、駆動ギア３６による試薬容器１０の回転（自転）に加え、ターンテーブル１２０の回転による回転移動（公転）が加わることによって、より効果的に試薬容器１０内部の試薬１００を攪拌することができる。

さらに、一定時間ごとに、あるいは試薬採取ごとに自動分析装置１１０において上記の攪拌を繰り返す制御が行われていれば、なお効率よく試薬１００の攪拌を行うことができ、磁性粒子など沈降しやすい成分を含む試薬１００を常時、均一に攪拌された状態に維持することができる。

この時、駆動ギア３６およびターンテーブル１２０に対して、試薬容器１０（スカート３０）の位置決めと保持を行う必要があるが、例えばターンテーブル１２０に係合するホルダを設け、当該ホルダにて試薬容器１０を倒れないように駆動ギア３６上で保持することにより、駆動ギア３６の回転時にも試薬容器１０を確実に保持、位置固定することができる。

ここで、比重が異なる２種類以上の試薬を混合する場合においては試薬１００全体の濃度を均一に混合する必要があるが、本実施形態においては、凹部２８の攪拌効果により試薬容器１０内部の試薬１００全体の濃度を均一にすることができる。従って、試薬容器１０の底部２４の中心に存在する混合された試薬も均一濃度に保たれる。

比重の異なる２種類以上の試薬としては、比重の異なる溶液の組み合わせ、固体と溶液との組み合わせ等が挙げられるが、固体と溶液との組み合わせにおける固体としては、例えば磁性粒子、ラテックス粒子等の不溶性担体粒子等が挙げられる。溶液としては、例えば緩衝液等の水性媒体等が挙げられる。

固体と溶液との組み合わせとしては、磁性粒子と緩衝液との組み合わせが好適に使用される。磁性粒子は一般に不溶性であり、かつ比重が大きいため、静置状態では試薬容器１０の底部２４に設けられた平坦部２６に沈殿するが、上記のように試薬容器１０が自転することにより、凹部２８が存在しない従来の試薬容器とは異なり、均一に混合・攪拌される。

即ち凹部２８は試薬容器１０の底部２４の平坦部２６方向に向かって下がり勾配で中心軸Ｃに対して傾斜した状態で形成されているため、この凹部２８が試薬容器１０の径方向内側に突出することで、試薬容器１０が自転すると、試薬容器１０内の試薬１００もまた回転しながら凹部２８によって攪拌され、均一な濃度に混合攪拌される。このとき凹部２８によって、試薬１００には単純な回転による攪拌以外に、不規則な流れである所謂乱流を生じる。

攪拌棒や攪拌羽根などを使用した単純な回転による攪拌では、試薬容器１０の中心軸Ｃ近傍（径方向中心付近）に攪拌され難い部位が発生して底部２４、とりわけ径方向中央の平坦部２６に攪拌が不十分なため試薬１００の濃度が不均一な箇所が形成される虞があった。

例えば試薬１００を磁性粒子と緩衝液との組み合わせとした場合、不溶性の磁性粒子は平坦部２６に沈降して均一な分散が困難となるが、前述のように試薬容器１０内部には乱流が生じるため、試薬１００の攪拌が不十分となる虞は少なく、均一な攪拌が行われる。しかも、攪拌棒や攪拌羽根などを使用することなく均一な攪拌が可能となるため、洗浄装置が不要となり、装置の複雑化・大型化を回避することができる。

また前述のように、本体部１２、拡径部２０の上下端および傾斜面２１の上下端など、試薬容器１０の内周面において角となる箇所はすべて滑らかにＲがついている。このため試薬１００に不溶性粒子が含有されていた場合でも、当該箇所（角となる凹または凸）において攪拌が行き届かず不溶性粒子が滞留する等の事態を防ぐことができる。

さらに本実施形態においては底部２４の最下部が平坦部２６とされ、特に内周面は平面２６Ａとされている。このため、従来から存在する試験管型のように試薬容器の内壁が下方向に凸となる形状に比較して、磁性粒子など不溶性分が底部２４の底に溜まり難い。

これにより、上記の凹部２８による攪拌効果に加えて底部２４の内壁最下端が平坦部２６とされたことで尚一層の攪拌効果を得ることができる。

また図４に示すように凹部２８は拡径部２０に設けられた第１凹部２８Ａよりも、縮径部２２〜底部２４に設けられた第２凹部２８Ｂが中心軸Ｃにより近く、径方向内側に向けて突出している。このため拡径部２０よりも小径な底部２４においても、第２凹部２８Ｂによって充分な攪拌効果を得ることができる。

以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

例えば、上記凹部２８の形状は本実施形態例に限定されるものではなく、例えば収容される試薬の比重に応じて効率良く混合される形状であれば、内側に点在し突出する複数の凸など、種々の形状であってもよい。

１０ 試薬容器
１２ 本体部（第１円筒部）
１４ 開口部（口部）
１６ 螺旋突起
１８ 延長部
２０ 拡径部（第３円筒部）
２１ 傾斜面
２２ 縮径部（括れ部）
２４ 底部（第２円筒部）
２６ 平坦部
２６Ａ 平面
２６Ｂ 平面
２８ 凹部
２８Ａ 凹部
２８Ｂ 凹部
３０ スカート
３２ 突起
３４ 係合凹部
３６ 駆動ギア
３８ 係合突起
４０ プラスチック栓
１００ 試薬
１１０ 自動分析装置
１２０ ターンテーブル
Ｃ 中心軸

Claims (4)

1. 内部に充填された試薬を攪拌するために中心軸回りで回転される試薬容器であって、
   口部が形成された第１円筒部と、
   底部を有し、前記第１円筒部と中心軸が同一であり、前記中心軸方向に沿った断面形状が該底部に向けて細くなる第２円筒部と、
   前記第１円筒部と前記第２円筒部の間に形成され、前記第１円筒部及び前記第２円筒部より大径であり、前記中心軸に向かって傾斜する傾斜面によって前記第２円筒部に接続された、前記第１円筒部及び前記第２円筒部と中心軸が同一の第３円筒部と、
   前記第２円筒部、前記傾斜面、及び前記第３円筒部に亘って、前記試薬容器の内側に向けて凸となるように前記試薬容器の外周面を凹ませて形成された、前記中心軸に対して傾斜した凹部と、
   を有し、
   前記傾斜面は、前記第２円筒部側に行くほど前記試薬容器の内周面が傾斜するように縮径している、試薬容器。
2. 前記第２円筒部の底部には、平坦部が形成されている請求項１に記載の試薬容器。
3. 前記傾斜面には、試薬攪拌器の駆動部に装着され中心軸周りの回転力を伝える接続部材が係合する環状の括れ部が形成されている請求項１または請求項２に記載の試薬容器。
4. 前記第２円筒部及び前記第３円筒部の内壁部の隅部及び角部はＲ部とされている請求項１〜３の何れかに記載の試薬容器。

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