JP6174846B2 - 撹拌機構及び測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、撹拌機構及び撹拌機構を備える測定装置に関するものである。

従来、臨床検査の分析手法において、高感度の免疫測定法（Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ法）を利用した分析装置が用いられている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の分析装置では、反応容器内の液体に対して、分注、撹拌及びＢ／Ｆ（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ）分離などの処理が行われる。この分析装置における液体の撹拌は、駆動源によって回転する撹拌子を反応容器の下部に接触させるとともに、上部を押え部材にて押さえ込むことで挟み込み、撹拌子を回転させて反応容器内の液体を撹拌する。また、特許文献２に記載の試料調製装置も同様に、反応容器の自転を阻止するために、撹拌時には反応容器の上部をゴムで押さえている。

特開２００７−１４７６５９号公報 特開平７−２６０７９４号公報

しかしながら、上記特許文献１又は２に開示されている撹拌方法は、反応容器の上部を押え部材にて押さえて挟み込むため、反応容器を挟み込む部材間へ反応容器を横方向からスライドさせて設置させる機構が必要となる。このため、反応容器の撹拌機構への搬送及び撹拌のための設置動作が複雑となるおそれがある。また、押え部材が必要となることから、撹拌機構を小型化することが困難な場合がある。当技術分野では、簡易な構成で適切に撹拌させることができる撹拌機構及び該撹拌機構を備える測定装置が望まれている。

本発明の一側面に係る撹拌機構は、有底筒状の反応容器内の溶液を撹拌する撹拌機構であって、反応容器を挿通させるための貫通穴が形成された保持部と、保持部から離間した位置に貫通穴に対向して配置され、貫通穴に挿通された反応容器の底部を支持する支持部と、貫通穴の貫通方向に延在する基準軸を中心として回転する円運動を反応容器の底部に与えるように支持部を回転運動させる回転機構と、を備え、反応容器の外側側面には第１係止部が形成され、貫通穴の側面には、第１係止部と係止する第２係止部が形成され、第１係止部が、反応容器の外側側面の全周に連続的に形成された第１凸部及び第１凹部を有し、第２係止部が、貫通穴の側面の全周に連続的に形成された第２凸部及び第２凹部を有し、第１係止部及び第２係止部は、反応容器が傾いたときに反応容器の外側側面の一部が貫通穴の側面の一部と接触することにより、係合する。

反応容器が保持部の貫通穴に挿通され、反応容器の底部に支持部から回転運動が加えられると、底部は基準軸と垂直な平面上を円運動する。反応容器の底部が回転することにより、反応容器は、長手中心線の両端が円を描くような、回転運動（スリコギ運動）をする。スリコギ運動時に第１係止部と第２係止部とが係止するため、回転運動に伴って反応容器が貫通穴の挿通方向とは逆の方向に向かって移動しようとする動きを抑制することができる。このように、押え部材等を用いることなく、反応容器の貫通穴からの飛び出しを抑制することができるため、簡易な構成で反応容器内の液体を撹拌することが可能となる。

一実施形態では、第１係止部が、反応容器の外側側面に環状に形成され、第２係止部が、貫通穴の側面に環状に形成されてもよい。反応容器がスリコギ運動をする際には、反応容器が基準軸から所定の角度で傾き、反応容器の外側側面の一部が、貫通穴の側面の一部と接触する。第１係止部及び第２係止部を環状に形成することにより、反応容器が所定の角度で傾いて支持された場合において、第１係止部と第２係止部とを適切に係止させることができる。このため、反応容器の貫通穴からの飛び出しを抑制し、反応容器内の液体を適切に撹拌することが可能となる。

一実施形態では、第１係止部が、反応容器の外側側面に連続的に環状に形成され、第２係止部が、貫通穴の側面に連続的に環状に形成されてもよい。このように構成することで、スリコギ運動時に反応容器が任意の方向に傾いて保持された場合であっても、第１係止部と第２係止部とを係止させて反応容器を保持部に固定することができる。

一実施形態では、第１係止部が、反応容器の外側側面に形成された第１凸部及び第１凹部を有し、第２係止部が、貫通穴の側面に形成された第２凸部及び第２凹部を有していてもよい。このように構成することで、スリコギ運動時に第１係止部と第２係止部と係合して係止させることにより反応容器を保持部に固定することができる。

一実施形態では、反応容器の長手中心線方向に直交する方向の第１凸部の断面、及び／又は、貫通穴の貫通方向に直交する方向の第２凸部の断面は三角形であってもよい。このように構成することで、反応容器が貫通穴に挿通されて基準軸から傾いた際に、第１係止部と第２係止部とを、滑らかに係止させることができる。

一実施形態では、支持部は、基準軸から離間した位置で反応容器の底部を支持し、回転機構は、基準軸を回転軸として支持部を回転させてもよい。このように構成することで、反応容器の長手中心線を基準軸から傾けた状態で反応容器を支持し、反応容器の底部に基準軸を中心とした円運動を与え、反応容器がスリコギ運動するように回転させることができる。

一実施形態では、支持部は、反応容器の底部を支持し、回転機構は、支持部を保持部に対して相対的に移動させてもよい。このように構成した場合であっても、支持部を動作させることにより、反応容器がスリコギ運動するように回転させることができる。

一実施形態では、保持部には、複数の貫通穴が形成され、支持部は、複数の貫通穴に挿通された反応容器の底部それぞれを支持してもよい。このように構成することで、複数の反応容器内を一度に配置し、複数の反応容器内の液体を一度に撹拌することができる。複数の反応容器内の液体を一度に撹拌させた場合は、１つの反応容器内の液体を撹拌させた場合に比べて、反応容器の自転方向への回転を抑制することができる。

一実施形態では、反応容器が透明であってもよい。つまり、反応容器に対して照射する可視光等などの電磁波又は、反応容器内から放出される可視光等の電磁波を、透過する反応容器であってもよい。このように構成することで、反応容器内の液体の発光強度や吸光度などを測定することができる。

また、本発明の他の側面に係る測定装置は、有底筒状の反応容器内の溶液を撹拌する撹拌機構を備える測定装置であって、撹拌機構は、反応容器を挿通させるための貫通穴が形成された保持部と、保持部から離間した位置に貫通穴に対向して配置され、貫通穴に挿通された反応容器の底部を支持する支持部と、貫通穴の貫通方向に延在する基準軸を中心として回転する円運動を反応容器の底部に与えるように支持部を回転運動させる回転機構と、を備え、反応容器の外側側面には第１係止部が形成され、貫通穴の側面には、第１係止部と係止する第２係止部が形成され、第１係止部が、反応容器の外側側面の全周に連続的に形成された第１凸部及び第１凹部を有し、第２係止部が、貫通穴の側面の全周に連続的に形成された第２凸部及び第２凹部を有し、第１係止部及び第２係止部は、反応容器が傾いたときに反応容器の外側側面の一部が貫通穴の側面の一部と接触することにより、係合する。このように構成することで、上述した撹拌機構の効果と同様の効果を奏することができる。

以上説明したように、本発明の種々の側面及び実施形態によれば、簡易な構成で適切に反応容器内の液体を撹拌することができる。

免疫測定法の流れを示した概略図である。 第１実施形態に係る測定装置の平面図である。 図２に示す測定装置の動作を示すフローチャートを示した図である。 図２に示す測定装置に用いられる反応容器の正面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 第１実施形態に係る撹拌機構の斜視図である。 第１実施形態に係る撹拌機構が備える保持部の平面図である。 図７に示す撹拌機構の動作を説明する概要図である。 第２実施形態に係る撹拌機構が備える保持部の平面図である。 第２実施形態に係る撹拌機構の斜視図である。 図１０に示す撹拌機構の動作を説明する概要図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る撹拌機構は、反応容器内の溶液を撹拌するものである。この撹拌機構は、リガンドとレセプターの特異的結合を利用した各種分析の測定装置等に採用されてもよい。リガンドとレセプターの特異的結合を利用した分析方法の代表的なものとして、抗原と抗体を使用する免疫測定法が挙げられる。免疫測定法には様々な方法があるが、ここでは磁性粒子などの担体に固定化した抗体と、標識物質が結合した抗体を用いる、いわゆる「サンドイッチ法」により説明する。

図１は、免疫測定法の流れを示した概略図である。免疫測定法では、測定対象物質が抗原１１である場合、まず、図１の（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、抗原１１を含有する試料１ａ（検体）を反応容器１０へ分注する。次に、図１の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、磁性粒子１３に固定化した抗体１２を含有する試薬１ｂを、反応容器１０へ分注する。抗体１２は抗原１１と抗原抗体反応する。試料１ａと試薬１ｂとが混合されると、試料１ａと試薬１ｂとは、一次免疫反応と呼ばれる抗原抗体反応を起こす（図１の（Ｄ））。

一次免疫反応の後、Ｂ／Ｆ分離を行う（図１の（Ｅ））。一次免疫反応の後のＢ／Ｆ分離により、一次免疫反応した物質１４と、一次免疫反応しなかった物質１５とを、分離する。Ｂ／Ｆ分離では、集磁機構１６により磁性粒子１３を集磁することで、一次免疫反応した物質１４をとらえつつ、一次免疫反応しなかった物質１５を吸引ノズル１７によって吸引する。吸引ノズル１７により物質１５を吸引した後、吐出ノズル１８より洗浄液を吐出する。吸引ノズル１７による物質１５の吸引と、吐出ノズル１８からの洗浄液の吐出とを、一回又は複数回行うことにより、Ｂ／Ｆ分離が達成される。集磁機構１６は、例えば、磁石などが用いられる。

一次免疫反応の後のＢ／Ｆ分離の後、酵素２３に固定化した抗体２２を含有する試薬２ｂ（図１の（Ｆ））を、反応容器１０に分注する（図１の（Ｆ）及び（Ｇ））。抗体２２は一次免疫反応で得られた物質１４の抗原１１と二次免疫反応と呼ばれる抗原抗体反応を起こす（図１の（Ｇ））。

二次免疫反応の後、Ｂ／Ｆ分離を行う（図１の（Ｈ））。二次免疫反応の後のＢ／Ｆ分離により、二次免疫反応した物質２４と、二次免疫反応しなかった物質２５とを、分離する。一次免疫反応の後のＢ／Ｆ分離の機構と、二次免疫反応の後のＢ／Ｆ分離の機構とは、例えば、同一でもあってもよい。

その後、発光基質を含む発光試薬を分注する。酵素２３が発光基質と反応することにより発光する（図１の（Ｉ））。この発光強度を測定することにより、測定対象物質の検出又は定量を行う。酵素２３は、例えばルシフェラーゼ（Ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ）などが用いられる。

次に、第１実施形態に係る測定装置について説明する。図２は、第１実施形態に係る測定装置の平面図である。図２に例示される測定装置は、例えば、免疫測定や遺伝子の分析・解析を行う測定装置に採用されてもよい。

本実施形態に係る測定装置１は、主に、検体搬送部３０、サンプル分注機構３１、試薬保管庫３２、反応テーブル３３、撹拌機構３４、撹拌部３５、ＢＦテーブル３６、ノズル３７、ノズル駆動機構３８、第１アーム３９、第１アーム駆動機構４０、第２アーム４１、第２アーム駆動機構４２、第３アーム４３、第３アーム駆動機構４４、検出機構４５及び制御部４６を備えている。

検体搬送部３０は、該測定装置１へ検体を搬入する。検体搬送部３０は、測定の用途に応じ、検体の温度を管理する機構を備えていてもよい。サンプル分注機構３１は、検体搬送部３０より搬入された検体から試料１ａを分注する。試薬保管庫３２は、該測定装置１において用いる試薬を設置し、保管する。試薬保管庫３２は、測定の用途に応じ、試薬の温度を管理する機構を備えていてもよい。

反応テーブル３３は反応容器１０を配置及び保持する部材である。例えば、反応テーブル３３には、反応容器１０を挿入する容器挿入穴が形成されている。容器挿入穴は、反応容器１０が多重の同心円状に並ぶように形成されていてもよい。また、反応テーブル３３は、反応テーブル３３の中心を回転軸とした水平回転機構を備えていてもよい。なお、反応テーブル３３は、反応容器１０の下部を支持する部材であっても、反応容器１０の中央部を挟持する部材であってもよい。さらに、反応テーブル３３は、測定の用途に応じ、反応容器１０の温度を管理する機構を備えていてもよい。

撹拌機構３４は、反応テーブル３３及び撹拌部３５に具備されている。撹拌機構３４の詳細は、図４から図１１を用いて後述する。

ＢＦテーブル３６は、Ｂ／Ｆ分離を行う際に反応容器１０を配置及び保持する部材である。ＢＦテーブル３６に配置された反応容器１０は、集磁機構１６、吸引ノズル１７及び吐出ノズル１８を備えるＢ／Ｆ分離機構によってＢ／Ｆ分離処理される。例えば、ＢＦテーブル３６には、反応容器１０を挿入する容器挿入穴が形成されている。容器挿入穴は、反応容器１０が多重の同心円状に並ぶように形成されていてもよい。また、ＢＦテーブル３６は、ＢＦテーブル３６の中心を回転軸とした水平回転機構を備えていてもよい。なお、ＢＦテーブル３６は、反応容器１０の下部を支持する部材であっても、反応容器１０の中央部を挟持する部材であってもよい。

このように構成すると、円弧上に配置されている複数の反応容器１０を搬送する動作により、複数の反応容器１０を同時に搬送できる。また、複数の反応容器１０を一度に処理できるため、反応時間が短い試薬を用いる場合などにおいて、効率的に処理することが可能となる。

ノズル３７は、一点が固定されており、ノズル駆動機構３８により、固定された一点を原点とした水平回転移動をする。ノズル３７は、試薬保管庫３２で設置されている試薬１ｂを、反応テーブル３３に配置された反応容器１０へ分注する。

第１アーム３９は、一端が固定されており、第１アーム駆動機構４０により、固定された一端を原点とした水平回転移動をする。第１アーム３９は、反応容器１０を、反応テーブル３３からＢＦテーブル３６へ移送する。

第２アーム４１は、一端が固定されており、第２アーム駆動機構４２により、固定された一端を原点とした水平回転移動をする。第２アーム４１は、反応容器１０を、ＢＦテーブル３６から撹拌部３５へ移送する。

第３アーム４３は、一端が固定されており、第３アーム駆動機構４４により、固定された一端を原点とした水平回転移動をする。第３アーム４３は、反応容器１０を、撹拌機構３４から検出機構４５へ移送する。また、第３アーム４３は、反応容器１０への発光試薬を分注するためのプローブが形成されている。

検出機構４５は、反応容器１０内の液体の発光強度の測定を行う装置である。検出機構４５は、暗室で構成されていてもよい。

制御部４６は、上述した測定装置１の構成要素を制御する。制御部４６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えている。

次に、第１実施形態に係る測定装置の動作について説明する。図３は、測定装置１の動作を示すフローチャートである。

図３に示すように、測定装置１では、まず、試料の分注処理を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、サンプル分注機構３１が、検体搬送部３０より搬入された検体から、反応テーブル３３に配置された反応容器１０へ、試料１ａを分注する。次に、ステップＳ１２に示す分注処理に移行する。試薬保管庫３２には、抗原１１と抗原抗体反応する抗体１２を固定化した磁性粒子１３を含む試薬１ｂが設置してある。ノズル３７は、試薬１ｂを反応テーブル３３に配置された反応容器１０へ分注する。ステップＳ１０及びステップＳ１２の順序は前後してもよい。

次に、ステップＳ１４に示す撹拌処理へ移行する。ステップＳ１４では、撹拌機構３４が、反応容器１０内の試料１ａと試薬１ｂとを撹拌する。ステップＳ１４に示す撹拌処理では、例えば、反応テーブル３３に具備されている撹拌機構３４が撹拌処理を行う。このステップＳ１４を実行することによって、ステップＳ１６に示す、抗原１１と抗体１２との一次免疫反応（抗原抗体反応）が効率よく行なわれる。ステップＳ１４は、ステップＳ１０からステップＳ１６の実行後、時間間隔を空けて実行してもよい。あるいは、ステップＳ１４は、ステップＳ１０からステップＳ１６の実行後、時間間隔を空けずに各ステップを連続的に実行してもよい。

ステップＳ１４又はステップＳ１６の後、ステップＳ１８に示すＢ／Ｆ分離処理へ移行する。ステップＳ１８では、第１アーム３９が反応テーブル３３から反応容器１０を、ＢＦテーブル３６へ移送する。ステップＳ１８で示すＢ／Ｆ分離処理では、ＢＦテーブル３６に配置された反応容器１０内の試料１ａ及び試薬１ｂに対して、Ｂ／Ｆ分離を行う。このＢ／Ｆ分離は、Ｂ／Ｆ分離機構により、集磁機構１６による一次免疫反応した物質１４の集磁、吸引ノズル１７による一次免疫反応しなかった物質１５の吸引、吐出ノズル１８による洗浄液の吐出等が行われる。

ステップＳ１８が終了すると、ステップＳ２０に示す撹拌処理へ移行する。ステップＳ２０では、撹拌部３５が、反応容器１０内の試料１ａ、試薬１ｂ及び洗浄液を撹拌する。ステップＳ２０に示す撹拌処理は、例えば、撹拌部３５に具備されている撹拌機構３４を用いる。ステップＳ２０に示す撹拌処理を行うため、第２アーム４１が反応容器１０をＢＦテーブル３６から撹拌部３５へ移送する。ステップＳ２０に示す撹拌処理と、ステップＳ１８に示すＢ／Ｆ分離処理とは、複数回行ってもよい。ステップＳ２０に示す撹拌処理によって効率的にステップＳ１８に示すＢ／Ｆ分離を行うことができる。

ステップＳ２０が終了すると、ステップＳ２２に示す分注処理へ移行する。ステップＳ２２では、第１アーム３９が、反応容器１０をＢＦテーブル３６から反応テーブル３３へ移送する。試薬保管庫３２には、抗原１１と抗原抗体反応する抗体２２を固定化した酵素２３を含む試薬２ｂも設置されており、ノズル３７によって、試薬２ｂを反応容器１０へ分注する。さらにステップＳ２４では、撹拌機構３４が、反応容器１０内の試料１ａと試薬２ｂとを撹拌する。ステップＳ２４に示す撹拌処理は、例えば、反応テーブル３３に具備されている撹拌機構３４を用いる。このステップＳ２４を実行することによって、ステップＳ２６に示す、抗原１１と抗体２２との二次免疫反応（抗原抗体反応）が効率よく行われる。ステップＳ２４は、ステップＳ２２からステップＳ２６の実行後、時間間隔を空けて実行してもよい。あるいは、ステップＳ２４は、ステップＳ２２からステップＳ２６の実行後、時間間隔を空けずに各ステップを連続的に実行してもよい。

ステップＳ２４又はＳ２６の後、ステップＳ２８に示すＢ／Ｆ分離処理へ移行する。ステップＳ２８では、第１アーム３９が反応テーブル３３から反応容器１０を、ＢＦテーブル３６へ移送する。Ｂ／Ｆ分離機構は、ＢＦテーブル３６に配置された反応容器１０内の試料１ａ及び試薬２ｂに対して、Ｂ／Ｆ分離を行う。

ステップＳ２８が終了すると、ステップＳ３０に示す撹拌処理へ移行する。ステップＳ３０では、撹拌部３５が、反応容器１０内の試料１ａ、試薬２ｂ及び洗浄液を撹拌する。ステップＳ３０に示す撹拌処理は、例えば、撹拌部３５に具備されている撹拌機構３４を用いる。ステップＳ３０に示す撹拌処理を行うため、第２アーム４１が反応容器１０をＢＦテーブル３６から撹拌部３５へ移送する。ステップＳ３０に示す撹拌処理と、ステップＳ２８に示すＢ／Ｆ分離処理とは、複数回行ってもよい。ステップＳ３０に示す撹拌処理によって効率的にステップＳ２８に示すＢ／Ｆ分離を行うことができる。

ステップＳ３０が終了すると、ステップＳ３２に示す分注処理へ移行する。ステップＳ３２では、第３アーム４３に形成されたプローブで、酵素２３と反応して発光する試薬が反応容器１０へ分注され、撹拌部３５で撹拌処理後、第３アーム４３が反応容器１０を撹拌部３５から検出機構４５へ移送する。検出機構４５は、発光試薬の分注によって起こる反応の発光強度を測定する。

次に、撹拌機能を実現する反応容器１０及び撹拌機構３４の詳細を説明する。図４は反応容器１０の正面図、図５は反応容器１０のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図４及び図５に示すように、反応容器１０は、有底筒状の容器であり、開口端１０ｂと底部１０ａを有する。底部１０ａは、例えば曲面で構成される。反応容器１０は、例えば、開口端１０ｂから底部１０ａに向かうに従って、水平断面（長手中心線方向に直交する方向の断面）における外径が小さくなるように構成されている。底部１０ａ側が細いことで、反応容器１０の貫通穴６２への挿入が容易となる。

反応容器１０の外側側面には、第１係止部５１が形成されている。第１係止部５１は、反応容器１０の外側側面の周方向に環状に形成されている。第１係止部５１は、例えば反応容器１０の外側側面の周方向に連続的に形成されていてもよい。また、第１係止部５１は、反応容器１０の長手中心線方向に所定の長さを有している。第１係止部５１は、例えば反応容器１０の中央部から開口端１０ｂへ向けて所定の長さで延在する。

第１係止部５１は、反応容器１０の径方向外側に向かって突出された第１凸部５１ａを有する。第１凸部５１ａは、反応容器１０の長手中心線方向に所定の長さを有する。複数の第１凸部５１ａの間には、第１凹部５１ｂが形成されている。第１凸部５１ａの水平断面は例えば三角形である。この三角形の先端部の角度は例えば１２０°〜１６０°である。なお、第１凸部５１ａの水平断面は三角形に限られず、円形や多角形であってもよい。また、反応容器１０の長手中心線方向における第１凸部５１ａの両端部は面取りされていてもよい。面取り部５１ｃが形成されることで、反応容器１０の貫通穴６２への挿入が容易となる。

また、反応容器１０は透明であってもよい。つまり、反応容器１０は透光性を有する材料から構成されていてもよい。さらに、反応容器１０に対して照射する可視光等などの電磁波又は反応容器１０内から放出される可視光等の電磁波を透過する反応容器１０であってもよい。このように構成することで、反応容器１０内の液体の発光強度や吸光度などを測定することができる。

次に撹拌機構３４について説明する。図６は、撹拌機構３４の斜視図である。図６に示すように、撹拌機構３４は、保持部６１、支持部７１、回転シャフト７３及び回転駆動機構７４を備えている。保持部６１には反応容器１０を挿通させるための貫通穴６２が形成されている。貫通穴６２の面積は、反応容器１０の水平断面の面積より大きい。なお、貫通穴６２は保持部６１に複数形成されてもよい。

図７は保持部６１の平面図である。図６，７に示すように、貫通穴６２の側面には、第１係止部５１と係合する第２係止部６３が形成されている。第２係止部６３は、貫通穴６２の側面の周方向に環状に形成されている。第２係止部６３は、例えば反応容器１０の貫通穴６２の側面の周方向に連続的に形成されていてもよい。また、第２係止部６３は、貫通穴６２の貫通方向に所定の長さを有している。

第２係止部６３は、貫通穴６２の径方向内側に向かって突出された第２凸部６３ａを有する。第２凸部６３ａは、貫通穴６２の貫通方向に所定の長さを有する。なお、第２凸部６３ａは、貫通穴６２の内径が反応容器１０の外径よりも小さくならない範囲で突出している。複数の第２凸部６３ａの間には、第２凹部６３ｂが形成されている。第２凸部６３ａの水平断面は例えば三角形である。この三角形の先端部の角度は例えば１２０°〜１６０°である。なお、第２凸部６３ａの水平断面は三角形に限られず、円形や多角形であってもよい。また、貫通方向における第２凸部６３ａの両端部は面取りされていてもよい。面取り部５１ｃが形成されることで、反応容器１０の貫通穴６２への挿入が容易となる。

支持部７１は、反応容器１０の底部１０ａを支持する部材である。支持部７１は、保持部６１から離間した位置に貫通穴６２に対向して配置されている。支持部７１の下方には、回転シャフト７３が接続されている。回転シャフト７３は、回転駆動機構７４により回転可能に構成されている。回転シャフト７３は、その回転軸Ｌ１が貫通穴６２の貫通方向に延在する基準軸Ｌ２と一致するように配置されている。支持部７１は、回転シャフト７３の回転によって回転軸Ｌ１周りに回転する。また、回転シャフト７３は、その回転軸Ｌ１が基準軸Ｌ２と異なるように配置されていてもよい。

支持部７１には、反応容器１０の底部１０ａを受けるための受け部７２が形成されている。受け部７２は、例えば略円形の溝部である。受け部７２は、支持部７１上面であって、支持部７１と回転シャフト７３との接続点から離間した位置に形成されている。すなわち、受け部７２は、支持部７１上面であって、基準軸Ｌ２から離れた位置に形成されている。このように構成することで、反応容器１０の長手中心線方向を基準軸Ｌ２から傾けた状態で反応容器１０を支持することができる。

また、反応容器１０の長手中心線方向を基準軸Ｌ２から傾けた状態で反応容器１０を支持した場合、反応容器１０の外側側面の一部が、貫通穴６２の側面の一部と接触する。このとき、第１係止部５１と第２係止部６３とが係止され、反応容器１０が保持部６１に固定される。この状態で回転駆動機構７４によって支持部７１が回転することで、反応容器１０の撹拌が行われる。

図８は、撹拌機構３４の撹拌動作を説明する概要図である。図８の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、保持部６１に形成された貫通穴６２に反応容器１０を挿通させることで、反応容器１０の水平方向への移動が規制される。そして、反応容器１０が傾くことで、第１係止部５１と第２係止部６３とが係合して係止する。

図８の（Ｂ）と（Ｃ）に示すように、支持部７１が回転運動すると、受け部７２は、貫通穴６２の貫通方向に延在する基準軸Ｌ２に垂直な平面上を円運動するように回転する。受け部７２の回転により、回転が受け部７２から反応容器１０の底部１０ａに与えられ、底部１０ａは回転軸と垂直な平面上を円運動する。反応容器１０の底部１０ａが回転することにより、第１係止部５１と第２係止部６３とが係止しながら、反応容器１０が貫通穴６２の外縁に沿って回転し、反応容器１０の長手中心線Ｍが、貫通穴６２の貫通方向に延在する回転軸Ｌ１に対して、長手中心線Ｍの両端が円を描くような、回転運動（スリコギ運動）をする。

このように、第１係止部５１と第２係止部６３とが係止した状態でスリコギ運動をするため、回転運動に伴って反応容器１０が貫通穴６２の挿通方向とは逆の方向に向かって移動しようとする動きを抑制することができる。このため、押え部材等を用いることなく、反応容器１０が貫通穴６２からの飛び出しを抑制することができる。よって、反応容器１０は貫通穴６２を飛び出ることなく、反応容器１０内の液体を撹拌することが可能となる。

また、スリコギ運動時において第１係止部５１と第２係止部６３とが強く係止すると、スリコギ運動が不連続となったり、ガタツキが発生したりする場合がある。この場合、スリコギ運動の不連続性又はガタツキに起因して反応容器１０内の液体があふれ出たり、泡立ったりする場合がある。これに対して、第１実施形態に係る撹拌機構３４によれば、第１凸部５１ａ及び第２凸部６３ａの水平断面が三角形であるため、回転時において両者を滑らかに係合させることができる。したがって、液漏れや泡立ちの少ない撹拌を実現することができる。

また、第１実施形態に係る撹拌機構３４は、撹拌のための抑え部材、撹拌棒、撹拌羽根、マグネチックスターラー（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｉｒｒｅｒ）における撹拌子等、反応容器１０間で共用する部材を用いることなく構成されるため、撹拌時におけるコンタミネーションが起きる恐れがなくなる。このため、高い精度が求められる測定においても、簡易な構成で反応容器１０内の液体を適切に撹拌することが可能となる。

さらに、第１実施形態に係る撹拌機構３４によれば、超音波等を用いることなく反応容器１０内の液体を撹拌することができるため、超音波による試薬等又は試料等に対する熱や機械的な振動によるダメージを防ぐことができる。よって、撹拌機構３４は、超音波により構造が変化しやすい物質を用いた撹拌に用いることが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る測定装置１は、第１実施形態に係る測定装置１とほぼ同様に構成され、複数の反応容器１０を同時に処理する機構を備える点が相違する。すなわち、第２実施形態に係る撹拌機構３４は、第１実施形態に係る撹拌機構３４とほぼ同様に構成され、複数の反応容器１０を同時に処理する機構を備える点が相違する。以下では説明理解の容易性を考慮して、第１実施形態に係る測定装置１と重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図９は、第２実施形態に係る撹拌機構３４が備える保持部９１の平面図である。図９に示すように、保持部９１には、反応容器１０を挿通させるための貫通穴９２が複数形成されている。第２実施形態における貫通穴９２は、第１実施形態における貫通穴６２と同一である。貫通穴９２の側面には、第１係止部５１と係止する第２係止部９３が形成されている。第２実施形態における第２係止部９３は、第１実施形態における第２係止部６３と同一である。

保持部９１に形成される複数の貫通穴９２は、例えばＢＦテーブル３６の容器挿入穴の間隔及び並びに対応して形成されている。例えば、複数の貫通穴９２は、ＢＦテーブル３６の容器挿入穴の形成位置を結ぶ円の円弧上に対応して形成されている。このように、反応容器１０を保持する穴の位置関係を共通化しておくことで、複数の反応容器１０のそれぞれの位置関係を調整することなく、複数の反応容器１０をＢＦテーブル３６へ、又は撹拌機構３４へ迅速に配置させることができる。

図１０は、第２実施形態に係る撹拌機構３４の斜視図である。図１０に示すように、支持部１０１は、反応容器１０を受けるための受け部１０２が貫通穴９２の個数に対応して複数形成されている。第２実施形態における受け部１０２は第１実施形態における受け部７２と同一である。支持部１０１に形成される複数の受け部１０２は、貫通穴９２と対応した位置に形成される。

また、支持部１０１は、回転シャフト１０３を介して、偏心回転駆動機構１０４と接続している。偏心回転駆動機構１０４は、支持部１０１を保持部９１に対して相対的に移動させる。偏心回転駆動機構１０４は、例えば、モーターやカムなど、支持部１０１を保持部９１に対して相対的に移動させるための機構を備える。

次に、第２実施形態に係る撹拌機構３４の動作を説明する。図１１は、第２実施形態に係る撹拌機構３４の動作を示す概略図である。以下では説明理解の容易性を考慮して、第１実施形態に係る撹拌機構３４と重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図１１の（Ａ）で示すように、保持部９１に形成された複数の貫通穴９２に複数の反応容器１０をそれぞれ挿通した場合、反応容器１０は貫通穴９２により水平方向への移動が規制される。受け部１０２は、挿通した反応容器１０の底部１０ａそれぞれを傾けて支持する。

図１１の（Ｂ）を用いて、第２実施形態に係る撹拌機構３４における反応容器１０の回転運動について説明する。偏心回転駆動機構１０４により、支持部１０１を支持部１０１の中心軸Ｌ´を回転軸として偏心回転させると、保持部９１に挿通された複数の反応容器１０は、第１係止部５１と第２係止部９３が係止しながら、反応容器１０が貫通穴９２の外縁に沿って回転し、反応容器１０の長手中心線Ｍ´が、貫通穴９２の貫通方向に延在する回転軸Ｌ´に対して、長手中心線Ｍ´の両端が円を描くような、回転運動（スリコギ運動）をする。ここで、支持部１０１の中心軸Ｌ´は、重心軸であってもよい。

以上、第２実施形態に係る撹拌機構３４及び測定装置１によれば、第１係止部５１と第２係止部９３とが係止した状態でスリコギ運動をするため、回転運動に伴って複数の反応容器１０が貫通穴９２の挿通方向とは逆の方向に向かって移動しようとする動きを抑制することができる。また、複数の反応容器内を一度に配置し、複数の反応容器内の液体を一度に撹拌することができる。さらに、１つの反応容器１０に対して１つの支持部７１を用意してスリコギ運動させる場合に比べ、反応容器１０の自転方向への回転を抑制することができるため、泡立ちの少ない撹拌を実現することが可能となる。

なお、第２実施形態は、単体の反応容器１０に対して本実施形態の撹拌機構を用いた場合においても、同様の効果を奏することができる。

上述したように、本実施形態に係る撹拌機構及び測定装置によれば、押え部材等を用いず反応容器１０内の液体を撹拌できるため、押え部材等を設計する必要がなく、撹拌機構を簡易な構成により実現することができる。よって、反応容器１０の撹拌機構３４への搬送及び配置動作が容易となる。

上述した実施形態は、本発明に係る撹拌機構及び測定装置の一例を示すものであり、実施形態に係る機構及び装置に限られるものではなく、変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上述した実施形態では、磁性粒子に固定化させる対象は抗原としたが、この対象は抗体であってもよく、試料によって任意であってもよい。

また、例えば、上述した実施形態では、開口端１０ｂを有する反応容器１０を用いて説明したが、反応容器１０は蓋を有してもよく、測定装置１で用いる反応容器１０は試薬又は試料に対応した任意の反応容器１０であっても、撹拌機構３４を実現することができる。

また、上述した実施形態では、第１係止部５１は反応容器１０の中央部から開口端１０ｂへ向けて所定の長さで延在するとしたが、第１係止部５１は中央部から底部１０ａ側へ向けて所定の長さで延在するとした場合であっても、撹拌機構３４を実現することができる。

また、上述した実施形態では、複数の貫通穴９２は、ＢＦテーブル３６の容器挿入穴の形成位置を結ぶ円の円弧上に対応して形成されている場合を説明したが、形成された複数の貫通穴９２は、円弧上に並ぶように均一に形成されてもよい。この場合、形成された複数の受け部１０２それぞれの円弧上での間隔は、均一でなくてもよい。さらに、形成される貫通穴９２の数は、１つ以上でよく、貫通穴９２の個数は限定されない。このように構成した場合であっても、撹拌機構３４を実現することができる。

また、上述した実施形態では、受け部７２が、貫通穴６２の貫通方向に延在する基準軸から離れた支持部７１上に形成されている場合を説明したが、受け部７２が貫通穴６２の貫通方向に延在する基準軸上の支持部７１上に形成されている場合であっても、反応容器１０の底部１０ａが基準軸まわりに回転することにより、簡易な構成で反応容器１０内の液体を適切に撹拌することが可能となる。

さらに、上述した実施形態では、第１係止部５１と第２係止部６３とが共に凹凸部を有する例を説明したが、第１係止部５１及び第２係止部６３の少なくとも一方が凸部を有すればよい。すなわち、第１係止部５１が第１凸部５１ａを有する場合には、第２係止部６３は第２凸部６３ａ又は第２凹部６３ｂを有すればよく、第２係止部６３が第２凸部６３ａを有する場合には、第１係止部５１は第１凸部５１ａ又は第１凹部５１ｂを有すればよい。

１…測定装置、１０…反応容器、３４…撹拌機構、５１…第１係止部、５１ａ…第１凸部、５１ｂ…第１凹部、６１…保持部、６２…貫通穴、６３…第２係止部、６３ａ…第２凸部、６３ｂ…第２凹部、７１…支持部、７３…回転シャフト（回転機構）、７４…回転駆動機構（回転機構）、９１…保持部、９２…貫通穴、１０３…回転シャフト（回転機構）、１０４…回転駆動機構（回転機構）。

Claims (8)

1. 有底筒状の反応容器内の溶液を撹拌する撹拌機構であって、
   前記反応容器を挿通させるための貫通穴が形成された保持部と、
   前記保持部から離間した位置に前記貫通穴に対向して配置され、前記貫通穴に挿通された前記反応容器の底部を支持する支持部と、
   前記貫通穴の貫通方向に延在する基準軸を中心として回転する円運動を前記反応容器の底部に与えるように前記支持部を回転運動させる回転機構と、
   を備え、
   前記反応容器の外側側面には第１係止部が形成され、
   前記貫通穴の側面には、前記第１係止部と係止する第２係止部が形成され、
   前記第１係止部が、前記反応容器の外側側面の全周に連続的に形成された第１凸部及び第１凹部を有し、
   前記第２係止部が、前記貫通穴の側面の全周に連続的に形成された第２凸部及び第２凹部を有し、
   前記第１係止部及び前記第２係止部は、前記反応容器が傾いたときに前記反応容器の外側側面の一部が前記貫通穴の側面の一部と接触することにより、係合する、
   撹拌機構。
2. 前記反応容器の長手中心線方向に直交する方向の前記第１凸部の断面、又は、前記貫通穴の貫通方向に直交する方向の前記第２凸部の断面が、三角形である請求項１に記載の撹拌機構。
3. 前記反応容器の長手中心線方向に直交する方向の前記第１凸部の断面、及び、前記貫通穴の貫通方向に直交する方向の前記第２凸部の断面が、三角形である請求項１に記載の撹拌機構。
4. 前記支持部は、前記基準軸から離間した位置で前記反応容器の底部を支持し、
   前記回転機構は、前記基準軸を回転軸として前記支持部を回転させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の撹拌機構。
5. 前記支持部は、前記反応容器の底部を支持し、
   前記回転機構は、前記支持部を前記保持部に対して相対的に移動させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の撹拌機構。
6. 前記保持部には、複数の前記貫通穴が形成され、
   前記支持部は、複数の前記貫通穴に挿通された前記反応容器の底部それぞれを支持する請求項５に記載の撹拌機構。
7. 前記反応容器が透明である請求項１〜６のいずれか一項に記載の撹拌機構。
8. 有底筒状の反応容器内の溶液を撹拌する撹拌機構を備える測定装置であって、
   前記撹拌機構は、
   前記反応容器を挿通させるための貫通穴が形成された保持部と、
   前記保持部から離間した位置に前記貫通穴に対向して配置され、前記貫通穴に挿通された前記反応容器の底部を支持する支持部と、
   前記貫通穴の貫通方向に延在する基準軸を中心として回転する円運動を前記反応容器の底部に与えるように前記支持部を回転運動させる回転機構と、
   を備え、
   前記反応容器の外側側面には第１係止部が形成され、
   前記貫通穴の側面には、前記第１係止部と係止する第２係止部が形成され、
   前記第１係止部が、前記反応容器の外側側面の全周に連続的に形成された第１凸部及び第１凹部を有し、
   前記第２係止部が、前記貫通穴の側面の全周に連続的に形成された第２凸部及び第２凹部を有し、
   前記第１係止部及び前記第２係止部は、前記反応容器が傾いたときに前記反応容器の外側側面の一部が前記貫通穴の側面の一部と接触することにより、係合する、
   測定装置。

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