JP7107860B2

JP7107860B2 - 発光計測装置、発光計測システム及び発光計測方法

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Publication number: JP7107860B2
Application number: JP2019011323A
Authority: JP
Inventors: 駿佑川邉; 裕一内保; 英之野田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: EP3690446A1; US20200240921A1; JP2020118600A; EP3690446B1; US11162903B2

Description

本発明は、発光計測装置、発光計測システム及び発光計測方法の技術に関する。

マイクロプレートの中で検体と発光試薬とを混合させることで、化学発光を生じさせ、その発光量が評価されることで、検体の生体情報等を得ることができる。このような発光検出を高感度にするため、一般的に発光検出器には光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）を用いることが多い。また、発光試薬の分注と、発光計測は同一装置内で行うことが多く、このような装置内には分注機構と発光計測機構が併設されている。

発光試薬の分注に用いるノズルは検体や、発光試薬の種類や液面の高さ、マイクロプレートの形状に合わせて、上下の位置合わせが行われる。また、光電子増倍管の受光面は発光点に近いほど、高感度に受光することができるため、光電子増倍管をマイクロプレートに、できるだけ近づけて発光計測を行うことが一般的である。

フラッシュタイプと呼ばれる発光試薬を用いる化学発光計測装置の場合、発光試薬と検体を混合してからできるだけ早く発光測定を行う必要がある（一般的に数秒以内）。そのためには発光試薬の分注を行うノズルと、発光計測を行う光電子増倍管とができるだけ近くに設置されることが望ましい。現在の一般的な化学発光計測装置ではハイスループットかつ装置の小型化、低コスト化を目的として、非特許文献１に示すようにノズルと光電子増倍管が同一ステージに設置されていることが多い（１１ページ、Ｆｉｇｕｒｅ５参照）。

さらに、特許文献１には、「本発明の分注装置は、分注チップ２と、シリンジ部３と、シリンジベース４とを有する。シリンジ部３は、鉛直方向に延び、鉛直方向の下端に分注チップ２が装着されたノズル１１を有する。シリンジベース４は、シリンジ部３を移動可能に支持し、シリンジ部３を鉛直方向で上方向に付勢する弾性部材８を備えている。シリンジ部３とシリンジベース４は鉛直方向に相対的に移動可能である」分注装置及びそれを備えた分析装置が開示されている。

特開２０１２－２５６３４４号公報

"Navigator System OPERATING MANUAL Instructions for Use of Products GM2000 and GM2010" [0nline],GloMax,［平成３０年１２月２８日検索］,インターネット<URL:https://www.promega.jp/-/media/files/resources/protocols/technical-manuals/101/glomax-navigator-system-operating-manual.pdf?la=en>

非特許文献１のように、同一のステージにノズルと光電子増倍管とを固定すると、「ノズルの高さ調整」と「光電子増倍管の高さ調整」が連動してしまい、それぞれを独立して高さ調整行うことができない。結果として、事前に設計した高さでしか分注及び計測を行うことができず、マイクロプレートの規格が変わった際には設計変更が必要となる。

すなわち、非特許文献１に記載の技術では以下の課題が生じる。
（Ａ１）マイクロプレートの規格（深さなど）が変わると再設計が必要となる。
（Ａ２）検体にノズルを接触させたくないとき、検体の液量（液面）が変わると、接触する可能性がある。
（Ａ３）ノズルの先端がプレート上面よりも高い位置にあると、発光試薬の分注時にプレート表面への飛び散りが起こりうる。
（Ａ４）光電子増倍管がマイクロプレートのウェルから浮くと、感度が落ちるだけではなく、隣接ウェルからの光がまぎれこみ、発光クロストークが発生する。
（Ａ５）マイクロプレート端部に位置するウェルを測定する際に、ノズルの先端が光電子増倍管の受光面より下にあると、光電子増倍管が下降した際にノズルがマイクロプレート端部上面（デッキ）等にぶつかり、ノズルが汚染される可能性がある。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、効率的な発光計測を行うことを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、を有し、前記ノズルは、前記移動部に設置され、前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置され、前記発光計測部の受光面の周囲には、少なくともゴムによるクッション部が設けられていることを特徴とする。
その他の解決手段は実施形態中において適宜記載する。

本発明によれば、効率的な発光計測を行うことができる。

第１実施形態に係る化学発光計測装置の外観図である。化学発光計測装置の正面図である。化学発光計測装置の側面図である。第１実施形態に係る化学発光計測システムの構成を示す図である。第１実施形態で用いられる制御装置の構成を示す図である。化学発光計測装置の動作を説明する図（その１）である。化学発光計測装置の動作を説明する図（その２）である。化学発光計測装置の動作を説明する図（その３）である。化学発光計測装置の動作を説明する図（その４）である。第１実施形態における制御装置が行う処理手順を示すフローチャートである。ノズル位置調整部の拡大図である。ノズル位置調整部によるノズルの位置調整を示す図である。第２実施形態における発光計測部を受光部側からみた図である。マイクロプレートにプレートマスクが装着され、さらに発光計測部がセットされた状態における断面図である。第２実施形態におけるプレートマスクを下方から見た図である。第３実施形態における液だれ防止方法の手順を示すフローチャートである。液だれ防止方法の手順を示す図（その１）である。液だれ防止方法の手順を示す図（その１）である。～図１７Ｄは液だれ防止方法の手順を示す図（その１）である。～図１７Ｄは液だれ防止方法の手順を示す図（その１）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その１）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その２）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その３）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その４）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その５）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その６）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その７）である。第４実施形態での発光試薬の分注及び発光計測の手順を説明する図（その８）である。化学発光計測装置の変形例を示す外観図である。化学発光計測装置の上面図である。化学発光計測装置の側面図である。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図では、誇張や、変形等がされており、各図の間で各部の寸法が必ずしも一致していない。

＜第１実施形態＞
［化学発光計測装置１］
図１は、第１実施形態に係る化学発光計測装置１の外観図である。また、図２は、図１のＸ軸方向からみた化学発光計測装置１の正面図であり、図３は、図１のＹ軸方向からみた化学発光計測装置１の側面図である。
図１及び図３に示すように、化学発光計測装置１は、図１のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に稼働するステージ（移動部）１０１を有している。そして、このステージ１０１には、ホルダ１１１が固定されている。つまり、ホルダ１１１はステージ１０１と共にＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能である。
なお、以降では、図１のＺ軸の正方向を「上」、Ｚ軸の負方向を「下」と称する。

図１に示すように、ホルダ１１１内には発光計測部１２０が収納されている。発光計測部１２０は光電子増倍管（ＰＭＴ）等である。
また、図１に示すように、ホルダ１１１の天板１１６には孔１１２が設けられており（図１の例では４つ）、この孔１１２のそれぞれに支持棒１１３がホルダ１１１の天板１１６を貫通するよう備えられている（挿通されている）。ただし、それぞれの支持棒１１３は天板１１６に対して固定されていない。また、それぞれの支持棒１１３は一端が発光計測部１２０に対して固定されている。また、ホルダ１１１の下部は開口しており、発光計測部１２０の一部がホルダ１１１の下面から延出可能となっている。
これにより、支持棒１１３及び孔１１２をガイドとして発光計測部１２０はホルダ１１１に対して上下に移動することができる。さらに、それぞれの支持棒１１３は、バネ１１４に挿通されている。このバネ１１４は、一端が発光計測部１２０に固定され、他端がホルダ１１１の天板１１６に固定されている。

なお、図２及び図３に示すように、発光計測部２０の底面には、混合液３０２が発する光を受ける受光部１２２が設けられている。

さらに、ホルダ１１１の下面に設けられている開口部にはツメ部１１５が設けられている。また、発光計測部１２０の側面には第１凸部１２１が設けられている。発光計測部１２０の第１凸部１２１がホルダ１１１のツメ部１１５に係止することで、発光計測部１２０がホルダ１１１から落下することを防止する、あるいは、ホルダ１１１から必要以上に延出しないようにすることができる。

ステージ１０１には、ノズル位置調整部１３０が固設されている。ノズル位置調整部１３０については後記する。そして、ノズル位置調整部１３０には、マイクロプレートＭのウェルＷに発光試薬（液体）等を分注するノズル１４０が設置されている。つまり、ステージ１０１には、ノズル位置調整部１３０を介してノズル１４０が設置されている。そして、ノズル位置調整部１３０がステージ１０１に対して固設されているため、ノズル１４０はステージ１０１の移動と共に移動する。ちなみに、ノズル１４０は必要であるが、ノズル位置調整部１３０は省略可能である。

ノズル１４０には、図示しないシリンジが接続されている。このシリンジが制御されることにより、ノズル１４０からの発光試薬の吐出が制御される。

また、図２及び図３に示すように、ノズル位置調整部１３０にノズル位置センサ（検知部）１６０が設けられている。ノズル位置センサ１６０は、ノズル１４０とマイクロプレートＭとの距離を検出するためのセンサである。ここでは、ノズル位置センサ１６０として、レーザ距離センサ等が想定されているが、ノズル１４０自体を静電容量センサとすることで、ノズル１４０自体をノズル位置センサ１６０とすることもできる。ノズル１４０自体を静電容量センサとする場合、ノズル１４０は、２つの金属部材と、これらの金属部材を接続するゴム部材等から構成されるようにするとよい。このような構成の場合、２つの金属部材が、静電容量センサにおける２つの電極となる。ノズル１４０が検体３０１に接触するまでステージ１０１が下降される場合、ノズル１４０自体を静電容量センサとすることで、ノズル１４０自体をノズル位置センサ１６０とするとよい。

［システム］
図４は、第１実施形態に係る化学発光計測システムＺの構成を示す図である。
化学発光計測システムＺは、図１～図３で説明した化学発光計測装置１と、化学発光計測装置１に接続し、化学発光計測装置１を制御する制御装置２とを有する。
化学発光計測装置１と、制御装置２とは有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。また、化学発光計測装置１と、制御装置２とはＬＡＮ（Local Area Network）を介して接続されてもよい。あるいは、制御装置２は、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介して、化学発光計測装置１を遠隔制御してもよい。

［制御装置２］
図５は、第１実施形態で用いられる制御装置２の構成を示す図である。適宜、図１を参照する。
制御装置（制御部）２は、ＰＣ（Personal Computer）や、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等であり、メモリ２０１、ＣＰＵ２０２、及び、化学発光計測装置１との通信を行うための通信装置２０３を有している。
メモリ２０１には、図示しない記憶装置に格納されているプログラムがロードされる。そして、ロードされたプログラムがＣＰＵ２０２によって実行されることによって処理部２１０、処理部２１０を構成する移動制御部２１１、分注制御部２１２、計測制御部２１３が具現化する。

移動制御部２１１は、ステージ１０１の移動を制御する。
分注制御部２１２は、ノズル１４０に接続されているシリンジ（不図示）を制御することによって、発光試薬等の分注を行う。
計測制御部２１３は、発光計測部１２０による発光計測の制御を行う。

［化学発光計測装置１の動作］
次に、図６～図９を参照して化学発光計測装置１の動作について説明する。適宜、図５を参照する。
ここで、化学発光計測装置１はマイクロプレートＭのウェルＷに検体３０１が分注されており、この検体３０１にノズル１４０から発光試薬が分注されることにより混合液３０２が生成される。検体３０１は、人手等により分注されてもよいし、ノズル１４０によって分注されてもよい。検体３０１がノズル１４０によって分注される場合、検体３０１の分注後、ノズル１４０の交換が行われる。ここで、検体３０１に発光試薬が分注されると、検体３０１と発光試薬との化学反応により、混合液３０２が発光する。発光計測部１２０は、発光量を計測することにより、目的とする物質の量を計測する。

図６では、マイクロプレートＭのウェルＷｂでは、検体３０１のみが分注されており、これからノズル１４０による発光試薬の分注が行われる。また、ウェルＷａでは、検体３０１に対する発光試薬の分注が完了しており、混合液３０２の発光が発光計測部１２０によって行われるところである。

まず、図６に示すように、ノズル１４０がウェルＷｂの直上に、発光計測部１２０がウェルＷａの直上となるよう、移動制御部２１１はステージ１０１を移動させる。このとき、すなわち、ノズル１４０及び発光計測部１２０がマイクロプレートＭにセットされる前において、ノズル１４０の下端は、発光計測部１２０の下端より所定距離Ｔだけ上方に位置している。このようにすることで、ノズル１４０より先に発光計測部１２０がマイクロプレートＭに接触する。ノズル１４０は固定されているため、ノズル１４０より先に発光計測部１２０がマイクロプレートＭに接触することで、ノズル１４０の先端が破損するのを防ぐことができる。

次に、図６の白抜き矢印に示すように、移動制御部２１１はステージ１０１を下降させる。
すると、図７に示すように、発光計測部１２０がマイクロプレートＭのデッキＤに接触する。この後、移動制御部２１１は、図７の白抜き矢印に示すように、さらにステージ１０１を下降させる。

その結果、図８に示すように、支持棒１１３が挿通されているバネ１１４が収縮する。そして、移動制御部２１１は、ノズル１４０が発光試薬の分注に適している（適切な）高さになるまで、ステージ１０１を下降させる。ノズル１４０の位置が発光試薬の分注に適している高さであるか否かは、ノズル位置センサ１６０によって検知される。ちなみに、「分注に適している高さ」は、ユーザによって予め設定されている。
そして、分注制御部２１２は、ノズル１４０から発光試薬をウェルＷｂに分注させる。この結果、ウェルＷｂには混合液３０２が形成される。また、ノズル１４０による発光試薬の分注と同時に、ウェルＷａにおける混合液３０２の発光が発光計測部１２０によって計測される。

分注及び計測が終了すると、移動制御部２１１は、図８の白抜き矢印に示すように、ステージ１０１を上方へ移動させる。これによって、収縮しているバネ１１４が回復しつつノズル１４０及び発光計測部１２０が上方へ移動する。

ノズル１４０及び発光計測部１２０が、ウェルＷへのセット前の位置まで上昇すると、図９の白抜き矢印に示すように移動制御部２１１はステージ１０１を水平移動させる。
すなわち、ノズル１４０によって発光試薬が分注されたウェルＷｂの直上に発光計測部１２０が位置し、かつ、ウェルＷｂの隣のウェルＷであり、次に発光試薬が分注されるウェルＷｃの直上にノズル１４０が位置するよう、移動制御部２１１はステージ１０１を水平移動させる。
また、マイクロプレートＭは、図示しないマイクロプレート移動部によって図９の塗りつぶし矢印の方（ステージ１０１の移動方向とは逆方向）へ水平移動する。マイクロプレートＭの水平移動は、ステージ１０１の水平移動と同時に行われる。このようにすることで、ステージ１０１の移動時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。このように、マイクロプレートＭは水平方向のみへ移動する。そして、ステージ１０１の水平移動とともに、マイクロプレートＭはステージ１０１の水平移動方向とは逆方向に水平移動するが、煩雑になるのを防ぐため、以下の図面ではマイクロプレートＭの移動方向についての記載を省略する。

以降、図６～図８で示す動作が繰り返されることでウェルＷｃに発光試薬が分注されると共に、図８に示されるようにウェルＷｂの混合液３０２の発光が計測される。
なお、ノズル１４０と、発光計測部１２０との間隔は、マイクロプレートＭにおけるウェルＷの間隔となるよう、ノズル位置調整部１３０によって予め調整されている。

［フローチャート］
図１０は、第１実施形態における制御装置２が行う処理手順を示すフローチャートである。
まず、ユーザによって、検体３０１が分注されているマイクロプレートＭの設置が行われ（Ｓ１０１）る。また、ユーザによって、発光試薬がノズル１４０に接続されているシリンダ（不図示）等に注入される（Ｓ１０２）。また、必要に応じて、ユーザによるノズル位置調整部１３０によるノズル１４０の水平位置調整が行われる。

次に、移動制御部２１１は、最初に発光試薬が分注されるウェルＷの直上にノズル１４０が位置するようステージ１０１を移動させる（Ｓ１１１）。
そして、移動制御部２１１は、ステージ１０１を分注に適正な位置まで下降させる（Ｓ１１２）。適正な位置であるか否かは、ノズル位置センサ１６０によって検知される。なお、適正な位置は、計測条件により異なる。このように、適正な位置であるか否かをノズル位置センサ１６０によって検知することにより、ユーザによる調整が不要となり、スループットを向上させることができる。
続いて、分注制御部２１２は、ノズル１４０から発光試薬を分注する（Ｓ１１３）。なお、ステップＳ１１３の段階では発光計測できるウェルＷが存在しないため、発光計測は行われない。
分注が終了すると、移動制御部２１１はステージ１０１を移動させる（Ｓ１２１）。ここでは、移動制御部２１１が、ステージ１０１を上昇させた後、次に発光試薬を分注するウェルＷの直上にノズル１４０が位置し、かつ、発光試薬が分注されたウェルＷの直上に発光計測部１２０が位置するよう、ステージ１０１を水平移動させる。

次に、移動制御部２１１は、ステージ１０１を下降させる（Ｓ１２２；図６及び図７）。
やがて、発光試薬の分注に適正な位置までノズル１４０が下降すると、分注制御部２１２はノズル１４０から発光試薬を分注するとともに、計測制御部２１３が、発光計測部１２０による発光計測を行う（Ｓ１２３；図８）。なお、ここでは、ノズル１４０による発光試薬の分注と、発光計測部１２０による発光計測が同時に始まっているが、これに限らない。例えば、図７のようにノズル１４０が分注に適した位置まで下降していないが、発光計測部１２０が発光測定対象のウェルＷを密閉するとともに発光計測が開始されてもよい。要するに、発光計測部１２０による発光計測は、図７や、図８に示すように発光計測部１２０が発光測定対象のウェルＷを密閉している間に行われればよい。

分注及び発光計測が終了すると、移動制御部２１１は、ノズル１４０及び発光計測部１２０がウェルＷへのセット前の位置に到達するまで、ステージ１０１を上昇させる（図８参照）。
その後、分注制御部２１２は、すべてのウェルＷについて分注が完了したか否かを判定する（Ｓ１３１）。
ステップＳ１３１の結果、すべてのウェルＷについて分注が完了していない場合（Ｓ１３１→Ｎｏ）、処理部２１０はステップＳ１２１へ処理を戻す。

ステップＳ１３１の結果、すべてのウェルＷについて分注が完了している場合（Ｓ１３１→Ｙｅｓ）、移動制御部２１１は、最後に発光試薬が分注されたウェルＷの直上に発光計測部１２０が位置するようステージ１０１を移動させる（Ｓ１３２）。
そして、移動制御部２１１はステージ１０１を下降させる（Ｓ１３３）。
ステージ１０１の下降が終了すると、計測制御部２１３は発光計測部１２０による発光計測を行う（Ｓ１３４）。ここで、ステージ１０１の下降終了は、ノズル位置センサ１６０によって検知されるノズル１４０の位置によって判定される。また、ステップＳ１３４では、分注されるウェルＷが存在しないため、発光計測のみが行われる。
なお、ここでは、１列のウェルＷに対して分注・発光計測が行われることを想定しているが、マイクロプレートＭにおけるすべての列のウェルＷに対してステップＳ１１１～Ｓ１３４が繰り返される。

そして、移動制御部２１１はステージ１０１を移動させる（Ｓ１４１）。ここで、移動制御部２１１は、ノズル１４０が図示しないノズル洗浄部に到達するよう、ステージ１０１を移動させる。
その後、図示しないノズル洗浄部によるノズル１４０の洗浄が行われる（Ｓ１４２）。

［ノズル位置調整部１３０］
図１１は、ノズル位置調整部１３０の拡大図である。
ノズル位置調整部１３０は、ステージ１０１に固設される第１支持部１３１及び第２支持部１３２を有する。第１支持部１３１及び第２支持部１３２は、送りねじ１３３及び棒状のガイド１３４によって接続されている。また、図１１に示すように第１ノズル支持部１３５に対して、送りねじ１３３及びガイド１３４が挿通されている。なお、ガイド１３４に対して、第１ノズル支持部１３５は固定されていない。すなわち、ガイド１３４に対して、第１ノズル支持部１３５は可動である。

さらに、第１ノズル支持部１３５の先端には第２ノズル支持部１３６が固設されている。そして、第２ノズル支持部１３６に対してノズル１４０が挿通されることによって、ノズル１４０がノズル位置調整部１３０に設置される。
また、第１支持部１３１における第２支持部１３２とは逆側には、つまみ１３７が設けられている。つまみ１３７は、送りねじ１３３に接続されている。

ユーザがつまみ１３７を回転させると、送りねじ１３３が回転する。送りねじ１３３の回転に伴い、第１ノズル支持部１３５が水平方向（Ｙ軸方向）に可動する。第１ノズル支持部１３５の稼働に伴って、第２ノズル支持部１３６が可動することで、ノズル１４０が水平方向（Ｙ軸方向）に可動する。つまり、ノズル位置調整部１３０は、手動によって動作する。

なお、図１１に示すノズル位置調整部１３０の構成は一例であり、手動でノズル１４０の水平位置（Ｙ軸方向位置）を調整可能であれば、どのような構成であってもよい。
また、ノズル位置調整部１３０をＹ軸方向に直動可能な直動アクチュエータとしてもよい。この場合、制御装置２の図示しない入力装置から入力された指令に基づいて、直動アクチュエータが可動することによって、ノズル１４０の水平方向位置が調整される。

図１２は、ノズル位置調整部１３０によるノズル１４０の位置調整を示す図である。
図１２に示すように、ノズル位置調整部１３０によって、発光計測部１２０に対するノズル１４０の水平位置（図１のＹ軸方向の位置）を変化させることができる。

前記したように、マイクロプレートＭにおけるウェルＷのピッチは、規格や、メーカ等によって異なる。ノズル位置調整部１３０が設けられることにより、ノズル１４０の水平位置を調整することができるため、発光計測部１２０と、ノズル１４０との間隔をウェルＷのピッチに合わせることができる。つまり、ウェルＷのピッチの規格変更に対して容易に対応することができる。

このように、ノズル位置調整部１３０が設けられることで、ノズル１４０と発光計測部１２０との位置関係を、容易にマイクロプレートＭのウェルＷの間隔にすることができる。このようにすることで、発光計測部１２０による測定を行いながら、次のウェルＷの分注作業を、容易に行うことができる。その結果、スループットが向上する。

第１実施形態によれば、図１のように、発光計測部１２０と、ホルダ１１１（ステージ１０１）との間が上下方向に移動可能に設置されることにより、発光計測部１２０をマイクロプレートＭの表面に押し付けることが可能となる。このようにすることで、隣接のウェルＷにおける発光に由来するクロストークを軽減することができる。また、バネ１１４がクッションとなることで、マイクロプレートＭとの接触事故による発光計測部１２０の破壊を防ぐことができる。

［第２実施形態］
図１３～図１５は、第２実施形態におけるプレートマスク４００及び発光計測部１２０ａを示す図である。図１３は、第２実施形態における発光計測部１２０ａを受光部１２２側からみた図である。図１４は、マイクロプレートＭにプレートマスク４００が装着され、さらに発光計測部１２０ａがセットされた状態における断面図である。そして、図１５は、第２実施形態におけるプレートマスク４００を下方から見た図である。

図１３及び図１４に示すように、発光計測部１２０ａにおいて、受光部１２２が露出している部分である受光面１２２ａの周囲に金属部１２３及びラバーゴム部（クッション部）１２４が設けられている。ここで、図１４に示すように金属部１２３及びラバーゴム部１２４は、発光計測部１２０ａ側から順に金属部１２３、ラバーゴム部１２４の順に設けられている。しかし、マイクロプレートＭに接触する側がラバーゴム部１２４で構成されていれば、発光計測部１２０ａと、ラバーゴム部１２４との間の構成は、どのような部材で構成されてもよい。例えば、金属部１２３が省略され、発光計測部１２０ａにラバーゴム部１２４が直接設けられてもよい。

このような構成とすることで、第１実施形態よりも発光計測部１２０ａをマイクロプレートＭに押し付けることができる。このようにすることで、マイクロプレートＭと、発光計測部１２０ａとの密着性を向上させることができ、隣のウェルＷからの光によるクロストークを防止することができる。

さらに、化学発光計測装置１には、図１５に示すようなプレートマスク４００が備えられている。図１５に示すように、プレートマスク４００は、板状の金属部４０２及びラバーゴム部（クッション部）４０３を有し、金属部４０２及びラバーゴム部４０３を貫通し、ノズル１４０が挿通されるための孔４０１が設けられている。また、プレートマスク４００は、マイクロプレートＭの上に載置されることによって使用されるが、図１４及び図１５に示すようにプレートマスク４００は、マイクロプレートＭ側から順にラバーゴム部４０３、金属部４０２が設けられている。ここで、マイクロプレートＭに接触する部分がラバーゴム部４０３で構成していればよい。また、金属部４０２において、ラバーゴム部４０３が設けられていない面は平坦となっている。なお、ラバーゴム部４０３における（マイクロプレートＭ側の）表面は、必ずしも平坦でなくてもよいが、平坦であることが望ましい。

マイクロプレートＭは規格やメーカによって微妙な凹凸の違いが存在する。そのため、マイクロプレートＭによって、波形部の受光面をマイクロプレートＭに押し付ける際に密着性がでにくいという課題がある。密着性が低下すると、発光計測対象の隣のウェルＷからの光によるクロストークが生じてしまうという課題がある。

このような課題に対し、第２実施形態では、マイクロプレートＭ側にラバーゴム部４０３を有するプレートマスク４００をマイクロプレートＭに載置する。このようにすることで、マイクロプレートＭ側のラバーゴム部４０３がマイクロプレートＭの凹凸の違いを吸収する。さらに金属部４０２において、ラバーゴム部４０３が設けられていない面（発光計測部１２０側の面）は平坦となっている。このようなプレートマスク４００をマイクロプレートＭに載置することで、発光計測部１２０ａが接する面を平坦にすることができる。さらに、柔らかいラバーゴム部４０３によって、発光計測部１２０ａが押しつけられた際の密着性を向上させることができる。そして、密着性が向上することにより、発光計測対象の隣のウェルＷからの光によるクロストークを防止することができる。

さらに、受光部１２２の周辺にラバーゴム部１２４を設けた発光計測部１２０ａを、プレートマスク４００と共に使用することでクロストークを防ぐことができる。

なお、プレートマスク４００を使用せず、受光部１２２の周辺にラバーゴム部１２４を設けた発光計測部１２０ａのみを使用しても、クロストークを防止することができる。

＜第３実施形態＞
決まった量の発光試薬を連続、かつ、高速で分注する際において、ノズル１４０の先端からの液だれが課題となる。液だれが生じると、正確な液量の分注ができないという課題が生じる。また、液だれにより生じた試料や発光試薬がマイクロプレートＭのデッキＤ（図７参照）上等に残ると、発光計測部１２０が汚染されるという課題もある。このような課題を解決するため、第３実施形態では、以下に示すような液だれ防止方法を提案する。

図１６は、第３実施形態における液だれ防止方法の手順を示すフローチャートである。図１７Ａ～図１７Ｄは液だれ防止方法の手順を示す図である。
以下では、図１６を参照しつつ、適宜図１７Ａ～図１７Ｄを参照する。
まず、ウェルＷへの分注前において、分注制御部２１２は、ノズル１４０から発光試薬３０３（ノズルにたまっている液体）を射出させる（Ｓ２０１；図１７Ａ参照）。
次に、発光試薬３０３の射出完了後、分注制御部２１２は、液量ｑだけノズル１４０から空気を吸引するようシリンダ（不図示）を制御する（Ｓ２０２）。これにより、図１７Ｂに示すようにノズル１４０先端から液量ｑだけ空気で満たされるようになる。このような状態となることにより、ノズル１４０の先端からの液だれを防止することができる。

そして、移動制御部２１１によるステージ１０１の移動・下降（Ｓ２１１）が行われ、最初に発光試薬３０３が分注されるウェルＷの直上にノズル１４０が位置する。この処理は、図１０のステップＳ１１１，Ｓ１１２や、ステップＳ１２１，Ｓ１２２の処理に相当する処理である。
次に、分注制御部２１２は、ウェルＷへの発光試薬３０３の分注を行う（Ｓ２１２）。この処理は、図１０のステップＳ１１３や、ステップＳ１２３に相当する処理である。このとき、図１７Ｃに示すように、液量Ｑの発光試薬３０３をウェルＷに分注したい場合、分注制御部２１２は、液量Ｑ＋ｑを分注するようシリンダ（不図示）を制御する。前記したように、ノズル１４０の先端から液量ｑだけ空気で満たされた状態となっているため、液量Ｑ＋ｑを分注するようシリンダを制御する。このようにすることにより、希望する液量Ｑの発光試薬３０３が分注される。

分注が終了すると、分注制御部２１２は、液量ｑだけノズル１４０から空気を吸引するようシリンダ（不図示）を制御する（Ｓ２１３）。これにより、図１７Ｄに示すようにノズル１４０先端から液量ｑだけ空気で満たされるようになる。このような状態となることにより、ノズル１４０の先端からの液だれを防止することができる。
以降、分注が終了するまで、処理部２１０は、ステップＳ２１１～Ｓ２１３の処理を繰り返す。

第３実施形態では、予め液量ｑ分の吸引しておき、分注の際には分注したい液量Ｑ＋余白分の液量ｑを分注する。分注後は液だれが起きないように、再び液量ｑ分の空気が吸引される。このようにすることで、液だれを防止することができ、正確な液量の分注が可能となる。

＜第４実施形態＞
次に、図１８Ａ～図１８Ｈを参照して、第４実施形態での発光試薬３０３の分注及び発光計測の手順を説明する。
（Ｂ１）まず、図１８Ａに示すように、ウェルＷａにノズル１４０による発光試薬３０３の分注が行われる。このとき、発光計測部１２０による発光計測は行われない。
（Ｂ２）次に、移動制御部２１１によるステージ１０１の移動が行われる。このとき、（Ｂ１）で分注が行われたウェルＷａの隣のウェルＷｂをとばし、ウェルＷｃで分注が行われるようステージ１０１の移動が行われる。すなわち、図１８Ｂに示すように、ウェルＷｃにノズル１４０による発光試薬３０３の分注が行われ、同時に、（Ｂ１）で分注が行われたウェルＷａにおける混合液３０２の発光計測が行われる。

（Ｂ３）そして、移動制御部２１１によるステージ１０１の移動が行われる。このとき、（Ｂ２）で分注が行われたウェルＷｄの隣のウェルＷｄをとばし、ウェルＷｅで分注が行われるようステージ１０１の移動が行われる。すなわち、図１８Ｃに示すように、ウェルＷｅにノズル１４０による発光試薬３０３の分注が行われ、同時に、（Ｂ２）で分注が行われたウェルＷｃにおける混合液３０２の発光計測が行われる。

（Ｂ４）そして、図１８Ｄに示すように、マイクロプレートＭの終端側にあるウェルＷｉでノズル１４０による分注が行われ、ウェルＷｉより１つ前に分注が行われたウェルＷｇにおいて、発光計測部１２０による発光計測が行われる。
（Ｂ５）その後、（Ｂ４）で分注が行われたウェルＷｉにおける混合液３０２の発光計測が行われる。このとき、ノズル１４０による分注は行われない。

（Ｂ６）次に、移動制御部２１１は、ノズル１４０及び発光計測部１２０をマイクロプレートＭの始端側に戻す。このとき、図１８Ｅに示すように、マイクロプレートＭの始端側に位置し、かつ、分注が行われていないウェルＷｂに分注が行われるようステージ１０１の移動が行われる。すなわち、図１８Ｅに示すように、ウェルＷｂにノズル１４０による発光試薬３０３の分注が行われる。このとき、発光計測部１２０による発光計測は行われない。

（Ｂ７）次に、移動制御部２１１によるステージ１０１の移動が行われる。このとき、（Ｂ６）で分注が行われたウェルＷｂの隣のウェルＷｃをとばし、ウェルＷｄで分注が行われるようステージ１０１の移動が行われる。ちなみに、ウェルＷｃは、（Ｂ２）において発光試薬３０３を分注済みである。すなわち、図１８Ｆに示すように、ウェルＷｄにノズル１４０による発光試薬３０３の分注が行われ、同時に、（Ｂ６）で分注が行われたウェルＷｂにおける混合液３０２の発光計測が行われる。

（Ｂ８）そして、移動制御部２１１によるステージ１０１の移動が行われる。このとき、（Ｂ７）で分注が行われたウェルＷｄの隣のウェルＷｅをとばし、ウェルＷｆで分注が行われるようステージ１０１の移動が行われる。ちなみに、ウェルＷｅは、（Ｂ３）において発光試薬３０３を分注済みである。すなわち、図１８Ｇに示すように、ウェルＷｆにノズル１４０による発光試薬３０３の分注が行われ、同時に、（Ｂ７）で分注が行われたウェルＷｄにおける混合液３０２の発光計測が行われる。

（Ｂ９）そして、図１８Ｈに示すように、マイクロプレートＭの終端側にあるウェルＷｊでノズル１４０による分注が行われ、ウェルｊより１つ前に分注が行われたウェルＷｈにおいて、発光計測部１２０による発光計測が行われる。
（Ｂ１０）その後、（Ｂ９）で分注が行われたウェルＷｉにおける混合液３０２の発光計測が行われる。このとき、ノズル１４０による分注は行われない。

図１８Ａ～図１８Ｈに示すように、第４実施形態では、１つおきに分注と発光計測とが行われる。このように、１つおきに分注と発光計測とが行われることで、発光計測において、分注が行われているウェルＷからのクロストークを防ぐことができる。これにより、精度の高い発光計測を行うことが可能となる。

なお、図１８Ａ～図１８Ｈでは、１つおきに分注と発光計測とが行われているが、これに限らない。２つおき、３つおき等、分注が行われるウェルＷと、発光計測が行われるウェルＷとの間に複数のウェルＷが存在するように分注及び発光計測が行われればよい。

＜第５実施形態＞
図１９は、第５実施形態に係る化学発光計測装置１ａの外観図である。また、図２０は、図１９のＺ軸方向からみた化学発光計測装置１ａの上面図であり、図２１は、図１９のＹ軸方向からみた化学発光計測装置１ａの側面図である。
図１９～図２１において、図１～図３と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図１９～図２１に示す化学発光計測装置１ａでは、図１～図３に示す支持棒１１３が省略され、発光計測部１２０ｂの側面に第２凸部（摺動部）１２５が設けられている。さらに、ホルダ１１１において、第２凸部１２５に対応する位置に溝（摺動部）１５１が設けられている。そして、第２凸部１２５が溝１５１に沿って摺動することより、発光計測部１２０ｂにおける上下移動がガイドされる。このようにすることにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

化学発光計測装置１にノズル１４０が複数備えられていてもよい。
また、化学発光計測装置１は、図示しないカバーなどで覆われている。このようにすることで、室内光によるクロストークを防ぐことができる。

なお、第１実施形態でも、第２実施形態でもバネ１１４は省略可能である。
また、ノズル１４０及び発光計測部１２０が複数備えられていてもよい。この場合、ノズル１４０の数と、発光計測部１２０の数は同数であるのが望ましい。このようにすることにより、複数列のウェルＷに対し、波光試薬の分注及び発光計測を同時に行うことができる。

本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、前記した各構成、機能、各部２１０～２１３等は、それらの一部またはすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図５に示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ２０２等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ＨＤ（Hard Disk）に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１，１ａ化学発光計測装置
２制御装置（制御部）
１０１ステージ（移動部）
１１４バネ
１２０，１２０ａ，１２０ｂ発光計測部
１２２受光部
１２２ａ受光面
１２５第２凸部（摺動部）
１５１溝（摺動部）
１３０ノズル位置調整部
１４０ノズル
１６０ノズル位置センサ（検知部）
１２４ラバーゴム部（クッション部）
３０３発光試薬（液体、ノズルにたまっている液体）
４００プレートマスク
４０３ラバーゴム部（クッション部）
Ｄデッキ
Ｍマイクロプレート
Ｓ１２２ステージの下降（第１下方移動ステップ、第２下方移動ステップ）
Ｓ１２３発光試薬の分注及び発光計測（計測・分注ステップ）
Ｓ２１２発光試薬の分注（吐出ステップ）
Ｓ２１３吸引（第１吸引ステップ、第２吸引ステップ）
Ｗ，Ｗａ～Ｗｊウェル

Claims

マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置され、
前記発光計測部の受光面の周囲には、少なくともゴムによるクッション部が設けられている
ことを特徴とする発光計測装置。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置され、
前記発光計測部は、
前記移動部に対して固設されているホルダ内に設置されており、
前記発光計測部は、バネを介することで前記ホルダに対して上下方向に移動可能である
ことを特徴とする発光計測装置。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置され、
前記発光計測部は、
前記移動部に対して固設されているホルダ内に設置されており、
前記発光計測部は、摺動部を介することで前記ホルダに対して上下方向に移動可能である
ことを特徴とする発光計測装置。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置され、
前記ノズルによる分注が行われるウェルと、前記発光計測部による発光計測が行われるウェルとの間に、少なくとも１つのウェルが存在するよう、前記ノズル及び前記発光計測部の間隔が調整されている
ことを特徴とする発光計測装置。
前記移動部には、前記ノズルの水平位置を調整可能なノズル位置調整部が設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光計測装置。
前記マイクロプレートの上部に設置され、前記ウェルのピッチに応じた孔が設けられているプレートマスクを有し、
当該プレートマスクにおいて、
前記マイクロプレートの反対側は平坦であり、
前記マイクロプレートとの接触部に、少なくともゴムによるクッション部が設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光計測装置。
前記ウェルへのセット前における前記ノズルの最下点の高さは前記発光計測部の最下点よりも高い位置に設置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光計測装置。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
制御部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置されているとともに、前記ウェルへのセット前における前記ノズルの最下点の高さは前記発光計測部の最下点よりも高い位置に設置されており、
前記制御部は、
前記移動部を、前記移動部を下方に移動させる第１下方移動ステップと、
前記発光計測部の下端が前記マイクロプレートのデッキに接触した後においても、前記ノズルの下端が適切な位置となるまで前記移動部を下方に移動させる第２下方移動ステップと、
前記発光計測部による前記発光計測を行うとともに、前記ノズルによる前記液体の分注を行う計測・分注ステップと、
を行うことを特徴とする発光計測システム。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
制御部と、
前記ノズルと、液面との距離を検知する検知部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置されているとともに、前記ウェルへのセット前における前記ノズルの最下点の高さは前記発光計測部の最下点よりも高い位置に設置されており、
前記制御部は、
前記移動部を、前記移動部を下方に移動させる第１下方移動ステップと、
前記発光計測部の下端が前記マイクロプレートのデッキに接触した後においても、前記ノズルの下端が適切な位置となるまで前記移動部を下方に移動させる第２下方移動ステップと、
前記発光計測部による前記発光計測を行うとともに、前記ノズルによる前記液体の分注を行う計測・分注ステップと、
を行い、
前記第２下方移動ステップにおいて、前記制御部は、
前記検知部によって検知された前記ノズルと、前記液面または前記マイクロプレートとの距離に基づいて、前記ノズルの下端が適切な位置となるまで前記移動部を下方に移動させる
ことを特徴とする発光計測システム。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
制御部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置されているとともに、前記ウェルへのセット前における前記ノズルの最下点の高さは前記発光計測部の最下点よりも高い位置に設置されており、
前記制御部は、
前記移動部を、前記移動部を下方に移動させる第１下方移動ステップと、
前記発光計測部の下端が前記マイクロプレートのデッキに接触した後においても、前記ノズルの下端が適切な位置となるまで前記移動部を下方に移動させる第２下方移動ステップと、
前記発光計測部による前記発光計測を行うとともに、前記ノズルによる前記液体の分注を行う計測・分注ステップと、
を行うことを特徴とする発光計測方法。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
制御部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置されているとともに、前記ウェルへのセット前における前記ノズルの最下点の高さは前記発光計測部の最下点よりも高い位置に設置されており、
前記制御部は、
前記移動部を、前記移動部を下方に移動させる第１下方移動ステップと、
前記発光計測部の下端が前記マイクロプレートのデッキに接触した後においても、前記ノズルの下端が適切な位置となるまで前記移動部を下方に移動させる第２下方移動ステップと、
前記発光計測部による前記発光計測を行うとともに、前記ノズルによる前記液体の分注を行う計測・分注ステップと、
行い、
前記制御部は、
前記分注の前に、前記ノズルにたまっている液体を前記ノズルから吐出した後、所定量の空気を吸引する第１吸引ステップと、
前記ウェルに前記液体を分注する際、分注する液体量に前記所定量を加えた量の液体を前記ノズルから吐出させるよう制御する吐出ステップと、
当該吐出の後、前記ノズルにおいて前記所定量の空気を吸引する第２吸引ステップと、
を行うことを特徴とする発光計測方法。
マイクロプレートのウェルへ液体を分注するノズルと、
前記ウェルにおける発光計測を行う発光計測部と、
前記ノズルと、前記発光計測部とを上下左右に一体となって移動させる移動部と、
制御部と、
を有し、
前記ノズルは、前記移動部に設置され、
前記発光計測部は、前記移動部に対して上下方向に移動可能に設置されているとともに、前記ウェルへのセット前における前記ノズルの最下点の高さは前記発光計測部の最下点よりも高い位置に設置されており、
前記制御部は、
前記移動部を、前記移動部を下方に移動させる第１下方移動ステップと、
前記発光計測部の下端が前記マイクロプレートのデッキに接触した後においても、前記ノズルの下端が適切な位置となるまで前記移動部を下方に移動させる第２下方移動ステップと、
前記発光計測部による前記発光計測を行うとともに、前記ノズルによる前記液体の分注を行う計測・分注ステップと、
を行い、
前記制御部は、
前記移動部を水平移動させる際、前記移動部の移動方向とは逆方向に前記マイクロプレートを水平移動させる
ことを特徴とする発光計測方法。