JP7571594B2 - 攪拌容器および攪拌装置 - Google Patents

Description

本発明は、攪拌容器および攪拌装置に関する。

物質の検出および検査等では、攪拌容器が用いられることがある（たとえば、特許文献１～３）。この攪拌容器では、たとえば、試薬と溶媒とが攪拌され、溶媒中に溶解または分散された試薬を用いて物質の検出および検査等がなされる。攪拌容器内には、たとえば、攪拌翼が設けられており、この攪拌翼が回転することにより、容器内が攪拌される。あるいは、攪拌容器を外側から振動させる加振機構を用いることにより、容器内が攪拌される。

特開２０１８－１６９４０７号公報 特開２０１７－９５２５号公報 国際公開１４／００２９５２号公報

このような攪拌容器は、より簡素な構成で攪拌されることが望ましい。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、より簡素な構成で攪拌することが可能な攪拌容器および攪拌装置を提供することである。

本発明の上記目的は、下記によって達成される。

（１）回転軸と、前記回転軸周りに回転可能であるとともに凸部を有する円状の底面とを備える、攪拌容器。

（２）前記凸部は、前記底面の径方向および円周方向に所定の大きさを有する第１凸部を含む、上記（１）に記載の攪拌容器。

（３）複数の前記第１凸部が、前記底面の中央部から放射状に配置されている、上記（２）に記載の攪拌容器。

（４）前記第１凸部は、前記底面の第１の位置において第１の高さを有するとともに、前記第１の位置よりも前記底面の中心から離れた第２の位置において前記第１の高さよりも大きい第２の高さを有する、上記（２）または（３）に記載の攪拌容器。

（５）前記第１凸部の少なくとも一部では、その高さが、前記底面の中心から離れるに連れて徐々に大きくなっている、上記（２）～（４）のいずれかに記載の攪拌容器。

（６）前記第１凸部は、前記回転軸周りの方向に傾斜している、上記（２）～（５）のいずれかに記載の攪拌容器。

（７）前記凸部は、前記底面の中央部に設けられた第２凸部を含む、上記（１）～（６）のいずれかに記載の攪拌容器。

（８）前記第２凸部の周囲に、複数の前記第１凸部が設けられている、上記（３）に従属する上記（７）に記載の攪拌容器。

（９）前記第２凸部は、前記底面の第３の位置において第３の高さを有するとともに、前記第３の位置よりも前記底面の中心から離れた第４の位置において前記第３の高さよりも小さい第４の高さを有する、上記（７）または（８）に記載の攪拌容器。

（１０）前記凸部は、前記回転軸に対して回転対称に配置されている、上記（１）～（９）のいずれかに記載の攪拌容器。

（１１）前記底面には、当該攪拌容器内の流体を吐出するための吐出口に通じる開口がもうけられている、上記（１）～（１０）のいずれかに記載の攪拌容器。

（１２）前記底面に対向する上面をさらに有し、前記吐出口は、前記上面よりも前記底面に近い位置に配置されている、上記（１１）に記載の攪拌容器。

（１３）前記吐出口から吐出される流体の量は、液量調整部により調整される、上記（１１）または（１２）に記載の攪拌容器。

（１４）当該攪拌容器は、前記開口以外の部分がとじられている、上記（１１）～（１３）のいずれかに記載の攪拌容器。

（１５）前記底面に対向して設けられるとともに、当該攪拌容器の内部の圧力に応じて変位する変位面を有する、上記（１）～（１４）のいずれかに記載の攪拌容器。

（１６）円柱形状を有する、上記（１）～（１５）のいずれかに記載の攪拌容器。

（１７）上記（１）～（１６）のいずれかに記載の攪拌容器と、前記攪拌容器を保持するとともに、前記回転軸周りに前記攪拌容器を回転可能な本体部とを備える、攪拌装置。

（１８）前記本体部は、前記攪拌容器を時計回りおよび反時計回りに回転可能に構成されている、上記（１７）に記載の攪拌装置。

（１９）前記本体部は、前記攪拌容器を６０ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下の速度で回転可能に構成されている、上記（１７）または（１８）に記載の攪拌装置。

（２０）前記攪拌容器は、前記本体部から着脱可能に構成されている、上記（１７）～（１９）のいずれかに記載の攪拌装置。

本発明によれば、攪拌容器の底面に凸部が設けられているので、この底面が回転軸周りに回転することにより、攪拌容器内の流体に所定の方向の流れが生じ、攪拌容器内が攪拌される。即ち、攪拌翼および加振機構等を用いずに攪拌することができる。よって、より簡素な構成で攪拌することが可能となる。

一実施形態に係る検出装置の側面の概略構成を例示する平面図である。 図１に示した検出装置の上面の構成を表す平面図である。 （Ａ）は図１等に示した検出部の側面の構成を表す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した検出部の上面の構成を表す平面図である。 図１等に示した試薬供給部の構成の一例を表す部分断面図である。 図４に示した攪拌部の底面の構成の一例を表す平面図である。 図５に示したＶＩ－ＶＩ’線に沿った断面構成の一例を表す図である。 図４に示したディスペンサー部の断面構成の一例を表す図である。 図１等に示した検出装置を用いた検出方法の一例を表すフローチャートである。 図４に示した攪拌部に生じる流体の流れを説明するための図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の検出装置の実施形態を説明する。なお、図中、同一の部材には同一の符号を用いた。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（実施形態）
＜検出装置の構成＞
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る検出装置１の概略構成を表している。図１は、検出装置１の側面（ＸＺ平面）の構成を表し、図２は検出装置１の上面（ＸＹ平面）の構成を表している。以下では、検出装置１の上下方向をＺ方向として説明する。

検出装置１は、検体および試薬の混合物の光学測定を行う装置である。検出装置１は、主に、軸部１１、支持台１２、検出部１３、検体供給部１４、試薬供給部１５、光学測定部１６、保持台１７、供給駆動部１８および廃液貯留部１９を有している。軸部１１上に、支持台１２および検出部１３がこの順に設けられている。支持台１２の上方に保持台１７が配置されており、この保持台１７に、試薬供給部１５、検体供給部１４、光学測定部１６および供給駆動部１８が保持されている。廃液貯留部１９は、支持台１２の下部に配置されている。ここでは、検出装置１が本発明の攪拌装置、保持台１７が本発明の本体部の一具体例に各々対応する。

軸部１１は、下から順に回転軸１１ａ、連結部１１ｂおよび回転軸１１ｃを有している。たとえば、回転軸１１ａは、モーター（図示せず）に接続されており、軸回転する。連結部１１ｂは、回転軸１１ａと同軸上に回転軸１１ｃを連結している。回転軸１１ｃは、回転軸１１ａの回転に伴い、軸回転する。

回転軸１１ｃ上に設けられた支持台１２は、回転軸１１ａ，１１ｃに略垂直な回転面１２ｓ（ＸＹ平面）を有している。回転面１２ｓは、たとえば、円形の平面形状を有している（図２）。支持台１２は、いわゆるターンテーブルであり、回転面１２ｓは、回転軸１１ａ，１１ｃの回転に伴って、ＸＹ平面内で時計回りまたは反時計回りに回転する。この回転面１２ｓ上に検出部１３が設けられており、検出部１３は回転面１２ｓの回転に伴って変位する。回転面１２ｓ上には、たとえば、一の検出部１３が設けられている。回転面１２ｓ上に、複数の検出部１３が設けられていてもよい。

支持台１２に支持された検出部１３には、試薬供給部１５から試薬が供給され、検体供給部１４から検体が供給される。この試薬および検体が供給された検出部１３に、光学測定部１６から光が照射される。

図３（Ａ）（Ｂ）は、検出部１３の構成の一例を表している。図３（Ａ）は検出部１３の側面（ＸＺ平面）の構成を表し、図３（Ｂ）は検出部１３の上面（ＸＹ平面）の構成を表している。検出部１３は、たとえば、回転面１２ｓ側から順に、不透明部材１３１および透明部材１３２の積層構造を有している。検出部１３上には、たとえば、受け部２１が設けられている。

不透明部材１３１は、たとえば、矩形の平面形状を有する板状部材である。不透明部材１３１は、光学測定部１６から照射される光に対して低い透過率を有する材料により構成されている。不透明部材１３１は、たとえば、単結晶シリコン（Ｓｉ）材料または樹脂材料等を含んでいる。

透明部材１３２は、不透明部材１３１に積層されており、たとえば、不透明部材１３１とほぼ同じ平面形状を有している。この透明部材１３２には、試薬および検体を含む液体が流れる流路１３２ｆが設けられている。この流路１３２ｆにより、たとえば、透明部材１３２の長辺方向（図３のＸ方向）に沿って、試薬および検体を含む液体が流れるようになっている。流路１３２ｆは、他の部分の流路１３２ｆの幅よりも大きな幅の拡幅部１３２ｆｂを有している。拡幅部１３２ｆｂは、たとえば、流路１３２ｆの中央部に設けられている。たとえば、この拡幅部１３２ｆｂに貯留する検体および試薬に、光学測定部１６から光が照射され、光学特性が測定される。流路１３２ｆでは、光学測定部１６側の面が開放されていてもよい。

透明部材１３２は、光学測定部１６から照射される光に対して高い透過率を有する材料により構成されており、光学測定部１６から照射された光は、拡幅部１３２ｆｂに到達する。透明部材１３２は、たとえば、ガラス材料または樹脂材料等を含んでいる。透明部材１３２に含まれるガラス材料は、たとえば、シリカガラス等であり、このようなガラス材料を用いて透明部材１３２を構成することにより、高い光透過性を実現することができる。透明部材１３２に含まれる樹脂材料は、たとえば、ジメチルポリシロキサン、ポリスチレン、ポリカーボネート、シクロオレフィンおよびアクリル等である。ジメチルポリシロキサンは金型への転写性が高く、容易に透明部材１３２を形成することができる。ポリスチレン、ポリカーボネート、シクロオレフィンおよびアクリルを用いることにより、射出成型で透明部材１３２を量産することができる。また、自家蛍光が少ないポリスチレンおよびシクロオレフィンを用いて透明部材１３２を形成することにより、光学測定でのノイズを低減することができる。高い屈折率を有するポリカーボネートを用いて透明部材１３２を形成することにより、検出装置１を小型化することが可能となる。高い光透過性を有するアクリルを用いて透明部材１３２を形成することにより、導光時の光の減衰を抑え、光学測定の精度を向上させることが可能となる。透明部材１３２の光入射面は、光学的に平滑であることが好ましい。これにより、光学測定部１６による測定の精度を向上させることができる。透明部材１３２の厚みは、特に制限されるものではなく、剛性および光透過性等を考慮して調整することができる。

透明部材１３２上の受け部２１は、検体供給部１４から供給された検体および試薬供給部１５から供給された試薬を検出部１３の上部で受け、検出部１３（より具体的には透明部材１３２）の流路１３２ｆに流す役割を担っている。受け部２１は、たとえば、漏斗形状を有しており、受け部２１の一方の開口は、透明部材１３２から離れるにつれて広がっている。受け部２１の他方の開口は、流路１３２ｆに連通している。検体および試薬は、たとえば、受け部２１で混合された後、流路１３２ｆに流される。たとえば、受け部２１の外側に加振機構を当接させることにより受け部２１を振動させ、受け部２１で検体および試薬を混合させる。あるいは、検体および試薬は、流路１３２ｆ内で混合されてもよい。たとえば、一端から流路１３２ｆ内を吸引して流路１３２ｆをポンピングすることにより、流路１３２ｆ内の気体および液体が移動し、流路１３２ｆ内で検体および試薬が混合される。

保持台１７に保持された検体供給部１４には所定量の検体が収容されており、この検体が検出部１３に供給される。検体供給部１４には、たとえば、希釈液により希釈された検体が収容されている。検体供給部１４は、たとえば、Ｚ方向の高さを有する略円柱状の容器である（図２）。

検体供給部１４は、Ｚ方向の回転面１２ｓ側の端部に検体供給口１４Ｍを有している。検体供給部１４は、たとえば、ディスペンサー部を有しており、このディスペンサー部に検体供給口１４Ｍが設けられている。この検体供給部１４のディスペンサー部は、たとえば、試薬供給部１５のディスペンサー部（後述の図４のディスペンサー部１５Ｄ）の構成と同様の構成を有している。

検体供給部１４に収容されている検体は、たとえば、血液、唾液、尿、薬品、環境水、上水および下水等である。たとえば、この検体中に含まれるＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、ウィルス、菌および汚染物質等が、検出装置１の検出対象物質である。

試薬供給部１５は、検体供給部１４とともに保持台１７に保持されている。この試薬供給部１５には、所定量の試薬が収容されており、この試薬が検出部１３に供給される。試薬供給部１５には、たとえば、溶媒中に溶解または分散された試薬が収容されている。

図４は、試薬供給部１５の部分断面図（ＸＺ断面図）である。試薬供給部１５は、回転面１２ｓ側からディスペンサー部１５Ｄおよび攪拌部１５Ｓをこの順に有している。ディスペンサー部１５Ｄには、試薬供給口１５Ｍが設けられている。ディスペンサー部１５Ｄ上の攪拌部１５Ｓは、たとえば、Ｚ方向に平行な回転軸１５Ａを有しており、この回転軸１５Ａを中心に時計回りｒ１および反時計回りｒ２に回転する。攪拌部１５Ｓで攪拌された試薬および溶媒が、ディスペンサー部１５Ｄの試薬供給口１５Ｍを介して検出部１３に供給される。ここでは、攪拌部１５Ｓが、本発明の攪拌容器の一具体例に対応し、試薬供給口１５Ｍが、本発明の吐出口の一具体例に対応する。

攪拌部１５Ｓは、Ｚ方向の高さを有する円柱形状を有しており、回転面１２ｓ側に設けられた円状の底面１５ＢＳと、底面１５ＢＳに対向する円状の上面１５ＵＳと、底面１５ＢＳと上面１５ＵＳとの間の側面１５ＳＳとを有している。攪拌部１５Ｓが回転軸１５Ａ周りに回転すると、底面１５ＢＳ、上面１５ＵＳおよび側面１５ＳＳが回転し、底面１５ＢＳ、上面１５ＵＳおよび側面１５ＳＳにより囲まれた空間に収容された試薬および溶媒が攪拌される。この攪拌部１５Ｓの空間には、第１凸部１５１、第２凸部１５２およびピストン部１５３が設けられている。

第１凸部１５１および第２凸部１５２は、底面１５ＢＳに設けられており、底面１５ＢＳから上面１５ＵＳに向かって突出している。第１凸部１５１および第２凸部１５２は、底面１５ＢＳの回転に伴って回転する。詳細は後述するが、本実施形態では、攪拌部１５Ｓの底面１５ＢＳに、この第１凸部１５１および第２凸部１５２が設けられているので、攪拌部１５Ｓの回転時に、攪拌部１５Ｓ内に収容された流体に所定の方向の流れが生じ、試薬および溶媒が効率的に攪拌される。

図５は、この第１凸部１５１および第２凸部１５２が設けられた底面１５ＢＳの構成の一例を表す平面図（ＸＹ平面図）であり、図６は、図５に示したＶＩ－ＶＩ’線に沿った断面（ＸＺ断面）構成の一例を表している。たとえば、円状の底面１５ＢＳの中心Ｃに重なる位置に第２凸部１５２が配置され、第２凸部１５２の周囲に複数の第１凸部１５１が配置されている。

第２凸部１５２は、底面１５ＢＳの中心Ｃに重なる位置、即ち、底面１５ＢＳの中央部に配置されている。第２凸部１５２は、たとえば、略円形の平面形状を有しており（図５）、第２凸部１５２の中心は、底面１５ＢＳの中心Ｃに重なる位置に配置されている。この第２凸部１５２の少なくとも一部では、たとえば、底面１５ＢＳの中心Ｃから離れるに連れて徐々に、その高さ（Ｚ方向の大きさ）が小さくなっている（図６）。具体的には、第２凸部１５２は、位置Ｐ３において高さｈ３を有し、位置Ｐ３よりも中心から離れた位置Ｐ４において高さｈ３よりも小さい高さｈ４を有している（ｈ３＞ｈ４）。即ち、第２凸部１５２は山状の凸部である。

複数の第１凸部１５１は、たとえば、第２凸部１５２の周囲、即ち、底面１５ＢＳの中心Ｃ近傍から周縁に向かって放射状に配置されている（図５）。図５に示した底面１５ＢＳには、放射状に配置された６個の第１凸部１５１が設けられている。たとえば、複数の第１凸部１５１は、各々、第２凸部１５２に隣接して配置され、底面１５ＢＳの周縁まで延在している。複数の第１凸部１５１は、回転軸１５Ａ周りの方向に、互いに離間して配置されている。

複数の第１凸部１５１は、各々、たとえば、略扇形の平面形状を有し、底面１５ＢＳの径方向および円周方向に所定の大きさを有している（図５）。たとえば、第１凸部１５１は、底面１５ＢＳの径方向の大きさ１５１ｄおよび円周方向の大きさ（円弧の長さ）１５１ｌを有している。大きさ１５１ｄは、たとえば、底面１５ＢＳの半径よりも小さく、大きさ１５１ｌは、たとえば、底面１５ＢＳの円周の長さよりも小さい。

この複数の第１凸部１５１は、各々、回転軸１５Ａ周りの方向に傾斜している（図４）。換言すれば、第１凸部１５１の表面（上面１５ＵＳとの対向面）は、回転軸１５Ａ周りの方向に傾斜する傾斜面であり、第１凸部１５１の表面と底面１５ＢＳとのなす角度は、９０度より大きく、かつ、１８０度より小さくなっている。

この第１凸部１５１の少なくとも一部では、たとえば、底面１５ＢＳの中心Ｃ近傍（第２凸部１５２に隣接する位置）における高さが最も小さく、底面１５ＢＳの周縁に近づくに連れて徐々に高さが大きくなっている（図６）。具体的には、第１凸部１５１は、位置Ｐ１において高さｈ１を有し、位置Ｐ１よりも中心Ｃから離れた位置Ｐ２において高さｈ１よりも大きい高さｈ２を有している（ｈ２＞ｈ１）。即ち、第１凸部１５１の表面は、底面１５ＢＳの径方向にも傾斜している。

第１凸部１５１および第２凸部１５２は、平面（ＸＹ平面）視で、回転軸１５Ａを中心に、回転対称に配置されていることが好ましい。これにより、攪拌部１５Ｓの回転時に、攪拌部１５Ｓ内の位置に起因した攪拌効率のバラツキが抑えられ、より効果的に攪拌部１５Ｓに収容された試薬および溶媒を攪拌することができる。図５には、第１凸部１５１および第２凸部１５２の配置が６回回転対称性を有している例を示したが、第１凸部１５１および第２凸部１５２の配置は、他の回転対称性を有していてもよい。たとえば、第１凸部１５１および第２凸部１５２の配置は、４回回転対称性を有していてもよく、８回回転対称性を有していてもよい。

底面１５ＢＳには、第１凸部１５１および第２凸部１５２に加えて、たとえば、開口１５２Ｍが設けられている（図５）。開口１５２Ｍは、ディスペンサー部１５Ｄの試薬供給口１５Ｍに通じており、攪拌部１５Ｓ内で攪拌された試薬および溶媒は、この底面１５ＢＳの開口１５２Ｍを介してディスペンサー部１５Ｄの試薬供給口１５Ｍに流れる。開口１５２Ｍは、たとえば、底面１５ＢＳの中央部、具体的には、第２凸部１５２に重なる位置に配置されている。この開口１５２Ｍ近傍には、たとえば、逆止弁が設けられている。攪拌部１５Ｓでは、この開口１５２Ｍ以外の部分が、閉じられていることが好ましい。換言すれば、攪拌部１５Ｓは、開口１５２Ｍを介してのみ攪拌部１５Ｓの外に接続可能であることが好ましい。これにより、攪拌部１５Ｓ内に収容されている試薬等が外気に曝されにくくなり、酸化等に起因する試薬等の劣化を抑えることができる。

ピストン部１５３は、底面１５ＢＳと上面１５ＵＳとの間に設けられている（図４）。このピストン部１５３は、底面１５ＢＳに対向する変位面１５３Ｓを有している。変位面１５３Ｓは、底面１５ＢＳと上面１５ＵＳとの間で移動可能に構成されており、攪拌部１５Ｓ内の圧力変化に応じて変位する。変位面１５３Ｓは、たとえば、攪拌部１５Ｓに収容された液体の液面に接しており、液面に接した状態で変位する。たとえば、試薬供給口１５Ｍから検出部１３に試薬および溶媒が供給されると、試薬供給部１５内の液体の量が少なくなり、その液面は底面１５ＢＳ側に移動する。このとき、ピストン部１５３の変位面１５３Ｓは、液面に接したまま、底面１５ＢＳ側に変位する。攪拌部１５Ｓに、このような変位面１５３Ｓを設けることにより、試薬供給部１５に収容されている試薬等が空気に曝されにくくなり、酸化等に起因する試薬等の劣化を抑えることができる。

試薬供給口１５Ｍを有するディスペンサー部１５Ｄは、攪拌部１５Ｓの底面１５ＢＳに接続されている。換言すれば、試薬供給口１５Ｍは、攪拌部１５Ｓの上面１５ＵＳよりも底面１５ＢＳに近い位置に配置されている。このディスペンサー部１５Ｄは、攪拌部１５Ｓで攪拌された試薬および溶媒を、適切なタイミングおよび適切な量で、検出部１３に供給するためのものである。ここでは、このディスペンサー部１５Ｄが本発明の液量調整部の一具体例に対応する。

図７は、図４に示したディスペンサー部１５Ｄを拡大して表している。ディスペンサー部１５Ｄは、たとえば、可動部１５ＤＡおよび受動部１５ＤＢを有している。可動部１５ＤＡは、たとえばノズル形状を有しており、Ｚ方向に沿って、即ち、上下方向に移動可能な部分である。受動部１５ＤＢは、可動部１５ＤＡの一部または全部を収容可能に構成されている。

たとえば、可動部１５ＤＡに供給駆動部１８が作用していないとき、可動部１５ＤＡの一部または全部が受動部１５ＤＢから突出している（図示せず）。このとき、試薬供給部１５内の試薬および溶媒は試薬供給部１５内に留まり、試薬供給部１５から吐出されない。一方、可動部１５ＤＡに供給駆動部１８が作用すると、供給駆動部１８により可動部１５ＤＡが上方向に押し上げられ、受動部１５ＤＢに可動部１５ＤＡの一部または全部が収容される。これにより、攪拌部１５Ｓ内の試薬および溶媒が、開口１５２Ｍを介して試薬供給口１５Ｍから検出部１３に吐出される。たとえば、試薬供給口１５Ｍからの流体の吐出量は、可動部１５ＤＡの移動量に応じて調整される。たとえば、可動部１５ＤＡがより上方向に押し上げられると、試薬供給口１５Ｍからの流体の吐出量が増加する。

試薬供給部１５に収容されている試薬は、たとえば、色素、蛍光物質、マイクロ粒子およびナノ粒子等であり、検体中に含まれる検出対象物質と物理的または化学的な結合を生成する。この試薬には、公知の試薬を用いることができる。蛍光物質は、たとえば、蛍光色素または量子ドット等である。ナノ粒子は、磁性粒子、ポリスチレンビーズまたは金ナノ粒子等である。たとえば、このような試薬を検出対象物質に結合させることにより、光照射時に発生する光信号が大きくなり、検出対象物質の検出が容易となる。特に、検出対象物質単体の光信号が微弱であるとき、このような試薬が有効である。試薬は、光吸収または光散乱を生じる物質であってもよい。このとき、試薬を検出対象物質に結合させることにより、光照射時に発生する光強度が減少し、光信号が増幅される。

試薬と検出対象物質との結合は、たとえば、物理吸着による結合、抗原－抗体反応による結合、ＤＮＡハイブリダイゼーションによる結合、ビオチン－アビジン結合、キレート結合またはアミノ結合等である。物理吸着による結合は、たとえば、静電気的な結合力を利用する水素結合等である。物理吸着による結合では、検体の前処理等が不要であり、容易に試薬および検出対象物質の結合体を生成することができる。抗原－抗体反応による結合は、たとえば、ウィルス等の検出対象物質と試薬との特異的な結合であり、検体に含まれる検出対象物質以外の夾雑物に由来するノイズの発生を抑えることができる。抗原－抗体反応を用いて検出対象物質の検出を行うときには、たとえば、抗体を結合させた試薬を事前に調製する。

これら検体供給部１４および試薬供給部１５は、検出部１３が変位する方向、即ち、回転面１２ｓの回転方向において、たとえば、隣り合う位置に配置されている。たとえば、検体供給部１４、試薬供給部１５および光学測定部１６は、この順に反時計回りに配置されている（図１）。検体供給部１４、試薬供給部１５および光学測定部１６は、この順に時計回りに配置されていてもよい。検体供給部１４、試薬供給部１５および光学測定部１６は、反時計回りまたは時計回りに、試薬供給部１５、検体供給部１４および光学測定部１６の順に配置されていてもよい。検体供給部１４の検体供給口１４Ｍおよび試薬供給部１５の試薬供給口１５Ｍは、回転面１２ｓに対向する位置、即ち、回転面１２ｓの上部に配置されている。

光学測定部１６は、たとえば、検体供給部１４および試薬供給部１５とともに、保持台１７に保持されており、検出部１３に供給された検体および試薬の光学特性を測定する。この光学測定部１６は回転面１２ｓの上部に配置されており、光学測定部１６に対向する位置、即ち、光学測定部１６の直下に検出部１３を配置することができる。光学測定部１６の測定結果から、検体に含まれる検出対象物質の存在または含有量が検出される。

光学測定部１６は、たとえば、検出部１３に光を照射するとともに、検出部１３で発生する光信号を検出する。光学測定部１６は、たとえば、照射部および受光部を有している。照射部および受光部は、たとえば、回転面１２ｓに対向する位置に配置されている。

照射部は、光源を含んでおり、光源から検出部１３に向けて光を照射する。照射部から検出部１３に照射される光は、たとえば、蛍光物質を励起可能な波長域の光である。光源は、たとえば、ランプ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）およびレーザー等である。光源で発生する光は単色光であってもよく、あるいは、広い波長帯域を有する光であってもよい。光源で発生する光が広い波長帯域を有するとき、照射部は、バンドパスフィルタ等の光学フィルタを有していることが好ましい。ランプまたはＬＥＤ等を光源に使用するとき、照射部は、光源で発生した光の進行方向を規制するガイド部材を含んでいることが好ましい。ガイド部材は、たとえば、コリメートレンズ等である。

受光部は、たとえば、フォトダイオード、光検出器、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーおよびＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｌｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサー等の撮像デバイスを含んでいる。光検出器は、たとえば、光電子増倍管等である。受光部には、公知の撮像デバイスを用いることができる。この受光部により、光学測定部１６に入射する光の光強度またはスペクトルが検出される。受光部は、単一の波長の光の強度を検出してもよく、複数の波長の光の強度を検出してもよい。照射部から照射された光が検出部１３に入射すると、たとえば、この光により、試薬および検出対象物質の結合体が励起されて光信号が発生する。発生した光信号は、直接、あるいは、透明部材１３２と不透明部材１３１との界面で反射されて受光部に入射する。

検体供給部１４、試薬供給部１５および光学測定部１６を保持する保持台１７は、支持台１２の上方に配置されており、保持台１７の一部は支持台１２に対向している。この保持台１７の上面には検体保持部１７１および試薬保持部１７２が設けられている。

検体保持部１７１および試薬保持部１７２は、保持台１７の上面に固定されている。検体保持部１７１および試薬保持部１７２は、たとえば、リング形状を有しており、検体保持部１７１の内側に検体供給部１４が保持され、試薬保持部１７２の内側に試薬供給部１５が保持されている。検体供給部１４および試薬供給部１５は各々、検体保持部１７１、試薬保持部１７２から着脱可能に構成されている。たとえば、試薬保持部１７２には、試薬供給部１５を回転駆動させるための駆動機構が設けられている。この駆動機構は、たとえば、試薬供給部１５を、回転軸１５Ａを中心に、６０ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下の速度で時計回りおよび反時計回りに回転させる。

検体供給口１４Ｍおよび試薬供給口１５Ｍに作用する供給駆動部１８は、たとえば、保持台１７に固定されている。この供給駆動部１８は、たとえば、アクチュエーター１８ａとアクチュエーター１８ａに接続された板状部材１８ｂとを含んでいる。

アクチュエーター１８ａは、回転面１２ｓに略垂直方向（Ｚ方向）に沿って動き、板状部材１８ｂを上下方向に動かす役割を担っている。アクチュエーター１８ａに接続された板状部材１８ｂは、アクチュエーター１８ａの動きに伴って、上下方向に移動する。板状部材１８ｂの主面は、たとえば、矩形状であり、回転面１２ｓに略平行に設けられている。板状部材１８ｂの一端は、回転面１２ｓの中心付近の上部でアクチュエーター１８ａに接続され、板状部材１８ｂの他端は、回転面１２ｓの外周近傍の上部に設けられている。

供給駆動部１８では、たとえば、上方向に移動した板状部材１８ｂの他端近傍が検体供給部１４または試薬供給部１５のディスペンサー部（より具体的には可動部）に接触する。これにより検体供給口１４Ｍから検体が、あるいは、試薬供給口１５Ｍから試薬が吐出する。たとえば、板状部材１８ｂの他端は、回転面１２ｓの回転方向に変位し、検体供給部１４のディスペンサー部および試薬供給部１５のディスペンサー部１５Ｄの一方に、選択的に接触させることができる。これにより、供給駆動部１８を検体供給口１４Ｍおよび試薬供給口１５Ｍで共用することができ、検出装置１の構成をより簡素にすることができる。板状部材１８ｂの他端は、たとえば、回転面１２ｓの回転に伴って変位する。

支持台１２の下部に配置された廃液貯留部１９には、たとえば、検出部１３を洗浄する際に生じる廃液が貯留される。たとえば、検出部１３に供給された検体および試薬の混合物の光学特性を測定した後、検出部１３に洗浄液を供給する。洗浄液は、たとえば、受け部２１を介して検出部１３に供給される。この検出部１３に供給された洗浄液とともに、流路１３２ｆ内の検体および試薬が廃液貯留部１９に排出される。廃液は、たとえば、流路１３２ｆの一端を吸引することにより、廃液貯留部１９に排出される。このように、光学特性を測定した後の検出部１３を洗浄することにより、検出部１３を再利用することが可能となる。支持台１２の下部には、洗浄液が貯蔵された洗浄液供給部（図示せず）が配置されていてもよい。

＜検出装置を用いた検出方法＞
以下、図８を参照して、本実施形態の検出装置１を使用した検出方法を説明する。図８は、本実施形態の検出方法を例示する流れ図である。

まず、試薬供給部１５の攪拌を開始する（ステップＳ１０１）。具体的には、試薬および溶媒が収容された試薬供給部１５を試薬保持部１７２に保持させ、攪拌部１５Ｓを回転させる。たとえば、まず、回転軸１５Ａを中心にして、攪拌部１５Ｓを時計回りｒ１および反時計回りｒ２交互に回転させる。これにより、攪拌部１５Ｓ内に設けられた流体に無秩序な流れが形成され、仮に、底面１５ＢＳ近傍に試薬が沈降していても、この試薬が浮上する。この後、回転軸１５Ａを中心にして時計回りｒ１に攪拌部１５Ｓを所定の時間継続して回転させる。これにより、攪拌部１５Ｓ内に設けられた流体に規則的な流れが形成され、攪拌部１５Ｓ内に収容された試薬および溶媒が安定して攪拌される。したがって、試薬供給部１５内に収容された試薬の濃度が均一に維持される。

攪拌部１５Ｓの回転速度は、たとえば、６０ｒｐｍ～３００ｒｐｍである。回転速度が６０ｒｐｍよりも遅いと、流体の流れが形成されにくい。また、回転速度が３００ｒｐｍよりも速いと、攪拌部１５Ｓの隅で生じる乱流の影響が大きくなり、攪拌効率に影響を及ぼすおそれがある。

次に、検体供給部１４を準備する（ステップＳ１０２）。具体的には、検体が収容された検体供給部１４を検体保持部１７１に保持させる。

続いて、回転面１２ｓ上に載置した検出部１３を、検体供給口１４Ｍの直下に配置する（ステップＳ１０３）。この後、検体供給部１４から、検体供給口１４Ｍを介して検出部１３に検体を供給する（ステップＳ１０４）。具体的には、供給駆動部１８の板状部材１８ｂの他端を検体供給部１４のディスペンサー部に接触させる。これにより、検体供給口１４Ｍから検体が吐出される。

所定量の検体を検出部１３に供給した後、検出部１３を試薬供給口１５Ｍの直下に配置する（ステップＳ１０５）。具体的には、回転面１２ｓを反時計回りに回転させ、試薬供給口１５Ｍの直下に検出部１３を変位させる。

続いて、試薬供給部１５から、試薬供給口１５Ｍを介して検出部１３に試薬を供給する（ステップＳ１０６）。具体的には、供給駆動部１８の板状部材１８ｂの他端を試薬供給部１５のディスペンサー部１５Ｄに接触させる。これにより、試薬供給口１５Ｍから溶媒とともに試薬が吐出される。

所定量の試薬を検出部１３に供給した後、検出部１３に供給した検体および試薬を混合する（ステップＳ１０７）。たとえば、流路１３２ｆ内で往復送液を行うことにより、検体および試薬を混合する。これにより、試薬と検体に含まれる検出対象物質との結合物が生成する。

次に、検出部１３を光学測定部１６の直下に配置する（ステップＳ１０８）。具体的には、回転面１２ｓをたとえば、反時計回りに回転させ、光学測定部１６の直下に検出部１３を変位させる。

続いて、混合された検体および試薬の光学測定を実施する（ステップＳ１０９）。具体的には、光学測定部１６が、検出部１３に向けて光を照射するとともに、検出部１３側から光学測定部１６に入射する光を受光する。検出部１３の光学測定を行った後、光学測定の結果を出力する（ステップＳ１１０）。光学測定の結果は、たとえば、画像処理により判別されて出力される。

この後、検出部１３の洗浄を行う（ステップＳ１１１）。検出部１３の洗浄は、たとえば、以下のようにして行う。まず、回転面１２ｓを回転させて検出部１３を洗浄液供給部の直上に変位させ、洗浄液供給部から検出部１３に洗浄液を供給する。次いで、供給された洗浄液とともに、流路１３２ｆ内の検体および試薬を廃液貯留部１９に排出する。廃液貯留部１９への排出は、検出部１３を廃液貯留部１９の直上に変位させた後、行ってもよい。続いて、回転面１２ｓを回転させて検出部１３を光学測定部１６の直下に変位させ、検出部１３の光学測定を実施する。この後、光学測定の結果を出力し、検出部１３が洗浄できていることが確認できたら、洗浄を終了する。検出部１３の洗浄が足りないときには、再び、検出部１３への洗浄液の供給および排出を繰り返す。

検出部１３の洗浄を行った後、検出を終了する。あるいは、検出部１３の洗浄を行った後、ステップＳ１０１の工程に戻ってもよい。

＜検出装置の作用効果＞
本実施形態の検出装置１では、攪拌部１５Ｓ部の底面１５ＢＳに第１凸部１５１および第２凸部１５２が設けられているので、この底面１５ＢＳが回転軸１５Ａ周りに回転することにより、攪拌部１５Ｓ内の流体に所定の方向の流れが生じ、攪拌部１５Ｓ内が攪拌される。よって、より簡素な構成で、攪拌部１５Ｓ内を攪拌することができる。以下、この検出装置１の作用効果について説明する。

たとえば、攪拌容器に設けられた攪拌翼を回転させると、攪拌容器内が攪拌される。しかし、このような攪拌翼を有する攪拌容器の構成は複雑になりやすく、設計の自由度が低い。たとえば、攪拌翼が設けられている部分の近傍には、攪拌容器内の流体を吐出させるための開口（たとえば、図５の開口１５２Ｍ）を設けることは困難である。また、加振機構を用いて攪拌容器内を攪拌することも可能である。しかし、このような攪拌容器では、加振に起因した液漏れ等が生じやすく、攪拌容器内の流体を吐出させるための開口の設置領域が大きく制限される。このような攪拌容器では、たとえば、攪拌容器の上面側から試薬が取り出される。

これに対し、検出装置１では、攪拌部１５Ｓの底面１５ＢＳに第１凸部１５１および第２凸部１５２が設けられているので、攪拌翼および加振機構等を用いずに、攪拌部１５Ｓ内が効率的に攪拌される。

図９は、試薬供給部１５を回転軸１５Ａ周りに回転させたときの攪拌部１５Ｓ内の流体の流れ（流れＦ１，Ｆ２）を表している。攪拌部１５Ｓの回転時には、第１凸部１５１および第２凸部１５２によって、攪拌部１５Ｓ内の流体に流れＦ１，Ｆ２が形成される。流れＦ１は、底面１５ＢＳから上面１５ＵＳに向かう上昇流である。底面１５ＢＳの周縁近傍（側面１５ＳＳ近傍）では、中心Ｃ近傍に比べて第１凸部１５１の高さが大きくなっているので、より強い流れＦ１が形成される。一方、底面１５ＢＳの中央部には、流れＦ１の影響を受け、上面１５ＵＳから底面１５ＢＳに向かう下降流の流れＦ２が形成される。流れＦ２は、底面１５ＢＳの中央部に設けられた山状の第２凸部１５２の傾斜に沿って、底面１５ＢＳの周縁側に向かう。この底面１５ＢＳの周縁側では、流れＦ１が形成されているので、流れＦ２によって、底面１５ＢＳの周縁側に移動した流体は、流れＦ１によって、上面１５ＵＳ側に移動する。即ち、流れＦ１および流れＦ２のループによって、攪拌部１５Ｓ内が均一に攪拌される。

このように、試薬供給部１５では、攪拌翼および加振機構等を用いずに、簡素な構成で攪拌部１５Ｓ内が効率的に攪拌される。したがって、設計の自由度が高く、たとえば、攪拌部１５Ｓの底面１５ＢＳに開口１５２Ｍを設けることができる。よって、この底面１５ＢＳの開口１５２Ｍを介して、試薬供給口１５Ｍから検出部１３に容易に試薬を供給することができる。

また、攪拌部１５Ｓでは、底面１５ＢＳとともに第１凸部１５１が回転することにより流れＦ１が形成されるので、攪拌翼等の回転により攪拌容器内に流体の流れが形成される場合に比べて、攪拌容器内の部材が流体に与える衝撃を小さくすることができる。特に、第１凸部１５１を回転軸１５Ａ周りの方向に傾斜させることにより、攪拌部１５Ｓ内の流体に与える衝撃を小さくすることができる。これにより、攪拌時の攪拌部１５Ｓ内の試薬の劣化を抑えることができる。たとえば、試薬に含まれる微粒子の表面破壊および微粒子表面に修飾された抗体の活性低下等を抑えることができる。

更に、攪拌部１５Ｓでは、第１凸部１５１および第２凸部１５２により、攪拌部１５Ｓ内が効率的に攪拌されるので、加振機構等により攪拌容器内を攪拌させる場合に比べて、攪拌部１５Ｓ内に収容される試薬および溶媒の量が増えても、攪拌効率の低下を抑えることができる。

以上のように、本実施形態の検出装置１では、攪拌部１５Ｓの底面１５ＢＳに第１凸部１５１および第２凸部１５２が設けられているので、この底面１５ＢＳが回転軸１５Ａ周りに回転することにより、攪拌部１５Ｓ内の流体に所定の方向の流れＦ１，Ｆ２が生じ、攪拌部１５Ｓ内が攪拌される。即ち、攪拌翼および加振機構等を用いずに攪拌することができる。よって、より簡素な構成で攪拌することが可能となる。

このような簡素な構成を有する攪拌部１５Ｓは、設計の自由度が高く、たとえば、底面１５ＢＳに、試薬供給口１５Ｍに通じる開口１５２Ｍを設けることができる。これにより、試薬供給部１５は、検出部１３に容易に試薬を供給することができる。即ち、攪拌部１５Ｓを含む試薬供給部１５は、検出装置１に好適に用いられる。

また、簡素な構成を有する攪拌部１５Ｓは高いユーザビリティを有し、メンテナンス等も容易である。したがって、攪拌部１５Ｓを有する試薬供給部１５および検出装置１は、様々な場所への設置が可能となり、容易に物質の検査および検出等に用いることができる。

以上のように、実施形態において検出装置１を例に挙げ、本発明の攪拌容器および攪拌装置について説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

たとえば、上記実施形態では、攪拌部１５Ｓの底面１５ＢＳに第１凸部１５１および第２凸部１５２が設けられている例について説明したが、底面１５ＢＳには第１凸部１５１および第２凸部１５２の少なくとも一方が設けられていればよい。

また、上記実施形態では、攪拌部１５Ｓの底面１５ＢＳに複数の第１凸部１５１および１つの第２凸部１５２が設けられている例について説明したが、底面１５ＢＳには１つの第１凸部１５１が設けられていてもよく、複数の第２凸部１５２が設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、試薬供給部１５が攪拌部１５Ｓを有している例を説明したが、検体供給部１４が攪拌部を有していてもよい。さらに、上記実施形態では、検出装置１が攪拌部１５Ｓを有している例を説明したが、本発明の攪拌容器および攪拌装置の用途は、これに限定されない。

また、上記実施形態では、検体供給部１４および試薬供給部１５に収容される検体、試薬について、具体例を挙げて説明したが、検体および試薬は、この具体例以外のものであってもよい。検体は検知対象となり得るものであればよく、試薬は、検体を検知可能なものであればよい。

また、上述した検出方法は、上記のフローチャートのステップ以外のステップを含んでもよく、あるいは、上述したステップのうちの一部を含まなくてもよい。たとえば、図８のステップＳ１１１は、省略してもよい。このとき、たとえば、使用した検出部１３を新たな検出部１３に交換してもよい。また、ステップの順序は、上述した実施形態に限定されない。たとえば、図８のステップＳ１０１およびステップＳ１０２の順は逆であってもよく、これらのステップが同時に行われてもよい。

１ 検出装置、
１１ 軸部、
１２ 支持台、
１２ｓ 回転面、
１３ 検出部、
１３１ 不透明部材、
１３２ 透明部材、
１３２ｆ 流路、
１４ 検体供給部、
１４Ｍ 検体供給口、
１５ 試薬供給部、
１５Ｍ 試薬供給口、
１５Ｓ 攪拌部、
１５Ｄ ディスペンサー部、
１５ＢＳ 底面、
１５ＵＳ 上面、
１５ＳＳ 側面、
１５１ 第１凸部、
１５２ 第２凸部、
１５２Ｍ 開口、
１５３ ピストン部、
１５３Ｓ 変位面、
１６ 光学測定部、
１７ 保持台、
１７１ 検体保持部、
１７２ 試薬保持部、
１８ 供給駆動部、
１９ 廃液貯留部、
２１ 受け部、
２２ 供給量検知部。

Claims (13)

1. 収容された流体を攪拌する攪拌容器であって、
   回転軸と、
   前記回転軸周りに回転可能であるとともに凸部を有する円状の底面と
   を備え、
   前記凸部は、前記底面の径方向および円周方向に所定の大きさを有する第１凸部と、前記底面の中央部に設けられた第２凸部とを含み、
   前記第１凸部は、前記底面の第１の位置において第１の高さを有するとともに、前記第１の位置よりも前記底面の中心から離れた第２の位置において前記第１の高さよりも大きい第２の高さを有し、
   前記第１凸部は、前記回転軸周りの方向に傾斜し、
   前記第２凸部の周囲に、複数の前記第１凸部が放射状に配置され、
   前記底面には、当該攪拌容器内の流体を吐出するための吐出口に通じる開口がもうけられている、攪拌容器。
2. 前記第１凸部の少なくとも一部では、その高さが、前記底面の中心から離れるに連れて徐々に大きくなっている、請求項１に記載の攪拌容器。
3. 前記第２凸部は、前記底面の第３の位置において第３の高さを有するとともに、前記第３の位置よりも前記底面の中心から離れた第４の位置において前記第３の高さよりも小さい第４の高さを有する、請求項１または２に記載の攪拌容器。
4. 前記凸部は、前記回転軸に対して回転対称に配置されている、請求項１～３のいずれかに記載の攪拌容器。
5. 前記底面に対向する上面をさらに有し、
   前記吐出口は、前記上面よりも前記底面に近い位置に配置されている、請求項１～４のいずれかに記載の攪拌容器。
6. 前記吐出口から吐出される流体の量は、液量調整部により調整される、請求項１～５のいずれかに記載の攪拌容器。
7. 当該攪拌容器は、前記開口以外の部分がとじられている、請求項１～６のいずれかに記載の攪拌容器。
8. 前記底面に対向して設けられるとともに、当該攪拌容器の内部の圧力に応じて変位する変位面を有する、請求項１～７のいずれかに記載の攪拌容器。
9. 前記攪拌容器は、円柱形状を有する、請求項１～８のいずれかに記載の攪拌容器。
10. 請求項１～９のいずれかに記載の攪拌容器と、
    前記攪拌容器を保持するとともに、前記回転軸周りに前記攪拌容器を回転可能な本体部と
    を備える、攪拌装置。
11. 前記本体部は、前記攪拌容器を時計回りおよび反時計回りに回転可能に構成されている、請求項１０に記載の攪拌装置。
12. 前記本体部は、前記攪拌容器を６０ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下の速度で回転可能に構成されている、請求項１０または１１に記載の攪拌装置。
13. 前記攪拌容器は、前記本体部から着脱可能に構成されている、請求項１０～１２のいずれかに記載の攪拌装置。