JPH02208541A - 免疫学的凝集反応検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は免疫学的凝集反応検出装置に係り、とくに、血
球粒子の凝集反応パターンからの各種の血液型の判定や
、抗原・抗体の検出用として好適な免疫学的凝集反応検
出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、医療分野においては、血球粒子、ラテックス
粒子および炭素粒子の凝集パターンを判別して、血液中
の種々の成分（例えば、血液型、各種抗体、各種蛋白等
）やビールス等を検出分析することが広く行われている
。

この種の粒子凝集パターンを検出する免疫学的凝集反応
検出装置は、従来より多く研究開発され、実用に供され
ている。

第１０図にこの種の装はの従来例を示す。

この第１０図に示す従来例は、底面が円錐状に形成され
た多数の反応容器５１ａをマトリックス状に配列形成し
た透光性の基板５１ｂから成るマイクロプレート５１と
、このマイクロプレート５１を介して上方に配設された
発光ダイオード５２Ａ、５２Ａ、・・・・・・と、下方
に配設された一次元ＣＣＤセンサ５３Ａとを備え・てい
る。

前記発光ダイオード５２Ａ、５２Ａ、・・・・・・とマ
イクロプレート５１との間には、散光板６１Ａ。

６１Ｂが当該マイクロプレート５１に平行に且つ一定の
間隔で配設されている。このため、マイクロプレート５
１にほぼ均一な平行光が照射されるようになっている。

一方、マイクロプレート５１と一次元ＣＣＤセンサ５３
Ａとの間には、各反応容器５１ａに対応して各−つづつ
集光レンズ５４が配設されている。これらの集光レンズ
５４，５４、・・・・・・は、−次元ＣＣＤセンサ５３
Ａを底部に装備するレンズホルダー５５に保持されてい
る。

これについて詳述すると、このレンズホルダー５５には
、その長手方向に沿って隣接する反応容器５１ａ、５１
ａ相互間の距離に等しい間隔に複数の孔５５ａ、５５ａ
、・・・・・・が穿設されており、この答礼５５ａの周
壁部に、各集光レンズ５４が固定されている。このレン
ズホルダー５５の底部には、前述した一次元ＣＣＤセン
サ５３Ａが、集光レンズ５４，５４．・・・・・・から
下方に一定の距離。

即ち当該集光レンズ５４の焦点距離とほぼ同じ距離だけ
隔てて且つマイクロプレート５１に平行に保持されてい
る。この第１０図において、符号５８はＬＥＤ駆動用の
ＬＥＤドライバ回路を示し、符号５９は一次元ＣＣＤセ
ンサ駆動用のＣＣＤドライバ回路を示す。

発光ダイオード５２Ａ、５２Ａ、・・・・・・からの照
射光によりマイクロプレート５１にマトリックス状に配
設され形成されたもののうち四つの反応容器５１ａ、５
１ａ・・・・・・の底面に形成される凝集パターンの各
々の像が、集光レンズ５４を介して一次元ＣＣＤセンサ
５３Ａ上に結像するようになっており、−次元ＣＣＤセ
ンサ５３Ａが各反応容器５１ａの中央に位置するように
レンズホルダー５５を移動させることにより、４つの反
応容器５１ａ、５１ａ・・・・・・の底面に形成される
凝集パターンの像が一度に検出可能な構造となっている
。

所謂ＡＢＯ式血液型の判定方法は、各血液型の各々の赤
血球に希釈液を注入した二つのサンプル液を作り、それ
ぞれに判定液としての抗Ａ血清（Ｂ型血清）及び抗Ｂ血
清（Ａ型血清）を滴下する手法によって被検査体の血液
型を判別するものである。そして、被検者の血液型がＡ
型で抗Ａ血清を加えて凝集したが抗Ｂ血清では凝集しな
かった試料血液はＡ型であり、抗Ａ血清では凝集しなか
ったが抗Ｂ血清で凝集したものはＢ型である。

抗Ａ、抗Ｂ血清の双方で凝集したものは、ＡＢ型であり
、抗Ａ、抗Ｂ血清の双方で凝集しなかったものはＯ型で
あると判定される。

この場合、凝集反応が起こると互いに血清を介して結合
した血球粒子の塊は反応容器５１ａの円錐形底面に雪の
ように一様に堆積する。

第９図は、凝集が起こって血球粒子の塊が一様に堆積し
た場合の反応容器５１ａの底面の拡大図である。この−
様堆積パターンを詳細に観察すると中央の最下部Ａ点に
は相当厚く堆積しているのに対し、周辺部Ｃ点ではそれ
に比べてややうす（堆積しており、それらの間の中間部
Ｂ点ではほぼ連続的に厚さが変化している。この場合、
光の透過量はＡ点で最小値をとり、Ａ点から周辺部に向
かって徐々に増加し０点付近で最大となる。

凝集反応が起こらない場合は血球粒子は互いに血清を介
さずに離散したまま沈降し円錐形底面に達するとその斜
面を転がり落ち底面中央部に集合して堆積する。第１１
図は、このような集積パターンが左二つの反応容器に生
じた場合に、−次元ＣＣＤセンサ５３Ａの受光面上に結
像する凝集パターンの像と一次元ＣＣＤセンサ５３Ａの
出力を示す。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例においては、例えば第１０図
に示す左から２番目の反応容器を判定しようとする場合
、同図に点線り、Ｄ’　で示すように、隣接する他の反
応容器を透過した光線が当該集光レンズに入射すること
によりＣＣＤセンサの受光面上に結ばれる像がぼやけ、
このため、誤判定を下すという不都合が生じていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、判定目標の反応容器以外からの透過光により誤判定が
生じるのを有効に防止することが可能な免疫学的凝集反
応検出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、底面の少なくとも一部を傾斜面とした多数
の反応容器を基板にマトリックス状に配列形成した凝集
反応検査用プレートと、この凝集反応検査用プレートを
介して一方の側に配設された発光手段と、他方の側に配
設された受光手段とを備え、発光手段からの照射光によ
り前記多数の反応容器の底面に形成される凝集パターン
の各々の像を、レンズを介して受光手段上に結像せしめ
て電気的手法により前記凝集パターンを検出するように
なっている。そして、凝集反応検査用プレートの各反応
容器に対応して各−つづつ、光が透過可能な窓部を有す
る遮光性マスクを、凝集反応検査用プレートに近接して
装備するという構成を採っている。これによって、前述
した目的を達成しようとするものである。

〔発明の第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第６図に基づ
いて説明する。

この第１図に示す実施例は、底面が円錐状に形成された
多数の反応容器１ａをマトリックス状に配列形成した（
第２．４図参照）透光性の基板１ｂから成る凝集反応検
査用プレートとしてのマイクロプレート１と、このマイ
クロプレート１を介して一方の側（第１図の上方）に配
設された発光手段としての発光ダイオード２Ａ、２Ａ、
・・・・・・と、他方の側（第１図の下方）に配設され
た受光手段としての一次元ＣＣＤセンサ３Ａとを備えて
いる。

前記発光ダイオード２Ａ、２Ａ、・・・・・・とマイク
ロプレート１との間には、散光板３１Ａ、３１Ｂが当該
マイクロプレート１に平行に且つ一定の間隔で配設され
ている。このため、本実施例では、マイクロプレート１
にほぼ均一な平行光が照射されるようになっている。一
方、マイクロプレート１と一次元ＣＣＤセンサ３Ａとの
間には、前記各反応容器１ａに対応して集光レンズ４が
各−つ配設されている。

この集光レンズ４は実際には、第３図に示す外観を有す
るレンズホルダー５に保持されている。

具体的には、このレンズホルダー５には、その長手方向
に沿って隣接する反応容器１ａ、ｌａ相互間の距離に等
しい間隔に複数の孔（本実施例では４つ）５ａ、５ａ、
・・・・・・が穿設されており、この答礼５ａの周壁部
に、各集光レンズ４が固定されている。このレンズホル
ダー５の底部には、前述した一次元ＣＣＤセンサ３Ａが
、集光レンズ４がら下方に一定の距離、即ち、当該集光
レンズ４の焦点距離とほぼ同じ距離だけ隔てて且つ前記
マイクロプレート１に平行に保持されている。本実施例
では、上述した一次元ＣＣＤセンサ３Ａ、４っの集光レ
ンズ４．４．・・・・・・及びレンズホルダー５とによ
って受光ユニット１０が構成されている（第３図参照）
。

更に、本実施例では、マイクロプレート１の各反応容器
１ａに対応して各−つづつ、光が透過可能な窓部１１ａ
を有する遮光性マスクとしての水平板１１が、マイクロ
プレート１に近接して配設されている。

この水平板１１は実際には第５図に示す免疫学的凝集反
応検出装置２０の一部を構成し、この水平板１１の上に
マイクロプレート１が載置されるようになっている。マ
イクロプレート１は、第４図に示すように８行１２列の
マトリックス状に反応容器１ａ、ｌａ、・・・・・・が
配列形成されている。

そして、水平板１１には、第２図に示すように、これら
の反応容器１ａ、Ｉａ、・・・・・・に対向する部分に
前述した光が透過できる窓部１１ａ、ｌｌａ。

・・・・・・が形成されている。

これを更に、詳述すると、窓部１１ａの直径は、反応容
器１ａの外形よりはやや小さいが検査対象とする反応容
器１ａからの光線が通過するには十分な大きさに形成さ
れている（第１図参照）。

水平板１１は、本実施例では、全体を透明なプラスチッ
クで作り、その上、に窓部１１ａ、ｌｌａ。

・・・・・・が形成された遮光性シールｌｌｂを貼付し
て形成されている。このため、窓部１１ａ以外の部分は
光を透過させないようになっている。この場合、遮光性
シールｌｌｂの代わりに着色を施してもよく、また、窓
部１１ａを透明な硝子あるいは樹脂で形成し、他の部分
は遮光性のある材質で形成して両者を組み合わせること
も可能である。更に、所謂光学フィルタを利用すること
も可能である。

前記免疫学的凝集反応検出装置２０は、第５図に示すよ
うに、水平板１１と、この水平板１１を下方から支持す
る一方の支持部材１２Ａと、他方の支持部材１２Ｂとを
備えている。この内、支持部材１２Ａ、１２Ｂ間には、
これら両者を連結し固定する補強板１２Ｃが、架設され
ている。また、支持部材１２Ａ、１２Ｂ間には、第６図
に示すように前記水平板１１の長手方向に沿ってガイド
シャフト１３が架設されている。更に、支持部材１２Ａ
、１２Ｂ間には、ボールネジの雄ネジがその全長に亘っ
て形成された別のシャフト１４が、ガイドシャフト１３
に平行に配設され、回転自在に装備されている。

一方、これらの両シャフト１３．１４には、第５図ない
し第６図に示すボックス１５が当該両シャフト１３．１
４に沿って往復移動可能に装備されている。具体的には
、ボックス１５には、シャフト１３の直径とほぼ同程度
の直径を有する孔１５ａおよびシャフト１４の直径とほ
ぼ同程度の直径を有する孔１５ｂが設けられている。ま
た、このボックス１５の内部には、前述した雄ネジに図
示しないボールを介して対向する図示しない雌ネジが形
成されたボールネジの雌ネジ部が内蔵されている。

前記ボックス１５の上面には、前述した受光ユニッ）１
０を搭載するための可動板１６が、前記水平板１１に平
行に配設され、固定されている。

この可動板１６の上面には、前述した発光ダイオード２
Ａ、２Ａ、・・・・・・がその下面に固定された上板１
７を両端で支持する支持板１８Ａ、１８Ｂが、当該可動
板１６に直交して固定されている。前記上板１７の下面
には、前述した散光板３１Ａ、３１Ｂが一体的に保持さ
れている。また、上板１７の下面には、ＩＣ等で構成さ
れる前述した発光ダイオード２Ａ、２Ａ、・・・・・・
駆動用のＬＥＤドライバ回路８が設けられている。

また、可動板１６の上面には、当該可動板１６と平行に
配設された基板１９が固定されている。

この基板１９には、ＩＣ等で構成される一次元ＣＣＤセ
ンサ３Ａ駆動用のＣＣＤドライバ回路９が搭載されてい
る。

更に、可動板１６の上面には、前述した構成の受光ユニ
ット１０が二つ、それぞれの長手方向の一部が相互に重
複する状態で且つ前記マイクロプレート１にマトリック
ス状に配設された反応容器ｌａ、ｌａ、・・・・・・の
縦列に沿って配置されている。

これらの受光ユニッ）１０．１０は、実際には、第３図
に示すように連結部材１０Ａにて連結されている。この
場合、各受光ユニット１０は第６図に示すように配置さ
れ、それぞれの長手方向に沿って隣接する反応容器１ａ
、ｌａ相互間の距離に等しい間隔で穿設された４つの孔
５ａ、５ａ、・・・・・・が、反応容器１ａ、ｌａと一
致するようになっている。

前記支持部材１２Ａの外方には前述したシャフト１４に
図示しないギヤ機構を介して回転力を付勢するモータ２
１が装備されている。このため、本実施例では、モータ
２１が駆動されると、可動板１６．上板１７が、水平板
１１およびマイクロプレート１を上下から挾んだ状態で
一体的に、第５図の矢印Ｐ方向部ちマイクロプレート１
にマトリックス状に配設された反応容器１ａ、ｌａ、・
・・・・・の横列に沿って往復移動するようになってい
る。

次に、上述のように構成された免疫学的凝集反応検出装
置２０の動作について説明する。

モータ２１が駆動されると可動板１６が移動を始め、図
示しない位置決め手段が図示しないＣＰＵに制御され、
第３図に示す受光ユニット１０゜ＩＯが、マイクロプレ
ート１に形成された反応容器１ａ、ｌａ、・・・・・・
の任意縦列下方に移動設定されると、発光ダイオード２
Ａ、２Ａ、・・・・・・からの光が散光板３１Ａ、３１
Ｂを介してマイクロプレート１に照射され、発光ダイオ
ード２Ａ、２Ａ。

・・・・・・からの照射光により受光ユニット１０の上
方に位置する合計へつの反応容器１ａ、ｌａ・・・・・
・の底面に形成される凝集パターンの各々の像が、各集
光レンズ４を介して一次元ＣＣＤセンサ３Ａ。

３Ａ上に結像する。この−次元ＣＣＤセンサ３Ａ。

３Ａからの出力信号が図示しないＡ／Ｄ変換器を介して
図示しないＣＰＵに送られ、該ＣＰＵでは、可動板１６
の移動量をモータの送り量（回転量）から求めてどの列
の反応容器を検査中かを算出し、それぞれの反応容器内
の被検体の凝集パターンを自動的に判定するようになっ
ている。

以上説明した本第１実施例によると、水平板にマイクロ
プレート１の反応容器１ａ、ｌａ、・・・・・・に対応
して光が透過し得る窓部１１ａ、ｌｌａ。

・・・・・・を有する遮光性シールｌｌｂを水平板１１
を形成する透明部材の上に貼付する等の構成としたこと
から、検査対象の反応容器以外からの光の進入、即ち隣
接する反応容器を透過した光が集光レンズ４部分に進入
するのを有効に防止することができ（第１図矢印Ｅ、Ｅ
’参照）、これにより検査精度の向上を図ることができ
るという利点がある。また、発光ダイオード２Ａ、２Ａ
・・・・・・と−次元ＣＣＤセンサ３Ａ、３Ａとが一体
的に移動する構造となっているので、これら両者の位置
関係が固定化しているのでこの点においても、検査精度
の一層の向上を図ることが出来る。更に、マイクロプレ
ート１が固定となっているため、反応容器ｌａ中で凝集
し、堆積した粒子が振動等で拡散されることがなく、反
応結果を安定に保持できるという利点をも有している。

更に、また、マイクロプレートを載置していない時に誤
って異物を落下させても、水平板１１によりレンズホル
ダー５゜集光レンズ４への異物の進入を防ぐことができ
、光学系駆動用のボールネジ部分への異物の進入を防ぐ
こともできる。

〔発明の第２実施例〕 次に、本発明の第２実施例を第７図ないし第８図に基づ
いて説明する。

ここで、前述した第１実施例と同一の構成部材について
は同一の符号を用いるものとする。

この第２実施例では、前述した第１実施例の水平板１１
に換えて第７図ないし第８図に示す遮光性マスクとして
の水平板４１が使用されている。

この水平板４１は、第７図ないし第８図に示すように、
マイクロプレート１を載置する部分が上方に突設されて
おり、この突出した部分にマイクロプレート１の反応容
器１ａ、ｌａ、・・・・・・に対向する光が透過できる
窓部としての丸穴４１ａ、４１ａ、・・・・・・が形成
されている。この丸穴４１ａの直径は、反応容器１ａの
外径よりやや小さくマイクロプレートを当該水平板４１
上に載置した際に反応容器１ａ底部が該丸穴４１ａの中
に極僅かの隙間をもって入るような寸法である。

その他の構成は前述した第１実施例と同一になっている
。

このように構成しても前述した第１実施例とほぼ同一の
作用効果を有する他、マイクロプレートエが正規の位置
からずれると反応容器１ａ底部のテーパ部と丸穴４１ａ
とが相互に作用し合って当該マイクロプレート１が誤っ
た位置に装填されるのを防ぐことができ、該マイクロプ
レート１の位置決めを一層容易にできるという利点があ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、凝集反応検査用プ
レートの各反応容器に対応して各−つづつ、光が透過可
能な窓部を有する遮光性マスクを、凝集反応検査用プレ
ートに近接して装備したことから、当該遮光性マスクの
作用により、検査対象の反応容器以外からの光の進入、
即ち隣接する反応容器を透過した光が集光レンズ部分に
進入するのを有効に防止することができ、これにより測
定精度を向上せしめることができるという従来にない優
れた免疫学的凝集反応検出装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す概念図、第２
図は第１図の水平板の外観、及び窓部と反応容器との実
際の位置関係を示す説明図、第３図は第１図の受光ユニ
ットを示す外観斜視図、第４図は第１図のマイクロプレ
ートを示す斜視図、第５図は第１図の実施例に係る免疫
学的凝集反応検出装置の全体を示す斜視図、第６図は第
５図のＶｌ−Ｖｌ線に沿って見た状態を示す図、第７図
は本発明の第２実施例の構成を示す概念図、第８図は第
７図の水平板の外観、及び窓部と反応容器との実際の位
置関係を示す説明図、第９図ないし第１１図は従来例を
示す説明図である。 ｌ・・・・・・凝集反応検査用プレートとしてのマイク
ロプレート、１ａ・・・・・・反応容器、２Ａ・・・・
・・発光手段としての発光ダイオード、３Ａ・・・・・
・受光手段としての一次元ＣＣＤセンサ、１１・・・・
・・遮光性マスクとしての水平板、ｌｌａ・・・・・・
窓部。 第 ７図 λ 第１０図 ９月 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、底面の少なくとも一部を傾斜面とした多数の反
   応容器を基板にマトリックス状に配列形成した凝集反応
   検査用プレートと、この凝集反応検査用プレートを介し
   て一方の側に配設された発光手段と、他方の側に配設さ
   れた受光手段とを備え、前記発光手段からの照射光によ
   り前記多数の反応容器の底面に形成される凝集パターン
   の各々の像をレンズを介して前記受光手段上に結像せし
   めて電気的手法により前記凝集パターンを検出する免疫
   学的凝集反応検出装置において、 前期凝集反応検査用プレートの各反応容器に対応して各
   一つづつ、光が透過可能な窓部を有する遮光性マスクを
   、前記凝集反応検査用プレートに近接して装備したこと
   を特徴とする免疫学的凝集反応検出装置。