JPH02242162A

JPH02242162A - 試薬反応装置

Info

Publication number: JPH02242162A
Application number: JP1064377A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Kondo; 昭宏近藤; Yoshiyuki Kato; 加藤　義行; Ikunoshin Katou; 郁之進加藤; Hisao Tsuruta; 久生鶴田
Original assignee: IRIKA KIKI KK; Takara Shuzo Co Ltd
Current assignee: IRIKA KIKI KK; Takara Shuzo Co Ltd
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1990-09-26
Also published as: US5089230A; EP0388144A3; EP0388144A2

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、サンプル溶液に種々の試薬を加えて反応させ
るための試薬反応装置に関するものである。

従来の技術従来、種々の試薬反応を次々に実行しなければならない
ような液体サンプルの処理、たとえば複合糖質の分析に
あたり、糖鎖を単離してからこれに蛍光標識を付す等の
処理においては、反応数に応じて多数の試薬類を要する
ため、実験室的に手操作で行うのが普通であった。

発明が解決しようとする課題しかしながら、各種試薬類をサンプルに適正に汚染なく
添加することや、反応条件の管理をすべて手操作で行う
ことはきわめて面倒であり、−方、ある程度試みられた
機械化においても微妙な調整が困難であるという問題が
あった。

本発明は、サンプル溶液に種々の試薬を加えて反応させ
る全工程を完全に自動化しうる装置を提供しようとする
ものである。

課題を解決するための手段上記の目的を達するにあたり、本発明は、１器部の上端
に、流体入口ポートと流体廃棄ポートを有するプランジ
ャ゛−弁を装備してなる多数のサンプルバイアルと、前記多数のサンプルバイアルを所定の経路に沿って順次
スタート位置にもたらすための第１のバイアル移送手段
と、前記スタート位置から所定の距離の点に設定された回収
位置においてサンプルバイアルを受容し、第２の所定経
路に沿って順次送り出すための第２のバイアル移送手段
と、前記スタート位置から回収位置までの範囲内に配列され
た少なくとも一つの温度調節槽と、前記範囲内の１個所
に配置され、自身が受入れたサンプルバイアルの開口部
から底部に向けて物理力を作用させることにより、上部
の液体を底部に収束させるための手段と、前記スタート位置にあるサンプルバイアルを持ち上げて
から、前記範囲を経て前記回収位置の直上まで移動し、
この位置で降下することにより前記サンプルバイアルを
回収位置にもたらし、かつ解放することができるバイア
ル操作手段であって、前記範囲においては所定のシーケ
ンスプログラムに従った順序で前記少なくとも一つの温
度調節槽又は前記収束手段のいずれかの上方まで前進又
は後退して停止し、これらの位置で降下及び再上昇して
前記サンプルバイアルを対応する温度調節槽又は収束手
段の空位置に配置、もしくはその位置から取出すために
、解放もしくは保持するようにした前記バイアル操作手
段とを備え、前記バイアル操作手段には複数の試薬のい
ずれか、又は不活性ガスを選択的に流通させるための流
体供給流路、及び流体廃棄流路を設けるとともに、この
バイアル操作手段が前記サンプルバイアルの一つを保持
したとき、それら流路の先端がこのバイアルのプランジ
ャー弁における流体入口ポート及び流体廃棄ポートにそ
れぞれ接続され、さらにこのプランジャー弁をバイアル
本体に関して押下げることにより、その流体入口ポート
及び流体廃棄ポートを開放させるようにした構造を有す
る試薬反応装置を構成したものである。

上記の構成において、液体収束手段としては、サンプル
バイアルの開口部から底部に向けて物理力を作用させる
ことにより、上部の液体を底部まで収束させるために、
例えば遠心加重を加える手段や、バイアルに振動を与え
る手段等を採用することができる。そして、このような
収束手段により反応液の攪拌も同時に行うことができる
が、バイアル内への攪拌子の挿入、超音波処理、又は電
子ビーム処理等の手段で攪拌を行ってもよい。

また、本発明における廃棄とは、反応試薬、洗浄液等を
バイアル、試薬流路等から除き去る事を意味し、そのた
めには、例えば廃棄ポートに廃棄流路を接続し、吸引、
加圧処理等を行うことによりこの廃棄流路を介して液体
を除去するものである。吸引手段としては、例えば吸引
ポンプや真空源を用いれば良く、加圧手段としては、例
えば不活性ガス源が用いられる。

また、本発明の試薬反応装置における前記サンプルバイ
アルと、その試薬注入及び移送等を行う操作機構との好
ましい組合せ構造は、次の通りである。すなわち、サン
プルバイアルは、容器部と、前記容器部の開口上端に接続固定された、少なくとも一
部が磁性体からなる弁スリーブと、前記弁スリーブ内に
おいて前記容器部に突入及び後退自在に保持されたプラ
ンジャー弁であって、その上端面に各自の外部接続口を
、下側面に各自の容器連通口を、それぞれ開口せしめて
なる流体入口ポート、及び流体廃棄ポートを前記プラン
ジャー弁内に形成し、前記プランジャー弁の容器部突入
時において、前記各連通口が容器部内に露出・開通する
ようにし、後退時においてその先端が容器部の入口に嵌
合するようにしたものと、前記プランジャー弁を、常時
は前記各連通口が容器部外に位置することにより容器部
を封閉するための、上端位置に維持するためのリテーナ
スプリングとを備えたサンプルバイアルからなり、前記
サンプルバイアルのための操作手段は、前記サンプルバ
イアルの弁スリーブにおける磁性体部分に選択的に磁気
引力を作用せしめるためのソレノイドを装着した下向開
口スリーブと、前記下向開口スリーブ内の定位置に維持
され、そのスリーブが前記サンプルバイアルの直上にお
いて前記磁性体部分に前記ソレノイドによる磁気引力を
及ぼしうるレベル位置にある時、先端が前記サンプルバ
イアルのプランジャー弁の上端面に当接もしくは緩圧面
接触するノーズ本体であって、前記面接触時において、
前記流体入口ポート及び前記流体廃棄ポートの各外部接
続口に整合してこれらのポートに気密接続される流体供
給流路及び流体廃棄流路を設けたものと、前記下向開口スリーブ及びノーズ本体を一体に保持し、
これらが前記サンプルバイアルのプランジャー弁を、前
記ノーズ本体の先端による面接触状態において前記開通
位置まで押下げる最下位置から、前記ソレノイドにより
前記磁性体部分を吸着して前記サンプルバイアルを少な
くともその全長分持上げる最上位置までの間における垂
直上下動を、所定範囲内の多数のサンプル処理位置上に
おいて実行し、かつ前記最上位置のレベルにおいて前記
範囲内の移動を実行できるようにするための可動保持部
材とを備えてなる可動ノーズ部とからなり、前記ノーズ部材の流体供給流路を各種試薬の供給源又は
不活性ガス源に選択的に接続するとともに、前記流体廃
棄流路を流体吸引手段に接続することによりサンプルバ
イアル中に各種試薬を順次注入及び反応させる工程をシ
ーケンスプログラムに従って実行するようにしたもので
ある。

さらに、本発明の試薬反応装置におけるサンプルバイア
ル内のバイアル底部への試薬収束手段としては、例えば
遠心加重器を用いればよく、この遠心加重器は複数のサ
ンプルバイアルを受容するための少なくとも一対の受孔
を、軸対称もしくは環状に配置するとともに、各孔軸が
中心軸に対して４５°未満の角度で裾広がりとなる仮想
円錐面上の斜線と一致するように形成してなる回転盤を
備え、この回転盤を前記中心軸が水平面に対して４５°
以上の角度となるように配置したことにより、回動経路
の最下位置に達した受孔においてサンプルバイアルを受
入れ、又は取出しのために待機させるとともに、回転盤
の回転によりサンプルバイアル中の液体にバイアル底部
に向かう遠心力を与え、回動経路の最上位置に達した受
孔に支持されたサンプルバイアルの入口部が底部より高
い位置に維持されるようにしたことを特徴としている。

作　　　　　用上述した本発明の試薬反応装置の全体的的構成によれば
、適量のサンプル液を収容したサンプルバイアルを第１
の移送手段上に載せた後、そのサンプルバイアルにはシ
ーケンスプログラムに従って順次所定の試薬が注入され
、各試薬に関するバイアル内の混合、反応及び反応後の
洗浄等が自動的に実施されるものである。また、このよ
うな−連の処理はサンプルバイアルをいわゆるロット生
産的な１群毎の取扱いでなく、個々のバイアル毎になさ
れるので、それらは実質上同一の処理条件を辿り、再現
性のよい試薬反応装置を構成することができる。さらに
、個々のサンプルバイアルの熱量は小さいため、必要な
反応温度に常時設定されるか、又は狭い温度範囲でのみ
制御される温度調節槽を用いる場合でも、熱容量の小さ
い各サンプルバイアルは短時間でそれらの設定温度に達
することになり、この点も全工程の自動化における時間
短縮に役立つものである。

また、本発明のサンプルバイアル及びその操作機構の組
合せ構造によれば、単一のノーズ部材をもってサンプル
バイアルの支持運搬、及びプランジャー弁を介しての試
薬注入、流体廃棄等のすべての取扱い及び流路接続を行
うことが可能となる。この場合、サンプルバイアルの容
器部はノーズ部によるプランジャー弁の押圧及び開放の
みにより自動的に開閉されるものである。

さらに、本発明の試薬反応装置におけるバイアル底部へ
の試薬の収束手段としての遠心加重器は、サンプルバイ
アル内に注入された上層の試薬に対して外向き及び底向
きの遠心力を与え、バイアル底部に収束させることによ
り、再現性のよい正確な反応に役立てるものである。

実　　施　　例第１図は本発明の試薬反応装置の実施例における全体的
構成を示すものであり、（１ａ）〜（１ｈ）は装置ケー
シング（図示せず）の上部における試薬棚（１）上に配
列された各種試薬瓶であり、試薬棚（１）の下方には、
この場合九方弁からなる試薬選択弁（２）、各々四方弁
からなる計量弁セット（３ａ）、（３ｂ）　、計量弁（
３ａ）に接続されたマイクロシリンジ状計量器（４）、
及び真空ライン（５）に接続された四方弁として示す真
空開閉弁（６）が配置されている。試薬瓶（１ａ）〜（
１ｈ）には前記選択弁（２）の試薬選択ライン（２ａ）
〜（２ｈ）の入口端が挿入されるとともに、これらの選
択ライン内部の試薬を送込むための押出し圧力を発生す
る、不活性ガス（この場合Ｎ）供給ライン（７）の各分
岐端が接続される。不活性ガス（７）の始端部からは第
２の不活性ガス供給ライン（８）が分岐しており、この
ガス供給ライン（８）は電磁弁（９）を介して試薬選択
弁（２）の一つの選択口及び計量弁（３ｂ）の一つの入
口に接続されている。なお、ガス供給ライン（８）の前
記選択弁（２）への分岐路（８ａ）の下流側には計量弁
（３ｂ）の手前において電磁弁（１０）が分岐接続され
、選択的に大気と連通ずるようになっている。一方、装
置構造の基台（１１）上には図の左右両端において、ス
タート側ターンテーブル（１２ａ）及び回収側ターンテ
ーブル（１２ｂ）が配置されるとともに、これらのター
ンテーブル（１２ａ）、（１２ｂ）間の直線範囲内にお
いて遠心加重器（１３）、第１温度調節槽（１４）、第
２温度調節槽（１５）、第３温度調節槽（１６）及び第
４温度調節槽（１７）が順次配列され、これらはターン
テーブル（１２ａ）、（１２ｂ）と同一のレベルおいて
サンプルバイアル（１８）を受容支持するようになって
いる。サンプルバイアル操作手段としてのノーズ部（１
９）は前記スタート側ターンテーブル（１２ａ）内のス
タート位置及び回収側ターンテーブル（１２ｂ）の回収
位置（いずれも各ターンテーブルの装置内側寄りに設定
される）間において移動可能に保持されているとともに
、これらの両端位置及び中間の各処理位置において、上
下動自在となっている。

ノーズ部（１９）は各処理位置において、たとえば第１
温度調節槽（１４）の左端に位置するサンプルバイアル
（１８°）に関して実線で示した通り、当接し、さらに
これを押し下げてサンプルバイアル内に試薬又は不活性
ガスを供給し、及びサンプルバイアル内から気相を吸引
することが可能であり、さらに磁力によりサンプルバイ
アルを吸着して、これを持上げ（同時に、バイアル内は
密閉される）、前記直線範囲内において移動するもので
ある。したがって、ノーズ部（１９）内には計量弁（３
ｂ）からの計量ライン（２０）及び真空開閉弁（６）か
らの真空ライン（２１）が接続されている。

以上述べた試薬反応装置の各部動作は、好ましくは装置
の天板部に隣接して設けられ、もしくは天板上に載置さ
れたシーケンスコントローラ（２２）により制御される
ようになっている。

第２図は第１図において説明した装置各部の平面配置を
示すものであり、第１図に示した各部分に対応する部分
については同一の参照数字を付すものとする。すなわち
、基台（１１）上において前部側にはターンテーブル（
１２ａ）、（１２ｂ）、遠心加重器（１３）、温度調節
槽（１４）〜（１７）が−直線上に配置され、後部側に
は遠心加重器（１３）の駆動部（１３ａ）、ディスクバ
ルブからなる選択弁（２）、計量弁（３ａ）、（３ｂ）
及び開閉弁（６）が配置され、選択弁（２）及び計量弁
（３ａ）の間に２個の電磁弁（９）、（１０）が、また
計量弁（３ａ）、（３ｂ）間に計量器（４）が配置され
ている。なお、計量器（４）に隣接して歯車機構（４ａ
）からなる計量駆動部が設けられている。ターンテーブ
ル（１２ａ）及び（１２ｂ）は破線（２３）で略示する
ベルトもしくはチェーン伝動機構等により同期ステップ
回転するようになっている。（２４）はこの場合、スタ
ート側ターンテーブル（１２ａ）に隣接して配置された
ターンテーブル駆動モータである。

次に、装置各部の構造について説明する。

スタート側及び回収側ターンテーブル第３図Ａ及びＢはスタート側及び回収側において共通の
構造を有するターンテーブル（１２）の平面及び縦断面
を示す図である。ターンテーブル（１２）はこの場合、
１０個のバイアル支持孔（２５）を配列し、各支持孔に
おいてサンプルバイアル（１８）　ヲその容器部（１８
ａ）が完全にテーブル（１２）面の下方に位置するレベ
ルにおいて受容支持するものである。ターンテーブル（
１２）の支持シャフト（２６）にはテーブル下方の駆動
部（２７）内においてベルトプーリ（２８）が固定され
、さらにその直下部に適当な位置決め孔を有するインデ
ックス板（２９）が固定され、適宜のフォトカプラー（
３０）により前記位置決め孔を検出して、正確なステッ
プ角度を維持するようになっている。

ノーズ駆動部第４図及び第５図は回収側ターンテーブル（１２ｂ）上
に支持されたサンプルバイアル（１８）と係合したノー
ズ部（１９）のための支持及び駆動機構が示されている
。ノーズ部（１９）の上端を支持したノーズブロック（
３１）の後端からはロッド（３２）が垂下支持され、こ
のロッドにはラック面（３２ａ）が形成され、これがピ
ニオンギヤ（３２ｂ）に駆動されて上下動するようにな
っている。第５図において仮想線で示す通り、ノーズ部
（１９）はその垂直ストロークの上端位置において持上
げたサンプルバイアル（１８）の下端をターンテーブル
（１２ａ）、（１２ｂ）及び遠心加重器（１３）のバイ
アル受入位置の上面、そして各温度調節槽（１４）〜（
１７）のバイアル受入部の上面より上位にもたらし、し
たがって、この状態でサンプルバイアルが横移動しても
各受入位置に衝突しないようになっている。（３３）は
ノーズ機構を支持する可動ブロックであり、これは装置
正面に沿って平行したガイドレール（３４ａ）、（３４
ｂ）により横移動自在に支持及び案内されるものである
。この横移動は装置天板部（３５）より垂下支持された
プーリ（３６）の張設ベルト（３７）により与えられる
ようになっている。すなわち、ベルト（３７）の−個所
は可動ブロック（３３）の−個所に連結されている。な
お、可動ブロックの後端からは前記ピニオン歯車を駆動
するためのモータ（３８）が設置されている。

サンプルバイアル及びノーズ部材第６図Ａ−Ｃはサンプルバイアル（１８）とノーズ部（
１９）との種々の係合状態を示す図であり、ノーズ部（
１９）についてはその先端部のみを破断して示すものと
する。サンプルバイアル（１８）は前述した通り、容器
部（１８ａ）を有し、その上方にアルミニウム等からな
る弁スリーブＣｌ８ｂ）を装着したものである。弁スリ
ーブ（１８ｂ）の外側上端にはフェライト等の常磁性体
（３９）が冠着されているとともに、プランジャー弁（
４０）を摺動自在に収納したものである。プランジャー
弁（４０）はその最後退位置（はぼ第６図Ａに示す状態
）において、先端部のみが容器部（１８ａ）の入口に嵌
入してこの内部を封閉し、突入位置（第６図Ｂ）におい
て、その流体入口ポー）　（４１）及び流体廃棄ポート
としての真空ポート（４２）が容器部（１８ａ）内と連
通ずるようになっている。すなわち、流体入口ポート（
４１）及び真空ポート（４２）はプランジャー弁（４０
）の突入位置において、容器部（１８ａ）内に露出する
ようにした先端開口をそのプランジャー弁（４０）の下
側面に有するものである。プランジャー弁（４０）の後
端（上端）にはポート（４１）及び（４２）の後端開口
が露出した凹部を有し、この凹部には円錐突出面（４３
ａ）を有スる緩衝ゴム（４３）が装着される。この緩衝
ゴム（４３）にはポート（４１）及び（４２）に整合し
たポートが形成され、これらは円錐突出面（４３ａ）の
頂点部及び斜面部にそれぞれ開口している。ノーズ部（
１９）はノーズ本体（４４）とそのノーズ本体（４４）
を包囲したスリーブ（４５）とからなり、ノーズ本体（
４４）の先端にはいずれかの処理位置に支持されたサン
プルバイアル（１８）のプランジャー弁（４０）の緩衝
ゴム（４３）の円錐突出面（４３ａ）に対応する凹部を
有する。

スリーブ（４５）の先端部には、ノーズ本体（４４）の
先端が緩衝ゴム（４３）の円錐突出面（４３ａ）に当接
、もしくはプランジャー弁（４０）をわずかに押下げる
程度の緩圧面接触をしたとき、前記サンプルバイアルの
磁性体（３９）に対向してこれに磁気引力を及ぼすため
のソレノイド（４６）が装着されている。ノーズ本体（
４４）には先端凹部の中央に開口した流体供給流路（４
７）及びその中央部を包囲する環状平面に開口した真空
吸引流路（４８）を有し、これらの流路（４７）及び（
４８）は本体後端の接続口を介して第１図に関して前述
した計量ライン（２０）及び真空ライン（２１）に接続
される。第６図Ａ及びＢから明らかな通り、本体（４４
）が緩衝ゴム（４３）の円錐突出面（４３ａ）に圧接し
た状態において、流体供給流路（４７）の先端が流体入
口ポート（４１）の後端と完全に整合し、真空吸引流路
（４８）の先端開口は前記環状平面と緩衝ゴムの円錐突
出面（４３ａ）間に形成される環状空間を介して前記プ
ランジャー弁の真空ポート（４２）の後端開口と連通ず
るものである。したがって、ノーズ部（１９）とサンプ
ルバイアル（１８）は軸線のみ整合すれば、角度位置と
は関係なく流路接続される。なお、プランジャー弁（４
０）の本体はフッ素樹脂成形体からなり、この先端側面
はサンプルバイアルの容器部（１８ａ）の内装ガラス膜
（４９）の入口とよく摺りあって、この容器部（１８ａ
）内の気密シール及び開放を制御するものである。第６
図Ｃはノーズ部（１９）がサンプルバイアル（１８）を
磁気的に吊上げる際の両者の位置関係を示すものであリ
、サンプルバイアル（１８）中のプランジャー弁（４０
）が完全に後退し、ノーズ本体（４４）の先端がサンプ
ルバイアル（１８）の後端面とほぼ同一面内に位置して
いることが分かる。

第６図りはノーズ本体（４４）及びその支持部（４４ａ
）の係合間係を示す断面図であり、第６図Ｂとあわせて
、ノーズ本体（４４）は支持部（４４ａ）における一対
の先端脚部（５０）に支持されたものであることが分か
る。

ディスクバルブ第７図は第１及び第２図に示した選択弁（２）、計量弁
（３ａ）、（３ｂ）及び開閉弁（６）において使用され
る多方ディスク弁構造を示すものであり、ここでは九方
弁として描かれている。このディスクバルブは比較的厚
い円板からなる人出ロブロック（５１）と、これに隣接
した流路ブロック（５２）及びさらにこれに隣接した回
転ディスク（５３）からなり、回転ディスク（５３）の
角度位置に応じて環状配列された９個の入口流路のいず
れかと中央の出口流路とが連絡チャンネル（５３ａ）を
介して連通ずるようになっている。なお、（５１ａ）は
流体入口、（５１ｂ）は流体出口、そして（５４）はバ
ルブ本体（５５）を支持する支持板であり、第７図Ａに
おいてその左方にはフォトカプラーの一部をなす素子（
５６）が固定されるとともに、回転ディスク支持シャフ
ト（５７）の後端においてフォトカプラー素子（５６）
に対向する位置決め板（５８）が支持され、これによっ
て回転ディスク（５３）が正確な流路接続位置へ回転駆
動されるようになっている。

計量器第８図Ａ及びＢは計量器の計量シリンジ部（４）及び計
量機構部（４ａ）の詳細を示すものである。

第８図Ｂにおいて、ハツチングを施して示した計量シリ
ンジ（４）のマイクロシリンジ室（４ｂ）はゼロボリュ
ーム位置であり、この状態から可動部（４ｃ）が仮想線
で示す位置まで後退したとき、最大量（たとえば、１０
０μｌ）の試薬をシリンジ室（４ｂ）の先端における流
体出入口（４ｄ）より引入れることができる。可動部（
４ｃ）の移動範囲の後方には、プランジャーストローク
調節棒（４ｅ）が配置されている。計量機構部（４ａ）
はモータ（５９）、歯車（６０）、（６１）及び駆動用
ねじ捧（６２）を有するとともに、モータ軸に固着され
た位置決め用ディスク（６３）及びフォトカプラー（６
４）を具備している。

遠心加重器第９図は液体収束手段としての遠心加重器（１３）の縦
断面を示すものである。第９図においてはその左側を装
置正面として描いてあり、この場合、回転軸（６５）は
基台面に関して４５°よりやや大きい角度で正面方向に
傾げられている。回転軸（６５）の上端に固着された回
転盤は少なくとも２個のサンプルバイアル受孔（６６）
を環状配列もしくは軸対称配置において形成した受孔ブ
ロック（６７）を有する。各受孔（６６）の孔軸は回転
軸（６５）に対して４５°未満の角度で裾広がりとなる
ように形成されており、これによって回転中最も装置正
面寄りとなる回転軌道の下端に達した受孔（６６）は垂
直となり、これと軸対称の上端位置に達した受孔（６６
）は水平よりもやや底部側が低くなった傾きを有するよ
うになっている。回転軸（６５）の下部には位置決めデ
ィスク（６８ンが支持されるとともに、適当な保持ブロ
ック（６９）に位置決めディスク（６８）に対応したフ
ォトカプラー（７０）が取り付けられている。これによ
りサンプルバイアル（１８）は回転軌道の最も下端位置
において待機した受孔（６６）に受入れられてから回転
駆動され、容器部上層の試薬を遠心力によりその容器部
内の下方に収束させることができる。何らかの原因で遠
心加重器（１３）が停止し、サンプルバイアル（１８）
が最も上端の受孔（６６）に支持された状態にとどまっ
たとしても、サンプルバイアル（１８）の入口部は底部
より十分高く維持されるため、プランジャー弁の効果と
相俟って内部の試薬等が流出する危険はない。

温度調節槽第１０図は温度調節槽、この場合１００℃用の第１槽（
１４）を示すものである。温度調節槽（１４）において
、サンプルバイアル（１８）はその容器部（１８ａ）が
温度調節槽（１４）のふた（１４ａ）より十分低い槽内
位置に維持されるようになっている。温度調節槽（１４
）は適当な電気ヒータ素子を装備している。

図において、仮想線で示した小枠（７１）はそのヒータ
素子に接続された電気端子部である。

なお、図示しないが、実施例において各１個のサンプル
バイアルのみを取扱うための第２、第３及び第４の温度
調節槽（１５）、（１６）及び（１７）も同様に形成さ
れるが、比較的低温用の温度調節槽（１６）及び（１７
）においては、それぞれ３０℃及び４０℃とするための
温度制御、及び所望に応じて室温より低い温度に冷却制
御するため、ペルチェ素子を用いることができる。

以上述べた装置構成を有する試薬反応装置により、実施
される試薬反応の要素動作（プロセス）は次の通りであ
る。

（１）　　　計　　量第１１図Ａに示す通り、各種試薬をパルスモータ駆動さ
れる計量器（４）（計量シリンジ）で定容して、このシ
リンジと計量弁（３ａ）、（３ｂ）間に導入し、次いで
、第１１図Ｂのごとく計量弁（３ｂ）の流路を切換え、
同時に計量器（４）のシリンジを縮小して計量弁（３ａ
）、（３ｂ）を介し計量ライン（２０）内に所定量の試
薬を導入する。

（２）　　　注　　入第１１図Ｃに示すように、計量弁（３ｂ）を再び切換え
、ノーズ部（１９）によりサンプルバイアル（１８）の
プランジャー弁を開け、計量ライン（２ｏ）中の試薬を
前記バイアル中に押出す。

（３）　　　加　　重サンプルバイアル（１８）のスライドバルブを閉じてノ
ーズ部（１９）のソレノイド（第６図、４６）に通電し
、サンプルバイアル（１８）を引き上げて遠心ステージ
（第９図）に移して゛回転をあたえ、試薬をサンプルバ
イアルの底に落とす。

（４）　　　置　　換ノーズ部（１９）によりサンプルバイアル（１８）のプ
ランジャー弁を開けて（第６図Ｂ）、サンプルバイアル
（１８）に窒素ガスを吹き出し完全に置換する。

（５）　　　密　　閉ｙ−ス部（１９）を上昇させ、サンプルバイアル（１８
）のプランジャー弁を閉じる。

（６）　　　加　　温サンプルバイアル（１８）のプランジャー弁を閉じて、
ノーズ部のソレノイドに通電し、サンプルバイアルを引
き上げて所定の反応ステージ（温度調節槽（１４）〜（
１７）のいずれか）へ移動し、サンプルバイアルをセッ
トする。

（７）　　　冷　　却サンプルバイアル（１８）のプランジャー弁を閉じてノ
ーズ部に通電し、サンプルバイアル（１８）を引き上げ
て冷却ステージ（温度調節槽（１６）又は（１７）ノイ
スレか）へ移動し、サンプルバイアルヲセツトする。

（８）　　　開　　封ノーズ部（工９）を下降させ（第６図Ｂ）、サンプルバ
イアル（１８）のプランジャー弁を開ける。

（９）　　　留　　去／−ス部（１９）を下降させ、サンプルバイアル（１８
）のプランジャー弁を開け、窒素ガスを吹き出すと同時
に真空ポンプ吸引し、サンプルバイアル内を約１５順Ｈ
ｇにする。

００　　　共　　沸ノーズ部材（１９）を下降させ、サンプルバイアル（１
８）のプランジャー弁を開け、窒素ガスを吹き出すと同
時に真空ポンプ吸引し、サンプルバイアル内を約１５ｍ
ａＨｇにする。

ｑｌ）　　　洗　　浄ノーズ部（１９）を下降させ、サンプルバイアル（１８
）のプランジャー弁を閉じた状態でメタノールを流し、
その後窒素ガスを吹き出して乾燥させる。

最後に本発明の装置を用いて複合糖質分析のためその糖
質サンプルから糖鎖を単離し、この糖鎖に蛍光標識を付
す分析前処理シーケンスの実施例を掲げる。

■、ヒドラジン分解処理シーケンスヒドラジン分解（１）　　冷　　却　　３０℃ （２）　計　量　（無水ヒドラジン１５０μ１）（３）
　　注　　入（４）　　洗　　浄（５）　　加　　重（６）　　冷　　却３０℃ １００℃　　１０時間３０℃ （トルエン／２０μ１）３０℃ ３０℃　　２０分間（トルエン／２０μ１）３０℃ ３０℃ （トルエン／２０μ１）３０℃ ３０℃ Ｎ−アセチル化（１０％ビリンン含有メタノール溶液／４０μ７）３０
℃ （無水酢酸／１０μ１）１０分間２０分間３０℃ ９０℃　　１５分間９０℃　　２０分間３０℃ 還　　　　　元（１０％ピリジルボラン含有メタハル１ｉｌｏｕｌ）３
０℃ ９０℃　　３０分間３０℃ （メタノール／３０μ１） ■。

注　　入加　　重加　　ａ　　４０℃ 共　　沸　４０℃　　　３０分間冷　　却計　量　　（メタノール／６０μｌ）注　　入加　　重加　　温　　４０℃ 共　　沸　　４０℃　　　２０分間冷　　却　　３０℃ 計　量　（水／１００ｕ／）注　　入加　　重酸加水分解シーケンス冷　　却　　３０℃ 計　　量　　　（４Ｍ）リフルオロ酢酸水１液１５０μ
ｌ）注　　入洗　　浄加　　重（６）　　冷　　却　　３０℃ （７）　　置　　換（８）　　加　　温　　１００℃ （９）　　冷　　却　　３０℃ ２時間可能である。さらに、サンプルバイアルへの試薬の押出
しは窒素ガスで行うこととしたが、他の不活性ガスもし
くは試薬そのものによって押出す方法をとってもよい。

発明の効果以上述べた通り、本発明の装置は、工程の実質的な全自
動化による時間短縮と、確実な反応プロセスの実行によ
る安定、かつ高い反応収率における試薬反応処理工程の
実施を可能とするものである。

なお、実施例においてサンプルバイアルはノーズ部によ
り電磁的に吊上げる方式としたが、これは永久磁石等を
用いる方式、また、機械的に吊上げる構造であってもよ
い。また、温度調節槽は各反応段階毎に温度設定されう
るちのを個々に用いることとしたが、１つの温度調節ブ
ロックにおいて、各反応に適した温度にプログラムする
ことも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試薬反応装置の一実施例における物理
的配置関係を加味したフローダイヤグラム第２図は第１図の装置における要部平面図、第３図Ａ及
びＢはスタート側及び回収側におけるサンプルバイアル
移送用ターンテーブルの平面及び側断面をそれぞれ示す
図、第４図は装置の右端正面を示す部分破断面図、第５図は
第４図のＶ−Ｖ断面図、第６図Ａ及びＢはサンプルバイアル及びノーズ部材の異
なった係合状態を示す部分縦断面図、同図Ｃはさらに別
の係合状態を示す部分正面断面図、同図りはノーズ部の
要部を示す横断面図、第７図Ａはディスクバルブの縦断
面図、同図Ｂ及びＣはその流路構成に関与する円板構造
を示す端面図、第８図Ａは計量器及びその駆動機構を示す平面図、同図
Ｂはその縦断面図、第９図は遠心加重器の縦断面図、第１０図は１つの温度調節槽を示す正面断面図第１１図
Ａ−Ｃは試薬の計量及びサンプルバイアルへの注入プロ
セスを示す段階説明図である。（１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・試薬棚（
１ａ）〜（１ｈ）・・・・・・試薬瓶（２）・・・・・
・・・・・・・・・・・・・試薬選択弁（２ａ）〜（２
ｈ）・・・・・・試薬選択ライン（３ａ）、（３ｂ）・
・・・・・計量弁（４）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・マイクロシリンジ状計量器（４ａ）・・・・・
・・・・・・・・・・歯車機構（５）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・真空ライン（６）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・真空開閉弁（７）、（８）・・
・・・・・・・不活性ガス供給ライン（８ａ）・・・・
・・・・・・・・・・・分岐路（９）、（１０）・・・
・・・・・・電磁弁（１１）・・・・・・・・・・・・
・・・・・・基台（１２ａ）、（１２ｂ）−・−・−タ
ーンテーブル（１３）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・遠心加重器（１４）・・・・・・・・・・・・・
・・・・・第１温度調節槽（１５）・・・・・・・・・
・・・・・・・・・第２温度調節槽（１６）・・・・・
・・・・・・・・・・・・・第３温度調節槽（１７）・
・・・・・・・・・・・・・・・・・第４温度調節槽（
１８）・・・・・・・・・・・・・・・・・・サンプル
バイアル（１８ａ）・・・・・・・・・・・・・・・容
器部（１９）・・・・・・・・・・・・・・・・・・ノ
ーズ部（２０）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
計量ライン（２１）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・真空ライン（２２）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・シーケンスコントローラ特許出願人　　賓　酒
　造　株式会社同　　　　医理化機器株式会社代　　理　　人　　　新　　　実　　　健　　　部（外
１名）Ｙ、Ｊ第図一■■−――■− 一一■ｔ−一一喝ｔ第１０図ノ＼１アｌし／γへ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）容器部の上端に、流体入口ポートと流体廃棄ポー
トを有するプランジャー弁を装備してなる多数のサンプ
ルバイアルと、前記多数のサンプルバイアルを所定の経路に沿って順次
スタート位置にもたらすための第１のバイアル移送手段
と、前記スタート位置から所定の距離の点に設定された回収
位置においてサンプルバイアルを受容し、第２の所定経
路に沿って順次送り出すための第２のバイアル移送手段
と、前記スタート位置から回収位置までの範囲内に配列され
た少なくとも一つの温度調節槽と、前記範囲内の１個所
に配置され、自身が受入れたサンプルバイアルの開口部
から底部に向けて物理力を作用させることにより、上部
の液体を底部に収束させるための手段と、前記スタート位置にあるサンプルバイアルを持ち上げて
から、前記範囲を経て前記回収位置の直上まで移動し、
この位置で降下することにより前記サンプルバイアルを
回収位置にもたらし、かつ解放することができるバイア
ル操作手段であって、前記範囲においては所定のシーケ
ンスプログラムに従った順序で前記少なくとも一つの温
度調節槽又は前記収束手段のいずれかの上方まで前進又
は後退して停止し、これらの位置で降下及び再上昇して
前記サンプルバイアルを対応する温度調節槽又は収束手
段の空位置に配置、もしくはその位置から取出すために
、解放もしくは保持するようにした前記バイアル操作手
段とを備え、前記バイアル操作手段には複数の試薬のいずれか、又は
不活性ガスを選択的に流通させるための流体供給流路、
及び流体廃棄流路を設けるとともに、このバイアル操作
手段が前記サンプルバイアルの一つを保持したとき、そ
れら流路の先端がこのバイアルのプランジャー弁におけ
る流体入口ポート及び流体廃棄ポートにそれぞれ接続さ
れ、さらにこのプランジャー弁をバイアル本体に関して
押下げることにより、その流体入口ポート及び流体廃棄
ポートを開放させるようにした構造を有することを特徴とする試薬反応装置。
（２）複数の試薬源と、前記試薬源にそれぞれ接続された複数の入口と一つの出
口、及びこれらの入口のいずれか一つを前記出口に選択
的に接続するための切換え流路構造を有する弁体からな
る試薬選択弁と、前記複数の試薬のうち選択されたもの
を必要量だけ計量するための計量器と、不活性ガス供給源と、前記計量器を前記試薬選択弁の出口及び前記バイアル操
作手段の流体供給流路のいずれかに接続し、前記選択弁
の出口への計量器接続時においては前記不活性ガス供給
源を前記バイアル操作手段の流体供給流路に接続すると
ともに、前記流体供給流路への接続時において前記流体
供給流路の上流側に所定量の選択試薬を導入することが
できるようにした計量弁回路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
（３）前記第１及び第２のバイアル移送手段が、複数の
サンプルバイアルをそれぞれ受容する環状配列された多
数の受孔を有するターンテーブルからなり、互いに同期
してステップ回転するものであることを特徴とする請求
項１に記載の装置。
（４）Ａ　容器部と、前記容器部の開口上端に接続固定された、少なくとも一部が磁性体からなる弁スリーブと、前記弁スリーブ内において前記容器部に突入及び後退自在に保持されたプランジャー弁であって、
その上端面に各自の外部接続口を、下側面に各自の容器連通口を、それぞれ開口せしめ
てなる流体入口ポート、及び流体廃棄ポートを前記プラ
ンジャー弁内に形成し、前記プランジャー弁の容器部突入時において、前記
各連通口が容器部内に露出・開通するようにし、後退時
においてその先端が容器部の入口に嵌合するようにした
ものと、前記プランジャー弁を、常時は前記各連通口が容器部外に位置することにより容器部を封閉するた
めの、上端位置に維持するためのリテーナスプリングと
を備えたサンプルバイアル、及びＢ　前記サンプルバイアルの弁スリーブにおける磁性体
部分に選択的に磁気引力を作用せしめるためのソレノイ
ドを装着した下向開口スリーブと、前記下向開口スリーブ内の定位置に維持され、そのスリーブが前記サンプルバイアルの直上におい
て前記磁性体部分に、前記ソレノイドによる磁気引力を
及ぼしうるレベル位置にある時、先端が前記サンプルバ
イアルのプランジャー弁の上端面に当接もしくは緩圧面
接触するノーズ本体であって、前記面接触時において、
前記流体入口ポート及び前記流体廃棄ポートの各外部接
続口に整合してこれらのポートに気密接続される流体供
給流路及び流体廃棄流路を設けたものと、前記下向開口スリーブ及びノーズ本体を一体に保持し、これらが前記サンプルバイアルのプランジ
ャー弁を、前記ノーズ本体の先端による面接触状態にお
いて前記開通位置まで押下げる最下位置から、前記ソレ
ノイドにより前記磁性体部分を吸着して前記サンプルバ
イアルを少なくともその全長分持上げる最上位置までの
間における垂直上下動を、所定範囲内の多数のサンプル
処理位置上において実行し、かつ前記最上位置のレベル
において前記範囲内の移動を実行できるようにするため
の可動保持部材とを備えてなる可動ノーズ部とからなり
、前記ノーズ部材の流体供給流路を各種試薬の供給源又は不活性ガス源に選択的に接続するとともに
、前記流体廃棄流路を流体吸引手段に接続することによ
りサンプルバイアル中に各種試薬を順次注入及び反応さ
せる工程をシーケンスプログラムに従って実行するため
の試薬反応装置。
（５）前記収束手段が遠心加重器であり、この遠心加重
器が複数のサンプルバイアルを受容するための少なくと
も一対の受孔を、軸対称もしくは環状に配置するととも
に、各孔軸が中心軸に対して４５°未満の角度で裾広が
りとなる仮想円錐面上の斜線と一致するように形成して
なる回転盤を備え、この回転盤を前記中心軸が水平面に
対して４５°以上の角度となるように配置したことによ
り、回動経路の最下位置に達した受孔においてサンプル
バイアルを受入れ、又は取出しのために待機させるとと
もに、回転盤の回転によりサンプルバイアル中の液体に
バイアル底部に向かう遠心力を与え、回動経路の最上位
置に達した受孔に支持されたサンプルバイアルの入口部
が底部より高い位置に維持されるようにしたことを特徴
とする請求項１記載の試薬反応装置に使用するための遠
心加重器。