JPH0346566A - 非遠心性及び非毛細管性の操作による逐次的分析試験実施用の反応カセット - 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】 ［発明のイテノ；七］ 本発明は、分析対象物と、該測定実施の操作段階に必要
な一種以一りの分析試薬の間の液体分析反応を含む、試
料中に存在する分析対象物の量を測定する分析試験法に
関する。特に、本発明は、種以上の前記の分析試薬を混
合させ、容器中の液体を非毛細管的な運動によって該分
析反応を実施するため、非遠心的な力によって操作する
ことができる、逐次的な分析反応を実施する反応容器に
関する。

産業、環境ならびに特に区学的に重要な分析対象物を測
定するため、各種の分析法が開発されてきた。多くの場
合、該分析法は液状の反応混合物の処理を含み、大抵の
場合、試験のプロトコールを実施するために逐次的に行
わねばならない多くの分析反応を必要とする。各種の操
作、例えばピペットでの採取、混合及び攪１′１゛、イ
ンキュベーションの期間、遠心分離、分離工程など、は
誤差を起こし易く、不正確な結果を生じる可能性がある
。

該操作の自動化若しくは簡略化を企図して各種の装置が
開発されてきたが、かかる装置は、（１〃にして取り扱
いが困難で、かつその取り扱いには訓練された熟練技術
者を必要とする。いくつかの場合に、このような装置は
、試験のプロトコールを実施する過程で、特に検体の移
動及び１１４合の工程で数多くのト動による操作工程を
、やはり必要とする。

例えば、米国特許第４．６７３．６５３及び４．７４３
．５５８号の各明細書は、多くの遠心分離の工程を必要
とする、区画されたプラスチック製容器を使用した液体
試料の生物学的分析実施法を記載している。

この容器は、液体試料の貯蔵室、検量用の小室、各種の
反応液のための多数の貯蔵室、及び反応槽からできてい
る。各種の室、検量用の小室及び反応槽は、遠心力によ
り、それらの間に液体を移動させるため毛細管によって
相互に連結されている。

生物学的分析の実施に際して、連続的な遠心分離の工程
は、装置内に配置された液体の操作を容易にするため、
遠心力の方向に対して特殊な毛細管の方向の機能として
、各遠心分離工程に選ばれた容器の角の位置で行なわれ
る。

遠心分離の工程を必要とせずに分析反応を行なう各種の
装置が提案されてきたが、かかる装置にはやはり前記の
問題を含む数多くの厄介な操作工程が必要である。例え
ば、米国特許第４．６９０．８０１号の明細書は、導管
及び脆い封印材を施して相互を分離した多数の試薬貯留
器を規定しており、方の側に取り付けられた薄くて柔軟
な膜を具備する平板よりなる、手動で操作される装置を
記載している。分析試験管は、その導管の一つの末端に
取り付けられ、試料導入の貯留器は導管の他の末端に取
り付けられている。平板は基部材に収容され、ローラー
バーを有するおおいの部材は基部材の上に取り付けられ
ており、ローラーバーは平板の表面とかみ合っている。

装置を操作する場合、カバーは平板に関して回転し、ロ
ーラーバーは貯蔵室に圧を加え、脆い封印を破壊し、試
薬をそれぞれの貯蔵室から導管に強制して試験の目的を
達成する。

同様に、前記の遠心分離及びその他の厄介な操作工程で
示された諸問題を克服せんとして提案された分析反応を
行なう別の装置は、やはり複雑であり、ある場合には、
製作に費用が掛かり過ぎる。

さらに、このような装置は、その装置に配置された分析
試薬を、試料と混合するための簡単で便利な方法を提供
することにはならない。

例えば、ドイツ特許公開第３７０６７１８号の明細書は
、構成要素として、不溶性試薬と混合され、最初の測定
室に配置された第一の毛細管作用のあるキャリアー、最
初の予備室で可溶性試薬と況合し、測定室で毛細管接触
を起こす第二の毛細性作用のあるキャリアーよりなり、
不均一反応を行なう装置を記載している。装置内に充填
を開始することで、試料、次いで洗浄又は溶出液を受は
入れる最初の導入室は、毛細管構造によって予備室に連
結され、測定室はさらに液体が一定の重力の下でのみ流
動することができる毛細管構造によって排出室と連結さ
れている。毛細管溝１１は、格子の開放部の上に到達し
た液体の表面張力により、初めには液体を通過させず、
重力で引き起こされる予め定めた圧の下でのみ液体の通
過を行なわせる本質的に薄い網状組織である。

かかる毛細管装置の別な態様は、さらに別の導入室及び
充填開放部、第三の毛細管によって混合室と連結される
第二の予備室、その混合室は第四の毛細管によって測定
室に連結している、よりなるものとして記載されている
。噴出口は、混合室内に突き出しており、ＩＺ合室を傾
ける時、第三の毛細管から入る液体は混合室内に流入す
る。第一の毛細管キャリアーを含む測定室に連結し、毛
細管流動のための静的な一方向のバルブによって、最初
の測定室に連結している第五の毛細管も記載されている
。毛細管キャリアーは、所定の時間に液体を吸引する吸
引の高さによって規定され、それらの吸収容量及び吸収
力によって特徴付けられる。

しかしながら、かかる毛管装置は、その装置の組立のた
めに多くの内部の構成要素を必要とし、往々にして高価
で複雑な製作法となる。さらに、装置内を循環する液体
の移動は、キャリアー素材の吸引力に依存するので、適
当に選択されない場合には、非能率で信頼性のない結果
が得られることになる。

従って、液体の分析混合物内での逐次的な分析反応を実
施するために、必要な試料の混合及び移動の工程に対す
る装置を提供するのが、本発明の目的である。

本発明の別の目的は、液体の遠心酌交は０細管的移動に
よらない、逐次的な分析試験法実施のための装置を提供
することである。

本発明の、さらに別の目的は、最小数の作業工程だけを
必要とし、操作及び作業が容易である逐次的な分析試験
法を実施する装置を提供することである。

さらに、本発明の別の目的は、医師の診療案文は小規模
な臨床試験室で容易に利用可能な、逐次的な分析試験法
の実施のための装置を提供することである。

Ｅ発明の概要］ 本発明は、自給式の反応カセット又は容器、及び液体の
試験用混合物において、分析対象物及び分析対象物と反
応して検出可能なシグナルを生ずる一種以上の分析試薬
との間での、逐次的な分析反応よりなる分析試験法を実
施する方法を提供するものである。この装置は、多くの
混合王稈、及びその他の煩雑な作業工程、例えば試料及
び液体の試験用混合物のピペットでの採取及びインキュ
ベーションを通常必要とする、免疫学的試験法を実施す
るのに特に有用である。所要の逐次的な試薬の添加及び
混合の工程は、（ａ）測定用に、各種の機能的工程を実
施するために設計された装置内で、液体混合物の重力に
よる域又は区域への流動を起こすため、装置を比較的低
速度で非遠心的に回転させ、（ｂ）流動を攪乱する手段
、例えば四角形のカセットの角と接触させて液状混合物
を攪拌する装置を振動させることによって、装置内で遠
戚させられる。

本発明の装置は、特殊な逐次的な分析試験法を実施する
ために必要な一種以上の分析試薬を包含している。液体
の試験用混合物は、装置内で形成され、非毛細管的な操
作によって分析試薬と、逐次的に接触及び反応が行なわ
れ、比較的低速度で攪拌、混合されて生成した液体混合
物は、外部からの操作工程を加えることなく、測定が完
了される。この装置はまた、分析対象物と分析試薬との
間の分析反応によって生成した検出可能な応答を都合良
く測定し、測定の後若しくはその過程で、一種以上の検
出可能な応答が生じた場合、容易に装置を操作し、測定
の過程で装置内で都合良く測定される。

特に、本装置は、実質的に水平な回転軸、好適には、実
質的に中心の回転軸を具備するカセット又は容器であり
、反応路、及び試料を反応路に導入するために、反応路
に開放された液体通路への、好適には注入口の形での、
注入機構よりなる。反応路は、好適にはその乾燥形態で
、少なくとも分析試薬を組み入れた一つの試薬帯、及び
液体混合物を、それと接触させて十分に混合するための
攪拌で、反応路に７（＞った重力による液体ｄ合物の流
動を攪乱する手段を含む。好適な態様において、本装置
は、さらに注入手段により、好適には挿入され、それに
よって注入手段を閉鎖することができる毛細管装置の形
態で、試料を反応路に導入する手段を含む。さらに好適
な態様において、本装置は、分析試験法を実施する過程
で反応路に液体試薬を導入するために操作することが可
能な、液体試薬を組み入れた液体供給手段を含む。好適
には、液体供給手段は、外部から操作でき、取り外しの
できる、液体を通さないシールで閉鎖された貯留体の形
態である。

流動攪乱手段は、反応路に沿って試薬帯から十分に離れ
た位置にあり、液体混合物が流動攪乱手段と同時に接触
することなしに試薬帯に存在するか、又は流動攪乱手段
と試薬イ１１：が相互にすぐ近くにあり、液体混合物が
流動攪乱手段及び試薬帯と同時に接触して存在するかの
何れかである。装置内の液体が流動攪乱手段と接触する
ような、装置の激しい振動は、液体の乱れを十分に大き
くして液体を攪１′１゛、Ｒ合する。好適には、流動攪
乱手段は、反応路の周囲及び内側の壁よりなり、これら
の壁は液体の流動が液体の接触で方向を変えるように配
置されている。好適な態様において、壁部は反応路に一
個以上の角ができるように配置され、各角は約７５度な
いし約１０５度、好適には約９０度の角度をなし、適切
な流動攪乱手段として作動する。−個以上の角は、また
検出可能な応答を検出し、測定できる観察域として役立
たせることができる。

本発明では、反応路で処岬される液体の試験用混合物は
、装置ｄを水平軸の周υ１１に比較的中−）くり回転さ
せることにより、−個以−にの試薬帯と流動攪乱手段の
間を、重力によって反応路に？（）って移動させられる
。したがって、液体の試験用混合物が装置内で形成され
ると、液体の試験用混合物と分析試薬との攪拌及び混合
よりなる分析試験法は、検出可能な応答を検出、測定の
ために、さらにピペットでの採取、遠心分離、その他の
煩雑な操作工程を行なうことなく、液体の試験用混合物
を一つの分析試薬から他の試薬又は、例えば、キュベツ
トに移す必要なしに、装置を単に回転、振動することに
よって行なわれる。

本発明の装置を用いる分析定量法は、一般に、試料を注
入手段（ｉｎｌｅｔ　ｍｅａｎｓ）により反応路に導入
することによって行なわれる。液体の試験用混合物が形
成され、試薬域に組み込まれた分析試薬と接触させられ
る、好適には、装置を水平軸の周囲に回転することによ
り、液体の試験用混合物は重力により反応路に沿って試
薬域に移動され、そこに組み入れられた分析試薬とさら
に液体混合物を形成する。液体昆合物若しくはその後の
混合物を形成するため、装置を水平軸の周囲で振動し、
前記のごとく、液体混合物は流動攪乱手段と接触して攪
拌され、それによって液体混合物が混合される。その後
、液体混合物中の検出可能な応答が測定される。

本発明の好適な態様により、反応路は、反応路に沿って
流動する液体と接触するように配置され、−挿以１−．
の別の分析試薬を組み入れた別の試薬域を含み、液体試
薬は、中心に配置された−１−記の液体供給手段に含ま
れる。分析試験法は、試料を反応路に導入し、液体試薬
を反応路に導入することによって行なわれる。特殊２．
・試験プロトコールによっては、液体試薬が導入され、
液体試料が試薬域の一種以−ヒの分析試薬と接触する前
に、試料と混合することができる、又は後から導入して
もよいことは明らかである。何れの場合にも、装置を水
平軸の周囲に更に回転させ、別の液体混合物を形成し、
上記の流動攪乱手段によって、液体混合物は攪拌、混合
される。

後で詳細に記載するように、本発明の装置は前記の分析
試験法に限定されるものではなく、実際に所望の順序で
多くの操作工程及び多数の分析定量試薬を含む、如何な
る逐次的な分析試験法を行なうのにも使用され得る。さ
らに、反応路に沿って作られた開放液体通路は、水平軸
の周囲に装置を回転することによって一種以上の別な検
出可能な応答の測定を可能にする、即ち、−回の測定の
過程で複数の測定を行なうために、液体の試験用昆合物
を重力によって反応路に沿って一個以上の観察域に移動
させることができる。

［好適な態様の説明］ 第１図（Ｆｉｇ、　１）及び第２図（Ｆｉｇ、　２）に
おいて、本発明の装置１０（第１図）は、好適には実質
的に水平な回転軸を有する実質的に四角形のカセット又
は容器であり、蓋部１２で閉ざされた開放した本体部１
工を含む（第２図）。通常、カセットは、おおよそ３ｃ
ｍないし１５ｃｍの高さと幅、０．２５ｃｍないし２ｃ
ｍの厚さを有しているけれども、カセットの外側の大き
さは重要ではない。特に適当なカセットは、約６０Ｉｎ
の品さと幅、約１　ｃｍの淳さをイｆするものである。

本体部１１及び蓋部１２は、以下に詳細に記述するよう
に、カセットの組立てに先立ち、好適には一種以上の分
析試薬を組み入れるため、別個な構成部分として設けら
れている。分析試薬を本体部１１に組み入れた後、本体
部１１を蓋部１２で密閉し、次いで接着、レザーオ゛、
シ＜はざ彼処理で浴接、父は流体を通さないシールの分
野で公知の方法によって固定する。

本体部１１は、周囲の側壁１３及び第−並びに第二の内
壁１４と１５よりなり、それぞれを外部の支持壁１６に
対して大体垂直に配置し、配備した。側壁１３及び第−
並びに第二の内壁１４及び１５は大体高さが同じなので
、本体部１１を蓋部１２で閉じる際、蓋部１２の内表面
１７を、第−及び第二の内壁１４と１５の上縁１８と１
９、側壁１３の上縁２０に、確り載せて液体を通さない
ように密封する。側壁１３は、蓋部１２及び外部の支持
壁１６の隣接部と共に、反応路２１を形成する。反応路
は側壁１３の周辺に広がり、第一第二、第三の角２２．
２３．２４を形成している。

角は、それと接触して攪袢を起こし、本発明による液体
昆合物の流動を攪乱する手段をなしており、さらに、液
体の反応混合物が表す検出可能な応答を検出、定量する
ための観察域として役立つ。注入口２５は、側壁１３の
中にあり、反応路２１の基部に近い末端に配置され、例
えばピペットなどで反応路２Ｊに、試料を導入する。好
適には、測定の過程及びその後での、装置１０の操作で
液体の損失を防ぐため、装置■０内に試料を導入した後
、注入口２５には栓を付け、ふさぎ、若しくは閉じる。

本発明によれば、一種以上の分析試薬は、反応路２１に
治って配置された試薬帯に、好適には乾燥した形態で、
角２２．２３．２４に近い区域、又は、一般にそれらの
間の区域の何れかに組み入れ得る。何れの場合にも、反
応路２１に配置された液体は、装置１０を水平軸の周囲
に回転することによって反応路２１に沿って、／１１２
２．２３．２４の間を重力によって白画に移動させるこ
とができる。反応路２１に沿った試薬帯に一種以上の分
析試薬を混入した上に、装置１０は、分析測定法用の緩
衝液及び／又は液体試薬を入れるのに適合した、好適に
は約０．２５ｎ＋Ｌないし約１０ｍＬ１さらに好適には
約０．４ｍＬないし１．０ｍＬの液体ＯＦ給貯留器３０
を含んでいる。液体供給貯留器３０は、シール又は膜３
２で流体の通らないように密閉した貯留器本体部３１よ
りなる。膜３２は、各種の材料から、好適には液体を通
さない様に貯留器本体部３１を密閉することのできる、
本質的に操作可能で柔軟な素材、例えばこの分野で公知
の液体を通さないシールを作り、かつ容易に除去し得る
接着剤から選ばれる。それによって、液体の試薬は、貯
留器本体部３１から下がって反応路２１に自由に流れ込
む。以下に詳細に記述するように、膜３２の末端３３は
、例えば装置１０から一方の方向に引き離され、又は貯
留器本体部３゛１から膜３２を除去又ははがし、それに
よって貯留器本体部３１に含まれた液体試薬を反応路２
１に導入する。この分野で公知のその他の装置が、装置
１０に組み込まれ、上記のような液体試薬を導入する液
体供給系として利用され得ることは、当然自明のことで
あろう。例えば、液体試薬を含む管状容認及び往復運動
をなすプランジャーよりなる注射器様の装置（図示せず
）は、代わりとして、装置１０に組み込まれてもよく、
必要に応じて、プランジャーは反応路２１に液体試薬を
入れる作動をなす。

ここに記載したごとく、本発明の装置１０の作動は、液
体の実質上自由で非毛細管性の、反応路２１に沿った重
力作用の流動に依存している。この分野に精通した技術
者によって理解されるように、かかる自由な重力作用の
流動は、表面張力、エアポケット、及びその他の物理現
象によって実際に阻止される、後者の現象は液体が一種
以上の固体表面と現実に接触した場合、父は、例えば毛
細管、管などに置かれた場合に往々にして起こるもので
ある。従って、装置１０における液体のかかる自由な重
力作用の流動は、反応’ｌ？２］の開放部の内径、及び
そこに貯がれた液体の相対的な容量に依存する。装置１
０の内径は、通常、装置１０のあらゆる場所で液体が操
作されるように調整され、同時に、液体を流出させるに
十分な大きさである。装置１０の寸法は、好適には大体
図面に示した大きさであり、前記のごときものであるけ
れども、上記の問題を理解しているこの分野に精通した
技術者は、装置１０の寸法を変更、又は装置内での液体
の自由な重力作用の流動のための手段を講じることがで
きる。例えば、装置１０は、液体が装置内で操作される
につれて、空気の漏れ、又は装置１０から空気の漏出を
行なわせるために開放されており、それによってエアポ
ケットの形成を妨げ、又は液体の自由な重力作用による
流動を阻止するその他の物理現象が起きるのを妨げてい
る。かかる通気又は開放は、装置１０の一区域又は多区
域に配置されているが、装置１０から液体の流出を阻止
するように溝底されている。

液体又はその反応混合物の自由な重力作用による流動を
付与するために、その容■は、−に部及び下部壁の問又
は隣接する壁の問、例えば周囲の１１！１３と第−及び
第二の内壁１４と１５の間の区域の液体流動運動の区域
を、実質的に占め又は満たしている容量より小さいのが
好ましい。好適には、反応路２１に存在する液体の全容
量は、本発明の技術による装置１０において重力による
自由な移動を行なわせるためには、約０．２５ｍｒ、な
いし約１０ｍＴ、であり、さらに好適には約０．４．ｍ
Ｌないし約１０ｍＬであり得る。さらに、装置１０の表
面は、液体の自由な流動を行なわせ、表面張力、又は試
験操作の過程で起こるその他の物理現象を、実質上、阻
止し、水和性又は親水性の表面を生成するために、この
分野で公知の方法で処理され得る。

かかる表面処理は、プラズマエツチング及びプラズマ重
合のようなプラズマ処理、コロナ放電、湿式の化学処理
、及びこの分野で公知の被覆加工技術などであるが、こ
れらに限定されるものではない。

カセット内で液体混合物を、ある位置又は場所から別の
、例えばある試薬帯から別の、又はある試薬帯から混合
若しくは観察域に移動させるために、装置１０は、通常
、反応路２１に沿った液体の移動が本質的に非遠心的で
あり、実質的に重力のみによるものであるような遅い速
度で、水平軸の周囲を回転させられる。同様に、カセッ
トの回転は、３６０”以下の回転、又は装置の複数の回
転を含むものであるけれども、通常、装置ｌＯは実質上
、短い距離又は変化量で、装置内に配置された液体又は
その混合物の移動が、該液体に加えられた重力の結果で
あるように回転する。例示のためであるが、装置内で液
体混合物をある位置から別な位置への移動をさせるため
の非遠心的な回転は、通常、約２５°より大きく、より
普通には、約４５°より大きい回転角である。したがっ
て、装置１０内での液体又は液体混合物の重力作用によ
る運動は、装置】Ｏの非遠心的な回転によってなされ、
液体に加えられた重力よりも、実際上、大きい遠心力に
よってなし遂げられるものではない。好適には、液体移
動の操作をなし遂げるために、装置１０は、一般に水平
軸の周囲を約１ｒ、ｐ、ｍ、　（毎分の回転数）ないし
６０ｒ、ｐ、ｍ、、より好適には約１５　ｒ、ｐ、ｍ、
ないし約４　Ｏｒ、ｐ、ｍ、の最高速度で回転させられ
る。このような非遠心性の回転速度は、装置１０の大き
さに当然依存しており、上記の問題を知っているこの分
野に精通している技術者によって決定され得る。

他方、液体混合物を流動攪乱手段、例えば角２２．２３
又は２４と接触させて混合するために使用する振動は、
一般に、短距離を１Ｏｒ、ｐ、ｍ、以上の回転速度で行
なわれる。好適には、この目的のための振動の半周期で
達成する回転の最高速度は、約１５ｒ、ｐ、ｍ、ないし
約４　Ｏｒ、ｐ、ｍ、である。有意に大きい回転角が与
えられる場合、例えば最高の回転が与えられる場合、こ
のような速度は有意な遠心力を液体見合物に与えること
になるので、かかる振動は、上記のごとく、遠心力が流
動攪乱手段で生ずる混合作用のみを促進するように、運
動のかなり狭い範囲内に維持される。

反応路２１の配置は、上記のごとく、限定のためのもの
ではなく、本発明の技術によって、別の角又はその他の
配置が、流動攪乱手段をして役立つように、又は別の試
薬域若しくは場所に、反応路２１に沿って置かれてもよ
い。したがって、本発明の特に好適な態様及び逐次的な
分析測定法実施上の用途が、本発明のよりよき理解のた
めに記載される。

第３〜５図において、カセット及び予め測定した量の液
体試料を装置４０に導入する毛細管ホルダ４１を示す。

この装置の典型的な寸法は、第１図及び第２図の装置に
関する上記のものと同じである。装置４０は、既に記載
したように流体を通さない様に蓋部４３によって閉ざさ
れる本体部４２よりなる。本体部４２は、周ｇＯの側壁
４４、及び外側の支持壁４７に対して、それぞれ大体直
角に配置された第−及び第二の内壁４５と４６よりなり
、上記のごとく、液体供給貯留器３０は第−及び第二の
内壁４５と４６の間に配置されている。側壁４４は、蓋
部４３に隣接する部分及び支持壁４７と一緒になって、
分析反応路４９を形成し、その部分はＵ字型をなし、第
二の内壁４６と側壁４４の間にあり、それらに大体直角
をなしている第三の内壁５０、及び第二の内壁４６から
伸長している第四の内壁５１によって形成されている。

第−及び第二の角５２及び５３は、それぞれ反応管４９
に沿った側壁４４によって形成される。

第三の角５４は、側壁４４及び第三の内壁５０によって
形成され、第四の角５５は、第二、第三、第四の内壁４
６．５０．５１によって、それぞれ形成される。装置４
０の中の閉鎖された区画５日は機能していないが、必要
に応じて、反応路４９を閉鎖域５６としている部分に更
に拡張するため、第三の内壁５０及び第四の内壁５■を
除去、修正又は再配置することがあり得るのは、明らか
である。第二の角５３は、各種の試薬と検体試料との反
応によって生じた検出可能な応答を測定するための観察
域として機能している。蓋部４３及び側壁４４は、吸光
度又は濁り度のような検出可能な信号を正確に測定する
ため、略透明なキュベツト窓５７を備えて角５３に作ら
れている。

毛細管ホールダ４１は、側壁４４の入口５９にはまって
係合するような形状を有する末端５８、及び試料採取用
毛細管６０を含む基部末端よりなる。毛細管６０の液体
容量は、装置４０で行なう個々の分析試験操作によって
変動する、つまり、予め決定された液体試料を装置４０
に導入する量で変わる。液体試料を装置４０に導入する
別の手段、例えばピペットなども使用できる、その場合
、入口５９は、測定の過程で液体の喪失が起きないよう
に、例えば栓部材（図示せず）などで、同様に閉じるこ
とができることが、当然了承されるであろう。

試薬帯６１．６２．６３は、それぞれ第一、第三、第四
の角５２．５４．５５に配置され、個々の分析試験操作
を実施するための分析試薬を組み入れる。分析試薬は、
好適には実質上乾燥した、水溶性、懸濁可能な、又は可
溶性の形態で試薬帯に存在し、この分野で公知の方法、
例えば非共有結合の技術、吸収の技術などによって、そ
れらが液体試料に逐次的に接触する、所望の順序に従っ
て、反応路４９に沿って組み入れることができる。

或いは、例えば織物、吸湿性素材などのような吸収剤、
又は試薬フィルムよりなる試薬パッドに、この分野で公
知の分析試薬を組み入れ、液体と接触する反応路４９の
表面に取り付けられる。このような分析試薬が、そこに
置かれた液体と接触させられる反応路４９に、又はそれ
に沿った表面のいずれかに添加されてもよいのは勿論で
ある。例えば、試薬帯は、反応路４９に治ったそれぞれ
の試薬帯の望ましい位置で、側壁４４、外！Ｌ！　４７
、又は蓋部４３の内表面に配置され得る。幾つかの適用
例では、試薬帯６２を側壁４４に配置する代わりに、試
薬帯６３を蓋部４３の内表面に配置することが好ましい
。試薬帯６２及び６３のかかる配置は、組み入れた試薬
を反応路４９に沿って移動した液体混合物と、大体同時
に接触させることができる。

特に有利な試薬帯は、装置４０の選ばれた区域の表面で
、反応路４９に沿って、大体扁平で浮き上がった構成部
分又はメサ型の結節の形をなしている。個々の分析試薬
の液体を該メサに適用することにより、分析試薬を試薬
帯に組み入れ、そこに分析試薬の乾燥形態を形づくるた
め、液体部を蒸発させる。分析試薬の液体の形態での容
量は、勿論、該メサの表面積に左右されるが、好適には
約０．００２ｍＬないし約０　、１　ｍＴ４、さらに好
適には約０．００５ｍ１．ないし約０．０１５ｍ１、で
ある。この分野に精通した技術者には自明なように、該
メサに添加された液体の表面張力は、液体が隣接する表
面に拡散するのを妨げ、離散若しくは局在化した区域を
試薬帯として役立たせる。分析試薬を組み入れるのにメ
サを使用するのは、装置４０が試薬帯として役立つこと
のできる、予め計測された位置に一個以上のメサを付け
たまま、容易に形作られるか、又は製造される製造過程
で特に有用であり、従って装置４０の組立て前に分析試
薬を容易にかつ便利に組み込むことができる。

第５（ａ）〜５（ｈ）図において、上記のごとく装置４
０が水平軸の周囲を回転する場合、反応路４９に沿った
液体混合物の重力作用による流動及び混合、及び角５２
．５３．５４．５５での逐次的な接触、及び反応路４９
に沿って試薬１１Ｆ６］、６２．６３に組み入れた分析
試薬を、さらに例示するため各種の回転位置での装置４
０を示す。装置４０の外側に示した実線の矢印は、水平
軸の周囲における装置４０の回転方向を示し、装置４０
内に書かれた破線の矢印は、装［４０が水平軸の周囲を
実線の方向に回転する時の液体の流動方向を示す。

第５　（ａ）〜５　（ｂ）図は、４１に例示の目的のた
めであって、装置４０への分析試薬添加の数、性質又は
方法、又は装置４０の回転の順序又は方向を限定するも
のではない。例えば、三個の試薬帯６】、８２．６３が
示されているけれども、その他の測定法にも装置４０で
、当然側々の測定条件に応じて定まる数の分析試薬を用
いて行なわれる。さらに、一種以上の反応混合物を装置
の外部で最初に形成し、次いで検定を完了するために装
置内に導入する場合には、装置には分析試験操作を実施
するに要する分析試薬数が少なくてよい。

第３〜５図は、該装置の例示のための使用法である。こ
こに記載するように、装置の各種の回転及び振動運動は
手動で行なわれるが、大抵の場合、適当な器械又は機械
によって好適に行なわれる。

試験を実施する通常の第一段階は、装置をホールダ機構
に収め、装置４０を含む器械は、角５３を下向きにする
（第５ａ図）。次いで、液体試料、例えば生物学的流体
は、毛細管６０に組み入れられ、毛細管ホールダ４１は
開口部５９を通って、定位置の装置４０に挿入される、
このため毛細管６０は第一の角５２の略近い場所に位置
し、毛細管ホールダ４１の末端５８は開口部５９を閉ざ
す。

９ 第一の角５３の場所にある側壁４４の下部６４は、図示
するように好適に配置され、毛細管６０が上記のごとく
置かれた場合、毛細管６０は、反応路４９内の液体、例
えば液体供給貯留器３０から反応路４９に導入されてた
液体試薬、と効率よく接触することができる。

液体供給貯留器３０に添加された液体試薬７０は、第５
ａ図の実線の矢印で示すように、装置４０から離れた方
向に膜３２の末端３３を引くことによって反応路４９に
導入される。液体試薬７０は、第５ａ図における破線の
矢印が示す絆路に沿って重力により、反応路４９の角５
３に自由に流入する。ブランクの吸光度測定は、下方の
角５３の出発位置でのキュベツト窓５７で行なわれる。

次いで、装置４０は、反１１、？計の方向（矢印Ａ）に
回転され、それによって液体試薬７０は重力により反応
路４９に沿って移動し、第一の角５２、試薬帯６１及び
毛細管の試料管と接触するように振動（矢印Ｂ）する（
第５ｂ図）。本発明によっ０ て、装置４０が振動している間、第一の角５２に衝突し
た液体試薬７ｏによって起こされた乱流が、上記のごと
く液体試料を毛細管６ｏから除去し、試薬帯６１内の第
一の分析試薬の可溶化を起こし、第一の反応混合物７１
を生成するのは明らかである。必要ならば、装置４ｏは
ｌ’＋’　ｆ（方向及び反時計の方向に交互に変えなが
ら更に回転させてもよい（第５ｃ及び５ｄ図）、そこで
、最初の反応混合物７１は重力で、第−及び第一の角５
２と５３の間にある反応路４９に沿って移動させられ、
そこで第一の反応混合物７１は、最初の分析試薬の完全
な可溶化又は懸濁を確実にするために、さらに攪拌され
屍合される。さらに、最初の反応混合物７１中の分析対
象物を分析試薬と十分に接触させるために予め設定した
期間、装置４０を静止位置に保持することができる。

最初の反応混合物７１が、個々の試験用プロトコールに
よって測定されることが要求され又は望まれる最初の検
出０ｆ能な反応・又はｉ＋＋＋定可能な性質を示す場合
、装置４０は、最初の反応混合物７１１ が重力によって第二の角５３にあるキューペット窓に移
動させるために、時計方向に回転され、装置は静止位置
に保持される（第５ｅ図）。次いで、最初の反応混合物
７１が示す最初の検出可能な総ての応答は測定され、残
りの測定の段階が次に行なわれる。例えば、かかる最初
の検出可能な反応は、以下に詳細に記載するように、液
体試料が全血液試料、例えば全血液試料中の糖化ヘモグ
ロビンの百分率を測定するような総ヘモグロビンの測定
であってもよい。

最初の検出可能な応答が第二の角５３で検出され、測定
されると、装置４０は最初の反応混合物７１を重力によ
り、第二の角５３がら第三の角５４にある試薬帯６２へ
移動させるために時計方向に回転され、試薬帯６２に組
み入れられた分析試薬と接触し、第二の反応混合物７２
を形成しく第５ｆ図）、必要ならば、装置４ｏは、上記
のごとく、第二の反応混合物７２をインキュベートする
ため静止位置に保持される。灯適には、試薬イ１）６２
の中の分析試薬の完全な可溶化又は懸濁を確２ 実にするために、装置４０を振動させ、必要ならば、第
二の反応混合物７２を重力により、角５２．５３．５４
の間の反応路４９に沿って移動し、第一の反応混合物７
２を更に混合、攪拌するため、それらの角と接触させる
ため、方向を変えながら更に回転させてもよい。最初の
検出可能な応答が得られないか、又は上記のごとく測定
に不必要若しくは望ましくない場合、最初の反応混合物
７１は、その代わりに、装置４０を反時計の方向に回転
させることにより重力によって反応路４９に沿って第三
の角５４へ直接移動させてもよいことは明らかである。

同様に、第二の反応混合物７２は、装置４０を時計方向
に更に回転することによって、第四の角５５及び試薬帯
６３に接触させられ、上記のごとく、試薬帯６３に組み
入れられた分析試薬と共に第三の反応混合物７３を形成
するために装置４０を振動させ、必要ならば、上記のご
とく、第三の反応混合物７３をインキュベートするため
に装置４０を静止の位置に保持する。典型的には、分析
３ 試験法における最終反応混合物、この場合、第三の反応
混合物７３は、測定され、液体試料中の分析対象物の量
に相関される検出可能な応答を提供する、又は、最初に
検出可能な応答が上記のごとく提供される場合には、測
定され、分析対象物の機能として検出可能な応答に比較
される。何れの場合にも、第三の反応混合物７３は、装
置４０を反時計の方向に回転することにより重力により
反応路４９に沿って第二の角５３に移動させられる（第
５ｈ図）、得られた検出可能な応答は、このようにして
測定される。

装置４０は、各種の試料、特に生物学的液体、例えば全
血、血漿、プラズマ、尿、唾液、髄液などに関する分析
対象物の測定に、この分野で公知の濁り測定及び比濁分
析が一般に利用され得る。

例えば、凝集免疫反応及び凝集阻止免疫反応は、その分
析試薬を液体試料及び液体の混合物によって接触さるべ
き所望の順序で、反応路４９に組み入れることで行なわ
れる。

特に、本発明の装置４０は、ヘモグロビンＡＩ４ ｃ（ＨｂＡｌｃ）、糖化ヘモグロビン誘導体の測定のた
めの免疫比濁分析試験の実施に有用である。

このような試験法によって、全血液試料中のヘモグロビ
ンは、変性したチオシアン−メト−ヘモグロビンの形に
変換され、これは免疫反応による全試料ヘモグロビンの
最初の測定、次いで変性したＨｂＡｌｃ型を測定する基
礎として利用できる。

免疫学的試験法は、抗体粒子試薬及び凝集試薬の特異な
相互作用に基づいており、例えば、１９８７年１１月９
０に出願された米国特許出願中１１８．４６９；　１１
８，４７６及び１１８，５６６号の各明細書に記載され
ている。

抗体粒子試薬は、水に懸濁可能な粒子（例えば、ポリス
チレン又はその他のラテックス）に結合した、変性ヘモ
グロビンのベーターサブユニットの中の糖化Ｎ末端のペ
プチド配列順序に特異的な抗体又はその断片よりなる。

かかる有用なラテックス粒子は、タテックス凝集免疫試
験の分野で熟練した技術者には明らかである。一般に、
このような粒子は、試験のために所望の抗体試薬の安定
な支持体として役立ち、分析目的に有効な凝集試薬の存
在で、凝集を起こすために必要な性質を要求する。ラテ
ックス粒子は、一般に、乳化重合又は懸濁重合によって
作られる「エル・ヂ・パンゲス（Ｂａｎｇｓ、　Ｌ、Ｇ
、）著（１，９８４年）、ユニホーム・ラテックス・パ
ーティクル（Ｉ］ｎｉｆｏｒｍ　ＬａｔｅｘＰａｒｔｉ
ｃｌｅｓ）、セライン・ディアグノスティックス社（Ｓ
ｅｒａｇｅｎ　Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ　Ｉｎｃ、）、
米国、インデイアナ州、インデイアナポリスｒｌｆ］。

膨潤した懸濁重合を使用してもよい「ウゲルスタッドら
（Ｕｇｅｌｓｔａｄ、　Ｊ、、　ｅｔ　ａｌ、）；アド
バンスト・コロイド・アンド・インターフェイス・サイ
エンス（Ａｄｖ、　Ｃｏ１１ｏｉｄ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅ
ｒｆａｃｅ　５ｃｉ）、１３：１０１−１４０　（１９
８０）］。良質のラテックス粒子は、市販品として入手
できる。ボリスチシン粒子は特に有用である。

抗体試薬のラテックス粒子への結合は、適用」二の便宜
的な技術である。一般に、結合は、共右結合又は非共有
結合であり得る。抗体試薬は、全抗体、抗体の断片、多
機能抗体の集合体などから構成され得る。通常、全抗体
又はＦａｂ、Ｆａｂ’若しくはＦ（ａｂ’）２のような
ＩｇＧ断片が使用される。抗体試薬は、通常の抗血清及
び単クロン技術のような有効な技術の何れかによって導
出され得る。

凝集試薬は、抗体試薬に対する多数の抗原決定基の結合
位置を含み、凝集免疫試験法の分野でよく知られた技術
によって作られ得る。この試薬は、−数的に云えば、抗
分析対象物抗体試薬に対する多数の抗原決定基の結合位
置よりなる。このような位置は、分析対象物自体、又は
試験のために抗体によって結合するに充分な容量を有す
る適当な類似の物質を用いて求められる。このような類
似の物質は、蛋白の分析対象物の場合、台底的に若しく
は消化によって作られた適当な断片よりなり、抗体試薬
、例えばヘモグロビンＡｌｃの糖化ペプチド基に対する
抗原決定基を含んでいる。

上記の試薬は、ＨｂＡｌｃに対する免疫学的比濁分析試
験法を上記及び第５ａ〜５ｈ図に示したごとく、確実に
実施するため、装置４０に組み込７ まれ得る。特に、試薬域６１は、フェリシアン化カリウ
ムのような酸化剤を乾燥、可溶な形で組み込み得る、リ
チウムチオシアネートのような液状の変性剤７０は液体
供給貯留器３０に入れられ、酸化剤と共に、本来のヘモ
グロビンをそのチオシアン−メト−ヘモグロビンに変換
する；試薬域６２には、抗体粒子試薬が乾燥、懸濁可能
な形で組み入れられ；試薬域６３には、凝集試薬が乾燥
、可溶な形で組み入れられる。全血試料又はその前処理
試料は、毛細管６０に導入され、毛細管ホルダ４１は、
開放部５９を経て装置４０に挿入され（第５ａ図）、膜
３２は、上記のごとく、変性剤７０を反応路４９に導入
するように操作される。

装置４０は、最初に反時計の方向に回転しく第５ｂ図）
、それに変性剤７０が、反応路４９に沿って重力により
移動して、第一の角５２と接触し、試薬域６１及び毛細
管６０に添加された酸化剤は、毛細管６０からの血液試
料と最初の反応混合物７１を形成する。好適には、装置
４０は、上記のごとく、振動し、次いで最初の反応混合
物が重力に８ よって第二の角５３に移動させられるように、時計方向
に回転し、静止位置に保持される（第５ｅ図）。最初の
反応混合物７１は、第二の角５３で約３〜５分間、好適
には約２５℃ないし約３９℃で好適にインキュベートさ
れ、全ヘモグロビン含量はその吸光度が、好適には約５
３０ｎｍで測定して定量される。次いで、最初の反応混
合物７１を重力により第二の角５３から第三の角５４に
おける試薬域６２に移動させるために装置４０を回転し
、試薬域６２に添加された抗体粒子試薬と接触させ、そ
こに第二の反応混合物７２を形成する（第５ｆ図）。上
記のごとく、第二の反応混合物７２をインキュベートす
るため装置４０を静止位置に保持し、次いで、装置４０
をさらに時計方向に回転することにより、第二の反応混
合物７２を第四の角５５で試薬域６３に接触させ、装置
４０を上記のごとく振動して（第５ｇ図）、試薬域６３
に添加した凝集剤と共に、第三の反応混合物７３を形成
する。抗体粒子試薬及び凝集剤を逐次的又は同時に接触
させ得るように、抗体粒子試薬及び９ 凝集剤は反応路４９に置かれる。

抗体粒子及び凝集剤が相互に結合し、光散乱複合体を形
成する程度は、存在するＨｂＡ］、ｃの量に因り、比濁
分析測定により容易に定量される。

従って、Ｈｂ　Ａ　］、　ｃの測定は、次いで装置４０
を反時計の方向に回転させることにより、第三の反応混
合物７３を重力で第二の角５３に移動させることで行な
われる（第５ｈ図）。第三の反応混合物７３の濁度は、
上記のごとく測定され、第三の反応混合物７３の比濁分
析応答及び第一の反応混合物７１の全ヘモグロビン測定
は、全血試料中の糖化ヘモグロビン百分率に相関させら
れる。

装置４０は、分析対象物のうちで結合を含む免疫測定法
を実施するのにも有効であり、標識された試薬は、検出
可能な化学的な基で標識された抗分析対象物抗体試薬、
及び分析対象物又はその結合類縁体の固定した形態より
なる。このような分析法によって、液体試料からの分析
対象物又は分析対象物の固定した形態に結合している分
析対象物への、標識された抗体試薬の結合量は定量され
、０ 試料中に存在する分析対象物の量と関係付けられる。

抗体試薬の抗体成分は、既知の免疫グロブリンのクラス
及びサブクラス、例えばｒｇＧｌ　ＩｇＭなど、又は慣
例上、ＦａｂとＦａｂ’、及びＦ（ａｂ’）ｚ、又は、
より好適には一価の抗体断片（Ｆａｂ又はＦａｂ’）と
して知られるＪｇＧの一価及び二価の抗体断片の何れか
のような全抗体であり得る。二価及び−価のＩｇＧ抗体
断片は、ペプシン又はパパインによる標準的な蛋白質分
解消化法を用いる、この分野で公知の方法に・よって得
られる。

標識された試薬の検出可能な化学的な基は、検出可能な
物理的又は化学的性質を有する物質の何れかであり得る
。このような物質は、免疫学的試験法の分野でよく開発
されてきており、一般に、かかる方法に有利な標識は免
疫学的測定試験法に応用することができる。例えば、検
出可能な物理的な性質を有する化学的な基は、検出可能
なシグナル、例えば蛍光体、燐光性の分子、発色団、放
射性同位元素、スピン標識、又は電気的に活性な部分、
を呈する化学反応又は他の化学品若しくは物質との相互
反応を必要としない、それら自身の物理的性質を基礎に
して検出される基である。検出可能な化学的な性質を有
する化学的な基は、検出可能なシグナルを呈するそれら
自体の化学反応性、又は検出される成分との相互作用に
基礎を置いて検出される基である。検出可能な化学的性
質を有する、このような化学的な基は、かかる検出され
る成分との相互作用に先立って検出可能な生成物を生ず
ることなく、又は検出可能なシグナルを呈することはな
く、酵素的に活性な基、例えば酵素、酵素基質、補酵素
、酵素阻害及び活性物質、化学発光物質、化学的触媒、
金属触媒、酵素チャネリング化合物、含弗素化合物−抑
制剤、又はエネルギー転移対、及びビオチン又はハオプ
テンのような特異的に結合可能なリガンドを含むもので
ある。

分析対象物又はその結合類縁物の固定した形態は、この
分野で公知の方法によって反応路の表面に固定又は結合
、又は上記のごとく固定した形態として試薬のパッド又
はフィルムに添加され得る。

或いは、分析対象物又はその結合類縁体は、通例、常磁
性体又は常磁性と呼ばれる永続性の磁化を受けることな
く、磁気的に磁場に応答反応を示す試薬粒子に固定され
る。例えば、このような常磁性の性質は、結晶のサイズ
が約３００Å以下の酸化鉄の場合に、特徴的に明らかに
されているけれども、結晶のサイズが約５００人より大
きい酸化鉄は、永続性の磁化を生ずる磁場への反応性に
よって特徴付けられる。従って、このように磁気的に反
応する試薬粒子を、永続性に磁化されることなく磁場に
置くことができる、そうでないと、免疫学的測定を実施
している間に好ましくない磁石の凝集が起こることにな
る。

このような磁気的に反応する粒子は、この分野では公知
であり、市販品として入手できる、さもなければこの分
野で公知の方法で作ることができる、例えば米国特許第
４．、３３５．０９４号の明細書は、磁性の物質を置い
た格子又は孔を有するポリマ３ を使用する方法；米国特許第４．、３３９．３３７及び
４．３５８，３８８号の各明細書は、ビニル芳香族ポリ
マで取り巻かれた磁極鉄心を使用する方法、米国特許第
４．４５２．７７３号の明細書は、生物学的分子に共有
結合するための、付属の官能基を有する多糖類で覆われ
たコロイドの磁性酸化鉄を使用する方法；及び、米国特
許第４，５５４，０８８及び４．６２８．０３７号の各
明細書は、一般にシランで被覆された酸化鉄心を使用す
る方法を記載している。

好適には、このような均一なラテックス粒子は、重力に
よる有意な沈殿なしに、水性の媒質に分散又は懸濁でき
、そのため、絶え間なく攪拌することなく反応見合物中
に懸濁状態が維持、即ち、水懸濁性がある。従って、ブ
ラウン運動及び容積に対する高い面積比と共に、有効で
急速な結合の動力学が確保される。

分析対象物又はその結合類縁体は、この分野で公知の方
法によって常磁性の粒子に固定させることができる。例
えば、分析対象物又はその結合類縁体を磁気的に反応す
る試薬粒子に共有結合的に４ 結合させる場合、該粒子は多機能であるか、又は、例え
ばこの分野で公知の共有結合性のカップリング法［参考
例、クアトレカサス（Ｃｕａｔｒｅｃａｓａｓ）、ジャ
ーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリ（Ｊ、　Ｂ
ｉｏｌ、　Ｃｈｅｍ、）　；　　２４５．３０５９　（
１９７０）］によって具体化され得る官能基で、多機能
化され得るべきである。官能基の例は、カルボン酸類、
アルデヒド類、アミン類、アミド類、マレインイミドの
ような活性化されたエチレン類、ヒドロキシル類、スル
ホン酸類、メルカプタン類などである。例えば、分析対
象物及びその他の生物学的分子の、アガロース及びポリ
アクリルアミド類へのカップリングは、ヤコビイ及びウ
ィルチエツク　（Ｗ、Ｂ、　Ｊａｃｏｂｙ　ａｎｄ　Ｍ
、　Ｗｉｌｃｈｅｋ）著、メソッド・イン・エンチモロ
ギイ　（Ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎＥｎｚｙｍｏｌｏｇｙ）　
３４巻、アカデミツク出版（Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅ
ｓｓ）、ニューヨーク（１９７４）に記載されている。

本装置を使用する免疫学的測定試験法は、上記のごとく
反応路４９に沿って免疫学的測定試験用５ 試薬を組み入れることによって実施し得ることは、前記
の要件を了承している、この分野に精通している技術者
には明らかである。装置４０が、このような免疫学的測
定試験の実施に使用される場合、緩衝剤、希釈剤などが
、液体供給貯留器３０に含まれ、適当な時間に反応路４
９に導入される。或いは、標識された試薬の検出可能な
化学的な基が、酵素標識のような検出可能な化学性質を
有する場合、液体供給貯留器３０は、がかる化学的な基
に対する検出性の成分、例えば酵素に対しては発色体の
基質を含右する液体試薬が組み入れられ、標識された試
薬の酵素成分と反応して検出可能な応答を提供するため
に試験の終末に反応路４′９に導入される。

本カセット装置は、カセットの反応路内で作られる液体
混合物に含まれる各種の試薬及び物質の重要な攪拌を可
能にする流動攪乱手段よりなる。

装置について、上記の例で示したように、このような流
動攪乱手段は、反応路の壁にある角又は集合点を形成す
る反応路の壁部であり得る。このよ６ うな角は、一般に約７５度ないし約１０５度の角度をな
しているが、約９０度の角度が特に有効であることが判
った。

角の他に、流動攪乱手段は、一般に所望の混合の結果を
得るために反応路に沿って液体の流動の方向を変える、
何れかの反応路の構造を含む。例えば、流動攪乱手段の
別な形態は、障害物と遭遇して液体の流動を偏向させ、
方向を変化させ、又は適当に方向を変えるために、反応
路に置かれた障害物で、はとんど何であってもよい。こ
のような障害物は、反応路を形成している周辺の壁から
上方に垂直に張りだした固体のバッフル又はダム構造で
、路の幅全部を横断し得る、このバッフルの高さは、通
例、液体混合物の高さより低く、液体混合物が反応路に
沿って流れるにつれてバッフルの上端に溢れる程度にし
てあり、それによって攪乱又は混合作用を生ずる。ある
いは、固形のバッフル又はダムよりも、バッフルによっ
て液流を制限し、必要な攪拌作用を行なわすバッフル壁
に開き口又は垂直若しくは水平の細孔を有する穿孔７ のある構造を形成してもよい。流動攪乱手段は、また周
囲の壁から上方に、又は側壁から横断して、又は両者を
組合せた多様な構造を取り得る。流体力学の分野におい
て精通した技術者及び研究者は、その他の構造の障害物
、及びカセット装置を振動させて反応路で所望の攪拌を
起こし、従って本発明の流動攪乱手段として役立つその
他の形態の障害物を設計することも可能である。

本発明の適当な流動攪乱手段を使用することで、液体試
料混合物における混合の程度を有意に改善することが、
実験的に証明されてきた。一つの実験で、以下の間で比
較を行なった： （ａ）水出願書の第３．４．５図によって作られた装置
、従って、流動攪乱手段を含む［この装置を°゛正方形
カセット’　（Ｓｑｕａｒｅ　Ｃａ５ｅｔｔｅｓ）と呼
ぶ］。

（ｂ）本出願に優先権がフレイムされている、１９８８
年４月■１日に出願された米国特許出願第１７９．８４
３号の図面の第１．２．３．４図、及び関連本文記載の
方法によって作られた装置［この８ 装置は、本装置と同様に非遠心的な混合の原理で作用す
るが、一般に円形で、ここに意図するごとき流動攪乱手
段を備えるものではない　−この装置を′”円形カセッ
ト’　　（１？ｏｕｎｄ　Ｃａ５ｅｔｔｅｓ）と呼ぶ］ （Ｃ）完全に混合された液体の反応混合物を加え測定を
行なった、対照として使用したキュベツト［゛対照キュ
ベツト°’　（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｕｖｅｔｔｅｓ）］
。

実施した測定は、上記のＨｂＡｌｃに対する比濁測定免
疫試験であった。各種のカセットにおける昆合度は、カ
セット内で実施した免疫試験の精度を測定することで評
価した。混合を完全に行なうことによって、免疫学的試
験法から時間依存性及び非再現性の要素を排除し、良好
な測定精度が得られた。円形及び正方形カセットの場合
、抗体ラテックス及び凝集剤は、分解された装置の個々
の装置内の適当な区域に、液体の形態で配置された、例
えば正方形カセットでは、乾燥した試薬、抗体−ラテッ
クスは試薬域６２に、凝集剤は試薬域６３に配置した（
第３図参照）。次に、これら９ の装置は、上記のごとく、組み立てられた。

正方形及び円形カセットで免疫試験を実施するに際し、
変姓剤の約０．５ｍＬ溶液を装置に添加し、二つの型の
装置に対するそれぞれの操作方法に従って、血液試料及
び免疫学的試験試薬と混合した。

対照キュベツトには、装置内に変性剤を最初に添加し、
試料と混合した。その後、免疫試験試薬を完全に混合し
た液体の形態で加えた。次いで、すべてのカセットにお
ける凝集応答を比濁度測定装置で測定した。各型につい
て、多回試行の結果から変動係数（ＣＶ）を算出した。

これらの結果を下記の表へに示す： 米−一Δ 聚」し土工　　　　　　　　　　　ＣＶ（％）対照　　
　　　　　　　　　　１．４ 円形カセット　　　　　　３．８〜１１．９″″正方形
カセツト　　　　　　　１，５ 結果はこの範囲で広範に変化した。

以りの実験結果は、本発明の流動攪乱手段の使用が、有
意に攪拌、及び試験の精度（円形カセット０ に対する正方形カセット）を改善し、それによって達成
された精度が、予め混合した液体試薬を使用した場合に
得られた精度と大体一致していることを示した。

本発明は、広範な各種の試料中の分析対象物の検出又は
測定に適用され得る。物質の形態が如何なるものであっ
ても、液体であるか、又は抽出、溶解、懸濁などによっ
て液体の状態に移行し得られるものであれば、試料とし
て（Ｊ（せられる。通常、試料は、実際に液体であり、
生物学的な液体、例えば血液、血清、プラズマ、尿、を
髄液、唾液、綿棒で集めた標本の抽出物、喀痰などであ
る。産業上の、食物の、及び環境の液体のような非生物
学的な試料も、調査分析処理することができる。

液体の試料は、試料の前処理、例えば希釈、濾過、濃縮
、化学的処理などの結果であってもよい。これらすべて
は、この分野の技術の範囲内のものである。

上記の分析検定法は、各種の分析対象物の測定に使用す
ることができる。分析対象物は、通常、結合する物質が
存在し、生物学上の系で生産、若しくは合成されるペプ
チド、ポリペプチド、蛋白質、炭水化物、糖蛋白質、ス
テロイド、核酸又はその他の有機分子である。分析対象
物は、機能的な表現をすれば、抗原、ハプテン、相補ポ
リヌクレオチド配列、ホルモン、ビタミン、代謝物及び
薬理学上の薬剤である。通例、分析対象物は、通常約１
，０００　ないし約１０，０００，０００の分子量を有
する免疫学的に活性なポリペプチド又は蛋白質、又は少
なくとも約１．　ＯＯ１通常約１、　、５００　以下の
の分子量を右するパブテンである。

代表的なポリペプチド分析対象物は、アンギオテンシン
■及び■、Ｃ−ペプチド、オキシトキシン、パップレシ
ン、ニューロフィシン、ガストリン、セクレチン、ブラ
ヂキニン及びグルカゴンである。

代表的な蛋白分析対象物の例は、プロタミン、ムコ蛋白
質、糖蛋白質、グロブリン、アルブミン、硬蛋白質、燐
蛋白質、ヒストン、リボ蛋白質の部類であり、限定する
ものではないが、アポリボ蛋白質−ＡＩ及びアポリボ蛋
白質−Ｂ１００のようなアポリボ蛋白質である。特別な
蛋白質の例は、プレアルブミン、α−リボ蛋白質、ヒト
血清アルブミン、α−酸糖蛋白質、α１−アンチトリプ
シン、αビ糖蛋白質、トランスコルチン、チロキシン結
合グロブリン、ハプトグロビン、ヘモグロビン、ヒトヘ
モグロビンのβ−サブユニット中の糖化ペプチド配列、
ミオグロビン、セルロプラスミン、α２−マクログロブ
リン、β−リボ蛋白質、エリトロポエチン、トランスフ
ェリン、ヘモベキシン、フィブリノイン、ＩｇＧ、Ｉｇ
Ｍ、ＩｇＡ、ＩｇＤ及びＩｇＥのような免疫グロブリン
、及びそれらの断片、例えばＦｃ及びＦａｂ’補体因子
、プロラクチン、血餅因子例えばフィブリノイン、トロ
ンビンなど、インシュリン、メラノトロピン、ソマトト
ロピン、チロトロピン、濾胞成熟ホルモン、リューティ
ナイジングホルモン （Ｉｅｕｔｉｎｉｚｉｎｇ　ｈｏｒｍｏｎｅｓ）、ゴナ
ドトロピン、生殖腺刺激ホルモン、ヒト絨毛膜性生殖腺
刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、胎盤泌乳刺激ホル
モン、内因子、トランスコバラミン、血清酵素例えばア
ルカリ性ホスファターゼ、乳酸脱水素酵素、アミラーゼ
、リパーゼ、ホスファターゼ、コリンエステラーゼ、グ
ルタミン酸オキサル酢酸アミノ基転移酵素、グルタミン
酸ピルビン酸アミノ基転移酵素及びウロペプシン、エン
ドルフィン、エンケーファリン、プロタミン、組織性抗
原、細菌性抗原、ウィルス性抗原、例えば肝炎に関連し
た抗原（例へば、Ｂ型肝炎表面抗原、Ｂ型肝炎コア抗原
、及びＢ型肝炎Ｂｅ抗原）、及び腫瘍標識（例へば、癌
胚抗原、α−フェトプロティン、前立腺酸性ホスファタ
ーゼ、前立腺特異抗原、ニューロン特異エノラーゼ、エ
ストロゲン受容器、癌抗原１２５、癌抗原１９−９など
）である。

代表的なバブテン分析対象物の例は、薬剤、代謝物、ホ
ルモン、ビタミン、毒素、及び同様な有機化合物の一般
的な部類である。ハブテン系ホルモンの例は、チロキシ
ン及びトリョードチロニンである。ビタミンの例として
は、ビタミンＡＳＢ。

例えばチアミン、ビタミンＢ１２、Ｃ，Ｄ、Ｅ及びに１
及び葉酸である。薬剤の例としては、アミノ配糖体、例
えばゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン、シ
ソミシン、カナマイシン、及びネチルミシン、ペニシリ
ン、テトラサイクリン、テラマイシン、クロロマイセチ
ン、及びアクチノマイセチンのような抗生物質°ヌクレ
オシド類及びヌクレオチド類、例えばアデノシン三燐酸
（ＡＤＰ）、アデノシン三燐酸（ＡＴＰ）　、フラビン
モノヌクレオチド（ＦＭＮ）　、ニコチンアミドアデニ
ンジヌクレオチド（ＮＡＤ）、及びその燐酸誘導体（Ｎ
ＡＤＰ）、チミジン、グアノシン及びアデノシン；プロ
スタグランジン類；エストロゲンのようなステロイド、
例えばエストリオール及びエストラジオール、ステロダ
ン類、アンドロゲン類、ジゴキシン、ジギトキシゲニン
、ジギトキシン、ジゴキシゲニン、１２−○−アセチル
ジゴキシゲニン、及び副腎皮質ステロイド類；及びフェ
ノバルビタール、フェニルトイン、ピリミドン、エトス
キジイミド、カルバマゼピン、パルプロアト、テオフィ
リン、カフェイン、プロプラノロル、プロ力インアミド
、キニジン、アミトリブチリン、コルチソル、デシプラ
ミン、シソビラミド、ドキセビン、ドキソルビシン、ノ
ルトリブチリン、メトトレサート、イミプラミン、リド
カイン、プロカインアミド、Ｎ−アセチルプロ力インア
ミド、アムフェタミン類、カテコールアミン類、及びア
ンチヒスタミン類のようなその他の薬剤である。毒素の
例は、アセチルＴ−２トキシン、アフラトキシン、コレ
ラトキシン、シトリニン、サイトカラシン、ブドウ状球
菌のエンテロトキシンＢ、ＨＴ−２トキシンなどである
。

さらに、本発明の装置は、特に上記の試験法の実施に限
定するものではなく、この分野で公知のその他の各種の
試験法を実施するための分析試薬を組み込むこともでき
る。例えば、このようなその他の試験法は、限定するも
のではないが、米国特許第４．２３８．５６５号の明細
書に記載されたアポ酵素再活性化免疫試験系（ＡＲＩＳ
）；米国特許第４、２７９．９９２号の明細書に記載さ
れた基質標識の蛍光免疫試験法（ＳＬＦＩＡ）；米国特
許第４、１３４．７９２号の明細書に記載された酵素阻
害剤標識の免疫試験法；米国特許第３．８１７．８３７
及び４、０４３．８７２号の各明細書に記載された酵素
増加の免疫学的試験法（ＥＭＩＴＯ）；米国特許第４、
７０８．９２９号の明細書に記載されたクローンとして
発生させた酵素供与体免疫学的試験法（ＣＥＤ丁ＡＯ）
；及び、米国特許第４，５１０，２５１し・に記載され
た蛍光分極免疫学的試験法（ＴＤＸ■）などである。

本装置は、上記のごとく手動で操作され、一種以」二の
反応混合物から得られる検出可能な応答は、この分野で
公知の光学機器、例えば透過、吸収又は散乱などにより
検出され、測定される。本体部分及び蓋部は、少なくと
も考察する区域として選ばれた角の区域は、反応混合物
の光学的測定が可能な観察窓として利用するために透明
なように作られるのは当然である。装置を手動で操作す
る場合、オペレーターが液体試料の運動及び位置を観察
し得るように、支持壁及び蓋部は、その全部について実
質的に透明であることが好ましい。

好適には、装置は、単純に器械的、非遠心的な回転装置
で操作される。この装置は、全部の図面で大体垂直に配
置しているように示されており、上記のごとく非遠心的
に回転又は振動する。回転する装置は、例えば、電気的
なステッピングモーターによって操作される。このモー
ターは、順次、所望の方＋ｒすに所望の舶ｌｉ・で製置
を１！！１転、インキュベーションの間の静止位置、及
び一種以上の検出可能な応答の検出と測定についてプロ
グラムされたマイクロ処理装置によって調節される。こ
のような機械的な装置は、検出可能な応答を検出し、測
定する光学系、例えば透過、吸収又は散乱光学系を含ん
でおり、これは、器械装置内で、実質上、装置の水平な
回転軸、即ち装置の角と一直線に置かれている。この器
械装置は、個々の試験プロトコールにおける要求に応じ
て、液体試料又は反応混合物を加熱するための加熱部分
、例えば固定加熱器又は凸凹の接触点を有する回転接触
板、及び装置を器械装置の中に適当に配置するための光
学センサーよりなる。好適には、各種の機械ならびに電
気の構成部品は、都合の良い大きさのケースに収容され
る、例えば、−個の装置又は、一種以上の液体試料に対
する試験プロトコールを同時に実施することが望ましい
場合、本発明の装置の一個以上を収容するための溝また
は開放部よりなるケースである。

本発明の装置は、型に入れて作られ、又はこの分野で公
知の型に取る材料、例えば、限定するものではないが、
ガラス、プラスチック、例えばポリスチレン、アクリリ
ック、ポリエチレン、テトラフタレート、ポリカーボネ
ートなどから作られる。水和性若しくは親和性の素材が
好ましいが、上記のごとく予め処理された非水和性若し
くは疏水性の素材も使用し得ることは明らかである。

液体試料が導かれ移動する機能性の壁の配置は、図示の
ように限定するものではなく、修正され得る、但し、壁
が液体試料を支持し移動させるのに役立つっていること
は明らかである。例えば、第３及び４図に示した装置４
０を参照して、側壁４４及び内壁４５．４６．５０は、
液体試料を支持し、ある方向に導くために溝様の経路又
は導管となるように形成されたＶ字型、Ｕ字型若しくは
その他の型をなしている。さらに、支持壁４７は、蓋部
４３と同様に別の要素として設備されており、第−及び
第二の内壁４５と４６及び内壁５０は、側壁４４と共に
全体を構成する要素を成し、別の支持壁４７及び蓋部４
３によって閉ざされている。

このように隔離した支持壁４７及び蓋部４３は、薄く柔
軟な膜、フィルム若しくは薄いプラスチック製品の形態
で、側壁４４に溶媒密着、レーザ密着、超音波密着、接
着又は付着し得る。装置４０を修正し、本体４２と大体
同じ＝Ｊｄ：を右する別な開放本体部を含むことができ
るし、本体部４２が蓋部４３によって閉鎖され、又は別
の蓋部４３で閉鎖されたのと同様に、本体部４２の支持
壁４７で閉鎖するように設備しても良い。このような別
の本体は、別の分析試薬を収容するために、例えば支持
壁４４に出入口又は開放部を設けることによって反応路
４９を拡張してもよい。これは、反応路とその拡張路と
の間に開放の液体流動通路を備えることになる。

特別な用途のために、さらに変更及び修正を行なうこと
は明らかである。例えば、測定が完了すると、装置内に
ある液体混合物の最大量を吸収させる目的で、多量の吸
収剤をカセットの中に配置する。この方法では、処分の
時点では、自由に流動する液体は装置内に残らず、その
ため汚染物の混入、又は装置からの望ましくない漏洩若
しくはこぼれの危険は軽減される。吸収剤は、例えば反
応路の一方に末端に置かれ、測定の終了時に、液体が吸
収剤と接触するように装置を回転する。例えば、このよ
うな吸収手段は、隙間がホールダの中に形成されている
毛細管ホールダ４１の中空の部分に置かれ、カセットの
回転によって、液体は中空部分に流入する。また、装置
の外部は、回転する装置内で正確な挿入及び調整を確保
する主要な要素で作り上げられている。

ここに記載した本発明は、この発明の精神と範囲に反す
ることなく、種々に変更及び修正することが可能であり
、従って、特許請求の範囲によって指示した場合にのみ
、このような限定が付けられることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の例示的な装置の正面図である。 第２図は、第１図に示した装置の底面図である。 第３図は、本発明の好適な態様を示す分解正面図である
。 第４図は、第３図に示した装置の側面図である。 第５ａ〜５ｈ図は、第３図及び第４図の好適な装置の一
連の正面図であり、この装置を使用して分析試験法の実
施を説明する。 特開平３ ４６５６６　（１７） ＦＩＧ、５ｄ ＦＩＧ、５ｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　実質的に水平な回転軸を具備し、 （１）液体試料を、反応カセットに導入する注入手段、
   及び （２）該注入手段と開放液体流通関係にあつて、（ｉ）
   分析対象物と相互作用して、該分析対象物の関数として
   検出可能な応答を生ずる分析試薬を組み込んだ試薬域、
   及び（ｉｉ）接触して該液体を攪拌するに充分な、該反
   応路に沿った重力により該液体の流動を攪乱する手段（
   それにより、該反応路で処理された液体は、該反応器を
   該水平軸の周囲に回転させることによって、該反応路に
   沿った重力で移動させられ、該試薬域及び該流動攪乱手
   段に接触できる）からなる反応路を含み、該流動攪乱手
   段が、好適には、液体の重力流動が該液体との接触で、
   方向を再び変えるように形成された、該反応路内の障害
   物又は収斂点、例えば該壁部が約９０度の角度をなして
   いる角部よりなる、分析反応を行なって液体試料中の分
   析対象物を測定するための分析用反応カセット。 ２　（ａ）液体試料を、その注入手段により反応カセッ
   トの反応路に導入、該反応路内で液体反応混合物を形成
   し； （ｂ）該液体混合物を、該反応路に沿った重力により移
   動せしめて、反応域で分析試薬と接触させ、流動攪乱手
   段と接触させるため、該反応カセットをその水平軸の周
   囲に回転させ； （ｃ）該水平軸の周囲で該反応カセットを振動させて、
   該混合物中で該液体混合物と分析試薬を完全に混合する
   に充分な程度、該流動攪乱手段と接触せしめて該液体混
   合物を攪拌し； （ｄ）該液体混合物内で検出可能な応答を測定する工程
   よりなり、請求項１記載の反応カセットを使用して、液
   体試料中の分析対象物を測定する分析反応方法。