JPH048741B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアナライト（analyte）として知られ
ている液体中の物質の化学分析のための装置に関
し、特にアナライトを測定するのに使用するテス
トエレメントをスキヤンするための装置に関す
る。

化学分析用に、サンプル液体の滴を受けてその
中の所定のアナライトに対応する検知可能な変化
を起すようにしたテストエレメントが開発されて
いる。その変化は、テストエレメントの底面上に
放射ビームを当てその反射を測定するようにした
反射計（reflectometer）によつて測定される。

一つの型式の反射計は、発光フアイバと集光フ
アイバとを有する光スキヤニングヘツドを有して
いる。光フアイバを使用する場合は、そのスキヤ
ニングヘツドをテストエレメントにできるだけ近
づけ、光のロスを最少限にするのが望ましく、テ
ストエレメントに当接できれば最良の走査ができ
る。しかし、スキヤニングヘツドがテストエレメ
ントに接するとすると、当該ヘツドの摩耗及びひ
つかき傷などの問題が生じ、特に、テストエレメ
ントが反射計に出入りするときスキヤニングヘツ
ドの面をテストエレメントが横切る場合に問題と
なる。

米国特許第3562539号には、クロマトグラムか
らの反射率を測定する装置が開示されている。こ
の装置は、光をクロマトグラムの小さな限られた
領域に導くとともに反射光をフオトセルに導く光
フアイバースキヤニングヘツドを有している。ス
キヤニングヘツドはクロマトグラムをカバーする
ガラスプレート上に乗せられクロマトグラムから
一定距離に保たれるようになつている。この場
合、スキヤニングヘツドがクロマトグラムから離
れているために光のロスが生じる。更に、多数の
スライドをスキヤニングヘツドを横切つて連続的
に動かすようにした自動装置に於いて上記装置を
使用する場合に問題が生じる。

本発明は、スキヤニングヘツドの過度の摩耗を
起すことなしにテストエレメントを走査ヘツドに
接触するようにしてテストエレメントを連続的に
測定する装置内に於いて使用するための反射計を
提供することにより上述の従来装置の問題を解消
することを目的とする。

本発明は、液体を含むテストエレメントをスキ
ヤンすることによつて液体内のアナライトを測定
する装置を提供するものであり、この装置はテス
トエレメントを上記スキヤン位置に押圧し保持す
るための偏倚手段（以下に述べる実施例において
は参照番号４０にて示す）と、スキヤンしたテス
トエレメントを上記反射計から取り除くための除
去手段５０であつて、第１と第２の位置の間を直
線的に可動とされており、第１の位置において偏
倚手段を上記反射計から離すための第１の手段
（同実施例においてはカム面６６を備えるプツシ
ヤエレメント５２から構成される）と、第２の位
置においてテストエレメントをスキヤン位置から
押し出すための第２手段（同実施例において縁７
２を備えるプレート７０から構成される）とを有
しており、第２手段は第１手段の操作の後におい
てのみ操作可能とされてなる除去手段と有するこ
とを特徴とする。

本発明の利点は、反射計のスキヤニングヘツド
が中間プレートの厚みによつてテストエレメント
から離されるのではなく、テストエレメントに直
接々触するようになされ、従つて光のロスが最小
限に保たれるということである。反射計のそのよ
うな操作はスキヤニングヘツドを傷付けることな
しにまたスキヤニングヘツドとテストエレメント
とを分離するのに複雑な機構を用いることなく行
える。

以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づ
き詳細に説明する。

以下の実施例はフアイバー光学反射計に関連し
て述べているが、本発明はテストエレメントをス
キヤンする間にテストエレメントに接触する他の
型式の反射計を用いる装置にも適用できる。ここ
で使用している“スキヤン”という用語は、テス
トエレメントが所定の順序に従つて走査されるか
否かに係かわらず、電磁エネルギを用いてテスト
エレメントの少なくとも１部を試験することに用
いている。

以下の記載に於いては、血清が分析される液体
として述べられている。分析される他の液体とし
ては、非生物を含有する工業液体等を含む。

第１図に示す装置１９は、種々の液体特に生物
学的液体のアナライトを測定するためのものであ
る。この装置の測定は、プラスチツクフレーム部
材１５（第２図）に取り付けられた１以上のサン
プル受部１２を有するほぼ平らなテストエレメン
トＥを使用して行われる。サンプル受部１２は透
明で不透液性の支持部材１４上にある。サンプル
は所定量の液体をテストエレメントＥの上に供給
することにより設定される。液体を受けた後、エ
レメントＥは反射計２０内に移される。第２図に
示されるようにエレメントＥが右へ動かされると
き、縁１６が前縁で縁１７が後縁となる。

テストエレメントＥの層（図示せず）は好まし
くは米国特許第3992158号及び第4066403号に示さ
れる方法で作られる。供給された液体は層内に広
がり、そこで反応して検知可能な変化を起す。米
国特許第4169751号はそのようなテストエレメン
トの一つの有用な型式を示している。そのテスト
エレメントに於いては、サンプル受部は液滴を受
けるよう開口の設けられた支持フレームに取り付
けられるようになつている。

装置１９はスキヤニング位置に於いてテストエ
レメントＥを反射計２０のスキヤニングヘツド２
６と接触させるように押圧する偏倚手段４０と、
後述する如くスキヤニングヘツド２６とテストエ
レメントＥとを相互の接触を外すように動かした
後にスキヤンされたテストエレメントＥを反射計
２０から取り除く除去手段５０とを有している。

除去手段５０はまたテストエレメントＥを培養
器１００から反射計２０に送供する作用もなす。
供給手段１２０はテストエレメントＥを培養器１
００に供給するため設けられている。

反射計２０（第２図乃至第４図）は少なくとも
１つの発光フアイバー２２と多数の集光フアイバ
ー２４とを有している。好ましくは、集光フアイ
バー２４は第４図に示すように発光フアイバー２
２のまわりに配置される。フアイバー２２，２４
は束ねられて、スキヤニングヘツド２６を有する
ステム２８を構成する。ヘツド２６は第２図に示
されるように彎曲した接触面２７を有している
が、この接触面を平らにすることもできる。

反射計２０は光源３２及びフオトデイテクタ３
４を有しており、これらは好ましくは一つのユニ
ツト３０（第２図及び第３図）として収納され
る。発光フアイバ２２は光源３２（第３図）に接
続されており、光源３２は適正な波長の出力を出
す発光ダイオードとされる。生物学的液体の分析
で特に有用な波長には565、590、610及び700nｍ
等がある。集光フアイバー２４（第４図）はユニ
ツト３０内のシリコンフオトデイテクタ３４に結
集される。他の光源（図示せず）も使用すること
もでき、そのようなものとしてはフイラメントラ
ンプ、クオーツハロゲンランプ、キセノンフラツ
シチユーブがあり、それらの光はそれら光源若し
くはフオトデイテクタに於いてフイルタにかけら
れ所望の波長にされる。

光源３２として発光ダイオードを用いるとき
は、不連続的“ON−OFF”モード操作が好まし
い操作である。そのような不連続的操作は、スキ
ヤニングヘツド２６内に二以上の発光フアイバー
及び光源を設けて各光源が異る波長の光を発光す
るようにするのを可能とする。複数の発光フアイ
バーの使用は、二以上の分析物質がある場合に好
ましいものである。

フオトデイテクタの読取りはマイクロプロセツ
サ等の（図示しない）汎用のデータプロセツサに
よつて変換されてデイスプレー（図示せず）やプ
リンタ（図示せず）にその出力が送られる。デー
タプロセツサは好ましくはアナライザの測定目盛
調整能力を備えるようにする。

フアイバ２２，２４内の反射率の角度は選定さ
れたフアイバーの特性であり、例えば約30゜とな
る。そのような光フアイバーは汎用のものであ
り、種々のものから選ぶことができるが、好まし
い材料としてはポリメチルメタクリレイトやポリ
スチレンがある。フアイバー２２はテストエレメ
ントが置かれるところに光３５を発する。

チヤンバー３６はテストエレメントＥのための
読取ステーシヨンを形成している（第２図）。中
心軸線３８を有するスキヤニングヘツド２６はチ
ヤンバ３６内に垂直に置かれており、チヤンバ３
６はテストエレメントＥの支持部材１４をスキヤ
ニングヘツド２６に接触させるよう押圧するため
の偏倚手段４０を有している。偏倚手段４０は傾
斜縁４３を有するプラテン４２と圧縮ばね４４と
を有している。

テストエレメントＥは入口４６を通してチヤン
バ３６内に導入され、スキヤンされたテストエレ
メントＥは出口４８を通して反射計２０から取出
される。一対のばね４９（そのうちの一つが第５
ａ図、第５ｄ乃至第５ｆ図に示されている）がチ
ヤンバ３６に設けられている。好ましくは、２つ
のばね４９が入口４６の両側に配置されて、プラ
テン４２が新たに導入されたテストエレメントを
ヘツド２６に押圧するまでテストエレメントを所
定の位置に保持する。ばね４９はテストエレメン
トの上方に設けられ、テストエレメントがチヤン
バ３６内に動かされるときにそれに接触するよう
になつている。

本発明に於いては、除去手段５０にテストエレ
メントＥをスキヤニングヘツド２６の面２７から
離すよう持ち上げるための第１手段とテストエレ
メントＥを面２７から離して反射計２０の外に押
し出す第２手段とが設けられている。第１手段
は、固定レール５３（第２図）上に往復可能に取
り付けられたプツシヤエレメント５２から成る。
エレメント５２は好ましくは２つのアーム５４，
５６に分岐される（第１図）。アーム５４，５６
はそれらがチヤンバ３６内を進められるときにス
キヤニングヘツド２６の両側の上方を通るに十分
な程度離されている。アーム５４，５６はそれぞ
れスキヤニングヘツド２６の面２７より上方に突
出している上方支持面５７（第１図）を有してい
る（第５ｃ図参照）。プツシヤエレメント５２は
外面にラツクギア５８（第１図）が設けられてい
る一端縁５１を有している。ギア５８はバーガ
ー／ラー（Berger／Lahr）ステツピングモータ
のような汎用のステツピングモータ６２によつて
駆動されるピニオンギア６０に係合されている。

プツシヤエレメント５２の前端６４に於いてア
ーム５４及び５６上にカム面６６（第２図）が設
けられている。各カム面６６は角度α（第５ｃ図）
で傾斜している。この角度の好ましい値は約15度
及び60度の間であり、より好ましくは約20度であ
る。

アーム５４，５６は、カム面６６が反射計２０
内のテストエレメントＥと接触しないスタート位
置から開口４６を通して反射計内に入る。以下に
述べる通り、カム面６６はカムエレメントＥがス
キヤンされた後、テストエレメントＥと接触して
それをスキヤニングヘツド２６から離れて上方に
動かす。

テスエトエレメントＥをチヤンバ３６内に動か
すために、除去手段５０はアーム５４，５６と接
触するプレート７０を有している。プレート７０
はアーム５４から５６に伸びる前縁７２（第１
図）を有している。縁７２の高さは、テストエレ
メントＥ（第５ａ図）よりわずかに低くされる。
プレート７０の縁７２はテストエレメントＥの後
縁と係合して同エレメントを既にスキヤンされた
エレメントＥを除去するのと同時に反射計２０内
に押す。

上述の装置は、テストエレメントＥを位置Ｉに
於いてアーム５４，５６の上に手で装填すること
により該テストエレメントをスキヤンするもので
あることが判るであろう。しかし、好ましい構造
のものに於いては、複数のテストエレメントＥを
反射計２０に隣接し且つプツシヤエレメント５２
の上方に積重ねて収納する。このために、ハウジ
ング１０２（第１図）を有する培養器１００がチ
ヤンバ３６に隣接して設けられている。ハウジン
グ１０２は壁１０４（第２図）を有し、該壁１０
４はプツシヤエレメント５２の縁６６が入つて積
重ねたテストエレメントＳの最下位置のものにの
み係合できるようにする開口１０６を有してい
る。壁１０４の反対側の壁１０８は出口１１０を
有しており、最下位置のテストエレメントＥが反
射計２０内に移送されるような寸法にされてい
る。

積重ねたテストエレメントＳをカバーし且つ下
方に付勢するため、ハンドル１１４を有するプラ
テン１１２が設けられている。プラテン１１２は
またテストエレメントＥを加熱するのにも使用で
きる。また、培養器１００のための（図示しな
い）汎用の加熱エレメントを適当な位置に設ける
こともできる。テストエレメントを手で積重ねエ
レメントに装填する場合には、プラテン１１２を
ハンドル１１４によつて持ち上げることができ
る。

しかし最も好ましくは、テストエレメントＥを
供給手段１２０（第１図）によつて培養器１００
内に装填する。供給手段１２０は２つのレール１
２４の上に設けられた摺動プツシヤ１２２を有し
ている。テストエレメント支持面１２６はレール
１２４間に設けられている。供給手段１２０は培
養器１００内の開口１２８と協働してテストエレ
メントを矢印１２９の方向に送供して積重ねたテ
ストエレメントＳの頂部に載せる。プツシヤ１２
２のハンドル１３０は、プラテンのハンドル１１
４が手動により持ち上げられたときにプツシヤ１
２２が手動で動かされるようにする。またはその
代りに、ハンドル１１４，１３０を機械的若しく
は電気的に接続してプツシヤ１２２が開口１２８
に向けて進められるときにプラテン１１２が自動
的に持ち上げられるようにする手段（図示せず）
を設けることもできる。

アナライザの操作は上述の記載から明らかであ
ろう。プツシヤエレメント５２の操作は第５ａ図
乃至第５ｆ図に示されている。チヤンバ３６内の
スキヤニング位置に於けるテストエレメントＥは
それがスキヤニングヘツド２６（第５ａ図）と接
触するようにプラテン４２によつて押圧されてい
る間にスキヤンされる。またスキヤンされていな
い第２のテストエレメントＥはスタート位置のプ
ツシヤエレメント５２上の位置Ｉ上にある。プツ
シヤエレメント５２がスタート位置から開口４６
内に進められると、カム面６６がスキヤンしたエ
レメントＥを初めにその後縁１７をヘツド２６の
中心軸線にほぼ整合した方向にスキヤニングヘツ
ド２６から持ち上げる。次に、スキヤンしたテス
トエレメントＥの前縁１６を持ち上げ、同時に第
２のテストエレメントＥをチヤンバ３６の開口４
６内に部分的に送供する（第１の位置第５ｃ図）。
この時点で、スキヤンされたチヤンバ３６内のテ
ストエレメントはスキヤニングヘツドの面２７と
は接触していない。第２エレメントＥが縁７２に
よつて押されるとき、スキヤンされたテストエレ
メントＥがプラテン４２の下から外に押される
（第２の位置第５ｄ図）。保持ばね４９がチヤンバ
３６に装填されつつあるテストエレメントＥ上を
滑りその後縁１７の後ろに入る。そのとき、プツ
シヤエレメント５２は前進位置にある（第５ｄ
図）。テストエレメントＥがプラテン４２に接触
するようにされ且つそれから外されるように動か
される間、テストエレメントＥはスキヤニングヘ
ツド２６と接触しない。従つてテストエレメント
Ｅのヘツド２６の中心線３８に直角方向での動き
は当該ヘツド２６の摩耗を起さない。

新たなテストエレメントＥがチヤンバ３６内に
装填された後、プツシヤエレメント５２がスター
ト位置（第５ｆ図）に戻されるが、チヤンバ３６
内のテストエレメントＥは保持ばね４９の作用に
よつて戻るのを阻止される。プツシヤエレメント
５２がスタート位置に戻るとき、スキヤンされた
テストエレメントＥは出口４８から落ちる。プツ
シヤエレメント５２がばね４９（第５ｆ図）から
外れるとチヤンバ３６内のテストエレメントＥは
スキヤニングヘツド２６の面２７と接触してスキ
ヤニング位置となる。新しいテストエレメントＥ
はそれから縁７２の前方の位置Ｉに動かされて同
じ工程が繰り返される。

他の図示しない実施例に於いては、反射計が可
動でプラテンが固定される。その場合、ばねが反
射計をプラテンに向けて偏倚し、プツシヤエレメ
ントのカム面が反射計に係合してそれをテストエ
レメントがスキヤニング位置に動かされる前にプ
ラテンから離れるように動かす。

上述の装置は比較的簡単は機構を用いて反射計
の摩耗を本質的になくしたという点で特に有益で
ある。そのような装置は比較的処理量が少ない医
院のようなところで特に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従つて構成されたアナライ
ザの斜視図；第２図は、第１図の−線断面
図；第３図は、本発明の反射計のスキヤニングヘ
ツド、光源、フオトデイテクタの斜視図；第４図
は、第３図の−線断面図；第５ａ図乃至第５
ｆ図は、本発明の操作を示す説明図；である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を含むテストエレメントＥをスキヤンす
   ることにより液体中のアナライトを測定する装置
   に於いて、反射計であつて当該反射計に整合した
   スキヤン位置に支持されたテストエレメントＥを
   スキヤンするのに適した反射計２０を有する測定
   装置であつて、 テストエレメントを上記スキヤン位置に押圧し
   保持するための偏倚手段４０と、同テストエレメ
   ントをスキヤン位置から押し出すための直線的に
   可動なエレメント除去手段５０とを有しており、
   該除去手段は第１と第２の位置との間を直線的に
   可動とされており、第１の位置において上記偏倚
   手段４０を上記反射計から離すための第１手段５
   ２，６６と、第２の位置においてテストエレメン
   トを上記スキヤン位置から押し出して排出するた
   めの第２手段７０，７２とを有しており、第２手
   段は第１手段６６の操作の後においてのみ操作可
   能とされてなることを特徴とする測定装置。