JPH06323986A - 自動化学分析装置用反応セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動化学分析装置において、セル壁面への成分
の付着や水滴の残存による試料及び試薬のキャリーオー
バーや汚れを回避すること。 【構成】撥水性の樹脂であるポリオレフィン系の樹脂
で、セルを形成する、或いはセルの内面をコーティング
する。 【効果】セル壁面への試薬，試料の付着を防ぐことによ
り、キャリーオーバーを防ぎ、試料へのクロスコンタミ
ネーションを回避し、より正確な測定を可能とする。ま
た、セルへの試料内物質の付着を少なくすることで光学
測定時の正確性を増し、セルの寿命の長期化，セル洗浄
の簡易化を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィン系の樹
脂を素材とした、或いは内面に持つ自動化学分析装置用
反応セル、或いは光学測定用セルに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動化学分析装置は、現在、化学分析を
必要とする分野にとって重要な地位を占めている。自動
化学分析器の登場により分析のために要する手間は極力
減らされ、人手を必要とする作業は装置が肩代わりする
ようになった。機械が人の肩代わりをすることにより、
分析のために割く人手が節約でき、加えて人為的な誤差
の出る可能性が少なくなった。また分析の自動化によ
り、同時他項目分析を行う等して、分析が迅速化した事
により実験結果を得るのに時間を要しなくなり、機械化
によって可能になった微妙な操作により、人の手では扱
うのが困難な極微量の分析が可能になった。そして人が
直接検体に触れる機会を減らすことで、医療目的の検査
のような感染の危険のある試料の分析や、人体に害の有
る毒物の分析も容易かつ安全に行うことができる。

【０００３】近年、分析を必要とする分野では微量分析
に対する要求が殊に高まっている。これは、多くの項目
を、限られた量の検体から測る必要があることや、検体
が少量化していることによる。また、知識の蓄積や技術
の進歩により、分析項目が変化しており、その変化に伴
い、酵素などの微量物質の測定の必要が生じてきたこと
も挙げられる。また、試料内物質の僅かな値の変化を知
るための、高精度の分析も要求されるようになってきて
いる。

【０００４】自動分析装置はこうしたニーズに応じて高
い性能を持ちつつあるが、微量分析や高精度分析におい
ては、わずかな物質の混入でも測定に重大な誤差を生じ
る可能性があり、キャリーオーバーが大きな問題とな
る。こうしたキャリーオーバーの原因となるのは、複数
の検体、或いは試薬を扱うセルやプローブといった部分
である。ここで問題となる事に、セルの繰返し利用が挙
げられる。自動分析装置のセルは通常一つのセルを幾度
も繰返し利用している。このように、同じセルを幾度も
使用する場合、同じセルを異なる検体，異なる検定項目
に対して複数回使用することになり、前に測定した検
体、及び試薬の残留物が、後に測定する検体に混入した
場合、測定値に誤差を生じる恐れがある。例えば、酵素
を利用した試薬を利用した測定の場合、或いは酵素その
ものを測定する場合などは、わずかのキャリーオーバー
も、結果に著しい影響を及ぼし、殊に医療検査等では重
大な判断ミスの原因となる。

【０００５】また、セル壁面への付着が生じると、測定
の精度が下がり、必要とされる測定精度が出にくくな
る。

【０００６】こうしたセルのキャリーオーバー、及び付
着に対する対策の一つとして、ディスポーザブルの容器
を使用することが挙げられる。だが、これは光学測定用
のセルの価格が安くはなくランニングコストが高くなっ
てしまうため、経済的に実用には向かない。そこで次善
の策として、同じセルを洗浄して使用する方法が取られ
ている。この方法に於いては、検体をより確実に洗い流
すために様々な試みがなされており、これまでは洗浄方
法に関する工夫，改良が主で合った。

【０００７】洗浄の手順の一例としては、検体を吸引し
た後、洗剤による洗浄を行い、その後水洗いを数回繰返
し、更に流水洗浄を行う。とゆうような、念入りな洗浄
が行われている。また、このような洗浄に於いて、単に
洗浄水をプローブで吸い取るのみでなく、プローブの先
端にセルの形に合わせた、特殊な形のチップを付けて、
洗浄液をより確実に吸い取る工夫もなされている。ま
た、特にキャリーオーバーの恐れの高い項目を測定する
場合には、キャリーオーバー回避のために、洗浄動作を
繰返す機能が実践されている。

【０００８】洗浄に使う洗剤についても、タンパク質を
確実にのぞくため、アルカリ性の洗剤を利用したり、物
質の付着を防ぐために界面活性剤を入れるなどして、キ
ャリーオーバーの防止に努めている。更に、特定の目的
に合わせて複数種類の洗剤を用意し、目的毎に使いわけ
ることも行われている。

【０００９】キャリーオーバー回避の為の従来技術の例
の一部として、以上を挙げた。

【００１０】一方、特定の目的の為に、特定の樹脂を利
用する公知例として、油分測定用光学セルを挙げる。

【００１１】油分測定用光学セルについては、油分測定
用窓に水分が付着することによる測定誤差を防ぐため、
少なくとも光路にあたる部分には、撥水性の樹脂を利用
する技術が知られている。この撥水性の樹脂としては三
フッ化塩化エチレンや四フッ化樹脂のようなフッ素系樹
脂等が挙げられる。但し、フッ素樹脂は透明度が低く、
光学測定用のセルの材質としては不向きである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】自動化学分析装置に於
いて、反応測光セルは、通常、洗浄等の手順を経て、異
なる検体，異なる項目の測定に使用される。こうしたセ
ルの繰返し利用は、キャリーオーバーの原因となり、そ
の対策に様々な試みがなされている。実際にはこうした
セルによるキャリーオーバーを確実に防ぐためには、容
器を使い捨てにするのが望ましいが、光測定を行う以
上、セルにはある程度以上の精度が要求され、その製造
コストは容器を使い捨てに出来るほど低くはない。この
ため、セルは経済的な面から、使い回しが必要であり、
いかにキャリーオーバーを少なくするかが問題となる。

【００１３】通常、こうした複数回使用することを前提
とした光学測定セルは、ガラスや透明樹脂で作られる。
そしてキャリーオーバーの回避のために、念入りな洗浄
が行われているが、ガラスや従来樹脂の場合、双方とも
に欠点と長所があった。

【００１４】ガラスでは、透明度が高く、付着物の心配
が少ない。また、硬度があるため繰返しの洗浄にも耐
え、傷もつきにくく長期の利用が可能である。しかし、
精度の高い加工が難しく、コストが高くついてしまう。
また、付着物が少ないといっても、長期間利用するうち
には汚れも付き、光学測定に影響を及ぼすようになるた
め半永久的な使用は望めず、ある程度汚れた場合には交
換の必要が有る。

【００１５】一方、樹脂の場合は、求められる精度を出
すのがガラス容器に比べて容易であり、コストは低くて
済むが、ガラスのような硬度は無く、繰返しの洗浄によ
って傷つき易い。また、従来の樹脂では、物質によって
は壁面に吸着しやすい物が有り、測定結果に誤差が生じ
やすく、長期の連続使用が難しい。そのためガラス容器
に比べて短い間隔で定期的にセルを取り替えてやる必要
があり、その手間はガラス容器よりも多い。

【００１６】洗浄にも問題点があり、洗い残しによる試
薬や検体の成分の残留の起こる可能性がある。現時点で
は洗浄の際の水滴の完全な除去が難しく、水滴が壁面等
に残っていれば検体、及び試薬のキャリーオーバーが起
こってしまう確率は高くなる。

【００１７】近年、自動化学分析装置は微量分析、及び
高精度の分析を行うことが多くなりつつあるが、例え
ば、酵素を利用する或いは酵素そのものを測定するよう
な、極僅かなコンタミネーションでも重大な影響を及ぼ
す可能性の高い項目では、こうした壁面への付着が致命
的な測定誤差を引き起こす。実例を挙げれば、コレステ
ロールエステラーゼやリポプロテインリパーゼを含んだ
試薬を使った測定（コレステロールやトリグリセライド
の測定等）を行ったあと、試料中のリパーゼの測定をす
る時、キャリーオーバーが起こっていると、前の測定に
使用した試薬の中に含まれていたコレステロールエステ
ラーゼやリポプロテインリパーゼが反応してしまい、リ
パーゼ活性に正誤差を与えてしまう。

【００１８】分析機におけるこのようなキャリーオーバ
ーの原因は幾つか考えられるが、その主なものは、サン
プリングプローブ，撹拌機構，洗浄機構、そしてセルが
挙げられる。セルにおけるキャリーオーバーは、セル洗
浄の際に容器内の水滴を除去し切れないことが、大きな
原因となっている。本発明は、こうしたセル壁面等への
水滴付着を極力抑えることを目的とする。

【００１９】また同時に従来付着しやすかったエステラ
ーゼ，オキシダーゼ，リパーゼ及びチモール等の吸着を
押えることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】セル壁面の水滴、及び試
薬，検体の成分付着防止のため、セルを形成する材質に
撥水性の透明樹脂であるポリオレフィン系の樹脂を使
う。或いは、ポリオレフィン系樹脂で容器の内面全体を
コーティングする。また、酵素類は、血清中では荷電状
態にあり、セル壁面等に吸着しやすい。セルにポリオレ
フィン系樹脂を利用することにより、荷電状態の酵素類
の吸着を防ぐことが出来る。

【００２１】

【作用】ポリオレフィン系の樹脂は撥水性があり、水滴
が付きにくい。このような撥水性，親水性の違いは、材
質と水滴の接触角で知ることが出来る。ポリオレフィン
系の樹脂とアクリル系の樹脂の接触角を精製水で調べた
場合、ポリオレフィン系の樹脂では８８゜，アクリル系
樹脂では７７゜でありポリオレフィンはアクリルに比べ
て撥水性が大きいことが判る。

【００２２】セル洗浄の際に水滴がセルに残るのは、水
のセルに対する粘着性が大きく関連している。セル内の
水を吸引するとき、セル−水間の粘着性が水の表面張力
を上回っていれば、水滴は壁面に残ってしまう。逆に、
セル−水間の粘着力が表面張力を下回れば、水は表面張
力によって壁面から離され水滴が残ることはない。撥水
性があるということは、この水のセルに対する粘着性が
弱いことを意味する。セルの材質を撥水性のポリオレフ
ィン系の樹脂にすることにより、セルと水滴との接触角
を大きくし、セル壁面に水分が付着，残留するのを防
ぐ。

【００２３】セルへの成分付着に関しては、チモール，
リポプロテインリパーゼ，コレステロールエステラーゼ
に於いて、アクリルへの吸着を１００とすると、それぞ
れ３，１３，１８の値を示す。ここに示される通り、ポ
リオレフィンへの物質の吸着はアクリルに比べて、かな
り少ない。これにより、セルの表面にポリオレフィンを
使うことで、セル壁面への物質吸着を防ぐ。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。但し、本発明
は必ずしも実施例に縛られるものではない。

【００２５】図１ａ，図１ｂは実際にポリオレフィン系
樹脂を使ったセルの例を示したもので、図１ａは反応セ
ル自体の素材にポリオレフィン系樹脂を使った場合であ
る。また、図１ｂは他の透明素材で出来た容器の上に、
ポリオレフィン系の樹脂をコーティングしたものであ
る。

【００２６】図１ｂのように、他の材質で容器を形成
し、内面をコーティングして目的の結果を得ようとする
場合では、試料の入る内側全体を隙間なく覆いつくす事
が必要である。これによって、セル内面につく水滴を少
なくし、結果としてキャリーオーバーを少なくすること
が出来る。

【００２７】このように、セル内面に撥水性を持たせる
事により、洗浄をより確実なものにすることで、キャリ
ーオーバーを防ぎ、微量分析に対する信頼性を上げるこ
とが出来る。図２に実際に洗浄の際、どの部分でどのよ
うにポリオレフィンの撥水性が発揮されるのか示す。

【００２８】図２に示すのはセル洗浄の様式の一例だ
が、この例では洗浄はａ〜ｈまでの八段階に分かれてい
る。

【００２９】先ず、段階ａでは測定済みの試料を吸い出
す。この段階で試料を吸い出す際に壁面への水滴や成分
の付着がない、或いは少なければ、それだけキャリーオ
ーバーが測定に及ぼす影響は小さくなる。段階ｂでは、
セルにアルカリ性の洗浄液を入れ蛋白質，アミノ酸の汚
れを落とす。この時壁面への成分の付着が少なければ、
汚れは落ちやすくなる。段階ｃでその洗浄液を吸いと
る。この時も撥水性により、より確実に洗浄液を吸引除
去できる。その後、ｄ〜ｇで二回の水洗いを行うが、こ
の内のｅ，ｇでも同様に確実な洗浄水の吸い取りと成分
付着の防止が期待できる。また、ｈの流水洗浄において
も、壁面への水分及び成分の付着防止となる。

【００３０】このようにセルの壁面を撥水性にすること
によって、キャリーオーバーを二重，三重に渡って低減
できる。

【００３１】

【発明の効果】セルの内部に撥水性のポリオレフィン系
の樹脂を使うことにより、洗浄の際のセルへの水滴の付
着を防止し、キャリーオーバーによるクロスコンタミネ
ーションを回避する事が出来る。これにより、微量分析
の際の測定誤差の低減が可能であり、より正確な測定が
可能となる。また、従来ならば自動分析機による測定の
難しかった項目の測定も容易になる。

【００３２】また、壁面への付着が少なくなる事によ
り、セルの汚れ防止となる。汚れが少なくなれば、光学
測定時の測定誤差が少なくなる。

【００３３】また、セルの汚れが少ないということは、
セルが繰返しつかえる回数が増えることを意味する。セ
ルの寿命が長くなることによって、自動分析装置のラン
ニングコストはさがり、また、セルの交換の手間も少な
くて済む。セル洗浄の手順の簡易化も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリオレフィン系の樹脂を利用した光学測定用
反応容器の断面図である。

【図２】セル洗浄の手順の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１…ポリオレフィン樹脂、１２…セル形成材質、１３
…測定用光路、２１…吸引プローブ、２２…洗浄液吐出
プローブ、２３…洗浄水吐出プローブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検体、及び試薬を分注・反応させ、その反
   応後に光学測定を行う自動化学分析装置の反応セルにお
   いて、セルをポリオレフィン系の樹脂で形成する、ある
   いは該樹脂で内面をコーティングしたことを特徴とする
   自動化学分析装置用反応セル。