JPH0710280Y2

JPH0710280Y2 - 定量分析装置

Info

Publication number: JPH0710280Y2
Application number: JP1987097630U
Authority: JP
Inventors: 正芳福岡; 昭松行
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1987-06-25
Filing date: 1987-06-25
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2002-06-25
Also published as: JPS645151U

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本考案は定量対象物質と試薬の化学反応により発生する
光を検出して定量分析を行なう定量分析装置に関する。

B.考案の概要本考案は定量対象物質および試薬の混合により発生する
光を検出して定量分析を行なう定量分析装置において、外光入射を遮蔽した密閉構造の暗箱内に、任意の位置に
移動でき、且つ保温用のヒーターを内蔵したセルホルダ
ーを収納するとともに、該ホルダーに、セルから発せら
れる光が充分に光検出器の受光部に到達できる大きさの
窓部と、光を透過し得る材質から成り、前記窓部を覆う
保護カバーとを設けることにより、セル内部に混合されて検体，試薬の温度を一定に保つと
ともに熱の放出を最小限に抑え、且つ検体量，試薬量の
多少に拘わらず化学反応により発生する光の検出を精度
良く確実に行なえるようにしたものである。

C.従来の技術放射線免疫分析（Radio Immuno Assay,以下RIAと略称す
る）法は1959年にアメリカのBersonとYallowにより開発
されてから今日まで臨床検査における免疫分析法の主流
をなしてきた。しかしRIA法は人体にとって危険な放射
性同位元素を標識物質として使用しているため、その取
り扱いには政府機関の一定の資格が必要であったり、使
用後の廃棄の問題、さらには使用施設が科学技術庁の認
可を必要とする等のやっかいな問題を有している。

このような問題点を解決するために、標識物を人体に無
害な酵素に置き換えた酵素免疫分析（Enzyme Immuno As
say,以下EIAと略称する）法が考案され1971年にEngrall
等により最初の報告がなされた。EIA法は周知のように
ホルモンや蛋白質等の抗原又は抗体に標識したグルコー
スオキシダーゼのような酵素と基質（酵素がグルコース
オキシダーゼのときはグルコースが基質となる）との酵
素反応により発生する過酸化水素濃度を４−アミノアン
チピリン等の色素を用いて吸光度により定量する方法で
あるが、さらに高感度に測定したいという要望から色素
の代わりにルミノールやルシゲニン等の化学発光物質を
用い、定量検出するEIA法の改良法や抗原又は抗体に直
接発光物質を標識する発光免疫分析（Luminescence Imm
uno Assay,以下LIAと略称する）法が考案された。

EIA法の改良法は第７図のようにして行なわれる。すな
わち、まず第７図ののように試験管（セル）中のポリ
スチレンボール（φ６〜8mm）に第１抗体を入れて固相
化する。これを分離，洗浄して固相化抗体のみとする
（第７図の）。これに標準物質または試験検体（抗
原）を加えると特異的な反応である抗原抗体反応が起こ
り、第７図ののように固相化抗体に抗原が結合する。
そして洗浄を行なって上清にある非結合抗原を除去する
（第７図）。次に第７図で示すように酵素を標識し
た抗体（第２抗体）を入れると抗原抗体反応が起こる。
そして洗浄を行ない、上清にある酵素標識抗体を除去す
る（第７図の）。このような第７図の〜までの免
疫反応後に、次のような酵素反応を行ない酵素活性を生
物発光および化学発光試薬を用いて求める。すなわち第
７図の標識酵素活性は、結合した酵素標識抗体の量に
よって決まり、その酵素標識抗体量は第７図の固相化
抗体に結合した抗原量によって決まる。つまり第７図
の標識酵素活性は第７図の抗原量（標識物質又は試験
検体量）を表すことになる。従って種々の濃度の標識物
質により標識物質濃度と酵素活性との検量線を作成して
おき、試験検体において同様の操作を行なえば、この検
量線から試験検体の濃度を求めることができる。

D.考案が解決しようとする問題点上記のような分析法において、酵素は温度により活性が
左右されるので、使用する酵素の至適温度において酵素
反応を行なう必要がある。特に発光試薬を直接抗原又は
抗体に標識する直接法において酵素を試薬として用いる
系では温度の影響は無視できない。しかしながら従来の
定量分析装置のセルホルダーは、検体温度を一定に保つ
ような構造にはなっていない。これは第７図の反応生
成物の酵素活性を予め使用する酵素の至適温度で反応さ
せておき、発生した過酸化水素を指標として用いていた
ためである。また前記直接法が一般にあまり知られてい
なかったためであると思われる。

また、前述したEIA法の改良法およびLIA法等において使
用する試薬量は一定ではない。このため測定する系が変
化しても測定効率が落ちないように、種々の系に対応で
きる構造のセルホルダーにする必要がある。しかしなが
ら従来の定量分析装置のセルホルダーは、試薬液量が一
定量ないと精度が悪くなるばかりか、最適な測定ができ
ない構造になっていた。これは生物および化学発光法が
比較的新しい方法であるため測定系が限られていたため
であると思われる。

ここで一般的な生物化学発光現象における時間と発光量
の関係は第８図に示すような発光パターンとなる。第８
図において発光量（CPS）は、定量対象物質と試薬の混
合時刻t₀から時間の経過に伴って急激に増大して時刻t₁
で最大値（CPS）maxに達し、その後徐々に減少してい
く。第８図のように推移する発光量を正確に計測するに
は、定量対象物質と試薬の混合直後の時刻t₁における初
期発光量（最大値）を検出することが必要となる。

また、極めて希薄な濃度（例えばナノモル;n mol以下）
の定量対象物質を化学発光物質を利用して定量する場
合、発光は非常に微弱となり、１秒間当たり10個以下の
光子数を計数することが要求される。この要求を満たす
には光電子増倍管等の光センサーへ入射される漏れ光量
をできるだけ減少しなければならない。このためセル，
セルホルダー，光センサー等を収納する測定室は、外光
が入射しない密閉構造の暗箱で構成する必要がある。

上記のように定量対象物質および試薬を混合した直後の
初期発光量を精度良く計測することと、光センサーへ入
射される漏れ光量を少なくすることとの条件を満たすに
は、次のような計測方法が考えられる。すなわち、測定
室を暗箱で構成するとともに、定量対象物質および試薬
をセルに注入するための注入器として自動分注器を用
い、この自動分注器の分注針あるいは分注針に接続され
たテフロン等のチューブに邪魔にならないような前記暗
箱の位置にセル取出口を設け、セルホルダー内に保持さ
れたセルを前記セル取出口の位置から正確な分注位置ま
で水平に移動させた後セルへの注入を行なって発光量の
計測を開始する。前記計測方法のように注入器に自動分
注器を採用すれば、定量対象物質と試薬の混合直後から
急速に発光量が変化する場合であっても初期発光量（最
大値）の計測が可能となり、また暗箱を用いることによ
り光センサーへ入射される漏れ光量を減少させることが
できる。しかしながら前記計測方法は、測定室が暗箱で
構成されるため次のような問題点があった。すなわち、
一般に光検出のために用いられるセルの重さは数グラム
程度しかない。このような軽量のセルが暗箱内のセルホ
ルダーに導入されているか否かの判定は非常に困難であ
り、しかも外部から目視によってセルの存在を確認する
ことができないため、セルがセルホルダーに導入されて
いない空状態で自動分注器が動作して注入が行なわれる
可能性が高い。このようにセルがセルホルダーに導入さ
れていない空状態で注入が行なわれると、注入物質がセ
ルホルダーまたは暗箱内部へ漏洩してしまう。これによ
って漏洩された試薬を拭い取る等の後処理が煩わしくな
るとともに、セルホルダーや暗箱を構成する金属が腐食
してしまう等の問題点があった。また、暗箱内のセルが
不正確な注入位置にセットされてしまった場合、セルの
内径が比較的小さい（最大15mm程度）ために注入物質は
セル内に注入されずにセル外壁を伝わって外部へ漏れて
しまう。このため前記同様に漏れた注入物質によってセ
ルホルダーおよび暗箱を構成する金属が腐食してしまう
等の問題点があった。さらに暗箱内は目視することがで
きないので、移動によりセットされたセルの位置が一定
にならない。このため注入位置が変化してしまい、注入
物質の落下状態が一定しない（セルの壁を伝わって落下
したり、伝わらずに落下したりの状態となる）。これに
よって注入量および撹拌力が一定せず発光量の計測値は
ばらついてしまう。また前記のように移動によりセット
されたセルの位置が一定にならないため、分注針あるい
は分注針に接続されたテフロン等のチューブとセルとの
距離が変化する。このため注入物質の混合時刻が一定に
ならず、発光量の計測値がばらついてしまう。

本考案は上記の点に鑑みなされたもので、セル内の検体
温度を一定に保って酵素反応の効率化を図るとともに、
検体量，試薬量の多少に拘わらず光の検出を精度良く行
なうことができ、しかも外光入射を遮蔽し且つ目視でき
ない暗箱内で生物化学発光現象の発光量を確実に計測で
きる定量分析装置を提供することを目的としている。

E.問題点を解決するための手段本考案は、定量対象物質および試薬の混合により発生す
る光を検出して定量分析を行なう定量分析装置におい
て、セル取出口および注入部取付口を有し、外光入射を
遮蔽した密閉構造の暗箱と、この暗箱内に収納されると
ともに、熱伝導性に優れた材質で構成され、定量対象物
質および試薬が注入されるセルを保持するセルホルダー
と、このセルホルダーに設けられ、該ホルダーの温度を
所定温度に保つヒーターと、受光部が前記暗箱に機密に
導入され、前記セル内に混合された定量対象物質および
試薬が化学反応して発生する光を検出する光検出器と、
前記光検出器の受光部および前記セル取出口に各々取り
付けられ、互いに連動して開閉制御されるシャッター
と、保持状態にある前記セルと前記光検出器の受光部と
の間に位置するセルホルダーを、セルから発せられる光
が充分に前記受光部に到達できる大きさに開口して成る
窓部と、光を透過し得る材質から成り、前記窓部を覆う
保護カバーと、前記セルがセルホルダー内に保持されて
いるか否かを検出するセル検出器と、前記セルホルダー
を、暗箱内の前記セル取出口直下位置と注入部取付口直
下位置との間で移動させる移動機構と、前記セルホルダ
ー内にセルが保持されていないことを前記セル検出器が
検出したときにセルへの注入動作を禁止する制御を行な
う制御部とを備えたことを特徴としている。

F.作用前記セルホルダーに保持されたセルは、注入されるべき
位置に移動機構によって移動される。セルがセルホルダ
ー内に保持されていないことをセル検出器が検出する
と、制御部はセルへの注入動作を禁止する制御を行な
う。このようなセル検出器および制御部の動作によって
セルがセルホルダー内に保持されていない状態で注入さ
れることが避けられる。

セル内に注入された定量対象物質および試薬はセルホル
ダーに設けられたヒーターによって所定温度に保たれ
る。またセル内部の熱の放出は窓部に設けられた保護カ
バーによって抑制される。このため試薬として酵素を用
いた酵素反応は最適な温度で行なわれる。またセル内に
注入される試薬量が変化してもセルから発せられる光は
窓部の保護カバーを介して充分に光検出器の受光部に到
達する。このため通常免疫分析で使用する液量の範囲内
で液量の多少に拘わらず測定が可能となる。

G.実施例 G₁．全体構成の説明以下、図面を参照しながら本考案の一実施例を説明す
る。第１図は本考案に係る定量分析装置の全体構成図で
あり、この図において１は例えば金属から成り、外光入
射を遮蔽した密閉構造の暗箱である。この暗箱１の上部
平面板1aには、該上部平面板1aを円形に貫通せしめた２
つの開口部（セル取出口2a,注入部取付口2b）が互いに
所定距離隔てて並設されている。上部平面板1aに設けら
れたセル取出口2a周縁には、円筒状の取付フランジ３
が、その一端を上部平面板1aより外側に突出させて固着
されている。取付フランジ３の内径は定量対象物質およ
び試薬が注入される容器、例えばセル４の直径より大き
くしておく。これによりセル４を暗箱１内へ導入したり
暗箱１から外部へ取り出したりできる。取付フランジ３
の端部には、セル取出口2aを覆うための開閉自在のセル
取出口シャッター５が冠着されている。このセル取出口
シャッター５は一般的に良く知られている、例えば複数
個重ね合わされた羽根板5aを滑動することによって開閉
できるものである。このセル取出口シャッター５を閉じ
ることによってセル取出口2aを通して暗箱１内へ入射す
る外光を遮蔽することができる。６は注入部取付口2bを
封止するための注入部フランジであり、その外周部の所
定位置はネジ止めにより上部平面板1aに固定されてい
る。注入部フランジ６には定量対象物質注入用のテフロ
ンチューブ7aと試薬注入用のテフロンチューブ7bが、各
一端を暗箱１内に突出するようにして嵌入されている。
テフロンチューブ7a,7bは取付ネジ8a,8bによって注入部
フランジ６に取り付けられている。テフロンチューブ7
a,7bの他端は自動分注装置（図示省略）に接続されてい
る。９は暗箱１内に収納されたセルホルダーである。こ
のセルホルダー９は、銅やアルミニウムのような熱伝導
性の優れた金属容器から成り、その上部平面板にはセル
４の直径よりも大きい直径の開口部9aが設けられるとと
もに、セル４内部へ注入された定量対象物質および液体
試薬の温度を一定に保つためのヒーターおよび温度セン
サー（図示省略）が内蔵されている。尚、前記温度を一
定に保つためのヒーターは例えば第２図の50に示すよう
に、セルホルダー９の内壁に設けられ、装置側面から制
御できるように構成されている。さらにセルホルダー９
には、該セルホルダー９内にセル４が存在するか否かを
検出するセル検出器が例えば第３図に示すように内蔵さ
れている。第３図においてセルホルダー９の内壁には、
セル４が接点に接触することによってオンしてセル４の
存在を検知できるマイクロスイッチ41が取り付けられて
いる。前記セル検出器は、第３図のような機械式接点を
有するマイクロスイッチ41に限らず、セル４に接触せず
にセル４の有無を検知できる光電スイッチや超音波スイ
ッチ等を用いても良い。尚マイクロスイッチ41の出力信
号は後述する位置判定器の判定信号とともに図示しない
制御部へ送出されたり、セル４の存在を知らしめる信号
として暗箱外部に設けた発光ダイオード（図示省略）に
送出されるものである。9bはセル４を垂直に支持するた
めの受皿である。セルホルダー９の一方の金属側面板の
中央部から下部にかけては、該金属側面板を例えば図示
形状に切り欠いて成る透過窓12が設けられている。この
透過窓12は定量対象物質および試薬がセル４内に注入さ
れたときに発生する光をセルホルダー９の外部へ通すた
めの窓であり、図示のようにセル４が受皿9b上に載置さ
れたときのセル４の底部位置よりも下側の位置まで開口
されているものである。このように透過窓12を形成する
ことにより、定量対象物質および試薬の量が微量であっ
ても、発生した光を充分にセルホルダー９の外部へ導出
し且つ後述する光電子増倍管13の受光面に到達せしめる
ことができる。透過窓12には、光の透過に影響しないよ
うな材質（例えばガラス，ポリエチレン，ポリスチレン
等）から成る保護カバー51が取り付けられている。この
保護カバー51は、透過窓12から熱の放出が起こる温度で
使用する場合に、その熱放出を防ぐように作用する。ま
た、保護カバー51としては第２図に示すように分光フィ
ルター51aを使用しても良い。このように分光フィルタ
ー51aを透過窓12に取り付ければ、セル内部で発生した
光の波長選択が可能となる。

10は断熱材、11は保温材を示している。13は前記透過窓
12の保護カバー51を通して入射される光を検出するため
の光電子増倍管である。この光電子増倍管13の受光面は
透過窓12に対向する側の側面板1bを切り欠いた切り欠き
部分に導入されて、取付フランジ14によって固着されて
いる。15は光電子増倍管13の受光面に入射される光を遮
蔽するための保護シャッターであり、一般的に良く知ら
れている例えば複数個重ね合わされた羽根板15aを滑動
することによって開閉自在に制御できる機構になってい
る。尚15bはシャッター取付フランジである。

G₂．移動機構の説明前記セルホルダー９は、本考案の側面構成図である第４
図に示す移動機構により、セル取出口2aの直下位置と注
入部取付口2bの直下位置（注入位置）との間を自在に移
動できるものである。尚、第４図は第１図のＡ−Ａ′断
面を示している。第４図においてセル取出口2aからも注
入部取付口2bからも同一距離隔てた位置の上部平面板1a
には回転シャフト16が垂直に貫入されている。上部平面
板1aの回転シャフト16の貫入部分には回転シャフト軸受
ハウジング17aが設けられ、該ハウジング17a内には回転
シャフトベアリング18aが回転シャフト16に当接するよ
うにして設けられている。暗箱１の上部平面板1aより外
側へ突出された回転シャフト16には、回転シャフト16を
回転させるためのハンドル19と回転シャフト16を固定す
るためのカム20が設けられている。回転シャフト16とカ
ム20は互いに螺合されており、カム20を例えば右に半回
転させたとき、カム20が回転シャフト軸受ハウジング17
aに圧接して回転シャフト16を締め付け固定せしめるよ
うに構成されている。回転シャフト16の下端は底面板1c
に埋め込み固設された回転シャフト軸受ハウジング17b
内の軸受に導入されるとともに、回転シャフト軸受ハウ
ジング17b内に設けた回転シャフトベアリング18bによっ
て回動自在に支持されている。回転シャフト16の下端支
持部分よりわずかに上側の回転シャフト16には、該シャ
フト16の半径方向に回転アーム21が取り付けられてい
る。回転アーム21の先端部分には後述する方法により円
筒形のローラー22が回動自在に取り付けられている。ロ
ーラー22の中心穴にはピン23の一端が嵌入されており、
該ピン23の他端はセルホルダースライド24に螺着されて
いる。セルホルダースライド24の内部には、水平に且つ
互いに平行に設けられたセルホルダースライドシャフト
25a,25bが貫入されている。セルホルダースライド24
は、セルホルダースライドシャフト25a,25bに当接する
面に設けたベアリング（図示省略）によって前記シャフ
ト25a,25bに沿って滑動できるように構成されている。
セルホルダースライド24の上端にはセルホルダー取付台
26が設けられており、セルホルダー取付台26にはセルホ
ルダー９が載置されている。前記セルホルダースライド
シャフト25a,25bは、セルホルダー９を第１図に示すセ
ル取出口2aの直下位置と注入部取付口2bの直下位置の間
で移動させるためのレールとして働く。セルホルダース
ライドシャフト25a,25bの両端はＬ字状のセルホルダー
スライド軸受29a,29bに嵌入されて固定されている。セ
ルホルダースライド軸受29a,29bはネジ止めにより底面
板1cに固定されている。尚第１図において回転シャフト
16の上部と回転アーム21の一部は説明の都合上切り欠い
て示している。セルホルダースライド軸受29a,29bの上
端には、セル４が注入されるべき位置に移動したか否か
を判定する位置判定器、例えばストッパー30a,30bが各
々設けられている。このストッパー30a,30bは内部に設
けられたスプリングにより伸縮自在に構成され、セルホ
ルダー９の底面板（又はセルホルダー９の底面板および
セルホルダー取付台26）に予め設けた穴（図示省略）に
ストッパー30a,30bが嵌合されることによってセルホル
ダー９の移動を停止せしめると同時に、該嵌合されたと
きに判定信号、例えばオン信号を発するものである。こ
の場合セルホルダー９内に保持されたセル４がセル取出
口2aの直下位置に停止できるような位置にストッパー30
a（およびセルホルダースライド軸受29a）を設けるもの
とする。また前記セル４が注入部取付口2bの直下位置に
停止できるような位置にストッパー30b（およびセルホ
ルダースライド軸受29b）を設けるものとする。このよ
うにすれば前記セルホルダー９の底面板に設けた穴（図
示省略）とストッパー30bが嵌合することにより、目視
できない暗箱１内でセル４が正確な注入位置にセットさ
れたことを判定できる。前記位置判定器（ストッパー30
a,30b）の判定信号は、前述したセル検出器（マイクロ
スイッチ41）の出力信号とともに制御部へ送出される。

G₃．制御部の説明ここで制御部は、例えば第５図のように構成されてい
る。第５図においてセルホルダー９内にセル４が導入さ
れるとマイクロスイッチ41の接点がオンする。そのとき
のマイクロスイッチ41のオン出力信号は暗箱外部に設け
られた制御部、例えばマイクロコンピュータ43に送出さ
れる。また、セルホルダー９の底面板に設けられた穴が
ストッパー30bに嵌合することにより、判定信号例えば
オン信号が発せられ、発光ダイオード42およびマイクロ
コンピュータ43に送出される。マイクロスイッチ41のオ
ン出力信号およびストッパー30bのオン出力信号がとも
にマイクロコンピュータ43に入力されると、該コンピュ
ータ43は暗箱外部に設けられたスタートスイッチ44に制
御信号を送出する。これによってスタートスイッチ44は
オン制御が可能な状態に制御される。そこでスタートス
イッチ44をオンせしめるとスタートスイッチ44はオン状
態となる。これによって自動分注器45が動作し、定量対
象物質および試薬がセル４へ注入される。セルホルダー
９にセル４が導入されていないときは、スタートスイッ
チ44を手動によりオンさせようとしてもマイクロコンピ
ュータ43から制御信号が供給されないので、スタートス
イッチ44はオン状態にならず自動分注器45は作動しな
い。また、スタートスイッチ44を用いずにマイクロコン
ピュータ43の出力信号によって自動分注器45のオン，オ
フを制御することもできる。このようにすればスタート
スイッチを操作する手間が省ける。

尚、暗箱内部に設けられたセル検出器41,ストッパー30b
と暗箱外部に設けられた発光ダイオード42,マイクロコ
ンピュータ43を電気的に結ぶ接続方法は、任意の手段例
えば暗箱１の金属板の所定箇所を貫通させて配線する
か、又は回転シャフト16の中心部分を空洞に構成してお
き該空洞部分を通して配線する等の手段を用いる。

尚、ストッパー30a,30bはセルホルダースライド軸受29
a,29bに各々一個ずつ設けているが、セルホルダー９の
形状に応じて２個以上設けても良い。また、ストッパー
30a,30b自身にあるいはストッパー30a,30bの取付位置付
近に、スイッチ又は位置検出センサーを設けるとともに
暗箱外部に表示器を設け、前記スイッチのオン信号又は
センサーの検出信号により表示器を表示させるようにし
ても良い。

G₄．移動状態の説明次に回転アーム21とローラー22の取付方法と、セルホル
ダースライド24をセルホルダースライドシャフト25a,25
bに沿って移動させる場合に回転アーム21とローラー22
がどのように作用するかを第６図とともに述べる。尚第
６図は第１図のＢ−Ｂ′断面を示しているが、説明の都
合上セル4,マイクロスイッチ41,受皿9b,セルホルダー９
の底面板、セルホルダースライド24は図示省略してい
る。回転アーム21の先端部分の内側は破線の如くＵ字形
状に切り欠かれ、該Ｕ字形切欠面にはローラー22が当接
するようにはめ込まれている。いま回転アーム21の先端
（Ｕ字形切欠部）を図示位置からセルホルダースライド
軸受29aの取付位置の方向へ移動させるように回転シャ
フト16を回転せしめたとする。するとローラー22上にピ
ン23を介して設けられたセルホルダースライド24（図示
省略）はセルホルダースライドシャフト25a,25bに沿っ
て直線的に平行移動する。このときローラー22は回転ア
ーム21の先端に設けたＵ字形切欠部に対して見かけ上次
のように動く。すなわち、ローラー22は、それ自身が回
転しつつＵ字形切欠部の先端→Ｕ字形切欠部の湾曲部分
→Ｕ字形切欠部の先端なる順序でＵ字形切欠面を滑動す
る。

G₅．動作説明次に上記のように構成された装置を用いて定量分析を行
なう場合の動作を述べる。まずハンドル19を操作し、回
転シャフト16および回転アーム21を回転せしめセル４が
収納されていない空のセルホルダー９をセル取出口2a側
へ移動させる。これによってセルホルダースライド24が
セルホルダースライド25a,25bに沿って直線的に平行移
動し、セルホルダー９の開口部9aがセル取出口2aの直下
位置まで移動するとストッパー30aがセルホルダー９の
底面に設けられた穴（図示省略）に嵌合するためセルホ
ルダー９は停止する。そこで人間の手又はピンセット等
の補助器具を用いてセル取出口2aからセルホルダー９内
の受皿9bへセル４を導入し保持させる。このときのマイ
クロスイッチ41のセル出力信号はマイクロコンピュータ
43に供給される。次にハンドル19を操作し、回転シャフ
ト16および回転アーム21を回転せしめセル４が収納され
たセルホルダー９を注入部取付口2b側へ移動させる。セ
ルホルダー９の開口部9aが注入部取付口2bの直下位置ま
で移動するとストッパー30bがセルホルダー９の底面に
設けられた穴（図示省略）に嵌合するためセルホルダー
９は停止する。すると暗箱外部に設けられた発光ダイオ
ード42が点灯する。これによって目視できない暗箱１の
セルホルダー９に保持されたセル４が正しい分注位置に
あることが確認できる。また、このときストッパー30b
から判定信号（オン信号）がマイクロコンピュータ43に
も供給される。このためマイクロコンピュータ43の入力
側には、マイクロスイッチ41のオン出力信号とストッパ
ー30bの判定信号（オン信号）とが供給されるので、マ
イクロコンピュータ43からスタートスイッチ44に制御信
号が送出される。このためスタートスイッチ44はオンで
きる状態に制御される。次にスタートスイッチ44をオン
することによって自動分注器45を動作させて、テフロン
チューブ7aから定量対象物質を、テフロンチューブ7bか
ら試薬を各々セル４へ注入せしめる。分注された定量対
象物質および試薬がセル４内で混合することにより発生
する光は、透過窓12の保護カバー51を通して光電子増倍
管13へ入射される。光電子増倍管13は入射された光の光
量を計測する。

ここで抗原又は抗体に直接発光試薬を標識する直接法に
おいて、酵素を試薬として用い、酵素反応を行なわせた
とする。この場合セルホルダー９にはヒーター50が例え
ば第２図のように設けられているので、セルホルダー９
内の温度は一定に保持される。しかもセルホルダー９の
透過窓12から熱の放出が起こる温度において使用する場
合であっても、該透過窓12に保護カバー51を設けている
ため、セル４の内部の熱の放出は最少限に抑えられる。
これによって使用する酵素の最適温度で酵素反応が行な
われる。

また、透過窓12は、セル４から発生する光が充分に光電
子増倍管13の受光面に到達できる大きさに形成されてお
り、且つ保護カバー51は光の透過に影響しない材質で構
成されているので、セル４内部へ注入するホルモンや蛋
白質等の検体液量および試薬量が微量であっても発生し
た光は充分に光電子増倍管13の受光面に到達する。この
ため通常免疫分析で使用する液量（数10マイクロリット
ルから数ミリリットル）の範囲で溶液量の多少に拘わら
ず精度の良い測定が可能となる。

さらに保護カバー51を第２図のように分光フィルター51
aで構成すれば発生する光の波長選択が可能になる。す
なわち、２種類以上の異なる物質が存在する系において
それぞれの物質を同時に測定したいとき、発生する光の
波長が異なる発光物質（ルミノール約430nm,ルシゲニン
約470nm,ルシフェリン約530nm等）を標識することによ
り区別して測定することが可能になる。

ここでセル４の導入が不完全であったり、セル４が注入
されるべき正確な位置（注入部取付口2bの真下）に移動
していないと、マイクロコンピュータ43からスタートス
イッチ44へ制御信号は出力されない。このためスタート
スイッチ44をオンしようとしてもオンすることができ
ず、自動分注器45は動作しない。これによって注入物質
がセル４以外の場合、例えばセルホルダー９や暗箱１の
底面板1cに落下することを防止できる。

また、セルホルダー９内のセル４を暗箱１の外部へ取り
出す場合も前記同様に回転アーム21を回転せしめてセル
４が収納されたセルホルダー９をセル取出口2a側へ移動
させる。このときセルホルダー９の開口部9aがセル取出
口2aの直下位置まで移動して、ストッパー30aがセルホ
ルダー９の底面に設けられた穴（図示省略）に嵌合する
ことによってセルホルダー９は停止する。そこで人間の
手又はピンセット等の補助器具を用いてセル４をセルホ
ルダー９からセル取出口2aの外側へ取り出す。

尚、マイクロコンピュータ43からスタートスイッチ44に
供給される制御信号によって、暗箱外部に設けた表示器
を点灯させることも可能である。このようにすれば目視
できない暗箱１内でセル４が正確な注入位置にセットさ
れたことを容易に確認できる。

上記のように実施例によれば回転アーム21の先端にＵ字
形切欠部を設けてローラー22を滑動できるようにしたの
で、回転アーム21の回転力を利用してセルホルダー９を
直線的に平行移動させることができる。また、セル取出
口2aおよび光電子増倍管13の受光面に開閉自在のシャッ
ター5,15を設けたので、計測時の外光入射を遮蔽するこ
とができる。

尚、セル取出口シャッター５および保護シャッター15は
任意に開閉制御されるものであり、例えばセル４の取り
出し、取り入れ時はセル取出口シャッター５を開けると
ともに保護シャッター15を閉じ、セル取出口シャッター
５が閉じられているときであって且つセル４へ注入を行
なうときに保護シャッター15を開けるように制御され
る。

また、前記暗箱の材質，形状は実施例に限定されるもの
ではなく、外光入射を遮蔽できる構造であれば良い。

H.考案の効果以上のように本考案によれば次のような効果が得られ
る。すなわち、（１）セルホルダーにヒーターを設けたので、セル内
の定量対象物質および試薬を一定温度に保つことができ
る。しかも窓部に保護カバーを設けたのでセルホルダー
外部へ熱が放出されるのを抑制することができる。この
ため試薬として酵素を用いた酵素反応は最適な温度で行
なわれる。これによって酵素反応の効率が向上する。

（２）セルホルダーに、セルから発せられる光が充分
に光検出器の受光部に到達できる大きさの窓部を設ける
とともに、光の透過を妨げない材質の保護カバーを設け
たので、定量対象物質および試薬の量が微量であって
も、化学反応により発生する光の検出を精度良く確実に
行なうことができる。

（３）保護カバーとして分光フィルターを使用すれば
複数の異なる物質を区別して測定することができる。

（４）定量対象物質および試薬の混合により発生する
光を検出して定量分析を行なう場合、外光入射による誤
検出を防ぐことができるとともに、微弱な光でも正確な
検出が可能となり、定量分析の精度が著しく向上する。

（５）目視することのできない暗箱内において、セル
がセルホルダーに保持されているか否かを確認すること
ができる。

（６）セルがセルホルダー内に保持されていないとき
に誤って注入が行なわれることを防止することができ
る。このためセル以外の箇所に注入物質が落下すること
はない。これによってセルホルダーや暗箱を構成する材
料、例えば金属が注入物質によって腐食してしまうのを
防止できる。

（７）目視することのできない暗箱内において、セル
の位置決めから注入動作までの一連の操作を自動化でき
る。このため注入と同時に計測を開始することが可能と
なり、これによって試薬混合直後の初期発光量を正確に
検出することができる。

（８）暗箱内でセルを注入されるべき正確な位置にセ
ットすることができる。このためセルをセットしたとき
の注入部，セル間の距離および位置は不変となり、定量
対象物質と試薬の混合時刻および撹拌力を一定にするこ
とができる。これによって前記混合時刻のばらつきによ
る発光量計測値のばらつきをなくすことができる。

（９）前記第（８）項の理由により、セルをセットし
たときの注入部，セル間の距離および位置が不変となる
ので、注入物質の落下状態を一定にすることができる。
これによってセルへの注入量及び撹拌力を一定にするこ
とができ、注入量のばらつきによる発光量計測値のばら
つきをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はともに本考案の一実施例を示し、第１
図は全体構成図、第２図は要部構成図、第３図はセル検
出器の構成図、第４図は側面構成図、第５図は制御部の
ブロック図、第６図は平面構成図であり、第７図は免疫
分析法の手順を示す説明図、第８図は発光パターンの一
例を示す特性図である。１……暗箱、４……セル、7a,7b……テフロンチュー
ブ、９……セルホルダー、12……透過窓、13……光電子
増倍管、16……回転シャフト、19……ハンドル、21……
回転アーム、22……ローラー、25a,25b……セルホルダ
ースライドシャフト、30a,30b……ストッパー、41……
マイクロスイッチ、42……発光ダイオード、43……マイ
クロコンピュータ、44……スタートスイッチ、45……自
動分注器、50……ヒーター、51……保護カバー、51a…
…分光フィルター。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】定量対象物質および試薬の混合により発生
する光を検出して定量分析を行う定量分析装置におい
て、セル取出口および注入部取付口を有し、外光入射を遮蔽
した密閉構造の暗箱と、この暗箱内に収納されるとともに、熱伝導性に優れた材
質で構成され、定量対象物質および試薬が注入されるセ
ルを保持するセルホルダーと、このセルホルダーに設けられ、該ホルダーの温度を所定
温度に保つヒーターと、受光部が前記暗箱に機密に導入され、前記セル内に混合
された定量対象物質および試薬が化学反応して発生する
光を検出する光検出器と、前記光検出器の受光部および前記セル取出口に各々取り
付けられ、互いに連動して開閉制御されるシャッター
と、保持状態にある前記セルと前記光検出器の受光部との間
に位置するセルホルダーを、セルから発せられる光が充
分に前記受光部に到達できる大きさに開口して成る窓部
と、光を透過し得る材質から成り、前記窓部を覆う保護カバ
ーと、前記セルがセルホルダー内に保持されているか否かを検
出するセル検出器と、前記セルホルダーを、暗箱内の前記セル取出口直下位置
と注入部取付口直下位置との間で移動させる移動機構
と、前記セルホルダー内にセルが保持されていないことを前
記セル検出器が検出したときにセルへの注入動作を禁止
する制御を行なう制御部とを備えたことを特徴とする定
量分析装置。
【請求項２】前記保護カバーは分光フィルターから成る
ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
された定量分析装置。