JPH0718873B2 - 洗浄液給・排水用ノズル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、免疫反応等の生化学反応装置に好適に使用さ
れる反応室内の洗浄用の洗浄液給・排水系に用いられる
洗浄液排出用ノズル装置に関するものである。

（発明の背景） 従来より、生化学反応装置においては、所定の反応を反
応室（セル）を提供する容器内で行なわせ、この反応室
内を洗浄した後所定の光学的あるいはその他の方法によ
る測定を行なう方式のものが多い。例えば、酵素免疫反
応装置の一つとして知られる競争法あるいはサンドイッ
チ法にあっては、抗原抗体反応を反応室内にて行なわ
せ、この抗原抗体反応複合物に結合したコンジュゲート
に標識された酵素によって基質に与えられる変化を光学
的に検出する等の方式のものが知られているが、この方
式では前記基質注入前の反応室内に標識された抗原抗体
反応複合物に結合したコンジュゲートのみを残すため
に、抗原抗体反応複合物に結合したコンジュゲートは反
応室内に固定し、他方、抗原抗体反応複合物に非結合の
コンジュゲートは洗浄によって洗い流すことが必要であ
る。抗原抗体反応複合物に結合したコンジュゲートを反
応室内に残すには、通常、前記抗原抗体反応複合物を形
成する一方の抗原あるいは抗体を、反応室内の不溶性担
体（例えば反応室を提供する容器の内壁面，反応室内に
填加される粒状物等）に予め固定的に担持させておくの
が普通である。

ところで、前記した不溶性担体として粒状物（以下ビー
ズと称する）を用いている場合の装置においては、洗浄
の際に、反応室に対して給水，排水される洗浄液の流れ
により該ビーズが共に流されることがないようにするこ
とと、該ビーズに結合担持されている抗原抗体複合物に
対して悪影響を及ぼすことのないようにすることが必要
とされる。

（発明の目的） 本発明は、以上の観点からなされたものであり、その目
的は、前記ビーズを填加した反応室提供の容器に対し、
洗浄液の給水・排水をビースの容器外への流れ出しを生
ずることなく、かつビーズの表面に結合担持されている
抗原抗体複合物を剥離する等の悪影響を生ずることのな
い洗浄液給・排水用ノズル装置を提供するところにあ
る。また別の目的は、反応室提供の容器のスミあるいは
ビーズの影に洗浄液を残すことのない洗浄液給・排水用
ノズル装置を提供するところにある。

（発明の概要） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる洗浄液給・排水用ノズル装置の特徴は、粒状固形物
を充填している容器内部を洗浄するために用いられる洗
浄液給・排水用のノズル装置であって、前記容器の内部
に対し相対的な出入移動可能に設けられ、かつ該容器に
対向する先端が開口した軸芯穴を有する外管と、この外
管の前記先端に前記軸芯穴と同芯でかつ細径の貫通軸芯
穴を有して固着され、前記容器内部に嵌挿可能に形成さ
れたノズル先端部としての先端平面形状をなす多孔質フ
ィルターと、これら外管および多孔質フィルターの軸芯
穴を通し該多孔質フィルターの先端開口位置まで至るよ
うに内装されて、前記多孔質フィルターとは実質的に隙
間なく嵌合し、かつ外管の貫通穴とは径方向に遊嵌する
内管とを備え、前記内管が前記多孔質フィルターを介す
ることなく洗浄液を容器内に給水する給水路を構成する
と共に、内管と外管の遊隙隙間が前記多孔質フィルター
を介して洗浄液を吸引排水する排水路を構成し、更に前
記多孔質フィルターは実質的に剛性体か又は内管より硬
質の弾性体にて形成した構成をなすところにある。

本発明において用いられる前記構成のノズル装置は、上
述の如く内管と外管とによって二重構造をなしており、
内管内部を通しての洗浄液の給水と、外管内部（内管と
外管の隙間）を通しての使用済み洗浄液の排水とを行な
う。

そして外管の排水開口をなす部分には先端平面形状の多
孔質フィルターが固着されていることで、排水時の吸引
力で容器内のビーズが排水径路内に入り込むことを防止
し、また先端面を平面とすることで接触するビーズに対
しての面圧を部分的に大きくする不具合を防止してい
る。つまり多孔質フィルターは、前記ビーズに対して角
部が当るようなことのない形状のものとすればよいので
ある。

また多孔質フィルターの外径を容器底部内径の50％〜90
％に設定することが好ましく、その結果として、容器の
スミあるいはビーズの影にある洗浄液を概ね完全に排出
することができるのである。

本発明において用いられる外管，内管，多孔質フィルタ
ーは、使用される洗浄液あるいは反応液等に対して化学
的に安定で、また前記した免疫反応等の生化学反応に対
して測定誤差に影響するような物質を溶出しない化学的
に不活性な材質のものが選択されて使用される。

また内管は洗浄液の容器内部への充分な供給のために、
前記多孔質フィルターの貫通穴の先端面の開口位置まで
至る（面を一にするか、あるいは内管が極くわずかだけ
多孔質フィルターよりも内に入る状態）ように内奏され
ていることが必要である。内装先端の位置が多孔質フィ
ルターの先端面の位置まで至っていない場合には、洗浄
液が容器内部に実質的に吐出しないで多孔質フィルター
から排水される難がある。同様の問題から内管は多孔質
フィルターの貫通穴に対して実質的に隙間なく嵌合され
ることが好ましいが、これは給水時の圧力によって内管
が多孔質フィルターの貫通穴に密嵌状態となる形式のも
のであってもよい。

また前記多孔質フィルターは、その先端面まで至るよう
に内装されている内管との関係において、内管の先端形
状をキズつけることがないようにするため、実質的に剛
性体か又は内管より硬質の弾性体にて形成される。

以上のような条件を満足する内管，外管，多孔質フィル
ターとして具体的に使用されるものとしてこれを例示す
れば、例えば外管，内管としては金属（特にステンレ
ス），ベークライト、テフロン等のプラスチック材料が
好ましく選択される。多孔質フィルターとしては、例え
ば焼結金属，プラスチック，ガラス，セラミック等のフ
ィルターが好ましく選択される。

多孔質フィルターが焼結金属，ガラス，セラミックある
いは硬質プラスチック等の実質的に剛性体である場合
は、これに組合せて使用される前記内管は剛性体あるい
は弾性体のいずれとしてもよい。また多孔質フィルター
が軟質プラスチック（例えばポリエチレン）の弾性体で
ある場合は、前記内管は該多孔質フィルターより軟質の
例えばタイゴン等の弾性体が使用される。

多孔質フィルターのポーラスの穴径は洗浄対象とするビ
ーズが入り込むことがない程度の大きさのものであれば
よいが、一般的には50〜100μｍ程度の穴径のものが使
用される場合が多い。

本発明装置が使用される対象としては、一つのあるいは
複数の反応室を有する容器の該反応室の内にビーズを填
加した免疫反応測定装置等の生化学反応装置が代表的に
挙げられ、その反応工程上の装置名称として言えば、洗
浄装置、B/F分離装置等として好ましく使用される。

（発明の実施例） 以下本発明を酵素免疫反応測定装置に適用した図面に示
す実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例である２組式の
ノズル装置を示したものであり、これら２組一対をなす
各ノズル装置は、共通のノズル支持架台１によって支持
されて相互に干渉し合わない回り止めがされている他
は、両者全く共通の構造をなしているものである。

本例の前記ノズル支持架台１は、不図示の上下動機構に
より所定範囲において上下動可能に設けられていて、後
述するように反応容器40に対してノズル下端を該容器内
部に出入可能とされている。

２は前記ノズル支持架台１に固定された両端開放円筒状
のノズル支持スリーブであり、その内部は段付形に形成
されていて、その内筒大径部2aは緩衝用スプリング６の
収容部をなしている。また内筒小径部2bおよび前記内筒
大径部2aは、後述する3,4,5からなるノズル外管の一部
を上下方向移動可能に滑合支持するためのノズル外管滑
合ガイド部をなしている。

本例におけるノズル装置は、前述のように3,4,5からな
るノズル外管と、該ノズル外管の下端に固着された多孔
質フィルター７と、これらノズル外管および多孔質フィ
ルター７の軸芯穴を通して内装されたノズル内管８を含
むユニットとして構成されており、以下これらについて
順次説明する。

まずノズル外管について説明すると、本例のノズル外管
は、前述の如く３部材の一体化物として、前記ノズル支
持架台１により上下動可能に支持されるノズルの構造部
分をなすと共に、その軸芯部に貫通穴が形成されること
で洗浄液排水路を提供する外管として構成されている。

このノズル外管の第１部３は、ベークライトで形成され
ているノズル外管の下端部をなしていて、その軸芯穴3a
は上下方向に貫通され、下端には段付開口としてのフィ
ルター圧入嵌合部3cが形成され、また上端には後記第２
部との固着螺子結合用の雌螺子部3bが設けられている。

ノズル外管の第２部４は、ステンレス製のもので形成さ
れているノズル外管の中間部をなしていて、その軸芯穴
4aは上下方向に貫通され、下端には前記第１部との固着
螺子結合用の雄螺子部4bが設けられ、また上端には後記
第３部との固着螺子結合用の雄螺子部4cが設けられてい
る。そしてこの第２部は前述の如くノズル支持スリーブ
２によって上下動可能に支持されている。

ノズル外管の第３部５は、ステンレス製のもので形成さ
れているノズル外管の上端部をなしていて、その軸芯穴
5aは上下方向に貫通され、下端には前記第２部との固着
螺子結合用の雄螺子部5bが設けられている。またこの第
３部の下面は前記ノズル支持スリーブ２の上面に当るよ
うに形成されていて、ノズル外管の下動を限界を定める
ストッパ面5cをなしている。更にこの第３部５には、ノ
ズル外管内部の洗浄液排水路30を外部の洗浄液排水管11
に接続するための接続部、および後記内管内部の洗浄液
給水路20を外部の洗浄液給水管９に接続する接続部がそ
れぞれ設けられている。この前者の接続部は、外部から
の洗浄液排水管11の先端フランジを固定ボルト12で液密
的に固着することで構成されている。また後者の接続部
は、外部からの洗浄液給水管９の先端フランジおよび内
管８の上端フランジを接合させて固定ボルト10で液密的
に固着することで構成されている。

また本例の該ノズル外管第３部５は、ノズル支持架台１
の上部回り止め部1aの凹部1bに第２図の如く一部入り込
み、固定ボルト12がこの上部回り止め部1aに当ることで
隣接するノズル装置同志の干渉を生じないようにされて
いる。

なお以上の構成のノズル外管は、前述のようにノズル支
持スリーブ内部に収容している緩衝スプリング６により
下方へのバネ力が付勢されていて、したがって通常は前
記第３部５のストッパ面5cが該ノズル支持スリーブ２の
上端面に係合した状態に静止されており、これがノズル
の初期位置となる。

この状態でノズル支持架台１が不図示の機構によって下
動されると、ノズルは図示姿勢を維持したまま下動し、
ノズル下端が固定物に当る時に前記ノズル支持架台１の
下動を停止させることで該ノズルを所定下動停止位置に
移行静止させることができることとなる。しかし実際に
はそのようなノズル支持架台１の下動停止を精度よく与
えることが難かしく、本例においてはこのような難を前
記緩衝スプリング６を用いた構成によって解消するよう
にしているのである。つまりノズルの構造部分（本例で
はノズル外管）を上下動可能に設けておくと共に、下方
からの突き上げが該ノズル構造部分に作用した場合に
は、この突き上げの作用を緩衝スプリング６により緩
和，解消させることで衝撃的なショックによる装置の損
傷等に不具合をなくすようにしているのである。

また上述の如く本例においてはノズル外管の第１部をベ
ークライトで形成し、他方第２部、第３部は反応容器と
は直接接触することがなく、かつ洗浄液の排水路に接す
るのみであるから、ステンレス材料にて形成することが
でき、構成材料の化学的安定性，強度上の要求を都合よ
く選択できるという特徴も得られる。

次に本例における多孔質フィルターにつき説明する。

本例の多孔質フィルター７は、前記外管第１部３の下端
に圧入により固着された円柱状の形状をなしていて、そ
の軸芯には貫通穴7aが形成されている。また該多孔質フ
ィルター７の先端面7bは底部内径が例えば8mmφである
反応容器40に嵌挿可能に形成された6mmφの円形の平面
を呈し、これに接触する対象にキズをつけることがない
ようにされている。また同様の目的から先端面7bの縁は
面とり処理を施すことが好ましい。7cは外管第１部３へ
の段付圧入部を示している。

本例の多孔質フィルターにおける前記貫通穴7aは、後記
するノズル内管が実質的に嵌合する程度の内径を有する
ものとして与えられるが、その内径は、通常1.0〜2.0mm
程度とされる場合が多い。

本例の多孔質フィルターは、反応容器40の内部に存在す
る反応液，抗原抗体複合物，コンジュゲート，洗浄液等
々に対し化学的に安定であって、かつ実質的に剛性体で
あるガラス焼結体によって形成され、その細孔径は、反
応容器内に存在するビーズ41を吸込むことがない程度の
大きさであればよいが、本例では100μｍ程度とされて
いる。

本例におけるノズル内管６は、PTFE（ポリテトラフルオ
ロエチレン）製のもとして形成され、その先端8aは前記
多孔質フィルター７の貫通穴7aを通して下端7bに至るよ
うに内装されていると共に、外管3,4,5に対しては径方
向に関して所定の隙間を有するように遊嵌され、上端に
おいて前記外部洗浄液給水管９と接続されている。内管
の内部は洗浄液の給水路20を提供し、外管と内管の隙間
は洗浄液の排水路30を提供することは既に述べた通りで
あるが、これらの各径寸法は適用する装置において必要
とする洗浄液の量に応じて選択して設計すればよい。

以上のような構成のノズル装置によって、ノズル支持架
台１を上方に固定した状態で内管内部の給水路20から洗
浄液の給水を行い、次にノズル支持架台１を前述の如く
下動させ、ノズル下端の多孔質フィルター７を容器40内
に挿入させ、ビーズ41を柔らかく押しつけながら多孔質
フィルター７を通し排水路30から洗浄液を排水すること
で洗浄を行なうことができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明よりなる洗浄液給・排水用ノ
ズル装置は、ビーズを填加した反応室提供の容器に対し
洗浄液の給水・排水をビーズの容器外への流れ出しを生
ずることなく、かつビーズの表面に結合担持されている
抗原抗体複合物を剥離する等の悪影響を生ずることなく
洗浄液を給・排水することができ、その効果は大なるも
のがある。

さらにまた、本発明よりなる洗浄液給・排水用ノズル装
置は、反応室提供の容器のスミあるいはビーズの影に洗
浄液を残すことがない洗浄液給・排水用ノズル装置を提
供し、その効果は大なるものがある。

また、多孔質フィルターの先端まで内管が延設されてい
て、多孔質フィルターを介することなしに洗浄液を容器
内に直接給水することで良好な洗浄を行なうことができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる洗浄液給・排水用ノズル装
置の構成概要一例を示す一部断面を含む正面図、第２図
は同平面図、第３図（ａ）〜（ｃ）はノズル装置のノズ
ル外管第１部の構造を説明するための図である。 1:ノズル支持架台、1a:上部回り止め部 2:ノズル支持スリーブ 2a:内筒大径部（スプリング収容部） 2b:内筒小径部 3:ノズル外管（第１部） 3a:軸芯穴、3b:雌螺子部 3c:フィルター圧入嵌合部 4:ノズル外管（第２部） 4a:軸芯穴、4b:雄螺子部 4c:雄螺子部 5:ノズル外管（第３部） 5a:軸芯穴、5b:雌螺子部 5c:ストッパ面、5d:雌螺子部 5e:雌螺子部 6:緩衝用スプリング 7:多孔質フィルター 7a:貫通穴、7b:先端面 7c:段付圧入部 8:ノズル内管、8a:先端 8b:後端フランジ 9:洗浄液給水管、9a:接続フランジ 10:洗浄液給水管固定ボルト 11:洗浄液排水管、11a:接続フランジ 12:洗浄液排水管固定ボルト 20:内管内部給水路（給水路） 21:外部給水路（給水路） 30:外管内部排水路（排水路） 31:外部排水路（排水路） 40:容器、41:ビーズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】抗原抗体反応複合物を表面に結合した不溶
   性担体の粒状物が存在する容器内部を洗浄するために用
   いられる洗浄液給・排水用のノズル装置であって、前記
   容器の内部に対し相対的な出入移動可能に設けられ、か
   つ該容器に対向する先端が開口した軸芯穴を有する外管
   と、この外管の前記先端に前記軸芯穴と同芯でかつ細径
   の貫通軸芯穴を有して固着され、かつ前記容器内部に嵌
   挿可能に形成されたノズル先端部としての先端平面形状
   をなす多孔質フィルターと、これら外管および多孔質フ
   ィルターの軸芯穴を通し該多孔質フィルターの先端開口
   位置まで至るように内装されて、前記多孔質フィルター
   とは実質的に隙間なく嵌合し、かつ外管の貫通穴とは径
   方向に遊嵌する内管とを備え、前記内管が前記多孔質フ
   ィルターを介することなく洗浄液を容器内に給水する給
   水路を構成すると共に、内管と外管の遊隙隙間が前記多
   孔質フィルターを介して洗浄液を吸引排水する排水路を
   構成し、更に前記多孔質フィルターは実質的に剛性体か
   又は内管より硬質の弾性体にて形成したことを特徴とす
   る洗浄液排出用ノズル装置。